JP2001078906A

JP2001078906A - 自動水栓

Info

Publication number: JP2001078906A
Application number: JP26257099A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kodaira; 平真小; Koya Kaneko; 子貢也金
Original assignee: URO Electronics Ind Co Ltd
Current assignee: URO Electronics Ind Co Ltd
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-27
Also published as: US6393634B1; TW486555B

Abstract

(57)【要約】【課題】調整作業を要することなくシンクの状態に追
従して自動的に基準値設定を行いうる自動水栓を提供す
ること。【解決手段】水栓を有し、この水栓からの吐水を受け
るシンクと、このシンクの底壁に向けて赤外線を照射す
る発光部３と、前記シンクの底壁の方向から反射される
赤外線を受光して受光量に応じた検出出力を形成する受
光部５と、この受光部の検出出力を基準値と比較し所定
値以上のとき吐水出力を形成する吐水出力部７と、この
吐水出力部の出力に応じて前記水栓を開、閉する水栓制
御部１とをそなえた自動水栓において、基準値を修正す
るための指令信号を発する指令手段と、この指令手段か
らの信号が与えられたとき、前記受光部の受光する最大
光量を検出する検出手段１と、この最大光量に基づき前
記吐水出力部における基準値を修正する基準値修正手段
１とをそなえたことを特徴とする自動水栓。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シンクまたは便器
などに組み合わされ人を検知して吐水する自動水栓に係
り、とくに赤外線を検知して吐水制御を行うものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】洗面
所のシンクとか自動トイレットでは、人に向けて照射し
た赤外線の反射度合いに基づき、人の存否を感知して吐
水弁を制御し吐水するようにしている。そして、シンク
の場合は、蛇口付近に差し出される手を検知し易いよう
に、吐水口近くにセンサを配置し、赤外線をシンクの底
壁に向けて水の流れと同様に下向きに照射している。

【０００３】この照射光が利用者の差し出した手により
途中で反射されると反射光量が増すから、反射量を基準
値と比較することにより検出して吐水動作を行う。手が
引かれて反射量が元に戻ると、その検出により吐水動作
を停止する。

【０００４】この動作を行うため、従来の自動水栓は、
図７に示すように構成されている。すなわち、マイコン
１は駆動回路２の出力によって赤外線発光部３から利用
者の体４に向けて赤外線を照射し、その反射光を受光部
５により検出してアンプ６により増幅し、比較器７によ
る比較結果をマイコン１に読み込む。そして、マイコン
１の２値判定出力によりドライバ８を介して電磁弁９を
開閉する。

【０００５】ここで、シンクは寸法の大小があってセン
サからシンク底壁までの距離は種々であるから、反射光
量と比較すべき基準値を変更する必要がある。この変更
は、比較器７の基準入力端子に接続された可変抵抗器を
調節して行う。基準値は、環境変化によりシンクからの
反射光量が少々増加しても自然に吐水することがないよ
うに、反射光量の値よりは大きめに設定されている。

【０００６】この基準値の設定は、経験から得た勘によ
り行うものであるから適切に行うことが難しい。しか
も、可変抵抗器の設置位置は、図８にＶＲとして示すよ
うに、洗面台の下側などの人が入り難く作業性の悪い場
所である。

【０００７】また、シンクの底壁上にコップなどが置か
れた場合には、これを手の検知と間違えて吐水を続ける
こともある。

【０００８】この対策として、所定時間以上の赤外線検
出があった場合は、一旦止水すると共に、一度所定量の
反射がなくなって再び反射が検知されるまで吐水しない
ようにする機能を持った自動水栓がある。

【０００９】しかし、コップなどを取り去るまでは再び
吐水することがなく、コップなどを取り除く作業が必要
な点で煩雑である。

【００１０】また、既存の洗面台に自動水栓を設置する
場合は、洗面台が既に汚れており、赤外線の反射率がよ
くない状態になっている。この状態で検知距離を設定
し、その後でシンクを清掃すると赤外線の反射率が良く
なるから、手を検知しなくても検知したかのような状態
となり、吐水するようになる。

