JP2002081109A - 自動吐水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発電部を有する自動吐水装置に関して、一定量
の吐水時間を確保することにより、自動吐水装置使用時
における発電での電気量を確保し、使用時以外に行う発
電のためだけの吐水動作を無くすことに関する。 【解決手段】水流を用いて発電を行う発電部と開閉弁の
開動作時間を設定するタイマー部を有する自動吐水装置
で、タイマー部に時間を設定することにより開閉弁をあ
る一定時間開けることになるため、使用者の使用時間に
関わらず、一定の発電量を確保することができることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発電部を有する自動
吐水装置に関して、開閉弁を設定時間以上開けることに
より、発電部における発電量を確保する機能を充実する
自動吐水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電部を有する自動吐水装置は、
水流の勢いによって発電を行うため使用者頻度が低い場
所では駆動するための電気が確保できず、発電量を確保
するために使用者がいないとき数秒間の吐水を繰り返し
行い、その吐水によって発電を行い駆動するための電気
の確保を行っていた。

【０００３】また、発電部は自動吐水装置の使用回数だ
けでなく使用流量にも関与しており、流量に応じて発電
するための最低使用回数が明記されており使用回数を考
慮しながら使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、使用
頻度が少ない場所や使用流量が少ない場所においては、
発電部における発電量の確保のために、使用者がいない
ときに吐水を行い発電させていたが、この方法では、発
電のためだけの吐水のため無駄に使用される水が多く、
また、発電のために開閉弁の動作をさせるため電気を消
費するため、あまり効率の良いものではなかった。

【０００５】また、使用者が自動吐水装置を使用しない
ときに行う発電目的のみの吐水は、使用者に自動吐水装
置の故障であると勘違いさせてしまう恐れもあった。

【０００６】また、使用頻度が高い場所においても１回
の使用時間が短く（例：駅舎トイレにおける平均手洗い
時間 １〜２秒）、発電部で発電しようとしたときには
吐水が止まっているという状況があるため発電量が足り
ず、人がいないときに再度発電を行い電気の確保を行っ
ていた。

【０００７】そこで、本発明では使用者がいないときの
発電のために吐水を行わずに、発電部における発電量を
確保するために開閉弁の開時間を設定することで従来の
発電部を有する自動吐水装置の機能を充実させるもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】前記目的
達成のために、本発明に係る自動吐水装置は、人体の一
部を検知する検知センサの信号に基づいて吐水口に至る
流路に設けられた開閉弁を駆動し、開閉弁と吐水口の流
路の途中に水流の勢いによって発電を行う発電部を有す
る自動吐水装置において、該開閉弁は開動作の時間を決
定するタイマー部を有し、開閉弁は検知センサで人体の
一部を検知すると、該タイマー部に設定された任意の設
定時間のあいだ開動作を行うことを特徴とする。かかる
構成により、使用者が自動吐水装置を使用する際、各使
用者の使用時間に関わらず一定時間水を流すことにより
発電部で発電できる時間を確保することができ、使用者
がいないときに吐水を行って発電させることなく、また
その間に使用する無駄水や開閉弁を別途動作さるための
電気を消費することなく電気量を確保することができ
る。

【０００９】また、請求項２記載のように、自動吐水装
置使用者が前記設定時間以上流水を吐水させるとき、前
記開閉弁は検知センサが人体の一部を検知しなくなった
信号を受けて閉動作を行うことを特徴とする。かかる構
成により、開閉弁の開動作設定時間が使用時間より短い
場合は、発電部での発電量が充分得られ、開閉弁で開時
間を決めて止水する必要がないため、検知センサの検知
信号に従って止水し、使用者の使用感を損なうことなく
自動吐水装置を使用することができる。

【００１０】また、請求項３記載のように、自動吐水装
置使用者が前記設定時間未満しか流水を吐水させないと
き、前記開閉弁は検知センサが人体の一部を検知しなく
なった信号に関わらず、前記設定時間のあいだ開動作を
行った後に閉動作を行うことを特徴とする。かかる構成
により、使用者が自動吐水装置を使用する時間が短く、
発電部で発電するには時間が短すぎても、一定時間のあ
いだ開動作を行うことにより発電部における発電量を得
ることができるため、使用者がいないときの発電目的の
みの吐水を行うことなく発電量を得ることができる。ま
た、使用後に若干吐水時間が延びて止水するため、使用
者に故障であると勘違いされる恐れは少ないものであ
る。

