JP6448357B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、自動水栓に関するものであり、さらに詳しくは手を差し出すと自動的に水を吐出する自動水栓に用いられる電子基板であって、これを樹脂コーティングして得られる組立品を備えた自動水栓に関するものである。

一般的に、自動水栓に用いられる電子基板としては、赤外線受光素子および赤外線発光素子（人体を検知する検知手段の一例）を実装してあるセンサー基板と、発光素子による赤外光の照射を制御すると共に、受光素子による赤外光の検出信号を用いて被検知物を検知して開閉弁を制御する制御部を形成するため各種電子部品が実装されているメイン基板とから構成されている。そして、これら基板を自動水栓の吐水口カバー内に収納するにあたり、防水、防湿、防塵、絶縁性を確保する成型品（組立品）を得るためこれら両基板をそれぞれ樹脂で覆う手法が施されている。

一方、自動水栓の使い勝手を向上させるために組立品を吐水口カバーの先端で、吐水口の上部に配置する場合が増加している。吐水口カバーは、その先端に位置する吐水口が下方斜め方向に向くよう設置されており〔例えば図１（Ａ）参照〕、前記両素子が吐水口カバーの先端で、吐水口よりも上方に位置するとともに、両組立品が吐水口に通ずる流路よりも上方に位置するように、組立品が吐水口カバー内に収納される必要がある。

特許第４４５７７３４号公報

しかしながら、従来技術で用いられている組立品作製手法は、樹脂成型ケースに樹脂溶剤を流し込むポッティング工法であった。このポッティング工法には、以下に示すような課題がある。その幾つかを列挙する。（１）流し込む溶剤としてのポッティング剤を受けるための樹脂ケースが必要であった。（２）ポッティング剤としての２液系硬化型ポッティング剤を流し込む工程、硬化工程が必要で、共に時間がかかっていた。特に、硬化時間に例えば３０〜１８０分を要する場合もあった。（３）例えばセンサメイン組立品はポッティングの際に必要となる樹脂ケースが一体的に組付けられていることからセンサメイン組立品は弾性変形しない固定した形状となっている。すなわち、メイン基板をポッティング成型すると弾性変形しない固定したフラットな形状の板状の組立品しか得ることができない。そのため、これをストレートな形状（直線形状）の吐水口カバー内には収納できても、例えば図１（Ａ）に示すような屈曲した形状（カーブ形状）の吐水口カバー内には収納できなかった。それは、組立品の上縁はストレートな形状に形成されており、上縁側を吐水口カバーの上部内縁に沿った形状（例えば円弧形状）に変形することはできないからである。（４）大容量の樹脂ケースが必要であり、そのため大型化するので、二つの基板、すなわち、センサー基板とメイン基板の両方を一つの樹脂ケースを用いてポッティング剤で覆うことは使用する樹脂の量、加工時間の短縮等の観点から、また、小型化の組立品を得るといった観点からも不都合であった。

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、ポッティングの際に必要になる樹脂成型ケースを省略して部品点数や生産工程数を削減することができるとともに、使用する樹脂量を削減して小型化および軽量化した組立品をを得ることができ、さらには、直線形状やカーブ形状などといった多岐の形状の吐水口カバーに適用できる汎用性のある組立品を備えた自動水栓を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、
吐水口カバー先端の吐水口に通ずる流路を開閉する開閉弁と、
人体を検知する検知手段と、
その検知手段からの信号に基づき前記開閉弁を制御する制御部を形成する電子基板および前記電子基板を覆う熱可塑性接着剤で構成される弾性変形可能な電子基板組立品と
を備え、前記検知手段が前記吐水口カバーの先端で、前記吐水口よりも上方に位置するとともに、前記電子基板組立品が前記吐水口に通ずる流路よりも上方に位置するように、吐水口カバー内に収納されてなり、
さらに、
前記電子基板組立品の先端部における端面には、前記検知手段の先端が露出する孔が形成されていることを特徴とする自動水栓を提供する。

また、本願の請求項２に係る発明は、吐水口カバー先端の吐水口に通ずる流路を開閉する開閉弁と、
人体を検知する検知手段と、
その検知手段からの信号に基づき前記開閉弁を制御する制御部を形成する電子基板および前記電子基板を覆う熱可塑性接着剤で構成される弾性変形可能な電子基板組立品と
を備え、前記検知手段が前記吐水口カバーの先端で、前記吐水口よりも上方に位置するとともに、前記電子基板組立品が前記吐水口に通ずる流路よりも上方に位置するように、吐水口カバー内に収納されてなり、
さらに、
前記吐水口は前記吐水口カバー先端を覆う板体の中央部に形成されている一方、前記板体の背面側における前記吐水口の上方および下方には、それぞれ、前記電子基板組立品の先端部取り付け部分および白色ＬＥＤ取り付け部分が形成されているとともに、
前記電子基板組立品の先端部における端面には、前記検知手段の先端が露出する孔が形成されていることを特徴とする自動水栓を提供する。