【００１１】他方、反射率の良好なシンクの基準値を設
定した場合には、検知範囲が狭くなるという不具合があ
る。

【００１２】そして、小便器の場合は、調整作業をする
際に、作業員が利用者の検知位置を避けて作業する必要
があり、作業性が悪い。

【００１３】しかも、何れにしても手作業であり、調整
ミスが起きることもあるし、調整作業にはかなりの時間
を要する。

【００１４】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、調整作業を要することなくシンクの状態に追従して
自動的に基準値設定を行いうる自動水栓を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題解決のための手段】上記目的達成のため、本発明
では、水栓を有し、この水栓からの吐水を受けるシンク
と、このシンクの底壁に向けて赤外線を照射する発光部
と、前記シンクの底壁の方向から反射される赤外線を受
光して受光量に応じた検出出力を形成する受光部と、こ
の受光部の検出出力を基準値と比較し所定値以上のとき
吐水出力を形成する吐水出力部と、この吐水出力部の出
力に応じて前記水栓を開、閉する水栓制御部とをそなえ
た自動水栓において、基準値を修正するための指令信号
を発する指令手段と、この指令手段からの信号が与えら
れたとき、前記受光部の受光する最大光量を検出する検
出手段と、この最大光量に基づき前記吐水出力部におけ
る基準値を修正する基準値修正手段とをそなえたことを
特徴とする自動水栓、を提供するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の回路
構成を示すブロック線図である。この図１に示すよう
に、図９の比較器７の替わりにＡ／Ｄコンバータ１０が
設けられている。このＡ／Ｄコンバータ１０は、増幅器
６からの検出出力を４ビット出力に変換してマイコン１
に与える。マイコン１は、公知の自動水栓と同様の動
作、および本発明独特の基準値修正動作を行う。他の要
素は、公知のものであるが、図９の従来技術としても詳
細を説明していないので、以下に詳述する。

【００１７】マイコン（マイクロコンピュータ）１は、
電池で作動させるため、低消費電流、低動作電圧のもの
を用いる。電源に電池を用いるのは、公衆トイレットな
どの商用電源が得にくい場合を想定していること、およ
び水を使用するため安全性を考慮していることなどによ
る。このため、できるだけ節電が図れるような回路設計
を行う。

【００１８】マイコン１は、赤外線発光部３の発光タイ
ミングの指示、各要素への電源供給の指示、電源電圧の
検知と電池交換表示の発生、Ａ／Ｄコンバータ１０から
の信号取り込み、ドライバ８を介しての電磁弁９の駆
動、電池電圧の変動に応じた電磁弁駆動用パルスのパル
ス幅の切換、電源投入後の誤作動防止のためのリセッ
ト、赤外線長時間検知時の異常表示、トイレットの場合
の連続使用時の節水動作などの制御を行う。

【００１９】駆動回路２は、マイコン１の出力により赤
外線発光部３を点灯するものである。この赤外線発光部
３から発光された赤外線は、利用者４の体の一部たとえ
ば手で反射され、赤外線受光部５に到達する。これら発
光部３および受光部５は、素子前面に少なくとも１つの
レンズが設けられており、照射および受光能率の向上が
図られている。

【００２０】赤外線受光部５としては、動作速度の速い
フォトダイオード、大出力を取り出せるフォトトランジ
スタを、それらの特性を考慮して使い分ける。赤外線受
光部５の検出信号は、増幅器６を経てＡ／Ｄコンバータ
１０に与えられる。Ａ／Ｄコンバータ１０は、数個の電
圧比較器で置き換えても良い。赤外線受光部５の信号レ
ベルは大幅に変動するため、飽和を防ぎつつ適度の大き
さの信号を得るために、増幅器６としてログアンプなど
を用いても良い。

【００２１】図２ないし図４は、シンクと蛇口との位置
関係、およびこれら両者に関する基準値の設定の仕方を
示すための説明図である。このうち図２は、基準値の考
え方を、図３は基準値の修正の一例を、そして図４は基
準値の修正の他の例を示したものである。

