(57)【要約】【課題】  電磁弁の駆動による消費電力を正確に検出し、その消費電力によって発電期間を決めることにより、一次電池からの給電によって所望の期間は継続して使用可能であり、また、無駄な吐水を抑えることのできる水栓装置を提供する。【解決手段】  発電手段と、蓄電手段と、この蓄電手段に電力を供給する一次電池と、前記蓄電手段の電力で動作する電磁弁と、使用者の動作に基いて前記電磁弁の開閉を制御する制御部と、を備えた水栓装置において、前記制御部は、前記電磁弁への開方向と閉方向への通電で消費される通電消費量を検出する電磁弁消費検出部と、前記発電手段の発電量を検出する発電量検出部と、を備え、前記電磁弁を開状態とした後、前記発電量検出部によって検出された発電量が前記電磁弁消費検出部における通電消費量に達するまでは、使用者の動作に基いて閉状態とする指示があっても開状態を継続することを特徴とする。【選択図】  図３
2011012515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水路の水流によって発電を行う発電手段と、該発電手段からの給電を受けて蓄電する蓄電手段と、該蓄電手段の電力が不足したときにこの蓄電手段に電力を供給する一次電池と、前記蓄電手段の電力で動作するラッチングソレノイドによって前記給水路を開閉する電磁弁と、前記蓄電手段から電力が供給されると共に、使用者の動作に基いて前記電磁弁の開閉を制御する制御部と、を備えた水栓装置において、
前記制御部は、前記電磁弁への開方向と閉方向への通電状態に基いて消費される通電消費量を検出する電磁弁消費検出部と、前記電磁弁の開弁後における前記発電手段の発電量を検出する発電量検出部と、を備え、前記電磁弁を開状態とした後、前記発電量検出部によって検出された発電量が前記電磁弁消費検出部における通電消費量に達するまでは、使用者の動作に基いて閉状態とする指示があっても開状態を継続することを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電磁弁の開方向、又は、閉方向の少なくとも何れかの駆動時において、前記電磁弁への通電が開始されてからの通電電流波形を監視し、該通電電流波形に所定の変曲点が現れると通電を停止するものであり、前記電磁弁消費検出部は、通電開始から変曲点が現れるまでの経過時間に応じて、前記電磁弁の駆動時に消費される通電消費量を検出することを特徴とする請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電磁弁の開方向、又は、閉方向の少なくとも何れかの駆動時において、前記電磁弁への通電が開始されてからの通電電荷量の積算値を算出し、この積算値が予め決められた積算閾値を越えると通電を停止するものであり、前記電磁弁消費検出部は、通電開始からの通電電荷量の積算値を、前記電磁弁の駆動時に消費される通電消費量として検出することを特徴とする請求項１記載の水栓装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電磁弁への通電が開始されてからの時間が予め決められた閾時間を越えると通電を停止するものであり、前記電磁弁消費検出部は、前記閾時間に基いて、前記電磁弁の駆動時に消費される通電消費量を検出することを特徴とする請求項３記載の水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水栓装置に関し、トイレや洗面台に設置され、センサやスイッチなどによって電磁弁を開放して吐水を行うと共に、その吐水時の水流によって発電を行って電磁弁の駆動電力とする水栓装置に関する発明である。 
【背景技術】
【０００２】
水栓装置から吐水する水流を使って発電し、そのエネルギーで動作する水栓装置がある。
特に、近年の環境意識の高まりから、センサによって使用者（手）を検知すると電磁弁を開放して吐水を開始し、使用者を検知しなくなると電磁弁を閉止して吐水を停止する自動水栓装置が、吐水期間を手洗い等に必要な期間に対応できるという節水効果の点、更に自己発電によって動作するため外部電力を必要としない点が高く評価されている。また、外部電力を必要としないことで、電源工事や電池交換が不要となり、節水効果の高い水栓装置を広く普及させる効果もある。
