(57)【要約】【課題】  手動弁３０ｄにて吐水を行って蓄電用コンデンサ５０に蓄電を行う際には短い時間で制御装置６０を起動させることができ、且つ、長期間使用されないときでも蓄電用コンデンサ５０が空になることのない自動水栓装置。【解決手段】  蓄電手段５０として小容量コンデンサ５０Ｓと大容量コンデンサ５０Ｌとを設け、まず小容量コンデンサ５０Ｓに蓄電が行われ、次に小容量コンデンサ５０Ｓに蓄えられた電力によって制御装置６０が起動され、次に大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電が行われる。  これにより、まず小容量コンデンサ５０Ｓに蓄電が行われるようにしたことで瞬時に蓄電電圧が上昇して短時間で制御装置６０の起動電圧まで到達させることができるため、短時間で制御装置６０を起動させることができる。また、その後に大容量コンデンサ５０Ｌへ蓄電を行うことにより、長期間使用されないときでも蓄電手段５０が空になることがない。【選択図】    図４
2005076370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路（１３ｃ）の途中に設けられ、前記水路（１３ｃ）の流通を開閉する流水開閉手段（３０）と、
前記水路（１３ｃ）の途中に設けられ、前記水路（１３ｃ）を流れる水の流水エネルギーによって発電する発電手段（４０）と、
前記発電手段（４０）によって発電された電力を蓄える蓄電手段（５０）と、
前記蓄電手段（５０）に蓄えられた電力によって稼動して、前記流水開閉手段（３０）の開閉と、前記発電手段（４０）によって発電された電力の前記蓄電手段（５０）への蓄電とを制御する制御手段（６０）とを備える自動水栓装置において、
前記蓄電手段（５０）として小容量蓄電手段（５０Ｓ）と大容量蓄電手段（５０Ｌ）とを設けると共に、前記発電手段（４０）によって発電された電力の供給を前記小容量蓄電手段（５０Ｓ）もしくは前記大容量蓄電手段（５０Ｌ）に切り替える切り替え手段（５２、６３）とを備え、
まず前記小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄電が行われるようにし、次に前記小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄えられた電力によって前記制御手段（６０）が起動されるようにし、その次に前記大容量蓄電手段（５０Ｌ）への蓄電が行われるようにしたことを特徴とする自動水栓装置。
【請求項２】
前記流水開閉手段（３０）は、手動開通手段（３０ｄ）と電気的開閉手段（３０ａ）とを備え、まず人が前記手動開通手段（３０ｄ）で前記水路（１３ｃ）に水を流す操作をすることによって前記小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄電が行われ、次に前記小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄えられた電力によって起動された前記制御手段（６０）によって前記水路（１３ｃ）の流通を開くよう前記電気的開閉手段（３０ａ）が制御されることを特徴とする請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項３】
前記制御手段（６０）には表示手段（１２ａ）を備えており、前記制御手段（６０）が起動しているときは前記表示手段（１２ａ）に表示を出すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動水栓装置。
【請求項４】
前記制御手段（６０）には、前記水路（１３ｃ）の流通を人が開閉指示するための手動開閉指示手段（１２ｂ）を備えていると共に、前記大容量蓄電手段（５０Ｌ）への蓄電中に前記手動開閉指示手段（１２ｂ）より閉指示が入力された場合、前記制御手段（６０）は前記大容量蓄電手段（５０Ｌ）の蓄電電圧が前記制御手段（６０）の最低作動電圧以上となるまで蓄電を行ってから前記水路（１３ｃ）の流通を閉じることを特徴とする請求項２に記載の自動水栓装置。
