JP7293815B2

JP7293815B2 - 吐水装置

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Publication number: JP7293815B2
Application number: JP2019070594A
Authority: JP
Inventors: 幸哉野下; 達也大崎; 健志松本; 稔家令; 翔太郎和田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: JP2020169460A

Description

本発明の態様は、一般的に、吐水装置に関する。

従来から、スパウトに光電センサを備えた自動水栓が知られている。

自動水栓の光電センサは完全な防水性が必要であり、光電センサの電子基板はセンサケース内に収納された状態で、センサケース開口部がポッティング材によって封止されている。センサケース開口部と電子基板との間には、バックプレートが設置されており、電子基板部にポッティング材が入らないようになっている。

また、バックプレートには、電子基板と電磁弁と接続するための複数のハーネスを通すための孔が形成されている。バックプレートの孔はハーネス1本1本に合わせた孔径になっており、複数のハーネスを一本ずつ、対応するバックプレートの孔に通して光電センサが組立てられる。

特開２００３－９６８５０号公報特開２０１７－２０３３４８号公報

近年、自動水栓のスパウトのデザイン向上のために、光電センサの幅、奥行き、厚さをより小さくすることが求められており、光電センサを小さくすると、ハーネス1本1本に合わせたバックプレートの孔にハーネスを通す組立方法は非常に難しいという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スパウトデザイン向上のために光電センサを小さくしても、光電センサの容易な組立が可能となる吐水装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、水を吐出する吐水口を有する吐水部と、給水源から前記吐水口に水を導く給水路と、前記給水路を開閉する開閉弁と、検出光を投光し、前記検出光の反射光を受光し、前記反射光の受光量に対応した受信信号を出力する光電センサと、前記受信信号を基に対象物の有無を検出し、前記対象物の検出結果に応じて前記開閉弁の開閉を制御する制御部と、を備え、前記光電センサは、前記検出光を投光する投光素子と、前記反射光を受光する受光素子と、前記投光素子と受光素子とが配置される電子基板と、前記電子基板に接続される複数のハーネスと、前記電子基板を挿入可能な開口を有し、前記電子基板が収納されるセンサケースと、前記センサケースの開口を覆うバックプレートと、前記バックプレートより外側で前記センサケースの開口を封止するポッティング材と、を有し、前記バックプレートは、前記複数のハーネスを同時に挿通可能な長孔を有することを特徴とする吐水装置である。

この吐水装置によれば、光電センサのバックプレートに設置された長孔にハーネスをまとめて通すことができ、クリアランスが小さい孔に一本一本ハーネスを通す必要がなくなる。これにより、光電センサの幅、奥行き、厚さが小さくなっても容易な組立が可能となり製造コストを低減することが可能である。

第２の発明は、第１の発明において、前記電子基板は、電子基板本体と、前記複数のハーネスと接続されるハーネス接続基板と、を有し、前記ハーネス接続基板は、前記バックプレートの長孔を塞ぐことを特徴とする吐水装置である。

この吐水装置によれば、光電センサのハーネスを通す長孔を電子基板で蓋をすることで、バックプレートの孔を長孔にしても、ポッティング材が電子基板上の投光素子部と受光素子部に漏れ入り接触することを防止することが可能である。

第３の発明は、第２の発明において、前記電子基板は前記電子基板本体と前記ハーネス接続基板とを接続するフレキ基板と、を有し、前記ハーネス接続基板は、前記電子基板に対して折り曲げられた状態で前記長孔を塞ぐことを特徴とする吐水装置である。

この吐水装置によれば、ハーネス接続基板を折り曲げることで光電センサの奥行きを小さくすることが可能である。

本発明の態様によれば、スパウトデザイン向上のために光電センサを小さくしても、光電センサの容易な組立が可能となる吐水装置が提供される。

本発明の実施形態にかかる吐水装置を表す概略説明図である。本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを表す分解斜視図である。本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを後方から見た状態を表す後方平面図である。図２のＡ－Ａ線沿って見た断面図である。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかる吐水装置を表す概略説明図である。図１に表したように、水栓装置１０（吐水装置）は、対象物（人体や物体等）を検出して自動的な吐止水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器１１に対して吐止水を行う。

洗面器１１は、洗面カウンタ１２の上面に設けられる。洗面カウンタ１２の上には、洗面器１１のボウル面１１ａに対して水を吐出するためのスパウトを構成する水栓１３（吐水部）が設けられる。水栓１３は、水を吐出する吐水口１３ａを有し、この吐水口１３ａから吐出される水が洗面器１１のボウル面１１ａ内に吐出されるように設けられる。

水栓１３が吐水口１３ａから吐出する水は、給水路１４により供給される。給水路１４は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口１３ａへと導く。洗面器１１には、排水路１５が接続されている。排水路１５は、吐水口１３ａから洗面器１１のボウル面１１ａ内に吐水された水を排出する。

