JP2008210638A - 開閉器及び光電式自動点滅器 - Google Patents

Abstract

【課題】並列接続された半導体スイッチ及び機械式スイッチを備え、半導体スイッチの異常発熱を防止し、且つ大型化を抑制することができる光電式自動点滅器を提供すること。
【解決手段】交流電源ＡＣと負荷Ｌとの間には、トライアックＴＲが接続され、そのトライアックＴＲにはリレーＲＹの接点ＲＣが並列に接続されている。制御回路２１には温度検出素子２３が接続され、この温度検出素子２３によりトライアックＴＲの温度を検出し、トライアックＴＲの異常温度を検出した場合にはリレーＲＹの接点ＲＣをオンするようにした。その結果、異常によってトライアックＴＲが制御回路２１の動作にかかわらずオンした場合、制御回路２１は、温度検出素子２３によるトライアックＴＲの温度検出に基づき、リレーＲＹの接点ＲＣをオンする。この結果、トライアックＴＲに流れる電流量が少なくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機械式スイッチと半導体スイッチが並列接続された開閉器及び光電式自動点滅器に関するものである。

従来、外光に応じて自動的に点灯／消灯する自己制御照明装置が防犯灯や街路灯などとして用いられている。このような自己制御照明装置は、照明負荷と、この照明負荷を点灯・消灯させる自動点滅器とから構成されている。図８は、自動点滅器の一例を示す回路図である。自動点滅器は、外部電源（交流電源ＡＣ）と照明などの負荷Ｌとの間に接続されるトライアックＴＲと、そのトライアックＴＲに並列接続されたリレーＲＹとを備えている。自動点滅器の制御回路１０１は、周囲の明るさ（周囲照度）を検出し、検出結果に応じてトライアックＴＲとリレーＲＹとを開閉制御する。これらの開閉制御により、負荷Ｌに対して交流電源ＡＣの電流の供給／停止が制御され、負荷Ｌが点灯／消灯する。

制御回路１０１は、リレーＲＹにおける開閉の過度時にトライアックＴＲを短時間通電状態に制御する。詳しくは、図９に示すように、制御回路１０１は、トライアックＴＲを導通させた後にリレーＲＹを導通させ、リレーＲＹを導通させた後にトライアックＴＲを非導通とする。リレーＲＹを非導通とするときも同様に行う。これにより、リレーＲＹにあっては、機械式接点におけるアークの発生を防止し、接点溶着を防ぎ、トライアックＴＲにあっては、発熱を抑える。これにより、熱容量の小さい小型のトライアックＴＲを使用することができ、大きな突入電流に耐えうるリレーを使用する必要が無く、小型のリレーを使用することができる。

トライアックＴＲ及びリレーＲＹと、交流電源ＡＣを接続する端子との間には、温度ヒューズ１０２が接続されている。この温度ヒューズ１０２は、自動点滅器の熱破損を防ぐために設けられている。例えば、図１０に示すように、リレーＲＹをオフ（非導通）しているときに、何らかの原因によりトライアックＴＲに異常が発生し、トライアックＴＲがオン固定となりオフ不可能な状態になると、トライアックＴＲの継続的なオン状態を想定した放熱設計になっていないため、トライアックＴＲの発熱によって制御回路１０１やリレーＲＹが損傷する。このため、自動点滅器の内部が異常温度になると温度ヒューズ１０２が開路することで、トライアックＴＲの異常発熱を防止することができる。同様に、ヒューズをトライアックに直列接続した技術として特許文献１に開示されたものがある。
特開昭６０−１１９１２８号公報

ところが、上記の温度ヒューズ１０２は、主回路、つまり交流電源ＡＣから負荷Ｌに電流を供給する経路上に設けられているため、負荷Ｌに供給する電流に応じた定格の温度ヒューズを使用する必要がある。このため、定格電流が大きな自動点滅器に適用される温度ヒューズは、高価で大型であるため、自動点滅器自体の大型化を招くという問題がある。また、温度ヒューズ１０２が主回路に設けられているため、負荷Ｌに供給する電流によって温度ヒューズ１０２自体が発熱する、即ち温度ヒューズ１０２が自動点滅器内部の温度上昇の一因となってしまうという問題がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、並列接続された半導体スイッチ及び機械式スイッチを備え、半導体スイッチの異常発熱を防止し、且つ大型化を抑制することができる開閉器及び光電式自動点滅器を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、２つの端子間に接続された半導体スイッチと、前記半導体スイッチに並列接続された機械式スイッチと、前記機械式スイッチと前記半導体スイッチとに対してそれぞれオンオフ制御する制御手段と、前記２つの端子間とは異なる経路により供給される電流又は電圧により動作し、前記半導体スイッチの温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記温度検出手段にて前記半導体スイッチの異常温度を検出した場合に前記機械式スイッチをオン制御する、ことを特徴とする。

この構成によれば、半導体スイッチは制御手段の動作にかかわらすオンした場合にこの半導体スイッチの温度が上昇する。そして、温度検出手段の検出結果に基づき半導体スイッチが異常温度であるときに機械式スイッチをオンするため、半導体スイッチに流れる電流が少なくなり、半導体スイッチの異常発熱を防ぐことができる。そして、温度検出手段２つの端子間とは異なる経路にて供給される電流又は電圧により動作するため、半導体スイッチの温度を検出する構成であればよく、微弱な電流又は電圧により動作する温度検出手段を用いることができる。このような温度検出手段は、安価で小型であるから、開閉器の大型化を防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の開閉器において、前記温度検出手段は前記制御手段から供給される電流又は電圧により動作し、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記半導体スイッチの異常温度を検出した場合に前記機械式スイッチをオン制御する、ことを特徴とする。

この構成によれば、温度検出手段は制御手段に接続されており、制御手段に対して検出結果を出力可能であればよく、微弱な電流又は電圧により動作する温度検出手段を用いることができる。このような温度検出手段は、安価で小型であるから、開閉器の大型化を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の開閉器において、前記機械式スイッチは、前記制御手段と前記温度検出手段とに接続され、前記制御手段から出力される制御信号に応答してオンオフするし、前記温度検出手段から出力される検出信号に基づいて前記半導体スイッチが異常温度のときにオンする、ことを特徴とする。

