JPH0616177Y2

JPH0616177Y2 - 水栓の制御装置

Info

Publication number: JPH0616177Y2
Application number: JP1988144108U
Authority: JP
Inventors: 隆一川本; 茂榊原; 信雄津田; 公昭山口
Original assignee: 株式会社イナックス; 日本電装株式会社
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2003-11-04
Also published as: JPH0265780U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は自動水栓等の水栓の制御装置に係り、特に人体
の検知の精度を高めるようにした水栓の制御装置に関す
る。

［従来の技術］人体検知器と、該人体検知器の信号に基いて開弁又は閉
弁信号を出力する手段とを有する水栓の制御装置は、公
共施設のトイレ等の手洗い器などにすでに広く用いられ
ている。

［考案が解決しようとする課題］この種の自動水栓においては、使用者が手を引込めたと
きに確実に止水されることが必要である。また、同様
に、この種の自動水栓においては、使用者が手を差し出
したときには確実に吐水されることが必要である。とこ
ろが、例えば電磁弁に異物が噛み込まれていたり、蓄電
池の充電が不足していたりする場合には、閉弁信号又は
開弁信号を出力しても閉弁又は開示されないおそれがあ
る。

［課題を解決するための手段］本考案の請求項（１）の水栓の制御装置は、人体検知器
と、該人体検知器の信号に基いて開弁又は閉弁信号を出
力する手段と、吐水検知手段とを有する水栓の制御装置
において、前記開弁又は閉弁信号出力手段は、閉弁信号
を出力した後に吐水検知手段が吐水を検知するときには
再び閉弁信号を出力するものであり、前記吐水検知手段
は水栓の流路に設けられた翼車及び翼車に連結された発
電機を備えており、制御装置は該発電機の出力により充
電される蓄電池から給電可能とされていることを特徴と
するものである。

本考案の請求項（２）の水栓の制御装置は、人体検知器
と、該人体検知器の信号に基いて開弁又は閉弁信号を出
力する手段と、吐水検知手段とを有する水栓の制御装置
において、前記開弁又は閉弁信号出力手段は、開弁信号
を出力した後に吐水検知手段が吐水を検知しないときに
は再び開弁信号を出力するものであり、前記吐水検知手
段は水栓の流路に設けられた翼車及び翼車に連結された
発電機を備えており、制御装置は該発電機の出力により
充電される蓄電池から給電可能とされていることを特徴
とするものである。

［作用］請求項（１）の水栓の制御装置において、人体の例えば
手が検知されると開弁信号が出力されて吐水が開始し、
人体か検知されなくなると閉弁信号が出力されて止水さ
れる。この閉弁信号を出力しても実際に閉弁されないと
きには、発電機が回転し続け、発電電力が出力され続け
るので、水が出放しになっていることが検知される。そ
こで、再び閉弁信号が出力される。これにより、確実に
止水されるようになる。

請求項（２）の水栓の制御装置は、開弁信号を出力して
も実際に開弁されないときには、発電機が回転されず、
発電電力が出力されない。このため、水が出ていないこ
とが検知される。そこで、再び開弁信号が出力される。
これにより、確実に吐水されるようになる。

なお、請求項（１），（２）のいずれにおいても、この
発電機の出力は蓄電池に充電され、制御装置に給電され
る。

［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図は実施例に係る水栓の制御装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は回路図、第３図はフローチャート、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VI−VI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のほか、図示はしないが水栓
制御器及び蓄電池、乾電池が設けられている。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の上部にはマニュアルスイ
ッチ６７が配置されている。

第１図に示す通り、発電機は翼車により駆動され、その
発電出力は蓄電池に充電される。この蓄電池のほか乾電
池が水栓制御器に接続されている。水栓制御器には人体
検出器の検出信号が入力されており、制御信号が電動弁
に出力される。また、水栓制御器にはマニュアルスイッ
チ６７の信号が入力され、この信号に基いても制御信号
が電動弁に出力される。前記発電機の出力の一部は信号
変換器を経て水栓制御器に入力されている。

