JP5686514B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

この発明はセンサによる検知対象の検知に基づいて自動吐水する自動水栓に関する。

従来より、吐水管の前端部（先端部）に吐水口部材とセンサとを設け、センサによる手等の検知対象の検知により吐水口部材から吐水する自動水栓が広く使用されている。

例えば下記特許文献１に、この種の自動水栓が開示されている。
この特許文献１に示された自動水栓は、吐水管の前端（先端）側の部分が水平向きをなしていて、その前端側の開口の開口面が下向きをなしており、そしてその開口の上側の位置に吐水口部材とセンサとが配置されている。
しかしながらこの自動水栓の場合、吐水管の前端側の開口が使用者から見えない位置にあり、従って使用者にとって吐水がどこから出るのかが分らず、水栓が使いづらいといった問題がある。

また吐水口部材が実質下向きをなしているために、吐水口部材からの吐水の水流がほぼ真下向きの水流となるのに加えて、センサもまた同じく下向きをなしているため、吐出された水流（吐水）の拡がりとセンサの検知エリアとが重複し易く、センサが水流を誤って検知対象と誤検知してしまう恐れがある。
更にセンサが下向きをなしているために、下方に位置している手洗鉢等の鉢面を検知対象と誤検知してしまう恐れがある。

一方、下記特許文献２には、吐水管の前端側の部分を使用者の側に向って前方斜め下向きの形状として、その吐水管の前端面に開口面が管軸と交差し且つ斜め下向きの面をなす開口を形成し、その開口より吐水管内に吐水口部材とセンサとを管軸方向に挿入した形態の自動水栓が開示されている。

この引用文献２に開示の自動水栓の場合、吐水がどこから出て来るのかが使用者にとって分り易いといった利点があるが、吐水口部材がセンサよりも前方に突出しているために、吐水口部材から吐出された水流の拡がりとセンサの検知エリアとが重なり易く、上記と同様にセンサが吐水口部材から吐出された水流を検知対象と誤検知してしまう恐れがある。

また吐水口部材がセンサよりも前方に突出しているために、センサ窓を掃除する際にその吐水口部材が邪魔をして掃除がし難いといった問題がある。
加えて吐水口部材が吐水管の前端面の開口から突き出しているため、吐水口部材が使用者の目に入って煩雑感を感じさせてしまうといった問題がある。

下記特許文献３には、同じく吐水管の前端側の部分を使用者の側に向って斜め下向きをなす形状として、前端面の開口から吐水口部材とセンサとを吐水管内に挿入状態に配置した形態の自動水栓が開示されている。

この特許文献３の自動水栓では、吐水口部材の全体が吐水管の前端面の開口よりも奥側に挿入状態に配置されていることから、使用者が手洗い等をする際に吐水口部材が目に入らず、特許文献２に示すものと違って煩雑感を感じさせないが、この自動水栓においても、吐水口部材がセンサに対して前方に突出して位置しているために、センサ窓を掃除する際の掃除が行いづらいのに加えて、センサの検知エリアを狭く制限しないとセンサが吐水口部材から吐出された水流を誤検知してしまう問題を生ずる。

実開平２−９７４４９号公報 特開２００２−７００９６号公報 特開２００７−２６２７２７号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、使用者にとって使い勝手が良く、またセンサ窓を掃除する際の掃除が行い易く、更にセンサが吐水口部材から吐出された水流を誤検知するのを防止することのできる自動水栓を提供することを目的としてなされたものである。
また本発明の他の目的は、吐水管の前端部が使用者に煩雑な感じを与えず、見栄えの良好な自動水栓を提供することを目的とする。

而して請求項１のものは、吐水管の先端部である前端部に吐水口部材とセンサとを設け、センサによる検知対象の検知により該吐水口部材から吐水する自動水栓において、水栓設置状態の下で、前記吐水管は前端側の部分が使用者の側に向って前方斜め下向きの形状をなして、該吐水管の前端面に、開口面が管軸と交差し且つ斜め下向きの面をなす開口を形成しており、前記吐水管内には該開口より前記吐水口部材とセンサとが管軸方向に挿入されて、該センサが該吐水口部材の上側に且つ該吐水口部材の前端面及び該センサの保持部材の前端面が該センサの前端面よりも吐水管の奥側に位置せしめられていることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記吐水口部材の前端面が前記吐水管の前端面よりも奥側に位置するように該吐水口部材を該吐水管内に配置したことを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、吐水管の形状を、前端側の部分が使用者の側に向って前方斜め下向きをなす形状となして、吐水管の前端面に、開口面が管軸と交差し且つ斜め下向きの面をなす開口を形成し、そしてその開口より吐水管内に吐水口部材とセンサとを管軸方向に挿入して、吐水口部材の前端面がセンサの前端面よりも吐水管の奥側に位置する状態に設置したもので、本発明によれば、使用者にとって吐水の出口が分り易く、水栓の使い勝手を良好とすることができるとともに、吐水口部材の前端面がセンサの前端面よりも吐水管の奥側に位置しているために、センサ窓を掃除する際に吐水口部材が邪魔にならず、センサ窓の掃除がし易い利点が得られる。

