吐水装置
【課題】吐水部本体を導波管として利用する場合において、センサから放射される電波が水路管の影響を受けずに理想とする検知エリアを形成することを可能とする。
【解決手段】吐水部本体１と、吐水口２に洗浄水を供給するための水路管３と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部４と、を備えた吐水装置であって、吐水部本体１と水路管３との間に形成された電波が伝搬するための電波通過用空間６と、センサ部４から放射された電波を電波通過用空間６に誘導するための電波誘導部５と、電波通過用空間６に連通され、吐水部本体１内を伝搬してきた電波を外部に放射すると共に、外部で反射された電波を受け取るために吐水部本体に形成された電波放射口１ａとを備え、電波放射口１ａへ伝搬される電波の強度が最大となる位置が、電波放射口１ａのうち吐水口２をさけた位置であって且つ吐水口２が配置される内壁面と対向する位置となる。
【解決手段】吐水部本体１と、吐水口２に洗浄水を供給するための水路管３と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部４と、を備えた吐水装置であって、吐水部本体１と水路管３との間に形成された電波が伝搬するための電波通過用空間６と、センサ部４から放射された電波を電波通過用空間６に誘導するための電波誘導部５と、電波通過用空間６に連通され、吐水部本体１内を伝搬してきた電波を外部に放射すると共に、外部で反射された電波を受け取るために吐水部本体に形成された電波放射口１ａとを備え、電波放射口１ａへ伝搬される電波の強度が最大となる位置が、電波放射口１ａのうち吐水口２をさけた位置であって且つ吐水口２が配置される内壁面と対向する位置となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば公衆トイレの手洗い場や、家庭の洗面化粧台や、キッチンに設けられる吐水装置に関し、特に利用者の手又は利用者が保持する被洗浄物を検知して、水栓装置からの吐止水を自動で制御する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体を検知して自動的に吐止水を制御する吐水装置としては、センサが吐水口付近に設置された自動給水制御装置（特許文献１）、またはセンサは吐水口付近に設置されず、別途センサからの信号を吐水口付近まで案内する部材が設けられた自動水栓がある（特許文献２）。
【０００３】
特許文献１には、吐水口の前方部に下向きかつ吐水部の奥行方向中心線に対し左右対称な位置に配設された発信部および受信部を有し、吐水部の下方の物体を検知する物体検知手段をそなえた自動給水制御装置が開示されている。また、特許文献２には、超音波を案内する通路を形成し前端部が吐出口側に開口されたホーンの後端部に超音波センサが取り付けられた自動水栓が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３６０９２３号公報
【特許文献２】特開平４−２６５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献２に記載された自動水栓には、超音波センサからの信号を吐水口付近まで案内する部材（ホーン）が設けられている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２にそれぞれ記載された自動給水制御装置および自動水栓では、吐水部本体の大きさは、吐水口と、センサ部または信号を案内する部材と、の大きさが必要になってしまう。その為、吐水装置の小型化や複雑な形状の吐水装置を実現することができない。
【０００７】
そこで、吐水部本体の外部にセンサを配置し、電波を案内する部材（導波管）として吐水部本体を利用する。そうすることで、吐水部先端から電波を放射する場合、吐水部内にセンサや電波を案内する部材（導波管）を別途配置しなくても吐水部先端には吐水口と電波を放射する放射面とが存在することになるため、小型な吐水装置を実現することが可能となる。しかし、吐水部本体の外部にセンサを配置し、吐水部本体を導波管として利用して、吐水口先端から電波を放射する場合、吐水部本体の内部には吐水部本体の片側に沿って水路管が存在するため、センサから吐水部内への電波の挿入方法によっては、電波の最大強度が水路管側になる場合がある。このような状況がおこると、放射される電波が割れてしまう、また、電波の指向方向が所望の指向方向から傾いてしまうなど、理想の検知エリアを得られないという課題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、吐水部本体を導波管として利用する場合において、センサから放射される電波が水路管の影響を受けずに理想とする検知エリアを形成することができる吐水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、支持体に基端部が固定された吐水部本体と、前記吐水部本体内に設けられ、前記吐水部本体の非基端部側に形成された吐水口に洗浄水を供給するための水路管と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、を備えた吐水装置であって、前記吐水部本体と前記水路管との間に形成された電波が伝搬するための電波通過用空間と、前記センサ部から放射された電波を前記電波通過用空間に誘導するための電波誘導部と、前記電波通過用空間に連通され、前記吐水部本体内を伝搬してきた電波を外部に放射すると共に、外部で反射された電波を受け取るために前記吐水部本体の非基端部側に形成された電波放射口とを備え、前記電波センサは、前記電波誘導部を介して前記電波放射口より前記電波通過用空間に電波を放出するように前記吐水部本体の基端部側に配置され、前記電波連通用空間は、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面によって形成され、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面は、電波を反射させる部材で構成され、前記吐水口は前記電波放射口の内壁面に沿うように配置され、前記電波は前記電波誘導部を介して前記電波連通用空間に導入され、前記吐水部本体の内面および前記水路管の外面を反射して前記電波放射口へ伝搬され、前記電波放射口における電波強度が最大となる位置が、前記電波放射口のうち前記吐水口をさけた位置であって且つ前記吐水口が配置される前記内壁面と対向する位置に形成されることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、センサ部を吐水部本体の基端部側に設け、センサ部から放射された電波が吐水部本体の内部を通過して、吐水口側の端部に設けられた電波放射口から放射られるように構成されている。これは、電波というものが吐水部本体の曲がりなどに大きく左右されずに電波放射口から放射できるという特性を利用したものであって、吐水部本体のデザインの自由度を大幅に向上させることができる。
【００１１】