水栓装置１０は、電磁弁１６（開閉弁）と、光電センサ１８と、制御部２０とを備える。光電センサ１８は、制御部２０と分離されている。光電センサ１８は、例えば、水栓１３の内部に収容される。光電センサ１８は、例えば、水栓１３の先端部において吐水口１３ａの上方に設けられる。

電磁弁１６及び制御部２０は、例えば、洗面台の下側に収容される。電磁弁１６及び制御部２０は、例えば、洗面カウンタ１２の下方に設けられるキャビネット（図示は省略）内に収容される。

光電センサ１８と制御部２０とは、接続ケーブル１７で接続されている。制御部２０は、例えば、接続ケーブル１７を介して光電センサ１８に電源電圧を供給し、接続ケーブル１７を介して光電センサ１８を制御する。

電磁弁１６は、給水路１４に設けられ、給水路１４の開閉を行う。電磁弁１６が開くと、給水路１４から供給された水が吐水口１３ａから吐出される吐水状態となり、電磁弁１６が閉じると、給水路１４から供給された水が吐水口１３ａから吐出されない止水状態となる。

電磁弁１６は、制御部２０に接続されており、制御部２０は、電磁弁１６を駆動して開／閉動作を制御する。電磁弁１６は、制御部２０からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路１４の開閉を行う。このように、電磁弁１６は、吐水口１３ａから吐水される水の給水路１４を開閉する給水バルブとして機能する。給水路１４の開閉は、電磁弁１６に限ることなく、制御部２０の制御に応じて給水路１４を開閉可能な他の開閉弁機構で行ってもよい。

光電センサ１８は、吐水口１３ａに接近する対象物（手など）を検出する。この吐水口１３ａの吐水先が、光電センサ１８の検出領域となる。光電センサ１８は、検出光を投光し、人体等の対象物から反射した検出光の反射光を受光することにより、対象物の位置や動き等を検出する。

光電センサ１８は、例えば、赤外光を検出光として投光する。検出光は、例えば、可視光などでもよい。なお、「赤外光」とは、例えば、０．７μｍ以上１０００μｍ以下の波長の光である。

光電センサ１８は、水栓１３の吐水口１３ａ近くの内部に設けられ、洗面台の使用者側（図１において左側）に向けて検出光を投光するように配置される。これにより、光電センサ１８は、吐水口１３ａに人体が近づいてきたことや、吐水口１３ａに近づいた人体から吐水口１３ａに向けて手が差し出されたこと等を検出可能にする。

光電センサ１８は、接続ケーブル１７を介して、反射光の受光量に応じた受信信号を制御部２０に入力する。制御部２０は、光電センサ１８から入力された受信信号に基づいて、対象物の有無を検出する。制御部２０は、例えば、受信信号に基づいて、対象物の位置や動き等を検出する。そして、制御部２０は、この検出結果に基づいて電磁弁１６の開／閉動作を制御する。また、制御部２０は、光電センサ１８に対して制御信号を出力して、光電センサ１８のセンシング動作を制御する。

以上のように、本実施形態の水栓装置１０は、電磁弁１６と、光電センサ１８と、制御部２０とを備え、光電センサ１８の受信信号に基づいて制御部２０が制御することにより、電磁弁１６の開／閉動作が制御される。これにより、吐水口１３ａに接近する対象物の検出結果（洗面台の使用者の動き等）に応じた吐水を行う。制御部２０は、対象物の感知に応じて吐水を行い、対象物の非感知に応じて吐水を停止させる。すなわち、水栓装置１０では、使用者が吐水口１３ａの近くに手などを差し出している間、自動的に吐水が行われる。

図２は本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを表す分解斜視図である。図２に表したように、光電センサ１８はセンサ本体３０と、センサ本体３０と接続ケーブル１７とを接続する複数のハーネス３１と、センサケース３２と、バックプレート３３と、を有する。

以下では、センサケース３２の開口方向を「後方」とし、これと反対方向を「前方」、センサ本体３０の実装面方向を「上方」とし、これと反対方向を「下方」とする。また、センサケース３２の前方から後方までの長さを「奥行き」、前方から見た横寸法を「幅」、縦寸法を「高さ」とする。

センサ本体３０は投光素子４１と、受光素子４２と、投光素子４１と受光素子４２とが配置される電子基板４３と、を有する。電子基板４３は、電子基板本体４３ａと、複数のハーネス３１と接続されるハーネス接続基板４３ｂと、電子基板本体４３ａとハーネス接続基板４３ｂとを接続するフレキ基板４３ｃを有する。

投光素子４１は、検出光を投光するものであり、チップ形状のものである。投光素子４１は、例えば、赤外光を投光する。投光素子４１には、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子が用いられる。