【００１１】また、請求項４記載のように、前記タイマ
ー部には、開閉弁の開動作を行う設定時間を外部より入
力することができることを特徴とする。かかる構成によ
り、使用頻度や使用水量が異なる場所においても、その
使用状況に応じた設定時間を入力することができるた
め、各設置場所に応じた使用者の使用感を損なうことな
く発電量を保持することができる設定を行うことができ
る。

【００１２】また、請求項５記載のように、前記開閉弁
と吐水口の流路の途中に流路を流れる流量を検知する流
量検知センサを有し、該流量検知センサから得られた流
量に応じてタイマー部は開閉弁の開時間を設定すること
を特徴とする。かかる構成により、使用流量が分からな
い場所に自動吐水装置を設置した場合、設置者もしくは
使用者が流量に応じた開時間設定を行うことなく、設置
場所に応じ且つ発電量を保持することができる開時間に
設定することができる。

【００１３】また、請求項６記載のように、前記検知セ
ンサが、自動吐水装置の使用頻度に応じて人体の一部を
検知する検知周期を切替える自動吐水装置において、検
知周期が短いときは前記タイマー部に設定される開閉弁
開時間が短く、検知周期が長いときはタイマー部に設定
される開閉弁開時間が長くなることを特徴とする。かか
る構成により、検知センサによって設置場所の使用頻度
や時間帯毎の使用頻度が判明するため、その使用頻度に
応じて開時間を調節することで、使用者の使用感を損な
うことなく、また、使用者がいないときに発電のみの目
的で吐水させることなく必要な電気量を発電できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を、図面
を参照して説明する。図１に、本発明におけるタイマー
部及び発電部を有する自動吐水装置を自動水栓に適用し
た図、図2に、発電部と開閉弁の間に流量検知センサを
備えた自動吐水装置を自動水栓に適用した図、図３に、
検知センサの学習機能を利用した検知センサにおける検
知周期及びタイマー部における設定時間の変更に伴なう
ステップ表、図４に、検知周期及び設定時間変更に伴な
う時間枠変化表を示す。

【００１５】図１より、人体の一部を検知する検知セン
サ１の信号に基づいて吐水口２に至る流路３に設けられ
た開閉弁４を駆動し、開閉弁４と吐水口２の流路３の途
中に水流の勢いによって発電を行う発電部５を有する自
動吐水装置において、該開閉弁４は開動作の時間を決定
するタイマー部６を有し、開閉弁４は検知センサ１で人
体の一部を検知すると、該タイマー部６に設定された任
意の設定時間のあいだ開動作を行うものである。

【００１６】ここで、検知センサ１で人体の一部を検知
すると、検知センサ１から検知信号８１が出される。検
知センサ１からの検知信号８１は開閉弁４等の駆動系の
制御を行う制御部７へと送られる。検知信号８１を受け
た制御部７は開閉弁４及びタイマー部６へ同時に動作信
号８２を送るものである。

【００１７】制御部７からの動作信号８２を受けた開閉
弁４は流水を流し出し、タイマー部６は時間のカウント
を開始するものである。ここで、タイマー部６に設定し
てある時間は、初期設定では水栓の適性流量を流したと
きに発電部５で発電される電気量が駆動部を動作させる
のに十分であるように水を流す時間があらかじめ設定さ
れているが、使用者や設置者の判断により設定時間を変
更したい場合には外部から入力ができるようになってい
る（外部入力８３）。この時の入力方法としては、キー
ボードを接続してからの入力などによって行うことがで
きるものである。

【００１８】ここで、使用者が吐水装置の使用を止めた
ことを検知センサ１によって検知すると、検知センサ１
は停止信号８４を制御部７に送信する。制御部７は停止
信号８４を受信すると、タイマー部６からの設定時間が
経ったことを知らせるカウント終了信号８５を送信した
か否かを判断し、カウント終了信号８５を受信していな
いと開閉弁４へは停止信号を送らず、開閉弁４を開状態
にしたままにしておく。そこで、タイマー部６の時間カ
ウントが終了すると、タイマー部６は制御部７へカウン
ト終了信号８５を送信する。制御部７はカウント終了信
号８５を受信すると、開閉弁４へ閉信号８６を送信す
る。最後に開閉弁４は閉信号８６を受けて流路を閉じ、
吐水を終了させるものである。

