JP5891397B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、物体検知センサの物体検知により吐水の開始と停止とを切り替える自動水栓に関するものである。

従来から、シンクやボウルの周辺部に設けた自動水栓として、物体検知センサの検知結果に応じて、吐水の開始と停止とを切り替える自動水栓がある（例えば特許文献１参照）。そして、この種の自動水栓が備える物体検知センサとして、赤外線センサが好適に用いられる。

この赤外線センサは、例えば、図４に示すように、赤外線の発光部２と受光部３とで主体が構成されており、発光部２から発光された赤外線は、物体６で反射して受光部３で最も強く受光されるように、発光方向２１と受光方向３１とが調節される。そして、所定の広がりを有した発光方向２１と、所定の広がりを有した受光方向３１とが交差する範囲が、物体検知センサで物体６を検知可能な範囲（領域９）になっている。

特開２００７−２９１８２９号公報

しかしながら、図４に示す物体検知センサの上記有効な範囲（領域９）は、シンクやボウルにおける底面や内面等の背景７１に近接しているため、従来の自動水栓は、背景７１を誤って物体６として検知して、吐出動作を開始する恐れがある。また、例えば図５に示す参考例のように、発光部２の発光方向２１を後方側に傾けることで、背景７１の影響を受け難くすることができる。しかしながら、この場合、有効な範囲（領域９）が後方側にずれるため、領域９のうち吐水を受ける位置等の吐水部１３の下方に位置する範囲が、図４に示す場合に比べて、狭くなり易い（面積が小さくなり易い）。そのため、参考例の自動水栓のように、単に背景７１の影響を受け難くした場合、自動水栓の利用位置である吐水を受ける位置において、物体６を検知し難くなり、物体検知センサの検知性能の低下を生じる恐れがある。

そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、自動水栓の利用位置等における物体検知センサの検知性能の低下を抑制して、物体検知に対する背景の影響を軽減した自動水栓を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、物体検知センサの物体検知により吐水の開始と停止とを切り替える自動水栓であって、導水路を内部に備えたスパウトと、赤外線の発光部及び受光部を備えた前記物体検知センサとを有し、前記スパウトが、外部の被取付面に取り付けられる基部と、前記基部から前方側に突出した突出部とを有し、前記基部が、前記導水路の上流端を備え、前記突出部が、前記導水路の下流端を下向きに開口して備えた吐水部を、先端に有し、前記発光部を、前記発光部から略鉛直下向きに発光方向を有して、前記突出部の先端側に設け、前記受光部を、前記受光部に向かって後方上向きに受光方向を有して、前記基部に設けたことを特徴とする。

また、本発明は、物体検知センサの物体検知により吐水の開始と停止とを切り替える自動水栓であって、導水路を内部に備えたスパウトと、赤外線の発光部及び受光部を備えた前記物体検知センサとを有し、前記スパウトが、外部の被取付面に取り付けられる基部と、前記基部の上部から前方側に突出した突出部とを有し、前記基部が、前記導水路の上流端を備え、前記突出部が、前記導水路の下流端を下向きに開口して備えた吐水部を、先端に有し、前記受光部を、前記受光部に向かって略鉛直上向きに受光方向を有して、前記突出部の先端側に設け、前記発光部を、前記発光部から前方下向きに発光方向を有して、前記基部に設けたことを特徴とする。

また、自動水栓は、前記基部を壁面に取り付けることが好ましい

このような構成としたことで、自動水栓の利用位置等における物体検知センサの検知性能の低下を抑制して、物体検知に対する背景の影響を軽減した構成にし易くすることができる。

本発明の自動水栓の実施形態の側面図である。 変形例の側面図である。 他の変形例の斜視図である。 従来の自動水栓の側面図である。 図４の構成の一部を変更した参考例の側面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１に基づいて説明する。

本実施形態の自動水栓は、図１に示すように、水や湯が流れる導水路（図示せず）を内部に備えたスパウト１と、赤外線の発光部２及び受光部３を備えた物体検知センサとを有する。そして、自動水栓は、物体検知センサでの検知結果に応じて、吐水と止水と（吐出動作の開始／停止）を自動的に切り替える。

スパウト１は、図１に示すように、キッチンカウンターのシンクの周辺部や、洗面化粧台のボウルの周辺部等の上面に突出して設けてあり、この周辺部の上面がスパウト１の被取付面７となっている。そして、スパウト１の導水路は、上流端が給水源や給湯源等となる外部の水道管（図示せず）に連通接続してあり、下流端がシンクやボウルに導水路内の水や湯を吐出する開口（図示せず）になっている。

