水栓装置
【課題】様々な使用場面において好ましい操作フィーリングを得ることができる水栓装置を提供する。
【解決手段】本発明は、吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置（１）であって、吐出される湯水の温度又は流量を設定するための、使用者の操作により動かされる可動操作部（８、１０）と、この可動操作部により設定された湯水を生成する吐水調整部（１６、１８）と、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更可能に発生させる操作抵抗発生部（３０）と、可動操作部による設定に基づいて吐水調整部を制御すると共に、操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する制御部（２０）と、を有することを特徴としている。
【解決手段】本発明は、吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置（１）であって、吐出される湯水の温度又は流量を設定するための、使用者の操作により動かされる可動操作部（８、１０）と、この可動操作部により設定された湯水を生成する吐水調整部（１６、１８）と、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更可能に発生させる操作抵抗発生部（３０）と、可動操作部による設定に基づいて吐水調整部を制御すると共に、操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する制御部（２０）と、を有することを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水栓装置に関し、特に、吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−１３３２４９号公報（特許文献１）には、水栓のハンドルが記載されている。この水栓のハンドルにおいては、ハンドル部の内周に係合溝が形成され、ハンドル部の内側に配置されたストップリングの外周には節度突起が設けられている。これらの係合溝と節度突起は、ハンドル部を高温吐水域側へ回動させたとき抵抗を生じて係脱し、高温吐水域においてハンドル部に節度感のある回転抵抗が与えられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３３２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平９−１３３２４９号公報記載のハンドルにおいては、ハンドルが高温領域に回転されたときハンドルに回転抵抗を付与し、ハンドルの操作感を変化させることにより、水栓装置が高温吐水に設定されたことを使用者に報知している。このように、特開平９−１３３２４９号公報記載のハンドルでは、ハンドルに機械的に回転抵抗が付与されるので、ハンドルの回転位置とハンドルに与えられる操作抵抗の関係は固定的なものであり、ハンドルが同一の回転位置にあるときは、常に一定の回転抵抗がハンドルに付与される。
【０００５】
しかしながら、操作部（ハンドル）の好ましい操作抵抗（回転抵抗）は、水栓装置の様々な使用場面により異なるものであり、特開平９−１３３２４９号公報記載のハンドルのように、操作部の位置に対して常に一定の操作抵抗が与えられる機構では、水栓装置の操作フィーリングを十分に改善することができないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明は、様々な使用場面において好ましい操作フィーリングを得ることができ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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置であって、吐出される湯水の温度又は流量を設定するための、使用者の操作により動かされる可動操作部と、この可動操作部により設定された湯水を生成する吐水調整部と、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更可能に発生させる操作抵抗発生部と、可動操作部による設定に基づいて吐水調整部を制御すると共に、操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明においては、制御部は、可動操作部によって設定された湯水の温度又は流量が生成されるように、吐水調整部を制御する。また、制御部は、操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御して、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更する。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗が電気的に変更されるので、様々な使用場面において可動操作部の好ましい操作フィーリングを得ることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、操作抵抗発生部は、可動操作部が同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させる。
このように構成された本発明によれば、可動操作部が同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させるので、操作抵抗を変更することにより可動操作部の位置を使用者に報知するばかりでなく、操作フィーリングを向上させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、さらに、可動操作部の操作状態を検出する操作状態センサを有し、制御部は、操作状態センサの検出値に基づいて操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、使用者の操作意図を推定して操作抵抗を変更することができ、操作フィーリングを向上させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、操作状態センサは、可動操作部が動かされている速度又は角速度を検出し、制御部は検出された速度又は角速度に基づいて操作抵抗発生部を制御する。
このように構成された本発明によれば、可動操作部の粗調整時、微調整時に応じて適切な操作抵抗を与えることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、制御部は、可動操作部が所定時間内に所定回数以上操作された場合には、操作抵抗を増大させるように操作抵抗発生部を制御する。
このように構成された本発明によれば、不要に可動操作部を操作する悪戯を防止することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、さらに、吐水状態検出手段を有し、制御部は吐水状態検出手段の検出値に基づいて、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、水栓装置の吐水状態に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、吐水状態検出手段は、吐出される湯水の温度又は流量を検出し、制御部は吐水状態検出手段によって検出された温度又は流量に基づいて、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、実際に吐水されている温度又は流量に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、さらに、吐水先切替操作部を有し、吐水状態検出手段は、吐水先切替操作部によって切り替えられた吐水先を検出し、制御部は吐水状態検出手段によって検出された吐水先に基づいて、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、設定温度又は設定流量の操作頻度が高い吐水先と、操作頻度が低い吐水先で、夫々に適切な操作抵抗を付与することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、制御部は、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を０とし、又は発生させる操作抵抗を一定値とするように、操作抵抗発生部を制御することができる。
このように構成された本発明によれば、操作抵抗が変更される水栓装置の使用に慣れない使用者が使用するパブリックユースにも対応することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、操作抵抗発生部は、可動操作部の操作により動かされる移動子と、この移動子の移動に抵抗を与える粘性流体と、この粘性流体が流れる流れ抵抗を変更する流れ抵抗可変手段と、を備え、制御部が流れ抵抗可変手段を制御することにより、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗が変更される。
