(57)【要約】【課題】アメニティ性が付与され、利用者自身に節水を促す蛇口の提供。【解決手段】蛇口に取り付けるためのアダプター部と水を通すための管路を備えたハウジング内に、前記管路を流れる水流を感知する手段、電流供給手段、発光手段を設け、水流を感知したときに前記供給手段から発光手段に電流を供給してこれを発光させ、流出する水を照らす照明付き蛇口取付けユニット。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛇口に取り付けるためのアダプター部と水を通すための管路を備えたハウジング内に、前記管路を流れる水流を感知する手段、電流供給手段、発光手段を設け、水流を感知したときに前記供給手段から発光手段に電流を供給してこれを発光させ、流出する水を照らす照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項２】
前記水流感知手段が前記管路に設けられた回転翼であり、電流供給手段が回転翼の回転による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する小型発電機であり、水流により発電された電流を前記発光手段に供給する請求項１に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項３】
前記発光手段が複数の発光色を有し、供給される電流または電圧により発光色を変化するものである、水流量に応じて発光色が変化する請求項２に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項４】
前記管路内を水流に応じて上下し得る可動部材を有し、前記水流感知手段がこの部材の表面の一部に設けられた第１の接点と前記管路内面に設けられた第２の接点からなり、前記電流供給手段が電池であり、両接点の接触により前記電池からの電流を前記発光手段に供給する請求項１に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項５】
前記可動部材内に電池及び発光手段が内蔵されている請求項４に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項６】
前記発光手段が複数の発光色を有し、前記第１の接点及び／または前記第２の接点が互いに絶縁された複数の接点の組であり、前記可動部材の管路内の位置に応じて異なる接点の組み合わせが接触することにより発光色が変化する請求項４または５に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項７】
前記発光手段が複数の発光色を有し、さらに温度センサーを有して管路内の温度に応じて発光色を変化させる請求項１、２、４または５に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項８】
前記発光手段が高輝度発光ダイオードである請求項１〜７のいずれかに記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【請求項９】
管路を流れる水流を感知する手段、電流供給手段、発光手段を含み、水流を感知したときに前記供給手段から発光手段に電流を供給してこれを発光させる、請求項１〜８のいずれかに記載の照明付き蛇口取付けユニットで用いるための発光ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の照明付き蛇口取付けユニットを一体に含む照明機能付き蛇口。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流水に光で色付けをする照明付き蛇口取付けユニット、特に水流量に応じて発光色を変化させることが可能な照明付き蛇口取付けユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道蛇口は、蛇口本体を水道管に連結し、蛇口のバルブ部に設けたコマの位置をバルブ部に螺合させたハンドルによって操作することにより蛇口内の流路を制御し水流の開閉や水量の調節を行なうものである。
【０００３】