また、本願の請求項３に係る発明は、前記板体の背面側には、前記先端部取り付け部分および前記白色ＬＥＤ取り付け部分間に、前記吐水口に連通する吐出孔を備えた角型泡沫器の取り付け部分が形成されている請求項１または請求項２に記載の自動水栓を提供する。

また、本願の請求項４に係る発明は、前記電子基板組立品は、屈曲した吐水口カバーにも収納可能なようにその上面または下面に薄肉部を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動水栓を提供する。

本発明では、電子基板を熱可塑性接着剤で覆って弾性変形可能な電子基板組立品を成型することにより、その電子基板組立品を曲げられるようにすることができ、それによって、前記電子基板組立品がストレート形状のものであっても、これを吐水口カバーの形状に応じた屈曲等の収納可能な形状に変形することができ、屈曲した形状の吐水口カバーには前記電子基板組立品を曲げた状態で収納することができ、様々な形状の吐水口カバーに汎用することができ、様々な形状の吐水口カバーに適用でき、その自由度が向上する。さらには、本発明では、前記電子基板組立品を吐水口カバー以外の屈曲した形状の水回り用筐体に収納することも可能である。

また、本発明では、前記電子基板組立品は、ホットメルトモールド成型工法にて形成されていることから、ポッティング工法では到底得られない数々の利点を有する。すなわち、センサー基板、メイン基板といった自動水栓に用いる分割した二つの電子基板でも一体的にホットメルト成型して分割した二つの電子基板から一つの組立品（成型品）を得ることができるとともに、この一つの組立品を曲げられるようにすることで、屈曲した形状の吐水口カバーのみならず、屈曲した形状の水回り用の筐体にも収納することが可能になる。すなわち、その組立品（ホットメルト成型品）を屈曲可能にすることにより、吐水口カバー、筐体の選択肢が増え、部品共通化が可能となる。例えば、電子基板を小型化してホットメルト成型することで、例えば、様々な形状の吐水口カバーに汎用することができ、様々な形状の吐水口カバーに適用でき、その自由度が向上する。

（Ａ）は、本発明の一実施形態における電子基板組立品が、屈曲した形状の吐水口カバー内に収納されている状態を示す構成説明図である。（Ｂ）は、上記実施形態における吐水口カバーを示す正面図である。 （Ａ）は、上記実施形態における電子基板組立品を示す平面図である。（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 上記実施形態における、二つに分割されている電子基板を示す平面図である。

以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態を説明する。図１は、分割した２個の電子基板と、これら電子基板を熱可塑性接着剤（ホットメルト）で一体的に覆って形成された１個の弾性変形可能な電子基板組立品と、電子基板組立品が収納される、屈曲させてなる吐水口カバーとを主として備えた自動水栓を示す。図２は、１個の弾性変形可能な電子基板組立品を示し、図３は、２個に分割した電子基板を示す。

自動水栓１は、屈曲した吐水口カバー２先端の正面視円形の吐水口カバー前面開口３を覆う板体１４（後述する）に形成した吐水口Ｈに通ずる流路ｉを開閉する開閉弁（図示せず）と、人体を検知する検知手段と、その検知手段からの信号に基づき前記開閉弁を制御する制御部を形成する２個の電子基板６，７および前記２個の電子基板６，７を一体的に覆う熱可塑性接着剤（ホットメルト）Ｆで構成される弾性変形可能な１個の電子基板組立品８とを主として備えている。なお、この実施形態では、前記検知手段の一例として、赤外線発光素子４および赤外線受光素子５を用いている。また、前記電子基板６および電子基板７として、それぞれ、赤外線投受光用センサー基板および赤外線信号を判定して開閉弁を制御するメイン基板を用いている。前記電子基板組立品８は、ホットメルトモールド成型工法にて形成されている。このホットメルトモールド成型工法は、電子基板を収納してある樹脂ケースに２液系硬化型ポッティング剤を注入するポッティング工法とは全く異なる。前記ホットメルトモールド成型工法は、例えばアルミニウム製の金型（上型および下型よりなる）内に、この実施形態では２個の電子基板６，７を収容した後、金型内に前記熱可塑性接着剤（ホットメルト）Ｆを極低圧で注入する成形技術であり、極低圧でホットメルトＦを注入することからデリケートな電子部品のインサート成形を可能とするものである。この実施形態の前記電子基板組立品８は、平面視矩形の板状体である。

