JP6519914B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、自動水栓に関する。

特許文献１には、自動吐水用の第１感知部、連続吐水用の第２感知部、第１制御手段、切替手段、および第２制御手段を備えた自動水栓が記載されている。

特許文献１の自動水栓では、第１感知部は、吐水口付近の所定のセンサーエリアをセンシングし、そのセンサーエリアに差し出された人の手などを感知している間第１出力を発生し続けるものである。第２感知部は、第１感知部とは異なるセンサーエリアをセンシングし、そのセンサーエリアに差し出された人の手などを感知するたびに第２出力を発生するものでる。第１制御手段は、第１吐水モード（自動吐水モード）と第２吐水モード（連続吐水モード）とを生じさせるものである。第１吐水モードは、第１感知部からの第１出力を検知している間は弁装置を開にして吐水させ、第１感知部からの第１出力を検知していない間は弁装置を閉にして吐水を停止するものである。第２吐水モードは、第２感知部からの第２出力を検知すると弁装置を開にし、次の第２感知部からの第２出力があるまで上記弁装置を継続して開にするものである。切替手段は、第１吐水モードをオン又はオフに切り替える切替出力を発生する切替スイッチなどである。さらに、第２制御手段は、第１吐水モードがオンであり、第１感知部からの第１出力を検知して吐水している状態において、第２感知部からの第２出力、あるいは、切替手段からの切替出力を検知すると、弁装置を閉弁し第１吐水モードをオフにするものである。

このように、特許文献１の自動水栓では、第２感知部からの第２出力、あるいは、切替スイッチからの切替出力によってオンの状態の第１吐水モードをオフにする制御が行われている。

特開2009-108489号公報

しかしながら、特許文献１の自動水栓の場合、第２感知部の精度によっては人の手などを鋭敏に感知するため、単に第２出力の有無で第１吐水モードのオン・オフを制御すると、誤検知によって意図せず第１吐水モードをオフにしてしまうおそれがある。さらに、特許文献１の自動水栓のように切替スイッチを別途設ける場合、スパウト付近などの設置スペースが限られるため自動水栓のデザイン設計の幅が狭まってしまう。また、切替スイッチの操作時に第１感知部または第２感知部で手を感知してしまい、誤って吐水してしまう場合がある。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、切替スイッチを操作しなくても、適時に、第１吐水モードと第２吐水モードを確実に切り替えることができる自動水栓を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の自動水栓は、
一端に吐水口を有する吐水部と、
前記吐水口に至る吐水経路に設けられた弁装置と、
前記吐水口付近の検知領域に差し出された物体を検知可能であり、かつ、物体を検知している状態において第１出力を出力する自動吐水用の第１のセンサーと、
前記第１のセンサーとは異なる検知領域に差し出された物体を検知可能であり、かつ、物体を検知している状態において第２出力を出力する連続吐水用の第２のセンサーと、
第１吐水モードおよび第２吐水モードにおける吐水と止水とを切り替える制御が可能であり、かつ、前記第１吐水モードと前記第２吐水モードとを相互に切り替える制御が可能である制御手段と、
を備えた自動水栓であって、
前記第１吐水モードは、前記第１のセンサーからの前記第１出力が出力されている場合に、前記制御手段が前記弁装置を開にして吐水させ、かつ、前記第１のセンサーからの第１出力が出力されていない場合に、前記制御手段が前記弁装置を閉にして吐水を停止するモードであり、
前記第２吐水モードは、前記第２のセンサーからの前記第２出力の連続時間の値が設定された第１閾値以上であり、かつ、設定された第２閾値未満である場合に、前記制御手段が前記弁装置を開にし、次に、前記第２出力の連続時間の値が前記第１閾値以上であり、かつ、前記第２閾値未満である前記第２出力が出力されるまで、前記制御手段が弁装置を継続して開にして連続的に吐水するモードであり、
前記制御手段は、前記第２のセンサーによる前記第２出力の連続時間の値が、前記第２閾値以上である場合に、前記第１吐水モードと前記第２吐水モードとを相互に切り替える制御を行うことが可能であることを特徴としている。

