JPH01189584A - 人体検知スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱線センサを有し、熱線センサの検知エリア
内に侵入者があると、接点出力が得られる人体検知スイ
ッチに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、この種の人体検知スイッチは、たとえば、トイ
レに入ったときに、自動的に照明を点灯させたり、換気
扇を作動させるというような動作を行うために用いられ
るものである。このために、人体から放射される熱線を
検知することにより、リレー等の接点を開閉して接点出
力を得るようにしたものが提供されている（たとえば、
実開昭６２−７６２２７号公報参照）。この人体検知ス
イッチでは、第１４図に示すように、反射鏡Ｍを用いて
熱線センサである焦電素子Ｐへの集光と検知エリアの設
定を行うようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成では、反射鏡を用いているものであるから、一
般に正面方向に１つの検知エリアのみを形成しており、
第１５図に示すように、標準の配置高さである１２０ｃ
ｍに人体検知スイッチＡを取り付けるとすると、平均身
長が１７０ｃｍ程度の大人であれば近距離でも検知エリ
アＤ内で検知できるが、平均身長が１００ｃｍ程度の幼
児になると近距離では検知できないという問題がある。

本発明は上述のような問題点を解決することを目的とす
るものであり、身長にかかわりなく近Ｗ離でも検知が行
えるようにした人体検知スイッチを提供しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では上記目的を達成するために、縦方向において
熱線センサの正面よりも下側に複数の検知エリアを設定
する複数領域を有したフレネルレンズよりなるレンズ板
を熱線センサの検知面の重力に配設しているものである
。

［作用Ｊ 上記構成によれば、熱線センサの正面から下方側で複数
の検知囲域が形成されるわけであるから、身長の大小に
合わせて複数の検知領域を設定できるのである。

［実施例］ 第１図ないし第３図に示すように、ケース１は、合成樹
脂成型品よりなるボディ１０とカバー２０とを結合して
形成され、ＪＩＳ規格に定められた配線器具の大角形３
個モジュールに相当する寸法を有し、配Ｍ器具工業会の
工業会規格に定められた金属製取付枠や合成樹脂製取付
枠に取着できるように取付部が形成されている。取付部
は、カバー２０の両側面にそれぞれ形成され、金属製取
付枠に対しては、カバー２０の左右両側面にそれぞれ一
対ずつ穿設された係止孔２１に金属製取付枠の突片が挿
入されることによって結合されるのであり、合成ＰＡ詣
製取付粋に対しては、カバー２０の両側縁にそれぞれ４
個ずつ突設された係止爪２２を合成樹脂製取付枠に形成
された保持孔に挿入することによって結合される。カバ
ー２０の下面の左右両側縁と後側縁とにはそれぞれ７フ
ク２３が１個ずつ突設され、７ツク２３はボディ１０の
周壁に形成された嵌合孔１１にボディ１０の周壁の内側
から代金して、ボディ１０とカバー２０とを結合する。

ボディ１０内は、仕切りプ１２により回路部収納室１３
と一対の端子収納室１４とに分離されており、回路部収
納室１３の左右両側壁の内周面各一対の保持リブ１５が
突設されて、保持リブ１５間の溝に回動枠支持板１６の
左右側ｉ部が保持されるようになっている。回動枠支持
板１６に対向しでボディ１０の後壁の内周部には回動枠
支持リブ１７が形成されている。回動枠支持板１６およ
び回動枠支持リプ１７の上面は、それぞれ中央部が凹ん
だ弧状の回転面１６ａ、１７ａを形成しており、回動枠
支持板１６と回動枠支持リプ１７との上面間に回動枠３
０が回動自在に支持される。ボディ１０内には電源回路
部が実装された第１のプリント基板４０が納装される。

プリント基板４０には、回動枠支持板１６の回転面１６
ａと回動枠支持リプ１７の回転面１７ａとを露出させる
切欠部４１ａ、４１ｂがそれぞれ形成されている。この
プリント基板４，０は、仕切り１１２等の上に載置され
、ボディ１０の内底面とプリント基＠４０との間に空間
が形成さハ、るのであって、プリント基板４０に実装さ
れた回路部品がこの空間内に納装されるようになってい
る。とくに、回路部収納室１３に対応する部位には、プ
リント基板４０上の主要な回路部品が納装されることに
なる。また、回路部収納室１３には、ボディ１０の内底
面からボス１８が突設され、このボス１８に螺合する固
定ねじ１９により第２のプリント基板４２が保持される
。このプリント基板４２の周縁には固定ねじ１９が挿入
される固定用切欠４３が形成され、可変抵抗器ＶＲやス
イッチＳＷが実装される。上記第１のプリント基板４０
の周縁に形成された切欠部４１ａの一部からは可変抵抗
器ＶＲの操作ノ）ンドル７２がスライド自在に突出する
。

