JP2003268849A - 便器装置 - Google Patents
便器装置Info
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Abstract
にくく、安定して複数の領域に分けて人体を検知するの
に好適な高周波の電波を利用した人体検知装置を備えた
便器装置を提供する 【解決手段】 トイレ内に設置され、便器部とその上方
に回転自在に枢軸される便座部および便蓋部を備えると
共に、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信
して得られる受信波により生じる検波信号に基づき人体
を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置を、開
放時の便蓋部より後方に備えた便器装置において、前記
人体検知装置の電波の送信方向が、便蓋部開放時に便蓋
部上面と対向すると共に、対向する便蓋部上面に対して
略垂直となるよう配置したことを特徴とする便器装置。
Description
用した人体検知装置を備えた便器装置に係わり、特に、
便座・便蓋等の可動部の位置や姿勢の影響を受けずに、
確実に人体を検知するのに好適な人体検知装置を備えた
便器装置に関する。
置としては、送信波と受信波の周波数の差を検出して動
きを検知するドップラー式や、パルス波を送信して受信
時の遅れ時間をもとに距離や動きを検出するレーダー式
のものが提案されている。
検知装置には赤外線を利用した物が多く採用されてきて
いるが、この場合、赤外線を透過し、可視光等の外乱光
を防ぐフィルタやレンズ等を外観部に露出させて配置す
る必要があり、また、人体と検知部間に便座部や便蓋部
といった可動部が、位置しないように配置する必要があ
り、便座装置の外観に対する制約となったり、誤検知防
止のために便座部や便蓋部の姿勢を検知する別部材を設
けて、人体検知装置の駆動を制御することが多い。これ
に比べ、高周波の電波を利用した人体検知装置は、利用
される便器装置の外郭部材として多く用いられる樹脂や
陶器等の材料を透過できるため、隠蔽が可能で、便器装
置の意匠性の向上や人体検知装置の配置の自由度が高い
というメリットがある。
て、従来多く利用されているドップラー式の場合には、
送信波の周波数と受信波の周波数の差分により動きを検
出する構成であり、また、その差分信号の振幅の大小で
距離の概略を判断できるように構成している。また、便
器装置内に組み込むことによって生じる内部反射等の定
在波の影響を打ち消すため、低周波成分をカットする構
成としている。しかしながら、便座部や便蓋部といった
可動部を備えた便器装置においては、構成する部材が、
高周波の電波を透過するといっても、入射角度によって
は一部が境界面で反射し、また内部を透過する際には屈
折という現象も起こり、送信波や受信波が減衰してしま
い便座部や便蓋部の姿勢により少なからず検知感度の低
下等の影響を受けてしまう。
る影響を受けないよう、従来の赤外線を利用したものと
同じように、配置に配慮したり、便座部や便蓋部の姿勢
を検知する別部材を設けて駆動を制御したり、信号を無
視するなどの対応をしており、部材を透過できるという
特性を十分に利用できていない。
送信して受信波との重なり部分で動きを、遅れ時間で距
離を検知可能であるが、高周波の電波の移動速度は光速
(約3×108m/s)であるため、わずか数メートル以内の
近距離においては数ナノ秒レベルの時間計測が必要とな
り、GHzレベルのCPUが必要になる等の制御上の問題
点があり、近距離用に用いられることがなく、ましてや
組み込まれる制御機器が備える各機能を駆動させたり、
有効にさせたりするために利用されるようなものに用い
られることはない。
れたもので、本発明の目的は、便座部や便蓋部といった
可動部の影響を受けにくく、安定して複数の領域に分け
て人体を検知するのに好適な高周波の電波を利用した人
