JP4655402B2 - Automatic faucet device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体、手などの検知物を検知して給水および止水を行なう自動水栓装置に関するものであり、特に一層の節水を可能にする給水制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば手洗器等に使用される自動水栓装置の給水制御として、実公平7−29349号公報で開示されているものが知られている。これによると、給水源から水栓の吐水口にかけての主通水路と、この主通水路に設けられたダイヤフラム式の主弁をパイロット操作するための副通水路とを設け、かつこの副通水路を開閉する電磁弁が設けられている。
【0003】
そして、人の手が水栓に差し出され、この情報を検知手段にて検知して水栓制御器に入力し、この水栓制御器から電磁弁への開弁指令を出力することによって、副通水路側に通水が行われ主室側の水圧が下降することで上記主弁が開かれ、水栓の吐水口から吐水されるものである。そして、人の手などの検知物がなくなると、検知手段がそのことを検知して水栓制御器に入力し、この水栓制御器から電磁弁への閉弁指令を出力することによって、副通水路側の通水が遮断され主室側の水圧が上昇することで主弁が閉じ水栓からの吐水が止まるように制御されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の公報によれば、水栓制御器から電磁弁への閉弁指令を出力して主弁が閉塞され主通水路の通水が停止するまでに応答遅れによる無駄水が発生する。これを図4に示すタイムチャートで説明すると、例えば使用者が水栓に手を差し出して手洗いを行なうときには、図4(d)に示すように、検知手段が検知して開弁指令を出力し水栓から吐水されるまでの開弁応答遅れは概して0.1秒程度であるが、手洗い時間が終了し手を引っ込めてから、水栓からの吐水が止まるまでの閉弁応答遅れが
1.5秒以上の無駄水が発生するものである。なお、ここでは、手を引っ込めてから検知手段が検知するまでの応答遅れを有しているのは、検知手段がTs(例えば0.25秒)毎に検知物の有無を検知しているため、使用者が手を引っ込めるタイミングと検知するタイミングとの差も無駄水が発生する。
【0005】
また、上記無駄水は手洗い一回毎に発生するものであり、公共施設などに配設され大勢の使用者に頻度高く使用されている自動水栓装置においては、これらの無駄水をできるだけ節水することが要望される。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであって、電磁弁への閉弁指令を手洗い完了以前に出力することで、無駄水の吐水量を低減することを可能とした自動水栓装置を提供するものである。
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項5に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、所定検知領域における検知物の有無を検知する検知手段(53)と、主通水路(6)を開閉する主弁(7)および副通水路(14)を開閉する電磁弁(17)を有し、この電磁弁(17)の開閉に応じて主弁(7)を開閉するとともに、主弁(7)の開閉動作に開弁応答遅れを有する給水装置(1)と、検知手段(53)の検知出力に応じて電磁弁(17)を開閉する制御手段(50)とを備えた自動水栓装置において、制御手段(50)は、検知手段(53)が検知物を検知する期間中、電磁弁の開弁指令から閉弁指令までの第1所定時間(Tc)と閉弁指令から開弁指令までの第2所定時間(To)とを組み合わせた開弁指令及び閉弁指令を1サイクルとして繰り返す開閉制御手段(50b)を有し、当該1サイクルを主弁(7)の閉弁応答遅れの時間より短い所定周期で発生させ、開弁指令と閉弁指令とに応じて電磁弁(17)を開閉制御することを特徴としている。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、副通水路(14)を開閉する電磁弁(17)のパイロット操作によって、主弁(7)を開閉させて主通水路(6)の給水および止水を制御する自動水栓装置においては、一般的に電磁弁(17)への閉弁指令を出力して主弁(7)が閉塞され、主通水路(6)の通水が停止するまでに応答遅れによる無駄水が発生するものである。また、その閉弁指令から止水までの閉弁応答遅れが概して1.5秒程度ある。そこで、本発明は、電磁弁(17)への開閉制御を出力する制御手段(50)を検知手段(53)が検知物を検知する期間中、電磁弁の開弁指令から閉弁指令までの第1所定時間(Tc)と閉弁指令から開弁指令までの第2所定時間(To)とを組み合わせた開弁指令及び閉弁指令を1サイクルとして繰り返す開閉制御手段(50b)を有し、当該1サイクルを主弁(7)の閉弁応答遅れの時間より短い所定周期で発生させ、開弁指令と閉弁指令とに応じて電磁弁(17)を開閉制御することにより、検知物を検知しなくなったときが手洗いを完了したときとなるため、検知手段(53)が検知物を検知しなくなる前に閉弁指令が出力されることで、上記閉弁応答遅れを短縮できる。その結果、無駄水の吐水量が低下され節水が図れる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、開閉制御手段(50b)は、検知手段(53)が検知物を検知しなくなると、その直前の閉弁制御から第2所定時間(To)内に開閉繰り返し指令の発生を中止することを特徴としている。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、第2所定時間(To)内に開閉繰り返し指令の発生を中止することにより、検知手段(53)が検知物を検知しなくなる前に閉弁指令が出力されることで、請求項1と同じ効果を奏する。
【0013】
