JPH0764645A - 自動流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要な時だけ水を流すことができ、センサに
よるデザイン的な制約を受けない自動流量制御装置を提
供する。 【構成】 手が蛇口１４付近に接近すると、遅延回路２
の遅延時間が増大し位相判定回路９の出力が“１”に切
り換わり、所望時間経過しても“１“のままだとバルブ
１３を開き蛇口１４から水を流す。制御回路１１は洗面
台の側面１６ａがほぼぬれた状態に安定するまで所定時
間待った後、コンデンサ８をコンデンサ７に並列に接続
しセンサ１０の検出感度を切り換える。ここで蛇口１４
の近接から手が離れるとコンデンサ５の静電容量が減少
するので、位相判定回路９の出力は“０”となり、所望
時間経過しても“０”のままだとバルブ１３を閉じ蛇口
１４からの水の供給を停止し、切換えスイッチ１５を動
作してコンデンサ８を電気的に切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動流量制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動水栓式の洗面台に於いては、
例えば水道の蛇口付近に赤外線センサ等の光学的センサ
を配置し、手が近付いたときにその反射光の変化を検出
して水を流す様にしたものがある。

【０００３】しかしながら、この方法は光を使用するた
め、例えば石鹸等を使用可能な洗面台の場合、石鹸を洗
い流すときに生じる水はね等により、発光部または受光
部に石鹸等が付着して汚れてしまい、手を近付けても水
が流れなくなるという問題点を有していた。

【０００４】また、デザイン的な面からなるべくセンサ
を目立たせない構成が要求されており、この要求に対応
して静電センサを用いることが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
静電センサでは、手が接近した際の静電容量の変化と、
水が流れた際の静電容量の変化とを区別することができ
ない。つまり、手の接近を検出した後、水が流れるの
で、手を離しても水による静電容量の変化分が残り、セ
ンサ出力から流量制御装置はまだ手があるものと判断し
て水を流し続けてしまう問題点を有していた。

【０００６】これを避ける方法として、手の接近を検出
してから一定時間の間だけ水を流し、その後強制的に止
めてしまうような処理が考えられるが、水の使用時間は
人により、また場合により長短があるので、この方法で
は使用中に水が止まってしまったり、不必要に水が流れ
てしまうという問題点を有していた。

【０００７】本発明の目的は、必要な時だけ水を流すこ
とができ、しかもセンサによるデザイン的な制約を受け
ない自動流量制御装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定領域内で
被検出物の存在を検出する近接センサと、上記近接セン
サの検出感度を切り換える切換え手段と、流体の流量を
制御する流量制御手段と、上記近接センサの検出出力に
応じて上記流量制御手段を動作させて流体の流量を制御
し、この流体の流量変化に応じて上記切換え手段を動作
させて上記近接センサの検出感度を切り換える制御手段
とを設けたことにより、上記の目的を達成している。

【０００９】そして、上記制御手段は、上記近接センサ
が所望時間の間検出出力を発生した際に上記流量制御手
段を動作させて流体の流量を制御し、この流体の流量が
変化してから所定時間経過後にこの流量変化に応じて上
記切換え手段を動作させて上記近接センサの検出感度を
切り換えるものであることが望ましい。

【００１０】さらに、上記近接センサは比較型静電セン
サであることが望ましい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例に基づい
て具体的に説明する。

【００１２】なお、本例では洗面台の蛇口に本発明を適
用した例を説明する。

【００１３】図１において、１は発振回路で、基準パル
スＰ0 を出力する。

【００１４】２は第１の遅延回路で、基準パルスＰ0 を
遅延させたパルスＰ1 を出力し、その遅延時間はグラン
ド電極３，検出電極４とで構成するコンデンサ５の静電
容量の大きさに応じて変化する。グランド電極３は接地
してある。２ａは遅延回路２の遅延時間を設定するため
のボリウムで、可変抵抗からなる。

【００１５】６は第２の遅延回路で、遅延回路２と同様
に基準パルスＰ0 を遅延させたパルスＰ2 を出力する。
なお、その遅延時間は接続するコンデンサの容量に応じ
て変化する。

