JP5991613B2

JP5991613B2 - 自動水栓

Info

Publication number: JP5991613B2
Application number: JP2012148687A
Authority: JP
Inventors: 壮山本; 研治安達; 北地　範行; 範行北地; 伊藤　良泰; 良泰伊藤; 尚紀柴田; 朋弘穐田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: WO2014006869A1; JP2014009556A

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、自動水栓として、水栓近傍の検知エリア内に物体が存在するか否かを検知するセンサと、センサが物体を検知するとバルブを開弁するコントローラとを備えた自動水栓がある（例えば特許文献１参照）。

この自動水栓では、センサが、吐水口から吐水する水流の吐水方向に位置する物体を検知する食器・食材検知エリアと、吐水方向から外れた食器・食材を持つ手を検知する手検知エリアとを有する。そして、この自動水栓は、食器・食材検知エリアと手検知エリアの何れか又は両方に物体が存在することで、吐水を開始する。

特開２００１−３２９５８３号公報

しかしながら、この自動水栓では、検知エリアの一方のみに物体が存在した状態で吐水するため、水栓からの水を受けるシンクに茹で汁等の湯を流した際や水栓から湯を吐出した際等に、湯気を物体と検知して吐水を開始する場合がある。そして、この自動水栓は、湯気を検知する間、吐水を継続するため、水栓が湯を吐出する場合、吐水（湯の吐出）が停止しなくなる恐れがある。

そこで、自動水栓としては、センサを二つ設けて、両方で物体の存在を検知した際に吐水を開始して、吐水中に一方のセンサが物体の存在を検知しなくなった際に吐水を停止するものがある。ところで、この自動水栓では、吐水中に、洗浄動作等で物体を動かしたり移動したりした際に、一方のセンサの検知エリアから物体が外れて、このセンサが物体の存在を検知しなくなることがある。この場合、この自動水栓では、使用者が意図しない止水への自動切替が行われて、使用者に不快感を与えることがある。

そこで、本発明は、前記従来の問題点に鑑みて発明したものであり、その目的とするところは、洗浄動作等で吐水中に一方の検知部が物体無を検知した場合の意図しない止水への切り替わりを抑制した自動水栓を提供することにある。

本発明の自動水栓は、外部の水受部に向けて吐水する吐水部と、物体を検知する二つの検知部と、この検知部の両方が物体有を検知した際に吐水を開始させる制御を行う制御部とを備えた自動水栓である。

そして、前記二つの前記検知部は各々、前記吐水部と前記水受部との間に物体の有無を検知する検知領域を有したもので、この二つの前記検知部として、前記検知領域に向けて光を照射してこの光を反射した対象物までの距離を測定する第１検知部と、前記検知領域を介して前記水受部側に光を照射して前記水受部側からの反射光を受光する第２検知部とを備え、前記第１検知部は、前記距離が所定距離以下の場合に前記物体有を検知し、前記第２検知部は、前記反射光を受光する受光部の出力値が所定範囲の場合に前記物体有を検知するものであり、前記第１検知部は上記吐水部における吐水管のベースに投光部を備え、前記第２検知部は上記吐水管の先端部に投光部を備えて、前記二つの検知部は物体の有無を検知する検知領域が異なっており、前記制御部は、前記吐水の開始後に一方の前記検知部が前記物体有を検知し且つ残りの一方の前記検知部が物体無を検知した場合に前記吐水を継続する制御と、この制御での前記吐水の継続時に前記残りの一方の前記検知部での前記物体無の検知が一定時間継続した場合に前記吐水を停止させる制御とを行うものであることを特徴とする。

本発明は、前記構成を備えたことで、吐水中に、例えば、洗浄動作等で物体を動かしたり移動したりした際に、意図しない止水への切り替わりを抑制することができる。これによって、本発明は、意図しない止水への切り替わりによる不快感を使用者に与え難くすることができる。そして、本発明は、前記構成を備えたことで、例えば温水（湯）使用時等で使用後も湯気等で一方の検知部での物体有の検知が継続した場合、一定時間経過後に止水に切り替えて、意図しない吐水の継続を抑制することができる。

