JP6607349B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、自動水栓に関する。

従来の自動水栓には、吐水口の下方に差し出された被洗浄物の汚れ度合いを検出する汚れ度合い検出部を設けたものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１の自動水栓は、汚れ度合い検出部で検出した被洗浄物の汚れ度合いに応じて、吐水口からの吐水形態を変更するものである。具体的には、汚れ度合いが大きい場合には高水圧で吐水を開始し、その後、低水圧での吐水に移行する。このような制御により、汚れを効果的に落とすとともに、節水を図るというものである。

特開２０１５−１４８１０７号公報

しかしながら、特許文献１の自動水栓は汚れ度合い検出部を設ける必要があるため、装置が大掛かりになってしまう。よって、装置構成を簡素化しながら洗浄に適した自動水栓を提供するという観点では、未だ改善の余地があるといえる。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、装置構成を簡素化しながら洗浄に適した自動水栓を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の自動水栓は、吐水する流量を調節する流量調節機構と、吐水する水温を調節する水温調節機構と、前記流量調節機構および前記水温調節機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、予め定められた設定流量および設定水温にて吐水するように前記流量調節機構および前記水温調節機構を制御する通常吐水モードと、少なくとも流量又は水温のいずれかを前記設定流量又は前記設定水温に対して周期的に変動させて吐水するように前記流量調節機構又は前記水温調節機構を制御する変動吐水モードとを有する。

本発明の自動水栓によれば、流量又は水温を周期的に変動させて吐水する変動吐水モードを設けることで、装置構成を簡素化しながら洗浄に適した自動水栓を提供することができる。

実施の形態にかかる自動水栓の概略図 変動吐水モードによる吐水制御の一例を示す図 変動吐水モードによる吐水制御の一例を示す図 変動吐水モードによる吐水制御の一例を示す図 変動吐水モードによる吐水制御の一例を示す図 混合水調整ユニットの変形例を示す図

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる自動水栓２の概略構成を示す図である。

自動水栓２は、スプーンなどの食器（検知対象の一例）を洗浄する場合等に使用される自動式の水栓装置であり、例えば台所や洗面所に設けられて使用される。図１に示すように、自動水栓２は、台座４上に設けられた本体部６と、吐水口８と、距離センサ１０と、混合水供給ライン１２と、電磁弁１４と、混合水調整ユニット１６と、制御部１８と、を備える。このような構成において、混合水供給ライン１２から吐水口８を介して供給される水により、ユーザが差し出す対象物２０（図１ではスプーンを例示）を洗浄する。以下、自動水栓２の各構成について順に説明する。

台座４は、本体部６を支持する台であり、台座４内には混合水供給ライン１２が通される。台座４上に設けられた本体部６は、混合水供給ライン１２を保護するように取り囲む筐体である。本体部６の先端には、吐水口８が取り付けられている。吐水口８は、混合水供給ライン１２から供給される水を吐水するための開口を形成する。吐水口８からの吐水方向は、鉛直下方あるいは鉛直斜め下方に設定される。吐水口８の近傍において、本体部６の先端部には距離センサ１０が下方に向けて取り付けられている。

距離センサ１０は、検知対象としての対象物２０の有無、および対象物２０までの距離を検出するセンサである。距離センサ１０による距離検知方向は、吐水口８の下方に位置する対象物２０までの距離を検出できるように、鉛直下方あるいは鉛直斜め下方に設定される（吐水口８による吐水方向と同じ方向）。距離センサ１０によるセンシング方式は、赤外線、超音波、電波、画像など、距離を検出することができれば任意の方式でよい。

混合水供給ライン１２は、吐水口８から吐水するための水を供給する配管であり、実施の形態では湯と水を混合した混合水を供給する配管である（フレキシブルな材料により構成されてもよい）。混合水供給ライン１２は順に、吐水口８、本体部６、台座４の内部を通るように設けられている。混合水供給ライン１２の先端は、吐水口８に位置される一方、混合水供給ライン１２の末端は、電磁弁１４に接続されている。