従来、こうした蛇口には、多孔板を取り付けて水をシャワー状にしたり、水泡器を取り付けて水泡を発生させたり、あるいは、浄水器を取り付けて浄化することがあるが、いずれも機能に基づいて水流の状態や成分を変化させるものである。特許文献１には、放液管内に光ファイバを用いて光線を導入し放出液を照明する装置が記載されているが、放液管の工事が必要であり、簡単に既存の施設に付加し得るものではない。また、光源の点灯と流水が無関係に行なわれており両者を関連付けるものではない。
【０００４】
また、従来、蛇口に装置を付加して節水を行なおうとした場合は、上記のコマをいわゆる「節水コマ」に置き換えて用いることが多い。節水コマは、通常のコマに比べて下部の突出が大きくなっており、ハンドルを開放向きに回した場合でも流路の開きが小さくなる。このため節水が行なわれる（例えば、特許文献２等）。しかし、節水コマは要するに水の出を悪くすることにより節水するものであり、飲食店等の顧客向け施設（洗面所等）で用いた場合は顧客に悪印象を与えかねない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２５４６１９号公報
【特許文献２】
特開２００１−０４９７０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、蛇口は、日常利用する機会が多く、また、デパートや飲食店では顧客が直接に接する施設であるにも拘わらず、アメニティ性（快適さをもたらし、あるいは増大させる性質）は乏しい。本発明は、従来の水道蛇口にはないアメニティ性をもたせた蛇口を提供することを目的とする。また、本発明は、例えば、出水量を機械的に制限するのではなく利用者自身に節水を促すような蛇口を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、水道蛇口に高輝度発光ダイオード等の発光体を取り付け、水流が発生した際に発光体を光らせることにより蛇口から出る水に光で色づけすることに成功した。また、この照明付き蛇口取付けユニットにおいて、水量変化に応じて上記発光色を変化させれば、利用者に対して水の無駄使いを認識させ、自発的に節水を行なわせ得ることを認識し、本発明を完成した。
【０００８】
従って、本発明は以下の照明付き蛇口取付けユニットを提供する。
［１］  蛇口に取り付けるためのアダプター部と水を通すための管路を備えたハウジング内に、前記管路を流れる水流を感知する手段、電流供給手段、発光手段を設け、水流を感知したときに前記供給手段から発光手段に電流を供給してこれを発光させ、流出する水を照らす照明付き蛇口取付けユニット。
［２］  前記水流感知手段が前記管路に設けられた回転翼であり、電流供給手段が回転翼の回転による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する小型発電機であり、水流により発電された電流を前記発光手段に供給する前記１に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
［３］  前記発光手段が複数の発光色を有し、供給される電流または電圧により発光色を変化するものである、水流量に応じて発光色が変化する前記２に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【０００９】
［４］  前記管路内を水流に応じて上下し得る可動部材を有し、前記水流感知手段がこの部材の表面の一部に設けられた第１の接点と前記管路内面に設けられた第２の接点からなり、前記電流供給手段が電池であり、両接点の接触により前記電池からの電流を前記発光手段に供給する前記１に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
［５］  前記可動部材内に電池及び発光手段が内蔵されている前記４に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
［６］  前記発光手段が複数の発光色を有し、前記第１の接点及び／または前記第２の接点が互いに絶縁された複数の接点の組であり、前記可動部材の管路内の位置に応じて異なる接点の組み合わせが接触することにより発光色が変化する前記４または５に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