また、電気的なスイッチ（プッシュスイッチやタッチスイッチ）によって使用者の操作を検知し、その検知に基いて電磁弁を開放、閉止して吐水を出し止めする水栓もある。センサを用いた自動水栓でなくとも、吐水を開始・停止するのに使用者は電気的なスイッチを操作するたけでよく、ＵＤ（ユニバーサルデザイン）、ＢＦ（バリアフリー）として有効で、その駆動を自己発電によって動作することで、外部電力を必要としない点で環境配慮に対応することができる。
【０００３】
しかし、発電のために水栓装置の水流を著しく妨げることはできないため、水流で発電される電力は僅かである。よって、流路を開閉する電磁弁の駆動消費電力や、手を感知するセンサ駆動等の制御部の回路消費電力を可能な限り低く設計して、発電量と消費電力のエネルギー収支が成り立つよう配慮しているのが実状である。
ここで、エネルギー収支を簡単に記述すると、水栓装置に入る側のエネルギーである発電量は『瞬間発電量×発電時間』であり、出ていく側のエネルギーである消費は『電磁弁の駆動消費＋センサ等の制御部の回路消費』である。前者の方が大きければ、バックアップ用電池など外部からの電力供給無しに、水栓装置が故障するまで永久に動作できることになる。
【０００４】
そこで、発電機を利用した水栓装置においては、電磁弁の駆動消費を減らすために、弁の開状態と閉状態の切替時のみ通電が必要で、開閉状態を維持するだけであれば通電を要しないラッチングソレノイド式の電磁弁が使用される。（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、水栓装置の電力収支を改善するため、吐水時間を制御することで、発電量を増やすようにした技術が知られている。（例えば、特許文献２参照）。
前述したように、発電量は『瞬間発電量×発電時間』であるが、瞬間発電量は発電機の構造と吐水流量によって決まる。発電機を含む水栓装置として最適な設計を行うのは当然であるが、水流のエネルギーに対する発電エネルギーを発電効率とすれば、これが物理的に１００％を越えることは無い。また、水栓装置である以上、水流のエネルギーを全て発電機で利用することはできない。つまり、如何に最適設計を行っても、使用環境（水圧や水量）によって、瞬間発電量は相応の値で限界となる。それよりも、大きな差が出るのは、発電時間の方である。発電時間であれば、１秒を２秒とするだけで２００％の発電量が得られる。このことに着目して、特許文献２では、発電量と消費量を演算し、収支が不足して蓄電量が所定値以下となった場合、吐水時間を通常より長くし、その結果、発電時間を長くして電力収支を改善しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１７５０４１号公報
【特許文献２】特開２００３−３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２においては、消費電力が増えて蓄電量が所定値以下まで低下していると推定されると、次の吐水時の吐水時間を長くすることで電力収支を改善するものであるが、前回の吐水を停止してからの期間が長くて、その間の回路消費電力が大きく、蓄電手段の蓄電量も大きく低下している状態で、次の吐水により所定の蓄電量まで回復させようとした際に、使用者が短時間で水栓の使用を止めた場合には、その後に長い時間吐水を継続させる必要があり、節水に逆行してしまう。或いは、水栓装置が故障している疑われる可能性もある。
【０００８】
ここで、実際の水栓装置においては、何時の時点で次の吐水が行われるのかは判らないため、センサやマイコンなど、制御部の回路の消費によって蓄電量が下がり続けて動作不能となることを防ぐために、蓄電手段の蓄電量が所定以下となると一次電池から蓄電手段へ充電するようになっている。この、制御部の回路消費は、吐水の度に発生する電磁弁駆動消費と違って比較的変動が少なく、回路動作を工夫すれば、バックアップ用の一次電池によって１０年程度（電気製品など、一般的な機器の寿命に相当する）動作させることが可能であることが判っている。
【０００９】
そこで、１回の給水における発電量と電磁弁の駆動消費の収支を必ずプラス（発電量の方が多い）にすれば、制御部の回路消費はバックアップ用の一次電池で１０年程度賄えるため、バックアップ電池の寿命も含めて、発電によって動作する水栓装置として、最低でも１０年程度の動作を保証できる。
【００１０】
