JPH0646107B2 - 自動運転換気扇 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特定の換気要部、即ちトイレ等特定の室内
を自動的に換気する自動運転換気扇に関するものであ
る。

［従来の技術］ 上記この種の換気扇は、例えば実開昭５７−１４７５９
９号公報に開示されているような構成となっている。即
ち、第７図において示すように、人検知用の赤外線セン
サ１０１の検出信号を増幅回路１０２に入力し、増幅回
路１０２の出力がロウパスフィルタ１０３に入力される
ようになっている。交流増幅された検出信号は、その瞬
時性外来成分等の不要信号成分がロウパスフィルタ１０
３により除去され、ＡＤ変換回路１０４に伝えられる。
ＡＤ変換回路１０４はロウパスフィルタ１０３を通過し
た交流性の検出信号を直流に変換し、スイッチング駆動
回路１０５に出力し、スイッチング駆動回路１０５を動
作させ、交流電源に繋がれたファンモータ１０６の電源
回路がスイッチング回路１０７で開閉される構成であ
る。つまり、換気扇に設けた上記赤外線センサ１０１で
人の存非を検出して、人の存在を検出することによって
換気運転が自動的に開始され、人の存在が検出されない
ことによって換気運転が自動的に停止されるものであ
る。従って、トイレ等において、人の入室によって換気
運転を自動的に実施し、退室とともに換気運転を自動的
に停止することができ、換気によって不快感の伴わない
雰囲気のトイレにすることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の自動運転換気扇においては、人が居る間も、退室
の後しばらくの間も同一風量の換気運転が行われ、在室
の人に気にならない程度の運転音を得る必要から、処理
風量が少なく不十分な換気になり勝ちである。退室後の
換気を実施するにしても、トイレにおいては臭気の除去
にかなりの時間をかけるか、臭気の除去が不完全なまま
換気運転を終わることになる。迅速な換気は風量を上げ
ることで実現するものの、風量を上げれば、在室の人に
気にならない程度の運転音を得ることはできず、騒音に
関する問題が表面化することになる。

また、赤外線センサの多くが赤外線の変化量に比例した
電圧信号を出力する焦電型で、人が居ても動かないと出
力がなくなるため、赤外線センサの出力に頼るだけの従
来のものでは誤動作が起きやすく信頼性に欠けるといっ
た解決すべき課題を含んでいる。

この発明はかかる従来の課題を解決するためになされた
もので、状況に応じた風量での換気運転が可能で、焦電
型の赤外線センサの特質に基づいて起きうる誤動作を回
避することができる信頼性の高い自動運転換気扇を得る
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る自動運転換気扇は、強ノッチ・弱ノッチ
の送風切換手段を有し、駆動回路によって運転されるフ
アンモータ、人が放つ赤外線に基づいて微分型の信号を
出力する人検知用の赤外線センサ、この赤外線センサの
出力を検出する信号検出回路、この信号検出回路の出力
から人検知出力を読み取り、有人か無人の出力信号を形
成する人検知信号読み取り手段、この人検知信号読み取
り手段の有人の出力信号によってセットされる弱ノッチ
運転タイマ、この弱ノッチ運転タイマの動作中はリセッ
トされ、弱ノッチ運転タイマの動作終了とともにセット
される強ノッチ運転タイマ、上記弱ノッチ運転タイマと
強ノッチ運転タイマの動作中に上記駆動回路を動作させ
フアンモータを運転させる負荷駆動手段、上記人検知信
号読み取り手段が、有人の出力信号の出力後の５分間程
度の一定時間は上記信号検出回路からの出力を取り込ま
ないようにする制御部とを備えたものである。

［作用］ この発明の自動運転換気扇においては、赤外線センサに
基づく人検知信号もなく弱ノッチ運転タイマの動作もな
い時にはファンモータは停止し、赤外線センサに基づく
人検知信号が出力されている時には上記弱ノッチ運転タ
イマの動作で低騒音で低風量の弱ノッチ換気運転が行わ
れ、人検知信号の出力がなくなり上記弱ノッチ運転タイ
マの動作後にあっては時限的に強ノッチタイマにより高
風量の強ノッチ換気運転による残置運転が行われること
になる。そして、人検知信号読み取り手段は、有人の出
力信号を出力してからの５分間程度の一定時間は信号検
出回路からの出力を取り込まないから、この間は赤外線
センサの働きが無視されることになり、人が静止してい
る状態を無人状態と検知することによって起こる誤動作
を実質的に回避することができるようになる。

