CN103080439A - 自动水龙头装置 - Google Patents

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CN103080439A CN2011800419594A CN201180041959A CN103080439A CN 103080439 A CN103080439 A CN 103080439A CN 2011800419594 A CN2011800419594 A CN 2011800419594A CN 201180041959 A CN201180041959 A CN 201180041959A CN 103080439 A CN103080439 A CN 103080439A
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Abstract

本发明提供一种自动水龙头装置,其中使用了电波传感器,通过简单结构防止发生误止水。具体为,在具备水龙头本体(1A)、水管(20)、电波传感器(40)、进行清洗水的吐水与止水的控制部(50)的自动水龙头装置(1)中,具备:电波通过用空间,用于使电波通过;电波发射口(27),向外部发射电波;及指向性决定单元,用于决定从电波发射口(27)发射的电波的指向性,指向性决定单元如下构成,在止水中,以沿着从吐水口(26)吐出的清洗水的吐水方向(A)的方式对从电波发射口(27)发射的电波进行指向,而且,在吐水中,使从电波发射口(27)当中的与吐水口(26)相比更靠近使用者侧(C)配置的部分发射的电波干涉清洗水的水流(W)的使用者侧(C)的侧面。

Description

自动水龙头装置
技术领域
本发明涉及一种自动水龙头装置,尤其涉及一种使用电波传感器而自动进行吐水、止水的自动水龙头装置。
背景技术
以往,公知有使用光电传感器而自动进行吐水、止水的自动水龙头装置(例如参照专利文献1)。在这样的自动水龙头装置中,在连通管的顶端部分内置有光电传感器。如果使用者将手放进光电传感器的检测范围内,则光电传感器检测到手的存在,由此自动开始从吐水口吐水。另一方面,如果使用者从检测范围抽出手,则由于光电传感器检测不到手的存在,因此自动停止从吐水口吐水。
另外,在这样的自动水龙头装置中,可考虑到使用者在使用时从各种方向朝着吐水口放进手。另一方面,由于光电传感器的指向性强,因此为了用光电传感器确实地检测到从上述的各种方向放进的手,需要将光电传感器的检测范围确实地配置在手伸过来的吐水口附近。由此,在使用了光电传感器的自动水龙头装置中,手在到达吐水口之后被光电传感器所检测到,未能提高响应性。
另一方面,公知有代替光电传感器而使用了检测范围广的电波传感器(微波传感器)的自动水龙头装置(例如参照专利文献2)。在专利文献2记载的自动水龙头装置中,电波传感器配置在水槽侧,被设置成从电波传感器发射的电波射束的发射方向朝着上方。
电波传感器与光电传感器相比指向性更广检测范围更广。因而,在使用了电波传感器的自动水龙头装置中,即使从各种方向朝着吐水口放进手,也能够在手到达吐水口之前检测到手,能够提高响应性。
在使用了上述的光电传感器的自动水龙头装置中,存在未能简单地提高吐水开始的响应性的问题,而且在其特性上需要将光电传感器配置在吐水口附近,存在损害设计自由度的问题。即,需要在吐水口附近的管内配置光电传感器或者由其附带的配线或电气部件,设计自由度被限制。
另外,在将上述的电波传感器配置在水槽侧的自动水龙头装置中,虽然可提高设计自由度,但是不容易实现良好的响应性。即,由于电波传感器配置在水槽侧,因此如果想要提高吐水口附近的电波强度,则电波强度不仅在吐水口附近提高而且在水龙头装置的周围也提高,检测范围过于变广。由此,在将电波传感器配置在水槽侧的自动水龙头装置中存在如下问题,对洗手结束后的甩手动作或在洗手中的揉搓香皂的动作等做出反应而容易发生误吐水。
于是,本申请人提出了如下自动水龙头装置(参照专利文献3),在连通管内并列设置水管与波导管,通过该波导管将电波从电波传感器引导到吐水口部。在此结构中,由于能够在吐水口周边设定检测范围,因此可认为提高了在吐水时及止水时的响应性。
专利文献1:日本国特开平4-360923号公报
专利文献2:日本国特开2006-219891号公报
专利文献3:日本国特开2010-144497号公报
但是,在专利文献3记载的自动水龙头装置中,由于呈在吐水口附近将水管配置在波导管上方的结构,因此在吐水中从吐水口吐出的清洗水通过与导波管的电波发射口相比更靠近使用者侧的位置,所以电波被清洗水所挡住,相对于清洗水的水流,与在止水中相比在吐水中的使用者侧的检测范围大幅度变窄。
由此,在专利文献3记载的自动水龙头装置中,由于在吐水中使用者侧的检测范围变窄,因此如果在洗手结束后从水流中抽出手,则虽然在可立刻停止吐水这点上是有利的,但是本申请人发现在专利文献3记载的自动水龙头装置中存在如下课题。在专利文献3记载的自动水龙头装置中,由于在吐水中使用者侧的检测范围过于变小,因此如果在洗手中为了进行揉搓手的动作而从水流向使用者侧挪开手,则手不被检测到。即,本申请人发现了在专利文献3记载的自动水龙头装置中存在本来需要继续吐水的揉搓手的动作中有可能误停止吐水的课题。
发明内容
本发明是为了解决这样的课题而进行的,其目的在于提供一种自动水龙头装置,其中使用了电波传感器,通过简单结构防止发生误止水。
为了解决上述的课题,本发明为一种自动水龙头装置,其具备:水龙头本体,具备基端部固定在支撑体上且朝着使用者侧延伸存在的连通管与吐水阀;水管,配置在连通管内,将清洗水供给到形成在水龙头本体的端部即吐水口部的吐水口;电波传感器,输出用于检测使用者的动作状态的检测信号;及控制单元,根据电波传感器的检测信号而切换吐水阀的开闭,进行来自吐水口的清洗水的吐水与止水,其特征为,具备:电波通过用空间,形成在连通管与水管之间,用于使电波通过;电波传感器,设置在水龙头本体的基端部侧,配置成向电波通过用空间发射电波;电波发射口,连通于电波通过用空间,为了向外部发射通过连通管内部传来的电波而形成在吐水口部;及指向性决定单元,用于决定从电波发射口发射的电波的指向性,指向性决定单元如下构成,在止水中,以沿着从吐水口吐出的清洗水的吐水方向的方式对从电波发射口发射的电波进行指向,而且,在吐水中,使从电波发射口当中的与吐水口相比更靠近使用者侧配置的部分发射的电波的至少一部分干涉从吐水口吐出的清洗水的水流的使用者侧的侧面。
根据这样构成的本发明,由于通过指向性决定单元从形成在吐水口部的电波发射口沿着清洗水的吐水方向发射电波,因此在止水中能够沿着吐水方向形成电波传感器的检测范围。因而,在本发明中,即使在止水中从任何方向朝着吐水口放进手,在手将到达清洗点之前都能够通过从吐水口附近在吐水方向上延伸的检测范围来检测到手,因此能够在良好的时刻开始吐水。
另一方面,在本发明中,通过指向性调整单元,在吐水中,能够使在电波发射口当中从与吐水口相比更靠近使用者侧配置的部分发射的电波的一部分在从吐水口吐出的清洗水的水流侧面当中的使用者侧的侧面与水流发生干涉。由此,在本发明中,在吐水中,由于能够通过水流在使用者侧形成检测范围,即使在洗手中为了进行揉搓手的动作等而将手从水流中向使用者侧挪开,也能够持续地检测到手,因此能够防止发生不必要的吐水中断。
另外,在本发明中优选为,在吐水口部,水管以朝着斜下方吐出清洗水的方式构成。
根据这样构成的本发明,由于清洗水的吐水方向朝向斜下方,因此在吐水中检测范围形成在水流的上侧(使用者侧)。由此,在本发明中,即使在水流的上方进行揉搓手的动作,也不会中断吐水,从而能够继续进行吐水。
另外,在本发明中优选为,电波发射口如下构成,围住水管的上侧侧面及横向侧面,以便使从电波发射口发射的电波的至少一部分干涉水流的上侧侧面及横向侧面。
根据这样构成的本发明,由于电波干涉水流的上侧侧面,而且也干涉水流的横向的两侧面,因此在吐水中在水流的横向上也能够形成检测范围。由此,在本发明中,由于即使在洗手中为了进行揉搓手的动作等而在水流的横向上挪开手,也能够继续吐水,因此能够防止发生不必要的吐水中断。
另外,在本发明中优选为,电波发射口如下构成,形成在与吐水方向正交的方向上延伸的实质上细长的窗口,以便在电波的电场成分正交于水流的上侧侧面的状态下,使电波干涉水流的上侧侧面。
