(57)【要約】【課題】水流に対して何らかの意味を持たせることができる表示を行うことができる水栓装置を提供する。【解決手段】吐出口９ｂから吐出された気泡混入水流の背面側より表示ユニット１３からの投光を行うことで、気泡混入水流に対して気泡混入水流に所望の図柄を表示する。例えば表示ユニット１３に対して光ファイバ１２を通じて光を伝え、図柄板１５を通して投光を行うことで、図柄板１５に形成された図柄を気泡混入水流に表示することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を流す水栓装置であって、
前記水を吐出する吐出口（９ｂ）を有する水栓ケース（９）と、
前記吐出口から吐出された水流に対して、投光を行うことにより、文字、記号および図形の少なくとも１つを表示する表示部（１１、１２、１３、１８、２１〜２３）と、を有している水栓装置。
【請求項２】
前記水流が自動的に発生させられる自動水栓であり、
前記水栓ケース内に、前記水に対して空気の気泡の混入を行うことで、前記水流として気泡混入水流を発生させる気泡混入部（１０）を備え、
前記水栓ケースの手前側から見た前後方向となる奥行方向における前記気泡混入水流の厚さが２〜１０ｍｍである請求項１に記載の水栓装置。
【請求項３】
前記気泡混入部は、前記水に前記空気を混入する空間に前記水の出水を行う複数個の孔が開口させられたノズル（１０ｂａ）を有し、
前記ノズルは、前記奥行方向に対して交差する横方向に前記複数個の孔が一列に配置されている請求項２に記載の水栓装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記水流の背面側から前記表示を行う請求項１ないし３のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記投光を行う表示ユニット（１３）を有し、
前記水栓ケースのうち前記吐出口が形成された先端部（９ｃ）に、前記表示ユニットが備えられている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記水栓ケース内に配置された光ファイバ（１２）と、前記光ファイバに対して光を出力する発光器（１１）とを有し、前記表示ユニットへ前記光ファイバを通じて前記光を導く請求項５に記載の水栓装置。
【請求項７】
前記水栓ケースのうち前記表示ユニットが備えられる位置には第１開口部（９ｃａ）が形成され、
前記表示ユニットは、前記水栓ケースに取り付けられるケース（１３ａ）を有していると共に該ケースのうち前記水栓ケースに取り付けられる位置には前記第１開口部と繋がる第２開口部（１３ａａ）が形成され、
前記光ファイバは、前記第１開口部および第２開口部を通じて、前記水栓ケースから前記表示ユニット内に導かれている請求項６に記載の水栓装置。
【請求項８】
前記表示ユニットには、前記光ファイバの先端から出射された光の照射角度を変えて前記水流に導くミラー（１４）が備えられている請求項７に記載の水栓装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記文字、記号および図形の少なくとも１つを図柄として表記した図柄板（１５）を有し、該図柄板を通して前記投光を行うことで、前記水流への表示を行う請求項１ないし８のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項１０】
前記表示部は、表示内容の画像情報を出力する情報送信部（２１）と、前記水栓ケース内に配置されると共に前記画像情報を伝える伝送線（２２）と、前記水栓ケースに取り付けられ、前記伝送線を通じて伝えられる画像情報に応じた表示を行うプロジェクタ（２３）と、を有し、
前記水栓ケースのうち前記プロジェクタが取り付けられる位置には開口部（９ａａ）が形成され、
前記伝送線は、前記開口部を通じて、前記水栓ケースから前記プロジェクタに導かれている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項１１】
前記表示部は、前記光を出力する発光器（１１）と、前記発光器が出力した光を導く光ファイバ（１２）と、を有し、前記表示は、前記光ファイバの先端からの出射された光にて行われる請求項１ないし４のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項１２】
前記光ファイバの先端には、前記光ファイバの先端から出射された光の大きさを調整する投光レンズ（１７）が備えられている請求項１１に記載の水栓装置。
【請求項１３】
前記表示部と前記水流との間に、前記水流から前記表示部への前記水の付着を抑制するカバー（１６）が備えられている請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項１４】
前記カバーは、前記水流と接する底面（１６ａ）を有し、該底面のうち前記水流と接する部分は平面となっている請求項１３に記載の水栓装置。
【請求項１５】
前記底面は、前記水流のうちの奥側と接する請求項１４に記載の水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水栓装置に関するものであり、特に、手など使用者の一部の接近を検知して自動的に水の吐出を行う自動水栓装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、水流を光らせてイルミネーションを行う照明機能付き水栓装置が提案されている。例えば、水栓の吐出口から吐出される水流の背面側から光ファイバを通じて光を照射し、吐出口の近辺において水流の一部または全部を光らせることで、美しい水流を作り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３６７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される水栓装置は、単に、水流の一部または全部を光らせるものであるため、水流の美しさを表現できるだけである。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、水流に対して何らかの意味を持たせることができる表示を行うことが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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、水を流す水栓装置であって、水を吐出する吐出口（９ｂ）を有する水栓ケース（９）と、吐出口から吐出された水流に対して、投光を行うことにより、文字、記号および図形の少なくとも１つを表示する表示部（１１、１２、１３、１８、２１〜２３）と、を有している。
