JPH0468133A - 給水制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、給水制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

使用者を検知した場合に自動的に制御する給水制御装置
においては、この給水を利用した水車発電機を設け、こ
の発電機の出力を二次電池に充電し、この二次電池から
の給電により、電気回路の消費電力を賠うことか公知で
ある（例えば、特公昭６　］−５７５１４号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、給水により発電したエネルギーを二次電池に
蓄え、この二次電池を駆動電源とするため、次のような
問題があった。（１）断水時等、弁を開弁じても水か流
れない場合は発電が行われず、電力を消費するばかりで
容量か低下し、給水制御装置の作動が停止してしまう。

この際、弁が開弁状態のまま停止すると断水復旧時には
水は流れっ放しという事態になる。（２）断線等、水か
流れても発電できない場合、二次電池の容量の低下から
（１）と同様に給水制御装置の作動か停止してしまう。

この際、弁か開弁状態のまま停止すると水は流れっ放し
という事態になり、水か無駄になる。（３）弁が閉弁状
態にて給水制御装置が停止した場合でも、二次電池は完
全に放電してしまい、回復不能な状態となり二次電池の
交換を余儀なくされる。

この発明の目的は、発電不可能な異常事態を検出し各種
の対処が可能となるとともに無駄な水の使用を回避でき
る給水制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、第１図に示すように、給水指令信号を入力
して、当該信号により給水動作を行う給水手段Ｍ１と、
前記給水手段Ｍ１の給水による水車の回転に伴い発電動
作を行う発電機Ｍ２と、前記発電機Ｍ２の発電動作によ
り充電される二次電池Ｍ３と、前記給水手段Ｍ１が給水
を行っているときに、前記発電機Ｍ２の出力波形に基づ
いて正常に発電が行われているかを判定する判定手段Ｍ
４と、前記判定手段Ｍ４が異常有りと判定すると警告す
るとともに、前記給水手段Ｍ１による給水動作を強制的
に停止する警告・停止手段Ｍ５とを備えた給水制御装置
をその要旨とする。

〔作用〕

判定手段Ｍ４は給水手段Ｍ１が給水を行っているときに
、発電機Ｍ２の出力波形に基づいて正常に発電が行われ
ているかを判定し、警告・停止手段Ｍ５は判定手段Ｍ４
が異常有りと判定すると警告するとともに、給水手段Ｍ
１による給水動作を強制的に停止する。その結果、水の
流れっ放しという事態を確実に防ぐことができるるとと
もに、二次電池の完全放電も防ぐことが可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明を男子用便器の自動水洗装置に具体化し
た一実施例を図面に従って説明する。

第２図は男子用小便器の自動水洗装置の正面図、第３図
は男子用小便器の自動水洗装置の側面図である。

小便器ｌが壁２に固定され、小便器１の上方の壁面に自
動水洗装置３が固定されている。自動水洗装置３の正面
側には使用者が正面に立った状態で使用者の胸の当たり
に相当する高さに赤外線センサ４が配置されている。同
センサ４は投光・受光素子を有し、使用者が小便器１の
前方に立ったことを検出する。尚、自動水洗装置３は、
露出型の他にも壁埋込型でもよい。

第４図は自動水洗装置３の水栓部分（給水手段をなす）
の平面図であり、第５図は第４図のＡＡ断面図である。

第４図及び第５図において、水栓殻体５には流入口６と
、流出ロア及びこれらを連通ずる流路８を備える。この
流路８の途中には主弁９と発電機１０とが設けられてい
る。

主弁９はダイヤフラムよりなり、殻体５に設けられた円
筒状の弁座１１に着座可能とされ、かつバネ１２により
着座方向に付勢されている。主弁９の周縁部は殻体５に
螺着されたキャップ１３と殻体５との間に挾持されてい
る。殻体５及びキャップ１３には、主弁９とキャップＩ
３との間の主室１４を主弁９よりも上流側の流路８ａに
連通ずる通路１５．１６が穿設されている。該主室１４
は、キャップ１３及び殻体５に穿設された別の通路１７
．１８を介して副室１９に連通され、該副室１９はさら
に別の通路２０を介して主弁９よりも下流側の流路８ｂ
に連通されている。

副室１９内には通路２０の開口面に着座して該通路２０
を閉鎖しうるように可動コア２１が設けられている。可
動コア２１は円柱状のものであり、その前端面ば前記通
路２０の開口端面と密着可能であり、後端面は若干の間
隔をおいて固定コア２２と対面している。

