JP6391032B2 - 自動水栓及び自動水栓用センサブロック - Google Patents

Description

本発明は、電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓、及び当該自動水栓が備える自動水栓用センサブロックに関する。

従来、この種の自動水栓としては、例えば、特許文献１（特開２０１５−１２７４７６号公報）に示すような構造のものが知られている。特許文献１には、送信アンテナが送信した電波と受信アンテナが受信した電波とに基づいて吐水量を制御する自動水栓が開示されている。この自動水栓は、電波の干渉による誤検知を防止するため、受信アンテナの半値角が送信アンテナの半値角よりも小さくなるように構成されている。

特開２０１５−１２７４７６号公報

しかしながら、特許文献１の自動水栓においては、検知対象物が箸やスプーンなどの比較的小さい物体である場合には、当該物体を検知できないことが起こり得る。

本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できる自動水栓、及び当該自動水栓が備える自動水栓用センサブロックを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る自動水栓は、
下方に向けて水を吐出する吐水部と、
吐水部の下方に向けて電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、吐水部の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
発信部が発信した電波と受信部が受信した電波とに基づいて吐水部から吐出される吐水量を制御する制御部と、
発信部と検知エリアとの間に配置され、発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
受信部と検知エリアとの間に配置され、受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
を備える。

本発明に係る自動水栓用センサブロックは、電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓に取り付けられる自動水栓用センサブロックであって、
電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、発信部から発信されて物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
を備える。

本発明に係る自動水栓及び自動水栓用センサブロックによれば、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知することができる。

本発明の実施形態に係る自動水栓の斜視図 図１の自動水栓の縦断面図 図１の自動水栓を設置台に設置した状態を示す正面図 図１の自動水栓を設置台に設置した状態を一部断面で示す斜視図 分離管の硬質部材の構成を示す斜視図 分離管の硬質部材と可撓性部材との接続部分を一部断面で示す斜視図 図２の自動水栓の一部拡大断面図 発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部を通る電波の強度分布を示す模式図 発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部、並びにそれらの下方に配置される集束レンズ部を通る電波の強度分布を示す模式図 センサケースの斜視図 センサケースに収納された電波センサの断面図 図１の自動水栓の概略構成図 図１の自動水栓が備える電波センサを基部に設けた変形例を模式的に示す断面図

（本発明の基礎となった知見）
本発明者らは、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できるようにするため、鋭意検討した結果、以下の知見を得た。

特許文献１の自動水栓は、例えば、公共のトイレに設置される複数の便器のそれぞれに取り付けられるものである。すなわち、特許文献１の自動水栓における検知対象物は、使用者の身体の一部などの比較的大きな物体である。この場合、送信アンテナから送信された電波が反射される面積が大きいため、受信アンテナに受信される電波の量も多くなる。従って、特許文献１の自動水栓は、検知対象物となる物体を検知することができる。

しかしながら、例えば、特許文献１の自動水栓をキッチンの流し台に取り付けた場合には、検知対象物には、箸やスプーンなどの比較的小さな物体が含まれることになる。この場合、送信アンテナから送信された電波が反射される面積が小さいため、受信アンテナに受信される電波の量も少なくなる。その結果、検知対象物となる物体を検知できないことが起こり得る。

自動水栓が検知対象物となる物体を検知できない場合、使用者自身の手を電波センサに近づけるなどの動作が必要になる。特に、キッチンのシンクに取り付けられる自動水栓においては、１回の食器の洗浄中に当該動作を頻繁に行うことが予想される。この場合、使用者の使い勝手が悪くなる。

本発明者らは、前記新規な知見に基づき鋭意検討した結果、発信部と受信部のそれぞれに専用の集束レンズ部を設けることで、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できることを見出した。すなわち、発信部からの電波を発信用集束レンズ部で集束することで、検知対象物となる物体に反射される電波の量を多くし、当該反射された電波を受信用集束レンズ部で集束して受信部に受信させることで、比較的小さい物体を検知できることを見出した。これらの点を踏まえて、本発明者らは、以下の発明に至った。

