JPH01304231A - 自動蛇口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明は、蛇口からの水の供給を制御する自動検出手段
を使用するタイプの、自動制御水道蛇口に関する。この
タイプの蛇口に供う困難性の中の一つは、使用者の存在
あるいは不存在には応答するが、たとえば洗面器からの
反射や、水流や、他の外からの化量などの他の物体や桔
動に応答しないように、それを設泪ずろことである。設
泪の問題は、本質的に蛇口の流出口の下の作動位置にあ
る使用者のイを在に対して、適当に敏感に制御するよう
にしたいという欲求によって、さらにｍｌ　ＳＩＩにさ
れる。

使用者の存在を検出するために搭載されている、組み合
わされた放射および／または検出手段を備えた蛇口が、
米国特許第３．１５１．３４０号、同第３，４１５、２
７８号、同第３．４９１．３８１号、同第３．５０５．
６９２号、同第３．５１１．９１９号、同第３．５８５
．６５２号、同第３，６３８、６８０号、同第４．３９
８．３１０号、同第４．４０２．０９５号、同第４．６
８２．６２８号、同第４．６０４．７６４号及び同第４
゜７０９、７２８号に示されている。これらのもののい
ずれもが、蛇口流出口からの流路に関して、最適に位置
する有効検出集中域を提供していない。

〔発明のヰ既要〕

本発明は、洗面器に設けられた基台を有する自動操作部
が配設されるとともに、作動した時に洗囲器内に水を流
出するように配設された蛇口を指向している。それは、
流出口を設けられた細長い片持し形の噴出「１本体を含
んでいる。放射器は、蛇口の下の領域内に信号を伝達す
るために設けられ−こいる。蛇口の下の領域内にいる使
用者から反射された信号を受信する検出器が設けられて
いて、給水管のバルブを開閉するための信号を発生ずる
回路を駆動する。

放射器と検出器は、蛇口本体の細長い噴出口本体の中心
に沿って、基台と流出口との中間に配設されている。検
出器監視領域の中心線は、蛇口の流出口の中心線と平行
であって、洗面台に立っている使用者に関して、流出口
からの流出流の少し後である。放射器出力の中心線は、
検出器監視領域の中心線に関して収束する角度で交差し
、有効検出集中域を形成する。有効検出集中域は、蛇口
噴出口本体の縦方向中心に関して横方向に、奥行きがあ
るというより、より幅広い形状を有している。

好ましくは、放射器出力の中心線は、洗面台の底に関し
て、洗面台の底から反射した信号が、検出器監視領域か
ら飛び出るような角度である。

〔発明の詳細な説明〕

本発明による蛇口の全体構成は、第５図に最も良く図示
されている。洗面器９は壁１４に取り付けられ、洗面器
側１２に設けられていて全体的に符号１０によって示さ
れる蛇口を、含んでいる。蛇口はパイプ軸１６に連結さ
れていて、パイプ軸１６は、後述するように確実性のた
めに口１８を通って棚の下から棚の中へ延長している。

パイプ軸１６は、給水管２４に連結されている。給水管
は、ソレノイド２８によって操作可能なバルブ２６を含
んでいる。給水管は図示しないミキシングバルブに連結
されていて、ミキシングバルブは温水と冷水を混合し、
給水管２４に供給する。かくして、図示された実施例の
蛇口は、あらかじめ定められた温度の水を流出する。も
ちろん、本発明の自動操作の見地は、流出温度の制御を
有するものを含むいかなる蛇口についても利用可能であ
ろう。

ソレノイド２８は、全体的に符号３０で示される電子制
御手段からの信号によって制御される。電源への電気的
接合と制御信号は、電気ケーブル３２を通して供給され
る。ケーブルは、ソレノイド２８と電源（図示さず）に
結合されている。

蛇口１０と電子制御手段３０の詳細は、第１図及び第４
図に示され一部いる。蛇口の露出部は、棚１２の」二に
載っている基台３５をもった噴出口３４を含む。

第１図、第２図及び第５図に示されるように、噴出口本
体３４は縦方向に細長く、かつ洗面器側１２上に載って
いる基台３５から、片持ち支持されている。

接合部３８は、パイプ軸１６の上端部を蛇口３４に載置
している。蛇口本体は、基台３５から自由端４１に、縦
方向に延長している。図示の目的のために、想像上の垂
直面４９が、第２図に示すように、蛇口本体を縦方向に
２等分している。

