JP2007265836A - センサー付電球装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱チャタリングを抑制し、耐久性に優れ、かつセンサーが電球によって被る検知範囲制限が重大な支障をきたさないようにしたセンサー付電球装着装置を提供する。
【解決手段】 口金３ｂおよびソケット３ａを備えた電球装着部３と、電球装着部３に装着される電球の点灯／消灯を制御するための人感センサーモジュール３０と、人感センサーモジュール３０を電球装着部３から離れた位置に支持する延長ケース６とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、センサー付電球装着装置に関し、より具体的には、トイレや玄関において人の気配を検知して必要な時間のみ点灯をすることにより省エネルギーを達成できるセンサー付電球装着装置に関するものである。

環境問題やエネルギー資源の有限性が問題になる近年、身近にある照明装置の省電力をして電力経費の節約をするために、人感センサーを伴う照明灯の利用が拡大している。これら人感センサーを伴う照明灯は、トイレや玄関等（住居に限られず、車庫、工事現場、および車両、船舶などの運搬装置など）に配置され、人の出現を人感センサーにより検知して照明灯を点灯し必要な時間だけ照明を持続し、それ以外の時間は消灯しておく。このため、照明の消し忘れを防止することができ、無駄な電力消費をなくすことができる。

上記のような動作をする人感センサーを伴う照明灯は、市場に出始めた初期の頃は、人感センサーと照明灯とは、別体であり、人感センサーは照明器具とは別の電気部品として設けられる構成をとっていた。このような構成の場合、人感センサーを既存の屋内配線に組み込むために、資格者による配線工事が必要であった。たとえば照明器具が既に設けられた部屋に人感センサーを新たに組み込む場合、天井に穴を開けるなどの工事が必要になるケースもあり、また部屋の状態によっては穴を開ける工事が不可能なために人感センサーの取り付けを断念する場合もあった。

上記の問題を克服するために、屋内配線に設けられた既存のソケット（電球が装着されている）を用いて、電球と人感センサーとが一体になった照明制御アダプタ装置が提案された（たとえば、特許文献１）。この照明制御アダプタ装置では、電球の口金およびソケットを共に備えた照明制御部分を備え、その照明制御部分はそのアダプターケース内に焦電型赤外線センサー、明暗識別センサーおよび赤外線人体検知照明制御回路を内蔵する。この照明制御アダプタ装置を用いることにより、既存の電球用ソケットに上記装置の口金を螺合し、その装置のソケットに電球を螺合させることにより、屋内配線工事等の現有設備の改造なしに、自動点灯機能等を利用することができる。

特開２００３−２４２８２９号公報

しかしながら、上記の照明制御アダプタ装置では、センサー類をソケット等と共にアダプターケース内に収納する構造となっているため、電球の発熱の影響を受け、実用に用いる上で大きな障害となっている。すなわち上記の照明制御アダプタ装置には半導体チップが搭載されるが、電球の発する熱により損傷を受け、長期間の使用に耐えないという問題がある。また、人を感知するセンサーの機能を十分発現させて高い人体検知感度を得る上でも大きな障害となっていた。これは、半導体チップに予め書き込まれたプログラムにより電球が発する熱の影響は排除するようにされているが、余りにも電球が発する熱量が大きいために、人感センサー等が電球の熱に反応してしまい、感度が低下するという問題であり、熱チャタリングと呼ばれている。さらに、熱チャタリング以外に、人感センサーは、電球の陰になる範囲は電球の熱で人体の発する熱が遮蔽されるため、検知範囲が制限されるという問題もある。制限される検知範囲が、たとえば玄関の入口側である場合には、実用上、重大な支障をきたすことになる。本発明は、熱チャタリングを抑制し、熱耐久性に優れ、かつセンサーが電球によって被る検知範囲の制限が重大な支障をきたさないようにしたセンサー付電球装着装置を提供することを目的とする。

本発明のセンサー付電球装着装置は、口金およびソケットを備えた電球装着部と、電球装着部に装着される電球の点灯／消灯を制御するための人感センサーモジュールと、人感センサーモジュールを電球装着部から離れた位置に支持する支持手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、（１）電球の発熱が制御部に配置される半導体チップに熱損傷を与えるのを避けることができ、（２）制御部に電球からの赤外線に応答しないように熱チャタリング防止のプログラムが組み込まれていても、近接配置の場合、電球から発生する赤外線があまりにも強いために、電球からの赤外線に応答する誤動作を生じる場合があるが、上記離れた位置への支持により、このような熱チャタリングを避けることができ、また（３）電球下の範囲の人の移動を、その電球の陰になって妨げられる状態が発生しないので、感度よく検知することができる。そして、たとえば玄関の天井に設ける場合、人感センサーを玄関入口に近く、また電球装着部を入口から遠くなるように、両者を離すことにより、電球による人感センサーの検知範囲の制限はほとんど問題とならなくなる。上記（１）、（２）および（３）の作用は、上述のように、人感センサーを電球装着部から離して支持することによって得られる。

