(57)【要約】【課題】本発明は、センサ部からの送信波が吐水流からの反射して得られた検知信号に基づいて、前記吐水流の状態を識別することで、確実に吐水継続、または止水制御を行う。【解決手段】吐水部と、前記吐水部から吐水された水を受ける受水部と前記吐水部からの吐止水を切り替えるバルブと、電波を放射し、被検知体により反射した反射波から被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部から得られる検知信号に基づいて、前記バルブを閉める判断を行う制御部とを備えた水栓装置であって、前記制御部は前記センサ部が被洗浄体の表面を伝う水の流れ１２を検知すると、前記バルブを開状態とし、前記受水部に直接吐水される水の流れ１１を検知すると、前記バルブを閉状態とすることを特徴とする水栓装置が提供される。【選択図】図１
2009235737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水部と、
前記吐水部から吐水された水を受ける受水部と
前記吐水部からの吐止水を切り替えるバルブと、
電波を放射し、被検知体により反射した反射波から被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部から得られる検知信号に基づいて、前記バルブを閉める判断を行う制御部と、
を備えた水栓装置であって、
前記制御部は前記センサ部が被洗浄体の表面を伝う水の流れを検知すると、前記バルブを開状態とし、前記受水部に直接吐水される水の流れを検知すると、前記バルブを閉状態とすること
を特徴とする水栓装置。
【請求項２】
前記制御部は、
所定の周波数帯域を通過させる第１のフィルタを備えており、前記第１のフィルタを通過した検知信号が所定の閾値を超えた場合、被洗浄体の表面を伝う水の流れを検知すること、
を特徴とする請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１のフィルタ通過した検知信号の電圧値が前記所定の閾値を超えた場合に、
前記洗浄体を伝う水の流れまたは、被洗浄体当たって散乱する水であると判断して、前記バルブを開状態とし、
前記バルブが開状態のときに、前記所定の閾値を下回ったら、前記受水部に直接吐水される水の流れであると判断して、前記バルブを閉状態とすること、
を特徴とする請求項１または２記載の水栓装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１のフィルタを通過する最大周波数と、
前記第１のフィルタを通過する最大周波数よりも、
高い周波数を最少の通過周波数とする第２のフィルタを備えており、
前記第１のフィルタを通過した検知信号の電圧値が前記所定の閾値を超えており、且つ前記第２のフィルタを通過した検知信号の電圧値が第２の所定の閾値を超えていない場合に前記被洗浄体の表面を伝う水の流れであると判定し、
前記第１のフィルタを通過した検知信号の電圧値が前記所定の閾値を超えており、且つ前記第２のフィルタを通過した検知信号の電圧値が第２の所定の閾値を超えている場合に前記被洗浄体当たって散乱する水の流れであると判定すること、
を特徴とする請求項１〜3のいずれか１項記載の水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ部からの送信波が吐水流からの反射して得られた検知信号に基づいて、前記バルブを閉める判断を行う制御部を備えた水栓装置において、前記制御部は前記吐水流の状態を識別することで、確実に吐水継続、または止水制御を行う水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐水中にセンサからの送信波が水に当たると反射波を生じる。この反射波を受信することにより水を検知することができるので、これを検知手段として水栓装置の止水自動制御に使用する技術が知られている。
【０００３】
例えば、吐水すると同時に、手に当たる散乱水が検知し易く、自然に流れる吐水流を検知し難くするように電波ビームを設定して自動止水制御を行い、散乱水の動きが検知できなくなると、自動で止水を行う自動吐水制御装置が開示されている。 (特許文献１)
