JP2004239615A - 温度表示装置付き機器類 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時又は動作時に温度変化を伴う機器類に、視認性の優れた温度表示装置を設ける。
【解決手段】湯水混合栓３０の吐出管３１に設ける温度表示装置１は、感温変色材を配合した導光部材の裏面側に発光層を形成し、側端部にＬＥＤ等の投光手段を配置したものである。導光部材は設定温度より低温で青色不透明、変色点を超えると透明又は赤色半透明となる。投光手段は赤色ＬＥＤとする。吐出管３１を流通する水の温度が低いときは導光部材が青色不透明である。吐出管３１内を湯が流通して導光部材が設定温度を越えると感温変色材が透光化し、発光層から放射される光が外部へ射出され、温度表示装置１は明るく赤色に発光する。温度表示装置１が赤色に発光しているときは吐出管３１が高温であると視認でき、高温の吐出管３１に誤って接触し火傷を負う等の事故を未然に防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯水混合栓・シャワー装置・給湯器・冷暖房機（エアコン）・ヒーターなどのように、使用時又は動作時に温度変化を伴う機器類において、温度によって変色する特性を持った温度表示装置を設けたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に、蛇口の表面に、サーモペイントからなる温度によって変色する感温素子を塗布、貼着、又は装着することにより、温度表示機能を持たせるようにした湯水混合栓が記載されている。この湯水混合栓は、感温素子が設定温度で変色するから、吐出水温を視覚的に確認でき、温度調整を水に触れることなく簡単に安心して行える効果がある、とされている。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６２−１８５７６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載される湯水混合栓は、温度表示手段として、サーモペイントからなる感温素子を使用するだけのため、例えば夜間に常夜灯のみ点けている程度の光量が十分にないところでは、温度による色変化を明瞭に認識できない場合があるという問題があった。本発明は、従来技術のこのような欠点に鑑み創案したものであって、発光機能を持ち、低電力で動作し発熱の小さいＬＥＤ等を投光手段とすることができ、しかも広い発光面積を得ることの可能な温度表示装置を備える機器類を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の問題点を解決できる温度表示装置付き機器類を提供するものであって、その特徴とするところは、使用時又は動作時に温度変化を伴う機器類において、温度によって変色する特性を持った温度表示装置を設け、該温度表示装置を、温度によって変色する特性を持つた感温変色材が配合された導光部材、又は、温度によって変色する特性を持つた感温変色層が形成された導光部材と、該導光部材内へ端面部から光を投射する投光手段とが設けられたものとしたことである。なお、ここで「変色」とは、色調の変化以外に、有色から無色への変化、及び、無色から有色への変化を含むものとする。
【０００６】
本発明が適用対象とする使用時又は動作時に温度変化を伴う機器類としては、湯水混合栓・シャワー装置・給湯器・浴槽・洗面器・シンク等の湯水と直接的又は間接的に接触するもの、冷暖房機（エアコン）・ファンヒータ・温風乾燥機等の温風を吹き出すもの、オイル式ヒータ等の輻射熱を放射するものなどを挙げることができ、一見しただけでは温度状態を把握しにくい機器類に適用すると特に有用である。例えば湯水混合栓やオイル式ヒータは、不使用時やスイッチＯＦＦ時でも余熱で高温になっている場合があるから、本発明を適用することにより、それらと不用意に接触して火傷を負うおそれを無くせる。
【０００７】