このように構成された本発明によれば、簡単な機構で、安定した操作抵抗を付与することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の水栓装置によれば、様々な使用場面において好ましい操作フィーリングを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１乃至図４を参照して、本発明の第１実施形態による水栓装置を説明する。図１は、本実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。図２は、本実施形態による水栓装置の構成を示すブロック図である。さらに、図３は操作抵抗発生部の構成を示す断面図である。図４は本実施形態の水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【００２１】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による水栓装置１は、吐水口２ａが設けられた吐水部である吐水ヘッド２と、洗面ボウル４に取り付けられた水栓本体６と、洗面ボウル４に配置された流調用の可動操作部である流調ハンドル８及び温調用の可動操作部である温調ハンドル１０と、洗面ボウル４の下側に配置された水栓装置機能部１２（図２）と、を有する。また、水栓装置機能部１２は、抵抗切替オン・オフスイッチ１４（図２）を備えており、このスイッチを操作することにより、後述する流調ハンドル８及び温調ハンドル１０の操作抵抗を変更する機能をオン又はオフに切り換えることができる。
【００２２】
本実施形態による水栓装置１は、流調ハンドル８及び温調ハンドル１０を操作することにより、水栓装置機能部１２に電気信号が送られ、各機能を実行することができる。即ち、水栓装置１は、流調ハンドル８を押圧操作することにより吐水ヘッド２の吐水口２ａからの吐水、止水の切り換えを行うことができ、流調ハンドル８を回転操作することにより吐水流量の調整を行うことができる。また、水栓装置１は、温調ハンドル１０を回転操作することにより、吐水温度の調整を行うことができるように構成されている。
【００２３】
流調ハンドル８及び温調ハンドル１０の内部には、表示手段であるＬＥＤ（図示せず）が内蔵されており、このＬＥＤからの照射光により各ハンドルの周りに概ね扇形の光照射部８ａ、１０ａが形成される。各光照射部の扇形の中心角は、設定流量及び設定温度に応じて夫々大きくなるように構成されており、使用者は、各光照射部の形状により、設定流量、設定温度を視覚的に認識できるようになっている。また、吐水ヘッド２は、水栓本体６から外して引き出して、シャワーヘッドとして使用できるように構成されている。
【００２４】
図２に示すように、水栓装置機能部１２は、給湯管１６ａ及び給水管１６ｂに接続された温度調整用の吐水調整部である温調バルブ１６と、この温調バルブ１６の下流側に接続された流量調整用の吐水調整部である流量調整弁１８と、この流量調整弁１８の下流側に接続された電磁弁２０と、温調バルブ１６、流量調整弁１８及び電磁弁２０を制御する制御部であるコントローラ２２と、を有する。
【００２５】
温調バルブ１６の出口管路には流量調整弁１８が接続され、流量調整弁１８の出口管路には電磁弁２０が接続され、電磁弁２０の出口管路には吐水ヘッド２が接続されている。この構成により、電磁弁２０が開放されると、温調バルブ１６から流出した湯水は流量調整弁１８を通って電磁弁２０に流入し、吐水ヘッド２の吐水口２ａから吐出される。
【００２６】
また、図２に示すように、流調ハンドル８及び温調ハンドル１０の下方の、洗面ボウル４の裏側には、各ハンドルの操作信号をコントローラ２２に送る流調機能部２４及び温調機能部２６が、夫々配置されている。
【００２７】
温調バルブ１６は、温度設定に従って、給湯管１６ａから流入した湯、及び給水管１６ｂから流入した水を混合して流出させるように構成されている。本実施形態においては、温調バルブ１６として、主弁体を形状記憶合金バネ及びバイアスバネの付勢力により駆動して温度を調整するタイプのサーモバルブが使用されている。また、温調バルブ１６から吐出される湯水の設定温度は、温調バルブ１６に連結されたモータ１６ｃを駆動することにより変更することができる。
【００２８】
流量調整弁１８は、流量設定に従って、温調バルブ１６から流入した湯水を流量調整して流出させるように構成されている。また、流量調整弁１８から吐出される湯水の設定流量は、コントローラ２２からの信号により弁の開度を可変することにより変更することができる。
また、水栓本体６と電磁弁２０との間には、流量温度センサー５０が備えられており、電磁弁２０より吐出される湯水の流量及び温度を検知するようになっている。
【００２９】
コントローラ２２は、流調機能部２４及び温調機能部２６、流量温度センサー５０から入力された電気信号に基づいて、電磁弁２０、温調バルブ１６及び流量調整弁１８に信号を送って、これらを制御するように構成されている。具体的には、コントローラ２２は、各操作部からの信号を入力するための入力インターフェイス、制御プログラム、メモリ、プログラムを実行するマイクロプロセッサ、電磁弁及び温調バルブを駆動するための出力インターフェイス等から構成される（図示せず）。コントローラ２２による制御の詳細は、後述する。
【００３０】
次に、図３（ａ）を参照して、流調機能部２４の構成を説明する。
図３（ａ）に示すように、流調機能部２４は、流調ハンドル８から延びる回転軸８ｂに連結された操作状態センサであるハンドル操作検知部２８と、回転軸８ｂに連結された操作抵抗発生部であるダンパー機構３０と、を有する。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、ダンパー機構３０は、回転軸８ｂと共に回転する移動子である羽根車３２と、この羽根車３２を格納した羽根車ケース３４と、この羽根車ケース３４に接続されたループ管路３６と、このループ管路３６の途中に設けられた流れ抵抗可変手段である可変絞りバルブ３８と、を有する。
【００３２】
ハンドル操作検知部２８は流調ハンドル８の回転操作を検知するエンコーダー（図示せず）と、流調ハンドル８の押圧操作を検知する押圧操作検知部（図示せず）を内蔵している。
エンコーダは、概ね円盤状の流調ハンドル８の中心から洗面ボウル４の裏側へ延びる回転軸８ｂに連結されており、使用者が流調ハンドル８を回転操作すると、これを検知して、検出信号をコントローラ２２に送るように構成されている。また、押圧操作検知部は、同じく回転軸の底部に固定されており、使用者が流量ハンドル８を押圧操作するとこれを検知して、検出信号をコントローラ２２に送るように構成されている。
【００３３】
ダンパー機構３０は回転軸８ｂに連結されており、回転軸８ｂの回転に抵抗するトルクを発生するように構成されている。
ダンパー機構３０に備えられている羽根車３２は、回転軸８ｂと共に回転するように構成されている。
【００３４】
羽根車ケース３４は、内部に羽根車３２が格納されており、また、ループ管路３６の２つの端部３６ａ、３６ｂが連通されている。羽根車ケース３４及びループ管路３６の内部には粘性流体であるオイルが充填されており、羽根車３２が回転されると、このオイルがループ管路３６の中を循環するようになっている。図３（ｂ）において、羽根車３２が時計回りに回転されると、羽根車ケース３４内のオイルは、ループ管路３６の端部３６ａに押し出され、ループ管路３６を通ったオイルが端部３６ｂから羽根車ケース３４に戻る。逆に、羽根車３２が反時計回りに回転されると、オイルは、ループ管路３６の端部３６ｂに押し出され、ループ管路３６を通ったオイルが端部３６ａから羽根車ケース３４に戻る。ループ管路３６を循環するオイルの粘性により、羽根車３２の回転を妨げる方向のトルクが羽根車３２に作用し、このトルクが操作抵抗となる。
【００３５】
可変絞りバルブ３８は、ループ管路３６の途中に設けられており、ループ管路３６を一巡する流れ抵抗を可変するように構成されている。可変絞りバルブ３８はバルブモーター３８ａを備えており、コントローラ２２がバルブモーター３８ａに信号を送ることにより、可変絞りバルブ３８の開度が変更されるように構成されている。可変絞りバルブ３８を絞ることにより、ループ管路３６を一巡する流れ抵抗が大きくなるので、羽根車３２の回転を妨げる方向のトルクが大きくなり、流調ハンドル８の操作抵抗が大きくなる。このように、ダンパー機構３０が発生する操作抵抗は、電気信号により電気的に変更することができる。
【００３６】
また、抵抗切替オン・オフスイッチ１４がオフにされている場合には、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８の開度を常に一定とし、流調ハンドル８の操作抵抗は常に一定にされる。或いは、抵抗切替オン・オフスイッチ１４がオフにされている場合には、可変絞りバルブ３８を全開とし、ダンパー機構３０により操作抵抗を付与しないように、水栓装置を構成することもできる。
【００３７】
ここでは、図３を参照して流調機能部２４の構成を説明したが、温調機能部２６の構成も、ハンドル操作検知部２８が温調ハンドル１０の押圧操作を検出しないことを除き同様である。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明の第１実施形態による水栓装置１の作用を説明する。図４は、流調ハンドル８の回転方向を上段に、流調ハンドル８の回転角速度を中段に、流調ハンドル８に加えられる操作抵抗の大きさ（トルクの絶対値）を下段に示すタイムチャートである。
【００３９】
まず、使用者が流調ハンドル８を押圧操作すると、ハンドル操作検知部２８の押圧操作検知部がこれを検知し、コントローラ２２に所定の信号を送る。コントローラ２２は、電磁弁２０に信号を送り、これを開放状態にする。これにより、吐水口２ａからの吐水が開始される。
