JP4092163B2

JP4092163B2 - 自動水栓

Info

Publication number: JP4092163B2
Application number: JP2002274479A
Authority: JP
Inventors: 明西岡
Original assignee: 株式会社三栄水栓製作所
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP2004108532A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動水栓に関するものであり、より詳細には電力の供給がなくなった状態でも確実に吐水可能とする自動水栓に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−２０７４９８号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６２４３号公報
従来より、洗面所等に設けられる水栓に人体などの被検知物を検知するセンサ部を取り付け、自動的に吐水および止水ができるようにした、いわゆる自動水栓が知られている。この自動水栓を用いることにより使用者は水栓に触れることなく吐水または止水を行うことができるので衛生的であるが、自動水栓のセンサ部および制御回路は常時作動しているため、待機状態においてもこれらに電力を供給し続ける必要がある。
【０００３】
そこで、自動水栓に交流電源からの電力を供給することが考えられるが、停電時における吐水を可能とするために二次電池などの蓄電部を有するものが考えられている。また、近年では省エネルギーを達成するために、吐水する水の流れを用いて電力を発生させる発電機を水栓に備えつけることにより、吐水する度に発電した電力を蓄電することで、別途の電源を必要としない自動水栓が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記発電機を取り付けた場合においても長時間吐水を行わない状態が続くと発電により蓄電した電力を使い切ってしまい、作動しなくなることが生じていた。そこで、前記特許文献１では発電機に加えて１次電池を供えさせることが考えられている。また、前記特許文献２では定期的に水を強制吐水させるように制御することで、電力を蓄電することが考えられている。
【０００５】
ところが、前記特許文献１に示すように１次電池を備えても、使用頻度によっては１次電池に蓄積された電力を使い果たすことも十分に考えられ、何れは１次電池を交換する必要が生じる。また、前記特許文献２に示すように定期的に水を吐水させる場合には、使用者は不本意な吐水を行なうだけでなく、電力を発生させるだけのために水を無駄使いすることは避けられなかった。すなわち、前記特許文献１，２の何れにおいても、地球環境保護上好ましくない事項が残されていた。
【０００６】
本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、電力の供給を完全に絶たれた状態であっても吐水させることができる信頼性の高い自動水栓を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動水栓は、被検知物を検知するセンサ部と、通水流路の開閉を制御可能とする電磁弁と、センサ部によって被検知物を検知したとき電磁弁を電気的に制御することで自動的な吐水を行なう制御部と、電気的な電磁弁の制御を行なうことなく吐水を行なう手動吐水操作部と、前記電磁弁の圧力室内を電磁弁の二次側流路に連通させる圧力逃がし流路とを有し、前記手動吐水操作部がこの圧力逃がし流路を開閉するものであることを特徴としている。（請求項１）
【０００８】
したがって、前記自動水栓は電力の供給が完全に絶たれた状態であっても手動吐水操作部を操作することで確実に吐水を行うことができる。使用者は自動水栓に手を近づけても吐水しない場合には手動吐水操作部を操作することで、手動水栓と同様に何ら問題なく吐水できる。あるいは、自動水栓であることを認識していない使用者も違和感なく手動吐水操作部を操作することで水を吐水させることができる。
さらに、前記電磁弁の圧力室内を電磁弁の二次側流路に連通させる圧力逃がし流路を有し、前記手動吐水操作部がこの圧力逃がし流路を開閉するものであるので、手動吐水操作部にかかる水圧を小さくして手動吐水操作部による手動操作を軽く行うことができる。とりわけ、手動吐水操作部による吐水操作を押しボタン式とするときに、操作を行いやすくなる。
【０００９】
なお、前記手動吐水操作部を自動水栓の本体に連設させることで、手動吐水操作部と吐水口との関係が明確になり、使用者は手動吐水操作部の操作において迷うことがない。しかしながら、本発明は手動吐水操作部の取付け位置を限定するものではなく、自動水栓の本体から離れた位置に取り付けられてもよい。
【００１０】