電磁弁１４は、混合水供給ライン１２への混合水の通水／非通水を切り替える切替弁の一例としての電磁弁である。電磁弁１４の開閉制御により、混合水供給ライン１２への混合水の通水が制御される。これにより、混合水の吐水／止水が切り替えられる。

混合水調整ユニット１６は、電磁弁１４を介して混合水供給ライン１２に通水される混合水を調整するためのユニットである。実施の形態における混合水調整ユニット１６は、混合水を調整する構成として、第１の供給ライン２２と、第２の供給ライン２４と、第１の電動弁２６と、第２の電動弁２８と、を備える。

第１の供給ライン２２は、湯を供給する配管ラインであり、第２の供給ライン２４は、水を供給する配管ラインである。第１の供給ライン２２と第２の供給ライン２４は合流部３０で合流し、合流部３０において湯と水を混合した混合水が生成される。混合水はその後、電磁弁１４に供給される。第１の電動弁２６は、第１の供給ライン２２における湯の流量を調整する流量調整弁であり、第２の電動弁２８は、第２の供給ライン２４における水の流量を調整する流量調整弁である。第１の電動弁２６および第２の電動弁２８のそれぞれの開度を調整することにより、湯と水の混合割合および全体流量を調整することができ、合流部３０で生成する混合水の流量および温度を調整することができる。

制御部１８は、上述した自動水栓２の構成要素の運転を制御するものである。図１の点線で示すように、実施の形態における制御部１８は、少なくとも距離センサ１０、電磁弁１４、第１の電動弁２６および第２の電動弁２８に接続されており、これらの運転を制御する。

上述した構成を有する自動水栓２による吐水動作の一例について説明する。

ユーザは、スプーンなどの対象物２０を洗浄（水洗）するために、吐水口８の下方に対象物２０を配置する。吐水口８の近傍に設けられた距離センサ１０は、検知対象として対象物２０の存在を検知するとともに、その存在を知らせる信号を制御部１８に送信する。当該信号を受けて、制御部１８は第１の電動弁２６および第２の電動弁２８の開度を調整し、電磁弁１４を開くように制御する。具体的には、合流部３０で生成される混合水が予め設定された流量および温度となるように、第１の電動弁２６および第２の電動弁２８の開度を調整する。さらに電磁弁１４を開くように制御することで、調整した混合水が混合水供給ライン１２に通水される。このような制御により、混合水供給ライン１２から吐水口８を介した混合水の吐水が開始され、対象物２０を洗浄することができる。

本実施の形態における制御部１８は、吐水制御の形態として、通常吐水モードと変動吐水モードを有している。通常吐水モードは、予め設定された流量および水温（設定流量および設定水温）にて吐水を行うモードである。変動吐水モードは、少なくとも流量又は水温のいずれかを設定流量又は設定水温から周期的に変動させながら吐水を行うモードである。本実施の形態では、制御部１８が通常吐水モードだけでなく変動吐水モードを有することにより、特に、吐水による対象物２０の洗浄力を高めることができ、洗浄に適した自動水栓２を実現することができる。また、センサなどの新たな構成を必要とすることなく制御のみで実現できるため、装置構成を簡素化することができる。

変動吐水モードによる吐水制御の例について、図２−図５を用いて説明する。図２−図５では、流量を変動させる場合について説明する。

図２−図５のいずれも、最初は通常吐水モードによって、設定流量Ｆ１にて吐水を行う。その後、変動吐水モードに切り替えて（時間ｔ１）、流量を周期的に変動（脈動）させる。流量の具体的な変動幅および変動周期は、例えば人が感じない程度の値に設定してもよい。図２、図３は、変動吐水モードにおける平均流量Ｆ２を設定流量Ｆ１よりも小さく設定している。すなわち、周期的な流量変動によって通常吐水モードに比べて洗浄効果を上げつつ、節水を図ることができる。一方、図４、図５は、変動吐水モードにおける平均流量Ｆ３を設定流量Ｆ１よりも多く設定している。これにより、洗浄効果を一層高めることができる。

