JPH062348A - 自動水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非使用時に誤って給水が開始される等の不具
合がなく、確実な作動が保証される。 【構成】 蛇口の給水口近くに設けた発光素子２１より
発した光は、給水口に接近した手で反射されて受光素子
２２に入射する。マイクロコンピュータ４５は受光素子
２２からの受光信号に応じて給水弁を開閉制御するとと
もに、発光回路２３を介して発光素子２１への供給電流
を変更し、その発光強度を変える。受光信号が入力して
いない非使用時には供給電流を少なくして光の到達範囲
を小さくすることにより、洗面器に満たした水で光が反
射して誤作動することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給水弁が自動開閉される
自動水栓に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、公衆トイレ等において、蛇口下方
への手の出し入れに応じて自動的に給水ないし止水する
自動水栓が使用されつつあり、止水忘れの防止や、濡れ
た手での弁把手の操作が不要である等の利点がある。

【０００３】この場合、手の接近検知を、発光素子より
発した反射光の有無により判定することが行われている
（例えば特公昭６１−５７５１４号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来装
置において、洗浄時にある程度蛇口から手を離しても給
水が停止しないようにするには、発光素子からの光を蛇
口下方の充分離れた位置に到達せしめる必要があるが、
これによると例えば洗面器内に水を貯めた時等に光が反
射して誤作動し、誤って給水が開始されるという問題が
ある。

【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、使
用中に誤って給水が停止し、あるいは非使用時に誤って
給水が開始される不具合のない自動水栓を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の構成を図１で説
明すると、自動水栓は、一端に水源が接続され、他端に
蛇口が形成されている給水路と、前記給水路の通水面積
を調節する通水面積調節手段と、電流供給手段と、前記
電流供給手段から供給される電流の大きさに応じた強さ
の光を発する発光手段と、受光手段と、前記発光手段に
接近した物体で反射する前記光を前記受光手段が受光し
ている時間を算出する受光時間算出手段と、前記受光手
段が受光しているときは、前記給水路の通水面積を大き
くし、前記受光手段が受光していないときは、前記給水
路の通水面積を小さくするように、前記通水面積調節手
段を制御する通水面積制御手段と、前記受光時間が長い
ときは、前記発光手段に供給される電流の大きさを小さ
くするように前記電流供給手段を制御し、前記受光時間
が短いときは、前記発光手段に供給される電流の大きさ
を大きくするように前記電流供給手段を制御する供給電
流制御手段とを具備している。

【０００７】

【作用】受光手段が発光手段からの光を受光している受
光時間が長いことの原因として、例えば蛇口のすぐ下方
に物体が置き忘れられている等のことが考えられる。こ
のようなときはいつまでも給水を続ける必要はない。そ
こで本発明における供給電流制御手段は、受光時間が長
いときは発光手段に供給される電流の大きさを小さくす
るように電流供給手段を制御する。すると、発光手段か
ら発せられる光の強さは弱まり、その結果、発光手段か
らの光は蛇口のすぐ下方に置かれている物体に反射して
受光手段に到達することができず、給水が停止される。
その結果、いつまでも蛇口から水が給水され続けるとい
った問題を防止することができる。

【０００８】また受光時間が短いということは、使用者
が手を洗っているということが考えられる。このような
ときに発光手段に供給される電流の大きさが小さくなっ
てしまうと、手を洗っている途中に瞬間的に手が蛇口近
辺から離れてしまった場合に、再び手を蛇口近辺に近づ
けたときにすぐに蛇口から水が出ないといった問題が生
ずる。そこで本発明における供給電流制御手段は、受光
時間が短いときは発光手段に供給される電流の大きさを
大きくするように電流供給手段を制御する。すると、上
記のような問題は解決され、瞬間的に蛇口近辺から手が
離れた場合でも、すぐに蛇口から水が出るようにするこ
とができる。

【０００９】

【実施例】図２には自動水栓を有する洗面台を示し、容
器状の洗面器１１の一箇所に図略の給水管に接続された
蛇口１２が設けられ、蛇口１２には図３、図４に示すよ
うに、先端下面に給水口１３が設けられるとともに、そ
の両側に発光素子２１と受光素子２２が配してある。ま
た、蛇口１２の頂面後部には手動スイッチ１４が設けて
ある。

【００１０】自動水栓の給水制御は、洗面器１１より離
れて設けた制御ボックス３（図２）内の回路によりなさ
れ、その回路構成を図５に示す。給水管中に設けた給水
弁の電磁コイル４は両端が、それぞれ直列接続されたパ
ワートランジスタ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄの中
間点に接続され、各一対のトランジスタ４１Ａ，４１Ｂ
および４１Ｃ，４１Ｄには電源スイッチ５０を介して乾
電池４３および蓄電池４４より電源が供給されている。
上記トランジスタ４１Ａ〜４１Ｄはマイクロコンピュー
タ４５からの出力信号を受けたドライバ回路４２Ａ，４
２Ｂにより、図の対角位置にあるものが選択通電され、
トランジスタ４１Ａ，４１Ｄが導通すると電磁コイル４
に正通電されて給水弁が開き、トランジスタ４１Ｂ，４
１Ｃが導通すると電磁コイル４に負通電されて給水弁が
閉じる。

