JP7147491B2

JP7147491B2 - 便座装置および便座の製造方法

Info

Publication number: JP7147491B2
Application number: JP2018210160A
Authority: JP
Inventors: 麻里鈴木; 真一梶野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2038-11-08
Also published as: CN111150321A; JP2020074938A

Description

本発明は、便座装置および便座の製造方法に関する。

従来、この種の便座装置としては、着座中の使用者の生体情報を取得するために振動などを検出するセンサが便座内に設けられたものが知られいてる。例えば、特許文献１には、コード状の圧電センサを便座内の略全周にわたって延在するように配設された便座装置が記載されている。この便座装置では、便座内の底面から上方に突出する複数のホルダによって、圧電センサの横方向の位置決めがなされている。また、便座の着座面の裏側から下方に突出し弾性を有する押圧手段と、便座内の底面から上方に突出する剛体の突起とが上下に対となる位置に配設されており、押圧手段と突起との間に圧電センサを屈曲した状態で挟み込むものとしている。

特開２００５－１１０９１０号公報

上述した便座装置では、圧電センサを位置決めするためのホルダや挟み込むための押圧手段、突起などの構成を設ける必要があるから、生体情報を取得するための専用の便座を用意しなければならずコスト増に繋がってしまう。また、押圧手段と突起との間に屈曲した状態で圧電センサが挟み込まれるため、屈曲箇所で圧電センサに過剰な負荷がかかって検出に影響が生じるおそれがある。さらに、上述した便座装置では、便座ヒータを備えることも記載されているが、便座ヒータの熱の影響については考慮されておらず、センサに熱の影響が及ぶおそれがある。

本発明は、便座ヒータを備える便座装置において、簡易な構成で生体情報をより適切に検出することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の便座装置は、
着座中の使用者の生体情報を検出可能な便座装置であって、
便座の着座面の裏面に貼り付けられたシート状の便座ヒータと、
前記生体情報を検出するためのセンサと、
前記便座内に、前記裏面と該裏面に対向する底面との間に配設され、前記便座ヒータの下面に接する上部クッションと前記底面に接する下部クッションとにより前記センサを上下から挟むクッション部と、
を備えることを要旨とする。

本発明の便座装置は、便座ヒータの下面に接する上部クッションと、底面に接する下部クッションとにより、生体情報を検出するためのセンサを上下から挟むクッション部を備える。これにより、上部クッションによって便座ヒータの熱がセンサに直接伝わるのを防止して、熱の影響がセンサに及ぶのを抑制することができる。また、センサを上下から挟むクッション部を備える簡易な構成により、センサの位置決め用の各種構成を便座の内部に設けることなく且つセンサに過剰な負荷がかかることなく、センサを適切に保持することができる。したがって、便座ヒータを備える便座装置において、簡易な構成で生体情報をより適切に検出することができる。

本発明の便座装置において、前記クッション部は、前記上部クッションが前記下部クッションよりも難燃性の高い材料で形成されているものとしてもよい。こうすれば、便座ヒータの下面に接する上部クッションの難燃性を高めて安全生を向上させることができる。また、上部クッションの耐熱性の向上により、熱の影響がセンサに及ぶのをより抑制することができる。

本発明の便座装置において、前記クッション部は、前記上部クッションの上面が前記便座ヒータの下面に貼り付けられると共に前記センサを挟んだ状態で前記下部クッションの上面と前記上部クッションの下面とが貼り付けられ、前記下部クッションの下面が前記底面に貼り付けられずに該底面に接しているものとしてもよい。こうすれば、便座の着座面の裏側に便座ヒータが貼り付けられ、その便座ヒータに上部クッションが貼り付けられるから、着座中の使用者の心拍や呼吸などにより着座面に微小な変動が生じた場合でも便座ヒータと上部クッションとを介してセンサに伝わり易くすることができる。また、下部クッションの下面は底面に貼り付けられずに接するだけであるから、過剰な拘束力がクッション部に作用してセンサの検出に影響が生じるのを防ぐことができる。したがって、センサによる生体情報の検出精度を向上させることができる。

本発明の便座の製造方法は、
着座中の使用者の生体情報を検出可能な便座装置の便座の製造方法であって、
（ａ）前記生体情報を検出するためのセンサを上部クッションと下部クッションとにより上下から挟んだ状態で、前記上部クッションの下面と前記下部クッションの上面とを貼り付けてセンサユニットを用意する工程と、
（ｂ）便座の着座面を有する天板の裏面にシート状の便座ヒータを貼り付ける工程と、
（ｃ）前記センサユニットの前記上部クッションを前記便座ヒータの下面に貼り付ける工程と、
（ｄ）前記天板と、前記便座の底板とを組み合わせる工程と、
を含むことを要旨とする。

