JP4196092B2

JP4196092B2 - 熱線センサ付き自動スイッチ

Info

Publication number: JP4196092B2
Application number: JP2003328831A
Authority: JP
Inventors: 竜一森; 博俊渡辺; 一郎豊田; 達也阿部
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: JP2005093388A

Description

本発明は、熱線センサにより人体から放射される熱線を検知するとオン出力を発生して人が検知されている間にはオン出力を維持し、熱線センサにより人が検知されなくなった後に規定の動作時間が経過してからオン出力を停止させる熱線センサ付き自動スイッチに関するものである。

一般に、この種の熱線センサ付き自動スイッチは、焦電形赤外線センサからなる熱線センサを器体に内蔵しており、熱線センサの視野内において設定した検知エリアにおける人の存否を人体から放射される熱線により検知するように構成されている。焦電形赤外線センサは微分形センサであり熱線量の変化率に応じた電圧信号を出力するものであって、熱線量の変化が生じたときにしか有効な出力が得られないから、検知エリア内において人が存在していても動きがなければ有効な出力が得られなくなる。そこで、この種の熱線センサを用いる場合には、熱線量の変化によって人が検知されたときの熱線センサの出力によりトリガされてオン出力を発生するタイマ回路を付設する構成が広く採用されている。タイマ回路は、時限動作の期間である動作時間においてオン出力を維持するとともに、リトリガラブルであって動作時間の満了前に熱線センサから人が検知されたときの出力が与えられると再トリガされるように構成されている。したがって、オン出力は熱線センサにより人が検知されなくなった時点からタイマ回路で規定した動作時間が経過した時点で停止する。タイマ回路は、個別部品によって構成されるもののほかマイクロコンピュータを用いて構成されるものがある。

この種の熱線センサ付き自動スイッチは、人の存否に応じて照明や換気扇のような負荷をスイッチの操作を伴わずに自動運転するために設けられることが多く、現状では玄関ポーチ、内玄関、廊下、階段、トイレなどにおいて使用されている。ここで、熱線センサにより人が検知されなくなってから負荷の動作をいつ停止させるかは、熱線センサ付き自動スイッチの設置現場に応じて決定するのが望ましいから、タイマ回路の動作時間を所定範囲（たとえば、１０秒〜３０分）において調節可能としたものが提供されている（たとえば、特許文献１参照）。

すなわち、タイマ回路の動作時間を調節するための可変抵抗器を器体に内蔵し、図１３に示すように、可変抵抗器のつまみ２を器体１の外部に露出させた構成が採用されている。このつまみ２を回転操作することによって、動作時間が所定範囲において調節可能となる。
特開２００３−２４９１５２号公報

ところで、上述した熱線センサ付き自動スイッチは、タイマ回路の動作時間を変化させるために可変抵抗器のつまみ２を操作するものであるから、可変抵抗器とともにつまみ２が必要であって部品点数が多くなるという問題がある。しかも、熱線センサ付き自動スイッチを設置した後には動作時間の変更はほとんど必要ないにもかかわらず、種々の設置現場を想定して動作時間を広範囲に調節できる可変抵抗器を用いる必要があり、可変抵抗器のつまみの回転角度当たりの動作時間の変化が大きくなって、動作時間を精度よく調節することが難しいという問題を有している。また、動作時間は使用時を想定して設定されるから、熱線センサの検知エリアの確認や人の検知に対する負荷動作の確認や負荷との結線関係などの確認のために、試験動作を行うような場合には動作時間を最小値に設定するとしても、オン出力の発生から停止を１回繰り返す間に１０秒程度よりも長い待ち時間が必要であって、検知エリアの確認などのために試験動作を繰り返すような場合には、多大な作業時間を要するという問題が生じる。

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、可変抵抗器を用いることなく少ない部品点数でタイマ回路の動作時間を任意にかつ精度よく設定可能とし、さらには試験動作の際には動作時間を使用時よりも短くして試験作業を容易にする熱線センサ付き自動スイッチを提供することにある。

請求項１の発明は、規定した検知エリア内の人の存否を人体から放射される熱線により検知する熱線センサと、熱線センサにより人が検知されるとオン出力を発生しその後に熱線センサにより人が検知されなくなった時点から規定の動作時間が経過するとオン出力を停止させるタイマ回路と、熱線センサおよびタイマ回路を内蔵する器体とを備え、タイマ回路の動作時間を設定自在とする固定定数の時定数回路素子が器体の外側から着脱可能に接続され、タイマ回路が実装されるとともに時定数回路素子を接続するための接続部を備える回路基板が器体の内部に収納され、器体は接続部に対応する部位に挿入孔を備え、時定数回路素子は、挿入孔に挿入され接続部と電気的に接続されるピン状の接続脚と、挿入孔に接続脚を挿入した状態において器体の外側面に当接するとともに固定定数の素子本体を搭載した素子基台とを備え、器体の外側面に着脱可能に取着され器体への装着時に器体の外側面との間に素子基台を挟持する化粧カバーを備えることを特徴とする。

この構成によれば、タイマ回路の動作時間を設定自在とする固定定数の時定数回路素子が器体の外側から着脱可能に接続されるから、タイマ回路の動作時間の規定値があらかじめ設定されているか否かにかかわりなく、時定数回路素子を器体の外側から装着することによってタイマ回路の動作時間を設定することができる。