しかし、水圧や水温等によって毎回の電磁弁の消費電力は変化する。その最悪の条件（電磁弁消費が最大となる条件）における電磁弁の駆動消費よりも必ず発電量が多くなるように固定の発電時間（給水の最短時間）を設定すると、給水時間が長くなってしまい、無駄な水を流してしまう結果となる。それでは、節水機器としての特長を失ってしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、使用環境に応じた電磁弁の駆動による消費電力を正確に検出し、その消費電力と発電量とを比較して発電期間を決めることにより、バックアップ用の一次電池が所望の期間、継続して使用可能であり、また、無駄な吐水を抑えることのできる水栓装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、給水路の水流によって発電を行う発電手段と、該発電手段からの給電を受けて蓄電する蓄電手段と、該蓄電手段の電力が不足したときにこの蓄電手段に電力を供給する一次電池と、前記蓄電手段の電力で動作するラッチングソレノイドによって前記給水路を開閉する電磁弁と、前記蓄電手段から電力が供給されると共に、使用者の動作に基いて前記電磁弁の開閉を制御する制御部と、を備えた水栓装置において、前記制御部は、前記電磁弁への開方向と閉方向への通電状態に基いて消費される通電消費量を検出する電磁弁消費検出部と、前記電磁弁の開弁後における前記発電手段の発電量を検出する発電量検出部と、を備え、前記電磁弁を開状態とした後、前記発電量検出部によって検出された発電量が前記電磁弁消費検出部における通電消費量に達するまでは、使用者の動作に基いて閉状態とする指示があっても開状態を継続することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、電磁弁への開方向と閉方向への通電状態に基いて消費される通電消費量を電磁弁消費検出部によって検出し、その通電消費量に見合った発電量が得られるまで電磁弁を開状態として発電を継続するため、使用環境に応じた電磁弁での通電消費量に見合った発電を行って蓄電手段を蓄電することができる。従って、電磁弁での通電消費電力を一次電池から供給する必要が無く、その一次電池からの供給は制御部での消費に限定することができるため、一次電池の消費を抑えて所望の期間継続して使用可能であり、水栓装置を所望期間継続して使用することができる。
また、使用者の動作に基いて電磁弁を閉状態とする指示があった後に開状態を継続する時間を、使用環境に応じた電磁弁での通電消費量に見合った時間に抑えることができるため、無駄な吐水が少なく、節水となる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明によれば、前記制御部は、前記電磁弁の開方向、又は、閉方向の少なくとも何れかの駆動時において、前記電磁弁への通電が開始されてからの通電電流波形を監視し、該通電電流波形に所定の変曲点が現れると通電を停止するものであり、前記電磁弁消費検出部は、通電開始から変曲点が現れるまでの経過時間に応じて、前記電磁弁の駆動時に消費される通電消費量を検出することを特徴とする。
通電電流波形の変曲点は、電磁弁のラッチングソレノイドにおけるプランジャが移動を完了して停止したことを示すものであり、通電開始から変曲点が現れるまでの経過時間は使用環境によって異なる。この変曲点を検出して通電を停止することにより、使用環境に応じて無駄な通電を行うことなく電磁弁を駆動することができ、電磁弁の駆動消費電力を少なくでき、しかも、電磁弁消費検出部は、通電開始からの通電停止までの経過時間に応じて、前記電磁弁の駆動時に消費される通電消費量を検出するため、その使用環境に応じた通電消費量を正確に検出でき、使用者の動作に基いて電磁弁を閉状態とする指示があった後に開状態を継続する時間を、その通電消費量に見合った最低限の時間に抑えることができるため、無駄な吐水が少なく、節水が図れる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明によれば、前記制御部は、前記電磁弁の開方向、又は、閉方向の少なくとも何れかの駆動時において、前記電磁弁への通電が開始されてからの通電電荷量の積算値を算出し、この積算値が予め決められた積算閾値を越えると通電を停止するものであり、前記電磁弁消費検出部は、通電開始からの通電電荷量の積算値を、前記電磁弁の駆動時に消費される通電消費量として検出することを特徴とする。
