特許 7146170 便座装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-26

(45)【発行日】2022-10-04

(54)【発明の名称】便座装置

(51)【国際特許分類】

   A47K 13/30 20060101AFI20220927BHJP

   G01V 3/08 20060101ALI20220927BHJP

【ＦＩ】

A47K13/30 A

G01V3/08 D

A47K13/30 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018207423

(22)【出願日】2018-11-02

(65)【公開番号】P2020069321

(43)【公開日】2020-05-07

【審査請求日】2021-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000010087

【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(72)【発明者】

【氏名】東田 まどか

(72)【発明者】

【氏名】松田 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】金子 義行

【審査官】秋山 斉昭

(56)【参考文献】

【文献】特開平６－４６９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－６５２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１１７９４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１０９４５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｋ １３／２４－１３／３０

Ｇ０１Ｖ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、
前記内部空間に設けられ、外部からの交流電圧の印加により、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、
前記内表面に設けられ、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させる導電性の熱拡散部と、
前記熱拡散部と電気的に接続され、前記熱拡散部の静電容量の変化によって前記便座への着座を検出する検出回路と、
前記検出回路による着座の検出を制御するとともに、前記検出回路の検出結果に基づいて前記便座に着座しているか否かを判定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、所定の周期で前記検出回路に前記着座の検出を行わせるとともに、前記検出回路による前記着座の検出の開始のタイミングを前記交流電圧の周期と同期させることを特徴とする便座装置。

【請求項2】

前記検出回路は、
前記熱拡散部の静電容量に電荷を蓄積させる第１状態と、前記熱拡散部の静電容量に蓄積された電荷を出力させる第２状態と、を交互に切り替える切替スイッチと、
前記第２状態において前記切替スイッチから出力された前記電荷を積分し、積分値を出力する積分回路と、
を有し、
前記制御部は、前記切替スイッチの前記第１状態と前記第２状態との切り替えを制御し、前記積分値を前記検出結果として取得するとともに、前記積分値を取得した後に前記積分値をリセットすることにより、前記所定の周期で前記検出回路に前記着座の検出を行わせ、前記積分回路による積分の開始のタイミングを前記交流電圧の周期と同期させることを特徴とする請求項１記載の便座装置。

【請求項3】

前記検出回路は、前記熱拡散部と前記積分回路との間に設けられた保護抵抗をさらに有し、
前記保護抵抗の抵抗値は、１ｋΩ以上１０ｋΩ以下であることを特徴とする請求項２記載の便座装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記着座の検出を行わせる前記所定の周期を、１／１０秒、１／５秒、１／２秒、１秒のいずれかとすることを特徴とする請求項２又は３に記載の便座装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の態様は、一般的に、便座装置に関する。

【背景技術】

【0002】

中空状の便座の内部にヒータを設け、便座の着座面を暖められるようにした便座装置が知られている。こうした便座装置では、使用者などの便座への着座を検出する着座センサを設けることが行われている。例えば、着座センサが着座を検出していない状態においては、便座の温度を設定温度よりも低くしておき、着座の検出に応じて設定温度まで暖める。これにより、便座装置の消費電力を抑えることができる。

【0003】

着座センサには、スイッチ式や静電容量式などがある。スイッチ式の着座センサは、便座の回転軸部分を上下方向に移動可能とし、着座による回転軸部分の下方への移動をスイッチで検出することにより、便座への着座を検出する。静電容量式の着座センサは、便座に導電性の検出電極を設け、人体が着座すると検出電極の静電容量が大きくなることを利用して着座を検出する。このため、静電容量式の着座センサでは、便座を上下に移動させる必要がなく、スイッチ式の着座センサを用いた場合と比べて、便座装置を薄型化し易くすることができる。

【0004】

静電容量式の着座センサにおいて、例えば、特許文献１などのように、検出電極の面積を小さくしてしまうと、人の座り方や体格などのばらつきにより、検出電極に人体が触れない可能性があり、着座を適切に検出できない場合がある。

【0005】

例えば、特許文献２では、ヒータの熱を拡散する熱拡散部を検出電極とし、検出電極と大地との間の静電容量の変化によって着座を検出している。熱拡散部は、便座の着座面のほぼ全体に対応して設けられる。このため、熱拡散部を検出電極として利用する方法では、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制することができる。

【0006】

しかしながら、熱拡散部は、ヒータと近接して設けられるため、熱拡散部を検出電極として用いると、検出電極がヒータと容量結合してしまう。ヒータは、消費電力が比較的大きいため、ヒータには、商用電源などから供給された交流電圧が直接的に印加される。このため、交流電圧の電圧変動にともなって検出電極の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまう可能性がある。例えば、人が着座していないにも関わらず、着座を誤検出してしまう可能性がある。

【0007】

このため、便座装置では、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制し、かつ誤検出を抑制できるようにすることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平６－１３８２４６号公報

【文献】特開平５－１９６７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制し、かつ誤検出を抑制できる便座装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１の発明は、内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、前記内部空間に設けられ、外部からの交流電圧の印加により、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、前記内表面に設けられ、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させる導電性の熱拡散部と、前記熱拡散部と電気的に接続され、前記熱拡散部の静電容量の変化によって前記便座への着座を検出する検出回路と、前記検出回路による着座の検出を制御するとともに、前記検出回路の検出結果に基づいて前記便座に着座しているか否かを判定する制御部と、を備え、前記制御部は、所定の周期で前記検出回路に前記着座の検出を行わせるとともに、前記検出回路による前記着座の検出の開始のタイミングを前記交流電圧の周期と同期させることを特徴とする便座装置である。

【0011】

この便座装置によれば、熱拡散部を検出電極とし、熱拡散部の静電容量の変化によって便座への着座を検出することにより、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制することができる。また、検出回路による着座の検出の開始のタイミングを交流電圧の周期と同期させることにより、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部（検出電極）の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまうことを抑制することができる。例えば、着座の検出の開始のタイミングを交流電圧の周期と同期させることにより、交流電圧の電圧変動の影響を所定の周期の検出毎に実質的に一定とすることができ、人体と熱拡散部との間の静電容量の変化分のみを高精度に検出することができる。これにより、人が着座していないにも関わらず、着座を誤検出してしまうことを抑制することができる。従って、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制し、かつ誤検出を抑制できる便座装置を提供することができる。

