JPH0450575A - 自動水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は自動水栓に関し、詳しくはセンサによる検知
に基づいて吐水が続行されることの不具合を是正するた
めの技術手段に関する。

（発明の背景） 人体の有無をセンサにより検知し、その検知信号に基づ
いて吐水口より吐水する自動水栓が開発され、使用され
ている。

ところで従来の自動水栓は、センサが検知信号を出し続
ける限り吐水を続行するようになっている。

しかしながらセンサは、人体と物品等とを区別なく検知
するものであり、従ってセンサが検知し続ける限り吐水
を続行するようにすると以下のような不具合を生ずる。

例えば自動水栓の下に花瓶を置いて水を出したとき、花
瓶の中が満水となった時点でストップスイッチを押した
場合であってもセンサによる検知領域内に花瓶が有る限
り、センサかもの検知有信号によって引続き若しくは再
び吐水が続行されてしまい、花瓶から水が溢れ出してし
まうといった不都合を生ずる。

或いはまた、検知領域内にたまたま物品が置いてあった
りした場合においても、水栓使用者の意思に関わりなく
吐水が続行されてしまう。

（ｉｎを解決するための手段） 本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
であり、その要旨は、人体検知センサを備え、該センサ
による検知に基づいて吐水口より吐水する自動水栓にお
いて、吐水開始後前記センサからの検知無信号によらな
い止水命令が出された後、該センサによる検知有信号に
よって吐水続行が行われるのを止水命令後直ちに若しく
は所定時間経過後に阻止する吐水阻止手段を設けたこと
にある。

（作用及び発明の効果） この種の自動水栓において、水栓使用者の止水の意思に
反して自動吐水が続行されるのは、たとえ止水命令が出
されても、検知領域内に継続的に存在する物体（検知物
）をセンサが再び検知して直ちに吐水命令を発するから
である。従ってこれを解消するには、水栓使用者の意思
に基づく上水命令があったとき、たとえセンサが検知物
を検知しても吐水命令を発しないようにするか、或いは
その吐水命令が無効となるようにすれば良い。

本発明はこのような知見に基づいて為されたもので、人
体検知センサからの検知無信号によらない止水命令は、
水栓使用者の積極的な上水の意思表示と見做し、そのよ
うな止水命令があったとき、吐水阻止手段にてセンサか
らの検知有信号による吐水の続行を強制的に阻止させる
。

このようにすれば、例えばセンサの検知領域内に花瓶を
置いて水を入れる場合でも、花瓶に必要な量の水が注水
された時点で止水命令を出せば、センサの検知領域から
花瓶を取り除かなくても花瓶への注水を中止することが
でき、水栓使用者の意思に反して花瓶から水が溢れ出る
ようなことを良好に阻止することができる。

またセンサの検知領域内に物品が置かれているような場
合でも、その物品をセンサの検知領域から取り除くこと
なく吐水を中断させることが可能となり、水栓の使用勝
手が向上する。

尚、人体検知センサからの検知無信号によらない止水命
令には、水栓使用者によって直接操作される手動スイッ
チのスイッチ操作に基づいて発せられるものや、吐水時
間を予め設定したタイマーのタイムアツプ信号に基づい
て発せられるもの等が考えられる。

また吐水阻止手段による吐水阻止状態の解除は、専用の
解除スイッチを設けて、そのスイッチ操作によって行う
ようにしても良いが、センサから検知無信号が出された
ときに自動的に解除させるようにすると便利である。セ
ンサから検知無信号が出されるのは、センサの検知領域
から検知物体が取り除かれた場合であり、その後にセン
サが検知有信号を比すのは、水栓使用者がセンサの検知
領域内に検知物体を故意に入れる場合で、使用者に吐水
の意思があると考えられるからである。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第２図において、１０は自動水栓の吐水口で、洗面器１
２上に設けられている。そして本例ではかかる洗面器１
２の下部に自動水栓の本体が配されている。

この自動水栓本体は、電磁弁とその制御回路等をボック
ス１４内に収容して成るもので、ケーブル１６を介して
、吐水口１０に配された超音波センサ１８とスイッチユ
ニ−ｚｈ２ｏ（第３図参照）に接続されている。

ここで超音波センサ１８は、吐水口下部に手や物品（以
下検知物と総称する）を入れたとき超音波の送受波でこ
れを検知して検知有信号先発するもので、第３図に示さ
れているようにここでは導波管２２を介して超音波を吐
水０１θの下方に送受波する。またスイッチユニット２
０は、手動操作によって吐水・止水指令信号を出力する
ための手動スイッチを備え、そのスイッチ操作部が吐水
ロケーシング２４の表面側に配されている。