【００１０】
［７］  前記発光手段が複数の発光色を有し、さらに温度センサーを有して管路内の温度に応じてスイッチングを行ない発光色を変化させる前記１、２、４または５に記載の照明付き蛇口取付けユニット。
［８］  前記発光手段が高輝度発光ダイオードである前記１〜７のいずれかに記載の照明付き蛇口取付けユニット。
［９］  管路を流れる水流を感知する手段、電流供給手段、発光手段を含み、水流を感知したときに前記供給手段から発光手段に電流を供給してこれを発光させる、前記１〜８のいずれかに記載の照明付き蛇口取付けユニットで用いるための発光ユニット。
［１０］  前記１〜８のいずれかに記載の照明付き蛇口取付けユニットを一体に含む照明機能付き蛇口。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明付き蛇口取付けユニット（以下、蛇口取付けユニット）について説明する。
【００１２】
図１に本発明の第１の態様における蛇口取付けユニット１０を示す。
蛇口取付けユニット１０は、ハウジング１４内に、回転翼１６、小型発電機１８及び発光手段２０からなる発光ユニット２２を含んでなる。
ハウジング１０は概ね円筒形または鐘状で、内部に管路２４を有し、通常はポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル等の透明樹脂製である。ハウジング１０は上部にはアダプター１２を備えている。アダプター１２は蛇口１に取り付けて流水を取り入れための孔１３を有しており、蛇口取付けユニット１０を蛇口に取り付けた際に蛇口先端の外周から水漏れしないように、通常、弾性材料で構成され蛇口外周に密着する。あるいはアダプター１２は、取付けユニットの残りの部分にねじ止めされ得る構造で、ねじ止めの際に前記孔１３の径が縮小するキャップ状部材でもよい。これらのアダプター１２の構成は、一般に簡易浄水器等で用いられているものが本発明でも同様に利用できる。
【００１３】
ハウジング１４内には回転翼１６を上側に向けて発光ユニット２２が装入されている。発光ユニット２２は回転翼１６、発電機１８及び発光手段２０を含み、回転翼１６とその軸の一部を除いて樹脂ケース（図中、破線で示す。）内に封入したものである。発光ユニット２２は好ましくは管路２４中に固定される。これは、例えば、ハウジング１４の内壁から（例えば、図１の紙面に載るように）管路の軸に平行なフランジを設け、これを上記樹脂ケースと連結すればよい。なお、発光ユニット２２の固定方法は任意であり、例えば、管路内に管路の軸に直交して透かし板を設け、これに発光ユニット２２を嵌め込むものでもよい。
【００１４】
蛇口を開いた場合、本発明の蛇口取付けユニット１０には、アダプター１２の孔１３を通して流水が流入する。これはまず回転翼１６に突き当たってこれを回転させ、ハウジング内壁と上記樹脂ケースの間の空隙を通りハウジング下部の流出孔２６から放水される。
【００１５】
回転翼１６の回転はその軸を通して発電機１８に伝達され、ここで軸回転の運動エネルギーは電気エネルギーに変換される。回転翼１６の形状は図示するようにプロペラ状でもよいが、水流から回転運動を生じるものであればどのような構造でもよい。発電機１８は市販の小型モーターを利用することができる。発電機１８で生じた電力は配線部１９を介して発光手段２０に伝えられて発光が実現する。配線部１９は好ましくは防水のため、発電機１８や発光手段２０の端子とともにケースに封入されている。後述のスイッチング回路等をこの内部に設けてもよい。
【００１６】
一方、回転翼１６の回転により流水は細分されて管路２４の内壁に叩きつけられ、また、管路２４は流入孔１３と流出孔２６が狭く内部が広がった形状となっているのでハウジング内、特にその下部で流水は空気と混合して気泡を含んだ水として放出される。このため、発光手段２０から直下に向けて照射された光を散乱して、発光手段２０の発光色に染まったように光を放つ。
発光手段は特に限定されないが、流水を十分な強度で照明するために高輝度ＬＥＤを用いることが好ましい。高輝度ＬＥＤは、各社から市販されており、赤、緑、青、白色等多数の色彩のものが利用可能である。
【００１７】
