JPH09217857A - 吐水・止水用電磁弁自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】既存の水栓に容易に取付けできる吐水・止水用
電磁弁自動開閉装置を提供すること。 【解決手段】 人の手等を感知して吐水部８から自動的
に水を流出する吐水・止水用電磁弁自動開閉装置であっ
て、感知エリアに臨む位置に設けられる人体検出部１
と、吐水・止水させるための電磁弁７と、人体検出部１
からの信号をもとにして電磁弁７を自動開閉する制御回
路部２５と、人体検出部１、制御回路部２５および電磁
弁７を駆動するための電源部２６とが、筐体１０に組み
込まれてなる。

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、人の手等を感知
して吐水部から自動的に水を流出する吐水・止水用電磁
弁自動開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、洗面所や台所などに設置される
水栓は、通常、その蛇口付近に設けられた操作レバーで
あるノブを、その使用の度ごとに吐水・止水のために手
で引いたり、回転させたりすることにより弁を開閉して
使用している。

【０００３】しかし、以下のような場合に負担となる。 １．公共のトイレや病院など衛生上、ノブに手を触れる
ことに抵抗がある場合。 ２．物を持つ等して両手が使えない状態で水栓を使用し
たいとき。 ３．実験室・作業場で、頻繁に吐水・止水を行う場合。

【０００４】そこで、図５に示すように、水栓５１の本
体５２に一対の発光・受光素子による反射検出型近接セ
ンサ５３を内蔵させ、蛇口５４に接続する配管途中に電
磁弁を設け、感知エリアに入った人の手５５からの反射
光５６を受光して自動的に吐水・止水できる自動開閉装
置付水栓がホテルやオフィスの洗面所などで実用化され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この近接セ
ンサと電磁弁から構成される自動開閉装置を既存の水栓
に取付ける場合には、電磁弁との配線接続のために水を
受ける容器に穴を開けたり、新たに追加の配線工事を水
栓の周囲に施す必要がある。つまり、手間のかかる工事
を行うことなく既存の水栓に自動開閉装置を取付けるの
は難しく、事実上、自動開閉装置は、新規の水栓のみに
取付けられることが多かった。

【０００６】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、既存の水栓に容易に取付けでき
る吐水・止水用電磁弁自動開閉装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、人の手等を感知して吐水部から自動的
に水を流出する吐水・止水用電磁弁自動開閉装置であっ
て、感知エリアに臨む位置に設けられる人体検出部と、
吐水・止水させるための電磁弁と、前記人体検出部から
の信号をもとにして前記電磁弁を自動開閉する制御回路
部と、前記人体検出部、制御回路部および電磁弁を駆動
するための電源部とが、筐体に組み込まれてなる。

【０００８】この発明では、人体検出部、制御回路部お
よび電磁弁を駆動するための電源部とが、筐体に組み込
まれているので、この筐体を吐水部に固定するだけで、
取付工事を施すことなく吐水・止水用電磁弁自動開閉装
置を既存の水栓に取付けできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、この発明の吐水・止水
用電磁弁自動開閉装置の吐水部への着脱状態を示し、図
２は吐水部に取付た状態を示す。この実施形態では、吐
水部として、使用の度ごとに吐水・止水のために手で引
いたり、回転させたりする操作レバーを有する既設の水
栓を採用している。

【００１０】図１、図２において、１は感知エリアに臨
む位置に設けられる人体検出部である。この人体検出部
１は、感知エリアに入った人体から放射する輻射赤外線
Ａを感知して作動する焦電検出器２と、焦電検出器２が
搭載される回路基板３と、レンズ４で集光された赤外線
Ａをスリット５を通してミラー６に案内しその反射光を
焦電検出器２に入力させるための光学系７７とで構成さ
れる。前記レンズ４として、例えば、ポリエチレン樹脂
表面に複数のフレネルレンズ片を組合わせて形成した集
光用マルチセグメントレンズが用いられる。なお、焦電
検出器２の代わりにサーモパイルでもよい。

【００１１】７は、手を水栓８の蛇口９にかざすだけ
で、水を出したり（吐水）、止めたり（止水）させるた
めの電磁弁で、後述する筐体１０内に形成された電磁弁
室Ｍに設置され、例えば、パイロット形電磁弁が採用さ
れている。

【００１２】図２は、水栓８の操作レバーを開状態とし
た上で、操作レバー上流側に接続された水導入用配管
（図示せず）からの水が蛇口９直下の水室Ｌにまで導入
され、ダイアフラム１９が弁座１２に当接して止水され
ている状態を示す。前記筐体１０は上蓋Ｂと下蓋Ｃから
構成され、水室Ｌと下流の電磁弁室Ｍとを仕切る仕切壁
１３と、電磁弁室Ｍおよび電磁弁室Ｍよりも下流側の大
気連通室Ｎを仕切る仕切壁１４と、水室Ｌと大気連通室
Ｎとを仕切る仕切壁１５と、水室Ｌと大気連通室Ｎ間を
それぞれ仕切り人体検出室を形成する仕切壁１６を内部
に備えている。

