JPH07296694A

JPH07296694A - 電子スイッチ

Info

Publication number: JPH07296694A
Application number: JP9242294A
Authority: JP
Inventors: Masahide Hashimoto; 昌英橋本; Yoshihisa Ishigami; 義久石神
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】交流電源のゼロクロス点から電源回路への通電
時間を一定にし、内部回路に安定的に給電する。【構成】交流電源と換気扇との一端同士を接続し、交流
電源の他端を接続する電源端子Ｔ₁と換気扇の他端を接
続する制御端子Ｔ₂との間にトライアックＱ₁を接続す
る。トライアックＱ₁のオン・オフは、フォトカプラＰ
Ｃを介して制御回路１により制御される。また、トライ
アックＱ₁の両端間には制御回路１に給電する電源回路
２が接続され、トライアックＱ₁のオフ期間に電源回路
２に給電される。制御回路１は、交流電源のゼロクロス
点を検出し、換気扇を差動させるように指示されると、
交流電源の電圧波形の半サイクル毎にゼロクロス点から
一定時間だけトライアックＱ₁をオフに保った後に、ト
ライアックＱ₁をオンにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として浴室の換気に
用いられる換気扇を負荷として操作するための電子スイ
ッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、換気扇Ｆを一定時間だけ動作
させる電子スイッチとして、図１６に示すような構成の
ものが特開平５−１０２８１７号公報等によってすでに
知られている。この電子スイッチは、商用電源である交
流電源ＡＣおよび換気扇Ｆにスイッチ要素としてのトラ
イアックＱ₀を直列接続し、逆直列に接続したツェナー
ダイオードＺＤ₁，ＺＤ₂とフォトカプラＰＣ₀の受光
素子であるフォトトライアックＰＴ₀と抵抗Ｒ₀との直
列回路をトライアックＱ₀に並列接続し、さらに、フォ
トトライアックＰＴ₀と抵抗Ｒ₀との接続点にトライア
ックＱ₀のゲートを接続してある。また、トライアック
Ｑ₀の両端間には全波整流器であるダイオードブリッジ
ＤＢ₀の交流側端子を接続し、ダイオードブリッジＤＢ
₀の直流側端子に電源回路２′を接続することで、電源
回路２′からタイマ制御回路３への給電を行なうように
してある。タイマ制御回路３の出力にはフォトカプラＰ
Ｃ₀の発光素子である発光ダイオードＰＥ₀が接続さ
れ、発光ダイオードＰＥ₀の点灯期間にトライアックＱ
₀がオンになるようにしてある。また、電源回路２′に
は起動用のスイッチＳＷ₀が設けられ、スイッチＳＷ₀
を操作することで、タイマ制御回路３への給電が開始さ
れ、タイマ制御回路３では設定された一定時間だけ発光
ダイオードＰＥ₀を点灯させることで、換気扇Ｆを一定
時間だけ作動させるように制御する。

【０００３】ここにおいて、上記公報では、上記構成に
ついて、次のような主旨の説明がなされている。すなわ
ち、スイッチＳＷをオンにしてタイマ制御回路３への給
電が開始され、発光ダイオードＰＥ₀の発光によりフォ
トトライアックＰＴ₀がオンになると、トライアックＱ
₀がオンになり、トライアックＱ₀と交流電源ＡＣと換
気扇Ｆとをつなぐ電流経路が形成され、換気扇Ｆに電流
が流れて換気扇Ｆが駆動される。この間、ツェナーダイ
オードＺＤ₁，ＺＤ₂の働きによりダイオードブリッジ
ＤＢ₀の交流側端子に加えられる交流電圧が減圧され、
ダイオードブリッジＤＢ₀の直流側端子に発生する電圧
が電源回路２′で平滑、安定化されてタイマ制御回路３
への給電がなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成では、発
光ダイオードＰＥ₀がオンである期間には、交流電圧波
形の半サイクル毎にゼロクロス点でトライアックＱ₀が
オフになると、その後、ツェナーダイオードＺＤ₁，Ｚ
Ｄ₂がブレークオーバするまで電圧が上昇した時点でト
ライアックＱ₀がオンになるのであって、ゼロクロス点
からトライアックＱ₀がオンになるまでの期間に電源回
路２′に給電されるようにしてある。

