KR101071197B1 - 난방 변기 시트와 그것을 탑재한 변기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 변기 시트의 보온을 위한 비 사용시의 대기 전력을 삭감하여, 극히 에너지 절약인 동시에 안전한 변기 시트 난방을 제공하는 것이다.

착좌부(24)와 내부에 공동부(27)를 가지는 변기 시트(22)와, 상기 공동부(27)에 설치한 복사형 발열체(29)와, 변기 시트(22)의 착좌부(24)의 온도를 검지하는 온도 검지 수단(44)과, 복사형 발열체(29)의 복사광을 반사하는 반사체(28)와, 복사형 발열체(29)에 직렬로 접속하고, 또한 복사형 발열체(29)의 복사광을 수광하는 바이메탈(51)을 가지는 서모스탯(30)과, 온도 검지 수단(44)의 신호에 따라 복사형 발열체(29)의 통전을 제어하는 제어부(50)를 구비함에 따라, 변기 시트(22)의 표면 온도의 이상 과승을 검지하여 회로를 차단함으로써, 단시간에 변기 시트 난방이 가능함과 동시에, 안전한 난방 변기 시트를 얻을 수 있다.

Description

난방 변기 시트와 그것을 탑재한 변기 장치{Heated Toilet Seat and Toilet Device Having the Same Mounted Thereon}

본 발명은, 난방 기능을 가지는 변기 시트에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 난방 변기 시트에서는, 도 9에 도시한 바와 같이 내부에 공동(空洞)부(1)를 형성하고, 변기 위에 올려 사용하는 원형의 변기 시트(2)의 착좌(着座)부(3)를 투명 폴리프로필렌 수지로 구성하고, 공동부(1)에 변기 시트(2)의 원형의 전체를 따라 설치한 램프 히터(4)로부터의 복사열을 착좌부(3)에 신속하게 전달하여, 사용자가 앉는 면인 채난(採暖)면을 신속하게 승온시키고, 한편 램프 히터(4)에 직렬로 접속한 서모스탯(thermostat, 5)에 의해 변기 시트(2)의 온도 과승을 방지한다는 구성이었다(예를 들면, 일본특허공개 2000-210230호 공보 참조).

또한 이러한 종류의 난방 변기 시트에는, 면 형상의 히터를 변기 시트 내에 매설하거나, 변기 시트 이면에 부착하는 것이 있다(예를 들면, 일본실용신안공개 소 59-194897호 공보 참조).

도 36은, 일본 실용신안공개 소 59-194897호 공보에 기재된 종래의 난방 변기 시트를 나타내는 것이다. 도 36에 나타낸 바와 같이, 변기 시트 본체(301)의 단면 형상은, 상방을 향해 팽출되고, 게다가 상면이 그 내주 둘레 및 외주 둘레를 향 해 완만하게 경사진 형상으로 되어 있고, 또한 이면에는 합성 수지 혹은 고무로 된 당편(當片, 302)이 소요의 간격을 비우고 설치되어 있었다.

또한 변기 시트 본체(301)의 상면에는, 도전 재료를 양면으로부터 절연 시트로 덮은 가요성의 면 발열체(303)가 부착 또는 변기 시트 본체(301)의 표면에 노출시킨 상태로 변기 시트 본체(301)에 매설하는 등 하여 설치되어 있었다. 이 면 발열체(303)는, 소정의 패턴으로 인쇄 배선을 형성하고, 표면에 합성 수지 시트를 부착함으로써 구성되어 있었다.

도면부호 304는 변기 시트 본체(301)의 상면에 설치한 면 발열체(303) 상을 피복하도록 하여 변기 시트 본체(301) 상에 피착된 폴리아미드 혹은 폴리에스테르 등의 합성 수지로 이루어지는 절연 수지층이다.

절연 수지층(304)이 박막 형상의 구성되어 있으므로, 변기 시트 본체(301)의 상면에 설치한 면 발열체(303)에 통전을 행함으로써, 변기 시트 본체(301)를 가온하지 않고 즉시 인체의 요부를 적온(適溫)으로 따뜻하게 할 수 있어, 히터를 항시 통전시켜 두고 변기를 가온시켜 둘 필요가 없어, 매우 에너지 절약이 되는 것이다.

그러나 도 9에 도시한 바와 같이, 일본특허공개 2000-210230호 공보에 기재된 난방 변기 시트의 구성에서는, 서모스탯(5)를 설치하여 온도 과승에 대한 안전이 도모되어 있으나, 이 서모스탯(4)에 대한 상세한 기술이 없고, 일반적으로 이용되고 있는 바이메탈(bimetal) 식의 서모스탯으로 한 경우에는, 도 10에 도시한 바와 같이 램프 히터(4)의 복사열을 받는 금속제의 캡인 감열(感熱)면(6)과 바이메탈(7) 사이는 약간의 간격(d)이 형성되어 있으므로, 감열면(6)으로부터 바이메 탈(7)로의 열 전달은 감열면(6)으로부터의 복사와 공기를 통한 열 전달이 되므로 바이메탈(7)의 온도 상승에 시간이 걸리고, 이 응답 지연으로부터 온도 과승의 검지 지연에 의해 안전면이 위태로워지는 것을 생각할 수 있다.

즉, 이러한 종류의 난방 변기 시트에 있어서, 램프 히터(4)는 전력 절약을 위하여, 사용자가 변기 시트에 앉기 직전에 통전하여 앉기까지의 단시간에 신속하게 변기 시트를 적온으로 해야하므로, 순간적으로 온도 상승하는 형태의 램프 히터를 사용해야만 한다. 따라서 이와 같은 램프 히터의 통전 회로에 상기한 형태의 서모스탯을 접속하여 온도 과승 방지 수단으로서 사용한 경우에는, 통상의 난방 기구에서 사용한 전기 히터에서는 거의 문제가 되지 않는 서모스탯의 반응 지연이라도, 엉덩이를 직접 올려 놓고, 또한 순간적으로 온도 상승해가는 램프 히터를 사용한 난방 변기 시트에서는, 당장 적온을 넘어 뜨거워져서 사용자에게 불쾌감을 주고, 또한 불쾌감을 넘은 뜨거움이 되면 사용자가 변기 시트로부터 일어 서야만 하는 사태도 생각할 수 있다.

또한 주지와 같이 지금까지의 난방 변기 시트에서는, 발열체로서 50W 정도의 저출력인 것을 사용하고, 항시 통전 상태로 하여 소망하는 난방 온도를 유지하도록 하고, 그 때문에 안전 대책도 저출력의 발열체를 대상으로 하면 되었으나, 즉열(卽熱) 타입의 난방 변기 시트에서는 복사형 발열체의 출력이 1KW 이상으로 지금까지의 것과 비교하여 훨씬 높으므로, 종래의 대책으로는 안전상용을 할 수 없어, 새로운 안전 대책이 필요했다.

또한 일본실용신안공개 소 59-194897호 공보에 기재된 난방 변기 시트에서 는, 절연 수지층 내를 전도로 열이 전달되므로, 착좌부의 표면이 적온이 되기까지 꽤 많은 시간을 요한다는 문제가 있었다.

또한 일본실용신안공개 소 59-194897호 공보의 난방 변기 시트에서는, 절연 수지층 내를 전도로 열이 전달되므로, 착좌부의 표면이 적온이 되기까지 꽤 많은 시간을 요함과 함께, 가능한 한 단시간에 변기 시트 표면의 온도를 상승시키기 위하여 히터의 용량을 크게 할 필요가 있게 되어, 안전 장치가 고장난 경우에, 사용자가 변기 시트의 표면 온도를 확인하기 어렵다는 제품의 구성상, 화상을 당하기 쉽다는 과제를 가지고 있었다.

상기 종래 기술의 문제점을 감안하여 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복사형 발열체의 온도 변화를 신속하게 검지하여, 안전하고 쾌적하게 사용할 수 있는 난방 변기 시트를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은, 착좌부의 표면을 극히 빠른 시간에 적온으로 함과 동시에, 사용자가 변기 시트의 온도가 적온인 것을 인식하고 앉을 수 있는, 안심할 수 있는 난방 변기 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 착좌부의 표면을 극히 빠른 시간에 적온으로 함과 동시에, 만에 하나 안전 장치가 고장난 경우에도, 변기 시트 표면의 온도 상황을 사용자가 인식할 수 있는, 안심할 수 있는 난방 변기 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 착좌부와 내부에 공동부를 가지는 변기 시트와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 변기 시트의 착좌부의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과, 상기 복사형 발열체의 복사광을 반사하는 반사체와, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 수광하는 바이메탈을 가지는 서모스탯과, 상기 온도 검지 수단의 신호에 의해 상기 복사형 발열체의 통전을 제어하는 제어부를 구비한 난방 변기 시트이다.

이 구성에 의해, 난방 변기 시트는 복사형 발열체의 복사광을 서모스탯의 바이메탈이 직접 수광하여 가열되므로, 온도 변화를 신속하게 검지할 수 있어, 응답 지연이 없는 온도 제어에 의해 안전하고 쾌적하게 난방 변기 시트를 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에서의 난방 변기 시트의 변기 시트 요부를 단면한 개략 구성도.

도 2는 동 제1 실시예에서의 난방 변기 시트를 변기에 탑재한 변기 장치의 사시도.

도 3은 동 제1 실시예에서의 난방 변기 시트의 착좌부를 떼어낸 평면도.

도 4는 동 제1 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 분해 사시도.

도 5는 동 제1 실시예에서의 난방 변기 시트의 착좌부 단면도.

도 6은 동 제2 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 7은 동 제1 실시예에서의 난방 변기 시트의 온도 제어의 특성도.

도 8은 동 제2 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 9는 종래의 난방 변기 시트의 요부의 단면도.

도 10은 종래의 난방 변기 시트의 서모스탯의 단면도.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 변기 시트 요부를 단면한 개략 구성도.

도 12는 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트를 변기에 탑재한 변기 장치의 사시도.

도 13은 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 착좌부를 떼어낸 평면도.

도 14는 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 분해 사시도.

도 15는 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 착좌부 단면도.

도 16은 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 17은 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 18은 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 온도 제어의 특성도.

도 19는 동 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 온도 제어의 특성도.

도 20은 동 제4 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 21은 본 발명의 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 변기 시트 요부를 단면한 개략 구성도.

도 22는 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트를 변기에 탑재한 변기 장치의 사시도.

도 23은 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 착좌부를 떼어낸 평면도.

도 24는 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 분해 사시도.

도 25는 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 복사형 발열체 설치부의 단 면도.

도 26은 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 착좌부 단면도.

도 27은 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 27은 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 28(a)는 스페이서부의 정면도, (b)는 동(同) 상면도.

도 29는 동 제5 실시예에서의 난방 변기 시트의 온도 제어의 특성도.

도 30은 동 제6 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 31은 본 발명의 제7 실시예에서의 난방 변기 시트의 사시도.

도 32는 본 발명의 제7 실시예에서의 난방 변기 시트의 부분 절개 평면도.

도 33은 본 발명의 제7 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 34는 본 발명의 제7 실시예에서의 난방 변기 시트의 상(上)틀체의 요부 단면도.

도 35는 본 발명의 제8 실시예에서의 난방 변기 시트의 상틀체의 요부 단면도.

도 36은 종래의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 37은 본 발명의 제9 실시예에서의 난방 변기 시트의 사시도.

도 38은 본 발명의 제9 실시예에서의 난방 변기 시트의 부분 절개 평면도.

도 39는 본 발명의 제9 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도.

도 40은 본 발명의 제9 실시예에서의 난방 변기 시트의 상(上) 케이스의 요부 단면도.

도 41은 본 발명의 제9 실시예에서의 난방 변기 시트의 고장시의 사시도.

도 42는 본 발명의 제10 실시예에서의 난방 변기 시트의 상(上) 케이스의 요부 단면도.

(도면부호의 설명)

22 변기 시트

24 착좌부

27 공동부

29 램프 히터(복사형 발열체)

30 서모스탯

41 알루마이트층

42 복사 흡수층

43 표면 데코층

44 서미스터(온도 검지 수단)

48 실온 서미스터(온도 검지 수단)

50 제어부

51 바이메탈

52 복사열 흡수재

a 복사형 발열체와 변기 시트 표면 간의 거리

b 복사형 발열체와 서모스탯 간의 거리

T₂ 변기 시트의 최고 설정 온도

T₄ 변기 시트의 안전 한계 온도

122 변기 시트

124 착좌부

127 공동부

129 램프 히터(복사형 발열체)

130 복사 응답형 서모스탯

131 열 전도형 서모스탯

141 알루마이트층

142 복사 흡수층

143 표면 데코층

144 서미스터(온도 검지 수단)

148 실온 서미스터(온도 검지 수단)

150 제어부

151 바이메탈

152 복사열 흡수재

153 투명 유리(캡)

154 캡

155 복사열 흡수재

a 복사형 발열체와 변기 시트 표면 간의 거리

b 복사형 발열체와 서모스탯 간의 거리

T₂ 변기 시트의 최고 설정 온도

T₃ 열 전도형 서모스탯의 오프 동작 온도

T₄ 변기 시트의 안전 한계 온도

201 변기

203 변기 시트 주체

207 하 틀체

208 공동부

209 착좌부

210 복사형 발열체

211 반사판

215 홀더

215a,215b 협지편

216 클립

217 복사열 흡수층

218 방식층

219 표면 데코층

220 서모스탯

221 온도 센서

222 바이메탈

226 스페이서

232 표시기

233 복사열 투과체

321 본체

322 변기 시트

325 적외선 센서(인체 검지 수단)

326, 342 상 틀체

327 하 틀체

328 공동부

329 복사 반사판

330 램프 히터(복사형 발열체)

333 서미스터(온도 검출 수단)

334 석영관

336 가스

338 복사열 흡수층

341 LED(통지 수단)

421 본체

422 변기 시트

425 적외선 센서(인체 검지 수단)

426, 442 상 틀체

427 하 틀체

428 공동부

429 복사 반사판

430 램프 히터(복사형 발열체)

438 복사열 흡수층

441 온도 관리 지시재

제1 발명은, 착좌부와 내부에 공동부를 가지는 변기 시트와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 변기 시트의 착좌부의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과, 상기 복사형 발열체의 복사광을 반사하는 반사체와, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 수광하는 바이메탈을 가지는 서모스탯과, 상기 온도 검지 수단의 신호에 따라 상기 복사형 발열체의 통전을 제어하는 제어부를 구비한 난방 변기 시트이다.

제2 발명은, 복사 흡수층을 설치한 착좌부와 내부에 공동부를 가지는 변기 시트와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 변기 시트의 착좌부의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과, 상기 복사형 발열체의 복사광을 반사하는 반사체와, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 수광하는 바이메탈을 가지는 서모스탯과, 상기 온도 검지 수단의 신호에 의해 상기 복사형 발열체의 통전을 제어하는 제어부를 구비한 난방 변기 시트이다.

제1 발명 또는 제2 발명의 형태에 의해, 서모스탯은 복사형 발열체로부터의 복사광으로 바이메탈이 가열되고, 변기 시트의 온도 변화를 신속히 예견하여, 복사형 발열체의 통전 회로에 이상이 발생했을 때, 변기 시트 온도가 비정상적으로 과승하기 전에 통전 회로를 차단할 수 있다. 따라서 복사형 발열체를 항상 통전시켜 두고 변기 시트를 가온해 둘 필요가 없고, 사용자가 화장실에 입실하여 변기 시트에 앉을 때까지의 예를 들면, 수초간의 순간적으로 변기 시트의 착좌부를 적온까지 고속으로 승온시킬 수 있는 복사형 발열체의 사용이 가능해져, 매우 에너지 절약의 난방 변기 시트를 안전하게 사용할 수 있다.

제3 발명은, 제1 발명 또는 제2 발명에 있어서, 착좌부는, 내측 표면에 복사 흡수층을 가지는 알루미늄제로 한 것으로, 이 복사 흡수층에서 복사형 발열체로부터 복사된 열을 효율 좋게 흡수하고, 또한 열전도율이 높은 알루미늄이므로, 온도 분포를 보다 빠르고 균일하게 하는 균열 효과가 얻어진다. 게다가 알루미늄은 비중도 강(鋼)의 약 1/3으로 작으므로, 경량으로 할 수 있으면서 열용량도 작게 할 수 있어, 승온 속도를 빠르게 할 수 있다. 착좌부는, 두께 0.8 ~ 1.2㎜로 했다.

제4 발명은, 제3 발명에 있어서, 착좌부는, 두께를 0.8 ~ 1.2㎜으로 한 것으로, 변기 시트에 필요한 강도를 확보하면서 열용량을 작게 할 수 있어, 강도와 승온 속도 양쪽을 만족시킬 수 있다.

제5 발명은, 제3 발명에 있어서, 착좌부는, 적어도 알루마이트층을 가진 것으로, 화장실 공간에서 유효한 방식(防蝕) 효과를 발휘할 수 있다.

제6 발명은, 제2 또는 3 발명에 있어서, 착좌부의 복사 흡수층은 흑색으로 한 것으로, 복사 흡수층에서 복사형 발열체로부터 복사된 열을 효율 좋게 흡수할 수 있어, 착좌부의 승온 속도를 빠르게 할 수 있다.

제7 발명은, 제1 발명 또는 제2 발명에 있어서, 복사형 발열체에 대향하여 설치된 서모스탯의 바이메탈 표면에 복사열 흡수재를 구비한 것으로, 이 복사열 흡수재에서 복사형 발열체로부터 바이메탈에 복사된 열을 효율 좋게 흡수하여 보다 신속하게 바이메탈의 온도를 높이고, 변기 시트의 온도 변화를 신속하게 예견하여, 복사형 발열체의 통전 회로에 이상이 발생했을 때, 변기 시트 온도가 이상 과승하기 전에 통전 회로를 차단할 수 있게 된다.

