JPH057337Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は人体の手などを検知して自動的に吐水
を行う自動水栓に関する。

［従来の技術］ 人体検知センサと例えば電磁弁などの電動弁を
備え、人体を検知したときにのみ吐水を行う自動
水栓は既に各種手洗器などに広く用いられてい
る。このセンサとしては超音波受発信器を用いた
ものや、赤外線センサを用いたものなどがある。

第８図は従来の一例を示すものであり、洗面器
２００に自動水栓２０１が取り付けられ、該自動
水栓２０１のセンサ２０２により自動的に吐水・
止水を制御するようにしている。符号２０３は排
水栓、２０４は排水管を示す。

［考案が解決しようとする課題］ 例えば第８図に示した洗面器２００に設けられ
た自動水栓２０１において、洗面器２００内に水
を貯めた場合、センサ２０２からの信号（例えば
超音波）が水面２０５で反射され、自動水栓２０
１の下方に手が差し出されているものとして自動
水栓２０１から水が出放しになるおそれがある。

［課題を解決するための手段］ 請求項(1)の自動水栓は、人体検知器を備え、人
体検知時に吐水を行う自動水栓において、人体検
知器の検知領域を可変とし、自動吐水開始からの
経時測定手段と、該測定手段での測定時間が所定
時間に達したときに検知領域を縮小する手段を設
けたことを特徴とするものである。

請求項(2)の自動水栓は、人体検知器を備え、人
体検知時に吐水を行う自動水栓において、人体検
知器の検知領域を可変とし、自動止水からの経時
測定手段と、該測定手段での測定時間が所定時間
に達したときに検知領域を縮小する手段を設けた
ことを特徴とするものである。

請求項(3)の自動水栓は、人体検知器を備え、人
体検知時に吐水を行うと共に、手動操作手段を設
けた自動水栓において、人体検知器の検知領域を
可変とし、自動吐水中に手動にて止水操作された
ときに検知領域を縮小する手段を設けたことを特
徴とするものである。

［作用］ 請求項(1)〜(3)の自動水栓においては、例えば使
用者が自動水栓の下方に手を差し出すと自動的に
吐水が開始され、手を引込めると自動止水され
る。

請求項(1)では、この吐水開始からの時間が所定
時間以上になると検知領域が縮小される。これに
より、例えば仮に洗面器内に水が貯まつていて
も、該水を検知することが防止される。

請求項(2)では、自動止水から所定時間が経過す
ると検知領域が縮小される。従つて、例えば自動
水栓の下方に動物が入り込んだり、物品を置いた
りしても、それらが検知領域内に入り込むことが
少なくなり、予期せず吐水されることが防止され
る。

請求項(3)では、自動吐水中に手動にて止水した
ときに検知領域が縮小される。この自動吐水中に
手動止水するのは、例えば洗面器内に十分な量の
水が貯まつたり、あるいは自動水栓の下方にて継
続洗浄を行なうなど、それ以上の吐水を中止した
い場合である。従つて、請求項(3)では、この自動
吐水を手動にて止水した場合に検知領域を縮小
し、故意に手などを人体検知器に近付けない限り
吐水されないようにした。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例について説明す
る。

第１図は水栓の制御装置の構成を示すブロツク
図、第２図は回路図、第３図はフローチヤート、
第４図は水栓の側面図、第５図は水栓本体の平面
図、第６図は第５図の−線断面図である。

第４図の通り、水栓１はその先端に吐水口１Ａ
と人体の手を検出する人体検知器１Ｂが設けられ
ている。水栓１内には発電及び弁装置１Ｃ、水栓
制御器１Ｄ及び蓄電池５２、乾電池５４が設けら
れている。発電及び弁装置１Ｃには発電機及びそ
れを駆動する翼車と弁装置が組み込まれている。
水栓１には手動スイツチ６７が設けられている。