本発明の自動水栓によれば、切替スイッチを操作しなくても、適時に、第１吐水モードと第２吐水モードを確実に切り替えることができる。

本発明の自動水栓の一実施形態を例示した斜視図である。 本発明の自動水栓の内部構造の一実施形態を例示したブロック図である。 本発明の自動水栓の制御手段の制御における、第２のセンサーの第２出力の連続時間と第１閾値および第２閾値との関係を例示したタイミングチャートである。

図１は、本発明の自動水栓の一実施形態を例示した斜視図である。図２は、本発明の自動水栓の内部構造の一実施形態を例示したブロック図である。

自動水栓１は、流し台Ｄの上面部に設けられている。流し台Ｄには上方に開口するシンクＥが設けられており、自動水栓１からシンクに供給される水によって、使用者はシンクＥ内で食器や調理器具、食材などの洗浄等を行うことができる。

以下では、自動水栓１を流し台Ｄに設置した状態における方向を基準にして説明し、流し台Ｄから見て使用者が立つ側を前方として説明する。また、以下の説明における左右方向は流し台に対峙した使用者から見た方向を基準にする。

自動水栓１は、流し台Ｄの上面部ｄ１から立ち上がるベース体２と、ベース体２の上端面２１から立ち上がる吐水部（スパウト）３を備えている。

ベース体２は縦長であり、その前後寸法は下端部２２から上側に行く程拡大している。ベース体２は、下端部２２よりも上方の部分が前後寸法よりも左右寸法が短くなっており、平面視で前後に長い形状に形成されている。

吐水部３は、ベース体２の上端面２１から立ち上がり、シンクＥ側へ向かって下向きに湾曲する側面視逆Ｕ字形状であり、先端部には下方に向かって開口する吐水口３１が設けられている。吐水部３の内部には吐水口３１側に水を供給する吐水路が形成されている。

また、ベース体２の上端面２１は後方に向かって斜め上方向に傾斜しており、この上端面２１には、操作部４が設けられている。操作部４には、水量調整ボタンと温度調整ボタンが設けられており、水量調整ボタンと温度調整ボタンを操作することで、所望の水量、水温に設定することができる。

さらに、自動水栓１は、第１のセンサー５（５Ａ、５Ｂ）、第２のセンサー６、弁装置７および制御手段８を備えている。

自動水栓１には、２つの自動吐水用の第１のセンサー５Ａ、５Ｂが設けられている。一方の第１のセンサー５Ａは、ベース体２の前方側２３に設けられており、他方の第１のセンサー５Ｂは、吐水口３１側の吐水部３の下側に設けられている。一方の第１のセンサー５Ａおよび他方の第１のセンサー５Ｂは、吐水口３１とシンクＥの底部との間の領域Ｓ１（吐水口３１から吐出される水の吐出領域）を検知領域としており、互いの検知領域は少なくとも一部が重複している。２つの第１のセンサー５Ａ、５Ｂは、この検知領域に差し出された物体を検知可能であり、物体を検知している状態において第１出力を発生させて出力する。

自動水栓１は、２つの第１のセンサー５Ａ、５Ｂが設けられているため、検知領域で物体を検知し易く、また、湯気などによる誤検知も抑制され、物体に対する検知精度が向上している。

第１のセンサー５は、人体の一部や皿などの物体を非接触で検知することが可能なセンサーである。第１のセンサー５の形態は特に限定されないが、例えば赤外線を用いた限定反射型光電センサーで構成することができる。限定反射型光電センサーは、投光部（図示していない）と受光部（図示していない）を有し、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り、投光軸と受光軸が比較的大きな角度で交差する。このため、限定反射型光電センサーの動作領域（検知領域）は、投光光芒と受光光芒が交差する限られた距離範囲の領域である。

吐水部３の逆Ｕ字状の湾曲部３２の上側面３２aには、連続吐水用の第２のセンサー６が設けられている。

第２のセンサー６は、第１のセンサー５とは異なる領域に差し出された物体を検知可能であり、その物体を検知している状態において第２出力を発生させ出力する。具体的には、第２のセンサー６は、吐水部３の上方の領域Ｓ２を検知領域としており、この検知領域に差し出された物体を検知可能である。第２のセンサー６の形態も特に限定されず、第１のセンサー５と同様の構成とすることができる。

