JPH0518603A - 給水器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無接触で使用者を検知する湯沸器の制御装置
において、使い勝手を向上するとともに、誤動作を防止
する。 【構成】 使用者の操作動作を無接触で検知する赤外線
センサ３０を備え、赤外線センサ３０による操作検知信
号に基づいて給水動作を制御するガス湯沸器１の制御装
置５０において、操作検知信号が停止した後に給水の制
御動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光素子と受光素子と
を組み合わせた光電スイッチ等によって、使用者の操作
を検知する給水器の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、給水器である湯沸器では、出湯
管等に光電スイッチを設けて、使用者の操作に応じて光
電スイッチが反応すると、その度に、給水動作の開始あ
るいは停止を行ない、出湯や止湯を行うものが考えられ
ている。この場合、光電スイッチによって使用者が検知
されて光電スイッチから使用者検知信号が発せられる
と、給水動作を制御する制御装置によって給水開始ある
いは給水停止のための動作が開始される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、湯沸器等で
は、給水開始のための操作は、通常は手によって行われ
るため、操作が行われてすぐに給水が開始されても、流
出する湯水をすぐに使用することができず、湯水が無駄
になりやすい。また、湯沸器等では、給水を停止した際
に出湯管を流し台の水槽から遠ざけて壁側に寄せたりす
ることがあり、こうした場合に、無接触で操作を検知す
る光電スイッチ等が出湯管に備えられていると、光電ス
イッチ等が壁面や流し台のシンク以外の部分に反応して
給水が開始されてしまうことになり、その度に改めて給
水を停止させなければならないという問題がある。

【０００４】本発明は、無接触で使用者の操作を検知す
る光電スイッチ等を備えた給水器において、使い勝手を
向上するとともに、誤動作の起こしにくい制御装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、給水器を使用
する使用者の操作動作を無接触で検知するための操作検
知手段を備え、該操作検知手段による操作検知信号に基
づいて給水動作を制御する給水器の制御装置において、
前記操作検知信号が停止した後に制御動作を行うことを
技術的手段とする。

【０００６】

【作用】本発明では、使用者が給水操作として手等を操
作検知手段に近づけると、操作検知信号が発せられ、操
作検知手段から手等を遠ざけると、操作検知信号の停止
が検知されて給水動作が行われる。また、給水中には、
給水停止操作が終わって操作検知信号が停止すると、給
水停止の動作が行われる。従って、給水操作を終了し
て、手等を出湯管に近づけてから給水が行われ、給水操
作を行っていて、手等が出湯管等から離れている場合
に、湯水が流出してしまうことがないため湯水が無駄に
ならない。また、出湯管等の給水管に操作検知手段が備
えられているものにおいては、給水器の使用後に、出湯
管等を壁側に寄せたとき、操作検知手段が誤って壁等に
反応してしまっても、その検知状態が解除されて操作検
知信号が停止するまでは、給水動作が行われない。従っ
て、誤って給水開始動作が行われることが少なく、給水
動作を停止させる必要がない。

【０００７】

【発明の効果】本発明では、使用者による給水開始操作
が終わって使用者の手が空くまでは、給水動作が行われ
ないため、湯水が無駄にならない。また、出湯管等に操
作検知手段が備えられているものにおいて、給水器の使
用後に出湯管を壁側に寄せてしまっても、壁に反応して
給水が開始されることがない。従って、使い勝手がよ
い。

【０００８】

【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。図
２に示す給水器としてのガス湯沸器１は、本体下方の出
湯管２０に、赤外線センサ３０が備えられ、赤外線セン
サ３０によって使用者が検知される毎に、給水動作と給
水停止動作とをノータッチで可逆的に行うことができる
湯沸器である。

【０００９】ガス湯沸器１の本体カバー２の内側には、
図３に示すとおり、上水道等に接続された給水管３と、
給水管３を通過する水を加熱するためのバーナ４とが設
けられている。給水管３には、モータ５ａによって開閉
される止水弁５、後述する水圧応動弁１１の駆動部とな
るダイアフラムを備え流入水圧を調節する水ガバナ６、
手動操作による流量調節弁７、バーナ４の熱を吸収する
ための吸熱筒を備えた熱交換器８が設けられ、その下流
端には、金属製のフレキシブル管に樹脂製の管カバーを
設けた出湯管２０が首振り自在に接続されている。

