自動水栓

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【発明の名称】	自動水栓
【発明者】	【氏名】加藤庸二【氏名】福田俊明【氏名】池谷三和司
【要約】	【課題】物体が大きく水栓に近い程、多い水量が水栓から吐水する、使い勝手が良い自動水栓の提供にある。【解決手段】吐水口２１がシンク１１へ臨む水栓２と、赤外線センサ３、４が出力するセンサ出力に基づいて物体検知量を求める物体検知手段と、物体検知手段が物体の存在を検知すると水栓２から吐水を行う吐水制御器とを備え、吐水制御器は、水栓近傍で検知される物体検知量が大きい程、多い水量を吐水させる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】吐水口がシンクへ臨む水栓と、水栓近傍の物体を検知する物体検知手段と、該物体検知手段が前記物体の存在を検知すると前記水栓から吐水を行う制御手段とを備える自動水栓において、制御手段は、水栓近傍で検知される物体検知量が大きい程、多い水量を吐水させることを特徴とする自動水栓。
【請求項２】前記物体検知手段は、二個以上のセンサが出力する複数のセンサ信号に基づいて前記物体検知量を求めることを特徴とする請求項１記載の自動水栓。
【請求項３】上記二個以上のセンサは、前記水栓に、横方向に配設されていることを特徴とする請求項２記載の自動水栓。
【請求項４】前記センサは、シンク方向に照射した赤外線が前記水栓の近傍に存在する前記物体に反射して戻って来る反射光を捉える能動形の赤外線センサであることを特徴とする請求項２または請求項３記載の自動水栓。
【請求項５】前記物体検知手段は、シンク方向に赤外線を照射する二個以上の発光素子と、これらの発光素子から照射された赤外線が前記水栓の近傍に存在する前記物体に反射して戻って来る反射光を捉える受光素子とを有し、該受光素子が送出するセンサ出力の強度に基づいて前記物体検知量を求めることを特徴とする請求項１記載の自動水栓。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体検知手段が水栓の近傍の物体を検知すると水栓から吐水を行う自動水栓に関する。
【０００２】
【従来の技術】センサが反射体を検知すると水栓から吐水する自動水栓であって、検知した反射体の位置が吐水口に遠い程、吐水口から吐水する水の量を多くする自動水栓が特開平５- ２８７７８５号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の自動水栓は、以下の課題を有する。箸を洗う際、吐水口から最も遠いゾーンで洗浄を始めると、吐水量が多すぎて周りに飛散する。また、大きいヤカン等の場合には、吐水口の近いゾーンに位置しているとセンサが検知して吐水量が少なく設定される。このため、使用者は、水の飛散により不愉快な状態になったり、水の出が悪いのでじれったいと感じたりする。
【０００４】本発明の目的は、物体が大きく水栓に近い程、多い水量が水栓から吐水する、使い勝手が良い自動水栓の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔請求項１について〕物体検知手段は、水栓近傍の物体を検知する。制御手段は、物体検知手段が物体を検知すると、物体検知量が大きい（物体が大きい、距離が近い）程、多い水量を水栓から吐水させる。
【０００６】物体が箸のように小さい（物体検知量が小さい）場合には吐水量が少ないので飛散することがなく、物体がヤカンや鍋のように大きい場合（物体検知量が大きい）には吐水量が多いので、水の注入や洗浄を効率的に行うことができ、自動水栓は使い勝手が良い。
【０００７】〔請求項２について〕物体検知手段は、二個以上のセンサが出力する複数のセンサ出力に基づいて物体検知量を求める。このため、物体検知手段は、物体検知量（物体の大きさや物体の位置）を容易に求めることができる。
【０００８】〔請求項３について〕二個以上のセンサが水栓に横方向に配設されているので、物体の大きさと、物体が水栓から左右方向にどれだけ離れているかを容易に求めることができる。
【０００９】〔請求項４について〕センサには、シンク方向に照射した赤外線が水栓の近傍に存在する物体に反射して戻って来る反射光を捉える能動形の赤外線センサを使用する。
