JP3579907B2 - 人体検知式自動スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主としてトイレなどの室内において使用され、照明や換気扇などを室内の人の存否に応じて自動的にオン・オフさせるようにした人体検知式自動スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人の入室、在室、退室などを検知して照明や換気線を自動的にオン・オフさせる人体検知式自動スイッチでは、超音波の送受波によって人の存否を検出したり、人体から放射される熱線を検知して人の存否を検出する人体検知センサを備えたものが知られている。ところで、この種の人体検知式自動スイッチでは、検知エリアを室内の全域に設定すると誤動作が発生しやすくなるものであるから、検知エリアを室内の一部領域に制限するとともに、天井などに固定したケースに対して人体検知センサの向きを変えることができるように構成することによって誤動作の発生を抑制しているのが現状である。
【０００３】
すなわち、ケースから一部が露出するようにケースに回動自在に収納した球状の可動体を設け、この可動体の中に人体検知センサを収納することによって、人体検知センサの検知エリアの向きを所望方向に設定できるようにしているのである。可動体は、ケースの前面に開口する窓孔と、ケース内に固定された板ばねよりなる押さえ具との間で押さえ具のばね力によって挟持されている。したがって、可動体をケースの外から押さえ具に向かって押し付けながら回動させれば、人体検知センサの向きを変化させることができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成では、可動体を保持するばね力が板ばねのばね力であって、ケース内の限られた空間内では十分な撓み量を確保することが難しいものである。したがって、落下時などに可動体に対して衝撃力が作用した場合に、押さえ具では可動体に作用する衝撃力を十分に緩和することができず、衝撃力によって可動体が破損したり、可動体内の人体検知センサが故障したりするという問題が生じる。
【０００５】
また、押さえ具は比較的小形であって厚みや折曲位置の寸法などがわずかに変化するだけで、可動体の保持力が変化することになり、製品ごとの操作感触のばらつきを抑制するには部品寸法の管理精度を高くしなければならず、コスト高の要因になっている。
本発明は上述の問題点を解決することを目的とするものであって、限られた空間内で比較的大きな撓み量が確保できるコイルばねを用いることによって、落下時等に可動体に作用する衝撃力を緩和して部品の変形や破損を抑制し、かつ製品ごとの操作感触のばらつきを抑制できる構成を採用することによって、部品寸法の精度管理を容易にしてコストの低減を図った人体検知式自動スイッチを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、造営面に形成された取付孔に後部が挿入された形で造営面に固定されるケースと、ケース内に収納されケースの前方の所定範囲に設定した検知エリア内の人の存否を検知する人体検知センサと、人体検知センサの出力に基づいて負荷制御用のスイッチ出力を発生するスイッチ処理部と、球状に形成されていて人体検知センサを収納しケースの前面に形成した窓孔から一部を露出させた形でケースに対して回動自在に挿着された可動体と、ケース内で固定され可動体を窓孔の周部との間で挟持する保持装置とを備え、保持装置は、窓孔の開口面に対向して配設された押さえ具と、可動体と押さえ具との間に配設され押さえ具に穿孔した２個の引掛孔にそれぞれ挿通されるとともに引掛孔の周部に係止される抜け止め用の爪部が先端部に形成された２本の脚片を有しかつ押さえ具に穿孔した透孔に挿通される１本の軸片を有した支持体と、押さえ具と支持体との間に挿着されて支持体を可動体に向かって付勢するコイルばねよりなる押さえばねとを具備して成ることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、支持体には可動体との接触面にリング状の滑り止めが設けられて成ることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、可動体の外周面の一部に環状の位置規制リブが突設され、支持体は位置規制リブの内側で可動体に接触するとともに支持体が位置規制リブに当接する位置によって可動体の回動範囲が規制されて成ることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、周囲照度を検出する照度センサを備え、スイッチ処理部は、照度センサにより検出された周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積に基づく第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係に人体検知センサにより検出した人の存否に基づく第２のスイッチ出力とを発生することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態と、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、遅延時間を設定する時間設定手段を備えることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１の発明において、人体検知センサは、超音波を送波し反射波の状態変化を検出することによって人の存否を検出する超音波センサであることを特徴とする。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項１の発明において、人体検知センサは、人体から放射される熱線を検知することによって人の存否を検出する焦電センサであることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明によれば、ケース内に固定された押さえ具に対してコイルばねである押さえばねによって可動体に向かって付勢されている支持体と、ケースの前面に開口した窓孔の周部との間で可動体を挟持するのである。コイルばねは体積に対する撓み量を比較的大きくとることができるから、ケース内の制限された空間であっても十分に撓ませることができ、落下衝撃などが可動体に作用した場合でも衝撃力を緩和することができ、可動体や人体検知センサなどの破損、変形、故障などの発生確率が低減する。しかも、コイルばねは寸法に多少のばらつきがあってもばね力に対する影響が少ないから、部品の精度管理が容易になり、結果的にコストの低減につながるのである。加えて、支持体は押さえ具に挿通されかつ先端部に抜け止め用の爪部を設けた脚片を備えているから、押さえばねのばね力が作用しても爪部によって支持体が押さえ具に係止され、組立時における支持体の脱落を防止することができて組立が容易になる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、支持体における可動体との接触面にリング状の滑り止めを設けているから、可動体は支持体に対して位置がずれにくいのであって、ケースや可動体の表面を清掃する際に可動体に軽く触れたり、外部振動が作用したとしても、可動体が不用意に回転することがなく、設定した検知エリアがずれるのを防止することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、可動体の外周面の一部に形成した環状の位置規制リブによって支持体と可動体との接触範囲が規制されるから、可動体の回動範囲が規制されるのであって、人体検知センサの検知エリアがケースの窓孔の周部に重ならないような範囲で可動体を回動させることが可能になる。
請求項４の発明によれば、照度センサを付加することによって周囲照度を検出しているのであって、周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積を用いることで、人体検知センサによる検出結果を周囲照度に応じて採用するか否か決まることになる。たとえば、人の存否に応じて照明を自動点滅させるとすれば、周囲が明るいときには自動点滅が不要であるから、周囲が暗いときにのみ人体検知センサによる検出結果を採用するという制御が行なえるのである。また、周囲照度に応じた第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係な第２のスイッチ出力とを設けていることによって、たとえば、トイレにおいて照明と換気扇とを自動的にオン・オフさせる場合であって、照明については周囲が明るいときにはオフにしておき、換気扇については人が出入りするたびにオンにするのであれば、照明を第１のスイッチ出力によって制御し、換気扇を第２のスイッチ出力によって制御することができる。その結果、人体検知式自動スイッチを１箇所に施工するだけで、照明と換気扇とを所望した通りに制御することが可能になるのである。