【００４０】
図４に示すように、流調ハンドル８が回転操作されていない（流調ハンドル８の回転角速度＝０）場合には、可変絞りバルブ３８は最も絞られた状態にされており、ダンパー機構３０により流調ハンドル８に付与される操作抵抗は、最大のＦ３になっている。
【００４１】
図４の時刻ｔ１において、使用者が時計回りに流調ハンドル８の回転操作を開始すると、ハンドル操作検知部２８のエンコーダは、この回転を検出しコントローラ２２に送る。コントローラ２２は、送られた信号に基づいて流調ハンドル８の回転角速度を計算する。時刻ｔ２において、流調ハンドル８の回転角速度がω１に達すると、コントローラ２２は可変絞りバルブ３８のバルブモーター３８ａに信号を送り、可変絞りバルブ３８の開度を大きくする。これにより、ダンパー機構３０が流調ハンドル８に付与する操作抵抗は減少しＦ２になる。
【００４２】
このように、ダンパー機構３０が付与する操作抵抗は、流調ハンドル８の回転角速度により変更されるので、流調ハンドル８の回転位置と付与される操作抵抗に対応関係はなく、流調ハンドル８が同一の回転位置にあっても異なる操作抵抗が発生されることになる。
【００４３】
さらに、時刻ｔ３において、流調ハンドル８の回転角速度がω２まで上昇すると、コントローラ２２はバルブモーター３８ａに信号を送り、可変絞りバルブ３８の開度を更に大きくする。これにより、ダンパー機構３０が流調ハンドル８に付与する操作抵抗は更に減少しＦ１になる。このように、使用者が流量を大きく変更することを意図し、流調ハンドル８を大きな角速度で操作した場合には、操作抵抗を減少させ、流調ハンドル８を容易に操作できるようにする。
【００４４】
次いで、時刻ｔ４において、流調ハンドル８の回転角速度がω２を下回ると、コントローラ２２は可変絞りバルブ３８の開度を小さくし、操作抵抗をＦ２に高める。さらに、時刻ｔ５において、回転角速度がω１を下回ると、操作抵抗は最大のＦ３に戻る。
【００４５】
次に、時刻ｔ６において、流調ハンドル８の回転方向が反転し、反時計回りの回転が開始されても、可変絞りバルブ３８の開度が変更されることはなく、操作抵抗は最大のＦ３に維持される。しかしながら、オイルがループ管路３６を循環する方向が逆転するので、ダンパー機構３０が操作抵抗として流調ハンドル８に付与するトルクの方向も逆転する。さらに、時刻ｔ７において、反時計回りの回転角速度がω１を超えると、操作抵抗はＦ２になる。ただし、ダンパー機構３０が操作抵抗として流調ハンドル８に付与するトルクの方向は、時刻ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５とは反対になる。
【００４６】
続いて、時刻ｔ８の後、流調ハンドル８の回転角速度の絶対値がω１を下回っている間は、ダンパー機構３０が発生する操作抵抗は最大のＦ３に維持される。しかしながら、操作抵抗として流調ハンドル８に付与されるトルクの方向は、流調ハンドル８の回転方向に応じて反転される。このように、使用者が流量を微調整することを意図し、流調ハンドル８を小さい角速度で操作している場合には、適度な操作抵抗付与し、容易に微調整ができるようにする。
【００４７】
以上、流調ハンドル８に付与される操作抵抗を説明したが、温調ハンドル１０に付与される操作抵抗についても同様である。
【００４８】
本発明の第１実施形態の水栓装置によれば、各ハンドルを使用者が操作する際の操作抵抗が電気的に変更されるので、様々な使用場面においてハンドルの好ましい操作フィーリングを得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の水栓装置によれば、ハンドルが同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させることができるので、操作抵抗を変更することによりハンドルの位置を使用者に報知するばかりでなく、操作フィーリングを向上させることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の水栓装置によれば、エンコーダの検出値に基づいてダンパー機構に信号を送り、操作抵抗を制御しているので、使用者の操作意図を推定して操作抵抗を変更することができ、操作フィーリングを向上させることができる。
【００５１】
また、本実施形態の水栓装置によれば、各ハンドルの角速度に基づいて操作抵抗を発生させているので、ハンドルの粗調整時、微調整時に応じて適切な操作抵抗を与えることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態の水栓装置によれば、抵抗切替オン・オフスイッチにより、操作抵抗を変更する機能をオン又はオフに切り換えることができるので、操作抵抗が変更される水栓装置の使用に慣れない使用者が使用するパブリックユースにも対応することができる。
【００５３】
また、図３（ｂ）に示したダンパー機構においては、ハンドルの操作により回転される羽根車は１つであったが、変形例として、図５に示すように羽根車を２つにすることもできる。
【００５４】
図５に示すように、本変形例においては、２つの羽根車が対向して配置されており、ハンドルの回転軸が回転されると、各羽根車が歯車機構（図示せず）により互いに反対方向に回転されるように構成されている。この構成により、ハンドルの回転軸に連結されている羽根車４０ａが時計回りに回転されると、これに対向して配置されている羽根車４０ｂは反時計回りに回転され、羽根車ケース内のオイルはループ管路の端部４２ａに押し出される。同様に、羽根車４０ａが反時計回りに回転されると、羽根車ケース内のオイルはループ管路の端部４２ｂに押し出される。
本変形例によれば、単一の羽根車の場合よりも大きな操作抵抗を付与することができる。
【００５５】
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態による水栓装置を説明する。本実施形態による水栓装置は、コントローラによる制御が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明する。
【００５６】
図６（ａ）は、本実施形態の水栓装置において流量温度センサー５０で検知された吐水流量と、流調ハンドルに付与される操作抵抗の関係を示すタイムチャートであり、図６（ｂ）は、流量温度センサー５０で検知された吐水温度と、温調ハンドルに付与される操作抵抗の関係を示すタイムチャートである。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、本実施形態の水栓装置においては、コントローラ２２は、実際の吐水流量が大きい場合には、ダンパー機構３０の可変絞りバルブ３８を開いて流調ハンドル８の操作抵抗を小さくし、実際の吐水流量が小さい場合には、可変絞りバルブ３８を絞って操作抵抗を大きくする。なお、コントローラ２２は、吐水状態に基づいて流調ハンドル８の操作抵抗を可変するので、操作抵抗検出手段として機能する。
【００５８】
これにより、微調整が要求される小流量領域においては、適度な操作抵抗が付与されるので、容易に流量の微調整を行うことができる。また、微調整が要求されない大流量領域では、操作抵抗が小さくなるので、流量を容易に変更することができる。
【００５９】
また、図６（ｂ）に示すように、コントローラ２２は、実際の吐水温度が高い場合には、ダンパー機構３０の可変絞りバルブ３８を絞って温調ハンドル１０の操作抵抗を大きくし、吐水温度が低い場合には、可変絞りバルブ３８を開いて操作抵抗を小さくする。なお、コントローラ２２は、吐水状態である吐水温度に基づいて温調ハンドル１０の操作抵抗を可変するので、操作抵抗検出手段として機能する。
【００６０】
これにより、温度設定を慎重にすべき高温領域においては、適度な操作抵抗が付与されるので、設定温度を意に反して大きく変更してしまうのを防止することができる。また、設定温度が偶発的に変化しても実害の少ない低温領域では、操作抵抗が小さくなるので、温度を容易に変更することができる。
【００６１】
本発明の第２実施形態の水栓装置によれば、コントローラが吐水状態に応じて操作抵抗を制御しているので、水栓装置の吐水状態に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００６２】
また、本実施形態の水栓装置によれば、吐水状態である温度、流量に基づいて操作抵抗を制御しているので、温度、流量に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００６３】
次に、図７を参照して、本発明の第３実施形態による水栓装置を説明する。本実施形態による水栓装置は、コントローラによる制御が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明する。
【００６４】
本実施形態の水栓装置においては、コントローラは各ハンドルの操作頻度を監視し、通常使用では考えられない頻度で操作が行われた場合には、操作抵抗を極めて大きくすることにより、水栓装置の悪戯を防止するものである。
図７は、本実施形態の水栓装置において、コントローラが操作抵抗を決定するフローチャートである。
【００６５】
まず、ハンドルが操作された旨の信号がコントローラ２２に入力されると、図７に示すフローチャートが実行される。図７のステップＳ１においては、ハンドルの操作回数を積算するカウンターｃｎｔの値が０か否かが判断される。初期状態においては、カウンターｃｎｔの値は０であるので、ステップＳ２に進む。ステップＳ２においては、カウンターｃｎｔの値が１にされる。次いで、ステップＳ３において、タイマーｔの値がリセットされると共に、タイマーによる積算が開始され、図７に示すフローチャートの一回の処理が終了する。