本発明に係る機器類に使用する温度表示装置は、投光手段により導光部材内へ端面部から光を投射するように構成したところ、及び、導光部材に感温変色層を形成するか又は感温変色材を配合して、温度により導光部材が変色するようにしたところを特色とするものである。導光部材は、光を内部で反射させて表面側へ射出させる性質を有しているから、端面部から光を投射することによって導光部材が広範囲に発光する。また温度変化により感温変色材が変色するから、一色のＬＥＤで二色以上の発光表示が可能である。従って本発明を適用した機器類は、夜間消灯時の暗い環境下でも、温度表示装置の発色を明瞭に視認できるので、温度状態を容易に判別可能である。なお本発明は、上に述べたような発光機構に基づき、投光手段が比較的小さな光源でも広い領域を発光させることができるから、投光手段に例えば発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を使用し得る。ＬＥＤは低電圧で動作し発熱も小さいので、汎用性が大きく、利用範囲が広い。
【０００８】
前記温度表示装置において、導光部材に、投光手段から投射される光を吸収して発光する発光層を形成するか、又は、投光手段から投射される光を吸収して発光する発光材を配合する構成を採用することができる。かかる構成によって、導光部材の発光状態をより一層明確化することができ、視認性を向上させる。
【０００９】
なお、導光部材に形成される感温変色層又は配合される感温変色材は、温度によって透光性が変化するように設定することもできる。この場合、感温変色層又は感温変色材が、所定温度（変色点）より低温では不透明で、変色点を超えると透光性を獲得するように変化する態様、並びに、所定温度（変色点）より低温では透光性を持ち、変色点を超えると不透明化する態様のいずれかが考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る温度表示装置付き機器類の各種実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明を湯水混合栓３０に適用した例を示すものであって、温度表示装置１を吐出管３１に設けたものである。温度表示装置１は、吐出管３１と一体形成してもよく、別体に形成したものを後から装着することとしてもよい。温度表示装置１を設けることにより、熱湯吐出時の警報手段、初期冷水の排出確認、設定水温の到達確認などの機能を発揮させることができる。
【００１１】
前記温度表示装置１の構造は例えば図２に示す如くであり、感温変色材を配合した導光部材１０Ａの裏面側に、発光層１４が形成され、側端部にＬＥＤ等の投光手段２０が配置される。なお上記感温変色材は、所定温度より低温では不透明であり、所定温度を越えると変色して透光性を持つように設定されている。
【００１２】
導光部材１０Ａは、ガラス・プラスチック・鉱物（石英や水晶）などの透光性に優れ且つ比較的屈折率の高い部材で製作される。但し場合によっては、導光部材１０Ａは発光状態を視認できさえすればよいから、透明とする以外に、ある程度の透光性を有する半透明としてもよい。また、必ずしも硬質でなくともよく、多少の可撓性を備える材質とすることも可能である。
【００１３】
導光部材１０Ａに配合される感温変色材の変色機能については、設定温度（変色点）の前後で色が変化する場合（色変化）のほか、変色点以下では有色で変色点を超えると無色（又は透明）となる場合（無色化）、さらに変色点以下では無色（又は透明）で変色点を超えると有色となる場合（発色）が考えられる。また上記特性について、透光性を加味して考えると、感温変色材は、発色状態にかかわらず常時透光性を有する場合、変色前は不透明で変色後に透光性を発揮する場合、反対に変色前は透光性を有し変色後に不透明となる場合のいずれかの態様を採ると言うことができる。
【００１４】
発光層１４は、蛍光材あるいは燐光材などを用いて形成され、投光手段２０から投射される光を吸収したのち、一定時間継続して放射する機能を有するものである。発光層１４の形成手段は、蛍光材又は燐光材等の蓄光性の発光材を塗布する方法のほか、発光材を配合したフィルム又はシートを貼着する方法、発光材を塗布したフィルム又はシートを貼着する方法なども採用可能である。
【００１５】
