JP2012225592A - Heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人体の有無に応じて、運転制御を行う暖房装置に関するものである。 The present invention relates to a heating apparatus that performs operation control according to the presence or absence of a human body.
従来より、赤外線センサ等の人体検知センサを用いて人体に対して最適な暖房を行い、暖房効率を向上させることで、快適な暖房及び消費電力の低減を目的としていくつかの構成が提案されている。この代表的な例として、例えば特開平9−49636号公報(以下「特許文献1」)が知られている。
Conventionally, several configurations have been proposed for the purpose of comfortable heating and reduction of power consumption by optimally heating the human body using a human body detection sensor such as an infrared sensor and improving the heating efficiency. Yes. As a typical example of this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-49636 (hereinafter “
上記特許文献1において、暖房する向きを変更する首振り機構部又は風向制御機構部と、人体の存在を検知する人体検知センサと、その検知された人体の存在領域に応じて、その人体に対して所定の暖房効果が得られるように、首振り機構部又は風向制御機構部による暖房する向きの変更動作を制御する暖房制御手段とを備えている。
In the above-mentioned
また、人体検知センサとしては、赤外線センサを用いることによって、低コストに容易に人体検知を行うことができる。さらに、人体検知後の首振り制御として、人体検知領域のみに送風を行ったり、逆に人体検知領域以外に暖房送風を送ったり、また人体検知をしなくなった時は自動的に暖房が止まるようにすることによって、省エネルギーを実践することができる。 In addition, as a human body detection sensor, it is possible to easily detect a human body at low cost by using an infrared sensor. Furthermore, as swing control after human body detection, air is blown only to the human body detection area, or conversely, heating air is sent to areas other than the human body detection area, and heating stops automatically when no human body is detected. By doing so, you can practice energy saving.
また、人体検知用の赤外線センサ以外に超音波センサ等の距離を測定することができる距離センサを備えることによって、人体までの距離、更には、人体の活動量や部屋内の温度分布を正確に測定することが可能であるので、より正確に暖房のパワーや送風の強弱を自動制御することが可能な暖房装置が提案されている。 In addition to the infrared sensor for detecting the human body, by providing a distance sensor that can measure the distance such as an ultrasonic sensor, the distance to the human body, and further, the amount of activity of the human body and the temperature distribution in the room can be accurately measured. Since it is possible to measure, there has been proposed a heating apparatus capable of automatically controlling the power of heating and the intensity of air blowing more accurately.
しかしながら、上記従来の暖房装置では次のような問題が生じている。即ち、暖房装置の首振り機構部の回転軸に人体検知可能な赤外線センサを設置し、首振り機構部にフィードバックさせることによって、人体を中心とした暖房送風を行うことができ、さらに、人体の代謝量、活動量を検知することによって送風の強弱を制御することができ、人体に対して最適な風を効率良く送ることができる暖房装置を得ることができるが、暖房装置の首振り機構を広角可動にすることや暖房装置の発熱体の配置方向を縦横に可動する構造とすると、人体検知の精度を向上させる必要があり、人体検知の精度を向上させる為には赤外線センサを構成する強誘電体等の素子の数を増やす必要があるため、コストの増加が生じる。 However, the above-described conventional heating apparatus has the following problems. That is, by installing an infrared sensor capable of detecting the human body on the rotation shaft of the swing mechanism part of the heating device and feeding back to the swing mechanism part, it is possible to perform heating air blowing around the human body, By detecting the amount of metabolism and the amount of activity, the intensity of the air flow can be controlled, and a heating device that can efficiently send the optimum wind to the human body can be obtained. If it is designed to be movable at a wide angle or the structure in which the heating element of the heating device can be moved vertically and horizontally, it is necessary to improve the accuracy of human body detection. In order to improve the accuracy of human body detection, it is necessary to configure an infrared sensor. Since it is necessary to increase the number of elements such as dielectrics, the cost increases.