ＬＥＤはそのままでもよいが、適当な光学系と組み合わせてもよい。例えば、狭角レンズを用いることにより、蛇口から流出する水流内に効率的に光を照射することができる。あるいは逆に広角レンズを用いることにより、蛇口取付けユニット下部を光で色付かせることも可能である。こうしたレンズはＬＥＤと一体に成形されているものでもよい。
【００１８】
本発明の好ましい態様では、ＬＥＤを多色発光ＬＥＤとする。これは複数のＬＥＤを組み合わせる等して発光色を多色化したものである。
上述のように、本発明の蛇口取付けユニットを取り付けて流水状態にすると、管路２４内を通る水流が回転翼１６を回転させて小型発電機１８内の回転子（図示していない。）を回転させる。その結果、発電機１８は起電力を生じて発光手段（ＬＥＤ）２０に電気エネルギーを付与する。従って、単位時間当たりの流水量が増すとにこれに応じて起電力も増大する。回路内の抵抗を一定とすればＬＥＤに印加される電流が増大することになる。
【００１９】
従って、印加電流または電圧について複数（例えば、第１及び第２）の閾値が存在し、第１の閾値以上第２の閾値未満では第１の色が発光し、第２の閾値以上では第２の色が発光する多色発光ＬＥＤを用いれば水量の少ない場合と多い場合とで発光色を変化させることができる。あるいは、端子の切替えにより発光色が変化したり制御信号線への入力により発光色が変化する場合は、例えば、トランジスターを含む慣用のスイッチング回路を利用して発電機電圧また電流に応じて端子を切替え、あるいは制御信号を発して発光色を変えてもよい。
【００２０】
例えば、洗面所等では一般にそれ程多くの水量を必要とするものではないが、多くの場合、多量に水を流した方が清潔であるような印象を与える。本発明では、利用者に対して、適正な水量はこの色ですよ、という旨の掲示等をして利用者に自発的に水量調節させることができる。また、一般に人間は白や寒色系の色を無機的に、暖色系の色を有機的に感ずる傾向があるので、水量が適切である場合は白や青や緑を発光し、水量が過剰である場合は黄色や赤い光を発するなどすれば、利用者は少ない水量でも清潔な印象を得たり、あるいは多い水量にした場合は必ずしも清潔な印象を得なくなるので自ずから使用水量が低減する。
【００２１】
図２に本発明の第２の態様における蛇口取付けユニット３０を示す。
これは図１と同様なアダプター３２を有するハウジング３４内に管路４４を設け、その内部にスイッチ３６、電池３８及び発光手段４０を含む発光ユニット４２を設けたものである。好ましくは、図１の場合と同様に発光ユニット４２は樹脂ケース（破線で示す。）に封入して管路４４内に固定する。
【００２２】
蛇口を開いた場合、本発明の蛇口取付けユニット３０には、アダプター３２の孔３３を通して流水が流入する。これはまずスイッチ３６に突き当たってこれに圧力を与える。スイッチ３６は圧力を加えられてこれにより電池３８からと発光手段４０をつなぐ回路が導通して発光手段４０が発光する。水はハウジング内壁と上記樹脂ケースとの間の空隙を通りハウジング下部の流出孔４６から放水される。
【００２３】
スイッチ３６の押し下げによる回路の開閉は、スイッチ３６を感圧スイッチにすることで実現できる。感圧スイッチは、例えば、ゴムなど弾性材料で形成した袋状部材とし、空隙を隔てて対面する内側両面にそれぞれ導電体を設けることで構成できる。感圧スイッチに力が加わると弾性材料が変形してこれらの導電体が接触し導通する。このような感圧スイッチは公知であり市販されている。この場合、表面積の大きな圧力感知部と表面積の小さな作動部を有する補助手段を感圧スイッチの上部に設ければ、水流による圧力が比較的小さい場合でも確実にスイッチを作動させることができる。
【００２４】
弾性材料の内面に互いに絶縁された２対の導電体を設け、それぞれの導電体が設けられた部分の肉厚を部分的に変えるなどによりスイッチ面状に可撓性の異なる領域を設けてもよい。水流量が少ないときは可撓性の高い部分が凹んで第１のスイッチが入り、水流量が増すと可撓性の低い部分も凹んで第２スイッチが入る。これを上述の多色発光ＬＥＤと組み合わせれば、上記の発電機を用いた場合と同様に、水流量に応じて発光色を変化させることができる。
【００２５】
水流量に応じたスイッチングは上記の方法に限定されるものではない。
