(57)【要約】【課題】個別の調整を要することなく、種々の水受け部に適用することができる自動水栓を提供する。【解決手段】本発明は、取付面(4)に取り付けて使用される自動水栓(2)であって、吐水口(8a)を備えたスパウト部(8)と、このスパウト部に設けられ、取付面の上面側に当接するように配置される基台部(16)と、吐止水を切り換える電磁弁(14)と、マイクロ波を送信する送信部及び反射されたマイクロ波を受信する受信部を備え、取付面の下側に配置されるマイクロ波センサ(10)と、このマイクロ波センサによる検出信号に基づいて、電磁弁を開閉するコントローラ(12)と、基台部から取付面の下面側に延びるように固定されるセンサ支持部材(26)と、を有し、センサ支持部材は、マイクロ波センサが所定の方向に向けてマイクロ波を送信するように、マイクロ波センサを基台部に対して所定の位置に位置決めすることを特徴としている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付面に取り付けて使用される自動水栓であって、
湯又は水を吐出する吐水口を備えたスパウト部と、
このスパウト部に設けられ、上記取付面の上面側に当接するように配置される基台部と、
上記吐水口からの吐水、止水を切り換えるための電磁弁と、
マイクロ波を送信する送信部及び反射されたマイクロ波を受信する受信部を備え、上記取付面の下側に配置されるマイクロ波センサと、
このマイクロ波センサによる検出信号に基づいて、上記電磁弁を開閉するコントローラと、
上記基台部から上記取付面の下面側に延びるように固定されるセンサ支持部材と、を有し、
上記センサ支持部材は、上記マイクロ波センサが所定の方向に向けてマイクロ波を送信するように、上記マイクロ波センサを上記基台部に対して所定の位置に位置決めすることを特徴とする自動水栓。
【請求項２】
上記基台部には給水管が接続され、上記センサ支持部材は、上記給水管に対して、上記マイクロ波センサを上記吐水口に近い側に位置決めする請求項１記載の自動水栓。
【請求項３】
上記センサ支持部材は上記基台部に当接するように取り付けられ、これにより、上記センサ支持部材に取り付けられた上記マイクロ波センサの鉛直方向位置が位置決めされる請求項１又は２記載の自動水栓。
【請求項４】
さらに、上記基台部に対し、上記センサ支持部材を所定の回転位置に位置決めする回転位置決め部を有し、これにより、上記センサ支持部材に取り付けられた上記マイクロ波センサの上記基台部に対する回転位置が位置決めされる請求項１乃至３の何れか１項に記載の自動水栓。
【請求項５】
上記センサ支持部材は、上記基台部に対する上記マイクロ波センサの位置を変更可能に位置決めする位置変更機構を備えている請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動水栓。
【請求項６】
上記位置変更機構は、上記マイクロ波センサを、上記基台部に対して予め設定された複数の位置に位置決め可能に構成されている請求項５記載の自動水栓。
【請求項７】
さらに、上記スパウト部の振動が上記マイクロ波センサへ伝搬するのを抑制する振動絶縁部を有する請求項１乃至６の何れか１項に記載の自動水栓。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の自動水栓と、
この自動水栓から吐出される湯又は水を受ける水受け部と、を有し、
上記センサ支持部材は、上記マイクロ波センサと上記吐水口下方の吐水領域との間に、上記マイクロ波センサから送信されるマイクロ波の障害となる電波障害部が存在しないように、上記マイクロ波センサを位置決めすることを特徴とする手洗い装置。
【請求項９】
上記電波障害部は、上記水受け部に設けられたオーバーフロー孔である請求項８記載の手洗い装置。
【請求項１０】
上記電波障害部は、上記水受け部の段部又はコーナー部である請求項８記載の手洗い装置。
【請求項１１】
上記電波障害部は、上記水受け部に取り付けられた金属部材である請求項８記載の手洗い装置。
【請求項１２】
上記電波障害部は、上記水受け部に設けられた排水口部である請求項８記載の手洗い装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動水栓に関し、特に、取付面に取り付けて使用される自動水栓、及びそれを備えた手洗い装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００３−６４７４１号公報（特許文献１）には、吐水制御装置が記載されている。この吐水制御装置は、洗面ボウルの裏側に取り付けられた電波センサにより、吐水口の下に差し出される使用者の手指を検知して、電磁弁を開閉させる自動水栓である。電波センサから送信される電波は、洗面ボウルを透過して、洗面ボウルの上面側に射出される。この電波は、洗面カウンタの上面側に取り付けられた水栓本体から吐出される水の吐水領域、即ち、水栓本体の吐水口の下方の領域に向けられている。この吐水領域に使用者の手指が差し出されると、電波センサがこれを検知して、電磁弁が開弁される。
【０００３】
このような、洗面ボウル又は洗面カウンタの下側に電波センサ（マイクロ波センサ）を配置した自動水栓は、洗面カウンタの上側に設置される水栓本体（スパウト部）に電波センサを配置する必要がないため、水栓本体に電波センサを配置するためのデザイン上の制約がないというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、洗面ボウル（水受け部）裏側の壁面に電波センサを取り付けた自動水栓においては、自動水栓を設置する洗面ボウル又は洗面カウンター毎に、電波センサの取り付け位置、角度等を調整する必要があり、汎用性のある自動水栓を構成することが難しいという問題がある。即ち、洗面ボウルには、種々の形状のものがあるため、電波センサを取り付ける洗面ボウル裏側の壁面の位置、角度が夫々異っている。このため、洗面ボウル裏側に取り付けられた電波センサから発信されるマイクロ波を吐水領域に適正に差し向けるには、取り付ける洗面ボウル毎に電波センサの位置を調整する必要がある。また、陶器製の洗面ボウルに電波センサを取り付ける場合には、同型の製品であっても製品毎に寸法、形状等の製造上のばらつきがあるため、電波センサを正確に差し向けることが難しいという問題もある。
