JP4747239B2

JP4747239B2 - スイッチ制御システム

Info

Publication number: JP4747239B2
Application number: JP2004256582A
Authority: JP
Inventors: 巌米田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: JP2006071208A

Description

本発明は、スイッチ閉路後に所定の負荷電流を必要とする外部スイッチのオン・オフに応じて、この外部スイッチに接続されたコントローラが制御動作を行うスイッチ制御システムに関し、具体的には、例えば、トイレスイッチのオン・オフに応じて、浴室乾燥機のコントローラの制御動作により、トイレの換気を行うスイッチ制御システムに関する。

浴室乾燥機は、浴室内の乾燥・換気のみならず、排気ダクトを浴室とトイレとで共用することにより、トイレの換気も行うことができる。トイレ付近には専用のトイレスイッチが設けられており、これをオン操作することにより、トイレの照明が点灯するとともに、浴室乾燥機のコントローラにオン信号が送られ、換気扇が運転される（例えば、特許文献１参照。）。また、トイレスイッチには、換気扇の運転中に点灯するＬＥＤや、オフ操作後に換気扇の遅延停止用タイマ機能を有しているものもあり（例えば、特許文献２参照。）、この場合、ＬＥＤ駆動回路やタイマ回路等の付属回路がトイレスイッチに内蔵されている。

上記のような従来のスイッチ制御システムにおいて、付属回路を有するトイレスイッチは、スイッチオンしている間に流れる負荷電流に基づいて、例えばＣＴを用いて付属回路の駆動用電源を得ている。従って、駆動用電源を得るに足る所定値以上の負荷電流をトイレスイッチに流す必要がある。図４は、このようなスイッチ制御システムとして実際に使用されている回路図である。図において、浴室乾燥機用のコントローラ１０は、電源回路１１、マイクロコンピュータ１２、負荷回路１３、オン・オフ検出回路１４等を内蔵しており、互いに図示のように接続されている。また、コントローラ外の外部電源（商用電源交流１００Ｖ）２、外付け抵抗８、トイレスイッチ４、換気扇５と、図示のように接続される。この外付け抵抗８は、負荷回路１３に対して並列に接続されている。トイレスイッチ４は、付属回路４１を備えている。

上記電源回路１１は交流１００Ｖを直流一定電圧に変換してマイクロコンピュータ１２に供給する。負荷回路１３はトイレスイッチ４が閉路したとき電流を流すための抵抗回路である。オン・オフ検出回路１４は、負荷回路１３に接続され、トイレスイッチ４のオン・オフを検出する。負荷回路１３と並列に外付け抵抗８を設けていることにより、トイレスイッチ４がオン（閉路）のときは、負荷回路１３に流れる電流と、外付け抵抗８に流れる電流との合計の電流がトイレスイッチ４に流れる。トイレスイッチ４は、接点酸化を予防し、接点の導通抵抗を軽減するために所定電流を流すことを必要とするが、この所定電流を確保するために外付け抵抗８にも電流を流している。また、この抵抗８は消費電力が大きく、発熱も大きい。さらに、回路電圧が交流１００Ｖであるため、耐圧の点から寸法も比較的大きい。このように、発熱が大きく、寸法も大きい抵抗を、コンパクトさを要求されるコントローラ１０に内蔵するのは無理がある。そこで、内蔵する負荷回路１３とは別に、負荷電流を流すための抵抗８を「外付け」で設けたのである。

特開平１１−４７４９６号公報（第２頁、図２）特開平５−２７４９７３号公報（第３〜第４頁、図１）

しかしながら、上記のような従来のスイッチ制御システムにおいては、外付け抵抗８の寸法が大きく、その取付スペースを確保することが困難な場合がある。また、通常、外付け抵抗８は器具の外壁に固定されるが、そのための固定部材、接続用ハーネス、放熱用部材等が必要である。従って、部品点数が増大し、取付の手間もかかる。このような問題点は、外付け抵抗８を廃止することができれば解消される。
そこで、本発明は、外部スイッチに所定の負荷電流を流すことを要するスイッチ制御システムにおいて、外付け抵抗を不要とすることを目的とする。

