特許 7599618 スイッチ及びスイッチの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】スイッチ及びスイッチの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/54 20060101AFI20241206BHJP

   H01H 47/00 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

H01H9/54 F

H01H47/00 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024522806

(86)(22)【出願日】2022-05-25

(86)【国際出願番号】 JP2022021433

(87)【国際公開番号】W WO2023228330

(87)【国際公開日】2023-11-30

【審査請求日】2024-05-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】小松 豊

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０６８４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２０９８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７８９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９０５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１１６５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－１９１６３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ９／５４ － ９／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前面に設置された操作ハンドル部と、
前記操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、
電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、前記第１リレーに直列に接続された第２リレーと、前記第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗とを有し、外部電源から電力供給を受けて、前記出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを備え、
前記制御部は、前記操作ハンドル部に対して、前記電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作がなされると、前記第２リレーを予め設定された期間開き、前記第２リレーが開いている期間中に前記第１リレーを閉じ、前記操作ハンドル部に対して、前記電源入力線を接続から遮断に切り替える切替操作がなされると、前記第２リレーを予め設定された期間開き、前記第２リレーが開いている期間中に前記第１リレーを開くことを特徴とするスイッチ。

【請求項2】

前面に設置された操作ハンドル部と、
前記操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、
電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、前記第１リレーに直列に接続された第２リレーと、前記第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗とを有し、外部電源から電力供給を受けて、前記出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを備え、
前記制御部は、前記操作ハンドル部に対して、前記電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作がなされると、前記第２リレーを予め設定された期間開き、前記第２リレーが開いている期間中に前記第１リレーを閉じ、
前記電源部は、前記第１リレー及び前記第２リレーに直列に接続され、前記電源入力線の接続先を切り替える第３リレーを有し、
前記制御部は、前記操作ハンドル部に対して前記電源入力線の接続先の切替操作がなされると、前記第２リレーを予め設定された期間開き、前記第２リレーが開いている期間中に前記第３リレーの接続先を切り替える制御を行うことを特徴とするスイッチ。

【請求項3】

前面に設置された操作ハンドル部と、
前記操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、
電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、前記第１リレーに直列に接続された第２リレーと、前記第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗とを有し、外部電源から電力供給を受けて、前記出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを備え、
換気扇の制御用であり、
前記制御部は、前記操作ハンドル部に対して、前記電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作がなされると、前記第２リレーを予め設定された期間開き、前記第２リレーが開いている期間中に前記第１リレーを閉じることを特徴とするスイッチ。

【請求項4】

交流電力を直流に変換して直流モータを駆動するモータ回路を備え、
前記モータ回路は、脈動電圧を平滑化する平滑コンデンサを有し、前記電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作がなされたときに、前記第２リレーを予め設定された期間開き、前記第２リレーが開いている期間中に前記第１リレーを閉じることにより、前記平滑コンデンサを充電する際に生じる突入電流を抑制することを特徴とする請求項３に記載のスイッチ。

【請求項5】

前記第２リレーを開く期間を変更可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスイッチ。

【請求項6】

前面に設置された操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、前記第１リレーに直列に接続された第２リレーと、前記第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗とを有し、外部電源から電力供給を受けて、前記出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを有するスイッチの制御方法であって、
前記操作ハンドル部に対する前記電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作に応じて、前記制御部が、前記第２リレーを開く工程と、
前記制御部が、前記第２リレーが開いている間に前記第１リレーを閉じる工程と、
前記制御部が前記第２リレーを閉じる工程と、
前記操作ハンドル部に対する前記電源入力線を接続から遮断に切り替える切替操作に応じて、前記制御部が、前記第２リレーを開く工程と、
前記制御部が、前記第２リレーが開いている間に前記第１リレーを開く工程と、
前記制御部が、前記第２リレーを閉じる工程とを備えることを特徴とするスイッチの制御方法。