１０は、流路ｉを形成する例えば塩化ビニル製チューブで、チューブ１０の上流には電子基板（メイン基板）７において赤外線信号を判定した結果開閉制御される開閉弁が設けられている一方、チューブ１０の下流端部が、多数の泡沫用格子状吐出孔ｈ〔図１（Ｂ）参照〕を備えた角型泡沫器１２に接続されている。そして、吐水口カバー前面開口３は、正面視円形で薄肉状の合成樹脂製板体１４によって覆われている。前記吐水口Ｈは、前記板体１４の中央部に形成されており、１個の角形の横穴より構成されている。この吐水口Ｈは、角型泡沫器１２の前記吐出孔ｈに連通している。１１，１１は、電子基板（センサー基板）６に接続された一対の白色ＬＥＤで、自動水栓１の吐出状態を照らし出すためのものであり、角型泡沫器１２の前記吐出孔ｈを介して吐水口Ｈから吐水する水を照らし出す。白色ＬＥＤ１１，１１は、角型泡沫器１２の直下位置でその左右に取り付けられている。１３は、チューブ１３ａに束ねて挿通している赤外線信号用配線およびＬＥＤ信号用配線で、電子基板組立品８およびコントロール部（図示せず）間を接続する。前記板体１４は、外向きフランジ１４ａを備えており、吐水口カバー前面開口３に嵌合可能に形成されている。すなわち、外向きフランジ１４ａは、板体１４の径方向外側に延設されており、外向きフランジ１４ａの内径は吐水口カバー２の内径（前面開口３の内径）に略等しく、吐水口カバー２先端の前面開口３の端面ｄに外向きフランジ１４ａの内面ｄ’が当接する状態で、正面視円形の前記板体１４が正面視円形の前面開口３を覆う形で吐水口カバー２に嵌め込まれている。そして、前記板体１４の背面側（電子基板組立品８が位置する側）には、上から順に、電子基板組立品８の先端部８ａ、角型泡沫器１２、白色ＬＥＤ１１，１１が位置している。すなわち、前記板体１４の背面側に、上から順に位置している電子基板組立品８の先端部８ａ、角型泡沫器１２、白色ＬＥＤ１１，１１は、いずれも前記板体１４の背面で上中下３段に形成された取り付け部分（図示せず）によって個別にそれぞれ取り付けられている。角型泡沫器１２は、その吐出孔ｈが前記板体１４に形成された吐水口Ｈに位置するよう取り付けられている。また、前記両素子４，５は、屈曲した吐水口カバー２の先端で、吐水口Ｈよりも上方に位置するとともに、前記電子基板組立品８が吐水口Ｈに通ずる流路ｉよりも上方に位置するように、屈曲した吐水口カバー２内に吐水口カバー２の上側内縁２ａに沿った状態で収納されている。さらに、電子基板組立品８の長手方向（図２に両矢印Ｓで示す）の先端部８ａにおける端面ｍに形成された左右一対の孔（図示せず）からそれぞれ受光素子５、発光素子４の各先端が露出している。また、電子基板組立品８のＳ方向の後端部８ｂにおける端面ｎからは赤外線信号およびＬＥＤ信号用配線１３が外部に引き出されて延びている。

そして、この実施形態では、電子基板組立品８を含む各種部材が収納された吐水口カバー２は、前面パネルＰに形成された丸形取り付け穴１ａに、継手部材としての丸取付足１５、座パッキン、座金、ロックナット１６等の取り付け部材を介して取り付けられる。Ｐ’は後面パネルである。

以下、ホットメルトモールド成型工法にて形成された電子基板組立品８の特徴的構成について説明する。電子基板組立品８は、屈曲した形状の吐水口カバー２にも収納可能なようにその上面８ｄまたは下面８ｃに薄肉部を有している。この実施形態では、例えば図２（Ｂ）に示すように、電子基板組立品８は、分割されている２個の電子基板６，７の間で、電子基板組立品８の下面８ｃにおける短手方向Ｓ’に沿って形成されたＶ字状の溝１７を有する。これにより、従来では、組立品の上縁側を吐水口カバーの上部内縁に沿った屈曲した形状（カーブ形状）に追従するよう変形することはできなかったが、この実施形態では、例えば電子基板組立品８、角型泡沫器１２、白色ＬＥＤ１１，１１が取り付けられた状態の板体１４および電子基板６の側を作業員が片手で保持した状態で、かつその片手で電子基板７の側を押圧しながら電子基板７側を下側に曲げることは容易にでき、電子基板組立品８の上縁側を吐水口カバーの上部内縁２ａに沿った形状（例えば円弧形状）に追従させて変形することは容易である。この実施形態では、金型の前記下型の形状を適宜変更するだけで、Ｖ字状の溝１７を容易に形成することができる。このように、電子基板組立品８のいずれの個所を薄肉部に形成するかは金型の形状を変更するだけで、ホットメルトＦ製電子基板組立品８を、多種多様な形状に屈曲変形可能にすることができ、様々な形状の吐水口カバーに汎用できて、部品共通化が可能となる。