なお、図２−図５では流量を変動させる例について説明したが、水温も同様に変動させることができる。すなわち、最初は通常吐水モードによって、設定水温Ｔ１にて吐水を行い、その後、変動吐水モードに切り替えて、水温を周期的に変動（脈動）させればよい。例えば、変動吐水モードにおける平均水温Ｔ２を設定水温Ｔ１よりも低く設定すれば、周期的な水温変動によって通常吐水モードに比べて洗浄効果を上げつつ、節湯を図ることができる。一方で、変動吐水モードにおける平均水温Ｔ３を設定水温Ｔ１よりも高く設定すれば、洗浄効果を一層高めることができる。

上述したように、本実施の形態における自動水栓２は、吐水する流量を調節する流量調節機構、および、吐水する水温を調節する水温調節機構として、第１および第２の電動弁２６、２８を備える。自動水栓２はさらに、第１および第２の電動弁２６、２８を制御する制御部１８を備える。制御部１８は、予め定められた設定流量Ｆ１および設定水温Ｔ１にて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御する通常吐水モードを有する。制御部１８はさらに、少なくとも流量又は水温のいずれかを設定流量Ｆ１又は設定水温Ｔ１に対して周期的に変動させて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御する変動吐水モードを有する。このように、通常吐水モードだけでなく変動吐水モードを有することにより、自動水栓２においてセンサなどの新たな構成を設けることなく制御を変更するのみで、対象物２０に対する洗浄効果を高めることができる。これにより、装置構成を簡素化しながら、洗浄に適した自動水栓２を提供することができる。

一般的な給湯装置（シャワー装置含む）では、特に水温を変更する場合には、加熱手段の出力を変更することにより行うことがある。これに対して、本実施の形態の自動水栓２では、第１および第２の電動弁２６、２８の開度を調整することで水温および流量を調整することができるため、利便性に優れているといえる。特に第１および第２の電動弁２６、２８の開度を調整することで水温と流量を変動させる場合、短い周期（例えば１秒周期）で変動させる際に好都合である。また、本実施の形態の自動水栓２は水栓だけで制御するため、一般的な給湯装置と異なり、家屋全体の水量や水温に影響を及ぼさないため、利便性の観点で優れているといえる。

図２、図３に示す変動吐水モードによれば、制御部１８は、少なくとも流量を周期的に変動させて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御し、平均流量（流量の平均値）Ｆ２を設定流量Ｆ１よりも小さく設定している。このような制御によれば、周期的な流量変動によって対象物２０に対する洗浄効果を高めつつ、節水を図ることができる。図２、図３に示す変動吐水モードと同様に、制御部１８は、少なくとも水温を周期的に変動させて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御し、平均水温（水温の平均値）Ｔ２を設定水温Ｔ１よりも小さく設定してもよい。このような制御によれば、周期的な水温変動によって対象物２０に対する洗浄効果を高めつつ、節湯を図ることができる。

図４、図５に示す変動吐水モードによれば、制御部１８は、少なくとも流量を周期的に変動させて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御し、平均流量（流量の平均値）Ｆ３を設定流量Ｆ１よりも大きく設定している。このような制御によれば、対象物２０に対する洗浄効果を一層高めることができる。図４、図５に示す変動吐水モードと同様に、制御部１８は、少なくとも水温を周期的に変動させて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御し、平均水温（水温の平均値）Ｔ３を設定水温Ｔ１よりも大きく設定してもよい。このような制御によれば、対象物２０に対する洗浄効果を一層高めることができる。

次に、通常吐水モードにおける流量制限と変動吐水モードの関係について、図２、図３を例にとり説明する。

図２、図３に示すように、通常吐水モードにおいて、下限の流量として下限流量Ｆ４が定められている場合を想定する。図２の例では、変動吐水モードにおいて、下限流量Ｆ４を超えるように流量の変動幅が制御されている。これにより、節水効果をより発揮しながら、柔軟な流量設定を行うことができる。一方、図３の例では、変動吐水モードにおいて、通常吐水モードの下限流量Ｆ４を超えないように、流量の変動幅が制御されている。このような制御によれば、自動水栓２が通常吐水モードと同様の流量制限を変動吐水モードにも要求する場合には、その要求に適合することができる。図２、図３のいずれの制御を行うかは、自動水栓２の仕様等に応じて適宜決定すればよい。