【請求項５】
前記制御手段（６０）は、前記蓄電手段（５０）の蓄電電圧が第１所定電圧以下となった場合、所定時間もしくは前記蓄電手段（５０）の蓄電電圧が第２所定電圧以上となるまで前記水路（１３ｃ）の流通を開くよう前記電気的開閉手段（３０ａ）を制御することを特徴とする請求項２に記載の自動水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路の流通を開閉する開閉弁と、水路の流水エネルギーによって発電する発電部と、発電部で発電した電力を蓄える蓄電部と、蓄電部の電力によって稼動する制御部とを備える自動水栓装置に関するものであり、特に、電気を使わずに水路を流通させることもできる自動水栓装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水路の流通を開閉する開閉手段と、水路の流水エネルギーによって発電する発電手段と、発電手段で発電した電力を蓄える蓄電手段と、蓄電手段の電力によって稼動する制御手段とを備える自動水栓装置において、電池交換の手間の省き、高湿度雰囲気中での電池のトラブル（液漏れや、それによる腐食や錆の発生など）を防止するため、蓄電手段のバックアップ用電池を使用せず、蓄電手段が空のときは手動弁にて吐水を行って蓄電手段に蓄電し、所定の蓄電量となったら制御手段を起動させる方法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来技術で起動できるまでの時間は、蓄電手段の蓄電容量によって左右される。例えば、蓄電容量を小さくすれば、起動できるまでの時間を短くすることができる。しかし、蓄電容量を小さくした場合、長期間使用されない（発電されない）ときには蓄電手段が空になってしまい、自動水栓装置が作動しなくなってしまうという問題がある。
【０００４】
逆に、長期間使用されなくても蓄電手段が空にならないくらい大容量の蓄電手段とした場合、手動弁にて吐水を行って蓄電手段に蓄電を行うにしても、所定の蓄電量となるまでに長時間掛かってしまい、人はその間手動弁を開き続けておかなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、手動弁にて吐水を行って蓄電手段に蓄電を行う際には短い時間で制御手段を起動させることができ、且つ、長期間使用されないときでも蓄電手段が空になることのない自動水栓装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、水路（１３ｃ）の途中に設けられ、水路（１３ｃ）の流通を開閉する流水開閉手段（３０）と、水路（１３ｃ）の途中に設けられ、水路（１３ｃ）を流れる水の流水エネルギーによって発電する発電手段（４０）と、発電手段（４０）によって発電された電力を蓄える蓄電手段（５０）と、蓄電手段（５０）に蓄えられた電力によって稼動して、流水開閉手段（３０）の開閉と、発電手段（４０）によって発電された電力の蓄電手段（５０）への蓄電とを制御する制御手段（６０）とを備える自動水栓装置において、
蓄電手段（５０）として小容量蓄電手段（５０Ｓ）と大容量蓄電手段（５０Ｌ）とを設けると共に、発電手段（４０）によって発電された電力の供給を小容量蓄電手段（５０Ｓ）もしくは大容量蓄電手段（５０Ｌ）に切り替える切り替え手段（５２、６３）とを備え、まず小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄電が行われるようにし、次に小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄えられた電力によって制御手段（６０）が起動されるようにし、その次に大容量蓄電手段（５０Ｌ）への蓄電が行われるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、まず小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄電が行われるようにしたことで瞬時に蓄電電圧が上昇して短時間で制御手段（６０）の起動電圧まで到達させることができるため、短時間で制御手段（６０）を起動させることができる。