JP3144589B2 - 給水制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は間欠投光式の反射型セ
ンサを用いた給水制御装置、特に感知精度の向上を図っ
た給水制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】間欠投光式の反射型センサを用いて、小
便器等の水洗器の使用者を感知し、その感知出力に基い
て自動的に洗浄給水を行う装置は、特開昭６２−１５６
４４６号公報、特開平２−１５７３３２号公報、特開平
２−１５７３３３号公報等で知られている。

【０００３】特開昭６２−１５６４４６号公報に記載さ
れた給水制御装置は、所定周期毎にパルス投光を行い、
反射光が例えば３回連続して得られたときに使用者が存
在すると判断する構成である。しかし、単に反射光を検
出する構成であるから、外乱光を誤感知するおそれがあ
る。

【０００４】そこで、本出願人は特開平２−１５７３３
２号公報、特開平２−１５７３３３号公報で、反射光検
出出力が得られたときには、さらに複数回の補助投光を
行い、その補助投光回数に対して所定の受光回数が得ら
れたときに使用者が存在すると判断する構成を提案して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、パルス投光回
数を増やすことにより単一性の外乱光による誤感知を防
止することができるが、インバータを用いて調光駆動さ
れている蛍光灯から放射される周期的なノイズ光に対し
てはその効果が小さい。

【０００６】また、投光手段、受光手段はその指向方向
を水平方向より下向きにして、対向する壁等を検知しな
いよう構成しているが、図４に示すように複数の反射型
センサを１０１、１０２が対向して設置されたトイレで
は一方の反射型センサ１０１からの投光が床面で反射し
て他方の反射型センサ１０２で受光され誤感知されるこ
とがある。

【０００７】同様に複数の反射型センサが並設されたト
イレでは使用者で乱反射された光が隣接するセンサで受
光され誤感知されることがある。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するためな
されたもので、その目的は外乱光および他のセンサから
の投光信号による誤感知を防止し、感知精度を向上した
給水制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る給水制御装置は、先の発信に伴う反射信号
検出出力が得られたときは、反射型センサ固有の識別情
報に基いて変調した発信を行う発信信号切替手段と、発
信した信号に対応する反射信号検出出力が得られたこと
を判断して感知信号を出力する判断手段を備えた。

【００１０】

【作用】本発明に係る給水制御装置は、パルス投光によ
る反射光が検出されると次の投光ではこの反射型センサ
固有の識別情報に基いて変調した投光を行う。また、使
用者が存在しないときは、投光時間の短いパルス投光を
行う。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１は本発明に係る給水制御装置のブロック構成
図、図２はその反射型センサの各部の動作を示すタイミ
ングチャートである。

【００１２】給水制御装置１は感知対象である小便器等
の使用者を感知する反射型センサ２と、この反射型セン
サ２からの信号に基いて給水を制御する給水制御部３か
ら構成する。

【００１３】反射型センサ２は投光手段４と、受光手段
５と、識別情報設定手段６と、判断手段７と、セット・
リセット型のフリップフロップ（以下Ｓ−Ｒフリップフ
ロップと称する）８と、アンド回路９とからなる。な
お、１０は使用者を示す。

【００１４】投光手段４は間欠投光周期を定める間欠投
光タイマ４１と、間欠投光タイマ４１から出力される間
欠投光タイミング信号４１ａに基いてパルス投光指令信
号４２ａを発生する投光パルス信号生成回路４２と、間
欠投光タイマ４１から出力される間欠投光タイミング信
号４１ａと後述する識別情報設定手段６からの識別情報
信号６ａに基いて識別コード指令信号４３ａを発生する
識別コード信号生成回路４３と、Ｓ−Ｒフリップフロッ
プ８のＱ出力に基いてパルス投光指令信号４２ａと識別
コード指令信号４３ａを切替える投光信号切替手段４４
と、水晶発振子やセラミック発振子等を用いて３８ｋＨ
ｚ付近のキャリアクロック信号４５ａを発生させるキャ
リアクロック発生回路４５と、アンド回路４６と、投光
信号を発生する投光回路４７とから構成する。

【００１５】識別コード信号生成回路４３はパルス位置
変調（ＰＰＭ）を用い、パルス幅を一定に保ち識別情報
設定手段６からの識別情報信号６ａに基いてパルスの間
隔を変え、間欠投光タイマ４１で定める周期で識別コー
ド指令信号４３ａとして送り出す。