体検知装置を備えた便器装置を提供することにある。
的を達成するために請求項1は、トイレ内に設置され、
便器部とその上方に回転自在に枢軸される便座部および
便蓋部を備えると共に、送信波と人体によって跳ね返さ
れた反射波を受信して得られる受信波により生じる検波
信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人
体検知装置を、開放時の便蓋部より後方に備えた便器装
置において、前記人体検知装置の電波の送信方向が、便
蓋部開放時に便蓋部上面と対向すると共に、対向する便
蓋部上面に対して略垂直となるよう配置したことを特徴
としている。従って、高周波の電波の放射出力や受信感
度の高い送信方向に対して、開放時の便蓋部上面が略垂
直となるように配置しているため、便蓋部を透過する際
の屈折や反射による送信波や受信波の減衰を極力抑える
ことができ、便蓋部の開閉姿勢による検知感度の調整を
不要とすることができる。
部とその上方に回転自在に枢軸される便座部および便蓋
部と、便器装置が備える機能手段を収納する本体部を備
えると共に、送信波と人体によって跳ね返された反射波
を受信して得られる受信波により生じる検波信号に基づ
き人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置
を本体部内に備えた便器装置において、前記人体検知装
置の電波の送信方向が本体部の外郭部材の内壁面に略垂
直となるよう配置し、かつ、便蓋部開放時に便蓋部上面
と対向すると共に、対向する便蓋部上面に対して略垂直
となるよう配置したことを特徴としている。従って、請
求項1の場合と同様な効果だけでなく、本体部の外郭部
材の内壁面に対しても略垂直となるように配置している
ため、本体部の外郭部材を透過する際の屈折や反射によ
る送信波や受信波の減衰も極力抑えることができ、人体
検知装置が備えている本来の検知感度に対する便器装置
内部への収納による検知感度の低下を防止することがで
きる。
送受信部の送信方向の投影面が、開放時の便座開口部内
に位置するように配置したことを特徴としている。従っ
て、便座部の中央には開口部を備えており、便座部の開
放時において、この開口部内を高周波の電波を通過させ
れば、便座部に遮られることがなく、便座部の開閉姿勢
による検知感度の調整を不要とすることができる。
送受信部の送信方向の投影面の少なくとも半分以上が、
閉止時の便蓋上面より上方に位置するように配置したこ
とを特徴としている。従って、便蓋部閉止時の便蓋部上
面に対して、人体検知装置を配置する本体部の高さが十
分に確保されていない場合においても、便蓋部の閉止時
において、送受信部の送信方向の少なくとも半分の投影
面が便蓋部に遮られることなく確保されているため、高
周波の電波を安定して送受信させることができるため、
便蓋部の開閉姿勢による検知感度の調整を不要とするこ
とができる。
枢軸される左右の枢軸部間をつなぐ壁面を備え、前記人
体検知装置の電波の送受信部の送信方向の投影面の少な
くとも半分以上が、便座部の閉止時における前記壁面の
上端が便座部の開放時において位置する位置より下方に
位置するように配置したことを特徴としている。従っ
て、請求項4で記載した便蓋部閉止時の便蓋部上面に対
して、人体検知装置を配置する本体部の高さが十分に確
保されていない場合において、便座部の開放時において
も、送受信部の送信方向の少なくとも半分の投影面が便
座部に遮られることなく確保されているため、高周波の
電波を安定して送受信させることができるため、便座部
の開閉姿勢による検知感度の調整を不要とすることがで
きる。
が便器装置に対して左右方向よりも上下方向が広くなる
よう、人体検知装置の電波の送受信部を配置したことを
特徴としている。従って、上下方向の指向角を広くとっ
ておく方が、使用者の背の高さ等の個人差による影響を
極力減らすことができ、また逆に左右方向の指向角を狭
くすることで、同じトイレ空間内の便器装置の周囲に配