例えば、図３はハウジング等は図２と同様であるが、上部の閉鎖された筒状ケース６２内にスイッチ部材５８及び発光手段６０からなる発光ユニットを設けたものである。発光ユニットの上面はバネ部材６３で筒状ケース６２の上部に接続されており、筒状ケース内部を上下に可動である。また、筒状ケース６２内は下端に開口を有し、発光手段６０がこの開口内を摺動することができる。スイッチ部材５８は第１の端子対ａ１、ａ２と第２の端子対ｂ１、ｂ２をその外面に有している。一方、筒状ケース内部には導電帯５９が周状に設けられている。
【００２６】
ここで、スイッチ部材５８は内部に電池と接続回路、例えば、端子ａ１→電池負極→電池内部→電池正極→青色ＬＥＤカソード→青色ＬＥＤ→青色ＬＥＤアノード→端子ａ２のように電池とＬＥＤを挟んで開放された回路を含んでいる。スイッチ部材５８には、例えば、端子ｂ１→電池負極→電池内部→電池正極→赤色ＬＥＤカソード→赤色ＬＥＤ→赤色ＬＥＤアノード→端子ｂ２のように電池とＬＥＤを挟んで開放された別の回路も含んでいる。
【００２７】
水流量がゼロの場合、発光ユニットはバネ部材６３により筒状ケースの上端に支持され、この場合、前記端子対ａ１とａ２との間及び第２の端子対ｂ１とｂ２との間はいずれも絶縁されているのでいずれの発光ダイオードも点灯しない。
蛇口を開いて水を流すと、発光ユニットは水流に引きずられて下方に下がる。この結果、第１の端子対ａ１、ａ２がいずれも周状導電帯５９に接する位置まで下がると端子ａ１とａ２間が導通状態となる。従って、端子ａ１とａ２の導通により、例えば、端子ａ１→周状導電体→端子ａ２→電池負極→電池内部→電池正極→青色ＬＥＤカソード→青色ＬＥＤ→青色ＬＥＤアノード→端子ａ１のような閉回路を形成し、青色ＬＥＤが発光する。さらに水流が増すと発光ユニットはさらに下方に引きずられて第１の端子対ａ１、ａ２がいずれも周状導電帯５９から外れるとともに第１の端子対ｂ１、ｂ２がいずれも周状導電帯５９に接する位置まで下がる。この結果、端子ｂ１とｂ２間の導通により、例えば、端子ｂ１→周状導電体→端子ｂ２→電池負極→電池内部→電池正極→赤色ＬＥＤカソード→赤色ＬＥＤ→赤色ＬＥＤアノード→端子ｂ１のような閉回路を形成し、赤色ＬＥＤが発光する。水量が減ると赤色ＬＥＤが消えて青色ＬＥＤが点灯し、さらに水量が減るといずれのＬＥＤも消灯する。
【００２８】
なお、図３では便宜上、前記端子対ａ１、ａ２とｂ１、ｂ２はいずれも例えば、発光ユニットの外周面に好ましくはその中心から見て１８０度隔てた位置に設けているが、これらの端子は異なる位置、例えば、発光ユニットの軸方向から見てａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２が９０度ずつ離れるように設けることが好ましい。また、周状導電体の幅や端子対間の距離等は目的やバネの弾性等に応じて変更できる。さらにまた、端子ａ１、ｂ１、ａ２及びｂ２は回路の開閉が適切に行なわれればよいのであり、回路内のどの位置に設けるかは任意である。
【００２９】
あるいは、この態様でバネ部材を省略し、無水量状態では発光ユニットが自重により筒状ケース６２内の下端に位置する構成とし、水流がハウジング５４から出る際の狭縊部の構造を変更して水流の圧力により発光ユニットが押し上げられるようにしてもよい。この場合、周状導電体５９は筒状ケース６２の上部に設ける。水流が増すと発光ユニットの上側に設けた端子間ｂ１とｂ２が導通し、さらに増すと下側面に設けた端子間ａ１とａ２が導通するようになる。なお、この構成では端子ａ１とａ２を赤色ＬＥＤに端子ｂ１とｂ２を青色ＬＥＤに接続することにより、低水量で青色が高水量で赤色が発光することになる。
なお、上記のいずれの構造でも、電池は市販の小型電池、好ましくはボタン電池を用いる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明の範囲内において、様々な変形や修正が可能であり、これらも本発明に含まれる。例えば、上記第１の態様においては軸方向の水流を受けることにより回転する回転翼を用いたが、羽根車（水車）の羽根に水流が当たり回転するようにしてもよいし、この場合、発電機はハウジングの側面に突き出すように配置してもよい。このようにすれば、本発明の蛇口取付けユニットの長さ方向の寸法を短くすることができる。
【００３１】
