TWI444523B - Automatic faucet device - Google Patents

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TWI444523B
TWI444523B TW100132415A TW100132415A TWI444523B TW I444523 B TWI444523 B TW I444523B TW 100132415 A TW100132415 A TW 100132415A TW 100132415 A TW100132415 A TW 100132415A TW I444523 B TWI444523 B TW I444523B
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Kensuke Murata
Hiroshi Tsuboi
Shoichi Tsuiki
Yuya Masahira
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Toto Ltd
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Description

自動水龍頭裝置
本發明是關於自動水龍頭裝置,特別是關於使用電波感測器來自動進行出水及止水之自動水龍頭裝置。
以往,使用光電感測器來自動進行出水及止水之自動水龍頭裝置是已知的(例如參照專利文獻1)。這種自動水龍頭裝置,是在連通管的前端部分內部設置光電感測器。若使用者將手伸入光電感測器的偵測範圍內,光電感測器偵測到手的存在,藉此自動開始從出水口進行出水。另一方面,若使用者將手抽離偵測範圍,光電感測器偵測不到手的存在,而自動停止從出水口進行出水。
此外,這種自動水龍頭裝置,當使用者使用時會朝向出水口而從各個方向讓手進入。另一方面,由於光電感測器的配向性強,為了讓光電感測器確實地偵測到從各個方向伸入的手,必須將光電感測器的偵測範圍配置在手確實會伸過來的出水口附近。因此,在使用光電感測器之自動水龍頭裝置,是在手到達出水口之後才藉由光電感測器偵測,並無法提高應答性。
另一方面,取代光電感測器而使用偵測範圍寬廣的電波感測器(微波感測器)之自動水龍頭裝置是已知的(例如,參照專利文獻2)。專利文獻2所記載的自動水龍頭裝置,是將電波感測器配置在水槽側,並設定成使電波感測器所放射的電波束方向朝向上方放射。
電波感測器的配向性及偵測範圍都比光電感測器廣。因此,使用電波感測器之自動水龍頭裝置,即使是從各個方向讓手朝向出水口進入,由於在手到達出水口之前就能偵測到手,而能提高應答性。
上述使用光電感測器之自動水龍頭裝置,除了無法簡單地提高開始出水的應答性這個問題以外,基於其特性而必須在出水口附近配置光電感測器,因此還會有設計自由度受限的問題。亦即,必須在出水口附近的管內配置光電感測器、相關的配線、電氣元件,而使設計自由度受到限制。
此外,在上述之將電波感測器配置於水槽側的自動水龍頭裝置,雖能提高設計自由度,並不容易達成良好的應答性。亦即,由於將電波感測器配置於水槽側,若將出水口附近的電波強度增強,不僅是出水口附近,連水龍頭裝置周圍之電波強度也會增強,而造成偵測範圍變得過廣。如此,在將電波感測器配置於水槽側之自動水龍頭裝置,會感應到洗手結束後的甩水動作、洗手中搓肥皂的動作等,而容易發生錯誤出水。
於是,本申請人提出一種自動水龍頭裝置,是在連通管內並排設置水管和導波管,通過該導波管從電波感測器將電波導引到出水口部(參照專利文獻3)。依據此構造,可將偵測範圍設定在出水口周邊,因此可提高出水時及止水時的應答性。
[專利文獻1] 日本特開平4-360923號公報
[專利文獻2] 日本特開2006-219891號公報
[專利文獻3] 日本特開2010-144497號公報
然而,專利文獻3所記載的自動水龍頭裝置,是在出水口附近將水管配置在導波管的上方,因此在出水中,從出水口流出的洗淨水,會通過比導波管的電波放射口更接近使用者側的位置,洗淨水會遮蔽電波,在出水中比止水中更容易發生洗淨水的水流之使用者側的偵測範圍大幅縮小。
因此,專利文獻3所記載的自動水龍頭裝置,由於在出水中使用者側的偵測範圍縮小,當洗手結束後從水流將手抽離時,能夠立刻停止出水,這點是有利的,但本申請人發現專利文獻3所記載的自動水龍頭裝置中存在著以下的課題。專利文獻3所記載的自動水龍頭裝置,由於在出水中使用者側的偵測範圍變得過小,若為了在洗手中進行搓手動作而從水流將手挪往使用者側,會無法偵測到手。亦即,本申請人發現,在專利文獻3所記載的自動水龍頭裝置,在本來應繼續出水的搓手動作中,可能意外地讓出水停止。
本發明是為了解決上述課題而開發完成的,其目的是為了提供一種使用電波感測器之自動水龍頭裝置,利用簡單的構造可防止發生錯誤止水。
為了解決上述課題,本發明之自動水龍頭裝置,係具備水龍頭主體、水管、電波感測器以及控制手段;該水龍頭主體,其基端部固定於支承體,且具有朝向使用者側延伸的連通管及出水閥;該水管,是配置於連通管內,用來將洗淨水供應給位於水龍頭主體的端部之出水口部所形成的出水口;該電波感測器,是輸出用來偵測使用者的動作狀態之檢測訊號;該控制手段,是根據電波感測器的檢測訊號來切換出水閥的開閉,而進行出水口之洗淨水的出水和止水;其特徵在於,係具備電波通過用空間、電波感測器、電波放射口以及配向性決定手段;該電波通過用空間,是形成在連通管內和水管之間而讓電波通過;該電波感測器,是設置於水龍頭主體的基端部側,配置成可朝電波通過用空間放出電波;該電波放射口,是連通於電波通過用空間,為了將通過連通管內的電波朝外部放射而形成於出水口部;該配向性決定手段,是用來決定從電波放射口放射的電波之配向性;配向性決定手段,在止水中,是讓電波放射口所放射的電波沿著從出水口流出之洗淨水的出水方向配向,而且在出水中,是讓電波放射口中之配置在比出水口更接近使用者側的部分所放射之電波的至少一部分,與從出水口流出之洗淨水水流之使用者側的側面干涉。
依據此構造之本發明,藉由配向性決定手段,從形成於出水口部之電波放射口,沿著洗淨水的出水方向放射電波,因此在止水中,可沿著出水方向形成電波感測器的偵測範圍。因此,在本發明,在止水中,利用從出水口附近朝出水方向延伸的偵測範圍,不管是從哪個方向將手朝向出水口伸入,在手到達洗淨點之前就能偵測到手,因此能在良好的時點開始進行出水。
另一方面,在本發明,藉由配向性調整手段,在出水中,讓電波放射口中之配置在比出水口更接近使用者側的部分所放射之電波的一部分,在從出水口流出之洗淨水水流的側面中,與使用者側的側面之水流干涉。如此,在本發明,在出水中,可在比水流更接近使用者側形成偵測範圍,即使在洗手中為了進行搓手動作等而將手從水流中挪向使用者側,仍能持續偵測到手,因此能防止發生不必要的出水中斷。
