JPH06207682A - 自動流れ制御装置 - Google Patents
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- JPH06207682A JPH06207682A JP3098357A JP9835791A JPH06207682A JP H06207682 A JPH06207682 A JP H06207682A JP 3098357 A JP3098357 A JP 3098357A JP 9835791 A JP9835791 A JP 9835791A JP H06207682 A JPH06207682 A JP H06207682A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
- E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
- E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
- E03C1/05—Arrangements of devices on wash-basins, baths, sinks, or the like for remote control of taps
- E03C1/055—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like
- E03C1/057—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like touchless, i.e. using sensors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 自動流れ制御の電力消耗を節減する流れ制御
装置において、配線が見えるために生じる心理的な拒否
を回避できるようにする。 【構成】 超音波制御蛇口１０に、電磁アクチュエータ
１４により制御される弁１２を設け、アクチュエータ１
４はその状態を変化させる場合だけ電力を必要とする型
のもので構成する。弁１２は再充電可能なニッケル・カ
ドミウム電池パック１８により給電される制御回路１６
によって制御される。制御回路１６は蛇口内に隠蔽され
た電線によって超音波トランジューサ２０に接続され
る。蛇口に押ボタン２６を取付け、隠蔽された電線によ
って制御回路１６に接続する。
装置において、配線が見えるために生じる心理的な拒否
を回避できるようにする。 【構成】 超音波制御蛇口１０に、電磁アクチュエータ
１４により制御される弁１２を設け、アクチュエータ１
４はその状態を変化させる場合だけ電力を必要とする型
のもので構成する。弁１２は再充電可能なニッケル・カ
ドミウム電池パック１８により給電される制御回路１６
によって制御される。制御回路１６は蛇口内に隠蔽され
た電線によって超音波トランジューサ２０に接続され
る。蛇口に押ボタン２６を取付け、隠蔽された電線によ
って制御回路１６に接続する。
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は水流を超音波的に制御するためのシステムを目
指すものである。水は他の必需品と共に節約の対象と考
えられる。従って、この節約努力を援助するために数多
くのデバイスが提案されている。家庭で使用するための
最も重要なデバイスの中には、不要な水流を制限するも
のがある。例えば、水の大量の流れを減少させつつその
速度を増加させて水流の効果を維持するシャワーヘッド
は、シャワー中の水の使用量をそれ以前のレベルの数分
の一まで減少させることができる。水を浪費する別の原
因は、実際に水を使用していない期間中の水流である。
例えば、皿をすすぐ時、すすぎは間欠的にしか行われな
いのに水を一定の流れのまま流し続けることはありふれ
たことである。これは水を屡々オン及びオフさせるべく
蛇口を回すことが不便であることが大きな原因である。
従って、蛇口に物体が接近するのを自動的に検知し、そ
の接近に応答して蛇口を作動させるデバイスが提案され
ている。計画としては、物体が実際に蛇口の下にある場
合だけ水流を生じさせようとするものである。水を節約
するのに加えて、これらのデバイスは弁を手動で作動さ
せる必要も排除する。このような機構は、手がふさがっ
ている人、障害者、或は洗った後に非殺菌物体に触れる
ことができない外科医のような人にとっては便利であ
る。従来提案されているデバイスは光或は電磁検知手段
を用いており、これらは或は実際的であるかも知れない
が、若干の設計上の複雑さと実際的な困難とを伴ってい
る。電磁デバイスの場合には、センサの指向性が欠けて
おり、このため皿洗い及びすすぎ状態の際に問題を生ず
る。一方、光デバイスは極めて指向的である。しかしそ
れらの検知範囲を規定された距離に制限することが困難
である。他の問題は若干の型の検知配列に由来するもの
である。例えば、ドップラ型センサをステンレス鋼洗い
場と共に用いると、関心領域から離れた位置からの衝撃
及び音響が、ステンレス鋼洗い場の伝播特性のためにタ
ーゲット領域内へ伝播すると、流れが不要にトリガされ
る恐れがある。また家庭用として近接検知デバイスの採
用は、蛇口まで電線を導く必要があるために禁止され
る。これらのデバイスへの電力は元々安全な低電圧で供
給されるにも拘わらず、水と電気という組合せが使用者
に危険を想起させ、このようなデバイスの採用を嫌うの
である。従って本発明の目的は、光及び電磁デバイスに
伴なう設計及び使用上の諸問題を生じないようにした物
体検知手段を提供することである。本発明の若干の面の
目的は、ドップラ型提供デバイスに伴なう諸問題を回避
することである。本発明の他の面の目的は、見ることが
できる電気接続を原因とする心理的障壁を回避すること
である。発明の概要 種々の上述の及び関連目的は超音波流れ制御システムに
よって達成され、本システムにおいては超音波トランス
ジューサが超音波を蛇口出口の下のターゲット領域内に
送信し、ターゲット領域内の物体からのエコーを検出し
て物体の存在の指示を制御回路へ供給する。制御回路は
蛇口内の電気的に作動可能な弁を作動させ、物体がター
ゲット領域内において検出されたか否かに従って水流を
制御する。若干の目的は、先ず検出された物体までの距
離を決定し、次で検出された距離と先に検出された距離
とを比較して物体に何等かの運動が発生しつつあるかを
決定するデバイスによって達成される。即ち、運動は、
ドップラシフトデバイスに伴なう問題を生ずることなく
検出されるのである。流れは、物体の運動が検出された
場合にのみ許される。他の目的は、水流内の小さなター
ビン及び蛇口に取付けられている該タービンによって駆
動される発電機を含むこの型のデバイスによって達成さ
れる。再充電可能な電池のような、発電機によって再充
電できるエネルギ蓄積デバイスが制御回路に給電するの
に用いられているので、外部電源を必要としない。これ
は、これらのデバイスの採用に対する心理的障壁となる
電線布設の必要を排除する。
指すものである。水は他の必需品と共に節約の対象と考
えられる。従って、この節約努力を援助するために数多
くのデバイスが提案されている。家庭で使用するための
最も重要なデバイスの中には、不要な水流を制限するも
のがある。例えば、水の大量の流れを減少させつつその
速度を増加させて水流の効果を維持するシャワーヘッド
は、シャワー中の水の使用量をそれ以前のレベルの数分
の一まで減少させることができる。水を浪費する別の原
因は、実際に水を使用していない期間中の水流である。
例えば、皿をすすぐ時、すすぎは間欠的にしか行われな
いのに水を一定の流れのまま流し続けることはありふれ
たことである。これは水を屡々オン及びオフさせるべく
蛇口を回すことが不便であることが大きな原因である。
従って、蛇口に物体が接近するのを自動的に検知し、そ
の接近に応答して蛇口を作動させるデバイスが提案され
ている。計画としては、物体が実際に蛇口の下にある場
合だけ水流を生じさせようとするものである。水を節約
するのに加えて、これらのデバイスは弁を手動で作動さ
せる必要も排除する。このような機構は、手がふさがっ
ている人、障害者、或は洗った後に非殺菌物体に触れる
ことができない外科医のような人にとっては便利であ
る。従来提案されているデバイスは光或は電磁検知手段
を用いており、これらは或は実際的であるかも知れない
が、若干の設計上の複雑さと実際的な困難とを伴ってい
る。電磁デバイスの場合には、センサの指向性が欠けて
おり、このため皿洗い及びすすぎ状態の際に問題を生ず
る。一方、光デバイスは極めて指向的である。しかしそ
れらの検知範囲を規定された距離に制限することが困難
である。他の問題は若干の型の検知配列に由来するもの
である。例えば、ドップラ型センサをステンレス鋼洗い
場と共に用いると、関心領域から離れた位置からの衝撃
及び音響が、ステンレス鋼洗い場の伝播特性のためにタ
ーゲット領域内へ伝播すると、流れが不要にトリガされ
る恐れがある。また家庭用として近接検知デバイスの採
用は、蛇口まで電線を導く必要があるために禁止され
る。これらのデバイスへの電力は元々安全な低電圧で供
給されるにも拘わらず、水と電気という組合せが使用者
に危険を想起させ、このようなデバイスの採用を嫌うの
である。従って本発明の目的は、光及び電磁デバイスに
伴なう設計及び使用上の諸問題を生じないようにした物
体検知手段を提供することである。本発明の若干の面の
目的は、ドップラ型提供デバイスに伴なう諸問題を回避
することである。本発明の他の面の目的は、見ることが
できる電気接続を原因とする心理的障壁を回避すること
である。発明の概要 種々の上述の及び関連目的は超音波流れ制御システムに
よって達成され、本システムにおいては超音波トランス
ジューサが超音波を蛇口出口の下のターゲット領域内に
送信し、ターゲット領域内の物体からのエコーを検出し
て物体の存在の指示を制御回路へ供給する。制御回路は
蛇口内の電気的に作動可能な弁を作動させ、物体がター
ゲット領域内において検出されたか否かに従って水流を
制御する。若干の目的は、先ず検出された物体までの距
離を決定し、次で検出された距離と先に検出された距離
とを比較して物体に何等かの運動が発生しつつあるかを
決定するデバイスによって達成される。即ち、運動は、
ドップラシフトデバイスに伴なう問題を生ずることなく
検出されるのである。流れは、物体の運動が検出された
場合にのみ許される。他の目的は、水流内の小さなター
ビン及び蛇口に取付けられている該タービンによって駆
動される発電機を含むこの型のデバイスによって達成さ
れる。再充電可能な電池のような、発電機によって再充
電できるエネルギ蓄積デバイスが制御回路に給電するの
に用いられているので、外部電源を必要としない。これ
は、これらのデバイスの採用に対する心理的障壁となる
電線布設の必要を排除する。
本発明のこれらの及び他の特色及び長所を添附図面に基
いて説明する。 第１図は本発明の実施例の側面図であり、 第２図は第１図の実施例のタービン・発電機部分の拡大
断面図であり、 第３図は第２図の３−３矢視断面図であり、 第４図は第１図の実施例の制御回路のブロックダイアグ