この構成によれば、機械式スイッチは制御手段からの制御信号、又は温度検出手段からの検出信号によりオンするため、制御手段の動作にかかわらず半導体スイッチが異常温度のときにオンしてその半導体スイッチの異常発熱を防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の開閉器において、前記温度検出手段は所定の動作温度にて断線する温度ヒューズを備え、該動作温度は前記半導体スイッチの異常温度に対応して設定されてなり、前記温度ヒューズの断線により前記機械式スイッチをオン制御する、ことを特徴とする。

この構成によれば、温度ヒューズは半導体スイッチが異常温度のときに断線するため、機械式スイッチをオンしたことにより半導体スイッチの温度が低下しても、機械式スイッチがオン状態を維持するため、半導体スイッチの温度上昇を抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の開閉器において、前記温度検出手段は、サーミスタと、該サーミスタの電圧と前記異常温度に対応して設定された基準電圧とを比較し、その比較結果に応じたレベルの信号を出力する比較器とを備え、前記機械式スイッチは、前記比較器から出力される信号に基づいて、前記半導体スイッチが異常温度であるときにオンする、ことを特徴とする。

この構成によれば、基準電圧により機械式スイッチがオンするときの温度を任意に設定することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちの何れか一項に記載の開閉器において、前記制御手段は、前記２つの端子間を閉路する場合に、前記半導体スイッチを閉路したのちに前記機械式スイッチを閉路する、ことを特徴とする。

この構成によれば、機械式スイッチの閉路に先立って半導体スイッチを閉路することで、機械式スイッチに対する突入電流を防止することができる。また、機械式スイッチにおけるアークの発生を防止し、アークの発生にともなう接点溶着を防止することができる。また、アークの発生にともなう端子の消耗が低減されるため、機械式スイッチの寿命を長くすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の開閉器において、前記制御手段は、前記機械式スイッチを閉路した後に前記半導体スイッチを開路する、ことを特徴とする。
この構成によれば、半導体スイッチを閉路する期間を、機械式スイッチを閉路する過渡時のみとすることができ、半導体スイッチの発熱が抑えられるため、熱容量の小さな小型の半導体スイッチを使用することができ、開閉器の大型化を防ぐことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のうちの何れか一項に記載の開閉器において、前記制御手段は、前記２つの端子間を開路する場合に、前記半導体スイッチを閉路したのちに前記機械式スイッチを開路し、その後に前記半導体スイッチを開路する、ことを特徴とする。

この構成によれば、機械式スイッチの開路に先立って半導体スイッチを閉路することで、機械式スイッチにおけるアークの発生を防止し、アークの発生にともなう端子の消耗が低減されるため、機械式スイッチの寿命を長くすることができる。また、半導体スイッチを閉路する期間を、機械式スイッチを閉路する過渡時のみとすることができ、半導体スイッチの発熱が抑えられるため、熱容量の小さな小型の半導体スイッチを使用することができ、開閉器の大型化を防ぐことができる。

請求項９に記載の発明は、周囲照度を検出する照度検出手段と、負荷と外部電源とともに直列回路を構成する請求項１〜８のうちの何れか一項に記載の開閉器と、を備え、前記開閉器の制御手段は、動作照度と前記検出した周囲照度とを比較し、該比較結果に応じて負荷を点灯／消灯すべく前記機械式スイッチと前記半導体スイッチとをオンオフ制御する、ことを特徴とする。

この構成によれば、負荷を点灯／消灯する光電式自動点滅器にあって、半導体スイッチの異常発熱を防ぐことができるとともに、該光電式自動点滅器の大型化を抑制することができる。

本発明によれば、並列接続された半導体スイッチ及び機械式スイッチを備え、半導体スイッチの異常発熱を防止し、且つ大型化を抑制することが可能な開閉器及び光電式自動点滅器を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
図１（ａ）に示すように、自動点滅器１０のケース１１は、下方が開口した箱状のボディ１２と、上方が開口しボディ１２の開口を閉塞する箱状のカバー１３とで構成されており、このケース１１内には、図２に示す回路を構成する電子部品が搭載されたプリント基板１４が収容されている。プリント基板１４は固定ねじ（図示せず）によってボディ１２に固定され、カバー１３は、Ｌ字状に形成された取付金具１５（図１（ｂ）参照）に組立ねじ１６を螺入することによってボディ１２と結合されている。そして、この取付金具１５により、自動点滅器１０が家屋等に取り付けられる。図１（ｂ）に示すように、カバー１３の前面には、該カバー１３に形成された窓孔（図示略）を覆い外光をケース１１内に導入する採光板１７が取着されている。そして、自動点滅器１０を電源及び負荷に接続するための複数の口出線１８がケース１１から延出されている。

図２は、自動点滅器１０の電気的構成を示す回路図である。
自動点滅器１０の端子Ｘ１，Ｘ２間には外部電源としての交流電源ＡＣが接続され、端子Ｘ３，Ｘ４間には照明等の負荷Ｌが接続される。制御手段としての制御回路２１には端子Ｘ１，Ｘ２を介して交流電源ＡＣから電流が供給される。制御回路２１には、照度検出手段としての光センサ２２と、温度検出手段としての温度検出素子２３と接続されている。光センサ２２には、図１に示す採光板１７を介して外光が入射される。光センサ２２は、光を電気信号に変化するフォトダイオードやフォトトランジスタなどからなり、入射光量に応じた電流が流れる。制御回路２１は、その光センサ２２に流れる電流を入力し、周囲照度を検出する。