此外,在本發明較佳為,在出水口部,水管是朝向斜下方讓洗淨水流出。
依據此構造之本發明,由於洗淨水的出水方向是朝向斜下方,在出水中,偵測範圍形成於水流的上側(使用者側)。因此,在本發明,即使是在水流的上方進行搓手動作,仍不會讓出水中斷而能繼續進行出水。
此外,在本發明較佳為,電波放射口是圍繞水管的上側之側面及橫方向的側面,而讓從電波放射口放射之電波的至少一部分與水流的上側之側面及橫方向的側面干涉。
依據此構造之本發明,除了水流的上側之側面以外,對於水流的橫方向之兩側面電波也會發生干涉,因此在出水中,在水流的橫方向也能形成偵測範圍。因此,在本發明,即使在洗手中為了進行搓手動作等而朝水流的橫方向將手挪開,仍能繼續進行出水,因此能防止發生不必要的出水中斷。
此外,在本發明較佳為,電波放射口是形成朝與出水方向正交的方向延伸之實質上細長的窗,而以電波的電場成分與水流的上側之側面正交的狀態讓電波與水流的上側之側面干涉。
依據此構造之本發明,由於電波放射口是形成朝與出水方向正交的方向延伸之實質上細長的窗,能在電場成分與水流正交的狀態下,讓電波與水流干涉。如此,若電波的電場成分與水流正交,可提高電波與水流的干涉作用(亦即,電波的衰減作用及反射作用),因此利用水流所造成之電波的衰減及反射,容易形成適用於出水中之偵測範圍。
此外,在本發明較佳為,配向性決定手段,是將從電波放射口放射的電波配向,而在出水中,使水流之基端部側的電波比起使用者側的電波,經由與水流的干涉所造成之衰減更大。
依據此構造之本發明,由於在出水中,使水流之基端部側(使用者側的相反側)的電波比起使用者側的電波更為大幅衰減,不容易偵測到朝向斜下方之洗淨水水流之朝向下側側面而從水槽濺起的洗淨水。依據此構造之本發明,在出水中,可防止因搓手動作而造成出水中斷,並能防止因水槽的濺水所造成之不必要的繼續出水。
此外,在本發明較佳為,配向性決定手段,是將從電波放射口放射的電波配向,而使從出水口流出的洗淨水,通過止水中的電波感測器之偵測範圍中靠近水流之基端部側的區域。
依據此構造之本發明,由於在出水中讓洗淨水通過止水中的偵測範圍中之靠近基端部側的位置,利用洗淨水所造成的電波衰減,能使止水中的偵測範圍在基端部側縮小。因此,在出水中,偵測範圍不容易涵蓋比水流更下側的區域,而更不容易偵測到水槽的濺水。依據此構造之本發明,在出水中,可防止因搓手動作而造成出水中斷,並能防止因水槽的濺水所造成之不必要的繼續出水。
此外,在本發明較佳為,配向性決定手段,是以出水中的偵測範圍比起止水中更能涵蓋接近使用者的空間之方式,讓從電波放射口放射之電波的至少一部分與水流的上側之側面干涉而進行反射。
依據此構造之本發明,藉由讓電波在水流的上側側面進行反射,能使出水中的偵測範圍之至少一部分,相對於止水中的偵測範圍朝向使用者側移位。如此,即使使用者在洗手中將手挪往使用者側,仍能持續偵測到手,因此能防止在洗手中發生不必要的出水中斷。
此外,在本發明較佳為,配向性決定手段,是以出水中的偵測範圍比起止水中的偵測範圍在水流下側的位置更小的方式,讓從電波放射口放射之電波的至少一部分藉由水流衰減。
依據此構造之本發明,利用電波與水流的干涉,能使出水中的偵測範圍比起止水中在位於水流下側的部分變得更小,因此更不容易偵測到水槽的濺水。依據此構造之本發明,在出水中,可防止因搓手動作而造成出水中斷,並能防止因水槽的濺水所造成之不必要的繼續出水。
此外,在本發明較佳為,配向性決定手段,是讓從電波放射口放射的電波經由水流進行反射,而使出水中的偵測範圍比起止水中的偵測範圍,朝水流的上方且橫方向擴大。
依據此構造之本發明,在出水中讓電波經由水流進行反射,可將偵測範圍朝向水流的上方且橫方向擴大,因此即使在洗手中將手朝水流之上方且橫方向挪動,仍能繼續進行出水,而能防止在洗手中發生不必要的出水中斷。
此外,在本發明較佳為,配向性決定手段,讓從電波放射口放射之電波藉由水流衰減及反射,而使出水中的偵測範圍起比止水中的偵測範圍,朝出水方向縮小。
依據此構造之本發明,出水中的偵測範圍比起止水中朝出水方向縮小,因此更難偵測到水槽的濺水。依據此構造之本發明,在出水中,可防止因搓手動作而造成出水中斷,並能防止因水槽的濺水所造成之不必要的繼續出水。
此外,在本發明較佳為,在出水口部,出水口是形成截面圓形,出水口配置於電波放射口內,水管是抵接在電波放射口的內周面當中之下側的內面。
依據此構造之本發明,從出水方向觀察,由於是抵接於電波放射口的下側內面來配置水管,從電波放射口放射之電波,主要存在於水流的上側及左右兩側,而在水流的下側幾乎不存在。如此,在出水中,能讓電波在水流的上面及左右側面進行干涉(反射),而使偵測範圍朝水流的上方及橫方向擴大。另一方面,由於讓水流通過止水中的偵測範圍內之下側部分,出水中的偵測範圍在水流的下側會大幅衰減。如此,依據本發明,在出水中,可防止因搓手動作而造成出水中斷,並能防止因水槽的濺水所造成之不必要的繼續出水。
依據本發明,在使用電波感測器之自動水龍頭裝置,利用簡單的構造就能防止發生錯誤出水及錯誤止水。
接著,參照第1圖至第20圖來說明本發明的實施形態之自動水龍頭裝置。
第1圖顯示,將本實施形態的自動水龍頭裝置1安裝於洗臉台的狀態。洗臉台係具備:具有既定的凹部形狀之水槽2、以及基台3。在水槽2的底面設置排水口2a。
如第1圖所示,本實施形態的自動水龍頭裝置1係具備:基端部固定於基台(支承體)3之水龍頭主體1A,該水龍頭主體1A係具有朝向使用者側C延伸的連通管(spout)10及出水閥30。該自動水龍頭裝置1進一步具備:插入連通管10內的水管20、用來檢測包含使用者是否存在或有無使用之使用者的動作狀態之電波感測器40、以及用來控制出水閥30的開閉動作之控制部50。
連通管10是中空的管構件,例如由鋼材等的金屬材料所形成。連通管10,至少其內面是由可反射電波的材料所形成。連通管10的形狀,是從基台3朝鉛直方向延伸後,以前端開口朝向水槽2底面的方式彎曲。連通管10的出口部分是朝向斜下方。
水管20是連結於出水閥30,用來將洗淨水供應給位於水龍頭主體1A的端部之出水口部所形成之出水口26。水管20,是整體具有可撓性之管狀構件,是由安裝於前端部之出水帽蓋21及可撓管22所構成。從出水帽蓋21的出水口26讓洗淨水朝向斜下方的出水方向A流出,藉此朝向受水部之水槽2的底面供應洗淨水。
又,在本實施形態的洗淨水雖是從出水口26朝向斜下方流出,但讓洗淨水從出水口26朝向大致正下方流出亦可。
可撓管22是具有可撓性的管狀構件,至少在連通管10內,可撓管22的外面是由可反射電波的材料(例如金屬材料)所形成。
可撓管22,是在上游端直接或間接地連接出水閥30,在下游端連接出水帽蓋21。
此外,在本實施形態雖是使用可撓管22,但利用具有可撓性及電波透過性的軟管來連結出水帽蓋21和出水閥30亦可。在此情況較佳為,在軟管外面的整個範圍配置可反射電波之金屬材料等的反射構件(例如鋁箔)。