タイマ回路の動作時間の規定値があらかじめ設定されている場合、つまり、時定数回路素子を装着しない状態でもタイマ回路が動作時間の規定値で動作する場合には、時定数回路素子を接続していない状態でも熱線センサにより人が検知されなくなった時点でオン出力がただちに停止するということがなく、たとえばオン出力によって照明を点灯させるような場合に、熱線センサで人が検知されなくなった瞬間に照明が消灯するのではなく、規定値として設定された動作時間は照明の点灯状態が維持されることになる。ここで、動作時間の規定値は、従来構成として説明したように１０秒〜３０分程度の範囲で調節可能であって、通常は１〜２分程度に設定されるから、熱線センサ付き自動スイッチの施工後に試験動作によって動作や接続を確認する際に、タイマ回路を規定値の動作時間で動作させると待ち時間が長くなるという問題を生じる。これに対して請求項１の発明では、時定数回路素子を装着することによって動作時間を規定値とは異なる値に設定することが可能であるから、時定数回路素子の装着により動作時間を一時的に短くすることにより、試験動作の際の待ち時間を短縮することができる。要するに、試験動作の際に時定数回路素子を一時的に接続することによって、試験動作の作業性が向上する。また、時定数回路素子によって動作時間を規定値とは異なる値に設定可能であるから、熱線センサ付き自動スイッチの設置現場に合わせて時定数回路素子を適宜に選択することが可能になる。ここで、設置現場に応じた動作時間を設定するにあたって器体に可変抵抗器を内蔵する必要がなく、可変抵抗器の操作のためのつまみなどが不要である上に、可変抵抗器のように不用意に触れることによって動作時間が変わってしまうこともない。

タイマ回路の動作時間が規定値として設定されていない場合、つまり時定数回路のみによってタイマ回路の動作時間を設定する場合にも、熱線センサ付き自動スイッチの設置現場に合わせて時定数回路素子を適宜に選択が可能になる。また、可変抵抗器を用いないから動作時間が不用意に変化することがない。

また、時定数回路素子に設けたピン状の接続脚を器体に設けた挿入孔に挿入するだけで時定数回路素子をタイマ回路に接続することができるから、時定数回路素子の接続作業が容易である。

さらにまた、時定数回路素子を器体に装着した状態で化粧カバーを器体に装着することによって、器体と化粧カバーとの間に時定数回路素子が挟持されるから、時定数回路と接続部との接触状態が安定に保たれる。しかも、時定数回路素子を器体に装着した状態では時定数回路が化粧カバーで覆われ、時定数回路素子を器体に装着していない状態では挿入孔が化粧カバーに覆われるから、使用者が時定数回路素子を勝手に着脱するのを防止することができる上に美麗な外観で施工することができる。また、試験動作のために時定数回路素子を一時的に装着する場合には、化粧カバーを器体から外しておけば時定数回路素子を容易に着脱することができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記接続部は、前記接続脚が差し込まれる差込口が開口するソケット台と、ソケット台の差込口の内部に配設され接続脚を弾性保持する接続導体とを備えたソケットからなることを特徴とする。

この構成によれば、時定数回路素子をソケットに差し込むから、時定数回路素子の保持強度を高めることができ、外部振動などを原因として時定数回路素子に接続不良が生じるのを防止することができる。

請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記時定数回路素子は固定抵抗であることを特徴とする。

この構成によれば、タイマ回路の動作時間を器体に装着される固定抵抗によって設定自在としており、タイマ回路の動作時間を決定する回路素子としては一般に抵抗とコンデンサとが用いられており、この種の回路素子では固定抵抗はコンデンサに比較すると小型であるから、器体において時定数回路素子を装着する部位が省スペースになる。

本発明の構成によれば、タイマ回路の動作時間を設定自在とする固定定数の時定数回路素子が器体の外側から着脱可能に接続されるから、タイマ回路の動作時間の規定値があらかじめ設定されているか否かにかかわりなく、時定数回路素子を器体の外側から装着することによって少ない部品数でタイマ回路の動作時間を正確に設定することができる。また、時定数回路素子を装着することによって動作時間を任意に設定可能であるから、試験動作時に使用時よりも短い動作時間となる時定数回路素子を装着することによって、試験動作の際の待ち時間を短縮することができ、試験動作の作業性が向上するという利点がある。また、時定数回路素子によって動作時間を任意に設定可能であるから、熱線センサ付き自動スイッチの設置現場に合わせて時定数回路素子を適宜に選択することが可能になる。さらに、設置現場に応じた動作時間を設定するにあたって器体に可変抵抗器を内蔵する必要がなく、可変抵抗器可変抵抗器の操作のためのつまみなどが不要である上に、可変抵抗器のように不用意に触れることによって動作時間が変わってしまうこともないという利点がある。さらに、時定数回路素子に設けたピン状の接続脚を器体に設けた挿入孔に挿入するだけで時定数回路素子をタイマ回路に接続することができるから、時定数回路素子の接続作業が容易である。また、時定数回路素子を器体に装着した状態で化粧カバーを器体に装着することによって、器体と化粧カバーとの間に時定数回路素子が挟持されるから、時定数回路と接続部との接触状態が安定に保たれる。