本発明のスイッチ制御システムは、スイッチ閉路後の負荷電流に基づいて動作する付属回路を有する外部スイッチと、前記外部スイッチのオン・オフに応じて所定の制御動作を行うものであって、外部電源から電源供給する第１電路及び第２電路が引き込まれ、さらに、当該第１，第２電路の一方から前記外部スイッチを経由した第３電路が引き込まれるコントローラと、を備え、前記コントローラは、内蔵する電源回路の入力側を、前記外部スイッチがオフのときは前記第１電路及び第２電路に接続し、前記外部スイッチがオンのときは前記第１，第２電路の他方及び前記第３電路に接続する、というものである。
上記のように構成されたスイッチ制御システムでは、外部スイッチがオフのときは直接的に電源回路の入力側と外部電源とを接続することにより、電源回路の入力電圧を確保する。また、外部スイッチがオンのときは、これを経由して電源回路の入力側と外部電源とを接続することにより、電源回路の入力電流を外部スイッチの負荷電流として確保することができる。

また、本発明は、スイッチ閉路後の負荷電流に基づいて動作する付属回路を動作させるために必要な負荷電流がＩ_Ｌである外部スイッチと接続され、当該外部スイッチのオン・オフに応じて所定の制御動作を行うコントローラを備えたスイッチ制御システムにおいて、前記コントローラには、外部電源から電源供給する第１電路及び第２電路が引き込まれ、さらに、当該第１，第２電路の一方から前記外部スイッチを経由した第３電路が引き込まれ、また、前記コントローラは、(a)前記外部スイッチ経由で負荷電流Ｉ_Ｓ（＜Ｉ_Ｌ）を流す負荷回路と、(b)負荷電流Ｉ_Ｓの有無に基づいて前記外部スイッチのオン・オフを検出するオン・オフ検出回路と、(c)２次側負荷に関わらず１次側の入力電流が少なくとも（Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｓ）である電源回路と、(d)前記電源回路の１次側を、前記外部スイッチがオフのときは前記第１電路及び第２電路に接続し、前記外部スイッチがオンのときは前記第１，第２電路の他方及び前記第３電路に接続する電路切換手段とを備えたものであってもよい。
上記のように構成されたスイッチ制御システムでは、外部スイッチがオフのときは直接的に電源回路の１次側と外部電源とを接続することにより、電源回路の入力電圧を確保する。また、外部スイッチがオンのときは、これを経由して電源回路の１次側と外部電源とを接続することにより、負荷回路による負荷電流Ｉ_Ｓに加えて、電源回路の１次側の入力電流（少なくとも（Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｓ））を外部スイッチの負荷電流として確保することができる。従って、外部スイッチの負荷電流はＩ_Ｌ以上となり、必要な負荷電流を確保することができる。

上記のように構成されたスイッチ制御システムによれば、外部スイッチがオンのときは、これを経由して電源回路の入力側と外部電源とを接続することにより、電源回路の入力電流を外部スイッチの負荷電流として確保することができる。従って、電源回路に、外部スイッチの負荷電流確保の役割をさせることができ、従来必要であった外付け抵抗を不要とすることができる。

図１は、本発明の一実施形態によるスイッチ制御システムを示す回路図である。このスイッチ制御システムは、外部スイッチとしてのトイレスイッチのオン・オフに応じて、浴室乾燥機のコントローラの制御動作により、トイレの換気を行うものである。図において、浴室乾燥機用のコントローラ１は、電源回路（スイッチングレギュレータ）１１、マイクロコンピュータ１２、負荷回路１３、オン・オフ検出回路１４、切換接点を有するリレー１５を内蔵しており、互いに図示のように接続されている。リレー１５は、非励磁のとき図示のように接点ａ側に接続されており、励磁されると接点ｂ側に接続される。