ラムであり、そして 第５図は第４図の回路が流れ制御弁を開くべきか、閉じ
るべきかを決定する基準を説明するフローチャートであ
る。好ましい実施例の詳細な説明 第１図は電磁アクチュエータ（１４）によって制御され
る水流内に弁（１２）を有する超音波制御蛇口（１０）
を示すものである。アクチュエータ（１４）は、その状
態を変化させる場合だけ電力を必要とし、弁を開いたま
まとする或は閉じたままとするのには電力を必要としな
い型のものである。弁（１２）の状態は再充電可能なニ
ッケル・カドミウム電池パック（１８）によって給電さ
れる制御回路（１６）によって制御される。制御回路
（１６）は、蛇口内に隠蔽されている電線によって超音
波トランスジューサ（２０）にも接続されている。超音
波トランスジューサは破線（２２）によって限定してあ
る領域内へ音波を送信する。トランスジューサ（２０）
によって超音波が送信される領域は、通常蛇口（１０）
の出口（２４）から水が流れ込む領域を含んでいる。蛇
口の前に押ボタン（２６）が取付けられており、隠蔽さ
れた電線によって制御回路（１６）に接続されているの
で、使用者は押ボタン（２６）を押すことによって蛇口
を動作させたり、或はオフにさせたりすることができ
る。組立体（１０）は、第２図及び第３図を参照して後
述するように、電池パック（１８）を再充電するように
駆動される発電機（２８）も含んでいる。組立体（１
０）は、典型的には熱湯及び冷水の割合を制御するため
の分離した手動弁（図示せず）を有する洗い場に用いら
れる。始めに使用者が押ボタン（２６）を押して動作を
開始させると、使用者が弁を操作して適切な温度を得る
のに充分な長さの所定持続時間の間水が流出する。次で
弁は、送信用及び受信用トランスジューサである超音波
トランスジューサ（２０）が蛇口から所定の距離内の検
知領域内で動く物体を検出するまで自動的に閉じる。こ
のような物体が検出されると制御回路（１６）は弁を開
き、該領域内の動きが停止するまで水が流出するのを許
容する。動きが検出されなくなると、制御回路（１６）
は短かい遅れの後流れを停止させる。即ち、もし使用者
が皿を洗っていて皿を領域（２２）に移動させると、皿
がターゲット領域（２２）内にあって動かし続けている
限り水が流れて皿がすすがれるようになる。使用が終っ
たならば使用者が押ボタン（２６）を押すと、回路（１
６）から電力が除かれて検知領域（２２）内の物体の存
在に応答して開くことを阻止される。更に、もし回路
（１６）が例えば５分間のような所定の時間の間検知領
域（２２）内に何等の動きも検出しないと、回路（１
６）は自動的にそれ自体をオフとし、押ボタン（２６）
を再び押さない限りその後検知領域（２２）内に物体の
存在を検知しても水流は生じないようになっている。こ
れは、デバイスが不注意に残された時に回路が電力を浪
費するのを防ぎ、また無人の蛇口から不要の水が流れる
危険を排除する。前述したように、水流自体が電池パッ
ク（１８）を再充電するように発電機組立体（２８）が
設けられているので、蛇口まで外部電線を布線する必要
が排除されている。更に、本蛇口は、ありふれた蛇口を
ゆるめて取外し、何等の配線を行うことなく本発明の蛇
口（１０）を取付け得るように好ましく作られている。
発電機ハウジング（３０）（第２図）は、水流路内に配
置されているタービン（３４）が取付けられたシャフト
（３２）によって駆動される発電機（３１）を収容して
いる。環状の肩（３６）が蛇口の上面に形成されてお
り、ガスケット（３８）がコップ形のシャフト軸受（４
０）と肩（３６）との間に圧縮されている。第２のガス
ケット（４２）は軸受（４０）の環状上面と発電機ハウ
ジング（３０）の下面との間をシールしている。ボルト
（４６）及び（４８）が発電機ハウジング（３０）の上
端から伸び、ガスケット（３８）、（４２）及び軸受
（４０）内の孔を通って環状の肩（３６）にねじ係合
し、軸受（３０）を定位置にしっかりと保持し、ガスケ
ット（３８）及び（４２）を圧縮する。発電機シャフト
（３２）の円板形拡大部（５０）は、それ自体と軸受
（４０）の下側内面（５４）との間のＯリング（５２）
を圧縮し、発電機シャフト（３２）と軸受（４０）の下
端のシャフト（３２）を貫通させるための孔（５６）と
の間をシールしている。発電機シャフト（３２）の他方
の端は、蛇口の垂直部分の一部として形成されたスパイ
ダ（６０）によって保持されているブシュ（５８）によ
って定位置に保持されている。タービン（３４）は、蛇
口の厚肉部分（６２）によって限定されている狭い領域
内に配置されている。タービン（３４）は４枚の羽根
（６４）含んでいる。水流は、これらの羽根を第３図に
示すように反時計方向に回転せしめて電力を発生させ、
この電力は充電回路によって電池パック（１８）に印加
されて電池を再充電する。制御回路（１６）の概念的な
ブロックダイアグラムを第４図に示す。この回路の心臓
部はマイクロプロセッサ回路（６６）として示されてい
る。基本的なマイクロプロセッサに加えて、素子（６
６）は、選択したマイクロプロセッサと共に通常用いら
れる型のメモリ及び入／出力デバイスを含んでいる。電
池パック（１８）（第１図）内の電池（６８）は、これ
も第１図に示されているモーメンタリスイッチ（２６）
を通してマイクロプロセッサ（６６）に接続されてい
る。バイパスライン（７０）はモーメンタリスイッチ
（２６）をバイパスし、マイクロプロセッサによって作
動可能な回路（６６）に内蔵のラッチ（図示せず）に導
かれている。このラッチは初期には開かれているので、
電池（６８）からの電力はバイパスライン（７０）によ
って残余の回路に印加されることはない。従って、回路
は電池から電流を流さない。モーメンタリスイッチ（２
６）が操作されると、内部ラッチはモーメンタリスイッ
チ（２６）が再び開かれた後も回路に電力を印加し続け
る。内部ラッチが閉じている場合には、モーメンタリス
イッチ（２６）は次の操作はラッチを開く命令と解釈さ
れ、回路から電力が除かれる。そのようにしなければ、
弁（１２）にある繁度で操作しない限りラッチは閉じた
ままとなり、電力は回路に印加され続ける。しかももし
弁（１２）を５分間閉じたままとすればラッチは再び開
いて回路から電力が除かれるので、押ボタン（２６）が
再び操作されるまで給電されない。マイクロプロセッサ
（６６）は、弁アクチュエータを駆動する従ってマイク
ロプロセッサ（６６）からの命令に応答して弁（１２）
の状態を変化させる弁制御器（７２）を制御する。マイ
クロプロセッサ（６６）は、スイッチング回路網（７
６）を通してトランスジューサ（２０）に接続されてい
る発振器／増幅器（７４）を作動させることによって超
音波トランスジューサ（２０）の動作を制御する。トラ
ンスジューサを駆動するラインは受信したパルスを戻す
ラインと同一であり、スイッチング回路（７６）は（ラ
イン（８０）で示唆してあるように）若干の状態の間で
スイッチするようにマイクロプロセッサ回路（６６）に
よって制御される。１つの状態では、スイッチング回路
（７６）は発振器／増巾器を超音波トランスジューサ
（２０）に接続してそれを駆動させ、超音波を送信させ
る。次の状態では、スイッチング回路（７６）は発振器
／増巾器（７４）をトランスジューサ（２０）から切離
し、トランスジューサ（２０）を残余の回路から分離さ
せる。この時間中、回路は送信しなければ、トランスジ
ューサの検知領域（２２）内の物体からのエコーを「聴
き」もしない。これは、スプリアスエコー及びトランス
ジューサ（２０）の駆動が停止された直後に発生しやす
いリンギング信号の受信を回避する。第３の状態では、
スイッチング回路網（７６）はトランスジューサ（２
０）を検出回路（８２）に接続し、検出回路（８２）は
トランスジューサ（２０）が所定のしきい値レベル以上
のエコー信号を発生した時にマイクロプロセッサ（６
６）に信号を伝送する。当業者ならば理解されるよう
に、これらの回路は典型的には、空気中の超音波の高い
減衰率を補償するための時間依存利得制御を含んでい
る。初期にマイクロプロセッサがトランスジューサ（２
０）に超音波パルスを送信せしめると、マイクロプロセ
ッサはカウンタ回路（８４）内のカウンタの１つをリセ
ットしてイネーブルさせるので、該カウンタは自走クロ
ック（８６）からのパルスに応答して計数を開始する。
第１のエコーが受信されると、マイクロプロセッサが該
カウンタをディスエーブルさせるので該カウンタは停止
してその時のカウントを保持する。このカウントはエコ
ーを生じさせた物体からのトランスジューサ（２０）の
距離に比例する。第５図は、制御回路が何時弁を開閉す
るのかを決定する基準を示す概念的なフロー図を示すも
のである。“スタート”円（８６）は、モーメンタリス
イッチ（２６）の操作によって回路がオンとなる点を表
わしている。これに応答して、回路はイニシャライゼー
ションルーチンを遂行し、ブロック（８８）で示すよう
に弁（１２）を開く。ブロック（９０）は１４秒の待機
を表わし、この期間中水が流れるので使用者は温度を調
整することができる。次でブロック（９２）に示すよう
に弁が閉じ、回路は第５図の第１行の残りの部分で示さ
れている弁閉止ルーチンに進む。ブロック（９４）で示
すように、各パルス送信間には０．５秒の遅れが存在し
ている。パルスが送信されると、回路は前述のようにそ
の送信とその結果得られるエコーとの間の時間を測定す
る。この機能はブロック（９６）によって示されてい
る。ブロック（９８）に示すように、得られた結果はレ
ジスタＡ内に記憶され、回路はレジスタＡの内容が最も
遠い距離（この距離内ならばデバイスは物体の存在に応
答するように設計されている）を表わすある範囲内にあ
るか否かを決定する。典型的には、この距離は洗い台の
底までの距離よりも若干短いがすすぐべき皿を通常保持
する距離よりは遠い。距離が所定の範囲内になければ、
ルーチンはブロック（９４）で示されている０．５秒待
機まで戻されてループを反覆する。もし距離が範囲内で
あれば、ルーチンは０．５秒待機した後に別のパルスを
送信する（ブロック（１０２）及び（１０４）に示
す）。ブロック（１０６）は結果を第２のレジスタであ
るレジスタＢ内に記憶させることを表わしており、判定
ブロック（１０８）はレジスタＢの内容が最も新らしく
測定した距離は所定の範囲内にあるか否かを決定する試
験を示している。もし範囲内にあれば、ルーチンはブロ
ック（１０２）で示される点まで戻される。範囲内にあ
れば、判定ブロック（１１０）に示すようにレジスタＡ
とＢの内容が比較される。レジスタＡ及びＢの内容は、
典型的には細菌２回の超音波パルスからの測定を表わし
ている。もし判定ブロック（１１０）まで到達したので
あれば、レジスタＡ及びＢの内容は共に範囲内にあり、
そしてそれらが等しければ、物体が間に介在する０．５
秒間にシステムの分解能よりも小さい距離よりも大きく
移動しなかったことになる。勿論、これよりも大きい動
きを許容することが望ましいかも知れず、そこで試験は
レジスタＡ及びＢの内容間の差が所定の数よりも小さい
か否かとなる。しかし、システム分解能を動きに対する
所定のしきい値とすることがより好都合であろう。場合
によっては、ブロック（１１０）における試験が最近２