제8 발명은, 제7 발명에 있어서 복사열 흡수재를 내열성의 흑색 도료로 한 것으로, 흑색 도료에 의해 복사형 발열체로부터의 열을 효과적으로 흡수하여 바이메탈의 온도를 상승시키므로, 변기 시트 온도의 이상 과승을 조기에 검지할 수 있다.

제9 발명은, 제1 내지 8 발명 중 어느 하나에 있어서, 복사형 발열체와 착좌부 간의 거리를, 상기 복사형 발열체와 서모스탯 간의 거리보다 크게 한 것으로, 변기 시트 표면보다도 서모스탯의 온도 상승을 빠르게 하여, 변기 시트 표면 온도의 이상 과승을 조기에 검지할 수 있다.

제10 발명은, 제1 내지 9 발명 중 어느 하나에 있어서, 서모스탯의 오프 동작 온도를 변기 시트의 최고 설정 온도 이상, 또한 변기 시트의 안전 한계 온도 이하로 설정한 것으로, 통상의 사용 상태에서 서모스탯이 작동하는 오동작이 없고, 또한 변기 시트 표면 온도가 이상 과승한 경우에도, 화상의 위험이 있는 안전 한계 온도보다 낮은 온도에서 확실하게 복사형 발열체의 통전 회로를 차단할 수 있다.

제11 발명은, 제1 내지 10 발명 중 어느 하나에 있어서, 복사형 발열체를 복수개로 하고, 상기 각각의 복사형 발열체에 대향하여 설치하고, 또한 전기적으로 직렬로 접속한 서모스탯을 구비한 것으로, 서모스탯을 전기적으로 직렬로 접속함으로써, 어느 복사형 발열체에 이상 과승이 발생해도, 어느 하나의 서모스탯으로 확실하게 복사형 발열체의 통전 회로를 차단할 수 있다.

제12 발명은, 제1 내지 11 발명 중 어느 하나에 있어서, 서모스탯은, 바이메탈이 복사광을 수광하도록 광을 통과시키는 캡을 구비한 것으로, 이에 따라 서모스탯의 반응 속도를 매우 고속으로 할 수 있으므로, 고온 차단의 안전성이 향상된다.

제13 발명은, 제12 발명에 있어서 서모스탯의 캡을 투명 유리로 한 것으로, 서모스탯을 고속 응답, 또한 방적형(防滴型)이나 방수형으로 할 수 있다.

제14 발명은, 상기 제1 내지 13 발명 중 어느 하나에 기재된 난방 변기 시트를 변기에 구비한 변기 장치로, 상기한 각 발명의 작용 효과를 기대할 수 있는 변기 장치가 얻어져, 쾌적하게 사용할 수 있다.

제15 발명은, 착좌부와 내부에 공동부를 가지는 변기 시트와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 변기 시트의 착좌부의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 수광하는 바이메탈을 가지는 서모스탯과, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 직접 수광하지 않도록 바이메탈 전면 (前面)에 캡을 가지는 열전도형 서모스탯을 구비하고, 상기 온도 검지 수단의 신호와 상기 복사 응답형 서모스탯과 상기 열전도형 서모스탯에 의해 상기 복사형 발열체의 통전을 제어하는 제어부를 구비한 난방 변기 시트이다.

제16 발명은, 복사 흡수층을 설치한 착좌부와 내부에 공동부를 가지는 변기 시트와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 변기 시트의 착좌부의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 수광하는 바이메탈을 가지는 서모스탯과, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사광을 직접 수광하지 않도록 바이메탈 전면(前面)에 캡을 가지는 열전도형 서모스탯을 구비하고, 상기 온도 검지 수단의 신호와 상기 복사 응답형 서모스탯과 상기 열전도형 서모스탯에 의해 상기 복사형 발열체의 통전을 제어하는 제어부를 구비한 난방 변기 시트이다.

제15 또는 제16 발명의 형태에 의해, 복사 응답형 서모스탯은 복사형 발열체로부터의 복사광으로 바이메탈이 가열되고, 변기 시트의 온도 변화를 신속히 예견하여, 복사형 발열체의 통전 회로에 이상이 발생했을 때, 변기 시트 온도가 이상 과승하기 전에 통전 회로를 차단할 수 있다. 또한 변기 시트의 온도 제어에 이상이 발생하여 변기 시트 온도가 서서히 상승한 경우에는, 열전도형 서모스탯이 변기 시트 온도 상승에 따라 상승하고, 안전 한계 온도에 이르기 전에 통전 회로를 차단할 수 있다. 따라서 사용자가 화장실에 입실하여 변기 시트에 앉기 전까지의 예를 들면, 수초간의 극히 단시간에 변기 시트의 착좌부를 적온까지 고속으로 신속하게 승온시킬 수 있는 복사형 발열체의 사용이 가능해져, 매우 에너지 절약의 난방 변기 시트를 안전하게 사용할 수 있다. 또한 착좌부가 복사 흡수층을 구비하고 복사 발열체가 발한 복사열을 흡수하여, 착좌부를 효율 좋게 따뜻하게 한다.

제17 발명은, 제15 또는 제16 발명의 어느 하나에 있어서, 복사 응답형 서모스탯은 변기 시트 표면 온도가 변기 시트의 최고 설정 온도 이상, 또한 변기 시트의 안전 한계 온도 이하에서 오프 동작을 행하도록 설정한 것으로, 통상의 사용 상태에서 서모스탯이 작동하는 오동작이 없고, 또한 변기 시트 표면 온도가 이상 과승한 경우에도, 화상의 위험이 있는 안전 한계 온도보다 낮은 온도에서 확실하게 복사형 발열체의 통전 회로를 차단할 수 있다.

제18 발명은, 제15 내지 제17 발명의 어느 하나에 있어서, 복사형 발열체를 복수개로 하고, 상기 각각의 복사형 발열체에 대향하여 설치하고, 또한 전기적으로 직렬로 접속한 복사 응답형 서모스탯과 열전도형 서모스탯을 구비한 것으로, 각 복사형 발열체의 각각에 대향하여 다른 종류의 서모스탯을 전기적으로 직렬로 접속함에 따라, 어느 복사형 발열체에 이상 과승이 발생해도, 어느 하나의 서모스탯으로 확실하게 복사형 발열체의 통전 회로를 차단할 수 있다.

제19 발명은, 제15 내지 제18 발명의 어느 하나에 있어서, 열전도형 서모스탯의 캡을 열전도성이 우수한 금속으로 형성하고, 복사형 발열체에 대향한 표면에 복사열 흡수재를 구비함으로써, 변기 시트의 온도 제어 이상이 발생하여 변기 시트 온도가 서서히 상승한 경우에도, 바이메탈로의 열전도를 양호하게 하여 바이메탈의 온도를 변기 시트 온도에 추종(追從)시킬 수 있으므로, 안전 한계 온도보다 낮은 온도에서 확실하게 복사형 발열체의 통전 회로를 차단할 수 있다.

제20 발명은, 제15 내지 제19 발명의 어느 하나에 있어서, 열전도형 서모스탯의 오프 동작을 변기 시트의 최고 설정 온도 이상, 또한 변기 시트의 안전 한계 온도 이하에서 행하도록 설정한 것으로, 통상의 사용 상태에서 서모스탯이 작동하는 오동작이 없고, 또한 변기 시트 표면 온도가 이상 과승한 경우에도, 화상의 위험이 있는 안전 한계 온도보다 낮은 온도에서 확실하게 복사형 발열체의 통전 회로를 차단할 수 있다.

제21 발명은, 제15 내지 제20 발명의 어느 하나에 있어서, 열전도형 서모스탯은 복귀형, 복사 응답형 서모스탯은 비복귀형으로 함으로써, 예를 들면 이상한 환경에서 사용되어 오프 동작 온도가 비교적 낮은 열전도형 서모스탯이 작동한 경우에도, 어느 일정 온도 이하의 환경으로 되돌림으로써 열전도형 서모스탯은 복귀하여 다시 변기 시트가 사용 가능해진다.

제22 발명은, 상기 제15 내지 제21 발명 중 어느 하나에 기재된 난방 변기 시트를 변기에 구비한 변기 장치로, 상기한 각 발명의 작용 효과를 기대할 수 있는 변기 장치가 얻어져, 쾌적하게 사용할 수 있다.

제23 발명은, 열용량이 작은 양(良)열 전도재로 이루어지는 착좌부를 가지고, 내부에 공동부를 형성한 변기 시트 주체와, 상기 공동부에 설치되고, 복사열로 상기 착좌부를 가열하도록 한 복사형 발열체와, 상기 복사형 발열체의 복사열을 착좌부 방향으로 반사하는 반사판과, 착좌부의 복수 부위의 온도를 검지하는 온도 센서와, 이들 온도 센서로 검지한 착좌부의 복수 부위의 온도가 소정 이상의 편차가 있었을 때, 복사형 발열체로의 통전을 정지하는 제어부를 구비한 것으로, 온도적 편차가 없는 쾌적한 난방 변기 시트를 제공할 수 있다.

제24 발명은, 열용량이 작은 양(良)열 전도재로 이루어지는 착좌부를 가지고, 내부에 공동부를 형성한 변기 시트 주체와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 복사형 발열체의 복사열을 착좌부 방향으로 반사하는 반사판과, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속되고, 또한 상기 복사형 발열체의 복사열을 직접적으로 수광하는 바이메탈을 가지는 서모스탯을 구비하고, 상기 복사형 발열체와 착좌부 간의 거리를 a, 복사형 발열체와 서모스탯 간의 거리를 b로 했을 때, b < a로 설정함과 함께, 상기 서모스탯과 복사형 발열체를 스페이서에 의해 간격을 두어 상기 거리 b를 확보한 것으로, 쾌적한 난방이 얻어지는 동시에 이상 시의 통전 정지를 확실하게 행할 수 있어, 안전성을 높일 수 있다.

제25 발명은, 특히 상기 제23 발명의 서모스탯에 있어서, 바이메탈의 복사형 발열체측을 열투과체로 칸막이 하여 방진, 방수성을 높인 것이다.

제26 발명은, 열용량이 작은 양(良)열 전도재로 이루어지는 착좌부를 가지고, 내부에 공동부를 형성한 변기 시트 주체와, 상기 공동부에 설치되고, 복사열로 상기 착좌부를 가열하도록 한 복사형 발열체와, 상기 복사형 발열체의 복사열을 착좌부 방향으로 반사하는 반사판을 구비하고, 상기 복사형 발열체는 반사판에 부착된 판 스프링으로 이루어지는 홀더의 한 쌍의 협지편으로 협지함과 함께, 이들 협지편의 유동 단부에 클립을 탈착 가능하게 결합시킴으로써, 충격 등이 가해져도 복사형 발열체의 부주의한 이탈을 적게 한 것이다.

제27 발명은, 상기 제23, 24, 26 발명 중 어느 하나에 있어서, 변기 시트 주 체를 합성 수지제의 하(下)틀체와 열용량이 작은 양열전도재로 이루어지는 착좌부로 구성하고, 착좌부를 효율적으로 가온하도록 했다.

제28 발명은, 상기 제23, 24, 26, 27 발명 중 어느 하나에 있어서, 복사형 발열체와 대응하는 착좌부의 내면에 전기 절연성의 복사열 흡수층을 설치하여, 착좌부의 효율적 가온과, 설령 복사형 발열체의 열원선이 아래로 쳐지더라도 안전성을 확보한 것이다.

제29 발명은, 상기 제23, 24, 26, 27, 28 발명 중 어느 하나에 있어서, 착좌부의 외면에 적어도 방식(防蝕)층 또는 표면 데코층의 일방을 설치했다.

제30 발명은, 상기 제23, 24, 26 발명 중 어느 하나에 있어서, 복수개의 복사형 발열체를 직렬로 접속하여, 조립, 및 복사형 발열체의 취급을 용이하게 했다.

제31 발명은, 상기 제23, 24, 26 발명 중 어느 하나에 있어서, 복사형 발열체로의 통전 개시로부터의 착좌부의 온도 변화를 표시기로 표시하도록 했다.

제32 발명은, 상기 제23 ~ 31 발명 중 어느 하나에 있어서, 난방 변기 시트를 변기에 구비하여 변기 장치로 한 것이다.

제33 발명은, 하틀체와, 복사열 흡수층을 설치한 상틀체를 맞춤으로써 내부에 공동부를 형성한 변기 시트와, 상기 상틀체의 내면 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 통지 수단과, 인체 검지 수단을 구비하고, 상기 인체 검지 수단의 신호에 따라 복사형 발열체를 부세(付勢)하고, 적어도 상기 상틀체의 온도가 적온에 도달한 경우에 상기 통지 수단을 동작시킴으로써, 통지 수단의 동작에 따라 사용자는 변기 시트의 적온 도달 등, 변기 시트의 가온 상태를 인식할 수 있다.

제34 발명은, 특히 제33 발명의 상틀체를 고열 전도 재료로 형성하고, 상기 상틀체의 내면에 복사열 흡수층을 설치함으로써, 상틀체의 재료에 알루미늄과 마그네슘 등의 일반적인 금속 재료를 사용한 데다가, 복사열 흡수층에서 발생하는 복사열을 급속히 변기 시트 표면까지 전달할 수 있으므로, 사용자가 화장실에 입실한 후에 복사형 발열체에 통전해도, 변기 시트에 앉기까지의 수초간에 변기 시트의 착좌부를 적온으로 승온시킬 수 있다.

제35 발명은, 특히 제33 발명의 상틀체를 복사 에너지 투과광을 가지는 재료로 형성하고, 상틀체의 외면에 복사열 흡수층을 설치함으로써, 상틀체의 재료에 투명 폴리프로필렌이나, 폴리카보네이트 등의 복잡한 형상으로 성형 가능한 사출 성형 재료를 사용한 데다가, 변기 시트 표면의 복사열 흡수층에서 복사열을 발생시킬 수 있으므로, 사용자가 화장실에 입실한 후에 복사형 발열체에 통전해도, 변기 시트에 앉기까지의 수초간에 변기 시트의 착좌부를 적온으로 승온시킬 수 있다.

제36 발명은, 특히 제33 내지 35 발명 중 어느 한 발명의 통지 수단을, 변기 시트의 적온 도달까지와, 적온 도달시를 구별하여 통지함으로써, 변기 시트에 앉기 전에 사용자가 변기 시트의 가온 상황을 시각, 청각으로 사용자가 인식할 수 있다.

제37 발명은, 하틀체와, 복사열 흡수층을 설치한 상틀체를 맞춤으로써 내부에 공동부를 형성한 변기 시트와, 상기 공동부에 설치된 복사형 발열체를 구비하고, 앉을 때 인체와 접촉하는 상기 변기 시트의 상틀체의 외면에 소정 온도 이상에서 변색하는 온도 관리 시온재(示溫材)를 설치함으로써, 복사형 발열체와 안전 장 치의 고장이 발생하여 변기 시트가 화상을 일으킬 만한 고온이 된 경우에는, 소정 온도 이상에서 온도 관리 시온재가 변색함에 따라, 사용자는 변기의 온도 상태를 앉기 전에 인식할 수 있어 화상을 미연에 방지할 수 있다.

제38 발명은, 특히 제37 발명의 복사열 흡수층을, 고열 전도 재료로 이루어지는 상틀체의 내면에 설치함으로써, 상틀체의 재료에 알루미늄과 마그네슘 등의 일반적인 금속 재료를 사용한 데다가, 복사열 흡수층에서 발생하는 복사열을 급속히 변기 시트 표면까지 전달할 수 있으므로, 사용자가 화장실에 입실한 후에 복사형 발열체에 통전해도, 변기 시트에 앉기까지의 수초간에 변기 시트의 착좌부를 적온으로 승온시킬 수 있다.

제39 발명은, 특히 제37 발명의 복사열 흡수층을, 복사 에너지 투과성을 가지는 재료로 이루어지는 상틀체의 외면에 설치함으로써, 상틀체의 재료에 투명 폴리프로필렌이나, 폴리카보네이트 등의 복잡한 형상으로 성형 가능한 사출 성형 재료를 사용한 데다가, 변기 시트 표면의 복사열 흡수층에서 복사열을 발생시킬 수 있으므로, 사용자가 화장실에 입실한 후에 복사형 발열체에 통전해도, 변기 시트에 앉기까지의 수초간에 변기 시트의 착좌부를 적온으로 승온시킬 수 있다.

제40 발명은, 특히 제37 내지 39 발명 중 어느 한 발명의 온도 관리 시온재를, 소정 온도 이상에서 변색한 경우에, 변기 시트가 고온인 것을 눈으로 인식할 수 있는 문자나 형태로 함으로써, 복사형 발열체와 안전 장치의 고장이 발생하여 변기 시트가 화상을 일으킬 만한 고온이 된 경우에도, 변기 시트에 앉기 전에 사용자가 변기 시트의 가온 상황을 시각으로 인식할 수 있다. 또한 형태로 표현한 경우 에는, 문자를 읽을 수 없는 아이나 외국인이라도 가온 상황을 시각으로 인식할 수 있다.

