JPH09203098A - 凍結防止用ヒータの駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】便器の自動洗浄装置又は自動水栓を寒冷地
に設置してそれらの水残留個所に凍結防止用ヒータを配
設する場合において、その凍結防止用ヒータが常時通電
状態となることによって無駄に電力が消費されるのを防
止し、凍結防止用ヒータを効率的に働かせるようにす
る。 【解決手段】通常時は凍結防止用ヒータ３４を通電状態
とするとともに、人体感知センサ１８による人体感知に
基づいて弁の開弁動作により通水を行ったときにはその
後所定時間継続して凍結防止用ヒータ３４への通電を停
止し、所定時間後に凍結防止用ヒータ３４への通電を開
始する。また所定時間内に更に通水が行われたときに
は、最後の通水後において所定時間経過後に凍結防止用
ヒータ３４への通電を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人体感知センサ
による人体感知に基づいて通水路上に設けた弁を自動的
に開弁動作させ、通水を行う便器の自動洗浄装置や自動
水栓に設けた凍結防止用ヒータの駆動制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、便器（小便器）の前に使用者が立
つと人体感知センサがこれを感知し、その後使用者が便
器から立ち去ると洗浄水を噴出して便器洗浄を行う便器
の自動洗浄装置や、吐水口の下に手を差し出すと人体感
知センサがこれを感知して吐水口より自動的に吐水を開
始し、また手を引き込めると自動的に吐水停止する自動
水栓が広く用いられている。

【０００３】これら便器の自動洗浄装置や自動水栓に
は、人体を感知して弁を開弁動作させ、通水路を自動的
に開く通水路自動開閉弁装置が組み込まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこれら便器の
自動洗浄装置や自動水栓を寒冷地に設置した場合、水の
残留個所で凍結を起す恐れがある。その対策としては通
水路内の水を間欠流動させることが考えられる。

【０００５】しかしながらこの場合絶えず水の流れる音
がし、また絶えず水が流れるために吐水不良若しくは止
水不良と間違われる問題がある他、水を無駄に使用する
こととなり、ランニングコストが高くなる問題がある。

【０００６】一方、上記残留水の生じる個所にヒータを
設けてこれを温めるといったことも考えられる。ところ
でこのようにヒータにて水の残留個所を加熱する場合に
おいて、凍結の恐れがないようなときにも常時ヒータを
通電状態として加熱させるようにすると電力を無駄に消
費することとなり、ランニングコストを高める要因とな
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
事情を背景としてなされたものである。而して本願の発
明は凍結防止用ヒータの駆動制御方法に係るものであっ
て、人体感知センサによる人体感知に基づいて通水路上
に設けた弁を開弁動作させる通水路自動開閉弁装置を備
えた便器の自動洗浄装置又は自動水栓における水の残留
個所に設けた凍結防止用ヒータの駆動制御方法であっ
て、通常時は前記ヒータを通電状態とするとともに、前
記人体感知センサによる人体感知に基づいて前記弁の開
弁動作により通水を行ったときにはその後所定時間継続
して該ヒータへの通電を停止し、該所定時間後に該ヒー
タへの通電を開始するとともに、該所定時間内に更に前
記弁の開弁動作による通水が行われたときには、最後の
通水後において該所定時間経過後に該ヒータへの通電を
開始することを特徴とする。

【０００８】

【作用及び発明の効果】このように本発明は、弁が開弁
動作して通水が行われたときにはヒータへの通電を停止
し、所定時間経過後においてヒータへの通電を開始する
ものである。

【０００９】便器の自動洗浄装置又は自動水栓の環境温
度が例えば−１０℃で、それら自動洗浄装置や自動水栓
に供給される水の温度が５℃であるとした場合、それら
自動洗浄装置や自動水栓における残留水がその環境温度
に長時間置かれると温度低下して凍結を起す恐れが生ず
る。しかしながら一旦通水が行われて残留水が更新され
れば、その更新された水が凍結直前の温度に低下するま
での間凍結防止用ヒータによる加熱は実質上必要でな
い。

