JPH07229183A

JPH07229183A - 自動水栓

Info

Publication number: JPH07229183A
Application number: JP33457394A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Hamanaka; 龍美濱中; Mitsuyoshi Seki; 充良関; Toshiyuki Murahashi; 利行村橋; Takatoshi Kawabata; 学利川幡
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】手感知センサを有して自動的に吐水の開始／
停止を行う自動水栓において、陶器や流水の誤検知がな
く、手だけを正確に検知できるようにする。また、充分
広い手洗い空間を洗面ボウル内に確保する。【構成】水栓本体１内に手感知センサＳが配置され
る。スパウトＡ２からは、水平より僅かに下向きで吐水
される。手感知センサは、投光器と受光器とを有する。
投光器の投光領域と受光器の受光領域とが重なった領域
（検知領域）の指向軸ｄが、吐水流と交差し、かつ、交
差角度が水流の大小に関わり無く常に７０度以下となる
ように調整されている。受光器により検出された反射光
レベルに基づいて、吐水の開始／停止が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手の挙動を感知して、
自動的に吐水・止水を行う自動水栓に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、陶器等の洗面器に取付けられる水
栓の一形態として、同水栓内に、手の挙動を感知する光
電センサ等の手感知センサを取付けたものがある。

【０００３】かかる水栓は、通常、その先端部付近に吐
出口を設けている。しかも、吐出口は略真下方向へ開口
しており、水を下方に向かって吐出するものが一般的で
ある。

【０００４】また、手感知センサの取付け位置は吐出口
の近傍であって、水を感知しないように、そのセンサ指
向方向の軸線が吐出される流水から略平行にずらされて
いる。しかし、この配置では、陶器を手として誤検知す
るおそれがある。

【０００５】陶器の誤検知を避けるため、手感知センサ
を水栓の取付基部近傍に設けたものもある。この場合
は、センサ指向方向を、吐出口からの流水から右又は左
にややずらして、流水を感知しないようにしている。し
かし、この配置では、流水内へ手を差し出した時、その
差し出した方向によっては自動水栓が作動しない場合が
ある。

【０００６】一方、センサ指向方向の軸線が吐流水と重
なるようにすると、水を手として誤感知して、いつまで
も水が止まらないといった不具合が発生してしまう。

【０００７】さらに、従来の自動水栓では吐出口からの
吐水方向が上記したように下向きであるため、手洗いの
ための空間は、どうしても洗面器の奥側（水栓取付基部
側）となってしまう。

【０００８】従って、手を洗う時、指先付近が窮屈とな
ってしまい、かつ、水を掌一杯に受けた感じがせず、知
らず知らずのうちに吐水流量がかさばり、無駄に水を浪
費してしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、流水や陶器の誤検知がなく、手だけに正確かつ確実
に反応する自動水栓を提供することにある。

【００１０】また、本発明の別の目的は、自動水栓が取
付けられた洗面器内に十分に広い手洗空間を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
れば、手洗い空間内の手の有無を検知するための手検知
部を備えて、吐水口からの吐水の開始／停止を自動的に
行う自動水栓において、手検知部が、手洗い空間内へ指
向した送信領域に信号波を送る発信器と、手洗い空間内
へ指向した受信領域から前記信号波の反射波を受信する
受信器とを有し、送信領域と前記受信領域とが部分的に
重なり合って検知領域を形成し、検知領域、投光領域及
び受光領域の少なくとも一つが、吐水口からの水流と交
差するように調整されている自動水栓が提供される。

【００１２】ここで、検知領域、送信領域又は受信領域
の指向軸と、吐水口からの水流の軸とのなす角度が７０
度以下であることが望ましい。

【００１３】或は、吐水からの反射波が受信器からはず
れた方向に向かうよう、発信器及び受信器から吐水まで
の距離を十分に長く設定することも、誤検出をなくすた
めに望ましい。

【００１４】更に、吐水口に水を導く管路に、吐水口か
らの水流を水量に関わらず滑らかな棒状に形成するため
の整流要素を設ける、或は、吐水口からの水流を散水に
形成するための散水要素を設けることも、誤検出をなく
すために有効である。

【００１５】幾つかの好適な実施例では、送信器を投光
素子とし受信器を光電センサとし、投光素子と光電セン
サとを同一平面上に６０ｍｍ以下の距離をおいて配置
し、自動水栓の水栓本体に内蔵すると共に、さらに両者
の指向軸を略平行としている。

【００１６】それらの実施例の内の一つでは、吐水口か
ら略平行に放物線を描いて水流を吐出させるようにし、
且つ、投光素子と光電センサの投光領域及び受光領域の
双方と水流との交差角度を、流量の大小に関わらず常に
７０度（好ましくは６５度）以下となるように調整して
ある。

【００１７】また、それら実施例の内の別のものでは、
吐水口から水流を鉛直に吐出させ、且つ吐水口からの水
流と前記センサまでの水平距離を例えば７０ｍｍ以上の
ような充分に長い距離に設定している。或は、吐水口か
らの水流と前記センサまでの垂直方向距離を３５ｍｍか
ら４５ｍｍの間とし、且つセンサまでの水平方向距離を
６０ｍｍ以上に設定している。

