JPH0641794B2 - 自動流体開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、センサーにより流動を自動的に開閉する装
置、特に手を近づけると自動的に開きかつ手を引込める
と自動的に閉じる水道開閉装置に関する。

一般に、水道蛇口は、弁を手で操作することにより水を
出し、かつ手で操作して水を止めていた。このため、弁
操作が大変面倒であると共に、弁を操作する間は手を洗
う等の本来の作業を行うことができず、大量の水を無駄
にしており、更にトイレの手洗いのような場合、手洗い
後も蛇口部分に手と触れて水を止めるため、衛生上問題
があった。

そこで、本発明は、上述欠点を解消すると共に、高い信
頼性と優れた耐久性を有し、更に装置全体を安価に製造
できると共に取付けが容易に行え、そして感電の危険の
少ない高い安全性を確保し、かつ確実な流体の開閉機能
を有する自動流体開閉装置を提供することを目的とする
ものである。

そして、本発明は、弁装置、導出管及び所定空間内の物
体を感知するセンサーからなり、センサーの感知空間に
手等が入ると、弁装置が開いて導出管から水等を流出
し、かつセンサーの感知空間から手等を引込めると、弁
装置が閉じるように構成した自動流体開閉装置におい
て、前記弁装置が、水道管に連通する入口孔、前記導出
管に連通する出口孔及びこれら入口孔及び出口孔の間の
連通路に形成された弁座を有する弁ケースと、該弁座に
対して開閉する弁体と、モータケースに回転自在及び所
定量摺動自在に支持されている回転子を有するモータ
と、弁体に連結しかつ弁ケース又はモータケースに摺動
のみ自在に支持されている弁棒と、を備え、かつ前記回
転子に形成した雌ネジ部と前記弁棒に形成した雄ネジ部
とを螺合して、前記回転子の回転に基づき、前記弁棒を
軸方向に移動して前記弁体を弁座に対して開閉するよう
に構成し、更に、前記回転子を、弁体が弁座に閉塞する
方向に付勢すると共に、該付勢に抗して移動する回転子
により切換えられる第１のスイッチを設け、また前記弁
棒の移動により切換えられる第２のスイッチを設け、そ
して、前記モータケースに、前記モータ、スプリング、
第１のスイッチ及び第２スイッチを収納してユニットと
なし、該ユニットを前記弁ケースに取付け、また、前記
センサーの感知空間に物体が入ったことの感知に基づ
き、前記モータを一方向に回転して、前記弁棒を前記弁
体が開く方向に移動し、かつ前記第２のスイッチの切換
えにより該モータの回転を停止し、また前記センサーの
感知空間から物体が出たことの感知に基づき、前記モー
タを他方向に回転して、前記弁棒を前記弁体が閉じる方
向に移動し、かつ前記第１のスイッチの切換えにより該
モータの回転を停止する制御回路を備えてなることを特
徴とする。

以下、図面に沿って、本発明による実施例について説明
する。

自動水道開閉装置１は、第１図に示すように、弁装置
２、蛇口管３及びセンサー５からなり、洗面台６上に固
設された弁装置２上に蛇口管３が袋ナット４により回動
自在に連結され、更に該蛇口管３先端部にセンサー５が
設置されている。また、センサー５は赤外線感知センサ
ーよりなり、従って所定空間Ｓに手等の人体の一部が入
ると、該入体から発散される赤外線を感知してオンす
る。

