JP3550354B2 - 電子式タイムスイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現在日時の計時およびタイムスケジュールの設定登録が電子回路により行われる電子式タイムスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているタイムスイッチには、モータを定速で回転させるとともにモータの回転数に応じた時間で負荷をオンオフさせる機械式タイムスイッチと、日時の計時およびタイムスケジュールの設定登録を電子回路により行う電子式タイムスイッチとがある。たとえば、特開平１１−１３４９９０号公報には主として機械式タイムスイッチが記載され、特開２０００−１８７０８９には主として電子式タイムスイッチがが記載されている。タイムスイッチとしては、特開２０００−２０８０１６、特開平１１−１９０９８２号公報、特開平８−１１５６４６号公報、特開平５−２７４９６９号公報、特開２０００−１００２９２、特開平７−２８２７０３号公報などに記載されたものもある。
【０００３】
機械式タイムスイッチの代表例として、特開平１１−１３４９９０号公報に記載されたものを図１３ないし図１７に示す。この機械式タイムスイッチは、２回路の負荷を連動させて制御するものであり、図１３に示すように、負荷の各回路を連動させて開閉する２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを備える。出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂには直流駆動の電磁継電器を用いている。この公報に記載された機械式タイムスイッチは、仕様の異なる多品種への商品展開を容易にするために、時限動作を行うためのタイマブロック１０と、電源を接続する電源端子および負荷を接続する負荷端子を備えた入出力ブロック２０とを個別に設けて、タイマブロック１０を時計ケース３０に収納するとともに時計ケース３０に対して分離可能に結合される端子ケース４０に入出力ブロック２０を収納してある。このような構成を採用することによって、タイマブロック１０の仕様を変更して多品種に展開する際に入出力ブロック２の共用化が可能になっている。
【０００４】
すなわち、時計ケース３０と端子ケース４０とは結合されることによって内ケース３を形成し、この内ケース３が器体４に収納される。時計ケース３０にはモータを用いて時限する機械式のタイマブロック１０が収納され、端子ケース４０には入出力ブロック２０を構成する出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂなどが収納されるとともに端子ねじ付きの電源端子２１および負荷端子２２ａ，２２ｂが外面に露出する。時計ケース３０の一側面にコ字状の結合突壁３１が突設され、端子ケース４０の一側面には結合突壁３１の外周側に重なって時計ケース３０の外周面と面一になる結合突壁４１が突設されている。結合突壁３１は図１４における下方に開放されたコ字状であり、両脚片の先端部に外向きに受け片３２が突設される。結合突壁４１の下端部には受け片３２と嵌合するように切欠４２が形成される。結合突壁３１の下端部外側面には固定用爪３３が突設され、結合突壁４１の下端部内側面には図示しない固定用フックが形成されていて、固定用爪３３と固定用フックとの凹凸係合により時計ケース３０と端子ケース４０とが互いに結合される。さらに、結合突壁３１に溝部３４を形成し、結合突壁４１に設けた図示しない突条と凹凸係合させている。固定用爪３３と固定用フックとに代えてねじを用いて時計ケース３０と端子ケース４０とを結合する場合もある。
【０００５】
時計ケース３０に収納されるタイマブロック１０は、図１３に示すように、商用電源の電源周波数に同期して回転する同期モータ１１を備え、この同期モータ１１は６００ｒｐｍの速度で回転する。同期モータ１１の出力は減速用の輪列１２によって８６４０００分の１に減速され、時計ケース３０の外面に露出するように配置されたダイアル１３を１／１４４０ｒｐｍで回転させる。つまり、ダイアル１３は２４時間で１回転するのであって、本実施形態では２４時間型のタイムスイッチとして動作する。ダイアル１３の周部には多数個の設定子（図示せず）が等間隔で配置され、設定子をダイアルに対して起伏させることによって、負荷のオンオフについてのタイムスケジュールを設定する可能にしてある。たとえば、設定子がダイアルから突出するように倒した状態でマイクロスイッチなどからなる信号発生用スイッチ部１４をオンにすることによって、設定子により設定されたタイムスケジュールに応じた開閉指示信号を信号発生用スイッチ部１４から発生させることができる。
【０００６】
一方、端子ケース４０に設けた入出力ブロック２０は、商用電源が接続される１対の電源端子２１と、２回路の負荷を接続する２対の負荷端子２２ａ，２２ｂを備えている。各１対の負荷端子２２ａ，２２ｂの間にはそれぞれ出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂが挿入されている。両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂはリレー駆動回路２３によって制御される。リレー駆動回路２３は、商用電源の電圧を降圧する抵抗などからなる降圧回路２４と、降圧回路２４の出力を整流して直流電圧を出力する整流回路２５と、整流回路２５の出力から出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを駆動するための電圧を得るために直流電圧を降圧し平滑するリレー電圧回路２６とから構成されている。ここに、リレー駆動回路２３に設けた降圧回路２４には信号発生用スイッチ部１４を介して電源端子２１が接続されているから、タイムスケジュールに従って信号発生用スイッチ部１４がオンになると、商用電源からリレー駆動回路２３に給電されて出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂが駆動される。
【０００７】
ところで、端子ケース４０は、図１６および図１７に示すように、合成樹脂のような絶縁材料よりなる端子台４３を備え、図１７における端子台４３の上面には電源端子２１および負荷端子２２ａ，２２ｂとなる端子板４４が配設され、各端子板４４にはそれぞれ端子ねじ４５ａが挿通される。また、端子台４３には端子ねじ４５ａに螺合するナット４５ｂが保持される。さらに、端子ケース４０には、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂおよびリレー駆動回路２３を実装したプリント基板よりなるリレー回路基板４６が取り付けられる。リレー回路基板４６は、図１６に示すように端子台４３に配置され、リレー回路基板４６の上面側は保護カバー４７により覆われる。
【０００８】
一方、電子式タイムスイッチの代表例として、特開２０００−１８７０８９に記載されたものを図１８ないし図２０に示す。この電子式タイムスイッチは、２回路の負荷を独立に制御するものであり、図１８に示すように、負荷の各回路を独立して開閉する２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを備える。この公報に記載の電子式タイムスイッチは、上述した機械式タイムスイッチと同様に、多品種に展開する際の部品の共用化を図るために、現在日時を計時するとともにタイムスケジュールが設定登録されるタイマブロック５０と、電源を接続する電源端子および負荷を接続する負荷端子を備えた入出力ブロック６０とを個別に設けて、タイマブロック５０を時計ケース３０に収納するとともに時計ケース３０に対して分離可能に結合される端子ケース４０に入出力ブロック６０を収納してある。すなわち、時計ケース３０と端子ケース４０とが結合されて内ケース３を形成し、この内ケース３が器体４に収納される。
【０００９】
上述した電子式タイムスイッチは、タイマブロック５０の構成が機械式タイムスイッチとは異なるから、時計ケース３０については外観上の相違があるが、端子ケース４０は同様の外観を有するものを用いる。つまり、端子ケース４０には入出力ブロック６０を構成する出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂなどが収納されるとともに端子ねじ付きの電源端子２１および負荷端子２２ａ，２２ｂが外面に露出する。また、時計ケース３０に対する端子ケース４０の結合様式は機械式タイムスイッチと同様の構成を採用しており、時計ケース３０の一側面にコ字状の結合突壁３１が突設されるとともに結合突壁３１の下端部外側面に固定用爪３３が突設され、端子ケース４０の一側面には結合突壁３１の外周側に重なる結合突壁４１が突設されるとともに結合突壁４１の下端部内側面に図示しない固定用フックが形成され、固定用爪３３と固定用フックとの凹凸係合により時計ケース３０と端子ケース４０とが互いに結合される。また、電子式タイムスイッチにおいても固定用爪３３と固定用フックとに代えてねじを用いて時計ケース３０と端子ケース４０とを結合する場合がある。
【００１０】
時計ケース３０に収納されるタイマブロック５０は、図１８に示すように、現在日時の計時およびタイムスケジュールの設定登録などの機能を実現するタイマ手段としてのマイコン５１を備え、マイコン５１は時計用発振回路５２より与えられるクロック信号に基づいて現在日時を計時し、システムクロック発振回路５３より与えられるクロック信号に基づいて動作する。時計ケース３０の前面には現在日時を合わせたりタイムスケジュールを登録するなどの際に押操作される複数個のスイッチからなるキーマトリクス５４の操作釦３５が露出し、キーマトリクス５４はマイコン５１に接続されている。また、マイコン５１の動作は機種切替入力回路５５により切替可能になっている。機種切替入力回路５５は、たとえば図１８に示す２回路の負荷を独立して制御するものや、後述する図２１に示すような２回路の負荷を連動させて制御するもののほか、１回路の負荷のみを制御するもの、１週間単位でタイムスケジュールを設定可能なもの、１日単位でタイムスケジュールを設定可能なものなどの動作モードの切替を行う。つまり、マイコン５１には複数種類の仕様のプログラムが設定されており、機種切替入力回路５５を用いていずれかのプログラムを選択して動作させるようになっている。また、マイコン５１には時計ケース３０の前面に露出して現在日時やタイムスケジュールを表示するための液晶表示器３６が接続される。
【００１１】
さらに、タイマブロック５０には、入出力ブロック６０に設けた電源端子２１を通して供給される商用電源を整流する整流回路５６が設けられ、整流回路５６の出力電圧は第１の定電圧回路５７により安定化される。定電圧回路５７の出力は発光ダイオードよりなる通電表示灯３７を経て定電圧回路５８によりさらに安定化され、定電圧回路５８の出力がマイコン５１に電源として供給される。定電圧回路５８の出力は停電検出回路６１にも与えられており、停電検出回路６１では定電圧回路５８の出力電圧の低下により商用電源の停電を検出する。停電検出回路６１によって商用電源の停電が検出されるとマイコン５１は時計機能のように停電時でも維持しなければならない機能以外は停止させる。また、停電検出回路６１は商用電源が復電すると、マイコン５１に復電を報知して通常の動作に復帰させる。停電中には停電補償用電池６２からマイコン５１に電源が供給され、時計機能が維持される。
【００１２】
