JP4413791B2 - サニタリー用電気機器の給電装置及びサニタリー用電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、トイレ、洗面所などのサニタリー施設に配置される電気機器（以下、「サニタリー用電気機器」）への給電技術に関する。

ホテルやオフィスビルのトイレや洗面所、あるいは駅や公園のトイレなどには、サニタリー用電気機器として、芳香・脱臭器（特許文献１参照）、自動感知式の水洗トイレの洗浄装置、洗面所の石けん自動供給機（ソープディスペンサ）、投入口が自動開閉するゴミ箱、ハンドドライヤー、空気清浄機などが用いられている。これらは、いずれも、衛生上の要請から、例えば手や人の接近を感知すると各作動機構が自動的に動作するものであるが、ハンドドライヤーや空気清浄機のような大きな駆動電圧を必要とし、商用電源のＡＣ１００Ｖを直接用いる機器を除くと、ほとんどの機器は、充電不能な乾電池を電源としている。しかも、これらの電源電圧は統一されているわけではなく、１．５Ｖ、６Ｖ、９Ｖ、１２Ｖといったように様々な電圧で設定されている。使用される乾電池も、マンガン電池、リチウム電池など様々なものが用いられている。
特開平５−３２９１９９号公報

上記のようにサニタリー用電気機器の多くは、乾電池を用いるため、定期的に交換作業、廃棄作業を行わなければならない。特に、ホテル、オフィスビル、駅等のトイレなどに設置されるサニタリー用電気機器の多くはレンタル式であるため、レンタル業者により乾電池の交換が行われ、廃棄されている。このため、レンタル業者が各サニタリー施設から乾電池を回収し、廃棄する量は大量であり、乾電池の購入費用のみでなく、これらの回収、廃棄処理に多大な手間及び費用がかかるという問題があった。

かかる問題を解決するため、ソーラーバッテリーの併用や水力発電の併用なども検討されているが、乾電池使用量を大幅に削減できるわけではなく、その多くは実現には至っていない。また、全ての機器を商用のＡＣ１００Ｖで駆動させることも考えられるが、サニタリー用電気機器は、各サニタリー施設に複数設置されるため、ＡＣ１００Ｖのソケットを増設する工事が必要となる場合が多い。また、水回りに多数の商用ＡＣ１００Ｖのソケットを設けることは安全性の点からも望ましくない。

