JP3189961B2 - 給水制御装置 - Google Patents

給水制御装置

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JP3189961B2
JP3189961B2 JP08041592A JP8041592A JP3189961B2 JP 3189961 B2 JP3189961 B2 JP 3189961B2 JP 08041592 A JP08041592 A JP 08041592A JP 8041592 A JP8041592 A JP 8041592A JP 3189961 B2 JP3189961 B2 JP 3189961B2
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孝雄 吉田
保弘 熊本
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東陶機器株式会社
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  • Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は間欠投光式の反射型セ
ンサを用いて使用者を感知して小便器や手洗器への給水
を制御する給水制御装置、特に反射光が検出されたとき
は間欠投光の周期を短くして感知応答時間の短縮を図っ
て低消費電力化を図った給水制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】反射光非検出時の間欠投光周期に対し
て、反射光検出時の間欠投光周期を短く設定して、使用
者感知に係る応答時間を短縮する技術は、特開昭62−
156446号公報で知られている。
【0003】そして、使用者感知に要求される応答時間
に対して反射光非検出時の間欠投光周期を長く設定する
ことで投光に伴う電力消費を低減している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、反射光検出時
は間欠投光周期を短くしているので、この間の消費電力
は反射光非検出時より大きい。間欠投光周期を例えば1
/2とすれば所定時間当たりの投光電力は2倍となる。
【0005】このため、使用者の存在時間に比例して消
費電力が急増することとなる。小便器や手洗器等の給水
制御装置では電池を電源とする構成が多いが、使用頻度
に応じて電力消費量が異なるため各装置毎に電池交換時
期がばらばらに異なり、定期点検・保守等を考慮した場
合、望ましくない。
【0006】この発明はこのような課題を解決するため
成されたもので、その目的は反射光検出状態における投
光に要する電力の増加を少なくし、消費電力の低減を図
った給水制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る給水制御装置は、反射信号が得られたと
きは、発信電流を低減する発信電流切替手段を備えた。
【0008】なお、発信電流を低減した発信による反射
信号が1または複数回の発信に亘って検出できないとき
は、初期の発信電流で発信を行い、その発信に伴う反射
信号が得られたときは使用者が継続的に存在したと判断
する判断手段を備えるのが望ましい。また、発信電流を
低減した発信による反射信号が1または複数回の発信に
亘って検出できないときは、次の発信の発信電流を初期
発信電流(非感知時発信電流)までの範囲で順次上げて
行き、発信手段で感知したときの発信電流により発信動
作を行うのが望ましい。
【0009】さらに、発信電流の低減に連動して、受信
感度を増加する受信感度切替手段を備えてもよい。
【0010】
【作用】この発明に係る給水制御装置は、短い周期で間
欠投光を行うとき、投光電流を低減する構成としたの
で、短周期間欠投光時の電力消費を抑圧し、節電を図る
ことができる。
【0011】投光電流を低減した結果反射光検出出力が
得られないときには、初期の投光電流に戻って投光し、
その結果反射光検出出力が得られたときは、使用者が継
続的に存在したと判断する。また、投光電流を低減した
結果反射光検出出力が得られないときには、次の投光の
投光電流を初期投光電流(非感知時投光電流)までの範
囲で順次上げて行き、受光手段で感知したときの投光電
流により投光動作を行う。さらに、受光感度は投光電流
の低減に併せて増加する。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図1は本発明に係る給水制御装置のブロック構成
図、図2はその反射型センサの各部の動作を示すタイミ
ングチャートである。
【0013】給水制御装置1は感知対象である小便器等
の使用者を反射型センサ2と、この反射型センサ2から
の信号に基いて給水を制御する給水制御部3から構成す
る。
【0014】反射型センサ2は投光手段4と、受光手段
5と、判断手段6からなる。なお、7は使用者を示す。
投光手段4は間欠投光パルス発生手段41と、キャリア
クロック発生回路42と、アンド回路43と、投光回路
44から構成する。
【0015】間欠投光パルス発生手段41は予め設定し
た第1間欠投光周期またはこれより短い第2の間欠投光
周期毎に予め設定した投光時間のパルス幅を有する間欠
投光タイミング信号41aを生成し(図2b,c参
照)、その信号41aをアンド回路43の一方の入力端
子および遅延回路69に供給する。
【0016】この間欠投光パルス発生手段41は、Lレ
ベルの投光切替信号63aが印加されているときは第1
の周期で、Hレベルの投光切替要求信号63aが印加さ
れているときは第2の周期で間欠投光タイミング信号4
1aを繰り返し出力する。
