従来の1モジュールサイズのタイマ装置は、機械式であるために、設定時間にばらつきを生じやすいとともに、長期間にわたる高い信頼性を得にくいという問題がある。
これに対して、電子式のタイマ装置は、その原理上上記の問題を克服しやすい利点がある。しかし、電子式のタイマ装置は、換気扇や照明器具の負荷電流をオン、オフできる所要の電流容量を確保しながら、装置をコンパクトなサイズにすることが回路の実装上困難で、1モジュールサイズにすることができなかった。
本発明は、電子式でありながら、フラッシュプレートの1個用窓孔に嵌合するボス部を備えているとともにケース全体の1モジュールサイズ化を実現して、コンパクトなタイマ装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明のタイマ装置は、上端に開口を備えたボディおよびボディの開口に覆合し一対の取付枠装着部を備えたカバーを含み、短方向の外形寸法が、規格化された取付枠の細長い取付孔の長手方向のほぼ1/3に形成されてなるケースと;整流回路及び電解コンデンサを含むパワー系回路素子を備える負荷回路用電子スイッチ回路を有し、ボディ内に収納される第1の配線基板と;負荷回路用電子スイッチ回路の整流回路及び電解コンデンサからの制御電源が供給されて負荷回路用電子スイッチ回路のスイッチングを制御するタイマ制御回路を有し、カバー内に収納された第2の配線基板と;を具備していることを特徴としている。
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
<ケースについて> ケースは、ボディは、上端に開口を備え、内部が中空で後述する負荷回路用電子スイッチ回路の第1の配線基板、端子金具などの部品または回路ブロックが収納される。また、端子金具に外部から電線を挿入するための電線挿入孔が形成される。
カバーは、上面意ボス部を備えることができ、このボス部の左右に一対の平坦な取付枠装着部を備えることができる。また、カバーは、その内部に後述するタイマ制御回路の第2の配線基板を収納する。「ボス部」とは、フラッシュプレートの窓孔にその裏面側から嵌合してフラッシュプレートの外面に露出するための突出した部分をいう。ボス部のフラッシュプレートの外面への露出は、フラッシュプレートの外面と面一またはいくらか突出した状態のいずれでもよい。フラッシュプレートの窓孔は、規格化されていて、1個用、2個用および3個用がある。1個用は、フラッシュプレートの中央に配置されていて、1個のボス部が露出できる。2個用は、フラッシュプレートの中央の上下に1個用の窓孔が2個離間して配置されていて、2個のボス部を露出できる。3個用は、上下に連続して1個の縦長の窓孔として形成されていて、3個のボス部が上下に連続して露出できる。
そうして、本発明においては、ボス部は、その外形がフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合するサイズに形成されている。また、本発明においては、ケースすなわちボディおよびその開口に覆合するカバーが1モジュールサイズである。ボス部が上記のようにフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合するサイズになると、その面積が狭いため、タイマ装置の視認性および操作性を良好に維持することが困難になるので、後述するように本発明が効果的である。
ケースのボディおよびカバーは、上記のように1モジュールサイズでなので、その短方向の外形寸法が、規格化された取付枠の細長い長手方向のほぼ1/3に形成される。なお、「ほぼ」というのは、ボス部以外のケースの部分が上記の1/3よりは幾分小さく形成されているものを許容する意味である。
次に、「取付枠装着部」とは、後述する規格化された取付枠にタイマ装置を取り付けるために機能する部分である。
ボディは、適当な手段によってカバーに固定されることにより、ケースが一体化して構成される。例えば、ボディにカバーを覆合してから、両者に跨ってバンド状で金属製の結合具を添設し、結合具を加締めてボディをカバーに固定することができる。また、カバーおよびボディのいずれか一方から係合脚を一体に形成し、他方に係合脚が係合する係止突起または段部を一体に形成して、ボディとカバーとを単に合わせるだけで係合脚を係止突起または段部に係止させて、両者を固定してもよい。さらに、両者の接合面を接着剤または超音波溶接などによって固着することができるし、ねじなどの固着具を用いて結合してもよい。
最後に、ケースの構成材料について言及すると、ケースは、合成樹脂のような絶縁性材料にて形成されていることが望ましいが、これは必須ではない。導電性材料からなる場合であっても、収納部品をケースに対して絶縁しておけばよい。
<その他について> ケースのカバーの上面には、操作部を設けることができる。したがってフラッシュプレートから外部に露出し、使用者がタイマ動作を行わせる場合に操作する部分である。本発明においては、例えば、複数のタイマ動作時間から任意のタイマ動作時間を選択する第1の操作と、タイマ動作を開始させる第2の操作とを行うことができるように構成されていてもよい。
上記第1の操作と第2の操作を行う操作部は、単一の操作部であってもよいし、各別の操作部であってもよい。
また、操作部は、それが単一および複数のいずれであっても、回動、スライド揺動および押圧など既知の各種動作形態のいずれであってもよい。
さらに、操作部は、使用者による第1の操作により、後述する電子化タイマ回路が連動してタイマ動作時間が設定されてもよく、すなわち、予め用意された複数のタイマ動作時間の中から所望のタイマ動作時間が選択されたり、可変のタイマ動作時間範囲の中から適当なタイマ動作時間を設定するなどの選択が行われる。
複数のタイマ動作時間の一例としては、たとえば連続動作、相対的に短時間タイマ動作および相対的に長時間タイマ動作の組み合わせ、または相対的に短時間タイマ動作、相対的に中間時間タイマ動作および相対的に長時間タイマ動作などを設定することができる。
また、可変時間範囲としては、たとえば100分以下、5時間以下または10時間以下などに設定することができる。