根据这样构成的本发明,通过由电波发射口构成以与吐水方向正交的方式实质上细长延伸的电波发射用窗口,从而在使电场成分正交于水流的状态下,能够使电波干涉水流。这样,由于如果电波的电场成分正交于水流,则能够提高电波与水流的干涉作用(即电波的衰减作用及发射作用),因此通过水流引起的电波的衰减及发射,能够容易地形成适合于吐水中的检测范围。
另外,在本发明中优选为,指向性决定单元如下,在吐水中,对从电波发射口发射的电波进行指向,以便相对于水流与使用者侧相比更靠近基端部侧的电波一方因与水流的干涉而较大地衰减。
根据这样构成的本发明,在吐水中,由于相对于水流与使用者侧相比更靠近基端部侧(使用者侧的相反侧)的电波一方较大地衰减,因此变得难以检测到朝向斜下方的清洗水的水流的朝着下侧侧面从水槽弹起的清洗水。在这样的本发明中,在吐水中能够同时实现:防止因手的揉搓动作而吐水被中断;及防止由于水从水槽弹起而继续进行不必要的吐水。
另外,在本发明中优选为,指向性决定单元如下,在止水中的电波传感器的检测范围当中,对从电波发射口发射的电波进行指向,以便从吐水口吐出的清洗水通过相对于水流偏向基端部侧的区域。
根据这样构成的本发明,由于在止水中的检测范围当中使吐水中的清洗水通过偏向基端部侧的位置,因此因清洗水引起的电波的衰减而在止水中的检测范围在基端部侧缩小。由此,在吐水中,检测范围变得难以包含水流下侧的区域,变得更难以检测到水从水槽弹起。在这样的本发明中,在吐水中能够同时实现:防止因手的揉搓动作而吐水被中断;及防止由于水从水槽弹起而继续进行不必要的吐水。
另外,在本发明中优选为,指向性决定单元如下构成,使从电波发射口发射的电波的至少一部分干涉水流的上侧侧面而被反射,以便与在止水中相比在吐水中的一方在检测范围内包括更靠近使用者的空间。
根据这样构成的本发明,通过使电波在水流的上侧侧面反射,从而能够使在吐水中的检测范围当中的至少一部分相对于在止水中的检测范围向使用者侧移位。由此,由于即使使用者在洗手中将手向使用者侧挪开,也能够持续地检测到手,因此能够防止在洗手中发生不必要的吐水中断。
另外,在本发明中优选为,指向性决定单元如下构成,通过水流使从电波发射口发射的电波的至少一部分衰减,以便与在止水中的检测范围相比使在吐水中的检测范围在水流的下测位置变小。
根据这样构成的本发明,由于通过电波与水流的干涉,与在止水中相比能够使在吐水中的位于水流下侧的检测范围的部分变小,因此能够使从水槽弹起的水的检测变得更难。在这样的本发明中,在吐水中能够同时实现:防止因手的揉搓动作而吐水被中断;及防止由于水从水槽弹起而继续进行不必要的吐水。
另外,在本发明中优选为,指向性决定单元如下,使从电波发射口发射的电波被水流所反射,以便与在止水中的检测范围相比使在吐水中的检测范围相对于水流朝着上方且朝着横向扩展。
根据这样构成的本发明,在吐水中,由于通过使电波被水流反射,相对于水流能够使检测范围在朝着上方且朝着横向上扩展,即使在洗手中相对于水流将手朝着上方且朝着横向挪开,也能够继续进行吐水,因此能够防止在洗手中发生不必要的吐水中断。
另外,在本发明中优选为,指向性决定单元如下,使从电波发射口发射的电波被水流所衰减及反射,以便与在止水中的检测范围相比使在吐水中的检测范围在吐水方向上变小。
根据这样构成的本发明,由于与在止水中的检测范围相比使在吐水中的检测范围在吐水方向上缩小,因此能够使从水槽弹起的水的检测变得更难。在这样的本发明中,在吐水中能够同时实现:防止因手的揉搓动作而吐水被中断;及防止由于水从水槽弹起而继续进行不必要的吐水。
另外,在本发明中优选为,在吐水口部,吐水口的断面为圆形,吐水口配置在电波发射口内,水管抵接于在电波发射口的内周面当中的下侧内面上。
根据这样构成的本发明,在从吐水方向观察时,由于将水管配置成抵接于电波发射口的下侧内面上,因此从电波发射口发射的电波主要存在于水流的上侧及左右两侧,在水流的下侧几乎不存在。由此,在吐水中,能够使电波干涉(反射)水流的上面及左右侧面,从而使检测范围在水流的上方及横向上扩展。另一方面,由于水流通过在止水中的检测范围内的下侧部分,因此相对于水流在吐水中检测范围在下侧较大地衰减。由此,在本发明中,在吐水中能够防止因手的揉搓动作而吐水被中断,而且能够防止由于水从水槽弹起而继续进行不必要的吐水。
根据本发明,在使用了电波传感器的自动水龙头装置中,通过简单结构能够防止发生误吐水及误止水。
附图说明
图1是在本发明的实施方式中的在止水中的自动水龙头装置的整体结构图。
图2是在本发明的实施方式中的在吐水中的自动水龙头装置的整体结构图。
图3是从上侧观察的在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的使用状态的示意图。
图4是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的吐水口附近的剖视图。
图5是表示波导管厚度与天线增益关系的曲线图。
图6是表示在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的电波发射口的图。
图7是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的连通管的剖视图。
图8是在本发明的实施方式中的在吐水口附近的电波示意图。
图9是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的连通管入口部分的剖视图。
图10是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的连通管入口部分的主视图。
图11是表示在本发明的实施方式中的检测信号的时间变化的曲线图。
图12是表示在本发明的实施方式中的检测信号的时间变化具体例的曲线图。
图13是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置在止水中的示意图。
图14是表示在本发明的实施方式中的吐水口附近的在止水中的电波强度分布的图。
图15是表示在没有反射构件时的在吐水口附近的电波强度分布的图。
图16是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置在吐水中的示意图。
图17是表示在本发明的实施方式中的吐水口附近的在吐水中的电波强度分布的图。
图18是在本发明的实施方式中的自动水龙头装置的检测范围的示意图。
图19是在本发明的实施方式中的在吐水口附近的电波强度分布的图。
图20是在本发明的实施方式中的在吐水口附近的电波强度分布的图。
图21是在本发明的变形例中的自动水龙头装置的检测范围的示意图。
图22是在本发明的变形例中的自动水龙头装置的检测范围的示意图。
符号说明
1-自动水龙头装置;2-水槽;3-基台;10-连通管;11-内侧面;12-固定构件;20-水管;26-吐水口;27-电波发射口;28-反射构件;40-电波传感器;50-控制部;A-吐水方向;B1、B2-发射方向;a1、a2-检测范围。
具体实施方式
下面,参照图1至图20对本发明的实施方式涉及的自动水龙头装置进行说明。
图1表示本实施方式的自动水龙头装置1安装在洗面台上的状态。洗面台具有:水槽2,具有规定的凹部形状;及基台3。在水槽2的底面上设置有排水口2a。
如图1所示,本实施方式的自动水龙头装置1具备:水龙头本体1A,具备基端部固定在基台(支撑体)3上的朝着使用者侧C延伸的连通管(喷口)10及吐水阀30;水管20,插入在连通管10内;电波传感器40,用于检测使用者的存在或者包括使用与否的使用者的动作状态;及控制部50,控制吐水阀30的开闭动作。
连通管10是中空的管构件,例如由钢材等金属材料形成。连通管10的至少其内面由反射电波的材料形成。连通管10具有如下形状,从基台3在铅锤方向上延伸,之后以顶端开口朝着水槽2底面的方式弯曲。连通管10的出口部分朝着斜下方。
水管20连结在吐水阀30上,向水龙头本体1A的顶端即形成在吐水口部的吐水口26供给清洗水。水管20作为整体而言是具有可挠性的管状构件,由安装在顶端部的吐水盖21与软管22构成。从吐水盖21的吐水口26在朝着斜下方的吐水方向A上吐出清洗水,由此清洗水被供给到受水部即水槽2的底面。