【００１０】〔請求項５について〕物体検知手段は、シンク方向に赤外線を照射する二個以上の発光素子と、これらの発光素子から照射された赤外線が水栓の近傍に存在する物体に反射して戻って来る反射光を捉える受光素子とを有し、受光素子が送出するセンサ出力の強度に基づいて物体検知量を求める。このため、物体検知量（物体の大きさや物体の位置）を容易に求めることができる。また、受光素子は一つで良いので部品代が節約できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１～４に対応）を、図１～図６に基づいて説明する。自動水栓Ａは、図に示す様に、流し台１のシンク１１に吐水口２１が臨む水栓２と、水栓２の近傍の物体を検知する赤外線センサ３、４と、物体の大きさを判定する物体判定回路５１と、吐水を制御する制御回路５とを備える。また、自動水栓Ａは、手元コントローラ６によっても吐水を操作することができる。
【００１２】流し台１は、ステンレス等で形成され、物体判定回路５１、制御回路５、および制御弁部材７を組み込んだ制御ユニット５０を内部に配設している。
【００１３】水栓２は、シンク後壁１１１の流し台上面１２に突設された台座２０と、台座２１に回動自在に取り付けられたノーズ２２とからなる。台座２０には、手元コントローラ６の赤外線通信ポート６１と通信するための赤外線通信ポート２１１が形成されている。ノーズ２２の先端下面には吐水口２１が開口し、その吐水口２１の先方には赤外線センサ３、４が横方向に配設されている。
【００１４】発光部３１、４１および受光部３２、４２を備える赤外線センサ３、４は、吐水口２１の下方に位置する物体（食器、調理用具等）を異なった視点から観察するため、吐水口２１の中心を通過するノーズ２２の中心線２２１から等距離、隔てて配設されている。発光部３１、４１は、シンク１１の底面方向へ、異なる変調をかけて赤外線を円錐状に放射する。
【００１５】受光部３２は、発光部３１から放射された赤外線が、吐水口２１の下方に位置する物体に当たって反射する赤外線を受光し、受光量に応じたレベルの出力を送出する。なお、受光部３２は、発光部４１から放射される赤外線（反射波も含む）には無感である。受光部４２は、発光部４１から放射された赤外線が、吐水口２１の下方に位置する物体に当たって反射する赤外線を受光し、受光量に応じたレベルの出力を送出する。なお、受光部４２は、発光部３１から放射される赤外線（反射波も含む）には無感である。
【００１６】吐水口２１の真下に存在する物体（小物、大物）と、赤外線センサ３、４との相対関係を図２に示す。受光部３２、４２の出力は、ノーズ２２内に設けられた管路内を通るリード線（何れも図示せず）を介して物体判定回路５１に送られる。
【００１７】物体判定回路５１は、以下の原理により、物体の存在を検知し、更に、物体の大きさ、および中心線２２１から左右方向へのずれを算出する。受光部３２、４２の何れかの出力レベルが閾値を超えると吐水口２１の下方に物体が有ると判定する。なお、赤外線放射時における受光部３２、４２の出力レベルは、吐水口２１の下方に位置する物体の属性（反射率μ、面積Ｓ、形状、傾き等）により決まる。吐水口２１の真下（中心線２２１上）に物体が有る場合には、図３のグラフに示す様に、物体の属性に関わらず、受光部３２、４２の出力Ｉ_R、Ｉ_Lは略同一であり、物体の大きさ（箸→茶碗→フライパン→大鍋）に対応して出力Ｉ_L、Ｉ_Rが増大（Ｉ₁→Ｉ₂…→Ｉ₃）する。
【００１８】また、吐水口２１の真下から左右方向にずれた位置、例えば、中心線２２１より図示右側に物体が有る場合には、図５のグラフに示す様に、物体の属性に関わらず、受光部３２の出力Ｉ_R＞受光部４２の出力Ｉ_Lとなり、物体の大きさ（箸→茶碗→フライパン→大鍋）に対応して出力Ｉ_R、Ｉ_Lが増大（Ｉ_1R→Ｉ_2R…→Ｉ_3R、Ｉ_1L→Ｉ_2L…→Ｉ_3L）する。
【００１９】本実施例では、物体判定回路５１は、出力Ｉ_Rと出力Ｉ_Lとを合わせた値に基づいて物体検知量を決定する。そして、算出された物体検知量に基づいて制御回路５が目標吐水量を１リットル／分～１０リットル／分の間で無段階に決定する。
【００２０】例えば、閾値の目標吐水量は１リットル／分、箸が吐水口２１の真下にある場合には目標吐水量は２リットル／分、大鍋が吐水口２１の真下にある場合には目標吐水量は１０リットル／分となる。これにより、目標吐水量が得られる制御弁７２１、７３１の開度が決まり、物体検知量に見合った水量の水（または湯）が吐水口２１からシンク１１内に吐水する。
