JP5489053B2 - 水栓装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施例)
導波管6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内部の寸法は下式により決定されており、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、スパウト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。また、導波管6の先端1a側の開放端6aには、水道水の進入を防ぐための封し部材8が挿入されている。
ここでアンテナの励振方向を図3(a)のB−B方向としたときに導波管内部の横方向(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=((m/a)2+(n/b)2)0.5 ・・・式(1)
また、導波管6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は電波センサ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。
尚、導波管6は金属製の配管を利用することを前提に述べてきたが、スパウト1を鋳物で形成する場合は、水路及び導波管をそれぞれ独立して併設するよう構成すれば、双方の部材をスパウトと一体化でき、組立て不用なシステムが可能になる。
図6(a)は、導波管6が水路配管7の上方に配置している状態であり、吐水状態の時に吐水空間に向かって電波を放射した解析結果を右横から示したものである。一方、図6(b)は導波管6が水路配管7の下側に配置した状態であり、同じく吐水状態にある時の電波分布を解析した結果である。尚図6(c)に止水状態の解析結果を示す。止水状態では導波管6と水路配管7の上下関係による電波分布の差がほとんど無いため、実施例では導波管6が下にある時の解析結果を示している。図から分かるように、電波は水に反射するため、導波管6が水路配管7の上にある場合は、吐水口1aから受水部2に向かって給水される水流を挟んで下側への電波の放射が制限されており、導波管6が下にある場合は、その反対に電波が水流を挟んで上側への広がりを制限されている。この図6(b)と図6(c)の状態を比べると、特に差異があるのは吐水口1aより下方の電波強度であり、止水時よりも吐水時の方が吐水口1a下方の電波強度が強くなっている。これは水流により電波の上方への広がりを遮断しているだけではなく、下側への反射を促していることを意味しており、水と電波の空間に放射される位置が略同一であるために、上方へ拡散するかなりの量が遮断されていることによるものである。すなわち図1の電波センサ3から導波管を使わずに直接電波を放射した場合は、水流に当たる前に電波が拡散されるため、水流で反射される量はごく一部となり、吐水口下側の電波強度の増加現象はなくなる。従って、導波管を水路配管に併設し吐水口から吐水空間に向かって電波を放射すると、水路をはさんだ他側の空間の移動体を検知しにくくなるため、吐水中に上方空間を検知したくなく吐水口下方を検知したい場合は、導波管を下側に配置し、逆に水使用中の手の揺らぎを検知して吐水を継続したい場合は、導波管を上側に配置すればよい。尚本実施例では、前者の導波管を下側に配置した例を採用しており、以下使い勝手の観点から説明する。
上記のように止水中における導波管6からの電波の放射状態は図6(c)である。この時に、検知したいのは吐水口1aに近づく手やコップや雑巾などの被洗浄物であり、一方検知したくないのは、受水部2の前面側で、手についた石鹸を掌やこぶし全体に満遍なく引き伸ばす手もみ行為や、手に付着した水を振り落とす水きり行為や、うがいした水を捨てるために顔を受水部に近づける行為である。この検知したくない人の行為は、一般に図7のエリアCで行われるために、このエリアCへの電波強度を低くしたい。但し、使い勝手を考えると、吐水口1aに到達する前に被洗浄体を検知して、被検知体が洗浄ポイントである到達点に止まる前に吐水口から水を給水することが望ましい。従って、図中のエリアAにて被検知体を検知したい。そこで図6(a)、図6(b)に示すような水路配管に併設して導波管を配置し、吐水口から吐水空間に向かって電波を放射すると、吐水口近傍が吐水空間内部で最も電波強度が強く、導波管6の開放端からの電波指向性はほぼ無指向状態であることから、吐水口から距離が離れるほど電波が拡散し、エリアAとエリアCの電力差が大きくなる。従ってエリアAで手を検知し、エリアCで手よりも大きな体を検知しにくくなり誤検知の小さな水栓装置を構成することができる。また、吐水開始後は、被洗浄体を満遍なく洗浄したり、コップへの水汲みなどを行うために水流に対して直交して被洗浄物を差し出すため、吐水口1aの下方で水を利用することになり、図中のエリアBを検知したい。このように水栓装置1を使用する利用者に対してストレスを与えず使い勝手を提供するためには、使用前はエリアAの被検知体の有無を判定し、使用中はその行為を確実に見極めるためにエリアBの被検知体を見極めることが重要であるため、吐水前はエリアAの電界強度が大きく、吐水中はエリアBの電界強度が大きいのが望ましい。その場合は、導波管6は水路配管7の下側に配置し、電波を水流に反射させる構成にした方が使い勝手の良い水栓装置1を提供できることになり、本実施例で採用している。
使用者が水栓装置10に近づくき、吐水口に向かって手を差し出すと、S01において電波センサ3から得られた検知信号は、制御部5の速度抽出部14を通過し、判定部15があらかじめ記憶部16に設定している加速・減速・等速のそれぞれの信号パターンと比較し、図10(a)のような時間の経過と共に速度が低下する動きは、水栓装置10を使う動作であるエリアA内における減速する動きと判断し、制御部5はバルブ部4に開信号を出力し、吐水口先端から水道水を供給することになる。このように、手が吐水口1a近傍の洗浄するポイントに到達する前に手の進入を検知すると、洗浄ポイントにおいて給水されるまでの時間が無いため使い勝手の良い水栓装置となる。尚、S01において、図10(b)に示す時間の経過にかかわらず一定速度の等速信号は、判定部15は受水部2の周辺のコップや歯ブラシなどを取る横切る動きと判断し、また図10(c)に示す時間の経過と共に速度増加する加速信号は、判定部16は吐水口1aから受水部2の外側に加速する動作と判断し、制御部5はバルブ部4を閉状態に保持する。
2,32,52、…受水部
3,33,53、…導波管
4、…バルブ
5、…制御部
6,36,56、…導波管
7,37,57、…水路配管
8、…封し部材
10,30,50、…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
21、…シール部材
22、…指向部材
Claims (2)
- 吐水口を備えた吐水部と、
前記吐水部からの吐止水を切り替えるバルブと、
前記吐水部内部に設けられ、一端が前記バルブに接続され、他端が前記吐水口に接続された水路配管と、
送信信号を放射し、被検知体により反射した反射信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信した反射信号に基づいて、前記バルブの開閉を制御する制御部と、
を備えた水栓装置であって、
導波管の一端は前記アンテナの電波放射面近傍に配置され、
前記導波管の他端は分岐部を介して複数の開口部を有し、
前記複数の開口部は前記吐水部の前記吐水口近傍に配置されていることを特徴とする水栓装置。 - 前記複数の開口部は前記吐水口を挟み込むように前記吐水部に配置されていることを特徴とする請求項1記載の水栓装置。
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