JP2876605B2

JP2876605B2 - ワンタッチ着脱式自動水栓

Info

Publication number: JP2876605B2
Application number: JP63297287A
Authority: JP
Inventors: 修筒井; 厚雄牧田; 欽也有田
Original assignee: TOTO KIKI KK
Current assignee: TOTO KIKI KK
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1999-03-31
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JPH02144426A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は着脱自在の水栓に関する。

（従来技術）従来、出止水や出湯温度等を自動的に制御可能な種々
の形態の自動水栓が知られており、例えば本出願人は、
特願昭63−216169号において、混合湯水の出湯温度及び
出湯量を自動的に制御可能な自動水栓を提案している。

（発明が解決しようとする課題）かかる自動水栓は、一旦設置した後は機能上の不具合
が生じない限り永続的に使用することを予定するもので
あり、制御用電源としては家庭用電源等の外部電源を用
いるものであった。

一方、昨今の生活水準の向上、生活様式の多様化に伴
い、時と場合に応じあるいはユーザーの好みやその時々
の気分に応じて、機能や形や色の異なる水栓を気軽に使
い分ける時代が到来しつつある。

かかる状況に鑑みる時、従来の自動水栓では、取り替
えに際し、流体供給管、すなわち、給水管及び／又は給
湯管との煩雑な着脱工事並びに電源接続用のリード線の
切断、修復を要し、水栓の気軽な使い分けというユーザ
ーの要求に答えられないという問題があった。

（発明の目的）本発明は上記の問題に鑑みて構成されたものであり、
一般ユーザーが容易に取り替え可能な自動水栓を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成）本発明のかかる目的は、洗面器等の給水管端部に設け
たコネクタコンセントと着脱自在に嵌合するコネクタプ
ラグと、内部電源装置とを備えたワンタッチ水栓によっ
て達成される。

（実施例）以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施例を説明
する。

第１図に本発明の実施例に係るワンタッチ水栓をＡを
具備した洗面器Ｂを示す。

図示する如く、ワンタッチ水栓Ａは、本実施例では、
洗面ボウル10の奥部載置面上に載置される。なお、11は
洗面ボウル10を取付けてなる洗面カウンターである。

第２図及び第３図にワンタッチ水栓Ａの内部構造を示
す。ここで第２図はワンタッチ水栓Ａの全体構成を示す
断面側面図であり、第３図は第２図のＩ−Ｉ線に沿った
断面図である。図中、参照番号20で示される水栓本体
は、混合湯水の出湯温度及び出湯量を自動的に制御可能
な充電池を電源とする自動水栓として構成されており、
垂直基部20aの上部に傾斜吐出部20bの基端を連結した筒
状体から成る。そして、垂直基部20aの下部にコネクタ
プラグ100が形成され、一方洗面ボウル10にはコネクタ
プラグ100と着脱自在に嵌合するコネクタコンセント110
が形成されている。

コネクタプラグ100は、第２〜第３図及びコネクタプ
ラグ100の斜視図である第４図に示す如く、水栓本体下
部の円柱状縮径部20cと、縮径部20cの下端周面からその
直径方向の対峙する位置で外方に突出した二つのフィン
状突起20d₁、20d₂と、前記フィン状突起と同一直径方向
において縮径部20cの下面から下方に突出した流路管3
0、31と、安全ロック200とから構成される。フィン状突
起20d₁はフィン状突起20d₂よりも狭幅に形成されてお
り、又流路管30はフィン状突起20d₁側に配置されてい
る。更に、縮径部20cの下面には流路管31,30の間に溝部
20eが設けられており、該溝内には一対の充電用電極90
が収容されている。第4A図及び第4B図に安全ロック200
の構造を示す。ここで第4A図は第４図のII−II線に沿っ
た断面図であり、第4B図は第4A図のIII−III線に沿った
断面図である。図中参照番号201はコ字型のロックキー
であり、ロックキー201の二股部のそれぞれの上端近傍
には長円形貫通孔202、202が設けられ、該長円形貫通孔
202、202には、これらを相互に連結する連結棒203が摺
動自在に挿入されており、連結棒203は、鉤型クランク2
04の一端部204aを、ロックキー201の二股部の間で、摺
動自在に貫通している。又、ロックキー201の二股部の
それぞれの上端には、押圧用バネ208、208が配設されて
いる。ロックキー201、連結棒203、鉤型クランク204及
び押圧用バネ208は、安全ロック用ブロック205内に設け
られた、下端が解放された格納スペース205aに収納され
ており、鉤型クランク204の中央部は、安全ロック用ブ
ロック205に固定されたピン207によって、回転自在に軸
支されている。安全ロック用ブロック205の一側面に設
けられた開孔には、押ボタン209が嵌合しており、押ボ
タン209の一端は鉤型クランクの一端ブロック204bに当
接し、他端は安全ロック用ブロック205の前記側面から
外方に突出している。安全ロック用ブロック205は、ロ
ックキー201、連結棒203、鉤型クランク204、押圧用バ
ネ208及び押ボタン209を内部に組込んだ後に、押ボタン
209の前記突出端が外側に露出する状態で、前記水栓本
体20の垂直基部20aに設けた相補形状を有する切欠き部
に、嵌め込まれて固定される。

