JPH07160214A - サイン灯用点滅・調光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外来雑音の影響を受けない。 【構成】 データ保持手段３３からパターンデータが読
み出され、そのパターンデータにより、トライアック１
９₁ 〜１９_n がオンオフ制御されて、商用交流電圧が断
続、又は流通角が制御されて出力され、これら出力はト
ランス１３₁ 〜１３_n を通じてネオン管１４₁ 〜１４_n
の点滅・調光に利用される。パーソナルコンピュータ４
４からのパターンデータが送信コイル５２で磁気信号と
して装置２１へ供給され、コイル３９で受信され、検波
されて制御部２５に入力され、データ保持手段３３に書
き込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パターンデータに応
じてスイッチング素子をオンオフ制御して受電した商用
交流電力を断続乃至流通位相角を制御して出力し、その
出力を変圧器へ供給してネオン管、アルゴン管などの放
電管を点滅、調光するために用いるサイン灯用点滅・調
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサイン灯用点滅・調光装置１８は
図７に示すように、商用交流電源１１が入力端子に接続
され、この入力端子は複数に分岐され、それぞれスイッ
チング素子１９₁ 〜１９_n を通じて出力端子に接続さ
れ、各出力端子にネオン変圧器１３₁ 〜１３_n がそれぞ
れ接続される。点滅・調光制御器１６の出力側がサイン
灯用点滅・調光装置１８内の制御器１５に接続され、制
御器１５は入力されたパターンデータに従ってスイッチ
ング素子１９₁ 〜１９_n をオンオフ制御する。

【０００３】これにより、この点滅・調光装置１８から
出力される交流電圧が断続制御され、または流通位相角
が制御される。この点滅・調光装置１８に変圧器１３₁
〜１３_n を介してそれぞれ接続された放電管１４₁ 〜１
４_n が点滅制御され、あるいは明るさが徐々に変化され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来においては、放電
管を点滅・調光している間は、点滅・調光装置へ常時、
その点滅・調光パターンデータを送信しているため、そ
の伝送途中で外来雑音の影響を受ける恐れがあった。ま
たそのパターンデータを伝送するための信号線の配線工
事も面倒であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、パタ
ーンデータが電気的に書替え可能なデータ保持手段に保
持され、そのデータ保持手段からパターンデータが読み
出され、そのパターンデータによりスイッチング素子が
開閉制御され、また外部からパターンデータを受信して
データ保持手段中のパターンデータが書替えられるよう
にされている。

【０００６】

【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図７と対応
する部分に同一符号を付けてある。この発明による点滅
・調光装置２１の電源入力端子２３ａ、２３ｂはｎ個に
分岐され、それぞれトライアック等の半導体スイッチン
グ素子１９₁ 〜１９_n を通じて出力端子２４ａ₁ 、２４
ｂ₁ 〜２４ａ_n 、２４ｂ_n に接続される。入力端子２３
ａ、２３ｂはスイッチを介して商用交流電源１１に接続
され、出力端子２４ａ₁ 、２４ｂ₁ 〜２４ａ_n 、２４ｂ
_n はそれぞれ変圧器１３₁ 〜１３_n の一次側に接続され
る。

【０００７】点滅・調光装置１８内には、ワンチップマ
イコンより構成された制御部２５が設けられ、入力端子
２３ａ、２３ｂにトランス２６が接続され、トランス２
６の二次側に全波整流器２７が接続され、その整流出力
はコンデンサ２８を充電すると同時に定電圧回路２９に
供給され、定電圧回路２９の出力側にコンデンサ３１が
接続される。そのコンデンサ３１の両端電圧、つまり定
電圧回路２９の出力は制御部２５の動作電源端子に印加
される。又、定電圧回路２９の出力側にリセット回路３
２が接続され、商用交流電源電圧が最初に印加された際
に、その立ち上がりを検出して制御部２５を初期状態に
リセットするように成されている。