而且,在本实施方式中虽然以从吐水口26朝着斜下方吐出清洗水的方式构成,但是也可以以从吐水口26大致朝着正下方吐出清洗水的方式构成。
软管22是具有可挠性的管状构件,软管22的外面至少在连通管10内由反射电波的材料(例如金属材料)形成。
在软管22的上游端直接或间接地连接有吐水阀30,在下游端连接有吐水盖21。
另外,在本实施方式中虽然使用了软管22,但是也可以用具有可挠性及电波穿透性的管子连结吐水盖21与吐水阀30。此时,优选在管子外面的全区域上配置反射电波的金属材料等的反射构件(例如铝箔)。
吐水阀30是电磁阀,以根据来自控制部50的控制信号而进行开闭动作的方式构成。另外,吐水阀30是定流量阀,在进行开启动作时向吐水口26供给一定流量的清洗水。
电波传感器40配置在水龙头本体1A内,而且设置在水龙头本体1A的基端部侧。在本实施方式中,电波传感器40固定在连通管10的基端部侧。电波传感器40是微波多普勒传感器。使用频率为例如约10GHz或约24GHz。如图9所示,电波传感器40具备:传感器本体部41;及安装在传感器本体部41的电波导入输出部42。传感器本体部41是具有本机振荡器、发送天线、接收天线、混频器(检波器)等的电子部件。电波导入输出部42是中空的金属制部件,其在从传感器本体部41向外部发射电波的同时从外部向传感器本体部41导入反射波。
传感器本体部41从发送天线通过电波导入输出部42向外部发射在本机振荡器中生成的微波(发送信号),通过电波导入输出部42用接收天线接收被对象物(例如人手)反射的微波(反射波)。而且,在电波传感器40内的混频器(检波器)对该反射波与发送信号进行混频,检测多普勒信号。
在对象物静止的情况下,由于发送波与反射波的频率相同,因此电波传感器难以检测出对象物的存在与否。但是,在对象物活动的情况下,由于反射波的频率发生变化,因此在混频器的输出中出现差分信号。电波传感器40通过该差分信号检测出对象物的存在与否及移动方向(接近或离开),向控制部50输出检测信号(参照图11)。检测信号是具有对应于对象物移动速度的频率成分的速度信号,是表示存在移动的对象物的信号。
控制部50由微型机等构成,通过滤波电路51接收来自电波传感器40的检测信号。如图11所示,对控制部50进行如下编程,对于基准值(例如0V),如果接收具有某个电压阈值(绝对值)以上的信号值的检测信号,则输出使吐水阀30处于打开状态的驱动信号,对于基准值,如果接收具有小于某个电压阈值(绝对值)的信号值的检测信号,则输出使吐水阀30处于关闭状态的驱动信号。即,控制部50根据对于电压阈值的检测信号的信号值而决定后述的电波传感器40的检测范围。由此,在检测到对象物时,吐水阀30保持打开状态而处于吐水状态。另一方面,在未检测到对象物时,吐水阀30保持关闭状态而处于止水状态。
滤波电路51具有仅使在规定频率范围内的检测信号通过的带通滤波器。由于通过该滤波电路51只将对应于人手动作的频率范围内的检测信号送到控制部50,因此能够抑制误检测。
图12表示检测信号的具体例。
图12(A)对应于从吐水口26吐出清洗水的状态(清洗水不受阻碍而到达水槽2的底面),图12(B)对应于向树脂制的杯子中蓄水的状态,图12(C)对应于在清洗水的水流中清洗双手的状态。在图12中,基准值为约2.5V。
在本实施方式中,控制部50具有2个阈值。即,用于开始吐水的吐水开始阈值Ts与停止吐水的止水阈值Tt。而且,在图12中,用以基准值为中心的范围来表示上述阈值。
控制部50在止水中当检测信号的振幅成为吐水开始阈值Ts以上时进行开始吐水的控制,在吐水中当检测信号的振幅成为小于止水阈值Tt时进行停止吐水的控制。
如图12(A)所示,止水阈值Tt被设置为与在清洗水不受阻碍而到达水槽2的底面时被检测的较小检测信号的振幅相比更大的值。另外,止水阈值Tt被设置为与在清洗水中洗手时被检测的较大检测信号的振幅相比更小的值。由此,由于在洗手结束后的检测信号变得小于止水阈值Tt,因此控制部50能够在洗手结束后停止吐水。
另外,如图12(B)、(C)所示,在向杯子中蓄水时或在洗手的动作中,检测到与止水阈值Tt相比更大振幅的检测信号,控制部50能够使吐水继续进行。由此,在向杯子中蓄水的动作中或在洗手的动作中,吐水不会停止。
接下来,对本实施方式的自动水龙头装置1的电波传感器40的检测范围进行大致说明。自动水龙头装置1以根据是否从吐水口26吐出清洗水而改变电波传感器40的检测范围的方式构成。
图1及图3(A)表示在止水中的检测范围a1。检测范围a1以从吐水口26附近沿着发射方向B1(吐水方向A)细长延伸的方式形成。另外,将检测范围a1的下端设定成不到达水槽2的底面,以便检测不到从杯子流落到水槽2的水。
另一方面,图2及图3(B)表示在吐水中的检测范围a2。在本实施方式中,不管在止水中及吐水中,都从吐水口部向规定的固定方向发射电波,但是检测范围a2的大小小于检测范围a1,因此形状以沿着吐水方向A的长度及沿着朝向使用者U的方向C的长度变短的方式发生变化。另外,检测范围a2的形状以其发射方向B2从水槽2的底面上的清洗水的落下位置朝向离开使用者侧C的位置的方式发生改变。由此,检测范围a2在水流W下侧的区域变小,检测不到碰在水槽2底面而弹起的清洗水。另外,检测范围a2与检测范围a1相比横向D宽度变宽。而且,在以下的说明中,有时将横向D称为宽度方向或简单地称为横向。
下面,对本实施方式的自动水龙头装置1的细微部分的构造进行说明。
首先,对本实施方式的连通管10进行说明。在本实施方式中,设定连通管10的内径及长度等,以便使其作为电波的波导管而发挥功能。即,在连通管10内面与水管20外面之间形成的用于使电波通过的电波通过用空间内,从电波传感器40发射的发送电波在连通管10内面与水管20外面上反复被反射而传播到下游侧,在连通管10顶端从设置在吐水口26附近的电波发射口27朝着水槽2被发射(参照图4的发射方向B1)。另外,被人手反射的电波(反射波)从电波发射口27进入到连通管10内,在连通管10内传播,被电波传感器40所接收。
在本实施方式中,通过该构造,不需要在插入有水管20的刚体即连通管10内组入波导管,组装性变得良好。另外,在本实施方式中,由于不需要波导管,因此能够在实现小型化的同时降低制造成本。而且,在本实施方式中,由于能够将电波传感器40配置在连通管10顶端部分以外的部分,因此尤其能够对连通管10顶端部分进行小型化。并且,虽然优选将电波传感器40配置在连通管10的外部,但是也可以配置在连通管10的内部。
在本实施方式中,设定有从连通管10的电波发射口27发射的电波射束模式,以便在止水中能够检测到图13所示的检测范围a1内的对象物。详细而言,该检测范围a1在发射方向B1上具有指向性,以沿着发射方向B1细长延伸的方式被设定。在本实施方式中,该发射方向B1与吐水方向A大致一致。
在本实施方式中,在自动水龙头装置1中设置有指向性决定单元,以便形成如上的在止水中的检测范围a1。在本实施方式中,如以下所述,该指向性决定单元包括:反射构件28;及在连通管10内(即电波发射口27内)配置有水管20的双重管构造。
接下来,根据图4及图5对反射构件28进行说明。在本实施方式中,在连通管10的电波发射口27中安装有其他部件即环状的反射构件28。该反射构件28由反射电波的材料构成,在本实施方式中由金属材料形成。反射构件28具有反射面(反射部)28a。反射面28a是朝向水槽2侧的环状面。在本实施方式中,反射构件28的壁(径向厚度)被设定成厚于连通管10的壁(径向厚度)。
图5(A)表示从断面呈矩形的波导管(参照图5(B))输出的电波传感器的天线增益。图5(A)表示在改变波导管出口部分的壁的厚度t时伴随厚度t变厚而天线增益增大的情况。这表示伴随厚度t变大而电波射束变尖,对发射方向的指向性增加。
在只是从管体发射电波时,该电波射束模式接近无指向性,以球状扩展。因此,在本实施方式中,根据图5的结果,在电波发射口27中安装有反射构件28。根据连通管10的内径,以形成检测范围a1的方式设定该反射构件28的壁厚。
反射面28a抑制从连通管10内传播来的电波从连通管10出来之后蔓延到连通管10的上游侧(发射方向B1的相反方向),同时设定电波的指向方向。即,反射面28a朝着水槽2底面的方向反射要向上游侧前进的电波,使指向方向朝向该方向,发挥使电波射束模式具有发射方向B1的指向性的作用。由此,反射构件28朝着发射方向B1使电波射束模式变尖,发挥形成适当的发射模式的功能。