さらに、操作部は、使用者による第2の操作により、タイマ動作を開始するために必要な後述する可変部品を連動させることもできる。第2の操作の開始と同時に負荷回路をオンするか、オフするかは設計上の問題であるとともに、使用者が切り換えできるように構成することもできる。
<負荷回路用電子スイッチ回路について> 負荷回路用電子スイッチ回路は、負荷回路のオン、オフする電子スイッチ回路をいう。また、負荷回路用電子スイッチ回路は、ケースのボディ内に収納され、整流回路及び電解コンデンサ含むパワー系回路素子が第1の配線基板に実装されていていて、例えば半導体スイッチ素子、雑音防止回路素子およびサージ吸収素子などを含み、ならびに端子金具などにより構成することができる。そして、その具体的回路構成は自由である。さらに、負荷回路用電子スイッチ回路の第1の配線基板は、その例えば主として下面にパワー系回路素子および端子金具が実装される。
端子金具は、必要に応じて自己鎖錠片を併用することにより、絶縁被覆を除去した電線を電線挿入孔からケース内へ挿入するだけで、自己鎖錠片が電線を端子金具に圧接して所要の接続を得られるように構成することができる。この場合に、さらにリリース釦を付設することにより、接続されている電線に当接している鎖錠片を強制的に電線から離間させて接続を解除することができるように構成することもできる。
上記のように、自己鎖錠片およびリリース釦を端子金具に付設する場合、ボディ内部の電線挿入孔の周囲に予め自己鎖錠片およびリリース釦を組み込み、その後電子化タイマ回路をボディに落とし込むことにより、同様に容易に組み立てることができる。また、場合によっては、端子金具内に予め自己鎖錠片およびリリース釦を組み付けてから、ボディに落とし込むようにしてもよい。端子金具の構造によっていずれか好都合の態様を選択すればよい。
<タイマ制御回路について> タイマ制御回路は、例えば操作部の操作に連動する可変部材およびタイマ動作回路要素を含んで構成することができる。そして、その具体的回路構成は自由である。また、タイマ制御回路は、ケースのカバー内に収納される第2の配線基板を含み、この第2の配線基板に上下に分散して上記回路部品を実装することができる。さらに、タイマ制御回路は、負荷回路用電子スイッチ回路の整流回路及び電解コンデンサからの制御電源が供給されて負荷回路用電子スイッチ回路のスイッチングを制御する。
可変部材は、、タイマ制御回路を操作部の操作に連動させるためにそれぞれ用いられ、これらを第2の配線基板の上面に実装すれば、操作部との連動が容易になる。また、実装のバランスを図るために、タイマ動作回路要素などを第2の配線基板の下面に実装することができる。
さらにまた、第2の配線基板を第1の配線基板の上方に離間して固定することができる。この場合、第2の配線基板を離間するために、配線と無関係のスペーサを介在させてもよいし、第1の配線基板と第2の配線基板との間を接続するリード線を利用してもよい。
<本発明の作用について> 本発明のタイマ装置の一般的な使用態様としては、壁面埋込配線器具のように設置されて使用される。すなわち、本発明のタイマ装置をケースの一部を構成するカバーにある取付枠装着部を取付枠に装着し、必要な配線をしてから、壁面に埋設した配線ボックスなどにボックスねじを用いて取り付ける。
次に、フラッシュプレートを取付枠にプレートねじを用いて取り付ける。すると、タイマ装置のカバーの上面はフラッシュプレートの窓孔から露出する。
本発明のタイマ装置は、そのケース全体が1モジュールサイズなので、タイマ装置の他に通常の1モジュールサイズのスイッチなどの配線器具を最大2個まで併設することができる。フラッシュプレートの窓孔は、他の配線器具の併設の有無およびその個数に応じて1個用ないし3個用の中から適当なものを選択すればよい。本発明のタイマ装置を動作させるには、操作部を操作すればよい。
以上の操作により、負荷回路用電子スイッチ回路およびタイマ制御回路は、負荷回路を所定時間の間タイマ制御する。
本発明においては、タイマ装置のケースが上述のように1モジュールサイズなので、全体がコンパクトになる。
また、負荷回路用電子スイッチ回路およびタイマ制御回路を用いて電子化されているので、カバーないしボス部には必要に応じて操作部およびこれに付随する操作表示部、さらには動作表示部を配設するだけでよい。電気的な接続には自由度があるので、ボス部が1モジュールサイズに対応するフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合する小さなものであっても、操作部のレイアウトが容易で、したがって操作性の良好なレイアウトを採用することができる。
さらに、電子化タイマ回路によりタイマ動作を行うので、回路の複雑化を伴わないで複数のタイマ動作時間を選択可能に構成することが極めて容易である。このため、小さなボス部であるにもかかわらず複数のタイマ動作時間を選択でき、多様な使い方ができる。
さらにまた、タイマ制御回路を電子化することにより、タイマ時間計時が正確で、また長時間のタイマ動作を行わせることも容易である。
請求項1記載のタイマ装置において、操作部を設け、この操作部を第1操作部および第2操作部とし、この第1操作部および第2操作部は、単一の操作部からなり、第1操作部の操作が単一の操作部の回動操作であり、第2操作部の操作が単一の操作部の押圧操作である;ように構成することができる。
本構成例においては、操作部が単一でありながら、これを第1操作部および第2操作部として兼ねるように構成したものである。このため、狭いボス部に第1操作部および第2操作部を無理なく配設することができる。好ましくは第1操作部によりタイマ動作時間を設定し、第2操作部によりタイマ動作を開始させる。
そうして、本構成例によれば、1モジュールサイズのボス部に第1操作部および第2操作部を単一の操作部が兼ねるので、無理なく配設することができ、しかも、操作が容易である。
請求項1記載のタイマ装置において、操作部を設け、この操作部を第1操作部および第2操作部とし、この第1操作部および第2操作部は、それぞれ異なる操作形態であるように構成されている;ように構成することができる。
