JP4117688B1 - 小便器装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】小便器本体と、前記小便器本体の上面を透過する電波ビームを放射し、被検知体からの反射波を受信し、検知信号を生成する高周波センサと、前記検知信号により、前記小便器本体への洗浄水を吐水または止水するバルブと、を備え、前記小便器本体の前記上面を含む平面と、前記高周波センサのアンテナの放射面を含む平面と、は、ゼロよりも大きく90度よりも小さい角度をなして交差線上で交差し、前記交差線は、前記小便器の左右方向と略平行であり、前記小便器本体を透過する前記電波ビームの強度が、前記上面で反射する前記電波ビームの強度よりも高くなるように、前記電波ビームの励振方向が前記交差線と交差してなることを特徴とする小便器装置が提供される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態にかかる小便器装置の構成を説明する図である。
小便器本体12は、例えば陶器(比誘電率:εr)からなり、その表面に上面12a及び背面12bを有する。高周波センサ30は上面12aまたは背面12bに配設されており、電波ビーム14を放射する。高周波センサ30の放射パターンが制御され、高周波センサ30からは、送信波と被検知体からの反射波との差分周波数であるドップラー周波数信号が制御部16へ入力される。制御部16はオン−オフ信号を出力し、バルブ18の開閉を制御し洗浄水19を吐水または止水する。
一方、アンテナの放射面と背面12bとが略平行であると、電波ビーム14は水平方向に向く。この場合、蛍光灯ノイズや小便器本体12のそばを通過する人体などの外乱を検知しやすい。
具体的には、小便器本体12の上面12aとアンテナの放射面32a、または背面12bと放射面32aとのなす角度αを、ゼロよりも大きく、90度よりも小さくする。また、上面12aと放射面32aとの交差線17または背面12bと放射面32aとの交差線17は、矢印で表す小便器本体12の左右方向と略平行とする。すなわち、放射面32aと上面12a、または放射面32aと背面12bとの間に生じる空隙が小便器本体12の左右方向に対して略同一となるように角度αを保ちつつ配置されている。このようにすると、上記の誤検知及び外乱の影響を低減することができる。さらに、小便器本体12の左右方向と略直交する方向に電波ビーム14を向けることが容易となり、連立小便器の干渉を抑制でき、被検知体の検知精度を改善できる。
陶器などの上面12aに、高周波センサ30が配置される。上面12aと、パッチアンテナ32の放射面32aと、の交差角がαであるように高周波センサ30が配置される。パッチアンテナ32から放射された電波ビーム14は、上面12aにおいて透過ビームと反射ビームを生じる。なお、上面12aではなく背面12bでも同様である。
図3は、励振方向が入射面40と略直交する場合の高周波センサの配置を表し、図3(a)は模式斜視図、図3(b)はパッチアンテナの模式平面図である。なお、シミュレーションの周波数は10.525GHzである。
以下のシミュレーションにおいて励振方向と、放射面32aを含む平面と小便器本体12の上面12aまたは背面12bとの交差線17との交差角βは略直交している。なお、放射面32aが上面12a及び背面12bと直接接触していなくともよい。図4(a)は、放射面32aを含む平面と上面12a、または放射面32aを含む平面と背面12bとが交差する場合を表す。図4(b)は、放射面32aを含む平面と上面12aを含む平面、または放射面32aを含む平面と背面12bを含む平面、とが交差する場合を表す。
図6(a)の透過率は、図6(b)の透過率よりも高い。また、図6(b)においては小便器本体12による反射率が高いことを表している。
α=30°と比べて、それぞれの透過率は低下する。特に、図7(b)においては、反射率がより高くなり透過ビーム44の放射強度が図7(a)よりも低下し、検知感度が低下する。
図8は、α=60°におけるシミュレーションによる入射面40内の放射パターンの断面図を表し、図8(a)は励振方向と入射面40とが略平行な場合、図8(b)は励振方向と入射面40とが略直交する場合を表す。それぞれの透過率は本α=45°の場合よりもさらに低下する。
特に、図8(b)において透過ビーム44は殆ど存在せず、被検知体の検出が困難である。一般に高周波センサ30は小便器装置により取り付け場所が予め決定される。小便器装置10において、αを適正に選択することにより、被検知体に対して精度よく電波ビームを向けることができる。すなわち、