本実施形態は、図２に示す回路構成を有するものであって、商用電源のような交流電源ＡＣと白熱電球である負荷ＬＤとの直列回路が外部回路として端子Ｔ１，Ｔ２間に接続される。内部回路では、端子Ｔ１，Ｔ２間にスイッチ要素としての３端子双方向性サイリスタ（トライアック）Ｑ１が挿入され、トライアックＱ１の端子２とゲートとにダイオードブリッジＤＢの交流入力端が接続される。ダイオードブリッジＤＢは直流出力端間にはサイリスタＱ４が挿入され、サイリスタＱ４がオンになることによってトライアックＱ１がトリガされるようにしてある。さらに、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間に集積回路からなる３端子レギュレータＲＧが接続され、さらに３端子レギュレータＲＧの出力端間にコンデンサＣ１が接続されており、３端子レギュレータＲＧから後段の回路に定電圧が供給される。３端子レギュレータＲＧの入力端間にはツェナーダイオードＺＤ１が接続されており、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧がツェナーダイオードＺＤ１でクリッピングされることにより３端子レギュレータＲＧへの入力電圧の上限値が制限される。また、ツェナーダイオードＺＤ１には大容量のコンデンサＣ２が並列に接続されており、ダイオードブリッジＤＢからの出力電圧が得られない期間においてもコンデンサＣ２から３端子レギュレータＲＧに電源を供給できるようにしてある。

ダイオードブリッジＤＢの正極とコンデンサＣ２の正極との間には、ｐｎｐ形のトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ３のエミッタ−コレクタとダイオードＤ１との直列回路が挿入される。上述したサイリスタＱ４のゲートはツェナーダイオードＺＤ２を介してスイッチング素子Ｑ３とダイオードＤ１との接続点に接続される。したがって、スイッチング素子Ｑ３がオンになり、スイッチング素子Ｑ３とダイオードＤ１との接続点の電位がツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧に達するとサイリスタＱ４がトリガされてオンになる。上述したダイオードＤ１はコンデンサＣ２の端子電圧によるツェナーダイオードＺＤ２の導通を防止するために設けてある。

ところで、焦電形赤外線センサからなる熱線センサＰＳは検知回路としての増幅器を内蔵したものであって、熱線センサＰＳに入射する熱線量に人の検知とみなせる有効な変化が生じるとパルス状の出力を発生する。熱線センサＰＳの出力はタイマ回路ＴＭに入力されタイマ回路ＴＭをトリガする。タイマ回路ＴＭは、ｎｐｎ形のトランジスタＱ５からなるスイッチング素子を備え、スイッチング素子のコレクタ−エミッタにはタイマ回路ＴＭの時定数を決定するコンデンサＣｔが並列に接続される。コンデンサＣｔとともにタイマ回路ＴＭの時定数を決定する抵抗ＲｔはコンデンサＣｔに直列接続され、コンデンサＣｔと抵抗Ｒｔとの直列回路は、３端子レギュレータＲＧの出力端間に接続される。コンデンサＣｔの両端電圧は、コンパレータＣＰ１によって、３端子レギュレータＲＧの出力端間に接続された抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列回路で決定される基準電圧と比較され、コンデンサＣｔの両端電圧が基準電圧以下である期間にコンパレータＣＰ１の出力がＨレベルになる。このコンパレータＣＰ１の出力がタイマ回路ＴＭの出力であって、Ｈレベルがオン出力に対応する。

すなわち、タイマ回路ＴＭでは、熱線センサＰＳから有効な出力が得られない期間にはスイッチング素子Ｑ５がオフであって、コンデンサＣｔの両端電圧が抵抗Ｒ２，Ｒ３により決まる基準電圧以上に保たれることによってコンパレータＣＰ１の出力がＬレベルになっており、熱線センサＰＳにおいて人が検知されるとスイッチング素子Ｑ５が短時間だけオンになりコンデンサＣｔが放電されることによってコンパレータＣＰ１の出力がＨレベルになるのである。熱線センサＰＳは熱線量が変化したときにのみスイッチング素子Ｑ５をオンにするから、スイッチング素子Ｑ５がオンになるのは短時間であって、コンデンサＣｔは放電直後に抵抗Ｒｔを通して充電され、やがてコンデンサＣｔの両端電圧が基準電圧に達するとコンパレータＣＰ１の出力がＬレベルに戻り、オン出力が停止する。ただし、コンデンサＣｔの両端電圧が基準電圧に達する前に熱線センサＰＳが人を検知すると、スイッチング素子Ｑ５が再びオンになってコンデンサＣｔを放電するから、コンパレータＣＰ１の出力はＨレベルに保たれ、オン出力が維持される。要するに、熱線センサＰＳの出力によってタイマ回路ＴＭがトリガされるとオン出力が発生し、その後は、コンデンサＣｔと抵抗Ｒｔとにより決まる動作時間の間に熱線センサＰＳにより人が検知されるたびにタイマ回路ＴＭは再トリガされ、熱線センサＰＳにより人が検知されなくなってから動作時間が経過したときにオン出力が停止するのである。

ここにおいて、抵抗Ｒｔの両端には接続部ｄ１，ｄ２が設けられており、接続部ｄ１，ｄ２には時定数回路素子としての固定抵抗Ｒｘを着脱自在に接続できるようにしてある。接続部ｄ１，ｄ２に固定抵抗Ｒｘを接続したときには、抵抗Ｒｔに固定抵抗Ｒｘが並列接続されるから、コンデンサＣｔに充電を開始してからコンデンサＣｔの両端電圧が基準電圧に達するまでの時間（つまり、動作時間）を短くすることになる。つまり、固定抵抗Ｒｘの値によって動作時間を任意に設定することが可能になる。

