(57)【要約】【課題】人体感知センサによる人体感知に基づいて吐水と止水とを行うようになした自動水栓において、水栓使用者の意志に基づいて吐水流量を複数段階に切り替えられるようにし、自動水栓の使い勝手を良好とする。【解決手段】自動水栓１８に人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌを備え、人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる人体感知に基づいて吐水口２６から自動吐水又は止水するようになす。それら人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌは、吐水管２２側方を感知エリアとする非接触式センサとして構成するとともに、選択可能な吐水流量を予め複数段階に設定しておいて、人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる人体感知の時間の長短に応じて予め設定されている何れかの吐水流量を選択して吐水口２６から吐水させるようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体感知センサを備え、該人体感知センサによる人体感知に基づいて吐水口から自動吐水又は止水するようになした自動水栓において、
前記人体感知センサを、前記吐水口からの吐水を受ける受水エリア以外のエリアを感知エリアとする非接触式のセンサ又は接触式のセンサとして設けるとともに、選択可能な吐水流量を予め複数段階に設定しておいて、該人体感知センサによる人体感知の時間の長短に応じて該予め設定された何れかの吐水流量を選択して前記吐水口から吐水させるようになしたことを特徴とする自動水栓。
【請求項２】
請求項１において、前記人体感知センサは人体感知後に感知時間に応じて選択された前記吐水流量で吐水開始させ、人体非感知となった後も該吐水流量で吐水継続させるとともに、再度の人体感知によって止水を行わせるものであることを特徴とする自動水栓。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記人体感知センサが吐水管先端部の左右方向の側面又は先端面に設けてあることを特徴とする自動水栓。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記自動水栓が流路を開閉する複数の開閉弁を備えていて、該複数の開閉弁の開閉を制御することで前記吐水流量を段階的に変化させるものであることを特徴とする自動水栓。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記自動水栓がシングルレバー式の水栓であることを特徴とする自動水栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は人体感知センサによる人体感知に基づいて吐止水を行うようになした自動水栓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人体感知センサを備え、吐水口の下方に手を差し出すとその人体感知センサによる人体感知に基づいて吐水口から自動的に吐水を行い、また吐水口の下方から手を引くと人体感知センサが人体非感知となって吐水を自動的に停止（止水）するようになした自動水栓が公共トイレ等の水栓等として広く用いられている。
この種従来の自動水栓は専ら手洗い用の水栓として用いられており、そのため吐水口からの吐水流量が一定であって、使用者が必要に応じて吐水流量を変えるといったことのできないものであった。
【０００３】
これに対して下記特許文献１には自動吐水装置についての発明が示され、そこにおいて吐水口下方の、吐水を受ける受水エリアを感知エリアとする人体感知センサを設け、吐水口下方の受水エリアに手を差し出したときに、その人体感知センサによる人体感知に基づいて吐水口から自動的に吐水を行うとともに、感知時間が短いときには小流量で吐水し、感知時間が長くなったところで吐水流量を大流量に切り替えるようになした点が開示されている。
【０００４】
更に下記特許文献２には自動水栓についての発明が示され、そこにおいて同じく吐水口からの受水エリアに手を差し出すと人体感知センサがこれを感知して吐水口から自動吐水するとともに、最初の数秒間は小流量で吐水し、人体感知センサが手を感知し続けていると数秒後に吐水流量を大流量に切り替える点が開示されている。
【０００５】
これら特許文献１及び特許文献２に開示のものは、単に受水エリアに手を差し出して手を洗うだけの場合だけでなく、コップに水を溜めたりとか石鹸液で手を洗ったりする場合もあって、その際には所要の吐水時間及び必要な吐水流量が異なることから、人体感知センサによる感知時間が長くなったところで吐水流量を大流量に切り替えるようになしたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−４０７２４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７９７４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれら特許文献１，特許文献２に開示のものは、何れも吐水口からの吐水の受水エリアを人体感知センサの感知エリアとするもので、手等が受水している時間の長短によって即ち