【００１０】一方、バーナ４へ燃料ガスを供給するガス
供給管９には、吸着コイルと保持コイルの２つのコイル
を備えた電磁安全弁１０、水ガバナ６に備えられたダイ
アフラムによって開閉駆動される水圧応動弁１１、ガス
供給圧力を一定にするガスガバナ１２、バーナ４へのガ
ス供給量を手動操作によって調節するガス調節弁１３が
設けられている。出湯管２０のシャワーヘッド２１に
は、周知の機巧によって流出水の形状を切り替える水流
切替ノブ２２とともに、赤外線センサ３０が備えられて
いる。

【００１１】赤外線センサ３０は、赤外線を発する発光
ダイオード３１と赤外線を受光するフォトダイオード３
２とを組み合わせたもので、出湯管２０に設けられた図
示しないリード線によって本体カバー２の内側に設けら
れた制御装置５０と接続されている。赤外線センサ３０
は、発光ダイオード３１によって赤外線を外部へ向かっ
て発し、主に使用者の手によって反射した場合に、その
反射光をフォトダイオード３２によって受光して、使用
者の操作を検知するものであって、赤外線センサ３０
は、後述する制御装置５０におけるセンサ制御回路６０
によって制御されることによって、ガス湯沸器１の給水
動作を指示するための光電スイッチとして動作する。

【００１２】次に、図４に基づいて、制御装置５０につ
いて説明する。制御装置５０は、センサ制御回路６０、
スイッチング回路５１、水弁制御回路５２、燃焼制御回
路５３の各回路からなり、電源としての乾電池５４が備
えられ、ガス湯沸器１の正面に設けられた電源スイッチ
５５が閉じられると、燃焼制御回路５３を除くセンサ制
御回路６０、スイッチング回路５１、水弁制御回路５２
へ電力が供給される。

【００１３】センサ制御回路６０は、赤外線センサ３０
とともに光電スイッチを形成するもので、赤外線センサ
３０に基づいて使用者の検知を行い、使用者が検知され
る毎に、給水状態と給水停止状態とを切り替え、スイッ
チング回路５１および水弁制御回路５２を制御する。

【００１４】スイッチング回路５１は、電源スイッチ５
５を介して供給される乾電池５４の電力を燃焼制御回路
５３へ供給するか否かを制御する回路で、センサ制御回
路６０から給水状態としての制御信号が伝送されると、
スイッチング素子としての図示しないトランジスタをオ
ンにして通電動作を行い、給水停止状態としての制御信
号が伝送されると、トランジスタをオフにして通電を停
止させる。このスイッチング回路５１には、センサ制御
回路６０からの制御信号以外に、燃焼制御回路５３への
通電を制御するための信号を発するスイッチとして、水
圧応動弁１１に備えられ水圧応動弁１１がガス供給管９
を開いたことを検知するための応動弁スイッチ５１ａ
と、ガス湯沸器１の正面に設けられた湯水切替スイッチ
５１ｂとが備えられていて、前述の通電動作は、応動弁
スイッチ５１ａがガス供給管９を開いたことを検知して
接点が閉じられていて、かつ、湯水切替スイッチ５１ｂ
によって湯が選択されていて接点が閉じられている場合
に限って行われて燃焼制御回路５３へ電力が供給され、
各スイッチ５１ａ、５１ｂの一方でも接点が閉じられて
いない場合には、スイッチング動作が行われず、燃料制
御回路５３への電力供給が行われない。

【００１５】水弁制御回路５２は、センサ制御回路６０
の制御信号に応じて止水弁５を駆動するためのモータ５
ａを通電する回路で、センサ制御回路６０によって使用
者による操作が検知されて、給水状態と給水停止状態と
が切り替わる毎にモータ５ａの通電を行う。ここでは、
各状態を示す制御信号がセンサ制御回路６０から伝送さ
れたとき、その制御信号が、止水弁５の状態を検出する
位置検出スイッチ５ｂの検出状態と異なる場合にモータ
５ａが駆動されて、センサ制御回路６０の制御信号と位
置検出スイッチ５ｂの検出状態とが一致するとモータ５
ａの通電が停止される。