水路３６は、結合部３８から、自由端４１に隣接する流
出口４０へ延長している。炭酸水製造器（エアレータ：
　ａｅｒａｔｏｒ）　４２　（第５図及び第６図）が、
流出口にねじ込まれていてもよい。蛇口噴出口本体の下
側（洗面器９に面している）は、下方を向いた平面５１
を含んでいて、その平面５１は、流出口４０を含んでい
る。流出口４０は、中心線１１６上に形成され、かつ全
体的に平面５１に刻して垂直となっている。

喰出し１本体３４は、電子制御手段が配設される凹所４
４が形成されている。凹所への出入りは、ねじによって
蛇口本体の平面５１に取り付けられているカバー板４６
を介して行なわれる。電子制御手段３０は、印刷配線盤
（プリント配線基盤）５０を含み、それは、反射信号の
感知に応じて、ソレノイド２８に制御信号を発生するこ
とを要求される回路をもたらす。その回路は、適当な回
路であればよい。

蛇口操作を制御するのに使用可能な回路例が、米国特許
第４．３０９．７８１号、同第４．４０２．０９５号、
同第４、６８２．６２８号に開示されているものの中に
含まれている。ここで図示した蛇口の制御に使用するの
に適した他の回路が、１９８８年２月１９日出願にされ
、本願の現譲受人に譲渡されている特許出願番号１５７
、６０６号に示され、かつ記述されている。特定の回路
機構は、本願の一部を形成しない。

図示された実施例の感知装置は、赤外線放射器及び検出
器を利用する。信号放射器から放射された伯けは、例え
ば使用者の手などの刺激によって反則され、信号検出器
によって受信される。反射信号に応じてソレノイド２８
を作動する適切な回路機構が、配設されている。

いかなるＪ１″射及び検出装置も、開示されたシスブト
に代用できることが考慮されている。

印刷配線盤が、ねじ５６によって基板５２とカバー５４
に連結されている。カバー板４６は、カバー板４６の開
口部を通ってカバーが露出するようにして、基板とカバ
ーとの間に係止されている。

基板５２は、放射器５８を載置している。放射器リード
線６０は、基板の開口部６２を通って延長し、印刷配線
盤５０に接続されている。好ましい実施例においては、
放射器は、ガリウム・アルミニウム・ヒ素（ｇａｌｌｉ
ｕｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｒｓｅｎｉｄｅ）よりなる
赤外線発光ダイオードであって、テキサス州、キャロル
トンに所在するエレクトロニック・コンポーネント・ク
ループのＴＲＷの光電子工学課（Ｏｐｔａ−ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ　Ｄｉｖｉｓｏｎ　ｏｆ　ＴＲＷ、　　ｌ
Ｅ］ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｍ−ｐｏｎｅｎｔ　Ｇｒｏ
ｕｐ、　Ｃａｒｒｏｌｌｔｏｎ、　Ｔｅｘａｓ）より人
手てきる０Ｐ２９５Ｃである。

検出器７０は、開口部７４を通って延長し、印刷配線盤
５０に接続するリード線７２を有している。検出器７０
は、ＮＩ）Ｎシリコン・フメト・トランジスタであって
、同じ出所源から人手でき６川”５０ＩＳＬ八である。

放射器と検出器は、検出器が流出口に最も近くなるよう
にして、噴出口本体３４の縦方向中心に配設されている
。

可視Ｌ　Ｅ　Ｄ６４は、放射器５８に隣接して搭載され
ている。リード線６６は、開口部６８を通り、印刷配線
盤５０に接続されている。可視Ｌ　Ｅ　Ｄ６４は、回線
診断のために使用される。それは、電気的に接続されて
おり、基盤に供給される電力を表示するために、かすか
に光る。Ｌ　Ｅ　Ｄ６４はまた、制御手段が使用者の手
から反射した赤外光線信号を受信するとき、明るく輝く
ように配設されている。

