JP7432155B2 - Faucet device - Google Patents
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Description
本発明の態様は、一般的に、水栓装置に関する。 Aspects of the present invention generally relate to faucet devices.
従来、水路を流れる水流で発電する発電機、人体などの対象物を検知するセンサ、および、ラッチ式の電磁弁などを備えた水栓装置が知られている(例えば特許文献1)。このような水栓装置において、電磁弁は、センサの検知結果(対象物の有無など)に応じて、水路を開閉する。また、ラッチ式の電磁弁は、電磁弁を開く動作を行うとき、及び、電磁弁を閉じる動作を行うときに、それぞれ電力を消費する。 BACKGROUND ART Conventionally, a faucet device is known that includes a generator that generates electricity using a water flow flowing through a waterway, a sensor that detects an object such as a human body, a latch type electromagnetic valve, and the like (for example, Patent Document 1). In such a faucet device, the electromagnetic valve opens and closes the water channel depending on the detection result of the sensor (presence or absence of an object, etc.). Furthermore, a latch-type solenoid valve consumes power when opening the solenoid valve and when closing the solenoid valve.
例えば、発電機で発電された電力はコンデンサ等の蓄電手段に充電される。蓄電手段に充電された電力により、センサや電磁弁を駆動することができる。また、水栓装置は、発電機による蓄電手段の充電が不十分だった場合などに、蓄電手段に電力を補充する電池(補助電源)を備えている。 For example, electric power generated by a generator is charged into a power storage means such as a capacitor. The sensor and the electromagnetic valve can be driven by the electric power charged in the power storage means. Further, the faucet device includes a battery (auxiliary power source) that replenishes power to the power storage means when the power storage means is insufficiently charged by the generator.
水栓装置の水路への給水が停止する断水が生じる場合がある。例えば、水栓装置に水を供給する給水源(例えば上水道)において、送水が停止することがある。このような断水時においては、水流で発電する発電機は発電ができない。また、断水時において、センサが対象物の検知及び非検知を繰り返すと、そのたびに電池の電力を消費して、電磁弁が開閉されることがある。そのため、電池の寿命が短くなってしまうという問題があった。 There may be a water outage in which the water supply to the waterway of the faucet device is stopped. For example, water supply may stop at a water supply source (for example, a water supply) that supplies water to a faucet device. During such water outages, generators that use water flow to generate electricity cannot generate electricity. Further, during a water outage, if the sensor repeatedly detects and non-detects an object, battery power may be consumed each time, and the solenoid valve may be opened or closed. Therefore, there was a problem that the life of the battery was shortened.
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、断水時における電池の消費を抑制することができる水栓装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the recognition of this problem, and an object of the present invention is to provide a faucet device that can suppress battery consumption during a water outage.
第1の発明は、水路内を流れる水流により発電を行う発電機と、前記発電機から供給された電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部に蓄えられた電力が不足したときに前記蓄電部に電力を補充する電池と、前記蓄電部に蓄えられた電力により、前記水路を開閉する自己保持型の電磁弁と、対象物の検知を行うセンサ部と、前記センサ部の検知結果に応じて前記電磁弁を開閉制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電磁弁を開いた状態において前記水路における断水を感知すると、前記センサ部の検知結果によらず電磁弁を開いた状態を維持することを特徴とする水栓装置である。 A first invention includes a generator that generates power using a water flow flowing in a waterway, a power storage unit that stores the power supplied from the generator, and a power storage unit that stores the power stored in the power storage unit when the power stored in the power storage unit is insufficient. a self-holding electromagnetic valve that opens and closes the waterway using the power stored in the power storage unit; a sensor unit that detects an object; a control unit that controls opening and closing of the solenoid valve, and when the control unit detects a water outage in the waterway while the solenoid valve is open, the control unit controls the solenoid valve to open and close regardless of the detection result of the sensor unit. This is a water faucet device characterized by maintenance.
この水栓装置によれば、制御部は、断水を感知した状態においては、センサ部の検知結果によらず、電磁弁を開閉しない。これにより、断水時に電池の電力消費を抑えることができる。また、断水が感知されると電磁弁が開いた状態が維持されるため、断水が終了したときに、すぐに水路内を水が流れ、発電機による発電を再開することができる。このため、断水後には、発電機で発電された電力で電磁弁を閉じることができ、電池の電力消費を抑えることができる。 According to this faucet device, the control section does not open or close the solenoid valve in a state where a water outage is detected, regardless of the detection result of the sensor section. This makes it possible to reduce battery power consumption during water outages. Furthermore, when a water outage is detected, the electromagnetic valve remains open, so when the water outage ends, water immediately flows through the waterway, allowing the generator to resume power generation. Therefore, after a water cutoff, the electromagnetic valve can be closed using the power generated by the generator, and the power consumption of the battery can be suppressed.