【００１６】９は位相判定回路で、遅延回路２が出力す
るパルスＰ1 と遅延回路６が出力するパルスＰ2 との位
相差に応じた出力を発生する。なお、本例では、パルス
Ｐ1の遅延時間がパルスＰ2 の遅延時間より小さい場合
“０”を出力し、パルスＰ1の遅延時間がパルスＰ2 の
遅延時間より大きい場合“１”を出力する。

【００１７】なお、発振回路１、遅延回路２、コンデン
サ５、遅延回路６、コンデンサ７，８、位相判定回路９
とで比較型静電センサ１０を構成する。

【００１８】１１は制御手段を構成する制御回路で、Ｃ
ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなり、計時機能を有してお
り、各種の動作を制御する。

【００１９】１２はバルブ駆動回路で、バルブ１３を開
閉し、後述する蛇口１４から流出する水の量を調節す
る。なお、バルブ１３は流量制御手段を構成する。

【００２０】１５は切換え手段を構成する切換えスイッ
チで、コンデンサ８の接続を制御する。

【００２１】図２は、本発明の洗面台への設置例を示し
た説明図である。

【００２２】同図において、１４は蛇口で、バルブ１３
が開いた際に水を出す。１６は洗面台で、壁１７に取り
付けられており、洗面台の側面１６ａに対応する壁面１
７ａにコンデンサ５の検出電極４を貼り付けてある。な
お、図１と同一番号のものは同一のものとする。

【００２３】次に、図３および図４を参照して動作を説
明する。

【００２４】いま、切換えスイッチ１５により、コンデ
ンサ８が遅延回路６と電気的に切断されているものとす
る。また、本例では、コンデンサ７のみが接続している
場合の遅延回路６の遅延時間が、コンデンサ５の近傍に
被検出物が存在しない場合の遅延回路２の遅延時間より
大きくなるようにボリウム２ａで設定してある。

【００２５】通常状態すなわちバルブ１３が閉まって蛇
口１４から水が流れておらず、被検出物である手などが
検出されていない場合（ステップ３ａ）、図４（ａ）の
ごとく遅延回路２の遅延時間ｔ１は遅延回路６の遅延時
間ｔ２より小さいので、位相判定回路９は“０”を制御
回路１１に出力する。

【００２６】制御回路１１は位相判定回路９から“０”
を入力している際は、切換えスイッチ１５を動作させな
い。つまり、遅延回路６の遅延時間ｔ２は変化しない。

【００２７】なお、図４（ａ）のＰ0 は発振回路１が出
力する基準パルスを示し、Ｐ1-a は基準パルスＰ0 を遅
延回路２で遅延したパルスを示し、遅延時間ｔ１は基準
パルスＰ0 に対する遅延回路２の遅延時間を示してい
る。Ｐ2-a は基準パルスＰ0 を遅延回路６で遅延したパ
ルスを示し、遅延時間ｔ２は基準パルスＰ0 に対する遅
延回路６の遅延時間を示している。

【００２８】ここで、使用者の手が蛇口１４付近に接近
すると、コンデンサ５の静電容量が増加するので遅延回
路２の遅延時間が増大し、図４（ｂ）のＰ1-b ，Ｐ2-b
のように遅延回路２の遅延時間ｔ３が遅延回路６の遅延
時間ｔ２より大きくなり、位相判定回路９の出力が
“１”に切り換わる（ステップ３ａ）。

【００２９】この位相判定回路９の出力“１”が所望時
間（本例では３０〜５０msec。）経過しても“１”であ
ると（ステップ３ｂ，３ｃ）、制御回路１１は蛇口１４
付近に使用者の手が存在すると判断して、バルブ駆動回
路１２に“１”を出力しバルブ１３を開き蛇口１４から
水を流す（ステップ３ｄ）。

【００３０】このように被検出物を検出しても直ちに水
を流さないので、瞬間的に手などが横切った場合やノイ
ズなどでは水が流れず、誤動作を防止でき、しかも水を
節約することができる。

【００３１】蛇口１４から水が流れることによって、こ
の流水によりコンデンサ５の静電容量は増加するととも
に、使用者が手などを洗った際の水はねにより洗面台の
側面１６ａがぬれることでもコンデンサ５の静電容量は
増加する。すなわち、図４（ｃ）のＰ1-c のように遅延
回路２の遅延時間はｔ３よりさらに増大してｔ４とな
る。