回の測定を表わさない。例えば、ブロック（１１０）に
よって示される試験の結果が否定である場合には、ルー
チンはブロック（１０２）〜（１１０）で示されるルー
プを繰返し、レジスタＢの内容が範囲内にあって且つレ
ジスタＡの内容とは異なるようになるまで続行される。
細菌２回の測定は比較されないが、それでもブロック
（１１０）における試験の結果が肯定であれば、それは
物体がターゲット範囲内にあり且つ動きがあったことを
表わしているので、この試験は受入れることができるの
である。ブロック（１１０）によって表わされる試験の
結果が肯定であれば、ブロック（１１２）に示すように
インデックスＸが３にセットされ、弁が開かれる。この
インデックスＸは、動きの検出の失敗と弁（１２）の閉
止との間に遅れを与えるのに用いられる。次でルーチン
は、ブロック（１１４）及び（１１６）に示すように第
５図の第２行の弁開放部分に進む。ここでは別の測定が
行われ、その結果はレジスタＡに記憶される（ブロック
（１１８）及び（１２０））．ブロック（１２２）は結
果の値の試験であって、それが範囲内にあるか否かが決
定される。レジスタＡの内容も、ブロック（１２４）に
示すように、現在レジスタＢ内に記憶されている内容と
は異なるか否かを決定するために試験される。もしこれ
らの試験の何れかが否定であれば、ルーチンはブロック
（１２６）で示されている段階に進み、インデックスＸ
が１つだけ減じられ、ブロック（１２８）においてＸの
値が０であるか否かが決定される。もしその値が０であ
れば、計画された遅れが完了したことになり、ブロック
（９２）て示されているように弁が閉じられる。そこで
プログラムは弁閉止部分に戻される。もしブロック（１
２８）における試験の結果、Ｘが未だ０に等しくなけれ
ば、ルーチンはブロック（１１６）で示される段階に戻
される。ブロック（１２２）及び（１２４）における両
試験の結果が肯定であれば、ブロック（１３０）で示す
ようにインデックスＸが再び３にセットされ、システム
は０．５秒待った後に測定を行ってその結果をレジスタ
Ｂ内に記憶させる（ブロック（１３２）〜（１３
６））。レジスタＢの内容は、ブロック（１３８）及び
（１４０）においてそれらが範囲内にあるか否かを決定
する試験を受け、次でレジスタＡの内容と比較される。
もしこれらの試験の何れかの結果が否定であれば、ブロ
ック（１２６）に示すようにインデックスＸが１つ減少
され、ブロック（１２８）において再びＸが０に等しい
か否かが決定される。以上のように、範囲内移動物体を
検出するための連続３回の試験が否定されるとインデッ
クスＸは０まで減ぜられ、弁は閉じるようになる。もし
システムが僅か１秒間動きの検出を失敗しても、その後
直ちに範囲内の動きを検出すれば弁は開き続けることに
なる。インデックスＸに関連するこの時間遅れは、その
ようにしなければ検知領域（２２）内の皿の間欠的な動
きに応答して発生してしまうであろう弁（１２）の過度
の動作を排除するものである。ブロック（１３８）及び
（１４０）の両試験の結果が肯定であれば、ブロック
（１４２）で示すようにインデックスＸは３に等しくセ
ットされ、ルーチンの弁開放部分が再び開始される。第
５図のフローチャートは、長過ぎる時間に亘って弁が不
活動であったかどうかを決定するものではない。しか
し、このようなルーチンは第５図のルーチンと同時に走
るものであり、もし弁が５分以上閉じ続ければシステム
は休止させられ、第５図のルーチンは中断される。この
ルーチンカウンタ回路（８４）内の第２のカウンタを利
用する。このカウンタは弁（１２）が閉じればリセット
され、弁が開くと計数を開始する。もし弁が開かずに上
述の５分間が経過すればこのカウンタは所定のカウント
に到達し、マイクロプロセッサに回路（１６）に電力を
印加し続ける内部ラッチを開放させる。この作用によっ
て回路はオフとなり、モーメンタリスイッチ（２６）が
再び操作されるまで弁（１２）のそれ以上の作動を阻止
する。以上に説明した本発明の好ましい実施例は、弁を
開くか否かを決定するのに距離と動きの両基準を用いて
いる。動きの基準を用いると洗い場のような静止物体が
蛇口をオンにすることはない。 勿論、使用者がすすご
うとするフォークも使用者がそれを動かさなければ静止
物体である。しかし、通常はすすごうとする物体は充分
に動かされるから、ユニットは付活されることになる。
更に、使用者はデバイスを付活させるためには若干の動
きが必要である 事実に迅速に慣れるものであり、この
動きは簡単に習慣となって不便さを感じなくなる。一
方、もしデバイスが例えば静止した洗い場或はシステム
の距離範囲内にとどく程充分に高く積まれた皿の存在だ
けによって応答してしまったら、全く不都合である。動
き検出要求を用いると、蛇口から所定の距離内の物体に
よってエコーを生じさせるという上述の附加的要求の絶
対的必要性は存在しなくなる。しかし、この距離要求
は、デバイスの有用性を何等損うことなく考え得るスプ
リアスレスポンスを更に排除するものと信じている。本
デバイスの好ましい実施例はドップラ型デバイスによっ
て用いられる周波数変化決定を用いておらず、代りに異
なる測定時間を差引いていることに注目されたい。ドッ
プラ型のデバイスは流水によって誤って付活されるかも
知れないので、これは１つの長所である。更に、例えば
洗い場の底の振動が、その振動振巾が検出できない程小
さくても相当なドップラ効果周波数変化をもたらしやす
いので、高感度ドップラ型デバイスの誤動作の原因とな
る恐れがある。一方、皿の動きは距離的に比較的大きい
けれどもそれらの速度は典型的には最も鋭敏なドップラ
効果デバイス以外によっては検出できる程充分に大きく
なく、そしてこの最も鋭敏なデバイスは誤動作を最も起
すものなのである。ドップラ効果を用いるのではなく、
距離変化を測定することによって動きを検出することは
大きな長所である。本発明の多くの長所は、図示した好
ましい実施例とは若干異なる実施例によっても得ること
ができる。例えば、自蔵電源を設けたことが家庭用とし
ては重要な長所であるものと信じているが、外部電源が
公衆便所、病院の手術用手洗室、及び工業的な場所にお
いては受入れられることが見出されるかも知れない。更
に、動き及び距離の両方に基いた判定基準を好むもので
はあるが、動き要求だけを用いた場所でも本発明の長所
の多くが得られることは明白である。一方、動き基準を
大いに好むものであるが、水流を望まない場合にはター
ゲット領域内に物体の存在が見込まれないような若干の
特別な目的の設備においては、単純な近接を基準として
用いることができる。以上のように、本発明の利益は多
様な実施例によって得ることができるのである。
いて説明する。 第１図は本発明の実施例の側面図であり、 第２図は第１図の実施例のタービン・発電機部分の拡大
断面図であり、 第３図は第２図の３−３矢視断面図であり、 第４図は第１図の実施例の制御回路のブロックダイアグ
ラムであり、そして 第５図は第４図の回路が流れ制御弁を開くべきか、閉じ
るべきかを決定する基準を説明するフローチャートであ
る。好ましい実施例の詳細な説明 第１図は電磁アクチュエータ（１４）によって制御され
る水流内に弁（１２）を有する超音波制御蛇口（１０）
を示すものである。アクチュエータ（１４）は、その状
態を変化させる場合だけ電力を必要とし、弁を開いたま
まとする或は閉じたままとするのには電力を必要としな
い型のものである。弁（１２）の状態は再充電可能なニ
ッケル・カドミウム電池パック（１８）によって給電さ
れる制御回路（１６）によって制御される。制御回路
（１６）は、蛇口内に隠蔽されている電線によって超音
波トランスジューサ（２０）にも接続されている。超音
波トランスジューサは破線（２２）によって限定してあ
る領域内へ音波を送信する。トランスジューサ（２０）
によって超音波が送信される領域は、通常蛇口（１０）
の出口（２４）から水が流れ込む領域を含んでいる。蛇
口の前に押ボタン（２６）が取付けられており、隠蔽さ
れた電線によって制御回路（１６）に接続されているの
で、使用者は押ボタン（２６）を押すことによって蛇口
を動作させたり、或はオフにさせたりすることができ
る。組立体（１０）は、第２図及び第３図を参照して後
述するように、電池パック（１８）を再充電するように
駆動される発電機（２８）も含んでいる。組立体（１
０）は、典型的には熱湯及び冷水の割合を制御するため
の分離した手動弁（図示せず）を有する洗い場に用いら
れる。始めに使用者が押ボタン（２６）を押して動作を
開始させると、使用者が弁を操作して適切な温度を得る
のに充分な長さの所定持続時間の間水が流出する。次で
弁は、送信用及び受信用トランスジューサである超音波
トランスジューサ（２０）が蛇口から所定の距離内の検
知領域内で動く物体を検出するまで自動的に閉じる。こ
のような物体が検出されると制御回路（１６）は弁を開
き、該領域内の動きが停止するまで水が流出するのを許
容する。動きが検出されなくなると、制御回路（１６）
は短かい遅れの後流れを停止させる。即ち、もし使用者
が皿を洗っていて皿を領域（２２）に移動させると、皿
がターゲット領域（２２）内にあって動かし続けている
限り水が流れて皿がすすがれるようになる。使用が終っ
たならば使用者が押ボタン（２６）を押すと、回路（１
６）から電力が除かれて検知領域（２２）内の物体の存
在に応答して開くことを阻止される。更に、もし回路
（１６）が例えば５分間のような所定の時間の間検知領
域（２２）内に何等の動きも検出しないと、回路（１
６）は自動的にそれ自体をオフとし、押ボタン（２６）
を再び押さない限りその後検知領域（２２）内に物体の
存在を検知しても水流は生じないようになっている。こ
れは、デバイスが不注意に残された時に回路が電力を浪
費するのを防ぎ、また無人の蛇口から不要の水が流れる
危険を排除する。前述したように、水流自体が電池パッ
ク（１８）を再充電するように発電機組立体（２８）が
設けられているので、蛇口まで外部電線を布線する必要
が排除されている。更に、本蛇口は、ありふれた蛇口を
ゆるめて取外し、何等の配線を行うことなく本発明の蛇
口（１０）を取付け得るように好ましく作られている。
発電機ハウジング（３０）（第２図）は、水流路内に配
置されているタービン（３４）が取付けられたシャフト
（３２）によって駆動される発電機（３１）を収容して
いる。環状の肩（３６）が蛇口の上面に形成されてお
り、ガスケット（３８）がコップ形のシャフト軸受（４
０）と肩（３６）との間に圧縮されている。第２のガス
ケット（４２）は軸受（４０）の環状上面と発電機ハウ
ジング（３０）の下面との間をシールしている。ボルト
（４６）及び（４８）が発電機ハウジング（３０）の上
端から伸び、ガスケット（３８）、（４２）及び軸受
（４０）内の孔を通って環状の肩（３６）にねじ係合
し、軸受（３０）を定位置にしっかりと保持し、ガスケ
ット（３８）及び（４２）を圧縮する。発電機シャフト
（３２）の円板形拡大部（５０）は、それ自体と軸受
（４０）の下側内面（５４）との間のＯリング（５２）
を圧縮し、発電機シャフト（３２）と軸受（４０）の下
端のシャフト（３２）を貫通させるための孔（５６）と
の間をシールしている。発電機シャフト（３２）の他方
