JP2010211994A

JP2010211994A - 人感センサリレー制御システム

Info

Publication number: JP2010211994A
Application number: JP2009054895A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yamamoto; 圭一山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】個々の接点を各々制御することができる人感センサリレー制御システムを提供する。
【解決手段】制御部１０３は、入力部１０２で受信された人感センサからの検知信号により所定エリアにおける人体の存在が示された場合、まず、出力部１０４を介して接点Ａ駆動部１０７にリレー１１０の接点Ａを閉じるように指令する。即ち、制御部１０３は、人体が検知されたことが通知されると接点Ａを閉制御する。次に、制御部１０３は、設定部１０１に記憶された接点遅延時間が経過した後に、出力部１０４を介して接点Ｂ駆動部１０８にリレー１１０の接点Ｂを閉じるように指令する。即ち、制御部１０３は、接点Ａを閉制御してから接点遅延時間が経過すると接点Ｂを閉制御する。これにより、制御部１０３は、点灯回路１０９に接続された照明負荷１１２を点灯させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、人感センサリレー制御システムに関するものである。

リレーの開閉時のアークにより接点溶着や接点消耗等が促進され、その電気的寿命は１０万回から１００万回程度しか得られないのが現状である。この課題を解決する為に接点材料の技術が進み様々な接点材料が生み出されてきた。また、安価なリレーを製造する為に、耐溶着性、耐磨耗性に優れた接点材料と安価で加工し易い接点材料を並列に構成し、接点の開閉のタイミングを（０．１ｍｓ以上）機械的にずらして先に耐溶着性、耐磨耗性に優れた接点を動作させ、その後、耐溶着性、耐摩耗性が劣る接点を動作させ接点の溶着、消耗を低減させ寿命を延ばす機構をもったリレーが登場している（例えば、特許文献１〜８参照）。

特開平１０−６９８２８号公報特開平１１−２１９６４５号公報特開平１１−２３８４４１号公報特開平１１−２３８４４２号公報特開２００７−８７８２８号公報特開２００７−１０９４６０号公報特開２００７−３１７８５０号公報特開２００８−１２３７１９号公報

従来技術では、個々の接点の動作は機械的な構造で行われている為、個々に接点を自由なタイミングで開閉することが不可能であり、突入電流が収束していない状態で耐溶着性、耐磨耗性に劣る接点側が開閉されてしまうという課題がある。

本発明は、例えば、個々の接点を各々制御することができる人感センサリレー制御システムを提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係る人感センサリレー制御システムは、
互いに並列に接続された第１接点と前記第１接点より耐溶着性及び耐摩耗性の優れた第２接点とを有するリレーを具備し、電源と照明負荷とが接続された点灯回路であって、前記電源と前記照明負荷との間に前記リレーを接続し、前記リレーの第１接点と前記リレーの第２接点とが閉制御されて前記電源と前記照明負荷との間が通電されると前記照明負荷が前記電源により給電されて点灯する点灯回路と、
前記リレーの第２接点を閉制御してから前記リレーの第１接点を閉制御するまでの時間を接点遅延時間として記憶装置により記憶する設定部と、
所定エリアにおける人体の在否を検知する人感センサから、当該検知結果を示す検知信号を受信する入力部と、
前記入力部で受信された検知信号により前記所定エリアにおける人体の存在が示された場合、前記リレーの第２接点を閉制御してから、前記設定部に記憶された接点遅延時間が経過した後に、前記リレーの第１接点を閉制御することで、前記点灯回路に接続された照明負荷を点灯させる制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の一の態様によれば、負荷の突入電流波と継続時間に応じて個々の特徴を生かした接点の制御が行える人感センサリレー制御システムを提供することが可能となる。

実施の形態１に係る人感センサリレー制御システムの構成を示すブロック図及びリレーの構成例を示す回路図である。実施の形態１に係るリレーの接点の開閉タイミングを示す図及びリレーの動作例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

実施の形態１．
図１（ａ）は、本実施の形態に係る人感センサリレー制御システム１００の構成を示すブロック図である。

図１（ａ）において、人感センサリレー制御システム１００は、設定部１０１、入力部１０２、制御部１０３、出力部１０４、表示部１０５、電源部１０６、接点Ａ駆動部１０７、接点Ｂ駆動部１０８、点灯回路１０９を備えている。点灯回路１０９はリレー１１０を具備しており、点灯回路１０９には電源１１１及び照明負荷１１２が接続されている。