マイコン５１は、計時している現在日時がタイムスケジュールに登録された日時に一致すると負荷を制御するための入切信号を出力してリレー駆動手段としてのリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂに対して指示を与え、リレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂから駆動信号を出力させて出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを制御する。上述のように独立して制御される２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを２個備えるから、各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂに各別に駆動信号を与える２個のリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂを設けてある。また、入切信号の状態はマイコン５１と各リレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂとの間に設けた発光ダイオードからなる出力表示灯３８ａ，３８ｂにより表示される。なお、図１８には示していないが、図１９および図２０に示すように、スライドスイッチからなる２個の動作選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２の操作部が時計ケース３０の前面に露出しており、各動作選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２では、各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂごとに出力をタイムスケジュールに従ってオンオフさせる状態と、タイムスケジュールとは無関係に常時オンにする状態と、タイムスケジュールとは無関係に常時オフにする状態との選択が可能になっている。
【００１３】
一方、端子ケース４０に設けた入出力ブロック６０は、商用電源が接続される１対の電源端子２１と、２回路の負荷を接続する２対の負荷端子２２ａ，２２ｂを備えている。各１対の負荷端子２２ａ，２２ｂの間にはそれぞれ出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂが挿入される。両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのオンオフはタイマブロック５０に設けたリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂから出力される駆動信号により制御されるが、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルを励磁する電力は出力用リレー駆動回路６４ａ，６４ｂからリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂに供給される。出力用リレー駆動回路６４ａ，６４ｂへの電源は、商用電源の電圧を整流回路６５により整流し、整流回路６５の出力を定電圧回路６６により安定化することで得られている。図１８においてタイマブロック５０は停電補償用電池６２を実装した電池基板７１と、他の回路部分を実装した回路基板７２との２枚の回路基板を備え、入出力ブロック６０は１枚の回路基板７３を備える。
【００１４】
上述のような２回路の負荷を独立に制御するタイムスイッチではなく、図１９に示すように、２個の出力用リレーＲｙを並列的に接続し、出力用リレーＲｙに関連する各回路、すなわち、出力表示灯３８、リレー駆動信号発生回路６３、出力用リレー駆動回路６４をそれぞれ１個ずつ設けることによって、図１３に示した機械式タイムスイッチと同様に、２回路の負荷を連動させるように制御する構成を採用することもできる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来から提供されているタイムスイッチには、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとの２種類があり、それぞれのタイムスイッチでは、複数種類のタイマブロック１０，５０に対して入出力ブロック２０，６０を共用することが可能になっている。しかしながら、上述したように、機械式タイムスイッチにおける入出力ブロック２０では、交流電源の一端と降圧回路２４との間に設けた信号発生用スイッチ部１４のオンオフによって、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせる構成を採用しているのに対して、電子式タイムスイッチにおける入出力ブロック６０においては、整流回路６５で整流し定電圧回路６６で安定化した電源を用いて出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせる構成を採用しており、両入出力ブロック２０，６０の構成は相違している。その結果、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとでは、入出力ブロック２０，６０を構成する部材の共用化が充分に進んでいないのが現状である。
【００１６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、機械式タイムスイッチにおいて用いる入出力ブロックとの構成部材の共用化を図った電子式タイムスイッチを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流電源が接続される電源端子および負荷が接続される負荷端子を各別に備え、対になる負荷端子間に直流駆動の電磁継電器からなる出力用リレーの接点が挿入された入出力ブロックと、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従って負荷のオンオフを指示するための入切信号を出力するタイマ手段および入切信号を受けて出力用リレーに接点の開閉を指示するリレー駆動手段を備えるタイマブロックとからなり、前記リレー駆動手段が入切信号によりオンオフされるスイッチング素子を含み、前記入出力ブロックが、電源端子間に印加された電圧を降圧する降圧回路と、降圧回路の出力電圧を整流し整流出力がスイッチング素子を介して出力用リレーに供給される整流回路と、スイッチング素子を介して供給される整流回路の出力を出力用リレーの動作電圧に降圧して定電圧化するリレー電圧回路とを備え、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成され、かつタイマブロックには前記整流回路の出力端の一方と前記電源端子の１つとの間で電源が供給されるものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タイマブロックが、前記タイマ手段に供給する電圧を安定化する定電圧回路と、タイマ手段から出力される入切信号に応じて出力表示灯を点灯・消灯させる出力表示回路とを備え、出力表示灯が定電圧回路への電源供給経路に挿入され、出力表示回路が出力表示灯に並列接続されるとともに入切信号に応じてオンオフされるスイッチング素子を備えるものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記定電圧回路への電源供給経路に前記出力表示灯との直列回路が挿入される通電表示灯を備え、出力表示灯と通電表示灯とが発光ダイオードであって、前記スイッチング素子がトランジスタであり、入切信号に対する応答を遅延させてトランジスタをオンオフさせる積分回路を備えるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、２回路の負荷を連動させて制御する構成の電子式タイムスイッチについて説明する。すなわち、図２１に示した構成と同様に動作するものであって、図３および図４に示すように、タイムスケジュールに従うオンオフと、常時オンと、常時オフとを選択するための動作選択スイッチＳＷは１個だけ設けられている。したがって、出力表示灯３８も１灯のみになっている。本実施形態において用いる入出力ブロック２０は、基本的には機械式タイムスイッチに用いる入出力ブロック２０と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態において用いる入出力ブロック２０を機械式タイムスイッチに適用した例を図２に示しており、機械式タイムスイッチの従来構成を示す図１３と比較すればわかるように、基本的な回路構成に大きな相違はなく、信号発生用スイッチ部１４が従来構成では降圧回路２４の電源側に設けられているのに対して、本実施形態で信号発生用スイッチ部１４が整流回路２５の出力側に設けられる点と、リレー駆動回路２３だけを実装したリレー回路基板４６を設ける代わりに、リレー駆動回路２３とともに電源端子２１と同期モータ１１との間を接続可能とする電路を併せて形成したリレー駆動回路基板７０を備えている点とが主な相違点になっている。
【００２１】
一方、電子式タイムスイッチにおいて同じリレー駆動回路２３を持つ入出力ブロック２０を用いるために、リレー駆動回路２３における降圧回路２４により降圧した電圧をリレー駆動信号発生回路６３に与えることによって駆動信号を生成し、生成した駆動信号によって出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせている。要するに、従来構成では入出力ブロック２０の降圧回路２４は、機械式タイムスイッチにおいて、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを駆動する電圧をリレー電圧回路２６で得るために設けていたのに対して、本実施形態では、この降圧回路２４の出力電圧をリレー駆動信号発生回路６３において利用可能とすることで、従来の電子式タイムスイッチの入出力ブロック６０において必要であった定電圧回路６６を不要にし、結果的に機械式タイムスイッチにおいて用いている入出力ブロック２０を電子式タイムスイッチにおいても利用可能としているのである。要するに、整流回路２５の一方の出力端と電源端子２１の一方との間でタイマブロック５０への電源が供給されることにより、降圧回路２４が出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂへの印加電圧の調整用とタイマブロック５０への電圧調整用に兼用されることになる。また、電源端子２１からタイマブロック１０への接続経路が、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとでは異なっているが、電源端子２１とタイマブロック１０との間の電路をリレー駆動回路基板７０に形成していることによって、この電路上にジャンパ線や抵抗を設けることを可能とし、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとにおける接続関係の相違に対応可能としてある。
【００２２】
さらに、従来のタイマブロック５０では、発光ダイオードからなる出力表示灯３８（３８ａ，３８ｂ）をマイコン５１とリレー駆動信号発生回路６３（６３ａ，６３ｂ）との間に挿入してあり、出力表示灯３８が定電圧回路５７，５８の負荷になっていたのに対して、本実施形態では、定電圧回路５７よりも電源側に出力表示回路６８を設け、出力表示回路６８に含まれる出力表示灯３８を点灯・消灯させる構成としてある。同様に、通電表示灯３７についても従来構成では定電圧回路５７の負荷側に設けていたのに対して、本実施形態では通電表示灯３７を定電圧回路５７の電源側に設けてある。すなわち、出力表示灯３８を定電圧回路５７の電源側に設けていることによって、定電圧回路５７，５８の通過電流が従来構成よりも減少し、また通電表示灯３７を定電圧回路５７の電源側に設けていることによっても定電圧回路５７の通過電流が減少するから、結果的に電源端子２１に接続される商用電源からの入力電流が従来構成よりも低減することになる。要するに回路全体としての消費電力が従来構成よりも減少することになる。他の構成および動作については従来構成と同様である。
【００２３】