また、一方でセンサ部を吐水部本体の基端部側に設け、単に、センサ部から放射された電波が吐水部本体の内部を通過して、吐水口側の端部に設けられた電波放射口から放射られるように構成した場合、電波放射口から放射される電波は指向が割れてしまう、また、電波の指向方向が所望の指向方向から傾いてしまうなど、理想の検知エリアを形成することができないという課題が発生する。
電波放射口から放射される電波が割れている状態の場合、吐水を開始するために吐水口付近に近づける手をセンサが検知することができる距離が、手の挿入方向によって大きく変わり、吐水不良や吐水遅れに伴う使い勝手の悪さを生じてしまう。
【００１２】
このため、本発明では、電波放射口へ伝搬される電波の電波放射口における電波強度が最大となる位置が、電波放射口のうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されるようにすることで、電波の指向を安定させ、さらに電波の割れを防ぐことにより、吐水部本体の小型化などのデザインの自由度を向上させ、理想とする検知エリアの形成を可能にしたものである。
【００１３】
また、本発明の他の一様態によれば、前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入されるとともに、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、前記電波導入出開口から前記電波放射口までの電波通過用空間における電波の伝送距離を変化するように、前記電波誘導部の前記吐水部本体への挿入量を調整する挿入量調整部材を設けたことを特徴とする吐水装置である。
【００１４】
電波放射口から放射される電波の指向は、吐水部本体内部の電波通過空間の電波の伝送距離によってかわる。そのため、電波放射口における電波強度が最大となる位置が、電波放射口のうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されることもあるが、吐水口が配置される位置に電波の最大強度が存在すると、水路管の影響を受け電波が割れてしまうという状況が生じてしまう。
そこで、本発明では、電波通過空間の伝送距離を変化するように、電波誘導部の吐水部本体への挿入量を調整する挿入量調整部材を設けている。
【００１５】
また、本発明の他の一様態によれば、前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入され、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、前記電波導入出開口から前記電波通過用空間へ放射される電波の指向方向を可変させる指向性調整部材を設けたことを特徴とする吐水装置である。
【００１６】
電波放射口から放射される電波の指向は、吐水部本体内部の電波通過空間の電波の伝送のさせ方によって調整することが可能となる。電波通過空間の電波の伝送を変える手段としては、電波通過空間への電波の挿入方法を変えることで調整ができる。
そこで、本発明では、電波誘導部の電波導出口から電波通過用空間へ放射される電波の指向方向を可変させる指向性調整部材を設けている。
【００１７】
また、本発明の他の一様態によれば、前記電波誘導部から放射される電波は、単一のモードを有しているのではなく、複数のモードが周期的に切り替わりながら電波通過用空間を伝搬するものであって、前記電波通過用空間内に、電波の周期を変化させる部材を配置したことを特徴とする吐水装置である。
【００１８】
電波通過空間が中空の場合に対して、樹脂などの誘電体が存在する場合、電波通過空間内を伝搬する電波はその誘電率による、波長の短縮が起こる。また、金属を配置した場合、電波通過空間内を伝搬する電波は、金属表面で反射が生じるため、電波の伝送に変化が生じる。
そこで、本発明では、電波放射口へ伝搬される電波の電波放射口における電波強度が最大となる位置が、電波放射口のうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されるように、電波通過空間に電波の周期を変化させる部材を配置する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、吐水部本体を導波管として利用する場合において、吐水部本体のデザインの自由度を大幅に向上させることができ、センサから放射される電波が水路管の影響をうけずに理想とする検知エリアを形成することができる吐水装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施例を示す図である。
【図２】センサ部及び制御部のブロック図である。
【図３】第１の実施例における電波誘導部の外観図である。
【図４】電波が導波管内部を伝搬する状態を解析した図である。
【図５】理想の検知エリアを実現するための放射面から放射される電波の指向を示した図である。
【図６】電波が吐水部本体内部を伝搬する状態を解析した図である。
【図７】放射される電波の指向を解析した図である。
【図８】放射される電波の指向を解析した図である。
【図９】第２の実施例を示す図である。
【図１０】第３の実施例を示す図である。
【図１１】吐水装置の配置を表した図である。
【図１２】吐水装置から放射される電波の指向を解析した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明にかかる吐水装置の実施の形態を図面により詳細に説明する。
【００２２】
図１に水栓装置の第１の実施例の断面図を示す。
【００２３】
図１に示す吐水装置１０は、支持体に基端部が固定された吐水部本体１と、吐水部本体1内に設けられ、吐水部本体１の非基端部側に形成された吐水口2に洗浄水を供給するための水路管３と、吐水口２からの吐止水を切り替えるバルブ部８と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部４と、吐水部本体1と水路管3との間に形成された電波が通過するための電波通過用空間６と、センサ部４から放射された電波を電波通過用空間６に誘導するための電波誘導部５と、バルブ部８のｏｎ，ｏｆｆを制御する制御部７とで構成されている。
センサ部４は、電波誘導部５を介して電波通過用空間６に電波を放出するように吐水部本体１の基端部側に配置され、電波通過用空間６は、吐水部本体１の内面及び水路管３の外面によって形成され、吐水部本体１の内面及び水路管３の外面は、電波を反射させる部材で構成され、吐水口２は電波放射口１ａ内に形成され、電波誘導部５を介して電波通過用空間１７に導入され、吐水部本体１の内面および水路管３の外面を反射して電波放射口１ａへ伝搬される。
水路管３は、樹脂製のホースでも良いが、吐水部本体１の内部空間が狭いと、電波通過用空間１７も狭くなり、放射した電波が水路管３や水路管内の水に吸収され、電波が減衰してしまう。そのため、内部損失を小さくするため、水路管３の外面にて反射され電波放射口１ａから放射されやすくするよう金属製または、樹脂製に金属シールを施した部材が望ましい。
電波誘導部５は、センサ部４からの放射される電波を損失なく吐水部本体１の内部の電波通過用空間６に供給するために設置している。そこで、センサ部４から放射される電波を漏らさないようにセンサ部４と電波誘導部５を接続するため、封し部材９を含む構成が良い。