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、首振り機構を広角可動にすることや発熱体の配置方向を縦横に可動する構造を用いても、赤外線センサを構成する素子の数を増やすことなく、精度の高い人体検知を行うことができる暖房装置を提供することを目標とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the number of elements constituting the infrared sensor can be increased even if the swing mechanism is movable at a wide angle or the arrangement direction of the heating element can be moved vertically and horizontally. The aim is to provide a heating device that can perform highly accurate human body detection.
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、請求項1の発明において、暖房装置の本体部に発熱体と当該発熱体の熱を前方に反射する反射板を備え、前記本体部に人体の有無を検知する人感センサを備え、前記本体部の向きを上下又は/及び左右に変更する首振り機構を備えた暖房装置において、前記人感センサを構成する複数の素子は人体の横方向の動作及び縦方向の動作を検知できる位置に配置し、前記人感センサの検知に基づいて前記暖房装置の制御を行うことを特徴とする暖房装置とする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. That is, in the invention of
上記構成においては、前記本体部は縦向き又は横向きに回転可動する構造としてもよいし、前記人感センサは2つの素子からなる赤外線センサとしてもよいし、前記首振り機構は前記人感センサが人体の存在を検知した領域のみ首振り動作を行ってもよい。また、前記人感センサが人体の存在を検知しない場合、前記発熱体の発熱量を制御してもよいし、前記人感センサが人体の存在を検知しない場合、前記発熱体への通電を停止してもよい。さらに、前記人感センサは前記発熱体の放熱方向と同一面に配置してもよいし、前記複数の素子は水平方向に対して斜めに配置してもよい。 In the above configuration, the main body portion may be configured to be rotatable in a vertical direction or a horizontal direction, the human sensor may be an infrared sensor including two elements, and the head swing mechanism may be the human sensor. Only the region where the presence of the human body is detected may be swung. Further, when the human sensor does not detect the presence of a human body, the amount of heat generated by the heat generator may be controlled. When the human sensor does not detect the presence of a human body, energization of the heat generator is stopped. May be. Furthermore, the human sensor may be arranged on the same plane as the heat dissipation direction of the heating element, and the plurality of elements may be arranged obliquely with respect to the horizontal direction.
上記の通り、人感センサを備えた暖房装置において、本体部を縦向き又は横向きに回転可動する構造と首振り機構を備え、人感センサは2つの素子からなる赤外線センサとし、2つの素子は水平方向に対して斜めに配置する。また、首振り機構は人感センサが人体の存在を検知した領域のみ首振り動作を行う。さらに、赤外線センサが人体の存在を検知しない場合、発熱体への通電を停止することで、首振り機構を広角可動にすることや発熱体の配置方向を縦横に可動する構造を用いても、赤外線センサを構成する素子の数を増やすことなく、精度の高い人体検知を行うことができる暖房装置が実現できる。 As described above, in the heating device provided with the human sensor, the main body unit is provided with a structure in which the main body portion can be rotated in the vertical direction or the horizontal direction and the swing mechanism, and the human sensor is an infrared sensor including two elements. Arranged diagonally with respect to the horizontal direction. The swing mechanism performs a swing motion only in the region where the human sensor detects the presence of the human body. In addition, if the infrared sensor does not detect the presence of a human body, by stopping energization to the heating element, even if the swing mechanism is made movable at a wide angle or the arrangement direction of the heating element is moved vertically and horizontally, A heating device that can perform highly accurate human body detection without increasing the number of elements constituting the infrared sensor can be realized.
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図1乃至図4に基づいて説明する。 An example showing the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本発明の第1の実施例とする本体部を縦向きとした暖房装置の斜視図を図1に、本体部を横向きとした暖房装置の斜視図を図2に、赤外線センサの斜視図を図3に、(A)は図1の暖房装置における赤外線センサの正面図、(B)は図2の暖房装置における赤外線センサの正面図を図4にそれぞれ示す。 FIG. 1 is a perspective view of a heating device in which the main body is vertically oriented according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the heating device in which the main body is horizontally oriented, and FIG. 3, (A) is a front view of the infrared sensor in the heating device of FIG. 1, and (B) is a front view of the infrared sensor in the heating device of FIG.