また、コントローラ１は、コントローラ外の外部電源（商用電源交流１００Ｖ）２、トイレ３の近傍に設けられているトイレスイッチ４、換気扇５、及び、有線タイプのリモコン（ワイヤードリモコン）６と、図示のように接続される。排気ダクト７は図示しない浴室等とトイレ３とで共用されており、換気扇５の運転によりトイレ３の換気を行うことができる。リモコン６には、浴室乾燥機の操作に関する操作スイッチ等の他、トイレスイッチ４のタイプを選択する選択用スイッチ６１が設けられている。なお、この選択用スイッチ６１はディップスイッチであり、通常の操作スイッチとは別に設けられている。

上記電源回路１１は交流１００Ｖを直流一定電圧に変換してマイクロコンピュータ１２に供給する。負荷回路１３は、トイレスイッチ４が閉路したとき、これに電流を流すための抵抗回路である。オン・オフ検出回路１４は、負荷回路１３に接続され、トイレスイッチ４のオン・オフを検出する。ここで例えばトイレスイッチ４は、付属回路なしか又は比較的消費電力の小さい付属回路４１を備えたＡタイプと、ＬＥＤ駆動回路、タイマ回路等、全体として比較的消費電力の大きい付属回路４１を備えたＢタイプとがあり、Ｂタイプの場合、所定値Ｉ_Ｌ以上の負荷電流を要するが、ＡタイプはＩ_Ｌより小さいＩ_Ｓで足りる。一方、電源回路１１は、その入力インピーダンスに基づいて、２次側負荷の大小に関わらず常に所定値以上の電流が入力電流として外部電源２から供給される。この所定値とは、（Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｓ）以上の値である。

また、リモコン６の選択用スイッチ６１においてトイレスイッチ４のタイプを選択指示することにより、リモコン６とマイクロコンピュータ１２との間で通信を行い、どのタイプのトイレスイッチ４が使用されているかをマイクロコンピュータ１２に認識させることができる。なお、マイクロコンピュータ１２及びリレー１５は、電源回路１１の１次側（入力側）と外部電源２とを接続する電路において、選択用スイッチ６１からの選択指示に基づいて電路を切り換える「電路切換手段」を構成している。

次に、上記のように構成されたスイッチ制御システムの動作について説明する。図３は、マイクロコンピュータ１２において実行される、トイレスイッチ４の選択及び操作に基づく換気扇５の制御に関するフローチャートである。このフローチャートはコントローラ１の起動と共に開始され、以後、継続して実行される。今、接続されているトイレスイッチ４はＡタイプ（以下、トイレスイッチＡという。）であり、選択用スイッチ６１においてＡタイプの選択がなされているとする。まず、ステップＳ１において、マイクロコンピュータ１２は、Ｂタイプのトイレスイッチ４（以下、トイレスイッチＢという。）が接続されているか否かを選択用スイッチ６１の信号から判断する。ここでは、トイレスイッチＡが接続されているので、ステップＳ２に進み、トイレスイッチＡがオンになるのを待つ。

トイレスイッチＡがオフ（開路）である場合、外部電源２の一方の電路ｕは、リレーの接点ａ側を経由して、電源回路１１に接続されている。また、他方の電路ｖは、直接、電源回路１１に接続されている。従って、電源回路１１には交流１００Ｖの電圧が供給され、２次側には所定の直流電圧が出力されている。

ここで、トイレスイッチＡがオンになると、外部電源２の一方の電路ｕからトイレスイッチＡ及び負荷回路１３を通って、外部電源２の他方の電路ｖに至るルートが形成され、負荷回路１３に負荷電流Ｉ_Ｓが流れる。これにより、オン・オフ検出回路１４はトイレスイッチＡのオンを検出し、検出信号をマイクロコンピュータ１２に入力する。この検出信号を受けたマイクロコンピュータ１２は、換気扇５の運転を行う（ステップＳ３）。続いてマイクロコンピュータ１２は、トイレスイッチＡがオフになるのを待ち（ステップＳ４）、オフになると換気扇５を停止させ（ステップＳ５）、ステップＳ１に戻る。以後、同様の処理が繰り返される。

