JP2020169460A - 吐水装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スパウトデザイン向上のために光電センサを小さくしても、光電センサの容易な組立が可能となる吐水装置を提供すること。【解決手段】前記投光素子と受光素子とが配置される電子基板と、前記電子基板に接続される複数のハーネスと、前記電子基板を挿入可能な開口を有し、前記電子基板が収納されるセンサケースと、前記センサケースの開口を覆うバックプレートと、を有する光電センサを備え、前記バックプレートは、前記複数のハーネスを同時に挿通可能な長孔を有することを特徴とする吐水装置である。【選択図】図3

Description

本発明の態様は、一般的に、吐水装置に関する。
従来から、スパウトに光電センサを備えた自動水栓が知られている。
自動水栓の光電センサは完全な防水性が必要であり、光電センサの電子基板はセンサケース内に収納された状態で、センサケース開口部がポッティング材によって封止されている。センサケース開口部と電子基板との間には、バックプレートが設置されており、電子基板部にポッティング材が入らないようになっている。
また、バックプレートには、電子基板と電磁弁と接続するための複数のハーネスを通すための孔が形成されている。バックプレートの孔はハーネス1本1本に合わせた孔径になっており、複数のハーネスを一本ずつ、対応するバックプレートの孔に通して光電センサが組立てられる。
特開2003−96850号公報 特開2017−203348号公報
近年、自動水栓のスパウトのデザイン向上のために、光電センサの幅、奥行き、厚さをより小さくすることが求められており、光電センサを小さくすると、ハーネス1本1本に合わせたバックプレートの孔にハーネスを通す組立方法は非常に難しいという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スパウトデザイン向上のために光電センサを小さくしても、光電センサの容易な組立が可能となる吐水装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、水を吐出する吐水口を有する吐水部と、給水源から前記吐水口に水を導く給水路と、前記給水路を開閉する開閉弁と、検出光を投光し、前記検出光の反射光を受光し、前記反射光の受光量に対応した受信信号を出力する光電センサと、前記受信信号を基に対象物の有無を検出し、前記対象物の検出結果に応じて前記開閉弁の開閉を制御する制御部と、を備え、前記光電センサは、前記検出光を投光する投光素子と、前記反射光を受光する受光素子と、前記投光素子と受光素子とが配置される電子基板と、前記電子基板に接続される複数のハーネスと、前記電子基板を挿入可能な開口を有し、前記電子基板が収納されるセンサケースと、前記センサケースの開口を覆うバックプレートと、前記バックプレートより外側で前記センサケースの開口を封止するポッティング材と、を有し、前記バックプレートは、前記複数のハーネスを同時に挿通可能な長孔を有することを特徴とする吐水装置である。
この吐水装置によれば、光電センサのバックプレートに設置された長孔にハーネスをまとめて通すことができ、クリアランスが小さい孔に一本一本ハーネスを通す必要がなくなる。これにより、光電センサの幅、奥行き、厚さが小さくなっても容易な組立が可能となり製造コストを低減することが可能である。
第2の発明は、第1の発明において、前記電子基板は、電子基板本体と、前記複数のハーネスと接続されるハーネス接続基板と、を有し、前記ハーネス接続基板は、前記バックプレートの長孔を塞ぐことを特徴とする吐水装置である。
この吐水装置によれば、光電センサのハーネスを通す長孔を電子基板で蓋をすることで、バックプレートの孔を長孔にしても、ポッティング材が電子基板上の投光素子部と受光素子部に漏れ入り接触することを防止することが可能である。
第3の発明は、第2の発明において、前記電子基板は前記電子基板本体と前記ハーネス接続基板とを接続するフレキ基板と、を有し、前記ハーネス接続基板は、前記電子基板に対して折り曲げられた状態で前記長孔を塞ぐことを特徴とする吐水装置である。
この吐水装置によれば、ハーネス接続基板を折り曲げることで光電センサの奥行きを小さくすることが可能である。
本発明の態様によれば、スパウトデザイン向上のために光電センサを小さくしても、光電センサの容易な組立が可能となる吐水装置が提供される。
本発明の実施形態にかかる吐水装置を表す概略説明図である。 本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを表す分解斜視図である。 本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを後方から見た状態を表す後方平面図である。 図2のA−A線沿って見た断面図である。
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施形態にかかる吐水装置を表す概略説明図である。図1に表したように、水栓装置10(吐水装置)は、対象物(人体や物体等)を検出して自動的な吐止水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器11に対して吐止水を行う。
