WO2012033166A1 - 自動水栓装置 - Google Patents

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WO2012033166A1
WO2012033166A1 PCT/JP2011/070500 JP2011070500W WO2012033166A1 WO 2012033166 A1 WO2012033166 A1 WO 2012033166A1 JP 2011070500 W JP2011070500 W JP 2011070500W WO 2012033166 A1 WO2012033166 A1 WO 2012033166A1
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WO
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water
radio wave
water discharge
detection range
faucet device
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/070500
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English (en)
French (fr)
Inventor
健介 村田
坪井　宏之
翔一 立木
裕也 正平
Original Assignee
Toto株式会社
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Publication date
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Application filed by Toto株式会社 filed Critical Toto株式会社
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Priority to US13/820,946 priority patent/US8997270B2/en
Priority to CN201180041959.4A priority patent/CN103080439B/zh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/05—Arrangements of devices on wash-basins, baths, sinks, or the like for remote control of taps
    • E03C1/055—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like
    • E03C1/057—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like touchless, i.e. using sensors

Definitions

  • the present invention relates to an automatic faucet device, and more particularly to an automatic faucet device that automatically discharges and stops water using a radio wave sensor.
  • an automatic faucet device that automatically discharges and stops water using a photoelectric sensor is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a photoelectric sensor is built in the tip portion of the communication pipe.
  • the photoelectric sensor detects the presence of the hand, and thereby water discharge from the water outlet is automatically started.
  • the photoelectric sensor does not detect the presence of the hand, so water discharge from the water outlet is automatically stopped.
  • an automatic faucet device using a radio wave sensor (microwave sensor) with a wide detection range instead of a photoelectric sensor is known (for example, see Patent Document 2).
  • the radio wave sensor is arranged on the sink side, and is set so that the radio wave beam radiated from the radio wave sensor is radiated upward.
  • the radio wave sensor is more directional than the photoelectric sensor and has a wider detection range. Therefore, in the automatic faucet device using the radio wave sensor, even if the hand enters from the various directions toward the water outlet, the hand can be detected before the hand reaches the water outlet and the responsiveness is improved. It becomes possible.
  • the degree of freedom in design can be increased, but it is not easy to achieve good responsiveness.
  • the radio wave sensor is arranged on the sink side, if you try to increase the radio wave intensity near the water outlet, the radio wave intensity increases not only near the water outlet but also around the faucet device, and the detection range is more than necessary. It becomes wide.
  • the automatic faucet device in which the radio wave sensor is arranged on the sink side has a problem in that erroneous water discharge is likely to occur in response to a draining operation after hand washing or a hand-holding operation of soap during hand washing.
  • the present applicant has proposed an automatic water faucet device in which a water tube and a waveguide are arranged in parallel in a communication pipe and a radio wave is guided from a radio wave sensor to a water outlet through the waveguide (see Patent Document 3). .
  • Patent Document 3 since it is possible to set a detection range around the water outlet, it is considered that the responsiveness at the time of water discharge and at the time of water stop can be improved.
  • the automatic faucet device described in Patent Document 3 is configured such that the water pipe is disposed above the waveguide near the water outlet, so that the wash water discharged from the water outlet is the water discharged. Since the wave passes through the position closer to the user side than the wave emission port of the waveguide, the radio wave is blocked by the wash water, and the detection range on the user side with respect to the water flow of the wash water is greater than the stop water during water discharge. It will be much narrower.
  • the automatic faucet device described in Patent Document 3 has the following problems.
  • the detection range on the user side becomes too small during water discharge, if the hand is moved from the water flow to the user side in order to perform hand-holding operation during hand washing, The hand is not detected. That is, the present applicant has found that the automatic faucet device described in Patent Document 3 has a risk that water discharge may be erroneously stopped during a hand-holding operation where water discharge should be continued.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and is an automatic faucet device using a radio wave sensor, which has a simple configuration and does not cause false water stop. It is intended to provide.
  • the present invention is arranged in a communication pipe, a faucet body provided with a communication pipe and a water discharge valve, the base end of which is fixed to the support body and extends toward the user side, A water pipe that supplies cleaning water to the water outlet formed at the water outlet that is the end of the faucet body, a radio sensor that outputs a detection signal for detecting the user's operating state, and a detection signal of the radio sensor
  • the automatic water faucet device having a control means for switching the opening and closing of the water discharge valve based on the water supply, and discharging and stopping the wash water from the water discharge port, the radio wave formed between the communication pipe and the water pipe A radio wave passage space for passing a radio wave, and a radio wave sensor provided on the base end side of the faucet body and arranged to emit radio waves to the radio wave passage space communicate with the radio wave passage space.
  • Radio wave radiating port and directivity determining means for determining the directivity of the radio wave radiated from the radio wave radiating port. At least one of the radio waves radiated from the portion of the radio wave emission port that is disposed closer to the user side than the water discharge port in the water discharge is directed along the water discharge direction of the wash water discharged from the water discharge port. It is characterized by making a part interfere with the user side surface of the flow of the wash water discharged from the water outlet.
  • the directivity determining means radiates radio waves along the water discharge direction of the wash water from the radio wave emission port formed in the water discharge port portion, thereby A detection range of the radio wave sensor can be formed along the direction. Therefore, according to the present invention, during the water stoppage, the detection range extending from the vicinity of the water outlet to the water discharge direction detects the hand immediately before the hand reaches the cleaning point, regardless of the direction from which the hand is inserted toward the water outlet. Therefore, water discharge can be started at good timing.
  • a portion of the radio wave radiated from the portion disposed on the user side of the water discharge outlet is discharged from the water discharge outlet by the directivity adjusting means.
  • the user side surface can interfere with the water flow.
  • the detection range can be formed on the user side rather than the water flow in the spout, so that the hand is shifted from the water flow to the user side for hand-shaking operation during hand washing.
  • unnecessary water discharge interruption can be prevented.
  • the water pipe is configured to discharge the wash water obliquely downward.
  • the detection range is formed on the upper side (user side) of the water flow in the water discharge. For this reason, in the present invention, water discharge can be continued without interrupting water discharge even if a hand-held operation is performed above the water flow.
  • the radio wave emission port has an upper side surface and a lateral side of the water pipe so that at least a part of the radio wave radiated from the radio wave emission port interferes with the upper side surface and the lateral side surface of the water flow. It is comprised so that the side surface of a direction may be enclosed. According to the present invention configured as described above, radio waves interfere with both lateral sides of the water flow in addition to the upper side surface of the water flow. Can be formed. For this reason, in the present invention, it is possible to continue the water discharge even if the hand is moved in the lateral direction of the water flow for hand-shaking operation during hand washing, etc., so that unnecessary interruption of the water discharge can be prevented. it can.
  • the radio wave emission port is arranged in a direction orthogonal to the water discharge direction so that the radio wave interferes with the upper side surface of the water flow in a state where the electric field component of the radio wave is orthogonal to the upper side surface of the water flow. It is configured to form a substantially elongated window that extends.
  • a state in which the electric field component is orthogonal to the water flow is configured by the radio wave emission port configuring the radio wave emission window extending substantially elongated so as to be orthogonal to the water discharge direction.
  • radio waves can be made to interfere with the water flow.
  • the interference action between the radio wave and the water flow (that is, the radio wave attenuation and reflection action) can be enhanced. It becomes easy to form a detection range suitable for water discharge.
  • the directivity determining means emits the radio wave so that the radio wave on the base end side is more greatly attenuated by the interference with the water flow than the user side in the water discharge. Directs radio waves emitted from the mouth.
  • the radio wave is greatly attenuated on the base end side (the side opposite to the user side) rather than the user side with respect to the water flow. It becomes difficult to detect the wash water that splashes from the sink toward the lower side surface of the wash water stream that is directed obliquely downward.
  • the directivity determining means is configured so that the wash water discharged from the water outlet passes through a region of the detection range of the radio wave sensor in the still water that is offset toward the base end side with respect to the water flow. And direct the radio wave radiated from the radio wave emission port.
  • the wash water passes through the water discharge at a position offset toward the base end side in the detection range during the still water.
  • the detection range is reduced on the base end side. For this reason, during water discharge, it becomes difficult for the detection range to include an area below the water flow, and it is difficult to detect water splash from the sink.
  • the present invention in the present invention, it is possible to prevent the water discharge from being interrupted by the hand-rubbing operation and to prevent unnecessary water discharge from continuing due to water splashing from the sink. Both can be achieved.
  • the directivity determining means includes at least a part of the radio wave radiated from the radio wave emission port so that the detection range includes a space closer to the user in the water discharge than in the water stoppage. It is configured to interfere with and reflect the upper side surface of the water flow.
  • the radio wave is reflected on the upper side surface of the water flow so that at least a part of the detection range in the water discharge is displaced toward the user side with respect to the detection range in the still water. Can do. As a result, even if the user moves his / her hand toward the user during hand washing, the hand can be continuously detected, so that unnecessary water discharge interruption during hand washing can be prevented.
  • the directivity determining means includes at least the radio wave emitted from the radio wave emission port so that the detection range in the water discharge is smaller than the detection range in the still water at a position below the water flow.
  • a part is configured to be attenuated by water flow.
  • the directivity determining means is a radio wave radiated from the radio wave emission port so that the detection range in the water discharge is expanded upward and laterally with respect to the water flow rather than the detection range in the still water. Is reflected in the water flow.
  • the detection range can be expanded upward and laterally with respect to the water flow by reflecting the radio wave to the water flow. Even if the water flow is shifted upward and laterally, water discharge can be continued, so that unnecessary water discharge interruption during hand washing can be prevented.
  • the directivity determining means attenuates and reflects the radio wave radiated from the radio wave emission port by the water flow so that the detection range in the water discharge is smaller in the water discharge direction than the detection range in the still water.
  • the water discharge port is circular in cross section, the water discharge port is disposed in the radio wave emission port, and the water pipe contacts the lower inner surface of the inner peripheral surface of the radio wave emission port. It touches.
  • the water pipe is disposed in contact with the lower inner surface of the radio wave emission port as viewed from the direction of water discharge. It exists on the upper side and the left and right sides of the water, and hardly exists on the lower side of the water flow. As a result, during water discharge, radio waves can be interfered (reflected) with the upper surface and the left and right side surfaces of the water flow, and the detection range can be expanded upward and laterally.
  • an automatic faucet device using a radio wave sensor it is possible to prevent erroneous water discharge and erroneous water stoppage with a simple configuration.
  • FIG. 1 shows a state in which an automatic faucet device 1 according to this embodiment is attached to a washstand.
  • the washstand includes a sink 2 having a predetermined concave shape and a base 3.
  • a drain port 2 a is provided on the bottom surface of the sink 2.
  • the automatic faucet device 1 of the present embodiment includes a communication pipe (spout) 10 and a water discharge valve 30 that are fixed to a base (support) 3 and have a base end fixed toward a user side C.
  • a faucet body 1A provided with the above, a water pipe 20 inserted into the communication pipe 10, a radio wave sensor 40 for detecting a user's operating state including the presence or absence of the user, and a water discharge valve 30
  • a control unit 50 for controlling the opening / closing operation.
  • the communication pipe 10 is a hollow pipe member, and is formed of a metal material such as a steel material.
  • the communication tube 10 is formed of a material that reflects radio waves at least on its inner surface.
  • the communication pipe 10 has a shape that extends from the base 3 in the vertical direction and is curved so that the tip opening faces the bottom surface of the sink 2.
  • the exit portion of the communication pipe 10 faces obliquely downward.
  • the water pipe 20 is connected to the water discharge valve 30 and supplies cleaning water to a water discharge port 26 formed at a water discharge port portion that is an end of the faucet body 1A.
  • the water pipe 20 is a tubular member having flexibility as a whole, and is composed of a water discharge cap 21 attached to the tip portion and a flexible pipe 22.
  • the wash water is discharged from the water discharge port 26 of the water discharge cap 21 in the diagonally downward water discharge direction A, whereby the wash water is supplied toward the bottom surface of the sink 2 that is the water receiving portion.
  • the cleaning water is configured to be discharged obliquely downward from the water discharge port 26.
  • the cleaning water may be configured to be discharged substantially downward from the water discharge port 26. .
  • the flexible tube 22 is a flexible tubular member, and at least in the communication tube 10, the outer surface of the flexible tube 22 is formed of a material that reflects radio waves (for example, a metal material).
  • the flexible pipe 22 has a water discharge valve 30 connected directly or indirectly to an upstream end thereof, and a water discharge cap 21 connected to a downstream end thereof.
  • the flexible tube 22 is used, but the water discharge cap 21 and the water discharge valve 30 may be connected by a tube having flexibility and radio wave transmission.
  • a reflection member for example, an aluminum foil
  • a metal material that reflects radio waves over the entire outer surface of the tube.
  • the water discharge valve 30 is an electromagnetic valve, and is configured to perform an opening / closing operation by a control signal from the control unit 50.
  • the water discharge valve 30 is a constant flow valve, and a constant flow of cleaning water is supplied toward the water discharge port 26 during the opening operation.
  • the radio wave sensor 40 is disposed in the faucet body 1A and is provided on the base end side of the faucet body 1A. In the present embodiment, the radio wave sensor 40 is fixed to the base end side of the communication pipe 10.
  • the radio wave sensor 40 is a microwave Doppler sensor. The frequency used is, for example, about 10 GHz or about 24 GHz.
  • the radio wave sensor 40 includes a sensor main body portion 41 and a radio wave introduction / extraction portion 42 attached to the sensor main body portion 41.
  • the sensor body 41 is an electronic component having a local transmitter, a transmission antenna, a reception antenna, a mixer (detector), and the like.
  • the radio wave introduction / extraction unit 42 is a hollow metal part that radiates radio waves from the sensor main body 41 to the outside and introduces reflected waves from the outside to the sensor main body 41.
  • the sensor body 41 radiates the microwave (transmission signal) generated by the local oscillator to the outside through the radio wave introduction / extraction unit 42 from the transmission antenna, and reflects the microwave (reflection) by the object (for example, a human hand). Wave) is received by the receiving antenna via the radio wave introduction / extraction unit 42.
  • a mixer (detector) in the radio wave sensor 40 is configured to mix the reflected wave and the transmission signal and detect a Doppler signal.
  • the radio wave sensor 40 When the object is stationary, the radio wave sensor 40 is difficult to detect the presence or absence of the object because the frequencies of the transmitted wave and the reflected wave are the same. However, when the object is moving, since the frequency of the reflected wave changes, a difference signal appears at the output of the mixer. Based on this difference signal, the radio wave sensor 40 detects the presence / absence of the object and the moving direction (approach or separation), and outputs a detection signal (see FIG. 11) to the control unit 50.
  • the detection signal is a speed signal having a frequency component corresponding to the moving speed of the object, and indicates that there is a moving object.