【0012】

第２の発明は、第１の発明において、前記検出回路は、前記熱拡散部の静電容量に電荷を蓄積させる第１状態と、前記熱拡散部の静電容量に蓄積された電荷を出力させる第２状態と、を交互に切り替える切替スイッチと、前記第２状態において前記切替スイッチから出力された前記電荷を積分し、積分値を出力する積分回路と、を有し、前記制御部は、前記切替スイッチの前記第１状態と前記第２状態との切り替えを制御し、前記積分値を前記検出結果として取得するとともに、前記積分値を取得した後に前記積分値をリセットすることにより、前記所定の周期で前記検出回路に前記着座の検出を行わせ、前記積分回路による積分の開始のタイミングを前記交流電圧の周期と同期させることを特徴とする便座装置である。

【0013】

この便座装置によれば、積分回路による積分の開始のタイミングを交流電圧の周期と同期させることにより、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまうことを、より確実に抑制することができる。

【0014】

第３の発明は、第２の発明において、前記検出回路は、前記熱拡散部と前記積分回路との間に設けられた保護抵抗をさらに有し、前記保護抵抗の抵抗値は、１ｋΩ以上１０ｋΩ以下であることを特徴とする便座装置である。

【0015】

この便座装置によれば、保護抵抗の抵抗値を１ｋΩ以上１０ｋΩ以下とすることにより、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部の電位が大きく変化してしまうことを抑制することができる。

【0016】

第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記制御部は、前記着座の検出を行わせる前記所定の周期を、１／１０秒、１／５秒、１／２秒、１秒のいずれかとする。すなわち、センシング周波数を交流電圧の５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの周波数の公約数の周波数である１０Ｈｚ、５Ｈｚ、２Ｈｚ、１Ｈｚで実施することを特徴とする便座装置である。

【0017】

この便座装置によれば、切替スイッチの第１状態と第２状態とを交流電圧の５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの周波数の公約数の周波数の１周期内で数百～数千回で切り替える。これにより、切替スイッチの第１状態と第２状態との切り替えの周波数を、交流電圧の周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合とで変えなければならなくなってしまうことを抑制することができる。従って、交流電圧の周波数が５０Ｈｚの場合でも６０Ｈｚの場合でも、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまうことを、より確実に抑制することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の態様によれば、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制し、かつ誤検出を抑制できる便座装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。

【図2】実施形態に係る便座の一部を模式的に表す断面図である。

【図3】実施形態にかかる加熱部を模式的に表す平面図である。

【図4】実施形態にかかる加熱部の一部を模式的に表す部分断面図である。

【図5】実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。

【図6】実施形態にかかる検出回路を模式的に表すブロック図である。

【図7】実施形態にかかる便座装置の動作を模式的に表すグラフである。

【図8】便座装置の参考の動作を模式的に表すグラフである。

【図9】実施形態にかかる便座装置の動作を模式的に表すグラフである。

【図10】実施形態にかかる便座装置の動作を模式的に表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。 図１に表したように、トイレ装置２は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）４と、その上に設けられた便座装置１０と、を備える。便座装置１０は、本体部１２と、便座１４と、便蓋１６と、を有する。

【0021】

以下の実施形態の説明では、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「右側方」、及び「左側方」を用いるが、これらの方向は、図１に表すように、便座１４に座った使用者から見た方向である。

【0022】

便器４は、下方に向けて窪んだボウル部４ａを有する。便器４は、ボウル部４ａにおいて使用者の尿や便などの排泄物を受ける。便座装置１０の本体部１２は、便器４のボウル部４ａよりも後方の上部に設けられる。本体部１２は、便座１４及び便蓋１６を開閉可能に軸支している。

【0023】

便座１４は、開口部１４ａを有する。便座１４は、ボウル部４ａの外縁を囲むように便器４の上に設けられ、開口部１４ａを介してボウル部４ａを露呈させる。これにより、使用者は、便座１４に座った状態でボウル部４ａに排泄を行うことができる。この例では、貫通孔状の開口部１４ａが形成された、いわゆるＯ型の便座１４を示している。便座１４は、Ｏ型に限ることなく、Ｕ字型などでもよい。

【0024】

便座装置１０は、便座１４の着座面を暖める便座１４の暖房機能を有する。また、便座装置１０は、便座１４に座った使用者の「おしり」などの局部を洗浄する衛生洗浄機能を有する。便座装置１０は、換言すれば、衛生洗浄装置である。但し、便座装置１０は、必ずしも衛生洗浄機能を有しなくてもよい。便座装置１０は、少なくとも便座１４の暖房機能を有していればよい。換言すれば、便座装置１０は、暖房便座装置でもよい。

【0025】

便座装置１０は、人体局部の洗浄を行うためのノズル２０を有する。ノズル２０は、本体部１２に設けられ、本体部１２内に収納された位置と、本体部１２からボウル部４ａ内に進出した位置と、に進退移動する。なお、図１では、ノズル２０がボウル部４ａ内に進出した状態を表している。

【0026】

本体部１２は、リモコンなどの操作部６と通信可能に構成されている。本体部１２と操作部６との間の通信は、有線通信でもよいし、無線通信でもよい。本体部１２は、例えば、操作部６からの操作指示の入力に応じてノズル２０をボウル部４ａ内に進出させる。

【0027】

ノズル２０は、人体局部に向けて水を吐出し、人体局部の洗浄を行う。ノズル２０の先端部には、ビデ洗浄吐水口２０ａ及びおしり洗浄吐水口２０ｂが設けられている。ノズル２０は、その先端に設けられたビデ洗浄吐水口２０ａから水を噴射して、便座１４に座った女性の女性局部を洗浄することができる。あるいは、ノズル２０は、その先端に設けられたおしり洗浄吐水口２０ｂから水を噴射して、便座１４に座った使用者の「おしり」を洗浄することができる。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。

【0028】

「おしり」を洗浄するモードのなかには、例えば、「おしり洗浄」と、「おしり洗浄」よりもソフトな水流で優しく洗浄する「やわらか洗浄」と、が含まれる。ノズル２０は、例えば、「ビデ洗浄」と、「おしり洗浄」と、「やわらか洗浄」と、を実行することができる。

【0029】

なお、図１に表したノズル２０では、ビデ洗浄吐水口２０ａがおしり洗浄吐水口２０ｂよりもノズル２０の先端側に設けられているが、ビデ洗浄吐水口２０ａおよびおしり洗浄吐水口２０ｂの設置位置は、これだけに限定されるわけではない。ビデ洗浄吐水口２０ａは、おしり洗浄吐水口２０ｂよりもノズル２０の後端側に設けられていてもよい。また、図１に表したノズル２０では、２つの吐水口が設けられているが、３つ以上の吐水口が設けられていてもよい。