본 발명의 목적은, 제1 발명 내지 제40 발명을 실시예의 요부로 함으로써 달성할 수 있으므로, 각 청구항에 대응하는 실시예의 상세를 이하에 도면을 참조하여 설명하고, 본 발명을 실시하기 위한 최적 형태의 설명으로 한다. 아울러, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한 본 실시예의 설명에 있어서, 동일 구성 및 작용 효과를 가지는 것에는 동일 부호를 붙여 중복되는 설명을 하지 않기로 한다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에서의 난방 변기 시트의 변기 시트 요부를 단면한 개략 구성도이고, 도 2는 동 난방 변기 시트를 탑재한 변기 장치의 사시도이고, 도 3은 동 난방 변기 시트의 변기 시트 착좌부를 떼어내 도시한 평면도이고, 도 4는 동 난방 변기 시트의 분해 사시도, 도 5는 동 난방 변기 시트의 착좌부의 요부 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 있어서, 용변 후의 항문 및 비데를 씻는 온수 세정 기능이 부착된 난방 변기 시트는, 변기 장치의 변기(20)의 후단부에 가로로 긴 본체(21)가 설치되어 있고, 이 본체(21) 내에는 온수 세정 기능의 일부가 내장되고, 또한 변기(20) 상에 올려진 원형의 변기 시트(22) 및 변기 뚜껑(23)이 회전 운동 가능하게 설치되어 있다. 또한 본체(21)의 소매부에는 화장실의 인체의 유무를 검지하는 인체 검지 센서(25)가 내장되어 있다. 변기 시트(22)는 도 1에 도시한 바와 같이 합 성 수지제의 하틀체(26)의 상부에 알루미늄제의 착좌부(24)를 시트재를 통해 고정 결합하여 형성하고, 그 내부에는 물방울 등의 침입을 방지할 수 있는 방적(防滴) 실링된 공동부(27)를 가지는 구성으로 되어 있다.

공동부(27)의 내부에는, 변기 장치를 사용하는 사용자가 앉는 변기 시트(22)의 착좌부(24)에 대향하여, 알루미늄판을 경면(鏡面)으로 마무리 한 복사광 반사판(28; 반사체)와, 착좌부(24)의 양측에 복수의 복사형 발열체인 2개의 램프 히터(29)가 설치되어 있다. 복사광 반사판(28)은, 도 1에 도시한 바와 같이 그 내외 단부의 전주(全周)에 상방으로의 굴곡부(28a)를 가지고 있고, 그 굴곡부(28a)에 의해 램프 히터(29)로부터의 복사광이 편향되므로, 램프 히터(29)로부터 떨어져 있는 착좌부(24)의 외주 둘레부 및 내주 둘레부의 복사 밀도를 높이도록 작용하고, 착좌부(24)로의 복사열 분포의 균일화를 도모하고 있다. 이 램프 히터(29)의 근방에는, 램프 히터(29)와 전기적으로 직렬 접속된 서모스탯(30)이 설치되고, 만일의 불안전 사태에 대하여 변기 시트(22)의 착좌부(24)의 온도 과승을 방지하도록 작용한다. 또한 복사광 반사판(28)은, 경량으로 하기 위하여 알루미늄판으로 했으나, 스테인리스판이나 도금 강판 등을 이용해도 무방하다.

램프 히터(29)는, 유리관(32)의 내부에 텅스텐으로 이루어지는 필라멘트(33) 및 아르곤 등의 불활성 가스(34)에 미량의 할로겐을 봉입하여 구성되어 있고, 필라멘트(33)의 발열에 따라 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함으로써, 필라멘트(33)의 소모를 방지하도록 작용하고 있다. 이 작용에 따라, 열용량이 매우 작은 필라멘트(33)를 열원으로 할 수 있어, 복사 에너지의 극히 급준한 상승을 행하게 할 수 있다. 즉, 램프 히터(29)는, 사용자가 화장실에 입실하여 의복을 내리고, 엉덩이를 변기 시트(22)의 착좌부(24)에 대기까지의 예를 들면, 수초간인 순간적으로 변기 시트(22)의 착좌부(24)를 적온까지 고속으로 승온시킬 수 있는 복사형 발열체이다. 또한 램프 히터(29)는, 요구되는 특성의 정도에 따라 반드시 할로겐 램프 히터일 필요는 없다.

이 램프 히터(29)는, 판 스프링재로 형성한 램프 히터 고정구(36)에 의해 복사광 반사판(28)에 고정되고, 복사광 반사판(28)은 수지제의 하틀체(26)의 보스(boss, 37)에 나사못으로 고정되어 있다.

도 5에, 변기 시트(33)를 구성하는 알루미늄제의 착좌부(24)의 일부를 확대 단면으로 나타냈다. 도 5에 있어서, 변기 시트(22)의 공동부(27) 방면, 즉 램프 히터(29)의 복사광이 조사되는 내측 표면은 그 복사광을 잘 흡수하기 쉬운 흑색 도장한 복사 흡수층(42)을 형성하고, 외측, 즉 앉는 방면은, 방식 효과가 있는 알루마이트층(41) 및 그 위에 원하는 외관 효과를 위하여 도장한 표면 데코층(43)이 형성되어 있다. 또한 알루마이트층(41) 및 도장한 표면 데코층(43)은, 반드시 양쪽 다 있을 필요는 없고, 알루마이트층(41) 또는 도장한 표면 데코층(43)의 어느 하나만으로도, 상당하는 내(耐)약품성 등의 방식 효과와 광택이나 색상 등의 디자인성을 부가할 수 있다. 단, 알루마이트층(41) 및 도장한 표면 데코층(43)의 양쪽을 가짐으로써, 보다 높은 방식 효과와, 예를 들면 제균재 함유의 도료를 이용함으로써 제균 효과도 부가할 수 있다. 또한 복사 흡수층(42)의 색에 있어, 각종 색에 대하여 확인한 결과, 흑색이 가장 흡열 효율이 좋아 착좌부(24)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있다는 결과가 얻어졌다. 또한 최고 속도에 연연하지 않고 실용이면 된다는 관점이라면, 회색이나 적색, 청색 등이라도 승온은 가능하다. 흑색에 대해서도, 반드시 도장에 한정될 필요는 없고, 염색 등의 표면 처리라도 무방하다. 알루미늄의 경우, 베마이트(boehmite) 처리 등도 실용이 된다. 또한 도 5의 착좌부(24)의 외측 표면에 입힌 표면 데코층(43)은 염색 처리로 하는 도장으로 할 수도 있으나, 적어도 착좌부 표면에 도장을 실시하면, 방식 효과뿐만 아니라 알루미늄 등의 금속 변기 시트라도 차가운 미관 느낌을 불식시킬 수 있어, 예를 들면 진주와 같은 펄 도장 등에 의해 부드러운 이미지나 고급스런 이미지를 연출할 수 있다.

변기 시트(22)의 착좌부(24)에 금속, 게다가 알루미늄의 프레스(쥐어짬) 가공품을 이용함으로써, 열전도율이 약 200 W·mK로 수지의 약 0.1 ~ 1 W·mK와 비교하여 대단히 높으므로, 램프 히터(29)의 복사광을 받아 복사 흡수층(42)이 승온됨과 동시에, 신속하게 착좌부(24)의 외측 표면, 즉 표면 데코층(43)까지 열전달 할 수 있다. 게다가 열전도율이 높은 알루미늄이므로, 온도 분포를 보다 균일하게 하는 균열 효과가 얻어진다. 또한 알루미늄의 프레스(쥐어짬) 가공에 의한 가공 경화(硬化)에 따라 판 두께를 얇게 해도 필요한 강도를 확보할 수 있다. 예를 들면, 수지의 경우에는 강도의 면에서 3 ㎜ 정도의 두께가 필요한 것에 대하여, 알루미늄 판의 쥐어짬 가공품이라면 절반인 1.5 ㎜ 이하로 충분하다. 얇게 하면 할수록, 열용량을 적게 할 수 있으므로, 승온에 요구되는 열량 및 시간을 적게 할 수 있다. 실험 결과, 강도와 승온 시간면에서 알루미늄의 판 두께는 0.8 ~ 1.2 ㎜가 바람직하다는 결론을 얻었다.

또한 변기 시트(22)를 구성하는 하틀체(26)에는, 그 내면에 복사광 반사판(28)이 설치되고, 그 복사광 반사판(28)에 램프 히터(29) 및 램프 히터(29)와 직렬 접속한 서모스탯(30)이 설치되어 있다. 또한 하틀체(26)의 상부에는 알루미늄제의 착좌부(24)가 설치되고, 그 알루미늄의 착좌부(24)의 온도를 검지하기 위하여 착좌부(24)의 내측 표면에 변기 시트 온도 검지 수단인 서미스터(44)가 설치되어 있다. 또한 변기 시트(22)는, 그 회동축(45)에 전극(46)이 형성되고, 본체(21)의 베어링부(미도시)와 함께 변기 시트 위치 검지 수단(47)을 구성하여, 변기 시트(22)가 기립 상태에 있는지, 앉아서 사용할 수 있는, 변기(20) 상에 대략 수평의 사용 위치에 있는지를 검출하도록 되어 있다.

본체(21)에는, 실온 검지 수단으로서의 실온 서미스터(48)의 검지 신호를 취득하여 램프 히터(29)의 온도 제어를 행하고, 또한 변기 시트(22)의 램프 히터(29)에 통전함에 따라 승온을 개시한 시점으로부터의 경과 시간을 카운트하는 타이머부(49)를 가지는 마이크로 컴퓨터를 주체로 하는 제어부(50)가 설치되어 있다. 그리고, 제어부(50)는 사람의 입실을 검지하는 인체 검지 센서(25)나 착좌 검지 수단(38)과 변기 시트 위치 검지 수단(47)의 신호를 취득하여, 램프 히터(29)로의 통전의 개시와 정지의 제어와, 서미스터(44), 실온 서미스터(48)로부터의 신호를 취득하여, 채난면(採暖面)인 착좌부(24)의 온도가 적온인 소정의 온도가 되도록 램프 히터(29)의 온도 제어를 행할 수 있도록 되어 있다.

도 6에 있어서, 서모스탯(30)은 바이메탈(51)이 램프 히터(29)의 복사광을 수광하도록 공동부(27) 내에 노출시킨 구성이다. 또한 바이메탈(51)의 수광 표면에 는 복사열 흡수재(52)로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다. 그리고 서모스탯(30)은 복사열 흡수재(52)에 의해 복사형 발열체로부터 바이메탈(51)을 향해 복사된 열을 효율 좋게 흡수하여, 보다 신속하게 바이메탈의 온도를 높이도록 구성하고 있다. 또한 서모스탯(30)은, 램프 히터(29)와 바이메탈(51) 간의 거리 b보다, 램프 히터(29)와 변기 시트(22)의 착좌부(24) 간의 거리 a가 커지도록 설정되어 있다. 이 거리 a는, 본 실시예에서는 착좌부(24)의 내측 표면에 설치된 수광면인 복사 흡수층(42)까지의 거리를 나타낸다.

상기 실시예에서, 사용자가 화장실에 입실한 경우, 인체 검지 센서(25)가 입실을 검지하고, 그 신호가 제어부(50)로 보내진다. 이때 변기 시트 위치 검지 수단(47)의 신호에 의해 변기 시트(22)가 대략 수평의 사용 위치에 있는 것을 확인하면, 제어부(50)는 램프 히터(29)에 통전을 개시한다. 이 초기 통전에 의해 투입 에너지는 순간적으로 복사 에너지로 변환되고, 필라멘트(33)로부터 유리관(32) 및 복사광 반사판(28)을 거쳐 변기 시트(22)의 착좌부(24)의 방향으로 방사된다. 또한 램프 히터(29)의 복사 에너지는 변기 시트(22)의 착좌부(24)의 내측 표면에 설치한 복사 흡수층(42) 및 착좌부(24)를 승온한다. 이와 같이 본 실시예에서는, 사용자가 화장실에 입실하면, 램프 히터(29)에 통전하여 변기 시트(22)의 착좌부(24)의 채난면을 거의 순간적으로 가온할 수 있고, 또한 제어부(50)의 고장 등에 따른 만일의 불안전 사태에 대해서도, 램프 히터(29)의 복사광을 바이메탈(51)이 수광하는 고속 응답의 서모스탯(30)에 의해 램프 히터(29)의 통전을 차단할 수 있으므로, 종래 일반적으로 사용되고 있는 난방 변기 시트와 같이 항시 통전 보온하여 가열 손실이 큰 것과 다르게, 가열 손실이 거의 없어 극히 에너지 절약형이며 안전한 난방 변기 시트를 실현할 수 있게 된다. 또한 도 3 및 도 4에서 도시한 힌지 커버(55)의 부분은, 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 수지의 난방 변기 시트(미도시)의 경우, 착좌부(24)와 일체로 성형되어 있다. 상기 실시예에서는, 도 3 및 도 4에서 도시한 착좌부(24)는 금속(알루미늄재질)으로 힌지 커버(55)는 프로필렌 수지로 성형되어 있다. 왜냐하면, 램프 히터(29)로 가열하는 장소를 필요 최소한으로 하여 가열해야 하는 열용량을 작게 함으로써, 보다 적은 전력으로 더욱 빠르게 순간적으로 착좌부(24)를 승온할 수 있게 되어, 더욱 전력을 절약할 수 있다. 즉, 착좌부(24)의 알루미늄재질은 열전도율이 높고 열전도시 온도가 균일해지도록 작용하는데, 힌지 커버(55)는 수지로서 열전도율이 낮으므로 착좌부(24)의 열은 힌지 커버(55)에는 거의 뺏기지 않는다. 이와 같이 변기 시트(22)의 상측의 부재를 열전도율이 다른 복수의 부재로 구성함으로써, 따뜻하게 할 필요가 없는 부분에 필요 이상으로 열을 뺏기는 것을 억제할 수 있어, 열의 손실을 적게 할 수 있다. 이상과 같이, 변기 시트(22)의 상측 구성 부재인 착좌부(24) 및 힌지 커버(55)와 하틀체(26)로 구성되고, 내부에 공동부(27)를 가지는 변기 시트(22)와, 공동부(27)에 설치한 복사형 발열체(29)와, 그 복사형 발열체(29)에 대향하여 하틀체(26) 측에 설치한 반사체(28)를 구비하고, 적어도 상틀체의 착좌부(24)는 금속(알루미늄재질)으로 이루어지고, 상틀체의 착좌부(24) 내면에 복사 흡수층(42)을 설치한 구성에 의해, 보다 적은 전력으로 더욱 빠르고 순간적으로 착좌부(24)를 승온할 수 있는 에너지 절약의 순간 난방 변기 시트를 실현할 수 있다.

또한 제어부(50)는, 통전 개시시의 서미스터(44) 및 실온 서미스터(48)의 신호를 기초로, 양자의 온도차나 각각의 온도로부터 연산을 행하고, 미리 설정·기억되어 있는 초기 통전의 통전 제한 시간의 최적치를 선택하고, 타이머부(49)로 카운트하고 있는 경과 시간이 통전 제한 시간에 도달하면 통전량을 저감 또는 0으로 하고, 그 후 서미스터(44)의 신호를 기초로 변기 시트(22)의 착좌부(24)가 적온이 되도록 통전량을 제어한다.

이에 따라, 서미스터(44)는 실제로 사용자가 접하는 착좌부(24) 부근의 온도를 검지하고, 제어부(50)는 정밀도 좋게 적온까지 승온·유지하므로, 변기 시트(22)의 사용이 쾌적하며, 또한 서미스터(44) 및 실온 서미스터(48)의 신호를 기초로 부하량에 맞춰 복사 에너지의 투입량을 제어하므로, 보다 정밀도 좋고 안전하게 적온까지 가열할 수 있다.

또한 초기 통전 시간 제어를 우선적으로 행함으로써 통전 제한 시간 후에는 통전량을 저감하고 승온 속도를 감소시키므로, 설령 변기 시트 온도 검지 수단의 응답 속도가 늦어도 안전하게 변기 시트를 가온할 수 있고, 또한 저가의 변기 시트 온도 검지 수단을 사용할 수도 있다. 통상, 일반적인 히터에서는, 인가 전압을 저감시켜 온도를 제어하는 경우가 많은데, 램프 히터(29)는 필라멘트(33)의 발열에 따라 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함으로써, 필라멘트(33)의 소모를 방지하고 있으므로, 유리관의 온도가 200℃ 이하가 되면 할로겐 사이클이 고르지 못하게 된다. 따라서 램프 히터(29)로 착좌부(24)를 적온으로 하기 위해서는, 할로겐 사이클이 유효한 출력 범위에서 통전 사이클을 변화시켜 행한 다.

한편, 변기 시트(22)가 기립 상태에 있거나, 남자 사용자가 화장실에 입실 후 소변을 위해 변기 시트(22)를 기립 상태로 세웠을 때에는, 변기 시트 위치 검지 수단(47)의 신호를 기초로 제어부(50)가 램프 히터(29)로의 통전을 정지한다. 이에 따라 헛되이 변기 시트(22)를 가온하는 것을 저감할 수 있고, 더욱 에너지 절약을 도모할 수 있음과 동시에, 통전 상태에서, 또한 필라멘트(33)의 장력 방향인 길이 방향으로 중력이 가해져 단선에 이르는, 수명을 짧게 하는 것을 방지할 수 있다.

또한 사용자가 목적에 맞춰 변기 시트(22)를 기립 상태와 대략 수평 상태의, 세우거나 눕히는 등의 개폐를 해도, 탄성재인 판 스프링재의 램프 히터 고정구(36)의 충격을 완화함에 따라, 유리관이나 필라멘트의 파손을 방지할 수 있다.

다음으로, 사용자가 배변을 위하여 앉으면, 착좌 검지 수단(38)의 신호에 따라 램프 히터(29)로의 통전량을 0 또는 변기 시트 온도가 과승하지 않는 지점까지 통전량을 변화시켜 제어한다. 이에 따라 사용중에 변기 시트 온도가 과승하지 않고, 화상 등이 발생할 염려 없이 안전하게 사용할 수 있다.