温度検出素子２３は、温度ヒューズなどからなり、半導体スイッチとしてのトライアックＴＲの表面又はトライアックＴＲの近傍に固定されている。温度検出素子２３は、制御回路２１から供給される電流によりその両端に電位差を生じせしめ、予め定められた動作温度になると作動する、即ち断線する。この動作温度は、後述するようにトライアックＴＲを閉路期間だけオンされるように制御されている正常時には達しない温度に設定されている。制御回路２１は、温度検出素子２３の端子電圧の変化（又は両端子間の電位差の変化）に基づき、トライアックＴＲの温度が動作温度以上であることを検出する。制御回路２１は、温度検出素子２３の断線を検知すればよいため、微弱な電流を温度検出素子２３に供給する。微弱な電流を流すのに十分な温度検出素子２３は、安価で小型であるため、自動点滅器１０の大型化を抑制することができる。また、温度検出素子２３には微弱な電流しか流れないため、発熱が少なく、自動点滅器１０内部の温度上昇を抑えることができる。

また、制御回路２１には、ハイブリッドスイッチ２４が接続されている。このハイブリッドスイッチ２４は、トライアック（３端子双方向サイリスタ）ＴＲと機械式スイッチとしてのリレーＲＹとから構成されている。トライアックＴＲは端子Ｘ２，Ｘ４間に接続され、そのトライアックＴＲのゲート端子は制御回路２１に接続されている。リレーＲＹのコイルＲＬは制御回路２１に接続され、接点ＲＣはトライアックＴＲに並列接続されている。即ち、交流電源ＡＣと負荷Ｌとの間には、トライアックＴＲと接点ＲＣからなる並列回路が接続されている。

制御回路２１のメモリ２１ａには、動作照度としての点灯照度及び消灯照度が記憶されている。制御回路２１は、点灯照度及び消灯照度と、光センサ２２にて検出した周囲照度と、を比較し、その比較結果に基づいてトライアックＴＲ及びリレーＲＹ（接点ＲＣ）を開閉制御する。

詳述すると、制御回路２１は、周囲照度が点灯照度より低い（暗い）場合には、トライアックＴＲをオン（通電状態）とし、所定期間（例えば数１０ｍｓ（ミリ秒））経過した後にリレーＲＹのコイルＲＬに通電して接点ＲＣをオン（閉路）する。そして、接点ＲＣが安定して接続するために要する時間経過後、制御回路２１はトライアックＴＲをオフ（非通電状態）に制御する。つまり、制御回路２１は、リレーＲＹの接点ＲＣを閉路する過渡時の一定期間、トライアックＴＲをオンする。この一定期間を閉路期間という。

トライアックＴＲがオンされると、交流電源ＡＣから負荷Ｌに電流が供給され、該負荷Ｌが点灯する。その後、トライアックＴＲに並列接続された接点ＲＣがオンされる。従って、この接点ＲＣには大きな突入電流が流れない。このため、大きな突入電流に耐えうるリレーを使用する必要が無く、小型のリレーを使用することができるため、自動点滅器１０を小型化することができる。また、接点ＲＣにおけるアークの発生が防止され、アークの発生にともなう接点の溶着が防止される。接点ＲＣをオンした後にトライアックＴＲをオフすることで、トライアックＴＲへの通電時間が短い。従って、トライアックＴＲの発熱が抑えられ、熱容量の小さい小型のトライアックＴＲを使用することができる。また、発熱が抑えられるため、大きな放熱板を使用する必要が無い、または放熱板を省略することができる。従って、自動点滅器１０を小型化することができる。

次に、周囲温度が消灯照度よりも高くなった（明るくなった）場合について説明する。このとき、リレーＲＹの接点ＲＣはオンしている。制御回路２１はトライアックＴＲを閉路期間だけオン制御し、その閉路期間内にて接点ＲＣをオフする。つまり、制御回路２１は、トライアックＴＲをオンした後、リレーＲＹのコイルＲＬに対する通電を停止し、接点ＲＣをオフ（開路）する。その後、制御回路２１はトライアックＴＲをオフする。これにより、接点ＲＣ及びトライアックＴＲがオフされるため、負荷Ｌに対する交流電源ＡＣからの電流供給が停止され、負荷Ｌが消灯する。接点ＲＣがオフするとき、トライアックＴＲがオンしているため、接点ＲＣがオフするときのアークの発生が防止される。

図３に示すように、トライアックＴＲが何らかの原因（例えばオン故障）により上記閉路期間を越えて継続してオンするとこのトライアックＴＲの発熱し、トライアックＴＲの温度が動作温度以上になると、温度検出素子２３が断線する。制御回路２１は、温度検出素子２３の断線を検出すると、リレーＲＹの接点ＲＣを継続的にオンする。すると、交流電源ＡＣから負荷Ｌに供給される電流が、トライアックＴＲと接点ＲＣとに分流され、トライアックＴＲに流れる電流が減少する。このため、トライアックＴＲの発熱量が少なくなり、自然冷却によってトライアックＴＲの温度が低下する。つまり、トライアックＴＲが温度検出素子２３の動作温度以上になるのを防止する。これにより、制御回路２１やリレーＲＹの損傷を防止することができる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）交流電源ＡＣが接続された端子Ｘ２と負荷Ｌが接続された端子Ｘ４との間には、トライアックＴＲが接続され、そのトライアックＴＲにはリレーＲＹの接点ＲＣが並列に接続されている。制御回路２１は、トライアックＴＲとリレーＲＹの接点ＲＣをそれぞれオンオフ制御する。制御回路２１には温度検出素子２３が接続され、この温度検出素子２３によりトライアックＴＲの温度を検出し、トライアックＴＲの異常温度を検出した場合にはリレーＲＹの接点ＲＣをオンするようにした。その結果、異常によってトライアックＴＲが制御回路２１の動作にかかわらずオンした場合、制御回路２１は、温度検出素子２３によるトライアックＴＲの温度検出に基づき、リレーＲＹの接点ＲＣをオンする。この結果、トライアックＴＲに流れる電流量が少なくなり、トライアックＴＲの異常発熱を防ぐことができる。そして、温度検出素子２３は、制御回路２１から電流が供給されて動作するため、トライアックＴＲの温度を検出する構成であればよく、微弱な電流により動作する温度検出素子２３を用いることができる。このような温度検出素子２３は、安価で小型であるから、自動点滅器１０の大型化を防ぐことができる。