次に、トイレスイッチＢが接続され、選択用スイッチ６１においてＢタイプの選択がなされているとする。この場合は、まず、ステップＳ１において、マイクロコンピュータ１２は、トイレスイッチＢが接続されているか否かを選択用スイッチ６１の信号から判断する。ここでは、トイレスイッチＢが接続されているので、ステップＳ６に進み、トイレスイッチＢがオンになるのを待つ。

トイレスイッチＢがオフである場合、外部電源２の一方の電路ｕは、リレー１５の接点ａ側を経由して、電源回路１１に接続されている。また、他方の電路ｖは、直接、電源回路１１に接続されている。従って、電源回路１１には交流１００Ｖの電圧が供給され、２次側には所定の直流電圧が出力されている。

ここで、トイレスイッチＢがオンになると、外部電源２の一方の電路ｕからトイレスイッチＢ及び負荷回路を通って、外部電源２の他方の電路ｖに至るルートが形成され、負荷回路１３に負荷電流Ｉ_Ｓが流れる。これにより、オン・オフ検出回路１４はトイレスイッチＢのオンを検出し、マイクロコンピュータ１２はリレー１５を接点ｂ側に切り換える（ステップＳ７）。図２は、この接点切換後の回路図である。図２において、外部電源２の一方の電路ｕからトイレスイッチＢ及び負荷回路１３を通って、外部電源２の他方の電路ｖに至るルートは接点切換後も変わらず、負荷回路１３には負荷電流Ｉ_Ｓが流れている。

また、外部電源２の一方の電路ｕは、トイレスイッチＢ及びリレー１５の接点ｂ側を介して、電源回路１１に接続される。外部電源２の他方の電路ｖは、直接、電源回路１１に接続されている。従って、電源回路１１の１次側には、トイレスイッチＢ経由で、外部電源２の電圧が供給されている。このため、トイレスイッチＢには、負荷回路１３による負荷電流Ｉ_Ｓに、（Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｓ）以上の電流を加算した、Ｉ_Ｌ以上の負荷電流が流れる。こうして、トイレスイッチＢに必要な負荷電流Ｉ_Ｌが確実に流れ、付属回路４１を確実に動作させることができる。なお、リレー１５の接点がａ側からｂ側に切り換えられるとき、電源回路１１は瞬時停電となるが、この時間は極めて短く、電源回路１１の瞬時停電許容時間内である。従って、電源回路１１の２次側電圧は連続して維持され、マイクロコンピュータ１２が電源電圧喪失によりリセットされることはない。

一方、オン・オフ検出回路１４による検出信号がマイクロコンピュータ１２に入力され、この検出信号を受けたマイクロコンピュータ１２は、換気扇５の運転を行う（ステップＳ８）。続いてマイクロコンピュータ１２は、トイレスイッチＢがオフになるのを待ち（ステップＳ９）、オフになると、リレー１５を接点ａ側に切り換える（ステップＳ１０）。これにより、リレー１５の接点は図１の状態に戻る。また、マイクロコンピュータ１２は換気扇５を停止させ（ステップＳ１１）、ステップＳ１に戻り、以後、同様の処理が繰り返される。