また、その後に大容量蓄電手段（５０Ｌ）へ蓄電を行うことにより、長期間使用されないときでも蓄電手段（５０）が空になることがない。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、流水開閉手段（３０）は、手動開通手段（３０ｄ）と電気的開閉手段（３０ａ）とを備え、まず人が手動開通手段（３０ｄ）で水路（１３ｃ）に水を流す操作をすることによって小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄電が行われ、次に小容量蓄電手段（５０Ｓ）に蓄えられた電力によって起動された制御手段（６０）によって水路（１３ｃ）の流通を開くよう電気的開閉手段（３０ａ）が制御されることを特徴としている。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、手動開通手段（３０ｄ）にて吐水を行って蓄電手段（５０）に蓄電を行う際は、人が手動開通手段（３０ｄ）を短時間操作するだけで小容量蓄電手段（５０Ｓ）が瞬時に蓄電され、以降はその蓄電された電力によって制御手段（６０）がすぐに起動され、その起動された制御手段（６０）によって水路（１３ｃ）の流通が確保されて大容量蓄電手段（５０Ｌ）への蓄電が自動的に進められることとなる。これにより、従来のように人が長時間手動弁を開き続けておかなければならないという問題をなくせる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、制御手段（６０）には表示手段（１２ａ）を備えており、制御手段（６０）が起動しているときは表示手段（１２ａ）に表示を出すことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、人は操作してすぐに制御手段（６０）が起動状態になったことを知ることができるため、むやみに起動操作を繰り返すことを防げるうえ、すぐに操作を開始することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、制御手段（６０）には、水路（１３ｃ）の流通を人が開閉指示するための手動開閉指示手段（１２ｂ）を備えていると共に、大容量蓄電手段（５０Ｌ）への蓄電中に手動開閉指示手段（１２ｂ）より閉指示が入力された場合、制御手段（６０）は大容量蓄電手段（５０Ｌ）の蓄電電圧が制御手段（６０）の最低作動電圧以上となるまで蓄電を行ってから水路（１３ｃ）の流通を閉じることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、制御手段（６０）の起動状態を維持するだけの必要最小限の蓄電量は確保するため、操作可能状態が維持される。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、制御手段（６０）は、蓄電手段（５０）の蓄電電圧が第１所定電圧以下となった場合、所定時間もしくは蓄電手段（５０）の蓄電電圧が第２所定電圧以上となるまで水路（１３ｃ）の流通を開くよう電気的開閉手段（３０ａ）を制御することを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、長期間使用されないときでも蓄電手段（５０）が空になることがなく、自動的に制御手段（６０）の起動状態が維持されることとなる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における自動水栓装置を図１ないし図５に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を浴槽に湯張りを行う湯水混合栓方式の定量止水栓に適用したものであり、予め設定した目標湯張り量になると自動的に止水する機能を有する水栓金具である。図１は本発明の第１実施形態に係る定量止水栓１０の外観を示す斜視図であり、図２は定量止水栓１０の概略構成を示す模式図であり、図３は定量止水栓本体１３の構造概要を示す断面構造図である。