トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験

【発明の名称】 シャワートイレ用センサ
【発明者】 【氏名】錦古里 純
【住所又は居所】愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式会社イナックス内

【要約】 【課題】使用者の存否を検出するセンサの検出精度を向上させることができるシャワートイレ用センサを提供すること。

【解決手段】着座センサ2は、赤外線を投光する投光部2aと、その投光部2aから投光される赤外線の反射光を受光する受光部とを備え、この投光部2aおよび受光部は上カバー6の透過面6aに対峙して設置されている。着座センサ2の下側には、赤外線を吸収する材料で形成される光吸収板5dが配設され、光吸収板5dに対して透過面6aは略45度に傾斜して形成されている。よって、投光部2aから投光される赤外線のうち、透過面6aにより反射される反射光は、反射光路上に配設される光吸収板5dに吸収され、受光部に受光されることがない。従って、透過面6aにより反射される使用者の存否とは関係の無い反射光が受光部に受光されることを防止することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 赤外線を投光する投光部と、その投光部から投光される赤外線の反射光を受光する受光部と、その受光部および前記投光部に対峙して設置され前記投光部および前記受光部を保護するカバー部材とを備え、シャワートイレに装着され使用者の存否を検出するシャワートイレ用センサにおいて、赤外線を吸収する材料で形成される光吸収部材を備えており、その光吸収部材は、前記投光部から投光された赤外線が前記カバー部材により反射される反射光路上に配設されていることを特徴とするシャワートイレ用センサ。
【請求項2】 前記投光部と前記受光部とを収容する収容空間を有し前記カバー部材に固定される収容部材を備え、その収容部材と前記光吸収部材とは、同一の材料により一体に成形されていることを特徴とする請求項1に記載のシャワートイレ用センサ。
【請求項3】 前記カバー部材は、前記投光部側に突設されると共に前記投光部および前記受光部をそのカバー部材から離れた所定位置に支持する支持部材を備えており、前記投光部および前記受光部は、前記支持部材に支持された状態で、前記収容部材の収容空間における所定位置に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のシャワートイレ用センサ。
【請求項4】 前記投光部と前記受光部とは、前記光吸収部材の一側面上に並設されており、前記カバー部材は、前記投光部および前記受光部に対峙しつつ、前記投光部および前記受光部が並設される前記光吸収部材の一側面に対して鋭角に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のシャワートイレ用センサ。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明はシャワートイレ用センサに関し、特に、使用者の存否を検出するセンサの検出精度を向上させることができるシャワートイレ用センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】 従来、人体の局部を洗浄するシャワーを備えたシャワートイレには、使用者の存否を検出するため、マンセンサ(人センサ)および着座センサが装着されている。マンセンサは、トイレ内への使用者の出入りを検出して自動的に便蓋の開閉制御をするものであり、一方、着座センサは、便座上の使用者の存否を検出して便座未使用時のシャワーの噴出を防止するものである。これらのセンサとして赤外線反射式センサが一般に使用されている。
【0003】赤外線反射式センサは、投光部から投光される赤外線を、使用者の存否を検出可能な検出領域に照射すると共に、検出領域内の使用者の存否により変化する赤外線の反射光を受光部により受光する。この受光部に受光される反射光の光量変化に基づいて、赤外線反射式センサは、使用者の存否を検出する。この赤外線反射式センサは、外力や水滴の付着による部品の損傷や故障を防止し、かつ、シャワートイレの外観を向上するため、アクリル等の光透過性を有する材料で形成された保護板により投光部および受光部が覆われている。また、投光部または受光部に使用者が接近し過ぎると、投光部から投光される赤外線の反射光が受光部に受光されず、使用者の存否が検出できなくなってしまうので、投光部および受光部と使用者との間を所定距離だけ離間させるためにも保護板が設けられている。