従って、電磁弁への通電が開始されてからの通電電荷量の積算値を算出して、この算出値に基いて通電を停止することにより、使用環境に応じて、例えば電磁弁の巻線抵抗がばらつきや温度変化によって低抵抗値となるなどして、単位時間当たりの通電電荷量が増加したとしても無駄な通電を行うことなく電磁弁を駆動することができ、電磁弁の駆動消費電力を少なくでき、しかも、電磁弁消費検出部は、通電開始からの通電停止までの通電電荷量の積算値を通電消費量として検出するため、その使用環境によって単位時間当たりの通電電荷量や通電時間が変化しても通電消費量を正確に検出でき、使用者の動作に基いて電磁弁を閉状態とする指示があった後に開状態を継続する時間を、その通電消費量に見合った最低限の時間に抑えるこことができるため、無駄な吐水が少なく、節水が図れる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明によれば、前記制御部は、前記電磁弁への通電が開始されてからの時間が予め決められた閾時間を越えると通電を停止することを特徴とする。
従って、予め決められた閾時間を越えていると電磁弁の駆動が完了したとして通電を停止することにより、無駄な通電を継続することなく電磁弁を駆動することができる。そして、電磁弁消費検出部は、通電開始からの閾時間経過までの通電電荷量の積算値を通電消費量として検出するため、その使用環境によって単位時間当たりの通電電荷量や通電時間が変化しても通電消費量を正確に検出でき、使用者の動作に基いて電磁弁を閉状態とする指示があった後に開状態を継続する時間を、その通電消費量に見合った最低限の時間に抑えることができるため、無駄な吐水が少なく、節水が図れる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、使用環境に応じた電磁弁の駆動による消費電力を正確に検出し、その消費電力と発電量とを比較して発電期間を決めることにより、一次電池からの給電によって所望の期間にわたって水栓装置を継続して使用可能であり、また、無駄な吐水を抑えて節水を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の水栓装置の全体構成図である。
【図２】図１における制御部６の詳細構造を示す図である。
【図３】本発明における電磁弁４の開閉制御フロー図である。
【図４】図３の開通電における制御フローである。
【図５】図３の閉通電における制御フローである。
【図６】図３の電磁弁消費検出における制御フローである。
【図７】図３〜図６の制御フローに基づく水栓装置の動作タイムチャートである。
【図８】本発明の別実施形態の開通電における制御フローである。
【図９】本発明の別実施形態の電磁弁消費検出における制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面に基いて以下に説明する。
図１は、本発明に係る水栓装置の全体構成図である。この図１に示すように、水栓装置は、洗面器等に固定される水栓本体１と、この水栓本体１に設けられた投光素子と受光素子から構成されたセンサ２と、水栓本体１に水（又は湯）を供給する給水管３に設けられ、給水路３を開閉して水栓本体１からの吐水をオンオフする電磁弁４と、電磁弁４の下流側に設けられ、水流によってインペラ（図示せず）が回転して発電を行う発電手段５と、センサ２の動作や電磁弁４の動作を制御すると共に、発電手段５によって発電された電力が供給される制御部６とから構成されている。なお、制御部６には、バックアップ電源としての一次電池７が接続されている。
【００２０】
図２は、図１における制御部６の詳細構造を示す図である。制御部６は、マイコン１１と、このマイコン１１と連携してセンサ２を駆動するセンサ駆動部１２とを有する。センサ２は、反射光量判定方式のアクティブ型赤外線センサであり、投光素子２ａから投光された赤外線信号が水栓本体１の吐水口へ差し出された使用者の手により反射されると、その反射された赤外線信号を受光素子２ｂで受光する。センサ駆動回路１２では、この受光素子２ｂでの受光量と閾値とを比較して、手の感知と非感知とを判断する。
【００２１】