【０００７】
このような構成により、吐出口からの水流に対して文字、記号および図形の少なくとも１つを表示することが可能となる。したがって、単に水流を光らせるのではなく、水流に対して何らかの意味を満たせることができる表示を行い、それを使用者に直接伝えることが可能な水栓装置にできる。
【０００８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかる水栓装置の断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す水栓装置にて水流に表示を行ったときの様子を示した図である。
【図３】気泡混入部の拡大断面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】図柄板の正面図である。
【図６】図柄板を金属板の打ち抜きで構成する場合における図５の領域Ｒの拡大図である。
【図７Ａ】水流を発生させたときのカバーの正面図である。
【図７Ｂ】カバーの側面および気泡混入部から吐出された水流の様子を示した図である。
【図７Ｃ】カバーの下面図である。
【図８】第２実施形態にかかる水栓装置の断面構成を示す図である。
【図９】第３実施形態にかかる水栓装置の断面構成を示す図である。
【図１０Ａ】表示ユニットの下面図である。
【図１０Ｂ】表示ユニットの正面図である。
【図１１】図９に示す水栓装置にて水流に表示を行ったときの様子を示した図である。
【図１２】第４実施形態にかかる水栓装置の断面構成を示す図である。
【図１３】図１２に示す水栓装置にて水流に表示を行ったときの様子を示した図である。
【図１４】７芯ファイバを用いた場合に表示できる内容を示した図表である。
【図１５】第５実施形態にかかる水栓装置の断面構成を示す図である。
【図１６】図１５に示す水栓装置にて水流に表示を行ったときの様子を示した図である。
【図１７】第６実施形態にかかる水栓装置の断面構成を示す図である。
【図１８】図１７に示す水栓装置にて水流に表示を行ったときの様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態にかかる水栓装置について、図１〜図７を参照して説明する。なお、水栓装置のうち、水栓装置の手前側から見て左右方向、図１における紙面垂直方向を横方向、横方向と交差する前後方向、図１における紙面左右方向を奥行方向として説明する。
【００１２】
図１に示す水栓装置は、例えば図示しない洗面器もしくは洗面台に取り付けられ、水道の給水管からの給水に基づいて、洗面器内に向けて水流を吐出するものとして用いられる。ここでは、水栓装置として、手など使用者の一部の接近を検知して自動的に水の吐出を行う自動水栓装置を例に挙げて説明するが、蛇口を捻ることで水流の吐出が行われる手動水栓装置であっても良い。
【００１３】
図１に示すように、水栓装置は、給水管１、電磁弁２、発電機３、給水ホース４、コントローラ５、発光器６、受光器７、光ファイバ８、水栓ケース９、気泡混入部１０、発光器１１、光ファイバ１２、表示ユニット１３などを有している。本実施形態の場合、これらの構成のうち、発光器１１、光ファイバ１２、表示ユニット１３が、投光による表示を行う表示部を構成している。また、給水管１、電磁弁２、発電機３、コントローラ５、発光器６、受光器７は、機能本体１００として一体化されている。
【００１４】
給水管１は、パイプ状部材で構成され、一端が水道管などに接続され、他端が給水ホース４に接続されており、水道管から供給される水道水を給水ホース４に導く。
【００１５】
電磁弁２は、給水のＯＮ／ＯＦＦ、つまり給水管１の連通・遮断を制御するものであり、コントローラ５によって制御される。電磁弁２は、例えば通常時には遮断状態となっているが、後述するように使用者の手などの接近が検知されると、コントローラ５から駆動信号が出力されることで連通状態に切り替わる。これにより、給水管１が連通状態となり、水道水が給水ホース４に導かれる。
【００１６】
発電機３は、給水管１に備えられ、給水管１から給水が行われたときの水の流れに基づいて発電を行い、コントローラ５で消費する電力を発生させている。例えば、発電機３は、図示しない水車や磁石およびコイルが内蔵され、水車に磁石が同軸で結ばれていると共に、磁石の外側にコイルが設置された構成とされている。電磁弁２が連通状態となって給水管１内に水が流れると、その水流により水車が回転させられる。そして、水車と共に磁石が回転させられると、磁石の外側に設置されたコイルに誘導起電力が発生させられることで発電がおこなわれるようになっている。
【００１７】
なお、ここでは発電機３の発電によって、自動水栓装置として必要な電力が得られるようにしているが、発電機３を備えず、電池などの他の電力供給部を備えることで、水栓装置として必要な電力を得るようにしても良い。
【００１８】
給水ホース４は、変形可能なゴム材料などによって構成されており、水栓ケース９の形状に沿って変形させられることで、水栓ケース９内に配置されている。給水ホース４の一端は給水管１に接続されており、他端は気泡混入部１０に接続されている。このため、給水管１から導かれた水道水が給水ホース４を通じて気泡混入部１０に導かれるようになっている。
【００１９】
