JP2612246B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は自動水栓に関し、詳しくはセンサによる検
知に基づいて吐水が続行されることの不具合を是正する
ための技術手段に関する。

（発明の背景） 人体の有無をセンサにより検知し、その検知信号に基
づいて吐水口より吐水する自動水栓が開発され、使用さ
れている。

ところで従来の自動水栓は、センサが検知信号を出し
続ける限り吐水を続行するようになっている。

しかしながらセンサは、人体と物品等とを区別なく検
知するものであり、従ってセンサが検知し続ける限り吐
水を続行するようにすると以下のような不具合を生ず
る。

例えば自動水栓の下に花瓶を置いて水を出したとき、
花瓶の中が満水となった時点でストップスイッチを押し
た場合であってもセンサによる検知領域内に花瓶が有る
限り、センサからの検知有信号によって引続き若しくは
再び吐水が続行されてしまい、花瓶から水が溢れ出して
しまうといった不都合を生ずる。

或いはまた、検知領域内にたまたま物品が置いてあっ
たりした場合においても、水栓使用者の意思に関わりな
く吐水が続行されてしまう。

（課題を解決するための手段） 本発明はこのような課題を解決するためになされたも
のであり、その要旨は、人体検知センサを備え、該人体
検知センサによる検知に基づいて吐水口より吐水する自
動水栓において、吐水開始後、手動停止スイッチの操作
に基づく止水命令により該人体検知センサによる検知有
信号によって吐水続行が行なわれのを阻止する吐水阻止
手段を設けたことにある。

（作用及び発明の効果） この種の自動水栓において、水栓使用者の止水の意思
に反して自動吐水が続行されるのは、たとえ止水命令が
出されても、検知領域内に継続的に存在する物体（検知
物）をセンサが再び検知して直ちに吐水命令を発するか
らである。従ってこれを解消するには、水栓使用者の意
思に基づく止水命令があったとき、たとえセンサが検知
物を検知しても吐水命令を発しないようにするか、或い
はその吐水命令が無効となるようにすれば良い。

本発明はこのような知見に基づいて為されたもので、
人体検知センサからの検知無信号によらない止水命令
は、水栓使用者の積極的な止水の意思表示と見做し、そ
のような止水命令があったとき、吐水阻止手段にてセン
サからの検知有信号による吐水の続行を強制的に阻止さ
せる。

このようにすれば、例えばセンサの検知領域内に花瓶
を置いて水を入れる場合でも、花瓶に必要な量の水が注
水された時点で止水命令を出せば、センサの検知領域か
ら花瓶を取り除かなくても花瓶への注水を中止すること
ができ、水栓使用者の意思に反して花瓶から水が溢れ出
るようなことを良好に防止することができる。

またセンサの検知領域内に物品が置かれているような
場合でも、その物品をセンサの検知領域から取り除くこ
となく吐水を中断させることが可能となり、水栓の使用
勝手が向上する。

本発明においては、水栓使用者によって直接操作され
る手動停止スイッチのスイッチ操作に基づいて止水命令
を発し、人体検知センサによる検知有信号にも拘らず吐
水続行を停止するもので、本発明によれば、吐水が不要
となったときに直ちにこれを停止させることができ、水
の無駄な使用を回避することができる。

尚吐水阻止手段による吐水阻止状態の解除は、専用の
解除スイッチを設けて、そのスイッチ操作によって行う
ようにしても良いが、センサから検知無信号が出された
ときに自動的に解除させるようにすると便利である。セ
ンサから検知無信号が出されるのは、センサの検知領域
から検知物体が取り除かれた場合であり、その後にセン
サが検知有信号を出すのは、水栓使用者がセンサの検知
領域内に検知物体を故意に入れる場合で、使用者に吐水
の意思があると考えられるからである。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明す
る。

第２図において、10は自動水栓の吐水口で、洗面器12
上に設けられている。そして本例ではかかる洗面器12の
下部に自動水栓の本体が配されている。

この自動水栓本体は、電磁弁とその制御回路等をボッ
クス14内に収容して成るもので、ケーブル16を介して、
吐水口10に配された超音波センサ18とスイッチユニット
20（第３図参照）に接続されている。