第2の発明は、第1の発明において、前記制御部は、前記電磁弁が開いた状態の所定時間の間に前記蓄電部に蓄電された電力量が所定値以上でない場合、前記水路における断水を感知することを特徴とする水栓装置である。 In a second invention based on the first invention, the control unit controls a water cutoff in the waterway when the amount of electricity stored in the power storage unit during a predetermined period of time in a state in which the solenoid valve is open is not greater than or equal to a predetermined value. This is a faucet device that is characterized by sensing.
この水栓装置によれば、蓄電部に蓄電される電力量を監視することで、間接的に発電機の発電を監視し、水路の断水を感知することができる。これにより、従来の水栓装置の構成から、極力構成を変えずに断水を感知することができる。 According to this faucet device, by monitoring the amount of electricity stored in the power storage unit, it is possible to indirectly monitor the power generation of the generator and detect a water outage in the waterway. Thereby, water outage can be detected without changing the configuration of the conventional faucet device as much as possible.
第3の発明は、第1の発明において、前記制御部は、前記電磁弁が開いた状態の所定時間の間に前記発電機が発電した電力量が所定値以下の場合、前記水路における断水を感知することを特徴とする水栓装置である。 A third aspect of the present invention is based on the first aspect of the present invention, in which the control unit causes a water outage in the waterway when the amount of electric power generated by the generator during the predetermined time period in which the solenoid valve is open is less than or equal to a predetermined value. This is a faucet device characterized by sensing.
この水栓装置によれば、直接的に発電機の発電を監視することで、水路の断水を感知することができる。 According to this faucet device, a water outage in a waterway can be detected by directly monitoring the power generation of the generator.
第4の発明は、第1の発明において、前記発電機の発電中には、前記発電機が発電していることに対応する発電信号が発せられ、前記制御部は、前記電磁弁が開いた状態の所定時間の間における、前記発電信号の回数が所定回数以下の場合、前記水路における断水を感知することを特徴とする水栓装置である。 A fourth invention is based on the first invention, when the generator is generating electricity, a power generation signal corresponding to the fact that the generator is generating electricity is emitted, and the control unit is configured to control the electromagnetic valve to open the electromagnetic valve. The faucet device is characterized in that a water outage in the waterway is sensed when the number of times the power generation signal is issued during a predetermined period of time is equal to or less than a predetermined number of times.
この水栓装置によれば、発電機の発電を示す発電信号を監視することで、より早く水路の断水を感知することができる。 According to this faucet device, a water outage in a waterway can be detected more quickly by monitoring a power generation signal indicating power generation by the generator.
第5の発明は、第2~第4のいずれか1つの発明において、外部入力手段をさらに備え、前記制御部は、前記外部入力手段からの信号に応じて前記電磁弁を閉じることを特徴とする水栓装置である。 A fifth invention, based on any one of the second to fourth inventions, further comprises an external input means, and the control section closes the solenoid valve in response to a signal from the external input means. This is a faucet device that
発電機の発電を監視して断水を感知する場合、発電機の故障を断水と誤判断し、電磁弁が開いたままとなる可能性がある。これに対して、この水栓装置によれば、発電機が故障した場合であっても、使用者が外部入力手段を用いて、手動で電磁弁を閉じることができる。 When detecting a water outage by monitoring generator power generation, there is a possibility that a generator failure will be mistakenly determined to be a water outage, and the solenoid valve may remain open. In contrast, with this faucet device, even if the generator fails, the user can manually close the solenoid valve using external input means.
第6の発明は、第1~第5のいずれか1つの発明において、前記制御部は、前記電磁弁を開いた状態において、前記水路における断水を感知すると、前記センサ部への電力の供給を停止することを特徴とする水栓装置である。 In a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, when the control section detects a water outage in the waterway while the solenoid valve is open, the control section stops supplying power to the sensor section. This is a faucet device that is characterized by being stopped.
この水栓装置によれば、断水が感知された状態においては、センサ部へ電力が供給されないため、電池の消費を抑えることができる。 According to this faucet device, when a water outage is detected, power is not supplied to the sensor section, so battery consumption can be suppressed.
本発明の態様によれば、断水時における電池の消費を抑制することができる水栓装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, a faucet device is provided that can suppress battery consumption during a water outage.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、実施形態に係る水栓装置を例示する模式図である。
実施形態に係る水栓装置100(吐水装置)は、対象物(人体や物体等)を検知して自動的な吐止水を行うものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in each drawing, similar components are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations are omitted as appropriate.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a faucet device according to an embodiment.
