JPH0814118B2

JPH0814118B2 - 自動水栓装置

Info

Publication number: JPH0814118B2
Application number: JP14387087A
Authority: JP
Inventors: 隆博道家
Original assignee: 東陶機器株式会社
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS63308124A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、利用者の接近により水洗器などにおける
給水及びその停止を制御することができる自動水栓装置
に関する。

（従来の技術）この種の自動水栓装置は、例えば特開昭59−155666
号、特開昭61−294032号などにおいて知られている。こ
の場合、例えば発光部から赤外線を利用者の接近方向に
一定周期で発射し、利用者が接近し又は手を差し出すこ
とによりこの赤外線を反射しこれを検出することができ
るようにしてある。反射された赤外線を受光部が検知す
ることにより、例えばマルチバイブレータなどのスイッ
チ手段が付勢され、駆動回路を作動させることにより給
水バルブを開くようにしている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、この場合消費電力を低減させるため、発光部
による発光間隔が比較的長くしてある（例えば、１
秒）。このため、利用者が接近して直ちに吐水を要求す
るような場合にも、しばらく待機状態が続くことがあり
使い勝手が悪かった。このような事態は、例えば手を蛇
口に向かって差し出すことによりこれを検知して吐水を
行なう自動吐水型の洗面器などにおいて顕著に生ずる。
また、発光間隔を短くすることにより応答性を向上させ
ることが可能であるが、消費電力を制限する観点からは
望ましくない。

従って、この発明は、利用者の接近により直ちに吐水
し応答性が良好で使い勝手の良い低消費電力の自動水栓
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明の第１の発明によれ
ば、発光素子及び発光素子を含む近接検知手段を有する
赤外線検知ユニットと、この赤外線検知ユニットを駆動
制御する第１の制御回路と、前記赤外線検知ユニットの
検出信号に基づき給水系統を制御する第２の制御回路と
を備えた自動水栓装置において、前記第１の制御回路
は、比較的強い強度で前記発光素子を駆動する第１の制
御モードで前記赤外線検知ユニットを作動させ、前記受
光素子により利用者等からの反射光を受光した後、比較
的弱い強度で前記発光素子を駆動する第２の制御モード
で前記赤外線検知ユニットを作動させるようにする。

また、本発明の第２の発明によれば、発光素子及び発
光素子を含む近接検知手段を有する赤外線検知ユニット
と、この赤外線検知ユニットを駆動制御する第１の制御
回路と、前記赤外線検知ユニットの検出信号に基づき給
水系統を制御する第２の制御回路とを備えた自動水栓装
置において、前記第１の制御回路は、比較的強い強度及
び比較的大きな時間間隔で前記発光素子を駆動する第１
の制御モードで前記赤外線検知ユニットを作動させ、前
記受光素子により利用者等からの反射光を受光した後、
比較的弱い強度及び比較的小さな時間間隔で前記発光素
子を駆動する第２の制御モードで前記赤外線検知ユニッ
トを作動させるようにする。

（作用）第１の発明のような構成によれば、比較的強い強度で
利用者の接近を検知するまでは待機し、一度接近を検出
した後は、比較的弱い強度で検出を切り換える。

また、第２の発明のような構成によれば、比較的強い
強度及び比較的長い時間間隔で利用者の接近を検出する
までは待機し、一度接近を検出した後は、比較的弱い強
度及び比較的短い時間間隔で検出を切り換える。

（発明の実施例）以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明す
る。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示す
ものとする。

第１図はこの発明の実施例に係る自動水栓装置を備え
た、洗面台を示す。この洗面台は、壁に取り付けた洗面
器１に液体石鹸を入れた石鹸ポット２、及びカラン３を
備えている。カラン３は、その先端下側に吐水口４を備
えており、洗面器１に向けて吐水可能となっている。ま
た、カラン３の付け根付近には２組の近接検知手段5,6
を装備する。この近接検知手段5,6は、第２図に示すよ
うに、それぞれ赤外線を発射する発光ダイオード5a,6a
と、この赤外線の反射光を検知するフォトトランジスタ
5b,6bとにより構成する。ここで、近接検知手段５は、
比較的遠くから（例えば、50〜60cm）利用者が接近する
のを検知ためのものであり、発光間隔も比較的長い（例
えば、１秒）第１のモードで駆動する。近接検知手段６
は、第１のモードによる検出の後利用者が手を差し出す
など比較的近くに（例えば、20cm）利用者の身体の少な
くとも一部が接近したのを検知するためのものであり、
発光間隔の比較的短い（例えば0.2秒）第２のモードで
制御する。第３図はこのような近接検知手段5,6による
検知距離の相違を示している。

