特開 2022-81611 電気負荷のコントロール装置とスイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022081611

(43)【公開日】2022-05-31

(54)【発明の名称】電気負荷のコントロール装置とスイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/54 20060101AFI20220524BHJP

【ＦＩ】

H01H9/54 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】30

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022036991

(22)【出願日】2022-03-10

(62)【分割の表示】P 2020186868の分割

【原出願日】2020-11-09

(31)【優先権主張番号】P 2019206593

(32)【優先日】2019-11-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020035400

(32)【優先日】2020-03-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020036323

(32)【優先日】2020-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020097303

(32)【優先日】2020-06-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020097814

(32)【優先日】2020-06-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020039429

(32)【優先日】2020-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】714002774

【氏名又は名称】中尾 崇

(72)【発明者】

【氏名】中尾 崇

(57)【要約】      （修正有）

【課題】検出部自体にセンサーや受信装置等を使い新たな信号を追加して高度な制御を可能にする。
【解決手段】基本は負荷の一定時間動作を、回路の電気的変化の検出部を１つ或は２つ設け、検出部は回路を遮断し、その遮断を迂回する継電器と継電器を駆動する電源の発生部も設けて実現する。或はモーターでカムを回してその回転時間を一定時間として実現する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３路回路内の４路スイッチの少なくとも１つに対して、該３路スイッチの端子１と該４路スイッチの端子１を切断する、及び該３路スイッチの端子３と該４路スイッチの端子３を切断する継電器を夫々設け、更に該４路 スイッチの線路２と４の継電器を配置接続し、２つの該検出部は該回路の２つの線路の電気的変化を検出し、３つの該継電器も制御する、コントロール装置。

【請求項2】

３路回路内の２本の線路に対して、該３路回路の電気的変化の検出をする検出部を該２本の線路に対して設置接続し、該２本の線路は２つの継電器により夫々該回路を遮断し、２つの該継電器は該検出部に内蔵されたコントロール機能により該回路を制御する、コントロール装置。

【請求項3】

３路回路内の４路スイッチに代わり、或は４路スイッチを設置する２本の線路に対して、該３路回路の電気的変化の検出をする検出部と該検出部を迂回する継電器とを夫々設け、該検出部は該線路を夫々電気的に遮断をし、更に線路２と４間、或は１と３間に継電器を設けて、２個の該検出部は検出した信号を互いに利用し信号処理して３個の該継電器を操作するコントローラを設けて該回路を制御する、コントロール装置。

【請求項4】

３路回路内の４路スイッチに代わり、或は４路スイッチを設置する２本の線路に対して、該２本の線路を短絡して、該短絡の反対側の２本の線路に対して該３路回路の電気的変化の検出をする検出部と該検出部を迂回する継電器とを夫々設け、該検出部は該線路を夫々電気的に遮断をし、２個の該検出部が検出した信号を信号処理して２個の該継電器を操作するコントローラを設けて該継電器を制御する、コントロール装置。

【請求項5】

電源と該電源の負荷が装備された回路に置いて、該負荷が動作しない程度の電流を流して、該回路に装入された前記継電器を制御する前記コントローラや前記検出部の電源を発生させる電源発生部を持つ、請求項１乃至4のコントロール装置。

【請求項6】

電源と該電源の負荷が装備された回路に置いて、該負荷が動作してる間、該負荷の動作電流の一部を利用して、該回路に装入された前記継電器を制御する前記コントローラや前記検出部の電源を発生させる電源発生部を持つ、請求項１乃至5のコントロール装置。

【請求項7】

３路回路に置いて一方の３路スイッチの端子０と線路を遮断するように、前記検出部と前記電源発生部を設け、該遮断と該３路スイッチを迂回する継電器を該線路と該３路スイッチの端子１と該線路と該３路スイッチの端子３に対して夫々設けた、請求項１乃至6のコントロール装置。

【請求項8】

３路回路に置いて少なくとも一方の３路スイッチの端子０と線路を遮断する該回路の電気的変化を検出する検出部と電源発生部も含めた装置を装入し、該遮断と該３路スイッチを迂回する継電器を装入し、該継電器は該検出部と電源発生部も含めた装置により制御される事により、電気的には２路回路としても動作し該線路のスイッチの個数は１以上の、請求項１乃至7のコントロール装置。

