JP4870691B2

JP4870691B2 - 衛生器具を操作するための装置

Info

Publication number: JP4870691B2
Application number: JP2007555509A
Authority: JP
Inventors: クンケル，ホルスト
Original assignee: ハンザメタルベルケアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2006-02-11
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-02-11
Also published as: WO2006087154A1; US7821182B2; CN101124369A; JP2008530764A; DE102005007887B3; EP1851390A1; EP1851390B1; CN101124369B; US20080265713A1

Description

本発明は、衛生器具を操作するための装置であって、
ａ）ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配列された感圧素子を有する少なくとも１つのセンサであって、前記衛生器具を操作するために前記センサの感度領域に前記素子を変形する力を加えることができる、少なくとも１つのセンサと、
ｃ）前記素子の前記変形を検出し、前記変形に基づき信号を発生する制御装置であって、前記信号によって前記衛生器具の機能を制御できる制御装置と、を備える装置に関する。

このような装置は、センサの感圧素子としてピエゾ電気素子が使用されることが多いスイッチの形態で知られている。

このようなセンサの感度領域、すなわち、制御装置が衛生器具の操作を指示するために、ユーザが通常その指で圧力を加える必要がある領域は、多くの場合比較的小さい空間範囲である。感度領域には、通常、センサの感度領域の大きさに略対応する弾性カバーが設けられる。衛生器具の使用者は、この感度領域に可能な限り正確に指を当てるように注意しなければならない。

すなわち、使用者がセンサの感度領域に十分に正確に当てられず、センサの感度領域から離間した位置を押すと、圧力がセンサの感度領域に対し作用せず、センサが応答しないので、使用者の目ではスイッチが操作されたが、衛生器具の対応する制御が行われない可能性がある。さらに、このようなセンサを作動するために、比較的大きな力が必要である。それゆえ、総合的に言えば、衛生器具の使用者にとって不快となる可能性がある。

さらに、このようなスイッチは、センサの所定の形状のため、器具デザインにおいて限定的範囲にのみ利用可能である。その理由は、器具デザインにスイッチデザインを適応させることが困難であるからである。

本発明の課題は、上記問題を考慮した冒頭に述べた種類の衛生器具を操作するための装置を提供することである。

上記課題は、
ｄ）センサの操作方向に対し垂直方向に、センサの感度領域を越えて延びる連結手段が設けられ、この連結手段によって、センサの感度領域から離れて加えられる力が、センサの感度領域に伝達可能であることによって解決される。

すなわち、この連結手段により、使用者がセンサの感度領域の隣を押した場合にも、センサが応答することが可能である。したがって、装置の応答領域が拡大され、使用者は、より大きな圧力面又はスイッチ面を使用できる。これによって、使用者は、冒頭に述べた種類の従来の装置の場合に不可欠であった程度に、正確な指案内に注意する必要はない。さらに、連結手段は、目に見える構成要素として設けられ、その目に見える領域で衛生器具のデザインに適合される。

感圧素子がピエゾ電気素子又はピエゾ抵抗素子である場合、技術的に有利である。ピエゾ電気素子は、圧力負荷の下で周知のように電圧を発生し、これに対し、ピエゾ抵抗素子は、圧力負荷の下でその電気抵抗を変化させる。両方のパラメータは、適切に設計された公知の制御装置によって検知され、また感圧素子の変形に、したがって、関連付けられたセンサの応答に対して割り当てられる。

連結手段は、それがセンサの操作方向に対し垂直の方向にセンサの感度領域の上方に突出するカバーを含み、このカバーが、センサに向かって対面するカバーの内面に配列された***部によってセンサの感度領域と協働する場合、有利に実現される。このようなカバーによって、衛生器具の使用者がセンサの感度領域の隣のカバーを押した場合にも、***部はセンサの感度領域に向かって押される。

この場合、カバーが少なくとも部分的に弾性的である場合、衛生器具の使用者にとってより優れた圧力の感触が得られる。

センサが保持体によって坦持され、カバーの内面に坦持構造体が設けられ、この坦持構造体によって保持体がカバーと結合される場合、カバーとセンサとの優れた協働が達成される。したがって、カバーは、少なくとも間接的にセンサと結合され、これによって、それらの相対位置が互いに決定され、両方の構成要素の協働が確実に保証される。

