JPH0439896Y2

JPH0439896Y2 -

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Publication number: JPH0439896Y2
Application number: JP1987141377U
Authority: JP
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1992-09-18
Also published as: JPS6447879U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は人体感知信号に基いて給水を行なう自
動給水装置に係り、特に超音波により人体の感知
を行なうようにした自動給水装置に関する。

［従来の技術］人体感知素子を備え、その人体感知信号により
給水を行うようにした自動給水装置は、水洗便器
や洗面器等に広く使用されている。

この人体感知素子としては赤外線発信器と同受
光素子との組み合せがしばしば用いられるが、超
音波発信素子と同受信素子との組み合せ等も用い
られている。

そして、例えば、この種の自動給水装置を備え
た男子用水洗便器にあつては、便器前に立つてい
た使用者が立ち去ると、この立ち去りが検知され
て洗浄水が流れ始める。また、洗面器や手洗器に
あつては、水栓吐水口に手を差し出すと吐水が開
始され、手を引込めると止水される。

［考案が解決しようとする問題点］従来の超音波探知式の自動給水装置は超音波発
信器と超音波受信器とを併設し、常時、超音波を
発信及び受信するようにしており、電力消費量が
多い。

［問題点を解決するための手段］本考案に係る自動給水装置は、超音波受発信器と、該超音波受発信器に作動信号を出力すると共
に、該超音波受発信器からの信号により給水装置
へ制御信号を出力する制御部とを有する自動給水
装置であつて、前記制御部は、所定周期で間欠的に作動信号を
前記超音波受発信器に出力するものであつて、ク
ロツク、超音波コントローラ、メモリ及び給水装
置ドライバ回路を備えており、該クロツクは所定周期の第１のパルスを超音波
コントローラに出力すると共に、該第１のパルス
とパルス始期が同期しておりかつ第１のパルスよ
りも短いパルス幅の第２のパルスをメモリに出力
しており、該超音波コントローラは第１のパルスのパルス
始期に超音波発信信号を超音波受発信器に出力
し、その後のパルス残余期間には超音波受発信器
の超音波受信信号を入力し、かつ該受信信号に基
く人体検出信号をメモリに出力しており、前記メモリは、前記第２のパルスをそれぞれクロツク端子にて
入力すると共に、前記超音波コントローラの人体
検出信号をデータ端子にて入力しており、該第２
のパルスのパルス終期に入力される人体検出信号
を順次に記憶する複数ビツトのシフトレジスタ
と、該シフトレジスタの各ビツトの出力をそれぞれ
入力するように並列に設けられたAND回路及び
NOR回路と、該AND回路の出力をセツト端子にて入力し、
NOR回路の出力をリセツト端子にて入力してい
るフリツプフロツプと、を備え、該フリツプフロツプの出力に基いて前記
ドライバ回路を作動させることを特徴とするもの
である。

［作用］かかる本考案にあつては、超音波受発信器を所
定周期にて間欠作動させるので、電力消費が極め
て少ないものとなる。

本考案の給水装置にあつては、２以上のパルス
の周期時間内に連続して人体が感知された場合に
限り給水が行なわれ、人体が感知されなくなると
直ちに止水される。

［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図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第２図はメモリの回路図、第３図はドライバ回路
の回路図、第４図及び第５図は作動を示すタイム
チヤートである。なお、本実施例装置は男子用水
洗トイレに組み込まれているものであり、使用者
が便器前方に立ち、その後便器前方より立ち去る
と電磁弁が開弁し給水管から便器に洗浄水が供給
されるよう作動するものである。

符号１はクロツクであり、所定周期の第１パル
スを超音波コントローラ２へ出力としている。超
音波コントローラ２は超音波受発信器３へこの第
１のパルスに基づいて間欠的に作動信号を出力し
ており、超音波受発信器３はこの作動信号に従つ
て間欠的に超音波を発信する。この超音波は人体
４にて反射され、超音波受発信器３に受信され
る。該超音波受発信器３の出力は超音波コントロ
ーラ２に入力される。超音波コントローラ２は、
この超音波受発信器３の出力に基いて、超音波受
発信器３の前方に人体がいるか否かを判断し、そ
の判断結果を検出信号としてメモリ５に出力す
る。

