(57)【要約】【課題】使用者の着座姿勢に適した加熱をする掘りごたつを提供する。【解決手段】本願発明は、熱放射に方向性を有する熱源１により庫内を加熱する掘りごたつにおいて、使用者Ｈの着座姿勢を判別する圧力センサ２ａを有する姿勢判別手段２を有し、姿勢判別手段２から入力される着座姿勢情報に基づいて前記熱源１の熱放射の方向や発熱量を制御することにより前記熱源１による庫内の加熱分布を制御する熱源制御手段３を設けたものであることを特徴としている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱放射に方向性を有する熱源により庫内を加熱する掘りごたつにおいて、使用者の着座姿勢を判別する姿勢判別手段を有し、姿勢判別手段から入力される着座姿勢情報に基づいて前記熱源による庫内の加熱分布を制御する熱源制御手段を設けたものであることを特徴とする掘りごたつ。
【請求項２】
姿勢判別手段は、使用者の臀部位置または足裏位置に基づいて着座姿勢を判別するものであることを特徴とする請求項１記載の掘りごたつ。
【請求項３】
前記熱源を複数有し、熱源制御手段は、姿勢判別手段から入力される着座姿勢情報に基づいてそれぞれの熱源の発熱量を制御する発熱量制御部を有するものであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の掘りごたつ。
【請求項４】
熱源制御手段は、姿勢判別手段から入力される着座姿勢情報に基づいて前記熱源の熱放射の方向を変化させる方向調整制御部を有するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の掘りごたつ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘りごたつに関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘りごたつは、図８に示すように、床面Ｆに炉函Ｂを埋め込み、その上方にテーブルＴを設けたものである。このものは、テーブルＴと炉函Ｂで囲まれる庫内Ｒをヒータパネルなどの熱源１により加熱し、使用者は、炉函Ｂ内に足を入れて椅子に着座するようにして下腿を温める。
【０００３】
従来、このものは、テーブルＴの下面に固定される天板ヒータ１ａ、炉函Ｂの側面に固定される側面ヒータ１ｂ、炉函Ｂの最下面に固定される底面ヒータ１ｃ、簀の子Ｓの下方の床面に固定されるランプヒータ１ｄなどを組み合わせて熱源１を構成している。例えば、図９（ａ）に示すような天板ヒータ１ａと、側面ヒータ１ｂと、底面ヒータ１ｃとを有する６面ヒータタイプや、同図（ｂ）に示すような天板ヒータ１ａと、底面ヒータ１ｃとを有する２面ヒータタイプや、同図（ｃ）に示すような天板ヒータ１ａと、ランプヒータ１ｄとを有するランプヒータタイプなどがある。このような構成は、熱源１が固定されており、使用者の着座姿勢によっては下腿が熱源１から離れたり近づきすぎたりする。そのため、使用者を快適な温度に温められないことがある。
【０００４】
熱源１を可動にするものとして、特許文献１には、炉函の開口部の両端に、それぞれ内部にヒータが組み込まれた一対の板状の足載せ台を、開口部を開閉できるように軸で取り付けた構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１１３５２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された構成は、座卓式のこたつとしての使用と、掘りごたつとしての使用との変更を容易に行うことができるので有用である。しかしながら、このものは、使用者が浅く腰をかけたり、深く腰をかけたりして姿勢を変化させると、使用者とメインヒーター及び足載せ台に設けられたヒーターとの間の距離が変化する。そのため、使用者の姿勢によっては、熱すぎたり加熱が不十分になることがある。