在本实施方式中,通过利用反射构件28沿着吐水方向A集中电波,从而在检测范围a1内的电波强度更强的区域中,能够检测到树脂制的牙刷或杯子等电波容易穿透的对象物。另一方面,以沿着吐水方向A的方式细长地设定检测范围a1,以便防止因误检测到位于离开吐水口26位置的手而错误地进行吐水。
而且,在本实施方式中,虽然在连通管10的顶端安装有其他的反射构件28,但是也可以代替反射构件28的安装而较厚地形成连通管10顶端部分的厚度。并且,如果连通管10的厚度厚到可抑制电波的蔓延,则也可以不安装其他的反射构件或者不需要只将连通管10的顶端部分较厚地形成。
接下来,参照图6至图8对双重管构造进行说明。图6表示连通管10的出口部分(下游端部分),图7是在连通管10的任意中途部分的Ⅶ-Ⅶ线剖视图(参照图1)。
在本实施方式中,以抵接于连通管10内侧面11上的方式配置有水管20。如从图1可知的那样,连通管10的出口部分朝着水槽2底部而斜下方延伸。另外,在连通管10的出口部分延伸的方向上,设定有在使用自动水龙头装置1时使用者所站立的位置。
因而,在连通管10的出口部分,水管20抵接在连通管10的内侧面11当中(或者电波发射口27的内面当中)的位于与使用者存在的方向C(参照图4及图6)正相反的位置的内侧面11的部分。另外,如图7所示,在连通管10的其他部位,水管20也抵接在连通管10的内侧面11上。
在本实施方式中,在电波发射口27附近,通过在连通管10内部配置有水管20的双重管构造来调整电波射束模式。
在本实施方式中,因上述结构从外形大致呈圆形的电波发射口27发射的电波容易蔓延在从吐水口26吐出的清洗水的水流的周围而发生干涉。尤其,电波变得容易干涉水流的使用者侧C的侧面与水流的横向的两侧面。
另外,在图6中,虽然吐水口26(或者水管20)直径与电波发射口27(或者连通管)内径的一半相比更小,但是如图8所示,也能够使吐水口26的直径与电波发射口27内径的一半相比更大。根据图8的结构,电波从形成在水管20的外周面与连通管10的内周面之间的电波发射用的实质上细长的窗口发射到外部。该细长窗口构成电波发射口27的实质上的电波发射部位。
在图8的例子中,以传播在连通管10与水管20之间的空间的电波的电场成分或极化面(用箭头表示)大致正交于水管20外周面的方式,设定相对于连通管10的水管20的尺寸或者相对于电波发射口27的吐水口26的尺寸。即,如图8所示,细长窗口如下,相对于纵向L,横向H的长度更长,可视为对方形波导管的断面形状进行弯曲的构件。因此,图8的电波模式例如类似于方形波导管内的TE01模式。
因而,在本实施方式中,对于从吐水口26吐出的清洗水的水流W,能够使电波的电场成分在正交状态下发生干涉。由此,如果电波干涉清洗水的水流W,则提高电波的衰减及反射特性,能够容易地设定在吐水中的电波的指向性。尤其,由于电场成分在正交状态下干涉水流W,因此电波变得容易被水流W表面所反射。
接下来,参照图9及图10对连通管10的入口部分(上游段部分)的构造进行说明。图9是从侧面观察的剖视图,图10是从下方观察的图。但是,在图9中省略了水管20及电波传感器40的图示。
如图9及图10所示,在连通管10的入口部分内通过螺栓13以堵塞连通管10的方式固定有固定构件12。固定构件12是外形尺寸与连通管10的内径尺寸大致相同的构件,由反射电波的材料形成。在本实施方式中,固定构件12由钢材等金属材料形成。
在固定构件12上形成有圆形的开口孔12a及矩形的开口孔12b。固定孔12a的内径尺寸与水管20的外形尺寸大致相同,固定孔12b的内尺寸与电波传感器40的电波导入输出部42的外尺寸大致相同。水管20、电波传感器40分别插入固定在上述开口孔12a、12b中。水管20在固定于开口孔12a中的状态下抵接在连通管10的内侧面11上。
固定构件12作为用于降低起因于在关闭吐水阀30时发生的水锤(Water Hammer)现象的水管20振动的减振单元而发挥功能。即,在关闭吐水阀30时,从吐水阀30通过水管20传递到下游侧的振动通过固定构件12传递到与水管20相比质量更大的连通管10及水槽2的基台3上。由此,切断振动传递到水管20的下游,能够抑制在连通管10内的水管20的振动。由于振动被抑制,因此能够抑制电波传感器40错误地检测到人手的存在。
另外,由于利用固定构件12固定连结水管20、电波传感器40及连通管10,因此通过从水管20传递来的振动的影响,能够使水管20、电波传感器40及连通管10进行谐振。由此,由于水管20、电波传感器40及连通管10的相对振动或变位被抑制,因此能够进一步抑制电波传感器40错误地检测到人手的存在。
另外,在本实施方式中,以使电波传感器40的电波导入输出部42的顶端开口42a位于固定构件12的下游侧的方式,将电波导入输出部42插入固定在固定构件12上。电波导入输出部42的顶端开口42a为与连通管10之间的电波出入口。因而,即使因水锤现象而振动传递到固定构件12上,电波传感器40也难以检测到固定构件12的振动,从而能够抑制误检测。
而且,在本实施方式中,虽然作为减振单元而配置有固定构件12,但是也可以将吸收或抑制振动的任意减震构件作为减振单元而安装在吐水阀30与连通管10之间的水管20上。
另外,也可以将用于把水管20抵接在连通管10的内侧面11上的固定构件配置在连通管10内的适当部位。此时,固定构件不同于固定构件12,优选由具有电波穿透性的材料(例如树脂等)形成。由于固定构件12的表面由反射电波的材料形成,因此能够向下游侧反射从电波导入输出部42导入到连通管10内的电波当中的朝向上游侧的电波。由此,从电波发射口27发射的电波保持较高水准的发射强度。
接下来,对本实施方式的自动水龙头装置1的作用进行说明。
图13表示在止水中的状态。在图13(A)中示出了电波传感器40的检测范围a1。该检测范围a1表示在止水中能够通过从连通管10的电波发射口27发射的电波射束来检测对象物的范围。
在本实施方式中,在止水中,通过指向性决定单元对从电波发射口27发射的电波射束的空间发射模式以在发射方向B1上具有指向性的方式进行设定。而且,在本实施方式中,在止水中,发射方向B1与从吐水口26吐出的清洗水的吐水方向A大致一致。
因而,在止水中的电波射束被设定成如下,沿着吐水方向A具有指向性,检测范围a1呈沿着吐水方向A延伸的像椭圆球体那样的细长形状。即,在检测范围a1内,呈等电波强度面沿着吐水方向A延伸的像椭圆球体那样的细长形状。如图13(B)所示,与反射方向B1正交的检测范围a1的断面大致呈圆形。而且,图13(B)是图13(A)的箭头部分处的检测范围a1的剖视图。
在本实施方式中,以细长的椭圆球状延伸的检测范围a1如下,在发射方向B1上的中间区域的断面(在与发射方向B1正交的方向上的断面)最大,断面随着从中间区域离开而变小。
而且,在本实施方式中,等电波强度面是连接电波射束的具有相同电波强度的空间点而形成的面。另外,在本实施方式中,细长形状表示像椭圆球形那样在某个方向上的长度大于在与该方向正交的任意方向上的长度的形状。
另外,图14对应于图13,示出了在止水中从电波发射口27发射的电波的详细的电波强度分布。在图14中也示出了与图13(A)相同的检测范围a1。
而且,图15表示在没有反射构件28时的电波强度的分布。在图15中,从电波发射口27发射的电波以放射状扩展并形成接近球状的检测范围a4,同时电波从电波发射口27蔓延到连通管10的后方(吐水方向A的相反方向)。与此相对,在图14(在具有反射构件28时)中,提高了电波的朝向发射方向B1的指向性,在形成细长延伸的检测范围a1的同时,电波不会蔓延到连通管10的后方。这样,通过设置反射构件28,从而提高朝向吐水方向A的电波的指向性,能够使电波射束模式变尖。
检测范围a1是在这样的等电波强度面当中的被电波传感器40通过反射波能够有效地检测到人手活动的最外侧等电波强度面所划定的空间范围。如果使用者为了洗手而将手放进该检测范围a1中,则电波传感器40检测到手的动作,向控制部50发送检测信号。当控制部50接收检测信号时,则向吐水阀30发送驱动信号,将吐水阀30切换成打开状态。由此,配合手到达吐水口26附近,清洗水从吐水口26适时地被吐出。