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は殼体であり、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はダイヤフラムよりなり、殼体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の周縁部は殼体２に螺着
されたキャップ１０と殼体２との間に挟持されている。
殼体２及びキャップ１０には、主弁６とキャップ１０と
の間の主室１１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、
キャップ１０及び殼体２に穿設された別の通路１４，１
５を介して副室１６に連通され、該副室１６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
隙をおいて固定コア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を介して殼体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２２，２４、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２
７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１
９、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，
１９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
力に打ち勝って固定コア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１８，１９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１８は固定コア１
９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２０への通電を停止
しても、コア１８，１９間のギャップが小さいので、環
状磁石２３の磁束による磁気吸引力だけであってもコア
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。

この開弁状態にあっ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２
３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内との水圧が等
しくなり、ばね１１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１４，１
５、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
って下流側流路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に逆方向の電流を通
電すると、可動コア１８が閉弁する。そうすると、通路
１２，１３を通って水が徐々に主室１１内に流れ込み、
弁体６を次第に弁座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、殼体２と該殼体
２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３
０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はコイルボヒンであり、符号４０はヨー
クである。翼車３０か回転すると磁石３７からヨーク４
０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に向かっ
て流れ、流出口４に至る。

次に第２図を参照して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（本実施例ではニッケル・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。発電機７の出力は波形を矩形波に
する波形整形回路５５を介してマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと略）５６のＩポート（インプットポ
ート）５７に入力されている。

Ｎｉｃｄ５２及び乾電池５４の正端子出力はマイコン５
６に接続されると共に、ＰＮＰ形トランジスタ５９，６
０のエミッタに接続されている。これらトランジスタ５
９，６０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６３，６
４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（アウトプットポート）６
５，６６から制御信号が出力されている。

符号６７は手動吐水用のマニュアルスイッチであり、抵
抗６８を介して電池正端子には接続されている。スイッ
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７２、Ｉポート７３に接
続されている。Ｏポート７２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７１及び回路７０ａ，７１ａにより前記人体
検知器１Ｂが構成される。この超音波センサよりなる人
体検知器１Ｂは、超音波発信器７０から放射された超音
波が物体に当って戻ってくる反射波を超音波受信器７１
で受信して人体の検知をなすものであり、マイコン５６
からの信号により超音波発振回路７０ａが所定時間（例
えば０．５秒又は０．１秒）毎に極く短時間（例えば１
ｍ秒）作動され、この所定時間毎に超音波発信器７０か
ら超音波が放射されて人体検出作動がなされる。

上記回路において吐水を行なう場合には、Ｏポート６
５，６６からの信号により、まずトランジスタ５９，６
２をオンとする。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。

止水を行なう場合には、Ｏポート６５，６６からの信号
によりトランジスタ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図を参照してプログラムについて説明する。

第３図において、初期状態では止水（バルブ閉）となっ
ている。まずステップ１でマニュアルスイッチ６７がＯ
ＮであるかＯＦＦであるかが判断され、マニュアルスイ
ッチ６７がＯＦＦであるときにはステップ２に進み、手
が検知されたかどうか判断する。手が検知されないとき
にはステップ１に戻る。手が検知されるときにはステッ
プ３に進み、開弁信号を出力することにより吐水を開始
させる。次いで、ステップ４にて実際に吐水が行なわれ
ているかどうか判断し、吐水していないときにはステッ
プ３に戻り開弁信号を出力する。実際に吐水していると
きにはステップ４からステップ５に進み、手が検知され
るかどうか判断する。手が依然として検知されるときに
は吐水が継続される。手が検知されないときにはステッ
プ６に移り、閉弁信号を出力する。次いで、ステップ７
に移り、実際に止水されたかどうかを判断し、止水され
ていないときにはステップ６に戻り、閉弁信号を出力す
る。実際に止水されているときにはステップ１に戻る。