これら超音波センサ１８及びスイッチユニット２０から
の信号は、自動水栓本体の制御回路に入力される。そし
て自動水栓本体においては、かかる制御回路の制御の下
に吐水口ｌＯへの給水が行われる。

自動水栓本体のボックス１４は、第３図に示されている
ようにリヤボックス２６とフロントボックス２８とから
成っている。リヤボックス２６内には、止水栓３０と、
これと一体の逆止弁３２゜主弁部３４．電磁弁３６１発
電機３８が組み込まれ、一方フロントボックス２８には
、前記制御回路、蓄電池が収容されるとともに、乾電池
を収納するための乾電池ケースが設けられている。

電磁弁３６はここでパイロット弁として機能し、その開
閉によって通水路上に配された主弁部３４を開閉する。

また発電機３８は、通水路上に配された羽根車を水勢に
より回転させて発電し、蓄電池に給電する。そして電磁
弁３６は、通常はこの蓄電池を電源として作動し、蓄電
池の電圧が一定以下に低下したときに乾電池を電源とし
て作動する。

止水栓３０は、通水路に流れる水流量を調節するための
もので、その接続端部がリヤポー７クス２６から背面側
に突き出しており、その接続端部において壁面に埋込配
管された給水配管に接続される。

本例の自動水栓本体においては、給水配管からの水は止
水栓３０．逆止弁３２を経て主弁部３４に至る。そして
電磁弁３６の作動により主弁部３４が開かれると、かか
る主弁部３４を経由して発電機３８の羽根車を回しつつ
出口部４２に至る。更にこの出口部４２に導かれた水は
、その出口部４２に接続された給水エルボ４４及び前記
給水エルボ４４に接続された導水管４６を通じて前記吐
水口１０の吐出口４８へと導かれ、その吐出口４８から
吐出される。

第４図は、本例の自動水栓の電気系統を示している。そ
こにおいて５０は吐水／止水制御回路で、この吐水／止
水制御回路５０に前記超音波センサ１８からの検知有信
号ないしは検知無信号、並びに前記スイッチユニット２
０に配された手動スイッチ５２からの手動吐水／止木指
令信号が入力される。この吐水／止水制御回路５０はＣ
ＰＵを内蔵し、超音波センサ１８からの検知信号（検知
有／検知無信号）及び手動スイッチ５２からの手動吐水
／止水指令信号を受けて、予め定められたプログラムに
従ってパルプ駆動回路５４に吐水／止水指令信号を出力
する。そしてバルブ駆動回路５４は、前記電磁弁３６に
その吐水／止水指令信号に応じた励磁信号を出力し、電
磁弁３６ひいては主弁部３４を開閉する。

主弁部３４が開くと、止水栓３０を通じて供給される水
が前述のように発電機３８を経由して吐出口４８に導か
れ、吐水される。このとき発電機３８の羽根車が回され
、発電機３８からその羽根車の回転速度、つまり発電機
３８を通じて吐出口４８に供給される水流量に応じた周
波数の電流が出力される。そしてこの発電機３８からの
出力電流が整流回路５６で余波整流されて充電回路５８
、更にはダイオード６０を経て蓄電池６２に供給され、
これを充電する。尚、図示はしないが蓄電池６２の出力
回路にはメインスイッチが設けられ、このメインスイッ
チの投入操作によって吐水／止水制御回路５０が作動を
開始する。

第１図は吐水／止水制御回路５０のプログラムの一例を
示すフロチャートであり、以下このフロチャートに従っ
て本例の自動水栓の吐水制御作動を詳述する。

メインスイッチが投入されてプログラムがスタートする
と、先ず使用者が手や物品等の検知物をセンサ１８に故
意に近づけたときにのみ吐水させるように超音波センサ
１８の検知領域が所定の狭いエリアＢの（ここでは５０
Ｉ）に設定される（Ｓ＋）、そしてこのエリアＢの設定
下に、センサ１８の検知結果（検知有信号）若しくは手
動スイッチ５２のスイッチ操作に基づく吐水命令の有無
か判断される（Ｓ２．Ｓ３）、尚センサ１８の検知領域
の設定は反射波の受信時間を調節することによって行わ
れる。