  • the control unit 50 is configured by a microcomputer or the like, and receives a detection signal from the radio wave sensor 40 via the filter circuit 51. As shown in FIG. 11, when the control unit 50 receives a detection signal having a signal value equal to or higher than a certain voltage threshold (absolute value) with respect to a reference value (for example, 0 V), the control unit 50 drives the water discharge valve 30 to be opened. It is programmed to output a signal and to output a drive signal for closing the water discharge valve 30 when a detection signal having a signal value less than a certain voltage threshold value (absolute value) with respect to the reference value is received.
  • a certain voltage threshold absolute value
  • control unit 50 determines a detection range of the radio wave sensor 40 described later based on the signal value of the detection signal with respect to the voltage threshold. Thereby, when the target object is detected, the water discharge valve 30 is held in the open state and the water discharge state is entered. On the other hand, when the object is not detected, the water discharge valve 30 is held in the closed state, and the water is stopped.
  • the filter circuit 51 has a band-pass filter that allows only detection signals in a predetermined frequency range to pass. Since only the detection signal in the frequency range corresponding to the movement of the human hand is sent to the control unit 50 by the filter circuit 51, erroneous detection can be suppressed.
  • FIG. 12 shows a specific example of the detection signal.
  • FIG. 12A shows a state in which cleaning water is being discharged from the water outlet 26 (the cleaning water has reached the bottom surface of the sink 2 without being blocked), and
  • FIG. 12B shows that water has been poured into the resin cup.
  • the accumulated state, FIG. 12C corresponds to the state where both hands are being washed in the flow of washing water.
  • the reference value is about 2.5V.
  • the control unit 50 has two threshold values. That is, a water discharge start threshold Ts for starting water discharge and a water stop threshold Tt for stopping water discharge. In FIG. 12, these threshold values are shown in a range centered on the reference value.
  • the control unit 50 performs control to start water discharge when the amplitude of the detection signal becomes greater than or equal to the water discharge start threshold Ts during water stop, and performs control to stop water discharge when the amplitude of the detection signal becomes less than the water stop threshold Tt during water discharge. .
  • the water stop threshold value Tt is set to a value larger than the amplitude of a small detection signal detected when the wash water reaches the bottom surface of the sink 2 without being disturbed. Further, the water stop threshold Tt is set to a value smaller than the amplitude of a large detection signal detected when hand washing is performed in the wash water. Thereby, since the detection signal after completion
  • the automatic faucet device 1 is configured such that the detection range of the radio wave sensor 40 is changed in accordance with the presence or absence of water discharged from the water outlet 26.
  • FIG.1 and FIG.3 (A) has shown the detection range a1 in still water.
  • the detection range a1 is formed to extend from the vicinity of the water discharge port 26 along the radial direction B1 (water discharge direction A). Further, the lower end of the detection range a1 is set so as not to reach the bottom surface of the sink 2 so as not to detect water flowing from the cup to the sink 2.
  • FIG.2 and FIG.3 (B) has shown the detection range a2 in water discharge.
  • the detection range a2 is larger than the detection range a1.
  • the shape is changed so that the length along the water discharge direction A and the length along the direction C toward the user U are shortened.
  • the shape of the detection range a2 is changed so that the radiation direction B2 is directed to a position away from the washing water landing position on the bottom surface of the sink 2 toward the user side C.
  • the detection range a2 is wider in the lateral direction D than the detection range a1.
  • the horizontal direction D may be referred to as the width direction or simply the horizontal direction.
  • the communication pipe 10 of this embodiment will be described.
  • the inner diameter, the length, and the like are set so that the communication tube 10 functions as a radio wave waveguide. That is, the transmission radio wave radiated from the radio wave sensor 40 passes through the radio wave passage space for passing the radio wave formed between the inner surface of the communication tube 10 and the outer surface of the water tube 20, and the inner surface of the communication tube 10 and the water tube.
  • the light is repeatedly reflected on the outer surface 20 and propagates downstream, and is emitted toward the sink 2 from the radio wave radiation port 27 provided near the water discharge port 26 at the tip of the communication pipe 10 (see the radiation direction B1 in FIG. 4).
  • Radio waves (reflected waves) reflected by human hands enter the communication pipe 10 from the radio wave emission port 27, propagate through the communication pipe 10, and are received by the radio wave sensor 40.
  • the communication tube 10 which is a rigid body into which the water tube 20 is inserted, and the assemblability is improved.
  • the waveguide since the waveguide is not necessary, it is possible to reduce the size and reduce the manufacturing cost.
  • the radio wave sensor 40 can be disposed at a portion other than the tip portion of the communication tube 10, the tip portion of the communication tube 10 can be particularly miniaturized.
  • the radio wave sensor 40 is preferably arranged outside the communication pipe 10, but can also be arranged inside the communication pipe 10.
  • the radio wave beam pattern radiated from the radio wave emission port 27 of the communication pipe 10 is set so that the object within the detection range a1 shown in FIG. Specifically, the detection range a1 has directivity in the radial direction B1, and is set to extend elongated along the radial direction B1. In the present embodiment, the radiation direction B1 substantially coincides with the water discharge direction A.
  • the automatic faucet device 1 is provided with directivity determining means so as to form such a detection range a1 in the still water.
  • the directivity determining means includes a reflecting member 28 and a double tube structure in which the water tube 20 is disposed in the communication tube 10 (that is, in the radio wave emission port 27) as described below.
  • an annular reflecting member 28 which is a separate component, is attached to the radio wave radiation port 27 of the communication pipe 10.
  • the reflecting member 28 is made of a material that reflects radio waves, and is formed of a metal material in the present embodiment.
  • the reflecting member 28 has a reflecting surface (reflecting portion) 28a.
  • the reflecting surface 28a is an annular surface facing the sink 2 side.
  • the wall (radial thickness) of the reflecting member 28 is set to be thicker than the wall (radial thickness) of the communication pipe 10.
  • FIG. 5 (A) shows the antenna gain of the radio wave sensor output from the waveguide having a rectangular cross section (see FIG. 5 (B)).
  • FIG. 5A shows that when the wall thickness t of the outlet portion of the waveguide is changed, the antenna gain increases as the wall thickness t increases. This indicates that the radio wave beam becomes sharper and the directivity in the radiation direction increases as the thickness t increases.
  • the radio beam pattern is nearly non-directional and spreads in a spherical shape.
  • the reflecting member 28 is attached to the radio wave emission port 27 based on the result of FIG.
  • the thickness of the wall of the reflecting member 28 is set so that the detection range a1 is formed according to the inner diameter of the communication tube 10.
  • the reflection surface 28a prevents the radio wave propagating through the communication pipe 10 from flowing around the upstream side of the communication pipe 10 (the direction opposite to the radiation direction B1) after exiting the communication pipe 10 and changes the direction of the radio wave.
  • the reflection surface 28a has a role of reflecting the radio wave that is going to travel upstream toward the bottom surface of the sink 2, directing the directivity direction in the direction, and giving the radio beam pattern directivity in the radiation direction B1. Fulfill.
  • the reflecting member 28 has a function of sharpening the radio wave beam pattern in the radiation direction B1 to form an appropriate radiation pattern.
  • an object that easily transmits radio waves such as a resin toothbrush or cup in a region having a higher radio wave intensity within the detection range a1 by concentrating radio waves along the water discharge direction A by the reflecting member 28.
  • the detection range a1 is set to be elongated along the water discharge direction A so as not to cause erroneous water discharge by erroneously detecting a hand located at a position away from the water discharge port 26.
  • a separate reflecting member 28 is attached to the tip of the communication tube 10, but instead of attaching the reflecting member 28, the tip portion of the communication tube 10 may be made thick. . Furthermore, if the communicating pipe 10 is thick enough to suppress the wraparound of radio waves, it is not necessary to attach a separate reflecting member or to thicken only the tip of the communicating pipe 10.
  • FIG. 6 shows an outlet portion (downstream end portion) of the communication pipe 10
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII at an arbitrary middle portion of the communication pipe 10 (see FIG. 1).
  • the water pipe 20 is disposed so as to contact the inner surface 11 of the communication pipe 10.
  • the outlet portion of the communication pipe 10 extends obliquely downward toward the bottom of the sink 2.
  • the position where a user stands when using the automatic water faucet device 1 is set in the direction in which the outlet portion of the communication pipe 10 extends.
  • the water pipe 20 is located in the inner surface 11 of the communication pipe 10 (or the inner surface of the radio wave emission port 27), in the direction C where the user exists (see FIGS. 4 and 6). Is in contact with a portion of the inner surface 11 located in the opposite direction. Further, as shown in FIG. 7, the water pipe 20 is in contact with the inner surface 11 of the communication pipe 10 also in other parts of the communication pipe 10.
  • the radio wave beam pattern is adjusted by the double tube structure in which the water pipe 20 is disposed inside the communication pipe 10 in the vicinity of the radio wave emission port 27.
  • the radio wave radiated from the radio wave radiation port 27 having a substantially circular outer shape goes around the water flow of the cleaning water discharged from the water discharge port 26 and easily interferes therewith.
  • the radio wave easily interferes with the side surface on the user side C of the water flow and both side surfaces of the water flow in the lateral direction.
  • the diameter of the water outlet 26 (or the water pipe 20) is smaller than half the inner diameter of the radio wave radiation outlet 27 (or the communication pipe). However, as shown in FIG. You may comprise larger than the half of the internal diameter of the opening
  • the radio wave is radiated to the outside from a substantially elongated window for radio wave radiation formed between the outer peripheral surface of the water pipe 20 and the inner peripheral surface of the communication pipe 10. This elongated window constitutes a substantial radio wave radiation portion of the radio wave radiation port 27.
  • the size of 20 or the size of the water discharge port 26 with respect to the radio wave emission port 27 is set. That is, as shown in FIG. 8, the elongated window has a long length in the horizontal direction H with respect to the vertical direction L, and can be regarded as a curved cross-sectional shape of the rectangular waveguide. For this reason, the radio wave mode of FIG. 8 is similar to the TE01 mode in a rectangular waveguide, for example.
  • the electric field component of the radio wave can be interfered with the water flow W of the cleaning water discharged from the water outlet 26 in an orthogonal state. Accordingly, when radio waves interfere with the water flow W of the washing water, the attenuation and reflection characteristics of the radio waves are enhanced, and the directivity of the radio waves in the water discharge can be easily set. In particular, when the electric field component interferes with the water flow W in an orthogonal state, the radio wave is easily reflected on the surface of the water flow W.
  • FIG. 9 is a sectional view as seen from the side
  • FIG. 10 is a view as seen from below.
  • illustration of the water pipe 20 and the radio wave sensor 40 is omitted.
  • a fixing member 12 is fixed inside the inlet portion of the communication pipe 10 with screws 13 so as to close the communication pipe 10.
  • the fixed member 12 is a member whose outer dimension is substantially equal to the inner diameter of the communication tube 10 and is formed of a material that reflects radio waves.
  • the fixing member 12 is formed of a metal material such as a steel material.
  • the fixing member 12 has a circular opening 12a and a rectangular opening 12b.
  • the inner diameter dimension of the fixed hole 12a is substantially equal to the outer dimension of the water pipe 20, and the inner dimension of the fixed hole 12b is approximately equal to the outer dimension of the radio wave introducing / extracting portion 42 of the radio wave sensor 40.
  • the water pipe 20 and the radio wave sensor 40 are inserted and fixed in these opening holes 12a and 12b, respectively.
  • the water pipe 20 is in contact with the inner surface 11 of the communication pipe 10 while being fixed to the opening hole 12a.
  • the fixing member 12 functions as a vibration reducing means for reducing the vibration of the water pipe 20 caused by the water hammer phenomenon that occurs when the water discharge valve 30 is closed. That is, the vibration transmitted from the water discharge valve 30 to the downstream side through the water pipe 20 when the water discharge valve 30 is closed is connected to the communication pipe 10 having a larger mass than the water pipe 20 and the base 3 of the sink 2 via the fixing member 12. Is transmitted to. Thereby, it is possible to block the vibration from being transmitted to the downstream side of the water pipe 20 and to suppress the vibration of the water pipe 20 in the communication pipe 10. Since vibration is suppressed, the radio wave sensor 40 can be prevented from erroneously detecting the presence of a human hand.
  • the water pipe 20, the radio wave sensor 40 and the communication pipe 10 are fixedly coupled by the fixing member 12, the water pipe 20, the radio wave sensor 40 and the communication pipe 10 are tuned by the influence of vibration transmitted from the water pipe 20. Can be vibrated. Thereby, since the relative vibration or displacement of the water pipe 20, the radio wave sensor 40, and the communication pipe 10 is suppressed, it is possible to further suppress the radio wave sensor 40 from erroneously detecting the presence of a human hand. it can.
  • the radio wave introduction / extraction part 42 is inserted into the fixing member 12 so that the tip opening 42 a of the radio wave introduction / extraction part 42 of the radio wave sensor 40 is located on the downstream side of the fixing member 12. It is fixed to.
  • the front end opening 42 a of the radio wave introduction / extraction part 42 is an entrance / exit of radio waves with the communication pipe 10. Therefore, even if vibration is transmitted to the fixing member 12 due to the water hammer phenomenon, the radio wave sensor 40 becomes difficult to detect the vibration of the fixing member 12, and erroneous detection can be suppressed.
  • the fixing member 12 is arranged as the vibration reducing means.
  • any damper member that absorbs and suppresses the vibration is the water pipe 20 between the water discharge valve 30 and the communication pipe 10 as the vibration reducing means. It may be attached to.
  • a fixing member for bringing the water pipe 20 into contact with the inner surface 11 of the communication pipe 10 may be disposed at an appropriate location in the communication pipe 10.
  • the fixing member is preferably formed of a material having radio wave permeability (for example, resin). Since the surface of the fixing member 12 is formed of a material that reflects radio waves, the radio waves introduced from the radio wave introduction / extraction section 42 into the communication pipe 10 are reflected to the downstream side. Can do. Thereby, the radiation intensity of the radio wave radiated from the radio wave radiation port 27 is maintained at a high level.
  • FIG. 13 shows the situation during water stoppage.
  • a detection range a1 of the radio wave sensor 40 is shown.
  • the detection range a1 indicates a range in which an object can be detected by a radio wave beam emitted from the radio wave emission port 27 of the communication pipe 10 in the still water.
  • the spatial radiation pattern of the radio wave beam radiated from the radio wave radiation port 27 in the still water is set to have directivity in the radiation direction B1 by the directivity determining means.
  • the radial direction B1 substantially coincides with the water discharge direction A of the wash water discharged from the water discharge port 26 during the water stoppage.
  • the radio wave beam in the still water has directivity along the water discharge direction A, and the detection range a1 is set to have an elongated shape like an elliptical sphere extending along the water discharge direction A. That is, in the detection range a1, the equal radio wave intensity surface has an elongated shape such as an elliptical sphere extending along the water discharge direction A.
  • the cross section of the detection range a1 perpendicular to the radiation direction B1 is substantially circular.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of the detection range a1 at the arrow portion in FIG.