The faucet device 100 (water discharging device) according to the embodiment detects a target object (a human body, an object, etc.) and automatically stops water discharging.
図1に表したように、水栓装置100は、水を吐出するためのスパウトを構成する水栓13(吐水部)を有する。水栓13には、吐水口13aが設けられており、この吐水口13aから、例えば洗面台などに備え付けられる洗面器に対して、水が吐出される。
As shown in FIG. 1, the
水栓13が吐水口13aから吐出する水は、水路14により供給される。水路14は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口13aへと導く。
Water discharged from the
水栓装置100は、水路14(給水路)、発電機22、コントローラ部20、電池24、電磁弁16、及びセンサ部18を有する。例えば、センサ部18は、コントローラ部20とは分離され、水栓13の内部に収容されている。電磁弁16及びコントローラ部20は、例えば、洗面カウンタの下方に設けられるキャビネット(図示は省略)内に収容される。
The
発電機22は、例えば、水栓13と電磁弁16との間の水路14の経路上に設けられ、電磁弁16を開いた際に、水路14を流れる水流により発電を行う。例えば、発電機22は、水車を有し、水流によって水車が回転することで発電が行われる。発電機22は、発電した電力をコントローラ部20に供給する。発電機22が発電する交流電圧の振幅は、例えば4V程度である。
The
コントローラ部20は、蓄電部50及び制御部40を有する。制御部40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを含む回路である。制御部40は、メモリや、入出力インターフェイス等の各種機能部分を含んでも良い。
蓄電部50は、発電機22から供給された電力を蓄える。蓄電部50には、例えば、電気二重層コンデンサなどのキャパシタが用いられる。
電池24は、蓄電部50に電力を供給する。つまり、蓄電部50は、発電機22及び電池24から供給された電力を蓄電することができる。電池24は、例えば、バックアップ用の補助電源であり、一次電池を用いることができる。例えば、電池24の電圧は、2.8V程度である。例えば発電機22の発電量の不足などにより、蓄電部50の蓄電量が不足し、蓄電部50の電圧が電池24の電圧よりも低いときに、電池24は、蓄電部50に電力を補充することができる。
電磁弁16は、水路14に設けられ、水路14の開閉を行う。電磁弁16が開くと、水路14から供給された水が吐水口13aから吐出される吐水状態となり、電磁弁16が閉じると、水路14から供給された水が吐水口13aから吐出されない止水状態となる。
The
電磁弁16は、コントローラ部20に接続されている。電磁弁16は、蓄電部50に蓄えられた電力によって、開閉動作を行う。制御部40は、電磁弁16の開/閉動作を制御する。電磁弁16は、制御部40に電気的に制御され、水路14の開閉を行う。このように、電磁弁16は、吐水口13aから吐水される水の水路14を開閉する給水バルブとして機能する。
The
電磁弁16は、いわゆるラッチング・ソレノイド・バルブと称される自己保持型電磁弁(ラッチ式電磁弁)である。ラッチ式電磁弁は、例えば、プランジャー、コイル、ソレノイド、およびプランジャーに連動する弁部を有する。コイルへの通電によりプランジャーが移動し、ラッチングソレノイドの永久磁石により移動後の位置に保持される。ソレノイドコイルへの一方向への通電によって閉状態から開状態に動作(開動作)し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても開状態を保持し、ソレノイドコイルへの他方向への通電によって開状態から閉状態に動作(閉動作)し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても閉状態を保持する。電磁弁16は、通電を停止した状態でも、吐水状態または止水状態を維持することができるため、低消費電力化に適している。
The
センサ部18は、吐水口13aに接近する対象物(手など)を検知する。吐水口13aの吐水先が、センサ部18の検知領域となる。センサ部18は、光信号を送信し、送信した光信号を受けた人体等の対象物から反射した反射信号を受信することにより、対象物の有無、位置、動き等を検知する。
The
センサ部18は、例えば、赤外光の光信号を用いた光センサ部である。センサ部18は、例えば、赤外線を投光する投光素子、赤外線を受光する受光素子、及び処理回路を有する。処理回路は、投光素子や受光素子の投光及び受光タイミングを制御したり、受光素子の受光した光信号に基づく物体検知を行ったりする。また、処理回路は、検知結果に対応する信号を制御部40に出力する。センサ部18から送信される光信号は、例えば、可視光などでもよい。また、センサ部18には、例えば、超音波センサ部やマイクロ波センサ部などを用いてもよい。