コントローラ５は、水栓装置における水の吐出にかかわる制御を行うと共に、水栓装置による水流への光による照射の制御を行うものである。このコントローラ５に、発光器６、受光器７、発光器１１が備えられているのに加えて、図示しないが発電機３での発電電力を蓄える蓄電池や制御用のマイコンピュータ、その他の電子部品などが備えられている。
【００２０】
発光器６は、例えば使用者の手などの接近を検知するためのセンシング用の光を発生させる物体検知用の光源として用いられる。発光器６で発せられた光は、光ファイバ８を通じて水栓ケース９の先端から外部に出力させられている。例えば、発光器６には、６５０ｎｍ付近の波長を有する可視光を出力する発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）が使用される。波長が６５０ｎｍ付近の可視光を用いるのは、後述するように、光ファイバ８としてプラスチックファイバを用いた場合の光の透過率が比較的良好であり、さらに受光器７での受光感度が高いためである。
【００２１】
受光器７は、物体検知用のものであり、発光器６から出力した光が使用者の手などで反射すると、その反射光の一部が受光用の光ファイバ８を通じて戻ってくるため、それを受光することで物体検知を行う。受光器７は、受光量が所定値以上であると、物体が検知されたことを示す検知信号を出力するようになっており、例えば信号処理回路などとパッケージ化されて集積回路（以下、ＩＣという)とされたフォトＩＣなどで構成される。
【００２２】
光ファイバ８は、発光器６が発した光を水栓ケース９の先端に導き、外部に向けて出力する投光用の光ファイバ８ａと、使用者の手などでの反射光の一部を水栓ケース９の先端から受光器７に導く受光用の光ファイバ８ｂとにより構成されている。光ファイバ８は、例えばプラスチックファイバなどによって構成されている。このように、光ファイバ８をプラスチックファイバで構成することで、安価である上、小径の曲げにも耐えることが可能であることから小型の水栓ケース９への収納を容易に行うことができる。
【００２３】
なお、コントローラ５は、発光器６から出力した光の反射光の一部が受光器７に戻ってくると、受光器７を構成するフォトＩＣにて信号処理され、反射光の受光量が所定値以上であると、物体が検知されたことを示す検知信号を出力する。この検知信号を基にマイクロコンピュータが電磁弁２の駆動指令信号を出力することにより、電磁弁２が所定期間オン、つまり連通させられることで、給水管１から給水ホース４に水が流されるようになっている。
【００２４】
水栓ケース９は、水栓装置における給水を行う部分の外形を構成する部分である。水栓ケース９は、内部が空洞とされた管状部材で構成されており、洗面台もしくは洗面器に取り付けられる。本実施形態の場合、水栓ケース９は、接続部９ａと吐出口９ｂおよび先端部９ｃなどを有した構造とされている。
【００２５】
接続部９ａは、洗面台などに取り付けられる部分であり、例えばネジ絞めなどによって洗面台などに取り付けられ、洗面台から上方に向かって立設される。
【００２６】
吐出口９ｂは、水栓ケース９の中空部に配置された給水ホース４などを通じて導かれた水を吐出する出口である。この吐出口９ｂより水が吐出され、洗面器内に流される。本実施形態の場合、図２に示されるように、吐出口９ｂは横方向において奥行方向よりも幅広とされた扁平形状とされている。
【００２７】
先端部９ｃは、接続部９ａと繋がっており、吐出口９ｂを接続部９ａから手前側に向かうように、つまり水栓装置の使用者側に向かうようにする部分である。本実施形態の場合、先端部９ｃは、接続部９ａから手前側に向けて屈曲されてから、さらに下方もしくは斜め下方に向かうように屈曲された形状となっている。以下、先端部９ｃのうちの下方もしくは斜め下方に向けられた部分を下向部９ｅと呼ぶ。この下向部９ｅの先端が吐出口９ｂとなっていることから、吐出口９ｂは、下方もしくは斜め下方に向けられている。そして、本実施形態の場合、下向部９ｅの裏面、つまり使用者と反対側の面に、表示ユニット１３が配置されている。
【００２８】
気泡混入部１０は、給水ホース４の先端に接続され、給水ホース４から供給される水と空気とを混合することにより、気泡が混入された水を生成し、吐出口９ｂから吐出するものである。
【００２９】
図３に示すように、気泡混入部１０は、吐水口ケース１０ａおよび気泡ユニット１０ｂを有した構成とされている。
【００３０】
吐水口ケース１０ａは、中空形状の管状部材であり、気泡ユニット１０ｂを収容する収容部１０ａａと、給水ホース４に連結される円筒部１０ａｂとを有している。
【００３１】
収容部１０ａａは、横方向において奥行方向よりも寸法が大きくされた扁平形状、ここでは長円柱状で構成され、内部空間を収容スペースとして気泡ユニット１０ｂを収容する。また、収容部１０ａａのうちの一部、例えば奥行方向の奥側の一面に空気導入孔１０ａｃが形成されており、内部空間への空気の導入が可能とされている。
【００３２】
円筒部１０ａｂは、収容部１０ａａの一端側に形成されており、例えば円筒部１０ａｂに給水ホース４が嵌め込まれることで、給水ホース４と吐水口ケース１０ａとが連結されている。
【００３３】
気泡ユニット１０ｂは、給水ホース４から供給される水に空気を混入するための各部をユニット化したものである。また、気泡ユニット１０ｂは、明るく鮮明な表示が行えるように、奥行方向において薄く、左右方向に幅広となる水流を発生させるものである。具体的には、気泡ユニット１０ｂは、ノズル１０ｂａ、メッシュ１０ｂｂ、整流板１０ｂｃ、泡沫ケース１０ｂｄおよびＯリング１０ｂｅを有している。
【００３４】
ノズル１０ｂａは、図４に示すように、長円形状の板材に対して横一列に複数個の孔を開口させて形成したものであり、給水ホース４からの水流を絞り、流速を増して出水する。このように、横一列に複数個の孔を開口させたノズル１０ｂａとすることで、薄く、均一な広い面積の水流を発生させることが可能となる。
【００３５】