【0030】

図２は、実施形態に係る便座の一部を模式的に表す断面図である。
図２は、図１のＡ１－Ａ２線断面を模式的に表す。
図２に表したように、便座１４は、内部空間ＳＰを有する。換言すれば、便座１４は、中空状である。便座１４は、例えば、上板３０と下板３２とを有し、上板３０と下板３２とを接合することにより、上板３０と下板３２との間に内部空間ＳＰを形成する。上板３０は、使用者が着座する着座面３０ａと、下板３２と対向する内表面３０ｂと、を有する。内表面３０ｂは、換言すれば、内部空間ＳＰ内において着座面３０ａと反対側を向く面である。上板３０と下板３２との接合は、接着剤を用いた接着でもよいし、振動溶着などを用いた溶着などでもよい。但し、便座１４の構成は、上記に限ることなく、少なくとも内部空間ＳＰと着座面３０ａと内表面３０ｂとを有する任意の構成でよい。

【0031】

便座１４は、加熱部３４を有する。加熱部３４は、上板３０の着座面３０ａを暖める。加熱部３４は、例えば、内部空間ＳＰ内において内表面３０ｂに設けられる。加熱部３４は、例えば、内表面３０ｂに貼り付けられている。これにより、加熱部３４は、内側から着座面３０ａを暖める。

【0032】

図３は、実施形態にかかる加熱部を模式的に表す平面図である。
図４は、実施形態にかかる加熱部の一部を模式的に表す部分断面図である。
図３及び図４に表したように、加熱部３４は、熱拡散部４１と、ヒータ４３と、を有する。ヒータ４３は、電流を流すことによって発熱する。ヒータ４３は、例えば、電熱線である。ヒータ４３は、内部空間ＳＰに設けられ、外部からの交流電圧の印加により、内表面３０ｂを介して着座面３０ａを内側から暖める。

【0033】

熱拡散部４１は、内表面３０ｂに設けられる。熱拡散部４１は、例えば、シート状である。熱拡散部４１は、換言すれば、熱拡散シートである。ヒータ４３は、例えば、コード状である。熱拡散部４１の面積は、ヒータ４３の面積よりも大きい。これにより、熱拡散部４１は、ヒータ４３の熱を内表面３０ｂに拡散させる。

【0034】

熱拡散部４１とヒータ４３との間には、第１接着剤４４が設けられている。第１接着剤４４は、熱拡散部４１とヒータ４３とを接合する。

【0035】

熱拡散部４１と、上板３０の内表面３０ｂと、の間には、第２接着剤４５が設けられている。第２接着剤４５は、熱拡散部４１と、上板３０の内表面３０ｂと、を接合する。これにより、熱拡散部４１は、上板３０の内表面３０ｂに設けられる。

【0036】

熱拡散部４１は、導体である。熱拡散部４１は、例えば、金属箔である。金属箔の熱伝導率は、上板３０の熱伝導率よりも高い。熱拡散部４１としては、例えばアルミニウム箔や銅箔などが挙げられる。

【0037】

図３に表したように、ヒータ４３は、熱拡散部４１において蛇行し、熱拡散部４１の略全体にわたって配置される。また、図２に表したように、加熱部３４は、上板３０の内表面３０ｂの略全体にわたって設けられている。換言すれば、熱拡散部４１は、上板３０の内表面３０ｂの略全体に設けられる。ヒータ４３は、上板３０の内表面３０ｂの下において蛇行し、内表面３０ｂの略全体にわたって配置される。このように、コード状のヒータ４３は、曲げながら内表面３０ｂに設けられる。なお、ヒータ４３は、コード状に限ることなく、シート状などでもよい。ヒータ４３の構成は、着座面３０ａを内側から暖めることができる任意の構成でよい。

【0038】

図５は、実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。
図５に表したように、便座装置１０は、電源回路５０と、制御部５２と、検出回路５４と、制御負荷５６と、を備える。

【0039】

電源回路５０は、交流電源ＰＳと電気的に接続される。電源回路５０は、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６に供給する。電源回路５０は、いわゆるＡＣ－ＤＣコンバータである。制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６は、電源回路５０からの直流電圧の供給に応じて動作する。

【0040】

制御部５２は、便座装置１０の各部の動作を統括的に制御する。制御部５２は、検出回路５４及び制御負荷５６と電気的に接続され、検出回路５４及び制御負荷５６の動作を制御する。

【0041】

便座装置１０は、例えば、複数の制御負荷５６を有する。制御負荷５６は、例えば、ノズル２０を進退移動させるためのモーターや、ノズル２０への水の供給（ノズル２０からの吐水）及びノズル２０への水の供給の停止を切り替えるための電磁弁などである。制御負荷５６は、例えば、ノズル２０に供給する水を加熱する熱交換器、ビデ洗浄吐水口２０ａ及びおしり洗浄吐水口２０ｂの経路の切り替えを行う切替弁、及びボウル部４ａ内の空気を吸引して脱臭する脱臭装置などをさらに含んでもよい。制御負荷５６は、電源回路５０から供給される直流電圧によって動作するとともに、制御部５２によって動作を制御される任意の機器でよい。

【0042】

制御部５２は、例えば、図示を省略した通信回路などを介して操作部６と通信可能に接続される。制御部５２には、例えば、ノズル２０による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止など、操作部６の操作に応じた種々の操作指示が入力される。制御部５２は、操作部６から入力された操作指示に応じて制御負荷５６の動作を制御する。これにより、制御部５２は、操作部６の操作に応じて、ノズル２０による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止などを制御する。

【0043】

検出回路５４は、使用者などの便座１４への着座を検出する。検出回路５４は、制御部５２の制御に基づいて便座１４への着座を検出し、検出結果を制御部５２に入力する。制御部５２は、検出回路５４による着座の検出を制御するとともに、検出回路５４の検出結果に基づいて、便座１４に人が着座しているか否かを判定する。制御部５２は、操作部６から入力される操作指示及び検出回路５４の検出結果に基づいて複数の制御負荷５６の動作を制御する。

【0044】

制御部５２は、検出回路５４によって便座１４への着座が検出されている場合に、操作部６からの操作指示に応じて所定の制御負荷５６を動作させる。一方、制御部５２は、検出回路５４によって便座１４への着座が検出されていない場合には、操作部６から操作指示が入力されたとしても、所定の制御負荷５６を動作させない。制御部５２は、例えば、着座が検出されていない場合には、ノズル２０による局部洗浄を行わないようにする。これにより、使用者などが便座１４に着座していない状態においてノズル２０から水が吐出されてしまうことを抑制することができる。

