(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の人体センサからの出力に基づき、洗浄水の吐水制御を行なう自動洗浄ユニットと、凍結予防のために給水管内の水を抜く水抜き栓、前記給水管周囲の気温または前記給水管内の水温を検知する温度センサ、利用者の存在を検知する第２の人体センサ、前記水抜き栓の開閉を制御する制御手段を備えた給水装置において、
前記制御手段は、
前記温度センサからの出力の状態が凍結温度を下回り、かつ前記第２の人体センサが非検知状態の場合に前記水抜き栓を開にし、
前記温度センサからの出力の状態が前記凍結温度を下回り、かつ前記第２の人体センサが検知状態の場合は、前記水抜き栓を閉にすると共に、前記自動洗浄ユニットに間欠吐水制御信号を提供し、間欠吐水を行わせることを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記間欠吐水時に前記温度センサからの出力の状態が所定時間以上前記凍結温度を下回る場合は、前記水抜き栓を開にすることを特徴とする請求項１記載の給水装置。
【請求項３】
前記制御手段にタイマ手段を備え、利用者の退出に伴う前記第２の人体センサの出力に基づいて前記タイマ手段から提供される遅延信号により、前記水抜き栓を開にする制御を行なうことを特徴とする請求項１または２記載の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は寒冷地の手洗所に設置し、給水管内の水の凍結予防を行なう自動洗浄ユニットを備えた給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給水装置は、寒冷地では、例えば特開平４―１８５８２８号公報、特開平４―３１９１３３号公報で開示されたように、凍結温度を検知する温度センサ、またはタイマからの出力に基づいて駆動弁（電磁弁）の開閉の制御をし、間欠的に水を流して凍結の防止を行なっている。
【０００３】
しかし、寒冷地でも特に冷え込みがきびしい地域では、前述のように間欠的に水を流すだけで凍結防止を行なうことは難しく、人が水抜き栓を開いて給水管内の水を完全に抜くことにより凍結防止を行なっている。
以下に、従来の給水装置を手洗所の自動洗浄装置を例にして説明する。
【０００４】
図４に従来の給水装置の構成図を示す。
図４において、従来の給水装置５０は、止水栓５１、水抜き栓５２、給水管５３、吸気弁５４、自動洗浄ユニット５５から構成される。
【０００５】
自動洗浄ユニット５５は、第１の人体センサ５６、バルブ制御部５７、バルブ５８から構成される。
【０００６】
給水管５３の給水口Ｗ１からの水は、止水栓５１が開、水抜き栓５２が閉で給水が行なわれる。
この状態のまま、使用者が、人体センサ５６の前に立ち、使用後人体センサ５６から遠ざかると、バルブ制御部５７は、バルブ５８を開く制御を行ない給水管５３内の水を吐水口Ｗ２から吐水し、洗浄を行なう。
【０００７】
また、自動洗浄ユニット５５は、交流電源ＡＣ１００Ｖ（図示しない）を通電した場合にも、電源投入確認のために所定の時間吐水が行なわれる。
【０００８】
凍結予防は、止水栓５１を閉めた後、水抜き栓５２を開け、給水管５３内の水を吐水口Ｗ３から吐水して給水管５３内の水を完全に抜くことにより行なわれる。
【０００９】
凍結しない温度を越えた場合には、水抜き栓５２を閉めた後、止水栓５１を開き、再給水が行なわれる。
吸気弁５４は、再給水の際、外気を取入れて給水をスムーズに行なうために設けられる。
【００１０】
このように、従来の給水装置５０の凍結予防は、給水管５３内の水を吐水口Ｗ３から吐水して給水管５３内の水を完全に抜くことにより行なわれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の給水装置５０は、給水管５３内の水が凍結しそうな気温の場合には、止水栓５１を閉めた後、水抜き栓５２を開け、給水管５３内の水を吐水口Ｗ３から吐水して給水管５３内の水を完全に抜く作業を、手動で行なっている。
水抜きの作業を誤り、凍結温度の場合でも水抜きが行なわれず、給水管内の水が凍結する課題がある。
【００１２】
