自動水栓装置及び水栓制御方法
【課題】簡素な構造で操作が簡単であり、かつ衛生面や節水効果にも優れた非接触で操作可能な新たな自動水栓装置、水性制御方法を提供する。
【解決手段】自動水栓装置１は、制御ユニット１５、吐水口前の所定検出領域に入っている使用者を感知して信号を制御ユニット１５に送信する第１のセンサ１３、吐水口の略側面を移動する移動体を感知して信号を制御ユニット１５に送信する第２のセンサ１２、制御ユニット１５の指令で給水管１６内の流れを許容、遮断する注水バルブ１４から構成されている。制御ユニット１５は、第１、第２の両センサ１３、１２から検出信号を受信した際は流体の流れを許容するよう注水バルブ１４に指令し、第２のセンサ１２から再度の検出信号を受信した際、または第１のセンサ１３から検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう注水バルブ１４に指令する。
【解決手段】自動水栓装置１は、制御ユニット１５、吐水口前の所定検出領域に入っている使用者を感知して信号を制御ユニット１５に送信する第１のセンサ１３、吐水口の略側面を移動する移動体を感知して信号を制御ユニット１５に送信する第２のセンサ１２、制御ユニット１５の指令で給水管１６内の流れを許容、遮断する注水バルブ１４から構成されている。制御ユニット１５は、第１、第２の両センサ１３、１２から検出信号を受信した際は流体の流れを許容するよう注水バルブ１４に指令し、第２のセンサ１２から再度の検出信号を受信した際、または第１のセンサ１３から検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう注水バルブ１４に指令する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体等の対象物を感知することにより、非接触により注水バルブの開閉を制御する自動水栓装置、並びに水栓制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗面所やシャワー室において、人体などの対象物の存在をセンサで感知し、水洗用の水や湯の吐水、吐水停止を制御する自動水栓装置が広く使われている。例えば、トイレの洗面台等において、使用者が吐水口となる蛇口に向けて手を延ばすことによって水が流れ出し、逆に手を引くことによって水の流れが止まるよう構成された自動水栓装置が良く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そのような自動水栓装置の具体的な動作は、使用者が蛇口などの吐水口付近に設けられたセンサの前に手を差し出すことによってセンサがこれを感知し、センサからの信号に基づいてアクチュエータを動作させて注水バルブを開き、吐水を開始する。この際、注水バルブはセンサが手などの対象物を感知し続ける限りにおいて開いた状態に維持される。そしてセンサが対象物を感知しなくなった時に、再度その信号に基づいてアクチュエータが動作し、注水バルブを閉じて吐水を停止する。このような構成に係る自動水栓装置は、最も単純なロジックで組まれた装置であるといえよう。
【０００４】
以上のように構成された自動水栓装置を、従来の蛇口を手動にて動作する水栓装置と比較した場合、以下のような利点が生ずる。
１．吐水、吐水停止動作を全て非接触で操作することができ、人の手を煩わすことがなく衛生的でもある。
２．石鹸を使う間など、水を必要としない間ではセンサから手を離すことで容易に吐水停止をすることができ、節水効果が得られる。
３．手動でバルブの開度を調整する必要がなく、常に適度な水量を得ることができる。
【０００５】
これに対し、逆に欠点としては以下が挙げられる。
１．センサの感知距離は任意に選択することができるが、これが短すぎる場合には対象物がセンサを離れるたびに吐水が停止してしまい、再度感知されるためには手探り動作が必要となるために、使い勝手が悪い。
２．逆に、センサの感知距離が長くなると、不必要な間にも吐水が続き、無駄な量の水を流すことになる。
３．特に調理場における吐水においては、センサの検知をいちいち行うことが煩わしいこともあって、このような自動水栓装置の利用は敬遠され勝ちとなり、蛇口を開放したまま連続吐水されて使用されるなど、水が浪費されていた。
【０００６】
以上のように、単一のセンサを利用した簡便な自動水栓装置に対し、センサを複数配置して上述した単一センサを利用する場合の欠点を改善した装置が提案されている（例えば、「特許文献２」参照。）。特許文献２に記載された装置によれば、吐水口の下方領域に向けられて主に人の手を感知する第１のセンサと、吐水口の上方領域に向けられて主に人体を感知する第２のセンサとを備え、第２のセンサが人体を感知しても第１のセンサが手を感知しなければ吐水せず、逆に吐水中においては第１のセンサが手を感知しなくなっても第２のセンサが人体を感知しているかぎりにおいて吐水を継続するよう構成されている。このように構成することで、第１のセンサが何かの拍子に手を感知しなくなっても、単一のセンサを利用したときのようにその都度吐水が中断されて改めて手を動かしてセンサを探る必要はなく、人が水栓装置の一定距離にいる間においては吐水が継続するように改善されている。
【０００７】
しかしながら上記特許文献２による装置においても問題があった。例えば使用者が石鹸を使う場合などで水が不要な間において、第１のセンサが手を感知しなくなっても第２のセンサが人体を感知した状態であるために吐水が止まらず、無駄な水が浪費されるものとなる。これは調理に際して、野菜や果物などを洗浄した後に使用者がその立ち位置を移動せずに包丁を利用しようとする場合等においても同様である。この際、吐水を止めるには、使用者は一旦第２のセンサの感知領域から外れた位置に移動した後、再度元の立ち位置に戻って作業をする必要があり、人の無駄な動きとなるなど使い勝手に支障があった。
【０００８】
従来技術では上記の欠点をさらに改善するため、自動吐水モードと連続吐水モードとの２つのモードを設け、これを任意に切り替え可能とした水栓装置も提案されている（例えば、「特許文献３」参照。）。しかしながらこの手段によれば、両モード間を切り替えるための切替スイッチを設けるなど、制御系を含めて装置が複雑化し、さらに切替スイッチを手で操作する必要があることから衛生面での問題を生じ得た。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−０２７５３４号公報
【特許文献２】特開２００９−２１５８３３号公報
【特許文献３】特開２００９−１０８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上より、本発明は上述したような従来技術にある自動水栓装置、水栓制御方法の問題を解消し、簡単な構造で操作が簡単でありながら、衛生面や節水効果にも優れた新たな自動水栓装置、水栓制御方法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】
【００１１】
本発明は、吐水口付近から略正面に向けて配置されて人体などを感知する第１のセンサと、吐水口付近の略側方もしくは後方などの第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、人の手の動きなどを感知する第２のセンサと、この両センサの感知結果に応じて注水バルブを制御する制御装置とを用いることによって上述した問題を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１２】
すなわち、本発明に係る１つの態様は、蛇口等の吐水口につなげて配置される自動水栓装置であって、装置全体の動作を制御する制御ユニットと、吐水口の略正面に向けて配置され、吐水口前面の所定検出領域に入っている使用者を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第１のセンサと、吐水口の略側面もしくは背面であって、前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触でその前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第２のセンサと、前記吐水口とその上流側となる給水管との間に配置され、前記制御ユニットの指令に基づいて流体の流れを許容、遮断するよう構成された注水バルブとから構成され、前記制御ユニットが、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記注水バルブに指令を送信し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記注水バルブに指令を送信するよう構成されていることを特徴とする自動水栓装置に関する。