請求項3に記載の発明では、開閉制御手段(50b)は、検知手段(53)が検知物を検知する期間中、所定サイクル数に達するまでは第1所定時間(Tc)と第2所定時間(To)とを組み合わせた開弁指令と閉弁指令とを繰り返し指令して、所定サイクル数経過後は開弁指令を指令した後、検知手段(53)が検知物を検知しなくなると、閉弁指令を指令するように制御することを特徴としている。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、手洗い時間は使用者の用途により千差万別であるが、公衆トイレなどで測定した実験結果では、6〜8秒以下の比較的短時間で終えている結果を得た。そこで、本発明は検知手段(53)が検知を検出している間、所定サイクル数までは、開弁指令から閉弁指令の断続指令を出力して、所定サイクル数経過後は開弁指令を指令した後、検知物を検知しなくなると、閉弁指令を指令するように制御することにより、手洗い時間が比較的短時間である公衆トイレなどの給水装置などでは所定サイクル数を予め設定させるようにすることで、電磁弁(17)および主弁(7)の断続作動回数の低減が図れるとともに、所定サイクル数以内で終了する層に対しての一層の節水が図れる。
【0015】
請求項4に記載の発明では、開閉制御手段(50b)は、検知手段(53)が検知物を検知した後検知しなくなるまでの吐水時間(Tw)を記憶、集積させて使用者の使われ方に応じて所定サイクル数を設定するように学習制御することを特徴としている。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、例えば公衆トイレなどには、手洗い時間を記憶、集積させるように学習制御することにより、前項で述べた所定サイクル数が設定できることで、電磁弁(17)の断続作動回数の低減が図れるとともに、所定サイクル数以内で終了する層に対して節水が図れる。
【0017】
請求項5に記載の発明では、第2所定時間(To)は、第1所定時間(Tc)よりも長いことを特徴としている。
【0018】
請求項5に記載の発明によれば、第2所定時間(To)を長くすることにより、検知手段(53)が検知物を検知しなくなる前に閉弁指令が出力されることで、上記請求項1と同じ効果を奏する。
【0019】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動水栓装置の一実施形態を図1および図2に基づいて説明する。まず、本発明を洗面所等の給水装置に適用したものである。図1に示すように、本実施形態の給水装置1は、水栓(図示せず)が設置される洗面器(図示せず)の下部に配設され、電動にて止水および給水ができるとともに給水時に発電できるようになっている。
【0021】
給水装置1は、青銅鋳物よりなるボディ2a、2bはボルト3により連結固定され、ボディ2bには流入口4と流出口5、およびこれらを連通する主通水路6(図1に一点鎖線で示す)が形成されている。この主通水路6の途中にはダイヤフラム式の主弁7がボディ2a、2bの間に挟持されている。この主弁7にはオリフィス板としてのダイヤフラムプレート8がダイヤフラムホルダ9にて固設されている。また、主弁7は弁座10に着座可能であるとともに、バネ11により着座方向に付勢されている。
【0022】
また、流入口4には30メッシュ程度のストレーナ13が設けられている。このストレーナ13は、主通水路6中に大きなゴミが流れて弁座10に噛み込み弁シール不良等を起こすのを防止するためのものである。
【0023】
合成樹脂製のダイヤフラムプレート8には、主通水路6と後述する主室12とを貫通するオリフィス孔8aが複数個貫通状態にて形成されている。
【0024】
なお、流出口5は図示しない給水配管を介して手洗器に設けられた水栓に接続されている。
【0025】
次に、主室12は主弁7にて区画形成され、この主室12はダイヤフラムプレート8のオリフィス孔8aにて主弁7の上流側の主通水路6と連通している。また、主室12はボディ2aに形成された通路15aを介して副室16に連通され、副室16は通路15bを介して後述する水車27の第2収納室R2に連通する副通水路14が形成されている。
【0026】
そして、副通水路14の通路15aと通路15bとを開閉するための電磁弁17が配設されている。この電磁弁17は、副室16内に円柱状の可動コア18が設けられ、可動コア18の先端面が通路15bの開口面に着座して通路15bを閉塞し得るようになっている。また、可動コア18の後端面は僅かに隙間して固定コア19が対向配置されている。この固定コア19はコイル20内に固定され、コイル20はヨーク21、第1リング22、環状磁石23、第2リング24を介してボディ1に固定されている。環状磁石23は板厚方向に着磁されている。
【0027】
さらに、コイル20、リング22,24、環状磁石23の内孔を貫通するように円筒状シリンダ25が設けられ、その内部に固定コア19が挿入されるとともに可動コア18が軸線方向に移動可能に挿入されている。また、可動コア18と固定コア19との間には圧縮コイルバネ26が介在され、可動コア18を着座方向に付勢している。なお、電磁弁17は、後述する制御手段である水栓制御装置50から開閉信号をを受けて制御されるものである。
【0028】
次に、副通水路14の下流側に発電装置Aが配設されている。この発電装置Aは、ボディ2bに水車27を収納する凹部28が形成されている。水車27はフランシス型の水車であり、ポリアセタール製の水車本体29にステンレス鋼製のシャフト30が貫通した状態で固定されている。水車本体29は円盤状の背板31に対しその下面に多数の羽根部32が放射状に突設されている。また、水車本体29の背板31にはその中心側に多数の貫通孔33が設けられている。水車本体29における背板31の上部には永久磁石34が固設され、この永久磁石34は水車27の円周方向にN,S極が交互に着磁されている。
【0029】
そして、ボディ2bの凹部28内には環状の台座35が挿入され、その台座35の内周側には斜状部35aが形成されている。この台座35の斜状部35a上に水車27の背板31の外周部が載置されている。水車27の背板31の上方にはステンレス鋼の薄板よりなるケース36が水車27及び永久磁石34を囲うように配置されている。
【0030】
また、水車27のシャフト30の下端部はボディ2bに固設されたラジアル軸受38にて支持されるとともに、上端部はケース36に固設されたラジアル軸受39にて支持されている。さらに、水車27はシャフト30がラジアル軸受38、39内を摺動して軸方向(スラスト方向)に移動できるようになっている。尚、ラジアル軸受38,39はテフロン(テフロンは登録商標である)系樹脂よりなる。
【0031】