【０００８】この発明においては、パターンデータを保
持するデータ保持手段３３、例えば半導体メモリが設け
られ、そのメモリ３３には放電管を点滅制御する場合に
は、点灯を示すデータとして１が、消灯を示すデータと
して０が記憶される。このデータ保持手段３３が一定時
間ごとに、例えば１秒ごとに読みだされ、その読み出し
周期を示す一定時間は、例えばタイマー３４を設け、そ
のタイマー３４がタイマーアウトするごとに読み出しを
行い、またそのタイマー３４をリセットする。この例で
は読みだされたデータはインバータ３５で極性反転され
てラッチ回路３６にラッチされ、ラッチ回路３６の出力
によってトライアック、つまり半導体スイッチング素子
１９₁ 〜１９_n が制御される。この例では半導体スイッ
チング素子１９₁ 〜１９_n としてフォトトライアックを
用いた場合であって、そのラッチ回路３６の出力側は発
光素子３７₁ 〜３７_n を通じて定電圧回路２９の出力側
に接続され、発光素子３７₁ 〜３７_n の発光によってフ
ォトトライアック１９₁ 〜１９_n がオンするように構成
されている。発光素子３７₁ 〜３７_n とフォトトライア
ック１９₁ 〜１９_n はフォトカプラを構成している。従
ってデータ保持手段３３に保持されているパターンデー
タの内容にしたがって出力端子２４ａ₁ 、２４ｂ₁ 〜２
４ａ_n 、２４ｂ_n の出力交流電圧が断続制御される。

【０００９】データ保持手段３３としては電気的に書換
え可能であるが、電源が切断されても記憶内容を保持す
る、例えばＥＥＰＲＯＭを用い、外部の信号を受信して
このデータ保持手段３３にパターンデータを好きなよう
に書き込み、又、書き換えるようにすることもできるよ
うにされる。データ保持手段３３としては記憶を保持す
る電源を必要とするＲＡＭを用いてもよい。

【００１０】この例では、外部よりの信号を磁気結合に
より取り込んで（受信して）、その受信データをデータ
保持手段３３に書き込むようにした場合であって、点滅
・調光装置２１内には磁芯３８にコイル３９を巻いた受
信部が設けられ、そのコイル３９の出力はダイオード４
１で検波され、その時定数回路４２で波形が整えられて
制御部２５内のＡＤ変換器４３に入力される。

【００１１】一方、書き込み装置としては、例えばパー
ソナルコンピュータ４４に対しキーボード４５を操作し
て所望の点滅パターンを入力し、そのパターンを表示部
４６で表示させて確認しながら入力する。パーソナルコ
ンピュータは入力されたパターンデータをデータ保持手
段３３の各データに編集し、つまり１、０のパターンと
し、かつ、その順番に８つごとのデータを、その先頭に
スタートビットを、終わりにパリティビットとストップ
ビットをそれぞれ付けて直列データとして出力する。こ
の直列データはゲート４７に供給され、そのゲート４７
には搬送波発生器４８の搬送波信号が入力され、よって
その搬送波信号がパーソナルコンピュータ４４からの直
列データ信号の１、０によって断続制御され、そのゲー
ト４７の出力は同調トランス４９を通じてトランジスタ
５１のベースに与えられてトランジスタ５１が駆動され
る。トランジスタ５１の出力側、即ちコレクタに同調回
路が接続される。同調回路の同調コイル５２は送信コイ
ルであって磁芯５３上に巻かれている。

【００１２】従ってこの磁芯５３に発生した磁力線を受
信コイル３９と磁気結合させると、受信コイル３９で受
信された信号はダイオード４１及び時定数回路４２で包
絡線検波が行われ、変調データつまりパーソナルコンピ
ュータ４４の出力データ信号が得られる。これが制御部
２５内に入力され、そのＡＤ変換器４３の出力から前述
した各通信フォーマットに応じて、そのスタートビット
とパリティビット及びストップビットの間における８つ
のデータを取り出し、これをデータ保持手段３３に書き
込む。このようにして次々と送られてくる８つずつのデ
ータがデータ保持手段３３に順次書き込まれ、或いはそ
の前に書き込まれたデータに対する書換えが行われる。

【００１３】このような磁気結合による書き込みの構造
的例を図２Ａ、Ｂを参照して説明する。点滅・調光装置
２１のケース５５の、例えば上板の内面にＥ字型の磁芯
３８が、その３つの脚部の端面側を上板側と接近して配
され、その中心脚部に受信コイル３９が巻かれている。
ケース５５は非磁性材で構成されている。一方、送信側
の磁芯５３も同様にＥ字型に構成され、その中心脚部に
送信コイル５２が巻かれている。よって図に示すよう
に、そのＥ字型磁芯３８と５３とをその両脚部の端面を
ケース５５の上板を介して突き合わせるようにすると互
いに磁気結合する。この場合、送信コイル５２を含む磁
芯５３をキャップ状の取り付け具５６内に取り付け、そ
の取り付け具５６をケース５５の上部に被せるように嵌
合させると、送信コイル５２と受信コイル３９とが位置
決めされて互いに磁気的結合をするようにすると便利で
ある。或いは、このような取り付け具を付けることな
く、図２Ａに示すようにケース５５の上面上の、受信コ
イル３９の取り付けられている磁芯の脚部の端面と対向
する部分にコイル位置マーク５７を付けておき、このコ
イル位置マーク５７上に送信コイル５２が巻かれた磁芯
脚部の端面を配置して送信コイル５２と受信コイル３９
との確実な磁気結合を簡単に行う構成とすることもでき
る。

