WO2017056478A1 - 自動水栓及び自動水栓用センサブロック - Google Patents

自動水栓及び自動水栓用センサブロック Download PDF

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WO2017056478A1
WO2017056478A1 PCT/JP2016/004344 JP2016004344W WO2017056478A1 WO 2017056478 A1 WO2017056478 A1 WO 2017056478A1 JP 2016004344 W JP2016004344 W JP 2016004344W WO 2017056478 A1 WO2017056478 A1 WO 2017056478A1
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WO
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unit
radio wave
water
focusing lens
transmitting
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/004344
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
前田　康成
大樹 松崎
友成 名尾
尚紀 柴田
朋弘 穐田
竜也 高岡
伊藤　良泰
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to JP2017542743A priority Critical patent/JP6391032B2/ja
Publication of WO2017056478A1 publication Critical patent/WO2017056478A1/ja

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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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens

Definitions

  • the present invention relates to an automatic faucet that automatically controls the water discharge amount using a radio wave sensor, and an automatic faucet sensor block provided in the automatic faucet.
  • Patent Document 1 discloses an automatic faucet that controls the amount of water discharge based on radio waves transmitted by a transmission antenna and radio waves received by a reception antenna.
  • the automatic faucet is configured such that the half-value angle of the receiving antenna is smaller than the half-value angle of the transmission antenna in order to prevent erroneous detection due to radio wave interference.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an automatic faucet capable of detecting the object even when the object to be detected is a relatively small object, and an automatic faucet sensor provided in the automatic faucet. To provide a block.
  • an automatic faucet comprises: A water discharger for discharging water downward, A transmitter that transmits radio waves downward of the water discharger, and a receiver that is disposed adjacent to the transmitter and receives radio waves reflected by an object disposed in a detection area below the water discharger Radio sensor, A controller that controls the amount of water discharged from the water discharger based on the radio wave transmitted by the transmitter and the radio wave received by the receiver; A converging lens unit for transmission, which is disposed between the transmission unit and the detection area and reduces the half-value angle of the radio wave transmitted from the transmission unit; A focusing lens unit for reception that is disposed between the reception unit and the detection area and reduces the half-value angle of the radio wave received by the reception unit; Is provided.
  • the automatic faucet sensor block is an automatic faucet sensor block attached to an automatic faucet that automatically controls the amount of water discharged using a radio wave sensor,
  • a radio wave sensor having a transmitter that transmits radio waves, and a receiver that is disposed adjacent to the transmitter and receives radio waves transmitted from the transmitter and reflected by an object;
  • a converging lens unit for transmission that reduces the half-value angle of the radio wave transmitted from the transmission unit;
  • a focusing lens unit for reception that reduces the half-value angle of the radio wave received by the reception unit; Is provided.
  • the object can be detected even when the detection target is a relatively small object.
  • the perspective view of the automatic faucet concerning the embodiment of the present invention 1 is a vertical cross-sectional view of the automatic faucet of FIG.
  • the front view which shows the state which installed the automatic water tap of FIG. 1 in the installation stand
  • the perspective view which shows the state which installed the automatic faucet of FIG. 1 in the installation base in a partial cross section
  • the perspective view which shows the structure of the hard member of a separation tube
  • the perspective view which shows the connection part of the rigid member and flexible member of a separation tube in a partial cross section Partially enlarged sectional view of the automatic faucet of FIG.
  • the inventors of the present invention have obtained the following knowledge as a result of intensive studies to enable detection of an object even when the object to be detected is a relatively small object.
  • the automatic faucet of Patent Document 1 is attached to each of a plurality of toilets installed in a public toilet, for example. That is, the detection target in the automatic faucet of Patent Document 1 is a relatively large object such as a part of the user's body. In this case, since the area where the radio wave transmitted from the transmission antenna is reflected is large, the amount of radio wave received by the reception antenna also increases. Therefore, the automatic faucet of Patent Document 1 can detect an object that is a detection target.
  • the detection target object includes relatively small objects such as chopsticks and spoons.
  • the area where the radio wave transmitted from the transmission antenna is reflected is small, the amount of radio wave received by the reception antenna is also reduced. As a result, it may happen that an object to be detected cannot be detected.
  • the present inventors have provided a dedicated focusing lens unit for each of the transmitting unit and the receiving unit, so that even when the detection target is a relatively small object, the object It was found that can be detected.
  • the present inventors by focusing the radio wave from the transmission unit with the transmission focusing lens unit, the amount of radio wave reflected by the object to be detected is increased, and the reflected radio wave is focused by the reception focusing lens unit. It was found that a relatively small object can be detected by causing the receiver to receive the signal. Based on these points, the present inventors have reached the following invention.
  • a water discharger that discharges water downward
  • a transmitter that transmits radio waves downward of the water discharger
  • a receiver that is disposed adjacent to the transmitter and receives radio waves reflected by an object disposed in a detection area below the water discharger
  • Radio sensor A controller that controls the amount of water discharged from the water discharger based on the radio wave transmitted by the transmitter and the radio wave received by the receiver
  • a converging lens unit for transmission which is disposed between the transmission unit and the detection area and reduces the half-value angle of the radio wave transmitted from the transmission unit
  • a focusing lens unit for reception that is disposed between the reception unit and the detection area and reduces the half-value angle of the radio wave received by the reception unit;
  • the transmission focusing lens unit and the receiving focusing lens unit are arranged between the detection lens and the detection area.
  • the automatic faucet according to the first aspect further comprising a focusing lens unit that reduces the half-value angle of the radio wave toward the focusing lens unit.
  • the converging lens portion for transmission includes a convex spherical surface for transmission
  • the receiving focusing lens unit includes a receiving convex spherical surface
  • the convex convex spherical surface for transmission and the convex convex spherical surface for reception are provided so as to be adjacent to each other via a concave portion.
  • the transmitting converging lens unit and the receiving converging lens unit are disposed within a range narrower than the aperture of the water discharger. Provide the automatic faucet as described.
  • the radio wave sensor provides the automatic faucet according to any one of the first to fourth aspects, the periphery of which is surrounded by a cylindrical metal wall.
  • any one of the first to fifth aspects further comprising: a transmitting focusing lens portion, a receiving focusing lens portion, and a cover having radio wave transmission between the detection area.
  • the automatic faucet according to any one of the first to sixth aspects, wherein a water discharge direction from the water discharge unit and a radio wave transmission / reception direction of the radio wave sensor are substantially parallel. provide.
  • a base attached to stand on the installation base, A base end portion connected to the distal end portion of the base portion, and a U-shaped tube portion whose distal end portion is connected to the water discharge portion; and
  • the radio wave sensor provides the automatic faucet according to any one of the first to sixth aspects, which is attached to the base.
  • a substrate mounting portion for mounting a substrate on which the transmitting portion and the receiving portion are arranged;
  • a lens support unit that supports the focusing lens unit for transmission and the focusing lens unit for reception; Further comprising
  • an automatic faucet sensor block attached to an automatic faucet that automatically controls the water discharge amount using a radio wave sensor, A transmitter for transmitting radio waves; A receiving unit that is arranged adjacent to the transmitting unit and receives radio waves transmitted from the transmitting unit and reflected by an object; A converging lens unit for transmission that reduces the half-value angle of the radio wave transmitted from the transmission unit; A focusing lens unit for reception that reduces the half-value angle of the radio wave received by the reception unit;
  • An automatic faucet sensor block comprising:
  • FIG. 1 is a perspective view of an automatic faucet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the automatic faucet of FIG.
