JP6350870B2 - タイムスイッチ - Google Patents

Description

本発明は停電補償用電池を備えるタイムスイッチに関する。

電源と電気機器とを電気的に接続する経路上に設置され、電源から電気機器への給電が開始される時刻、および、電源から電気機器への給電が停止される時刻を管理するタイムスイッチが知られている。その一例である特許文献１のタイムスイッチは、上記経路を接続するオン状態または上記経路を切断するオフ状態に切り替えられる接点機構、接点機構の動作状態を切り替えるカム機構、および、計測した時刻に従ってカム機構を動作させるタイマー機構を備える。上記タイムスイッチはさらに、商用電源から供給される電力によりタイマー機構を駆動する電気モーター、ならびに、接点機構の動作状態を切り替えるためにタイマー機構に取り付けられるオン設定子およびオフ設定子を備える。オン設定子およびオフ設定子はタイマー機構に対する着脱が可能な構造を備える。

上記タイムスイッチによれば、オン設定子およびオフ設定子がそれぞれ取り付けられたタイマー機構が駆動することにより、時間の経過にともないカム機構に対するオン設定子およびオフ設定子の回転位置が変化する。例えば、接点機構の動作状態がオフ状態の場合にオン設定子がカム機構に接触したとき、タイマー機構のトルクによりカム機構が動作し、その動作により接点機構の動作状態がオフ状態からオン状態に切り替えられる。このため、電源から電気機器への給電が開始される。一方、接点機構の動作状態がオン状態の場合にオフ設定子がカム機構に接触したとき、タイマー機構のトルクによりカム機構が動作し、その動作により接点機構の動作状態がオン状態からオフ状態に切り替えられる。このため、電源から電気機器への給電が停止される。

特開２００５−６３９２３号公報

しかし、停電が生じた場合には電気モーターが停止し、これにともないタイマー機構も停止するため、タイマー機構が現在時刻を計測できない。このため、電源が復帰したとしても、タイマー機構により計測される時刻が現在時刻よりも遅れる。このため、オン設定子またはオフ設定子がカム機構と接触する時刻が予定された時刻よりも遅れ、電源から電気機器への給電が開始または停止される時刻も予定された時刻から遅れる。

この課題を解決するため、例えば、停電時に電気モーターに電力を供給する停電補償用電池をタイムスイッチに備えることが考えられる。停電補償用電池を備えるタイムスイッチ（以下では「改良されたタイムスイッチ」）によれば、停電が生じたとしてもタイマー機構が継続して駆動するため、タイマー機構が正確に現在時刻を計測する。このため、電源から電気機器への給電が開始または停止される時刻が予定された時刻から遅れるおそれが低減される。

改良されたタイムスイッチにおいて、停電補償用電池を交換する作業の作業性が考慮されていない場合、次の課題が新たに生じるおそれがある。例えば、停電補償用電池が取り付けられる電池収容部がタイムスイッチの背面に開口する場合、その開口を閉じる蓋がタイムスイッチの背面に配置される。タイムスイッチは多くの場合、壁に取り付けられるため、作業者は停電補償用電池を交換するためにタイムスイッチを壁から取り外す必要がある。

この課題については、例えば、電池収容部がタイムスイッチの正面に開口するように電池収容部が形成されることにより解消される。しかし、蓋がタイムスイッチの正面に配置される場合、蓋がタイムスイッチの背面に配置される場合と比較して蓋が目に付きやすい。このため、一般人が誤って蓋を取り外すおそれがある。なお、この課題は電池収容部の開口がタイムスイッチの側面に開口する場合にも共通する。

本発明の目的は、停電補償用電池を容易に交換可能であり、電池収容部の蓋が誤って取り外されるおそれを低減することに寄与するタイムスイッチを提供することである。

上記課題を解決するタイムスイッチは、駆動源を収容するケースと、前記駆動源により駆動されるタイマー機構と、前記ケースの正面または側面に開口する開口部を備え、停電時に前記駆動源に電力を供給する停電補償用電池を収容可能な電池収容部と、前記開口部を開閉可能な蓋と、前記ケースと前記蓋との間に形成され、工具を挿入可能な工具挿入口とを備える。

上記タイムスイッチは停電補償用電池を容易に交換可能であり、電池収容部の蓋が誤って取り外されるおそれを低減することに寄与する。

実施の形態のタイムスイッチのブロック図である。 図１のタイムスイッチの一具体例の正面図である。 図２の蓋の正面図である。 図２のＤ４−Ｄ４線に沿う断面図である。 図２の工具挿入口に工具が挿入された状態を示す斜視図である。 図２の蓋がケースから取り外された状態を示す斜視図である。

