JP4368296B2 - タイマ装置 - Google Patents

Description

本発明は電子化されたタイマ装置に関する。

主として家庭用の屋内配線においては、照明器具のオン、オフを操作するスイッチと、テレビジョン受像機、ラジオなどの固定形の負荷や電気掃除機などの移動形の負荷を電源に接続するためのコンセントとが最も数多く配設される。

しかし、その他たとえば玄関の照明やトイレの換気扇などの負荷においては、オフ操作後一定時間後に負荷が自動的にオフするのが望ましい場合があり、このような負荷用として遅動スイッチも使用されている。また、負荷の使用目的に応じて遅延時間を、予め設定された範囲で、使用者が任意に都度設定できるように構成したタイマースイッチも使用されている。
以下、本明細書においては、これらの遅動スイッチやタイマスイッチを包括的にタイマ装置と呼称する。

一方、屋内配線においては、壁面埋込形配線器具が一般的に採用されており、取付寸法などが規格化されていて、原則として異なるメーカーの配線器具であっても互換性があるように構成されている。この場合、埋込用の個々の配線器具は、まず取付枠に取り付けられ、次に壁面に予め埋設された配線ボックス内で所要の配線を行ってから、取付枠を配線ボックスにねじ止めする。最後に、配線ボックスを覆い、かつ配線器具のボス部を前面に露出させてフラッシュプレートを取付枠に取り付けて、配線器具の施工が完了する。

規格化された取付枠は、最少単位の配線器具を３個連接して１個の配線ボックスに取り付けることができるように構成されている。この最少単位を１モジュールという。個々の配線器具は、１モジュール、１．５モジュール、２モジュールまたは３モジュールのいずれかのサイズになるように実際上標準化されている。そして、通常のスイッチや一口用のコンセントは１モジュールのサイズで構成されている。すなわち、配線器具の標準サイズは１モジュールである。

ところで、従来のタイマ装置においては、ぜんまいばねおよび時計機構を用いた機械式のものであった。このものは、殆どが１モジュールサイズに構成されている。このため、他の負荷用の一般のスイッチなどと任意に組み合わせて、最大３個の配線器具を１つの配線ボックスに取り付けることができるので、好評で多用されている。

また、浴室換気スイッチにおいては、一部電子式のものが見受けられるが、このものは照明スイッチ機能が付設されているとはいうものの、３モジュールサイズである。

従来の１モジュールサイズのタイマ装置は、機械式であるために、設定時間にばらつきを生じやすいとともに、長期間にわたる高い信頼性を得にくいという問題がある。

これに対して、電子式のタイマ装置は、その原理上上記の問題を克服しやすい利点がある。しかし、電子式のタイマ装置は、換気扇や照明器具の負荷電流をオン、オフできる所要の電流容量を確保しながら、装置をコンパクトなサイズにすることが回路の実装上困難で、１モジュールサイズにすることができなかった。

本発明は、電子式でありながら、全体をコンパクトなサイズ、要すれば１モジュールサイズに構成することができるタイマ装置を提供することを目的とする。

開放端を有するボディおよびボディの開放端に覆合されるとともに、フラッシュプレートの窓孔から露出するための突出した部分であり、中央部に前記ボディの開放端の長手方向においてこの開放端の幅寸法よりも狭い内部が中空のボス部が形成されたカバーからなり、短方向の外形寸法が規格化された取付枠の細い取付孔の長手方向のほぼ１／３に形成されているケースと；ケースのボス部上面に配設された、第１操作部および第２操作部を有する操作部と；負荷回路中に直列に接続されるトライアックおよびトライアックのゲート極と一方の主電極との間に接続されたゲート抵抗器を有する半導体スイッチ素子と、前記トライアックの他方の主極とゲート極との間に交流入力端子が接続されるとともに後述のタイマ制御回路に制御電源およびマイコン制御電源を供給する全波整流回路を有するパワー系回路素子を含む負荷回路用電子スイッチ回路とを有し、前記ボディの開放端を塞ぐようにボディに装着された第１の配線基板と；相対的に低い電圧で作動するタイマ動作回路要素と、第１操作部の操作に連動してタイマ装置の動作モードを切り替える第一スイッチおよび第２操作部の操作に連動して負荷回路に通電を開始する第二スイッチであって各操作部の操作に連動する可変部品を含んで構成されて負荷回路用電子スイッチ回路のスイッチングを制御する前述のタイマ制御回路とを有し、上面側に実装されるとともに下面側に前記タイマ動作回路要素が実装し、かつ、カバーのボス部の開口とほぼ同寸法に形成されてボス部内に第１の配線基板と離間し配設される第２の配線基板と；第１の配線基板に配設された全波整流回路の出力端から、第２の配線基板に実装されたタイマ制御回路に制御電源およびマイコン制御電源を供給するリード線と；第２の配線基板に実装されているタイマ動作回路要素と第１の配線基板との間に介在され、前記第１の配線基板の短手方向とほぼ同じ外形寸法に形成された絶縁部材と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。

＜ケースについて＞ ケースは、短方向の外形寸法が、規格化された取付枠の細長い長手方向のほぼ１／３であるというのは、ケースのサイズが小さいものを相対的に規定するためであって、取付枠に取り付ける構造を備えていることを要求するものではない。しかし、ケースが取付枠に取り付けることができるように構成されていることは、壁面埋込形配線器具として用いることができることになるので、好ましいことである。

また、ケースは、合成樹脂のような絶縁性材料にて形成されていることが望ましいが、これは必須ではない。導電性材料からなる場合であっても、収納部品をケースに対して絶縁しておけばよいからである。