また図４は、制御装置（本発明の制御手段）６０の構成概要を示す模式図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の定量止水栓１０は、浴室内の浴槽と洗い場とが隣接する壁面に取り付けるタイプである。浴槽内に湯張りを行うときは、定量止水栓本体１３の上面に設けられた操作パネル１２内の吐水／止水スイッチ（本発明の手動開閉指示手段）１２ｂを操作することで、吐水口１３ｂより所望する湯温の混合水を自動で吐水して、予め設定された目標湯張り量（後述する）分の湯張りを完了したときに自動止水できるようになっている。
【００１５】
本実施形態の定量止水栓１０は、湯水を混合する湯水混合栓本体１１と、混合された混合水の水路を開閉する定量止水栓本体１３とを給水管１３ａを介して連結している。また、湯水混合栓本体１１には、右端側に温調ハンドル（温度設定手段）１４と、正面側に流路切替ハンドル１５と、左端側に流量調節ハンドル１９とが備えられている。１６はシャワーホース、１７は冷水流水路、および図１では図示されていないが温水流水路１８が設けられている。
【００１６】
一方、定量止水栓本体１３には、操作パネル１２が上面側に設けられ、その操作パネル１２には、吐水する混合水の湯温を表示する表示部（本発明の表示手段）１２ａと、吐水／止水スイッチ１２ｂとが設けられている。尚、表示部１２ａの湯温表示は、この定量止水栓１０がシステム起動状態であることを示す表示ランプの役目を兼ねている。また、図中の１２ｃは操作部であり、この面に指などで押圧を掛けることにより、吐水／止水スイッチ１２ｂが操作して、電気的指示を後述する制御装置６０に出力するようになっている。
【００１７】
ここで、湯水混合栓本体１１の概略構成を図２に基づいて説明する。図２に示すように、湯水混合栓本体１１には、湯と水を混合する湯水混合手段２０の他に、湯水混合手段２０により混合された混合水の流量を調節する流量調節手段８０と、混合された混合水を給水管１３ａまたはシャワーホース１６のいずれか一方に流路を切り替える流路切替手段７０とから構成されている。また、湯水混合手段２０の上流端には、図示しない給水配管を介して上水（水道管）に接続され、常温の水が流入される冷水流入路１７と、図示しない給湯配管を介して給湯器などに接続され、給湯器から吐出される湯が流入する温水流入路１８とが備えられている。
【００１８】
そして、湯水混合手段２０は、内部にサーモワックスなどの感温体が収容されたサーモスタットからなる図示しない弁体と、温調ハンドル１４の回転角を往復動に変換する図示しない回転／往復変換部材と、温調ハンドル１４とから構成され、この温調ハンドル１４を回転させることで、混合水を所望する湯温に設定できるようにしている。これにより、冷水流入路１７および温水流入路１８から流入した湯と水とが所望する湯温となるように混合される。
【００１９】
また、流量調節手段８０には、流量調節ハンドル１９が設けられ、この流量調節ハンドル１９を回転させることで、流量調節手段８０による混合水の流量を調節できるようになっている。また、流路切替手段７０には、流路切替ハンドル１５が設けられ、この流路切替ハンドル１５を回すことにより、混合水を給水管１３ａまたはシャワーホース１６のいずれか一方に切り替えられると共に、給水管１３ａまたはシャワーホース１６のいずれへも止水するストップ機能と、流量を調節する機能とを有している。
【００２０】
具体的には、流路切替ハンドル１５を中間の位置に合せたときには、給水管１３ａおよびシャワーホース１６の双方が止水され、シャワー側端へ回すと最大の流量がシャワーホース１６から流出され、中間の位置方向に回すことで徐々に流量が減量される。そして、中間の位置から更に回転させると、今度は給水管１３ａ側が開き始め、回転と共に流量が徐々に増量され、更に端まで回転させると最大の流量が給水管１３ａから流出される。これにより、給水管１３ａまたはシャワーホース１６から吐水される混合水は、使用者の好みに応じて吐水量が調整できる。そして、給水管１３ａに流出した混合水は定量止水栓本体１３に流入する。
【００２１】