端子収納室１４には端子５０が納装される。端子５０は
、端子板５１と、端子板５１に向かうばね力を有した鎖
錠ばね５２と、鎖錠ばね５２をばね力に抗して押圧でき
る解除釦５３とを有し、連結端子として周知の構造を有
している。１つの端子収納室１４には一対の端子板５１
と一対の鎖錠ばね５２とが納装されており、解除釦５３
は両鎖錠ばね５２に共用されろように配設される。ボデ
ィ１０の底壁には各鎖錠ばね５２に対応して電線挿通孔
（図示せず）が穿設されており、また、解除釦５３の一
部が露出してドライバ等の治具によって鎖錠ばね５２の
ばね力に抗して解除釦５３を押圧できるようになりでい
る。ここに、端子５０は一般住宅配線用の直径１．６、
あるいは２．０の銅単線が接続できるように情成される
。端子板５１の一所には接続片５４が上方に向かって突
設されており、この接続片５４が上記プリント基板４０
に半田固定されて、端子５０とプリント基板４０上の回
路部とが電気的に接続される。

回動枠３０は、円盤状に形成され互いに離間して対向す
る一対の回転板３１ａ、３１ｂを、互いに平行な一対の
側枠３２で連結した枠状に形成されていて、熱線センサ
としての焦電索子Ｐおよびその周辺回路部を実装した第
３のプリント基板４４が装着される。回転板３１ａ、３
１ｂが上記回転面１７ａ、１６ａ上に載されることで、
回動枠３０がボディ１０に対して回動できるようになっ
ているのである。プリント基板４４の一辺には固定用切
欠４５が形成され、この−辺に対向する一辺には固定用
突片４６が突設されている。回動枠３０の一方の回転板
３１ａには内側面に沿う形で固定用切欠３１ａに対応す
るボス３３が形成されており、また他方の回転板３１ｂ
には固定用突片４６が嵌合する支持孔３４が形成される
。したがって、固定用突片４６を支持孔３４に嵌合させ
、固定用切欠４５を通してタッピングねじよりなる固定
ねじ３５をボス３３に螺合させることにより、プリント
基板４４が回動枠３０に対して固定されるのである。一
方の回転板３１ａの周面には回動枠３０のボディ１０に
対する角度を調節する際に捏作する操作溝３６が形成さ
れる。また、両回転板３１ａ、３１ｂの外側面にはカバ
ー２０の内周面に当接することにより回動枠３０の回動
範囲を規制するス□トッパ３７ａ、３７ｂがそれぞれ突
設される。

上述した各プリント基板４０，４２．４４は、それぞれ
フラットケーブルよりなるノヤンパ＃１４７を介して互
いに接続されている。ボディ１０内の第１のプリント基
板４０および第２のプリント基板４２と回動枠３０内の
第３のプリント基板４４とを接続するノヤンバ線４７は
、第１のプリント基板４０に形成された切欠部４１ａに
通されるようになっている。プリント基板４０の上面に
は絶縁シート４８が配設されており、プリント基板４４
の回路部との短絡を防止している。

ところで、プリント基板４４に実装された焦電素子Ｐは
、両側枠３２の間で！＠１図の上面側が検知面となるよ
うに配置されており、焦電索子Ｐの検知面の前方には、
検知エリアを設定するためのレンズ板６０が配設される
。レンズ板６０は高密度ポリエチレン等の赤外線が透過
する材料で形成された平板状のフレネルレンズであって
。矩形状に形成され、両側縁には各一対の係合７ツク６
１が突設される。このレンズ板６０は、回動枠３０の回
転板３１ａ、３１ｂの周縁に沿う形で形成された支持リ
プ３９上にレンズ板６０の周部を載置するとともに、回
動枠３０の両側枠３２の内周面下部に形成された係合凹
所３８に係合７ツク６１を係合させることにより、かま
ぼこ形に湾曲した形で回動枠３０に保持されるようにな
っている。レンズ板６０は、第５図（ａ）に示すように
、凹凸を有する面が内側になるように取付られるのであ
って、熱線の入射する面が滑らかであるから、入射光線
の損失が少なくなるのである。すなわち、第５図（ｂ）
に示すように、凹凸面を外側にしていると、立ち上がり
部分に入射する熱線を内部に導くことができないが、外
側面を滑らかにしているから、無駄がないのである。レ
ンズ板６０には複数の領域が形成される。各領域ごとの
焦点が焦電素子Ｐの検知面ｌこ設定されるのはもちろん
のことである。このように、レンズ板６０によって検知
エリアＤを制御するから、検知エリアＤの異なる製品を
得る場合には、レンズ板６０のみを交換すればよく、経
済的に設計が行なえるのである。また、上述のように平
板状のレンズ板６０ｆ；：湾曲させるから製造も容易で
あり、その点でも低コスト化できるものである。