【０００６】
従って、本発明は、個別の調整を要することなく、種々の水受け部に適用することができる自動水栓、及びそれを備えた手洗い装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、取付面に取り付けて使用される自動水栓であって、湯又は水を吐出する吐水口を備えたスパウト部と、このスパウト部に設けられ、取付面の上面側に当接するように配置される基台部と、吐水口からの吐水、止水を切り換えるための電磁弁と、マイクロ波を送信する送信部及び反射されたマイクロ波を受信する受信部を備え、取付面の下側に配置されるマイクロ波センサと、このマイクロ波センサによる検出信号に基づいて、電磁弁を開閉するコントローラと、基台部から取付面の下面側に延びるように固定されるセンサ支持部材と、を有し、センサ支持部材は、マイクロ波センサが所定の方向に向けてマイクロ波を送信するように、マイクロ波センサを基台部に対して所定の位置に位置決めすることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明においては、スパウト部に設けられた基台部が取付面の上面側に当接するように配置されている。基台部から取付面の下面側に延びるように固定されるセンサ支持部材は、マイクロ波センサが所定の方向に向けてマイクロ波を送信するように、マイクロ波センサを基台部に対して所定の位置に位置決めする。コントローラは、マイクロ波センサによる検出信号に基づいて、電磁弁を開閉し、吐水口からの吐水、止水を切り換える。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、基台部が取付面の上面に当接するように配置され、基台部から取付面の下面側に延びるセンサ支持部材がマイクロ波センサを支持している。この結果、スパウト部及びマイクロ波センサの双方が取付面の上面を基準に位置決めされる。これにより、自動水栓を取り付ける取付面の厚さや、自動水栓を適用する水受け部に関わらず、スパウト部とマイクロ波センサの相対位置が確定されるので、個別に調整を行うことなく、自動水栓を種々の水受け部に適用することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、基台部には給水管が接続され、センサ支持部材は、給水管に対して、マイクロ波センサを吐水口に近い側に位置決めする。
このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサが、給水管に対し、吐水口に近い側に位置決めされるので、マイクロ波センサからのマイクロ波が給水管によって遮られるのを防止することができ、自動水栓を確実に作動させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、センサ支持部材は基台部に当接するように取り付けられ、これにより、センサ支持部材に取り付けられたマイクロ波センサの鉛直方向位置が位置決めされる。
このように構成された本発明によれば、センサ支持部材の鉛直方向位置が、基台部に当接することにより位置決めされるので、簡単な構造で、正確にマイクロ波センサを位置決めすることができる。
【００１２】
本発明において、さらに、基台部に対し、センサ支持部材を所定の回転位置に位置決めする回転位置決め部を有し、これにより、センサ支持部材に取り付けられたマイクロ波センサの基台部に対する回転位置が位置決めされる。
このように構成された本発明によれば、基台部に対するセンサ支持部材の回転位置が回転位置決め部により位置決めされるので、回転位置を簡単に位置決めすることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、センサ支持部材は、基台部に対するマイクロ波センサの位置を変更可能に位置決めする位置変更機構を備えている。
このように構成された本発明によれば、基台部に対するマイクロ波センサの位置を変更することができるので、自動水栓を、複数種類の水受け部に適用することが可能になり、自動水栓に汎用性をもたせることができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、位置変更機構は、マイクロ波センサを、基台部に対して予め設定された複数の位置に位置決め可能に構成されている。
このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサを予め設定された複数の位置に位置決めすることができるので、予め設定された位置の中から所定の位置を選択するだけで、容易に適用した水受け部に対して適正な位置にマイクロ波センサを位置決めすることができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、スパウト部の振動がマイクロ波センサへ伝搬するのを抑制する振動絶縁部を有する。
このように構成された本発明によれば、スパウト部からマイクロ波センサへの振動の伝搬が抑制されるので、スパウト部の振動に伴ってマイクロ波センサが振動してしまい、これにより予期しない吐水が開始されるのを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の手洗い装置は、本発明の自動水栓と、この自動水栓から吐出される湯又は水を受ける水受け部と、を有し、センサ支持部材は、マイクロ波センサと吐水口下方の吐水領域との間に、マイクロ波センサから送信されるマイクロ波の障害となる電波障害部が存在しないように、マイクロ波センサを位置決めすることを特徴としている。
