JP4300506B2 - Toilet device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【0002】
【従来の技術】
従来高周波の電波を利用した人体検知装置としては、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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来、便器装置の人体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。
【0004】
高周波の電波を利用した人体検知装置として、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。
【0005】
これに対して、便座部や便蓋部の姿勢によ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。
【0006】
また、レーダー式の場合には、パルス波を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。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、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。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目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に、且つ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に、且つ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、人体検知装置の電波の送受信部を配置し、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、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。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。
また、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。
更に、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。
【0009】
請求項2では、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に、且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に、且つ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に、且つ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、人体検知装置の電波の送受信部を配置し、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、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。
【0010】
請求項3では、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。
【0011】
請求項4では、人体検知装置の送受信部が、水平に並べた一対の送信用パッチアンテナと水平に並べた一対の受信用パッチアンテナとを上下に並べたものであることを特徴とする。この配置によって起こる重ね合わせの効果によって、上下方向の指向角を抑えることなく左右方向の指向性を抑えることができる。
【0012】
請求項5では、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に、且つ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に、人体検知装置の電波の送受信部を配置し、人体検知装置の送受信部は、水平に並べた一対の送信用パッチアンテナと水平に並べた一対の受信用パッチアンテナとを上下に並べたものである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。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。
人体検知装置の送受信部が、水平に並べた一対の送信用パッチアンテナと水平に並べた一対の受信用パッチアンテナとを上下に並べたものなので、この配置によって起こる重ね合わせの効果によって、上下方向の指向角を抑えることなく左右方向の指向性を抑えることができる。
【0013】
請求項6では、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に、且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に、且つ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に、人体検知装置の電波の送受信部を配置し、人体検知装置の送受信部が、水平に並べた一対の送信用パッチアンテナと水平に並べた一対の受信用パッチアンテナとを上下に並べたものであることを特徴としている。
従って、請求項5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。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、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。
【0015】
第1実施例に組み込まれている人体検知装置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3a2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。
【0016】
図2は、第1実施例の便器装置1の人体検知装置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4a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。
【0017】
先述したように、高周波の電波は本体部4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4a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。
【0018】
図3は、図2で示した人体検知装置3の配置に関する図で、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。
【0019】
図5は、図4で示すアンテナ面3aの指向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。
【0020】
図6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。
【0021】
第2の実施例において人体検知装置3は、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。
【0022】
一方、第2の実施例においては、第1実施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10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3a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。
【0023】
本発明の便器装置は便器部と一体に構成さ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。
【0024】
また、本発明の実施例では、物体検知手段は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。
【図面の簡単な説明】
【図1】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。
【図2】第1実施例の便器装置1の人体検知装置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。
【図3】第1実施例の便器装置1の人体検知装置3の組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。
【図4】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。
【図5】図4で示すアンテナ面3aの指向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6】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。
【図7】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。
【図8】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。
【符号の説明】
1,7… 便器装置, 2、8 … 便器部,
3 … 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, 6a … 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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toilet device equipped with a human body detection device using high-frequency radio waves, and in particular, to detect a human body reliably without being affected by the position and posture of a movable part such as a toilet seat or toilet lid. The present invention relates to a toilet device including a suitable human body detection device.
[0002]
[Prior art]
Conventional human body detection devices that use high-frequency radio waves include the Doppler type that detects the difference between the frequency of the transmitted wave and the received wave to detect movement, and the distance based on the delay time at the time of transmission by receiving a pulse wave. Radar type detectors that detect movement and movement have been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, many human body detection devices using toilets have used infrared rays. In this case, a filter or a lens that transmits infrared rays and prevents disturbance light such as visible light is exposed to the external portion. In addition, it is necessary to dispose the movable part such as the toilet seat and toilet lid between the human body and the detection unit so that they are not positioned, which may restrict the appearance of the toilet seat device and prevent false detection. Therefore, another member for detecting the posture of the toilet seat or the toilet lid is often provided to control the driving of the human body detection device.