【請求項9】

設置した本発明の駆動電源を、外部の電源と電送装置２２、受電装置２３、電送波２４とで発生させる、請求項１乃至8のコントロール装置。

【請求項10】

電源と該電源の負荷が装備された回路に置いて、該回路の線路を遮断するように継電器と該継電器を操作するコントローラと該回路の電気的変化を検出する検出部を設置する事で、該回路を制御する、請求項１乃至9のコントロール装置。

【請求項11】

電源と該電源の負荷が装備された回路に置いて、該回路の線路を遮断するように継電器と該継電器を操作するコントローラと該回路の電気的変化を検出する検出部と該コントローラの電源の発生部を設置する事で、該回路を制御する、請求項１乃至１0のコントロール装置。

【請求項12】

電源と該電源の負荷が装備された回路に置いて、該回路の電気的変化を捉える検出部には光、磁気、サーミスタ等で電気的に絶縁して該回路の電気的影響を減らした検出部を使用した、請求項１乃至１1のコントロール装置。

【請求項13】

電源と該電源の負荷が装備された回路に置いて、該回路の電気的変化を捉える検出部と該検出部の電気を利用して本発明の駆動電源とする、請求項１乃至１2のコントロール装置。

【請求項14】

電源と負荷と３路スイッチが装備された回路に置いて、一方の３路スイッチの端子０と線路の接続を遮断するように該回路の電気的変化を検出する検出部を装入し、更に該検出部の線路側と該３路スイッチの端子１と３の該遮断を夫々迂回する２個の継電器と設置し、該回路には該装入した装置類の駆動をする電源発生部を設けた、或は更に外部から信号受信装置を設けて該回路を制御する、請求項１乃至１3のコントロール装置。

【請求項15】

電源と負荷との３路回路に置いて一方の３路スイッチを削除して、該３路スイッチの端子０に接続されてた線をモーターの一方の電源線に接続し、該モーターの他方の電源線を該モーターにより回転する該回路の線路１と３による２極の接点を持つ回転部分に接続し該回転部分の接点に接触するブラシと該モーター他方の電源線を接続する事で、該負荷が一定時間動作をする、請求項１乃至１4のコントロール装置。

【請求項16】

電源と該電源の負荷の回路に置いて、該回路を切断するようにモーターの一方の電源線を一方の線路に接続し、該モーターの他方の電源線とマイクロスイッチのＮＯの一方の接点とスイッチの一方の接点及び又は３路スイッチの端子１と接続し、該マイクロスイッチのＮＯの他方の接点は該マイクロスイッチのＮＯの他方の接点と該スイッチの他方の接点及び又は３路スイッチの端子３と接続し更に、該線路の他方の線路に接続することで、該負荷を制御する、請求項１乃至１3のコントロール装置。

【請求項17】

電源と負荷との３路回路に置いて、３路スイッチの端子１の線路に変流器の一次側の一方の線を配置接続し、該変流器の他方の線はマイクロスイッチのＮＯの一方の接点に接続し、該マイクロスイッチのＮＯの他方の接点は該３路スイッチの端子３に接続し、該変流器の二次側は該モーターの電源とし、該モーターの回転により欠けがあるカムを回転させ、該カムの欠けで該マイクロスイッチの該ＮＯ接点は開かれる構造により該モーターは一定回転の間、該マイクロスイッチの該接点を閉に保持してる間、該負荷への電源を供給する事により、該負荷の一定時間動作をさせるが、必要に応じて該マイクロスイッチのＮＯ接点の間にスイッチ又は及びスイッチ装置を追加することで該負荷の自在な制御も可能な、請求項１乃至１6のコントロール装置。

【請求項18】

電源と負荷との３路回路に置いて、３路スイッチの端子１の線路に変流器の一次側の一方の線を接続し、該変流器の他方の線はマイクロスイッチのＮＯの一方の接点に接続し、該マイクロスイッチのＮＯの他方の接点は該３路スイッチの端子３に接続し、該変流器の二次側は該モーターの電源とし、該モーターの回転で欠けがあるカムを回転させ、該カムの欠けで該マイクロスイッチの該ＮＯ接点は開かれる構造により該モーターは一定回転の間、該マイクロスイッチの該接点を閉に保持してる間、該負荷への電源を供給する事により、該負荷の一定時間動作をさせるが、必要に応じて該マイクロスイッチのＮＯ接点の間にスイッチ又は及びスイッチ装置を追加化することで自在な本発明の動作も可能になるが更に、該カムを手動で回転させる押し棒を追加することで該スイッチの代わりにもなる、請求項１乃至１4のコントロール装置。