以下では、図１および図２においてブロック図として示した回路の具体構成を説明する。図５は交流１２０Ｖ用の電子式タイムスイッチであって、２回路の負荷を連動させるように構成したものを示している。また、図６は交流１２０Ｖ用の機械式タイムスイッチであって、２回路の負荷を連動させるように構成したものを示している。以下の説明では、タイマブロック１０，５０と入出力ブロック２０とがそれぞれ４個ずつの端子Ｔ１〜Ｔ４を備え、同符号の端子Ｔ１〜Ｔ４同士が互いに接続されるものとする。端子Ｔ１〜Ｔ４間の接続には、タイマブロック１０，５０を実装した回路基板と入出力ブロック２０を実装した回路基板との間を接続するリード線を各回路基板に半田接続したり、両回路基板にそれぞれコネクタを設けて互いに接続したり、リード線とコネクタとを併用したりするなど、周知の技術を採用することができる。
【００２４】
図５に示す電子式のタイムスイッチでは、タイマブロック５０と入出力ブロック２０との接続に３個の端子Ｔ１〜Ｔ３を用いる。端子Ｔ２はタイマブロック５０と入出力ブロック２０との基準電位（回路グランド）の端子であって、整流回路２５の直流出力端の負極に接続される。したがって、タイマブロック５０は一対の電源端子２１の一方のみと端子Ｔ１を介して接続するだけで、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間で電源が供給されることになる。
【００２５】
入出力ブロック２０は、ダイオードブリッジＤＢからなる整流回路２５を備え、ダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端と電源端子２１の一方（端子Ｔ１に接続される電源端子２１）との間には２本の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が挿入され、ダイオードブリッジＤＢの他方の交流入力端と電源端子２１の他方（端子Ｔ４に接続される電源端子２１）との間には１本の抵抗Ｒ３が挿入される。また、両電源端子２１の間にはサージアブソーバ（バリスタなど）ＺＮが挿入される。抵抗Ｒ２にはコンデンサＣ１が並列に接続されている。ここに、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、サージアブソーバＺＮ、コンデンサＣ１により降圧回路２４が構成される。また、整流回路２５の直流出力端の正極と端子Ｔ３との間には、各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルに並列接続される平滑コンデンサＣａ，Ｃｂの直列回路が接続され、各平滑コンデンサＣａ，Ｃｂにはそれぞれ２個のツェナダイオードＺａａ，Ｚａｂ，Ｚｂａ，Ｚｂｂと抵抗Ｒａ，Ｒｂとの直列回路が並列に接続される。すなわち、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルに印加される電圧は、平滑コンデンサＣａ，Ｃｂにより平滑化され、さらにツェナダイオードＺａａ，Ｚａｂ，Ｚｂａ，Ｚｂｂにより定電圧化される。したがって、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルには直流定電圧が印加され、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂが安定して開閉されることになる。各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂは、それぞれ対になる負荷端子２２ａ，２２ｂの間に挿入される。このように、平滑コンデンサＣａ，Ｃｂ、ツェナダイオードＺａａ，Ｚａｂ，Ｚｂａ，Ｚｂｂ、抵抗Ｒａ，Ｒｂによりリレー電圧回路２６が構成される。
【００２６】
上述した構成の入出力ブロック２０において、電源端子２１に商用電源から電源が供給されている状態では、端子Ｔ２，Ｔ３の間を短絡すれば両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルに通電され、両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂをオンにすることができる。つまり、タイマブロック１０においては、端子Ｔ２，Ｔ３の間を開閉するスイッチング素子を設ければ出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせることができる。スイッチング素子としては、ｎｐｎ形のトランジスタＱ１を用いており、端子Ｔ２にエミッタを接続し、端子Ｔ３にコレクタを接続してある。この構成により、整流回路２５の負極とリレー電圧回路２６との間にトランジスタＱ１からなるスイッチング素子が挿入されたことになる。このトランジスタＱ１はマイコン５１からの入切信号を受けてオンオフされ、リレー駆動信号発生回路６３として機能する。要するに、整流回路２５からリレー電圧回路２６への電源供給の有無が駆動信号として用いられる。
【００２７】
上述したように、通電表示灯３７および出力表示灯３８は定電圧回路５７に対して電源側に設けられる。すなわち、端子Ｔ１には抵抗ＲｒとダイオードＤｒとの直列回路からなる半波整流用の整流回路５６の交流入力端が接続され、整流回路５６の直流出力端には通電表示灯３７と出力表示灯３８との直列回路を介して定電圧回路５７が接続される。通電表示灯３７および出力表示灯３８にはともに発光ダイオードを用いてあり、ダイオードＤｒとは同じ極性となるように接続してある。出力表示灯３８にはスイッチング素子としてｎｐｎ形のトランジスタＱ２のコレクタ−エミッタが並列接続され、トランジスタＱ２がオフであれば出力表示灯３８が点灯するとともに出力表示灯３８を介して定電圧回路５７に電源が供給され、トランジスタＱ２がオンであれば出力表示灯３８は消灯するが、トランジスタＱ２を通して定電圧回路５７に電源が供給される。このトランジスタＱ２はマイコン５１からの入切信号によりオンオフされるように、マイコン５１の出力端にｎｐｎ形のトランジスタＱ３を介して接続される。すなわち、トランジスタＱ３のコレクタ−エミッタは通電表示灯３７と端子Ｔ２との間に分圧用の抵抗Ｒｘ，Ｒｙの直列回路を介して接続され、抵抗Ｒｘの両端間にトランジスタＱ２のコレクタ−ベースが接続される。したがって、商用電源から電源が供給されている状態では、トランジスタＱ３がオフであれば抵抗Ｒｘを介してトランジスタＱ２が順バイアスされてオンになり、出力表示灯３８は消灯する。また、トランジスタＱ３がオンになると、トランジスタＱ２のベース電位が引き下げられてトランジスタＱ２がオフになり出力表示灯３８が点灯する。ここに、抵抗ＲｘにコンデンサＣｘを並列接続することによって、抵抗Ｒｘ，ＲｙおよびコンデンサＣｘからなる積分回路を形成し、トランジスタＱ２のベース電流の応答が入切信号に対して遅延されるようにし、トランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間のインピーダンスが急激に変化しないようにしてある。このことにより、マイコン５１からの入切信号の変化によって出力表示灯３８に印加される電圧が急激に変動するのを抑制することができ、トランジスタＱ２のオンオフに伴う通電表示灯３７の明るさの変動（ちらつき）を抑制することができる。以上のように、トランジスタＱ２，Ｑ３、抵抗Ｒｘ，Ｒｙ、出力表示灯３８、コンデンサＣｘにより出力表示回路６８が構成される。
【００２８】
要するに、マイコン５１からの入切信号がＨレベルであるとトランジスタＱ３がオンになって出力表示灯３８が点灯し、このときトランジスタＱ１もオンになるから、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂがオンになる。また、マイコン５１からの入切信号がＬレベルであるとトランジスタＱ３がオフになって出力表示灯３８が消灯し、このとき出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂがオフになる。なお、図１においては停電検出回路６１が定電圧回路５７の出力により停電を検出する構成になっているが、図５に示す実施形態では停電検出回路６１も定電圧回路５７の電源側において停電の検出を行うように構成してある。他の構成および動作は従来構成と同様である。
【００２９】
上述したように、発光ダイオードからなる通電表示灯３７および出力表示灯３８を直列に接続しているから、通電表示灯３７と出力表示灯３８とがともに点灯すると１．８Ｖ程度の電圧降下が生じる。一方、定電圧回路５８はマイコン５１に電源を供給しており、本実施形態において用いるマイコン５１の電源電圧は５Ｖを想定しているから、マイコン５１から出力される入切信号は０Ｖと５Ｖとの信号になる。また、定電圧回路５７に印加する電圧は２０Ｖ程度が望ましいから、上述した抵抗Ｒｘ，Ｒｙはこれらの電圧仕様を満たすように設定される。
【００３０】
ところで、上述した入出力ブロック２０を機械式タイムスイッチに適用する場合には、図６のように、リレー駆動回路基板７０に実装する部品の一部を変更する。すなわち、電源端子２１の一方と端子Ｔ４との間に、２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の並列回路からなる降圧回路２７を付加してある。図５に示した電子式タイムスイッチにおいては、図６において抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を設けている部位に何も設けておらず、図６においては抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を追加した形になっている。つまり、リレー駆動回路基板７０をプリント基板により形成し、回路パターンとして抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を実装するためのランドを形成しておくことにより、図５に示す構成と図６に示す構成とに容易に対応することができる。ここに、図６に示す機械式タイムスイッチでは、リレー駆動回路２３に設けた降圧回路２４において、抵抗Ｒ１を省略するとともにコンデンサＣ１に代えて抵抗Ｒ２と並列に抵抗Ｒ４を接続し、さらにサージアブソーバＺＮを省略してある。ただし、コンデンサＣ１およびサージアブソーバＺＮを設けるか否かは本質的なことではない。また、抵抗Ｒ１に代えて抵抗Ｒ４を用いていることも本質的なことではなく、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの仕様によって適宜に選択されることである。さらに、リレー電圧回路２６についても、図６の構成では図５の構成における抵抗Ｒａ，Ｒｂが省略されツェナダイオードＺａ，Ｚｂの個数が図５の構成とは異なっているが、本質的な差異ではなく、必要に応じてどちらの構成を採用してもよい。要するに、図６の構成と図５の構成とにおいて入出力ブロック６０の本質的な差異は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の有無のみにあり、リレー駆動回路２３については同じ回路を採用して差し支えない。
【００３１】
しかして、図６に示す構成は機械式タイムスイッチであるから、タイマブロック１０は、図１３に示した従来構成と同様の構成を有し、降圧回路２７を通して供給される商用電源の電源周波数に同期して回転する同期モータ１１を備え、同期モータ１１の出力を減速用の輪列１２によって減速し、ダイアル１３を回転させる。ダイアル１３は２４時間で１回転し、ダイアル１３の周部に設けた多数個の設定子をダイアルに対して起伏させることによって、マイクロスイッチなどからなる信号発生用スイッチ部１４をオンオフさせることができるように構成してある。ここに、同期モータ１１は端子Ｔ１，Ｔ４に接続され、電源端子２１との間に降圧回路２７が挿入されることになる。また、信号発生用スイッチ部１４は端子Ｔ２，Ｔ３の間に接続され、電子式タイムスイッチに設けたリレー駆動信号発生回路６３のトランジスタＱ１と同様に、整流回路２５の負極とリレー電圧回路２６との間に挿入されることになる。したがって、信号発生用スイッチ部１４のオンオフによって出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂがオンオフされることになる。