また、弁装置２は、第２図に示すように、弁ケース７を
有しており、該ケース７には水道管に連通される入口孔
９、及び蛇口管３に連通される出口孔１０、そして弁座
１１が形成されている。更に、ケース７の側面には摺動
自在に弁棒１２が貫通しており、該弁棒１２はその内方
端に弁体１３が連結・固定されていると共に、外方部分
に雄ネジ１２ａが形成され、更に中間部分にキー溝１２
ｂ又はスプラインが形成されている。また、ケース７側
面には弁棒１２貫通部分にバッキン１５を圧縮して支持
ブラケット１６が固定されており、該ブラケット１６に
は弁棒１２のキー溝１２ｂ又はスプラインに係合するキ
ー１７又はスプライン孔が形成されていると共に、その
外周部はベアリング１８用の支持面になっている。更
に、ブラケット１６には小型モータ１９が固定されてお
り、該モータ１９はモータケース２０に固定されている
固定子２１及びボス２２に固定されている回転子２３を
有している。そして、ボス２２はブラケット１６に支持
されているベアリング１８及びモータケース２０のの支
持面に支持されているベアリング２５により回転自在に
かつ軸方向に所定量摺動自在に支持されていると共に、
ケース２０との間に縮設されたスプリング２６により支
持ブラケット１６方向に付勢されており、更にボス２２
の中央孔部には弁棒１２の雄ネジ１２ａと螺合する雌ネ
ジ２２ａが形成されている。更に、モータケース２０に
は２個の常閉接点からなるマイクロスイッチ２９，３０
が設置されており、スイッチ２９はボス２２がスプリン
グ２６に抗して移動した状態で接触してオフになり、ま
たスイッチ３０は弁棒１２の後端に接触してオフにな
る。従って、モータケース２０に、小型モータ１９、ス
プリング２６及び２個のマイクロスイッチ２９，３０を
収納して、１個のユニットを構成している。

そして、該ユニットを、弁ケース７に取付けるには、ま
ず、ブラケット１６を、弁棒１２がその中心孔を貫通す
るようにして弁ケース７に固定して、キー１７をキー溝
１２ｂに挿入する。一方、モータケース２０に、２個の
マイクロスイッチ２９，３０を取付けると共に、スプリ
ング２６を介装した状態で回転子２３を装着し、該回転
子２３を、止めピン等により回転を阻止して所定位置に
位置決めしておく。そして、該回転子２３等を装着・位
置決めしたモータケース２０を回転して、該ケース２０
に一体の回転子ボス２２を弁棒１２のネジ１２ａに螺入
する。これにより、該回転子等を組込んだモータケース
２０は、ブラケット１６方向に進み、その回転子ボス２
２に装着されているベアリング１８が、ブラケット１６
のボス部に嵌合して、回転子２３は、、その両端部分を
ベアリング１８，２５により支持される状態になる。こ
の状態で、上記止めピン等をケース２０の外部から引抜
くことにより、回転子２３を自由にして、更にモータケ
ース２０をスプリング２６に抗して押付けながら支持ブ
ラケット１６に固定する。なお、該ケース２０の押付け
によるブラケット１６への固定に基づき、スプリング２
６に所定圧縮量が与えられ、この状態で回転子２３によ
りスイッチ２９がオンすると共に、上記スプリング圧縮
力により、弁体１３が弁座１１に密接する。

そして、センサー５、両マイクロスイッチ２９，３０
は、第３図に示すように、直接又はＮＯＴ回路３１を介
して２個のＡＮＤ回路３２，３３に接続しており、更に
これらＡＮＤ回路３２，３３からそれぞれ出力段トラン
ジスタ３５，３６を介してモータ１９の正転用リレー３
７及び逆転用リレー３９に接続している。

本実施例は以上のような構成よりなるので、手や空間Ｓ
内に入ると、手から発散する赤外線をセンサー５が感知
してオンになる。すると、この状態では弁体１３が弁座
１１に密接した閉状態にあるため、弁棒１２にマイクロ
スイッチ３０が接触せずにオン状態にあり、従ってセン
サー５及びスイッチ３０からのＨ信号が共にＡＮＤ回路
３２に入り、ＡＮＤ回路３２が出力して、トランジスタ
３５を介して正転用リレー３７をオンに切換える。これ
により、モータ１９は正転方向に回転し、ボス２２の雌
ネジ２２ａが弁棒１２の雄ネジ１２ａに螺合して弁棒１
２を第２図右方即ち開方向に移動し、弁体１３は弁座１
１から離れて開状態となり、蛇口管３から水が流れる。
そして、弁体１３が一杯に開いて弁棒１２後端がスイッ
チ３０に接触すると、該スイッチ３０はオフになって、
ＡＮＤ回路３２の出力は断たれ、モータ１９は弁開位置
にて停止する。