場合によっては、保持体がハウジングに、特にその基部に固定されることが有利である。

単一スイッチの好適な形態は、装置が唯一のセンサを含み、坦持構造体が、略均一な角度間隔でセンサを囲む保持ピンによって形成されることにある。

この場合、坦持構造体は４つの保持ピンによって形成されることが好ましい。このように、圧力が加えられるカバーの位置と無関係に、センサの感度領域への略均一な圧力伝達が達成される。

代わりの形態において、装置は２つのセンサを含み、この場合、坦持構造体は、略直線の少なくとも１つの保持ウェブによって形成され、保持ウェブは、センサの配列に適用される対称鏡面に沿ってセンサの間を延びる。このようにして、簡単に揺動スイッチが形成される。

別の代わりの形態は、装置が、センサの位置が長方形の頂点となるように保持プレートに取り付けられる４つのセンサを含む場合に得られ、この場合、坦持構造体は、４つのセンサによって区画形成された長方形の中心に設けられる唯一の保持ピンによって形成される。このようにして、比較的小さな空間要求に応える４ボタンスイッチが実現される。

保持プレートのセンサの位置が正方形の頂点となることが好ましい。

次に、図面を参照して本発明による装置の代表的実施形態について説明する。

図１は、単一スイッチ１０として形成される衛生器具を操作するための装置の第１の代表的実施形態を示している。スイッチ１０は、感圧素子１４を有するセンサ１２を含み、このセンサは、主に弾性のケース１６によって囲まれた同様に弾性の保護材料２２にはめ込まれる。感圧素子１４の場合、それ自体公知のように、ピエゾ電気素子１４が対象とされる。また、ピエゾ抵抗素子を使用することもできる。

センサ１２のピエゾ電気素子１４に図１の圧力が上から加えられると、これによって発生する電圧が、線１８を介して制御装置２０によって検出される。制御装置２０は、さらに既知の方法で、スイッチ１０に基づいて（図示していない）衛生器具に割り当てられた機能を制御する。この機能は、衛生器具の通常のすべての機能を対象とすることができる。例えば、流出する水流の水温および体積流量が挙げられる。

ピエゾ電気素子１４を囲む材料２２は、その上に加えられる圧力をピエゾ電気素子１４に伝達する。ケース１６は、その外面に、ねじ２４がねじ込まれる非弾性の領域を備える。このねじを介して、センサ１２が、正方形の保持プレート２８の中心に設けられる相補的なねじ開口部２６にねじ込まれる。

センサ１２のケース１６は、ねじ２４に対向するその端部に、周囲カラー３０を備え、このカラーと共に、センサ１２は、それが保持プレート２８にねじ込まれると、カラー３０と保持プレート２８との間に配置された緩衝リング３２上に取付けられる。

保持プレート２８は、センサ１２の上方に設けられる帽子状の弾性カバー３４によって坦持される。カバー３４は、すべての側で保持プレート２８の寸法を越えて幾分延びる正方形の圧力プレート３６を含む。

保持プレート２８を固定するために、圧力プレート３６の内面３８に、円形の断面を有する４つの保持ピン４０が一体的に形成され、保持ピンは、特に図２から理解されるように、それぞれカバー３４の圧力プレート３６の外側周辺領域の中心に配列される。

保持プレート２８を坦持する保持ピン４０の端部領域に備えられたテーパ部に、全外周溝４４を有する弾性の保持リング４２が、はめ込まれる。保持ピン４０の端部のカラー４５により、保持リング４２が保持ピン４０から滑り落ちることが防止される。

保持プレート２８は、４つの開口部４６を備え、それらの配列は保持ピン４０の配列に対応し、されらは、保持リング４２の外周溝４４に対し相補的である。これらの開口部４６を介して、保持プレート２８が、保持ピン４０にはめ込まれ、保持リング４２の外周溝４４に位置付けられる。

カバー３４は、圧力プレート３６によって形成される正方形の頂部を持つ全体的な帽子形状を有する。カバー３４は、ハウジング４８の部分として、それらの周壁部３５の縁部により、弾性のシールリップ４９を介してハウジング４８の基部５０と結合される。