本発明の便座の製造方法は、生体情報を検出するためのセンサを上部クッションと下部クッションとにより上下から挟んだ状態で、上部クッションの下面と下部クッションの上面とを貼り付けてセンサユニットを用意しておく。そして、センサユニットの上部クッションを、便座の天板の裏面に貼り付けられた便座ヒータの下面に貼り付ける。これにより、便座ヒータの下面にセンサユニットの上部クッションを貼り付けることで、便座へのセンサの位置決めおよび取り付けを容易に行うことができる。したがって、便座ヒータを備えて生体情報を検出可能な便座装置の便座を、複雑な作業を必要とせず容易に製造することができる。

暖房便座装置１０の外観を示す外観斜視図である。暖房便座装置１０の電気的な接続関係を示す説明図である。便座２０の分解斜視図である。便座２０の側面図である。図４のＡ－Ａ断面図である。便座２０の製造方法の一例を示す工程図である。

発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、暖房便座装置１０の外観を示す外観斜視図であり、図２は、暖房便座装置１０の電気的な接続関係を示す説明図であり、図３は、便座２０の分解斜視図であり、図４は、便座２０の側面図であり、図５は、図４のＡ－Ａ断面図である。

暖房便座装置１０は、図１，図２に示すように、便器１の上面に取り付けられ、便座装置本体１２と、ヒンジ軸部２１ａ（図３参照）を介して便座装置本体１２に対して開閉可能に支持された便座２０と、便座２０に内蔵された便座ヒータ２５およびセンサユニット３０と、ヒンジ軸部を介して便座装置本体１２に対して開閉可能に支持された便蓋１４と、使用者による各種操作が可能な操作パネル１６と、人体局部に向けて洗浄水を噴射するノズルユニット１９と、装置全体を制御する制御装置４０とを備える。なお、ノズルユニット１９は、給水管からの水をヒータによって加熱する熱交換ユニットや洗浄水の強さを調整する脈動ポンプ、洗浄水の流路を切り替える切替バルブ、おしり洗浄ノズルやビデ洗浄ノズルを進退移動させる移動装置などを備える。

操作パネル１６には、各種操作が行われる複数の操作部１７と、各種情報を表示する液晶画面などの表示部１８とを備える。複数の操作部１７としては、おしり洗浄を指示するおしり洗浄スイッチやビデ洗浄を指示するビデ洗浄スイッチ、洗浄の停止を指示する停止スイッチ、洗浄水の温度を調整する洗浄水温調整スイッチ、洗浄水の勢いを調整する水勢調整スイッチ、便座２０の暖房の温度を調整する便座温度調整スイッチなどが設けられている。表示部１８は、センサユニット３０により検出され制御装置４０から出力される生体情報などを表示する。

便座ヒータ２５は、図３～図５に示すように、アルミニウム箔などの金属製のシート２６と、シート２６に配設されたヒータ線２７とを備えるシート状のヒータである。シート２６は、便座２０の外形形状よりも若干小さく且つ外形形状に沿った形状に形成されており、便座２０の上面である着座面を有する天板２１の裏面に貼り付けられる。ヒータ線２７は、便座２０の着座面を略均一に加熱するように、シート２６に蛇行状に張り巡らされている。

センサユニット３０は、便座２０に着座中の使用者の心拍情報や呼吸情報などの生体情報を検出するためのものである。センサユニット３０は、図３～図５に示すように、歪みセンサ３２と、クッション部３５とを備える。

歪みセンサ３２は、便座２０（天板２１の着座面）に生じる歪みを検出するものであり、使用者が便座２０に着座した際や脱座した際の衝撃などによって生じる比較的大きな歪みを検出したり、便座２０に着座中に使用者の心拍や呼吸などによって生じる比較的小さな歪みを検出したりする。歪みセンサ３２により検出された歪み（信号）は、信号線３４を介して制御装置４０に出力される。