置されるタオル等の非固定物を誤検知することを防止す
ることができる。
図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施例
の便器装置をトイレ内に設置した状態を示す全体図であ
る。便器装置1は大きく分けて、陶器で構成された土台
となる便器部2、便器装置の備える用便後の局部を温水
で洗浄する局部洗浄や用便後に便器部2内に洗浄水を流
す便器洗浄といった各機能を司る各機能生成手段と、前
記各機能生成手段を制御する制御手段、および便器装置
1の前記各機能の不用意な動作の防止や、使用者が適切
に使用するための手段として組み込まれている使用者を
検知する人体検知装置3を、内部に収納する本体部4、
内部に加熱手段を備えて本体部4に回転自在に枢軸され
た便座部5、そして便座部5の開口部を閉止状態にて塞
ぐ便座部5と同様に本体部4に回転自在に枢軸された便
蓋部6から構成されている。
置3は、10.525GHz近傍の周波数を送信波の中
心周波数とする高周波の電波を利用したものであり、図
4は、第1実施例に組み込まれている人体検知装置3の
送受信のアンテナ面3aの構成を示す概略図である。ア
ンテナ面3aには送信アンテナ3a1と受信アンテナ3
a2が各々2つのパッチアンテナで構成されている。送
信アンテナ3a1から先に記述した10.525GHz
近傍の周波数の送信波を送信し、送信された前記電波
が、人体等に当たって跳ね返ってきた反射波を受信波と
して受信アンテナ3a2で受信するようになっており、
さらに図示していないが、裏面に配置されている高周波
回路に接続され、高周波回路では、前記送信波の生成
と、送信波と受信波とを干渉させて定在波を検波信号と
して取り出せるようにしている。またさらに、高周波回
路側はシールド部材で覆われ、その反対側には前記検波
信号を増幅し、増幅信号をもとに人体の有無を複数の領
域毎に出力可能に構成された人体検知出力回路が設けら
れている。高周波の電波は、本体部4の外郭部材である
ABS樹脂や、便蓋部6の構成部材であるPPを透過す
ることが可能である。このため、特にフィルタ部等を本
体部4の外郭に設ける必要がなく、これにより切り欠き
部をなくすことができ、本体部4に被水等が起きても内
部への浸水することがないようになっている。
知装置3の組込状態を示す便蓋部6の開放状態における
側面図であり、(a)は全体図、(b)は部分拡大図で
ある。第1の実施例において人体検知装置3は、便座部
5と便蓋部6が回転自在に枢軸されている位置よりも後
方、やや上方で、左右方向において略中央に配置されて
おり、本体部4の対向する外郭部材4aの内壁面とアン
テナ面3aを略平行に配置されている。また、本体部4
の外郭部材の人体検知装置3を配置している近傍の領域
は、構成している曲線の半径が大きくなっており平面形
状に近く、同様に開放状態の便蓋部6の上面の対向する
面も、構成している曲線の半径が大きくなっており平面
形状に近く、互いに略平行となっている。この構成によ
り、人体検知装置3のアンテナ面3aは、本体部4の対
向する外郭部材4aの内壁面を介して、開放状態の便蓋
部6の上面の対向する面6aと略平行となるように配置
されている。一方、送信波の出力や受信波の感度はアン
テナ面3aに対して、法線方向が最も強く、この方向を
送信方向3bとすると、本体部4の対向する外郭部材4
aの内壁面と共に、便蓋部6の上面の対向する面6aに
対しても略垂直となっている。また同時に、便蓋部6は
閉止状態からおよそ100度程度の回転で、開放状態と
なるため、送信方向3bがちょうど便器装置1を使用す
る人体に向けられ、人体検知に非常に適した方向でもあ
る。なお、便器装置1の組立や設置上のバラツキで完全
な法線方向にすることは難しいが、出力の半値角である
指向角のよりも狭い範囲内であれば、十分な性能を確保
することはできるが、送信方向3bに対して80%以上
の出力を確保することができるため、±10度程度まで