本発明の自動水栓の実施形態の斜視図である。自動水栓のブロック図である。第１検知部の物体の検知動作の説明図である。第２検知部の物体の検知動作の説明図である。二つの検知部での物体の有無の検知の説明図であり、（ａ）は両方の検知部で物体有を検知した状態であり、（ｂ）は一方の検知部で物体有を検知した状態であり、（ｃ）は両方の検知部で物体無を検知した状態である。制御部による制御を説明するタイミングチャートである。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。本実施形態の自動水栓１は、例えば、図１に示すように、流し台に設けられる。流し台は、シンク２１を有する。シンク２１は底部２２の上面（底部上面２２ａ）が略水平な面になっている。

自動水栓１は、図２に示すように、吐水部２と、検知部７と、制御部９とを備える。吐水部２は、図１に示すように、ベース３と、吐水管４とを備える。ベース３は、シンク２１の縁部２３上面２３ａに設けてある。そして、ベース３は縁部２３から上方に突出しており、内部に流路（不図示）を有する。

吐水管４は、ベース３の上面に設けてある。吐水管４は逆Ｕ字状になっている。吐水管４はＵ字の一端がベース３に取り付けてある。そして、吐水管４の内部には、ベース３の流路と連通する流路（不図示）が設けてある。また、吐水管４はＵ字の他端がシンク２１の底部２２の上方に位置する。吐水管４はこの他端に、下方に開口した吐水口２ａが設けてあり、吐水口２ａから底部２２に向けて水や湯等が吐出される。

そのため、シンク２１の底部２２は、吐水口２ａから下方に吐出された水を受ける水受部２０になっている。以下、ベース３から吐水口２ａ側（シンク２１の縁部２３から底部２２側）を前方と定義して説明する。なお、この場合、ベース３を設けた縁部２３は、シンク２１の後縁部となる。

更に、吐水部２は、ベース３の流路又は吐水管４の流路に、この流路を開閉させる弁部材６が設けてある。そして、吐水部２は、弁部材６で前記流路を開閉することで、吐水口２ａからの吐水の開始と停止（止水）とを切り替えており、この流路の開閉は制御部９によって制御される。

検知部７は、図１に示すように、吐水管４の下流端より下側に検知領域８を有する。具体的には、検知領域８が、吐水口２ａとシンク２１の底部２２との間に位置し、且つ吐水口２ａから吐出される水の吐出領域に存在する。そして、検知部７は、この検知領域８における皿やこれを持つ手等の物体３０の有無を検知する。

検知部７は、自動水栓１に二つ設けてある。二つの検知部７は、検知領域８の少なくとも一部が重複して位置する。具体的には、検知領域８に向けて光を照射してこの光を反射した対象物３２までの距離を測定する第１検知部１０と、検知領域８を介して水受部２０側に光を照射して水受部２０側からの反射光を受光する第２検知部１５とを備える。

第１検知部１０は、例えば、三角測距方式で対象物３２までの距離を測定する所謂測距反射型光電センサ（距離設定型光電センサ）になっている。第１検知部１０は、図３に示すように、第１投光部１１と第１受光部１２とを備える。第１投光部１１及び第１受光部１２はベース３に設けてある。

第１投光部１１は、照射光として赤外線又は可視光線を照射する投光素子を有する。第１投光部１１は前斜め下方に向けて光（照射光）を照射する。言い換えると、第１投光部１１は、前斜め下方に向けて照射方向を有する。そして、第１投光部１１は、検知領域８を通過して底部上面２２ａに向けて光を照射する。第１投光部１１からの照射光は、検知領域８に存在する物体３０やシンク２１（底部２２）等の対象物３２で反射する。

第１受光部１２は、例えば、位置検知素子（例えばＰＳＤ素子（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅＤｅｔｅｃｔｏｒ）を有する。第１受光部１２は、検知領域８や底部上面２２ａから来た光を受ける。

すなわち、第１受光部１２は、第１投光部１１から対象物３２で反射された照射光（対象物３２での反射光）を受ける。そして、第１受光部１２は、反射光を受ける位置（部位）が、第１投光部１１から対象物３２までの距離に応じて変化する。

