(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135318
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】自動水栓及び流し台
(51)【国際特許分類】
E03C 1/05 20060101AFI20240927BHJP
【FI】
E03C1/05
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023045944
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】504163612
【氏名又は名称】株式会社LIXIL
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100179833
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 将尚
(72)【発明者】
【氏名】滝 宣広
(72)【発明者】
【氏名】後藤 康浩
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 稜也
(72)【発明者】
【氏名】永田 雅昭
【テーマコード(参考)】
2D060
【Fターム(参考)】
2D060BA05
2D060BB02
2D060BC30
2D060CA04
(57)【要約】
【課題】湯気に起因する吐水及び止水の誤制御を防止することが可能な自動水栓を提供する。
【解決手段】水栓と、物体までの距離を測定するセンサ部と、センサ部の測距値の確度が所定の確度基準値よりも小さい、センサ部の受信強度が所定の強度基準値より小さいという2条件のいずれか一方又は両方の条件を満足する場合に物体を湯気と判定する湯気フィルタ処理を行い、当該湯気フィルタ処理の結果に基づいて水栓の吐水及び止水を制御する制御部とを備える。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水栓と、
物体までの距離を測定するセンサ部と、
前記センサ部の測距値の確度が所定の確度基準値よりも小さい、前記センサ部の受信強度が所定の強度基準値より小さいという2条件のいずれか一方又は両方の条件を満足する場合に前記物体を湯気と判定する湯気フィルタ処理を行い、当該湯気フィルタ処理の結果に基づいて前記水栓の吐水及び止水を制御する制御部と
を備える自動水栓。
【請求項2】
前記湯気フィルタ処理は、前記2条件に加え、前記測距値の変動量が所定の距離変動基準値以上、前記受信強度の変動量が所定の強度変動基準値以上という2条件のいずれか一方又は両方の条件を満足する場合に前記物体を前記湯気と判定する請求項1に記載の自動水栓。
【請求項3】
前記制御部は、前記湯気フィルタ処理を複数回繰り返すことにより前記湯気を判定する請求項1又は2に記載の自動水栓。
【請求項4】
前記制御部は、前記測距値が所定の距離基準値よりも小さい場合に前記水栓を吐水状態に維持し、前記測距値が所定の距離基準値以上の場合には、前記水栓を吐水状態から止水状態に変更する請求項1又は2に記載の自動水栓。
【請求項5】
前記センサ部は、TOF(Time of Flight)方式に基づいて前記物体までの距離を測定する請求項1又は2に記載の自動水栓。
【請求項6】
請求項1又は2に記載の自動水栓を備える流し台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自動水栓及び流し台に関する。
【背景技術】
【0002】
吐水口から吐水される湯気について光量が増えるが揺れず次第に下がると定義された光量センサを用い、吐水時において下限光量より高いが第3閾値以下が継続すれば湯気のみと判断して止水し、光量が変化している時は手洗いと判断して継続吐水し、止水時において光量大及び変化大で吐水し、湯気止水後において止水時の光量が高ければ、湯気ありと判断して再吐水する自動水栓がある(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の発明では、止水時において、水汲みで手に待っていると光量が第2以上第3閾値以下でかつ安定することがあるので誤止水するとともに、湯気からの反射光が安定せず揺らぐことがあるので水が止まらない虞がある。特許文献1の発明では、吐水時において、最初に湯気だけ出た時、従来の第一閾値より光量大と光量変化とがあるので誤検知する虞がある。
【0005】
本開示は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、湯気に起因する吐水及び止水の誤制御を防止することが可能な自動水栓及び流し台の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様は、水栓と、物体までの距離を測定するセンサ部と、前記センサ部の測距値の確度が所定の確度基準値よりも小さい、前記センサ部の受信強度が所定の強度基準値より小さいという2条件のいずれか一方又は両方の条件を満足する場合に前記物体を湯気と判定する湯気フィルタ処理を行い、当該湯気フィルタ処理の結果に基づいて前記水栓の吐水及び止水を制御する制御部とを備える自動水栓である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本開示の第1実施形態に係る自動水栓の全体構成を示すブロック図である。