【００３２】
上述の説明から明らかなように、入出力ブロック２０を電子式タイムスイッチに用いる場合には抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を設けず、機械式タイムスイッチに用いる場合には抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を設けないという簡単な変更のみで、２種類のタイムスイッチに入出力ブロック２０を共用させることが可能になるのである。
【００３３】
ところで、商用電源の電圧が異なる場合には入出力ブロック２０に用いる回路部品の定数を変更すれば容易に対応することができる。たとえば、交流２０８〜２７７Ｖに対応させる場合であっても、図７に示す電子式タイムスイッチや、図８に示す機械式タイムスイッチのように上述した入出力ブロック２０と同じ回路を用いることができる。なお、図８に示す機械式タイムスイッチでは、タイマブロック１０において同期モータ１１の一端と端子Ｔ１との間に、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の直列回路からなる降圧回路２７′を挿入することによって、同期モータ１１への印加電圧を調節してある。つまり、入出力ブロック２０に関しては電子式タイムスイッチか機械式タイムスイッチかによる差異はなく、同じ構成のものを用いることができる。
【００３４】
上述した構成例は２回路の負荷を連動させて制御するように２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを設けていたが、図９ないし図１２に示すように、入出力ブロック２０に１個の出力用リレーＲｙｃのみを設けた構成とすれば１回路の負荷のみを制御する入出力ブロック２０を構成することができる。つまり、負荷端子２２を一対のみ設け、負荷端子２２の間に出力用リレーＲｙｃの接点ｒｃを挿入してある。この場合、リレー電圧回路２６を、出力用リレーＲｙｃのコイルに並列接続される平滑コンデンサＣｃおよびツェナダイオードＺｃを設けるとともに、平滑コンデンサＣｃに抵抗Ｒｄを直列接続した回路とする。このように、リレー電圧回路２６の構成の一部を変更するだけで１回路のみの負荷を制御する構成とすることが可能になる。図９は交流１２０Ｖ用の電子式タイムスイッチ、図１０は交流１２０Ｖ用の機械式タイムスイッチを示しており、入出力ブロック２０には同じものを用いてある。また、これらのタイムスイッチにおいて図５、図６に示したタイムスイッチとの実質的な相違点は、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂ，Ｒｙｃの個数の相違と、それに伴うリレー電圧回路２６の構成の変更のみである。
【００３５】
同様にして、１回路の負荷を制御する構成であって、交流２０８〜２７７Ｖに対応する構成とするには、電子式タイムスイッチであれば図１１の構成とし、機械式タイムスイッチであれば図１２の構成とすればよい。この構成では、図９、図１０に示した入出力ブロック２０に対して降圧比が大きくなるように降圧回路２５の構成を変更してあり、またサージやノイズに対する保護のために、サージアブソーバＺＮおよびコンデンサＣ１を設けている。ただし、図５と図６との回路例でも説明したように、降圧回路２５のこの構成については本質的な変更ではなく適宜に採用することができる。一方、リレー電圧回路２６については、出力用リレーＲｙｃのコイルに並列接続した平滑コンデンサＣｃには抵抗ＲｃとツェナダイオードＺｃａ，Ｚｃｂとの直列回路を並列接続するとともに、抵抗Ｒｅを並列接続してある。ただし、この構成についてもとくに本質的な相違はなく、出力用リレーＲｙｃの仕様に応じて適宜の構成を採用することができる。要するに、図１１、図１２に示した構成例と、図７、図８に示した構成例との実質的な相違点は、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂ，Ｒｙｃの個数の相違と、それに伴うリレー電圧回路２６の構成の変更のみである。
【００３６】
なお、上述した構成において同符号を付した構成は同様の機能を有する。また、入出力ブロック２０は負荷の回路数の相違や商用電源の電圧によって若干の相違はあるものの、実施的には同じ回路を用いることができるから、入出力ブロック２０を構成するリレー駆動回路基板７０に共通の回路パターンを形成しておき、回路数や交流電源の電圧に応じて回路定数を変更したり、一部の部品の追加・削除のみで各種の仕様に対応することが可能になる。つまり、仕様が異なっても部品の大部分を共用化することができ、製造コストの削減につながる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、交流電源が接続される電源端子および負荷が接続される負荷端子を各別に備え、対になる負荷端子間に直流駆動の電磁継電器からなる出力用リレーの接点が挿入された入出力ブロックと、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従って負荷のオンオフを指示するための入切信号を出力するタイマ手段および入切信号を受けて出力用リレーに接点の開閉を指示するリレー駆動手段を備えるタイマブロックとからなり、前記リレー駆動手段が入切信号によりオンオフされるスイッチング素子を含み、前記入出力ブロックが、電源端子間に印加された電圧を降圧する降圧回路と、降圧回路の出力電圧を整流し整流出力がスイッチング素子を介して出力用リレーに供給される整流回路と、スイッチング素子を介して供給される整流回路の出力を出力用リレーの動作電圧に降圧して定電圧化するリレー電圧回路とを備え、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成され、かつタイマブロックには前記整流回路の出力端の一方と前記電源端子の１つとの間で電源が供給されるものであり、降圧回路の後段に設けた整流回路の出力側にリレー駆動手段を介して出力用リレーに電源を供給するから、リレー駆動手段として耐圧の低いトランジスタなどのスイッチング素子を用いることが可能であり、電子式タイムスイッチのタイマブロックで対応可能になる。このリレー駆動手段は機械スイッチに置き換えることも可能であるから、機械式タイムスイッチにも同じ回路で対応可能になる。さらに、タイマブロックには整流回路の出力端の一方と電源端子の１つとの間で電源が供給されるから、入出力ブロックに設けた降圧回路が、電源端子に接続される電源電圧をタイマブロックへの供給電圧に降圧する機能にも兼用されることになる。ここに、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成されていることによって、機械式タイムスイッチを用いるときには、この電路を利用して機械式タイムスイッチの駆動源である同期モータなどに電源を供給することができる。以上のように、上述の構成を採用することによって、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとのいずれにも対応可能な入出力ブロックを提供することができ、入出力ブロックの構成部材の共用化が可能になる。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タイマブロックが、前記タイマ手段に供給する電圧を安定化する定電圧回路と、タイマ手段から出力される入切信号に応じて出力表示灯を点灯・消灯させる出力表示回路とを備え、出力表示灯が定電圧回路への電源供給経路に挿入され、出力表示回路が出力表示灯に並列接続されるとともに入切信号に応じてオンオフされるスイッチング素子を備えるものであり、定電圧回路の電源側に出力表示灯を挿入していることによって、定電圧回路の負荷側に出力表示灯を設ける場合に比較すると定電圧回路での無駄な電力消費が低減され、全体としての省電力化につながる。
【００３９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記定電圧回路への電源供給経路に前記出力表示灯との直列回路が挿入される通電表示灯を備え、出力表示灯と通電表示灯とが発光ダイオードであって、前記スイッチング素子がトランジスタであり、入切信号に対する応答を遅延させてトランジスタをオンオフさせる積分回路を備えるものであり、ともに発光ダイオードである通電表示灯と出力表示灯とを直列に接続し、出力表示灯を入切信号によって点灯・消灯させているが、出力表示灯に並列接続したトランジスタのオンオフを入切信号に対する応答を遅延させた信号により制御するから、トランジスタが急激にオンオフすることがなく、結果的に通電表示灯の光出力の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上に用いる入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときのブロック図である。
【図３】同上の分解斜視図である。
【図４】同上の要部分解斜視図である。
【図５】同上の構成例を示す回路図である。
【図６】同上に用いる入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図７】同上の他の構成例を示す回路図である。
【図８】図７に示した構成で用いた入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図９】同上のさらに他の構成例を示す回路図である。
【図１０】図９に示した構成で用いた入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図１１】同上の別の構成例を示す回路図である。
【図１２】図１１に示した構成で用いた入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図１３】従来の機械式タイムスイッチを示すブロック図である。
【図１４】同上の分解斜視図である。
【図１５】同上の要部分解斜視図である。
【図１６】同上の要部分解斜視図である。
【図１７】同上の要部分解斜視図である。
【図１８】従来の電子式タイムスイッチを示すブロック図である。
【図１９】同上の分解斜視図である。
【図２０】同上の要部分解斜視図である。
【図２１】従来の電子式タイムスイッチの他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ タイマブロック
２０ 入出力ブロック
２１ 電源端子
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 負荷端子
２４ 降圧回路
２５ 整流回路
２６ リレー電圧回路
３７ 通電表示灯
３８ 出力表示灯
５０ タイマブロック
５１ マイコン
５７，５８ 定電圧回路
６３ リレー駆動信号発生回路
６８ 出力表示回路
Ｃｘ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ トランジスタ
Ｒｘ，Ｒｙ 抵抗
Ｒｙａ，Ｒｙｂ，Ｒｙｃ 出力用リレー
【発明の属する技術分野】
本発明は、現在日時の計時およびタイムスケジュールの設定登録が電子回路により行われる電子式タイムスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているタイムスイッチには、モータを定速で回転させるとともにモータの回転数に応じた時間で負荷をオンオフさせる機械式タイムスイッチと、日時の計時およびタイムスケジュールの設定登録を電子回路により行う電子式タイムスイッチとがある。たとえば、特開平１１−１３４９９０号公報には主として機械式タイムスイッチが記載され、特開２０００−１８７０８９には主として電子式タイムスイッチがが記載されている。タイムスイッチとしては、特開２０００−２０８０１６、特開平１１−１９０９８２号公報、特開平８−１１５６４６号公報、特開平５−２７４９６９号公報、特開２０００−１００２９２、特開平７−２８２７０３号公報などに記載されたものもある。