コンパレータＣＰ１のオン出力はｎｐｎ形のトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ２を介してスイッチング素子Ｑ３のオンオフを制御する。つまり、コンパレータＣＰ１の出力端はスイッチング素子Ｑ２のベースに接続され、スイッチング素子Ｑ２のコレクタがスイッチング素子Ｑ３のベースに接続されるから、コンパレータＣＰ１の出力がＨレベルである期間（つまり、オン出力が発生している期間）に、スイッチング素子Ｑ３がオンになる。スイッチング素子Ｑ３がオンになると、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧がツェナーダイオードＺＤ２のブレークオーバ電圧を越える期間においてツェナーダイオードＺＤ２が導通し、サイリスタＱ４がオンになることによってトライアックＱ１がオンになる。なお、スイッチング素子Ｑ３がオフである期間にダイオードブリッジＤＢから３端子レギュレータＲＧおよびコンデンサＣ２に電流が流れるが、この電流ではトライアックＱ１がオンにならないように定数を設定しているのは言うまでもない。また、ダイオードブリッジＤＣの出力電圧の瞬時値が０Ｖから上昇してツェナーダイオードＺＤ２のブレークオーバ電圧に達した後にトライアックＱ１がトリガされるから、タイマ回路ＴＭからのオン出力によってトライアックＱ１をオンにする期間においても、ダイオードブリッジＤＣの出力電圧の瞬時値が０ＶからツェナーダイオードＺＤ２のブレークオーバ電圧に達するまでの期間は、トライアックＱ１はオフであって３端子レギュレータＲＧに電源が供給される。

コンパレータＣＰ１の出力端とスイッチング素子Ｑ２のベースとの間には１回路３接点のスイッチからなる切換スイッチＳＷの共通接点が接続されており、切換スイッチＳＷの残りの３個の接点ａ〜ｃのうち接点ａは３端子レギュレータＲＧの出力端の正極に接続され、接点ｃは３端子レギュレータＲＧの出力端の負極に接続される。また、接点ｂには何も接続されない。したがって、切換スイッチＳＷにおいて接点ａが選択されるとスイッチング素子Ｑ２のベースは常にＨレベルになってタイマ回路ＴＭからオン出力が与えられているのと同様の状態になり、タイマ回路ＴＭの出力とは無関係にトライアックＱ１がオンになる。また、接点ｃが選択されるとスイッチング素子Ｑ２のベースは常にＬレベルになってタイマ回路ＴＭからのオン出力が停止しているのと同様の状態になり、タイマ回路ＴＭの出力とは無関係にトライアックＱ１がオフに保たれる。要するに、接点ａはトライアックＱ１を強制的にオンにし、接点ｃはトライアックＱ１を強制的にオフにするのであって、両接点ａ，ｃの選択時には熱線センサＰＳの出力が無効になる。切換スイッチＳＷにおいて接点ｂを選択しているときにのみ熱線センサＰＳの出力が有効になり、タイマ回路ＴＭからのオン出力の発生の有無に応じてトライアックＱ１が自動的にオンオフすることになる。

ところで、負荷ＬＤは白熱電球であって周囲が明るいときには点灯させる必要がないから、周囲照度を検知するＣｄＳからなる明るさセンサＢＳを備えた明るさ検知回路ＢＲを設けて、明るさセンサＢＳにより検知される周囲照度が規定値よりも高い（明るい）ときに熱線センサＰＳの出力を無効にする。明るさセンサＢＳは２個の抵抗Ｒ６，Ｒ７と直列接続され、明るさセンサＢＳと抵抗Ｒ６，Ｒ７との直列回路は３端子レギュレータＲＧの出力端間に接続される。抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点の電位は、コンパレータＣＰ２によって、抵抗Ｒ４，Ｒ５と可変抵抗器ＶＲ１との直列回路により設定される基準電圧と比較される。コンパレータＣＰ２の出力端はｎｐｎ形のトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ６のベースに接続され、スイッチング素子Ｑ６のコレクタ−エミッタは、タイマ回路ＴＭにおけるスイッチング素子Ｑ５のベース−エミッタに接続される。明るさ検知回路ＢＲでは、抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点の電位が基準電圧より低い期間においてスイッチング素子Ｑ６をオンにし、スイッチング素子Ｑ６がオンになると熱線センサＰＳの出力にかかわらずスイッチング素子Ｑ５がオフになるから、タイマ回路ＴＭの動作が無効になってタイマ回路ＴＭからオン出力が発生しない状態に保たれる。抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点の電位が基準電位よりも高くなるのは、周囲照度が低下して明るさセンサＢＳの抵抗値が高くなったときであって、基準電圧によって決定される周囲照度よりも周囲照度が低い（暗い）期間にのみタイマ回路ＴＭの動作が有効になり、熱線センサＰＳの出力に応じたオン出力の発生が可能になるのである。コンパレータＣＰ２に与えられる基準電圧は可変抵抗器ＶＲ１によって調節可能であって、可変抵抗器ＶＲ１によりタイマ回路ＴＭの動作が有効になる周囲照度を調節することができる。

コンパレータＣＰ２に基準電圧を与える端子にはｎｐｎ形のトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ７のコレクタが接続され、スイッチング素子Ｑ７はタイマ回路ＴＭに設けたコンパレータＣＰ１の出力を分圧する抵抗Ｒ８，Ｒ９によりオンオフが制御される。つまり、タイマ回路ＴＭからオン出力が発生している期間（コンパレータＣＰ１の出力がＨレベルである期間）においてスイッチング素子Ｑ７がオンになり、コンパレータＣＰ２への基準電圧を０Ｖに引き下げる。したがって、明るさセンサＢＳにより検知される周囲照度が高くなってもスイッチング素子Ｑ６がオンならず、タイマ回路ＴＭからのオン出力の発生時には明るさ検知回路ＢＲの動作を無効化する。これは、タイマ回路ＴＭからのオン出力によって負荷ＬＤである白熱電球が点灯したときに、明るさセンサＢＳで検知される明るさが高くなってもタイマ回路ＴＭのオン出力を維持するためである。