【００１８】本発明の第２の側面によれば、手洗い空間
内の手の有無を検知して吐水口からの吐水の開始／停止
を自動的に行う自動水栓において、吐水口が、水平方向
の下方近傍の方向に吐水するよう方向付けられている自
動水栓が提供される。

【００１９】ここで、給水源からの水圧変動に関わらず
常に適切な位置で適量の水流を手に受けることができる
ように、水圧にかかわらず吐水量を一定に保持するため
の流量調節装置を設けることが望ましい。

【００２０】

【作用】本発明の第１の側面に従う自動水栓において
は、手検知部の検知領域、送信領域又は受信領域が吐水
口からの水流と交差しているため、吐水口の前に手が差
し出されれば、手は確実に検知領域、送信領域又は受信
領域に交差し、確実に手が感知されて吐水が開始され
る。

【００２１】ここで、検知領域、送信領域又は受信領域
の指向軸と、吐水口からの水流の軸とのなす角度を７０
度以下とした場合は、吐水からの反射信号レベルが手か
らの反射信号レベルより明確に小さくなるため、吐水を
手として誤検出する可能性が減る。

【００２２】また、吐水からの反射波が受信器からはず
れた方向に向かうよう、発信器及び受信器から吐水まで
の距離を十分に長く設定した場合には、上記指向軸と吐
水とのなす角度が、例えば８０度のように垂直により近
くても、吐水からの反射波を受信器から受信する量が減
るため、やはり正確な手検知が可能である。

【００２３】更に、吐水口に水を導く管路に整流要素を
設け場合は、水流が棒状に形成されるため、信号波が吐
水を透過しやすくなる。また、散水要素を設けた場合
は、水流が散水となるため、信号波が水流で散乱され
る。何れの場合でも、吐水からの反射信号レベルが手か
らのそれよりも大幅に低くなるので、手検知の精度が向
上する。

【００２４】本発明の第２の側面に従う自動水栓によれ
ば、水流が吐水口からほぼ平行に出て放物線を描くた
め、洗面ボウルの中央附近で水流を手に受けることがで
き、よって、十分に手洗い空間を洗面ボウル内に得るこ
とができる。しかも、ユーザから吐水口が見えるため、
吐水口に向かって手を差し出すのが容易である。

【００２５】ここで、水圧にかかわらず吐水量を一定に
保持するための流量調節装置を設けた場合には、給水源
からの水圧変動に関わらず常に適切な位置で適量の水流
を手に受けることができるので、常に広い手洗い空間が
得られると共に、使いやすい。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により詳細に
説明する。

【００２７】図１は本実施例に係る自動水栓の使用状態
を示す説明図、図２は同自動水栓における水栓部の斜視
図、図３は同水栓部の断面側面図、図４は同水栓部の分
解斜視図、図５は同水栓部の背面図、図６は図５におけ
る矢視図である。

【００２８】〔全体構成〕先ず、自動水栓Ａの全体構成
について以下に説明する。

【００２９】図１に示すように、本実施例における自動
水栓Ａは、水栓本体１や同水栓本体１に取付けた混合湯
水を吐出するスパウトＡ２を具備する水栓部Ａ１と、水
栓本体１に湯水供給チューブ５を介して連結する自動水
栓制御ボックスＣとを具備している。

【００３０】そして、洗面器Ｂの洗面ボウル３０の奥部
に水平面として形成される水栓載置面３０ａに上記水栓
部Ａ１を取付け、上記自動水栓制御ボックスＣを洗面器
Ｂの下方に配設している。

【００３１】なお、上記自動水栓制御ボックスＣ内に
は、ミキシングバルブＶや本自動水栓Ａの制御装置Ｆ、
さらに電源装置Ｅ等を配設している。

【００３２】図２から図４に示すように水栓本体１は、
筒状の外管１１と、同外管１１内に嵌装した筒状の内管
１２とにより構成しており、両管１１，１２は断面視で
略真円に成形している。

【００３３】そして、水栓本体１は、内管１２の基端を
水栓載置面３０ａに固設することにより立設状態として
いる。

【００３４】さらに、水栓本体１の頭部内には、ノズル
取付ヘッド２を収納固定し、同ノズル取付ヘッド２の周
壁には、先端に吐水口を有するノズル管３を、内・外管
１２，１１を貫通し、かつ、水栓本体１の軸線に直交す
る方向に突設している。

【００３５】しかも、水栓本体１の内部には、前記ノズ
ル管３の下方位置に、即ち、吐水口の下方位置に手感知
センサＳを収納装着している。

【００３６】また、上記ミキシングバルブＶと湯水供給
チューブ５との間に定流量弁６を介設しており、同定流
量弁６により、水圧の変動にかかわらず、所定流量以上
には自動水栓Ａからは吐水されないようにしている。