In comparison, human body detection devices that use high-frequency radio waves can pass through materials such as resin and earthenware that are often used as outer members of toilet devices, so that they can be concealed and the design of toilet devices is improved. There is an advantage that the degree of freedom of arrangement of the human body detection device is high.
[0004]
In the case of a Doppler type that is widely used in the past as a human body detection device using high-frequency radio waves, it is configured to detect movement based on the difference between the frequency of the transmitted wave and the frequency of the received wave, and the difference signal It is configured so that the outline of the distance can be determined based on the magnitude of the amplitude. Moreover, in order to cancel the influence of standing waves such as internal reflection caused by being incorporated in the toilet device, the low frequency component is cut.
However, in a toilet device equipped with a movable part such as a toilet seat or a toilet lid, even though the constituent members transmit high-frequency radio waves, some of them are reflected at the boundary surface depending on the incident angle and When passing through, a phenomenon called refraction also occurs, and the transmitted wave and the received wave are attenuated, which is influenced by the posture of the toilet seat part and the toilet lid part.
[0005]
On the other hand, in order to avoid being affected by the posture of the toilet seat and toilet lid, as in the case of using conventional infrared rays, it is necessary to consider the arrangement and to detect the posture of the toilet seat and toilet lid. A member is provided to control driving or ignore a signal, and the characteristic that the member can be transmitted is not sufficiently utilized.
[0006]
Also, in the case of radar type, it is possible to detect the movement by the overlapping part with the received wave by transmitting the pulse wave and the distance by the delay time, but the moving speed of the high frequency radio wave is the speed of light (about 3 × 108m / s), it is necessary to measure several nanoseconds at short distances within a few meters, and there is a control problem such as the need for a CPU at the GHz level. It is not used, nor is it used for anything that is used to drive or enable each function of a control device to be incorporated.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to be hardly affected by movable parts such as a toilet seat part and a toilet lid part, and stably detect a human body in a plurality of regions. An object of the present invention is to provide a toilet device provided with a human body detection device using high-frequency radio waves suitable for this purpose.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention includes a toilet seat, a toilet seat portion and a toilet lid portion that are pivotably pivoted above the toilet portion, and a transmitted wave and a reflected wave rebounded by a human body. In a toilet device provided with a human body detection device using a high-frequency radio wave that detects a human body based on a detection signal generated by a received wave obtained by receiving a radio wave behind the toilet lid when opened, the radio wave of the human body detection device The transmission direction of the human body detection device is opposed to the upper surface of the toilet lid portion when the toilet lid portion is opened and is substantially perpendicular to the upper surface of the opposed toilet lid portion, and the directivity angle of the human body detection device is So that the vertical direction is wider than the direction.And at least half or more of the projection surface in the transmission direction of the transmission / reception unit is located above the upper surface of the toilet lid when closed,The radio wave transmitter / receiver of the human body detector is placed.The toilet seat includes a wall surface that connects between the left and right pivots pivotally rotatable, and at least half of the projection surface in the transmission direction of the radio wave transmission / reception unit of the human body detection device is at a time when the toilet seat is closed. The radio wave transmission / reception unit of the human body detection device is arranged so that the upper end of the wall surface is located below the position where the toilet seat is opened.It is characterized by that.
Therefore, since the upper surface of the toilet lid when opened is substantially perpendicular to the transmission direction of high-frequency radio wave radiation output and high reception sensitivity, it is refracted and reflected when passing through the toilet lid. As a result, the attenuation of the transmission wave and the reception wave due to can be suppressed as much as possible, and the adjustment of the detection sensitivity by the opening / closing posture of the toilet lid portion can be made unnecessary. The wide vertical direction angle can reduce the influence of individual differences such as the height of the user as much as possible, and conversely, by narrowing the horizontal direction angle, the same toilet space It is possible to prevent erroneous detection of non-fixed objects such as towels arranged around the toilet device inside.