【請求項7】

前面に設置された操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、前記第１リレーに直列に接続された第２リレーと、前記第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗と、前記第２リレーに直列に接続され、前記電源入力線の接続先を切り替える第３リレーとを有し、外部電源から電力供給を受けて、前記出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを有するスイッチの制御方法であって、
前記操作ハンドル部に対する前記電源入力線の接続先の切替操作に応じて、前記制御部が、前記第２リレーを開く工程と、
前記制御部が、前記第２リレーが開いている間に前記第３リレーを切り替える工程と、
前記制御部が、前記第２リレーを閉じる工程とを備えることを特徴とするスイッチの制御方法。

【請求項8】

前面に設置された操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、前記第１リレーに直列に接続された第２リレーと、前記第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗とを有し、外部電源から電力供給を受けて、前記出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを有する換気扇用のスイッチを制御するスイッチの制御方法であって、
前記操作ハンドル部に対する前記電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作に応じて、前記制御部が、前記第２リレーを開く工程と、
前記制御部が、前記第２リレーが開いている間に前記第１リレーを閉じる工程と、
前記制御部が前記第２リレーを閉じる工程とを備えることを特徴とするスイッチの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、照明器具及び換気扇といった機器の操作に用いられる壁面設置型のスイッチ及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

照明器具及び換気扇といった機器は、天井面などの高所に設置され、直接触れて操作を行うことが難しいため、壁面に設置されるスイッチを用いて操作されることが多い。

【0003】

特許文献１には、照明器具及び換気扇といった機器を、無線通信を介して遠方から遠隔操作可能なスイッチシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１２９４６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示されるスイッチシステムでは、操作される機器に対する制御信号の送信タイミング間に時間差を設けることで、複数の機器への突入電流が同時に発生することを防止し、住宅全体としての突入電流を低減することは可能である。しかしながら、上記特許文献１に開示されるスイッチシステムは、スイッチ自体への突入電流を低減することはできない。ゆえに、直流モータ搭載機器などのスイッチへの突入電流が大きい機器が接続される場合は、突入電流に耐えうる電子部品を選定しなければならず、コストの増大及び部品サイズアップに繋がるという課題があった。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、スイッチ自体への突入電流を低減できるスイッチを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るスイッチは、前面に設置された操作ハンドル部と、操作ハンドル部に対する操作に基づいて出力指令信号を生成する制御部と、電源入力線の接続と遮断とを切り替える第１リレーと、第１リレーに直列に接続された第２リレーと、第２リレーと並列に接続されたバイパス抵抗とを有し、外部電源から電力供給を受けて、出力指令信号に基づき外部負荷に電力を供給する電源部とを備える。制御部は、操作ハンドル部に対して、電源入力線を遮断から接続に切り替える切替操作がなされると、第２リレーを予め設定された期間開き、第２リレーが開いている期間中に第１リレーの開閉を閉じる。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係るスイッチは、スイッチ自体への突入電流を低減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係るスイッチを用いた換気システムの構成を示す図

【図2】実施の形態１に係るスイッチの斜視図

【図3】実施の形態１に係るスイッチの斜視図

【図4】実施の形態１に係るスイッチの模式図

【図5】実施の形態１に係るスイッチの分解斜視図

【図6】実施の形態１に係るスイッチの分解模式図

【図7】実施の形態１に係るスイッチの機能ブロック図

【図8】実施の形態１に係るスイッチの電源部の概略構成を示す図

【図9】実施の形態１に係るスイッチから負荷駆動電力が供給されるモータ回路の構成を示す図

【図10】実施の形態１に係るスイッチの電源部の模式図

【図11】実施の形態１に係るスイッチの信号波形を示す図

【図12】実施の形態１に係るスイッチから負荷駆動電力が供給されるモータ回路の構成を示す図

【図13】実施の形態２に係るスイッチの信号波形を示す図

【図14】実施の形態１及び実施の形態２に係るスイッチの制御部のハードウェア構成例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、実施の形態に係るスイッチ及びスイッチの制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るスイッチを用いた換気システムの構成を示す図である。換気システム２００は、複数の換気扇４２の各々に対して壁面設置型のスイッチ１００が接続される。換気システム２００は、スイッチ１００に対する操作により換気扇４２の運転状態が指示される。スイッチ１００の各々は、無線通信でルータ６１に接続される。ルータ６１は、ネットワーク６３に接続されている。スイッチ１００は、ネットワーク６３を介してサーバ６２及びユーザ端末６４に接続される。なお、複数の換気扇４２を用いて換気システム２００を構成せずに、一組の換気扇４２及びスイッチ１００による換気装置で運用してもよい。