  • FIG. 3 is a front view showing a state in which the automatic faucet of FIG. 1 is installed on the installation table.
  • FIG. 4 is a perspective view, partially in section, showing a state in which the automatic faucet of FIG. 1 is installed on the installation table.
  • the automatic faucet 1 includes a base portion 2, a tube portion 3, and a water discharge portion 4.
  • the base 2 is a portion that is attached so as to stand on a sink S that is an example of an installation base.
  • the base 2 has a base end 2 a attached to the rear upper part of the sink S.
  • the base end portion 2a of the base portion 2 is provided with a support portion 5 that rotatably supports the base portion 2.
  • the base end portion 2a and the support portion 5 of the base portion 2 are formed in a substantially cylindrical shape.
  • the support portion 5 is fixed to the upper rear portion of the sink S.
  • a base end portion 2 a of the base portion 2 is mounted on the outer peripheral surface 5 a of the support portion 5 so as to be rotatable.
  • the base 2, the pipe portion 3, and the water discharge portion 4 rotate integrally as the base 2 rotates as the support portion 5 and the rotation shaft.
  • the base portion 2 has a diameter-expanded portion 21 formed in a tapered shape so that the outer diameter increases downward.
  • the operation panel 6 is embedded in the enlarged diameter portion 21 so that the surface 6 a is flush with the surface 3 c adjacent to the base portion 2 of the tube portion 3. Thereby, there is no level
  • a packing 61 that seals a gap with the base 2 is provided on the outer peripheral portion of the operation panel 6.
  • the packing 61 is formed in an annular shape so as to surround the entire outer periphery of the operation panel 6.
  • operation buttons 62 for performing various operations are provided on the surface 6a of the operation panel 6.
  • the operation buttons 62 are, for example, buttons such as a water discharge amount change button, a water discharge temperature change button, and an automatic water discharge mode on / off button.
  • the water discharge amount change button is a button for setting the water discharge amount discharged from the water discharge unit 4.
  • the water discharge temperature change button is a button for setting the temperature of water discharged from the water discharge unit 4.
  • the automatic water discharge mode ON / OFF button is a button for switching ON / OFF of the automatic water discharge mode. In the automatic water discharge mode, it is detected whether or not a detection target object such as a chopstick or a spoon is present in the detection area below the water discharge unit 4 constantly or intermittently. When a detection target exists in the detection area, water is automatically discharged from the water discharge unit 4. On the other hand, when no detection object exists in the detection area, water is not discharged from the water discharger 4.
  • the base 2 has a reduced diameter portion 22 that is bent at an obtuse angle from the lower end portion 21 a of the enlarged diameter portion 21 and the outer diameter decreases toward the proximal end portion 2 a of the base portion 2.
  • the reduced diameter portion 22 is formed to have a shorter vertical length than the enlarged diameter portion 21.
  • the lower end portion 22 a of the reduced diameter portion 22 is bent at an obtuse angle and is connected to the base end portion 2 a of the base portion 2. That is, the base portion 2 is configured not to have a portion bent at a right angle or an acute angle. Thereby, cleaning property improves.
  • the pipe part 3 is configured by a U-shaped cylindrical member.
  • the “U-shape” means an arcuate curve, and the degree of curvature is not limited.
  • a proximal end portion 3 a of the tube portion 3 is connected to a distal end portion 2 b of the base portion 2.
  • the pipe part 3 and the base part 2 are integrally formed so that each surface may be connected smoothly. That is, as shown in FIG. 1, the same member is used so that there is no seam between the tube portion 3 and the base portion 2. Thereby, cleaning property improves.
  • the water discharge part 4 is a part which discharges water toward the downward direction.
  • the water discharger 4 is detachably connected to the tip 3b of the tube 3.
  • a water discharge port 4 b for discharging water is formed at the tip end portion 4 a of the water discharge portion 4.
  • the water discharge port 4b is provided at a position facing the sink S.
  • a hose 7 through which water flows is arranged inside the pipe portion 3 and the base portion 2.
  • the hose 7 is a flexible bellows hose.
  • the tip 7 a of the hose 7 is connected to a connection tool 71 having a substantially cylindrical shape.
  • the connection tool 71 is detachably attached to the distal end part 3 b of the pipe part 3 and is fixed to the water discharge part 4. Thereby, when the water discharge part 4 is removed from the front-end
  • the water flowing through the hose 7 is discharged from the water discharge port 4b through the inside of the connection tool 71 and the inside of the water discharge unit 4.
  • the hose 7 is included in the separation tube 8.
  • the separation tube 8 has an outer diameter larger than that of the hose 7, and the hose 7 accommodates the inside of the separation tube 8 so as to be movable in the extending direction.
  • the separation tube 8 is formed so as to extend from the inside of the base portion 2 to the inside of the distal end portion 3 b of the tube portion 3.
  • the base end portion 8 a of the separation tube 8 is configured to extend downward from the support portion 5.
  • the distal end portion 8 b of the separation tube 8 is fixed inside the distal end portion 3 b of the tube portion 3.
  • a packing 81 that seals the gap between the separation tube 8 and the tube portion 3 is provided at the distal end portion 3 b of the tube portion 3.
  • the separation tube 8 separates the dry area and the wet area.
  • the separation tube 8 includes a hard member 82 on the water discharger 4 side.
  • the hard member 82 is provided so as to extend from the distal end portion 3b of the tube portion 3 to the vicinity of the proximal end portion 3a. That is, the hard member 82 is disposed in the curved portion of the tube portion 3. Thereby, since the deformation
  • the above-described packing 81 is attached around the tip 82b of the hard member 82 as shown in FIG. Since the change in the gap dimension between the separation pipe 8 and the pipe part 3 is suppressed, the packing 81 can firmly seal the gap between the separation pipe 8 and the pipe part 3.
  • a groove 82 c is formed on the upper portion of the hard member 82.
  • An electrical component such as a signal line is accommodated in the groove 82c. That is, electrical components such as signal lines are disposed in the dry area outside the separation tube 8 and are prevented from getting wet.
  • the inside of the hard member 82 is made of a highly slidable material such as polyacetal. Therefore, when pulling out and using the hose 7 from the pipe part 3, the sound which the hose 7 and the hard member 82 contact can be suppressed.
  • the portion of the separation tube 8 on the base 2 side is composed of a flexible member 83 as shown in FIG.
  • the flexible member 83 is made of, for example, polyethylene.
  • the flexible member 83 is fixed to the base 2. More specifically, the flexible member 83 is fixed along the surface of the base 2 that faces the operation panel 6 so as to avoid the operation panel 6 protruding inside the base 2.
  • the flexible member 83 and the base 2 are fixed by a fastening member such as a screw or a bolt, for example. Thereby, it is suppressed that the flexible member 83 is pulled out in the extending direction.
  • the flexible member 83 is formed in a bellows shape in the vicinity of the distal end portion 83 b connected to the base end portion 82 a of the hard member 82.
  • the flexible member 83 is formed in a bellows shape in the vicinity of the tip portion 5 b of the support portion 5. That is, the flexibility of the flexible member 83 is improved in the vicinity of the distal end portion 83 b and the vicinity of the distal end portion 5 b of the support portion 5. Thereby, the flexible member 83 can be more easily fixed along the surface facing the operation panel 6 of the base 2.