センサ１８か検知物を検知せず、また手動スイッチ５２
かＯＮ操作（吐水操作）されないとそれらＳ２．３３の
判断動作か繰り返される。しかしセンサ１８で検知物が
検知されて検知有信号か入力されると、バルブ駆動回路
５４に吐水指令信号か出力されて電磁弁３６か開かれ（
Ｓ５）、吐水か開始される。そしてこの場合には、それ
に弓き続いて、８６以下の自動吐水モートが実行される
。

一方Ｓ３で手動スイッチ５２のＯＮ操作か確認されると
、３１９て吐水か開始され、Ｓ２０以下の手動吐水モー
ドか実行される。

自動吐水モードては、先ずＳ６においてセンサ１８の検
知領域が所定の広いエリアＡ（ここては１２０ｍｍ）に
設定される。そしてかかるエリアＡの設定下に、８７〜
Ｓ９において止水命令の有無が判断される。ここでセン
サ１８の検知領域を広いエリアＡにするのは、手を洗う
ような場合に、手の位置が低くなっても吐水が継続され
るようにするためである。

Ｓ７では、手動スィッチ５２操作による止水命令の有無
を判断し、Ｓ８では、予定吐水時間Ｔ１の経過による止
水命令の有無を判断し、Ｓ９では、センサ１８の検知結
果に基づく止水命令の有無を判断する。ここで予定吐水
時間Ｔ１は、水栓の平均的な使用時間、例えば通常の人
が手を洗うのに要する平均的な時間や、洗面器１２に適
量の水を貯えるのに必要な時間等を基準に設定される時
間で、ここでは３０秒に設定されている。

この自動吐水モードでは使用者がセンサ１８の検知領域
（エリアＡ）から検知物を取り除くと、センサ１８から
の検知信号が検知無信号になりそれが８９で確認されて
吐水が停止される（Ｓ　１０）　、そしてこの場合は、
水栓使用者の意思が働いた上での自動止水であると考え
られるため、ＳｌＯの実行後にプログラムは初期の待機
状ＭＣ５２）に戻る。尚このときには、手洗時にたまた
まセンサ１８の検知領域から手が外れただけであるよう
な場合も考えられるので、センサ１８の検知領域はその
まま広いエリアＡに保持される。

この自動吐水モードにおいて、検知物を取り除く前に使
用者が手動スイー２チ５２をＯＦＦ操作（止水操作）し
た場合には、それが５７で確認されて止水命令が出され
る。この場合は、使用者に止水の意思があるにも拘らず
センサ１８の検知領域内に検知物が依然存在する場合で
ある。従ってこの場合には、センサ１８からの検知有信
号に基づく吐水を許容すると、使用者の意思に反して吐
水が続行されてしまう、そこで本例ではこの場合、止水
！（５２４）に、５２５以下＜７）自動吐水阻止モード
を実行する。尚この自動吐水阻止モードは後に詳述する
が、センサ１８が検知物を検知しなくなるまで、センサ
１８からの検知有信号に基づく吐水を阻止する動作モー
ドである。

またこの自動吐水モードにおいて、手動スイッチ５２が
ＯＦＦ操作されることなく吐水時間が予定吐水時間Ｔ１
になった場合には、そのことが５８で確認されて止水指
令信号がバルブ駆動回路５４に出力される（Ｓｌｌ）、
１．かしこの場合の止水命令は必ずしも使用者が予期し
ているものではないため、Ｓ１４以下において吐水続行
の確認が改めて行われる。即ち先ず３１２においてセン
サ１８の検知領域が狭いユリ７Ｂに切り替えられ、続く
Ｓ１３において、かかるエリアＢの設定下に検知物の有
無が判断される。そ）５てこのどき検知物の存在が確認
されれば、使用者に吐水継続の意思があるものと判断さ
れて吐水指令信号ｂバルブ駆動回路に供給きれ（Ｓ　１
４）　、そうでなければプログラムが初期の状ｍ（Ｓ２
）にｙる。尚このＳ１３に引き続いて実行されるＳ２で
は、センサ１８の検知領域が狭いごリアＢに保）５５さ
れる。

Ｓ１３で検知物が確認されて、吐水操作が続行される（
Ｓ　１４）と、前記Ｓ７〜Ｓ９と同様のＳ１５〜Ｓ１７
が実行される。即ち３１５において手動スイッチ５２に
よる止水命令の有無か。

Ｓ１６において予定前吐水時間Ｔ２の経過にょる止水命
令の有無か、更にＳ１７においてセンサ１８の検知結果
による止水命令の有無が、それぞれ判断される。尚Ｓ１
６で判断される予定前吐水時間Ｔ２は、前記予定吐水時
間Ｔ、と合わせた時間（ＴＩ＋７２）か−船釣に必要充
分と思われる吐水時間となるように設定されるものて、
ここては前記自動吐水時間Ｔ、と同し３０秒に設定され
ている。