本構成例においては、タイマ装置の第1操作部および第2操作部の操作形態を、例えば回動と押圧とのように異ならせることにより、ボス部がフラッシュプレートの規格化された1個用の窓孔に嵌合するために狭くても、操作が容易で、しかも、確実に操作することができる。また、ボス部が狭くても操作部の無理のないレイアウトが可能になる。さらに、
操作を分かりやすくしたりすることができる。
また、本構成例において、第1操作部および第2操作部の上記の例とは異なる他の操作形態における第1の構成例は、第1操作部がスライド操作部であり、第2操作部が押圧操作部である。
本構成例によれば、スライド操作部と押圧操作部を操作してタイマ動作時間の選択とタイマ動作開始とを行うので、操作が容易、かつ、正確に行える。また、ボス部が小さくても操作部のレイアウトが容易になる。
同じく上記とは異なる操作形態の第2の構成例は、第1操作部と、第2操作部とを各別に備えている。
本構成例によれば、第1操作部および第2操作部のそれぞれを各別に配設して専用の操作部になっているので、操作の容易性、かつ、確実性を一層向上させることができる。
なお、狭いボス部に第1操作部および第2操作部を各別に配設するので、各操作部の構成およびレイアウトには配慮することが好ましい。第1操作部は、通常の使用態様においては、使用目的に応じて最初にタイマ動作時間を設定すれば、その後は設定状態を都度変更する必要がないので、小さいスライド操作部を一方の側部に偏して配置しても不都合はない。これに対して、第2操作部は、タイマ動作の都度行うものであるから、押圧操作しやすいようになるべく大きくするのがよい。また、押圧操作部の構成として、ボス部の表面とほぼ面一のゴムシートを介して押圧するような防滴構造の押し釦スイッチを用いることができる。
請求項1記載のタイマ装置において、タイマ動作時間を、連続動作、相対的に短時間タイマ動作および相対的に長時間タイマ動作のいずれかを選択可能に構成することができる。
本構成においては、第1操作部の操作により、連続動作、短時間タイマ動作および長時間タイマ動作のいずれかを選択する。これを実現するためのタイマ制御回路の構成としては、例えば第一スイッチとして切換スイッチを設けて、第1操作部に連動して切換スイッチを切り換えるようにする。そして、切換スイッチに応動するようにマイコンまたはICを配設して切換スイッチの切換位置に応じて所定のタイマ動作時間が設定されるようにすればよい。
また、タイマ動作時間を相対的に短時間および長時間を具体的にどの程度の時間に設定するかは、設計上の問題であるにすぎないが、例えば短時間と長時間とを表1にように設定することができる。
表1の設定例1は、例えば玄関の照明の制御に好適である。設定例2は、例えばトイレの換気扇の制御に好適である。また、設定例3ないし5は、浴室や部屋の換気扇の制御に使用できる。さらに、設定例6または7は、テレビジョン受像機などのおやすみタイマに使用することができる。
従来の機械的タイマ装置の場合には、ぜんまいばねなどの部品がタイマ動作時間によってそれぞれ異なるために、部品の共通化を図ることができなかった。
これに対して、本発明においては、電子化されたタイマ制御回路および負荷回路用電子スイッチ回路を用いているために、マイコン、ICなどのプログラムを単に切り換えるだけで容易に、例えば表1の設定例1〜7のように種々の動作時間設定が可能になる。
以上のように、本構成においては、装置がコンパクトでありながら、多様なタイマ動作時間を選択できる。
請求項1記載のタイマ装置において、ボス部に配設されている単一の動作表示部を具備しているように構成することができる。
本構成においては、「動作表示部」とは、電源電圧の有無、タイマ動作時間の区別、タイマ動作時間の進行程度などタイマ装置の動作に関する表示を行う部分であればよく、上記に関するどのような内容を表示してもよい。
電源電圧の有無は、タイマ装置に電源電圧が印加されていることを表示し、したがって表示が行われていれば、タイマ動作が可能であることを意味する。
タイマ動作時間の区別は、タイマ装置のどのタイマ動作時間が選択されているかを表示する。
タイマ動作時間の残り時間は、タイマ動作中にあって、現在どの程度までタイマ動作時間が進行しているかを表示する。
そうして、本構成においては、動作表示部がボス部に配設されていることにより、前方および斜め方向から表示を確認しやすいので、動作表示部が比較的小さくても十分所要の表示効果を得ることができる。
また、動作表示部は、発光、音または色などによって表示することができ、その表示の態様を変化させることにより、動作表示部が単一であっても、複数内容の表示を行うことができる。
さらに、動作表示部は、単一であるから、規格化されたフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合する大きさのボス部であっても、操作部とともに、無理なくボス部に配設することができる。
なお、ボス部を中空にして、内部にタイマ制御回路の一部を配置することにより、空間利用率を向上して、一層のコンパクト化を図ることができる。
また、動作表示を発光ダイオードなどの発光表示によって行う場合には、表示効果が大きいうえに、表示素子を小形化できるので、規格化されたフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合するボス部を備えたタイマ装置において、ボス部がコンパクトさを維持しながら、所要の表示を行う場合に有意義である。