  • the detection range a1 extending in an elongated elliptical sphere has the largest cross section of the intermediate region in the radiation direction B1 (cross section in the direction orthogonal to the radiation direction B1), and the cross section becomes smaller as the distance from the intermediate region increases.
  • an equal radio field strength surface is a surface formed by connecting spatial points having equal radio field strength of radio wave beams.
  • an elongated shape means a shape in which the length in one direction is longer than the length in an arbitrary direction orthogonal to this direction, like an elliptical sphere.
  • FIG. 14 corresponds to FIG. 13 and shows a detailed radio wave intensity distribution of radio waves radiated from the radio wave emission port 27 during water stoppage.
  • FIG. 14 also shows a detection range a1 similar to that in FIG.
  • FIG. 15 shows the distribution of the radio wave intensity when there is no reflecting member 28.
  • the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 spreads radially to form a nearly spherical detection range a4, and the radio wave passes from the radio wave emission port 27 to the rear of the communication pipe 10 (with respect to the water discharge direction A). It goes around in the opposite direction.
  • FIG. 15 corresponds to FIG. 13 and shows a detailed radio wave intensity distribution of radio waves radiated from the radio wave emission port 27 during water stoppage.
  • FIG. 14 also shows a detection range a1 similar to that in FIG.
  • FIG. 15 shows the distribution of the radio wave intensity when there is no reflecting member 28.
  • the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 spreads radially to form a nearly
  • the directivity of the radio wave in the radiation direction B1 is enhanced to form a detection range a1 that is elongated and the radio wave is behind the communication tube 10. It has stopped going around.
  • the directivity of the radio wave in the water discharge direction A can be improved, and the radio beam pattern can be sharpened.
  • the detection range a1 is a spatial range defined by the outermost equal radio wave intensity plane in which the radio wave sensor 40 can significantly detect the movement of a human hand by the reflected wave among the equal radio wave intensity planes.
  • the radio wave sensor 40 detects the movement of the hand and transmits a detection signal to the control unit 50.
  • the control unit 50 sends a drive signal to the water discharge valve 30 to switch the water discharge valve 30 to the open state. As a result, as the hand reaches the vicinity of the spout 26, the wash water is spouted from the spout 26 with good timing.
  • the detection range a1 since the detection range was narrow, water discharge could not be started in a timely manner according to the approach of the user's hand.
  • the detection range a1 since the detection range a1 is set so as to swell in the radial direction with respect to the water discharge direction A, the detection range a1 extends from the water discharge port 26 in the water discharge direction A regardless of the direction in which the hand is inserted. Before the hand reaches the cleaning point on the extended line, the approach of the user's hand can be detected earlier, and water discharge can be started at a good timing.
  • the radio wave beam circulates backward and spreads in a spherical shape as in the detection range b, so that the user drains water near the spout 26.
  • the operation is detected (see FIG. 13A).
  • the detection range a1 in the still water is set to be vertically long like an ellipsoidal sphere in the water discharge direction A, even if the distance from the water discharge port 26 is the same, the emission of radio waves at the cleaning point Strength can be increased. Therefore, since the draining operation is performed outside the detection range a1, it is possible to prevent the cleaning water from being discharged during the draining operation. As described above, in this embodiment, it is possible to easily detect the user's hand existing at a position where water discharge is desired, and it is possible to make it difficult to detect a hand present at a position where water discharge is not desired.
  • FIG. 16 shows a situation where the cleaning water W is discharged from the water outlet 26.
  • FIG. 16A shows a detection range a2 in which the movement of the object can be detected by the radio wave beam in the water discharge.
  • detection is performed by attenuating a part of the radio wave and reflecting the radio wave with the wash water by using interference between the wash water discharged from the water outlet 26 and the radio wave in the detection range a1.
  • a range a2 is set. Attenuation of the radio wave weakens the radiation intensity of the radio wave and reduces the radiation pattern (detection range). Reflection of the radio wave displaces the position of the radiation pattern of the radio wave and shifts it above the water flow W of the washing water or toward the user side C. .
  • the detection range a2 partially overlaps the detection range a1, but extends in different angular directions and has a different position with respect to the detection range a1, and at least a part of the detection range a2 is in the detection range a1. Is spatially shifted.
  • the size, direction, and shape of the detection range a2 in the spouting water with respect to the detection range a1 in the still water are utilized by utilizing the property that the radio waves are attenuated and reflected by the interference between the radio waves and the washing water.
  • Etc. are set differently.
  • a suitable detection range may be set automatically according to the condition of water stop and water discharge (depending on the presence or absence of discharge of washing water).
  • the detection range a1 since the water flow W of the wash water from the water discharge port 26 passes through the substantially center part of the detection range a1 in the water stoppage, the detection range a1 has an attenuation amount in the water discharge direction A in the water discharge direction A.
  • the amount of attenuation in the orthogonal direction can be made larger. This makes it difficult to detect water splash from the sink 2 and water flow flowing through the bottom surface of the sink 2.
  • the radiation intensity in the radiation direction B2 is relatively large, and the detectable distance in the radiation direction B2 of the detection range a2 is the detection range a1.
  • the detection range a2 is set to be shorter than the detectable distance in the radiation direction B1.
  • the detection ranges a1 and a2 are set by setting the degree, the flow rate of the water flow W of the washing water, the size of the radio wave emission port 27 with respect to the water discharge port 26, and the like. Yes. Therefore, in the present embodiment, no additional functional parts are required, the detection ranges a1 and a2 can be switched only by the presence or absence of water discharge, and without stopping the design freedom of the automatic faucet device 1, It is possible to realize a desired detection range according to the water discharge with a simple configuration.
  • FIG. 16 corresponds to FIG. 16 and shows a detailed radio wave intensity distribution of radio waves emitted from the radio wave emission port 27 during water discharge.
  • FIG. 17 also shows a detection range a2 similar to that in FIG. It can be seen from FIG. 16 that a radio wave beam pattern directed in the radiation direction B2 is formed in the water discharge.
  • the radio wave emission port 27 is configured to be positioned relatively biased toward the user side C with respect to the water discharge port 26. That is, in the present embodiment, the water outlet 26 is located on the opposite side of the radio wave emission port 27 from the user (that is, the direction from the water outlet 26 toward the base end of the faucet body 1A) ( The water flow W of the cleaning water passes through a region of the detection range a1 that is offset toward the base end side of the faucet body 1A. Therefore, the radio wave beam radiated from the radio wave emission port 27 during the water discharge is reflected toward the user side C by the water flow W of the washing water, and the direction or angle of the detection is changed in the radiation direction B2 of the user side C. A range a2 is formed.
  • the radio wave radiated from the region located directly above the water discharge port 26 in FIG. 6 in the region within the radio wave emission port 27 is reflected to the radiation direction B2 or the user side C by the cleaning water
  • the inner detection range a2 is directed in the radiation direction B2. Therefore, by setting the detection range a2, the detection range moves away from the sink 2 as a whole, and a space closer to the user is included in the detection range, and the hand is inserted into the water flow W of the washing water. Since the hand is surely present in the detection range a2, the hand can be continuously detected during the cleaning.
  • the water flow of the wash water discharged obliquely from the water discharge port 26 moves away from the water discharge direction A toward the downstream side by gravity (see FIG. 2). For this reason, the water flow of the washing water passes through a position away from the central portion where the radio wave intensity is higher toward the one side toward the downstream side closer to the bottom surface of the sink 2. Thereby, attenuation of the radio wave at a position away from the water discharge port 26 (position close to the bottom surface of the sink 2) is suppressed, and the detection range is prevented from being excessively reduced in the water discharge direction. Therefore, it is possible to reliably detect the hand washing operation at a position far from the water discharge port 26 and continue water discharge.
  • the radio wave from the radio wave emission port 27 is radiated so as to cover the periphery of the water discharge port 26. Therefore, since the water flow W of the washing water passes through the space where the radio waves are radiated during the water discharge, the interference area between the radio waves and the washing water can be increased.
  • the water outlet 26 is located away from the center of the radio wave outlet 27. For this reason, at least in the vicinity of the water discharge port 26, the radio wave in the central portion having the highest radio wave intensity is hardly affected by the attenuation by the washing water in the detection ranges a1 and a2. For this reason, since the part with a high radio wave intensity is maintained in the vicinity of the spout 26, a resin product having a low radio wave reflectance such as a toothbrush can be reliably detected in the spout.
  • the directivity determining means (double tube structure) of the present embodiment functions as a vertical attenuation ratio adjusting means for adjusting the attenuation ratio of the detection range in the vertical direction of the detection range.
  • the radio wave emission port 27 is also located laterally or laterally of the water discharge port 26.
  • a radio wave beam radiated from a region located in the lateral or lateral direction of the water discharge port 26 in FIG. 6 in the region within the radio wave radiation port 27 is reflected in the lateral direction by the water flow W of the cleaning water. Therefore, the radiation pattern of the radio wave beam is spread in the horizontal direction.
  • the directivity determining means (double tube structure) of the present embodiment functions as a means for adjusting the lateral shape of the detection range.
  • the detection range becomes small as a whole.
  • the radiation pattern of the radio wave beam is rather reduced in the thickness direction (direction perpendicular to the radiation direction and the lateral direction).
  • the radiation pattern (detection range a2) of the radio wave beam is such that the cross section perpendicular to the radiation direction B2 is extended in the horizontal direction compared to FIG. 13B. It becomes a flat shape.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view of the detection range a2 at the arrow portion in FIG.
  • FIG. 18A shows a cross section of the detection range a1 during still water in a direction perpendicular to the water discharge direction A
  • FIG. 18B shows the water discharge at the same position as FIG.
  • the cross section of the detection range a2 is shown.
  • the cross section of the detection range a1 is a circle having a radius R1 from the center of the radio wave emission port 27 and has a lateral width W1. ing.
  • the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 is reflected by the water flow W of the washing water as schematically indicated by an arrow in FIG.
  • the cross section of the detection range a2 is deformed into an elliptical shape, the distance from the center of the radio wave emission port 27 to the boundary on the user side C is the length R2, and has a width W2 in the lateral direction.
  • the main part with respect to the water flow W of the cleaning water is located on the user side C, and hardly exists in the direction opposite to the user side C.
  • FIG. 19 corresponds to FIG. 18, and shows a detailed radio wave intensity distribution of radio waves radiated from the radio wave emission port 27 in the still water (FIG. 19A) and water discharge (FIG. 19B). ing.
  • FIG. 19 also shows detection ranges a1 and a2 similar to those in FIG. From FIG. 19, it can be seen that the radio waves spread in the lateral direction and the user side C during the water discharge.
  • 20A and 20B show the radio wave intensity distributions when the vicinity of the radio wave emission port 27 in the still water and the water discharge is viewed from above. Also in FIG. 20, as in FIG. 19, it can be seen that radio waves spread in the lateral direction during water discharge.
  • the water discharge port 26 is shifted to the opposite side with respect to the user side C so that the water discharge port 26 is in contact with or close to the inner surface of the communication tube 10 in the radio wave emission port 27.
  • the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 is radiated toward the side portion of the user side C of the water flow W of the cleaning water, which causes interference, and in addition, the radio wave flows into the water flow of the cleaning water. Interference also occurs by radiating toward the lateral side portion of W.
  • the detection range a ⁇ b> 2 extends to the user side C by radio waves reflected toward the user side C, and also extends in the horizontal direction by radio waves reflected in the lateral direction.
  • the radio wave is reflected toward the user side C so that the detection range a2 has a detection area on the user side C wider than the detection range a1, the person who is in the water discharge rather than the water stoppage. However, it becomes easier to detect in the space on the user side C.
  • the directivity determining means (double tube structure) of the present embodiment functions as a means for adjusting the lateral shape of the detection range, and in addition, the reflection directivity determination that extends the detection range to the user side C. It also functions as a means.
  • the space on the user side C of the spout 26 is wider than the lateral space in the radio wave outlet 27, so that the radio wave radiated from the lateral direction of the spout 26 is larger.
  • a larger amount of radio waves radiated from the user side C of the water outlet 26 is reflected by the water flow W of the washing water.
  • the detection range a2 is expanded in the lateral direction during water discharge, and moves upward or toward the user side C. Even if it is shifted upward or downward, water discharge can be continued. Thereby, it is possible to keep detecting the hand and keep the water discharge state until the hand is surely separated from the vicinity of the water outlet 26 after the hand is washed.
  • the width direction or the lateral direction means the lateral direction of the user facing the communication pipe 10, and in FIGS. 1 and 2, it is a direction perpendicular to the paper surface. Is the horizontal direction of the drawing, and is indicated by the horizontal direction D in FIG.
  • the detection range of the radio beam is narrowed by the attenuation of the radio wave due to the cleaning water stream W, and the radio beam is reflected by the reflection of the radio wave by the cleaning water stream W. Therefore, in the water discharge direction A, the detectable distance in the water discharge is set shorter than that in the water stop. That is, the directivity determining means of the present embodiment sets the degree of attenuation appropriately (for example, setting the ratio of the size of the water discharge port 26 and the radio wave emission port 27), thereby increasing the length of the detection range in the water discharge direction. It functions as a water discharge direction attenuation adjustment means for shortening the length.
  • the water flow W of the discharged water and the wash water pass through the radio wave radiation area, that is, the detection range a1 in the still water.
  • the detection range a2 during water discharge can be made smaller in the water discharge direction A than the direction perpendicular to the water discharge direction A with respect to the detection range a1 during water stoppage. That is, in the present embodiment, the detection range a2 can be more easily reduced in the water discharge direction A than in the direction orthogonal to the water discharge direction A.
  • the directivity determining means of the present embodiment functions as a water discharge direction and radial direction attenuation ratio adjusting means for adjusting the attenuation ratio of the detection range in the water discharge direction and the radial direction orthogonal to this direction.
  • the detectable distance longer during stoppage of water even if the user approaches his / her hand toward the spout 26 from a distant position, the hand is detected and water discharge is started at an early stage. be able to.
  • the detectable distance short during spout it is possible to reliably detect a hand near the spout 26 and to detect a hand far away from the spout 26 or water flow, and to this. The accompanying water stoppage delay can be prevented.
  • the flow W of the wash water discharged from the water discharge port 26 is naturally disturbed toward the downstream side closer to the sink 2 according to the flow rate. That is, the cleaning water W becomes granular on the sink 2 side, and the water particles spread in the radial direction. Also, the washing water bounces from the sink 2. Therefore, there is a possibility that the radio wave sensor 40 may erroneously detect the disturbance of the water flow W of the washing water or the bounced washing water as a movement of a human hand.
  • the radio wave beam is attenuated downward or at the base end side of the faucet body 1A in the water discharge, and is displaced upward or to the user side C, so that the detectable distance is set short. It is possible to avoid erroneous detection due to turbulent flow of the cleaning water W or rebounding cleaning water, and to prevent water stoppage delay.
  • the water discharge port 26 is disposed in a part of the radio wave emission port 27, and the radio wave emission port 27 is longer in the width direction than the water discharge port 26, so that a part of the radio wave is
  • the light is radiated in the radial direction B1 (that is, the water discharge direction A) in substantially the same manner as the water stoppage.