【００２４】
図２にセンサ部４と制御部７の構成について詳しく示す。センサ部４は、電波を生成する発振回路１１と、発振回路１１で生成された電波を被検知体に向かって放射するために電波誘導部５を介し吐水部本体１の内部の電波通過用空間６に送信し、被検知体からの反射電波を吐水部本体１の内部の電波通過用空間６、電波誘導部５を通過し受信する送受信一体のアンテナ１２と、発振回路１１と線路を介して接続され、更にアンテナ１２とも接続されており、両者の信号を検波して得られたドップラー信号から被検知体の有無や速度を判断する検知部１３と、で構成されている。この検知部１３で得られた被検知体の動きに伴う信号は制御部６に出力し、制御部６内部にある被検知体の速度を抽出する速度抽出部１４で、被検知体の状態を識別し、その結果を判定部１５にてあらかじめ記憶部１６に設定している閾値と比較し判断する。この速度抽出部１４は、ＦＦＴで構成しても良いし、フィルターで構成しても良いが、複雑な演算を行える場合は前者を選択し、得られる信号が単一ではなく所定の帯域がある場合は後者を選択することが望ましく、本実施例ではフィルターを用いている。尚アンテナ１２は、送受信別体でも構わないが、本発明においては、電波誘導部５との接続部の構成をコンパクトに構成するため一体にしている。
【００２５】
次に図３，図４を用いて導波管構造とその特性について説明する。
電波誘導部５は、使用する電波の周波数と通過させたい発振モードに基づきその内部の通路の寸法は下式により決定されており、電波誘導部５はここではサイズを最も小さくできるＴＥ１０モードを想定した形状にしている。形状は方形でも円形でも良く、吐水部本体１のデザインにより決定すればよくここでは方形型を採用している。
ここでアンテナの励振方向を図３（ａ）のＢ−Ｂ方向としたときに電波誘導部内部の横方向（励振方向と直行方向）をａ、縦方向（励振方向）をｂ、とすると
方形型：λ＝１／（（ｍ／２ａ）２＋（ｎ／２ｂ）２）０．５ ・・・式（１）
また、電波誘導部５が円管の場合、その内部の半径をｒとすると、
円形型：λ＝２πｒ／ｋ （ｋ：定数） ・・・式（２）
ここで、λはセンサ部３が使用する周波数における空間の波長とし、ｍ，ｎは通過させたい発振モードであり、ＴＥ１０モードの場合はｍ＝１，ｎ＝０となる。また、定数ｋは発振モードにより変わる。
【００２６】
この電波誘導部５は、管路内部５ｅの寸法を上式の最低寸法を維持すれば、図４（ａ）に示すように複数の屈曲部を有しても良いし、図４（ｂ）に示すように電波誘導部５の中央部５（ｄ）において電波誘導部内部の通路５ｅが太くなっても良いし、また、図示していないが、湾曲させてもよい。同様に、通路の大きさが変わる吐水部本体１の内部の電波通過用空間６においても、電波放射口１ａに電波を伝搬することができる。
【００２７】
次に、本実施例の理想の検知エリアについて、図５（ａ）に吐水装置の側面図、図５（ｂ）に上面図を示す。理想の検知エリアとは、快適な手洗いを実現することができるための電波の放射エリアについてである。手を手洗い動作を行う洗浄ポイントへ持って行った際に、吐水口２から吐水される水と手が同時か、その前後のごく短い時間内に到着することで、吐水開始までの待ち時間をほぼなくすことができ、快適な手洗いが実現可能となる。このため、吐水を開始する前の検知エリアをある程度広めに設定して手の洗浄ポイントへの侵入を事前に判断できるようにすることが望ましい。図５（ａ）に示すＡの電力を確保することで、吐水口２に差し出す手などの被検知体を洗浄ポイント手前で検知することが可能となる。吐水口２から吐水される水は、バルブ部７を開く時間および吐水口２から洗浄ポイントまで水の落下するまでの時間が必要となるため、水の軌跡上にある洗浄ポイントよりも前方で被検知体を検知することが必要となる。また、吐水中の検知エリアは吐水前の検知エリアとは異なり、Ｂの電力を確保することで、洗浄時の吐水の継続を可能にする。しかし、Ｃで示される被検知エリアまで電力を放射してしまうと、洗浄後の水きり動作や、石鹸使用時の泡立て動作、吐水口へ近づく体を検知して誤吐水が生じてしまう。また、（ｂ）に示すように上面からの電波の放射も左右へ広がりすぎると誤吐水の原因となる。よって、図５に示すように電波放射口１ａより前方へ電波を放射することで、差し出した手などの被検知体を確実に検知して吐水を開始し、使用中に吐水の継続が途切れることなく、誤検知の少ない吐水装置を可能とする。そのため、この理想の検知エリアを形成するためには、電波放射口１ａから放射される電波の指向が重要となる。
【００２８】
次に、吐水部本体１への電波誘導部５からの電波の挿入について図６にて説明する。図６（ａ）に電波誘導部５から吐水口２および水路管３を除いた状態の吐水部本体１の中央に電波を挿入した時の解析結果を示す。電波誘導部５から挿入された電波は、吐水部本体１の内部を電波放射口１aに対して直進して伝搬していることが分かる。図６（ｂ）に電波誘導部５から吐水部本体１の中央より下方から電波を挿入した時の解析結果を示す。図６（ｂ）に示される電波の伝搬の様子は、図６（ａ）に示すように電波の放射面１aに対して吐水部本体１の内部を直進せず、上下に波打つように伝搬していることが分かる。さらに、図６（ｃ）に図６（ｂ）に水路管３を含む構成時の解析結果を示す。図６（ｂ）の解析結果と同様に電波が上下に波打つように伝搬していることが分かる。
【００２９】
吐水部本体１を導波管として利用する場合、その内部には水路管が存在するため、図６に示すように吐水部本体１の内部を伝搬する電波は電波放射口１aに対して直進して伝搬せずに、波打つように伝搬しているため、電波の放射を制御することが必要となる。図７に放射される電波が理想とする検知エリアを形成する例を示す。図７（ａ）に吐水部本体１の長さを１３８ｍｍ、（ｂ）に１８９ｍｍに設定した際の電波強度の解析結果を示す。吐水部本体の長さが１３８ｍｍでは電波を放射する電波放射口１aにおいて、水路管３の左右方向に電力の最大強度を有し、吐水部本体１の長さが１８９ｍｍでは電波を放射する電波放射口１aにおいて、水路管３の下方に電力の最大強度を有している。左右方向に電力の最大強度を有している場合は、電波放射口１aから空間へ放射される電波の放射分布を上面から見ると左右に割れ、電波が放射される。一方、水路管が配置される位置を避けた下方に電力の最大強度を有している場合は、その放射分布は割れることなく電波放射口１aから放射され、本実施例の理想の検知エリアを形成するために必要な電波の指向を満足することができる。
【００３０】
図８に水栓装置の第２の実施例の縦断面図を示す。
【００３１】
図８に放射される電波が理想とする検知エリアを形成するための第２の例を示す。吐水部本体１の内部を伝搬する電波において、電波放射口１ａにおける電波強度が最大となる位置が、水路管３の下方になるためには、吐水部本体１の長さを変えるほかに、電波誘導部５の吐水部本体１への挿入量を変えることでも可能である。図８は電波誘導部５を吐水部本体１へ４０ｍｍ挿入した吐水部本体１の長さ１３８ｍｍの電力の解析結果である。図７（ａ）に示した挿入量が０ｍｍでは空間へ放射される電波は上方へ左右に割れているが、図８に示すように電波誘導部５を吐水部本体１へ挿入することで、電波放射口１ａにおける電波の強度分布を変えることができ、理想の検知エリアとする電波の放射へ変化させることができる。