The
センサ部18は、水栓13の吐水口13a近くの内部に設けられ、洗面台の使用者側(図1において左側)に向けて光信号を送信するように配置される。これにより、センサ部18は、吐水口13aに人体が近づいてきたことや、吐水口13aに近づいた人体から吐水口13aに向けて手が差し出されたこと等を検知可能にする。
The
センサ部18は、発電機22及び電池24とからコントローラ部20へ供給される電力によって、動作する。例えば、センサ部18は、コントローラ部20と、接続ケーブル17により接続されている。コントローラ部20は、例えば、接続ケーブル17を介してセンサ部18に電源電圧を供給し、接続ケーブル17を介してセンサ部18を制御する。
The
センサ部18は、対象物の検知結果を表す検知信号を接続ケーブル17を介してコントローラ部20に入力する。コントローラ部20は、センサ部18から入力された検知信号に基づいて、対象物の有無を検知する。コントローラ部20は、例えば、検知信号に基づいて、対象物の位置や動き等を検知する。そして、コントローラ部20の制御部40は、この検知結果に基づいて電磁弁16の開/閉動作を制御する。また、コントローラ部20は、センサ部18に対して制御信号を出力して、センサ部18のセンシング動作を制御する。
The
以上説明したように、非断水時(給水源から水路14へ給水が行われている通水時)においては、センサ部18が対象物の有無等の検知を行い、制御部40は、センサ部18の検知結果に応じて電磁弁16を開閉制御する。これにより、例えば、吐水口13aに接近する対象物の検知結果(洗面台の使用者の動き等)に応じた吐水を行う。非断水時においては、コントローラ部20は、対象物の感知(対象物が存在すること等)に応じて吐水を行い、対象物の非感知(対象物が存在しないこと等)に応じて吐水を停止させる。例えば、水栓装置100では、使用者が吐水口13aの近くに手などを差し出している間、自動的に吐水が行われる。
As explained above, when there is no water outage (when water is being supplied from the water supply source to the waterway 14), the
実施形態においては、水栓装置100は、水路14における断水(例えば水道管などの給水源から水路14への給水が停止している状態)を検知する断水検知手段60をさらに備える。図1に示す例では、断水検知手段60は、コントローラ部20の一部に設けられている。例えば、断水検知手段60の少なくとも一部は、コントローラ部20または制御部40を構成する回路の機能ブロックの1つであっても良い。ただし、これに限らず、断水検知手段の一部が、制御部40やコントローラ部20とは別に設けられても良い。
In the embodiment, the
制御部40は、電磁弁16を開いた状態において、断水検知手段60により水路14における断水を感知すると、センサ部18の検知結果によらず、電磁弁16を開いた状態を維持する。例えば、通常時(非断水時)においては、制御部40は、対象物が存在しないという検知結果に応じて電磁弁を閉じる制御を行う。一方、制御部40は、断水が生じていることを感知した状態においては、対象物が存在しないという検知結果であっても、電磁弁16を閉じる制御を行わず開いたままとする。例えば、水路14への給水が再開され、断水検知手段60により断水を感知した状態から、断水を感知しない状態となると、制御部40は、センサ部18の対象物の有無等の検知結果に応じて電磁弁16を開閉する。
When the
このように、この水栓装置100によれば、制御部40は、断水を感知した状態においては、センサ部18の検知結果によらず、電磁弁を開閉しない。これにより、断水時に、吐水が行われないにもかかわらず無駄に電磁弁16を開閉するといったことがなく、電池24の電力消費を抑えることができる。また、断水が感知されると電磁弁16が開いた状態が維持されるため、断水が終了したときに、すぐに水路14内を水が流れ、発電機22による発電を再開することができる。このため、断水後には、発電機22で発電された電力で電磁弁16を閉じることができ、電池の電力消費を抑えることができる。これにより、電池24の寿命を長くすることができる。
In this way, according to the
図2は、実施形態に係る別の水栓装置を例示する回路図である。
図2に表したように、水栓装置101においても、センサ部18、コントローラ部20(制御部40、蓄電部50)、電池24、発電機22などが設けられている。水栓装置101には、図1に関して説明した水栓装置100と同様の説明を適用できる。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating another faucet device according to the embodiment.