導光部材１０の側方に配置される投光手段２０は、小型で且つ低電圧で動作し発熱の少ないＬＥＤを使用するのが望ましい。通常は１種類のＬＥＤを配置すればよいが、所望により、複数の異なる色の光を投射し得る光源を使用することも可能である。なお条件が許せば、ＬＥＤに代えて豆電球等を使用してもよい。
【００１６】
前記の如く構成された温度表示装置１の機能は次のとおりである。但し、感温変色材を配合した導光部材１０Ａは、設定温度（変色点）より低温では青色不透明であり、変色点を超えると透明又は赤色半透明となるように設定され、投光手段２０には赤色ＬＥＤを使用するものとする。投光手段２０から導光部材１０Ａ内へ光を投射することにより、発光層１４が光を放射し得るようになる。しかし吐出管３１を流通する水の温度が低く、導光部材１０Ａが所定温度に達していないときには、導光部材１０Ａに配合した感温変色材が青色不透明であるため、温度表示装置１は外部から非発光の青色に観察される。吐出管３１内を流通する水の温度が上昇して導光部材１０Ａが設定温度を越えると、感温変色材が変色すると共に透光化するため、発光層１４から放射される光が導光部材１０Ａを通過して外部へ射出されるようになる。その結果、温度表示装置１は明るく赤色に発光した状態で外部から観察される。しかるのち、温度環境が変化して、吐出管３１が冷却すると、感温変色材が変色して再び青色不透明となり、温度表示装置１は初期の青色状態に戻る。
【００１７】
このように本発明を適用した前記湯水混合栓３０は、温度表示装置１が、湯の使用を開始してから初期冷水が排出されるまでは青色であり、吐出される湯水の水温が所定以上になると赤色に発光し、しかるのち湯水の吐出を停止して吐出管３１が所定温度よりも冷却すれば、再び青色に戻る。従って、温度表示装置１が赤色に発光しているときは吐出管３１が高温であると容易に視認できるから、湯を使用した直後の高温になっている吐出管３１に誤って接触し、火傷を負う等の事故を未然に防ぐことができる。
【００１８】
［第２の実施形態］
図３は、本発明を洗面器４０に適用した例を示すものであって、温度表示装置１を、鉢部４０ａの排水口部４１に設けたものである。温度表示装置１は、図３（Ｂ）に示す如く、排水口部４１に装着される排水金具４２によって、排水口部４１に固定される。
【００１９】
この温度表示装置１により、洗面器４０に取り付けた湯水混合栓等から吐出される湯水の温度が高温であるかどうかを、直に触れることなく視覚的に知ることが可能である。すなわち、温度表示装置１における感温変色材を配合した導光部材１０Ａが、所定温度より低温では青色であり、所定温度以上になると赤色に発光するように設定すれば、吐出される湯が高温のときは、温度表示装置１が必ず赤色に発光するので、使用者が誤って高温の湯に接れる等の事故を防ぐことができる。
【００２０】
［第３の実施形態］
図４に、本発明を洗面器４０に適用した異なる実施形態を示す。本例は、温度表示装置１を鉢部４０ａの表面に設けたものである。温度表示装置１の基本的な構成要素は、前記実施形態と同様であり、図４（Ｂ）に示す如く、鉢部４０ａ表面に感温変色材を配合した導光部材１０Ａ及び発光層１４を装着し、洗面器４０の表面に配置したＬＥＤ等の投光手段２０で、上記導光部材１０Ａの端面部から光を投射するように構成してある。本例の機能についても前記実施形態と共通であり、湯水混合栓等から吐出される湯水の温度が高温であるときは、温度表示装置１が必ず赤色に発光するので、使用者が誤って高温の湯に触れる等の事故を防げる。
【００２１】
［第４の実施形態］
図５は、本発明を防曇ヒータを備える鏡５０に応用した例を示すものである。この例では、ガラス５１と銀幕５２とから成る鏡５０において、銀幕５２の一部を除去して光透過部５３を形成し、この光透過部５３の裏面側に、感温変色材を配合した導光部材１０Ａ、発光層１４、及び、ＬＥＤ等の投光手段２０より成る温度表示装置１を配設した。本例では、組み込んだ防曇ヒータ（図示せず）により、鏡５０が所定温度以上に暖まれば、導光部材１０Ａの感温変色材が変色して温度表示装置１が発光し、これを光透過部４３を通して観察し得るように構成されている。
【００２２】
［第５の実施形態］