【0004】ここで、投光部から投光される赤外線のうち、保護板を透過せずに反射する反射光の一部は、使用者の存否に関係無く受光部に受光される。この受光部に受光される反射光によって使用者の存否が誤検出されることがある。このため、特開平10−132953号公報に開示されるように、赤外線を受光部とは別の方向に反射させる形状をした保護板が提案されている。この保護板によれば、センサによる使用者の誤検出を防止することができ、センサの検出精度を向上することができるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、保護板を透過せずに反射する赤外線の反射光を受光部とは別の方向へ反射させた場合であっても、保護板や他の構成部材によって複数回の反射をすることにより反射光の一部が受光部に受光されてしまう。この受光部に受光される反射光は、使用者の存否に関係無く受光部に受光されるので、使用者の不在時にも受光部が反射光を受光して、使用者が存在すると誤って検出してしまうという問題点があった。
【0006】本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、使用者の存否を検出するセンサの検出精度を向上させることができるシャワートイレ用センサを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成するために、請求項1記載のシャワートイレ用センサは、赤外線を投光する投光部と、その投光部から投光される赤外線の反射光を受光する受光部と、その受光部および前記投光部に対峙して設置され前記投光部および前記受光部を保護するカバー部材とを備え、シャワートイレに装着され使用者の存否を検出するものであり、赤外線を吸収する材料で形成される光吸収部材を備え、その光吸収部材は、前記投光部から投光された赤外線が前記カバー部材により反射される反射光路上に配設されている。
【0008】この請求項1記載のシャワートイレ用センサによれば、投光部から投光される赤外線は、その大部分がカバー部材を透過しつつトイレ内に照射されると共に、その一部がカバー部材により反射される。使用者の存否を検出可能な検出領域内に使用者が存在する場合には、カバー部材を透過して使用者に照射された赤外線の反射光が受光部に受光される。一方、検出領域内に使用者がいない場合には、カバー部材を透過した赤外線は、そのまま進行し続ける。つまり、使用者の存否によって、使用者による反射光の光量分だけ、受光部に受光される反射光の光量が変化する。この使用者の存否により変化する反射光の光量変化に基づいて、使用者の存否が検出される。又、投光部から投光される赤外線のうち、カバー部材により反射される反射光は、反射光路上に配設される光吸収部材に吸収される。
【0009】請求項2記載のシャワートイレ用センサによれば、請求項1記載のシャワートイレ用センサにおいて、前記投光部と前記受光部とを収容する収容空間を有し前記カバー部材に固定される収容部材を備え、その収容部材と前記光吸収部材とは、同一の材料により一体に成形されている。
【0010】請求項3記載のシャワートイレ用センサによれば、請求項2記載のシャワートイレ用センサにおいて、前記カバー部材は、前記投光部側に突設されると共に前記投光部および前記受光部をそのカバー部材から離れた所定位置に支持する支持部材を備えており、前記投光部および前記受光部は、前記支持部材に支持された状態で、前記収容部材の収容空間における所定位置に配置されている。
【0011】請求項4記載のシャワートイレ用センサによれば、請求項1から3のいずれかに記載のシャワートイレ用センサにおいて、前記投光部と前記受光部とは、前記光吸収部材の一側面上に並設されており、前記カバー部材は、前記投光部および前記受光部に対峙しつつ、前記投光部および前記受光部が並設される前記光吸収部材の一側面に対して鋭角に傾斜して形成されている。
【0012】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例であるセンサユニット1が装着されたシャワートイレ10の斜視図である。シャワートイレ10は、洋式便器11の上部に装着されるものであり、洗浄タンクや制御装置等を有する本体12、本体12に回動可能に軸支される便座13および便蓋14、シャワーを噴出するノズル15、操作部16等を備えている。
【0013】また、シャワートイレ10における便座13の一端側には、センサユニット1が装着されている。センサユニット1は、マンセンサおよび着座センサの2つの赤外線反射式センサを内蔵したものである。このセンサユニット1によって、使用者のトイレ内への出入りや使用者の便座13への着座が検出され、電気信号が本体12内に設けられる制御装置に伝送される。この伝送された電気信号を使用して制御装置は、使用者の存否に応じた便蓋14の開閉制御やノズル15からのシャワーの噴出を制御することができる。
【0014】図2は、センサユニット1を分解して示した斜視図である。なお、図2においては、理解の容易のため、着座センサ2、マンセンサ3および基板4を結線するワイヤを省略して示している。