【００６６】
再びハンドルが操作されると、図７のフローチャートが実行される。ステップＳ１において、カウンターｃｎｔの値が０でない場合にはステップＳ４に進み、ステップＳ４においては、タイマーによる積算開始後、所定の時間Ｔｒｅｓｅｔが経過している場合にはステップＳ５に進み、経過していない場合にはステップＳ７に進む。
【００６７】
ステップＳ７においては、カウンターｃｎｔの積算値が所定の回数Ｎに達しているか否かが判断される。所定の回数に達している場合にはステップＳ９に進み、所定の回数に達していない場合にはステップＳ８に進む。ステップＳ８においては、カウンターｃｎｔの積算値、即ち、ハンドルの操作回数を１増加させる。
【００６８】
一方、ステップＳ７において、カウンターｃｎｔの積算値が所定の回数Ｎに達している場合、即ち、所定の時間Ｔｒｅｓｅｔの間に所定回数以上ハンドルが操作されている場合には、ハンドルが悪戯されていると判断してステップＳ９に進む。ステップＳ９においては、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８に信号を送り、操作抵抗を極めて大きな値に設定してハンドルの悪戯を防止する。
【００６９】
また、前述のように、ステップＳ３においてタイマーによる積算開始後所定の時間Ｔｒｅｓｅｔが経過し、その後ハンドルが操作された場合には、処理は、ステップＳ４からステップＳ５に移行する。ステップＳ５においては、カウンターｃｎｔの積算値が０にリセットされると共に、タイマーによる積算が停止される。次いで、ステップＳ６においては、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８に信号を送り、ハンドルの操作抵抗を操作しやすい通常値に設定する。
【００７０】
本発明の第３実施形態の水栓装置によれば、ハンドルが所定時間内に所定回数以上操作された場合に、操作抵抗を増大させているので、不要にハンドルを操作する悪戯を防止することができる。
【００７１】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第４実施形態による水栓装置を説明する。本実施形態による水栓装置は、吐水先が切り替えられる点、及びコントローラによる制御が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明する。
図８は本発明の第４実施形態による水栓装置の全体構成を示す斜視図であり、図９は本実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【００７２】
図８に示す本実施形態の水栓装置１００は、シャワーヘッド１０２と、カラン１０４と、流調ハンドル１０６と、温調ハンドル１０８と、吐水先切替操作部であるシャワー・カラン切替ハンドル１１０と、を有する。この水栓装置１００は、シャワー・カラン切替ハンドル１１０を操作することにより、吐水状態として、シャワー吐水とカラン吐水を切替えることができるように構成されている。シャワー・カラン切替ハンドル１１０の操作は、コントローラ２２によって検知される。
【００７３】
図９に示すように、吐水先がカランに設定されている間は、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８の開度を大きくし、温調ハンドル１０８の操作抵抗を小さくする。また、コントローラ２２が、シャワー・カラン切替ハンドル１１０がシャワー側に切り替えられたことを検知すると、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８を絞り、温調ハンドル１０８の操作抵抗を大きくする。
【００７４】
これにより、温度調節を行うことが少ないシャワー吐水においては、温調ハンドル１０８が偶発的に動いて、使用者の意に反する吐水温度に設定されるのを防止する。また、温度調節を頻繁に行うカラン吐水については操作抵抗を小さくして、容易に温度調節できるようにしている。
【００７５】
本発明の第４実施形態の水栓装置によれば、吐水先に基づいて操作抵抗を制御しているので、設定温度又は設定流量の操作頻度が高い吐水先と、操作頻度が低い吐水先で、夫々に適切な操作抵抗を付与することができる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、各ハンドルは回転操作するものであったが、使用者の操作により直線的に摺動する操作部や、レバーハンドル等、種々の形態の操作部に本発明を適用することもできる。
また、上述した実施形態においては、設定温度及び設定流量をコントローラ自身が認識して操作抵抗を制御していたが、吐出している湯水の温度、流量を検出する温度センサ、流量センサを吐水状態検出手段として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による水栓装置の構成を示すブロック図である。
【図３】操作抵抗発生部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態による水栓装置において、コントローラが操作抵抗を決定するフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態による水栓装置の全体構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１ 本発明の第１実施形態による水栓装置
２ 吐水ヘッド
２ａ 吐水口
４ 洗面ボウル
６ 水栓本体
８ 流調ハンドル（可動操作部）
８ａ 光照射部
８ｂ 回転軸
１０ 温調ハンドル（可動操作部）
１２ 水栓装置機能部
１４ 抵抗切替オン・オフスイッチ
１６ 温調バルブ（吐水調整部）
１６ａ 給湯管
１６ｂ 給水管
１８ 流量調整弁（吐水調整部）
２０ 電磁弁
２２ コントローラ（制御部）
２４ 流調機能部
２６ 温調機能部
２８ ハンドル操作検知部（操作状態センサ）
３０ ダンパー機構（操作抵抗発生部）
３２ 羽根車（移動子）
３４ 羽根車ケース
３６ ループ管路
３８ 可変絞りバルブ（流れ抵抗可変手段）
３８ａ バルブモーター
４０ａ、４０ｂ 羽根車
４２ａ、４２ｂ 端部
５０ 流量温度センサー
１００ 水栓装置
１０２ シャワーヘッド
１０４ カラン
１０６ 流調ハンドル
１０８ 温調ハンドル
１１０ シャワー・カラン切替ハンドル（吐水先切替操作部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は水栓装置に関し、特に、吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−１３３２４９号公報（特許文献１）には、水栓のハンドルが記載されている。この水栓のハンドルにおいては、ハンドル部の内周に係合溝が形成され、ハンドル部の内側に配置されたストップリングの外周には節度突起が設けられている。これらの係合溝と節度突起は、ハンドル部を高温吐水域側へ回動させたとき抵抗を生じて係脱し、高温吐水域においてハンドル部に節度感のある回転抵抗が与えられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３３２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平９−１３３２４９号公報記載のハンドルにおいては、ハンドルが高温領域に回転されたときハンドルに回転抵抗を付与し、ハンドルの操作感を変化させることにより、水栓装置が高温吐水に設定されたことを使用者に報知している。このように、特開平９−１３３２４９号公報記載のハンドルでは、ハンドルに機械的に回転抵抗が付与されるので、ハンドルの回転位置とハンドルに与えられる操作抵抗の関係は固定的なものであり、ハンドルが同一の回転位置にあるときは、常に一定の回転抵抗がハンドルに付与される。
【０００５】
しかしながら、操作部（ハンドル）の好ましい操作抵抗（回転抵抗）は、水栓装置の様々な使用場面により異なるものであり、特開平９−１３３２４９号公報記載のハンドルのように、操作部の位置に対して常に一定の操作抵抗が与えられる機構では、水栓装置の操作フィーリングを十分に改善することができないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明は、様々な使用場面において好ましい操作フィーリングを得ることができ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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置であって、吐出される湯水の温度又は流量を設定するための、使用者の操作により動かされる可動操作部と、この可動操作部により設定された湯水を生成する吐水調整部と、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更可能に発生させる操作抵抗発生部と、可動操作部による設定に基づいて吐水調整部を制御すると共に、操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明においては、制御部は、可動操作部によって設定された湯水の温度又は流量が生成されるように、吐水調整部を制御する。また、制御部は、操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御して、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更する。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗が電気的に変更されるので、様々な使用場面において可動操作部の好ましい操作フィーリングを得ることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、操作抵抗発生部は、可動操作部が同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させる。