【０００７】
本発明は、上述の事柄を考慮してなされたもので、その目的とするところは、使用者の着座姿勢に適した加熱をする掘りごたつを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、熱放射に方向性を有する熱源により庫内を加熱する掘りごたつにおいて、使用者の着座姿勢を判別する姿勢判別手段を有し、姿勢判別手段から入力される着座姿勢情報に基づいて前記熱源による庫内の加熱分布を制御する熱源制御手段を設けたものであることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の掘りごたつにおいて、姿勢判別手段は、使用者の臀部位置または足裏位置に基づいて着座姿勢を判別するものであることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２のいずれかに記載の掘りごたつにおいて、前記熱源を複数有し、熱源制御手段は、姿勢判別手段から入力される着座姿勢情報に基づいてそれぞれの熱源の発熱量を制御する発熱量制御部を有するものであることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の掘りごたつにおいて、熱源制御手段は、姿勢判別手段から入力される着座姿勢情報に基づいて前記熱源の熱放射の方向を変化させる方向調整制御部を有するものであることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本願発明のすべての請求項に係る掘りごたつの一実施形態について、図１〜図７に基づいて説明する。このものは、熱源１（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、姿勢判別手段２（２ａ（２ａａ，２ａｂ），２ｂ（２ｂａ，２ｂｂ，２ｃｃ））と、熱源制御手段３（３ａ，３ｂ）とを有し、これらが床面Ｆと、テーブルＴと、炉函Ｂと、制御ボックスＣとに組み込まれて構成されている。
【００１３】
炉函Ｂは、１つの面が開口した直方体の箱状に形成されるものであり、開口部の周囲に鍔部を有している。このものは、床面Ｆに設けられた凹部（図示せず）に嵌め合わせて設置されている。
【００１４】
テーブルＴは、天板部Ｔａと、脚部Ｔｂとを有して形成されている。天板部Ｔａは、長方形形状を有しており、その四隅に脚部Ｔｂが設けられている。そして、その脚部Ｔｂは、炉函Ｂの開口部の四隅に設置されている。このようにして、テーブルＴと、炉函Ｂとで囲まれる掘りごたつの庫内Ｒを形成する。
【００１５】
制御ボックスＣは、姿勢判別手段２や熱源制御手段３を構成する電子回路が実装された回路基板を金属製の筐体内に収納したものである。このものは、その上面に制御パネルＣａを有しており、使用者Ｈは、電源の入／切、温度設定、動作モードなど、掘りごたつの各種設定が行える。このものは、床面Ｆに設けられた凹部に、制御パネルＣａを上面にして嵌め合わすことにより設置されている。
【００１６】
熱源１は、ヒータ線に電流を流して加熱する電気ヒータであり、天板ヒータ１ａと、側面ヒータ１ｂと、底面ヒータ１ｃとを有して構成され、庫内Ｒを加熱するものである。天板ヒータ１ａは、図３に示すように、ａ１〜ａ１６までの１６個の長方形の平板状のヒータを長方形状に配列して構成したものであり、そのそれぞれは、対応する熱源駆動部Ｍ（Ｍａ１〜Ｍａ１６）を介してテーブルＴの天板部Ｔａの下面に設けられている。また、側面ヒータ１ｂは、炉函Ｂの内側面の各面に、高さ方向に２枚、幅方向に４枚の８枚の長方形の平板状ヒータを長方形状に配列して設けられている。そのため、すべての内側面を合計すると、３２枚の平板状ヒータｂ１〜ｂ３２（一部図示せず）で構成されている。これらの平板状ヒータｂ１〜ｂ３２は、そのそれぞれが対応する熱源駆動部Ｍ（Ｍｂ１〜Ｍｂ３２）を介して炉函Ｂの内側面に設けられている。また、底面ヒータ１ｃは、炉函Ｂの底面の外側に、そのほぼ全面を覆うように固定して設けられる長方形の平板状ヒータである。ここで、熱源１に用いられる平板状ヒータは主に法線方向に熱が放射される方向性を有する熱源である。