【００１３】
前記吐水口が第２の給水管ともつながっている場合、前記自動水栓装置はさらに、吐水口の略側面もしくは背面であって、前記第２のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触でその前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第３のセンサと、前記吐水口とその上流側となる前記第２の給水管との間に配置され、前記制御ユニットの指令に基づいて第２の給水管を流れる流体の流れを許容、遮断するよう構成された第２の注水バルブとを備えることができる。この場合、前記制御ユニットは、前記第１、第３の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信し、前記第３のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成されている。
【００１４】
上記いずれの場合にも、前記自動水栓装置に貯水スイッチをさらに設けることができる。この場合、前記制御ユニットにはタイマ機能が追加され、これにより前記制御ユニットは、前記貯水スイッチが押された場合、前当該貯水スイッチが押されてから前記タイマ機能に予め設定された時間が経過する間、もしくはそれ以前に第２又は第３のセンサから検出信号を受信した場合には当該検出信号を受信するまでの間、流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成することができる。
【００１５】
前記自動水栓装置には、装置に通電されている間に点灯するパイロットランプ、注水バルブが開いて吐水している間に点灯する注水ランプ、貯水スイッチが押されて吐水している間に点灯する貯水ランプの少なくともいずれか一をオプションとして備えることができる。
【００１６】
本発明に係る他の態様は、吐水口からの流体の流れを非接触により制御する水栓制御方法であって、吐水口の前面に向けて配置されて吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知する第１のセンサを提供し、吐水口の前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知する第２のセンサを提供し、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には吐水口からの流体の流れを許容し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には吐水口からの流体の流れを遮断するよう制御することを特徴とする水栓制御方法に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施により、一般家庭を始め、学校や病院、各種養護施設、さらには調理作業場等において、簡単な構造で使い勝手がよく、また衛生的で節水効果も得られる自動水栓装置を提供できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動水栓装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す自動水栓装置の平面構成図である。
【図３】図１に示す自動水栓装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る自動水栓装置を示す平面構成図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態にかかる自動水栓装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る自動水栓装置について、図面を参照して説明する。図１は本実施の形態に係る自動水栓装置１の全体斜視図、図２はその構成図を示している。両図において、自動水栓装置１は、図示の例では蛇口からなる吐水口１１（以下、「蛇口１１」とも言う。）の略正面に向けて配置され、使用者の人体などを感知する正面センサ（第１のセンサ）１３、吐水口１１の略側面に向けて配置され、人の手などの動きを感知するモーションセンサ（第２のセンサ）１２、吐水口１１の上流側にて給水管１６に配置されて水路を開閉する注水バルブ１４、自動水栓装置を制御する制御ユニット１５から構成されている。
【００２０】
モーションセンサ１２は、センサ前面に移動体が通過するたびにこれを感知して検出信号を発信するセンサであり、本実施の形態ではモーションセンサ１２の前面（蛇口１１に向かっては側面）の５ｃｍ以内の移動体の通過を感知するよう構成されている。例えば、蛇口１１に向かった使用者が手をモーションセンサ１２の前面を上から下へ通過させることで、モーションセンサ１２を介して検出信号を制御ユニット１５に送信することができる。検出する移動体は、人の手に限らず、例えば料理中には手に持った包丁を通過させることでもよい。モーションセンサ１２が蛇口１１の略側方に向けて配置されているため、正面における使用者の動作が感知されることはなく、また、手を伸ばして上下するだけで感知可能であるため、使い勝手が極めて良好となる。
【００２１】
次に、正面センサ１３は、蛇口１１の略正面に向けて配置され、蛇口１１に向け接近する使用者の人体等を感知し、予め定められた検出領域内にその対象が存在している限りにおいて「検出ＯＮ」の信号を制御ユニット１５に送信し続け、検出領域外に出たときに「検出ＯＦＦ」の信号を同じく制御ユニット１５に送信する。本実施の形態では検出領域が蛇口１１前方８０ｃｍをカバーするように設定されているが、これは正面センサ１３のスペックを変更することによって所望の距離、領域に設定することができる。
【００２２】
注水バルブ１４は、本実施の形態では制御ユニット１５からの指令に基づく通電によって動作するソレノイドバルブを使用しているが、この動作は当業者には知られている。ただし、注水バルブ１４は他の形式のアクチュエータにより給水管１６中を流れる水などの流れの許容、遮断が切替えできるものであれば他の形式のものでもよい。
【００２３】
制御ユニット１５は、ＣＰＵによりモーションセンサ１２と正面センサ１３からの検出信号を受信し、これに応じて必要な吐水の許容、遮断をするための信号を注水バルブ１４に送信する。図１に示す例では、制御ユニット１５にはさらに電源スイッチ１７と、パイロットランプ１８、注水ランプ１９とに結ばれている。この内、パイロットランプ１８、注水ランプ１９はオプションである。
【００２４】
以上のように構成された本実施の形態に係る自動水栓装置１の動作につき、図３に示すフローチャートを参照して説明する。同図に示す動作は、制御ユニット１５による制御フローでもある。図３において、ステップ１において電源が装置に通電されると、ステップ２でパイロットランプ１８が「ＯＮ」となって点灯し、ステップ３で注水バルブ１４は「閉」の状態である。本自動水栓装置１に通電していない状態では、注水バルブ１４は常時「閉」となっており、吐水のときにのみ注水バルブ１４を動作させ「開」とするよう構成されている。
【００２５】
続いて、使用者が蛇口１１に向かって接近すると、まずステップ４で正面センサ１３がこれを感知して「ＯＮ」となり、検出信号が制御ユニット１５に送信される。但し、正面センサ１３の「ＯＮ」のみでは吐水開始はされない。続いてステップ５にて、人がモーションセンサ（図中のフローでは「Ｍセンサ」と略す。）１２の前に手をかざすことよってモーションセンサ１２がこれを感知して「ＯＮ」となり、同じく検出信号が制御ユニット１５に送信される。モーションセンサ１２と正面センサ１３の双方が感知した状態に至ると、制御ユニット１５は注水バルブ１４を動作させ、ステップ６で注水バルブを「開」とし、蛇口１１から吐水を開始する。同時に、ステップ７で注水ランプ１９が「ＯＮ」となって点灯し、吐水状態にあることを表示する。この状態で、使用者は流れ出る水を利用して手を洗うなりの必要な動作が可能となる。この間、使用者が蛇口１１の近辺から手を離しても、正面センサ１３の検知領域内に使用者が留まる限りにおいて正面センサ１３が「ＯＮ」に維持されているため、吐水は継続される。
【００２６】