また、人体センサ５６の検知に基づく、自動洗浄ユニット５５の洗浄タイミングと、水抜き栓５２を閉め、止水栓５１を開けて給水管５３に給水を行なうタイミングとが合わず、洗浄が行なわれない課題がある。
【００１３】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的は凍結温度でも凍結を予防し、自動的に水の供給を行なうことができる給水装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る給水装置は、第１の人体センサからの出力に基づき、洗浄水の吐水制御を行なう自動洗浄ユニットと、凍結予防のために給水管内の水を抜く水抜き栓、給水管周囲の気温または給水管内の水温を検知する温度センサ、利用者の存在を検知する第２の人体センサ、水抜き栓の開閉を制御する制御手段を備えた給水装置において、制御手段は、温度センサからの出力の状態が凍結温度を下回り、かつ第２の人体センサが非検知状態の場合に水抜き栓を開にし、温度センサからの出力の状態が凍結温度を下回り、かつ第２の人体センサが検知状態の場合は、水抜き栓を閉にすると共に、自動洗浄ユニットに間欠吐水制御信号を提供し、間欠吐水を行わせることを特徴とする。
【００１５】
また、制御手段は、間欠吐水時に温度センサからの出力の状態が所定時間以上凍結温度を下回る場合は、水抜き栓を開にすることを特徴とする。
【００１６】
さらに、制御手段にタイマ手段を備え、利用者の退出に伴う第２の人体センサの出力に基づいてタイマ手段から提供される遅延信号により、水抜き栓を開にする制御を行なうことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
この発明に係る給水装置は、水抜き栓、給水管周囲の気温または給水管内の水温を検知する温度センサ、利用者の存在を検知する第２の人体センサ、水抜き栓の開閉を制御する制御手段を備え、温度センサからの出力および第２の人体センサからの出力に基づき、水抜き栓の開閉を制御するので、凍結が予想される場合には、自動的に給水管内の水抜きを行なうことができる。
【００１８】
また、制御手段にタイマ手段を備え、温度センサからの出力の状態が所定時間以上凍結温度を下回る場合には、水抜き栓を開くとともに、利用者の退出に伴い、第２の人体センサの出力に基づいてタイマ手段から提供される遅延信号により、水抜き栓を開にする制御を行なうので、自動的に給水管内の水抜きを行なうことができる。
【００１９】
さらに、制御手段に間欠吐水信号発生手段を備え、温度センサからの出力の状態が凍結温度を下回り、第２の人体センサが検知状態の場合には、自動洗浄ユニットに間欠吐水制御信号を提供するので、自動洗浄ユニットは間欠吐水を行なうことができる。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１はこの発明に係る給水装置の構成図である。
図１において、給水装置１は、制御手段２、第２の人体センサ３、気温センサ４（以下、温度センサと称する）、水抜き栓５、モータ６、水温センサ７、吸気弁８、給水管９、自動洗浄ユニット１０で構成する。
【００２１】
給水装置１は、制御手段２により、温度センサ４が検知する温度と、第２の人体センサ３が検知する手洗所利用者の存在に基づき、モータ６を駆動して水抜き栓５の開閉制御を行なう。
自動洗浄ユニット１０、吸気弁８の構成および動作は、従来技術（図４の従来の給水装置５０）と同一なので説明を省略する。
【００２２】
給水管９内の水が凍結しそうな気温の場合には、モータ６駆動の水抜き栓５を開き、給水管９内の水を吐水口Ｗ３から吐水して給水管９内の水を完全に抜き、凍結予防を行なう。
【００２３】
水抜き栓５は、開の場合には、給水口Ｗ１からの水の流入を止める構造を兼ね備え、開閉駆動はモータ６により行なう。
水抜き栓５は、閉の場合には、吐水口Ｗ３は塞がれ、給水口Ｗ１から給水管９に給水を行なう。
【００２４】
制御手段２は、手洗所利用者の存在を監視する第２の人体センサ３の人体センサ信号Ｓpと、温度センサ４からのセンサ温度Ｔaとを読取り、判断後、駆動信号Ｖｍを水抜き栓５の開閉を行なうモータ６に提供する。
【００２５】
第２の人体センサ３は、例えば光電センサで構成し、手洗所利用者の存在を検知するように手洗所の共用空間の天井もしくは壁面に設置される。
