(57)【要約】【課題】台所の設備機器の操作性向上として、例えば、水栓用のフットスイッチがあるが、フットスイッチに水分が侵入して接点が絶縁不良を起こしたり、繰り返し荷重の印加により接点が経年劣化するといった課題があった。【解決手段】台所に配設されたケーブル状で可撓性を有した圧電センサと、前記圧電センサの出力信号に基づき前記台所に装備された設備機器の動作を制御する制御手段とを備えたものである。そして、圧電センサは接点がないので従来のスイッチのような接点不良や経年劣化がない。また、前記圧電センサはケーブル状で可撓性を有しているので、配設の自由度があり、使用者の好みや身体特性に合わせて台所の任意の場所に配設可能となる。【選択図】図１
2007105095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台所に配設されたケーブル状で可撓性を有した圧電センサと、前記圧電センサの出力信号に基づき前記台所に装備された設備機器の動作を制御する制御手段とを備えた台所装置。
【請求項２】
圧電センサは設備機器として装備された水栓に対向した位置に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記水栓の開閉や流量の少なくとも１つを制御する請求項１記載の台所装置。
【請求項３】
圧電センサは設備機器として装備された換気扇の下方に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記換気扇のオン・オフや換気風量の少なくとも１つを制御する請求項１記載の台所装置。
【請求項４】
圧電センサは設備機器として装備された電動開閉可能な吊戸棚に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記吊戸棚の開閉を制御する請求項１記載の台所装置。
【請求項５】
圧電センサは弾性体からなる支持手段を介して台所に配設され、前記弾性体は前記圧電センサよりも柔軟な部材からなる請求項１〜４のいずれか１項記載の台所装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台所に装備された設備機器を制御する台所装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
台所に装備された設備機器には、操作性向上のため、例えば、水栓の給水経路に電磁弁を設けてフットスイッチのオン・オフ信号に基づき前記電磁弁を開閉して給水を行うものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、台所では水を扱うことが多いため、フットスイッチに水分が侵入して接点が絶縁不良を起こしたり、繰り返し荷重の印加により接点が経年劣化するといった課題があった。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、耐水性や耐久性があり操作性のよい台所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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明に係る台所装置は、台所に配設されたケーブル状で可撓性を有した圧電センサと、前記圧電センサの出力信号に基づき前記台所に装備された設備機器の動作を制御する制御手段とを備えたものである。そして、圧電センサは接点がないので従来のスイッチのような接点不良や経年劣化がない。また、前記圧電センサはケーブル状で可撓性を有しているので、その出力信号に応じて制御が可能で、また、接触するだけで操作ができるので、配設の自由度があり、使用者の好みや身体特性に合わせて台所の任意の場所に配設可能となる。
【発明の効果】
【０００６】
圧電センサは接点がないので従来のスイッチのような接点不良や経年劣化がなく耐水性や耐久性が向上する。また、前記圧電センサはケーブル状で可撓性を有しているので、配設の自由度があり、使用者の好みや身体特性に合わせて台所の任意の場所に配設可能となり、操作性や利便性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、台所に配設されたケーブル状で可撓性を有した圧電センサと、前記圧電センサの出力信号に基づき前記台所に装備された設備機器の動作を制御する制御手段とを備えたものである。そして、圧電センサは接点がないので従来のスイッチのような接点不良や経年劣化がない。また、前記圧電センサはケーブル状で可撓性を有しているので、配設の自由度があり、使用者の好みや身体特性に合わせて台所の任意の場所に配設可能となる。
【０００８】