また、前記手動吐水操作部がハンドルの回動によって吐水する流量の調整を行なうバルブである場合には、手動吐水操作によって吐水量を制御することも可能であり、使用者が望む場合には節水を行うこともできる。一方、手動吐水操作部が押操作によって吐水と止水を切り換える操作部である場合には、吐水のための手動操作が容易となる。
【００１１】
前記制御部に電力を供給する蓄電部と、吐水する水の流れを用いて蓄電部に充電する電力を発電する発電部とを有する場合（請求項２）には、手動吐水操作部の手動操作によって蓄電部に電力を蓄電できるので、一度の手動操作によって自動水栓を復帰させることができる。なお、前記発電部は吐水する水の流れを用いて発電を行なうものであるから、前記電磁弁による吐水を行った場合にも手動吐水操作部の手動操作によって吐水を行った場合にも水が流れる流路に取付けられるものである。
【００１２】
前記蓄電部は二次電池を用いることで比較的大きな電力を蓄電でき、これによって自動水栓に対する電力供給が全く途絶えることをほとんど無くすことが可能である。一方、蓄電部に容量の高いコンデンサを用いた場合には、寿命を無くすことができるので蓄電部のメンテナンスを無くすことができる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、それによって本発明は限定を受けるものではない。
図１，２は本発明の参考例である自動水栓１の構成を示す図であって、図１はシンク２に自動水栓１を取り付けた状態を側面から見た概略図、図２はこの自動水栓１の一部を切断して示す図である。
【００１６】
図１，２において、３は自動水栓１の本体、４は本体３に設けられて使用者の手などの被検知物を検知するセンサ部、５は水道管などに連通する通水流路、６は通水流路５の開閉を制御可能とする電磁弁、７はセンサ部４によって被検知物を検知したときに電磁弁６を電気的に制御することで自動的な吐水を行なう制御部、８は電気的な電磁弁６の制御を行なうことなく吐水を行なう手動吐水操作部、９は前記制御部７に電力を供給する例えばニッカド電池などの二次電池からなる蓄電部（以下、充電電池９という）、１０は水栓本体３から吐水する水Ｗの流れ（通水流路５を流れる水Ｗの流れ）を用いて充電電池９に電力を発電する発電部である。
【００１７】
前記センサ部は水栓本体３の吐水口３ａ付近に赤外線の発光素子と受光素子とを設け、吐水口３ａ前における手などの被検知物の有無を発光赤外線の反射量で検知するようにしたものである。
【００１８】
前記通水流路５は電磁弁６の一次側の通水流路５ａと、電磁弁６の二次側の通水流路５ｂとからなり、両流路５ａ，５ｂ間はバイパス流路１１によって連通できるように構成している。
【００１９】
電磁弁６はダイアフラム弁６ａと、弁座６ｂと、ダイアフラム弁６ａを弁座６ｂに当接させる方向に押圧するコイル６ｃと、電磁石によってダイヤフラム弁６ａと弁座６ｂの間の当接および離間を操作可能とするソレノイド６ｄとを有する。また、ダイアフラム弁６ａには僅かに連通孔６ｅを形成して通水流路５ａ中の水圧を圧力室６ｆ内にかけることにより、電磁弁６に電力を供給していない状態においても水漏れの発生を確実に防ぐようにしている。
【００２０】
また、前記手動吐水操作部８は例えばバイパス流路１１上に設けられて弁体に例えばセラミックディスクを用いてなる流量調整弁１２と、回動によって流量調整弁１２を操作することでバイパス流路１１を流れる水の流量を制御可能とする操作ハンドル１３とを有する。本例の場合、操作ハンドル１３の操作によって水栓本体３から吐水する水の流量を制御可能としているが、手動吐水操作部８は吐水状態と止水状態の切換えを行うものであってもよい。
【００２１】
Ｐ１，Ｐ２は前記バイパス流路１１の分岐点であり、本例の発電部１０は分岐点Ｐ１より上流側の通水流路５ａに設けられることにより、電磁弁６または流量調整弁１２の何れかを用いた通水によって発電可能としている。なお、前記発電部１０は二点鎖線に示すように分岐点Ｐ２より下流側の通水流路５ｂに設けても、電磁弁６または流量調整弁１２の何れかを用いた通水によって発電できる。
【００２２】
発電部１０は通水流路５ａを流れる水の流れで回転する水車１０ａと、その回転に伴って回転する例えば交流発電機１０ｂとを有し、この交流発電機１０ｂの回転子は例えば複数極のパーマネントマグネットで、固定子は鉄心の磁気回路とコイルで構成されている。
【００２３】
また、本例の場合は手動吐水操作部８によって吐水する水Ｗの流量を調整可能としているので、制御部７は電磁弁６を動作していない状態で、発電部１０の回転や発電部１０による発電を検知したときには、センサ部４の動作を停止して消費電力を削減したり、センサ部４が被検知物を検知したとしても電磁弁６を開かないように制御するように構成されている。これによって、使用者は自らの意思によって吐水量を任意に制御することができ、手動吐水操作部８による操作によって節水を行うことも可能となる。
【００２４】