本発明の第１態様によれば、下方に向けて水を吐出する吐水部と、
吐水部の下方に向けて電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、吐水部の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
発信部が発信した電波と受信部が受信した電波とに基づいて吐水部から吐出される吐水量を制御する制御部と、
発信部と検知エリアとの間に配置され、発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
受信部と検知エリアとの間に配置され、受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
を備える、自動水栓を提供する。

本発明の第２態様によれば、発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部と検知エリアとの間に配置され、発信用集束レンズ部を通過した電波の半値角を小さくするとともに、受信用集束レンズ部に向かう電波の半値角を小さくする集束レンズ部を更に備える、第１態様に記載の自動水栓を提供する。

本発明の第３態様によれば、発信用集束レンズ部は、発信用凸球面を備え、
受信用集束レンズ部は、受信用凸球面を備え、
発信用凸球面と受信用凸球面とは、凹部を介して互いに隣接するように設けられている、
第１又は２態様に記載の自動水栓を提供する。

本発明の第４態様によれば、発信用集束レンズ部と受信用集束レンズ部とは、吐水部の口径よりも狭い範囲内に配置されている、第１〜３態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。

本発明の第５態様によれば、電波センサは、周囲を筒状の金属壁で囲まれている、第１〜４態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。

本発明の第６態様によれば、発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部と検知エリアとの間に電波透過性を有するカバーを更に備える、第１〜５態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。

本発明の第７態様によれば、吐水部からの水の吐出方向と電波センサの電波の送受信方向とが略平行である、第１〜６態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。

本発明の第８態様によれば、設置台に立設するように取り付けられる基部と、
基端部が基部の先端部に接続され、先端部が吐水部に接続されたＵ字形の管部と、を更に備え、
電波センサは、基部に取り付けられている、第１〜６態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。

本発明の第９態様によれば、発信部と受信部とが配置される基板を取り付けるための基板取付部と、
発信用集束レンズ部と受信用集束レンズ部とを支持するレンズ支持部と、
を更に備え、
基板取付部と、発信用レンズ部と、受信用レンズ部と、レンズ支持部とが、樹脂で一体形成されている、第１〜８態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。

本発明の第１０態様によれば、電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓に取り付けられる自動水栓用センサブロックであって、
電波を発信する発信部と、
発信部に隣接するように配置され、発信部から発信されて物体によって反射された電波を受信する受信部と、
発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
を備える、自動水栓用センサブロックを提供する。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係る自動水栓の斜視図である。図２は、図１の自動水栓の縦断面図である。図３は、図１の自動水栓を設置台に設置した状態を示す正面図である。図４は、図１の自動水栓を設置台に設置した状態を一部断面で示す斜視図である。

図１及び２に示すように、本実施形態に係る自動水栓１は、基部２と、管部３と、吐水部４とを備えている。

基部２は、図３及び４に示すように、設置台の一例であるシンクＳに立設するように取り付けられる部分である。本実施形態において、基部２は、図４に示すように、基端部２ａがシンクＳの後方上部に取り付けられている。

本実施形態において、基部２の基端部２ａには、基部２を回転自在に支持する支持部５が設けられている。基部２の基端部２ａ及び支持部５は、略円筒形状に形成されている。支持部５は、シンクＳの後方上部に固定されている。基部２の基端部２ａは、支持部５の外周面５ａ上を回転自在に取り付けられている。基部２が支持部５と回転軸として回転することで、基部２、管部３、及び吐水部４が一体的に回転する。

基部２には、操作パネル６が取り付けられている。本実施形態において、基部２は、下方に向かって外径が広がるようにテーパ状に形成された拡径部２１を有している。操作パネル６は、図１に示すように、表面６ａが管部３の基部２に隣接する表面３ｃに対して面一（flush）になるように、拡径部２１に埋め込まれている。これにより、操作パネル６と管部３との間には段差がなく、清掃性が向上する。また、操作パネル６は、基部２の内側に突出している。