【００１７】
本発明の自動水栓においては、マイクロ波センサとスパウト部の相対位置が、自動水栓を適用する水受け部に関わらず、一定に維持されるので、マイクロ波センサからのマイクロ波を、確実に吐水口下方の吐水領域に差し向けることができる。しかしながら、適用する水受け部の構造によっては、マイクロ波センサと吐水領域の間に電波障害部が存在し、マイクロ波センサによって十分な検知ができない場合がある。本発明の手洗い装置によれば、マイクロ波センサと吐水領域の間に電波障害部が存在しないようにマイクロ波センサが位置決めされるので、自動水栓を確実に作動させることができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、電波障害部は、水受け部に設けられたオーバーフロー孔である。
このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサと吐水領域の間に電波障害部となり得るオーバーフロー孔が存在しないので、自動水栓を確実に作動させることができる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、電波障害部は、水受け部の段部又はコーナー部である。
このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサと吐水領域の間に電波障害部となり得る水受け部の段部又はコーナー部が存在しないので、自動水栓を確実に作動させることができる。
【００２０】
本発明において、好ましくは、電波障害部は、水受け部に取り付けられた金属部材である。
このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサと吐水領域の間に電波障害部となり得る水受け部に取り付けられた金属部材が存在しないので、自動水栓を確実に作動させることができる。
【００２１】
本発明において、好ましくは、電波障害部は、水受け部に設けられた排水口部である。
このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサと吐水領域の間に電波障害部となり得る水受け部に設けられた排水口部が存在しないので、自動水栓を確実に作動させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の自動水栓及びそれを備えた手洗い装置によれば、個別の調整を要することなく、種々の水受け部に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態による自動水栓を備えた手洗い装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による手洗い装置全体の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による自動水栓全体の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による自動水栓の下部に取り付けられた部品の分解斜視図である。
【図５】洗面ボウルに対して、マイクロ波センサが不適切な位置に配置された場合の比較例を示す断面図である。
【図６】洗面ボウルに対して、マイクロ波センサが不適切な位置に配置された場合の比較例を示す断面図である。
【図７】マイクロ波センサと吐水領域との間にオーバーフロー孔が位置する場合に形成される電波障害部のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態による自動水栓全体を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による自動水栓に使用されているセンサ支持部材の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による自動水栓を備えた手洗い装置全体を示す斜視図である。図２は、本実施形態の手洗い装置１全体の断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の手洗い装置１は、自動水栓２と、これを取り付ける取付面４と、自動水栓２から吐出された湯又は水を受ける水受け部である洗面ボウル６と、を有する。
また、図２に示すように、自動水栓２は、取付面４上に取り付けられたスパウト部８と、取付面４の下側に配置されたマイクロ波センサ１０と、マイクロ波センサ１０の検出信号が入力されるコントローラ１２と、スパウト部８からの吐水、止水を切り換える電磁弁１４と、を有する。
【００２５】
本実施形態の手洗い装置１は、使用者が吐水口８ａ下方の吐水領域Ａに手指をかざすと、マイクロ波センサ１０がこれを検知し、マイクロ波センサ１０からの検出信号を受けたコントローラ１２が、電磁弁１４を開弁させるように構成されている。また、使用者の手指が吐水領域Ａから外れると、マイクロ波センサ１０がこれを検知し、電磁弁１４が開弁されるように構成されている。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照して、自動水栓２の構成を説明する。
図３は自動水栓２全体の断面図であり、図４は自動水栓２の下部に取り付けられた部品の分解斜視図である。
自動水栓２は、上述したスパウト部８、マイクロ波センサ１０、コントローラ１２、及び電磁弁１４の他に、図３に示すように、ベース部材１６と、スパウト部接続管１８と、段付接続管２０と、給水管接続部材２２と、スペーサ部材２４と、センサ支持部材２６と、を有する。
【００２７】
スパウト部８は、取付面４の上側に配置される自動水栓２の本体部分であり、取付面４からほぼ鉛直に延びる鉛直部と、この鉛直部の上端からほぼ水平に延びる水平部と、この水平部の先端から下方に向けて延びる垂下部からなる長円形断面の管であり、垂下部の下端には吐水口８ａが設けられている。