【００１４】図２Ｃに示すように、ケース５５にスリッ
ト５８を形成し、そのスリット５８に送信コイル５２を
挿入すると、リング状磁芯３８の空隙内に送信コイル５
２が位置し、受信コイル３９と磁気結合するようにして
もよい。この場合図２Ｄに示すように、ケース５５に小
さい穴５９を形成し、小さな棒状磁芯５３を挿入して、
コ字状磁芯３８の両脚部間に磁芯５３が位置するように
してもよい。図２Ｃ及びＤに示した構成においては、ケ
ース５５を磁性材で形成してもよい。

【００１５】データ保持手段３３への書き込みは、先の
磁気結合による他、各種の手段によることもできる。即
ち、例えば図３Ａにこれまでの説明と対応する部分に同
一符号を付けて示すように、ゲート４７の出力を発光素
子６１に供給し、この発光素子６１の発生光、又はその
発光素子６１自体を、例えばケース５５に形成した小さ
な穴を通じてその内部に入れ、パターンデータによって
変調された高周波信号によって発光素子６１の光発生が
制御され、その光がケース５５内に設けた受光素子６２
で受光されて、その光強度に応じた電気信号に変換さ
れ、これが時定数回路６３でその包絡が検出されて制御
部２５内のＡＤ変換器４３に供給される。

【００１６】或いは図３Ｂに示すように、パーソナルコ
ンピュータ４４よりの直列データ信号によって送信機６
４が、例えば振幅変調されて、電波としてアンテナより
送信され、ケース５５に設けられたアンテナで受信さ
れ、受信機６５で増幅検波されて、その検波出力がＡＤ
変換器４３に供給される。この場合は、電波による結合
であって、かなり離れた箇所からも結合させることが可
能である。更に、図３Ｃに示すように、先の磁気結合に
おける出力駆動トランジスタ５１の出力側に同調トラン
ス６７が接続され、このトランス６７の二次側に電極板
６８が接続され、ケース５５内面に設けた電極板６９と
近接対向させて、両電極板６８、６９を静電的に結合さ
せ、電極板６９の出力が同調トランス７１を介して検波
用ダイオード４１に出力されるようにする。このように
静電結合によってデータ信号を供給することも可能であ
る。

【００１７】又、図４Ａに示すように、搬送波発生器４
８としては音波周波数の発振器を設け、駆動トランジス
タ５１に対し、送信コイルの替わりに電気音響変換器、
例えばスピーカー７２を接続し、このスピーカー７２か
らの音響信号を、ケース５５に設けた音響電気変換器、
例えばマイクロホン７３により受音し、その出力をダイ
オード４１、時定数回路４２により検波してＡＤ変換器
４３に供給するようにしてもよい。また、図４Ｂに示す
ように、ゲート４７よりの出力を同調トランス４９から
増幅器７４へ供給し、その増幅出力を同調トランス７５
を通じて、商用交流電源１１と入力端子２３ａ、２３ｂ
との間に接続された電源線７６に供給して商用交流電圧
と重畳し、入力端子２３ａ、２３ｂへ伝送し、端子２３
ａ、２３ｂ間に接続された同調トランス７７によりその
伝送されてきた高周波信号の直列データ信号を取り出し
てダイオード４１にて検波するようにしてもよい。この
場合は商用交流電源１１へ高周波信号が入力するのを阻
止するチョークコイル７８を設け、また同調トランス７
５、７７には低周波阻止コンデンサ７９が直列に挿入さ
れる。