【００２１】制御回路５は、赤外線通信ポート２１１、赤外線センサ３、４、物体判定回路５１、温度センサ７１、アクチュエータ７２、７３（ステッピングモータ）、およびスイッチパネル５２を電気接続している。なお、スイッチパネル５２は、シンク後壁１１１の流し台上面に配設（配設状態は図示せず）されている。
【００２２】温度センサ７１は、制御弁７２１、７３１の下流側で、給水配管７２０と給湯配管７３０とが合流する合流部に配され、水、湯、または混合水の温度に対応したセンサ出力を制御回路５に送出する。
【００２３】スイッチパネル５２には、電源スイッチ、水スイッチ、湯スイッチ、湯温上げスイッチ、湯温下げスイッチ、吐水増量スイッチ、吐水減量スイッチ、洗剤スイッチ、洗剤増量スイッチ、洗剤減量スイッチ、ヒータスイッチ、温風スイッチ、および赤外線センサ３、４等による物体検知に起因する作動を無効にする停止スイッチが配設されている。また、各スイッチの近傍には、スイッチ状態（作動状態）を示すインジケータランプ（何れも図示せず）が配設されている。
【００２４】手元コントローラ６は、左右にスライド可能にシンク前縁に取り付けられており、使用者の好みの位置で使用される。この手元コントローラ６は、スイッチパネル５２と同様の機能を果たすスイッチやインジケータランプ以外に、音声指令を行うためのマイクと合成音声を発するスピーカとを配設している。
【００２５】本実施例の自動水栓Ａは、以下の利点を有する。
［ア］自動水栓Ａは、水栓２の吐水口２１に物体（箸、茶碗、フライパン、大鍋）を近づけると、物体検知量に見合った水量の水（または湯）が吐水口２１からシンク１１内に吐水する。
【００２６】たとえば、物体が箸のように小さい（物体検知量が小さい）場合には、少量の吐水により飛散することなく吐水口２１の真下で洗浄作業を行うことができる。一方、物体がヤカンや大鍋のように大きい（物体検知量が大きい）場合には吐水量が多いので、水の注入や洗浄を効率的に行うことができる。なお、物体がヤカンや大鍋のように大きい場合であっても、吐水口２１に近づけている途中（吐水口２１からの距離が遠い）は吐水量が少ないので、飛水することなく物体を吐水口２１に近づけることができる。自動水栓Ａは、上記の様に作動するので使い勝手がよく、快適に利用することができる。
【００２７】［イ］自動水栓Ａは、ノーズ２２の先端下面に開口する吐水口２１の先方に、シンク１１の底面方向に異なる変調をかけて赤外線を円錐状に放射する赤外線センサ３、４を横方向に配設している。これにより、昼夜や物体の種類に関わらず安定して物体検知量を求めることができる。このため、自動水栓Ａは、誤作動が少なく、物体検知量に応じた水量を吐水することができる。
【００２８】［ウ］自動水栓Ａは、物体判定回路５１が出力Ｉ_Rと出力Ｉ_Lとを合わせた値に基づいて物体検知量を決定し、この物体検知量に基づいて制御回路５が目標吐水量を１リットル／分～１０リットル／分の間で無段階に決定する構成である。このため、簡単な構成で目標吐水量を決めることができる。
【００２９】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．請求項１において、物体検知手段は、一つのセンサで物体検知量を検出しても良い。
ｂ．請求項１、２、３のセンサに、超音波センサや微弱電波センサを用いても良い。
【００３０】ｃ．センサが能動形の赤外線センサの場合、異なる変調をかけて赤外線をシンク方向に放射して互いの干渉を避けるという方法以外に、異なる赤外波長帯で作動する赤外線センサを用いて互いの干渉を避ける様にしても良い。また、各センサの検出タイミング（発光＆受光）をずらして互いの干渉を避ける様にしても良い。
【００３１】ｄ．赤外線センサは、発光部が一つで受光部が複数であっても良い。また、発光部が複数で受光部が一つであっても良い（請求項５に対応）。
【００３２】ｅ．出力Ｉ_Rと出力Ｉ_Lの差、および出力Ｉ_Rと出力Ｉ_Lとの平均値に基づいて物体検知量を決定しても良い。また、物体検知量に基づいて、吐出量が複数段階に設定される構成でも良い。

【出願人】	【識別番号】０００００４２６０【氏名又は名称】株式会社デンソー
【出願日】	平成１２年２月１４日（２０００．２．１４）
【代理人】	【識別番号】１０００８００４５【弁理士】【氏名又は名称】石黒健二
【公開番号】	特開２００１－２２７０１６（Ｐ２００１－２２７０１６Ａ）
【公開日】	平成１３年８月２４日（２００１．８．２４）
【出願番号】	特願２０００－３５４０９（Ｐ２０００－３５４０９）