エラストマー製の放射器用シール７６が、放射器５８と
Ｌ　Ｅ　Ｄ６４とを包囲し、かつ基盤５２と接触するよ
うにカバー５４によって押圧され、水がリード線６０と
６６とを短絡することを防ぐ。同様に、エラストマー製
の検出器シール７８が放射器を包囲し、かつ光学基盤５
２と係合するようにカバー５４によって押圧される。カ
バーの放躬器聞［コ部８０は、放射器窓８２を介して、
光りの通過を許容ずろ（第２図）。

同様に、検出器間口部８４は、放射器窓８６を介して光
のはいり込みを許容する。

滴下防止具（ｄｒｉｐ　ｇｕａｒｄ）８３が、カバー板
４６から下方に延長し、かつ放射器５８と検出器７０と
の間に、蛇口本体縦方向中心線４９を横断して延長して
いる。第２図及び第６図において見られるように、滴下
防止具は弧状面８９を含み、それは、面の最下部位にい
かなる水の小滴も集めるようにして、防止具から洗面器
９内に落下させるようにする。防止具８８の機能は、放
射器５８から検出器７０へ、直接光が通ることを防止す
る。そのような光路は、水滴や漂遊光線によって、多分
ひき起こされるであろう。滴下防止具は、放射器から放
射される信号を干渉しないように斜面９０を有している
。

第１図、第５図及び第６図に示すように、スペーサ２０
とナツト２１とが、洗面器本体１２に蛇口を固定してい
る。第１図に最も良く示されているように、スペーサ２
０は、全体的に円筒形状本体９２を有し、円筒形状本体
９２を介して、スベータｌＪ：、　Ｉｋ’ｅｌ：、１バ
ルブ軸１６に滑入される。本体内部のキー９４（Ｊ、蛇
口バルブ軸１６の・１・−溝９６と係合して、スペーサ
とバルブ軸とが一緒に回転するように固定する。

スペーサの一方の側面は、ケーブルガイドループ（ｃａ
ｂｌｅ　ｇｕｉｄｅ　１ｏｏｐ）９３がまたがっている
縦方向スロットを有している。スロット２００は、ケー
ブル３２を蛇口本体凹所４４から連通するように、バル
ブ軸１６のスロット１００に連絡するようにされている
。

スペーサ２０の上面にある位置決めリング（ｌｏｃａｔ
ｉｎｇｒｉｎｇ）２０１は、洗面器の口１８に適合し、
口に関してバルブ軸１６をセンタリングする。

第５図へ目を向けると、放射器と検出器の構成が図示さ
れている。放射器５８は、平面５１から放射される狭い
円錐形放射出力の赤外光線を放射する。

円錐形の放射は、軸１０８を有し、そして３分の２出力
点における全体の境界線は符号１０６によって図示され
るように約３０°の開先角度゛Ｃある。検出器７０は、
軸１１２を有する狭い円狽（形監視域内で、それにぶつ
かる赤外光線の平面５１の下の領域を感知し、ぞしてそ
れは、３分の２出力点において約３０°の開先角度を有
し、全体の境界線１１０によって限定される。水流の全
体の包路線は、符号１１４によって示される。

第７図は、さまざまな距離における放射器及び検出器か
らの円錐形放射出力と監視領域とが重複する交差区域を
示す。交差区域Ａ−ΔからＦ−Ｆは、１インチの間隔を
おいている。

検出のための集中主要域（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　
ｐｒｉｍａｒｙｚｏｎｅ　ｏｆ　ｄｅｔｅｔｉｏｎ）　
　は、放射出力５８の円錐と検出器７０の円錐形監視領
域との内の重複部分である。

ある意味では、これは蛇口を作動するための電子のハン
ドルあるいはレバーとして考えられ得る。

その境界は、第５図において符号１８によって図示され
ている。領域（ゾーン）は、−船釣に水システムの後ろ
に光学的に配置されるが、使用者が流出の開始にあたっ
て流出口の下に適切に配置されるように、十分近くに配
置される。

蛇口本体１０に隣接して、非検出ゾーンがあることが注
目されるべきである。この特徴は、蛇し１から使用者の
手を近づけないようにしでおくことによって、蛇口を清
潔に維持するのに役立つ。