操作パネル６の外周部には、図２に示すように、基部２との隙間をシールするパッキン６１が設けられている。本実施形態において、パッキン６１は、操作パネル６の外周部の全周を囲むように環状に形成されている。

操作パネル６の表面６ａには、図１に示すように、各種操作を行う操作ボタン６２が設けられている。操作ボタン６２は、例えば、吐水量変更ボタン、吐水温度変更ボタン、自動吐水モード入切ボタンなどのボタンである。吐水量変更ボタンは、吐水部４から吐出される吐水量を設定するためのボタンである。吐水温度変更ボタンは、吐水部４から吐出される水の温度を設定するためのボタンである。自動吐水モード入切ボタンは、自動吐水モードの入切（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えるためのボタンである。自動吐水モードでは、常時又は間欠的に吐水部４の下方の検知エリアに箸やスプーン等の検知対象物が存在するか否かを検知する。検知エリアに検知対象物が存在する場合、自動で吐水部４から水が吐出される。一方、検知エリアに検知対象物が存在しない場合、吐水部４から水が吐出されない。

また、基部２は、拡径部２１の下端部２１ａから鈍角に屈曲し、基部２の基端部２ａに向かって外径が小さくなる縮径部２２を有している。縮径部２２は、拡径部２１よりも上下方向の長さが短く形成されている。縮径部２２の下端部２２ａは、鈍角に屈曲し、基部２の基端部２ａと接続されている。すなわち、基部２は、直角又は鋭角に屈曲する部分を有さないように構成されている。これにより、清掃性が向上する。

管部３は、Ｕ字形の筒状部材で構成されている。ここで、「Ｕ字形」とは、弓状に湾曲するものをいい、湾曲の程度は問わない。管部３の基端部３ａは、基部２の先端部２ｂに接続されている。本実施形態において、管部３と基部２とは、それぞれの表面が滑らかに接続されるように一体に形成されている。すなわち、図１に示すように、管部３と基部２との間に継ぎ目がないように同一部材により構成されている。これにより、清掃性が向上する。

吐水部４は、下方に向けて水を吐出する部分である。本実施形態において、吐水部４は、管部３の先端部３ｂに着脱自在に接続されている。吐水部４の先端部４ａには、水を吐出する吐水口４ｂが形成されている。吐水口４ｂは、シンクＳに対向する位置に設けられている。吐水口４ｂからシンクＳ内へ水を吐出することにより、シンクＳ内の食器や調理器具、食材等の被洗浄物を洗浄することができる。

また、管部３及び基部２の内側には、図２に示すように、内部に水が流れるホース７が配置されている。本実施形態において、ホース７は、可撓性を有する蛇腹ホースである。ホース７の先端部７ａは、略円筒形状の接続具７１に接続されている。接続具７１は、管部３の先端部３ｂに着脱自在に取り付けられるとともに、吐水部４に固定されている。これにより、吐水部４を管部３の先端部３ｂから取り外した際、ホース７が管部３の内側から引き出される。ホース７を流れる水は、接続具７１の内側及び吐水部４の内側を通じて吐水口４ｂから吐出される。

ホース７は、分離管８に内包されている。分離管８は、ホース７よりも外径が大きく、ホース７が分離管８の内側を延在方向に移動可能に収容する。分離管８は、基部２の内側から管部３の先端部３ｂの内側まで延在するように形成されている。本実施形態において、分離管８の基端部８ａは、支持部５よりも下方に伸びるように構成されている。分離管８の先端部８ｂは、管部３の先端部３ｂの内側で固定されている。管部３の先端部３ｂには、分離管８と管部３との隙間をシールするパッキン８１が設けられている。これにより、分離管８と管部３との隙間から水が浸入することが抑えられている。すなわち、分離管８の外側と管部３の内側との間の空間は、ドライエリアとなっている。一方、分離管８の内側の空間は、水が流れるホース７が通るウエットエリアとなっている。すなわち、分離管８は、ドライエリアとウエットエリアとを分離するものである。