メッシュ１０ｂｂは、ノズル１０ｂａから出てきた水に細かな空気を巻き込み、気泡混入水流を発生させるものである。本実施形態の場合、メッシュ１０ｂｂは、樹脂製の長円形状の板材をメッシュ状に成型したものによって構成されており、２つが直列的に並べて配置されることで、より水に細かな空気の巻き込みを可能としている。
【００３６】
整流板１０ｂｃは、気泡が混入された水流を整流して吐出する。この整流板１０ｂｃから吐出された水が吐出口９ｂから吐出された気泡混入水流として、使用者に向けて出力される。本実施形態の場合、整流板も、樹脂製の長円形状の板材を格子状に成型したものによって構成されている。
【００３７】
泡沫ケース１０ｂｄは、ノズル１０ｂａ、メッシュ１０ｂｂおよび整流板１０ｂｃを収容して一体化するものである。本実施形態の場合、泡沫ケース１０ｂｄを長円柱状で構成し、その内部にノズル１０ｂａ、メッシュ１０ｂｂおよび整流板１０ｂｃを配置しているが、例えば整流板１０ｂｃなどを泡沫ケース１０ｂｄの一部として一体成型して形成しても良い。また、泡沫ケース１０ｂｄには空気導入孔１０ｂｆが形成されている。空気導入孔１０ｂｆは、収容部１０ａａの空気導入孔１０ａｃと連結され、これら空気導入孔１０ａｃ、１０ｂｆを通じて、泡沫ケース１０ｂｄ内におけるノズル１０ｂａとメッシュ１０ｂｂとの間に空気が導入されるようになっている。より詳しくは、ノズル１０ｂａより勢い良く出水することによりノズル１０ｂａの出口側の空間が負圧となり、空気導入孔１０ａｃ、１０ｂｆから空気が吸引されて、ノズル１０ｂａより吐出された水に空気が巻き込まれる。
【００３８】
このようにして、気泡混入部１０が構成されている。そして、ノズル１０ｂａやメッシュ１０ｂｂ、整流板１０ｂｃなどが扁平形状とされていることから、気泡混入部１０を通過して吐出口９ｂから吐出される気泡混入水流も扁平形状となる。そして、このように水に気泡を混入させた気泡混入水流としていることから、使用者が水洗いする際の水跳ねを抑制できる。また、後述するように表示ユニット１３から投射される光を気泡で散乱させることで、より鮮明に光が視認できるようになる。また、気泡混入水流とすることで水が白くなり、投射した光をより際立たせることもできる。
【００３９】
さらに、ノズル１０ｂａの孔を横方向に一列に配置して気泡混入水流が扁平形状で吐出されるようにしているため、少ない流量でも水流幅が広くなり、高面積で表示ユニット１３から投射される光による表示を行うことが可能となる。また、水流の厚みを薄くできるため、光の減衰を少なくすることもでき、より明るく鮮明な表示が可能となる。実験的には、水流が２〜１０ｍｍの厚みとなるようにすると、後述する光ファイバ１２を通じる光などに基づいて、特に明るく鮮明な表示が可能となった。このため、自動水栓における水量とノズル１０ｂａに形成される孔の数および孔径との関係に基づいて、水流の厚みが２〜１０ｍｍとなるように設定している。
【００４０】
発光器１１は、表示ユニット１３による表示に用いる光を出力する光源である。例えば、発光器１１には、周知の可視光ＬＥＤを用いている。発光器１１は、コントローラ５によって制御され、使用者の接近を検知したときの検知信号を駆動信号として駆動され、自動水栓による吐水期間中にのみ発光を行っている。したがって、吐水していない期間、つまり水栓装置を使用していない時に発光器１１を光らせて無駄な電力が消費されることはない。
【００４１】
光ファイバ１２は、光源となる発光器１１が出力した光を表示ユニット１３に導くものである。例えば、光ファイバ１２は、プラスチックファイバなどによって構成されている。なお、図１に示すように、水栓ケース９における先端部９ｃのうち後述する表示ユニット１３が備えられる位置、つまり奥側の一面には第１開口部に相当する開口部９ｃａが形成されている。同様に、後述する表示ユニット１３のケース１３ａのうち水栓ケース９に取り付けられる位置には、第２開口部に相当する開口部１３ａａが形成されている。これら開口部９ｃａ、１３ａａに挿入されることで光ファイバ１２が水栓ケース９内から表示ユニット１３内に導かれるため、光ファイバ１２が外に露出してしまうことがなく、美感が損なわれないようになっている。
【００４２】
表示ユニット１３は、吐出口９ｂから吐出された気泡混入水流に対して光を照射し、文字や記号および図形の少なくとも１つの表示を行うものである。上記したように、光ファイバ１２を用いて光源からの光を表示ユニット１３に導く構成としているため、表示ユニット１３には、発光器やプリント基板などの発光や発光の制御に必要な部品が備えられていない。このため、水が浸入しやすい表示ユニット１３においても高い信頼性が確保でき、かつ、小形化を可能としている。また、本実施形態では、表示ユニット１３を吐出口９ｂの近傍に配置していることから、水流までの距離が短く、光ファイバ１２からの出射光をあまり減衰させることなく、明るく鮮明な光を水流に照射することが可能となる。また、表示ユニット１３が水流の背面に配置されることで、表示を水流の背面から行うことができ、使用者の視覚に対して邪魔にならず、かつ、水流に対して浮き上がらせるような表示にできる。
【００４３】
具体的には、表示ユニット１３は、ケース１３ａ内にミラー１４および図柄板１５が配置されると共に、ケース１３ａにカバー１６が取り付けられた構成とされている。
【００４４】
ケース１３ａは、例えば外形形状が長方体形状をなしており、内部空間にミラー１４や図柄板１５を収容する。
【００４５】
ミラー１４は、光ファイバ１２から出力された光が図柄板１５に向けて照射されるように光の照射角度を変える。例えば、光ファイバ１２からの出射光は、光ファイバ１２をプラスチックファイバで構成する場合、コアとクラッドの関係から、一般的に出射角が６０°の円錐状となる。このため、ミラー１４にて光ファイバ１２の出射光の角度を変えて図柄板１５に導くことで、図柄板１５に照射されるときの光の照射位置を調整できる。また、光ファイバ１２による光の出射方向が制限されないようにできるし、場所を取らずに水流の背面からの光の投影が可能になるため、表示ユニット１３の小型化を図ることができる。なお、ミラー１４により変更する光の照射角度は、その光軸が図柄板１５に垂直で、かつ手前の使用者の目に向かう方向にすることが好ましい。こうすることで図柄板１５の図柄と相似の画像が水流に表示でき、かつ使用者はその画像をそのままの形で視認できる。