この場合、吐水部本体の形状を変化させることなく、電波誘導部の挿入量を変化させることだけで電波放射口１ａにおける電波の制御が可能となり、吐水部本体のデザインを変更する必要がなく、デザインを変えることなく、理想の検知エリアを形成することが可能となる。
【００３２】
図９に水栓装置の第３の実施例の縦断面図を示す。
【００３３】
電波誘導部５の吐水部本体１への電波の挿入方法を、水路管３や吐水部本体１と平行な状態から電波の挿入する向きに角度を持たせることでも、吐水部本体１の内部の電波の伝搬する状態を変えることができるため、理想の検知エリアを形成することが可能となる。図９（ａ）に吐水部本体１の内部へ電波誘導部５を４５度の角度から挿入した際の電力を示す。また、図９（ｂ）に示すように、電波誘導部５の吐水部本体１への挿入方向は直接変えることなく、電波誘導部５の先端形状を下辺から上辺に向かって斜めに切り落とした形にし、下辺の方が突出した構成にすることでも、電波は上方側が先に解放になることから上方へと電波が拡散する効果により上方側へ曲がるため、図９（ａ）と同様の効果が得られる。
電波誘導部５を吐水部本体１へ挿入する場合は、挿入するために吐水部本体１に空間が必要となり、吐水部本体１の形状によっては挿入することが難しい場合も考えられる。そのため、挿入量を変えることなく電波の放射を変えることのできる方法が必要となる。
【００３４】
図１０に水栓装置の第４の実施例の縦断面図を示す。
【００３５】
電波誘導部５から吐水部本体１の内部へ挿入された電波が、吐水部内部１を伝搬する際に、樹脂や金属などの電波周期変換部材９を内部に配置することで、電波の状態を変えることができ、理想の検知エリアを形成することが可能となる。図１０（ａ）は吐水部本体１の内部に樹脂部材を配置することで、導波管内の誘電率に違いが生じ、管内の波長が変わることで電波の伝搬を変え、放射面からの電波の放射の制御を行っている。図１０（ｂ）は吐水部本体１の内部に金属部材を配置することで、吐水部本体内部の電波の反射面を加え、電波放射口１ａからの放射の制御を行っている。
樹脂や金属などを内部へ配置することは、新たな部材が必要となるが、吐水部本体１の形状が変わっても、電波誘導部５を変えることなく共通化することができる。また、新たな部材として樹脂や金属を配置するのではなく、吐水部本体１の内部形状や吐水口２などの形状を変化させることでも電波の放射を変化させることが可能である。
【００３６】
図１（ａ）、（ｂ）に吐水部本体３１の外観図、断面図および、図１２に電波の放射の解析結果を示す。
図１１に示す吐水装置３０は、支持体に基端部が固定された吐水部本体３１と、吐水部本体３1内に設けられ、吐水部本体３１の非基端部側に形成された吐水口３2に洗浄水を供給するための水路管３３と、吐水口３２からの吐止水を切り替えるバルブ部と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部３４と、吐水部本体３1と水路管３3との間に形成された電波が通過するための電波通過用空間３６と、センサ部３４から放射された電波を電波通過用空間３６に誘導するための電波誘導部３５、バルブ部のｏｎ，ｏｆｆを制御する制御部とで構成されている。
図１２に示すように、吐水部本体３１の形状は、曲げても電波の放射が確保されていることが分かり、また、このような湾曲形状においても電波の電波放射口３１ａにおける電波強度が最大となる位置が、電波放射口３１ａのうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されるようにすることで、吐水部本体の形状が変化した際にも理想とする検知エリアを確保するための電波の指向の制御が可能である。
以上４つの吐水装置の実施例を用いて説明したように、吐水部本体１を導波管として利用する場合において、吐水装置の形態が変わった場合にも電波センサの構造を変えずに吐水装置にあった電波誘導部５の構造や、吐水部本体１に電波を変化させる部材を設けることで、センサから放射される電波が理想とする検知エリアを形成することができる吐水装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１，３１、…吐水部本体
１ａ、…電波放射口
２，３２、…吐水口
３，３３、…水路管
４，３４、…センサ部
５，３５、…電波誘導部
６、…電波通過用空間
７、…制御部
８、…バルブ
９、…封し部材
１０，３０、…水栓装置
１１、…発振回路
１２、…アンテナ
１３、…検知部
１４、…速度抽出部
１５、…判定部
１６、…記憶部
１７、…電波周期変換部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば公衆トイレの手洗い場や、家庭の洗面化粧台や、キッチンに設けられる吐水装置に関し、特に利用者の手又は利用者が保持する被洗浄物を検知して、水栓装置からの吐止水を自動で制御する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体を検知して自動的に吐止水を制御する吐水装置としては、センサが吐水口付近に設置された自動給水制御装置（特許文献１）、またはセンサは吐水口付近に設置されず、別途センサからの信号を吐水口付近まで案内する部材が設けられた自動水栓がある（特許文献２）。
【０００３】
特許文献１には、吐水口の前方部に下向きかつ吐水部の奥行方向中心線に対し左右対称な位置に配設された発信部および受信部を有し、吐水部の下方の物体を検知する物体検知手段をそなえた自動給水制御装置が開示されている。また、特許文献２には、超音波を案内する通路を形成し前端部が吐出口側に開口されたホーンの後端部に超音波センサが取り付けられた自動水栓が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３６０９２３号公報
【特許文献２】特開平４−２６５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献２に記載された自動水栓には、超音波センサからの信号を吐水口付近まで案内する部材（ホーン）が設けられている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２にそれぞれ記載された自動給水制御装置および自動水栓では、吐水部本体の大きさは、吐水口と、センサ部または信号を案内する部材と、の大きさが必要になってしまう。その為、吐水装置の小型化や複雑な形状の吐水装置を実現することができない。
【０００７】