In addition, even when the height of the body part on which the human body detection device is arranged is not sufficiently secured with respect to the upper surface of the toilet lid part when the toilet lid part is closed, the transmission / reception unit transmits the signal when the toilet lid part is closed. Since at least half of the projection plane in the direction is secured without being blocked by the toilet lid, it is possible to transmit and receive high-frequency radio waves stably, eliminating the need to adjust the detection sensitivity by opening and closing the toilet lid. can do.
Further, when the height of the main body part where the human body detection device is arranged is not sufficiently secured with respect to the upper surface of the toilet lid part when the toilet lid part is closed, the transmission direction of the transmission / reception part even when the toilet seat part is opened Because at least half of the projection plane is secured without being obstructed by the toilet seat, high-frequency radio waves can be transmitted and received stably, making it unnecessary to adjust the detection sensitivity by opening and closing the toilet seat. it can.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a toilet seat, a toilet seat and a toilet lid, which are installed in a toilet and are pivotally pivoted upward, and a main body that houses functional means of the toilet device, a transmission wave and a human body are provided. In a toilet apparatus equipped with a human body detection device using a high frequency radio wave for detecting a human body based on a detection signal generated by a reception wave obtained by receiving a reflected wave bounced back by the body, the radio wave of the human body detection device The transmission direction is substantially perpendicular to the inner wall surface of the outer shell member of the main body, and is opposed to the upper surface of the toilet lid when the toilet lid is opened, and is substantially perpendicular to the opposed upper surface of the toilet lid. And the orientation angle of the human body detection device is wider in the vertical direction than the horizontal direction with respect to the toilet device,In addition, the radio wave transmitting / receiving unit of the human body detecting device is disposed so that at least half or more of the projection surface in the transmission direction of the transmitting / receiving unit is located above the toilet lid upper surface at the time of closing, and the toilet seat unit is pivotally pivotable. And at least half of the projection surface in the transmission direction of the radio wave transmission / reception unit of the human body detection device is when the toilet seat is open when the toilet seat is closed. The radio wave transmission / reception unit of the human body detection device is arranged so as to be located below the position located at the point.
Accordingly, not only the same effects as in the case of
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the projection surface in the transmission direction of the radio wave transmission / reception unit of the human body detection device is disposed so as to be positioned in the toilet seat opening when opened.
Therefore, an opening is provided in the center of the toilet seat, and when the toilet seat is opened, if high-frequency radio waves are passed through the opening, the toilet seat is not obstructed and depends on the opening / closing posture of the toilet seat. Adjustment of detection sensitivity can be made unnecessary.
[0011]
In
[0012]
In
Therefore, since the upper surface of the toilet lid when opened is substantially perpendicular to the transmission direction of high-frequency radio wave radiation output and high reception sensitivity, it is refracted and reflected when passing through the toilet lid. As a result, the attenuation of the transmission wave and the reception wave due to can be suppressed as much as possible, and the adjustment of the detection sensitivity by the opening / closing posture of the toilet lid portion can be made unnecessary. The wide vertical direction angle can reduce the influence of individual differences such as the height of the user as much as possible, and conversely, by narrowing the horizontal direction angle, the same toilet space It is possible to prevent erroneous detection of non-fixed objects such as towels arranged around the toilet device inside.
Since the transmission / reception unit of the human body detection device has a pair of horizontally arranged patch antennas for transmission and a pair of horizontally arranged patch antennas for reception, the effect of superposition caused by this arrangement causes the vertical direction The directivity in the left-right direction can be suppressed without reducing the directivity angle.
[0013]
In
Therefore, not only the same effect as in the case of
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view showing a state in which the toilet device of the first embodiment of the present invention is installed in a toilet. The
[0015]
The human
High frequency radio waves can pass through ABS resin, which is an outer member of the
[0016]
FIG. 2 is a side view of the
At the same time, since the
In addition, although it is difficult to make the complete normal direction due to variations in assembly and installation of the
[0017]
As described above, high-frequency radio waves pass through the resin, which is a constituent member such as the
Note that the influence of the standing wave caused by the reflection in the vertical direction is dealt with by adopting a configuration that can be corrected in the human body detection output circuit.