本例に示す自動水栓１は、充電電池９に電力が蓄えられている状態では、センサ部４が常に被検知物の有無を判断し、このセンサ部４が被検知物を検出したときに制御部７は電磁弁６を開くことで自動的な吐水を行うことができ、センサ部４が被検知物を検出しなくなると止水できる。また、吐水に伴って通水流路５ａに流れる水の流れを利用して発電部１０が発電を行い、これを充電電池９に蓄電するので、止水後にセンサ部４が次の被検知物の検出を行って、制御部７が電磁弁６を再び開くための電力を充電電池９に蓄えることができる。
【００２５】
一方、使用者が本自動水栓１を一般的な水栓であると認識している場合や、使用者が水からの望む任意の流量で吐水を行いたい場合には、使用者は水栓本体３の近くに配置された操作ハンドル１３を回動して、手動操作によって吐水を行うことができる。そして、この手動操作によって発電部１０が発電する電力も充電電池９に蓄えられる。
【００２６】
さらに、本自動水栓１が充電電池９に蓄えられた電力を使い果たしており、自動水栓としての機能を失っているときに、使用者が被検知物を水栓本体３の吐水口３ａ付近に近づけた場合には、吐水を行うことはできないが、使用者は水栓本体３の近傍に設けられた操作ハンドル１３を見ることで、直観的にこれを手動操作して吐水を行うことが可能となる。そして、この手動操作によって発電部１０が発電する電力が充電電池９に蓄えられることにより、自動水栓１に自動水栓としての機能を復帰させることができる。
【００２７】
本例では蓄電部に充電電池９を用いた例を示しているが、電気二重層コンデンサなどの大容量のコンデンサを用いて電力を蓄積することも可能である。これによって蓄電部９の寿命を無くすことができる。
【００２８】
本例では、操作ハンドル１３（手動吐水操作部８）が水栓本体３の近傍に取り付けられているので、この操作ハンドル１３と水栓本体３との関係が明瞭になると共に、水栓本体３のデザインをシンプルにすることができる。
【００２９】
図３は手動吐水操作部８を水栓本体３と一体的に設けた本発明の実施例を示す図である。図３において、図１，２と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分であるから、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
図３において、２０は水栓本体３の台部分を構成する流路ブロックであり、この流路ブロック２０内に形成された一方の流路２１は前記圧力室６ｆに連通し、他方の流路２２は電磁弁６の二次側を構成する通水流路５ｂに連通する。すなわち、前記流路２１，２２は電磁弁６の圧力室６ｆ（図１および後述の図４を参照）内を電磁弁６の二次側流路５ｂに連通させる圧力逃がし流路として機能する。その他の構成は図１，２と同様である。
【００３１】
本例のように構成することにより、使用者は水栓本体３と操作ハンドル１３との関係をより明確に認識できるだけでなく、操作ハンドル１３を取り付けるための別途の孔をシンク２に開設する必要がなく、それだけ取付けを容易とすることができる。
【００３２】
また、前記手動吐水操作部８がこの圧力逃がし流路２１，２２を開閉することにより、電気的な電磁弁の制御を行なうことなく電磁弁６のダイアフラム弁６ａを操作して電磁弁６を用いた吐水および止水を行うことができる。つまり、前記蓄電部９に蓄えられた電力を使い切った状態であっても、操作ハンドル１３を回動することにより弁１２を開栓でき、電磁弁６を介して水を吐水することができる。
【００３３】
さらに、手動吐水操作部８を用いた吐水を行った場合においても、発電部１０が回動して発電を行なって、これが蓄電部９に蓄えられるので、自動水栓１はその機能を復帰することができる。
【００３４】
本例のように圧力逃がし流路２１，２２を形成した場合には、弁１２の操作によって圧力逃がし流路２１，２２に流れる水の流量は極く僅かであるから、操作ハンドル１３の操作が極めて軽くなって、その操作性が良くなる。
【００３５】
図４は図３に示した自動水栓１のさらなる変形例を示す図である。図４において、図１〜３と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分である。２５は圧力室６ｆを吐水口３ａの近傍の通水流路５ｂに連通させる圧力逃がし流路、２６は押し操作によって圧力逃がし流路２５を連通させる開閉弁、２７はこの開閉弁２６を吐水および止水操作するためのハンドルである。
【００３６】
すなわち、本例の手動吐水操作部８は圧力逃がし流路２５に設けられた開閉弁２６とそのハンドル２７である。ハンドル２７は例えばノック式とすることで、使用者がハンドル２７を１回押し操作することによって吐水し、再びハンドル２７を押し操作することにより止水できる。
【００３７】
すなわち、自動水栓１が蓄電部９の電力を使い果たした状態であっても、使用者がハンドル２７を押し操作することで確実に吐水を行うことができ、また、吐水に伴って通水流路５ａに流れる水の流れを用いて発電部１０が発電することにより、自動水栓１はその機能を回復することができる。また、ハンドル２７が水栓本体３の先端部に形成されており、かつ、ハンドル２７の操作には大きな力は必要ではなく、その操作が簡単であるから操作性に優れている。