【0045】

また、例えば、脱臭装置を制御負荷５６とする場合には、制御部５２は、検出回路５４による便座１４への着座の検出に応答して、制御負荷５６を動作させる。このように、制御部５２は、検出回路５４の検出結果に基づく制御負荷５６の動作の状態を、制御負荷５６の種類に応じて変化させる。制御部５２は、検出回路５４の検出結果に応じて制御負荷５６を動作させたり、制御負荷５６の動作を禁止したりする。

【0046】

検出回路５４は、便座１４の内部空間ＳＰに設けられた加熱部３４の熱拡散部４１と電気的に接続されている。検出回路５４は、加熱部３４の熱拡散部４１を検出電極として用い、便座１４に着座している状態と、便座１４に着座していない状態と、における熱拡散部４１の静電容量の変化によって、便座１４への着座を検出する。

【0047】

電源回路５０は、例えば、電源端子５８と電気的に接続されている。電源回路５０は、電源端子５８を介して交流電源ＰＳと電気的に接続される。交流電源ＰＳは、例えば、ＡＣ１００Ｖ（実効値）の商用電源である。電源端子５８は、例えば、コンセントプラグである。

【0048】

電源回路５０は、例えば、整流回路６０と、平滑コンデンサ６２と、変換回路６４と、を有する。整流回路６０は、交流電源ＰＳから供給された交流電圧を整流し、脈流の整流電圧に変換する。整流回路６０は、例えば、ダイオードブリッジを用いた全波整流器であり、交流電圧を全波整流した整流電圧に変換する。整流回路６０は、例えば、半波整流器などでもよい。

【0049】

平滑コンデンサ６２は、整流回路６０によって整流された整流電圧を平滑化し、整流電圧を直流電圧に変換する。

【0050】

変換回路６４は、平滑コンデンサ６２によって変換された直流電圧を制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６に対応した直流電圧に変換する。変換回路６４は、いわゆるＤＣ－ＤＣコンバータである。変換回路６４は、例えば、１００Ｖの直流電圧を５Ｖ～２４Ｖ程度の直流電圧に変換する。変換回路６４は、換言すれば、降圧コンバータである。変換回路６４は、変換後の直流電圧を制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６などの便座装置１０の各部に供給する。これにより、制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６のそれぞれが、変換回路６４（電源回路５０）からの直流電圧の供給に応じて動作可能となる。

【0051】

変換回路６４は、一次側（交流電源ＰＳ側）と二次側（負荷側）とを電気的に絶縁するトランス６６を有する。変換回路６４は、例えば、絶縁型の変換器である。変換回路６４は、例えば、フライバックコンバータである。これにより、例えば、制御負荷５６に対して作業を行う作業者などが、比較的高い一次側の電力で感電してしまうことを抑制することができる。但し、変換回路６４は、必ずしも絶縁型の変換器でなくてもよい。

【0052】

電源回路５０は、例えば、コモンモードノイズを抑制するためのコンデンサ６８、７０をさらに有する。コンデンサ６８、７０は、電源端子５８と整流回路６０との間に設けられる。コンデンサ６８の一端は、整流回路６０の一方の入力端子と電気的に接続される。コンデンサ６８の他端は、共通電位ＧＮＤに設定される。コンデンサ７０の一端は、整流回路６０の他方の入力端子と電気的に接続される。コンデンサ７０の他端は、共通電位ＧＮＤに設定される。共通電位ＧＮＤは、例えば、大地の電位（いわゆるアース）である。共通電位ＧＮＤは、例えば、便座装置１０の導電性のフレーム又はシャーシなどの電位（いわゆるフレームグラウンドやシャーシグラウンド）などでもよい。

【0053】

加熱部３４のヒータ４３は、電源端子５８（整流回路６０）と接続されている。これにより、ヒータ４３には、交流電源ＰＳから供給された交流電圧が印加される。また、ヒータ４３と電源端子５８との間には、ヒータ４３への交流電圧の印加及び印加の停止を切り替えるためのスイッチング素子７２が設けられている。スイッチング素子７２は、制御部５２と接続されている。制御部５２は、スイッチング素子７２のオン・オフの切り替えを制御する。換言すれば、制御部５２は、ヒータ４３への通電（交流電圧の印加及び印加の停止）を制御する。スイッチング素子７２は、例えば、双方向の光サイリスタである。これにより、電源回路５０の二次側に接続される制御部５２を一次側の交流電力と適切に電気的に絶縁することができる。

【0054】

制御部５２は、例えば、便座１４の着座面３０ａの温度が、操作部６の操作などによって設定された所定の設定温度となるように、ヒータ４３への通電を制御する。また、制御部５２は、例えば、検出回路５４によって着座が検出されていない場合には、便座１４の着座面３０ａの温度を設定温度よりも低くする。そして、制御部５２は、検出回路５４によって着座が検出された場合に、便座１４の着座面３０ａの温度を設定温度まで昇温する。これにより、不使用時における不要な電力の消費を抑え、便座装置１０の消費電力を抑えることができる。

【0055】

また、電源回路５０は、例えば、交流電源ＰＳから供給される交流電圧のゼロクロス点を検出するためのゼロクロス検出回路７４をさらに有する。ゼロクロス検出回路７４は、制御部５２と接続され、ゼロクロス点の検出結果を制御部５２に入力する。制御部５２は、ゼロクロス検出回路７４の検出結果を基に、交流電圧のゼロクロス点を検出する。

【0056】

ゼロクロス検出回路７４は、例えば、発光素子とフォトトランジスタとを有する。例えば、交流電圧の半波が正側又は負側の一方においてゼロクロス点を超えると、発光素子が点灯し、フォトトランジスタがオフ状態からオン状態に切り替わる。そして、交流電圧の半波が再びゼロクロス点に近付くと、発光素子が消灯し、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に切り替わる。制御部５２は、このフォトトランジスタのオン状態及びオフ状態の切り替わりのタイミングにより、交流電圧のゼロクロス点を検出する。

【0057】

なお、ゼロクロス検出回路７４の構成は、上記に限ることなく、制御部５２において交流電圧のゼロクロス点を適切に検出可能な任意の構成でよい。但し、上記のように、フォトトランジスタなどを用いることにより、制御部５２は、一次側の交流電力と電気的に絶縁されていることが好ましい。