【
図2】本開示の第1実施形態に係る流し台の概略構成図である。
【
図3】本開示の第1実施形態におけるTOF方式を示す特性図である。
【
図4】本開示の第1実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図5】本開示の第2実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図6】本開示の第3実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図7】本開示の第4実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図8】本開示の第5実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図9】本開示の第6実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図10】本開示の第7実施形態に係る自動水栓の動作を示すフローチャートである。
【
図11】本開示の第8実施形態に係る自動水栓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】
【0008】
図1~
図4を参照して第1実施形態について説明する。第1実施形態に係る自動水栓は、
図1に示すように、水栓1及び電磁弁制御部2を備えている。水栓1は、図示するように本体部1a、センサ部1b及び電磁弁1cを備えている。電磁弁制御部2は、物体検知部2a及び制御部2bを備えている。
【0009】
水栓1は、電磁弁制御部2によって制御されることにより、別途接続される排水管を介して供給源に接続される金属製の部材である。水栓1は、
図2に示すようにキッチン等の流し台3(シンク)に備えられ、供給源から給水される湯水の吐水又は止水を行う。
【0010】
本体部1aは、水栓1の主要部であり、先端部が下方を向いた姿勢で下端が流し台3における縁の上面3aに支持されている。本体部1aは、流し台3の底部3bに載置された容器等の物体に向けて湯水を注水する。本体部1aの先端部の前方には、流し台3の底部3a又は流し台3の底部3b上に載置された各種容器や鍋等が存在する。
【0011】
電磁弁1cは、本体部1aに別途接続される排水管において、本体部1aの手前に設けられている。電磁弁1cは、電磁弁制御部2の制御部2bによって開閉が制御されることにより、排水管を介して外部の供給源から給水される水の本体部1aへの供給又は供給遮断を行う。
【0012】
センサ部1bは、例えばTOF(Time Of Flight)方式に基づいて物体までの距離を測定する測距装置である。センサ部1bは、本体部1aの先端部に設けられおり、流し台3における縁部の上面3aを延長した面よりも下側つまり流し台3の内部を測距範囲とする。測距範囲は、本体部1aから吐水される水の経路と重ならないように設定されている。
【0013】
センサ部1bは、赤外線等の測定媒体を物体に照射するとともに、測定媒体が物体で反射して発生する反射媒体を受信することにより、流し台3の底部3b又は各種容器や鍋等の物体までの距離を測距値Dkとして測定する。なお、測距できる関係にあれば必ずしも測距範囲と水の経路が重ならないように設定する必要はなく、例えば一部の範囲が重なっていてもよい。
【0014】
詳細については後述するが、センサ部1bは、本体部1aの先端部から物体までの測距値Dkに加えて、測距値Dkの確度Daを取得する。確度Daは、測距値Dkの度数Nmと測距値Dkの分散の大きさによって決まる統計量である。確度Daは、度数Nmが大きく、かつ分散が小さい時に確度は高くなる。確度Daは、度数Nmが同一の場合、分散が小さい程に高くなり、分散が大きい程に低くなる。
【0015】
センサ部1bは、
図3に示すように、測定媒体の送信タイミングと反射媒体の受信タイミングとの差分である遅延時間をヒストグラム化することにより、測距値Dk及び確度Daを統計量として取得する。センサ部1bは、測距値Dkの取得に際して、確度Daを用いることにより水栓1の先端部と流し台3の底部3b(固体物)との間に物体としての湯気が存在するか否かを判定する。
【0016】
流し台3の底部3b(固体物)から得られる反射媒体と湯気から得られる反射媒体とでは確度Daが明確に異なる。流し台3の底部3b(固体物)からの反射媒体から取得される遅延時間Tmは確度Daが大きく、湯気からの反射媒体から取得される遅延時間Tmは確度Daが小さいという性質がある。センサ部1bは、内部演算によって取得した測距値Dk及び確度Daを電磁弁制御部2の物体検知部2aに出力する。
【0017】
物体検知部2aは、センサ部1bから入力される測距値Dk及び確度Daに基づいて湯気を検知する。詳細については後述するが、物体検知部2aは、測距値Dk及び確度Daを用いた湯気フィルタ処理Pa(