図１は、タイムスイッチ１を構成する主要な要素の関係を示すブロック図である。なお、図１の実線はタイムスイッチ１を構成する要素同士の機械的な繋がりを示し、図１の破線はタイムスイッチ１を構成する要素同士の電気的な繋がりを示す。

タイムスイッチ１は電源２と電気機器３とを電気的に接続する経路上に配置される。電源２の一例は商用電源である。電気機器３の一例は建築物に設置される電気錠である。タイムスイッチ１に含まれる接点機構８０の動作状態がオン状態の場合、電源２と電気機器３とが電気的に接続され、接点機構８０の動作状態がオフ状態の場合、電源２と電気機器３との電気的な接続が切断される。

タイムスイッチ１は接点機構８０の他に、接点機構８０の動作状態を切り替えるカム機構７０、計測した時刻に従ってカム機構７０を動作させるタイマー機構６０、および、タイマー機構６０を駆動する駆動源５０を備える。駆動源５０の一例は電気モーターである。タイマー機構６０は駆動源５０の駆動力により回転するダイヤル６１を備える。ダイヤル６１は実質的には現在時刻を計測する時計である。

タイムスイッチ１はさらに、タイムスイッチ１の外郭を形成するケース１０、タイマー機構６０のトルクによりカム機構７０を動作させる設定子６３、および、接点機構８０の動作状態を切り替えるために操作される摘み９０を備える。接点機構８０、カム機構７０、タイマー機構６０、および、駆動源５０はケース１０内に収容される。

設定子６３はダイヤル６１に対する着脱が可能であり、ダイヤル６１に取り付けられることによりダイヤル６１と一体的に回転する。タイムスイッチ１によれば、２種類の設定子６３であるオン設定子６３Ａおよびオフ設定子６３Ｂが用意される。オン設定子６３Ａは接点機構８０の動作状態をオン状態に切り替えるためにダイヤル６１に取り付けられる。オフ設定子６３Ｂは接点機構８０の動作状態をオフ状態に切り替えるためにダイヤル６１に取り付けられる。

ケース１０は、停電時に駆動源５０に電力を供給する停電補償用電池である電池２５を収容可能な電池収容部２０を備える。タイムスイッチ１が使用される場合、作業者により電池収容部２０に電池２５が取り付けられる。電池収容部２０に取り付けられた電池２５は駆動源５０と電気的に接続される。電源２が停電した場合、電池２５の電力により駆動源５０が駆動する。このため、電源２の停電時にもタイマー機構６０のタイマー機能が維持される。

摘み９０は、接点機構８０の動作状態をオン状態に設定する第１の操作位置、および、接点機構８０の動作状態をオフ状態に設定する第２の操作位置を取り得る。摘み９０の操作位置は作業者により変更される。摘み９０の操作位置が第１の操作位置に設定される場合、オン設定子６３Ａの回転位置とは関係なくカム機構７０が動作し、接点機構８０の動作状態がオン状態に切り替えられる。摘み９０の操作位置が第２の操作位置に設定される場合、オフ設定子６３Ｂの回転位置とは関係なくカム機構７０が動作し、接点機構８０の動作状態がオフ状態に切り替えられる。

図２はタイムスイッチ１の一具体例の正面図である。
ケース１０は、ケース１０の正面を構成する主壁１１、ケース１０の各側面を構成する側壁１２、および、ダイヤル６１が配置されるダイヤル配置部１３を備える。ダイヤル配置部１３はケース１０のおおよそ中央に形成される凹部であり、主壁１１に開口する。電池収容部２０はケース１０においてダイヤル配置部１３の斜め下方に形成される凹部であり、主壁１１に開口する。

タイムスイッチ１はさらに、電源２（図１参照）と接続される電源線である電源用配線（図示略）、および、電気機器３（図１参照）と接続される電源線である機器用配線（図示略）が接続される端子群１４を備える。端子群１４はケース１０の下部に形成され、第１の端子１４Ａ、第２の端子１４Ｂ、第３の端子１４Ｃ、および、第４の端子１４Ｄを含む。

電源２の正の端子と接続される電源用配線が第１の端子１４Ａに接続される。電源２の負の端子と接続される電源用配線が第２の端子１４Ｂに接続される。電気機器３の負の端子と接続される機器用配線が第３の端子１４Ｃに接続される。電気機器３の正の端子と接続される機器用配線が第４の端子１４Ｄに接続される。

