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

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 Download PDF

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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。
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