JP2008215742A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知精度を落とすことなくコンパクトで意匠性のよい人感検知部を備えた換気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内部に電動機６を有した筒状部５とフランジ部８とによりなる本体フレーム９と、前記本体フレーム９の前面に赤外線を検知する人感センサー１４と集光レンズ１３とを備え、前記本体フレーム９を覆うように設置されている前面パネル１１には前記集光レンズ１３を覆うように設けた人感検知部カバー１６とを備え、前記人感検知部カバー１６は赤外線が集光レンズ１３を介して人感センサー１４へ入射した際に赤外線が人感検知部カバー１６を通過する距離が最小で密着させる構造をもたせ、人感センサー１４の検知出力によって自動運転する換気装置を構成することで、赤外線が人感検知部カバー１６によって減衰する量を最低限に抑え入室者を検知して運転する換気装置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トイレ等の壁面や天井に取り付けられ、人体から放射される熱線を検知することによってトイレ室内における人の入室と退室とを検出し、トイレ室内に配置した換気扇を制御するトイレ用換気装置に関するものである。

従来、この種のトイレ用換気装置は、風洞の吸込側に外方に張出すフランジを持つ本体の風洞にモーターにより回転する羽根車が組付けられ、トイレ等の壁面や天井に取り付けられて、本体に設けられた赤外線を検知する人感センサーの検知出力により自動運転する換気扇について、人感センサーを本体のフランジの外表にホルダーを介して前向きに取り付け、このホルダーは正面及び左右に人感センサーの向きを変え得るよう可動に構成される。また、人感センサーを透過するカバーで覆っていた（特許文献１参照）。
特開２００６−３４２９９０号公報

従来のこの種の換気扇においては、例えば壁に取り付けた場合、取り付け位置によっては人感センサーの検知範囲が狭くなり人を検知しないことがある。こうした不具合を解消するために、人感センサーを使用者が可動させたりして、検知エリアを使用者が決定しなければならない。また、人感センサーを透過するカバーで覆っているため、人感センサーの検知能力が低減する。また、透過カバーの場所によっては人感センサーの赤外線の感度が変るため、夏場等環境が人間の近い温度に達した場合は、人感センサーが検知しない恐れがあるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、入り口付近から便器の位置まで全て人を正確に検知することができ、換気扇使用者に検知エリアを設定させることなく換気装置を自動で使用することができる。

上記課題を解決するために本発明の換気装置は、汚れた空気を室外に排気するファンを本体の通風路に備え、前記本体の前面部には、人から発生する赤外を検知する人感検知部を備え、前記本体には、ファンを保護するパネルを備え、前記パネルには、人から発生する赤外線を透過する透過窓を備え、前記透過窓には、赤外線を透過するカバーを備え、前記人感検知部を透過するカバーに密着させることを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、透過するカバーを人感検知部と同一形状にすることを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、ファンを駆動するモーターがＤＣモータであることを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、透過するカバーが着脱自在であることを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、透過するカバーを複数の材料で成形することを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、本体に外風を防止するシャッターを備えることを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、本体に、人感検知部の信号を読み込む制御部を備え、制御部には、人の存在を判断する人存在判断手段を備える構成であって、人感検知部に電源が入力されると、人感検知部が現在の人の有無状態を出力し、出力した値が人存在判断手段で人が存在しないと判断した場合においては、人感検知部の出力信号をある一定時間取り込みを開始し、取り込んだ情報を元に人検知手段の閾値を可変することを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、本体に季節切換え手段を備え、季節切換え手段により人検知手段の閾値を可変することを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、本体に温度検出手段を備え、温度検知手段の結果により人検知手段の閾値を可変することを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、透過カバーの取り付けの有無により人検知手段の閾値を可変することを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、本体に閾値変更手段を備え、設置状況により閾値を可変することを特徴とする。