次に、水の使用を終えとき、あるいは一時的な吐水停止を使用者が希望するときには、ステップ８において、使用者はモーションセンサ１２の前に再度手をかざすことによって、モーションセンサ１２はこれを感知し、２度目の検出信号を制御ユニット１５に送る。この際にもモーションセンサ１２による感知が非接触で行われることから、洗浄中の手を良好な衛生状態に保つことができる。この信号を入力した制御ユニット１５の指令により、フローは右に進んでステップ９にて注水ランプ１９を「ＯＦＦ」にして消灯し、同時にフローはステップ３の注水バルブ「閉」に戻り、吐水は停止する。すなわち、この動作ではステップ４で正面センサ１３が人を感知し続けていても、ステップ８における人の意図的操作によるモーションセンサ１２の感知が優先されて吐水が停止するため、人が蛇口１１の前に立っていても無駄な水の流れを防ぐことができる。しかも、これを使用者がその場でモーションセンサ１２の前に手をかざすだけで無接触で吐水停止ができるため、使い勝手が極めて良好である。
【００２７】
この状態では、モーションセンサ１２は２回の感知をしているために初期状態（１回目の感知が可能な状態）に戻っている。したがって使用者が再度吐水を希望する場合には、ステップ５にてモーションセンサ１２にもう一度手をかざすことによってモーションセンサ１２は一回目の検出信号を発生さるため、ステップ６にて注水バルブ１４を再び開けることができる。以下の動作はこれまでのフローと同様である。
【００２８】
これに対し、ステップ８にてモーションセンサ１２の２回目の検出がないときには、フローは下に進んでステップ１０の「正面センサＯＦＦ」の感知に至るまで吐水が継続される。したがい、使用者が欲する場合には、蛇口１１の前の正面センサ１３の検出領域内に立ち続ける限り、連続して吐水を得ることができる。次に、使用者が正面センサ１３の検出領域外に離れ、ステップ１０で「正面センサＯＦＦ」の状態になれば、この信号が制御ユニット１５に送られてステップ１１で「注水バルブ閉」に切り替わって吐水が停止し、同時にステップ１２で「注水ランプＯＦＦ」となる。この時の動作は、洗浄動作を終えた使用者がモーションセンサ１２を利用するまでもなく、正面センサ１３の検出領域外に出ることによって吐水が停止できることを意味する。人が吐水停止を忘れた場合においても同様にして吐水を停止させることができる。なお、ステップ１０で正面センサ１３が「ＯＦＦ」になって吐水を停止する場合には、ステップ１３においてモーションセンサ１２を初期化しておく。これによって、モーションセンサ１２が次に人の手の動きを感知するときは、ステップ５における１回目の検出となる。
【００２９】
以上の動作を要約するに、本実施の形態に係る自動水栓装置では、モーションセンサ１２と正面センサ１３との双方からの検出信号があった場合に初めて注水バルブ１４が「開」となって吐水し、そしてモーションセンサ１２からの２度目の検出信号があった場合、もしくは正面センサ１３からの「ＯＦＦ」の検出信号があった場合のいずれかにおいて、吐水が停止するよう構成されている。
【００３０】
本実施の形態に係る自動水栓装置１は、従来技術による水栓装置と比較して以下のような特徴を有するものとなる。すなわち、特許文献１に記載された単一のセンサを有する自動水栓装置に対して、手先を蛇口近辺から外してもいちいち吐水停止することがなく使い勝手が向上する。特許文献２に記載された２つのセンサを有する自動水栓装置に対しては、吐水停止を２つのセンサのいずれかの１つの感知に基づいて行うことが可能となるため、より節水効果が高まる。特許文献３に記載された吐水モードを切り替える自動水栓装置に対しては、構造が簡素化され、完全非接触動作を実現し、ほぼ同等の機能を果たすことができる。加えて、これらすべての先行技術文献の例に対し、図１、２に示すような本発明に係る自動水栓装置は、既設の蛇口に対して後付けにて取り付けが可能となる点が挙げられる。但し、これら機能を全て織り込んでユニットとして構成し、予めこのユニットごとを建物に配置することも勿論可能である。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる自動水栓装置について、図面を参照して説明する。図４は、本実施の形態にかかる自動水栓装置１ａを示しており、この自動水栓装置３０は、基本的に先の実施の形態に示す自動水栓装置の給水を２系統とし、例えば１つを冷水用、他の１つは温水用として使用可能にするものである。図において、先の実施の形態で示した構成要素については冷水用として同じ符号を付して表示し、これに対して追加となる温水用としての構成要素には、それぞれに対応する要素の各符号に「ａ」を付して表示している。
【００３２】
図４において、自動水栓装置１ａには、温水用動作のための第２のモーションセンサ１２ａ（請求の範囲ではこれを「第３のセンサ」と呼び、他の２つのセンサと区別している。）、同注水バルブ１４ａ、同給水管１６ａが追加され、蛇口１１には、冷水用と温水用の２つの配管１６、１６ａから冷水と温水の注水が可能に構成されている。温水用の配管１６ａは、図示しない温水源に接続されている。他の要素である正面センサ１３、制御ユニット１５、パイロットランプ１８、注水ランプ１９は、冷水、温水共通の要素として使用可能である。ただし、制御ユニット１５には、以下に示す動作フローを可能とするロジックが組まれたものとなっている。なお、ここでは温水と冷水の組合せとしているが、それ以外の２種類の液体の組合せであってもよい。
【００３３】
以上のように構成された本実施の形態に係る自動水栓装置１ａの動作は、基本的に図３に示した先の実施の形態の動作フローと同様である。すなわち、使用者が冷水の吐水を希望する場合には、先の実施の形態と全く同様に、蛇口１１に近づいて正面センサ１３の検出領域内に入った使用者がモーションセンサ１２に手をかざすことによって蛇口１１から冷水を流し、再度モーションセンサ１２に非接触で手をかざすか、あるいは正面センサ１１の検出領域外に出ることによって吐水を停止できる。使用者が温水を欲する場合には、同様な手順にて、今度は図４では左側に表示する温水用の第２のモーションセンサ１２ａに手をかざすことによって、蛇口１１から温水を得ることができる。停止の動作も基本的に上述した冷水用と同様である。
【００３４】
冷水と温水とを同時に出して適切な温度の温水を得たい場合には、モーションセンサ１２と第２のモーションセンサ１２ａの双方に手をかざすことによって、それぞれの注水バルブ１４、１４ａが開き、冷水と温水が同時に蛇口１１に供給されるものとなる。予め開かれた蛇口１１の開度がレギュレータの役割を果たし、冷水、温水双方の注水バルブ１４、１４ａが同時に開いても吐水量はほぼ一定に保つことができる。吐水の途中で冷水、温水のどちらか一方もしくは双方の吐水を止めたいときには、対応するモーションセンサ１２、１２ａの前に手をかざすことでよい。その他の特徴は、先の実施の形態で説明した通りである。なお、図４に示す例では給水管１６、１６ａの２系統としているが、必要があれば３系統、あるいはそれ以上の系統であっても同様な対応は可能である。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る自動水栓装置について、説明する。本実施の形態に係る自動水栓装置は、構造的には図１、２あるいは４に示すものと同様であり、オプションとして「貯水」機能が追加されたことを特徴とする。このため、自動水栓装置１には、図１、２、４に示す（図２、４では破線で示す）貯水スイッチ２１と、必要であれば貯水状態を表示する貯水ランプ２２が追加され、また制御ユニット１５には、図示しないタイマ機能（クロック機能）が追加されている。貯水ランプ２２は、貯水スイッチ２１内に内蔵させてもよい。これは、自動吐水スイッチ１７と吐水ランプ１９についても同様である。本実施の形態に係る自動水栓装置では、使用者は貯水スイッチ２１を操作することによって、蛇口１１から一定の水量を吐水させることができる。
【００３６】
図５は、以上のように構成された本実施の形態に係る自動水栓装置１のオプションとなる追加の動作フローを示している。同図において、ステップ２１の電源投入からステップ２３の注水バルブ「閉」までの動作は、図３に示す第１の実施の形態におけるステップ１から３までと同様である。ステップ２４で貯水スイッチ２４が操作されるとステップ２５で注水バルブ１４が開き、同時にステップ２６で貯水ランプ２２が点灯して蛇口１１から吐水が開始される。この際さらに、ステップ２７でクロック機能が動作してタイマカウントが開始される。クロック機能の設定時間は、必要となる水量に応じて予め任意にセットしておくことができる。ステップ２８で、予めセットされた時間（例えば２０秒）が経過すると「タイマカウント完了」となり、フローは下へ進んで制御ユニット１５に信号が送られ、ステップ２９で注水バルブ１４が閉じ、吐水が停止する。この際、同時にステップ３０で貯水ランプが「ＯＦＦ」となる。