【００１５】
請求項５の発明によれば、人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態が設定できるから、トイレなどで換気線を動作させる際に人が入室すれば換気扇が自動的に作動し、人の退出後の所定の遅延時間まで継続して換気扇を作動させることができるのである。また、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態が設定できるから、冬季などにおいて在室中に換気扇を作動させると寒さを感じるようなときには、退出後にのみ換気扇を作動させることができるのである。このように、第１の選択状態と第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えていることによって、使用環境に応じた設定が可能になり使い勝手がよいのである。
【００１６】
請求項６の発明によれば、遅延時間を設定する時間設定手段を設けていることによって、使用条件に応じた遅延時間の設定が可能になり、使い勝手がよいのである。
請求項７の発明および請求項８の発明は、望ましい実施態様であって、人体検知センサとして超音波の送受波を利用したものを採用すれば、人が検知エリア内に存在する間は常に出力を得ることができ、検知エリア内での人の滞在時間が長いような場合に有効であり、一方、焦電センサを用いたものでは、不要反射等の影響を受けることなく検知エリアを所望範囲に設定するのが容易になる。
【００１７】
【実施例】
本実施例では、図１３に示すように、トイレへの人の出入りに応じて照明Ｌと換気線Ｆとを自動的にオン・オフさせるために人体検知式自動スイッチを用いた例を示す。また、人体検知センサとしては超音波を送受する形式のものを用いている。
【００１８】
図１ないし図５に示すように、ケース１０は、外形形状が円板状であるフランジ１３を下端部に有したボディ１１と、ボディ１１の上面に被着されるカバー１２とで構成される。ボディ１１の上縁には図２に示すように上方に向かって複数個（４個）の組立片１１ａが突設され、組立片１１ａに開口する係合孔１１ｂに対して、カバー１２の下部周面に設けた組立爪１２ａを係合させることによって、ボディ１１とカバー１２とが結合される。ボディ１１およびカバー１２には、後述する回路部の構成部品を実装したプリント基板１４ａ，１４ｂがそれぞれ収納され、ボディ１１の中には超音波振動子２１を収納した球状の可動体２０が収納される。
【００１９】
可動体２０は、外周形状が半球状であるホーン２２と、ホーン２２の上面に被着される外周形状が半球状である蓋体２３（図８、図９参照）とにより球状の外周形状に形成され、ホーン２２と蓋体２３とに囲まれる内部空間に超音波振動子２１を収納して構成されている。図６および図７のように、ホーン２２の下面には開口が形成され、超音波振動子はこの開口を通して超音波を授受する。また、ホーン２２の両側面には軸部２４が突設されており、この軸部２４はボディ１１の内周面に設けてある縦溝（図示せず）に上下に移動自在かつ軸部２４の回りで回動自在となるように挿入され、可動体２０の向きを変えることができるようになっている。超音波振動子２１は、ホーン２２や蓋体２３との間で振動が伝達されることがないように円筒状のクッション体２５の中に収納されている。ボディ１１の下面にはボディ１１の内外に貫通する円形の窓孔１５が形成されており、窓孔１５を通して可動体２０の下部が露出し、この露出部位に可動体２０の下面の開口が臨むように、可動体２０の開口と窓孔１５との寸法関係が設定されている。
【００２０】
ボディ１１の内部には、帯状の板金よりなり長手方向の中央部が上方に突出する形状に曲成された押さえ具３０が固定されている。押さえ具３０は、図１０に示すように、長手方向の両端部に固定孔３０ａが形成され、固定孔３０ａを通してボディ１１に螺合するねじ３１によってボディ１１に固定される。押さえ具３０の中央部の下面側には支持体３２が取り付けられる。支持体３２は、図１１に示すように、押さえ具３０の中央部に穿孔した２個の引掛孔３０ａに挿通される２本の脚片３２ａと、押さえ具３０の中央部に穿孔した透孔３０ｂに挿通される１本の軸片３２ｂとを備え、脚片３２ａの上端部には引掛孔３０ａの周部に係止されて支持体３２の下方への抜け止めをする爪部３２ｃが形成されている。押さえ具３０と支持体３２との間にはコイルばねよりなる押さえばね３３が介装され、支持体３２は押さえばね３３によって押さえ具３０に対して下向きに付勢されている。ここに、押さえばね３３は、両脚片３２ａと軸片３２ｂとの間に形成された溝内に下端部が保持され上端が押さえ具３０に当接する。さらに、支持体３２の下面にはゴムのような摩擦係数の大きい弾性体よりなる滑り止めとしてのＯリング３４が固着されている。
【００２１】
上述のように、押さえ具３０に対して支持体３２の脚片３２ａを挿通し、かつ脚片３２ａの先端部に爪部３２ｃを設けていることによって、組立時には押さえばね３３のばね力が作用しても、図１２（ａ）のように押さえ具３０に支持体３２を保持することができ、支持体３２が押さえ具３０から脱落するのを防止することができる。すなわち、組立作業が簡単になるのである。
【００２２】
ボディ１１の内部において、図１２（ｂ）に示すように、支持体３２は可動体２０の上面に当接するように配置されているのであって、可動体２０は窓孔１５の周部と支持体３２との間で挟持され押さえばね３３のばね力によって保持されることになる。したがって、ケース１０の落下などによって可動体２０に対して衝撃力が作用したときに、押さえばね３３が圧縮されて図１２（ｃ）のように支持体３２の軸片３２ｂの基部周囲が押さえ具３０の下面に当接するのであって、押さえばね３３がコイルばねであって撓み量が大きいこととあいまって衝撃力を緩和する効果が大きくなる。衝撃力のような外力が解除されれば、押さえばね３３のばね力によって可動体２０は元の位置に復帰する。また、可動体２０の蓋板２３の上面にはホーン２２の下面の開口と同軸上で形成された円環状の位置規制リブ２６が突設されており、位置規制リブ２６に囲まれる範囲内でのみ支持体３２が可動体２０に接触できるようになっている。すなわち、可動体２０をボディ１１に対して回動させたときには、図１２（ｄ）のように位置規制リブ２６が支持体３２に当接することによって可動体２０の回動範囲が規制されるのであって、この回動範囲ではホーン２２の下面の開口が窓孔１５の周部にかぶることがないようにしてある。また、上述したように、支持体３２の下面にはＯリング３４が固着されていてＯリング３４が可動体２０に接触するから、可動体２０とＯリング３４との摩擦力によって可動体２０に小さい回転力が作用しただけでは可動体２０が動かないようにしてある。
【００２３】
ところで、回路基板１４ａ，１４ｂは上下に重ねられるようにしてケース１０の中に配置され、フラットケーブルまたは可撓性基板よりなる接続部１４ｃを介して互いに接続されている。上側の回路基板１４ｂの上面には負荷および電源を接続するための端子として速結端子３５が３対実装されている（図５では２対のみを記載してある）。また、この回路基板１４ｂには後述するスイッチ出力を発生するためのリレーＲｙ１ ，Ｒｙ２ （図１３参照）が実装されている。速結端子３５は周知のように、端子枠の中に錠ばねを配設し、カバー１２の上面に設けた電線挿入口１６から挿入された電線を錠ばねのばね力によって端子枠との間に挟持する構成のものであって、錠ばねは板ばねよりなり、電線接続時には電線に食い込んで抜け止めをするように形成されている。また、錠ばねによる電線の接続状態を解除するために解除釦１７を備え、解除釦１７はドライバのような工具で操作できるように一部がカバー１２の上面から露出する。また、電線挿入口１６は、カバー１２に被嵌される端子カバー４０によって覆われる。
【００２４】