以上のように、当該スイッチ制御システムでは、外部スイッチとしてトイレスイッチＡが接続されているときは、直接的に電源回路１１の１次側と外部電源２とを接続し、トイレスイッチＡのオンにより、負荷回路１３による負荷電流をトイレスイッチＡに流す。一方、トイレスイッチＢが接続されていても、これがオフのときは、トイレスイッチＢを経由せず直接的に電源回路１１の１次側と外部電源２とを接続することにより、トイレスイッチＢに影響されることなく電源回路１１の入力電圧を確保する。また、外部スイッチとしてトイレスイッチＢが接続され、かつ、これがオンのときは、リレー１５の接点を切り換えて、トイレスイッチＢ経由で電源回路１１の１次側と外部電源２とを接続する。従って、負荷回路１３に流れる負荷電流の他に、電源回路１１の１次側の入力電流を負荷電流として確保することができる。これにより、電源回路１１に、トイレスイッチＢの負荷電流確保の役割をさせることができ、従来必要であった外付け抵抗を不要とすることができる。

また、選択用スイッチ６１を設けたことにより、接続されているトイレスイッチ（Ａ又はＢ）のタイプをマイクロコンピュータ１２に指示することができるので、電源回路１１の入力電流を負荷電流として使用する必要がないとき（負荷回路１３の負荷電流で足りるとき）は、リレー１５を動作させず、負荷回路１３の負荷電流のみで対応する。従って、無駄に多くの負荷電流を流すことがない。

なお、上記実施形態ではトイレスイッチを外部スイッチとする浴室乾燥機のコントローラによる換気運転のスイッチ制御システムについて説明したが、これは一例であり、スイッチ閉路後の負荷電流に基づいて動作する付属回路を有する外部スイッチと接続され（若しくは接続される場合があり）、この外部スイッチのオン・オフに応じて所定の制御動作を行うコントローラを備えたスイッチ制御システムに広く適用することができる。

本発明の一実施形態によるスイッチ制御システムを示す回路図である。図１の回路図において、リレーの接点が切り換えられた状態を示す回路図である。図１のコントローラにおけるマイクロコンピュータによって実行されるトイレスイッチの選択及び操作に基づく換気扇の制御に関するフローチャートである。従来のスイッチ制御システムを示す回路図である。

符号の説明

１コントローラ
２外部電源
４（Ａ，Ｂ）トイレスイッチ（外部スイッチ）
１１電源回路
１２マイクロコンピュータ
１３負荷回路
１４オン・オフ検出回路
１５リレー（１２，１５：電路切換手段）
６１選択用スイッチ

Claims

スイッチ閉路後の負荷電流に基づいて動作する付属回路を有する外部スイッチと、
前記外部スイッチのオン・オフに応じて所定の制御動作を行うものであって、外部電源から電源供給する第１電路及び第２電路が引き込まれ、さらに、当該第１，第２電路の一方から前記外部スイッチを経由した第３電路が引き込まれるコントローラと、を備え、
前記コントローラは、内蔵する電源回路の入力側を、前記外部スイッチがオフのときは前記第１電路及び第２電路に接続し、前記外部スイッチがオンのときは前記第１，第２電路の他方及び前記第３電路に接続する
ことを特徴とするスイッチ制御システム。
スイッチ閉路後の負荷電流に基づいて動作する付属回路を動作させるために必要な負荷電流がＩ_Ｌである外部スイッチと接続され、当該外部スイッチのオン・オフに応じて所定の制御動作を行うコントローラを備えたスイッチ制御システムにおいて、
前記コントローラには、外部電源から電源供給する第１電路及び第２電路が引き込まれ、さらに、当該第１，第２電路の一方から前記外部スイッチを経由した第３電路が引き込まれ、
また、前記コントローラは、
前記外部スイッチ経由で負荷電流Ｉ_Ｓ（＜Ｉ_Ｌ）を流す負荷回路と、
負荷電流Ｉ_Ｓの有無に基づいて前記外部スイッチのオン・オフを検出するオン・オフ検出回路と、
２次側負荷に関わらず１次側の入力電流が少なくとも（Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｓ）である電源回路と、
前記電源回路の１次側を、前記外部スイッチがオフのときは前記第１電路及び第２電路に接続し、前記外部スイッチがオンのときは前記第１，第２電路の他方及び前記第３電路に接続する電路切換手段と
を備えたことを特徴とするスイッチ制御システム。