JP4203652B2

JP4203652B2 - 熱線センサ付き自動スイッチ

Info

Publication number: JP4203652B2
Application number: JP2003367459A
Authority: JP
Inventors: 一郎豊田; 達也阿部; 和義島; 隆宏山内
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2023-10-28
Also published as: JP2005135613A

Description

本発明は、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し、負荷を制御する熱線センサ付き自動スイッチに関するものである。

従来から、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熱線センサを備え、熱線センサの出力に応じて負荷を制御する熱線センサ付き自動スイッチが提供されている（例えば、特許文献１参照）。この種の熱線センサ付き自動スイッチは、例えば負荷を照明とした場合、室内に人が入ったときに照明をオンし、人が室外に退出したときに照明をオフするといった制御に用いられる。

この種の熱線センサ付き自動スイッチとして、例えば図９に示すものが提供されている。この熱線センサ付き自動スイッチは、天井に取り付けられるものであって、天井面に形成される取付穴（図示せず）の周部下面に当接するフランジ部１１とフランジ部１１の図９での上面中央部に突設された筒部１２とを有するボディ１と、下面が開放された有底筒状であって筒部１２に結合して閉塞するカバー２とからなるハウジングを備える。筒部１２の上端には４個の組立片１２ａが突設され、組立片１２ａに貫設した組立穴１２ｂに対してカバー２の下端部の外周面に突設した組立突起２１を係合させることによって、ボディ１とカバー２とは結合する。

ハウジングには、熱線センサＴＰが収納された球状の回転体７と、熱線センサＴＰの出力に応じてオンオフするスイッチＳＷが実装された第１のプリント配線板Ｐ１と、スイッチＳＷの動作を設定するための切替スイッチ（図示せず）や熱線センサＴＰの感度を設定するための可変抵抗（図示せず）など、手操作されるハンドルを有する素子が実装された第２のプリント配線板Ｐ２とが収納されている。ここで、第２のプリント配線板Ｐ２は回転体の上側において実装面を下方へ向けて固定され、ボディ１の下方からハンドルを操作することができるようになっている。また、第１のプリント配線板Ｐ１は第２のプリント配線板Ｐ２の上側において実装面を上方へ向けて固定されている。第１のプリント配線板Ｐ１には、スイッチＳＷのほか、それぞれスイッチＳＷと電線（図示せず）とを接続するための３個の端子部６が実装されている。端子部６はいわゆる速結端子であって、それぞれスイッチＳＷに電気的に接続された２個の端子板６１と、カバー２に設けられた電線挿通穴２２から挿入された電線をそれぞれ端子板６１との間に鎖錠する２個の鎖錠ばね６２と、カバー２に設けられた解除穴２３から挿入されたマイナスドライバのような治具に押圧されることにより２個の鎖錠ばね６２を同時に押圧して鎖錠を解除する解除釦６３とからなる。１個の端子部６に電源側の電線を接続し、別の１個の端子部６に負荷側の電線を接続すれば、電源から負荷への給電をスイッチＳＷによって入切することができる。なお、残る１個の端子部６には、従来周知の熱線センサの子器（図示せず）が接続される。