【００１６】投光信号切替手段４４はＳ−Ｒフリップフ
ロップ８のＱ出力に基いて非感知時（Ｌレベル）にはパ
ルス投光指令信号４２ａを、感知状態（Ｈレベル）では
識別コード指令信号４３ａを選択する。選択された信号
４４ａはアンド回路４６の一方の入力端子および判断手
段７の比較基準信号入力端子７ａに供給される。

【００１７】アンド回路４６の他方の入力端子にはキャ
リアクロック信号４５ａが供給され、キャリアクロック
で変調したクロック信号４６ａを投光回路４７に供給し
ている。

【００１８】投光回路４７は、例えば赤外発光ダイオー
ド等の投光素子４７１と、ｎｐｎトランジスタ４７２
と、エミッタ抵抗４７３を備え、前述したようにクロッ
ク信号４６ａに基いて投光素子４７１を定電流駆動して
投光信号を発生させる構成とする。なお、ＶＢは電源を
示す。

【００１９】受光手段５は使用者６からの反射光を受光
するＰＩＮホトダイオードまたはホトトランジスタ等の
受光素子５１と、初段アンプ５２と、リミッタ回路５３
と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５４と、検波回路５５
と、波形整形回路５６を組合せた従来既知の構成のもの
である。

【００２０】初段アンプ５２で変換・増幅した出力をリ
ミッタ回路５３で信号レベルが等しくなるよう制限した
後、キャリア周波数成分の信号を帯域通過フィルタ（Ｂ
ＰＦ）５４で抽出し、検波回路５５で検波復調した後、
波形整形回路５６を介して所定の論理レベルの受光信号
５ａを出力する。

【００２１】識別情報設定手段６は、例えばデジタル・
スイッチを用い、識別コード信号生成回路４３に４ビッ
トデータからなる１６種類のコード情報から任意の識別
情報信号６ａを出力するよう構成する。

【００２２】判断手段７は、比較基準信号入力端子７ａ
に印加される信号４４ａと、モード信号入力端子７ｂに
印加されるＳ−Ｒフリップフロップ８の出力端子Ｑから
出力される投光信号切替信号８ａ、および受光信号入力
端子７ｃに印加される受光信号５ａとを比較する。

【００２３】判断手段７は、入力された受光信号５ａが
投光信号に相当する信号４４ａに同期しており、受光信
号のパルス幅は略等しいが、投光信号切替信号８ａがＬ
レベル（単発パルスモード）のときはＨレベルの一致信
号７ｄをＳ−Ｒフリップフロップ８のセット入力Ｓに出
力する。判断手段７は、入力された受光信号５ａが投光
信号に相当する信号４４ａに同期しており、受光信号の
パルス幅が略等しく、かつ、投光信号切替信号８ａがＨ
レベル（識別コードモード）のときはＨレベルの一致信
号７ｅを出力する。それ以外のときは投光信号の立ち下
がりに同期して不一致出力（非感知出力）７ｆ（図２ｆ
参照）を出力する。

【００２４】Ｓ−Ｒフリップフロップ８のセット入力Ｓ
には一致出力７ｅを供給し、リセット入力端子Ｒには不
一致出力（非感知出力）７ｄを供給することで使用者１
０からの反射光を検出した時点から使用者１０が感知さ
れなくなるまでの間、出力端子ＱからＨレベルの投光信
号切替信号８ａをアンド回路９および投光信号切替手段
４４へ出力するよう構成している。

【００２５】アンド回路９の一方の入力端子には投光信
号切替信号８ａが供給され、他方の入力端子には一致出
力７ｅが供給される。両入力端子がＨレベルのとき感知
出力７ｇ（図２ｅ参照）を給水制御部３へ供給する。

【００２６】給水制御部３は、感知部２からの感知出力
７ｇおよび非感知出力７ｆに基いて小便器等への給水を
制御する給水制御手段３１と、開閉弁３２とを備える。
開閉弁３２は一端を給水管３３に接続し、他端を洗浄給
水管３４を介して小便器等（図示せず）に接続してい
る。

【００２７】開閉弁３１は開弁時および閉弁時にパルス
通電しそれ以外はバネ力あるいは永久磁石の磁力により
開弁または閉弁状態を保持する、いわゆるラッッチング
ソレノイドをアクチュエータとして用いた電磁弁で構成
する。なお、ラッッチングソレノイドを用いた電磁弁の
代りに圧電素子を用いたアクチュエータを備え、開また
は閉パルスが印加される毎に弁開度を変化させ、非通電
状態ではその時の弁開度を保持する構造の弁を用いても
よい。