個々の構成要素の寸法は、スイッチ１０が操作されない場合に、センサ１２とハウジング４８の基部との間に隙間が残るように互いに調整される。

カバー３４の圧力プレート３６は、それらの内側３８の中心に、センサ１２の感度領域５４に接触する非弾性のドーム状***部５２を備える。センサ１２の感度領域５４は、ピエゾ電気素子１４が電圧を発生するように、規定の圧力が加えられなければならない領域と理解される。

図１と図２から理解されるように、スイッチ１０、したがってカバー３４の横方向の広さは、全体的に言えば、センサ１２、そしてその中に配列されたピエゾ電気素子１４の広さよりも明らかに大きい。

スイッチ１０の上述の形態により、カバー３４の圧力プレート３６の目に見える略外面全体は、衛生器具を使用したいと思う使用者用の押圧面として利用できる。例えば使用者の指による押圧が、センサ１２の感度領域５４に局所的に、あるいは前記感度領域に対し少なくともより近接して行われる必要はない。カバー３４のドーム状***部５２によって、センサ１２の感度領域５４から離れてカバー３４の圧力プレート３６に加えられる圧力も、センサ１２の感度領域５４に、したがってピエゾ電気素子１４に伝達されることが保証される。

説明のため、スイッチ１０又はカバー３４の圧力プレート３６は、図２に示されるように、等しい大きさの４つの正方形の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。カバー３４の押圧面は、図２に示したスイッチ１０の図面の場合、観測者と正反対の側の紙面の後方にあることが指摘される。

次に、例えばカバー３４が領域Ａ（図２参照）で押し込まれると、弾性の圧力プレート３６は圧力箇所で内側に曲がる。保持プレート２８は、その中にねじ込まれたセンサ１２．が基部５０に当接するまで、保持ピン４０によってハウジング４８の基部５０の方向に付随して案内される。圧力プレート３６をさらに下に押すと、カバー３４の非弾性の***部５２がさらに内側に動き、これにより、圧力がセンサ１２の感度領域５４に加えられる。この状態で、センサは、ハウジング４８の基部５０の方向にさらに動くことができない。この圧力は、ピエゾ電気素子１４を作動するために十分であり、衛生器具の所望の制御が達成される。

代わりの形態の場合、保持プレート２８は、ハウジング４８の基部５０に固定される。このことは、例えば、ハウジング４８の基部５０から内側に突出する同軸のねじ穴を有するピンを介して行うことができる。この基部に保持プレート２８を置くことができ、またピンのねじ穴内にそれぞれ係合するねじを介して固定することができる。

したがって、カバー３４およびその内側に向くドーム状の***部５２は、センサ１２の感度領域５４から離れて加えられる力がセンサ１２の感度領域５４に伝達される連結手段を形成する。

ある程度の範囲で、圧力が強化され、大きな領域で圧力プレート３６に加えられる圧力が、センサ１２の小さな領域の感度領域５４に強化圧力として伝達されるように、スイッチ１０が実現される。

図３と図４は、衛生器具を操作するための装置の第２の代表的実施形態を示しており、この場合、第１の代表的実施形態に対応する構成要素は、１００を含む同一の参照番号で示されている。

図３と図４に示すように、２つのスイッチ１１０は、２つのセンサ１１２Ａと１１２Ｂを含み、その両方は、それぞれ１つの線１１８を介して制御装置１２０と結合される。センサ１１２は、中心に対し対称に、保持プレート１２８の中心を通過して延びる直線上に、保持プレート１２８の対向する２つの側縁に垂直に、保持プレート１２８上に配列される。

第１の代表的実施形態とは反対に、図３と図４の代表的実施形態では、カバー１３４の内側１３８に一体的に形成された、円形の断面を有する保持ピン４０は無く、代わって、細長い２つの保持ウェブ１５６が存在し、これが、テーパ領域で、全外周溝１６０を有する、細長い弾性の保持リング１５８を担持する。相補するように形成された開口部１４６により、保持プレート１２８がこの外周溝に収容される。

保持ウェブ１５６は、センサ１１２Ａと１１２Ｂの配列に適用される対称的鏡面１６１に沿って延びる。対称的鏡面１６１は、図４に点線として示される。この場合、一方の保持ウェブ１５６は、第１の代表的実施形態で既述した領域ＡとＢとの間の境界線に位置し、他方の保持ウェブ１５６は、図４の切断および対称面ＩＩＩ−ＩＩＩに対し対称に、スイッチ１１０の対応する領域ＣとＤの間の境界線に位置する。このことは、図４から理解される。

