JP6456188B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、自動水栓に関し、特に吐水を開始させるためのセンサを備える自動水栓に関する。

従来より、吐水を開始させるためのセンサを備える自動水栓が知られている。特許文献１には、手をかざすことで吐水を開始させる手かざしセンサと、吐水管内に挿入され吐水管の内面に沿って延びるセンサホルダと、を備え、手かざしセンサがセンサホルダの上面に載置される構造の自動水栓が開示されている。この自動水栓では、センサから延びるコネクタおよびハーネスは、センサホルダの下側に回り込ませるようにして吐水管内に収納されている。

特許５２４７３９２号

上記特許文献１では、ハーネスとコネクタを収納するための比較的大きなスペースを吐水管内に確保する必要があるとともに、吐水管の構造が複雑になる。また、吐水管の先端側に自動吐水用のセンサを追加配置する場合の、自動吐水センサ、コネクタおよびハーネスの収納については考慮されていない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、吐水を開始させるためのセンサを備える自動水栓において、センサと、センサから延びるコネクタおよび電線を吐水管内に収まり良く収納する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、物体を検知し吐水を開始させるためのセンサと、吐水管内に挿入され、吐水管の内面に沿って延びるセンサホルダと、を備える自動水栓を提供する。センサホルダは、吐水口側にセンサが収納されるセンサ収納部を有し、センサ収納部の後方に、センサと電線とを接続するコネクタが収納されるコネクタ収納部を有し、コネクタ収納部の後方に、電線が収納される電線収納部を有している。

この態様によると、吐水管の内面に沿って延びるセンサホルダに、センサ収納部、コネクタ収納部、および電線収納部を吐水管の軸方向に並べて設けることによって、センサ、コネクタおよび電線を比較的小さい空間に収まり良く収納することができる。

吐水口を有しホースにより引き出し自在に構成された吐水口部材をさらに備え、センサホルダは、吐水口部材の収納時に吐水口部材を保持する吐水口保持部と、ホースが収納されるホース収納部と、をさらに有し、センサ収納部とコネクタ収納部とが、収納時の吐水口部材と並列に並び、電線収納部とホース収納部とが、センサホルダの軸方向に延びる隔壁を挟んで並んで設けられてもよい。これによると、吐水口保持部をセンサホルダと一体化したことによって、吐水口部材周りがすっきりとしたコンパクトな外観となり、清掃性も向上する。

吐水管は、その中間部から先端に向けて膨らむ張出部を有しており、センサホルダは、吐水管内に挿入されたとき張出部の近傍にコネクタ収納部を有していてもよい。これによると、コネクタ収納部を無理なく設けることができる。

本発明によれば、吐水を開始させるためのセンサを備える自動水栓において、センサと、センサから延びるコネクタおよび電線を吐水管内に収まり良く収納することができる。

本発明の一実施形態に係る自動水栓を備えたキッチンの概略図である。 自動水栓の全体斜視図である。 吐水管の側面図である。 吐水管の先端の拡大斜視図である。 吐水口部材を引き出した状態の斜視図である。 吐水管の側面方向の断面図である。 センサホルダの斜視図である。 図７とは異なる方向から見たセンサホルダの斜視図である。 図７、８とは異なる方向から見たセンサホルダの斜視図である。 図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動水栓１０を備えたキッチンの概略図である。キッチン１００にはシンク１０２が設けられ、シンク１０２の後側には、天面に対して段差を有するカウンタ１０４が設けられている。カウンタ１０４の左側には自動水栓１０が設置され、カウンタ１０４の右側には浄水自動水栓１０６が設置されている。自動水栓１０は水道管に接続され通常の水道水を供給するのに対し、浄水自動水栓１０６はシンク１０２の下方に設置される浄水装置に接続されており、浄化された水を供給する。

以下、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」、「手前」、「奧」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは自動水栓１０がキッチン等に取り付けられたときの姿勢における方向を意味する。

図２は、図１の自動水栓１０の全体斜視図である。自動水栓１０は、基端部２４と、ハンドルレバー２２と、基端部２４の上端面から延出した、吐水部としての吐水管１２と、を主に備える。図３は、基端部２４から取り外した状態の吐水管１２の側面図である。