更に、手を洗い終って空間Ｓから引込めると、センサー
５は手からの赤外線を感知しなくなり、オフになる。す
ると、該弁装置１の開状態では、ボス２２はスプリング
２６によって前方位置にあるため、マイクロスイッチ２
９はボス２２に接触せずにオン状態にあり、従って、Ａ
ＮＤ回路３３にセンサー５からのＮＯＴ回路３１を介し
たＨ信号及びスイッチ２９からのＨ信号が送られ、ＡＮ
Ｄ回路３３が出力して、トランジスタ３６を介して逆転
用リレー３９をオンに切換える。これにより、モータ１
９は逆転方向に回転し、弁棒１２を閉方向に移動する。
そして、弁体１３が弁座１１に密接して閉状態になる
と、それ以上の弁棒１２の移動は阻止されるので、ボス
２２が雌ネジ２２ａ及び雄ネジ１２ａの螺合に基づきス
プリング２６に抗して第２図右方向に移動する。する
と、スイッチ２９がボス２２に接触してオフになり、Ａ
ＮＤ回路３３の出力は断たれて、モータ１９は弁閉位置
にて停止する。なお、上述弁装置２の開閉操作は、短時
間になされるので、モータ１９が回転している間は極め
て僅かである。また、弁閉位置にては、スプリング２６
により付勢されて、弁体１３が弁座１１に完全に密着保
持されるので、蛇口管３から水が漏れることはない。

また、上述実施例では、弁棒１２従ってモータ１９等を
弁ケース７の入口側に配置したが、これを出口側即ち第
２図左側面に配置して、パッキン１５からの水の漏れを
更に少なくして、安全性の向上を図っても良い。

また、上述実施例は、センサー５として赤外線感知セン
サーを用いたが、モーションセンサを用いたもの、反射
型超音波スイッチを用いたもの、又は反射型、放射型光
電スイッチを用いたもの等の他のセンサーでもよく、要
は、洗面台６近傍の所定空間Ｓに手等の物体が入ったこ
とを感知するセンサーであればよい。また、センサー５
の取付け位置は蛇口管先端部に限らず、第１図鎖線で示
すように、弁装置２上に設けてもよく、要はセンサー５
が開閉装置１に一体に組込まれていればよい。