自動水栓１は、吐水部３に水を供給する配管系９や、配管系９に設けられた弁装置７を有している。この実施形態では、自動水栓１の配管系９は、流し台２の内部に設けられている。配管系９は、水道管から水道水が供給される給水管９０、給湯器から湯が供給される給湯管９１、及び水供給管９２を有している。

給水管９０の下流端と給湯管９１の下流端は水供給管９２の上流側端部に接続されている。水供給管９２には給水管９０の水と給湯管９１の湯が供給される。水供給管９２はその下流端が吐水部３に接続されている。給水管９０の水と給湯管９１の湯を混合して得られた混合水は水供給管９２から吐水路を介して吐水部３に供給される。

また、配管系９は、給水管９０と水供給管９２を接続するバイパス管９３を有している。バイパス管９３には手動弁７０が設けられている。停電や故障などの際に手動弁７０を開くことで、給水管９０の水をバイパス管９３及び水供給管９２を介して吐水部３から吐水できるようになっている。

弁装置７は、吐水口３１に至る吐水経路（配管系９の一部）に設けられている。弁装置７は、手動弁７０の他、電磁弁７１、７２、７３によって構成されている。電磁弁７１は、給水管９０に設けられた給水流量調整用であり、その開度を変えることで給水管９０から水供給管９２に供給される水の流量が変更される。電磁弁７２は給湯管９１に設けられた給湯流量調整用であって、その開度を変えることで給湯管９１から水供給管９２に供給される湯の流量が変更される。

このように電磁弁７１及び電磁弁７２の開度を調節することで、給水管９０及び給湯管９１から水供給管９２に供給される湯水の混合比を調節して、吐水部３から吐出される水の温度を調節することができる。また、電磁弁７１および電磁弁７２の開度を調節することで、給水管９０及び給湯管９１から水供給管９２に供給される水の量を調節して、吐水口３１から吐出される水の量を調節することができる。

また電磁弁７３は水供給管９２に設けられており、開閉することで水供給管９２に供給された水を吐水口３１に供給するか否か、すなわち、吐水部３からの水の吐水と吐水の停止が切り替えられるようになっている。

また、弁装置７には、給水管９０や給湯管９１に設けられた逆止弁７４が設けられている。また、サーミスタＶは、例えば湯温を調整するにあたって電磁弁７１及び電磁弁７２のフィードバック制御する際に用いることができる。

制御手段８は、例えば、ベース体２や弁装置７の付近に設けることができる。制御手段８は、第１のセンサー５、第２のセンサー６および弁装置７と電気的に接続されている。

第１のセンサー５によって物体が検知された際に生じる第１出力は、制御手段８へと伝達され、同様に、第２のセンサー６によって物体が検知された際に生じる第２出力も、制御手段８へと伝達される。

制御手段８は、第１のセンサー５からの第１出力および第２のセンサー６からの第２出力に基づいて弁装置７の開閉を制御する。これによって、制御手段８は、第１吐水モードおよび第２吐水モードにおける吐水と止水とを切り替える制御が可能であり、かつ、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える制御が可能である。

第１吐水モードでは、第１のセンサー５から第１出力が出力されている間は、制御手段８は、弁装置７を開にして吐水させ、かつ、第１のセンサー５から第１出力が出力されていない間は、制御手段８は、弁装置７を閉にして吐水を停止する。

すなわち、第１のセンサー５が検知領域の物体を検知したとき、第１のセンサー５からの第１出力を受けた制御手段８は、弁装置７の電磁弁７３を開き、給水管９０および給湯管９１の両方または一方から水供給管９２に供給された水を吐水部３から吐出開始する。また、第１のセンサー５が検知領域の物体を検知しないとき、第１出力は停止し、制御手段８は水供給管９２に設けられた電磁弁７３を閉じた状態にし、吐水部３からの吐水を停止状態とする。