の端は、蛇口の垂直部分の一部として形成されたスパイ
ダ（６０）によって保持されているブシュ（５８）によ
って定位置に保持されている。タービン（３４）は、蛇
口の厚肉部分（６２）によって限定されている狭い領域
内に配置されている。タービン（３４）は４枚の羽根
（６４）含んでいる。水流は、これらの羽根を第３図に
示すように反時計方向に回転せしめて電力を発生させ、
この電力は充電回路によって電池パック（１８）に印加
されて電池を再充電する。制御回路（１６）の概念的な
ブロックダイアグラムを第４図に示す。この回路の心臓
部はマイクロプロセッサ回路（６６）として示されてい
る。基本的なマイクロプロセッサに加えて、素子（６
６）は、選択したマイクロプロセッサと共に通常用いら
れる型のメモリ及び入／出力デバイスを含んでいる。電
池パック（１８）（第１図）内の電池（６８）は、これ
も第１図に示されているモーメンタリスイッチ（２６）
を通してマイクロプロセッサ（６６）に接続されてい
る。バイパスライン（７０）はモーメンタリスイッチ
（２６）をバイパスし、マイクロプロセッサによって作
動可能な回路（６６）に内蔵のラッチ（図示せず）に導
かれている。このラッチは初期には開かれているので、
電池（６８）からの電力はバイパスライン（７０）によ
って残余の回路に印加されることはない。従って、回路
は電池から電流を流さない。モーメンタリスイッチ（２
６）が操作されると、内部ラッチはモーメンタリスイッ
チ（２６）が再び開かれた後も回路に電力を印加し続け
る。内部ラッチが閉じている場合には、モーメンタリス
イッチ（２６）は次の操作はラッチを開く命令と解釈さ
れ、回路から電力が除かれる。そのようにしなければ、
弁（１２）にある繁度で操作しない限りラッチは閉じた
ままとなり、電力は回路に印加され続ける。しかももし
弁（１２）を５分間閉じたままとすればラッチは再び開
いて回路から電力が除かれるので、押ボタン（２６）が
再び操作されるまで給電されない。マイクロプロセッサ
（６６）は、弁アクチュエータを駆動する従ってマイク
ロプロセッサ（６６）からの命令に応答して弁（１２）
の状態を変化させる弁制御器（７２）を制御する。マイ
クロプロセッサ（６６）は、スイッチング回路網（７
６）を通してトランスジューサ（２０）に接続されてい
る発振器／増幅器（７４）を作動させることによって超
音波トランスジューサ（２０）の動作を制御する。トラ
ンスジューサを駆動するラインは受信したパルスを戻す
ラインと同一であり、スイッチング回路（７６）は（ラ
イン（８０）で示唆してあるように）若干の状態の間で
スイッチするようにマイクロプロセッサ回路（６６）に
よって制御される。１つの状態では、スイッチング回路
（７６）は発振器／増巾器を超音波トランスジューサ
（２０）に接続してそれを駆動させ、超音波を送信させ
る。次の状態では、スイッチング回路（７６）は発振器
／増巾器（７４）をトランスジューサ（２０）から切離
し、トランスジューサ（２０）を残余の回路から分離さ
せる。この時間中、回路は送信しなければ、トランスジ
ューサの検知領域（２２）内の物体からのエコーを「聴
き」もしない。これは、スプリアスエコー及びトランス
ジューサ（２０）の駆動が停止された直後に発生しやす
いリンギング信号の受信を回避する。第３の状態では、
スイッチング回路網（７６）はトランスジューサ（２
０）を検出回路（８２）に接続し、検出回路（８２）は
トランスジューサ（２０）が所定のしきい値レベル以上
のエコー信号を発生した時にマイクロプロセッサ（６
６）に信号を伝送する。当業者ならば理解されるよう
に、これらの回路は典型的には、空気中の超音波の高い
減衰率を補償するための時間依存利得制御を含んでい
る。初期にマイクロプロセッサがトランスジューサ（２
０）に超音波パルスを送信せしめると、マイクロプロセ
ッサはカウンタ回路（８４）内のカウンタの１つをリセ
ットしてイネーブルさせるので、該カウンタは自走クロ
ック（８６）からのパルスに応答して計数を開始する。
第１のエコーが受信されると、マイクロプロセッサが該
カウンタをディスエーブルさせるので該カウンタは停止
してその時のカウントを保持する。このカウントはエコ
ーを生じさせた物体からのトランスジューサ（２０）の
距離に比例する。第５図は、制御回路が何時弁を開閉す
るのかを決定する基準を示す概念的なフロー図を示すも
のである。“スタート”円（８６）は、モーメンタリス
イッチ（２６）の操作によって回路がオンとなる点を表
わしている。これに応答して、回路はイニシャライゼー
ションルーチンを遂行し、ブロック（８８）で示すよう
に弁（１２）を開く。ブロック（９０）は１４秒の待機
を表わし、この期間中水が流れるので使用者は温度を調
整することができる。次でブロック（９２）に示すよう
に弁が閉じ、回路は第５図の第１行の残りの部分で示さ
れている弁閉止ルーチンに進む。ブロック（９４）で示
すように、各パルス送信間には０．５秒の遅れが存在し
ている。パルスが送信されると、回路は前述のようにそ
の送信とその結果得られるエコーとの間の時間を測定す
る。この機能はブロック（９６）によって示されてい
る。ブロック（９８）に示すように、得られた結果はレ
ジスタＡ内に記憶され、回路はレジスタＡの内容が最も
遠い距離（この距離内ならばデバイスは物体の存在に応
答するように設計されている）を表わすある範囲内にあ
るか否かを決定する。典型的には、この距離は洗い台の
底までの距離よりも若干短いがすすぐべき皿を通常保持
する距離よりは遠い。距離が所定の範囲内になければ、
ルーチンはブロック（９４）で示されている０．５秒待
機まで戻されてループを反覆する。もし距離が範囲内で
あれば、ルーチンは０．５秒待機した後に別のパルスを
送信する（ブロック（１０２）及び（１０４）に示
す）。ブロック（１０６）は結果を第２のレジスタであ
るレジスタＢ内に記憶させることを表わしており、判定
ブロック（１０８）はレジスタＢの内容が最も新らしく
測定した距離は所定の範囲内にあるか否かを決定する試
験を示している。もし範囲内にあれば、ルーチンはブロ
ック（１０２）で示される点まで戻される。範囲内にあ
れば、判定ブロック（１１０）に示すようにレジスタＡ
とＢの内容が比較される。レジスタＡ及びＢの内容は、
典型的には細菌２回の超音波パルスからの測定を表わし
ている。もし判定ブロック（１１０）まで到達したので
あれば、レジスタＡ及びＢの内容は共に範囲内にあり、
そしてそれらが等しければ、物体が間に介在する０．５
秒間にシステムの分解能よりも小さい距離よりも大きく
移動しなかったことになる。勿論、これよりも大きい動
きを許容することが望ましいかも知れず、そこで試験は
レジスタＡ及びＢの内容間の差が所定の数よりも小さい
か否かとなる。しかし、システム分解能を動きに対する
所定のしきい値とすることがより好都合であろう。場合
によっては、ブロック（１１０）における試験が最近２
回の測定を表わさない。例えば、ブロック（１１０）に
よって示される試験の結果が否定である場合には、ルー
チンはブロック（１０２）〜（１１０）で示されるルー
プを繰返し、レジスタＢの内容が範囲内にあって且つレ
ジスタＡの内容とは異なるようになるまで続行される。
細菌２回の測定は比較されないが、それでもブロック
（１１０）における試験の結果が肯定であれば、それは
物体がターゲット範囲内にあり且つ動きがあったことを
表わしているので、この試験は受入れることができるの
である。ブロック（１１０）によって表わされる試験の
結果が肯定であれば、ブロック（１１２）に示すように
インデックスＸが３にセットされ、弁が開かれる。この
インデックスＸは、動きの検出の失敗と弁（１２）の閉
止との間に遅れを与えるのに用いられる。次でルーチン
は、ブロック（１１４）及び（１１６）に示すように第
５図の第２行の弁開放部分に進む。ここでは別の測定が
行われ、その結果はレジスタＡに記憶される（ブロック
（１１８）及び（１２０））．ブロック（１２２）は結
果の値の試験であって、それが範囲内にあるか否かが決
定される。レジスタＡの内容も、ブロック（１２４）に
示すように、現在レジスタＢ内に記憶されている内容と
は異なるか否かを決定するために試験される。もしこれ
らの試験の何れかが否定であれば、ルーチンはブロック
（１２６）で示されている段階に進み、インデックスＸ
が１つだけ減じられ、ブロック（１２８）においてＸの
値が０であるか否かが決定される。もしその値が０であ
れば、計画された遅れが完了したことになり、ブロック
（９２）て示されているように弁が閉じられる。そこで
プログラムは弁閉止部分に戻される。もしブロック（１
２８）における試験の結果、Ｘが未だ０に等しくなけれ
ば、ルーチンはブロック（１１６）で示される段階に戻
される。ブロック（１２２）及び（１２４）における両
試験の結果が肯定であれば、ブロック（１３０）で示す
ようにインデックスＸが再び３にセットされ、システム
は０．５秒待った後に測定を行ってその結果をレジスタ
Ｂ内に記憶させる（ブロック（１３２）〜（１３
６））。レジスタＢの内容は、ブロック（１３８）及び
（１４０）においてそれらが範囲内にあるか否かを決定
する試験を受け、次でレジスタＡの内容と比較される。
もしこれらの試験の何れかの結果が否定であれば、ブロ
ック（１２６）に示すようにインデックスＸが１つ減少
され、ブロック（１２８）において再びＸが０に等しい
か否かが決定される。以上のように、範囲内移動物体を
検出するための連続３回の試験が否定されるとインデッ
クスＸは０まで減ぜられ、弁は閉じるようになる。もし
システムが僅か１秒間動きの検出を失敗しても、その後
直ちに範囲内の動きを検出すれば弁は開き続けることに
なる。インデックスＸに関連するこの時間遅れは、その
ようにしなければ検知領域（２２）内の皿の間欠的な動
きに応答して発生してしまうであろう弁（１２）の過度
の動作を排除するものである。ブロック（１３８）及び
（１４０）の両試験の結果が肯定であれば、ブロック
（１４２）で示すようにインデックスＸは３に等しくセ
ットされ、ルーチンの弁開放部分が再び開始される。第
５図のフローチャートは、長過ぎる時間に亘って弁が不
活動であったかどうかを決定するものではない。しか
し、このようなルーチンは第５図のルーチンと同時に走
るものであり、もし弁が５分以上閉じ続ければシステム
は休止させられ、第５図のルーチンは中断される。この
ルーチンカウンタ回路（８４）内の第２のカウンタを利
用する。このカウンタは弁（１２）が閉じればリセット
され、弁が開くと計数を開始する。もし弁が開かずに上
述の５分間が経過すればこのカウンタは所定のカウント
に到達し、マイクロプロセッサに回路（１６）に電力を
印加し続ける内部ラッチを開放させる。この作用によっ
て回路はオフとなり、モーメンタリスイッチ（２６）が
再び操作されるまで弁（１２）のそれ以上の作動を阻止
する。以上に説明した本発明の好ましい実施例は、弁を
開くか否かを決定するのに距離と動きの両基準を用いて
いる。動きの基準を用いると洗い場のような静止物体が
蛇口をオンにすることはない。 勿論、使用者がすすご
うとするフォークも使用者がそれを動かさなければ静止
物体である。しかし、通常はすすごうとする物体は充分