出水閥30是電磁閥,是藉由來自控制部50的控制訊號而進行開閉動作。此外,出水閥30是屬於定流量閥,在開動作時能將一定流量的洗淨水朝向出水口26供應。
電波感測器40,是配置於水龍頭主體1A內,且設置在水龍頭主體1A的基端部側。在本實施形態,電波感測器40是固定在連通管10的基端部側。電波感測器40是微波都卜勒感測器。使用頻率為例如約10GHz或約24GHz。如第9圖所示,電波感測器40係具備:感測器主體部41、以及安裝於感測器主體部41之電波導入導出部42。感測器主體部41是具有局部振盪器、送訊天線、收訊天線、混合器(檢波器)等的電子元件。電波導入導出部42是中空的金屬製元件,可將來自感測器主體部41的電波朝向外部放射,並從外部將反射波導入感測器主體部41。
感測器主體部41,是將局部振盪器所生成的微波(送訊訊號)從送訊天線透過電波導入導出部42朝向外部放射,將對象物(例如人的手部)所反射的微波(反射波)透過電波導入導出部42而藉由收訊天線收訊。而且,電波感測器40內的混合器(檢波器),是將該反射波和送訊訊號混合,而檢測出都卜勒訊號。
當對象物呈靜止的情況,由於送訊波和反射波的頻率相同,電波感測器40不容易檢測出是否有對象物。然而,當對象物移動的情況,由於反射波的頻率改變,混合器的輸出出現差分訊號。利用該差分訊號,電波感測器40可檢測出是否有對象物及移動方向(接近或遠離),將檢測訊號(參照第11圖)往控制部50輸出。檢測訊號,是具有與對象物的移動速度對應之頻率成分的速度訊號,表示有移動的對象物存在。
控制部50是由個人電腦等構成,是透過濾波電路51從電波感測器40接收檢測訊號。控制部50如第11圖所示是程式化成,若接收相對於基準值(例如0V)具有某個電壓臨限值(絕對值)以上的訊號值之檢測訊號,會輸出讓出水閥30成為開狀態之驅動訊號;若接收相對於基準值具有未達某個電壓臨限值(絕對值)的訊號值之檢測訊號,則輸出讓出水閥30成為閉狀態之驅動訊號。亦即,控制部50,是根據相對於電壓臨限值之檢測訊號的訊號值來決定後述的電波感測器40之偵測範圍。如此,當檢測出對象物時,讓出水閥30保持開狀態而成為出水狀態。另一方面,當未檢測出對象物時,讓出水閥30保持閉狀態而成為止水狀態。
濾波電路51,是具有僅讓既定的頻率範圍之檢測訊號通過之帶通過濾器。藉由該濾波電路51,僅將與人的手部移動對應的頻率範圍之檢測訊號送往控制部50,而能抑制錯誤檢測。
第12圖係顯示檢測訊號的具體例。
第12(A)圖係對應於從出水口26讓洗淨水流出的狀態(洗淨水未受阻礙而到達水槽2的底面),第12(B)圖係對應於在樹脂製的杯子裝水的狀態,第12(C)圖係對應於在洗淨水的水流中清洗雙手的狀態。第12圖的基準值約2.5V。
在本實施形態,控制部50具有兩個臨限值。亦即,包含用來讓出水開始之出水開始臨限值Ts、用來讓出水停止之止水臨限值Tt。又在第12圖,該等的臨限值是用以基準值為中心的範圍表示。
控制部50進行以下控制,在止水中,若檢測訊號的振幅成為出水開始臨限值Ts以上則讓出水開始;在出水中,若檢測訊號的振幅未達止水臨限值Tt則讓出水停止。
如第12(A)圖所示,止水臨限值Tt是設定成,比洗淨水未受阻礙而到達水槽2底面的情況所偵測到的小檢測訊號的振幅更大的值。此外,止水臨限值Tt是設定成,比在洗淨水中洗手的情況所偵測到的大檢測訊號的振幅更小的值。如此,由於洗手結束後的檢測訊號比止水臨限值Tt更小,控制部50能夠在洗手結束後讓出水停止。
此外,如第12(B)(C)圖所示,在杯子內裝水時、或在洗手動作中,是偵測到比止水臨限值Tt振幅更大的檢測訊號,因此控制部50能讓出水繼續進行。如此,在杯子內裝水的動作中或洗手動作中不致讓出水停止。
接下來說明本實施形態的自動水龍頭裝置1之電波感測器40的偵測範圍之概略。自動水龍頭裝置1,是對應於是否有來自出水口26之洗淨水的出水,而改變電波感測器40的偵測範圍。
第1圖及第3(A)圖係顯示止水中的偵測範圍a1。偵測範圍a1是形成,從出水口26附近沿著放射方向B1(出水方向A)細長地延伸。此外,為了避免偵測到從杯子倒入水槽2的水,偵測範圍a1的下端設定成未到達水槽2的底面。
另一方面,第2圖及第3(B)圖係顯示出水中的偵測範圍a2。在本實施形態,從出水口部,不管是止水中或出水中都會朝既定的固定方向放射電波,但偵測範圍a2的大小是比偵測範圍a1小,亦即使其形狀改變,而讓沿著出水方向A的長度以及沿著朝向使用者U的方向C之長度變短。此外,使偵測範圍a2的形狀改變,而讓其放射方向B2從洗淨水往水槽2底面之著水位置朝向使用者側C。如此,偵測範圍a2在水流W的下側區域變小,而不容易偵測到碰上水槽2底面而濺起的洗淨水。此外,偵測範圍a2之橫方向D的寬度比偵測範圍a1寬。又在以下的說明,是將橫方向D稱為寬度方向,或簡稱為橫方向。
以下針對本實施形態的自動水龍頭裝置1之細部構造進行說明。
首先說明本實施形態的連通管10。在本實施形態,是將連通管10的內徑及長度等設定成使其能發揮電波導波管的功能。亦即,從電波感測器40放射的送訊電波,是在形成於連通管10的內面和水管20的外面間之讓電波通過的電波通過用空間內,經由連通管10的內面及水管20的外面之反覆反射而往下游側傳播,在連通管10的前端從設置於出水口26附近之電波放射口27朝向水槽2放射(參照第4圖的放射方向B1)。此外,經由人的手部反射後的電波(反射波),是從電波放射口27進入連通管10內,在連通管10內傳播而藉由電波感測器40收訊。
依據此構造,在本實施形態,在供水管20挿入之屬於剛體的連通管10內,不須裝入導波管而具有良好的組裝性。此外,在本實施形態,由於不需要導波管,可謀求小型化,且能降低製造成本。再者,在本實施形態,可將電波感測器40配置在連通管10的前端部分以外,因此能使連通管10的前端部分特別的小型化。又電波感測器40,雖宜配置在連通管10的外部,但配置在連通管10的內部亦可。
在本實施形態,在止水中,是將從連通管10的電波放射口27放射之電波束圖案設定成,能夠偵測到第13圖所示的偵測範圍a1內的對象物。詳而言之,該偵測範圍a1是在放射方向B1具有配向性,而設定成沿著放射方向B1細長地延伸。在本實施形態,該放射方向B1是與出水方向A大致一致。
在本實施形態,為了像這樣形成止水中的偵測範圍a1,是在自動水龍頭裝置1設置配向性決定手段。在本實施形態,該配向性決定手段,如以下所述般係包含反射構件28,並包含在連通管10內(亦即,電波放射口27內)配置水管20之雙重管構造。
接著根據第4圖及第5圖來說明反射構件28。在本實施形態,是在連通管10的電波放射口27安裝環狀的反射構件28(非一體的元件)。該反射構件28,是由可反射電波的材料所構成,在本實施形態是由金屬材料所形成。反射構件28具有反射面(反射部)28a。反射面28a是朝向水槽2側的環狀面。在本實施形態,反射構件28的壁(徑向厚度)是設定成比連通管10的壁(徑向厚度)更厚。