そこで、本発明は、サニタリー施設において、既設の交流電源を使用することにより、乾電池を不要とし、メンテナンスコストの低減を図ることができ、しかも、交流電源のソケットの増設工事を行う必要のないサニタリー用電気機器の給電装置及びサニタリー用電気機器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器に駆動用の電気を供給する、交流電源に接続されて所定の低電圧に変換する変圧手段と、前記変圧手段に電気的に接続される所定長さの導体を備えた給電レールとを有してなる給電装置であって、
前記変圧手段が、交流電源に接続されて低電圧の直流に変換する交流直流変換手段であり、
前記給電レールが、プラス側接続端子及びマイナス側接続端子となる所定長さの２枚の導体を備えていると共に、前記プラス側接続端子とマイナス側接続端子とが、給電レールの対向壁部において正対しない位置に設けられ、
サニタリー用電気機器に設けたプラグを、前記給電レールに接続することにより、サニタリー用電気機器を交流電源を用いて駆動可能としたことを特徴とするサニタリー用電気機器の給電装置を提供する。
請求項２記載の本発明では、サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器に駆動用の電気を供給する、交流電源に接続されて所定の低電圧に変換する変圧手段と、前記変圧手段に電気的に接続される所定長さの導体を備えた給電レールとを有してなる給電装置であって、
前記変圧手段が、交流電源に接続されて低電圧の直流に変換する交流直流変換手段であり、
前記給電レールが、プラス側接続端子及びマイナス側接続端子を備えていると共に、前記プラス側接続端子及びマイナス側の接続端子の一方は、所定長さの２枚の導体からなり、それぞれが給電レールの対向壁部に正対する位置に設けられ、他方は、該対向壁部に設けられた２枚の導体とは正対しない位置に設けられ、
サニタリー用電気機器に設けたプラグを、前記給電レールに接続することにより、サニタリー用電気機器を交流電源を用いて駆動可能としたことを特徴とするサニタリー用電気機器の給電装置を提供する。
請求項３記載の本発明では、サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器であって、
交流電源の交流を低電圧の直流に変換する交流直流変換手段に電気的に接続され、長手方向に沿って設けられた所定長さの導体からなるプラス側接続端子及びマイナス側接続端子を備えた給電レールに接続されるプラグを備えてなり、
前記給電レールのプラス側接続端子とマイナス側接続端子とが、給電レールの対向壁部において正対しない位置に設けられており、
前記プラグの各端子は、それぞれ、接続時に前記給電レールのプラス側接続端子及びマイナス側端子に接触し得るように、高さを異にする部位に設けられていることを特徴とするサニタリー用電気機器を提供する。
請求項４記載の本発明では、サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器であって、
交流電源の交流を低電圧の直流に変換する交流直流変換手段に電気的に接続され、長手方向に沿って設けられた所定長さの導体からなるプラス側接続端子及びマイナス側接続端子を備えた給電レールに接続されるプラグを備えてなり、
前記給電レールのプラス側接続端子及びマイナス側の接続端子の一方は、所定長さの２枚の導体からなり、それぞれが給電レールの対向壁部に正対する位置に設けられ、他方は、該対向壁部に設けられた２枚の導体とは正対しない位置に設けられており、
前記プラグの各端子は、それぞれ、接続時に前記給電レールのプラス側接続端子及びマイナス側接続端子に接触し得るように、高さを異にする部位に設けられ、該プラグの給電レールへの接続向きに拘わらず、一方は、前記２枚の導体からなる前記給電レールのプラス側接続端子又はマイナス側接続端子の一方に接触可能な２つの端子から構成され、他方は、給電レールの２枚の導体とは正対しない位置に設けられた導体に接触可能であることを特徴とするサニタリー用電気機器を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記交流力流変換手段により直流に変換され、給電レールを介して供給される電圧が、サニタリー用電気機器の駆動電圧より高い場合に、該駆動電圧に合わせて調整する電圧調整手段が組み込まれていることを特徴とする請求項３又は４記載のサニタリー用電気機器を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記電圧調整手段が、レギュレータ回路であることを特徴とする請求項５記載のサニタリー用電気機器を提供する。

本発明のサニタリー用電気機器の給電装置は、所定の長さを備えた導体を具備する給電レールを、変圧手段を介して交流電源に接続した構成である。このため、サニタリー用電気機器のプラグを、給電レールの長さの範囲において、任意の位置に接続することができ、乾電池を使用することなく、交流電源を用いて各種サニタリー用電気機器を駆動することが可能となる。この結果、各サニタリー施設から乾電池を回収し、廃棄する手間、費用を削減することができる。

特に、変圧手段として交流直流変換手段を用いた場合には、乾電池で駆動する既存の各種サニタリー用電気機器を、乾電池を用いることなくそのまま駆動させることができ、また、サニタリー用電気機器の駆動電圧が、交流直流変換手段により変換された後の電圧よりもさらに低い場合であっても、直流に変換すれば、サニタリー用電気機器に電圧調整手段としてのレギュレータ回路を組み込むことで対応できる。

また、給電レールとして、プラス側接続端子とマイナス側接続端子とが、正対しない位置に設けられているものを用いることにより、変圧手段として交流直流変換手段を用いた場合における、サニタリー用電気機器のプラグのプラス、マイナスの逆接続を防止できる。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係るサニタリー用電気機器の給電装置１及びサニタリー用電気機器５０の構成例を示す図である。給電装置１は、交流電源１０に接続されて低電圧の直流に変換する変圧手段としての交流直流変換手段２０と、その交流直流変換手段２０にて変換された直流に対して、物理的に離れた場所にて接続するための給電レール３０とを備えている。