リレー１１０は、互いに並列に接続された接点Ａ（第２接点の例）と接点Ｂ（第１接点の例）とを有している。接点Ａは、接点Ｂより耐溶着性及び耐摩耗性の優れた接点であるとする。点灯回路１０９にて、リレー１１０は電源１１１と照明負荷１１２との間に接続されている。リレー１１０の接点Ａとリレー１１０の接点Ｂとが閉制御されて電源１１１と照明負荷１１２との間が通電されると照明負荷１１２が電源１１１により給電されて点灯する。

設定部１０１は、メモリ等の記憶装置を具備しており、リレー１１０の接点Ａを閉制御してからリレー１１０の接点Ｂを閉制御するまでの時間を接点遅延時間（動作遅延時間）として記憶装置により記憶する。本実施の形態では、記憶装置に接点遅延時間の設定範囲が記憶されており、接点遅延時間を具体的にどれくらいの時間に設定するかはロータリスイッチ、ディップスイッチ等のスイッチで決められるものとする。例えば、スイッチのポジションが１〜５のときは０．１秒〜０．５秒（０．１秒刻み）、６〜１５のときは１秒〜１０秒（１秒刻み）、１６〜２０のときは１分〜５分（１分刻み）に設定する。

入力部１０２は、人感センサ、照度センサ等のセンサと接続されており、センサから検知信号を受信する。人感センサは所定エリアにおける人体の在否を検知する。照度センサは所定エリアの明るさを検知する。検知信号は、センサにおける検知結果を示す信号である。例えば、人感センサからの検知信号は、周囲の人体の在／不在を示す。また、例えば、照度センサからの検知信号は、周囲の明るさを示す。

制御部１０３は、マイクロコンピュータを具備しており、入力部１０２からの情報を基に出力部１０４に対してマイクロコンピュータにより制御を行う。具体的には、制御部１０３は、入力部１０２で受信された人感センサからの検知信号により上記所定エリアにおける人体の存在が示された場合（あるいは、さらに入力部１０２で受信された照度センサからの検知信号により上記所定エリアにおける明るさが所定レベル未満であることが示された場合）、まず、出力部１０４を介して接点Ａ駆動部１０７にリレー１１０の接点Ａを閉じるように指令する。即ち、制御部１０３は、人体が検知されたこと（あるいは、人体が検知され、かつ、明るさが一定未満であること）が通知されると接点Ａを閉制御する。次に、制御部１０３は、設定部１０１に記憶された接点遅延時間が経過した後に、出力部１０４を介して接点Ｂ駆動部１０８にリレー１１０の接点Ｂを閉じるように指令する。即ち、制御部１０３は、接点Ａを閉制御してから接点遅延時間が経過すると接点Ｂを閉制御する。これにより、制御部１０３は、点灯回路１０９に接続された照明負荷１１２を点灯させる。

表示部１０５は、複数のＬＥＤ等からなるもので、例えば、通電ランプ（通電中は点灯）、人感センサ状態表示ランプ（人体の在検知時は点灯、不在検知時は消灯）を有する。

電源部１０６は、各部に必要な電力を供給する。

図１（ｂ）は、リレー１１０の構成例を示す回路図である。図１（ｃ）は、リレー１１０の他の構成例を示す回路図である。

図１（ｂ）において、リレー１１０は、接点Ａ及び接点Ｂのほか、接点Ａを開閉する操作コイルＡ及び接点Ｂを開閉する操作コイルＢとしてシングル型のコイルを有している。操作コイルＡは、接点Ａ駆動部１０７によって通電されると接点Ａを閉じる。同様に、操作コイルＢは、接点Ｂ駆動部１０８によって通電されると接点Ｂを閉じる。

一方、図１（ｃ）において、リレー１１０は、接点Ａ及び接点Ｂのほか、接点Ａを開閉する操作コイルＡ及び接点Ｂを開閉する操作コイルＢとして２巻き型のコイルを有している。操作コイルＡのセットコイルは、接点Ａ駆動部１０７によって通電されると接点Ａを閉じる。操作コイルＡのリセットコイルは、接点Ａ駆動部１０７によって通電されると接点Ａを開く。同様に、操作コイルＢのセットコイルは、接点Ｂ駆動部１０８によって通電されると接点Ｂを閉じる。操作コイルＢのリセットコイルは、接点Ｂ駆動部１０８によって通電されると接点Ｂを開く。

接点Ａの材料としては、例えばタングステン（Ｗ）が用いられる。その特徴としては、硬度・融点が高く耐アーク性に優れていること、接触抵抗が比較的高いこと等が挙げられる。これに対し、接点Ｂの材料としては、例えば金（Ａｕ）フラッシュ銀（Ａｇ）合金が用いられる。その特徴としては、導電率・熱伝導率が金属中最大であること、接触抵抗が比較的低いこと、安価で加工しやすいこと等が挙げられる。