【0017】キャリアクロック発生回路42は、水晶発
振子やセラミック発振子等を用いて38kHz付近のキ
ャリアクロック信号42aを発生させる(図2a参
照)。アンド回路43は2入力アンド回路を用い、その
他方の入力端子にはキャリアクロック信号42aが供給
され、キャリアクロックで変調したクロック信号43a
を投光回路44に供給している(図2e,f参照)。
【0018】投光回路44は、例えば赤外発光ダイオー
ド等の投光素子45と、npnトランジスタ46と、エ
ミッタ抵抗47,48と投光電流切替手段49を備え
る。
【0019】投光電流切替手段49は、判断手段6から
の投光電流切替信号67aに基いて(図2d参照)、例
えば投光電流切替信号67aがLレベルのときには投光
電流切替手段49をオンしてエミッタ抵抗47で決まる
投光電流で投光信号を発生させ、Hレベルのときには投
光電流切替手段49をオフに切替えて直列に接続された
エミッタ抵抗47,48で決まる投光電流としてLレベ
ルのときにおける投光電流より例えば20%程度増加し
た電流で投光信号を発生させる構成とする。なお、VB
は電源を示す。
【0020】受光手段5は使用者6からの反射光を受光
するPINホトダイオードまたはホトトランジスタ等の
受光素子51と、増幅器52と、リミッタ回路53と、
帯域通過フィルタ(BPF)54と、検波回路55と、
波形整形回路56を組合せた従来既知の構成のものであ
る。
【0021】増幅器52は投光電流切替信号67aに基
いて、例えばこの投光電流切替信号67aがLレベルの
ときには初期の増幅度が小とし、投光電流切替信号67
aがHレベルのときにはこの初期の増幅度より大きい増
幅度とする受光感度切替機能付のものを用いる。この増
幅器52において所定の増幅度で増幅した出力をリミッ
タ回路53で信号レベルが等しくなるよう制限した後、
キャリア周波数成分の信号を帯域通過フィルタ(BP
F)54で抽出し、検波回路55で検波復調した後、波
形整形回路56を介して所定の論理レベルの反射光検出
信号56aを出力する。
【0022】判断手段6は、D型フリップフロップ(以
下DFFと称する)60,61,62を3段直列接続し
て構成したシフトレジスタと、このDFF60,61,
62のQ出力の論理和をとるオア回路63および論理積
をとるアンド回路64と、このDFF60,61,62
のNQ出力の論理積をとるアンド回路65と、このDF
F60,61のNQ出力の論理積の否定をとるナンド回
路66と、このナンド回路66と前記オア回路63の論
理積をとるアンド回路67と、セット・リセット型フリ
ップフロップ(以下SRFFと称する)68と、遅延回
路69とを備える。そして、この判断手段6と前記増幅
器52で受光感度切替手段を構成する。
【0023】受光手段5の出力である反射光検出信号5
6aは初段のDFF60のD入力端子へ供給される。さ
らに、各DFF60,61の出力は、それぞれ次段のD
FF61,62のD入力端子へ供給される。
【0024】遅延回路69は間欠投光タイミング信号4
1aを一定時間だけ遅延させたパルス信号をシフトクロ
ック69aとして出力するよう構成し、このシフトクロ
ック69aを各DFF60,61,62のクロック入力
端子Cへそれぞれ供給する。各DFF60,61,62
はシフトクロック69aが入力されるたびに各D入力端
子へ与えられる状態を取り込み、Q出力をオア回路63
およびアンド回路64に供給する。アンド回路64の出
力はSRFF68のセット入力端子Sへ供給され、オア
回路63の出力は間欠投光パルス発生回路41およびア
ンド回路67の一方の入力端子へ供給される。
【0025】また、その各NQ出力はアンド回路65に
供給され、その出力をSRFF68のリセット入力端子
Rへ供給する。さらに、DFF60,61のNQ出力は
ナンド回路66にも供給され、このナンド回路66の出
力はアンド回路67の他方の入力端子に供給される。
【0026】SRFF68は、セット入力端子SにHレ
ベルの反射光感知状態信号64aを供給し、リセット入
力端子RにHレベルの反射光非感知状態信号65aを供
給することで出力端子Qから使用者感知出力信号68a
を出力するよう構成している。
【0027】給水制御部3は給水制御手段31と、開閉
弁32とを備える。開閉弁32は一端を給水管33に接
続し、他端を洗浄給水管34を介して小便器等(図示せ
ず)に接続している。
【0028】開閉弁31は開弁時および閉弁時にパルス
通電しそれ以外はバネ力あるいは永久磁石の磁力により
開弁または閉弁状態を保持する、いわゆるラッッチング
ソレノイドをアクチュエータとして用いた電磁弁で構成
する。なお、ラッッチングソレノイドを用いた電磁弁の
代りに圧電素子を用いたアクチュエータを備え、開また
は閉パルスが印加される毎に弁開度を変化させ、非通電
状態ではその時の弁開度を保持する構造の弁を用いても
よい。
【0029】給水制御手段31は反射型センサ2の使用
者感知出力68aに基いて、例えば使用者7が立ち去っ
た時点で開弁パルス31aを発生して給水を開始し、所
定の給水時間経過後に閉弁パルス31bを発生して給水
を終了するよう構成している。なお、使用者を検出した
時点で、前洗浄給水を行うようにしてもよい。
【0030】次に反射型センサの動作を説明する。使用
者7が存在し、反射光によってシフトレジスタを構成す
る各DFFのQ出力がすべてHレベルとなると、アンド
回路64の出力であるセット信号64aおよびオア回路
63の出力である投光切替信号63aはHレベルとな
る。
【0031】また、このとき各DFFのNQ出力はLレ
ベルとなるから、ナンド回路66の出力はHレベルとな
ってアンド回路67の出力である投光電流切替信号67