【００１７】
熱源駆動部Ｍは、天板ヒータ１ａを構成する平板状ヒータａ１〜ａ１６を支持する天板ヒータ用駆動部Ｍａ１〜Ｍａ１６と、側面ヒータ１ｂを構成する平板状ヒータｂ１〜ｂ３２を支持する側面ヒータ用駆動部Ｍｂ１〜Ｍｂ３２により構成されている。これらのものは、それぞれ制御ボックスＣ内に収められた後述の熱源制御手段３に含まれる方向調整制御部３ａに接続されており、方向調整制御部３ａからの信号により制御され、平板状ヒータの角度を任意の向きに傾けることができる。
【００１８】
姿勢判別手段２は、一定時間ごとに着座姿勢を判別し、着座姿勢情報を熱源制御手段３に出力するものであり、圧力センサ２ａと、着座状態算出部２ｂにより構成されている。圧力センサ２ａは、炉函Ｂの底面をほぼ覆うように配置される底面圧力センサ２ａａと、炉函Ｂの上面の各辺に沿って配置される長方形の座面圧力センサ２ａｂとを有して構成される。これらの圧力センサ２ａは、小さい圧力センサが２次元的に配列したシート状のものであり、着座状態算出部２ｂに接続されている。そのため、例えば足裏で踏むなど、シート内の小さい圧力センサよりも大きいもので圧力センサ２ａに圧力を加えると、圧力センサ２ａ上における圧力分布を求め、その圧力分布情報を着座状態算出部２ｂに出力することができる。
【００１９】
また、着座状態算出部２ｂは、ＣＰＵを有する電子回路により構成され、基板上に実装されて制御ボックスＣ内に収納されるものであり、足裏位置検出部２ｂａと、着座位置検出部２ｂｂと、下腿状態推定部２ｂｃとを有して構成されている。足裏位置検出部２ｂａは、底面圧力センサ２ａａと下腿状態推定部２ｂｃとに接続され、底面圧力センサ２ａａから圧力分布情報が入力される。そして、その圧力分布情報を用いて使用者Ｈの足裏位置を推定し、下腿状態推定部２ｂｃに足裏位置情報を出力する。着座位置検出部２ｂｂは、座面圧力センサ２ａｂと下腿状態推定部２ｂｃとに接続され、座面圧力センサ２ａｂから圧力分布情報が入力される。そして、その圧力分布情報を用いて使用者の臀部の位置を推定し、下腿状態推定部２ｂｃに臀部位置情報を出力する。
【００２０】
下腿状態推定部２ｂｃは、使用者Ｈの臀部と足裏の位置から着座姿勢を判別するものである。このものは、足裏位置検出部２ｂａと、着座位置検出部２ｂｂと、熱源制御手段３とに接続され、足裏位置検出部２ｂａから足裏位置情報が、着座位置検出部２ｂｂから臀部位置情報が入力される。このものは、足裏位置情報と臀部位置情報から使用者Ｈの着座姿勢を判別し、判別した結果の着座姿勢情報を熱源制御手段３に出力する。例えば、臀部位置が炉函Ｂに近く、足裏位置が炉函Ｂの側面に近ければ、図５に示すように浅く腰掛けた着座姿勢と判別し、臀部位置が炉函Ｂから離れており、足裏位置が炉函Ｂの側面に近ければ、図６に示すように、深く腰掛けた状態であると着座姿勢を判別する。また、臀部位置が炉函Ｂから離れており、足裏位置も炉函Ｂから離れていれば、深く腰掛け、足を投げ出した状態であると判断する。一方、臀部位置と足裏位置とを取得すると、例えば平均的な長さなどで大腿とすねの長さを定めれば、膝位置や膝の曲げ角度などの下腿の状態を知ることができ、より詳しい着座姿勢を得ることができる。
【００２１】