図9は、電波ビーム14の励振方向と交差線17とのなす角度βを変えた場合、入射面40内放射パターンの断面図である。アンテナ32の放射面32aを含む平面と、小便器本体12の上面12aまたは背面12bとのなす角度αを45度とし、図9(a)はβ=80°、図9(b)はβ=75°、図9(c)はβ=60°、図9(d)はβ=55°、図9(e)はβ=50°、図9(f)はβ=45°の場合をそれぞれ表す。
高周波センサ30は図1におけるβ=90°とし、励振方向は入射面40と平行であるとする。また、放射面32aと上面12aとの交差角αはゼロよりも大きく、90度よりも小さい。電波ビーム14が入射面40内において放射強度が最大となる方向が放射面32aに対して略垂直とすると、小便器本体12の上部内に配設された高周波センサ装置30からの電波ビーム14の方向は人体50に向いている。
電波ビーム14の先端部分は小便器本体12の背面12bの方向を向いている。電波ビーム14は尿流に向いており、尿流の検知に最適であり、外乱の影響を抑制するのに最適である。他方、電波ビーム14が人体を向いておらず、人体検知の感度が不十分となることがある。
高周波センサ30は背面12bとの交差角がαとなるように配設される。交差角αはゼロよりも大きく、90度よりも小さいことが好ましく、60度以下であることがさらに好ましい。このようにすると、尿流検知に最適であり、人体検知も可能であり、外乱の影響を受けにくい。なお、背面12bとは、図1に表すように人体とは反対側となる小便器本体12の裏面側である。 図12(b)は、第3の実施形態の変形例を表す模式図である。
電波ビーム14の放射強度が最大となる方向は、アンテナの中心点36と小便器本体12のリップ先端部12cとを結ぶ線に略一致し、尿流と人体とを共に精度よく検知できる。
また、図13(b)は、α=30°、かつ放射面32aの法線と最大強度方向との交差角γが30度である場合の放射パターンの断面である。
本実施形態は、第3の実施形態よりもαを小さくし背面12bのスペースを削減し薄型化できる。しかし、交差角γを30度よりも大きくするとアンテナゲインが低下し、放射電力が低下し、尿流及び人体の検知精度を共に高く保つことが困難となる。このため、交差角γは0以上、30度以下であることが好ましい。
高周波センサ30はリップ先端部12cの高さの近傍の位置とし、電波ビーム14が上方に向けて放射されるように、背面12bに対して交差角をαだけ傾けて配設される。交差角αを大きくすると電波ビーム14の透過率を高めることができ、特に尿流検出の精度を改善できる。
Claims (4)
- 小便器本体と、
前記小便器本体の上面を斜めに透過してボウルに向かう電波ビームを放射し、被検知体からの反射波を受信し、検知信号を生成する高周波センサと、
前記検知信号により、前記小便器本体への洗浄水を吐水または止水するバルブと、
を備え、
前記小便器本体の前記上面を含む平面と、前記高周波センサのアンテナの放射面を含む平面と、は、ゼロよりも大きく90度よりも小さい角度をなして交差線上で交差し、
前記交差線は、前記小便器本体の左右方向と略平行であり、
前記電波ビームは、直線偏波され、
前記電波ビームの励振方向は、前記交差線と交差し、
前記小便器本体を透過する前記電波ビームの強度は、前記上面で反射する前記電波ビームの強度よりも高いことを特徴とする小便器装置。 - 小便器本体と、
前記小便器本体の背面を斜めに透過してボウルに向かう電波ビームを放射し、被検知体からの反射波を受信し、検知信号を生成する高周波センサと、
前記検知信号により、前記小便器本体への洗浄水を吐水または止水するバルブと、
を備え、
前記小便器本体の前記背面を含む平面と、前記高周波センサのアンテナの放射面を含む平面と、は、ゼロよりも大きく90度よりも小さい角度をなして交差線上で交差し、
前記交差線は、前記小便器本体の左右方向と略平行であり、
前記電波ビームは、直線偏波され、
前記電波ビームの励振方向は、前記交差線と交差し、
前記小便器本体を透過する前記電波ビームの強度は、前記背面で反射する前記電波ビームの強度よりも高いことを特徴とする小便器装置。 - 前記励振方向は、前記交差線と略直交することを特徴とする請求項1または2に記載の小便器装置。
- 前記電波ビームの最大強度方向は、前記アンテナの中心点と前記小便器本体のリップ先端部とを結ぶ直線と略一致することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の小便器装置。
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