第5(A)圖係顯示從截面矩形的導波管(參照第5(B)圖)輸出的電波感測器之天線增益。第5(A)圖係顯示,當導波管的出口部分之壁厚t改變的情況,隨著壁厚t增厚,天線增益會增大。這代表著,隨著壁厚t增大,電波束變尖銳,而使放射方向的配向性增加。
當從單純的管體放射電波的情況,其電波束圖案接近無配向性,而呈球狀擴大。因此,在本實施形態,根據第5圖的結果,在電波放射口27安裝反射構件28。該反射構件28的壁厚,是對應於連通管10的內徑,而設定成能形成偵測範圍a1。
反射面28a,可避免在連通管10內傳播的電波離開連通管10後往連通管10的上游側(與放射方向B1相反的方向)繞回,並能設定電波的配向方向。亦即,反射面28a的作用在於,能讓想往上游側前進的電波朝向水槽2的底面的方向反射而使配向方向朝向該方向,讓電波束圖案具有放射方向B1的配向性。如此般,反射構件28的功能在於,使電波束圖案朝向放射方向B1變尖銳,而形成適當的放射圖案。
在本實施形態,藉由反射構件28,讓電波沿著出水方向A集中,利用偵測範圍a1內之電波強度更強的區域能偵測到樹脂製的牙刷、杯子等的電波容易透過的對象物。另一方面,偵測範圍a1是設定成沿著出水方向A呈細長狀,以避免錯誤偵測到遠離出水口26的手部而造成意外地出水。
又在本實施形態,雖是在連通管10的前端安裝非一體的反射構件28,但取代反射構件28的安裝,而使連通管10的前端部分之壁厚形成較厚亦可。再者,只要讓連通管10的厚度厚到能抑制電波繞回的程度,則不須安裝非一體的反射構件、不須使連通管10的前端部分形成較厚亦可。
接下來參照第6圖-第8圖說明雙重管構造。第6圖係顯示連通管10的出口部分(下游端部分),第7圖係顯示連通管10的任意的中途部分之VII-VII線截面圖(參照第1圖)。
在本實施形態,水管20配置成與連通管10的內側面11抵接。從第1圖可知,連通管10的出口部分是朝向水槽2底部往斜下方延伸。此外,使用自動水龍頭裝置1時使用者站立的位置,是設定在連通管10的出口部分之延伸方向上。
因此,在連通管10的出口部分,水管20是抵接於:連通管10的內側面11內(或電波放射口27的內面內),與使用者所在的方向C(參照第4圖及第6圖)完全相反的方向之內側面11的部分。此外,如第7圖所示,在連通管10的其他部位也是,水管20抵接於連通管10的內側面11。
在本實施形態,在電波放射口27附近,是將水管20配置在連通管10的內部而形成雙重管構造,藉此來調整電波束圖案。
在本實施形態,依據上述構造,從外形大致圓形的電波放射口27放射之電波,容易繞到從出水口26流出之洗淨水水流的周圍而發生干涉。電波特別容易與水流之使用者側C的側面、水流之橫方向的兩側面發生干涉。
此外,在第6圖,出水口26(或水管20)的直徑雖是比電波放射口27(或連通管)的內徑的一半小,但如第8圖所示,出水口26的直徑比電波放射口27的內徑之一半大亦可。依據第8圖的構造,電波是從水管20的外周面和連通管10的內周面之間所形成的電波放射用之實質上細長的窗朝向外部放射。該細長的窗是構成電波放射口27之實質上的電波放射部位。
在第8圖的例子,是以在連通管10和水管20間的空間所傳播之電波的電場成分或偏波面(箭頭所示)與水管20的外周面大致正交的方式,來設定水管20相對於連通管10的尺寸、或是出水口26相對於電波放射口27的尺寸。亦即,如第8圖所示,細長的窗之橫方向H的長度比縱方向L長,可視為將方形導波管的截面形狀彎曲而成。因此,第8圖的電波模式,例如類似方形導波管內的TE01模式。
因此,在本實施形態,對於從出水口26流出的洗淨水之水流W,能讓電波的電場成分以正交的狀態進行干涉。如此,讓電波受到洗淨水的水流W之干涉,使電波之衰減及反射特性提高,而容易設定出水中電波的配向性。特別是讓電場成分以正交的狀態受水流W干涉,容易讓電波藉由水流W的表面進行反射。
接下來參照第9圖及第10圖來說明連通管10的入口部分(上游端部分)的構造。第9圖是從側面觀察的截面圖,第10圖是從下方觀察的圖。但在第9圖是省略水管20及電波感測器40的圖示。
如第9圖及第10圖所示,在連通管10的入口部分內,藉由螺絲13來固定住固定構件12而將連通管10封閉。固定構件12,是外形尺寸與連通管10的內徑尺寸大致相等的構件,是由能反射電波的材料所形成。在本實施形態,固定構件12是由鋼材等的金屬材料所形成。
在固定構件12形成有圓形的開口孔12a及矩形的開口孔12b。開口孔12a的內徑尺寸是與水管20的外形尺寸大致相等,開口孔12b的內尺寸是與電波感測器40之電波導入導出部42的外形尺寸大致相等。水管20、電波感測器40分別插入而固定於開口孔12a,12b。水管20,在固定於開口孔12a的狀態下,抵接於連通管10的內側面11。
固定構件12的功能在於,作為減少水管20振動(起因於出水閥30關閉時所發生的水錘現象)之振動低減手段。亦即,當出水閥30關閉時從出水閥30通過水管20傳遞至下游側的振動,是透過固定構件12而遞給質量比水管20更大的連通管10及水槽2的基台3。如此,可避免振動往水管20下游傳遞,而能抑制連通管10內之水管20的振動。由於振動被抑制住,可避免電波感測器40錯誤偵測到人的手部之存在。
此外,由於水管20、電波感測器40及連通管10是藉由固定構件12固定而結合在一起,受到從水管20傳遞的振動之影響,能讓水管20、電波感測器40及連通管10同調地振動。如此,可抑制水管20、電波感測器40及連通管10之相對振動或移位,因此可進一步避免電波感測器40錯誤偵測到人的手部之存在。
此外,在本實施形態,以電波感測器40之電波導入導出部42的前端開口42a比固定構件12位在更下游側的方式,將電波導入導出部42插入固定構件12而固定於固定構件12。電波導入導出部42的前端開口42a是與連通管10間之電波出入口。如此,即使因水錘現象而將振動傳遞給固定構件12,電波感測器40仍不容易偵測到固定構件12的振動而能抑制發生錯誤偵測。
又在本實施形態,作為振動低減手段雖是配置固定構件12,但將可吸收及抑制振動之任意的阻尼構件作為振動低減手段而在出水閥30和連通管10之間安裝於水管20上亦可。
此外,將用來讓水管20抵接於連通管10的內側面11之固定構件,配置在連通管10內之適當部位亦可。在此情況,固定構件不同於固定構件12,較佳為具有電波透過性的材料(例如樹脂等)所形成。固定構件12,由於其表面是由可反射電波的材料所形成,在從電波導入導出部42導入連通管10內之電波當中,能讓朝向上游側的電波往下游側反射。如此能將從電波放射口27放射的電波之放射強度保持於高強度。
接下來說明本實施形態的自動水龍頭裝置1的作用。
第13圖顯示止水中的狀況。第13(A)圖係顯示電波感測器40的偵測範圍a1。該偵測範圍a1,是在止水中,藉由從連通管10的電波放射口27放射之電波束可偵測對象物的範圍。
