JP4896313B2 - 並列使用型電子タイマースイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷としての例えば換気扇を、第１の操作スイッチに基づいてタイマー動作させ、第２の操作スイッチに基づいて遅動動作させる電子タイマースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マンション等のトイレの換気を行うには、トイレの操作スイッチをオンすることによって、トイレ用の照明負荷と換気扇負荷を同時に連動して動作させ、用済み後、操作スイッチをオフすることによって、照明負荷を消灯し、数分間換気扇負荷を動作させ、自動的に換気扇負荷を停止させる動作（以下、遅動動作という）が行われている。一方、浴室の換気を行うには、浴室の操作スイッチをオンにすることで、換気扇負荷を動作させ、浴室の操作スイッチをオフにすることで、換気扇負荷を停止させたり（連続動作）、或いは、操作スイッチをオンにすることで、一定時間換気扇負荷を動作させた後、自動的に換気扇負荷を停止させる（タイマー動作）が行われている。
【０００３】
ところで、近年、マンション等の浴室とトイレの換気を行うには、天井裏に両方の部屋に通じる換気用ダクトを設け、１台の換気扇にて換気を行っている場合が多い。このような場合、浴室の換気を行うには少なくとも１時間以上の換気が必要とされ、トイレの場合、使用中は連続動作で、用済み後、３〜４分程度遅動動作による換気が行われている。このため、図１１に示すように、交流電源（ＡＣ１００Ｖ）の電源ライン41，42間に換気扇43を配する場合には、１つの換気扇23に対して直列に、浴室用，トイレ用の２つのタイマー手段Ｔ1，Ｔ2を並列接続したものを配置する必要があった。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源ライン41は交流電源の接地側Ｎとし、電源ライン42は交流電源のライン側Ｌとして配線している。この場合、浴室には換気扇用の長時間型タイマー手段Ｔ１を、トイレには遅動動作型の短時間タイマー手段Ｔ２を設置する。すなわち、１台の負荷に対し、仕様の異なるタイマー手段Ｔ１、Ｔ２を並列接続させる必要があった。
【０００４】
しかしながら、図１１の配置の場合、タイマー手段Ｔ１、Ｔ２が電子式タイマースイッチだと、一方のタイマー手段が動作中に、他方のタイマー手段をオンさせると、自己消費電力の少ない方しか動作できないという問題があった。例えば、自己消費電力がＴ１＞Ｔ２だとすると、Ｔ１が動作中、Ｔ２を動作させると、タイマー手段Ｔ１が停止し、タイマー手段Ｔ２のみ動作する。また、タイマー手段Ｔ２が動作中、タイマー手段Ｔ１を動作させようとしても、Ｔ１を動作させることが出来なかった。
【０００５】
このため一方に機械式タイマースイッチを用いることが考えられるが、一方に機械式タイマースイッチを用いた場合には、機械式タイマースイッチは自己消費電力＝０だから、当然のことながら、一方を機械式、他方を電子式の組み合わせは成立しない。
【０００６】
そこで、上記の理由で機械式タイマースイッチの並列使用しか手段が無かった。しかしながら、機械式タイマースイッチの並列使用では、機械式長時間タイマーではせいぜい９０分程度のタイマー動作が限界であった。また、２種類のタイマースイッチを並列使用するためコスト的には高価なものになってしまった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の２種類のタイマー手段の並列使用では、どちらか一方のタイマー手段が優先されてしまう問題と、或いはコスト的な問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、１個の電子式タイマースイッチが長時間型タイマーと短時間型遅動タイマーの機能を有し、長時間型タイマー機能は内蔵の操作スイッチで起動し、短時間型遅動タイマー機能は外部機械式スイッチで起動する並列使用型電子タイマースイッチを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による並列使用型電子タイマースイッチは、スイッチ本体に並列に接続した機械スイッチのオン・オフの状態を検出するセンサー部と、スイッチ本体に内蔵する操作スイッチで起動する長時間タイマーと、前記センサ一部の信号によって起動する短時間タイマーの機能を有する制御回路と、この制御回路によってオン・オフを制御されるパワースイッチ回路と、を具備する並列使用型電子タイマースイッチにおいて、
前記センサ一部は、
換気扇負荷を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、
交流電源相間に接続された機械スイッチと照明負荷の直列回路にあって、交流電源Ｎ側と照明負荷の接続点とフォトカプラの発光側の一端子とを接続する第２配線系と、
照明負荷の他端とフォトカプラの発光側の他端子と照明負荷の点滅制御も可能な前記機械スイッチのＮ側端子とを接続する第３配線系と、
前記機械スイッチの他端と交流電源Ｌ側とに接続する第４配線系と、
を具備している。
【００１０】
本発明の他の態様による並列使用型電子タイマースイッチは、スイッチ本体に並列に接続した機械スイッチのオン・オフの状態を検出するセンサー部と、スイッチ本体に内蔵する操作スイッチで起動する長時間タイマーと、前記センサ一部の信号によって起動する短時間タイマーの機能を有する制御回路と、この制御回路によってオン・オフを制御されるパワースイッチ回路と、を具備する並列使用型電子タイマースイッチにおいて、
前記センサー部は、
換気扇負荷を介して交流電源Ｌ側に接続する第１配線系と、
交流電源相間に接続された機械スイッチと照明負荷の直列回路にあって、機械スイッチと照明負荷の接続点とフォトカプラの発光側の一端子とを接続する第２配線系と、
該フォトカプラの発光側の他端と交流電源のＮ側とに接続する第３配線系と、
を具備し、３線式構成としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。
【００１３】
まず、図１を用いて本発明の電子タイマースイッチ15の全体について説明する。電子タイマースイッチ15の外部には、交流電源（ＡＣ）１００Ｖの電源入力端子11，12が配設されている。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとする。また、電子タイマースイッチ15には、２組の交流入力端子（０，１）、（２，３）が設けられている。なお、２点鎖線枠は電子タイマースイッチ15のスイッチ本体の外装部分を示している。
【００１４】
交流電源ＡＣの一端が接続される電源入力端子11と電子タイマースイッチ15の端子1との間には例えば浴室とトイレ共用の換気扇13が負荷として接続され、交流電源ＡＣの他端が接続される電源入力端子12と電子タイマースイッチ15の端子0とは電気的に接続されている。また、前記電源入力端子11と電子タイマースイッチ15の端子3とは電気的に接続され、電子タイマースイッチ15の端子3と端子2の間には例えばトイレ用の照明器具14が接続され、さらに電子タイマースイッチ15の端子2と端子0との間にはトイレ側の操作スイッチとして外付け操作スイッチ（以下、外部スイッチという）SW1が接続されている。
【００１５】
図１に示す電子タイマースイッチ15は、外部スイッチSW1のオン，オフを検知するためのセンサー部としての外部スイッチセンサー回路16と、負荷である換気扇13に電力を供給するための電力スイッチ素子としてのトライアックＴＲＡＣを含むパワースイッチ回路17と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）ＩＣ1を備え、内蔵の操作スイッチSW0に基づく負荷のタイマー動作と外部スイッチSW1に基づく負荷の遅動動作の実行、及び両動作が時間的に重なった場合のタイマー動作又は遅動動作の実行や、操作スイッチSW0，SW1の操作に基づいた前記パワースイッチ回路17のオン，オフ、電子タイマースイッチの負荷13の制御状態の表示（明点灯，暗点灯，及び明暗点灯）の実行などを制御する制御回路18とを有して構成されている。
【００１６】
内蔵の操作スイッチＳＷ0としては、例えばモメンタリー型スイッチ（瞬時オンした後オフするスイッチ）が用いられ、外部スイッチＳＷ1としては例えばシーソー型の機械スイッチが用いられる。
【００１７】
図１において、交流電源ＡＣの一方の入力端子11は換気扇負荷13を介して全波整流ダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端子ａに接続し、交流電源ＡＣのもう一方の入力端子12はチョークコイルＬ及びトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0を介して全波整流ダイオードブリッジＤＢのもう一方の交流入力端子ｂに接続している。従って、全波整流ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子ａ，ｂ間には交流電源入力端子11，12よりＡＣ１００Ｖが換気扇負荷13を通して供給されるようになっている。
【００１８】
外部スイッチセンサー回路16は、外部スイッチＳＷ1のオン，オフを検知するセンサー部としての機能を有し、その検知信号によって外部スイッチＳＷ1のオン，オフを制御回路18側へ伝える役目をしている。外部スイッチセンサー回路16は、１次側素子として発光ダイオードLED1を、２次側素子としてフォトトランジスタTr1を有し、電子タイマースイッチ15の端子2，3間にフォトカプラＰＣ1の発光ダイオードLED1と抵抗Ｒ1の直列回路を接続し、フォトカプラＰＣ1の２次側のフォトトランジスタTr1のコレクタは制御回路18のトランジスタＱ5のベース側に接続し、フォトトランジスタTr1のエミッタは電子タイマースイッチ15の基準電位点ラインＥに接続した構成となっている。
【００１９】
なお、外部スイッチセンサー回路16は、交流電源ラインとの配線接続関係として見れば、換気扇負荷13を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、交流電源相間に接続された機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の直列回路にあって、交流電源Ｎ側と照明負荷14の接続点とフォトカプラＰＣ1の発光側の一端子とを接続する第２配線系と、照明負荷14の他端とフォトカプラＰＣ1の発光側の他端子と照明負荷14の点滅制御も可能な前記機械スイッチＳＷ1のＮ側端子とを接続する第３配線系と、前記機械スイッチＳＷ1の他端と交流電源Ｌ側とに接続する第４配線系と、を具備した構成となっている。
【００２０】
電子タイマースイッチ15の交流入力端子1は、バリスタ等のサージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 との並列回路を介して電子タイマースイッチ15の端子０に接続している。また、電子タイマースイッチ15の端子1は、トライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 −Ｔ2 間とチョークコイルＬを介して端子０に接続している。さらに、トライアックＴＲＡＣのゲートＧは、全波整流ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子ｂに接続する一方ゲート抵抗Ｒ0を介して前記チョークコイルＬの一端に接続している。
【００２１】
上記の接続により、電子タイマースイッチ15の交流入力端子１，０間には、サージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1とチョークコイルＬとから構成されるノイズフィルタを介してトライアックＴＲＡＣが接続され、全波整流ダイオードブリッジＤＢは、一方の交流入力端子ａがトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ2に接続し、もう一方の交流入力端子ｂがゲート抵抗Ｒ0を介してトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 に接続している。