また吐水口部材が吐水管内で前方斜め下向きをなした状態となって、吐水口部材から吐出した水流が吐出後に重力の作用で下向きの流れに流れの向きを変える一方、吐水口部材の上側に設置したセンサは前方斜め下向きをなしているため、センサの検知エリアを拡く（高角度に）確保しながら、検知エリアが吐出水流と重複しないようにでき、センサが水流を誤検知するのを防止しながら、使用者が差し出した手を広い範囲に亘って検知することが可能となる。
またセンサが斜め下向きをなすこととなるため、センサが鉢面を誤検知するといった問題も解決することができる。

本発明では、吐水口部材の前端面が吐水管の前端面よりも奥側に位置するように吐水口部材を吐水管内に配置しておくこと、即ち吐水口部材の全体を吐水管の内部に配置しておくことができる（請求項２）。
このようになした場合、吐水口部材が吐水管の前端面から突出して、これが使用者の目に入って煩雑感を感じさせるといった問題を生じず、吐水口部材を使用者から見えないようになし得て、吐水管前端部の美観を良好となすことができる。

本発明の一実施形態である自動水栓の全体図である。 同実施形態における吐水管の縦断面図である。 同実施形態における吐水管の先端部の要部断面図である。 同実施形態におけるセンサ及び保持部材の図である。 本実施形態の利点を比較例と比較して示した説明図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は本実施形態の自動水栓で、１２は自動水栓１０における吐水管である。ここで吐水管１２は金属製とされている。
吐水管１２は、カウンタ（取付基体）１４から起立する形態で設置され、上部が使用者に向って逆Ｕ字状のグースネック形状をなしている。
即ち使用者側の前端側（先端側）の部分が、使用者の側に向って前方斜め下向きをなす形状とされており、そしてその前端面に、開口面が管軸と略直角に近い角度で交差し且つ斜め下向きの面をなす開口１６が形成されている。
ここで開口１６は、その横断面形状が正面視において左右方向に長い略楕円形状とされている。

図２に示しているように、吐水管１２は基端側に着座部１８と、この着座部１８から下向きに延びる挿通管２０とを一体に有している。
挿通管２０は、カウンタ１４の取付穴２２を挿通してカウンタ１４の下側まで突き出しており、その外周面に設けられた雄ねじ部２４に固定ナット２６がねじ込まれている。
吐水管１２は、着座部１８をカウンタ１４の上面に着座させ、その着座部１８と固定ナット２６とでパッキン２８，３０を介し、カウンタ１４を上下両側から挟み込む状態にカウンタ１４に取り付けられている。

一方、図３に示しているように吐水管１２の前端部の内部には、後述の吐水口部材６０を内部に保持する筒状の保持部材５２が納められている。
本例において、この保持部材５２は樹脂製（ここではＰＯＭ樹脂（ポリアセタール樹脂））のもので、横断面形状が全体として吐水管１２の前端部の形状に対応した略楕円形状をなしている。

この保持部材５２は円筒形状の差込部５４を一体に備えており、その差込部５４が後述の給水チューブ３８に圧入された上、給水チューブ３８を外周面から締め付けるバンド状の締付部材５６によって給水チューブ３８に接続され、固定されている。

この保持部材５２には、その内部に吐水口部材６０が挿入されて、そこに保持されている。
吐水口部材６０は、給水チューブ３８を通じて送られて来た水の流れを軸方向に通過させて前端（図中左端）の開口から吐水するもので、ここではこの吐水口部材６０は水の流れを整流して吐水するものとなしてある。
但し吐水口部材６０は、給水チューブ３８を通じて送られて来た水を気泡混じりの泡沫流として、又はシャワー流として、或いはその他様々な吐出パターンで吐水を吐出するものとなしておくこともできる。

吐水口部材６０は、横断面形状が扁平な楕円形状をなす筒状をなしており、その前端面が吐水管１２の前端面及び保持部材５２の前端面よりも更に奥側に位置する状態に、保持部材５２の内部に挿入配置されている。

保持部材５２は、図４に示しているように本体部８８とその上面を覆うカバー９０とを有しており、そしてそれら本体部８８とカバー９０とにより挟まれるようにして、手等の検知対象を検知するためのセンサ（ここでは光センサ、特に赤外線式且つ反射型のセンサ）６６を成す投光部６２と受光部６４とが、保持部材５２に固定され、保持されている。