在本實施形態,在止水中,從電波放射口27放射之電波束的空間放射圖案,是藉由配向性決定手段設定成在放射方向B1具有配向性。又在本實施形態,在止水中,放射方向B1是與從出水口26流出的洗淨水之出水方向A大致一致。
因此,止水中的電波束沿著出水方向A具有配向性,其偵測範圍a1設定成沿著出水方向A延伸之橢圓球體般的細長形狀。亦即,在偵測範圍a1內,等電波強度面成為沿著出水方向A延伸之橢圓球體般的細長形狀。如第13(B)圖所示,與放射方向B1正交之偵測範圍a1的截面成為大致圓形。又第13(B)圖係第13(A)圖的箭頭部分之偵測範圍a1的截面圖。
在本實施形態,呈細長橢圓球狀延伸的偵測範圍a1,放射方向B1上之中間區域的截面(與放射方向B1正交的方向上之截面)最大,隨著離開中間區域其截面變小。
又在本說明書,等電波強度面是將電波束之具有相等電波強度的空間點相連而形成的面。此外,在本說明書,細長形狀是指像橢圓球體那樣,某方向的長度比與該方向正交的任意方向的長度更長的形狀。
此外,第14圖,是對應於第13圖,顯示止水中之從電波放射口27放射的電波之詳細的電波強度分布。在第14圖也是,顯示與第13(A)圖同樣的偵測範圍a1。
又第15圖係顯示無反射構件28的情況之電波強度分布。在第15圖,從電波放射口27放射的電波呈放射狀擴大而形成接近球狀的偵測範圍a4,且電波是從電波放射口27往連通管10的後方(與出水方向A相反的方向)繞回。相對於此,在第14圖(具有反射構件28的情況),電波朝向放射方向B1的配向性提高,而能形成細長延伸的偵測範圍a1,且電波不致往連通管10的後方繞回。如此般,藉由設置反射構件28,能提高朝向出水方向A之電波的配向性,而使電波束圖案變尖銳。
偵測範圍a1,是在等電波強度面當中,利用反射波而由電波感測器40所能偵測到之有意圖的人的手部移動之最外側的等電波強度面所劃定的空間範圍。若使用者為了洗手而將手伸入此偵測範圍a1,電波感測器40會偵測到手的移動,而將檢測訊號送往控制部50。若控制部50接收檢測訊號,會對出水閥30發送驅動訊號,而將出水閥30切換成開狀態。如此,與手到達出水口26附近的動作配合,而讓洗淨水從出水口26在適當的時點流出。
以往之使用光電感測器的自動水龍頭裝置,由於偵測範圍窄,無法配合使用者的手之接近而在適當時點開始進行出水。然而依據本實施形態,由於是以相對於出水方向A朝徑方向鼓出的方式設定偵測範圍a1,不管是從任何方向將手伸入,當手到達從出水口26往出水方向A延伸的延長線上所存在的洗淨點之前,可更快偵測到使用者的手之接近,而能在適當時點開始進行出水。
此外,在單純從連通管10的出口端部放射電波的情況,電波束如偵測範圍b所示般,會往後側繞回,且呈球狀擴大,因此會偵測到出水口26附近之使用者的甩水動作(參照第13(A)圖)。
然而,在本實施形態,止水中之偵測範圍a1,是設定成朝向出水方向A而像橢圓球體般呈縱長狀,因此即使離出水口26的距離相同,仍能提高洗淨點的電波之放射強度。如此,由於甩水動作是在偵測範圍a1的外側進行,在甩水動作中能防止洗淨水流出。如此般,在本實施形態,容易偵測到位於應出水的位置之使用者的手,且不容易偵測到位於不應出水的位置之手。
第16圖係顯示從出水口26讓洗淨水W流出的狀況。第16(A)圖顯示,在出水中,利用電波束而能偵測到對象物的移動之偵測範圍a2。
此外,在本實施形態,利用從出水口26流出的洗淨水與偵測範圍a1的電波間之干涉,讓電波的一部分衰減,且讓電波被洗淨水反射,藉此來設定偵測範圍a2。電波的衰減,是減弱電波的放射強度而使放射圖案(偵測範圍)變小,電波的反射是讓電波的放射圖案位置移位,而朝向比洗淨水的水流W更上側或使用者側C挪動。籍此,偵測範圍a2,其局部區域是與偵測範圍a1重疊,但朝不同的角度方向延伸,其位置與偵測範圍a1不同,偵測範圍a2的至少一部分相對於偵測範圍a1形成空間上的偏移。
亦即,在本實施形態,是利用電波與洗淨水間的干涉所產生之讓電波衰減及反射的性質,相對於止水中的偵測範圍a1將出水中的偵測範圍a2設定成大小、方向、形狀等不同。如此,在本實施形態,可對應於止水及出水狀況(依據是否有洗淨水流出),而自動設定成適當的偵測範圍。
又在本實施形態,來自出水口26之洗淨水的水流W,由於通過止水中的偵測範圍a1之大致中央部,能使偵測範圍a1之出水方向A上的衰減量比與出水方向A正交的方向上之衰減量更大。如此,不容易偵測到水槽2的濺水、流過水槽2底面的水流。
在本實施形態,如第16(A)圖所示,在出水中將偵測範圍a2設定成,放射方向B2的放射強度相對變大,且使偵測範圍a2之放射方向B2的可偵測距離比偵測範圍a1之放射方向B1的可偵測距離短。這時,在本實施形態,不須改變電波感測器40和控制部50的電波強度等的參數,藉由事先設定反射構件28所造成的電波配向方向、電波與洗淨水水流W間之干涉角度和程度、洗淨水水流W的流量、相對於出水口26之電波放射口27的尺寸等,即可設定偵測範圍a2的大小、位置(放射方向B2)、形狀等。因此,在本實施形態,不須使用附加的功能元件,可依據是否有出水來切換偵測範圍a1及a2,不致限制自動水龍頭裝置1的設計自由度,能利用簡單的構造來實現對應於止水中及出水中之期望的偵測範圍。
如第16圖所示,偵測範圍a2是比偵測範圍a1更往使用者側C傾斜,因此偵測範圍a2是包含比偵測範圍a1更接近使用者側C的空間。
此外,第17圖是對應於第16圖,顯示在出水中從電波放射口27放射的電波之詳細的電波強度分布。第17圖也是顯示與第16(A)圖同樣的偵測範圍a2。從第16圖可知,在出水中形成朝向放射方向B2之電波束圖案。
如第6圖所示,電波放射口27,是相對於出水口26朝使用者側C偏移。亦即,在本實施形態,出水口26,是相對於電波放射口27朝向與使用者的相反側(亦即,從出水口26朝向水龍頭主體1A之基端部的方向)偏置(參照第4圖,第6圖),因此洗淨水的水流W是通過偵測範圍a1中之靠近水龍頭主體1A的基端部側之區域。如此,在出水中,從電波放射口27放射的電波束,藉由洗淨水的水流W而朝向使用者側C反射,以形成沿使用者側C的放射方向B2之方向或角度改變的偵測範圍a2。
詳而言之,在電波放射口27內的區域內,從第6圖之位於出水口26正上方的區域所放射之電波,是經由洗淨水而朝向放射方向B2或使用者側C反射,因此出水中的偵測範圍a2會朝向放射方向B2。因此,藉由設定偵測範圍a2,使偵測範圍整體遠離水槽2,而能包含更接近使用者的空間,當手伸入洗淨水的水流W的期間,能讓手確實地存在於偵測範圍a2內,因此在洗淨中能持續偵測到手。
此外,從出水口26朝向傾斜方向流出的洗淨水水流,受到重力而越往下游側越偏離出水方向A(參照第2圖)。因此,洗淨水的水流,越往接近水槽2底面之下游側,越從電波強度高的中心部朝向一側偏離。如此,可抑制在遠離出水口26的位置(接近水槽2底面的位置)之電波衰減,而能防止偵測範圍沿出水方向過度縮小。因此,能確實地偵測在遠離出水口26的位置之洗手動作,而能讓出水繼續進行。