また、フランジ部１１の上面の筒部１２を挟んだ両側には、天井面をフランジ部１１との間に挟んでハウジングを固定するためのはさみ金具８が取り付けられる。はさみ金具８は、一側面が筒部１２に向けられた上下に長い直方体形状であって筒部１２から離れた側の一側面が開放された支柱８１と、支柱８１の長手方向の両端を貫通した引締めねじ８２と、一部が支柱８１に収納され支柱８１内部で引締めねじ８２に螺合した挟み片８３とを備える。支柱８１の開口面に隣接する両側面の上端部には、開口に連通した切り欠き８１ａが設けられている。挟み片８３は、支柱８１の上端に位置しているときに切り欠き８１ａに挿通可能となっており、挟み片８３が切り欠き８１ａに挿通された状態から引締めねじ８２を回すと、挟み片８３が切り欠き８１ａから出て支柱８１の開口面に沿って下方へ移動するようになっている。引締めねじ８２は、フランジ部１１に設けられた貫通穴１１ｃからドライバを挿入して回転させることができるようになっており、フランジ部１１の上面を天井面に当接させた状態で引締めねじ８２を回転させると、挟み片８３が切り欠き８１ａから出てフランジ部１１に近付く方向に移動し、挟み片８３とフランジ部１１との間に天井面を挟持することができる。また、フランジ部１１のはさみ金具８が取り付けられる部位の近傍には、天井面へフランジ部１１を直付けするためのねじや、天井に埋め込まれたボックスに結合するねじを挿通するためのねじ挿通穴１１ｄが貫設されている。さらに、ハウジングには、天井面との間でフランジ部１１を覆う化粧プレート５が取り付けられる。化粧プレート５には、回転体７を露出させる貫通穴５１を貫設してある。

回転体７は、半球形状であって検知範囲からの熱線を熱線センサの受光面に集光する集光レンズ７１と、熱線センサＴＰが実装された第３のプリント配線板Ｐ３と、半球形状であって第３のプリント配線板Ｐ３が内側に取り付けられ集光レンズ７１に結合して球形を形成する回転枠７２と、集光レンズ７１と回転枠７２との結合部を覆う環状の保持枠７３とからなる。フランジ部１１の中央部には、集光レンズ７１を露出させる窓穴（図示せず）が上下に貫設されている。また、回転体７の上側には、両端が取付ねじＳＣによってフランジ部１１にねじ止めされた押さえ金具９の中間部が位置している。押さえ金具９と回転体７との間には、回転体７をフランジ部１１に押し付けるコイルばねＳＰが挿入されている。さらに、回転枠７２の外面の開口を挟んだ２箇所にはそれぞれ円柱形状の軸部７２ａが突設され、この軸部７２ａがフランジ部１１の上面の窓穴を挟んだ２箇所に形成され窓穴に連通した凹部（図示せず）に収納されることにより、回転体７は軸部７２ａの回りに回転可能となっている。回転体７を回転させて集光レンズ７１の向きを変えることにより、検知範囲を変化させることができるのである。
特開２００３−７１８０号公報（第４−６頁、第２図）

しかし、上記構成では、第１のプリント配線板Ｐ１及び第２のプリント配線板Ｐ２とは別に、熱線センサＴＰを実装するために第３のプリント配線板Ｐ３が必要となっているほか、第３のプリント配線板Ｐ３が回転体７に収納されているので、第３のプリント配線板Ｐ３を保持するために、回転体７を構成する部材として集光レンズ７１の他に回転枠７２と保持枠７３との２部材が必要となるため、部品点数が比較的に多くなり、製造コストが増大していた。

本発明は上記自由に鑑みて為されたものであり、その目的は、部品点数が減少した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、人体から発せられる熱線を検知する熱線センサと、電源から負荷への給電路に挿入され熱線センサの出力に応じてオンオフされるスイッチと、検知範囲からの熱線を熱線センサの受光部に集光する集光レンズを有するレンズブロックと、集光レンズを露出させる窓穴を有し検知範囲を変化させるように回転自在にレンズブロックを保持するとともに内部にスイッチと熱線センサとが収納されたハウジングとを備え、熱線センサはハウジングに固定され、レンズブロックは、一端が集光レンズで閉塞された筒状に形成されハウジングに保持される保持枠を有し、保持枠の外周面は、集光レンズの光軸上であって保持枠に囲まれた位置に中心を有する球面形状に形成され、保持枠の外周面の前記球面形状の中心を挟んで互いに反対側には、それぞれ軸が前記球面形状の中心を通る略円柱形状であって窓穴の周囲でハウジング内面に当接する軸突起が突設され、ハウジングに固定される固定部と、軸突起とハウジングとの接触部の反対側で保持枠に当接する当接部と、当接部と固定部とに連結され当接部を固定部に対して一定の位置に復帰させるばね性を有する連結部とが連続一体に形成され保持枠の軸突起をハウジングの内面に押し付ける板ばねを備えることを特徴とする。

この構成によれば、レンズブロックに熱線センサを収容して固定する場合に比べ、熱線センサを実装するためのプリント配線板や、該プリント配線板をレンズブロックに保持するための部材が不要となるから、部品点数が減少し、製造コストを低減することができる。また、板ばねを用いるので、コイルばねを用いる場合に比べて厚み寸法を小さくすることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、固定部は当接部を全周に亙って囲む環状に形成され、連結部は複数設けられそれぞれ一端が固定部に連結され固定部と当接部との間において固定部の周方向に延長されるとともに他端が当接部に連結されていることを特徴とする。

この構成によれば、金属板に打ち抜き加工するだけで板ばねを形成することができる。また、連結部を固定部の周方向に延長したので、連結部が長くなり、弾性限度内の変形でも当接部を固定部に対して大きく変位させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、板ばねの当接部を、保持枠の外周面が略全周に亙って当接するように保持枠が嵌合する円環形状に形成したことを特徴とする。

この構成によれば、板ばねによってレンズブロックの姿勢が保持されるから、レンズブロックの姿勢を保持するための部材を別途用意する場合に比べてさらに部品点数が減少する。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明において、板ばねの固定部は、ハウジングに設けられた被係止部に係止固定される係止部を有することを特徴とする
。

この構成によれば、板ばねの固定のためにねじを用いる場合に比べ、さらに部品点数が減少する。

本発明は、熱線センサをハウジング内に固定したので、レンズブロックに熱線センサを収容して固定する場合に比べ、レンズブロック内で熱線センサを実装するためのプリント配線板や、該プリント配線板をレンズブロックに保持するための部材が不要となるから、部品点数が減少し、製造コストを低減することができる。また、板ばねを用いるので、コイルばねを用いる場合に比べて厚み寸法を小さくすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では天井に取り付けられる熱線センサ付き自動スイッチを例に挙げて説明するが、本発明は例えば壁面に取り付けられる熱線センサ付き自動スイッチにも適用可能である。

本実施形態の基本構成は従来例と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態は、熱線センサＴＰを第２のプリント配線板Ｐ２に実装するとともに、集光レンズ３１を備え検知範囲を変化させるようにハウジングに対して回転自在に保持されるレンズブロック３を、回転体に代えて設けたものである。つまり、熱線センサＴＰをプリント配線板Ｐ２を介してハウジングに固定したことになる。

詳しく説明すると、レンズブロック３は、半球形状に形成された集光レンズ３１と、集光レンズ３１によって一端が閉塞される筒状の保持枠３２とからなる。図２に示すように、保持枠３２の内周面には、一端側（図の下側）の内径を他端側の内径よりも小さくする段３２ｂが設けられおり、この段３２ｂに集光レンズ３１の開口側の端部に突設された係合爪３１ａが係合することによって集光レンズ３１と保持枠３２とは結合している。集光レンズ３１は、例えばフレネルレンズからなる多焦点レンズである。保持枠３２の外周面は、保持枠３２に囲まれた位置に中心を有する球面形状に形成されている。また、保持枠３２の外周面の球面形状の中心を挟む２箇所には、それぞれ軸が該球面の中心を通る円柱形状の軸突起３２ａが突設されている。軸突起３２ａを支点としてレンズブロック３を矢印Ａ１で示すように回転させることにより、図３に示すように例えば±１５°の範囲でレンズブロック３の向きを変えることができる。ここで、集光レンズ３１の焦点と、熱線センサＴＰの受光面ＴＰ１の中心とは、ともに保持枠３２の外周面の球面の中心に位置するようにしてあり、従ってレンズブロック３をどのように回転させても集光レンズ３１の焦点が常に熱線センサＴＰの受光面ＴＰ１の中心に位置するようになっている。