【0012】

図２及び図３は、実施の形態１に係るスイッチの斜視図である。図２は、スイッチ１００のうち室内の露出する前面側から見た状態を示している。図３は、スイッチ１００のうち壁１１０の内部に埋め込まれる後面側から見た状態を示している。図４は、実施の形態１に係るスイッチの模式図である。図５は、実施の形態１に係るスイッチの分解斜視図である。図６は、実施の形態１に係るスイッチの分解模式図である。図７は、実施の形態１に係るスイッチの機能ブロック図である。スイッチ１００は、壁１１０の内部に収められる器体２０と、器体２０を壁１１０内で覆う配線ボックス１０と、壁１１０から露出する意匠部３０と、壁１１０への取付用の取付枠３とを備える。なお、図２及び図３では、配線ボックス１０の図示を省略している。また、図２及び図３では、取付枠３の図示を省略している。

【0013】

取付枠３は、取付穴３ａを通した不図示の木ネジを用いて壁１１０に固定される。取付枠３が壁１１０に固定されることで、スイッチ１００全体が壁１１０に固定される。

【0014】

意匠部３０は、操作スイッチ４を覆うように配置される樹脂製の操作ハンドル部１と、操作ハンドル部１の周囲を囲うカバー２とを備える。操作ハンドル部１は、使用者が換気扇４２のオンオフの切替及び運転強度の強弱を切り替えるための部品であり、スイッチ１００の前面に設置されている。カバー２は、取付枠３に対して爪などによる嵌合で取り付けられる。

【0015】

図４に示すように、操作ハンドル部１は、第１操作ハンドル５１、第２操作ハンドル５２及び表示部５３を備える。第１操作ハンドル５１は、ユーザ操作により換気扇４２のオンオフを切り替えるための部品である。第２操作ハンドル５２は、ユーザ操作により換気扇４２の運転強度の強弱を切り替えるための部品である。表示部５３は、換気扇４２のオンオフの状態、運転強度の状態及び無線通信の状態を表示する。

【0016】

器体２０は、制御部５、通信部６、保護カバー７及び電源部８を備える。また、器体２０は、制御部５、通信部６、保護カバー７及び電源部８を収納する四角筒状の器体カバー９と、器体カバー９の前面を覆う操作スイッチ４とを備える。操作スイッチ４には、操作ハンドル部１が爪などによる嵌合で取り付けられる。なお、器体カバー９は、筒状であればよく、四角筒状に限定されない。

【0017】

操作スイッチ４には、スイッチ伝動部４ａが設けられている。スイッチ伝動部４ａは変形可能であり、第１操作ハンドル５１又は第２操作ハンドル５２が押下されると制御部５側へ変形する。スイッチ伝動部４ａが制御部５側へ変形すると、制御部５に設けられた不図示のボタンが押下される。

【0018】

制御部５は、電源部８に対して、出力状態を指示する出力指令信号を出力する。出力状態は、強運転、弱運転及び停止の三つの状態である。制御部５は、操作ハンドル部１に対する換気扇４２の運転状態の切り替えを要求する操作に基づいて出力指令信号を生成する。