なお、この実施形態では、自動水栓１に２つの第１のセンサー５（５Ａ、５Ｂ）を設けている。このため、制御手段８は、両方の第１のセンサー５（５Ａ、５Ｂ）からの第１出力を受けた場合に吐水が開始する（第１吐水モードが起動する）設定とすることができる。また、一方の第１のセンサー５（５Ａまたは５Ｂ）からの第１出力を受けた段階で吐水が開始する設定とすることもできる。

第２吐水モードでは、第２のセンサー６による第２出力の連続時間の値が設定された第１閾値以上であり、かつ、設定された第２閾値未満である場合に、制御手段８は弁装置７を開にする。そして、次に、第２出力の連続時間の値が、第１閾値以上であり、かつ、第２閾値未満である第２出力が出力されるまで、制御手段８は、弁装置７を継続して開にして連続的に吐水する。

第２のセンサー６が検知領域の物体を継続して検知している状態では、第２出力が出力されている。そして、第２出力の連続時間の値が予め設定された第１閾値以上かつ第２閾値未満であることが一旦算出されると、制御手段８によって、第２吐水モードによる連続的な吐水が開始するように制御される。したがって、第２出力の連続時間（第２のセンサー６が検知領域の物体を検知している時間）の値が第１閾値に達していないときは、制御手段８は第２出力の測定時間をリセットし、第２吐水モードによる吐水は行わない。

第２吐水モードによる吐水が一旦開始すると、第２のセンサー６による物体の検知が非検知状態となっても吐水は継続する。そして、再び、第２のセンサー６が物体を検知し、第２出力の連続時間の値が第１閾値以上かつ第２閾値未満である第２出力が出力された場合に、制御手段８によって第２吐水モードによる連続的な吐水が停止するように制御される。

第１閾値と第２閾値は、適宜設定することができる。例えば、第１閾値は、第２のセンサー６が検知領域の物体を検知した後（第２出力を出力した後）、0.5秒〜2.0秒の範囲の一定値とすることができる。また、第２閾値は、第１閾値より長い時間であればよく、例えば、第２のセンサー６が検知領域の物体を検知した後、1.0秒〜5.0秒の範囲の一定値とすることができる。

さらに、制御手段８は、第２のセンサー６による第２出力の連続時間の値が、第２閾値以上である場合に、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える制御を行うことができる。これによって、例えば切替スイッチで操作しなくても、第１吐水モードと第２吐水モードを簡単な動作で確実に切り替えることができる。なお、切替スイッチなどを別途設けて、切替スイッチによる操作によっても第１吐水モードと第２吐水モードの切り替えができるように設定することもできる。

また、自動水栓１は、発音手段（図示していない）を備えることができる。第２のセンサー６による第２出力の連続時間の値が第２閾値以上である場合に、制御手段８は、発音手段の音を発生させる制御を行うことができる。すなわち、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える吐水モードの変更の制御が行われた際に、発音手段から発する音によって、使用者に吐水モード変更が行われたことを報知することができる。これによって、使用者が意図している吐水モードであるか否かの判断が容易になる。

この発音手段は、第２のセンサー６による第２出力の連続時間の値が第１閾値以上であり、かつ、第２閾値未満である場合にも、音を発するように設定されていることが好ましい。この場合に発せられる音は、第２出力の連続時間の値が第２閾値以上である場合の音とは異なる音であることがより好ましい。これによって、制御手段８によって、第１吐水モードと第２吐水モードの吐水・止水などが変更された場合に、その変更がなされたことを使用者に報知することができる。

なお、発音手段に代えて、ＬＥＤランプなどの発光手段を設けることもでき、発光手段の発光色によってモードの変更を報知することもできる。

図１、２に加え、さらに図３に基づいて、本発明の自動水栓の第１吐水モードと第２吐水モードの制御の一形態についてより詳しく説明する。図３は、本発明の自動水栓の制御手段による制御における、第２のセンサー６の第２出力の連続時間と第１閾値および第２閾値との関係を例示したタイミングチャートである。