洗面器11は、洗面カウンタ12の上面に設けられる。洗面カウンタ12の上には、洗面器11のボウル面11aに対して水を吐出するためのスパウトを構成する水栓13(吐水部)が設けられる。水栓13は、水を吐出する吐水口13aを有し、この吐水口13aから吐出される水が洗面器11のボウル面11a内に吐出されるように設けられる。
水栓13が吐水口13aから吐出する水は、給水路14により供給される。給水路14は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口13aへと導く。洗面器11には、排水路15が接続されている。排水路15は、吐水口13aから洗面器11のボウル面11a 内に吐水された水を排出する。
水栓装置10は、電磁弁16(開閉弁)と、光電センサ18と、制御部20とを備える。光電センサ18は、制御部20と分離されている。光電センサ18は、例えば、水栓13の内部に収容される。光電センサ18は、例えば、水栓13の先端部において吐水口13aの上方に設けられる。
電磁弁16及び制御部20は、例えば、洗面台の下側に収容される。電磁弁16及び制御部20は、例えば、洗面カウンタ12の下方に設けられるキャビネット(図示は省略)内に収容される。
光電センサ18と制御部20とは、接続ケーブル17で接続されている。制御部20は 、例えば、接続ケーブル17を介して光電センサ18に電源電圧を供給し、接続ケーブル17を介して光電センサ18を制御する。
電磁弁16は、給水路14に設けられ、給水路14の開閉を行う。電磁弁16が開くと、給水路14から供給された水が吐水口13aから吐出される吐水状態となり、電磁弁16が閉じると、給水路14から供給された水が吐水口13aから吐出されない止水状態となる。
電磁弁16は、制御部20に接続されており、制御部20は、電磁弁16を駆動して開/閉動作を制御する。電磁弁16は、制御部20からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路14の開閉を行う。このように、電磁弁16は、吐水口13aから吐水される水の給水路14を開閉する給水バルブとして機能する。給水路14の開閉は、電磁弁16に限ることなく、制御部20の制御に応じて給水路14を開閉可能な他の開閉弁機構で行ってもよい。
光電センサ18は、吐水口13aに接近する対象物(手など)を検出する。この吐水口13aの吐水先が、光電センサ18の検出領域となる。光電センサ18は、検出光を投光し、人体等の対象物から反射した検出光の反射光を受光することにより、対象物の位置や動き等を検出する。
光電センサ18は、例えば、赤外光を検出光として投光する。検出光は、例えば、可視光などでもよい。なお、「赤外光」とは、例えば、0.7μm以上1000μm以下の波長の光である。
光電センサ18は、水栓13の吐水口13a近くの内部に設けられ、洗面台の使用者側(図1において左側)に向けて検出光を投光するように配置される。これにより、光電センサ18は、吐水口13aに人体が近づいてきたことや、吐水口13aに近づいた人体から吐水口13aに向けて手が差し出されたこと等を検出可能にする。
光電センサ18は、接続ケーブル17を介して、反射光の受光量に応じた受信信号を制御部20に入力する。制御部20は、光電センサ18から入力された受信信号に基づいて、対象物の有無を検出する。制御部20は、例えば、受信信号に基づいて、対象物の位置や動き等を検出する。そして、制御部20は、この検出結果に基づいて電磁弁16の開/閉動作を制御する。また、制御部20は、光電センサ18に対して制御信号を出力して、光電センサ18のセンシング動作を制御する。
以上のように、本実施形態の水栓装置10は、電磁弁16と、光電センサ18と、制御部20とを備え、光電センサ18の受信信号に基づいて制御部20が制御することにより、電磁弁16の開/閉動作が制御される。これにより、吐水口13aに接近する対象物の検出結果(洗面台の使用者の動き等)に応じた吐水を行う。制御部20は、対象物の感知に応じて吐水を行い、対象物の非感知に応じて吐水を停止させる。すなわち、水栓装置10では、使用者が吐水口13aの近くに手などを差し出している間、自動的に吐水が行われる。
図2は本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを表す分解斜視図である。図2に表したように、光電センサ18はセンサ本体30と、センサ本体30と接続ケーブル17とを接続する複数のハーネス31と、センサケース32と、バックプレート33と、を有する。
以下では、センサケース32の開口方向を「後方」とし、これと反対方向を「前方」、センサ本体30の実装面方向を「上方」とし、これと反対方向を「下方」とする。また、センサケース32の前方から後方までの長さを「奥行き」、前方から見た横寸法を「幅」、縦寸法を「高さ」とする。
センサ本体30は投光素子41と、受光素子42と、投光素子41と受光素子42とが配置される電子基板43と、を有する。電子基板43は、電子基板本体43aと、複数のハーネス31と接続されるハーネス接続基板43bと、電子基板本体43aとハーネス接続基板43bとを接続するフレキ基板43cを有する。
投光素子41は、検出光を投光するものであり、チップ形状のものである。投光素子41は、例えば、赤外光を投光する。投光素子41には、例えば、LED(Light Emitting Diode)などの発光素子が用いられる。