図4参照)に基づいてセンサ部1bが湯気を検出しているか否かを評価し、評価結果を制御部2bに出力する。
【0018】
制御部2bは、物体検知部2aの評価結果を利用して電磁弁1cを制御する。詳細については後述するが、制御部2bは、センサ部1bが湯気を検出していない場合、開弁(吐水)するように電磁弁1cを制御する。制御部2bは、センサ部1bが湯気を検出した場合には、閉弁(止水)するように電磁弁1cを制御する。
【0019】
次に、第1実施形態に係る自動水栓の動作について、
図4に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。フローチャートは、自動水栓における電磁弁制御部2の動作を示している。
【0020】
自動水栓では、センサ部1bが赤外線等の測定媒体を本体部1aの先端部の下方に向けて照射し、測定媒体が物体で反射することで発生する反射媒体を受信する。例えば、本体部1aの先端部の下方に容器等の物体が置かれていない場合、測定媒体は、流し台3の底部3b(固体物)で反射し、底部(固体物)で発生した反射媒体がセンサ部1bで受信される。
【0021】
本体部1aの先端部の下方に湯気が存在する場合、測定媒体は、湯気で反射し、反射媒体としてセンサ部1bで受信される。センサ部1bにおける反射媒体の受信強度は、固体物と湯気とで異なる。湯気における受信強度は固体物における受信強度に比べて明らかに低い。センサ部1bは、受信信号に基づいて測距値Dk及び確度Daを取得して物体検知部2aに出力する。
【0022】
物体検知部2aは、センサ部1bから測距値Dk及び確度Daを取得し(ステップS1)、確度Daが所定の確度基準値Ra以上か否かを判断する(ステップS2)。物体検知部2aは、ステップS2の判断が「Yes」の場合、湯気フィルタ処理Paの処理回数を示す回数値Niを増加(アップ)させる(ステップS3)。
【0023】
物体検知部2aは、ステップS2の判断が「No」の場合には、湯気フィルタ処理Paの処理回数を示す回数値Niを初期化(リセット)する(ステップS4)。物体検知部2aは、ステップS3又はステップS4の処理が完了すると、回数値Niが回数基準値Riより大きいか否かを判断する(ステップS5)。
【0024】
ステップS2~S5の一連の処理は、湯気フィルタ処理Paを構成しており、センサ部1bが検出した物体が湯気か否か判定する情報処理である。ステップS2~S5のうち、ステップS2は、確度Daに基づいて水栓1の先端部と流し台3の底部3b(固体物)との間に物体としての湯気が存在するか否かを判定する基本湯気フィルタ処理である。
【0025】
ステップS2~S5のうち、ステップS3~5は、確度Daに基づく基本湯気フィルタ処理を回数基準値Ri以上の複数回繰り返したか否かを判定する補助湯気フィルタ処理である。第1実施形態における湯気フィルタ処理Paによれば、基本湯気フィルタ処理と補助湯気フィルタ処理を有するので、湯気の存在をより確実に判定することが可能である。
【0026】
制御部2bは、湯気フィルタ処理Paが完了し、ステップS5の判断が「Yes」の場合つまり複数回に亘る基本湯気フィルタ処理の結果、湯気が検出されなかった場合、測距値Dkが所定の距離基準値Rkよりも小さいか否かを判断する(ステップS6)。制御部2bは、ステップS6の判断が「Yes」の場合、電磁弁1dの開弁状態を維持することにより本体部1aからの吐水を継続させる(ステップS7)。
【0027】
制御部2bは、湯気フィルタ処理Paが完了し、ステップS5の判断が「N0」の場合つまり複数回に亘る基本湯気フィルタ処理の結果、湯気が検出された場合及びステップS6の判断が「No」の場合には、電磁弁1cの開弁状態から閉弁状態に制御することにより、本体部1aを吐水状態から止水状態に変更する(ステップS8)。
【0028】
第1実施形態では、電磁弁制御部2において電磁弁1cの開閉操作に先立って湯気フィルタ処理Paを行う。第1実施形態によれば、湯気に起因する吐水及び止水の誤制御を防止することが可能な自動水栓及び流し台を提供することが可能である。
【0029】
第2実施形態について
図5のフローチャートを参照して説明する。第2実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第1実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第1実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0030】
図5では、第1実施形態の
図4と同一の処理には同一符号を付している。以下では第1実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第2実施形態は、流し台3の底部3b(固体物)から得られる反射媒体と湯気から得られる反射媒体とでは受信強度Dv及び測距値Dkが明確に異なるという性質を利用したものである。
【0031】