タイムスイッチ１はさらに、ケース１０に対する着脱が可能な透明の保護カバー１５、ケース１０に対する着脱が可能な蓋３０、および、蓋３０を取り外すための工具１００（図５参照）を挿入可能な工具挿入口４０を備える。保護カバー１５がケース１０に取り付けられることにより、ケース１０の正面が保護カバー１５により覆われる。蓋３０がケース１０に取り付けられることにより、電池収容部２０の開口が蓋３０により閉じられる。

タイマー機構６０は、ダイヤル６１の他に、現在時刻を表示する時刻板６２を備える。一例によれば、ダイヤル６１は２４時間で１回転する。このダイヤル６１の正面には２４時間分の時刻を示す時刻目盛（図示略）が形成される。

時刻板６２は、現在時刻を示す現在時刻指標６２Ａ、および、ダイヤル６１が回転する方向を示す矢印である回転方向指標６２Ｂを備える。ダイヤル６１に形成される時刻目盛の現在時刻を示す位置と時刻板６２の現在時刻指標６２Ａとが一致するように、時刻板６２に対するダイヤル６１の回転位置が設定されることにより、ダイヤル６１が計測する時刻が現在時刻と一致する。この状態からダイヤル６１が駆動源５０（図１参照）の駆動力により動作し続ける場合、時刻板６２の現在時刻指標６２Ａに対応するダイヤル６１の時刻目盛は現在時刻を示す。

接点機構８０（図１参照）は、接点を構成する第１の金属板および第２の金属板（いずれも図示略）を備える。一例によれば、第１の金属板が第４の端子１４Ｄと電気的に接続され、第２の金属板が第１の端子１４Ａと電気的に接続される。各金属板の一部はカム機構７０（図１参照）と接触する。

ダイヤル６１の回転にともないオン設定子６３Ａがカム機構７０と接触する場合、カム機構７０がダイヤル６１のトルクにより回転し、その回転により各金属板の接点が互いに接触する。このため、電源２と電気機器３とが電気的に接続される。一方、ダイヤル６１の回転にともないオフ設定子６３Ｂがカム機構７０と接触する場合、カム機構７０がダイヤル６１のトルクにより回転し、その回転により各金属板の接点が離間する。このため、電源２と電気機器３とが電気的に接続されない。

タイムスイッチ１は、電源２および電池２５と電気的に接続され、電池２５と駆動源５０との電気的な接続状態を切り替える制御回路（図示略）をさらに備える。制御回路は、電源２に停電が生じていることを示す信号が入力されていない場合、電池２５と駆動源５０とを電気的に接続せず、その信号が入力されている場合、電池２５と駆動源５０とを電気的に接続する。

図３は蓋３０の正面図である。
蓋３０は平板状の本体３１、本体３１の背面からケース１０（図２参照）の背面側に突き出るフック３２、および、本体３１の背面から本体３１の平面方向に突き出る差込部３３を備える。本体３１の形状は五角形に類似した形状である。

本体３１の外周は５つの辺である第１の辺３１Ａ、第２の辺３１Ｂ、第３の辺３１Ｃ、第４の辺３１Ｄ、および、第５の辺３１Ｅにより形成される。第１の辺３１Ａはケース１０の長手方向に伸びる側壁１２（図２参照）側の辺である。第３の辺３１Ｃは第１の辺３１Ａと平行であり、第１の辺３１Ａよりも短い辺である。第２の辺３１Ｂはケース１０の短手方向に伸び、第１の辺３１Ａと第３の辺３１Ｃとを繋ぐ辺である。第４の辺３１Ｄは第２の辺３１Ｂと平行であり、第２の辺３１Ｂよりも短い辺である。第５の辺３１Ｅは第３の辺３１Ｃと第４の辺３１Ｄとを繋ぐ辺であり、ダイヤル配置部１３（図２参照）の形状に沿って湾曲した円弧状の辺である。

図４は電池収容部２０の断面構造を示す。
ケース１０は主壁１１および側壁１２の他に、主壁１１の背面からケース１０の背面側に伸びる内側壁１６、および、側壁１２と内側壁１６とに繋がる内底壁１７を備える。内底壁１７の形状はおおよそ五角形状であり、１つの辺において側壁１２と繋がる。内側壁１６は内底壁１７の他の４つの辺からケース１０の正面側に向けて立ち上がる。