以往,在使用了光电传感器的自动水龙头装置中,由于检测范围较窄,因此未能配合手的接近而适时地开始吐水。但是,根据本实施方式,由于以对于吐水方向A在径向上鼓起的方式设定检测范围a1,因此即使从任意方向放进手,也能够在手到达存在于从吐水口26向吐水方向A延伸的延长线上的清洗点之前更快地检测到使用者的手的接近,从而可适时地开始吐水。
另外,由于在只是从连通管10的出口端部发射电波时,电波射束像检测范围b那样蔓延到后侧,同时以球状扩展,因此检测到在吐水口26附近的使用者的甩手动作(参照图13(A))。
但是,在本实施方式中,由于在止水中的检测范围a1朝着吐水方向A被设定成像椭圆球形那样纵向长,因此即使离吐水口26的距离相同,也能够提高清洗点的电波的发射强度。因而,由于在检测范围a1的外侧进行甩水动作,因此在甩水动作中,能够防止吐出清洗水。这样,在本实施方式中,能够容易地检测到处于希望吐水的位置的使用者的手,难以检测到处于不希望吐水的位置的手。
图16表示从吐水口26吐出清洗水W的状态。在图16(A)中示出了在吐水中能够通过电波射束来检测到对象物活动的检测范围a2。
另外,在本实施方式中,通过利用从吐水口26吐出的清洗水与检测范围a1的电波的干涉,在使电波的一部分衰减的同时用清洗水反射电波,从而设定检测范围a2。电波衰减使电波的发射强度降低,使发射模式(检测范围)变小,电波反射使电波的发射模式的位置发生变位,向清洗水的水流W上侧或使用者侧C移动。由此,检测范围a2如下,虽然与检测范围a1有一部分重叠,但是在不同的角度方向上延伸,相对于检测范围a1位置不同,检测范围a2的至少一部分相对于检测范围a1在空间上错开。
即,在本实施方式中,利用因电波与清洗水的干涉而电波衰减及反射的性质,相对于在止水中的检测范围a1,以大小、朝向、形状等不同的方式设定在吐水中的检测范围a2。由此,在本实施方式中,以根据止水及吐水状况(根据是否吐出清洗水)而自动设定适当的检测范围的方式构成。
而且,在本实施方式中,由于来自吐水口26的清洗水的水流W通过在止水中的检测范围a1的大致中央部,因此检测范围a1能够使在吐水方向A上的衰减量大于在与吐水方向A正交的方向上的衰减量。由此,变得难以检测到从水槽2弹起的水或在水槽2底面上流动的水流。
在本实施方式中,如图16(A)所示,如下地对检测范围a2进行设定,在吐水中,在发射方向B2上的发射强度相对地变大,而且检测范围a2的在发射方向B2上的可检测距离与检测范围a1的在发射方向B1上的可检测距离相比更短。此时,在本实施方式中,不改变在电波传感器40或控制部50中的电波强度等参数,通过预先设定由反射构件28引起的电波的指向方向、电波与清洗水的水流W的干涉角度或程度、清洗水的水流W流量、相对于吐水口26的电波发射口27的尺寸等,从而设定检测范围a2的大小、位置(发射方向B2)、形状等。因而,在本实施方式中,不需要附加的功能部件,能够只根据是否在吐水来切换检测范围a1及a2,不损坏自动水龙头装置1的设计自由度,能够通过简单的结构来实现根据在止水中及在吐水中的所希望的检测范围。
如图16所示,由于检测范围a2与检测范围a1相比更向使用者侧C倾斜,因此检测范围a2包含与检测范围a1相比更接近使用者侧C的空间。
另外,图17对应于图16,表示在吐水中从电波发射口27发射的电波的详细的电波强度分布。在图17中也示出有与图16(A)相同的检测范围a2。从图16可知在吐水中形成朝向发射方向B2的电波射束模式。
如图6所示,电波发射口27以对于吐水口26相对地偏向而位于使用者侧C的方式构成。即,在本实施方式中,由于吐水口26相对于电波发射口27位于偏向使用者的相反侧(即,从吐水口26朝向水龙头本体1A的基端部的方向)的位置(参照图4、图6),因此清洗水的水流W通过在检测范围a1当中的偏向水龙头本体1A基端部侧的区域。因而,在吐水中,从电波发射口27发射的电波射束被清洗水的水流W反射成朝向使用者侧C,形成朝向或者角度朝着使用者侧C的发射方向B2发生改变的检测范围a2。
详细而言,在电波发射口27内的区域内,由于从在图6中的位于吐水口26正上方的区域发射的电波被清洗水反射成朝向发射方向B2或使用者侧C,因此在吐水中的检测范围a2朝向发射方向B2。因而,通过设定检测范围a2,从而检测范围在整体上远离水槽2,检测范围包含离使用者更近的空间,在将手放进清洗水的水流W中的期间,由于手确实地存在于检测范围a2内,因此能够持续地检测到在清洗中的手。
另外,从吐水口26倾斜吐出的清洗水的水流,因重力而越处于下游侧则越离开吐水方向A(参照图2)。因此,清洗水的水流如下,越接近水槽2底面的下游侧,则越是通过从电波强度高的中心部向一方侧离开的位置。由此,在从吐水口26离开的位置(接近水槽2底面的位置)的电波衰减被抑制,防止检测范围在吐水方向上过于缩小。因而,能够确实地检测到在远离吐水口26的位置进行的洗手动作,能够继续吐水。
另外,由于吐水口26配置在电波发射口27内,因此来自电波发射口27的电波以覆盖吐水口26周围的方式被发射。由此,在吐水中,由于清洗水的水流W通过发射有电波的空间内,因此能够增加电波与清洗水的干涉面积。
另外,如图6所示,吐水口26处于偏离电波发射口27的中心部的位置。由此,至少在吐水口26附近,在检测范围a1、a2内电波强度最高的中心部分的电波难以受因清洗水而产生的衰减的影响。因此,由于在吐水口26附近维持电波强度较高的部分,因而能够在吐水中确实地检测到牙刷等具有低电波反射率的树脂制品。
另外,在本实施方式中,如上所述地清洗水的水流W通过在检测范围a1当中的偏向水龙头本体1A的区域。因而,在吐水中,在检测范围a1当中的与使用者侧C的上游区域相比更偏向水龙头本体1A侧的下游区域,能够通过清洗水W以较大比例使电波衰减。这样,本实施方式的指向性决定单元(双重管构造)作为调整在检测范围的上下方向上的检测范围的衰减比率的上下方向衰减比率调整单元而发挥功能。
另外,如图6所示,电波发射口27也位于吐水口26的侧方或横向。在电波发射口27内的区域内,从在图6中的位于吐水口26的侧方或横向的区域发射的电波射束由于该构造而被清洗水的水流W反射成朝向横向,因此电波射束的发射模式在横向上扩展。这样,本实施方式的指向性决定单元(双重管构造)作为检测范围的横向形状调整单元而发挥功能。另一方面,由于至少电波的一部分因清洗水的水流W而衰减,因此作为整体的检测范围变小。例如,电波射束的发射模式反而在厚度方向(正交于发射方向及横向的方向)上被缩小。由此,如图16(B)所示,电波射束的发射模式(检测范围a2)与图13(B)相比呈正交于发射方向B2的断面在横向上被伸展的扁平形状。而且,图16(B)是在图16(A)的箭头部分的检测范围a2的剖视图。
图18(A)表示在与吐水方向A垂直的方向上的在止水中的检测范围a1的断面,图18(B)表示在与图18(A)相同位置的在吐水中的检测范围a2的断面。在止水中,在从吐水方向A上观察电波发射口27时,检测范围a1的断面呈离电波发射口27中心的半径长度为R1的圆形,具有横向宽度W1。
另一方面,在吐水中,从电波发射口27发射的电波像在图18(B)中用箭头模式表示地那样被清洗水的水流W所反射。由此,检测范围a2的断面变形成椭圆形状,从电波发射口27中心到使用者侧C的边界为止的距离长度为R2,具有横向宽度W2。优选R2>R1、W2>W1。而且,相对于清洗水的水流W,检测范围a2的主要部分位于使用者侧C,在使用者侧C的相反方向上几乎不存在。
图19对应于图18,表示在止水中(图19(A))及在吐水中(图19(B))从电波发射口27发射的电波的详细的电波强度分布。在图19中也示出有与图18相同的检测范围a1、a2。从图19可知在吐水中电波朝着横向及使用者侧C扩展。
另外,图20(A)、(B)分别表示在从上方观察在止水中和在吐水中的电波发射口27附近时的电波强度分布。知道在图20中也与图19相同地在吐水中电波横向扩展。
