(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機をスパウトにコンパクトに内蔵させつつ安定して動作可能な自動水栓を提供する。【解決手段】基部２に取りつけられる本体３と、前記本体３に設けられ、給水された水を吐水する吐水口６と、を有し、本体３の内部には、供給された水を吐水口６に導く通水路１０と、通水路１０上に設けられ、水が内部を流れることにより電力を発電する発電機１１と、発電機１１の内部に流れた水が前記吐水口６から吐水される吐止水を開閉によって切替える電磁弁と、使用者を検知するセンサ７と、センサ７からの出力に基づいて電磁弁を制御する制御部５７と、が配設された自動水栓であって、本体３の一部は、通水路１０のうち発電機１１より上流側の通水路が形成された、金属製の本体部３ａからなり、本体部３ａは、弾性材料からなるシール材を介して、前記発電機１１のうち水が流入する側を支持する。【選択図】図１
2011099318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部に取りつけられる本体と、
前記本体に設けられ、給水された水を吐水する吐水口と、を有し、
前記本体の内部には、
供給された水を前記吐水口に導く通水路と、
前記通水路上に設けられ、水が内部を流れることにより電力を発電する発電機と、
前記通水路上に設けられ、前記発電機の内部に流れた水が前記吐水口から吐水される吐止水を開閉によって切替える電磁弁と、
使用者を検知するセンサと、
前記センサからの出力に基づいて前記電磁弁を制御する制御部と、が配設された自動水栓であって、
前記本体の一部は、前記通水路のうち前記発電機より上流側の通水路が形成された、金属製の本体部からなり、
前記本体部は、弾性材料からなるシール材を介して、前記発電機のうち水が流入する側を支持することを特徴とする自動水栓。
【請求項２】
前記発電機と前記本体部との間の前記通水路を構成し、前記発電機を支持する本体継手をさらに備え、
前記本体継手は前記シール材を介して前記本体部に支持されていることを特徴とする、請求項１記載の自動水栓。
【請求項３】
前記発電機の前記本体継手の側は、弾性材料からなるシール材を介して前記本体継手に支持されていることを特徴とする、請求項２記載の自動水栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手を差し出すと自動的に吐水する自動水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサを利用して、使用者が手を差し出している間だけ水を吐水する自動水栓は、利便性が高いだけではなく、非接触式であるために衛生的であり、また「閉め忘れ」を解消することによる節水効果も高いことから広く普及しつつある。このような自動機能を実現するためには、吐水を開閉する電磁弁と、センサの出力に基づき電磁弁を制御する制御部と、が必要である。これらの要素に電力を供給する発電機を設けると、外部電源が必要なくなり、自動水栓の設置の自由度が飛躍的に向上する。これら電磁弁、制御部、発電機をカウンター上面のスパウト内に内蔵した自動水栓が開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３３６９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、カウンターの上に設置されるスパウトの形状やサイズには、制限がある。従って、電磁弁や制御部とともに発電機までコンパクトに内蔵させて騒音や振動を抑え安定して動作させるためには、種々の技術的な工夫が必要とされる。
【０００４】
本発明は、発電機をスパウトにコンパクトに内蔵させつつ騒音や振動を抑え安定して動作可能な自動水栓を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、基部に取りつけられる本体と、前記本体に設けられ、給水された水を吐水する吐水口と、を有し、前記本体の内部には、供給された水を前記吐水口に導く通水路と、前記通水路上に設けられ、水が内部を流れることにより電力を発電する発電機と、前記通水路上に設けられ、前記発電機の内部に流れた水が前記吐水口から吐水される吐止水を開閉によって切替える電磁弁と、使用者を検知するセンサと、前記センサからの出力に基づいて前記電磁弁を制御する制御部と、が配設された自動水栓であって、前記本体の一部は、前記通水路のうち前記発電機より上流側の通水路が形成された、金属製の本体部からなり、前記本体部は、弾性材料からなるシール材を介して、前記発電機のうち水が流入する側を支持することを特徴とする自動水栓が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発電機をスパウトにコンパクトに内蔵させつつ安定して動作可能な自動水栓が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る自動水栓を表す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る自動水栓の断面構造を表す模式図である。
【図３】第２実施例の自動水栓において、蓋体３ｃを取り外した状態を表す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、同様の構成要素には同一の符号を付している。
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係る自動水栓を表す模式図である。すなわち、図１（ａ）は自動水栓の縦断面図であり、図１（ｂ）はこの自動水栓の蓋体３ｃを取り外して本体部３ａを上方から眺めた模式図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【０００９】
本実施例の自動水栓の本体３は、例えば洗面台などの基部２などに取り付けられる。自動水栓の本体３は、配管４Ａ、４Ｂを介して、水道水等の供給源に接続される。本体３は、本体部３ａと、蓋体３ｃと、からなる。蓋体３ｃは、本体部３ａに対して着脱可能に固定されている。本体部３ａと蓋体３ｃは、それぞれ金属や樹脂などにより一体的に形成することができる。例えば、本体部３ａは、金属の鋳造体として一体的に形成することができる。
【００１０】
本体部３ａの先端近くの下面には、下方に向けて開口３０が形成され、この開口３０に吐水口６が配置されている。吐水口６は、吐水継手２０の先端に取り付けられた泡沫キャップ６６に開口している。そして、この吐水口６の近傍にセンサ７が配置されている。具体的には、吐水口６に沿ってセンサ７を配置し、吐水口６から吐水される水の吐水方向とセンサ７の指向特性とをほぼ同一とすることで検知特性が向上し、使い勝手がよくなる。また、センサ７を開口３０の開口端よりもやや内側に引っ込んだ位置に配置することにより、センサ７に対する外乱をおさえることができる。すなわち、外部からの光の入射などを抑制し、誤動作を防止できる。
【００１１】
本実施例の自動水栓は、湯水混合型の自動水栓である。すなわち、本体部３ａには、水が供給される配管４Ａと、湯が供給される配管４Ｂと、が設けられている。本体部３ａには、配管４を流れてきた給水を吐水口６へと導く給水流路（通水路）１０が形成されている。配管４Ａ、４Ｂから給水流路１０へ供給された水と湯は、ミキシングバルブ８０においてその混合比が調整される。また、ミキシングバルブ８０には、ストレーナ８２が挿入されており、電磁弁８よりも上流側でゴミや切り粉などの異物が除去可能とされている。なお、ミキシングバルブ８０は、図１（ｃ）において向かって左側に引き抜くことが可能とされ、例えば、ストレーナ８２の洗浄や交換などのメンテナンス作業を容易に実行できる。
【００１２】
また、本実施例においては、電磁弁８の下流側に本体継手４０が設けられ、この本体継手４０にハイカット弁８４が内挿されている。ハイカット弁８４は、所定の温度を超えた湯の通過を阻止する役割を有する。すなわち、自動水栓に対して一時的に熱湯が供給された場合などでも、ハイカット弁８４を設けることにより、使用者が火傷することを防止でき安全に使用できる。
【００１３】
ハイカット弁８４より下流側の本体部３ａの内部には、水栓用発電機（以下、単に「発電機」とも称する）１１が内蔵されている。一方、本体部３ａの上部には、電池５６及び制御部５７が設けられた蓋体３ｃが設けられている。また、制御部５７には防水コネクタ（図示せず）が設けられ、センサ７や電磁弁８などとの電気接続の防水性を維持しつつ電気配線の着脱が可能とされている。
【００１４】