【００３７】ところで、上記した湯水供給チューブ５は
可撓性としており、水栓本体１内での同チューブ５の配
設作業をより容易にすると共に、製造コストの低減を図
っている。

【００３８】本実施例においては、湯水供給チューブ５
を塩化ビニルで形成しており、かかるチューブ５を前記
内管１２中に挿通すると共に、前記ノズル取付ヘッド２
に連結してノズル管３に連通させている。

【００３９】また、上記ミキシングバルブＶに、それぞ
れ、給湯源、給水源に一端が連結した給湯配管７及び給
水配管８の他端をそれぞれ連通連結し、かかる構成によ
って、自動水栓Ａから洗面器Ｂ内へ、適温の混合湯水を
吐出することができるようにしている。

【００４０】次に、上記構成の自動水栓Ａの各部構成に
ついてさらに詳述すると以下の通りである。

【００４１】〔水栓本体１〕図２から図４に示すように
水栓本体１は、筒状の外管１１と、同外管１１内に嵌装
した筒状の内管１２とにより構成しており、しかも、上
記外管１１を金属で形成し、また、内管１２を合成樹脂
で形成し、外観上の美観を損なうことなく、製造コスト
の低減を図ることができるようにしている。

【００４２】そして、前記内管１２の基端を水栓載置面
３０ａに固設することにより水栓本体１を立設状態と
し、さらに、図７に示すように、同記水栓本体１は、水
栓載置面３０ａに対して、前方へ一定の傾斜角α（例え
ば１５度）を有するように立設している。

【００４３】また、水栓本体１は、その内管１２及び外
管１１の裾部を膨出させてスカート部１２ａ，１１ａを
形成したことにも特徴があり、かかるスカート部１２
ａ，１１ａによって、内・外管１２，１１同士の密着性
を向上させると共に、例えば、水栓本体１にノズル管３
を取付ける場合、あるいは取り外す場合に、同内・外管
１２，１１のねじれ防止を図っている。

【００４４】さらに、図５及び図６に示すように、内管
１２のスカート部１２ａの背部に、凸部としての突起３
２を形成すると共に、同突起３２と対応するように、外
管１１のスカート部１１ａには凹部としての切欠溝３３
を形成している。

【００４５】そして、内管１２を外管１１に嵌装する際
に、かかる突起３２と切欠溝３３とを係合させることに
より、外管１１が内管１２の周りを回転しないように構
成している。

【００４６】ところで、上記した突起３２と切欠溝３３
は、それぞれ内管１２と外管１１とに設けているが、外
管１１と内管１２とにそれぞれ逆にして設けることもで
きる。

【００４７】なお、図３中、１８は洗面器Ｂの図示しな
いポップアップ式排水栓の操作杆、図５中、１８ａは操
作杆用溝部、１８ｂは操作杆挿入孔、１８ｃは操作杆用
外孔である。

【００４８】〔スパウトＡ２〕水栓本体１の頭部内に
は、ノズル取付ヘッド２を収納固定しており、同ノズル
取付ヘッド２の周壁には混合湯水吐出用のノズル管３
を、内・外管１２，１１を貫通し、かつ、水栓本体１の
軸線に直交する方向に突設している。

【００４９】即ち、図３及び図４に示すように、内管１
２を外管１１に嵌装した状態で、内管１２の上側にノズ
ル取付ヘッド２を嵌装すると共に、ノズル取付ヘッド２
に設けたナット収納部２ａ内に、方形状のノズル固定ナ
ット９を収納配設する。

【００５０】そして、ノズル取付ヘッド２の前側壁に、
水栓本体１（内管１２及び外管１１）の前側壁を貫通し
た状態でノズル管３の基部３ａを挿通し、同基部３ａを
ノズル固定ナット９と螺合させてノズル管３をノズル取
付ヘッド２に直交状態に突設固定している。３ｂは吐水
口、３ｃは後述する吐出キャップ１０と螺合する雄ねじ
部、２７はノズル取付ヘッド２と内管１２との間に介設
するＯリング、２８はノズル管３とノズル取付ヘッド２
との間に介設したＯリングである。

【００５１】また、ノズル管３の外周を被覆するノズル
カバー４を、ノズル管３先端部周面に形成した鍔部３ｄ
と、外管１１との間で挟圧支持している。４ａはノズル
カバー４の内周面に形成した、上記鍔３ｄと当接係合す
る段部、２９はノズル管３とノズルカバー４との間に介
設したＯリングである。

【００５２】さらに、ノズル管３の先端部には、先端に
吐出口１０ａを設けた吐出キャップ１０を螺着してい
る。

【００５３】上記吐出口１０ａは、ノズル管３の軸線方
向に開口しているので、使用者から吐出口１０ａがはっ
きり見えるので使い勝手が良くなる。

【００５４】なお、上記カバー４は、図２、図３、及び
図４に示すように、円筒状に形成すると共に、基端を外
管１１の外周に密着するように、同外管１２の外周の曲
率に合わせた円弧状に形成し、さらに、先端部にて、上
部を下部よりも伸延状態として上記吐出キャップ１０を
覆うようにして見栄えをよくしている。