【００１８】このような書き込みデータの伝送は商用交
流電圧自体を断続制御して行ってもよい。この断続をそ
の商用交流電圧と同期して行う例を図５Ａに示す。即
ち、パーソナルコンピュータ４４よりの直列データは、
例えばマイクロコンピュータよりなる断続制御部８１に
入力される。商用交流電源１１の電源線７６にトランス
８２が分岐接続され、そのトランス８２の出力が整流器
８３で全波整流され、その整流出力が断続制御部８１内
のＡ／Ｄ変換器に入力され、デジタル信号に変換され
る。パーソナルコンピュータ４４からの入力データが１
の場合は、断続制御部８１から商用交流電圧の１サイク
ルの期間これと同期して、例えば１ＫＨｚの交流信号が
出力され、パルストランス８４を介してパルスとしてト
ライアック８５のゲートに印加される。トライアック８
５は電源線７６に直列に挿入されている。

【００１９】例えば、商用交流電圧が図５Ｂａに示すよ
うな状態においては、その整流器８３の出力は図５Ｂｂ
に示すようになり、この全波整流電圧の０交差点が断続
制御部８１に於いて図５Ｂｃに示すように検出される。
パーソナルコンピュータ４４から入力されたデータが図
５Ｂｄに示すような状態において、その高レベル１で断
続制御部８１から１ＫＨｚのパルスが図５Ｂｅに示すよ
うに出力され、低レベル０では１ＫＨｚのパルスは出力
されない。この１ＫＨｚのパルスによってトライアック
８５が駆動され、この１ＫＨｚの断続は入力された商用
交流電圧と同期し、１Ｈｚを単位として行われ、従って
商用交流電圧の断続出力は図５Ｂｆに示すようになる。
つまり、パーソナルコンピュータ４４の出力データが高
レベルの場合は商用交流電圧が１サイクル出力され、デ
ータが低レベル０の場合においては商用交流電圧は出力
されない。

【００２０】このような送信データを検出するには、図
１に示すように全波整流器２７の一端が抵抗器８６、８
６’を通じて接地され、その抵抗器８６’と並列にコン
デンサ８７が接続され、コンデンサ８７の両端電圧が制
御部２５に入力される。このコンデンサ８７と抵抗器８
６との時定数を商用交流電圧の半サイクルに対して充分
短く、例えば１ミリ秒に選定する。制御部２５に入力さ
れたコンデンサ８７の両端電圧はＡＤ変換器８８でデジ
タル信号に変換される。例えば図５Ｂｇに示すように、
受電期間は商用交流電圧の全波整流波形が交流の１サイ
クルを単位として得られ、非受電時は０となり、制御部
２５でその整流電圧の存在する期間が高レベルとされ、
図５Ｂｈに示すように２値の送信データが再現される。

【００２１】即ち、例えば５０サイクルの電源確認時間
のあいだ高レベルが継続すると電源確立と判定し、その
後に電源０期間が発生するとこれがスタートビットとし
て認識され、その次からの各１サイクルごとの高レベル
か低レベルかが各１つのデータとして認識され、このよ
うな８つのデータの次の１サイクルがパリティビット、
最後の１サイクルが停止ビットとして認識される。この
場合は８ビットデータとパリティビット及び停止ビット
との１１ビットであり、各１サイクルずつが用いられ、
１１サイクルで１つのデータ分として送られ、次々とこ
のようなデータが送られ、これを制御部２５で受信検出
する。なおこの場合スタートビットは０．５秒以上、か
つ１秒以下で発生した場合をスタートビットとし、通常
の各サイクルは１．０５サイクルより短く、０．９５サ
イクルより長いものをデータとして扱う。このように各
データの１ビットを商用交流電圧の１サイクルとすると
きは、この電源に接続される変圧器１３等の磁芯が偏磁
する恐れがない。この点からすると１つのデータは１サ
イクルの整数倍の長さとすることもできる。また、後で
述べるインバータ形式の電源装置においては特に１ビッ
トのデータ長を１サイクルの整数倍とする必要はない。
先に述べた各種データ書き込み法の場合にも同様に言え
るが、同一のデータの伝送を複数回、例えば２回行って
２回とも一致したらそのデータを採用するようにしてメ
モリ３３に対する書き込みを行い、もし一致しない場合
においてはそのデータを採用しない。なお、実際のデー
タ転送においては、受信側の電源電圧が動作に十分なレ
ベルを保つようにし、図１のコンデンサ２８の容量を大
きくとるとともに、データとデータの間に電源の充電時
間を挿入する。まず受信側のアドレスデータを送信し、
続いてパターンデータの転送を行う。これにより目的の
受信先のみにデータを送ることができる。以上は信号線
を持たないで、パターンデータを書き込む方法を示した
が、専用信号端子を設け、２線、又は１線を電源線ある
いはアースとした１本の信号線を設け、従来と同様に配
線して、その信号線を用いてパターンデータを送って書
き込みを行ってもよい。