ここで超音波センサ18は、吐水口下部に手や物品（以
下検知物と総称する）を入れたとき超音波の送受波でこ
れを検知して検知有信号を発するもので、第３図に示さ
れているようにここでは導波管22を介して超音波を吐水
口10の下方に送受波する。またスイッチユニット20は、
手動操作によって吐水・止水指令信号を出力するための
手動スイッチを備え、そのスイッチ操作部が吐水ロケー
シング24の表面側に配されている。

これら超音波センサ18及びスイッチユニット20からの
信号は、自動水栓本体の制御回路に入力される。そして
自動水栓本体においては、かかる制御回路の制御の下に
吐水口10への給水が行われる。

自動水栓本体のボックス14は、第３図に示されている
ようにリヤボックス26とフロントボックス28とから成っ
ている。リヤボックス26内には、止水栓30と、これと一
体の逆止弁32,主弁部34,電磁弁36,発電機38が組み込ま
れ、一方フロントボックス28には、前記制御回路，蓄電
池が収容されるとともに、乾電池を収納するための乾電
池ケースが設けられている。

電磁弁36はここでパイロット弁として機能し、その開
閉によって通水路上に配された主弁部34を開閉する。ま
た発電機38は、通水路上に配された羽根車を水勢により
回転させて発電し、蓄電池に給電する。そして電磁弁36
は、通常はこの蓄電池を電源として作動し、蓄電池の電
圧が一定以下に低下したときに乾電池を電源として作動
する。

止水栓30は、通水路に流れる水流量を調節するための
もので、その接続端部がリヤボックス26から背面側に突
き出しており、その接続端部において壁面に埋込配管さ
れた給水配管に接続される。

本例の自動水栓本体においては、給水配管からの水は
止水栓30,逆止弁32を経て主弁部34に至る。そして電磁
弁36の作動により主弁部34が開かれると、かかる主弁部
34を経由して発電機38の羽根車を回しつつ出口部42に至
る。更にこの出口部42に導かれた水は、その出口部42に
接続された給水エルボ44及び前記給水エルボ44に接続さ
れた導水管46を通じて前記吐水口10の吐出口48へと導か
れ、その吐出口48から吐出される。

第４図は、本例の自動水栓の電気系統を示している。
そこにおいて50は吐水／止水制御回路で、この吐水／止
水制御回路50に前記超音波センサ18からの検知有信号な
いしは検知無信号、並びに前記スイッチユニット20に配
された手動スイッチ52からの手動吐水／止水指令信号が
入力される。この吐水／止水制御回路50はCPUを内蔵
し、超音波センサ18からの検知信号（検知有／検知無信
号）及び手動スイッチ52からの手動吐水／止水指令信号
を受けて、予め定められたプログラムに従ってバルブ駆
動回路54に吐水／止水指令信号を出力する。そしてバル
ブ駆動回路54は、前記電磁弁36にその吐水／止水指令信
号に応じた励磁信号を出力し、電磁弁36ひいては主弁部
34を開閉する。

主弁部34が開くと、止水栓30を通じて供給される水が
前述のように発電機38を経由して吐出口48に導かれ、吐
水される。このとき発電機38の羽根車が回され、発電機
38からその羽根車の回転速度、つまり発電機38を通じて
吐出口48に供給される水流量に応じた周波数の電流が出
力される。そしてこの発電機38からの出力電流が整流回
路56で全波整流されて充電回路58、更にはダイオード60
を経て蓄電池62に供給され、これを充電する。尚、図示
はしないが蓄電池62の出力回路にはメインスイッチが設
けられ、このメインスイッチの投入操作によって吐水／
止水制御回路50が作動を開始する。