（２）温度検出素子２３は温度ヒューズであり、この温度ヒューズの動作温度はトライアックＴＲの異常温度に対応して設定されている。制御回路２１は、温度検出素子２３の断線を検出すると、リレーＲＹの接点ＲＣを継続的にオンする。温度ヒューズはトライアックＴＲが異常温度のときに断線するため、リレーＲＹの接点ＲＣをオンしたことによりトライアックＴＲの温度が低下しても、接点ＲＣをオン状態にしておくため、トライアックＴＲの温度上昇を抑えることができる。

（３）制御回路２１は、負荷Ｌに電流を供給する場合、トライアックＴＲをオンした後、リレーＲＹの接点ＲＣをオンするようにした。従って、接点ＲＣに先だってトライアックＴＲがオンするため、接点ＲＣに対する突入電流を防止することができる。これにより、電流容量の大きなリレーを使用する必要がなく、自動点滅器１０の大型化を抑制することができる。また、接点ＲＣにおけるアークの発生を防止し、アークの発生にともなう接点溶着を防止することができる。また、アークの発生にともなう端子の消耗が低減されるため、リレーＲＹの寿命を長くすることができる。

（４）制御回路２１は、接点ＲＣをオンした後、トライアックＴＲをオフするようにした。この結果、トライアックＴＲをオンする期間を、接点ＲＣをオンする過渡時のみとすることができ、トライアックＴＲの発熱が抑えられるため、熱容量の小さな小型のトライアックＴＲを使用することができ、自動点滅器１０の大型化を防ぐことができる。

（５）制御回路２１は、負荷Ｌに対する電流供給を停止する場合、トライアックＴＲをオンした後に接点ＲＣをオフし、その後にトライアックＴＲをオフするようにした。この結果、接点ＲＣのオフに先立ってトライアックＴＲをオンすることで、接点ＲＣにおけるアークの発生を防止し、アークの発生にともなう端子の消耗が低減されるため、リレーＲＹの寿命を長くすることができる。また、トライアックＴＲをオンする期間を、接点ＲＣをオフする過渡時のみとすることができ、トライアックＴＲの発熱が抑えられるため、熱容量の小さな小型のトライアックＴＲを使用することができ、自動点滅器１０の大型化を防ぐことができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態を図４，図５に従って説明する。
図４は、本実施の形態の自動点滅器３０の電気的構成を示す回路図である。

電源回路ブロック４１の端子Ｘ１１，Ｘ１２は、交流電源ＡＣの両端に接続されている。両端子Ｘ１１はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１からなる直列回路を介してダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢの第１入力端子に接続され、整流器ＤＢの第２入力端子は端子Ｘ１２に接続されている。整流器ＤＢは、交流電源ＡＣから供給される交流電圧を全波整流した直流電圧ＶＳを第１電源部４２及び第２電源部４３に出力する。

直流電圧ＶＳは、第１電源部４２の抵抗Ｒ２を介してＮＰＮトランジスタＴ１のコレクタに供給される。トランジスタＴ１のコレクタ−ベース間には抵抗Ｒ３が接続され、トランジスタＴ１のベースにはツェナーダイオードＺＤ１のカソードが接続され、そのツェナーダイオードＺＤ１のアノードはグランドに接続されている。トランジスタＴ１のエミッタには平滑用のコンデンサＣ２と、ダイオードＤ１のカソードが接続されている。更に、トランジスタＴ１のエミッタは制御回路ブロック５１に接続されている。

この第１電源部４２は、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に対応した電圧であって、コンデンサＣ２により平滑化された直流の第１駆動電圧ＶＣを生成し、その第１駆動電圧ＶＣを制御回路ブロック５１に供給する。また、この第１電源部４２は、トランジスタＴ１のエミッタに接続された制御回路ブロック５１の消費電流に応じて、トランジスタＴ１のコレクタ−エミッタ間に電圧降下を持たせてインピーダンス調整を行うことにより、消費電流の低減化が行われている。制御回路ブロック５１は、後述するように、制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、ＭＣＵ）５２と照度検出手段としての光センサ５３を主な電子部品として構成されているため、第１電源部４２から供給する第１駆動電圧ＶＣにて動作する回路における消費電流が少ない。従って、この第１電源部４２における損失を抑えることができる。

上記直流電圧ＶＳは、第２電源部４３の抵抗Ｒ４を介してＰＮＰトランジスタＴ２のエミッタに供給される。トランジスタＴ２のベースは抵抗Ｒ５を介してＮＰＮトランジスタＴ３のコレクタに接続され、そのトランジスタＴ３のエミッタはグランドに接続されている。上記トランジスタＴ２のコレクタはツェナーダイオードＺＤ２のカソードに接続され、そのツェナーダイオードＺＤ２のアノードはグランドに接続されている。また、上記トランジスタＴ２のコレクタは平滑用のコンデンサＣ３に接続されるとともに、上記ダイオードＤ１のアノードに接続されている。

上記トランジスタＴ３のベースには抵抗Ｒ６を介してダイオードＤ１１，Ｄ１２のカソードが接続され、両ダイオードＤ１１，Ｄ１２のアノードはそれぞれ制御回路ブロック５１のＭＣＵ５２の出力端子ＰＯ１，ＰＯ２に接続されている。ＭＣＵ５２は、出力端子ＰＯ１から制御信号ＳＣ１を出力し、出力端子ＰＯ２から制御信号ＳＣ２を出力する。従って、トランジスタＴ３のベースに第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２とを論理和演算（ＯＲ）した信号が供給される。この第２電源部４３は、第１制御信号ＳＣ１又は第２制御信号ＳＣ２によりトランジスタＴ３がオンしている間、そのトランジスタＴ３に抵抗Ｒ５を介してベースが接続されたトランジスタＴ２が、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードにおける電圧に対して入力される直流電圧ＶＳによりスイッチングする。この構成により、第２電源部４３は、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧に対応する電圧であり、コンデンサＣ３により平滑化された直流の第２駆動電圧ＶＲを生成する。この第２駆動電圧ＶＲは、負荷制御回路ブロック６１に供給される。