そこで、吐水部本体の外部にセンサを配置し、電波を案内する部材（導波管）として吐水部本体を利用する。そうすることで、吐水部先端から電波を放射する場合、吐水部内にセンサや電波を案内する部材（導波管）を別途配置しなくても吐水部先端には吐水口と電波を放射する放射面とが存在することになるため、小型な吐水装置を実現することが可能となる。しかし、吐水部本体の外部にセンサを配置し、吐水部本体を導波管として利用して、吐水口先端から電波を放射する場合、吐水部本体の内部には吐水部本体の片側に沿って水路管が存在するため、センサから吐水部内への電波の挿入方法によっては、電波の最大強度が水路管側になる場合がある。このような状況がおこると、放射される電波が割れてしまう、また、電波の指向方向が所望の指向方向から傾いてしまうなど、理想の検知エリアを得られないという課題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、吐水部本体を導波管として利用する場合において、センサから放射される電波が水路管の影響を受けずに理想とする検知エリアを形成することができる吐水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、支持体に基端部が固定された吐水部本体と、前記吐水部本体内に設けられ、前記吐水部本体の非基端部側に形成された吐水口に洗浄水を供給するための水路管と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、を備えた吐水装置であって、前記吐水部本体と前記水路管との間に形成された電波が伝搬するための電波通過用空間と、前記センサ部から放射された電波を前記電波通過用空間に誘導するための電波誘導部と、前記電波通過用空間に連通され、前記吐水部本体内を伝搬してきた電波を外部に放射すると共に、外部で反射された電波を受け取るために前記吐水部本体の非基端部側に形成された電波放射口とを備え、前記電波センサは、前記電波誘導部を介して前記電波放射口より前記電波通過用空間に電波を放出するように前記吐水部本体の基端部側に配置され、前記電波連通用空間は、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面によって形成され、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面は、電波を反射させる部材で構成され、前記吐水口は前記電波放射口の内壁面に沿うように配置され、前記電波は前記電波誘導部を介して前記電波連通用空間に導入され、前記吐水部本体の内面および前記水路管の外面を反射して前記電波放射口へ伝搬され、前記電波放射口における電波強度が最大となる位置が、前記電波放射口のうち前記吐水口をさけた位置であって且つ前記吐水口が配置される前記内壁面と対向する位置に形成されることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、センサ部を吐水部本体の基端部側に設け、センサ部から放射された電波が吐水部本体の内部を通過して、吐水口側の端部に設けられた電波放射口から放射られるように構成されている。これは、電波というものが吐水部本体の曲がりなどに大きく左右されずに電波放射口から放射できるという特性を利用したものであって、吐水部本体のデザインの自由度を大幅に向上させることができる。
【００１１】
また、一方でセンサ部を吐水部本体の基端部側に設け、単に、センサ部から放射された電波が吐水部本体の内部を通過して、吐水口側の端部に設けられた電波放射口から放射られるように構成した場合、電波放射口から放射される電波は指向が割れてしまう、また、電波の指向方向が所望の指向方向から傾いてしまうなど、理想の検知エリアを形成することができないという課題が発生する。
電波放射口から放射される電波が割れている状態の場合、吐水を開始するために吐水口付近に近づける手をセンサが検知することができる距離が、手の挿入方向によって大きく変わり、吐水不良や吐水遅れに伴う使い勝手の悪さを生じてしまう。
【００１２】
このため、本発明では、電波放射口へ伝搬される電波の電波放射口における電波強度が最大となる位置が、電波放射口のうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されるようにすることで、電波の指向を安定させ、さらに電波の割れを防ぐことにより、吐水部本体の小型化などのデザインの自由度を向上させ、理想とする検知エリアの形成を可能にしたものである。
【００１３】
また、本発明の他の一様態によれば、前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入されるとともに、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、前記電波導入出開口から前記電波放射口までの電波通過用空間における電波の伝送距離を変化するように、前記電波誘導部の前記吐水部本体への挿入量を調整する挿入量調整部材を設けたことを特徴とする吐水装置である。
【００１４】
電波放射口から放射される電波の指向は、吐水部本体内部の電波通過空間の電波の伝送距離によってかわる。そのため、電波放射口における電波強度が最大となる位置が、電波放射口のうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されることもあるが、吐水口が配置される位置に電波の最大強度が存在すると、水路管の影響を受け電波が割れてしまうという状況が生じてしまう。
そこで、本発明では、電波通過空間の伝送距離を変化するように、電波誘導部の吐水部本体への挿入量を調整する挿入量調整部材を設けている。
【００１５】
また、本発明の他の一様態によれば、前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入され、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、前記電波導入出開口から前記電波通過用空間へ放射される電波の指向方向を可変させる指向性調整部材を設けたことを特徴とする吐水装置である。
【００１６】
電波放射口から放射される電波の指向は、吐水部本体内部の電波通過空間の電波の伝送のさせ方によって調整することが可能となる。電波通過空間の電波の伝送を変える手段としては、電波通過空間への電波の挿入方法を変えることで調整ができる。
そこで、本発明では、電波誘導部の電波導出口から電波通過用空間へ放射される電波の指向方向を可変させる指向性調整部材を設けている。
【００１７】
また、本発明の他の一様態によれば、前記電波誘導部から放射される電波は、単一のモードを有しているのではなく、複数のモードが周期的に切り替わりながら電波通過用空間を伝搬するものであって、前記電波通過用空間内に、電波の周期を変化させる部材を配置したことを特徴とする吐水装置である。
【００１８】
電波通過空間が中空の場合に対して、樹脂などの誘電体が存在する場合、電波通過空間内を伝搬する電波はその誘電率による、波長の短縮が起こる。また、金属を配置した場合、電波通過空間内を伝搬する電波は、金属表面で反射が生じるため、電波の伝送に変化が生じる。