湯気からの反射媒体から取得される受信強度Dvは、流し台3の底部3b(固体物)からの反射媒体から取得される受信強度Dvよりも大幅に低いという性質がある。湯気からの反射媒体から取得される測距値Dkは、流し台3の底部3b(固体物)からの反射媒体から取得される測距値Dkの変動量Dkhよりも大幅に不安定であるという性質がある。
【0032】
物体検知部2aは、
図5に示されているように、センサ部1bから受信強度Dv及び測距値Dkを取得し(ステップS1a)、受信強度Dvが所定の強度基準値Rv以上か否かを判断する(ステップS9)。物体検知部2aは、ステップS9の判断が「Yes」の場合、湯気を検出していないとして湯気フィルタ処理Pbを終了する。
【0033】
物体検知部2aは、ステップS9の判断が「No」の場合には、測距値Dkの変動量Dkhが所定の距離変動基準値Rkhより小さいか否かを判断する(ステップS10)。物体検知部2aは、ステップS10の判断が「Yes」の場合は湯気を検出していないとして湯気フィルタ処理Pbを終了する。物体検知部2aは、ステップS10の判断が「No」の場合には、湯気を検出したとして湯気フィルタ処理Pbを終了する。
【0034】
ステップS9、S10の処理は、湯気フィルタ処理Pbを構成しており、センサ部1bが検出した物体が湯気か否か判定する情報処理である。ステップS9の処理は受信強度Dvに基づく第1の湯気フィルタ処理であり、ステップS10の処理は測距値Dkの変動量Dkhに基づく第2の湯気フィルタ処理である。第2実施形態における湯気フィルタ処理Pbによれば、第1、第2の湯気フィルタ処理を有するので、湯気の存在をより確実に判定することが可能である。
【0035】
第3実施形態について
図6のフローチャートを参照して説明する。第3実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第2実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第2実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0036】
図6では、第2実施形態の
図5と同一の処理には同一符号を付している。以下では第2実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第3実施形態は、
図6に示すように、物体検知部2aが第2実施形態の湯気フィルタ処理Pbに第1実施形態の補助湯気フィルタ処理を組み合わせた湯気フィルタ処理Pcを行うものである。
【0037】
第3実施形態に係る自動水栓によれば、第1、第2の湯気フィルタ処理と補助湯気フィルタ処理とを組み合わせた湯気フィルタ処理Pcを行うので、湯気の存在を第2実施形態よりも確実に判定することが可能である。
【0038】
第4実施形態について
図7のフローチャートを参照して説明する。
第4実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第2実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第2実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0039】
図7では、第2実施形態の
図5と同一の処理には同一符号を付している。以下では第2実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第3実施形態は、
図7に示すように、物体検知部2aが湯気フィルタ処理Pdを行うものである。湯気フィルタ処理Pdは、第2実施形態のステップS10をステップS11に変更したものである。
【0040】
ステップS11は、第3の湯気フィルタ処理である。湯気からの反射媒体から取得される受信強度Dvは、流し台3の底部3b(固体物)からの反射媒体から取得される受信強度Dvよりも大幅に低いという性質に加えて、受信強度Dvの変動量Dvhが比較的大きいという性質を有する。物体検知部2aは、ステップS11において、受信強度Dvの変動量Dvhが強度変動基準値Rvhよりも小さいか否かを判断する。
【0041】
物体検知部2aは、ステップS11の判断が「Yes」の場合、湯気を検出していないとして湯気フィルタ処理Pdを終了する。物体検知部2aは、ステップS11の判断が「No」の場合には、湯気を検出したとして湯気フィルタ処理Pdを終了する。
【0042】
第4実施形態に係る自動水栓によれば、第1の湯気フィルタ処理と第3の湯気フィルタ処理とを組み合わせた湯気フィルタ処理Pdを行うので、湯気の存在をより確実に判定することが可能である。
【0043】
第5実施形態について
図8のフローチャートを参照して説明する。
第5実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第4実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第4実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0044】