【００１１】マイクロコンピュータ４５の出力端子には
更に、詳細を後述する発光回路２３が接続され、該発光
回路２３により上記発光素子２１への供給電流が０．５
秒毎にパルス的に供給されて点滅点灯される。発光素子
２１から出力された光の反射光を受ける上記受光素子２
２は、受光回路２４を介してマイクロコンピュータ４５
に入力接続されており、また、上記手動スイッチ１４も
マイクロコンピュータ４５に接続されている。

【００１２】上記の如く発光素子２１への電流供給をパ
ルス的に行うことにより、蛍光灯の如き外乱光との識別
が容易となるとともに、省エネルギーの観点からも有利
である。

【００１３】図６には発光回路２３の詳細を示す。発光
回路２３は発振回路２３１を有し、そのパルス出力はバ
ッファ２３２を経てトランジスタ２３３に入力する。ト
ランジスタ２３３には直列にトランジスタ２３４が接続
してあり、このトランジスタ２３４の導通は上記マイク
ロコンピュータ４５（図５）より端子２３７を経て入力
するエリア拡大信号により制御される。

【００１４】直列接続された上記トランジスタ２３３，
２３４の中間点は抵抗２３６を介して上記発光素子２１
に接続され、一方、トランジスタ２３４のコレクタには
切換スイッチ３２を介して異なる抵抗値の６個の抵抗２
３５ａ〜２３５ｆが並列接続されて、これら抵抗２３５
ａ〜２３５ｆの他端が発光素子２１に接続されている。
抵抗値は抵抗２３６が最も大きく、抵抗２３５ａ〜２３
５ｆは抵抗２３６より小さい値で、２３５ａ〜２３５ｆ
に向かうに従って順に小さく設定してある。これより光
の到達距離は逆に、２３５ｆ〜２３５ａに向かうに従っ
て順に短くなる。

【００１５】切換スイッチ３２は制御ボックス３（図
２）の小扉３１を開けた内部パネルに設けられ、図７に
示す如く、ツマミ３２１により抵抗２３５ａ〜２３５ｆ
の一つを選択することができる。ツマミ３２１の目盛１
は抵抗２３５ａ、目盛２は抵抗２３５ｂ・・・目盛６は
２３５ｆに相当する。設置する洗面器１１の大きさに応
じて（例えば大きな洗面器１１は目盛６、小さな洗面器
１１は目盛１）を選択すれば、使用フィーリングが良
く、しかも洗面器１１を誤検知することなく設定でき
る。

【００１６】端子２３７からのエリア拡大信号が入力し
ていない場合にはトランジスタ２３４は非導通の状態に
あり、パルス出力に応じてトランジスタ２３３が導通し
て、抵抗２３６を経て発光素子２１に電流が供給され
る。抵抗２３６の抵抗値は大きいから、発光素子２１に
供給される電流は小さく、その発光強度は小さく抑えら
れて出力光の到達範囲は小さくなる。

【００１７】端子２３７よりエリア拡大信号が入力する
とトランジスタ２３４が導通し、抵抗２３５ａないし２
３５ｆのうち選択された抵抗を経て発光素子２１に電流
が０．５秒おきに供給される。この抵抗値は上記抵抗２
３６よりも小さいから、発光素子２１の発光強度は大き
くなり、選択された抵抗２３６の抵抗値に反比例して出
力光の到達範囲は大きくなる。

【００１８】以下、図８，図９でマイクロコンピュータ
の処理手順を説明する。電源スイッチ５０（図５，図
７）がＯＮされた後、ステップ１０１では各種タイマを
リセットし、ステップ１０２でタイマＣをスタートさせ
た後、ステップ１０３で手動スイッチ１４のＯＮ−ＯＦ
Ｆを確認する。手動スイッチ１４がＯＮであれば給水弁
を開放して（ステップ１０４）蛇口１２より給水する。
手動スイッチ１４をＯＦＦにした場合には給水弁を閉鎖
して給水を停止する（ステップ１０５，１０６）。これ
を図１０（１）に示し、この間、手動給水中は出力光は
発せられない。

【００１９】ステップ１０７，１０８で手動スイッチ１
４のＯＦＦを一定時間確認すると、ステップ１０９でタ
イマＡの作動を確認し、作動していない場合にはエリア
縮小信号を出力し、タイマＢをリセットする（ステップ
１１０，１１１）。

