JPH0636369Y2

JPH0636369Y2 - 自動水栓

Info

Publication number: JPH0636369Y2
Application number: JP1987026829U
Authority: JP
Inventors: 昌彦落合
Original assignee: 有限会社バイタル電気
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2002-02-25
Also published as: JPS63133673U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はセンサにより検出エリア内の被検出物を検出し
て自動で給止水を行う自動水栓の改良に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

一般に、ハンドル或はコックを手で操作して給止水を行
う水道用の蛇口は広く普及している。一方、この種蛇口
は手動形式のため、お年寄りや手の不自由な人が使いに
くく、また、非衛生的である等の不具合があることか
ら、近時、自動で給止水できる自動水栓も提案されてい
る。

従来の自動水栓は例えば特開昭58-28075号公報で開示さ
れるように、光学式センサを利用して水栓に近付いた物
体の有無を感知するとともに、この感知に基づいて水路
開閉用のバルブを駆動制御するものである。

しかし、従来の自動水栓は検出エリア内における物体の
存在有無の感知により制御するため、例えば検出エリア
内に給水には関係のない物が置かれた場合にも出水し、
多量の水を無駄にしてしまう等の不具合を生ずる。ま
た、一定の距離内に検出エリアを設定する必要があるこ
とから、感度を高くできず、設置場所によっては動作し
ない問題を生じる。さらにまた、ほとんどが光学式セン
サを利用するため、太陽光や電灯等の外乱によって誤動
作しやすい問題もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上述した従来技術に存在する諸問題を解決した
自動水栓の提供を目的とするもので、以下に示す自動水
栓１によって達成される。

即ち、本考案はセンサにより検出エリア内における被検
出物の有無を検出するとともに、水路開閉用のバルブを
制御して給水及び止水を行う自動水栓１を構成するに際
して、特に、前記被検出物の動きに対応して検出信号S1
の大きさが変化する超音波センサ２と、超音波センサ２
から得る検出信号S1を包絡線検波する検波回路９と、検
波回路９から得る出力信号S4を微分する微分回路10と、
微分回路10から得る出力信号S5の脈流部分を直流化した
出力信号S6を出力する波形整形回路11を備えてなる制御
部４を有し、出力信号S6が出力している間だけバルブ３
を開制御するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

次に、本考案の作用について説明する。

本考案に係る自動水栓１は例えば手を洗う場合や容器に
水を汲む場合に、放水口近傍へ手や容器を近付けると超
音波センサ２はそれを検出して所定の検出信号を出力す
る。なお、この検出信号S1は手や容器の動きに対応した
大きさとなり、手や容器が超音波センサ２に近づけば大
きくなり遠ざかれば小さくなる。一方、検出信号S1は必
要により増幅処理等され、検波回路９により包絡線検波
される。そして、検波回路９から得る出力信号S4は微分
回路10により微分される。これにより、手や容器の動き
に対応する部分の出力信号S5は脈流となる。さらに、出
力信号S5の脈流部分は波形整形回路11により直流化（平
坦化）され、パルス状の波形を含む出力信号S6を得る。
よって、制御部４から出力する出力信号S6に基づいてバ
ルブ３を開閉制御すれば、手や容器が動いたときはバル
ブ３を開くとともに、その動きが継続する間は開側に制
御され、給水を継続する。

そして、手洗い等を終了し、手や容器を検出エリア内か
ら取り除けば、動く被検出物は存在しなくなるため、超
音波センサ２の検出信号の大きさは変化しなくなり、以
て制御部４はバルブ３を閉側へ制御して止水する。

〔実施例〕

以下には本考案に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図は本考案に係る自動水栓の制御系のブロック回路
図、第２図は同回路図の各部における信号のタイムチャ
ート図、第３図は同自動水栓の使用状態における外観斜
視図、第４図は同自動水栓の縦断側面図である。

まず、本考案の理解を容易にするため、第３図及び第４
図を参照して自動水栓１の全体的構成について説明す
る。

20は樹脂製のケースであり、後部を開口した一体成形の
ケース本体21と、ケース本体21の後部開口を覆って密閉
する背蓋22からなる。ケース20の、特にケース本体21を
このように一体成形するのは防水性、清掃の容易化を考
慮したためである。一方、ケース20の内部略中央には商
用交流100Vで作動する電磁バルブユニット23を配し、こ
の電磁バルブユニット23の出水口には樹脂製の放水パイ
プ24の後端を接続する。放水パイプ24の前端は放水口24
aとなり、ケース20の先端から外部下方へ臨ませる。な
お、放水パイプ24の前部は位置合わせ用に屈曲自在な蛇
腹を形成してある。他方、バルブユニット23の入水口は
接続パイプ25の前端に接続する。接続パイプ25の後端は
外部へ露出し、かつ周面にネジ部を形成して水道管40へ
の接続端となる。なお、接続パイプ25の前端と後端の向
きは45°の角度関係をもたせている。これにより、組付
時に180°反転させれば、後端を第４図のように後方へ
水平に配することもでき、また、下方へ垂直に配するこ
ともできる。この場合、凍結防止用の水抜栓26の位置は
変わらない。

また、放水口24aの後方であってケース20の下面には超
音波センサ２を構成する一対の超音波スピーカ５と超音
波マイクロホン６を並べて配設する。この場合、同スピ
ーカ５と同マイクロホン６の向きを設定することによ
り、第３図のように放水口24aから落下する水Ｗの利用
位置が検出エリアに入るようにする。