【００１６】燃焼制御回路５３は、スイッチング回路５
１を介して電力が供給されると、所定の開弁制御によっ
て電磁安全弁１０を開弁するとともに、点火器４ａによ
る点火動作を行ってバーナ４を点火させ、フレームロッ
ド４ｂによってバーナ４の着火が検知されると、点火動
作を終了する。さらに、サーモカップル４ｃによる不燃
検知を行い、異常燃焼の場合に、電磁安全弁１０を閉じ
て燃焼を停止する。

【００１７】次に、センサ制御回路６０を、図１に基づ
いて説明する。センサ制御回路６０は、発振回路６１の
発振周波数を１６Ｈｚのパルス信号に分周する分周回路
６２、発光ダイオード３１を駆動するためのＬＥＤドラ
イバ回路６３、フォトダイオード３２の信号を受光信号
として検出する受光検出回路６４と、同期ゲート６５、
受光継続確認回路６６、リセットタイマ回路６７、カウ
ント回路６８、出力判定回路６９、出力保持回路７０か
らなる。

【００１８】分周回路６２の出力は、図５に示すとお
り、６２．５ｍＳのパルス周期に対して、６１μＳの非
常に短いパルス幅が与えられたパルス信号で、ＬＥＤド
ライバ回路６３は、分周回路６２の出力であるパルス信
号に応じて発光ダイオード３１を通電してパルス状の赤
外線を発生させ、分周回路６２のパルス信号に応じて、
６２．５ｍＳのパルス周期に対して、６１μＳの非常に
短時間の点灯時間が与えられている。

【００１９】受光検出回路６４は、フォトダイオード３
２が赤外線を受光したとき、その赤外線に応じた出力信
号を発生し、その出力信号を同期ゲート６５および受光
継続確認回路６６へ伝送する。ここでは、フォトダイオ
ード３２で赤外線が受光されたとき、それまでの受光状
態に対して受光された赤外線がそれほど大きくない場合
には、発光ダイオード３１で発せられた赤外線が反射し
たものと考えられないため、フォトダイオード３２で受
光された赤外線の変化が大きく現れた場合のみを受光検
出としている。

【００２０】同期ゲート６５は、発光ダイオード３１か
ら発せられたパルス状の赤外線に対して同期している場
合に限ってゲートを開いて、受光検出回路６４の出力信
号をカウント回路６８へ伝送させる回路であって、発光
ダイオード３１から発せられた赤外線が使用者の操作に
よって反射した場合には、分周回路６２のオン信号に応
じて発光ダイオード３１が点灯している時間中に、フォ
トダイオード３２に受光されることになる。これによ
り、発光ダイオード３１の発光信号に同期した赤外線が
受光された場合のみに、受光信号がカウント回路６８へ
伝送されることになる。

【００２１】受光継続確認回路６６は、発光ダイオード
３１から発せられて使用者の操作によって反射した赤外
線が、連続して受光されているか否かを判別して、それ
ぞれの状態に応じたリセット信号をカウント回路６８へ
送出するための回路である。フォトダイオード３２で赤
外線が受光された場合に、その赤外線が発光ダイオード
３１から発せられて、使用者等の操作によって反射した
場合のものであれば、分周回路６２のパルス信号のパル
ス繰り返し周期の間に必ず１回は受光されることから、
分周回路６２の発生したパルス信号のパルスが伝送され
てから次のパルスが伝送されるまでの間に赤外線の受光
信号が伝送される場合には、受光継続中と判別し、分周
回路６２から次のパルスが伝送されるまでの間に、受光
信号が伝送されない場合には、受光継続していないと判
別する。受光継続確認回路６６によるカウント回路６８
へのリセット信号の送出としては、受光継続していない
と判別された場合には、リセットタイマ回路６７からの
リセット信号に関係なく、継続してリセット信号をカウ
ント回路６８へ送出し、受光継続中と判別された場合に
は、リセットタイマ回路６７から所定周期で伝送される
リセット信号をカウント回路６８へ伝送する。

【００２２】リセットタイマ回路６７は、上記のとお
り、カウント回路６８をリセットするためのリセット信
号を発生する回路で、分周回路６２で発生された１６Ｈ
ｚのパルス信号をさらに分周して４Ｈｚにした２５０ｍ
Ｓの周期で３１ｍＳのパルス幅を有するパルス信号を発
生する。