【0015】センサユニット1は、赤外線を利用して所定領域内に使用者が存在するか否かを検出するものである。このセンサユニット1は、赤外線を投光する投光部2a,3aと赤外線の反射光を受光する受光部2b,3bとが並設された箱状の着座センサ2およびマンセンサ3と、その着座センサ2およびマンセンサ3に電気的に接続される基板4と、着座センサ2、マンセンサ3および基板4を収容する収容空間5a〜5cを有する下カバー5と、その下カバー5に固定されて着座センサ2、マンセンサ3および基板4を外力や水滴等から保護する上カバー6とを備えている。
【0016】着座センサ2は、使用者の便座13への着座を検出する赤外線反射式センサであり、箱状に形成された本体の一側面に2つのレンズが同一方向へ向けて設けられている。このレンズの片方には、赤外線を発光する発光素子が内蔵され、赤外線を投光する投光部2aが形成されている。他方のレンズには、赤外線を受光する受光素子が内蔵され、投光部2aから投光される赤外線の反射光を受光する受光部2bが形成されている。この投光部2aおよび受光部2bが便座13の上部へ向くように、センサユニット1はシャワートイレ10に装着され、投光部2aから投光される赤外線が便座13に着座する使用者に照射されるようになっている(図1参照)。
【0017】着座センサ2の投光部2aと受光部2bとの間には、凸部2cが突設されている。この凸部2cにより、投光部2aから投光される赤外線が直接受光部2bに照射されることが防止されている。
【0018】着座センサ2における対向する2つの側面には、円柱状の突起2d,2dが両側へ向けて突設されている。この突起2d,2dは、上カバー6の支持板6bに形成される溝幅と略同一外形に形成されており、突起2d,2dが支持板6bに支持されることにより、着座センサ2は上カバー6に支持される。よって、着座センサ2を上カバー6に対する所定の相対位置に配置することができ、着座センサ2を上カバー6から所定距離だけ離れた位置に配置することができる。
【0019】ここで、投光部2aに検出対象物(使用者)が密着、または、近接している場合には、投光部2aから投光された赤外線の反射光は、受光部2bに受光される前に凸部2cにより遮光される。このため、投光部2aに近接した使用者による反射光を受光部2bが受光することができないという問題があった。しかし、突起2d,2dを上カバー6の支持板6bに支持させることにより、着座センサ2を上カバー6から所定距離だけ離して配置することができ、検出不能な位置まで使用者が着座センサ2に近づくことを防止して、使用者の存在を確実に検出することができる。
【0020】マンセンサ3は、トイレ内への使用者の出入りを検出するためのものであり、着座センサ2と同一構造をした赤外線反射式センサである。基板4は、着座センサ2およびマンセンサ3に電気的に接続され、図示しない調整つまみを使用して着座センサ2およびマンセンサ3の感度を調整するものである。
【0021】下カバー5は、着座センサ2、マンセンサ3および基板4を収容してユニット化(一体化)するための部材であり、黒色のABS樹脂を材料として一側面が開放された略箱状に成形されている。この下カバー5の内側には、着座センサ2、マンセンサ3および基板4を収容可能な収容空間5a〜5cが形成されている。この収容空間5a,5bには、着座センサ2およびマンセンサ3が、赤外線を投光する投光部2a,3aを下カバー5の開放された側に向けて収容される。
【0022】着座センサ2を収容する収容空間5aの下側(図2の下側)には、収容空間5aの奥側から突設された光吸収板5dが下カバー5と一体に成形されている。この光吸収板5dは、投光部2aから投光される赤外線のうち、使用者の存否に関係の無い赤外線を吸収するためのものである。この光吸収板5dは、下カバー5とは別の部材として成形しても良いが、下カバー5と一体に成形することによって構成部品の数を減少することができる。この結果、センサユニット1全体としての製造コストを低減することができる。
【0023】また、光吸収板5dは、その突端が上カバー6の透過面6aに近接した位置まで突出して形成されている(図3参照)。このため、投光部2aから投光される赤外線が光吸収板5dと透過面6aとの隙間から基板4に照射され、乱反射することが防止される。
【0024】なお、下カバー5を形成する材料は、黒色のABS樹脂に限定されるものでないが、その色は、赤外線を吸収可能な黒色に近い色であることが望ましい。樹脂材としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール等の合成樹脂を使用しても良い。また、自然色や白色の材料で下カバー5を成形した場合や、赤外線の吸収量が不足する場合には、別途、公知の赤外線吸収材料で光吸収板5dを被覆したり、赤外線の吸収性を高める塗装をすれば良い。