【００１０】そこで本発明ではこのように一旦通水が行
われたときには凍結防止用ヒータへの通電を停止し、そ
の後所定時間経過後に、即ち残留水が凍結を起す恐れが
生じたときに凍結防止用ヒータによる加熱を再開するよ
うにしたものである。即ち本発明は必要なときにのみ凍
結防止用ヒータによる加熱を行い、不必要なときにまで
凍結防止用ヒータによる加熱を行うといったことをしな
いようにしたもので、本発明によれば、凍結防止用ヒー
タによる無駄な電力消費を極力抑えることができ、効率
的に凍結防止用ヒータを働かせることができる。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図２において１０は小便器で、１２は小便器
１０の洗浄水噴出口に接続された洗浄管１３を有する便
器の自動洗浄装置でケーシングボックス１４を備えてお
り、そのケーシングボックス１４に窓部１６が設けられ
ている。そしてその窓部１６に人体感知センサ１８（図
４）と表示ランプ２０（図４）とが設けられている。

【００１２】図１は、この自動洗浄装置１２のケーシン
グボックス１４内部に組み込まれた通水路自動開閉弁装
置を示したものである。図に示しているようにこの自動
洗浄装置１２は、給水源に接続された配管２２と、小便
器１０側の配管２４との間において本体ボデー２６を有
し、この本体ボデー２６がそれら配管２２，２４に連結
されている。

【００１３】この本体ボデー２６には、電磁弁部２８
と、ダイヤフラム弁を備えた主弁部３０と、水流の勢い
で羽根車を回転させて発電する発電機部３２とが設けら
れている。そしてそれら電磁弁部２８，主弁部３０，発
電機部３２を全体的にないしは部分的に取り巻くように
して帯状の凍結防止用ヒータ３４がそれらの外面に止着
されている。尚、図１において３１は主弁部３０の上流
側に設けられた止水栓である。

【００１４】図３はこの通水路自動開閉弁装置の内部構
造を示したものである。図において３６は主弁としての
ダイヤフラム弁であって、このダイヤフラム弁３６の弁
座３９への着座又は離間により、上流側通水路３８ａと
下流側通水路３８ｂとが遮断又は連通させられる。下流
側通水路３８ｂに流出した水は、その通水路上に設けら
れた羽根車４０を回転させつつ通水路３８ｃに至り、更
に流出口４２から流出し、前記配管２４を通じて洗浄水
噴出口から小便器１０内部に噴出される。

【００１５】発電機部３２は、羽根車４０と一体に回転
する回転部の外周側に永久磁石（周方向にＮ極，Ｓ極が
交互となるように着磁されている）が固設されている。
また更にその外側には図示しないコイル及びヨークがこ
れを取り巻くように設けられており、羽根車４０が水流
の勢いにより回転させられたとき、その永久磁石の回転
による磁束の変化を妨げる向きにコイルに電流が惹起さ
れる。而してその発電機部３２で発生した電力は端子を
通じて外部に取り出された上、蓄電池６８（図４）に蓄
電される。

【００１６】ダイヤフラム弁３６の背面側には、背圧室
４４が形成されている。背圧室４４は、ダイヤフラム弁
３６を軸方向に貫通する貫通路４６を介して上流側通水
路３８ａと連通しており、またその内部にはスプリング
４８が配設されていて、その弾発力がダイヤフラム弁３
６に対して図中下向き、つまり閉弁方向に及ぼされてい
る。

【００１７】５０はダイヤフラム弁３６をパイロット操
作するためのパイロット通水回路で、前記電磁弁部２８
はこのパイロット通水回路５０を開閉するものとされて
いる。

【００１８】５２は電磁弁部２８におけるプランジャ弁
体でスリーブ５４の内周面に摺動可能に嵌合されてお
り、このプランジャ弁体５２の弁座５５への着座又は離
間により、上流側回路５０ａと下流側回路５０ｂとが遮
断又は連通させられる。

【００１９】上流側回路５０ａは上記背圧室４４と連通
しており、また下流側回路５０ｂは、主通水路３８にお
ける下流側通水路３８ｂないし通水路３８ｃと連通して
いる。

【００２０】従ってプランジャ弁体５２が開弁動作する
と、背圧室４４内の水圧が弱まってダイヤフラム弁３６
が図中上向きに変位して開弁動作し、上流側通水路３８
ａの水が下流側通水路３８ｂに流れ込み、更に通水路３
８ｃを経由して流出口４２から流出する。