上述した回路は、図１のようにプリント基板からなる１枚の回路基板５に実装され、回路基板５は以下に説明する器体１に収納される。以下、図１および図３〜図７を参照する。器体１は、前面開口する箱状のボディ１０と、ボディ１０の前面に覆着されるカバー２０とを結合して形成される。ボディ１０とカバー２０とはともに合成樹脂成形品であって、ボディ１０の上下両壁の外側面に一対ずつ突設した組立突起１１に対して、カバー２０の上下両壁から後方に延設された各一対の組立脚２１にそれぞれ設けた組立孔２２を係合させることによって、ボディ１０とカバー２０とが結合される。

ボディ１０の内部空間であって１つの隅部には仕切壁１２によって区画された端子収納室１３が形成される。ボディ１０の後面において端子収納室１３に対応する部位は、図７のように他の部位に対して凹没した電線接続部１４を形成しており、電線接続部１４の底壁には円形に開口する一対の電線挿入口１５と、両電線挿入口１５に隣接して両電線挿入k値１５に跨る部位に形成された長円状に開口する１個の操作孔１６とが設けられる。一方、回路基板５において端子収納室１３に対応する部位には、端子Ｔ１，Ｔ２となる断面コ字状である一対の端子板５１が互いの脚片を向かい合わせにして実装される。各端子板５１の内側にはそれぞれ板ばねを曲成した錠ばね５２が配置され、両錠ばね５２に跨る形で合成樹脂成形品の解除釦５３が配置される。端子板５１と錠ばね５２と解除釦５３とは速結端子として周知である構造の端子を形成し端子収納室１３に収納される。ここに、本実施形態では、交流電源ＡＣと負荷ＬＤとの直列回路を接続するから２線で配線することができ、端子Ｔ１，Ｔ２も２端子となっている。つまり、器体１の内部空間において端子Ｔ１，Ｔ２の占有スペースを省スペースとし、部品点数も少なくなって低コスト化が可能になる。

端子板５１と錠ばね５２とは、電線挿入口１５を通して端子板５１と錠ばね５２との間に導入された電線を錠ばね５２のばね力によって挟持するとともに、錠ばね５２に形成した鎖錠片の先端縁を電線に食い込ませることによって電線の抜け止めを行う。また、解除釦５３は一部を操作孔１６から露出させており、端子板５１と錠ばね５２との間に保持された電線を引き抜く際に、操作孔１６を通してマイナスドライバのような工具を用いて解除釦５３に外力を作用させることにより、錠ばね５２に設けた鎖錠片を撓ませる。つまり、解除釦５３によって電線に食い込んでいる鎖錠片を撓ませることによって電線の保持力を弱め、電線を引き抜くことを可能にする。

カバー２０における左右方向の一側の外側面（図３における左側の外側面）には上下一対ずつの取付爪（図示せず）が突設され、他側の側壁には上下の中間部において上下２本の切込溝２３ａにより分離された可撓片２３が形成されている。可撓片２３の外側面には前記一側の外側面に突設した取付爪と同形状の一対の取付爪２４が突設される。可撓片２３の後端部は、カバー２０の側壁の他の部位よりも後方に突出しており、ボディ１０における左右方向の一側（図の右側）の側壁に設けた切欠窓１７に対応する部位においてボディ１０の側壁の内側に配置される。つまり、切欠窓１７を通してボディ１０の外側から可撓片２３の後端部を器体１の内側に押圧することが可能になっている。

カバー２０の前面には、下部の略３分の２と上部の略３分の１とにそれぞれ下部突台２５と上部突台２６とが突設される。下部突台２５の前面中央部には矩形状に開口する挿通窓２７が形成される。挿通窓２７には、切換スイッチＳＷを操作するためのつまみ５４が露出する。切換スイッチＳＷには１回路３接点のスライドスイッチを用いており、つまみ５４は挿通窓２７の内側で左右方向に移動する。

また、下部突台２５の前面であって挿通窓２７より下方には矩形状に開口するとともに上下両縁から半円状のガイド板２８ａが突設されたセンサ窓２８が形成される。ガイド板２８ａの前端縁には互いに近付く向きに抜止片２８ｂが延設されている。センサ窓２８には、器体１の内側から受光レンズ４０が装着される。受光レンズ４０は回路基板５に実装した熱線センサＰＳおよび明るさセンサＢＳの前方を覆うように配置され、受光レンズ４０の前面にはガイド板２８ａの周縁に沿って半円筒状に湾曲させたレンズカバー４１が設けられる。受光レンズ４０の構成については後述する。