クッション部３５は、便座ヒータ２５の下面に接する上部クッション３６と、便座２０の底板２２の上面（便座２０内の底面）に接する下部クッション３７とを備え、上部クッション３６と下部クッション３７とにより歪みセンサ３２を上下から挟んで保持している。上部クッション３６と下部クッション３７とは、いずれも難燃剤が添加されたポリウレタンフォームなどの材料で略直方体状に形成されている。本実施形態では、例えば上部クッション３６の難燃剤の添加量を下部クッション３７よりも多くすることで、上部クッション３６が下部クッション３７よりも難燃性の高い材料で形成されるものとした。上部クッション３６は、便座ヒータ２５（シート２６）の下面に両面テープや接着剤などにより貼り付けられており、上部クッション３６の下面と下部クッション３７の上面とは歪みセンサ３２が配置されない部分で両面テープや接着剤などにより貼り付けられている。なお、下部クッション３７の下面は、便座２０の底板２２に接しているだけで貼り付けられてはいない。クッション部３５は、歪みセンサ３２を挟んだ状態の高さ（厚み）が便座２０の内部空間の高さ（天板２１の下面と底板２２の上面との距離）よりも若干大きくなっている。このため、クッション部３５は、上下方向に若干押し潰されて変形した状態で便座２０内に配設されることになる。

制御装置４０は、図示は省略するが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭなどを備える。また、制御装置４０は、図２に示すように、信号処理部４２と、情報抽出部４４と、判定出力部４６と、作動制御部４８とを備える。

信号処理部４２は、特定の周波数成分の信号を抽出するバンドパスフィルタ４２ａや、信号を増幅する増幅回路４２ｂなどを備え、信号線３４を介してセンサユニット３０（歪みセンサ３２）から入力された検出信号を処理して情報抽出部４４に出力する。なお、バンドパスフィルタ４２ａは、処理対象の信号から、心拍に対応する周波数成分や呼吸に対応する周波数成分などの特定の周波数成分の信号を抽出する。情報抽出部４４は、信号処理部４２から出力された信号に所定の抽出処理を行って使用者の心拍情報や呼吸情報などの各種情報（数値）を抽出し、判定出力部４６に出力する。判定出力部４６は、情報抽出部４４により抽出された各種情報に基づいて、各種情報の推移の把握や前回値からの変化の有無、基準範囲との比較などの判定を行う。判定出力部４６は、例えば使用者の心拍情報や呼吸情報などが所定の基準範囲内にあるか否かを判定することで、使用者の健康状態の良否や体調変化の有無などを判定する。また、判定出力部４６は、判定した結果を出力し、操作パネル１６の表示部１８などに表示させる。作動制御部４８は、操作パネル１６の操作部１７から入力された操作信号に基づいて、ノズルユニット１９による局部洗浄や便座ヒータ２５による便座加熱などの作動を制御する。

ここで、上述したように、使用者が着座や脱座した際には歪みセンサ３２が比較的大きな歪みを検出して検出信号を出力し、使用者が着座中には歪みセンサ３２が比較的小さな歪みを検出して検出信号を出力する。このため、制御装置４０は、検出信号の強度の違いによって使用者の着座や脱座を判定したり、上述した健康状態の良否や体調変化の有無を判定したりすることができる。例えば、制御装置４０は、待機モード中に使用者の着座を判定すると、健康状態の良否や体調変化の有無を判定する判定モードに切り替わり、使用者の脱座を判定すると判定モードから待機モードに切り替わるものなどとすることができる。また、歪みセンサ３２の検出信号に基づいて使用者の着座や脱座を判定することで、使用者の着座を検知するための赤外線式などの専用の着座検知センサを備える必要がないものとすることができる。赤外線式などの着座検知センサは、光透過性の材料で形成されたカバーが便座装置本体１２の表面に露出するように設けられることになるが、カバーへの汚れの付着などにより誤検知が生じる可能性がある。本実施形態では、便座２０内に設けられた歪みセンサ３２を着座や脱座の検知に兼用するから、汚れなどの影響を受けることがなく着座や脱座を適切に検知することができる。

次に、便座２０の製造方法について説明する。図６は、便座２０の製造方法の一例を示す工程図である。便座２０の製造方法では、まず、便座ヒータ２５を用意すると共に（工程Ｓ１００）、センサユニット３０を用意する（工程Ｓ１１０）。工程Ｓ１００では、便座２０の外形形状に合わせた形状に形成されたシート２６に、ヒータ線２７を蛇行状に張り巡らせて配設（固着）することで、便座ヒータ２５を用意する。なお、２枚のシート２６の間にヒータ線２７を配設して各シート２６を貼り合わせるものなどとしてもよい。また、工程Ｓ１１０では、上部クッション３６と下部クッション３７との間に歪みセンサ３２を挟むと共に上部クッション３６の下面と下部クッション３７の上面とを両面テープや接着剤などにより貼り付けることで、センサユニット３０を用意する。なお、工程Ｓ１００と工程Ｓ１１０とは、逆の順序で行うものとしてもよい。また、工程Ｓ１１０は、次の工程Ｓ１２０の後に行うものとしてもよい。