該固定コア２２はコイル２３内に固定設定されており、
該コイル２３はヨーク２４、第１リング２５、環状磁石
２６、第２リンク２７を介して殻体５に固定されている
。環状磁石２６は板厚方向に着磁されている。コイル２
３、リング２５，２７、環状磁石２６の内孔を貫通する
ように円筒状シリンダ２８が設けられており、その内部
に前記固定コア２２が挿入されると共に、前記可動コア
２１がその軸線方向に移動可能に挿入されている。

可動コア２Ｉと固定コア２２との間には圧縮コイルバネ
２９が介在され、可動コア２１を着座方向で付勢してい
る。

可動コア２１か図示のように閉弁状態にある場合におい
てコイル２３に通電しないときには、環状磁石２６から
の磁束は第２リンク゛２７、可動コア２１、固定コア２
２、ヨーク２４、第１リング２５の順に流れ、環状磁石
２６に戻る。これにより、可動コア２１と固定コア２２
との間には吸弓力か働く。しかし、固定コア２２と可動
コア２１との離反圧ｔｆＩＩｆｆか大きいので、これら
コア２１，２２同志の吸引力は弱く、バネ２９の付勢力
が該磁気吸引力を上口るようになり、可動コア２１は閉
弁状態を継続する。

図示の閉弁状態においてコイル２３に上記磁束と同方向
の磁束が発生する方向に電流を通電すると（以下、この
電流方向を正方向という）、上記の環状磁石２６による
磁気吸引力が増大し、可動コア２１はバネ２９の付勢力
に打ち勝って固定コア２２に接近する。そして、−度、
可動コア２１が固定コア２２に接近し始めると、これら
コア２１．２２間のギャップが小さくなり、磁束及び磁
気吸引力かますます増大し、可動コア２１は固定コア２
２により接近し、かつ強固に吸引保持された開弁状態と
なる。

この開弁状態になったときにコイル２３への通電を停止
しても、コア２］、、２２間のキャップが小さいので、
環状磁石２６の磁束による磁気吸引力だけであっても固
定コア２２が可動コア２１を吸引する力はバネ２９の付
勢力を上回り、可動コア２１は開弁状態を維持する。

この開弁状態にあって前記正方向とは逆方向の電流をコ
イル２３に通電すると、固定コア２２には環状磁石２６
からの磁束と反対方向の磁束が生じ、この結果、バネ２
９の付勢力が磁気吸引力を上回るようになり、可動コア
２１は固定コア２２から離反し、図示の閉弁状態となる
。

可動コア２１が閉弁し、主弁９が弁座１１に着座した状
態においては、主弁９よりも］１流側の流路８ａと主室
１４とが連通し、主室１４と通路２０とは遮断状態にあ
る。このため、上流側流路８ａ内と主室１４内との水圧
が等しくなり、バネ１２の付勢力と受圧面積の差分の水
圧による力が働き主弁９が弁座１１に着座した状態が継
続する。

この状態において、コイル２３に正方向の電流を通電す
ることにより可動コア２１が移動すると、通路１７，１
８、副室１９、通路２０が連通し、主室１４内が主弁９
よりも下流側の流路８ｂと連通ずる。そうすると、主室
１４内の水が通路１７゜１８、副室１９、通路２０を通
って下流側流路８１〕に流出し、上流側流路８ａの水圧
により主弁９が弁座１１から離反し、通水状態となる。

この通水状態は、前記の通りコイル２３への通電を停止
しても継続される。

この通水状態において、コイル２３に逆方向の電流を通
電すると、可動コア２１が閉弁する。そうすると、通路
１５．１６を通って水が徐々に主室１４内に流れ込み、
弁体９が次第に弁座１１に接近し、遂には着座して止水
状態となる。

次に、発電機１０の構成について説明する。

フランシス型の水車３０は、殻体５と該殻体５に螺着さ
れたキャップ３１との間に回転自在に保持されたシャフ
ト３２、該シャフト３２に固設された円形プレート状の
翼設置板３３及び翼設置板３３に設けられた翼３４を備
えている。符号３５゜３６は軸受を示す。該水車３０に
は磁石３７が設けられ、該磁石３７は水車３０の円周方
向にＮ極。

Ｓ極の磁極が交互に着磁されている。この磁石３７の外
周を取り巻くようにコイル３８が設けられている。符号
３９はコイルボビンであり、符号４０はヨークである。

水車３０が回転すると磁石３７からヨーク４０を伝わる
磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にコイル３
８に電流が流れる。

前記翼３４の外周を取り巻くように渦室４１が設けられ
、主弁９側からの水は該渦室４１から翼３４に向かって
流れ、流出ロアに至る。

次に、回路構成を第６図を用いて説明する。

本実施例においては、電池４２は蓄電可能な二次電池と
してニッケル力ｌ”　ミウム電池を用い、発電機１０の
出力は、ダイオードで構成される全波整流器４３で全波
整流された後、電池４２に入力される。本自動水洗装置
の消費電力は全てこの電池４２からの給電で賠っている
。