図６は、本発明を冷暖房装置（エアコン）６０に適用した例を示すものであって、吹き出し口６１の長手方向に温度表示装置１を配設したものである。本例では、温度表示装置１を棒状に形成し、同図（Ｃ）（Ｄ）に示す如く、その前半部が感温変色材を配合した導光部材１０Ａ、後半部が発光層１４となるように構成した。エアコン６０から吹き出される温風が所定温度以上になれば、温度表示装置１が発光するから、エアコン６０の動作状況を視覚的に捉えることができ、また、装飾性も向上する。
【００２３】
なお前記温度表示装置１において、導光部材１０Ａに配合する感温変色材の変色動作を、前記と反対にすることも考えられる。すなわち、導光部材１０Ａを、初期状態では投光手段２０からの投射光を通過させて例えば青色に発光するように設定し、温度環境が昇温して変色点を越えると、感温変色材が不透明化して導光部材１０Ａが例えば赤色に変色するように構成すればよい。本例は、冷房運転の確認など、温度環境が変色点より低い状態であることを認識するのが重要な場合に適用される。
【００２４】
［温度表示装置について］
本発明に利用する温度表示装置１の構成については様々な態様が考えられるので、それらを以下に述べる。
▲１▼図７に示す温度表示装置１は、導光部材１０Ａに感温変色材を配合し、該導光部材１０Ａの裏面側に、蛍光材・燐光材等の発光材を用いた発光層１４を設け、さらにその裏面に、光の反射効率を高めるため、不透明又は金属光沢を有する光反射層１２を形成するか、又は、ブラスト加工等の粗面化処理を施して光散乱層を形成し、さらに導光部材１０Ａの上に透明な保護増１３を設けたものである。本発明に係る温度表示装置１は、変色点の前後で外観が顕著に変化するから、優れた表示能力を発揮する。
【００２５】
なお発光材は、吸収した光のスペクトルと、放出する光のスペクトルとが必ずしも同一ではないから、投光手段２０より投射される光とは異なる色調に発光させることも可能である。例えば、紫外光を投光手段２０から投射し、発光材から可視光を発光させることが考えられる。
【００２６】
▲２▼図８のように、導光部材を蓄光性の発光材を配合した導光部材１０Ｂとすると共に、その表面に感温変色層１１を設ける構成も考えられる。感温変色層１１の形成手段としては、導光部材１０Ｂに感温変色材を塗布する方法、感温変色材を配合して成形したフィルム又はシートを貼着する方法、感温変色材を表面に塗布したフィルム又はシートを貼着する方法などが考えられる。
【００２７】
前記温度表示装置１において、感温変色層１１を、設定温度（変色点）より低温では不透明、変色点を超えると透明又は半透明になるものとすると、変色点よりも低温の環境下では、投光手段２０から投射される光を導光部材１０Ｂ中の発光材が吸収して発光するが、この光は不透明な感温変色層１１によって遮断される。環境温度が上昇し変色点を超えると、感温変色層１１が変色して透明化又は半透明化し、その結果、光を吸収した発光材の発光が観察できるようになる。すなわち、明るく発光した状態の温度表示装置１が目視されることとなる。
【００２８】
▲３▼図９に示す如く、温度表示装置１を、感温変色材が配合された導光部材１０Ａと投光手段２０とで構成し、発光層は省略することも可能である。本例の温度表示装置１は、感温変色材が設定温度（変色点）より低温では不透明、変色点を超えると透明又は半透明になるものとする。変色点よりも低温環境下では導光部材が非発光状態に観察され、環境温度が上昇し変色点を超えると、導光部材１０Ａ中の感温変色材が変色して透明又は半透明になり、その結果、投光手段２０から投射された光が表面側へ射出することができるようになり、温度表示装置１が発光した状態に観察されることとなる。
【００２９】
▲４▼図１０に示す温度表示装置１は、導光部材１０の表面に、感温変色層１１と発光層１４とを形成したところを特色とするものである。なお発光層１４の形成位置は、感温変色層１１と導光部材１０との間（図（Ａ）参照）、又は、導光部材１０の裏面側（図（Ｂ）参照）が考えられる。かかる温度表示装置１は、感温変色層１１は温度により透明又は不透明になることにより、発光層１４の発光を観察可能にしたり遮断したりして、発光状態を切り替える。
【００３０】
