JP3567817B2 - Hot wire automatic switch for toilet - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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照明負荷と換気扇とを制御するトイレ用熱線式自動スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、トイレ室内への人の入退室に応じて照明負荷を点灯させるとともに換気扇を運転するようにしたトイレ用熱線式自動スイッチが用いられている。この種のトイレ用熱線式自動スイッチは、人体から放射される熱線を検知する熱線センサ(一般に焦電形赤外線センサを用いる)を用いて人の存否を検出する人感センサを備え、人感センサの出力に基づいて人がトイレ室内に存在するか否かを判定している(特開平11−63596号公報等)。また、照明負荷と換気扇とをそれぞれ別に制御するために人感センサの出力に応じて開閉制御される2個のスイッチ要素を備えており、一方のスイッチ要素は商用電源と照明負荷との間に挿入され、他方のスイッチは商用電源と換気扇との間に挿入されるようになっている。つまり、商用電源が接続される電源端子と、照明負荷および換気扇がそれぞれ接続される2組の出力端子とを備え、各出力端子と電源端子との間に各スイッチ要素がそれぞれ挿入されている。したがって、各出力端子には有電圧接点出力が得られるようになっている。
【0003】
この種のトイレ用熱線式自動スイッチを用いると、照明負荷や換気扇の消し忘れを防止することができるから、電力の無駄な消費を抑制することができるものである。また、トイレ室の入退室の際にスイッチを操作せず、照明負荷を自動的に点灯させ、換気扇を自動的に運転することができるから、スイッチを操作する煩わしさがなく、とくに不特定多数の人が利用するようなトイレ室ではスイッチを操作するのに伴う不快感を抱くことなく照明負荷や換気扇を制御することができて、利便性が高くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、この種のトイレ用熱線式自動スイッチは有電圧接点出力のみを発生させるように構成されているものであるから、外部の接点の開閉により動作制御される制御端子を備えた照明負荷や換気扇を制御することはできない。
【0005】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、外部の接点の開閉により動作制御される照明負荷あるいは換気扇を用いることを可能としたトイレ用熱線式自動スイッチを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、人体から放射される熱線を検知することにより人の存否を検出する人感センサと、人感センサの出力によりトイレ室内への人の入室および退室を検出するとともに、トイレ室内への人の入室から退室までの期間は照明負荷を点灯させる照明制御信号を出力し、少なくとも人の退室から規定時間は換気扇を運転させる換気扇制御信号を出力する制御手段と、照明制御信号と換気扇制御信号とによりそれぞれ開閉制御される第1および第2のスイッチ要素と、両スイッチ要素のうちの少なくとも一方の両端が接続された出力端子とを備え、照明負荷と換気扇との少なくとも一方に設けられ外部接点の開閉により動作制御する制御端子に対して前記出力端子を接続することにより、制御端子に対して無電圧接点出力を発生するものである。なお、トイレ室への人の入室は人感センサにより人が検知された時点とし、トイレ室からの人の退室は人感センサにより人が検知されない状態が後述する動作保持時間だけ継続した時点を意味する。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記両スイッチ要素の両端がそれぞれ各別の出力端子に接続され各出力端子の両端間にそれぞれ無電圧接点出力を発生させるものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記両スイッチ要素の一方を半導体スイッチ素子とし、他方を電磁継電器としたものである。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記両スイッチ要素をともに半導体スイッチ素子としたものである。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記両スイッチ要素をともに電磁継電器としたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
図1に示すように、商用電源が接続される電源端子T1と、照明負荷が接続される第1の出力端子T2と、換気扇が接続される第2の出力端子T3とを備える。電源端子T1に接続される商用電源は、定電圧回路11において整流されるとともに安定化され直流定電圧を出力する。この定電圧回路11から内部回路の電源が供給されることになる。
【0015】
トイレ室内の人の存否は熱線センサ(焦電形赤外線センサを用いる)を備えた人感センサ12により検出される。焦電形赤外線センサは微分形のセンサであって、受光した熱線量の変化に応じた振幅の出力電圧を発生させるものであり、熱線センサの出力電圧に規定の閾値以上の変化が生じると人感センサ12からはパルス状の検知信号が出力されるようになっている。また、人感センサ12に用いる焦電形赤外線センサは、人が視野内に存在していても動きがなく熱線量に変化が生じなければ出力電圧が得られないから、人に動きがなければ検知信号は得られない。つまり、検知信号が得られるときにだけ照明負荷を点灯させる構成とすると人の動きが止まったときには人が熱線センサの視野内に存在するにもかかわらず照明負荷が消灯することになって不都合である。そこで、検知信号の発生毎に検知信号の発生時点から所定の動作保持時間を時限するタイマ10aを設けるとともに、タイマ10aの時限動作中には照明負荷の点灯を継続させる構成が採用されている。つまり、タイマ10aは検知信号によってトリガされると時限動作を行い、かつ再トリガ可能に構成されている。
【0016】
タイマ10aは制御手段としてのマイコン10により構成され、このマイコン10にはタイマ10aの時限時間を調節するための設定ボリューム13も接続される。設定ボリューム13ではタイマ10aの時限時間を10秒程度から6分程度の範囲で調節することが可能になっている。さらに、マイコン10には周囲の明るさを検出する明るさセンサ14が接続され、明るさセンサ14によって検出される周囲照度が規定値以上であるときには照明負荷の制御を無効にして、照明負荷を消灯状態に保つ。
【0017】