以上説明したように、本発明によれば、センサー５の感
知空間Ｓに手等の物体が入ると、弁装置２が開いて導出
管３から水等の流体が流出し、かつセンサー５の感知空
間Ｓから物体が出ると、弁装置２を閉じるようにしたの
で、弁操作を必要とせず、極めて容易に手洗い等の本来
の作業を行うことができると共に、水等の流体の無駄を
なくすことができ、更に本発明をトイレの手洗い用水道
開閉装置１に用いた場合、蛇口部分に一切手を触れる必
要がないため、極めて衛生的である。また、モータ１
９、スイッチ２９，３０、弁体１３及び弁棒１２等の極
めて安定した部品からなり、かつモータ１９の回転に基
づき、ネジ結合により弁体１３を操作するので、故障等
の不具合の発生することのない高い信頼性を備えると共
に、優れた耐久性を保証することができる。更に、モー
タ１９の回転運動を、雌ネジ部２２ａ及び雄ネジ部１２
ａにより機械的に大幅に増力して往復動に変換するの
で、モータ１９に付与する電気エネルギは小さくて足
り、モータを小型で安価なものにすることができると共
に、該モータの制御装置も簡単なもので足り、弁構造が
簡単なことと相俟って、装置全体を安価に提供すること
ができる。そして、弁体１３の開閉時のみ、モータ１９
に電気エネルギが供給され、流体の使用中及び非使用中
は通電されていないので、例えモータ１９部分に漏電が
発生しても、使用中の水を通して感電する危険は少な
く、前記小さな電気エネルギで足りることと相俟って、
高い安全性を確保することができる。更に、弁体１３
は、非可逆性のネジ結合により操作されると共に、その
閉塞時は、スプリング２６等により弁座１１に付勢され
ているので、弁体１３を閉じ位置に確実に保持して水漏
れを防止できると共に、弁体１３はネジ結合により所定
量移動するので、使用時には充分な流量を確保すること
ができる。また、センサー５は所定空間Ｓ内の物体を感
知するので、身長の差等により手の入る位置が異って
も、確実に手等を感知することができ、正確に水等を出
すことができる。更に、モータケース２０は、ブラケッ
ト１６と共に、モータ１９の回転子２３を回転及び摺動
自在に支持し、かつ該回転子２３に形成された雌ネジ部
２２ａを弁棒１２に形成された雄ネジ１２ａに螺合して
弁体１３を直接駆動し、かつ回転子２３はスプリング２
６にて付勢されると共に第１のスイッチ２９を直接操作
し、かつ弁棒１２が第２のスイッチ３０を直接操作する
ので、モータケース２０に、モータ１９、スプリング２
６及びスイッチ２６，３０を収納して、コンパクトな構
成からなるユニットを構成し、該ユニットを、ブラケッ
ト１６を介して弁座１１を有する弁ケース７に装着すれ
ばよく、取付けが極めて簡単となり、特に弁ケース７
は、通常の蛇口に用いられている玉形弁をそのまま用い
ることもでき、水道設備を大幅に変更することなく、単
にモータ１９、スプリング２６及び２個のスイッチ２
９，３０からなるコンパクトなユニットをアタッチメン
トとして取付ければよく、極めて容易に本発明に係る自
動流体開閉装置を適用することができる。また、センサ
ー５に赤外線感知センサーを用いると、所定空間Ｓに入
った手等の人体から発散する赤外線を感知して正確に応
答するので、誤動作をなくして、信頼性の高い自動水道
開閉装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した自動水道開閉装置を示す斜
視図、第２図はその弁装置を示す断面図、第３図はその
電気回路図である。 １……自動流体開閉装置（自動水道開閉装置）、２……
弁装置、３……導出管（蛇口管）、５……センサー、７
……弁ケース、９……入口孔、１０……出口孔、Ｓ……
所定空間、１１……弁座、１２……弁棒、１２ａ……雄
ネジ（部）、１３……弁体、１９……（小型）モータ、
２０……ケース、２２……ボス、２２ａ……雌ネジ
（部）、２３……回転子、２９……第１の（マイクロ）
スイッチ、３０……第２の（マイクロ）スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁装置、導出管及び所定空間内の物体を感
   知するセンサーを備え、センサーの感知空間に物体が入
   ると、弁装置が開いて導出管から流体を流出し、かつセ
   ンサーの感知空間から物体が出ると、弁装置が閉じるよ
   うに構成した自動流体開閉装置において、 前記弁装置が、水道管に連通する入口孔、前記導出管に
   連通する出口孔及びこれら入口孔及び出口孔の間の連通
   路に形成された弁座を有する弁ケースと、 該弁座に対して開閉する弁体と、 モータケース及びブラケットに回転自在及び所定量摺動
   自在に支持されている回転子を有するモータと、 前記弁体に連結しかつ弁ケース又はブラケットに摺動の
   み自在に支持されている弁棒と、を備え、 かつ前記回転子に形成した雌ネジ部と前記弁棒に形成し
   た雄ネジ部とを螺合して、前記回転子の回転に基づき、
   前記弁棒を軸方向に移動して前記弁体を前記弁座に対し
   て開閉するように構成し、 更に、前記回転子を、弁体が弁座に閉塞する方向に付勢
   するスプリングを設けると共に、該付勢に抗して移動す
   る回転子により切換えられる第１のスイッチを設け、 また、前記弁体が開位置となる前記弁棒の移動により切
   換えられる第２のスイッチを設け、 そして、前記モータケースに、前記モータ、スプリン
   グ、第１のスイッチ及び第２スイッチを収納してユニッ
   トとなし、該ユニットを前記ブラケットを介して前記弁
   ケースに取付け、 更に、前記センサーの感知空間に物体が入ったことの感
   知に基づき、前記モータを一方向に回転して、前記弁棒
   を前記弁体が開く方向に移動し、かつ前記第２のスイッ
   チの切換えにより該モータの回転を停止し、また、前記
   センサーの感知空間から物体が出たことの感知に基づ
   き、前記モータを他方向に回転して、前記弁棒を前記弁
   体が閉じる方向に移動し、かつ前記第１のスイッチの切
   換えにより該モータの回転を停止する制御回路を備えて
   なる、 ことを特徴とする自動流体開閉装置。