특히, 난방 변기 시트는 램프 히터를 내장한 변기 시트에 직접 피부를 접촉시켜 앉으므로, 안전에 대해서는 충분한 배려가 필요하다. 통상의 사용 상태에서는 상술한 바와 같이 안전하고 쾌적하게 사용할 수 있으나, 만일 어떠한 원인으로 마이크로 컴퓨터(미도시) 등, 제어부(50)에 문제가 발생하여 램프 히터(29)로의 통전이 계속해서 행해진 경우 등에도 안전하게 동작하는 것이 필요하다.

서모스탯은 통상, 도 10에 도시한 바와 같이 바이메탈(7)이 금속의 캡(6)에 내포되어 광을 차단하는 구성인 것이 사용되고, 이 구성에서는 먼저 캡(6)이 가열되며, 바이메탈의 가열은 캡(6)으로부터의 복사에 의해 행해지므로, 바이메탈이 소정 온도에 달하기까지 시간을 요하므로, 단시간에 변기 시트(22)의 온도가 변화하는 경우에는 회로의 차단에 지연이 발생하는 경우가 있었다.

그런데 본 실시예에서는, 그것을 해결하기 위하여 서모스탯(30)은 바이메탈(51)을 노출하고, 바이메탈(51)의 표면에 복사열 흡수재(52)로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다. 따라서 바이메탈(51)이 램프 히터(29)의 복사광을 직접 수광하므로, 램프 히터(29)로부터의 복사광으로 직접 바이메탈(51)이 가열되는 것에 더하여, 바이메탈(51) 표면에 복사열 흡수재(52)로서 내열성의 흑색 도료를 입혔으므로, 램프 히터(29)로부터 바이메탈(51)로 도달하는 복사열의 거의 모두가 바이메탈(51)에 흡수되어 변기 시트(22)의 온도의 급격한 변동에도 신속히 추종하며, 서모스탯(30)은 램프 히터(29)와 직렬로 전기 접속되어 있으므로, 온도 과승시에는 램프 히터(29)의 통전을 차단할 수 있다.

또한 서모스탯(30)은 램프 히터(29)와 서모스탯(30) 간의 거리 b보다 램프 히터(29)와 변기 시트(22) 표면간의 거리 a가 커지는 위치에 설정하고 있다. 이에 따라, 변기 시트(22) 표면 온도의 상승보다 빠르게 바이메탈(51)의 온도를 상승시키므로, 이상 시 변기 시트(22) 표면 온도가 과승하여 화상 등의 위험한 상태가 되기 전에 램프 히터(29)의 통전 회로를 차단할 수 있어 안전하게 할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 바이메탈(51)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다면, 서모스탯(30)의 오동작도 방지할 수 있다. 즉, 바이메탈(51)의 온도를 빠르게 상승 시킬 수 있다면, 서모스탯(30)의 오프(램프 히터(29)의 통전 회로를 개방) 동작 온도를 변기 시트(22)의 통상 사용 온도보다도 높게 설정할 수 있으므로, 통상 사용시에 서모스탯(30)이 작동하여 변기 시트의 난방 기능을 사용할 수 없게 되는 위험성을 회피할 수 있다.

즉, 도 7은 도 6에 도시한 구성의 서모스탯(30)에 있어서, 거리 b = 7 ㎜, 거리 a = 15 ㎜로 하여 램프 히터(29)에 통전한 경우의 바이메탈(51) 근방 온도와 착좌부(24)의 표면 온도를 측정한 결과이다. 도 7에 있어서 곡선(A)은 착좌부(24)의 표면 온도이고, 온도 5℃에서는, 약 7.5초(t₁)에서 통상의 변기 시트 제어 온도(T₁)까지의 승온이 가능하다. 한편, 서모스탯(30)의 바이메탈(51)의 온도는 곡선 (B)로 나타낸 바와 같이, 착좌부(24)보다 빠르게 t₂ 시간에서 변기 시트 제어 온도(T₁)까지 상승한다. 착좌부(24)가 변기 시트(22)의 최고 설정 온도(T₂) 이상이 되었을 때 바이메탈(51)의 온도는 서모스탯(29)의 오프(개방) 동작 온도(T₃)에 달하고, 램프 히터(29)의 통전 회로를 차단한다.

또한 만일 서모스탯(30)에 문제가 발생하여 램프 히터(29)의 통전 회로를 차단할 수 없는 상태가 된 경우에는, 안전 한계 온도(T₄)에 달하기 전에, 비복귀형의 서모스탯(31, 또는 온도 퓨즈)이 작동하여 램프 히터(29)의 통전 회로를 차단한다. 이때 변기 시트(22) 표면 온도는, 안전 한계 온도(T₄)에 달하는 경우는 없다.

또한 서모스탯(30)의 동작 온도(T₃)를 변기 시트(22)의 최고 설정 온도(T₂) 이상, 또한 안전 한계 온도(T₄) 이하로 함으로써, 안이하게 비복귀형의 서모스탯(31, 또는 온도 퓨즈)에 의한 램프 히터(29)의 통전 회로의 차단이 일어나 변기 시트(22)의 난방 기능을 사용할 수 없게 되는 위험성도 없어진다. 즉, 초기 통전 시간의 제1 단계는 제어부(50)의 타이머(49) 및 서미스터(44)에 의한 온도 컨트롤, 제2 단계는 서모스탯(30)의 오프에 의한 램프 히터(29)의 통전 회로의 차단(단, 온도 저하에 따라 회로는 복귀), 제3 단계는 비복귀형의 서모스탯(31, 또는 온도 퓨즈)에 의한 램프 히터(29)의 통전 회로의 차단(회로의 복귀는 불능)과, 각 단계의 안전 기능을 설정함으로써 장기간, 안전하고, 쾌적하게 사용할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 앞쪽의 램프 히터(29) 및 뒤쪽의 램프 히터(29b)는 변기 시트(22)의 전후에 배치하여 복수 개수 설치하고, 각각의 램프 히터(29, 29b)에 대향하여 서모스탯(30, 30b)을 설치하며, 각각의 서모스탯(30, 30b)은 전기적으로 직렬로 접속하고 있다. 또한 복귀형의 서모스탯(30, 30b)은 다소 낮은 온도에서 차단 동작하고, 비복귀형의 서모스탯(31, 31b)은 복귀형의 서모스탯(30, 30b)보다 높은 온도에서 차단 동작하는 작동 온도로 함으로써, 보다 높은 다중 안전성 및 장기간, 안전 또한 쾌적하게 사용할 수 있다.

즉, 각각의 램프 히터(29, 29b)에 서모스탯(30, 30b)을 직렬로 접속하고, 또한 이들을 직렬 접속하여 램프 히터(29, 29b)의 통전 회로를 구성함으로써, 어느 하나의 램프 히터(29, 29b)에 이상이 발생한 경우에 서모스탯(30, 30b)으로 램프 히터(29, 29b)의 통전 회로를 차단하므로, 양쪽의 램프 히터(29, 29b)로의 통전을 안전하게 정지한다. 그리고 서모스탯(30, 30b)은 오프 동작 온도가 다른 것을 이용하고 있으므로, 만일 일방의 서모스탯(30)에 문제가 발생하여 램프 히터(29, 29b)의 통전 회로를 차단할 수 없는 상태가 된 경우에도, 또 하나의 서모스탯(30b)으로 램프 히터(29, 29b)의 통전 회로를 차단하므로 안전하다. 또한 램프 히터(29, 29b)는 복수개로 분할하고 있으므로, 도 9에 도시한 종래의 원형의 변기 시트(2)에 있어서, 원형의 1개의 램프 히터(4)를 변기 시트(2)의 공동부(1)의 대략 전체에 배치함에 따라 변기 시트(2)의 휨과 램프 히터(4)의 설치 오차 등에 의해 직접 램프 히터(4)에 응력이 가해지는 문제가 해소되어, 변기 시트(22)의 휨 등에 따른 램프 히터(29)의 파손의 위험을 해소할 수 있다.

(제2 실시예)

도 8은 본 발명의 제2 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도이고, 특히 서모스탯의 부분 단면도를 나타내는 것이다. 본 실시예는, 제1 실시예의 발명과 기본적인 구성은 동일하고, 다른 것은 램프 히터에 직렬 접속한 서모스탯의 구조에 개량을 가한 것으로, 따라서 다른 서모스탯의 구조에 대해서만 설명한다.

도 8에서, 서모스탯(30c)은 바이메탈(51)이 램프 히터(29)의 복사광을 수광하도록 캡(53)은 투명 유리로 되어 있다. 또한 투명 유리의 캡(53)을 설치함으로써, 서모스탯(30c)의 내부에 물방울이나 먼지가 침입하지 않는 방적 혹은 방수 타입으로 할 수 있고, 만에 하나 공동부(27)가 침수한 경우에도 서모스탯(30c)의 통전부로의 침수를 방지할 수 있어 전기 절연을 유지할 수 있으므로 감전을 방지할 수 있다. 또한 서모스탯(30c)은 도 6과 동일하게 바이메탈(51)의 수광 표면에는 복 사열 흡수재(52)로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다. 그리고 서모스탯(30)은 복사열 흡수재(52)에 의해 복사형 발열체로부터 바이메탈(51)을 향해 복사된 열을 효율좋게 흡수하고, 보다 신속하게 바이메탈의 온도를 높이도록 구성하고 있다. 또한 서모스탯(30c)은, 램프 히터(29)와 바이메탈(51) 간의 거리 b보다, 램프 히터(29)와 변기 시트(22)의 표면 간의 거리 a가 커지도록 설정되어 있다. 따라서 바이메탈(51)이 램프 히터(29)의 복사광을 직접 수광하므로, 램프 히터(29)로부터의 복사광으로 직접 바이메탈(51)이 가열되는 것에 더하여, 바이메탈(51) 표면에 복사열 흡수재(52)로서 내열성의 흑색 도료를 입혔으므로, 램프 히터(29)로부터 바이메탈(51)에 도달하는 복사열의 거의 모두가 바이메탈(51)에 흡수되어 변기 시트(22)의 온도의 급격한 변동에도 신속하게 추종하고, 서모스탯(30)은 램프 히터(29)와 직렬로 전기 접속되어 있으므로, 온도 과승 시 램프 히터(29)의 통전을 차단할 수 있다.

또한 캡(53)의 투명 유리는, 석영 유리를 이용함으로써 램프 히터(29)의 복사광의 투과 특성이 우수하여, 보다 고속 응답으로 할 수 있고 차단 안전성을 높일 수 있다. 물론, 필요 정도에 따라 그 외의 유리라도 실용이 되는 것은 말할 것도 없다. 또한 투명 유리(53)의 판압은 너무 두껍게 하면 투과 성능이 저하하므로, 판 두께 1.5 ㎜ 이하가 좋고, 바람직하게는 1.2 ㎜ 이하가 바람직하다. 또한 상기 각 실시예에서는 착좌부의 재료를 알루미늄판의 프레스 가공품으로 했으나, 알루미늄 다이캐스트 등, 다른 가공법이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 금속의 종류도 동판이나 강판이라도 무방하다.

(제3 실시예)

도 11은 본 발명의 제3 실시예에서의 난방 변기 시트의 변기 시트 요부를 단면한 개략 구성도이고, 도 12는 동 난방 변기 시트를 탑재한 변기 장치의 사시도이고, 도 13은 동 난방 변기 시트의 착좌부를 떼어내어 도시한 평면도이고, 도 14는 동 난방 변기 시트의 분해 사시도이고, 도 15는 동 난방 변기 시트의 착좌부의 요부 단면도이다.

도 11 내지 도 15에 있어서, 용변 후의 항문 및 비데를 씻는 온수 세정 기능이 부착된 난방 변기 시트는, 변기 장치의 변기(120)의 후단부에 가로로 긴 본체(121)가 설치되어 있고, 이 본체(121) 내에는 온수 세정 기능의 일부가 내장되고, 또한 변기(120) 상에 올려진 원형의 변기 시트(122) 및 변기 뚜껑(123)이 회전 운동 가능하게 설치되어 있다. 또한 본체(121)의 소매부에는 화장실의 인체의 유무를 검지하는 인체 검지 센서(125)가 내장되어 있다. 변기 시트(122)는 도 11에 도시한 바와 같이 합성 수지제의 하틀체(126)의 상부에 알루미늄제의 착좌부(124)를 씰재를 통해 고정 결합하여 형성하고, 그 내부에는 물방울 등의 침입을 방지할 수 있는 방적 실링된 공동부(127)를 가지는 구성으로 되어 있다.

공동부(127)의 내부에는, 변기 장치를 사용하는 사용자가 앉는 변기 시트(122)의 착좌부(124)에 대향하여, 알루미늄판을 경면(鏡面)으로 마무리 한 복사광 반사판(128;반사체)과, 착좌부(124)의 양측에 복수의 복사형 발열체인 앞 램프 히터(129), 뒤 램프 히터(129b; 이후 구별할 필요가 없을 때는 램프 히터(129)로 나타냄)가 설치되어 있다. 복사광 반사판(128)은, 도 1에 도시한 바와 같이 그 내 외 단부의 전주(全周)에 상방으로의 굴곡부(128a)를 가지고 있고, 그 굴곡부(128a)에 의해 램프 히터(129)로부터의 복사광이 편향되므로, 램프 히터(129)로부터 떨어져 있는 착좌부(124)의 외주 둘레부 및 내주 둘레부의 복사 밀도를 높이도록 작용하고, 착좌부(124)로의 복사열 분포의 균일화를 도모하고 있다. 이 램프 히터(129)의 근방에는, 램프 히터(129)와 전기적으로 직렬 접속된 복사 응답형 서모스탯(130)이 설치되고, 만일의 불안전 사태에 대하여 변기 시트(122)의 착좌부(124)의 온도 과승을 방지하도록 작용한다. 또한 복사광 반사판(128)은, 경량으로 하기 위하여 알루미늄판으로 했으나, 스테인리스판이나 도금 강판 등을 이용해도 무방하다.

램프 히터(129)는, 유리관(132)의 내부에 텅스텐으로 이루어지는 필라멘트(133) 및 아르곤 등의 불활성 가스(134)에 미량의 할로겐을 봉입하여 구성되어 있고, 필라멘트(133)의 발열에 따라 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함으로써, 필라멘트(133)의 소모를 방지하도록 작용하고 있다. 이 작용에 따라, 열용량이 매우 작은 필라멘트(133)를 열원으로 할 수 있어, 복사 에너지의 극히 급준한 상승을 행하게 할 수 있다. 즉, 램프 히터(129)는, 사용자가 화장실에 입실하여 의복을 내리고, 엉덩이를 변기 시트(122)의 착좌부(124)에 대기까지의 예를 들면, 수초간이라는 극히 단시간에 변기 시트(122)의 착좌부(124)를 적온까지 고속으로 승온시킬 수 있는 복사형 발열체이다. 또한 램프 히터(129)는, 요구되는 특성의 정도에 따라 반드시 할로겐 램프 히터일 필요는 없다.

이 램프 히터(129)는, 판 스프링 부재로 형성한 램프 히터 고정구(136)에 의 해 복사광 반사판(128)에 고정되고, 복사광 반사판(128)은 수지제의 하틀체(126)의 보스(137)에 나사못으로 고정되어 있다.

도 15에, 변기 시트(122)를 구성하는 알루미늄제의 착좌부(124)의 일부를 확대 단면으로 나타냈다. 도 15에 있어서, 변기 시트(122)의 공동부(127) 방면, 즉 램프 히터(129)의 복사광이 조사되는 내측 표면은 그 복사광을 잘 흡수하기 쉬운 흑색 도장한 복사 흡수층(142)을 형성하고, 외측, 즉 앉는 방면은, 방식 효과가 있는 알루마이트층(141) 및 그 위에 원하는 외관 효과를 위하여 도장한 표면 데코층(143)이 형성되어 있다. 또한 알루마이트층(141) 및 도장한 표면 데코층(143)은, 반드시 양쪽 다 있을 필요는 없고, 알루마이트층(141) 또는 도장한 표면 데코층(143)의 어느 하나만으로도, 상당하는 내(耐)약품성 등의 방식 효과와 광택이나 색상 등의 디자인성을 부가할 수 있다. 단, 알루마이트층(141) 및 도장한 표면 데코층(143)의 양쪽을 가짐으로써, 보다 높은 방식 효과와, 예를 들면 제균재 함유의 도료를 이용함으로써 제균 효과도 부가할 수 있다. 또한 복사 흡수층(142)의 색에 있어, 각종 색에 대하여 확인한 결과, 흑색이 가장 흡열 효율이 좋아 착좌부(124)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있다는 결과가 얻어졌다. 또한 최고 속도에 연연하지 않고 실용이면 된다는 관점이라면, 회색이나 적색, 청색 등이라도 승온은 가능하다. 흑색에 대해서도, 반드시 도장에 한정될 필요는 없고, 염색 등의 표면 처리라도 무방하다. 알루미늄의 경우, 베마이트(boehmite) 처리 등도 실용이 된다. 또한 도 15의 착좌부(124)의 외측 표면에 입힌 표면 데코층(143)은 염색 처리로 할 수도 있으나, 적어도 착좌부 표면에 도장을 실시하면, 방식 효과뿐만 아니라 알루미늄 등의 금속 변기 시트라도 차가운 미관 느낌을 불식시킬 수 있어, 예를 들면 진주와 같은 펄 도장 등에 의해 부드러운 이미지나 고급스런 이미지를 연출할 수 있다.