次に、定量止水栓本体１３の構成概要を図３に基づいて説明する。本実施形態の定量止水栓本体１３は、図３に示すように、給水管１３ａから吐水口１３ｂに至る水路１３ｃを開閉する流水開閉手段３０と、その流水開閉手段３０の下流側に磁石付き水車４０ａとステータコイル４０ｂとからなり、水路１３ｃを流れる混合水の流水エネルギーにより磁石付き水車４０ａを回転させて発電する発電機（発電手段）４０と、この発電機４０により発電された電力を蓄える蓄電用コンデンサ（本発明の蓄電手段）５０と、その蓄電用コンデンサ５０により電源が供給されて流水開閉手段３０を制御する制御装置６０から構成されている。
【００２２】
尚、発電機（発電手段）４０は、出力波形より磁石付き水車４０ａの回転を検出して水路１３ｃを流れる混合水の流水量を測定する流水量測定手段ともなっている。次に、流水開閉手段３０は、ソレノイドなどからなる電磁弁（本発明の電気的開閉手段）３０ａにより開閉動作を行うパイロット弁３０ｂと、ダイヤフラムからなる主弁３０ｃとで構成され、電磁弁３０ａを通電させて、混合水の一部を導いたパイロット弁３０ｂを開弁することで、ダイヤフラムを作用させて主弁３０ｃを開弁させるようになっている。
【００２３】
これにより、電磁弁３０ａに付加する電力が小さくても、小さな動力で作動するパイロット弁３０ｂを通過した混合水の圧力により、ダイヤフラムを作用させて大きな動力を必要とする主弁３０ｃを動作させるものである。尚、電磁弁３０ａは制御装置６０によって制御されてパイロット弁３０ｂを開弁／閉弁を行うものである。尚、図中に示す３０ｄは手動弁（本発明の手動開通手段）であって、使用者の人力により主弁３０ｃを開弁させる弁である。これは、後述する蓄電用コンデンサ５０に蓄えられた電力がないとき、または制御装置６０や電磁弁３０ａなどの機器故障時に主弁３０ｃを強制的に開弁させることができるようにしている。
【００２４】
発電手段４０は、流水量測定手段でもあり、磁石付き水車４０ａとステータコイル４０ｂとからなる。磁石付き水車４０ａは、混合水の水路１３ｃ中に配設され、水路１３ｃを流れる混合水の流水エネルギーを回転力に変換する。この回転力はステータコイル４０ｂに伝えられて電力を発電する。そして、発電された電力は、制御装置６０内に設けられた後述する整流器により直流に変換され、更に電圧調整された後、蓄電手段である蓄電用コンデンサ５０に蓄えるように構成されている。
【００２５】
また、本実施形態では、吐水口１３ｂから吐水する吐水量を測定するために、磁石付き水車４０ａの回転により発生する発電機４０の出力波形を制御装置６０に出力させて、その出力波形をカウントすることで磁石付き水車４０ａの回転数に換算して積算吐水量を算出するようにしている。尚、ここで説明する吐水量は、混合水が吐水口１３ｂから吐水する流量Ｌ／分を示すものであって、吐水量と磁石付き水車４０ａの回転数との関係は略比例関係となっているため、カウントした出力波形から回転数に変換させて吐水量が求められるように予め設定されている。
【００２６】
また、ここでは、磁石付き水車４０ａの回転数を発電機４０から発する出力波形から回転数信号を求めたが、これに限らず、磁石付き水車４０ａの回転数を検出する回転センサを設けて回転数信号を制御装置６０に出力させても良い。また、図３中に示す１３ｄは整流板であり、吐水口１３ｂから吐水された水流を動圧から静圧に整流させて外部に吐水するようになっている。また、図３中に示す５１は水温センサであり、磁石付き水車４０ａの下流側に設けられて吐水口１３ｂから吐水される混合水の湯温を検出して、その温度情報を後述するＣＰＵ６１に出力するように接続されている。
【００２７】
次に、制御装置６０の構成について説明する。図４は、本発明の第１実施形態における制御装置６０の構成概要を示すブロック図である。制御装置６０は、図３に示す回路基板上に配設されたＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭを中心とした周知のマイクロコンピュータにより構成されているＣＰＵ６１と、そのＣＰＵ６１に接続されるその他の電子部品から構成されて、操作パネル１２の下方に設けられている。