マイコン10では、人感センサ12と明るさセンサ14との出力に応じて開閉制御部15,16に照明制御信号および換気扇制御信号をそれぞれ与え、開閉制御部15,16に設けたスイッチ要素SW1,SW2を開閉させることにより照明負荷および換気扇を制御する。スイッチ要素SW1,SW2としては、3端子双方向サイリスタ(トライアック)または電磁継電器を用いており、図1に示す例では、照明負荷に接続される出力端子T2をトライアックからなるスイッチ要素SW1の両端に接続し、換気扇に接続される出力端子T3を電磁継電器からなるスイッチ要素SW2の両端に接続してある。スイッチ要素SW1,SW2としてはともにトライアック、あるいはともに電磁継電器としてもよく、あるいはまた照明負荷に対するスイッチ要素SW1を電磁継電器とし、換気扇に対するスイッチ要素SW2をトライアックとしてもよい。
【0018】
照明負荷に対するスイッチ要素SW1をトライアックとすれば、照明負荷に白熱灯を用いトライアックを位相制御することによって照明負荷の調光も可能になる。また、照明負荷に対するスイッチ要素SW1を電磁継電器とすれば、照明負荷にインバータ式の点灯回路を備える蛍光灯を用いることが可能になる。たとえば、白熱灯を用いる場合にはトライアックをスイッチ要素SW1に用いるとともに、スイッチ要素SW1を位相制御すれば、白熱灯の光出力を点灯開始時から漸増させるソフトスタートが可能になり白熱灯の点灯開始時の突入電流を抑制することができる。
【0019】
ところで、明るさセンサ14により検出される周囲照度に対する規定値は、明るさ設定スイッチ14aにより複数段階(本実施形態では2段階)で選択される。また、明るさ設定スイッチ14aでは明るさセンサ14の出力を無効にする状態も選択可能になっている。さらに、マイコン10にはモード切換スイッチ17が接続され、人感センサ12による人の検出に連動させて両スイッチ要素SW1,SW2を開閉させる自動モードと、人感センサ12の出力とは無関係に両スイッチ要素SW1,SW2をオフに保つ切モードと、人感センサ12の出力とは無関係に両スイッチ要素SW1,SW2をオンに保つ入モードとの3モードが選択可能になっている。
【0020】
次に動作を説明する。いま、明るさ設定スイッチ14aでは明るさセンサ14により検出される周囲照度に応じてスイッチ要素SW1を開閉させる状態が選択され、かつモード切換スイッチ17では自動モードが選択されているものとする。この場合には、明るさセンサ14により検出される周囲照度が明るさ設定スイッチ14aにより設定されている規定値よりも低くなり周囲が暗くなると、人感センサ12による人の検知の有無に応じてスイッチ要素SW1,SW2が制御される。ただし、スイッチ要素SW2は換気扇の制御に用いるから、周囲照度には関係なく人感センサ12による人の検知の有無に応じて制御される。
【0021】
すなわち、周囲が明るいときには照明負荷を制御するスイッチ要素SW1は、人感センサ12による人の検出の有無にかかわらずオフに保たれる。一方、換気扇を制御するスイッチ要素SW2は、人感センサ12により人が検知された時点でオンになり、タイマ10aの時限動作が終了した時点から、さらに規定時間(たとえば5分間)が経過するとオフになる。ここに、タイマ10aの時限動作は検知信号が発生した時点から開始され、タイマ10aの時限動作中に人感センサ12から検知信号が再び発生するとタイマ10aは再トリガされる。つまり、タイマ10aの時限動作中に次の検知信号が得られる間はタイマ10aは時限動作を継続する。なお、タイマ10aの時限動作が終了してからスイッチ要素SW2がオフになるまでの時間は固定的に設定されている。
【0022】
また、周囲が暗いときには人感センサ12により人が検知された時点で照明負荷を制御するスイッチ要素SW1がオンになる。スイッチ要素SW1がオンになった後には、周囲が明るいときと同様に、タイマ10aの時限動作中に人感センサ12から検知信号が再び発生するとタイマ10aが再トリガされ、タイマ10aは時限動作を継続する。スイッチ要素SW1はタイマ10aの時限動作が継続している間はオン状態を継続する。一方、換気扇を制御するスイッチ要素SW2は、周囲が明るいときと同様に動作し、スイッチ要素SW1がオンになるとスイッチ要素SW2もオンになり、スイッチ要素SW1がオフになってから規定時間後にスイッチ要素SW2がオフになる。
【0023】
上述したように、各スイッチ要素SW1,SW2の両端は各出力端子T2,T3にそれぞれ接続されているから、両出力端子T2,T3から無電圧接点出力が得られるのであって、制御端子に出力端子T2,T3を接続することにより、照明負荷や換気扇として制御端子に接続されるスイッチの開閉状態に応じて動作状態が変化するものを用いることができる。
【0024】
なお、上述の例では明るさセンサ14による周囲照度の検出に応じて動作を変化させる場合について説明したが、集合住宅などでトイレに窓がない場合には、周囲照度によらず人が入るときには照明負荷を点灯させる必要があるから、この場合には明るさ設定スイッチ14aによって明るさセンサ14を無効とすればよい。また、換気扇を制御するスイッチ要素SW2は人感センサ12により人が検知された時点からオンになるようにしているが、照明負荷を消灯させた時点(つまりスイッチ要素SW1をオフにした時点)を人が退室した時点とみなし、この時点から規定時間だけスイッチ要素SW2をオンにするようにしてもよい。さらに、照明負荷を制御するスイッチ要素SW1としてトライアックを用いる場合には、動作保持時間が終了する一定時間前(たとえば6秒前)に照明負荷Lの光出力を低下させることによって予告を行う(予告減光という)ことも可能である。なお、予告減光中に人感センサ12により人が検出されたときには、再び定格点灯状態に移行させる。
【0025】
(第2の実施の形態)
本実施形態は、図2に示すように、照明負荷を制御するスイッチ要素SW1を電源端子T1と出力端子T2との間に挿入しているものである。つまり、出力端子T2からは有電圧接点出力が得られるようになっている。この点を除けば第1の実施の形態と同様の構成を有する。
【0026】
本実施形態の構成では照明負荷に対しては有電圧接点出力が得られるから、出力端子T2に照明負荷を接続するだけの省施工になる。また、換気扇については第1の実施の形態と同様に無電圧接点出力が得られるから、制御端子を有する換気扇に対応することが可能になる。他の構成および動作は第1の実施の形態と同様である。なお、本実施形態では照明負荷に対応する出力端子T2から有電圧接点出力を得ているが、換気扇に対応する出力端子T3から有電圧接点出力を得るようにし、照明負荷に対応する出力端子T2からは無電圧接点出力を得るようにしてもよい。
【0027】
【発明の効果】
請求項1の発明は、人体から放射される熱線を検知することにより人の存否を検出する人感センサと、人感センサの出力によりトイレ室内への人の入室および退室を検出するとともに、トイレ室内への人の入室から退室までの期間は照明負荷を点灯させる照明制御信号を出力し、少なくとも人の退室から規定時間は換気扇を運転させる換気扇制御信号を出力する制御手段と、照明制御信号と換気扇制御信号とによりそれぞれ開閉制御される第1および第2のスイッチ要素と、両スイッチ要素のうちの少なくとも一方の両端が接続された出力端子とを備え、照明負荷と換気扇との少なくとも一方に設けられ外部接点の開閉により動作制御する制御端子に対して前記出力端子を接続することにより、制御端子に対して無電圧接点出力を発生するものであり、制御端子に対して無電圧接点出力を与えて制御することができるから、照明負荷や換気扇として外部の接点の開閉により動作制御されるものを用いることが可能になる。