図1及び図2において、暖房装置10は本体部12及び台座18、支柱部20から構成され、当該本体部12には発熱体14と、当該発熱体14の熱を前方へ反射する反射板16を当該発熱体14の後方に備え、当該発熱体14は遠赤外線ヒータとしている。また、当該本体部12の前方側面には人体の有無を検知する赤外線センサ30を備え、当該赤外線センサ30は焦電型赤外線センサとしている。さらに、当該本体部12には当該暖房装置10の電源のオン・オフや当該発熱体14の発熱量の強弱を行う電源スイッチ22を備え、当該本体部12には当該赤外線センサ30の人体検知結果や当該電源スイッチ22からの入力に基づいて制御や演算を行うCPUを備えている。
1 and 2, the heating device 10 includes a
また、前記支柱部20は前記本体部12を支えており、前記支柱部20に首振り機構を備え、前記本体部12を左右に自動可動させている。さらに、前記支柱部20は前記本体部12を縦向き又は横向きに回転可動させる機構を備え、上下左右の広範囲に前記発熱体14の熱を放出している。
In addition, the
次に、赤外線センサの構造を図3に基づいて説明する。 Next, the structure of the infrared sensor will be described with reference to FIG.
図3において、前記赤外線センサ30は強誘電体セラミックからなる第1の素子32及び第2の素子34を備え、当該第1の素子32及び当該第2の素子34は並べて配列されている。また、当該第1の素子32及び当該第2の素子34は人体から発せられる赤外線を受けると、その熱エネルギーを吸収して、自発分極に変化を起こし、その変化量に応じて電荷が励起される。即ち、当該第1の素子32及び当該第2の素子34のうち、先に電流が流れた方の素子がどちらか及び電流が流れるタイミングによって人体の位置を検知することができる。
In FIG. 3, the
次に、暖房装置の本体部の向きにおける赤外線センサの人体検知の構成を図4に基づいて説明する。 Next, the structure of the human body detection of the infrared sensor in the direction of the main body of the heating device will be described with reference to FIG.
図4において、(A)は前記暖房装置10の前記本体部12が縦向き時の前記赤外線センサ30であり、前記第1の素子32及び前記第2の素子34が斜め45度で配置され、前記暖房装置10の首振り機構によって矢印(ア)方向に可動した際に人体を検知すると、まず前記第1の素子32が人体からの赤外線を受け取り電流が流れ、その後前記第2の素子34が人体からの赤外線を受け取り電流が流れる。また、前記暖房装置10の首振り機構によって矢印(イ)方向に可動した際に人体を検知すると、まず前記第2の素子34が人体からの赤外線を受け取り電流が流れ、その後前記第1の素子32が人体からの赤外線を受け取り電流が流れる。よって、前記第1の素子32及び前記第2の素子34に流れる電流のタイミング及び首振りの角度から前記CPUによって人体の位置を検出する構成としている。
In FIG. 4, (A) is the
また、(B)は前記暖房装置10の前記本体部12が横向き時の前記赤外線センサ30であり、(A)から前記本体部12を90度回転させた状態となり前記赤外線センサ30も(A)から90度回転した位置となる。前記暖房装置10の首振り機構によって矢印(ウ)方向に可動した際に人体を検知すると、まず前記第2の素子34が人体からの赤外線を受け取り電流が流れ、その後、前記第1の素子32が人体からの赤外線を受け取り電流が流れる。さらに、前記暖房装置10の首振り機構によって矢印(エ)方向に可動した際に人体を検知すると、まず前記第1の素子32が人体からの赤外線を受け取り電流が流れ、その後前記第2の素子34が人体からの赤外線を受け取り電流が流れる。よって、前記第1の素子32及び前記第2の素子34に流れる電流のタイミング及び首振りの角度から前記CPUによって人体の位置を検出する構成としている。
Further, (B) is the
また、前記赤外線センサ30の人体検知結果に基づいて、前記CPUは人体が検知された領域のみに首振り動作を行うように前記首振り機構へ制御信号を供給する。さらに、前記赤外線センサ30によって人体が検知されなかった時は、前記CPUは前記電源スイッチ22の状態に関係なく前記暖房装置10への通電を停止する。
Further, based on the human body detection result of the
