(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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人感センサと、人感センサの出力によりトイレ室内への人の入室および退室を検出するとともに、トイレ室内への人の入室から退室までの期間は照明負荷を点灯させる照明制御信号を出力し、少なくとも人の退室から規定時間は換気扇を運転させる換気扇制御信号を出力する制御手段と、照明制御信号と換気扇制御信号とによりそれぞれ開閉制御される第１および第２のスイッチ要素と、両スイッチ要素のうちの少なくとも一方の両端が接続された出力端子とを備え、照明負荷と換気扇との少なくとも一方に設けられ外部接点の開閉により動作制御する制御端子に対して前記出力端子を接続することにより、制御端子に対して無電圧接点出力を発生することを特徴とするトイレ用熱線式自動スイッチ。
【請求項２】
前記両スイッチ要素の両端がそれぞれ各別の出力端子に接続され各出力端子の両端間にそれぞれ無電圧接点出力を発生させることを特徴とする請求項１記載のトイレ用熱線式自動スイッチ。
【請求項３】
前記両スイッチ要素の一方は半導体スイッチ素子であり、他方は電磁継電器であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトイレ用熱線式自動スイッチ。
【請求項４】
前記両スイッチ要素はともに半導体スイッチ素子であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトイレ用熱線式自動スイッチ。
【請求項５】
前記両スイッチ要素はともに電磁継電器であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトイレ用熱線式自動スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体から放射される熱線を検知することによってトイレ室内における人の入室と退室とを検出し、トイレ室内に配置した照明負荷と換気扇とを制御するトイレ用熱線式自動スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トイレ室内への人の入退室に応じて照明負荷を点灯させるとともに換気扇を運転するようにしたトイレ用熱線式自動スイッチが用いられている。この種のトイレ用熱線式自動スイッチは、人体から放射される熱線を検知する熱線センサ（一般に焦電形赤外線センサを用いる）を用いて人の存否を検出する人感センサを備え、人感センサの出力に基づいて人がトイレ室内に存在するか否かを判定している（特開平１１−６３５９６号公報等）。また、照明負荷と換気扇とをそれぞれ別に制御するために人感センサの出力に応じて開閉制御される２個のスイッチ要素を備えており、一方のスイッチ要素は商用電源と照明負荷との間に挿入され、他方のスイッチは商用電源と換気扇との間に挿入されるようになっている。つまり、商用電源が接続される電源端子と、照明負荷および換気扇がそれぞれ接続される２組の出力端子とを備え、各出力端子と電源端子との間に各スイッチ要素がそれぞれ挿入されている。したがって、各出力端子には有電圧接点出力が得られるようになっている。
【０００３】
この種のトイレ用熱線式自動スイッチを用いると、照明負荷や換気扇の消し忘れを防止することができるから、電力の無駄な消費を抑制することができるものである。また、トイレ室の入退室の際にスイッチを操作せず、照明負荷を自動的に点灯させ、換気扇を自動的に運転することができるから、スイッチを操作する煩わしさがなく、とくに不特定多数の人が利用するようなトイレ室ではスイッチを操作するのに伴う不快感を抱くことなく照明負荷や換気扇を制御することができて、利便性が高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、この種のトイレ用熱線式自動スイッチは有電圧接点出力のみを発生させるように構成されているものであるから、外部の接点の開閉により動作制御される制御端子を備えた照明負荷や換気扇を制御することはできない。
【０００５】