【００４６】
図柄板１５は、文字や記号および図形の少なくとも１つを図柄として表記した板であり、ここでは表記した図柄の部分において光を透過する板とされている。このような図柄板１５を用いることで、任意の表示を簡単に作成することが可能となる。本実施形態の場合、図５に示すように、図柄板１５は、日本の国旗である「日の丸」および英語文字表記である「ＪＡＰＡＮ」の表記が行われた板によって構成されている。図柄板１５については、１種類としているが、複数種類を用意し、これを自動または手動で切り替えできるようにしてもよい。
【００４７】
例えば、図柄板１５は、透明なガラス板などに対して遮光材料を印刷などによって塗布することによって形成される。図５の例では、表示したい内容以外の部分に遮光材料を塗布することで図柄板１５を構成している。また、図柄板１５は、遮光材料の基板、例えば金属板に対してエッチングなどによる穴開け加工を施すことによっても構成される。その場合、例えば図６に示すように、ドット状に複数の穴開け加工を施すようにすれば、様々な内容の表示を行うことができる。このような図柄板１５の裏面側からミラー１４にて反射された光が照射されると、遮光材料以外の部分を光が通過して、吐出口９ｂから吐出された気泡混入水流の背面に照射される。これにより、水流に表示したい内容、本実施形態の場合は「日の丸」と「ＪＡＰＡＮ」の文字が表示される。また、気泡混入水流の背面から投光することで、使用者に対して最も明るい光を届けることができると共に、白い水流に図柄が浮かんでいるように見せることが可能となる。
【００４８】
カバー１６は、吐出口９ｂから吐水する際に発生する水のしぶきが図柄板１５に付着することを防止するためのものである。このカバー１６により、表示ユニット１３を保護することで、鮮明な表示を長期的に行うことが可能となる。例えば、カバー１６は、透明アクリル板などによって構成されている。図柄板１５にしぶきが付着すると、投影される光による鮮明な表示が行えなくなることがある。このため、カバー１６によって図柄板１５へのしぶきの付着を抑制することで、鮮明な表示を可能としている。なお、カバー１６は、少なくとも図柄板１５から投射された光を透過させる部分において透明になっていれば良いため、それ以外の部分については透明でなくても良い。
【００４９】
図７Ａ〜図７Ｃに示すように、カバー１６は、吐出口９ｂから吐出される水流の幅方向に広がる底面１６ａと、底面１６ａの両側に設けられ底面１６ａから奥行方向の手前側に向けられた側方壁１６ｂと、底面１６ａの裏面側に配置された支持部１６ｃとを有している。
【００５０】
底面１６ａは、平面などの滑らかな面とされ、水流の方向に沿った面とされている。図１に示すように、吐出口９ｂから吐出される水流が斜め下方に向かう場合、底面１６ａも当該方向に沿う面となるように傾斜させられる。そして、底面１６ａは、水流の奥側に接するように配置されている。このように、底面１６ａを滑らかな面で構成しつつ、水流の奥側に沿う面となるようにし、かつ、水流の奥側と丁度接するようにすることで、水流の乱れを抑制できる。また、底面１６ａに水流が接することで吐出口９ｂから吐水が行われるたびに底面１６ａが洗い流される。このため、汚れの付着を抑制できるし、底面１６ａを水流から離して配置する場合のように底面１６ａのうち光が透過する部分にしぶきが付着することも抑制できる。
【００５１】
なお、底面１６ａは、水流の奥側に丁度接する位置となっていなくても良い。ただし、底面１６ａを水流の奥側に丁度接する位置とすることで、水流に深く当たらないようにでき、水に内包される気泡が消滅したり、水跳ねが発生したりすることを抑制できる。また、扁平形状で均一な水流を維持することが可能となり、水流への鮮明な表示を行うことができる。
【００５２】
さらに、底面１６ａは、吐出口９ｂ側において、吐出口９ｂから離れる側よりも奥行方向の寸法が大きくされている。つまり、吐出口９ｂに近づくほど徐々に底面１６ａの奥行方向の寸法が拡大されている。これにより、吐出口９ｂから吐出されて直ぐの扁平形状の水流に底面１６ａを滑らかに接水させることが可能となり、より水流の乱れを抑制することが可能となる。
【００５３】
側方壁１６ｂは、底面１６ａの横方向の両側から奥行方向の手前側、つまり使用者側に向かうように形成され、水流側において、底面１６ａとの境界位置が例えばＲ形状のように滑らかな曲面となっている。この側方壁１６ｂにより、横方向においてしぶきが飛散することを抑制できる。
【００５４】
支持部１６ｃは、底面１６ａの裏面側、つまり水流と接する面と反対側の一面から奥行方向の奥側に突き出すように立設されている。この支持部１６ｃがケース１３ａに固定されることで、カバー１６が表示ユニット１３に取り付けられている。
【００５５】
なお、ここではカバー１６が表示ユニット１３に固定されている場合について説明したが、水栓ケース９に固定されるようにしても良い。
【００５６】
以上のようにして、本実施形態の水栓装置が構成されている。このように構成された水栓装置は、例えば使用者が水栓装置に対して手を差し出すことによって使用される。
【００５７】
具体的には、水栓装置は、発電機３での発電電力を蓄電しておいた電力に基づいて、発光器６よりセンシング用の光を出力させており、光ファイバ８ａを通じて吐出口９ｂからセンシング用の光を照射している。そして、使用者が水栓装置に対して手を差し出すと、その反射光が光ファイバ８ｂを通じて受光器７に伝えられる。この反射光の受光量が所定値以上であると受光器７で検知されると、受光器７から検知信号が出力され、それに基づいて電磁弁２が連通状態とされる。これに基づいて、給水管１から給水ホース４に水が流され、さらに気泡混入部１０にて水に空気が混入されて、気泡混入水流として水栓ケース９の吐出口９ｂから吐出される。したがって、使用者は、吐出口９ｂから吐出された水を使用して手洗いを行うことが可能となる。次に使用者が水栓装置から手を遠ざけると受光器７に伝えられる反射光の受光量が所定値未満となり受光器７からの検知信号が出力されなくなると、コントローラ５が電磁弁２を遮断状態に制御し、水の吐出が停止される。