また、上記第２の実施態様の変形例では、発光ユニットに突起状端子を設け、円筒状ケース内面に周状導体を設けたが、発光ユニットの外表面に周状導体を設け、円筒状ケース内面に突起状端子を設けてもよい。水流量の大小に応じて発光ユニットの位置が端子接続位置の変化をもたらすものであれば、これ以外の任意の構成を取ることができる。バネ部材は例えば抗菌性材料でできたスポンジ等でよい。また、実施態様２の変形例では接点間抵抗値が振動する可能性があるが、これを積極的に用いて炎がゆらめくような効果を出してもよいし、あるいは、適当な平滑回路を内在させてちらつきをなくしてもよい。
【００３２】
また、以上の説明では水流量に応じて発光色が変化する態様を説明してきたが、水流量に応じて発光色が変化する態様に代えて、例えば、温度センサーを設け（例えば、図２の態様でスイッチ３６に加えてあるいはスイッチ３６に代えて温度センサー部を設ける。）、水温（例えば、冷水、温水）に応じて発光色を変化させてもよい。
【００３３】
さらに、発光ユニットをハウジングへの嵌め込み式とし流入口から取り出せるようにするか、ハウジングの一部（例えば、底板）を取り外せるか開放可能としてハウジングから発光ユニットを取り出せるようにしてもよい。これにより、例えば、上記第１の態様（エネルギー自給式）では回転翼等の交換や発光ユニット表面の洗浄、上記第２の態様（電池式）では電池の交換が可能となる。あるいは、配線の一部をハウジングを貫いて設け電池のみをハウジング外部に、好ましくは電池交換の容易な電池ケースに入れて取り付けるか、外部電源と接続してもよい。
また、これまで説明してきた照明付き蛇口取付けユニットを蛇口末端に一体化して照明機能付き蛇口としてもよい。この場合は、例えば、蛇口末端に開閉口を設けてそこから発光ユニットを出し入れできるようにすることが好ましい。
【００３４】
【実施例】
２色発光ダイオードを使用し、上記実施態様１、２及びその変形例に即して蛇口取付けユニットを製作し、水流を流したところ、実施態様１と実施態様２の変形例では流水量に応じて、赤色と青色が流水を鮮やかに照明する効果が実現できた。実施態様２の変形例では、直接に発光部を観察した場合には光量に若干の変化が見られたが、むしろ揺らぎのような効果があった。
また、比較的低照度の照明を用いたレストルームの蛇口に本発明の２色発光照明付きユニットを設置し、その効果を試験した（装置構成自体はわからないように実験した。）ところ、快適で気分的に安らぐとの意見が多数を占め、青色ないし緑色の発光を伴う場合はそうでない場合に比較して、水道使用時の最大流量が有意に減少した。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、本発明の照明付き蛇口取付けユニットによれば、従来無機的な道具に過ぎなかった蛇口内に発光手段を設けることにより流水を照明して、癒し効果などのアメニティ性を付与することができる。また、本発明の蛇口は水流による発電や小型電池が利用できるためコンパクトな構成が可能である。さらに、特に多色発光型では流水量に応じて発光色を変化させることができるので、種々の効果、特に節水促進効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様における蛇口取付けユニットを模式的に示した説明図。
【図２】本発明の第２の態様における蛇口取付けユニットを模式的に示した説明図。
【図３】本発明の第２の態様の変形例における蛇口取付けユニットを模式的に示した説明図。
【符号の説明】
１  蛇口
１０  照明付き蛇口取付けユニット
１２  アダプター部
１３  流入口
１４  ハウジング
１６  回転翼
１８  発電手段
２０  発光手段
２２  発光ユニット
２４  管路
２６  流出口
３０  照明付き蛇口取付けユニット
３２  アダプター部
３３  流入口
３４  ハウジング
３６  スイッチ手段
３８  電池
４０  発光手段
４２  発光ユニット
４４  管路
４６  流出口
５０  照明付き蛇口取付けユニット
５２  アダプター部
５３  流入口
５４  ハウジング
５６  バネ手段
５８  スイッチ手段
５９  導電帯
６０  発光手段
６２  発光ユニット
６４  管路
６６  流出口
【図１】
2004211339.tif 000003
【図２】
2004211339.tif 000004
【図３】
2004211339.tif 000005