吐水管１２は、その中間部１２ａが湾曲して逆Ｕ字状に形成され、その先端１２ｂが斜め下方に延び出した、いわゆるグースネック状に形成される。吐水管１２は、金属材料を素材とする鋳物により形成される。詳細は後述するが、吐水管１２の先端１２ｂには、吐水口３８を有する吐水口部材３０と、吐水口３８からの吐水を制御するための自動吐水用センサ４０とが設けられている。図３に示すように、吐水管１２の基端部側には、基端部２４と連結するための連結部材２６が設けられている。

図１に示したように、基端部２４は、キッチンのカウンタ１０４の上面に配置される。基端部２４の上端には、ハンドルレバー２２が設けられている。

基端部２４の内部には、冷水および温水の供給源とそれぞれ接続された冷水管および温水管（図示せず）が延在している。冷水管および温水管と、吐水管１２内に収納され吐水口３８に給水するための給水ホースとの間には、電磁弁（図示せず）が設けられる。この電磁弁は、図示しない制御部による制御のもと弁を開閉して、冷水管および温水管から給水ホースへの水の流れを制御できるようになっている。

基端部２４の内部には、水と湯とを所定比率で混合して適温の温水とする混合弁（図示せず）が設けられている。ハンドルレバー２２はこの混合弁を操作するレバーであり、左右回動操作によって水と湯との混合比率を調節し、すなわち混合水の温度を調節し、また上下回動操作によって温水の吐水流量を調節する。

吐水管１２の先端１２ｂには、自動吐水用センサ４０が設けられている。自動吐水用センサ４０は、例えば、発光部と受光部を有する赤外線式測距センサである。自動吐水用センサ４０は、発光部から吐水口部材３０の吐水口３８の下方に光を投光し、投光した光による使用者の手または食器等の被検知物からの反射光を受光部で受光し、所定の検知エリア内に被検知物があるか否かを検知する。自動吐水用センサ４０は、被検知物の検知結果を示す信号を制御部に出力する。

吐水管１２の手前側、すなわちキッチンに立つ使用者と面する側には、手かざしセンサ１４が設けられている。手かざしセンサ１４は、発光部と受光部を有する赤外線式光量センサである。手かざしセンサ１４は、センサ１４の斜め上方に光を投光し、投光した光による使用者の手等の被検知物からの反射光を受光部で受光し、所定の検知エリア内に被検知物があるか否かを検知する。手かざしセンサ１４は、被検知物の検知結果を示す信号を制御部に出力する。

制御部は、マイコンを搭載した回路基板により構成される。制御部は、自動吐水用センサ４０または手かざしセンサ１４からの出力信号に基づき電磁弁を開閉し、吐水口部材３０の吐水口３８からの給水の有無を切り替える。なお、制御部は、コンピュータのＣＰＵ、メモリをはじめとする素子や回路を組み合わせて実現されていればよい。

なお、自動吐水用センサ４０では、検知エリア内で被検知物が検知されている間だけ、吐水口３８から給水を行うように制御されるのに対し、手かざしセンサ１４では、一旦検知エリア内で被検知物が検知されると、その後被検知物が検知されなくなっても吐水口３８からの給水が継続される。検知エリア内でもう一度被検知物が検知されると、吐水口３８からの給水が停止される。

吐水管１２の使用者から見て手前側、かつ手かざしセンサ１４よりも下側（吐水管１２の先端１２ｂ側）には、押しボタン式のオンオフスイッチ１６が設けられている。オンオフスイッチ１６がオフにされているときは、自動吐水用センサ４０は作動せず、センサ４０の下方に物体が存在しても吐水口３８から給水されることはない。

図３から分かるように、本実施形態では、吐水管１２は一定の曲率となるように形成されている。さらに、吐水管１２の中間部１２ａの頂点に近い部分から吐水管の先端１２ｂにかけて、吐水管１２の下側に向けて膨らんだ中空の張出部１８が形成されている。この張出部１８の下面は、吐水管１２自体よりも曲率が小さいが、吐水管１２の基端部２４側から連続的な滑らかな曲線でつながるように形成されている。張出部１８の先端１８ａは、吐水管１２の先端１２ｂよりも吐水管の軸方向の奧側（吐水管１２の上流側、図３では右斜め上側）に位置している。このような吐水管の製造方法としては、バルジ加工、亜鉛ダイキャスト、樹脂成形等がある。