【００３２】そこで、制御回路１１は洗面台の側面１６
ａがほぼぬれた状態に安定するまで所定時間（本例では
２sec 。）待った後（ステップ３ｅ）、切換えスイッチ
１５を動作させ、コンデンサ８をコンデンサ７に並列に
接続し、図４（ｄ）のＰ2-dのように遅延回路６の遅延
時間を増加してｔ５とする（ステップ３ｆ）。すなわ
ち、センサ１０の検出感度を切り換える。

【００３３】この遅延時間の増加分（ｔ５−ｔ２）は、
蛇口１４からの流水と洗面台の側面１６ａに付着した水
とにより増加した遅延回路２の遅延時間とほぼ等しくな
るように設定してある。すなわち、コンデンサ８の接続
により、蛇口１４からの流水と洗面台の側面１６ａに飛
び散って付着している水により増加する遅延回路２の遅
延時間の増加分を補償するものである。よって、遅延時
間ｔ４とｔ５との差は遅延時間ｔ３とｔ２との差とほぼ
等しくなるので、このときに使用者の手を検出しない
と、この遅延時間の差は図４（ａ）のＰ1-a とＰ2-a の
差にほぼ等しくなり、再び手が存在するか否かによって
位相判定回路９の出力が変化するようになる。

【００３４】ここで蛇口１４の近傍から手が離れると、
コンデンサ５の静電容量が減少するので、図４（ｅ）の
Ｐ1-e のように遅延回路２の遅延時間はｔ４に比べて減
少したｔ６となり、図４（ｅ）に示したように遅延回路
６の遅延時間ｔ５よりも小さくなる。

【００３５】よって、位相判定回路９の出力は“０”と
なり（ステップ３ｇ）、制御回路１１に入力する。

【００３６】この位相判定回路９の出力“０”が所望時
間（本例では３０〜５０msec。）経過しても“０”であ
ると（ステップ３ｈ，３ｉ）、制御回路１１は蛇口１４
付近に使用者の手が存在しないと判断してバルブ駆動回
路１２に“０”を出力し、バルブ１３を閉じ蛇口１４か
らの水の供給を停止し（ステップ３ｊ）、切換えスイッ
チ１５を動作してコンデンサ８を電気的に切断してステ
ップ３ａに戻る。

【００３７】このように所望時間の間、手が検出されな
い場合に水の供給を停止するので、手を洗っている際に
瞬間的に手が検出範囲から外れた場合でも水を流し続け
ることができる。よって、誤動作を防止できる。

【００３８】上記実施例では、検出感度を切り換えるた
めに１つのコンデンサを並列に接続したが、設置環境に
より水圧の変動や手洗い時の水しぶきのかかり方など
で、図４（ｃ），（ｄ）で示した遅延時間ｔ４が変動す
ることが考えられる。次に、この変動分を正確にキャン
セルする例を説明する。

【００３９】図５において、１８は制御手段を構成する
制御回路で、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなり、遅延
回路２，６からのパルスの位相差の大きさを検出すると
ともに、各種の動作を制御する。１９は切換え手段を構
成する切換えスイッチで、コンデンサ２０-1〜２０-nの
接続を制御する。なお、図１と同一番号のものは同一の
ものとする。

【００４０】次に、動作を説明する。

【００４１】所望時間（３０〜５０msec）継続して遅延
回路２の遅延時間が遅延回路６の遅延時間より大きい
と、制御回路１８はバルブ１３を開いて水を流し始め
る。

【００４２】水を流してから２秒経過すると、制御回路
１８は遅延回路２の遅延時間と遅延回路６の遅延時間と
の差の大きさに応じて切換えスイッチ１９を動作させ、
遅延回路２の遅延時間と遅延回路６の遅延時間との差が
図４（ｂ）のｔ３とｔ４との差と等しくなるようにコン
デンサ２０-1〜２０-nのいずれか１つまたは２つ以上を
選択的に接続させる。

