JP2003147823A - 自動水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】首振り式の水栓器具を自動水栓とした場合に、
人体検知の確実性を向上させることを目的とする。 【解決手段】水栓吐水部２の先端部に形成する吐水口３
ａ，３ｂの周囲に等分に配置した３個のＬＥＤより成る
発光器４ａと２個のＰＳＤより成る受光器４ｂとで構成
した人体検知センサを設ける。分散配置した複数の発光
器４ａと広い受光面を有する受光器４ｂとで人体検知セ
ンサを構成したことにより、人体検知領域Ｒが拡大する
から、水栓吐水部２に対しいずれの方向から使用者が手
を差し出しても、その手を正確且つ迅速に検知すること
が可能となる。検知領域Ｒを複数箇所に分けて設定でき
るから、シャワー吐水口３ｂを持ち散水面が広い場合で
も、検知領域Ｒが散水領域と重なって誤動作を起こすの
を阻止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体検知センサで
使用者の有無を検知して自動的に吐水を行うようになさ
れた自動水栓の改良に関し、特に、首振り式の水栓器具
を自動水栓とした場合における人体検知の確実性を向上
させることを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】使用者が手を差し出すと、これを人体検
知センサが検知して、給水路の途中に設けた吐水制御弁
を開動作させ、吐水口から水を自動的に吐出させるよう
になされた自動水栓が従来知られている。人体検知セン
サとしては赤外線を用いる光式センサが広く用いられ
る。そして図５に示すように、水栓吐水部３０の先端側
に取り付けられる人体検知センサ３１は一般に、赤外線
の発光器３２と受光器３３とを一組にしてユニット化し
たものが用いられる。他方、吐水制御弁としては、ラッ
チ弁・電磁弁・電動弁などが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水栓吐水部が首振り可
能になされた水栓器具は、キッチン用として広く採用さ
れているが、これを自動水栓にする場合、次のような問
題があった。水栓吐水部３０が図６に（Ａ）で示す正面
側を向いた位置にあるならば、使用者が手Ｈを水栓吐水
部３０の方へ普通に差し出せば、この手Ｈは人体検知セ
ンサ３１の検知領域Ｒ内を確実に通過するから、人体検
知センサ３１による手の検知が即座に行われる。しかる
に水栓吐水部３０が左右に首振りされて（Ｂ）や（Ｃ）
の位置にあるときは、使用者が差し出した手Ｈは、水栓
吐水部３０の人体検知センサ３１に対し側方から伸ばさ
れることとなるので、検知領域Ｒを通過しにくい。それ
故、場合によっては使用者が、水栓吐水部３０の下方で
手Ｈを振るなどして検知領域Ｒを手Ｈが横切るようにし
なくてはならないから、自動水栓の動作を開始させるま
でに時間がかかり、使い勝手が悪いという問題が有っ
た。

【０００４】なお前述の問題は、水栓吐水部３０が固定
されている自動水栓であっても、手Ｈ等を人体検知セン
サ３０に対し側方から差し出した場合には、同様に起こ
り得るものである。

【０００５】また図５に示す如く、水栓吐水部３０にお
ける吐水口３４が多数の小孔でシャワーヘッド状に形成
されている場合にあっては、自動水栓の誤動作を防ぐた
め、人体検知センサ３１の検知領域を、吐水口３４から
吐出される水の散水領域と重ならないように狭くする必
要がある。そのため、人体検知の確実性が悪くなってい
るという問題もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の自動水
栓における前記諸問題の解決を目的として創案したもの
であって、その特徴とするところは、水栓吐出部の先端
部に吐水口と光式の人体検知センサとが備えられ、前記
人体検知センサから出力される人体検知信号に基づき吐
水制御弁の開閉動作を制御するようになされた自動水栓
において、前記人体検知センサを複数の発光器と受光器
とを有するものとしたことにある。かかる構成に基づ
き、複数の発光器と受光器とを水栓吐水部へ適当に配置
することにより、人体検知センサの検知領域を拡大でき
るから、正確で迅速な人体検知が可能となる。

【０００７】なお本発明は、前記水栓吐出部の基端部が
回動可能に取り付けられて、先端部が首振り可能になさ
れた自動水栓に適用したときに、特に有効である。

【０００８】また本発明に係る前記自動水栓において、
発光器と受光器の配置を適切に設定すれば、前記人体検
知センサにおける受光器の個数を発光器の個数よりも少
なくして、コストダウンと水栓吐水部の小型化とを図る
ことが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明が適用さ
れる自動水栓１の一例を示すものであって、カウンタの
表面等に設置され、基端部を軸として首振り可能になさ
れた水栓吐水部２と、カウンタの下面等に設置される機
能本体部１０とで構成される。水栓吐水部２の先端部に
は、吐水口３と人体検知センサ４とが備えられる。他
方、機能本体部１０は、ハウジング１０ａの内部に、制
御回路部１１、吐水制御弁１２、及び、電池１３を備え
る。なお、動作電源を外部電源（商用電源等）とする場
合は、機能本体部１０に接続用配線かコネクタ等を設け
ればよい。