分離管８は、図２に示すように、吐水部４側の部分が、硬質部材８２で構成されている。本実施形態において、硬質部材８２は、管部３の先端部３ｂから基端部３ａの近傍まで延在するように設けられている。すなわち、硬質部材８２は、管部３の湾曲部分に配置されている。これにより、分離管８の変形が抑えられるので、分離管８と管部３との隙間寸法が保持される。

前述したパッキン８１は、図５に示すように、硬質部材８２の先端部８２ｂの周囲に取り付けられる。分離管８と管部３との隙間寸法の変化が抑えられているので、分離管８と管部３との隙間をパッキン８１がしっかりとシールすることができる。

硬質部材８２の上部には、図５に示すように、溝部８２ｃが形成されている。溝部８２ｃには、信号線などの電装部品が収容される。すなわち、信号線などの電装部品は、分離管８の外側のドライエリアに配置され、水濡れすることを抑えられている。

また、硬質部材８２の内側は、摺動性の高い材質、例えば、ポリアセタールで構成されている。これにより、ホース７を管部３から引き出して使用する際、ホース７と硬質部材８２とが接触する音を抑えることができる。

分離管８の基部２側の部分は、図２に示すように、可撓性部材８３で構成されている。可撓性部材８３は、例えば、ポリエチレンで構成されている。本実施形態において、可撓性部材８３は、基部２に固定されている。より具体的には、可撓性部材８３は、基部２の内側に突出する操作パネル６を避けるように、基部２の操作パネル６と対向する面に沿うように固定されている。可撓性部材８３と基部２とは、例えば、ネジやボルトなどの締結部材により固定されている。これにより、可撓性部材８３が延在方向に引き抜かれることが抑えられている。

また、本実施形態において、可撓性部材８３は、図６に示すように、硬質部材８２の基端部８２ａと接続される先端部８３ｂの近傍部分が蛇腹状に形成されている。また、可撓性部材８３は、図２に示すように、支持部５の先端部５ｂの近傍部分が蛇腹状に形成されている。すなわち、可撓性部材８３は、先端部８３ｂの近傍部分及び支持部５の先端部５ｂの近傍部分の可撓性が向上されている。これにより、可撓性部材８３は、より容易に、基部２の操作パネル６と対向する面に沿うように固定することができる。

また、管部３の先端部３ｂの背面（基部２側の面）には、図２及び図７に示すように、検知センサの一例である電波センサ９が設けられている。電波センサ９は、図７に示すように、センサ収納部９１内に収納されて管部３に取り付けられている。

管部３とセンサ収納部９１とは、それぞれの表面が滑らかに接続されるように一体に形成されている。すなわち、図１に示すように、管部３と基部２との間に継ぎ目がないように同一部材により構成されている。これにより、清掃性が向上する。

電波センサ９は、図７に示すように、吐水部４の下方に向けて電波を発信する発信部９２と、吐水部４の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部９３とを備えている。受信部９３は、発信部９２に隣接するように配置されている。本実施形態において、発信部９２と受信部９３とは、同一の基板２０１上に配置されている。電波センサ９は、吐水部４の下方に位置する検知エリアに検知対象物が存在するか否かを非接触で検知するとともに、発信部９２が発信した電波の周波数と受信部９３が受信した電波の周波数に基づいて検知対象物までの距離を測定可能なセンサである。

基板２０１の上方には、図７に示すように、コネクタ２０２が設けられている。コネクタ２０２は、図１２を用いて後述する信号線１００によって制御部１０１に接続されている。電波センサ９の検知動作は、制御部１０１によって制御される。

発信部９２の下方には、発信部９２から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部９４が配置されている。受信部９３の下方には、受信部９３に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部９５が配置されている。電波センサ９は、吐水部４からの水の吐出方向と電波の送受信方向とが略平行になるように配置されている。