【００２２】まず図２に示すように、蛇口からシンク底
壁までの距離に対応させて基準値レベルを１６段階に分
割する。これは、Ａ／Ｄ変換器１０が４ビットであるこ
とによるもので、シンク底壁からの反射光が最大で第１
６レベル、最小で第１レベルとする。すなわち、蛇口に
手が接触するほど近接しているときの反射光最大レベル
が「１６」で、シンク底壁の反射光最大レベルが「３」
で、シンク底壁よりも若干遠い位置に手があるときの反
射光最大レベルが「１」となるように１６段階のレベル
を設定し、シンクの状態に応じてこれら１６段階の内か
ら１つを選択して基準値を設定する。

【００２３】つまり図３に示すように、シンク底壁での
反射光最大レベルを「３」とすると、基準値はそれより
も蛇口に近い位置までを検知するために、裕度「２」を
加えた「５」を基準値とする。これにより、シンク底壁
よりも少し上の位置から蛇口の位置までが検知範囲とな
る。

【００２４】さらに図４に示すように、シンク内に反射
物が存在するときは、より高い基準値を設定する。これ
は、反射物の位置を「８」とすると、それに裕度「１」
を加えた「９」を新たな基準値とすることにより行う。

【００２５】図５は、自動水栓の吐水動作を示すフロー
チャートである。自動水栓では、常時赤外線照射によ
り、ステップＳ１によりシンク面を監視している。そし
て、シンクに手が差し出されること等による反射光Ｘを
検出すると、ステップＳ２で反射光レベルＸが基準値Ｔ
ｈを超えているか否かを判定する。超えていなければス
テップＳ１による反射光検出に戻る。

【００２６】超えていればステップＳ３に移行し、所定
時間にわたり継続するか否かを判定し、継続するときは
ステップＳ４に移行して吐水する。継続しないときはス
テップＳ１による監視状態に戻る。

【００２７】図６は、図５におけるステップＳ２で用い
られる基準値Ｔｈの設定あるいは再設定の方法を示すフ
ローチャートである。基準値の設定は、電源投入時、リ
セット時、所定時間経過時および所定時間以上の光反射
検出時の４つの場合に行われる。電源投入時とは、自動
水栓の設置時とか、停電後の再給電時などシンクに合わ
せて、あるいは電源状態に合わせて基準値を設定する場
合である。リセット時とは、保守点検時にリセットした
ときである。所定時間経過時とは、たとえば１４時間毎
にシンク、電源状態などの変化に対応すべく定常的に基
準値を修正するときであり、タイマからの時間信号に応
じて基準値を修正する。１日における種々の状態に対応
するために、１４時間という次のタイミングが確実にシ
フトする時間周期が選ばれている。したがって、これよ
り短い時間周期でも長い時間周期でもよい。

【００２８】そして、所定時間以上の光反射検出時と
は、たとえばシンクに皿などが置かれ、３０秒連続して
所定量以上の反射光を検出した場合であり、この場合は
まず止水してその後１０秒間皿が取り除かれなければ基
準値を修正する。

【００２９】電源投入時およびリセット時は、全く同一
の動作を行うが、所定時間経過後の動作では、反射光の
検出時間が少し長めに設定されている点で相違し、また
所定時間以上の光反射検出時の動作では反射光の検出時
間が少し短めに設定される点で相違する。したがって、
基本的な動作内容は４つの場合ともほぼ同一であり、上
記４つの場合につき、共通に説明する。

【００３０】まずステップＳ１１は、電源投入、リセッ
トの何れかに該当するかが判定される。何れにも該当し
なければ、エンドとなるが、何れかに該当するとステッ
プＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、吐水動作中
か否かが判定され、吐水動作中であればその終了を待っ
てステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、反
射光の大きさＸの検出を行い、ステップＳ１４との循環
動作により所定時間つまり３０秒間の反射光を検出す
る。