  • the radio wave radiated in the water discharge direction A is reflected on the water surface in the container, so that the radio wave sensor 40 detects the object due to the fluctuation of the water surface. It can be performed. For this reason, the water discharge state can be continued during the water reservoir operation to the container.
  • the radio wave is slight, but also near the lower side of the water outlet 26 in FIG. Radiated.
  • the radiation pattern of the radio wave beam can be secured in the vertical direction (including the lower side of the flow of the cleaning water W).
  • radio waves propagate toward the direction directly below the water discharge port 26 during the water stoppage. Is suppressed. Therefore, even when a water droplet is dropped from the water outlet 26 after the water has stopped, the movement of the water droplet is not detected, and the water discharge is prevented from being started unnecessarily.
  • the setting method of the water stop threshold value Tt in this embodiment is demonstrated.
  • Water splashing from the sink 2 becomes an obstacle when the washing water is reliably stopped after the hand washing. That is, the amplitude of the detection signal increases due to the influence of water splash. Therefore, in order to stop water reliably even if there is a water splash, the water stop threshold may be set to a value larger than the magnitude of the detection signal affected by the water splash.
  • the water stop threshold is set to a large value, the following problems occur. Generally, hand washing is performed at a position relatively distant from the spout 26, but the toothbrush is washed near the spout 26 where the washing water is strong. Therefore, if the water stop threshold is set to a large value, the detection range is substantially narrowed, so hand washing performed at a position away from the water discharge port 26 cannot be detected, water discharge is stopped, and usability deteriorates. Further, since the toothbrush is a detection object made of resin with low radio wave reflectance, the detection signal of the toothbrush has a small amplitude. For this reason, if the water stop threshold is set to a large value, the toothbrush is not detected and water discharge is stopped.
  • the water stop threshold value Tt is set by using the fact that the cleaning of the toothbrush or the like is performed not at a position far from the water outlet 26 but at a position near the water outlet 26. That is, the detection signal is smaller than the detection signal when detecting hand washing at a position far from the water discharge port 26 and is more than the detection signal when detecting the water flow of the cleaning water reaching the bottom surface of the sink 2 without being obstructed. In the large range, the water stoppage threshold value Tt is set to a value smaller than the detection signal when detecting a detection object (toothbrush or the like) having a low radio wave reflectance inserted near the water outlet 26.
  • the detection range a2 during water discharge is set to be shorter in the water discharge direction A than the detection range a1 during water stop and to be directed in a direction away from the water discharge direction A (radial direction B2).
  • the detection range a ⁇ b> 2 is set so that the detection signal in the case of detecting the toothbrush inserted at a position close to the water discharge port 26 exceeds the set water stop threshold Tt.
  • the detection range a2 and the water stop threshold Tt can be adjusted to each other, and the optimum detection range a2 and the water stop threshold Tt can be finally determined.
  • the detection range a2 is reduced with respect to the detection range a1, so that the water splash near the bottom surface of the sink 2 is not detected, and the washing water is surely stopped after the hand washing is finished. Can do. Even when hand washing is performed at a position away from the spout 26, a detection signal having a relatively large amplitude is detected in the hand washing state, and the water stop threshold value Tt is not set to a high value. The water can be continued while inside. Further, since the vicinity of the water discharge port 26 is close to the radio wave emission port 27 and there is a portion with high radio wave intensity, the toothbrush can be detected by this high radio wave intensity portion and water discharge can be continued.
  • the radio wave attenuation action due to the water flow W of the washing water appears remarkably.
  • the water pipe 20 passes through the center of the communication pipe 10, and the water outlet 26 is disposed at the center of the radio wave emission port 27 (see FIG. 21B). Even if the position of the water pipe 20 is shifted to the center of the radio wave emission port 27, there is almost no influence on the detection range in the still water. For this reason, the detection range in the still water shown in FIG. 21A is substantially the same as the detection range a1 in FIG.
  • FIG. 21C shows a detection range a3 during water discharge. Since the water pipe 20 is located at the center of the radio wave emission port 27, the wash water W passes on the central axis of the detection range a1, and the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 is almost in the circumferential direction of the wash water W. Interference with the washing water W evenly. For this reason, the radiation direction B3 of the detection range a3 is substantially the same as the water discharge direction A without being displaced from the water discharge direction A. Since the water flow W of the washing water passes through the propagation path of the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 during the water discharge, the radio wave is attenuated by this passage.
  • the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 enters the cleaning water stream W, the radio wave attenuates due to this approach.
  • the length of the detection range a3 along the water discharge direction A (radiation direction B3) is shortened by attenuating the radio wave due to interference between the water flow W of the washing water and the radio wave, The detectable distance becomes shorter than the detection range a1 in the still water.
  • the radio wave attenuation effect of the cleaning water in FIG. 21 is also applicable to the embodiment of FIG.
  • the communication tube 10 is used as a radio wave waveguide.
  • the present invention is not limited to this, and a radio wave is transmitted between the radio wave sensor 40 and the outlet of the communication tube 10 using a dedicated waveguide. You may comprise so that it may propagate by a waveguide. When a dedicated waveguide is used, this waveguide may be disposed inside or outside the communication tube 10.
  • the cross section of the communication pipe 10 and the water pipe 20 is circular.
  • the present invention is not limited to this, and may be a circular shape, a rectangular shape, or the like.
  • the radio wave emission port may be clearly arranged only on the user side with respect to the water discharge port.
  • the width of the radio wave emission port may be set to be the same as or smaller than the width of the water discharge port.
  • the cross-section of the communication pipe 10 may be divided into a semicircular shape, and a radio wave emission port and a water discharge port may be arranged in each of the semicircular sections of the cross-section. May be provided.
  • the radio wave beam can be directed almost completely to the user side due to interference (reflection) between the radio wave beam and the flow of the cleaning water in the water discharge.
  • the detection range does not exist below the water outlet, it is possible to prevent the radio wave sensor 40 from erroneously detecting the disturbance of the flow of the washing water at a large flow rate at a position away from the water outlet. It is possible to stop water reliably after hand washing.