また、本発明の換気装置は、表示手段を備え、閾値の状態を表示することを特徴とする。

以上のように本願発明の換気装置によれば、人感検知部を可動しなくても人感検知部が便器に座っている人をトイレの入り口付近から便器の位置まで全て人を正確に検知することができるため、換気装置を取り付ける場所を気にせずに簡単施工な商品を提供することができる。

請求項１に記載の換気装置の発明は、汚れた空気を室外に排気するファンを本体の通風路に備え、前記本体の前面部には、人から発生する赤外を検知する人感検知部を備え、前記本体には、ファンを保護するパネルを備え、前記パネルには、人から発生する赤外線を透過する透過窓を備え、前記透過窓には、赤外線を透過するカバーを備え、前記人感検知部を透過するカバーに密着させることを特徴とするものであり、人感検知部と透過するカバーを密着することで人感検知部を広範な人検知の可能なコンパクトな換気装置を得ることである。また、前面意匠の損なわれない換気装置を提供することができる。

請求項２に記載の換気装置の発明は、透過するカバーを人感検知部と同一形状にすることを特徴とするものであり、透過するカバーと人感検知部とを同一形状にすることで人感検知部を広範な人検知の可能なコンパクトな換気装置を得ることである。また、前面意匠の損なわれない換気装置を提供することができる。

請求項３に記載の換気装置の発明は、ファンを駆動するモーターがＤＣモータであることを特徴とするものであり、ファンを駆動するモーターがＤＣモータにすることで、出力の効率が良くすることできるため、消費電力を削減することできる換気装置を提供することができる。

請求項４に記載の換気装置の発明は、透過するカバーが着脱自在であることを特徴とするものであり、透過するカバーを着脱自在にすることで、換気装置使用者が検知エリアを変更することができる換気装置を提供することができる。

請求項５に記載の換気装置の発明は、透過するカバーを複数の材料で成形することを特徴とするものであり、透過するカバーを複数の材料で成形することで、換気装置使用者が必要のない検知エリアを遮断することができる換気装置を提供することができる。

請求項６に記載の換気装置の発明は、外風を防止するシャッターを備えることを特徴とするものであり、外風を防止するシャッターを備えることで、外風を遮断することができる換気装置を提供することができる。

請求項７に記載の換気装置の発明は、本体に、人感検知部の信号を読み込む制御部を備え、制御部には、人の存在を判断する人存在判断手段を備える構成であって、人感検知部に電源が入力されると、人感検知部が現在の人の有無状態を出力し、出力した値が人存在判断手段で人が存在しないと判断した場合においては、人感検知部の出力信号をある一定時間取り込みを開始し、取り込んだ情報を元に人検知手段の閾値を可変することを特徴とするものであり、閾値を可変することで、人感検出部のバラツキを抑制することができる換気装置を提供することができる。

請求項８に記載の換気装置の発明は、本体に季節切換え手段を備え、季節切換え手段により人検知手段の閾値を可変することを特徴するものであり、季節切換え手段により人検知手段の閾値を可変することで、夏場等環境温度が人間の近い温度に達した場合においても、正確に人の在室を検知することができる換気装置を提供することができる。

請求項９に記載の換気装置の発明は、本体に温度検出手段を備え、前記温度検知手段の結果により人検知手段の閾値を可変することを特徴するものであり、温度検知手段の結果により人検知手段の閾値を可変することで、夏場等環境温度が人間の近い温度に達した場合においても、正確に人の在室を検知することができる換気装置を提供することができる。

請求項１０に記載の換気装置の発明は、透過カバーの取り付けの有無により人検知手段の閾値を可変することを特徴とするものであり、このような理由で、透過カバーの影響を受けることなく、正確にトイレ内の人の在室を検知することができる換気装置を提供することができる。

請求項１１に記載の換気装置の発明は、本体に閾値変更手段を備え、設置状況により閾値を可変することを特徴とするものであり、設置状況により閾値を可変することで、トイレ等の大きさ、間取り、壁面、天井面等設置に関係なく、トイレ内の人の在室を検知することができる換気装置を提供することができる。