発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とは、レンズ支持部２０３により支持されている。レンズ支持部２０３は、例えば、円形平板状に形成されている。レンズ支持部２０３には、基板２０１を取り付けるための基板取付部２０４が接続されている。本実施形態において、基板取付部２０４と、発信用集束レンズ９４と、受信用集束レンズ９５と、レンズ支持部２０３とは、樹脂で一体成形（例えば、射出成形）されている。これにより、基板取付部２０４に取り付けられた基板２０１上の発信部９２，受信部９３と、発信用集束レンズ９４，受信用集束レンズ９５との位置合わせ（軸調整）を不要又は容易にすることができる。また、それらの部品を１つの部品として取扱うことができるので、それらの部品の取り付けを容易に行うことができる。なお、前記樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＯＭ樹脂などの成形性が良い樹脂を用いることが好ましい。

発信用集束レンズ部９４は、図７に示すように、発信用凸球面９４ａを備えている。発信用集束レンズ部９４は、発信部９２から発信された電波を発信用凸球面９４ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくし、特定のエリアの電波の強度を強くするように機能する。受信用集束レンズ部９５は、受信用凸球面９５ａを備えている。受信用集束レンズ部９５は、物体によって反射されて入射した電波を受信用凸球面９５ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくし、受信部９３に受信される電波の強度を強くするように機能する。その結果、発信部９２から発信され受信部９３に受信される電波は、図８に示すように、凹部９６の中心を通り且つ電波の送受信方向に延在する軸Ｘに近づくように集束される。これにより、検知エリアＥ１は、電波の送受信方向に長くなり、軸Ｘ付近の電波の強度が強くなる。

発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５の下方には、発信用集束レンズ部９４を通過した電波の半値角を小さくするとともに、受信用集束レンズ部９５に向かう電波の半値角を小さくする集束レンズ部９７が設けられている。集束レンズ部９７は、送受信用凸球面９７ａを備えている。集束レンズ部９７は、発信用集束レンズ部９４を通過した電波を送受信用凸球面９７ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくするように機能する。また、集束レンズ部９７は、受信用集束レンズ部９５に向かう電波を送受信用凸球面９７ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくするように機能する。その結果、発信部９２から発信され受信部９３に受信される電波は、図９に示すように、軸Ｘに、より近づくように集束される。これにより、検知エリアＥ２は、検知エリアＥ１よりも、電波の送受信方向に長くなり且つ軸Ｘ付近の電波の強度が強くなる。

また、本実施形態において、発信部９２、受信部９３、発信用集束レンズ部９４、受信用集束レンズ部９５、及び集束レンズ部９７は、図１０に示す金属製のセンサケース９８に収納されている。すなわち、電波センサ９は、周囲を筒状の金属壁で囲まれている。これにより、例えば、発信部９２が発信した電波以外の電波を、受信部９３が受信することを抑えている。また、発信部９２が発信した電波が検知対象物に向かわずに拡散することを抑えている。

センサケース９８は、図１０に示すように、電波センサ９を収納する箱体部９８Ａと、接続具７１（図７参照）を保持するための筒状部９８Ｂとを備えている。図７に示すように、箱体部９８Ａはセンサ収納部９１内に配置され、筒状部９８Ｂは管部３の先端部３ｂ内に配置される。

また、箱体部９８Ａの集束レンズ部９７の下方に位置する面９８ａは、電波透過性を有する材質、例えば、金属やカーボンをほとんど含有しない材質で構成されている。箱体部９８Ａの面９８ａは、電波透過性を有するカバーとして機能する。なお、面９８ａに塗装や蒸着を行うことによって、面９８ａが電波透過性を有するように構成してもよい。箱体部９８Ａの集束レンズ部９７の上方に位置する面９８ｂには、前述したコネクタ２０２が設けられている。

