JP5650863B1 - 線路直結式多路多パターンスイッチ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ・機器等を駆動コントロールするためには、複雑な配線や専用の回路を必要とした。又、離れた機器の制御は無線の利用となっていてシステム全体を１つの制御システムで管理をしようとすると煩雑になっている。配線についても現在の電気工事枠を超えるものや電気工事以外のＬＥＤ・機器等を混在させた場合の標準化やユニット化が難しく、改修などの変更・追加についても労力を必要とした。電気工事枠を超える一例をあげると照明点灯で五路以上の配線などである。【解決手段】本出願では、ＬＥＤ・機器等を、それぞれに接続された駆動機構のスイッチをＯＮさせることで稼働させる。そのためには、駆動機構で線路機構の異なる線路２つ以上に接続されたフォトリレーを同時に駆動させることで出力側の一体化されたスイッチがＯＮとなる仕組みとした。このシステムでは五路以上のスイッチも同数の電源機構を線路機構に接続することで解決され、且つ五路以上の複雑な配線も不要となる。利用できるＬＥＤ・機器等の数も設計にもよるが7線路で120個程度となる。不足であれば線路を増やせばよい。又、設計によっては１個ずつのＬＥＤ・機器等の単体駆動とそれら数個をまとめて一斉に駆動することも出来る。本出願により、スイッチ制御システムにおける配線の単純化・駆動コントロールの単純化・容易な設計変更、標準化、ユニット化を実現できる。【選択図】 図１

Description

本発明は、電源機構のコントロールにより線路機構に接続された駆動機構のスイッチを駆動させることで、駆動機構に接続されたＬＥＤ・機器等を駆動コントロールする制御システムである。

従来は、電源機構より線路機構に流す直流の電圧が定電圧方式の場合は駆動電圧の半分、変電圧方式の場合は駆動電圧の１／Ｘとなっている。（例えば、特許文献１（請求項１〜３））

これらの方式は、ランプ又は電磁スイッチを適正な電圧で駆動させることで、ランプの点灯や駆動機構のスイッチをＯＮとする目的を達成するためであった。

定電圧方式は、変電圧方式に比べ駆動パターンが少なく、変電圧方式は、駆動パターンは多いが定電圧方式に比べ電源機構の設計が難しい課題があった。

特許第３８８３２０１号

本発明は、従来の定電圧方式と変電圧方式を融合させ単純化を図り、使用の柔軟性を持たせた。

コンピューターを利用する上で、制御しやすい原理であること。

本発明は、複雑な回路を利用せずに単純な仕組みで駆動コントロールできること。

コンピューターを利用する上で、制御しやすい原理であること。

コンピューターを利用しなくとも、シンプルな仕組みで駆動コントロールできること。

又、手動装置とコンピューター利用の混在が可能なこと。具体的には、押釦スイッチなどを利用した機械的な電源機構とコンピューターを利用した電源機構の混在ができること。

配線が単純で、メンテナンスや仕様変更があっても簡単な作業となること。

本発明は、複数の線路からなる線路機構と；
線路機構の全ての線路に対して、都度、スイッチ又はコントロール機能により２つ以上の線路に同時に直流を流す制御ができる電源機構と：
線路機構の異なる線路２つ以上に、それぞれのフォトリレーの入力側を接続し、接続されたすべてのフォトリレーの出力側は直列に接続した一体化されたスイッチとなっていて、そのスイッチに対してキャンセル機能をもたせたフォトリレーを付加することもできる駆動機構と：
を具備し、スイッチをＯＮにしたい駆動機構に対し、必要な複数線路に電源機構より直流を流すことで、駆動機構のスイッチが入り駆動機構に接続されたＬＥＤ・機器等を駆動させる線路直結式多路多パターンスイッチ制御システム。

本発明は、駆動するＬＥＤ・機器等全てに１対１でスイッチを配線することに比べ、全体の配線が整理される。

配線は、計算された線路数を末端まで同じ本数を設置するため単純な配線となる。

配線がユニット化できることで、施設工事が軽減される。

工事後に拡張したい場合も、線路機構の本数を増やすだけなので、容易な工事となる。

又、線路機構の電線数が少なく済むため、あらかじめ多くの本数を施設しておくことで、将来の追加に対して様々な軽減ができる。

組み合わせた線路に直流を流すことで駆動機構が動作するため、設計が単純でコンピューターの利用がしやすい。

６つの線路に２つのフォトリレーとキャンセル用フォトリレーを接続した実施イメージ例（実施例１） 家屋におけるインフラとしての線路直結式多路多パターンスイッチ制御システムイメージ（実施例２）