そこで、本発明では、電波放射口へ伝搬される電波の電波放射口における電波強度が最大となる位置が、電波放射口のうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されるように、電波通過空間に電波の周期を変化させる部材を配置する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、吐水部本体を導波管として利用する場合において、吐水部本体のデザインの自由度を大幅に向上させることができ、センサから放射される電波が水路管の影響をうけずに理想とする検知エリアを形成することができる吐水装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施例を示す図である。
【図２】センサ部及び制御部のブロック図である。
【図３】第１の実施例における電波誘導部の外観図である。
【図４】電波が導波管内部を伝搬する状態を解析した図である。
【図５】理想の検知エリアを実現するための放射面から放射される電波の指向を示した図である。
【図６】電波が吐水部本体内部を伝搬する状態を解析した図である。
【図７】放射される電波の指向を解析した図である。
【図８】放射される電波の指向を解析した図である。
【図９】第２の実施例を示す図である。
【図１０】第３の実施例を示す図である。
【図１１】吐水装置の配置を表した図である。
【図１２】吐水装置から放射される電波の指向を解析した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明にかかる吐水装置の実施の形態を図面により詳細に説明する。
【００２２】
図１に水栓装置の第１の実施例の断面図を示す。
【００２３】
図１に示す吐水装置１０は、支持体に基端部が固定された吐水部本体１と、吐水部本体1内に設けられ、吐水部本体１の非基端部側に形成された吐水口2に洗浄水を供給するための水路管３と、吐水口２からの吐止水を切り替えるバルブ部８と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部４と、吐水部本体1と水路管3との間に形成された電波が通過するための電波通過用空間６と、センサ部４から放射された電波を電波通過用空間６に誘導するための電波誘導部５と、バルブ部８のｏｎ，ｏｆｆを制御する制御部７とで構成されている。
センサ部４は、電波誘導部５を介して電波通過用空間６に電波を放出するように吐水部本体１の基端部側に配置され、電波通過用空間６は、吐水部本体１の内面及び水路管３の外面によって形成され、吐水部本体１の内面及び水路管３の外面は、電波を反射させる部材で構成され、吐水口２は電波放射口１ａ内に形成され、電波誘導部５を介して電波通過用空間１７に導入され、吐水部本体１の内面および水路管３の外面を反射して電波放射口１ａへ伝搬される。
水路管３は、樹脂製のホースでも良いが、吐水部本体１の内部空間が狭いと、電波通過用空間１７も狭くなり、放射した電波が水路管３や水路管内の水に吸収され、電波が減衰してしまう。そのため、内部損失を小さくするため、水路管３の外面にて反射され電波放射口１ａから放射されやすくするよう金属製または、樹脂製に金属シールを施した部材が望ましい。
電波誘導部５は、センサ部４からの放射される電波を損失なく吐水部本体１の内部の電波通過用空間６に供給するために設置している。そこで、センサ部４から放射される電波を漏らさないようにセンサ部４と電波誘導部５を接続するため、封し部材９を含む構成が良い。
【００２４】
図２にセンサ部４と制御部７の構成について詳しく示す。センサ部４は、電波を生成する発振回路１１と、発振回路１１で生成された電波を被検知体に向かって放射するために電波誘導部５を介し吐水部本体１の内部の電波通過用空間６に送信し、被検知体からの反射電波を吐水部本体１の内部の電波通過用空間６、電波誘導部５を通過し受信する送受信一体のアンテナ１２と、発振回路１１と線路を介して接続され、更にアンテナ１２とも接続されており、両者の信号を検波して得られたドップラー信号から被検知体の有無や速度を判断する検知部１３と、で構成されている。この検知部１３で得られた被検知体の動きに伴う信号は制御部６に出力し、制御部６内部にある被検知体の速度を抽出する速度抽出部１４で、被検知体の状態を識別し、その結果を判定部１５にてあらかじめ記憶部１６に設定している閾値と比較し判断する。この速度抽出部１４は、ＦＦＴで構成しても良いし、フィルターで構成しても良いが、複雑な演算を行える場合は前者を選択し、得られる信号が単一ではなく所定の帯域がある場合は後者を選択することが望ましく、本実施例ではフィルターを用いている。尚アンテナ１２は、送受信別体でも構わないが、本発明においては、電波誘導部５との接続部の構成をコンパクトに構成するため一体にしている。
【００２５】
次に図３，図４を用いて導波管構造とその特性について説明する。
電波誘導部５は、使用する電波の周波数と通過させたい発振モードに基づきその内部の通路の寸法は下式により決定されており、電波誘導部５はここではサイズを最も小さくできるＴＥ１０モードを想定した形状にしている。形状は方形でも円形でも良く、吐水部本体１のデザインにより決定すればよくここでは方形型を採用している。
ここでアンテナの励振方向を図３（ａ）のＢ−Ｂ方向としたときに電波誘導部内部の横方向（励振方向と直行方向）をａ、縦方向（励振方向）をｂ、とすると
方形型：λ＝１／（（ｍ／２ａ）２＋（ｎ／２ｂ）２）０．５ ・・・式（１）
また、電波誘導部５が円管の場合、その内部の半径をｒとすると、
円形型：λ＝２πｒ／ｋ （ｋ：定数） ・・・式（２）
ここで、λはセンサ部３が使用する周波数における空間の波長とし、ｍ，ｎは通過させたい発振モードであり、ＴＥ１０モードの場合はｍ＝１，ｎ＝０となる。また、定数ｋは発振モードにより変わる。
【００２６】
この電波誘導部５は、管路内部５ｅの寸法を上式の最低寸法を維持すれば、図４（ａ）に示すように複数の屈曲部を有しても良いし、図４（ｂ）に示すように電波誘導部５の中央部５（ｄ）において電波誘導部内部の通路５ｅが太くなっても良いし、また、図示していないが、湾曲させてもよい。同様に、通路の大きさが変わる吐水部本体１の内部の電波通過用空間６においても、電波放射口１ａに電波を伝搬することができる。
【００２７】
次に、本実施例の理想の検知エリアについて、図５（ａ）に吐水装置の側面図、図５（ｂ）に上面図を示す。理想の検知エリアとは、快適な手洗いを実現することができるための電波の放射エリアについてである。手を手洗い動作を行う洗浄ポイントへ持って行った際に、吐水口２から吐水される水と手が同時か、その前後のごく短い時間内に到着することで、吐水開始までの待ち時間をほぼなくすことができ、快適な手洗いが実現可能となる。このため、吐水を開始する前の検知エリアをある程度広めに設定して手の洗浄ポイントへの侵入を事前に判断できるようにすることが望ましい。図５（ａ）に示すＡの電力を確保することで、吐水口２に差し出す手などの被検知体を洗浄ポイント手前で検知することが可能となる。吐水口２から吐水される水は、バルブ部７を開く時間および吐水口２から洗浄ポイントまで水の落下するまでの時間が必要となるため、水の軌跡上にある洗浄ポイントよりも前方で被検知体を検知することが必要となる。また、吐水中の検知エリアは吐水前の検知エリアとは異なり、Ｂの電力を確保することで、洗浄時の吐水の継続を可能にする。しかし、Ｃで示される被検知エリアまで電力を放射してしまうと、洗浄後の水きり動作や、石鹸使用時の泡立て動作、吐水口へ近づく体を検知して誤吐水が生じてしまう。また、（ｂ）に示すように上面からの電波の放射も左右へ広がりすぎると誤吐水の原因となる。よって、図５に示すように電波放射口１ａより前方へ電波を放射することで、差し出した手などの被検知体を確実に検知して吐水を開始し、使用中に吐水の継続が途切れることなく、誤検知の少ない吐水装置を可能とする。そのため、この理想の検知エリアを形成するためには、電波放射口１ａから放射される電波の指向が重要となる。