【特許文献１】特開２００６−１９３９５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吐水流を検知して、自動止水制御を行う場合、特許文献１より被洗浄体に当たって散乱する水の流れと、受水部に直接吐水吐水される水の流れの識別により自動止水制御を行うことは可能である。しかし、例えばまな板のような平面で構成されている被洗浄体に対して吐水流を当てると、吐水流は散乱せずに、被洗浄体の表面を伝う現象が起こる。従来技術で開示されている散乱する水の流れについては、吐水流がセンサに対して様々な方向に様々な速度で動くため、検知信号の振幅値を利用することによって、前記受水部に直接吐水される水の流れとの識別を比較的容易に実現できる。しかし前記被洗浄体の表面を伝う水の流れの場合、前記被洗浄体に当たって散乱する水の流れに比べて水の動くベクトル方向や速度が比較的安定するため、単に検知信号の振幅値を利用しても、吐水継続が行えないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明においては、前記被洗浄体の表面を伝う水流れを、前記受水部に直接吐水される水の流れと識別することによって、より確実な吐水継続および止水制御を行える水栓装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
目的を達成するための本発明の一態様によれば、吐水部と、前記吐水部から吐水された水を受ける受水部と前記吐水部からの吐止水を切り替えるバルブと、電波を放射し、被検知体により反射した反射波から被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部から得られる検知信号に基づいて、前記バルブを閉める判断を行う制御部とを備えた水栓装置であって、前記制御部は前記センサ部が被洗浄体の表面を伝う水の流れを検知すると、前記バルブを開状態とし、前記受水部に直接吐水される水の流れを検知すると、前記バルブを閉状態とすることを特徴とする水栓装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、吐水流からの反射波により得られる検知信号に基づいて、前記バルブを閉める判断を行う制御部を備えた水栓装置において、まな板のような平面の被洗浄体を洗う場合などの表面を伝う水の流れを確実に検知することで、吐水継続を行い、受水部に直接吐水される水の流れを検知すると、止水制御を行うことで、使用者にとってより使い勝手の良い自動止水制御が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施の形態に関する概略図である。水栓装置１は、吐水部１０と、吐水部１０から吐水された水を受ける受水部２０と、吐水部１０からの吐止水を切り替えるバルブ４０と、電波を放射し、被検知体により反射した反射波から被検知体に関する情報を取得するセンサ部５０と、前記センサ部から得られる検知信号に基づいて、前記バルブを閉める判断を行う制御部４１とを備えた水栓装置であって、制御部４１はセンサ部５０が図２のように被洗浄体７０の表面を伝う水の流れ１２を検知すると、バルブを４０開状態とし、受水部２０に直接吐水される水の流れ１１を検知すると、バルブ４０を閉状態とする。従来の、図５のような被洗浄体に当たって散乱する水の流れ１３と水の流れ１１を識別する方法では困難であった、水の流れ１２と１１の識別を実現したことで、より使い勝手の良い止水制御を行うことが可能となる。例えば水の流れ１２のような状態になりやすいキッチンにおけるまな板を洗浄する作業で、特に効果的である。
【０００９】
なお制御部４１は、図９のように、センサ部５０から得られた受信信号を入力信号とし、前記入力信号に基づいてバルブ開閉を制御するバルブ制御部４４を備えている。
【００１０】
図３は、本発明の第２の実施の形態に関する概略図である。制御部４１は、バルブ制御部前段に所定の周波数帯域を通過させる第１のフィルタ４２を備えている。図４のように、吐水流に反射して得られた信号を、周波数処理せずに利用する場合に比べて、フィルタ４２を用いると、被洗浄体を伝う水の流れ１２と、受水部２０に直接吐水される水の流れ１１信号に、より差が現れる。よって伝う水１２の検知による吐水継続と、自然に流れる水１１の識別による自動止水制御をより確実に行うことが出来る。
【００１１】
フィルタ４２の通過周波数帯域について、本発明の実施形態では１０−３０Hzを用いているが、フィルタを構成する部品の公差や、センサ設置位置などを考慮した場合、必ずしも、１０−３０Hzに限定しない。
【００１２】