此外,由於將出水口26配置在電波放射口27內,來自電波放射口27的電波能以覆蓋出水口26周圍的方式進行放射。如此,在出水中,讓洗淨水的水流W通過電波之放射空間內,因此能增大電波與洗淨水的干涉面積。
此外,如第6圖所示,出水口26是位於偏離電波放射口27中心部的位置。因此,至少在出水口26附近,在偵測範圍a1,a2內電波強度最高的中心部分電波不容易受到洗淨水所進行的衰減影響。因此,在出水口26附近能維持電波強度高的部分,在出水中能確實地偵測牙刷等具有低電波反射率的樹脂製品。
此外,在本實施形態,如上述般洗淨水的水流W是通過偵測範圍a1當中接近水龍頭主體1A側的區域。如此,在出水中,在偵測範圍a1當中比使用者側C之上側區域更接近水龍頭主體1A側之下側區域,藉由洗淨水W能讓電波大幅地衰減。如此般,本實施形態之配向性決定手段(雙重管構造)可發揮上下方向的衰減比例調整手段之功能,而能調整偵測範圍的上下方向上之偵測範圍的衰減比例。
此外,如第6圖所示,電波放射口27也是位於出水口26的側方或橫方向。依據此構造,在電波放射口27內的區域內,從第6圖之出水口26的側方或橫方向的區域放射之電波束,經由洗淨水的水流W朝向橫方向反射,因此電波束的放射圖案會朝橫方向擴大。如此般,本實施形態之配向性決定手段(雙重管構造),可作為偵測範圍之橫方向形狀的調整手段而發揮功能。另一方面,藉由洗淨水的水流W至少使電波的一部分衰減,因此整體的偵測範圍變小。例如電波束的放射圖案,在厚度方向(與放射方向及橫方向正交的方向)變小。如此,如第16(B)圖所示,電波束的放射圖案(偵測範圍a2)相較於第13(B)圖,成為與放射方向B2正交的截面朝向橫方向伸長般的扁平形狀。又第16(B)圖是第16(A)圖的箭頭部分之偵測範圍a2的截面圖。
第18(A)圖係顯示與出水方向A垂直的方向上之止水中的偵測範圍a1截面,第18(B)圖係顯示與第18(A)圖相同的位置之出水中的偵測範圍a2截面。止水中,當從出水方向A觀察電波放射口27時,偵測範圍a1的截面,是形成從電波放射口27中心起算的半徑R1之圓形,橫方向的寬度為W1。
另一方面,在出水中,從電波放射口27放射之電波,如第18(B)圖之箭頭所示意表示,是經由洗淨水的水流W而進行反射。如此,偵測範圍a2的截面變形成橢圓形狀,其從電波放射口27中心至使用者側C的邊界之距離為R2,橫方向的寬度為W2。較佳為R2>R1,W2>W1。又偵測範圍a2,相對於洗淨水的水流W其主要部分是位於使用者側C,在與使用者側C相反的方向則幾乎不存在。
第19圖是對應於第18圖,顯示止水中(第19(A)圖)及出水中(第19(B)圖)從電波放射口27放射之電波的詳細電波強度分布。在第19圖也是顯示與第18圖同樣的偵測範圍a1,a2。從第19圖可知,在出水中電波會朝向橫方向及使用者側C擴大。
此外,第20(A),(B)圖分別顯示,從上方觀察止水中、出水中之電波放射口27附近時的電波強度分布。從第20圖也是與第19圖同樣的,可知在出水中電波朝向橫方向擴大。
在本實施形態,上述雙重管構造中,於電波放射口27內,出水口26是以抵接或接近連通管10內面的方式配置於使用者側C之相反側。因此,從電波放射口27放射的電波,藉由朝向洗淨水水流W之使用者側C的側面部分放射而產生干涉,除此外,電波也會藉由朝向洗淨水水流W之橫方向的側面部分放射而產生干涉。因此,在本實施形態,偵測範圍a2,是藉由朝向使用者側C反射的電波而往使用者側C擴大,且藉由朝向橫方向反射的電波而往橫方向擴大。在本實施形態,偵測範圍a2是以具有比偵測範圍a1更廣的使用者側C偵測區域的方式,讓電波朝向使用者側C反射,因此出水中比起止水中在使用者側C的空間更容易進行偵測。如此般,本實施形態之配向性決定手段(雙重管構造),除了作為偵測範圍的橫方向形狀調整手段而發揮作用以外,也作為讓偵測範圍往使用者側C擴大的反射配向性決定手段而發揮作用。
又在本實施形態,在電波放射口27內,因此出水口26之使用者側C的空間比橫方向的空間更大,相較於從出水口26之橫方向放射的電波,從出水口26之使用者側C放射的電波經由洗淨水水流W反射的量更多。
在本實施形態,在出水中偵測範圍a2是往橫方向擴大,且往上方或使用者側C移動,因此即使在洗手中為了進行搓手動作等而將手從出水口26往橫方向或上方挪動,仍能讓出水繼續進行。如此,直到洗手結束而確實地讓手離開出水口26附近為止,都能持續偵測到手,而能保持出水狀態。
又在本說明書,寬度方向或橫方向是指正對連通管10之使用者的橫方向,在第1圖及第2圖是與紙面垂直的方向,在第6圖~第8圖是紙面的橫方向,在第3圖是以橫方向D表示。
此外,在本實施形態,如上述般,在出水中,藉由洗淨水水流W所進行的電波衰減使電波束的偵測範圍變窄,且藉由洗淨水水流W所進行的電波反射使電波束往上方移位,如此,在出水方向A,能將出水中的可偵測距離設定成比止水中短。亦即,本實施形態的配向性決定手段可發揮出水方向衰減量調整手段的作用,藉由適當地設定衰減程度(例如,出水口26和電波放射口27的大小比例設定等),而縮短偵測範圍的出水方向上的長度。
此外,在本實施形態,如第16(A)圖所示,在出水中,洗淨水的水流W可通過電波放射區域,亦即止水中的偵測範圍a1。依據此構造,相對於止水中的偵測範圍a1,能將出水中的偵測範圍a2在出水方向A(比起與出水方向A正交的方向)大幅縮小。亦即在本實施形態,相較於與出水方向A正交的方向,在出水方向A容易讓偵測範圍a2縮小。亦即,本實施形態的配向性決定手段可發揮作為出水方向及徑方向的衰減比例調整手段之功能,以調整出水方向、和與該方向正交之徑方向的偵測範圍之衰減比例。
在本實施形態,藉由將止水中之可偵測距離設定成較長,即使使用者從較遠的位置朝向出水口26讓手接近,仍能儘早偵測到手而開始進行出水。另一方面,藉由將出水中的可偵測距離設定成較短,能確實地偵測到出水口26附近的手,且能防止錯誤偵測到遠離出水口26的手和水流,以及起因於該錯誤偵測所造成的止水延遲。
此外,如第16(A)圖所示,從出水口26流出之洗淨水水流W,對應於流量,在越接近水槽2的下游側自然流動變亂。亦即,洗淨水W在水槽2側成為粒狀,且水粒朝徑方向擴大。此外,洗淨水會從水槽2濺起。因此,電波感測器40可能將洗淨水之水流W的流動變亂、濺起的洗淨水錯誤偵測為人的手部之移動。
然而,在本實施形態,出水中是讓電波束在下方或水龍頭主體1A的基端部側衰減,且往上方或使用者側C移位,而將可偵測距離設定成較短,因此可避免起因於洗淨水W的流動變亂和濺起的洗淨水所造成之錯誤偵測,而能防止發生止水延遲。