また、クロツク１は第２のパルスをメモリ５に
出力している。この第２のパルスは、第４図に示
す如くパルスの立ち上り時t₁が第１のパルスに同
期し、立ち下り時t₃は第１のパルスの立ち下り時
t₄よりもわずかに先行している。この第２のパル
スは検出信号をメモリ５内に読み込むためのタイ
ミングパルスとして利用される。

メモリ５はこの人体の検出信号に基いてドライ
バ回路６に制御信号を出力し、該ドライバ回路６
は給水管７に設けられている電磁弁８の開閉操作
を行なう。なお、クロツク１、超音波コントロー
ラ２、メモリ５、ドライバ回路６にて制御部９が
構成されている。

さらに詳細に説明すると、前記超音波コントロ
ーラ２においては、第４図に示す如く第１のパル
スの立ち上り時t₁から極く短い時間（t₁〜t₂）の
間、超音波受発信器３に発信信号が出力され、該
超音波受発信器はt₁〜t₂の間、超音波を発信す
る。そして、第１のパルスのパルス幅のうち残余
の時間（t₂〜t₄）の間は、該超音波受発信器３は
受信器として作動し、人体４で反射された超音波
の受信を行う。

この受信信号は超音波コントローラ２内に設け
られている増幅器（図示略）にて増幅された後、
比較器（図示略）にて基準信号レベルと比較さ
れ、人体を感知しているＨ信号と、人体を感知し
てないＬ信号とに判別され、検出信号としてメモ
リ５に出力する。

次に、メモリ５の構成について第２図を参照し
て説明する。

符号１０はシフトレジスタであり、各クロツク
端子には超音波コントローラ２から第２のパルス
が入力され、データ端子には検出信号が入力され
ている。本実施例では、シフトレジスタ１０は２
ビツトのものであり、各ビツトの出力はそれぞれ
AND回路１１及びNOR回路１２に出力されてい
る。AND回路１１の出力はフリツプフロツプ１
３のセツト端子Ｓに入力されており、NOR回路
１２の出力はリセツト端子Ｒに入力されている。
そして、フリツプフロツプ１３の出力端子Ｑはシ
ングルシヨツト発生回路１４に接続されている。

このシフトレジスタ１０においては、第４図に
示す如く、第２のパルスがＨからＬに立ち下がる
時（時刻t₃）にデータ端子Ｄに入力される検出信
号が記憶される。そして、２度続けて検出信号の
レベルがＨであると、シフトレジスタ１０の双方
の出力端子レベルがＨになるので、AND回路１
１の出力がＨレベルとなり、フリツプフロツプ１
３がセツト状態となつて出力ＱがＨとなる。

また検出信号が２度続けてＬであるとシフトレ
ジスタ２０の双方の出力がＬになり、NOR回路
１２の出力がＨとなり、フリツプフロツプ１３が
リセツトされ、端子Ｑの出力レベルがＬとなる。
シングルシヨツト発生回路１４はこのＱ端子出力
のＨからＬへの信号レベルの立ち下がりによりワ
ンパルスの出力をドライバ回路６に出力する。

次に、ドライバ回路６の構成について第３図を
参照して説明する。

シングルシヨツト発生回路１４の出力は、抵抗
１５及びダイオード１６を介してPNP形トラン
ジスタ１７のベース及びNPN形トランジスタ１
８のコレクタに入力されている。トランジスタ１
７のエミツタには電源電圧が加えられると共に、
コレクタは電力制御回路１９及びタイマ２０に入
力されている。タイマ２０の出力は、前記トラン
ジスタ１８のベースに入力されており、該トラン
ジスタ１８のエミツタは接地されている。電力制
御回路１９は、トランジスタ１７がオンとなつた
時に電磁弁８を開弁させ、トランジスタ１７がオ
フとなつた時に電磁弁８を閉弁させるように電磁
弁８に電力を供給する。