としておくことが望ましい。
や便蓋部6等の構成部材である樹脂を透過する一方で、
誘電率の異なる境界面での反射や、構成部材内を透過す
る際の屈折が少なからず発生してしまう。これに対して
前記のような配置にすることで、本体部4の外郭部材4
aや開放状態の便蓋部6を透過する際において、入射角
が垂直なので、垂直方向への反射は発生するが、屈折や
反射による不要な方向への分散を抑えることができる。
これにより、本体部4内に人体検知装置3を配置したこ
とによる本来人体検知装置3が備えている検知感度の低
下を抑えることができ、また、便蓋部6の閉止状態の検
知感度に対する開放状態の検知感度の低下を抑えること
ができ、便蓋部6の開閉姿勢による感度の調整を不要と
している。なお、垂直方向の反射で生じる定在波の影響
分については、人体検知出力回路内で補正可能な構成と
することで対応している。
置に関する図で、便座部5の開放状態における側面図で
ある。先述した人体検知装置3の配置と同時に、アンテ
ナ面3aの送信方向3bの2点鎖線で示す投影面が、便
座部5の開放状態において、便座部5の中央に設けられ
た開口部5aが位置する領域内に位置するように配置さ
せている。このように配置しているのは、便座部5内
に、加熱手段である便座ヒータ5bを着座面裏側に貼り
付けており、また便座ヒータ5bには、着座面全体の均
熱化のためにアルミ箔を利用しているため、送信方向に
前記アルミ箔が位置した場合、高周波の電波が強く反射
されてしまい、人体を検知する際に障害となる可能性が
高いためである。また、アルミ箔等を用いていなくて
も、便座部5の上面を構成している半径は、便蓋部6と
比較して全体的に小さく、また大きい部分の面積も小さ
いため、透過させると屈折や反射による不要な方向への
分散を抑えることができず、便座部5の閉止状態の検知
感度に対する開放状態の検知感度の低下を招くことにな
る。このため、避けておくのが望ましく、上記のような
配置としている。
性を示す概略図であり、(a)は図4の配置においての
水平方向、(b)は垂直方向である。図4で示した配置
における水平方向については、アンテナ面3aに送信ア
ンテナ3a1も受信アンテナ3a2もともに2つのパッ
チアンテナを水平に並べて配置しており、この配置によ
って起こる重ね合わせの効果によって、指向角を約40
度程度に押さえている。一方で、便器装置1の人体検知
装置3からの前方に立つ人体までの距離は60cm程度で
あり、また、便器装置1の横幅は左右20cm程度であ
り、この指向角を抑えた方向を左右方向とすることによ
って、おおよそ便器装置1の横幅までが出力の低下の少
ない領域とすることができる。このため、壁際に設置さ
れるタオル等の非固定物近傍では、人体を検知する領域
よりも出力が弱くなっており、これらが風等で揺らいだ
りする動きを誤検知しにくくすることができている。逆
に垂直方向に関しては、子供から大人まで便器装置1を
利用する人体をカバーするためには、便器部2の上面の
高さの40cm程度から、子供の身長1m程度の高さの範
囲はできるだけ出力を均等としておく方がよく、水平方
向よりも指向角を広くしておく方が良いため、水平方向
のような指向角の抑えは行っていない。
知装置3の組込状態を示す便蓋部11の開放状態におけ
る側面図であり、(a)は全体図、(b)は部分拡大図
である。また図7は、第2実施例の便器装置7の人体検
知装置3の組込状態を示す便蓋部11の閉止状態におけ
る側面図であり、(a)は全体図、(b)は部分拡大図
である。また図8は、第2実施例の便器装置7の人体検
知装置3の組込状態を示す便座部10の開放状態におけ
る側面図であり、(a)は全体図、(b)は部分拡大図
である。第2の実施例は、第1の実施例と同様な機能を
備えた便器装置7ではあるが、デザイン性の高い後方の
背が低いものである。
便座部10と便蓋部11が回転自在に枢軸されている位
置の後方で、左右方向において略中央に配置されてお