第１図ａは請求項(1)、(2)の自動水栓のブロツク
図であり、人体検知器１Ｂの検知信号は弁駆動手
段に入力され、該弁駆動手段の信号によりバルブ
Ｖが開閉される。弁駆動手段にはタイマが接続さ
れており、請求項(1)では自動吐水の開始からの経
時の測定を行ない、請求項(2)では自動止水からの
経時を測定する。弁駆動手段には検知領域変更手
段が接続されており、弁駆動手段からの信号によ
り人体検知器１Ｂの検知領域が変更される。

第１図ｂは請求項(3)の自動水栓のブロツク図で
あり、人体検知器１Ｂの検知信号が弁駆動手段に
入力され、該弁駆動手段からの信号によりバルブ
Ｖが開閉される。弁駆動手段には手動操作手段が
接続され、該手動操作手段からの信号に基いて、
バルブＶを開閉できる。弁駆動手段には検知領域
変更手段が接続されており、人体検知器１Ｂの検
知領域を変更可能としている。

次に第５，６図を参照して発電及び弁装置１Ｃ
の構成について説明する。

符号２は殻体であり、流入口３と、流出口４及
びこれらを連通する流路５を備える。該流路５の
途中には主弁６と発電機７とが設けられている。

主弁６はダイアフラムよりなり、殻体２に設け
られた円筒状の弁座８に着座可能とされ、かつば
ね９により着座方向に付勢されている。主弁６の
周縁部は殻体２に螺着されたキヤツプ１０と殻体
２との間に挟持されている。殻体２及びキヤツプ
１０には、主弁６とキヤツプ１０との間の主室１
１を主弁６よりも上流側の流路５ａに連通する通
路１２，１３が穿設されている。該主室１１は、
キヤツプ１０及び殻体２に穿設された別の通路１
４，１５を介して副室１６に連通され、該副室１
６はさらに別の通路１７を介して主弁６よりも下
流側の流路５ｂに連通されている。

副室１６内には通路１７の開口面に着座して該
通路１７を閉鎖しうるように可動コア１８が設け
られている。可動コア１８は円柱状のものであ
り、その前端面は前記通路１７の開口端面と密着
可能であり、後端面は若干の間〓をおいて固定コ
ア１９と対面している。

該固定コア１９はコイル２０内に固定設置され
ており、該コイル２０はヨーク２１、第１リング
２２、環状磁石２３、第２リング２４を介して殻
体２に固定されている。環状磁石２３は板厚方向
に着磁されている。コイル２０、リング２２，２
４、環状磁石２３の内孔を貫通するように円筒状
シリンダ２５が設けられており、その内部に前記
固定コア１９が挿入されると共に、前記可動コア
１８がその軸線方向に移動可能に挿入されてい
る。可動コア１８と固定コア１９との間には圧縮
コイルばね２７が介在され、可動コア１８を着座
方向に付勢している。

可動コア１８が図示のように閉弁状態にある場
合においてコイル２０に通電しないときには、環
状磁石２３からの磁束は第２リング２４、可動コ
ア１８、固定コア１９、ヨーク２１、第１リング
２２の順に流れ、環状磁石２３に戻る。これによ
り、可動コア１８と固定コア１９との間には吸引
力が働く。しかし、固定コア１９と可動コア１８
との離反距離が大きいので、これらコア１８，１
９同志の吸引力は弱く、ばね２７の付勢力が該磁
気吸引力を上回るようになり、可動コア１８は閉
弁状態を継続する。

図示の閉弁状態においてコイル２０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２３による磁気吸引力が増大し、可動
コア１８はばね２７の付勢力に打ち勝つて固定コ
ア１９に接近する。そして、一度可動コア１８が
固定コア１９に接近し始めると、これらコア１
８，１９間のギヤツプが小さくなり、磁束及び磁
気吸引力がますます増大し、可動コア１８は固定
コア１９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。

この開弁状態になつたときにコイル２０への通
電を停止しても、コア１８，１９間のギヤツプが
小さいので、環状磁石２３の磁束による磁気吸引
力だけであつてもコア１９がコア１８を吸引する
力はばね２７の付勢力を上回り、可動コア１８は
開弁状態を維持する。