給水管９内の水が凍結しそうな気温になり、水抜きを行なった場合には、給水口Ｗ１からの水は地中に埋設される水抜き栓５のところまでしか来ていない。
【００２６】
この状態で、利用者が手洗所に入った場合には、第２の人体センサ３の検知に基づき、給水管９を介してバルブ１３のところまでの給水がすみやかに行なわれ、洗浄水を供給する準備を行なう。
その後、例えば小便器もしくは洗面器等の近傍に設置された第１の人体センサ１１の検知に基づき、自動洗浄ユニット１０により洗浄が行なわれる。
【００２７】
使用機器が小便器の場合には、人が第１の人体センサ１１から離れると自動洗浄ユニット１０から吐水が行なわれて洗浄が行なわれ、また使用機器が洗面器に設けた自動水栓の場合には、第１の人体センサ１１に手を近づけている間、自動洗浄ユニット１０から吐水が行なわれて洗浄が行なわれる。
手洗所の共用空間が広い場合には複数の第２の人体センサ３を設けても良い。
【００２８】
なお、温度センサ４の代りに、水温センサ７を給水管９内に設け、水温センサ７からの水温Ｔｗを制御手段２に提供することもできる。
【００２９】
図２はこの発明に係る制御手段のブッロク構成図である。
図２において、制御手段２は、例えばマイクロプロセッサを基本に構成し、温度記憶部１４、温度比較手段１５、判断手段１６、検出手段１７、タイマ手段１８、モータ駆動部１９、間欠吐水信号発生手段２０、自動洗浄ユニット駆動部２１を備える。
【００３０】
温度比較手段１５は、Ａ／Ｄ変換器、コンパレータを備え、温度センサ４が検出するセンサ温度Ｔａを取込み、温度記憶部１４のメモリに予め記憶している凍結温度Ｔｋと比較し、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋ以上または下回る状態を、２値として変換した温度信号Ｔｏを判断手段１６に提供する。
【００３１】
判断手段１６は、コンパレータを備え、第２の人体センサ３からの人体センサ信号Ｓｐが非検知（手洗所利用者が不在）で、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋを下回る場合には、モータ制御信号Ｖｄをモータ駆動部１９に出力する。
【００３２】
モータ駆動部１９は、例えばトランジスタのブリッジ回路で構成し、判断手段１６からのモータ制御信号Ｖｄにより起動され、モータ駆動信号Ｖｍを水抜き栓５を開くモータ６に提供する。
【００３３】
モータ駆動信号Ｖｍの電流方向は、モータ制御信号Ｖｄにより決定され、正方向の電流では、モータ６を正回転させて水抜き栓５を開にする。
逆方向の電流の場合には、モータ６を逆回転させて水抜き栓５を閉にする。
水抜き栓５の開閉状態は、モータ制御信号Ｖｄに基づいてメモリに記憶する。
【００３４】
また、制御手段２は、タイマ手段１８を備え、タイマ手段１８を温度比較手段１５からの温度信号Ｔｏにより起動し、温度信号Ｔｏの継続状態を所定時間計測し、継続時間信号Ｈａを判断手段１６に提供する。
【００３５】
判断手段１６は、タイマ手段１８からの継続時間信号Ｈａを、メモリに予め記憶している目標の所定時間と比較し、凍結温度を下回る状態が目標の所定時間以上続いた場合には、水抜き栓５の開制御を行なうモータ制御信号Ｖｄをモータ駆動部１９に出力する。
【００３６】
検出手段１７は、Ａ／Ｄ変換器を備え、第２の人体センサ３からの人体センサ信号Ｓｐを２値（利用者の存在、不在を表わす）に変換した検出信号Ｓｏをタイマ手段１８、判断手段１６に提供する。
【００３７】
また、タイマ手段１８は、検出手段１７からの検出信号Ｓｏにより、第２の人体センサ３の検知切れ後起動され、目標の所定時間だけ遅延した遅延信号Ｈｂを判断手段１６に提供する。
【００３８】
判断手段１６は温度比較手段１５からの温度信号Ｔｏと検出手段１７からの検出信号Ｓｏの状態を読取り、凍結温度を下回る場合に、手洗所利用者の退出（第２の人体センサ３の検知切れ）が確認できたときは、所定の時間遅延した水抜き栓５の開制御を行なうモータ制御信号Ｖｄをモータ駆動部１９に出力する。
【００３９】
また、判断手段１６は、温度比較手段１５からの温度信号Ｔｏが凍結温度を下回り、かつ第２の人体センサ３の継続検知の場合には、間欠吐水信号Ｋｔを間欠吐水信号発生手段２０に提供する。
【００４０】