請求項１２に記載の換気装置によれば、表示手段を備え、前記閾値の状態を表示することを特徴とするものであり、閾値の状態を表示することで、メンテナンス等に役立つことができる換気装置を提供することができる。

以下、本願発明の実施の形態について図１〜図８を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の換気装置の一例として、トイレ内の室内の壁に設けられた換気装置を例にとり説明する。

図１に示すように、室内と室外を連通するように、壁部１に埋設された風洞パイプ２に板バネ３およびパッキン４を沿わして装着される筒状部５と、筒状部５に設けられる電動機６（例えば、ＡＣモーター）により駆動される羽根７を有し、筒状部５の室内側開口の外周に半径方向に張出し、略方形状に形成されたフランジ部８と、フランジ部８の周辺の背面側に形成した立ち上り部とを設けた本体フレーム９と、この本体フレーム９のフランジ部８を覆うように設けられる形状で中央部に通風開口１０が形成される前面パネル１１と、本体フレーム９の前面部には、人の存在を検知する人感検知部１２を備えている。人感検知部１２は、例えば、検知領域からの赤外を集光する集光レンズ１３を備え、集光レンズ１３が赤外線を集光すると人感センサー１４（例えば、焦電効果を原理とした人感センサーがあり、焦電セラミックが赤外線を受けるとその熱エネルギーを素子が吸収して自発分極に変化を起こしその変化量）を増幅する増幅器（例えばオペアンプ）で増幅する構成となっている。

前面パネル１１には、人から発生する赤外線を透過する透過窓１５を備え、透過窓１５には人感検知部１２を覆うように設けた樹脂製（例えば、耐候剤と帯電防止剤を添加剤として加えた高密度ポリエチレン樹脂）の人感検知部カバー１６を人感検知部１２と同一形状になるように備え、人感検知部カバー１６は、人の赤外線が人感検知部１２の集光レンズが人感検知部カバー１６を透過する距離が最小でかつ密着する構成となっている。

また、人感検知部カバー１６は、透過窓１５から着脱することができる構成になっている。

また、図２に示すように、人感検知部１２から得られた信号を読み込む制御回路１５を備え、制御回路１７には、人の存在を判断する人存在判断手段１８（例えば、マイクロコンピュータを用いて実現することが可能であり、このマイクロコンピュータには、一連の動作が可能なプログラムが書き込まれている。）を有し、人存在判断手段１８の結果に基づいて、負荷を駆動する負荷駆動手段（例えばトライアック図示せず）を内蔵する回路ケース２０を本体フレーム９内部に備える構成としている。

また、図３に示すように、外風の影響を防止するために、本体フレーム９にシャッター２１を取り付ける構成としている。

上記構成において、換気装置の動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。

換気装置に電源が投入されると、制御回路１７に電源が印加され人感検知部１２内部にある人感センサー１４に電源が印加されると同時に、人存在判断手段１８のプログラムが処理を開始する。以下人存在判断手段１８のプログラム処理の内容を説明する。

人感センサー１４は安定するのに時間を要するため、人の有無に関係なく、負荷駆動手段がシャッター２１を開状態にし、電動機６を運転させる。人感センサー１４が安定する時間は、人感センサー１４の種類によっても違うが、約９０秒は安定時間を有するため、電動機６を約２分間回転させる。