【００２０】ステップ１１４では、この状態で受光素子
２２に反射光が入力したか判定する。反射光が入力して
いる場合には、蛇口１２の給水口１３直下に手などの物
体が差し出されたと判断して、ステップ１１５でタイマ
Ｂをスタートさせるとともに、給水弁を開放する（ステ
ップ１１６）。ステップ１１７でタイマＡをリセットし
た後、エリア拡大信号を出力して発光素子２１からの出
力光の到達範囲を大きくする（ステップ１１８）。

【００２１】ステップ１１９ではこの状態で受光素子２
２に反射光が入力しているか確認しする。出力光の到達
範囲が大きいから、手を給水口下方へある程度離しても
反射光が途切れることはなく、給水が持続する。

【００２２】洗浄を終えて手を引くと反射光が無くな
り、ステップ１２２でタイマＡがスタートするとともに
給水弁が閉じられ、ステップ１０２へリターンする。そ
して、ステップ１０９〜１１３で、タイマＡがアップす
るまで（例えば３０分）エリア拡大信号が出力されて発
光素子２１の出力光の到達範囲が大きく維持される。

【００２３】かかる作動を図１０（２）に示し、非使用
状態では出力光の到達範囲が小さくしてあるから、洗面
器１１で手の洗浄以外の作業をする場合に誤って給水を
開始することはない。また、一旦給水を開始すれば出力
光の到達範囲が大きくなって安定した給水がなされる。
また、洗浄を終えて手を引いた場合にも、タイマＡがア
ップするまでは発光素子２１の出力光の到達範囲が大き
く維持されるので、多数の人が頻繁に使用するような場
合にも応答性良く給水することができる。

【００２４】上記ステップ１１９にて、受光素子２２へ
の反射光の入力が続いており、手動スイッチ１４もＯＮ
になっていない場合には（ステップ１２０）、タイマＢ
がアップすると（例えば３０秒）給水弁が閉じられると
ともに（ステップ１２１，１２３）、ステップ１０２へ
リターンした後、ステップ１０９よりステップ１１０，
１１１へ進んで発光素子２１の出力光の到達範囲が小さ
くなる。これを図１０（３）に示す。かかる作動によ
り、洗面器１１に水を貯めながら手を洗う場合等に水面
からの反射光で給水が止まらない等の不具合が防止され
る。

【００２５】上記ステップ１１９，１２０において、自
動給水中に手動スイッチ１４がＯＮとなった場合には即
座に給水弁が閉じられて給水が停止するとともに（ステ
ップ１２３）、ステップ１０９〜１１１で上記出力光の
到達範囲が小さくなる。これを図９（４）に示す。これ
により、適当に水の供給を止めて洗面器１１内で洗濯等
を開始しても、誤って給水が開始されることはない。

【００２６】上記実施例では発光素子２１に供給する電
流をパルス的なものとしたが、常時供給してももちろん
良い。

【００２７】なお、発光がパルス的に行われている場合
の受光時間は、一定レベル以上の受光信号が周期的
（０．５秒）に得られている時間とする。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く、本発明の自動水栓によれ
ば、使用中に誤って給水が停止したり、非使用時に誤っ
て給水が開始される等の不具合を生じることなく、簡易
な光検出方式により確実な作動を保証することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図である。

【図２】自動水栓を設けた洗面台の側面図である。

【図３】蛇口の側面図である。

【図４】蛇口の正面図である。

【図５】自動水栓の回路図である。

【図６】発光回路の回路図である。

【図７】切換スイッチの正面図である。

【図８】マイクロコンピュータの処理フローチャートで
ある。

【図９】マイクロコンピュータの処理フローチャートで
ある。

【図１０】自動水栓の作動タイムチャートである。

【符号の説明】

１１ 洗面器 １２ 蛇口 ２１ 発光素子（発光手段） ２２ 受光素子（受光手段） ２３ 発光回路（電流供給手段） ３ 制御ボックス ３２ 切換スイッチ ４ 電磁コイル（通水面積調節手段） ４５ マイクロコンピュータ（通水面積制御手段，受光
時間算出手段，供給電流制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 公昭 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 荒木 修 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に水源が接続され、他端に蛇口が形
   成されている給水路と、前記給水路の通水面積を調節す
   る通水面積調節手段と、電流供給手段と、前記電流供給
   手段から供給される電流の大きさに応じた強さの光を発
   する発光手段と、受光手段と、前記発光手段に接近した
   物体で反射する前記光を前記受光手段が受光している時
   間を算出する受光時間算出手段と、前記受光手段が受光
   しているときは、前記給水路の通水面積を大きくし、前
   記受光手段が受光していないときは、前記給水路の通水
   面積を小さくするように、前記通水面積調節手段を制御
   する通水面積制御手段と、前記受光時間が長いときは、
   前記発光手段に供給される電流の大きさを小さくするよ
   うに前記電流供給手段を制御し、前記受光時間が短いと
   きは、前記発光手段に供給される電流の大きさを大きく
   するように前記電流供給手段を制御する供給電流制御手
   段とを備えることを特徴とする自動水栓。