受光素子４２は、反射光を受光するものであり、チップ形状のものである。受光素子４２は、例えば、投光素子４１と並べて設置され、投光素子４１から投光された検出光が、手などの対象物に反射し、受光素子４２に入射し受光する。受光素子４２には、例えば、赤外光に感度を有するフォトトランジスタやフォトダイオードが用いられる。センサ本体３０は、反射光の受光量に対応した受信信号を制御部２０に出力する。

センサケース３２は、後方に向かって開口する略開口箱状である。換言すれば、センサケース３２は、一端が閉塞された筒状である。センサケース３２は、内部の空間に、センサ本体３０、バックプレート３３などの各部を収納する。従って、各部を組み立てた後の光電センサ１８の外形形状は、センサケース３２の外形形状と実質的に同じである。センサケース３２は、例えば、衝撃、塵埃、及び水滴（水蒸気）などから各部を保護する。センサケース３２は、換言すれば、外装カバーである。

センサケース３２は、検出光及び反射光に対して光透過性を有する。センサケース３２には、例えば、透明な樹脂材料などが用いられる。なお、センサケース３２は、全体が光透過性である必要はなく、少なくとも検出光及び反射光の透過する部分において光透過性を有していればよい

バックプレート３３は、センサケース３２の開口部と同じ形状のもので、センサケース３２内に収納され、センサ本体３０の後方に配置される。センサケース３２の開口部はポッティング材３４により封止され、バックプレート３３はポッティング材３４をバックプレート３３の後方で塞き止める。

図３は本発明の実施形態にかかる吐水装置の光電センサを後方から見た状態を表す後方平面図である。である。図３に表したように、バックプレート３３には複数のハーネス３１をまとめて通すことができる長孔３３ａが設けられており、複数のハーネス３１は長孔３３ａに同時に挿通し、ハーネス接続基板４３ｂと接続される。

長孔３３ａは、複数のハーネス３１をハーネス接続基板４３ｂに接続した状態よりも大きい形状で開口しており、複数のハーネス３１を長孔３３aに同時に挿通しても干渉することなく組み立てることができる。

図４は図２のＡ－Ａ線沿って見た断面図である。図４に表したように、バックプレート３３の外側にてセンサケース３２の開口部を封止するポッティング材３４を有する。これにより、センサケース３２内に設置されたセンサ本体３０は防水構造を有する。

バックプレート３３の長孔３３ａはハーネス接続基板４３ｂにより塞がれ、ポッティング材３４が電子基板本体４３ａ上の投光素子４０と受光素子４１に接触することを防止できる。

また、電子基板本体４３ａとハーネス接続基板４３ｂとを接続するフレキ基板４３ｃを上方に折り曲げてハーネス接続基板４３ｂによりバックプレート３３の長孔３３ａを塞ぐことで、光電センサ１８の奥行きを小さくすることが可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、光電センサ１８などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０水栓装置、１１洗面器、１２洗面カウンタ、１３水栓（吐水部）、１３ａ吐水口、１４給水路、１５排水路、１６電磁弁（開閉弁）、１７接続ケーブル、１８光電センサ、２０制御部、３０センサ本体、３１複数のハーネス、３２センサケース、３３バックプレート、３３ａ長孔、３４ポッティング材、４０投光素子、４１受光素子、４２電子基板、４２ａ電子基板本体、４２ｂハーネス接続基板、４２ｃフレキ基板

Claims

水を吐出する吐水口を有する吐水部と、
給水源から前記吐水口に水を導く給水路と、
前記給水路を開閉する開閉弁と、
検出光を投光し、前記検出光の反射光を受光し、前記反射光の受光量に対応した受信信号を出力する光電センサと、
前記受信信号を基に対象物の有無を検出し、前記対象物の検出結果に応じて前記開閉弁の開閉を制御する制御部と、を備え、
前記光電センサは、
前記検出光を投光する投光素子と、
前記反射光を受光する受光素子と、
前記投光素子と受光素子とが配置される電子基板と、
前記電子基板に接続される複数のハーネスと、
前記電子基板を挿入可能な開口を有し、前記電子基板が収納されるセンサケースと、
前記センサケースの開口を覆うバックプレートと、
前記バックプレートより外側で前記センサケースの開口を封止するポッティング材と、
を有し、
前記バックプレートは、前記複数のハーネスを同時に挿通可能な長孔を有し、
前記電子基板は、電子基板本体と、前記複数のハーネスと接続されるハーネス接続基板と、を有し、
前記ハーネス接続基板は、前記バックプレートの長孔を塞ぐことを特徴とする吐水装置。
前記電子基板は前記電子基板本体と前記ハーネス接続基板とを接続するフレキ基板と、
を有し、
前記ハーネス接続基板は、前記電子基板に対して折り曲げられた状態で前記長孔を塞ぐことを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。