【００３１】反射光の検出は、たとえば赤外線を２００
ミリ秒間隔で照射したときの反射光の大きさを測定して
いき、ステップＳ１５によりそのうちの最大値Ｂを取
る。そして、ステップＳ１６に移行し、最大値Ｂに予め
定められた裕度Ａを加算して基準値Ｔｈを設定または再
設定する。

【００３２】ステップＳ２１ないしＳ２６は、１４時間
経過毎の基準値修正動作を示したものである。この場
合、ステップＳ１１に相当するステップＳ２１では、１
４時間経過か否かが判定されて経過していれば修正動作
に入る。そして、ステップＳ１４に相当するステップＳ
２４では、１０回の入力があったか否かの判定が行わ
れ、１０回の反射光検出が行われる。

【００３３】ステップＳ３１ないしＳ３６は、３０秒連
続で光反射を検出した時の基準値修正動作を示したもの
である。この場合、ステップＳ１１に相当するステップ
Ｓ３１では、３０秒連続して基準値を越える光反射が検
出されたか否かが判定されて検出されていれば修正動作
に入る。そして、ステップＳ１４に相当するステップＳ
３４では、１０秒間経過したか否かが判定され、１０秒
間反射光検出が行われる。

【００３４】このようにして設定された基準値に基づ
き、図５を用いて説明した吐水動作が行われる。基準値
が１日未満の周期により定期的に修正されるため、シン
クが漸次汚れていった場合でも、清掃により突然きれい
になった場合でも周期経過後には自動的に基準値修正が
なされるし、手動でリセットを掛けるか、あるいは電源
を切断、再投入することによっても、基準値の修正を随
時行うことができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述のように、指令信号が与え
られるとそのときの反射光量を元にして基準値を修正す
るようにしたため、シンクとか電源の状態が変化しても
それに自動的に適切に対応して吐水動作を行うことがで
き、煩雑な基準値の調整作業を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における回路構成を示すブロ
ック線図。

【図２】本発明における吐水動作のための基準値設定方
法の説明図。

【図３】本発明における基本的な基準値設定動作の説明
図。

【図４】本発明における基準値修正動作の説明図。

【図５】自動水栓の吐水動作を示すフローチャート。

【図６】本発明における基本的な基準値修正動作を示す
フローチャート。

【図７】従来の吐水制御回路を示すブロック線図。

【図８】従来のシンクと基準値修正要素との位置関係を
示す説明図。

【符号の説明】

１マイクロコンピュータ２駆動回路３赤外線発光部４利用者５受光部６増幅器７比較器８ドライバ９電磁弁１０Ａ／Ｄコンバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水栓を有し、この水栓からの吐水を受ける
シンクと、このシンクの底壁に向けて赤外線を照射する
発光部と、前記シンクの底壁の方向から反射される赤外
線を受光して受光量に応じた検出出力を形成する受光部
と、この受光部の検出出力を基準値と比較し所定値以上
のとき吐水出力を形成する吐水出力部と、この吐水出力
部の出力に応じて前記水栓を開、閉する水栓制御部とを
そなえた自動水栓において、基準値を修正するための指令信号を発する指令手段と、この指令手段からの信号が与えられたとき、前記受光部
の受光する最大光量を検出する検出手段と、この最大光量に基づき前記吐水出力部における基準値を
修正する基準値修正手段とをそなえたことを特徴とする
自動水栓。
【請求項２】請求項１記載の自動水栓において、前記指令手段は、電源投入により前記指令信号を発する
ようにした自動水栓。
【請求項３】請求項１記載の自動水栓において、前記指令手段は、リセット動作により前記指令信号を発
するようにした自動水栓。
【請求項４】請求項１記載の自動水栓において、前記指令手段は、所定時間が経過する毎に前記指令信号
を発するようにした自動水栓。
【請求項５】請求項１記載の自動水栓において、前記最大光量検出手段は、所定時間中の一部における最
大値を検出するようにした自動水栓。
【請求項６】請求項１記載の自動水栓において、前記基
準値修正手段は、予め定められた複数の修正レベルから
選択されたものによって修正を行う自動水栓。