第２電源部４３の抵抗Ｒ５は、オンしたトランジスタＴ３を介してトランジスタＴ２に十分なベース電流が流れるように定数設定されている。従って、トランジスタＴ２におけるコレクタ−エミッタ間の電圧降下が少なく、損失が少ない。

尚、第１電源部４２のトランジスタＴ１は、生成した第１駆動電圧ＶＣを供給する制御回路ブロック５１の消費電流に応じてオフする場合がある。この場合、第２電源部４３のコンデンサＣ３にアノードが接続されたダイオードＤ１を介して第２電源部４３の第２駆動電圧ＶＲが制御回路ブロック５１に供給されるため、制御回路ブロック５１の動作を継続させることができる。

制御回路ブロック５１のＭＣＵ５２には、第１電源部４２により生成された第１駆動電圧ＶＣ、又は第２電源部４３により生成された第２駆動電圧ＶＲが駆動電圧ＶＤとして供給される。ＭＣＵ５２の入力端子ＰＩ１，ＰＩ２は抵抗Ｒ１１，Ｒ１２によりプルアップされるとともに、切換スイッチＳＷ１の切換端子にそれぞれ接続されている。切換スイッチＳＷ１は上記の切換端子を含めて少なくとも３つの切換端子に切換接続される固定端子を有し、該固定端子はグランドに接続されている。従って、本実施形態では、切換スイッチＳＷ１を切り換えることにより、ＭＣＵ５２の入力端子ＰＩ１，ＰＩ２の端子電位が設定され、ＭＣＵ５２はそれら端子ＰＩ１，ＰＩ２の端子電位に基づいて設定された形式を判断する。つまり、本実施形態では、設定する形式に応じて切換スイッチＳＷ１を切り換えるだけでよく、形式に応じて抵抗等を接続する手間がかからない。

また、ＭＣＵ５２の入力端子ＰＩ３は駆動電圧ＶＤが供給される光センサ５３に接続されている。その光センサ５３には並列に抵抗Ｒ１３が接続されるとともに、光センサ５３と抵抗Ｒ１３との接続点が抵抗Ｒ１４を介してグランドに接続されている。光センサ５３は、光を電気信号に変化するフォトダイオードやフォトトランジスタなどからなり、入射光量に応じた電流が流れる。従って、光センサ５３及び抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４との接続点の電位が入射光量に応じて変化する。ＭＣＵ５２は、入力端子ＰＩ３から入力される電圧をＡ／Ｄ変換し、その変換後の値を光センサ５３における入射光量とする。

ＭＣＵ５２の不揮発性メモリ５２ａには、各形式に対応する動作制御プログラム及び動作照度設定値が記憶されている。ＭＣＵ５２は、その制御プログラムを実行し、入射光量と動作照度設定値とに基づいて、制御信号ＳＣ１を出力端子ＰＯ１から出力とともに、制御信号ＳＣ２を出力端子ＰＯ２から出力する。第１制御信号ＳＣ１は第２電源部４３と負荷制御回路ブロック６１に供給され、第２制御信号ＳＣ２はダイオードＤ２１を介して第２電源部４３と負荷制御回路ブロック６１に供給される。

第１制御信号ＳＣ１は、負荷制御回路ブロック６１の電子開閉部（第１開閉部）６３を構成する抵抗Ｒ２１を介してＮＰＮトランジスタＴ１２のベースに供給される。トランジスタＴ１２のエミッタはグランドに接続され、トランジスタＴ１１のコレクタは抵抗Ｒ２３を介して発光ダイオードＰＤのカソードに接続され、発光ダイオードＰＤのアノードには第２駆動電圧ＶＲが供給されている。従って、制御信号ＳＣ１によりトランジスタＴ１２がオンすると、第２駆動電圧ＶＲにより発光ダイオードＰＤが発光し、トランジスタＴ１２がオフすると発光ダイオードＰＤの発光が停止される。

電子開閉部６３には、発光ダイオードＰＤから発せられる光をトリガとしてオンするフォトトライアックＰＴが設けられている。フォトトライアックＰＴの第１端子は端子Ｘ１２に接続され、フォトトライアックＰＴの第２端子は抵抗Ｒ２４を介して半導体スイッチとしてのトライアック（３端子双方向サイリスタ）ＴＲのゲートに接続されている。そのトライアックＴＲは、端子Ｘ１２，Ｘ１３間に接続されている。これらの端子Ｘ１２，Ｘ１３間には、機械式スイッチとしてのリレー６２の接点６２ｂが接続されている。端子Ｘ１２，Ｘ１３間、即ち交流電源ＡＣと負荷Ｌとの間には、半導体スイッチ素子であるトライアックＴＲと後述する機械的接点であるリレー６２の接点６２ｂからなる並列回路が接続されている。

フォトトライアックＰＴは発光ダイオードＰＤから発せられる光によってオンし、フォトトライアックＰＴを介して交流電源ＡＣからトライアックＴＲにゲート電流が流れる。これにより、トライアックＴＲがオンし、負荷Ｌに交流電源ＡＣから電流が供給され、該負荷Ｌが点灯する。

制御信号ＳＣ１によりトランジスタＴ１２がオフすると、発光ダイオードＰＤの発光が停止し、フォトトライアックＰＴがオフ状態となる。すると、トライアックＴＲにゲート電流が流れなくなり、トライアックＴＲがオフする。これにより、負荷Ｌに対する交流電源ＡＣからの電流供給が停止さあれ、負荷Ｌが消灯する。