また、検知アルゴリズムとしては、たとえば、図８のように所定の時間以上フィルタ４２における電圧値が所定の第１の閾値８０以下であることを継続した場合に止水する。このようなアルゴリズムを用いれば、例えば伝う水を検知している間に瞬間的に電圧値が下がり、誤止水してしまうことを防止することが出来る。また、フィルタ４２に閾値８０と第２の閾値８１を設けることで、例えば閾値８０以上で閾値８１以下のピーク値９０を検知した場合には伝う水の流れ１２、閾値８１を超えるピーク値９１を検知した場合は散乱した水の流れ１３であることを検知しても良い。
【００１３】
伝う水と散乱する水を識別することにより、例えば水栓装置１が吐水部１０からの吐水量を調整可能な機構を備えており、散乱水１３が多く発生している場合には、水が多く跳ねていると判断して、吐水部１０からの吐水の流量を低減させたり、伝う水１２が多く発生している場合には、より素早く洗浄するために、流量を増加させたりすることで、水跳ねを抑制し、さらに使用者が効率よく作業が行える水栓装置を実現できる。
【００１４】
上記時間や、フィルタの通過周波数帯域、閾値については、水栓装置１の生産時に固定値を制御部４１に書き込んでも良いし、使用者が設定する、もしくは水栓装置１自身が学習機能を利用して書き込んでも良い。
【００１５】
学習機能としては、たとえば吐水部１０からの吐水させて、自然に流れる水１１から得られた検知信号の電圧値の時間的変化の平均値・バラつきなどを考慮して決定する。
【００１６】
本実施例では、図１のようにセンサ部５０の位置を、シンク左側壁面２１のシンク底面とシンク上面の間の中央に位置する高さにより上方に設置している。これにより、受水部に当たって散乱する水の流れ１１を検知しにくくなるため、より水の流れ１１・１２・１３の識別が行いやすくなる。
【００１７】
例えば金属製の板などを洗浄しようとした場合、前記板はセンサ部５０からの送信波を反射してしまうため、吐水流が当たる面と対面した面からセンシングするような位置にセンサを設置してしまうと、伝う水１２を検知することが出来ない。よってセンサ部５０を、例えば吐水部１０の下に設置することによって、板の洗い方に影響されずに吐水流をより安定してセンシングできるため、より水の流れ１１・１２・１３の識別が行い易くなる。
【００１８】
さらに、第１のフィルタ４２を用いることで、被洗浄体７０の表面を伝う水１２だけでなく、図５のような被洗浄体７１に当たって散乱する水１２を検知した場合においても吐水継続をおこなうことが可能である。一つのフィルタ演算により、伝う水の流れ１１と散乱する水の流れ１２など複数の水の動きを識別可能なため、部品点数または、計算プログラムを増やすことなく実現することが出来る。
【００１９】
図６は、本発明の第四の実施の形態に関する概略図である。制御部４１は、バルブ制御部４４の前段に第１のフィルタ４２と、第２のフィルタフィルタ４３を並列に備えている。フィルタ４３はフィルタ４２を通過する最大の周波数よりも高い周波数を最小の通過周波数とするフィルタであり、フィルタ４２で伝う水の流れ１２を、フィルタ４３で散乱した水の流れ１３を検知する。図７は、受水部に直接吐水される水の流れ１１の検知信号と、伝う水の流れ１２が多く現れるまな板上面洗浄時の検知信号と、散乱した水の流れ１３が多く現れる包丁洗浄時の検知信号の周波数分布であり、たとえばフィルタ４２を１０〜３０Hz、フィルタ４３を４０〜８０Hzとすることにより、吐水流１１に被洗浄体が挿入された時の、吐水流１１の乱れが、被洗浄体を伝う水の流れ１２なのか、被洗浄体に当たり散乱する水の流れ１３なのかを識別することが可能となる。識別のアルゴリズムとしては、たとえばフィルタ４２を通過した検知信号の電圧値が所定の閾値８０を超えており、且つフィルタ４３を通過した検知信号の電圧値が所定の第３の閾値８２を超えていない場合に前記伝う水であると判定し、フィルタ４２を通過した検知信号が閾値８０を超えており、且つフィルタ４３を通過した検知信号が閾値８２を超えている場合に散乱した水の流れ１３であると判定する。複数のフィルタを用いて伝う水の流れ１２と散乱する水の流れ１３を識別することによって、図８のようなピーク検知を行う必要がなく、より早い判断を行うことが可能となる。
【００２０】
吐水部１０について記載する。図１などのように、吐水部１０は、記載された位置に設置する必要はなく、受水部の側壁面や、水栓装置１が受水部周辺にカウンタ部を備えている場合には、受水部２０の角近傍のカウンタ面に設置しても良い。また、吐水部１０の形状および吐水形態についても、図１などのような形状に限定される必要はない。例えばシャワー・整流・泡沫、およびこれらの形態の組み合わせによる吐水形態でも良い。
