JP6906749B2 - 自動水栓システム - Google Patents

Description

本発明は、自動水栓システムに関する。

従来、センサの出力に基づいて水を吐止水する自動水栓システムが普及している。普及している自動水栓システムは、水を吐止水するためのレバーハンドル等を操作する必要がなく衛生的に優れたものである（特許文献１）。

特開２００２−３５６８８９号公報

しかしながら、特許文献１のような自動水栓システムにおいて、使用者が手洗い動作を行う際にセンサユニットに水や石けん等が付着することにより、センサユニットが汚れてしまい使用者の手等を検知できないという課題があった。さらに、使用者は、手をセンサユニットの前に差し出しても水が吐水されず、自動吐水システムが故障したと認識される恐れがある。このように、センサユニットが手を検知できない状態が続いてしまうと、自動水栓システムを使用する使用者の使い勝手を低下させてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、センサユニットが汚れてしまうことでセンサユニットが手等を検知できない状態が継続してしまうことを抑制できる自動水栓システムを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、被検知物を検知すると自動で吐水する自動水栓システムであって、吐水口と、給水源からの水を吐水口へ導く流路と、前記流路中に設けられ、前記流路の開閉を行う開閉弁と、被検知物を検知するための発光部と受光部を有するセンサユニットと、前記センサユニットからの出力信号によって開閉弁を制御する制御部と、前記センサユニットからの出力信号を管理端末に送信する通信手段と、を備え、前記制御部は、前記センサユニットの出力の基準となる基準レベルと、被検知物の検知を判断するための第１レベルと、前記第１レベルよりも基準レベルに近い側に設けられ、前記第１レベルとは別に前記センサユニットの汚れを検知するための第２レベルとを有し、前記第１レベルを超えたと判断すると前記開閉弁を開くように制御し、前記開閉弁が閉状態において、前記第１レベルを超えていないと判断するとともに、前記第２レベルを超えたと判断すると、汚れ検知情報を生成し、前記汚れ検知情報を前記通信手段によって前記管理端末に送信することを特徴とする。

このようにセンサユニットからの出力信号によって開閉弁を制御することで、使用者は自動水栓システムの前方に手を差し出すのみで水の吐水を行うことができる。さらに、このセンサユニットの出力信号が被検知物の検知を判断するための第１レベルとは別に、センサユニットの汚れを検知するための第２レベルとを有し、第２レベルを超えたと判断すると、汚れ検知情報を生成し、汚れ検知情報を通信手段によって管理端末に送信することで、遠隔地にいる管理者が自動水栓システムの清掃の必要性を知ることができる。このように管理者が清掃の必要性を知ることができるため、センサユニットが汚れて被検知物を検知できない状態になることを防止でき、使用者が使用した際に水が吐水されないなど、故障したと誤認されることを防止できる。また、開閉弁を制御するためのセンサユニットの出力信号を利用して汚れ検知を行うことで、汚れ検知専用の部材等を設ける必要がなく、コストを増加させることなく、汚れの検知を行うことができる。

本発明において、好ましくは、通信手段は、電波による無線通信する。
このように通信手段を電波による無線通信とすることで、機器を接続する配線の作業が不要となり、施工性が向上する。

本発明において、好ましくは、基準レベルを再設定するリセット信号を制御部に送信する操作部をさらに備え、制御部は、基準レベルを再設定する指令であるリセット信号を受信すると基準レベルを再設定する。
清掃者等がセンサユニットの清掃を行った場合、汚れの状態は改善されるものの、清掃具合によってセンサユニットからの出力信号は必ずしも一定とは限らない。そのため、清掃者がセンサユニットの清掃が終わった段階で操作部を操作し、リセット信号を制御部に送信し、そのリセット信号を受信すると制御部が基準レベルを再設定することで、汚れの状態が改善された状態で基準レベルを設定することができる。

本発明において、好ましくは、制御部は、開閉弁が閉状態の前記センサユニットの出力信号を記憶する記憶手段を有し、記憶手段に記憶されている前回の記憶情報と今回のセンサユニットの出力信号を比較し、その出力信号の差が所定値以上であると判断した際に、基準レベルを再設定する。
このように、制御部が前回の記憶情報と今回のセンサユニットの出力信号とを比較し、その出力信号の差が所定値以上であれば、自動で基準レベルを再設定するため、使用者が再設定ボタン等を押す必要がなく使い勝手を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、制御部は、基準レベルを再設定した際に、基準レベルの再設定が完了した再設定完了信号を生成し、再設定完了信号を通信手段によって管理端末に送信する。
このように、制御部が再設定完了信号を管理端末に送信することで、管理者は、センサユニットの清掃が完了したことを認識することができる。