り、高さ方向は、枢軸されている高さとほぼ同等として
いる。また、本体部9内への組込状況は第1実施例と同
様に、本体部9の対向する外郭部材9aの内壁面と、ア
ンテナ面3aは略平行に配置されている。一方、便蓋部
11は開放状態において、枢軸部分近傍の後端部分の上
面が、本体部9の前面に回り込むような構成となってお
り、便蓋部11の開放状態において、回り込んだ枢軸部
分近傍の後端部分の上面11aと、これに対向する本体
部9の外郭部材9aの前面形状が、略平行となるように
構成している。この便蓋部11の枢軸部分近傍の後端部
分の上面11aの左右方向の中央近傍は、構成している
曲線の半径が大きく平面形状に近く、同様に略平行に構
成されている本体部9の外郭部材9aの前面形状を構成
している曲線の半径も大きく平面形状に近くなってい
る。これらの構成により、人体検知装置3のアンテナ面
3aは、本体部9の対向する外郭部材9aの内壁面を介
して、開放状態の便蓋部11の枢軸部分近傍の後端部分
の上面11aと略平行となるように配置されている。ま
た言い換えると、送信方向3bが、本体部9の対向する
外郭部材9aの内壁面と共に、便蓋部11の枢軸部分近
傍の後端部分の上面11aの対向する面に対しても、略
垂直となっている。
例で示したような人体検知装置3を配置するのに十分な
本体部9の高さがないため、便蓋部11の閉止状態、便
蓋部11は開放状態で便座部10は閉止状態、便座部1
0の開放状態のすべての開閉姿勢に対して、満足できる
配置を得ることができない。これに対応するため、便蓋
部11の閉止状態においては、図7に示すように、人体
検知装置3のアンテナ面3aの送信方向3bの2点鎖線
で示す投影面の下方の一部が、便蓋部11の枢軸部分近
傍の後端部分11aで覆われるが、前記投影面の上方の
少なくとも半分以上のアンテナ面の投影面積S2が確保
されるように構成させている。またもう一方で、便座部
10の左右の枢軸部分間には、ねじれ等に対する補強の
ために、着座面側にほぼ垂直に枢軸の中心高さ程度の壁
面10aを設けており、便座部10の閉止状態において
は、図6および図7で示すように、前記投影面の下方の
一部が、便座部10の枢軸部分間の壁面10aで覆われ
るが、便蓋部11の枢軸部分近傍の後端部分11aより
も高さが低いため、この場合においても前記投影面の上
方の少なくとも半分以上のアンテナ面の投影面積S1が
確保されている。逆に、便座部10の開放状態において
は、図8で示すように、人体検知装置3のアンテナ面3
aの送信方向の投影面の上方の一部が、便座部10の左
右の枢軸部分間の壁面10aおよび着座面の一部で覆わ
れるが、前記投影面の下方の少なくとも半分以上のアン
テナ面の投影面積S3が確保されるように構成させてい
る。このように構成することで、便蓋部11の閉止状態
と、便蓋部11は開放状態で便座部10は閉止状態と、
便座部10の開放状態の3つの開閉姿勢に対して、互い
に一部を犠牲にしながら、いずれの状態においても人体
検知に必要なアンテナ面積を確保できるようにし、便蓋
部11および便座部10の開閉姿勢による感度の調整を
不要としている。
れるもので記載しているが、便器部と別体となったもの
でも良く、特に便器装置を限定するものではない。同様
に、便座部や便蓋部が別体となったものについても、組
み付けられる便蓋部の閉止状態から開放状態までの回転
角がおよそ110度程度であることや、便座部の開口部
の位置をあらかじめ考慮して、本体部の外郭部材の前面
を傾斜させたり、人体検知装置を配置しておけば、十分
同様な効果を得ることもできる。
は10.525GHz近傍の周波数を送信波の中心周波
数とする電波で検知するもので記載したが、マイクロ波
やミリ波と称される高周波の電波であれば、特に使用す
る周波数を限定するものではない。また、本発明ではパ
ッチアンテナを用いているが、導波管等を用いた柱状ア
ンテナでも構成可能で、アンテナ面を導波管の開口面
や、導波管の前方に設けるホーンの開口面に置き換える