かかる自動吐水下にセンサ１８の検知領域ＣＢ）から使
用者か検知物を取り除くと、Ｓ１７てそのことか確認さ
れて止水された後（３１８）か、プログラムか初期の待
機状態、（Ｓ２）に復帰する。尚この時、センサ１８の
検知領域はエリアＢに保持される。

しかしかかる自動吐水下に使用者か手動スイッチ５２を
操作して止水命令を発した場合は検知物か未だセンサ１
８の検知領域（Ｂ）内に存在するにも拘らず、使用者が
吐水を停止したい場合である。従ってかかる手動スイッ
チ５２によるＯＦＦ操作がＳ１５で確認された場合には
、前記Ｓ７の場合と同様に、止水（Ｓ　２４）の後、５
２５以下の自動吐水阻止モードが実行される。

またかかる自動吐水下に３１６で再吐水子定時間Ｔ２の
経過が確認された場合には、吐水開始後置に充分な時間
（ＴＩ＋７２）が経過していると考えられる。従ってこ
の場合にも５１５の場合と同様に、止水（Ｓ　２４）の
後、５２５以下の自動吐水阻止モードが実行される。

一方前記Ｓ３において手動スイッチ５２のＯＮ操作が確
認された場合に実行される手動吐水モードでは、吐水開
始（Ｓ　１９）後、５２０でセンサ１８の検知領域がエ
リアＡに設定される。そしてこのエリアＡの設定下に止
水命令の有無が判断される。

この手動吐水モードにおいては、予定吐水時間Ｔ３が経
過したか（Ｓ２１）或いは手動スイッチ５２のＯＦＦ操
作が行われたか（Ｓ　２２）が判断される。尚本例にお
いては、５２１での予定吐水時間Ｔ３は、前記センサ１
８の検知結果に基づく自動吐水の場合（Ｔ＋）よりも長
く、ここでは６０秒に設定されている。

この手動吐水モードにおいて、使用者が予定吐水時間Ｔ
３の経過前に手動スイッチ５２をＯＦＦ操作すると、止
水（Ｓ　２３）の後、プログラムが初期の待機状態（Ｓ
２）に復帰する。この場合、センサ１８の検知領域はエ
リアＡである。

一方この手動吐水モードにおいて、使用者が手動スイッ
チ５２をＯＦＦ操作する前に予定吐水時間Ｔ３が経過す
ると、それに基づいて止水命令が出されるが、この場合
には既に必要充分な吐水量が得られていると考えられる
から、止水（Ｓ　２４）の後、Ｓ２５以下の自動吐水阻
止モードが実行される。

この自動吐水阻止モードは、前述のように、センサ１８
の検知領域内に検知物があってセンサ１８から検知有信
号が入力された場合にも、その検知有信号に基づく吐水
を阻止するためのものである。そして本例ではこれまで
に述べたように、センサ１８の検知領域内に検知物かあ
ってもそれ以上の吐水が好ましくないと考えられる場合
、具体的にはセンサ１８の検知結果に基づく自動吐水下
に手動スイッチ５２による止水動作が行われたとき、セ
ンサ１８の検知結果に基づく自動吐水下に予定吐水時間
Ｔ１とその後の予定前吐水時間Ｔ２か経過して止水動作
が行われたとき、並びに手動スイッチ５２のＯＮ操作に
よる手動吐木下に予定吐水時間Ｔユが経過したときに、
この自動吐水阻止モードがそれぞれ実行される。

即ちかかる自動吐水阻止モードにおいては、先ずＳ２５
においてセンサ１８の検知領域がエリアＣに設定され、
次いでＳ２６において、このエリアＣの設定下に検知物
の有無、即ちセンサ１８による検知物の検知結果が判断
される。そしてこの３２６において検知物の存在か確認
され続けている間は、センサ１８の検知結果に基づく吐
水動作か実行されず、Ｓ２６〜Ｓ３１が繰り返し実行さ
れ、検知物が検知されなくなって初めて、センサ１８の
検知結果に基づく吐水動作を許容するＳ２に移行する。