【００２１】
なお本発明の実施形態では、シャワーを吐水形態として用いている。受水部に直接吐水されるの流れに関する検知信号において、泡沫・整流と比べてシャワーの吐水形態がもっとも電圧値が小さく、伝う水の流れ１２や散乱する水の流れ１３と識別しやすい効果がある。
【００２２】
次に、受水部２０について記載する。図１などのように、受水部２０の底面と側壁面の境界部は必ずしも角になっている必要はなく、例えば境界部が滑らかになるような曲面になっていても良い。また、受水部２０の表面は必ずしも水平で平らな形状になっている必要はなく、例えば置いた物が滑らないような凸凹構造などになっていても良いし、また水が流れやすいように傾斜していても良い。
【００２３】
被検知体の速度を検知するために、本実施例の一態様として、センサ部５０は周波数を１０．５GHｚ近傍に設定した電波センサを利用する。使用する周波数帯については、特に上記周波数に限定する必要はなく、上記周波数以外でも、同様の効果を得ることが出来る。前記マイクロ波センサにおける送信周波数と被検知体に反射して得られた受信周波数の差分を得ることにより、被検知体の速度情報を取得する。
【００２４】
前記電波センサを用いると、設置面の裏側に設置することが可能となる。これにより、システムキッチン１の外観を損ねない効果がある。また、作業中に設置面に付着した水などの影響により、センサが故障する可能性が大きく低減する。
【００２５】
水栓装置１は、センサ部５０によって設定されている検知エリア内の被検知体の動きに応じて吐水部１０から吐水を行っても良い。例えば、センサ部５０近傍に受水部２０の内側空間内に検知エリアを設定して、検知エリア内において被検知体が減速するという速度変化を検知した場合や、略静止、つまり揺らぎを含んだ静止状態を検知した場合や、減速してから略静止状態になるという速度変化を検知した場合に吐水部１０からの吐水を行っても良い。さらに加速もしくは等速となる速度変化を検知した場合には吐水を行わないことによって、検知エリア５１内を通過する被検知体を検知することが無くなるため、吐水する意思のない使用者の手や手に持っている物体が、検知エリア内を通過した場合などに誤検知する可能性を低減できる。また、略静止状態が所定の時間以上経過した場合のみ吐水部１０から吐水を行うことによって、受水部２０内に物を置いた時の手が一時的に検知エリア内で略静止した場合に誤検知する可能性を低減でき、さらに検知精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる吐水装置の構成を表す図である。
【図２】吐水部１０から吐水された水が被洗浄体７０を伝う様子を表わす図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる制御部４１の構成を表わす図である。
【図４】自然に流れる水１１と伝う水１２の検知信号を表わす図である。
【図５】吐水部１０から吐水された水が被洗浄体７１に当たり散乱する様子を表わす図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる制御部４１の構成を表わす図である。
【図７】自然に流れる水１１と伝う水１２と散乱する水１３の検知信号の周波数分布を表わす図である。
【図８】自然に流れる水１１と伝う水１２と散乱する水１３の検知信号に対してフィルタ４２またはフィルタ４３を通過させた信号を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  水栓装置
１０ 吐水部
１１ 吐水部に直接吐水される水
１２ 被洗浄体の表面を伝う水
１３ 散乱する水
２０ 受水部
２１ 受水部側壁面
３０ 水路
４０ バルブ
４１ 制御部
４２ 第１のフィルタ
４３ 第２のフィルタ
４４ バルブ制御部
５０ センサ部
７０ 吐水が伝い易い被洗浄体
７１ 吐水が散乱しやすい被洗浄体
８０ 第１の閾値
８１ 第２の閾値
８２ 第３の閾値
【図１】
2009235737.tif 000003
【図２】
2009235737.tif 000004
【図３】
2009235737.tif 000005
【図４】
2009235737.tif 000006
【図５】
2009235737.tif 000007
【図６】
2009235737.tif 000008
【図７】
2009235737.tif 000009
【図８】
2009235737.tif 000010