JP2010011630A - ロータリースイッチを有する機器の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリースイッチを備える機器の作動状態を遠隔から制御する装置を、機器の電源配線を改造することなく設置できる機器制御装置および機器制御方法を提供する。
【解決手段】手動で作動状態を切り替えるためのロータリースイッチ６６を備える機器２０の、作動状態を切り替える制御装置１であって、機器２０の作動状態を切り替える信号を受信する通信部２と、ロータリースイッチ６６を操作する軸を回転させて、機器２０の作動状態を切り替えうるモーター４１と、通信部２で機器２０を切り替える信号を受信したときに、モーター４１を作動させて機器２０の作動状態を切り替える制御部３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器の制御装置および制御方法に関する。より詳しくは、遠隔からの信号によって機器の作動状態を制御する機器制御装置および機器制御方法に関する。

省エネルギーや災害時の安全のために、電力線のコンセントに接続される機器の通電を遠隔からの制御信号によってオン・オフする屋内配線システムの技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、不在時の防災や省エネルギーを図ることができ、さらに部屋内の模様替えや用途の変更に対し柔軟に対応することができるコンセント配線構造の技術が記載されている。特許文献１の技術は、電源のラインをＬＣライン、ＬＮライン、ＬＳラインからなる２系統に分岐し、このうちＬＣラインとＬＮラインをノーマルコンセント接続部に結線する。また、ＬＣラインとＬＳラインをセキュリティコンセント接続部に結線する。そして、ＬＳラインの中の最上流位置にセキュリティ電源スイッチを介設する。

また、制御装置の取り付けが簡単に行なえるようにすることを目的に、コンセントの部分でオン・オフ制御するのでなく、例えば照明機器のソケット部分に取り付ける形状を特徴とする技術がある（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２には、照明の消し忘れの防止、人の異常状態、火災、不法侵入の通報が行え、かつ装置の取り付けを簡単に行うための技術が記載されている。特許文献２の技術は、自動モードが選択された場合には、人感知センサにより室内に人が存在するか否か判断する。扉感知センサの送光素子から出力された光はリフレクタで反射され、受光素子に入力される。扉が開かれると扉感知センサの受光素子に入力される光量が減り、出力電圧が低下する。この電圧を設定電圧値と比較し、設定電圧値未満になったとき扉が開かれたと判断する。そして、リレーをＯＮして電球を点灯する。
特開２０００−２３２７３４号公報 特開２００２−１００４８４号公報

しかしながら、特許文献１の技術においては、特許文献２で解決しようとする課題として挙げているように、制御装置の取り付け、工事が容易でないという問題があった。また、特許文献１の請求項１３に記載の、手動式スイッチを用いる場合においても、手動スイッチを備えた装置を別途設置する必要があるため、やはり工事が容易でないという問題があった。

一方、特許文献２の技術においては、制御装置を取り付けるために、例えば照明機器のソケット部分をいったん取り外してから制御装置を設置する必要があり、設置が困難という課題を解決するに至っていなかった。また、特許文献２の図８および図１０に示されているように、既存のスイッチとは別に制御のためのスイッチを設置しているため、制御装置を設置したのちの操作が機器本来のものと異なってしまうという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ロータリースイッチを備える機器の作動状態を遠隔から制御する装置を、機器の電源配線を改造することなく設置できる機器制御装置および機器制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る制御装置は、
手動で作動状態を切り替えるためのロータリースイッチを備える機器の、作動状態を切り替える制御装置であって、
前記機器の作動状態を切り替える信号を受信する受信手段と、
前記ロータリースイッチを操作する軸を回転させて、前記機器の作動状態を切り替えうる切替操作手段と、
前記受信手段で前記機器を切り替える信号を受信したときに、前記切替操作手段を作動させて前記機器の作動状態を切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る制御方法は、
手動で作動状態を切り替えるためのロータリースイッチを備える機器の、作動状態を切り替える制御方法であって、
前記機器の作動状態を切り替える信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記切り替える信号を受信したときに、前記ロータリースイッチを操作する軸を一方向または反対方向に回転させることによって、前記機器の作動状態を切り替えうる切替操作手段を作動させて、前記機器の作動状態を切り替える制御ステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明の制御装置および制御方法によれば、手動で作動状態を切り替えるロータリースイッチを備える機器であっても、電源配線を改造することなく、省エネや防災のための遠隔制御を実現できる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る機器制御システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の機器制御システムは、制御指示部３０と、制御装置１と、機器２０と、ロータリースイッチ（rotary switch）６６とから構成される。ロータリースイッチ６６は、機器２０の作動状態、例えば電源のオン・オフ、を手動で切り替えるためのスイッチである。作動状態には機器のオン・オフ、機器の動作モード、機器の動作段階などを含む。例えば、空調機の冷房、ドライまたは暖房などの動作モードと設定温度、照明の複数の発光ランプのうち発光するランプの組み合わせ、などである。動作段階が連続的な場合もある。