【0058】

制御部５２は、例えば、交流電圧の複数の半波を１単位とするパターン制御方式によってヒータ４３への通電を制御する。制御部５２は、例えば、ゼロクロス点の検出結果に応じてヒータ４３への通電及び通電の停止を切り替える。制御部５２は、例えば、着座面３０ａの温度を上昇させる場合などに、通電する半波の数を増やし、着座面３０ａの温度を保温する場合や下げる場合などに、通電する半波の数を減らす。これにより、着座面３０ａの温度を所望の温度に制御することができる。

【0059】

図６は、実施形態にかかる検出回路を模式的に表すブロック図である。
図６に表したように、検出回路５４は、切替スイッチ８０と、積分回路８２と、を有する。切替スイッチ８０は、第１端子８０ａと第２端子８０ｂと第３端子８０ｃとを有する。第１端子８０ａは、基準電圧源８３と接続される。第１端子８０ａには、基準電圧源８３から供給された直流電圧が入力される。第２端子８０ｂは、積分回路８２と接続される。第３端子８０ｃは、保護抵抗８４を介して加熱部３４の熱拡散部４１と接続される。なお、基準電圧源８３の役割は後述するが、動作の目的からすれば固定電圧であれば良いので、検出回路５４の電源電圧を用いてもよい。しかし、その電圧精度が検出回路５４の容量測定精度に直結するため、電圧安定性が高い、すなわち、出力電圧のバラツキ、変動共に少ない基準電圧源が好ましい。

【0060】

保護抵抗８４は、熱拡散部４１と切替スイッチ８０との間に設けられる。保護抵抗８４の抵抗値は、例えば、１ｋΩ以上１０ｋΩ以下である。保護抵抗８４は、電子部品から構成される検出回路５４を、外部から入ってくる電気的なストレスから保護する部品である。電気的なストレスは、面積の大きい熱拡散部４１から最も入りやすく、検出回路５４の入り口であり、電子部品でもある切替スイッチ８０の手前に設けることが望ましい。よって、この例において、保護抵抗８４は、切替スイッチ８０の第３端子８０ｃと熱拡散部４１との間に設けられている。

【0061】

切替スイッチ８０は、図示を省略した制御端子をさらに有し、制御端子を介して制御部５２と接続される。切替スイッチ８０は、制御部５２の制御に基づいて、第１端子８０ａと第３端子８０ｃとを導通させた第１状態と、第２端子８０ｂと第３端子８０ｃとを導通させた第２状態と、を交互に切り替える。

【0062】

図６において、Ｃ１は、熱拡散部４１から便座１４に着座した人体を介して共通電位ＧＮＤに繋がる静電容量を模式的に表している。従って、静電容量Ｃ１は、便座１４に人が着座している状態と、着座していない状態と、によって変化する。なお、静電容量Ｃ１は、熱拡散部４１と、便座１４の着座面３０ａに接する人体との間に介在する、便座１４の上板３０の静電容量も含んでいる。

【0063】

Ｃ２は、熱拡散部４１とヒータ４３との間に生じる静電容量を模式的に表している。ヒータ４３は、交流電源ＰＳと接続されるため、ヒータ４３と共通電位ＧＮＤとの間には、交流電源ＰＳの交流電圧が印加される。

【0064】

切替スイッチ８０を第１端子８０ａと第３端子８０ｃとを導通させた第１状態にすると、基準電圧源８３と熱拡散部４１とが導通し、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に電荷が蓄積される。このように、第１状態は、換言すれば、熱拡散部４１の静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に電荷を蓄積させる状態である。なお、ここで蓄積される電荷は、第１端子８０ａに入力される電圧に比例し、最終的に検出回路５４の出力に比例するため、電圧安定性の高い基準電圧源８３を用いている。

【0065】

切替スイッチ８０を第２端子８０ｂと第３端子８０ｃとを導通させた第２状態にすると、熱拡散部４１と積分回路８２とが導通し、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に蓄積された電荷が、積分回路８２に入力される。このように、第２状態は、換言すれば、熱拡散部４１の静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に蓄積された電荷を積分回路８２に出力させる状態である。

【0066】

制御部５２は、切替スイッチ８０の第１状態及び第２状態を所定の周期で切り替え、これを繰り返す。これにより、切替スイッチ８０の切り替え毎に、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に蓄積された電荷が、積分回路８２に入力される。よって、切替スイッチ８０の切り替え回数、すなわち「積分回数」に比例して積分回路８２の出力は増大する。また、電気回路にはホワイトノイズと呼ばれるランダムノイズが必ず発生するが、積分回数が増えるほど、ランダムノイズが平均化され、積分回路８２の出力は安定する。つまり、積分回数が増えるほど、信号量が増えノイズが減少するので、検出回路としては、高Ｓ／Ｎの動作となる。但し、積分回数に比例して検出時間が長くなるという（一般的に）デメリットが生じる。

【0067】

積分回路８２は、切替スイッチ８０の切り替えに応じて所定の周期で入力される静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の電荷を積分し、積分値を検出結果として制御部５２に出力する。便座１４に人が着座している場合の静電容量Ｃ１は、便座１４に人が着座していない場合の静電容量Ｃ１よりも大きくなる。従って、切替スイッチ８０の切り替えを所定の周期で所定の回数行い、上記のように静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の電荷を積分した場合、便座１４に人が着座している場合の積分値（変化量）は、便座１４に人が着座していない場合の積分値よりも大きくなる。

【0068】

このため、制御部５２は、積分回路８２から入力される積分値に対して所定の閾値を設定する。制御部５２は、積分値が閾値を超えない場合に、便座１４に着座していないと判定し、積分値が閾値を超えた場合に、便座１４に着座していると判定する。これにより、検出回路５４によって便座１４への着座を検出することができ、制御部５２において着座しているか否かを判定することができる。

【0069】

積分回路８２は、例えば、オペアンプ８６と、コンデンサ８８と、リセットスイッチ８９と、を有する。オペアンプ８６の非反転入力端子は、基準電位ＧＮＤに設定されている。オペアンプ８６の反転入力端子は、切替スイッチ８０の第２端子８０ｂと接続されている。これにより、切替スイッチ８０を第２状態にすると、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に蓄積された電荷が、オペアンプ８６の反転入力端子に入力される。コンデンサ８８の一端は、オペアンプ８６の出力端子と接続されている。コンデンサ８８の他端は、オペアンプ８６の反転入力端子と接続されている。また、オペアンプ８６の出力端子は、制御部５２と接続されている。これにより、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に蓄積された電荷が、オペアンプ８６の反転入力端子に入力される毎に、対応する電荷がコンデンサ８８に蓄積され、コンデンサ８８の電荷が積分値として制御部５２に入力される。また、リセットスイッチ８９は、コンデンサ８８に並列に接続され、図示を省略した制御端子をさらに有し、制御端子を介して制御部５２と接続される。リセットスイッチ８９は、制御部５２の制御に基づいて、コンデンサ８８を開放状態と短絡状態とに切り替える。