本実施例において制御部はマイクロコンピュータ（以下
、マイコンという）４４を用いて構成したものであり、
マイコン４４は従来公知のものである。

拡散反射型の赤外線センサ４は投光素子としての赤外発
光ダイオード（以下、赤外ＬＥＤという）４５、受光素
子としてのホトトランジスタ４６を備えている。赤外Ｌ
ＥＤ駆動回路４７は、トランジスタ４８を介して電池４
２の正端子に接続されている。そして、マイコン４４の
出力ポート４９からのＬ信号によってトランジスタ４８
がオンされることにより通電され、赤外ＬＥＤ４５が赤
外線を投光する。

赤外光検出回路５０は、トランジスタ５１を介して電池
４２の正端子に接続されている。そして、マイコン４４
の出力ポート５２からのＬ信号によってトランジスタ５
１がオンされることにより通電され、ホトトランジスタ
４６の受光か可能になる。赤外ＬＥＤ４．５から投光さ
れた赤外線が使用者に当たって拡散反射し、この反射光
の一部をホトトランジスタ４６で受光し、この受光デー
タを入力ポート５３を介してマイコン４４内に取り込む
ことで使用者の有無が判定される。

電磁弁駆動部５４は、ドライバ回路５５．５６を備えた
従来公知の回路である。ドライバ回路５５．５６はそれ
ぞれトランジスタ５７．５８を介して電池４２の正端子
に接続され、トランジスタ５９．６０を介して接地され
ている。これらトライバ回路５５．５６にはマイコン４
４の出力ポートロＬ６２から制御信号が出力される。こ
れら出力ポートロ］、、６２からの信号（給水指令信号
）によりトランジスタ５８．５９がオンされると前記コ
イル２３には所定時間だけ正方向に電流が通電され、前
記可動コア２１か開弁状態となり給水が開始される。止
水する場合は、出力ポートロ１゜６２からの信号により
トランジスタ５７，６０をオンとし、コイル２３に所定
時間だけ逆方向に電流を通電させると、可動コア２１が
閉弁する。尚、■ 第６図中、６３．６４はコイル２３の通電オフ時の高電
圧からトランジスタ５７，５８，５９．６０を保護する
ための定電圧タイオードである。

発電機１０の出力は、波形整形回路６５を介してマイコ
ン４４の入力ポートロ６に入力される。

この波形整形回路６５は、抵抗６７．６８，６９、コン
デンサ７０、トランジスタ７１より成る従来公知の回路
で、発電機１０の出力波形をパルス波形に整形する。

警告用の発光タイオード（以下、ＬＥＤという）７２は
、マイコン４４の出力ポードア４からのＬ信号によりト
ランジスタ７５をオンさせて警告表示回路７３を通電さ
せることで発光され警告する。

尚、第６図中、７６はマイコン４４が計時動作を行うた
めの発振器である。

次に、第７図を用いて、マイコン４４の人検知による給
水制御を説明する。

マイコン４４は出力ポート４９からデユーティ−比ｉＴ
１　／’（ＴＩ　＋Ｔ２＞１のパルス信号を出力して赤
外ＬＥＤ駆動回路４７を間欠駆動させ、赤外ＬＥＤ４５
から赤外線をパルス投光させる。

マイコン４４は出力ポート５２からＬ信号を出力するこ
とにより赤外光検出回路５０を駆動し、ホトトランジス
タ４６が反射光の一部を受光できるようにする。この際
、出力ポート５２の信号をパルス投光された赤外線の反
射光がホトトランジスタ４６内に存在する可能性のある
時間のみ赤外光検出回路５０を駆動するようなパルス信
号にすれば、外乱光による受光カットを行うことができ
、かつ電力の節約にもなる。

マイコン４４は入力ポート５３から赤外光検出回路５０
から反射赤外光の受光パルスを入力し、マイコン４４内
のカウンタで受光パルス波をカウントする。マイコン４
４はパルス波が連続でかつカウント数が所定値に達した
場合、使用者有りと判定する。こうした遅延を設けるこ
とで使用者の誤検知を防ぐことができる。

使用者を検知すると、マイコン４４はＴ３秒間電磁弁（
主弁９）を開弁状態として１３秒間たけ給水（以下、前
洗浄という）を行う。

マイコン４４は使用者検知後も入力ポート５３から受光
パルスを入力し続け、受光パルスか無くなったとき、使
用者が立ち去ったと判定し、１４秒間電磁弁（主弁９）
を開弁状態とし、Ｔ４秒間だけ給水（以下、本洗浄とい
う）を行う。尚、ここで、受光パルスがある設定回数だ
け連続して無かったときに使用者が立ち去ったとする遅
延を設ければ、誤検知をさらに防ぐことができる。又、
前洗浄あるいは本洗浄の一方を行わないようにすること
も自由である。