続いて、便座２０の天板２１の裏面に両面テープや接着剤などにより便座ヒータ２５を貼り付ける（工程Ｓ１２０）。そして、便座ヒータ２５の下面にセンサユニット３０の上部クッション３６の上面を両面テープや接着剤などにより貼り付ける（工程Ｓ１３０）。このように、工程Ｓ１１０で用意したセンサユニット３０を、便座ヒータ２５の下面にユニットごと貼り付けるのである。このため、便座ヒータ２５の下面に上部クッション３６を貼り付け、上部クッション３６と下部クッション３７との間に歪みセンサ３２を配置しつつ上部クッション３６の下面と下部クッション３７の上面とを貼り付けるように作業する場合に比して、センサユニット３０の取り付け作業を容易に行うことができる。なお、センサユニット３０は、信号線３４が天板２１（便座２０）の後方に延びる向きで貼り付けられる。また、本実施形態では、図２に示すように、便座２０の前後方向の中央よりも若干前方側（図中下側）にセンサユニット３０を貼り付ける。これは、使用者が便座２０の前方寄りに着座した場合でも、生体情報を適切に検出可能とするためである。こうしてセンサユニット３０を貼り付けると、便座ヒータ２５およびセンサユニット３０が貼り付けられた天板２１と、底板２２とを組み合わせて（工程Ｓ１４０）、便座２０の製造を終了する。

以上説明した暖房便座装置１０では、上部クッション３６と下部クッション３７とにより歪みセンサ３２を上下から挟むクッション部３５を備えるから、上部クッション３６によって便座ヒータ２５の熱が歪みセンサ３２に直接伝わるのを防止して、歪みセンサ３２に熱の影響が及ぶのを抑制することができる。また、クッション部３５を備える簡易な構成で、歪みセンサ３２に過剰な負荷がかかることなく適切に保持することができる。

また、暖房便座装置１０では、上部クッション３６を下部クッション３７よりも難燃性を高めているから、安全性を向上させることができる。また、上部クッション３６の耐熱性の向上により、便座ヒータ２５の熱の影響が歪みセンサ３２に及ぶのをより抑制することができる。

また、暖房便座装置１０では、上部クッション３６の上面が便座ヒータ２５の下面に貼り付けられていると共に下部クッション３７の上面が上部クッション３６の下面に貼り付けられており、下部クッション３７の下面が底板２２に貼り付けられずに配設されている。このため、便座２０の着座面の裏側に便座ヒータ２５が貼り付けられ、その便座ヒータ２５に上部クッション３６が貼り付けられるから、使用者の心拍や呼吸などによる微小な歪みが着座面に生じた場合に便座ヒータ２５と上部クッション３６とを介して歪みセンサ３２に伝わり易くすることができる。また、下部クッション３７の下面は底板２２に貼り付けられずに接するだけであるから、過剰な拘束力がクッション部３５に作用して歪みセンサ３２の検出に影響が生じるのを防ぐことができる。したがって、歪みセンサ３２による生体情報の検出精度を向上させることができる。また、クッション部３５は、便座２０内で上下方向に若干押し潰されて変形した状態を維持するから、歪みセンサ３２への歪みの伝わり方にバラツキが生じるのを抑えて、安定した検出精度を保つことができる。

また、便座２０の製造方法では、センサユニット３０を予め用意しておき、天板２１の裏面に貼り付けられた便座ヒータ２５の下面に貼り付けるから、便座２０へのセンサユニット３０の位置決めおよび取り付けを容易に行うことができる。

上述した実施形態では、センサユニット３０を予め用意しておき、便座ヒータ２５の下面に貼り付けるものとしたが、これに限られず、便座ヒータ２５の下面に上部クッション３６を貼り付け、上部クッション３６と下部クッション３７との間に歪みセンサ３２を配置しつつ上部クッション３６の下面と下部クッション３７の上面とを貼り付けるものなどとしてもよい。

