JP5616761B2

JP5616761B2 - 自動水栓装置

Info

Publication number: JP5616761B2
Application number: JP2010260360A
Authority: JP
Inventors: 北地　範行; 範行北地; 研治安達; 伊藤　良泰; 良泰伊藤; 尚紀柴田; 壮山本; 佐藤　真悟; 真悟佐藤; 朋弘穐田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2030-11-22
Also published as: JP2012112125A

Description

本発明は、水栓金具の吐水部下方の物体を検知して検知時は吐水、非検知時は止水を行う自動水栓装置に関するものである。

従来から、光反射式センサを用いた自動水栓装置が特許文献１等により知られている。

光反射式センサは、発光部から赤外線を水栓金具の吐水部下方に向けて発光し、反射光を受光部で受光して、反射光量を設定した所定値と比較し、受光した反射光量が所定値以上の場合は自動的に吐水し、所定値に満たない場合は自動的に止水するように制御している。

これにより光反射式センサで水栓金具の吐水部下方に手、食器、その他の物体があることを検知して自動的に吐水し、手や、食器、その他の物体が吐水部下方に無いときは止水するようになっている。この光反射式センサは、湯気により誤動作しないという特性がある。

また、超音波反射式センサで距離を測定する方法もある。

特開２００１−７８９０６号公報

しかし、光反射式センサは、反射率の違いにより距離に誤差が生じるおそれがある。例えば、白やステンレスは反射率が高いため、水栓金具の吐水部下方に手や、食器、その他の物体が無い場合であっても、シンクやボウルの底面部で反射した反射光を受光部で過剰に受光して、誤検出し、誤って自動的に吐水してしまうという問題がある。

一方、この超音波反射式センサは、光の反射率の影響を受けないという特徴があるが、指向性を限定するには、大きなホーンが必要であり、コンパクトな装置を作る上では吐水を測定してしまい、水が止まらないという問題がある。

本発明は前記の問題点に鑑みて発明したものであって、吐水部の下方の物体の有無を検出して自動的に吐水、止水をするに当たり、水により誤動作しにくく、また、シンクやボウルの底面部の誤検出により誤動作しにくく、コンパクト化が図れる自動水栓装置を提供するにある。

本発明の自動水栓装置は、物体検知センサの検知に応じて吐水・止水を行う自動水栓装置において、前記物体検知センサが、吐水部とシンク又はボウルの底面部との間における物体の有無を検知するものであり、前記物体検知センサとして、複数の光反射式センサと、超音波反射式センサとを備え、いずれか１つ以上の前記光反射式センサにおける反射光の検出値が所定の値以上で、且つ、前記超音波反射式センサで検出した検出距離が所定距離より短い場合に吐水を行い、他の場合は止水を行うように制御することを特徴とする。

本発明は、前記のように構成したので、吐水部下方に手や、食器、その他の物体があると色によらず正確に検知して自動的に吐水し、手や、食器、その他の物体が無くなると自動的に止水できる。また、吐水部の下方に手や、食器、その他の物体が無い場合にシンクやボウルの底面部に反応したり、吐水に反応したりして誤って吐水するのを抑制でき、また、コンパクト化が図れる。

本発明の一実施形態の概略側面図である。同上の制御ブロック図である。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

自動水栓装置は、水栓金具１に、物体検知センサ２と、物体検知センサ２による検知結果に基づいて水栓金具１に設けた開閉部８の開閉制御をするための制御部３とを備えて構成している。

水栓金具１は流し台、洗面台等に取付ける。

図１には水栓金具１を流し台４に取付けた例を示している。水栓金具１の吐水部５は流し台４のシンク６の上方に位置し、吐水部５からの吐水をシンク６で受けるようになっている。

水栓金具１は任意の位置に物体検知センサ２として、光反射式センサ２１と、超音波反射式センサ２２との２種類のセンサを備えている。

光反射式センサ２１は、シンク６の吐水部５下向に向けて（底面部７に向けて）赤外線を照射する発光部と、底面部の方向から反射される赤外線を受光して受光量に応じた受光電圧により検出値を求める受光部とを備え、受光部での検出値は制御部３に入力される。

そして、光反射式センサ２１の受光部における反射光の検出値を、予め設定している所定値と比較し、検出値が予め設定している所定値以上の場合に、光反射式センサ２１による物体の検知とする。つまり、光反射式センサ２１とシンク６の底面部７との間に手や、食器、その他の物体が存在することを検出したと見なす。これを光反射式センサ２１のオンと称する。

一方、光反射式センサ２１の受光部における反射光の検出値が、予め設定している所定値未満の場合は、光反射式センサ２１による物体の非検知とする。つまり、光反射式センサ２１とシンク６の底面部７との間に手や、食器、その他の物体が存在しないと見なす。光反射式センサ２１のオフと称する。