【００２８】
マイクロ波センサ１０は、マイクロ波を送信する送信部１０ａと、使用者の手指等で反射されたマイクロ波を受信する受信部１０ｂと、を有するセンサである。本実施形態においては、マイクロ波センサ１０は、波長約１２ｍｍのマイクロ波を発信し、吐水領域Ａ（図２）に差し出された使用者の手指等やコップ、歯ブラシなどを検知するように構成されている。なお、マイクロ波センサ１０の発信するマイクロ波は、洗面ボウル６を構成する陶器や樹脂等を容易に透過し、洗面ボウル６の裏側から吐水領域Ａに差し出された手指等を容易に検知することができる。
【００２９】
コントローラ１２（図２）は、マイクロ波センサ１０の検知信号を入力するインターフェイス回路、検知信号に基づいて手指等の有無を判定するためのマイクロプロセッサ、及び電磁弁１４を制御するための電磁弁駆動回路、これらを作動させるプログラム（以上図示せず）等から構成されている。
【００３０】
電磁弁１４は、コントローラ１２からの駆動信号に基づいて開弁、閉弁が制御されるように構成されている。
ベース部材１６は、図３及び図４に示すように、上端に設けられた矩形のプレート部１６ａと、このプレート部１６ａから下方に延びる円筒部１６ｂから形成された部材である。ベース部材１６は、プレート部１６ａの下面が取付面４の上面と当接することにより、取付面４に対して位置決めされる。また、ベース部材１６の上部には、スパウト部接続管１８を受け入れる長円形断面の受入凹部１６ｃが形成されている。さらに、円筒部１６ｂの外周には、雄ねじ山が形成されており、図３に示すように、この雄ねじ山に固定ナット２８を螺合させ、プレート部１６ａの下面と固定ナット２８の間に取付面４を挟むことにより、ベース部材１６が取付面４に固定される。
【００３１】
図３に示すように、スパウト部接続管１８は、スパウト部８とベース部材１６を接続する筒状の部材である。スパウト部接続管１８の上半部は、Ｏリングを介してスパウト部８の下端に水密的に連結される。また、スパウト部接続管１８の下半部は、Ｏリングを介してベース部材１６の受入凹部１６ｃに水密的に受け入れられている。さらに、スパウト部接続管１８の下部には、段付接続管２０の上部を受け入れるための円形断面のボアが形成されている。
【００３２】
段付接続管２０は、小径部２０ａと大径部２０ｂを有する円形断面の段付きの管である。小径部２０ａは、Ｏリングを介してスパウト部接続管１８の下部に水密的に接続される。また、大径部２０ｂは、Ｏリングを介して給水管接続部材２２の上部に、水密的に受け入れられる。
【００３３】
給水管接続部材２２は、その上部に段付接続管２０を受け入れ、下部に給水管３０（図３）を接続するようになった、段付きの筒状の部材である。
自動水栓２は、このように構成されることにより、給水管３０から供給された湯又は水が、給水管接続部材２２、段付接続管２０、スパウト部接続管１８、及びスパウト部８を通って、吐水口８ａから吐出される。
【００３４】
次に、図３及び図４を参照して、マイクロ波センサ１０の位置決め構造を説明する。
図４に示すように、スペーサ部材２４は、下方に延びる延出部２４ａを有する筒状の部材である。図３に示すように、スペーサ部材２４は、段付接続管２０の下部を取り囲むように、ベース部材１６の円筒部１６ｂの内部に配置される。また、スペーサ部材２４の上端は、円筒部１６ｂの天井面に当接されている。これにより、ベース部材１６に対するスペーサ部材２４の鉛直方向の位置が位置決めされる。
【００３５】
また、スペーサ部材２４の延出部２４ａ先端には、外方に向けて突出した位置決突起２４ｂが形成されている。この位置決突起２４ｂは、ベース部材１６の円筒部１６ｂの下端に形成された位置決ノッチ１６ｄに受け入れられるように構成されている。位置決突起２４ｂが位置決ノッチ１６ｄに受け入れられることにより、ベース部材１６に対するスペーサ部材２４の回転位置が位置決めされる。このため、ベース部材１６にスペーサ部材２４を組み付けることにより、ベース部材１６に対するスペーサ部材２４の位置が一意的に確定される。
【００３６】
なお、本実施形態においては、ベース部材１６及びスペーサ部材２４は、取付面４の上面側に当接するように配置される「基台部」を構成する。本実施形態においては、ベース部材１６及びスペーサ部材２４の２つの部品により基台部が構成されているが、これらを一体の部材により構成することもでき、また、３つ以上の部材により「基台部」を構成することもできる。また、本実施形態においては、「基台部」とスパウト部８は別体の部材で構成されているが、これらを一体の部材で構成することもできる。
【００３７】
センサ支持部材２６は、ベース部材１６に取り付けられる円筒状の支持部材接続部２６ａと、この支持部材接続部２６ａから下方に延びるアーム部２６ｂと、このアーム部２６ｂの先端に設けられたセンサ取付部２６ｃから形成されている。
【００３８】
アーム部２６ｂは、取付面４の下面側に延び、センサ取付部２６ｃに取り付けられたマイクロ波センサ１０が適所に位置決めされるように、洗面ボウル６の背面に沿うように緩やかに曲げられている。また、図３に示すように、アーム部２６ｂは給水管３０と吐水口８ａの間に、ほぼ鉛直方向に延びている。このため、アーム部２６ｂ先端のセンサ取付部２６ｃは、マイクロ波センサ１０を、給水管３０に対して吐水口８ａの側に支持する。これにより、マイクロ波センサ１０から発信され、吐水口８ａの方へ向かうマイクロ波が、給水管３０によって遮られるのを防止することができる。なお、マイクロ波は水に吸収されやすい性質を有するため、マイクロ波センサ１０と吐水口８ａの間に、湯又は水が満たされた給水管３０が存在すると、マイクロ波伝播の障害となる。
【００３９】