センサケース９８の周囲には、図７及び図１０に示すように、管部３又はセンサ収納部９１との隙間をシールするパッキン９９が設けられている。本実施形態において、パッキン９９は、センサケース９８の外周部の全周を囲むように環状に形成されている。

発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとは、図１１に示すように、凹部９６を介して互いに隣接するように設けられている。本実施形態において、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとは、吐水部４の口径（外径）よりも狭い範囲内に配置されるように、平面視において円形の一部を切り欠いた外形を有している。また、集束レンズ部９７は、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５を包含する大きさに形成されている。

また、電波センサ９は、図１２に示すように、信号線１００により制御部１０１に接続されている。また、制御部１０１には、信号線（図示せず）により操作パネル６に接続されている。制御部１０１は、電波センサ９が検知した検知情報と操作パネル６に入力された入力情報とに基づいて吐水部４から吐出される水を制御する。

より具体的には、制御部１０１は、発信部９２が発信した電波と受信部９３が受信した電波とに基づいて吐水部４から吐出される吐水量を制御する。また、制御部１０１は、操作パネル６に入力された吐水量変更情報に基づいて吐水部４から吐出される吐水量を制御する。また、制御部１０１は、操作パネル６に入力された吐水温度変更情報に基づいて、吐水部４から吐出される水の温度を制御する。

本実施形態において、制御部１０１には、給湯量調整用の電動弁１０２と、給水量調整用の電動弁１０３と、電磁弁１０４とが電気的に接続されている。電動弁１０２は、湯が通る給湯管１０５に設けられている。電動弁１０３は、水が通る給水管１０６に設けられている。給湯管１０５と給水管１０６とは、湯と水とを混合した混合水が通る混合水管１０７と流体連通している。混合水管１０７は、電磁弁１０４を介してホース７と流体連通している。

制御部１０１は、操作パネル６に入力された入力情報に基づいて、電動弁１０２，１０３の開度を変更することで、給湯管１０５を通る湯の量及び給水管１０６を通る水の量を調整し、混合水管１０７を通る混合水の量及び温度を制御する。また、制御部１０１は、操作パネル６に入力された入力情報に基づいて、電磁弁１０４の開度を変更することで、混合水管１０７を通る混合水をホース７に供給するか否かを制御する。

なお、電波センサ９、操作パネル６、信号線１００、制御部１０１を含む各種電装部品は、分離管８の外側に配置されている。これにより、それらの各種電装部品の水濡れが抑えられている。

本実施形態に係る自動水栓によれば、発信部９２の下方に発信用集束レンズ部９４を設けるとともに、受信部９３の下方に受信用集束レンズ部９５を設けている。これにより、発信部９２からの電波を発信用集束レンズ部９４で集束することで、検知対象物となる物体に反射される電波の量を多くすることができる。また、当該反射された電波を受信用集束レンズ部９５で集束して受信部９３に受信させることで、受信部９３が受信する電波の量を多くすることができる。これにより、検知対象物が比較的小さい物体、例えば、箸やスプーンである場合でも、当該物体を検知することができる。また、発信側も受信側も電波を集束させることで、誤検知を抑えることができる。

また、本実施形態に係る自動水栓によれば、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５の下方に集束レンズ部９７を設けている。これにより、検知エリアＥ２を電波の送受信方向に長くするとともに軸Ｘ付近の電波の強度をより強くすることができる。

また、本実施形態に係る自動水栓によれば、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとを、凹部９６を介して互いに隣接するように設けている。これにより、センサ収納部９１を小型化することができる。また、凹部９６を設けることで、例えば、発信部９２から送信された電波が受信用凸球面９５ａに入射することを抑えることができる。

また、本実施形態に係る自動水栓によれば、発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とを、吐水部４の口径よりも狭い範囲内に配置している。これにより、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５を収納するセンサ収納部９１を、吐水部４の後方に隠して目立たなくすることができる。また、センサ収納部９１を小型化することで、清掃性も向上する。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、可撓性部材８３は、基部２に固定されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、可撓性部材８３は、管部３に固定されてもよい。