下側の回路基板１４ａには可動体２０より引き出された超音波振動子２１からのリード線１８が接続される。また、回路基板１４ａには発光ダイオードよりなる動作表示灯ＬＤと、周囲照度を検出する照度センサＰＤとが実装されており、動作表示灯ＬＤの発光面と照度センサＰＤの受光面とは、ボディ１１に装着してある略Ｌ形のプリズム１９に設けた入射面および出射面に対向し、このプリズム１９を介して、動作表示灯ＬＤからの発光表示の光をケース１０の外部に導出したり、ケース１０の外部からの光を照度センサＰＤに導入したりすることができるようになっている。
【００２５】
フランジ１３は、両端部に埋込ボックスや天井材への直付けのための２個の取付孔４１が穿設され、また両側部の上面にフランジ１３との間で天井材を挟持するための挟み具４２を着脱自在に装着する装着部が設けられている。さらに、フランジ１３の下面には化粧プレート５０が着脱自在に覆着される。
挟み具４２は、天井材に穿孔した取付孔にケース１０の上部を挿入し、天井材の下面にフランジ１３の上面を当接させた形でケース１０を天井材に固定するものであって、一側面が開口した縦長の金具本体４４と、金具本体４４の底部を下方から貫通し先端を金具本体４４の天井部に回転自在に保持させたねじ体４５と、ねじ体４５のねじ部をねじ孔に螺入させた金属製の挟持体４６とで構成されている。
【００２６】
この挟み具４２を用いてケース１０を天井に取り付けるには、まず、フランジ１３に穿孔されただるま孔４７の丸孔部にねじ体４５の頭部をフランジ１３の上面側から嵌め込んでフランジ１３の下面側に露出させる。このとき同時に、だるま孔４７の両側に並行してフランジ１３の上面に設けてある固定溝４８に、金具本体４４の下面両側に設けた固定片４９を嵌め込む。この状態で固定片４９を固定溝４８内でスライドさせながら、金具本体４４をフランジ１３の中央方向へ移動させると、金具本体４４の下面より外部に露出しているねじ体４５の頭部がだるま孔４７の長孔部に案内され、だるま孔４７の周部が金具本体４４の下面とねじ体４５の頭部との間に挟まれる。
【００２７】
次に、ねじ体４５の反締付方向の金具本体４４の片側側壁に形成してある切欠４４ａに挟持体４６を挿入したケース１０の上部を天井材に穿孔した取付孔に挿入する。このとき、挟持体４６は金具本体４４に対してボディ１１およびカバー１２の側面に沿う方向に突出しているから、取付孔に引っ掛かることなく挿入することができる。その後、フランジ１３の上面を天井材の下面に当接させた状態でねじ体４５をドライバ等で締め付け方向に回転させると、ねじ体４５の回転により挟持体４６は切欠４４ａより出て、金具本体４４の他方の側壁に側端が当たることになる。このとき、挟持体４６の先端部は取付孔の投影範囲より外側に出て天井材の上方に位置する。したがって、挟持体４６はねじ体４５の締め付けに伴ってフランジ１３に近付く向きに移動し、挟持体４６の先端部が天井材の上面に当たると、挟持体１６とフランジ１３との間に天井材が挟持され、天井材にケース１０を固定することができるのである。
【００２８】
化粧プレート５０はフランジ１３の周縁を囲む周壁５０ａを有し、フランジ１３の周縁に突設してある係止爪１３ａに係合する係止溝を周壁５０ａの内周面に形成してあり、化粧プレート５０の弾性を利用して係止爪を係止溝に着脱自在に係合させることができるようになっている。化粧プレート５０の中心部には、ボディ１１の窓孔１５に対応した丸孔が形成されており、この丸孔を通して可動体２０とともにプリズム１９の端面が露出する。
【００２９】
ところで、回路基板１４ａ，１４ｂには、図１３に示すような回路が実装されている。すなわち、超音波振動子２１より超音波を送出するとともに検知エリアから超音波振動子２１に入射した超音波を受信して、検知エリア内での人の存否を判定する人体検知判定部６１を有する。
人体検知判定部６１は、たとえば送波した超音波の周波数に対して受波した超音波の周波数に偏移が生じたときに移動物体が検知エリアに存在すると判断するドップラ方式のものを用いることができる。すなわち、ドップラ方式としては一定周波数の超音波を送波し、受波信号については送波周波数と同じ周波数で位相の異なる２種の信号と混合することによって、位相の異なる２種のドップラ信号を生成し、周波数偏移の方向を両ドップラ信号の位相の進み遅れに置き換えることによって、移動物体を検出する方式が知られている。このような方式によって検知エリア内の人の存否を検出し、人体検知判定部６１では人の存在を検出すると出力（たとえばＨレベル）を発生するのである。また、ドップラ方式を採用したことによって、周囲の静止している物を検出することがないから、距離の測定による方式に比較して設置時の調整が簡単になる。
【００３０】
一方、照度センサＰＤの出力は照度判定部６２に入力され、基準照度と比較される。照度判定部６２では、たとえば周囲照度が基準照度よりも低いとき（つまり、周囲が暗いとき）に出力（たとえばＨレベル）を発生する。
人体検知判定部６１と照度判定部６２との出力は論理積回路６３に入力され、周囲照度が基準照度よりも低いときに人が検出されると、論理積回路６３からオン出力（Ｈレベル）が出力されるようになっている。この論理積回路６３のオン出力によってスイッチ出力あるリレーＲｙ１ がオンになるのである。また、人体検知判定部６１の出力は遅延動作制御部６４を介してスイッチ出力であるリレーＲｙ２ のオン・オフを制御する。
【００３１】
遅延動作制御部６４は、動作選択手段である動作タイミング選択部６５での設定に応じて、人体検知判定部６１によって人が検出されたときにオン出力（Ｈレベル）を発生する第１の選択状態と、人体検知判定部６１によって人が検出されている状態から検出されない状態に変化した後にオン出力（Ｈレベル）を発生する第２の選択状態とが択一的に選択されるようになっている。また、遅延動作制御部６４では、人体検知判定部６１で人が検知された状態から検知されない状態に変化した時点の後に、時間設定手段である遅延時間設定部６６で設定された遅延時間だけオン出力を継続させるようになっている。要するに、第１の選択状態では人が検出されると同時にリレーＲｙ２ がオンになり、人の存在が検出されなくなってから遅延時間が経過した後にリレーＲｙ２ がオフになる。また、第２の選択状態では、人が検出されたときにはリレーＲｙ２ はオフであって、人が検出されなくなってから遅延時間が経過するまでの間にリレーＲｙ２ がオンになるのである。
【００３２】
リレーＲｙ１ は商用電源ＡＣを接続する電源端子Ｔ１ と、負荷としての照明Ｌを接続する負荷端子Ｔ２１との間に挿入され、リレーＲｙ２ は電源端子Ｔ１ と換気線Ｆを接続する負荷端子Ｔ２２との間に挿入される。したがって、リレーＲｙ１ がオンになれば照明Ｌが点灯し、リレーＲｙ２ がオンになれば換気扇Ｆが作動する。また、人体検知判定部６１、照度判定部６２、論理積回路６３、遅延動作制御部６４はマイクロコンピュータなどによって実現され、商用電源ＡＣから定電圧電源回路である電源回路６７を通して給電される。さらに、人体検知判定部６１の出力は動作表示灯ＬＤにも出力され、人体の存否に応じて動作表示灯ＬＤが点灯・消灯するようになっている。動作タイミング選択部６５、遅延時間設定部６６などの操作部はフランジ１３の下面側に露出し、化粧カバー５０を外すことによって操作できるようにしてある。
【００３３】
次に動作について説明する。いま、動作タイミング選択部６５によって、人の検知からオン出力が発生する第１の選択状態が選択されているものとする。この状態において、周囲が暗いときに人がトイレに入ると照明Ｌが自動的に点灯する。また、換気扇Ｆは自動的に作動して室内の空気を外部に排出する。人が退出したときには、照明Ｌはただちに消灯するが、換気扇Ｆは遅延時間だけ継続して作動する。一方、周囲が明るく周囲照度が基準照度よりも高いときには、人が入っても照明Ｌは点灯しないが、換気扇Ｆは作動することになる。また、人が退出すれば遅延時間の経過後に換気扇Ｆは自動的に停止する。
【００３４】
次に、動作タイミング選択部６５によって、第２の選択状態が選択されているものとすると、照明Ｌについては第１の選択状態と同じように点灯・消灯することになる。一方、換気扇Ｆについては、人がトイレに入っている間は作動せず、人が退出した後に遅延時間が経過するまで作動することになる。このような動作では冬季などで寒いときに、換気扇Ｆの作動で冷えるのを防止することが可能になる。
【００３５】