【0070】

積分回路８２は、換言すれば、反転増幅回路の帰還抵抗をコンデンサに置き換えた回路である。この場合、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に蓄積された電荷を、オペアンプ８６の反転入力端子に入力する毎に、オペアンプ８６の出力電圧は、低下する。このため、この積分回路８２の場合、制御部５２は、積分値が所定の閾値以下となった場合に、閾値を超えたと判定する。すなわち、制御部５２は、積分値が所定の閾値よりも大きい場合に、便座１４に着座していないと判定し、積分値が所定の閾値以下の場合に、便座１４に着座していると判定する。

【0071】

但し、図６の回路構成では、静電容量の検出結果の積分値であるオペアンプ８６の出力は、ＧＮＤより下の電圧を出力する。そのため、検出回路５４および制御部５２の電源として、負電源も準備する必要がある。負電源の使用を避けたければ、オペアンプ８６の非反転入力端子にプラスの電位を入力し、切替スイッチ８０とオペアンプ８６の反転入力端子の間に電圧レベルシフト回路を入れる方法がある。或いは、積分開始前に、コンデンサ８８を放電するのではなく充電して、積分出力をプラス側にオフセットさせておく方法もある。どういうやり方でも、本発明の本質とは無関係のため、実施例の説明は図６の構成（負電圧を出力）のまま行う。

【0072】

また、制御部５２は、コンデンサ８８と並列に接続されたリセットスイッチ８９の解放状態と短絡状態の切り替えを制御する。制御部５２は、静電容量の検出動作の準備として、まず、リセットスイッチ８９を短絡状態としてコンデンサ８８に蓄積された電荷を放電して、積分回路８２の積分値をリセットし、その後、リセットスイッチ８９を開放状態とし、切替スイッチ８０の切り替えを所定の周期で所定の回数行い、その積分値に基づいて便座１４への着座の検出を行った後、リセットスイッチ８９を短絡状態として積分回路８２の積分値を再びリセットし、次の検出動作に備える。制御部５２は、これを繰り返すことにより、検出回路５４による便座１４への着座の検出を連続的に行う。

【0073】

図７は、実施形態にかかる便座装置の動作を模式的に表すグラフである。
図７に表したように、制御部５２は、積分回路８２による積分の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期と同期させる。すなわち、制御部５２は、交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して実質的に同じタイミング（位相）で、積分回路８２に積分を開始させる。制御部５２は、例えば、ゼロクロス検出回路７４による交流電圧のゼロクロス点の検出に応答して積分回路８２に積分を開始させる。

【0074】

積分回路８２による積分の開始は、換言すれば、検出回路５４による便座１４への着座、または非着座の検出動作の開始である。すなわち、制御部５２は、検出回路５４による便座１４への着座、または非着座の検出動作の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期と同期させる。

【0075】

なお、積分回路８２に積分を開始させるタイミングは、ゼロクロス点の検出のタイミングと異なってもよい。例えば、ゼロクロス点の検出から固定時間だけ遅らせて積分を開始してもよい。つまり、積分回路８２に積分を開始させるタイミングは、ゼロクロス点の検出タイミングと完全に一致する必要はなく、交流電圧の周期に対して同期していれば、任意のタイミングでよい。

【0076】

制御部５２は、例えば、交流電圧の１周期を検出回路５４のセンシング周期とする。制御部５２は、ゼロクロス検出回路７４による交流電圧のゼロクロス点の検出に応答して積分回路８２の積分値のリセットを解除し、切替スイッチ８０の第１状態及び第２状態の切り替えを行うことにより、積分回路８２による積分を開始する。制御部５２は、センシング周期において切替スイッチ８０の切り替えを所定の回数行う。

【0077】

制御部５２は、切替スイッチ８０の切り替えを所定の回数行った後、アナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）などによって積分回路８２（オペアンプ８６）から出力された積分値を取得し、取得した積分値を基に、便座１４に着座しているか否かを判定する。積分値のＡ／Ｄ変換を行った後、積分値をリセットし、次のセンシング周期への準備を行う。以下同様の処理を繰り返す。これにより、制御部５２及び検出回路５４によって便座１４への着座を適切に検出することができる。なお、検出回路５４のセンシング周期は、交流電圧の１周期に限ることなく、２周期以上でもよい。

【0078】

前述のように、この検出回路５４では、便座１４に人が着座している場合に、着座していない場合よりも静電容量Ｃ１の値が大きくなる。そして、静電容量Ｃ１の値が大きくなるほど、オペアンプ８６の出力電圧が低下する。制御部５２は、積分値が閾値Ｖｔｈ以下の場合に、便座１４に着座していると判定する。

【0079】

図７では、センシング周期Ｓ４～Ｓ５において人が便座１４に着座し、センシング周期Ｓ４～Ｓ５における積分値に基づいて、センシング周期Ｓ４において着座が判定された場合を例示している。また、図７では、センシング周期Ｓ４～Ｓ５以外において人が便座１４から離座し、センシング周期Ｓ４～Ｓ５以外における積分値に基づいて、離座が判定された場合を例示している。なお、実際の人体の着座、離座の動作は少なくとも数秒以上かかるので、図７のように短時間で変化することはない。

【0080】

図８は、本発明を適用しない便座装置の参考の動作を模式的に表すグラフである。
図８に表したように、この例では、積分回路８２による積分の開始のタイミングが、交流電源ＰＳの交流電圧の周期と同期していない。この場合、図８に表したように、積分回路８２の積分値が変動し、誤検出を起こしてしまう可能性がある。なお、図８において、センシング周期Ｓ１１～Ｓ１７は、いずれも便座１４に人が着座していない状態を表している。

【0081】

前述のように、ヒータ４３は、交流電源ＰＳと接続されるため、ヒータ４３と共通電位ＧＮＤとの間には、交流電源ＰＳの交流電圧が印加される。このため、熱拡散部４１とヒータ４３との間に生じる静電容量Ｃ２は、交流電圧の変動（瞬時値の変化）を検出回路５４に伝達するため、積分結果は、その影響を受ける。