【0019】

制御部５は、通信部６に対して通信配線６０を介して通信用信号を出力する。通信用信号は、状態変化信号として出力される。すなわち、運転状態がオンからオフに切り替わったことを示す第１状態変化信号、運転状態がオフからオンに切り替わったことを示す第２状態変化信号、運転強度が強から弱に切り替わったことを示す第３状態変化信号、運転強度が弱から強に切り替わったことを示す第４状態変化信号を定めておき、操作ハンドル部１に対する操作により状態が切り替わったときに、それぞれに対応する状態変化信号を出力する。

【0020】

通信部６は、器体カバー９のうち、保護カバー７が配置された部分よりも前方の部分に収納されている。通信部６は、制御部５から通信配線６０を介して出力された状態変化信号を受けて、無線信号６５をルータ６１に対して出力する。

【0021】

通信部６は、状態変化信号を制御部５から受信し、状態変化信号が示す運転状態及び運転強度を無線信号にてユーザ端末６４へ送信する。また、操作ハンドル部１以外での切替操作、例えばユーザ端末６４による遠隔操作の信号を受信し、電源部８へ信号を送信する。通信部６が遠隔操作の信号を電源部８に送信することで、電源部８内のリレーを開閉させることができる。

【0022】

電源部８は、電子回路の開閉を行う電子部品の他に、外部電源８６を換気扇４２などの負荷が接続される端子台２１を持つ。電源部８は、端子台２１を通じて電源が供給されるとともに、負荷側へ電源を供給する。

【0023】

端子台２１は、外部電源８６から交流１００Ｖの電力供給を受ける電源入力線８１が接続される電源入力端子８２と、モータ回路４１に直流電力を供給する出力配線４０が接続される出力端子８３とを備えている。電源部８は、外部電源８６から供給される１００Ｖの交流から１２Ｖの直流を生成し、制御配線５０を通じて制御部５に供給する。通信部６には、制御部５から通信配線６０を通じて１２Ｖの直流が供給される。したがって、制御部５及び通信部６には、外部電源８６から電源部８に供給される電圧よりも低い電圧が印加される。また、電源部８は、制御部５からの出力指令信号に基づいて、モータ回路４１に負荷駆動電力を供給する。

【0024】

保護カバー７は、電源部８よりも前方に配置されて器体カバー９の内壁と当接し、器体カバー９内の電源部８が配置された空間を操作ハンドル部１から隔離する。例えば、保護カバー７は、電源部８と通信部６との間に配置される。実施の形態１では、電源部８は５０Ｖ以上の高い電圧が印加される高電圧部であり、制御部５及び通信部６は５０Ｖ未満の低い電圧が印加される低電圧部である。保護カバー７は、高電圧部である電源部８での発熱が低電圧部である制御部５及び通信部６と、操作部である操作ハンドル部１とへ影響することを抑制する。

【0025】

配線ボックス１０は、器体２０を覆うように配置される。スイッチ１００は、端子台２１に接続される配線が配線ボックス１０に収納された状態で、取付穴３ａを通したネジによって壁１１０に固定される。

【0026】

図８は、実施の形態１に係るスイッチの電源部の概略構成を示す図である。なお、電源部８の詳細な構造については後述する。制御部５は、不図示のリード線及びコネクタを用いて通信部６及び電源部８と電気的に接続されている。制御部５の第１操作ハンドル５１が押下されることで電源部８内の第１リレー９０が閉じられ、換気扇４２に電流が流れる。すなわち、第１操作ハンドル５１は、電源入力線８１を遮断から接続に切り替える切替操作と、電源入力線８１を切断から遮断へ切り替える切替操作を受け付ける。第１リレー９０が閉じられた直後の電流は突入電流と呼ばれ、瞬間的に大きな電流が流れる。特に直流モータ搭載機器では回路の仕様上、交流モータ搭載機器と比較して大きな電流が流れる。この突入電流を低減するために、電源部８は、第２リレー９１及びバイパス抵抗９２を備える。第１リレー９０が閉じられた直後は第２リレー９１が開かれているため、バイパス抵抗９２に電流が流れる。一定時間経過すると第２リレー９１が閉じられることで電子部品に流れる突入電流を低減させることができる。