aはHレベルとなる。従って、投光電流切替手段49を
オフとしてエミッタ抵抗の抵抗値が大きくなるので、こ
の分トランジスタ46のコレクタ電流が小さくなって投
光素子45に流れる低減された投光電流で第2の間欠投
光周期毎にキャリアクロック信号42aで変調された投
光がなされる。
【0032】投光電流切替信号67aがHレベルとなる
のに伴い受光手段5の増幅器52の増幅度は大きくなる
が、増幅度が大きくなったのもかかわらず低減された投
光電流による投光に対して、受光手段5で反射光が1回
または複数回に亘って検出されないとき、DFFのQ出
力はLレベルとなるから、アンド回路64の出力である
セット信号64aおよびオア回路63の出力である投光
切替信号63aはLレベルとなり、アンド回路67の出
力である投光電流切替信号67aはLレベルとなる。そ
のため、投光電流切替手段49はオンしエミッタ抵抗の
抵抗値が小さくなり、この分トランジスタ46のコレク
タ電流が大きくなって投光素子45に流れる初期の大き
な投光電流で第1の間欠投光周期毎にキャリアクロック
信号42aで変調された投光がなされる。
【0033】これと異なり低減された投光電流による投
光に対して、受光手段5で反射光が得られたとき、アン
ド回路64の出力であるセット信号64aおよびオア回
路63の出力である投光切替信号63aはHレベルとな
る。また、ナンド回路66の出力はHレベルとなってア
ンド回路67の出力である投光電流切替信号67aはH
レベルとなる。
【0034】したがって、低減された投光電流で第2の
間欠投光周期毎にキャリアクロック信号42aで変調さ
れた投光がなされる。この状態は使用者7等が完全に感
知されなくなるまで継続する。
【0035】なお、この実施例では個別部品を用いた構
成例を示したが、各種クロック信号の生成、判断回路等
は、それらの機能を例えば4ビットの1チップマイクロ
コンピュータを用いストアードプログラム制御で実現し
てもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明に係る給水制御装置はこのような
構成であるので、下記のような効果を奏する。 短い周期で間欠発信を行うとき、発信電流を低減する
構成としたので、短周期間欠発信時の電力消費を抑圧
し、節電を図ることができる。
【0037】発信電流を低減した結果反射信号検出出
力が得られないときには、初期の発信電流に戻って発信
し、その結果反射信号検出出力が得られたときは、使用
者が継続的に存在したと判断することとしたので、使用
者が存在するにもかかわらず非感知状態となってしまう
事態を防止できる。 発信電流の低減に併せて受信感度を増加させるように
したので、所望の検出範囲内の使用者等を検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る給水制御装置のブロック構成図
【図2】反射型センサの動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
1…給水制御装置、2…反射型センサ、3…給水制御
部、4…投光手段、5…受光手段、6…判断手段、7…
使用者、31…給水制御手段、32…開閉弁、33…給
水管、34…洗浄給水管、41…間欠投光パルス発生手
段、42…キャリアクロック発生手段、43…アンド回
路、44…投光回路、45…投光素子、46…npnト
ランジスタ、47,48…エミッタ抵抗、49…投光電
流切替手段、51…受光素子、52…増幅器、53…リ
ミッタ回路、54…帯域通過フィルタ(BPF)、55
…検波回路、56…波形整形回路、60,61,62…
D型フリップフロップ(DFF)、63…オア回路、6
4,65,67…アンド回路、66…ナンド回路、68
…セット・リセット型フリップフロップ(SRFF)、
69…遅延回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E03D 5/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発信手段から第1の周期で間欠的に発信
    を行い、使用者等からの反射信号を受信手段で検出した
    ときは、第1の周期より短い第2の周期で間欠的に発信
    を行って使用者等の感知に要する応答時間を短縮するよ
    うにした間欠発信式の反射型センサを用いた給水制御装
    置において、前記間欠発信に伴う反射信号が得られたと
    きは発信手段の発信電流を低減する発信電流切替手段を
    備えたことを特徴とする給水制御装置。
  2. 【請求項2】 発信電流を低減した発信による反射信号
    が1または複数回の発信に亘って検出できないときは次
    の発信における発信電流を低減しない状態へ復帰させる
    とともに、その発信に伴う反射信号が得られたときは使
    用者が継続的に存在していたと判断する判断手段を備え
    たことを特徴とする請求項1記載の給水制御装置。
  3. 【請求項3】 発信電流を低減した発信による反射信号
    が1または複数回の発信に亘って検出できないときは、
    次の発信の発信電流を初期発信電流(非感知時発信電
    流)までの範囲で順次上げて行き、受信手段で感知した
    ときの発信電流により発信動作を行うことを特徴とする
    請求項1記載の給水制御装置。
  4. 【請求項4】 発信電流の低減に連動して前記受信手段
    の感度を増加させる受信感度切替手段を備えたことを特
    徴とする請求項1または2記載の給水制御装置。
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