【0082】

静電容量Ｃ２の電圧は、交流電圧が上昇すると大きくなり、交流電圧が下降すると小さくなる。図８のセンシング周期Ｓ１３では、積分回路８２の積分の期間において、交流電圧の上昇の期間と下降の期間との合計が、ほぼ同程度である。一方、図８のセンシング周期Ｓ１５では、積分回路８２の積分の期間が、ほぼ交流電圧の上昇の期間である。このため、センシング周期Ｓ１５における静電容量Ｃ２の電圧は、センシング周期Ｓ１３における静電容量Ｃ２の電圧よりも大きくなる。そして、これにより、センシング周期Ｓ１５における積分値が、センシング周期Ｓ１３における積分値よりも小さくなる。図８では、この交流電圧の変動にともなう積分値の変化により、積分値が閾値Ｖｔｈを下回り、誤検出を起こした状態を例示している。

【0083】

これに対して、本実施形態に係る便座装置１０では、制御部５２が、検出回路５４による便座１４への着座の検出の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期と同期させる。これにより、交流電圧の変動による影響があっても、それは常に一定となるため、その影響分も含めて閾値Ｖｔｈを適切に設定すれば、誤検出を抑制することができる。

【0084】

交流電圧の影響について、詳細に説明する。
検出回路５４には、例えば、図６に表したように、スイッチドキャパシタ回路を利用した積分器が使用される。切替スイッチ８０を第１状態にした時に、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２が基準電圧源８３の電圧Ｖｉｎで充電される。そして、切替スイッチ８０を第２状態にした時に、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の電荷が、コンデンサ８８に移動する。この繰り返し回数をＮとし、コンデンサ８８の静電容量をＣ３とすると、オペアンプ８６（積分回路８２）の出力Ｖｏｕｔは、
Ｖｏｕｔ＝（Ｃ１＋Ｃ２）×Ｖｉｎ×Ｎ÷Ｃ３
となる。但し、電圧は負電位であるが、計算は電圧の大きさのみとし、符号の説明は省略する。

【0085】

「Ｖｉｎ×Ｎ÷Ｃ３」を固定とすれば、Ｖｏｕｔは、Ｃ１＋Ｃ２に比例する。すなわち、ＣＶ変換が行われる。Ｖｉｎは、回路の基準電位なので安定させる必要があり、基準電圧源８３を用いる。Ｎを変えることでＣＶ変換のゲインを調整できる。すなわち、Ｎに比例して、Ｖｏｕｔは大きくなる。ここで、Ｃ１に対してＣ３を大きくすると、高精度のＣＶ変換が可能となる。例えば、Ｃ１が１００ｐＦ、Ｃ３が０．１μＦ（１０００００ｐＦ）とすると、Ｎ＝１０００でＶｏｕｔにＶｉｎと同じ電圧が生じる。つまり、１０００回もの積分を行うことで、ノイズが平均化して除去され、出力を安定させることができる。

【0086】

図６の検出回路５４のＧＮＤは、便座装置１０の二次側のＧＮＤである。電源回路５０の一次－二次間は、ノイズ抑制用のコンデンサ７１で繋がっているため、二次側ＧＮＤの電位は、一次側の電源電圧変動の影響を受ける。しかし、二次側の回路には操作スイッチやモーター、電磁弁などの多くの制御負荷５６が繋がっており、これらは、人体、水路、便座装置１０を固定する便器４等へ、静電的な結合や、水などの抵抗成分の結合により、大地との結合が強くなっている。その結果、一次－二次間の結合容量と、二次側と大地の結合（静電的、抵抗的）のバランスによるが、おおむね大地の電位に近い状態で安定する傾向を持つ。よって、これをほぼ大地電位と等しいと考えて、大地電位に一致しているとする。Ｃ２は固定値であり、人体の着座により、Ｃ１が増加する。よって、Ｖｏｕｔの変化分はＣ１の変化分であるので、これによって着座または非着座を判定することができる。

【0087】

保護抵抗８４は、切替スイッチ８０やオペアンプ８６の回路の保護抵抗であり、大面積の熱拡散部４１が受けるノイズを吸収する必要があり、数ｋΩ以上の抵抗が望ましい。その結果、Ｃ１およびＣ２の充放電の時定数が大きくなるが、切替スイッチ８０のスイッチ時間を配慮すれば（長くする）、積分出力に影響は無い。

【0088】

例えば、Ｃ１＝５０ｐＦ、Ｃ２＝２００ｐＦとすると、合成容量は２５０ｐＦである。保護抵抗８４を１０ｋΩとすると、充放電の時定数は２５０ｐＦ×１０ｋΩ＝２．５μｓとなる。そこで、切替スイッチ８０が第１状態の時間と、第２状態の時間と、をそれぞれ１０μｓ（時定数の４倍）とする。その結果、切替スイッチ８０の切り替え周期は２０μｓ、切り替え周波数は５０ｋＨｚとなる。よって、前述の１０００回の積分は、２０ｍｓとなる。交流電源ＰＳの周波数を５０Ｈｚとすれば、２０ｍｓは、ちょうど１周期に相当する時間となる。すなわち、回路保護を目的として、保護抵抗８４の値を適切な値に選定すると、積分動作が長くなり、その間に、交流電源ＰＳの出力は大きく変化する。

【0089】

前述の検出回路５４の動作説明は、静電容量Ｃ２の電位が変動しない場合であったが、実際は交流電源ＰＳの交流電圧で変動している。日本国内の商用電源を例に計算すると、実効値１００Ｖ、６０Ｈｚの交流電圧の電圧変化ｄＶ／ｄｔを概算すると、変動振幅１４１Ｖが１秒間に６０回あるで、切替スイッチ８０の１０μｓのスイッチ時間中に、１４１×６０×１０μｓ＝０．０８Ｖの変動がある。これは回路の基準電圧であるＶｉｎが変動した場合と同じ影響を与え、Ｖｏｕｔを変化させる。

【0090】

具体的には、静電容量Ｃ２がＶｉｎに充電された後、切替スイッチ８０が切り替わり、静電容量Ｃ２の電荷がコンデンサ８８に積分される１０μｓの間に、Ｃ２の電位に交流電源ＰＳによって０．０８Ｖの電圧上昇があれば、Ｃ２×０．０８Ｖの電荷が余計にコンデンサ８８に充電される。ここで、Ｖｉｎを仮に３Ｖとすると、０．０８÷３Ｖ＝２．７％のＶｉｎの変動に相当する。