また、前記実施形態においては、発信部９２と、受信部９３と、発信用集束レンズ部９４と、受信用集束レンズ部９５と、集束レンズ部９７と、センサケース９８とで、「自動水栓用センサブロック」が構成されている。しかしながら、本発明の「自動水性用センサブロック」は、この構成に限定されるものではなく、少なくとも、発信部９２と、受信部９３と、発信用集束レンズ部９４と、受信用集束レンズ部９５とを備えていればよい。

また、前記では、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとが凹部９６を介して互いに隣接するように設けられるものとしたが、本発明はこれに限定されない。発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとは、凹部９６を介さず直接隣接するように設けられてもよい。例えば、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとの接続部分は、発信用凸球面９４ａの頂部と受信用凸球面９５ａの頂部とを平面で繋ぐように形成されてもよい。また、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとの接続部分は、発信用凸球面９４ａの頂部と受信用凸球面９５ａの頂部とが一致するように（例えば、断面形状としては図７に示す集束レンズ９７と同様になるように）形成されてもよい。すなわち、発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とは、１つの部品で構成されてもよい。このような構成によっても、受信部に対応する位置にしか集束レンズ部を有しない従来の構成に比べて、より小さい物体を検知することができるとともに、誤検知を抑えることができる。

また、前記では、電波センサ９は、管部３に取り付けられるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電波センサ９は、吐水部４に取り付けられてもよい。また、電波センサ９は、図１３に示すように、基部２に取り付けられてもよい。この構成によれば、管部３にセンサ収納部９１を設ける必要性を無くすことができる。なお、この場合、発信用集束レンズ部９４は、発信部９２と吐水部４の下方の検知エリアとの間に配置すればよい。また、受信用集束レンズ部９５は、受信部９３と吐水部４の下方の検知エリアとの間に配置すればよい。また、集束レンズ９７は、発信用集束レンズ部９４及び受診用集束レンズ部９５と吐水部４の下方の検知エリアとの間に配置すればよい。また、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５と吐水部４の下方の検知エリアとの間に電波透過性を有するカバーを設けてもよい。

なお、電波センサ９を基部２に取り付ける場合、発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とは、上下に配置されることが好ましい。これにより、検知エリアの左右方向の幅を小さくして、検知エリアの上下方向の長さを左右方向の幅より長くすることができ、吐水部の下方に延びる検知エリアを形成して、検知による作業性を向上することができる。また、集束レンズ部９７により検知エリアの上下方向の長さを限定することができ、例えば、シンクＳの底部に載置された物体を誤検知することを抑えることができる。また、吐水口４ｂの手前方向の距離は、電波センサ９の送信波と受信波との位相差から距離を算出する方法などにより、吐水口４ｂの手前での動作や作業で誤検知することを防止できる。

また、前記では、基板取付部２０４と、発信用集束レンズ９４と、受信用集束レンズ９５と、レンズ支持部２０３とが、樹脂で一体成形されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板取付部２０４と、発信用集束レンズ９４と、受信用集束レンズ９５と、レンズ支持部２０３とに加えて、更に集束レンズ９７も、樹脂で一体成形されてもよい。この場合、基板２０１上の発信部９２，受信部９３と、発信用集束レンズ９４，受信用集束レンズ９５と、集束レンズ９７との位置合わせ（軸調整）を不要又は容易にすることができる。また、それらの部品を１つの部品として取扱うことができるので、それらの部品の取り付けを容易に行うことができる。

また、前記では、基部２、管部３、及びセンサ収納部９１は、それぞれの表面が滑らかに接続されるように一体に形成されるものとしたが、本発明は、各部が同一の材料で構成されることのみに限定されない。例えば、基部２、管部３、及びセンサ収納部９１のそれぞれの表面を同一材料の金属メッキ（例えば、クロムメッキ）で形成し、それぞれの表面以外の部分は別々の部材で構成されてもよい。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