【００２８】
具体的には、図４に示すように、ＣＰＵ６１は、操作モードに基づき主弁３０ｃを開閉するための電磁弁３０ａの制御、発電機４０からの出力波形（回転数カウント）に基づく吐水量の計測と演算手段、図示しない報知ブザーの制御、表示部１２ａの制御などを行う制御プログラムの制御処理が設けられている。
【００２９】
６２は電磁弁駆動回路であり、ＣＰＵ６１からの指令信号に基づいて電磁弁３０ａを駆動して主弁３０ｃを開閉させる信号を出力する。６４は整流器を備える充電回路であり、発電機４０で発生した交流電圧を整流・平滑して直流に変換後定電圧ＩＣなどで電圧を安定化させる。また、図示しない報知ブザーは、ＣＰＵ６１から指令に基づき後述する湯張りが完了したときに音を発して使用者に報知するようになっている。
【００３０】
表示部１２ａは、回路基板に設けられ、ＣＰＵ６１からの指令に基づき水温センサ５１により検出された温度を操作パネル１２に表示するように構成されている。また、この表示部１２ａの湯温表示は、この定量止水栓１０がシステム起動状態であることを示す表示ランプの役目を兼ねている。また、電磁弁３０ａは電磁弁駆動回路６２に接続され、発電機４０は充電回路６４に接続され、蓄電用コンデンサ５０は、一端が充電回路６４に接続され、他端がＣＰＵ６１の電源となるように接続されている。
【００３１】
本実施形態の吐水／止水スイッチ１２ｂは、複数の操作モードに応じて異なる操作信号をＣＰＵ６１に指示するようにして、湯張りにおける吐水／止水の開閉制御を指示するようにしている。また、吐水／止水スイッチ１２ｂは、ＣＰＵ６１に接続する電気回路を開閉する開閉スイッチを用いてＣＰＵ６１に電気的指示を出力するようにしている。具体的には、図３に示すように、表示部１２ａと同様に回路基板に設けて、吐水／止水スイッチ１２ｂを操作するために、操作パネル１２に設けられた操作部１２ｃに押圧の操作力を掛けることで吐水／止水スイッチ１２ｂが電気回路を開閉するようにしている。
【００３２】
次に、本発明の要部の構成について、図４を用いて説明する。図４中の一点鎖線で囲った部分は本発明で従来の回路に追加した部分である。まず５０Ｓは小容量コンデンサ（本発明の小容量蓄電手段）であり、従来の蓄電手段５０としての大容量コンデンサ（本発明の大容量蓄電手段）５０Ｌに加えて充電回路６４寄りに設けたものである。また、６３は第２電圧検出回路であり具体的には基準電圧付きのスイッチングＩＣである。当実施形態では基準電圧を５Ｖとし、小容量コンデンサ５０Ｓ側の蓄電電圧５Ｖを検出すると５２のスイッチングトランジスタにて大容量コンデンサ５０Ｌ側に導通させるものである。尚、第２電圧検出回路６３とスイッチングトランジスタ５２とをもって本発明の切り替え手段を成している。
【００３３】
次に、上記構成における本発明に関する作動について図５を加えて説明する。図５は、手動弁３０ｄを開いてからの図４中のＡ点（小容量コンデンサ５０Ｓの蓄電電圧に相当）とＢ点（大容量コンデンサ５０Ｌの蓄電電圧に相当）での電圧推移と、電磁弁３０ａの開くタイミングとを示すタイムチャートである。まず、当定量止水栓を起動させるためには、手動弁３０ｄにて主弁３０ｃを開弁して吐水させ、その流水エネルギーによって発電する発電機４０からの電力を小容量コンデンサ５０Ｓに蓄電させる。
【００３４】
小容量コンデンサ５０Ｓの端子電圧ＶＳＣ=Ｉ×Ｔ／ＣＳとなる。尚、Ｉは蓄電電流値（Ａ）、Ｔは蓄電時間（ｓ）、ＣＳはコンデンサ容量（Ｆ）である。例えば、ＣＳ=１００００μＦ、蓄電電流３０ｍＡであれば約０．７秒後にはＣＰＵ６１の最低作動電圧２Ｖに達する。図４に示す第１電圧検出回路６５の検出電圧２Ｖで、ＣＰＵ６１にリセット信号を出力し、ＣＰＵ６１は動作を開始する。ＣＰＵ６１は小容量コンデンサ５０Ｓの電圧をモニターし、電圧が所定値（本実施形態では図５のシステム起動電圧４Ｖ）に達したら（図５のａ時点）、電磁弁駆動回路６２を経由して電磁弁３０ａに開弁信号を印加する。この時点で、手動弁３０ｄを閉弁させても、主弁３０ｃは開弁したままで、吐水を継続する。
【００３５】