具体的には、図３に示すように、例えば検出領域に物体３０が存在する場合、対象物３２が物体３０となるため、第１投光部１１の照射光は、物体３０で反射して第１受光部１２に到達する（図中矢印Ｒ１参照）。また、検出領域に物体３０が存在しない場合、対象物３２が底部上面２２ａとなるため、第１投光部１１の照射光は、底部上面２２ａで反射して第１受光部１２に到達する（図中矢印Ｒ２参照）。

そのため、第１検知部１０は、第１受光部１２の反射光を受けた位置を検知し、これによって対象物３２までの距離を測定することができる。そして、第１検知部１０は、この測定した距離から、検知領域８における物体３０の有無を検知する（区別する）。

第２検知部１５は、例えば、所謂限定反射型光電センサになっている。この限定反射型光電センサとは、強い受光出力を得るために投受光の指向角度を小さくしたものである。そして、限定反射型光電センサは、投光軸と受光軸が比較的大きな角度で交差する。そのため、限定反射型光電センサの動作領域は、投光光芒と受光光芒が交差する限られた距離範囲のみの領域（限定領域）に限定される。

第２検知部１５は、第２投光部１６と第２受光部１７とを備える。第２投光部１６は設置部５に設けられる。設置部５は、吐水管４の先端部（吐出口側の端部）に設けてあり、吐出管から後方に突出して形成してある。第２受光部１７は、ベース３に設けてある。

第２投光部１６は、照射光として赤外線又は可視光線を照射する投光素子を有する。そして、第２投光部１６は前斜め下方に向けて光（照射光）を照射する。そのため、第２投光部１６は、検知領域８を通過して底部上面２２ａに向けて光を照射している。そして、第２投光部１６からの照射光は、第１投光部１１からの照射光に交差しており、第１検知部１０及び第２検知部１５は各々、この照射光の交点を含むこの交点周辺に、検知領域８を有する。

第２受光部１７は、例えば、第２投光部１６からの照射光を受ける受光素子を有する。また、第２受光部１７は、前斜め下方に受光方向を有する。そして、第２受光部１７は受光軸が第２投光部１６の投光軸と、底部上面２２ａで交差する。言い換えると、第２受光部１７は、図４に示すように、底部上面２２ａで反射した照射光（図中矢印Ｒ３参照）を受けており、底部２２が第２検知部１５の反射物３４になっている。

そのため、第２検知部１５の動作領域は、照射方向において検知領域８よりも遠方となる底部上面２２ａに限定される。そして、第２投光部１６の照射光は、反射物３４である底部上面２２ａで反射して、第２受光部１７側に進行する。

ところで、第２検知部１５は、検知領域８に物体３０が存在する場合、第２投光部１６からの照射光の一部或いは全部が、例えば物体３０での反射や吸収等で、底部上面２２ａに到達し難くなる。この場合、第２検知部１５は、反射物３４（底部上面２２ａ）からの反射光を、第２受光部１７で受光し難くなる。そして、第２受光部１７で反射光を受光し難くなると、第２検知部１５は、検知情報（検知結果）における所定の出力値が、反射物３４からの反射光が低減されない場合に比べて低下する。すなわち、第２検知部１５は、第２受光部１７の受光量の変化を検知し、これによって検知領域８における物体３０の有無を検知する（区別する）。

制御部９は、第１検知部１０で測定した距離が所定距離以下の場合に、第１検知部１０が物体有を検知したと判定する。そして、制御部９は、第２受光部１７の前記所定の出力値が所定範囲（所定値以下）の場合に、第２検知部１５が物体有を検知したと判定する。更に、制御部９は、対象物３２までの前記距離や前記所定の出力値等の検知部７の検知情報（検知結果）に基づいて、吐水管４から水受部２０に水を吐出するか否か（吐水と止水と）を切り替える。

具体的には、止水時に、例えば、自動水栓１で物体３０を洗浄する際等に、図５（ａ）に示すように、使用者が第１検知部１０及び第２検知部１５の両方の検知領域８内に亘って物体３０を位置させることがある。この場合、制御部９は、二つの検知部７の両方が物体有（物体３０が検知領域８に有ること）を検知したと判定する。これによって、自動水栓１は、止水から吐水に切り替わる。言い換えると、制御部９は、止水時に、第１検知部１０で測定した距離が所定距離以下で、且つ第２受光部１７の前記出力値が所定値以下となった場合に、吐水を開始する吐水制御を行う（図６中のＰ１参照）。