上記実施例では、超音波振動子２１を用いて人の存否を検出しているが、焦電センサを用いて人体から放射される熱線を検出することによって人の存否を検出するようにしてもよい。この場合には、ホーン２２に代えて受光レンズを用いるとよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ケース内に固定された押さえ具に対してコイルばねである押さえばねによって可動体に向かって付勢されている支持体と、ケースの前面に開口した窓孔の周部との間で可動体を挟持するのであり、コイルばねは体積に対する撓み量を比較的大きくとることができるので、ケース内の制限された空間であっても十分に撓ませることができ、落下衝撃などが可動体に作用した場合でも衝撃力を緩和することができ、可動体や人体検知センサなどの破損、変形、故障などの発生確率が低減することができるという利点がある。しかも、コイルばねは寸法に多少のばらつきがあってもばね力に対する影響が少ないから、部品の精度管理が容易になり、結果的にコストの低減につながるという効果がある。加えて、支持体は押さえ具に挿通されかつ先端部に抜け止め用の爪部を設けた脚片を備えているから、押さえばねのばね力が作用しても爪部によって支持体が押さえ具に係止され、組立時における支持体の脱落を防止することができて組立が容易になるという利点がある。
【００３７】
請求項２の発明は、支持体における可動体との接触面にリング状の滑り止めを設けているから、可動体は支持体に対して位置がずれにくいのであって、ケースや可動体の表面を清掃する際に可動体に軽く触れたり、外部振動が作用したとしても、可動体が不用意に回転することがなく、設定した検知エリアがずれるのを防止することができるという利点がある。
【００３８】
請求項３の発明は、可動体の外周面の一部に形成した環状の位置規制リブによって支持体と可動体との接触範囲が規制されるから、可動体の回動範囲が規制されるのであって、人体検知センサの検知エリアがケースの窓孔の周部に重ならないような範囲で可動体を回動させることが可能になるという利点を有する。
請求項４の発明は、照度センサを付加することによって周囲照度を検出しているので、周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積を用いることで、人体検知センサによる検出結果を周囲照度に応じて採用するか否かが決まるのである。たとえば、人の存否に応じて照明を自動点滅させるとすれば、周囲が明るいときには自動点滅が不要であるから、周囲が暗いときにのみ人体検知センサによる検出結果を採用するという制御が行なえるという効果がある。また、周囲照度に応じた第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係な第２のスイッチ出力とを設けていることによって、たとえば、トイレにおいて照明と換気扇とを自動的にオン・オフさせる場合であって、照明については周囲が明るいときにはオフにしておき、換気扇については人が出入りするたびにオンにするのであれば、照明を第１のスイッチ出力によって制御し、換気扇を第２のスイッチ出力によって制御することができ、結果的に、人体検知式自動スイッチを１箇所に施工するだけで、照明と換気扇とを所望した通りに制御することが可能になるという利点がある。
【００３９】
請求項５の発明は、人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態が設定できるので、トイレなどで換気線を動作させる際に人が入室すれば換気扇が自動的に作動し、人の退出後の所定の遅延時間まで継続して換気扇を作動させることができるという利点がある。また、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態が設定できるから、冬季などにおいて在室中に換気扇を作動させると寒さを感じるようなときには、退出後にのみ換気扇を作動させることができるという利点がある。このように、第１の選択状態と第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えていることによって、使用環境に応じた設定が可能になり使い勝手がよいのである。
【００４０】
請求項６の発明は、遅延時間を設定する時間設定手段を設けているので、使用条件に応じた遅延時間の設定が可能になり、使い勝手がよいという利点を有するのである。
請求項７の発明および請求項８の発明は、望ましい実施態様であって、人体検知センサとして超音波の送受波を利用したものを採用すれば、人が検知エリア内に存在する間は常に出力を得ることができ、検知エリア内での人の滞在時間が長いような場合に有効であり、一方、焦電センサを用いたものでは、不要反射等の影響を受けることなく検知エリアを所望範囲に設定するのが容易になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部の一部破断した分解側面図である。
【図２】実施例の側面図である。
【図３】実施例の一部破断した平面図である。
【図４】実施例の化粧カバーを外した下面図である。
【図５】実施例のボディとカバーとを展開した状態の平面図である。
【図６】実施例に用いるホーンを示す側面図である。
【図７】実施例に用いるホーンを示す図６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】実施例に用いる蓋体を示す側面図である。
【図９】実施例に用いる蓋体を示す図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１０】実施例に用いる押さえ具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１１】実施例に用いる支持体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１２】実施例の要部の動作説明図である。
【図１３】実施例の回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１５ 窓孔
２０ 可動体
２１ 超音波振動子
２６ 位置規制リブ
３０ 押さえ具
３２ａ 脚片
３２ｃ 爪部
３２ 支持体
３３ 押さえばね
３４ Ｏリング
６１ 人体検知判定部
６２ 照度判定部
６３ 論理積回路
６４ 遅延動作制御部
６５ 動作タイミング選択部
６６ 遅延時間設定部
Ｆ 換気扇
Ｌ 照明
ＰＤ 照度センサ
Ｒｙ１ リレー
Ｒｙ２ リレー
【産業上の利用分野】
本発明は、主としてトイレなどの室内において使用され、照明や換気扇などを室内の人の存否に応じて自動的にオン・オフさせるようにした人体検知式自動スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人の入室、在室、退室などを検知して照明や換気線を自動的にオン・オフさせる人体検知式自動スイッチでは、超音波の送受波によって人の存否を検出したり、人体から放射される熱線を検知して人の存否を検出する人体検知センサを備えたものが知られている。ところで、この種の人体検知式自動スイッチでは、検知エリアを室内の全域に設定すると誤動作が発生しやすくなるものであるから、検知エリアを室内の一部領域に制限するとともに、天井などに固定したケースに対して人体検知センサの向きを変えることができるように構成することによって誤動作の発生を抑制しているのが現状である。
【０００３】
すなわち、ケースから一部が露出するようにケースに回動自在に収納した球状の可動体を設け、この可動体の中に人体検知センサを収納することによって、人体検知センサの検知エリアの向きを所望方向に設定できるようにしているのである。可動体は、ケースの前面に開口する窓孔と、ケース内に固定された板ばねよりなる押さえ具との間で押さえ具のばね力によって挟持されている。したがって、可動体をケースの外から押さえ具に向かって押し付けながら回動させれば、人体検知センサの向きを変化させることができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成では、可動体を保持するばね力が板ばねのばね力であって、ケース内の限られた空間内では十分な撓み量を確保することが難しいものである。したがって、落下時などに可動体に対して衝撃力が作用した場合に、押さえ具では可動体に作用する衝撃力を十分に緩和することができず、衝撃力によって可動体が破損したり、可動体内の人体検知センサが故障したりするという問題が生じる。
【０００５】
また、押さえ具は比較的小形であって厚みや折曲位置の寸法などがわずかに変化するだけで、可動体の保持力が変化することになり、製品ごとの操作感触のばらつきを抑制するには部品寸法の管理精度を高くしなければならず、コスト高の要因になっている。