コネクタコンセント110は、マウント12、回転板13、
固定板14及びスリップワッシャー16、16′を主要部材と
して成る以下の構成を有する。すなわち、マウント12は第２図、第３図及びマウント12の上面図
である第５図に示す如く矩形の板状体であり、その中央
部にはコネクタプラグ100の縮径部20cを受け入れるため
の開口12aが設けられている。開口12aにはその直径方向
の対峙する位置に、コネクタプラグ100のフィン状突起2
0d₁、20d₂をそれぞれ受け入れるための二つの切欠12
b₁、12b₂が設けられ、又開口12aの周壁下部には、後述
の筒状ソケット15の上端面と共働して、フィン状突起20
d₁、20d₂と旋回摺動嵌合する二つの凹溝17を形成すべ
く、切欠12b₁、12b₂を始点として二つの段部12cが、各
々開口12aのほぼ1/4周にわたって設けられている。段部
12cの深さ、ひいては凹溝17の高さは、貫通切欠12b₁、1
2b₂から終端に向けて漸減している。この結果、凹溝17
の上面は、フィン状突起20d₁、20d₂が凹溝17に沿って旋
回移動する際、フィン状突起20d₁、20d₂に下向きの力を
漸次加えるカム面を構成し、コネクタプラグ100をコネ
クタコンセント110に装着する際のガタつきを防止して
いる。マウント12は以下の手順で洗面ボウル10に取付け
られる。すなわち、マウント12と筒状ソケット15をビス
120により固定した後、筒状ソケット15を洗面ボウル10
の開口からカウンター11内に挿入し、カウンター11の裏
から、座付ナット126を筒状ソケット15の外側に螺合さ
せ、前記座付ナット126とマウント12とで洗面ボウル10
を挟持することにより、マウント12は洗面ボウル10に取
付けられる。又洗面ボウル10の上面と接するマウント12
の下面周縁部には、水密性保持用パッキン121が配設さ
れている。更に、第4A図及び第５図から判る如く、マウ
ント12の上面には、前述の安全ロックのロックキー201
と嵌合するための嵌合孔210が設けられている。

回転板13は中央に縮径部13cを有する円形板状体であ
り、マウント12の下方で筒状ソケット15の内部に筒状ソ
ケット15の中心軸回りに回転自在に摺動嵌合して収容さ
れている。回転板13の上下方向の移動は筒状ソケット15
の上端内側環状段部15aと固定板14とによって規制され
る。縮径部13cの側面は固定板14との密着摺動面を形成
し、縮径部13cの下面と回転板13の周縁部上面とは、そ
れぞれ後述の滑動促進部材たるスリップワッシャー16、
16′との密着摺動面を形成する。回転板13には、コネク
タプラグ100の流路管30、31をそれぞれ受け入れる貫通
開孔13b、13aが設けられており、該開孔には凹部が設け
られ該凹部内には、貫通開孔13b、13aと流路管30、31と
の間の水密性保持用のリングパッキン122が配設されて
いる。又、縮径部13cの側面にも凹部が設けられ該凹部
内には、回転板13と後述の固定板14との間の水密性保持
用のＯ−リング123が配設されている。摺動面の平面精
度ひいては密着性を高める観点から、回転板13はセラミ
ック或いは金属製とするのが好ましい。セラミックの例
として、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SiC、TiC、TaC、B₄C、W
C、Cr₃C₂、Si₃N₄、BN、TiN、AlN、TiB₂、CrB₂等が挙げ
られる。