此外,如第6圖所示,在電波放射口27的一部分配置出水口26,由於電波放射口27之寬度方向的長度比出水口26更大,電波的一部分,是與止水中大致同樣地朝向放射方向B1(亦即出水方向A)放射。如此,當使用者在容器內裝水時,朝出水方向A放射的電波會被容器內的水表面反射,因此電波感測器40可利用水表面的起伏而進行對象物的偵測。因此,在往容器裝水的動作中,能讓出水狀態繼續。
此外,如第6圖所示,由於出水口26呈截面圓形,少量的電波也會從第6圖之出水口26的下側附近(除了正下方以外)朝向放射方向B1放射。如此,在縱方向(包含洗淨水W水流的下側)也能確保電波束的放射圖案。但在本實施形態,由於出水口26抵接於第6圖之電波放射口27最下方的內面部分,可抑制在止水中朝向出水口26的正下方之電波傳播。因此,即使在止水後從出水口26有水滴滴下的情況,仍不致偵測到該水滴的移動,而能防止不必要的開始進行出水。
接下來說明本實施形態之止水臨限值Tt的設定方法。
洗手結束後要將洗淨水確實止水時所面臨的阻礙,是來自水槽2的濺水。亦即,受到濺水的影響,檢測訊號的振幅變大。如此,為了在濺水時能確實地止水,只要將止水臨限值設定成比受到濺水影響時之檢測訊號大小更大即可。
然而,若將止水臨限值設定成較大值,會發生以下的問題。一般而言,洗手是在離出水口26較遠的位置進行,但牙刷則是在洗淨水的水勢強之出水口26附近進行洗淨。因此,若將止水臨限值設定成較大值,實質上會使偵測範圍變窄,因此無法偵測到在離出水口26較遠的位置進行之洗手而造成出水停止,使用感變差。此外,牙刷是屬於電波反射率低之樹脂製的偵測物體,因此牙刷的檢測訊號之振幅小。因此,若將止水臨限值設定成較大值,將無法偵測到牙刷而造成出水停止。
於是,在本實施形態,係利用牙刷等的洗淨不是在離出水口26較遠的位置而是在出水口26附近進行,來設定止水臨限值Tt。亦即,以比偵測到在離出水口26較遠的位置之洗手時的檢測訊號更小、且比偵測到未受阻礙地到達水槽2底面之洗淨水水流時的檢測訊號更大的範圍,將止水臨限值Tt設定成比偵測到伸入出水口26附近之低電波反射率的偵測物體(牙刷等)時的檢測訊號更小值。
而且,在本實施形態,是將出水中的偵測範圍a2設定成:相較於止水中的偵測範圍a1在出水方向A較短,且朝向偏離出水方向A的方向(放射方向B2),這時是將偵測範圍a2設定成,使偵測到伸入出水口26附近的牙刷時之檢測訊號超過所設定的止水臨限值Tt。如此般,可將偵測範圍a2和止水臨限值Tt互相調整,而最後決定出最佳的偵測範圍a2及止水臨限值Tt。
如此般,在本實施形態,相較於偵測範圍a1將偵測範圍a2縮小,而不致偵測到水槽2底面附近的濺水,且能在洗手結束後確實地讓洗淨水止水。此外,即使是在遠離出水口26的位置進行洗手時,由於在洗手狀態是偵測到較大振幅的檢測訊號,且未將止水臨限值Tt設定成較高值,因此在洗手中能讓出水繼續進行。再者,出水口26附近是接近電波放射口27而存在著電波強度強的部分,因此能藉由該電波強度強的部分偵測到牙刷而讓出水繼續進行。
在此根據第21圖來說明其他實施形態。在本實施形態,讓洗淨水的水流W所造成之電波衰減作用顯著地呈現。在本實施形態,水管20是通過連通管10的中央,在電波放射口27的中央配置出水口26(參照第21(B)圖)。即使水管20位置偏離電波放射口27的中央,止水中的偵測範圍幾乎不受影響。因此,第21(A)圖所示的止水中的偵測範圍是與第13圖的偵測範圍a1大致同一。
另一方面,第21圖(C)顯示出水中的偵測範圍a3。由於水管20位於電波放射口27的中央,洗淨水W通過偵測範圍a1的中心軸上,從電波放射口27放射的電波,在洗淨水W的周方向大致均等地與洗淨水W發生干涉。因此,偵測範圍a3的放射方向B3,不會從出水方向A移位,而是與出水方向A大致相同。在出水中,由於洗淨水的水流W通過從電波放射口27放射之電波的傳播路徑中,藉由該通過使電波衰減。此外,若從電波放射口27放射之電波進入洗淨水的水流W內,藉由該進入使電波衰減。如此般,在第21圖的實施形態,藉由洗淨水的水流W和電波間的干涉使電波衰減,藉此使沿著出水方向A(放射方向B3)之偵測範圍a3長度變短,而使其可偵測距離比止水中的偵測範圍a1短。
又第21圖之洗淨水所造成的電波衰減效果,也能適用於第1圖的實施形態。
本發明也能進行以下的變更。
在上述實施形態,是使用連通管10作為電波的導波管,但並不限定於此,使用專用的導波管,在電波感測器40和連通管10的出口間利用導波管來傳播電波亦可。此外,在使用專用導波管的情況,可將該導波管配置於連通管10之內部或外部。
此外,在上述實施形態,連通管10及水管20的截面為圓形,但並不限定於此,可為圓形、矩形等的形狀。
此外,在連通管10的出口部分,相對於出水口,將電波放射口明確地僅配置於使用者側亦可。在此情況,可將電波放射口的橫寬設定成與出水口的橫寬相同或較小。例如,可將連通管10的截面二等分成兩個半圓形,在這些截面半圓部分分別配置電波放射口及出水口,或是在連通管10的出口部分當中,在使用者側設置小徑的電波放射口亦可。
依據上述構造,在出水中,利用電波束與洗淨水水流間之干涉(反射),能使電波束大致完全地朝向使用者側。如此,偵測範圍不包含出水口的下方,因此能防止電波感測器40錯誤檢測到在遠離出水口的位置之大流量時的洗淨水的水流變亂,當洗手結束後能確實地進行止水。
此外,在上述實施形態,出水口26呈截面圓形,但並不限定於此,如第22圖所示,使出水口的截面成為縱長的形狀亦可。第22圖係顯示在與出水方向垂直的方向上之止水中的偵測範圍截面。
在第22圖的例子,不同於第18圖,出水口26a的截面形狀呈橢圓。該橢圓形狀,具有長軸方向的長度r1、短軸方向的長度r2(r1>r2)。而且,橢圓形狀的長軸方向配置成,沿著從水龍頭主體1A的基端部朝向使用者的方向。再者,與第18圖同樣的,出水口26a之外側面當中之水龍頭主體1A基端部側的側面配置成,抵接或接近電波放射口27或連通管10的內面。
即使出水口26a呈橢圓形狀,止水中的偵測範圍幾乎不會受到影響。因此,第22(A)圖所示之止水中的偵測範圍是與第18圖的偵測範圍a1大致相同。
另一方面,第22(B)圖係顯示出水中的偵測範圍a4的截面。出水中從電波放射口27放射的電波,如第22(B)圖之箭頭所示意表示般,是經由洗淨水的水流W進行反射。如此,在第22圖的例子,偵測範圍a4的截面變形成橢圓形狀,從電波放射口27中心至使用者側C的邊界之距離為R4,橫方向的寬度為W4。較佳為R4>R1,W4>W1。
這時,由於長軸方向的長度r1比短軸方向的長度r2更長,從出水口26a流出之洗淨水水流W的側面當中,比起使用者側C的側面部分,與使用者側C正交之橫方向的側面部分能反射更多的從電波放射口27放射的電波。因此,朝橫方向反射之電波比朝使用者側C反射的電波更多。如此,在第22圖的例子,比起第18圖,長度R4比長度R2短(R4<R2),寬度W4比寬度W2大(W4>W2)。如此般,在第22圖的例子,藉由改變出水口的截面形狀,可改變依據出水口26a和電波放射口27之偵測範圍的橫方向及厚度方向(與放射方向及橫方向正交的方向)的長度相對比,而調整出水中的偵測範圍之扁平度。此外,藉由將出水口26a的長度r1,r2獨立地改變,可分別調整偵測範圍的橫方向及厚度方向的絕對長度。如此般,本實施形態的配向性決定手段(雙重管構造),是作為偵測範圍之橫方向形狀及厚度方向形狀的調整手段而發揮作用。