在本实施方式中,在上述的双重管构造中,在电波发射口27内将吐水口26以抵接或接近连通管10内面的方式相对于使用者侧C向相反侧错开配置。由此,由于将从电波发射口27发射的电波向清洗水的水流W的使用者侧C的侧面部分发射而发生干涉,而且,也由于将电波向清洗水的水流W的横向侧面部分发射而发生干涉。因而,在本实施方式中,检测范围a2因朝着使用者侧C反射的电波而向使用者侧C扩展,同时也因横向反射的电波而向横向扩展。在本实施方式中,由于以检测范围a2与检测范围a1相比具有更广的使用者侧C的检测区域的方式朝着使用者侧C发射电波,因此与在止水中相比在吐水中时变得更容易在使用者侧C的空间中检测到。这样,本实施方式的指向性决定单元(双重管构造)作为检测范围的横向形状调整单元而发挥功能,而且也作为使检测范围向使用者侧C扩展的反射指向性决定单元而发挥功能。
而且,在本实施方式中,在电波发射口27内,由于吐水口26的使用者侧C的空间与横向空间相比更广,因此与从吐水口26的横向发射的电波相比更多量的从吐水口26的使用者侧C发射的电波被清洗水的水流W所反射。
在本实施方式中,由于在吐水中的检测范围a2在横向上扩展,而且向上方或使用者侧C移动,因此即使在洗手中为了进行揉搓手的动作等而将手从吐水口26向横向或上方移动,也能够继续吐水。由此,从洗手结束到手确实地离开吐水口26附近为止,可持续地检测到手,能够保持吐水状态。
而且,在本说明书中,宽度方向或横向是指正对于连通管10的使用者的横向,在图1及图2中是垂直于纸面的方向,在图6-图8中是纸面的横向,在图3中表示横向D。
另外,在本实施方式中,如上所述,在吐水中,由于清洗水的水流W引起的电波衰减而电波射束的检测范围变窄,同时通过清洗水的水流W引起的电波反射而使电波射束向上方移位,因而,在吐水方向A上,与在止水中相比更短地设定在吐水中的可检测距离。即,本实施方式的指向性决定单元作为通过适当地设定衰减程度(例如,吐水口26与电波发射口27的大小比率的设定等)来缩短检测范围的吐水方向的长度的吐水方向衰减量调整单元而发挥功能。
另外,在本实施方式中,如图16(A)所示,在吐水中,以清洗水的水流W通过电波发射区域即在止水中的检测范围a1的方式构成。通过该结构,相对于在止水中的检测范围a1,能够使在吐水中的检测范围a2在吐水方向A上与正交于吐水方向A的方向相比以更大的比例变小。即,在本实施方式中,可以在吐水方向A上与正交于吐水方向A的方向相比更容易缩小检测范围a2。即,本实施方式的指向性决定单元作为调整在吐水方向上与正交于该方向的径向上的检测范围的衰减比率的吐水方向及径向衰减比率调整单元而发挥功能。
在本实施方式中,通过在止水中较长地设定可检测距离,从而使用者即使从远离的位置使手接近吐水口26,也能够提前检测到手而开始吐水。另一方面,通过在吐水中较短地设定可检测距离,从而能够确实地检测到接近吐水口26的手,同时能够防止误检测到远离吐水口26的手或水流以及伴随其的止水滞后。
另外,如图16(A)所示,从吐水口26吐出的清洗水的水流W如下,根据流量,越是接近水槽2的下游侧则其流动越是自然地紊乱。即,清洗水W在水槽2侧呈粒状,水粒在径向上扩展。另外,清洗水从水槽2反弹。从而,电波传感器40有可能将清洗水的水流W紊乱或清洗水的反弹误检测成人手的活动。
但是,在本实施方式中,由于在吐水中电波射束在下方或水龙头本体1A的基端部侧衰减,而且向上方或使用者侧C变位,可检测距离被设定成较短,因而能够避免发生起因于清洗水W水流的紊乱或清洗水反弹的误检测,能够防止发生止水滞后。
另外,如图6所示,由于在电波发射口27的一部分中配置有吐水口26,电波发射口27与吐水口26相比宽度方向的长度更大,因此电波的一部分与在止水中大致相同地朝着发射方向B1(即吐水方向A)被发射。由此,在使用者向容器中蓄水时,由于在吐水方向A上发射的电波在容器内的水表面上被反射,因此电波传感器40能够通过水表面的摆动来进行对对象物的检测。因而,在向容器的蓄水动作中,能够继续维持吐水状态。
另外,如图6所示,由于吐水口26的断面呈圆形,因此电波虽然是少量但是在图6中也从吐水口26的下侧附近(除了正下方)朝着发射方向B1被发射。由此,在纵向(包括清洗水W的水流下侧)上也能够确保电波射束的发射模式。但是,在本实施方式中,由于在图6中吐水口26抵接在电波发射口27的最下方的内面部分,因此在止水中抑制电波朝着吐水口26的正下方传播。因而,即使在止水后从吐水口26滴落水滴的情况下,也不会检测到该水滴的活动,防止开始不必要的吐水。
接下来,对在本实施方式中的止水阈值Tt的设定方法进行说明。
在洗手结束后妨碍确实地止住清洗水的是从水槽2弹起的水。即,由于弹起的水的影响而检测信号的振幅变大。因而,为了即使有水的弹起时也确实地进行止水,将止水阈值设定成大于受弹水影响的检测信号的值即可。
但是,如果将止水阈值设定成较大的值,则产生如下的问题。一般地讲,虽然在比较离开吐水口26的位置进行洗手,但是在清洗水的水势较强的吐水口26附近清洗牙刷。因而,由于如果将止水阈值设定成较大的值,则在实质上检测范围变窄,因此变得无法检测到在离开吐水口26的位置进行的洗手而停止吐水,使用起来不方便。另外,由于牙刷是电波反射率低的树脂制检测物体,因此牙刷的检测信号振幅较小。因而,如果将止水阈值设定成较大的值,则未能检测到牙刷而停止吐水。
于是,在本实施方式中,利用牙刷等的清洗不在比较远离吐水口26的位置进行而是在接近吐水口26的位置进行的这点来设定止水阈值Tt。即,在小于检测在远离吐水口26的位置进行的洗手时的检测信号且大于检测在不受妨碍而到达水槽2底面的清洗水的水流时的检测信号的范围内,将止水阈值Tt设定成小于在检测放进吐水口26附近的低电波反射率的检测物体(牙刷等)时的检测信号的值。
而且,在本实施方式中,虽然在吐水中的检测范围a2被设定成与在止水中的检测范围a1相比在吐水方向A上更短且朝向从吐水方向A离开的方向(发射方向B2),但是此时以在检测放进接近吐水口26位置的牙刷时的检测信号超过设定的止水阈值Tt的方式设定检测范围a2。这样,通过相互调整检测范围a2与止水阈值Tt,从而能够最终决定最适合的检测范围a2与止水阈值Tt。
这样,在本实施方式中,由于检测范围a2相对于检测范围a1缩小,因此不会检测到在水槽2底面附近的弹水,在洗手结束后能够确实地对清洗水进行止水。另外,即使在离开吐水口26的位置进行洗手时,也由于在洗手状态中检测到振幅比较大的检测信号而且未将止水阈值Tt设定成较高的值,因此在洗手中能够继续吐水。而且,在吐水口26附近,由于存在接近电波发射口27的电波强度较强的部分,因此通过该电波强度较强的部分而检测到牙刷,可继续吐水。
在此,根据图21对其他的实施方式进行说明。在该实施方式中,显著地呈现出由清洗水的水流W引起的电波的衰减作用。在该实施方式中,水管20通过连通管10的中央,吐水口26配置在电波发射口27的中央(参照图21(B))。即使水管20的位置向电波发射口27的中央偏离,对在止水中的检测范围也几乎不产生影响。因而,在图21(A)所示的在止水中的检测范围与图13的检测范围a1几乎相同。
另一方面,图21(C)表示在止水中的检测范围a3。由于水管20位于电波发射口27中央,因此清洗水W通过检测范围a1的中心轴上,因此从电波发射口27发射的电波在清洗水W的周向上大致均等地与清洗水W干涉。因此,检测范围a3的发射方向B3不会从吐水方向A变位,与吐水方向A大致相同。在吐水中,由于清洗水的水流W通过从电波发射口27发射的电波的传播路径中,因此电波因该通过而衰减。另外,如果从电波发射口27发射的电波进入清洗水的水流W内,则电波因该进入而衰减。这样,在图21的实施方式中,由于通过清洗水的水流W与电波的干涉使电波衰减,因此沿着吐水方向A(发射方向B3)的检测范围a3变短,相对于在止水中的检测范围a1可检测距离变短。
而且,显然在图21中的由清洗水引起的电波衰减效果也适用于图1的实施方式。
能够如下地对本发明进行改变。
在上述实施方式中,虽然作为电波的波导管而使用了连通管10,但并不局限于此,也能够以使用专用的波导管而在电波传感器40与连通管10的出口之间通过波导管来传播电波的方式构成。另外,使用专用的波导管时,也可以将该波导管配置在连通管10的内部或外部。
另外,在上述实施方式中,虽然连通管10及水管20的断面呈圆形,但并不局限于此,也可以做成矩形等形状。
另外,在连通管10的出口部分,相对于吐水口可以将电波发射口明确地只配置在使用者侧。而且在此时,也可以将电波发射口的横宽设定成与吐水口的横宽相同或者更小。例如,可以将连通管10的断面以半圆形分为两分,将这些断面呈半圆的部分分别配置电波发射口及吐水口,也可以在连通管10的出口部分内的使用者侧设置小径的电波发射口。