【００２２】
ダイオードブリッジＤＢの正極側整流出力端子（＋）は、ＰＮＰトランジスタＱ1のエミッタ・コレクタを介して定電圧ダイオードＺＤとコンデンサＣ2の並列回路の＋極側に接続している。定電圧ダイオードＺＤとコンデンサＣ2の並列回路の−極側は、ダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子（−）である基準電位点ラインＥに接続している。ダイオードブリッジＤＢと、定電圧ダイオードＺＤとコンデンサＣ2の並列回路とは、交流電源（ＡＣ）電圧を全波整流したものを平滑及び低電圧化する整流回路を構成している。
【００２３】
全波整流ダイオードブリッジＤＢの出力は高抵抗Ｒ２を介し定電圧ダイオードＺＤ及びコンデンサＣ２の＋極側に接続され、その充電電圧によってマイコンＩＣ1を中心とした制御回路18に常時直流電源を供給できるようにしている。なお、高抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ２に充電される電流は少ないので、これによって交流電源ＡＣから全波整流ダイオードブリッジＤＢへ供給される電流は少なくトライアックＴＲＡＣをオン動作（パワーオン）させることはない。
【００２４】
トランジスタＱ1のエミッタ・ベース間にはバイアス抵抗Ｒ3が接続され、トランジスタＱ1のベースは抵抗Ｒ4を介してＱ1を制御するトランジスタＱ2のコレクタに接続し、Ｑ2のエミッタを上記基準電位点ラインＥに接続している。トランジスタＱ1，Ｑ2及び抵抗Ｒ3，Ｒ4は、全波整流ダイオードブリッジＤＢからマイコンＩＣ1への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路を構成している。
【００２５】
トランジスタＱ3，Ｑ4は、操作スイッチＳＷ0，ＳＷ1のオン，オフを検出してマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ80，Ｒ81に知らせるための機能を有している。この通知によって、マイコンＩＣ1は、電子タイマースイッチ15による負荷13の制御状態を判断して、出力端子Ｒ43，Ｒ42の出力レベルをハイレベル又はローレベルとすることで状態表示手段としてのＬＥＤ19の発光状態を変えることができるようにしている。ＬＥＤ19の発光の明暗は抵抗Ｒ10，Ｒ11として異なった抵抗値を用いることによって可能である。
【００２６】
トランジスタＱ１のオン，オフはトランジスタＱ２のオン，オフにて制御される。トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ5を介してＰＮＰトランジスタＱ６のコレクタに接続し、トランジスタＱ６のエミッタはトランジスタＱ5のエミッタと共通にしてトランジスタＱ1のコレクタ・エミッタを介して全波整流ダイオードブリッジＤＢの正極側出力端子（+）に接続している。トランジスタＱ5のコレクタは抵抗Ｒ8を介してトランジスタＱ3のベースに接続している。
【００２７】
トランジスタＱ6のベースはマイコンＩＣ1の出力端子Ｒ40に接続し、Ｑ6のオン，オフは浴室側の操作スイッチＳＷ0の操作後のマイコンＩＣ1のホールド端子Holdの状態によって制御される。
【００２８】
トランジスタＱ5のベースはフォトカプラＰＣ1のフォトトランジスタTr1のコレクタに接続し、フォトトランジスタTr1のエミッタは基準電位点ラインＥに接続している。フォトカプラＰＣ1のオン時にトランジスタＱ5がオンして、外部スイッチＳＷ1のオン状態がハイレベル信号としてマイコンＩＣ1のホールド端子Holdに伝えられ、マイコンＩＣ1がホールド動作を解除して正常動作を開始する。その結果ＩＣ1の出力端子Ｒ40はローレベルとなってトランジスタＱ6をオンし、そのエミッタ出力（ハイレベル）がトランジスタＱ2のベースに供給されて、トランジスタＱ2，Ｑ1がオンし、整流回路（ＤＢ，ＺＤ，Ｃ2）にて直流電源電圧がマイコンＩＣ1などに供給されるようになっている。
【００２９】
なお、ダイオードＤ1のアノードは、マイコンＩＣ1のリセット端子Rsetに接続されると共に、コンデンサＣ3を介して全波整流ダイオードブリッジＤＢの負極側出力端子（−）の基準電位点ラインＥに接続されている。
【００３０】
マイコンＩＣ1には、電源供給端子ＶＤ、ホールド端子Hold、基準電位端子ＶＳ、入力端子Ｒ50〜Ｒ52，Ｒ80，Ｒ81、出力端子Ｒ40，Ｒ42，Ｒ43、リセット端子Reset、発振用振動子接続端子ＸIN，ＸOUTなどの端子が配設されている。接続端子ＸIN，ＸOUTには、例えば４MHzの水晶振動子が接続される。ホールド端子Holdは比較的高い抵抗Ｒ20を介して基準電位点ラインＥに接続されている。マイコンＩＣ1のプログラムによってマイコンＩＣ1が発振動作せず休止状態であるときに、ホールド端子Holdが短時間でもハイレベルに設定されるとホールド状態が解除されてマイコンIC1は発振動作してアクティブな状態とされる。入力端子Ｒ50〜Ｒ52にはそれぞれ、選択操作スイッチＳＷ2の選択端子ａ1〜ａ3が接続され、選択操作スイッチＳＷ2のコモン端子ｃは基準電位点ラインＥに接続されている。選択操作スイッチＳＷ2のコモン端子ｃを選択端子ａ1〜ａ3のいずかに選択的に接続することにより、換気扇負荷13を連続運転，４時間運転，及び１時間運転の３通りの運転モードのいずれかに切り換えることができる。
【００３１】
以上の構成に加えて、図１の電子タイマースイッチ15における制御回路18には、マイコンＩＣ1が暴走したときに、ユーザー操作（ＳＷ0の操作）に基づいてマイコンＩＣ1を強制的にリセットするための機能が設けられている。即ち、電子タイマースイッチ15の本体に接続した内蔵の操作スイッチＳＷ0の一端とダイオードＤ2の接続点を、高い抵抗値の抵抗Ｒ21と充電用コンデンサＣ11の直列回路を介して基準電位点ラインＥに接続し、抵抗Ｒ21とコンデンサＣ11の接続点をコンパレータＩＣ2の＋入力端子に接続する。なお高抵抗Ｒ21には並列に、コンデンサＣ11の電荷の放電用として機能する抵抗Ｒ22を接続してある。そして、コンパレータＩＣ2の−入力端子にはコンデンサＣ2からのマイコン用直流電源電圧を抵抗Ｒ23，Ｒ24の直列回路で分圧して作成された電圧が基準電圧として入力する。従って、コンパレータＩＣ2は、充電用コンデンサＣ11の電圧を抵抗Ｒ23，Ｒ24で作成された基準電圧と比較し、コンデンサＣ11の電圧が基準電圧より低ければローレベル、高ければハイレベルを出力する。そして、コンパレータＩＣ2の出力を抵抗を介してＮＰＮトランジスタＱ11のベースに供給している。トランジスタＱ11のコレクタはマイコンＩＣ1のリセット端子Resetに接続し、エミッタは基準電位点ラインＥに接続している。以上のように構成した強制リセット回路では、操作スイッチＳＷ0を例えば５秒以上押し続けると、コンデンサＣ２からのマイコン用直流電源電圧が高抵抗Ｒ21を介して徐々にコンデンサＣ11を充電し、その充電電圧がコンパレータＩＣ2の基準電圧を越えると、コンパレータＩＣ2の出力はハイレベルとなり、トランジスタＱ11が導通し、その結果マイコンＩＣ1のリセット端子Resetがローレベルに設定されて、マイコンＩＣ1がリセットされる。なお、操作スイッチＳＷ0を瞬時でもオンにすると後述の長時間タイマーが動作するが、このようなＳＷ0の瞬時オンでは、抵抗Ｒ21は非常に高い抵抗値であるため、この抵抗Ｒ21を通してコンデンサＣ11に充電される電荷は僅かであり、コンパレータＩＣ2の＋入力端子の電圧は基準電圧を越えないためコンパレータＩＣ2の出力はローレベルであり、トランジスタＱ11はオフ状態のため、マイコンＩＣ1がリセットされることはない。
【００３２】
次に、以上のように構成された電子タイマースイッチにおける動作を説明する。
マイコンＩＣ1には常時定電圧が供給されているが、負荷13の休止時はマイコンＩＣ1のシステムが休止したホールド状態となっている。今、電子タイマースイッチ15に内蔵した操作スイッチＳＷ0を押すと、コンデンサＣ2の充電電圧がダイオードＤ２を介しマイコンＩＣ1のホールド端子Holdに供給されてホールド端子Holdが電源電圧ＶＤになるとマイコンＩＣ1がホールド状態から解除され、システムが正常動作を開始する。この時、トランジスタＱ４がオン（ＯＮ）してマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ81がローレベルとなる。この結果選択操作スイッチＳＷ２で選択されたタイマー時間に従いマイコンＩＣ1のタイマープログラムが実行され、その期間出力端子Ｒ４０がローレベルとなりトランジスタＱ６がオンし、トランジスタＱ２がオンする。この結果バワートランジスタＱ１が導通し、Ｑ1に大きなコレクタ電流が流れ、その結果トライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に電圧降下が発生し、この電圧降下がトライアックＴＲＡＣのゲート・トリガ電圧以上となると、トライアックＴＲＡＣが導通し、負荷に交流電源ＡＣが供給され、負荷の換気扇13が動作する。
【００３３】
上記の一連の動作は、浴室の換気を行うための長時間のタイマー動作である。選択操作スイッチＳＷ２の選択により、連続運転、４時間運転及び１時間運転の３通りが可能になっている。換気扇13が動作中、もう一度操作スイッチＳＷ0を押し、マイコンＩＣ1のＲ81端子をローレベルにすると、動作停止信号として処理され、換気扇13は停止する。
【００３４】
一方、交流入力端子２，０に接続された外部スイッチＳＷ１をオンにすると、フォトカプラＰＣ1の出力トランジスタTr1が導通して、トランジスタＱ５のベース電位を基準電位にする結果トランジスタＱ５が導通することで、マイコンＩＣ１のホールド端子HoldがコンデンサＣ2の直流電圧によるハイレベルとなり、同時にトランジスタＱ3がオンして、入力端子Ｒ80がローレベルとなるので、トイレ側の操作スイッチＳＷ１が操作されたことがマイコンＩＣ１で判別される。この時、出力端子Ｒ40がローレベルとなって、トランジスタＱ6をオンすることでトランジスタＱ2をオンし、バワートランジスタＱ１を導通させるので、前述したようにトライアックＴＲＡＣが導通し、負荷の換気扇13が動作する。
【００３５】
トイレ側の外部スイッチＳＷ１及び照明器具14が図１のように端子0，2，3接続されていると、上述のように外部スイッチＳＷ1が投入されることによって換気扇13が動作される一方、トイレ用としての照明器具14も点灯する。トイレで用足し後、操作スイッチＳＷ１をオフ（ＯＦＦ）にすると、フォトカプラＰＣ1の入力側がオフとなり、トランジスタＱ5がオフ状態になり、トランジスタＱ3がオフする結果、マイコンＩＣ１の入力端子Ｒ80がハイレベルに復帰する。この時点からマイコンＩＣ1では換気扇負荷13を３〜４分間運転するための、短時間タイマーが始動する。このときマイコンＩＣ１は出力端子Ｒ40を３〜４分間ローレベルのままとした後ハイレベルに設定することで、換気扇負荷13を３〜４分間運転したのち停止させることができる。
【００３６】
トイレ側の換気を優先とすると、トイレ使用中及び用足し後の３ないし４分間の換気を保証するために、浴室側の長時間換気との関連は以下に述べる方法でマイコンＩＣ１のプログラムによって実現している。
【００３７】
以下、図１の電子タイマースイッチ15及びそれに外付けされた換気扇13，照明器具14及び外部スイッチＳＷ1における動作を、図２、図３、図４のタイムチャートを用いて説明する。
先に浴室側の長時間タイマーが起動し、その間にトイレの使用が発生している状態を考える。長時間側のタイマーでは、選択操作スイッチＳＷ2の選択により、時間に無関係な連続動作と、１時間，４時間の長時間タイマー動作とが用意されている。
【００３８】
図２（ａ）〜（ｆ）は連続動作の場合を示す。