また、スパウト１は側面視略逆Ｌ字形状になっており、被取付面７から上方または斜め上方に向けて突出された基部１１と、基部１１の上部から前方に突出して設けた突出部１２とで主体が構成される。

基部１１は内部に導水路の上流端側を備える。突出部１２は内部に、導水路の基部１１に配置した部位より下流側を備える。そして、突出部１２は先端（前端）の下面に吐水部１３を有する。吐水部１３は下端に、下流端を下向きに開口して備えており、吐水部１３の水や湯を吐出する吐水方向は下向き（略鉛直下向き）になっており、スパウト１は吐水部１３の略直下に水道管から導水路に供給された水や湯を吐出する。

物体検知センサは、赤外線（赤外領域の波長帯の光）を用いて物体６を検知する赤外線反射型センサ、所謂赤外線センサとなっている。そして、発光部２は、突出部１２の先端側で且つ吐水部１３の後方に、吐水部１３と隣接して設けてあり、受光部３は、基部１１の突出部１２の突設位置より下方に設けてある。

発光部２は、赤外線を発する発光素子（図示せず）で主体が構成されており、例えば、発光素子は、発光ダイオード等となっている。そして、発光部２は、赤外線を発する（発光する）に当たって、指向性を有しており、所定の向きに最も強く発光する。更に、この最も強く発光する向き（光の進行方向）は、発光部２から下向き（略鉛直下向き）に進行するように設定されているが、この向きを中心として幾らかの広がりを有する（図１中の発光部２を起点とした一点鎖線及び点線参照）。

受光部３は、発光部２で発した赤外線のうち物体６で反射された赤外線の一部を受ける受光素子（図示せず）で主体が構成されており、例えば、受光素子は、フォトダイオード等となっている。そして、受光部３は、赤外線を受ける（受光する）に当たって、指向性を有しており、赤外線の強さが同じで方向が異なる場合、所定の向きからの入射した時に最も強く受光する。

更に、この受光する向きは、受光部３に向かって後方上向きに入射した場合に最も強く受光するように設定されているが、この向きを中心として幾らかの広がりを有する（図１中の受光部３を終点とした一点鎖線及び点線参照）。言い換えると、受光部３は、受光部３に対して前方且つ下方側から赤外線が入射した際に、最も強く受光するように設定されている。

以下、上記発光部２において最も強く発光する向きを「発光方向２１」といい、上記受光部３において最も強く受光する向きを「受光方向３１」というものとする。そして、図１中の発光部２を起点とした二つの点線の間である発光部２の発光方向２１から広がりを有した領域を、発光領域とし、図１中の受光部３を終点とした二つの点線の間である受光部３の受光方向３１から広がりを有した領域を、受光領域とする。

また、発光部２を起点として発光方向２１に進む線と、受光部３を終点として受光方向３１に進む線とは、吐水部１３から下方に所定の距離離れて且つ吐水部１３より若干後方（発光部２の直下）の位置で、交差する。そして、発光方向２１及び受光方向３１は所定の広がりを有するため、この交差した位置は、図１に示すように、所定の広がりを有した領域４となっている。言い換えると、発光領域と受光領域とは、吐水部１３から下方に所定の距離離れて且つ吐水部１３より若干後方（発光部２の直下）の位置で交差する。

そのため、発光部２からの発光方向２１に向けて進行した赤外線の一部が、領域４内に位置した物体６により反射した場合、受光部３は、この反射した赤外線（後方上向きの反射光）に対して最も受光感度（受光状態）が良好になる。言い換えると、領域４は、物体検知センサにおける手等の物体６を検知可能な有効範囲になっている。

そして、自動水栓は、領域４内に物体６が位置して、物体検知センサで物体６を検知すると、吐出動作を開始し、物体６を検知している間、吐出動作を継続する。更に、自動水栓は物体検知センサで物体６を検知しなくなる（非検知になる）と、吐出動作を停止に切り替える。

このように、物体検知センサは、発光部２を下向きに発光方向２１を有して突出部１２の先端側に設け、受光部３に向かって後方上向きに受光方向３１を有して受光部３を基部１１に設けた構成になっている。そのため、自動水栓は、物体検知用の領域４を吐水部１３の下方側に位置させることができ、吐水部１３の下方に位置した物体６に対して、良好な検知性能を得易い構成にし易くなり、自動水栓の利用位置等における検知性能の低下を抑制し易くすることができる。

