(57)【要約】【課題】自動水栓の電源として用いられる充電コンデンサに水流で発電する発電機からの交流出力を全波整流し、直流に変換した上で給電する装置において、充電コンデンサに対し過大な電圧が加わるのを防止するショートトランジスタを設け、併せて逆流防止ダイオードを設けた場合において、逆流防止ダイオードによる電力消費をなくして充電コンデンサの充電効率を高めることを目的とする。【解決手段】自動水栓の給電装置において、発電機３０に対して第１の整流回路３８と第２の整流回路４２とを並列に接続するとともに第２の整流回路４２の後段に放電回路４６を設け、充電コンデンサ３６への充電電圧を制御部３２で監視してその充電電圧が設定電圧まで上昇したときに放電回路４６をオン動作させるようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁弁等のアクチュエータの駆動用の電源となる充電コンデンサと、該アクチュエータを作動制御する制御部とを有する給水装置の該充電コンデンサに対し、水流により発電する発電機からの交流出力を第１の整流回路により直流に変換した上で給電し充電させるようになすとともに、該充電コンデンサへの充電電圧を制御部で監視し、該充電電圧が設定電圧まで上昇したところで制御部からの放電指令により放電回路をオン動作させて前記発電機からの出力を放電させ、該充電コンデンサへの過度の充電を防止するようになした給電装置において、
前記発電機からの交流出力を直流に変換する第２の整流回路を該発電機に対して前記第１の整流回路と並列に接続するとともに、該第２の整流回路の後段に前記放電回路を設け、前記充電コンデンサへの充電電圧が前記設定電圧まで上昇したところで該制御部にて該放電回路をオン動作させ、放電させるようになしたことを特徴とする給水装置における給電装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１及び第２の整流回路をダイオードブリッジ回路で構成し、且つダイオード２個をそれら第１及び第２の整流回路で共用していることを特徴とする給水装置における給電装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記給水装置が、センサで人体感知して自動的に給水する自動給水装置であることを特徴とする給水装置における給電装置。
【請求項４】
請求項３において、前記給水装置が、吐水口から自動吐水する自動水栓であることを特徴とする給水装置における給電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は充電コンデンサを電源として作動する自動水栓等の給水装置における充電コンデンサへの給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、センサにより差し出された手を検知して吐水口から自動吐水する自動水栓が公共のトイレその他において広く用いられている。
【０００３】
この自動水栓として、充電コンデンサ及び水流により翼車を回転させて発電する発電機を備え、発電機からの交流出力を整流回路により直流に変換した上で充電コンデンサに給電し充電させるとともに、その充電コンデンサを電源として電磁弁を作動させ、且つ制御部においてこれを作動制御するようになしたものが下記特許文献１において公知である。
【０００４】
この充電コンデンサの場合、使用するコンデンサの種類等に応じて印加することのできる電圧の上限（耐電圧）が定まっており、これを超える電圧を印加するとコンデンサが損傷ないし破壊されてしまう。
【０００５】
従ってこの種自動水栓においては、給電装置の発電機で発生させた電圧を充電コンデンサに印加して充電するに際し、その充電電圧がコンデンサに応じて規定された上限電圧を超えないようにする必要がある。
【０００６】
その方法として、発電機の出力を遮断する方法と、出力をショートして充電コンデンサへの給電を停止する方法がある。
出力を遮断する方法は発電機の端子電圧がかなり高く（例えば数１０Ｖ以上）なり、素子選択が制限される。そのため出力をショートする方法が多く使われる。
出力をショートする方法には、発電機の交流出力をそのままショートする方法と、一旦直流にしてからショートする方法とがある。
前者の交流のままショートする方法は、直流で動いている制御回路で制御するには工夫が必要で回路が大きくなる。そこで一般的には直流に直してからショートさせる方法が用いられる。
【０００７】
そしてそのための手段として、給電装置を図４に示すように構成することが考えられている。
同図において２００は充電コンデンサで、２０２は水流により翼車を回転させて発電する発電機、２０４はダイオードブリッジから成る整流回路（全波整流回路）である。
【０００８】
この給電装置では、発電機からの交流出力を整流回路２０４で直流に変換した上で充電コンデンサ２００に電圧印加し、これを充電させるとともに、充電コンデンサ２００への印加電圧（充電電圧）が上限電圧を超えないようにするため、充電コンデンサ２００への充電電圧をマイコンから成る制御部で監視し、そして充電電圧が設定電圧まで上昇した場合には、充電コンデンサ２００の入力側に並列に接続した放電回路のショートトランジスタ２０８に制御部から放電指令を出してこれをオン動作させ、整流回路２０４からの出力を放電するようにしている。