水栓使用の継続時間によって、いわば使用者の意志とは関係無く自動的に吐水流量が切り替わるものであり、手を感知させ続けなければ吐水を継続することができないとともに、所定時間が経過すると自動的に小流量から大流量に吐水流量が切り替わってしまうため、小流量で吐水させ続けることができないといった問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動水栓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、人体感知センサを備え、該人体感知センサによる人体感知に基づいて吐水口から自動吐水又は止水するようになした自動水栓において、前記人体感知センサを、前記吐水口からの吐水を受ける受水エリア以外のエリアを感知エリアとする非接触式のセンサ又は接触式のセンサとして設けるとともに、選択可能な吐水流量を予め複数段階に設定しておいて、該人体感知センサによる人体感知の時間の長短に応じて該予め設定された何れかの吐水流量を選択して前記吐水口から吐水させるようになしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２のものは、請求項１において、前記人体感知センサは人体感知後に感知時間に応じて選択された前記吐水流量で吐水開始させ、人体非感知となった後も該吐水流量で吐水継続させるとともに、再度の人体感知によって止水を行わせるものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記人体感知センサが吐水管先端部の左右方向の側面又は先端面に設けてあることを特徴とする。
【００１１】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記自動水栓が流路を開閉する複数の開閉弁を備えていて、該複数の開閉弁の開閉を制御することで前記吐水流量を段階的に変化させるものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記自動水栓がシングルレバー式の水栓であることを特徴とする。
【００１３】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、人体感知センサを受水エリア以外のエリアを感知エリアとする非接触式センサとして又は接触式のセンサとして設けるとともに、選択可能な吐水流量を予め複数段階に設定しておいて、人体感知センサによる人体感知の時間の長短に応じて、何れかの吐水流量を選択して吐水口から吐水させるようになしたもので、本発明によれば、水栓使用者の意志に基づいて吐水口からの吐水流量を自由に選択又は切り替えることができ、自動水栓の使い勝手が良好となる。
【００１４】
ここで上記人体感知センサは、人体感知後に感知時間に応じて選択された吐水流量で吐水開始させ、人体非感知となった後もその吐水流量で吐水継続させるとともに、再度の人体感知によって止水を行わせるものとなしておくことができる（請求項２）。
【００１５】
このようになしておけば、水栓使用者は一旦選択した吐水流量で吐水開始させた後は、吐水口からの吐水を受水しつつ吐水口からの吐水を継続させることができる。
例えばキッチン等において吐水を行わせつつ洗い物その他のキッチン作業を行うことが可能となる。また一方止水操作後においては、その止水状態を維持しながら吐水口の下方で洗い物その他の作業を行うことが可能となる。
【００１６】
ここで上記人体感知センサは、吐水管先端部の左右方向の側面又は先端面に設けておくことができる（請求項３）。
このようにしておけば、自動水栓使用に際しての操作を小さな動きで容易に行うことができる。
【００１７】
本発明においては、自動水栓に流路を開閉する複数の開閉弁を備えておいて、それら複数の開閉弁の開閉を制御することで吐水流量を段階的に変化させるようになすことができる（請求項４）。
このようにしておけば、吐水流量を選択したときに速やかに求める吐水流量で吐水を行わせることができ、また人体感知センサによる感知時間が短いときに大流量で吐水させ、また感知時間が長くなったところで小流量に或いは中流量に吐水流量を切り替えるといったことも自由になし得る利点が得られる。
【００１８】
本発明はまた、シングルレバー式の水栓に適用して特に好適なものである（請求項５）。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の自動水栓をキッチン用の水栓として用いた場合の実施例を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１において、１０はキッチンに設置された流し台で、１２はシンク、１４はキャビネット、１６はカウンターで、このカウンター１６上に本例のシングルレバー式の自動水栓（以下単に水栓とする）１８が設置されている。
【００２０】
この水栓１８は、カウンター１６から上方に起立する水栓本体２０と、水栓本体２０からシンク１２側に向けて前方に延び出した吐水管２２と、水栓本体２０の上部に設けられたシングルレバー操作部２４とを有しており、そのシングルレバー操作部２４の操作によって、吐水管２２先端部の下向きの吐水口２６から吐水と止水とが行われる。
【００２１】
詳しくは、この例ではシングルレバー操作部２４を左右に回動操作することで、水と湯との混合比率の調節即ち温度調節が行われ、また上下に回動操作することで吐水口２６からの吐水及び止水更に吐水の流量調節が行われる。