カラン３からの給水はパイプ７から行なわれ、洗面器
１からの排水は排水管８により行なう。パイプ７は壁面
から伸張する給水管９に連結してあり、制御ボックス19
内の電磁弁９の開閉によりパイプ７へ水を供給し又は遮
断する。すなわち、電磁弁10を開いた場合には、給水管
９からの水が連結管11を介してパイプ７に流れ込み、カ
ラン３の吐水口４から水が出るし、電磁弁10を閉じた場
合には、給水管９からの水は遮断されパイプ７には水が
流れ込まなくなり、カラン３の吐水口４からの給水は停
止する。

このような利用者の近接検知制御及びカラン３の吐水
口４からの給水制御は、制御ボックス19内の制御ユニッ
ト20が実行する。制御ユニット20は、制御ボックス19内
の電池21により電源を供給され、また接続コード22によ
りカラン３の近接検知手段５に信号を供給し又は信号を
受信する。

第４図はこのような近接検知制御及び給水制御を実行
する制御ユニット20を示している。また、第５図は第４
図各部の信号ａ〜ｇを例示するタイミングチャートであ
り、図番符号（ａ）〜（ｇ）は信号の符号ａ〜ｇと一致
している。第４図によれば、制御ユニット20は、主に近
接検知制御を実行する部分30と、吐水制御を実行する部
分40とに大別できる。近接検知制御系統30は、受光トラ
ンジスタ5bに接続した受光ユニット31、アンドゲート3
2、カウンタ33、周波数切換え回路34、発振器35、及び
発光ダイオード5a,6aを駆動する発光制御回路36を備え
ている。また、吐水制御系統40は、受光トランジスタ6b
に接続した発光ユニット41、２つのアンドゲート42,4
3、インバータ44、２つのカウンタ45,46、吐水切換え回
路47、遅延回路48及び吐水駆動回路49を備えている。以
下、これらを説明する。

近接検知制御系統30の受光ユニット31は、カラン３の
近接検知手段５の発光ダイオード5aの反射光を検知する
受光トランジスタ5bを含んでおり、検知した信号を後段
の処理のために成型し又は増幅する。受光ユニット31の
検出信号は、基準幅信号cw1を一方の入力とするアンド
ゲート32で一定幅のパルス信号に成型されて、カウンタ
33に入力される。

カウンタ33はプリセットカウンタであり、入力パルス
数が２となるとパルスｃを１つ出力する。周波数切換え
回路34は、このカウンタ33の出力でセットされ出力信号
ｄの論理を「１」とし、また後述する遅延回路48の出力
によりリセットし信号ｄ＝０とするものであり、例えば
フリップフロップにより構成することができる。発振器
35は２つの発振周波数を有し切換えて出力が可能なもの
であり、例えば周期１秒及び0.2秒の発振周波数を備え
ている。発振器35は、この２つの周波数を周波数切換え
回路34の出力により切換えて発振し、この実施例によれ
ばｄ＝０のときは１秒の周期で発振し、ｄ＝０のときは
0.2秒の周期で発振するようにする。発光制御回路36
は、この発振器35の発振周波数に応じて発光ダイオード
5a又は発光ダイオード6aを選択して発光させるものであ
り、発振周期が１秒のときは待機状態であり、例えば50
〜60cm程度の比較的遠くまでの検知が可能であるような
強度及び方向で発光ダイオード5aを発光させる。また、
発振周期が0.2秒のときは利用者の手の差し出しを検知
する状態にあり、例えば20cm程度の比較的近くの検知が
可能であるような強度及び方向で発光ダイオード5aを発
光させる。

吐水制御系統40の受光ユニット41は、カラン３の近接
検知手段６の発光ダイオード6aの反射光を検知する発光
トランジスタ6bを含んでおり、検知した信号を後段の処
理のために成型し又は増幅する。受光ユニット41の検出
信号は、基準幅信号cw2を一方の入力とするアンドゲー
ト42で一定幅のパルス信号に成型されて、カウンタ45に
入力される。また、受光ユニット41の検出信号は、イン
バータ44を介して基準幅信号cw2を一方の入力とするア
ンドゲート42で一定幅のパルス信号に成型されて、カウ
ンタ46に入力される。