自動吐水用センサ４０よりも、使用者から見て吐水管１２の奥側には、引き出し自在に構成された吐水口部材３０が取り付けられている。図３から分かるように、吐水口部材３０は、張出部１８の先端、および吐水管１２の先端１２ｂよりも使用者から見て奧側に取り付けられる。吐水口部材３０が取り付けられた状態で、吐水口部材３０の湾曲の内周側は、吐水管１２の基端部２４および張出部１８の内周側の面と連続的に滑らかな曲線でつながるように形成されている。

図４は、吐水管１２の先端１２ｂ付近の拡大斜視図であり、図５は、吐水口部材３０を引き出した状態を示す図である。

吐水口部材３０は、カバー部３２と、切替操作部３４と、吐水口３８とを有している。

図５に示すように、吐水口部材３０には、可撓性のある金属製の給水ホース５０が接続されている。給水ホース５０の他端は、上述の電磁弁に接続されている。給水ホース５０は、吐水管１２および張出部１８の内部を管軸方向に所定の長さだけ移動自在に収納されている。したがって、吐水口部材３０を吐水管１２から引き出すと、給水ホース５０もそれにつれて引き出される。吐水口部材３０を引き出す方向は、吐水管１２の軸方向とほぼ同じ方向である。吐水口部材３０を吐水管１２に取り付けるとき、給水ホース５０は張出部１８および吐水管１２の中を基端部２４側に向けて移動する。給水ホース５０内を流れる水は、吐水口３８を通して吐出される。

カバー部３２は、給水ホース５０と切替操作部３４を接続するとともに、吐水口部材３０を吐水管１２から取り外すときに使用者が把持する部分を構成している。また、カバー部３２は、吐水口部材３０を吐水管１２に対して容易に着脱可能とするアタッチメントとしての機能も有している。

吐水管１２の先端１２ｂには、管の内側に向けて凹んだ端面４２が形成されており、この端面４２と面一になるように自動吐水用センサ４０が配置されている。吐水管１２の管壁１２ｃにより、自動吐水用センサ４０の周囲が奥まったかたちとなるので、センサ４０に使用者の手が接触することによるセンサ発光面および受光面の汚染や、食器がぶつかることによる損傷を防止することができる。

吐水管１２の先端１２ｂでは、管壁１２ｃの一部が切り欠かれて、切り欠かれた部分には、吐水口部材３０の収納時にガイドとして機能する凹み形状の保持部４４が設けられている。吐水口部材３０のカバー部３２の上面（使用者から見て手前側の面）には、吐水口部材３０の収納時に保持部４４と対向する凸部３１が形成されている。

上述したように、張出部１８と吐水管１２の下面は滑らかに連続しており、管の内部に角や大きな曲率変化が存在しないようにされている。このため、吐水口部材３０を引き出したり収納したりするときに、吐水口部材３０に接続されている給水ホース５０が吐水管１２および張出部１８内で引っかかることがないので、吐水口部材３０の操作がしやすい。また、屈曲部がないため、吐水管１２および張出部１８の外面の清掃が容易になる。

収納状態にある吐水口部材３０の後端が接する張出部１８の先端１８ａは、吐水管１２の先端１２ｂよりも吐水管の軸方向の奧側（吐水管１２の上流側）に位置している。このため、吐水口部材３０が収納された状態では、吐水口部材３０の吐水口３８は自動吐水用センサ４０の比較的近傍に位置するようになる。このように、吐水口部材３０を自動吐水用センサ４０よりも管軸方向の吐水管の軸方向の奧側すなわちセンサ４０の背後から引き出す構造とすることで、センサ４０の発光部に対する吐水口部材の下方への突出量を小さくしてセンサの発光部と吐水口の距離を近づけることができる。よって、吐水口の下に手を出した際にセンサが反応しやすくなり、使用感が向上する。また、吐水口部材の下方への突出量を小さくすることで、吐水口下方の空間を広く確保することができる。

吐水口部材３０の切替操作部３４は、給水ホース５０から流れる水をシャワー吐水またはストレート吐水に切り替えるための部材である。切替操作部３４は、カバー部３２の外周の下面側と滑らかに連続する形状となっており、全体として円筒形をなしている。切替操作部３４は、カバー部３２に対して中心軸回りに所定の角度（例えば９０度）だけ回転するように構成されている。切替操作部３４の円筒面には、使用者が指を掛けるためのつまみ部３６が形成されている。つまみ部３６の位置を所定の角度回転させると、シャワー吐水とストレート吐水を切り替えることができる。