この発明は、電源機構、線路機構、駆動機構とそれぞれのユニットが連携動作することを念頭に置き全体的な標準化を行うことで、様々な業種や形態に対応可能となる。

例えば、家屋において、台所や寝室などに電源機構をそれぞれ設置すれば、その場所で全館の照明をコントロールできる。

又、クリスマスツリーに飾ったＬＥＤも駆動機構を利用することで制御コントロールできる。

そして、クリスマスツリーのＬＥＤについては、コンピューター利用の電源機構を使用することで、さまざまな点滅なども楽しめることになる。

照明などは、一度ＯＮすることで点灯し、もう一度ＯＮすることで消灯する仕組みが有効であるが、クリスマスツリーのＬＥＤ制御なども混在出来るため、ＬＥＤ・機器等側で対応することで制御システム全体の汎用性を持たせることが出来る。

本発明において、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。

＜線路について＞ ＋と−の電線を１組とし、これを１線路と表現し、この発明において必要な線路数分を末端まで配線する。

さらに、線路の本数を削減するために、＋側の電線1本でそれに対応する−側の電線を６本とした場合には、１２本必要な電線が７本の電線で済み駆動パターンの数は変わらない。

当然、電源機構や駆動機構も線路機構に合わせることになる。

＜線路Ｎｏについて＞ 線路の表現としてＮｏ１から順に番号を振って行く。具体的には「表１の駆動パターン例」が６線路あるためＮｏ１〜Ｎｏ６までを附番している。

上記の例のように線路の電線本数を削減した場合には、電源機構で−側を接続しフォトリレーを動作させることになるので、実質−側の線の番号になる。

＜ＬＥＤ・機器等について＞ ＬＥＤやランプ、電気器具・部品等などの駆動機構が制御コントロール可能な電気製品すべてをいう。

＜フォトリレーについて＞ フォトリレーや、フォトカプラーなどを用いたフォトリレーと同様な機能を持つ回路がすべて含まれる。

＜直流電源について＞ 各線路にそれぞれ直流を供給するものであるが、複数のフォトリレーを組み合わせて動作させるため各線路の電圧は同じくなる。

＜パターンについて＞ 表１のように線路Ｎｏの組み合わせパターンとなる。

＜一連Ｎｏについて＞ パターンについて順番にＮｏを付けたものを言う。

＜重複駆動パターンについて＞ 表１の一連Ｎｏ４のように、これを駆動させると一連Ｎｏ１〜３も駆動することになる。

イルミネーションなどの場合は、利用効果があるため重複駆動パターンと呼ぶ。

＜個々駆動パターンについて＞ 表１の一連Ｎｏ４、一連Ｎｏ１〜３をそれぞれ個々に分けて駆動させることを個々駆動パターンと呼ぶ。

重複駆動パターンか個々駆動パターンかは、駆動機構で選択することになる。

＜フォトリレー（ａ接点）について＞ フォトリレーの入力側に直流が流れていない場合には、リレーがＯＦＦの状態で、直流が流れ動作してＯＮとなるフォトリレー。

＜フォトリレー（ｂ接点）について＞ フォトリレーの入力側に直流が流れていない場合には、リレーがＯＮの状態で、直流が流れ動作してＯＦＦとなるフォトリレー。

以上用語の定義および技術的意味を終わる。

本発明は、電源機構と、線路機構、駆動機構の３つで構成される。

図１は、この３つの機構をイメージしたものであり、それらを組み合わせて利用することで本発明の動作が完結する。

それぞれの駆動機構の駆動制御は、電源機構で行う。

電源機構は、直流電源と線路機構の全ての線路に対して、都度、スイッチ又はコントロール機能により２つ以上の線路に同時に直流を流す。

一番シンプルなものは、各線路にそれぞれ電池とスイッチをつないだものとなる。

又、コンピューター制御する場合の器機は、コントロール機能を有した制御回路がその一例となる。

線路機構は、必要なパターン数を駆動できる数の線路で構成される。

駆動機構が駆動できるのは、１個の駆動パターンである。

駆動機構は、利用する駆動パターンの線路と接続されるか、又は、すべての線路と接続されている。

利用する駆動パターンの線路に、それぞれのフォトリレー（ａ接点）の入力側を接続してある。

フォトリレーの出力側は、そのフォトリレーすべてを直列に接続してあるため、一体化された１つのスイッチとなっている。

重複駆動パターンで利用する駆動機構の場合には、上記の回路で駆動できる。

個々駆動パターンで利用する駆動機構の場合には、この他に、キャンセル用のフォトリレー（ｂ接点）を付加し、自身の駆動パターンと異なる線路に直流が流されている場合には一体化されたスイッチを切る。

図１で６つの線路に２つのフォトリレーを接続した実施例を示す。基本的な構成（電源機構、配線機構、駆動機構）をイメージ化した実施例である。

この例では、表1の一連Ｎｏ５のパターンであり、線路Ｎｏ1と線路Ｎｏ４に電源機構より直流が流されると、駆動機構の２つのフォトリレーが駆動し、出力側の直列に接続されたスイッチ２つともがＯＮとなることでＬＥＤ・機器等が動作する。