As shown in FIG. 2, the
水栓装置101は、整流回路23を有する。この例では、整流回路23は、4つのダイオードで構成された全波整流回路であり、発電機22によって発電された交流電圧を直流に変換する。整流回路23の1つのダイオードは、発電機22の一端側22aと、グラウンド電位と、に接続されている。整流回路23の別の1つのダイオードは、発電機22の他端側22bと、蓄電部50と、に接続されている。電池24は、抵抗25とダイオード26とを介して、蓄電部50と接続されている。蓄電部50は、発電機22及び電池24から供給された直流電力を蓄電する。
The
蓄電部50と制御部40との間には、電圧変換回路52と、駆動コンデンサ56と、が設けられている。電圧変換回路52は、スイッチング素子52aとコイル52bとダイオード52cとを有する。電圧変換回路52は、蓄電部50に蓄電された直流電力を所定の電圧値の直流電力に変換する。電圧変換回路52は、例えば、昇圧回路である。スイッチング素子52aは、ICなどのスイッチング制御部(不図示)と接続され、スイッチング制御部は、スイッチング素子52aのオン・オフを切り替える。これにより、電圧変換回路52による直流電力の変換が制御される。スイッチング制御部は、例えば、変換後の直流電力の電圧値が実質的に一定となるように、スイッチング素子のオン・オフを制御する。
A
電圧変換回路52は、変換後の直流電力をセンサ部18及びコントローラ部20の各部に供給する。センサ部18及びコントローラ部20の各部は、電圧変換回路52からの電力供給に応じて動作する。また、電圧変換回路52は、変換後の直流電力により、駆動コンデンサ56を充電する。制御部40は、駆動コンデンサ56に充電された電力により動作する。電磁弁駆動回路42やセンサ部18も、駆動コンデンサ56に充電された電力により動作しても良い。
The
コントローラ部20は、電磁弁駆動回路42を有する。電磁弁駆動回路42は、制御部40と接続されている。制御部40は、センサ部18から対象物が存在することに対応した信号を受信すると、開駆動信号を電磁弁駆動回路42に送信する。また、制御部40は、センサ部18から対象物が存在しないことに対応した信号を受信すると、閉駆動信号を電磁弁駆動回路42に送信する。
The
なお、開駆動信号とは、電磁弁16を開く動作の実行を電磁弁駆動回路42に対して指令するための信号である。また、閉駆動信号とは、電磁弁16を閉じる動作の実行を電磁弁駆動回路42に対して指令するための信号である。
Note that the opening drive signal is a signal for instructing the electromagnetic
電磁弁駆動回路42は、開駆動信号を入力されると、電磁弁16を開弁するための開駆動を行い、閉駆動信号を入力されると、電磁弁16を閉弁するための閉駆動を行う。例えば、電磁弁駆動回路42は、電界効果トランジスタを用いたH型のブリッジ回路(図示を省略)により、電磁弁16のソレノイドコイルを負荷として駆動する構成になっている。
When the solenoid
電磁弁駆動回路42は、制御部40から入力される開駆動信号によって電磁弁16のラッチングソレノイドのソレノイドコイルに一方向(開方向)の電流を流し、制御部40から入力される閉駆動信号によって電磁弁16のラッチングソレノイドのソレノイドコイルに他方向(閉方向)の電流を流す。これにより、電磁弁16は、ソレノイドコイルに流れる電流の方向に応じた開/閉動作を行い、水路14を開閉する。
The solenoid
水栓装置101は、断水検知手段60の少なくとも一部として、蓄電部50に蓄電された電力量を監視するための蓄電監視部61を有する。図2に示す例では、蓄電監視部61は、抵抗61aと抵抗61bとを有する。蓄電監視部61の一端はグラウンド電位に接続され、蓄電監視部61の他端は、蓄電部50と接続されている。抵抗61aと抵抗61bとの間の電位V1は、制御部40に入力される。蓄電監視部61の電位V1により、制御部40は、蓄電部50の電位すなわち蓄電部50に蓄電された電力量を監視することができる。
The
制御部40は、電磁弁16が開いた状態の所定時間の間に蓄電部50に蓄電された電力が所定値以上でない場合、水路14における断水を感知する。すなわち、例えば、制御部40は、電磁弁16が開いた時刻から所定時間が経過するまでの間における、蓄電部50に蓄電された電力量の変化が所定値未満だった場合、水路14において断水が生じていると判断する。より具体的には、例えば、制御部40は、開駆動信号を送信した時刻の電位V1と、所定時間経過後の電位V1との差が、所定の閾値未満だった場合、水路14において断水が生じていると判断する。
この水栓装置によれば、蓄電部50に蓄電される電力量を監視することで、間接的に発電機22の発電を監視し、水路14の断水を感知することができる。既に存在する蓄電部50を監視するため、従来の水栓装置の構成から、極力構成を変えずに断水を感知することができる。
According to this faucet device, by monitoring the amount of power stored in the
なお、上記の所定時間及び所定値(閾値)は、非断水時における蓄電スピード(電磁弁16が開いてからの時間と蓄電部50に蓄電される電力量との関係)を考慮して、断水と非断水とを区別できるように、適宜定めれば良い。電磁弁16が開いた状態における所定時間あたりの蓄電量(電位V1の変化量)により、断水と非断水とを検知してもよい。