カバー２０の上面には、回動枠３０の回転板３１ａ、３
１ｂをそれぞれ保持する一対の回動枠保持板２４ａｗ２
４ｂが突設される０回動枠保持板２４ａ。

２４ｂはそれぞれ周壁を有し、周壁の内周面に沿って回
転板３１ａ、３１ｂが回動する。すなわち、回転板３１
ａ、３１ｂは、回動枠保持板２４ａ、２４ｂの周壁内周
面と、上記回動枠支持板１６および回動枠保持リプ１７
の回転面１６ａ＝１７ａとの間に挟持された形で回動す
るわけである。回動枠３０の回動範囲は上述したように
ストッパ３７ａ、３７ｂがカバー２０の内周面に当接す
ることで規制されているのであり、その範囲は左右に略
４０°に設定されている。すなわち、回動枠３０を固定
している状態での検知エリアＤは略９０°であるから、
回動枠３０を回動させることにより、検知エリアＤを１
７０°の範囲で調節できるのである。

検知エリアＤは、回動枠３０の紬を含む面内では、第４
図に示すように、焦電素子Ｐの検知面の正面から下方に
２つの領域が設定されており、各検知エリアＤの中心Ｒ
（−点鎖線で示す）は、焦電素子Ｐの正面から下向きに
１０度と４０度とに設定されている。このような設定で
は、一般的な取付高さの１２０ｃｍに設定すれば、平均
身長１００ｃｍ程度の幼児から１７０ｃｍ程度の大人ま
で近距離でも検知できるのである。

カバー２０の前面で、回動枠保持板２４ａ、２４ｂとは
異なる部位には、後述するスイッチＳＷのハンドル７１
が露出するハンドル挿通孔２５、受光素子ＰＤが露出す
る受光孔２６、発光ダイオードよりなる表示素子ＬＤが
露出する表示孔２７がそれぞれ形成される。ハンドル挿
通孔２５、受光孔２６、表示孔２７に跨がる部位には銘
板２８が配設される。ここに、銘板２８は、ハンドル挿
通（Ｌ２５に対応する部位に透孔２８ａを有し、受光（
Ｌ２６および表示孔２７に対応する部位にそれぞれ透光
部２８ｂ、２８ｃを有している。カバー２０の一方の側
面の中央部には、上記可変抵抗器ＶＲを操作するハンド
ル７２が露出するハンドル露出孔２９が形成される。こ
の部位は、ケース１を取付枠に装着しＪＩＳ規格の７ラ
ツシユプレートをケース１の前面側に配設したときに、
フラッシュプレートによって覆われる部位であって、施
工者以外の人が操作ハンドル７２に誤って触れることが
ないようにしている。

カバー２０において回動枠保持板２４ａ、２４ｂ間には
、赤外線が透過可能な合成樹脂成型品よりなるレンズカ
バー６４が装着される。レンズカバー６４はかまぼこ形
に形成されており、その両側縁には各一対の係止片６５
が突設される。この係止片６５が、第３図に示すように
、カバー２０の内周面に係止されてレンズカバー６４が
カバー２０に対して固定されるのである。レンズカー６
４は、レンズ板６０の外側面に略密着するように配置さ
れるのであって、レンズ板６０に手が直接触れるのを防
止し、レンズ板６０の汚れによる検知感度の変化が防止
できるようにしている。レンズカバー６４は表面が滑ら
かであって、汚れが付着しに＜＜、シかも多少の汚れは
簡単にふきとることができるから、検知感度の変化を防
止できるのである。

回路部は、第６図に示すように構成されている。

上述の４個の端子５０は、それぞれ商用電源の入力端子
と、商用電源との間にリレーＲｙの接点ｒを挿入した出
力端子とを構成している。商用電源は電源回路８１で整
流平滑化され、定電圧回路８２で安定化される。こうし
て得られた直流電源は、焦電索子Ｐが接続される処理回
路ＩＣに給電される。処理回路ｒｃは、たとえば、ＣＦ
１６５１Ｃなどの名称で市販されいる集積回路に周辺部
品を外付して構成され、焦電素子Ｐにより人体から放射
される赤外線が検知されると、出力端子ＯＵＴの出力レ
ベルが一定時間“Ｈ“どなるように構成されでいる。こ
の時間は、可変抵抗器ＶＲを調節することにより変更で
きるようになっている。この調節範囲は、たとえば、約
１０秒から約６分というように設定される。さらに、イ
ネーブル端子ＥＮ＾にはＣｄＳよりなる受光素子ＰＤが
接続されており、受光素子ＰＤでの受光光量が多くなる
と、処理回路ＩＣの動作が停止するように設定されてい
る。処理回路ＩＣの出力端子ＯＵＴは、スイッチＳＷを
介してリレー制御回路８３に接続されている。