制御指示部３０は、無線等により機器２０の作動状態を切り替えるための信号を、制御装置１に送信する。制御指示部３０と制御装置１との間の通信は、小電力無線、無線ＬＡＮなどの電波による通信、赤外線などによる通信、または、電力線搬送などによる通信を用いることができる。

制御装置１は、制御指示部３０から機器２０の作動状態を切り替える信号を受信して、その信号に従って機器２０のロータリースイッチ６６を切り替える。制御装置１は、例えば、通信部２、制御部３、モーター４１、ベルト５６、回転盤５７、電源８、カバー９、調節部１０、記憶部１１および固定部１２を備える。

図１の例では、ロータリースイッチ６６の軸を回転するアクチュエータとして、モーター４１を備える場合を示す。モーター４１は、ベルト５６および回転盤５７を介して、ロータリースイッチ６６の軸を回転させる。

通信部２は、制御指示部３０から機器２０の作動状態を切り替える信号を受信する。制御部３は、通信部２で受信した信号に従ってモーター４１を駆動させる。モーター４１は、ベルト５６を回転させる。ベルト５６は、回転盤５７を回転させる。回転盤５７は、ロータリースイッチ６６の操作部である軸に固定されていて、軸を回転操作して、ロータリースイッチ６６を、例えば、オンまたはオフに切り替える。固定部１２は、ベルト５６および回転盤５７を回転してロータリースイッチ６６を切り替えるときに、ロータリースイッチ６６に対して、制御装置１が動かないように固定する。

調節部１０は、モーター４１の動作範囲をロータリースイッチ６６の軸の作動回転角度に合わせて調整する。この場合、ロータリースイッチ６６の回転する角度範囲に適合するように、ベルト５６の回転する範囲を調節する。すなわち、モーター４１の動作する角度範囲を調節する。記憶部１１は、ロータリースイッチ６６が切り替わる角度範囲のデータを保持する。機器２０の動作段階が連続的な場合は、モーター４１の角度位置（ロータリースイッチ６６の軸の角度）と動作段階との対応表、またはそれらの間の関係を表す式でデータを保持してもよい。

電源８は、通信部２、制御部３、モーター４１、調節部１０、記憶部１１の各部へ、作動するための電力を供給する。カバー９は、通信部２、制御部３、モーター４１、電源８、調節部１０および記憶部１１を被っている。

図２は、実施の形態１に係る制御装置１の構造の一例を示す模式図である。図２の（ａ）は、ロータリースイッチ６６の平面図、（ｂ）は側面図である。図２では、理解を容易にするために、カバー９を一点鎖線で表して、内部が見えるように描いている。通信部２、制御部３、モーター４１、調節部１０、記憶部１１および電源８は、カバー９に被われている。図３は、図２の制御装置１の斜視図である。図３は、カバー９をはずした状態を示す。