  • a radio wave sensor 9 as an example of a detection sensor is provided on the back surface (surface on the base 2 side) of the distal end portion 3b of the tube portion 3. As shown in FIG. 7, the radio wave sensor 9 is housed in the sensor housing portion 91 and attached to the pipe portion 3.
  • the tube part 3 and the sensor storage part 91 are integrally formed so that the respective surfaces are smoothly connected. That is, as shown in FIG. 1, the same member is used so that there is no seam between the tube portion 3 and the base portion 2. Thereby, cleaning property improves.
  • the radio wave sensor 9 receives a radio wave reflected by an object disposed in a detection area below the water discharge unit 4 and a transmission unit 92 that transmits a radio wave below the water discharge unit 4. And a receiving unit 93.
  • the reception unit 93 is disposed adjacent to the transmission unit 92.
  • the transmitter 92 and the receiver 93 are disposed on the same substrate 201.
  • the radio wave sensor 9 detects whether or not a detection target exists in a detection area located below the water discharge unit 4 in a non-contact manner, and the frequency of the radio wave transmitted by the transmission unit 92 and the radio wave received by the reception unit 93. It is a sensor which can measure the distance to a detection target based on the frequency of.
  • a connector 202 is provided above the substrate 201 as shown in FIG.
  • the connector 202 is connected to the control unit 101 by a signal line 100 described later with reference to FIG.
  • the detection operation of the radio wave sensor 9 is controlled by the control unit 101.
  • a transmitting converging lens unit 94 for reducing the half-value angle of the radio wave transmitted from the transmitting unit 92 is disposed below the transmitting unit 92.
  • a receiving focusing lens unit 95 that reduces the half-value angle of the radio wave received by the receiving unit 93 is disposed below the receiving unit 93.
  • the radio wave sensor 9 is disposed so that the water discharge direction from the water discharger 4 and the radio wave transmission / reception direction are substantially parallel to each other.
  • the transmitting focusing lens portion 94 and the receiving focusing lens portion 95 are supported by a lens support portion 203.
  • the lens support portion 203 is formed in, for example, a circular flat plate shape.
  • a substrate attachment portion 204 for attaching the substrate 201 is connected to the lens support portion 203.
  • the substrate mounting portion 204, the transmitting focusing lens 94, the receiving focusing lens 95, and the lens support portion 203 are integrally molded (for example, injection molding) with resin. Thereby, alignment (axis adjustment) between the transmitting unit 92 and the receiving unit 93 on the substrate 201 attached to the substrate mounting unit 204 and the transmitting focusing lens 94 and the receiving focusing lens 95 is unnecessary or facilitated. Can do.
  • resin it is preferable to use resin with good moldability, such as ABS resin, PMMA resin, ASA resin, AS resin, PP resin, POM resin, for example.
  • the transmitting converging lens portion 94 includes a transmitting convex spherical surface 94a.
  • the transmitting focusing lens unit 94 functions to refract the radio wave transmitted from the transmitting unit 92 by the convex convex spherical surface 94a, thereby reducing the half-value angle of the radio wave and increasing the intensity of the radio wave in a specific area.
  • the reception focusing lens unit 95 includes a reception convex spherical surface 95a.
  • the receiving converging lens unit 95 refracts the incident radio wave reflected by the object by the receiving convex spherical surface 95a, thereby reducing the half-value angle of the radio wave and increasing the intensity of the radio wave received by the receiving unit 93.
  • the radio wave transmitted from the transmitting unit 92 and received by the receiving unit 93 is focused so as to approach the axis X passing through the center of the recess 96 and extending in the radio wave transmission / reception direction, as shown in FIG. .
  • the detection area E1 becomes longer in the transmission / reception direction of the radio wave, and the intensity of the radio wave near the axis X is increased.
  • a converging lens unit 97 is provided below the transmitting converging lens unit 94 and the receiving converging lens unit 95.
  • the converging lens unit 97 includes a transmitting / receiving convex spherical surface 97a.
  • the converging lens unit 97 functions to reduce the half-value angle of the radio wave by refracting the radio wave that has passed through the transmitting converging lens unit 94 by the convex and concave convex spherical surface 97a.
  • the converging lens unit 97 functions to reduce the half-value angle of the radio wave by refracting the radio wave toward the converging lens unit 95 for reception by the convex / convex spherical surface 97a.
  • the radio wave transmitted from the transmitter 92 and received by the receiver 93 is focused closer to the axis X as shown in FIG.
  • the detection area E2 is longer in the direction of transmission / reception of radio waves than the detection area E1, and the intensity of radio waves near the axis X is increased.
  • the transmitter 92, the receiver 93, the transmitting converging lens unit 94, the receiving converging lens unit 95, and the converging lens unit 97 are housed in a metal sensor case 98 shown in FIG. Yes. That is, the radio wave sensor 9 is surrounded by a cylindrical metal wall. Thereby, for example, the reception unit 93 is prevented from receiving radio waves other than the radio waves transmitted by the transmission unit 92. In addition, the radio wave transmitted by the transmitter 92 is prevented from diffusing without going to the detection target.
  • the sensor case 98 includes a box part 98 ⁇ / b> A for housing the radio wave sensor 9 and a cylindrical part 98 ⁇ / b> B for holding the connection tool 71 (see FIG. 7).
  • the box portion 98 ⁇ / b> A is disposed in the sensor storage portion 91, and the tubular portion 98 ⁇ / b> B is disposed in the distal end portion 3 b of the tube portion 3.
  • the surface 98a located below the converging lens portion 97 of the box body portion 98A is made of a material having radio wave permeability, for example, a material that hardly contains metal or carbon.
  • the surface 98a of the box body 98A functions as a cover having radio wave transparency. Note that the surface 98a may be configured to have radio wave permeability by performing coating or vapor deposition on the surface 98a.
  • the connector 202 described above is provided on the surface 98b of the box body 98A located above the focusing lens portion 97.
  • a packing 99 is provided around the sensor case 98 to seal a gap with the tube portion 3 or the sensor storage portion 91.
  • the packing 99 is formed in an annular shape so as to surround the entire outer periphery of the sensor case 98.
  • the transmitting convex spherical surface 94a and the receiving convex spherical surface 95a are provided so as to be adjacent to each other through the concave portion 96, as shown in FIG.
  • the transmitting convex spherical surface 94a and the receiving convex spherical surface 95a are partially cut out in a plan view so as to be arranged within a range narrower than the diameter (outer diameter) of the water discharger 4.
  • the converging lens unit 97 is formed in a size that includes the transmitting converging lens unit 94 and the receiving converging lens unit 95.
  • the radio wave sensor 9 is connected to the control unit 101 by a signal line 100 as shown in FIG.
  • the control unit 101 is connected to the operation panel 6 through a signal line (not shown).
  • the control unit 101 controls water discharged from the water discharge unit 4 based on detection information detected by the radio wave sensor 9 and input information input to the operation panel 6.
  • control unit 101 controls the water discharge amount discharged from the water discharge unit 4 based on the radio wave transmitted by the transmission unit 92 and the radio wave received by the reception unit 93. Further, the control unit 101 controls the water discharge amount discharged from the water discharge unit 4 based on the water discharge amount change information input to the operation panel 6. Further, the control unit 101 controls the temperature of water discharged from the water discharger 4 based on the water discharge temperature change information input to the operation panel 6.