図２（ａ）は、リレー１１０の接点Ａ及び接点Ｂの開閉タイミングを示す図である。

図２（ａ）において、上の図は電流値と時間との関係を示すグラフであり、下の図は当該グラフに対応するリレー１１０のコイル（操作コイル）の通電状態及び接点の開閉状態を示すタイミングチャートである。まず、制御部１０３からの指令により接点Ａ駆動部１０７がコイルＡを通電（信号を入力）すると、接点Ａが閉じる。次に、設定部１０１に記憶された接点遅延時間が経過した後、制御部１０３からの指令により接点Ｂ駆動部１０８がコイルＢを通電（信号を入力）すると、接点Ｂが閉じる。接点遅延時間は、突入電流が定格電流（定常電流）に収束するまでの時間（収束時間）以上に設定される。

点灯回路１０９（他の種類の負荷が接続された回路であってもよい）に接続される照明負荷１１２（他の種類の負荷であってもよい）の種類によっては、突入電流の発生から定格電流値に収束する時間が異なる。負荷の突入電流と収束時間との関係は、負荷の種類によって区々である。例えば、負荷が白熱灯であれば収束時間はおよそ０．３秒、蛍光灯であればおよそ１０秒、水銀灯であればおよそ５分、モータ負荷（換気扇等）であればおよそ０．５秒となる。よって、接点遅延時間を負荷の種類に応じた収束時間と同じか、あるいは、それ以上に設定することが望ましい。本実施の形態では、このように予め接点遅延時間を設定し、各コイルに与える信号を制御することにより、各接点を任意のタイミングで制御（開閉）することが可能となる。つまり、本実施の形態では、設定された接点遅延時間に応じて任意のタイミングでコイルに磁束を生じさせ、個々の接点を開閉することができる。接点の構成は２極以上であり、接点は並列に接続されている。各接点用の入力信号に応じてコイルに磁束を生じさせ、個々に接点を開閉させる。各々の接点材料は、耐摩耗性、耐溶着性に優れた材料と、安価に加工しやすい材料とのいずれかであり、それぞれの材料で構成された接点が少なくとも１つずつ含まれる。

図２（ｂ）は、リレー１１０の動作例を示す図である。

前述したように、リレー１１０の開閉に伴って突入電流が発生する。負荷の種類によって異なるが、突入電流は、負荷定常電流の数十倍あるいは数百倍の電流であり、数ｍｓ（ミリ秒）以上継続して流れるものである。図２（ｂ）において、まず、耐溶着性、耐磨耗性に優れた接点Ａ側が先に閉じられている。このとき、数百アンペアの突入電流が点灯回路１０９に発生している。その後、接点遅延時間が経過した後、数アンペアの定常電流に落ち着いた時点でもう一方の接点Ｂが閉じられる。本実施の形態によれば、このように耐溶着性、耐磨耗性に優れている接点Ａ側を閉じた後に、耐溶着性、耐磨耗性に優れていない接点Ｂを閉じることで、リレー１１０の開閉時のアークによる接点溶着や接点消耗等が軽減され長寿命が期待される。

１００人感センサリレー制御システム、１０１設定部、１０２入力部、１０３制御部、１０４出力部、１０５表示部、１０６電源部、１０７接点Ａ駆動部、１０８接点Ｂ駆動部、１０９点灯回路、１１０リレー、１１１電源、１１２照明負荷。

Claims

互いに並列に接続された第１接点と前記第１接点より耐溶着性及び耐摩耗性の優れた第２接点とを有するリレーを具備し、電源と照明負荷とが接続された点灯回路であって、前記電源と前記照明負荷との間に前記リレーを接続し、前記リレーの第１接点と前記リレーの第２接点とが閉制御されて前記電源と前記照明負荷との間が通電されると前記照明負荷が前記電源により給電されて点灯する点灯回路と、
前記リレーの第２接点を閉制御してから前記リレーの第１接点を閉制御するまでの時間を接点遅延時間として記憶装置により記憶する設定部と、
所定エリアにおける人体の在否を検知する人感センサから、当該検知結果を示す検知信号を受信する入力部と、
前記入力部で受信された検知信号により前記所定エリアにおける人体の存在が示された場合、前記リレーの第２接点を閉制御してから、前記設定部に記憶された接点遅延時間が経過した後に、前記リレーの第１接点を閉制御することで、前記点灯回路に接続された照明負荷を点灯させる制御部とを備えることを特徴とする人感センサリレー制御システム。