電池収容部２０は、ケース１０の側壁１２、内側壁１６、および、内底壁１７に囲まれる空間である収容空間２１、および、ケース１０の主壁１１に開口する収容空間２１の開口である開口部２２を備える。電池２５は収容空間２１に配置される。

電池収容部２０を構成する側壁１２の部分に、その部分を貫通する穴である嵌合穴２３が形成される。蓋３０のフック３２が嵌合穴２３に嵌め込まれることにより蓋３０がケース１０に固定され、開口部２２が蓋３０により閉じられる。内側壁１６のうちの側壁１２と対向する部分に、その部分を貫通する穴２４が形成される。蓋３０がケース１０に取り付けられる場合、最初に差込部３３が穴２４に挿入され、次にフック３２が嵌合穴２３に嵌め込まれる。なお、嵌合穴２３は工具１００（図５参照）を挿入可能な穴であり、実質的に工具挿入口４０と同様の機能を備える。このため、作業者は嵌合穴２３を第２の工具挿入口として利用できる。

工具挿入口４０は蓋３０のフック３２と側壁１２の内面との間に形成される空間である。側壁１２の内面のうちの工具挿入口４０を形成する部分である案内面２２Ａは、工具挿入口４０の深い部分から工具挿入口４０の開口に向かうにつれて工具挿入口４０が広がるように傾斜している。案内面２２Ａが傾斜しているため、工具挿入口４０に挿入された工具１００の先端がフック３２に案内されやすい。

図５および図６を参照して、電池２５の交換作業について説明する。
電池２５を収容するタイムスイッチ１によれば、作業者により例えば次のように電池２５が交換される。第１の手順では、工具１００が工具挿入口４０に挿入される。図５は工具１００の一例であるマイナスドライバーが工具挿入口４０に挿入された状態を示す。第２の手順では、工具１００の持ち手側が側壁１２側に傾くように工具１００が傾けられることによりフック３２が嵌合穴２３から外され、蓋３０がケース１０に対して持ち上げられる。

第３の手順では、差込部３３（図６参照）が穴２４（図６参照）から引き出され、蓋３０がケース１０から取り外されることにより、開口部２２（図６参照）が開放される。図６は開口部２２が開放された状態を示す。第４の手順では、収容空間２１から電池２５が取り出され、新しい電池２５が電池収容部２０に取り付けられる。

第５の手順では、差込部３３が穴２４に挿入され、フック３２が案内面２２Ａ（図４参照）に案内されて嵌合穴２３に嵌め込まれることにより、蓋３０がケース１０に取り付けられ、開口部２２が閉じられる。

タイムスイッチ１によれば、例えば以下の効果が得られる。
（１）タイムスイッチ１は停電時に駆動源５０に電力を供給する電池２５を備える。この構成によれば、停電が生じたとしてもタイマー機構６０が継続して駆動するため、タイマー機構６０が正確に現在時刻を計測する。このため、電源２から電気機器３への給電が開始または停止される時刻が予定された時刻から遅れるおそれが低減される。

（２）電池収容部２０はケース１０の主壁１１に開口する開口部２２を備える。この構成によれば、電池収容部２０がケース１０の背面に開口する場合と比較して、電池２５を容易に交換しやすい。

（３）電池収容部２０の開口を閉じる蓋の構造としては、工具１００により取り外し可能な蓋３０の他に、例えば、取り外しのための取手が形成された蓋（以下では「取手付き蓋」）が考えられる。取手付き蓋によれば、取手が握られ、その取手が引かれることにより蓋がケース１０から取り外される。一方、取手が取手付き蓋を取り外すための目印を形成するため、その取手が一般人に視認された場合、取手付き蓋を取り外す行為を誘発するおそれがある。他方、タイムスイッチ１は蓋３０を取り外すための手段として工具挿入口４０を備え、蓋３０に上述のような取手が形成されない。この構成によれば、一般人に蓋３０を取り外す行為を誘発しにくい。また、一般人が蓋３０の存在に気付いたとしても、そのときに工具１００を所持していなければ、蓋３０を取り外すことができない。このように、タイムスイッチ１によれば、一般人により蓋３０が誤って取り外されるおそれが低減される。

（４）上記（２）および（３）の効果に示されているとおり、タイムスイッチ１は電池２５を容易に交換可能であり、蓋３０が誤って取り外されるおそれを低減することに寄与する。

（５）電池収容部２０は嵌合穴２３を備える。蓋３０はフック３２を備える。この構成によれば、例えば蓋３０とは別に形成される固定のための要素を用いて蓋３０がケース１０に固定される場合と比較して、ケース１０に対する蓋３０の着脱作業が容易である。