▲５▼図１１に示すように、導光部材１０の裏面側に感温変色層１１を形成し、さらにその裏（下）側に発光層１４を形成することも可能である。本例の場合、感温変色層１１は、設定温度（変色点）の前後で色調を変化させると共に、少なくともいずれか一方の状態において透光性を発揮することが要求される。この温度表示装置１は、感温変色層１１が設定温度（変色点）より低温では不透明、変色点を超えると透光性を持つようになるものとすると、変色点より低温の環境下では感温変色層１１が不透明なため、投光手段２０から導光部材１０内へ投射される光は発光層１４まで到達せず感温変色層１１の表面で反射されるため、外部からは変色前の感温変色層１１の色調が観察される。環境温度が上昇し変色点を超えると、感温変色層１１が透明化又は半透明化するため、投光手段２０から投射される光が発光層１４に到達できるようになり、その結果、発光層１４が光を吸収して発光する。従って、外部から目視すると、変色した感温変色層１１が明るく発光した状態が観察される。
【００３１】
▲６▼図１２に示す温度表示装置１は、透光性を有する導光部材１０の表面側に感温変色層１１のみ形成し、発光層を省略したものである。導光部材１０の裏面側には光反射層１２を形成し、感温変色層１１の上には透明な保護増１３を設けてある。
【００３２】
▲７▼図１３に示す如く、感温変色層１１を、導光部材１０の裏面側に形成することも可能である。本例の温度表示装置１において、感温変色層１１が設定温度（変色点）より低温では青色、変色点を超えると赤色又は白色に変色するように設定され、投光手段２０には赤色ＬＥＤを使用するものとする。変色点より低い温度環境に在るときは、投光手段２０から導光部材１０内へ投射される赤色光が青色の感温変色層１１により吸収されるために発光状態が抑えられ、従って外部から当該温度表示装置１を目視すると、暗い青色に観察される。温度環境が昇温し変色点を超えると、感温変色層１１が変色して赤色又は白色になる。その結果、投光手段２０から投射された赤色光が感温変色層１１で反射されて表面側へ射出されるようになり、その結果、外部から当該温度表示装置１を目視すると、導光部材１０のほぼ全域が赤色に発光した状態に観察される。
【００３３】
▲８▼図示は省略したが、導光部材１０に、感温変色材及び発光材の両方を配合することも可能である。この場合、導光部材１０の透明性を確保するため、感温変色材・発光材の屈折率と、導光部材１０の母材の屈折率とを、なるべく接近させることが望ましい。
【００３４】
▲９▼感温変色材の温度感受性を向上させるため、感温変色材が配合される母材に熱伝導向上材を配合してもよい。この場合、導光部材１０に感温変色層１１を形成したときは、この感温変色層１１に熱伝導向上材を配合し、導光部材に感温変色材を配合したときは、この導光部材１０Ａに熱伝導向上材を配合すればよい。ここで使用される熱伝導向上材は、熱伝導率が大きい素材を微細な粉体化又は粒体化したものであって、例えば金属の粉体又は粒体、熱伝導性が高いプラスチック（例えば導電性プラスチック）などが挙げられ、母材の透光性をなるべく損なわない範囲で添加される。熱伝導向上材の添加により、温度感受性が向上し、温度変化に対する色調変化が敏感になる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る温度表示装置付き機器類は、温度表示装置の発色状態及び／又は発光状態を目視することで、機器類の温度状態を容易に認識することができる。従って、例えば湯水混合栓などに適用すれば、吐出されているのが高温の湯であるかどうかを、直接触れることなく知ることができる。また、湯の使用後、余熱で高温になっている吐出管に誤って接触し火傷を負う、などの事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００３６】
また本発明で使用する温度表示装置は、導光部材の端面部から投光手段で光を投射し、この光を導光部材内で反射させて表面側へ投射させるように構成したのので、小型の投光手段で広い範囲を発光させることが可能である。依って、投光手段にＬＥＤ等の小型で消費電力の少ないものを用いて、視認性に優れた温度表示装置を提供することができる。しかも、導光部材に温度によって変色する感温変色層を設けるか、又は、導光部材に感温変色材を配合したので、機器類の温度変化を温度表示装置の色調変化で表示することができ、視認性が高い。さらに、一種類の投光手段で二色以上の表示が可能であるから、コストを低く抑えられる。