交流直流変換手段２０は、交流電源１０からの１００Ｖ（あるいは２００Ｖ）の交流を、例えば、１２Ｖの直流に変換する手段であり、いわゆるＡＣアダプタを用いることができる。変圧手段としては、本実施形態のように交流直流変換手段２０を用いることが好ましい。変圧手段としては、交流のまま低電圧に変換する手段を用いることもできるが、その場合には、サニタリー用電気機器５０に、変圧器を含む整流回路を組み込む必要があり、サニタリー用電気機器５０の設計変更が多大になると共に、重量も嵩む。これに対し、交流直流変換手段２０を用いた場合には、サニタリー用電気機器５０に、例えば、１２Ｖの直流が駆動部に直接供給されるようにするか、あるいは、サニタリー用電気機器５０の駆動部が、１．５〜９Ｖの駆動電圧に設定されている場合には、サニタリー用電気機器５０内に、１２Ｖの直流を１．５〜９Ｖの電圧に下げる電圧調整手段としてのレギュレータ回路を組み込むだけで対応でき、変圧器や整流器を組み込む場合と比較し、コスト及び重量のいずれの点でも有利である。

なお、レギュレータ回路としては、例えば、図２に示したような可変型三端子レギュレータを用いることができ、芳香・脱臭器（１．５Ｖで駆動）、ソープディスペンサ（６Ｖで駆動）等において、例えば、電池ボックス用に使用していたスペースに組み込んで配設することができる。

給電レール３０は、図３に示したように、断面略コ字状の所定長さの枠体３１と、該枠体３１の壁部の内面に長手方向に沿って設けられる所定の長さの導体（以下、レール側導体）３２，３３とを備えて構成される。枠体３１は、一般にライティングレールとして知られているカーテンレール様のものにおいて使用されているものと同様の構造とすることができるが、ライティングレールにおいて、重量のある照明器具を吊り下げることを目的としているため、耐荷重が数ｋｇと大きく、材料もアルミ引き抜き材が用いられている。これに対し、本実施形態では、所定の場所に支持されているサニタリー用電気機器５０の配線接続に用いるだけであるため、耐荷重の大きなものは必要ではなく、プラスチックなどの絶縁材を用いることができる。この結果、レール側導体３２，３３を支持するための別途の絶縁部材が不要となるため、寸法も小型化できる。

上記した照明器具を吊り下げるために用いられるライティングレールは、商用交流電源をそのまま使用することを前提としているため、組み込まれた導体の極性を考慮する必要がない。これに対し、本実施形態のように交流直流変換手段２０を用い、交流を直流に変換している構造では、給電レール３０にサニタリー用電気機器５０のプラグを接続する際、プラス、マイナスを逆接続しないようにする必要がある。そこで、本実施形態では逆接続を防止するため、給電レール３０を次のような構造としている。

すなわち、図３に示したように、断面略コ字状に形成された枠体３１における対向壁部３１ａ，３１ｂにおいて、プラス側接続端子、マイナス側接続端子となる２枚のレール側導体３２，３３を、それぞれ正対しないように高さを異ならせて設けている。これにより、サニタリー用電気機器５０のプラグ６０の各端子を、これらのレール側導体３２，３３に合うように、線対称位置にならないように異なる高さですなわち段差を有するように設ければ、逆接続を防止できる。図４は、該プラグ６０の構造を示しており、プラグ６０のプラス端子及びマイナス端子となる２つのプラグ側の導体（以下、プラグ側導体）６１，６２は、プラス端子となる一方のプラグ側導体６１をプラグ本体６５において、図上、高い位置に設け、マイナス端子となる他方のプラグ側導体６２を低い位置に設けている。この結果、プラグ６０を給電レール３０に接続した際には、プラグ６０のプラス端子を構成する一方のプラグ側導体６１が給電レール３０のプラス側接続端子となっている一方のレール側導体３２に接触し、マイナス端子となる他方のプラグ側導体６２が給電レール３０のマイナス側接続端子となっている他方のレール側導体３３に接触し、通電可能となる。

図３に示したように、給電レール３０の枠体３１の開口部３１ｆ付近の対向壁部３１ａ，３１ｂには、溝部３１ｃ，３１ｄが形成されており、図４に示したように、プラグ６０には、該溝部３１ｃ，３１ｄに係合する係合片６３が外方に張り出すようにフランジ状に設けられている。この係合片６３は、図４（ａ）に示したように、略楕円状に形成されており、長径側が給電レール３０の長手方向に沿うような向きで開口部３１ｆから挿入され、略９０度回転させて、長径側を給電レール３０の長手方向に略直交する向きにすることにより、溝部３１ｃ，３１ｄに係合される。なお、給電レール３０の枠体３１の各対向壁部３１ａ，３１ｂには、一方のレール側導体３２の下部、他方のレール側導体３３の上部に、それぞれ内方に突出するリブ３１ｇ，３１ｈを設けている。これは、プラグ側導体６１，６２が、上記のように互いに高さを異にする部位に設けられているため、プラグ６０を給電レール３０に接続した際に、一方のプラグ側導体６１の下部及び他方のプラグ側導体６２の上部にそれぞれ設けたバランス用突起６１ａ，６２ａに接して、プラグ６０が給電レール３０に対して斜めに接続されることを防止する機能を果たすものである。