【００１０】人体検知センサ３は、機能本体部１０内の
制御回路部１１と電気配線７で接続される。人体検知セ
ンサ３の種類は赤外線センサが広く採用され、これには
反射光量を測定する光量式のものと、反射光の入射位置
で検知する測距式のものとが知られており、いずれを採
用することも可能である。

【００１１】機能本体部１０内に収納される吐水制御弁
１２は、電気的に流路の開閉を制御するものであればよ
く、ラッチ弁，電磁弁，電動弁などが使用可能であり、
ハウジング１０ａ内で、制御回路部１１と電気配線８に
より接続される。吐水制御弁１２の二次側は、水栓吐水
部２の吐水口３と、例えばゴムチューブ等の給水管５で
連絡され、吐水制御弁１２の一次側は、給水栓等の給水
源２０と、止水栓２１（図１参照）を介し、配管２２に
よって連絡されている。

【００１２】以上の如く構成した自動水栓１は、使用者
が水栓吐水部２の吐水口３へ向かって手を差し出すと、
これを人体検知センサ４が検知して人体検出信号を機能
本体部１０内に設けた制御回路部１１へ出力し、上記人
体検出信号に基づき、制御回路部１１のＣＰＵが吐水制
御弁１２を開動作させ、給水源２０から供給される水を
吐水口３から吐出させる。なお吐水制御弁１２が開状態
を継続する時間は、制御回路部１１のタイマー等により
設定される一定時間か、あるいは、使用者が立ち去った
ことにより、人体検知センサ４が人体の不存在検出信号
を出力するまでとすればよい。

【００１３】本例では、図３に示すように、水栓吐水部
２の先端部に形成する吐水口を、ほぼ中心の比較的大径
な主吐水口３ａと、その周囲に形成した多数の小孔より
成るシャワー吐水口３ｂとより成るものとし、いずれか
に切替可能とした。そして、人体検知センサを、吐水口
３ａ，３ｂの周囲にほぼ等分に配置した３個のＬＥＤ
（発光ダイオード）等より成る発光器４ａと、各発光器
４ａ間に配置した２個のＰＳＤ（光位置センサ）等より
成る受光器４ｂとの組み合わせで構成した。

【００１４】このように人体検知センサを、分散配置し
た複数の発光器４ａと広い受光面を有する受光器４ｂと
で構成することにより、人体検知領域Ｒが拡大するか
ら、水栓吐水部２に対し、いずれの方向（矢印参照）か
ら使用者が手を差し出しても、その手を正確且つ迅速に
検知することが可能となる。また図示するように、検知
領域Ｒを複数箇所に分けて設定できるから、本例のよう
にシャワー吐水口３ｂを持ち、散水面が広い場合でも、
検知領域Ｒが散水領域と重なって誤動作を起こすのを阻
止することができる。

【００１５】人体検知センサの発光器をＬＥＤとし、受
光器をＰＳＤとしたときの測距式の人体検知要領を、図
４を参照して説明する。使用者が差し出した手が、水栓
吐水部２から一定距離（検出限界）内に在るときは、発
光器１から投射され手で反射された光（赤外線）は、Ｐ
ＳＤより成る受光器における受光面上の例えばａ１の位
置に入射する。同様に手が検出限界線上に在るとき、反
射光は受光器における受光面上のａ０の位置に入射す
る。さらに、検出限界よりも離れた位置にあるシンク等
からの反射光は、受光面上のａ２の位置に入射する。Ｐ
ＳＤより成る受光器は、入射光の位置により両側の出力
端子１，２に異なる電流を発生させるように構成されて
いるので、各出力端子１，２の出力電流値を測定するこ
とにより、反射光の入射位置を検知して検知対象物の距
離を知ることができる。すなわち、図４において反射光
の入射位置がａ０よりも右外方（例えばａ１の位置）の
ときは、対象物が検知限界内に在ると判断して、吐水を
実行する。これに対し、反射光の入射位置がａ０よりも
左内方（例えばａ２の位置）のときは、対象物が検知限
界外に在ると判断して、吐水動作を起こさないようにす
る。