さらに、永久磁石34の外周側におけるケース36に接するように軟磁性材料よりなるヨーク40がボディ2bにボルト41にて固定され、ヨーク40の内部にはステータコイル42を巻装したコイルボビン45が装着されている。このステータコイル42はターミナル43にて外部の水栓制御装置50に接続されている。なお、ボディ2bとケース36とはOリング37にて密閉されている。
【0032】
また、ボディ2bの凹部28の底面には渦室44が形成され、この渦室44が主弁7の下流側の主通水路6と接続されている。このように、水車27と永久磁石34とはボディ2bの凹部28内でのケース36内において水没する構造となっている。
【0033】
また、ボディ2bの凹部28内における水車27の背板31より下方を第1収納室R1とし、水車27の背板31より上方を第2収納室R2としている。そして、前述したように、通路15bがこの第2収納室R2に連通し、さらに、第2収納室R2と第1収納室R1とは貫通孔33にて連通しており、結局、通路15bが第2収納室R2及び貫通孔33を介して水車27の下流側の第1収納室R1と連通していることとなる。
【0034】
なお、本実施形態では、主室12と通路15aと副室16と通路15bとからなる副通水路14が構成されるとともに、可動コア18と固定コア19とコイル20とヨーク21と第1リング22と環状磁石23と第2リング24と円筒状シリンダ25と圧縮コイルバネ26等から電磁弁17が構成されている。
【0035】
次に、水栓制御装置50には、蓄電制御手段50aと開閉制御手段50bとが備えられるとともに、発電装置Aによって発電された電力を蓄電する蓄電池51が収容されている。蓄電制御手段50aは、蓄電池51に発電装置Aによって発電された電力を蓄電させるための制御回路である。これにより、この蓄電池51が水栓制御装置50を作動させるための電源となっている。さらに、この蓄電池51の蓄電量が低下したときに蓄電池51に自動的に供給するためのバックアップ電源としての乾電池52が接続されている。
【0036】
また、開閉制御手段50bは、上述した副通水路14の通水を開閉するための電磁弁17への駆動制御を実行するプログラムであって、人体(本実施形態では人の手)の有無を検出する検出手段としての赤外線センサ53から検知物の有無を入力して、電磁弁17へ出力するように接続されている。
【0037】
赤外線センサ53は、所定領域における検知物の有無を検知する検知手段であり、図示しない洗面器の水栓の吐出部に設けられ、赤外線を吐水部下方へ向けて発光する発光素子と、自身に入射される赤外線の量に応じて受光電圧を発する受光素子とを備え、この受光素子の受光電圧を読み取りこの電圧変化に応じて所定領域における人の手の有無を判定するようになっている。
【0038】
なお、開閉制御手段50bは、電磁弁17に副通水路14の通路15aと通路15bとの間を通水させる開弁指令と、通路15aと通路15bとの間を遮断させる閉弁指令とを所定周期で発生させている。この所定周期としては、給水装置1の主通水路6を開閉する主弁7の閉弁応答遅れ時間よりも短い周期に設定されている。そして、赤外線センサ53での洗面器への人の手の出し入れを検出し水栓吐出部より給水および止水を制御させるものである。
【0039】
ここで、閉弁指令および開弁指令を受けたときの電磁弁17の作動について説明する。まず、閉弁指令を受けたときには、コイル20に電力が通電しないので、環状磁石23からの磁束が第2リング24、可動コア18、固定コア19、ヨーク21、第1リング22、環状磁石23の順に流れる。これにより、可動コア18と固定コア19との間には吸引力が働く。しかし、固定コア19と可動コア18との離反距離が大きいので、これらコア同志の吸引力は弱く、バネ26の付勢力が磁気吸引力を上回り、可動コア18は閉弁状態を継続する。
【0040】
次に、開弁指令を受けたときには、可動コア18の閉弁状態においてコイル20に上記磁束と同方向の磁束が発生する方向(これを正方向と定義する)に電流を流すと環状磁石23による磁気吸引力が増大し、可動コア18はバネ26の付勢力に打ち勝って固定コア19に接近する。そして、一度、可動コア18が固定コア19に接近し始めるとこれらコア18,19間のギャップが小さくなり、磁束吸引力がさらに大きくなり、可動コア18は強固に吸引保持され、可動コア18が開弁状態となる。
【0041】
なお、この可動コア18が開弁状態になったときにコイル20への通電を停止してもコア18,19間のギャップが小さいので環状磁石23の磁束による磁気吸引力だけでバネ26の付勢力を上回り、可動コア18は開弁状態を継続する。
【0042】
この可動コア18の開弁状態から前記永久磁石の磁束と逆方向に磁束を発生するように(これを逆方向と定義する)コイル20に通電すると、固定コア19に環状磁石23からの磁束と反対向きの磁束が生じ、バネ26の付勢力が磁気吸引力を上回り、可動コア18は固定コア19から離反し閉弁状態になる。
【0043】
そして、図1に示すように、可動コア18が閉弁し主弁7が弁座10に着座した状態においては主弁7よりも上流側の主通水路6と主室12とがオリフィス孔8aを介して連通して、上流側の主通水路6と主室12内との水圧が等しくなりバネ11の付勢力と受圧面積との差分の水圧による力が働き、主弁7が弁座10に着座した状態が保持される。
【0044】
この状態において、コイル20に正方向の電流を通電すると可動コア18が移動して通路15bの開口部が開き、通路15a、副室16、通路15b、第2収納室R2、貫通孔33、第1収納室R1が連通して主室12内が水車27の下流側の主通水路6と連通する。すると、主室12の水が通路15a、副室16、通路15b、第2収納室R2、貫通孔33、第1収納室R1を通って水車27の下流側の主通水路6に流出し主室12の圧力が上流側の主通水路6の圧力より低くなり、主弁7の上流側の主通水路6の水圧により主弁7が弁座10から離れ、通水状態となる。
【0045】
この通水状態において、コイル20に逆方向の電流を流すと可動コア18が閉弁し、オリフィス孔8aを通って水が徐々に主室12内に流れ込み、主弁7が次第に弁座10に接近しついには止水状態になるものである。
【0046】