【0091】

更に、静電容量Ｃ２が２００ｐＦ、静電容量Ｃ１が５０ｐＦとすれば、着座を判定するために観察している静電容量Ｃ１に対し、電源の影響を受ける静電容量Ｃ２が４倍の容量があるため、着座判定という目的からすると、電位変動は４倍になって影響する。

【0092】

その結果、着座判定を阻害するノイズ成分としてみると、２．７％×４倍＝１１％の変動に相当し、これに極性（積分動作と、交流電圧の上昇と下降のタイミング）の変化も加わる。すなわち、ヒータ４３から熱拡散部４１への容量結合を通じて、着座検出の結果（ＣＶ返還後のＶｏｕｔ）に対し、±１１％の変動を及ぼす恐れがある。

【0093】

計算例では、熱拡散部４１から人体を経由して大地に対する静電容量Ｃ１を５０ｐＦとしたが、座り方や大人、子供の違い、便座１４にカバー（布製で、肌触りを改善するものなど）が付けてあるかどうか、といった条件で静電容量Ｃ１の値は変動する。よって、電源電圧の影響で±１１％程度の測定バラツキが発生するのは、着座／非着座の検出にとって、誤検知を引き起こす可能性がある。

【0094】

ただし、これは電源変動の影響が最大となる瞬間の値であり、電源電圧の１周期についてみれば、Ｖｏｕｔが増加する部分、減少する部分、平坦な部分があり、平均すると影響を受けない。すなわち電源電圧の１周期（またはその整数倍）に完全に合わせて積分動作を行えば影響が無いと考えられるが、センシング動作は、コンデンサ８８のリセット時間やＡ／Ｄ変換時間、閾値に対する判定時間も含むため、センシング動作を繰り返しつつ、積分時間を常に電源電圧の１周期に一致させることは不可能である。しかし、本発明のごとく、電源電圧に同期して積分を開始、終了すれば、常におなじ影響を受けるので電源電圧の変動の影響を抑制することができる。

【0095】

なお、検出回路５４のセンシング周期は、交流電圧の１周期に限ることなく、２周期以上でもよい。また、制御部５２は、例えば、切替スイッチ８０の切り替えを１０Ｈｚで行う。これにより、例えば、交流電源ＰＳの交流電圧の周波数が、５０Ｈｚである場合でも６０Ｈｚである場合でも、同じ切り替え周波数で切替スイッチ８０の切り替えを行うことができる。図９および図１０に、その動作例を示す。

【0096】

図９は交流電源ＰＳが６０Ｈｚの場合、図１０は５０Ｈｚの場合である。図９では、交流電圧の６周期ごとに、図１０では５周期ごとに、積分動作を開始している。よって、検出回路５４のセンシング周波数は、共に１０Ｈｚであり、交流電源ＰＳの周波数の違いによって、着座検出の反応時間に差が生じない。また、積分動作と交流電圧の位相関係は常に一定であるため、電源電圧の変動の影響を抑制することができる。

【0097】

また、積分時間は交流電圧の５乃至６周期に収まる時間であれば自由に選べるため、切替スイッチ８０の切り替え周期、切り替え回数の設定の自由度が高まる。これは、保護抵抗８４、コンデンサ８８の値、判定閾値Ｖｔｈの値に対する設計自由度を高めるため、検出回路５４として、より適切な設計が可能となる。

【0098】

図９および図１０の例では、センシング周波数を１０Ｈｚとしたが、世界的に見ても電源電圧の周波数は５０Ｈｚか６０Ｈｚのいずれかであるため、この５０と６０の公約数の周波数である、１０Ｈｚ、５Ｈｚ、２Ｈｚ、１Ｈｚ（周期では、１／１０秒、１／５秒、１／２秒、１秒）でセンシングを行えば、設置された地域によらず、一定の応答速度の着座検出が可能となる。

【0099】

以上、説明したように、本実施形態に係る便座装置１０では、熱拡散部４１を検出電極とし、熱拡散部４１の静電容量の変化によって便座１４への着座を検出することにより、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制することができる。また、検出回路５４による着座の検出の開始のタイミングを交流電圧の周期と同期させることにより、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部４１（検出電極）の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまうことを抑制することができる。例えば、着座の検出の開始のタイミングを交流電圧の周期と同期させることにより、交流電圧の電圧変動の影響を所定の周期の検出毎に実質的に一定とすることができ、人体と熱拡散部４１との間の静電容量の変化分のみを高精度に検出することができる。これにより、人が着座していないにも関わらず、着座を誤検出してしまうことを抑制することができる。従って、人の座り方や体格などのばらつきによる着座の検出不良を抑制し、かつ誤検出を抑制できる便座装置１０を提供することができる。

【0100】

また、便座装置１０では、積分回路８２による積分の開始のタイミングを交流電圧の周期と同期させることにより、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまうことを、より確実に抑制することができる。

【0101】

また、便座装置１０では、センシングの周期を５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの周波数の公約数の１周期以内で実施する。従って、交流電圧の周波数が５０Ｈｚの場合でも６０Ｈｚの場合でも、交流電圧の電圧変動にともなって熱拡散部４１の電位が変化し、着座の検出に影響を与えてしまうことを、より確実に抑制することができる。

【0102】

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、トイレ装置２や便座装置１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0103】

２ トイレ装置、 ４ 便器、 ６ 操作部、 １０ 便座装置、 １２ 本体部、 １４ 便座、 １６ 便蓋、 ２０ ノズル、 ３０ 上板、 ３２ 下板、 ３４ 加熱部、 ４１ 熱拡散部、 ４３ ヒータ、 ４４ 第１接着剤、 ４５ 第２接着剤、 ５０ 電源回路、 ５２ 制御部、 ５４ 検出回路、 ５６ 制御負荷、 ５８ 電源端子、 ６０ 整流回路、 ６２ 平滑コンデンサ、 ６４ 変換回路、 ６６ トランス、 ６８ コンデンサ、 ７０ コンデンサ、 ７１ 一次-二次間結合コンデンサ、 ７２ スイッチング素子、 ７４ ゼロクロス検出回路、 ８０ 切替スイッチ、 ８２ 積分回路、 ８３ 基準電圧源、 ８４ 保護抵抗、 ８６ オペアンプ、 ８８ コンデンサ、 ８９ リセットスイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】