【００１３】前記電磁弁７は、ソレノイド（電磁石）１
７の作動によってパイロット弁１８をＳで示す水平方向
（開閉方向）に操作し、その水圧によってダイアフラム
からなる主弁１９を制御するタイプのものである。すな
わち、電磁弁７は、ソレノイド１７と、ばね体２０によ
ってパイロット弁支持体２１を介して常時閉方向に付勢
されるパイロット弁１８と、一端が仕切壁１３の取付フ
ランジ１３ａに固着される一方、他端が仕切壁１４の取
付フランジ１４ａに固着されたダイアフラム１９と、仕
切壁１５の先端の弁座部分１２ａ、仕切壁１４の先端の
弁座部分１２ｂで構成される弁座１２と、水室Ｌおよび
電磁弁室Ｍ間を連通するようダイアフラム１９に穿設さ
れた小孔２２と、電磁弁室Ｍおよび大気連通室Ｎ間を連
通するようダイアフラム１９に穿設された大孔２３と、
弁座１２の位置で電磁弁室Ｍ側からダイアフラム１９に
固着されるよう設けられた座金２４とから構成される。
なお、３９は、パイロット弁支持体２１を開閉方向に摺
動可能に収納する収納筒であり、４０は、ソレノイド１
７、収納筒３９を支持するとともに、小孔２２を通って
ダイアフラム１９と電磁弁室Ｍ間の空間Ｑに流入する水
が電磁弁室Ｍに進入しないよう形成された仕切壁であ
る。さらに、４１は吐水口である。

【００１４】２５は、回路基板３に搭載された制御回路
部で、焦電検出器２からの信号をもとにして、一定時
間、パイロット弁１８およびダイアフラム１９を自動開
閉するための駆動出力を発生させる機能を有する。この
実施形態では、前記一定時間、パイロット弁１８および
ダイアフラム１９を自動開閉できるよう、タイマー回路
を備えている。例えば、感知エリアに入の手などが入る
と、約１秒から２秒間パイロット弁１８およびダイアフ
ラム１９を開くようタイマー回路により出力を伸張で
き、その間にさらに出力を受けると、パイロット弁１８
およびダイアフラム１９の開指令は継続されるように電
気回路が構成されている。図３はその電気回路の構成を
示し、焦電検出器２の出力は、増幅回路３６、比較回路
（タイマー回路も含む）３７を通して制御回路部２５の
電磁弁駆動部３８に至り、電磁弁７を開閉する。

【００１５】すなわち、感知エリアに入の手などが入る
と、焦電検出器２で受光される赤外線量が変化し、例え
ば、図４（ａ）に示すような出力波形（感知信号）ａを
出す。この信号ａは、増幅回路３６、比較回路３７を通
して図４（ｂ）に示すようなパルス信号ｂに波形整形さ
れ、さらに、図４（ｃ）に示すような特性波形ｃを示す
タイマー回路により出力を一定時間保持させた後、その
立ち上がり・立ち下がりを感知して図４（ｄ）に示すよ
うな電磁弁７の開信号ｄ、図４（ｅ）に示すような電磁
弁７の閉信号ｅが発生する。これらの信号ｄ，ｅは制御
回路部２５へ送られて電磁弁７を開閉する。なお、タイ
マー回路により伸張される時間は、その用途に応じて最
適なものに設定することが好ましい。

【００１６】２６は、回路基板３、焦電検出器２、制御
回路部２５およびソレノイド１７を駆動するための電源
部である。この実施形態では、電源部２６として電池を
採用しているが、リード線を介して接続される外部の電
源供給部であってもよい。

【００１７】そして、人体検出部１と、電磁弁７と、制
御回路部２５と、電源部２６とが、筐体１０に組み込ま
れており、筐体１０自体持ち運び可能に構成されてい
る。

【００１８】また、筐体１０の上蓋Ｂの中央には、蛇口
９に対して着脱可能に外嵌される取付筒２７が形成さ
れ、蛇口９に挿嵌した後締付けられる。２８は、蛇口９
に挿嵌された取付筒２７を締付けるための円筒状の締付
部材で、取付筒２７の外周に形成されたねじ部２９に螺
合するねじ部３０を内周に有する一方、取付筒２７の周
面には、その軸線方向に沿って切欠いた複数の切欠き部
３１が形成されている。また、取付筒２７の内周面全周
にわたり、固定用の上オーリング３２、下オーリング３
３が形成されている。なお、３４は取付筒２７の先端部
に形成されたフランジである。