【0025】下カバー5の外面には、外側へ向けて突設された係止爪5eが設けられている。この係止爪5eは、上カバー6に設けられる係止穴6cに係合可能に形成され、下カバー5に上カバー6を固定するためのものである。なお、下カバー5と上カバー6とは、接着剤により固定しても良く、また、下カバー5および上カバー6とは別に、ピン等の固定部材を使用して固定しても良い。
【0026】上カバー6は、透明な光透過性を有するアクリル樹脂で形成され、下カバー5における開放した側を覆う透過面6aと、その透過面6aから下カバー5の収容空間5a〜5c側へ突設される支持板6bと、下カバー5に上カバー6を固定するための係止穴6cとを備えている。
【0027】透過面6aは、着座センサ2およびマンセンサ3の投光部2a,3aおよび受光部2b,3bに対峙して設置されるものである。この透過面6aは、投光部2a,3aから投光される赤外線が乱反射し、使用者の存否とは関係の無い反射光が受光部2b,3bに受光されないように平滑に形成されている。
【0028】着座センサ2に対峙する透過面6aの一部分は、光吸収板5dに対して着座センサ2側に略45度の角度で傾斜して形成されている(図3参照)。透過面6aが着座センサ2側に傾斜しているので、着座センサ2の投光部2aから投光される赤外線が透過面6aにより反射しても、その反射光は、着座センサ2とは別方向へ反射する。
【0029】なお、上カバー6を形成する材料は、アクリル樹脂に限定されるものでなく、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアミド、メタクリル、メチルペンテンポリマー、ガラス等を使用しても良い。また、上記した透明とは、光学的に完全な透明であるという意味ではなく、いわゆる半透明をも含む意味である。
【0030】上カバー6の支持板6bは、着座センサ2、マンセンサ3および基板4を支持して上カバー6に対する所定の相対位置に配置するためのものである。つまり、着座センサ2、マンセンサ3および基板4は、予め支持板6bに支持させてから、下カバー5の収容空間5a〜5cにおける所定位置に配置することができる。
【0031】ここで、着座センサ2は、収容空間5aの奥側に配置されるものであるが、その収容空間5aは着座センサ2の外形に沿って形成されており、また、その収容空間5aに沿って光吸収板5dが突設されている。このため、着座センサ2を収容空間5aにおける所定位置に組み付けようとしても、作業者の手が入れ難く、所定位置への配置が困難である。しかし、支持板6bは上カバー6から突設されているので、着座センサ2を容易に支持させることができ、その後に、下カバー5の係止爪5eを上カバー6の係止穴6cに係合するだけで、収容空間5aにおける所定位置に着座センサ2が配置される。着座センサ2と同様にマンセンサ3も支持板6bに予め支持させることができ、基板4は支持板6bにおけるスリット状に対向して形成された部分に挿入して支持することができる。つまり、組み付け作業においては、箱状に形成される下カバー5の奥側に着座センサ2を配置する必要がなく、上カバー6に予め各部材を支持させてから収容空間5a〜5cにおける所定位置に各部材を配置することができるので、組み付け作業性を向上することができる。
【0032】次に、図3を参照して、着座センサ2による使用者Mの検出動作について説明する。図3は、図2のIII−III線におけるセンサユニット1の断面図である。なお、図3においては、理解を容易とするために、着座センサ2および基板4を断面視せずに示している。
【0033】着座センサ2の投光部2aから投光される赤外線は、投光部2aに内蔵される発光素子の設置位置Xから投光される。この投光部2aから投光された赤外線は、その大部分が上カバー6を透過しつつ便座13側へ向けて照射されると共に(図1参照)、その一部が上カバー6により反射される。
【0034】使用者Mが便座13に着座している場合には、図3に示すように、上カバー6を透過した赤外線(光路R1)は、使用者Mに照射されて反射する。使用者Mにより反射した反射光(光路R2)は、着座センサ2側へ向けて進行し、投光部2aに隣接する受光部2b(図2参照)に受光される。受光部2bに受光された反射光は、受光部2b内の受光素子によって電気信号に変換され、その電気信号がシャワーの噴出を制御する制御装置へ伝送される。
【0035】使用者Mが便座13に着座していない場合には、上カバー6を透過した赤外線は、そのまま進行し続ける。このため、受光部2b内の受光素子に反射光が受光されることがない。この受光部2bに受光される反射光の光量に基づいて、着座センサ2は使用者Mの存否を検出することができる。この検出された使用者Mの存否に基づいて、制御装置は、ノズル15からのシャワーの噴出を制御することができ、便座13未使用時のシャワーの噴出を防止することができる。