更に、自動水栓は、領域４が吐水部１３の下方側に位置するため、自動水栓の水（吐水）を当てたい汚れた皿等の物体６を検知させることで、吐出動作の開始や吐出動作の継続を行うことができ、自動水栓の利便性を向上し易くすることができる。そして、発光部２が吐水部１３より後方側に位置し且つ発光方向２１が吐水方向と略平行に並ぶため、吐水より後方側での反射光が物体検知の指標の主体になり易く、例えば赤外線の水への吸収等の吐水による影響を軽減し易くすることができる。

なお、図４に示すように、発光方向２１を前方斜め下向きとし、受光方向３１を後方斜め上向きに設けた場合、発光領域と受光領域とがシンク等の背景７１で重なるため、背景７１による誤った物体検知を起こす場合がある。対して、本実施形態の場合、シンク等の背景７１では重ならず、背景７１による誤った物体検知を抑制し易い構成になっている。

また、発光方向２１と受光方向３１とのなす角（発光部２及び受光部３に近い側の角）の角度は鋭角が好ましい。この場合、例えば、発光方向２１を下向きとし、受光方向３１を水平方向としたような直角の場合に比べて、例えば受光部３に向かう反射光が生じ易くなる等で、検知性能の低下を抑制し易くすることができる。

そして、下向きに発光方向２１を有して発光部２を吐水部１３の近傍に配置したことで、図５の示す場合の領域９に比べて、領域４の吐水部１３近傍の面積を大きくした構成にし易くすることができる。そのため、自動水栓は、発光方向２１と受光方向３１とのなす角の角度を鋭角にした場合において、吐水部１３近傍（自動水栓の利用位置）での検知性能の低下を抑制し易くすることができる。

ところで、本実施形態において、領域４より下方に物体６が位置した場合、この物体６により反射した赤外線（反射光）は、領域４の反射光に比べて、受光量が著しく低下する等、受光部３で受光され難く、この位置での物体６を検知し難い。そして、領域４より前方や後方の領域に物体６が位置した場合、物体６には、発光部２の赤外線が照射されない或いは赤外線の光量が著しく低下して照射されるため、反射光を受光部３で受光し難く、この位置での物体６を検知し難い。

また、領域４は、シンクやボウル等の底面より上方に位置し、且つシンクやボウル等の前方側の内面より後方に位置し、且つシンクやボウル等の後方側の内面より前方に位置する。そのため、自動水栓は、領域４より下方や前方や後方に位置する上記底面や内面等の背景７１を、物体検知センサが物体６として検知し難く、背景７１による誤った物体検知を抑制し易い構成になっている。

次に、第１の変形例について図２に基づいて説明する。図１に示した実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。

第１の変形例においては、図２に示すように、建物やユニットルーム、或いは洗面化粧台やキッチンカウンター等の、構造物における壁面が、基部１１を取り付ける被取付面７になっている。

スパウト１は、図１に示した実施形態に比べて、基部１１の上下寸法が短い側面視略逆Ｌ字形状になっている。基部１１は、シンクやボウル等の周面部の上面から上方に離れた位置で、壁面（被取付面７）に設けてある。そして、基部１１は前面の上部に突出部１２が設けてある。突出部１２は基部１１の前面から前方に突出しており、先端の下面に吐水部１３を有する。更に、吐水部１３に下流端の位置する導水路は、水道管の壁面から前方貫通して設けられた接続部に、基部１１内に位置する上流端が接続される。

発光部２は突出部１２の先端側で且つ吐水部１３の後方に、吐水部１３と隣接して設けてある。そして、発光部２の発光方向２１は下向きになっている。また、受光部３は基部１１の突出部１２の突設位置より下方に設けてある。そして、受光部３の受光方向３１は受光部３に向かって後方上向きになっている。

この場合、物体検知の有効範囲（領域５）を、図１に示す実施形態の領域４と略同じにすることができ、自動水栓は、利用位置等における物体検知センサの検知性能の低下を抑制して、物体検知に対する背景７１の影響を軽減した構成にし易くすることができる。なお、突出部１２は基部１１の上下寸法における略中央に設けてあってもよい。

次に、第２の変形例について図３に基づいて説明する。図１に示した実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。

第２の変形例においては、シンクやボウル等の周辺部の上面が、スパウト１を突設する被取付面７になっている。スパウト１は、図３に示すように、側面視略逆Ｊ字状になっており、被取付面７から上方または斜め上方に向けて突出され、途中で曲げられて、下流端の開口は下向きに設置される。