次に、この副通水路14の開閉によって下流側の発電装置Aの作動について説明する。図1に示すように、主弁7が閉じている状態においては、水車27の背板31に対し羽根部32がある第1収納室R1と羽根部32がない第2収納室R2との間に差圧がなく、水車27の自重により台座35の斜状部35aに水車27が載置した状態となっている。
【0047】
この状態から主弁7が開くと、水車27の羽根部32に渦室44からの水流が当たり水車27が台座35の斜状部35aから離間し回転する。この水の旋回に伴う遠心力にて水車27の背板31の外周部の開口部を介して第1収納室R1から第2収納室R2に水が流れ込み第2収納室R2の圧力が上昇し、水車27はスラスト力Fを受ける。この第2収納室R2の圧力上昇に伴い水車27の貫通孔33を介して第2収納室R2から第1収納室R1に水が流れるとともに水車27が前記スラスト力により第1収納室R1側に移動して水車27の背板31の外周部の開口面積が小さくなる。
【0048】
そして、所定の背板31の外周部の開口面積、つまり、第1収納室R1内の圧力と第2収納室R2内の圧力がバランスし、スラスト力Fが生じなくなるような開口面積を保った状態に保持される。又、水車27の回転に伴い永久磁石34が回転し、永久磁石34からヨーク40に伝わる磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にステータコイル42に電流が流れ発電が行われるものである。
【0049】
次に、以上の構成による給水装置1の給水制御について、本発明の要部である水栓制御装置50における開閉制御手段50bの制御処理について図2に示すタイムチャートに基づいて説明する。
【0050】
まず、本実施形態では、人体、手などの検知物を検出する赤外線センサ53は、図2(a)に示すように、検知時間がTs(例えば、0.25秒)毎に受光電圧を検出して人の手の有無を判定している。そして、洗面器に手が差し出されることによって赤外線センサ53が検知物の有りを検出すると、図2(b)に示すように、電磁弁17への開弁指令が出力され、副通水路14に通水が行われ主弁7が開いて水栓の吐出部から洗面器に吐水され手洗いができる。なお、電磁弁17が作動して主弁7が開き洗面器に吐水される開弁応答遅れは0.1秒程度である。
【0051】
そして、手洗いが続行されるものであるが、開弁指令が出力されて手洗いが続行して検知物を検知中であっても、検知期間中は閉弁指令と開弁指令を断続して繰り返す制御を行なう。具体的には、図2(c)に示すように、赤外線センサ53が検知物を検知して開弁指令を出力した直後に閉弁指令を出力する。この開弁指令から閉弁指令までの経過時間を第1所定時間Tc(例えば、0.25秒)と設定している。そして、閉弁指令を出力した直後に開弁指令を出力する。この閉弁指令から開弁指令までの経過時間を第2所定時間To(例えば、1.0秒)と設定している。この開弁指令から次の開弁指令までを1サイクルとし数サイクル繰り返す制御を手洗いが完了するまで行なうものである。なお、この1サイクルの周期(Tc+To)は、主弁7の閉弁応答遅れ時間(約1.5秒)よりも短い所定時間に設定されている。
【0052】
そして、手洗いが完了して洗面器から手を引っ込め、赤外線センサ53が検知物を検知しなくなると次のサイクルを停止させるものである。つまり、この所定時間は、検知物検知期間中に主弁7を閉弁させない範囲内で閉弁準備できる許容時間に設定してあり、検知物が検知されなくなったときには、従来に比べて最大で第2所定時間Toだけ早期に閉弁動作が可能となる。
【0053】
これにより、赤外線センサ53が検知物の検知しなくなる時点よりも前に閉弁指令が出力されることで、赤外線センサ53が検知物を検知しなくなると閉弁指令を行なう従来よりも無駄水の吐水量の低減が図れる。
【0054】
なお、上述のサイクルは開弁指令から次の開弁指令までを1サイクルとして予め設定されて水栓制御装置50内の図示しないROM内に記憶されている。
【0055】
また、電磁弁17が閉弁指令を受けて主弁7が閉じ洗面器に止水される閉弁応答遅れは1.5秒程度である。従って、ここでは、第2所定時間Toを例えば1.0秒としたが、閉弁応答遅れ1.5秒以下で無駄水の吐水量の低減が図れる。
【0056】
また、第1所定時間Tcをここでは0.25秒としたが、開弁応答遅れが0.1秒であるため開閉指令のときに止水されることはない。
【0057】
以上の一実施形態によれば、副水路14の通水を開閉する電磁弁17への開閉制御手段50bの制御を、手を洗面器に差し入れ赤外線センサ53が検知物を検知すると、手洗いが完了するまで第1所定時間Tcおよび第2所定時間Toを有し開弁指令と閉止指令とを交互に繰り返す制御を行なうことで、手洗いが完了して、赤外線センサ53が検知物の非検知を検出したときよりも前に閉弁指令が出力されることで、無駄水の吐水量の低減が図れる。
【0058】
また、第1所定時間Tcを0.25秒、第2所定時間Toを1.0秒と設定し、第2所定時間Toを第1所定時間Tcよりも長くしたことにより、閉弁指令中に赤外線センサ53が検知物を検知しなくなったときに検出することにより、閉弁応答遅れ分を短縮することができ無駄水の吐水量の低減が図れる。
【0059】
(他の実施形態)
以上の一実施形態では、赤外線センサ53が検知物を検知してから検知物を検知しなくなる前までの検知期間中は、閉弁指令と開弁指令とを断続して繰り返す制御を行なう説明をしたが、これに限らず、所定のサイクル数までは、この閉弁指令と開弁指令とを断続して繰り返す制御を行ない、所定のサイクル数経過後は、開弁指令を出力した後、赤外線センサ53が検知物を検知しなくなつたときに、閉弁指令を出力しても良い。
【0060】
すなわち、図3に示すように、公衆トイレなどの手洗い器において、用足し後の手洗い時間を測定した実験結果では、大半の人がほぼ6秒以内の比較的短時間の手洗い時間で終えている結果を得た。そこで、本実施形態では、赤外線センサ53が検知物を検知してから検知物を検知しなくなる前までの検知期間中は、まず予め設定された所定サイクル数までは、開弁指令から閉弁指令の断続指令を出力して、所定サイクル数経過後は開弁指令を指令した後、赤外線センサ53が検知物を検知しなくなると、閉弁指令を出力するように制御させることでも良い。例えばサイクル数を5回程度に設定すると、手洗い時間が約6秒程度となり、大半の層を占める手洗い時間内における節水が図れる。また、電磁弁17および主弁7の断続作動回数を低減させることで信頼性の向上が図れる。