センサ１８によって検知物か検知されなくなったときは
、使用者によりて意図的に検知物がセンサ１８の検知領
域（Ｃ）から取り除かれた場合て、その後にセンサ１８
か検知物を検知する場合は、使用者か検知物をセンサ１
８の検知領域内に故意に挿入する場合と考えられるから
、このようにセンサ１８か検知物を検知しなくなった時
点てセンサ１８の検知結果による吐水動作を許容するよ
うにしても、何等問題はないのである。

尚本例ではＳ２５で設定されるセンサ１８の検知領域が
前記エリアＢと同様の狭いエリアＣ（５０喝ｌ）に設定
されている。これは例えば洗面器１２の底の方に水か溜
まっているような場合に、センサ１８かこれを検知して
吐水の続行を阻止しないようにするためである。

またかかる自動吐水阻止モードにおいて３２６で検知物
か検知された場合に実行されるＳ２７〜Ｓ３１は、上記
自動吐水の阻止状態下でも使用者が望むときに手動て吐
水を行い得るようにするために設けられている。即ちＳ
２７においては、手動スイッチ５２かＯＮ操作されたか
どうかか判断され、そのＯＮ操作が確認されると、Ｓ２
８て電磁バルブ３６か開かれる。そしてこのＳ２９の実
行による手動吐水下に、手動スイッチ５２のＯＦＦ操作
か確認されるか（Ｓ２９）、或いは予め設定された吐水
時間Ｔ４の経過か確認される（Ｓ３０）と、Ｓ３１て電
磁弁３６か閉しられて吐水動作か停止される。尚ここて
は吐水時間Ｔ４は前記予定吐水時間Ｔ３と同様に６０秒
に設定されている。

以上説明したように、本例の自動水栓においては、セン
サ１８からの検知有信号に基づ〈自動吐水下に手動スイ
ッチ５２て止水動作か行われたときや、同じくセンサ１
８からの検知有信号に基づく自動吐水下に吐水予定時間
Ｔ１とその後の再吐水子定時間Ｔ２か経過して止水動作
が行われたとき、或いは手動スイッチ５２のＯＮ操作に
よる手動吐水下に予定吐水時間Ｔ３か経過したときなど
、使用者の意思によって上水動作が行われたとき、或い
はそのように考えられるとき、センサ１８の検知領域内
から検知物か取り除かれていなくても、センサ１８の検
知物検知に基づく自動吐水は強制的に禁止される。

従ってセンサ１８の検知結果に基づいて、使用者の意思
に関りなく吐水か続行されるようなことがなく、自動水
栓の使用勝手が大幅に向上する。

尚前述の説明から明らかなように、本例ではＳ２５．Ｓ
２６が吐水阻止手段並びにがかる吐水阻止手段を解除す
る解除手段に対応し、ｓ８及びＳ２１がそれぞれタイマ
ーに対応している。

以上本発明の実施例を詳述したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、吐水阻止手段による吐水阻止状態
の解除のための解除手段を専用の手動スイッチ等て構成
したり、人体検知センサとして赤外線センサ等超音波セ
ンサ以外のセンサを採用できるなど、その主旨を逸脱し
ない範囲において、当業者の有する知識に基づき様々な
変更を加えた形態で構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動水栓の吐水制御作
動を説明するためのフロチャートてあつ、第２区は同自
動水栓を含む洗面器周辺部の正面図てあり、第３図は同
自動水栓の一部切欠正面図であり、第４図は同自動水栓
における電気系統を示すブロック図である。 １０：吐水口　　　　１８．ｆｌ音波センサ３４、主弁
部　　　　３８・電磁弁 ５０：吐水／止水制御回路 ５２：手動スイッチ 第 図 １゜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）人体検知センサを備え、該センサによる検知に基
   づいて吐水口より吐水する自動水栓において、 吐水開始後前記センサからの検知無信号によらない止水
   命令が出された後、該センサによる検知有信号によって
   吐水続行が行われるのを止水命令後直ちに若しくは所定
   時間経過後に阻止する吐水阻止手段を設けたことを特徴
   とする自動水栓。
2. （２）前記吐水阻止手段が、手動スイッチによる止水命
   令後において吐水が続行されるのを阻止するものである
   請求項（１）に記載の自動水栓。
3. （３）前記水栓がタイマーを備え、前記吐水阻止手段が
   、該タイマーのタイムアップ信号に基づいて止水命令が
   出された後において吐水が続行されるのを阻止するもの
   である請求項（１）に記載の自動水栓。
4. （４）（１）〜（３）の水栓において、前記センサから
   の信号が検知無信号とになったとき、前記吐水阻止手段
   による吐水阻止状態を解除する解除手段を設けたことを
   特徴とする自動水栓。