【００２８】
次に、吐水部本体１への電波誘導部５からの電波の挿入について図６にて説明する。図６（ａ）に電波誘導部５から吐水口２および水路管３を除いた状態の吐水部本体１の中央に電波を挿入した時の解析結果を示す。電波誘導部５から挿入された電波は、吐水部本体１の内部を電波放射口１aに対して直進して伝搬していることが分かる。図６（ｂ）に電波誘導部５から吐水部本体１の中央より下方から電波を挿入した時の解析結果を示す。図６（ｂ）に示される電波の伝搬の様子は、図６（ａ）に示すように電波の放射面１aに対して吐水部本体１の内部を直進せず、上下に波打つように伝搬していることが分かる。さらに、図６（ｃ）に図６（ｂ）に水路管３を含む構成時の解析結果を示す。図６（ｂ）の解析結果と同様に電波が上下に波打つように伝搬していることが分かる。
【００２９】
吐水部本体１を導波管として利用する場合、その内部には水路管が存在するため、図６に示すように吐水部本体１の内部を伝搬する電波は電波放射口１aに対して直進して伝搬せずに、波打つように伝搬しているため、電波の放射を制御することが必要となる。図７に放射される電波が理想とする検知エリアを形成する例を示す。図７（ａ）に吐水部本体１の長さを１３８ｍｍ、（ｂ）に１８９ｍｍに設定した際の電波強度の解析結果を示す。吐水部本体の長さが１３８ｍｍでは電波を放射する電波放射口１aにおいて、水路管３の左右方向に電力の最大強度を有し、吐水部本体１の長さが１８９ｍｍでは電波を放射する電波放射口１aにおいて、水路管３の下方に電力の最大強度を有している。左右方向に電力の最大強度を有している場合は、電波放射口１aから空間へ放射される電波の放射分布を上面から見ると左右に割れ、電波が放射される。一方、水路管が配置される位置を避けた下方に電力の最大強度を有している場合は、その放射分布は割れることなく電波放射口１aから放射され、本実施例の理想の検知エリアを形成するために必要な電波の指向を満足することができる。
【００３０】
図８に水栓装置の第２の実施例の縦断面図を示す。
【００３１】
図８に放射される電波が理想とする検知エリアを形成するための第２の例を示す。吐水部本体１の内部を伝搬する電波において、電波放射口１ａにおける電波強度が最大となる位置が、水路管３の下方になるためには、吐水部本体１の長さを変えるほかに、電波誘導部５の吐水部本体１への挿入量を変えることでも可能である。図８は電波誘導部５を吐水部本体１へ４０ｍｍ挿入した吐水部本体１の長さ１３８ｍｍの電力の解析結果である。図７（ａ）に示した挿入量が０ｍｍでは空間へ放射される電波は上方へ左右に割れているが、図８に示すように電波誘導部５を吐水部本体１へ挿入することで、電波放射口１ａにおける電波の強度分布を変えることができ、理想の検知エリアとする電波の放射へ変化させることができる。
この場合、吐水部本体の形状を変化させることなく、電波誘導部の挿入量を変化させることだけで電波放射口１ａにおける電波の制御が可能となり、吐水部本体のデザインを変更する必要がなく、デザインを変えることなく、理想の検知エリアを形成することが可能となる。
【００３２】
図９に水栓装置の第３の実施例の縦断面図を示す。
【００３３】
電波誘導部５の吐水部本体１への電波の挿入方法を、水路管３や吐水部本体１と平行な状態から電波の挿入する向きに角度を持たせることでも、吐水部本体１の内部の電波の伝搬する状態を変えることができるため、理想の検知エリアを形成することが可能となる。図９（ａ）に吐水部本体１の内部へ電波誘導部５を４５度の角度から挿入した際の電力を示す。また、図９（ｂ）に示すように、電波誘導部５の吐水部本体１への挿入方向は直接変えることなく、電波誘導部５の先端形状を下辺から上辺に向かって斜めに切り落とした形にし、下辺の方が突出した構成にすることでも、電波は上方側が先に解放になることから上方へと電波が拡散する効果により上方側へ曲がるため、図９（ａ）と同様の効果が得られる。
電波誘導部５を吐水部本体１へ挿入する場合は、挿入するために吐水部本体１に空間が必要となり、吐水部本体１の形状によっては挿入することが難しい場合も考えられる。そのため、挿入量を変えることなく電波の放射を変えることのできる方法が必要となる。
【００３４】
図１０に水栓装置の第４の実施例の縦断面図を示す。
【００３５】
電波誘導部５から吐水部本体１の内部へ挿入された電波が、吐水部内部１を伝搬する際に、樹脂や金属などの電波周期変換部材９を内部に配置することで、電波の状態を変えることができ、理想の検知エリアを形成することが可能となる。図１０（ａ）は吐水部本体１の内部に樹脂部材を配置することで、導波管内の誘電率に違いが生じ、管内の波長が変わることで電波の伝搬を変え、放射面からの電波の放射の制御を行っている。図１０（ｂ）は吐水部本体１の内部に金属部材を配置することで、吐水部本体内部の電波の反射面を加え、電波放射口１ａからの放射の制御を行っている。
樹脂や金属などを内部へ配置することは、新たな部材が必要となるが、吐水部本体１の形状が変わっても、電波誘導部５を変えることなく共通化することができる。また、新たな部材として樹脂や金属を配置するのではなく、吐水部本体１の内部形状や吐水口２などの形状を変化させることでも電波の放射を変化させることが可能である。
【００３６】
図１（ａ）、（ｂ）に吐水部本体３１の外観図、断面図および、図１２に電波の放射の解析結果を示す。
図１１に示す吐水装置３０は、支持体に基端部が固定された吐水部本体３１と、吐水部本体３1内に設けられ、吐水部本体３１の非基端部側に形成された吐水口３2に洗浄水を供給するための水路管３３と、吐水口３２からの吐止水を切り替えるバルブ部と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部３４と、吐水部本体３1と水路管３3との間に形成された電波が通過するための電波通過用空間３６と、センサ部３４から放射された電波を電波通過用空間３６に誘導するための電波誘導部３５、バルブ部のｏｎ，ｏｆｆを制御する制御部とで構成されている。
図１２に示すように、吐水部本体３１の形状は、曲げても電波の放射が確保されていることが分かり、また、このような湾曲形状においても電波の電波放射口３１ａにおける電波強度が最大となる位置が、電波放射口３１ａのうち吐水口をさけた位置であって且つ吐水口が配置される内壁面と対向する位置に形成されるようにすることで、吐水部本体の形状が変化した際にも理想とする検知エリアを確保するための電波の指向の制御が可能である。