また、ケース20の上面であって使用者が利用しやすい位
置には操作パネル27を配し、この操作パネル27にマニュ
アル式の給水ボタン30、止水ボタン31、マニュアル−オ
ート切換ボタン32、その他電源ランプ等を配する。よっ
て、給水ボタン30を押すことにより給水し、止水ボタン
31を押すことにより止水する。また、切換ボタン32を押
すことにより上記給水及び止水ボタンによるマニュアル
制御と後述する動体検出センサ２によるオート制御の切
換えを行う。

一方、ケース20の内部には制御系を構成する配線基板28
を配設するとともに、この制御系を作動させる直流電源
用の電源トランス29を配設する。

次に、第１図及び第２図を参照して本考案の要部を構成
する制御系について説明する。

７は超音波発信回路であり、第２図（ａ）に示す一定振
幅の超音波信号S0を出力する。この超音波信号S0は超音
波スピーカ５に供給され、検出エリア内へ発信される。
また、６はスピーカ５から発信された超音波が検出エリ
ア内に存在する被検出物に反射した反射波を受信する超
音波マイクロホンであり、その出力信号の大きさ（振
幅）はセンサ２と被検出物との距離に対応して変化す
る。今、マイクロホン６の受信に基づく検出信号S1が第
２図（ｂ）に示す波形であるとすれば、固定状態の物体
が検出エリア内に置かれた物を検出すると信号S1−１、
第３図のような手を洗う状態を検出すると信号S1−２の
ようになる。一方、検出信号S1はアンプ８によって増幅
され、さらに、増幅された信号S3（第２図（ｃ））は検
波回路９により包絡線検波され、検波された出力信号S4
（同図（ｄ））は例えばCR回路による微分回路10によっ
て微分される。微分された出力信号S5（同図（ｅ））は
例えばＢ級増幅回路と二乗検波回路を組み合わせた波形
整形回路11に供給される。なお、波形整形回路11ではＢ
級増幅回路の飽和特性と二乗検波特性により出力信号S5
における脈流部分が直流化（平坦化）され、第２図
（ｆ）に示す出力信号S6を得る。このような機能を有す
る回路としてはコンパレータと遅延回路を組合わせた回
路、さらにシュミット回路等を利用できる。同信号S6は
さらにリレー素子12に供給され、このリレー素子12のON
により前記バルブユニッ23が水路を開き、リレー素子12
のOFFによりバルブユニッ23が水路を閉じる（同図
（ｇ））。これより明らかなように固定状態の物体が検
出エリア内に存在しても、検出エリアに入る瞬間と出る
瞬間に若干給水される程度で、固定状態に置かれている
間は止水状態を継続する（信号S1−１参照）。一方、手
を洗った場合には絶えず信号の振幅が変化するため、手
を洗っている間は給水を継続する。

このように、本制御系は検出エリア内に存在する被検出
物のうち動いているものにのみ反応して給水を行うとと
もに、固定状態のものには反応せずに止水する。なお、
単に放水口24aから水が出ているのみでは一本の線とな
るため固定状態として反応し、すぐに止水する。また、
コップに水を入れる場合等にはコップを手に持っている
ため、手の振れによって反応する。コップの場合にはそ
の形状によって反射波が指向性をもち、コップが比較的
遠ざかった位置でも反応する。また、バケツ等の容器を
流しに置いて水を汲む場合には容器に入った水の揺れに
反応する。

また、取付は家庭等における水道の蛇口を取り外し、本
自動水栓１に取り換えればよく、素人でも容易にでき
る。

以上、実施例について詳細に説明したが、本考案はこの
ような実施例に限定されるものではない。例えば、超音
波センサとは高周波信号を送信することができる同様の
機能を有する光学センサや赤外線センサ等を含む概念で
ある。その他、回路構成、使用部品等において本考案の
要旨を逸脱しない範囲で任意に変更実施できる。

〔考案の効果〕

このように、本考案に係る自動水栓は被検出物の動きに
対応して給水を行うようにしたため、次のような効果を
得る。

検出エリア内に給水とは関係のない固定状態の物が置
かれたような場合には全く反応しない。このため、誤動
作がなく信頼性の高い自動水栓を提供できる。

動きに感応するため検出エリアに対する距離設定等が
不要となり、検出エリアの設定自由度を飛躍的に高める
ことができるとともに、設置場所を選ばず、汎用性を著
しく高めることができる。

アナログ信号処理のみで足りるため、回路系を極めて
単純化することができ、コスト低減や故障防止による信
頼性向上を達成できるとともに、高速処理が可能とな
り、速やかなバルブ開閉作動を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本考案に係る自動水栓の制御系のブロック回路
図、第２図：同回路図の各部における信号のタイムチャート
図、第３図：同自動水栓の使用状態における外観斜視図、第４図：同自動水栓の縦断側面図。尚図面中 1:自動水栓、2:超音波センサ 3:バルブ、4:制御部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】センサにより検出エリア内における被検出
物の有無を検出するとともに、水路開閉用のバルブを制
御して給水及び止水を行う自動水栓において、前記被検
出物の動きに対応して検出信号（S1）の大きさが変化す
る超音波センサ（２）と、超音波センサ（２）から得る
検出信号（S1）を包絡線検波する検波回路（９）と、検
波回路（９）から得る出力信号（S4）を微分する微分回
路（10）と、微分回路（10）から得る出力信号（S5）の
脈流部分を直流化した出力信号（S6）を出力する波形整
形回路（11）を備えてなる制御部（４）を有し、出力信
号（S6）が出力している間だけバルブ（３）を開制御す
ることを特徴とする自動水栓。