この開弁状態にあつて前記正方向とは逆方向の
電流をコイル２０に通電すると、固定コア１９に
は環状磁石２３からの磁束と反対方向の磁束が生
じ、この結果、ばね２７の付勢力が磁気吸引力を
上回るようになり、可動コア１８は固定コア１９
から離反し、図示の閉弁状態となる。

可動コア１８が閉弁し、主弁６が弁座８に着座
した状態においては、主弁６よりも上流側の流路
５ａと主室１１とが連通し、主室１１と通路１７
とは遮断状態にある。このため、上流側流路５ａ
内と主室１１内との水圧がが等しくなり、ばね１
１の付勢力と受圧面積の差分の水圧による力が働
き、主弁６が弁座８に着座した状態が継続する。

この状態において、コイル２０に正方向の電流
を通電することにより可動コア１８が移動する
と、通路１４，１５、副室１６、通路１７が連通
し、主室１１内が主弁６よりも下流側の流路５ｂ
と連通する。そうすると、主室１１内の水が通路
１４，１５、副室１６、通路１７を通つて下流側
流路５ｂに流出し、上流側流路５ａの水圧により
主弁６が弁座８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２０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２０の逆方向の
電流を通電すると、可動コア１８が閉弁する。そ
うすると、通路１２，１３を通つて水が徐々に主
室１１内に流れ込み、弁体６が次第に弁座８に接
近し、遂には着座して止水状態となる。

発電機７の構成について次に説明する。

符号３０はフランシス型の翼車であり、殻体２
と該殻体２に螺着されたキヤツプ３１との間に回
転自在に保持されたシヤフト３２、該シヤフト３
２に固設された円形プレート上の翼設置板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。該翼車３０に
は磁石３７が設けられ、該磁石３７は翼車３０の
円周方向にＮ，Ｓ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。翼車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３８に電流
が流れる。

前記翼３３の外周を取り巻くように渦室４１が
設けられ、主弁６側からの水は該渦室４１から翼
４０に向つて流れ、流出口４に至る。

次に第２図を参照して水栓制御器１Ｄを含む制
御回路構成を説明する。

発電機７の出力は全波整流器５０で全波整流さ
れた後、蓄電池（本実施例ではニツケル・カドミ
ウム電池。以下Nicdと略。）５２に入力されてい
る。Nicd５２の正端子にはダイオード５３を介
して乾電池５４の正端子が接続されている。

Nicd５２及び乾電池５４の正端子出力はマイ
クロコンピユータ（以下、マイコンと略）５６に
接続されると共に、PNP形トランジスタ５９，
６０のエミツタに接続されている。これらトラン
ジスタ５９，６０のコレクタはNPN形トランジ
スタ６１，６２のコレクタ及び前記コイル２０の
端子に接続されている。トランジスタ５９，６１
のベース及びトランジスタ６０，６２のベースに
はそれぞれドライバ回路６３，６４が接続されて
おり、これらドライバ回路６３，６４にはマイコ
ン５６のＯポート６５，６６から制御信号が出力
されている。

符号６７は手動による吐水・止水用のマニユア
ルスイツチであり、抵抗６８を介して電池正端子
に接続されている。マニユアルスイツチ６７と抵
抗６８との間はマイコン５６のＩポート６９に接
続されている。

符号７０は超音波発信器、７１は超音波受信器
であり、それぞれ超音波発振回路７０ａ及び手検
出回路７１ａを介してマイコン５６のＯポート７
２、Ｉポート７３に接続されている。Ｏポート７
２は該手検出回路７１ａにも制御信号を出力して
いる。これら超音波発信器７０、超音波受信器７
１及び回路７０ａ，７１ａにより前記人体検知器
１Ｂが構成される。この人体検知器１Ｂにおいて
は、超音波発信器７０が超音波を発するタイミン
グと超音波受信器７１が受信を開始するタイミン
グとを選択することにより検知領域を拡大したり
縮小したりすることができる。