固定板14は、中央に回転板13の縮径部13cを受け入れ
るための円形凹部14cを有する円形板状体であり、回転
板13の下方で筒状ソケット15の内部にキー124を介して
固定嵌合して収容されている。円形凹部14cの側面は回
転板13との密着摺動面を形成する。回転板と同様、摺動
面の平面精度ひいては密着性を高める観点から、固定板
14はセラミック或いは金属製とするのが好ましい。

回転板13の縮径部13cの下面と固定板14の円形凹部14c
の底面に挟まれてスリップワッシャー16が、又筒状ソケ
ット15の上端内側環状段部15aの下面と回転板13の周縁
部上面とに挟まれてスリップワッシャー16′が、それぞ
れ配設されている。スリップワッシャー16は、凸部16c
を溝14dに密着嵌合させて、円形凹部14cの底面上に密着
固定されている。スリップワッシャー16の上面は回転板
13との、スリップワッシャー16′の下面又は上面は、回
転板13又は筒状ソケット15との密着摺動面を形成する。
スリップワッシャー16、16′は、それぞれ回転板13と固
定板14及び回転板13と筒状ソケット15とが摺動する際の
食い付き防止と摺動抵抗の低減を目的として、配設され
るものである。従ってスリップワッシャー16、16′は、
沸素樹脂等の滑りの良い材料で作るのが好ましい。

スリップワッシャー16には、回転板13の開孔13a,13b
と相補する位置に、開孔13a,13bと同径の貫通開孔16a、
16bが設けられ、固定板14には、回転板13の開孔13a、13
bと相補する位置に、円形凹部14cの底面から固定板14の
厚さのほぼ中央にまで達する、開孔13a、13bと同径の開
孔14a、14bが設けられている。開孔14a、14bには、固定
板14に嵌入せしめた給湯管22、給水管21がそれぞれ連通
している。開孔14a、16a及び14b、16bはそれぞれマウン
ト12の切欠き12b₂、12b₁に対して時計回りに90度ずれた
位置に配置されている。固定板14の開孔14a,14bの上端
にはＯ−リング125が配設され、スリップワッシャー16
と固定板14との間からの水漏れを防止している。又給湯
管22、給水管21と固定板14の下面との相関部は給湯管2
2、給水管21に蝋付けされた金属製の配管ブラケット220
及びＯ−リング221により密封されて、該部からの水漏
れを防止している。

固定板14の下方には、スリップワッシャー16、16′、
固定板14、配管ブラケット220等の締付け用に、筒状ね
じ栓18が、筒状ソケット15の内側に螺合締結されてい
る。又、筒状ねじ栓18と配管ブラケット220の間には皿
バネ222が配設されて適正な締付け力を担保している。

第3A図に給湯管22、給水管21と固定板14の下面との相
関部構造の他の態様を示す。固定板14が金属製の場合に
は、第3A図に示すように、給湯管22、給水管21と固定板
14の下面との相関部を接着、溶接、或いは蝋付等により
密封して、該部からの水漏れを防止してもよい。

次に、上述の如き構成を有する本実施例に係るワンタ
ッチ水栓Ａのコネクタプラグ100とコネクタコンセント1
10の作動を説明する。

ワンタッチ水栓Ａの水栓本体20をコネクタコンセント
110のマウント12に装着していない時は、第５図に示す
如く、開孔13a,13bがスリップワッシャーの開孔16a,16
b、ひいては固定板14の開孔14a、14bと90度ずれる位置
まで回転板13が回転して、給水管21、給湯管22の上端は
閉鎖され、一方回転板13と固定板14、スリップワッシャ
ー16及びスリップワッシャー16′との密着と、Ｏ−リン
グ123と、Ｏ−リング125とによってコネクタコンセント
110の水密性が保持されているので、給水管、給湯管は
確実に止水されている。