間欠吐水信号発生手段２０は、例えば非安定のマルチバイブレータで構成し、判断手段１６からの間欠吐水信号Ｋｔにより起動され、間欠吐水出力信号Ｋｏを自動洗浄ユニット駆動部２１に提供する。
【００４１】
自動洗浄ユニット駆動部２１は、例えば継電器で構成し、間欠吐水信号発生手段２０からの間欠吐水出力信号Ｋｏにより起動され、自動洗浄ユニット１０の間欠吐水制御を行なう間欠吐水制御信号Ｋｓ（ＡＣ１００ＶのＯＮ―ＯＦＦ信号）を自動洗浄ユニット１０に提供する。
【００４２】
図３はこの発明に係る給水装置の動作フロー図である。
以下、図３により給水装置１の動作を説明する。
【００４３】
状態（ステップ）Ｓ１は、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋ以上か否かの判断をし、凍結温度Ｔｋ以上であれば状態Ｓ５に移行し、凍結温度Ｔｋを下回れば状態Ｓ２に移行する。
【００４４】
状態Ｓ２は、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋを下回る場合に、第２の人体センサ３の検知状態を判断し、検知の場合には、状態Ｓ７に移行し、検知されない場合には、状態Ｓ３に移行する。
【００４５】
状態Ｓ３は、第２の人体センサ３が検知されない場合に、所定時間以上、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋを下回るか否かの判断をし、所定時間以上であれば、状態Ｓ４に移行し、モータ６を正回転させて水抜き栓５を開にし、水抜きを行なう。
所定時間を下回れば、水抜きは行なわない。
【００４６】
状態Ｓ５は、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋ以上の場合に、水抜き栓５の開閉状態を判断し、閉の場合には状態Ｓ１４に移行し、自動洗浄ユニット１０に設けた第１の人体センサ１１の検知による通常吐水を行なう。
また、開の場合には、状態Ｓ６に移行する。
【００４７】
状態Ｓ６は、水抜き栓５の開状態の場合に、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋ以上の状態を所定時間以上継続か否かの判断をし、継続であれば状態Ｓ１３に移行してモータ６を逆回転させ、水抜き栓５を閉にする。
また、所定時間を下回れば、水抜き栓５の状態は変らない。
【００４８】
状態Ｓ７は、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋを下回り、かつ第２の人体センサ３が検知の場合に、第２の人体センサ３が新規検知か否かの判断をし、新規検知であれば、状態Ｓ１３移行して水抜き栓５を閉にする。（前状態で閉の場合には、引続き閉を保持する。）
【００４９】
水抜き栓５を閉にした後、スタートに戻り、引続きセンサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋを下回り、かつ第２の人体センサ３の検知が確認されれば、再度状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ７に移行する。
状態Ｓ７では、継続した第２の人体センサ３の検知のため、状態Ｓ８に移行する。
【００５０】
状態Ｓ８は、第２の人体センサ３の継続検知後の検知切れを監視することで、手洗所からの人の退出を判断し、検知切れの場合には、状態Ｓ９に移行する。
また、継続検知の場合には、状態Ｓ１０に移行する。
【００５１】
状態Ｓ９は、状態Ｓ８の第２の人体センサ３の検知切れ後、制御手段２に設けたタイマ手段１８で遅延をさせてから状態Ｓ４に移行する。
状態Ｓ４は、水抜き栓５を開にして水抜きを行なう。
【００５２】
状態Ｓ１０は、状態Ｓ８の第２の人体センサ３の継続検知の場合に、状態Ｓ１１（センサ温度Ｔａが、所定時間以上凍結温度Ｔｋを継続して下回る）、状態Ｓ４（水抜き栓５開）を通ったか否かの判断をし、通らない場合には、状態Ｓ１１に移行する。
【００５３】
状態Ｓ１１は、状態Ｓ１１、Ｓ４を通らない場合に、センサ温度Ｔａが、所定時間以上、凍結温度Ｔｋを継続して下回るか否かの判断をし、継続しなければ状態Ｓ１２に移行し、間欠吐水制御を行なう。
【００５４】