而して、電子基板組立品８を含む部材を、吐水口カバー前面開口３から、屈曲した形状の吐水口カバー２に収納するには、板体１４の背面に形成された上中下三つの取り付け部分のうち、一番上の取り付け部分に電子基板組立品８の先端部８ａにおける下面８ｃをセットし、先端部８ａに形成されたねじ孔にねじｊ〔図２（Ａ）参照〕を螺着させることにより電子基板組立品８を板体１４に固定することができる。また、板体１４の背面に形成された上から二段目の取り付け部分に、角型泡沫器１２を板体１４の背面側から挿入して吐水口Ｈに吐出孔ｈが位置するようにし、その後その二段目の取り付け部分に形成したねじ穴に、なべ小ねじ１８を螺着させることにより二段目の取り付け部に角型泡沫器１２を固定することができる。また、一番下の三段目の取り付け部分は左右一対の有底筒状部分で形成されており、そのそれぞれに板体１４の背面側から白色ＬＥＤ１１を先端側から挿入・嵌合させることにより、白色ＬＥＤ１１を板体１４に固定することができる。その後、電子基板組立品８、角型泡沫器１２、白色ＬＥＤ１１，１１が取り付けられた板体１４が前面開口３を覆う形で、曲がった吐水口カバー２に嵌め込まれるが、この際、取り付け最上位に位置する電子基板組立品８は平面視矩形の板状体であり、上面８ｄがフラット面の電子基板組立品８を吐水口カバー２の上部内縁２ａに沿った形状（例えば円弧形状）に追従するよう変形する必要がある。この実施形態では、分割した電子基板６および電子基板７をホットメルト成形した電子基板組立品８を曲げられるように電子基板組立品８の下面８ｃにＶ字状の溝１７を形成したので、電子基板組立品８を含む部材を屈曲した形状の吐水口カバー２に収納することができる。

なお、この実施形態では、正面視円形の吐水口を備え、屈曲した形状の吐水口カバー２を示したが、本発明は、ストレートな形状（直線形状）の吐水口カバーにも対応でき、さらに、正面視矩形の吐水口を備えた吐水口カバー等にも適用でき、種々の形状の吐水口、吐水口カバーに適用できる。

１ 自動水栓
２ 吐水口カバー
４ 発光素子
５ 受光素子
６，７ 電子基板
８ 電子基板組立品
Ｈ 吐水口
ｉ 流路

Claims (4)

1. 吐水口カバー先端の吐水口に通ずる流路を開閉する開閉弁と、
   人体を検知する検知手段と、
   その検知手段からの信号に基づき前記開閉弁を制御する制御部を形成する電子基板および前記電子基板を覆う熱可塑性接着剤で構成される弾性変形可能な電子基板組立品と
   を備え、前記検知手段が前記吐水口カバーの先端で、前記吐水口よりも上方に位置するとともに、前記電子基板組立品が前記吐水口に通ずる流路よりも上方に位置するように、吐水口カバー内に収納されてなり、
   さらに、
   前記電子基板組立品の先端部における端面には、前記検知手段の先端が露出する孔が形成されていることを特徴とする自動水栓。
2. 吐水口カバー先端の吐水口に通ずる流路を開閉する開閉弁と、
   人体を検知する検知手段と、
   その検知手段からの信号に基づき前記開閉弁を制御する制御部を形成する電子基板および前記電子基板を覆う熱可塑性接着剤で構成される弾性変形可能な電子基板組立品と
   を備え、前記検知手段が前記吐水口カバーの先端で、前記吐水口よりも上方に位置するとともに、前記電子基板組立品が前記吐水口に通ずる流路よりも上方に位置するように、吐水口カバー内に収納されてなり、
   さらに、
   前記吐水口は前記吐水口カバー先端を覆う板体の中央部に形成されている一方、前記板体の背面側における前記吐水口の上方および下方には、それぞれ、前記電子基板組立品の先端部取り付け部分および白色ＬＥＤ取り付け部分が形成されているとともに、
   前記電子基板組立品の先端部における端面には、前記検知手段の先端が露出する孔が形成されていることを特徴とする自動水栓。
3. 前記板体の背面側には、前記先端部取り付け部分および前記白色ＬＥＤ取り付け部分間に、前記吐水口に連通する吐出孔を備えた角型泡沫器の取り付け部分が形成されている請求項１または請求項２に記載の自動水栓。
4. 前記電子基板組立品は、屈曲した吐水口カバーにも収納可能なようにその上面または下面に薄肉部を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動水栓。
   

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