  • FIG. 22 shows a cross section of the detection range during still water in a direction perpendicular to the water discharge direction.
  • the cross-sectional shape of the water discharge port 26a is an ellipse. This elliptical shape has a length r1 in the major axis direction and a length r2 (r1> r2) in the minor axis direction. And the major axis direction of elliptical shape is arrange
  • the spout 26 a is arranged such that the side surface on the base end side of the faucet body 1 ⁇ / b> A is in contact with or close to the inner surface of the radio wave emission port 27 or the communication pipe 10. Has been.
  • FIG. 22 (B) shows a cross section of the detection range a4 during water discharge.
  • the radio wave radiated from the radio wave emission port 27 is reflected by the water flow W of the washing water as schematically shown by the arrow in FIG.
  • the detection range a4 has an elliptical cross section, the distance from the center of the radio wave emission port 27 to the boundary of the user side C is the length R4, and the width in the lateral direction. W4.
  • the length r1 in the major axis direction is longer than the length r2 in the minor axis direction, the side portion of the user side C among the side surfaces of the water flow W of the cleaning water discharged from the water outlet 26a.
  • the side surface portion in the lateral direction orthogonal to the user side C reflects more radio waves radiated from the radio wave emission port 27. Therefore, the radio wave reflected in the lateral direction is larger than the radio wave reflected toward the user side C.
  • the length R4 is shorter than the length R2 (R4 ⁇ R2) and the width W4 is larger than the width W2 (W4> W2) as compared to FIG.
  • the directivity determining means (double tube structure) of the present embodiment functions as a means for adjusting the lateral shape and the thickness direction shape of the detection range.
  • the water pipe 20 is in contact with the lowermost portion of the inner peripheral surface of the communication pipe 10 (that is, the inner peripheral surface opposite to the user side C) at the spout.
  • the water pipe 20 may be in contact with the uppermost portion of the inner peripheral surface (that is, the inner peripheral surface of the user side C).

Abstract

　電波センサを用いた自動水栓装置であって、簡易な構成により、誤止水を生じることのない自動水栓装置を提供する。　水栓本体１Ａと、水管２０と、電波センサ４０と、洗浄水の吐水と止水を行う制御部５０とを備えた自動水栓装置１において、電波を通過させるための電波通過用空間と、電波を外部に放射する電波放射口２７と、電波放射口２７から放射される電波の指向性を決定するための指向性決定手段とを備え、指向性決定手段は、止水中において、電波放射口２７から放射される電波を吐水口２６から吐水される洗浄水の吐水方向Ａに沿うように指向させ、且つ、吐水中において、電波放射口２７のうち、吐水口２６よりも使用者側Ｃに配置された部分から放射された電波を、洗浄水の水流Ｗの使用者側Ｃの側面と干渉させるように構成されている。

Description

自動水栓装置
　本発明は自動水栓装置に関し、特に電波センサを用いて吐水・止水を自動的に行う自動水栓装置に関する。
　従来、光電センサを用いて吐水・止水を自動的に行う自動水栓装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような自動水栓装置では、連通管の先端部分に光電センサが内蔵されている。使用者が光電センサの検知範囲内に手を差し入れると、光電センサが手の存在を検知し、これにより、吐水口からの吐水が自動的に開始される。一方、使用者が検知範囲から手を引き抜くと、光電センサが手の存在を検知しなくなるので、吐水口からの吐水が自動的に停止される。
　また、このような自動水栓装置では、使用者は、使用時に吐水口に向けて様々な方向から手を進入させることが考えられる。一方、光電センサは指向性が強いため、これら様々な方向から差し入れられる手を光電センサで確実に検知するためには、光電センサの検知範囲を確実に手が来る吐水口近傍に配置する必要があった。このため、光電センサを用いた自動水栓装置では、吐水口に到達してから手が光電センサに検知されることになり、応答性を高めることができなかった。
　一方、光電センサの代わりに、検知範囲が広い電波センサ（マイクロ波センサ）を用いた自動水栓装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の自動水栓装置では、電波センサがシンク側に配置されており、電波センサから放射される電波ビームの方向が上方に向いて放射されるように設定されている。
　電波センサは光電センサよりも指向性が広く検知範囲が広い。したがって、電波センサを用いた自動水栓装置では、様々な方向から手が吐水口に向けて進入してきても、手が吐水口に到達する前に手を検知することができ、応答性を高めることが可能となる。
　上述の光電センサを用いた自動水栓装置では、吐水開始の応答性を簡単には高めることができないという問題に加えて、その特性上吐水口近傍に光電センサを配置する必要があるので、デザイン自由度が損なわれるという問題があった。すなわち、吐水口近傍の管内に光電センサやこれに付随する配線や電気部品を配置する必要があり、デザイン自由度が制限される。
　また、上述の電波センサをシンク側に配置した自動水栓装置では、デザイン自由度を高めることができるが、良好な応答性を達成することが容易ではなかった。すなわち、電波センサがシンク側に配置されているので、吐水口付近の電波強度を高めようとすると、吐水口付近だけでなく、水栓装置の周囲でも電波強度が高まり、必要以上に検知範囲が広くなってしまう。これにより、電波センサをシンク側に配置した自動水栓装置では、手洗い終了後の水切り動作や、手洗い中の石鹸の手もみ動作等に反応して、誤吐水が生じ易いという問題があった。
　そこで、本出願人は、連通管内に水管と導波管を並設し、この導波管を通して電波センサから電波を吐水口部まで導く自動水栓装置を提案している（特許文献３参照）。この構成では、吐水口周辺に検知範囲を設定することが可能となるので、吐水時及び止水時における応答性を高められると考えられる。
特開平４－３６０９２３号公報 特開２００６－２１９８９１号公報 特開２０１０－１４４４９７号公報
　しかしながら、特許文献３に記載の自動水栓装置では、吐水口付近で導波管の上方に水管が配置されるように構成されているため、吐水中は、吐水口から吐出される洗浄水が、導波管の電波放射口よりも使用者側の位置を通過するので、洗浄水によって電波が遮られ、吐水中は止水中よりも、洗浄水の水流に対して使用者側の検知範囲を大幅に狭くしてしまう。
　このため、特許文献３に記載の自動水栓装置では、吐水中に使用者側の検知範囲が狭くなることにより、手洗い終了後に水流から手を引き抜くと、即座に吐水を停止することが可能となる点では有利であるが、本出願人は、特許文献３に記載の自動水栓装置には、以下の課題があることを見出した。特許文献３に記載の自動水栓装置では、吐水中に使用者側の検知範囲が小さくなり過ぎてしまうため、手洗い中に手もみ動作を行うために水流から使用者側へ手をずらすと、手が検知されなくなる。すなわち、本出願人は、特許文献３に記載の自動水栓装置では、本来吐水を継続させたい手もみ動作中に、誤って吐水が停止されるおそれがあるという課題を見出した。
　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、電波センサを用いた自動水栓装置であって、簡易な構成により、誤止水を生じることのない自動水栓装置を提供することを目的としている。
　上述した課題を解決するために、本発明は、支持体に基端部が固定され使用者側に向けて延在する連通管と吐水弁を備えた水栓本体と、連通管内に配置され、水栓本体の端部である吐水口部に形成された吐水口に洗浄水を供給する水管と、使用者の動作状態を検知するための検出信号を出力する電波センサと、電波センサの検出信号に基づいて吐水弁の開閉を切り替えて、吐水口からの洗浄水の吐水と止水を行う制御手段と、を備えた自動水栓装置において、連通管内と水管との間に形成された、電波を通過させるための電波通過用空間と、水栓本体の基端部側に設けられ、電波通過用空間に電波を放出するように配置された電波センサと、電波通過用空間に連通し、連通管内を通過してきた電波を外部に放射するために吐水口部に形成された電波放射口と、電波放射口から放射される電波の指向性を決定するための指向性決定手段と、を備え、指向性決定手段は、止水中において、電波放射口から放射される電波を吐水口から吐水される洗浄水の吐水方向に沿うように指向させ、且つ、吐水中において、電波放射口のうち、吐水口よりも使用者側に配置された部分から放射された電波の少なくとも一部を、吐水口から吐水された洗浄水の水流の使用者側の側面と干渉させるように構成されていることを特徴としている。
　このように構成された本発明によれば、指向性決定手段によって、吐水口部に形成された電波放射口から、洗浄水の吐水方向に沿って電波を放射させることにより、止水中は、吐水方向に沿って電波センサの検知範囲を形成することができる。したがって、本発明では、止水中には、吐水口付近から吐水方向に延びる検知範囲によって、如何なる方向から手が吐水口に向かって差し入れられても、手が洗浄ポイントに到達する直前に手を検知することができるので、良好なタイミングで吐水を開始させることができる。
　一方、本発明では、指向性調整手段によって、吐水中は、電波放射口のうち、吐水口よりも使用者側に配置された部分から放射された電波の一部を、吐水口から吐水された洗浄水の水流の側面のうち、使用者側の側面で水流と干渉させることができる。これにより、本発明では、吐水中において、水流よりも使用者側に検知範囲を形成することができるので、手洗い中に手もみ動作等のために、手が水流中から使用者側にずらされても手を検知し続けることが可能であるので、不必要な吐水の中断を防止することができる。
　また、本発明において好ましくは、吐水口部において、水管は、斜め下方向に洗浄水を吐水するように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、洗浄水の吐水方向が斜め下方向であるので、吐水中には、検知範囲が水流の上側（使用者側）に形成される。このため、本発明では、水流の上方で手もみ動作をしても吐水を途切れさせることなく、吐水を継続させることができ。
　また、本発明において好ましくは、電波放射口は、電波放射口から放射された電波の少なくとも一部を、水流の上側の側面及び横方向の側面と干渉させるように、水管の上側の側面及び横方向の側面を囲むように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、水流の上側の側面に加えて、水流の横方向の両側面に対して、電波が干渉するので、吐水中に、水流の横方向にも検知範囲を形成することができる。このため、本発明では、手洗い中に手もみ動作等のために、水流の横方向に手をずらしても吐水を継続させることが可能であるので、不必要な吐水の中断を防止することができる。
　また、本発明において好ましくは、電波放射口は、水流の上側の側面に対して電波の電界成分が直交した状態で電波を水流の上側の側面と干渉させるように、吐水方向と直交する方向に延びる実質的に細長い窓を形成するように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、吐水方向と直交するように実質的に細長く延びる電波放射用の窓を電波放射口が構成することにより、電界成分を水流に対して直交させた状態で、電波を水流に干渉させることができる。このように、電波の電界成分が水流に対して直交すると、電波と水流との干渉作用（すなわち、電波の減衰作用及び反射作用）を高めることができるので、水流による電波の減衰及び反射により、吐水中に適した検知範囲を形成することが容易となる。
　また、本発明において好ましくは、指向性決定手段は、吐水中において、水流に対して使用者側よりも基端部側の電波の方が水流との干渉によって大きく減衰されるように、電波放射口から放射される電波を指向させる。
　このように構成された本発明によれば、吐水中は、水流に対して使用者側よりも基端部側（使用者側とは反対側）の方が、電波が大きく減衰されるので、斜め下方向に向かう洗浄水の水流の下側側面に向けてシンクから水跳ねする洗浄水を検知し難くなる。このように本発明では、吐水中において、手もみ動作によって吐水が中断されることを防止することと、シンクからの水跳ねによって不必要な吐水の継続することを防止することを両立させることができる。
　また、本発明において好ましくは、指向性決定手段は、止水中の電波センサの検知範囲のうち、水流に対して基端部側に片寄った領域を吐水口から吐水される洗浄水が通過するように、電波放射口から放射される電波を指向させる。
　このように構成された本発明によれば、止水中の検知範囲のうち、基端部側に片寄った位置を、吐水中に洗浄水が通過するので、洗浄水による電波の減衰によって、止水中の検知範囲は基端部側が縮小する。このため、吐水中は、検知範囲が水流よりも下側の領域を含み難くなり、シンクからの水跳ねをより検知し難くなる。このように本発明では、本発明では、吐水中において、手もみ動作によって吐水が中断されることを防止することと、シンクからの水跳ねによって不必要な吐水の継続することを防止することを両立させることができる。
　また、本発明において好ましくは、指向性決定手段は、止水中よりも吐水中の方が使用者により近い空間を検知範囲に含むように、電波放射口から放射された電波の少なくとも一部を、水流の上側の側面と干渉させて反射させるように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、電波を水流の上側側面で反射させることにより、吐水中の検知範囲の少なくとも一部を止水中の検知範囲に対して、使用者側に変位させることができる。これにより、使用者が手洗い中に手を使用者側にずらしても、手を検知し続けることができるので、手洗い中の不必要な吐水の中断を防止することができる。
　また、本発明において好ましくは、指向性決定手段は、止水中の検知範囲よりも吐水中の検知範囲を、水流の下側の位置において小さくするように、電波放射口から放射された電波の少なくとも一部を、水流で減衰させるように構成されている。
　このように構成された本発明によれば、電波と水流との干渉により、止水中よりも吐水中の方が水流の下側に位置する検知範囲の部分を小さくすることができるので、シンクからの水跳ねをより検知し難くすることができる。このように本発明では、吐水中において、手もみ動作によって吐水が中断されることを防止することと、シンクからの水跳ねによって不必要な吐水の継続することを防止することを両立させることができる。
　また、本発明において好ましくは、指向性決定手段は、止水中の検知範囲よりも吐水中の検知範囲を、水流に対して上方向且つ横方向に広げるように、電波放射口から放射される電波を水流に反射させる。