【0061】
また、例えば公衆トイレなどの手洗器には、吐水時間Twである手洗い時間を記憶、集積させるように学習制御させるように、赤外線センサ53が検知物を検知し検知物を検知しなくなるまでの時間を記憶、集積しておいて、集積された手洗い時間のうちで、例えば70〜80%を占める大半の層による所定サイクル数を学習することで、電磁弁17および主弁7の断続回数の低減が図れるとともに、所定サイクル数内で終了する大半の層に対して節水が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における自動水栓装置に係わる給水装置1の全体構成を示す全体構成図である。
【図2】本発明の一実施形態における電磁弁17へ出力する開閉制御手段50bの制御処理を示すタイムチャートである。
【図3】他の実施形態における公衆トイレの洗面器にて手洗い時間を測定した特性図である。
【図4】従来の自動水栓装置における電磁弁への開閉制御を出力する制御処理を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1…給水装置
6…主通水路
7…主弁
14…副通水路
17…電磁弁
50…水栓制御装置(制御手段)
50b…開閉制御手段
53…赤外線センサ(検知手段)
Tc…第1所定時間
To…第2所定時間
Tw…手洗い時間(吐水時間)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic water faucet device that detects a detected object such as a human body or a hand and supplies and stops water, and particularly relates to a water supply control device that enables further water saving.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, what is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 7-29349 is known as a water supply control of an automatic faucet device used in, for example, a hand-washer. According to this, there is provided a main water passage from the water supply source to the faucet outlet, and a sub water passage for pilot-operating a diaphragm type main valve provided in the main water passage, and this sub water passage An electromagnetic valve for opening and closing is provided.
[0003]
And, a person's hand is put out to the faucet, this information is detected by the detecting means and input to the faucet controller, and by opening a valve opening command from this faucet controller to the solenoid valve, The main valve is opened when water is passed to the sub-waterway side and the water pressure on the main chamber side is lowered, and water is discharged from the water outlet of the faucet. When the detected object such as a human hand disappears, the detection means detects this and inputs it to the faucet controller, and outputs a valve closing command from the faucet controller to the solenoid valve. The main valve is closed and water discharge from the faucet is stopped by shutting off the water flow on the water channel side and increasing the water pressure on the main chamber side.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-mentioned publication, wasted water due to a response delay occurs until the valve closing command is output from the faucet controller to the solenoid valve, the main valve is closed and the water flow through the main water passage is stopped. This will be explained with reference to the time chart shown in FIG. 4. For example, when the user puts his hand into the faucet and performs hand washing, the detection means detects and outputs a valve opening command as shown in FIG. The delay in the valve opening response until the water is discharged from the faucet is generally about 0.1 seconds. However, there is a delay in the valve closing response until the water discharge from the faucet stops after the hand washing time ends and the hand is retracted.