通过采用这样的结构,从而在吐水中能够通过电波射束与清洗水的水流的干涉(反射)来使电波射束几乎完全朝向使用者侧。由此,由于检测范围不会存在于吐水口的下方,因此能够防止电波传感器40误检测到在离开吐水口的位置的清洗水为大流量时的清洗水的水流的紊乱,从而在洗手结束后能够确实地进行止水。
另外,在上述实施方式中,虽然吐水口26的断面呈圆形,但并不局限于此,如图22所示,也可以将吐水口的断面做成纵向长的形状。图22表示在与吐水方向垂直的方向上的在止水中的检测范围的断面。
在图22的例子中,不同于图18,吐水口26a的断面形状呈椭圆。该椭圆形在长轴方向上具有长度r1,在短轴方向上具有长度r2(r1>r2)。而且,椭圆形的长轴方向沿着从水龙头本体1A的基端部朝向使用者的方向而被配置。并且,与图18相同地将吐水口26a配置成如下,使其侧面当中的水龙头本体1A的基端部侧的侧面抵接或接近电波发射口27或连通管10的内面。
即使吐水口26a呈椭圆形,对在止水中的检测范围也几乎不产生影响。因此,图22(A)所示的在止水中的检测范围与图18的检测范围a1大致相同。
另一方面,图22(B)表示在吐水中的检测范围a4。如在图22(B)中用箭头模式表示的那样,在吐水中,从电波发射口27发射的电波被清洗水的水流W所反射。由此,在图22的例子中,检测范围a4的断面变形成椭圆形,从电波发射口27的中心到使用者侧C的边界为止的距离长度为R4,具有横行宽度W4。优选R4>R1、W4>W1。
此时,由于长轴方向的长度r1与短轴方向的长度r2相比更长,因此从吐水口26a吐出的清洗水的水流W的侧面当中,与使用者侧C的侧面部分相比正交于使用者侧C的横向的侧面部分反射更多的从电波发射口27发射的电波。因而,横向反射的电波多于向使用者侧C反射的电波。由此,在图22的例子中,与图18相比长度R4短于长度R2(R4<R2),宽度W4大于宽度W2(W4>W2)。这样,在图22的例子中,通过改变吐水口的断面形状,从而利用吐水口26a与电波发射口27而改变检测范围的横向及厚度方向(发射方向及与横向正交的方向)的长度的相对比,能够调整在吐水中的检测范围的扁平程度。另外,通过独立地改变吐水口26a的长度r1、r2,从而也能够分别调整检测范围的横向及厚度方向的绝对长度。这样,本实施方式的指向性决定单元(双重管构造)作为检测范围的横向及厚度方向形状的调整单元而发挥功能。
而且,在上述实施方式中,在吐水口部,虽然水管20抵接在连通管10的内周面的最下方部分(即使用者侧C相反侧的内周面),但并不局限于此,也可以是水管20抵接在内周面的最上方部分(即使用者侧C的内周面)的结构。

Claims (11)

1.一种自动水龙头装置,其具备:水龙头本体,具备基端部固定在支撑体上且朝着使用者侧延伸存在的连通管与吐水阀;
水管,配置在所述连通管内,将清洗水供给到形成在所述水龙头本体的端部即吐水口部的吐水口;
电波传感器,输出用于检测使用者的动作状态的检测信号;
及控制单元,根据所述电波传感器的所述检测信号而切换所述吐水阀的开闭,进行来自所述吐水口的清洗水的吐水与止水,其特征为,
具备:电波通过用空间,形成在所述连通管与所述水管之间,用于使电波通过;
所述电波传感器,设置在所述水龙头本体的所述基端部侧,配置成向所述电波通过用空间发射电波;
电波发射口,连通于所述电波通过用空间,为了向外部发射通过所述连通管内部传来的电波而形成在所述吐水口部;
及指向性决定单元,用于决定从所述电波发射口发射的电波的指向性,
所述指向性决定单元如下构成,在止水中,以沿着从所述吐水口吐出的清洗水的吐水方向的方式对从所述电波发射口发射的电波进行指向,而且,在吐水中,使从所述电波发射口当中的与所述吐水口相比更靠近使用者侧配置的部分发射的电波的至少一部分干涉从所述吐水口吐出的清洗水的水流的使用者侧的侧面。
2.根据权利要求1所述的自动水龙头装置,其特征为,
在所述吐水口部,所述水管以朝着斜下方吐出清洗水的方式构成。
3.根据权利要求2所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述电波发射口如下构成,围住所述水管的上侧侧面及横向侧面,以便使从所述电波发射口发射的电波的至少一部分干涉所述水流的上侧侧面及横向侧面。
4.根据权利要求3所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述电波发射口如下构成,形成在与所述吐水方向正交的方向上延伸的实质上细长的窗口,以便在电波的电场成分正交于所述水流的上侧侧面的状态下,使电波干涉水流的上侧侧面。
5.根据权利要求4所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述指向性决定单元如下,在吐水中,对从所述电波发射口发射的电波进行指向,以便相对于所述水流与使用者侧相比更靠近基端部侧的电波一方因与所述水流的干涉而较大地衰减。
6.根据权利要求5所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述指向性决定单元如下,在止水中的所述电波传感器的检测范围当中,对从所述电波发射口发射的电波进行指向,以便从所述吐水口吐出的清洗水通过相对于所述水流偏向基端部侧的区域。
7.根据权利要求6所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述指向性决定单元如下构成,使从所述电波发射口发射的电波的至少一部分干涉所述水流的上侧侧面而被反射,以便与在止水中相比在吐水中的一方在所述检测范围内包括更靠近使用者的空间。
8.根据权利要求7所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述指向性决定单元如下构成,通过所述水流使从所述电波发射口发射的电波的至少一部分衰减,以便与在止水中的所述检测范围相比使在吐水中的所述检测范围在所述水流的下测位置变小。
9.根据权利要求8所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述指向性决定单元如下,使从所述电波发射口发射的电波被所述水流所反射,以便与在止水中的所述检测范围相比使在吐水中的所述检测范围相对于所述水流朝着上方且朝着横向扩展。
10.根据权利要求8所述的自动水龙头装置,其特征为,
所述指向性决定单元如下,使从所述电波发射口发射的电波被所述水流所衰减及反射,以便与在止水中的所述检测范围相比使在吐水中的所述检测范围在所述吐水方向上变小。
11.根据权利要求8所述的自动水龙头装置,其特征为,
在所述吐水口部,所述吐水口的断面为圆形,所述吐水口配置在所述电波发射口内,所述水管抵接于在所述电波发射口的内周面当中的下侧内面上。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104238735A (zh) * 2013-06-13 2014-12-24 原相科技股份有限公司 具有手势感测器的装置
CN107109828A (zh) * 2014-12-02 2017-08-29 Toto株式会社 自动水龙头装置
CN107237382A (zh) * 2016-03-23 2017-10-10 Toto株式会社 用水设备
CN110424500A (zh) * 2014-12-23 2019-11-08 As 美国股份有限公司 传感器操作的拉出式龙头
US10936076B2 (en) 2013-05-31 2021-03-02 Pixart Imaging Inc. Apparatus having gesture sensor

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3016923A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Moen Incorporated Electronic plumbing fixture fitting