第１図は吐水／止水制御回路50のプログラムの一例を
示すフロチャートであり、以下このフロチャートに従っ
て本例の自動水栓の吐水制御作動を詳述する。

メインスイッチが投入されてプログラムがスタートす
ると、先ず使用者が手や物品等の検知物をセンサ18に故
意に近づけたときにのみ吐水させるように超音波センサ
18の検知領域が所定の狭いエリアＢの（ここでは50mm）
に設定される（S₁）。そしてこのエリアＢの設定下に、
センサ18の検知結果（検知有信号）若しくは手動スイッ
チ52のスイッチ操作に基づく吐水命令の有無が判断され
る（S2,S3）。尚センサ18の検知領域の設定は反射波の
受信時間を調節することによって行われる。

センサ18が検知物を検知せず、また手動スイッチ52が
ON操作（吐水操作）されないとそれらS2,S3の判断動作
が繰り返される。しかしセンサ18で検知物が検知されて
検知有信号が入力されると、バルブ駆動回路54に吐水指
令信号が出力されて電磁弁36が開かれ（S5）、吐水が開
始される。そしてこの場合には、それに引き続いて、S6
以下の自動吐水モードが実行される。

一方S3で手動スイッチ52のON操作が確認されると、S1
9で吐水が開始され、S20以下の手動吐水モードが実行さ
れる。

自動吐水モードでは、先ずS6においてセンサ18の検知
領域が所定の広いエリアＡ（ここでは120mm）に設定さ
れる。そしてかかるエリアＡの設定下に、S7〜S9におい
て止水命令の有無が判断される。ここでセンサ18の検知
領域を広いエリアＡにするのは、手を洗うような場合
に、手の位置が低くなっても吐水が継続されるようにす
るためである。

S7では、手動スイッチ52操作による止水命令の有無を
判断し、S8では、予定吐水時間T₁の経過による止水命令
の有無を判断し、S9では、センサ18の検知結果に基づく
止水命令の有無を判断する。ここで予定吐水時間T₁は、
水栓の平均的な使用時間、例えば通常の人が手を洗うの
に要する平均的な時間や、洗面器12に適量の水を貯える
のに必要な時間等を基準に設定される時間で、ここでは
30秒に設定されている。

この自動吐水モードでは使用者がセンサ18の検知領域
（エリアＡ）から検知物を取り除くと、センサ18からの
検知信号が検知無信号になり、それがS9で確認されて吐
水が停止される（S10）。そしてこの場合は、水栓使用
者の意思が働いた上での自動止水であると考えられるた
め、S10の実行後にプログラムは初期の待機状態（S2）
に戻る。尚このときには、手洗時にたまたまセンサ18の
検知領域から手が外れただけであるような場合も考えら
れるので、センサ18の検知領域はそのまま広いエリアＡ
に保持される。

この自動吐水モードにおいて、検知物を取り除く前に
使用者が手動スイッチ52をOFF操作（止水操作）した場
合には、それがS7で確認されて止水命令が出される。こ
の場合は、使用者に止水の意思があるにも拘らずセンサ
18の検知領域内に検知物が依然存在する場合である。従
ってこの場合には、センサ18からの検知有信号に基づく
吐水を許容すると、使用者の意思に反して吐水が続行さ
れてしまう。そこで本例ではこの場合、止水後（S24）
に、S25以下の自動吐水阻止モードを実行する。尚この
自動吐水阻止モードは後に詳述するが、センサ18が検知
物を検知しなくなるまで、センサ18からの検知有信号に
基づく吐水を阻止する動作モードである。

またこの自動吐水モードにおいて、手動スイッチ52が
OFF操作されることなく吐水時間が予定吐水時間T₁にな
った場合には、そのことがS8で確認されて止水指令信号
がバルブ駆動回路54に出力される（S11）。しかしこの
場合の止水命令は必ずしも使用者が予期しているもので
はないため、S14以下において吐水続行の確認が改めて
行われる。即ち先ずS12においてセンサ18の検知領域が
狭いエリアＢに切り替えられ、続くS13において、かか
るエリアＢの設定下に検知物の有無が判断される。そし
てこのとき検知物の存在が確認されれば、使用者に吐水
継続の意思があるものと判断されて吐水指令信号がバブ
ル駆動回路に供給され（S14）、そうでなければプログ
ラムが初期の状態（S2）に戻る。尚このS13に引き続い
て実行されるS2では、センサ18の検知領域が狭いエリア
Ｂに保持される。