水栓本体20をコネクタコンセント110のマウント12に
装着する時は、コネクタプラグ100のフィン状突起20
d₁、20d₂をそれぞれマウント12の切欠き部12b₁、12b₂を
挿入し、フィン状突起20d₁、20d₂の下面が筒状ソケット
15の上端内側環状段部15aの上面に当接するまでコネク
タプラグ100をマウント12の開孔12a内に押し込み、コネ
クタプラグの流路管30、31をそれぞれ回転板の開孔13b,
13aに挿入且つ嵌合させる。この際、充電用電極90は溝2
0e内に収容されているので、前記操作の妨げとなること
はない。次いで、コネクタプラグ100のフィン状突起20d
₁、20d₂がコネクタコンセント110のマウント12の下面段
部12cと筒状ソケット15の上面とで構成される凹溝17に
嵌合しつつ旋回摺動して凹溝17の終端に当接するまで、
水栓本体20を時計方向に回す。フィン状突起20d₁、20d₂
が凹溝17の終端に当接して水栓本体の回転が停止した位
置において、安全ロック200のロックキー201が、バネ20
8から下向きの押圧力を受けて、マウント12の上面に設
けた嵌合孔210と嵌合し、以降の水栓本体20の回転が規
制される。尚、水栓本体20に設けた安全ロック200の位
置やロックキー201の大きさ等を適当に選定することに
より、マウント12には格別の嵌合孔210を設けずともマ
ウントの切欠き12b₁、12b₂の何れかにロックキー201が
嵌合するように構成することもできる。

さて、ロックキー201が嵌合孔210と嵌合して以降の水
栓本体20の回転が規制された状態において、回転板13の
貫通開孔13a、13bが、それぞれスリップワッシャー16の
貫通開孔16a、16bと密着して重なり合い、給水管21、給
湯管22と流路管30、31とがそれぞれ連通する。この場
合、コネクタプラグ100とコネクタコンセント110の連結
部の水密性、即ち流路管31、30と回転板13の貫通開孔13
a、13bとの間の水密性をリングパッキン122により保持
し、一方コネクタコンセント110の水密性を、回転板13
と固定板14、スリップワッシャー16及びスリップワッシ
ャー16′との密着と、Ｏ−リング123と、Ｏ−リング125
とにより保持した後に、流路管30、31を給水管21、給湯
管22とそれぞれ連通させるので、取付中及び取付後の水
栓本体20とマウント12との連結部の水密性は確保されて
いる。

又、コネクタコンセント110のマウント12からワンタ
ッチ水栓の本体20を取り外す場合には、先ず、安全ロッ
ク200の押ボタン209を押し込む。これにより、クランク
204をピン207を中心に時計回りに回転させ、ロックキー
201をバネ208の押圧力に逆らって上方に移動させ、ロッ
クキー201とマウント12の嵌合孔210の係合を解除し、も
って、水栓本体20を回転可能な状態にする。その後は、
水栓本体20をマウント12に装着する場合と逆の操作を行
う。この場合、給湯管22、給水管21の上端を回転板13に
より閉鎖した後に水栓本体20をマウント12から取り外
し、一方回転板13と固定板14、スリップワッシャー16及
びスリップワッシャー16′との密着と、Ｏ−リング123
と、Ｏ−リング125とによりコネクタコンセント110の水
密性は保持されているので、取外し中の水全本体20とマ
ウント12との連結部の水密性及び取外し後の給水管、給
湯管の止水性は確保されている。

上述の如く、本実施例に係るワンタッチ水栓Ａにあっ
ては、水栓本体20と給水管21、給湯管22との着脱を容易
に行うことができる。又上記から判る如く、一旦水栓本
体20をマウント12に装着した後は、安全ロック200の作
動により、押ボタン209を押し込まない限り、水栓本体2
0をマウント12から取り外すことはできないので、ワン
タッチ水栓Ａの使用中に、意に反して水栓本体20がマウ
ント12から外れるおそれはない。

尚、上記実施例ではコネクタプラグ100とコネクタコ
ンセント110を旋回摺動嵌合させていたが、水栓取外位
置や水栓形状等の制約上旋回できない場合には、直進摺
動嵌合させても良い。

又、第６図に示すように、さや管130内に導設した架
橋ポリエチレン等の合成樹脂製の給水、給湯管131、132
の端部に設けた接続具133、134に接続可能な管要素13
5、136を、固定板14の貫通開孔14a、14bに連通可能に装
備することも可能である。係る構成により、給水管、給
湯管の更新を容易に行うことが可能となる。