ここで、電球は、フィラメントが白熱する白熱電球だけでなく、細長い蛍光灯を曲げ、または捻って球状ガラス容器に収納したものであってもよい。制御部は、回線基板やその回路基板に実装された半導体チップなどを、コード状電気配線などとともに主要部品として含む。

上記の支持手段は、電球装着部から延び出るアームとして形成され、そのアームに人感センサーモジュールを配置することができる。これにより、簡単な構造により、制御部および人感センサーを電球装着部から離して支持することができ、利用者による初期配置の作業を容易にし、また製造コストの低減を得ることができる。

上記のアームが当該電球装着部の周りに回動可能であるようにすることができる。これにより、電球装着部の口金を既存のソケットに螺合させて装着を終了したとき、支持手段に取り付けられた人感センサーがドアの方と反対側の方向に延び出ることになっても、支持手段を回動させて、簡単に好ましい方向（たとえば部屋の入口側）に人感センサーが向くように配置することができる。

上記のアームおよび電球装着部は、そのアームが該電球装着部の周りに一回転以上しないように、ストッパー機構を有していてもよい。この構成により、高価な銅製の摺動リングなどを用いることなく、コード状配線を用いて、制御部と電球装着部との間に電気回路を形成するように配線を電球装着部の端子部に接続し、限定的に回動可能とすることができる。すなわち、無限に一方向に回動可能とすることによるコード状配線の無制限の巻き付き、そのような無制限の回転によるねじれやよりに起因する断線などを防止することができる。

また上記のアームは、中に空間を含むようにケース状に形成されており、人感センサーモジュールは電気配線とともに、そのケース内に収納されるようにできる。これにより、配線を露出させずに回路を形成できるので、デザイン性を高め、また濡れや汚れなどから保護することができる。

上記の電球装着部の軸線と、人感センサーモジュールの中心位置との間の水平距離を、５ｃｍ以上とするのがよい。これにより、大きな径の電球を装着しても、電球の下方から来る赤外線が電球によって妨げられず、人感センサーで検知できる。また、熱チャリングや熱による半導体チップの損傷も防止することができる。上記の作用をより確実に得るためには、上記水平距離を８ｃｍ以上とするのが好ましい。

（実施の形態１）
次に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるセンサー付電球装着装置１０を示す斜視図である。電球装着部３のなかの口金３ａは、既存の電球用ソケットに螺合され、このセンサー付電球装着装置１０が固定される。電球装着部３のなかのソケット３ｂには、白熱電球や曲げられた蛍光管が収納された電球が螺合される。電球装着部３は、天井（図示せず）に沿って水平方向に延びる延長ケース６の一方の端に設けられた穴６ｈを貫通するような構造となっている。この延長ケース６には、電球のオンオフを行うための配線、半導体チップ、人感センサー等が収納されている。延長ケース６の他方の端には、下方に突き出るように半球状の集光部１５が設けられ、その集光部１５、および集光された赤外線を感知する人感センサー、半導体チップを実装した基板などを含む人感センサーモジュール３０が配置されている。延長ケース６が、人感センサーモジュール３０の支持手段である。

人感センサーモジュール３０の構成を概説すると、人感センサーに近接して、人感センサーの信号に基づいて電球のオンオフを制御する半導体チップ等を実装する基板が収納されている。この基板の端子は、上記の電球のオンオフを行うための配線と回路を形成するように接続されている。切換スイッチ３３は、一度オンした電球を、たとえば３０秒間、１分間および３分間点灯し続けるオン時間を選択するために設けられている。切換スイッチ３３も人感センサーモジュール３０に含まれる。