  • the controller 101 is electrically connected to an electric valve 102 for adjusting the amount of hot water supply, an electric valve 103 for adjusting the amount of water supply, and an electromagnetic valve 104.
  • the electric valve 102 is provided in a hot water supply pipe 105 through which hot water passes.
  • the motor operated valve 103 is provided in a water supply pipe 106 through which water passes.
  • the hot water supply pipe 105 and the water supply pipe 106 are in fluid communication with a mixed water pipe 107 through which mixed water obtained by mixing hot water and water passes.
  • the mixed water pipe 107 is in fluid communication with the hose 7 via the electromagnetic valve 104.
  • the control unit 101 changes the amount of hot water passing through the hot water supply pipe 105 and the amount of water passing through the water supply pipe 106 by changing the opening degree of the motor operated valves 102 and 103 based on the input information input to the operation panel 6. Adjust and control the amount and temperature of the mixed water passing through the mixed water pipe 107. Further, the control unit 101 controls whether or not to supply the mixed water passing through the mixed water pipe 107 to the hose 7 by changing the opening degree of the electromagnetic valve 104 based on the input information input to the operation panel 6. To do.
  • the transmitting converging lens unit 94 is provided below the transmitting unit 92, and the receiving converging lens unit 95 is provided below the receiving unit 93.
  • the amount of radio waves reflected by the object to be detected can be increased by focusing the radio waves from the transmission unit 92 with the transmission focusing lens unit 94.
  • the amount of radio waves received by the receiving unit 93 can be increased by converging the reflected radio waves by the receiving focusing lens unit 95 and causing the receiving unit 93 to receive the reflected radio waves.
  • the detection target is a relatively small object, for example, a chopstick or a spoon, the object can be detected.
  • false detection can be suppressed by converging radio waves on both the transmission side and the reception side.
  • the focusing lens unit 97 is provided below the transmitting focusing lens unit 94 and the receiving focusing lens unit 95.
  • the detection area E2 can be lengthened in the radio wave transmission / reception direction and the intensity of the radio wave near the axis X can be further increased.
  • the convex convex spherical surface 94a and the convex convex spherical surface 95a are provided so as to be adjacent to each other via the concave portion 96.
  • the sensor accommodating part 91 can be reduced in size.
  • the concave portion 96 for example, it is possible to suppress the radio wave transmitted from the transmission portion 92 from entering the reception convex spherical surface 95a.
  • the transmitting converging lens unit 94 and the receiving converging lens unit 95 are disposed within a range narrower than the diameter of the water discharging unit 4.
  • the sensor storage part 91 which accommodates the focusing lens part 94 for transmission and the focusing lens part 95 for reception can be hidden behind the water discharge part 4, and can become inconspicuous.
  • the cleaning property is also improved by downsizing the sensor storage portion 91.
  • this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in another various aspect.
  • the flexible member 83 is fixed to the base 2, but the present invention is not limited to this.
  • the flexible member 83 may be fixed to the tube portion 3.
  • the transmitter 92, the receiver 93, the transmitting converging lens unit 94, the receiving converging lens unit 95, the converging lens unit 97, and the sensor case 98 include the “automatic faucet”.
  • the “automatic aqueous sensor block” of the present invention is not limited to this configuration, and at least the transmitting unit 92, the receiving unit 93, the transmitting focusing lens unit 94, and the receiving focusing lens unit 95. As long as it has.
  • the transmitting convex spherical surface 94a and the receiving convex spherical surface 95a are provided so as to be adjacent to each other through the concave portion 96, but the present invention is not limited to this.
  • the transmitting convex spherical surface 94a and the receiving convex spherical surface 95a may be provided so as to be directly adjacent to each other without the concave portion 96 interposed therebetween.
  • the connecting portion between the transmitting convex spherical surface 94a and the receiving convex spherical surface 95a may be formed so as to connect the top of the transmitting convex spherical surface 94a and the top of the receiving convex spherical surface 95a with a plane. Further, the connecting portion between the transmitting convex spherical surface 94a and the receiving convex spherical surface 95a is such that the top of the transmitting convex spherical surface 94a coincides with the top of the receiving convex spherical surface 95a (for example, FIG. (Similar to the focusing lens 97 shown).
  • the transmitting converging lens unit 94 and the receiving converging lens unit 95 may be composed of a single component. Even with such a configuration, a smaller object can be detected and erroneous detection can be suppressed as compared to the conventional configuration in which the focusing lens unit is not provided only at a position corresponding to the receiving unit.
  • the radio wave sensor 9 is attached to the tube portion 3, but the present invention is not limited to this.
  • the radio wave sensor 9 may be attached to the water discharge unit 4.
  • the radio wave sensor 9 may be attached to the base 2 as shown in FIG. According to this configuration, it is possible to eliminate the necessity of providing the sensor storage portion 91 in the pipe portion 3.
  • the transmission focusing lens unit 94 may be disposed between the transmission unit 92 and the detection area below the water discharge unit 4.
  • the receiving focusing lens unit 95 may be disposed between the receiving unit 93 and the detection area below the water discharge unit 4.
  • the focusing lens 97 may be disposed between the transmitting focusing lens unit 94 and the receiving focusing lens unit 95 and the detection area below the water discharge unit 4.
  • a cover having radio wave permeability may be provided between the transmitting focusing lens unit 94 and the receiving focusing lens unit 95 and the detection area below the water discharge unit 4.
  • the transmitting focusing lens unit 94 and the receiving focusing lens unit 95 are arranged vertically.
  • the width of the detection area in the left-right direction can be reduced, and the length of the detection area in the vertical direction can be made longer than the width in the left-right direction. Workability can be improved. Further, the length of the detection area in the vertical direction can be limited by the focusing lens unit 97, and for example, it is possible to suppress erroneous detection of an object placed on the bottom of the sink S.
  • the distance in the front direction of the spout 4b is erroneously detected by the operation or work in front of the spout 4b by a method of calculating the distance from the phase difference between the transmitted wave and the received wave of the radio wave sensor 9. Can be prevented.
  • the substrate mounting portion 204, the transmitting converging lens 94, the receiving converging lens 95, and the lens support portion 203 are integrally formed of resin.
  • the present invention is not limited to this.
  • the converging lens 97 may also be integrally formed of resin.
  • alignment (axis adjustment) of the transmitting unit 92, the receiving unit 93, the transmitting focusing lens 94, the receiving focusing lens 95, and the focusing lens 97 on the substrate 201 can be made unnecessary or easy.
  • these parts can be handled as one part, those parts can be attached easily.
  • each part is made of the same material. It is not limited only to being configured.
  • the surfaces of the base part 2, the pipe part 3, and the sensor storage part 91 may be formed by the same material metal plating (for example, chrome plating), and the parts other than the respective surfaces may be configured by separate members. .

