JPH0468134A - 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〕

従来、使用者を検知した場合に自動的に給水する給水制
御装置においては、拡散反射型の赤外線センサより構成
される検知部からの検知信号に基づき電磁弁を駆動して
所定時間給水することが公知である（例えば、特開昭６
２−１５６４４６号公報や特開昭５９−１２６８３１号
公報）。又、この給水時間中は検知信号を無視すること
も公知である。

〔発明が解決しようどする課題〕

ところが、検知信号に基ついて所定時間給水すると共に
該時間中の検知信号を無視する場合、該時間中は検知信
号を必要としないにもかかわらず、赤外線センサは作動
し、投光素子及び受光素子への通電による電力は全く無
駄に消費されている。

特に、駆動電源が電池であるものには大きな問題である
。

この発明の目的は、消費電力の低減を図ることができる
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〕

第１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、前記二次電池Ｍ３からの
給電により駆動され、人を検知する人検知手段Ｍ４と、
前記人検知手段Ｍ４が人を検知すると前記給水手段Ｍ１
に給水指令信号を出力して所定の時間給水を行わせると
ともに、この給水時間内においては前記人検知手段Ｍ４
の駆動を強制的に停止させる制御手段Ｍ５とを備えた給
水制御装置をその要旨とする。

第２の発明は、第１の発明における人検知手段Ｍ４を、
所定間隔での間欠検知を行う拡散反射型のセンサとし、
人を検知していない時は人を検知している時よりも長い
周期で間欠検知を行うものとした。

第３の発明は、第１の発明における人検知手段Ｍ４を、
所定間隔での間欠検知を行う拡散反射型のセンサとし、
人を検知している時は人を検知していない時よりも長い
周期で間欠検知を行うものとした。

〔作用〕

第１の発明は、給水手段Ｍ１の給水による水車の回転に
伴い発電機Ｍ２が発電動作を行い、この発電動作により
二次電池Ｍ３が充電される。又、制御手段Ｍ５は人検知
手段Ｍ４が人を検知すると給水手段Ｍ１に給水指令信号
を出力して所定の時間給水を行わせるとともに、この給
水時間内においては人検知手段Ｍ４の駆動を強制的に停
止させる。その結果、給水時間中は、人検知手段Ｍ４の
作動が停止され二次電池の電力消費を抑制できる。

第２の発明は、第１の発明の作用に加え、人を検知して
いない時の検知周期が人を検知している時よりも長くな
り、応答精度を著しく低下させること無く、消費電力を
小さくできる。

第３の発明は、第１の発明の作用に加え、人を検知して
いる時の検知周期が人を検知していない時よりも長くな
り、人待ち状態の応答精度は高いまま、消費電力を小さ
くできる。

〔実施例〕

以下、この発明を男子用小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１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
側には使用者が前方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、使用者が正面に立
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ＩＯ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１
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］５．１６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
隙をおいて固定コア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リンク２５、環状磁石
２６、第２リング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、リンク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２１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が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リング２７、可動コア２１、固定コア２２
、ヨーク２４、第１リング２５の順に流れ、環状磁石２
６に戻る。これにより、可動コア２１と固定コア２２と
の間には吸引力が働く。しかし、固定コア２２と可動コ
ア２１との離反距離が大きいので、これらコア２１，２
２同志の吸引力は弱く、バネ２９の付勢力か該磁気吸引
力を上回るようになり、可動コア２１は閉弁状態を持続
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か固定コア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
気吸引力がますます増大し、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２１．２２間のギ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ｆ」勢ノＪが磁気吸引ノＪ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よりも上流側の流路８ａと主室１
４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８ｂ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ＩＩ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
大股置板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
Ｂに電流が流れる。

前記具３４の外周を取り巻くように渦室４１か設けられ
、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図及び第７図を用いて説明する。

第６図に示すように、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カドミウム電池を用
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
。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。

第７図に示すように、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６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の正端子に持続されている。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
の出ノＪポート５２からのし信号によってトランジスタ
５１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ＬＥＤ４５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
に持続され、トランジスタ５９、６０を介して接地され
ている。これらドライバ回路５５．５６にはマイコン４
４の出力ポートロ１．６２から制御信号が出力される。

これら出力ポートロ１．６２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が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に所定時間た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７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
するための定電圧ダイオードであり、６５はマイコン４
４が計時動作を行うための発振器である。

次に、マイコン４４の動作を第８図のタイムチャートと
第９図及び第１０図のフローチャートを用いて説明する
。

第９図において、マイコン４４はステップ１０１で検知
回数データ、時間データを設定する。次に、マイコン４
４はステップ１０２で第１０図のサブルーチン処理を実
行する。

このサブルーチン処理において、マイコン４４はステッ
プ２０１でＴＩタイマをスター　トし、ステップ２０２
で赤外ＬＥＤ駆動回路４７を駆動して赤外線を投光し、
ステップ２０３で赤外光検出回路５０を駆動して反射赤
外光の受光を可能な状態にして待つ。そして、マイコン
４４はステップ２０４で入力ポート５３からの検知信号
の有無を判定し、検知信号が無い場合は、ステップ２０
５てＴ１時間経過したか否か判断し、経過するとステッ
プ２０６で検知回数を「０」にし、ステップ２０７．２
０８で赤外ＬＥＤ駆動回路４７、赤外光検出回路５０の
通電を断つ。一方、マイコン４４はステップ２０４にお
いて検知信号が有った場合は、ステップ２０９で検知回
数に「１」を加算した後、ステップ２１０でＴ１時間経
過したことを確認してステップ２０７に進む。