カウンタ45,46はいずれもプリセットカウンタであ
り、それぞれ入力パルス数が２及び７となるとパルスe,
fを１つ出力する。カウンタ45,46の出力パルスe,fはそ
れぞれ吐水切換え回路47の入力信号となる。すなわち、
吐水切換え回路47は、カウンタ45の出力ｅでセットされ
出力信号ｇの論理「１」とし、またカウンタ46の出力ｆ
でリセットし信号ｇ＝０とするものであり、例えばフリ
ップフロップにより構成することができる。吐水切換え
回路47は、その出力信号ｇが論理１の時に吐水駆動回路
49を作動させて第１図の電磁バルブ10を開き、吐水す
る。また、吐水切換え回路47は、その出力信号ｇが論理
０の時に吐水駆動回路49を作動させて第１図の電磁バル
ブ10を閉じ、止水する。

次に、第５図乃至第７図を参照しつつ実施例の動作を
説明する。なお、以下の説明において、（60）〜（69）
の符号は第６図のフローチャートの各ブロック番号に対
応する。また、（62y）及び（62n）等の符号は判断ブロ
ック（62）の判断がそれぞれ肯定的及び否定的であるこ
とを示している。

先ず、制御系統を起動すると（60）発光制御が開始
し、発振器35は周波数切換え回路34の出力論理ｄ＝０に
従って発振周期１秒のパルス信号ａを発光制御回路36に
供給する。このため、発光ダイオード5aが１秒間隔で発
光し、利用者が60〜70cmに接近するのを検出する（6
1）。このとき、別途設けた主制御回路を介してアンド
ゲート32にこのときの発振器35の出力信号ａと同様の信
号cw1が供給され、受光トランジスタ5bの検出が可能で
あるようにする。第５図（ｂ）は利用者の接近状態を示
しており、時刻t1で利用者が接近したとしている（62
y）。この時刻t1は発光用の発振信号ａが発生した直後
であり、受光トランジスタ5bは時刻t2,t3の発振信号ａ
に基づく発光の反射光を検知する。この検知により受光
ユニット31により形成される検知信号（信号ａに対応す
る）はカウンタ33に入力される。カウンタ33はプリセッ
ト値として「２」を設定してあるため、１つめの時刻t2
の検知信号では応答せず、時刻t3の２つめの検知信号の
立ち下がりでパルス信号ｃを発生する。すなわち、カウ
ンタ33は利用者の接近とノイズとを判別するためのもの
であり、検知信号が１つだけの場合には応答しない。

このパルス信号ｃの発生により周波数切換え回路34が
セットされるため、その出力論理はｄ＝１となり発振器
35の出力信号ａの周波数が0.2秒周期に上昇する。この
ことにより、発光制御回路36は、発光ダイオード6aが0.
2秒間隔で発光し、利用者が手を吐水口４方向に差し出
して20cm程度に接近するのを検出することができるよう
にする（63）。このとき、主制御回路を介してアンドゲ
ート42,43にこのときの発振器35の出力信号ａと同様の
信号cw2が供給され、受光トランジスタ6bの検出が可能
であるようにする。第５図の時刻t3以降に利用者が手を
差し出したとすると（64y）カウンタ45は、カウンタ33
におけると同様に２つのパルスを時刻t4,t5でカウント
しパルス信号ｅを発生させる。パルス信号ｅは吐水切換
え回路47をセットするため、その出力論理はｇ＝１とな
り吐水駆動回路49により電磁バルブ10を開くように制御
し、吐水口４から吐水する（66）。