【００５５】上記の構成により、混合湯水は、図１に示
すように、ノズル管３の軸線方向へ向けて放物線状に吐
出されることになる。

【００５６】従って、洗面ボウル３０内に広い手洗空間
が得られ、そして、自然な形で水を掌一杯に受けること
ができるようになり、よって、無駄に吐水量を増加させ
たりせず、必要最小限度の消費水量で快適な手洗いが可
能となり、節水効果を生起することができる。

【００５７】しかも、本実施例では、吐水方向の角度は
水平面に対して、下方へ水栓本体１の前傾角度α（１５
度）だけ下方に向くようにしている。

【００５８】これは、洗面ボウル３０内に十分に広い手
洗い空間を得るための最適な手洗い位置を決定するため
に実験した結果から得たものであり、これにより、吐水
の描く放物線上において、使用者はゆったりと手洗いを
行うことができる。

【００５９】なお、図３及び図４中、２６は吐出キャッ
プ１０内に、重合状態に配設した複数の整流板、３１は
吐出キャップ１０をノズル管３の雄ねじ部３ｃに螺着す
る際に螺着用工具を係合するための溝部である。

【００６０】また、本実施例において、上記吐出キャッ
プ１０を先尖状に形成しており、その先端に設けた吐出
口１０ａの口径Ｄをキャップ１０の水路長の1.２倍のサ
イズとしている。これにより、吐出流量にかかわらず棒
状の吐出水を流出可能とすることができる。なお、かか
る口径Ｄについては、前述した手感知センサＳとの関係
で決定したものであり、後に詳述する。

【００６１】図４中、２ｂはノズル取付ヘッド２に設け
たノズル挿通孔、１１ｂ，１２ｂは外管１１及び内管１
２にそれぞれ設けたノズル挿通孔であり、各ノズル挿通
孔２ｂ，１１ｂ，１２ｂの中心を前記吐出ノズル３の軸
線に一致するようにして内管１２を外管１１に嵌装し、
さらに、内管１２の上側にノズル取付ヘッド２を嵌装し
ている。

【００６２】〔手感知センサＳ〕図２に示すように、水
栓本体１の内部で、上記ノズル管３の下方位置におい
て、水栓本体１の略中央に、所定間隔（例えば、１６ｍ
ｍ）をおいて上下に並んだ赤外線投光器４０と光電セン
サ４１とを有する手感知センサＳを収納装着している。
図３に示すように、投光器４０と光電センサ４１はそれ
ぞれ、ほぼ平行に指向された投光領域４２と受光領域４
３とを有し、投光領域４２と受光領域４３とが重った領
域４４に存在する物体を検知することができる。以下、
この重なった領域４４を検知領域という。この検知領域
４４の方向は、吐水流量の大小にかかわらず、吐水流と
交差するよう調整されている。

【００６３】ここで、投光領域４２及び受光領域４３の
広がり角は、センサＳ直前で各々の指向軸の左右約１５
゜、約２０ｃｍ離れたところで各々の指向軸の左右約７.
５゜である。即ち、距離が遠くなるに従って投光領域４
２及び受光領域４３は指向軸に対し漸次指向角を狭くし
ている。

【００６４】尚、吐水口から約５〜２０ｃｍの範囲に手
が差し出されることが経験上知られている。従って、こ
の範囲を感知させるよう手感知センサＳを配置しなけれ
ばならない。そのためには、その範囲の中とセンサＳと
の間の最も離れた距離である約２００ｍｍを感知できる
ように、少なくとも投光器４０と受光器４１との距離は
理論的には２００（ｍｍ）×２×ｔａｎ７.５゜＝５２.
７（ｍｍ）以内であればよく、また、実験では６０（ｍ
ｍ）以内であれば実使用上問題のないことが判明した。

【００６５】さて、図３及び図４に示すように、水栓本
体１の外管１１前側部にセンサ窓１３を設けると共に、
内管１２には、前記センサ窓１３と対応する位置にセン
サ取付孔１４を設け、さらに、同取付孔１４にセンサ取
付用蓋体１５を嵌着している。

【００６６】そして、同蓋体１５内側に手感知センサＳ
を配設しており、従って、手感知センサＳの着脱を容易
にすると共に、組立性を向上させることができる。

【００６７】なお、図３において、１７は手感知センサ
Ｓと自動水栓制御ボックスＣ内に配設した制御装置とを
接続する導線である。また、図４中、１６はセンサ取付
用蓋体１５に設けたセンサ透孔であり、上記センサ窓１
３と対応した位置に穿設されている。

【００６８】また、手感知センサＳの検知領域４４は、
図７に示すように、検知領域４４の指向軸ｄと吐水軸線
との交わる角度θが流量のいかんにかかわらず常に６５
度以下となるように、水平から若干下方に向けられてい
る。つまり、止水際に流量が少なくなり、吐水角度が垂
直に近づいても、前記６５度を越えることはない。