次に、第９図において、マイコン４４はステップ１０３
で検知回数が設定値に達したかどうか判定し、達してい
なければ、ステップ１０４でＴ２タイマをスタートさせ
ステップ１０５でＴ２秒間待ち状態の後ステップ１０２
に戻る。

その結果、第８図に示すように、赤外線はデユーティ−
比がＴｌ　／　（ＴＩ　＋Ｔ２　）の間欠投光される。

マイコン４４はステップ１０３において検知回数が設定
値に達した場合、即ち、受光パルス数が連続で、かつ設
定値に達した場合、使用者有りと判定してステップ１０
６で電磁弁（主弁９）を開弁しステップ１０７でＴ３タ
イマをスタートさせ、ステップ１０８でＴ３時間待ち、
ステップ１０９で電磁弁（主弁９）を閉じる。この際、
こうした遅延を設けることで、使用者の誤感知を防ぐこ
とかできる。

その結果、使用者を検知すると、１３秒間電磁弁（主弁
９）が開弁状態となり、Ｔ３秒間だけ給水（以下、前洗
浄という）が行われる。この間は、赤外線センサ部は全
く作動させること無く、停止状態を保つ。

次に、マイコン４４はステップ１１０で検知回数を「０
」にリセットして、ステップ１１１で第１０図のサブル
ーチンを実行する。そして、マイコン４４はステップ１
１２で検知回数が「０」かどうか判断し「０」でなけれ
ば、ステップ１１３でＴ２°タイマをスタートさせ、ス
テップ１１４でＴ２’秒間待ち状態の後、ステップ１１
１に戻る。

ここで、第８図での投光パルス（Ｉ）に示すようにＴ２
’−Ｔ２とした場合に比べ、第８図での投光パルス（ｎ
）に示すようにＴ２’＞Ｔ２とすれば、使用者を検知し
ているときの応答精度は、低くはなるが、消費電力を小
さくできる。又、第８図での投光パルス（ＩＩＩ）に示
すように、Ｔ２’＜Ｔ２とすれば、使用者を検知してい
ないときの応答精度は、使用者を検知しているときより
も低くはなるか、消費電力を小さくできる。

そして、マイコン４４はステップ１１２において検知回
数か「０」になった場合、即ち、受光パルスが途切れた
場合、使用者が立ち去ったと判定し、ステップ１１５で
電磁弁を開弁状態とし、ステップｔ　１６でＴ３’タイ
マをスタートさせ、ステップ１１７でＴ３’秒間だけ待
ち、給水（以下、本洗浄という）を行う。ここで、検知
回数が、ある設定回数だけ連続して「０」となったとき
に使用者が立ち去ったとする遅延を設りれば、誤検知を
さらに防ぐことができる。又、本洗浄のＴ３’秒間は、
赤外線センサ部は全く作動させること無く、停止状態を
保つ。そして、マイコン４４はステップ１１８で閉弁し
てステップ１０２に戻る。

このように本実施例では、マイコン４４　（制御手段）
は人を検知すると所定の時間給水を行わせるとともに、
この給水時間内においては赤外線センサ４　（人検知手
段）の駆動を強制的に停止させるようにした。その結果
、給水時間中は、人の検知が停止され二次電池の消費電
力を抑制できる。

又、所定間隔での間欠投光を行う拡散反射型のセンサに
おいて、人を検知していない時は人を検知している時よ
りも長い周期で間欠投光を行うようにすると、人を検知
していない時の投光周期か人を検知しているときよりも
長くなり、応答精度を著しく低下させること無く、消費
電力を小さくできる。

さらに、所定間隔での間欠投光を行う拡散反射型のセン
サにおいて、人を検知している時は人を検知していない
時よりも長い周期で間欠投光を行うようにすると、人を
検知している時の投光周期が人を検知していない時より
も長くなり、人待ち状態の応答精度は高いまま消費電力
を小さくできる。

又、連続使用（本洗浄中に次の使用者か来る場合）の検
知が必要な場合も、本洗浄終了直後の受光パルスの有無
で検出できる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、人検出手段は光によるセンサの他にも超音波を
利用したセンサでもよい。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。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、消費電力を小さ
くすることが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図は回路図、第
７図は回路図、第８図はタイムチャート、第９図はフロ
ーチャート、第１０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
は人検知手段、Ｍ５は制御手段。 特許出願人　　日本電装　　株式会社

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、 前記二次電池からの給電により駆動され、人を検知する
   人検知手段と、 前記人検知手段が人を検知すると前記給水手段に給水指
   令信号を出力して所定の時間給水を行わせるとともに、
   この給水時間内においては前記人検知手段の駆動を強制
   的に停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする給
   水制御装置。 ２、人検知手段は所定間隔での間欠検知を行う拡散反射
   型のセンサであり、人を検知していない時は人を検知し
   ている時よりも長い周期で間欠検知を行うものである請
   求項１に記載の給水制御装置。 ３、人検知手段は所定間隔での間欠検知を行う拡散反射
   型のセンサであり、人を検知している時は人を検知して
   いない時よりも長い周期で間欠検知を行うものである請
   求項１に記載の給水制御装置。