【0027】

第２リレー９１を閉じる時刻は、制御部５にて任意に設定可能である。すなわち、第２リレー９１を開いている期間は、制御部５にて設定可能である。したがって、突入電流の流れる時間を変更したい場合は、制御部５にて第２リレー９１を閉じる時刻の設定を変更することで容易に対応可能である。

【0028】

スイッチ１００に突入電流が大きい機器を接続したい場合においても、バイパス抵抗９２のみ変更すればよく、第１リレー９０及び第２リレー９１は変更する必要がないため、容易に対応可能である。

【0029】

図９は、実施の形態１に係るスイッチから負荷駆動電力が供給されるモータ回路の構成を示す図である。図９は、交流誘導機モータを使用する場合のモータ回路４１の例を示している。図９に示すように、モータ回路４１は、交流電源に補助巻線１１１と主巻線１１２とを並列に接続し、補助巻線１１１にコンデンサ１１３を直列接続して構成されたコンデンサ誘導電動機を備えている。補助巻線１１１と主巻線１１２とは、コンデンサ１１３により、位相が９０°ずれている。主巻線１１２には変速巻線１１４が直列に重ね巻きされる。交流電源の接続位置を、片方を共通位置１１６に接続し、もう片方を主巻線１１２のみを含む位置１１７と、主巻線１１２と変速巻線１１４とを含む位置１１８とで切換えることで、コンデンサ誘導電動機における速度調整を行う。

【0030】

出力配線４０は、換気扇４２の補助巻線１１１のみを含む位置１１７に接続される強運転用出力配線４０ａと、換気扇４２の補助巻線１１１及び変速巻線１１４を含む位置１１８に接続される弱運転用出力配線４０ｂと、共通位置１１６に接続される共通配線４０ｃとを含んでいる。強運転指令時には、電源部８は、強運転用出力配線４０ａと共通配線４０ｃとの間に交流１００Ｖ電力を印加し、主巻線１１２及び補助巻線１１１に電流を流すことで強運転を実施する。弱運転指令時には、電源部８は、弱運転用出力配線４０ｂと共通配線４０ｃとの間に交流１００Ｖ電力を印加し、主巻線１１２、補助巻線１１１及び変速巻線１１４に電流を流すことで弱運転を実施する。

【0031】

次に、電源部８の詳細な構造について説明する。図１０は、実施の形態１に係るスイッチの電源部の模式図である。電源部８は、電源入力線８１と、出力配線４０と、入力部８４と、直流低電圧電源出力配線８５と、主リレーである第１リレー９０と、第１リレー９０に直列に接続されたバイパスリレーである第２リレー９１と、第２リレー９１に並列に接続されたバイパス抵抗９２と、第１リレー９０及び第２リレー９１に直列に接続された強弱リレーである第３リレー９４とを有する。

【0032】

入力部８４は、外部電源８６から交流電力の供給を受けて、一部を直流低電圧電力に変換し、直流低電圧電源出力配線８５を介して制御部５に供給し、一部を負荷電力として出力配線４０からモータ回路４１に出力する。

【0033】

第１リレー９０には、開閉を制御する第１信号線１２１が制御部５から接続される。第１信号線１２１がオンのとき、第１リレー９０は閉状態、すなわち導通状態となる。第１信号線１２１がオフのとき、第１リレー９０は開状態、すなわち遮断状態となる。第２リレー９１には、開閉を制御する第２信号線１２２が制御部５から接続される。第２信号線１２２がオンのとき、第２リレー９１は閉状態、すなわち導通状態となる。第２信号線１２２がオフのとき、第２リレー９１は開状態、すなわち遮断状態となる。第３リレー９４には、開閉を制御する第３信号線１２３が制御部５から接続される。第３信号線１２３がオンのとき、第３リレー９４は閉状態、すなわち導通状態となる。第３信号線１２３がオフのとき、第３リレー９４は開状態、すなわち遮断状態となる。