【００６９】これは、吐水からの反射光を手感知センサ
Ｓが過剰に受光しないようにするためである。この目的
のためには、０°＜θ＜７０°であるべきことが実験的
に判明している。しかも、検知領域４４は、一般的な洗
面器Ｂの大きさ及び自動水栓Ａの設置個所の観点から、
人間が最も手を動かしやすく、且つ吐出される水の下方
で手を差し出した状態を維持しやすい位置に位置決めさ
れている。

【００７０】このように、検知領域４４の指向軸ｄと吐
水軸線とのなす角度θを７０度以下としたことにより、
吐水からの過剰な反射光を受けることがなく、しかも、
手の位置と検知領域とが一致し易く、手洗い空間におけ
る手の動きを容易に識別することができ、よって、同手
感知センサＳが吐水を誤検知することによる誤作動を防
止できる。

【００７１】ここで、上記手感知センサＳと、前述した
吐出キャップ１０の吐出口１０ａの口径Ｄと水路長との
関係について説明する。

【００７２】手感知センサＳが吐水から手をしゅん別す
るためには、吐水の状態を可及的に一定とする必要があ
り、常に、安定した棒状の吐水となるようにすることが
望ましい。

【００７３】そこで、吐出口１０ａの口径Ｄを吐出キャ
ップ１０の水路長とをそれぞれ漸次変化させた吐出状態
を見ていくと、実験により、水路長に対する口径Ｄの比
ｒが１.２以下であるときに吐水が最も安定した棒状の
形態を保つことが分かった。

【００７４】以下、図８〜図１０に示す実験データを参
照しながら手感知センサＳ、洗面器Ｂ、及び上記口径Ｄ
／水路長の比ｒとの関係について説明する。

【００７５】図８及び図９は、上記比ｒを３.３とした
ときの、通常吐水の場合と、流量を絞った場合とにおい
て、手感知センサＳが受光する各反射光（洗面器Ｂ、
手、吐水からの反射光）の変化を電気的に変換し、しか
も、洗面器Ｂを形成する陶器の反射レベルの高低で分け
て図示したものである。尚、図８から図１０において、
反射光の変化は光電センサの出力電圧（Ｖ）の波形とし
て示されており、ここで、出力電圧（Ｖ）が低い程反射
光レベルは高いことを意味する。

【００７６】図８に示すように、吐出流量が５リットル
／分以上の十分な場合は、吐水の形状は棒状を保ってお
り、手感知センサＳが洗面器Ｂを形成する陶器のみを感
知している領域（ａ）、そこに手が差し出され、吐水が
なされて手を洗っていることを感知している領域
（ｂ）、手が除かれて吐水のみを感知している領域
（ｃ）、及び、吐水が止まり、再び陶器のみを感知して
いる領域（ｄ）における波形を見ると、陶器の反射レベ
ルが低い場合は、手を洗っている場合の変動が大きく、
陶器のみの場合や吐水と陶器のみの場合との区別がはっ
きりしており、手感知センサＳの作動状態は良好であ
る。

【００７７】また、陶器の反射レベルが高い場合も、手
を洗っている場合の変動が大きく、陶器のみの場合や吐
水と陶器のみの場合との区別はつくが、吐水状態から陶
器のみを感知する止水状態との間にも変動がある。これ
は、手が除かれても、吐水状態を手がある場合と誤感知
するおそれがあることを示している。

【００７８】一方、図９に示すように、吐出流量を絞
り、５リットル／分以下にすると、吐水の形が崩れて棒
状からねじれた状態となってしまい、陶器の反射レベル
が低い場合は、手が除かれて吐水のみを感知している領
域（ｃ）においても波形に若干の乱れが生じている。

【００７９】そして、陶器の反射レベルが高い場合に
は、手が除かれて吐水のみを感知している領域（ｃ）に
おける波形の乱れが大きく、これでは、手と誤感知する
おそれが多分にあることが分かる。

【００８０】これに対して、図１０に示すように、上記
ｒを１.２としたものでは、全吐水流量領域において、
吐水の形状が棒状に保たれており、陶器の反射レベルが
低い場合でも、陶器の反射レベルが高い場合において
も、手洗いのときの波形の変化が大きく、他の陶器のみ
を感知している領域（ａ）、吐水のみを感知している領
域（ｃ）、及び、吐水が止まり、再び陶器のみを感知し
ている領域（ｄ）では波形の乱れが殆どなく、しかも、
略同レベルとなっている。

【００８１】従って、手感知センサＳは、手を確実に識
別することが可能となり、自動水栓Ａは誤作動を起こす
ことがない。

【００８２】このように、充分に吐出しているときに
も、また、止水寸前の状態であっても吐水を安定した棒
状の形態に維持できるので、吐水からの受光量の変化を
可及的に小さくすることができる。