モーター４１の軸にベルト５６がかかっていて、モーター４１はベルト５６を回転させる。ベルト５６は、回転盤５７に巻き付いていて、ベルト５６が回転すると、それにつれて回転盤５７が回転する。回転盤５７は軸７６に固定されていて、回転盤５７の回転によって、ロータリースイッチ６６が切り替わる。

ユーザは、手動でロータリースイッチ６６のオン・オフ操作をする場合に、回転盤５７ごとロータリースイッチ６６の軸７６を回転させることで、制御装置１を設置する前と同様にロータリースイッチ６６の切替操作を行なうことができる。

なお、調節部１０は、自動的にモーター４１を動作させ、スイッチの入切ができる回転量を得るまで動作し、その結果を記憶部１１に保持する。または、手動にてモーター４１を動作させ、スイッチの入切に適当な回転量をパラメータとして保持するような構成でもよい。ストロークを保持したのちは、記憶部１１の保持する動作量に応じて、モーター４１を動作させる。

図４は、実施の形態１に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御指示部３０は、ユーザからのオン・オフ指示、または、人感センサによりユーザの不在時に照明をオフにするなどの機能を有するホームオートメーションシステムからのオン・オフ指示を受け取ると（ステップＳ１０１）、無線等の手段により、通信部２へオン・オフ指示を送信する（ステップＳ１０２）。

通信部２は、オン・オフ指示を受信すると、制御部３へオンかオフかどちらかの指示を送信する（ステップＳ１０３）。制御部３は、モーター４１に対して、オン・オフ動作を指示する（ステップＳ１０４）。モーター４１は、オン・オフ動作として、あらかじめ設定されている方向へ回転し、回転動力を、ベルト５６へ伝達する（ステップＳ１０５）。

ベルト５６は、モーター４１から伝達された回転動力によって回転し、回転盤５７を回転させる（ステップＳ１０６）。回転盤５７はロータリースイッチ６６の軸７６に固定されているので、軸７６をオンまたはオフの方向へ回転させる（ステップＳ１０７）。その結果、ロータリースイッチ６６が切り替わる（ステップＳ１０８）。

モーター４１の回転の角度を、ロータリースイッチ６６の軸７６の回転角度に応じて調整する場合の動作について説明する。まず、回転角度を決定するのはモーター４１の回転動作の量によるため、この回転量の調整を行なうこととなる。

調節部１０は、自動的に左右にモーターを回転させ、スイッチの入切ができる回転量を得るまで回転し、その結果を記憶部１１に保持する。例えば、モーター４１の電流が急激に大きくなる角度を動作範囲として決定することができる。または、手動にてモーターを回転させ、スイッチの入切に適当な軸７６の回転角度を実現する回転量をパラメータとして保持するような構成でもよい。

調節部１０でモーター４１の回転角度を決定したのちは、ステップＳ１０５のモーター４１を操作する段階で、記憶部１１の保持する回転量に応じてモーター４１を回転させる。モーター４１の操作量を調節することによって、例えば、ロータリースイッチ６６が、「弱」、「切」、「強」のように３点以上の停止位置を有するような場合に、それぞれの停止位置に制御することが可能になる。

以上説明したように実施の形態１の制御装置により、工事不要で省エネや防災のためのロータリースイッチの遠隔制御を実現し、さらに、制御装置を設置した状態でも従来のユーザによるロータリースイッチを切り替える動作を妨げることのない機器制御が可能となる。

なお、軸７６を操作する機構は、図２および図３に示す構造に限らない。例えば、モーター４１から歯車などによって回転を伝達する構造も可能である。その場合ユーザは、軸に固定された歯車、またはその延長の部分を操作して、ロータリースイッチ６６を切り替えることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る機器制御システムの構成例を示すブロック図である。図６は、実施の形態２に係る制御装置１の構造例を示す模式図である。実施の形態２では、モーター４１、ベルト５６および回転盤５７に代えて、左シリンダ４５、右シリンダ４６および摩擦板５８を備える。