本発明によれば、センサユニットが汚れてしまうことでセンサユニットが手等を検知できない状態が継続してしまうことを抑制できる自動水栓システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムの構成を表す模式図である。 本発明の第１実施形態にかかる吐水口の構成図である。 本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムのセンサユニットの出力信号の変化を表す図である。 本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムの基準レベルを設定する際のフロー図である。 本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムの制御フロー図である。 本発明の第２実施形態にかかる自動水栓システムの制御フロー図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態による自動水栓システムＡＦを説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムＡＦの構成を表す模式図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかる吐水口２の構成図である。

図１に示すように、第１実施形態の自動水栓システムＡＦは、水栓１と、スパウト１ａと、流路３に設けられる開閉弁４と、制御部８と、を有する。スパウト１ａの中には流路３が収容され、その先端に吐水口２が接続されている。そして、吐水口２と併設してセンサユニット５が設けられている。なお、図１に例示した具体例の場合、センサユニット５は、吐水口２と並置してスパウト１ａの先端付近に配置されているが、本発明はこれには限定されず、センサユニット５がスパウト１ａの中程に内蔵されスパウト１ａの側面から検知する形式であってもよい。センサユニット５は、配線８ａを介して、制御部８に接続されている。制御部８は、センサユニット５からの信号に応じて、開閉弁４の開閉動作を制御する。

図２に示すように、スパウト１ａの先端には、吐水口２と、センサユニット５を設けている。センサユニット５は、吐水口２の上方でかつ吐水口２を囲うように設けられる。センサユニットは、一方側に赤外線を投光する投光部６と、他方側に反射した赤外線を受光する受光部７と、投光部６および受光部７の前方側（水流の下流側）にセンサ窓１２を有している。

次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態による自動水栓システムＡＦの構成について説明する。図３は、本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムＡＦの概略構成図である。

図３に示すように、制御部８は、開閉弁４と、センサユニット５と、通信手段９と、使用者が操作する操作部１０と、センサユニット５からの出力信号を記憶する記憶手段１１とに接続されている。
制御部８は、センサユニット５の投光部６と受光部７の信号を受けることで、開閉弁４を制御するように構成されている。

また、詳細は後述するが、制御部８は、通信手段９に接続されており、センサユニット５からの出力信号を通信手段９を介して、管理端末１００にデータを送信するように構成されている。

次に、図４を参照して、本発明の第１実施形態による自動水栓システムＡＦの制御について簡略的に説明する。図４は、本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムＡＦのセンサユニット５の出力信号の変化を表す図である。図４の横軸は時間であり、縦軸はセンサユニット５からの出力信号である。

図４に示すように、制御部８は、予め設定された基準レベルと、基準レベルから第１所定値異なり、開閉弁４を開閉するか否かを判断する第１レベルと、第１レベルよりも基準レベル側に設けられ、センサユニット５のセンサ窓１２が汚れたか否かを判断する第２レベルとを有している。

制御部８は、センサユニット５からの出力信号が第１レベルを超えたと判断すると、開閉弁４を開くよう制御する（図４のｔ１からｔ２の期間）。センサユニット５からの出力信号は、基準レベルにあるべきセンサユニット５からの出力信号がｔ３からｔ４のように変動してしまう。ｔ３からｔ４のようにセンサユニット５からの出力信号が基準レベルからずれてしまうとセンサユニット５の検知精度が低下するため、センサユニットを清掃する必要がある。そこで、吐水口２から吐水をしていない状態でセンサユニット５からの出力信号が第２レベルを超えたと判断すると、制御部８は、汚れ検知情報を生成し、通信手段９を介して管理端末に無線で通信する。
なお、図４は、第２レベルが基準レベルよりも高い位置にある例を挙げて説明したが、高い位置ではなく、基準レベルよりも低い位置に設けてもよい。また、第２レベルは、基準レベルの高い位置と低い位置の両方に設けてもよい。

図５および６を参照して、本発明の第１実施形態による自動水栓システムＡＦのフローについて説明する。図５は、本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムＡＦの基準レベルを設定する際のフロー図である。図６は、本発明の第１実施形態にかかる自動水栓システムＡＦの制御フロー図である。

図５に示すように、制御部８は、開閉弁４が閉状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１にて開閉弁４が閉状態でない場合は、開閉弁４が閉状態となるまで待機し、開閉弁４が閉状態であると判断すると制御部８は、投光部６から投光する（ステップＳ１０２）。制御部８は、その後、受光部７の受光量を基に基準レベルを設定する（ステップＳ１０３からステップＳ１０４）。その後、制御部８は、ステップＳ１０４にて設定された基準レベルを記憶手段１１に記憶し（ステップＳ１０５）、基準レベルの設定を終了する（ステップＳ１０６）。
図５では、基準レベルの設定について、１回の投光（ステップＳ１０２）と１回の受光（ステップＳ１０３）から基準レベルを設定することを例に挙げて説明したが、必ずしも１回である必要はなく、複数回ステップＳ１０２とステップＳ１０３を行い基準レベルを設定してもよい。さらに具体的には、複数回ステップＳ１０２とステップＳ１０３を実行し、複数回の平均から基準レベルを設定してもよい。

