JP5635882B2 - 自動水栓装置 - Google Patents

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、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。

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、三角測距センサで距離を測定する方法がある。この三角測距センサは、複数の受光部のうち、どの受光部が最大検出値を検出したかを求めることで、距離を検出するようになっており、比較的反射率の影響を受けないという特性がある。

特開２００１−７８９０６号公報

しかし、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（ＳＵＳ）は反射率が高いため、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、三角距離センサは、湯気なども測定するため、パスタのゆで汁を捨てる時に誤動作したり、寒い日にお湯を出した場合に水が止まらないという現象が生じるおそれがある。

本発明は前記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、吐水部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、湯気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い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、互いに種類が異なる反射式センサと三角測距センサとを、別々に備え、前記反射式センサは、赤外線を照射する発光部と、反射された該赤外線を受光する受光部とを備え、受光量に応じた受光電圧により検出値を求めるセンサであり、前記三角測距センサは、赤外線を照射する発光部と、反射された該赤外線を受光する複数の並設した受光部とを備え、前記複数の受光部のいずれが最大検出量を検出したかを求めることで距離を検出するセンサであり、前記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、前記三角測距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。

また、複数の前記反射式センサを用い、いずれか１つ以上の前記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、前記三角測距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が好ましい。

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、湯気に反応したりして誤って吐水するのを抑制できる。

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に任意の箇所に物体検知センサ２として反射式センサ２１と、三角測距センサ２２の２種類のセンサを設けている。

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、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は、反射式センサ２１による物体の検知とする。つまり、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。これを反射式センサ２１のオンと称する。

一方、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、反射式センサ２１による物体の非検知とする。つまり、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。これを反射式センサ２１のオフと称する。

ここで、反射式センサ２１は、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、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、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はオンとなる。しかし、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、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、反射式センサ２１は、湯気に対して検知せず、反射式センサ２１がオフとなる。

三角測距センサ２２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７の方向から反射される反射光を受光する複数の並設した受光部とを備え、受光部での検出値は制御部に入力される。

三角測距センサ２２は、複数の受光部のうち、どの受光部が最大検出値を検出したかを求めることで、距離を検出するようになっている。そして、この検出距離が、あらかじめ設定してある所定距離（シンク６の底面部７から受光部までの距離）より短い場合に、三角測距センサ２２による物体の検出とする。つまり、三角測距センサ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。これを三角測距センサ２２のオンと称する。

一方、三角測距センサ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（シンク６の底面部７から受光部までの距離）以上の場合は、三角測距センサ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、シンク６の底面部７から受光部までの間には物体がなく、底面部７までの距離が測定されたと見なす。これを三角測距センサ２２のオフと称する。

ここで、三角測距センサ２２は、複数の受光部のうち、どの受光部が最大検出値を検出したかを求めて距離を検出するので、三角測距センサ２２とシンク６の底面部７との間に、手がある場合は確実に手から受光部までの距離を検出して三角測距センサ２２がオンとなる。また、三角測距センサ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存在すると、これらの物体から受光部までの距離を検出して、三角測距センサ２２がオンとなる。しかし、湯気に対しては、三角測距センサ２２とシンク６の底面部７との間に物体が存在しないにもかかわらず、誤検出して三角測距センサ２２がオンになる場合がある。

例えば、パスタのゆで汁を捨てる時、三角測距センサ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、誤検出して三角測距センサ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、三角測距センサ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、誤検出して三角測距センサ２２がオンになる場合がある。

そこで、本実施形態は、反射式センサ２１による検出結果、三角測距センサ２２の検出結果に基づき、反射式センサ２１がオンで且つ三角測距センサ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、反射式センサ２１、三角測距センサ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、反射式センサ２１、三角測距センサ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からは吐水されない。

これにより、本実施形態においては、反射式センサ２１、三角測距センサ２２とシンク６の底面部７との間に手がある場合は、反射式センサ２１、三角測距センサ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、反射式センサ２１、三角測距センサ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、反射式センサ２１、三角測距センサ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、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、三角測距センサ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三角測距センサ２２がオンとなり、三角測距センサ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ない場合は三角測距センサ２２がオフとなることで、反射式センサ２１、三角測距センサ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、反射式センサ２１、三角測距センサ２２とシンク６の底面部７との間に物体は無く湯気が存在する場合、三角測距センサ２２で湯気により誤ってオンになっても、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。

ところで、フライパンのような黒い物体に対しては、三角測距センサ２２は正しく検知してオンとなるが、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、受光部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、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、反射式センサ２１、三角測距センサ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、反射式センサ２１、三角測距センサ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、反射式センサ２１による検出範囲を広くする。

反射式センサ２１による検出範囲を広くするには、例えば、複数の反射式センサ２１を用いる。複数の反射式センサ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、いずれかの反射式センサ２１がオンになる。

そして、この複数の反射式センサ２１の少なくとも一つ以上がオンとなり、且つ、三角測距センサ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、前述のように三角測距センサ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つ以上の反射式センサ２１が手を検知してオンとなり、また、三角測距センサ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。

上記の例で複数の反射式センサ２１で手を検知できない場合はいずれの反射式センサ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、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、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、広い範囲から反射光を受光部で受光して検出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 反射式センサ
２２ 三角測距センサ

Claims (2)

1. 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、互いに種類が異なる反射式センサと三角測距センサとを、別々に備え、前記反射式センサは、赤外線を照射する発光部と、反射された該赤外線を受光する受光部とを備え、受光量に応じた受光電圧により検出値を求めるセンサであり、前記三角測距センサは、赤外線を照射する発光部と、反射された該赤外線を受光する複数の並設した受光部とを備え、前記複数の受光部のいずれが最大検出量を検出したかを求めることで距離を検出するセンサであり、前記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、前記三角測距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。
2. 複数の前記反射式センサを用い、いずれか１つ以上の前記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、前記三角測距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請求項１記載の自動水栓装置。
   
   
   
   

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