熱源制御手段３は、姿勢判別手段２から入力される着座姿勢情報に基づいて熱源１による庫内Ｒの加熱分布を制御するものであり、ＣＰＵを有する電子回路により構成され、基板上に実装されて制御ボックスＣ内に収納されるものであり、方向調整制御部３ａと、発熱量制御部３ｂとを有して構成されている。方向調整制御部３ａは、下腿状態推定部２ｂｃと、発熱量制御部３ｂと、熱源駆動部Ｍとに接続されている。このものは、下腿状態推定部２ｂｃから着座姿勢情報が入力され、この着座姿勢情報とあらかじめ対応づけて記憶している天板ヒータ用駆動部Ｍａ１〜Ｍａ１６と側面ヒータ用駆動部Ｍｂ１〜Ｍｂ３２の角度情報に基づいて熱源駆動部Ｍを制御する。そして、角度調整制御が終了すると、発熱量制御部３ｂに角度調整終了信号を出力する。
【００２２】
例えば、図５のように浅く腰掛けた状態の着座姿勢情報が入力されると、方向調整制御部３ａは、あらかじめ記憶した角度情報に基づき、Ｍａ２、Ｍａ３、Ｍａ６、Ｍａ７、Ｍａ１０、Ｍａ１１、Ｍｂ２２、Ｍｂ２３を制御し、平板ヒータａ２，ａ３，ａ６，ａ７，ａ１０，ａ１１，ｂ２２，ｂ２３が使用者Ｈの方向に向くように制御する。図６のように深く腰掛けた状態の着座姿勢情報が入力されると、方向調整制御部３ａは、あらかじめ記憶した角度情報に基づき、Ｍａ２、Ｍａ３、Ｍａ６、Ｍａ７、Ｍａ１０、Ｍａ１１、Ｍａ１４、Ｍａ１５を制御し、平板ヒータａ２，ａ３，ａ６，ａ７，ａ１０，ａ１１，ａ１４，ａ１５が使用者Ｈの方向に向くように制御する。図７のように深く腰掛けて足を投げ出した状態の着座姿勢情報が入力されると、方向調整制御部３ａは、あらかじめ記憶した角度情報に基づき、Ｍａ２、Ｍａ３、Ｍｂ２２、Ｍｂ２３を制御し、平板ヒータａ２，ａ３，ｂ２２，ｂ２３が使用者Ｈの方向に向くように制御する。このようにして、方向調整制御部３ａは、熱源１の庫内Ｒの加熱分布を制御するので、使用者Ｈの近傍を適切に加熱することができる。
【００２３】
発熱量制御部３ｂは、熱源１の平板ヒータａ１〜ａ１６，ｂ１〜ｂ３２のヒータ温度により発熱量を制御するものであり、下腿状態推定部２ｂｃと、熱源１と、底面圧力センサ２ａａの使用者Ｈの足下付近に埋め込まれた庫内温度検知センサＳとに接続されている。このものは、方向調整制御部３ａから角度調整終了信号が入力されると、下腿状態推定部２ｂｃから着座姿勢情報が入力され、庫内温度検知センサＳからは庫内温度情報が入力される。そして、この着座姿勢情報にあらかじめ対応づけて記憶している天板ヒータａ１〜ａ１６と側面ヒータｂ１〜ｂ３２のヒータ温度情報に基づいて天板ヒータａ１〜ａ１６と、側面ヒータｂ１〜ｂ３２のヒータ温度を制御する。このヒータ温度は、発熱量制御部３ｂが天板ヒータａ１〜ａ１６と側面ヒータｂ１〜ｂ３２のヒータ線に巻かれた感熱線の抵抗値を計測することにより検知する。
【００２４】
例えば、図５のように浅く腰掛けた状態の着座姿勢情報が入力されたときには、発熱量制御部３ｂは、あらかじめ記憶したヒータ温度情報に基づき、使用者Ｈから離れた位置にある平板ヒータａ２，ａ３，ａ６，ａ７のヒータ温度を高くするように制御する。また、図７のように深く腰掛けて足を投げ出した状態の着座姿勢情報が入力されたときには、発熱量制御部３ｂは、あらかじめ記憶したヒータ温度情報に基づき、使用者Ｈから離れた位置にある平板ヒータａ２，ａ３のヒータ温度を高くするように制御する。このようにして、発熱量制御部３ｂは、熱源１の庫内Ｒの加熱分布を制御するので、使用者Ｈの近傍を適切に加熱することができる。
【００２５】
その後、しばらくしてから、庫内温度検知センサＳから入力される庫内温度情報を用いて使用者Ｈの足下の温度が快適な温度の範囲に入っているかどうかを判断し、その範囲に入っていなければ、その範囲に入るように発熱量を調節する。例えば、庫内温度情報が、快適な温度よりも低い場合には、天板ヒータａ１〜ａ１６と、側面ヒータｂ１〜ｂ３２の発熱量を高めるため、ヒータ温度が高くなるように制御する。
【００２６】