［実施例］ 第１図〜第６図はいずれも本発明の実施例を示したもの
で、第１図は自動運転換気扇の制御回路の一実施例を示
している。即ち、１は商用電源２にそのファンモータ３
が接続された換気扇本体である。ファンモータ３は強ノ
ッチ・弱ノッチのタップを持ち、低風量と高風量の強弱
二段階の運転切り換えが可能に構成されている。このフ
ァンモータ３を制御する制御系は、商用電源２から制御
系の直流電源を形成する直流電源回路４と、人が放つ赤
外線に基づいて微分型の信号を出力する人検知用の赤外
線センサ５と、マイクロコンピュータ（以降マイコンと
称す）６と、切換スイッチ７と、風量切り換え用の双方
向性サイリスタ８，９とを主体に構成されている。赤外
線センサ５は第２図に示すように集光レンズ１０を前面
に備え、入射する赤外線エネルギの変化をその変化量に
応じた大きさの電圧信号として出力する微分形動作をす
る焦電型で、換気扇本体１の前面に配設され、信号検出
回路１１に接続されている。なお、１２，１３はそれぞ
れ双方向性サイリスタ８，９のゲート側に挿入された抵
抗である。マイコン６は、信号検出回路１１で増幅され
た赤外線センサ５の電圧変動を読み取る人検知信号読み
取り手段１４を入力側に備えている。人検知信号読み取
り手段１４の出力は弱ノッチ運転タイマ１５に入力され
る。この時、人検知信号読み取り手段１４はマイコン６
による制御部により、弱ノッチ運転タイマ１５への出力
を出すと同時に、以降５分間程度の信号検出回路１１か
らの出力の取り込みが制限される。弱ノッチ運転タイマ
１５は、人検知信号読み取り手段１４の有人の出力信号
によってセットされ、セットとともにカウントする。弱
ノッチ運転タイマ１５には強ノッチ運転タイマ１６が接
続され、この強ノッチ運転タイマ１６は弱ノッチ運転タ
イマ１５のカウント時にリセットされ、弱ノッチ運転タ
イマ１５のカウント終了とともにセットされる。負荷駆
動手段１７は、弱ノッチ運転タイマ１５と強ノッチ運転
タイマ１６の動作中に上記駆動回路を動作させファンモ
ータ３を運転させる。これらの弱ノッチ運転タイマ１５
と強ノッチ運転タイマ１６とはタイマ時間設定手段によ
ってそれぞれのタイマ時間が設定される。

赤外線センサ５と上記マイコン６の人検知信号読み取り
手段１４とを連絡している信号検出回路１１は第４図に
示すように、人の動作速度に合った０．１〜１０Hz程度
の帯域通過特性を持たせた高利得電圧増幅器１８をオペ
レーションアンプ又はコンパレータ１９に接続した構成
で、コンパレータ１０の非反転入力側には高利得電圧増
幅器１８の出力電圧が、反転入力側には、基準電圧２０
がそれぞれ印加される。