それはｌ：た、回路を誤って作動することを減少するの
に寄与する。洗面器に隣接した非検出ゾーンもある。こ
れは、形状、サイズおよび／または色にかかわりなく、
洗面器の検出を避けるために、必要とされている。第７
図に見られるように、検出ゾーンは、平面５１から約１
インチのところで始まるＡ−Ａ区域と、平面５１から約
６インチのところにあるＦ−Ｆ区域との間に延長してい
る。最も良い検出は、放射器と検出器から最も短い距離
、放射器出力と検出器監視域の大きな重複領域、及び赤
外光線の高い強度とこれらの高さにおける検出の感度と
の組み合わせの結果としての領域内に生ずる。

放射器と検出器とを支持する制御手段３０が、片持ち式
の噴出口３４内に搭載されていることが、注意されるべ
きである。噴出口本体の下刃に面した平面５１は、水平
に対して約２０°の角度で延長している。放射器の出力
は、洗面器の底に垂直にぶつからないから、これ（Ｊ放
射器及び検出器と洗面器の底との距離を効果的に増加さ
せ、それはそれがまた、不注意な洗１７１ｊ器の検出の
可能性を減少する。

放射器５８の円錐形出力の中心線１０８の角度は、検出
器７０の円錐形監視領域１１０の中心線１１２に向かっ
て、２５°傾けられている。それゆえ円錐は、第５図及
び第７図に記述されかつ図示されている共通部分を提供
するように収束している。

第１１図は、円錐１０６と１１０の共通部分が、不均整
な形状を形成することを図示している。Ｄ−Ｄ領域を見
ると、電子レバーは幅Ｗと深さＤを有しており、それは
、蛇口の縦方向区域の中心線を横切る幅が、深さよりよ
り大きくなっている。かくして、有効検出域は、蛇口の
外部あるいは自由端の正面に立っている使用者の位置に
関して深いよりも、より幅広いものである。このことは
、使用者に、より幅広い目標領域を与えることによって
、より容易な検出を許容する。」：た、減少された深さ
は、水流の検出を避けることが要求されるｏ　′ｒ［Ｌ
アレバーの不均整な交差区域は、蛇口本体の縦方向中心
線４９上に放射器と検出器を位置するとともに、互いに
関連して収束する角度で、動作する各々の作動円錐の中
心線を位置することから生ずる。

電子レバーは、水から反射される光により誤って駆動さ
れることなしに、できるだけ水流に近づいている。しか
し、使用者は自身の手を、自分が水流があると期待しか
つ蛇口を動作する所へ置くことができる。

第５図のＦ区域の後に、電子レバーが細くなる理由は、
赤外線強度が、その位置で、検出器で検出されない範囲
に消散したからである。この結果として、洗面器は、制
御回路を動作させないであろう。