図２（ａ）では、浴室側の操作スイッチＳＷ0を押すと、換気扇13が動作し、動作状態を表示するためのＬＥＤが連続点灯（高輝度の明点灯）する。このケースの場合、再度操作スイッチＳＷ0を押さないと換気扇13を停止させられないので、操作スイッチＳＷ0にて換気扇13が停止し、ＬＥＤが消灯する。この間トイレ使用が発生しなかった（トイレ側操作スイッチＳＷ1が操作されなかった）ケースを示している。
【００３９】
図２（ｂ）では、浴室側の操作スイッチＳＷ0に基づく換気扇動作の途中でトイレ使用が発生した場合に、トイレ側操作スイッチＳＷ1がオンにされ、用足し後スイッチＳＷ1をオフしてから短時間タイマーの３分が経過しても、連続動作中であり、換気扇運転には何ら変化なく、浴室及びトイレの換気を行っている状態を示している。
【００４０】
図２（ｃ）では、トイレ使用中、即ち、トイレ側操作スイッチＳＷ１がオン状態時に、浴室側で操作スイッチＳＷ0を押し、負荷13の連続運転を中止した場合である。この場合、長時間タイマーのプログラムが中止され、遅動動作の短時間プログラムに移行し、移行が実施されたことを表示するためＬＥＤの点灯輝度をそれまでの明点灯から暗点灯に下げた状態で点灯表示する。そして、用足し後、操作スイッチＳＷ1がオフにされた後も、遅動動作における３分間の換気扇運転が行われ、タイムアップ時、換気扇13は停止し、ＬＥＤが消灯する。
【００４１】
図２（ｄ）では、上記（ｃ）の場合より、連続運転の中止のタイミングが遅れ、用足し後３分経過しない時点で、操作スイッチＳＷ0による連続運転中止が実行された場合を示す。この場合も、長時間プログラムが中止され、短時間プログラムに移行し、移行が実施されたことを表示するためＬＥＤの点灯輝度を下げた状態で点灯表示する。用足し後、操作スイッチＳＷ1をオフにしてから、３分間の換気扇運転が行われ、タイムアップ時、換気扇13は停止し、ＬＥＤが消灯する。
【００４２】
図２（ｅ）では、先にトイレ側の操作スイッチＳＷ1が押されてオンし、換気扇13が動作し、ＬＥＤが低輝度点灯（暗点灯）中に、浴室側で操作スイッチＳＷ0を操作して、換気扇13の連続運転を実行しようとした場合を示す。連続運転の場合、上記（ａ）で説明したように、再度操作スイッチＳＷ0を押すと連続運転中止指令となるため、トイレの換気を必須とすると、トイレ側の操作スイッチＳＷ1がオフにされてから、３分間の短時間タイマーのタイムアップが終了するまで（符号Ａにて示す期間）、連続運転プログラムが始動されず待機状態となっている。つまり、符号Ａにて示す期間は、連続運転指令を受理しているが、トイレ側操作スイッチＳＷ1がオン状態にある期間と３分間の短時間タイマー期間が終了するまでは連続モードに移行せずに待機している。但し、期間Ａであっても、連続運転指令を受理した証明として、ＬＥＤが高輝度点灯（明点灯）に変化することを示している。
【００４３】
図２（ｆ）では、上記（ｅ）での連続運転指令の発生のタイミングが、トイレ側操作スイッチＳＷ1がオフになって３分間タイマーが始動中になった場合を示している。連続運転プログラムは３分タイマーのタイムアップまで待機し（符号Ａにて示す期間）、ＬＥＤのみ高輝度点灯に変化する。
【００４４】
図３は、トイレ側操作スイッチＳＷ1が押されてオンし、用足し後、操作スイッチＳＷ1をオフしてから短時間タイマー終了するまでの３分以内に再度操作スイッチＳＷ1をオンにしてトイレを使用する場合を示している。この場合、３分タイマーの残時間データはリセットされ、トイレ再使用時における用足し後の３分間のタイマー時間は確保され、トイレの換気が十分に行われることを示している。
【００４５】
図４（ａ）〜（ｈ）は４時間又は１時間のタイマー動作における、長時間タイマープログラムと短時間タイマープログラムとの関連を示す。
【００４６】
図４（ａ）では、ＳＷ２で１または４時間のタイマープログラムが選択された場合で、操作スイッチＳＷ0を押すと、換気扇13が運転され、ＬＥＤは連続運転と異なることを表示するため、高輝度点灯、低輝度点灯を約１秒サイクルで交互に点灯（明暗点灯という）することを示している。
【００４７】
図４（ｂ）では、操作スイッチＳＷ0を１度押して換気扇13を長時間タイマー運転し、タイマー運転の途中で、操作スイッチＳＷ0が２度目に押されると、連続運転同様、その時点で、長時間タイマープログラムが停止することを示している。
【００４８】
図４（ｃ）では、操作スイッチＳＷ0が押され長時間タイマーが起動中、トイレの使用が発生し、操作スイッチＳＷ1をオンし、用足し後、操作スイッチＳＷ１をオフした時点で、長時間タイマーの残時間が３分以上残っている場合を示している。
【００４９】
この場合、トイレ側の換気もタイムアップまでに十分行われることになるので、特別の処理を施されることなく操作スイッチＳＷ0に基づく長時間タイマーがタイムアップまで（４時間又は１時間）持続運転される。
【００５０】
図４（ｄ）では、図４（ｃ）と同様な状況で、長時間タイマーの残時間が、操作スイッチＳＷ1をオンし、用足し後、操作スイッチＳＷ1をオフした時点で３分以内の場合、残時間データを３分に修正（更新）して、長時間タイマーがタイムアップしてもトイレの換気を十分行えるようにした場合を示している。
【００５１】
図４（ｅ）では、長時間タイマーのタイムアッブ時にトイレを使用している場合で、長時間タイマーがタイムアップ時、短時間タイマープログラムに移行し、長時間タイマーがタイムアップしてもトイレの換気を十分行えるようにした場合を示している。この場合、ＬＥＤは低輝度点灯（暗点灯）となり、換気扇13は短時間タイマー終了後まで連続して運転される。
【００５２】
図４（ｆ）では、操作スイッチＳＷ0を１度押して換気扇13を長時間タイマー運転し、タイマー運転の途中で、操作スイッチＳＷ1をオンにして、トイレ使用中に、操作スイッチＳＷ0が２度目に押されることによって長時間タイマーが停止指令を受けた場合を示している。この場合は、長時間タイマープログラムから、短時間タイマープログラムに移行し、ＬＥＤは低輝度点灯（暗点灯）となる。
【００５３】
図４（ｇ）では、上記の図４（ｆ）の場合において、長時間タイマーの停止指令のタイミングが、トイレ使用時に用足し後の３分以内の場合である。
【００５４】
この場合も、長時間タイマープログラムから、短時間タイマープログラムに移行し、ＬＥＤは低輝度点灯（暗点灯）となる。
【００５５】
図４（ｈ）では、先に短時間タイマーが始動し、トイレ使用時に操作スイッチＳＷ0を押すことで長時間タイマーの起動がかかった場合を示している。この場合も、トイレ側の換気を十分行うため、停止機能を有するので、トイレ用足し後３分の短時間タイマーのタイムアッブ後に、選択されたタイマー時間（４時間又は１時間）の長時間タイマープログラムが始動することを示す。つまり、トイレ用操作スイッチＳＷ1に基づいて換気扇負荷13が動作している最中に、浴室側操作スイッチＳＷ0が押されて、長時間タイマーの起動がかかると、符号Ａに示す期間は、長時間タイマーの起動を受理しているが、トイレ用操作スイッチＳＷ1をオフにしてさらに短時間タイマーの３分が経過するまでは長時間タイマーモードには移行せず待機し、その後に長時間タイマー（４時間又は１時間）が遂行される。
【００５６】
〔第２の実施の形態〕
図５は本発明の第２の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第２の実施の形態で図１の第１の実施の形態と異なる点は、制御回路（符号18Aにて示す）の構成が異なっている点である。その他の構成は図１と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとして配線する。
【００５７】
図５の制御回路18Aでは、交流電源ＡＣから換気扇負荷13に電力を供給するための電力スイッチ素子としてのトライアックＴＲＡＣの制御は、パワートランジスタＱ１のエミッタ・コレクタを流れる電流により、トライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に発生する、電圧降下による点弧によるのではなく、全波整流ダイオードＤＢの直流出力端子（＋）に接続されたサイリスタＳＣＲをオン，オフさせることによって行う。サイリスタＳＣＲのアノード・カソードは、全波整流ダイオードＤＢの直流出力端子（＋）と基準電位点ラインＥとの間に接続し、ＳＣＲのゲートはゲート抵抗Ｒ12を介して基準電位点ラインＥに接続している。また、図５の制御回路18Aでは、外部スイッチＳＷ1と内蔵の操作スイッチＳＷ0のそれぞれの操作状態（オン，オフなど情報）のマイコンヘＩＣへの取り込み方は、図５のように、フォトカプラＰＣ1からの外部スイッチＳＷ1オン，オフの検知情報を直接マイコンのＲ80端子に接続し、また内蔵の操作スイッチＳＷ0の押入情報をＲ81端子に直接接続して、各スイッチＳＷ1，ＳＷ0の状態をマイコンＩＣ1に把握させる構成としている。即ち、フォトカプラＰＣ1のフォトトランジスタTr1のコレクタは抵抗Ｒ6とマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ80との接続点に接続し、内蔵の操作スイッチＳＷ0は抵抗Ｒ7とマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ81との接続点に接続している。
【００５８】
図５の動作を説明すると、操作スイッチＳＷ0の押入又は外部スイッチＳＷ1をオンにすると、マイコンＩＣ1がこれを検出してＲ40端子をローレベルにし、ＰＮＰトランジスタＱ7がオン、トランジスタＱ2がオンして、バワートランジスタＱ1がオンし、Ｑ1のコレクタ側の電圧が上昇し、定電圧ダイオードＺＤ1が導通すると、サイリスタＳＣＲのゲートに電流が流れ、サイリスタＳＣＲがオンする。この時、全波整流ダイオードＤＢの出力電流は、サイリスタＳＣＲを介し大きな電流が流れて、トライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に電圧降下を発生させ、電源スイッチ素子であるトライアックＴＲＡＣをオンにする。これにより換気扇負荷13に該負荷を動作させるに必要な電源電流が供給されて、動作する。この方式の特徴は、定電圧ダイオードＺＤ１が導通するまでの期間、バワートランジスタＱ1にのみ電流が流れ、平滑コンデンサＣ２を充電し、マイコンＩＣ1の電源を図１に比較して十分確保することができる。
【００５９】
〔第３の実施の形態〕
図６は本発明の第３の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第３の実施の形態と図１，図５の第１，第２の実施の形態との異なる点は、制御回路（符号18Bにて示す）の構成が異なっている点である。その他の構成は図１及び図５と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとして配線する。
【００６０】
図６の制御回路18Bでは、制御回路をマイコンを用いて構成せずに、市販のタイマーＩＣを利用して構成している。即ち、制御回路18Bで、パワートランジスタＱ1，それを制御するトランジスタＱ2，定電圧ダイオードＺＤ，及び平滑コンデンサＣ2の接続構成は、図１と同様であるが、マイコンに代えてタイマーＩＣを用い、パワートランジスタＱ1のエミッタを高抵抗Ｒ2，操作スイッチＳＷ0，及び抵抗Ｒ15を介してトランジスタＱ3のベースに接続し、操作スイッチＳＷ0と抵抗Ｒ15の接続点をトランジスタＱ2のベースに接続する一方、操作スイッチＳＷ0と抵抗Ｒ15の接続点をダイオードＤ1を介してパワートランジスタＱ1のコレクタに接続している。さらに、パワートランジスタＱ1のコレクタラインと基準電位点ラインＥとの間に、トランジスタＱ3と抵抗Ｒ16の直列回路とトランジスタＱ4と抵抗Ｒ17の直列回路の２つの直列回路を並列接続し、トランジスタＱ3のコレクタをトランジスタＱ4のベースに接続し、トランジスタＱ4のコレクタをタイマーＩＣのリセット端子ＭＲに接続し、タイマーＩＣの出力端子はＱをトランジスタＱ２のベースに接続している。
【００６１】