このように構成された本発明によれば、可動操作部が同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させるので、操作抵抗を変更することにより可動操作部の位置を使用者に報知するばかりでなく、操作フィーリングを向上させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、さらに、可動操作部の操作状態を検出する操作状態センサを有し、制御部は、操作状態センサの検出値に基づいて操作抵抗発生部に信号を送り、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、使用者の操作意図を推定して操作抵抗を変更することができ、操作フィーリングを向上させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、操作状態センサは、可動操作部が動かされている速度又は角速度を検出し、制御部は検出された速度又は角速度に基づいて操作抵抗発生部を制御する。
このように構成された本発明によれば、可動操作部の粗調整時、微調整時に応じて適切な操作抵抗を与えることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、制御部は、可動操作部が所定時間内に所定回数以上操作された場合には、操作抵抗を増大させるように操作抵抗発生部を制御する。
このように構成された本発明によれば、不要に可動操作部を操作する悪戯を防止することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、さらに、吐水状態検出手段を有し、制御部は吐水状態検出手段の検出値に基づいて、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、水栓装置の吐水状態に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、吐水状態検出手段は、吐出される湯水の温度又は流量を検出し、制御部は吐水状態検出手段によって検出された温度又は流量に基づいて、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、実際に吐水されている温度又は流量に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、さらに、吐水先切替操作部を有し、吐水状態検出手段は、吐水先切替操作部によって切り替えられた吐水先を検出し、制御部は吐水状態検出手段によって検出された吐水先に基づいて、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する。
このように構成された本発明によれば、設定温度又は設定流量の操作頻度が高い吐水先と、操作頻度が低い吐水先で、夫々に適切な操作抵抗を付与することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、制御部は、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を０とし、又は発生させる操作抵抗を一定値とするように、操作抵抗発生部を制御することができる。
このように構成された本発明によれば、操作抵抗が変更される水栓装置の使用に慣れない使用者が使用するパブリックユースにも対応することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、操作抵抗発生部は、可動操作部の操作により動かされる移動子と、この移動子の移動に抵抗を与える粘性流体と、この粘性流体が流れる流れ抵抗を変更する流れ抵抗可変手段と、を備え、制御部が流れ抵抗可変手段を制御することにより、操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗が変更される。
このように構成された本発明によれば、簡単な機構で、安定した操作抵抗を付与することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の水栓装置によれば、様々な使用場面において好ましい操作フィーリングを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１乃至図４を参照して、本発明の第１実施形態による水栓装置を説明する。図１は、本実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。図２は、本実施形態による水栓装置の構成を示すブロック図である。さらに、図３は操作抵抗発生部の構成を示す断面図である。図４は本実施形態の水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【００２１】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による水栓装置１は、吐水口２ａが設けられた吐水部である吐水ヘッド２と、洗面ボウル４に取り付けられた水栓本体６と、洗面ボウル４に配置された流調用の可動操作部である流調ハンドル８及び温調用の可動操作部である温調ハンドル１０と、洗面ボウル４の下側に配置された水栓装置機能部１２（図２）と、を有する。また、水栓装置機能部１２は、抵抗切替オン・オフスイッチ１４（図２）を備えており、このスイッチを操作することにより、後述する流調ハンドル８及び温調ハンドル１０の操作抵抗を変更する機能をオン又はオフに切り換えることができる。
【００２２】
本実施形態による水栓装置１は、流調ハンドル８及び温調ハンドル１０を操作することにより、水栓装置機能部１２に電気信号が送られ、各機能を実行することができる。即ち、水栓装置１は、流調ハンドル８を押圧操作することにより吐水ヘッド２の吐水口２ａからの吐水、止水の切り換えを行うことができ、流調ハンドル８を回転操作することにより吐水流量の調整を行うことができる。また、水栓装置１は、温調ハンドル１０を回転操作することにより、吐水温度の調整を行うことができるように構成されている。
【００２３】
流調ハンドル８及び温調ハンドル１０の内部には、表示手段であるＬＥＤ（図示せず）が内蔵されており、このＬＥＤからの照射光により各ハンドルの周りに概ね扇形の光照射部８ａ、１０ａが形成される。各光照射部の扇形の中心角は、設定流量及び設定温度に応じて夫々大きくなるように構成されており、使用者は、各光照射部の形状により、設定流量、設定温度を視覚的に認識できるようになっている。また、吐水ヘッド２は、水栓本体６から外して引き出して、シャワーヘッドとして使用できるように構成されている。
【００２４】
図２に示すように、水栓装置機能部１２は、給湯管１６ａ及び給水管１６ｂに接続された温度調整用の吐水調整部である温調バルブ１６と、この温調バルブ１６の下流側に接続された流量調整用の吐水調整部である流量調整弁１８と、この流量調整弁１８の下流側に接続された電磁弁２０と、温調バルブ１６、流量調整弁１８及び電磁弁２０を制御する制御部であるコントローラ２２と、を有する。
【００２５】
温調バルブ１６の出口管路には流量調整弁１８が接続され、流量調整弁１８の出口管路には電磁弁２０が接続され、電磁弁２０の出口管路には吐水ヘッド２が接続されている。この構成により、電磁弁２０が開放されると、温調バルブ１６から流出した湯水は流量調整弁１８を通って電磁弁２０に流入し、吐水ヘッド２の吐水口２ａから吐出される。
【００２６】
また、図２に示すように、流調ハンドル８及び温調ハンドル１０の下方の、洗面ボウル４の裏側には、各ハンドルの操作信号をコントローラ２２に送る流調機能部２４及び温調機能部２６が、夫々配置されている。
【００２７】
温調バルブ１６は、温度設定に従って、給湯管１６ａから流入した湯、及び給水管１６ｂから流入した水を混合して流出させるように構成されている。本実施形態においては、温調バルブ１６として、主弁体を形状記憶合金バネ及びバイアスバネの付勢力により駆動して温度を調整するタイプのサーモバルブが使用されている。また、温調バルブ１６から吐出される湯水の設定温度は、温調バルブ１６に連結されたモータ１６ｃを駆動することにより変更することができる。
【００２８】
流量調整弁１８は、流量設定に従って、温調バルブ１６から流入した湯水を流量調整して流出させるように構成されている。また、流量調整弁１８から吐出される湯水の設定流量は、コントローラ２２からの信号により弁の開度を可変することにより変更することができる。
また、水栓本体６と電磁弁２０との間には、流量温度センサー５０が備えられており、電磁弁２０より吐出される湯水の流量及び温度を検知するようになっている。
【００２９】