また、マイコン１１には電磁弁４への通電を制御する電磁弁通電手段１４が接続されている。電磁弁４は、ラッチングソレノイドを用いてプランジャ（図示せず）を駆動するものであり、電磁弁駆動手段１４は、ソレノイドへ通電する方向を切替えることにより、内蔵したプランジャを開方向又は閉方向へと駆動することができる。プランジャは、閉方向へバネによって付勢されており、開方向への移動時には、このバネに抗して移動させる。そして、開方向へ移動すると、プランジャが永久磁石に吸着する（ラッチする）ことにより、電磁弁通電手段１４からの通電を停止しても開状態を維持できる。閉方向への移動時には、開方向とは逆向きに通電することで、プランジャを永久磁石から引き離して閉状態へと移動する。その後は、電磁弁通電手段１４からの通電を停止してもバネによる付勢により閉状態を維持する。このように、電磁弁４は、開方向又は閉方向への駆動時にのみ通電する構成であり、消費電力が少ない。なお、電磁弁４への通電電流を検出する通電検出手段１５を備えており、その情報がマイコン１１に入力される。
【００２２】
発電手段５によって発電された電気エネルギーは、充電電圧制限手段１９によって所定電圧以下とされて、蓄電手段としてのコンデンサ１６に蓄えられる。このコンデンサ１６は、一次電池７からも給電可能である。具体的には、マイコン１１によってコンデンサ１６の電圧が監視されており、その電圧が所定以下となると充電制御手段２１をＯＮして、一次電池７からコンデンサ１６へ給電する。そして、このコンデンサ１６に蓄えられた電気エネルギーは、電圧変換手段１７によって所定の電圧に昇圧されて、マイコン１１やセンサ２、また電磁弁４へも給電される。
【００２３】
なお、発電手段５とマイコン１１とは発電パルス検出手段２２を介して接続されている。発電パルス検出手段２２は、発電手段５のインペラ回転に伴って発生する発電出力の電圧パルスを検出可能である。そして、マイコン１１では、発電パルス検出手段２２がパルスを検出している時間を発電時間と見做して、『発電時間×単位時間当たりの発電量』を演算することで発電量を検出している。なお、マイコン１１では、発電パルス検出手段２２が検出するパルス数に基き、『パルス数×１パルス当たりの発電量』を演算することで、発電量を検出するようにしてもよい。ここで、単位時間当たりの発電量や１パルス当たりの発電量は、発電手段５の性能によって予め求められる数値である。
【００２４】
次に、制御部６にて処理される電磁弁４の開閉処理について説明する。
図３は、電磁弁４の開閉制御フロー図である。この図３に示すように、水栓装置では、所定間隔でセンサ２へ通電して駆動する（Ｓ００１）。この具体的な制御は周知であるため詳細な駆動フローの説明は割愛するが、使用者を検知中は第一間隔で間欠的にセンサ２を駆動し、使用者を非検出中は、第一間隔より長い第二間隔で間欠的にセンサ２を駆動するものである。これにより、センサ２の消費電力を抑えつつ、良好な検知反応速度を得ることができる。
【００２５】
そして、センサ２により使用者を感知したかどうかを判断する（Ｓ００２）。使用者を感知していると（Ｓ００２：Ｙｅｓ）、電磁弁４が開いている吐水中であるかどうかを判断し（Ｓ００３）、吐水中ではない（電磁弁が閉状態である）と判断すると（Ｓ００３：Ｎｏ）、後述する制御フローに基づいて電磁弁４を開通電し（Ｓ００５）、その後、後述するフローに基づいて電磁弁の駆動に要した電力を算出する（Ｓ００６）。なお、Ｓ００３にて吐水中である（電磁弁４が開状態である）と判断すると（Ｓ００３：Ｙｅｓ）、何もせず吐水状態を継続する。
【００２６】
一方、Ｓ００２にて使用者を感知してないと判断すると（Ｓ００２：Ｎｏ）、電磁弁４が閉じている止水中であるかどうかを判断し（Ｓ００４）、止水中ではない（電磁弁が開状態である）と判断すると（Ｓ００４：Ｎｏ）、前述したように発電パルス検出手段２２からの信号に基いて発電量を検出する（Ｓ００７）。そして、発電量とＳ００６で検出していた電磁弁消費量とを比較し、発電量が電磁弁消費量以上であると（Ｓ００８：Ｙｅｓ）、後述する制御フローに基づいて電磁弁４を閉通電する（Ｓ００９）。なお、Ｓ００４にて止水中である（電磁弁４が閉状態である）と判断すると（Ｓ００４：Ｙｅｓ）、何もせず止水状態を継続する。
【００２７】
一方、Ｓ００８にて、発電量が電磁弁消費量に達していないと判断すると（Ｓ００８：Ｎｏ）、再度Ｓ００１に戻りセンサ２を駆動し、使用者が継続して非感知であると、Ｓ００２：Ｎｏ→Ｓ００４：Ｎｏ→Ｓ００７と移行して発電量を検出する動作を繰り返す。このように、発電量が電磁弁消費量を上回るまではＳ００９に移行することなく、従って、使用者が非感知であっても吐水が継続されて発電も継続される。
【００２８】
図４は、図３の開通電における制御フロー（Ｓ００５で呼び出されるサブルーチン）である。