さらに、ケースは、ボディおよびカバーからなるが、これらを覆合して内部に所要の部品を収納する。ボディへのカバーの覆合は、適宜の手段により行うことができる。例えば、両者の接合面を接着剤または超音波溶接などによって固着することができるし、結合具を用いてもよい。結合具には、加締めにより結合するもの、ねじ式のものなどのいずれであってもよい。加締めによる結合具を用いる場合には、取付枠に対する取り付けのための構造を付設することができる。

＜操作部について＞ 操作部は、ケースの上面に配設されていて、使用者がタイマ動作を行わせる場合に操作する部分である。既知のタイマ装置におけるのと同様に、揺動ハンドル式、回動式、押し釦式などどのような構造であってもよい。

また、操作部は、使用者によって操作されることにより、タイマ動作を開始するために必要な後述する可変部材を連動させる。操作開始と同時に負荷回路をオンにするか、オフにするか、したがってタイマ時限後にオフするか、オンにするかは設計上の問題であるとともに、使用者がいずれをも切り換えできるように構成することもできる。

＜負荷回路用電子スイッチ回路について＞ 負荷回路用電子スイッチ回路とは、負荷回路のオン、オフ動作が電子スイッチ回路によって構成されているものをいう。本発明において、負荷回路用電子スイッチ回路は、半導体スイッチ素子、雑音防止回路素子およびサージ吸収素子などを含むパワー系回路素子、ならびに端子金具により構成されているが、その具体的回路構成は自由である。負荷回路用電子スイッチ回路は、その実装において、第１の配線基板の例えば主としてその下面に実装される。

＜タイマ制御回路について＞ タイマ制御回路とは、負荷回路用電子スイッチ回路のオン、オフ動作をタイマ制御する電子回路をいう。また、タイマ制御回路は、タイマ動作回路要素を含んで構成されているが、操作部に連動する可変部材を設けることもでき、その具体的回路構成は自由である。タイマ動作回路要素は、相対的に低い電圧で作動する。

さらに、タイマ制御回路は、その実装において第２の配線基板に実装される。可変部材などが第２の配線基板の上面に、タイマ動作回路要素などが第２の配線基板の下面に実装される。なお、タイマ動作回路要素の一部を実装のバランス上第２の配線基板の上面に配置することができる。さらにまた、第２の配線基板は、第１の配線基板の上方に離間して配置される。第２の配線基板を離間するために、配線と無関係のスペーサを介在させてもよいし、第１の配線基板と第２の配線基板との間を接続するリード線を利用してもよい。

タイマ時間は、一定時間のみを設定可能な態様、段階的に複数種のタイマ時間を選択的に設定可能な態様または所定の範囲内で連続的にタイマ時間を設定可能な態様など任意に構成することができる。また、最初オンでタイマ時間経過後にオフする態様、最初にオフでタイマ時間経過後にオンする態様または両者の任意に選択可能な態様など任意に構成することができる。さらに、連続通電（オン）と、タイマ時間動作とを選択操作可能に構成することもできる。さらにまた、加えて連続遮断（オフ）をも選択操作可能に構成することもできる。

なお、上記負荷回路用電子スイッチ回路の下面には端子金具を配設することもでき、この端子金具は、必要に応じて自己鎖錠片を併用することにより、絶縁被覆を除去した電線を電線挿入孔からケース内へ挿入するだけで、自己鎖錠片が電線を端子金具に圧接して所要の接続を得られるように構成することができる。この場合に、さらにリリース釦を付設することにより、接続されている電線に当接している鎖錠片を強制的に電線から離間させて接続を解除することができるように構成することができる。

上記のように、自己鎖錠片およびリリース釦を端子金具に付設する場合、ボディ内部の電線挿入孔の周囲に予め自己鎖錠片およびリリース釦を組み込み、その後電子化タイマ回路をボディに落とし込むことにより、容易に組み立てることができる。また、場合によっては、端子金具内に予め自己鎖錠片およびリリース釦を組み付けてから、ボディに落とし込むようにしてもよい。端子金具の構造によっていずれか好都合の態様を選択すればよい。

＜絶縁部材について＞ 電子化されたタイマ装置において、装置をなるべくコンパクトにするには、電子化タイマ回路の実装密度を向上することが効果的な施策の一つである。本発明においては、配線基板を第１および第２の配線基板に分割し、かつそれらに階層構造を採用し、さらに作動電圧が相対的に高いパワー系回路部品を実装した第１の配線基板の上に第２の配線基板を離間して配設する配置とし、さらに第２の配線基板に相対的に低い電圧で作動するタイマ動作回路要素を実装するので、タイマ動作回路要素と第１の配線基板とが対面する。

より一層コンパクトにするには、第１の配線基板とタイマ動作回路要素との間をなるべく接近させることである。

＜本発明の作用について＞ 本発明においては、要約すれば、負荷回路用電子スイッチ回路およびタイマ制御回路が上述した構成であるため、これらを１モジュールサイズのケースの内部に組み込むことが可能になる。これにより、タイマ装置の全体をすこぶるコンパクトにすることができる。

また、負荷回路用電子スイッチ回路およびタイマ制御回路は、上述のように第１および第２の配線基板に分けて実装されるが、第１および第２の配線基板が互いに所定の関係に固定され、かつ、一体化されるので、ケースへの収納に当たっては第１の配線基板、したがって第１の配線基板に実装されたパワー系回路部品をボディ内に向けて落とし込むことができる。落とし込みより、第１の配線基板およびパワー系回路部品は、ボディの所定の位置に定置される。

カバーには、操作部を配設しておき、ボディの開放端に覆合すれば組立が終了する。このように、本発明によれば、電子化されたタイマ装置にあっても落とし込みにより簡単に組み立てられるように構成することができる。

さらに、配線基板を第１および第２の配線基板で構成し、しかも負荷回路用電子スイッチ回路のパワー系回路素子などを第１の配線基板に実装し、タイマ制御回路を有する第２の配線基板を第１の配線基板の上方に離間して配置したことにより、１モジュールサイズのケース内の空間を有効に利用して所要部品を配設できる。