に動かされるから、ユニットは付活されることになる。
更に、使用者はデバイスを付活させるためには若干の動
きが必要である 事実に迅速に慣れるものであり、この
動きは簡単に習慣となって不便さを感じなくなる。一
方、もしデバイスが例えば静止した洗い場或はシステム
の距離範囲内にとどく程充分に高く積まれた皿の存在だ
けによって応答してしまったら、全く不都合である。動
き検出要求を用いると、蛇口から所定の距離内の物体に
よってエコーを生じさせるという上述の附加的要求の絶
対的必要性は存在しなくなる。しかし、この距離要求
は、デバイスの有用性を何等損うことなく考え得るスプ
リアスレスポンスを更に排除するものと信じている。本
デバイスの好ましい実施例はドップラ型デバイスによっ
て用いられる周波数変化決定を用いておらず、代りに異
なる測定時間を差引いていることに注目されたい。ドッ
プラ型のデバイスは流水によって誤って付活されるかも
知れないので、これは１つの長所である。更に、例えば
洗い場の底の振動が、その振動振巾が検出できない程小
さくても相当なドップラ効果周波数変化をもたらしやす
いので、高感度ドップラ型デバイスの誤動作の原因とな
る恐れがある。一方、皿の動きは距離的に比較的大きい
けれどもそれらの速度は典型的には最も鋭敏なドップラ
効果デバイス以外によっては検出できる程充分に大きく
なく、そしてこの最も鋭敏なデバイスは誤動作を最も起
すものなのである。ドップラ効果を用いるのではなく、
距離変化を測定することによって動きを検出することは
大きな長所である。本発明の多くの長所は、図示した好
ましい実施例とは若干異なる実施例によっても得ること
ができる。例えば、自蔵電源を設けたことが家庭用とし
ては重要な長所であるものと信じているが、外部電源が
公衆便所、病院の手術用手洗室、及び工業的な場所にお
いては受入れられることが見出されるかも知れない。更
に、動き及び距離の両方に基いた判定基準を好むもので
はあるが、動き要求だけを用いた場所でも本発明の長所
の多くが得られることは明白である。一方、動き基準を
大いに好むものであるが、水流を望まない場合にはター
ゲット領域内に物体の存在が見込まれないような若干の
特別な目的の設備においては、単純な近接を基準として
用いることができる。以上のように、本発明の利益は多
様な実施例によって得ることができるのである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年５月２８日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 自動流れ制御装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水流を制御する装置に係
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来技術】水は他の商品と同じように節約の対象とな
る。従って、この節約努力を助けるため多くの装置が提
案されている。家庭で使用するのに最も重要な水流制御
装置は不必要な水流を制限する装置である。例えば、シ
ャワーヘッドは水量を減少させながら流速を上げて水流
の有効性を維持しており、シャワーの使用中は水量を以
前の数分の一に減少させることができる。
る。従って、この節約努力を助けるため多くの装置が提
案されている。家庭で使用するのに最も重要な水流制御
装置は不必要な水流を制限する装置である。例えば、シ
ャワーヘッドは水量を減少させながら流速を上げて水流
の有効性を維持しており、シャワーの使用中は水量を以
前の数分の一に減少させることができる。
【０００３】水を無駄にする別の原因は、水を実際に使
用しない期間にも水を流していることである。例えば、
皿を濯いでいるとき、濯ぎが間歇的に行われているにも
かかわらず水を流しぱなっしにしていることは珍しいこ
とではない。これは水を頻繁に出したり、止めたりする
のが億劫であるということによることが多い。
用しない期間にも水を流していることである。例えば、
皿を濯いでいるとき、濯ぎが間歇的に行われているにも
かかわらず水を流しぱなっしにしていることは珍しいこ
とではない。これは水を頻繁に出したり、止めたりする
のが億劫であるということによることが多い。
【０００４】従って提案する装置は、蛇口への物体の接
近を自動的に検出し、そしてその接近に応答してコック
を作動するものである。その結果物体が実際に蛇口の下
に来たときだけ水は出るようになる。水の節約に加えて
この装置は弁を手動操作する必要をなくす。これは、身
体の不自由な人や、洗った後消毒していない物に触れる
ことのできない外科医のように手が塞がっている人に便
利である。同様の装置がトイレの自動水洗に提案されて
いる。
近を自動的に検出し、そしてその接近に応答してコック
を作動するものである。その結果物体が実際に蛇口の下
に来たときだけ水は出るようになる。水の節約に加えて
この装置は弁を手動操作する必要をなくす。これは、身
体の不自由な人や、洗った後消毒していない物に触れる
ことのできない外科医のように手が塞がっている人に便
利である。同様の装置がトイレの自動水洗に提案されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これまで提案された装
置は設計が複雑であったり、実際には困難であったりす
る。特に家庭用では、例えば蛇口へ線を伸ばすと自動水
流制御装置は受け入れ難いものとなる。そのような装置
の電力は安全な低い電圧で供給されるのが普通である
が、水と電気という組み合わせが心理的に危険を思わせ
そのような装置を採用するのを躊躇させることとなる。
電池で給電する装置はこのような心理的な拒否に出会わ
ないが、電池の取り替えが頻繁であるので実際的とはい
えない。
置は設計が複雑であったり、実際には困難であったりす
る。特に家庭用では、例えば蛇口へ線を伸ばすと自動水
流制御装置は受け入れ難いものとなる。そのような装置
の電力は安全な低い電圧で供給されるのが普通である
が、水と電気という組み合わせが心理的に危険を思わせ
そのような装置を採用するのを躊躇させることとなる。
電池で給電する装置はこのような心理的な拒否に出会わ
ないが、電池の取り替えが頻繁であるので実際的とはい
えない。
【０００６】本発明の目的は、配線が見えるために生じ
る心理的な拒否を回避することにある。
る心理的な拒否を回避することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する水流
制御装置において、センサが検出する物体の所定基準に
応答して作動する水流制御弁のラッチングの態様とし
て、弁の開閉には電力を必要とするが、弁を開いたま
ま、もしくは閉じたままにしておくに電力は必要としな
いようになっている。このような弁の使用は、装置が消
耗する電力を大幅に制限し、そして電池交換の頻度を最
低とするものである。
制御装置において、センサが検出する物体の所定基準に
応答して作動する水流制御弁のラッチングの態様とし
て、弁の開閉には電力を必要とするが、弁を開いたま
ま、もしくは閉じたままにしておくに電力は必要としな
いようになっている。このような弁の使用は、装置が消
耗する電力を大幅に制限し、そして電池交換の頻度を最
低とするものである。
【０００８】
【実施例】図１は電磁アクチュエータ１４によって制御
される水流内に弁１２を有する超音波制御蛇口１０を示
すものである。アクチュエータ１４はラッチング弁であ
る。すなわち、それはその状態を変化させる場合だけ電
力を必要とし、弁を開いたままとする或は閉じたままと
するのには電力を必要としない型のものである。弁１２
の状態は再充電可能なニッケル・カドミウム電池パック
１８によって給電される制御回路１６によって制御され
る。制御回路１６は、蛇口内に隠蔽されている電線によ
って超音波トランスジューサ２０にも接続されている。
超音波トランスジューサは破線２２によって限定してあ
る領域内へ音波を送信する。トランスジューサ２０によ
って超音波が送信される領域は、通常蛇口１０の出口２
４から水が流れ込む領域を含んでいる。
される水流内に弁１２を有する超音波制御蛇口１０を示
すものである。アクチュエータ１４はラッチング弁であ
る。すなわち、それはその状態を変化させる場合だけ電
力を必要とし、弁を開いたままとする或は閉じたままと
するのには電力を必要としない型のものである。弁１２
の状態は再充電可能なニッケル・カドミウム電池パック
１８によって給電される制御回路１６によって制御され
る。制御回路１６は、蛇口内に隠蔽されている電線によ
って超音波トランスジューサ２０にも接続されている。
超音波トランスジューサは破線２２によって限定してあ
る領域内へ音波を送信する。トランスジューサ２０によ
って超音波が送信される領域は、通常蛇口１０の出口２
４から水が流れ込む領域を含んでいる。
【０００９】蛇口の前に押ボタン２６が取付けられてお
り、隠蔽された電線によって制御回路１６に接続されて
いるので、使用者は押ボタン２６を押すことによって蛇
口を動作させたり、或はオフにさせたりすることができ
る。組立体１０は、図２及び図３を参照して後述するよ
うに、電池パック１８を再充電するように駆動される発
電機２８も含んでいる。
り、隠蔽された電線によって制御回路１６に接続されて
いるので、使用者は押ボタン２６を押すことによって蛇
口を動作させたり、或はオフにさせたりすることができ
る。組立体１０は、図２及び図３を参照して後述するよ
うに、電池パック１８を再充電するように駆動される発
電機２８も含んでいる。
【００１０】組立体１０は、典型的には熱湯及び冷水の
割合を制御するための分離した手動弁（図示せず）を有
する洗い場に用いられる。始めに使用者が押ボタン２６
を押して動作を開始させると、使用者が弁を操作して適
切な温度を得るのに充分な長さの所定持続時間の間水が
流出する。次で弁は、送信用及び受信用トランスジュー
サである超音波トランスジューサ２０が蛇口から所定の
距離内の検知領域内で動く物体を検出するまで自動的に
閉じる。このような物体が検出されると制御回路１６は
弁を開き、該領域内の動きが停止するまで水が流出する
のを許容する。動きが検出されなくなると、制御回路１
６は短かい遅れの後流れを停止させる。即ち、もし使用
者が皿を洗っていて皿を領域２２に移動させると、皿が
ターゲット領域２２内にあって動かし続けている限り水
が流れて皿がすすがれるようになる。
割合を制御するための分離した手動弁（図示せず）を有
する洗い場に用いられる。始めに使用者が押ボタン２６
を押して動作を開始させると、使用者が弁を操作して適
切な温度を得るのに充分な長さの所定持続時間の間水が
流出する。次で弁は、送信用及び受信用トランスジュー
サである超音波トランスジューサ２０が蛇口から所定の
距離内の検知領域内で動く物体を検出するまで自動的に
閉じる。このような物体が検出されると制御回路１６は
弁を開き、該領域内の動きが停止するまで水が流出する
のを許容する。動きが検出されなくなると、制御回路１
６は短かい遅れの後流れを停止させる。即ち、もし使用
者が皿を洗っていて皿を領域２２に移動させると、皿が
ターゲット領域２２内にあって動かし続けている限り水