【0028】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、両スイッチ要素の両端がそれぞれ各別の出力端子に接続され各出力端子の両端間にそれぞれ無電圧接点出力を発生させるものであり、照明負荷と換気扇とのいずれについても外部接点の開閉により動作制御されるものを用いることが可能であり、照明負荷と換気扇とのいずれについても利用可能な仕様の範囲が広くなる。
【0030】
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、両スイッチ要素の一方を半導体スイッチ素子とし、他方を電磁継電器としたものであり、請求項4の発明は、請求項1または請求項2の発明において、両スイッチ要素をともに半導体スイッチ素子としたものであり、請求項5の発明は、請求項1または請求項2の発明において、両スイッチ要素をともに電磁継電器としたものであって、半導体スイッチを用いる場合には照明負荷あるいは換気扇のオン期間中にオンオフを高周波で繰り返すとともにデューティ比を制御すれば、照明負荷あるいは換気扇に与えるエネルギを調節することで、照明負荷の調光制御あるいは換気扇の送風能力の制御が可能になる。また、電磁継電器を用いるとオン抵抗が半導体スイッチよりも小さくなり発熱や電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 マイコン
12 人感センサ
SW1,SW2 スイッチ要素
T1 電源端子
T2,T3 出力端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toilet hot-wire automatic switch that detects a person entering and leaving a toilet room by detecting a heat ray radiated from a human body, and controls a lighting load and a ventilation fan disposed in the toilet room. is there.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a hot wire automatic switch for a toilet that turns on an illumination load and operates a ventilation fan according to a person entering or leaving a toilet room has been used. This type of hot wire automatic switch for a toilet includes a human sensor that detects the presence or absence of a person by using a heat sensor (generally using a pyroelectric infrared sensor) that detects a heat ray emitted from the human body. It is determined whether or not a person exists in the toilet room based on the output of (1) (JP-A-11-63596). It also has two switch elements that are controlled to open and close according to the output of the human sensor to separately control the lighting load and the ventilation fan. One switch element is located between the commercial power supply and the lighting load. The other switch is inserted between the commercial power supply and the ventilation fan. That is, a power supply terminal to which a commercial power supply is connected and two sets of output terminals to which a lighting load and a ventilation fan are respectively connected are provided, and each switch element is inserted between each output terminal and the power supply terminal. Therefore, a voltage contact output is obtained at each output terminal.
[0003]
By using this type of hot wire automatic switch for toilet, it is possible to prevent the lighting load and the ventilation fan from being forgotten to be turned off, so that wasteful consumption of electric power can be suppressed. In addition, when entering or leaving the toilet room, the lighting load is automatically turned on without operating the switch, and the ventilating fan can be automatically operated. In a toilet room used by a third person, the lighting load and the ventilation fan can be controlled without the discomfort associated with operating the switch, and the convenience is improved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, this type of hot-wire toilet automatic switch is configured to generate only a voltage contact output, and thus has a control terminal that is operated and controlled by opening and closing external contacts. things can such have to control the lighting load and ventilation fan.