前記回路において吐水を行なうときには、Ｏポ
ート６５，６６からの信号により、まずトランジ
スタ５９，６２がオンとする。これにより、コイ
ル２０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１８が開弁状態となり、吐水が
開始される。吐水開始と同時に発電機７が出力し
始め、Nicd５２に充電が行なわれる。

止水を行なうときにはＯポート６５，６６から
の信号によりドライバ回路６３，６４がトランジ
スタ６０，６１を所定時間オンとする。これによ
り、コイル２０には逆方向の電流が通電され前記
可動コイル１８が閉弁し、止水される。

次に第３図を参照して前記マイコン５６に組み
込まれているプログラムの説明を行う。

第３図において、先ずステツプ81においてタイ
マＡ，Ｂ，Ｃをリセツト状態とした後ステツプ82
に進み、タイマＣをスタートさせる。次にステツ
プ83に進み、マニユアルスイツチ６７がONであ
るか、OFFであるかを判断する。マニユアルス
イツチ６７がONであるときにはステツプ84に進
み、バルブを開とし吐水を開始する。そして、次
にマニユアルスイツチがOFFとなるまでこの吐
水を継続し（ステツプ85）、マニユアルスイツチ
６７がOFFされたときにステツプ82に戻る。

ステツプ83においてマニユアルスイツチ６７が
OFFであるときはステツプ86に進み、タイマＣ
が0.5秒を経時したか否かを判断し、未だに0.5秒
が経過していない時にはステツプ83に戻る。タイ
マＣが0.5秒を経時した時にはステツプ87に進み、
タイマＣをリセツトにする。次いでステツプ88に
進み、タイマＡが作動状態にあるか否かを判断す
る。作動の初期状態にあつてはタイマＡは作動さ
れていないので、ステツプ88からステツプ89に進
み、人体検知器（超音波センサ）の検知エリアを
縮小した状態にて人体検知器を作動させると共
に、タイマＢをリセツト状態におき（ステツプ
90）、ステツプ91に進み人体を検知したか否かを
判断する。人体を検知していないときにはステツ
プ82に戻る。人体を検出した時にはステツプ91か
らステツプ92に進み、タイマＢをスタートさせた
後、ステツプ93，94，95にてバルブを開として、
吐水を開始し、タイマＡをリセツトし、更に人体
検知器（超音波センサ）を拡大検出領域にて駆動
させる。そして、ステツプ96にて人体を検知した
か否かを判断し、検知した時にはステツプ97にて
マニユアルスイツチ６７がONであるかOFFであ
るかを判断する。マニユアルスイツチ６７が
OFFの時にはステツプ98に進み、タイマＢが所
定時間を経時したか否かを判断する。所定時間が
経過していない時にはステツプ95に戻る。そし
て、拡大検知領域にて超音波により人体検知を行
ない、ステツプ96にて判断を行う。ステツプ96に
おいて人体を検知していない時にはステツプ96に
移り、タイマＡをスタートし、次いでバルブを閉
として止水した後（ステツプ100）、ステツプ82に
戻る。

ステツプ97においてマニユアルスイツチがON
とされている時あるいはステツプ98においてタイ
マＢが所定時間を経時した時にはステツプ100に
移り、止水操作を行なつた後ステツプ82に戻る。

ステツプ99，100を経てステツプ82に戻つた場
合、バルブは自動止水された状態となつている。
その後、ステツプ82，83，86，87を経てステツプ
88に進んだ場合、該ステツプ88における判断結果
はYESであり、ステツプ101に進む。該ステツプ
101ではタイマＡが所定時間を経時したか否かを
判断し、すでに所定時間が経過している場合には
ステツプ89に進み、前記と同様の制御を行う。ス
テツプ101における判断結果がNOである場合に
はステツプ102に進み、人体検知器（超音波セン
サ）を拡大検知領域にて駆動させ、ステツプ91に
て人体の検知結果を判断する。その後の制御は前
記した通りである。