更に、本実施例では、コネクタ部を湯水混合栓用に構
成したが、例えば、流路管31を中実の棒とし、固定板14
の開孔14a及びスリップワッシャー16の開孔16aを閉鎖す
ることにより、単水栓用に構成することも可能である。

以上、本実施例に係るワンタッチ水栓Ａのコネクタプ
ラグ100及びコネクタコンセント110の構成及び作動につ
いて説明したが、次に、水栓本体20の構成および作動に
ついて以下に説明する。

第２図及び第３図に示すように、水栓本体20の垂直基
部20aには、機能部である湯水混合栓Ｃを一体的に組み
込んでおり、該湯水混合栓Ｃは、後述するように、その
流入側を給水配管21及び給湯配管22と連通連結するとと
もに、その流出側を、先端側24aを吐出口23と連通して
なる吐出側流路24の基端側24bと連通連結している。又
垂直基部20a下端の縮径部20cの下面に設けた溝20e内に
は前述の如く一対の充電用電極90が配設されている。尚
充電の際には図示しない充電用アダプターを用いて、充
電用電極90を商用電源に接続する。

又、第２図から明らかなように、水栓本体20の傾斜吐
出部20b内には、隔壁40によって該吐出部20を分割して
吐出側流路24が形成されているとともに、該吐出側流路
24の上方には、水密状態に制御装置等設置空間Ｓが形成
されている。

そして、この制御装置等設置空間Ｓ内には、湯水混合
栓Ｃの駆動を制御する制御部Ｄと、制御部Ｄに駆動信号
を送る操作部E,Fと、充電他150とが設けられている。

このように、本実施例においては、湯水混合栓Ｃや制
御部Ｄや充電池150は、コンパクトに水栓本体20内の組
み込まれているので、ワンタッチ水栓Ａの必要設置空間
を最小限とすることができ、洗面室等の空間を最大限に
利用することができる。

また、湯水混合栓Ｃは、水栓本体20の基部に設けたの
で、水栓本体20の安定性、座り具合が向上する。また、
湯水の混合を水栓本体20の基部で行うので、湯水混合栓
Ｃと吐出口23との間に、十分な長さの吐出側流路24を形
成でき、同流路24で湯水を十分に混合して、均一温度の
混合湯水を形成して、吐出口23から吐出することができ
る。

本実施例に用いる湯水混合栓Ｃ、制御部Ｄ、操作部E,
Fとしては、各種形態のものが考えられるが、図示の実
施例では、以下に説明するような構成としている。

まず、機能部である湯水混合栓Ｃの構成について説明
する。第３図において、30,31は、前述の如く水栓本体2
0の垂直基部20aの下部に垂直方向に形成した一対の流路
管である。

そして、流路管30,31は湯水混合栓Ｃの給水流路及び
給湯流路として機能するものであり、その下部開口端
は、前述のコネクタ装置によりそれぞれ給水配管21と給
湯配管22に連通している。

一方、流路管30,31の上部開口端は、それぞれ、水栓
本体20の垂直基部20aの両側壁に形成した隔室32,33と連
通している。

また、水栓本体20の垂直基部20aの中央には、Ｔ字状
流路34が形成されている。

そして、かかるＴ字状流路34は、湯水混合栓Ｃの混合
水流路として機能するものであり、その外側開口端34a
は、吐出側流路24と連通しており、一方、その内側二股
状開口端は隔室32,33と連通している。

さらに、Ｔ字状流路34の内側二股状開口部には、それ
ぞれ弁座35,36が設けられており、同弁座35,36には、水
栓本体20の垂直基部20a内を、左右水平方向に進退して
弁座35,36と接触し、内側二股開口端を開閉するダイア
フラム弁からなる弁体37,38が配設されている。

さらに、水栓本体20の基部の両側壁には、それぞれ微
小距離無段階駆動式アクチュエータＩが取付けられてい
る。

そして、各圧電アクチュエータＩは、本実施例では、
第３図に示すように、前後壁a,bを具備する筒状のアク
チュエータケーシングｃ内に、同心円的に且つ軸線に沿
って進退自由にプランジャｄを取付け、同プランジャｄ
の先端を弁体38,37の後部と当接自在となし、さらに、
プランジャｄの外周面上に、同心円的に、４つの圧電素
子e,f,g,hからなる圧電素子組立体Ｇを配設することに
よって構成している。