第５図はこの自動運転換気扇のマイコン６のメインプロ
グラムの要部のフローチャートである。まず動作に関す
る概要を説明すると換気扇本体１は、停止しているか、
低風量の弱ノッチ運転をしているか、高風量の強ノッチ
運転をしているかのいずれかの状態にある。停止状態
は、換気扇本体１を取付けた例えばトイレ等の室を使う
人が存在していない時である。室に人が入り在室してい
る時には低風量の弱ノッチ運転になり、退室し、室に人
が居なくなると、低風量の弱ノッチ運転から高風量の強
ノッチ運転に移行する。高風量の強ノッチ運転の状態に
おいて入室者が再びあればこの運転状態から弱ノッチ運
転に移行し、そのまま入室者がなければ停止状態に移行
する。即ち、室に人が居る状態では常に低温で入室者が
殆ど気づかない程の低風量の弱ノッチ運転が実施され、
退室とともに室の完全な換気を速やかに実施すべく、高
風量の強ノッチ運転が残置運転として行われることにな
る。残置運転は退室後に行うことから、多少騒音が高く
ても問題はなく、速やかな換気を実現できれば良い。上
記した動作は詳細には、次のようにして行われる。人検
知信号読み取り手段１４が十分に長い間、人検知信号を
読み取らない時（無人検知信号の有る状態ともいえる）
には、弱ノッチ運転タイマ１５，強ノッチ運転１６によ
る負荷駆動手段１７への駆動指令は出力されておらず、
ファンモータ３は停止している。人検知信号読み取り手
段１４が、信号検出回路１１のオペレーションアンプ又
はコンパレータ１９からの人検知信号を読み取ると、弱
ノッチ運転タイマ１５がセットされる。弱ノッチ運転タ
イマ１５はセット直後からカウントを行い、同時に負荷
駆動手段１７に弱ノッチ運転の指令を出力し、強ノッチ
運転タイマ１６をリセットする。人検知信号読み取り手
段１４は人検知信号を読み取り、弱ノッチ運転タイマ１
５への出力を出すと同時に、この出力を出した時から５
分間程度の設定時間の間は信号検出回路１１からの出力
を取り込まない。従って、この設定時間の間は赤外線セ
ンサ５は実質上切り離される。即ち、人を検知し弱ノッ
チ運転に入ると設定時間の間は、たとえ赤外線センサ５
が人を検知しない出力を出しても、その出力は人が居て
も動かない状況を含むため、この間の赤外線センサ５の
出力は無視され、強制的に弱ノッチ運転が継続されるの
である。これによって、人が居ても静止状態のために赤
外線センサ５が人を検知しない出力を出し、人が居る状
態のままで強ノッチ運転に移行するような不適切な動作
を起こさないで済む。この設定時間はトイレの場合では
その平均的時間が３分間程度であることから、５分間程
度に設定すれば使用時間内で不適切な誤動作が起こるこ
とは十分に回避できる。この設定時間を経過すると、人
検知信号読み取り手段１４は信号検出回路１１からの出
力を取り込み再び信号検出回路１１からの出力を監視す
る（第６図参照）。この時点で、人検知信号読み取り手
段１４が連続的に人検知信号を読み取ると、弱ノッチ運
転タイマ１５も連続的にセットされ、負荷駆動手段１７
に弱ノッチ運転の指令が連続的に出力され、負荷駆動手
段１７の出力でファンモータ３の弱ノッチの駆動回路が
繋がり、ファンモータ３が弱ノッチ運転を行う。次に、
人検知信号読み取り手段１４からの出力がなくなる（退
室し人が居なくなる）と、弱ノッチ運転タイマ１５はカ
ウントをし続け、設定されたタイマ時間（１分程度）の
経過とともにカウントを終了し、これとともに強ノッチ
運転タイマ１６をセットする。強ノッチ運転タイマ１６
は、負荷駆動手段１７に強ノッチ運転の指令を出力し、
負荷駆動手段１７の出力でファンモータ３の強ノッチの
駆動回路が繋がり、ファンモータ３が強ノッチ運転、即
ち残置運転を行う。この残置運転は、人検知信号読み取
り手段１４からの出力が強ノッチ運転タイマ１６のカウ
ント終了までになければ、強ノッチ運転タイマ１６の設
定されたタイマ時間（１０分程度）の経過まで続く。こ
こで、人検知信号読み取り手段１４からの出力がなくな
る状態の中には、退室していないのに人が動かなかった
ような場合も赤外線センサ５の特性から含まれることに
なるが、１分間程度の弱ノッチ運転を続行する猶予を持
っているので、人が居るのに居ないとする誤認識による
動作を防止できる。また、人が居なくなって直ちに強ノ
ッチ運転に移行すると、その場近くにまだ居る利用者に
強ノッチ運転に移行する運転音が聞こえることになり、
利用者の中には不快感を覚える者もあるが、１分間程度
の間があれば強ノッチ運転に移行する運転音を利用者は
聞くことがなくなり好都合である。強ノッチ運転タイマ
１６のカウント中に人検知信号読み取り手段１４からの
出力があると、強ノッチ運転タイマ１６は即座にリセッ
トされ、弱ノッチ運転タイマ１５による弱ノッチ運転に
移行することになる。