尚制御部２０６は、電磁弁等のアクチュエータを作動制御すべく設けられているもので、ここではその制御部２０６を放電回路の動作制御用の制御部として共通に用いている。
【０００９】
この給電装置ではまた、ショートトランジスタ２０８のオン動作時に充電コンデンサ２００からの放電を防止するため、上記の放電回路と充電コンデンサ２００との間に逆流防止ダイオード２１０を設け、充電コンデンサからの逆流を防止している。つまり必要な充電コンデンサ２００のエネルギーまで放電してしまうことを防止している。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２０７４９８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
とこでこのように逆流防止ダイオード２１０を設けて、充電コンデンサ２００からショートトランジスタ２０８側への放電を防止するようになした場合、逆流防止ダイオード２１０の順方向電圧によって充電コンデンサ２００への充電効率が低下してしまう問題を生ずる。
【００１２】
例えば充電コンデンサ２００に対して印加可能な充電電圧が２．５Ｖであるとすると、逆流防止ダイオード２１０で順方向電圧０．７Ｖ程度が必要であることから、その逆流防止ダイオード２１０の部分で電気エネルギーが消費されてしまい、残りの電気エネルギーだけが充電コンデンサ２００に充電されることとなって、充電コンデンサ２００に対する充電効率が低下してしまうのである。
【００１３】
この給電装置，充電コンデンサ等はもともと微小な電力を扱うものであり、そこにおいて逆流防止ダイオード２１０で消費される電気エネルギーは無視できないものであり、その解決が望まれていた。
【００１４】
以上自動水栓を中心に述べたが、この問題は同様に電源として充電コンデンサを用い、そして発電機にてその充電コンデンサに充電を行う形式のその他の給水装置における給電装置でも共通に生じる問題である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の給水装置における給電装置はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、電磁弁等のアクチュエータの駆動用の電源となる充電コンデンサと、該アクチュエータを作動制御する制御部とを有する給水装置の該充電コンデンサに対し、水流により発電する発電機からの交流出力を第１の整流回路により直流に変換した上で給電し充電させるようになすとともに、該充電コンデンサへの充電電圧を制御部で監視し、該充電電圧が設定電圧まで上昇したところで制御部からの放電指令により放電回路をオン動作させて前記発電機からの出力を放電させ、該充電コンデンサへの過度の充電を防止するようになした給電装置において、前記発電機からの交流出力を直流に変換する第２の整流回路を該発電機に対して前記第１の整流回路と並列に接続するとともに、該第２の整流回路の後段に前記放電回路を設け、前記充電コンデンサへの充電電圧が前記設定電圧まで上昇したところで該制御部にて該放電回路をオン動作させ、放電させるようになしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２のものは、請求項１において、前記第１及び第２の整流回路をダイオードブリッジ回路で構成し、且つダイオード２個をそれら第１及び第２の整流回路で共用していることを特徴とする。
【００１７】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記給水装置が、センサで人体感知して自動的に給水する自動給水装置であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４のものは、請求項３において、前記給水装置が、吐水口から自動吐水する自動水栓であることを特徴とする。
【００１９】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、発電機からの交流出力を直流に変換する第２の整流回路を第１の整流回路と並列に接続して、その第１の整流回路を充電コンデンサに接続する一方、第２の整流回路の後段に放電回路を設け、充電コンデンサに対する充電電圧を制御部で監視して、その充電電圧が設定電圧まで上昇したときに制御部により放電回路をオン動作させて発電機からの出力を放電させるようになしたもので、本発明によれば、第１の整流回路と充電コンデンサとの間に図４に示すような逆流防止ダイオード２１０を設ける必要がなく、従って本発明によれば、その逆流防止ダイオードのエネルギー消費によって充電コンデンサへの充電エネルギーが少なくなってしまう（食われてしまう）のを防止でき、かかる充電コンデンサへの充電効率を効果的に高めることができる。
本発明では第１及び第２の整流回路をダイオードブリッジ回路で構成し、そして第１及び第２の整流回路間でダイオード２つを共用するようになすことができる（請求項２）。
このようにすることで必要なダイオードの個数を２個分低減することができ、回路構成を簡単化できるとともにコストを低減することができる。
【００２０】
本発明は、センサで人体感知して自動的に給水する自動給水装置における給電装置に適用して好適なものであり（請求項３）、特に差し出された手をセンサで検知して吐水口から自動吐水する自動水栓に適用して好適なものである（請求項４）。