【００３７】
これに対し、ステップ２８において、予めクロック機能に設定された時間が経過する前の貯水途中の状態であっても、使用者が吐水停止を希望するときは、フローは右に進んでステップ３１で使用者がモーションセンサ１２の前に手をかざすことによってモーションセンサ１２がこれを感知し、その検出信号が制御ユニット１５に送られ、制御ユニット１５からの指令に基づいてステップ２９で注水バルブ１６が閉じられて吐水を停止させることができる。
【００３８】
制御ユニット１５では、以上の動作フローを図３に示す動作フローに優先させて動作するようロジックが組まれている。すなわち、モーションセンサ１２や正面センサ１３による感知の有無に拘わらず、貯水スイッチ２１が押された場合には貯水動作を優先させるものとする。また、図３に示す例では、図２に示す形式（１系統）の自動水栓装置１を利用する例で示しているが、図４に示す形式（２系統）の自動水栓装置１ａに対してもオプションとして同様に適用可能である。この際、貯水ボタン２１が押されたときに、冷水用の注水バルブ１４を開くか、温水用の注水バルブ１４ａを開くか、あるいはこの両者を同時に開くかは、用途に応じて予め制御ユニット１５に設定しておくことができる。必要であれば、貯水スイッチ２１を冷水用と温水用とに別々に設け、必要に応じて使用者が選択操作するようにしてもよい。
【００３９】
本実施の形態に係るオプションの貯水機能の追加により、自動水栓装置に対する僅かな機能追加で、ユーザは一定量の水（または温水）を、貯水スイッチ２１を操作するだけでその場に残る必要がなく得ることができ、便利である。
【００４０】
以上、本発明の各実施の形態に係る自動水栓装置の説明をしてきたが、本発明は各実施の形態に示されたような自動水栓装置、もしくは制御フローを利用することにより水栓制御を行う方法をも包含している。すなわち、吐水口からの流体の流れを非接触により制御する当該水栓制御方法は、まず、吐水口の前面に向けて配置されて吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知する第１のセンサを提供し、吐水口の前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知する第２のセンサを提供する。そして、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には吐水口からの流体の流れを許容し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には吐水口からの流体の流れを遮断するよう制御するものとなる。
【００４１】
また、本発明に係る自動水栓装置、水栓制御方法の適用は、上述で例示した水道等への取り付けには限定されない。例えば醸造や果汁、液体薬剤の製造など、吐水口を介して液体を取り出す装置に対しては同じように適用が可能である。なお、正面センサ１３は必ずしも蛇口１１から真正面に向けて配置されなくとも、使用者が接近してくる方向となる概略正面に向けて配置されていればよい。また、モーションセンサ１２、１２ａは、必ずしも蛇口１１の真横に配置されなくとも、使用者に対向する向きから外れた概略横方向に向けて側方に配置されていればよく、使用者に対向する向き以外に向けて配置されていればよく、必要であれば例えば蛇口１１の真後ろや真上、真下に向けて配置されることでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る自動水栓装置、水栓制御方法は、一般家庭、学校等の施設、調理場等において有用であり、当該装置の製造、販売、利用を行う各産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ．自動水栓装置、 １１．蛇口、 １２．モーションセンサ（第１のセンサ）、 １２ａ．第２のモーションセンサ（第３のセンサ）、 １３．正面センサ（第２のセンサ）、 １４．注水バルブ、 １４ａ．第２の注水バルブ、 １５．制御ユニット、 １６．給水管、 １６ａ．第２の給水管、 １７．注水スイッチ、 １８．パイロットランプ、 １９．注水ランプ、 ２１．貯水スイッチ、 ２２．貯水ランプ、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体等の対象物を感知することにより、非接触により注水バルブの開閉を制御する自動水栓装置、並びに水栓制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗面所やシャワー室において、人体などの対象物の存在をセンサで感知し、水洗用の水や湯の吐水、吐水停止を制御する自動水栓装置が広く使われている。例えば、トイレの洗面台等において、使用者が吐水口となる蛇口に向けて手を延ばすことによって水が流れ出し、逆に手を引くことによって水の流れが止まるよう構成された自動水栓装置が良く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そのような自動水栓装置の具体的な動作は、使用者が蛇口などの吐水口付近に設けられたセンサの前に手を差し出すことによってセンサがこれを感知し、センサからの信号に基づいてアクチュエータを動作させて注水バルブを開き、吐水を開始する。この際、注水バルブはセンサが手などの対象物を感知し続ける限りにおいて開いた状態に維持される。そしてセンサが対象物を感知しなくなった時に、再度その信号に基づいてアクチュエータが動作し、注水バルブを閉じて吐水を停止する。このような構成に係る自動水栓装置は、最も単純なロジックで組まれた装置であるといえよう。
【０００４】
以上のように構成された自動水栓装置を、従来の蛇口を手動にて動作する水栓装置と比較した場合、以下のような利点が生ずる。
１．吐水、吐水停止動作を全て非接触で操作することができ、人の手を煩わすことがなく衛生的でもある。
２．石鹸を使う間など、水を必要としない間ではセンサから手を離すことで容易に吐水停止をすることができ、節水効果が得られる。
３．手動でバルブの開度を調整する必要がなく、常に適度な水量を得ることができる。
【０００５】
これに対し、逆に欠点としては以下が挙げられる。
１．センサの感知距離は任意に選択することができるが、これが短すぎる場合には対象物がセンサを離れるたびに吐水が停止してしまい、再度感知されるためには手探り動作が必要となるために、使い勝手が悪い。
２．逆に、センサの感知距離が長くなると、不必要な間にも吐水が続き、無駄な量の水を流すことになる。
３．特に調理場における吐水においては、センサの検知をいちいち行うことが煩わしいこともあって、このような自動水栓装置の利用は敬遠され勝ちとなり、蛇口を開放したまま連続吐水されて使用されるなど、水が浪費されていた。
【０００６】
以上のように、単一のセンサを利用した簡便な自動水栓装置に対し、センサを複数配置して上述した単一センサを利用する場合の欠点を改善した装置が提案されている（例えば、「特許文献２」参照。）。特許文献２に記載された装置によれば、吐水口の下方領域に向けられて主に人の手を感知する第１のセンサと、吐水口の上方領域に向けられて主に人体を感知する第２のセンサとを備え、第２のセンサが人体を感知しても第１のセンサが手を感知しなければ吐水せず、逆に吐水中においては第１のセンサが手を感知しなくなっても第２のセンサが人体を感知しているかぎりにおいて吐水を継続するよう構成されている。このように構成することで、第１のセンサが何かの拍子に手を感知しなくなっても、単一のセンサを利用したときのようにその都度吐水が中断されて改めて手を動かしてセンサを探る必要はなく、人が水栓装置の一定距離にいる間においては吐水が継続するように改善されている。
【０００７】
しかしながら上記特許文献２による装置においても問題があった。例えば使用者が石鹸を使う場合などで水が不要な間において、第１のセンサが手を感知しなくなっても第２のセンサが人体を感知した状態であるために吐水が止まらず、無駄な水が浪費されるものとなる。これは調理に際して、野菜や果物などを洗浄した後に使用者がその立ち位置を移動せずに包丁を利用しようとする場合等においても同様である。この際、吐水を止めるには、使用者は一旦第２のセンサの感知領域から外れた位置に移動した後、再度元の立ち位置に戻って作業をする必要があり、人の無駄な動きとなるなど使い勝手に支障があった。