が流れて皿がすすがれるようになる。
【００１１】使用が終ったならば使用者が押ボタン２６
を押すと、回路１６から電力が除かれて検知領域２２内
の物体の存在に応答して開くことを阻止される。更に、
もし回路１６が例えば５分間のような所定の時間の間検
知領域２２内に何等の動きも検出しないと、回路１６は
自動的にそれ自体をオフとし、押ボタン２６を再び押さ
ない限りその後検知領域２２内に物体の存在を検知して
も水流は生じないようになっている。これは、デバイス
が不注意に残された時に回路が電力を浪費するのを防
ぎ、また無人の蛇口から不要の水が流れる危険を排除す
る。
を押すと、回路１６から電力が除かれて検知領域２２内
の物体の存在に応答して開くことを阻止される。更に、
もし回路１６が例えば５分間のような所定の時間の間検
知領域２２内に何等の動きも検出しないと、回路１６は
自動的にそれ自体をオフとし、押ボタン２６を再び押さ
ない限りその後検知領域２２内に物体の存在を検知して
も水流は生じないようになっている。これは、デバイス
が不注意に残された時に回路が電力を浪費するのを防
ぎ、また無人の蛇口から不要の水が流れる危険を排除す
る。
【００１２】前述したように、水流自体が電池パック１
８を再充電するように発電機組立体２８が設けられてい
るので、蛇口まで外部電線を布線する必要が排除されて
いる。更に、本蛇口は、ありふれた蛇口をゆるめて取外
し、何等の配線を行うことなく本発明の蛇口１０を取付
け得るように好ましく作られている。
８を再充電するように発電機組立体２８が設けられてい
るので、蛇口まで外部電線を布線する必要が排除されて
いる。更に、本蛇口は、ありふれた蛇口をゆるめて取外
し、何等の配線を行うことなく本発明の蛇口１０を取付
け得るように好ましく作られている。
【００１３】発電機ハウジング３０（図２）は、水流路
内に配置されているタービン３４が取付けられたシャフ
ト３２によって駆動される発電機３１を収容している。
環状の肩３６が蛇口の上面に形成されており、ガスケッ
ト３８がコップ形のシャフト軸受４０と肩３６との間に
圧縮されている。第２のガスケット４２は軸受４０の環
状上面と発電機ハウジング３０の下面との間をシールし
ている。ボルト４６及び４８が発電機ハウジング３０の
上端から伸び、ガスケット３８、４２及び軸受４０内の
孔を通って環状の肩３６にねじ係合し、軸受３０を定位
置にしっかりと保持し、ガスケット３８及び４２を圧縮
する。
内に配置されているタービン３４が取付けられたシャフ
ト３２によって駆動される発電機３１を収容している。
環状の肩３６が蛇口の上面に形成されており、ガスケッ
ト３８がコップ形のシャフト軸受４０と肩３６との間に
圧縮されている。第２のガスケット４２は軸受４０の環
状上面と発電機ハウジング３０の下面との間をシールし
ている。ボルト４６及び４８が発電機ハウジング３０の
上端から伸び、ガスケット３８、４２及び軸受４０内の
孔を通って環状の肩３６にねじ係合し、軸受３０を定位
置にしっかりと保持し、ガスケット３８及び４２を圧縮
する。
【００１４】発電機シャフト３２の円板形拡大部５０
は、それ自体と軸受４０の下側内面５４との間のＯリン
グ５２を圧縮し、発電機シャフト３２と軸受４０の下端
のシャフト３２を貫通させるための孔５６との間をシー
ルしている。発電機シャフト３２の他方の端は、蛇口の
垂直部分の一部として形成されたスパイダ６０によって
保持されているブシュ５８によって定位置に保持されて
いる。
は、それ自体と軸受４０の下側内面５４との間のＯリン
グ５２を圧縮し、発電機シャフト３２と軸受４０の下端
のシャフト３２を貫通させるための孔５６との間をシー
ルしている。発電機シャフト３２の他方の端は、蛇口の
垂直部分の一部として形成されたスパイダ６０によって
保持されているブシュ５８によって定位置に保持されて
いる。
【００１５】タービン３４は、蛇口の厚肉部分６２によ
って限定されている狭い領域内に配置されている。ター
ビン３４は４枚の羽根６４を含んでいる。水流は、これ
らの羽根を図３に示すように反時計方向に回転せしめて
電力を発生させ、この電力は充電回路によって電池パッ
ク１８に印加されて電池を再充電する。
って限定されている狭い領域内に配置されている。ター
ビン３４は４枚の羽根６４を含んでいる。水流は、これ
らの羽根を図３に示すように反時計方向に回転せしめて
電力を発生させ、この電力は充電回路によって電池パッ
ク１８に印加されて電池を再充電する。
【００１６】制御回路１６の概念的なブロックダイアグ
ラムを図４に示す。この回路の心臓部はマイクロプロセ
ッサ回路６６として示されている。基本的なマイクロプ
ロセッサに加えて、素子６６は、選択したマイクロプロ
セッサと共に通常用いられる型のメモリ及び入／出力デ
バイスを含んでいる。電池パック１８（図１）内の電池
６８は、これも図１に示されているモーメンタリスイッ
チ２６を通してマイクロプロセッサ６６に接続されてい
る。
ラムを図４に示す。この回路の心臓部はマイクロプロセ
ッサ回路６６として示されている。基本的なマイクロプ
ロセッサに加えて、素子６６は、選択したマイクロプロ
セッサと共に通常用いられる型のメモリ及び入／出力デ
バイスを含んでいる。電池パック１８（図１）内の電池
６８は、これも図１に示されているモーメンタリスイッ
チ２６を通してマイクロプロセッサ６６に接続されてい
る。
【００１７】バイパスライン７０はモーメンタリスイッ
チ２６をバイパスし、マイクロプロセッサによって作動
可能な回路６６に内蔵のラッチ（図示せず）に導かれて
いる。このラッチは初期には開かれているので、電池６
８からの電力はバイパスライン７０によって残余の回路
に印加されることはない。従って、回路は電池から電流
を流さない。モーメンタリスイッチ２６が操作される
と、内部ラッチはモーメンタリスイッチ２６が再び開か
れた後も回路に電力を印加し続ける。内部ラッチが閉じ
ている場合には、モーメンタリスイッチ２６は次の操作
はラッチを開く命令と解釈され、回路から電力が除かれ
る。そのようにしなければ、弁１２にある繁度で操作し
ない限りラッチは閉じたままとなり、電力は回路に印加
され続ける。しかももし弁１２を５分間閉じたままとす
ればラッチは再び開いて回路から電力が除かれるので、
押ボタン２６が再び操作されるまで給電されない。
チ２６をバイパスし、マイクロプロセッサによって作動
可能な回路６６に内蔵のラッチ（図示せず）に導かれて
いる。このラッチは初期には開かれているので、電池６
８からの電力はバイパスライン７０によって残余の回路
に印加されることはない。従って、回路は電池から電流
を流さない。モーメンタリスイッチ２６が操作される
と、内部ラッチはモーメンタリスイッチ２６が再び開か
れた後も回路に電力を印加し続ける。内部ラッチが閉じ
ている場合には、モーメンタリスイッチ２６は次の操作
はラッチを開く命令と解釈され、回路から電力が除かれ
る。そのようにしなければ、弁１２にある繁度で操作し
ない限りラッチは閉じたままとなり、電力は回路に印加
され続ける。しかももし弁１２を５分間閉じたままとす
ればラッチは再び開いて回路から電力が除かれるので、
押ボタン２６が再び操作されるまで給電されない。
【００１８】マイクロプロセッサ６６は、アクチュエー
タを駆動する従ってマイクロプロセッサ６６からの命令
に応答して弁１２の状態を変化させる弁制御器７２を制
御する。
タを駆動する従ってマイクロプロセッサ６６からの命令
に応答して弁１２の状態を変化させる弁制御器７２を制
御する。
【００１９】マイクロプロセッサ６６は、スイッチング
回路網７６を通してトランスジューサ２０に接続されて
いる発振器／増幅器７４を作動させることによって超音
波トランスジューサ２０の動作を制御する。トランスジ
ューサを駆動するラインは受信したパルスを戻すライン
と同一であり、スイッチング回路７６は（ライン８０で
示唆してあるように）若干の状態の間でスイッチするよ
うにマイクロプロセッサ回路６６によって制御される。
１つの状態では、スイッチング回路７６は発振器／増幅
器を超音波トランスジューサ２０に接続してそれを駆動
させ、超音波を送信させる。次の状態では、スイッチン
グ回路７６は発振器／増幅器７４をトランスジューサ２
０から切離し、トランスジューサ２０を残余の回路から
分離させる。この時間中、回路は送信しなければ、トラ
ンスジューサの検知領域２２内の物体からのエコーを
「聴き」もしない。これは、スプリアスエコー及びトラ
ンスジューサ２０の駆動が停止された直後に発生しやす
いリンギング信号の受信を回避する。
回路網７６を通してトランスジューサ２０に接続されて
いる発振器／増幅器７４を作動させることによって超音
波トランスジューサ２０の動作を制御する。トランスジ
ューサを駆動するラインは受信したパルスを戻すライン
と同一であり、スイッチング回路７６は（ライン８０で
示唆してあるように）若干の状態の間でスイッチするよ
うにマイクロプロセッサ回路６６によって制御される。
１つの状態では、スイッチング回路７６は発振器／増幅
器を超音波トランスジューサ２０に接続してそれを駆動
させ、超音波を送信させる。次の状態では、スイッチン
グ回路７６は発振器／増幅器７４をトランスジューサ２
０から切離し、トランスジューサ２０を残余の回路から
分離させる。この時間中、回路は送信しなければ、トラ
ンスジューサの検知領域２２内の物体からのエコーを
「聴き」もしない。これは、スプリアスエコー及びトラ
ンスジューサ２０の駆動が停止された直後に発生しやす
いリンギング信号の受信を回避する。
【００２０】第３の状態では、スイッチング回路網７６
はトランスジューサ２０を検出回路８２に接続し、検出
回路８２はトランスジューサ２０が所定のしきい値レベ
ル以上のエコー信号を発生した時にマイクロプロセッサ
６６に信号を伝送する。当業者ならば理解されるよう
に、これらの回路は典型的には、空気中の超音波の高い
減衰率を補償するための時間依存利得制御を含んでい
る。
はトランスジューサ２０を検出回路８２に接続し、検出
回路８２はトランスジューサ２０が所定のしきい値レベ
ル以上のエコー信号を発生した時にマイクロプロセッサ
６６に信号を伝送する。当業者ならば理解されるよう
に、これらの回路は典型的には、空気中の超音波の高い
減衰率を補償するための時間依存利得制御を含んでい
る。
【００２１】初期にマイクロプロセッサがトランスジュ
ーサ２０に超音波パルスを送信せしめると、マイクロプ
ロセッサはカウンタ回路８４内のカウンタの１つをリセ
ットしてイネーブルさせるので、該カウンタは自走クロ
ック８６からのパルスに応答して計数を開始する。第１
のエコーが受信されると、マイクロプロセッサが該カウ
ンタをディスエーブルさせるので該カウンタは停止して
その時のカウントを保持する。このカウントはエコーを
生じさせた物体からのトランスジューサ２０の距離に比
例する。
ーサ２０に超音波パルスを送信せしめると、マイクロプ
ロセッサはカウンタ回路８４内のカウンタの１つをリセ
ットしてイネーブルさせるので、該カウンタは自走クロ
ック８６からのパルスに応答して計数を開始する。第１
のエコーが受信されると、マイクロプロセッサが該カウ
ンタをディスエーブルさせるので該カウンタは停止して