開通電指令が出されると、まず、電磁弁通電手段１４の開方向トランジスタをオンして、電磁弁４のラッチングソレノイドの開方向への通電を開始する（Ｓ１０１）。そして、タイマーを起動してボトム時間計測をスタートして（Ｓ１０２）、ボトム検出を開始する。ここで、ボトム検出とは、周知の技術であるため詳細な説明は割愛するが、ラッチングソレノイドのプランジャが開方向への移動を完了して壁（永久磁石）に突き当たると、その通電電流に変曲点（ボトム）が現れるため、その変曲点を検知するのがボトム検出である。このボトム検出があったかどうかを判断し（Ｓ１０３＝図面番号ヌケ）、検出されると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、Ｓ１０２で起動したタイマーに基づいて開通電に要した時間（ボトム時間）を記憶し（Ｓ１０４）、電磁弁通電手段１４の開方向トランジスタをオフして（Ｓ１０５）、電磁弁４の開方向への通電処理を終了する（Ｓ１０６）。このように、ボトム検知を行い、そのボトム検知までの時間を検出することにより、使用環境温度の変化や、電磁弁４及び電磁弁通電手段１４の固体差、給水路の水圧といった使用環境によって、１回の開通電に要する消費電力が変わったとしても、その消費電力量を正確に検出することが可能である。
【００２９】
図５は、図３の閉通電における制御フロー（Ｓ００９で呼び出されるサブルーチン）である。閉通電指令が出されると、まず、電磁弁通電手段１４の閉方向トランジスタをオンして、電磁弁４のラッチングソレノイドの閉方向への通電を開始する（Ｓ２０１）。その後、予め設定された閉通電時間タイマーの時間だけ通電を行い（Ｓ２０２）、電磁弁通電手段１４の閉方向トランジスタをオフして（Ｓ２０３）、電磁弁４のラッチングソレノイドの閉方向への通電処理を終了する（Ｓ２０４）。電磁弁４の閉通電時は開通電時に比べて使用環境などによる変動が少ないため、制御を簡素化するために、ボトム検知を行わずに一定時間通電しているが、開通電時と同様に、通電電流の変化を検出する制御としても構わない。  
【００３０】
図６は、図３の電磁弁消費検出における制御フロー（Ｓ００６で呼び出されるサブルーチン）である。
まずは、電磁弁４への通電時間を得るために、図４の開通電時に記憶したボトム時間と図５の閉通電時に電磁弁４へ通電した時間（閉通電時間タイマーの時間）とを加算する（Ｓ３０１）。閉駆動時間タイマーの値は予め定められた一定の値であるが、ボトム時間は電磁弁４の使用環境に応じて変化する値であるため、このＳ３０１で得られた電磁弁通電時間は使用環境に応じた値となる。
【００３１】
その後、電磁弁通電時間と単位時間当たりの電磁弁４への通電電力とを掛け算することで、電磁弁消費電力を算出する（Ｓ３０２）。ここで、単位時間当たりの電磁弁４への通電電力は、予め定めらた制御仕様値である。
【００３２】
以上の図３〜図６の制御フローに基づく水栓装置の動作タイムチャートを図７に示す。
図７（ａ）は、センサ２による使用者感知中に、電磁弁４での消費電力に見合う発電が発電手段５によって行われた場合のタイムチャートであり、図７（ｂ）は、センサ２による使用者感知中に、電磁弁４での消費電力に見合う発電が発電手段５によって行われなかった場合のタイムチャートである。
【００３３】
この図７（ａ）に示すように、センサ２による使用者感知中に、電磁弁４での消費電力に見合う発電が発電手段５によって行われた場合には、最初に図３のＳ００８に至った時点において、発電量≧電磁弁消費量となるため、センサ２が感知（ＯＮ）から非感知（ＯＦＦ）となったタイミングで電磁弁４へ閉通電が行われて、水栓本体１からの吐水が停止される。なお、電磁弁消費量＝発電量となった以降に吐水が継続されて発電された分の発電量はコンデンサ１６に蓄えられ、センサ２や制御部６への給電に使用される。
【００３４】
一方、図７（ｂ）に示すように、センサ２による使用者感知中に、電磁弁４での消費電力に見合う発電が発電手段５によって行われなかった場合には、図３のＳ００８において、発電量＜電磁弁消費量となるため、センサ２が感知（ＯＮ）から非感知（ＯＦＦ）となったとしても、電磁弁４への閉通電が行われずに水栓本体１からの吐水が継続されて、発電手段５による発電が継続される。そして、発電量≧電磁弁消費量の条件が満たされた時点で電磁弁４へ閉通電が行われて、水栓本体１からの吐水が停止される。このように、センサ２による使用者の非感知後においても継続して発電を行うことで、電磁弁消費量に見合った発電を行い、少なくとも電磁弁４の駆動に伴う消費電力は発電によって賄うことができるため、一次電池７からは電磁弁４の駆動以外のセンサ２や制御部６での消費電力だけを給電するだけで済むため、一次電池７の消費量を抑えて、所望の期間、例えば１０年程度の長期間にわたって一次電池が寿命となることがなく継続して使用することができる。