図３に例示したように、自動水栓１の制御手段８において、第２のセンサー６の第２出力の連続時間の値に対応する第１閾値（Ｔ２）および第２閾値（Ｔ３）が予め設定されている。具体的には、第１閾値（Ｔ２）は第２出力が出力されてからＡ秒後の時点、第２閾値（Ｔ３）は第２出力が出力されてからＢ秒後の時点に設定されている。

図３のＴ１に例示したように、第２のセンサー６が検知領域の物体を検知すると、第２出力が出力されて制御手段８に伝達される。

そして、第２のセンサー６による物体の検知がＡ秒未満で非検知の状態になった場合は、第２出力の連続時間の値が第１閾値（Ｔ２）に達していないため、第２出力の連続時間の値はリセットされ、制御手段８は動作を起こさない。したがって、第１吐水モードおよび第２吐水モードが吐水中または止水中であっても、吐水および止水の状態や吐水モードの変更などは生じない。

一方、第２のセンサー６による第２出力の連続時間の値が第１閾値（Ｔ２）以上、第２閾値（Ｔ３）未満である（第２出力の連続時間がＡ秒以上、Ｂ秒未満である）場合は、制御手段８は、第２吐水モードによる吐水および止水を制御することができる。

具体的には、この場合、第１吐水モードまたは第２吐水モードの起動状況によって、制御手段８は、例えば以下のような制御することができる。
（１）第１吐水モードの止水中であるときは、第１吐水モードの止水中を継続するように制御される。
（２）第１吐水モードの吐水中であるときは、第１吐水モードの吐水中を継続するように制御される。
（３）第２吐水モードの止水中であるときは、第２吐水モードの吐水に変更されるように制御される。
（４）第２吐水モードの吐水中であるときは、第２吐水モードの止水に変更されるように制御される。

さらに、第２出力の連続時間の値が第２閾値（Ｔ３）以上である（第２出力の連続時間がＢ秒以上である）場合は、制御手段８は、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える制御を行うことができる。

具体的には、この場合、第１吐水モードまたは第２吐水モードの起動状況によって、制御手段８は、例えば以下のような制御することができる。
（１）第１吐水モードの止水中であるときは、第２吐水モードの止水に変更されるように制御される。なお、第２吐水モードの吐水に変更されるように制御してもよい。
（２）第１吐水モードの吐水中であるときは、第２吐水モードの止水に変更されるように制御される。なお、第２吐水モードの吐水に変更されるように制御してもよい。
（３）第２吐水モードの止水中であるときは、第１吐水モードに変更され、第１のセンサー５から第１出力が出力されているか否かで吐水または止水が決定されるように制御される。
（４）第２吐水モードの吐水中であるときは、第１吐水モードに変更され、第１のセンサー５から第１出力が出力されているか否かで吐水または止水が決定されるように制御される。

この実施形態における第２のセンサー６の第２出力の連続時間と、制御手段８による制御との関係を表１にまとめる。

この実施形態の自動水栓１では、設定された第１閾値（Ｔ２）と第２閾値（Ｔ３）を基準にして、制御手段８による動作制御を行うため、誤検知によって意図しない制御が行われることが抑制される。また、自動水栓１は、第２のセンサー６の第２出力の連続時間によって、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える制御を行うことができる。このため、切替スイッチで操作しなくても、所望の時に第１吐水モードと第２吐水モードを確実に切り替えることができる。したがって、自動水栓１は、切替スイッチなどの設置スペースなどの制約がなく、比較的自由に自動水栓１のデザインを設計することができ、意匠性の向上を図ることができる。

本発明の自動水栓１は、以下の構成を有している。

一端に吐水口３１を有する吐水部３。吐水口３１に至る吐水経路に設けられた弁装置７。吐水口３１付近の検知領域に差し出された物体を検知可能であり、かつ、物体を検知している状態において第１出力を出力する自動吐水用の第１のセンサー５（５Ａ、５Ｂ）。第１のセンサー５とは異なる検知領域に差し出された物体を検知可能であり、かつ、物体を検知している状態において第２出力を出力する連続吐水用の第２のセンサー６。第１吐水モードおよび第２吐水モードにおける吐水と止水とを切り替える制御が可能であり、かつ、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える制御が可能である制御手段８。