集光部１５の半球の中心または人感センサーモジュールの中心と、電球装着部３の軸線とは、平面距離で５ｃｍ以上離れている。この距離は、電球の発熱の影響を小さくするために５ｃｍ以上離れることが好ましく、より好ましくは８ｃｍ以上とするのがよい。またスペースが狭隘なために５ｃｍ以上とれない場合には、たとえば半導体チップに書き込むプログラムにより熱チャタリングを抑制することができるので、５ｃｍ未満であってもよい。延長ケース６は、電球装着部３の周りに回動することができる。延長ケース６を電球装着部３の周りに回動可能にする理由は、口金３ａを既存のソケットに螺合し終わったとき、延長ケース６が入口と反対側に延びる形態となる場合に対応するためである。すなわち、口金３ａを既存のソケットに螺合し終わったときの延長ケース６の状態がどのようであっても、入口側に向かって延長ケース６が延びるように回動することができる。これにより、どのような場合にも入口側の人の出入りを電球に遮蔽されずに検知することができる。

図２は、図１に示した電球装着装置１０の分解斜視図である。電球装着部３の頂部には長ねじ１１が挿入され、長ねじ挿通穴１１ｈを通って、底部に配置されたばね状雌ねじ１１ｂに螺合され、電球装着部３全体を上下から一体に締結する。口金３ａの主構成要素である口金ねじ部１３ａと、ソケット３ｂとの間には、両者を絶縁分離する挿入環１３ｃが挿入される。挿入環１３ｃには、周方向の位置合せのための突出片１３ｄが設けられており、ソケット３ｂの係合部１３ｅに嵌め込まれる。基板３１からの配線７には、３本の配線が含まれており、そのうちの１本７ｃは口金ねじ部１３ａに電気的に接続され、また残りの配線７ａ，７ｂは一方がソケットねじ部１３ｂに電気的に接続され、他方が長ねじ１１に接続される。ソケット３ｂに螺合される電球は、消灯時には基板３１に実装された回路においてオフ状態であり（電気的に断線状態）、また点灯時には同回路においてオン状態（電気的に導通状態）となる。

延長ケース６は、ケース底部６ｂと、その上蓋となるケース蓋部６ａとに分離でき、どちらにも共通する部分に穴６ｈが設けられている。上述したように、電球装着部３は、延長ケース６に設けられた穴６ｈを貫通する。その結果、延長ケース６は、電球装着部３のソケット３ｂの係合部３ｋに重なるように係合し、固定される。延長ケース６が、穴６ｈによりソケット３ｂの係合部３ｋに係合することにより、延長ケース６は固定され、このあと説明する人感センサーを支持することができる。

次に人感センサーモジュール３０について詳細に説明する。人感センサー５は、基板３１の下面側に固定され、上述の電気回路を構成するように、基板上の接続端子に電気的に接続される。基板３１の上面側には、半導体チップ２１ａ，２１ｂや、抵抗、コンデンサー等が配置され、半導体チップに書き込まれたプログラムとともに点灯継続時間を決め、熱チャタリングを排除する働きをする。このような作用をする電気回路は、周知であり、そのような周知の電気回路のうちのどのようなものを採用してもよい。人感センサー５を下方から覆うように半球状の集光部１５が嵌め込まれる。集光部１５は、基板３１に嵌め込まれてもよいし、人感センサー５が配置されているセンサー装着板に嵌め込まれてもよい。集光部１５は、内面側に小さい集光レンズが数多く形成されていてもよい。またそのような集光レンズが形成されていなくてもよい。基板３１は、ねじ３７をケース底部６ｂの雌ねじ３７ｈに螺合させることにより、ケース底部６ｂに固定される。このとき、集光部１５は、延長ケース６のケース底部６ｂに設けたセンサー用穴６ｐから下方に突き出るようにする。また切換スイッチ３３も外側に突き出るように配置される。上記のように、基板３１、人感センサー５、集光部１５などの集合によって人感センサーモジュール３０が形成される。

上記の実施の形態１のセンサー付電球装着装置１０によれば、現在、電球が装着されているソケットから電球を外し、そのソケットに口金３を螺合（装着）することにより、電球装着部３は固定される。そして、延長ケース６は、その穴６ｈに電球装着部３を挿通させることにより、電球装着部３に係合して取り付けられる。その結果、人感センサーモジュール３０は、電球装着部３から離れるように延び出る延長アーム６によって、電球装着部から離れて支持される。上記の構成によれば、現有のソケットに口金３ａを螺合させた後、延長ケース６を電球装着部３の周りに回して、所望の方向（通常、人が入ってくる方向）に向けることができる。ただし、延長ケース６は、電球装着部３の周りに無限に回れるわけではなく、図２に示すように、長ねじ１１とばね状雌ねじ１１ｂとで、上下から電球装着部を締結した状態で、１回転以上しようとするとき、挿入環１３ｃに設けた係合部１９ａと、ケース蓋部６ａに設けた係合部１９ｂとが係合して、ストッパーとして機能するようになっている。このため、延長ケース６は、電球装着部３の周りに１回転に近い回転が可能であるが、それ以上はストップされる。その結果、配線の接続箇所におけるねじれや大応力の発生を抑制することが可能となる。