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Abstract

検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できる自動水栓を提供する。 本発明の自動水栓は、下方に向けて水を吐出する吐水部と、吐水部の下方に向けて電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、吐水部の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、発信部が発信した電波と受信部が受信した電波とに基づいて吐水部から吐出される吐水量を制御する制御部と、発信部と検知エリアとの間に配置され、発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、受信部と検知エリアとの間に配置され、受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、を備える。

Description

自動水栓及び自動水栓用センサブロック
　本発明は、電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓、及び当該自動水栓が備える自動水栓用センサブロックに関する。
　従来、この種の自動水栓としては、例えば、特許文献１（特開２０１５－１２７４７６号公報）に示すような構造のものが知られている。特許文献１には、送信アンテナが送信した電波と受信アンテナが受信した電波とに基づいて吐水量を制御する自動水栓が開示されている。この自動水栓は、電波の干渉による誤検知を防止するため、受信アンテナの半値角が送信アンテナの半値角よりも小さくなるように構成されている。
特開２０１５－１２７４７６号公報
　しかしながら、特許文献１の自動水栓においては、検知対象物が箸やスプーンなどの比較的小さい物体である場合には、当該物体を検知できないことが起こり得る。
　本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できる自動水栓、及び当該自動水栓が備える自動水栓用センサブロックを提供することにある。
　前記目的を達成するために、本発明に係る自動水栓は、
　下方に向けて水を吐出する吐水部と、
　吐水部の下方に向けて電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、吐水部の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
　発信部が発信した電波と受信部が受信した電波とに基づいて吐水部から吐出される吐水量を制御する制御部と、
　発信部と検知エリアとの間に配置され、発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
　受信部と検知エリアとの間に配置され、受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
　を備える。
　本発明に係る自動水栓用センサブロックは、電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓に取り付けられる自動水栓用センサブロックであって、
　電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、発信部から発信されて物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
　発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
　受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
　を備える。
　本発明に係る自動水栓及び自動水栓用センサブロックによれば、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知することができる。
本発明の実施形態に係る自動水栓の斜視図 図１の自動水栓の縦断面図 図１の自動水栓を設置台に設置した状態を示す正面図 図１の自動水栓を設置台に設置した状態を一部断面で示す斜視図 分離管の硬質部材の構成を示す斜視図 分離管の硬質部材と可撓性部材との接続部分を一部断面で示す斜視図 図２の自動水栓の一部拡大断面図 発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部を通る電波の強度分布を示す模式図 発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部、並びにそれらの下方に配置される集束レンズ部を通る電波の強度分布を示す模式図 センサケースの斜視図 センサケースに収納された電波センサの断面図 図１の自動水栓の概略構成図 図１の自動水栓が備える電波センサを基部に設けた変形例を模式的に示す断面図
　（本発明の基礎となった知見）
　本発明者らは、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できるようにするため、鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
　特許文献１の自動水栓は、例えば、公共のトイレに設置される複数の便器のそれぞれに取り付けられるものである。すなわち、特許文献１の自動水栓における検知対象物は、使用者の身体の一部などの比較的大きな物体である。この場合、送信アンテナから送信された電波が反射される面積が大きいため、受信アンテナに受信される電波の量も多くなる。従って、特許文献１の自動水栓は、検知対象物となる物体を検知することができる。
　しかしながら、例えば、特許文献１の自動水栓をキッチンの流し台に取り付けた場合には、検知対象物には、箸やスプーンなどの比較的小さな物体が含まれることになる。この場合、送信アンテナから送信された電波が反射される面積が小さいため、受信アンテナに受信される電波の量も少なくなる。その結果、検知対象物となる物体を検知できないことが起こり得る。
　自動水栓が検知対象物となる物体を検知できない場合、使用者自身の手を電波センサに近づけるなどの動作が必要になる。特に、キッチンのシンクに取り付けられる自動水栓においては、１回の食器の洗浄中に当該動作を頻繁に行うことが予想される。この場合、使用者の使い勝手が悪くなる。
　本発明者らは、前記新規な知見に基づき鋭意検討した結果、発信部と受信部のそれぞれに専用の集束レンズ部を設けることで、検知対象物が比較的小さい物体である場合でも、当該物体を検知できることを見出した。すなわち、発信部からの電波を発信用集束レンズ部で集束することで、検知対象物となる物体に反射される電波の量を多くし、当該反射された電波を受信用集束レンズ部で集束して受信部に受信させることで、比較的小さい物体を検知できることを見出した。これらの点を踏まえて、本発明者らは、以下の発明に至った。
　本発明の第１態様によれば、下方に向けて水を吐出する吐水部と、
　吐水部の下方に向けて電波を発信する発信部と、発信部に隣接するように配置され、吐水部の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部とを有する電波センサと、
　発信部が発信した電波と受信部が受信した電波とに基づいて吐水部から吐出される吐水量を制御する制御部と、
　発信部と検知エリアとの間に配置され、発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
　受信部と検知エリアとの間に配置され、受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
　を備える、自動水栓を提供する。
　本発明の第２態様によれば、発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部と検知エリアとの間に配置され、発信用集束レンズ部を通過した電波の半値角を小さくするとともに、受信用集束レンズ部に向かう電波の半値角を小さくする集束レンズ部を更に備える、第１態様に記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第３態様によれば、発信用集束レンズ部は、発信用凸球面を備え、
　受信用集束レンズ部は、受信用凸球面を備え、
　発信用凸球面と受信用凸球面とは、凹部を介して互いに隣接するように設けられている、
