JP2863194B2 - 感熱スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、天井や壁に取り付けられ、人体等の熱源か
ら放射される赤外線を焦電型赤外線センサにより検知す
る感熱スイッチに関するものである。

［従来の技術］ 一般にこの種の感熱スイッチは、人体から放射される
感熱センサと、感熱センサにより人体が検知された時に
負荷をオンオフする制御部とが同一のハウジング内に納
装されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、負荷が照明器具であれば、単に人を検知して
オンオフさせるだけでなく、連続点灯や連続消灯等をさ
せたい場合がある。そのため、自動点滅、連続点灯、連
続消灯などのモードを設定する場合には、手で操作する
ために、手が届く壁面に位置が限定されることになる。
従って、天井面に設置して検知エリアを設定することが
できなくなる。また、検知エリアを調整する場合に、従
来では、カバーを一旦取り外してからセンサ部を調整し
なければならないという問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、
取付場所の制限を少なくし、設置後の検知エリアの調整
を容易にすることを目的とした感熱スイッチを提供する
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本願発明は、造営材に開口した取付穴に収納され造営
材の表側に開口する開口部を有する器体と、造営材の裏
側に位置する器体に設けた端子部と、造営材の表側に位
置する器体周部より外側方へ突出し造営材の表面に沿っ
て配置されるフランジと、造営材の裏面側の器体に一端
が回動自在に枢支され他端とフランジとで造営材を挟持
する取付金具と、フランジに設けられた挿通孔に挿通さ
れフランジの表側より締結方向に回転させることにより
取付金具の他端が造営材の裏面側に移動するように取付
金具を回転させる取付用のボルトと、器体の開口部を通
して造営材の表側に少なくとも一部を突出させて器体に
回動自在に配設した熱線検出用センサ部と、フランジを
含む造営材の表側の器体を覆う化粧プレートとで感熱セ
ンサを構成するとともに、熱線検出用センサ部の信号に
より負荷をオンオフ制御する制御部と感熱センサとを別
体に構成したものである。

［作 用］ 上記構成により造営面に埋設することが簡単に行え、
しかも造営面に取り付けた後も熱線検出用センサ部を回
動させて検知エリアの調整も容易に行える。また、フラ
ンジを含む造営材の表側の器体を化粧プレートで覆うこ
とで見栄えを良くすることができる。また感熱センサと
制御部とを別体としてあるので、制御部を設定等が行い
易い場所に設置することができ、そのため設定操作等が
容易に行なえ、さらに感熱センサをコンパクトで、デザ
イン的にすっきりしたものとして製作できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図は感熱センサＡの断面図を示し、第２図は部分拡大
図を、第３図は熱線検出用センサ部Ｂの分解斜視図を夫
々示している。センサ部Ｂは第３図に示すように、略円
筒状の回転枠１と、12分割した球面フレネルレンズで構
成されたレンズ２と、ドーム状の回転枠３とで構成され
ている。回転枠１の下面はレンズ２を突出させる開口部
４が開口してあり、上部周端面には４つの突起５が突設
してある。また、内周面には夫々対向した突部6,7が突
設され、一方の突部６には溝6aが上下方向に凹設してあ
る。レンズ２の上部周端面には夫々対向した突部8,9が
一体に突設され、一方の突部８には外面にリブ8aが形成
されている。焦電素子等を実装したプリント基板を内部
に配設した回転枠３の下部周端面には凹部10が形成して
ある。

ここで、回転枠１の突部６の溝6aにレンズ２のリブ8a
を沿わせてレンズ２を回転枠１に入れた後に、回転枠３
の凹部10に回転枠１の突起５を圧入することで組み立て
られ、センサ部Ｂが完成する。この際、回転枠１の突部
７の内面にレンズ２の突部９の外面が当接する。そし
て、回転枠１の突部6,7の上面からレンズ２の突部8,9が
飛び出さないように、回転枠３の下部周端面で押接して
いる。尚、突部６に設けた溝6aをレンズ２の突部８に設
け、リブ8aを突部６に設けるようにしても良い。