好ましい発明の構成が示されかつ記述されたが、特許請
求の範囲からはずれることなしに、それに対する変更が
なされてもよいことか、認識されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蛇口の断面図、第２図は蛇口の底
面図、第３図は電子制御装置の拡大断面図、第４図は光
学基盤の平面図、第５図は本発明による蛇口を使用する
洗面台の側薬面図であって水流と放射器出力と検出器監
視領域を示し、第６図は蛇口の正面図、第７図は第５図
のＡ−Ａ線からＦ−Ｆ線にかげて切断した場合の放射器
出力と検出器監視領域および水流との間の一連の交差パ
ターンを示す概要図である。 符号の説明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基台及びそれから延長し、かつ基台から離れた流出
   口を含む細長い噴出口本体と、 前記基台と前記流出口の中間に配設されるとともに、噴
   出口本体の縦方向中心線上に配設された信号放射器及び
   信号受信器とよりなる、使用者の存在を検出する作動を
   する感知手段と、より形成される自動操作用蛇口。 ２、前記検出器は、前記噴出口本体の流出口に最も近く
   配設されている請求項１記載の蛇口。 ３、噴出口本体は全体的に平面を形成し、前記放射器と
   前記検出器と前記流出口の各々は、それから外方に面し
   ている請求項１記載の蛇口。 ４、前記平面は、水平面に関して約２０゜の角度に配設
   されている請求項３記載の蛇口。 ５、前記放射器は出力を有し、かつ前記検出器は監視領
   域を有し、出力の軸は、検出器の監視領域の軸に関して
   約２５゜の角度である請求項４記載の蛇口。 ６、滴下防止具が平面から延長するとともに、全体的に
   、噴出口本体の縦方向中心線を横切る方向に弧状となっ
   ている請求項３記載の蛇口。 ７、前記放射器は全体的に円錐形放射によって形成され
   る出力を有し、かつ前記検出器は全体的に円錐形監視領
   域を有していて、前記放射器の放射の円錐の軸と前記検
   出器の監視領域の軸とは、互いに収束する角度にある請
   求項１記載の蛇口。 ８、前記放射器の放射の円錐と前記検出器の監視領域と
   の軸の間の角度は、互いに約２５゜である請求項７記載
   の蛇口。 ９、検出器の円錐形監視領域の軸は、流出口の中心線に
   平行である請求項８記載の蛇口。 １０、前記放射器は出力を有し、かつ前記検出器は監視
   領域を有し、出力の軸は、検出器の監視領域の軸に関し
   て約２５゜の角度である請求項９記載の蛇口。 １１、前記平面は、水平位置に関して約２０゜の角度に
   配設されている請求項１０記載の蛇口。 １２、放射の円錐と監視領域の円錐の共通部分が、有効
   検出域を形成する請求項７記載の蛇口。 １３、流出口が噴出口本体の自由端に隣接しているとと
   もに、有効検出域が前記自由端に関して流出口の後に配
   設されている請求項１２記載の蛇口。 １４、有効検出域は、噴出口本体の縦方向中心線を横切
   る方向に幅広くなっている請求項１２記載の蛇口。 １５、有効検出域は、蛇口本体の平面から約１インチの
   ところで始まる請求項１４記載の蛇口。 １６、有効検出域は、蛇口本体の平面から約６インチ延
   長している請求項１５記載の蛇口。 １７、前記放射器の放射の円錐は、２／３出力点で、約
   ３０°の開先角度を有している請求項７記載の蛇口。 １８、監視領域の円錐は、２／３出力点で約３０°の開
   先角度を有している請求項１７記載の蛇口。 １９、前記放射器の放射と前記検出器の監視領域の円錐
   の軸が、互いに関して約２５°である請求項１８記載の
   蛇口。 ２０、検出器の円錐形監視領域の軸が、流出口の中心線
   に平行である請求項１９記載の蛇口。 ２１、放射の円錐と監視領域の円錐の共通部分が、有効
   検出域を形成する請求項１８記載の蛇口。 ２２、流出口が噴出口本体の自由端に隣接していて、か
   つ有効検出域が、前記自由端に関して流出口の後に配設
   されている請求項２１記載の蛇口。 ２３、有効検出域は、噴出口本体の縦方向中心線を横切
   る方向により幅広くなる請求項２２記載の蛇口。 ２４、放射器は発光ダイオードであり、かつ検出器はフ
   ォトトランジスターである請求項１記載の蛇口。 ２５、噴出口本体は全体的に平面を形成し、前記放射器
   と前記検出器と前記流出口は各々、それから外方に面し
   ている請求項２４記載の蛇口。 ２６、前記放射器は全体的に円錐形放射によって形成さ
   れる出力を有し、かつ前記検出器は全体的に円錐形監視
   領域を有し、前記放射器の放射と前記検出器の監視領域
   の円錐の軸は、互いに収束する角度である請求項２４記
   載の蛇口。 ２７、前記放射器の放射と前記検出器の監視領域の円錐
   の軸とは、互いに関して約２５°の角度である請求項２
   ４記載の蛇口。 ２８、検出器の円錐形監視領域の軸は、流出口の中心線
   に平行である請求項２４記載の蛇口。 ２９、放射の円錐と監視領域の円錐との共通部分が、有
   効検出域を形成する請求項２４記載の蛇口。 ３０、流出口は噴出口本体の自由端に隣接していて、か
   つ有効検出域は、前記自由端に関して流出口の後に配設
   されている請求項２４記載の蛇口。 ３１、有効検出域は、噴出口本体の縦方向中心線を横切
   る方向により幅広くなる請求項２４記載の蛇口。 ３２、前記放射器の放射の円錐は、２／３出力点で、約
   ３０°の開先角度を有する請求項２４記載の蛇口。 ３３、前記監視領域の円錐は、２／３出力点で約３０°
   の開先角度を有する請求項２４記載の蛇口。