【００３７】
なお、光を吸収して発光する発光層を導光部材に形成するか、又は、発光材を導光部材に配合した場合は、温度変化に基づく色調変化だけでなく、発光状態も変化させることが可能なので、色調変化が一層明確になり、識別性能がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に関するものであって、本発明を適用した湯水混合栓を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に関するものであって、本発明を適用した湯水混合栓の吐出管の要部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した洗面器を示す斜視図、図（Ｂ）は同洗面器における排水口部を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した洗面器を示す正面断面図、図（Ｂ）は同洗面器における鉢部の要部を示す拡大正面断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に関するものであって、本発明を適用した鏡を示す要部の平面断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した冷暖房装置（エアコン）斜視図、図（Ｂ）は同エアコンの吹き出し口を示す正面図、図（Ｃ）は本実施形態で使用する温度表示装置の要部を示す拡大平面断面図、図（Ｄ）は同温度表示装置の拡大側面断面図である。
【図７】本発明に使用する温度表示装置の一例を示す断面図である。
【図８】本発明に使用する温度表示装置の他の例を示す断面図である。
【図９】本発明に使用する温度表示装置のさらに他の例を示す断面図である。
【図１０】図（Ａ）（Ｂ）はともに、本発明に使用する温度表示装置のさらに他の例を示す断面図である。
【図１１】図（Ａ）は本発明に使用する温度表示装置のさらに他の例を示す断面図、図（Ｂ）は同温度表示装置の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明に使用する温度表示装置のさらに他の例を示す断面図である。
【図１３】本発明に使用する温度表示装置のさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…温度表示装置 １０…導光部材 １０Ａ…導光部材（感温変色材を配合したもの） １０Ｂ…導光部材（発光材を配合したもの） １１…感温変色層 １２…光反射層 １３…保護層 １４…発光層 ２０…投光手段 ３０…湯水混合栓 ３１…吐出管 ４０…洗面器 ４０ａ…鉢部 ４１…排水口部 ５０…鏡 ６０…冷暖房装置（エアコン）

Claims (5)

1. 使用時又は動作時に温度変化を伴う機器類において、温度によって変色する特性を持った温度表示装置が設けられ、該温度表示装置は、温度によって変色する特性を持つた感温変色材が配合された導光部材と、該導光部材内へ端面部から光を投射する投光手段とが設けられていることを特徴とする温度表示装置付き機器類。
2. 使用時又は動作時に温度変化を伴う機器類において、温度によって変色する特性を持った温度表示装置が設けられ、該温度表示装置は、温度によって変色する特性を持つた感温変色層が形成された導光部材と、該導光部材内へ端面部から光を投射する投光手段とが設けられていることを特徴とする温度表示装置付き機器類。
3. 前記導光部材に、投光手段から投射される光を吸収して発光する発光層が形成されている請求項１又は２に記載の温度表示装置付き機器類。
4. 前記導光部材に、投光手段から投射される光を吸収して発光する発光材が配合されている請求項１又は２に記載の温度表示装置付き機器類。
5. 前記感温変色層又は感温変色材は、温度によって透光性を変化させるものである請求項１乃至４のいずれかに記載の温度表示装置付き機器類。

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