本発明は上述の問題点を解決することを目的とするものであって、限られた空間内で比較的大きな撓み量が確保できるコイルばねを用いることによって、落下時等に可動体に作用する衝撃力を緩和して部品の変形や破損を抑制し、かつ製品ごとの操作感触のばらつきを抑制できる構成を採用することによって、部品寸法の精度管理を容易にしてコストの低減を図った人体検知式自動スイッチを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、造営面に形成された取付孔に後部が挿入された形で造営面に固定されるケースと、ケース内に収納されケースの前方の所定範囲に設定した検知エリア内の人の存否を検知する人体検知センサと、人体検知センサの出力に基づいて負荷制御用のスイッチ出力を発生するスイッチ処理部と、球状に形成されていて人体検知センサを収納しケースの前面に形成した窓孔から一部を露出させた形でケースに対して回動自在に挿着された可動体と、ケース内で固定され可動体を窓孔の周部との間で挟持する保持装置とを備え、保持装置は、窓孔の開口面に対向して配設された押さえ具と、可動体と押さえ具との間に配設され押さえ具に穿孔した２個の引掛孔にそれぞれ挿通されるとともに引掛孔の周部に係止される抜け止め用の爪部が先端部に形成された２本の脚片を有しかつ押さえ具に穿孔した透孔に挿通される１本の軸片を有した支持体と、押さえ具と支持体との間に挿着されて支持体を可動体に向かって付勢するコイルばねよりなる押さえばねとを具備して成ることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、支持体には可動体との接触面にリング状の滑り止めが設けられて成ることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、可動体の外周面の一部に環状の位置規制リブが突設され、支持体は位置規制リブの内側で可動体に接触するとともに支持体が位置規制リブに当接する位置によって可動体の回動範囲が規制されて成ることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、周囲照度を検出する照度センサを備え、スイッチ処理部は、照度センサにより検出された周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積に基づく第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係に人体検知センサにより検出した人の存否に基づく第２のスイッチ出力とを発生することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態と、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、遅延時間を設定する時間設定手段を備えることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１の発明において、人体検知センサは、超音波を送波し反射波の状態変化を検出することによって人の存否を検出する超音波センサであることを特徴とする。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項１の発明において、人体検知センサは、人体から放射される熱線を検知することによって人の存否を検出する焦電センサであることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明によれば、ケース内に固定された押さえ具に対してコイルばねである押さえばねによって可動体に向かって付勢されている支持体と、ケースの前面に開口した窓孔の周部との間で可動体を挟持するのである。コイルばねは体積に対する撓み量を比較的大きくとることができるから、ケース内の制限された空間であっても十分に撓ませることができ、落下衝撃などが可動体に作用した場合でも衝撃力を緩和することができ、可動体や人体検知センサなどの破損、変形、故障などの発生確率が低減する。しかも、コイルばねは寸法に多少のばらつきがあってもばね力に対する影響が少ないから、部品の精度管理が容易になり、結果的にコストの低減につながるのである。加えて、支持体は押さえ具に挿通されかつ先端部に抜け止め用の爪部を設けた脚片を備えているから、押さえばねのばね力が作用しても爪部によって支持体が押さえ具に係止され、組立時における支持体の脱落を防止することができて組立が容易になる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、支持体における可動体との接触面にリング状の滑り止めを設けているから、可動体は支持体に対して位置がずれにくいのであって、ケースや可動体の表面を清掃する際に可動体に軽く触れたり、外部振動が作用したとしても、可動体が不用意に回転することがなく、設定した検知エリアがずれるのを防止することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、可動体の外周面の一部に形成した環状の位置規制リブによって支持体と可動体との接触範囲が規制されるから、可動体の回動範囲が規制されるのであって、人体検知センサの検知エリアがケースの窓孔の周部に重ならないような範囲で可動体を回動させることが可能になる。
請求項４の発明によれば、照度センサを付加することによって周囲照度を検出しているのであって、周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積を用いることで、人体検知センサによる検出結果を周囲照度に応じて採用するか否か決まることになる。たとえば、人の存否に応じて照明を自動点滅させるとすれば、周囲が明るいときには自動点滅が不要であるから、周囲が暗いときにのみ人体検知センサによる検出結果を採用するという制御が行なえるのである。また、周囲照度に応じた第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係な第２のスイッチ出力とを設けていることによって、たとえば、トイレにおいて照明と換気扇とを自動的にオン・オフさせる場合であって、照明については周囲が明るいときにはオフにしておき、換気扇については人が出入りするたびにオンにするのであれば、照明を第１のスイッチ出力によって制御し、換気扇を第２のスイッチ出力によって制御することができる。その結果、人体検知式自動スイッチを１箇所に施工するだけで、照明と換気扇とを所望した通りに制御することが可能になるのである。
【００１５】
請求項５の発明によれば、人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態が設定できるから、トイレなどで換気線を動作させる際に人が入室すれば換気扇が自動的に作動し、人の退出後の所定の遅延時間まで継続して換気扇を作動させることができるのである。また、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態が設定できるから、冬季などにおいて在室中に換気扇を作動させると寒さを感じるようなときには、退出後にのみ換気扇を作動させることができるのである。このように、第１の選択状態と第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えていることによって、使用環境に応じた設定が可能になり使い勝手がよいのである。
【００１６】
請求項６の発明によれば、遅延時間を設定する時間設定手段を設けていることによって、使用条件に応じた遅延時間の設定が可能になり、使い勝手がよいのである。
請求項７の発明および請求項８の発明は、望ましい実施態様であって、人体検知センサとして超音波の送受波を利用したものを採用すれば、人が検知エリア内に存在する間は常に出力を得ることができ、検知エリア内での人の滞在時間が長いような場合に有効であり、一方、焦電センサを用いたものでは、不要反射等の影響を受けることなく検知エリアを所望範囲に設定するのが容易になる。
【００１７】
【実施例】
本実施例では、図１３に示すように、トイレへの人の出入りに応じて照明Ｌと換気線Ｆとを自動的にオン・オフさせるために人体検知式自動スイッチを用いた例を示す。また、人体検知センサとしては超音波を送受する形式のものを用いている。
【００１８】