電動機６が回転している間に、人感センサー１４が安定し、人感センサー１４が安定すると人感センサー１４の検知信号を人存在判断手段１８が読み込みを開始し、人の存在がない場合は、標準の人感センサー１４は、約２．０Ｖ出力される構成になっているが、人感センサー１４のばらつきによっては、２．０Ｖに対して約±０．３Ｖずれるため、人感センサー１４のばらつきを吸収するために、人感センサー１４の非検知状態のデータを取り込んでから、人の存在を判定する閾値を決定する。（例えば、標準の人感センサー１４の場合、２．０Ｖに対して±０．５Ｖで閾値と決定する。）閾値が決定される。そして、人感センサー１４の値が決定された閾値を超えると、引き続き電動機６は回転し、シャッター２１が開状態となる。また、閾値決定後、閾値を超えない場合は、電動機６は停止し、シャッター２１は閉状態となる。

以上のように構成した換気装置は、集光レンズに人感検知部カバーを密着させることでどの検知エリアにおいても均一に透過することができ、またシャッターを付けることで冬場等、外風の冷風感による人感センサーの誤検知を防止し、人の存在を判定する人存在判断手段の閾値を人感センサーの出力から可変することでより正確に換気装置を動作させることができる。

また、電動機６をＡＣモーターを用いて説明したが、ＤＣモーターを利用したとしても作用効果は同じである。

（実施の形態２）
実施の形態２について、図５を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

人感検知部カバー１６は、２種類の材質で構成されており、例えば耐候剤と帯電防止剤を添加剤として加えた高密度ポリエチレン樹脂２２と赤外を通さない耐候剤と帯電防止剤を添加剤として加えた高密度ポリカーボネート樹脂２３を２色成形した構成とする。

上記構成において、人感検知部カバーを２色成形にすることで、使用状況に応じた検知範囲に調整して、換気装置の自動運転を行うことで、使用者の想定した以外の範囲からの赤外線に反応することを防止して、確実に使用者を検知して自動運転を行うことができることとなる。

（実施の形態３）
実施の形態３について、図６を参照しながら説明する。なお、実施の形態１、２と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

夏・冬を切換える季節切換え手段２４（例えばスライドスイッチ）を制御回路１７に備える構成にする。上記構成において、季節切換え手段２４が夏と判断した場合においては、閾値を通常の閾値０．５Ｖから例えば０．２５Ｖに可変する構成とする。

上記構成において、夏場等人感センサー１４の検知エネルギーが少ない場合（例えば、焦電効果を原理とした人感センサー１４は、人から発生する赤外線を熱に変換し、人の存在する環境温度との相対比較するため、夏場等人の体温と環境温度が同等の場合は、温度差が小さくなるためエネルギー量が少なくなる）は、閾値を０．２５Ｖにすることによって、夏場の検知を確実にしより正確に換気装置を動作させることができる。

また、スライドスイッチなどの季節切換え手段の代わりに温度検知手段（例えばサーミスタ図示せず）を備え、夏・冬判定手段（図示せず）を備える構成とする。

また、夏・冬判定手段は、温度検知手段により検知された温度で判定し、例えば、温度検知手段により検知されたトイレ内の温度が２５℃以上ならば夏と判定し、それ以下ならば冬と判断する。夏・冬判定手段としては、上記判定内容がプログラムされたマイコンなどがある。

上記構成において、夏・冬判定手段が夏と判断した場合は、例えば閾値を０．２５Ｖにすることによって、夏場の検知を確実にしより正確に換気装置を動作させることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４について、図７を参照しながら説明する。なお、実施の形態１乃至３と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

制御回路１７にロック式のプッシュスイッチ２６を備え、人感検知部カバー１６が前面パネル１１に取り付けられると、プッシュスイッチ２６が押され、人感検知部カバー１６が前面パネル１１に取り付けられることがわかる構成とする。

上記構成において、人感検知部カバー１６（例えば、人感検知部カバー１６の厚みにもよるが、０．５μｍで赤外線の能力が１／２から１／３に落ちるため）が取り付けられた場合は、例えば閾値を０．２５Ｖに可変することによって、人感検知部カバー１６で人感センサー１４の赤外線検知能力の低下をカバーし、人感検知部カバー１６が取り付いた場合においても、より正確に換気装置を動作させることができる。