　第１又は２態様に記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第４態様によれば、発信用集束レンズ部と受信用集束レンズ部とは、吐水部の口径よりも狭い範囲内に配置されている、第１～３態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第５態様によれば、電波センサは、周囲を筒状の金属壁で囲まれている、第１～４態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第６態様によれば、発信用集束レンズ部及び受信用集束レンズ部と検知エリアとの間に電波透過性を有するカバーを更に備える、第１～５態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第７態様によれば、吐水部からの水の吐出方向と電波センサの電波の送受信方向とが略平行である、第１～６態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第８態様によれば、設置台に立設するように取り付けられる基部と、
　基端部が基部の先端部に接続され、先端部が吐水部に接続されたＵ字形の管部と、を更に備え、
　電波センサは、基部に取り付けられている、第１～６態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第９態様によれば、発信部と受信部とが配置される基板を取り付けるための基板取付部と、
　発信用集束レンズ部と受信用集束レンズ部とを支持するレンズ支持部と、
　を更に備え、
　基板取付部と、発信用レンズ部と、受信用レンズ部と、レンズ支持部とが、樹脂で一体形成されている、第１～８態様のいずれか１つに記載の自動水栓を提供する。
　本発明の第１０態様によれば、電波センサを用いて吐水量を自動的に制御する自動水栓に取り付けられる自動水栓用センサブロックであって、
　電波を発信する発信部と、
　発信部に隣接するように配置され、発信部から発信されて物体によって反射された電波を受信する受信部と、
　発信部から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部と、
　受信部に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部と、
　を備える、自動水栓用センサブロックを提供する。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　《実施形態》
　図１は、本発明の実施形態に係る自動水栓の斜視図である。図２は、図１の自動水栓の縦断面図である。図３は、図１の自動水栓を設置台に設置した状態を示す正面図である。図４は、図１の自動水栓を設置台に設置した状態を一部断面で示す斜視図である。
　図１及び２に示すように、本実施形態に係る自動水栓１は、基部２と、管部３と、吐水部４とを備えている。
　基部２は、図３及び４に示すように、設置台の一例であるシンクＳに立設するように取り付けられる部分である。本実施形態において、基部２は、図４に示すように、基端部２ａがシンクＳの後方上部に取り付けられている。
　本実施形態において、基部２の基端部２ａには、基部２を回転自在に支持する支持部５が設けられている。基部２の基端部２ａ及び支持部５は、略円筒形状に形成されている。支持部５は、シンクＳの後方上部に固定されている。基部２の基端部２ａは、支持部５の外周面５ａ上を回転自在に取り付けられている。基部２が支持部５と回転軸として回転することで、基部２、管部３、及び吐水部４が一体的に回転する。
　基部２には、操作パネル６が取り付けられている。本実施形態において、基部２は、下方に向かって外径が広がるようにテーパ状に形成された拡径部２１を有している。操作パネル６は、図１に示すように、表面６ａが管部３の基部２に隣接する表面３ｃに対して面一（flush）になるように、拡径部２１に埋め込まれている。これにより、操作パネル６と管部３との間には段差がなく、清掃性が向上する。また、操作パネル６は、基部２の内側に突出している。
　操作パネル６の外周部には、図２に示すように、基部２との隙間をシールするパッキン６１が設けられている。本実施形態において、パッキン６１は、操作パネル６の外周部の全周を囲むように環状に形成されている。
　操作パネル６の表面６ａには、図１に示すように、各種操作を行う操作ボタン６２が設けられている。操作ボタン６２は、例えば、吐水量変更ボタン、吐水温度変更ボタン、自動吐水モード入切ボタンなどのボタンである。吐水量変更ボタンは、吐水部４から吐出される吐水量を設定するためのボタンである。吐水温度変更ボタンは、吐水部４から吐出される水の温度を設定するためのボタンである。自動吐水モード入切ボタンは、自動吐水モードの入切（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えるためのボタンである。自動吐水モードでは、常時又は間欠的に吐水部４の下方の検知エリアに箸やスプーン等の検知対象物が存在するか否かを検知する。検知エリアに検知対象物が存在する場合、自動で吐水部４から水が吐出される。一方、検知エリアに検知対象物が存在しない場合、吐水部４から水が吐出されない。
　また、基部２は、拡径部２１の下端部２１ａから鈍角に屈曲し、基部２の基端部２ａに向かって外径が小さくなる縮径部２２を有している。縮径部２２は、拡径部２１よりも上下方向の長さが短く形成されている。縮径部２２の下端部２２ａは、鈍角に屈曲し、基部２の基端部２ａと接続されている。すなわち、基部２は、直角又は鋭角に屈曲する部分を有さないように構成されている。これにより、清掃性が向上する。
　管部３は、Ｕ字形の筒状部材で構成されている。ここで、「Ｕ字形」とは、弓状に湾曲するものをいい、湾曲の程度は問わない。管部３の基端部３ａは、基部２の先端部２ｂに接続されている。本実施形態において、管部３と基部２とは、それぞれの表面が滑らかに接続されるように一体に形成されている。すなわち、図１に示すように、管部３と基部２との間に継ぎ目がないように同一部材により構成されている。これにより、清掃性が向上する。
　吐水部４は、下方に向けて水を吐出する部分である。本実施形態において、吐水部４は、管部３の先端部３ｂに着脱自在に接続されている。吐水部４の先端部４ａには、水を吐出する吐水口４ｂが形成されている。吐水口４ｂは、シンクＳに対向する位置に設けられている。吐水口４ｂからシンクＳ内へ水を吐出することにより、シンクＳ内の食器や調理器具、食材等の被洗浄物を洗浄することができる。
　また、管部３及び基部２の内側には、図２に示すように、内部に水が流れるホース７が配置されている。本実施形態において、ホース７は、可撓性を有する蛇腹ホースである。ホース７の先端部７ａは、略円筒形状の接続具７１に接続されている。接続具７１は、管部３の先端部３ｂに着脱自在に取り付けられるとともに、吐水部４に固定されている。これにより、吐水部４を管部３の先端部３ｂから取り外した際、ホース７が管部３の内側から引き出される。ホース７を流れる水は、接続具７１の内側及び吐水部４の内側を通じて吐水口４ｂから吐出される。
　ホース７は、分離管８に内包されている。分離管８は、ホース７よりも外径が大きく、ホース７が分離管８の内側を延在方向に移動可能に収容する。分離管８は、基部２の内側から管部３の先端部３ｂの内側まで延在するように形成されている。本実施形態において、分離管８の基端部８ａは、支持部５よりも下方に伸びるように構成されている。分離管８の先端部８ｂは、管部３の先端部３ｂの内側で固定されている。管部３の先端部３ｂには、分離管８と管部３との隙間をシールするパッキン８１が設けられている。これにより、分離管８と管部３との隙間から水が浸入することが抑えられている。すなわち、分離管８の外側と管部３の内側との間の空間は、ドライエリアとなっている。一方、分離管８の内側の空間は、水が流れるホース７が通るウエットエリアとなっている。すなわち、分離管８は、ドライエリアとウエットエリアとを分離するものである。
　分離管８は、図２に示すように、吐水部４側の部分が、硬質部材８２で構成されている。本実施形態において、硬質部材８２は、管部３の先端部３ｂから基端部３ａの近傍まで延在するように設けられている。すなわち、硬質部材８２は、管部３の湾曲部分に配置されている。これにより、分離管８の変形が抑えられるので、分離管８と管部３との隙間寸法が保持される。
　前述したパッキン８１は、図５に示すように、硬質部材８２の先端部８２ｂの周囲に取り付けられる。分離管８と管部３との隙間寸法の変化が抑えられているので、分離管８と管部３との隙間をパッキン８１がしっかりとシールすることができる。
　硬質部材８２の上部には、図５に示すように、溝部８２ｃが形成されている。溝部８２ｃには、信号線などの電装部品が収容される。すなわち、信号線などの電装部品は、分離管８の外側のドライエリアに配置され、水濡れすることを抑えられている。
　また、硬質部材８２の内側は、摺動性の高い材質、例えば、ポリアセタールで構成されている。これにより、ホース７を管部３から引き出して使用する際、ホース７と硬質部材８２とが接触する音を抑えることができる。