図６は、吐水管１２をその中心軸を含む平面で切断した側面方向の断面図である。

本実施形態では、手かざしセンサ１４とオンオフスイッチ１６は、薄いシート状の保持部材７０上に一体的に固定されている。手かざしセンサ１４とオンオフスイッチ１６は、ハーネスによって上述の制御部に接続されている。なお、本明細書において「ハーネス」とは、複数の電線が束にされたものを指す。ハーネスを用いる代わりに、１本の電線で手かざしセンサ１４とオンオフスイッチ１６とを制御部に接続してもよい。

吐水管１２および張出部１８の内部には、センサホルダ６４が挿入されている。センサホルダ６４は、吐水管の内面に沿って吐水管の軸方向に延びる、樹脂製の一体成形部材である。センサホルダ６４は、手かざしセンサ１４と自動吐水用センサ４０、およびこれらセンサから延びるコネクタとハーネスを、吐水管内で適所に保持するための部材である。

図７〜９は、それぞれ異なる方向から見たセンサホルダ６４の斜視図である。センサホルダ６４は、その上面に手かざしセンサ１４が載置されるセンサ載置面６４ｅを有している。

センサホルダ６４は、吐水口３８側の先端に、自動吐水用センサ４０が検出面を下向きにして収納されるセンサ収納部６４ｂを有している。また、センサホルダ６４は、センサ収納部６４ｂの後方、すなわち吐水管１２の基端部に向かう方向に、自動吐水用センサ４０と制御部から延びるハーネスとを接続するためのコネクタ４３が収納されるコネクタ収納部６４ｃを有している。図９から分かるように、コネクタ収納部６４ｃは、三方が囲まれたコの字状に延びる空間であるが、開口側にはコネクタの飛び出しを抑える爪部６４ｆが設けられている。コネクタ収納部６４ｃは、センサホルダ６４が吐水管内に装着されたときに、張出部１８の先端１８ａの近傍に位置する。このとき張出部１８によって、コネクタを収納するために必要な空間が自然に作られるため、コネクタ収納部を無理なく設けることができる。

センサホルダ６４は、コネクタ収納部６４ｃのさらに後方、すなわち吐水管１２の基端部に向かう方向に、ハーネスを保持するためのハーネス収納部６４ｇを有している。コネクタ収納部６４ｃと同様に、ハーネス収納部６４ｇも三方が囲まれたコの字状に延びる空間であり、開口側にはハーネスの飛び出しを抑える三つの爪部６４ｇ１〜６４ｇ３が設けられている。

上記のように、センサ収納部６４ｂ、コネクタ収納部６４ｃ、ハーネス収納部６４ｇが吐水管の軸方向に並べて設けられたセンサホルダ６４を使用することで、自動吐水用センサ４０、コネクタおよびハーネスを、吐水管内の比較的小さい空間に収まり良く収納することが可能になる。また、手かざしセンサ１４が載置されるセンサ載置面６４ｅとは分けて収納ができるため、複雑な構造にならずにそれぞれを比較的小さい空間に収まり良く収納することが可能になる。

センサホルダ６４は、吐水口部材３０の収納時に吐水口部材３０を保持するための円筒状の吐水口保持部６４ａと、吐水口部材３０に連結される給水ホース５０を収納するホース収納部６４ｈと、をさらに備えている。吐水口保持部６４ａには、給水ホース５０が挿通される穴６４ｊが形成されている。センサホルダ６４が吐水管１２内に装着された状態では、図５に示すように、吐水口保持部６４ａが張出部１８の先端１８ａから突出する。

図示しないが、吐水口部材３０の張出部１８に面する後端には、吐水口保持部６４ａと嵌合する凹部が形成されている。吐水口部材３０を収納する場合、吐水口保持部６４ａの穴６４ｊの中に給水ホース５０が押し込まれることにより、吐水口部材３０の後端が吐水口保持部６４ａに導かれる。吐水口部材３０をそのまま押し込んでいくと、吐水口部材３０の上面に形成された凸部３１が吐水管１２の保持部４４により誘導され、吐水口部材３０と吐水口保持部６４ａとが嵌合することにより、吐水口部材３０が吐水管１２に対して保持される。吐水口部材３０を引き出す場合は、吐水口部材３０を斜め下方に向けて引くと、凸部３１が保持部４４により誘導されて引き出される。