支持部材接続部２６ａには、上端から鉛直方向に延びる複数のスリット２６ｄが形成されており、このため、支持部材接続部２６ａの外径は、弾性変形により容易に縮小される。さらに、支持部材接続部２６ａの外周上部には、水平方向に延びる隆起部２６ｅが形成されている。一方、ベース部材１６の円筒部１６ｂの内壁面には、隆起部２６ｅを受け入れるための、水平方向に延びる環状溝１６ｅが形成されている（図３）。
【００４０】
この構成により、センサ支持部材２６の支持部材接続部２６ａが円筒部１６ｂに挿入される際、弾性変形により支持部材接続部２６ａの外径が縮小される。また、支持部材接続部２６ａの隆起部２６ｅが、ベース部材１６の環状溝１６ｅと整合する位置まで挿入されると、隆起部２６ｅが環状溝１６ｅに受け入れられると共に、支持部材接続部２６ａが拡径され、その位置にセンサ支持部材２６が固定される。この状態においては、支持部材接続部２６ａの上端とスペーサ部材２４の円筒部分の下端が当接されるため、スペーサ部材２４に対するセンサ支持部材２６の鉛直方向位置が一意的に確定される。
【００４１】
さらに、支持部材接続部２６ａの円周上の一部には、スペーサ部材２４の延出部２４ａを受け入れるための、切欠部２６ｆが形成されている。支持部材接続部２６ａの切欠部２６ｆが回転位置決め部である延出部２４ａを受け入れることにより、センサ支持部材２６のスペーサ部材２４に対する回転位置が、一意的に確定される。
【００４２】
この構成により、センサ支持部材２６の位置は、ベース部材１６とスペーサ部材２４によって構成される「基台部」に対して、一意的に確定される。また、これにより、センサ支持部材２６のセンサ取付部２６ｃに取り付けられたマイクロ波センサ１０の位置も「基台部」に対して一意的に確定され、この結果、「基台部」に取り付けられたスパウト部８に対するマイクロ波センサ１０の位置も一意的に確定される。
【００４３】
次に、図５乃至図７を新たに参照して、マイクロ波センサ１０の好ましい配置を説明する。
図５及び図６は、洗面ボウルに対して、マイクロ波センサが不適切な位置に配置された場合の比較例を示す断面図である。図７は、マイクロ波センサから発信されたマイクロ波の伝播経路に電波障害部がある場合とない場合の電波の強度分布の一例を示す図である。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態の手洗い装置１においては、マイクロ波センサ１０は、取付面４の下側に配置され、洗面ボウル６の裏側から吐水領域Ａに向けてマイクロ波を発信するように配置されている。また、図２に示すように、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間には、洗面ボウル６を構成する壁面、及びオーバーフロー水路６ａが配置されているが、マイクロ波センサ１０からのマイクロ波は、これらを透過して、吐水領域Ａに適正な強度で分布する。なお、オーバーフロー水路６ａは、洗面ボウル６のオーバーフロー孔６ｂを通ってオーバーフローした水を排水管６ｃに排出するための水路である。本実施形態の手洗い装置１では、洗面ボウル６に対してマイクロ波センサ１０を適切に配置することにより、使用者の手指等を適確に検知することができる。
【００４５】
これに対して、図５に示す比較例においては、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に洗面ボウル３２のコーナー部３２ａが存在し、これが電波障害部となって、吐水領域Ａにマイクロ波を適切に分布させることができない。この電波障害部は、マイクロ波センサ１０から吐水領域Ａに向けて伝播するマイクロ波の同一の波面上に、誘電率の著しい不連続点が存在する場合に形成される。また、図６に示す比較例においても、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に洗面ボウル３４の段部３４ａが存在し、これが電波障害部となって、吐水領域Ａにマイクロ波を適切に分布させることができない。
【００４６】
一方、図２に示す本発明の第１実施形態の手洗い装置１においては、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に洗面ボウル６の壁面、及び壁面と一体に構成されたオーバーフロー水路６ａが存在するが、マイクロ波センサ１０から吐水領域Ａへ向かうマイクロ波を横断する洗面ボウル６の壁面は緩やかに湾曲されており、伝播するマイクロ波の同一の波面上に、誘電率の著しい不連続点は存在しない。このため、本実施形態の手洗い装置１では、マイクロ波を吐水領域Ａに適切に分布させることができる。
【００４７】
さらに、電波障害部は、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａとの間に、洗面ボウルの壁面のコーナー部、段部が位置する場合の他に、オーバーフロー孔が位置する場合にも形成される。また、洗面ボウルを形成する材料と金属では誘電率が著しく異なるため、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａとの間に、洗面ボウルに取り付けられた金具等の金属部材が位置する場合にも、電波障害部が形成される。さらに、マイクロ波は水に吸収されやすいため、吐水口８ａから吐出された水が一時的に滞留する洗面ボウルの排水口部が、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に位置する場合にも、電波障害部が形成される。
【００４８】
図７は、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａとの間にオーバーフロー孔が位置する場合に形成される電波障害部のシミュレーション結果の一例を示す図である。図７（ａ）はオーバーフロー孔が存在しない場合のシミュレーション結果であり、（ｂ）はオーバーフロー孔が存在する場合の結果である。
【００４９】