【０００８】
従来技術では上記の欠点をさらに改善するため、自動吐水モードと連続吐水モードとの２つのモードを設け、これを任意に切り替え可能とした水栓装置も提案されている（例えば、「特許文献３」参照。）。しかしながらこの手段によれば、両モード間を切り替えるための切替スイッチを設けるなど、制御系を含めて装置が複雑化し、さらに切替スイッチを手で操作する必要があることから衛生面での問題を生じ得た。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−０２７５３４号公報
【特許文献２】特開２００９−２１５８３３号公報
【特許文献３】特開２００９−１０８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上より、本発明は上述したような従来技術にある自動水栓装置、水栓制御方法の問題を解消し、簡単な構造で操作が簡単でありながら、衛生面や節水効果にも優れた新たな自動水栓装置、水栓制御方法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】
【００１１】
本発明は、吐水口付近から略正面に向けて配置されて人体などを感知する第１のセンサと、吐水口付近の略側方もしくは後方などの第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、人の手の動きなどを感知する第２のセンサと、この両センサの感知結果に応じて注水バルブを制御する制御装置とを用いることによって上述した問題を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１２】
すなわち、本発明に係る１つの態様は、蛇口等の吐水口につなげて配置される自動水栓装置であって、装置全体の動作を制御する制御ユニットと、吐水口の略正面に向けて配置され、吐水口前面の所定検出領域に入っている使用者を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第１のセンサと、吐水口の略側面もしくは背面であって、前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触でその前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第２のセンサと、前記吐水口とその上流側となる給水管との間に配置され、前記制御ユニットの指令に基づいて流体の流れを許容、遮断するよう構成された注水バルブとから構成され、前記制御ユニットが、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記注水バルブに指令を送信し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記注水バルブに指令を送信するよう構成されていることを特徴とする自動水栓装置に関する。
【００１３】
前記吐水口が第２の給水管ともつながっている場合、前記自動水栓装置はさらに、吐水口の略側面もしくは背面であって、前記第２のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触でその前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第３のセンサと、前記吐水口とその上流側となる前記第２の給水管との間に配置され、前記制御ユニットの指令に基づいて第２の給水管を流れる流体の流れを許容、遮断するよう構成された第２の注水バルブとを備えることができる。この場合、前記制御ユニットは、前記第１、第３の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信し、前記第３のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成されている。
【００１４】
上記いずれの場合にも、前記自動水栓装置に貯水スイッチをさらに設けることができる。この場合、前記制御ユニットにはタイマ機能が追加され、これにより前記制御ユニットは、前記貯水スイッチが押された場合、前当該貯水スイッチが押されてから前記タイマ機能に予め設定された時間が経過する間、もしくはそれ以前に第２又は第３のセンサから検出信号を受信した場合には当該検出信号を受信するまでの間、流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成することができる。
【００１５】
前記自動水栓装置には、装置に通電されている間に点灯するパイロットランプ、注水バルブが開いて吐水している間に点灯する注水ランプ、貯水スイッチが押されて吐水している間に点灯する貯水ランプの少なくともいずれか一をオプションとして備えることができる。
【００１６】
本発明に係る他の態様は、吐水口からの流体の流れを非接触により制御する水栓制御方法であって、吐水口の前面に向けて配置されて吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知する第１のセンサを提供し、吐水口の前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知する第２のセンサを提供し、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には吐水口からの流体の流れを許容し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には吐水口からの流体の流れを遮断するよう制御することを特徴とする水栓制御方法に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施により、一般家庭を始め、学校や病院、各種養護施設、さらには調理作業場等において、簡単な構造で使い勝手がよく、また衛生的で節水効果も得られる自動水栓装置を提供できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動水栓装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す自動水栓装置の平面構成図である。
【図３】図１に示す自動水栓装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る自動水栓装置を示す平面構成図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態にかかる自動水栓装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る自動水栓装置について、図面を参照して説明する。図１は本実施の形態に係る自動水栓装置１の全体斜視図、図２はその構成図を示している。両図において、自動水栓装置１は、図示の例では蛇口からなる吐水口１１（以下、「蛇口１１」とも言う。）の略正面に向けて配置され、使用者の人体などを感知する正面センサ（第１のセンサ）１３、吐水口１１の略側面に向けて配置され、人の手などの動きを感知するモーションセンサ（第２のセンサ）１２、吐水口１１の上流側にて給水管１６に配置されて水路を開閉する注水バルブ１４、自動水栓装置を制御する制御ユニット１５から構成されている。
【００２０】
モーションセンサ１２は、センサ前面に移動体が通過するたびにこれを感知して検出信号を発信するセンサであり、本実施の形態ではモーションセンサ１２の前面（蛇口１１に向かっては側面）の５ｃｍ以内の移動体の通過を感知するよう構成されている。例えば、蛇口１１に向かった使用者が手をモーションセンサ１２の前面を上から下へ通過させることで、モーションセンサ１２を介して検出信号を制御ユニット１５に送信することができる。検出する移動体は、人の手に限らず、例えば料理中には手に持った包丁を通過させることでもよい。モーションセンサ１２が蛇口１１の略側方に向けて配置されているため、正面における使用者の動作が感知されることはなく、また、手を伸ばして上下するだけで感知可能であるため、使い勝手が極めて良好となる。
【００２１】