　このように構成された本発明によれば、吐水中には、電波を水流に反射させることにより、検知範囲を水流に対して上方向且つ横方向に広げることができるので、手洗い中に手を水流に対して上方向且つ横方向にずらしても、吐水を継続させることができるので、手洗い中の不必要な吐水の中断を防止することができる。
　また、本発明において好ましくは、指向性決定手段は、止水中の検知範囲よりも吐水中の検知範囲を、吐水方向において小さくするように、電波放射口から放射される電波を水流によって減衰及び反射させる。
　このように構成された本発明によれば、吐水中には、止水中と比べて検知範囲が吐水方向に縮小するので、シンクからの水跳ねをより検知し難くすることができる。このように本発明では、吐水中において、手もみ動作によって吐水が中断されることを防止することと、シンクからの水跳ねによって不必要な吐水の継続することを防止することを両立させることができる。
　また、本発明において好ましくは、吐水口部において、吐水口は断面円形であり、吐水口が電波放射口内に配置され、水管は、電波放射口の内周面のうち、下側の内面に当接している。
　このように構成された本発明によれば、吐水方向から見て、電波放射口の下側内面に当接して水管が配置されているので、電波放射口から放射される電波は、主に水流の上側及び左右両側に存在し、水流の下側にはほとんど存在しなくなる。これにより、吐水中には、電波を水流の上面及び左右側面に干渉（反射）させて、検知範囲を水流の上方及び横方向に広げることが可能となる。一方、水流が止水中の検知範囲内の下側部分を通過することになるので、吐水中の検知範囲は、水流に対して下側が大きく減衰される。これにより、本発明では、吐水中において、手もみ動作によって吐水が中断されることを防止し、且つ、シンクからの水跳ねによって不必要な吐水の継続することを防止することができる。
　本発明によれば、電波センサを用いた自動水栓装置において、簡易な構成により、誤吐水及び誤止水を生じることを防止することができる。
本発明の実施形態における止水中の自動水栓装置の全体構成図である。 本発明の実施形態における吐水中の自動水栓装置の全体構成図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の使用状態を上側から見た説明図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の吐水口付近の断面図である。 導波管の肉厚とアンテナゲインの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態における自動水栓装置の電波放射口を示す図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の連通管の断面図である。 本発明の実施形態における吐水口付近の電波の説明図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の連通管の入口部分の断面図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の連通管の入口部分の正面図である。 本発明の実施形態における検出信号の時間変化を示すグラフである。 本発明の実施形態における検出信号の時間変化の具体例を示すグラフである。 本発明の実施形態における自動水栓装置の止水中における説明図である。 本発明の実施形態における吐水口付近の止水中の電波強度分布を示す図である。 反射部材が内場合の吐水口付近の電波強度分布を示す図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の吐水中における説明図である。 本発明の実施形態における吐水口付近の吐水中の電波強度分布を示す図である。 本発明の実施形態における自動水栓装置の検知範囲の説明図である。 本発明の実施形態における吐水口付近の電波強度分布を示す図である。 本発明の実施形態における吐水口付近の電波強度分布を示す図である。 本発明の改変例における自動水栓装置の検知範囲の説明図である。 本発明の改変例における自動水栓装置の検知範囲の説明図である。
　次に、図１乃至図２０を参照して、本発明の実施形態による自動水栓装置を説明する。
　図１は、本実施形態の自動水栓装置１が、洗面台に取付けられた状態を示している。洗面台は、所定の凹部形状を有するシンク２と、基台３とを有している。シンク２の底面には、排水口２ａが設けられている。
　図１に示すように、本実施形態の自動水栓装置１は、基台（支持体）３に基端部が固定され使用者側Ｃに向けて延びる連通管（スパウト）１０及び吐水弁３０を備えた水栓本体１Ａと、連通管１０内に挿入された水管２０と、使用者の存在又は使用の有無を含む使用者の動作状態を検出するための電波センサ４０と、吐水弁３０の開閉動作を制御する制御部５０とを備えている。
　連通管１０は、中空の管部材であり、例えば鋼材等の金属材料で形成されている。連通管１０は、少なくともその内面が電波を反射する材料で形成されている。連通管１０は、基台３から鉛直方向に延びた後、先端開口がシンク２の底面を向くように湾曲した形状を有している。連通管１０の出口部分は、斜め下方向を向いている。
　水管２０は、吐水弁３０に連結され、水栓本体１Ａの端部である吐水口部に形成された吐水口２６へ洗浄水を供給する。水管２０は、全体として可撓性を有する管状部材であり、先端部に取り付けられた吐水キャップ２１と、フレキシブル管２２から構成されている。吐水キャップ２１の吐水口２６から、洗浄水が斜め下方向の吐水方向Ａに吐出され、これにより、洗浄水は受水部であるシンク２の底面に向けて供給される。
　なお、本実施形態では洗浄水が吐水口２６から斜め下方向に吐出されるように構成されているが、洗浄水が吐水口２６からほぼ真下に向けて吐出されるように構成してもよい。
　フレキシブル管２２は、可撓性を有する管状部材であり、少なくとも連通管１０内において、フレキシブル管２２の外面は、電波を反射する材料（例えば、金属材料）で形成されている。
　フレキシブル管２２は、その上流端に吐水弁３０が直接的又は間接的に接続され、下流端に吐水キャップ２１が接続されている。
　また、本実施形態では、フレキシブル管２２を用いているが、可撓性及び電波透過性を有するチューブで、吐水キャップ２１と吐水弁３０とを連結してもよい。この場合、チューブの外面の全域に、電波を反射する金属材料等の反射部材（例えば、アルミニウム箔）を配置することが望ましい。
　吐水弁３０は、電磁弁であり、制御部５０からの制御信号により、開閉動作を行うように構成されている。また、吐水弁３０は、定流量弁であり、開動作時には一定流量の洗浄水が吐水口２６に向けて供給される。
　電波センサ４０は、水栓本体１Ａ内に配置され、かつ、水栓本体１Ａの基端部側に設けられている。本実施形態では、電波センサ４０は、連通管１０の基端部側に固定されている。電波センサ４０は、マイクロ波ドップラーセンサである。使用周波数は、例えば約１０ＧＨｚ又は約２４ＧＨｚである。図９に示すように、電波センサ４０は、センサ本体部４１と、センサ本体部４１に取り付けられた電波導入出部４２を備えている。センサ本体部４１は、局部発信器，送信アンテナ，受信アンテナ，混合器（検波器）等を有する電子部品である。電波導入出部４２は、センサ本体部４１から外部へ電波を放射すると共に、外部からセンサ本体部４１へ反射波を導入する中空の金属製部品である。
　センサ本体部４１は、局部発振器で生成したマイクロ波（送信信号）を送信アンテナから電波導入出部４２を介して外部へ放射し、対象物（例えば、人の手）で反射したマイクロ波（反射波）を電波導入出部４２を介して受信アンテナで受信する。そして、電波センサ４０内の混合器（検波器）が、この反射波と送信信号とを混合し、ドップラー信号を検出するように構成されている。
　対象物が静止している場合は、送信波と反射波の周波数が同一であるので、電波センサ４０は対象物の有無を検出しにくい。しかしながら、対象物が動いている場合は、反射波の周波数が変化するため、混合器の出力に差分信号があらわれる。この差分信号により、電波センサ４０は、対象物の有無及び移動方向（接近又は離反）を検出し、検出信号（図１１参照）を制御部５０へ出力する。検出信号は、対象物の移動速度に応じた周波数成分を有する速度信号であり、移動している対象物が存在することをあらわすものである。
　制御部５０は、マイコン等で構成されており、電波センサ４０から検出信号をフィルタ回路５１を介して受け取る。制御部５０は、図１１に示すように、基準値（例えば０Ｖ）に対して、ある電圧閾値（絶対値）以上の信号値を有する検出信号を受け取ると、吐水弁３０を開状態にする駆動信号を出力し、基準値に対して、ある電圧閾値（絶対値）未満の信号値を有する検出信号を受け取ると、吐水弁３０を閉状態にする駆動信号を出力するようにプログラムされている。すなわち、制御部５０は、電圧閾値に対する検出信号の信号値に基づいて後述する電波センサ４０の検知範囲を決定している。これにより、対象物が検出されているときには、吐水弁３０が開状態に保持され吐水状態となる。一方、対象物が検出されていないときは、吐水弁３０が閉状態に保持され止水状態となる。
　フィルタ回路５１は、所定の周波数範囲の検出信号のみを通過させるバンドパスフィルタを有する。このフィルタ回路５１により、人の手の動きに対応する周波数範囲の検出信号のみが制御部５０へ送られるので、誤検出を抑制することができる。
　図１２に検出信号の具体例を示す。
　図１２（Ａ）は吐水口２６から洗浄水が吐水されている状態（洗浄水が妨げられずにシンク２の底面に到達している）、図１２（Ｂ）は樹脂製のコップに水を溜めている状態、図１２（Ｃ）は洗浄水の水流中で両手を洗っている状態に対応している。図１２では、基準値が約２．５Ｖである。
　本実施形態では、制御部５０は、２つの閾値を有している。すなわち、吐水を開始するための吐水開始閾値Ｔｓと、吐水を停止する止水閾値Ｔｔである。なお、図１２では、これら閾値は、基準値を中心とした範囲で示されている。
　制御部５０は、止水中において検出信号の振幅が吐水開始閾値Ｔｓ以上になると吐水を開始する制御を行い、吐水中に検出信号の振幅が止水閾値Ｔｔ未満になると吐水を停止する制御を行う。
　図１２（Ａ）に示すように、止水閾値Ｔｔは、洗浄水が妨げられずにシンク２の底面に到達する場合に検知される小さな検出信号の振幅よりも大きな値に設定されている。また、止水閾値Ｔｔは、洗浄水中で手洗いをしている場合に検知される大きな検出信号の振幅よりも小さな値に設定されている。これにより、手洗い終了後の検出信号は止水閾値Ｔｔよりも小さくなるので、制御部５０は、手洗い終了後に吐水を停止することができる。
　また、図１２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、コップに水を溜めるときや、手洗い動作中には、止水閾値Ｔｔよりも大きな振幅の検出信号が検知され、制御部５０は吐水を継続させることができる。これにより、コップに水を溜めている動作中や、手洗い動作中に吐水が停止されることがない。
　次に、本実施形態の自動水栓装置１の電波センサ４０による検知範囲の概略について説明する。自動水栓装置１は、吐水口２６からの洗浄水の吐水の有無に応じて、電波センサ４０の検知範囲が変更されるように構成されている。
　図１及び図３（Ａ）は、止水中の検知範囲ａ１を示している。検知範囲ａ１は、吐水口２６付近から放射方向Ｂ１（吐水方向Ａ）に沿って細長く延びるように形成される。また、コップからシンク２に流された水を検知しないように、検知範囲ａ１の下端は、シンク２の底面に到達しないように設定されている。
　一方、図２及び図３（Ｂ）は、吐水中の検知範囲ａ２を示している。本実施形態では、吐水口部からは、止水中及び吐水中にかかわらず、所定の固定方向に電波が放射されるように構成されているが、検知範囲ａ２は、検知範囲ａ１よりも大きさが小さくなり、これにより吐水方向Ａに沿った長さ、及び、使用者Ｕへ向かう方向Ｃに沿った長さが短くなるように形状が変更される。また、検知範囲ａ２は、その放射方向Ｂ２がシンク２の底面への洗浄水の着水位置から使用者側Ｃに離れた位置に向けられるように形状が変更される。これにより、検知範囲ａ２は、水流Ｗの下側の領域が小さくなり、シンク２の底面に当たって水跳ねした洗浄水を検知しなくなる。また、検知範囲ａ２は、検知範囲ａ１よりも横方向Ｄに幅が広げられる。なお、以下の説明において、横方向Ｄを、幅方向、又は単に横方向ということがある。
　以下に、本実施形態の自動水栓装置１の細部の構造について説明する。
　まず、本実施形態の連通管１０について説明する。本実施形態では、連通管１０が電波の導波管として機能するように、内径及び長さ等が設定されている。すなわち、電波センサ４０から放射された送信電波は、連通管１０の内面と水管２０の外面との間に形成された電波を通過させるための電波通過用空間内で、連通管１０の内面及び水管２０の外面で反射を繰り返して下流側へ伝播し、連通管１０の先端で吐水口２６近傍に設けられた電波放射口２７からシンク２へ向けて放射される（図４の放射方向Ｂ１参照）。また、人の手で反射された電波（反射波）は、電波放射口２７から連通管１０内へ入り、連通管１０内を伝播して、電波センサ４０で受信される。
　この構造により、本実施形態では、水管２０が挿入された剛体である連通管１０内に、導波管を組み込む必要がなくなり組立性が良好となる。また、本実施形態では、導波管が不要であるので、小型化を図ることができると共に、製造コストを低減することが可能となる。さらに、本実施形態では、電波センサ４０を連通管１０の先端部分以外に配置することができるので、連通管１０の先端部分を特に小型化することができる。なお、電波センサ４０は、連通管１０の外部に配置することが望ましいが、連通管１０の内部に配置することも可能である。
　本実施形態では、止水中において、図１３に示された検知範囲ａ１内の対象物を検知できるように、連通管１０の電波放射口２７から放射される電波ビームパターンが設定されている。詳しくは、この検知範囲ａ１は、放射方向Ｂ１に指向性を有しており、放射方向Ｂ１に沿って細長く延びるように設定されている。本実施形態では、この放射方向Ｂ１は吐水方向Ａとほぼ一致している。
　本実施形態では、このような止水中における検知範囲ａ１を形成するように、自動水栓装置１には指向性決定手段が設けられている。本実施形態では、この指向性決定手段は、以下のように反射部材２８と、連通管１０内（すなわち、電波放射口２７内）に水管２０を配置した二重管構造を含んでいる。
　次に、図４及び図５に基づいて、反射部材２８を説明する。本実施形態では、連通管１０の電波放射口２７に別体部品である環状の反射部材２８が取り付けられている。この反射部材２８は、電波を反射する材料で構成されており、本実施形態では、金属材料で形成されている。反射部材２８は、反射面（反射部）２８ａを有している。反射面２８ａは、シンク２側を向く環状面である。本実施形態では、反射部材２８の壁（径方向の厚さ）は、連通管１０の壁（径方向の厚さ）よりも厚く設定されている。
　図５（Ａ）は、断面矩形の導波管（図５（Ｂ）参照）から出力される電波センサのアンテナゲインを示している。図５（Ａ）は、導波管の出口部分の壁の肉厚ｔを変化させた場合に、肉厚ｔが厚くなるにしたがって、アンテナゲインが増大していることを示している。これは、肉厚ｔが大きくなるにしたがって、電波ビームが鋭くなり、放射方向への指向性が増していることを示している。
　単なる管体から電波が放射される場合、その電波ビームパターンは、無指向性に近く、球状に広がるようになる。このため、本実施形態では、図５の結果に基づいて、電波放射口２７に反射部材２８を取り付けている。この反射部材２８の壁の厚さは、連通管１０の内径に応じて、検知範囲ａ１が形成されるように設定されている。
　反射面２８ａは、連通管１０内を伝播してきた電波が、連通管１０を出た後に連通管１０の上流側（放射方向Ｂ１と逆方向）へ回り込むことを抑制すると共に、電波の指向方向を設定する。すなわち、反射面２８ａが、上流側へ進もうとする電波をシンク２の底面の方向へ反射させて当該方向へ指向方向を差し向け、電波ビームパターンに放射方向Ｂ１の指向性を持たせる役割を果たす。このように、反射部材２８は、放射方向Ｂ１へ電波ビームパターンを鋭くして、適切な放射パターンを形成する機能を有する。
　本実施形態では、反射部材２８により、電波を吐水方向Ａに沿って集中させることにより、検知範囲ａ１内の電波強度のより強い領域で樹脂製の歯ブラシやコップ等の電波を透過し易い対象物を検知することができる。一方、検知範囲ａ１は、吐水口２６から離れた位置にある手を誤検知することによる誤った吐水をさせないように、吐水方向Ａに沿うように細長く設定されている。
　なお、本実施形態では、連通管１０の先端に、別体の反射部材２８を取り付けているが、反射部材２８を取り付ける代わりに、連通管１０の先端部分の肉厚を厚く形成してもよい。さらには、電波の回り込みを抑制できる程度に連通管１０の肉厚が厚ければ、別体の反射部材を取り付けたり、連通管１０の先端部分のみを厚く形成しなくてもよい。
　次に、図６－図８を参照して、二重管構造について説明する。図６は、連通管１０の出口部分（下流端部分）を示しており、図７は、連通管１０の任意の途中部分でのＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図（図１参照）である。
　本実施形態では、水管２０は、連通管１０の内側面１１に当接するように配置されている。図１から分かるように、連通管１０の出口部分は、シンク２の底部に向かって斜め下方へ延びている。また、連通管１０の出口部分が延びる方向に、自動水栓装置１を使用する際に使用者が立つ位置が設定されている。
　したがって、連通管１０の出口部分において、水管２０は、連通管１０の内側面１１の内（もしくは電波放射口２７の内面の内）、使用者の存在する方向Ｃ（図４及び図６参照）とは真逆方向に位置する内側面１１の部分に当接されている。また、図７に示すように、連通管１０の他の部位においても、水管２０は、連通管１０の内側面１１に当接している。
　本実施形態では、電波放射口２７付近において、水管２０が連通管１０の内部に配置された二重管構造により、電波ビームパターンが調整されている。
　本実施形態では、上記構成により、外形が略円形の電波放射口２７から放射された電波が、吐水口２６から吐水された洗浄水の水流の周囲に回り込んで干渉し易くなっている。特に、電波は、水流の使用者側Ｃの側面と、水流の横方向の両側面に干渉し易くなっている。