受光素子42は、反射光を受光するものであり、チップ形状のものである。受光素子42は、例えば、投光素子41と並べて設置され、投光素子41から投光された検出光が、手などの対象物に反射し、受光素子42に入射し受光する。受光素子42には、例えば、赤外光に感度を有するフォトトランジスタやフォトダイオードが用いられる。センサ本体30は、反射光の受光量に対応した受信信号を制御部20に出力する。
センサケース32は、後方に向かって開口する略開口箱状である。換言すれば、センサケース32は、一端が閉塞された筒状である。センサケース32は、内部の空間に、センサ本体30、バックプレート33などの各部を収納する。従って、各部を組み立てた後の光電センサ18の外形形状は、センサケース32の外形形状と実質的に同じである。センサケース32は、例えば、衝撃、塵埃、及び水滴(水蒸気)などから各部を保護する。センサケース32は、換言すれば、外装カバーである。
センサケース32は、検出光及び反射光に対して光透過性を有する。センサケース32には、例えば、透明な樹脂材料などが用いられる。なお、センサケース32は、全体が光透過性である必要はなく、少なくとも検出光及び反射光の透過する部分において光透過性を有していればよい
バックプレート33は、センサケース32の開口部と同じ形状のもので、センサケース32内に収納され、センサ本体30の後方に配置される。センサケース32の開口部はポッティング材34により封止され、バックプレート33はポッティング材34をバックプレート33の後方で塞き止める。
図3は本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを後方から見た状態を表す後方平面図である。である。図3に表したように、バックプレート33には複数のハーネス31をまとめて通すことができる長孔33aが設けられており、複数のハーネス31は長孔33aに同時に挿通し、ハーネス接続基板43bと接続される。
長孔33aは、複数のハーネス31をハーネス接続基板43bに接続した状態よりも大きい形状で開口しており、複数のハーネス31を長孔33aに同時に挿通しても干渉することなく組み立てることができる。
図4は図2のA−A線沿って見た断面図である。図4に表したように、バックプレート33の外側にてセンサケース32の開口部を封止するポッティング材34を有する。これにより、センサケース32内に設置されたセンサ本体30は防水構造を有する。
バックプレート33の長孔33aはハーネス接続基板43bにより塞がれ、ポッティング材34が電子基板本体43a上の投光素子40と受光素子41に接触することを防止できる。
また、電子基板本体43aとハーネス接続基板43bとを接続するフレキ基板43cを上方に折り曲げてハーネス接続基板43bによりバックプレート33の長孔33aを塞ぐことで、光電センサ18の奥行きを小さくすることが可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、光電センサ18などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
10 水栓装置、11 洗面器、12 洗面カウンタ、13 水栓(吐水部)、13a 吐水口、14 給水路、15 排水路、16 電磁弁(開閉弁)、17 接続ケーブル、18 光電センサ、20 制御部、30 センサ本体、31 複数のハーネス、32 センサケース、33 バックプレート、33a 長孔、34 ポッティング材、40 投光素子、41 受光素子、42 電子基板、42a 電子基板本体、42b ハーネス接続基板、42c フレキ基板

Claims (3)

  1. 水を吐出する吐水口を有する吐水部と、
    給水源から前記吐水口に水を導く給水路と、
    前記給水路を開閉する開閉弁と、
    検出光を投光し、前記検出光の反射光を受光し、前記反射光の受光量に対応した受信信号を出力する光電センサと、
    前記受信信号を基に対象物の有無を検出し、前記対象物の検出結果に応じて前記開閉弁の開閉を制御する制御部と、を備え、
    前記光電センサは、
    前記検出光を投光する投光素子と、
    前記反射光を受光する受光素子と、
    前記投光素子と受光素子とが配置される電子基板と、
    前記電子基板に接続される複数のハーネスと、
    前記電子基板を挿入可能な開口を有し、前記電子基板が収納されるセンサケースと、
    前記センサケースの開口を覆うバックプレートと、
    前記バックプレートより外側で前記センサケースの開口を封止するポッティング材と、
    を有し、
    前記バックプレートは、前記複数のハーネスを同時に挿通可能な長孔を有することを特徴とする吐水装置。
  2. 前記電子基板は、電子基板本体と、前記複数のハーネスと接続されるハーネス接続基板と、を有し、
    前記ハーネス接続基板は、前記バックプレートの長孔を塞ぐことを特徴とする請求項1に記載の吐水装置。
  3. 前記電子基板は前記電子基板本体と前記ハーネス接続基板とを接続するフレキ基板と、を有し、
    前記ハーネス接続基板は、前記電子基板に対して折り曲げられた状態で前記長孔を塞ぐことを特徴とする請求項2に記載の吐水装置。
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