第２の発明は、特に第１の発明において、圧電センサは設備機器として装備された水栓に対向した位置に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記水栓の開閉や流量の少なくとも１つを制御するので、例えば、手がふさがっている時などは、手以外の身体の少なくとも１部位で圧電センサを押圧することにより水栓の開閉が可能となり、利便性が向上する。また、例えば、圧電センサの出力の大きさや持続時間等により水栓からの水量調節も可能となる。
【０００９】
第３の発明は、特に第１の発明において、圧電センサは設備機器として装備されたレンジフードの下方に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記レンジフードのオン・オフや換気風量の少なくとも１つを制御するので、第２の発明と同様に、例えば、手がふさがっている時などは、手以外の身体の少なくとも１部位で圧電センサを押圧することにより水栓の開閉が可能となり、利便性が向上する。また、例えば、圧電センサの出力の大きさや持続時間等により換気扇の風量調節も可能となり、料理を見ながら楽に換気調節が可能となる。
【００１０】
第４の発明は、特に第１の発明において、圧電センサは設備機器として装備された電動開閉可能な吊戸棚に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記吊戸棚の開閉を制御するので、力の入れにくい上部扉での開閉をアシストすることができる。
【００１１】
第５の発明は、特に第１〜第４のいずれか１つの発明において、圧電センサは弾性体からなる支持手段を介して台所に配設され、前記弾性体は前記圧電センサよりも柔軟な部材からなるので、押圧により圧電センサが変形しやすい構成となり、感度が向上する。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１から図６を参照して説明する。
【００１４】
図１は本実施の形態の台所装置が設置された台所の斜視図である。図１より、本実施の形態の台所装置は、流し台１にそれぞれ設備機器として水栓２、換気扇３を備え、電動開閉可能な吊戸棚４を有している。水栓２に対向した天板５の側壁位置には、ケーブル状で可撓性を有した圧電センサ６が配設されている。また、換気扇３の下方の天板５の側壁位置には、上記と同様な圧電センサ７が配設されている。さらに、吊戸棚４のそれぞれの開閉ドアにも、上記と同様な圧電センサ９が配設されている。尚、流し台１のけ込み部１０の水栓２に対向した位置に上記と同様な圧電センサ１０を配設してもよい。
【００１５】
図２は圧電センサ６の配設位置における鉛直断面図である。図２より、圧電センサ６は弾性体からなる支持手段１２に設けられた挿入孔１３に内蔵されている。支持手段１２には中空部１４があり、支持手段１２は圧電センサ６よりも柔軟な部材から成っている。そして、水栓を制御するための圧電センサ６は支持手段１２を介してシンクが組み込まれたキッチンカウンターの天板５の手前側の側壁位置に配設されている。尚、圧電センサ７、９、１１も上記と同様な支持手段を介して、それぞれレンジフードの下部のキッチンカウンターの天板５の手前側の側壁位置、吊戸棚４の開閉ドアの手前面下端部分、
流し台１のけ込み部１０の水栓２に対向した位置に配設されている。また、吊戸棚のドアの開閉制御を行う圧電センサ位置は、開閉ドアの手前下端部分のほか、吊戸棚キャビネットの下面手前などに設けてもよく、使用者が接触操作のしやすい位置に装着してあればよい。
【００１６】
図３は圧電センサ６の断面図である。圧電センサ６は、中心電極６ａ、圧電体６ｂ、外側電極６ｃ、被覆層６ｄとを同軸状に成形したもので、全体として可撓性に優れた構成を有している。中心電極６ａは通常の金属単線導線を用いてもよいが、ここでは絶縁性高分子繊維の周囲に金属コイルを巻いた電極を用いている。絶縁性高分子繊維と金属コイルとしては、電気毛布において商業的に用いられているポリエステル繊維と銀を５wt％含む銅合金がそれぞれ好ましい。
【００１７】
圧電体６ｂはポリエチレン系樹脂または熱可塑性エラストマーと圧電セラミック粉末とを混錬したもので、中心電極６ａと共に連続的に押し出されて可撓性のある圧電体６ｂを形成する。尚、圧電セラミックとしては、チタン酸ジルコン酸鉛を用いるが、環境面への配慮から非鉛系の材料、たとえば、チタン酸ビスマスナトリウム系やニオブ酸アルカリ系の圧電セラミック材料を用いることが好ましい。
【００１８】
中心電極６ａの周囲に圧電体６ｂを押し出し加工した後、中心電極６ａと圧電体６ｂの表面に接触させた擬似電極との間に数ｋＶの直流電圧を印加して圧電体６ｄの分極を行う。これにより圧電体６ａが圧電効果を備える。外側電極６ｃは編組電極を用いるか、または、高分子層の上に金属膜の接着された帯状電極を用いる。
【００１９】