本実施形態によれば、トイレなどのサニタリー施設において、所定の使用位置に据え付けられた芳香・脱臭器やソープディスペンサなどの各種のサニタリー用電気機器５０に電気を供給する場合、上記した給電レール３０を、該サニタリー用電気機器５０付近に取り付ける。給電レール３０は、交流電源１０に接続された交流直流変換手段２０に電気的に接続させて配設する（図１参照）。この際、交流直流変換手段２０は単に交流電源１０のソケットにそのプラグを差し込むだけであり、給電レール３０の長さも任意のものを用いることができるため、電気工事に関する所定の資格を備えていない者、例えば、サニタリー用電気機器５０のレンタル事業者のサービスマンによっても容易に取り付けることができる。給電レール３０を所望の位置に取り付けたならば、各サニタリー用電気機器５０のプラグ６０を給電レール３０に接続する。プラグ６０及び給電レール３０は、上記のような逆接続防止手段が施されているため、プラス、マイナスの各端子の位置を視覚的に確認したりするまでもなく、確実に接続することができる。この結果、本実施形態によれば、従来、乾電池で駆動させていた各種サニタリー用電気機器５０を、交流電源を利用して駆動させることができ、乾電池の交換、回収、廃棄作業の手間及びコストを削減することができる。

図５は、給電レール３０とサニタリー用電気機器５０のプラグ６０との逆接続を防止するための他の構造を示した図である。この態様では、給電レール３０として、３枚のレール側導体３０１〜３０３を使用し、プラグ６０は、３つのプラグ側導体６０１〜６０３を備えた構造としている。

これらのうち、給電レール３０の枠体３１の対向壁部３１ａ，３１ｂには、正対する位置に枠体３１の長手方向に沿って第１及び第２のレール側導体３０１，３０２を設け、上壁部３１ｊに同じく枠体３１の長手方向に沿って第３のレール側導体３０３を配設している。そして、例えば、第１及び第２のレール側導体３０１をいずれもプラス側接続端子とし、第３のレール側導体３０３をマイナス側接続端子として機能するように交流直流変換手段２０に接続する。

一方、プラグ６０のうち、第１及び第２のプラグ側導体６０１，６０２は、プラグ本体６５の中心線に対して線対称となる正反対の部位に突設され、第３のプラグ側導体６０３は、プラグ本体６５の上端面に突設する。そして、例えば、第１及び第２のプラグ側導体６０１，６０２を同じ電線６１０に接続してプラス端子として構成し、第３のプラグ側の導体６０３を他の電線６１１に接続してマイナス端子として構成する。もちろん、プラグ側導体６０１〜６０３のプラグ本体６５における突設位置は、プラグ６０を給電レール３０に差し込んだ際に、レール側導体３０１〜３０３にそれぞれ対向するように設定される。

この結果、プラグ６０を給電レール３０に接続した際には、プラス端子である第１及び第２のプラグ側導体６０１，６０２が、給電レール３０のプラス側接続端子である第１及び第２のレール側導体３０１，３０２に接触し、マイナス端子である第３のプラグ側導体６０３が、給電レール３０のマイナス側接続端子である第３のレール側導体３０３に接触する。従って、この態様によれば、プラグ６０及び給電レール３０が、それぞれ２枚の同じ極性の導体を対称位置に備えているため、プラグ６０の接続向きに拘わらず、逆接続されることを防止できる。

図１は、本発明の一の実施形態に係る給電装置にサニタリー用電気機器を接続した全体構成を示す概念図である。 図２は、レギュレータ回路の一例を示す図である。 図３は、上記実施形態に係る給電レールを示す断面図である。 図４は、上記実施形態のサニタリー用電気機器におけるプラグの構造を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図５（ａ）は給電レールの他の態様を示す断面図であり、図５（ｂ）は該他の態様に係る給電レールに接続されるプラグを示す図である。