リレー制御回路８３は、トランジスタよりなるスイッチ
索子ＱとリレーコイルＬと発光ダイオードよりなる表示
素子ＬＤとの直列回路を電源回路８１に接続したもので
あって、スイッチ素子Ｑの制御端子が“Ｈ″となる間、
リレーＲｙの接点ｒが閉じ、表示素子ＬＤが点灯するよ
うになっている。

スイッチＳＷは、３接点のスライドスイッチであって、
リレー制御回路８３の制御端子を“Ｈ′、′Ｌ“のいず
れかに設定する状態と、処理回路ＩＣの出力端子ＯＵＴ
に接続する状態との３状態を選択できるようになってい
る。したがって、スイッチＳＷを操作してリレー制御回
路８３の制御端子を“Ｈ“と“Ｌ“どのいずれかに手動
で設定すれば、それに応じて接点「はオン、オフのいず
れかの状態になる。また、リレー制御回路８３の制御端
子を処理回路ＩＣの出力端子ＯＵＴに接続する状態を選
択すれば、焦電素子Ｐによって人体が検知されると、一
定時間、だけ接点ｒがオンになる。

ここに、電源回路８１、定電圧回路８２、リレー制御回
路８３、受光素子ＰＤは上記第１のプリント基板４０に
実装され、可変抵抗器ＶＲとスイッチＳＷとは上記第２
のプリント基板４２に実装され、処理回路ＩＣは上記第
３のプリント基板４４に実装される。

上記実施例では、第１のプリント基板４０に受光素子Ｐ
Ｄを配設するようにしているが、第３のプリント基板４
４上で焦電素子Ｐに隣接して受光素子ＰＤを設けるよう
にすれば、受光素子ＰＤの受光面の向きと焦電素子Ｐの
受光面の向きとが常に一致することになり、検知エリア
Ｄ内の明かるさを受光素子ＰＤで確実に把握することが
できるのである。

ところで、＃Ｓ７図に示すように、負荷側に３ｒ１子を
設けるとともに、スイッチＳＷを双投スイッチとしても
よい、この場合、電源側の一方の端子と負荷側の１つの
端子とは直接接続され、電源側の他方の端子がスイッチ
ＳＷの共通接点に接続され、スイッチＳＷの両切換接点
はそれぞれ負荷側の残りの端子に接続される。また、リ
レーＲ）Ｉは両切換接点間に挿入される。

この構成では、第７図のように負荷りを接続すれば、ス
イッチＳＷを負荷りの接続されている端子側に投入する
と常時オンのモードになり、又討側に投入すると焦電素
子Ｐによる自動点滅のモードになるのである。また、第
８図に示すように、双投スイッチＳＸを接続し、スイッ
チＳＷを自動点滅側に投入しておけば、外付した双投ス
イッチＳＸで常時オンのモードと、自動点滅のモードの
切換を行うことができるのである。このように外付した
双投スイッチＳＸでモード設定ができるようにしておけ
ば、センサ部と操作部分とを分離することが容易にでき
、施工の自由度が高くなるのである。

第９図に示す構成は、焦電素子Ｐによる検知の時点から
それぞれ異なる時間だけオンになる複数の接点ｒａ、ｒ
ｂを設けたものである。すなわち、焦電素子Ｐを含む処
理回路ＩＣで検知エリア内への侵入者が検知されると、
その時点からリレー制御回路８３の接点ｒａ、ｒｂがそ
れぞれオンになるのであり、各接点ｒａ、ｒｂがオンに
なる時間は、第１０図に示すように、互いに異なってい
る。したがって、各接点ｒａ、ｒｂにそれぞれ負荷Ｌａ
、Ｌｂを接続しておけば、負荷Ｌａ、Ｌｂの動作時間を
ずらすことができるのである。これは、たとえば、トイ
レで照明が消灯してからも換気扇を回し続けたい場合な
どに有効である。