【００５８】
そして、このような水の吐出が行われるときに、表示ユニット１３などを用いて、気泡混入水流への文字や記号および図形の少なくとも１つを含む図柄の表示が行われる。
【００５９】
すなわち、受光器７の検出信号に基づいて発光器１１による発光が行われ、光ファイバ１２を通じて表示ユニット１３に導かれる。そして、光ファイバ１２の先端から出射された光がミラー１４にて角度変更され、図柄板１５に照射される。この光が図柄板１５を透過することで、表示したい図柄の部分のみの光となり、カバー１６の底面１６ａを通して吐出口９ｂから吐出された気泡混入水流に背面側から照射される。これにより、気泡混入水流に所望の図柄、本実施形態の場合は、図２に示したように「日の丸」と「ＪＡＰＡＮ」の文字が表示される。そして、吐出口９ｂからの水の吐出が停止するタイミングもしくはその前に、発光器１１からの発光が停止され、気泡混入水流への図柄の表示を終了する。
【００６０】
このように、吐出口９ｂからの水流に対して所望の図柄を表示することが可能となる。したがって、単に水流を光らせるのではなく、水流に対して何らかの意味を満たせることができる表示を行い、それを使用者に直接伝えることが可能な水栓装置にできる。
【００６１】
近年、自動水栓装置は、駅や有料道路のサービスエリア商業施設など、多くの施設に取り付けられ、広く大衆に使用されている。また、使用者は手洗い時に必ず水栓装置の吐出部の近傍を見るため、吐出口９ｂから吐出される水に何らかの表示を行うことで、多くの使用者の目に触れるようにできる。よって、例えば施設をＰＲするようなメッセージやロゴなどを図柄として表示すれば、効果的な宣伝広告を行うことが可能となる。
【００６２】
また、水流に対して背面側から表示を行うこと、特に気泡混入水流に対して表示を行うことで、浮かび上がるように表示を行うことができる。このため、使用者に美しさを感じさせられると共に、表示の意味を理解させることができ、強く印象に残すことが可能となる。
【００６３】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して表示に使用する色数を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６４】
本実施形態の水栓装置では、複数色での表示が行えるようにしている。図８に示すように、本実施形態の水栓装置は、発光器１１として、第１発光器１１ａおよび第２発光器１１ｂを備え、光ファイバ１２として、第１光ファイバ１２ａおよび第２光ファイバ１２ｂを備えている。さらに、表示ユニット１３には、ミラー１４として、第１光ファイバ１２ａから出射される光の角度を変更する第１ミラー１４ａと、第２光ファイバ１２ｂから出射される光の角度を変更する第２ミラー１４ｂとを備えてある。
【００６５】
なお、ケース１３ａには、第１光ファイバ１２ａから出射される光と第２光ファイバ１２ｂから出射される光の干渉を防ぐべく、仕切板１３ａｂが備えられ、第１光ファイバ１２ａと第２光ファイバ１２ｂが配置される空間を区画している。また、ケース１３ａに形成された開口部１３ａａおよび水栓ケース９に形成された開口部９ｃａも２つずつあり、それぞれに第１光ファイバ１２ａと第２光ファイバ１２ｂが挿通されている。
【００６６】
このように構成された水栓装置では、例えば第１発光器１１ａにて赤色、第２発光器１１ｂにて青色の発光を行うことで、２色による表示を行うことができる。具体的には、「日の丸」を赤色、「ＪＡＰＡＮ」の文字を青色で表示することができる。
【００６７】
以上説明したように、表示したい色の数に合わせて、発光器１１や光ファイバ１２およびミラー１４を備えることで、複数色での表示を行うことが可能となる。
【００６８】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して表示に使用する色数を変更する共に、ミラー１４や図柄板１５を用いずに表示を行うものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
本実施形態の水栓装置では、複数色での表示が行えるようにしつつ、光ファイバ１２からの出射光を吐出口９ｂから吐出された流水に直接照射する。図９に示すように、本実施形態の水栓装置は、発光器１１として、第１〜第４発光器１１ａ〜１１ｄを備え、光ファイバ１２として、第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄを備えている。そして、表示ユニット１３から第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄの先端を露出させ、第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄの先端が流水に向けられるようにしてある。
【００７０】
さらに、表示ユニット１３のケース１３ａから先端に円形部分が備えられた表示用の造影物１３ｂが備えられている。造影物１３ｂは、流水の背面まで突き出しており、流水に接するようにされている。造影物１３ｂは、表示の一部として用いられ、色は、例えば表示として認識させたい色、ここでは黒色とされている。
【００７１】
このように構成された水栓装置では、第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄの光が水流に直接照射される。そして、第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄの先端から出射された光は円形状の表示として水流に映し出される。また、造影物１３ｂも、水流の表面側から視認可能となり、光による表示と共に使用者に認識される。
【００７２】