そして、吐水時に、例えば、物体３０の洗浄が完了する等で、図５（ｃ）に示すように、使用者が第１検知部１０及び第２検知部１５の両方の検知領域８から外れて位置するように物体３０を動かしたり移動させたりすることがある。この場合、制御部９は、二つの検知部７の両方が物体無（物体３０が検知領域８に無いこと）を検知したと判定する。これによって、自動水栓１は、吐水から止水に切り替わる。言い換えると、制御部９は、吐水時に、第１検知部１０で測定した距離が所定距離を超過し（所定距離を含まない）、且つ第２受光部１７の前記出力値が所定値を超過する（所定値を含まない）場合に、吐水を停止させる止水制御を行う（図６中のＰ２参照）。

また、例えば、洗浄中（吐水中）に物体３０を動かしたり移動させたりした際等に、図５（ｂ）に示すように、物体３０が一方の検知部７の検知領域８に位置し且つ残り一方（他方）の検知部７の検知領域８から外れて位置することがある。この場合、制御部９は、二つの検知部７のうち、一方の検知部７（例えば第２検知部１５）が物体有を検知し、残りの一方の検知部７（例えば第１検知部１０）が物体無を検知したと判定する。そして、制御部９は、この判定結果に基づいて、吐水を継続する継続制御を行い（図６中のＰ３参照）、自動水栓１に吐水を継続させる。

更に、この継続制御での吐水継続時に、前記残りの一方の検知部７（他方の検知部７）での前記物体無の検知が一定時間Ｔ１継続した（一定時間Ｔ１経過した）場合、制御部９は、吐水を停止させる停止制御を行う（図６中のＰ４参照）。これによって、自動水栓１は、吐水から止水に切り替わる。

また、前記継続制御を行う条件を満たした状態で、その経過時間が一定時間Ｔ１に達していないときの継続制御での吐水継続時に、例えば、物体３０が動いたり移動したりした際に、物体３０が両方の検知部７の検知領域８に亘って位置することがある。この場合、制御部９は、二つの検知部７の両方が物体有を検知したと判定して、停止制御用の時間の測定を解除して、測定時間をリセットする。言い換えると、制御部９は、二つの検知部７の両方で物体有を検知した場合、両方の検知部７で物体有を検知している間、常時吐水を継続する（吐水を維持する）。そして、制御部９は、継続制御を行う毎に、新たに前記時間の測定を行う。

なお、前記継続制御を行う条件を満たした状態で、その経過時間が一定時間Ｔ１に達していないときの継続制御での吐水継続時に、例えば、物体３０が動いたり移動したりした際に、物体３０が両方の検知部７の検知領域８から外れて位置することがある。この場合、制御部９は、前記物体有を検知していた前記一方の検知部７が物体無を検知したと判定して、止水制御を行う（図６中のＰ２参照）。もちろん、制御部９は、図５や図６に示す条件のみに限らず、吐水中に、第２検知部１５が物体無を検知し、且つ第１検知部１０が物体有を検知した場合、継続制御を行う。そして、この一方が物体有で他方が物体無の検知が一定時間Ｔ１経過した場合、制御部９は停止制御を行う。

このように、自動水栓１は、二つの検知部７と、検知部７の両方で物体有を検知した際に吐水を開始する制御部９とを備えたことで、物体３０を検知し易くすることができ、且つ湯気等での誤検知による誤吐水を生じ難くすることができる。これによって、自動水栓１は、物体３０に対する検知精度を向上し易くすることができて、精度良く物体有を検知して、吐水を開始することができる。

そして、自動水栓１は、制御部９が前述のような継続制御を有したことで、吐水中に、物体有の検知が一方の検知部７のみになった場合に、吐水を継続することができる。これによって、自動水栓１は、洗浄動作等で物体３０を動かしたり移動したりした際に、意図しない止水への切り替わりを抑制することができる。そのため、自動水栓１は、意図しない止水への切り替わりによる不快感を使用者に与え難くすることができる。