更に小容量コンデンサ５０Ｓへの蓄電が進み、第２電圧検出回路（スイッチングＩＣ）６３の基準電圧（本実施形態では５Ｖ）に達すると（図５のｂ時点）スイッチングトランジスタ５２がＯＮし、大容量コンデンサ５０Ｌへ蓄電が始まる。大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電は、発電機４０と小容量コンデンサ５０Ｓとの両方から行われるため、大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電が行われると小容量コンデンサ５０Ｓの電圧が低下する。低下するとスイッチングトランジスタ５２がＯＦＦして大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電が停止し、小容量コンデンサ５０Ｓへの蓄電が再開される。この作動を繰り返して大容量コンデンサ５０Ｌの端子電圧も徐々に増加してゆく。
【００３６】
大容量コンデンサ５０Ｌの端子電圧は、小容量コンデンサ５０Ｓと同様に端子電圧ＶＬＣ=Ｉ×Ｔ／ＣＬとなる。尚、ＣＬは大容量コンデンサの容量（Ｆ）である。例えば、ＣＬ=１Ｆ、蓄電電流３０ｍＡであれば大容量コンデンサ５０Ｌの端子電圧が５Ｖに達するまでに約１６７秒かかる。通常、浴槽への湯張りは２００Ｌ程度吐水するため、流量１６Ｌ／分としても湯張り時間は１２．５分程度かかるため、大容量コンデンサ５０Ｌを蓄電させるのに充分な電力が得られる。吐水中は発電機４０の回転数を計測し、設定流量に達したら閉弁信号を電磁弁３０ａに出力して止水を行う。
【００３７】
止水中は大容量コンデンサ５０ＬからＣＰＵ６１などに電力を供給する。ＣＰＵ６１などの消費電流を約２μAとすると、大容量コンデンサ５０Ｌの電圧が５Ｖ→２Ｖに低下するまでにＴ＝ＣＬ×（５Ｖ−２Ｖ）／消費電流（２μＡ）＝１７日となる。この期間以内ならシステムの維持が可能である。すなわち、手動弁３０ｄを開くことなく、スイッチ操作により電磁弁３０ａを開弁し吐水動作を行うことができる。
【００３８】
次に、本実施形態での特徴について述べる。まず、蓄電手段５０として小容量コンデンサ５０Ｓと大容量コンデンサ５０Ｌとを設けると共に、発電機４０によって発電された電力の供給を小容量コンデンサ５０Ｓもしくは大容量コンデンサ５０Ｌに切り替える切り替え手段として第２電圧検出回路６３とスイッチングトランジスタ５２とを備え、まず小容量コンデンサ５０Ｓに蓄電が行われるようにし、次に小容量コンデンサ５０Ｓに蓄えられた電力によって制御装置６０が起動されるようにし、その次に大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電が行われるようにしている。
【００３９】
これによれば、まず小容量コンデンサ５０Ｓに蓄電が行われるようにしたことで瞬時に蓄電電圧が上昇して短時間で制御装置６０の起動電圧まで到達させることができるため、短時間で制御装置６０を起動させることができる。また、その後に大容量コンデンサ５０Ｌへ蓄電を行うことにより、長期間使用されないときでも蓄電手段５０が空になることがない。
【００４０】
また、流水開閉手段３０として、手動弁３０ｄと電磁弁３０ａとを備え、まず人が手動弁３０ｄで水路１３ｃに水を流す操作をすることによって小容量コンデンサ５０Ｓに蓄電が行われ、次に小容量コンデンサ５０Ｓに蓄えられた電力によって起動された制御装置６０によって水路１３ｃの流通を開くよう電磁弁３０ａが制御される。
【００４１】
これによれば、手動弁３０ｄにて吐水を行って蓄電手段５０に蓄電を行う際は、人が手動弁３０ｄを短時間操作するだけで小容量コンデンサ５０Ｓが瞬時に蓄電され、以降はその蓄電された電力によって制御装置６０がすぐに起動され、その起動された制御装置６０によって水路１３ｃの流通が確保されて大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電が自動的に進められることとなる。これにより、従来のように人が長時間手動弁を開き続けておかなければならないという問題をなくせる。
【００４２】