次に、本実施形態の動作について図４〜図７を用いて説明する。まず、掘りごたつが使用状態（電源が投入された状態）になっており、使用者Ｈが掘りごたつを使用していない（着座していない）ときには、天板ヒータ１ａの平板ヒータａ１〜ａ１６は、すべてが天板面に対して平行な状態であり、熱放射の方向は下向きである。一方、側面ヒータｂ１〜ｂ３２は、それぞれが設けられた炉函Ｂの側面に対して平行な状態であり、熱放射の方向は炉函Ｂの内側方向となっている。また、それぞれの平板ヒータａ１〜ａ１６，ｂ１〜ｂ３２の発熱量は同じとなっている。
【００２７】
次に、使用者Ｈが着座すると、足裏により底面圧力センサ２ａａに、臀部から太股上部により座面圧力センサ２ａｂに圧力が加えられる。そして、足裏位置検出部２ｂａは、底面圧力センサ２ａａから入力される圧力分布により足裏位置を検出し、着座位置検出部２ｂｂは、座面圧力センサ２ａｂから入力される圧力分布から臀部位置を検出する。そして、下腿状態推定部２ｂｃは、足裏位置検出部２ｂａから入力される足裏位置情報と、着座位置検出部２ｂｂから入力される臀部位置情報とから着座姿勢を判別する。そして、方向調整制御部３ａは着座姿勢情報に対応する角度情報を用いて熱源駆動部Ｍを制御し、図５〜図７に示すように平板ヒータａ１〜ａ１６，ｂ１〜ｂ３２の角度を制御する。そして、角度調整が終了すると、発熱量制御部３ｂに角度調整終了信号を出力する。発熱量制御部３ｂは、角度調整終了信号を検出すると、発熱量制御部３ｂは着座姿勢情報に対応するヒータ温度情報を用いて熱源１の各部平板ヒータａ１〜ａ１６，ｂ１〜ｂ３２のヒータ温度を変化して発熱量を制御する。そして、その後しばらくしてから庫内温度検知センサＳから入力される庫内温度情報をもちいて使用者Ｈの足下の温度が快適な温度の範囲に入っているかどうかを判断し、その範囲に入っていないようであれば、その範囲に入るように発熱量を調節する。
【００２８】
このように本実施形態においては、姿勢判別手段２により判別された着座姿勢情報に基づいて、熱源１による庫内Ｒの加熱分布を制御する熱源制御手段３を設けたので、使用者Ｈの着座姿勢に適した加熱をする掘りごたつを提供することができる。また、姿勢判別手段２は、臀部位置と足裏位置により着座姿勢を判断するので、多くの場合、着座しているときに床面Ｆなどに接していることを利用して床面Ｆなどにセンサを設けることにより、掘りごたつのような狭い空間においても容易に着座姿勢情報を取得することができる。さらに、熱源制御手段３は、複数の熱源１の発熱量を個々に制御することができるので、庫内Ｒの加熱分布を制御することができる。また、熱源１の熱放射の方向を変化させることができるので、発熱量を変化しなくても庫内Ｒの加熱分布を制御することができる。
【００２９】
なお、着座姿勢情報と熱源駆動部Ｍの各部の角度情報との対応付けについて、着座姿勢のパターンをいくつかに分類して対応付けするものについて説明したが、それに限るものではなく、臀部位置、足裏位置、膝位置などをパラメータとして数式により角度情報を算出するものであってもよい。
【００３０】
また、姿勢判別手段２は、臀部位置と足裏位置の両方を用いて着座姿勢を判別するものについて説明したが、それに限るものではなく、臀部位置か足裏位置のどちらかを用いて着座姿勢を判別するものであってもよい。
【００３１】
また、熱源制御手段３は、方向調整制御部３ａと発熱量制御部３ｂの両方を有するものについて説明したが、どちらかの一方だけを有するものであっても、庫内Ｒの加熱分布を制御して使用者Ｈの着座姿勢に適した加熱を行うことができる。
【００３２】
また、熱源制御手段３は、方向調整制御部３ａと熱源駆動部Ｍを用いて熱源１を動かすものについて説明したが、熱源１を固定しておき、熱源１の近傍に熱を反射する複数のミラーを配置して、そのミラーの角度を変化させることにより熱放射の方向を変化させるものであってもよい。
【００３３】
また、姿勢判別手段２として、圧力センサ２ａを用いるものについて説明したが、それに限るものではなく、光学的なセンサなど各種センサを用いることができる。
【００３４】