さらに、要すれば、3種類のタイマ動作時間を選択できるように構成する場合に、動作表示部を、タイマ動作時間に応じて少なくとも2種類以上の表示態様で動作表示が可能であるように構成することができる。3種類のタイマ動作時間としては、例えば連続動作、相対的に短時間タイマ動作および相対的に長時間タイマ動作の態様または相対的に短時間タイマ動作、相対的に中間時間タイマ動作および相対的に長時間タイマ動作などの組み合わせ例が挙げられる。なお、ここで相対的というのは、具体的な時間は必要に応じてマイコン、ICなどのプログラムによって任意に設定することができるからである。また、動作表示部の表示態様が2種以上であるとは、例えば時間的に連続表示および断続表示、表示の強度が大きい表示および小さい表示、色の異なる表示などであることを許容する。なお、断続表示とは、時間的に表示の有無が連続的に繰り返される状態を意味するだけでなく、表示の強弱が連続的に繰り返される状態をも含む。例えば、動作時間が連続動作、時間が長短2種類のタイマ動作の3種類である場合に、連続動作時には、連続して表示し、長短のタイマ動作時にはいずれも同一の断続表示を行うことで表示態様が2種以上に含まれる。しかし、2種を超える数の表示態様を備えることが許容される。例えば、相対的に長時間のタイマ動作時には周期の長い断続表示を行い、相対的に短時間のタイマ動作時には周期の短い断続表示を行うことにより、どのようなタイマ動作を行っているかを容易に認識することができる。以上のように、動作表示部が単一であっても複数の動作表示態様を備えるので、動作表示態様に応じて少なくとも動作態様が何であるかが概ね分かる。
さらにまた、動作表示部は、タイマ動作時間終了の接近に伴って時間的変化が早くなるように構成することができる。タイマ動作時間終了の接近に伴って時間的変化が早くなる表示を行うに際して、タイマ動作時間終了の接近時間帯を予め設定し、当該時間帯になったときに時間的変化を早くするが、それ以前は時間的変化をさせない表示をすることができる。また、タイマ動作の初期からタイマ時限までの間、徐々に時間的変化を与える表示とすることもできる。本発明の実施に際しては、タイマ動作時間終了が接近すると、表示の時間的変化が早くなるから、まもなくタイマ動作時間終了の到来が接近したことを認識することができる。
請求項1の発明によれば、ケースがボス部を含めていわゆる1モジュールサイズに適合するサイズであり、全体がコンパクトであるタイマ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態における回路構成を示す回路図である。
図において、Sは負荷回路用電子スイッチ回路、Tはタイマ制御回路である。
負荷回路用スイッチ回路Sについて負荷回路用電子スイッチ回路Sは、パワー系回路素子pおよび端子金具tからなる。パワー系回路素子pは、半導体スイッチ素子1、雑音防止回路素子2、サージ吸収素子3、全波整流回路4および電解コンデンサ5からなる。
半導体スイッチ素子1は、トライアック1aおよびトライアック1aのゲート極と一方の主電極との間に接続された抵抗器1bからなる。
雑音防止回路素子2は、インダクタ2aおよびコンデンサ2bからなる。インダクタ2aは、トライアック1aと直列接並列接続されている。
コンデンサ2bは、トライアック2aおよびインダクタ2aの直列回路に対して並列に接続されている。
サージ吸収素子3は、コンデンサ2bと並列接続されている。
全波整流回路4は、トライアック2aの他方の主極とゲート極との間に交流入力端子が接続され、直流出力端子4a、4bはタイマ制御回路Tに制御電源およびマイコン制御電源を供給する。
電解コンデンサ5は、その一端が全波整流回路4の直流出力端子の負極4bに接続され、他端がタイマ制御回路Tの後述するマイコンに対するマイコン制御電源の正極4cを構成している。
一方の端子金具tは、トライアック1aおよびインダクタ2aの直列回路、コンデンサ2bならびにサージ吸収素子3の各一端に接続している。他方の端子金具tは、トライアック1aおよびインダクタ2aの直列回路、コンデンサ2bならびにサージ吸収素子3の各他端に接続している。そして、両端子金具t、tは負荷回路中に直列接続される。
以上説明した負荷回路用電子スイッチ回路Sは、後述する第1の配線基板に実装されることによって構成される。
タイマ制御回路Tについてタイマ制御回路Tは、制御電源入力端子6a、6b、マイコン制御電源入力端子7、可変部品8、タイマ動作回路要素9、動作モード切換回路10および表示回路11からなる。
可変部品8は、押し釦スイッチ8aおよび切換スイッチ8bからなる。
タイマ動作回路要素9は、マイコン9a、タイマ始動回路9b、自己保持回路9c、マイコン制御電源リセット回路9dおよびタイマプログラム選択回路9eからなる。
タイマ始動回路9bは、制御電源入力端子6a、6b間に接続された抵抗器9b1、押し釦スイッチ8a、ダイオード9b2および定電圧ダイオード9b3の直列回路、ダイオード9b2および定電圧ダイオード9b3の直列回路の両端間にベース抵抗器9b4を介してベース・エミッタが接続されたトランジスタ9b5、ベース・エミッタ間に接続された抵抗器9b6、トランジスタ9b5のコレクタおよびマイコン制御電源入力端子7の間に接続された抵抗器9b7を備え、抵抗器とコレクタとの接続点をマイコン9aのR80端子に接続してなる。
自己保持回路9cは、制御電源入力端子6aおよびマイコン9aのR40端子の間に限流抵抗器9c1を介して接続したフォトカプラPCの発光ダイオードPCDと、制御電源入力端子6aおよびマイコン制御電源入力端子の間に接続された発光ダイオードPCDに応動するフォトトランジスタPCTおよび抵抗器9c2とからなる。
マイコン制御電源リセット回路9dは、トランジスタ9d1のベースをベース抵抗器9d2を介してマイコン9aのR41端子に接続し、ベース・エミッタ間を抵抗器9d3を接続し、トランジスタ9d1のコレクタ・エミッタをマイコン制御電源入力端子7および制御電源入力端子6bを介して電解コンデンサ5の両端間に接続してなる。
タイマプログラム選択回路9eは、ジャンパ端子a、b、cおよびdを備えてなる。ジャンパ端子aは、抵抗器9e1を介してマイコン制御電源入力端子7に接続している。ジャンパ端子bは、抵抗器9e2を介してマイコン制御電源入力端子7に接続するとともに、マイコン9aのR81端子に接続している。ジャンパ端子cおよびdは、制御電源入力端子6bに接続するとともに、コンデンサ9e3を介してマイコン9aのXIN端子に、またさらに抵抗器9e4を直列に介してマイコン9aのXOUT端子に接続に、それぞれ接続している。
動作モード切換回路10は、切換スイッチ8bをマイコン9aの該当端子に接続することにより構成されている。すなわち、切換スイッチ8bは、3個の切換接点e、f、gを備えていて、切換接点eをマイコン9aのR50端子に、切換接点fを、同じくR51接点に、切換接点gを同じくR52端子に、それぞれ接続してなる。