下側突台２５の前面であって挿通窓２７より上方には、円形に開口する調節窓２９が右側に形成され、左側に小径の２個の挿入孔５６が形成される。調節窓２９には、可変抵抗器ＶＲ１に設けたつまみ５５が挿入される。可変抵抗器ＶＲ１は回転式であって、タイマ回路ＴＭの動作を無効にする際の周囲照度は、つまみ５５の回転方向における右側ほど高くなるようにしてある。また、つまみ５５の右端位置では周囲照度によらずタイマ回路ＴＭが動作するようになる。つまり、つまみ５５の右端位置では明るさ検知回路ＢＲが無効になる。挿入孔５６には、時定数回路素子としての固定抵抗Ｒｘに設けたピン状の接続脚５７が挿入される。固定抵抗Ｒｘは、チップ抵抗からなる固定定数の素子本体５８ｂを素子基台５８ａに搭載したものであって、素子基台５８ａにはピン状である一対の接続脚５７が突設されている。一方、器体１に収納される回路基板５には接続脚５７に接触する接続部ｄ１，ｄ２が挿入孔５６に対応する部位に形成されている。したがって、固定抵抗Ｒｘの接続脚５７を挿入孔５６に挿入し、接続脚５７の先端部を接続部ｄ１，ｄ２に接触させることによって、固定抵抗Ｒｘをタイマ回路ＴＭに接続することができる。この状態において素子基台５８ａは器体１の外側面に当接する。ここで、固定抵抗Ｒｘの接続脚５７を挿入孔５６に挿入した状態で接続脚５７と接続部ｄ１，ｄ２との接触状態が不安定にならないように、挿入孔５６の内径を接続脚５７の外径に略一致させておくのが望ましい。

カバー２０に設けた下側突台２５には化粧カバー３０が着脱可能に取着される。化粧カバー３０は下側突台２５よりも上下寸法が大きく、下側突台２５に装着した状態において下側突台２５よりも下方に延長される部位を有している。下側突台２５の上下の両外側面には一対ずつの引掛凹所２５ａが形成され、化粧カバー３０の後面には引掛凹所２５ａに係合する４本の引掛脚（図示せず）が突設される。引掛脚の先端部にはフックが形成されており、フックが引掛凹所２５ａに凹凸係合することによって化粧カバー３０がカバー２０の前面に取着される。化粧カバー３０をカバー２０から外す際には、化粧カバー３０を下部を前方に持ち上げるようにすればよく、特別な工具を用いることなく化粧カバー３０を容易に着脱することができるようにしてある。

化粧カバー３０には、カバー２０の下側突台２５に設けた挿通窓２７に対応する部位につまみ５４の一部を露出させる矩形状に開口した貫通窓３１が形成され、貫通窓３１の下方であってセンサ窓２８に対応する部位には受光レンズ４０を露出させる矩形状に開口した露出窓３２が形成される。露出窓３２に対応する部位の上下には前縁が弧状である突出片３２ａが形成され、突出片３２ａによって見映えが向上するとともに、不要な方向から受光レンズ４０への熱線の入射を遮断することが可能になっている。さらに、化粧カバー３０には貫通窓３１の上方であって調節窓２９に対応する部位には、可変抵抗器ＶＲ１のつまみ５５が挿通される円形に開口した挿通窓３３が形成される。ただし、化粧カバー３０において挿入孔５６に対応する部位には何も形成されておらず、化粧カバー３０をカバー２０に装着した状態において挿入孔５６が化粧カバー３０に隠れるようにしてある。さらに、固定抵抗Ｒｘを器体１に取着した状態では、器体１（カバー２０）の前面と化粧カバー３０の裏面との間で固定抵抗Ｒｘの素子基台５８ａが挟持される。したがって、固定抵抗Ｒｘの器体１からの脱落が確実に防止され、接続脚５７と接続部ｄ１，ｄ２との接触状態が安定に保たれるようになる。

化粧カバー３０の上部であって可変抵抗器ＶＲ１のつまみ５５が露出する部位には、開閉可能な蓋板３４が設けられる。蓋板３４は左右方向の一端縁（左端縁）が化粧カバー３０に枢着され、つまみ５５を覆う位置とつまみ５５を露出させる位置との間で開閉可能になっている。すなわち、化粧カバー３０の一端部には前方に向かって一対の軸受片３５が突設され、軸受片３５の対向面に形成された軸受溝３５ａに対して蓋板３４の一端部（左端部）の上下両面に突設した軸突起３４ａを嵌合させることによって、蓋板３４が化粧カバー３０に枢着されている。また、蓋板３４の他端部（右端部）には係止フック３６が突設され、蓋板３４により化粧カバー３０の一部を覆った状態において係止フック３６が化粧カバー３７の係止孔３７に挿入され、係止フック３６が係止孔３７の周縁に係止されることによって蓋板３４が化粧カバー３０の一部を覆った状態（つまり、閉じた状態）に保持され、つまみ５５が不用意に操作されたり誤操作されたりするのを防止することができる。一方、蓋板３４を開ければつまみ５５が露出するから、つまみ５５を用いてタイマ回路ＴＭの動作を無効にする周囲照度を設定することが可能になる。

化粧カバー３０の上部突台２６は後述する取付枠６０に装着されるブランクカバー３８により覆われる。ブランクカバー３８は化粧カバー３０とは左右幅が等しく、ブランクカバー３８の上部は器体１（カバー２０）の上面よりも上方に延長されている。ブランクカバー３８の左右両端部の後面には取付フック３９が突設されており、取付フック３９を取付枠６０に係合させることによって、取付枠６０にブランクカバー３８が取着される。