S13で検知物が確認されて、吐水操作が続行される（S
14）と、前記S7〜S9と同様のS15〜S17が実行さける。即
ちS15において手動スイッチ52による止水命令の有無
が、S16において予定再吐水時間T₂の経過による止水命
令の有無が、更にS17においてセンサ18の検知結果によ
る止水命令の有無が、それぞれ判断される。尚S16で判
断される予定再吐水時間T₂は、前記予定吐水時間T₁と合
わせた時間（T₁＋T₂）が一般的に必要充分と思われる吐
水時間となるように設定されるもので、ここでは前記自
動吐水時間T₁と同じ30秒に設定されている。

かかる自動吐水下にセンサ18の検知領域（Ｂ）から使
用者が検知物を取り除くと、S17でそのことが確認され
て止水された後（S18）が、プログラムが初期の待機状
態、（S2）に復帰する。尚この時、センサ18の検知領域
はエリアＢに保持される。

しかしかかる自動吐水下に使用者が手動スイッチ52を
操作して止水命令を発した場合は検知物が未だセンサ18
の検知領域（Ｂ）内に存在するにも拘らず、使用者が吐
水を停止したい場合である。従ってかかる手動スイッチ
52によるOFF操作がS15で確認された場合には、前記S7の
場合と同様に、止水（S24）の後、S25以下の自動吐水阻
止モードが実行される。

またかかる自動吐水下にS16で再吐水予定時間T₂の経
過が確認された場合には、吐水開始後既に充分な時間
（T₁＋T₂）が経過していると考えられる。従ってこの場
合にもS15の場合と同様に、止水（S24）の後、S25以下
の自動吐水阻止モードが実行される。

一方前記S3において手動スイッチ52のON操作が確認さ
れた場合に実行される手動吐水モードでは、吐水開始
（S19）後、S20でセンサ18の検知領域がエリアＡに設定
される。そしてこのエリアＡの設定下に止水命令の有無
が判断される。

この手動吐水モードにおいては、予定吐水時間T₃が経
過したか（S21）或いは手動スイッチ52のOFF操作が行わ
れたか（S22）が判断される。尚本例においては、S21で
の予定吐水時間T₃は、前記センサ18の検知結果に基づく
自動吐水の場合（T₁）よりも長く、ここでは60秒に設定
されている。

この手動吐水モードにおいて、使用者が予定吐水時間
T₃の経過前に手動スイッチ52をOFF操作すると、止水（S
23）の後、プログラムが初期の待機状態（S2）に復帰す
る。この場合、センサ18の検知領域はエリアＡである。

一方この手動吐水モードにおいて、使用者が手動スイ
ッチ52をOFF操作する前に予定吐水時間T₃が経過する
と、それに基づいて止水命令が出されるが、この場合に
は既に必要充分な吐水量が得られていると考えられるか
ら、止水（S24）の後、S25以下の自動吐水阻止モードが
実行される。

この自動吐水阻止モードは、前述のように、センサ18
の検知領域内に検知物があってセンサ18から検知有信号
が入力された場合にも、その検知有信号に基づく吐水を
阻止するためのものである。そして本例ではこれまでに
述べたように、センサ18の検知領域内に検知物があって
もそれ以上の吐水が好ましくないと考えられる場合、具
体的にはセンサ18の検知結果に基づく自動吐水下に手動
スイッチ52による止水動作が行われたとき、センサ18の
検知結果に基づく自動吐水下に予定吐水時間T₁とその後
の予定再吐水時間T₂が経過して止水動作が行われたと
き、並びに手動スイッチ52のON操作による手動吐水下に
予定吐水時間T₃が経過したときに、この自動吐水阻止モ
ードがそれぞれ実行される。

即ちかかる自動吐水阻止モードにおいては、先ずS25
においてセンサ18の検知領域がエリアＣに設定され、次
いでS26において、このエリアＣの設定下に検知物の有
無、即ちセンサ18による検知物の検知結果が判断され
る。そしてこのS26において検知物の存在が確認され続
けている間は、センサ18の検知結果に基づく吐水動作が
実行されず、S26〜S31が繰り返し実行され、検知物が検
知されなくなって初めて、センサ18の検知結果に基づく
吐水動作を許容するS2に移行する。