　また、図６では、吐水口２６（又は水管２０）の直径が、電波放射口２７（又は連通管）の内径の半分より小さいが、図８に示すように、吐水口２６の直径を電波放射口２７の内径の半分よりも大きく構成してもよい。図８の構成によれば、電波は、水管２０の外周面と連通管１０の内周面との間に形成された電波放射用の実質的に細長い窓から外部へ放射される。この細長い窓が、電波放射口２７の実質的な電波放射部位を構成している。
　図８の例では、連通管１０と水管２０の間の空間を伝播する電波の電界成分又は偏波面（矢印で示す）が、水管２０の外周面と略直交するように、連通管１０に対する水管２０のサイズ、又は、電波放射口２７に対する吐水口２６のサイズが設定されている。すなわち、図８に示すように、細長い窓は、縦方向Ｌに対して横方向Ｈの長さが長く、方形導波管の断面形状を湾曲させたものとみなせる。このため、図８の電波モードは、例えば、方形導波管内のＴＥ０１モードに類似する。
　したがって、本実施形態では、吐水口２６から吐水された洗浄水の水流Ｗに対して、電波の電界成分を直交状態で干渉させることができる。これにより、洗浄水の水流Ｗに電波が干渉すると、電波の減衰及び反射特性が高められ、吐水中の電波の指向性を設定し易くすることができる。特に、電界成分が直交状態で水流Ｗに干渉することにより、電波が水流Ｗの表面で反射され易くなる。
　次に、図９及び図１０を参照して、連通管１０の入口部分（上流端部分）の構造について説明する。図９は側面から見た断面図であり、図１０は下方から見た図である。ただし、図９では、水管２０及び電波センサ４０の図示が省略されている。
　図９及び図１０に示すように、連通管１０の入口部分内には、固定部材１２が、連通管１０を塞ぐようにネジ１３により固定されている。固定部材１２は、外形寸法が連通管１０の内径寸法とほぼ等しい部材であり、電波を反射する材料で形成されている。本実施形態では、固定部材１２は、鋼材等の金属材料で形成されている。
　固定部材１２は、円形の開口孔１２ａ及び矩形の開口孔１２ｂが形成されている。固定孔１２ａの内径寸法は、水管２０の外形寸法にほぼ等しく、固定孔１２ｂの内寸法は、電波センサ４０の電波導入出部４２の外寸法にほぼ等しい。水管２０，電波センサ４０は、それぞれ、これら開口孔１２ａ，１２ｂに挿入されて固定されている。水管２０は、開口孔１２ａに固定された状態で、連通管１０の内側面１１に当接している。
　固定部材１２は、吐水弁３０が閉じたときに発生するウォータハンマー現象に起因する水管２０の振動を低減するための振動低減手段として機能する。すなわち、吐水弁３０が閉じたときに吐水弁３０から水管２０を通じて下流側に伝達される振動は、固定部材１２を介して、水管２０よりも質量が大きい連通管１０及びシンク２の基台３へ伝達される。これにより、振動が水管２０の下流へ伝達されることを遮断し、連通管１０内での水管２０の振動を抑制することができる。振動が抑制されるので、電波センサ４０が、人の手の存在を誤って検知してしまうことを抑制することができる。
　また、水管２０，電波センサ４０及び連通管１０が固定部材１２によって固定的に結合されているので、水管２０から伝達された振動の影響によって、水管２０，電波センサ４０及び連通管１０を同調して振動させることができる。これにより、水管２０，電波センサ４０及び連通管１０の相対的な振動又は変位が抑制されるので、電波センサ４０が、人の手の存在を誤って検知してしまうことをさらに抑制することができる。
　また、本実施形態では、電波センサ４０の電波導入出部４２の先端開口４２ａが固定部材１２よりも下流側に位置するように、電波導入出部４２が固定部材１２に挿入され、固定部材１２に固定されている。電波導入出部４２の先端開口４２ａが、連通管１０との間の電波の出入口である。よって、ウォータハンマー現象により固定部材１２に振動が伝わっても、電波センサ４０は、固定部材１２の振動を検知し難くなり、誤検知を抑制することができる。
　なお、本実施形態では、振動低減手段として固定部材１２を配置しているが、振動を吸収及び抑制する任意のダンパ部材を、振動低減手段として吐水弁３０と連通管１０との間で水管２０に取り付けても良い。
　また、水管２０を連通管１０の内側面１１に当接させるための固定部材を連通管１０内の適宜な箇所に配置してもよい。この場合、固定部材は、固定部材１２とは異なり、電波透過性を有する材料（例えば、樹脂等）で形成することが望ましい。固定部材１２は、その表面が電波を反射する材料で形成されているので、電波導入出部４２から連通管１０内に導入された電波のうち、上流側に向かう電波を下流側へ反射させることができる。これにより、電波放射口２７から放射される電波の放射強度が高レベルに保持される。
　次に、本実施形態の自動水栓装置１の作用について説明する。
　図１３は、止水中の状況を示している。図１３（Ａ）には、電波センサ４０の検知範囲ａ１が示されている。この検知範囲ａ１は、止水中において、連通管１０の電波放射口２７から放射される電波ビームにより対象物を検知できる範囲を示している。
　本実施形態では、止水中において、電波放射口２７から放射される電波ビームの空間的な放射パターンが、指向性決定手段により、放射方向Ｂ１に指向性を有するように設定されている。なお、本実施形態では、止水中には、放射方向Ｂ１は、吐水口２６から吐水される洗浄水の吐水方向Ａとほぼ一致している。
　したがって、止水中における電波ビームは、吐水方向Ａに沿って指向性を有し、検知範囲ａ１が吐水方向Ａに沿って延びる楕円球体のような細長い形状となるように設定されている。すなわち、検知範囲ａ１内において、等電波強度面が吐水方向Ａに沿って延びる楕円球体のような細長い形状となる。図１３（Ｂ）に示すように、放射方向Ｂ１に直交する検知範囲ａ１の断面は、ほぼ円形となっている。なお、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の矢印部分における検知範囲ａ１の断面図である。
　本実施形態では、細長い楕円球状に延びる検知範囲ａ１は、放射方向Ｂ１における中間領域の断面（放射方向Ｂ１と直交する方向における断面）が最も大きく、中間領域から離れるにつれて断面が小さくなる。
　なお、本明細書では、等電波強度面は、電波ビームの等しい電波強度を有する空間点を繋いで形成される面である。また、本明細書では、細長い形状は、楕円球体のように、ある方向の長さが、この方向と直交する任意の方向の長さよりも長い形状を意味している。
　また、図１４は、図１３に対応しており、止水中に、電波放射口２７から放射された電波の詳細な電波強度分布を示している。図１４にも、図１３（Ａ）と同様の検知範囲ａ１が示されている。
　なお、図１５は、反射部材２８が無い場合の電波強度の分布を示している。図１５では、電波放射口２７から放射された電波は放射状に広がって球状に近い形状の検知範囲ａ４を形成すると共に、電波は電波放射口２７から連通管１０の後方（吐水方向Ａに対して逆方向）に回り込んでいる。これに対して、図１４（反射部材２８が有る場合）では、電波は放射方向Ｂ１への指向性が高められ、細長く延びるような検知範囲ａ１を形成すると共に、電波が連通管１０の後方に回り込まなくなっている。このように、反射部材２８を設けることにより、吐水方向Ａへの電波の指向性を高め、電波ビームパターンを鋭くすることができる。
　検知範囲ａ１は、このような等電波強度面の内、反射波により電波センサ４０が有意に人の手の動きを検知できる最も外側の等電波強度面で画定される空間範囲である。使用者が手洗いのために、この検知範囲ａ１に手を差し入れると、電波センサ４０が手の動きを検知し、検出信号を制御部５０へ送信する。制御部５０は、検出信号を受け取ると、吐水弁３０へ駆動信号を送り、吐水弁３０を開状態に切り替える。これにより、手が吐水口２６近傍に到達するのに合わせて、洗浄水が吐水口２６からタイミング良く吐水される。
　従来、光電センサを用いた自動水栓装置では、検知範囲が狭かったため、使用者の手の接近に合わせてタイミング良く吐水を開始できなかった。しかしながら、本実施形態によれば、吐水方向Ａに対して径方向に膨らむように検知範囲ａ１が設定されているので、如何なる方向から手が差し入れられても、吐水口２６から吐水方向Ａに延ばした延長線上に存在する洗浄ポイントに手が到達する前に、使用者の手の接近をより早く検知することができ、タイミング良く吐水を開始することが可能となる。
　また、単に連通管１０の出口端部から電波が放射される場合には、電波ビームは検知範囲ｂのように、後ろ側に回り込むと共に、球状に広がるので、吐水口２６付近における使用者の水切り動作を検知してしまう（図１３（Ａ）参照）。
　しかしながら、本実施形態では、止水中における検知範囲ａ１が、吐水方向Ａに向けて楕円球体のような縦長に設定されているので、吐水口２６からの距離が同じでも、洗浄ポイントの電波の放射強度を高くすることができる。よって、水切り動作が検知範囲ａ１の外側で行われることになるので、水切り動作中に、洗浄水が吐水されることを防止することができる。このように、本実施形態では、吐水させたい位置に存在する使用者の手を検知し易くすることができ、吐水してほしくない位置に存在する手を検知し難くすることができる。
　図１６は、吐水口２６から洗浄水Ｗが吐水されている状況を示している。図１６（Ａ）には、吐水中に、電波ビームにより対象物の動きを検知できる検知範囲ａ２が示されている。
　また、本実施形態では、吐水口２６から吐水された洗浄水と検知範囲ａ１の電波との干渉を利用して、電波の一部を減衰させると共に、電波を洗浄水によって反射させることにより、検知範囲ａ２を設定している。電波の減衰は電波の放射強度を弱めて放射パターン（検知範囲）を小さくし、電波の反射は電波の放射パターンの位置を変位させ、洗浄水の水流Ｗよりも上側又は使用者側Ｃへずらす。これにより、検知範囲ａ２は、検知範囲ａ１と一部領域が重なるが、異なった角度方向に延びて、検知範囲ａ１に対して位置が異なっており、検知範囲ａ２の少なくとも一部が検知範囲ａ１に対して空間的にずれている。
　すなわち、本実施形態では、電波と洗浄水との干渉によって電波が減衰及び反射する性質を利用して、吐水中の検知範囲ａ２を止水中の検知範囲ａ１に対して、大きさ，向き，形状等が異なるように設定している。これにより、本実施形態では、止水及び吐水の状況に応じて（洗浄水の吐出の有無によって）、適切な検知範囲が自動的に設定されるように構成されている。
　なお、本実施形態では、吐水口２６からの洗浄水の水流Ｗは、止水中の検知範囲ａ１の略中央部を通過するので、検知範囲ａ１は吐水方向Ａにおける減衰量を、吐水方向Ａに直交する方向における減衰量よりも大きくすることができる。これにより、シンク２からの水跳ねやシンク２の底面を流れる水流を検知し難くなる。
　本実施形態では、図１６（Ａ）に示すように、吐水中において、放射方向Ｂ２の放射強度が相対的に大きくなり、かつ、検知範囲ａ２の放射方向Ｂ２の検知可能距離が検知範囲ａ１の放射方向Ｂ１の検知可能距離よりも短くなるように検知範囲ａ２を設定している。このとき、本実施形態では、電波センサ４０や制御部５０での電波強度等のパラメータを変更することなく、反射部材２８による電波の指向方向、電波と洗浄水の水流Ｗとの干渉の角度や程度、洗浄水の水流Ｗの流量、吐水口２６に対する電波放射口２７の寸法等を予め設定しておくことで、検知範囲ａ２の大きさ，位置（放射方向Ｂ２），形状等を設定している。したがって、本実施形態では、付加的な機能部品を必要とせず、吐水の有無のみによって検知範囲ａ１及びａ２を切り替えることができ、自動水栓装置１のデザイン自由度を損ねることなく、止水中及び吐水中に応じた所望の検知範囲を簡単な構成で実現することが可能である。
　図１６に示すように、検知範囲ａ２は、検知範囲ａ１よりも、使用者側Ｃに傾けられているので、検知範囲ａ２は、検知範囲ａ１よりも使用者側Ｃに近い空間を含んでいる。
　また、図１７は、図１６に対応しており、吐水中に、電波放射口２７から放射された電波の詳細な電波強度分布を示している。図１７にも、図１６（Ａ）と同様の検知範囲ａ２が示されている。図１６から、吐水中には、放射方向Ｂ２へ向く電波ビームパターンが形成されることが分かる。
　図６に示すように、電波放射口２７は、吐水口２６に対して使用者側Ｃに相対的に偏って位置するように構成されている。すなわち、本実施形態では、吐水口２６が、電波放射口２７に対して使用者と反対側（すなわち、吐水口２６から水栓本体１Ａの基端部へ向かう方向）に片寄って位置するので（図４，図６参照）、洗浄水の水流Ｗは検知範囲ａ１のうち水栓本体１Ａの基端部側へ片寄った領域を通過する。よって、吐水中、電波放射口２７から放射される電波ビームは、洗浄水の水流Ｗによって使用者側Ｃへ向けて反射され、使用者側Ｃの放射方向Ｂ２に向き又は角度が変えられた検知範囲ａ２が形成される。
　詳しくは、電波放射口２７内の領域の内、図６において吐水口２６の直上に位置する領域から放射される電波が、洗浄水によって放射方向Ｂ２又は使用者側Ｃに反射されるので、吐水中の検知範囲ａ２は、放射方向Ｂ２に向けられる。したがって、検知範囲ａ２が設定されることにより、検知範囲が全体的にシンク２から遠ざかり、使用者により近い空間が検知範囲に含まれるようになり、手を洗浄水の水流Ｗに差し入れている間は、検知範囲ａ２内に手が確実に存在するので、洗浄中には手を検知し続けることができる。
　また、吐水口２６から斜め方向に吐水された洗浄水の水流は、重力によって、下流側ほど吐水方向Ａから離れていく（図２参照）。このため、洗浄水の水流は、シンク２の底面に近い下流側ほど、電波強度が高い中心部から一方側へ離れた位置を通過する。これにより、吐水口２６から離れた位置（シンク２の底面に近い位置）での電波の減衰が抑制され、検知範囲が吐水方向において縮小され過ぎることが防止される。よって、吐水口２６から遠い位置での手洗い動作を確実に検知して、吐水を継続させることができる。
　また、吐水口２６は電波放射口２７内に配置されているので、電波放射口２７からの電波は、吐水口２６の周囲を覆うように放射される。これにより、吐水中は、電波が放射されている空間内を洗浄水の水流Ｗが通過するので、電波と洗浄水との干渉面積を大きくすることができる。
　また、図６に示すように、吐水口２６は電波放射口２７の中心部から外れた位置にある。このため、少なくとも吐水口２６付近では、検知範囲ａ１，ａ２内において、最も電波強度が高い中心部分の電波が、洗浄水による減衰の影響を受け難い。このため、吐水口２６付近では電波強度の高い部分が維持されるため、歯ブラシ等の低電波反射率を有する樹脂製品を吐水中に確実に検知することができる。
　また、本実施形態では、上述のように洗浄水の水流Ｗは検知範囲ａ１のうち水栓本体１Ａ側に片寄った領域を通過する。よって、吐水中、検知範囲ａ１のうち、使用者側Ｃの上側領域よりも水栓本体１Ａ側に片寄った下側領域で、洗浄水Ｗにより電波を大きな割合で減衰させることができる。このように、本実施形態の指向性決定手段（二重管構造）は、検知範囲の上下方向における検知範囲の減衰比率を調整する上下方向の減衰比率調整手段として機能する。
　また、図６に示すように、電波放射口２７は、吐水口２６の側方又は横方向にも位置している。この構造により、電波放射口２７内の領域の内、図６において吐水口２６の側方又は横方向に位置する領域から放射される電波ビームが、洗浄水の水流Ｗによって横方向に反射されるので、電波ビームの放射パターンが横方向に広げられる。このように、本実施形態の指向性決定手段（二重管構造）は、検知範囲の横方向形状の調整手段として機能する。一方、洗浄水の水流Ｗにより少なくとも電波の一部が減衰されるので、全体として検知範囲は小さくなる。例えば、電波ビームの放射パターンは、厚さ方向（放射方向及び横方向と直交する方向）にはむしろ小さくされる。これにより、図１６（Ｂ）に示すように、電波ビームの放射パターン（検知範囲ａ２）は、図１３（Ｂ）と比べると、放射方向Ｂ２と直交する断面が横方向に伸ばされたような偏平な形状となる。なお、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の矢印部分における検知範囲ａ２の断面図である。
　図１８（Ａ）は、吐水方向Ａに対して垂直な方向における止水中の検知範囲ａ１の断面を示しており、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）と同じ位置での吐水中の検知範囲ａ２の断面を示している。止水中は、電波放射口２７を吐水方向Ａから見たとき、検知範囲ａ１の断面は、電波放射口２７の中心からの半径が長さＲ１の円形であり、横方向の幅Ｗ１を有している。
　一方、吐水中は、電波放射口２７から放射された電波は、図１８（Ｂ）において矢印で模式的に示されているように、洗浄水の水流Ｗによって反射する。これにより、検知範囲ａ２は、その断面が楕円形状に変形し、電波放射口２７の中心から使用者側Ｃの境界までの距離が長さＲ２であり、横方向に幅Ｗ２を有する。好ましくは、Ｒ２＞Ｒ１，Ｗ２＞Ｗ１である。なお、検知範囲ａ２は、洗浄水の水流Ｗに対して主たる部分は使用者側Ｃに位置し、使用者側Ｃとは反対の方向にはほとんど存在しない。
　図１９は、図１８に対応しており、止水中（図１９（Ａ））及び吐水中（図１９（Ｂ））に、電波放射口２７から放射された電波の詳細な電波強度分布を示している。図１９にも、図１８と同様の検知範囲ａ１，ａ２が示されている。図１９から、吐水中には、電波が横方向及び使用者側Ｃへ広がっていることが分かる。
　また、図２０（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ止水中，吐水中における電波放射口２７付近を上方から見た場合の電波強度分布を示している。図２０においても図１９と同様に、吐水中には、電波が横方向に広がっていることが分かる。