実施形態では、クッション部３５は、上部クッション３６の上面が便座ヒータ２５の下面に貼り付けられていると共に下部クッション３７の上面が上部クッション３６の下面に貼り付けられており、下部クッション３７の下面が底板２２（底板２２の上面）に貼り付けられないものとしたが、これに限られるものではない。例えば、クッション部３５は、上部クッション３６の上面が便座ヒータ２５の下面に貼り付けられずに下部クッション３７の下面が底板２２に貼り付けられるものとしてもよい。あるいは、クッション部３５は、上部クッション３６の上面が便座ヒータ２５の下面に貼り付けられず、下部クッション３７の下面も底板２２に貼り付けられないものなどとしてもよい。これらのようにしても、クッション部３５が、便座２０内で上下方向に押し潰されて変形した状態を維持することにより、歪みセンサ３２の位置を保持すると共に歪みセンサ３２に歪みを適切に伝えて生体情報を検出させることができる。

実施形態では、上部クッション３６が下部クッション３７よりも難燃性が高いものとしたが、これに限られず、下部クッション３７も上部クッション３６と同程度に難燃性が高いものなどとしてもよい。ただし、下部クッション３７の難燃性を必要以上に高めることなく、且つ、クッション部３５全体として必要な難燃性を確保するために、実施形態のようにするものが好ましい。

実施形態では、生体情報を取得するために歪みセンサ３２を用いるものとしたが、これに限られず、便座２０（天板２１）の着座面に生じる微少な変動を検出可能なものであれば如何なる種類のセンサを用いてもよい。例えば、振動センサや加速度センサ、感圧センサ、静電気センサ、圧電センサ、超音波センサ、光センサなどを用いるものなどとしてもよい。

本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本実施形態では、暖房便座装置１０が「便座装置」に相当し、便座ヒータ２５が「便座ヒータ」に相当し、歪みセンサ３２が「センサ」に相当し、上部クッション３６が「上部クッション」に相当し、下部クッション３７が「下部クッション」に相当し、クッション部３５が「クッション部」に相当する。また、センサユニット３０が「センサユニット」に相当し、天板２１が「天板」に相当し、底板２２が「底板」に相当する。

なお、本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、本実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、本実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、便座装置の製造産業などに利用可能である。

１便器、１０暖房便座装置、１２便座装置本体、１４便蓋、１６操作パネル、１７操作部、１８表示部、１９ノズルユニット、２０便座、２１天板、２１ａヒンジ軸部、２２底板、２５便座ヒータ、２６シート、２７ヒータ線、３０センサユニット、３２歪みセンサ、３４信号線、３５クッション部、３６上部クッション、３７下部クッション、４０制御装置、４２信号処理部、４２ａバンドパスフィルタ、４２ｂ増幅回路、４４情報抽出部、４６判定出力部、４８作動制御部。

Claims

着座中の使用者の生体情報を検出可能な便座装置であって、
便座の着座面の裏面に貼り付けられたシート状の便座ヒータと、
前記生体情報を検出するためのセンサと、
前記便座内に、前記裏面と該裏面に対向する底面との間に配設され、前記便座ヒータの下面に接する上部クッションと前記底面に接する下部クッションとにより前記センサを上下から挟むクッション部と、
を備える便座装置。
請求項１に記載の便座装置であって、
前記クッション部は、前記上部クッションが前記下部クッションよりも難燃性の高い材料で形成されている
便座装置。
請求項１または２に記載の便座装置であって、
前記クッション部は、前記上部クッションの上面が前記便座ヒータの下面に貼り付けられると共に前記センサを挟んだ状態で前記下部クッションの上面と前記上部クッションの下面とが貼り付けられ、前記下部クッションの下面が前記底面に貼り付けられずに該底面に接している
便座装置。
着座中の使用者の生体情報を検出可能な便座装置の便座の製造方法であって、
（ａ）前記生体情報を検出するためのセンサを上部クッションと下部クッションとにより上下から挟んだ状態で、前記上部クッションの下面と前記下部クッションの上面とを貼り付けてセンサユニットを用意する工程と、
（ｂ）便座の着座面を有する天板の裏面にシート状の便座ヒータを貼り付ける工程と、
（ｃ）前記センサユニットの前記上部クッションを前記便座ヒータの下面に貼り付ける工程と、
（ｄ）前記天板と、前記便座の底板とを組み合わせる工程と、
を含む便座の製造方法。