【０００３】
機械式タイムスイッチの代表例として、特開平１１−１３４９９０号公報に記載されたものを図１３ないし図１７に示す。この機械式タイムスイッチは、２回路の負荷を連動させて制御するものであり、図１３に示すように、負荷の各回路を連動させて開閉する２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを備える。出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂには直流駆動の電磁継電器を用いている。この公報に記載された機械式タイムスイッチは、仕様の異なる多品種への商品展開を容易にするために、時限動作を行うためのタイマブロック１０と、電源を接続する電源端子および負荷を接続する負荷端子を備えた入出力ブロック２０とを個別に設けて、タイマブロック１０を時計ケース３０に収納するとともに時計ケース３０に対して分離可能に結合される端子ケース４０に入出力ブロック２０を収納してある。このような構成を採用することによって、タイマブロック１０の仕様を変更して多品種に展開する際に入出力ブロック２の共用化が可能になっている。
【０００４】
すなわち、時計ケース３０と端子ケース４０とは結合されることによって内ケース３を形成し、この内ケース３が器体４に収納される。時計ケース３０にはモータを用いて時限する機械式のタイマブロック１０が収納され、端子ケース４０には入出力ブロック２０を構成する出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂなどが収納されるとともに端子ねじ付きの電源端子２１および負荷端子２２ａ，２２ｂが外面に露出する。時計ケース３０の一側面にコ字状の結合突壁３１が突設され、端子ケース４０の一側面には結合突壁３１の外周側に重なって時計ケース３０の外周面と面一になる結合突壁４１が突設されている。結合突壁３１は図１４における下方に開放されたコ字状であり、両脚片の先端部に外向きに受け片３２が突設される。結合突壁４１の下端部には受け片３２と嵌合するように切欠４２が形成される。結合突壁３１の下端部外側面には固定用爪３３が突設され、結合突壁４１の下端部内側面には図示しない固定用フックが形成されていて、固定用爪３３と固定用フックとの凹凸係合により時計ケース３０と端子ケース４０とが互いに結合される。さらに、結合突壁３１に溝部３４を形成し、結合突壁４１に設けた図示しない突条と凹凸係合させている。固定用爪３３と固定用フックとに代えてねじを用いて時計ケース３０と端子ケース４０とを結合する場合もある。
【０００５】
時計ケース３０に収納されるタイマブロック１０は、図１３に示すように、商用電源の電源周波数に同期して回転する同期モータ１１を備え、この同期モータ１１は６００ｒｐｍの速度で回転する。同期モータ１１の出力は減速用の輪列１２によって８６４０００分の１に減速され、時計ケース３０の外面に露出するように配置されたダイアル１３を１／１４４０ｒｐｍで回転させる。つまり、ダイアル１３は２４時間で１回転するのであって、本実施形態では２４時間型のタイムスイッチとして動作する。ダイアル１３の周部には多数個の設定子（図示せず）が等間隔で配置され、設定子をダイアルに対して起伏させることによって、負荷のオンオフについてのタイムスケジュールを設定する可能にしてある。たとえば、設定子がダイアルから突出するように倒した状態でマイクロスイッチなどからなる信号発生用スイッチ部１４をオンにすることによって、設定子により設定されたタイムスケジュールに応じた開閉指示信号を信号発生用スイッチ部１４から発生させることができる。
【０００６】
一方、端子ケース４０に設けた入出力ブロック２０は、商用電源が接続される１対の電源端子２１と、２回路の負荷を接続する２対の負荷端子２２ａ，２２ｂを備えている。各１対の負荷端子２２ａ，２２ｂの間にはそれぞれ出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂが挿入されている。両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂはリレー駆動回路２３によって制御される。リレー駆動回路２３は、商用電源の電圧を降圧する抵抗などからなる降圧回路２４と、降圧回路２４の出力を整流して直流電圧を出力する整流回路２５と、整流回路２５の出力から出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを駆動するための電圧を得るために直流電圧を降圧し平滑するリレー電圧回路２６とから構成されている。ここに、リレー駆動回路２３に設けた降圧回路２４には信号発生用スイッチ部１４を介して電源端子２１が接続されているから、タイムスケジュールに従って信号発生用スイッチ部１４がオンになると、商用電源からリレー駆動回路２３に給電されて出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂが駆動される。
【０００７】
ところで、端子ケース４０は、図１６および図１７に示すように、合成樹脂のような絶縁材料よりなる端子台４３を備え、図１７における端子台４３の上面には電源端子２１および負荷端子２２ａ，２２ｂとなる端子板４４が配設され、各端子板４４にはそれぞれ端子ねじ４５ａが挿通される。また、端子台４３には端子ねじ４５ａに螺合するナット４５ｂが保持される。さらに、端子ケース４０には、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂおよびリレー駆動回路２３を実装したプリント基板よりなるリレー回路基板４６が取り付けられる。リレー回路基板４６は、図１６に示すように端子台４３に配置され、リレー回路基板４６の上面側は保護カバー４７により覆われる。
【０００８】
一方、電子式タイムスイッチの代表例として、特開２０００−１８７０８９に記載されたものを図１８ないし図２０に示す。この電子式タイムスイッチは、２回路の負荷を独立に制御するものであり、図１８に示すように、負荷の各回路を独立して開閉する２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを備える。この公報に記載の電子式タイムスイッチは、上述した機械式タイムスイッチと同様に、多品種に展開する際の部品の共用化を図るために、現在日時を計時するとともにタイムスケジュールが設定登録されるタイマブロック５０と、電源を接続する電源端子および負荷を接続する負荷端子を備えた入出力ブロック６０とを個別に設けて、タイマブロック５０を時計ケース３０に収納するとともに時計ケース３０に対して分離可能に結合される端子ケース４０に入出力ブロック６０を収納してある。すなわち、時計ケース３０と端子ケース４０とが結合されて内ケース３を形成し、この内ケース３が器体４に収納される。
【０００９】
上述した電子式タイムスイッチは、タイマブロック５０の構成が機械式タイムスイッチとは異なるから、時計ケース３０については外観上の相違があるが、端子ケース４０は同様の外観を有するものを用いる。つまり、端子ケース４０には入出力ブロック６０を構成する出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂなどが収納されるとともに端子ねじ付きの電源端子２１および負荷端子２２ａ，２２ｂが外面に露出する。また、時計ケース３０に対する端子ケース４０の結合様式は機械式タイムスイッチと同様の構成を採用しており、時計ケース３０の一側面にコ字状の結合突壁３１が突設されるとともに結合突壁３１の下端部外側面に固定用爪３３が突設され、端子ケース４０の一側面には結合突壁３１の外周側に重なる結合突壁４１が突設されるとともに結合突壁４１の下端部内側面に図示しない固定用フックが形成され、固定用爪３３と固定用フックとの凹凸係合により時計ケース３０と端子ケース４０とが互いに結合される。また、電子式タイムスイッチにおいても固定用爪３３と固定用フックとに代えてねじを用いて時計ケース３０と端子ケース４０とを結合する場合がある。
【００１０】
時計ケース３０に収納されるタイマブロック５０は、図１８に示すように、現在日時の計時およびタイムスケジュールの設定登録などの機能を実現するタイマ手段としてのマイコン５１を備え、マイコン５１は時計用発振回路５２より与えられるクロック信号に基づいて現在日時を計時し、システムクロック発振回路５３より与えられるクロック信号に基づいて動作する。時計ケース３０の前面には現在日時を合わせたりタイムスケジュールを登録するなどの際に押操作される複数個のスイッチからなるキーマトリクス５４の操作釦３５が露出し、キーマトリクス５４はマイコン５１に接続されている。また、マイコン５１の動作は機種切替入力回路５５により切替可能になっている。機種切替入力回路５５は、たとえば図１８に示す２回路の負荷を独立して制御するものや、後述する図２１に示すような２回路の負荷を連動させて制御するもののほか、１回路の負荷のみを制御するもの、１週間単位でタイムスケジュールを設定可能なもの、１日単位でタイムスケジュールを設定可能なものなどの動作モードの切替を行う。つまり、マイコン５１には複数種類の仕様のプログラムが設定されており、機種切替入力回路５５を用いていずれかのプログラムを選択して動作させるようになっている。また、マイコン５１には時計ケース３０の前面に露出して現在日時やタイムスケジュールを表示するための液晶表示器３６が接続される。
【００１１】
さらに、タイマブロック５０には、入出力ブロック６０に設けた電源端子２１を通して供給される商用電源を整流する整流回路５６が設けられ、整流回路５６の出力電圧は第１の定電圧回路５７により安定化される。定電圧回路５７の出力は発光ダイオードよりなる通電表示灯３７を経て定電圧回路５８によりさらに安定化され、定電圧回路５８の出力がマイコン５１に電源として供給される。定電圧回路５８の出力は停電検出回路６１にも与えられており、停電検出回路６１では定電圧回路５８の出力電圧の低下により商用電源の停電を検出する。停電検出回路６１によって商用電源の停電が検出されるとマイコン５１は時計機能のように停電時でも維持しなければならない機能以外は停止させる。また、停電検出回路６１は商用電源が復電すると、マイコン５１に復電を報知して通常の動作に復帰させる。停電中には停電補償用電池６２からマイコン５１に電源が供給され、時計機能が維持される。
【００１２】
マイコン５１は、計時している現在日時がタイムスケジュールに登録された日時に一致すると負荷を制御するための入切信号を出力してリレー駆動手段としてのリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂに対して指示を与え、リレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂから駆動信号を出力させて出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを制御する。上述のように独立して制御される２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを２個備えるから、各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂに各別に駆動信号を与える２個のリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂを設けてある。また、入切信号の状態はマイコン５１と各リレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂとの間に設けた発光ダイオードからなる出力表示灯３８ａ，３８ｂにより表示される。なお、図１８には示していないが、図１９および図２０に示すように、スライドスイッチからなる２個の動作選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２の操作部が時計ケース３０の前面に露出しており、各動作選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２では、各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂごとに出力をタイムスケジュールに従ってオンオフさせる状態と、タイムスケジュールとは無関係に常時オンにする状態と、タイムスケジュールとは無関係に常時オフにする状態との選択が可能になっている。