次に、正面センサ１３は、蛇口１１の略正面に向けて配置され、蛇口１１に向け接近する使用者の人体等を感知し、予め定められた検出領域内にその対象が存在している限りにおいて「検出ＯＮ」の信号を制御ユニット１５に送信し続け、検出領域外に出たときに「検出ＯＦＦ」の信号を同じく制御ユニット１５に送信する。本実施の形態では検出領域が蛇口１１前方８０ｃｍをカバーするように設定されているが、これは正面センサ１３のスペックを変更することによって所望の距離、領域に設定することができる。
【００２２】
注水バルブ１４は、本実施の形態では制御ユニット１５からの指令に基づく通電によって動作するソレノイドバルブを使用しているが、この動作は当業者には知られている。ただし、注水バルブ１４は他の形式のアクチュエータにより給水管１６中を流れる水などの流れの許容、遮断が切替えできるものであれば他の形式のものでもよい。
【００２３】
制御ユニット１５は、ＣＰＵによりモーションセンサ１２と正面センサ１３からの検出信号を受信し、これに応じて必要な吐水の許容、遮断をするための信号を注水バルブ１４に送信する。図１に示す例では、制御ユニット１５にはさらに電源スイッチ１７と、パイロットランプ１８、注水ランプ１９とに結ばれている。この内、パイロットランプ１８、注水ランプ１９はオプションである。
【００２４】
以上のように構成された本実施の形態に係る自動水栓装置１の動作につき、図３に示すフローチャートを参照して説明する。同図に示す動作は、制御ユニット１５による制御フローでもある。図３において、ステップ１において電源が装置に通電されると、ステップ２でパイロットランプ１８が「ＯＮ」となって点灯し、ステップ３で注水バルブ１４は「閉」の状態である。本自動水栓装置１に通電していない状態では、注水バルブ１４は常時「閉」となっており、吐水のときにのみ注水バルブ１４を動作させ「開」とするよう構成されている。
【００２５】
続いて、使用者が蛇口１１に向かって接近すると、まずステップ４で正面センサ１３がこれを感知して「ＯＮ」となり、検出信号が制御ユニット１５に送信される。但し、正面センサ１３の「ＯＮ」のみでは吐水開始はされない。続いてステップ５にて、人がモーションセンサ（図中のフローでは「Ｍセンサ」と略す。）１２の前に手をかざすことよってモーションセンサ１２がこれを感知して「ＯＮ」となり、同じく検出信号が制御ユニット１５に送信される。モーションセンサ１２と正面センサ１３の双方が感知した状態に至ると、制御ユニット１５は注水バルブ１４を動作させ、ステップ６で注水バルブを「開」とし、蛇口１１から吐水を開始する。同時に、ステップ７で注水ランプ１９が「ＯＮ」となって点灯し、吐水状態にあることを表示する。この状態で、使用者は流れ出る水を利用して手を洗うなりの必要な動作が可能となる。この間、使用者が蛇口１１の近辺から手を離しても、正面センサ１３の検知領域内に使用者が留まる限りにおいて正面センサ１３が「ＯＮ」に維持されているため、吐水は継続される。
【００２６】
次に、水の使用を終えとき、あるいは一時的な吐水停止を使用者が希望するときには、ステップ８において、使用者はモーションセンサ１２の前に再度手をかざすことによって、モーションセンサ１２はこれを感知し、２度目の検出信号を制御ユニット１５に送る。この際にもモーションセンサ１２による感知が非接触で行われることから、洗浄中の手を良好な衛生状態に保つことができる。この信号を入力した制御ユニット１５の指令により、フローは右に進んでステップ９にて注水ランプ１９を「ＯＦＦ」にして消灯し、同時にフローはステップ３の注水バルブ「閉」に戻り、吐水は停止する。すなわち、この動作ではステップ４で正面センサ１３が人を感知し続けていても、ステップ８における人の意図的操作によるモーションセンサ１２の感知が優先されて吐水が停止するため、人が蛇口１１の前に立っていても無駄な水の流れを防ぐことができる。しかも、これを使用者がその場でモーションセンサ１２の前に手をかざすだけで無接触で吐水停止ができるため、使い勝手が極めて良好である。
【００２７】
この状態では、モーションセンサ１２は２回の感知をしているために初期状態（１回目の感知が可能な状態）に戻っている。したがって使用者が再度吐水を希望する場合には、ステップ５にてモーションセンサ１２にもう一度手をかざすことによってモーションセンサ１２は一回目の検出信号を発生さるため、ステップ６にて注水バルブ１４を再び開けることができる。以下の動作はこれまでのフローと同様である。
【００２８】
これに対し、ステップ８にてモーションセンサ１２の２回目の検出がないときには、フローは下に進んでステップ１０の「正面センサＯＦＦ」の感知に至るまで吐水が継続される。したがい、使用者が欲する場合には、蛇口１１の前の正面センサ１３の検出領域内に立ち続ける限り、連続して吐水を得ることができる。次に、使用者が正面センサ１３の検出領域外に離れ、ステップ１０で「正面センサＯＦＦ」の状態になれば、この信号が制御ユニット１５に送られてステップ１１で「注水バルブ閉」に切り替わって吐水が停止し、同時にステップ１２で「注水ランプＯＦＦ」となる。この時の動作は、洗浄動作を終えた使用者がモーションセンサ１２を利用するまでもなく、正面センサ１３の検出領域外に出ることによって吐水が停止できることを意味する。人が吐水停止を忘れた場合においても同様にして吐水を停止させることができる。なお、ステップ１０で正面センサ１３が「ＯＦＦ」になって吐水を停止する場合には、ステップ１３においてモーションセンサ１２を初期化しておく。これによって、モーションセンサ１２が次に人の手の動きを感知するときは、ステップ５における１回目の検出となる。
【００２９】
以上の動作を要約するに、本実施の形態に係る自動水栓装置では、モーションセンサ１２と正面センサ１３との双方からの検出信号があった場合に初めて注水バルブ１４が「開」となって吐水し、そしてモーションセンサ１２からの２度目の検出信号があった場合、もしくは正面センサ１３からの「ＯＦＦ」の検出信号があった場合のいずれかにおいて、吐水が停止するよう構成されている。
【００３０】
本実施の形態に係る自動水栓装置１は、従来技術による水栓装置と比較して以下のような特徴を有するものとなる。すなわち、特許文献１に記載された単一のセンサを有する自動水栓装置に対して、手先を蛇口近辺から外してもいちいち吐水停止することがなく使い勝手が向上する。特許文献２に記載された２つのセンサを有する自動水栓装置に対しては、吐水停止を２つのセンサのいずれかの１つの感知に基づいて行うことが可能となるため、より節水効果が高まる。特許文献３に記載された吐水モードを切り替える自動水栓装置に対しては、構造が簡素化され、完全非接触動作を実現し、ほぼ同等の機能を果たすことができる。加えて、これらすべての先行技術文献の例に対し、図１、２に示すような本発明に係る自動水栓装置は、既設の蛇口に対して後付けにて取り付けが可能となる点が挙げられる。但し、これら機能を全て織り込んでユニットとして構成し、予めこのユニットごとを建物に配置することも勿論可能である。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる自動水栓装置について、図面を参照して説明する。図４は、本実施の形態にかかる自動水栓装置１ａを示しており、この自動水栓装置３０は、基本的に先の実施の形態に示す自動水栓装置の給水を２系統とし、例えば１つを冷水用、他の１つは温水用として使用可能にするものである。図において、先の実施の形態で示した構成要素については冷水用として同じ符号を付して表示し、これに対して追加となる温水用としての構成要素には、それぞれに対応する要素の各符号に「ａ」を付して表示している。
【００３２】
図４において、自動水栓装置１ａには、温水用動作のための第２のモーションセンサ１２ａ（請求の範囲ではこれを「第３のセンサ」と呼び、他の２つのセンサと区別している。）、同注水バルブ１４ａ、同給水管１６ａが追加され、蛇口１１には、冷水用と温水用の２つの配管１６、１６ａから冷水と温水の注水が可能に構成されている。温水用の配管１６ａは、図示しない温水源に接続されている。他の要素である正面センサ１３、制御ユニット１５、パイロットランプ１８、注水ランプ１９は、冷水、温水共通の要素として使用可能である。ただし、制御ユニット１５には、以下に示す動作フローを可能とするロジックが組まれたものとなっている。なお、ここでは温水と冷水の組合せとしているが、それ以外の２種類の液体の組合せであってもよい。
【００３３】