さらにまた、パワー系回路部品から構成される負荷回路用電子スイッチ回路と、第一スイッチおよび第二スイッチならびにタイマ動作回路要素から構成されるタイマ制御回路とは、第１および第２および配線基板によって階層的に分離されているから、それぞれ作動電圧が相違していても、絶縁処理が容易になる。

さらにまた、両者の間に絶縁部材を介在したので、絶縁を考慮することなく任意に接近させることができる。すなわち、本発明においては、一層のコンパクトなタイマ装置を構成することができる。

請求項１記載のタイマ装置において、ケースのボディは、中央に区画された回路部品収納室、およびこの回路部品収納室と一対の隔壁を介して隔離された一対の端子収納室が形成されており、回路部品収納室には第１の配線基板の下面に実装されたパワー系回路素子が設けられ、端子収納室には第１の配線基板の下面に実装されている端子金具が設けられている；ように構成することができる。

本構成例は、ボディは、中央に回路部品収納室が、その両側に端子収納室が、それぞれ形成されており、さらにそれらの間が隔壁によって隔離されているので、落とし込みにより組み立てる際に端子金具と負荷回路用電子スイッチ回路との間の絶縁が自動的に図れるとともに、各構成部分の動作の確実性を確保できる。

また、端子金具に自己鎖錠片またはおよびリリース釦を組み込む場合に、端子金具の落とし込みに先だって自己鎖錠片またはおよびリリース釦をボディの端子収容室内に組み込むことにより、負荷回路用電子スイッチ回路を落とし込んだ際に端子金具内の所定の位置に自己鎖錠片などを定置することが容易になる。

請求項１記載ののタイマ装置において、ケースは、そのカバーの中央にボス部を有し；カバーは、フラッシュプレートから露出し、内部が中空のボス部を中央に備えており；第１の配線基板は、ボディの開放端を塞ぐように配設され；第２の配線基板は、カバーのボス部内に配設されている；ように構成することができる。

本構成例は、カバーにボス部を形成し、ボス部内に第２の配線基板を配設することにより、埋込形として好適であるとともに、一層コンパクトにできるものである。この場合にも、ケース内に収納する電子化タイマ回路を落とし込みにより、組み立てできることは不変である。また、第１の配線基板は、ボディの開放端を塞ぐように配設されるので、落とし込むだけで、電子化タイマ回路をがたつくことなく組み込むことができる。さらに、カバーのボス部内の空間を第２の配線基板の配設に利用するので、空間利用率を向上させることができる。

請求項１記載のタイマ装置において操作部は、ボス部に配設され；電子化タイマ回路の可変部品は、操作部の操作に連動する押し釦スイッチおよび切換スイッチを含んでおり；タイマ動作回路要素は、マイコンを含んでいる；ように構成することができる。

本構成例においては、ケースのカバーのボス部に配設された操作部によって電子化タイマ回路の押し釦スイッチおよび切換スイッチを操作するので、１モジュールサイズの小さなケースであっても、それぞれ所要の操作を確実に行える。このことは、装置のコンパクト化に大いに有意義である。なお、押し釦スイッチにより、負荷回路のオン、オフ切り換えなどを指令することができる。また、切換スイッチにより、タイマ装置の動作モードたとえば連続動作またはタイマ動作の選択あるいはタイマ時間設定などを指令することができる。

タイマ動作回路要素として、マイコンを用いることにより、部品がコンパクトでありながら、タイマ時間計時が正確で信頼性の高いタイマ動作を行わせることが可能になる。マイコンは、偏平であるので、実装においても高さを最小限に抑えることができるので、第２の配線基板に実装するのに適している。

請求項１記載のタイマ装置において、端子金具は、導電板を枠状に曲成してなり、端子金具内に収納される自己鎖錠片との間で挿入された電線を鎖錠するとともに、自己鎖錠片をその弾力に抗して変位させるリリース釦により電線との接続状態を強制的に解除できるように構成することができる。

本構成例においては、端子金具を自己鎖錠片およびリリース釦と併用することにより、ケースの電線挿入孔から絶縁被覆を除去した電線をケース内に挿入するだけで所要の接続が得られる。また、必要に応じて接続されている電線をリリース釦を操作して強制的に解除することができる。

請求項１記載の電子化タイマ装置において、ケースは、取付枠への取付部を備えボディとカバーとを一体化する結合具を備えているように構成することができる。

本構成例において、結合具は一般の配線器具で用いられる結合具を用いることを許容するものである。典型的な構造としては、コ字状をなしてカバーに跨座し、両足部をボディの両側面に形成した突起に加締めて固定することにより、ボディにカバーを固定してケースとして一体化する構成である。取付枠への取付部は、ケースの長手方向の両端面に位置する凹溝によって構成することができる。

請求項１記載のタイマ装置において、ケースは、そのカバーのボス部に表示窓を備え；電子化タイマ回路は、第２の配線基板の上面に実装されて表示窓に光導関係に配設された表示素子を備えている；ように構成することができる。

本構成例において、表示素子は、一個または複数個用いることができる。いずれの個数においても、表示内容は一または複数の状態を表示するように構成することができる。たとえば、一の状態としては、通電状態すなわち負荷のオン状態または電源電圧の有無などを表示することができる。また、複数の状態としては、上記に加えて連続通電およびタイマ通電の区別、タイマ通電時間の長短の程度、残り時間などを表示することができる。