動作表示回路11は、表示素子が発光ダイオード11aで、そのアノードをマイコン制御電源入力端子7に接続し、カソードをそれぞれ限流抵抗器11b、11cを介してマイコン9aのR43端子およびR42端子に接続してなる。
さらに、マイコン9aのRESET端子がダイオード12を介してマイコン制御電源入力端子7に、またコンデンサ13を介して制御電源入力端子6bに、それぞれ接続している。
回路動作についてまず、動作モード切換回路10について説明する。
本実施形態のタイマ装置は、可変部品8である切換スイッチ8bを切換接点eに切り換えると、連続通電動作のモードになる。また、切換接点fに切り換えると、相対的に短時間タイマ動作のモードになる。さらに、切換接点gに切り換えると、相対的に長時間タイマ動作のモードになる。短時間動作のモードおよび長時間動作のモードの絶対的な時間は、タイマプログラム切換回路9eにより選択することができる。
次に、タイマプログラム切換回路9eについて説明する。
タイマプログラム切換回路9eは、ジャンパ端子a、b、cおよびdを全て開放状態、ジャンパ端子bおよびcの間を短絡状態、ジャンパ端子aおよびdの間を短絡状態、全てのジャンパ端子a〜dを短絡状態のいずれかを選択することにより、動作モード切換回路10の切換接点e、f、gのいずれかの選択に応じて表2に示すようにそれぞれ時限を設定することができる。なお、タイマプログラム切り換えは、工場内における製造段階または使用段階のいずれにおいて選択可能にするかは設計の自由である。
そうして、負荷回路への通電開始前には全波整流回路4が開放されているから、1流出力端子4a、4b間に全波整流された脈流の直流電圧が現れている。直流2力端子4a、4bはタイマ制御回路Tの制御電源端子6a、6bに直結している。
そこで、負荷回路に通電を開始するには、押し釦スイッチ8aをオンさせる。これにより、抵抗器9b1、押し釦スイッチ8aおよびダイオード9b2を介して定電圧ダイオード9b3に制御電源から電流が流れ、これに伴い定電圧ダイオード9b3の両端間に一定の電圧が現れる。そして、電解コンデンサ5は、定電圧によって充電される。電解コンデンサ5の端子電圧はマイコン9aの所定の端子にマイコン駆動電源として印加されるので、マイコン9aは動作を開始する。すなわち、全波整流回路4に通電するため、トライアック1aのゲート極の電位が反対側の主電極の電圧に接近するので、ゲート電流が流れ、トライアック1aはオンする。これにより、負荷に通電される。
上記と同時に、制御電源から抵抗器9b1、押し釦スイッチ8aおよびベース抵抗器9b4を介してトランジスタ9b5のベースにベース電流が流れてトランジスタ9b5がオンする。これにより、マイコン9aのR80端子の電位が低下してマイコン9aが動作を開始する。
マイコン9aが動作すると、R40端子の電位が低下する。このため、フォトカプラPCの発光ダイオードPCDが通電されて発光する。このため、フォトトランジスタPCTがオンする。
フォトトランジスタPCTがオンすると、今度は電解コンデンサ5がフォトトランジスタPCTおよび抵抗器9c2を介して制御電源から充電される。すなわち、マイコン制御電源は、フォトカプラPCによる自己保持により、引き続きマイコン9aに供給され、マイコン9aは動作を継続して、予めプログラムにより設定されたタイマ動作を行う。
所定のタイマ動作時間が経過すると、マイコン9aのR41端子の電位が低下するため、トランジスタ9d1がオンする。これにより、電解コンデンサ5は短絡されて、マイコン制御電源は電圧が0になるため、マイコン9aは動作を停止するとともに、全波整流回路4は開放状態になり、したがってトライアック1aは再びオフする。すなわち、タイマ動作時間が経過すると、負荷回路はオフされる。
最後に、動作表示について説明する。
切換スイッチ8bを切換接点eに切り換えて連続通電動作のモードになると、発光ダイオード11aはマイコン9aの制御により、連続発光する。
切換スイッチ8bを切換接点fに切り換えると、相対的に短時間タイマ動作のモードになるが、この場合発光ダイオード11aはマイコン9aの制御により、断続発光する。
切換スイッチ8bを切換接点gに切り換えると、相対的に長時間動作のモードになるが、この場合にも発光ダイオード11aは断続発光する。
図2は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態における正面図である。
図3は、同じく左側面図である。
図4は、同じく平面図である。
図5は、同じく底面図である。
図において、21はケース、22は操作部である。
ケース21は、ボディ21a、カバー21bおよび結合具21cからなる。
ボディ21aは、上端が開放された箱状をなし、内部が中央の回路部品収納室21a1と、その両側に位置する端子収納室21a2、21a2に一対の隔壁21a3、21a3を介して区画され、また端子収納室21a2の底面には電線挿入孔2a4およびリリース釦操作孔21a5が形成されている。ボディ21aの外面には、係止段部21a6が一体成形されている。
カバー21bは、ボディ21aの開放端に覆合され、中央にボス部21b1を、その両側に平坦な取付枠装着部21b2、21b2を、またボス部21b1には動作表示部21b3を、それぞれ備えている。なお、ボス部21b1は、内部が中空に形成されている。また、本実施形態においては、取付枠装着部21b2は、後述する結合具21cと協働して取付枠に装着するように構成されている。
結合部21cは、金属板を打ち抜いてコ字状に形成され、さらに両足部21c1の先端に加締め部21c2を形成し、中間部に取付用耳部21c3および係合片21c4を形成している。そして、ボディ21aの開放端に覆合したカバー21bの平坦部21b2に結合具21cの中間部を跨座させて、両足部21c1をボディ21aに沿って垂下させ、係止段部21a2に加締め部21c2を加締めてケース21を一体化させている。係止用耳部21c3はボス部21b1の側面に当接し、係合片21c4がケース21の両端面から突出させている。