タイマ２０は、所定時間の回路の自己保持を成
すものであり、トランジスタ１７がオンとなつて
から所定時間トランジスタ１８に信号Ｈを出力
し、このタイマ２０の作動時間だけトランジスタ
１７から電力制御回路１９に信号Ｈが入力され
る。

このように構成された自動給水装置において
は、第５図の如く超音波受発信器３の前方に人体
出力が立つと、超音波コントローラ２が検出信号
としてＨパルスを出力する。この超音波コントロ
ーラ２が２度続けてＨパルスを出力すると、メモ
リ５のフリツプフロツプ１３がセツトされ、Ｑ端
子出力がＨとなる。

次に、超音波受発信器３の前方から人体４が立
ち去ると、超音波コントローラ２の検出信号レベ
ルがＬとなる。この状態でクロツク１からの２パ
ルス分の時間が経過すると、フリツプフロツプ１
３がリセツトされ、そのＱ端子出力がＬレベルと
なり、このＨからＬへの立ち下りと同時に、シン
グルシヨツト発生回路１４が１シヨツトを出力す
る。これにより、ドライバ回路６では電磁弁８に
開弁信号を出力し、所定時間電磁弁８が開放する
ことにより、便器に洗浄水が供給される。

このように、本実施例装置によれば、便器前方
から人体が立ち去ると自動的に便器洗浄が開始さ
れるようになり、臭気発生等が確実に防止され
る。そして、超音波受発信器３は間欠的に作動す
るからその消費電力が極めて少ないものとなる。

なお、本実施例にあつては、検出信号が２回続
けてＨになりその後Ｌになることによりドライバ
回路６が給水作動を行なうので、超音波受発器の
前方を人が単に横切るときのように検出信号が２
回連続してＨにならない場合には給水作動せず、
誤作動がない。

本実施例においては電磁弁８としては、開弁及
び閉弁の流路切替時にのみ通電が行なわれるタイ
プのものが消費電力が少ない点において好適であ
る。

第６図は本考案装置を洗面器水栓の給水装置に
適用した場合のブロツク図、第７図はその作動を
説明するタイムチヤートである。

本実施例では、超音波コントローラ２による人
体検出信号が２度続けてＨレベルになるとメモリ
５の出力がＨとなる。そして、本実施例ではフリ
ツプフロツプの出力端子Ｑがそのまま電力制御回
路１９に入力されており、ドライバ回路６におい
ては、メモリ５からの信号がＨになると直ちに電
磁弁８に開弁信号を出力し、吐水を開始する。ま
た、超音波コントローラ２による人体検出信号が
２パルス分だけ続けてＬレベルになるとメモリ５
の出力がＬとなり電力制御回路１９により、電磁
弁８が閉弁されて止水される。

上記各実施例ではいずれも検出信号が２回続け
てＨまたはＬとなることにより吐水、止水を切り
換えるようにしているが、３回もしくはそれ以上
継続した場合に切り換えるようにしても良い。

本考案において、第１のパルスは0.5Sec以上と
りわけ1Sec以上の周期とするのが好適である。
また、超音波を発信させる時間（t₁〜t₂）は0.1〜
1mSecとするのが好適であり、パルス幅（t₁〜
t₄）は２〜100mSec程度とするのが好適である。
第２のパルスのパルス幅（t₁〜t₃）は第１のパル
スのパルス幅よりわずかに（例えば1mSec以下）
小さくするのが好適である。