【００２３】カウント回路６８は、同期ゲート６５を通
過した受光信号をカウントする回路で、リセットされた
後に最初の受光信号が伝送されるとカウント用のゲート
を開き、その後伝送される受光信号をカウントする。受
光信号が伝送されなくなり受光継続でなくなると、受光
継続確認回路６６からのリセット信号を受けてカウント
した数値をクリアして、次の受光信号を待つことにな
る。従って、受光信号がない場合には、常にリセット状
態にあり、受光信号が伝送されると、リセットタイマ回
路６７からのリセット信号に応じて２５０ｍＳ周期でリ
セットが行われる。

【００２４】出力判定回路６９は、カウント回路６８の
カウント結果に基づいて使用者による操作があったか否
かを判別する。前述のとおり、受光検出回路６４におい
て検出された受光信号が継続している間には、リセット
タイマ回路６７からのリセット信号が、受光継続確認回
路６６を介してカウント回路６８へ２５０ｍＳの周期で
繰り返し伝送されるため、受光信号が外乱によるもので
ない場合には、カウント回路６８に対しては、同期した
受光信号はカウントのためのゲートを開くための信号も
含めて最高の場合でも４回伝送されるだけである。この
ため、出力判定回路６９では、同期した受光信号が３回
カウントされた場合を使用者の操作によるものと判断し
て、分周回路６２の出力によって駆動されている発光ダ
イオード３１の点灯回数となる分周回路６２の出力信号
について別途カウントされたカウント数との照合を行
い、同期した受光信号のカウント数と、発光ダイオード
３１が点灯駆動されたカウント数とが一致したことが確
認されれたとき、使用者が検知されたと判断する。

【００２５】出力保持回路７０は、出力判定回路６９の
使用者検知信号に基づいて、光電スイッチとしての出力
を決定する。ここでは、出力判定回路６９から使用者検
知信号が送出されても、すぐには出力の反転を行わず、
リセットタイマ回路６７から次のリセット信号が伝送さ
れて使用者の検知の判別が行われるまではそれまでの状
態で待機し、使用者検知の判別において使用者検知信号
が途絶えたときに出力の反転を行う。この結果、連続し
て使用者が検知された場合には、連続して使用者検知信
号が送出されている間は、光電スイッチとしての出力の
反転は行わず、使用者の操作動作が終了して、赤外線セ
ンサ３０から手が遠ざかって、使用者検知信号が停止し
たときに、始めて出力を反転する。従って、使用者検知
が行われてすぐに給水動作が開始されてしまうことがな
い。

【００２６】次に、以上の構成によるセンサ制御回路６
０の作動を、図５に基づいて説明する。電源スイッチ５
５がオンされると、発振回路６１において所定のパルス
発振を開始し、分周回路６２において１６Ｈｚのパルス
信号に変換される。発光ダイオード３１は、そのパルス
信号に応じて駆動されて、パルス状の発光を行う。他
方、フォトダイオード３２によって赤外線が受光され、
受光検出回路６４において検出されると、受光信号は同
期判定回路６５および受光継続確認回路６６へ伝送され
る。受光継続確認回路６６は、受光信号に応じてカウン
ト回路６８へのリセット信号を停止し、これにより、カ
ウント回路６８は、同期ゲート６５からの受光信号を計
数するためのゲートを開き、続いて伝送される発光ダイ
オード３１の発した赤外線に同期した受光信号の計数を
行う。

【００２７】このとき、受光された赤外線が使用者の操
作によるものである場合には、１６Ｈｚのパルス信号に
応じた赤外線が受光されるため、受光検出回路６４にお
いては連続して赤外線が検出され、受光継続確認回路６
６においては受光継続中と判別されるため、リセットタ
イマ回路６７によるリセット信号を２５０ｍＳでカウン
ト回路６８へ伝送する。また、フォトダイオード３２に
おいて、発光ダイオード３１から発せられたパルス状の
赤外線に対応した赤外線が受光された場合には、その受
光信号は、発光ダイオード３１の発光開始のタイミング
に対して微小時間だけ遅れた信号として受光され、これ
は、発光ダイオード３１において発光中の受光信号、す
なわち、分周回路６２によるパルス信号におけるパルス
形成時間中の受光信号となる。従って、受光信号は、分
周回路６２の出力信号に応じてゲートを開く同期ゲート
６５が開いている間にカウント回路６８へ伝送されてカ
ウントされる。発光ダイオード３１から発せられた赤外
線が使用者に反射して連続してフォトダイオード３２に
受光された場合には、リセットタイマ回路６７からのリ
セット信号によってカウンタ回路６８がリセットされた
後に、続けて４つの受光信号が同期ゲート６５を通過し
てカウンタ回路６８へ伝送され、一つ目の受光信号を除
く残りの受光信号が計数されるため、その計数値が
「３」となり、出力判定回路６９において使用者検知が
判定され、その後、使用者が赤外線センサ３０から手を
遠ざけて使用者が検知されなくなると、光電スイッチと
しての出力が決定されて、出力が反転する。