また、状態Ｓ１１において、センサ温度Ｔａが、所定時間以上、凍結温度Ｔｋを継続して下回る場合には、状態Ｓ４に移行し、水抜きを行なう。
【００５５】
水抜き後、スタートに戻り、センサ温度Ｔａが凍結温度Ｔｋを下回り、引続き第２の人体センサ３が継続検知であれば、状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ７、Ｓ８を経由して状態Ｓ１０に移行し、状態Ｓ１０では、既に状態Ｓ１１、Ｓ４を通っているので、状態Ｓ１３に移行する。
状態Ｓ１３では、水抜き栓５を閉にして給水を行なう。
【００５６】
このように、給水装置１は、温度センサ４のセンサ温度Ｔａ、および第２の人体センサ３の人体センサ信号Ｓｐの状態を判断し、水抜き、給水、間欠吐水、通常吐水の制御を行なう。
【００５７】
なお、第２の人体センサ３の人体センサ信号Ｓｐが非検知であっても、第１の人体センサ１１からの信号が検知状態となっていれば、水抜き栓５を閉にし、さらに自動洗浄ユニット１０により洗浄水を供給する。
この場合には、水抜き栓５を駆動後、所定の時間遅らせてバルブ１３を駆動することが望ましい。
【００５８】
この発明に係る給水装置は、手洗所に設けた小便器を例にしたが、例えば食品工場等の手洗所に設置された自動水栓を備えた給水装置にも適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る給水装置は、水抜き栓、給水管周囲の気温または給水管内の水温を検知する温度センサ、利用者の存在を検知する第２の人体センサ、水抜き栓の開閉を制御する制御手段を備え、温度センサからの出力および第２の人体センサからの出力に基づき、水抜き栓の開閉を制御し、凍結が予想される場合には、自動的に給水管内の水抜きを行なうことができるので、凍結の防止を図ることができる。
【００６０】
また、この発明に係る給水装置は、制御手段に温度比較手段と温度記憶部を備え、温度センサからの出力と予め温度記憶部に記憶した凍結温度を比較し、温度センサからの出力が凍結温度を下回る場合には、水抜き栓を開にする制御を行なうので、自動的に給水管内の水抜きを行なうことができ、凍結の防止を図ることができる。
【００６１】
さらに、この発明に係る給水装置は、制御手段にタイマ手段を備え、温度センサからの出力の状態が所定時間以上凍結温度を下回る場合には、水抜き栓を開くとともに、利用者の退出に伴い、第２の人体センサの出力に基づいてタイマ手段から提供される遅延信号により、水抜き栓を開にする制御を行なうので、自動的に給水管内の水抜きを行なうことができ、凍結の防止を図ることができる。
【００６２】
また、制御手段に間欠吐水信号発生手段を備え、温度センサからの出力の状態が凍結温度を下回り、第２の人体センサが検知状態の場合には、自動洗浄ユニットに間欠吐水制御信号を提供して間欠吐水を行なうので、給水管内の水は、自動洗浄ユニットの吐水口より間欠的に抜かれ、凍結の防止を図ることができる。
【００６３】
よって、凍結を自動的に防止する利便性の高い給水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る給水装置の構成図
【図２】この発明に係る制御手段のブッロク構成図
【図３】この発明に係る給水装置の動作フロー図
【図４】従来の給水装置の構成図
【符号の説明】
１…給水装置、２…制御手段、３…第２の人体センサ、４…気温（温度）センサ、５…水抜き栓、６…モータ、７…水温センサ、８…吸気弁、９…給水管、１０…自動洗浄ユニット、１１…第１の人体センサ、１２…バルブ制御部、１３…バルブ、Ｗ１…給水口、Ｗ２，Ｗ３…吐水口、１４…温度記憶部、１５…温度比較手段、１６…判断手段、１７…検出手段、１８…タイマ手段、１９…モータ駆動部、２０…間欠吐水信号発生手段、２１…自動洗浄ユニット駆動部、Ｔａ…センサ温度、Ｔｋ…凍結温度、Ｔｏ…温度信号、Ｈａ…継続時間信号、Ｈｂ…遅延信号、Ｖｄ…モータ制御信号、Ｖｍ…モータ駆動信号、Ｓｐ…人体センサ信号、Ｓｏ…検出信号、Ｋｔ…間欠吐水信号、Ｋｏ…間欠吐水出力信号、Ｋｓ…間欠吐水制御信号、Ｔｗ…水温。
【図１】
0003565372.tif 000002
【図２】
0003565372.tif 000003
【図３】
0003565372.tif 000004
【図４】
0003565372.tif 000005