以上のように構成された自動水栓において、使用者が吐水口６の下に手をかざすと、これをセンサ７が感知して、制御部５７が電磁弁８を開にする。これにより、発電機１１に水が供給され、発電機１１において電力が発電されるとともに、発電機１１の内部を流れた水は吐水口６から吐水される。発電された電力は、制御部５７に設けられたコンデンサに蓄電され、必要に応じて電池５６より電力が供給されて、例えば、電磁弁８、センサ７、制御部５７の駆動に使用される。そして、使用者が吐水口６の下から手を遠ざけると、電磁弁８が閉となり、自動で水が止まる。
【００１５】
そして、本実施例においては、吐水継手２０を本体部３ａに固定し、一方、本体継手４０を本体部３ａに固定し、これら吐水継手２０と本体継手４０との間に発電機１１を挟み込んで固定している。具体的には、吐水継手２０は、ネジ２２により本体部３ａに固定されている。一方、本体継手４０はネジ４２により本体部３ａに固定されている。そして、発電機１１は、本体継手４０と吐水継手２０との間に挟まれた状態で固定されている。本体継手４０は、本体部３ａに設けられた挿入孔２４に挿入され、その接合部はシール材１４により液密が維持されている。また、発電機１１に水流が流入する先端は、本体継手４０の挿入孔２５に挿入され、その接合部はシール材１３により液密に維持されている。一方、発電機１１から水流が流出する後端は、吐水継手２０の挿入孔２６に挿入され、その接合部はシール材１２により液密に維持されている。
【００１６】
つまり、本実施形態によれば、発電機１１は本体部３ａに直接固定されておらず、吐水継手２０と本体継手４０との間に挟まれた状態で固定されている。このようにすると、コンパクトで振動などが伝わりにくく、吐水口６のがたつきなども解消した自動水栓を提供できる。
【００１７】
例えば、特許文献１の図１１及び図１２には、発電手段と電磁弁を有する構造体にホースクランプ状のもので吐水継手が接続され、上カバーと下カバーとにより形成される筐体の中に収納された構造が図示されている。しかし、この自動水栓の場合、吐水継手は上カバーにも下カバーにも固定されていない。
【００１８】
吐水継手が筐体などの支持体に固定されていないと、吐水の勢いなどにより吐水口が動いたり振動する場合がある。また、発電機の中に設けられた回転体が回転することによる振動が吐水継手に伝えられ増幅されて吐水口がより大きく振動することもあり得る。また、発電機と吐水継手が共振することもあり得る。このような場合、吐水がぶれたり、吐水継手が本体部（下ケース）にぶつかって「カタカタ」などの異音が生ずることが考えられる。また、吐水継手がこのように振動すると、発電機の回転にも影響を与え、発電効率や機械的な寿命が低下することもあり得る。
【００１９】
これに対して、本実施形態においては、図１に表したように、本体継手４０はネジ４２で本体部３ａに固定され、吐水継手２０はネジ２２で本体部３ａに固定され、これら本体継手４０と吐水継手２０との間に挟むように発電機１１を固定している。吐水継手２０を本体部３ａに固定することにより、吐水口６の位置を確実に固定でき、吐水口６の変位や振動を防止できる。その結果として、吐水の「ぶれ」や本体部３ａに当たることによる異音を防止できる。
【００２０】
またさらに、発電機１１を本体部３ａに直接固定しない構造とすることにより、全体をコンパクトにでき、振動や異音の発生を抑制できる。すなわち、発電機１１を本体部３ａに直接固定するためには、例えば発電機１１に固定用の延出部を設け、この延出部にネジ孔を開けて本体部３ａにネジ止めをする必要がある。しかしこのように発電機１１に延出部を設けると、それだけサイズが拡大し、これを収容するために本体部３ａのサイズも大きくする必要がある。
【００２１】
また、吐水時には、発電機１１の中で回転体が回転するため、「ヒューン」などという音やわずかな振動が発生する。発電機１１を本体部３ａに直接固定すると、このような音や振動が本体部３ａに直接伝達され、本体部３ａにおいて増幅されることもあり得る。発電機１１の音や振動が本体部３ａで増幅されると、使用者に不快感を与えるばかりでなく、本体部３ａに内蔵された発電機１１や電磁弁８などの各要素の機械的な寿命も低下させるおそれがある。
【００２２】
これに対して、本実施形態においては、発電機１１を本体部３ａに直接固定しない構造とすることにより、自動水栓をコンパクトにでき、また振動や異音の発生を抑制して使い心地がよく機械的な信頼性も高い自動水栓を提供できる。