表示を行うための制御は、タイマ時間設定のためにマイコンを用いている場合には、そ

のマイコンを利用して容易にプログラムすることができる。

請求項１記載のタイマ装置において、第２の配線基板部品と第１の配線基板の上面との間に絶縁シートが介在しているように構成することができる。

電子化されたタイマ装置において、装置をなるべくコンパクトにするには、電子化タイマ回路の実装密度を向上することが効果的な施策の一つである。

本構成例においては、配線基板を第１および第２の配線基板に分割し、かつ、それらに階層構造を採用し、さらに作動電圧が相対的に高いパワー系回路部品を下面に実装した第１の配線基板の上に第２の配線基板を離間して配設する配置とし、さらに第２の配線基板の下面に相対的に低い電圧で作動するタイマ動作回路要素を実装するので、タイマ動作回路要素と第１の配線基板とが対面する。

より一層コンパクトにするには、第１の配線基板とタイマ動作回路要素との間をなるべく接近させることである。

本構成例においては、両者の間にポリエステル樹脂シートなどの絶縁シートを介在したので、絶縁を考慮することなく任意に接近させることができる。すなわち、本発明においては、一層のコンパクトなタイマ装置を構成することができる。

請求項１の発明によれば、開放端を有するボディおよびボディの開放端に覆合されるとともに、フラッシュプレートの窓孔から露出するための突出した部分であり、中央部に前記ボディの開放端の長手方向においてこの開放端の幅寸法よりも狭い内部が中空のボス部が形成されたカバーからなり、短方向の外形寸法が規格化された取付枠の細い取付孔の長手方向のほぼ１／３に形成されているケースと；ケースのボス部上面に配設された、第１操作部および第２操作部を有する操作部と；負荷回路中に直列に接続されるトライアックおよびトライアックのゲート極と一方の主電極との間に接続されたゲート抵抗器を有する半導体スイッチ素子と、前記トライアックの他方の主極とゲート極との間に交流入力端子が接続されるとともに後述のタイマ制御回路に制御電源およびマイコン制御電源を供給する全波整流回路を有するパワー系回路素子を含む負荷回路用電子スイッチ回路とを有し、前記ボディの開放端を塞ぐようにボディに装着された第１の配線基板と；相対的に低い電圧で作動するタイマ動作回路要素と、第１操作部の操作に連動してタイマ装置の動作モードを切り替える第一スイッチおよび第２操作部の操作に連動して負荷回路に通電を開始する第二スイッチであって各操作部の操作に連動する可変部品を含んで構成されて負荷回路用電子スイッチ回路のスイッチングを制御する前述のタイマ制御回路とを有し、上面側に実装されるとともに下面側に前記タイマ動作回路要素が実装し、かつ、カバーのボス部の開口とほぼ同寸法に形成されてボス部内に第１の配線基板と離間し配設される第２の配線基板と；第１の配線基板に配設された全波整流回路の出力端から、第２の配線基板に実装されたタイマ制御回路に制御電源およびマイコン制御電源を供給するリード線と；第２の配線基板に実装されているタイマ動作回路要素と第１の配線基板との間に介在され、前記第１の配線基板の短手方向とほぼ同じ外形寸法に形成された絶縁部材と；を具備するので、全体がコンパクトで、絶縁処理が容易になり、しかも組立容易なタイマ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のタイマ装置における一実施形態の回路構成を示す回路図である。図において、Ｓは負荷回路用電子スイッチ回路、Ｔはタイマ制御回路である。

＜負荷回路用スイッチ回路について＞ 負荷回路用電子スイッチ回路Ｓは、パワー系回路素子ｐおよび端子金具ｔからなる。パワー系回路素子ｐは、半導体スイッチ素子１、雑音防止回路素子２、サージ吸収素子３、全波整流回路４および電解コンデンサ５からなる。

半導体スイッチ素子１は、トライアック１ａおよびトライアック１ａのゲート極と一方の主電極との間に接続されたゲート抵抗器１ｂからなる。

雑音防止回路素子２は、インダクタ２ａおよびコンデンサ２ｂからなる。インダクタ２ａは、トライアック１ａと直列に接続されている。コンデンサ２ｂは、トライアック２ａおよびインダクタ２ａの直列回路に対して並列に接続されている。

サージ吸収素子３は、コンデンサ２ｂと並列接続すなわち後述する端子金具間に接続されている。

全波整流回路４は、トライアック１ａの他方の主極とゲート極との間に交流入力端子が接続され、直流出力端子４ａ、４ｂはタイマ制御回路Ｔに制御電源および後述する電解コンデンサを介してマイコン制御電源を供給する。

電解コンデンサ５は、その一端が全波整流回路４の直流出力端子の負極４ｂに接続され、他端がタイマ制御回路Ｔの後述するマイコンに対するマイコン制御電源の正極４ｃを構成している。

一方の端子金具ｔは、トライアック１ａおよびインダクタ２ａの直列回路、コンデンサ２ｂならびにサージ吸収素子３の各一端に接続している。他方の端子金具ｔは、トライアック１ａおよびインダクタ２ａの直列回路、コンデンサ２ｂならびにサージ吸収素子３の各他端に接続している。そして、両端子金具ｔ、ｔは負荷回路中に直列接続される。

以上説明した負荷回路用電子スイッチ回路Ｓは、そのパワー系回路素子ｐおよび端子金具ｔが後述する第１の配線基板の下面に実装されることによって構成される。

＜タイマ制御回路について＞ タイマ制御回路Ｔは、制御電源入力端子６ａ、６ｂ、マイコン制御電源入力端子７、可変部品８、タイマ動作回路要素９、動作モード切換回路１０および表示回路１１からなる。