コントローラ２２は、流調機能部２４及び温調機能部２６、流量温度センサー５０から入力された電気信号に基づいて、電磁弁２０、温調バルブ１６及び流量調整弁１８に信号を送って、これらを制御するように構成されている。具体的には、コントローラ２２は、各操作部からの信号を入力するための入力インターフェイス、制御プログラム、メモリ、プログラムを実行するマイクロプロセッサ、電磁弁及び温調バルブを駆動するための出力インターフェイス等から構成される（図示せず）。コントローラ２２による制御の詳細は、後述する。
【００３０】
次に、図３（ａ）を参照して、流調機能部２４の構成を説明する。
図３（ａ）に示すように、流調機能部２４は、流調ハンドル８から延びる回転軸８ｂに連結された操作状態センサであるハンドル操作検知部２８と、回転軸８ｂに連結された操作抵抗発生部であるダンパー機構３０と、を有する。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、ダンパー機構３０は、回転軸８ｂと共に回転する移動子である羽根車３２と、この羽根車３２を格納した羽根車ケース３４と、この羽根車ケース３４に接続されたループ管路３６と、このループ管路３６の途中に設けられた流れ抵抗可変手段である可変絞りバルブ３８と、を有する。
【００３２】
ハンドル操作検知部２８は流調ハンドル８の回転操作を検知するエンコーダー（図示せず）と、流調ハンドル８の押圧操作を検知する押圧操作検知部（図示せず）を内蔵している。
エンコーダは、概ね円盤状の流調ハンドル８の中心から洗面ボウル４の裏側へ延びる回転軸８ｂに連結されており、使用者が流調ハンドル８を回転操作すると、これを検知して、検出信号をコントローラ２２に送るように構成されている。また、押圧操作検知部は、同じく回転軸の底部に固定されており、使用者が流量ハンドル８を押圧操作するとこれを検知して、検出信号をコントローラ２２に送るように構成されている。
【００３３】
ダンパー機構３０は回転軸８ｂに連結されており、回転軸８ｂの回転に抵抗するトルクを発生するように構成されている。
ダンパー機構３０に備えられている羽根車３２は、回転軸８ｂと共に回転するように構成されている。
【００３４】
羽根車ケース３４は、内部に羽根車３２が格納されており、また、ループ管路３６の２つの端部３６ａ、３６ｂが連通されている。羽根車ケース３４及びループ管路３６の内部には粘性流体であるオイルが充填されており、羽根車３２が回転されると、このオイルがループ管路３６の中を循環するようになっている。図３（ｂ）において、羽根車３２が時計回りに回転されると、羽根車ケース３４内のオイルは、ループ管路３６の端部３６ａに押し出され、ループ管路３６を通ったオイルが端部３６ｂから羽根車ケース３４に戻る。逆に、羽根車３２が反時計回りに回転されると、オイルは、ループ管路３６の端部３６ｂに押し出され、ループ管路３６を通ったオイルが端部３６ａから羽根車ケース３４に戻る。ループ管路３６を循環するオイルの粘性により、羽根車３２の回転を妨げる方向のトルクが羽根車３２に作用し、このトルクが操作抵抗となる。
【００３５】
可変絞りバルブ３８は、ループ管路３６の途中に設けられており、ループ管路３６を一巡する流れ抵抗を可変するように構成されている。可変絞りバルブ３８はバルブモーター３８ａを備えており、コントローラ２２がバルブモーター３８ａに信号を送ることにより、可変絞りバルブ３８の開度が変更されるように構成されている。可変絞りバルブ３８を絞ることにより、ループ管路３６を一巡する流れ抵抗が大きくなるので、羽根車３２の回転を妨げる方向のトルクが大きくなり、流調ハンドル８の操作抵抗が大きくなる。このように、ダンパー機構３０が発生する操作抵抗は、電気信号により電気的に変更することができる。
【００３６】
また、抵抗切替オン・オフスイッチ１４がオフにされている場合には、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８の開度を常に一定とし、流調ハンドル８の操作抵抗は常に一定にされる。或いは、抵抗切替オン・オフスイッチ１４がオフにされている場合には、可変絞りバルブ３８を全開とし、ダンパー機構３０により操作抵抗を付与しないように、水栓装置を構成することもできる。
【００３７】
ここでは、図３を参照して流調機能部２４の構成を説明したが、温調機能部２６の構成も、ハンドル操作検知部２８が温調ハンドル１０の押圧操作を検出しないことを除き同様である。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明の第１実施形態による水栓装置１の作用を説明する。図４は、流調ハンドル８の回転方向を上段に、流調ハンドル８の回転角速度を中段に、流調ハンドル８に加えられる操作抵抗の大きさ（トルクの絶対値）を下段に示すタイムチャートである。
【００３９】
まず、使用者が流調ハンドル８を押圧操作すると、ハンドル操作検知部２８の押圧操作検知部がこれを検知し、コントローラ２２に所定の信号を送る。コントローラ２２は、電磁弁２０に信号を送り、これを開放状態にする。これにより、吐水口２ａからの吐水が開始される。
【００４０】
図４に示すように、流調ハンドル８が回転操作されていない（流調ハンドル８の回転角速度＝０）場合には、可変絞りバルブ３８は最も絞られた状態にされており、ダンパー機構３０により流調ハンドル８に付与される操作抵抗は、最大のＦ３になっている。
【００４１】
図４の時刻ｔ１において、使用者が時計回りに流調ハンドル８の回転操作を開始すると、ハンドル操作検知部２８のエンコーダは、この回転を検出しコントローラ２２に送る。コントローラ２２は、送られた信号に基づいて流調ハンドル８の回転角速度を計算する。時刻ｔ２において、流調ハンドル８の回転角速度がω１に達すると、コントローラ２２は可変絞りバルブ３８のバルブモーター３８ａに信号を送り、可変絞りバルブ３８の開度を大きくする。これにより、ダンパー機構３０が流調ハンドル８に付与する操作抵抗は減少しＦ２になる。
【００４２】
このように、ダンパー機構３０が付与する操作抵抗は、流調ハンドル８の回転角速度により変更されるので、流調ハンドル８の回転位置と付与される操作抵抗に対応関係はなく、流調ハンドル８が同一の回転位置にあっても異なる操作抵抗が発生されることになる。
【００４３】
さらに、時刻ｔ３において、流調ハンドル８の回転角速度がω２まで上昇すると、コントローラ２２はバルブモーター３８ａに信号を送り、可変絞りバルブ３８の開度を更に大きくする。これにより、ダンパー機構３０が流調ハンドル８に付与する操作抵抗は更に減少しＦ１になる。このように、使用者が流量を大きく変更することを意図し、流調ハンドル８を大きな角速度で操作した場合には、操作抵抗を減少させ、流調ハンドル８を容易に操作できるようにする。
【００４４】
次いで、時刻ｔ４において、流調ハンドル８の回転角速度がω２を下回ると、コントローラ２２は可変絞りバルブ３８の開度を小さくし、操作抵抗をＦ２に高める。さらに、時刻ｔ５において、回転角速度がω１を下回ると、操作抵抗は最大のＦ３に戻る。
【００４５】
次に、時刻ｔ６において、流調ハンドル８の回転方向が反転し、反時計回りの回転が開始されても、可変絞りバルブ３８の開度が変更されることはなく、操作抵抗は最大のＦ３に維持される。しかしながら、オイルがループ管路３６を循環する方向が逆転するので、ダンパー機構３０が操作抵抗として流調ハンドル８に付与するトルクの方向も逆転する。さらに、時刻ｔ７において、反時計回りの回転角速度がω１を超えると、操作抵抗はＦ２になる。ただし、ダンパー機構３０が操作抵抗として流調ハンドル８に付与するトルクの方向は、時刻ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５とは反対になる。
【００４６】
続いて、時刻ｔ８の後、流調ハンドル８の回転角速度の絶対値がω１を下回っている間は、ダンパー機構３０が発生する操作抵抗は最大のＦ３に維持される。しかしながら、操作抵抗として流調ハンドル８に付与されるトルクの方向は、流調ハンドル８の回転方向に応じて反転される。このように、使用者が流量を微調整することを意図し、流調ハンドル８を小さい角速度で操作している場合には、適度な操作抵抗付与し、容易に微調整ができるようにする。
【００４７】
以上、流調ハンドル８に付与される操作抵抗を説明したが、温調ハンドル１０に付与される操作抵抗についても同様である。
【００４８】
本発明の第１実施形態の水栓装置によれば、各ハンドルを使用者が操作する際の操作抵抗が電気的に変更されるので、様々な使用場面においてハンドルの好ましい操作フィーリングを得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の水栓装置によれば、ハンドルが同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させることができるので、操作抵抗を変更することによりハンドルの位置を使用者に報知するばかりでなく、操作フィーリングを向上させることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の水栓装置によれば、エンコーダの検出値に基づいてダンパー機構に信号を送り、操作抵抗を制御しているので、使用者の操作意図を推定して操作抵抗を変更することができ、操作フィーリングを向上させることができる。
【００５１】