　分離管８の基部２側の部分は、図２に示すように、可撓性部材８３で構成されている。可撓性部材８３は、例えば、ポリエチレンで構成されている。本実施形態において、可撓性部材８３は、基部２に固定されている。より具体的には、可撓性部材８３は、基部２の内側に突出する操作パネル６を避けるように、基部２の操作パネル６と対向する面に沿うように固定されている。可撓性部材８３と基部２とは、例えば、ネジやボルトなどの締結部材により固定されている。これにより、可撓性部材８３が延在方向に引き抜かれることが抑えられている。
　また、本実施形態において、可撓性部材８３は、図６に示すように、硬質部材８２の基端部８２ａと接続される先端部８３ｂの近傍部分が蛇腹状に形成されている。また、可撓性部材８３は、図２に示すように、支持部５の先端部５ｂの近傍部分が蛇腹状に形成されている。すなわち、可撓性部材８３は、先端部８３ｂの近傍部分及び支持部５の先端部５ｂの近傍部分の可撓性が向上されている。これにより、可撓性部材８３は、より容易に、基部２の操作パネル６と対向する面に沿うように固定することができる。
　また、管部３の先端部３ｂの背面（基部２側の面）には、図２及び図７に示すように、検知センサの一例である電波センサ９が設けられている。電波センサ９は、図７に示すように、センサ収納部９１内に収納されて管部３に取り付けられている。
　管部３とセンサ収納部９１とは、それぞれの表面が滑らかに接続されるように一体に形成されている。すなわち、図１に示すように、管部３と基部２との間に継ぎ目がないように同一部材により構成されている。これにより、清掃性が向上する。
　電波センサ９は、図７に示すように、吐水部４の下方に向けて電波を発信する発信部９２と、吐水部４の下方の検知エリアに配置された物体によって反射された電波を受信する受信部９３とを備えている。受信部９３は、発信部９２に隣接するように配置されている。本実施形態において、発信部９２と受信部９３とは、同一の基板２０１上に配置されている。電波センサ９は、吐水部４の下方に位置する検知エリアに検知対象物が存在するか否かを非接触で検知するとともに、発信部９２が発信した電波の周波数と受信部９３が受信した電波の周波数に基づいて検知対象物までの距離を測定可能なセンサである。
　基板２０１の上方には、図７に示すように、コネクタ２０２が設けられている。コネクタ２０２は、図１２を用いて後述する信号線１００によって制御部１０１に接続されている。電波センサ９の検知動作は、制御部１０１によって制御される。
　発信部９２の下方には、発信部９２から発信された電波の半値角を小さくする発信用集束レンズ部９４が配置されている。受信部９３の下方には、受信部９３に受信される電波の半値角を小さくする受信用集束レンズ部９５が配置されている。電波センサ９は、吐水部４からの水の吐出方向と電波の送受信方向とが略平行になるように配置されている。
　発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とは、レンズ支持部２０３により支持されている。レンズ支持部２０３は、例えば、円形平板状に形成されている。レンズ支持部２０３には、基板２０１を取り付けるための基板取付部２０４が接続されている。本実施形態において、基板取付部２０４と、発信用集束レンズ９４と、受信用集束レンズ９５と、レンズ支持部２０３とは、樹脂で一体成形（例えば、射出成形）されている。これにより、基板取付部２０４に取り付けられた基板２０１上の発信部９２，受信部９３と、発信用集束レンズ９４，受信用集束レンズ９５との位置合わせ（軸調整）を不要又は容易にすることができる。また、それらの部品を１つの部品として取扱うことができるので、それらの部品の取り付けを容易に行うことができる。なお、前記樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＯＭ樹脂などの成形性が良い樹脂を用いることが好ましい。
　発信用集束レンズ部９４は、図７に示すように、発信用凸球面９４ａを備えている。発信用集束レンズ部９４は、発信部９２から発信された電波を発信用凸球面９４ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくし、特定のエリアの電波の強度を強くするように機能する。受信用集束レンズ部９５は、受信用凸球面９５ａを備えている。受信用集束レンズ部９５は、物体によって反射されて入射した電波を受信用凸球面９５ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくし、受信部９３に受信される電波の強度を強くするように機能する。その結果、発信部９２から発信され受信部９３に受信される電波は、図８に示すように、凹部９６の中心を通り且つ電波の送受信方向に延在する軸Ｘに近づくように集束される。これにより、検知エリアＥ１は、電波の送受信方向に長くなり、軸Ｘ付近の電波の強度が強くなる。
　発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５の下方には、発信用集束レンズ部９４を通過した電波の半値角を小さくするとともに、受信用集束レンズ部９５に向かう電波の半値角を小さくする集束レンズ部９７が設けられている。集束レンズ部９７は、送受信用凸球面９７ａを備えている。集束レンズ部９７は、発信用集束レンズ部９４を通過した電波を送受信用凸球面９７ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくするように機能する。また、集束レンズ部９７は、受信用集束レンズ部９５に向かう電波を送受信用凸球面９７ａにより屈折させることで、当該電波の半値角を小さくするように機能する。その結果、発信部９２から発信され受信部９３に受信される電波は、図９に示すように、軸Ｘに、より近づくように集束される。これにより、検知エリアＥ２は、検知エリアＥ１よりも、電波の送受信方向に長くなり且つ軸Ｘ付近の電波の強度が強くなる。
　また、本実施形態において、発信部９２、受信部９３、発信用集束レンズ部９４、受信用集束レンズ部９５、及び集束レンズ部９７は、図１０に示す金属製のセンサケース９８に収納されている。すなわち、電波センサ９は、周囲を筒状の金属壁で囲まれている。これにより、例えば、発信部９２が発信した電波以外の電波を、受信部９３が受信することを抑えている。また、発信部９２が発信した電波が検知対象物に向かわずに拡散することを抑えている。
　センサケース９８は、図１０に示すように、電波センサ９を収納する箱体部９８Ａと、接続具７１（図７参照）を保持するための筒状部９８Ｂとを備えている。図７に示すように、箱体部９８Ａはセンサ収納部９１内に配置され、筒状部９８Ｂは管部３の先端部３ｂ内に配置される。
　また、箱体部９８Ａの集束レンズ部９７の下方に位置する面９８ａは、電波透過性を有する材質、例えば、金属やカーボンをほとんど含有しない材質で構成されている。箱体部９８Ａの面９８ａは、電波透過性を有するカバーとして機能する。なお、面９８ａに塗装や蒸着を行うことによって、面９８ａが電波透過性を有するように構成してもよい。箱体部９８Ａの集束レンズ部９７の上方に位置する面９８ｂには、前述したコネクタ２０２が設けられている。
　センサケース９８の周囲には、図７及び図１０に示すように、管部３又はセンサ収納部９１との隙間をシールするパッキン９９が設けられている。本実施形態において、パッキン９９は、センサケース９８の外周部の全周を囲むように環状に形成されている。
　発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとは、図１１に示すように、凹部９６を介して互いに隣接するように設けられている。本実施形態において、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとは、吐水部４の口径（外径）よりも狭い範囲内に配置されるように、平面視において円形の一部を切り欠いた外形を有している。また、集束レンズ部９７は、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５を包含する大きさに形成されている。
　また、電波センサ９は、図１２に示すように、信号線１００により制御部１０１に接続されている。また、制御部１０１には、信号線（図示せず）により操作パネル６に接続されている。制御部１０１は、電波センサ９が検知した検知情報と操作パネル６に入力された入力情報とに基づいて吐水部４から吐出される水を制御する。
　より具体的には、制御部１０１は、発信部９２が発信した電波と受信部９３が受信した電波とに基づいて吐水部４から吐出される吐水量を制御する。また、制御部１０１は、操作パネル６に入力された吐水量変更情報に基づいて吐水部４から吐出される吐水量を制御する。また、制御部１０１は、操作パネル６に入力された吐水温度変更情報に基づいて、吐水部４から吐出される水の温度を制御する。
　本実施形態において、制御部１０１には、給湯量調整用の電動弁１０２と、給水量調整用の電動弁１０３と、電磁弁１０４とが電気的に接続されている。電動弁１０２は、湯が通る給湯管１０５に設けられている。電動弁１０３は、水が通る給水管１０６に設けられている。給湯管１０５と給水管１０６とは、湯と水とを混合した混合水が通る混合水管１０７と流体連通している。混合水管１０７は、電磁弁１０４を介してホース７と流体連通している。