以上４つの吐水装置の実施例を用いて説明したように、吐水部本体１を導波管として利用する場合において、吐水装置の形態が変わった場合にも電波センサの構造を変えずに吐水装置にあった電波誘導部５の構造や、吐水部本体１に電波を変化させる部材を設けることで、センサから放射される電波が理想とする検知エリアを形成することができる吐水装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１，３１、…吐水部本体
１ａ、…電波放射口
２，３２、…吐水口
３，３３、…水路管
４，３４、…センサ部
５，３５、…電波誘導部
６、…電波通過用空間
７、…制御部
８、…バルブ
９、…封し部材
１０，３０、…水栓装置
１１、…発振回路
１２、…アンテナ
１３、…検知部
１４、…速度抽出部
１５、…判定部
１６、…記憶部
１７、…電波周期変換部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体に基端部が固定された吐水部本体と、前記吐水部本体内に設けられ、前記吐水部本体の非基端部側に形成された吐水口に洗浄水を供給するための水路管と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、を備えた吐水装置であって、
前記吐水部本体と前記水路管との間に形成された電波が伝搬するための電波通過用空間と、前記センサ部から放射された電波を前記電波通過用空間に誘導するための電波誘導部と、前記電波通過用空間に連通され、前記吐水部本体内を伝搬してきた電波を外部に放射すると共に、外部で反射された電波を受け取るために前記吐水部本体の非基端部側に形成された電波放射口とを備え、
前記電波センサは、前記電波誘導部を介して前記電波放射口より前記電波通過用空間に電波を放出するように前記吐水部本体の基端部側に配置され、前記電波連通用空間は、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面によって形成され、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面は、電波を反射させる部材で構成され、前記吐水口は前記電波放射口の内壁面に沿うように配置され、前記電波は前記電波誘導部を介して前記電波連通用空間に導入され、前記吐水部本体の内面および前記水路管の外面を反射して前記電波放射口へ伝搬され、前記電波放射口における電波強度が最大となる位置が、前記電波放射口のうち前記吐水口をさけた位置であって且つ前記吐水口が配置される前記内壁面と対向する位置に形成されるよう構成されている吐水装置。
【請求項２】
前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入されるとともに、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、
前記電波導入出開口から前記電波放射口までの電波通過用空間における電波の伝送距離を変化するように、前記電波誘導部の前記吐水部本体への挿入量を調整する挿入量調整部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入され、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、
前記電波導入出開口から前記電波通過用空間へ放射される電波の指向方向を可変させる指向性調整部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項４】
前記電波誘導部から放射される電波は、単一のモードを有しているのではなく、複数のモードが周期的に切り替わりながら電波通過用空間をを伝搬するものであって、
前記電波通過用空間内に、電波の周期を変化させる部材を配置したことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項１】
支持体に基端部が固定された吐水部本体と、前記吐水部本体内に設けられ、前記吐水部本体の非基端部側に形成された吐水口に洗浄水を供給するための水路管と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、を備えた吐水装置であって、
前記吐水部本体と前記水路管との間に形成された電波が伝搬するための電波通過用空間と、前記センサ部から放射された電波を前記電波通過用空間に誘導するための電波誘導部と、前記電波通過用空間に連通され、前記吐水部本体内を伝搬してきた電波を外部に放射すると共に、外部で反射された電波を受け取るために前記吐水部本体の非基端部側に形成された電波放射口とを備え、
前記電波センサは、前記電波誘導部を介して前記電波放射口より前記電波通過用空間に電波を放出するように前記吐水部本体の基端部側に配置され、前記電波連通用空間は、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面によって形成され、前記吐水部本体の内面及び前記水路管の外面は、電波を反射させる部材で構成され、前記吐水口は前記電波放射口の内壁面に沿うように配置され、前記電波は前記電波誘導部を介して前記電波連通用空間に導入され、前記吐水部本体の内面および前記水路管の外面を反射して前記電波放射口へ伝搬され、前記電波放射口における電波強度が最大となる位置が、前記電波放射口のうち前記吐水口をさけた位置であって且つ前記吐水口が配置される前記内壁面と対向する位置に形成されるよう構成されている吐水装置。
【請求項２】
前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入されるとともに、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、
前記電波導入出開口から前記電波放射口までの電波通過用空間における電波の伝送距離を変化するように、前記電波誘導部の前記吐水部本体への挿入量を調整する挿入量調整部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記電波誘導部は、少なくとも一部が前記吐水部本体へ挿入され、挿入された前記電波誘導部に電波を導入出するための電波導入出開口が設けられるものであって、
前記電波導入出開口から前記電波通過用空間へ放射される電波の指向方向を可変させる指向性調整部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項４】
前記電波誘導部から放射される電波は、単一のモードを有しているのではなく、複数のモードが周期的に切り替わりながら電波通過用空間をを伝搬するものであって、
前記電波通過用空間内に、電波の周期を変化させる部材を配置したことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７２５８３（Ｐ２０１２−７２５８３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７１８１（Ｐ２０１０−２１７１８１）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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