第１図に示すように、回転枠３の内部には焦電素子11
等を実装したプリント基板13がボス14にタッピングネジ
13で固定されている。センサ部Ｂはボデイ15の開口部16
よりレンズ２部分が突出した形で、ボデイ15に固定され
るものであり、タッピングネジ17でボデイ15に固定され
た押え金具18でセンサ部Ｂが付勢されて配置される。つ
まり、押え金具18によりセンサ部Ｂがボデイ15に位置決
めされると共に、回動自在に装着される。電源制御用の
プリント基板19はタッピングネジ20にてボデイ15に固定
され、センサ部Ｂの回転枠３の窓穴3a（第３図）から出
されたプリント基板12からのリード線21をプリント基板
19に半田付け接続し、更に、プリント基板19からのリー
ド線22をカバー23に設けられた端子部24に接続してい
る。カバー23は組立ねじ25によりボデイ15に固定され、
ボディ15とともに器体を構成する。端子部24は端子ねじ
24aと端子板24bとで構成されている。端子ねじ24aの間
及び両側に絶縁壁26が一体に形成され、その上を押え板
27で絶縁を図っている。また、ボディ15の下周部より外
側方へ突設したフランジ15aの下面には、フランジ15aを
含むボディ15の下面を覆う化粧プレート28が装着される
ようになっている。

熱線検出用センサ部Ｂの回転枠１から突出されたレン
ズ２を通して焦電素子11に熱線が入射すると、熱線量が
変化したときだけ検知出力が得られ、レンズ２を後述す
るように、全方向に15゜ずつ検知範囲を調整でききるよ
うにしてある。熱線を受光した時に得られる検知出力は
上記の端子部24から外部に取り出されるようになってい
る。

第６図に示すように、カバー23の上面には取付金具29
が一対回動自在に取着され、取付金具29の上部には復帰
ばね30の一端部が係合し、復帰ばね30の他端部はカバー
23の上面に係止されて、取付金具29を起立させる方向に
付勢している。また、取付金具29にはボルト31を挿通さ
せる長孔（図示せず）が穿孔されている。第１図に示す
ように、ボデイ15には上記ボルト31を挿通させる挿通孔
32が穿設されていて、ボルト31がこの挿通孔32及び取付
金具29の長孔を挿通し、ボルト31の先端に第６図に示す
ようにナット33が螺着されている。このナット33は四角
形状であり、周縁が取付金具29に当たって回り止めされ
るようになっている。

第６図に示すように、造営材たる天井材34に取付穴35
をあけ、ボルト31を緩めた状態で、感熱センサＡの上部
を取付穴35に挿入した後、ボルト31を締め付けて、取付
金具29を天井材34の上面に倒すと共に、ボデイ15のフラ
ンジ15aを天井材34の下面に当接し、取付金具29とフラ
ンジ15aとで天井34を挟持して、感熱センサＡを取り付
けるようになっている。

次に、センサ部Ｂの回動機構について説明する。第４
図は、第１図及び第２図に示すように、センサ部Ｂの回
転枠３の上部中央には突起36が突設してあり、この突起
36が押え金具18の中央片18aに穿孔した穴37に位置する
ようになっている。つまり、突起36が穴37内に位置する
ことにより、センサ部Ｂの回転範囲（角度）を制限して
いるものである。また、押え金具18の両側にはタッピン
グネジ17を挿通させる孔18bが穿孔してある。回転枠３
の側部に突設してある突起38はボデイ15に形成したガイ
ド溝39に遊嵌した回転枠３の位置を決めるものであり、
センサ部Ｂをボデイ15に配置する際に、突起38をガイド
溝389に沿って挿入して位置決めを行うものである。更
に、回転枠３の突起36の周囲にはリング状のリブ40が複
数半径方向に突設してある。このリブ40はセンサ部Ｂを
ボデイ15に対して、垂直方向の面に沿って回動させる時
のクリックアクションを出すものである。従って、感熱
センサＡの施工後、必要なエリアを設定する場合、回転
枠３を操作することにより、クリックアクション機能を
出すことができ、押え金具18の穴37の径を回転枠３のリ
ブ40の一箇所の径と同一にすることで、センター出し
（真中）を行うことができるものである。また、天井取
付を主目的とする感熱センサであるため、コンパクト
で、デザイン的にもすっきりとしたものが提供でき、ま
た、センサ部Ｂを全方向に15゜回転できる構造としてい
るため、取付場所の制限に少なくなるものである。