図8では、第4実施形態の
図7と同一の処理には同一符号を付している。以下では第4実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第5実施形態は、
図8に示すように、物体検知部2aが第4実施形態の湯気フィルタ処理Pdに第1実施形態の補助湯気フィルタ処理を組み合わせた湯気フィルタ処理Peを行うものである。
【0045】
第5実施形態に係る自動水栓によれば、第1、第2の湯気フィルタ処理と補助湯気フィルタ処理とを組み合わせた湯気フィルタ処理Pcを行うので、湯気の存在を第4実施形態よりも確実に判定することが可能である。
【0046】
第6実施形態について
図9のフローチャートを参照して説明する。
第6実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第2実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第2実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0047】
図9では、第2実施形態の
図5と同一の処理には同一符号を付している。以下では第2実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第6実施形態は、
図9に示すように、物体検知部2aが第2実施形態の湯気フィルタ処理Pbに第3の湯気フィルタ処理(ステップS11)を組み合わせた湯気フィルタ処理Pfを行うものである。
【0048】
第6実施形態に係る自動水栓によれば、第1~第3の湯気フィルタ処理を組み合わせた湯気フィルタ処理Pfを行うので、湯気の存在を第2実施形態よりも確実に判定することが可能である。
【0049】
第7実施形態について
図10のフローチャートを参照して説明する。
第7実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第6実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第6実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0050】
図10では、第6実施形態の
図9と同一の処理には同一符号を付している。以下では第6実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第7実施形態は、
図10に示すように、物体検知部2aが第6実施形態の湯気フィルタ処理Pfに第1実施形態の補助湯気フィルタ処理を組み合わせた湯気フィルタ処理Pgを行うものである。
【0051】
第7実施形態に係る自動水栓によれば、第1~第3の湯気フィルタ処理と補助湯気フィルタ処理とを組み合わせた湯気フィルタ処理Pgを行うので、湯気の存在を第6実施形態よりも確実に判定することが可能である。
【0052】
第8実施形態について
図11のフローチャートを参照して説明する。
第8実施形態に係る自動水栓は、基本的な電気的構成が第3実施形態に係る自動水栓と同一であり、湯気フィルタ処理の内容が第3実施形態に係る自動水栓と異なる。
【0053】
図11では、第3実施形態の
図5と同一の処理には同一符号を付している。以下では第3実施形態に係る自動水栓との相違点について説明する。第8実施形態は、
図11に示すように、物体検知部2aが第3実施形態の湯気フィルタ処理Pcから第2の湯気フィルタ処理(ステップS10)を削除した湯気フィルタ処理Phを行うものである。
【0054】
第8実施形態によれば、第1の湯気フィルタ処理と補助湯気フィルタ処理とを組み合わせた湯気フィルタ処理Phを行うので、第6実施形態よりも確実性の面で劣るものの湯気の存在を十分に判定することが可能である。
【0055】
第1~第8実施形態に係る自動水栓では、湯気を特徴づける以下の2条件(第1、第2条件)のいずれか一方又は両方の条件を満足する場合又は2条件(第1、第2条件)に加えて他の2条件(第3、第4条件)のいずれか一方又は両方の条件を満足する場合に、本体部1aの先端部と流し台3の底部3b(固体物)との間の物体が湯気であると判定する湯気フィルタ処理を行う。
【0056】
第1条件:センサ部1bの測距値Dkの確度Daが所定の確度基準値Raよりも小さい。
第2条件:センサ部1bの受信強度Dvが所定の強度基準値Rvより小さい。
第3条件:センサ部1bの測距値Dkの変動量Dkhが所定の距離変動基準値Rkh以上。
第4条件:センサ部1bの受信強度Dvの変動量Dvhが所定の強度変動基準値Rvh以上。
【0057】
第1~第8実施形態に係る自動水栓は、湯気フィルタ処理の結果に基づいて制御部2bが水栓1(本体部1a)の吐水及び止水を制御する。第1~第8実施形態によれば、湯気に起因する吐水及び止水の誤制御を防止することが可能な自動水栓及び流し台を提供することが可能である。
【符号の説明】
【0058】
A…自動水栓、1…水栓、1a…本体部、1b…センサ部、1c…電磁弁、2…電磁弁制御部、2a…物体検知部、2b…制御部、3…流し台、3a…上面、3b…底部