【００２１】
【実施例】
次に本発明を自動水栓に適用した場合の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において１０は手洗器で、この手洗器１０に自動水栓１２が設置されている。
１４はその自動水栓における吐水部で、手洗器１０より上向きに起立する形態で設けられている。
【００２２】
１６は自動水栓１２における本体機能部で、吐水部１４から離隔した位置において壁Ｗに取り付けられている。
この本体機能部１６と吐水部１４とは、給水チューブ２２及び信号授受のための信号コード２４にて互いに連絡されている。
【００２３】
吐水部１４は吐水口１８を有しており、更にその吐水口１８の下側位置にセンサ２０が設けられており、そのセンサ２０による手感知に基づいて吐水口１８から自動的に吐水する。
【００２４】
本体機能部１６はボックス２６を有しており、その内部に水路を開閉する電磁弁２８，水流により翼車を回転させて発電する発電機３０，更にマイコンから成る制御部３２を含む各種電気的素子を搭載した基板３３が内部に収容されている。
尚図１において３４は止水栓である。
【００２５】
止水栓３４を経て送られた水は、電磁弁２８，発電機３０を経由して給水チューブ２２を通じ吐水部１４に送られる。
【００２６】
図２において、３６はこの自動水栓１２において電源として用いられる充電コンデンサで、３８は水流により翼車を回転させて発電する発電機３０からの交流出力を直流に変換する第１の整流回路（全波整流回路）である。
この第１の整流回路３８は４つのダイオード４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄをブリッジ結合して成るダイオードブリッジから成っている。
発電機３０からの交流出力は、この第１の整流回路３８で直流に変換された上で充電コンデンサ３６に印加され、かかる充電コンデンサ３６を充電させる。この充電コンデンサ３６への充電電圧は制御部３２にて監視される。
【００２７】
本例では、発電機３０と第１の整流回路３８との間において、ダイオード４０Ｅ，４０Ｆ及び４０Ａ，４０Ｃを含む第２の整流回路４２がそれらに対して並列に接続されている。
そしてその第２の整流回路４２の後段にショートトランジスタ４４を有する放電回路４６が接続されている。
【００２８】
ここで制御部３２は、センサ２０からの信号を受けて電磁弁２８等を作動制御する、自動水栓１２自体の制御部であり、本例ではこの制御部３２がその給電装置における制御部をも兼ねている。
尚４５は、作動安定化のための１〜２ＭΩの大きな抵抗値を有する抵抗である。
【００２９】
図２に示す本例の給電装置の場合、上記のように発電機３０で発生した交流電圧が整流回路３８で直流に変換された後、充電コンデンサ３６に印加されて充電コンデンサ３６の充電が行われる。
このとき同じ電圧が第２の整流回路４２からも出力され、そして充電コンデンサ３６への充電電圧がその上限電圧（耐電圧）と同等ないしそれ以下の設定電圧まで上昇すると、その電圧を監視している制御部３２から放電指令が発せられてショートトランジスタ４４がオン動作させられ、ここにおいて充電コンデンサ３６に対し過大な電圧の印加が防止されて、充電コンデンサ３６の保護が図られる。
尚図２中矢印Ａ，Ｂは正，逆それぞれ逆向きの電流の流れを示している。
【００３０】
以上のように、本例によれば第１の整流回路３８と充電コンデンサ３６との間に図４に示すような逆流防止ダイオード２１０を設ける必要がなく、従ってその逆流防止ダイオードによるエネルギー消費で充電コンデンサ３６への充電エネルギーが少なくなってしまうのを防止でき、充電コンデンサ３６への充電効率を効果的に高めることができる。
【００３１】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上例では第１の整流回路から充電コンデンサ３６に印加される電圧、即ち充電電圧を制御部３２で監視するようにしているが、図３に示しているように第２の整流回路４２からの出力電圧を制御部３２で監視するようになすことも可能である。
また本発明は他の給水装置に比べて水流量が少なく、従って発電機３０による発電量の少ない自動水栓に適用して特に効果的なものであるが、本発明は他の様々な給水装置における給電装置への適用も可能であるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を含む自動水栓を手洗器に取り付けた状態で示す図である。
【図２】同実施例における自動水栓の給電装置を充電コンデンサとともに示す電気回路図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部を示す図である。
【図４】従来の給電装置を充電コンデンサとともに示す電気回路図である。
【符号の説明】
１０  手洗器
１２  自動水栓
１８  吐水口
２０  センサ
２８  電磁弁
３０  発電機
３２  制御部
３６  充電コンデンサ
３８  第１の整流回路
４２  第２の整流回路
４６  放電回路
【図１】
2004251018.tif 000003
【図２】
2004251018.tif 000004
【図３】
2004251018.tif 000005
【図４】
2004251018.tif 000006