本実施形態の場合、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄからの４つの円形状の光による表示と、造影物１３ｂによる円形の表示とにより、５つの円形状がＷ字状に並ぶように配置してある。このため、使用者が水栓装置を利用する際には、図１１に示すように、気泡混入水流に対して５つの円形状が表示され、オリンピックをイメージするマークの表示を行うことができる。なお、「オリンピック」および「オリンピックを示す五輪の図形」は共に「登録商標」である。
【００７３】
このように、光ファイバ１２の光を水流に直接照射することで表示を行ったり、光と造影物１３ｂとの組み合わせによる表示を行ったりすることもできる。この場合、表示ユニット１３に、光ファイバ１２の光を反射させるためのミラー１４や図柄板１５を備えなくても良いため、構成の単純化を図ることが可能となる。また、投光部は光ファイバ１２の端面そのものであるため、投光部面積が非常に小さく、しぶきや汚れが着き難い。また、着いたとしても、単純な図柄であるため、表示への影響は少ないことから、カバー１６についても省略できる。
【００７４】
さらに、造影物１３ｂを用いる場合、光の照射によっては表示を行えない黒色の表示を行うこともできる。実験によれば、気泡混入水流の厚みが７ｍｍ以下であれば、気泡混入水流よりも奥側に黒色の造影物１３ｂが配置されていても、造影物１３ｂを透かして見せることができた。気泡混入水流の厚みが７ｍｍを超える場合には、本実施形態のように、造影物１３ｂを水流内に入り込ませれば、より確実に使用者に認識されるようにできる。
【００７５】
なお、本実施形態の場合、第１〜第４光ファイバ１２ａ〜１２ｄの光が水流に直接照射されるようにしているため、出射光の干渉については考慮しなくても良い。このため、表示ユニット１３には仕切板１３ａｂも備えていない。また、造影物１３ｂを水流内に入り込ませる場合、水流にとって抵抗となるため、表示の一部を構成する先端部以外については先端部よりも細くしてある。このようにすることで、造影物１３ｂによる水流の乱れを抑制することが可能となり、その周囲の光による表示の乱れを抑制することも可能となる。
【００７６】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して図柄板１５を無くして光ファイバ１２のみによって表示を行うものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７７】
図１２に示すように、本実施形態の水栓装置では、光ファイバ１２の出射光を投光レンズ１７にて大きさ調整を行い、ミラー１４にて照射角度を変えて気泡混入水流の背面に投光されるようにしている。このように、光ファイバ１２の出射光をそのまま、つまり光ファイバ１２の先端形状となる光を表示に用いるようにしている。
【００７８】
本実施形態の場合、光ファイバ１２として、複数本の細い素線を束ねて被覆した多芯ファイバ、ここでは７本の素線を束ねた７芯ファイバを用い、多芯ファイバにて所望の表示を行うようにしている。例えば、７芯ファイバの場合、中央の素線を囲むように６つの素線が配置されることで先端形状が六角形状となる。この７本の素線の全部を用いて表示を行ったり、一部を用いて表示を行ったりすることができる。全部の素線を用いる場合には、多芯ファイバのそれぞれの素線から伝わってきた光がそのまま出射されるようにする。また、一部の素線のみを用いる場合には、多芯ファイバの各素線のうち使用しないファイバを無効化もしくは削除することで、必要なファイバのみから光が出射されるようにする。
【００７９】
例えば、７本の素線のうちの上方に位置する隣り合う２本の素線を無効化もしくは削除すると、図１３に示すように、５つの円形状を表示することができる。
【００８０】
このように、多芯ファイバによって光ファイバ１２を構成し、複数の素線の全部もしくは一部を用いて水流への表示を行うこともできる。これにより、図柄板１５を無くすことができ、装置の簡素化を図ることができる。また、図柄板１５の傷などの影響を受けることなく表示を行えるため、耐久性に優れたものとなる。
【００８１】
このような装置において、光ファイバ１２を７芯ファイバにて構成する場合、例えば、図１４の図表に示すように、７芯、五輪、丸、×、−、＜、＞、山、Ｖなどの各図柄を表示することができる。
【００８２】
なお、光ファイバ１２を多芯ファイバとする場合の他、１つのクラッドに多数のコアを埋め込んだマルチコアファイバで構成する場合にも、上記と同様に光ファイバ１２の出射光に基づいて表示を行うことができる。また、投光レンズ１７にて、光ファイバ１２の出射光の大きさを調整することで表示時の大きさを調整したり、ミラー１４にて照射角度の変更を行ったりしているが、これらについては省略し、光ファイバ１２の出射光が水流に直接導かれるようにしても良い。また、上記では７芯ファイバを例に挙げたが、勿論、７芯以外の数の素線を組み合わせて光ファイバ１２を構成しても良い。
【００８３】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して水流から離れた位置から投光して表示を行うものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８４】
図１５に示すように、本実施形態の水栓装置は、表示ユニット１３の代わりに水栓ケース９の接続部９ａに投光ユニット１８が取り付けられ、離れた位置から水流に向かって投光することで表示を行う。したがって、本実施形態の場合、発光器１１、光ファイバ１２、投光ユニット１８が、投光による表示を行う表示部を構成することになる。
【００８５】
具体的には、本実施形態の場合、発光器１１として第１発光器１１ａおよび第２発光器１１ｂを備え、光ファイバ１２として、第１光ファイバ１２ａおよび第２光ファイバ１２ｂを備えている。さらに、投光ユニット１８に、投光レンズ１９として、第１投光レンズ１９ａおよび第２投光レンズ１９ｂを備えている。
【００８６】