【0034】

第１リレー９０及び第２リレー９１の動作について説明する。図１１は、実施の形態１に係るスイッチの信号波形を示す図である。図１１において、第１操作ハンドル５１に対する換気扇４２のオンオフ切替操作による指令状態を「オンオフ信号」に示す。オンオフ信号は、換気扇４２のオンを指示するときはハイレベルであり、換気扇４２のオフを指示するときはローレベルである。時刻Ｔ１で換気扇４２のオンが指示され、時刻Ｔ４で換気扇４２のオフが指示される。

【0035】

「オンオフ信号」が制御部５に入力され、第１リレー９０及び第２リレー９１への指令信号が出力される。時刻Ｔ１において換気扇４２のオンが指示されるとき、第２リレー９１は閉状態、すなわち導通状態である。「オンオフ信号」が時刻Ｔ１で換気扇４２のオンを指示するように変化すると、第２リレー信号は時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までオフされ、時刻Ｔ３以降はオンに戻る。

【0036】

第１リレー９０は、時刻Ｔ１と時刻Ｔ３との間の時刻Ｔ２において閉じられる。すなわち、第１リレー９０は、第２リレー９１が開かれた状態で閉じられる。

【0037】

第１リレー９０が閉じられた瞬間は、第２リレー９１は開かれているため、電流はバイパス抵抗９２のみを流れる。第１リレー９０が閉じられた瞬間には突入電流が流れるが、バイパス抵抗９２により電圧が降下するため、モータ回路４１に印加される電圧も降下し、突入電流によるモータ回路４１への影響を低減させることができる。

【0038】

突入電流収束後の時刻Ｔ３に、第２リレー９１を閉じることで、時刻Ｔ３以降はバイパス抵抗９２による電力消費を回避することができる。

【0039】

時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間はバイパス抵抗９２を経由して電流を流すが、この際には電流を１／１０程度に抑制する。従って、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の時間は、交流周期の１０倍程度の時間とすれば良い。すなわち、バイパス時間は十ｍｓｅｃオーダーから百ｍｓｅｃオーダーとすれば良い。

【0040】

スイッチオフ時も同様である。「オンオフ信号」が時刻Ｔ４で換気扇４２のオフを指示するように変化すると、第２リレー信号は時刻Ｔ４から時刻Ｔ６までオフされ、時刻Ｔ６以降はオンに戻る。

【0041】

第１リレー９０は、時刻Ｔ４と時刻Ｔ６との間の時刻Ｔ５において開かれる。すなわち、第１リレー９０は、第２リレー９１が開かれた状態で開かれる。

【0042】

第１リレー９０が開かれた瞬間は、第２リレー９１が開かれているため、電流はバイパス抵抗９２のみを流れる。第１リレー９０が開かれた瞬間は、スイッチングノイズが発生するが、バイパス抵抗９２により電圧が降下するため、電子回路への影響を低減させることができる。

【0043】

図１２は、実施の形態１に係るスイッチから負荷駆動電力が供給されるモータ回路の構成を示す図である。図１２は、直流モータを使用する場合のモータ回路４１の構成を示している。直流モータのモータ回路４１は、検出部２５０と、整流部２１０と、平滑部２２０と、スイッチング部２３０と、モータ巻線部２４０と、を備える。

【0044】

検出部２５０は、スイッチ１００からの入力が強端子から入力されたか、弱端子から入力されたかを検出し、スイッチング制御部２３１に出力する。

【0045】

整流部２１０は、ダイオードブリッジ回路２１１により、入力電圧の負電圧分を正電圧に変換して全波整流し、交流電力を脈動する直流に変換する。

【0046】

平滑部２２０は、平滑コンデンサ２２１により脈動電圧を平滑化する。

【0047】

スイッチング部２３０は、スイッチング素子を順に切り替えることにより、固定子のモータ巻線部２４０への供給を順に切り替え、モータに対して回転磁界を与える。切り替え制御方法としては、スイッチング制御部２３１にて、例えば回転子を磁石回転子とし、固定子側にホール素子を設けて回転子の回転角度を検出し、回転角度に応じてスイッチング素子を順に切り替える方法がある。また、スイッチング制御部２３１は、強弱のどちらが選択されているかの信号を検出部２５０から受信して、強弱運転を制御する。