以上のように構成された本実施の形態に係る自動水栓装置１ａの動作は、基本的に図３に示した先の実施の形態の動作フローと同様である。すなわち、使用者が冷水の吐水を希望する場合には、先の実施の形態と全く同様に、蛇口１１に近づいて正面センサ１３の検出領域内に入った使用者がモーションセンサ１２に手をかざすことによって蛇口１１から冷水を流し、再度モーションセンサ１２に非接触で手をかざすか、あるいは正面センサ１１の検出領域外に出ることによって吐水を停止できる。使用者が温水を欲する場合には、同様な手順にて、今度は図４では左側に表示する温水用の第２のモーションセンサ１２ａに手をかざすことによって、蛇口１１から温水を得ることができる。停止の動作も基本的に上述した冷水用と同様である。
【００３４】
冷水と温水とを同時に出して適切な温度の温水を得たい場合には、モーションセンサ１２と第２のモーションセンサ１２ａの双方に手をかざすことによって、それぞれの注水バルブ１４、１４ａが開き、冷水と温水が同時に蛇口１１に供給されるものとなる。予め開かれた蛇口１１の開度がレギュレータの役割を果たし、冷水、温水双方の注水バルブ１４、１４ａが同時に開いても吐水量はほぼ一定に保つことができる。吐水の途中で冷水、温水のどちらか一方もしくは双方の吐水を止めたいときには、対応するモーションセンサ１２、１２ａの前に手をかざすことでよい。その他の特徴は、先の実施の形態で説明した通りである。なお、図４に示す例では給水管１６、１６ａの２系統としているが、必要があれば３系統、あるいはそれ以上の系統であっても同様な対応は可能である。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る自動水栓装置について、説明する。本実施の形態に係る自動水栓装置は、構造的には図１、２あるいは４に示すものと同様であり、オプションとして「貯水」機能が追加されたことを特徴とする。このため、自動水栓装置１には、図１、２、４に示す（図２、４では破線で示す）貯水スイッチ２１と、必要であれば貯水状態を表示する貯水ランプ２２が追加され、また制御ユニット１５には、図示しないタイマ機能（クロック機能）が追加されている。貯水ランプ２２は、貯水スイッチ２１内に内蔵させてもよい。これは、自動吐水スイッチ１７と吐水ランプ１９についても同様である。本実施の形態に係る自動水栓装置では、使用者は貯水スイッチ２１を操作することによって、蛇口１１から一定の水量を吐水させることができる。
【００３６】
図５は、以上のように構成された本実施の形態に係る自動水栓装置１のオプションとなる追加の動作フローを示している。同図において、ステップ２１の電源投入からステップ２３の注水バルブ「閉」までの動作は、図３に示す第１の実施の形態におけるステップ１から３までと同様である。ステップ２４で貯水スイッチ２４が操作されるとステップ２５で注水バルブ１４が開き、同時にステップ２６で貯水ランプ２２が点灯して蛇口１１から吐水が開始される。この際さらに、ステップ２７でクロック機能が動作してタイマカウントが開始される。クロック機能の設定時間は、必要となる水量に応じて予め任意にセットしておくことができる。ステップ２８で、予めセットされた時間（例えば２０秒）が経過すると「タイマカウント完了」となり、フローは下へ進んで制御ユニット１５に信号が送られ、ステップ２９で注水バルブ１４が閉じ、吐水が停止する。この際、同時にステップ３０で貯水ランプが「ＯＦＦ」となる。
【００３７】
これに対し、ステップ２８において、予めクロック機能に設定された時間が経過する前の貯水途中の状態であっても、使用者が吐水停止を希望するときは、フローは右に進んでステップ３１で使用者がモーションセンサ１２の前に手をかざすことによってモーションセンサ１２がこれを感知し、その検出信号が制御ユニット１５に送られ、制御ユニット１５からの指令に基づいてステップ２９で注水バルブ１６が閉じられて吐水を停止させることができる。
【００３８】
制御ユニット１５では、以上の動作フローを図３に示す動作フローに優先させて動作するようロジックが組まれている。すなわち、モーションセンサ１２や正面センサ１３による感知の有無に拘わらず、貯水スイッチ２１が押された場合には貯水動作を優先させるものとする。また、図３に示す例では、図２に示す形式（１系統）の自動水栓装置１を利用する例で示しているが、図４に示す形式（２系統）の自動水栓装置１ａに対してもオプションとして同様に適用可能である。この際、貯水ボタン２１が押されたときに、冷水用の注水バルブ１４を開くか、温水用の注水バルブ１４ａを開くか、あるいはこの両者を同時に開くかは、用途に応じて予め制御ユニット１５に設定しておくことができる。必要であれば、貯水スイッチ２１を冷水用と温水用とに別々に設け、必要に応じて使用者が選択操作するようにしてもよい。
【００３９】
本実施の形態に係るオプションの貯水機能の追加により、自動水栓装置に対する僅かな機能追加で、ユーザは一定量の水（または温水）を、貯水スイッチ２１を操作するだけでその場に残る必要がなく得ることができ、便利である。
【００４０】
以上、本発明の各実施の形態に係る自動水栓装置の説明をしてきたが、本発明は各実施の形態に示されたような自動水栓装置、もしくは制御フローを利用することにより水栓制御を行う方法をも包含している。すなわち、吐水口からの流体の流れを非接触により制御する当該水栓制御方法は、まず、吐水口の前面に向けて配置されて吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知する第１のセンサを提供し、吐水口の前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知する第２のセンサを提供する。そして、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には吐水口からの流体の流れを許容し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には吐水口からの流体の流れを遮断するよう制御するものとなる。
【００４１】
また、本発明に係る自動水栓装置、水栓制御方法の適用は、上述で例示した水道等への取り付けには限定されない。例えば醸造や果汁、液体薬剤の製造など、吐水口を介して液体を取り出す装置に対しては同じように適用が可能である。なお、正面センサ１３は必ずしも蛇口１１から真正面に向けて配置されなくとも、使用者が接近してくる方向となる概略正面に向けて配置されていればよい。また、モーションセンサ１２、１２ａは、必ずしも蛇口１１の真横に配置されなくとも、使用者に対向する向きから外れた概略横方向に向けて側方に配置されていればよく、使用者に対向する向き以外に向けて配置されていればよく、必要であれば例えば蛇口１１の真後ろや真上、真下に向けて配置されることでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る自動水栓装置、水栓制御方法は、一般家庭、学校等の施設、調理場等において有用であり、当該装置の製造、販売、利用を行う各産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ．自動水栓装置、 １１．蛇口、 １２．モーションセンサ（第１のセンサ）、 １２ａ．第２のモーションセンサ（第３のセンサ）、 １３．正面センサ（第２のセンサ）、 １４．注水バルブ、 １４ａ．第２の注水バルブ、 １５．制御ユニット、 １６．給水管、 １６ａ．第２の給水管、 １７．注水スイッチ、 １８．パイロットランプ、 １９．注水ランプ、 ２１．貯水スイッチ、 ２２．貯水ランプ、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口につないで配置され、吐水口の開閉を制御する自動水栓装置において、
装置全体の動作を制御する制御ユニットと、
吐水口の前面に向けて配置され、吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第１のセンサと、
吐水口の側面もしくは背面に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第２のセンサと、
前記吐水口とその上流側となる給水管との間に配置され、前記制御ユニットからの指令に基づいて流体の流れを許容、遮断するよう構成された注水バルブとから構成され、
前記制御ユニットが、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記注水バルブに指令を送信し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記注水バルブに指令を送信するよう構成されていることを特徴とする自動水栓装置。