接続部９ａには開口部９ａａが形成されており、水栓ケース９内に配置された各光ファイバ１２の先端が開口部９ａａから外側に露出させられている。そして、第１光ファイバ１２ａおよび第２光ファイバ１２ｂそれぞれの先端に、第１投光レンズ１９ａおよび第２投光レンズ１９ｂが配置されている。
【００８７】
第１光ファイバ１２ａについては、１本のファイバで構成してあり、円形状の光が照射可能とされている。第２光ファイバ１２ｂについては、多芯ファイバで構成してあり、第４実施形態で説明したような五つの円形状の光が照射可能とされている。そして、例えば、第１発光器１１ａにて赤色、第２発光器１１ｂにて青色の発光を行うことで、二色による表示を行うようになっている。
【００８８】
このように構成された水栓装置では、離れた位置から投光することで、例えば図１６に示すように、日の丸の下に五輪を表示することができる。このように、水流に対して離れた位置から投光を行うようにしても、第１実施形態などと同様の効果を得ることができる。また、離れた位置からの投光に基づいて表示を行うことができるため、使用者が投光ユニット１８を認識し難い。このため、使用者にとっては水流に表示だけが浮かび上がって見えるため、より大きな驚きを与えることができる。
【００８９】
さらに、複数の光ファイバ１２を用いつつ、光ファイバ１２を異なったファイバによって構成すること、つまり異なったファイバを組み合わせることで、様々な表示を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、本実施形態において、投光レンズ１９ａ、１９ｂは、各光ファイバ１２から出射する光が水流幅に収まるように、大きさを絞るためのものである。例えば、光ファイバ１２をプラスチックファイバにて構成する場合、上記したように出射光の出射角が６０°の円錐状に制限されるため、これを投光レンズ１９ａ、１９ｂにて所望の角度に絞る。これにより、離れた位置から投光を行っても、水流幅に合わせた表示を行うことが可能となる。
【００９１】
また、光ファイバ１２に代えてＬＥＤと投光レンズの組み合わせによる表示とすることもできる。しかしながら、一般的なＬＥＤは放射角を幾何学的に制限するような機構が組み込まれないため、投光レンズで絞っても鮮明な円形スポット光を作成することができない。このため、上記したように光ファイバ１２を用いた表示とするのが好ましい。
【００９２】
また、ここでは２つの光ファイバ１２を用いて２つの表示を組み合わせる例について説明したが、２つに限るものではなく、複数個の表示を組み合わせる形態とすることができる。
【００９３】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第５実施形態に対して表示形態を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
本実施形態の水栓装置では、表示を様々に変えて行えるようにする。図１７に示すように、本実施形態では、発光器１１や光ファイバ１２および投光ユニット１８に代えて、外部に備えられる情報センター２０との通信が行える情報送受信装置２１と伝送線２２およびプロジェクタ２３を備えている。情報送受信装置２１と伝送線２２およびプロジェクタ２３の配置などについては、発光器１１と光ファイバ１２および投光ユニット１８と同様となっている。本実施形態の場合、これら情報送受信装置２１と伝送線２２およびプロジェクタ２３が、投光による表示を行う表示部を構成することになる。
【００９５】
情報センター２０は、表示を行いたい表示内容を示す各種情報を情報送受信装置２１に対して伝えているものであり、例えば水栓装置の管理施設などに備えられている。そして、情報送受信装置２１は、表示内容を示す画像情報を出力する情報送信部に相当し、受け取った情報に基づき、伝送線２２を通じて、表示したい画像情報をプロジェクタ２３に伝える。このようにすれば、情報センター２０から伝えられる各種情報に基づいて、逐次変化させた表示を行うことが可能となる。これにより、固定の表示ではなく、様々な表示を行うことができるため、例えば、図１８に示したように「ただ今１２：００です」のような時刻を表示することに加えて、複数の広告を行うこと、動画などの表示を行うこともできる。したがって、より宣伝効果を高めることが可能となる。また、実況中継のように、時々刻々と変化する内容についても対応した表示を行うことができる。
【００９６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００９７】
すなわち、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【００９８】
例えば、上記各実施形態では、気泡混入水流に対して表示を行う形態について説明したが、気泡が混入されていない水流に対して表示を行うこともできる。ただし、気泡が混入されることにより、より鮮明かつ際立つ表示を行うことが可能になる。
【００９９】
また、上記各実施形態では、水流の背面側から投光することで表示を行うようにしているが、これは最も使用者にとって鮮明な表示を行えるからであり、背面以外からの投光によって表示を行うようにしても良い。
【０１００】
また、光ファイバ１２を通じて光を導くようにしているが、表示ユニット１３に直接発光器１１を備え、発光器１１から直接投光が行われるような形態であっても良い。
【符号の説明】
【０１０１】
６、１１  発光部
７        受光部
８、１２  光ファイバ
９        水栓ケース
１０      気泡混入部
１３      表示ユニット
１４      ミラー
１５      図柄板
１６      カバー
１７      投光レンズ
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
2019056272.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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