第７図はバルブの開閉と人体検知器の検知領域
の大小との関係を示すタイムチヤートである。

第７図ａは第３図のステツプ82，83，84，85を
循環する場合を示すものであり、バルブは手動に
て開とされた後、手動にて閉とされる。この場
合、人体検知器の領域は縮小状態である。

第７図ｂは使用者が手を差し出すことにより吐
水が開始され、手を引込めることにより止水が行
なわれる自動吐水、自動止水が行なわれる場合を
示す。この場合、スタートから自動吐水の間は検
知領域は縮小状態であり、自動吐水の開始と共に
検知領域は拡大される。そして、自動止水後時間
Ａが経過すると検知領域は縮小される。

第７図ｃは人体が手を差し出すことにより自動
吐水が開始し、その後ステツプ98にてタイマＢが
所定時間を経時したと判断されて該ステツプ98か
らステツプ100に進みバルブを閉とした場合に関
する。この場合、スタートから自動吐水するまで
は検知領域は小であり、自動吐水と共に検知領域
は拡大される。そして、ステツプ100にて強制的
に止水が行なわれた時に検知領域が縮小する。

第７図ｄは自動吐水後マニユアルスイツチ６７
にて手動止水した場合に関するものである。この
場合、スタートから自動吐水までは検出領域は縮
小状態であり、自動吐水の開始と共に検出領域が
拡大される。そして、手動止水と共に、検出領域
が縮小状態とされる。

上記実施例では、人体検知器として超音波セン
サを用いているが、本考案はその他の人体検知手
段を採用しても良い。

［効果］ 以上の通り、本考案の自動水栓によれば自動吐
水、自動止水が行なわれる。そして、請求項(1)の
自動水栓では、自動吐水開始後所定時間が経過す
ると検知領域が自動的に縮小される。従つて、例
えば洗面器内に水が貯まつてもいても該水を検知
してしまうことが防止される。また、請求項(2)で
は、自動止水が所定時間が経過すると検知領域が
縮小される。従つて、水栓の下方に動物が入り込
んだり、物品を置いたりしてもそれらが検知領域
内に入り込んで予期せず吐水されることが防止さ
れる。

請求項(3)では自動吐水中に手動にて止水した時
に検知領域が縮小される。その為、手動止水した
後自動水栓の下方で洗濯を行なつたり、洗面器内
に多量の水を貯めたりしたりした場合であつても
予期せず吐水されることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置のブロツク図、第２図は回
路図、第３図はフローチヤート、第４図は水栓の
側面図、第５図は弁装置の平面図、第６図は第５
図の−線断面図である。第７図は実施例を示
すタイミングチヤート、第８図は従来例を示す縦
断面図である。 １……水栓、２……殻体、５，５ａ，５ｂ……
流路、６……主弁、７……発電機、１８……可動
コア、１９……固定コア、２０……コイル、２３
……環状磁石、３０……翼車、３２……シヤフ
ト、３３……翼、３７……磁石、３８……コイ
ル、７０……超音波発振器、７１……超音波受信
器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 人体検知器を備え、人体検知時に吐水を行う
   自動水栓において、人体検知器の検知領域を可
   変とし、自動吐水開始からの経時測定手段と、
   該測定手段での測定時間が所定時間に達したと
   きに検知領域を縮小する手段を設けたことを特
   徴とする自動水栓。 (2) 人体検知器を備え、人体検知時に吐水を行う
   自動水栓において、人体検知器の検知領域を可
   変とし、自動止水からの経時測定手段と、該測
   定手段での測定時間が所定時間に達したときに
   検知領域を縮小する手段を設けたことを特徴と
   する自動水栓。 (3) 人体検知器を備え、人体検知時に吐水を行う
   と共に、手動操作手段を設けた自動水栓におい
   て、人体検知器の検知領域を可変とし、自動吐
   水中に手動にて止水操作されたときに検知領域
   を縮小する手段を設けたことを特徴とする自動
   水栓。