図６に示すように、軸７６に接して往復動作する摩擦板５８を用いることができる。図６の例では、摩擦板５８を往復動作させるために、左シリンダ４５および右シリンダ４６を備える。

左シリンダ４５および右シリンダ４６は、電動シリンダであって、例えば、ねじとナットのような螺旋を組み合わせて、一方を回転させて、他方を直線運動させる構造を用いることができる。電動シリンダとして、ラックとピニオンを用いて、ピニオンをモーターで駆動する構成を用いることもできる。アクチュエータとして、ソレノイドを用いることも可能である。

左シリンダ４５および右シリンダ４６の一端は、固定部１２でロータリースイッチ６６の本体に対して固定されている（図示せず）。左シリンダ４５および右シリンダ４６の他端は摩擦板５８に当接している。制御部３は、受信した信号に従って、左シリンダ４５または右シリンダ４６を駆動する。左シリンダ４５は、摩擦板５８を図６の右方向にスライドさせる。右シリンダ４６は、摩擦板５８を図６の左方向にスライドさせる。

例えば、ロータリースイッチ６６は、図６において、時計回りに回転するとオンになり、反時計回りに回転するとオフになるものとする。右シリンダ４６が摩擦板５８を左方向に押すと、摩擦板５８は接しているロータリースイッチ６６の軸７６を、摩擦力により時計回りに回転させる。その結果、ロータリースイッチ６６はオンになる。

左シリンダ４５が摩擦板５８を右方向に押すと、摩擦板５８は、接しているロータリースイッチ６６の軸７６を、摩擦力により反時計回りに回転させる。その結果、ロータリースイッチ６６はオフになる。

ユーザが手動でロータリースイッチ７をオン・オフ操作する場合は、ロータリースイッチ６６は摩擦板５８と接している部分以外は手に触れることができるため、手動操作を妨げることがない。

なお、摩擦板５８の代わりに、軸７６に固定された歯車とそれにかみ合うラックを用いてもよい。その場合、ラックを移動させる手段として、シリンダを用いることができる。さらに、シリンダとしてラックとピニオンの構成にして、ラックを軸７６の歯車にかみ合うものと一体に構成することもできる。

図７は、実施の形態２に係る制御装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図６において、ロータリースイッチ６６は、時計回りに回転するとオンになり、反時計回りに回転するとオフになる構成を例として説明する。ステップＳ１０１ないしステップＳ１０３の動作は実施の形態１と同様である。

通信部２は、オンまたはオフの指示を受信すると、制御部３へオンかオフかどちらかの指示を送信する（ステップＳ１０３）。制御部３はオンの指示の場合（ステップＳ２０１；オン）、制御部３は右シリンダ４６に対し、押下動作を指示する（ステップＳ２０２）。右シリンダ４６は、摩擦板５８を左方向へ押す（ステップＳ２０３）。摩擦板５８は、右シリンダ４６の圧力によって左方向に移動し、ロータリースイッチ６６を時計回りに回転させる（ステップＳ２０４）。その結果、ロータリースイッチ６６はオン動作を行なう（ステップＳ２０５）。

一方、オフの指示の場合は（ステップＳ２０１；オフ）、制御部３は、左シリンダ４５に対し、押下動作を指示する（ステップＳ２０６）。左シリンダ４５は、摩擦板５８を右方向へ押す（ステップＳ２０７）。摩擦板５８は、左シリンダ４５の圧力によって右方向に移動し、ロータリースイッチ６６を反時計回りに回転させる（ステップＳ２０８）。その結果、スライドスイッチ６４はオフ動作を行なう（ステップＳ２０９）。

ユーザが手動でロータリースイッチ７をオン・オフ操作する場合は、ロータリースイッチ６６は摩擦板５８と接している部分以外は手に触れることができるため、手動操作を妨げることがない。