また、レンズブロック３をハウジング内面に押し付けるために、押さえ金具９とコイルばねＳＰとに代えて板ばね４を用いている。そして、窓穴１１ａの周囲には、図４に示すように、板ばね４を保持するための略円筒形状のばね保持筒１３を上方へ突設している。図５に示すように、ばね保持筒１３の内径は軸突起３２ａの先端間の距離と同程度に形成されていて、フランジ部１１の上面に沿った方向へのレンズブロック３の平行移動は、軸突起３２ａがばね保持筒１３の内面に当接することによって規制される。また、軸突起３２ａをフランジ部１１の上面に沿ってばね保持筒１３の周方向に回転移動させることにより、レンズブロック３をフランジ部１１に沿った面内で図５の１点鎖線矢印Ａ２の方向に回転させることができるようになっている。この構成により、軸突起３２ａが固定される場合に比べて検知範囲の自由度が向上している。

板ばね４は、図６に示すように、ハウジングに固定される固定部４１と、レンズブロック３の軸突起３２ａをフランジ部１１の上面との間に挟持する当接部４２と、それぞれ固定部４１と当接部４２とに連結された４個の連結部４３とを有する。固定部４１と当接部４２とは互いに同心の円環形状に形成され、当接部４２は隙間を空けて固定部４１に囲まれている。また、各連結部４３は、互いに同形状であって固定部４１と当接部４２との間で固定部４１の周方向に略９０度ずつ位置をずらして設けられ、それぞれ固定部４１の周方向に延長された長細い円弧状に形成されている。連結部４３の両端部は、中間部に対してそれぞれ鈍角に曲がっていて、一端は固定部４１の内周に連結され、他端は当接部４２の外周に連結されている。連結部４３の両端部が鈍角に曲がっていることにより、例えば９０度に曲がる場合に比べて固定部４１並びに当接部４２と連結部４３との間や連結部４３の屈曲部位への応力の集中が起こりにくくなっている。また、連結部４３を固定部４１の周方向に延長して長細い形状に形成したことにより、連結部４３を固定部４１の径方向に延長する場合に比べ、弾性限度内で大きく変形させることができる。上記のような板ばね４は、固定部４１、連結部４３、当接部４２の相互の間の隙間を例えば金属板を打ち抜いて形成するだけで容易に製造することができる。また、板ばね４を用いたことにより、従来例のようにコイルばねＳＰを用いる場合に比べて薄型化が可能となる。

固定部４１の外周部には、４個の保持片４１ａをそれぞれ厚み方向に切り起こしてある。ここで、図７に示すように、ばね保持筒１３の上端には、他の部位よりもフランジ部１１からの突出寸法を大きくした突出部１３ａが２箇所に設けられ、ばね保持筒１３の周方向での各突出部１３ａの両端には、それぞれ保持切り欠き１３ｂが設けられており、図８に示すように、保持切り欠き１３ｂに保持片４１ａが係合することによって、板ばね４はボディ１に結合している。つまり、保持片４１ａが係止部であり、保持切り欠き１３ｂが被係止部である。このように保持片４１ａと保持切り欠き１３ｂとの係合によって板ばね４をボディ１に結合するから、板ばね１を取り付けるために従来例のようなねじＳＣなどを用いる場合に比べて部品点数が減少する。また、保持片４１ａは厚み方向に切り起こされていることによりばね性を有するから、保持片４１ａが保持切り欠き１３ｂの内面に弾接することによって板ばね４のがたつきが防止される。

また、当接部４２の内径は、保持枠３２の軸突起３２ａよりも集光レンズ３１から離れた位置の外径と同程度に形成されており、当接部４２の内周面の保持枠３２の軸突起３２ａよりも上側の部位は当接部に嵌合する。従って、レンズブロック３の向きを変更する際は、板ばね４の当接部４２の内周面と保持枠３２の外周面との間の摩擦力に抗してレンズブロック３を回転させることになるが、このとき変更されたレンズブロック３の向きは、板ばね４の当接部４２の内周面と保持枠３２の外周面との間の摩擦力によって保持される。この構成によれば、レンズブロック３の向きを保持するための部材を別途用意する場合に比べて部品点数が減少する。