このスイッチ１１０は、２機能の押しボタン又はオン／オフスイッチとして適している。すなわち、カバー１３４の圧力プレート１３６が、領域Ａ又はＣで下に押されると、図３と図４の左側に位置するセンサ１１２Ａのみが作動される。ウェブ１５６は揺動支点として機能し、図３と図４の右側に位置するセンサ１１２Ｂの感度領域１５４への力伝達を阻止する。

センサ１１２Ａの上方の***部１５２がセンサ１１２Ａに向かって動くとき、センサ１１２Ｂの上方の***部１５２はセンサ１１２Ｂから離れて持ち上がる。

これに対し、カバー１３４の圧力プレート１３６が領域Ｂ又はＤの一方で下に押されると、これによって、センサ１１２Ｂのみが作動される。

図５と図６には、衛生器具を操作するための装置の第３の代表的実施形態が示されており、この場合、図１と図２の代表的実施形態に対応する構成要素は、２００を含む同一の参照番号で示されている。

図５と図６から理解されるように、それらの図の４つのスイッチ２１０は、４つのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃと２１２Ｄを含む。４つのセンサは、カバー２３４の圧力プレート２３６の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの下で、その中心に、保持プレート２２８に配列され、詳しくは、圧力プレート２３６の内側２３８に一体的に形成された***部２５２の下に配列される。

カバー２３４を保持プレート２２８に固定するために、本図では、唯一の保持ピン２４０が圧力プレート２３６の内側２３８の中心に一体的に形成される。カバー２３４への保持プレート２２８の確実な固定を保証するために、弾性の保持リング２４２は、より大きな半径方向広さを有し、またその外周溝２４４は、第１の代表的実施形態の保持リング４０の場合よりも、より深く形成される。

次に、カバー２３４の圧力プレート２３６が領域Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤの１つで下に押されると、圧力プレート２３６の対応する領域Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤの下方に存在するセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ又は２１２Ｄのみが作動され、次に、衛生器具は、作動されたセンサ２１２に割り当てられた機能に応じて制御される。

上述の代表的実施形態の変形例の場合、カバー３４、１３４又は２３４は剛性材料から製造される。この場合、弾性のシールリップ４９、１４９又は２４９の撓みによって、保持プレート２８、１２８又は２２８が、上述のように、センサ１２、１１２又は２１２が基部５０、１５０又は１５０に接触するまで、ハウジング４８、１４８又は２４８の基部５０、１５０、２５０の方向に移動できることが保証される。

剛性カバー３４、１３４、２３４の場合、スイッチ１０、１１０、２１０の個々の構成要素の寸法は、スイッチ１０、１１０、２１０が操作されない場合に、センサ１２、１１２、２１２とハウジング４８、１４８、２４８の基部５０、１５０、１５０との間に存在する隙間が、一方で、カバー３４、１３４、２３４の周壁部３５、１３５、２３５の縁部と、他方で、ハウジング４８、１４８、２４８の基部５０、１５０、２５０と、の間のシールリップ４９、１４９、２４９により占められる領域よりも小さいように互いに調整されることを強調したい。

上述のスイッチ１０、１１０、２１０は、衛生器具を操作するために、感度領域に力が加えられなければならないセンサを使用する衛生器具のより快適な操作を可能にする。スイッチ１０、１１０、２１０を押す場合、カバー３４、１３４、２３４をセンサ１２、１１２、２１２の上方に可能な限り正確に押し込むことによって、センサ１２、１１２、２１２の感度領域５４、１５４、２５４が可能な限り正確に当接されることにもはや注意する必要はない。センサ１２、１１２、２１２の感度領域５４、１５４、２５４からある距離を置いた「不正確な」押圧によっても、衛生器具の所望の操作が得られる。スイッチ１０、１１０、２１０のデザイン次第で、この距離は、センサ１２、１１２、２１２の感度領域５４、１５４、２５４の広がりの複数倍にすることができる。