その時のカウントを保持する。このカウントはエコーを
生じさせた物体からのトランスジューサ２０の距離に比
例する。
【００２２】図５は、制御回路が何時弁を開閉するのか
を決定する基準を示す概念的なフロー図を示すものであ
る。
を決定する基準を示す概念的なフロー図を示すものであ
る。
【００２３】“スタート”円８６は、モーメンタリスイ
ッチ２６の操作によって回路がオンとなる点を表わして
いる。これに応答して、回路はイニシャライゼーション
ルーチンを遂行し、ブロック８８で示すように弁１２を
開く。ブロック９０は１４秒の待機を表わし、この期間
中水が流れるので使用者は温度を調整することができ
る。弁１２はラッチング弁であるので、この期間中弁を
開いたままにしておくのに電力を必要としない。次でブ
ロック９２に示すように弁が閉じ、回路は図５の第１行
の残りの部分で示されている弁閉止ルーチンに進む。ブ
ロック９４で示すように、各パルス送信間には０．５秒
の遅れが存在している。パルスが送信されると、回路は
前述のようにその送信とその結果得られるエコーとの間
の時間を測定する。この機能はブロック９６によって示
されている。
ッチ２６の操作によって回路がオンとなる点を表わして
いる。これに応答して、回路はイニシャライゼーション
ルーチンを遂行し、ブロック８８で示すように弁１２を
開く。ブロック９０は１４秒の待機を表わし、この期間
中水が流れるので使用者は温度を調整することができ
る。弁１２はラッチング弁であるので、この期間中弁を
開いたままにしておくのに電力を必要としない。次でブ
ロック９２に示すように弁が閉じ、回路は図５の第１行
の残りの部分で示されている弁閉止ルーチンに進む。ブ
ロック９４で示すように、各パルス送信間には０．５秒
の遅れが存在している。パルスが送信されると、回路は
前述のようにその送信とその結果得られるエコーとの間
の時間を測定する。この機能はブロック９６によって示
されている。
【００２４】ブロック９８に示すように、得られた結果
はレジスタＡ内に記憶され、回路はレジスタＡの内容が
最も遠い距離（この距離内ならばデバイスは物体の存在
に応答するように設計されている）を表わすある範囲内
にあるか否かを決定する。典型的には、この距離は洗い
台の底までの距離よりも若干短いがすすぐべき皿を通常
保持する距離よりは遠い。
はレジスタＡ内に記憶され、回路はレジスタＡの内容が
最も遠い距離（この距離内ならばデバイスは物体の存在
に応答するように設計されている）を表わすある範囲内
にあるか否かを決定する。典型的には、この距離は洗い
台の底までの距離よりも若干短いがすすぐべき皿を通常
保持する距離よりは遠い。
【００２５】距離が所定の範囲内になければ、ルーチン
はブロック９４で示されている０．５秒待機まで戻され
てループを反覆する。もし距離が範囲内であれば、ルー
チンは０．５秒待機した後に別のパルスを送信する（ブ
ロック１０２及び１０４に示す）。ブロック１０６は結
果を第２のレジスタであるレジスタＢ内に記憶させるこ
とを表わしており、判定ブロック１０８はレジスタＢの
内容が最も新らしく測定した距離は所定の範囲内にある
か否かを決定する試験を示している。もし範囲内にあれ
ば、ルーチンはブロック１０２で示される点まで戻され
る。範囲内にあれば、判定ブロック１１０に示すように
レジスタＡとＢの内容が比較される。レジスタＡ及びＢ
の内容は、典型的には最近２回の超音波パルスからの測
定を表わしている。もし判定ブロック１１０まで到達し
たのであれば、レジスタＡ及びＢの内容は共に範囲内に
あり、そしてそれらが等しければ、物体が間に介在する
０．５秒間にシステムの分解能よりも小さい距離よりも
大きく移動しなかったことになる。勿論、これよりも大
きい動きを許容することが望ましいかも知れず、そこで
試験はレジスタＡ及びＢの内容間の差が所定の数よりも
小さいか否かとなる。しかし、システム分解能を動きに
対する所定のしきい値とすることがより好都合であろ
う。
はブロック９４で示されている０．５秒待機まで戻され
てループを反覆する。もし距離が範囲内であれば、ルー
チンは０．５秒待機した後に別のパルスを送信する（ブ
ロック１０２及び１０４に示す）。ブロック１０６は結
果を第２のレジスタであるレジスタＢ内に記憶させるこ
とを表わしており、判定ブロック１０８はレジスタＢの
内容が最も新らしく測定した距離は所定の範囲内にある
か否かを決定する試験を示している。もし範囲内にあれ
ば、ルーチンはブロック１０２で示される点まで戻され
る。範囲内にあれば、判定ブロック１１０に示すように
レジスタＡとＢの内容が比較される。レジスタＡ及びＢ
の内容は、典型的には最近２回の超音波パルスからの測
定を表わしている。もし判定ブロック１１０まで到達し
たのであれば、レジスタＡ及びＢの内容は共に範囲内に
あり、そしてそれらが等しければ、物体が間に介在する
０．５秒間にシステムの分解能よりも小さい距離よりも
大きく移動しなかったことになる。勿論、これよりも大
きい動きを許容することが望ましいかも知れず、そこで
試験はレジスタＡ及びＢの内容間の差が所定の数よりも
小さいか否かとなる。しかし、システム分解能を動きに
対する所定のしきい値とすることがより好都合であろ
う。
【００２６】場合によっては、ブロック１１０における
試験が最近２回の測定を表わさない。例えば、ブロック
１１０によって示される試験の結果が否定である場合に
は、ルーチンはブロック１０２〜１１０で示されるルー
プを繰返し、レジスタＢの内容が範囲内にあって且つレ
ジスタＡの内容とは異なるようになるまで続行される。
細菌２回の測定は比較されないが、それでもブロック１
１０における試験の結果が肯定であれば、それは物体が
ターゲット範囲内にあり且つ動きがあったことを表わし
ているので、この試験は受入れることができるのであ
る。
試験が最近２回の測定を表わさない。例えば、ブロック
１１０によって示される試験の結果が否定である場合に
は、ルーチンはブロック１０２〜１１０で示されるルー
プを繰返し、レジスタＢの内容が範囲内にあって且つレ
ジスタＡの内容とは異なるようになるまで続行される。
細菌２回の測定は比較されないが、それでもブロック１
１０における試験の結果が肯定であれば、それは物体が
ターゲット範囲内にあり且つ動きがあったことを表わし
ているので、この試験は受入れることができるのであ
る。
【００２７】ブロック１１０によって表わされる試験の
結果が肯定であれば、ブロック１１２に示すようにイン
デックスＸが３にセットされ、弁が開かれる。このイン
デックスＸは、動きの検出の失敗と弁１２の閉止との間
に遅れを与えるのに用いられる。
結果が肯定であれば、ブロック１１２に示すようにイン
デックスＸが３にセットされ、弁が開かれる。このイン
デックスＸは、動きの検出の失敗と弁１２の閉止との間
に遅れを与えるのに用いられる。
【００２８】次でルーチンは、ブロック１１４及び１１
６に示すように図５の第２行の弁開放部分に進む。ここ
では別の測定が行われ、その結果はレジスタＡに記憶さ
れる（ブロック１１８及び１２０）。ブロック１２２は
結果の値の試験であって、それが範囲内にあるか否かが
決定される。レジスタＡの内容も、ブロック１２４に示
すように、現在レジスタＢ内に記憶されている内容とは
異なるか否かを決定するために試験される。もしこれら
の試験の何れかが否定であれば、ルーチンはブロック１
２６で示されている段階に進み、インデックスＸが１つ
だけ減じられ、ブロック１２８においてＸの値が０であ
るか否かが決定される。もしその値が０であれば、計画
された遅れが完了したことになり、ブロック９２で示さ
れているように弁が閉じられる。そこでプログラムは弁
閉止部分に戻される。もしブロック１２８における試験
の結果、Ｘが未だ０に等しくなければ、ルーチンはブロ
ック１１６で示される段階に戻される。
６に示すように図５の第２行の弁開放部分に進む。ここ
では別の測定が行われ、その結果はレジスタＡに記憶さ
れる（ブロック１１８及び１２０）。ブロック１２２は
結果の値の試験であって、それが範囲内にあるか否かが
決定される。レジスタＡの内容も、ブロック１２４に示
すように、現在レジスタＢ内に記憶されている内容とは
異なるか否かを決定するために試験される。もしこれら
の試験の何れかが否定であれば、ルーチンはブロック１
２６で示されている段階に進み、インデックスＸが１つ
だけ減じられ、ブロック１２８においてＸの値が０であ
るか否かが決定される。もしその値が０であれば、計画
された遅れが完了したことになり、ブロック９２で示さ
れているように弁が閉じられる。そこでプログラムは弁
閉止部分に戻される。もしブロック１２８における試験
の結果、Ｘが未だ０に等しくなければ、ルーチンはブロ
ック１１６で示される段階に戻される。
【００２９】ブロック１２２及び１２４における両試験
の結果が肯定であれば、ブロック１３０で示すようにイ
ンデックスＸが再び３にセットされ、システムは０，５
秒待った後に測定を行ってその結果をレジスタＢ内に記
憶させる（ブロック１３２〜１３６）。レジスタＢの内
容は、ブロック１３８及び１４０においてそれらが範囲
内にあるか否かを決定する試験を受け、次でレジスタＡ
の内容と比較される。もしこれらの試験の何れかの結果
が否定であれば、ブロック１２６に示すようにインデッ
クスＸが１つ減少され、ブロック１２８において再びＸ
が０に等しいか否かが決定される。
の結果が肯定であれば、ブロック１３０で示すようにイ
ンデックスＸが再び３にセットされ、システムは０，５
秒待った後に測定を行ってその結果をレジスタＢ内に記
憶させる（ブロック１３２〜１３６）。レジスタＢの内
容は、ブロック１３８及び１４０においてそれらが範囲
内にあるか否かを決定する試験を受け、次でレジスタＡ
の内容と比較される。もしこれらの試験の何れかの結果
が否定であれば、ブロック１２６に示すようにインデッ
クスＸが１つ減少され、ブロック１２８において再びＸ
が０に等しいか否かが決定される。
【００３０】以上のように、範囲内移動物体を検出する
ための連続３回の試験が否定されるとインデックスＸは
０まで減ぜられ、弁は閉じるようになる。もしシステム
が僅か１秒間動きの検出を失敗しても、その後直ちに範
囲内の動きを検出すれば弁は開き続けることになる。イ
ンデックスＸに関連するこの時間遅れは、そのようにし
なければ検知領域２２内の皿の間欠的な動きに応答して
発生してしまうであろう弁１２の過度の動作を排除する
ものである。
ための連続３回の試験が否定されるとインデックスＸは
０まで減ぜられ、弁は閉じるようになる。もしシステム
が僅か１秒間動きの検出を失敗しても、その後直ちに範
囲内の動きを検出すれば弁は開き続けることになる。イ
ンデックスＸに関連するこの時間遅れは、そのようにし
なければ検知領域２２内の皿の間欠的な動きに応答して
発生してしまうであろう弁１２の過度の動作を排除する
ものである。
【００３１】ブロック１３８及び１４０の両試験の結果
が肯定であれば、ブロック１４２で示すようにインデッ
クスＸは３に等しくセットされ、ルーチンの弁開放部分
が再び開始される。
が肯定であれば、ブロック１４２で示すようにインデッ
クスＸは３に等しくセットされ、ルーチンの弁開放部分
が再び開始される。