【００１９】また、検知センサ１が停止信号８４を制御
部７に送信してきたときタイマー部６からカウント終了
信号８５が送信されていた場合には、制御部７は開閉弁
４へ閉信号８６を送信し、開閉弁４は平信号８６を受け
て流路を閉じ吐水を終了するものである。

【００２０】ここで、設定時間については、パブリック
トイレなどの手洗い時間（最も短い手洗い時間と考えら
る）の集計結果から平均手洗い時間は約２秒であること
が得られたため、設定時間は次の使用者との入れ替わり
の最低時間も考慮して５秒程度が適しているのではない
かと思われる（手洗い時間：２秒、入れ替わり時間：２
〜３秒）。

【００２１】また、図２に発電部と開閉弁の間に流量検
知センサを備えた自動吐水装置を自動水栓に適用した図
を示す。ここでは、タイマー部６における設定時間を流
量において決定していくものである。ここで、図２にお
ける動作は図１に示した動作と同様の動作を行うもので
ある。

【００２２】そこで、図２におけるタイマー部の設定時
間決定について下記に述べる。図２の自動吐水装置にお
いては、開閉弁４と発電部５の流路の途中に流量検知セ
ンサ９を設けたものである。この流量検知センサ９は、
例えば水の勢いによって水車を回転させ、水車の回転数
によって流量を認識し出力させるものであっても良い。
また、発電部５が水の勢いを利用して水車を回転させ発
電を行う水力発電装置であれば、流量検知センサ９を別
途設けることなく発電部５と併用して使用することがで
きる。

【００２３】ここで、流量検知センサ９で検知した流路
３内の流量値信号８７は制御部７へ送信される。制御部
７は流量値信号８７を受信すると、流量値を用いて、現
在流れている流量において発電部５が十分に発電を行う
ことができる時間を計算し、導出された時間をタイマー
部６に送信する（流量設定時間８８）。タイマー部６は
送信された流量設定時間８８を設定時間として動作に使
用するものである。

【００２４】ここで、流路３内を流れる水は外部要因に
おいて流量が変化する場合も考えられる。そこで、制御
部７は流量検知センサ９から送られてくる流量値信号８
７を正確に認識するものではなく、近似を行うなどして
近似値を導出し、求められた近似値を用いて設定時間を
導出するものである。例えば、流量検知センサ９の読み
値が４．３L／minの流量であった場合には、制御部７は
近似値としてこれを４L／minと認識し、この４L／minを
用いて設定時間を導出していくものである。

【００２５】また、タイマー部６における設定時間の変
更を毎回使用者が使用する度に変更する方法ではなく、
１時間を数分割して、その分割された時間にのみ設定時
間の変更を行うための上記記載変更手順を行うものであ
る。

【００２６】また、図３、図４には検知センサ１の学習
機能を用いたタイマー部６の設定時間の決定方法図につ
いて示す。ここで、構成図としては１図と同様である
が、ここでは検知センサ１の人体検知周期の決定方法及
び、検知周期の決定に伴うタイマー部６での設定時間の
決定について述べていく。

【００２７】ここで、図３では検知センサ１における電
気の消費を抑えるために使用頻度を学習して、検知周期
を変化させたときの検知周期及びその時の設定時間を示
す。この検知周期の決定方法としては、２４時間を１
６分割して各枠に１ずつカウンタを設ける。１枠１．
５時間内に吐水動作があれば、その時間のカウンタはク
リア（０セット）され、吐水動作がなければカウントさ
れる。２４時間後の同一枠１．５時間内に、吐水動作
がなければカウントが加えられ、図３のステップまで検
知周期を落としていく。それと同時に設定時間の決定
も行う、である。

【００２８】この方法を用いることにより、使用頻度の
高い時間枠に関しては吐水設定時間を短めに、使用頻度
の低い時間枠に関しては吐水設定時間を長めにすること
ができるため、発電部５における発電量を確保しつつ、
無駄水の低減を図ることができる。

【００２９】また、図４には、図３に示した検知センサ
１の検知周期及びタイマー部６での設定時間の決定方法
を詳しく示した図である。まず、１日を１６分割してい
るので、１枠１．５時間となっている。また、検知セン
サ１によって人体の一部を検知した場合には、「使用」
の欄に×印が記載されている。