また、図示の実施例において、圧電素子g,hは、アク
チュエータケーシングｃの中央部に配設されており、ア
クチュエータケーシングｃに基端を固定した保持具Ｈの
先端に固着されている。

また、i,jにはその基端を圧電素子g,hに固着するとと
もにその先端を前後壁a,bにむけて伸延する片持ち梁状
の弾性ブリッジである。

そして、同弾性ブリッジi,jの先端は、その外周面に
圧電素子e,fを取付けるとともに、その内周面に、ブレ
ーキシューk,lを固定している。

そして、この圧電素子e,g,f,hは、電源をオフにした
際に縮むように構成されている。

即ち、圧電素子e,fは、通常状態では伸びて、その内
径を拡径してプランジャｄのクランプを解除するととも
に、通電していない状態では縮んでプランジャｄをクラ
ンプする。

一方、圧電素子g,hは、通電状態ではプランジャｄ上
を軸線方向に伸びた状態にあり、非通電状態では、プラ
ジャｄ上を縮み、その軸線方向の全長を短くすることに
なる。そして、プランジャｄは、かかる４つの圧電素子
e,f,g,hへの圧電印加手順を後述する制御装置Ｄによっ
て適当に制御することにより、軸線方向に移動すること
ができる。

圧電素子e,f,g,hは、第３図及び第８図に示すよう
に、多数の圧電素子片をプランジャｄの軸芯方向に積層
して形成された円筒状の素子で、円筒の両端に電極が設
けられており、この両端に電圧を印加することにより、
伸びるように構成されている。

なお、圧電素子片は、例えば、圧電セラミックスを用
いることができ、かかる圧電セラミックスとしては、AB
O₃ペロブスカイト形の結晶構造をもつ強誘電材料であっ
てPZT〔Pb（Zr,Ti）O₃〕系や、PLZT〔Pb,La（Zr,Ti）
O₃,PT（PbTiO₃）〕系、あるいはPZTを基にした３成分系
のものを用いることができる。

また、圧電素子e,f,g,hは、第９図に示すように、多
数の薄肉リング状の圧電素子片をプランジャｄの軸芯廻
りに軸線方向に積層して形成することもできる。この場
合、電圧の印加方向を90度変えることになる。

また、第３図において、ｍは圧電アクチュエータＩの
水密性を高めるために設けた摺動抵抗の小さなＵ字形若
しくはＹ字形のパッキンである。

なお、上記構成において、圧電素子e,f,g,hは、円形
断面のみでなく、例えば、矩形断面等とすることもで
き、また、第10図及び第11図に示す如く分割片から形成
することもできる。

さらに、第３図に示す圧電アクチュエータＩは、電圧
を印加しないときにプランジャｄをクランプ可能なもの
であり、その後壁ｂの中央であって、プランジャｄと対
向する個所に、弾性ゴム等からなる手動復帰ボタンｐを
取付けている。そして、同手動復帰ボタンｐは、押圧す
ることによって、その前面が前方に突出してプランジャ
ｄの後端に当接し、プランジャｄを圧電素子e,fのクラ
ンプ力に抗して、前方向に押圧移動することができる。

従って、電池の消耗時等において、プランジャｄが弁
等を開けた状態で停止した場合には、速やかに手動復帰
ボタンｐを押して、完全に閉弁して、未然に流出事故等
を防止することができる。

また、第3B図には、圧電アクチュエータＩの変容例を
示しており、同アクチュエータＩは、電圧を印加しない
時プランジャｄのクランプを解除するものであり、後壁
ｂとプランジャｄとの間に、プランジャｄを進出方向に
常時付勢するスプリングｑを介設した構造に特徴を有す
る。

かかる構造によって、停電時において、プランジャｄ
のクランプが解除されても、スプリングｑの付勢力によ
って、プランジャｄが進出し、速やかに閉弁することが
できる。

ついで、同水栓本体20の傾斜吐出部20b内に配設し、
上記圧電アクチュエータＩの駆動を制御する制御部Ｄ
と、制御部Ｄに駆動信号を送る操作部E,F及びそれらに
関連した構成について説明する。