변기 시트(122)의 착좌부(124)에 금속, 게다가 알루미늄의 프레스(쥐어짬) 가공품을 이용함으로써, 열전도율이 약 200 W·mK로 수지의 약 0.1 ~ 1 W·mK와 비교하여 대단히 높으므로, 램프 히터(129)의 복사광을 받아 복사 흡수층(142)이 승온됨과 동시에, 신속하게 착좌부(124)의 외측 표면, 즉 표면 데코층(143)까지 열전달 할 수 있다. 게다가 열전도율이 높은 알루미늄이므로, 온도 분포를 보다 균일하게 하는 균열 효과가 얻어진다. 또한 알루미늄의 프레스(쥐어짬) 가공에 의한 가공 경화(硬化)에 따라 판 두께를 얇게 해도 필요한 강도를 확보할 수 있다. 예를 들면, 수지의 경우에는 강도의 면에서 3 ㎜ 정도의 두께가 필요한 것에 대하여, 알루미늄판의 쥐어짬 가공품이라면 절반인 1.5 ㎜ 이하로 충분하다. 얇게 하면 할수록, 열용량을 적게 할 수 있으므로, 승온에 요구되는 열량 및 시간을 적게 할 수 있다. 실험 결과, 강도와 승온 시간면에서 알루미늄판의 두께는 0.8 ~ 1.2 ㎜가 바람직하다는 결론을 얻었다.

또한 변기 시트(122)를 구성하는 하틀체(126)에는, 그 내면에 복사광 반사판(128)이 설치되고, 그 복사광 반사판(128)에 앞 램프 히터(129) 및 뒤 램프 히터(129b)와 직렬 접속한 복사 응답형 서모스탯(130), 열 전도형 서모스탯(131)이 설치되어 있다. 또한 하틀체(126)의 상부에는 알루미늄제의 착좌부(124)가 설치되고, 그 알루미늄의 착좌부(124)의 온도를 검지하기 위하여 착좌부(124)의 내측 표면에 변기 시트 온도 검지 수단인 서미스터(144)가 설치되어 있다. 또한 변기 시 트(122)는, 그 회동축(145)에 전극(146)이 형성되고, 본체(121)의 베어링부(미도시)와 함께 변기 시트 위치 검지 수단(147)을 구성하여, 변기 시트(122)가 기립 상태에 있는지, 앉아서 사용할 수 있는, 변기(120) 상에 대략 수평의 사용 위치에 있는지를 검출하도록 되어 있다.

본체(121)에는, 실온 검지 수단으로서의 실온 서미스터(148)의 검지 신호를 취득하여 램프 히터(129)의 온도 제어를 행하고, 또한 변기 시트(122)의 램프 히터(129)에 통전함에 따라 승온을 개시한 시점으로부터의 경과 시간을 카운트하는 타이머부(149)를 가지는 마이크로 컴퓨터를 주체로 하는 제어부(150)가 설치되어 있다. 그리고, 제어부(150)는 사람의 입실을 검지하는 인체 검지 센서(125)나 착좌 검지 수단(138)과 변기 시트 위치 검지 수단(147)의 신호를 취득하여, 램프 히터(129)로의 통전의 개시와 정지의 제어와, 서미스터(144), 실온 서미스터(148)로부터의 신호를 취득하여, 채난면(採暖面)인 착좌부(124)의 온도가 적온인 소정의 온도가 되도록 램프 히터(129)의 온도 제어를 행할 수 있도록 되어 있다.

도 16에 있어서, 복사 응답형 서모스탯(130)은 바이메탈(151)이 램프 히터(129)의 복사광을 수광하도록 공동부(127) 내에 노출시킨 구성이고, 램프 히터(129)에 바이메탈(151)을 대향시켜 설치했다. 또한 바이메탈(151)의 수광 표면에는 복사열 흡수재(152)로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다. 그리고 복사 응답형 서모스탯(130)은 복사열 흡수재(152)에 의해 복사형 발열체로부터 바이메탈(151)을 향해 복사된 열을 효율 좋게 흡수하여, 보다 신속하게 바이메탈의 온도를 높이도록 구성하고 있다. 또한 복사 응답형 서모스탯(130)은, 램프 히터(129)와 바이메탈(151) 간의 거리 b보다, 램프 히터(129)와 변기 시트(122)의 착좌부(124) 간의 거리 a가 커지도록 설정되어 있다. 이 거리 a는, 본 실시예에서는 착좌부(124)의 내측 표면에 설치된 수광면인 복사 흡수층(142)까지의 거리를 나타낸다.

도 17에 있어서, 열전도형 서모스탯(131)은 바이메탈(151)이 램프 히터(129)의 복사광을 직접 수광하지 않도록 바이메탈(151)의 전면(前面)에 캡(154)을 가지고 있고, 램프 히터(129)에 대향하여 설정되어 있다. 캡(154)은 열전도성이 양호한 금속, 여기서는 알루미늄 합금으로 형성하고 있고, 그 표면에 흑색 도료로 이루어지는 복사열 흡수재가 설치되어 있다.

복사 응답형 서모스탯(130) 및 열전도형 서모스탯(131)은 2개의 램프 히터(129, 129b)에 직렬로 접속되어 있다.

상기 실시예에서, 사용자가 화장실에 입실한 경우, 인체 검지 센서(125)가 입실을 검지하고, 그 신호가 제어부(150)로 보내진다. 이때 변기 시트 위치 검지 수단(147)의 신호에 의해 변기 시트(122)가 대략 수평의 사용 위치에 있는 것을 확인하면, 제어부(150)는 램프 히터(129)에 통전을 개시한다. 이 초기 통전에 의해 투입 에너지는 순간적으로 복사 에너지로 변환되고, 필라멘트(133)로부터 유리관(132) 및 복사광 반사판(128)을 거쳐 변기 시트(122)의 착좌부(124)의 방향으로 방사된다. 또한 램프 히터(129)의 복사 에너지는 변기 시트(122)의 착좌부(124)의 내측 표면에 설치한 복사 흡수층(142) 및 착좌부(124)를 승온한다. 이와 같이 본 실시예에서는, 사용자가 화장실에 입실하면, 램프 히터(129)에 통전하여 변기 시트(122)의 착좌부(124)의 채난면을 거의 순간적으로 가온할 수 있고, 또한 제어 부(150)의 고장 등에 따른 만일의 불안전 사태에 대해서도, 램프 히터(129)의 복사광을 바이메탈(151)이 수광하는 고속 응답의 복사 응답형 서모스탯(130)에 의해 램프 히터(129)의 통전을 차단할 수 있으므로, 종래 일반적으로 사용되고 있는 난방 변기 시트와 같이 항시 통전 보온하여 가열 손실이 큰 것과 다르게, 가열 손실이 거의 없어 극히 에너지 절약형이며 안전한 난방 변기 시트를 실현하게 된다. 또한 도 13 및 도 14에서 도시한 힌지 커버(156)의 부분은, 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 수지의 난방 변기 시트(미도시)의 경우에는, 착좌부(124)와 일체로 성형되어 있다. 상기 실시예에서는, 도 13 및 도 14에서 도시한 착좌부(124)는 금속(알루미늄재질)으로 힌지 커버(156)는 프로필렌 수지로 성형되어 있다. 왜냐하면, 램프 히터(129)로 가열하는 장소를 필요 최소한으로 하여 가열해야하는 열용량을 작게함으로써, 보다 적은 전력으로 더욱 빠르게 순간적으로 착좌부(124)를 승온할 수 있게 되어, 더욱 전력을 절약할 수 있다. 즉, 착좌부(124)의 알루미늄재질은 열전도율이 높게 열전도하여 온도는 균일해지도록 작용하는데, 힌지 커버(156)는 수지로서 열전도율이 낮으므로 착좌부(124)의 열은 힌지 커버(156)에는 거의 뺏기지 않는다. 이와 같이 변기 시트(122)의 상측의 부재를 열전도율이 다른 복수의 부재로 구성함으로써, 따뜻하게 할 필요가 없는 부분에 필요 이상으로 열을 뺏기는 것을 억제할 수 있어, 열의 손실을 적게 할 수 있다. 이상과 같이, 변기 시트(122)의 상측 구성 부재인 착좌부(124) 및 힌지 커버(156)와 하틀체(126)로 구성되고, 내부에 공동부(127)를 가지는 변기 시트(122)와, 공동부(127)에 설치한 복사형 발열체(129)와, 그 복사형 발열체(129)에 대향하여 하틀체(126) 측에 설치한 반사체(128)를 구 비하고, 적어도 상틀체의 착좌부(124)는 금속(알루미늄재질)으로 이루어지고, 상틀체의 착좌부(124) 내면에 복사 흡수층(142)을 설치한 구성에 의해, 보다 적은 전력으로 더욱 빠르고 순간적으로 착좌부(124)를 승온할 수 있는 에너지 절약의 순간 난방 변기 시트를 실현할 수 있다.

또한 제어부(150)는, 통전 개시시의 서미스터(144) 및 실온 서미스터(148)의 신호를 기초로, 양자의 온도차나 각각의 온도로부터 연산을 행하고, 미리 설정·기억되어 있는 초기 통전의 통전 제한 시간의 최적치를 선택하고, 타이머부(149)로 카운트하고 있는 경과 시간이 통전 제한 시간에 도달하면 통전량을 저감 또는 0으로 하고, 그 후 서미스터(144)의 신호를 기초로 변기 시트(122)의 착좌부(124)가 적온이 되도록 통전량을 제어한다.

이에 따라, 서미스터(144)는 실제로 사용자가 접하는 착좌부(124) 부근의 온도를 검지하고, 제어부(150)는 정밀도 좋게 적온까지 승온·유지하므로, 변기 시트(122)의 사용이 쾌적하며, 또한 서미스터(144) 및 실온 서미스터(148)의 신호를 기초로 부하량에 맞춰 복사 에너지의 투입량을 제어하므로, 보다 정밀도 좋고 안전하게 적온까지 가열할 수 있다.

또한 초기 통전 시간 제어를 우선적으로 행함으로써 통전 제한 시간 후에는 통전량을 저감하고 승온 속도를 감소시키므로, 설령 변기 시트 온도 검지 수단의 응답 속도가 늦어도 안전하게 변기 시트를 가온할 수 있고, 또한 저가의 변기 시트 온도 검지 수단을 사용할 수도 있다. 통상, 일반적인 히터에서는, 인가 전압을 저감시켜 온도를 제어하는 것이 많은데, 램프 히터(129)는 필라멘트(133)의 발열에 따라 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함으로써, 필라멘트(133)의 소모를 방지하고 있으므로, 유리관의 온도가 200℃ 이하가 되면 할로겐 사이클이 고르지 못하게 된다. 따라서 램프 히터(129)로 착좌부(124)를 적온으로 하기 위해서는, 할로겐 사이클이 유효한 출력 범위에서 통전 사이클을 변화시켜 행한다.

한편, 변기 시트(122)가 기립 상태에 있거나, 남자 사용자가 화장실에 입실 후 소변을 위해 변기 시트(122)를 기립 상태로 세웠을 때에는, 변기 시트 위치 검지 수단(147)의 신호를 기초로 제어부(150)가 램프 히터(129)로의 통전을 정지한다. 이에 따라 헛되이 변기 시트(122)를 가온하는 것을 저감할 수 있고, 더욱 에너지 절약을 도모할 수 있음과 동시에, 통전 상태에서, 또한 필라멘트(133)의 장력 방향인 길이 방향으로 중력이 가해져 단선에 이르는, 수명을 짧게 하는 것을 방지할 수 있다.

또한 사용자가 목적에 맞춰 변기 시트(122)를 기립 상태와 대략 수평 상태의, 세우거나 눕히는 등의 개폐를 해도, 탄성재인 판 스프링재의 램프 히터 고정구(136)의 충격을 완화함에 따라, 유리관이나 필라멘트의 파손을 방지할 수 있다.

다음으로, 사용자가 배변을 위하여 앉으면, 착좌 검지 수단(138)의 신호에 따라 램프 히터(129)로의 통전량을 0 또는 변기 시트 온도가 과승하지 않는 지점까지 통전량을 변화시켜 제어한다. 이에 따라 사용중에 변기 시트 온도가 과승하지 않고, 화상 등이 발생할 염려 없이 안전하게 사용할 수 있다.

특히, 난방 변기 시트는 램프 히터를 내장한 변기 시트에 직접 피부를 접촉 시켜 앉으므로, 안전에 대해서는 충분한 배려가 필요하다. 통상의 사용 상태에서는 상술한 바와 같이 안전하고 쾌적하게 사용할 수 있으나, 만일 어떠한 원인으로 마이크로 컴퓨터(미도시) 등, 제어부(150)에 문제가 발생하여 램프 히터(129)로의 통전이 계속해서 행해진 경우 등에도 안전 장치가 확실하게 동작하는 것이 필요하다. 사용중에 변기 시트 온도가 과승하는 경우로서 다음의 경우를 생각할 수 있다. 즉, 마이크로 컴퓨터(미도시) 등, 제어부(150)에 문제가 발생하여 램프 히터(129)로의 통전이 계속해서 행해진 경우와, 서미스터(144)에 문제가 발생하여 변기 시트 온도가 서서히 상승한 경우이다.

서모스탯은 통상, 도 10에 도시한 바와 같이 바이메탈(7)이 금속의 캡(6)에 내포되어 광을 차단하는 구성인 것이 사용되고, 이 구성에서는 먼저 캡(6)이 가열되며, 바이메탈의 가열은 캡(6)으로부터의 복사에 의해 행해지므로, 바이메탈이 소정 온도에 달하기까지 시간을 요하므로, 단시간에 변기 시트(122)의 온도가 변화하는 경우에는 회로의 차단에 지연이 발생하는 경우가 있었다. 본 실시예에서는 그것을 해결하기 위하여, 복사 응답형 서모스탯(130)과 열전도형 서모스탯(131)을 복수개의 램프 히터(129)에 대응하여 설치하고, 이들을 직렬 접속하는 구성으로 하고 있다.

먼저, 복사 응답형 서모스탯에 대하여 설명한다. 복사 응답형 서모스탯(130)은 바이메탈(151)을 노출하고, 바이메탈(151)의 표면에 복사열 흡수재(152)로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다. 따라서 바이메탈(151)이 램프 히터(129)의 복사광을 직접 수광하므로, 램프 히터(129)로부터의 복사광으로 직접 바이메탈(151) 이 가열되는 것에 더하여, 바이메탈(151) 표면에 복사열 흡수재(152)로서 내열성의 흑색 도료를 입혔으므로, 램프 히터(129)로부터 바이메탈(151)로 도달하는 복사열의 거의 모두가 바이메탈(151)에 흡수되어 변기 시트(122)의 온도의 급격한 변동에도 신속히 추종하며, 복사 응답형 서모스탯(130)은 램프 히터(129)와 직렬로 전기 접속되어 있으므로, 온도 과승시에는 램프 히터(129)의 통전을 차단할 수 있다.

또한 복사 응답형 서모스탯(130)은 램프 히터(129)와 복사 응답형 서모스탯(130) 간의 거리 b보다 램프 히터(129)와 변기 시트(122) 표면 간의 거리 a가 커지는 위치에 설정하고 있다. 이에 따라, 변기 시트(122) 표면 온도의 상승보다 빠르게 바이메탈(151)의 온도를 상승시키므로, 이상 시 변기 시트(122) 표면 온도가 과승하여 화상 등의 위험한 상태가 되기 전에 램프 히터(129)의 통전 회로를 차단할 수 있어 안전하게 할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 바이메탈(151)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다면, 복사 응답형 서모스탯(130)의 오동작도 방지할 수 있다. 즉, 바이메탈(151)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다면, 복사 응답형 서모스탯(130)의 오프(램프 히터(129)의 통전 회로를 개방) 동작 온도를 변기 시트(122)의 통상 사용 온도보다도 높게 설정할 수 있으므로, 통상 사용시에 복사 응답형 서모스탯(130)이 작동하여 변기 시트의 난방 기능을 사용할 수 없게 되는 위험성을 회피할 수 있다.

즉, 도 18은 도 16에 도시한 구성의 복사 응답형 서모스탯(130)에 있어서, 거리 b = 7 ㎜, 거리 a = 15 ㎜로 하여 램프 히터(129)에 통전한 경우의 바이메탈(151) 근방 온도와 착좌부(124)의 표면 온도를 측정한 결과이다. 도 18에 있어서 곡선(A)은 착좌부(124)의 표면 온도이고, 실온 5 ℃에서는, 약 7.5초(t₁)에서 통상의 변기 시트 제어 온도(T₁)까지의 승온이 가능하다. 한편, 복사 응답형 서모스탯(130)의 바이메탈(151)의 온도는 곡선 (B)로 나타낸 바와 같이, 착좌부(124)보다 빠르게 t₂ 시간에서 변기 시트 제어 온도(T₁)까지 상승한다. 착좌부(124)가 변기 시트(122)의 최고 설정 온도(T₂) 이상이 되었을 때 바이메탈(151)의 온도는 복사 응답형 서모스탯(130)의 오프(엶) 동작 온도(T₃)에 달하고, 램프 히터(129)의 통전 회로를 차단한다.

따라서 마이크로 컴퓨터 등에 문제가 발생하여 램프 히터(129)의 통전 회로를 차단할 수 없는 상태가 된 경우에는, 안전 한계 온도에 달하기 전에, 복사 응답형 서모스탯(130)이 작동하여 램프 히터(129)의 통전 회로를 차단한다. 이때 변기 시트(122) 표면 온도는, 안전 한계 온도(T₄)에 달하는 경우는 없다. 또한 복사 응답형 서모스탯(130)은 비복귀형으로 하고 있으므로, 복사 응답형 서모스탯(130)이 작동한 경우에는, 이후 변기 시트 온도가 과승하는 경우는 없다.