【００８３】従って、手を自動水栓Ａから離しても混合
湯水が出放しになったり、あるいは、手を差し出しても
吐水しなかったりすることがない。

【００８４】次いで、水栓本体１を水栓載置面３０ａに
固設する取付構造について、以下に説明する。

【００８５】水栓本体１の水栓載置面３０ａへの取付構
造は、図３に示すように、内管１２の基端に、水栓取付
座２１を嵌合して連結固定すると共に、同取付座２１の
上側に、内管係合体２２を配設し、同係合体２２及び前
記水栓取付座２１に螺合する取付ボルト２０を水栓載置
面３０ａの裏側まで伸延させている。

【００８６】そして、水栓載置面３０の裏部に、ワッシ
ャ２３等を介して緊締用座板２４を当接し、同座板２４
に前記取付ボルト２０を挿通し、さらに、同ボルト２０
に緊締ナット２５を螺合している。

【００８７】このように構成することにより、上記緊締
ナット２５を締め付ければ、上記内管係合体２２と緊締
用座板２４との間で、内管１２は水栓載置面３０ａに強
力に固定されることになる。

【００８８】上記の実施例においては、以下のような利
点が得られる。

【００８９】吐水口の下方に、受光量の変化により
手、吐水、あるいは陶器を識別する手感知センサを取付
け、同手感知センサのセンサ指向方向が、水平面に対し
て上下方向へ一定の偏倚角以上で、かつ、平面視におい
て、吐水の中心軸に対して左右に一定の夾角以内にある
ように構成したので、手洗いのために手が差し出された
ときには手を確実に感知する。

【００９０】また、吐水時において、手感知センサは吐
水からの過剰な反射光を受けることがないので作動がよ
り確実となる。

【００９１】また、手感知センサが吐水口の下方に位置
するので、手を洗う場合に、手を洗面器の奥部にもって
いかなくてもよく、洗面器内のゆったりとした手洗い空
間となる最適な手洗い位置で手洗いが可能となる。従っ
て、手洗いが快適となり、しかも、無駄な吐水を行わな
くてすむので節水効果があり経済的である。

【００９２】吐水口の口径を吐水口の水路長の１．２
倍としたことにより、吐出流量にかかわらず、棒状の吐
水を流出可能とし、上記手感知センサが受光する吐水か
らの反射光の変化を可及的に小さくしすることが出来
た。そのため、吐出口からの吐水が十分に吐水されてい
るときも、また、止水寸前の状態であっても、吐水は棒
状の形態を保つことができ、吐水の形状変化がないので
手感知センサが誤感知することがない。

【００９３】従って、手を自動水栓から離しても混合湯
水が出放しになったり、あるいは、手を差し出しても吐
水しなかったりすることがない。

【００９４】図１１〜図１３は、本発明の第２の実施例
に係る水栓の構造を示す。図１１はこの水栓の正面図、
図１２は背面図、図１３は図１１のＸ−Ｘ線での断面図
である。

【００９５】本実施例に係る水栓は、円柱状の水栓本体
５０１と、水栓本体５０１の上端部に取り付けられた、
水鳥の首のごとく細長く湾曲した吐水管５０２とを備え
る。水栓本体５０１は、図示しない洗面ボウルの渕の適
宜箇所上に、僅かに前方に傾いて立った姿勢で設置され
る。この傾斜姿勢で、吐水管５０２の先端の吐水口５０
３がちょうど真下を向き、よって、吐水流の軸Ｗは流量
の大小に関わらず常に鉛直下向きである。吐水口５０３
の位置は、前面ボウルの底面から十分に高く、且つ水栓
本体５０１から十分に離れており、それにより、吐水口
５０３の下方に十分に広い手洗い空間を得ることができ
る。

【００９６】この水栓の細かい部分の構造は、上記した
ユニークな全体的形態に適合させるための設計上のアレ
ンジを除き、前述した幾つかの実施例のそれと実質的に
同様であるから、詳細な説明は省略する。以下、手感知
センサＳについてのみ説明する。

【００９７】水栓本体５０１内には手感知センサＳが内
蔵されている。水栓本体５０１の前面壁に穿たれた窓５
０４を通して、手感知センサＳの投光領域５０５及び受
光領域５０６が前方の手洗い空間へ向かって、互いにほ
ぼ平行に広がっている。投光領域５０５と受光領域５０
６とが重なった領域５０７が、物体を検知するための検
知領域である。検知領域５０７の指向軸ｄは、吐水流の
軸Ｗと交差するように調整されている。

【００９８】図１４は、手感知センサＳと吐水口５０３
からの吐水流軸Ｗとの位置的関係を示したものである。

【００９９】手感知センサＳと吐水流軸Ｗとの距離を
ｌ、手感知センサＳの検知領域の指向軸始点と吐水口５
０３との垂直距離をＬ、手感知センサＳの検知領域５０
７の指向軸ｄと吐水流軸Ｗとのなす角度をθとし、吐水
流量を５リットル／分一定とし、さらに整流要素として
は水路長に対する口径Ｄの比ｒ＝１.２の物を用いて、
以下の範囲内でｌ、Ｌ、θを各々パラメータとして手を
近付け吐水を開始させ、止水に至るかの実験を行った。