【００３８】
なお、開閉弁２３が自閉機構を組み込んだ構成としてもよい。これによって、ハンドル２７は吐水を開始するときのみに操作するように構成することも可能である。すなわち、ハンドル２７の押し操作によって吐水される水に流れを用いて発電した電力を用いて自動水栓１が復帰でき、センサ部４が被検知物の検知を開始することで、止水は電磁弁６を電気的に制御して行なうことも可能である。この場合、使用者がハンドル２７を再び操作することなく立ち去ったとしても、自動水栓１は止水できるので、無駄な水の浪費を防ぐことができる。
【００３９】
前記手動吐水操作部８は水栓本体３に一体的に形成することで、操作性をさらに向上しているが、手動吐水操作部８のハンドル２７が押し操作によって吐水を行なうものであることに限定されるものではない。すなわち、図５に示す実施例のように回動式のハンドル３０を圧力逃がし流路２５（または水栓本体３内に形成したバイパス流路１１）の開閉操作を行なうように設けることも可能である。
【００４０】
図６は本発明の別実施例を示す図であって、図１〜５と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分である。
図６において、６’は前記電磁弁６の構成からソレノイド６ｄを取り除いた開閉弁である。３５はこの開閉弁６’の圧力室６ｆを開閉弁６’の下流側の通水流路５ｂに連通させる圧力逃がし流路、３６はこの圧力逃がし流路を前記弁１２を介してバイパスするようにして圧力室６ｆを開閉弁６’の下流側の通水流路５ｂに連通させる圧力逃がし流路、３７は圧力逃がし流路３５上に設けられた電磁弁である。
【００４１】
本例の自動水栓１においては、制御部７からの信号によって電磁弁３７が開弁すると、圧力室６ｆ内の圧力が圧力逃がし流路３５および電磁弁３７を介して通水流路５ｂに逃がされることにより開閉弁６’が開弁し、制御部７からの信号によって電磁弁３７が閉弁すると圧力室６ｆ内の圧力が上昇して開閉弁６’が閉弁する。すなわち電磁弁３７の電気的な開閉操作によって開閉弁６’を開閉することができる。
【００４２】
また、使用者がハンドル１３を操作することで弁１２を手動によって開閉すると、これに伴って開閉弁６’を開閉することができる。つまり、電磁弁３７または弁１２の両方によって自動水栓１を吐水および止水制御することができる。さらに、圧力逃がし流路３５，３６に流れる水の流量は極く僅かであるから、電磁弁３７を開閉駆動するために必要な電力を小さくでき、蓄電部９の消費を必要最小限に抑えることができ、一回の吐水で自動水栓として動作する時間を長くすることができる。
【００４３】
なお、本例に示すハンドル１３は回動によって弁１２を開閉するものである例を示しているが、このハンドル１３は押しボタン操作によて吐水または止水を制御するものであってもよい。同様にハンドル１３の取付け位置も任意に選択可能であることは既に詳述した通りである。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動水栓は、簡単な構成でありながら自動水栓の電源供給が絶たれた場合にも確実な吐水を行うことができると共に、合理的で効果的な節水を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例である自動水栓の全体構成を示す図である。
【図２】前記自動水栓を一部切断して示す正面図である。
【図３】本発明の実施例の自動水栓を一部切断して示す正面図である。
【図４】本発明の別の実施例の自動水栓の全体構成を示す図である。
【図５】本発明のまた別の実施例の自動水栓の一部を示す側面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施例の自動水栓の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１…自動水栓、４…センサ部、５…通水流路、６…電磁弁、６ｆ…圧力室、７…制御部
、８…手動吐水操作部、９…蓄電部、１０…発電部、１１，３６…バイパス流路、２１，
２２，２５，３５，３６…圧力逃がし流路、Ｗ…水。

Claims

被検知物を検知するセンサ部と、
通水流路の開閉を制御可能とする電磁弁と、
センサ部によって被検知物を検知したとき電磁弁を電気的に制御することで自動的な吐水を行なう制御部と、
電気的な電磁弁の制御を行なうことなく吐水を行なう手動吐水操作部と、
前記電磁弁の圧力室内を電磁弁の二次側流路に連通させる圧力逃がし流路とを有し、
前記手動吐水操作部がこの圧力逃がし流路を開閉するものである
ことを特徴とする自動水栓。
前記制御部に電力を供給する蓄電部と、
吐水する水の流れを用いて蓄電部に充電する電力を発電する発電部とを有する請求項１に記載の自動水栓。