【００２２】
図２において、２８，３０はそれぞれ冷水（水道水），高温の湯を供給する給水路及び給湯路で、これら給水路２８及び給湯路３０を通じて冷水及び湯がそれぞれ水栓本体２０内部に供給される。
供給された冷水及び湯は、混合弁部３２で所定比率に混合され温度調節された上で、流出路３４を通じて一旦水栓本体２０から流出した後、吐水管２２内部を通って吐水口２６へと導かれる。
混合弁部３２は、シングルレバー操作部２４の手動操作によって作動状態を変化させ、冷水と湯との混合比率を調節するとともに併せて流出路３４の開閉即ち吐水及び止水も行う。
【００２３】
給水路２８からは分岐路３６が分岐して延び出しており、その先端が流出路３４に接続されている。
そしてこの接続部より上流側において流出路３４には開閉弁としての２つの電磁弁３８−１，３８−２が並列に設けられており、また分岐路３６においても開閉弁としての２つの電磁弁４０−１，４０−２が並列に設けられている。
そしてそれら電磁弁３８−１，３８−２及び４０−１，４０−２が制御部４１によって作動制御されるようになっている。
【００２４】
図３に示しているように、吐水管２２先端部且つ右側面と左側面とには非接触で人体感知する、詳しくは吐水管２２の側方を感知エリアとしてそこに差し出された手を感知する赤外線式の人体感知センサ４２Ｒ及び４２Ｌが設けられている。
【００２５】
これら人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌは、それぞれ上記の制御部４１に電気接続されており、それらが人体感知したとき制御部４１に対し信号入力されるようになっている。
制御部４１はこの信号を受けて電磁弁３８−１，３８−２及び４０−１，４０−２を作動制御する。
【００２６】
本例では、図４（Ｉ）に示すように吐水管２２の右側面の人体感知センサ４２Ｒの側方に手をかざすと、人体感知センサ４２Ｒがこれを感知し、これに基づいて制御部４１が分岐路３６上の電磁弁４０−１，４０−２を開弁させて、冷水を流出路３４を通じて吐水口２６から吐水させる（図４（ＩＩ）参照）。
【００２７】
その際、本例では手をかざしている時間に応じて制御部４１が電磁弁４０−１及び４０−２の何れか一方或いは両方を開弁させ、小流量で或いは大流量で吐水口２６から吐水させる。
詳しくは、手をかざしている時間が短いときには制御部４１が電磁弁４０−１，４０−２の一方のみを開弁させて吐水口２６から小流量で吐水（小吐水）させ、また手をかざしている時間が長いときには制御部４１が２つの電磁弁４０−１，４０−２の両方を開弁させて吐水口２６から大流量で吐水（大吐水）させる。
【００２８】
そして吐水継続中に再び図４（ＩＩＩ）に示しているように人体感知センサ４２Ｒの側方に手をかざすと、人体感知センサ４２Ｒがこれを感知することで制御部４１が開弁中の電磁弁４０−１，４０−２の一方又は両方を閉弁させ、吐水口２６からの冷水の吐水を停止即ち止水させる（図４（ＩＶ）参照）。
【００２９】
一方、予めシングルレバー操作部２４を開操作且つ温度調節操作した状態で、吐水管２２の左側面の人体感知センサ４２Ｌの側方に手をかざすと、人体感知センサ４２Ｌがこれを感知し、これに基づいて制御部４１が流出路３４上の電磁弁３８−１，３８−２を開弁させる。
これにより予め温度調節された適温水が吐水口２６から吐水される。
【００３０】
その際、冷水吐水の場合と同様に人体感知センサ４２Ｌの側方に手をかざしている時間の長短に応じて、吐水口２６から小流量で或いは大流量で吐水が行われる。
詳しくは、手をかざしている時間が短いときには制御部４１が電磁弁３８−１，３８−２の一方のみを開弁させて、吐水口２６から小流量で適温水を吐水（小吐水）させる。
また手をかざしている時間が長いときには制御部４１が２つの電磁弁３８−１，３８−２の両方を開弁させて、吐水口２６から大流量で適温水を吐水（大吐水）させる。
【００３１】
そしてその吐水継続中において再び人体感知センサ４２Ｌの側方に手をかざすと、人体感知センサ４２Ｌの人体感知に基づいて制御部４１が開弁中の電磁弁３８−１，３８−２の一方又は両方を閉弁させて、吐水口２６からの適温水の吐水を停止（止水）させる。
【００３２】
本例では人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌが最初に人体感知した後、設定時間（この例では１秒）の間はその後に人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌが人体感知したとしても、その感知を無効とするように制御部４１が制御動作する。
【００３３】
その制御部４１の制御の手順が図５に示してある。
本例では、先ずステップＳ１０において現在の時間ｔ，人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌによる人体感知を無効とする無効時間ｔ１，更に人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌによる感知カウント数が何れも０に設定される。
その後時間が０．１秒経過するごとにｔが１ずつカウントアップされる（ステップＳ１２，Ｓ１４）。
ステップＳ１２，Ｓ１４の実行によってｔはｔ１よりも大となる。
【００３４】