【００２８】図３は給水制御部の動作を示すタイムチャ
ートである。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、給水制
御手段３１は感知部２から出力される感知出力７ｇが一
定時間継続したときは使用者有りと判断し、非感知出力
７ｆが一定時間継続したときは使用者無しと判断するよ
う構成している。

【００２９】給水制御手段３１は使用者有りと判断した
ときには図３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、まず開弁パ
ルス３１ａを発生して開閉弁３２を開にし予め設定した
微小時間経過後、閉弁パルス３１ｂを発生しこの期間小
便器の使用前の前洗浄給水を行う。

【００３０】その後、給水制御手段３１は使用者有りか
ら使用者無しに判断が変化したときには開弁パルス３１
ａを発生して開閉弁３２を予め設定した所定時間開にし
た後閉弁パルス３１ｂを発生して後洗浄給水を行う。

【００３１】以上の構成であるから給水制御装置は次の
ように動作する。使用者７がいないとき、投光信号切替
信号８ａはＬレベルであり、この信号に基いて投光信号
切替手段４４は非感知時のパルス投光指令信号４２ａを
選択し、選択された間欠投光周期Ｔ毎にキャリアクロッ
クで変調された投光がなされる。

【００３２】反射型センサ２の感知範囲内に使用者７が
入り、反射光が受光手段５で感知され一致信号７ｅが出
力されるとＳ−Ｒフリップフロップ８のセット入力Ｓは
セットされ、そのＱ出力である投光信号切替信号８ａは
Ｈレベルとなる。これにより投光信号切替手段４４は感
知状態の識別コード指令信号４３ａを選択するので、識
別コード信号４３ａが出力される。

【００３３】この識別コード信号４３ａに基く反射光が
受光手段５で感知され、Ｈレベルの一致信号７ｅが出力
されると、アンド回路９は感知出力７ｇを出力する。そ
の後、使用者が立ち去ると投光信号切替信号８ａはＬレ
ベルとなり、非感知出力７ｆを出力する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る給水制
御装置によれば次のような効果を奏する。 反射型センサはパルス投光による反射光が検出される
と、次の投光では反射型センサ固有の識別情報に基いて
変調を行うので、規則性を有するノイズや他の反射型セ
ンサからの投光信号による誤感知を防止できる。

【００３５】使用者が存在しないときは、投光時間の
短いパルス投光を行うので、常時識別情報を投光する構
成と比較して投光に要する電力消費を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給水制御装置のブロック構成図

【図２】反射型センサの各部の動作を示すタイムチャー
ト

【図３】給水制御部の動作を示すタイムチャート

【図４】複数の反射型センサが対向して設置されたトイ
レの一実施例

【符号の説明】

１…給水制御装置、２…反射型センサ、３…給水制御
部、４…投光手段、５…受光手段、６…識別情報設定手
段、７…判断手段、８…セット・リセット型フリップフ
ロップ（Ｒ−Ｓフリップフロップ）、９…アンド回路、
１０…使用者、３１…給水制御手段、３２…開閉弁、３
３…給水管、３４…洗浄給水管、４１…間欠投光タイ
マ、４２…投光パルス信号生成回路、４３…識別コード
信号生成回路、４４…投光信号切替手段、４５…キャリ
アクロック発生回路、４６…アンド回路、４７…投光回
路、５１…受光素子、５２…初段アンプ、５３…リミッ
タ回路、５４…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、５５…検
波回路、５６…波形整形回路、４７１…投光素子、４７
２…トランジスタ、４７３…エミッタ抵抗。

フロントページの続き (72)発明者 西 智寛 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 (56)参考文献 特開 平２−278988（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−29282（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03D 5/10 E03D 13/00 G01V 9/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発信手段から所定の時間間隔毎にパルス
   発信を行い、その反射信号を受信手段で検出して使用者
   等を感知する反射型センサを用いた給水制御装置におい
   て、発信に伴う反射信号検出出力が得られたときは、反
   射型センサ固有の識別情報に基いて変調した発信を行う
   発信信号切替手段と、発信した信号に対応する反射信号
   検出出力が得られたことを判断して感知信号を出力する
   判断手段を備えたことを特徴とする給水制御装置。