【請求項19】

前記コントロール装置には各種センサー類や外部からの信号の送受信装置を設けて、或は更に照明装置や警報装置を設けた、多彩な機能を持つ、請求項１乃至１8のコントロール装置。

【請求項20】

本発明を装備した回路の前記負荷をプラグとソケットで線路に接続する装置に置いて、該プラグ或は及びソケットには電子部品や前記電源発生部や本発明の全て或は一部を内蔵したプラグとソケットを利用した、或はスイッチに内蔵した、請求項１乃至19のコントロール装置。

【請求項21】

本発明を装備した回路の前記負荷をレセプタクル或はアダプターで線路に接続する装置に置いて、該レセプタクル、該アダプター或は及び該負荷には電子部品や前記電源発生部や本発明の全て或は一部を内蔵した、或はスイッチに内蔵した、請求項１乃至２0のコントロール装置。

【請求項22】

前記回路の３路回路の構成の場合、回路構成によっては２路回路にも適用できる、請求項１乃至２1のコントロール装置。

【請求項23】

前記回路には線路１と３或は該２つの線路の間にはスイッチ或は各種センサー類やコントローラ、受発振装置、電源発生部を盛込め、それらの個数や設置位置は制限されない、請求項１乃至２2のスイッチ装置。

【請求項24】

本発明の駆動電源として、光センサーやタイマー等を設けて負荷を使用しない時間は該負荷を利用した該駆動電源の動作を抑える、請求項１乃至２3のコントロール装置

【請求項25】

本発明の駆動電源として、光センサーやタイマー等を設けて負荷を使用しない時間は、該負荷の電源を抑えて動作させる或は間欠動作等により該駆動電源の動作を確保する、請求項１乃至２4のコントロール装置

【請求項26】

本発明の駆動回路の電源或は及びモーターの駆動電源の発生回路には、ブリッジダイオードダイオード、変流器、変圧器、無線電送装置、電源発生カプラ等のどれかに限定はされずに少なくとも１以上を選択して使え、或は及び負荷がオンしてる時の電流の一部で電源を確保する、請求項１乃至２5のコントロール装置

【請求項27】

本発明により負荷を動作させる時に、一定時間回路を遮断してから負荷を動作させる、請求項１乃至２6のコントロール装置

【請求項28】

本発明のスイッチを押してる時間により、負荷の動作時間を変えたり、或はセンサー動作も含めた様々な機能を選択できる、請求項１乃至２7のコントロール装置

【請求項29】

本発明の駆動電源の発生方法として、負荷をオンする際に一定時間の遅れをさせてその間に駆動電源を確保する、請求項１乃至２8のコントロール装置

【請求項30】

電源と該電源の負荷と該負荷を制御する回路に置いて、モーターを線路に配置接続し該モーターの回転軸により回転するカムに１８０度単位で凹凸を付けて、或は及び該カムを１８０度回転させる押し棒を設置して、該カムにより１ｃ或は１ａ接点の継電器或は及びスイッチを操作する事で該回路の切替をして該負荷を一定時間動作させる、請求項１5乃至１8のコントロール装置

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は回路に接続された電気負荷を高度にコントロールする発明である。

【背景技術】

【0002】

通常は電気負荷をスイッチ、或いはＳＳＲ等を使い制御しているが、線路を遮断する検出部を設けて、継電器で該遮断を迂回する事で制御する装置もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５８７６６１３号

【0004】

【特許文献2】特許第６５６１２２１号

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】特願２０１８－００００２２

【0006】

【非特許文献2】特願２０１８－００６０１８

【0007】

【非特許文献3】特願２０１６－２５７４６４

【0008】

【非特許文献4】特願２０１７－２３４３９８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

電気負荷を制御する回路に置いて、３路や４路スイッチは電気的には単純な動作で且つ各スイッチが電気的に連携してる為、一定時間での自動消灯、節電は通常不可能である。
また、人感センサーを利用しても単なるセンサーであり、特に廊下や階段等では実用に適さない現状である。
先行特許文献の２つに置いても、検出部での検出がし難く、負荷をオン時のスイッチ操作の検出もし難く回路の簡素化や、電源の取り出し方への言及も無い。
また、検出部自体にセンサーや受信装置等を使い新たな信号を追加しての高度な制御も可能にする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第一の方法として、３路回路の片方の３路スイッチの代わりに、その線路０と１間、０と３間に対して夫々回路の電気的変化を検出する検出部を設けて回路を遮断し、更に検出部による電気的切断を迂回する継電器を設け、検出部の信号を利用して継電器を操作するコントローラを設ける事で、３路回路をコントロールする。４路スイッチに対しては電気的には３路スイッチが２つ反転してる構造なので、必要に応じて対応可能である。