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hot wire automatic switch for a toilet that enables use of a lighting load or a ventilation fan whose operation is controlled by opening and closing external contacts. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a human sensor that detects the presence or absence of a person by detecting a heat ray radiated from a human body, and detects entry and exit of a person into and from a toilet room based on an output of the human sensor. Control means for outputting a lighting control signal for lighting a lighting load during a period from entry of a person into the room to exit from the room, and outputting a ventilation fan control signal for operating a ventilation fan for at least a specified time from the exit of the person, and a lighting control signal. A first and a second switch element, each of which is controlled to be opened and closed by a ventilation fan control signal, and an output terminal to which both ends of at least one of the two switch elements are connected are provided on at least one of a lighting load and a ventilation fan. by connecting the output terminals with respect to being a control terminal for operation control by opening and closing the external contact, even that occur a dry contact output to the control terminal It is. The entry of a person into the toilet room is defined as the point in time when a person is detected by the human sensor, and the exit of the person from the toilet room is defined as the point in time when the state in which no person is detected by the human sensor continues for the operation holding time described later. means.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, both ends of the two switch elements are respectively connected to different output terminals to generate a non-voltage contact output between both ends of each output terminal.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , one of the two switch elements is a semiconductor switch element and the other is an electromagnetic relay.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect , both of the switch elements are semiconductor switch elements.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, both of the switch elements are electromagnetic relays.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, a power supply terminal T1 to which a commercial power supply is connected, a first output terminal T2 to which a lighting load is connected, and a second output terminal T3 to which a ventilation fan is connected are provided. The commercial power supply connected to the power supply terminal T1 is rectified and stabilized in the constant voltage circuit 11 and outputs a DC constant voltage. Power from the internal circuit is supplied from the constant voltage circuit 11.