Note that the above-mentioned predetermined time and predetermined value (threshold value) are determined based on the power storage speed (the relationship between the time after the
また、水栓装置101は、スイッチ回路67を有していてもよい。スイッチ回路67がオンの場合は、電圧変換回路52で変換された電力(または駆動コンデンサ56に充電された電力)がセンサ部18に供給される。スイッチ回路67がオフの場合は、電圧変換回路52で変換された電力(または駆動コンデンサ56に充電された電力)がセンサ部18に供給されない。スイッチ回路67には、例えばトランジスタなどのスイッチング素子が用いられる。スイッチ回路67のオンオフは、制御部40によって制御される。
Additionally, the
制御部40は、電磁弁16を開いた状態において、水路14における断水を感知すると、スイッチ回路67をオフとする。これにより、制御部40は、センサ部18への電力の供給を停止する。これにより、断水が感知された状態においては、センサ部18への電力が供給されない。断水時に吐水が行われないにもかかわらず、センサ部18が無駄にセンシングして電力を消費することを抑えることができる。したがって、電池24の消費を抑えることができる。
When the
図3は、実施形態に係る別の水栓装置を例示する回路図である。
図3に表した水栓装置102には、図2に関して説明した水栓装置101と同様の説明を適用できる。水栓装置102は、断水検知手段60の少なくとも一部として、発電監視部62をさらに有する。図3に示す例では、発電監視部62は、2つの抵抗(抵抗62a及び抵抗62b)と、コンデンサ62cとを有する。コンデンサ62cの一端は、整流回路23のグラウンド電位側と接続され、コンデンサ62cの他端は、整流回路23と蓄電部50との間に接続されている。2つの抵抗62a、62bの一方は、グラウンド電位に接続され、他方は、整流回路23と蓄電部50との間に接続されている。抵抗62aと抵抗62bとの間の電位V2は、制御部40に入力される。発電監視部62の電位V2により、制御部40は、発電機22が発電した電力量を監視することができる。また、抵抗62bと蓄電部50との間には、例えば、止水中など、発電機22が発電しない間の電池の電力を発電監視部62で消費しないようにするためのダイオード27が接続されている。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating another faucet device according to the embodiment.
The same explanation as that for the
制御部40は、電磁弁16が開いた状態の所定時間の間に発電機22が発電した電力量が所定値以下の場合、水路14における断水を感知する。すなわち、例えば、制御部40は、電磁弁16が開いた時刻から所定時間が経過するまで間における、コンデンサ62cに蓄電された電力量の変化が所定値以下だった場合、水路14において断水が生じていると判断する。より具体的には、例えば、制御部40は、開駆動信号を送信した時刻における電位V2と、所定時間経過後の電位V2との差が、所定の閾値以下だった場合、水路14において断水が生じていると判断する。
The
この水栓装置によれば、直接的に発電機22の発電を監視することで、水路14の断水を感知することができる。例えば、コンデンサ62cの電気容量は、蓄電部50の電気容量よりも小さい。コンデンサの電気容量Cと、電圧の変化ΔVと、チャージされる電荷Δqとの関係は、ΔV=Δq/Cで表される。つまり、電荷Δqがチャージされたときに、電気容量Cが小さいほど、コンデンサの電圧の変化量ΔVは、大きい。コンデンサ62cの電気容量が小さいことで、発電機22の発電量が監視しやすくなる。
According to this faucet device, a water outage in the
なお、上記の所定時間及び所定値(閾値)は、非断水時における発電スピード(電磁弁16が開いてからの時間と発電機22が発電する電力量との関係)を考慮して、断水と非断水とを区別できるように、適宜定めれば良い。電磁弁16が開いた状態における所定時間あたりの発電量(電位V2の変化量)により、断水と非断水とを検知してもよい。
Note that the above-mentioned predetermined time and predetermined value (threshold value) are determined based on the power generation speed (the relationship between the time after the
図4は、実施形態に係る別の水栓装置を例示する回路図である。
図4に表した水栓装置103には、図2に関して説明した水栓装置101と同様の説明を適用できる。水栓装置103は、断水検知手段60の少なくとも一部として、パルス監視部63をさらに有する。図4に示す例では、パルス監視部63は、トランジスタ63aと抵抗63bと抵抗63cとを有する。トランジスタ63aのゲートは、抵抗63bを介して、発電機22の他端側22bと接続されている。トランジスタ63aのソースは、グラウンド電位と接続されている。トランジスタ63aのドレインは、抵抗63cを介して電源電位Vccと接続されている。トランジスタ63aと抵抗63cとの間の電位V3は、制御部40に入力される。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating another faucet device according to the embodiment.
