(57)【要約】【課題】自動洗浄機能付き水洗式大便器の人体検知センサは露出しているため、悪戯などによって破損する恐れや、意匠性に欠けることが多い。【解決手段】人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサを用い、この人体検知センサの検知信号および／または前記操作部の操作により洗浄水供給部の制御を行う水洗式大便器であって、前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボウル部とトラップ部とを有する陶器製の大便器本体と、前記大便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給部と、前記洗浄水供給部を操作する操作部と、使用者を検知する人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサと、前記人体検知センサの検知信号および／または前記操作部の操作により前記洗浄水供給部の制御を行う制御部と、を備えた水洗式大便器であって、
前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知することを特徴とする水洗式大便器。
【請求項２】
請求項第１項記載のマイクロ波センサの配設角度を水平方向に対して半値角の略１／２上方に傾けたことを特徴とする請求項第１項記載の水洗式大便器。
【請求項３】
前記マイクロ波センサ配設方向を、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布する様に設置したことを特徴とする請求項第１項乃至第２項何れか一項記載の水洗式大便器。
【請求項４】
前記一体成形したスカート部を２重構造にし内側のスカート部にマイクロ波センサセンサを設置したことを特徴とする請求項第１項乃至第３項何れか一項記載の水洗式大便器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水洗式大便器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、使用者を検知して自動的に洗浄を行う水洗式大便器として、先行文献１の図６に示されているように、水洗式大便器本体のスカート部に人体検知センサを配設したものがある。
なお、人体検知センサ４としては、光電型赤外線センサを使用している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９７７０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人体検知センサが外観上露出しているため水洗式大便器全体として意匠性を損なうものであった。また、公共の場所で使用する水洗式大便器においては、人体検知センサが外部から認識できるため悪戯などによって破損する恐れがあった。
【０００５】
さらに、光電型赤外線センサの場合、光の性質上鋭い指向性を有している関係上、検知リアに制限があるため、検知切れ（例えば便座に着座時の開脚具合）になる事象が存在した。検知切れを解消するために投光方向を複数即ち複数のセンサを搭載しなければならない。
また特に黒い色の衣服の場合、光を吸収してしてしまうので反射光を検知できず、検知切れになる場合が存在した。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、悪戯などによる人体検知センサの破損防止が図れ、意匠性が向上し、検知性能も向上する人体検知センサを備えた水洗式大便器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決する為になされた請求項第１項記載の発明は、ボウル部とトラップ部とを有する陶器製の大便器本体と、前記大便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給部と、前記洗浄水供給部を操作する操作部と、使用者を検知する人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサと、前記人体検知センサの検知信号および／または前記操作部の操作により前記洗浄水供給部の制御を行う制御部と、を備えた水洗式大便器であって、前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、マイクロ波センサを斜め上方に向けたことで、床方向に電波が伝搬しづらくなり、電波の床面からの不要な反射を防止することができ、定在波の測定精度が向上し、使用者の静止状態も確実に検知することが出来る。
【０００９】
請求項第２項記載の発明は、マイクロ波センサの配設角度を水平方向に対して半値角の略１／２上方に傾けたことを特徴とする。
半値角の定義は、電波の最大強度の半分の強度となるような角度幅のことを言う。一般的に指向性の指標として半値角を用いる。具体的には半値角が小さいほど指向性が鋭いことを意味する。
一般的に電波センサの半値角は雰囲気温度等には影響を受けにくいが、電波の放射面部分の形状（センサのケーシングの材質や厚み、取りつけ角度等）により変動する要素を持っている。それらの要素やセンサの歩留まりを考慮し、略の定義を±１５％とする（半値角３０°の場合、略は±４．５°）。
【００１０】
本発明によれば、センサの配設角度を最適（半値角の略１／２）にすることで、床面へは電波が到達することがない。これは床面からの反射を排除することに有効である。床面からの反射を排除する意味ではセンサを半値角の略１／２以上上方に向けて設置しても良いが、上方に向けすぎると、陶器先端からの反射の影響がでてくるため、センサの配設角度は半値角の略１／２が最適である。
半値角の定義は、電波の最大強度の半分の強度となるような角度幅のことを言う。一般的に指向性の指標として半値角を用いる。具体的には半値角が小さいほど指向性が鋭いことを意味する。
【００１１】
図８は平面アンテナ２枚の場合のアンテナ強度を示すが、マイクロ波に限らず電波はアンテナの放射正面が最大強度を示す。アンテナの枚数や形状で図８の形状は変化するが、放射正面から離れるほど、電波強度は小さくなる。
この図８の条件で電波強度が最大値の半分になる点は、約±３０°であり半値角は６０°となる。
【００１２】
請求項第３項記載の発明は、マイクロ波センサ配設方向を、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布する様に設置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、トイレブースへの入り口が大便器の設置位置に対して、正面だけではなく左右の場合にも検知領域が広がるため、トイレブースの形状に応じてセンサの検知方向を設定する必要がないため、汎用性が高まる。