第２制御信号ＳＣ２は、ダイオードＤ２１と負荷制御回路ブロック６１の抵抗Ｒ２１を介してＮＰＮトランジスタＴ１１のベースに供給される。そのトランジスタＴ１１のコレクタはリレー６２のコイル６２ａに接続され、トランジスタＴ１１のエミッタはグランドに接続されている。リレー６２のコイル６２ａには第２駆動電圧ＶＲが供給されている。リレー６２の接点６２ｂは端子Ｘ１２，Ｘ１３間に接続されている。従って、リレー６２の接点６２ｂは、制御信号ＳＣ２により開閉する。即ち、リレー６２及びトランジスタＴ１１は、制御信号ＳＣ２により開閉する機械式の接点６２ｂを有する第２開閉部を構成する。そして、接点６２ｂが閉路（オン）すると負荷Ｌに交流電源ＡＣから電流が供給されてその負荷Ｌが点灯し、接点６２ｂが開路（オフ）すると負荷Ｌに対する電流供給が停止されて負荷Ｌが消灯する。

即ち、制御信号ＳＣ１及び制御信号ＳＣ２が、第２電源部４３を制御するための制御信号としてＭＣＵ５２から出力されるとともに、負荷制御回路ブロック６１を制御するための制御信号として同ＭＣＵ５２から出力される。そして、並列接続されたリレー６２（接点６２ｂ）及びトライアックＴＲの少なくとも一方がオンすることにより負荷Ｌに交流電源ＡＣから電流が供給されてその負荷Ｌが点灯する。一方、リレー６２（接点６２ｂ）及びトライアックＴＲがともにオフすることにより負荷Ｌに対する電流供給が停止されて負荷Ｌが消灯する。

ダイオードＤ２１と抵抗Ｒ２１との間のノードには、温度検出手段としての温度検出回路７１が接続されている。ダイオードＤ２１のカソードは、第２電源部４３のダイオードＤ２１のアノードに接続されている。つまり、リレー６２を駆動するトランジスタＴ１１のベースには、ＭＣＵ５２と温度検出回路７１とが接続されている。また、第２電源部４３を作動／停止するためのトランジスタＴ３のベースには、ＭＣＵ５２と温度検出回路７１とが接続されている。

温度検出回路７１の温度検出素子７２の第１端子には、抵抗Ｒ３１を介して第１駆動電圧ＶＣが供給され、温度検出素子７２の第２端子はグランドに接続されている。温度検出素子７２と抵抗Ｒ３１との間のノードはＮＰＮトランジスタＴ３１のベースに接続されており、そのトランジスタＴ３１のコレクタには第１駆動電圧ＶＣが供給され、トランジスタＴ３１のエミッタはダイオードＤ２１と抵抗Ｒ２１との間のノードに接続されている。

温度検出素子７２は温度ヒューズであり、抵抗Ｒ３１を介して電流が流れる。このとき、温度検出素子７２に流れる電流は、従来例において温度ヒューズに流れる電流に比べて極めて少ない。従って、温度検出素子７２は、微弱な電流が流れるものを使用することができる。このような温度検出素子７２は、安価で小型であるから、自動点滅器３０の大型化が抑制される。

温度検出素子７２は、トライアックＴＲの表面又はトライアックＴＲの近傍に固定されている。従って、トライアックＴＲの温度が動作温度以上になると、温度検出素子７２が断線する。この温度検出素子７２が断線していないとき、トランジスタ３１はベース電流が流れないためオフしている。従って、リレー６２を駆動するトランジスタＴ１１には制御信号ＳＣ２が供給されるため、リレー６２の接点６２ｂは制御信号ＳＣ２に基づいてオンオフする。

温度検出素子７２が断線すると、トランジスタＴ３１は、そのベースに電流が供給されるためにオンする。このオンしたトランジスタＴ３１を介して第２駆動電圧ＶＣが、第２電源部４３を制御するためのトランジスタＴ３のベースに供給され、該トランジスタＴ３がオンする。つまり、トライアックＴＲの温度が動作温度を超えると温度検出素子７２が断線した場合には、ＭＣＵ５２から出力される第２制御信号ＳＣ２にかかわらずにトランジスタＴ３がオンし、第２電源部４３は第２駆動電圧ＶＲを生成する。この第２駆動電圧ＶＲはリレー６２に供給される。

また、オンしたトランジスタＴ３１を介して第２駆動電圧ＶＣが、リレー６２を駆動するトランジスタＴ１１のベースに供給され、該トランジスタＴ１１がオンする。つまり、トライアックＴＲの温度が動作温度を超えると温度検出素子７２が断線した場合には、ＭＣＵ５２から出力される第２制御信号ＳＣ２にかかわらずにトランジスタＴ１１がオンし、リレー６２の接点６２ｂがオンする。温度検出素子７２は断線しているから、リレー６２の接点６２ｂは、継続的にオンする。すると、交流電源ＡＣから負荷Ｌに供給される電流が、トライアックＴＲと接点６２ｂとに分流され、トライアックＴＲに流れる電流が減少する。このため、トライアックＴＲの発熱量が少なくなり、自然冷却によってトライアックＴＲの温度が低下する。これにより、回路ブロック４１，５１やリレー６２の損傷を防止することができる。

次に、ＭＣＵ５２の動作を説明する。
ＭＣＵ５２は、制御信号ＳＣ１と制御信号ＳＣ２とを出力するタイミングを設定している。先ず、負荷Ｌを点灯するときのタイミングについて説明する。図５に示すように、ＭＣＵ５２は、先ず、Ｈレベルの制御信号ＳＣ１を出力する。この制御信号ＳＣ１により第２電源部４３にて第２駆動電圧ＶＲが生成され、負荷制御回路ブロック６１の電子開閉部６３を構成するトライアックＴＲがオンする。これにより、負荷Ｌに交流電源ＡＣから電流が供給され、該負荷Ｌが点灯する。