【００１３】
一方、端子ケース４０に設けた入出力ブロック６０は、商用電源が接続される１対の電源端子２１と、２回路の負荷を接続する２対の負荷端子２２ａ，２２ｂを備えている。各１対の負荷端子２２ａ，２２ｂの間にはそれぞれ出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂが挿入される。両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのオンオフはタイマブロック５０に設けたリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂから出力される駆動信号により制御されるが、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルを励磁する電力は出力用リレー駆動回路６４ａ，６４ｂからリレー駆動信号発生回路６３ａ，６３ｂに供給される。出力用リレー駆動回路６４ａ，６４ｂへの電源は、商用電源の電圧を整流回路６５により整流し、整流回路６５の出力を定電圧回路６６により安定化することで得られている。図１８においてタイマブロック５０は停電補償用電池６２を実装した電池基板７１と、他の回路部分を実装した回路基板７２との２枚の回路基板を備え、入出力ブロック６０は１枚の回路基板７３を備える。
【００１４】
上述のような２回路の負荷を独立に制御するタイムスイッチではなく、図１９に示すように、２個の出力用リレーＲｙを並列的に接続し、出力用リレーＲｙに関連する各回路、すなわち、出力表示灯３８、リレー駆動信号発生回路６３、出力用リレー駆動回路６４をそれぞれ１個ずつ設けることによって、図１３に示した機械式タイムスイッチと同様に、２回路の負荷を連動させるように制御する構成を採用することもできる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来から提供されているタイムスイッチには、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとの２種類があり、それぞれのタイムスイッチでは、複数種類のタイマブロック１０，５０に対して入出力ブロック２０，６０を共用することが可能になっている。しかしながら、上述したように、機械式タイムスイッチにおける入出力ブロック２０では、交流電源の一端と降圧回路２４との間に設けた信号発生用スイッチ部１４のオンオフによって、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせる構成を採用しているのに対して、電子式タイムスイッチにおける入出力ブロック６０においては、整流回路６５で整流し定電圧回路６６で安定化した電源を用いて出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせる構成を採用しており、両入出力ブロック２０，６０の構成は相違している。その結果、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとでは、入出力ブロック２０，６０を構成する部材の共用化が充分に進んでいないのが現状である。
【００１６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、機械式タイムスイッチにおいて用いる入出力ブロックとの構成部材の共用化を図った電子式タイムスイッチを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流電源が接続される電源端子および負荷が接続される負荷端子を各別に備え、対になる負荷端子間に直流駆動の電磁継電器からなる出力用リレーの接点が挿入された入出力ブロックと、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従って負荷のオンオフを指示するための入切信号を出力するタイマ手段および入切信号を受けて出力用リレーに接点の開閉を指示するリレー駆動手段を備えるタイマブロックとからなり、前記リレー駆動手段が入切信号によりオンオフされるスイッチング素子を含み、前記入出力ブロックが、電源端子間に印加された電圧を降圧する降圧回路と、降圧回路の出力電圧を整流し整流出力がスイッチング素子を介して出力用リレーに供給される整流回路と、スイッチング素子を介して供給される整流回路の出力を出力用リレーの動作電圧に降圧して定電圧化するリレー電圧回路とを備え、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成され、かつタイマブロックには前記整流回路の出力端の一方と前記電源端子の１つとの間で電源が供給されるものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タイマブロックが、前記タイマ手段に供給する電圧を安定化する定電圧回路と、タイマ手段から出力される入切信号に応じて出力表示灯を点灯・消灯させる出力表示回路とを備え、出力表示灯が定電圧回路への電源供給経路に挿入され、出力表示回路が出力表示灯に並列接続されるとともに入切信号に応じてオンオフされるスイッチング素子を備えるものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記定電圧回路への電源供給経路に前記出力表示灯との直列回路が挿入される通電表示灯を備え、出力表示灯と通電表示灯とが発光ダイオードであって、前記スイッチング素子がトランジスタであり、入切信号に対する応答を遅延させてトランジスタをオンオフさせる積分回路を備えるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、２回路の負荷を連動させて制御する構成の電子式タイムスイッチについて説明する。すなわち、図２１に示した構成と同様に動作するものであって、図３および図４に示すように、タイムスケジュールに従うオンオフと、常時オンと、常時オフとを選択するための動作選択スイッチＳＷは１個だけ設けられている。したがって、出力表示灯３８も１灯のみになっている。本実施形態において用いる入出力ブロック２０は、基本的には機械式タイムスイッチに用いる入出力ブロック２０と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態において用いる入出力ブロック２０を機械式タイムスイッチに適用した例を図２に示しており、機械式タイムスイッチの従来構成を示す図１３と比較すればわかるように、基本的な回路構成に大きな相違はなく、信号発生用スイッチ部１４が従来構成では降圧回路２４の電源側に設けられているのに対して、本実施形態で信号発生用スイッチ部１４が整流回路２５の出力側に設けられる点と、リレー駆動回路２３だけを実装したリレー回路基板４６を設ける代わりに、リレー駆動回路２３とともに電源端子２１と同期モータ１１との間を接続可能とする電路を併せて形成したリレー駆動回路基板７０を備えている点とが主な相違点になっている。
【００２１】
一方、電子式タイムスイッチにおいて同じリレー駆動回路２３を持つ入出力ブロック２０を用いるために、リレー駆動回路２３における降圧回路２４により降圧した電圧をリレー駆動信号発生回路６３に与えることによって駆動信号を生成し、生成した駆動信号によって出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせている。要するに、従来構成では入出力ブロック２０の降圧回路２４は、機械式タイムスイッチにおいて、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを駆動する電圧をリレー電圧回路２６で得るために設けていたのに対して、本実施形態では、この降圧回路２４の出力電圧をリレー駆動信号発生回路６３において利用可能とすることで、従来の電子式タイムスイッチの入出力ブロック６０において必要であった定電圧回路６６を不要にし、結果的に機械式タイムスイッチにおいて用いている入出力ブロック２０を電子式タイムスイッチにおいても利用可能としているのである。要するに、整流回路２５の一方の出力端と電源端子２１の一方との間でタイマブロック５０への電源が供給されることにより、降圧回路２４が出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂへの印加電圧の調整用とタイマブロック５０への電圧調整用に兼用されることになる。また、電源端子２１からタイマブロック１０への接続経路が、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとでは異なっているが、電源端子２１とタイマブロック１０との間の電路をリレー駆動回路基板７０に形成していることによって、この電路上にジャンパ線や抵抗を設けることを可能とし、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとにおける接続関係の相違に対応可能としてある。
【００２２】
さらに、従来のタイマブロック５０では、発光ダイオードからなる出力表示灯３８（３８ａ，３８ｂ）をマイコン５１とリレー駆動信号発生回路６３（６３ａ，６３ｂ）との間に挿入してあり、出力表示灯３８が定電圧回路５７，５８の負荷になっていたのに対して、本実施形態では、定電圧回路５７よりも電源側に出力表示回路６８を設け、出力表示回路６８に含まれる出力表示灯３８を点灯・消灯させる構成としてある。同様に、通電表示灯３７についても従来構成では定電圧回路５７の負荷側に設けていたのに対して、本実施形態では通電表示灯３７を定電圧回路５７の電源側に設けてある。すなわち、出力表示灯３８を定電圧回路５７の電源側に設けていることによって、定電圧回路５７，５８の通過電流が従来構成よりも減少し、また通電表示灯３７を定電圧回路５７の電源側に設けていることによっても定電圧回路５７の通過電流が減少するから、結果的に電源端子２１に接続される商用電源からの入力電流が従来構成よりも低減することになる。要するに回路全体としての消費電力が従来構成よりも減少することになる。他の構成および動作については従来構成と同様である。
【００２３】
以下では、図１および図２においてブロック図として示した回路の具体構成を説明する。図５は交流１２０Ｖ用の電子式タイムスイッチであって、２回路の負荷を連動させるように構成したものを示している。また、図６は交流１２０Ｖ用の機械式タイムスイッチであって、２回路の負荷を連動させるように構成したものを示している。以下の説明では、タイマブロック１０，５０と入出力ブロック２０とがそれぞれ４個ずつの端子Ｔ１〜Ｔ４を備え、同符号の端子Ｔ１〜Ｔ４同士が互いに接続されるものとする。端子Ｔ１〜Ｔ４間の接続には、タイマブロック１０，５０を実装した回路基板と入出力ブロック２０を実装した回路基板との間を接続するリード線を各回路基板に半田接続したり、両回路基板にそれぞれコネクタを設けて互いに接続したり、リード線とコネクタとを併用したりするなど、周知の技術を採用することができる。
【００２４】
図５に示す電子式のタイムスイッチでは、タイマブロック５０と入出力ブロック２０との接続に３個の端子Ｔ１〜Ｔ３を用いる。端子Ｔ２はタイマブロック５０と入出力ブロック２０との基準電位（回路グランド）の端子であって、整流回路２５の直流出力端の負極に接続される。したがって、タイマブロック５０は一対の電源端子２１の一方のみと端子Ｔ１を介して接続するだけで、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間で電源が供給されることになる。