図２、図３を用いて下限流量Ｆ４に関する制御について説明したが、図４、図５では、上限流量Ｆ５に関する制御についても同様のことがいえる。すなわち、図４の例では、変動吐水モードにおいて、上限流量Ｆ５を超えるように流量の変動幅が制御されている。これにより、洗浄効果を高めるとともに、柔軟な流量設定を行うことができる。一方、図５の例では、変動吐水モードにおいて、通常吐水モードの上限流量Ｆ５を超えないように流量の変動幅が制御されている。このような制御によれば、自動水栓２が通常吐水モードと同様の流量制限を変動吐水モードにも要求する場合には、その要求に適合するとともに、節水効果を発揮することができる。図４、図５のいずれの制御を行うかは、自動水栓２の仕様等に応じて適宜決定すればよい。

上述したように、制御部１８において、通常吐水モードで吐水可能な上限流量Ｆ５又は下限流量Ｆ４が予め定められている。図２、図４に示す変動吐水モードによれば、制御部１８は、変動吐水モードにおいて、通常吐水モードの上限流量Ｆ５又は下限流量Ｆ４を超えて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御する。このような制御によれば、柔軟な流量設定を行うことができる。

一方、図３、図５に示す変動吐水モードによれば、制御部１８は、変動吐水モードにおいて、通常吐水モードの上限流量Ｆ５又は下限流量Ｆ４を超えない範囲にて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御する。このような制御によれば、自動水栓２の仕様に適合させる、あるいは安全性を向上させる際に好都合である。

図２−図５では、下限流量Ｆ４および上限流量Ｆ５について説明したが、水温についても同様に、下限水温Ｔ４および上限水温Ｔ５を設定して同様の制御としてもよい。すなわち、制御部１８において、通常吐水モードで吐水可能な上限水温Ｔ５又は下限水温Ｔ４が予め定められてもよい。このとき、制御部１８は、変動吐水モードにおいて、通常吐水モードの上限水温Ｔ５又は下限水温Ｔ４を超えて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御してもよい。このような制御によれば、柔軟な水温設定を行うことができる。あるいは、制御部１８は、変動吐水モードにおいて、通常吐水モードの上限水温Ｔ５又は下限水温Ｔ４を超えない範囲にて吐水するように第１および第２の電動弁２６、２８を制御してもよい。このような制御によれば、自動水栓２の仕様に適合させる、あるいは安全性を向上させる際に好都合である。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、実施の形態では、吐水／止水を切り替える手段として電磁弁１４を用いる場合について説明したが、このような場合に限らず、その他の種類の弁（電動弁を含む）を用いてもよい。電動弁を用いる場合には例えば、電磁弁１４を省略する代わりに、第１の電動弁２６と第２の電動弁２８を吐水／止水の切替手段として機能させてもよい。

また実施の形態では、湯と水を混合した混合水を吐水する場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、湯のみあるいは水のみを吐水する構成を採用してもよい。

また実施の形態では、混合水の流量および温度を調整する手段として、第１の電動弁２６および第２の電動弁２８を用いる場合について説明したが、このような場合に限らない。流量および温度を調整できるものであれば、その他の任意の手段（後発的に開発されるものを含む）を用いてもよい。

また実施の形態では、流量調節機構として第１の電動弁２６および第２の電動弁２８を設けるとともに、混合水調整ユニット１６を図１に示すような構成とする場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、図６に示すような配置としてもよい。図６に示す混合水調整ユニット４０は、湯を供給する第１の供給ライン４２と、水を供給する第２の供給ライン４４と、第１の電動弁４６と、電磁弁４８と、第２の電動弁５０とを備える。第１の供給ライン４２と第２の供給ライン４４とが合流する合流部には第１の電動弁４６が配置され、湯と水の混合比率が調整される。第１の電動弁４６の下流側には順に、電磁弁４８、第２の電動弁５０が配置される。電磁弁４８の開閉により、吐水／止水が制御され、第２の電動弁５０の開度調整により、流量が調整される。このような配置であっても、混合水の流量および混合比率（温度）を調節することができる。