[0018]
FIG. 3 is a diagram relating to the arrangement of the human
The toilet seat heater 5b, which is a heating means, is affixed to the back side of the seating surface in the
[0019]
5A and 5B are schematic views showing the directivity of the antenna surface 3a shown in FIG. 4, where FIG. 5A is the horizontal direction in the arrangement of FIG. 4 and FIG. 5B is the vertical direction. With respect to the horizontal direction in the arrangement shown in FIG. 4, both the transmitting antenna 3a1 and the receiving antenna 3a2 are arranged horizontally on the antenna surface 3a, and the directivity angle is obtained by the effect of superposition caused by this arrangement. Is held at about 40 degrees. On the other hand, the distance from the human
[0020]
FIG. 6 is a side view of the toilet lid 11 in the opened state showing the assembled state of the human
[0021]
In the second embodiment, the human
[0022]
On the other hand, in the second embodiment, since the
To cope with this, in the closed state of the toilet lid portion 11, as shown in FIG. 7, a part below the projection plane indicated by a two-dot chain line in the transmission direction 3b of the antenna surface 3a of the human
With this configuration, there are three open / closed postures for the closed state of the toilet lid 11, the toilet lid 11 is open, the
[0023]
Although the toilet device of the present invention is described as being configured integrally with the toilet unit, the toilet device may be separated from the toilet unit, and the toilet device is not particularly limited.
Similarly, in the case where the toilet seat part and the toilet lid part are separated, the rotation angle from the closed state to the opened state of the toilet lid part to be assembled is about 110 degrees, and the opening of the toilet seat part is If the position is taken into consideration in advance and the front surface of the outer shell member of the main body is inclined or a human body detection device is arranged, a sufficiently similar effect can be obtained.
[0024]
In the embodiment of the present invention, the object detection means is described as detecting with a radio wave having a frequency in the vicinity of 10.525 GHz as the center frequency of the transmission wave. However, the object detection means is a high frequency radio wave called a microwave or a millimeter wave. If there is, the frequency to be used is not particularly limited.
In addition, although the patch antenna is used in the present invention, a columnar antenna using a waveguide or the like can also be configured, and the antenna surface may be an opening surface of the waveguide or an opening surface of a horn provided in front of the waveguide. By replacing, it can be set as the same structure, and the effect similar to this invention can also be acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing a state in which a toilet device of a first embodiment is installed in a toilet.
FIGS. 2A and 2B are side views in an opened state of a
FIG. 3 is a side view of the
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a transmission / reception antenna surface 3a of the human
5A and 5B are schematic views showing the directivity of the antenna surface 3a shown in FIG. 4, where FIG. 5A is the horizontal direction in the arrangement of FIG. 4 and FIG. 5B is the vertical direction.
FIGS. 6A and 6B are side views of the toilet lid 11 in the opened state showing the assembled state of the human
FIGS. 7A and 7B are side views in a closed state of the toilet lid portion 11 showing an assembled state of the human
FIGS. 8A and 8B are side views of the
[Explanation of symbols]
1, 7 ... toilet device, 2, 8 ... toilet part,
3 ... human body detection device, 3a ... antenna surface,
3a1 ... transmitting antenna, 3a2 ... receiving antenna,
3b: Transmission direction, 3c: Shield member,
4, 9 ... main body, 4a, 9a ... outer member,
5, 10 ... Toilet seat part, 5a ... Opening part, 5b ... Toilet seat heater,
10a ... wall surface,
6, 11 ... Toilet lid part, 6a ...
11a: the upper surface of the rear end portion in the vicinity of the pivot portion,
S1 ... Projected area of the antenna surface when the toilet lid is closed,
S2 ... projected area of the antenna surface when the toilet lid is opened,
S3 ... Projected area of antenna surface when toilet seat is open
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