このように、吐水口保持部６４ａをセンサホルダ６４と一体化したことによって、吐水口部材周りがすっきりとしたコンパクトな外観となり、したがって清掃性も向上する。

吐水口保持部６４ａに吐水口部材３０が嵌合しているとき、センサホルダ６４のセンサ収納部６４ｂとコネクタ収納部６４ｃは、吐水口部材３０と並列に並ぶことになる。また、異なる方向から観察した図８と図９をともに参照して分かるように、ハーネス収納部６４ｇとホース収納部６４ｈとは、センサホルダ６４の軸方向に延びる隔壁６４ｉを挟んで並んで設けられている。

図１０は、図６中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。但し、図１０では、センサ載置面６４ｅ上の空間にはハッチングを付して示し、内部構造を省略している。図１０から分かるように、ハーネス収納部６４ｇとホース収納部６４ｈとが並列するようにセンサホルダ６４を構成することによって、センサ載置面６４ｅ上に配置される手かざしセンサ１４とコネクタ、ハーネス収納部６４ｇ内のハーネス７２およびホース収納部６４ｈ内の給水ホース５０がお互いに干渉することなく、吐水管１２内にコンパクトに収納することが可能になる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示すにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。

実施の形態では、自動吐水用センサが収納されるセンサ収納部がセンサホルダの先端に配置されていたが、これに限られず、センサ収納部がセンサホルダの先端以外に位置してもよい。センサ収納部が手かざしセンサを収納してもよい。

実施の形態では、吐水口部材が自動吐水用センサよりも使用者から見て奧側（カウンタ側）に設けられているが、張出部を吐水管の手前側（シンク側）に形成して吐水口部材を自動吐水用センサよりも手前側に設けてもよい。また、吐水口部材が引き出し式でなく固定されている自動水栓でも、実施の形態に係るセンサホルダを使用することができる。

本発明に係る自動水栓は、建物、船舶等に設置される設備に用いることができ、キッチンの他に、洗面台、手洗器、浴室等に用いられてもよい。また、自動水栓の基端部が固定される基体としてカウンタを例示したが、基体は、浴室等の設備の外内を区画する壁部材等であってもよい。

また、吐水部の形状はグースネック状の吐水管に限定されず、直線状の吐水管などの他の形状に形成されていてもよい。センサホルダは、吐水部の形状に合わせて成形される。

１０ 自動水栓、 １２ 吐水管、 １４ 手かざしセンサ、 ３０ 吐水口部材、 ３８ 吐水口、 ４０ 自動吐水用センサ、 ５０ 給水ホース、 ６４ センサホルダ、 ６４ａ 吐水口保持部、 ６４ｂ センサ収納部、 ６４ｃ コネクタ収納部、 ６４ｇ ハーネス（電線）収納部、 ６４ｈ ホース収納部、 ６４ｉ 隔壁。

Claims (3)

1. 物体を検知し吐水を開始させるためのセンサと、
   吐水管内に挿入され、該吐水管の内面に沿って延びるセンサホルダと、
   を備え、
   前記センサホルダは、吐水口側に前記センサが内部に収納されるセンサ収納部を有し、該センサ収納部の後方に、前記センサと電線とを接続するコネクタが収納されるコネクタ収納部を有し、該コネクタ収納部の後方に、前記電線が収納される電線収納部を有している
   ことを特徴とする自動水栓。
2. 吐水口を有しホースにより引き出し自在に構成された吐水口部材をさらに備え、
   前記センサホルダは、前記吐水口部材の収納時に該吐水口部材を保持する吐水口保持部と、前記ホースが収納されるホース収納部と、をさらに有し、
   前記センサ収納部と前記コネクタ収納部とが、収納時の前記吐水口部材と並列に並び、
   前記電線収納部と前記ホース収納部とが、前記センサホルダの軸方向に延びる隔壁を挟んで並んで設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
3. 前記吐水管は、その中間部から先端に向けて膨らむ張出部を有しており、
   前記センサホルダは、前記吐水管内に挿入されたとき前記張出部の近傍に前記コネクタ収納部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の自動水栓。

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