可変部品８は、第二スイッチである押し釦スイッチ８ａおよび第一スイッチである切換スイッチ８ｂからなる。

タイマ動作回路要素９は、マイコン９ａ、タイマ始動回路９ｂ、自己保持回路９ｃ、マイコン制御電源リセット回路９ｄおよびタイマプログラム選択回路９ｅからなる。

タイマ始動回路９ｂは、制御電源入力端子６ａ、６ｂ間に接続された抵抗器９ｂ１、押し釦スイッチ８ａ、ダイオード９ｂ２および定電圧ダイオード９ｂ３の直列回路、ダイオード９ｂ２および定電圧ダイオード９ｂ３の直列回路の両端間にベース抵抗器９ｂ４を介してベース・エミッタが接続されたトランジスタ９ｂ５、トランジスタ９ｂ５のベース・エミッタ間に接続された抵抗器９ｂ６、トランジスタ９ｂ５のコレクタおよびマイコン制御電源入力端子７の間に接続された抵抗器９ｂ７を備え、抵抗器とコレクタとの接続点をマイコン９ａのＲ８０端子に接続してなる。

自己保持回路９ｃは、制御電源入力端子６ａおよびマイコン９ａのＲ４０端子の間に限流抵抗器９ｃ１を介して接続したフォトカプラＰＣの発光ダイオードＰＣＤと、制御電源入力端子６ａおよびマイコン制御電源入力端子の間に接続された発光ダイオードＰＣＤに応動するフォトトランジスタＰＣＴおよび抵抗器９ｃ２とからなる。

マイコン制御電源リセット回路９ｄは、トランジスタ９ｄ１のベースをベース抵抗器９ｄ２を介してマイコン９ａのＲ４１端子に接続し、トランジスタ９ｄ１のベース・エミッタ間を抵抗器９ｄ３を接続し、トランジスタ９ｄ１のコレクタ・エミッタをマイコン制御電源入力端子７および制御電源入力端子６ｂを介して電解コンデンサ５の両端間に接続してなる。

タイマプログラム選択回路９ｅは、ジャンパ端子ａ、ｂ、ｃおよびｄを備えてなる。ジャンパ端子ａは、抵抗器９ｅ１を介してマイコン制御電源入力端子７に接続している。ジャンパ端子ｂは、抵抗器９ｅ２を介してマイコン制御電源入力端子７に接続するとともに、マイコン９ａのＲ８１端子に接続している。ジャンパ端子ｃおよびｄは、制御電源入力端子６ｂに接続するとともに、コンデンサ９ｅ３を介してマイコン９ａのＸＩＮ端子に、また、さらに抵抗器９ｅ４を直列に介してマイコン９ａのＸＯＵＴ端子に接続に、それぞれ接続している。

動作モード切換回路１０は、切換スイッチ８ｂをマイコン９ａの該当端子に接続することにより構成されている。すなわち、切換スイッチ８ｂは、３個の切換接点ｅ、ｆ、ｇを備えていて、切換接点ｅをマイコン９ａのＲ５０端子に、切換接点ｆを、同じくＲ５１接点に、切換接点ｇを同じくＲ５２端子に、それぞれ接続してなる。

表示回路１１は、表示素子が発光ダイオード１１ａからなり、そのアノードをマイコン制御電源入力端子７に接続し、カソードをそれぞれ限流抵抗器１１ｂ、１１ｃを介してマイコン９ａのＲ４３端子およびＲ４２端子に接続してなる。

さらに、マイコン９ａのRESET端子がダイオード１２を介してマイコン制御電源入力端子７に、またコンデンサ１３を介して制御電源入力端子６ｂに、それぞれ接続している。

＜回路動作について＞ まず、動作モード切換回路１０について説明する。

本実施形態のタイマ装置は、可変部品８のうち第一スイッチである切換スイッチ８ｂを切換接点ｅに切り換えると、連続通電動作のモードになる。また、切換接点ｆに切り換えると、相対的に短時間タイマ動作のモードになる。さらに、切換接点ｇに切り換えると、相対的に長時間タイマ動作のモードになる。短時間動作のモードおよび長時間動作のモードの絶対的な時間は、タイマプログラム切換回路９ｅにより選択することができる。

次に、タイマプログラム切換回路９ｅについて説明する。

タイマプログラム切換回路９ｅは、ジャンパ端子ａ、ｂ、ｃおよびｄを全て開放状態、ジャンパ端子ｂおよびｃの間を短絡状態、ジャンパ端子ａおよびｄの間を短絡状態、ジャンパ端子ａ−ｄ、ｂ−ｃを短絡状態のいずれかを選択することにより、動作モード切換回路１０の切換接点ｅ、ｆ、ｇのいずれかの選択に応じて表１に示すようにそれぞれ時限を設定することができる。なお、タイマプログラム切り換えは、工場内における製造段階または使用段階のいずれにおいて選択可能にするかは設計の自由である。

そうして、負荷回路への通電開始前には全波整流回路４が開放されているから、トライアック１ａのゲート極はゲート側の主電極と同電位のため、ゲート電流が流れないので、トライアックはオフ状態である。また、トライアック１ａのゲート極と反対側の主電極との間に交流入力電圧が印加されている全波整流回路の直流出力端子４ａ、４ｂ間に全波整流された脈流の直流電圧が現れている。直流出力端子４ａ、４ｂはタイマ制御回路Ｔの制御電源端子６ａ、６ｂに直結している。

そこで、負荷回路に通電を開始するには、第二スイッチである押し釦スイッチ８ａをオンさせる。これにより、抵抗器９ｂ１、押し釦スイッチ８ａおよびダイオード９ｂ２を介して定電圧ダイオード９ｂ３に制御電源から電流が流れ、これに伴い定電圧ダイオード９ｂ３の両端間に一定の電圧が現れる。そして、電解コンデンサ５は、定電圧によって充電される。電解コンデンサ５の端子電圧はマイコン９ａの所定の端子にマイコン駆動電源として印加されるので、マイコン９ａは動作を開始する。すなわち、全波整流回路４に通電するため、トライアック１ａのゲート極の電位が反対側の主電極の電圧に接近するので、ゲート電流が流れ、トライアック１ａはオンする。これにより、負荷に通電される。