次いで、ＭＣＵ５２は、Ｈレベルの制御信号ＳＣ１を出力してから所定の待機時間（例えば、数１０ｍｓ（ミリ秒））経過すると、Ｈレベルの制御信号ＳＣ２を出力する。この制御信号ＳＣ２により、負荷制御回路ブロック６１を構成するリレー６２の接点６２ｂがオンする。この時、負荷Ｌに対して交流電源ＡＣから電流が供給されており、オンしているトライアックＴＲに並列接続された接点６２ｂがオンするため、この接点６２ｂには大きな突入電流が流れない。このため、大きな突入電流に耐えうるリレーを使用する必要が無く、小型のリレーを使用することができるため、自動点滅器３０を小型化することができる。また、接点６２ｂにおけるアークの発生が防止され、アークの発生にともなう接点の溶着が防止される。

次いで、ＭＣＵ５２は、Ｌレベルの制御信号ＳＣ１を出力する。この制御信号ＳＣ２によりトライアックＴＲがオフする。この時、第２電源部４３のトランジスタＴ３は制御信号ＳＣ２によりオン状態を継続するため、第２駆動電圧ＶＲが継続的に生成される。また、リレー６２の接点６２ｂはオンしているため、負荷Ｌには交流電源ＡＣからの電流が継続して供給される。

そして、ＭＣＵ５２は、リレー６２の接点６２ｂをオンした後にトライアックＴＲをオフしている。このトライアックＴＲがオンしている期間は、長くても数１００ｍｓであるため、トライアックＴＲの発熱が抑えられ、熱容量の小さい小型のトライアックＴＲを使用することができる。また、発熱が抑えられるため、大きな放熱板を使用する必要が無い、または放熱板を省略することができる。従って、自動点滅器３０を小型化することができる。

次に、負荷Ｌを消灯する場合について説明する。
先ず、ＭＣＵ５２は、Ｈレベルの制御信号ＳＣ１を出力してトライアックＴＲをオンする。次いで、ＭＣＵ５２は、Ｌレベルの制御信号ＳＣ２を出力してリレー６２の接点６２ｂをオフする。この時、接点６２ｂに並列接続されたトライアックＴＲがオンしているため、負荷Ｌを点灯する場合と同様に、この接点６２ｂにおけるアークの発生が防止され、アークの発生にともなう接点の消耗が低減され、リレー６２の寿命が長くなる。

次いで、ＭＣＵ５２は、Ｌレベルの制御信号ＳＣ１を出力してトライアックＴＲをオフする。トライアックＴＲがオンしている期間は、負荷Ｌを点灯するときと同様であるため、トライアックＴＲの発熱が抑えられ、熱容量の小さい小型のトライアックＴＲを使用することができる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）交流電源ＡＣが接続された端子Ｘ１２と負荷Ｌが接続された端子Ｘ１３との間には、トライアックＴＲが接続され、そのトライアックＴＲにはリレー６２の接点６２ｂが並列に接続されている。ＭＣＵ５２は、トライアックＴＲとリレー６２の接点６２ｂをそれぞれオンオフ制御する。リレー６２を駆動するトランジスタＴ１１のベースは、ＭＣＵ５２と温度検出回路７１が接続されている。温度検出回路７１は、温度検出素子７２を備え、その温度ヒューズ７２が断線したときに、第１駆動電圧ＶＣをトランジスタＴ１１のベースに供給する。これにより、トランジスタＴ１１がオンし、リレー６２の接点６２ｂがオンする。その結果、異常によってトライアックＴＲが制御回路２１の動作にかかわらずオンした場合、リレー６２の接点６２ｂがオンする。この結果、トライアックＴＲに流れる電流量が少なくなり、トライアックＴＲの異常発熱を防ぐことができる。そして、温度検出回路７１の温度検出素子７２は、第１駆動電圧ＶＣにより電流が供給されて動作するため、トライアックＴＲの温度を検出する構成であればよく、微弱な電流により動作する温度検出素子７２を用いることができる。このような温度検出素子７２は、安価で小型であるから、自動点滅器３０の大型化を防ぐことができる。

（２）リレー６２を駆動するトランジスタＴ１１のベースは、ＭＣＵ５２に接続されるとともに、温度検出回路７１に接続されている。従って、トライアックＴＲの温度が異常温度になった場合には、ＭＣＵ５２の動作にかかわらず接点６２ｂがオンされ、トライアックＴＲの異常発熱を防止することができる。

（３）この実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、リレー６２の接点６２ｂをオンする過渡時にトライアックＴＲを短時間オンするようにした。その結果、リレー６２の接点６２ｂに対する突入電流を防止することができる。また、接点６２ｂにおけるアークの発生を防止し、アークの発生にともなう接点溶着を防止することができる。また、アークの発生にともなう端子の消耗が低減されるため、リレー６２の寿命を長くすることができる。そして、トライアックＴＲを短時間だけオンするようにしたため、トライアックＴＲの発熱が抑えられるため、熱容量の小さな小型のトライアックＴＲを使用することができ、自動点滅器３０の大型化を防ぐことができる。

（４）この実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、リレー６２の接点６２ｂをオフする過渡時にトライアックＴＲを短時間オンするようにした。その結果、リレー６２の接点６２ｂにおけるアークの発生を防止し、アークの発生にともなう端子の消耗が低減されるため、リレー６２の寿命を長くすることができる。そして、トライアックＴＲを短時間だけオンするようにしたため、トライアックＴＲの発熱が抑えられるため、熱容量の小さな小型のトライアックＴＲを使用することができ、自動点滅器３０の大型化を防ぐことができる。

尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第１の実施の形態において、制御回路２１はどのように構成されていてもよい。例えば、第２の実施の形態と同様に、マイクロコンピュータにより構成する、シーケンス回路により構成する、所定のロジック回路により構成する、等、様々な形態が考えられる。これらの回路により制御回路２１を構成することができることは当業者にとって周知である。

・上記各実施形態では、温度検出素子２３，７２として温度ヒューズを用いたが、それ以外の温度検出素子を用いても良い。例えば、サーミスタを用いることもできる。そのサーミスタを用いた温度検出回路の一例を図６に示す。この温度検出回路８１は、サーミスタ８２が抵抗Ｒ４１と直列に接続され、その接続点はコンパレータ（比較器）８３に接続されている。このコンパレータ８３の入力端子には、抵抗Ｒ４２，Ｒ４３からなる分圧回路が接続され、その分圧回路により設定された基準電圧が入力される。