さらに、従来例におけるはさみ金具８と同様の構造に形成されたはさみ部１４をボディ１に連続一体に形成している。また、化粧カバー５には４本の係合爪５２が突設され、この係合爪５２がフランジ部１１に設けられた係合穴１１ｄに係合することによって化粧カバー５とボディ１とは結合する。その他の構成は、従来例と同様である。

上記構成によれば、熱線センサＴＰを第２のプリント配線板Ｐ２に実装したことにより、従来例における第３のプリント配線板Ｐ３や、第３のプリント配線板Ｐ３を保持するための回転枠７２が不要となって部品点数が減少している。さらに、コイルばねＳＰに代えて板ばね４を用いたことにより押さえ金具９が不要となり、かつ板ばね４はボディ１に設けられた保持切り欠き１３ｂと保持片４１ａとの係合によって保持されていることにより取付ねじＳＣも不要となっているから、検知範囲を可動とするための部品点数が、従来例では押さえ金具９、２本の取付ねじＳＣ、コイルばねＳＰ、回転枠７２、集光レンズ７１、保持枠７３、第３のプリント配線板Ｐ３の計８個であったのに対し、本実施形態では板ばね４と保持枠３２と集光レンズ３１との３個に減少している。このように部品点数が減少したことにより、製造コストの低減が可能となっている。

本願発明の実施形態を示す分解斜視図である。同上の要部を示す断面図である。レンズブロックの向きを変えた状態の同上の要部を示す断面図である。同上の要部を示す一部破断した斜視図である。同上の要部を示す平面図である。同上に用いられる板ばねを示す斜視図である。同上の要部を示す分解斜視図である。同上の要部を示す斜視図である。従来例を示す分解斜視図である。

符号の説明

３レンズブロック
４板ばね
１１ａ窓穴
１３ｂ保持切り欠き
３１集光レンズ
３２保持枠
３２ａ軸突起
４１固定部
４１ａ保持片
４２当接部
４３連結部
ＳＷスイッチ
ＴＰ熱線センサ

Claims

人体から発せられる熱線を検知する熱線センサと、電源から負荷への給電路に挿入され熱線センサの出力に応じてオンオフされるスイッチと、検知範囲からの熱線を熱線センサの受光部に集光する集光レンズを有するレンズブロックと、集光レンズを露出させる窓穴を有し検知範囲を変化させるように回転自在にレンズブロックを保持するとともに内部にスイッチと熱線センサとが収納されたハウジングとを備え、熱線センサはハウジングに固定され、レンズブロックは、一端が集光レンズで閉塞された筒状に形成されハウジングに保持される保持枠を有し、保持枠の外周面は、集光レンズの光軸上であって保持枠に囲まれた位置に中心を有する球面形状に形成され、保持枠の外周面の前記球面形状の中心を挟んで互いに反対側には、それぞれ軸が前記球面形状の中心を通る略円柱形状であって窓穴の周囲でハウジング内面に当接する軸突起が突設され、ハウジングに固定される固定部と、軸突起とハウジングとの接触部の反対側で保持枠に当接する当接部と、当接部と固定部とに連結され当接部を固定部に対して一定の位置に復帰させるばね性を有する連結部とが連続一体に形成され保持枠の軸突起をハウジングの内面に押し付ける板ばね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。
固定部は当接部を全周に亙って囲む環状に形成され、連結部は複数設けられそれぞれ一端が固定部に連結され固定部と当接部との間において固定部の周方向に延長されるとともに他端が当接部に連結されてい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。
板ばねの当接部を、保持枠の外周面が略全周に亙って当接するように保持枠が嵌合する円環形状に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の熱線センサ付き自動スイッチ。
板ばねの固定部は、ハウジングに設けられた被係止部に係止固定される係止部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載の熱線センサ付き自動スイッチ。