【００３５】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図８は、図４に代わる開通電における制御フローであり、図９は、図６に代わる電磁弁消費検出における制御フローである。図３と図５については変更がない。
【００３６】
図８に示すように、閉通電指令が出されると、まず、電磁弁通電手段１４の開方向トランジスタをオンして、電磁弁４のラッチングソレノイドの開方向への通電を開始する（Ｓ５０１）。その後、電磁弁４への通電電荷量を積算していき、その積算値が予め設定された閾値αを越えたかどうかを判断し（Ｓ５０２）、αを越えていると（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）プランジャが開方向への移動を完了したと判断して、電磁弁通電手段１４の開方向トランジスタをオフして（Ｓ５０４）、電磁弁４の開方向への通電処理を終了する（Ｓ５０５）。
【００３７】
一方、Ｓ５０２にて積算通電量がαを越えていないと判断されると（Ｓ５０２：Ｎｏ）、開通電を開始してからの通電時間が予め設定された閾時間βを越えているかを判断する（Ｓ５０３）。そして、通電時間が閾時間βを越えていると（Ｓ５０３：Ｙｅｓ）、プランジャが開方向への移動を完了したと判断して電磁弁通電手段１４の開方向トランジスタをオフして（Ｓ５０４）、電磁弁４の開方向通電処理を終了する（Ｓ５０５）。このように、本実施形態においては、電磁弁４の開通電時には、通電開始後に、通電電荷量がαとなった時点、又は、開通電時間がβとなった時点で通電が停止される。
【００３８】
そして、図９に示すように、電磁弁消費を検出するために、まずは開弁時消費を算出する（Ｓ６０１）。ここでは、開弁時の通電が、通電電荷量がαとなった時点、又は、開通電時間がβとなった時点の何れで停止されたのかに基いて判断する。通電電荷量がαとなった時点で通電が停止されていたのであれば開弁時消費をαとする。開通電時間がβとなった時点で通電が停止されていたのであれば、開弁時消費を、β時点までの通電電荷量α’とする。その後、閉駆動時間×単位時間当たりの消費電力を演算して閉弁時消費を算出し（Ｓ６０２）、開弁時消費と閉弁時消費とを合計して電磁弁消費を算出する（Ｓ６０３）。
【００３９】
本実施形態においては、通電電荷量に基いて、電磁弁４の開通電時の消費量を検出している。従って、その使用環境によって単位時間当たりの通電電荷量や通電時間が変化しても通電消費量を正確に検出でき、使用者の動作に基いて電磁弁を閉状態とする指示があった後に開状態を継続する時間を、その通電消費量に見合った最低限の時間に抑えるこことができるため、無駄な吐水が少なく、節水が図れる。
【００４０】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨の逸脱しない範囲にて変形可能である。例えば、水栓装置はセンサ２により使用者を感知して電磁弁４を開閉するものでなくても、プッシュ式やタッチ式のスイッチを設けておき、その操作を電気的に検出して、電磁弁４を開閉して吐水、止水を行うものであってもよい。その場合でも、吐水開始後に発電量が電磁弁消費量に達するまでは、スイッチを操作されて電磁弁４に閉弁指令が出されても電磁弁４の開状態を継続させることにより、上記した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
また、図３のＳ００６では、電磁弁消費量に基いて目標発電時間を算出しておき、Ｓ００８では発電手段５の動作時間がその目標発電時間を越えているか否かを判断することで、発電量が電磁弁消費量になったかどうかを判断するように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・水栓本体、２・・・センサ、３・・・給水管、４・・・電磁弁、５・・・発電手段、６・・・制御部、７・・・一次電池、１５・・・通電検出部、１６・・・コンデンサ（蓄電手段）、２２・・・発電パルス検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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