編祖電極としては、外径３０〜１００μｍの素線を４〜１０ｍｍピッチで圧電体６ｂ上に編んで加工する。帯状電極の高分子層としては、エチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）を用い、この上にアルミニウム膜を接着した電極は、１２０℃で高い熱的安定性を有するとともに商業的にも量産されている。これを圧電体６ｂの周囲に巻きつけるようにして構成する。尚、外部環境の電気的雑音からシールドするために、外側電極６ｃは部分的に重なるようにして圧電体６ｃの周囲に巻きつけることが好ましい。被覆層６ｄは信頼性面で塩化ビニールを使用するのがよいが、環境面への配慮から熱可塑性エラストマー等の非塩ビ系材料を用いることが好ましい。
【００２０】
図４は本実施の形態のブロック図である。図４において、制御手段１５は検出部１６〜１９と判定部２０〜２３、制御部２４を備えている。検出部１６〜１９はオペアンプと周辺部品で構成される少なくとも１つのバンドパスフィルタ部と、必要であればオペアンプと周辺部品で構成され、流し台１の固有振動周波数を含む信号成分を除去するバンドエリミネーションフィルタ部またはローパスフィルタ部とを備えている。そして、判定部２０〜２３は検出部１６〜１９の出力信号に基づき圧電センサ６、７、９、１１への人体の接触を判定する。判定部２０〜２３としては検出部１６〜１９の出力信号をそれぞれ予め定めた閾値と比較するコンパレータを用いる。制御部２４は判定部２０〜２３の判定結果に応じて水栓２の電磁弁２５、換気扇３の送風モータ２６、吊戸棚４のドア開閉を行う電動モータ２７の制御を行う。
【００２１】
判定部２０の検出部１６〜１９や判定部２０〜２３、制御部２４はそれぞれ１ｍＡ以下の低消費電流型の素子を使用している。前記バンドパスフィルタ部の特性としては、実験的に圧電センサ６、７、９、１１に人体を接触した際の圧電センサ６、７、９、１１からの出力信号を周波数解析することにより、特徴的な周波数帯として例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚにの周波数領域を通過するような特性となるように設定する。
【００２２】
また、前記バンドエリミネーションフィルタ部またはローパスフィルタ部の設定については、例えば、流し台１を故意に叩いたり、流し台１のドアを強く閉めたりした際の圧電センサ６、７、９、１１からの出力信号を周波数解析することにより、特徴的な周波数帯として例えば、１０Ｈｚ以上の周波数領域を除去するような特性となるように設定する。尚、固有振動の強度が小さく、圧電センサ６、７、９、１１の出力信号への影響が小さい場合は、バンドエリミネーションフィルタ部またはローパスフィルタ部を設けなくてもよい。
【００２３】
さらに、流し台１の種類やサイズ、重量等により流し台１の固有振動特性が異なることが想定されるため、上記のような実験的な解析に基づき、バンドパスフィルタ部やバンドエリミネーションフィルタ部、ローパスフィルタ部の設定の最適化を行うことが好ましい。
【００２４】
外来の電気的ノイズを除去するため制御手段１５はシールド部材で全体を覆って電気的にシールドすることが好ましい。また、制御手段１５の入出力部に貫通コンデンサやＥＭＩフィルタ等を付加して強電界対策を行ってもよい。
【００２５】
次に作用について説明する。例えば、使用者が身体の少なくとも一部を圧電センサ６に接触すると、接触を受けた圧電センサは押圧により変形し、圧電効果により電圧信号が出力される。図５はこの際、検出部１６内で増幅、濾波された信号Ｖ、判定部２０の判定出力Ｊを示す特性図である。図中、縦軸は上から順にＶ、Ｊ、横軸は時刻ｔである。
【００２６】
身体の接触により圧電センサ６が変形すると、圧電センサ６からは圧電効果により圧電センサ６の変形の加速度に応じた信号が出力される。この時、出力信号には約３〜８Ｈｚの周波数を有した信号が現れ、その信号は検出部１６内で増幅、濾波され、図５のＶに示すような信号が得られる。判定部２０はＶのＶ０からの振幅Ｖ−Ｖ０がＤ０以上ならば身体の接触があったと判定し、時刻ｔ１で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏのパルス信号を出力する。制御部２４は判定部２０から上記のようなパルス信号があると、水栓２の電磁弁２５を閉〜開にするよう制御し、水栓２から水が流れ出す。水は、使用者が身体の少なくとも一部を再度、圧電センサ６に接触させて同様なパルス信号が判定部２０から出力されるまで継続される。
【００２７】
また、圧電センサへの接触時間を長くしたり、接触圧を次第に大きくしたりすることで、水量のボリューム調節を行うこともできる。この場合、接触の有無の判定に加え、接触持続時間やセンサ出力の大きさなどを信号処理するようにすればよい。
【００２８】
上記は水栓２を動作させるため、使用者が身体の一部を圧電センサ６に接触させた場合のＶ、Ｊを説明したが、圧電センサ７、９、１１に対しても同様に作用する。
【００２９】