サーミスタ８２はトライアックＴＲの表面又はトライアックＴＲの近傍に固定されており、トライアックＴＲの温度に応じた抵抗値となる。従って、サーミスタ８２と抵抗Ｒ４１により、その接続点にてトライアックＴＲの温度に応じた電圧を生成する。コンパレータ８３は、サーミスタ８２による電圧と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて、トライアックＴＲの温度が異常温度に達していない場合にはＬレベルの信号を、トライアックＴＲの温度が異常温度に達している場合にはＨレベルの信号を出力する。つまり、上記の基準電圧は、トライアックＴＲの異常温度に対応して設定されている。コンパレータ８３から出力される信号は、第２の実施形態と同様に、リレー６２を駆動するトランジスタＴ１１のベースに供給される。従って、この図６による構成でも、上記第２の実施の形態と同様に、リレー６２の接点６２ｂを制御することができる。

また、図７に示すように、サーミスタ８２をＭＣＵ５２に直接接続するようにしてもよい。ＭＣＵ５２の入力端子はサーミスタ８２と抵抗Ｒ４１との間のノードに接続されている。従って、ＭＣＵ５２は、サーミスタ８２による電圧を入力する。ＭＣＵ５２は、この入力された電圧をＡ／Ｄ変換し、その変換後のデジタル値をトライアックＴＲの温度として検出する。そして、ＭＣＵ５２は、検出した温度が異常温度であるか否かを判断し、その判断結果に基づき、トライアックＴＲの温度が異常温度に達している場合にはＨレベルの制御信号ＳＣ２を出力してトランジスタＴ１１をオンし、リレー６２の接点６２ｂをオンする。このように構成しても、上記実施の形態と同様に、トライアックＴＲの異常発熱を抑え、光電式自動点滅器の損傷を防止することができる。

（ａ）は自動点滅器の正面図、（ｂ）は自動点滅器の側面図。 第１の実施の形態の自動点滅器の回路図。 第１の実施の形態の自動点滅器の動作波形図。 第２の実施の形態の自動点滅器の回路図。 第２の実施の形態の自動点滅器の動作波形図。 別の温度検出部の説明図。 別の温度検出部の説明図。 従来の自動点滅器の回路図。 従来の自動点滅器の動作波形図。 従来の自動点滅器の動作波形図。

符号の説明

２１…制御回路、２２，５３…光センサ、２３，７２…温度検出素子、５２…ＭＣＵ、８２…サーミスタ、６２，ＲＹ…リレー、６２ｂ、ＲＣ…接点、ＴＲ…トライアック、ＡＣ…交流電源、Ｌ…負荷、Ｘ１〜Ｘ４，Ｘ１１〜Ｘ１３…端子、ＳＣ１，ＳＣ２…制御信号。

Claims (9)

1. ２つの端子間に接続された半導体スイッチと、
   前記半導体スイッチに並列接続された機械式スイッチと、
   前記機械式スイッチと前記半導体スイッチとに対してそれぞれオンオフ制御する制御手段と、
   前記２つの端子間とは異なる経路により供給される電流又は電圧により動作し、前記半導体スイッチの温度を検出する温度検出手段と、
   を備え、
   前記温度検出手段にて前記半導体スイッチの異常温度を検出した場合に前記機械式スイッチをオン制御する、
   ことを特徴とする開閉器。
2. 請求項１に記載の開閉器において、
   前記温度検出手段は前記制御手段から供給される電流又は電圧により動作し、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記半導体スイッチの異常温度を検出した場合に前記機械式スイッチをオン制御する、
   ことを特徴とする開閉器。
3. 請求項１に記載の開閉器において、
   前記機械式スイッチは、前記制御手段と前記温度検出手段とに接続され、前記制御手段から出力される制御信号に応答してオンオフするし、前記温度検出手段から出力される検出信号に基づいて前記半導体スイッチが異常温度のときにオンする、ことを特徴とする開閉器。
4. 請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の開閉器において、
   前記温度検出手段は所定の動作温度にて断線する温度ヒューズを備え、該動作温度は前記半導体スイッチの異常温度に対応して設定されてなり、前記温度ヒューズの断線により前記機械式スイッチをオン制御する、ことを特徴とする開閉器。
5. 請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の開閉器において、
   前記温度検出手段は、サーミスタと、該サーミスタの電圧と前記異常温度に対応して設定された基準電圧とを比較し、その比較結果に応じたレベルの信号を出力する比較器とを備え、
   前記機械式スイッチは、前記比較器から出力される信号に基づいて、前記半導体スイッチが異常温度であるときにオンする、ことを特徴とする開閉器。
6. 請求項１〜５のうちの何れか一項に記載の開閉器において、
   前記制御手段は、前記２つの端子間を閉路する場合に、前記半導体スイッチを閉路したのちに前記機械式スイッチを閉路する、ことを特徴とする開閉器。
7. 請求項６に記載の開閉器において、
   前記制御手段は、前記機械式スイッチを閉路した後に前記半導体スイッチを開路する、ことを特徴とする開閉器。
8. 請求項１〜７のうちの何れか一項に記載の開閉器において、
   前記制御手段は、前記２つの端子間を開路する場合に、前記半導体スイッチを閉路したのちに前記機械式スイッチを開路し、その後に前記半導体スイッチを開路する、ことを特徴とする開閉器。
9. 周囲照度を検出する照度検出手段と、
   負荷と外部電源とともに直列回路を構成する請求項１〜８のうちの何れか一項に記載の開閉器と、
   を備え、
   前記開閉器の制御手段は、動作照度と前記検出した周囲照度とを比較し、該比較結果に応じて負荷を点灯／消灯すべく前記機械式スイッチと前記半導体スイッチとをオンオフ制御する、ことを特徴とする光電式自動点滅器。

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