図１ないし図５に示すように、ケース１０は、外形形状が円板状であるフランジ１３を下端部に有したボディ１１と、ボディ１１の上面に被着されるカバー１２とで構成される。ボディ１１の上縁には図２に示すように上方に向かって複数個（４個）の組立片１１ａが突設され、組立片１１ａに開口する係合孔１１ｂに対して、カバー１２の下部周面に設けた組立爪１２ａを係合させることによって、ボディ１１とカバー１２とが結合される。ボディ１１およびカバー１２には、後述する回路部の構成部品を実装したプリント基板１４ａ，１４ｂがそれぞれ収納され、ボディ１１の中には超音波振動子２１を収納した球状の可動体２０が収納される。
【００１９】
可動体２０は、外周形状が半球状であるホーン２２と、ホーン２２の上面に被着される外周形状が半球状である蓋体２３（図８、図９参照）とにより球状の外周形状に形成され、ホーン２２と蓋体２３とに囲まれる内部空間に超音波振動子２１を収納して構成されている。図６および図７のように、ホーン２２の下面には開口が形成され、超音波振動子はこの開口を通して超音波を授受する。また、ホーン２２の両側面には軸部２４が突設されており、この軸部２４はボディ１１の内周面に設けてある縦溝（図示せず）に上下に移動自在かつ軸部２４の回りで回動自在となるように挿入され、可動体２０の向きを変えることができるようになっている。超音波振動子２１は、ホーン２２や蓋体２３との間で振動が伝達されることがないように円筒状のクッション体２５の中に収納されている。ボディ１１の下面にはボディ１１の内外に貫通する円形の窓孔１５が形成されており、窓孔１５を通して可動体２０の下部が露出し、この露出部位に可動体２０の下面の開口が臨むように、可動体２０の開口と窓孔１５との寸法関係が設定されている。
【００２０】
ボディ１１の内部には、帯状の板金よりなり長手方向の中央部が上方に突出する形状に曲成された押さえ具３０が固定されている。押さえ具３０は、図１０に示すように、長手方向の両端部に固定孔３０ａが形成され、固定孔３０ａを通してボディ１１に螺合するねじ３１によってボディ１１に固定される。押さえ具３０の中央部の下面側には支持体３２が取り付けられる。支持体３２は、図１１に示すように、押さえ具３０の中央部に穿孔した２個の引掛孔３０ａに挿通される２本の脚片３２ａと、押さえ具３０の中央部に穿孔した透孔３０ｂに挿通される１本の軸片３２ｂとを備え、脚片３２ａの上端部には引掛孔３０ａの周部に係止されて支持体３２の下方への抜け止めをする爪部３２ｃが形成されている。押さえ具３０と支持体３２との間にはコイルばねよりなる押さえばね３３が介装され、支持体３２は押さえばね３３によって押さえ具３０に対して下向きに付勢されている。ここに、押さえばね３３は、両脚片３２ａと軸片３２ｂとの間に形成された溝内に下端部が保持され上端が押さえ具３０に当接する。さらに、支持体３２の下面にはゴムのような摩擦係数の大きい弾性体よりなる滑り止めとしてのＯリング３４が固着されている。
【００２１】
上述のように、押さえ具３０に対して支持体３２の脚片３２ａを挿通し、かつ脚片３２ａの先端部に爪部３２ｃを設けていることによって、組立時には押さえばね３３のばね力が作用しても、図１２（ａ）のように押さえ具３０に支持体３２を保持することができ、支持体３２が押さえ具３０から脱落するのを防止することができる。すなわち、組立作業が簡単になるのである。
【００２２】
ボディ１１の内部において、図１２（ｂ）に示すように、支持体３２は可動体２０の上面に当接するように配置されているのであって、可動体２０は窓孔１５の周部と支持体３２との間で挟持され押さえばね３３のばね力によって保持されることになる。したがって、ケース１０の落下などによって可動体２０に対して衝撃力が作用したときに、押さえばね３３が圧縮されて図１２（ｃ）のように支持体３２の軸片３２ｂの基部周囲が押さえ具３０の下面に当接するのであって、押さえばね３３がコイルばねであって撓み量が大きいこととあいまって衝撃力を緩和する効果が大きくなる。衝撃力のような外力が解除されれば、押さえばね３３のばね力によって可動体２０は元の位置に復帰する。また、可動体２０の蓋板２３の上面にはホーン２２の下面の開口と同軸上で形成された円環状の位置規制リブ２６が突設されており、位置規制リブ２６に囲まれる範囲内でのみ支持体３２が可動体２０に接触できるようになっている。すなわち、可動体２０をボディ１１に対して回動させたときには、図１２（ｄ）のように位置規制リブ２６が支持体３２に当接することによって可動体２０の回動範囲が規制されるのであって、この回動範囲ではホーン２２の下面の開口が窓孔１５の周部にかぶることがないようにしてある。また、上述したように、支持体３２の下面にはＯリング３４が固着されていてＯリング３４が可動体２０に接触するから、可動体２０とＯリング３４との摩擦力によって可動体２０に小さい回転力が作用しただけでは可動体２０が動かないようにしてある。
【００２３】
ところで、回路基板１４ａ，１４ｂは上下に重ねられるようにしてケース１０の中に配置され、フラットケーブルまたは可撓性基板よりなる接続部１４ｃを介して互いに接続されている。上側の回路基板１４ｂの上面には負荷および電源を接続するための端子として速結端子３５が３対実装されている（図５では２対のみを記載してある）。また、この回路基板１４ｂには後述するスイッチ出力を発生するためのリレーＲｙ１ ，Ｒｙ２ （図１３参照）が実装されている。速結端子３５は周知のように、端子枠の中に錠ばねを配設し、カバー１２の上面に設けた電線挿入口１６から挿入された電線を錠ばねのばね力によって端子枠との間に挟持する構成のものであって、錠ばねは板ばねよりなり、電線接続時には電線に食い込んで抜け止めをするように形成されている。また、錠ばねによる電線の接続状態を解除するために解除釦１７を備え、解除釦１７はドライバのような工具で操作できるように一部がカバー１２の上面から露出する。また、電線挿入口１６は、カバー１２に被嵌される端子カバー４０によって覆われる。
【００２４】
下側の回路基板１４ａには可動体２０より引き出された超音波振動子２１からのリード線１８が接続される。また、回路基板１４ａには発光ダイオードよりなる動作表示灯ＬＤと、周囲照度を検出する照度センサＰＤとが実装されており、動作表示灯ＬＤの発光面と照度センサＰＤの受光面とは、ボディ１１に装着してある略Ｌ形のプリズム１９に設けた入射面および出射面に対向し、このプリズム１９を介して、動作表示灯ＬＤからの発光表示の光をケース１０の外部に導出したり、ケース１０の外部からの光を照度センサＰＤに導入したりすることができるようになっている。
【００２５】
フランジ１３は、両端部に埋込ボックスや天井材への直付けのための２個の取付孔４１が穿設され、また両側部の上面にフランジ１３との間で天井材を挟持するための挟み具４２を着脱自在に装着する装着部が設けられている。さらに、フランジ１３の下面には化粧プレート５０が着脱自在に覆着される。
挟み具４２は、天井材に穿孔した取付孔にケース１０の上部を挿入し、天井材の下面にフランジ１３の上面を当接させた形でケース１０を天井材に固定するものであって、一側面が開口した縦長の金具本体４４と、金具本体４４の底部を下方から貫通し先端を金具本体４４の天井部に回転自在に保持させたねじ体４５と、ねじ体４５のねじ部をねじ孔に螺入させた金属製の挟持体４６とで構成されている。
【００２６】
この挟み具４２を用いてケース１０を天井に取り付けるには、まず、フランジ１３に穿孔されただるま孔４７の丸孔部にねじ体４５の頭部をフランジ１３の上面側から嵌め込んでフランジ１３の下面側に露出させる。このとき同時に、だるま孔４７の両側に並行してフランジ１３の上面に設けてある固定溝４８に、金具本体４４の下面両側に設けた固定片４９を嵌め込む。この状態で固定片４９を固定溝４８内でスライドさせながら、金具本体４４をフランジ１３の中央方向へ移動させると、金具本体４４の下面より外部に露出しているねじ体４５の頭部がだるま孔４７の長孔部に案内され、だるま孔４７の周部が金具本体４４の下面とねじ体４５の頭部との間に挟まれる。
【００２７】
次に、ねじ体４５の反締付方向の金具本体４４の片側側壁に形成してある切欠４４ａに挟持体４６を挿入したケース１０の上部を天井材に穿孔した取付孔に挿入する。このとき、挟持体４６は金具本体４４に対してボディ１１およびカバー１２の側面に沿う方向に突出しているから、取付孔に引っ掛かることなく挿入することができる。その後、フランジ１３の上面を天井材の下面に当接させた状態でねじ体４５をドライバ等で締め付け方向に回転させると、ねじ体４５の回転により挟持体４６は切欠４４ａより出て、金具本体４４の他方の側壁に側端が当たることになる。このとき、挟持体４６の先端部は取付孔の投影範囲より外側に出て天井材の上方に位置する。したがって、挟持体４６はねじ体４５の締め付けに伴ってフランジ１３に近付く向きに移動し、挟持体４６の先端部が天井材の上面に当たると、挟持体１６とフランジ１３との間に天井材が挟持され、天井材にケース１０を固定することができるのである。