【０１００】５５≦ｌ≦８０、２０≦Ｌ≦５０、６５゜≦θ≦９０゜（尚、ｌ、Ｌは５ｍｍ刻み、θは５゜刻み）上記実験の結果、 θ、Ｌ全範囲でｌ≧７０ｍｍ θ全範囲でｌ≧６０ｍｍでかつ３５ｍｍ≦Ｌ≦４５ｍ
ｍｌ、Ｌ全範囲でθ≦７０゜であれば、何等誤動作しないことが判明した。

【０１０１】この水栓では、吐水流が流量に関係なく一
定位置にあり、そのため手感知センサと吐水流軸Ｗとの
距離は一定である。従って、上記実験結果をもとに水栓
及び洗面ボウルのサイズ等を考慮し、上記範囲内で設計
することが好ましい。

【０１０２】図１５〜図１９は、本発明に係る自動水栓
における、手感知センサに関する種々のバリエーション
を示す。

【０１０３】図１５は、水栓本体６０１において、手感
知センサＳを吐水口６０２よりも上方の位置に配置した
例を示す。手感知センサＳの検知領域の指向軸ｄは吐水
流の軸Ｗと交差しており、吐水の誤検知を避けるため
に、軸ｄとＷの交差角度θは７０度以下であるように調
整される。

【０１０４】さらに、図１５に示した例では、検知領域
の指向軸ｄが、洗面ボウルＢの底面にて水栓６０１と反
対の方向へ反射するように、調整されている。これによ
り、洗面ボウルを手として誤感知する可能性が一層低減
する。

【０１０５】図１６は、手感知センサＳの受光領域７０
３を、その指向軸ｄ１が吐水流軸Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３と交
差するようにした例を示す。図１７は、投光領域７０４
を、その指向軸ｄ２が吐水流軸Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３との交
差するようにした例を示す。いずれの場合も、吐水の誤
検知を避けるため、交差角度θ１又はθ２を７０度以下
とすることが望ましい。

【０１０６】受光領域７０３と投光領域７０４との位置
的なずれが手のサイズに比較して十分小さい通常の手検
知センサＳを用いる限り、図１６又は図１７の例のよう
に受光領域７０３と投光領域７０４のいずれか一方だけ
を吐水流に交差させるようにしておいても、検知領域が
吐水流と交差してなくても、手洗いのために差し出され
た手はほぼ確実に検知領域に入ることになるため、手を
確実に検知することができる。

【０１０７】図１８及び図１９は、洗面ボウルＢ上で、
手検知センサＳを水栓本体８０１から離れた別の位置に
取り付けた例を示す。この場合も、センサＳの検知領域
は吐水流Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３と交差するように調整され
る。そして、検知領域の指向軸ｄと疎水流Ｗ１、Ｗ２、
Ｗ３とのなす角度θは、７０度以下であることが望まし
い。

【０１０８】図２０は、手検知センサＳの投光素子９０
２と受光素子９０３とを、水平方向に並べて配置した例
を示す。尚、手検知センサＳは、実線で示すような水栓
本体９０１に内蔵されたタイプ、及び、破線で示すよう
な水栓本体９０１から独立したタイプ、のいずれでも構
わない。

【０１０９】このように、投光素子９０２と受光素子９
０３とを横に並べた場合には、センサＳのホルダーの型
が簡単となり型代を安価にできるというメリットと、セ
ンサＳのプリント基板上への素子９０２、９０３のを配
置が容易になるというメリットが得られる。一方、前述
の実施例のように投光及び受光素子を上下に配置したも
のでは、水栓本体を細いスタイルにのデザインできると
いうメリットがある。尚、投光及び受光素子を上下に配
置した水栓は、図２１に示すように盛り上がったリム９
０４をもつ洗面ボウルＢに設置された場合に、特に投光
素子からの光がリム９０４によって遮られることがない
よう、投光素子９０５を受光素子９０６の上方に配置す
ることが望ましい。

【０１１０】以上、本発明の幾つかの実施例を説明し
た。しかし、本発明はその要旨を逸脱することなく、上
記実施例以外の種々の態様でも実施できることを当業者
は容易に理解できるはずである。例えば、光センサに限
らず、超音波センサ等の非接触型のアクティブセンサを
用いた自動水栓にも本発明を応用することができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の側
面によれば、流水や陶器の誤検知が少なく、手だけを精
度よく検知できる自動水栓を提供することができる。

【０１１２】また、本発明の第２の側面によれば、自動
水栓が取付けられた洗面器内に十分に広い手洗空間を提
供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動水栓の一実施例の使用状態
を示す説明図である。