ここで、光反射式センサ２１は、光反射式センサ２１とシンク６の底面部７との間に、手がある場合、オンとなるように設定している。また、光反射式センサ２１は、白い物体、ＳＵＳなどの金属の物体に対しては受光部において過剰に受光する傾向がある。したがって、光反射式センサ２１とシンク６の底面部７までの間に物体が存在する場合に、オンとなるのはもちろん、光反射式センサ２１とシンク６の底面部７までの間に物体が存在しないのに、白やＳＵＳのような金属の底面部７に反射した反射光の受光値が所定値を超えて受光され、光反射式センサ２１がオンとなる（誤検出する）場合がある。また、光反射式センサ２１は、湯気に対して検知せず、光反射式センサ２１がオフとなる。

超音波反射式センサ２２は、吐水部５下向に向けて（シンク６の底面部７に向けて）超音波を発信する超音波発信部と、発信した超音波が物体（対象物）に当たって反射した反射波を受信する受信部とを備え、検出値を制御部に入力して対象物までの距離を求めるようになっている。

つまり、本実施形態における超音波反射式センサ２２は、超音波の発信から受信までに要した時間と音速との関係を演算することで、超音波反射式センサ２２から対象物までの距離を求めるようになっている。

そして、この演算で求めた検出距離が、あらかじめ設定してある所定距離（超音波反射式センサ２２からシンク６の底面部７までの距離）より短い場合に、超音波反射式センサ２２による物体の検出とする。つまり、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に手や、食器、その他の物体が存在することを検出したと見なす。これを超音波反射式センサ２２のオンと称する。

一方、超音波反射式センサ２２で検出した検出距離が、あらかじめ設定してある所定距離（超音波反射式センサ２２からシンク６の底面部７までの距離）以上の場合は、超音波反射式センサ２２による物体の非検出とする。つまり、前記所定距離以上の場合とは、超音波反射式センサ２２からシンク６の底面部７までの間には物体がなく、底面部７に反射した反射波が受信部で受信されて、底面部７までの距離が測定されたと見なす。これを超音波反射式センサ２２のオフと称する。

超音波反射式センサ２２は、対象物の色の影響を受けず、対象物までの距離を正確に検出するので、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に、手がある場合は超音波反射式センサ２２から手までの距離を検出して超音波反射式センサ２２がオンとなる。また、超音波反射式センサ２２と底面部７との間に、白い物体やＳＵＳなどの金属の物体が存在すると、超音波反射式センサ２２からこれらの物体までの距離を検出して、超音波反射式センサ２２がオンとなる。しかし、吐水部５から水が吐水している場合、超音波反射式センサ２２と底面部７との間に手や食器等の物体が存在しないにもかかわらず、吐水する水を誤検出して超音波反射式センサ２２がオンする場合がある。

例えば、パスタのゆで汁を捨てる時、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に物体が存在しないのに、誤検出して超音波反射式センサ２２がオンになる場合がある。また、寒いときにお湯を出した場合、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に物体が存在しないのに、誤検出して超音波反射式センサ２２がオンになる場合がある。また、湯気の場合も超音波反射式センサ２２がオンになる場合がある。

そこで、本実施形態は、光反射式センサ２１による検出結果、超音波反射式センサ２２による検出結果に基づき、光反射式センサ２１がオンで且つ超音波反射式センサ２２がオンの場合のみ、制御部３からの制御信号で電磁弁のような開閉部８を開に制御して吐水部５から吐水する。

一方、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２のいずれか一方がオンで且ついずれか他方がオフである場合、あるいは、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２のいずれもがオフの場合は、制御部３は開閉部８を閉に制御して止水し、吐水部５からは吐水しない。

これにより、本実施形態においては、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２と底面部７との間に手がある場合は、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２のいずれもがオンとなり、手の存在を正しく検知して吐水部５から吐水する。

また、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に白い物体やＳＵＳなどの金属の物体がある場合は、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２のいずれもがオンとなり、白い物体やＳＵＳなどの金属の物体を検出して吐水部５から吐水する。

この場合、光反射式センサ２１は、白い物体やＳＵＳなどの金属の物体に過剰に検知してオンとなり、シンク６の底面部７の誤検出の場合があるが、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に白い物体やＳＵＳなどの金属の物体がある場合は超音波反射式センサ２２がオンとなり、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に白い物体やＳＵＳなどの金属の物体が無い場合は超音波反射式センサ２２がオフとなることで、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間の白い物体やＳＵＳなどの金属の物体の有無が正しく検出される。

また、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に物体は無く吐水部５から水を吐水している場合、超音波反射式センサ２２で吐水を誤検知してオンになっても、光反射式センサ２１がオフであるため、開閉部８は閉で止水状態となり、誤って吐水されることが発生しにくい。