【００２２】次に、以上のようなパターンデータの書き
込みを行う場合のパーソナルコンピュータ４４に於ける
データ作成について図６を参照して説明する。即ち、先
ずパーソナルコンピュータ４４のキーボード４５を操作
して、その表示器４６の表示面上に、例えば図６Ａに示
すように第１行目に各点滅・調光装置２１の番号１、
２、３、４‥‥を表示し、第１列目に点滅ステップ番号
０、１、２、３、４‥‥を表示し、その第０ステップに
おいて各点滅・調光装置のそれぞれについて交流電圧を
出力（オン）するか交流電圧を遮断（オフ）するかを表
示させ、オンするものについては、例えば○を表示さ
せ、オフするものについては−を表示させる。図の第０
ステップにおいてはナンバー１の点滅・調光装置だけを
オンさせている。次の第１ステップにおいては同様にし
てナンバー１とナンバー２の点滅・調光装置だけオンさ
せそれぞれ○を表示し、以下同様にして各ステップごと
に各点滅・調光装置をオンさせるかオフするかを入力し
てその状態に応じて表示器にその対応する部分に、オン
するものには○を、オンしないものには−を表示させ
る。

【００２３】このようにしてオンオフマップを図６Ａに
示すように表示しながら作成する。次に、点滅・調光装
置ごとにそのオンオフマップにおける表示に対応したオ
ンオフデータをパターンデータとして作る。つまり○の
場合は１を、−の場合は０とし、従って図６Ａと対応し
て図６Ｂに示すように点滅・調光装置のナンバー１につ
いては１１１００‥‥というパターンデータとなり、ナ
ンバー２の点滅・調光装置についてはパターンデータは
０１１００‥‥となり、ナンバー３の点滅・調光装置に
ついては００１００‥‥となる。

【００２４】このようにして作られたパターンデータを
パーソナルコンピュータ４４内のメモリに各点滅・調光
装置ごとに記憶する。例えば図６Ｃに示すようにナンバ
ー１の点滅・調光装置について８ビットづつ順次並べら
れてメモリに記憶される。このように８ビット単位のデ
ータとしてメモリに蓄積したのち、各、先に述べた図
３、図４に示した手法によって各点滅・調光装置ごとに
その記憶したメモリを８ビットづつ並列に取り出して所
定の通信フォーマットに編集し、直列データとしてパー
ソナルコンピュータ４４から送りだす。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、パ
ターンデータがデータ保持手段に記憶され、このパター
ンデータを読み出し、そのパターンデータに応じてスイ
ッチング素子１９₁ 〜１９_n がオンオフ制御され、放電
管をオンオフ制御中に常時、パターンデータを伝送する
必要がなく、伝送中による外来雑音の影響を受けない。
しかも、このデータ保持手段中のパターンデータは外部
から書き替えることができ、特に遠隔制御でその書き替
えを行う場合は、いちいち分散配置されている点滅・調
光装置へ出向く必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す接続図。

【図２】Ａはこの発明の点滅・調光装置の外観例を示す
斜視図、Ｂはその縦断面図、Ｃはその変形例の１部を示
す断面図、Ｄは更に他の例の１部を示す断面図である。

【図３】外部よりパターンデータを書き込む他の例を示
す接続図。

【図４】外部よりパターンデータを書き込む更に他の例
を示す接続図。

【図５】Ａは外部よりの書き込みを商用交流電圧の制御
により行う例を示す接続図、Ｂはその動作の例を示す波
形図である。

【図６】パーソナルコンピュータでパターンデータを作
る場合の説明図。

【図７】従来のサイン灯用点滅・調光装置を示すブロッ
ク図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電力を受電し、パターンデータ
   に従って内蔵スイッチング素子を開閉して、上記受電商
   用交流電力を制御して出力し、その電力をサイン灯の点
   滅・調光に用いるサイン灯用点滅・調光装置において、 パターンデータを保持する電気的に書替え可能なデータ
   保持手段と、 そのデータ保持手段から読みだしたパターンデータで上
   記スイッチング素子を開閉制御する手段と、 外部からパターンデータを受信して上記データ保持手段
   中のパターンデータを書替える手段と、 を具備するサイン灯用点滅・調光装置。