【0048】

モータ巻線部２４０は、固定子に巻かれており、順に電流を切り替えることにより、回転磁界を形成する。

【0049】

電源オフ時には平滑コンデンサ２２１の電荷は放出されているため、電源投入時にはまず平滑コンデンサ２２１を充電する必要があり、突入電流の原因となる。すなわち、平滑コンデンサ２２１を使用する直流モータでは、突入電流は大きくなる。

【0050】

実施の形態１に係るスイッチ１００では、入力部８４から制御部５に直流低電圧電力が供給されるが、大きな突入電流が流れると、制御部５側への電源にも変動ノイズが発生する。特に、通信部６は、ノイズの影響を受けやすいが、実施の形態１に係るスイッチ１００により、突入電流を抑制できるため、通信部６へのノイズによる誤動作を抑制することができる。

【0051】

また、壁面設置型のスイッチの場合、全体のサイズは決められているが、通信機能を使用するために通信部を設けると、スイッチ全体のサイズを維持するために、リレー部の大型化を抑制することが求められる。従来のスイッチでは、１０Ａ未満の定格電流に対しても、突入電流は１０倍程度の電流が流れる。これに対し、実施の形態１に係るスイッチ１００では、突入時にはバイパス抵抗９２を経由するため、電気抵抗が１０Ωから１００Ω程度のバイパス抵抗９２を用いることにより、突入電流を定格電流と同等に抑制することができる。このため、実施の形態１に係るスイッチ１００は、リレー部などの部品サイズをアップさせることなく、オンオフ切替操作時に発生する突入電流を低減できる。

【0052】

実施の形態２．
実施の形態２に係るスイッチ１００の構成は、実施の形態１に係るスイッチ１００と同様である。図１３は、実施の形態２に係るスイッチの信号波形を示す図である。第２操作ハンドル５２は、電源入力線８１の接続先切替操作を受け付ける。第２操作ハンドル５２に対する操作により電源入力線８１の接続先が切り替えられることにより、換気扇４２の運転強度の強弱が変更される。図１３において、第２操作ハンドル５２の操作による指令状態を「強弱信号」に示す。強弱信号は、換気扇４２に強運転を指示するときはハイレベルであり、換気扇４２に弱運転を指示するときはローレベルである。時刻Ｔ１１で換気扇４２の運転強度を強にする信号が出力され、時刻Ｔ１４で換気扇４２の運転硬度を弱にする信号が出力される。

【0053】

第２操作ハンドル５２が操作されることにより、「強弱信号」が制御部５に入力され、第２リレー９１及び第３リレー９４への指令信号が出力される。弱信号が出力される状態では、第２リレー９１は閉状態、すなわち導通状態である。強指令により「強弱信号」が時刻Ｔ１１で強になると、第２リレー信号は時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１３までオフされ、時刻Ｔ１３以降はオンに戻る。

【0054】

第３リレー９４は、時刻Ｔ１１と時刻Ｔ１３との間の時刻Ｔ１２で閉じられる。すなわち、第３リレー９４は、第２リレー９１が開かれた状態で切り替えられる。

【0055】

第３リレー９４が閉じられた瞬間は、第２リレー９１が開かれているため、電流はバイパス抵抗９２のみを流れる。第３リレー９４が閉じられて強弱出力配線が切り替わった瞬間には突入電流が流れるが、バイパス抵抗９２により電圧が降下するため、モータ回路４１に印加される電圧も降下し、突入電流によるモータ回路４１への影響を低減させることができる。