【請求項２】
前記自動水栓装置が貯水スイッチをさらに備え、前記制御ユニットがタイマ機能をさらに備え、前記制御ユニットは、前記貯水スイッチが押された場合、前当該貯水スイッチが押されてから前記タイマ機能に予め設定された時間が経過するまでの間、もしくはそれ以前に前記第２のセンサから検出信号を受信した場合には当該検出信号の受信までの間、流体の流れを許容するよう前記注水バルブに指令を送信するよう構成されている、請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項３】
前記吐水口が第２の給水管ともつながり、前記自動水栓装置がさらに、
吐水口の側面もしくは背面であって、前記第２のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第３のセンサと、
前記吐水口とその上流側となる前記第２の給水管との間に配置され、前記制御ユニットの指令に基づいて第２の給水管を流れる流体の流れを許容、遮断するよう構成された第２の注水バルブとを備え、
前記制御ユニットが、前記第１、第３の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信し、前記第３のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成されている、請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項４】
前記自動水栓装置が貯水スイッチをさらに備え、前記制御ユニットがタイマ機能をさらに備え、前記制御ユニットは、前記貯水スイッチが押された場合、前当該貯水スイッチが押されてから前記タイマ機能に予め設定された時間が経過する間、もしくはそれ以前に第３のセンサから検出信号を受信した場合には当該検出信号の受信までの間、流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成されている、請求項３に記載の自動水栓装置。
【請求項５】
前記自動水栓装置が、装置に通電されている間に点灯するパイロットランプ、注水バルブが開いて吐水している間に点灯する注水ランプ、貯水スイッチが押されて吐水している間に点灯する貯水ランプのいずれか一をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の自動水栓装置。
【請求項６】
吐水口からの流体の流れを非接触により制御する水栓制御方法において、
吐水口の前面に向けて配置されて吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知する第１のセンサを提供し、
吐水口の前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知する第２のセンサを提供し、
前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には吐水口からの流体の流れを許容し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には吐水口からの流体の流れを遮断するよう制御することを特徴とする水栓制御方法。
【請求項１】
吐水口につないで配置され、吐水口の開閉を制御する自動水栓装置において、
装置全体の動作を制御する制御ユニットと、
吐水口の前面に向けて配置され、吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第１のセンサと、
吐水口の側面もしくは背面に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第２のセンサと、
前記吐水口とその上流側となる給水管との間に配置され、前記制御ユニットからの指令に基づいて流体の流れを許容、遮断するよう構成された注水バルブとから構成され、
前記制御ユニットが、前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記注水バルブに指令を送信し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記注水バルブに指令を送信するよう構成されていることを特徴とする自動水栓装置。
【請求項２】
前記自動水栓装置が貯水スイッチをさらに備え、前記制御ユニットがタイマ機能をさらに備え、前記制御ユニットは、前記貯水スイッチが押された場合、前当該貯水スイッチが押されてから前記タイマ機能に予め設定された時間が経過するまでの間、もしくはそれ以前に前記第２のセンサから検出信号を受信した場合には当該検出信号の受信までの間、流体の流れを許容するよう前記注水バルブに指令を送信するよう構成されている、請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項３】
前記吐水口が第２の給水管ともつながり、前記自動水栓装置がさらに、
吐水口の側面もしくは背面であって、前記第２のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知してその検出信号を前記制御ユニットに送信するよう構成された第３のセンサと、
前記吐水口とその上流側となる前記第２の給水管との間に配置され、前記制御ユニットの指令に基づいて第２の給水管を流れる流体の流れを許容、遮断するよう構成された第２の注水バルブとを備え、
前記制御ユニットが、前記第１、第３の両センサから検出信号を受信した際には流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信し、前記第３のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には流体の流れを遮断するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成されている、請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項４】
前記自動水栓装置が貯水スイッチをさらに備え、前記制御ユニットがタイマ機能をさらに備え、前記制御ユニットは、前記貯水スイッチが押された場合、前当該貯水スイッチが押されてから前記タイマ機能に予め設定された時間が経過する間、もしくはそれ以前に第３のセンサから検出信号を受信した場合には当該検出信号の受信までの間、流体の流れを許容するよう前記第２の注水バルブに指令を送信するよう構成されている、請求項３に記載の自動水栓装置。
【請求項５】
前記自動水栓装置が、装置に通電されている間に点灯するパイロットランプ、注水バルブが開いて吐水している間に点灯する注水ランプ、貯水スイッチが押されて吐水している間に点灯する貯水ランプのいずれか一をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の自動水栓装置。
【請求項６】
吐水口からの流体の流れを非接触により制御する水栓制御方法において、
吐水口の前面に向けて配置されて吐水口前面の所定検出領域に入った使用者を感知する第１のセンサを提供し、
吐水口の前記第１のセンサとは異なる方向に向けて配置され、非接触で前面を移動する移動体を感知する第２のセンサを提供し、
前記第１、第２の両センサから検出信号を受信した際には吐水口からの流体の流れを許容し、前記第２のセンサから再度の検出信号を受信した際、または前記第１のセンサから検出信号を受信しなくなった際には吐水口からの流体の流れを遮断するよう制御することを特徴とする水栓制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３６８６８（Ｐ２０１２−１３６８６８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９８９５（Ｐ２０１０−２８９８９５）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３１００２４７３４）株式会社シフトエンジニアリング (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３１００２４７３４）株式会社シフトエンジニアリング (2)
【Ｆターム（参考）】
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