係止用耳部21c3および係合片21c4は、本実施形態のタイマ装置を取付枠(図示しない。)に装着する場合に、使用される。
操作部22は、ケース21のボス部21b1の上面に配設され、回動操作および押圧動作をさせることができる。すなわち、タイマ動作時間を選択する第1の操作を操作部22を回動することにより行い、タイマ動作を開始させる第2の操作を操作部22の回動により行うように構成されている。タイマ動作時間は、本実施形態においては、連続通電、1時間通電および4時間通電のいずれかを選択できるようになっている。
図6は、図5のVI−VI'線に沿う断面図である。
図7は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態におけるボディを示す平面図である。
図8は、同じく自己鎖錠片およびリリース釦を組み込んだ状態におけるボディの平面図である。
各図において、図2ないし図5と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
ケース21のボディ21aの内部には、中央に回路部品収納室21a1とその両側に端子収納室21a2、21a2が一対の隔壁21a3、21a3区画されている。そして、端子収納室21a2の底面には電線挿入孔21a4およびリリース釦操作孔2a5が形成されている。
23は自己鎖錠片で、端子収納室21a2の内部において、電線挿入孔21a4に対向して収納される。自己鎖錠片23は、ばね板を屈曲して図6に示すように一端に鎖錠部23a、他端に押圧部23bを、それぞれ形成してなる。
24はリリース釦で、同じくリリース釦操作孔21a5に下端部が嵌合して収納される。リリース釦24は、合成樹脂を成形して自己鎖錠片23の鎖錠部23aを強制的に変位させて鎖錠状態を解除するカム部24aを両側に一体的に形成してなる。
そうして、図6に示すように負荷回路用電子スイッチ回路Sをボディ21a内に落とし込んで収容すると、端子金具tが枠形をなしているため、端子金具t内に自己鎖錠片23およびリリース釦24が所定の位置関係に組み込まれる。
図9は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態におけるカバーを示す平面図である。
図10は、同じく操作部を組み込んだ状態におけるカバーの底面図である。
図6にも示すように、カバー21bのボス部21b1の外面には操作部22に対応して凹溝21b4と、凹溝21b4の中心に位置する挿通孔21b5と、さらに凹溝21b3内に挿通孔21b5と同心の円弧状の回動規制溝21b6とが形成されている。
さらに、ボス部21b1の内面には、後述する回転カムを節動させる節動ガイド部21b7が一体成形されている。
図6に示すように、操作部22と凹溝21b2との間にコイルスばね25が介挿されて操作部22を常時ボス部21b1から離反する方向へ偏位している。
また、操作部22の回動軸22aの先端には、ボス部21b1の内面側において回転カム22cがセルフタッピングねじ22dによって操作部22と一緒に回動するように固定されている。
回転カム22cは、円盤の一部を切除して弾接部22c1を形成し、弾接部22c1と対向する位置に長孔22c2を形成し、さらにカバー21bの回動規制溝21b6に係合するピン22c3を形成している。
弾接部22c1がカバー21bに形成した節動ガイド部21b7に当接しながら操作部22が回動することにより、操作部22は所定の回動角ごとに節動する。
長孔22c2に後述する可変部品が係合することにより、操作部22を回動することにより、可変部品8を操作できる。また、操作部22をコイルばね25の弾力に抗して押圧することにより、操作部22がカバー21bの凹溝21b4内に沈み込むため、回転カム22cも連動して沈み込み可変部品8を操作できる。
図11は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態における電子化タイマ回路を示す平面図である。
図12は、同じく底面図である。
図13は、同じく側面図である。
各図において、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。以下、図6をも参照して電子化タイマ回路について説明する。
電子化タイマ回路は、負荷回路用電子スイッチ回路S、タイマ制御回路Tからなる。
負荷回路用電子スイッチ回路Sは、パワー系回路素子pおよび端子金具tに加えて第1の配線基板26を備えている。
第1の配線基板26は、ボディ21aの開放端を塞ぐように位置し、その下面中央ににパワー系回路素子pおよび両端に端子金具t、tを実装している。
パワー系回路素子pは、図12に示すように、トライアック1、雑音防止回路素子2としてのインダクタ2aおよびコンデンサ2b、サージ吸収素子3、全波整流回路4ならびに電解コンデンサ5からなり、回路部品収納室21a1内に収納されている。
端子金具tは、図12に示すように、枠状に形成され、第1の配線基板26への接続片taを第1の配線基板26の両端部に形成した切欠部26aから上面に突出させてはんだ26bにより配線基板のランドに接続することにより、第の配線基板26の下面に実装されている。そして、端子金具tは、端子収納室21a2内に収納されている。
タイマ制御回路Tは、可変部品8、タイマ動作回路要素9および発光ダイオード11aに加えて第2の配線基板27を備えている。
第2の配線基板27は、第1の配線基板26に、その上方に離間した状態で固定されている。また、第2の配線基板27は、図6に示すように、カバー21bのボス部21b1内に配設されている。
可変部品8は、押し釦スイッチ8aおよび切換スイッチ8bからなり、第2の配線基板27の上面に実装されている。
押し釦スイッチ8aは、図6に示すように、回転カム22cを介して操作部22を押圧した際にオンし、操作部22の押圧を止めると、オフ状態になる。
切換スイッチ8bは、上面から突出している摘み8b1を直線的に変位させることにより、その可動接点が図1における固定接点e、f、gのいずれかに選択的に接触して回路を切り換えることにより、タイマ装置の動作モードを切り換えることができるように構成されている。