【００２１】一方、プランジャ弁体５２が閉弁動作して
上流側回路５０ａと下流側回路５０ｂとが遮断される
と、貫通路４６を介して上流側通水路３８ａと連通状態
にある背圧室４４内の水圧が上昇し、その水圧の上昇と
スプリング４８の弾発力とにより、ダイヤフラム弁３６
が閉弁動作して主通水路３８を閉じ、吐水を停止させ
る。

【００２２】スリーブ５４の内部には、プランジャ弁体
５２と所定の間隔をおいて固定コア５６が位置固定に設
けられている。これらプランジャ弁体５２と固定コア５
６との間にはスプリング５８が介装されており、プラン
ジャ弁体５２がこのスプリング５８によって常時図中右
向きに弾発されている。

【００２３】スリーブ５４の外側には、リング状の永久
磁石６０とこれを軸方向にサンドイッチ状に挟む状態で
磁性材からなるリング状プレート６２が配設されてお
り、またそれらの図中左側にはコイル６４が固定コア５
６を取り巻くように設けられている。これらはヨーク６
６を介して本体ボデー２６に固定されている。

【００２４】尚、永久磁石６０は板厚方向に着磁されて
おり、その磁束はプレート６２，プランジャ弁体５２，
固定コア５６，ヨーク６６，プレート６２を通って永久
磁石６０へと戻っている。

【００２５】この電磁弁部２８においては、コイル６４
に対して通電が行われると固定コア５６による吸引力が
スプリング５８による弾発力に打ち勝ってプランジャ弁
体５２が固定コア５６の側に吸着される。これにより上
流側回路５０ａと下流側回路５０ｂとが連通状態とされ
て背圧室４４内の水圧が弱まりダイヤフラム弁３６が開
弁動作する。

【００２６】他方、コイル６４に対して上記とは逆方向
に通電が行われると永久磁石６０による磁束が打ち消さ
れ、これによりプランジャ弁体５２がスプリング５８の
弾発力によって固定コア５６から離間して弁座５５に着
座し、パイロット通水回路５０を閉鎖する。

【００２７】この状態になるとダイヤフラム弁３６にお
ける貫通路４６を通じて主通水路３８の上流側通水路３
８ａから上流側回路５０ａ内に流入した水の圧力、即ち
背圧室４４の圧力が打ち勝ってダイヤフラム弁３６が弁
座３９に着座させられ、主通水路３８が閉鎖される。

【００２８】図４はこの通水路自動開閉弁装置における
各要素の電気的接続関係を示している。図において６８
は発電機部３２にて発電された電力を蓄える蓄電池で、
電源スイッチ７０を介して各部へ電力供給する。而して
マイコン制御部７２，電磁弁駆動回路７４，センサ駆動
回路７６は、この蓄電池６８を電源として作動する。

【００２９】センサ駆動回路７６は、人体感知センサ１
８における発光素子７８から赤外線を発光させるもの
で、その反射光が受光素子８０にて受光される。受光素
子８０からの信号はセンサ受信回路８２を経てマイコン
制御部７２に入力される。マイコン制御部７２はその反
射光量の多少に基づいて人体の有無を判定し、電磁弁駆
動回路７４を作動させて電磁弁部２８を開弁動作させ或
いは閉弁動作させる。尚、８４はバックアップ用の乾電
池である。またマイコン制御部７２には表示ランプ２０
が接続されている。

【００３０】前述したように上記電磁弁部２８，主弁部
３０，発電機部３２にはこれを全体的に若しくは部分的
に取り巻くように帯状の凍結防止用ヒータ３４が配設さ
れており、これら凍結防止用ヒータ３４によりそれら電
磁弁部２８，主弁部３０，発電機部３２が凍結防止され
るようになっている。これら凍結防止用ヒータ３４は、
図４に示しているように凍結防止用ヒータ駆動回路７５
を介してマイコン制御部７２に接続され、かかるマイコ
ン制御部７２により駆動制御されるようになっている。