JP6641671B2 (ja) * 2014-12-02 2020-02-05 Toto株式会社 水栓装置
US10301801B2 (en) 2014-12-18 2019-05-28 Delta Faucet Company Faucet including capacitive sensors for hands free fluid flow control
US11078652B2 (en) 2014-12-18 2021-08-03 Delta Faucet Company Faucet including capacitive sensors for hands free fluid flow control
JP6812661B2 (ja) * 2016-05-13 2021-01-13 Toto株式会社 水栓装置
US10329744B2 (en) 2017-04-20 2019-06-25 International Business Machines Corporation Water management using water consuming behavior to control water flow
US10519642B2 (en) 2017-04-26 2019-12-31 Masco Canada Limited Adjustable sensor device for a plumbing fixture
US11045828B2 (en) 2018-10-19 2021-06-29 Abstract Engineering, Inc. System and method for controlling and monitoring bathroom water flow
US11255076B2 (en) 2018-10-19 2022-02-22 Abstract Engineering, Inc. System and method for controlling and monitoring bathroom water flow

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002070096A (ja) * 2000-09-01 2002-03-08 Toto Ltd 自動吐水装置
JP2004300811A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Toto Ltd 浄水器用水栓
CN2800016Y (zh) * 2005-04-04 2006-07-26 张建华 全自动感应水龙头
JP3908580B2 (ja) * 2002-03-29 2007-04-25 株式会社Inax 自動水栓
CN101680213A (zh) * 2007-07-31 2010-03-24 Toto株式会社 吐水装置
CN201434138Y (zh) * 2009-05-12 2010-03-31 陈震宇 一种手动自动两用水龙头
JP2010144497A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Toto Ltd 水栓装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04360923A (ja) 1991-06-05 1992-12-14 Nippondenso Co Ltd 自動給水制御装置
US5984262A (en) * 1996-07-31 1999-11-16 Arichell Technologies, Inc. Object-sensor-based flow-control system employing fiber-optic signal transmission
US6340032B1 (en) * 2000-08-14 2002-01-22 Peter Zosimadis Faucet and system for use with a faucet
US6691340B2 (en) * 2002-05-17 2004-02-17 Toto Ltd. Automatic faucet
US7731154B2 (en) * 2002-12-04 2010-06-08 Parsons Natan E Passive sensors for automatic faucets and bathroom flushers
JP4596138B2 (ja) 2005-02-10 2010-12-08 Toto株式会社 自動吐水制御装置
JP2006283441A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Toto Ltd 自動吐水制御装置、及びその制御方法
JP4292586B1 (ja) * 2007-12-21 2009-07-08 Toto株式会社 吐水装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002070096A (ja) * 2000-09-01 2002-03-08 Toto Ltd 自動吐水装置
JP3908580B2 (ja) * 2002-03-29 2007-04-25 株式会社Inax 自動水栓
JP2004300811A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Toto Ltd 浄水器用水栓
CN2800016Y (zh) * 2005-04-04 2006-07-26 张建华 全自动感应水龙头
CN101680213A (zh) * 2007-07-31 2010-03-24 Toto株式会社 吐水装置
JP2010144497A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Toto Ltd 水栓装置
CN201434138Y (zh) * 2009-05-12 2010-03-31 陈震宇 一种手动自动两用水龙头

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10936076B2 (en) 2013-05-31 2021-03-02 Pixart Imaging Inc. Apparatus having gesture sensor
CN104238735A (zh) * 2013-06-13 2014-12-24 原相科技股份有限公司 具有手势感测器的装置
CN107109828A (zh) * 2014-12-02 2017-08-29 Toto株式会社 自动水龙头装置
CN107109828B (zh) * 2014-12-02 2020-09-04 Toto株式会社 自动水龙头装置
CN110424500A (zh) * 2014-12-23 2019-11-08 As 美国股份有限公司 传感器操作的拉出式龙头
CN110424500B (zh) * 2014-12-23 2021-12-31 As 美国股份有限公司 传感器操作的拉出式龙头
CN107237382A (zh) * 2016-03-23 2017-10-10 Toto株式会社 用水设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP2615216A4 (en) 2017-10-11
WO2012033166A1 (ja) 2012-03-15
TWI444523B (zh) 2014-07-11
EP2615216B1 (en) 2018-11-14
EP2615216A1 (en) 2013-07-17
US20130160202A1 (en) 2013-06-27
US8997270B2 (en) 2015-04-07
CN103080439B (zh) 2014-07-09
TW201217612A (en) 2012-05-01

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