オーバーフロー孔が存在しない場合には、図７（ａ）に示すように、マイクロ波センサ１０から発信されたマイクロ波は、２枚の壁面３６ａ、３６ｂを透過して、吐水領域Ａ内では、マイクロ波はほぼ均一な強度で分布する。なお、図７（ａ）においても、マイクロ波が壁面３６ａに斜めに入射する部分において、発信されたマイクロ波のサイドローブが発生しているが、吐水領域Ａ内においてはほぼ均一な分布が得られている。
【００５０】
これに対し、図７（ｂ）では、壁面３６ｂにオーバーフロー孔３６ｃが形成されており、マイクロ波センサ１０から発信されたマイクロ波は、オーバーフロー孔３６ｃの縁で２つに分断されており、吐水領域Ａ内におけるマイクロ波の強度分布が著しく不均一になっている。このため、吐水領域Ａのマイクロ波の強度が弱い部分に使用者の手指等が差し出された場合には、これを正確に検知することができず、自動水栓の使用感が悪化する。本発明の第１実施形態の手洗い装置１においては、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に電波障害部が形成されないよう、マイクロ波センサ１０を位置決めしている。
【００５１】
本発明の第１実施形態の自動水栓２によれば、基台部を構成するベース部材１６が取付面４の上面に当接するように配置され、ベース部材１６から取付面４の下面側に延びるセンサ支持部材２６がマイクロ波センサ１０を支持している（図３）。この結果、スパウト部８及びマイクロ波センサ１０の双方が取付面４の上面を基準に位置決めされる。これにより、自動水栓２を取り付ける取付面４の厚さや、自動水栓２を適用する洗面ボウル６に関わらず、スパウト部８とマイクロ波センサ１０の相対位置が確定されるので、個別に調整を行うことなく、自動水栓２を種々の洗面ボウル６に適用することができる。
【００５２】
また、本実施形態の自動水栓２によれば、マイクロ波センサ１０が、給水管３０に対し、吐水口８ａに近い側に位置決めされる（図３）ので、マイクロ波センサ１０からのマイクロ波が給水管３０によって遮られるのを防止することができ、自動水栓２を確実に作動させることができる。
【００５３】
さらに、本実施形態の自動水栓２によれば、センサ支持部材２６の鉛直方向位置が、基台部を構成するスペーサ部材２４に当接することにより位置決めされる（図３、図４）ので、簡単な構造で、正確にマイクロ波センサ１０を位置決めすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の自動水栓２によれば、ベース部材１６に対するセンサ支持部材２６の回転位置が延出部２４ａにより位置決めされるので、マイクロ波センサ１０の回転位置を簡単に位置決めすることができる。
【００５５】
本発明の第１実施形態の自動水栓２においては、マイクロ波センサ１０とスパウト部８の相対位置が、自動水栓２を適用する洗面ボウル６に関わらず、一定に維持されるので、マイクロ波センサ１０からのマイクロ波を、確実に吐水口８ａ下方の吐水領域Ａに差し向けることができる。しかしながら、適用する洗面ボウル６の構造によっては、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に電波障害部が存在し、マイクロ波センサ１０によって十分な検知ができない場合がある。本発明の第１実施形態の手洗い装置１によれば、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に電波障害部が存在しないようにマイクロ波センサ１０が位置決めされるので、自動水栓２を確実に作動させることができる。
【００５６】
ここで、洗面ボウルのオーバーフロー孔、段部又はコーナー部、金属部材、排水口部等が電波障害部となり得る。好ましくは、本実施形態の自動水栓２は、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に電波障害部が存在しないように、水受け部である洗面ボウルを選択して適用する。或いは、適用する水受け部に対して、マイクロ波センサ１０と吐水領域Ａの間に電波障害部が存在しないように、センサ支持部材２６を設計することもできる。
【００５７】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第２実施形態による自動水栓を説明する。
図８は、本発明の第２実施形態による自動水栓全体を示す断面図である。図９は、本実施形態の自動水栓に使用されているセンサ支持部材の分解斜視図である。
上述した本発明の第１実施形態においては、ベース部材１６とマイクロ波センサ１０の間の相対的な位置がセンサ支持部材２６により一意的に固定されていたのに対し、本実施形態の自動水栓においては、マイクロ波センサの位置が位置変更機構により変更可能である点が、上述した第１実施形態とは異なっている。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
【００５８】
図８に示すように、本実施形態の自動水栓１０２は、スパウト部１０８、マイクロ波センサ１１０、コントローラ（図示せず）、及び電磁弁（図示せず）を有する。さらに、自動水栓１０２は、基台部であるベース部材１１６と、スパウト部接続管１１８と、センサ支持部材１２６と、を有する。
【００５９】
スパウト部１０８は、取付面１０４の上側に配置される自動水栓１０２の本体部分であり、取付面１０４からほぼ鉛直に延びる鉛直部と、この鉛直部の上端からほぼ半円を描くように延びる円弧部からなる円形断面の管であり、円弧部の先端には吐水口１０８ａが設けられている。
【００６０】
マイクロ波センサ１１０は、マイクロ波を送信する送信部と、反射されたマイクロ波を受信する受信部を内蔵したセンサであり、第１実施形態のものと同様の構成を有する。
【００６１】