この実施形態において、センサ６６はその前端面（図３（Ａ）中左端面）が、上記の吐水口部材６０の前端面よりも前側に位置する状態に設置されている。即ちこのセンサ６６の前端面よりも吐水口部材６０の前端面が吐水管１２の奥側に位置するように、吐水口部材６０が吐水管１２内に設置されている。
尚、センサ６６を成す投光部６２，受光部６４の前端面は、何れも吐水管１２の管軸方向において同じ位置に位置している。
図３から明らかなようにこのセンサ６６もまた、その前端面が吐水管１２の前端面よりも僅かに吐水管１２の奥側に位置する状態に配置されている。
本実施形態において、吐水口部材６０と保持部材５２とは、図３に示す固定部材６７によって吐水管１２に対し固定孔６８において共通に固定されている。

この固定部材６７は円形の押込ボタン式の部材で、円形の外周壁部７０と、その中心部から立ち上る第１の嵌合凸部７１と、この第１の嵌合凸部７１の上端から更に上向きに突出する小径の第２の嵌合凸部７２とを一体に有しており、その第２の嵌合凸部７２を吐水口部材６０の嵌合穴７４に嵌入させ、また第１の嵌合凸部７１を保持部材５２の貫通の嵌合穴７６に嵌合させ、また外周壁部７０を吐水管１２の円形の固定孔６８に嵌合させる状態で吐水管１２に取り付けられ、以て吐水口部材６０及び保持部材５２を吐水管１２に位置決状態に固定している。
尚、この固定部材６７は図３（Ｂ）に示すように正面視において左右に一対の爪７８を有しており、これら爪７８を固定孔６８の縁部に係止させることで、吐水管１２から抜止めされている。

図４において、８０は投光側の光ファイバ，８２は受光側の光ファイバで、それら投光側の光ファイバ８０，受光側の光ファイバ８２の先端部によって上記の投光部６２，受光部６４が構成されている。
尚、投光部６２には投射される光に指向性を持たせるためのレンズ８４が備えられている。
またこれら光ファイバ８０，８２には、これを保持部材５２に対して軸線方向に位置決状態に固定するための環状の凸部８６が一体的に設けられている。

一方上記の保持部材５２の本体部８８には、光ファイバ８０，８２の軸線方向に延びる深い保持溝９２Ａ，９４Ａが設けられており、またカバー９０の側にも対応する浅い保持溝９２Ｂ，９４Ｂが設けられており、それら保持溝９２Ａ，９２Ｂ及び９４Ａ，９４Ｂに光ファイバ８０，８２が嵌め入れられ、そこに保持されている。

これら保持溝９２Ａ，９２Ｂ及び９４Ａ，９４Ｂには、光ファイバ８０，８２の凸部８６に対応した凹部９６Ａ，９６Ｂ及び９８Ａ，９８Ｂが設けられおり、光ファイバ８０は凸部８６と凹部９６Ａ，９６Ｂとの凹凸嵌合により、また光ファイバ８２は凸部８６と凹部９８Ａ，９８Ｂとの凹凸嵌合により、保持部材５２に対して軸線方向に位置決状態に固定され保持されている。
尚、保持部材５２には前端に一対のＵ字状の切欠部が形成されていて、そこに投光部６２の前端面の投光窓１００、受光部６４の前端面の受光窓１０２が位置せしめられている。

またカバー９０には、一対の湾曲した弾性アーム１０４が一体に形成されており、カバー９０は、これら一対の弾性アーム１０４の先端の爪１０６を、本体部８８の対応する係止突起１０８に弾性係止させることで、本体部８８に組み付けられている。

図１において、３２はカウンタ１４の下方に配置された本体機能部で、３４はその本体機能部３２の機能部ボックスであり、その内部に電磁弁３６が収容されている。
電磁弁３６は、給水元管からの水を吐水口部材６０に供給する給水路を開閉する弁であって、この電磁弁３６に対し、給水チューブ３８の下端が継手４０を介して接続されている。

給水チューブ３８は、給水路の一部を形成する部材であって、機能部ボックス３４から上向きに延び出し、そして図２に示す吐水管１２の基端（下端）の開口４２から吐水管１２内部に入り込んでいる。
給水チューブ３８は、更にこの吐水管１２の内部をその前端部に到るまで延びている。
尚この例において、給水チューブ３８は可撓性のもので、ここではポリウレタン樹脂にて形成されている。
尚図１において４４は止水栓を表している。

機能部ボックス３４の内部にはまた、マイコンを主要素として含む制御部４６、及び発光素子及び受光素子を保持した基板４８が収容されている。
制御部４６は電磁弁３６を作動制御し、センサ６６による検知対象の検知に基づいて電磁弁３６を開弁させ、またセンサ６６が検知対象を非検知となったところで電磁弁３６を閉弁させる。