다음으로, 열전도형 서모스탯(131)에 대하여 설명한다. 열전도형 서모스탯(131)은 도 17에 도시한 바와 같이, 이미 도 10에서 도시한 종래의 서모스탯(5)과 구성은 동일하여, 바이메탈(151)이 금속의 캡(154)에 내포되고, 램프 히터(129)로부터의 복사광을 차단하는 구성으로 되어 있다. 이 구성에서는 먼저 캡(154)이 가열되고, 캡(154)으로부터의 열전도 및 복사에 의해 행해지므로, 바이메탈이 소정 의 온도에 달하기까지 시간을 요한다. 그러나 사용자가 변기 시트(122)에 앉아 램프 히터(122)가 저출력으로 보온 상태에 있을 때에는, 열전도형 서모스탯(131)은 변기 시트 온도와 거의 동일한 온도가 된다.

도 19는 서미스터(144)에 문제가 발생하여, 변기 시트(122)의 온도를 정확히 검지할 수 없게 되어, 변기 시트 온도가 서서히 상승한 경우의 변기 시트(122)의 온도(곡선 C)와 열전도형 서모스탯(131)의 바이메탈(151)의 온도(곡선 D)를 나타낸 것이다. 변기 시트 온도는 서서히 상승하는데, 바이메탈(151)의 온도도 동일하게 상승하여 착좌부(124)가 변기 시트(122)의 최고 설정 온도(T₂) 이상이 되고, 또 바이메탈(151)의 온도가 열전도형 서모스탯(131)의 오프(개방) 동작 온도(T₅)에 달했을 때, 램프 히터(129)의 통전 회로를 차단한다. 바이메탈(151)과 변기 시트(122)의 온도는 것의 동등하므로, 변기 시트가 안전 한계 온도(T₄)에 달하기 전에 확실히 램프 히터(129)의 통전 회로를 차단한다.

열전도형 서모스탯(131)의 오프 동작 온도(T₅)는 복사 응답형 서모스탯(130) 오프 동작 온도(T₃)에 대하여 낮으므로, 예를 들면 사용 환경에 따라서는, 변기 시트에 이상이 없는 경우에 작동하는 경우도 생각할 수 있다. 따라서 열전도형 서모스탯(131)은 복귀형으로 하여, 바이메탈(151) 온도가 오프 동작 온도(T₅)보다 낮은 온도에서 복귀하여 다시 사용이 가능해진다.

또한 복사 응답형 서모스탯(130)은 변기 시트 표면 온도가 변기 시트(122)의 최고 설정 온도(T₂) 이상, 또한 안전 한계 온도(T₄) 이하에서 오프 동작을 행하도록 하고 있으나, 실질적으로 복사 응답형 서모스탯(130)의 오프 동작 온도(T₃)는 변기 시트의 안전 한계 온도(T₄)보다 높은 온도로 설정할 수 있으므로, 안이하게 복사 응답형 서모스탯(130)에 의한 램프 히터(129)의 통전 회로의 차단이 일어나 변기 시트(122)의 난방 기능을 사용할 수 없게 되는 위험성도 없어진다. 즉, 초기 통전 시간의 제1 단계는 제어부(150)의 타이머부(149) 및 서미스터(144)에 의한 온도 컨트롤, 제2 단계는 열전도형 서모스탯(131)의 오프에 의한 램프 히터(129)의 통전 회로의 차단(단, 온도 저하에 따라 회로는 복귀), 제3 단계는 비복귀형의 복사 응답형 서모스탯(130)에 의한 램프 히터(129)의 통전 회로의 차단(회로의 복귀는 불능)과, 각 단계의 안전 기능을 설정함으로써 장기간, 안전, 또한 쾌적하게 사용할 수 있다.

즉, 도 13에 도시한 바와 같이 앞쪽의 램프 히터(129) 및 뒤쪽의 램프 히터(129b)는 변기 시트(122)의 전후에 배치하여 복수 개수 설치하고, 각각의 램프 히터(129, 129b)에 대향하여 복사 응답형 서모스탯(130, 130b)과 열전도형 서모스탯(131, 131b)을 설치하며, 각각이 전기적으로 직렬로 접속하고 있다. 또한 복귀형의 열전도형 서모스탯(131, 131b)은 낮은 온도에서 차단 작동하고, 비복귀형의 서모스탯(130, 130b)은 복귀형의 열전도형 서모스탯(131, 131b)보다 높은 온도에서 차단 작동하는 작동 온도로 함으로써, 보다 높은 다중 안전성 및 장기간, 안전 또한 쾌적하게 사용할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 램프 히터의 각각에 복사 응답형과 열전도형의 서모스탯을 대향시켜 설치했으나, 복수의 램프 히터를 구비한 경우, 일련의 램프 히터 중 어느 하나의 위치에서 각 서모스탯을 대향하여 설치함으로써, 동일한 안전 동작을 행할 수 있다. 또한 동종의 서모스탯이 복수 있으면, 동종의 서모스탯 중 하나가 이상이 되어도, 다른 것으로 확실하게 안전 동작을 행할 수 있다.

또한 램프 히터(129, 129b)는 복수개로 분할하고 있으므로, 도 9에 도시한 종래의 원형의 변기 시트(2)에 있어서, 원형의 1개의 램프 히터(4)를 변기 시트(2)의 공동부(1)의 대략 전체에 배치함에 따라 변기 시트(2)의 휨과 램프 히터(4)의 설치 오차 등에 의해 직접 램프 히터(4)에 응력이 가해지는 문제가 해소되어, 변기 시트(122)의 휨 등에 따른 램프 히터(129)의 파손의 위험을 해소할 수 있다.

(제4 실시예)

도 20은 본 발명의 제4 실시예에서의 난방 변기 시트의 요부 단면도로서, 특히 서모스탯의 부분 단면도를 나타내는 것이다. 본 실시예는, 제3 실시예의 발명과 기본적인 구성은 동일하고, 다른 것은 램프 히터에 직렬 접속한 서모스탯의 구조에 개량을 가한 것으로, 따라서 다른 서모스탯의 구조에 대해서만 설명한다.

도 18에서, 복사 응답형 서모스탯(130c)은 바이메탈(151)이 램프 히터(129)의 복사광을 수광하도록 캡(153)은 투명 유리로 되어 있다. 또한 투명 유리의 캡(153)을 설치함으로써, 복사 응답형 서모스탯(130c)의 내부에 물방울이나 먼지가 침입하지 않는 방적 혹은 방수 타입으로 할 수 있고, 만에 하나 공동부(127)가 침수한 경우에도 복사 응답형 서모스탯(130c)의 통전부로의 침수를 방지할 수 있어 전기 절연을 유지할 수 있으므로 감전을 방지할 수 있다. 또한 복사 응답형 서모스탯(130c)은 도 16과 동일하게 바이메탈(151)의 수광 표면에는 복사열 흡수재(152)로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다. 그리고 복사 응답형 서모스탯(130)은 복사열 흡수재(152)에 의해 복사형 발열체로부터 바이메탈(151)을 향해 복사된 열을 효율좋게 흡수하고, 보다 신속하게 바이메탈의 온도를 높이도록 구성하고 있다. 또한 복사 응답형 서모스탯(130c)은, 램프 히터(129)와 바이메탈(151) 간의 거리 b보다, 램프 히터(129)와 변기 시트(122)의 표면 간의 거리 a가 커지도록 설정되어 있다. 따라서 바이메탈(151)이 램프 히터(129)의 복사광을 직접 수광하므로, 램프 히터(129)로부터의 복사광으로 직접 바이메탈(151)이 가열되는 것에 더하여, 바이메탈(151) 표면에 복사열 흡수재(152)로서 내열성의 흑색 도료를 입혔으므로, 램프 히터(129)로부터 바이메탈(151)에 도달하는 복사열의 거의 모두가 바이메탈(151)에 흡수되어 변기 시트(122)의 온도의 급격한 변동에도 신속하게 추종하고, 복사 응답형 서모스탯(130)은 램프 히터(129)와 직렬로 전기 접속되어 있으므로, 온도 과승시에는 램프 히터(129)의 통전을 차단할 수 있다.

또한 캡(153)의 투명 유리는, 석영 유리를 이용함으로서 램프 히터(129)의 복사광의 투과 특성이 우수하여, 보다 고속 응답으로 할 수 있고 차단 안전성을 높일 수 있다. 물론, 필요 정도에 따라 그 외의 유리라도 실용이 되는 것은 말할 것도 없다. 또한 투명 유리(153)의 판압은 너무 두껍게 하면 투과 성능이 저하하므로, 판 두께 1.5 ㎜ 이하가 좋고, 바람직하게는 1.2 ㎜ 이하가 바람직하다. 또한 상기 각 실시예에서는 착좌부의 재료를 알루미늄판의 프레스 가공품으로 했으나, 알루미늄 다이캐스트 등, 다른 가공법이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 금속의 종류도 동판이나 강판이라도 무방하다.

(제5 실시예)

도 21 내지 도 25에 있어서, 변기 장치의 변기(201) 상에 설치되는 본 실시예의 변기 시트는, 가로로 긴 본체(202)와, 이 전방에 세우거나 눕히는 것이 가능하게 힌지 결합한 변기 시트 주체(203), 및 뚜껑체(204)로 구성되어 있다.

상기 본체(202)에는 온수 세정 기능의 일부가 내장되고, 또한 각종 제어 기능이 내설되어 있다. 또한 이 본체(202)와 일체적, 혹은 독립하여 인체 검지 센서(205)가 설치되어 있고, 화장실 내로의 사람의 입실을 검지하여 뚜껑체(204)를 열거나, 본체(202)의 각종 제어 기능을 시동시키도록 하고 있다.

그런데, 상기 변기 시트 주체(203)는, 본체(202)로의 힌지부가 되는 다리(206)를 후방 양측으로부터 돌출시킨 합성 수지제의 하틀체(207)와, 이 하틀체(207)에 실링재를 끼워 수밀(水密)적으로 접합되고, 내부에 공동부(208)를 구성하는 알루미늄 등의 열 양(良)전도재로 이루어지는 착좌부(209)로 형성되어 있다.

공동부(208)에는, 거의 원형이 되도록 배치된 2개의 전후 복사 발열체(210), 및 그들 복사형 발열체(210)의 배부(背部), 즉 하틀체(207) 측에 위치하여 반사판(211)이 설치되어 있다.

전후 복사형 발열체(210)는 전기적으로 직렬로 접속한 것으로서, 각각 미량의 할로겐을 혼입시킨 아르곤 등의 불활성 가스를 결정화 유리 등으로 이루어지는 열투과관(212)의 내부에 봉입하고, 여기에 텅스텐 등의 필라멘트(213)를 배치하여 구성되어 있고, 이 필라멘트(213)의 발열에 따라 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함으로써, 상기 필라멘트(213)의 소모를 방지하도록 하고 있다.

상기 작용에 의해, 열용량이 매우 작은 필라멘트(213)를 열원으로 하여 복사 에너지의 극히 급준한 상승을 행하게 할 수 있다. 즉, 복사형 발열체(210)는 사용자가 화장실에 입실하여 변기 시트 주체(203)의 착좌부(208)에 앉기까지의, 예를 들면 수초라는 순간적인 시간에 동(同) 착좌부(208)를 적온까지 고속으로 승온시킨다.

또한 복사형 발열체(210)는, 요구되는 특성의 정도에 따라 반드시 할로겐을 사용할 필연성은 없다.

반사판(211)은, 경량을 중시한다면 알루미늄판이 바람직하고, 그렇지 않다면 스테인리스판이나 도금 강판 등을 이용해도 되며, 도 21에 도시한 바와 같이 그 내외 단부의 전주(全周)에 상방으로의 굴곡부(211a)를 가지고 있고, 그 굴곡부(211a)에 의해 복사형 발열체(210)로부터의 복사열이 편향되어, 착좌부(209)를 유효하고 균등하게 가열하도록 하고 있다.

또한 상기 반사판(211)은, 하틀체(207)에 형성한 돌기(214)에 나사 등으로 고정되어 있고, 이들 돌기(214)의 높이에 따라 양자 간에는 단열 작용을 발휘하는 틈새가 설정되도록 되어 있다.

복사형 발열체(210)는, 반사판(211)에 하단을 용접 등의 수단으로 고정한 판 스프링재로 된 홀더(215)로 유지되어 있다. 더 설명하면, 도 25와 같이 상기 홀 더(215)는 한 쌍의 협지편(挾持片)(215a, 215b)에서의 유동 단부측 원호부에서 복사형 발열체(210)의 외주면을 협지하고 있고, 이에 더하여 그들 유동 단부에는 클립(216)을 끼움으로써 상기 협지편(215a, 215b)의 부주의한 확대개방을 방지하고 있다.

클립(216)은 탈착 가능한 것으로, 이것을 떼어내면 협지편(215a, 215b)에 대한 복사형 발열체(210)의 설치, 떼어냄을 임의로 행할 수 있는 것은 말할 것도 없는 것이다.

도 26에 도시한 바와 같이, 착좌부(209)의 내면측, 즉, 복사형 발열체(210)의 복사열이 조사되는 부위에는, 그 복사열을 잘 흡수해야하는 흑색이고, 게다가 전기 절연성의 복사열 흡수층(217)이 형성되어 있고, 외측, 즉 앉는 측에는, 알루마이트층 등 방식층(218), 및 그 위에 원하는 외관 효과를 위하여 도장한 표면 데코층(219)이 설치되어 있다.

또한 방식층(218) 및 표면 데코층(219)은, 반드시 양쪽 다 있을 필요는 없고, 어느 하나만으로도, 상당하는 내(耐)약품성 등의 방식 효과와 광택이나 색상 등의 디자인성을 부가할 수 있다.

단, 방식층(218) 및 표면 데코층(219)의 양쪽을 가짐으로써, 보다 높은 방식 효과와, 예를 들면 제균재 함유의 도료를 이용함으로써 제균 효과도 부가할 수 있다.

또한 복사열 흡수층(217)의 색에 있어, 각종 색에 대하여 확인한 결과, 흑색이 가장 흡열 효율이 좋아 착좌부(209)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있다는 결과가 얻어졌다.

최고 속도에 연연하지 않고 실용이면 된다는 관점이라면, 회색이나 적색, 청색 등이라도 승온은 가능하다.

상기 착좌부(209)에 알루미늄의 프레스(쥐어짬) 가공품을 이용하면, 열전도율이 약 200 W·mK로 수지의 약 0.1 ~ 1 W·mK와 비교하여 대단히 높으므로, 복사형 발열체(210)의 복사열을 받아 복사 흡수층(217)이 승온됨과 동시에, 신속하게 착좌부(209)의 표면 데코층(219)까지 열전달 할 수 있다. 게다가 열전도율이 높은 알루미늄이므로, 온도 분포를 보다 균일하게 하는 균열 효과가 얻어진다. 또한 알루미늄의 프레스(쥐어짬) 가공에 의한 가공 경화(硬化)에 따라 판 두께를 얇게 해도 필요한 강도를 확보할 수 있다.

예를 들면, 수지의 경우에는 강도의 면에서 3 ㎜ 정도의 두께가 필요한 것에 대하여, 알루미늄판의 쥐어짬 가공품이라면 절반인 1.5 ㎜ 이하로 충분하다. 얇게 하면 할수록 열용량을 적게 할 수 있으므로, 승온에 요구되는 열량 및 시간을 적게 할 수 있다.

실험 결과, 강도와 승온 시간면에서 알루미늄판의 두께는 0.8 ~ 1.2 ㎜가 바람직하다는 결론을 얻었다.

전후 각각의 복사형 발열체(210)의 양측에는, 각 2개의 서모스탯(220)이 전기적으로 직렬 접속되어 배치되어 있고, 또한 착좌부(209)에도 그 측부에 대응하여 각 1개, 계 2개의 서모스터와 같은 온도 센서(221)가 설치되어 있고, 만일의 불안전 사태에 대하여 착좌부(209)의 온도 과승을 방지하도록 작용한다.

먼저 서모스탯(220)은 도 27에도 도시한 바와 같이, 복사형 발열체(210)로부터의 복사열이 직접적으로 조사되도록 바이메탈(222)을 케이스(223)에 배치한 구성을 채용하고 있다. 상기 바이메탈(222)은 접시 스프링 형상으로, 데드포인트를 경계로 온도에 따라 2개의 안정 위치에 택일적으로 반전하도록 되어 있다.

그리고 그 바이메탈(222)의 복사열 수열면에는 내열성의 흑색 도료를 도포하는 등 하여 복사열 흡수층(224)이 형성되어 있고, 복사형 발열체(210)로부터의 복사열을 효율 좋게 흡수하여, 보다 신속하게 온도가 높아지도록 구성하고 있다.

또한 서모스탯(220)은, 복사형 발열체(210)와 바이메탈(222) 간의 거리 b가 복사형 발열체(210)와 착좌부(209) 간의 거리 a보다도 작아지도록 설정되어 있다. 참고로 이 거리 a는, 본 실시예에서는 착좌부(209)의 내측 표면에 설치된 복사 흡수층(217)까지의 거리를 나타낸다.