　制御部１０１は、操作パネル６に入力された入力情報に基づいて、電動弁１０２，１０３の開度を変更することで、給湯管１０５を通る湯の量及び給水管１０６を通る水の量を調整し、混合水管１０７を通る混合水の量及び温度を制御する。また、制御部１０１は、操作パネル６に入力された入力情報に基づいて、電磁弁１０４の開度を変更することで、混合水管１０７を通る混合水をホース７に供給するか否かを制御する。
　なお、電波センサ９、操作パネル６、信号線１００、制御部１０１を含む各種電装部品は、分離管８の外側に配置されている。これにより、それらの各種電装部品の水濡れが抑えられている。
　本実施形態に係る自動水栓によれば、発信部９２の下方に発信用集束レンズ部９４を設けるとともに、受信部９３の下方に受信用集束レンズ部９５を設けている。これにより、発信部９２からの電波を発信用集束レンズ部９４で集束することで、検知対象物となる物体に反射される電波の量を多くすることができる。また、当該反射された電波を受信用集束レンズ部９５で集束して受信部９３に受信させることで、受信部９３が受信する電波の量を多くすることができる。これにより、検知対象物が比較的小さい物体、例えば、箸やスプーンである場合でも、当該物体を検知することができる。また、発信側も受信側も電波を集束させることで、誤検知を抑えることができる。
　また、本実施形態に係る自動水栓によれば、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５の下方に集束レンズ部９７を設けている。これにより、検知エリアＥ２を電波の送受信方向に長くするとともに軸Ｘ付近の電波の強度をより強くすることができる。
　また、本実施形態に係る自動水栓によれば、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとを、凹部９６を介して互いに隣接するように設けている。これにより、センサ収納部９１を小型化することができる。また、凹部９６を設けることで、例えば、発信部９２から送信された電波が受信用凸球面９５ａに入射することを抑えることができる。
　また、本実施形態に係る自動水栓によれば、発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とを、吐水部４の口径よりも狭い範囲内に配置している。これにより、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５を収納するセンサ収納部９１を、吐水部４の後方に隠して目立たなくすることができる。また、センサ収納部９１を小型化することで、清掃性も向上する。
　なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、可撓性部材８３は、基部２に固定されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、可撓性部材８３は、管部３に固定されてもよい。
　また、前記実施形態においては、発信部９２と、受信部９３と、発信用集束レンズ部９４と、受信用集束レンズ部９５と、集束レンズ部９７と、センサケース９８とで、「自動水栓用センサブロック」が構成されている。しかしながら、本発明の「自動水性用センサブロック」は、この構成に限定されるものではなく、少なくとも、発信部９２と、受信部９３と、発信用集束レンズ部９４と、受信用集束レンズ部９５とを備えていればよい。
　また、前記では、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとが凹部９６を介して互いに隣接するように設けられるものとしたが、本発明はこれに限定されない。発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとは、凹部９６を介さず直接隣接するように設けられてもよい。例えば、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとの接続部分は、発信用凸球面９４ａの頂部と受信用凸球面９５ａの頂部とを平面で繋ぐように形成されてもよい。また、発信用凸球面９４ａと受信用凸球面９５ａとの接続部分は、発信用凸球面９４ａの頂部と受信用凸球面９５ａの頂部とが一致するように（例えば、断面形状としては図７に示す集束レンズ９７と同様になるように）形成されてもよい。すなわち、発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とは、１つの部品で構成されてもよい。このような構成によっても、受信部に対応する位置にしか集束レンズ部を有しない従来の構成に比べて、より小さい物体を検知することができるとともに、誤検知を抑えることができる。
　また、前記では、電波センサ９は、管部３に取り付けられるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電波センサ９は、吐水部４に取り付けられてもよい。また、電波センサ９は、図１３に示すように、基部２に取り付けられてもよい。この構成によれば、管部３にセンサ収納部９１を設ける必要性を無くすことができる。なお、この場合、発信用集束レンズ部９４は、発信部９２と吐水部４の下方の検知エリアとの間に配置すればよい。また、受信用集束レンズ部９５は、受信部９３と吐水部４の下方の検知エリアとの間に配置すればよい。また、集束レンズ９７は、発信用集束レンズ部９４及び受診用集束レンズ部９５と吐水部４の下方の検知エリアとの間に配置すればよい。また、発信用集束レンズ部９４及び受信用集束レンズ部９５と吐水部４の下方の検知エリアとの間に電波透過性を有するカバーを設けてもよい。
　なお、電波センサ９を基部２に取り付ける場合、発信用集束レンズ部９４と受信用集束レンズ部９５とは、上下に配置されることが好ましい。これにより、検知エリアの左右方向の幅を小さくして、検知エリアの上下方向の長さを左右方向の幅より長くすることができ、吐水部の下方に延びる検知エリアを形成して、検知による作業性を向上することができる。また、集束レンズ部９７により検知エリアの上下方向の長さを限定することができ、例えば、シンクＳの底部に載置された物体を誤検知することを抑えることができる。また、吐水口４ｂの手前方向の距離は、電波センサ９の送信波と受信波との位相差から距離を算出する方法などにより、吐水口４ｂの手前での動作や作業で誤検知することを防止できる。
　また、前記では、基板取付部２０４と、発信用集束レンズ９４と、受信用集束レンズ９５と、レンズ支持部２０３とが、樹脂で一体成形されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板取付部２０４と、発信用集束レンズ９４と、受信用集束レンズ９５と、レンズ支持部２０３とに加えて、更に集束レンズ９７も、樹脂で一体成形されてもよい。この場合、基板２０１上の発信部９２，受信部９３と、発信用集束レンズ９４，受信用集束レンズ９５と、集束レンズ９７との位置合わせ（軸調整）を不要又は容易にすることができる。また、それらの部品を１つの部品として取扱うことができるので、それらの部品の取り付けを容易に行うことができる。
　また、前記では、基部２、管部３、及びセンサ収納部９１は、それぞれの表面が滑らかに接続されるように一体に形成されるものとしたが、本発明は、各部が同一の材料で構成されることのみに限定されない。例えば、基部２、管部３、及びセンサ収納部９１のそれぞれの表面を同一材料の金属メッキ（例えば、クロムメッキ）で形成し、それぞれの表面以外の部分は別々の部材で構成されてもよい。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　　１　　自動水栓
　　２　　基部
　　２ａ　基端部
　２１　　拡径部
　２１ａ　下端部
　２２　　縮径部
　２２ａ　下端部
　　３　　管部
　　３ａ　基端部
　　３ｂ　先端部
　　３ｃ　表面
　　４　　吐水部
　　５　　支持部
　　６　　操作パネル
　　６ａ　表面
　６１　　パッキン
　　７　　ホース
　　８　　分離管
　８１　　パッキン
　８２　　硬質部材
　８３　　可撓性部材
　　９　　電波センサ（検知センサ）
　９１　　センサ収納部
　９２　　発信部
　９３　　受信部
　９４　　発信用集束レンズ部
　９４ａ　発信用凸球面
　９５　　受信用集束レンズ部
　９５ａ　受信用凸球面
　９６　　凹部
　９７　　集束レンズ部
　９７ａ　送受信用凸球面
　９８　　センサケース
　９８ａ，９８ｂ　面
　９９　　パッキン
１００　　信号線
１０１　　制御部
２０１　　基板
２０２　　コネクタ
２０３　　レンズ支持部
２０４　　基板取付部
　　Ｓ　　シンク（設置台）

Claims (10)

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