【0056】

突入電流収束後の時刻Ｔ１３で、第３リレー９４を閉じることで、時刻Ｔ１３以降はバイパス抵抗９２による電力消費を回避することができる。

【0057】

弱指令時も同様である。「強弱信号」が時刻Ｔ１４で弱になると、第２リレー信号は時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１６までオフされ、時刻Ｔ１６以降はオンに戻る。

【0058】

第３リレー９４は、時刻Ｔ１４と時刻Ｔ１６との間の時刻Ｔ１５のタイミングで開かれる。すなわち、第３リレー９４は、第２リレー９１が開かれた状態で切り替えられる。

【0059】

第３リレー９４が開かれた瞬間は、第２リレー９１が開かれているため、電流はバイパス抵抗９２のみを流れる。第３リレー９４が開かれた瞬間にも、閉じられた瞬間と同様に突入電流が流れるが、バイパス抵抗９２により電圧が降下するため、モータ回路４１に印加される電圧も降下し、突入電流によるモータ回路４１への影響を低減させることができる。

【0060】

実施の形態２に係るスイッチ１００では、突入時にはバイパス抵抗９２を経由するため、電気抵抗が１０Ωから１００Ω程度のバイパス抵抗９２を用いることにより、突入電流を定格電流と同等に抑制することができる。このため、実施の形態２に係るスイッチ１００は、リレー部などの部品サイズをアップさせることなく、電源入力線８１の接続先切替操作時に発生する突入電流を低減できる。

【0061】

次に、上記の実施の形態１及び実施の形態２に係るスイッチ１００が備える制御部５のハードウェア構成について説明する。図１４は、実施の形態１及び実施の形態２に係るスイッチの制御部のハードウェア構成例を示す図である。図１４には、プログラムを実行するハードウェアを用いることによって制御部５の機能が実現される場合におけるハードウェア構成を示している。

【0062】

制御部５は、各種処理を実行するプロセッサ７１と、メインメモリであるメモリ７２と、情報を記憶する記憶装置７３とを有する。プロセッサ７１には、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)といった演算手段であってもよい。また、メモリ７２には、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリを用いることができる。記憶装置７３には、換気風量決定処理を実行するためのプログラムが格納されている。プロセッサ７１は、記憶装置７３に格納されているプログラムをメモリ７２に読み出して実行する。プロセッサ７１が記憶装置７３に格納されているプログラムをメモリ７２に読み出して実行することにより、制御部５の機能が実現される。

【0063】

以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0064】

１ 操作ハンドル部、２ カバー、３ 取付枠、３ａ 取付穴、４ 操作スイッチ、４ａ スイッチ伝動部、５ 制御部、６ 通信部、７ 保護カバー、８ 電源部、９ 器体カバー、１０ 配線ボックス、２０ 器体、２１ 端子台、３０ 意匠部、４０ 出力配線、４０ａ 強運転用出力配線、４０ｂ 弱運転用出力配線、４０ｃ 共通配線、４１ モータ回路、４２ 換気扇、５０ 制御配線、５１ 第１操作ハンドル、５２ 第２操作ハンドル、５３ 表示部、６０ 通信配線、６１ ルータ、６２ サーバ、６３ ネットワーク、６４ ユーザ端末、６５ 無線信号、７１ プロセッサ、７２ メモリ、７３ 記憶装置、８１ 電源入力線、８２ 電源入力端子、８３ 出力端子、８４ 入力部、８５ 直流低電圧電源出力配線、８６ 外部電源、９０ 第１リレー、９１ 第２リレー、９２ バイパス抵抗、９４ 第３リレー、１００ スイッチ、１１０ 壁、１１１ 補助巻線、１１２ 主巻線、１１３ コンデンサ、１１４ 変速巻線、１１６ 共通位置、１１７，１１８ 位置、１２１ 第１信号線、１２２ 第２信号線、１２３ 第３信号線、２００ 換気システム、２１０ 整流部、２１１ ダイオードブリッジ回路、２２０ 平滑部、２２１ 平滑コンデンサ、２３０ スイッチング部、２３１ スイッチング制御部、２４０ モータ巻線部、２５０ 検出部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】