[0015]
The presence or absence of a person in the toilet room is detected by a
[0016]
The timer 10a is constituted by a
[0017]
The
[0018]
If the switch element SW1 for the lighting load is a triac, the lighting load can be dimmed by controlling the phase of the triac using an incandescent lamp as the lighting load. Further, if the switch element SW1 for the lighting load is an electromagnetic relay, a fluorescent lamp having an inverter-type lighting circuit can be used for the lighting load. For example, when an incandescent lamp is used, a triac is used for the switch element SW1, and by controlling the phase of the switch element SW1, it becomes possible to perform a soft start in which the light output of the incandescent lamp is gradually increased from the start of lighting. Inrush current at the time can be suppressed.
[0019]
By the way, the specified value for the ambient illuminance detected by the
[0020]
Next, the operation will be described. Now, it is assumed that the state in which the switch element SW1 is opened and closed is selected by the brightness setting switch 14a in accordance with the ambient illuminance detected by the
[0021]
That is, when the surroundings are bright, the switch element SW1 for controlling the lighting load is kept off regardless of whether or not the
[0022]
When the surroundings are dark, the switch element SW1 for controlling the lighting load is turned on at the time when the
[0023]
As described above, both ends of the switching element SW1, SW2 is a than from being connected to the output terminals T2, T3, dry contact output from the two output terminals T2, T3 is obtained, the output to the control terminal By connecting the terminals T2 and T3, it is possible to use an illumination load or a ventilation fan whose operating state changes according to the open / close state of a switch connected to the control terminal.
[0024]
In the above example, the case where the operation is changed according to the detection of the ambient illuminance by the
[0025]
(Second embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a switch element SW1 for controlling a lighting load is inserted between a power supply terminal T1 and an output terminal T2. That is, a voltage contact output is obtained from the output terminal T2. Except for this point, it has the same configuration as the first embodiment.
[0026]
In the configuration of the present embodiment, a voltage contact output can be obtained for a lighting load, so that it is possible to save the construction just by connecting the lighting load to the output terminal T2. Further, since similarly dry contact outputs of the first embodiment for ventilating fan can be obtained, it is possible to correspond to the ventilation fan having a control terminal. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. In this embodiment, a voltage contact output is obtained from the output terminal T2 corresponding to the lighting load. However, a voltage contact output is obtained from the output terminal T3 corresponding to the ventilation fan, and the output terminal T2 corresponding to the lighting load is obtained. , A non-voltage contact output may be obtained.
[0027]
【The invention's effect】
The invention according to claim 1 is a human sensor that detects the presence or absence of a person by detecting a heat ray radiated from a human body, and detects entry and exit of a person into and from a toilet room based on an output of the human sensor. Control means for outputting a lighting control signal for lighting a lighting load during a period from entry of a person into the room to exit from the room, and outputting a ventilation fan control signal for operating a ventilation fan for at least a specified time from the exit of the person, and a lighting control signal. A first and a second switch element, each of which is controlled to be opened and closed by a ventilation fan control signal, and an output terminal to which both ends of at least one of the two switch elements are connected are provided on at least one of a lighting load and a ventilation fan. by connecting the output terminals with respect to being a control terminal for operation control by opening and closing the external contact, even that occur a dry contact output to the control terminal , And the control because it is possible to control giving dry contact output to the terminal, it is possible to ing to use those whose operation is controlled by opening and closing the external contact as the lighting load and ventilation fan.
[0028]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, both ends of both switch elements are respectively connected to different output terminals to generate a non-voltage contact output between both ends of each output terminal. For both the fan and the ventilation fan, it is possible to use the one whose operation is controlled by opening and closing external contacts, and the range of specifications that can be used for both the lighting load and the ventilation fan is widened.
[0030]
The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or claim 2, one of the two switching element and the semiconductor switching element is obtained by the other electromagnetic relay, the invention of claim 4, claim 1 or In the invention of claim 2 , both switch elements are semiconductor switching elements, and in the invention of claim 5 , both switch elements are electromagnetic relays in the invention of claim 1 or claim 2. When a semiconductor switch is used, the on / off of the lighting load or the ventilation fan is repeatedly turned on and off at a high frequency while the duty ratio is controlled, so that the energy applied to the lighting load or the ventilation fan is adjusted, thereby dimming the lighting load. Control or control of the ventilation capacity of the ventilation fan becomes possible. Further, Ru can be on-resistance when using an electromagnetic relay is reduced smaller becomes exothermic and power loss than semiconductor switches.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
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