なお上記実施例1の変形例として、前記暖房装置10の構成は前記首振り機構及び前記本体部12を縦向き又は横向きに可動させる構造を有していれば設計事情によって任意の構成に変更してもよい。また、前記首振り機構は上下方向に自動可動させるものとしてもよいし、前記本体部12を縦向き又は横向きに可動させる構造は設計事情によって任意の構造に変更してもよい。さらに、前記発熱体14は輻射式であれば遠赤外線ヒータ以外にも、例えばハロゲンヒータ、カーボンヒータ、セラミックヒータ等としてもよい。
As a modification of the first embodiment, the configuration of the heating device 10 can be changed to an arbitrary configuration depending on design circumstances as long as the swing mechanism and the
また、前記赤外線センサ30は強誘電体セラミック以外の素子から構成してもよいし、前記第1の素子32及び前記第2の素子34の配列は、前記本体部12を縦向き又は横向きとした時に検知性能が同等となる配列であれば任意に変更してもよいし、前記赤外線センサ30を構成する素子の数は、前記本体部12を縦向き又は横向きとした時に検知性能が同等となるのであれば任意の数に変更してもよい。さらに、前記赤外線センサ30は前記本体部12に備える以外にも広角範囲の人体検知を実行できる位置であれば任意に変更してもよい。
The
また、前記赤外線センサ30の人体検知結果に基づいて、人体検知されなかった時は、前記発熱体14の発熱量を低減させてもよいし、前記発熱体14への通電のみ停止し、前記首振り機構は動作させ、引き続き前記赤外線センサ30による人体検知を行う構成としてもよい。さらに、前記赤外線センサ30の人体検知結果や前記電源スイッチ22からの入力に基づいて制御や演算を行う制御部及び前記第1の素子32及び前記第2の素子34に流れる電流のタイミング及び首振りの角度から人体の位置を検出する制御部は設計事情によって任意の構成に変更してもよい。
Further, based on the human body detection result of the
10:暖房装置
12:本体部
14:発熱体
16:反射板
18:台座
20:支柱部
22:電源スイッチ
30:赤外線センサ
32:第1の素子
34:第2の素子
10: Heating device
12: Body
14: Heating element
16: Reflector
18: Pedestal
20: Prop
22: Power switch
30: Infrared sensor
32: First element
34: Second element
Claims (8)
前記本体部に人体の有無を検知する人感センサを備え、
前記本体部の向きを上下又は/及び左右に変更する首振り機構を備えた暖房装置において、
前記人感センサを構成する複数の素子は人体の横方向の動作及び縦方向の動作を同等の検知能力となる位置に配置し、
前記人感センサの検知に基づいて前記暖房装置の制御を行うことを特徴とする暖房装置。 A heating element and a reflector that reflects the heat of the heating element forward are provided in the main body of the heating device.
A human sensor that detects the presence or absence of a human body in the main body,
In the heating apparatus provided with a swing mechanism that changes the orientation of the main body part up and down or / and left and right,
The plurality of elements constituting the human sensor are arranged at positions where the horizontal movement and the vertical movement of the human body have equivalent detection capabilities,
A heating device that controls the heating device based on detection of the human sensor.
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