特に、図１に表した具体例においては、発電機１１は、本体継手４０の側においては、シール材１３を介して支持され、吐水継手２０の側においてはシール材１２を介して支持されている。これらシール材１２、１３は、ゴムなどの弾性材料からなるＯリングなどにより形成される。つまり、発電機１１は、その両端が弾性材料を介して支持されており、発電機１１から発生した振動を本体部３ａや吐水口６に伝えにくく、また本体部３ａや吐水口６から発電機１１に対しても振動が伝わりにくい構造とされている。従って、異音や振動の発生をさらに効果的に抑制できる。
【００２３】
本実施例の自動水栓の組立手順について説明すると、まず、本体継手４０を本体部３ａに設けられた挿入孔２４にシール材１４とともに挿入し、ネジ４２でネジ止めする。そして、発電機１１の先端を本体継手４０の挿入孔２５にシール材１３とともに挿入し、発電機１１の後端に吐水継手２０の挿入孔２６をシール材１２とともに挿入し、吐水継手２０をネジ２２で本体部３ａにネジ止めする。あるいは、発電機１１と吐水継手２０とを先に結合しておき、その後、発電機１１の先端を本体継手４０の挿入孔２４に挿入し、しかる後に吐水継手２０をネジ２２で本体部３ａにネジ止めしてもよい。
【００２４】
なお、本実施例において、蓋体３ｃに収容された電池５６及び制御部５７は、防水手段６０により防水処理が施されている。防水手段６０としては、例えば樹脂によるポッティングを挙げることができる。すなわち、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系などの樹脂を、蓋体３ｃに収容した電池５６や制御部５７の上から滴下して硬化させることにより、電池５６や制御部５７を被覆する防水層を形成することができる。
また、防水手段６０としては、その他にも、例えばワニス処理や、防水カバーにより電池５６や制御部５７を被覆する方法などを用いることもできる。
【００２５】
本体部３ａの上部に配置される蓋体３ｃに制御部５７を設けることにより、例えば開口３０から水が侵入したような場合でも、制御部５７の被水を抑制できる。また、開口３０の最下端よりも高い位置に制御部５７を配置することより、本体部３ａの内部に侵入した水の水位が上昇した場合でも、開口３０または排水孔９０から排水させることにより、制御部５７が水没することを回避できる。
【００２６】
また、防水手段６０を設けることにより、仮に制御部５７に水が至った場合でも、ショートや故障などを抑止できる。そしてさらに、制御部５７を収容した蓋体３ｃを本体部３ａから着脱可能としたことにより、制御部５７の点検保守や修理、交換などが可能となる。
【００２７】
また、本実施例においては、第１の平坦面３ｄと、これよりも低い第２の平坦面３ｅと、を設け、さらに排水孔９０を介して第３の平坦面３ｆから開口９２に至る排水経路が設けられている。そして、この排水経路の途中に、逆勾配や、水の流出を妨げる段差などは設けられていない。その結果として、本体部３ａの中に侵入した水を円滑且つ速やかに排水することができる。
（第２の実施例）
図２は、本発明の第２の実施例に係る自動水栓の断面構造を表す模式図である。
また、図３は、本実施例の自動水栓において、蓋体３ｃを取り外した状態を表す模式図である。これらの図については、図１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２８】
本実施例の自動水栓の本体３も、本体部３ａと、蓋体３ｃと、からなる。蓋体３ｃは、ネジ３３０により背面から前方に向けて押さえつけられた状態で固定され、且つ本体部３ａに対して着脱可能とされている。
【００２９】
本体部３ａには、配管４を流れてきた給水を、吐水口６へと導く給水流路１０が形成されている。本体部３ａには、その給水流路１０を開閉する電磁弁８が内蔵され、さらに電磁弁８の下流側には、吐水量を一定に制限する定流量弁５５が内蔵されている。また、水道元圧が使用圧よりも高すぎる場合に減圧するための減圧弁または調圧弁（図示省略）が、電磁弁８より上流側に内蔵されている。なお、定流量弁５５、減圧弁、調圧弁は、必要に応じて適宜設けられ、またその位置も適宜変えることができる。
【００３０】