上記と同時に、制御電源から抵抗器９ｂ１、押し釦スイッチ８ａおよびベース抵抗器９ｂ４を介してトランジスタ９ｂ５のベースにベース電流が流れてトランジスタ９ｂ５がオンする。これにより、マイコン９ａのＲ８０端子の電位が低下してマイコン９ａが動作を開始する。

マイコン９ａが動作すると、Ｒ４０端子の電位が低下する。このため、フォトカプラＰＣの発光ダイオードＰＣＤが通電されて発光する。このため、フォトトランジスタＰＣＴがオンする。

フォトトランジスタＰＣＴがオンすると、今度は電解コンデンサ５がフォトトランジスタＰＣＴおよび抵抗器９ｃ２を介して制御電源から充電される。すなわち、マイコン制御電源は、フォトカプラＰＣによる自己保持により、引き続きマイコン９ａに供給され、マイコン９ａは動作を継続して、予めプログラムにより設定された時限動作を行う。

所定時限が経過すると、マイコン９ａのＲ４１端子の電位が低下するため、トランジスタ９ｄ１がオンする。これにより、電解コンデンサ５は短絡されて、マイコン制御電源はリセットされて、その端子間電圧が０になるため、マイコン９ａは動作を停止するとともに、全波整流回路４は開放状態になり、したがってトライアック１ａは再びオフする。すなわち、所定時限が経過すると、負荷回路はオフされる。

図２ないし図５は、本発明のタイマ装置における一実施形態の外観を示し、図２は正面図、図３は拡大左側面図、図４は平面図、図５は底面図である。各図において、２１はケース、２２は操作部である。

＜ケース２１について＞ ケース２１は、ボディ２１ａ、カバー２１ｂおよび結合具２１ｃからなる。

ボディ２１ａは、上端が開放された箱状をなし、内部が中央の回路部品収納室２１ａ１と、その両側に位置する端子収納室２１ａ２、２１ａ２に一対の隔壁２１ａ３、２１ａ３を介して区画され、また端子収納室２１ａ２の底面には電線挿入孔２ａ４およびリリース釦操作孔２１ａ５が形成されている。ボディ２１ａの外面には、係止段部２１ａ６が一体成形されている。

カバー２１ｂは、ボディ２１ａの開放端に覆合され、中央にボス部２１ｂ１を、その両側に平坦部２１ｂ２、２１ｂ２を、またボス部２１ｂ１には表示窓２１ｂ３を、それぞれ備えている。なお、ボス部２１ｂ１は、内部が中空に形成されている。

結合部２１ｃは、金属板を打ち抜いてコ字状に形成され、さらに両足部２１ｃ１の先端に加締め部２１ｃ２を形成し、中間部に取付用耳部２１ｃ３および係合片２１ｃ４を形成している。そして、ボディ２１ａの開放端に覆合したカバー２１ｂの平坦部２１ｂ２に結合具２１ｃの中間部を跨座させて、両足部２１ｃ１をボディ２１ａに沿って垂下させ、係止段部２１ａ２に加締め部２１ｃ２を加締めてケース２１を一体化させている。係止用耳部２１ｃ３はボス部２１ｂ１の側面に当接し、係合片２１ｃ４がケース２１の両端面から突出させている。

係止用耳部２１ｃ３および係合片２１ｃ４は、本実施形態のタイマ装置を取付枠（図示しない。）に装着する場合に、使用される。

＜操作部２２について＞ 操作部２２は、後述するように第１操作部および第２操作部を兼ねていて、ケース２１のボス部２１ｂ１の上面に配設され、押圧動作および回動動作をさせることができる。操作部２２を押圧することにより、通電開始させ、回動により動作モードを選択するように構成されている。本実施形態においては、連続通電、１時間通電および４時間通電のいずれかを選択するようになっている。

図６ないし図８は、本発明のタイマ装置における一実施形態のボディの内部を示し、図６は図５のVI−VI'線に沿う断面図、図７は拡大平面図、図８は自己鎖錠片およびリリース釦を端子収納室に組み込んだ状態におけるボディの拡大平面図である。各図において、図２ないし図５と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。

ケース２１のボディ２１ａの内部には、中央に回路部品収納室２１ａ１とその両側に端子収納室２１ａ２、２１ａ２が一対の隔壁２１ａ３、２１ａ３区画されている。そして、端子収納室２１ａ２の底面には電線挿入孔２１ａ４およびリリース釦操作孔２ａ５が形成されている。

２３は自己鎖錠片で、端子収納室２１ａ２の内部において、電線挿入孔２１ａ４に対向して収納される。自己鎖錠片２３は、ばね板を屈曲して図６に示すように一端に鎖錠部２３ａ、他端に押圧部２３ｂを、それぞれ形成してなる。

２４はリリース釦で、同じくリリース釦操作孔２１ａ５に下端部が嵌合して収納される。リリース釦２４は、合成樹脂を成形して自己鎖錠片２３の鎖錠部２３ａを強制的に変位させて鎖錠状態を解除するカム部２４ａを両側に一体的に形成してなる。

そうして、図６に示すように負荷回路用電子スイッチ回路Ｓをボディ２１ａ内に落とし込んで収容すると、端子金具ｔが枠形をなしているため、端子金具ｔ内に自己鎖錠片２３およびリリース釦２４が所定の位置関係に組み込まれる。

図９および図１０は、本発明のタイマ装置における一実施形態のカバーを示し、図９は拡大平面図、図１０は操作部を組み込んだ状態におけるカバーの拡大底面図である。

図６にも示すように、カバー２１ｂのボス部２１ｂ１の外面には操作部２２に対応して凹溝２１ｂ４と、凹溝２１ｂ４の中心に位置する挿通孔２１ｂ５と、さらに凹溝２１ｂ３内に挿通孔２１ｂ５と同心の円弧状の回動規制溝２１ｂ６とが形成されている。