図６の動作を説明すると、操作スイッチＳＷ0（この場合操作スイッチＳＷ0はシーソー型スイッチである）または外付けスイッチＳＷ１がオン時、ダイオードＤ1を介し定電圧ダイオードＺＤ及び平滑コンデンサＣ2に電流が流れタイマーＩＣの電源を供給することが可能となる。この時トランジスタＱ3がオンとなり、その結果トランジスタＱ4がオフとなるので、トランジスタＱ4の出力側（即ちタイマーＩＣのリセット端子ＭＲ）はハイレベルとなり、タイマーＩＣがリセットされ、タイマーＩＣの出力端子Ｑがハイレベルとなる。この結果トランジスタＱ2がオンとなり、パワートランジスタＱ1がオンするので、全波整流ダイオードＤＢより定電圧ダイオードＺＤ及び平滑コンデンサＣ２に電流が流れ、結果としてトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に電圧降下が生じ、トライアックＴＲＡＣがオンして、負荷の換気扇13が動作する。
【００６２】
上記のように換気扇負荷13が動作している状態で、操作スイッチＳＷ0または外付けスイッチＳＷ１が復帰し、オフ状態となると、トランジスタＱ3がオフでトランジスタＱ4がオンとなりリセット端子ＭＲがローレベルとなり、タイマーＩＣのリセット状態が解除され、タイマーモードとなり、一定時間後にタイマーＩＣの出力端子Ｑがローレベルとなり、トランジスタＱ2、パワートランジスタＱ1がオフとなって、トライアックＴＲＡＣがオフし、換気扇負荷13の動作は停止する。
【００６３】
なお、図６の実施の形態では、タイマーＩＣは、先の第１，第２の実施の形態のマイコンに比べ、機能が限定されるため、操作スイッチＳＷ0のオン，オフと外部スイッチＳＷ1のオン，オフとの区別等が出来ず、どちらのスイッチＳＷ0，ＳＷ1の操作においても単に負荷13の遅動動作のみに限定されてしまう。
【００６４】
〔第４の実施の形態〕
図７は本発明の第４の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第４の実施の形態と図１の第１の実施の形態との異なる点は、外部スイッチセンサー回路（符号16Aにて示す）の構成、及びこれに伴う外部スイッチ側部分の接続構成が異なっている点である。その他の構成は図１と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源のライン側Ｌとし、電源入力端子12は交流電源の接地側Ｎとする。
【００６５】
図７の外部スイッチセンサー回路16Aでは、電子タイマースイッチ15の本体の外装部分（２点鎖線枠にて示す）に交流入力端子1，0が配設されていると共に、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の一端を接続するための１つの接続端子3が配設された３端子構成（三線式）としている。これに伴い、交流電源入力端子11，12の間に外部スイッチＳＷ1と照明器具14を直列に接続し、外部スイッチＳＷ1と照明器具14の接続点を電子タイマースイッチ15の前記接続端子3に接続し、交流電源入力端子11は換気扇負荷13を介して交流入力端子1に接続し、交流電源入力端子12は交流入力端子0に接続し、一方、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の一端を交流入力端子3に接続し、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の他端を交流入力端子0に接続している。
【００６６】
なお、外部スイッチセンサー回路16Aは、交流電源ラインとの配線接続関係として見れば、換気扇負荷13を介して交流電源Ｌ側に接続する第１配線系と、交流電源相間に接続された機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の直列回路にあって、機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の接続点とフォトカプラＰＣ1の発光側の一端子とを接続する第２配線系と、該フォトカプラＰＣ1の発光側の他端と交流電源のＮ側とに接続する第３配線系とを具備し、３線式構成となっている。
【００６７】
図７では、フォトカプラＰＣ1の一方の交流入力端子（図１における端子2）を交流入力端子0と共通にしている。操作スイッチＳＷ0を押すと、マイコンＩＣ1の入力端子Ｒ81がローレベルとなり、このとき、時間選択操作スイッチＳＷ2に従い、例えば長時間タイマーが起動する。また、外付けスイッチＳＷ1をオンにすると、照明器具14が点灯し、またフォトカプラＰＣ１がオンして、マイコンの入力端子Ｒ80をローレベルにする。この期間換気扇13は連続運転となり、外部スイッチＳＷ1がオフとなった時点から、短時間タイマー動作となる（但し、図１の実施の形態の動作と同様、操作スイッチＳＷ0に基づく長時間タイマーが継続している場合には短時間タイマーとしての動作が始動することはない）。
【００６８】
〔第５の実施の形態〕
図８は本発明の第５の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第５の実施の形態と図１の第１の実施の形態との異なる点は、外部スイッチセンサー回路（符号16Bにて示す）の構成、及びこれに伴う外部スイッチ側部分の接続構成と制御回路（符号18Cにて示す）の構成（図１又は図７における制御回路18と同様であるがコンデンサＣ4が付加されている）が異なっている点である。その他の構成は図１と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとして配線する。
【００６９】
図８の外部スイッチセンサー回路16Bでは、電子タイマースイッチ15の本体の外装部分（２点鎖線枠にて示す）に交流入力端子1，0が配設されていると共に、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の一端を接続するための１つの接続端子2が配設された３端子構成（三線式）としてある。即ち、図８では、図１におけるフォトカプラＰＣの一方の交流入力端子3を交流入力端子2と共通にしている。
【００７０】
これに伴い、交流電源入力端子11，12の間に照明器具14と外部スイッチＳＷ1を直列に接続し、照明器具14と外部スイッチＳＷ1の接続点を電子タイマースイッチ15の前記接続端子2に接続し、交流電源入力端子11は換気扇負荷13を介して交流入力端子1に接続し、交流電源入力端子12は交流入力端子0に接続している。
【００７１】
従って、外部スイッチセンサー回路16Bは、交流電源ラインとの配線接続関係として見れば、換気扇負荷13を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、交流電源相間に接続された機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の直列回路にあって、照明負荷14と機械スイッチＳＷ1の接続点とフォトカプラＰＣ1の発光側の出力端子とを接続する第２配線系と、前記機械スイッチＳＷ1の他端と交流電源Ｌ側とに接続する第３配線系と、を具備した構成となっている。
【００７２】
一方、外部スイッチセンサー回路16Bでは、トライアックＴＲＡＣが導通した場合、外付けスイッチＳＷ1がオフ状態でもフォトカプラＰＣ1がオンになるのを防止するため、図８のように高耐圧出力型のフォトカプラＰＣ1をフォトカブラＰＣ2と直列に接続し、フォトカプラＰＣ2の発光側のダイオード回路は高耐圧のダイオードＤ5と直列に抵抗Ｒ19を介在して交流入力端子1，0間に接続する。外付けスイッチＳＷ1がオン時で、交流入力端子1側がプラスの時のみ、フォトカプラＰＣ2，ＰＣ1が導通し、フォトカプラＰＣ1のトランジスタがオンする。交流入力端子0側がプラスの時、フォトカプラＰＣ2，ＰＣ1がオフとなる。このため、交流の半サイクルのみ、フォトカプラＰＣ1のトランジスタがオンする。このため、制御回路18Cでは、トランジスタＱ5のコレクタ側にコンデンサＣ4を接続し、マイコンＩＣ1のホールド端子Holdを交流の全サイクル期間、ハイレベルに保つようにしている。
【００７３】
尚、以上述べた実施の形態では、外部スイッチセンサー回路を構成するのに、図１、図５、図６、図７、図８では、フォトカプラＰＣ1を用いているが、上記フオトカプラＰＣ1の代わりに、図９に示すようにリレー20を用いてもよい。リレー20は１次側に励磁コイル21と、２次側に前記励磁コイル21による磁力の有無にてオン，オフするリレー接点22とを有して構成されている。
【００７４】
また、フォトカプラ、リレーの代わりに、図１０のようにトランス30を用いて構成してもよい。トランス30は１次側コイル31と、２次側コイル31と、２次側コイル31に誘導される交流電圧を全波整流する全波整流ダイオードブリッジＤＢと、その全波整流電圧を一定電圧に平滑化する定電圧ダイオードＺＤと平滑コンデンサＣの並列回路と、その平滑化直流電圧をベース入力とし、ベース電圧が所定値を越えるか否かに応じてオン，オフするトランジスタＱ10とを有して構成されている。
【００７５】
以上述べた本発明の実施の形態によれば、並列使用型の電子タイマースイッチを構成する場合、従来はタイマー仕様の異なる２種類のタイマースイッチが必要であったが、本発明により、１つのタイマースイッチで、浴室側の長時間タイマーとトイレ側の短時間タイマーが安価な機械式のスイッチを外付けするだけで可能であるばかりか、従来実現できなかった、トイレ側の換気を確保しながら、長短のタイマー動作を行うことができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、１個の電子式タイマースイッチが長時間タイマーと短時間型遅動タイマーの機能を有し、長時間タイマーは内蔵の操作スイッチで起動し、短時間型遅動タイマーは外付けの機械スイッチで起動する並列使用型電子タイマースイッチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図２】図１の実施の形態で可能な、２つの操作スイッチの操作に基づく換気扇負荷の動作を説明するタイムチャート。
【図３】図１の実施の形態で可能な、２つの操作スイッチの操作に基づく換気扇負荷の動作を説明するタイムチャート。
【図４】図１の実施の形態で可能な、２つの操作スイッチの操作に基づく換気扇負荷の動作を説明するタイムチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図７】本発明の第４の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図８】本発明の第５の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図９】外部スイッチセンサー回路の他の実施の形態を示す回路図。
【図１０】外部スイッチセンサー回路のもう１つの他の実施の形態を示す回路図。
【図１１】並列使用型電子タイマースイッチの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
０，１，２，３…電子タイマースイッチの交流入力端子
２，３…フォトカプラの接続端子
１１，１２…交流電源の電源入力端子
１３…換気扇（負荷）
１５…電子タイマースイッチ
１６…外部スイッチセンサー回路（センサー部）
１７…パワースイッチ回路
１８…制御回路
ＰＣ1…フォトカプラ
ＩＣ1…マイクロコンピュータ
ＴＲＡＣ…トライアック（電力スイッチ素子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷としての例えば換気扇を、第１の操作スイッチに基づいてタイマー動作させ、第２の操作スイッチに基づいて遅動動作させる電子タイマースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マンション等のトイレの換気を行うには、トイレの操作スイッチをオンすることによって、トイレ用の照明負荷と換気扇負荷を同時に連動して動作させ、用済み後、操作スイッチをオフすることによって、照明負荷を消灯し、数分間換気扇負荷を動作させ、自動的に換気扇負荷を停止させる動作（以下、遅動動作という）が行われている。一方、浴室の換気を行うには、浴室の操作スイッチをオンにすることで、換気扇負荷を動作させ、浴室の操作スイッチをオフにすることで、換気扇負荷を停止させたり（連続動作）、或いは、操作スイッチをオンにすることで、一定時間換気扇負荷を動作させた後、自動的に換気扇負荷を停止させる（タイマー動作）が行われている。