상기 복사형 발열체(210)와 바이메탈(222) 사이에 소정치의 거리 b를 확보해야만 하여, 서모스탯(220)을 반사판(211)에 설치하는 설치체(225)로부터는 도 28에 도시한 바와 같이 스페이서(226)가 일체적으로 설치되어 있다. 즉, 이 스페이서(226)의 선단에 형성한 원호 형상 오목부가 복사형 발열체(210)의 주벽(周壁)에 결합하여 거리 b를 결정하고 있는 것이다.

본체(202)에는, 실온 검지 수단으로서의 실온 센서(227)의 검지 신호를 취득하여 복사형 발열체(210)의 통전 제어를 행하고, 또한 타이머부(228)에서 복사형 발열체(210)로의 통전 경과 시간을 카운트하도록 한 마이크로 컴퓨터를 주체로 하는 제어부(229)가 설치되어 있다.

그리고 제어부(229)는, 상술한 인체 검지 센서(205)나 착좌부(209)에 사용자가 앉은 것을 검지하는 착좌 검지 수단(230)이나 변기 시트 위치 검지 수단(231)의 신호를 취득하여, 복사형 발열체(210)로의 통전의 개시와 정지의 제어, 및 착좌부(209)의 온도를 검지하는 2개의 온도 센서(221)와 상기 실온 센서(227)로부터의 신호를 취득하여, 채난면(採暖面)인 상기 착좌부(209)의 온도가 적온인 소정치가 되도록 복사형 발열체(210)의 온도 제어를 행한다.

또한 이 제어부(229)는, 복사형 발열체(210)로의 통전이 개시되고, 착좌부(209)가 소정 온도에 아직 달하지 않았을 때에 점멸 상태, 소정 온도에 달하면 연속 점등이 되도록 파일럿 램프 등의 표시기(232)의 점등 제어를 행하는 것이다.

이 표시기(232)는, 뚜껑(204)이 개폐하는 어떠한 상태에서도 관계없이 확인할 수 있는 본체(202)의 전방 상면 등의 부위에 배치되어 있다.

또한 착좌부(209)의 온도를 검지하는 것으로서 2개의 온도 센서(221)를 설치했으나, 제어부(229)는 이들 온도 센서(221)의 온도 검지 결과에 편차가 없을 때에는 복사형 발열체(210)의 온도 제어를 행하고, 소정 범위 이상의 편차가 발생하고 있으면 복사형 발열체(210)로의 통전을 정지한다.

이것은 착좌부(209)에서의 균일 가열의 목적에 반하여, 소정 이상의 온도 편차가 있으면 안전상의 과제가 예상되기 때문이다.

상기 실시예에서, 사용자가 화장실에 입실한 경우, 인체 검지 센서(205)가 그것을 검지하고, 신호가 제어부(229)로 보내진다. 이때 변기 시트 위치 검지 수단(231)의 신호에 의해 변기 시트 주체(203)가 대략 수평의 사용 위치에 있는 것을 확인하면, 제어부(229)는 복사형 발열체(210)의 통전을 개시한다.

이 초기 통전에 의해 투입 에너지는 순간적으로 복사열로 변환되고, 직접적, 및 반사판(211)에서 반사되어 변기 시트 주체(203)의 착좌부(209)의 방향으로 방사된다.

상기 착좌부(209)의 방향으로 방사된 복사열은, 복사 흡수층(217)에 효율적으로 흡수되어, 결과적으로 착좌부(209)를 신속하게 승온한다.

이와 같이 본 실시예에서는, 사용자가 화장실에 입실하면, 복사형 발열체(210)에 통전하여 변기 시트 주체(203)의 착좌부(209)를 거의 순간적으로 가온할 수 있고, 또한 제어부(229)의 고장 등에 따른 만일의 불안전 사태에 대해서도, 복사형 발열체(210)의 복사열을 서모스탯(220)의 바이메탈(222)이 직접 수열하므로, 이것에 고속 응답하여 통전을 차단할 수 있으므로, 종래 일반적으로 사용되고 있는 난방 변기 시트와 같이 항상 통전 보온하여 가열 손실이 큰 것과 다르게, 가열 손실이 거의 없어 극히 에너지 절약형이고 안전한 난방 변기 시트를 실현하게 된다.

또한 변기 시트 주체(203)에 있어서, 하틀체(207)를 합성 수지로 형성함과 동시에, 본체(202)로의 힌지부가 되는 다리(206)를 이 하틀체(207)에 일체로 성형하고 있으므로, 복사형 발열체(210)에서 가열하는 장소를 착좌부(209)만의 필요 최소한으로 하고, 게다가 다리(206)를 통한 열의 빠짐을 가급적으로 억제하고 있으므로, 보다 적은 전력으로, 또한 신속하게 착좌부(209)를 승온할 수 있다.

또한 제어부(229)는, 통전 개시시의 온도 센서(221), 및 실온 센서(227)의 신호를 기초로 양자의 온도차나 각각의 온도로부터 연산을 행하고, 미리 설정·기 억되어 있는 초기 통전의 통전 제한 시간의 최적치를 선택하며, 타이머부(228)에서 카운트하고 있는 경과 시간이 통전 제한 시간에 도달하면 통전량을 저감 또는 0으로 하고, 그 후 서미스터(244)의 신호를 기초로 착좌부(209)가 적온이 되도록 통전량을 제어한다.

이에 따라, 온도 센서(221)는 실제로 사용자가 접하는 착좌부(209) 부근의 온도를 검지하고, 제어부(229)를 통해 좋은 정밀도로 적온까지 승온·유지하므로, 변기 시트의 사용이 쾌적하며, 이에 더하여 온도 센서(221) 및 실온 센서(227)의 신호를 기초로 부하량에 맞춰 복사 에너지의 투입량을 제어하므로, 보다 정밀도 좋고 안전하게 적온까지 가열할 수 있게 된다.

또한 초기 통전 시간 제어를 우선적으로 행함으로써 통전 제한 시간 후에는 통전량을 저감하고 승온 속도를 감소시키므로, 설령 변기 시트 온도 검지 수단의 응답 속도가 늦어도 안전하게 변기 시트를 가온할 수 있고, 또한 저가의 변기 시트 온도 검지 수단을 사용할 수도 있다.

통상, 일반적인 히터에서는 인가 전압을 저감시켜 온도를 제어하는 것이 많은데, 할로겐의 복사형 발열체(210)는 필라멘트(213)의 발열에 따라 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함으로써 필라멘트(213)의 소모를 방지하고 있으므로, 열투과관(212)의 온도가 200 ℃ 이하가 되면 할로겐 사이클이 고르지 못하게 된다. 따라서 복사형 발열체(210)에서 착좌부(209)를 적온으로 하기 위해서는, 할로겐 사이클이 유효한 출력 범위에서 통전 사이클을 변화시켜 행한다.

한편, 변기 시트 주체(203)가 기립 상태에 있거나, 남자 사용자가 화장실에 입실 후 소변을 위해 변기 시트 주체(203)를 기립 상태로 했을 때에는, 변기 시트 위치 검지 수단(231)의 신호를 기초로 제어부(229)가 복사형 발열체(210)로의 통전을 정지한다. 이에 따라 헛되이 변기 시트 주체(203)를 가온하는 것을 방지할 수 있고, 더욱 에너지 절약을 도모할 수 있음과 동시에, 통전 상태에서, 또한 필라멘트(213)의 장력 방향인 길이 방향으로 중력이 가해져 단선에 이르는, 수명을 짧게 하는 것을 방지할 수 있다.

또한 사용자가 목적에 맞춰 변기 시트 주체(203)를 기립 상태와 대략 수평 상태의, 세우거나 눕히는 등의 개폐를 해도, 판 스프링재로 된 홀더(215)로 복사형 발열체(210)를 유지하여 대(對) 충격 보호를 도모하고 있으므로, 열투과관(212)이나 필라멘트(213)의 파손을 방지할 수 있다.

다음으로, 사용자가 배변을 위하여 앉으면, 착좌 검지 수단(230)의 신호에 따라 복사형 발열체(210)로의 통전량을 0 또는 변기 시트 온도가 과승하지 않는 지점까지 통전량을 변화시켜 제어한다. 이에 따라 사용중에 변기 시트 온도가 과승하지 않고, 화상 등이 발생할 염려 없이 안전하게 사용할 수 있다.

특히, 난방 변기 시트는 착좌부(209)에 직접 피부를 접촉시키므로, 안전에 대해서는 충분한 배려가 필요하다. 통상의 사용 상태에서는 상술한 바와 같이 안전하고 쾌적하게 사용할 수 있으나, 만일 어떠한 원인으로 마이크로 컴퓨터(미도시) 등, 제어부(229)에 문제가 발생하여 복사형 발열체(210)로의 통전이 계속해서 행해진 경우 등에도 안전하게 동작하는 것이 필요하다.

서모스탯은 통상, 바이메탈이 금속의 캡에 내포되어 복사열을 차단하는 구성 인 것이 사용되고, 이 구성에서는 먼저 캡이 가열되며, 바이메탈의 가열은 캡으로부터의 복사에 의해 행해지므로, 바이메탈이 소정 온도에 달하기까지 시간을 요하여, 단시간에 변기 시트의 온도가 변화하는 경우에는 회로의 차단에 지연이 발생하는 경우가 있었다.

그런데 본 실시예에서는, 그것을 해결하기 위하여 서모스탯(220)은 바이메탈(222)이 직접 수열하도록 하면서, 표면에 복사열 흡수층(224)으로서 내열성의 흑색 도료를 도포하고 있다.

따라서 복사형 발열체(210)로부터 바이메탈(222)로 도달하는 복사열의 거의 모두가 동 바이메탈(222)에 흡수되어 착좌부(209)의 온도의 급격한 변동에도 신속히 추종하며, 온도 과승시에는 복사형 발열체(210)의 통전을 차단할 수 있다.

또한 서모스탯(220), 보다 상세하게는 그 바이메탈(222)과 복사형 발열체(210) 간의 거리 b가 복사형 발열체(210)와 착좌부(209)의 거리 a보다도 짧아지는 위치 설정을 하고 있음에 따라, 착좌부(209)의 표면 온도의 상승보다 빠르게 바이메탈(222)의 온도를 상승시켜 이상시의 안전 동작을 정확히 하고 있다.

이와 같이, 바이메탈(222)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다면, 서모스탯(220)의 오동작도 방지할 수 있다. 즉, 바이메탈(222)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다면, 서모스탯(220)의 오프(통전 회로를 개방) 동작 온도를 변기 시트의 통상 사용 온도보다도 높게 설정할 수 있으므로, 통상 사용시에 서모스탯(220)이 작동하여 난방 기능을 사용할 수 없게 되는 것을 회피할 수 있다.

즉, 도 29는 도 27에 도시한 구성의 서모스탯(220)에 있어서, 거리 b = 7 ㎜, 거리 a = 15 ㎜로 하여 복사형 발열체(210)에 통전한 경우의 바이메탈(222) 근방 온도와 착좌부(209)의 표면 온도를 측정한 결과이다.

도 28에 있어서 곡선(A)은 착좌부(209)의 표면 온도이고, 실온 5 ℃에서는, 약 7.5초(t1)에서 통상의 변기 시트 제어 온도(T1)까지의 승온이 가능하다. 한편, 서모스탯(220)의 바이메탈(222)의 온도는 곡선 (B)로 나타낸 바와 같이, 착좌부(209)보다 빠르게 t2 시간에서 변기 시트 제어 온도(T1)까지 상승한다. 착좌부(209)가 변기 시트의 최고 설정 온도(T2) 이상이 되었을 때 바이메탈(222)의 온도는 서모스탯(220)의 오프 동작 온도(T3)에 달하고, 복사형 발열체(210)의 통전 회로를 차단한다.

상기한 바와 같이, 서모스탯(220)과 복사형 발열체(210) 간의 거리 b는 안전상 중요한 의의를 가지는 것이므로, 그 치수 관리에는 고정밀도인 것이 요구될 것이다.

그래서, 도 28과 같이, 서모스탯(220)을 반사판(211)에 설치하는 설치체(225)로부터 스페이서(226)를 일체적으로 설치하고, 이 스페이서(226)의 선단에 형성한 원호 형상 오목부를 복사형 발열체(210)의 주벽(周壁)에 결합시키도록 하고 있다. 이에 따라, 서모스탯(220)과 복사형 발열체(210) 간의 거리 b는 정확하게 되어, 상기한 안전 동작이 정확하게 행해지게 된다.

또한 본 실시예에 있어서, 복수 배치한 서모스탯(220) 중 일부(예를 들어, 도 23의 우측에 배치한 2개)를 복귀형, 나머지(예를 들어, 도 23의 좌측에 배치한 2개)를 비복귀형으로 해두면, 만일 복귀형 서모스탯(220)에 문제가 발생하여 복사 형 발열체(210)의 통전 회로를 차단할 수 없는 상태가 된 경우, 안전 한계 온도(T4)에 달하기 전에 비복귀형의 서모스탯(220)이 작동하여 통전 회로를 차단한다. 그 결과, 변기 시트 표면 온도는 안전 한계 온도(T4)에 달하지 않는다.

또한 서모스탯(220)의 동작 온도(T3)를 변기 시트의 최고 설정 온도(T2) 이상, 또한 안전 한계 온도(T4) 이하로 함으로써, 안이하게 비복귀형의 서모스탯(220)에 의한 복사형 발열체(210)의 통전 회로의 차단이 일어나, 변기 시트의 난방 기능을 사용할 수 없게 되는 문제를 없앨 수 있다.

즉, 초기 통전 시간의 제1 단계는 제어부(229)의 타이머부(228) 및 온도 센서(221)에 의한 온도 컨트롤, 제2 단계는 서모스탯(220)의 오프에 의한 복사형 발열체(210)의 통전 회로의 차단(단, 온도 저하에 따라 회로는 복귀), 제3 단계는 비복귀형의 서모스탯(220)의 통전 회로의 차단(회로의 복귀는 불능)과, 다단계의 안전 기능을 설정함으로써 장기간, 안전, 또한 쾌적하게 사용할 수 있다.

또한 복귀형의 서모스탯(220)은 약간 낮은 온도에서 차단 작동하고, 비복귀형의 서모스탯(220)은 그것보다도 높은 온도에서 차단 작동하는 작동 온도로 설정함으로써, 보다 높은 다중 안전성 및 장기간, 안전, 또한 쾌적하게 사용할 수 있다.

또한 복수의 복사형 발열체(210)로 가열원을 구성하고 있으므로, 변기 시트 주체(203)의 휨과 복사형 발열체(210)의 설치 오차 등에 의해 직접 동(同) 복사형 발열체(210)에 응력이 가해지는 문제가 해소되어, 파손의 위험을 해소할 수 있다. 물론, 복사형 발열체(210)의 배치 그 자체도 간단해진다.

그런데, 복사형 발열체(210)의 복사열이 조사되는 착좌부(209)의 내면측에는 복사열을 잘 흡수해야 하여, 복사열 흡수층(217)이 형성되어 있다. 그리고, 이 복사열 흡수층(217)은 전기 절연성인 것으로도 설정되어 있다.

그 때문에, 복사형 발열체(210)가 파손 사고를 일으킨 경우에 그 필라멘트(213)가 착좌부(209) 측으로 쳐진다고 해도, 감전 등의 우려는 없게 된다.

또한 상기 복사형 발열체(210)는, 판 스프링재로 된 한 쌍의 협지편(215a, 215b)에서의 유동 단부측 원호부에서 외주면이 협지되고, 이에 더하여 그들 유동 단부에는 클립(216)을 끼움으로써 부주의한 확개를 방지하고 있다.

따라서 예를 들면 변기 시트 주체(203)를 세우거나 눕힐 때에 충격이 가해졌다고 해도, 복사형 발열체(210)의 부주의한 이탈, 및 그에 따른 파손을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

(제6 실시예)

도 30은 제6 실시예를 나타내고, 기본적인 구성은 제5 실시예와 동일하며, 서모스탯의 구조에 개량을 가한 점이 다르다.

즉 제5 실시예와 다른 점은, 서모스탯(220)에서의 바이메탈(222)의 복사형 발열체(210) 측을 석영 유리 등의 열투과체(233)로 칸막이한 것이다.

이와 같이 열투과체(233)로 칸막이함으로써, 서모스탯(220)의 내부에 물방울이나 먼지가 침입하지 않는 방적 혹은 방수 타입으로 할 수 있고, 만에 하나 공동부(208)가 침수한 경우에도 서모스탯(220)의 통전부로의 침수를 방지할 수 있어, 전기 절연을 유지할 수 있으므로 감전을 방지할 수 있다.

열투과체(233)는 너무 두껍게 하면 열 투과 성능이 저하하므로, 판 두께 1.5 ㎜ 이하가 좋고, 바람직하게는 1.2 ㎜ 이하가 바람직하다.

또한 상기 각 실시예에서는 착좌부의 재료를 알루미늄판의 프레스 가공품으로 했으나, 알루미늄 다이캐스트 등, 다른 가공법이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 금속의 종류도, 동판이나 강판이라도 무방하다.

(제7 실시예)

도 7은 본 발명의 제7 실시예에서의 온수 세정 기능 부착 난방 변기 시트의 사시도를 나타내는 것이다.

도 31에 있어서, 변기(320)에 본체(321)가 설치되어 있고, 이 본체(321)에 변기 시트(322) 및 변기 뚜껑(323)이 회전 운동 가능하게 설치되어 있다.

또한 본체(321)의 소매부(324)에는 적외선 투과부가 설치되고, 그 내측에는 화장실 공간의 인체의 유무를 검지하는 적외선 센서(325)가 내장되어 있다.

이에 더하여, 본체(321)에 통지 수단인 LED(341)가 설치되어 있다.