さらに、ボス部２１ｂ１の内面には、後述する回転カムを節動させる節動ガイド部２１ｂ７が一体成形されている。

図６に示すように、第１操作部および第２操作部を兼ねる操作部２２と凹溝２１ｂ２との間にコイルばね２５が介挿されて操作部２２を常時ボス部２１ｂ１から離反する方向へ偏位している。

また、操作部２２の回動軸２２ａの先端には、ボス部２１ｂ１の内面側において回転カム２２ｃがセルフタッピングねじ２２ｄによって操作部２２と一緒に回動するように固定されている。

回転カム２２ｃは、円盤の一部を切除して弾接部２２ｃ１を一体に形成し、弾接部２２ｃ１と軸対称の位置に長孔２２ｃ２を形成し、さらにカバー２１ｂの回動規制溝２１ｂ６に係合するピン２２ｃ３を一体に形成している。

弾接部２２ｃ１がカバー２１ｂに形成した節動ガイド部２１ｂ７に当接しながら操作部２２が回動することにより、操作部２２は所定の回動角ごとに節動する。

長孔２２ｃ２に後述する可変部品の摘みが係合することにより、操作部２２を回動することにより第１操作部を操作したことになり、可変部品８の第一スイッチである切換スイッチ８ｂを操作して直線的に変位させることができる。また、操作部２２をコイルばね２５の弾力に抗して押圧することにより第２操作部を操作したことになり、操作部２２がカバー２１ｂの凹溝２１ｂ４内に沈み込むため、回転カム２２ｃも連動して沈み込み可変部品８の第二スイッチである押し釦スイッチ８ａを操作できる。

図１１ないし図１３は、本発明のタイマ装置における一実施形態の負荷回路用電子スイッチ回路およびタイマ制御回路の実装状態を示し、図１１は拡大平面図、図１２は拡大底面図、図１３は拡大側面図である。各図において、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。以下、図６をも参照して電子化タイマ回路について説明する。

負荷回路用電子スイッチ回路Ｓは、パワー系回路素子ｐおよび端子金具ｔに加えて第１の配線基板２６を備えている。

第１の配線基板２６は、ボディ２１ａの開放端を塞ぐように位置し、その下面中央にパワー系回路素子ｐおよび両端に端子金具ｔ、ｔを実装している。

パワー系回路素子ｐは、図１２に示すように、トライアック１、雑音防止回路素子としてのインダクタ２ａおよびコンデンサ２ｂ、サージ吸収素子３、全波整流回路４ならびに電解コンデンサ５からなり、回路部品収納室２１ａ１内に収納されている。

端子金具ｔは、図１２に示すように、枠状に形成され、第１の配線基板２６への接続片ｔａを第１の配線基板２６の両端部に形成した切欠部２６ａから上面に突出させてはんだ２６ｂにより第１の配線基板２６のランドに接続することにより、第の配線基板２６の下面に実装されている。そして、端子金具ｔは、端子収納室２１ａ２内に収納されている。

タイマ制御回路Ｔは、可変部品８、タイマ動作回路要素９および発光ダイオード１１ａに加えて第２の配線基板２７を備えている。

第２の配線基板２７は、第１の配線基板２６に、その上方に離間した状態で固定されている。また、第２の配線基板２７は、図６に示すように、カバー２１ｂのボス部２１ｂ１内に配設されている。

＜第１スイッチおよび第２スイッチについて＞ 可変部品８は、第二スイッチである押し釦スイッチ８ａおよび第一スイッチである切換スイッチ８ｂからなり、第２の配線基板２７の上面に実装されている。

第二スイッチの押し釦スイッチ８ａは、図６に示すように、回転カム２２ｃを介して操作部２２を押圧した際にオンし、操作部２２の押圧を止めると、復帰してオフ状態になる。

第一スイッチの切換スイッチ８ｂは、上面から突出している摘み８ｂ１を図１１から理解できるように、図において左右方向へ直線的に変位させることにより、その可動接点が図１における固定接点ｅ、ｆ、ｇのいずれかに選択的に接触して回路を切り換えることにより、タイマ装置の動作モードを切り換えることができるように構成されている。また、切換スイッチ８ｂは、図１１に示すように、第２の配線基板２７の長手方向の一側部と押し釦スイッチ８ａとの間に位置している。

タイマ動作回路要素９は、図１において説明したように、マイコン、タイマ始動回路、自己保持回路、マイコン制御電源リセット回路およびタイマプログラム選択回路を含んでいるが、第２の配線基板２７の下面および上面に分散して実装されている。しかし、マイコンは第２の配線基板２７の下面に実装されている。なお、図１３に示すように、第１の配線基板２６と第２の配線基板２７に実装されているタイマ動作回路要素９との間にはポリエステルシートなどの絶縁シート３３が介在している。

図１４は、本発明のタイマ装置の一実施形態を取付枠に通常のスイッチとともに装着した状態を示す正面図である。図において、２８は取付枠、２９はタイマ装置、３０、３１は通常のスイッチである。

タイマ装置２９は、そのケースの短方向の外形寸法が、規格化された取付枠２８の後述する細長い取付孔の長手方向のほぼ１／３に構成されている。また、通常のスイッチも同様に構成されている。

図１５は、取付枠の正面図である。取付枠２８は、中央に細長い取付孔２８ａ、取付孔２８ａの一側に配線器具の取付用耳部を係止する係止孔２８ｂ、同じく他側に取付用耳部を着脱可能に係止する変位係止部２８ｃ、さらに両端部に配線ボックスへの取付孔２８ｄとプレートねじ孔２８ｅを備えている。

タイマ装置２９を取付枠２８に装着するには、ケース２１の結合具２１ｃの片側の係止用耳部２１ｃ４を取付枠２８の係止孔２８ｂに取付枠２８の裏側から挿入してから、反対側の係止用耳部２１ｃ４を変位係止部２８ｃに押し付ける。そうすると、変位係止部２８ｃが外側へ変位して変位係止部２８ｃに係止されることにより、タイマ装置２９は取付枠２８に装着される。以上の作業は通常のスイッチ２９、３０を装着する場合と同じである。