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、外部の接点の開閉により動作制御される照明負荷あるいは換気扇を用いることを可能としたトイレ用熱線式自動スイッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、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する人感センサと、人感センサの出力によりトイレ室内への人の入室および退室を検出するとともに、トイレ室内への人の入室から退室までの期間は照明負荷を点灯させる照明制御信号を出力し、少なくとも人の退室から規定時間は換気扇を運転させる換気扇制御信号を出力する制御手段と、照明制御信号と換気扇制御信号とによりそれぞれ開閉制御される第１および第２のスイッチ要素と、両スイッチ要素のうちの少なくとも一方の両端が接続された出力端子とを備え、照明負荷と換気扇との少なくとも一方に設けられ外部接点の開閉により動作制御する制御端子に対して前記出力端子を接続することにより、制御端子に対して無電圧接点出力を発生するものである。なお、トイレ室への人の入室は人感センサにより人が検知された時点とし、トイレ室からの人の退室は人感センサにより人が検知されない状態が後述する動作保持時間だけ継続した時点を意味する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記両スイッチ要素の両端がそれぞれ各別の出力端子に接続され各出力端子の両端間にそれぞれ無電圧接点出力を発生させるものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記両スイッチ要素の一方を半導体スイッチ素子とし、他方を電磁継電器としたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記両スイッチ要素をともに半導体スイッチ素子としたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記両スイッチ要素をともに電磁継電器としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、商用電源が接続される電源端子Ｔ１と、照明負荷が接続される第１の出力端子Ｔ２と、換気扇が接続される第２の出力端子Ｔ３とを備える。電源端子Ｔ１に接続される商用電源は、定電圧回路１１において整流されるとともに安定化され直流定電圧を出力する。この定電圧回路１１から内部回路の電源が供給されることになる。
【００１５】
トイレ室内の人の存否は熱線センサ（焦電形赤外線センサを用いる）を備えた人感センサ１２により検出される。焦電形赤外線センサは微分形のセンサであって、受光した熱線量の変化に応じた振幅の出力電圧を発生させるものであり、熱線センサの出力電圧に規定の閾値以上の変化が生じると人感センサ１２からはパルス状の検知信号が出力されるようになっている。また、人感センサ１２に用いる焦電形赤外線センサは、人が視野内に存在していても動きがなく熱線量に変化が生じなければ出力電圧が得られないから、人に動きがなければ検知信号は得られない。つまり、検知信号が得られるときにだけ照明負荷を点灯させる構成とすると人の動きが止まったときには人が熱線センサの視野内に存在するにもかかわらず照明負荷が消灯することになって不都合である。そこで、検知信号の発生毎に検知信号の発生時点から所定の動作保持時間を時限するタイマ１０ａを設けるとともに、タイマ１０ａの時限動作中には照明負荷の点灯を継続させる構成が採用されている。つまり、タイマ１０ａは検知信号によってトリガされると時限動作を行い、かつ再トリガ可能に構成されている。
【００１６】
タイマ１０ａは制御手段としてのマイコン１０により構成され、このマイコン１０にはタイマ１０ａの時限時間を調節するための設定ボリューム１３も接続される。設定ボリューム１３ではタイマ１０ａの時限時間を１０秒程度から６分程度の範囲で調節することが可能になっている。さらに、マイコン１０には周囲の明るさを検出する明るさセンサ１４が接続され、明るさセンサ１４によって検出される周囲照度が規定値以上であるときには照明負荷の制御を無効にして、照明負荷を消灯状態に保つ。
【００１７】
マイコン１０では、人感センサ１２と明るさセンサ１４との出力に応じて開閉制御部１５，１６に照明制御信号および換気扇制御信号をそれぞれ与え、開閉制御部１５，１６に設けたスイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２を開閉させることにより照明負荷および換気扇を制御する。スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２としては、３端子双方向サイリスタ（トライアック）または電磁継電器を用いており、図１に示す例では、照明負荷に接続される出力端子Ｔ２をトライアックからなるスイッチ要素ＳＷ１の両端に接続し、換気扇に接続される出力端子Ｔ３を電磁継電器からなるスイッチ要素ＳＷ２の両端に接続してある。スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２としてはともにトライアック、あるいはともに電磁継電器としてもよく、あるいはまた照明負荷に対するスイッチ要素ＳＷ１を電磁継電器とし、換気扇に対するスイッチ要素ＳＷ２をトライアックとしてもよい。