【０００３】
ところで、近年、マンション等の浴室とトイレの換気を行うには、天井裏に両方の部屋に通じる換気用ダクトを設け、１台の換気扇にて換気を行っている場合が多い。このような場合、浴室の換気を行うには少なくとも１時間以上の換気が必要とされ、トイレの場合、使用中は連続動作で、用済み後、３〜４分程度遅動動作による換気が行われている。このため、図１１に示すように、交流電源（ＡＣ１００Ｖ）の電源ライン41，42間に換気扇43を配する場合には、１つの換気扇23に対して直列に、浴室用，トイレ用の２つのタイマー手段Ｔ1，Ｔ2を並列接続したものを配置する必要があった。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源ライン41は交流電源の接地側Ｎとし、電源ライン42は交流電源のライン側Ｌとして配線している。この場合、浴室には換気扇用の長時間型タイマー手段Ｔ１を、トイレには遅動動作型の短時間タイマー手段Ｔ２を設置する。すなわち、１台の負荷に対し、仕様の異なるタイマー手段Ｔ１、Ｔ２を並列接続させる必要があった。
【０００４】
しかしながら、図１１の配置の場合、タイマー手段Ｔ１、Ｔ２が電子式タイマースイッチだと、一方のタイマー手段が動作中に、他方のタイマー手段をオンさせると、自己消費電力の少ない方しか動作できないという問題があった。例えば、自己消費電力がＴ１＞Ｔ２だとすると、Ｔ１が動作中、Ｔ２を動作させると、タイマー手段Ｔ１が停止し、タイマー手段Ｔ２のみ動作する。また、タイマー手段Ｔ２が動作中、タイマー手段Ｔ１を動作させようとしても、Ｔ１を動作させることが出来なかった。
【０００５】
このため一方に機械式タイマースイッチを用いることが考えられるが、一方に機械式タイマースイッチを用いた場合には、機械式タイマースイッチは自己消費電力＝０だから、当然のことながら、一方を機械式、他方を電子式の組み合わせは成立しない。
【０００６】
そこで、上記の理由で機械式タイマースイッチの並列使用しか手段が無かった。しかしながら、機械式タイマースイッチの並列使用では、機械式長時間タイマーではせいぜい９０分程度のタイマー動作が限界であった。また、２種類のタイマースイッチを並列使用するためコスト的には高価なものになってしまった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の２種類のタイマー手段の並列使用では、どちらか一方のタイマー手段が優先されてしまう問題と、或いはコスト的な問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、１個の電子式タイマースイッチが長時間型タイマーと短時間型遅動タイマーの機能を有し、長時間型タイマー機能は内蔵の操作スイッチで起動し、短時間型遅動タイマー機能は外部機械式スイッチで起動する並列使用型電子タイマースイッチを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による並列使用型電子タイマースイッチは、スイッチ本体に並列に接続した機械スイッチのオン・オフの状態を検出するセンサー部と、スイッチ本体に内蔵する操作スイッチで起動する長時間タイマーと、前記センサ一部の信号によって起動する短時間タイマーの機能を有する制御回路と、この制御回路によってオン・オフを制御されるパワースイッチ回路と、を具備する並列使用型電子タイマースイッチにおいて、
前記センサ一部は、
換気扇負荷を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、
交流電源相間に接続された機械スイッチと照明負荷の直列回路にあって、交流電源Ｎ側と照明負荷の接続点とフォトカプラの発光側の一端子とを接続する第２配線系と、
照明負荷の他端とフォトカプラの発光側の他端子と照明負荷の点滅制御も可能な前記機械スイッチのＮ側端子とを接続する第３配線系と、
前記機械スイッチの他端と交流電源Ｌ側とに接続する第４配線系と、
を具備している。
【００１０】
本発明の他の態様による並列使用型電子タイマースイッチは、スイッチ本体に並列に接続した機械スイッチのオン・オフの状態を検出するセンサー部と、スイッチ本体に内蔵する操作スイッチで起動する長時間タイマーと、前記センサ一部の信号によって起動する短時間タイマーの機能を有する制御回路と、この制御回路によってオン・オフを制御されるパワースイッチ回路と、を具備する並列使用型電子タイマースイッチにおいて、
前記センサー部は、
換気扇負荷を介して交流電源Ｌ側に接続する第１配線系と、
交流電源相間に接続された機械スイッチと照明負荷の直列回路にあって、機械スイッチと照明負荷の接続点とフォトカプラの発光側の一端子とを接続する第２配線系と、
該フォトカプラの発光側の他端と交流電源のＮ側とに接続する第３配線系と、
を具備し、３線式構成としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。
【００１３】
まず、図１を用いて本発明の電子タイマースイッチ15の全体について説明する。電子タイマースイッチ15の外部には、交流電源（ＡＣ）１００Ｖの電源入力端子11，12が配設されている。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとする。また、電子タイマースイッチ15には、２組の交流入力端子（０，１）、（２，３）が設けられている。なお、２点鎖線枠は電子タイマースイッチ15のスイッチ本体の外装部分を示している。
【００１４】
交流電源ＡＣの一端が接続される電源入力端子11と電子タイマースイッチ15の端子1との間には例えば浴室とトイレ共用の換気扇13が負荷として接続され、交流電源ＡＣの他端が接続される電源入力端子12と電子タイマースイッチ15の端子0とは電気的に接続されている。また、前記電源入力端子11と電子タイマースイッチ15の端子3とは電気的に接続され、電子タイマースイッチ15の端子3と端子2の間には例えばトイレ用の照明器具14が接続され、さらに電子タイマースイッチ15の端子2と端子0との間にはトイレ側の操作スイッチとして外付け操作スイッチ（以下、外部スイッチという）SW1が接続されている。
【００１５】
図１に示す電子タイマースイッチ15は、外部スイッチSW1のオン，オフを検知するためのセンサー部としての外部スイッチセンサー回路16と、負荷である換気扇13に電力を供給するための電力スイッチ素子としてのトライアックＴＲＡＣを含むパワースイッチ回路17と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）ＩＣ1を備え、内蔵の操作スイッチSW0に基づく負荷のタイマー動作と外部スイッチSW1に基づく負荷の遅動動作の実行、及び両動作が時間的に重なった場合のタイマー動作又は遅動動作の実行や、操作スイッチSW0，SW1の操作に基づいた前記パワースイッチ回路17のオン，オフ、電子タイマースイッチの負荷13の制御状態の表示（明点灯，暗点灯，及び明暗点灯）の実行などを制御する制御回路18とを有して構成されている。
【００１６】
内蔵の操作スイッチＳＷ0としては、例えばモメンタリー型スイッチ（瞬時オンした後オフするスイッチ）が用いられ、外部スイッチＳＷ1としては例えばシーソー型の機械スイッチが用いられる。
【００１７】
図１において、交流電源ＡＣの一方の入力端子11は換気扇負荷13を介して全波整流ダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端子ａに接続し、交流電源ＡＣのもう一方の入力端子12はチョークコイルＬ及びトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0を介して全波整流ダイオードブリッジＤＢのもう一方の交流入力端子ｂに接続している。従って、全波整流ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子ａ，ｂ間には交流電源入力端子11，12よりＡＣ１００Ｖが換気扇負荷13を通して供給されるようになっている。
【００１８】
外部スイッチセンサー回路16は、外部スイッチＳＷ1のオン，オフを検知するセンサー部としての機能を有し、その検知信号によって外部スイッチＳＷ1のオン，オフを制御回路18側へ伝える役目をしている。外部スイッチセンサー回路16は、１次側素子として発光ダイオードLED1を、２次側素子としてフォトトランジスタTr1を有し、電子タイマースイッチ15の端子2，3間にフォトカプラＰＣ1の発光ダイオードLED1と抵抗Ｒ1の直列回路を接続し、フォトカプラＰＣ1の２次側のフォトトランジスタTr1のコレクタは制御回路18のトランジスタＱ5のベース側に接続し、フォトトランジスタTr1のエミッタは電子タイマースイッチ15の基準電位点ラインＥに接続した構成となっている。
【００１９】
なお、外部スイッチセンサー回路16は、交流電源ラインとの配線接続関係として見れば、換気扇負荷13を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、交流電源相間に接続された機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の直列回路にあって、交流電源Ｎ側と照明負荷14の接続点とフォトカプラＰＣ1の発光側の一端子とを接続する第２配線系と、照明負荷14の他端とフォトカプラＰＣ1の発光側の他端子と照明負荷14の点滅制御も可能な前記機械スイッチＳＷ1のＮ側端子とを接続する第３配線系と、前記機械スイッチＳＷ1の他端と交流電源Ｌ側とに接続する第４配線系と、を具備した構成となっている。
【００２０】
電子タイマースイッチ15の交流入力端子1は、バリスタ等のサージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 との並列回路を介して電子タイマースイッチ15の端子０に接続している。また、電子タイマースイッチ15の端子1は、トライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 −Ｔ2 間とチョークコイルＬを介して端子０に接続している。さらに、トライアックＴＲＡＣのゲートＧは、全波整流ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子ｂに接続する一方ゲート抵抗Ｒ0を介して前記チョークコイルＬの一端に接続している。
【００２１】
上記の接続により、電子タイマースイッチ15の交流入力端子１，０間には、サージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1とチョークコイルＬとから構成されるノイズフィルタを介してトライアックＴＲＡＣが接続され、全波整流ダイオードブリッジＤＢは、一方の交流入力端子ａがトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ2に接続し、もう一方の交流入力端子ｂがゲート抵抗Ｒ0を介してトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 に接続している。
【００２２】
ダイオードブリッジＤＢの正極側整流出力端子（＋）は、ＰＮＰトランジスタＱ1のエミッタ・コレクタを介して定電圧ダイオードＺＤとコンデンサＣ2の並列回路の＋極側に接続している。定電圧ダイオードＺＤとコンデンサＣ2の並列回路の−極側は、ダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子（−）である基準電位点ラインＥに接続している。ダイオードブリッジＤＢと、定電圧ダイオードＺＤとコンデンサＣ2の並列回路とは、交流電源（ＡＣ）電圧を全波整流したものを平滑及び低電圧化する整流回路を構成している。