そして、本実施例においては、定流量弁５５が格納された本体継手４０が設けられている。この本体継手４０は、本体部３ａに挿入されている。そして、発電機１１に水流が流入する先端が本体継手４０に挿入され、発電機１１から水流が流出する後端が吐水継手２０に挿入されて、吐水継手２０が本体部３ａに固定されている。つまり、本体継手４０を介して、吐水継手２０と本体部３ａとの間に発電機１１を挟み込んで固定している。より詳しく説明すると、電磁弁８よりも下流側の本体部３ａの給水流路には、定流量弁５５が格納された本体継手４０が本体部３ａに挿入されている。吐水継手２０は、ネジ２２により本体部３ａに固定されている。そして、発電機１１は、本体継手４０と吐水継手２０との間に挟まれた状態で固定されている。本体継手４０は、本体部３ａに設けられた挿入孔２４に挿入され、その接合部はシール材１４により液密が維持されている。また、発電機１１の先端は、本体継手４０の挿入孔２５に挿入され、その接合部はシール材１３により液密に維持されている。一方、発電機１１の後端は、吐水継手２０の挿入孔２６に挿入され、その接合部はシール材１２により液密に維持されている。
【００３１】
つまり、本実施形態においても、発電機１１は本体部３ａに直接固定されておらず、吐水継手２０と本体部３ａとの間に挟まれた状態で固定されている。このようにすると、第１実施例に関して前述したものと同様に、コンパクトで振動などが伝わりにくく、吐水口６のがたつきなども解消した自動水栓を提供できる。
【００３２】
また、本実施例の場合、発電機１１の先端側を支持する本体継手４０は本体部３ａにネジなどで直接固定されている訳ではなく、弾性材料などからなるシール材１４を介して挿入された状態とされている。従って、発電機１１から本体継手４０を介して本体部３ａに振動が伝わることをより効果的に抑制でき、またこれとは逆に、本体部３ａから本体継手４０を介して発電機１１に振動が伝わることもより効果的に抑制できる。
【００３３】
なお、本実施例においても、蓋体３ｃに収容された電池５６及び制御部５７は、防水手段６０により防水処理が施されている。本体部３ａの上部に配置される蓋体３ｃに制御部５７を設けることにより、例えば開口３０から水が飛散したような場合でも、制御部５７の被水を抑制できる。また、開口３０の最下端よりも高い位置に制御部５７を配置することより、本体部３ａの内部に侵入した水の水位が上昇した場合でも、開口３０から排水させることにより、制御部５７が水没することを回避できる。
【００３４】
また、防水手段６０を設けることにより、仮に制御部５７に水が至った場合でも、ショートや故障などを抑止できる。そしてさらに、制御部５７を収容した蓋体３ｃを本体部３ａから着脱可能としたことにより、制御部５７の点検保守や修理、交換などが可能となる。
【００３５】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。
しかし、本発明はこれらの具体例には限定されない。
例えば、第１実施例における本体継手４０や第２実施例における本体継手４０などを設けずに、発電機１１の先端を本体部３ａに設けた挿入孔に挿入し、発電機１１の後端に吐水継手２０を挿入して吐水継手２０を固定することにより発電機１１を本体部３ａで固定してもよい。また、発電機１１と吐水継手２０との間に、他の部材を介在させてもよい。
【００３６】
また、本発明の自動水栓を構成する本体部、吐水継手、本体継手、制御部、電磁弁、定流量弁、発電機、吐水口、センサ、制御部、１次電池、２次電池、及び立設部や収容部の形状、構造、材質、サイズなどについて、当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を有する限りにおいて、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３７】
３本体、３ａ本体部、３ｃ蓋体、３ｄ平坦面、３ｅ平坦面、３ｆ平坦面、４配管、４Ａ配管、４Ｂ配管、６吐水口、７センサ、８電磁弁、１０給水流路、１１発電機、１２シール材、１３シール材、１４シール材、２０吐水継手、２２ネジ、２４挿入孔、２５挿入孔、２６挿入孔、２７電磁弁、３０開口、４０本体継手、４２ネジ、５５定流量弁、５６電池、５７制御部、６０防水手段、６６泡沫キャップ、８０ミキシングバルブ、８２ストレーナ、８４ハイカット弁、９０排水孔、９２開口
【図１】
2011099318.tif 000003
【図２】
2011099318.tif 000004
【図３】
2011099318.tif 000005