【００３２】図５のフローチャートは、長過ぎる時間に
亘って弁が不活動であったかどうかを決定するものでは
ない。しかし、このようなルーチンは図５のルーチンと
同時に走るものであり、もし弁が５分以上閉じ続ければ
システムは休止させられ、図５のルーチンは中断され
る。このルーチンカウンタ回路８４内の第２のカウンタ
を利用する。このカウンタは弁１２が閉じればリセット
され、弁が開くと計数を開始する。もし弁が開かずに上
述の５分間が経過すればこのカウンタは所定のカウント
に到達し、マイクロプロセッサに回路１６に電力を印加
し続ける内部ラッチを開放させる。この作用によって回
路はオフとなり、モーメンタリスイッチ２６が再び操作
されるまで弁１２のそれ以上の作動を阻止する。
亘って弁が不活動であったかどうかを決定するものでは
ない。しかし、このようなルーチンは図５のルーチンと
同時に走るものであり、もし弁が５分以上閉じ続ければ
システムは休止させられ、図５のルーチンは中断され
る。このルーチンカウンタ回路８４内の第２のカウンタ
を利用する。このカウンタは弁１２が閉じればリセット
され、弁が開くと計数を開始する。もし弁が開かずに上
述の５分間が経過すればこのカウンタは所定のカウント
に到達し、マイクロプロセッサに回路１６に電力を印加
し続ける内部ラッチを開放させる。この作用によって回
路はオフとなり、モーメンタリスイッチ２６が再び操作
されるまで弁１２のそれ以上の作動を阻止する。
【００３３】以上に説明した本発明の好ましい実施例
は、弁を開くか否かを決定するのに距離と動きの両基準
を用いている。動きの基準を用いると洗い場のような静
止物体が蛇口をオンにすることはない。勿論、使用者が
すすごうとするフォークも使用者がそれを動かさなけれ
ば静止物体である。しかし、通常にすすごうとする物体
は充分に動かされるから、ユニットは付活されることに
なる。更に、使用者はデバイスを付活させるためには若
干の動きが必要である事実に迅速に慣れるものであり、
この動きは簡単に習慣となって不便さを感じなくなる。
一方、もしデバイスが例えば静止した洗い場或はシステ
ムの距離範囲内にとどく程充分に高く積まれた皿の存在
だけによって応答してしまったら、全く不都合である。
は、弁を開くか否かを決定するのに距離と動きの両基準
を用いている。動きの基準を用いると洗い場のような静
止物体が蛇口をオンにすることはない。勿論、使用者が
すすごうとするフォークも使用者がそれを動かさなけれ
ば静止物体である。しかし、通常にすすごうとする物体
は充分に動かされるから、ユニットは付活されることに
なる。更に、使用者はデバイスを付活させるためには若
干の動きが必要である事実に迅速に慣れるものであり、
この動きは簡単に習慣となって不便さを感じなくなる。
一方、もしデバイスが例えば静止した洗い場或はシステ
ムの距離範囲内にとどく程充分に高く積まれた皿の存在
だけによって応答してしまったら、全く不都合である。
【００３４】動き検出要求を用いると、蛇口から所定の
距離内の物体によってエコーを生じさせるという上述の
附加的要求の絶対的必要性は存在しなくなる。しかし、
この距離要求は、デバイスの有用性を何等損うことなく
考え得るスプリアスレスポンスを更に排除するものと信
じている。
距離内の物体によってエコーを生じさせるという上述の
附加的要求の絶対的必要性は存在しなくなる。しかし、
この距離要求は、デバイスの有用性を何等損うことなく
考え得るスプリアスレスポンスを更に排除するものと信
じている。
【００３５】
【発明の効果】本デバイスの好ましい実施例はドップラ
型デバイスによって用いられる周波数変化決定を用いて
おらず、代りに異なる測定時間を差引いていることに注
目されたい。ドップラ型のデバイスは流水によって誤っ
て付活されるかも知れないので、これは１つの長所であ
る。更に、例えば洗い場の底の振動が、その振動振幅が
検出できない程小さくても相当なドップラ効果周波数変
化をもたらしやすいので、高感度ドップラ型デバイスの
誤動作の原因となる恐れがある。一方、皿の動きは距離
的に比較的大きいけれどもそれらの速度は典型的には最
も鋭敏なドップラ効果デバイス以外によっては検出でき
る程充分に大きくなく、そしてこの最も鋭敏なデバイス
は誤動作を最も起すものなのである。ドップラ効果を用
いるのではなく、距離変化を測定することによって動き
を検出することは大きな長所である。
型デバイスによって用いられる周波数変化決定を用いて
おらず、代りに異なる測定時間を差引いていることに注
目されたい。ドップラ型のデバイスは流水によって誤っ
て付活されるかも知れないので、これは１つの長所であ
る。更に、例えば洗い場の底の振動が、その振動振幅が
検出できない程小さくても相当なドップラ効果周波数変
化をもたらしやすいので、高感度ドップラ型デバイスの
誤動作の原因となる恐れがある。一方、皿の動きは距離
的に比較的大きいけれどもそれらの速度は典型的には最
も鋭敏なドップラ効果デバイス以外によっては検出でき
る程充分に大きくなく、そしてこの最も鋭敏なデバイス
は誤動作を最も起すものなのである。ドップラ効果を用
いるのではなく、距離変化を測定することによって動き
を検出することは大きな長所である。
【００３６】本発明の多くの長所は、図示した好ましい
実施例とは若干異なる実施例によっても得ることができ
る。例えば、自蔵電源を設けたことが家庭用としては重
要な長所であるものと信じているが、外部電源が公衆便
所、病院の手術用手洗室、及び工業的な場所においては
受入れられることが見出されるかも知れない。更に、動
き及び距離の両方に基いた判定基準を好むものではある
が、動き要求だけを用いた場所でも本発明の長所の多く
が得られることは明白である。一方、動き基準を大いに
好むものであるが、水流を望まない場合にはターゲット
領域内に物体の存在が見込まれないような若干の特別な
目的の設備においては、単純な近接を基準として用いる
ことができる。
実施例とは若干異なる実施例によっても得ることができ
る。例えば、自蔵電源を設けたことが家庭用としては重
要な長所であるものと信じているが、外部電源が公衆便
所、病院の手術用手洗室、及び工業的な場所においては
受入れられることが見出されるかも知れない。更に、動
き及び距離の両方に基いた判定基準を好むものではある
が、動き要求だけを用いた場所でも本発明の長所の多く
が得られることは明白である。一方、動き基準を大いに
好むものであるが、水流を望まない場合にはターゲット
領域内に物体の存在が見込まれないような若干の特別な
目的の設備においては、単純な近接を基準として用いる
ことができる。
【００３７】以上のように、本発明の利益は多様な実施
例によって得ることができるのである。
例によって得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の側面図であり、
【図２】図１の実施例のタービン・発電機部分の拡大断
面図であり、
面図であり、
【図３】図２の３−３矢視断面図であり、
【図４】図１の実施例の制御回路のブロックダイアグラ
ムであり、そして
ムであり、そして
【図５】図４の回路が流れ制御弁を開くべきか、閉じる
べきかを決定する基準を説明するフローチャートであ
る。
べきかを決定する基準を説明するフローチャートであ
る。
【符号の説明】 １０ 蛇口 １２ 弁 １４ アクチュエータ １６ 制御回路 １８ 電池パック ２０ 超音波トランスジューサ ２２ ターゲット領域 ２４ 出口 ２６ 押ボタン ２８ 発電機 ８２ 検出器
Claims (1)
- 液体を流す流路を形成する管と、制御信号の印加に応答
して、流路に液体を流す開位置と流路に液体を流さない
閉位置との間で作動し、開閉いずれの位置に維持するに
も電力を必要としない流路内の電気作動弁と、弁の位置
を制御するため弁へ制御信号を印加するよう電気的に接
続された作動回路とを備えたことを特徴とする流れ制御
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/535,213 US4520516A (en) | 1983-09-23 | 1983-09-23 | Ultrasonic flow-control system |
| US535213 | 1983-09-23 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59503549A Division JPH07113429B2 (ja) | 1983-09-23 | 1984-09-19 | 超音波流れ制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207682A true JPH06207682A (ja) | 1994-07-26 |
| JP2620579B2 JP2620579B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=24133318
Family Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP59503549A Expired - Fee Related JPH07113429B2 (ja) | 1983-09-23 | 1984-09-19 | 超音波流れ制御システム |
| JP3098357A Expired - Fee Related JP2620579B2 (ja) | 1983-09-23 | 1991-01-31 | 自動流れ制御装置 |
| JP3204241A Expired - Fee Related JPH0811983B2 (ja) | 1983-09-23 | 1991-08-14 | 流れ制御システム |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59503549A Expired - Fee Related JPH07113429B2 (ja) | 1983-09-23 | 1984-09-19 | 超音波流れ制御システム |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3204241A Expired - Fee Related JPH0811983B2 (ja) | 1983-09-23 | 1991-08-14 | 流れ制御システム |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4520516A (ja) |
| EP (2) | EP0157830B1 (ja) |
| JP (3) | JPH07113429B2 (ja) |
| AT (1) | ATE160210T1 (ja) |
| AU (1) | AU587169B2 (ja) |
| CA (1) | CA1255779A (ja) |
| DE (2) | DE3484200D1 (ja) |
| IL (1) | IL73025A (ja) |
| WO (1) | WO1985001337A1 (ja) |
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