タイマ装置などを装着した取付枠２８を配線ボックスに取り付けるには、取付孔２８ｄにボックスねじを挿通して配線ボックスにねじ込む。挿通孔２８ｄは長孔に形成されているので、壁面に対して配線ボックスが多少傾いて埋設されていていも、取付枠２８を垂直に取り付けることができる。

図１６および図１７は、フラッシュプレートを示し、図１６は化粧板の正面図、図１７はアダプターの正面図である。各図において、フラッシュプレートは、化粧板３１およびアダプター３２からなる。

化粧板３１は、中央に細長い窓孔３１ａを備えている。タイマ装置２８のボス部２１ｂ１は、窓孔３１ａからほぼ面一に露出する。化粧板３１の背面には、取付足（図示しない。）が複数突設されていて、アダプター３２に着脱自在に構成されている。

アダプター３２は、壁面と化粧板３１との間に介在する。また、アダプター３２は、枠状をなしていて、上下方向の両端部にプレートねじ挿通孔３２ａを形成するとともに、化粧板３１の取付足を係止する取付足係止孔３２ｂを複数備えている。

そして、プレートねじ挿通孔孔３２ａにプレートねじ（図示しない。）を装着して、さらにプレートねじを取付枠２８のプレートねじ孔２８ｅにねじ込むことにより、アダプター３２を取付枠２８に取り付けることができる。

最後に、化粧板３１をその窓孔３１ａがタイマ装置２９およびスイッチ２９、３０の各ボス部に嵌合するように合わせてアダプター３２に押し付けると、化粧板３１の背面から突出した取付足がアダプター３２の取付足係止孔３２ｂに係止することにより、化粧板３１が取り付けられる。

本発明のタイマ装置の一実施形態における回路構成を示す回路図 本発明のタイマ装置の一実施形態における正面図 同じく左側面図 同じく平面図 同じく底面図 図５のVI−VI'線に沿う断面図 本発明のタイマ装置の一実施形態におけるボディを示す平面図 同じく自己鎖錠片およびリリース釦を端子収納室に組み込んだ状態におけるボディの平面図 本発明のタイマ装置の一実施形態におけるカバーを示す平面図 同じく操作部を組み込んだ状態におけるカバーの底面図 本発明のタイマ装置の一実施形態における電子化タイマ回路の実装状態を示す平面図 同じく底面図 同じく側面図 本発明のタイマ装置の一実施形態を取付枠に通常のスイッチとともに装着した状態を示す正面図 取付枠の正面図 フラッシュプレートの化粧板の正面図 同じくアダプターの正面図

符号の説明

８…可変部品
９…タイマ動作回路要素
２１…ケース
２１ａ…ボディ
２１ａ１…回路部品収納室
２１ａ２…端子収納室
２１ａ３…隔壁
２１ａ４…電線挿入孔
２１ａ５…リリース釦操作孔
２１ｂ…カバー
２１ｂ１…ボス部
２１ｂ２…平坦部
２１ｂ４…凹溝
２１ｂ５…挿通孔
２１ｂ７…節動ガイド部
２１ｃ…結合具
２２…操作部
２２ｃ…回転カム
２３…自己鎖錠片
２３ａ…鎖錠部
２３ｂ…押圧部
２４…リリース釦
２５…コイルばね
２６…第１の配線基板
２７…第２の配線基板
３３…絶縁部材
ｐ…パワー系回路素子
Ｓ…負荷回路用電子スイッチ回路
Ｔ…タイマ制御回路
ｔ…端子金具

Claims (1)

1. 開放端を有するボディおよびボディの開放端に覆合されるとともに、フラッシュプレートの窓孔から露出するための突出した部分であり、中央部に前記ボディの開放端の長手方向においてこの開放端の幅寸法よりも狭い内部が中空のボス部が形成されたカバーからなり、短方向の外形寸法が規格化された取付枠の細い取付孔の長手方向のほぼ１／３に形成されているケースと；
   ケースのボス部上面に配設された、第１操作部および第２操作部を有する操作部と；
   負荷回路中に直列に接続されるトライアックおよびトライアックのゲート極と一方の主電極との間に接続されたゲート抵抗器を有する半導体スイッチ素子と、前記トライアックの他方の主極とゲート極との間に交流入力端子が接続されるとともに後述のタイマ制御回路に制御電源およびマイコン制御電源を供給する全波整流回路を有するパワー系回路素子を含む負荷回路用電子スイッチ回路とを有し、前記ボディの開放端を塞ぐようにボディに装着された第１の配線基板と；
   相対的に低い電圧で作動するタイマ動作回路要素と、第１操作部の操作に連動してタイマ装置の動作モードを切り替える第一スイッチおよび第２操作部の操作に連動して負荷回路に通電を開始する第二スイッチであって各操作部の操作に連動する可変部品を含んで構成されて負荷回路用電子スイッチ回路のスイッチングを制御する前述のタイマ制御回路とを有し、上面側に実装されるとともに下面側に前記タイマ動作回路要素が実装し、かつ、カバーのボス部の開口とほぼ同寸法に形成されてボス部内に第１の配線基板と離間し配設される第２の配線基板と；
   第１の配線基板に配設された全波整流回路の出力端から、第２の配線基板に実装されたタイマ制御回路に制御電源およびマイコン制御電源を供給するリード線と；
   第２の配線基板に実装されているタイマ動作回路要素と第１の配線基板との間に介在され、前記第１の配線基板の短手方向とほぼ同じ外形寸法に形成された絶縁部材と；
   を具備していることを特徴とするタイマ装置。

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