発光素子からは上記の投光側の光ファイバ８０が延び出しており、また受光素子からは受光側の光ファイバ８２が延び出している。これら光ファイバ８０，８２は機能部ボックス３４から延び出して、吐水管１２の基端の開口部４２からその内部に入り込んでいる。
光ファイバ８０，８２は、更に吐水管１２内部を前端部に到るまで延びている。
尚、５０はそれら２つの光ファイバ８０，８２を１本に束ねた光ファイバのコードを表している。

この実施形態では、センサ６６が検知対象、通常は使用者が差し出した手を検知すると、制御部４６による制御の下に電磁弁３６が開弁し、図３の吐水口部材６０から自動的に吐水を行う。
また使用者が手を引き込めてセンサ６６による検知エリアから外れると、センサ６６が手を非検知となり、ここにおいて制御部４６の制御の下に電磁弁３６が閉弁し、吐水口部材６０からの吐水を停止する。

以上のような本実施形態によれば、吐水管１２の前端側の部分の形状が、使用者の側に向って前方斜め下向きをなす形状をなし、また吐水管１２の前端面の開口１６が、その開口面を管軸と交差し且つ斜め下向きの面となしているために使用者にとって吐水の出口が分り易く、水栓の使い勝手を良好とすることができるとともに、吐水口部材６０の前端面がセンサ６６の前端面よりも吐水管１２の奥側に位置しているために、センサ窓を掃除する際に吐水口部材６０が邪魔にならず、センサ窓の掃除がし易い。

また、例えば図５（Ｂ）の比較例（特許文献１に開示されたもの）に示しているように吐水管２００の前端側の部分が水平向きをなすとともに、前端側の開口２０２の開口面が下向きをなし、そして開口２０２の上側の位置に吐水口部材２０４とセンサ２０６とが配置されているものでは、吐水管２００の前端側の開口２０２が使用者から見えない位置にあり、吐水がどこから出るのかが分らず、水栓が使いづらいといった問題の外、吐水口部材２０４からの吐水の水流Ｓがほぼ真下向きの水流となり、またセンサ２０６も同じく下向きをなしているため、吐出された水流Ｓの拡がりとセンサ２０６の検知エリアＫとが重複し易く、更にセンサ２０６が下方に位置している手洗鉢等の鉢面を誤検知してしまう恐れがあるが、本実施形態によればこうした問題を解決することができる。

本実施形態では、吐水口部材６０が吐水管１２内で前方斜め下向きをなし、吐水口部材６０から吐出した水流Ｓが吐出後に重力の作用で下向きの流れに流れの向きを変える一方、吐水口部材６０の上側に設置したセンサ６６は前方斜め下向きをなしているため、センサ６６の検知エリアＫを拡く（高角度に）確保しながら、検知エリアＫが吐出水流Ｓと重複しないようにでき、センサ６６が水流Ｓを誤検知するのを防止しながら、使用者が差し出した手を広い範囲に亘って検知することが可能となる。
またセンサ６６が斜め下向きをなすこととなるため、センサ６６が鉢面を誤検知するといった問題も解決することができる。

また本実施形態では、吐水口部材６０の前端面が吐水管１２の前端面よりも奥側に位置するように吐水口部材６０を吐水管１２内に配置してあるために、吐水口部材６０が使用者の目に入って煩雑感を感じさせるといったことがなく、吐水口部材６０を使用者から見えないようになし得て、吐水管１２前端部の美観を良好となすことができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明においては吐水管の前端部に発光素子，受光素子及びそれらに接続された回路から成るセンサを配置した形態の自動水栓に対しても適用することができるし、また上例以外の他の様々な形態を有する吐水管を備えた自動水栓に対して適用することが可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

１０ 自動水栓
１２ 吐水管
１６ 開口
６０ 吐水口部材
６６ センサ

Claims (2)

1. 吐水管の先端部である前端部に吐水口部材とセンサとを設け、センサによる検知対象の検知により該吐水口部材から吐水する自動水栓において
   水栓設置状態の下で、前記吐水管は前端側の部分が使用者の側に向って前方斜め下向きの形状をなして、該吐水管の前端面に、開口面が管軸と交差し且つ斜め下向きの面をなす開口を形成しており、
   前記吐水管内には該開口より前記吐水口部材とセンサとが管軸方向に挿入されて、該センサが該吐水口部材の上側に且つ該吐水口部材の前端面及び該センサの保持部材の前端面が該センサの前端面よりも吐水管の奥側に位置せしめられていることを特徴とする自動水栓。
2. 請求項１において、前記吐水口部材の前端面が前記吐水管の前端面よりも奥側に位置するように該吐水口部材を該吐水管内に配置したことを特徴とする自動水栓

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