Waste water of 1.5 seconds or more is generated. Here, the reason why there is a response delay from when the hand is retracted until the detection means detects is because the detection means detects the presence or absence of a detection object every Ts (for example, 0.25 seconds). Waste water is also generated due to the difference between the timing when the user retracts his hand and the timing when it is detected.
[0005]
In addition, the above-mentioned waste water is generated every time hand washing, and in an automatic faucet device that is installed in public facilities and used frequently by many users, the waste water is saved as much as possible. It is requested.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to take the above-mentioned points into consideration, and by outputting a valve closing command to the electromagnetic valve before the completion of hand washing, automatic water that can reduce the amount of discharged waste water. A stopper device is provided.
[0007]
In order to achieve the above object, claims 1 to 5 The technical means described in is adopted. That is, in the first aspect of the present invention, the detection means (53) for detecting the presence or absence of the detection object in the predetermined detection region, the main valve (7) for opening and closing the main water passage (6), and the sub water passage (14). A water supply device that has an electromagnetic valve (17) for opening and closing the main valve (7) and that opens and closes the main valve (7) in response to the opening and closing of the electromagnetic valve (17) and has a delay in the opening of the main valve (7) In the automatic faucet device comprising (1) and a control means (50) for opening and closing the electromagnetic valve (17) in accordance with the detection output of the detection means (53), the control means (50) includes the detection means (53 ) During the period of detecting the detected object, One cycle of valve opening command and valve closing command combining a first predetermined time (Tc) from the valve opening command to the valve closing command and a second predetermined time (To) from the valve closing command to the valve opening command As the open / close control means (50b), The electromagnetic valve (17) is controlled to open and close in response to the valve opening command and the valve closing command, with a predetermined cycle shorter than the valve closing response delay time of the main valve (7).