符号の説明

１ 給電装置
１０ 交流電源
２０ 交流直流変換手段
３０ 給電レール
３２，３３，３０１，３０２，３０３ レール側導体
５０ サニタリー用電気機器
６０ プラグ
６１，６２，６０１，６０２，６０３ プラグ側導体

Claims (6)

1. サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器に駆動用の電気を供給する、交流電源に接続されて所定の低電圧に変換する変圧手段と、前記変圧手段に電気的に接続される所定長さの導体を備えた給電レールとを有してなる給電装置であって、
   前記変圧手段が、交流電源に接続されて低電圧の直流に変換する交流直流変換手段であり、
   前記給電レールが、プラス側接続端子及びマイナス側接続端子となる所定長さの２枚の導体を備えていると共に、前記プラス側接続端子とマイナス側接続端子とが、給電レールの対向壁部において正対しない位置に設けられ、
   サニタリー用電気機器に設けたプラグを、前記給電レールに接続することにより、サニタリー用電気機器を交流電源を用いて駆動可能としたことを特徴とするサニタリー用電気機器の給電装置。
2. サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器に駆動用の電気を供給する、交流電源に接続されて所定の低電圧に変換する変圧手段と、前記変圧手段に電気的に接続される所定長さの導体を備えた給電レールとを有してなる給電装置であって、
   前記変圧手段が、交流電源に接続されて低電圧の直流に変換する交流直流変換手段であり、
   前記給電レールが、プラス側接続端子及びマイナス側接続端子を備えていると共に、前記プラス側接続端子及びマイナス側の接続端子の一方は、所定長さの２枚の導体からなり、それぞれが給電レールの対向壁部に正対する位置に設けられ、他方は、該対向壁部に設けられた２枚の導体とは正対しない位置に設けられ、
   サニタリー用電気機器に設けたプラグを、前記給電レールに接続することにより、サニタリー用電気機器を交流電源を用いて駆動可能としたことを特徴とするサニタリー用電気機器の給電装置。
3. サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器であって、
   交流電源の交流を低電圧の直流に変換する交流直流変換手段に電気的に接続され、長手方向に沿って設けられた所定長さの導体からなるプラス側接続端子及びマイナス側接続端子を備えた給電レールに接続されるプラグを備えてなり、
   前記給電レールのプラス側接続端子とマイナス側接続端子とが、給電レールの対向壁部において正対しない位置に設けられており、
   前記プラグの各端子は、それぞれ、接続時に前記給電レールのプラス側接続端子及びマイナス側端子に接触し得るように、高さを異にする部位に設けられていることを特徴とするサニタリー用電気機器。
4. サニタリー施設に配置され、所定の低電圧で駆動するサニタリー用電気機器であって、
   交流電源の交流を低電圧の直流に変換する交流直流変換手段に電気的に接続され、長手方向に沿って設けられた所定長さの導体からなるプラス側接続端子及びマイナス側接続端子を備えた給電レールに接続されるプラグを備えてなり、
   前記給電レールのプラス側接続端子及びマイナス側の接続端子の一方は、所定長さの２枚の導体からなり、それぞれが給電レールの対向壁部に正対する位置に設けられ、他方は、該対向壁部に設けられた２枚の導体とは正対しない位置に設けられており、
   前記プラグの各端子は、それぞれ、接続時に前記給電レールのプラス側接続端子及びマイナス側接続端子に接触し得るように、高さを異にする部位に設けられ、該プラグの給電レールへの接続向きに拘わらず、一方は、前記２枚の導体からなる前記給電レールのプラス側接続端子又はマイナス側接続端子の一方に接触可能な２つの端子から構成され、他方は、給電レールの２枚の導体とは正対しない位置に設けられた導体に接触可能であることを特徴とするサニタリー用電気機器。
5. 前記交流力流変換手段により直流に変換され、給電レールを介して供給される電圧が、サニタリー用電気機器の駆動電圧より高い場合に、該駆動電圧に合わせて調整する電圧調整手段が組み込まれていることを特徴とする請求項３又は４記載のサニタリー用電気機器。
6. 前記電圧調整手段が、レギュレータ回路であることを特徴とする請求項５記載のサニタリー用電気機器。

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