また、本実施形態の水栓装置によれば、各ハンドルの角速度に基づいて操作抵抗を発生させているので、ハンドルの粗調整時、微調整時に応じて適切な操作抵抗を与えることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態の水栓装置によれば、抵抗切替オン・オフスイッチにより、操作抵抗を変更する機能をオン又はオフに切り換えることができるので、操作抵抗が変更される水栓装置の使用に慣れない使用者が使用するパブリックユースにも対応することができる。
【００５３】
また、図３（ｂ）に示したダンパー機構においては、ハンドルの操作により回転される羽根車は１つであったが、変形例として、図５に示すように羽根車を２つにすることもできる。
【００５４】
図５に示すように、本変形例においては、２つの羽根車が対向して配置されており、ハンドルの回転軸が回転されると、各羽根車が歯車機構（図示せず）により互いに反対方向に回転されるように構成されている。この構成により、ハンドルの回転軸に連結されている羽根車４０ａが時計回りに回転されると、これに対向して配置されている羽根車４０ｂは反時計回りに回転され、羽根車ケース内のオイルはループ管路の端部４２ａに押し出される。同様に、羽根車４０ａが反時計回りに回転されると、羽根車ケース内のオイルはループ管路の端部４２ｂに押し出される。
本変形例によれば、単一の羽根車の場合よりも大きな操作抵抗を付与することができる。
【００５５】
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態による水栓装置を説明する。本実施形態による水栓装置は、コントローラによる制御が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明する。
【００５６】
図６（ａ）は、本実施形態の水栓装置において流量温度センサー５０で検知された吐水流量と、流調ハンドルに付与される操作抵抗の関係を示すタイムチャートであり、図６（ｂ）は、流量温度センサー５０で検知された吐水温度と、温調ハンドルに付与される操作抵抗の関係を示すタイムチャートである。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、本実施形態の水栓装置においては、コントローラ２２は、実際の吐水流量が大きい場合には、ダンパー機構３０の可変絞りバルブ３８を開いて流調ハンドル８の操作抵抗を小さくし、実際の吐水流量が小さい場合には、可変絞りバルブ３８を絞って操作抵抗を大きくする。なお、コントローラ２２は、吐水状態に基づいて流調ハンドル８の操作抵抗を可変するので、操作抵抗検出手段として機能する。
【００５８】
これにより、微調整が要求される小流量領域においては、適度な操作抵抗が付与されるので、容易に流量の微調整を行うことができる。また、微調整が要求されない大流量領域では、操作抵抗が小さくなるので、流量を容易に変更することができる。
【００５９】
また、図６（ｂ）に示すように、コントローラ２２は、実際の吐水温度が高い場合には、ダンパー機構３０の可変絞りバルブ３８を絞って温調ハンドル１０の操作抵抗を大きくし、吐水温度が低い場合には、可変絞りバルブ３８を開いて操作抵抗を小さくする。なお、コントローラ２２は、吐水状態である吐水温度に基づいて温調ハンドル１０の操作抵抗を可変するので、操作抵抗検出手段として機能する。
【００６０】
これにより、温度設定を慎重にすべき高温領域においては、適度な操作抵抗が付与されるので、設定温度を意に反して大きく変更してしまうのを防止することができる。また、設定温度が偶発的に変化しても実害の少ない低温領域では、操作抵抗が小さくなるので、温度を容易に変更することができる。
【００６１】
本発明の第２実施形態の水栓装置によれば、コントローラが吐水状態に応じて操作抵抗を制御しているので、水栓装置の吐水状態に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００６２】
また、本実施形態の水栓装置によれば、吐水状態である温度、流量に基づいて操作抵抗を制御しているので、温度、流量に応じた適切な操作抵抗を付与することができる。
【００６３】
次に、図７を参照して、本発明の第３実施形態による水栓装置を説明する。本実施形態による水栓装置は、コントローラによる制御が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明する。
【００６４】
本実施形態の水栓装置においては、コントローラは各ハンドルの操作頻度を監視し、通常使用では考えられない頻度で操作が行われた場合には、操作抵抗を極めて大きくすることにより、水栓装置の悪戯を防止するものである。
図７は、本実施形態の水栓装置において、コントローラが操作抵抗を決定するフローチャートである。
【００６５】
まず、ハンドルが操作された旨の信号がコントローラ２２に入力されると、図７に示すフローチャートが実行される。図７のステップＳ１においては、ハンドルの操作回数を積算するカウンターｃｎｔの値が０か否かが判断される。初期状態においては、カウンターｃｎｔの値は０であるので、ステップＳ２に進む。ステップＳ２においては、カウンターｃｎｔの値が１にされる。次いで、ステップＳ３において、タイマーｔの値がリセットされると共に、タイマーによる積算が開始され、図７に示すフローチャートの一回の処理が終了する。
【００６６】
再びハンドルが操作されると、図７のフローチャートが実行される。ステップＳ１において、カウンターｃｎｔの値が０でない場合にはステップＳ４に進み、ステップＳ４においては、タイマーによる積算開始後、所定の時間Ｔｒｅｓｅｔが経過している場合にはステップＳ５に進み、経過していない場合にはステップＳ７に進む。
【００６７】
ステップＳ７においては、カウンターｃｎｔの積算値が所定の回数Ｎに達しているか否かが判断される。所定の回数に達している場合にはステップＳ９に進み、所定の回数に達していない場合にはステップＳ８に進む。ステップＳ８においては、カウンターｃｎｔの積算値、即ち、ハンドルの操作回数を１増加させる。
【００６８】
一方、ステップＳ７において、カウンターｃｎｔの積算値が所定の回数Ｎに達している場合、即ち、所定の時間Ｔｒｅｓｅｔの間に所定回数以上ハンドルが操作されている場合には、ハンドルが悪戯されていると判断してステップＳ９に進む。ステップＳ９においては、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８に信号を送り、操作抵抗を極めて大きな値に設定してハンドルの悪戯を防止する。
【００６９】
また、前述のように、ステップＳ３においてタイマーによる積算開始後所定の時間Ｔｒｅｓｅｔが経過し、その後ハンドルが操作された場合には、処理は、ステップＳ４からステップＳ５に移行する。ステップＳ５においては、カウンターｃｎｔの積算値が０にリセットされると共に、タイマーによる積算が停止される。次いで、ステップＳ６においては、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８に信号を送り、ハンドルの操作抵抗を操作しやすい通常値に設定する。
【００７０】
本発明の第３実施形態の水栓装置によれば、ハンドルが所定時間内に所定回数以上操作された場合に、操作抵抗を増大させているので、不要にハンドルを操作する悪戯を防止することができる。
【００７１】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第４実施形態による水栓装置を説明する。本実施形態による水栓装置は、吐水先が切り替えられる点、及びコントローラによる制御が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明する。
図８は本発明の第４実施形態による水栓装置の全体構成を示す斜視図であり、図９は本実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【００７２】
図８に示す本実施形態の水栓装置１００は、シャワーヘッド１０２と、カラン１０４と、流調ハンドル１０６と、温調ハンドル１０８と、吐水先切替操作部であるシャワー・カラン切替ハンドル１１０と、を有する。この水栓装置１００は、シャワー・カラン切替ハンドル１１０を操作することにより、吐水状態として、シャワー吐水とカラン吐水を切替えることができるように構成されている。シャワー・カラン切替ハンドル１１０の操作は、コントローラ２２によって検知される。
【００７３】
図９に示すように、吐水先がカランに設定されている間は、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８の開度を大きくし、温調ハンドル１０８の操作抵抗を小さくする。また、コントローラ２２が、シャワー・カラン切替ハンドル１１０がシャワー側に切り替えられたことを検知すると、コントローラ２２は、可変絞りバルブ３８を絞り、温調ハンドル１０８の操作抵抗を大きくする。
【００７４】
これにより、温度調節を行うことが少ないシャワー吐水においては、温調ハンドル１０８が偶発的に動いて、使用者の意に反する吐水温度に設定されるのを防止する。また、温度調節を頻繁に行うカラン吐水については操作抵抗を小さくして、容易に温度調節できるようにしている。
【００７５】
本発明の第４実施形態の水栓装置によれば、吐水先に基づいて操作抵抗を制御しているので、設定温度又は設定流量の操作頻度が高い吐水先と、操作頻度が低い吐水先で、夫々に適切な操作抵抗を付与することができる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、各ハンドルは回転操作するものであったが、使用者の操作により直線的に摺動する操作部や、レバーハンドル等、種々の形態の操作部に本発明を適用することもできる。