【００３１】ここでヒータ駆動回路７５は、蓄電池６８
ないしバックアップ乾電池８４を電源として働くものと
されている。尚、マイコン制御部７２にはまた、使用環
境温度、即ち小便器１０の自動洗浄装置の置かれた環境
温度を感知する温度センサ７７が接続されている。

【００３２】次に、図５は本発明を自動水栓に適用した
場合の実施例を示している。図において８８はその自動
水栓８６のケーシングボックスで、内部に湯水混合部９
０及びその下流側において通水路自動開閉弁装置が組み
込まれている。湯水混合部９０は、水供給管９２と湯供
給管９４とからそれぞれ供給された水と湯とを所定比率
で混合して流出管９６を通じて流出させる。流出した混
合水は導き管９８を通じて吐水管１００へと送られ、更
にその先端の吐水口１０２から下向きに吐水される。

【００３３】ここで吐水管１００先端の下面には赤外線
センサからなる人体感知センサ（図示省略）が設けられ
ている。また一方、上記ケーシングボックス８８の内部
には図示しないマイコン制御部が設けられており、吐水
口１０２の下方に手を差し出したとき人体感知センサが
これを感知してマイコン制御部に信号を送り、これを受
けたマイコン制御部はその感知信号に基づいて吐水口１
０２より吐水を行うべく通水路自動開閉弁装置における
電磁弁部２８を作動制御する。

【００３４】通水路自動開閉弁装置は、上記小便器１０
の自動洗浄装置１２におけるそれと基本的に同様の構成
からなるもので、湯水混合部９０から導き管９８に至る
通水路上にダイヤフラム弁を有する主弁部３０と、その
下流側において発電機部３２とを有しており、更に主弁
部３０の開閉制御用の電磁弁部２８を備えている。

【００３５】而して本例においては、その電磁弁部２８
及び発電機部３２を取り巻くようにして帯状の凍結防止
用ヒータ３４がそれらの外面に止着されている。また併
せて、本例においては湯水混合部９０の外面を取り巻く
ようにして凍結防止用ヒータ３４がその外面に止着され
ている。

【００３６】ここで湯水混合部９０の内部には混合室と
その混合室への水又は湯の流入口とが設けられており、
それら水流入口又は湯流入口から混合室への流入通路の
開度が、可動の弁体にてコントロールされるようになっ
ている。即ち湯水混合部９０の内部には可動の弁体が摺
動可能に嵌合されており、本例においてはその湯水混合
部９０の外面に凍結防止用ヒータ３４が止着されてい
て、その凍結防止用ヒータ３４による加熱により、寒冷
地での凍結によって可動弁体が作動不能に陥るのが防止
されている。また併せて湯水混合部９０内部に滞留した
水の凍結が防止されている。尚、電磁弁部２８及び発電
機部３２における凍結防止用ヒータ３４による凍結防止
効果については前述したのと同様である。

【００３７】尚、図５において１０４は温度調節ハンド
ルであって、その回転操作力が操作力伝達ケーブル１０
６を通じて湯水混合部９０内部の温度調節部に伝達され
る。ここで操作力伝達ケーブル１０６は、可撓性の且つ
軸方向に剛性を有するアウターチューブ１０８とその内
部に摺動可能に挿通されたインナーケーブル１１０とか
らなっている。

【００３８】図６はマイコン制御部７２による凍結防止
用ヒータ３４の駆動制御の内容をタイムチャートとして
表したものである。図示のように本例では、通常時は凍
結防止用ヒータ３４が通電状態となっているが、小便器
１０の自動洗浄装置１２又は自動水栓８６が使用される
とマイコン制御部７２が凍結防止用ヒータ３４を駆動停
止し、通電を遮断する。

【００３９】詳しくは、人体感知センサ１８が人体感知
するとマイコン制御部７２が主弁部３０を開弁動作させ
るとともに、使用後において凍結防止用ヒータ３４への
通電を遮断する。而して（Ａ）のパターンのようにその
後所定時間（Ｔ時間）の間自動洗浄装置１２又は自動水
栓８６の使用が行われないときにはＴ時間後に再び凍結
防止用ヒータ３４への通電を開始する。

【００４０】一方（Ｂ）のパターンのようにＴ時間の間
に更に小便器１０、つまり自動洗浄装置１２又は自動水
栓８６の使用が行われたときには、のちの小便器１０又
は自動水栓８６の使用後、Ｔ時間経過した後に凍結防止
用ヒータ３４への通電を再開する。