又、線路Ｎｏ１と４以外の線路に直流が流されていた場合には、一体化されたスイッチを切り動作させない。

線路機構上に電源機構と駆動機構は複数接続され、電源機構から線路に流された直流により駆動機構が駆動する。

線路機構や電源機構は、ユニット化できることは容易に理解できるが、駆動機構についてもユニット化は容易である。

駆動機構は、線路が2つ接続されたものから始まり、最大線路の本数分が接続される。

例えば、表１の線路に２つ接続されている駆動機構を考えると、図１のとおり回路自体は、同じとなり、線路と回路の接続が異なるだけである。

線路と回路を接続する部分のみ切り替えることができるようにすれば、同じユニットで済む。

又、図１の回路を見ると接続される線路の数が３個、４個と増えて行っても駆動機構の回路は同じパターンの繰り返しとなるため回路用の基盤もディプスイッチなどの利用によりユニット化できる。

このようにすることで、すべてユニット化できる。

図２は、家屋内の照明やクリスマスイルミネーションを接続して実施した例である。実施例１と同様に電源機構と線路機構と駆動機構で構成されている。

例１の線路に１線路追加し線路Ｎｏ１〜Ｎｏ７まで使用することで、１２０個の機器の点灯ができる。

電源機構には、コンピューターを利用して利便性を図る。

停電や震災などの非常時のために、電源機構用のバッテリーと手動スイッチを利用した電源機構を用意しておくことで、停電に関係なく動作できるＬＥＤ・機器等の制御を確保する。

家屋内の個々の部屋には、その部屋に施設された駆動機構だけを駆動できる小さな電源機構を用意しておく。

照明にはＬＥＤや有機ＥＬ照明を使用し、部屋毎に４段階に照明をコントロールできるように４つの異なる駆動機構を施設する。（４段階に意味はない一例である）

階段上の部屋の照明を点灯した時に一緒に階段の足元にも照明を点灯させたい場合は、その部屋と同じ一連Ｎｏの駆動機構を用いて階段のＬＥＤに接続しておけば良い。

現状の電気工事で照明を複数個所から点灯したい場合には、２路から４路までの配線が標準化され、５路以上必要な場合には、それらの組み合わせとなる。

本発明では、線路機構に必要数の電源機構を接続すればよく、複雑な回路の配線を考える必要がない。

将来的な可能性であり理論的なこととなるが、電源機構にコンピューターを利用してコントロールし、且つ反応の早いフォトリレーがあれば、間接的なＰＷＭで直接ＬＥＤを駆動し、使用電力の削減ができる。

クリスマスイルミネーションは、複数の駆動機構にそれぞれ接続したＬＥＤを使うことで、単純にＬＥＤ照明の持っている点灯パターン以外に、電源機構のコンピューターを利用し家屋全体のイルミネーションができる。

又、クリスマスツリーを置いた場所に限らず、線路機構が施設されている場所であれば、どこでも利用できる。

表１に駆動パターン例を示す。

家屋全体の電気設備を制御できることになることより、スマートメーターの利用範囲が拡大し有効性も増すことになる。

又、一連Ｎｏを用途毎にグループ分けし用途を明確にした標準化をすることで、作ったシステムを他の家屋に展開することが可能となる。

例えば、クリスマスイルミネーションセットとして販売できることになり、新たな電気設備のニーズを創造できたことになる。

一連Ｎｏ・・・パターンの一連番号

線路・・・線路Ｎｏを表し、表１ではＮｏ１〜Ｎｏ６と番号を付している、Ａ・・・駆動機構のフォトリレー（ａ接点）を表し、図１ではＡは、表１の一番下の線路Ｎｏに接続している、Ｂ・・・駆動機構のフォトリレー（ａ接点）を表し、図１ではＡの次のフォトリーを示し、表１の一番下から２番目の線路Ｎｏに接続している、Ｃ・・・個々駆動パターンの場合のキャンセル用フォトリレー（ｂ接点）、図１では他の線路に直流が流された場合に、一体化されたスイッチを切る

Claims (1)

1. 複数の線路からなる線路機構と；
   線路機構の異なる線路２つに、それぞれのフォトリレーの入力側を接続し、接続されたすべてのフォトリレーの出力側は直列に接続した一体化されたスイッチとなっている駆動機構と：
   線路機構の全ての線路に対して、都度、スイッチ又はコントロール機能により２つ以上の線路を利用して駆動機構を制御できる電源機構と：
   を具備し、スイッチをＯＮにしたい駆動機構に対し、必要な複数線路を利用して電源機構より制御することで、駆動機構のスイッチが入り駆動機構に接続されたＬＥＤやランプ、電気器具・部品を駆動させる線路直結式多路多パターンスイッチ制御システム。