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the main valve (7) is opened and closed by the pilot operation of the electromagnetic valve (17) for opening and closing the sub-water passage (14) to supply and stop water in the main water-passage (6). In an automatic water faucet device that controls the valve, generally, a valve closing command to the electromagnetic valve (17) is output, the main valve (7) is closed, and water flow through the main water passage (6) is stopped. Waste water is generated due to response delay. Further, the valve closing response delay from the valve closing command to water stop is generally about 1.5 seconds. Therefore, the present invention provides a control means (50) for outputting opening / closing control to the electromagnetic valve (17) during a period in which the detection means (53) detects the detected object. One cycle of valve opening command and valve closing command combining a first predetermined time (Tc) from the valve opening command to the valve closing command and a second predetermined time (To) from the valve closing command to the valve opening command As the open / close control means (50b), By generating the main valve (7) with a predetermined cycle shorter than the valve closing response delay time, and opening / closing the solenoid valve (17) according to the valve opening command and the valve closing command. , Inspection When the intelligent object is no longer detected, the hand washing is completed, so that the valve closing command is output before the detection means (53) stops detecting the detected object, thereby shortening the valve closing response delay. . As a result, the amount of wasted water discharged is reduced and water can be saved.
[0011]
Claim 2 In the invention described in (5), when the detecting means (53) stops detecting the detected object, the opening / closing control means (50b) generates an opening / closing repetition command within the second predetermined time (To) from the valve closing control immediately before it. It is characterized by being canceled.
[0012]
Claim 2 According to the invention described in the above, the valve closing command is output before the detecting means (53) stops detecting the detected object by stopping the generation of the opening / closing repeated command within the second predetermined time (To). And claims 1 and Has the same effect.
[0013]
Claim 3 In the invention described in (1), the opening / closing control means (50b) includes a first predetermined time (Tc) and a second predetermined time (To) until the predetermined number of cycles is reached while the detection means (53) detects the detected object. When the detection means (53) no longer detects the detected object after the predetermined number of cycles have elapsed, the detection means (53) no longer detects the detected object. It is characterized by controlling to command.
[0014]
Claim 3 According to the invention described in, the hand washing time varies widely depending on the use of the user, but in the experimental results measured in a public toilet, the result of finishing in a relatively short time of 6 to 8 seconds or less is obtained. Obtained. Therefore, according to the present invention, while the detecting means (53) detects the detection, the valve opening command is output from the valve opening command until the predetermined number of cycles, and the valve opening command is issued after the predetermined number of cycles. When a detected object is no longer detected after commanding, a predetermined number of cycles is set in advance in a water supply device such as a public toilet where the hand washing time is relatively short by controlling to command a valve closing command. By doing so, the number of intermittent operations of the solenoid valve (17) and the main valve (7) can be reduced, and further water saving can be achieved for the layer that ends within the predetermined number of cycles.
[0015]
Claim 4 In the invention described in (4), the opening / closing control means (50b) stores and accumulates the water discharge time (Tw) until the detection means (53) detects the detected object and stops detecting it, depending on how the user uses it. Learning control to set a predetermined number of cycles.
[0016]
Claim 4 According to the invention described in the above, for example, in a public toilet, the intermittent operation of the solenoid valve (17) can be performed by setting the predetermined number of cycles described in the previous section by performing learning control so as to store and accumulate hand washing time. The number of times can be reduced, and water can be saved for a layer that ends within a predetermined number of cycles.
[0017]
[0018]
[0019]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, one embodiment of the automatic faucet device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, the present invention is applied to a water supply apparatus such as a washroom. As shown in FIG. 1, the water supply apparatus 1 of this embodiment is arrange | positioned in the lower part of the washbasin (not shown) in which a water tap (not shown) is installed, and can stop and supply water electrically. At the same time, it can generate electricity when water is supplied.
[0021]
In the water supply device 1,
[0022]
The inflow port 4 is provided with a
[0023]
The diaphragm plate 8 made of synthetic resin is formed with a plurality of orifice holes 8a penetrating the main water passage 6 and a main chamber 12 described later.