センサ18によって検知物が検知されなくなったとき
は、使用者によって意図的に検知物がセンサ18の検知領
域（Ｃ）から取り除かれた場合で、その後にセンサ18が
検知物を検知する場合は、使用者が検知物をセンサ18の
検知領域内に故意に挿入する場合と考えられるから、こ
のようにセンサ18が検知物を検知しなくなった時点でセ
ンサ18の検知結果による吐水動作を許容するようにして
も、何等問題はないのである。

尚本例ではS25で設定されるセンサ18の検知領域が前
記エリアＢと同様の狭いエリアＣ（50mm）に設定されて
いる。これは例えば洗面器12の底の方に水が溜まってい
るような場合に、センサ18がこれを検知して吐水の続行
を阻止しないようにするためである。

またかかる自動吐水阻止モードにおいて、S26で検知
物が検知された場合に実行されるS27〜S31は、上記自動
吐水の阻止状態下でも使用者が望むときに手動で吐水を
行い得るようにするために設けられている。即ちS27に
おいては、手動スイッチ52がON操作されたかどうかが判
断され、そのON操作が確認されると、S28で電磁バルブ3
6が開かれる。そしてこのS29の実行による手動吐水下
に、手動スイッチ52のOFF操作が確認されるか（S29）、
或いは予め設定された吐水時間T₄の経過が確認される
（S30）と、S31で電磁弁36が閉じられて吐水動作が停止
される。尚ここでは吐水時間T₄は前記予定吐水時間T₃と
同様に60秒に設定されている。

以上説明したように、本例の自動水栓においては、セ
ンサ18からの検知有信号に基づく自動吐水下に手動スイ
ッチ52で止水動作が行われたときや、同じくセンサ18か
らの検知有信号に基づく自動吐水下に吐水予定時間T₁と
その後の再吐水予定時間T₂が経過して止水動作が行われ
たとき、或いは手動スイッチ52のON操作による手動吐水
下に予定吐水時間T₃が経過したときなど、使用者の意思
によって止水動作が行われたとき、或いはそのように考
えられるとき、センサ18の検知領域内から検知物が取り
除かれていなくても、センサ18の検知物検知に基づく自
動吐水は強制的に禁止される。

従ってセンサ18の検知結果に基づいて、使用者の意思
に関りなく吐水が続行されるようなことがなく、自動水
栓の使用勝手が大幅に向上する。

尚前述の説明から明らかなように、本例ではS25,S26
が吐水阻止手段並びにかかる吐水阻止手段を解除する解
除手段に対応し、S8及びS21がそれぞれタイマーに対応
している。

以上本発明の実施例を詳述したが、本発明は、これに
限定されるものではなく、吐水阻止手段による吐水阻止
状態の解除のための解除手段を専用の手動スイッチ等で
構成したり、人体検知センサとして赤外線センサ等超音
波センサ以外のセンサを採用できるなど、その主旨を逸
脱しない範囲において、当業者の有する知識に基づき様
々な変更を加えた形態で構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動水栓の吐水制御作
動を説明するためのフロチャートであり、第２図は同自
動水栓を含む洗面器周辺部の正面図であり、第３図は同
自動水栓の一部切欠正面図であり、第４図は同自動水栓
における電気系統を示すブロック図である。 10:吐水口、18:超音波センサ 34:主弁部、38:電磁弁 50:吐水／止水制御回路 52:手動スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大竹 高 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 津田 信雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 山口 公昭 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−23077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−109979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−111383（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−156447（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−66873（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体検知センサを備え、該人体検知センサ
   による検知に基づいて吐水口より吐水する自動水栓にお
   いて、 吐水開始後、手動停止スイッチの操作に基づく止水命令
   により該人体検知センサによる検知有信号によって吐水
   続行が行われるのを阻止する吐水阻止手段を設けたこと
   を特徴とする自動水栓。