ところで、熱線センサＰＳの視野を制御するために、図８に示すように、熱線センサＰＳには円筒状に形成されたミラー７０が装着される。ミラー７０は合成樹脂成形品に反射率を高めるために金属のメッキを施したものであって、図９に示すように、円筒状に形成された取付筒７１の軸方向の一端側に取付台７２を介して一対のミラー片７３を設けた形状に形成されている。両ミラー片７３は、図９（ｂ）のように、間隙を介してＶ字状に配置されており、熱線センサＰＳの前方にミラー片７３が位置することによって、熱線センサＰＳを単独で用いる場合よりも左右方向において広視野になる。これは、ミラー片７３によって一旦反射した熱線と、ミラー片７３の間隙を通る熱線とがともに熱線センサＰＳに入射するからである。ただし、ミラー７０には方向性があるから熱線センサＰＳに対するミラー７０の取付向きを定めることが必要である。そこで、取付筒７１の後面に位置決め突起７４を突設し、回路基板５には位置決め突起７４が挿入される位置決め孔５ａを穿孔してある（図８（ａ）参照）。したがって、熱線センサＰＳにミラー７０を装着する際に、位置決め突起７４を位置決め孔５ａに挿入すれば、熱線センサＰＳがに対してミラー７０の位置決めを行うことができる。

一方、受光レンズ４０は、図１０に示すように、それぞれ半円状である上下一対の保持板４２を有し、上下の保持板４２の後端部間には前方に膨出した形状のレンズ本体４３を備えたレンズ保持台４４が連続一体に設けられる。レンズ本体４３は複数個の小レンズ４３ａの集合体であって、熱線センサ４３の視野を覆うレンズ本体４３を小レンズ４３ａの集合体とすることによって、熱線センサ４３の視野内で感度むらを付与している。したがって、熱線センサ４３の視野内であっても人が移動すると熱線センサＰＳで受光する熱線量に変化が生じ、熱線センサＰＳから人の検知に対応した出力が発生するようにしてある。レンズ保持台４４の一方の側面の後端縁には帯板状であるレンズカバー４１の一端部が結合されており、レンズ保持台４４の他方の側面にはレンズカバー４１の他端部に設けた結合孔４１ａに挿入される結合突起４４ａが突設されている。したがって、図１１（ａ）のようにレンズカバー４１をレンズ保持台４４に対して展開した状態から、図１１（ｂ）のように保持板４２の前縁に沿ってレンズカバー４１を湾曲させ、結合突起４４ａに結合孔４１ａを凹凸係合させることにより、レンズ本体４３をレンズカバー４１で覆うことになる。このような構成とすることによって、レンズ本体４３の前方をレンズカバー４１で凹凸の少ない美麗な外観としながらも、受光レンズ４０の全体を合成樹脂成形品として一体に形成することができることになる。

レンズカバー４１の前面にはガイド板２８ａの前縁に沿ってスライド可能な一対の遮熱板４５が配置される。遮熱板４５の材料には、可視光に対しては透明な材料であって人体から放射される熱線を遮断するポリカーボネートのような材料が選択される。遮熱板４５はレンズカバー４１の前面と同曲率を有するように湾曲した形状に形成され、遮熱板４５の上下両側部は受光レンズ４０の前面とガイド板２８ａに設けた抜止片２８ｂとの間に保持される。すなわち、受光レンズ４０をカバー２０に装着した状態において、抜止片２０ｂの後面と受光レンズ４０との間には遮熱板４５の厚み程度の隙間が形成されるようにしてある。各遮熱板４５は、レンズカバー４１の周方向の略半分ずつの範囲内で移動可能であって、両遮熱板４５の距離を最小にしたときにも遮熱板４５は接触せずに小さい間隙が形成されるように遮熱板４５の移動範囲が制限されている。遮熱板４５は独立して移動するから、熱線センサＰＳの視野を遮熱板４５によって制限する場合には、左右対称な検知エリアだけではなく、左右非対称な検知エリアも設定可能である。

上述した熱線センサ付き自動スイッチを壁面などの施工面に取り付けるにあたっては、金属製の取付枠６０を用いる。取付枠６０は埋込形の配線器具に用いるものと同様の形状であって、上下方向に長い矩形枠状に形成される。すなわち、上下一対の取付片６１と、両取付片６１の左右各端部同士を上下方向に連結する左右一対の側片６２とを連続一体に備えるものであって、取付片６１と側片６２とに囲まれた矩形状の窓孔６３に器体１が装着される。各側片６２は断面Ｌ字状であって、各側片６２にそれぞれ２個１組の取付孔６２ａが３組ずつ開口している。したがって、取付枠６０の後方から器体１の右側面に突設した取付爪２４を右側の側片６２に設けた上下２組の取付孔６２ａに挿入した後に、器体１を取付枠６０に後方から押し付けることによって、器体１の左側面に設けた取付爪２４を左側の側片６２に設けた中央の１組の取付孔６２ａに係合させ、器体１を取付枠６０に保持させることができる。化粧カバー３０およびブランクカバー３８は取付枠６０の前方から装着され、化粧カバー３０は上述のように器体１に結合される。また、ブランクカバー３８は、取付フック３９を取付枠６０の窓孔６３の周縁に係止することによって取付枠６０に保持される。

取付枠６０の取付片６１には取付枠６０を種々の形態で施工面に取り付けるための各種形状の孔が穿孔されているが、この種の取付枠６０を施工面に固定する技術は周知であるから、代表的な施工方法としてスイッチボックスを用いる場合を例として説明する。すなわち、各取付片６１にはそれぞれ左右方向に長い長孔状のボックス用孔６４が形成されており、ボックス用孔６４を通してボックス用ねじ６６をスイッチボックスに螺合させることによって、取付枠６０がスイッチボックスに取り付けられる。したがって、器体１の後部は施工面に埋め込まれることになる。ここに、化粧カバー３０およびブランクカバー３８は、取付枠６０を施工面に固定した後に取着されるのであって、化粧カバー３０およびブランクカバー３８によってボックス用孔６４と側枠６２とが覆われる。