【００２５】
入出力ブロック２０は、ダイオードブリッジＤＢからなる整流回路２５を備え、ダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端と電源端子２１の一方（端子Ｔ１に接続される電源端子２１）との間には２本の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が挿入され、ダイオードブリッジＤＢの他方の交流入力端と電源端子２１の他方（端子Ｔ４に接続される電源端子２１）との間には１本の抵抗Ｒ３が挿入される。また、両電源端子２１の間にはサージアブソーバ（バリスタなど）ＺＮが挿入される。抵抗Ｒ２にはコンデンサＣ１が並列に接続されている。ここに、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、サージアブソーバＺＮ、コンデンサＣ１により降圧回路２４が構成される。また、整流回路２５の直流出力端の正極と端子Ｔ３との間には、各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルに並列接続される平滑コンデンサＣａ，Ｃｂの直列回路が接続され、各平滑コンデンサＣａ，Ｃｂにはそれぞれ２個のツェナダイオードＺａａ，Ｚａｂ，Ｚｂａ，Ｚｂｂと抵抗Ｒａ，Ｒｂとの直列回路が並列に接続される。すなわち、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルに印加される電圧は、平滑コンデンサＣａ，Ｃｂにより平滑化され、さらにツェナダイオードＺａａ，Ｚａｂ，Ｚｂａ，Ｚｂｂにより定電圧化される。したがって、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルには直流定電圧が印加され、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂが安定して開閉されることになる。各出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂは、それぞれ対になる負荷端子２２ａ，２２ｂの間に挿入される。このように、平滑コンデンサＣａ，Ｃｂ、ツェナダイオードＺａａ，Ｚａｂ，Ｚｂａ，Ｚｂｂ、抵抗Ｒａ，Ｒｂによりリレー電圧回路２６が構成される。
【００２６】
上述した構成の入出力ブロック２０において、電源端子２１に商用電源から電源が供給されている状態では、端子Ｔ２，Ｔ３の間を短絡すれば両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂのコイルに通電され、両出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂをオンにすることができる。つまり、タイマブロック１０においては、端子Ｔ２，Ｔ３の間を開閉するスイッチング素子を設ければ出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂをオンオフさせることができる。スイッチング素子としては、ｎｐｎ形のトランジスタＱ１を用いており、端子Ｔ２にエミッタを接続し、端子Ｔ３にコレクタを接続してある。この構成により、整流回路２５の負極とリレー電圧回路２６との間にトランジスタＱ１からなるスイッチング素子が挿入されたことになる。このトランジスタＱ１はマイコン５１からの入切信号を受けてオンオフされ、リレー駆動信号発生回路６３として機能する。要するに、整流回路２５からリレー電圧回路２６への電源供給の有無が駆動信号として用いられる。
【００２７】
上述したように、通電表示灯３７および出力表示灯３８は定電圧回路５７に対して電源側に設けられる。すなわち、端子Ｔ１には抵抗ＲｒとダイオードＤｒとの直列回路からなる半波整流用の整流回路５６の交流入力端が接続され、整流回路５６の直流出力端には通電表示灯３７と出力表示灯３８との直列回路を介して定電圧回路５７が接続される。通電表示灯３７および出力表示灯３８にはともに発光ダイオードを用いてあり、ダイオードＤｒとは同じ極性となるように接続してある。出力表示灯３８にはスイッチング素子としてｎｐｎ形のトランジスタＱ２のコレクタ−エミッタが並列接続され、トランジスタＱ２がオフであれば出力表示灯３８が点灯するとともに出力表示灯３８を介して定電圧回路５７に電源が供給され、トランジスタＱ２がオンであれば出力表示灯３８は消灯するが、トランジスタＱ２を通して定電圧回路５７に電源が供給される。このトランジスタＱ２はマイコン５１からの入切信号によりオンオフされるように、マイコン５１の出力端にｎｐｎ形のトランジスタＱ３を介して接続される。すなわち、トランジスタＱ３のコレクタ−エミッタは通電表示灯３７と端子Ｔ２との間に分圧用の抵抗Ｒｘ，Ｒｙの直列回路を介して接続され、抵抗Ｒｘの両端間にトランジスタＱ２のコレクタ−ベースが接続される。したがって、商用電源から電源が供給されている状態では、トランジスタＱ３がオフであれば抵抗Ｒｘを介してトランジスタＱ２が順バイアスされてオンになり、出力表示灯３８は消灯する。また、トランジスタＱ３がオンになると、トランジスタＱ２のベース電位が引き下げられてトランジスタＱ２がオフになり出力表示灯３８が点灯する。ここに、抵抗ＲｘにコンデンサＣｘを並列接続することによって、抵抗Ｒｘ，ＲｙおよびコンデンサＣｘからなる積分回路を形成し、トランジスタＱ２のベース電流の応答が入切信号に対して遅延されるようにし、トランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間のインピーダンスが急激に変化しないようにしてある。このことにより、マイコン５１からの入切信号の変化によって出力表示灯３８に印加される電圧が急激に変動するのを抑制することができ、トランジスタＱ２のオンオフに伴う通電表示灯３７の明るさの変動（ちらつき）を抑制することができる。以上のように、トランジスタＱ２，Ｑ３、抵抗Ｒｘ，Ｒｙ、出力表示灯３８、コンデンサＣｘにより出力表示回路６８が構成される。
【００２８】
要するに、マイコン５１からの入切信号がＨレベルであるとトランジスタＱ３がオンになって出力表示灯３８が点灯し、このときトランジスタＱ１もオンになるから、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂがオンになる。また、マイコン５１からの入切信号がＬレベルであるとトランジスタＱ３がオフになって出力表示灯３８が消灯し、このとき出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの接点ｒａ，ｒｂがオフになる。なお、図１においては停電検出回路６１が定電圧回路５７の出力により停電を検出する構成になっているが、図５に示す実施形態では停電検出回路６１も定電圧回路５７の電源側において停電の検出を行うように構成してある。他の構成および動作は従来構成と同様である。
【００２９】
上述したように、発光ダイオードからなる通電表示灯３７および出力表示灯３８を直列に接続しているから、通電表示灯３７と出力表示灯３８とがともに点灯すると１．８Ｖ程度の電圧降下が生じる。一方、定電圧回路５８はマイコン５１に電源を供給しており、本実施形態において用いるマイコン５１の電源電圧は５Ｖを想定しているから、マイコン５１から出力される入切信号は０Ｖと５Ｖとの信号になる。また、定電圧回路５７に印加する電圧は２０Ｖ程度が望ましいから、上述した抵抗Ｒｘ，Ｒｙはこれらの電圧仕様を満たすように設定される。
【００３０】
ところで、上述した入出力ブロック２０を機械式タイムスイッチに適用する場合には、図６のように、リレー駆動回路基板７０に実装する部品の一部を変更する。すなわち、電源端子２１の一方と端子Ｔ４との間に、２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の並列回路からなる降圧回路２７を付加してある。図５に示した電子式タイムスイッチにおいては、図６において抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を設けている部位に何も設けておらず、図６においては抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を追加した形になっている。つまり、リレー駆動回路基板７０をプリント基板により形成し、回路パターンとして抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を実装するためのランドを形成しておくことにより、図５に示す構成と図６に示す構成とに容易に対応することができる。ここに、図６に示す機械式タイムスイッチでは、リレー駆動回路２３に設けた降圧回路２４において、抵抗Ｒ１を省略するとともにコンデンサＣ１に代えて抵抗Ｒ２と並列に抵抗Ｒ４を接続し、さらにサージアブソーバＺＮを省略してある。ただし、コンデンサＣ１およびサージアブソーバＺＮを設けるか否かは本質的なことではない。また、抵抗Ｒ１に代えて抵抗Ｒ４を用いていることも本質的なことではなく、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂの仕様によって適宜に選択されることである。さらに、リレー電圧回路２６についても、図６の構成では図５の構成における抵抗Ｒａ，Ｒｂが省略されツェナダイオードＺａ，Ｚｂの個数が図５の構成とは異なっているが、本質的な差異ではなく、必要に応じてどちらの構成を採用してもよい。要するに、図６の構成と図５の構成とにおいて入出力ブロック６０の本質的な差異は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の有無のみにあり、リレー駆動回路２３については同じ回路を採用して差し支えない。
【００３１】
しかして、図６に示す構成は機械式タイムスイッチであるから、タイマブロック１０は、図１３に示した従来構成と同様の構成を有し、降圧回路２７を通して供給される商用電源の電源周波数に同期して回転する同期モータ１１を備え、同期モータ１１の出力を減速用の輪列１２によって減速し、ダイアル１３を回転させる。ダイアル１３は２４時間で１回転し、ダイアル１３の周部に設けた多数個の設定子をダイアルに対して起伏させることによって、マイクロスイッチなどからなる信号発生用スイッチ部１４をオンオフさせることができるように構成してある。ここに、同期モータ１１は端子Ｔ１，Ｔ４に接続され、電源端子２１との間に降圧回路２７が挿入されることになる。また、信号発生用スイッチ部１４は端子Ｔ２，Ｔ３の間に接続され、電子式タイムスイッチに設けたリレー駆動信号発生回路６３のトランジスタＱ１と同様に、整流回路２５の負極とリレー電圧回路２６との間に挿入されることになる。したがって、信号発生用スイッチ部１４のオンオフによって出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂがオンオフされることになる。
【００３２】
上述の説明から明らかなように、入出力ブロック２０を電子式タイムスイッチに用いる場合には抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を設けず、機械式タイムスイッチに用いる場合には抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を設けないという簡単な変更のみで、２種類のタイムスイッチに入出力ブロック２０を共用させることが可能になるのである。
【００３３】