又在上述實施形態,在出水口部,水管20雖是抵接於連通管10的內周面之最下部分(亦即,使用者側C的相反側之內周面),但並不限定於此,水管20是抵接於內周面的最上部分(亦即,使用者側C的內周面)亦可。
1...自動水龍頭裝置
2...水槽
3...基台
10...連通管
11...內側面
12...固定構件
20...水管
26...出水口
27...電波放射口
28...反射構件
40...電波感測器
50...控制部
A...出水方向
B1,B2...放射方向
a1,a2...偵測範圍
第1圖係本發明的實施形態之止水中的自動水龍頭裝置之整體構造圖。
第2圖係本發明的實施形態之出水中的自動水龍頭裝置之整體構造圖。
第3(A)(B)圖係對本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的使用狀態從上側觀察時的說明圖。
第4圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的出水口附近之截面圖。
第5(A)(B)圖係顯示導波管的壁厚與天線增益的關係。
第6圖係顯示本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的電波放射口。
第7圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的連通管之截面圖。
第8圖係本發明的實施形態之出水口附近的電波之說明圖。
第9圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的連通管的入口部分之截面圖。
第10圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的連通管的入口部分之前視圖。
第11圖係顯示本發明的實施形態之檢測訊號的經時變化。
第12(A)(B)(C)圖係顯示本發明的實施形態之檢測訊號的經時變化之具體例。
第13(A)(B)圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置在止水中的說明圖。
第14圖係顯示本發明的實施形態之出水口附近在止水中的電波強度分布。
第15圖係顯示無反射構件的情況之出水口附近的電波強度分布。
第16(A)(B)圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置出水中的說明圖。
第17圖係顯示本發明的實施形態之出水口附近在出水中的電波強度分布。
第18(A)(B)圖係本發明的實施形態之自動水龍頭裝置的偵測範圍之說明圖。
第19(A)(B)圖係顯示本發明的實施形態之出水口附近的電波強度分布。
第20(A)(B)圖係顯示本發明的實施形態之出水口附近的電波強度分布。
第21(A)(B)(C)圖係本發明的變更例之自動水龍頭裝置的偵測範圍之說明圖。
第22(A)(B)圖係本發明的變更例之自動水龍頭裝置的偵測範圍之說明圖。
1...自動水龍頭裝置
1A...水龍頭主體
2...水槽
2a...排水口
3...基台
10...連通管
11...內側面
12...固定構件
20...水管
21...出水帽蓋
22...可撓管
26...出水口
27...電波放射口
30...出水閥
40...電波感測器
50...控制部
51...濾波電路
A...出水方向
B2...放射方向
C...使用者側
a2...偵測範圍
W...水流

Claims (5)

  1. 一種自動水龍頭裝置,係具備水龍頭主體及水管;該水龍頭主體,其基端部固定於支承體,且具有朝向使用者側延伸的連通管及出水閥;該水管,是配置於前述連通管內,用來將洗淨水供應給位於前述水龍頭主體的端部之出水口部所形成的出水口;其特徵在於,係具備電波感測器、電波通過用空間、電波放射口、配向性決定手段以及控制手段;該電波感測器,是設置於前述水龍頭主體的前述基端部側,將發送後的電波之反射波予以接收,藉此輸出用來偵測使用者的動作狀態之檢測訊號;該電波通過用空間,是形成在前述連通管內和前述水管之間而讓電波通過;該電波放射口,是為了將通過前述電波通過用空間內的電波朝外部放射而形成於前述出水口部;該配向性決定手段,是用來決定從前述電波放射口放射的電波之配向性;該控制手段,是根據前述電波感測器的前述檢測訊號來切換前述出水閥的開閉,而進行前述出水口之洗淨水的出水和止水,根據具有既定值以上的訊號值之前述檢測訊號來決定前述電波感測器之偵測範圍;前述配向性決定手段,是沿著從前述出水口流出之洗 淨水的出水方向從前述電波放射口讓電波放射,而且使從前述電波放射口放射之電波的至少一部分與從前述出水口流出之洗淨水之使用者側的側面干涉;前述配向性決定手段,使從前述電波放射口放射之電波的至少一部分與從前述出水口流出之洗淨水經由干涉而產生衰減,利用該電波的衰減來決定電波的放射方向,而使出水中的前述偵測範圍比起止水中的前述偵測範圍在前述出水口部側縮短,且使從前述出水口流出之洗淨水之使用者側的相反側的偵測範圍在出水中比起止水中更小,前述配向性決定手段,在出水中是使從前述電波放射口放射之電波,在與出水方向正交的方向上於使用者側之衰減比起與使用者側相反側之衰減更小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自動水龍頭裝置,其中,前述配向性決定手段,是以出水中的前述偵測範圍比起止水中的前述偵測範圍在出水方向縮短的方式,讓從前述電波放射口放射之電波與從前述出水口流出之洗淨水經由干涉而產生衰減。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之自動水龍頭裝置,其中,前述配向性決定手段,是使出水中的前述偵測範圍比起止水中的前述偵測範圍,於出水方向比起與出水方向正交的方向以更大比例縮小。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自動水龍頭裝置, 其中,使從前述出水口流出之洗淨水通過止水中的前述偵測範圍。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之自動水龍頭裝置,其中,使從前述出水口流出之洗淨水通過止水中的前述偵測範圍當中與使用者側相反側的區域。
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