次゛に、第８図を用いてマイコン４４による異常検出ル
ーチンを説明する。

マイコン４４は、ステップ１０１で前述の人検知による
給水制御のとおり、使用者を検知あるいは使用終了を検
知すると電磁弁（主弁９）を開弁じて給水を開始する。

そして、マイコン４４は、ステップ１０２で前洗浄、本
洗浄に応じてＴ３及びＴ４を計時するためのタイマをス
タートさせる。

このように電磁弁（主弁９）が開弁じて水か流れると、
水車が回転し発電機１０が作動し発電機１０の出力波形
が波形整形回路６５にてパルス波に変換される。

マイコン４４は、ステップ１０３で波形整形回路６５の
出力を入力ポートロ６から取り込む。そして、マイコン
４４は、ステップ１０４で連続パルス波を入力している
と、電磁弁（主弁９）が開弁じて水が流れ、水車が回転
し発電機１０が正常に作動していると判断する。又、マ
イコン４４は、ステップ１０４において出力ポートロ１
．，６２から開弁信号を出力しているにもかかわらず波
形整形回路６５からパルス波か入力されないと、断水等
で水が流れないとか発電機１０の故障等により発電機１
０が発電動作を行わない異常が発生したと判断する。

マイコン４４はステップ１０４において出力が有る場合
はステップ１０５でタイムアツプか否か判断し所定の時
間（Ｔ３あるいはＴ４秒）が経過すると、ステップ１０
６で電磁弁（主弁９）を閉め止水する。又、マイコン４
４はステップ１０４において出力が無い場合はステップ
１０７でＬ　ＥＤ７２を発光させ異常表示をし、ステッ
プ１０８で電磁弁（主弁９）を閉めて止水状態にし、ス
テップ１０９で人検知センサ部の作動を停止させる。

尚、異常事態の判断は、所定時間内の出力パルス数が所
定値に達していない場合を異常としてもよい。又、ステ
ップ１０７〜１０９の処理順序は入れ換わってもよい。

このように、異常時には、異常表示をした後、人検知セ
ンザ部の作動を停止するため、設備の補修がされるまで
無、駄な電力を消費することか無く、電池が完全に放電
してしまうことを防ぐことができる。

このように本実施例では、マイコン４４　（判定手段及
び警告・停止手段）は給水を行っているときに、発電機
１０の出力波形に基ついて正常に発電が行われているか
を判定し、異常有りと判定すると警告するとともに、給
水動作を強制的に停止するようにした。その結果、異常
時は閉弁状態にて人検知センサ部の作動を停止するので
、発電不可能による電池の容量低下から、開弁状態のま
まＧ システムが停止してしまうことが無く、水の流れっ放し
を確実に防ぎ、かつ設備の補修がされるまでに二次電池
が完全放電するのを防ぐことができる。

又、公共用のようにユーザーと管理者が異なる場合は、
異常表示が長時間必要だが図示はしないが、低消費電力
型の液晶等による異常表示あるいは機械式の表示にすれ
ば、人検知センサ部の停止後も異常表示のみを長時間行
っても、二次電池の完全放電が避けられる。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、発電不可能な異
常事態を検出し各種の対処が可能となるとともに無、駄
な水の使用を回避できる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は男子用小便器の自動
水洗装置の正面図、第３図は男子用小便器の自動水洗装
置ｍの側面図、第４図は自動水洗装置の水栓部分の平面
図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は電気回路
図、第７図は各動作を示すタイムチャー１・、第８図は
フローチャートである。 Ｍｌは給水手段、Ｍ２は発電機、Ｍ３は二次電池、Ｍ４
は判定手段、Ｍ５は警告・停止に手段。 特許出願人　　日本電装　　株式会社 代　理　人　　弁理士　恩１）博宣（ほか１名）■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給水指令信号を入力して、当該信号により給水動作
   を行う給水手段と、 前記給水手段の給水による水車の回転に伴い発電動作を
   行う発電機と、 前記発電機の発電動作により充電される二次電池と、 前記給水手段が給水を行っているときに、前記発電機の
   出力波形に基づいて正常に発電が行われているかを判定
   する判定手段と、 前記判定手段が異常有りと判定すると警告するとともに
   、前記給水手段による給水動作を強制的に停止する警告
   ・停止手段と を備えたことを特徴とする給水制御装置。