１ 自動水栓
２ 基部
２ａ 基端部
２１ 拡径部
２１ａ 下端部
２２ 縮径部
２２ａ 下端部
３ 管部
３ａ 基端部
３ｂ 先端部
３ｃ 表面
４ 吐水部
５ 支持部
６ 操作パネル
６ａ 表面
６１ パッキン
７ ホース
８ 分離管
８１ パッキン
８２ 硬質部材
８３ 可撓性部材
９ 電波センサ（検知センサ）
９１ センサ収納部
９２ 発信部
９３ 受信部
９４ 発信用集束レンズ部
９４ａ 発信用凸球面
９５ 受信用集束レンズ部
９５ａ 受信用凸球面
９６ 凹部
９７ 集束レンズ部
９７ａ 送受信用凸球面
９８ センサケース
９８ａ，９８ｂ 面
９９ パッキン
１００ 信号線
１０１ 制御部
２０１ 基板
２０２ コネクタ
２０３ レンズ支持部
２０４ 基板取付部
Ｓ シンク（設置台）

Claims (10)

1. 下方に向けて水を吐出する吐水部と、
   前記吐水部の下方に向けて電波を発信する発信部と、前記発信部に隣接するように配置され、前記吐水部の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
   前記発信部が発信した電波と前記受信部が受信した電波とに基づいて前記吐水部から吐出される吐水量を制御する制御部と、
   前記発信部と前記検知エリアとの間に配置され、前記発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
   前記受信部と前記検知エリアとの間に配置され、前記受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
   を備え、
   前記発信用集束レンズ部及び前記受信用集束レンズ部は、それぞれで通過する電波を屈折させて各電波の半値角を小さくするものである、自動水栓。
2. 前記発信用集束レンズ部及び前記受信用集束レンズ部と前記検知エリアとの間に配置され、前記発信用集束レンズ部を通過した電波の半値角を小さくするとともに、前記受信用集束レンズ部に向かう電波の半値角を小さくする集束レンズ部を更に備える、請求項１に記載の自動水栓。
3. 前記発信用集束レンズ部は、発信用凸球面を備え、
   前記受信用集束レンズ部は、受信用凸球面を備え、
   前記発信用凸球面と前記受信用凸球面とは、凹部を介して互いに隣接するように設けられている、
   請求項１又は２に記載の自動水栓。
4. 前記発信用集束レンズ部と前記受信用集束レンズ部とは、前記吐水部の口径よりも狭い範囲内に配置されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動水栓。
5. 前記電波センサは、周囲を筒状の金属壁で囲まれている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動水栓。
6. 前記発信用集束レンズ部及び前記受信用集束レンズ部と前記検知エリアとの間に電波透過性を有するカバーを更に備える、請求項１〜５のいずれか１つに記載の自動水栓。
7. 前記吐水部からの水の吐出方向と前記電波センサの電波の送受信方向とが略平行である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の自動水栓。
8. 設置台に立設するように取り付けられる基部と、
   基端部が前記基部の先端部に接続され、先端部が前記吐水部に接続されたＵ字形の管部と、を更に備え、
   前記電波センサは、前記基部に取り付けられている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の自動水栓。
9. 前記発信部と前記受信部とが配置される基板を取り付けるための基板取付部と、
   前記発信用集束レンズ部と前記受信用集束レンズ部とを支持するレンズ支持部と、
   を更に備え、
   前記基板取付部と、前記発信用レンズ部と、前記受信用レンズ部と、前記レンズ支持部とが、樹脂で一体形成されている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の自動水栓。
10. 電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓に取り付けられる自動水栓用センサブロックであって、
    電波を発信する発信部と、
    前記発信部に隣接するように配置され、前記発信部から発信されて物体によって反射された電波を受信する受信部と、
    前記発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
    前記受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
    を備え、
    前記発信用集束レンズ部及び前記受信用集束レンズ部は、それぞれで通過する電波を屈折させて各電波の半値角を小さくするものである、自動水栓用センサブロック。

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