タイマ動作回路要素9は、図1において説明したように、マイコン、タイマ始動回路、自己保持回路、マイコン制御電源リセット回路およびタイマプログラム選択回路を含んでいるが、第2の配線基板27の下面および上面に分散して実装されている。しかし、マイコンは第2の配線基板27の下面に実装されている。図13に示すように、第1の配線基板26と第2の配線基板27に実装されているタイマ動作回路要素9との間にはポリエステルシートなどの絶縁シートが介在されている。
図14は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態を取付枠に通常のスイッチとともに、装着した状態を示す正面図である。
図において、28は取付枠、29はタイマ装置、30、31は通常のスイッチである。
タイマ装置29は、そのケースの短方向の外形寸法が規格化された取付枠28の後述する細長い取付孔の長手方向のほぼ1/3に構成されている。また、通常のスイッチも同様に構成されている。
図15は、取付枠の正面図である。
取付枠28は、中央に細長い取付孔28a、取付孔28aの一側に配線器具の取付用耳部を係止する係止孔28b、同じく他側に取付用耳部を着脱可能に係止する変位係止部28c、さらに両端部に配線ボックスへの取付孔28dとプレートねじ孔28eを備えている。
タイマ装置29を取付枠28に装着するには、ケース21の結合具21cの片側の係止用耳部21c4を取付枠28の係止孔28bに取付枠28の裏側から挿入してから、反対側の係止用耳部21c4を変位係止部28cに押し付ける。そうすると、変位係止部28cが外側へ変位して変位係止部28cに係止されることにより、タイマ装置29は取付枠28に装着される。以上の作業は通常のスイッチ29、30を装着する場合と同じである。
タイマ装置などを装着した取付枠28を配線ボックスに取り付けるには、取付孔28dにボックスねじを挿通して配線ボックスにねじ込む。挿通孔28dは長孔に形成されているので、壁面に対して配線ボックスが多少傾いて埋設されていていも、取付枠28を垂直に取り付けることができる。
図16は、フラッシュプレートの化粧板の正面図である。
図17は、同じくアダプターの正面図である。
図において、フラッシュプレートは、化粧板32およびアダプター33からなる。
化粧板32は、中央に細長い3個用の窓孔32aを備えている。タイマ装置28のボス部21b1は、窓孔32aから面一に露出する。化粧板32の背面には、取付足(図示しない。)が複数突設されていて、アダプター33に着脱自在に構成されている。
アダプター33は、壁面と化粧板32との間に介在する。また、アダプター33は、枠状をなしていて、上下方向の両端部にプレートねじ挿通孔33aを形成するとともに、化粧板32の取付足を係止する取付足係止孔33bを複数備えている。
そして、プレートねじ挿通孔孔33aにプレートねじ(図示しない。)を装着して、さらにプレートねじを取付枠28のプレートねじ孔28eにねじ込むことにより、アダプター33を取付枠28に取り付けることができる。
最後に、化粧板32をその窓孔32aがタイマ装置29およびスイッチ30、31の各ボス部に嵌合するように合わせてアダプター33に押し付けると、化粧板32の背面から突出した取付足がアダプター33の取付足係止孔に係止することにより、化粧板32が取り付けられる。
図18は、本発明のタイマ装置の第1の実施形態における第1の動作表示態様を示す波形図である。
図19は、同じく第2の動作表示態様を示す波形図である。
各図において、横軸は時間を、縦軸は明るさを、いずれも任意値としてそれぞれ示す。
第1の動作表示態様は、連続通電動作のモードおける表示として用いているもので、連続発光による表示を行う。
第2の動作表示態様は、タイマ動作のモードにおける表示として用いているもので、断続発光による表示を行う。
図20は、本発明のタイマ装置の第2の実施形態における第2の動作表示態様を示す波形図である。
本実施形態においては、タイマ動作のモード時に断続発光表示を行う点において一実施形態と同様であるが、さらにタイマ動作時間終了が接近するに伴ってと、徐々に断続発光の周期が短くなり、そのために、使用者はその接近の程度を表示によって認識することができる。
図21は、本発明のタイマ装置の第3の実施形態を示す平面図である。
図22は、同じく正面図である。
図23は、同じく側面図である。
図24は、同じく底面図である。
図25は、図24のXXV−XXV'線に沿う電子化タイマ回路を一部省略して示す断面図である。
図26は、ボディを省略して示す側面断面図である。
図27は、同じく取付枠に2個のスイッチとともに装着した状態を示す正面図である。
図28は、同じく2個のスイッチとともに壁面に埋設した状態を示す正面図である。
各図において、図2ないし図6と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態は、主としてケース21、操作部22および操作表示部33が異なる。
ケース21についてケース21は、結合部21c’がカバー21bと一体に合成樹脂で形成されている。
ボディ21aの回路部品収納室21a1の両側に配置されている一対の端子収納室21a2の両側面には、斜面付係止段部21a6’が一体に形成されている。
カバー21bには、ボディ21aの斜面付係止段部21a6’に対向する位置に係合脚21c1’が一体に形成されている。係合脚21c1’には、係合窓21c5が形成されている。
そうして、カバー21bをボディ21aに位置を合わせて嵌合させると、係合脚21c1’の先端が斜面付係止段部21a6’の斜面に当接する。さらに、カバー21bをボディ21aに押し当てると、係合脚21c1’が斜面付係止段部21a6’の斜面に沿って移動しながら弾性に抗して変形し、やがて斜面付係止段部21a6’を乗り越えると、係合脚21c1’は弾性により元の位置に戻り、そのときの係合窓21c5は斜面付係止段部21a6’に係合してボディ21aとカバー21bとが結合され、ケース21が形成される。