（実施の形態５）
実施の形態４について、図８を参照しながら説明する。なお、実施の形態１乃至４と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

制御回路１７上に換気装置の運転状態を表示するＬＥＤ２７を備え、換気装置の運転・停止を制御する運転・停止スイッチ２５（例えばタクトスイッチ）を備え、制御回路１７には、閾値変更手段２８（例えばスライドスイッチ）を備える構成とする。

上記構成において、使用状況に応じて閾値をスライドスイッチなどの閾値変更手段２８で調整するため、使用者の想定した以外の場所でも検知の範囲からの赤外線に反応することができ、確実に使用者を検知して自動運転を行うことができることとなる。

また、タクトスイッチなどの運転・停止スイッチ２５を例えば３秒押すことで運転状態を表示するＬＥＤ２７が例えば点灯した場合は、閾値０．５Ｖ、点滅した場合は、閾値０．２５Ｖの表示をすることによって、換気装置使用者に現在の閾値を前面パネル１１を外さずにお知らせすることができる。

本発明にかかる建物に取り付けられる換気装置は、トイレ等の汚れた空気を排出する機器などの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１の換気装置の壁部に設置した状態を示す断面図 同換気装置の前面パネルを外した状態での同換気装置の斜視図 同換気装置の前面パネルを外した状態での同換気装置の斜視図 同換気装置の運転動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２の換気装置の拡大斜視図 本発明の実施の形態３の換気装置の前面パネルを外した状態での同換気装置の斜視図 本発明の実施の形態４の換気装置の前面パネルを外した状態での同換気装置の斜視図 本発明の実施の形態５の換気装置の前面パネルを外した状態での同換気装置の斜視図

符号の説明

１１ 前面パネル
１２ 人感検知部
１６ 人感検知部カバー
１８ 人存在判断手段
２４ 季節切換え手段
２８ 閾値変更手段

Claims (12)

1. 汚れた空気を室外に排気するファンを本体の通風路に備え、前記本体の前面部には、人から発生する赤外を検知する人感検知部を備え、前記本体には、ファンを保護するパネルを備え、前記パネルには、人から発生する赤外線を透過する透過窓を備え、前記透過窓には、赤外線を透過するカバーを備え、前記人感検知部を透過するカバーに前記透過窓を密着させることを特徴とする換気装置。
2. 透過するカバーを人感検知部と同一形状にすることを特徴とした請求項１記載の換気装置。
3. 前記ファンを駆動するモータがＤＣモータであることを特徴とした請求項２記載の換気装置。
4. 前記透過するカバーが着脱自在であることを特徴とする請求項１、２または３記載の換気装置。
5. 前記透過するカバーを複数の材料で成形することを特徴とする請求項４記載の換気装置。
6. 前記本体に外風を防止するシャッターを備えることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の換気装置。
7. 前記本体に、前記人感検知部の信号を読み込む制御部を備え、前記制御部には、人の存在を判断する人存在手段を備える構成であって、前記人感検知部に電源が入力されると、前記人感検知部が現在の人の有無状態を出力し、出力した値が前記人存在手段で人が存在しないと判断した場合においては、前記人感検知部の出力信号をある一定時間取り込みを開始し、取り込んだ情報を元に人検知手段の閾値を可変することを特徴とした請求項１、２、３、４、５または６記載の換気装置。
8. 前記本体に季節切換え手段を備え、前記季節切換え手段により人検知手段の閾値を可変することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６または７記載に換気装置。
9. 前記本体に温度検出手段を備え、前記温度検知手段の結果により人検知手段の閾値を可変することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の換気装置。
10. 透過カバーの取り付けの有無により人検知手段の閾値を可変することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の換気装置。
11. 前記本体に閾値変更手段を備え、設置状況により閾値を可変することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の換気装置。
12. 表示手段を備え、前記閾値の状態を表示することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の換気装置。

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