ところで、商用電源の電圧が異なる場合には入出力ブロック２０に用いる回路部品の定数を変更すれば容易に対応することができる。たとえば、交流２０８〜２７７Ｖに対応させる場合であっても、図７に示す電子式タイムスイッチや、図８に示す機械式タイムスイッチのように上述した入出力ブロック２０と同じ回路を用いることができる。なお、図８に示す機械式タイムスイッチでは、タイマブロック１０において同期モータ１１の一端と端子Ｔ１との間に、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の直列回路からなる降圧回路２７′を挿入することによって、同期モータ１１への印加電圧を調節してある。つまり、入出力ブロック２０に関しては電子式タイムスイッチか機械式タイムスイッチかによる差異はなく、同じ構成のものを用いることができる。
【００３４】
上述した構成例は２回路の負荷を連動させて制御するように２個の出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂを設けていたが、図９ないし図１２に示すように、入出力ブロック２０に１個の出力用リレーＲｙｃのみを設けた構成とすれば１回路の負荷のみを制御する入出力ブロック２０を構成することができる。つまり、負荷端子２２を一対のみ設け、負荷端子２２の間に出力用リレーＲｙｃの接点ｒｃを挿入してある。この場合、リレー電圧回路２６を、出力用リレーＲｙｃのコイルに並列接続される平滑コンデンサＣｃおよびツェナダイオードＺｃを設けるとともに、平滑コンデンサＣｃに抵抗Ｒｄを直列接続した回路とする。このように、リレー電圧回路２６の構成の一部を変更するだけで１回路のみの負荷を制御する構成とすることが可能になる。図９は交流１２０Ｖ用の電子式タイムスイッチ、図１０は交流１２０Ｖ用の機械式タイムスイッチを示しており、入出力ブロック２０には同じものを用いてある。また、これらのタイムスイッチにおいて図５、図６に示したタイムスイッチとの実質的な相違点は、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂ，Ｒｙｃの個数の相違と、それに伴うリレー電圧回路２６の構成の変更のみである。
【００３５】
同様にして、１回路の負荷を制御する構成であって、交流２０８〜２７７Ｖに対応する構成とするには、電子式タイムスイッチであれば図１１の構成とし、機械式タイムスイッチであれば図１２の構成とすればよい。この構成では、図９、図１０に示した入出力ブロック２０に対して降圧比が大きくなるように降圧回路２５の構成を変更してあり、またサージやノイズに対する保護のために、サージアブソーバＺＮおよびコンデンサＣ１を設けている。ただし、図５と図６との回路例でも説明したように、降圧回路２５のこの構成については本質的な変更ではなく適宜に採用することができる。一方、リレー電圧回路２６については、出力用リレーＲｙｃのコイルに並列接続した平滑コンデンサＣｃには抵抗ＲｃとツェナダイオードＺｃａ，Ｚｃｂとの直列回路を並列接続するとともに、抵抗Ｒｅを並列接続してある。ただし、この構成についてもとくに本質的な相違はなく、出力用リレーＲｙｃの仕様に応じて適宜の構成を採用することができる。要するに、図１１、図１２に示した構成例と、図７、図８に示した構成例との実質的な相違点は、出力用リレーＲｙａ，Ｒｙｂ，Ｒｙｃの個数の相違と、それに伴うリレー電圧回路２６の構成の変更のみである。
【００３６】
なお、上述した構成において同符号を付した構成は同様の機能を有する。また、入出力ブロック２０は負荷の回路数の相違や商用電源の電圧によって若干の相違はあるものの、実施的には同じ回路を用いることができるから、入出力ブロック２０を構成するリレー駆動回路基板７０に共通の回路パターンを形成しておき、回路数や交流電源の電圧に応じて回路定数を変更したり、一部の部品の追加・削除のみで各種の仕様に対応することが可能になる。つまり、仕様が異なっても部品の大部分を共用化することができ、製造コストの削減につながる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、交流電源が接続される電源端子および負荷が接続される負荷端子を各別に備え、対になる負荷端子間に直流駆動の電磁継電器からなる出力用リレーの接点が挿入された入出力ブロックと、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従って負荷のオンオフを指示するための入切信号を出力するタイマ手段および入切信号を受けて出力用リレーに接点の開閉を指示するリレー駆動手段を備えるタイマブロックとからなり、前記リレー駆動手段が入切信号によりオンオフされるスイッチング素子を含み、前記入出力ブロックが、電源端子間に印加された電圧を降圧する降圧回路と、降圧回路の出力電圧を整流し整流出力がスイッチング素子を介して出力用リレーに供給される整流回路と、スイッチング素子を介して供給される整流回路の出力を出力用リレーの動作電圧に降圧して定電圧化するリレー電圧回路とを備え、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成され、かつタイマブロックには前記整流回路の出力端の一方と前記電源端子の１つとの間で電源が供給されるものであり、降圧回路の後段に設けた整流回路の出力側にリレー駆動手段を介して出力用リレーに電源を供給するから、リレー駆動手段として耐圧の低いトランジスタなどのスイッチング素子を用いることが可能であり、電子式タイムスイッチのタイマブロックで対応可能になる。このリレー駆動手段は機械スイッチに置き換えることも可能であるから、機械式タイムスイッチにも同じ回路で対応可能になる。さらに、タイマブロックには整流回路の出力端の一方と電源端子の１つとの間で電源が供給されるから、入出力ブロックに設けた降圧回路が、電源端子に接続される電源電圧をタイマブロックへの供給電圧に降圧する機能にも兼用されることになる。ここに、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成されていることによって、機械式タイムスイッチを用いるときには、この電路を利用して機械式タイムスイッチの駆動源である同期モータなどに電源を供給することができる。以上のように、上述の構成を採用することによって、機械式タイムスイッチと電子式タイムスイッチとのいずれにも対応可能な入出力ブロックを提供することができ、入出力ブロックの構成部材の共用化が可能になる。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タイマブロックが、前記タイマ手段に供給する電圧を安定化する定電圧回路と、タイマ手段から出力される入切信号に応じて出力表示灯を点灯・消灯させる出力表示回路とを備え、出力表示灯が定電圧回路への電源供給経路に挿入され、出力表示回路が出力表示灯に並列接続されるとともに入切信号に応じてオンオフされるスイッチング素子を備えるものであり、定電圧回路の電源側に出力表示灯を挿入していることによって、定電圧回路の負荷側に出力表示灯を設ける場合に比較すると定電圧回路での無駄な電力消費が低減され、全体としての省電力化につながる。
【００３９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記定電圧回路への電源供給経路に前記出力表示灯との直列回路が挿入される通電表示灯を備え、出力表示灯と通電表示灯とが発光ダイオードであって、前記スイッチング素子がトランジスタであり、入切信号に対する応答を遅延させてトランジスタをオンオフさせる積分回路を備えるものであり、ともに発光ダイオードである通電表示灯と出力表示灯とを直列に接続し、出力表示灯を入切信号によって点灯・消灯させているが、出力表示灯に並列接続したトランジスタのオンオフを入切信号に対する応答を遅延させた信号により制御するから、トランジスタが急激にオンオフすることがなく、結果的に通電表示灯の光出力の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上に用いる入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときのブロック図である。
【図３】同上の分解斜視図である。
【図４】同上の要部分解斜視図である。
【図５】同上の構成例を示す回路図である。
【図６】同上に用いる入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図７】同上の他の構成例を示す回路図である。
【図８】図７に示した構成で用いた入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図９】同上のさらに他の構成例を示す回路図である。
【図１０】図９に示した構成で用いた入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図１１】同上の別の構成例を示す回路図である。
【図１２】図１１に示した構成で用いた入出力ブロックを機械式タイムスイッチに適用したときの回路図である。
【図１３】従来の機械式タイムスイッチを示すブロック図である。
【図１４】同上の分解斜視図である。
【図１５】同上の要部分解斜視図である。
【図１６】同上の要部分解斜視図である。
【図１７】同上の要部分解斜視図である。
【図１８】従来の電子式タイムスイッチを示すブロック図である。
【図１９】同上の分解斜視図である。
【図２０】同上の要部分解斜視図である。
【図２１】従来の電子式タイムスイッチの他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ タイマブロック
２０ 入出力ブロック
２１ 電源端子
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 負荷端子
２４ 降圧回路
２５ 整流回路
２６ リレー電圧回路
３７ 通電表示灯
３８ 出力表示灯
５０ タイマブロック
５１ マイコン
５７，５８ 定電圧回路
６３ リレー駆動信号発生回路
６８ 出力表示回路
Ｃｘ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ トランジスタ
Ｒｘ，Ｒｙ 抵抗
Ｒｙａ，Ｒｙｂ，Ｒｙｃ 出力用リレー
Claims (3)
- 交流電源が接続される電源端子および負荷が接続される負荷端子を各別に備え、対になる負荷端子間に直流駆動の電磁継電器からなる出力用リレーの接点が挿入された入出力ブロックと、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従って負荷のオンオフを指示するための入切信号を出力するタイマ手段および入切信号を受けて出力用リレーに接点の開閉を指示するリレー駆動手段を備えるタイマブロックとからなり、前記リレー駆動手段が入切信号によりオンオフされるスイッチング素子を含み、前記入出力ブロックが、電源端子間に印加された電圧を降圧する降圧回路と、降圧回路の出力電圧を整流し整流出力がスイッチング素子を介して出力用リレーに供給される整流回路と、スイッチング素子を介して供給される整流回路の出力を出力用リレーの動作電圧に降圧して定電圧化するリレー電圧回路とを備え、電源端子をタイマブロックに接続可能とする電路が入出力ブロックに形成され、かつタイマブロックには前記整流回路の出力端の一方と前記電源端子の１つとの間で電源が供給されることを特徴とする電子式タイムスイッチ。
- 前記タイマブロックが、前記タイマ手段に供給する電圧を安定化する定電圧回路と、タイマ手段から出力される入切信号に応じて出力表示灯を点灯・消灯させる出力表示回路とを備え、出力表示灯が定電圧回路への電源供給経路に挿入され、出力表示回路が出力表示灯に並列接続されるとともに入切信号に応じてオンオフされるスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項１記載の電子式タイムスイッチ。
- 前記定電圧回路への電源供給経路に前記出力表示灯との直列回路が挿入される通電表示灯を備え、出力表示灯と通電表示灯とが発光ダイオードであって、前記スイッチング素子がトランジスタであり、入切信号に対する応答を遅延させてトランジスタをオンオフさせる積分回路を備えることを特徴とする請求項２記載の電子式タイムスイッチ。
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