ことで同様の構成とすることができ、本発明と同様の効
果を得ることもできる。
態を示す全体図である。
込状態を示す便蓋部6の開放状態における側面図であ
り、(a)は全体図、(b)は部分拡大図である。
込状態を示す便座部5の開放状態における側面図であ
る。
の送受信のアンテナ面3aの構成を示す概略図である。
図であり、(a)は図4の配置においての水平方向、
(b)は垂直方向である。
込状態を示す便蓋部11の開放状態における側面図であ
り、(a)は全体図、(b)は部分拡大図である。
込状態を示す便蓋部11の閉止状態における側面図であ
り、(a)は全体図、(b)は部分拡大図である。
込状態を示す便座部10の開放状態における側面図であ
り、(a)は全体図、(b)は部分拡大図である。
人体検知装置, 3a … アンテナ面,3a1 …
送信アンテナ, 3a2 … 受信アンテナ,3b …
送信方向 、, 3c … シールド部材,4、9
… 本体部, 4a、9a … 外郭部材,5、10
… 便座部, 5a … 開口部, 5b … 便座ヒ
ータ,10a … 壁面,6、11 … 便蓋部, 6
a … 上面の対向する面,11a … 枢軸部分近傍
の後端部分の上面,S1 … 便蓋部閉止時のアンテナ
面の投影面積,S2 … 便蓋部開放時のアンテナ面の
投影面積,S3 … 便座部開放時のアンテナ面の投影
面積
Claims (6)
- 【請求項1】 トイレ内に設置され、便器部とその上
方に回転自在に枢軸される便座部および便蓋部を備える
と共に、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受
信して得られる受信波により生じる検波信号に基づき人
体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置を、
開放時の便蓋部より後方に備えた便器装置において、前
記人体検知装置の電波の送信方向が、便蓋部開放時に便
蓋部上面と対向すると共に、対向する便蓋部上面に対し
て略垂直となるよう配置したことを特徴とする便器装
置。 - 【請求項2】 トイレ内に設置され、便器部とその上
方に回転自在に枢軸される便座部および便蓋部と、便器
装置が備える機能手段を収納する本体部を備えると共
に、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信し
て得られる受信波により生じる検波信号に基づき人体を
検知する高周波の電波を利用した人体検知装置を本体部
内に備えた便器装置において、前記人体検知装置の電波
の送信方向が本体部の外郭部材の内壁面に略垂直となる
よう配置し、かつ、便蓋部開放時に便蓋部上面と対向す
ると共に、対向する便蓋部上面に対して略垂直となるよ
う配置したことを特徴とする便器装置。 - 【請求項3】 前記人体検知装置の電波の送受信部の
送信方向の投影面が、開放時の便座開口部内に位置する
ように配置したことを特徴とする請求項1または請求項
2記載の便器装置。 - 【請求項4】 前記人体検知装置の電波の送受信部の
送信方向の投影面の少なくとも半分以上が、閉止時の便
蓋上面より上方に位置するように配置したことを特徴と
する請求項1または請求項2記載の便器装置。 - 【請求項5】 前記便座部に、回転自在に枢軸される
左右の枢軸部間をつなぐ壁面を備え、前記人体検知装置
の電波の送受信部の送信方向の投影面の少なくとも半分
以上が、便座部の閉止時における前記壁面の上端が便座
部の開放時において位置する位置より下方に位置するよ
うに配置したことを特徴とする請求項4記載の便器装
置。 - 【請求項6】 前記人体検知装置の指向角が便器装置
に対して左右方向よりも上下方向が広くなるよう、人体
検知装置の電波の送受信部を配置したことを特徴とする
請求項1ないし請求項5何れか一項記載の便器装置。
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