図６に示すように、制御部８は、センサユニット５からの出力信号が基準レベルと同じであるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。制御部８は、センサユニット５からの出力信号が基準レベルと異なると判断すると、センサユニット５からの出力信号が第１レベル以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。センサユニット５からの出力信号が第１レベル以上であると判断すると、開閉弁４をＯＰＥＮする（ステップＳ２０３）。

その後、制御部８は、センサユニット５からの出力信号が第１レベル未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。制御部８は、センサユニット５からの出力信号が第１レベル未満になるまで、開閉弁４をＯＰＥＮの状態に維持し、センサユニット５からの出力信号が第１レベル未満であると判断すると開閉弁４をＣＬＯＳＥする（ステップＳ２０５）。

ステップＳ２０２に戻り、制御部８は、ステップＳ２０２にてセンサユニット５からの出力信号が第１レベル以上ではないと判断すると、次にセンサユニット５からの出力信号が第２レベル以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。

制御部８は、ステップＳ２０６にてセンサユニット５からの出力信号が第２レベル以上であると判断すると、記憶手段１１に、センサユニット５からの出力信号値を記憶する（ステップＳ２０７）。その後、制御部８は、汚れ検知情報Ｄ（図３参照）を生成し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０８にて生成した汚れ検知情報Ｄを管理端末１００に通信手段９を介して送信する。

その後、制御部８は、ステップＳ２０７にて記憶したセンサユニット５からの出力信号値と現時点でのセンサユニット５からの出力信号値を減算した値が第２所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。
このステップＳ２１０は、センサユニット５が清掃されたか否かを自動で判断するものである。制御部８は、記憶手段１１に記憶したセンサユニット５の出力信号値と現時点でのセンサユニット５からの出力信号値を減算した値が第２所定値以上である場合は、センサユニット５が清掃されたと判断し、基準レベルを再設定する（ステップＳ２１１）。記憶手段１１に記憶したセンサユニット５の出力信号値と現時点でのセンサユニットからの出力信号値を減算した値が第２所定値以上でない場合は、ステップＳ２１１の状態で待機する。

その後、制御部８は、基準レベルの再設定が終了すると、再設定完了信号を生成し（ステップＳ２１２）、ステップＳ２１２にて生成した再設定完了信号を管理端末１００へ無線で送信する（ステップＳ２１３）。

ステップＳ２０６に戻り、制御部８は、センサユニット５からの出力信号が第２レベル以上ではないと判断するそのまま終了する。

上述したように、本発明の第１実施形態においては、センサユニット５からの出力信号によって開閉弁４を制御することで、使用者は自動水栓システムＡＦの前方に手を差し出すのみで水の吐水を行うことができる。さらに、このセンサユニット５の出力信号が被検知物の検知を判断するための第１レベルとは別に、センサユニット５の汚れを検知するための第２レベルとを有し、第２レベルを超えたと判断すると、汚れ検知情報を生成し、汚れ検知情報を通信手段９によって管理端末１００に送信することで、遠隔地にいる管理者が自動水栓システムＡＦの清掃の必要性を知ることができる。このように管理者が清掃の必要性を知ることができるため、センサユニット５が汚れて被検知物を検知できない状態になることを防止でき、使用者が使用した際に水が吐水されないなど、故障したと誤認されることを防止できる。また、開閉弁４を制御するためのセンサユニット５の出力信号を利用して汚れ検知を行うことで、汚れ検知専用の部材等を設ける必要がなく、コストを増加させることなく、汚れの検知を行うことができる。

さらに、制御部８が記憶手段１１に記憶したセンサユニット５からの出力信号値と現時点のセンサユニット５の出力信号値とを比較し、その出力信号の差が第２所定値以上であれば、自動で基準レベルを再設定するため、使用者が再設定ボタン等を押す必要がなく使い勝手を向上させることができる。

さらに、制御部８が再設定完了信号を管理端末１００に送信することで、管理者は、センサユニット５の清掃が完了したことを認識することができ、使い勝手を向上させることができる。

次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態による自動水栓システムＡＦを説明する。
本実施形態の自動水栓システムＡＦは、センサユニット５からの出力信号が第２レベル以上であると判断した後の処理のみが、上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。

図７は、本発明の第２実施形態にかかる自動水栓システムＡＦの制御フロー図である。

先ず、制御部８は、センサユニット５からの出力信号が基準レベルと同じであるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。制御部８は、センサユニット５からの出力信号が基準レベルと異なると判断すると、センサユニット５からの出力信号が第１レベル以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。センサユニット５からの出力信号が第１レベル以上であると判断すると、開閉弁４をＯＰＥＮする（ステップＳ３０３）。