도 32는 본 발명의 제7 실시예에서의 변기 시트(322)의 부분 절개 평면도이고, 도 33은 본 발명의 제7 실시예에서의 변기 시트(322)의 요부 단면도이다.

변기 시트(322)는, 알루미늄 등으로 대표되는 고 열전도율을 가지는 금속제의 상틀체(326)와 하틀체(327)의 각각의 내주 둘레 및 외주 둘레를 접합 고정함으로써, 내부에 공동부(328)를 가지는 구조로 되어 있다.

그 공동부(328)의 내부에는 변기 시트(322)의 착좌부에 대향하여, 알루미늄판을 경면(鏡面)으로 마무리 한 복사 반사판(329)과 복사형 발열체인 램프 히 터(330)가 설치되어 있다. 그 복사 반사판(329)의 단부는 전주(全周)에 걸쳐 상방으로의 굴곡부를 가지고 있고, 그 굴곡부에 의해 램프 히터(330)로부터의 열 복사가 편향되므로, 램프 히터(330)로부터 떨어져 있는 외주 둘레부 및 내주 둘레부의 복사 밀도를 높이도록 작용하고, 상틀체(326)로의 복사 분포의 균일화를 도모하고 있다.

램프 히터(330)의 근방에는, 램프 히터(330)와 직렬로 전기 접속한 서모스탯(331) 및 실온 퓨즈(332)가 설치되고, 만일의 불안전 사태에 대하여 온도 과승을 방지하도록 작용한다.

또한 상틀체(326)의 내면에는 서미스터(333)가 배설되어 있고, 이 서미스터(333)의 신호에 기초하여 채난면의 온도가 소정의 온도가 되도록 램프 히터(330)로의 통전을 제어하는 제어기(미도시)가 본체(321)에 설치되어 있다.

또한 램프 히터(330)는, 석영관(334)의 내부에 텅스텐 필라멘트(335)를 관통하고 아르곤과 질소를 주성분으로 한 가스(336)를 봉입하여 구성되어 있고, 텅스텐 필라멘트(335)의 소모를 방지하도록 작용하고 있다.

가스(336) 중에 더욱 할로겐 가스를 가함으로써, 텅스텐 필라멘트(335)의 발열에 수반하여 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함에 따라, 텅스텐 필라멘트(335)의 소모를 더욱 방지하도록 작용한다.

이 작용에 따라, 열용량이 작은 텅스텐 필라멘트(335)를 열원으로 할 수 있어, 복사 에너지의 극히 급준한 상승을 행하게 할 수 있다.

도 34는 본 발명의 제7 실시예에서의 상틀체(326)의 요부 단면도로서, 상틀 체(326)는 알루미늄 등의 금속 재료를 이용하여 성형한 상틀체 본체(337)의 내면에 카본 블랙을 다량으로 함유하는 복사열 흡수층(338)을 도장하고, 상틀체 본체(337)의 외면에 표면 경도, 내 약품 성능, 광택 등을 고려한 표면 데코층(339)를 도장한 것이다.

상틀체 본체(337)는 금속 재료를 평균 두께 1.2 ㎜로 성형함으로써 열전도성을 높임과 동시에, 그 강성으로 인해 변기 시트의 구조구체(構造矩體)로서 기능하고 있다.

또한 내면에 도장되어 있는 복사열 흡수층(338)의 두께는 0.1 ㎜로서, 복사열을 완전하게 흡수함과 동시에, 열용량이 매우 작으므로 순간적으로 승온한다.

또한 외면에 도장되는 표면 데코층(339)의 두께는 0.2 ㎜로서, 이 층도 열용량이 매우 작으므로 상틀체 본체(337)를 전도하는 열에 의해 순간적으로 승온한다.

상기 구성에 따라, 사용자가 화장실에 입실한 경우, 적외선 센서(325)가 그것을 검지하고, 그 신호에 따라 램프 히터(330)가 부세(付勢)된다. 이에 따라 투입 에너지는 순간적으로 복사 에너지로 변환되고, 석영관(334) 및 복사 반사판(329)을 거쳐 상틀체 본체(337)의 방향으로 방사된다.

이상과 같이 구성된 난방 변기 시트에 대하여, 이하 그 동작, 작용을 설명한다.

상기 구성에 의해, 사용자가 화장실에 입실하여 난방 변기 시트에 다가가면, 적외선 센서(325)가 인체를 검지하고, 그 신호에 따라 램프 히터(330)로의 통전이 개시된다. 이에 따라 투입 에너지는 순간적으로 복사 에너지로 변환되고, 석영 관(334)을 투과하여 변기 시트 내부의 모든 방향을 향해 방사된다. 상틀체(326)로는 직접 및 복사 반사판(329)을 거쳐 복사 에너지가 조사된다.

상틀체(326)에 도달한 복사 에너지는 복사열 흡수층(338)에 흡수되고, 열 에너지로 변환된다. 상기 열 에너지에 의해 금속제의 상틀체(326)는 단시간에 승온하고, 상틀체(326)가 소정의 온도에 도달하면, 서미스터(333)가 검지하여 램프 히터(330)로의 통전을 제어하고 상틀체(326)를 일정 온도로 유지한다.

또한 본체(321)에 설치된 LED(341)는, 서미스터(333)로부터의 온도 신호에 따라 제어되는 램프 히터(330)의 통전에 의해, 변기 시트가 적온이 되면 점등하고, 적온 도달까지의 램프 히터(330) 통전 중에는 점멸하게 되어 있어, 사용자는 변기 시트의 가온 상태를 눈으로 확인할 수 있다.

이상과 같이 본 실시예의 난방 변기 시트는, 인체를 검지하고 착좌부가 되는 상틀체를 거의 순간적으로 가온할 수 있으므로 변기 시트를 미리 예열할 필요가 없고, 사용할 때 자동적으로 통전하는 것이며, 게다가 변기 시트의 가온 상태를 사전에 인식할 수 있으므로, 에너지 절약의 효과와, 쾌적하고 사용이 편리한 난방 변기 시트를 제공할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 적온시와 적온 도달까지의 사이를 LED의 점등, 점멸로 구별했으나, 구별은 다른 색의 LED를 이용해도, 청각에 작용하는 음성이라도, 그 효과는 변하지 않는다.

(제8 실시예)

도 34는 본 발명의 제8 실시예에서의 상틀체의 요부 단면도이다.

본 실시예가 제7 실시예와 다른 점은, 도 34에 나타낸 상틀체(342)는 투명 폴리프로필렌 수지 재료를 이용하여 사출 성형으로 구성된 상틀체 본체(343)의 상면에 복사열 흡수층(338)을 도장하고, 또 그 위에 표면 데코층(339)을 도장한 구성으로 한 것이다.

또한 제7 실시예와 동일 부호인 것은 동일 구조를 가지며, 다시 설명하는 것은 생략한다.

상기 구성의 상틀체(342)를 채용함으로써, 상틀체(342)에 조사된 복사 에너지는 상틀체 본체(343)의 내부에서 일부 흡수 혹은 반사되는데, 그 대부분은 투과하여 복사열 흡수층(338) 및 표면 데코층(339)의 승온에 기여한다. 복사열 흡수층(338) 및 표면 데코층(339)은 열용량이 극히 작은 것이므로, 극히 단시간에 가온되고 단시간에 앉을 수 있어, 보다 큰 에너지 절약의 효과와, 쾌적하고 사용이 편리한 난방 변기 시트를 제공할 수 있다.

(제9 실시예)

도 37은 본 발명의 제9 실시예에서의 온수 세정 기능 부착 난방 변기 시트의 사시도를 나타내는 것이다.

도 37에 있어서, 변기(420)에 본체(421)가 설치되어 있고, 이 본체(421)에 변기 시트(422) 및 변기 뚜껑(423)이 회전 운동 가능하게 설치되어 있다.

또한 본체(421)의 소매부(424)에는 적외선 투과부가 설치되고, 그 내측에는 화장실 공간의 인체의 유무를 검지하는 적외선 센서(425)가 내장되어 있다.

도 38은 본 발명의 제9 실시예에서의 변기 시트(422)의 부분 절개 평면도이 고, 도 39는 본 발명의 제9 실시예에서의 변기 시트(422)의 요부 단면도이다.

변기 시트(422)는, 알루미늄 등으로 대표되는 고 열전도율을 가지는 금속제의 상틀체(426)와 하틀체(427)의 각각의 내주 둘레 및 외주 둘레를 접합 고정함으로써, 내부에 공동부(428)를 가지는 구조로 되어 있다.

그 공동부(428)의 내부에는 변기 시트(422)의 착좌부에 대향하여, 알루미늄판을 경면(鏡面)으로 마무리 한 복사 반사판(429)과 복사형 발열체인 램프 히터(430)가 설치되어 있다. 그 복사 반사판(429)의 단부는 전주(全周)에 걸쳐 상방으로의 굴곡부를 가지고 있고, 그 굴곡부에 의해 램프 히터(430)로부터의 열 복사가 편향되므로, 램프 히터(430)로부터 떨어져 있는 외주 둘레부 및 내주 둘레부의 복사 밀도를 높이도록 작용하고, 상 케이스(426)로의 복사 분포의 균일화를 도모하고 있다.

램프 히터(330)의 근방에는, 램프 히터(330)와 직렬로 전기 접속한 서모스탯(431) 및 실온 퓨즈(432)가 설치되고, 만일의 불안전 사태에 대하여 온도 과승을 방지하도록 작용한다.

또한 상틀체(426)의 내면에는 서미스터(433)가 배설되어 있고, 이 서미스터(433)의 신호에 기초하여 채난면의 온도가 소정의 온도가 되도록 램프 히터(430)로의 통전을 제어하는 제어기(미도시)가 본체(421)에 설치되어 있다.

또한 램프 히터(430)는, 석영관(434)의 내부에 텅스텐 필라멘트(435)를 관통하고 아르곤과 질소를 주성분으로 한 가스(436)를 봉입하여 구성되어 있고, 텅스텐 필라멘트(435)의 소모를 방지하도록 작용하고 있다.

가스(436) 중에 더욱 할로겐 가스를 가함으로써, 텅스텐 필라멘트(435)의 발열에 수반하여 할로겐화 텅스텐을 형성하는 할로겐 사이클 반응을 반복함에 따라, 텅스텐 필라멘트(435)의 소모를 더욱 방지하도록 작용한다.

이 작용에 따라, 열용량이 작은 텅스텐 필라멘트(435)를 열원으로 할 수 있어, 복사 에너지의 극히 급준한 상승을 행하게 할 수 있다.

도 40은 본 발명의 제9 실시예에서의 상 케이스(426)의 요부 단면도로서, 상케이스(426)는 알루미늄 등의 금속 재료를 이용하여 성형한 상틀체 본체(437)의 내면에 카본 블랙을 다량으로 함유하는 복사열 흡수층(438)을 도장하고, 상틀체 본체(437)의 외면에 표면 경도, 내 약품 성능, 광택 등을 고려한 표면 데코층(439)을 도장한 후, 소정 온도 이상에서 변색하는 특성을 가진 온도 관리 지시재(441)를 도장한 것이다.

상 케이스 본체(437)는 금속 재료를 평균 두께 1.2 ㎜로 성형함으로써 열전도성을 높임과 동시에, 그 강성으로 인해 변기 시트의 구조 구체(矩體)로서 기능하고 있다.

또한 내면에 도장되어 있는 복사열 흡수층(438)의 두께는 0.1 ㎜로서, 복사 에너지를 완전하게 흡수함과 동시에, 열용량이 매우 작으므로 순간적으로 승온한다.

또한 외면에 도장되는 표면 데코층(439)의 두께는 0.2 ㎜로서, 이 층도 열용량이 매우 작으므로 상 케이스 본체(437)를 전도하는 열에 의해 순간적으로 승온한다.

도 41은 난방 변기 시트의 고장시의 사시도로서, 변기 시트 온도가 고장시에 고온이 된 모습을 나타내고 있다. 온도 관리 지시재(441)를 '고온'이라는 문자로 도장해 둠으로써, 변기 시트 온도가 50 ℃를 넘은 상태에서 변기 시트에 고온이라는 문자를 인식할 수 있는 일 예이다. 온도 관리 지시재(441)의 도장의 형태는 사용자가 변기 시트를 봤을 때 위화감을 느끼는 상태라고 느껴지면, 문자라도, 형상이라도, 그 형태에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같이 구성된 난방 변기 시트에 대하여, 이하 그 동작, 작용을 설명한다.

상기 구성에 의해, 사용자가 화장실에 입실하여 난방 변기 시트에 다가가면, 적외선 센서(425)가 인체를 검지하고, 그 신호에 따라 램프 히터(430)로의 통전이 개시된다. 이에 따라 투입 에너지는 순간적으로 복사 에너지로 변환되고, 석영관(434)을 투과하여 변기 시트 내부의 모든 방향을 향해 방사된다. 상틀체(426)로는 직접 및 복사 반사판(429)을 거쳐 복사 에너지가 조사된다.

상틀체(426)에 도달한 복사 에너지는 복사열 흡수층(438)에 흡수되고, 열 에너지로 변환된다. 상기 열 에너지에 의해 금속제의 상틀체(426)는 단시간에 승온하고, 상틀체(426)가 소정의 온도에 도달하면, 서미스터(433)가 검지하여 램프 히터(430)로의 통전을 제어하고 상틀체(426)를 일정 온도로 유지한다.

그러나 만에 하나 램프 히터(430)로의 통전을 제어하는 제어기(미도시)가 고장나고, 또한 서모스탯(431) 및 온도 퓨즈(432)의 쇼트 고장이 동시에 발생한 경우에는, 변기 시트의 온도 제어가 작동하지 않아, 착좌면의 온도가 상승하면서 착좌 시에 화상을 일으키는 온도에 달하게 되나, 온도 관리 지시재(441)의 변색 온도를 화상 영역이라고 상정되는 온도, 가령 50℃에서 변색하도록 하면, 변기 시트 온도가 50 ℃에 도달한 경우에 변기 시트에 문자나 형상이 떠오르게 된다.

(제10 실시예)

도 42는 본 발명의 제10 실시예에서의 상틀체의 요부 단면도이다.

본 실시예가 제9 실시예와 다른 점은, 도 42에 나타낸 상틀체(442)는 투명 폴리프로필렌 수지 재료를 이용하여 사출 성형으로 구성된 상틀체 본체(443)의 상면에 복사열 흡수층(438)을 도장하고, 그 위에 표면 데코층(439)를 도장하며, 또 소정 온도 이상에서 변색하는 특성을 가진 온도 관리 지시재(441)를 도장한 구성으로 한 것이다.

또한 제9 실시예와 동일 부호인 것은 동일 구조를 가지며, 다시 설명하는 것은 생략한다.

상기 구성의 상틀체(442)를 채용함으로써, 상틀체(442)에 조사된 복사 에너지는 상틀체 본체(443)의 내부에서 일부 흡수 혹은 반사되는데, 그 대부분은 투과하여 복사열 흡수층(438) 및 표면 데코층(439)의 승온에 기여한다. 복사열 흡수층(438) 및 표면 데코층(439)은 열용량이 극히 작은 것이므로, 극히 단시간에 가온되고 단시간에 앉을 수 있어, 보다 큰 에너지 절약의 효과와, 쾌적하고 사용이 편리한 난방 변기 시트를 제공할 수 있다.

또한 온도 관리 지시재(441)는 제9 실시예와 동일한 작용 및 효과를 가지는 것이다.

본 발명을 상세하고, 또한 특정의 실시예를 참조하여 설명했으나, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어 명확하다.

본 출원은, 2005년 4월 28일 출원의 일본특허출원·출원번호 2005-131973, 2005년 4월 28일 출원의 일본특허출원·출원 번호 2005-131974, 2005년 7월 15일 출원의 일본특허출원·출원번호 2005-206419, 2005년 8월 19일 출원의 일본특허출원·출원번호 2005-238151, 2005년 8월 31일 출원의 일본특허출원·출원번호 2005-251180에 기초한 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

본 발명의 난방 변기 시트는, 복사형 발열체로부터의 복사광으로 직접 서모스탯의 바이메탈이 가열되어 온도 변화를 신속하게 검지할 수 있어, 변기 시트의 온도 변화를 신속하게 제어할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 난방 변기 시트는, 복사형 발열체로부터의 복사광으로 서모스탯의 바이메탈이 가열되어 온도 변화를 신속하게 검지할 수 있어, 안전하게 사용할 수 있는 난방 변기 시트가 얻어져, 사용자가 앉는 기기의 난방 기술로서 적용할 수 있다.

또한 만에 하나 고장시에도, 변기 시트의 화상 등의 위험한 상태를 인식할 수 있게 되므로, 다른 난방 기구의 용도에도 적용할 수 있다.

Claims (14)

1. 착좌부(着座部)와 내부에 공동부(空洞部)를 가지는 변기 시트와, 상기 공동부에 설치한 복사형 발열체와, 상기 변기 시트의 착좌부의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과, 상기 복사형 발열체에 직렬로 접속하고, 또한 상기 복사형 발열체로부터의 복사광에 의해 가열되는 바이메탈(bimetal)을 가지는 서모스탯(thermostat)과, 상기 온도 검지 수단의 신호에 의해 상기 복사형 발열체의 통전을 제어하는 제어부를 구비한 난방 변기 시트로서,

   상기 서모스탯은, 상기 바이메탈이 복사광을 수광하도록 광을 통과시키는 캡(cap)을 구비한 난방 변기 시트.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 캡은, 투명 유리로 된 난방 변기 시트.
3. 청구항 1 또는 청구항 2의 난방 변기 시트를 변기에 구비한 변기 장치.
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