弱ノッチ運転タイマ１５と強ノッチ運転タイマ１６のタ
イマ時間はタイマ時間設定手段によって調節できる可変
要素で、図示本例では切換スイッチ７の接点を切り換え
ると、これをタイマ時間設定手段が読み取り、タイマ時
間を変える出力を出し運転時間が切り換わるようになっ
ている。

なお、コンパレータ１９の出力はデジタル信号となり、
このデジタル信号がマイコン６の人検知信号読み取り手
段１４に入力され、マイコン６は所定の時間巾をおいて
三回連続して信号の状態を確認するようになっている。
即ち三回の確認がいずれもＨレベルであれば、人検知信
号として認識し、三回のうち一つでもＬレベルがあると
人検知信号とみなさず、外部ノイズによる誤信号として
認識するようになっている。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明の自動運転換気扇によれば赤外線
センサに基づく人検知信号もなく弱ノッチ運転タイマの
動作もない時にはファンモータは停止し、赤外線センサ
に基づく人検知信号が出力されている時には弱ノッチ運
転タイマの動作で常に低騒音で低風量の弱ノッチ換気運
転が行われ、人検知信号の出力がなくなり上記弱ノッチ
運転タイマの動作後にあっては時限的に強ノッチタイマ
による高風量の強ノッチ換気運転による残置運転が行わ
れることになり、状況に応じた風量での適切な換気運転
が可能となる。そして、特に人検知信号読み取り手段
が、有人の出力信号を出力してからの５分間程度の一定
時間にかぎり信号検出回路からの出力を取り込まないか
ら、この間は赤外線センサの働きが無視されることにな
り、人が静止している状態を無人状態と検知することに
よって起こる誤動作を実質的に回避することができ、信
頼性が高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による自動運転換気扇の制御回路の一
実施例を示す回路図、第２図は赤外線センサのみを示す
側面図、第３図は第１図のマイコンの構成を示す機能ブ
ロック図、第４図は同じく信号検出回路の実施例を示す
回路図、第５図はマイコンのメインプログラムの要部の
フローチャート、第６図は信号検出回路の出力とファン
モータの運転状態のタイミングチャート、第７図は従来
例としての自動運転換気扇の制御回路を示す回路図であ
る。図において、１は換気扇本体、２は商用電源、３は
ファンモータ、５は赤外線センサ、６はマイコン、８，
９は双方向性サイリスタ、１１は信号検出回路、１４は
人検知信号読み取り手段、１５は弱ノッチ運転タイマ、
１６は強ノッチ運転タイマ、１７は負荷駆動手段、１９
はコンパレータである。なお、図中同一符号は、同一又
は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強ノッチ・弱ノッチの送風切換手段を有
   し、駆動回路によって運転されるフアンモータ、人が放
   つ赤外線に基づいて微分型の信号を出力する人検知用の
   焦電型の赤外線センサ、この赤外線センサの出力を検出
   する信号検出回路、この信号検出回路の出力から人検知
   出力を読み取り、有人か無人の出力信号を形成する人検
   知信号読み取り手段、この人検知信号読み取り手段の有
   人の出力信号によってセットされる弱ノッチ運転タイ
   マ、この弱ノッチ運転タイマの動作中はリセットされ、
   弱ノッチ運転タイマの動作終了とともにセットされる強
   ノッチ運転タイマ、上記弱ノッチ運転タイマと強ノッチ
   運転タイマの動作中に上記駆動回路を動作させフアンモ
   ータを運転させる負荷駆動手段、上記人検知信号読み取
   り手段が、有人の出力信号の出力後の５分間程度の一定
   時間は上記信号検出回路からの出力を取り込まないよう
   にする制御部とを備えたことを特徴とする自動運転換気
   扇。