【図２】同自動水栓における水栓部の斜視図である。

【図３】同水栓部の断面側面図である。

【図４】同水栓部の分解斜視図である。

【図５】同水栓部の背面図である。

【図６】図５のＰによる矢視図である。

【図７】手感知センサの取付け状態を示す説明図であ
る。

【図８】手感知センサと吐出口の口径との関係を示す
説明図である。

【図９】手感知センサと吐出口の口径との関係を示す
説明図である。

【図１０】手感知センサと吐出口の口径との関係を示
す説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施例に係る水栓を示す正
面図である。

【図１２】同水栓の背面図である。

【図１３】図１１のＸ−Ｘ線での断面図である。

【図１４】同水栓における手感知センサと吐水流との
位置的関係を示した側面図である。

【図１５】手感知センサの別の配置例を示す側面図で
ある。

【図１６】手感知センサと吐水流との別の位置関係例
を示す側面図である。

【図１７】手感知センサと吐水流との更に別の位置関
係例を示す側面図である。

【図１８】手検知センサを水栓本体から離れた別の位
置に取り付けた水栓を示す正面図である。

【図１９】同水栓の側面図である。

【図２０】手検知センサの投光素子と受光素子とを水
平方向に並べて配置した水栓を示す正面図でる。

【図２１】手検知センサと洗面ボウルの盛り上がった
リムとの位置関係を示す側面図である。

【符号の説明】

１水栓本体３ノズル管１０ａ吐出口３０洗面ボウル４２投光領域４３受光領域４４検知領域Ｂ洗面器Ｓ手感知センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村橋利行福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者川幡学利福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手洗い空間内の手の有無を検知するため
の手検知部を備えて、吐水口からの吐水の開始／停止を
自動的に行う自動水栓において、前記手検知部が、前記手洗い空間内へ指向した送信領域に信号波を送る発
信器と、前記手洗い空間内へ指向した受信領域から前記信号波の
反射波を受信する受信器とを有し、前記送信領域と前記受信領域とが部分的に重なり合って
検知領域を形成し、前記検知領域、前記送信領域及び前記受信領域の少なく
とも一つが、前記吐水口からの水流と交差するように調
整されていることを特徴とする自動水栓。
【請求項２】請求項１記載の自動水栓において、前記
検知領域の指向軸と前記水流の軸とのなす角度θが７０
度以下であることを特徴とする自動水栓。
【請求項３】請求項１記載の自動水栓において、前記
送信領域の指向軸と前記水流の軸とのなす角度θ1が７
０度以下であることを特徴とする自動水栓。
【請求項４】請求項１記載の自動水栓において、前記
受信領域の指向軸と前記水流の軸とのなす角度θ2が７
０度以下であることを特徴とする自動水栓。
【請求項５】請求項１記載の自動水栓において、前記吐水口に水を導く管路に、前記吐水口からの水流を
水量に関わらず滑らかな棒状に形成するための整流要素
を有することを特徴とする自動水栓。
【請求項６】請求項５記載の自動水栓において、前記整流要素が、前記吐水口を形成している筒状キャッ
プであって、前記吐水口の口径が前記筒状キャップの水
路長の１．２倍であることを特徴とする自動水栓。
【請求項７】請求項１記載の自動水栓において、前記吐水口に水を導く管路に、前記吐水口からの水流を
散水に形成するための散水要素を有することを特徴とす
る自動水栓。
【請求項８】請求項１記載の自動水栓において、前記信号波の前記吐水からの反射波が前記受信器からは
ずれた方向に向かうよう、前記発信器及び受信器から前
記吐水までの距離が十分に長いことを特徴とする自動水
栓。
【請求項９】請求項１記載の自動水栓において、前記送信器を投光素子とし受信器を光電センサとし、前
記投光素子と光電センサとを同一平面上に６０ｍｍ以下
の距離をおいて配置し、前記自動水栓の水栓本体に内蔵
すると共に、さらに両者の指向軸を略平行としたことを
特徴とする自動水栓。
【請求項１０】請求項１記載の自動水栓において、前記送信器を投光素子とし受信器を光電センサとし、前
記投光素子と光電センサとを前記自動水栓の水栓部に内
蔵すると共に、前記吐水口からの水流と前記センサまで
の距離を水平方向で７０ｍｍ以上としたことを特徴とす
る自動水栓。
【請求項１１】請求項１記載の自動水栓において、前記送信器を投光素子とし受信器を光電センサとし、前
記投光素子と光電センサとを前記自動水栓の水栓部に内
蔵すると共に、前記吐水口からの水流と前記センサまで
の垂直方向距離を３５ｍｍから４５ｍｍの間とし、且つ
センサまでの水平方向距離を６０ｍｍ以上としたことを
特徴とする自動水栓。
【請求項１２】手洗い空間内の手の有無を検知して、
吐水口からの吐水の開始／停止を自動的に行う自動水栓
において、前記吐水口が、水平方向の下方近傍の方向に吐水するよ
う方向付けられていることを特徴とする自動水栓。
【請求項１３】請求項１２記載の自動水栓におい
て、給水源からの水圧にかかわらず吐水量を一定に保持する
ための流量調節装置を備えたことを特徴とする自動水
栓。