【００４３】以下、上記と同様に遅延回路２の遅延時間
が遅延回路６の遅延時間より小さくなってから、３０〜
５０msec経過しても遅延回路２の遅延時間が小さい場
合、バルブ１３を閉めて水を止める。

【００４４】この例では流水により増加するコンデンサ
５の静電容量を補償するために遅延回路６に接続するコ
ンデンサの設定を１回のみとしたが、遅延回路２の遅延
時間の増加分に応じて一定時間経過毎に遅延回路６に接
続するコンデンサの静電容量を増加して遅延回路６の遅
延時間を増加させてもよい。

【００４５】このように、水が流れている時といない時
とでセンサの検出感度を切り換えて水による静電容量の
変化分をキャンセルするので、手が接近している時だけ
水を流すことが可能となる。しかも静電センサは目に見
えない位置に設置されるためデザイン的な制約を受ける
ことがなく、洗面台の外観を優れたデザインのものにす
ることができる。

【００４６】なお、上記それぞれ例では、遅延時間を調
整するボリウムを遅延回路２に設けたが、遅延回路６に
設けてもよい。

【００４７】また、上記それぞれの例では、手の存在を
確認する時間として３０〜５０msecとし、水が流れ始め
てから２sec 経過した後、センサの感度を変更したが、
これらの時間は上記に限ることなく、適宜変更可能であ
る。

【００４８】また上記それぞれの例では、遅延回路６に
接続されたコンデンサ７によって通常状態の遅延回路２
の遅延時間に応じた遅延時間を得ていたが、コンデンサ
７の代わりに、グランド電極３に対して検出電極４と反
対側に同じ材質同じ形状の電極を新たに設け、この電極
とグランド電極３との間隔をグランド電極３と検出電極
４の間隔と等しくし、この電極とグランド電極３とで構
成するコンデンサを遅延回路６に接続してもよい。この
場合、電極が１枚不要になるので、コストを削減でき
る。

【００４９】また、上記の例では近接センサとして比較
型静電センサを用いたが、これに限らず、発振周波数変
動型や発振停止型等の静電センサを用いてもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、近接センサの検出出力に応じ
て流量を制御し、この流量変化に応じて近接センサの検
出感度を切り換えるので、流量の変化に伴う近接センサ
の検出出力の変化分をキャンセルでき、被検出物の正確
な検出が行なえる。

【００５１】そして、近接センサが所望時間の間検出出
力を発生した際に流体の流量を制御し、流量が変化して
から所定時間経過後にこの流量変化に応じて近接センサ
の検出感度を切り換えるので、上記の効果に加えて、ノ
イズ等により発生する瞬間的なセンサの検出出力による
誤動作等を防止できる。

【００５２】さらに、近接センサを比較型静電センサと
することにより、外部からセンサを隠すことができるの
で、センサによるデザイン上の制約を受けることがな
く、デザイン的に優れた自動流量制御装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したブロック回路図。

【図２】図１の要部の設置例を示した説明図。

【図３】図１の動作説明のためのフローチャート。

【図４】図１の動作説明のためのタイミングチャート。

【図５】本発明の他の実施例を示したブロック回路図。

【符号の説明】

１０ 近接センサ １１ 制御手段 １３ 流量制御手段 １５ 切換え手段 １８ 制御手段 １９ 切換え手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定領域内で被検出物の存在を検出する
   近接センサと、 上記近接センサの検出感度を切り換える切換え手段と、 流体の流量を制御する流量制御手段と、 上記近接センサの検出出力に応じて上記流量制御手段を
   動作させて流体の流量を制御し、この流体の流量変化に
   応じて上記切換え手段を動作させて上記近接センサの検
   出感度を切り換える制御手段とを備えたことを特徴とす
   る自動流量制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記制御手段は、上
   記近接センサが所望時間の間検出出力を発生した際に上
   記流量制御手段を動作させて流体の流量を制御し、この
   流体の流量が変化してから所定時間経過後にこの流量変
   化に応じて上記切換え手段を動作させて上記近接センサ
   の検出感度を切り換えることを特徴とする自動流量制御
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、上記
   近接センサは比較型静電センサであることを特徴とする
   自動流量制御装置。