第２図に示す如く、制御装置等収納空間Ｓ内にはプリ
ント基板50が配設されており、制御部Ｄは、実質的に同
基板20上に形成される。

次に操作部Ｅの構成について説明すると、かかる操作
部Ｅは、本実施例では、傾斜吐出部20bの先端に設けた
タッチスイッチとして形成されている。

即ち、傾斜吐出部20bの先端をなすスイッチ取付け空
間51の前方をなす傾斜壁52には、第７図に示すように、
電源スイッチ53と、温度設定スイッチ54と、流量設定ス
イッチ55とが取付けられている。

そして、かかるタッチスイッチ53,54及び55を作動す
ることによって、制御部Ｄを介して機能部たる湯水混合
栓Ｃを駆動し、所望温度の混合湯水を所望量だけ、吐出
口23より吐出することができる。

なお、タッチスイッチ53,54及び55を取付た傾斜壁52
には、第７図に示すような表示がされた薄肉可撓性板か
らなる表示板56が貼付されているため、使用者は容易且
つ確実に制御部Ｄに駆動信号を送ることができる。

また、操作部Ｆは、傾斜吐出部20bの裏面側であっ
て、吐出口23の近接部位に設けられており、同部位に傾
斜吐出部20bと一体的に形成したセンサ取付筒60と、同
センサ取付筒60内に装着した手感知センサ61は、使用者
が手を吐出口23の前に差出した時に手を感知して出力信
号を発生し、同出力信号に基づいて、制御部Ｄを介して
機能部たる湯水混合装置Ｃを駆動し、出湯を開始させる
ことができる。なお、手感知センサ61としては、デュア
ルタイプの焦電センサ等を用いることができる。

また、第２図において、70は水栓本体20の垂直基部20
aに設けた温度センサであり、そのセンサ素子を吐出側
流路24の先端に伸延びさせている。なお、71は防水用カ
バーである。

かかる構成によって、温度センサ70は、出湯温度Tmを
検出し、その検出値と温度設定スイッチ54で設定した設
定温度Tsの出力値との差に基づいて制御部ＤをけPID制
御し機能部たる湯水混合装置Ｃの圧電アクチュエータＩ
を駆動することができる。又、第２図において制御装置
等収納空間Ｓ内まで伸延した保護管80内には、充電用電
極90と充電池150とを接続するリード線が保護されてお
り、充電池120からは、充電池150と制御部Ｄ、タッチス
イッチ53,54,55及び手感知センサ70等を接続するリード
線が延びている。

また、第12図に示すように制御部Ｄは、マイクロプロ
セッサｒと、入出力インターフェースs,tと、上記圧電
素子e,f,g,hの駆動順序プログラム及び温度センサ70の
出力に基づくPID制御を行うプログラムを記憶したメモ
リｕとから構成されている。

そして、入力インターフェースｓには、電源スイッチ
53,温度設定スイッチ54,流量設定スイッチ55,手感知セ
ンサ61及び温度センサ70が接続されている。一方、出力
インターフェースｔには、水側と湯側の圧電アクチュエ
ータＥが接続されている。

ついで、上記構成を有する自動水栓Ａの作動を、第２
図、第３図及び第12〜第15図を参照して説明する。

第12図に示すように、温度設定スイッチ54を押して設
定温度を選択するとともに、流量設定スイッチ55を押し
て、設定流量を選択する。

その後、使用者が吐出口23の前に手を差し出すと、手
感知センサ61が出力信号を発生する。

そして、この出力信号に基づいて、制御部Ｄは、メモ
リｕから圧電素子e,f,g,hの駆動順序プログラムを読み
出し、同プログラム及び温度設定ボタン54と流量設定ボ
タン55とによって制御部Ｄに入力した温度設定値及び流
量設定値に基づいて、PID制御を行い、機能部たる湯水
混合栓Ｃからの混合湯水の温度及び流量を制御するとと
もに、吐出口23からの吐出することができる。

即ち、第13図に示すように、圧電素子ｅの電圧の印加
を解除して縮めプランジャｄをクランプさせるととも
に、圧電素子ｆに電圧を印加して拡径してプランジャｄ
のクランプを解除する。

次に、第14図に示すように、圧電素子g,hに電圧を印
加して伸ばすと、圧電素子e,fが矢印方向に移動し、こ
れに伴って圧電素子ｅがクランプするプランジャｄも矢
印方向に移動する。