また、調節部１０は、自動的に左シリンダ４５または右シリンダ４６を動作させ、ロータリースイッチ６６の切替ができる移動量を得るまで動作し、その結果を記憶部１１に保持する。または、手動にて左シリンダ４５または右シリンダ４６を動作させ、ロータリースイッチ６６の切替動作に適当なストロークをパラメータとして保持するような構成でもよい。ストロークデータを保持したのちは、記憶部１１の保持する動作量に応じて左シリンダ４５または右シリンダ４６を動作させる。

なお、例えば、アクチュエータとしてソレノイドを備える場合には、通電する時間を限定できれば、ストロークを調節する必要がないので、調節部１０および記憶部１１は無くてもかまわない。なお、リミットスイッチで動作範囲を制限する場合は、リミットスイッチを調節部１０および記憶部１１と考えることができる。

以上説明したように実施の形態２の制御装置により、機器２０の作動状態を手動で切り替えるスイッチがロータリースイッチ６６の場合に、工事不要で省エネや防災のためのスイッチの遠隔制御を実現し、さらに、制御装置を設置した状態でも従来のユーザによるロータリースイッチを切り替える動作を妨げることのない機器制御が可能となる。

本発明の第一の効果は、工事不要で省エネや防災のためのロータリースイッチの遠隔制御ができる点である。その理由は、既存のロータリースイッチの近傍に設置可能な形状の制御装置を備え、無線信号に従って切替動作可能なモーター、ベルトおよび回転盤、またはシリンダーおよび摩擦板を備えているからである。

本発明の第二の効果は、機器２０を手動で切り替えるロータリースイッチの本来の操作と同様に、制御装置の上から、ロータリースイッチの操作部を手動で操作することが可能な点である。その理由は、既存のロータリースイッチに覆いかぶさる形状の回転盤を備え、回転盤ごと手動で回転させることができるからであり、あるいは、ロータリースイッチに接する部分が摩擦板のみで、軸７６の操作を妨げないよう空間的余裕を有した形状であるため、制御装置を設置した場合でもロータリースイッチの本来の操作の通り、ユーザによるロータリースイッチの切替動作を行なえるからである。

その他、本発明の好適な変形として、以下の構成が含まれる。

本発明の第１の観点に係る機器制御装置について、
好ましくは、前記切替操作手段は、
前記ロータリースイッチの軸に係合する操作部材と、
前記軸を一方向および反対方向に回転させる方向に、前記操作部材を動かすアクチュエータと、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記操作部材は、前記ロータリースイッチの軸に固定された回転部材を含み、
前記アクチュエータは、モータと、前記モータの回転を前記回転部材に伝達する部材を備える、
ことを特徴とする。

または、前記操作部材は、前記ロータリスイッチの軸または該軸に固定された部材に係合して、該軸をころがり回転させる板部材を含み、
前記アクチュエータは、前記板部材を前記軸の回転中心にほぼ直交する方向に移動させる往復動手段を備えてもよい。

好ましくはさらに、前記板部材は、前記板部材と前記軸または該軸に固定された部材との摩擦により、前記軸をころがり回転動作させることを特徴とする。

好ましくは、前記切替操作手段を被うカバーの内側に前記受信手段、前記切替操作手段および前記制御手段の動作に必要な電力を供給する電源を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記ロータリースイッチを操作するための、前記切替操作手段の動作範囲を設定する調節手段と、
前記調節手段で設定した動作範囲を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記切替操作手段を、前記ロータリースイッチにとりつけた状態で、前記ロータリースイッチを手動で操作可能であることを特徴とする。

好ましくは、前記受信手段は、前記機器を含む機器の作動を制御するコントローラから、前記機器の作動状態を切り替える信号を受信することを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る機器制御方法について、
好ましくは、前記ロータリースイッチを操作するための、前記切替操作手段の動作範囲を設定する調節ステップと、
前記調節ステップで設定した動作範囲を記憶する記憶ステップと、
を備え、
前記制御ステップは、前記記憶ステップで記憶した、前記設定した動作範囲を参照して、前記ロータリースイッチを操作するための動作範囲で、前記切替操作手段を作動させる、
ことを特徴とする。