本実施の形態では、延長ケース６により人感センサーモジュール３０を電球装着部から離して支持するため、熱チャタリングを抑制し、耐久性を高めることができる。さらにセンサーが電球によって被る検知範囲の制限が重大な支障をきたさないようにできる。すなわち、人感センサーモジュール３０の直下の範囲および入口側など所望の方面の検知をすることができる。また、本実施の形態では、延長ソケット６によって人感センサーモジュール３０を支持するため、人感センサーモジュール３０を天井に固定するための部品が不要であり、また人感センサーモジュール３０を天井に固定するための作業も不要である。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるセンサー付電球装着装置を示す図である。本実施の形態においては、人感センサーモジュール３０を支持するために、ねじ４３およびねじ穴４３ｈ、または接着層４５を用いる点に特徴がある。したがって、本実施の形態では、支持手段は、接着層４５またはねじ４３、ねじ穴４３ｈとなる（この場合、余裕のある所定長さの配線、およびねじを止めたり接着層の相手となる天井または梁などは、当然に、センサー付電球装着装置の取り付け箇所にあることが前提である。このような前提について、以後は言及しない）。接着層４５は、両面テープなど簡易なものであってよい。配線７は、図３に示すように、電球装着部３のコード引出口３ｓから人感センサーモジュール３０の側へと引き出されている。配線７は電球装着部３と人感センサーモジュール３０との間に露出されていてもよいが、意匠性の高い被覆コードなどを用いるのが好ましい。

配線７は、電球装着部３と人感センサーモジュール３０との間を電気的に接続するが、その長さは、余裕をもつようにして、たとえば５ｃｍ以上、好ましくは８ｃｍ以上、さらには１２ｃｍ以上とする。図４は、図３に示すセンサー付電球装着装置１０を取り付けた状態を天井側から見た、模式的平面図である。上述のように、現有のソケットに口金３ｂを螺合させ終わったとき、電球装着部３におけるコード引出口３ｓが室の奥側に向くような場合でも、配線７を余裕をもって設けてあれば、人感センサーモジュール３０を不都合なく好ましい方向に向けて延ばすことができる。すなわち、図４に示すように水平距離Ｌを５ｃｍ以上または８ｃｍ以上とった上で、電球装着部３の周りに配線７を周回させて入口側に向けて人感センサーモジュール３０を延ばすことができる。上記のような配置を実現したあと、配線７に余裕が有りすぎる場合には、締結具４１で、適宜、締結することができる。

本実施の形態では、配線を延ばし、ねじや接着層により人感センサーモジュール３０を電球装着部から離して支持するため、熱チャタリングを抑制し、耐久性を高めることができる。さらに人感センサー１５が電球によって被る検知範囲制限が重大な支障をきたさないようにできる。すなわち、人感センサーモジュール３０の直下の範囲および入口側など所望の方面の検知をすることができる。また、本実施の形態では、上述の実施の形態１に比べて、支持手段にねじや接着層を用い、延長アームを用いないので、部品点数を減らし、安価なセンサー付電球装着装置１０を提供することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３におけるセンサー付電球装着装置を示す図である。本実施の形態では、人感センサーモジュール３０を支持するのに、延長アーム４６が用いられることに特徴がある。延長アーム４６は、図６に示すように、一方の端に電球装着部３を挿通させるための穴４６ｈが設けられ、また他方の端に人感センサーモジュール３０を通して係止するためのセンサー用穴４６ｐが設けられている。また電球装着部３を挿通させる穴４６ｈの長さを増すために、係合補強部４８が設けられている。この係合補強部４８により、延長アーム４６の電球装着部３への取付が堅固なものになり、人感センサーモジュール３０は延長アーム４６によって安定堅固に支持される。また、本実施の形態においても、配線７の長さは、実施の形態２と同様に余裕をもって長めにとるのがよい。