また、制御装置６０には表示部１２ａを備えており、制御装置６０が起動しているときは表示部１２ａに表示を出すようにしている。これによれば、人は操作してすぐに制御装置６０が起動状態になったことを知ることができるため、むやみに起動操作を繰り返すことを防げるうえ、すぐに操作を開始することができる。
【００４３】
また、制御装置６０には、水路１３ｃの流通を人が開閉指示するための吐水／止水スイッチ１２ｂを備えていると共に、大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電中に吐水／止水スイッチ１２ｂより閉弁指示が入力された場合、制御装置６０は大容量コンデンサ５０Ｌの蓄電電圧が制御装置６０の最低作動電圧以上となるまで蓄電を行ってから水路１３ｃの流通を閉じるようにしている。これによれば、制御装置６０の起動状態を維持するだけの必要最小限の蓄電量は確保するため、操作可能状態が維持される。
【００４４】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る手洗い用自動水栓９０の構造概要を示す断面構造図である。手動スイッチの変わりに、使用者の手などを検出する光電式や超音波式のセンサ４６の入力によって吐水を行うものである。手洗い用自動水栓９０の場合は１回当たりの吐水時間が短いため、起動直後も充分な蓄電が行われにくいが、本制御装置６０は、蓄電手段５０の蓄電電圧が第１所定電圧以下となった場合、所定時間もしくは蓄電手段５０の蓄電電圧が第２所定電圧以上となるまで電磁弁３０ａを開弁し吐水動作を行うようになっている。
【００４５】
これにより、長期間使用されないときでも蓄電手段５０が空になることがなく、自動的に制御装置６０の起動状態が維持されることとなる。尚、図６中に記す符号は、第１実施形態で説明したものと対応しているため、説明を省略する。
【００４６】
（その他の実施形態）
図７は、その他の実施形態におけるパイロット弁３０ｂをそのまま手動弁３０ｄとした自動水栓装置の構造概要を示す断面構造図である。上述の第１実施形態では手動弁３０ｄによって主弁３０ｃを直接操作しているが、図７に示すように電磁弁３０ａ部に手動で直接パイロット弁３０ｂを操作する構造を備える自動水栓装置であっても良い。また、上述の第１実施形態では第２電圧検出回路６３にて電圧を検出して大容量コンデンサ５０Ｌへの蓄電を切り替えているが、ＣＰＵ６１にて電源電圧をモニタして切り替えるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定量止水栓１０の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の定量止水栓１０の概略構成を示す模式図である。
【図３】図１の定量止水栓本体１３の構造概要を示す断面構造図である。
【図４】本発明の第１実施形態における制御装置６０の構成概要を示すブロック図である。
【図５】手動弁３０ｄを開いてからの図４中Ａ点とＢ点での電圧推移と、電磁弁３０ａの開くタイミングとを示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る手洗い用自動水栓９０の構造概要を示す断面構造図である。
【図７】その他の実施形態におけるパイロット弁３０ｂをそのまま手動弁３０ｄとした自動水栓装置の構造概要を示す断面構造図である。
【符号の説明】
【００４８】
１２ａ…表示部（表示手段）
１２ｂ…吐水／止水スイッチ（手動開閉指示手段）
１３ｃ…水路
３０…流水開閉手段
３０ａ…電磁弁（電気的開閉手段）
３０ｄ…手動弁（手動開通手段）
４０…発電機（発電手段）
５０…蓄電用コンデンサ（蓄電手段）
５０Ｌ…大容量コンデンサ（大容量蓄電手段）
５０Ｓ…小容量コンデンサ（小容量蓄電手段）
５２…スイッチングトランジスタ（切り替え手段）
６０…制御装置（制御手段）
６３…電圧検出回路（切り替え手段）
【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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