カバー21bの内側には、斜面付係止段部21a6’に対向し、かつボディ21aの内面に当接する位置に端子金具押さえ突片21b4が一体成形により形成されている。この端子金具押さえ突片21b4は、ボディ21aを係合脚21c1’と端子金具押さえ突片21b4とで挟持する。このため、ボディ21aおよびカバー21bの間に強い捻り力が作用してもボディ21aとカバー21bとの結合が不本意に解除されることはなくなる。また、端子金具押さえ突片21b4は、端子金具tの上端を押さえて上方への不所望な移動を阻止するためのものであるが、上述の作用に加えてボディ21aに対するカバー21bの覆合の際の位置決めの作用をも行う。
さらに、カバー21bの内面には、ボディ21aの両側面に対向する一対の端子金具押さえ突片21b4の中間にも端子金具押さえ突片21b4が一体成形されている。
操作部22について操作部22は、第1の操作として回動操作を許容し、第2の操作として押圧操作を許容している点では第1の実施形態と同様であるが、そのサイズおよびレイアウトが大きく相違している。
すなわち、操作部22をボス部21b1の上下方向のサイズになるべく近い大きさとし、右側に偏位させている。
なお、周囲にローレット22aを形成して指が滑りにくいようにしているとともに、指示突起22bを形成してタイマ動作時間(連続、4時間および1時間)の選択を分かりやすくしている。
操作表示部33について操作部22に対面して操作表示部33を配設している。この操作表示部33は、ボス部21b1の左側に偏位して配設されているので、ボス部21b1が小さくてもなるべく大きくして見やすくなっている。右側に操作部22を配置し、左側に操作表示部33を配置したことにより、特に右手で操作部22を操作することにより、操作表示部33が一層見やすくなる。
なお、操作表示部33を粘着シールに表示文字を印刷し、さらにその表面を透明シートで被覆したものからなり、所定場所に貼着している。
その他の構成について動作表示部21b3は、カバー21bの一部に成形時に透孔を形成し、ケース21の内部に透孔に対向させて電源電圧の印加状態で発光する発光ダイオード(図示しない。)を配置し、操作表示部33の一部に透孔を形成して透明シートのみが残っているいる部分をカバー21bの透孔に重ねることにより、発光ダイオードの発光をカバー21bの外側に導出するとともに、カバー21bの透孔を防滴構造にすることができる。
また、図25および図26に示すように、可変部品は、スライドスイッチ8aおよび押し釦スイッチ8bからなる。スライドスイッチ8aは、操作部22の第1の操作である回動操作によりタイマ動作時間を切り換える。また、押し釦スイッチ8bは、第2の操作である操作部22の押圧操作によりタイマ動作を開始する。
図29は、本発明のタイマ装置の第4の実施形態を示す斜視図である。
図30は、同じく側面図である。
各図において、図2ないし図6と同一部分には同一符号を付して説明は省略している。
本実施形態は、主として操作部22Aが異なる。
すなわち、操作部22Aは、第1の操作をスライド操作により行い、第2の操作を押圧操作により行うように構成されている。
また、カバー21bのボス部21b1および操作部22Aの前面を上下方向に突曲させて外観を優美にしている。
図31は、本発明のタイマ装置の第5の実施形態を示す斜視図である。
図において、図29と同一部分には同一符号を付して説明は省略している。
本実施形態は、第4に実施形態と近似しているが、ボス部21b1の前面は平坦で、操作部22Aのスライド範囲を少し凹陥させている。
図32は、本発明のタイマ装置の第6の実施形態を示す斜視図である。
図において、図2ないし図6と同一部分には同一符号を付して説明は省略している。
本実施形態は、操作部を第1の操作部22Bおよび第2の操作部22Cにより構成している。
すなわち、第1の操作部22Bは、スライド操作により第1の操作を行う。第1の操作部22Bは、上下方向にスライド操作され、ボス部21b1の左側に偏位した位置に配設されている。
第2の操作部22Cは、押圧操作により第2の操作を行う。第2の操作部22Cは、表面がボス部21b1と同一面にあり、ゴム膜で防滴構造にされている。内部に押し釦スイッチが配設されている。
図33は、本発明のタイマ装置の第7の実施形態を示す斜視図である。
図において、図32と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態は、第1の操作部22B’が回動操作により第1の操作を行う点で異なる。
すなわち、第1の操作部22B’は、回動体の一部をボス部21b1の表面から露出させ、指の腹を押し当てて回動操作を行うように構成されている。
図34は、本発明のタイマ装置の第8の実施形態を示す斜視図である。
図において、図32と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態は、第1の操作部22B”が複数の押し釦スイッチによって構成されている。また、この押し釦スイッチはオン状態で発光表示を行うように構成されている。
すなわち、第1の操作は、選択しようとするタイマ動作時間を割り当てられた押し釦スイッチを押圧して作動させる。
図35は、本発明のタイマ装置の第9の実施形態を示す平面図である。
図において、図23と同一部分には同一符号を付して説明は省略している。
本実施形態は、ボディおよびカバー21b’がそれぞれ1モジュールサイズの1.5倍すなわち1.5モジュールサイズに形成されているが、ボス部21b1は1モジュールサイズに対応する規格化されたフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合するサイズに形成されている。
図36は、本発明のタイマ装置の第10の実施形態を示す平面図である。
図において、図2と同一部分には同一符号を付して説明は省略している。
本実施形態は、ボディおよびカバー21b”がそれぞれ1モジュールサイズの2倍すなわち2モジュールサイズに形成されているが、ボス部21b1は1モジュールサイズに対応する規格化されたフラッシュプレートの1個用の窓孔に嵌合するサイズに形成されている。