【００２３】
全波整流ダイオードブリッジＤＢの出力は高抵抗Ｒ２を介し定電圧ダイオードＺＤ及びコンデンサＣ２の＋極側に接続され、その充電電圧によってマイコンＩＣ1を中心とした制御回路18に常時直流電源を供給できるようにしている。なお、高抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ２に充電される電流は少ないので、これによって交流電源ＡＣから全波整流ダイオードブリッジＤＢへ供給される電流は少なくトライアックＴＲＡＣをオン動作（パワーオン）させることはない。
【００２４】
トランジスタＱ1のエミッタ・ベース間にはバイアス抵抗Ｒ3が接続され、トランジスタＱ1のベースは抵抗Ｒ4を介してＱ1を制御するトランジスタＱ2のコレクタに接続し、Ｑ2のエミッタを上記基準電位点ラインＥに接続している。トランジスタＱ1，Ｑ2及び抵抗Ｒ3，Ｒ4は、全波整流ダイオードブリッジＤＢからマイコンＩＣ1への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路を構成している。
【００２５】
トランジスタＱ3，Ｑ4は、操作スイッチＳＷ0，ＳＷ1のオン，オフを検出してマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ80，Ｒ81に知らせるための機能を有している。この通知によって、マイコンＩＣ1は、電子タイマースイッチ15による負荷13の制御状態を判断して、出力端子Ｒ43，Ｒ42の出力レベルをハイレベル又はローレベルとすることで状態表示手段としてのＬＥＤ19の発光状態を変えることができるようにしている。ＬＥＤ19の発光の明暗は抵抗Ｒ10，Ｒ11として異なった抵抗値を用いることによって可能である。
【００２６】
トランジスタＱ１のオン，オフはトランジスタＱ２のオン，オフにて制御される。トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ5を介してＰＮＰトランジスタＱ６のコレクタに接続し、トランジスタＱ６のエミッタはトランジスタＱ5のエミッタと共通にしてトランジスタＱ1のコレクタ・エミッタを介して全波整流ダイオードブリッジＤＢの正極側出力端子（+）に接続している。トランジスタＱ5のコレクタは抵抗Ｒ8を介してトランジスタＱ3のベースに接続している。
【００２７】
トランジスタＱ6のベースはマイコンＩＣ1の出力端子Ｒ40に接続し、Ｑ6のオン，オフは浴室側の操作スイッチＳＷ0の操作後のマイコンＩＣ1のホールド端子Holdの状態によって制御される。
【００２８】
トランジスタＱ5のベースはフォトカプラＰＣ1のフォトトランジスタTr1のコレクタに接続し、フォトトランジスタTr1のエミッタは基準電位点ラインＥに接続している。フォトカプラＰＣ1のオン時にトランジスタＱ5がオンして、外部スイッチＳＷ1のオン状態がハイレベル信号としてマイコンＩＣ1のホールド端子Holdに伝えられ、マイコンＩＣ1がホールド動作を解除して正常動作を開始する。その結果ＩＣ1の出力端子Ｒ40はローレベルとなってトランジスタＱ6をオンし、そのエミッタ出力（ハイレベル）がトランジスタＱ2のベースに供給されて、トランジスタＱ2，Ｑ1がオンし、整流回路（ＤＢ，ＺＤ，Ｃ2）にて直流電源電圧がマイコンＩＣ1などに供給されるようになっている。
【００２９】
なお、ダイオードＤ1のアノードは、マイコンＩＣ1のリセット端子Rsetに接続されると共に、コンデンサＣ3を介して全波整流ダイオードブリッジＤＢの負極側出力端子（−）の基準電位点ラインＥに接続されている。
【００３０】
マイコンＩＣ1には、電源供給端子ＶＤ、ホールド端子Hold、基準電位端子ＶＳ、入力端子Ｒ50〜Ｒ52，Ｒ80，Ｒ81、出力端子Ｒ40，Ｒ42，Ｒ43、リセット端子Reset、発振用振動子接続端子ＸIN，ＸOUTなどの端子が配設されている。接続端子ＸIN，ＸOUTには、例えば４MHzの水晶振動子が接続される。ホールド端子Holdは比較的高い抵抗Ｒ20を介して基準電位点ラインＥに接続されている。マイコンＩＣ1のプログラムによってマイコンＩＣ1が発振動作せず休止状態であるときに、ホールド端子Holdが短時間でもハイレベルに設定されるとホールド状態が解除されてマイコンIC1は発振動作してアクティブな状態とされる。入力端子Ｒ50〜Ｒ52にはそれぞれ、選択操作スイッチＳＷ2の選択端子ａ1〜ａ3が接続され、選択操作スイッチＳＷ2のコモン端子ｃは基準電位点ラインＥに接続されている。選択操作スイッチＳＷ2のコモン端子ｃを選択端子ａ1〜ａ3のいずかに選択的に接続することにより、換気扇負荷13を連続運転，４時間運転，及び１時間運転の３通りの運転モードのいずれかに切り換えることができる。
【００３１】
以上の構成に加えて、図１の電子タイマースイッチ15における制御回路18には、マイコンＩＣ1が暴走したときに、ユーザー操作（ＳＷ0の操作）に基づいてマイコンＩＣ1を強制的にリセットするための機能が設けられている。即ち、電子タイマースイッチ15の本体に接続した内蔵の操作スイッチＳＷ0の一端とダイオードＤ2の接続点を、高い抵抗値の抵抗Ｒ21と充電用コンデンサＣ11の直列回路を介して基準電位点ラインＥに接続し、抵抗Ｒ21とコンデンサＣ11の接続点をコンパレータＩＣ2の＋入力端子に接続する。なお高抵抗Ｒ21には並列に、コンデンサＣ11の電荷の放電用として機能する抵抗Ｒ22を接続してある。そして、コンパレータＩＣ2の−入力端子にはコンデンサＣ2からのマイコン用直流電源電圧を抵抗Ｒ23，Ｒ24の直列回路で分圧して作成された電圧が基準電圧として入力する。従って、コンパレータＩＣ2は、充電用コンデンサＣ11の電圧を抵抗Ｒ23，Ｒ24で作成された基準電圧と比較し、コンデンサＣ11の電圧が基準電圧より低ければローレベル、高ければハイレベルを出力する。そして、コンパレータＩＣ2の出力を抵抗を介してＮＰＮトランジスタＱ11のベースに供給している。トランジスタＱ11のコレクタはマイコンＩＣ1のリセット端子Resetに接続し、エミッタは基準電位点ラインＥに接続している。以上のように構成した強制リセット回路では、操作スイッチＳＷ0を例えば５秒以上押し続けると、コンデンサＣ２からのマイコン用直流電源電圧が高抵抗Ｒ21を介して徐々にコンデンサＣ11を充電し、その充電電圧がコンパレータＩＣ2の基準電圧を越えると、コンパレータＩＣ2の出力はハイレベルとなり、トランジスタＱ11が導通し、その結果マイコンＩＣ1のリセット端子Resetがローレベルに設定されて、マイコンＩＣ1がリセットされる。なお、操作スイッチＳＷ0を瞬時でもオンにすると後述の長時間タイマーが動作するが、このようなＳＷ0の瞬時オンでは、抵抗Ｒ21は非常に高い抵抗値であるため、この抵抗Ｒ21を通してコンデンサＣ11に充電される電荷は僅かであり、コンパレータＩＣ2の＋入力端子の電圧は基準電圧を越えないためコンパレータＩＣ2の出力はローレベルであり、トランジスタＱ11はオフ状態のため、マイコンＩＣ1がリセットされることはない。
【００３２】
次に、以上のように構成された電子タイマースイッチにおける動作を説明する。
マイコンＩＣ1には常時定電圧が供給されているが、負荷13の休止時はマイコンＩＣ1のシステムが休止したホールド状態となっている。今、電子タイマースイッチ15に内蔵した操作スイッチＳＷ0を押すと、コンデンサＣ2の充電電圧がダイオードＤ２を介しマイコンＩＣ1のホールド端子Holdに供給されてホールド端子Holdが電源電圧ＶＤになるとマイコンＩＣ1がホールド状態から解除され、システムが正常動作を開始する。この時、トランジスタＱ４がオン（ＯＮ）してマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ81がローレベルとなる。この結果選択操作スイッチＳＷ２で選択されたタイマー時間に従いマイコンＩＣ1のタイマープログラムが実行され、その期間出力端子Ｒ４０がローレベルとなりトランジスタＱ６がオンし、トランジスタＱ２がオンする。この結果バワートランジスタＱ１が導通し、Ｑ1に大きなコレクタ電流が流れ、その結果トライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に電圧降下が発生し、この電圧降下がトライアックＴＲＡＣのゲート・トリガ電圧以上となると、トライアックＴＲＡＣが導通し、負荷に交流電源ＡＣが供給され、負荷の換気扇13が動作する。
【００３３】
上記の一連の動作は、浴室の換気を行うための長時間のタイマー動作である。選択操作スイッチＳＷ２の選択により、連続運転、４時間運転及び１時間運転の３通りが可能になっている。換気扇13が動作中、もう一度操作スイッチＳＷ0を押し、マイコンＩＣ1のＲ81端子をローレベルにすると、動作停止信号として処理され、換気扇13は停止する。
【００３４】
一方、交流入力端子２，０に接続された外部スイッチＳＷ１をオンにすると、フォトカプラＰＣ1の出力トランジスタTr1が導通して、トランジスタＱ５のベース電位を基準電位にする結果トランジスタＱ５が導通することで、マイコンＩＣ１のホールド端子HoldがコンデンサＣ2の直流電圧によるハイレベルとなり、同時にトランジスタＱ3がオンして、入力端子Ｒ80がローレベルとなるので、トイレ側の操作スイッチＳＷ１が操作されたことがマイコンＩＣ１で判別される。この時、出力端子Ｒ40がローレベルとなって、トランジスタＱ6をオンすることでトランジスタＱ2をオンし、バワートランジスタＱ１を導通させるので、前述したようにトライアックＴＲＡＣが導通し、負荷の換気扇13が動作する。
【００３５】
トイレ側の外部スイッチＳＷ１及び照明器具14が図１のように端子0，2，3接続されていると、上述のように外部スイッチＳＷ1が投入されることによって換気扇13が動作される一方、トイレ用としての照明器具14も点灯する。トイレで用足し後、操作スイッチＳＷ１をオフ（ＯＦＦ）にすると、フォトカプラＰＣ1の入力側がオフとなり、トランジスタＱ5がオフ状態になり、トランジスタＱ3がオフする結果、マイコンＩＣ１の入力端子Ｒ80がハイレベルに復帰する。この時点からマイコンＩＣ1では換気扇負荷13を３〜４分間運転するための、短時間タイマーが始動する。このときマイコンＩＣ１は出力端子Ｒ40を３〜４分間ローレベルのままとした後ハイレベルに設定することで、換気扇負荷13を３〜４分間運転したのち停止させることができる。
【００３６】
トイレ側の換気を優先とすると、トイレ使用中及び用足し後の３ないし４分間の換気を保証するために、浴室側の長時間換気との関連は以下に述べる方法でマイコンＩＣ１のプログラムによって実現している。
【００３７】
以下、図１の電子タイマースイッチ15及びそれに外付けされた換気扇13，照明器具14及び外部スイッチＳＷ1における動作を、図２、図３、図４のタイムチャートを用いて説明する。
先に浴室側の長時間タイマーが起動し、その間にトイレの使用が発生している状態を考える。長時間側のタイマーでは、選択操作スイッチＳＷ2の選択により、時間に無関係な連続動作と、１時間，４時間の長時間タイマー動作とが用意されている。
【００３８】
図２（ａ）〜（ｆ）は連続動作の場合を示す。
図２（ａ）では、浴室側の操作スイッチＳＷ0を押すと、換気扇13が動作し、動作状態を表示するためのＬＥＤが連続点灯（高輝度の明点灯）する。このケースの場合、再度操作スイッチＳＷ0を押さないと換気扇13を停止させられないので、操作スイッチＳＷ0にて換気扇13が停止し、ＬＥＤが消灯する。この間トイレ使用が発生しなかった（トイレ側操作スイッチＳＷ1が操作されなかった）ケースを示している。
【００３９】
図２（ｂ）では、浴室側の操作スイッチＳＷ0に基づく換気扇動作の途中でトイレ使用が発生した場合に、トイレ側操作スイッチＳＷ1がオンにされ、用足し後スイッチＳＷ1をオフしてから短時間タイマーの３分が経過しても、連続動作中であり、換気扇運転には何ら変化なく、浴室及びトイレの換気を行っている状態を示している。
【００４０】