延長アーム４６は、穴４６ｈの内面で電球装着部３の外面と接触しており、電球装着部３の周りに回動可能である。人感センサーモジュール３０をセンサー用穴４６ｐから外しておけば、延長アーム４６は、原理的に無限回でも電球装着部３の周りに回転可能である。このため、電球装着部３の口金３ｂを、既存のソケットに螺合し終わった状態で、コード引出口３ｓがどのような方向に向いていても、延長アーム４６を電球装着部３の周りに回動させて、所望の方向に延長アーム６を向けることができる。このときコード引出口３ｓが、所望の方向と反対の方向に向いていても、配線７に余裕があれば配線７に電球装着部３を周回させて、延長アーム４６に沿わせて延ばし、人感センサーモジュール３０をセンサー用穴４６ｐに嵌め込むことができる。

本実施の形態では、延長アームにより人感センサーモジュール３０を電球装着部から離して支持するため、熱チャタリングを抑制し、耐久性を高めることができる。さらにセンサーが電球によって被る検知範囲制限が重大な支障をきたさないようにできる。すなわち、人感センサーモジュール３０の直下の範囲および入口側など所望の方面の検知をすることができる。また、本実施の形態では、上述の実施の形態２に比べて、延長アーム４６を用いることにより人感センサーモジュール３０を支持するので、このセンサー付電球装着装置１０を購入した利用者の作業は、既存のソケットに口金３ａを螺合させるだけで済む。したがって、人感センサーモジュール３０を天井等に固定する作業をしなくてよい。また、延長アーム４６は、延長ケースに比較して構造が簡素であり、安価に製作することができる。配線は、延長アーム４６の上にビニールテープなどで止めてもよいが、単に乗せておくだけでもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。たとえば支持手段として、上記実施の形態では、延長ケース、アーム、接着層およびねじを挙げたが、これ以外に天井に取り付けた支持フックや、天井に取り付けた紐やネットによっても支持することができる。

本発明のセンサー付電球装着装置を用いることにより、簡単な機構、簡単な作業により、誤動作なく精度よく、長い年月にわたって、人感センサーによる広範囲な検知が可能となるので、トイレや玄関などにおける照明を、必要な機会に確実に提供し、不要な機会に消灯にして電力消費を抑制することができる。

本発明の実施の形態１におけるセンサー付電球装着装置を示す図である。 図１のセンサー付電球装着装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態２におけるセンサー付電球装着装置を示す図である。 図３のセンサー付電球装着装置を取り付けた状態の模式的平面図である。 本発明の実施の形態３におけるセンサー付電球装着装置を示す図である。 図５のセンサー付電球装着装置における延長アームを示す図である。

符号の説明

３ 電球装着部、３ａ 口金部、３ｂ ソケット、３ｋ 係合部、３ｓ コード引出口、５ 人感センサー、６ 延長ケース、６ａ ケース蓋部、６ｂ ケース底部、６ｈ 穴、６ｐ センサー用穴、７，７ａ，７ｂ，７ｃ 配線、１０ センサー付電球装着装置、１１ 長ねじ、１１ｂ ばね状雌ねじ、１１ｈ 長ねじ挿通穴、１３ａ 口金ねじ部、１３ｂ ソケットねじ部、１３ｃ 挿入環、１３ｄ 突出片、１３ｅ 係合部、１５ 集光部、１９ａ，１９ｂ 係合部（ストッパー）、２１ａ，２１ｂ 半導体チップ、３０ 人感センサーモジュール、３１ 基板、３３ 切換スイッチ、３７ ねじ、３７ｈ 雌ねじ、４１ 締結具、４３ ねじ、４３ｈ ねじ穴、４５ 接着層、４６ 延長アーム、４６ｈ 穴、４６ｐ センサー用穴、４８ 係合補強部。

Claims (6)

1. 口金およびソケットを備えた電球装着部と、
   前記ソケットに装着される電球の点灯／消灯を制御するための人感センサーモジュールと、
   前記人感センサーモジュールを前記電球装着部から離れた位置に支持する支持手段とを備えることを特徴とする、センサー付電球装着装置。
2. 前記支持手段は、前記電球装着部から延び出るアームとして形成され、そのアームに前記人感センサーモジュールが配置されることを特徴とする、請求項１に記載のセンサー付電球装着装置。
3. 前記アームが当該電球装着部の周りに回動可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のセンサー付電球装着装置。
4. 前記アームおよび電球装着部は、そのアームが該電球装着部の周りに一回転以上しないように、ストッパー機構を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のセンサー付電球装着装置。
5. 前記支持手段は、中に空間を含むようにケース状に形成されており、前記人感センサーモジュールは電気配線とともに、そのケース内に収納されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のセンサー付電球装着装置。
6. 前記電球装着部の軸線と、前記人感センサーモジュールの中心位置との間の水平距離が、５ｃｍ以上あることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のセンサー付電球装着装置。
   

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