[0024]
In addition, the
[0025]
Next, the main chamber 12 is defined by the main valve 7, and the main chamber 12 communicates with the main water passage 6 upstream of the main valve 7 through the orifice hole 8 a of the diaphragm plate 8. The main chamber 12 communicates with the
[0026]
And the
[0027]
Further, a
[0028]
Next, the power generator A is disposed on the downstream side of the
[0029]
An
[0030]
Further, the lower end portion of the
[0031]
Further, a
[0032]
Further, a vortex chamber 44 is formed on the bottom surface of the recess 28 of the
[0033]
In addition, the first storage chamber R1 is below the back plate 31 of the
[0034]
In the present embodiment, the
[0035]
Next, the
[0036]
The opening / closing control means 50b is a program for performing drive control on the
[0037]
The
[0038]
The open / close control means 50b provides a valve opening command for causing the
[0039]
Here, the operation of the
[0040]
Next, when a valve opening command is received, when a current is passed in a direction in which the magnetic flux is generated in the same direction as the magnetic flux in the
[0041]
Even when the
[0042]
When the
[0043]
As shown in FIG. 1, when the
[0044]
In this state, when a current in the positive direction is applied to the
[0045]
In this water flow state, when a current in the reverse direction is passed through the
[0046]
Next, the operation of the power generator A on the downstream side by opening and closing the
[0047]
When the main valve 7 is opened from this state, the water flow from the vortex chamber 44 hits the blade portion 32 of the
[0048]
And the opening area of the outer peripheral part of the predetermined back plate 31, that is, the opening area where the pressure in the first storage chamber R1 and the pressure in the second storage chamber R2 are balanced and the thrust force F is not generated is maintained. Kept in a state. In addition, the
[0049]
Next, regarding the water supply control of the water supply device 1 having the above configuration, the control processing of the opening / closing control means 50b in the
[0050]
First, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the
[0051]
And although hand washing is continued, even if the valve opening command is output and the hand washing continues and the detected object is being detected, the valve closing command and the valve opening command are intermittently repeated during the detection period. Take control. Specifically, as shown in FIG. 2C, the
[0052]
Then, when the hand washing is completed and the hand is withdrawn from the washbasin and the
[0053]
As a result, the valve closing command is output before the time point when the
[0054]
Note that the above-described cycle is preset as one cycle from the valve opening command to the next valve opening command, and is stored in a ROM (not shown) in the
[0055]
Moreover, the valve closing response delay in which the
[0056]
Although the first predetermined time Tc is 0.25 seconds here, the valve opening response delay is 0.1 seconds, so that the water is not stopped when the opening / closing command is issued.
[0057]
According to the above embodiment, when the control of the opening / closing control means 50b to the
[0058]
Further, the first predetermined time Tc is set to 0.25 seconds, the second predetermined time To is set to 1.0 second, and the second predetermined time To is set longer than the first predetermined time Tc, so that the valve closing command is executed. By detecting when the
[0059]
(Other embodiments)
In the above embodiment, during the detection period from when the
[0060]
That is, as shown in FIG. 3, in a hand-washing machine such as a public toilet, the result of an experiment in which the hand washing time after addition is measured is the result that most people have finished in a relatively short hand washing time within approximately 6 seconds. Got. Therefore, in the present embodiment, during the detection period from when the
[0061]
For example, in a hand-washing machine such as a public toilet, the time until the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an overall configuration of a water supply apparatus 1 related to an automatic faucet apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart showing a control process of an opening / closing control means 50b that outputs to an
FIG. 3 is a characteristic diagram in which hand washing time is measured with a washbasin of a public toilet according to another embodiment.
FIG. 4 is a time chart showing a control process for outputting opening / closing control to a solenoid valve in a conventional automatic faucet device.
[Explanation of symbols]
1 ... Water supply device
6 ... Main waterway
7 ... Main valve
14 ... Deputy waterway
17 ... Solenoid valve
50. Water faucet control device (control means)
50b ... Opening / closing control means
53 ... Infrared sensor (detection means)
Tc: First predetermined time
To ... Second predetermined time
Tw ... hand washing time (water discharge time)
Claims (5)
前記制御手段(50)は、前記検知手段(53)が前記検知物を検知する期間中、前記電磁弁の開弁指令から閉弁指令までの第1所定時間(Tc)と前記閉弁指令から前記開弁指令までの第2所定時間(To)とを組み合わせた前記開弁指令及び前記閉弁指令を1サイクルとして繰り返す開閉制御手段(50b)を有し、前記1サイクルを前記主弁(7)の前記閉弁応答遅れの時間より短い所定周期で発生させ、前記開弁指令と前記閉弁指令とに応じて前記電磁弁(17)を開閉制御することを特徴とする自動水栓装置。It has a detection means (53) for detecting the presence or absence of a detection object in a predetermined detection area, a main valve (7) for opening / closing the main water passage (6), and an electromagnetic valve (17) for opening / closing the sub water passage (14). The water supply device (1) which opens and closes the main valve (7) in response to the opening and closing of the electromagnetic valve (17) and has a valve closing response delay in the opening and closing operation of the main valve (7), and the detection means ( 53) an automatic faucet device comprising a control means (50) for opening and closing the electromagnetic valve (17) in accordance with the detection output of 53)
The control means (50) includes a first predetermined time (Tc) from the valve opening command to the valve closing command and the valve closing command during the period in which the detection means (53) detects the detected object. Opening and closing control means (50b) that repeats the valve opening command and the valve closing command combined with a second predetermined time (To) until the valve opening command as one cycle, the one cycle being the main valve (7 said generated in a predetermined short period from the time of the closing valve response delay of), automatic faucet apparatus characterized by controlling opening and closing the solenoid valve (17) in response to said closing command and the valve-opening command.
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