【００１６】前記と同様に、発光器２からの投射光によ
る手等の物体検知は、受光器に対する反射光の入射位置
が、基準となるｂ０よりも左外方（例えばｂ１の位置）
か右内方（例えばｂ２の位置）かで判断し、対象物が検
出限界内に在ると判断したときには、吐水を実行するよ
うに設定される。

【００１７】本例では、図３に例示する如く、水栓吐水
部２に３個の発光器４ａ（１），４ａ（２），４ａ
（３）を設置し、左側の受光器４ｂ（Ｌ）は左端又は中
央の発光器４ａ（１），４ａ（２）から投射した光の反
射光を検知し、右側の受光器４ｂ（Ｒ）は右端又は中央
の発光器４ａ（２），４ａ（３）から投射した光の反射
光を検知するように設定してある。そこで、例えば左端
の発光器４ａ（１）から投射され、検出限界外に在る物
体により反射された光を、誤って右側の受光器４ｂ
（Ｒ）で検知するのを防ぐため、受光器が検知した反射
光がいずれの発光器から投射されたものであるかを区別
できるようにすることが望ましい。このため通常は、各
発光器４ａ（１），４ａ（２），４ａ（３）が所定間隔
をおいて順番に発光するように設定するなどして、発光
器４ａ（１）〜４ａ（３）が同時に発光動作を行わない
よう調整する。これにより、自動水栓が誤動作を引き起
こす問題を防止できる。

【００１８】なお前記実施形態では、人体検知センサ
を、３個の発光器４ａ（１）〜（３）に対し、２個の受
光器４ｂ（Ｌ）（Ｒ）を設けて構成したものであるが、
両者を同数設けることも妨げない。しかし上記のよう
に、ＬＥＤから成る発光器４ａに比べ、高価なＰＳＤか
らなる受光器４ｂの個数を減らせば、コストダウンを図
れる。また前記実施形態は、吐水口３を有する水栓吐水
部２と、制御回路部１１や吐水制御弁１２を収納する機
能本体部１０とを別体構成とした自動水栓１に、本発明
を適用したものであるが、水栓吐水部に、人体検知セン
サ・吐水制御弁・制御回路部等を一体的に組み込んだ構
造の自動水栓に、本発明を適用することも妨げない。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係る自動水栓は、水栓吐水部に
設ける人体検知センサを複数の発光器と受光器とで構成
したので、使用者がいずれの方向から手を差し出して
も、この手を確実に検知できる。故に、首振り水栓にお
いて、水栓吐水部が回動して正面を向いていない状態で
も、使用者が差し出す手の正確且つ迅速な検知が可能で
ある。よって、吐水動作を行うための判断が確実であ
り、使い勝手が格段に向上する。また、複数の発光器と
受光器とを分散配置することにより、シャワー吐水をす
る水栓に対しても、散水領域と重ならないように広い検
知領域を確保できるから、確実な人体検知を行える。

【００２０】なお、人体検知センサの受光器の個数を、
発光器の個数よりも少なくした場合は、コストダウンと
小型化とを図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した自動水栓の一例を示すもの
であって、部分省略した斜視図である。

【図２】 本発明を適用した自動水栓の一例の概略構成
を示すブロック図である。

【図３】 本発明を適用した自動水栓における水栓吐水
部を、吐水口側から見た要部の正面図である。

【図４】 本発明を適用した自動水栓の人体検知センサ
における人体検知要領を説明する図面である。

【図５】 従来の自動水栓における水栓吐水部を、吐水
口側から見た要部の正面図である。

【図６】 従来の首振り式の自動水栓における問題点を
説明するためのものであって、水栓吐水部を吐水口側か
ら見た要部の正面図である。

【符号の説明】

１…自動水栓 ２…水栓吐水部 ３…吐水口 ３ａ…
主吐水口 ３ｂ…シャワー吐水口 ４…人体検知セン
サ ４ａ…発光器 ４ｂ…受光器 ５…給水管７，８…
電気配線 １０…機能本体部 １０ａ…ハウジング
１１…制御回路部 １２…吐水制御弁 １３…電池（電
源） ２０…給水源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水栓吐出部の先端部に吐水口と光式の人
   体検知センサとが備えられ、前記人体検知センサから出
   力される人体検知信号に基づき吐水制御弁の開閉動作を
   制御するようになされた自動水栓において、前記人体検
   知センサは複数の発光器と受光器とを有していることを
   特徴とする自動水栓。
2. 【請求項２】 前記水栓吐出部の基端部が回動可能に取
   り付けられて、先端部が首振り可能になされた請求項１
   に記載の自動水栓。
3. 【請求項３】 前記人体検知センサの受光器の個数を、
   発光器の個数よりも少なくした請求項１又は２に記載の
   自動水栓。