そこで水栓使用者が吐水口２６から吐水を行わせるべく人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌの側方に手をかざすと、人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌがこれを感知して先ず感知カウント数が１カウントされる（ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２）。
そしてステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ２８を経てステップＳ３０が実行され、吐水口２６から所定小流量で吐水（小吐水）が行われる。
【００３５】
このステップＳ３０の実行後ステップＳ３２においてｔ１＝１０の設定がなされる。
即ち自動水栓１８が止水状態から吐水状態に動作変化したとき、その後１秒間の無効時間（待ち時間）が設定され、その１秒間の間に人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌが再び手を感知したとしてもその感知が無効扱いされる。
【００３６】
具体的には、ステップＳ３２においてｔ１＝１０に設定されることによって、制御部４１の制御動作はステップＳ１６からステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ２２をバイパスしてステップＳ２４へと飛び、人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌによる人体感知を無視して制御動作を実行する。
【００３７】
そして０．１秒経過するごとにｔを１ずつカウントアップさせて行き、そしてｔが丁度１１となったとき即ち１秒経過した後、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２を実行する。
このとき水栓使用者が人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌの側方に手をかざしたままであるときには、ステップＳ２２において感知カウント数が１だけカウントアップされ、そしてステップＳ２４，Ｓ２６を経て今度はステップＳ３４が実行され、それまで小吐水であったのがそこで大吐水に吐水流量の切替えが行われる（ステップＳ３６）。即ち吐水口２６からの吐水流量が設定小流量から設定大流量に切り替えられる。
このときもまたその後の１秒間の無効時間の設定がなされる（ステップ３８）。
【００３８】
更にそのまま手をかざし続けると、１秒後において吐水口２６からの吐水が停止（止水）される（ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ４０，Ｓ４２）。
その際にもその後の１秒間の無効時間の設定がなされる（ステップＳ４４）。
【００３９】
即ち吐水状態から止水状態に動作変化した後、１秒間は人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる人体感知が無効扱いされる。
つまりその後１秒間は人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる人体感知の有無に拘わらずその止水状態が保持される。
【００４０】
本例の自動水栓１８では、人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌの側方の感知エリアに手を差し出して吐水口２６から小吐水又は大吐水させた後、直ちに感知エリアから手を外しても小吐水又は大吐水は引続き継続される。
尚、手を人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌの感知エリアから外すことによって１秒後に感知カウント数が０にリセットされる（ステップＳ４６）。
【００４１】
そしてそのような吐水継続状態の下で、再び感知エリアに手を差し出すと、そこで人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌが手を感知してステップＳ２８，Ｓ４８が実行され、吐水口２６からの吐水が停止（止水）される。
【００４２】
このときもまたその止水状態がその後１秒間は保持される（ステップＳ５０）。
即ち、止水操作後において１秒間は人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる人体感知が無効とされ、ステップＳ４８の実行による止水状態が１秒間保持される。
【００４３】
本例の自動水栓１８によれば、人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる人体感知の時間の長短に応じて吐水流量を選択して吐水口２６から吐水させるようになしてあるので、自動水栓１８の使い勝手が良好となる。
【００４４】
本例の自動水栓１８では、吐水管２２の側方に差し出された手を人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌにより感知し且つその感知時間に応じて選択された吐水流量で吐水開始させ、人体非感知となった後もその吐水流量で吐水継続させ、また再度の人体感知によって止水を行わせるものとなしてあるので、水栓使用者の意志に基づいて吐水流量を自由に選択又は切り替えることができる。
【００４５】