次に、センサ部Ｂのレンズ２及び焦電素子11の構造に
ついて説明する。本実施例では基本的に焦電素子11を４
素子とし、赤外線を集光させるレンズ２を収差の少ない
ドーム型のフレネルレンズを用いている。レンズ２は例
えば、熱線が透過しやすい合成樹脂（例えば、高密度ポ
リエチレン）で形成され、球状体としてレンズ２の中心
付近に赤外線センサとしての上記焦電素子11が配置され
るようになっている。従って、焦電素子11は外気流に触
れることがないから、外気流の乱れによる温度分布に差
が生じても焦電素子11は誤りなく検出できるものであ
る。

レンズ２は第３図に示すように、12個のレンズ部2a,2
bの集合体となっており、各レンズ部2a,2bの光軸は、焦
電素子11を中心とする放射状に設定されている。ここ
で、レンズ２の凹凸面は内周面側に形成してあり、外周
面での反射が少なくなるようにして透過効率の低下を防
止している。また、焦電素子11の受光面の中心に立てた
法線とレンズ２との交点を中心とし、この中心の回りに
レンズ部2a,2bを形成しているものである。すなわち、
レンズ部2a,2bは、上記中心付近を周方向に90゜間隔に
分割した４個のレンズ部2aと、レンズ部2aの外周で45゜
間隔に分割した８個のレンズ部2bとから構成している。

焦電素子11は第８図（ａ）に示すように、TO−５型の
パッケージ41内に４個配置しており、同図（ｂ）に示す
ように４個の焦電素子11を極性を反転して直列に接続し
て電源を印加するようにしている。また、図示の括弧書
きに示す極性にして接続してもよい。同図（ｃ）は同図
（ａ）のX,Y軸における視野角を示している。

このように４個の焦電素子11と12分割してレンズ２と
を組み合わせることで、48の検知領域が設定されること
になる。第９図及び第10図は、感熱センサＡを天井面に
取り付けた場合を示しており、図中の が各レンズ部2a,2bの検知領域を示している。第11図は
焦電素子11が２個の場合を示しており、第９図の場合の
方がより広い検知エリア（図中の一点鎖線）を確保する
ことができる。第12図は、本感熱センサＡの検知エリア
を示す図であり、天井面の高さが3.5mの場合、床面では
直径4.9mが検知エリアであり、また、机の高さが70cmと
した場合、直径3.9mが検知エリアとなる。また、レンズ
２を複数の分割しているので、各レンズ部2a,2bにより
複数の検知エリアに分割できて、熱源の移動量が小さく
とも検知できるものである。従って、例えば、会議室に
本感熱センサＡを設置した場合、机の手の動きを検知す
る機能を有し、存在検知により近い特性を有することが
できる。また、レンズ２の分割数を変えることにより、
種々の検知エリアに対応することができる。