上記作用により、圧電センサは接点がないので従来のスイッチのような接点不良や経年劣化がない。また、前記圧電センサはケーブル状で可撓性を有しているので、配設の自由度があり、使用者の好みや身体特性に合わせて台所の任意の場所に配設可能となる。
【００３０】
また、圧電センサ６、１１は設備機器として装備された水栓に対向したカウンターの手前位置に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記水栓の開閉や流量の少なくとも１つを制御するので、例えば、手がふさがっている時などは、け込み部に設けた圧電センサ１１を蹴るような動作をすることで、手以外の身体の少なくとも１部位で圧電センサを接触または押圧することにより水栓の開閉が可能となり、利便性が向上する。
【００３１】
また、圧電センサは設備機器として装備されたレンジフードの下方に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記レンジフードのオン・オフや換気風量の少なくとも１つを制御するので、第２の発明と同様に、例えば、手がふさがっている時などは、手以外の身体の少なくとも１部位で圧電センサを押圧することにより水栓の開閉が可能となり、利便性が向上する。
【００３２】
また、圧電センサは設備機器として装備された電動開閉可能な吊戸棚に配設され、制御手段は前記圧電センサの出力信号に基づき前記吊戸棚の開閉を制御するので、力の入れにくい上部扉での開閉をアシストすることができる。
【００３３】
また、圧電センサは弾性体からなる支持手段を介して台所に配設され、前記弾性体は前記圧電センサよりも柔軟な部材からなるので、押圧により圧電センサが変形しやすい構成となり、感度が向上する。また、この構成は操作感触もよく、柔軟性もあるので、端部との接触時の緩衝効果もある。
このように、圧電センサは可撓性のケーブル状であり配設の自由度が高いので、各種のキッチンの各種機器制御の、とくに電動駆動機器のスイッチとしてキッチンカウンターの手前周辺の、使用者への身体負担がかからないで操作しやすい位置に、キッチン全体のデザイン性を損なうことなく配設することが、可能となる。
【００３４】
また、圧電センサに接触するという操作だけでよく、ひねり動作や、カウンターの奥の位置や高所、すなわち身体幹部から離れた位置で指先でのスイッチ押し動作など、身体弱者にとって不得意な動作を必要としないので、操作性が向上する。すなわち、圧電センサへの接触は、一般的な各種押しボタン式スイッチのように、一定の圧力で一定のストロークを押し込む必要がなく、また、ケーブル状のセンサを配することで、広い範囲で操作面を設けることができるというこのセンサならではの効果がある。
【００３５】
（実施の形態２）
本実施の形態が実施の形態１と相違する点は、制御手段１５が検知部１６〜１９の出力信号に応じて水栓２の電磁弁２５の弁開閉度や、換気扇３の送風モータ２６の風量制御を行う点にある。すなわち、制御手段１５は、図５の出力信号Ｖの振幅Ｖｐに比例して、図６に示すように、水栓２の電磁弁２５の弁開度を大きくして水流量Ｑを調節したり、Ｖｐに比例して送風モータ２６の送風量を増して制御するといった制御が可能となる。
【００３６】
尚、他の実施の形態として、レンジフードの下方で天板面に圧電センサを配設し、レンジフードの照明のオン・オフを行ったり、図７に示すように天板の端から端まで圧電センサを配設し、設備機器に異常が発生した場合の緊急停止スイッチとして使用してもよく、利便性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明で使用した圧電センサは従来のスイッチに比べて耐久性がよく可撓性があり屈曲可能なので、さまざまな分野でのマンマシンインターフェースに使用することが可能である。例えば、自動車での操作系の各種入力や、福祉分野での代替入力機器等に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施の形態の台所装置が設置された台所の斜視図
【図２】圧電センサ６の配設位置における鉛直断面図
【図３】圧電センサ６の断面図
【図４】第１の実施の形態のブロック図
【図５】検出部１６内で増幅、濾波された信号Ｖ、判定部２０の判定出力Ｊを示す特性図
【図６】振幅Ｖｐと水流量Ｑとの関係を示す特性図
【図７】他の実施の形態における台所装置が設置された台所の斜視図
【符号の説明】
【００３９】
２  水栓（設備機器）
３  換気扇（設備機器）
４  吊戸棚（設備機器）
６、７、９、１１  圧電センサ
１２  支持手段（弾性体）
１５  制御手段
【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】
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