ベース部材１１６は、上端に設けられた円板状のプレート部１１６ａと、このプレート部１１６ａから下方に延びる円筒部１１６ｂから形成された部材である。ベース部材１１６は、プレート部１１６ａの下面が取付面１０４の上面と当接することにより、取付面１０４に対して位置決めされる。また、ベース部材１１６の上部には、スパウト部接続管１１８が受け入れられている。さらに、円筒部１１６ｂの外周には、雄ねじ山が形成されており、この雄ねじ山に固定ナット１２８を螺合させ、プレート部１１６ａの下面と固定ナット１２８の間に取付面１０４を挟むことにより、ベース部材１１６が取付面１０４に固定される。
【００６２】
さらに、ベース部材１１６の下端部には、給水管１３０を受け入れるための円形断面のボアが形成されている。また、この給水管１３０を受け入れるボアを取り囲むように、円環状の円環溝１１６ｃが設けられている。
スパウト部接続管１１８は、スパウト部１０８とベース部材１１６を接続する筒状の部材である。スパウト部接続管１１８の上端部はスパウト部１０８の下端に連結され、下端部はベース部材１１６に受け入れられている。また、これらの部材の間には夫々Ｏリング（図示せず）が配置されており、水密性が確保されている。
【００６３】
次に、図９を参照して、センサ支持部材１２６の構成を説明する。
図９に示すように、センサ支持部材１２６は、下方が開放した門形の支持部材本体部１４０と、この支持部材本体部１４０に位置変更可能に取り付けられるセンサ取付部１４２と、を有する。
【００６４】
支持部材本体部１４０は、概ね水平に延びる平板状の水平板部１４０ａと、水平板部１４０ａの両端から概ね鉛直下方に延びる平板状の、２つの鉛直板部１４０ｂと、を有する。各鉛直板部１４０ｂの下部には、夫々３つの矩形穴１４０ｄが形成されている。また、水平板部１４０ａの中央には、上方に突出するように円筒状の連結部１４０ｃが設けられている。この連結部１４０ｃが、ベース部材１１６の円環溝１１６ｃに挿入されることにより、支持部材本体部１４０がベース部材１１６に取り付けられる。
【００６５】
さらに、連結部１４０ｃの周囲には、振動絶縁部であるＯリング１４４、及びＣ形リング１４６が、夫々嵌め込まれている。Ｃ形リング１４６が嵌め込まれた連結部１４０ｃが円環溝１１６ｃに挿入されると、円環溝１１６ｃ内でＣ形リング１４６が拡径され、ベース部材１１６からの支持部材本体部１４０の脱落が防止される。また、連結部１４０ｃが円環溝１１６ｃに挿入されると、Ｏリング１４４は、連結部１４０ｃの外周面と円環溝１１６ｃの内壁面によって押し潰されて弾性変形される。即ち、連結部１４０ｃとベース部材１１６はＯリング１４４を介して連結される。これにより、スパウト部１０８等の振動は、Ｏリング１４４を介してセンサ支持部材１２６に伝えられることとなり、センサ支持部材１２６部材への振動の伝搬が抑制される。
【００６６】
一方、センサ取付部１４２は、マイクロ波センサ１１０を固定する取付板部１４２ａと、取付板部１４２ａの両側に夫々設けられた側板部１４２ｂとを有する。取付板部１４２ａの上にはマイクロ波センサ１１０が載置され固定される。２つの側板部１４２ｂは、取付板部１４２ａの両側に、取付板部１４２ａに対して直角を為すように設けられており、センサ取付部１４２は、各側板部１４２ｂの外側の面が各鉛直板部１４０ｂの内側の面と接触するように配置される。センサ取付部１４２を支持部材本体部１４０に取り付けることにより、マイクロ波センサ１１０は、斜め前方の、概ね吐水口１０８ａの位置に向けてマイクロ波を放射するように位置決めされる。
【００６７】
また、各側板部１４２ｂの両外側には、概ね矩形の押込部材１４８と、この押込部材１４８を付勢するコイルバネ１５０が、夫々配置されている。各押込部材１４８は、各鉛直板部１４０ｂに設けられた各矩形穴１４０ｄと整合する形状に構成されている。一方、各側板部１４２ｂの外側には、コイルバネ１５０及び押込部材１４８を受け入れる概ね矩形状の凹部１４２ｃが形成されている。コイルバネ１５０は、押込部材１４８を凹部１４２ｃから押し出すように付勢する。また、押圧することにより押込部材１４８は、側板部１４２ｂの外表面よりも内側まで、凹部１４２ｃの中に押し込まれる。
【００６８】
この構成により、各押込部材１４８と各矩形穴１４０ｄが整合するように、センサ取付部１４２を各鉛直板部１４０ｂの内側に配置すると、コイルバネ１５０の付勢力により各押込部材１４８が外方に押し出され、各矩形穴１４０ｄに受け入れられる。これにより、センサ取付部１４２が支持部材本体部１４０に対し、位置決めされる。また、各押込部材１４８が各矩形穴１４０ｄに受け入れられた状態では、押込部材１４８の両側面に設けられた突起１４８ａが、各矩形穴１４０ｄの縁に設けられた切欠部１４０ｅに夫々受け入れられ、各突起１４８ａが鉛直板部１４０ｂに係合する。このように、各押込部材１４８が各矩形穴１４０ｄに受け入れられた状態で、各押込部材１４８と各鉛直板部１４０ｂが係合することにより、センサ取付部１４２が支持部材本体部１４０に対して固定される。
【００６９】
また、センサ取付部１４２を、支持部材本体部１４０に対して異なる位置に固定する場合には、各押込部材１４８を両側から押圧して、各凹部１４２ｃの中に押し込む。これにより、各押込部材１４８と各鉛直板部１４０ｂの係合が解除されるので、センサ取付部１４２を鉛直板部１４０ｂの間で摺動させることが可能になる。
【００７０】
なお、センサ取付部１４２には、各凹部１４２ｃに隣接して、ガイド突起１４２ｄが設けられている。一方、各鉛直板部１４０ｂの内側には、各ガイド突起１４２ｄを受け入れるガイド溝１４０ｆが夫々形成されている。ガイド溝１４０ｆは、各矩形穴１４０ｄを相互に連結するように直線状に形成されている。
【００７１】
各押込部材１４８が押し込まれ、摺動可能な状態となったセンサ取付部１４２の摺動が、各ガイド溝１４０ｆによって案内される。即ち、各押込部材１４８が、対向して設けられた１組の矩形穴１４０ｄに受け入れられた状態から、各押込部材１４８を押し込むことにより係合を解除し、この状態で、センサ取付部１４２をガイド溝１４０ｆに沿って摺動させる。次いで、各押込部材１４８が他の組の矩形穴１４０ｄに夫々整合する位置まで摺動されると、コイルバネ１５０の付勢力により各押込部材１４８が押し出され、各矩形穴１４０ｄに受け入れられる。