上述した感熱センサＡを照明器具50の点滅制御に使用
する場合は、例えば、第13図に示すように、人を検知す
べき領域の広さや、形状に応じて適宜個数を天井に配置
し、信号線51を介して壁面等に設置されたコントローラ
52と接続する。また、コントローラ52には、制御線53を
介して照明器具50と接続し、また、電源線54を介して電
源55と接続している。すなわち、本実施例では、負荷と
しての照明器具を直接制御する制御部であるコントロー
ラ52を感熱センサＡとは別体にして構成としているもの
であり、感熱センサＡは単に、人の検知信号をコントロ
ーラ52へ送るようにし、コントローラ52では、感熱セン
サＡからの信号を受けて、照明器具50を点滅制御するよ
うにしている。

ところで、負荷が照明器具であれば、検知領域への人
の出入りにかかわらず、連続点灯させたり、連続消灯さ
せたりしたい場合があるから、このような要求を満たす
ために、自動点滅、連続点滅、連続消灯などのモードを
設定できる機能を上記コントローラ52には設けている。

［発明の効果］ 本願発明は、造営材に開口した取付穴に収納され造営
材の表側に開口する開口部を有する器体と、造営材の裏
側に位置する器体に設けた端子部と、造営材の表側に位
置する器体周部より外側方へ突出し造営材の表面に沿っ
て配置されるフランジと、造営材の裏面側の器体に一端
が回動自在に枢支され他端とフランジとで造営材を挟持
する取付金具と、フランジに設けられた挿通孔に挿通さ
れフランジの表側より締結方向に回転させることにより
取付金具の他端が造営材の裏面側に移動するように取付
金具を回転させる取付用のボルトと、器体の開口部を通
して造営材の表側に少なくとも一部を突出させて器体に
回動自在に配設した熱線検出用センサ部と、フランジを
含む造営材の表側の器体を覆う化粧プレートとで感熱セ
ンサを構成するとともに、熱線検出用センサ部の信号に
より負荷をオンオフ制御する制御部と感熱センサとを別
体に構成したので、造営面に埋設することが簡単に行
え、しかも造営面に取り付けた後も熱線検出用センサ部
を回動させて検知エリアの調整も容易に行えるという効
果がある。また、フランジを含む造営材の表側の器体を
化粧プレートで覆うことで見栄えを良くすることができ
るという効果がある。さらに、制御部を設定等が行い易
い場所に設置することができ、そのため設定操作等が容
易に行なえるとともに、感熱センサをコンパクトで、デ
ザイン的にすっきりしたものとして製作できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は同上の部分
拡大断面図、第３図は同上のセンサ部の分解斜視図、第
４図は同上の要部分解斜視図、第５図（ａ）（ｂ）は同
上の破断下面図、及び平面図、第６図は同上の取付状態
を示す断面図、第７図は同上の下面図、第８図（ａ）〜
（ｃ）は同上の焦電素子の構成を示す配置図、接続図及
び説明図、第９図〜第12図は夫々同上の検知エリアを示
す説明図、第13図は同上のシステム構成図である。 Ａは感熱センサ、Ｂはセンサ部である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】造営材に開口した取付穴に収納され造営材
   の表側に開口する開口部を有する器体と、造営材の裏側
   に位置する器体に設けた端子部と、造営材の表側に位置
   する器体周部より外側方へ突出し造営材の表面に沿って
   配置されるフランジと、造営材の裏面側の器体に一端が
   回動自在に枢支され他端とフランジとで造営材を挟持す
   る取付金具と、フランジに設けられた挿通孔に挿通され
   フランジの表側より締結方向に回転させることにより取
   付金具の他端が造営材の裏面側に移動するように取付金
   具を回転させる取付用のボルトと、器体の開口部を通し
   て造営材の表側に少なくとも一部を突出させて器体に回
   動自在に配設した熱線検出用センサ部と、フランジを含
   む造営材の表側の器体を覆う化粧プレートとで感熱セン
   サを構成するとともに、熱線検出用センサ部の信号によ
   り負荷をオンオフ制御する制御部と感熱センサとを別体
   に構成して成ることを特徴とする感熱スイッチ。