【００１８】
照明負荷に対するスイッチ要素ＳＷ１をトライアックとすれば、照明負荷に白熱灯を用いトライアックを位相制御することによって照明負荷の調光も可能になる。また、照明負荷に対するスイッチ要素ＳＷ１を電磁継電器とすれば、照明負荷にインバータ式の点灯回路を備える蛍光灯を用いることが可能になる。たとえば、白熱灯を用いる場合にはトライアックをスイッチ要素ＳＷ１に用いるとともに、スイッチ要素ＳＷ１を位相制御すれば、白熱灯の光出力を点灯開始時から漸増させるソフトスタートが可能になり白熱灯の点灯開始時の突入電流を抑制することができる。
【００１９】
ところで、明るさセンサ１４により検出される周囲照度に対する規定値は、明るさ設定スイッチ１４ａにより複数段階（本実施形態では２段階）で選択される。また、明るさ設定スイッチ１４ａでは明るさセンサ１４の出力を無効にする状態も選択可能になっている。さらに、マイコン１０にはモード切換スイッチ１７が接続され、人感センサ１２による人の検出に連動させて両スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２を開閉させる自動モードと、人感センサ１２の出力とは無関係に両スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２をオフに保つ切モードと、人感センサ１２の出力とは無関係に両スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２をオンに保つ入モードとの３モードが選択可能になっている。
【００２０】
次に動作を説明する。いま、明るさ設定スイッチ１４ａでは明るさセンサ１４により検出される周囲照度に応じてスイッチ要素ＳＷ１を開閉させる状態が選択され、かつモード切換スイッチ１７では自動モードが選択されているものとする。この場合には、明るさセンサ１４により検出される周囲照度が明るさ設定スイッチ１４ａにより設定されている規定値よりも低くなり周囲が暗くなると、人感センサ１２による人の検知の有無に応じてスイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２が制御される。ただし、スイッチ要素ＳＷ２は換気扇の制御に用いるから、周囲照度には関係なく人感センサ１２による人の検知の有無に応じて制御される。
【００２１】
すなわち、周囲が明るいときには照明負荷を制御するスイッチ要素ＳＷ１は、人感センサ１２による人の検出の有無にかかわらずオフに保たれる。一方、換気扇を制御するスイッチ要素ＳＷ２は、人感センサ１２により人が検知された時点でオンになり、タイマ１０ａの時限動作が終了した時点から、さらに規定時間（たとえば５分間）が経過するとオフになる。ここに、タイマ１０ａの時限動作は検知信号が発生した時点から開始され、タイマ１０ａの時限動作中に人感センサ１２から検知信号が再び発生するとタイマ１０ａは再トリガされる。つまり、タイマ１０ａの時限動作中に次の検知信号が得られる間はタイマ１０ａは時限動作を継続する。なお、タイマ１０ａの時限動作が終了してからスイッチ要素ＳＷ２がオフになるまでの時間は固定的に設定されている。
【００２２】
また、周囲が暗いときには人感センサ１２により人が検知された時点で照明負荷を制御するスイッチ要素ＳＷ１がオンになる。スイッチ要素ＳＷ１がオンになった後には、周囲が明るいときと同様に、タイマ１０ａの時限動作中に人感センサ１２から検知信号が再び発生するとタイマ１０ａが再トリガされ、タイマ１０ａは時限動作を継続する。スイッチ要素ＳＷ１はタイマ１０ａの時限動作が継続している間はオン状態を継続する。一方、換気扇を制御するスイッチ要素ＳＷ２は、周囲が明るいときと同様に動作し、スイッチ要素ＳＷ１がオンになるとスイッチ要素ＳＷ２もオンになり、スイッチ要素ＳＷ１がオフになってから規定時間後にスイッチ要素ＳＷ２がオフになる。
【００２３】
上述したように、各スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２の両端は各出力端子Ｔ２，Ｔ３にそれぞれ接続されているから、両出力端子Ｔ２，Ｔ３から無電圧接点出力が得られるのであって、制御端子に出力端子Ｔ２，Ｔ３を接続することにより、照明負荷や換気扇として制御端子に接続されるスイッチの開閉状態に応じて動作状態が変化するものを用いることができる。
【００２４】