また実施の形態では、距離センサ１０により対象物２０の存在を検知して自動的に吐水を行ういわゆる「自動モード」について説明したが、このような場合に限らない。ユーザの操作により吐水を行う「手動モード」を制御部１８が有してもよく、自動モードと手動モードを選択できるようにしてもよい。この場合、手動モードの場合であっても、上述したような、少なくとも流量又は水温のいずれかを周期的に変動させる変動吐水モードを適用してもよい。

なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

２ 自動水栓
４ 台座
６ 本体部
８ 吐水口
１０ 距離センサ
１２ 混合水供給ライン
１４ 電磁弁
１６ 混合水調整ユニット
１８ 制御部
２０ 対象物（検知対象）
２２ 第１の供給ライン
２４ 第２の供給ライン
２６ 第１の電動弁（流量調節機構、水温調節機構）
２８ 第２の電動弁（流量調節機構、水温調節機構）
３０ 合流部
Ｆ１ 設定流量
Ｆ２ 平均流量
Ｆ３ 平均流量
Ｆ４ 下限流量
Ｆ５ 上限流量
Ｔ１ 設定水温
Ｔ２ 平均水温
Ｔ３ 平均水温
Ｔ４ 下限水温
Ｔ５ 上限水温

Claims (8)

1. 吐水する流量を調節する流量調節機構と、
   吐水する水温を調節する水温調節機構と、
   前記流量調節機構および前記水温調節機構を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、予め定められた設定流量および設定水温にて吐水するように前記流量調節機構および前記水温調節機構を制御する通常吐水モードと、少なくとも流量又は水温のいずれかを前記設定流量又は前記設定水温に対して周期的に変動させて吐水するように前記流量調節機構又は前記水温調節機構を制御する変動吐水モードとを有し、
   前記流量調節機構および前記水温調節機構は、合流部に水を供給する給水管と、前記合流部に湯を供給する給湯管と、前記給水管における水の流量を調整する第１の弁と、前記給湯管における湯の流量を調整する第２の弁とにより構成されている、自動水栓。
2. 前記制御部は、前記変動吐水モードにおいて、少なくとも流量を周期的に変動させて吐水するように前記流量調節機構を制御し、前記変動吐水モードにおける流量の平均値を、前記設定流量よりも小さく設定する、請求項１に記載の自動水栓。
3. 前記制御部において、前記通常吐水モードで吐水可能な上限流量又は下限流量が予め定められており、
   前記制御部は、前記変動吐水モードにおいて、前記通常吐水モードの前記上限流量又は前記下限流量を超えない範囲にて吐水するように前記流量調節機構を制御する、請求項１又は２に記載の自動水栓。
4. 前記制御部において、前記通常吐水モードで吐水可能な上限流量又は下限流量が予め定められており、
   前記制御部は、前記変動吐水モードにおいて、前記通常吐水モードの前記上限流量又は前記下限流量を超えて吐水するように前記流量調節機構を制御する、請求項１又は２に記載の自動水栓。
5. 前記制御部は、前記変動吐水モードとして、少なくとも水温を周期的に変動させて吐水するように前記水温調節機構を制御し、前記変動吐水モードにおける水温の平均値を、前記設定水温よりも小さく設定する、請求項１から４のいずれか１つに記載の自動水栓。
6. 前記制御部において、前記通常吐水モードで吐水可能な上限水温又は下限水温が予め定められており、
   前記制御部は、前記変動吐水モードにおいて、前記通常吐水モードの前記上限水温又は前記下限水温を超えない範囲にて吐水するように前記水温調節機構を制御する、請求項１から５のいずれか１つに記載の自動水栓。
7. 前記制御部において、前記通常吐水モードで吐水可能な上限水温又は下限水温が予め定められており、
   前記制御部は、前記変動吐水モードにおいて、前記通常吐水モードの前記上限水温又は前記下限水温を超えて吐水するように前記水温調節機構を制御する、請求項１から５のいずれか１つに記載の自動水栓。
8. 前記通常吐水モードと前記変動吐水モードをユーザにより選択可能である、請求項１から７のいずれか１つに記載の自動水栓。

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