【００４１】尚このＴ時間は、小便器１０、具体的には
自動洗浄装置１２又は自動水栓８６の使用によりそれら
の内部の残留水が更新された後、その更新後の残留水が
温度低下して再び凍結の恐れが生ずるに至る直前までの
所要時間であり、この時間は例えば２時間程度の長時間
である。

【００４２】従ってこのＴ時間内に繰返し小便器１０又
は自動水栓８６が使用されたときには、その間は凍結防
止用ヒータ３４は通電停止状態、即ちオフ状態に維持さ
れることとなり、その間は電力消費されないこととな
る。

【００４３】従って例えばこのようにすれば、寒冷地に
おいても頻繁に小便器１０や自動水栓８６が使用される
日中の間はほとんど電力を消費しない状態とすることが
でき、夜間にのみ凍結防止用ヒータ３４が通電状態とな
るようにすることが可能である。

【００４４】以上のように本例は、一旦通水が行われた
ときには凍結防止用ヒータ３４への通電を停止し、その
後所定時間経過後に、即ち残留水が凍結を起す恐れが生
じたときに凍結防止用ヒータ３４による加熱を再開する
ようになしたもので、本例によれば必要なときにのみ凍
結防止用ヒータ３４による加熱を行って不必要なときに
まで凍結防止用ヒータ３４による加熱を行わないように
しているため、凍結防止用ヒータ３４による無駄な電力
消費を極力抑えることができ、効率的に凍結防止用ヒー
タ３４を働かせることができる。

【００４５】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示である。例えば上例では凍結防止用ヒータ
駆動回路７５の電源として蓄電池６８又はバックアップ
乾電池８４を用いているが、勿論これは一つの例であっ
て通常の外部の電源を凍結防止用ヒータ駆動回路７５の
電源として用いることも可能であるし、また凍結防止用
ヒータ３４を他の形態としたり或いは上例以外の水の残
留個所にこれを配設して同部を温めるようになし、その
凍結防止用ヒータを上記に従って駆動制御するといった
ことも勿論可能である。

【００４６】更に上記便器の自動洗浄装置，自動水栓は
あくまで一例を示したに過ぎないものであって、他の種
々形態の自動洗浄装置や自動水栓に本発明を適用するこ
とも可能である。その他本発明はその主旨を逸脱しない
範囲において様々な変更を加えた態様で実施可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である便器の自動洗浄装置の
通水路自動開閉弁装置を外観状態で示す図である。

【図２】その便器の自動洗浄装置を小便器とともに示す
図である。

【図３】図１の通水路自動開閉弁装置の内部構造を示し
た図である。

【図４】図１の通水路自動開閉弁装置の各要素の電気的
接続関係を示す図である。

【図５】本発明を自動水栓に適用した場合の例を示す図
である。

【図６】凍結防止用ヒータの駆動制御方法を表すタイム
チャートである。

【符号の説明】

１２ 自動洗浄装置 １８ 人体感知センサ ２８ 電磁弁部 ３０ 主弁部 ３２ 発電機部 ３４ 凍結防止用ヒータ ３８ 主通水路 ７２ マイコン制御部 ７４ 電磁弁駆動回路 ７５ ヒータ駆動回路 ７７ 温度センサ ８６ 自動水栓 ９０ 湯水混合部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体感知センサによる人体感知に基づい
   て通水路上に設けた弁を開弁動作させる通水路自動開閉
   弁装置を備えた便器の自動洗浄装置又は自動水栓におけ
   る水の残留個所に設けた凍結防止用ヒータの駆動制御方
   法であって通常時は前記ヒータを通電状態とするととも
   に、前記人体感知センサによる人体感知に基づいて前記
   弁の開弁動作により通水を行ったときにはその後所定時
   間継続して該ヒータへの通電を停止し、該所定時間後に
   該ヒータへの通電を開始するとともに、該所定時間内に
   更に前記弁の開弁動作による通水が行われたときには、
   最後の通水後において該所定時間経過後に該ヒータへの
   通電を開始することを特徴とする凍結防止用ヒータの駆
   動制御方法。