時刻t6で利用者が遠ざかると受光ユニット41は検知信
号を送出しなくなる。このため、アンドゲート42は出力
を発生しないが、アンドゲート43はインバータ44により
一方の入力が常に論理１となるため、アンドゲート43は
発振器の出力信号ａと同じ信号cw2を送り出す（67）。
カウンタ46はプリセット値として「７」を有するカウン
タであり、時刻t6で利用者が遠ざかってからt7,t8,t9,t
10,t11,t12,t13と７つの入力パルスをカウントした後、
パルス信号ｆを発生する（68n）。このパルス信号ｆ
は、吐水切換え回路47をリセットしその出力論理をｇ＝
１とするため、吐水駆動回路49により電磁バルブ10は閉
じるように制御され、吐水口４から吐水は停止する（6
9）。この時、カウンタ46の出力パルスｆは遅延回路48
を介して周波数切換え回路34のリセット端子に入力され
るため、止水した後一定時間後に周波数切換え回路34は
リセットされて出力論理ｄ＝０となる。従って、発振器
35が発振周期１秒のパルス信号ａを発光制御回路36に供
給し、発光ダイオード5aが１秒間隔で発光して利用者が
60〜70cmに接近するのを検出する最初の待機状態に戻る
（63→64→65→61）。なお、遅延回路48の遅延時間内に
再度利用者が手を差し出すと、未だ周波数切換え回路34
はリセット状態にあり発光駆動回路36に従って発光ダイ
オード6aは0.2秒間隔で駆動されており、発光トランジ
スタ6bは作動可能な状態にあるため吐水切換え回路47が
再度作動し吐水が可能である。

第７図は以上の動作の様子を概略図示したものであ
り、待機状態から最初の接近を検知するまでのＡモー
ド、手を検知して吐水するまでのＢモード、吐水から止
水に至るＣモードと引き続き、待機Ａモードに戻る場合
と、更にＢモード及びＣモード繰り返し待機Ａモードに
戻る場合とがあることを示している。なお、特許請求の
範囲においてはこのような分類と関係なく、近接検知制
御系統30の切換え制御モードにより分類している。

また、以上の説明からも理解されるように、この発明
によれば第４図乃至第５図の構成の主要部分をマイクロ
プロセッサにより構成することもできる。

更に、以上のような構成によれば、待機状態での電力
消費を抑制することができ、また比較的遠い距離で利用
者を検知した後は検出タイミングの周期を短くすること
により迅速な応答が可能となり、総合的に低消費電力で
応答性の良い自動水栓装置を提供することができるた
め、この発明は電池駆動による水栓装置に適用するに最
適である。

（発明の効果）この発明によれば、以上のように比較的強い強度で利
用者の接近を検知するまでは待機し、一度接近を検出し
た後は、比較的短い強度で検出を切り換えるので、応答
性を落とすことなく消費電力の少ない自動水栓装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る自動水栓装置を適用し
た洗面台の説明図、第２図及び第３図はこの発明の実施
例に係る自動水栓装置の要部説明図、第４図はこの発明
の実施例に係る自動水栓装置の系統図、第５図はこの発
明の実施例に係る自動水栓装置の動作を説明するための
タイミングチャート、第６図はこの発明の実施例に係る
自動水栓装置の動作を説明するためのフローチャート、
第７図はこの発明の実施例に係る自動水栓装置の動作の
概略説明図である。図面において、３はカラン、４は吐水口、5,6は近接検
知手段、20は制御ユニット、30は近接検知制御系統（第
１の制御回路）、40は吐水制御系統（第２の制御回路）
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子及び発光素子を含む近接検知手段
を有する赤外線検知ユニットと、この赤外線検知ユニッ
トを駆動制御する第１の制御回路と、前記赤外線検知ユ
ニットの検出信号に基づき給水系統を制御する第２の制
御回路とを備えた自動水栓装置において、前記第１の制
御回路は、比較的強い強度で前記発光素子を駆動する第
１の制御モードで前記赤外線検知ユニットを作動させ、
前記受光素子により利用者等からの反射光を受光した
後、比較的弱い強度で前記発光素子を駆動する第２の制
御モードで前記赤外線検知ユニットを作動させるように
したことを特徴とする自動水栓装置。
【請求項２】発光素子及び発光素子を含む近接検知手段
を有する赤外線検知ユニットと、この赤外線検知ユニッ
トを駆動制御する第１の制御回路と、前記赤外線検知ユ
ニットの検出信号に基づき給水系統を制御する第２の制
御回路とを備えた自動水栓装置において、前記第１の制
御回路は、比較的強い強度及び比較的大きな時間間隔で
前記発光素子を駆動する第１の制御モードで前記赤外線
検知ユニットを作動させ、前記受光素子により利用者等
からの反射光を受光した後、比較的弱い強度及び比較的
小さな時間間隔で前記発光素子を駆動する第２の制御モ
ードで前記赤外線検知ユニットを作動させるようにした
ことを特徴とする自動水栓装置。