【００１９】以下、電磁弁７の開閉動作について説明す
る。図２に示す止水状態では、小孔２２を通って、ダイ
アフラム１９と電磁弁室Ｍ間の空間Ｑに水が流入してお
り、また、パイロット弁１８は、ばね体２０によって閉
方向に付勢され、ダイアフラム１９は、弁座部分１２ａ
と弁座部分１２ｂに当接している。

【００２０】次に、ソレノイド（電磁石）１７の作動に
よってパイロット弁１８がばね体２０の付勢力に抗して
開方向に摺動すると、まず、ダイアフラム１９は、弁座
部分１２ａと弁座部分１２ｂにいまだ当接した状態で、
水が空間Ｑを介して大孔２３から大気連通室Ｎに流出す
る。これにより空間Ｑ内の水抜きが行われ、水室Ｌの水
圧が空間Ｑの圧力よりも大になる。したがって、小孔２
２部分およびその近傍のダイアフラム１９が電磁弁室Ｍ
側に変位し、これに伴い、ダイアフラム１９が弁座１２
から離間し、水室Ｌから大気連通室Ｎに水が流出して吐
水する。また、止水時には、ソレノイド（電磁石）１７
の、吐水時とは逆の作動により、ばね体２０によってパ
イロット弁１８が閉方向に摺動して座金２４を押圧し、
同時に大孔２３を塞ぎ、さらに、ダイアフラム１９が弁
座１２に当接することで電磁弁７が閉じる。

【００２１】以上、この実施形態では、既設の水栓８の
蛇口９に締付部材２８を挿通させた状態で、筐体１０の
取付筒２７の外周面を締付部材２８の内周面に挿通させ
る一方、取付筒２７の内周面を蛇口９の外周面に外挿
し、その後、締付部材２８によるねじ部２９，３０の螺
合により、取付筒２７が蛇口９に締付けられて筐体１０
を容易に水栓８に取付けできる。筐体１０の取り外し作
業も容易にできる。

【００２２】なお、上記実施形態で用いた焦電検出器の
代わりに、一対の発光素子（近赤外線発光ダイオード）
・受光素子（フォトダイオード）による反射検出型近接
センサを筐体に内蔵させてもよい。この場合、近赤外線
発光ダイオードとフォトダイオードの前面には、水が進
入しないように、アクリル板で保護するなどの防水処理
を施す必要があることは言うまでもない。その上で、近
赤外線発光ダイオードで１〜２ｋＨｚにパルス発光させ
た光が感知エリアに入った人の手を照射し、その反射光
をフォトダイオードで受光して電磁弁を開くことで水を
出し、感知エリア内から手を引けば電磁弁を閉じて水を
止めることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、人体検出部、制御回路部および電磁弁を駆動するた
めの電源部とが、筐体に組み込まれているので、この筐
体を吐水部に固定するだけで、手間のかかる特別の取付
工事を施すことなく吐水・止水用電磁弁自動開閉装置を
既存の水栓に取付けできるものであって、既存の吐水部
に簡単取り付けることができるとともに、取り外しも容
易である。また、不要になれば、取り外して別の吐水部
に使用できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態による取付け動作を示す分
解斜視図である。

【図２】上記実施形態を示す構成説明図である。

【図３】上記実施形態で用いた電気回路の構成説明図で
ある。

【図４】上記実施形態における各部の動作を示すための
タイムチャートである。

【図５】従来例を示す動作説明図である。

【符号の説明】

１…人体検出部、２…焦電検出器、３…回路基板、７…
電磁弁、８…水栓、９…蛇口、１０…筐体、１２…弁
座、１７…ソレノイド、１８…パイロット弁、１９…ダ
イアフラム、２５…制御回路部、２６…電源部、２７…
取付筒、２８…締付部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人の手等を感知して吐水部から自動的に
   水を流出する吐水・止水用電磁弁自動開閉装置であっ
   て、感知エリアに臨む位置に設けられる人体検出部と、
   吐水・止水させるための電磁弁と、前記人体検出部から
   の信号をもとにして前記電磁弁を自動開閉する制御回路
   部と、前記人体検出部、制御回路部および電磁弁を駆動
   するための電源部とが、筐体に組み込まれてなる吐水・
   止水用電磁弁自動開閉装置。
2. 【請求項２】 前記人体検出部が、感知エリアに入った
   人体から放射する赤外線を感知して感知信号を出力する
   焦電検出器であり、前記吐水部が既設の水栓であり、こ
   の水栓の蛇口に前記筐体を取付けることを特徴とする請
   求項１に記載の吐水・止水用電磁弁自動開閉装置。
3. 【請求項３】 前記人体検出部が、感知エリアを照射す
   る発光素子と人体からの反射光を受光して感知信号を出
   力する受光素子とからなり、前記吐水部が既設の水栓で
   あり、この水栓の蛇口に前記筐体を取付けることを特徴
   とする請求項１に記載の吐水・止水用電磁弁自動開閉装
   置。