上記構成では、検知工１７７Ｄの設定をレンズ板６０で
打っているが、第１１図に示すように、スリット６６を
有したマスク板６７を配設して検知エリアＤを規制する
ようにしてもよい。ここで、マスク板６７を検知面に平
行な方向でスライＶ自在としておけば、検知エリアＤを
可変することができるものである。ただし、この調ｆｆ
！ｉ範囲は、焦電素子Ｐの検知エリアの範囲内となる。

また、第１２図に示すように、マスク板６７にスリット
６６を複数個設けるようにしてもよい。この場合のスリ
ット６６の形成パターンは、第１３図に示すように様々
な形状とすることができる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、熱線センサの検知面の前方にフ
レネルレンズを配役し、このフレネルレンズが、縦方向
において熱線センサの正面よりも下側に複数の検知エリ
アを設定するように複数領域を有しているから、幼児か
ら大人までを近距離でも確実に検知できるような検知エ
リアの設定が可能となるのである。

また、電源側に一対の端子を有するとともに負荷側に３
個の端子を有し、電源側の一方の端子と負荷側の１つの
端子とが接続され、電源側の他方の端子はケース内に納
装された双投スイッチの共通接点に接続され、上記双投
スイッチの両切換接点が負荷側の残りの端子にそれぞれ
接続され、熱線センサの出力部の接点が上記双投スイッ
チの両切換接点間に挿入された構成とすることで、外部
スイッチに設けたスイッチで常時オンと熱線センサによ
る自動点滅とのモード切換が行えるものである。

さらに、互いに独立して接点出力の継続時間を設定でき
るｖＩ数個の出力用の接点手段を設けた構成とすれば、
トイレ等に用いる場合に、換気扇の動作時間を照明の点
灯時間よりも長くするなどの使用が行えるものである。

また、熱線センサの検知面の前方に熱線センサの検知エ
リアを規制するスリットを有したマスク板を配設すれば
、簡単な構成で検知エリアの規制を行うことができるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図、第２図は
同上の縦断面図、第３図は同上の横断面図、第４図は同
上の動作説明図、第５図（、）（ｂ）はそれぞれ同上の
レンズ板の動作説明図、第６図は同上の回路部の回路図
、＃Ｓ７図は本発明の他の実施例を示す回路図、第８図
は同上の使用例を示す回路図、第９図は本発明のさらに
他の実施例を示すブロック図、第１０図は同上の動作説
明図、第１１図および第１２図は本発明の別の実施例を
示す要部断面図、第１３図は同上に用いるマスク板の例
を示す正面図、第１４図は従来例を示す分解斜視図、第
１５図は同上の問題点を示す動作説明図である。 １・・・ケース、６０・・・レンズ板、６６・・・スリ
ット、６７・・・マスク板、Ｄ・・・検知エリア、Ｐ・
・・焦電素子、ｒｙｒａｌｒｌ）”’接点、ＳＷ１°°
スイッチ。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 第３図 第７図 第８図 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース内に熱線センサを有し、ケースの前方に形
   成される熱線センサの検知エリア内への侵入者を検知す
   ると接点出力が得られる人体検知スイッチにおいて、縦
   方向において熱線センサの正面よりも下側に複数の検知
   エリアを設定する複数領域を有したフレネルレンズより
   なるレンズ板を熱線センサの検知面の前方に配設して成
   ることを特徴とする人体検知スイッチ。
2. （２）ケース内に熱線センサを有し、ケースの前方に形
   成される熱線センサの検知エリア内への侵入者を検知す
   ると出力部の接点が閉極する人体検知スイッチにおいて
   、電源側に一対の端子が設けられるとともに負荷側に３
   個の端子が設けられ、電源側の一方の端子と負荷側の１
   つの端子とが接続され、電源側の他方の端子はケース内
   に納装された双投スイッチの共通接点に接続され、上記
   双投スイッチの両切換接点が負荷側の残りの端子にそれ
   ぞれ接続され、熱線センサの出力部の接点が上記双投ス
   イッチの両切換接点間に挿入されて成ることを特徴とす
   る人体検知スイッチ。
3. （３）ケース内に熱線センサを有し、ケースの前方に形
   成される熱線センサの検知エリア内への侵入者を検知し
   た時点から設定された時間だけ接点出力が得られる人体
   検知スイッチにおいて、互いに独立して上記時間を設定
   できる出力用の接点手段が設けられて成ることを特徴と
   する人体検知スイッチ。
4. （４）ケース内に熱線センサを有し、ケースの前方に形
   成される熱線センサの検知エリア内への侵入者を検知す
   ると接点出力が得られる人体検知スイッチにおいて、熱
   線センサの検知面の前方に熱線センサの検知エリアを規
   制するスリットを有したマスク板が配設されて成ること
   を特徴とする人体検知スイッチ。