The same explanation as that for the
発電機22は、発電中に、発電していることに対応する発電信号を繰り返し発する。制御部40は、電磁弁16が開いた状態の所定時間の間における、発電信号の回数が所定回数以下の場合、水路14における断水を感知する。この例では、発電信号として、発電機22が発電する交流の波(パルス)が用いられる。発電信号の回数とは、例えば、発電機22が発電する交流の波の数(周期の数)である。制御部40は、電位V3の変化から発電信号の回数を検出することができる。すなわち、例えば、制御部40は、電磁弁16が開いた時刻(開駆動信号を送信した時刻)から所定時間が経過するまでの間の、発電機22が発する交流の波の数が、所定値以下だった場合、水路14において断水が生じていると判断する。
During power generation, the
この水栓装置によれば、発電機22の発電を示す発電信号を監視することで、より早く水路の断水を感知することができる。例えば、コンデンサの電圧を監視する場合に比べて、より早く断水を感知することができる。
According to this faucet device, by monitoring the power generation signal indicating the power generation of the
なお、上記の所定時間及び所定回数(所定値)は、非断水時における発電信号の数(電磁弁16が開いてからの時間と発電機22の発電信号の回数との関係)を考慮して、断水と非断水とを区別できるように、適宜定めれば良い。電磁弁16が開いた状態における所定時間あたりの発電信号の回数(例えば電位V3の周波数)により、断水と非断水とを検知してもよい。
In addition, the above-mentioned predetermined time and predetermined number of times (predetermined value) take into consideration the number of power generation signals (the relationship between the time after the
図5は、実施形態に係る別の水栓装置を例示する回路図である。
図5に表した水栓装置104には、図2に関して説明した水栓装置101と同様の説明を適用できる。水栓装置104は、外部入力手段70をさらに有する。外部入力手段70は、制御部40と接続されている。外部入力手段70は、使用者などの外部からの入力信号に応じて、制御部40に出力信号を送信する。制御部40は、外部入力手段70から送信された出力信号を受信すると、その出力信号に応じて、電磁弁駆動回路42に閉駆動信号を送信し、電磁弁16を閉じる。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating another faucet device according to the embodiment.
The same explanation as that for the
発電機22の発電を監視して断水を感知する場合、発電機22の故障を断水と誤判断し、電磁弁16が開いたままとなる可能性がある。これに対して、この水栓装置によれば、発電機22が故障した場合であっても、使用者が外部入力手段70を用いて、手動で電磁弁16を閉じることができる。
When detecting a water outage by monitoring the power generation of the
なお、外部入力手段70には、使用者が制御部40に信号を入力することができる任意の手段を用いることができる。例えば、外部入力手段70として、機械的な押しスイッチやバルブ、電気的なタッチセンサや赤外線センサなどを用いても良い。
Note that as the external input means 70, any means that allows the user to input signals to the
図6は、実施形態に係る水栓装置の動作を例示するフローチャートである。
図6は、図5に表した水栓装置104の動作の一例を示す。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the faucet device according to the embodiment.