また、上述した実施形態においては、設定温度及び設定流量をコントローラ自身が認識して操作抵抗を制御していたが、吐出している湯水の温度、流量を検出する温度センサ、流量センサを吐水状態検出手段として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による水栓装置の構成を示すブロック図である。
【図３】操作抵抗発生部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態による水栓装置において、コントローラが操作抵抗を決定するフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態による水栓装置の全体構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態による水栓装置の作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１ 本発明の第１実施形態による水栓装置
２ 吐水ヘッド
２ａ 吐水口
４ 洗面ボウル
６ 水栓本体
８ 流調ハンドル（可動操作部）
８ａ 光照射部
８ｂ 回転軸
１０ 温調ハンドル（可動操作部）
１２ 水栓装置機能部
１４ 抵抗切替オン・オフスイッチ
１６ 温調バルブ（吐水調整部）
１６ａ 給湯管
１６ｂ 給水管
１８ 流量調整弁（吐水調整部）
２０ 電磁弁
２２ コントローラ（制御部）
２４ 流調機能部
２６ 温調機能部
２８ ハンドル操作検知部（操作状態センサ）
３０ ダンパー機構（操作抵抗発生部）
３２ 羽根車（移動子）
３４ 羽根車ケース
３６ ループ管路
３８ 可変絞りバルブ（流れ抵抗可変手段）
３８ａ バルブモーター
４０ａ、４０ｂ 羽根車
４２ａ、４２ｂ 端部
５０ 流量温度センサー
１００ 水栓装置
１０２ シャワーヘッド
１０４ カラン
１０６ 流調ハンドル
１０８ 温調ハンドル
１１０ シャワー・カラン切替ハンドル（吐水先切替操作部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置であって、
吐出される湯水の温度又は流量を設定するための、使用者の操作により動かされる可動操作部と、
この可動操作部により設定された湯水を生成する吐水調整部と、
上記可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更可能に発生させる操作抵抗発生部と、
上記可動操作部による設定に基づいて上記吐水調整部を制御すると共に、上記操作抵抗発生部に信号を送り、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する制御部と、
を有することを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
上記操作抵抗発生部は、上記可動操作部が同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させる請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
さらに、上記可動操作部の操作状態を検出する操作状態センサを有し、上記制御部は、上記操作状態センサの検出値に基づいて上記操作抵抗発生部に信号を送り、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項１又は２記載の水栓装置。
【請求項４】
上記操作状態センサは、上記可動操作部が動かされている速度又は角速度を検出し、上記制御部は検出された速度又は角速度に基づいて上記操作抵抗発生部を制御する請求項３記載の水栓装置。
【請求項５】
上記制御部は、上記可動操作部が所定時間内に所定回数以上操作された場合には、操作抵抗を増大させるように上記操作抵抗発生部を制御する請求項３記載の水栓装置。
【請求項６】
さらに、吐水状態検出手段を有し、上記制御部は上記吐水状態検出手段の検出値に基づいて、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項１又は２記載の水栓装置。
【請求項７】
上記吐水状態検出手段は、吐出される湯水の温度又は流量を検出し、上記制御部は上記吐水状態検出手段によって検出された温度又は流量に基づいて、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項６記載の水栓装置。
【請求項８】
さらに、吐水先切替操作部を有し、上記吐水状態検出手段は、上記吐水先切替操作部によって切り替えられた吐水先を検出し、上記制御部は上記吐水状態検出手段によって検出された吐水先に基づいて、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項６記載の水栓装置。
【請求項９】
上記制御部は、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を０とし、又は発生させる操作抵抗を一定値とするように、上記操作抵抗発生部を制御することができる請求項１乃至８の何れか１項に記載の水栓装置。
【請求項１０】
上記操作抵抗発生部は、上記可動操作部の操作により動かされる移動子と、この移動子の移動に抵抗を与える粘性流体と、この粘性流体が流れる流れ抵抗を変更する流れ抵抗可変手段と、を備え、上記制御部が上記流れ抵抗可変手段を制御することにより、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗が変更される請求項１乃至９の何れか１項に記載の水栓装置。
【請求項１】
吐出される湯水の温度又は流量を設定可能な水栓装置であって、
吐出される湯水の温度又は流量を設定するための、使用者の操作により動かされる可動操作部と、
この可動操作部により設定された湯水を生成する吐水調整部と、
上記可動操作部を使用者が操作する際の操作抵抗を、電気的に変更可能に発生させる操作抵抗発生部と、
上記可動操作部による設定に基づいて上記吐水調整部を制御すると共に、上記操作抵抗発生部に信号を送り、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する制御部と、
を有することを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
上記操作抵抗発生部は、上記可動操作部が同一の位置にある場合でも異なる操作抵抗を発生させる請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
さらに、上記可動操作部の操作状態を検出する操作状態センサを有し、上記制御部は、上記操作状態センサの検出値に基づいて上記操作抵抗発生部に信号を送り、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項１又は２記載の水栓装置。
【請求項４】
上記操作状態センサは、上記可動操作部が動かされている速度又は角速度を検出し、上記制御部は検出された速度又は角速度に基づいて上記操作抵抗発生部を制御する請求項３記載の水栓装置。
【請求項５】
上記制御部は、上記可動操作部が所定時間内に所定回数以上操作された場合には、操作抵抗を増大させるように上記操作抵抗発生部を制御する請求項３記載の水栓装置。
【請求項６】
さらに、吐水状態検出手段を有し、上記制御部は上記吐水状態検出手段の検出値に基づいて、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項１又は２記載の水栓装置。
【請求項７】
上記吐水状態検出手段は、吐出される湯水の温度又は流量を検出し、上記制御部は上記吐水状態検出手段によって検出された温度又は流量に基づいて、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項６記載の水栓装置。
【請求項８】
さらに、吐水先切替操作部を有し、上記吐水状態検出手段は、上記吐水先切替操作部によって切り替えられた吐水先を検出し、上記制御部は上記吐水状態検出手段によって検出された吐水先に基づいて、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を制御する請求項６記載の水栓装置。
【請求項９】
上記制御部は、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗を０とし、又は発生させる操作抵抗を一定値とするように、上記操作抵抗発生部を制御することができる請求項１乃至８の何れか１項に記載の水栓装置。
【請求項１０】
上記操作抵抗発生部は、上記可動操作部の操作により動かされる移動子と、この移動子の移動に抵抗を与える粘性流体と、この粘性流体が流れる流れ抵抗を変更する流れ抵抗可変手段と、を備え、上記制御部が上記流れ抵抗可変手段を制御することにより、上記操作抵抗発生部が発生させる操作抵抗が変更される請求項１乃至９の何れか１項に記載の水栓装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８４３２６（Ｐ２０１０−８４３２６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５１１０６（Ｐ２００８−２５１１０６）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]