好ましくは、前記受信ステップは、前記機器を含む機器の作動を制御するコントローラから、前記機器の作動状態を切り替える信号を受信することを特徴とする。

その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更及び修正が可能である。

本発明の実施の形態１に係る機器制御システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る制御装置の構造の一例を示す模式図である。 図２の制御装置の斜視図である。 実施の形態１に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る機器制御システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る制御装置の構造例を示す模式図である。 実施の形態２に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御装置
２ 通信部
３ 制御部
８ 電源
９ カバー
１０ 調節部
１１ 記憶部
１２ 固定部
２０ 機器
３０ 制御指示部
４１ モータ
４５ 左シリンダ
４６ 右シリンダ
５６ ベルト
５７ 回転盤
５８ 摩擦板
６６ ロータリースイッチ
７６ 軸

Claims (12)

1. 手動で作動状態を切り替えるためのロータリースイッチを備える機器の、作動状態を切り替える制御装置であって、
   前記機器の作動状態を切り替える信号を受信する受信手段と、
   前記ロータリースイッチを操作する軸を回転させて、前記機器の作動状態を切り替えうる切替操作手段と、
   前記受信手段で前記機器を切り替える信号を受信したときに、前記切替操作手段を作動させて前記機器の作動状態を切り替える制御手段と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記切替操作手段は、
   前記ロータリースイッチの軸に係合する操作部材と、
   前記軸を一方向および反対方向に回転させる方向に、前記操作部材を動かすアクチュエータと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記操作部材は、前記ロータリースイッチの軸に固定された回転部材を含み、
   前記アクチュエータは、モータと、前記モータの回転を前記回転部材に伝達する部材を備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記操作部材は、前記ロータリスイッチの軸または該軸に固定された部材に係合して、該軸をころがり回転させる板部材を含み、
   前記アクチュエータは、前記板部材を前記軸の回転中心にほぼ直交する方向に移動させる往復動手段を備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
5. 前記板部材は、前記板部材と前記軸または該軸に固定された部材との摩擦により、前記軸をころがり回転動作させることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記切替操作手段を被うカバーの内側に前記受信手段、前記切替操作手段および前記制御手段の動作に必要な電力を供給する電源を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記ロータリースイッチを操作するための、前記切替操作手段の動作範囲を設定する調節手段と、
   前記調節手段で設定した動作範囲を記憶する記憶手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記切替操作手段を、前記ロータリースイッチにとりつけた状態で、前記ロータリースイッチを手動で操作可能であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記受信手段は、前記機器を含む機器の作動を制御するコントローラから、前記機器の作動状態を切り替える信号を受信することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 手動で作動状態を切り替えるためのロータリースイッチを備える機器の、作動状態を切り替える制御方法であって、
    前記機器の作動状態を切り替える信号を受信する受信ステップと、
    前記受信ステップで前記切り替える信号を受信したときに、前記ロータリースイッチを操作する軸を一方向または反対方向に回転させることによって、前記機器の作動状態を切り替えうる切替操作手段を作動させて、前記機器の作動状態を切り替える制御ステップと、
    を備えることを特徴とする制御方法。
11. 前記ロータリースイッチを操作するための、前記切替操作手段の動作範囲を設定する調節ステップと、
    前記調節ステップで設定した動作範囲を記憶する記憶ステップと、
    を備え、
    前記制御ステップは、前記記憶ステップで記憶した、前記設定した動作範囲を参照して、前記ロータリースイッチを操作するための動作範囲で、前記切替操作手段を作動させる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
12. 前記受信ステップは、前記機器を含む機器の作動を制御するコントローラから、前記機器の作動状態を切り替える信号を受信することを特徴とする請求項１０または１１に記載の制御方法。

Images