具体的には、スパウト１が、被取付面７に上方に突出した取り付けられた基部１１と、上方に凸のアーチ状で基部１１の上面から前方に突出して設けた突出部１２とを有する。基部１１は上面の突出部１２の突設位置より前方側に操作部（図示せず）が設けてある。そして、基部１１は前面に開口を有すると共に、この開口に透光部材１５が嵌め込まれてある。透光部材１５は、水や埃等をはじめとする物質がスパウト１外から開口を介して基部１１内に侵入するのを阻止し、且つ赤外線を主体とする電磁波を自在に透過させる部材となっている。

突出部１２は導水路の下流側が、突出部１２から導出可能なホース（図示せず）となっている。そして、吐水部１３は、突出部１２から分離可能に設けてあり、突出部１２から分離することで、上記ホースを突出部１２から導出し、且つホースを屈曲させて下流端の開口向き（吐水方向）を変更することができる。

発光部２は突出部１２の先端側で且つ吐水部１３より上方（分離する部位より上方）で且つ吐水部１３より後方に設けてあり、発光方向２１が発光部２から下向きになっている。また、受光部３は基部１１の前面側に設けてあり、受光方向３１が受光部３に向かって後方上向きになっている。そして、受光部３は透光部材１５を介して透光された物体検知の有効な範囲（図示せず）内の物体６による反射光に対して最も強く受光する。

この場合、物体検知の有効範囲を、図１に示す実施形態の領域４と略同じにすることができ、自動水栓は、利用位置等における物体検知センサの検知性能の低下を抑制して、物体検知に対する背景７１の影響を軽減した構成にし易くすることができる。

なお、本発明は、実施形態や変形例の構成のみに限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、実施形態や変形例において適宜の設計変更を行うことや、実施形態や各変形例等の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。例えば、基部１１と突出部１２とを略同径管状に形成する等の、基部１１と突出部１２とを一体に形成したり、基部１１と突出部１２とを連続した形状に形成したりしてもよい。

また、実施形態や変形例の発光部２と受光部３の位置を入れ替えて、受光部３に向かって上向きに受光方向３１を有して受光部３を突出部１２の先端側に設け、前方下向きに発光方向２１を有して発光部２を基部１１に設けてもよい。また、自動水栓は、物体６検知後、物体６の検知非検知に依らず、一定時間吐出動作を継続した後、物体６の検知非検知に依らず吐出動作を停止する構成や、一定時間吐出動作を継続後、非検知になると吐出動作を停止する構成等であってもよい。また、本発明における下向きとは鉛直方向に平行な向きのみに限らず、鉛直方向に対して若干斜めに傾いた向きのものであってもよい。

１ スパウト
１１ 基部
１２ 突出部
１３ 吐水部
２ 発光部
２１ 発光方向
３ 受光部
３１ 受光方向

Claims (3)

1. 物体検知センサの物体検知により吐水の開始と停止とを切り替える自動水栓であって、導水路を内部に備えたスパウトと、赤外線の発光部及び受光部を備えた前記物体検知センサとを有し、
   前記スパウトが、外部の被取付面に取り付けられる基部と、前記基部から前方側に突出した突出部とを有し、
   前記基部が、前記導水路の上流端を備え、
   前記突出部が、前記導水路の下流端を下向きに開口して備えた吐水部を、先端に有し、
   前記発光部を、前記発光部から略鉛直下向きに発光方向を有して、前記突出部の先端側に設け、
   前記受光部を、前記受光部に向かって後方上向きに受光方向を有して、前記基部に設けたことを特徴とする自動水栓。
2. 物体検知センサの物体検知により吐水の開始と停止とを切り替える自動水栓であって、導水路を内部に備えたスパウトと、赤外線の発光部及び受光部を備えた前記物体検知センサとを有し、
   前記スパウトが、外部の被取付面に取り付けられる基部と、前記基部の上部から前方側に突出した突出部とを有し、
   前記基部が、前記導水路の上流端を備え、
   前記突出部が、前記導水路の下流端を下向きに開口して備えた吐水部を、先端に有し、
   前記受光部を、前記受光部に向かって略鉛直上向きに受光方向を有して、前記突出部の先端側に設け、
   前記発光部を、前記発光部から前方下向きに発光方向を有して、前記基部に設けた
   ことを特徴とする自動水栓。
3. 前記基部を壁面に取り付けた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動水栓。

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