【００２８】
化粧プレート５０はフランジ１３の周縁を囲む周壁５０ａを有し、フランジ１３の周縁に突設してある係止爪１３ａに係合する係止溝を周壁５０ａの内周面に形成してあり、化粧プレート５０の弾性を利用して係止爪を係止溝に着脱自在に係合させることができるようになっている。化粧プレート５０の中心部には、ボディ１１の窓孔１５に対応した丸孔が形成されており、この丸孔を通して可動体２０とともにプリズム１９の端面が露出する。
【００２９】
ところで、回路基板１４ａ，１４ｂには、図１３に示すような回路が実装されている。すなわち、超音波振動子２１より超音波を送出するとともに検知エリアから超音波振動子２１に入射した超音波を受信して、検知エリア内での人の存否を判定する人体検知判定部６１を有する。
人体検知判定部６１は、たとえば送波した超音波の周波数に対して受波した超音波の周波数に偏移が生じたときに移動物体が検知エリアに存在すると判断するドップラ方式のものを用いることができる。すなわち、ドップラ方式としては一定周波数の超音波を送波し、受波信号については送波周波数と同じ周波数で位相の異なる２種の信号と混合することによって、位相の異なる２種のドップラ信号を生成し、周波数偏移の方向を両ドップラ信号の位相の進み遅れに置き換えることによって、移動物体を検出する方式が知られている。このような方式によって検知エリア内の人の存否を検出し、人体検知判定部６１では人の存在を検出すると出力（たとえばＨレベル）を発生するのである。また、ドップラ方式を採用したことによって、周囲の静止している物を検出することがないから、距離の測定による方式に比較して設置時の調整が簡単になる。
【００３０】
一方、照度センサＰＤの出力は照度判定部６２に入力され、基準照度と比較される。照度判定部６２では、たとえば周囲照度が基準照度よりも低いとき（つまり、周囲が暗いとき）に出力（たとえばＨレベル）を発生する。
人体検知判定部６１と照度判定部６２との出力は論理積回路６３に入力され、周囲照度が基準照度よりも低いときに人が検出されると、論理積回路６３からオン出力（Ｈレベル）が出力されるようになっている。この論理積回路６３のオン出力によってスイッチ出力あるリレーＲｙ１ がオンになるのである。また、人体検知判定部６１の出力は遅延動作制御部６４を介してスイッチ出力であるリレーＲｙ２ のオン・オフを制御する。
【００３１】
遅延動作制御部６４は、動作選択手段である動作タイミング選択部６５での設定に応じて、人体検知判定部６１によって人が検出されたときにオン出力（Ｈレベル）を発生する第１の選択状態と、人体検知判定部６１によって人が検出されている状態から検出されない状態に変化した後にオン出力（Ｈレベル）を発生する第２の選択状態とが択一的に選択されるようになっている。また、遅延動作制御部６４では、人体検知判定部６１で人が検知された状態から検知されない状態に変化した時点の後に、時間設定手段である遅延時間設定部６６で設定された遅延時間だけオン出力を継続させるようになっている。要するに、第１の選択状態では人が検出されると同時にリレーＲｙ２ がオンになり、人の存在が検出されなくなってから遅延時間が経過した後にリレーＲｙ２ がオフになる。また、第２の選択状態では、人が検出されたときにはリレーＲｙ２ はオフであって、人が検出されなくなってから遅延時間が経過するまでの間にリレーＲｙ２ がオンになるのである。
【００３２】
リレーＲｙ１ は商用電源ＡＣを接続する電源端子Ｔ１ と、負荷としての照明Ｌを接続する負荷端子Ｔ２１との間に挿入され、リレーＲｙ２ は電源端子Ｔ１ と換気線Ｆを接続する負荷端子Ｔ２２との間に挿入される。したがって、リレーＲｙ１ がオンになれば照明Ｌが点灯し、リレーＲｙ２ がオンになれば換気扇Ｆが作動する。また、人体検知判定部６１、照度判定部６２、論理積回路６３、遅延動作制御部６４はマイクロコンピュータなどによって実現され、商用電源ＡＣから定電圧電源回路である電源回路６７を通して給電される。さらに、人体検知判定部６１の出力は動作表示灯ＬＤにも出力され、人体の存否に応じて動作表示灯ＬＤが点灯・消灯するようになっている。動作タイミング選択部６５、遅延時間設定部６６などの操作部はフランジ１３の下面側に露出し、化粧カバー５０を外すことによって操作できるようにしてある。
【００３３】
次に動作について説明する。いま、動作タイミング選択部６５によって、人の検知からオン出力が発生する第１の選択状態が選択されているものとする。この状態において、周囲が暗いときに人がトイレに入ると照明Ｌが自動的に点灯する。また、換気扇Ｆは自動的に作動して室内の空気を外部に排出する。人が退出したときには、照明Ｌはただちに消灯するが、換気扇Ｆは遅延時間だけ継続して作動する。一方、周囲が明るく周囲照度が基準照度よりも高いときには、人が入っても照明Ｌは点灯しないが、換気扇Ｆは作動することになる。また、人が退出すれば遅延時間の経過後に換気扇Ｆは自動的に停止する。
【００３４】
次に、動作タイミング選択部６５によって、第２の選択状態が選択されているものとすると、照明Ｌについては第１の選択状態と同じように点灯・消灯することになる。一方、換気扇Ｆについては、人がトイレに入っている間は作動せず、人が退出した後に遅延時間が経過するまで作動することになる。このような動作では冬季などで寒いときに、換気扇Ｆの作動で冷えるのを防止することが可能になる。
【００３５】
上記実施例では、超音波振動子２１を用いて人の存否を検出しているが、焦電センサを用いて人体から放射される熱線を検出することによって人の存否を検出するようにしてもよい。この場合には、ホーン２２に代えて受光レンズを用いるとよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ケース内に固定された押さえ具に対してコイルばねである押さえばねによって可動体に向かって付勢されている支持体と、ケースの前面に開口した窓孔の周部との間で可動体を挟持するのであり、コイルばねは体積に対する撓み量を比較的大きくとることができるので、ケース内の制限された空間であっても十分に撓ませることができ、落下衝撃などが可動体に作用した場合でも衝撃力を緩和することができ、可動体や人体検知センサなどの破損、変形、故障などの発生確率が低減することができるという利点がある。しかも、コイルばねは寸法に多少のばらつきがあってもばね力に対する影響が少ないから、部品の精度管理が容易になり、結果的にコストの低減につながるという効果がある。加えて、支持体は押さえ具に挿通されかつ先端部に抜け止め用の爪部を設けた脚片を備えているから、押さえばねのばね力が作用しても爪部によって支持体が押さえ具に係止され、組立時における支持体の脱落を防止することができて組立が容易になるという利点がある。
【００３７】
請求項２の発明は、支持体における可動体との接触面にリング状の滑り止めを設けているから、可動体は支持体に対して位置がずれにくいのであって、ケースや可動体の表面を清掃する際に可動体に軽く触れたり、外部振動が作用したとしても、可動体が不用意に回転することがなく、設定した検知エリアがずれるのを防止することができるという利点がある。
【００３８】
請求項３の発明は、可動体の外周面の一部に形成した環状の位置規制リブによって支持体と可動体との接触範囲が規制されるから、可動体の回動範囲が規制されるのであって、人体検知センサの検知エリアがケースの窓孔の周部に重ならないような範囲で可動体を回動させることが可能になるという利点を有する。
請求項４の発明は、照度センサを付加することによって周囲照度を検出しているので、周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積を用いることで、人体検知センサによる検出結果を周囲照度に応じて採用するか否かが決まるのである。たとえば、人の存否に応じて照明を自動点滅させるとすれば、周囲が明るいときには自動点滅が不要であるから、周囲が暗いときにのみ人体検知センサによる検出結果を採用するという制御が行なえるという効果がある。また、周囲照度に応じた第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係な第２のスイッチ出力とを設けていることによって、たとえば、トイレにおいて照明と換気扇とを自動的にオン・オフさせる場合であって、照明については周囲が明るいときにはオフにしておき、換気扇については人が出入りするたびにオンにするのであれば、照明を第１のスイッチ出力によって制御し、換気扇を第２のスイッチ出力によって制御することができ、結果的に、人体検知式自動スイッチを１箇所に施工するだけで、照明と換気扇とを所望した通りに制御することが可能になるという利点がある。