【００３０】ここで、図４より１日目には５枠から１３
枠の間に使用されている。この１日目と同じ使用頻度で
８日間経つと５枠から１３枠はカウンタが８になるた
め、図３における第２ステップとなり、検知周期が０．
５秒から１．０秒となり、タイマー部６での設定時間も
４秒から５秒になる。また、それ以外の枠に関しては使
用されているためカウントが０となっているため、検知
周期及び設定時間は第１ステップのままである。

【００３１】また、８日目から１２日目の間について
は、１４枠と１５枠に使用された以外は使用頻度につい
ては同じである。ここで１枠から４枠と１６枠に関して
は、カウンタが１２になっているため第３ステップとな
り検知周期は２．０秒になり、設定時間は７．０秒とな
る。また、使用状況が変化した１４枠、１５枠に関して
は使用されたためカウンタは０となり検知周期０．５
秒、設定時間４．０秒に戻るものである。

【００３２】また、２４時間全ての枠が第２ステップ以
上の状態で、１枠でも人体の一部を検知したならば、全
てのカウンタはクリアされ０になる。これは、長期休暇
等に影響される建造物に設置された自動吐水装置を考慮
したものであり、長期休暇明け等の動作の再開をスムー
ズに行うことができる。

【００３３】本実施例においては、自動吐水装置を自動
水栓に適用した例を示したが、自動水栓以外にも、小便
器の自動洗浄装置への適用も考えられるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明におけるタイマー部及び発電部を有す
る自動吐水装置を自動水栓へ適用した図。

【図２】 発電部と開閉弁の間に流量検知センサを備え
た自動吐水装置を自動水栓へ適用した図。

【図３】 検知センサの学習機能を利用した検知センサ
における検知周期及びタイマー部における設定時間の変
更に伴なうステップ表。

【図４】 検知周期及び設定時間変更に伴なう時間枠変
化表

【符号の説明】 １…検知センサ，２…吐水口，３…流路，４…開閉弁，
５…発電部，６…タイマー部，７…制御部，８１…検知
信号，８２…動作信号，８３…外部入力，８４…停止信
号，８５…終了信号，８６…閉信号，８７…流量値信
号，８８…流量設定時間，９…流量検知センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水越 宏 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 臼井 宏之 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2D060 CA02 CA04 CA20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体の一部を検知する検知センサの信号
   に基づいて吐水口に至る流路に設けられた開閉弁を駆動
   し、開閉弁と吐水口の流路の途中に水流の勢いによって
   発電を行う発電部を有する自動吐水装置において、該開
   閉弁は開動作の時間を決定するタイマー部を有し、開閉
   弁は検知センサで人体の一部を検知すると、該タイマー
   部に設定された任意の設定時間のあいだ開動作を行うこ
   とを特徴とする自動吐水装置。
2. 【請求項２】 自動吐水装置使用者が前記設定時間以上
   流水を吐水させるとき、前記開閉弁は検知センサが人体
   の一部を検知しなくなった信号を受けて閉動作を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の自動吐水装置。
3. 【請求項３】 自動吐水装置使用者が前記設定時間未満
   しか流水を吐水させないとき、前記開閉弁は検知センサ
   が人体の一部を検知しなくなった信号に関わらず、前記
   設定時間のあいだ開動作を行った後に閉動作を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の自動吐水装置。
4. 【請求項４】 前記タイマー部には、開閉弁の開動作を
   行う設定時間を外部より入力することができることを特
   徴とする請求項１乃至３記載の自動吐水装置。
5. 【請求項５】 前記開閉弁と吐水口の流路の途中に流路
   を流れる流量を検知する流量検知センサを有し、該流量
   検知センサから得られた流量に応じてタイマー部は開閉
   弁の開時間を設定することを特徴とする請求項１記載の
   自動吐水装置。
6. 【請求項６】 前記検知センサが、自動吐水装置の使用
   頻度に応じて人体の一部を検知する検知周期を切替える
   自動吐水装置において、検知周期が短いときは前記タイ
   マー部に設定される開閉弁開時間が短く、検知周期が長
   いときはタイマー部に設定される開閉弁開時間が長くな
   ることを特徴とする請求項１記載の自動吐水装置。