さらに、水平方向に広い検知領域が存在するので、便座に開脚のまま着座しても確実に検知することが可能になる。
なお、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布するとは、所定の電界強度となる範囲が、床と垂直方向よりも床と水平方向において広い状態を言うものであり、例えば、床と水平方向おける半値角が、床と垂直方向における半値角よりも大きいといった状態である。
【００１４】
請求項第４項記載の発明は、一体成形したスカート部を２重構造にし内側のスカート部にマイクロ波センサセンサを設置したことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、センサを設置する大便器内部のスカート部にセンサ取り付けようの穴等の加工をすることが出来るため、外観上は取りつけ用のビス等が露出せずに意匠性を損なわない。また完全に大便器の外側と分離されているので防水効果にも優れている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明における人体検知センサ付き水洗式大便器の断面図である。また図２は、図１の２重スカート部の拡大図である。
図３は、人体検知センサユニット１０５の取りつけ角度を示す図である。
【００１７】
人体検知センサユニット１０５は、マイクロ波センサと信号処理回路（共に図示しない）とで構成されており、人体検知センサユニット１０５からの信号を便器洗浄ユニット１１５へ入力し、信号に応じた洗浄シーケンスを実行する。
【００１８】
人体検知センサユニット１０５は、図２で示す通り、内側のスカート部１０１ａの陶器に空けた穴に固定治具で固定する。人体検知センサユニット１０５の表面（電波が放射する面）電波を透過する素材でなければならない。固定した人体検知センサユニット１０５は図３の通り水平方向に対して３０°人体検知センサユニット１０５の電波放射面が上を向くように設置する。
なお、この人体検知センサユニット１０５は、スカート部１０１ａに固定された際に床と垂直となる面における電波強度が図８に示す特性を有するものであり、従って、半値角が６０°であるため、水平方向に対してこの半値角の１／２である３０°上方を向けられているものである。
【００１９】
内側のスカート部１０１ａに人体検知センサユニット１０５を取りつけることにより、センサ取り付け部材が大便器本体１１０ａの外部に露出することなく意匠性も向上し、人体検知センサユニット１０５の耐環境性にも優れ性能向上にもなる。なお、スカート部１１０は陶器性であるので比誘電率，誘電体損失角が水などと比べて小さく、また、厚みも１０ｍｍ程度（５〜２０ｍｍ程度）であって、この人体検知センサユニット１０５から放射された１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波はスカート部１１０を充分に透過し、人体を検知可能である。
【００２０】
３０°上方を向いた人体検知センサユニット１０５から放射された電波は図４（ａ）のような電界強度を示す通り人体検知センサユニット１０５から電波はセンサ設置角度の通り前方やや上面へ向けて放射されている。
【００２１】
暗ノイズレベル（本データは−７０ｄＢ）より５０ｄＢ以上が人体検知エリアだとする（−２０ｄＢ以上）と、例えば陶器１１０ａ先端から６００ｍｍ地点を図４（ａ），（ｂ）を比較すると（ｂ）は床面に沿って−２０ｄＢ以上の電界強度領域が存在するが、（ａ）は存在しない。これは床面に到達する電波の分布と同じで、人体検知センサユニット１０５の設置角度を３０°上方に向けた方は、極近傍以外には電波は到達しづらいので、反射も起こりにくい。即ち床面からの反射が図４（ｂ）に比べてないことが分かる。これは、マイクロ波センサの反射波の定在波に実際の検知物以外の反射が無視できることになる。いわゆるマルチパスの排除が行われていることを示す。
【００２２】
また、人体検知センサユニット１０５の取りつけ角度をさらに上方に向けると、床面からのマルチパス現象は低減されるが、放射される電波が水洗式大便器１１０内部（特に先端部：図５の楕円内）にあたり易くなる分、実際の検知すべきエリアへの放射が限定されてしまう。
【００２３】
これにより検知感度が悪くなり、確実な人体検知が出来なくなる。
搭載する水洗式大便器のスカート部等の形状により最適センサ放射角度は異なるが、図５のような放射パターンが得られる位置に設置することが重要である。
【００２４】
また、トイレブースの形状（ドアの位置）に左右されることのない検知を実現させるために、人体検知センサの検知エリアは、図５及び図６を比較すると明らかなように、床と垂直方向よりも床と水平方向（左右方向）に広いことが望ましい。図６のような検知エリアを有した電波を利用した人体検知センサについては詳述しないが、アンテナの形状（アンテナ枚数や間隔、給電方法）により実現できる。
本実施例では、上記の人体検知センサを用いることでトイレブースへの入室が左右どちらの場合でも使用者を正確に検知することが出来、使用者が便座に開脚で座っても検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における水洗式大便器の概略断面図である。
【図２】図１の人体検知センサユニット取りつけ部の詳細図である。
【図３】図１のスカート部の拡大図である。
【図４】本発明のセンサ放射強度の電界強度を示す図である。
【図５】本発明のセンサ放射領域を示す図である。
【図６】トイレ内の検知エリアを示した上視図である。
【図７】従来の人体検知センサ付き水洗式大便器の概略断面図である。
【図８】センサの半値角の定義を説明する図である。
【符号の説明】
１…水洗式大便器
２…洗浄装置
３…便蓋
４…光電型人体検知センサ
５…スカート部
６…便座
１７…収納部蓋
１０１…スカート部
１０１ａ…スカート部内側
１０５…人体検知センサユニット
１０９…コード
１１０…水洗式大便器
１１０ａ…大便器本体
１１２…洗浄水給水部収納部
１１５…便器洗浄ユニット
１１６…給水管
１２３…ボウル部
１３０…トラップ部
１４３…第１ホース
１４４…第１吐出口
１４６…第２ホース
１４７…第２吐出口
１７０…ソケット
１９０…配水管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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