その後、第15図に示すように、圧電素子ｅに電圧を印
加して拡径してプランジャｄのクランプを解除するとと
もに、圧電素子g,hの印加電圧を解除すると、圧電素子
g,hは矢印方向に縮み、プランジャｄはさらに矢印方向
に移動する。

その後、上記動作を繰り返すことにより、プランジャ
ｄを、μｍオーダ或いはサブμｍオーダのストロークで
尺とり虫状に移動することができ、圧電アクチュエータ
I,Iの弁体37,38を開閉して混合湯水の温度及び流量を精
密且つ正確に制御して、所望温度且つ所望量の混合湯水
を吐出口23から吐出することができる。

また、混合湯水の出湯温度または出湯量を変えたい場
合は、それぞれ温度設定スイッチ54又は流量設定スイッ
チ55を押すことによって容易に行うことができる。

この場合、吐出側流路24に流量センサを設ければ、実
流量を検出し、制御部Ｄに入力して流量を制御すること
ができる。

また、かかる操作において、本実施例に係る湯水混合
栓Ｃは、圧電アクチュエータＩ等の微小距離無段階駆動
式アクチュエータを用いているので、μｍオーダ或いは
サブμｍのオーダのストロークで尺とり虫状に移動する
ことができ、温度調整及び流量調整をさらに正確且つ精
密に行うことができる。

尚、本実施例に示すワンタッチ水栓Ａでは、電源装置
として充電池を使用したが、充電池の代わりに乾電池、
太陽電池、温度差発電装置、流体発電装置等の電源装置
を用いることも可能である。

又、本実施例に示すワンタッチ水栓では、電気を混合
湯水の出湯温度及び出湯量の制御に用いたが、電気の用
途はこれらに限定されるものではなく、例えば単水栓の
出水量制御、自動止水制御、或いは、混合湯の単なる温
度表示等に用いても良いことは言うまでもない。

更に、本実施例では、水栓本体を自動湯水混合栓とし
て構成したが、水栓本体はこれに限定されるものではな
く、例えば、自動単水栓とすることは当然に可能であ
る。

（発明の効果）上述の如く、本発明により、一般ユーザーが容易に取
り替え可能な自動水栓が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るワンタッチ水栓を具備す
る洗面器の正面図、第２図は同ワンタッチ水栓の全体構
成を示す断面側面図、第３図は第２図のＩ−Ｉ線に沿っ
た断面図、第3A図は給湯管、給水管と固定板の下面との
相関構造の他の態様を示す第３図相当の部分断面図、第
４図はコネクタプラグの斜視図、第4A図は安全ロックの
構造を示す第４図のII−II線に沿った断面図、第4B図は
同じく安全ロックの構造を示す第4A図のIII−IIIに沿っ
た断面図、第５図はマウントの上面図、第６図はさや管
接続部の断面図である。又第3B図は圧電アクチュエータ
の変容例の説明図、第７図は第２図のIV−IV線による矢
視図、第８図は第３図のＶ−Ｖ線に沿った断面図、第９
〜第11図は圧電素子の他の実施例の説明図、第12図は制
御装置の構成説明図、第13〜第15図は圧電アクチュエー
タの作動状態説明図である。Ａ……ワンタッチ水栓、12……マウント、13……回転
板、14……固定板、15……筒状ソケット、16、16′……
スリップワッシャ、17……凹溝、20……水栓本体、21…
…給水管、22……給湯管、31、32……流路管、100……
コネクタプラグ、110……コネクタコンセント、150……
充電池、200……安全ロック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−144882（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−146566（ＪＰ，Ｕ) 実公昭60−14831（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03C 1/042

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】供給流体を制御するための自動水栓におい
て、洗面器等の流体供給管端部に設けられたコネクタコンセ
ントと着脱自在に旋回摺動嵌合されるようになったコネ
クタプラグと、前記コネクタプラグに取付けられた供給流体制御手段
と、前記コネクタプラグに取付けられた、前記供給流体制御
手段用の独立した内部電源とを有し、前記内部電源が、充電池と、該充電池の充電用電極とを
備えることを特徴とする、ワンタッチ着脱式自動水栓。
【請求項２】前記コネクタプラグと前記コネクタコンセ
ントとの相互の抜け止め用安全ロック装置を有する、請
求項１記載のワンタッチ着脱式自動水栓。