上述のように器体１の後部は施工面に埋め込まれるから、施工面には埋込孔が必要であって、埋込孔および取付枠６０を覆って美麗な外観に仕上げるために、取付枠６０の周部には化粧プレート８０が取着される。化粧プレート８０は、図１２に示すように、プレート枠８１とプレート枠８１の前面に重ねられるプレート本体８２とからなる。プレート枠８１とプレート本体８２とは、それぞれ化粧カバー３０およびブランクカバー３８が同時に挿入される窓孔８３，８４を有した矩形枠状に形成されている。プレート本体８２は、後面に突設した爪がプレート枠８１の周部に形成した結合孔８５に係合することによってプレート枠８１に結合される。プレート枠８１の上下両端部にはプレート取付孔８６が穿孔されており、取付枠６０の取付片６１に設けたねじ孔６５に対して、プレート取付孔８６を通してプレートねじ８７を螺合させることにより、プレート枠８１が取付枠６０に取着される。つまり、器体１を取り付けた取付枠６０にプレート枠８１を取着した後にプレート本体８２をプレート枠８１に結合することによって施工が完了する。

一方、器体１を取付枠６０から取り外す際は、化粧プレート８０を取付枠６０から外し、取付枠６０を施工面から外した後に、可撓片２３の後端部であって取付枠６０の後方に露出している部位に対して、器体１の内側に向かう押圧力を作用させると、可撓片２３に設けた取付爪２４が取付孔６２ａから抜けるから、器体１を取付枠６０から取り外すことが可能になる。

なお、上述の例では、あらかじめ回路基板５に実装されている回路素子によってタイマ回路ＴＭによる動作時間が規定されており、時定数回路素子としての固定抵抗Ｒｘを接続することによって動作時間を変更する例を示したが、回路基板５に実装された回路素子では動作時間が決定されず時定数回路素子を接続することによって動作時間が決定される構成を採用してもよい。また、時定数回路素子として固定抵抗Ｒｘを示したが、固定抵抗とコンデンサとを組み合わせた時定数回路素子を用いてもよい。さらに、接続部ｄ１，ｄ２を回路基板５に直接形成して固定抵抗Ｒｘの接続脚５７を接触させる構成としているが、接続脚５７が差し込まれる差込口が開口するソケット台と、ソケット台の差込口の内部に配設され接続脚５７を弾性保持する接続導体とを備えたソケットを用いて接続部を構成してもよい。つまり、２口のソケットを回路基板５に実装しておき、ソケットに固定抵抗Ｒｘの接続脚５７を差し込むようにすれば、ソケットに設けた接続導体によって固定抵抗Ｒｘの脱落が防止されて固定抵抗Ｒｘの接続の安定性が向上し、外部からの振動があっても固定抵抗Ｒｘと接続部ｄ１，ｄ２との接続状態を保つことが可能になる。

実施形態を示す分解斜視図である。同上の回路図である。同上の正面図である。同上の側面図である。同上の化粧カバーとブランクカバーとを外した状態の正面図である。同上の化粧カバーとブランクカバーとを外した状態の側面図である。同上の背面図である。同上のカバーを外した状態を示し、（ａ）はミラーの装着前の正面図、（ｂ）はミラーの装着後の正面図である。同上に用いるミラーを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は側面図である。同上に用いる受光レンズを示す正面図である。同上に用いる受光レンズを示し、（ａ）は展開状態の正面図、（ｂ）は組立後の正面図である。同上に用いる化粧プレートを示す分解斜視図である。従来例を示す正面図である。

符号の説明

１器体
５回路基板
３０化粧カバー
４０受光レンズ
５６挿入孔
５７接続脚
５８ａ素子基台
５８ｂ素子本体
ｄ１，ｄ２接続部
ＰＳ熱線センサ
Ｒｘ固定抵抗
ＴＭタイマ回路

Claims

規定した検知エリア内の人の存否を人体から放射される熱線により検知する熱線センサと、熱線センサにより人が検知されるとオン出力を発生しその後に熱線センサにより人が検知されなくなった時点から規定の動作時間が経過するとオン出力を停止させるタイマ回路と、熱線センサおよびタイマ回路を内蔵する器体とを備え、タイマ回路の動作時間を設定自在とする固定定数の時定数回路素子が器体の外側から着脱可能に接続され、タイマ回路が実装されるとともに時定数回路素子を接続するための接続部を備える回路基板が器体の内部に収納され、器体は接続部に対応する部位に挿入孔を備え、時定数回路素子は、挿入孔に挿入され接続部と電気的に接続されるピン状の接続脚と、挿入孔に接続脚を挿入した状態において器体の外側面に当接するとともに固定定数の素子本体を搭載した素子基台とを備え、器体の外側面に着脱可能に取着され器体への装着時に器体の外側面との間に素子基台を挟持する化粧カバーを備えることを特徴とする熱線センサ付き自動スイッチ。
前記接続部は、前記接続脚が差し込まれる差込口が開口するソケット台と、ソケット台の差込口の内部に配設され接続脚を弾性保持する接続導体とを備えたソケットからなることを特徴とする請求項１記載の熱線センサ付き自動スイッチ。
前記時定数回路素子は固定抵抗であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱線センサ付き自動スイッチ。