ここで、超音波反射式センサ２２で水を検知しないようにするため、超音波の指向性を限定することも考えられる。しかし、この場合は、超音波の指向性を限定するためのホーンが特別に必要となり、コストが高くなると共に大型化し、水栓金具１に組み込むには問題がある。

これに対し、本実施形態では、超音波が吐水部５から吐水する水を避けるように、その指向性を限定する必要がないので、コストが低くなると共にコンパクト化が図れ、水栓金具１に組み込むことができる。

また、湯気に対して超音波反射式センサ２２で誤検知してオンになっても、光反射式センサ２１がオフであるため、開閉部８は閉で止水状態となり、誤って吐水されることがない。

ところで、フライパンのような黒い物体に対しては、超音波反射式センサ２２は正しく検知してオンとなるが、光反射式センサ２１は、赤外線が黒い物体に対して吸収されるため、光反射式センサ２１で受光する反射光の検出値が所定値よりも小さく、オフとなる可能性がある。

この場合は、光反射式センサ２１がオフのため止水制御され、吐水部５からは吐水されない。

したがって、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に黒い物体（例えばフライパン）を配置して洗浄する場合、自動吐水されないおそれがある。

そこで、光反射式センサ２１、超音波反射式センサ２２とシンク６の底面部７との間に黒い物体が存在する場合に、自動吐水するために、光反射式センサ２１による検出範囲を広くする。

光反射式センサ２１による検出範囲を広くするには、例えば、複数の光反射式センサ２１を用いる。複数の光反射式センサ２１は、その検知領域を異ならせることで検知範囲を広げることができる。

すなわち、複数の光反射式センサ２１の各発光部から照射する赤外線の照射方向を異ならせることで、いずれかの光反射式センサ２１の検知領域に手があると、手で反射した反射光を該当する光反射式センサ２１の受光部で受光し、反射光の検出値が所定の値以上の場合は、いずれかの光反射式センサ２１がオンになる。

そして、この複数の光反射式センサ２１の少なくとも一つ以上がオンとなり、且つ、超音波反射式センサ２２がオンとなると、開閉部８を開に制御して吐水部５から吐水するように制御する。

つまり、水栓金具１の吐水部５の下方に黒い物体（例えばフライパン）が存在する場合、前述のように超音波反射式センサ２２は正しく検知してオンとなる。

一方、吐水部５の下方が検知領域となった光反射式センサ２１は、前述のようにオフとなる可能性があるが、吐水部５の下方の領域からずれた位置に手が位置する場合、検知領域の異なる別の光反射式センサ２１で手を検出してオンとなる。

このように、吐水部５の下方に黒い物体が存在し、吐水部５の下方の領域からずれた位置に手が位置する場合は、いずれか１つ以上の光反射式センサ２１が手を検知してオンとなり、また、超音波反射式センサ２２が黒い物体を検知してオンとなることで、吐水部５から自動的に吐水を行う。

上記の例で複数の光反射式センサ２１で手を検知できない場合はいずれの光反射式センサ２１もオフとなり、止水制御がなされる。

前述の実施形態では、光反射式センサ２１による検出範囲を広くするに当たり、検知領域の異なる複数の光反射式センサ２１を用いた例を示したが、これにのみ限定されるものではない。例えば、光反射式センサ２１の発光部から照射する赤外線をレンズで照射領域を拡大し、広い範囲からの反射光を受光部で受光するようにしてもよい。この場合、受光部側にもレンズを設けて集光すると好ましい。

また、前述の各実施形態では、水栓金具１を流し台４に取付けた例を示したが、水栓金具１を洗面台あるいは手洗器に取付けたものであってもよい。この場合、水栓金具１は洗面台あるいは手洗器のボウルの上方に位置し、吐水部５からの吐水をボウルで受けるようになっている。この例においても、「シンク」が「ボウル」に代わるのみで、他の構成は前述の実施形態と同様であり、作用、効果も前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。

１水栓金具
２物体検知センサ
３制御部
５吐水部
６シンク
７底面部
２１光反射式センサ
２２超音波反射式センサ

Claims

物体検知センサの検知に応じて吐水・止水を行う自動水栓装置において、前記物体検知センサが、吐水部とシンク又はボウルの底面部との間における物体の有無を検知するものであり、前記物体検知センサとして、複数の光反射式センサと、超音波反射式センサとを備え、いずれか１つ以上の前記光反射式センサにおける反射光の検出値が所定の値以上で、且つ、前記超音波反射式センサで検出した検出距離が所定距離より短い場合に吐水を行い、他の場合は止水を行うように制御することを特徴とする自動水栓装置。