更に、自動水栓１は、制御部９が停止制御を有したことで、物体無を検知した検知部７が物体有を一定時間Ｔ１の間に再検知しない場合、継続制御で継続した吐水を、一定時間Ｔ１経過後に停止することができる。これによって、自動水栓１は、温水（湯）使用時等で、使用後も湯気等で一方の検知部７が物体有と検知した場合に、一定時間Ｔ１経過後に止水に切り替えることができて、意図しない吐水の継続を抑制することができる。

また、自動水栓は、二つの検知部７として、例えば距離設定型光電センサと限定反射型光電センサ等の検知領域８や検知条件等の異なる二種類の検知部７を備えたことで、黒色の食器や食材等の低反射率の物体３０を検知し易くすることができ、且つ湯気等での誤検知を生じ難くすることができる。これによって、自動水栓１は、物体３０に対する検知精度を向上し易くすることができて、吐水制御や継続制御、停止制御等の各種制御を行い易くすることができる。

なお、本発明は、実施形態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、適宜の設計変更を行うことが可能である。また例えば、検知部７による物体３０の有無の検知を、制御部９で判定するものに限らず、前記判定を検知部７で行い判定結果を制御部９に出力するものや、前記判定を行う判定部を設けてこの判定部での判定結果を制御部９に出力するもの等であってもよい。また例えば、第２検知部１５は、底部上面２２ａを反射物３４としたものに限らず、シンク２１の縁部２３内面を反射物３４としたものであってもよい。

また例えば、第２検知部１５は、第２受光部１７の出力値が所定値以上の場合に、物体有を検知するものであってもよい。この場合、第２検知部１５は、物体３０を反射物３４として、第２受光部１７が検知領域８（物体３０）からの反射光を受光することで、第２受光部１７の出力値が物体無の場合に比べて増加する。すなわち、第２検知部１５は、前記出力値が所定範囲の場合に物体有を検知するものであればよい。

また例えば、自動水栓１は、二つの検知部７として、第２検知部１５を二つ備えたものであってもよい。この場合、例えば、二つの第２検知部１５は夫々、物体有を検知する条件が異なることが好ましい。具体的には、例えば、一方の第２検知部１５は、底部上面２２ａ等を反射物３４として検知領域８の物体３０によって出力値が低下することで物体有を検知する。そして、残り一方の第２検知部１５は、検知領域８の物体３０を反射物３４として検知領域８の物体３０によって出力値が増加することで物体有を検知する。また例えば、二つの検知部７は、互いの検知領域８の一部又は一方の全部又は両方の全部が重なったものに限らず、重ならずに近接して位置するもの等であってもよい。

１自動水栓
２吐水部
７検知部
８検知領域
９制御部
１０第１検知部
１５第２検知部
２０水受部
３０物体
３２対象物

Claims

外部の水受部に向けて吐水する吐水部と、物体の有無を検知する二つの検知部と、この検知部の両方が物体有を検知した際に吐水を開始させる制御を行う制御部とを備えた自動水栓であって、
前記二つの前記検知部は各々、前記吐水部と前記水受部との間に物体の有無を検知する検知領域を有したもので、この二つの前記検知部として、前記検知領域に向けて光を照射してこの光を反射した対象物までの距離を測定する第１検知部と、前記検知領域を介して前記水受部側に光を照射して前記水受部側からの反射光を受光する第２検知部とを備え、
前記第１検知部は、前記距離が所定距離以下の場合に前記物体有を検知し、前記第２検知部は、前記反射光を受光する受光部の出力値が所定範囲の場合に前記物体有を検知するものであり、
前記第１検知部は上記吐水部における吐水管のベースに投光部を備え、前記第２検知部は上記吐水管の先端部に投光部を備えて、前記二つの検知部は物体の有無を検知する検知領域が異なっており、
前記制御部は、前記吐水の開始後に一方の前記検知部が前記物体有を検知し且つ残りの一方の前記検知部が物体無を検知した場合に前記吐水を継続する制御と、この制御での前記吐水の継続時に前記残りの一方の前記検知部での前記物体無の検知が一定時間継続した場合に前記吐水を停止させる制御とを行うものであることを特徴とする自動水栓。