【００２８】一方、外乱による複数の赤外線が連続して
フォトダイオード３２に受光された場合には、最初の赤
外線によってカウント回路６８においてカウントが開始
されるが、その後の赤外線が、カウント回路６８がリセ
ットタイマ回路６７の周期２５０ｍＳのリセット信号に
よってリセットされるまでの間に発光ダイオード３１の
発光と３回とも同期することがほとんどないため、同期
ゲート６５を通過できなず、たとえ連続して赤外線が受
光されても、誤って使用者検知が行われることがない。

【００２９】ガス湯沸器１は、図６に示すとおり、セン
サ制御回路６０の使用者検知信号に応じて、使用者が一
旦検知された後に使用者が検知されなくなる度に、給水
動作と給水停止動作とが反転される。また、湯水切替ス
イッチ５１ｂが湯に選択されている場合には、給水動作
とともにバーナ４の点火動作が行われて、湯が流出す
る。また、ガス湯沸器１の使用を終了したきに、出湯管
２０を流し台の近傍の壁に寄せた場合に、赤外線センサ
３０が壁に反射した赤外線を受光して、誤って使用者検
知信号が発せられてしまっても、その使用者検知信号が
停止するまでは、センサ制御回路６０では、光電スイッ
チとしての出力を反転することがないため、給水が開始
されてしまうことがなく、光電スイッチの誤動作による
湯水の流出がないため、改めて、湯水を停止させる必要
がない。

【００３０】以上のとおり、本発明では、使用者の検知
がなくなってから給水開始あるいは給水停止のための動
作が行われるため、湯水が無駄になりにくい。また、出
湯管２０を壁に寄せた場合に、壁に赤外線センサ３０か
壁に反応してしまっても、出湯管２０を壁から遠ざける
までは、止水弁５に関する制御動作が行われないため、
誤動作が少なく使い勝手がよい。

【００３１】上記の実施例では、赤外線センサ３０を出
湯管２０の側方に設けたものを示したが、下方に設けて
もよい。その場合には、流し台のシンク以外の部分が検
知されても、誤動作することがない。また、給水器とし
てガス湯沸器を示したが、流し台、洗面台等に備えられ
た給水器でもよい。なお、図示においては、水流切替ノ
ブ２２と赤外線センサ３０とがシャワーヘッド２１の同
じ側面にあるものを示したが、水流切替ノブ２２の位置
に対する赤外線センサ３０の位置を、９０度あるいは１
８０度など角度を変えて設けると、水流の切替操作をす
る際に、赤外線センサ３０に反応しないため使い勝手が
向上する。

【００３２】上記の実施例では、受光信号が発光ダイオ
ードの発光に同期したか否かを判別するために、発光ダ
イオードを制御する分周回路の出力信号を用いたが、発
光ダイオードの発光を直接受光するための受光素子を設
けて、その受光信号に基づいて同期の判別を行ってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すガス湯沸器の制御装置に
おけるセンサ制御回路を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例のガス湯沸器を示す正面図であ
る。

【図３】本発明の実施例のガス湯沸器におけるガス回路
および水回路を示す概略構成図である。

【図４】本発明の実施例のガス湯沸器における制御装置
の回路構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施例を示すガス湯沸器におけるセン
サ制御回路の作動を説明するためのタイムチャートであ
る。

【図６】本発明の実施例のガス湯沸器における使用者検
知信号と給水動作との関係を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１ ガス湯沸器（湯沸器） ３０ 赤外線センサ（操作検知手段） ５０ 制御装置（湯沸器の制御装置） ．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 給水器を使用する使用者の操作動作を無
   接触で検知するための操作検知手段を備え、該操作検知
   手段による操作検知信号に基づいて給水動作を制御する
   給水器の制御装置において、 前記操作検知信号が停止した後に制御動作を行うことを
   特徴とする給水器の制御装置。