さらに、スイッチ１０、１１０と２１０の対応するカバー３４、１３４又は２３４の適切なデザインによって、大きな出費なしに規定の衛生器具の設計が可能である。

図２の切断線Ｉ−Ｉに沿った衛生器具を操作するための装置の第１の代表的実施形態の断面図である。図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った図１による代表的実施形態のより小さな尺度の断面図である。図４の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った衛生器具を操作するための装置の第２の代表的実施形態の断面図である。図３の切断線ＩＶ−ＩＶに沿った図３による代表的実施形態のより小さな尺度の断面図である。図６の切断線Ｖ−Ｖに沿った衛生器具を操作するための装置の第３の代表的実施形態の断面図である。図５の切断線ＶＩ−ＶＩに沿った図５による代表的実施形態のより小さな尺度の断面図である。

Claims

衛生器具を操作するための装置であって、
ａ）ハウジング（４８、１４８、２４８）と、
ｂ）前記ハウジング（４８、１４８、２４８）内に配列され、感圧素子（１４、１１４、２１４）を有する少なくとも１つのセンサ（１２、１１２、２１２）であって、前記衛生器具を操作するために、該センサ（１２、１１２、２１２）の感度領域（５４、１５４、２５４）に前記素子（１４、１１４、２１４）を変形する力を加えることができる、少なくとも１つのセンサと、
ｃ）前記素子（１４、１１４、２１４）の前記変形を検出し、前記変形に基づき信号を発生する制御装置（２０、１２０、２２０）であって、前記信号によって前記衛生器具の機能を制御できる制御装置と、を備える装置において、
ｄ）前記センサ（１２、１１２、２１２）の操作方向に対し垂直方向に、前記センサ（１２、１１２、２１２）の前記感度領域（５４、１５４、２５４）を越えて延びる連結手段（３４、５２、１３４、１５２、２３４、２５２）が設けられ、該連結手段によって、前記センサ（１２、１１２、２１２）の前記感度領域（５４、１５４、２５４）から離れて加えられる力が、前記センサ（１２、１１２、２１２）の前記感度領域（５４、１５４、２５４）に伝達可能である装置において、
前記連結手段（３４、５２、１３４、１５２、２３４、２５２）が、前記センサ（１２、１１２、２１２）の操作方向に対し垂直方向に、前記センサ（１２、１１２、２１２）の前記感度領域（５４、１５４、２５４）を越えて延びるカバー（３４、１３４、２３４）を備え、該カバーが、前記センサ（１２、１１２、２１２）に向かって対面する該カバーの内面（３８、１３８、２３８）に配列された***部（５２、１５２、１５６）によって、前記センサ（１２、１１２、２１２）の前記感度領域（５４、１５４、２５４）と協働し、
前記センサ（１２、１１２、２１２）が保持体（２８、１２８、２２８）によって坦持され、また前記センサ（１２、１１２、２１２）に向かって対面する前記カバー（３４、１３４、２３４）の内面（３８、１３８、２３８）に、坦持構造体（４０、１５６、２４０）が設けられ、該坦持構造体によって、前記保持体（２８、１２８、２２８）が前記カバー（３４、１３４、２３４）と結合されることを特徴とする装置。
前記素子（１４、１１４、２１４）が、ピエゾ電気素子又はピエゾ抵抗素子（１４、１１４、２１４）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記カバー（３４、１３４、２３４）が少なくとも部分的に弾性的であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記装置が唯一のセンサ（１２）を含み、前記坦持構造体（４０）が、略均一な角度間隔で前記センサ（１２）を囲む固定ピン（４０）によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記坦持構造体（４０）が４つの固定ピン（４０）によって形成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
前記装置が２つのセンサ（１１２）含み、前記坦持構造体（１５６）が、略直線状の少なくとも１つの保持ウェブ（１５６）によって形成され、該保持ウェブが、前記センサ（１１２）の配列に適用できる対称的鏡面に沿って前記センサ（１１２）の間を延びることを特徴とする請求項１に記載の装置。
４つのセンサ（２１２）を含み、該センサが、その位置が長方形の頂点となるように前記保持体に取り付けられ、前記坦持構造体（２４０）が唯一の固定ピン（２４０）によって形成され、該固定ピンが、前記４つのセンサ（２１２）によって区画形成された長方形の中心に設けられることを特徴とする請求項１に記載の装置。