なお、上述の例では明るさセンサ１４による周囲照度の検出に応じて動作を変化させる場合について説明したが、集合住宅などでトイレに窓がない場合には、周囲照度によらず人が入るときには照明負荷を点灯させる必要があるから、この場合には明るさ設定スイッチ１４ａによって明るさセンサ１４を無効とすればよい。また、換気扇を制御するスイッチ要素ＳＷ２は人感センサ１２により人が検知された時点からオンになるようにしているが、照明負荷を消灯させた時点（つまりスイッチ要素ＳＷ１をオフにした時点）を人が退室した時点とみなし、この時点から規定時間だけスイッチ要素ＳＷ２をオンにするようにしてもよい。さらに、照明負荷を制御するスイッチ要素ＳＷ１としてトライアックを用いる場合には、動作保持時間が終了する一定時間前（たとえば６秒前）に照明負荷Ｌの光出力を低下させることによって予告を行う（予告減光という）ことも可能である。なお、予告減光中に人感センサ１２により人が検出されたときには、再び定格点灯状態に移行させる。
【００２５】
（第２の実施の形態）
本実施形態は、図２に示すように、照明負荷を制御するスイッチ要素ＳＷ１を電源端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に挿入しているものである。つまり、出力端子Ｔ２からは有電圧接点出力が得られるようになっている。この点を除けば第１の実施の形態と同様の構成を有する。
【００２６】
本実施形態の構成では照明負荷に対しては有電圧接点出力が得られるから、出力端子Ｔ２に照明負荷を接続するだけの省施工になる。また、換気扇については第１の実施の形態と同様に無電圧接点出力が得られるから、制御端子を有する換気扇に対応することが可能になる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。なお、本実施形態では照明負荷に対応する出力端子Ｔ２から有電圧接点出力を得ているが、換気扇に対応する出力端子Ｔ３から有電圧接点出力を得るようにし、照明負荷に対応する出力端子Ｔ２からは無電圧接点出力を得るようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、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する人感センサと、人感センサの出力によりトイレ室内への人の入室および退室を検出するとともに、トイレ室内への人の入室から退室までの期間は照明負荷を点灯させる照明制御信号を出力し、少なくとも人の退室から規定時間は換気扇を運転させる換気扇制御信号を出力する制御手段と、照明制御信号と換気扇制御信号とによりそれぞれ開閉制御される第１および第２のスイッチ要素と、両スイッチ要素のうちの少なくとも一方の両端が接続された出力端子とを備え、照明負荷と換気扇との少なくとも一方に設けられ外部接点の開閉により動作制御する制御端子に対して前記出力端子を接続することにより、制御端子に対して無電圧接点出力を発生するものであり、制御端子に対して無電圧接点出力を与えて制御することができるから、照明負荷や換気扇として外部の接点の開閉により動作制御されるものを用いることが可能になる。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、両スイッチ要素の両端がそれぞれ各別の出力端子に接続され各出力端子の両端間にそれぞれ無電圧接点出力を発生させるものであり、照明負荷と換気扇とのいずれについても外部接点の開閉により動作制御されるものを用いることが可能であり、照明負荷と換気扇とのいずれについても利用可能な仕様の範囲が広くなる。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、両スイッチ要素の一方を半導体スイッチ素子とし、他方を電磁継電器としたものであり、請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、両スイッチ要素をともに半導体スイッチ素子としたものであり、請求項５の発明は、請求項１または請求項２の発明において、両スイッチ要素をともに電磁継電器としたものであって、半導体スイッチを用いる場合には照明負荷あるいは換気扇のオン期間中にオンオフを高周波で繰り返すとともにデューティ比を制御すれば、照明負荷あるいは換気扇に与えるエネルギを調節することで、照明負荷の調光制御あるいは換気扇の送風能力の制御が可能になる。また、電磁継電器を用いるとオン抵抗が半導体スイッチよりも小さくなり発熱や電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  マイコン
１２  人感センサ
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ要素
Ｔ１  電源端子
Ｔ２，Ｔ３  出力端子
【図１】
0003567817.tif 000002
【図２】
0003567817.tif 000003