その後、制御部８は、センサユニット５からの出力信号が第１レベル未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。制御部８は、センサユニット５からの出力信号が第１レベル未満になるまで、開閉弁４をＯＰＥＮの状態に維持し、センサユニット５からの出力信号が第１レベル未満であると判断すると開閉弁４をＣＬＯＳＥする（ステップＳ３０５）。

ステップＳ３０２に戻り、制御部８は、ステップＳ３０２にてセンサユニット５からの出力信号が第１レベル以上ではないと判断すると、次にセンサユニット５からの出力信号が第２レベル以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

制御部８は、ステップＳ３０６にてセンサユニット５からの出力信号が第２レベル以上であると判断すると、汚れ検知情報Ｄを生成し（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０７にて生成した汚れ検知情報Ｄを管理端末１００に通信手段９を介して送信する（ステップＳ３０８）。

その後、制御部８は、基準レベルを再設定する判断を行うリセット信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ３０９）。このリセット信号は、自動水栓システムＡＦに使用者が操作可能な位置に操作部１０（図３参照）が設けられ、この操作部１０が操作されることで、リセット信号が制御部８に送信される。さらに、具体的には、センサユニット５のセンサ窓１２の清掃が終了した段階で、使用者および清掃者が操作部１０を操作することで、リセット信号が制御部８に送信されることになる。
なお、操作部１０は、水栓１に設けられてもよく、また、管理端末１００に設けられてもよい。

制御部８はステップＳ３０９にてリセット信号を受信したと判断すると、基準レベルを再設定する（ステップＳ３１０）。
ステップＳ３０６に戻り、センサユニット５からの出力信号値が第２レベル以上ではないと判断すると、そのまま終了する。

上述したように、本発明の第２実施形態においては、使用者および清掃者等がセンサユニット５の清掃を行った場合、汚れの状態は改善されるものの、清掃具合によってセンサユニット５からの出力信号は必ずしも一定とは限らないが、清掃者がセンサユニット５の清掃が終わった段階で操作部１０を操作し、リセット信号を制御部８が受信し、制御部が基準レベルを再設定することで、汚れの状態が改善された状態で基準レベルを設定することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 水栓
１ａ スパウト
２ 吐水口
３ 流路
４ 開閉弁
５ センサユニット
６ 投光部
７ 受光部
８ 制御部
９ 通信手段
１０ 操作部
１１ 記憶手段
１２ センサ窓
１００ 管理端末
ＡＦ 自動水栓システム
Ｄ 汚れ検知情報

Claims (5)

1. 被検知物を検知すると自動で吐水する自動水栓システムであって、
   吐水口と、
   給水源からの水を吐水口へ導く流路と、
   前記流路中に設けられ、前記流路の開閉を行う開閉弁と、
   被検知物を検知するための発光部と受光部を有するセンサユニットと、
   前記センサユニットからの出力信号によって開閉弁を制御する制御部と、
   前記センサユニットからの出力信号を管理端末に送信する通信手段と、を備え、
   前記制御部は、前記センサユニットの出力の基準となる基準レベルと、被検知物の検知を判断するための第１レベルと、前記第１レベルよりも基準レベルに近い側に設けられ、前記第１レベルとは別に前記センサユニットの汚れを検知するための第２レベルとを有し、
   前記第１レベルを超えたと判断すると前記開閉弁を開くように制御し、前記開閉弁が閉状態において、前記第１レベルを超えていないと判断するとともに、前記第２レベルを超えたと判断すると、汚れ検知情報を生成し、前記汚れ検知情報を前記通信手段によって前記管理端末に送信することを特徴とする自動水栓システム。
2. 前記通信手段は、電波による無線通信することを特徴とする請求項１に記載の自動水栓システム。
3. 前記基準レベルを再設定するリセット信号を前記制御部に送信する操作部をさらに備え、
   前記制御部は、前記基準レベルを再設定する指令であるリセット信号を受信すると前記基準レベルを再設定することを特徴とする請求項１または２に記載の自動水栓システム。
4. 前記制御部は、前記開閉弁が閉状態の前記センサユニットの出力信号を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶されている前回の記憶情報と今回の前記センサユニットの出力信号を比較し、その出力信号の差が所定値以上であると判断した際に、前記基準レベルを再設定することを特徴とする請求項１または２に記載の自動水栓システム。
5. 前記制御部は、前記基準レベルを再設定した際に、前記基準レベルの再設定が完了した再設定完了信号を生成し、前記再設定完了信号を前記通信手段によって前記管理端末に送信することを特徴とする請求項４に記載の自動水栓システム。

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