【０００５】しかし、この構成では、電圧変動によって
ツェナーダイオードＺＤ₁，ＺＤ₂のブレークオーバの
時点が変化することがあり、換気扇Ｆへの通電時間が安
定しないという問題がある。本発明は上記問題点の解決
を目的とするものであり、電圧変動があっても負荷への
通電時間を一定にして、負荷を安定的に動作させること
ができるようにした電子スイッチを提供しようとするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源と負荷との間に挿入さ
れるスイッチ素子と、操作スイッチの操作に伴ってスイ
ッチ素子をオン・オフさせる制御回路と、スイッチ素子
の両端電圧を定電圧化した直流電圧を出力して制御回路
に給電する電源回路とを備え、制御回路は、交流電源の
ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、交流電源
の半サイクル毎にゼロクロス検出部により検出されたゼ
ロクロス点から一定時間の給電期間はスイッチ素子をオ
フに保った後にスイッチ素子をオンにして負荷に給電す
る通電制御部とを具備して成ることを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、換気能力を高能力に設
定する強端子と換気能力を低能力に設定する弱端子と強
端子および弱端子と対になる共通端子とを備えた換気扇
を負荷として負荷への給電状態を制御する電子スイッチ
であって、交流電源の一端と換気扇の強端子との間に挿
入される第１のスイッチ素子と、交流電源の一端と換気
扇の弱端子との間に挿入される第２のスイッチ素子と、
操作スイッチの操作に伴って各スイッチ素子をそれぞれ
オン・オフさせる制御回路と、一方のスイッチ素子の両
端電圧を定電圧化した直流電圧を出力して制御回路に給
電する電源回路とを備え、制御回路は、交流電源のゼロ
クロス点を検出するゼロクロス検出部と、交流電源の半
サイクル毎にゼロクロス検出部により検出されたゼロク
ロス点から一定時間の給電期間は両スイッチ素子をオフ
に保った後に操作スイッチで選択された一方のスイッチ
素子をオンにして換気扇に給電する通電制御部とを具備
し、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子とにおい
て交流電源に接続される一端を共通接続した電源端子
と、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子との各他
端を各別に接続した強制御端子および弱制御端子との３
端子を備えることを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２において、操作スイッチとしてそれぞれ押操作スイッ
チである連続動作スイッチとタイマ動作スイッチとを備
え、制御回路は、連続動作スイッチの押操作時に負荷を
始動し停止が指示されるまでは負荷を継続して作動させ
るようにスイッチ素子を制御する連続制御部と、タイマ
動作スイッチの押操作時に負荷を始動し設定された動作
時間が経過すると負荷を停止させるようにスイッチ素子
を制御するタイマ制御部と、連続動作スイッチとタイマ
動作スイッチとのうち後で押操作したほうに対応させて
連続制御部とタイマ制御部との一方を作動させる動作選
択部と、負荷の動作中に負荷の始動時と同じ操作スイッ
チが押操作されると負荷を停止させる停止制御部とを備
えることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１ないし請求子
３において、回路部および操作スイッチを納装する器体
が、操作スイッチの操作部を前面に備えたカバーと、カ
バーの後部に結合されるボディとにより形成され、カバ
ーの前面には可撓性を有する薄肉のメンブレンシートを
略全面に覆着した化粧カバーが装着されて成ることを特
徴とする。

【００１０】請求項５の発明は、請求項４において、負
荷ないし制御回路の動作状態を表示する表示器を設け、
表示器を器体の前面側に露出させ、メンブレンシートに
おいて少なくとも表示器の露出部位を覆う部分は透光性
を有することを特徴とするのである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明の構成によれば、交流電源と負
荷との間にスイッチ素子を挿入するとともに、スイッチ
素子の両端電圧を定電圧化して制御回路に給電する電源
回路を設け、交流電源のゼロクロス点から一定時間の給
電期間にスイッチ素子をオフに保ち、給電期間の経過後
にスイッチ素子をオンにして負荷に給電することによっ
て、交流電源の電圧波形の半サイクル毎に一定の給電期
間を設定して電源回路への給電を行なうことができる。
すなわち、制御回路への給電のために別途に電源を設け
ることなく、負荷と交流電源との間にスイッチ素子を挿
入するように接続するだけで、制御回路への給電もなさ
れ、一般のスイッチと容易に置換することができるので
ある。しかも、交流電源の半サイクル毎にゼロクロス点
から一定時間ずつ電源回路に給電することによって、電
圧変動があっても電源回路への給電量が安定しており、
負荷への通電時間も安定するのであって、負荷を安定的
に動作させることができる。