図２（ｃ）では、トイレ使用中、即ち、トイレ側操作スイッチＳＷ１がオン状態時に、浴室側で操作スイッチＳＷ0を押し、負荷13の連続運転を中止した場合である。この場合、長時間タイマーのプログラムが中止され、遅動動作の短時間プログラムに移行し、移行が実施されたことを表示するためＬＥＤの点灯輝度をそれまでの明点灯から暗点灯に下げた状態で点灯表示する。そして、用足し後、操作スイッチＳＷ1がオフにされた後も、遅動動作における３分間の換気扇運転が行われ、タイムアップ時、換気扇13は停止し、ＬＥＤが消灯する。
【００４１】
図２（ｄ）では、上記（ｃ）の場合より、連続運転の中止のタイミングが遅れ、用足し後３分経過しない時点で、操作スイッチＳＷ0による連続運転中止が実行された場合を示す。この場合も、長時間プログラムが中止され、短時間プログラムに移行し、移行が実施されたことを表示するためＬＥＤの点灯輝度を下げた状態で点灯表示する。用足し後、操作スイッチＳＷ1をオフにしてから、３分間の換気扇運転が行われ、タイムアップ時、換気扇13は停止し、ＬＥＤが消灯する。
【００４２】
図２（ｅ）では、先にトイレ側の操作スイッチＳＷ1が押されてオンし、換気扇13が動作し、ＬＥＤが低輝度点灯（暗点灯）中に、浴室側で操作スイッチＳＷ0を操作して、換気扇13の連続運転を実行しようとした場合を示す。連続運転の場合、上記（ａ）で説明したように、再度操作スイッチＳＷ0を押すと連続運転中止指令となるため、トイレの換気を必須とすると、トイレ側の操作スイッチＳＷ1がオフにされてから、３分間の短時間タイマーのタイムアップが終了するまで（符号Ａにて示す期間）、連続運転プログラムが始動されず待機状態となっている。つまり、符号Ａにて示す期間は、連続運転指令を受理しているが、トイレ側操作スイッチＳＷ1がオン状態にある期間と３分間の短時間タイマー期間が終了するまでは連続モードに移行せずに待機している。但し、期間Ａであっても、連続運転指令を受理した証明として、ＬＥＤが高輝度点灯（明点灯）に変化することを示している。
【００４３】
図２（ｆ）では、上記（ｅ）での連続運転指令の発生のタイミングが、トイレ側操作スイッチＳＷ1がオフになって３分間タイマーが始動中になった場合を示している。連続運転プログラムは３分タイマーのタイムアップまで待機し（符号Ａにて示す期間）、ＬＥＤのみ高輝度点灯に変化する。
【００４４】
図３は、トイレ側操作スイッチＳＷ1が押されてオンし、用足し後、操作スイッチＳＷ1をオフしてから短時間タイマー終了するまでの３分以内に再度操作スイッチＳＷ1をオンにしてトイレを使用する場合を示している。この場合、３分タイマーの残時間データはリセットされ、トイレ再使用時における用足し後の３分間のタイマー時間は確保され、トイレの換気が十分に行われることを示している。
【００４５】
図４（ａ）〜（ｈ）は４時間又は１時間のタイマー動作における、長時間タイマープログラムと短時間タイマープログラムとの関連を示す。
【００４６】
図４（ａ）では、ＳＷ２で１または４時間のタイマープログラムが選択された場合で、操作スイッチＳＷ0を押すと、換気扇13が運転され、ＬＥＤは連続運転と異なることを表示するため、高輝度点灯、低輝度点灯を約１秒サイクルで交互に点灯（明暗点灯という）することを示している。
【００４７】
図４（ｂ）では、操作スイッチＳＷ0を１度押して換気扇13を長時間タイマー運転し、タイマー運転の途中で、操作スイッチＳＷ0が２度目に押されると、連続運転同様、その時点で、長時間タイマープログラムが停止することを示している。
【００４８】
図４（ｃ）では、操作スイッチＳＷ0が押され長時間タイマーが起動中、トイレの使用が発生し、操作スイッチＳＷ1をオンし、用足し後、操作スイッチＳＷ１をオフした時点で、長時間タイマーの残時間が３分以上残っている場合を示している。
【００４９】
この場合、トイレ側の換気もタイムアップまでに十分行われることになるので、特別の処理を施されることなく操作スイッチＳＷ0に基づく長時間タイマーがタイムアップまで（４時間又は１時間）持続運転される。
【００５０】
図４（ｄ）では、図４（ｃ）と同様な状況で、長時間タイマーの残時間が、操作スイッチＳＷ1をオンし、用足し後、操作スイッチＳＷ1をオフした時点で３分以内の場合、残時間データを３分に修正（更新）して、長時間タイマーがタイムアップしてもトイレの換気を十分行えるようにした場合を示している。
【００５１】
図４（ｅ）では、長時間タイマーのタイムアッブ時にトイレを使用している場合で、長時間タイマーがタイムアップ時、短時間タイマープログラムに移行し、長時間タイマーがタイムアップしてもトイレの換気を十分行えるようにした場合を示している。この場合、ＬＥＤは低輝度点灯（暗点灯）となり、換気扇13は短時間タイマー終了後まで連続して運転される。
【００５２】
図４（ｆ）では、操作スイッチＳＷ0を１度押して換気扇13を長時間タイマー運転し、タイマー運転の途中で、操作スイッチＳＷ1をオンにして、トイレ使用中に、操作スイッチＳＷ0が２度目に押されることによって長時間タイマーが停止指令を受けた場合を示している。この場合は、長時間タイマープログラムから、短時間タイマープログラムに移行し、ＬＥＤは低輝度点灯（暗点灯）となる。
【００５３】
図４（ｇ）では、上記の図４（ｆ）の場合において、長時間タイマーの停止指令のタイミングが、トイレ使用時に用足し後の３分以内の場合である。
【００５４】
この場合も、長時間タイマープログラムから、短時間タイマープログラムに移行し、ＬＥＤは低輝度点灯（暗点灯）となる。
【００５５】
図４（ｈ）では、先に短時間タイマーが始動し、トイレ使用時に操作スイッチＳＷ0を押すことで長時間タイマーの起動がかかった場合を示している。この場合も、トイレ側の換気を十分行うため、停止機能を有するので、トイレ用足し後３分の短時間タイマーのタイムアッブ後に、選択されたタイマー時間（４時間又は１時間）の長時間タイマープログラムが始動することを示す。つまり、トイレ用操作スイッチＳＷ1に基づいて換気扇負荷13が動作している最中に、浴室側操作スイッチＳＷ0が押されて、長時間タイマーの起動がかかると、符号Ａに示す期間は、長時間タイマーの起動を受理しているが、トイレ用操作スイッチＳＷ1をオフにしてさらに短時間タイマーの３分が経過するまでは長時間タイマーモードには移行せず待機し、その後に長時間タイマー（４時間又は１時間）が遂行される。
【００５６】
〔第２の実施の形態〕
図５は本発明の第２の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第２の実施の形態で図１の第１の実施の形態と異なる点は、制御回路（符号18Aにて示す）の構成が異なっている点である。その他の構成は図１と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとして配線する。
【００５７】
図５の制御回路18Aでは、交流電源ＡＣから換気扇負荷13に電力を供給するための電力スイッチ素子としてのトライアックＴＲＡＣの制御は、パワートランジスタＱ１のエミッタ・コレクタを流れる電流により、トライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に発生する、電圧降下による点弧によるのではなく、全波整流ダイオードＤＢの直流出力端子（＋）に接続されたサイリスタＳＣＲをオン，オフさせることによって行う。サイリスタＳＣＲのアノード・カソードは、全波整流ダイオードＤＢの直流出力端子（＋）と基準電位点ラインＥとの間に接続し、ＳＣＲのゲートはゲート抵抗Ｒ12を介して基準電位点ラインＥに接続している。また、図５の制御回路18Aでは、外部スイッチＳＷ1と内蔵の操作スイッチＳＷ0のそれぞれの操作状態（オン，オフなど情報）のマイコンヘＩＣへの取り込み方は、図５のように、フォトカプラＰＣ1からの外部スイッチＳＷ1オン，オフの検知情報を直接マイコンのＲ80端子に接続し、また内蔵の操作スイッチＳＷ0の押入情報をＲ81端子に直接接続して、各スイッチＳＷ1，ＳＷ0の状態をマイコンＩＣ1に把握させる構成としている。即ち、フォトカプラＰＣ1のフォトトランジスタTr1のコレクタは抵抗Ｒ6とマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ80との接続点に接続し、内蔵の操作スイッチＳＷ0は抵抗Ｒ7とマイコンＩＣ1の入力端子Ｒ81との接続点に接続している。
【００５８】
図５の動作を説明すると、操作スイッチＳＷ0の押入又は外部スイッチＳＷ1をオンにすると、マイコンＩＣ1がこれを検出してＲ40端子をローレベルにし、ＰＮＰトランジスタＱ7がオン、トランジスタＱ2がオンして、バワートランジスタＱ1がオンし、Ｑ1のコレクタ側の電圧が上昇し、定電圧ダイオードＺＤ1が導通すると、サイリスタＳＣＲのゲートに電流が流れ、サイリスタＳＣＲがオンする。この時、全波整流ダイオードＤＢの出力電流は、サイリスタＳＣＲを介し大きな電流が流れて、トライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に電圧降下を発生させ、電源スイッチ素子であるトライアックＴＲＡＣをオンにする。これにより換気扇負荷13に該負荷を動作させるに必要な電源電流が供給されて、動作する。この方式の特徴は、定電圧ダイオードＺＤ１が導通するまでの期間、バワートランジスタＱ1にのみ電流が流れ、平滑コンデンサＣ２を充電し、マイコンＩＣ1の電源を図１に比較して十分確保することができる。
【００５９】
〔第３の実施の形態〕
図６は本発明の第３の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第３の実施の形態と図１，図５の第１，第２の実施の形態との異なる点は、制御回路（符号18Bにて示す）の構成が異なっている点である。その他の構成は図１及び図５と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとして配線する。
【００６０】
図６の制御回路18Bでは、制御回路をマイコンを用いて構成せずに、市販のタイマーＩＣを利用して構成している。即ち、制御回路18Bで、パワートランジスタＱ1，それを制御するトランジスタＱ2，定電圧ダイオードＺＤ，及び平滑コンデンサＣ2の接続構成は、図１と同様であるが、マイコンに代えてタイマーＩＣを用い、パワートランジスタＱ1のエミッタを高抵抗Ｒ2，操作スイッチＳＷ0，及び抵抗Ｒ15を介してトランジスタＱ3のベースに接続し、操作スイッチＳＷ0と抵抗Ｒ15の接続点をトランジスタＱ2のベースに接続する一方、操作スイッチＳＷ0と抵抗Ｒ15の接続点をダイオードＤ1を介してパワートランジスタＱ1のコレクタに接続している。さらに、パワートランジスタＱ1のコレクタラインと基準電位点ラインＥとの間に、トランジスタＱ3と抵抗Ｒ16の直列回路とトランジスタＱ4と抵抗Ｒ17の直列回路の２つの直列回路を並列接続し、トランジスタＱ3のコレクタをトランジスタＱ4のベースに接続し、トランジスタＱ4のコレクタをタイマーＩＣのリセット端子ＭＲに接続し、タイマーＩＣの出力端子はＱをトランジスタＱ２のベースに接続している。
【００６１】
図６の動作を説明すると、操作スイッチＳＷ0（この場合操作スイッチＳＷ0はシーソー型スイッチである）または外付けスイッチＳＷ１がオン時、ダイオードＤ1を介し定電圧ダイオードＺＤ及び平滑コンデンサＣ2に電流が流れタイマーＩＣの電源を供給することが可能となる。この時トランジスタＱ3がオンとなり、その結果トランジスタＱ4がオフとなるので、トランジスタＱ4の出力側（即ちタイマーＩＣのリセット端子ＭＲ）はハイレベルとなり、タイマーＩＣがリセットされ、タイマーＩＣの出力端子Ｑがハイレベルとなる。この結果トランジスタＱ2がオンとなり、パワートランジスタＱ1がオンするので、全波整流ダイオードＤＢより定電圧ダイオードＺＤ及び平滑コンデンサＣ２に電流が流れ、結果としてトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ0の両端に電圧降下が生じ、トライアックＴＲＡＣがオンして、負荷の換気扇13が動作する。
【００６２】