第１吐水モードは、第１のセンサー５からの第１出力を出力している間は、制御手段８が弁装置７を開にして吐水させ、かつ、第１のセンサー５からの第１出力が出力されていない間は制御手段８が弁装置７を閉にして吐水を停止するモードである。第２吐水モードは、第２のセンサー６からの第２出力の連続時間の値が設定された第１閾値以上であり、かつ、設定された第２閾値未満である場合に、制御手段８は弁装置７を開にする。そして、次に、第１閾値以上であり、かつ、第２閾値未満である第２出力の連続時間の値となる第２出力が出力されるまで制御手段８は、弁装置７を継続して開にして連続的に吐水するモードである。

制御手段８は、第２のセンサー６による第２出力の連続時間の値が、第２閾値以上である場合に、第１吐水モードと第２吐水モードとを相互に切り替える制御を行う。

本発明の自動水栓は、以上の実施形態に限定されることはない。例えば、制御手段は、吐水部の付近や弁装置の付近以外の箇所に設けることもできる。また、第１のセンサー、第２のセンサーは可視光や超音波を用いたその他の人体検知センサーであってもよい。さらに、図１に例示した第１のセンサーのいずれか一方を省略することもでき、第２のセンサーの配設箇所は適宜設計することができる。また、第１閾値、第２閾値は適宜設定することができ、制御手段による吐水・止水の制御や第１吐水モードと第２吐水モードを切り替える制御は表１に示した形態に限定されることはない。そして、本発明の自動水栓は流し台に限られず、洗面台などの従来から水栓が用いられるその他の場所にも設置することができる。

１ 自動水栓
３ 吐水部
５、５Ａ、５Ｂ 第１のセンサー
６ 第２のセンサー
７ 弁装置
８ 制御手段

Claims (3)

1. 一端に吐水口を有する吐水部と、
   前記吐水口に至る吐水経路に設けられた弁装置と、
   前記吐水口付近の検知領域に差し出された物体を検知可能であり、かつ、物体を検知している状態において第１出力を出力する自動吐水用の第１のセンサーと、
   前記第１のセンサーとは異なる検知領域に差し出された物体を検知可能であり、かつ、物体を検知している状態において第２出力を出力する連続吐水用の第２のセンサーと、
   第１吐水モードおよび第２吐水モードにおける吐水と止水とを切り替える制御が可能であり、かつ、前記第１吐水モードと前記第２吐水モードとを相互に切り替える制御が可能である制御手段と、
   を備えた自動水栓であって、
   前記第２のセンサーの前記検知領域は、前記吐水部の上方の領域であり、
   前記第１吐水モードは、前記第１のセンサーからの前記第１出力が出力されている場合に、前記制御手段が前記弁装置を開にして吐水させ、かつ、前記第１のセンサーからの第１出力が出力されていない場合に、前記制御手段が前記弁装置を閉にして吐水を停止するモードであり、
   前記第２吐水モードは、前記第２のセンサーからの前記第２出力の連続時間の値が設定された第１閾値以上であり、かつ、設定された第２閾値未満である場合に、前記制御手段が前記弁装置を開にし、次に、前記第２出力の連続時間の値が前記第１閾値以上であり、かつ、前記第２閾値未満である前記第２出力が出力されるまで、前記制御手段が弁装置を継続して開にして連続的に吐水するモードであり、
   前記制御手段は、前記第２のセンサーによる前記第２出力の連続時間の値が、前記第２閾値以上である場合に、前記第１吐水モードと前記第２吐水モードとを相互に切り替える制御を行うことを特徴とする自動水栓。
2. 発音手段を備え、前記第２のセンサーによる前記第２出力の連続時間の値が前記第２閾値以上である場合に、前記制御手段は前記発音手段の音を発生させることを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
3. 前記制御手段は、前記第２のセンサーによる前記第２出力の連続時間の値が、前記第１閾値以上であり、かつ、前記第２閾値未満である場合に、前記発音手段に前記第２出力の連続時間の値が前記第２閾値以上である場合の音とは異なる音を発生させることを特徴とする請求項２に記載の自動水栓。
   
   

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