【0011】

前記検出部を設けた事でその３路スイッチは無くなるので、そのスイッチも必要である場合はコントローラにスイッチを追加し、コントローラの信号処理で２つの継電器を操作して３路回路の機能を作る。また、そのスイッチは単極単投スイッチで良い。

【0012】

第二の方法としては、３路回路の電気的変化を捉える検出部は１つで、継電器を１つ以上使用してコントローラで回路をコントロールする。これは結果的として、電気的には２路回路になる場合もある。

【0013】

第三の方法として、モーターとカムによる一定時間動作を作り出す。このトリガーはモーターに一時的に通電する押釦スイッチや外部からの一定時間の動作のスイッチ装置による。モーターの回転子とブラシによる接点でスイッチにる回路の不通を迂回する。回路内のスイッチによる回路の遮断をマイクロスイッチが迂回する。

【0014】

第四の方法は第三のカムに押し棒を設置して回転させて、それをトリガーとする。

【0015】

第五の方法は、モーターの回転子とその接点であるブラシによる回転で一定時間を作る。不通のモーターはブラシが次の回転子に行くと更に次の回転力が生まれ回転を続けるが、本発明では次の回転子は線路が違うのでそこで停止する。そして線路を３路や４路スイッチで切り替えると次の回転子まで回転して止まる、この時間が一定時間動作になる。３路スイッチの次に４路スイッチを装入しても同様に動く。

【0016】

回路の電気的変化は、３路や４路スイッチをスイッチを操作する、押釦スイッチで回路を遮断する或は線路を短絡する、カムを押して回転させてスイッチの接点を短絡させる、継電器で、電子回路で、磁気センサーを利用して、スナップスナップでも良いが、また３路や４路スイッチをの線路１と３を短絡してスイッチ操作による電気的空白を、センサーを使って、その他としてはバイメタルでも良いが連続使用では一定時間が変わってしまう。

【発明の効果】

【0017】

本発明を設置することで負荷は一定時間の動作や周期動作、センサーに動作等の多彩な動作が可能になる。しかも従来の設備変更は不要でも良い。負荷は本来連続動作は殆ど使われないのに、そのスイッチが使われてる。
これらで「快適・便利・節電・安全」が実現される。また、３路や４路スイッチで無くとも安価で信頼性も高いスイッチやタッチスイッチやジェスチャースイッチも使える。自動動作も可能にする。
従来の遅れ停止では用途や必要性は少ない。電気負荷は照明に限らずあらゆる物が対象であるが、換気扇に置いては一定時間動作は勿論、臭気や湿度或いは周期動作等での自動運転も可能になる。
スイッチの設置は必要な場所や個数で負荷を制御出来る。「安全」に付いては火災警報器のようなものや、停電から復旧後は負荷の電源は停止したままにもでき、地震の際には電気を遮断したり、照明を点灯させたりできる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図2】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図3】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図4】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図5】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図6】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図7】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図8】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図9】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図10】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図11】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図12】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図13】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図14】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図15】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図16】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図17】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図18】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図19】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図20】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図21】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図22】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図23】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図24】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図25】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図26】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図27】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図28】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図29】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図30】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図31】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図32】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図33】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図34】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図35】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図36】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図37】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図38】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図39】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【図40】本発明の実施方法の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例0019】

先ず、実施例の説明でのタイマーとは全て、図に記載のTIMER、TIMER1，TIMER2、TIMER3を指し、且つコントローラ9も入力信号を処理して継電器を操作する意味で同じである。また、説明を分かり易くする為に負荷を一定時間動作させる事を基本として説明をする。
ラッチングリレーは2コイルの製品、駆動回路は図33である、1コイルで電流の向きにより接点を変えるものがある、駆動回路は図10.11である。ラチェットリレーは1コイルで信号を入れる度に接点切替え、図10.11のタイマーの出力をそのままコイルの駆動に使えば良い。