【００７２】
これにより、センサ取付部１４２は、第１の組の矩形穴１４０ｄに整合する第１の位置から、第２の組の矩形穴１４０ｄに整合する第２の位置へ移動され、その位置で位置決めされ、固定される。従って、本実施形態において、各押込部材１４８及び各矩形穴１４０ｄは、マイクロ波センサ１１０の位置を変更可能に位置決めする位置変更機構として機能する。また、この位置変更機構は、マイクロ波センサ１１０をベース部材１１６に対して予め設定された３つの位置に位置決め可能に構成されている。なお、位置変更機構を、２つの位置に位置決め可能に構成し、或いは４つ以上の位置に位置決め可能に構成することもできる。また、マイクロ波センサの位置を微調整可能に位置決めするように、位置変更機構を構成することもできる。
【００７３】
位置変更機構を使用することにより、本実施形態の自動水栓１０２と組み合わせて使用する洗面ボウルに応じてマイクロ波センサ１１０の位置を変更し、洗面ボウルに対して適正な位置にマイクロ波センサ１１０を配置することができる。即ち、各矩形穴１４０ｄの位置を、自動水栓１０２と組み合わせて使用することが想定されている複数種類の洗面ボウルに合わせて設計しておくことにより、マイクロ波センサ１１０を各洗面ボウル毎に適正な位置に位置決めすることができる。これにより、１つの自動水栓１０２を複数種類の洗面ボウルと組み合わせて使用することが可能になる。
【００７４】
本発明の第２実施形態の自動水栓１０２によれば、ベース部材１１６に対するマイクロ波センサ１１０の位置を変更することができるので、自動水栓１０２を、複数種類の洗面ボウルに適用することが可能になり、自動水栓１０２に汎用性をもたせることができる。
【００７５】
また、本実施形態の自動水栓１０２によれば、マイクロ波センサ１１０を予め設定された３つの位置に位置決めすることができるので、これらの位置から所定の位置を選択するだけで、適用した洗面ボウルに対して適正な位置に容易にマイクロ波センサ１１０を位置決めすることができる。
【００７６】
さらに、本実施形態の自動水栓１０２によれば、振動絶縁部であるＯリング１４４によって、スパウト部１０８からマイクロ波センサ１１０への振動の伝搬が抑制される。このため、使用者がスパウト部１０８に触れたときなどに、スパウト部１０８の振動がマイクロ波センサ１１０に伝搬して、マイクロ波センサ１１０が振動し、これにより誤って吐水が開始されるのを防止することができる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に、種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、洗面ボウルのカウンターボードを取付面として自動水栓が取り付けられていたが、本発明の自動水栓を種々の取付面に取り付けることができると共に、洗面用のボウルの他、任意の水受け部に対して本発明の自動水栓を適用して、本発明の手洗い装置を構成することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１    本発明の実施形態による手洗い装置
２    本発明の実施形態による自動水栓
４    取付面
６    洗面ボウル（水受け部）
６ａ  オーバーフロー水路
６ｂ  オーバーフロー孔
６ｃ  排水管
８    スパウト部
８ａ  吐水口
１０    マイクロ波センサ
１０ａ  送信部
１０ｂ  受信部
１２    コントローラ
１４    電磁弁
１６    ベース部材
１６ａ  プレート部
１６ｂ  円筒部
１６ｃ  受入凹部
１６ｄ  位置決ノッチ
１６ｅ  環状溝
１８    スパウト部接続管
２０    段付接続管
２０ａ  小径部
２０ｂ  大径部
２２    給水管接続部材
２４    スペーサ部材
２４ａ  延出部（回転位置決め部）
２４ｂ  位置決突起
２６    センサ支持部材
２６ａ  支持部材接続部
２６ｂ  アーム部
２６ｃ  センサ取付部
２６ｄ  スリット
２６ｅ  隆起部
２８    固定ナット
３０    給水管
３２    洗面ボウル
３２ａ  コーナー部
３４    洗面ボウル
３４ａ  段部
３６ａ  壁面
３６ｂ  壁面
３６ｃ  オーバーフロー孔
１０２    本発明の第２実施形態による自動水栓
１０４    取付面
１０８    スパウト部
１０８ａ  吐水口
１１０    マイクロ波センサ
１１６    ベース部材（基台部）
１１６ａ  プレート部
１１６ｂ  円筒部
１１６ｃ  円環溝
１１８    スパウト部接続管
１２６    センサ支持部材
１２８    固定ナット
１３０    給水管
１４０    支持部材本体部
１４０ａ  水平板部
１４０ｂ  鉛直板部
１４０ｃ  連結部
１４０ｄ  矩形穴
１４０ｅ  切欠部
１４０ｆ  ガイド溝
１４２    センサ取付部
１４２ａ  取付板部
１４２ｂ  側板部
１４２ｃ  凹部
１４２ｄ  ガイド突起
１４４    Ｏリング（振動絶縁部）
１４６    Ｃ形リング
１４８    押込部材
１４８ａ  突起
１５０    コイルバネ
【図１】
2014208960.tif 000003
【図２】
2014208960.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014208960.tif 000006
【図５】
2014208960.tif 000007
【図６】
2014208960.tif 000008
【図８】
2014208960.tif 000009
【図９】
2014208960.tif 000010
【図７】
2014208960.tif 000011