なお、本考案装置を例えば男子用水洗便器の給
水装置に適用する場合、第１及び第２のパルスの
周期を人体感知の有無に応じて長短切り換えるよ
うにしても良い。即ち、超音波コントローラ２か
らの検出信号が人体不存在であるときには長い周
期（例えば数Sec以上とりわけ10Sec以上）とし、
該検出信号が人体存在であるときには短い周期
（例えば数Sec以下とりわけ1Sec以下）とするも
のである。このようにすれば、便器が使用されて
いないときの回路の電力消費が極端に少ないもの
となる。しかも、便器使用が開始されると短い周
期に切り換わるから、人体の立ち去りを迅速に検
出し、便器使用終了後、直ちに便器洗浄を開始す
ることができる。

本考案装置は、また、制御部９全体が作動時刻
記憶回路からの信号によつて作動状態及び非作動
状態に置かれる様構成されても良い。この作動時
刻記憶回路は、例えば１日のうち午前８時から夜
８時の如くあらかじめ定められた時刻の範囲内に
おいてのみ制御部９を作動可能な状態に置くよう
に制御信号を出力する。従つて、例えば午後８時
から朝８時の間においては制御部９は非通電状態
におかれており、全く電力を消費しない。

さらに、本考案装置は、照度判定回路によりト
イレルーム内が所定の明るさ以上である場合にの
み制御部９が作動状態におかれるように構成され
ても良い。この場合、制御部９は昼間及び照明を
点灯した夜間にのみ作動状態におかれ、照明を点
灯しない夜間にあつては電力を全く消費しない。
なお、照度判定回路の代わりにソーラーセルを設
け、制御部９がソーラーセルからの給電によつて
作動されるように構成しても良い。

［効果］以上の通り、本考案の自動給水装置は超音波受
発信器を間欠的に作動させるものであり、この手
段として、超音波コントローラーの電源を制御し
必要なタイミング時のみ給電するようにしている
ので、不必要なタイミングでは、この回路の消費
電力を零とすることで、装置運用時の消費電力が
極めて少ない。

本考案装置は、回路構成が簡素であると共に、
誤作動がなく、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例装置を示すブロツク
図、第２図はメモリの回路図、第３図はドライバ
回路の回路図、第４図及び第５図は作動を説明す
るタイムチヤートである。第６図は別の実施例を
示すブロツク図、第７図は同タイムチヤートであ
る。１……クロツク、２……超音波コントローラ、
３……超音波受発信器、５……メモリ、６……ド
ライバ回路、８……電磁弁、９……制御部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】超音波受発信器と、該超音波受発信器に作動信号を出力すると共
に、該超音波受発信器からの信号により給水装置
へ制御信号を出力する制御部とを有する自動給水
装置であつて、前記制御部は、所定周期で間欠的に作動信号を
前記超音波受発信器に出力するものであつて、ク
ロツク、超音波コントローラ、メモリ及び給水装
置ドライバ回路を備えており、該クロツクは所定周期の第１のパルスを超音波
コントローラに出力すると共に、該第１のパルス
とパルス始期が同期しておりかつ第１のパルスよ
りも短いパルス幅の第２のパルスをメモリに出力
しており、該超音波コントローラは第１のパルスのパルス
始期に超音波発信信号を超音波受発信器に出力
し、その後のパルス残余期間には超音波受発信器
の超音波受信信号を入力し、かつ該受信信号に基
く人体検出信号をメモリに出力しており、前記メモリは、前記第２のパルスをそれぞれクロツク端子にて
入力すると共に、前記超音波コントローラの人体
検出信号をデータ端子にて入力しており、該第２
のパルスのパルス終期に入力される人体検出信号
を順次に記憶する複数ビツトのシフトレジスタ
と、該シフトレジスタの各ビツトの出力をそれぞれ
入力するように並列に設けられたAND回路及び
NOR回路と、該AND回路の出力をセツト端子にて入力し、
NOR回路の出力をリセツト端子にて入力してい
るフリツプフロツプと、を備え、該フリツプフロツプの出力に基いて前記
ドライバ回路を作動させることを特徴とする超音
波探知形の自動給水装置。