（６）電池収容部２０は穴２４を備える。蓋３０は差込部３３を備える。この構成によれば、蓋３０がケース１０に取り付けられるとき、最初に差込部３３が穴２４に挿入されることにより、ケース１０に対する蓋３０の取付位置が決められる。このため、蓋３０をケース１０に取り付けやすい。

なお、実施の形態に関する説明は本発明に従うタイムスイッチが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従うタイムスイッチは実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。

・変形例のケース１０は主壁１１に開口する電池収容部２０に代えて、側壁１２に開口する電池収容部を備える。
・変形例の電池収容部２０は差込部３３が挿入される穴２４に代えて、差込部３３が挿入される凹部を備える。一例では、凹部は側壁１２と対向する内側壁１６において電池収容部２０に面する内面に開口する。

・変形例の側壁１２はフック３２が嵌め込まれる嵌合穴２３に代えて、フック３２が嵌め込まれる凹部を備える。一例では、凹部は側壁１２の内面に開口する。
・変形例のタイムスイッチ１によれば、工具挿入口４０が省略される。この変形例によれば、工具挿入口として機能し得る嵌合穴２３が存在するため、工具挿入口４０が存在しなくても実施の形態により得られる効果に準じた効果が得られる。

・変形例のタイムスイッチ１によれば、電池収容部２０から穴２４が省略され、蓋３０から差込部３３が省略される。この場合、例えばケース１０に対して開閉動作が可能な状態で蓋３０をケース１０と繋げることができる。一例では、蓋３０の第３の辺３１Ｃと電池収容部２０とがヒンジにより連結される。

・蓋３０をケース１０に着脱するための構造は任意に変更可能である。変形例のタイムスイッチ１は、蓋３０のフック３２がケース１０の嵌合穴２３に嵌め合わせられる構造に代えて、工具により取り外し可能な締結部材により蓋３０をケース１０に固定する構造を備える。締結部材の一例はねじである。この変形例によれば、タイムスイッチ１は工具挿入口４０が省略された構成を取り得る。

（課題を解決するための手段に関する付記）
〔付記１〕駆動源を収容するケースと、前記駆動源により駆動されるタイマー機構と、前記ケースの正面または側面に開口する開口部を備え、停電時に前記駆動源に電力を供給する停電補償用電池を収容可能な電池収容部と、前記開口部を開閉可能な蓋と、前記ケースのうちの前記電池収容部を形成する部分を貫通し、工具の挿入が可能な工具挿入口とを備える、タイムスイッチ。

〔付記２〕駆動源を収容するケースと、前記駆動源により駆動されるタイマー機構と、前記ケースの正面または側面に開口する開口部を備え、停電時に前記駆動源に電力を供給する停電補償用電池を収容可能な電池収容部と、前記開口部を開閉可能な蓋と、前記蓋を前記ケースに固定し、工具により取り外し可能な締結部材とを備える、タイムスイッチ。

１…タイムスイッチ、１０…ケース、１２…側壁、１６…内側壁、２０…電池収容部、２２…開口部、２３…嵌合穴（穴）、２４…穴、２５…電池（停電補償用電池）、３０…蓋、３２…フック、３３…差込部、４０…工具挿入口、５０…駆動源、６０…タイマー機構、１００…工具。

Claims (3)

1. 駆動源を収容するケースと、
   前記駆動源により駆動されるタイマー機構と、
   前記ケースの正面または側面に開口する開口部を備え、停電時に前記駆動源に電力を供給する停電補償用電池を収容可能な電池収容部と、
   前記開口部を開閉可能な蓋と、
   前記ケースと前記蓋との間に形成され、工具を挿入可能な工具挿入口とを備える
   タイムスイッチ。
2. 前記ケースは側壁を備え、
   前記側壁は前記電池収容部の一部を構成し、前記側壁を貫通する穴、または、前記側壁の内面に開口する凹部が形成され、
   前記蓋は前記穴または前記凹部に嵌め込まれるフックを備える
   請求項１に記載のタイムスイッチ。
3. 前記ケースは前記側壁と対向する位置に形成される内側壁を備え、
   前記内側壁は前記電池収容部の一部を構成し、前記内側壁を貫通する穴、または、前記内側壁において前記電池収容部に面する内面に開口する凹部が形成され、
   前記蓋は前記穴または前記凹部に挿入可能な差込部を備える
   請求項２に記載のタイムスイッチ。