また、熱源１として、平板ヒータａ１〜ａ１６，ｂ１〜ｂ３２を用いるものについて説明したが、熱放射に方向性を有する熱源であればこれに限るものではない。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、姿勢判別手段により判別された着座姿勢に基づいて、熱源による庫内の加熱分布を制御する熱源制御手段を設けたので、使用者の着座姿勢に適した加熱をする掘りごたつを提供することができる。
【００３６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の効果に加え、姿勢判別手段は、臀部位置と足裏位置に基づいて着座姿勢を判別するので、着座しているときに臀部と足裏が床面などに接していることを利用して、床面などにセンサを設けることにより、掘りごたつのような狭い空間においても容易に着座姿勢の情報を取得することができる。
【００３７】
請求項３に係る発明によれば、請求項１または２のいずれかに記載の効果に加え、複数の熱源の発熱量を個々に制御することができるので、庫内の加熱分布を制御することができる。
【００３８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の効果に加え、熱源制御手段は、熱源の熱放射の方向を変化させることができるので、発熱量を変化しなくても庫内の加熱分布を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る掘りごたつの斜視図である。
【図２】実施形態に係る掘りごたつのＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施形態に係る掘りごたつのテーブルの底面図である。
【図４】実施形態に係る掘りごたつの熱源制御に関するブロック図である。
【図５】実施形態の掘りごたつの使用状態を示すものであり、使用者が浅く腰掛けている状態を示す断面図である。
【図６】実施形態の掘りごたつの使用状態を示すものであり、使用者が深く腰掛けている状態を示す断面図である。
【図７】実施形態の掘りごたつの使用状態を示すものであり、使用者が深く腰掛けて足を投げ出した状態を示す断面図である。
【図８】従来例に係る掘りごたつの斜視図である。
【図９】従来例に係る掘りごたつを示すものであり、（ａ）は６面ヒータタイプ、（ｂ）は２面ヒータタイプ、（ｃ）はランプヒータタイプを示すＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１      熱源
１ａ    天板ヒータ
１ｂ    側面ヒータ
１ｃ    底面ヒータ
１ｄ    ランプヒータ
２      姿勢判別手段
２ａ    圧力センサ
２ａａ  底面圧力センサ
２ａｂ  座面圧力センサ
２ｂ    着座状態算出部
２ｂａ  足裏位置検出部
２ｂｂ  着座位置検出部
２ｂｃ  下腿状態推定部
３      熱源制御手段
３ａ    方向調整制御部
３ｂ    発熱量制御部
Ｂ      炉函
Ｃ      制御ボックス
Ｃａ    制御パネル
Ｆ      床面
Ｈ      使用者
Ｍ      熱源駆動部
Ｍａ１〜Ｍａ１６  天板ヒータ用駆動部
Ｍｂ１〜Ｍｂ３２  側面ヒータ用駆動部
Ｒ      庫内
Ｓ      庫内温度検知センサ
Ｔ      テーブル
Ｔａ    天板部
Ｔｂ    脚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005016806.tif 000009
【図８】
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【図９】
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