図１の説明。不要の３路スイッチ６から分かるように線路１４を検出部＋電源発生部４で回路を遮断して、継電器３でその遮断を迂回して回路を構成してる。検出部＋電源発生部４は２個設置してるが、上のものは検出部のみの使用、下のは電源発生部としても利用している。詰まり、電源発生部は片方のみでも可能で、ダイオード１２で電源用コンデンサ等８の影響を排除して検出信号のみをコントローラ９に入れてる、更にコンデンサ１３は線路１４のノイズの吸収と波形の安定化の役割である。この場合の電源発生の方法は図１０．１１が一例であり、ブリッジダイオードＢＤを抵抗７と抵抗１１で分圧して負荷が動作しない程度の微小な電流を流してコントローラ９の電源としている。電源用コンデンサ等８は負荷をオン時には電源の発生が無くなってもコントローラ９を維持するだけの容量が必要で、スーパーキャパシタや充電電池を使用しても良い。しかし、図１０．１１の回路から分かるようにコントローラ９ではなく、ＴＩＭＥＲ或は、これに代わる回路を使用すれば負荷２がＯＦＦ時の電源は殆ど必要としない。勿論負荷２に並列にコンデンサや抵抗等を付けて、或は内蔵して或は図２や３の方法で常時電源を確保する方法もある。
コントローラ９は図１０．１１でも良い。また、前記検出部は図１５でも良く、線路の電気的変化を捉える方法はトランスを使用しても良く、様々な方法がある。
スイッチ１０は必要に応じて設置する。これは不要の３路スイッチ６の代わりとしてコントローラ９で信号処理をして継電器３のオン・オフを切替えれば、３路スイッチの役目となる。２つの継電器３はコントローラ９が同時に操作する方法よりも、コントローラ９が夫々の検出部＋電源発生部４の信号処理により夫々の継電器３を管理するほうが無駄な電力消費が無くて良い。
本発明全てに付いてここに一括して記載して置く、特別な制限をして無い限り以下である。継電器３はトライアックでもＳＳＲでも、或はリレーやラッチングリレーでも、ブリッジダイオードにトランジスタやＦＥＴでの回路でも良い、また 途中に４路スイッチが装入されても良い、電源１は交流でなくとも直流でも良い。検出部＋電源発生部４や図２．３．１０．１１．１６、コントローラ９、装置ａ３１ 、装置ｂ３３、装置ｄ３５、装置ｃ３６にはセンサー動作や周期動作等の機能も盛込める。
電源の発生方法としては、光センサーやタイマー等を設けて、電源の発生を強くする方法もある。負荷を使用しない時は充電量をゼロ或は微小にする。例えば照明の場合、昼間には微小電流で蓄電し、夕方には充電量を増やして薄暗く点灯させても良い。しかし照明が蛍光灯の場合は充電の為にある程度の電流を流しても動作はしないので余り必要性はない。換気扇の場合は間欠動作で、或はブリッジダイオードではなく変流器を使用して電源の発生が適してるかも知れないが、図１０．１１でも良く、必要に応じて負荷２に電子装置１９を付ける。負荷２がＯＦＦ時はトランスを使う方法もある、二次側が仮に５Ｖ２０ｍＡとすると一次側はロスを除いた計算では、１００Ｖ１ｍＡの電流で済む。
本発明の全ての負荷２の制御に付いてだが、負荷を動作させてない時に微小電流を流してる場合、負荷２に電子装置１９を付けても負荷の動作開始に影響を与える場合がある、この場合、負荷を動作させる前に一旦一定時間回路を遮断してから負荷を動作させると解決する場合がある。その時間は負荷２によるが例えば１００－５００ｍｓｅｃ程度で済む場合がある。
スイッチ１０の押してる時間により、負荷２の一定時間動作を比例して長くさせる、例えば０．２秒以内では一定時間は３０秒、０．６秒以内では一定時間は６０秒とか、或はスイッチ１０の一定時間内の連続操作により一定時間動作を変化させる。或は他の機能への司令、例えば薄暗く点灯させるとか、換気扇の周期動作、或はコントローラ９や本発明の構成部品に設置したセンサーの動作を有効にするとかが考えられる。これらはスイッチ１０に限らず、ＮＣ押し釦スイッチ２９、装置ｂ３３でも同様である。

【実施例0020】

図２の説明。負荷２をプラグ１６とソケット１７で線路１４に接続。プラグ１６又はソケット１７には図４の電子部品１９を内蔵させても良いし、本発明の全て或は一部を内蔵しても良い。電子部品１９は抵抗、コンデンサ、コイル、半導体の内の少なくとも１つを使用して負荷の動作の安定をさせたり、及び又は表示装置をつけて動作状態を表示させる。このようにしなくとも負荷２に電子部品１９を直接に接続或は内蔵すればプラグ１６又はソケット１７に電子部品１９を内蔵する必要は無い。