ステップ１においてマニュアルスイッチ６７がＯＮされ
ているときにはステップ８に移り、開弁信号を出力し、
次いでステップ９にて実際に吐水されるようになったか
どうか判断する。吐水がされていなければステップ８に
戻り、再度開弁信号を出力する。実際に吐水されている
ときにはステップ１０に進み、マニュアルスイッチ６７
のＯＮ、ＯＦＦを判断する。ＯＮのときには吐水を継続
する。ＯＦＦのときにはステップ６に移り、前述と同様
にステップ６〜７の止水作動を行う。

上記実施例によると、閉弁信号のみならず開弁信号も実
際の吐水、止水状態に応じて繰り返し出力されるので、
確実な止水と共に確実な吐水作動を行なうことが可能で
ある。

なお、第３図のブローチャートにおいて、ステップ４か
らステップ３に戻る回数及びステップ９からステップ８
に戻る回数をカウントし、このカウント数が所定数を超
えたときには開弁作動を中止し、警報手段（例えばラン
プやブザー）を作動させるようにしても良い。こように
すると、断水や元栓（止水栓）が閉まっているときなど
に開弁作動が多数回繰り返されることが防止され、節電
や機器保護を図ることができる。また、ステップ７から
ステップ６に戻る回数をカウントし、このカウント数が
所定数を超えたときには、同様に警報手段を作動させた
り、止水作動を中止したりするように構成しても良い。
ただし、この場合は吐水により発電機７が作動している
ので止水作動を繰り返し行なってもバッテリ上りのおそ
れはない。従って、この場合には、警報を作動させると
共に止水作動を繰り返し行なうようにしても良い。

［効果］以上の通り、請求項（１）の水栓の制御装置によれば、
確実な止水を行なうことができ、節水を図ることができ
る。また、請求項（２）の水栓の制御装置によれば、確
実な吐水を行なうことができる。

請求項（１），（２）の水栓の制御装置においては、翼
車及び発電機により実際の吐水及び止水が検知されるの
で、吐水及び止水の判別をきわめて正確に行え、作動信
頼性がきわめて高い。また、吐水検知用のセンサを別途
設ける必要がなく、装置構成が簡素化される。もちろ
ん、発電機により発電された電力により装置が作動可能
であり、商用電源配線を不要としたり、乾電池の寿命延
長を図れる等の効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置のブロック図、第２図は回路図、第
３図はフローチャート、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VI−VI線断面図で
ある。１……水栓、２……殼体、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……シャフト、３３……翼、３７……磁石、３８……コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者津田信雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)考案者山口公昭愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (56)参考文献特開昭63−167821（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−59118（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】人体検知器と、該人体検知器の信号に基い
て開弁又は閉弁信号を出力する手段と、吐水検知手段と
を有する水栓の制御装置において、前記開弁又は閉弁信号出力手段は、閉弁信号を出力した
後に吐水検知手段が吐水を検知するときには再び閉弁信
号を出力するものであり、前記吐水検知手段は水栓の流路に設けられた翼車及び翼
車に連結された発電機を備えており、制御装置は該発電
機の出力により充電される蓄電池から給電可能とされて
いることを特徴とする水栓の制御装置。
【請求項２】人体検知器と、該人体検知器の信号に基い
て開弁又は閉弁信号を出力する手段と、吐水検知手段と
を有する水栓の制御装置において、前記開弁又は閉弁信号出力手段は、開弁信号を出力した
後に吐水検知手段が吐水を検知しないときには再び開弁
信号を出力するものであり、前記吐水検知手段は水栓の流路に設けられた翼車及び翼
車に連結された発電機を備えており、制御装置は該発電
機の出力により充電される蓄電池から給電可能とされて
いることを特徴とする水栓の制御装置。