また水栓使用者は一旦選択した吐水流量で吐水開始させた後は、吐水口２６からの吐水を受水しつつ吐水口２６からの吐水を継続させることができるため、例えばキッチン等において吐水を行わせつつ洗い物その他のキッチン作業を行うことができる。
また一方止水操作後においては、その止水状態を維持しながら吐水口２６の下方で洗い物その他の作業を行うことができる。
【００４６】
また本例では人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌを吐水管２２の先端部の左右方向の側面に設けてあるため、自動水栓１８の使用に際しての操作を手の小さな動きで容易に行うことができる。
【００４７】
更に本例においては、自動水栓１８に流路を開閉する開閉弁として電磁弁３８−１，３８−２，４０−１，４０−２を備えておいて、それら複数の電磁弁３８−１，３８−２，４０−１，４０−２の開閉を制御部４１にて制御することで吐水流量を段階的に変化させるようになしてあるため、吐水流量を選択したときに速やかに求める吐水流量で吐水を行わせることができる。
【００４８】
従って本例の自動水栓１８では、場合によって人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌによる感知時間が短いときに大流量で吐水させ、感知時間が長くなったところで小流量に吐水流量を切り替えるといったことも必要に応じて容易に設定することが可能である。
【００４９】
尚、上例では吐水流量を小吐水と大吐水との２段階に切り替えるようにしているが、小吐水と中吐水と大吐水との３段階で吐水流量を切り替えるようになすことも可能である。
またこの例では人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌの側方に手をかざした後１秒後に吐水流量を切り替えるようにしているが、これよりももっと短い時間例えば０．５秒後に吐水流量を切り替えるようになすことも可能であるし、或いはまた逆に１秒より長い時間経過したところで吐水流量を切り替えるようになすことも可能である。
【００５０】
更に図６に示しているように、小流量で吐水するときには流出路３４上の電磁弁３８−１，３８−２の一方（ここでは３８−１）の側にこれと直列で定流量弁４６を設けておき、大流量で吐水するときにはシングルレバー２４で設定した流量で吐水を行い、小流量で吐水をするときには定流量弁４６の定流量作用に基づいて一定流量で吐水を行うようになすことも可能である。
【００５１】
図７は本発明の更に他の実施例を示したもので、この例は例えば吐水管２２の先端部の人体感知センサ４２Ｒ又は４２Ｌの近傍位置にスピーカ４４を設けておいて、吐水，止水及び吐水流量の選択時若しくは切替時に、音声によって使用者にこれを知らせるようになしたものである。
【００５２】
尚このスピーカ４４の設置位置は適宜の位置とすることができ、例えばキャビネット１４内にこれを設けておくといったことも可能である。
或いはこのスピーカ４４とは別に若しくはこれと併せてディスプレイ表示部を設けておいて、そこでディスプレイ表示するようになすことも可能である。
【００５３】
図８は本発明の更に他の実施例を示している。
この例は吐水管２２の先端面に人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌを設けたものである。
この場合において人体感知センサ４２Ｒ，４２Ｌは静電容量式のセンサ或いは電波式のセンサ等として構成しておくことができ、使用者が指を接触させることによって或いは指を接近させることによってこれを感知させ、吐止水更には流量選択を行わせるようになすことができる。
この点は上記図１〜図５に示す第一の実施例においても同様である。
【００５４】
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。
例えば上例では温度の異なる２種類の水を人体感知センサによる感知に基づいて吐止水及び流量選択ないし流量切替えするようにしているが、１種類の温度の水だけを吐水させるようにし且つその場合において吐水流量を水栓使用者の操作に基づいて選択又は切り替えるようになすことも可能であるし、更には本発明をシングルレバー水栓以外の混合水栓に適用することも可能であるなど、本発明は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】本発明の一実施例の自動水栓を流し台に設置した状態で示す図である。
【図２】同実施例の自動水栓の構成要素を模式的に表した図である。
【図３】同実施例の自動水栓の人体感知センサと感知エリアを周辺部とともに示す図である。
【図４】同実施例の自動水栓の作用説明図である。
【図５】同実施例の自動水栓における制御部の制御の手順をフローチャートで示す図である。
【図６】本発明の他の実施例の自動水栓の図２に相当する図である。
【図７】本発明の更に他の実施例の自動水栓の要部を示す図である。
【図８】本発明の更に他の実施例の自動水栓を流し台への設置状態で示す図である。
【符号の説明】
１８  自動水栓
２２  吐水管
２６  吐水口
３８−１，３８−２，４０−１，４０−２  電磁弁（開閉弁）
４２Ｒ，４２Ｌ  人体感知センサ
【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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