上記のように換気扇負荷13が動作している状態で、操作スイッチＳＷ0または外付けスイッチＳＷ１が復帰し、オフ状態となると、トランジスタＱ3がオフでトランジスタＱ4がオンとなりリセット端子ＭＲがローレベルとなり、タイマーＩＣのリセット状態が解除され、タイマーモードとなり、一定時間後にタイマーＩＣの出力端子Ｑがローレベルとなり、トランジスタＱ2、パワートランジスタＱ1がオフとなって、トライアックＴＲＡＣがオフし、換気扇負荷13の動作は停止する。
【００６３】
なお、図６の実施の形態では、タイマーＩＣは、先の第１，第２の実施の形態のマイコンに比べ、機能が限定されるため、操作スイッチＳＷ0のオン，オフと外部スイッチＳＷ1のオン，オフとの区別等が出来ず、どちらのスイッチＳＷ0，ＳＷ1の操作においても単に負荷13の遅動動作のみに限定されてしまう。
【００６４】
〔第４の実施の形態〕
図７は本発明の第４の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第４の実施の形態と図１の第１の実施の形態との異なる点は、外部スイッチセンサー回路（符号16Aにて示す）の構成、及びこれに伴う外部スイッチ側部分の接続構成が異なっている点である。その他の構成は図１と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源のライン側Ｌとし、電源入力端子12は交流電源の接地側Ｎとする。
【００６５】
図７の外部スイッチセンサー回路16Aでは、電子タイマースイッチ15の本体の外装部分（２点鎖線枠にて示す）に交流入力端子1，0が配設されていると共に、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の一端を接続するための１つの接続端子3が配設された３端子構成（三線式）としている。これに伴い、交流電源入力端子11，12の間に外部スイッチＳＷ1と照明器具14を直列に接続し、外部スイッチＳＷ1と照明器具14の接続点を電子タイマースイッチ15の前記接続端子3に接続し、交流電源入力端子11は換気扇負荷13を介して交流入力端子1に接続し、交流電源入力端子12は交流入力端子0に接続し、一方、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の一端を交流入力端子3に接続し、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の他端を交流入力端子0に接続している。
【００６６】
なお、外部スイッチセンサー回路16Aは、交流電源ラインとの配線接続関係として見れば、換気扇負荷13を介して交流電源Ｌ側に接続する第１配線系と、交流電源相間に接続された機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の直列回路にあって、機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の接続点とフォトカプラＰＣ1の発光側の一端子とを接続する第２配線系と、該フォトカプラＰＣ1の発光側の他端と交流電源のＮ側とに接続する第３配線系とを具備し、３線式構成となっている。
【００６７】
図７では、フォトカプラＰＣ1の一方の交流入力端子（図１における端子2）を交流入力端子0と共通にしている。操作スイッチＳＷ0を押すと、マイコンＩＣ1の入力端子Ｒ81がローレベルとなり、このとき、時間選択操作スイッチＳＷ2に従い、例えば長時間タイマーが起動する。また、外付けスイッチＳＷ1をオンにすると、照明器具14が点灯し、またフォトカプラＰＣ１がオンして、マイコンの入力端子Ｒ80をローレベルにする。この期間換気扇13は連続運転となり、外部スイッチＳＷ1がオフとなった時点から、短時間タイマー動作となる（但し、図１の実施の形態の動作と同様、操作スイッチＳＷ0に基づく長時間タイマーが継続している場合には短時間タイマーとしての動作が始動することはない）。
【００６８】
〔第５の実施の形態〕
図８は本発明の第５の実施の形態の電子タイマースイッチを示す回路図である。第５の実施の形態と図１の第１の実施の形態との異なる点は、外部スイッチセンサー回路（符号16Bにて示す）の構成、及びこれに伴う外部スイッチ側部分の接続構成と制御回路（符号18Cにて示す）の構成（図１又は図７における制御回路18と同様であるがコンデンサＣ4が付加されている）が異なっている点である。その他の構成は図１と同様である。なお、電気的な配線工事を行う場合、電源入力端子11は交流電源の接地側Ｎとし、電源入力端子12は交流電源のライン側Ｌとして配線する。
【００６９】
図８の外部スイッチセンサー回路16Bでは、電子タイマースイッチ15の本体の外装部分（２点鎖線枠にて示す）に交流入力端子1，0が配設されていると共に、フォトカプラＰＣ1の１次側素子の一端を接続するための１つの接続端子2が配設された３端子構成（三線式）としてある。即ち、図８では、図１におけるフォトカプラＰＣの一方の交流入力端子3を交流入力端子2と共通にしている。
【００７０】
これに伴い、交流電源入力端子11，12の間に照明器具14と外部スイッチＳＷ1を直列に接続し、照明器具14と外部スイッチＳＷ1の接続点を電子タイマースイッチ15の前記接続端子2に接続し、交流電源入力端子11は換気扇負荷13を介して交流入力端子1に接続し、交流電源入力端子12は交流入力端子0に接続している。
【００７１】
従って、外部スイッチセンサー回路16Bは、交流電源ラインとの配線接続関係として見れば、換気扇負荷13を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、交流電源相間に接続された機械スイッチＳＷ1と照明負荷14の直列回路にあって、照明負荷14と機械スイッチＳＷ1の接続点とフォトカプラＰＣ1の発光側の出力端子とを接続する第２配線系と、前記機械スイッチＳＷ1の他端と交流電源Ｌ側とに接続する第３配線系と、を具備した構成となっている。
【００７２】
一方、外部スイッチセンサー回路16Bでは、トライアックＴＲＡＣが導通した場合、外付けスイッチＳＷ1がオフ状態でもフォトカプラＰＣ1がオンになるのを防止するため、図８のように高耐圧出力型のフォトカプラＰＣ1をフォトカブラＰＣ2と直列に接続し、フォトカプラＰＣ2の発光側のダイオード回路は高耐圧のダイオードＤ5と直列に抵抗Ｒ19を介在して交流入力端子1，0間に接続する。外付けスイッチＳＷ1がオン時で、交流入力端子1側がプラスの時のみ、フォトカプラＰＣ2，ＰＣ1が導通し、フォトカプラＰＣ1のトランジスタがオンする。交流入力端子0側がプラスの時、フォトカプラＰＣ2，ＰＣ1がオフとなる。このため、交流の半サイクルのみ、フォトカプラＰＣ1のトランジスタがオンする。このため、制御回路18Cでは、トランジスタＱ5のコレクタ側にコンデンサＣ4を接続し、マイコンＩＣ1のホールド端子Holdを交流の全サイクル期間、ハイレベルに保つようにしている。
【００７３】
尚、以上述べた実施の形態では、外部スイッチセンサー回路を構成するのに、図１、図５、図６、図７、図８では、フォトカプラＰＣ1を用いているが、上記フオトカプラＰＣ1の代わりに、図９に示すようにリレー20を用いてもよい。リレー20は１次側に励磁コイル21と、２次側に前記励磁コイル21による磁力の有無にてオン，オフするリレー接点22とを有して構成されている。
【００７４】
また、フォトカプラ、リレーの代わりに、図１０のようにトランス30を用いて構成してもよい。トランス30は１次側コイル31と、２次側コイル31と、２次側コイル31に誘導される交流電圧を全波整流する全波整流ダイオードブリッジＤＢと、その全波整流電圧を一定電圧に平滑化する定電圧ダイオードＺＤと平滑コンデンサＣの並列回路と、その平滑化直流電圧をベース入力とし、ベース電圧が所定値を越えるか否かに応じてオン，オフするトランジスタＱ10とを有して構成されている。
【００７５】
以上述べた本発明の実施の形態によれば、並列使用型の電子タイマースイッチを構成する場合、従来はタイマー仕様の異なる２種類のタイマースイッチが必要であったが、本発明により、１つのタイマースイッチで、浴室側の長時間タイマーとトイレ側の短時間タイマーが安価な機械式のスイッチを外付けするだけで可能であるばかりか、従来実現できなかった、トイレ側の換気を確保しながら、長短のタイマー動作を行うことができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、１個の電子式タイマースイッチが長時間タイマーと短時間型遅動タイマーの機能を有し、長時間タイマーは内蔵の操作スイッチで起動し、短時間型遅動タイマーは外付けの機械スイッチで起動する並列使用型電子タイマースイッチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図２】図１の実施の形態で可能な、２つの操作スイッチの操作に基づく換気扇負荷の動作を説明するタイムチャート。
【図３】図１の実施の形態で可能な、２つの操作スイッチの操作に基づく換気扇負荷の動作を説明するタイムチャート。
【図４】図１の実施の形態で可能な、２つの操作スイッチの操作に基づく換気扇負荷の動作を説明するタイムチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図７】本発明の第４の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図８】本発明の第５の実施の形態の並列使用型電子タイマースイッチを示す回路図。
【図９】外部スイッチセンサー回路の他の実施の形態を示す回路図。
【図１０】外部スイッチセンサー回路のもう１つの他の実施の形態を示す回路図。
【図１１】並列使用型電子タイマースイッチの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
０，１，２，３…電子タイマースイッチの交流入力端子
２，３…フォトカプラの接続端子
１１，１２…交流電源の電源入力端子
１３…換気扇（負荷）
１５…電子タイマースイッチ
１６…外部スイッチセンサー回路（センサー部）
１７…パワースイッチ回路
１８…制御回路
ＰＣ1…フォトカプラ
ＩＣ1…マイクロコンピュータ
ＴＲＡＣ…トライアック（電力スイッチ素子）
Claims (2)
- スイッチ本体に並列に接続した機械スイッチのオン・オフの状態を検出するセンサー部と、スイッチ本体に内蔵する操作スイッチで起動する長時間タイマーと、前記センサ一部の信号によって起動する短時間タイマーの機能を有する制御回路と、この制御回路によってオン・オフを制御されるパワースイッチ回路と、を具備する並列使用型電子タイマースイッチにおいて、
前記センサ一部は、
換気扇負荷を介して交流電源Ｎ側に接続する第１配線系と、
交流電源相間に接続された機械スイッチと照明負荷の直列回路にあって、交流電源Ｎ側と照明負荷の接続点とフォトカプラの発光側の一端子とを接続する第２配線系と、
照明負荷の他端とフォトカプラの発光側の他端子と照明負荷の点滅制御も可能な前記機械スイッチのＮ側端子とを接続する第３配線系と、
前記機械スイッチの他端と交流電源Ｌ側とに接続する第４配線系と、
を具備したことを特徴とする並列使用型電子タイマースイッチ。 - スイッチ本体に並列に接続した機械スイッチのオン・オフの状態を検出するセンサー部と、スイッチ本体に内蔵する操作スイッチで起動する長時間タイマーと、前記センサ一部の信号によって起動する短時間タイマーの機能を有する制御回路と、この制御回路によってオン・オフを制御されるパワースイッチ回路と、を具備する並列使用型電子タイマースイッチにおいて、
前記センサー部は、
換気扇負荷を介して交流電源Ｌ側に接続する第１配線系と、
交流電源相間に接続された機械スイッチと照明負荷の直列回路にあって、機械スイッチと照明負荷の接続点とフォトカプラの発光側の一端子とを接続する第２配線系と、
該フォトカプラの発光側の他端と交流電源のＮ側とに接続する第３配線系と、
を具備し、３線式構成としたことを特徴とする並列使用型電子タイマースイッチ。
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