【0036】ここで、投光部2aから投光される赤外線の一部は、上カバー6の透過面6aにより反射する。透過面6aは、光吸収板5dに対して略45度の角度に傾斜して形成されているので、透過面6aにより反射される反射光は光吸収板5dへ向けて反射される。即ち、透過面6aにおける光吸収板5dに近い位置で反射する反射光は、光路R3に沿って進行し、光吸収板5dの先端側(図3の右側)に照射される。透過面6aにおける光吸収板5dから離れた位置で反射する反射光は、光路R4に沿って進行し、光吸収板5dの略中央部に照射される。光吸収板5dに照射された反射光は、光吸収板5dに吸収される。
【0037】このように、透過面6aにより反射した反射光は光吸収板5dに吸収されるので、その反射光が基板4や下カバー5等によって複数回の反射をすることにより受光部2bへ受光されることを防止することができる。つまり、余計な反射光を除いて、使用者Mの存否に関わる反射光だけを受光部2bに受光させることができるのである。
【0038】以上説明したように、本実施例のセンサユニット1によれば、投光部2aから投光される赤外線のうち、使用者の存否とは関係の無い反射光は光吸収板5dに吸収されるので、受光部2bは、使用者の存否に関係のある反射光だけを受光することができる。よって、使用者の存否を誤検出することが防止され、センサの検出精度を向上することができるのである。
【0039】以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
【0040】例えば、本実施例においては、着座センサ2の投光部2aから投光される赤外線の反射光路上に光吸収板5dを設置したが、マンセンサ3の投光部3aから投光される赤外線の反射光路上に、赤外線を吸収する光吸収板を設けても良い。マンセンサ3の受光部3bに、使用者の存否に関係の無い反射光が受光されることを防止することができ、マンセンサ3の検出精度を向上することができる。
【0041】
【発明の効果】 請求項1記載のシャワートイレ用センサによれば、投光部から投光される赤外線のうち、カバー部材により反射する反射光は、反射光路上に配設される光吸収部材に吸収されるので、カバー部材によって反射する使用者の存否とは関係の無い反射光が受光部に受光されることを抑制することができる。このため、余計な反射光が受光部に受光されず、使用者の存否に基づいた反射光だけを受光部に受光させることができるので、使用者の存否を誤検出することが防止され、センサの検出精度を向上することができるという効果がある。
【0042】請求項2記載のシャワートイレ用センサによれば、請求項1記載のシャワートイレ用センサの奏する効果に加え、収容部材と光吸収部材とは、同一の材料により一体に成形されている。よって、光吸収部材を別途設ける場合に比べて、構成部品の数を減少することができ、シャワートイレ用センサ全体としての製造コストを低減することができるという効果がある。
【0043】請求項3記載のシャワートイレ用センサによれば、請求項2記載のシャワートイレ用センサの奏する効果に加え、カバー部材は、投光部側に突設されると共に投光部および受光部をそのカバー部材から離れた所定位置に支持する支持部材を備えているので、カバー部材と投光部および受光部とを所定距離だけ離間させることができる。よって、カバー部材に近接した位置に使用者が存在する場合であっても、投光部または受光部と使用者とを離間させることができ、使用者の存否を検出することができるという効果がある。また、投光部および受光部は、支持部材に支持された状態で、収容部材の収容空間における所定位置に配置されている。よって、収容部材と光吸収部材とが一体成形されて収容部材の収容空間に投光部および受光部を配置し難い場合には、予め支持部材に投光部および受光部を支持させてから、収容空間における所定位置に投光部および受光部を配置することができ、組み付け作業性を向上することができるという効果がある。
【0044】請求項4記載のシャワートイレ用センサによれば、請求項1から3のいずれかに記載のシャワートイレ用センサの奏する効果に加え、カバー部材は、投光部および受光部に対峙しつつ、投光部および受光部が並設される光吸収部材の一側面に対して鋭角に傾斜して形成されている。よって、投光部から投光された赤外線のうち、カバー部材により反射する反射光は、光吸収部材の一側面上に照射されて光吸収部材に吸収されるので、カバー部材によって反射する使用者の存否とは関係の無い反射光が受光部に受光されることを抑制することができるという効果がある。
【出願人】 【識別番号】000000479
【氏名又は名称】株式会社INAX
【住所又は居所】愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地
【出願日】 平成13年10月24日(2001.10.24)
【代理人】 【識別番号】100103045
【弁理士】
【氏名又は名称】兼子 直久
【公開番号】 特開2003−130962(P2003−130962A)
【公開日】 平成15年5月8日(2003.5.8)
【出願番号】 特願2001−326936(P2001−326936)