【００３９】
請求項５の発明は、人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態が設定できるので、トイレなどで換気線を動作させる際に人が入室すれば換気扇が自動的に作動し、人の退出後の所定の遅延時間まで継続して換気扇を作動させることができるという利点がある。また、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態が設定できるから、冬季などにおいて在室中に換気扇を作動させると寒さを感じるようなときには、退出後にのみ換気扇を作動させることができるという利点がある。このように、第１の選択状態と第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えていることによって、使用環境に応じた設定が可能になり使い勝手がよいのである。
【００４０】
請求項６の発明は、遅延時間を設定する時間設定手段を設けているので、使用条件に応じた遅延時間の設定が可能になり、使い勝手がよいという利点を有するのである。
請求項７の発明および請求項８の発明は、望ましい実施態様であって、人体検知センサとして超音波の送受波を利用したものを採用すれば、人が検知エリア内に存在する間は常に出力を得ることができ、検知エリア内での人の滞在時間が長いような場合に有効であり、一方、焦電センサを用いたものでは、不要反射等の影響を受けることなく検知エリアを所望範囲に設定するのが容易になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部の一部破断した分解側面図である。
【図２】実施例の側面図である。
【図３】実施例の一部破断した平面図である。
【図４】実施例の化粧カバーを外した下面図である。
【図５】実施例のボディとカバーとを展開した状態の平面図である。
【図６】実施例に用いるホーンを示す側面図である。
【図７】実施例に用いるホーンを示す図６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】実施例に用いる蓋体を示す側面図である。
【図９】実施例に用いる蓋体を示す図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１０】実施例に用いる押さえ具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１１】実施例に用いる支持体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１２】実施例の要部の動作説明図である。
【図１３】実施例の回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１５ 窓孔
２０ 可動体
２１ 超音波振動子
２６ 位置規制リブ
３０ 押さえ具
３２ａ 脚片
３２ｃ 爪部
３２ 支持体
３３ 押さえばね
３４ Ｏリング
６１ 人体検知判定部
６２ 照度判定部
６３ 論理積回路
６４ 遅延動作制御部
６５ 動作タイミング選択部
６６ 遅延時間設定部
Ｆ 換気扇
Ｌ 照明
ＰＤ 照度センサ
Ｒｙ１ リレー
Ｒｙ２ リレー
Claims (8)
- 造営面に形成された取付孔に後部が挿入された形で造営面に固定されるケースと、ケース内に収納されケースの前方の所定範囲に設定した検知エリア内の人の存否を検知する人体検知センサと、人体検知センサの出力に基づいて負荷制御用のスイッチ出力を発生するスイッチ処理部と、球状に形成されていて人体検知センサを収納しケースの前面に形成した窓孔から一部を露出させた形でケースに対して回動自在に挿着された可動体と、ケース内で固定され可動体を窓孔の周部との間で挟持する保持装置とを備え、保持装置は、窓孔の開口面に対向して配設された押さえ具と、可動体と押さえ具との間に配設され押さえ具に穿孔した２個の引掛孔にそれぞれ挿通されるとともに引掛孔の周部に係止される抜け止め用の爪部が先端部に形成された２本の脚片を有しかつ押さえ具に穿孔した透孔に挿通される１本の軸片を有した支持体と、押さえ具と支持体との間に挿着されて支持体を可動体に向かって付勢するコイルばねよりなる押さえばねとを具備して成ることを特徴とする人体検知式自動スイッチ。
- 支持体には可動体との接触面にリング状の滑り止めが設けられて成ることを特徴とする請求項１記載の人体検知式自動スイッチ。
- 可動体の外周面の一部に環状の位置規制リブが突設され、支持体は位置規制リブの内側で可動体に接触するとともに支持体が位置規制リブに当接する位置によって可動体の回動範囲が規制されて成ることを特徴とする請求項１記載の人体検知式自動スイッチ。
- 周囲照度を検出する照度センサを備え、スイッチ処理部は、照度センサにより検出された周囲照度と既定照度との高低と人体検知センサにより検出した人の存否との論理積に基づく第１のスイッチ出力と、周囲照度とは無関係に人体検知センサにより検出した人の存否に基づく第２のスイッチ出力とを発生することを特徴とする請求項１記載の人体検知式自動スイッチ。
- 人体の存在を検知すると第２のスイッチ出力をオン出力とし人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過した後にオン出力を停止する第１の選択状態と、人体の存在が検知されなくなってから所定の遅延時間が経過するまでの期間のみにオン出力を発生する第２の選択状態とを選択する動作選択手段を備えることを特徴とする請求項４記載の人体検知式自動スイッチ。
- 上記遅延時間を設定する時間設定手段を備えることを特徴とする請求項５記載の人体検知式自動スイッチ。
- 人体検知センサは、超音波を送波し反射波の状態変化を検出することによって人の存否を検出する超音波センサであることを特徴とする請求項１記載の人体検知式自動スイッチ。
- 人体検知センサは、人体から放射される熱線を検知することによって人の存否を検出する焦電センサであることを特徴とする請求項１記載の人体検知式自動スイッチ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12438293A JP3579907B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 人体検知式自動スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP12438293A JP3579907B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 人体検知式自動スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333472A JPH06333472A (ja) | 1994-12-02 |
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Family
ID=14884029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12438293A Expired - Lifetime JP3579907B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 人体検知式自動スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3579907B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP12438293A patent/JP3579907B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06333472A (ja) | 1994-12-02 |
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