　本実施形態では、上述の二重管構造において、電波放射口２７内で吐水口２６が、連通管１０の内面に当接又は近接するように、使用者側Ｃに対して反対側にずれて配置されている。このため、電波放射口２７から放射された電波が、洗浄水の水流Ｗの使用者側Ｃの側面部分へ向けて放射されることによって干渉が生じ、これに加えて、電波が洗浄水の水流Ｗの横方向の側面部分へ向けて放射されることによっても干渉が生じる。したがって、本実施形態では、検知範囲ａ２は、使用者側Ｃに向けて反射される電波によって使用者側Ｃへ広がると共に、横方向へ反射される電波によって横方向へも広がる。本実施形態では、検知範囲ａ２が、検知範囲ａ１よりも広い使用者側Ｃの検知領域を有するように、電波が使用者側Ｃに向けて反射されるので、止水中よりも吐水中の方が使用者側Ｃの空間でより検知し易くなる。このように、本実施形態の指向性決定手段（二重管構造）は、検知範囲の横方向形状の調整手段として機能することに加えて、検知範囲を使用者側Ｃへ広げる反射指向性決定手段としても機能する。
　なお、本実施形態では、電波放射口２７内において、吐水口２６の使用者側Ｃの空間の方が、横方向の空間よりも広いので、吐水口２６の横方向から放射された電波よりも、吐水口２６の使用者側Ｃから放射された電波の方が、より多くの量が洗浄水の水流Ｗによって反射される。
　本実施形態では、吐水中は検知範囲ａ２が、横方向に広げられ、かつ、上方又は使用者側Ｃに移動するので、手洗い中に手もみ動作等のために手を吐水口２６から横方向に又は上方向にずらしても、吐水を継続させることができる。これにより、手を洗い終わって確実に手が吐水口２６付近から離れるまでは、手を検知し続け、吐水状態に保つことが可能となる。
　なお、本明細書では、幅方向又は横方向とは、連通管１０に正対した使用者の横方向を意味し、図１及び図２では紙面に垂直な方向であり、図６－図８では紙面の横方向であり、図３では横方向Ｄで示されている。
　また、本実施形態では、上述のように、吐水中には、洗浄水の水流Ｗによる電波の減衰により電波ビームの検知範囲を狭くすると共に、洗浄水の水流Ｗによる電波の反射により電波ビームを上方へ変位させており、よって、吐水方向Ａにおいて、止水中と比べて吐水中の検知可能距離を短く設定している。すなわち、本実施形態の指向性決定手段は、減衰の程度を適宜に設定することによって（例えば、吐水口２６と電波放射口２７の大きさの比率の設定等）、検知範囲の吐水方向の長さを短くするための吐水方向減衰量調整手段として機能する。
　また、本実施形態では、図１６（Ａ）に示すように、吐水中、洗浄水の水流Ｗが電波放射領域、すなわち止水中の検知範囲ａ１を通過するように構成されている。この構成により、止水中の検知範囲ａ１に対して吐水中の検知範囲ａ２を、吐水方向Ａと直交する方向よりも吐水方向Ａにおいて大きな割合で小さくすることができる。すなわち、本実施形態では、吐水方向Ａに直交する方向よりも吐水方向Ａにおいて、検知範囲ａ２を縮小し易くすることができる。すなわち、本実施形態の指向性決定手段は、吐水方向とこの方向に直交する径方向における検知範囲の減衰比率を調整する吐水方向及び径方向の減衰比率調整手段として機能する。
　本実施形態では、止水中は検知可能距離を長く設定することにより、使用者が遠い位置から吐水口２６に向けて手を接近させていっても、早期に手を検知して吐水を開始することができる。一方、吐水中は検知可能距離を短く設定することで、吐水口２６の近くにある手を確実に検知することができると共に、吐水口２６から遠く離れた手や水流の誤検知、及びこれに伴う止水遅れを防止することができる。
　また、図１６（Ａ）に示すように、吐水口２６から吐水された洗浄水の水流Ｗは、流量に応じて、シンク２に近い下流側ほど自然に流れが乱れる。すなわち、洗浄水Ｗは、シンク２側で粒状になり、水粒が径方向に広がる。また、シンク２から洗浄水が跳ね返ってくる。したがって、電波センサ４０が、洗浄水の水流Ｗの乱れや、跳ね返りの洗浄水を人の手の動きであると誤検知するおそれがある。
　しかしながら、本実施形態では、吐水中において電波ビームが下方又は水栓本体１Ａの基端部側で減衰し、かつ、上方又は使用者側Ｃへ変位し、検知可能距離が短く設定されるので、洗浄水Ｗの流れの乱れや跳ね返りの洗浄水に起因する誤検知を回避して、止水遅れを防止することができる。
　また、図６に示すように、電波放射口２７の一部に吐水口２６が配置されており、電波放射口２７は吐水口２６よりも幅方向の長さが大きいので、電波の一部は、止水中とほぼ同様に放射方向Ｂ１（すなわち吐水方向Ａ）に向けて放射される。これにより、使用者が容器に水を溜める場合には、吐水方向Ａに放射された電波が、容器内の水表面で反射されるので、電波センサ４０は、水表面の揺らぎによって対象物の検知を行うことができる。このため、容器への水溜め動作中において、吐水状態を継続させることができる。
　また、図６に示すように、吐水口２６が断面円形であるので、電波は、わずかではあるが、図６において吐水口２６の下側付近（真下を除く）からも放射方向Ｂ１に向けて放射される。これにより、電波ビームの放射パターンを縦方向（洗浄水Ｗの流れの下側を含む）にも確保できる。ただし、本実施形態では、吐水口２６が、図６において電波放射口２７の最下の内面部分に当接されているので、止水中に吐水口２６の真下方向に向けて電波が伝播することは抑制されている。したがって、止水後に吐水口２６から水滴が滴下したような場合であっても、この水滴の動きは検知されず、不必要に吐水が開始されることが防止されている。
　次に、本実施形態における止水閾値Ｔｔの設定方法について説明する。
　手洗い終了後に洗浄水を確実に止水する際に障害となるのが、シンク２からの水跳ねである。すなわち、水跳ねの影響により、検出信号の振幅が大きくなってしまう。よって、水跳ねがあっても確実に止水するため、止水閾値を、水跳ねの影響を受けた検出信号の大きさよりも大きな値に設定すればよい。
　しかしながら、止水閾値を大きな値に設定すると、以下のような問題が生じてしまう。一般に、手洗いは、吐水口２６から比較的離れた位置で行われるが、歯ブラシは、洗浄水の勢いの強い吐水口２６の近くで洗浄される。したがって、止水閾値を大きな値に設定すると、実質的に検知範囲が狭くなるので、吐水口２６から離れた位置で行われる手洗いを検知できなくなって吐水が停止され、使い勝手が悪くなってしまう。また、歯ブラシは、電波の反射率が低い樹脂製の検知物体であるので、歯ブラシの検出信号は振幅が小さい。このため、止水閾値を大きな値に設定すると、歯ブラシが検知されなくなって吐水が停止されてしまう。
　そこで、本実施形態では、歯ブラシ等の洗浄が吐水口２６から比較的離れた遠い位置ではなく、吐水口２６に近い位置で行われることを利用して、止水閾値Ｔｔを設定している。すなわち、吐水口２６から離れた遠い位置での手洗いを検知する場合の検出信号よりも小さく、且つ、妨げられずにシンク２の底面に到達する洗浄水の水流を検知する場合の検出信号よりも大きい範囲において、吐水口２６の近くに差し入れられた低電波反射率の検知物体（歯ブラシ等）を検知する場合の検出信号よりも小さい値に止水閾値Ｔｔを設定する。
　そして、本実施形態では、吐水中の検知範囲ａ２が、止水中の検知範囲ａ１よりも吐水方向Ａに短く、且つ、吐水方向Ａから離れる方向（放射方向Ｂ２）に向けられるように設定されるが、その際、吐水口２６に近い位置に差し入れられた歯ブラシを検知する場合の検出信号が設定された止水閾値Ｔｔを超えるように、検知範囲ａ２を設定する。このように、検知範囲ａ２と止水閾値Ｔｔを互いに調整して、最適な検知範囲ａ２及び止水閾値Ｔｔを最終的に決定することができる。
　このように、本実施形態では、検知範囲ａ２が検知範囲ａ１に対して縮小されることにより、シンク２の底面付近の水跳ねが検知されなくなり、手洗い終了後に確実に洗浄水を止水させることができる。また、吐水口２６から離れた位置で手洗いをした場合あっても、手洗いの状態では比較的大きな振幅の検出信号が検知され、且つ、止水閾値Ｔｔを高い値に設定していないので、手洗い中は吐水を継続させることができる。さらに、吐水口２６付近は、電波放射口２７に近く、電波強度の強い部分が存在するので、この電波強度の強い部分によって歯ブラシを検知し、吐水を継続させることができる。
　ここで、図２１に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、洗浄水の水流Ｗによる電波の減衰作用が顕著に現われる。この実施形態では、水管２０が連通管１０の中央を通過し、電波放射口２７の中央に吐水口２６が配置されている（図２１（Ｂ）参照）。水管２０の位置が電波放射口２７の中央にずれても止水中の検知範囲にはほとんど影響がない。このため、図２１（Ａ）に示された止水中の検知範囲は、図１３の検知範囲ａ１とほぼ同一である。
　一方、図２１（Ｃ）は、吐水中の検知範囲ａ３を示している。水管２０が電波放射口２７の中央に位置しているので、洗浄水Ｗは検知範囲ａ１の中心軸上を通過し、電波放射口２７から放射された電波は、洗浄水Ｗの周方向においてほぼ均等に洗浄水Ｗと干渉する。このため、検知範囲ａ３の放射方向Ｂ３は、吐水方向Ａから変位することなく、吐水方向Ａとほぼ同一になる。吐水中には、電波放射口２７から放射された電波の伝播経路中を洗浄水の水流Ｗが通過するので、この通過により電波は減衰する。また、電波放射口２７から放射された電波が洗浄水の水流Ｗ内に進入すると、この進入により電波は減衰する。このように、図２１の実施形態では、洗浄水の水流Ｗと電波との干渉によって電波を減衰させることにより、吐水方向Ａ（放射方向Ｂ３）に沿った検知範囲ａ３の長さが短くなり、止水中の検知範囲ａ１に対して検知可能距離が短くなる。
　なお、図２１における洗浄水による電波の減衰効果は、図１の実施形態にも当てはまることは明らかである。
　本発明は、以下のように改変することができる。
　上記実施形態では、連通管１０を電波の導波管として使用しているが、これに限らず、専用の導波管を用いて、電波センサ４０と連通管１０の出口との間で電波を導波管により伝播させるように構成してもよい。また、専用の導波管を用いる場合には、この導波管を連通管１０の内部又は外部に配置してもよい。
　また、上記実施形態では、連通管１０及び水管２０の断面が円形であったが、これに限らず、円形、矩形等の形状としてもよい。
　また、連通管１０の出口部分において、電波放射口を吐水口に対して、明確に使用者側のみに配置してもよい。さらにこの場合、電波放射口の横幅を、吐水口の横幅と同じか、小さく設定してもよい。例えば、連通管１０の断面を半円形に二分して、これら断面半円部分にそれぞれ電波放射口及び吐水口を配置してもよいし、連通管１０の出口部分の内、使用者側に小径の電波放射口を設けてもよい。
　このように構成することにより、吐水中においては、電波ビームと洗浄水の流れとの干渉（反射）によって、電波ビームをほぼ完全に使用者側に向けることができる。これにより、検知範囲が、吐水口の下方に存在しなくなるので、吐水口から離れた位置における大流量時の洗浄水の流れの乱れを電波センサ４０が誤って検出してしまうことを防止することができ、手洗いが終わった後に、確実に止水させることが可能となる。
　また、上記実施形態では、吐水口２６が断面円形であったが、これに限らず、図２２に示すように、吐水口の断面を縦長な形状にしてもよい。図２２は、吐水方向に対して垂直な方向における止水中の検知範囲の断面を示している。
　図２２の例では、図１８と異なり、吐水口２６ａの断面形状が楕円である。この楕円形状は、長軸方向に長さｒ１、短軸方向に長さｒ２（ｒ１＞ｒ２）を有する。そして、楕円形状の長軸方向は、水栓本体１Ａの基端部から使用者へ向かう方向に沿って配置されている。さらに、図１８と同様に、吐水口２６ａは、その外側面のうち、水栓本体１Ａの基端部側の側面が、電波放射口２７又は連通管１０の内面に当接又は近接して配置されている。
　吐水口２６ａが楕円形状であっても止水中の検知範囲にはほとんど影響がない。このため、図２２（Ａ）に示された止水中の検知範囲は、図１８の検知範囲ａ１とほぼ同一である。
　一方、図２２（Ｂ）は、吐水中の検知範囲ａ４の断面を示している。吐水中は、電波放射口２７から放射された電波は、図２２（Ｂ）において矢印で模式的に示されているように、洗浄水の水流Ｗによって反射する。これにより、図２２の例では、検知範囲ａ４は、その断面が楕円形状に変形し、電波放射口２７の中心から使用者側Ｃの境界までの距離が長さＲ４であり、横方向に幅Ｗ４を有する。好ましくは、Ｒ４＞Ｒ１，Ｗ４＞Ｗ１である。
　このとき、長軸方向の長さｒ１の方が、短軸方向の長さｒ２よりも長いので、吐水口２６ａから吐水される洗浄水の水流Ｗの側面のうち、使用者側Ｃの側面部分よりも使用者側Ｃに対して直交する横方向の側面部分の方が、電波放射口２７から放射される電波をより多く反射する。したがって、横方向に反射される電波の方が、使用者側Ｃへ反射される電波よりも多くなる。これにより、図２２の例では、図１８と比べて、長さＲ４が長さＲ２よりも短く（Ｒ４＜Ｒ２）、幅Ｗ４が幅Ｗ２よりも大きい（Ｗ４＞Ｗ２）。このように、図２２の例では、吐水口の断面形状を変更することにより、吐水口２６ａと電波放射口２７によって、検知範囲の横方向及び厚さ方向（放射方向及び横方向と直交する方向）の長さの相対比を変更し、吐水中の検知範囲の偏平度合いを調整することができる。また、吐水口２６ａの長さｒ１，ｒ２を独立的に変更することにより、検知範囲の横方向及び厚さ方向の絶対長さをそれぞれ調整することもできる。このように、本実施形態の指向性決定手段（二重管構造）は、検知範囲の横方向形状及び厚さ方向形状の調整手段として機能する。
　なお、上記実施形態では、吐水口部において、水管２０が連通管１０の内周面の最下部分（すなわち、使用者側Ｃと反対側の内周面）に当接しているが、これに限らず、水管２０が内周面の最上部分（すなわち、使用者側Ｃの内周面）に当接した構成であってもよい。
　１　　自動水栓装置
　２　　シンク
　３　　基台
１０　　連通管
１１　　内側面
１２　　固定部材
２０　　水管
２６　　吐水口
２７　　電波放射口
２８　　反射部材
４０　　電波センサ
５０　　制御部
Ａ　　　吐水方向
Ｂ１，Ｂ２　放射方向
ａ１，ａ２　検知範囲

Claims (11)

  1. 　支持体に基端部が固定され使用者側に向けて延在する連通管と吐水弁を備えた水栓本体と、
    　前記連通管内に配置され、前記水栓本体の端部である吐水口部に形成された吐水口に洗浄水を供給する水管と、
    　使用者の動作状態を検知するための検出信号を出力する電波センサと、
    　前記電波センサの前記検出信号に基づいて前記吐水弁の開閉を切り替えて、前記吐水口からの洗浄水の吐水と止水を行う制御手段と、を備えた自動水栓装置において、
    　前記連通管内と前記水管との間に形成された、電波を通過させるための電波通過用空間と、
    　前記水栓本体の前記基端部側に設けられ、前記電波通過用空間に電波を放出するように配置された前記電波センサと、
    　前記電波通過用空間に連通し、前記連通管内を通過してきた電波を外部に放射するために前記吐水口部に形成された電波放射口と、
    　前記電波放射口から放射される電波の指向性を決定するための指向性決定手段と、を備え、
    　前記指向性決定手段は、止水中において、前記電波放射口から放射される電波を前記吐水口から吐水される洗浄水の吐水方向に沿うように指向させ、且つ、吐水中において、前記電波放射口のうち、前記吐水口よりも使用者側に配置された部分から放射された電波の少なくとも一部を、前記吐水口から吐水された洗浄水の水流の使用者側の側面と干渉させるように構成されていることを特徴とする自動水栓装置。
  2. 　前記吐水口部において、前記水管は、斜め下方向に洗浄水を吐水するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動水栓装置。
  3. 　前記電波放射口は、前記電波放射口から放射された電波の少なくとも一部を、前記水流の上側の側面及び横方向の側面と干渉させるように、前記水管の上側の側面及び横方向の側面を囲むように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動水栓装置。
  4. 　前記電波放射口は、前記水流の上側の側面に対して電波の電界成分が直交した状態で電波を水流の上側の側面と干渉させるように、前記吐水方向と直交する方向に延びる実質的に細長い窓を形成するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の自動水栓装置。
  5. 　前記指向性決定手段は、吐水中において、前記水流に対して使用者側よりも基端部側の電波の方が前記水流との干渉によって大きく減衰されるように、前記電波放射口から放射される電波を指向させることを特徴とする請求項４に記載の自動水栓装置。
  6. 　前記指向性決定手段は、止水中の前記電波センサの検知範囲のうち、前記水流に対して基端部側に片寄った領域を前記吐水口から吐水される洗浄水が通過するように、前記電波放射口から放射される電波を指向させることを特徴とする請求項５に記載の自動水栓装置。
  7. 　前記指向性決定手段は、止水中よりも吐水中の方が使用者により近い空間を前記検知範囲に含むように、前記電波放射口から放射された電波の少なくとも一部を、前記水流の上側の側面と干渉させて反射させるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の自動水栓装置。
  8. 　前記指向性決定手段は、止水中の前記検知範囲よりも吐水中の前記検知範囲を、前記水流の下側の位置において小さくするように、前記電波放射口から放射された電波の少なくとも一部を、前記水流で減衰させるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の自動水栓装置。
  9. 　前記指向性決定手段は、止水中の前記検知範囲よりも吐水中の前記検知範囲を、前記水流に対して上方向且つ横方向に広げるように、前記電波放射口から放射される電波を前記水流に反射させることを特徴とする請求項８に記載の自動水栓装置。
  10. 　前記指向性決定手段は、止水中の前記検知範囲よりも吐水中の前記検知範囲を、前記吐水方向において小さくするように、前記電波放射口から放射される電波を前記水流によって減衰及び反射させることを特徴とする請求項８に記載の自動水栓装置。
  11. 　前記吐水口部において、前記吐水口は断面円形であり、前記吐水口が前記電波放射口内に配置され、前記水管は、前記電波放射口の内周面のうち、下側の内面に当接していることを特徴とする請求項８に記載の自動水栓装置。
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