FIG. 6 shows an example of the operation of the
センサ部18の検知結果が「人体無し」(人体などの対象物の存在無し)の場合(ステップS101:人体無し)、電磁弁16は閉じたままとされる。センサ部18の検知結果が「人体有り」(人体などの対象物の存在有り)の場合(ステップS101:人体有り)、制御部40は、電磁弁駆動回路42に開駆動信号を送信し、電磁弁16を開く(ステップS102)。その後、制御部40は、断水検知手段60により水路14における断水が生じていると判断すると(ステップS103:断水)、スイッチ回路67をオフにして、センサ部18への給電を停止する(ステップS104)。外部入力手段70からの信号がない場合(ステップS105:操作無し)、制御部40は、センサ部18への給電を停止したままとし、電磁弁16を開いたままとする。外部入力手段70から信号を受信すると(ステップS105:操作有り)、制御部40は、電磁弁駆動回路42に閉駆動信号を送信し、電磁弁16を閉じる(ステップS107)。
When the detection result of the
一方、制御部40は、断水検知手段60により水路14における断水が生じていると判断しない場合(ステップS103:流水)、センサ部18の検知結果が「人体有り」であれば(ステップS106:人体有り)、電磁弁16を開いたままとし、センサ部18の検知結果が「人体無し」であれば(ステップS106:人体無し)、電磁弁16を閉じる(ステップS107)。
以上の動作により、断水時における電力の消費を抑えることができる。したがって、電池24の消費を抑えることができる。
On the other hand, if the water outage detection means 60 does not determine that there is a water outage in the waterway 14 (step S103: flowing water), and if the detection result of the
With the above operation, power consumption during water outage can be suppressed. Therefore, consumption of the
なお、実施形態における断水検知手段は、上記の例に限らず、断水・非断水を判断することができる任意の手段で良い。例えば、水路14などに流量センサを設けても良い。流量センサの出力から水路14の流量を検知することで断水・非断水を判断することができる。また、例えば、水路14などに圧力センサを設けても良い。圧力センサの出力から水路14の水流の水圧を検知することで断水・非断水を判断することができる。
Note that the water cutoff detection means in the embodiment is not limited to the above-mentioned example, and may be any means capable of determining water cutoff/non-water cutoff. For example, a flow rate sensor may be provided in the
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、水栓装置が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the invention is not limited to these descriptions. Appropriate design changes made by those skilled in the art with respect to the above-described embodiments are also included within the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the shape, size, material, arrangement, installation form, etc. of each element included in the faucet device are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
Furthermore, the elements of each of the embodiments described above can be combined to the extent technically possible, and combinations of these are also included within the scope of the present invention as long as they include the features of the present invention.
13 水栓、 13a 吐水口、 14 水路、 16 電磁弁、 17 接続ケーブル、 18 センサ部、 20 コントローラ部、 22 発電機、 23 整流回路、 24 電池、 25 抵抗、 26、27 ダイオード、 40 制御部、 42 電磁弁駆動回路、 50 蓄電部、 52 電圧変換回路、 56 駆動コンデンサ、 60 断水検知手段、 61 蓄電監視部、 62 発電監視部、 63 パルス監視部、 67 スイッチ回路、 70 外部入力手段、 100~104 水栓装置、 S101~S107 ステップ、 V1~V3 電位 13 faucet, 13a spout, 14 water channel, 16 electromagnetic valve, 17 connection cable, 18 sensor section, 20 controller section, 22 generator, 23 rectifier circuit, 24 battery, 25 resistor, 26, 27 diode, 40 control section, 42 electromagnetic valve drive circuit, 50 power storage unit, 52 voltage conversion circuit, 56 drive capacitor, 60 water cutoff detection means, 61 power storage monitoring unit, 62 power generation monitoring unit, 63 pulse monitoring unit, 67 switch circuit, 70 external input means, 100 ~ 104 Faucet device, S101 to S107 steps, V1 to V3 potential
Claims (6)
前記発電機から供給された電力を蓄える蓄電部と、
前記蓄電部に蓄えられた電力が不足したときに前記蓄電部に電力を補充する電池と、
前記蓄電部に蓄えられた電力により、前記水路を開閉する自己保持型の電磁弁と、
対象物の検知を行うセンサ部と、
前記センサ部の検知結果に応じて前記電磁弁を開閉制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電磁弁を開いた状態において前記水路における断水を感知すると、前記センサ部の検知結果によらず電磁弁を開いた状態を維持することを特徴とする水栓装置。 A generator that generates electricity using water flowing in a waterway,
a power storage unit that stores power supplied from the generator;
a battery that replenishes power to the power storage unit when the power stored in the power storage unit is insufficient;
a self-holding solenoid valve that opens and closes the waterway using electric power stored in the power storage unit;
A sensor unit that detects an object,
a control unit that controls opening and closing of the solenoid valve according to the detection result of the sensor unit;
Equipped with
The faucet device is characterized in that, when the control unit detects a water outage in the waterway while the solenoid valve is open, the control unit maintains the solenoid valve in the open state regardless of the detection result of the sensor unit.
前記制御部は、前記電磁弁が開いた状態の所定時間の間における、前記発電信号の回数が所定回数以下の場合、前記水路における断水を感知することを特徴とする請求項1記載の水栓装置。 While the generator is generating power, a power generation signal corresponding to the fact that the generator is generating power is emitted,
The faucet according to claim 1, wherein the control unit detects a water outage in the waterway when the number of times the power generation signal is generated is equal to or less than a predetermined number during a predetermined time period in which the solenoid valve is open. Device.
前記制御部は、前記外部入力手段からの信号に応じて前記電磁弁を閉じることを特徴とする請求項2~4のいずれか1つに記載の水栓装置。 Further equipped with external input means,
The faucet device according to any one of claims 2 to 4, wherein the control unit closes the solenoid valve in response to a signal from the external input means.
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