【００１２】請求項２の発明の構成によれば、負荷とし
て換気能力を切り換える強端子と弱端子とを備える換気
扇を用いる場合において、換気扇の強端子と交流電源と
の間に挿入する第１のスイッチ素子と、換気扇の弱端子
と交流電源との間に挿入する第２のスイッチ素子とを設
け、一方のスイッチ素子の両端電圧を電源回路により定
電圧化するようにしているのであって、第１のスイッチ
素子と第２のスイッチ素子との一方を制御回路で択一的
にオンにすることで、換気扇の換気能力を高能力と低能
力とに切り換えることができるのである。

【００１３】請求項３の発明の構成によれば、停止が指
示されるまでは負荷を継続して作動させるようにスイッ
チ素子を制御する連続制御部と、設定された動作時間が
経過すると負荷を停止させるようにスイッチ素子を制御
するタイマ制御部とを備えるとともに、連続制御部とタ
イマ制御部とをそれぞれ作動させる連続動作スイッチと
タイマ動作スイッチとを設けているから、負荷を連続的
に動作させる状態と一定時間だけ動作させる状態とを選
択することができる。しかも、連続動作スイッチとタイ
マ動作スイッチとのうち後で押操作したほうに対応させ
て連続制御部とタイマ制御部との一方を作動させる動作
選択部を設けていることで、負荷の動作中でも必要に応
じて連続動作とタイマ動作とを切り換えることができる
のである。さらに、負荷の動作中に負荷の始動時と同じ
操作スイッチが押操作されると負荷を停止させる停止制
御部を設けていることで、停止を指示するための別のス
イッチを設ける必要がなく、限られた面積内で比較的多
くの機能を操作することが可能になる。

【００１４】請求項４の発明の構成によれば、操作スイ
ッチの操作部を前面に備えた器体の前面にメンブレンシ
ートを覆着した化粧カバーを装着していることによっ
て、操作スイッチの操作部の可動部分と器体の固定部分
との間の隙間をメンブレンシートで覆うことになり、結
果的に防塵性が高くなる。請求項５の発明の構成によれ
ば、表示器を設けて動作状態を表示し、かつ器体におい
て表示器が露出する部位を透光性を有するメンブレンシ
ートで覆うことにより、表示器の表示状態を視認可能と
しながらも防塵性を高めることができるのである。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）本実施例では、負荷としての換気扇ともに
照明負荷も接続できるようにした電子スイッチを例示す
る。図１に示すように、外部回路を接続する端子として
は、商用電源の一端に接続される電源端子Ｔ₁と、換気
扇の一端に接続される制御端子Ｔ₂と、照明負荷の一端
に接続される照明端子Ｔ₃との３端子を備えている。電
源端子Ｔ₁と制御端子Ｔ₂との間には、コンデンサＣ₁
とインダクタＬ₁とからなるノイズフィルタを介してス
イッチ素子としてのトライアックＱ₁が挿入され、トラ
イアックＱ₁が導通すると電源から換気扇に給電される
ようにしてある。また、電源端子Ｔ₁と制御端子Ｔ₂と
の間にはバリスタなどのサージ吸収素子ＺＮＲが接続さ
れている。

【００１６】トライアックＱ₁には、一対の抵抗Ｒ₁，
Ｒ₂の間にフォトカプラＰＣの受光素子となるフォトト
ライアックＰＴを直列接続した直列回路が並列接続さ
れ、抵抗Ｒ₁とフォトトライアックＰＴとの接続点はト
ライアックＱ₁のゲートに接続される。また、一方の抵
抗Ｒ₁にはコンデンサＣ₂が並列接続される。フォトカ
プラＰＣの発光素子である発光ダイオードＰＥは抵抗Ｒ
₃を介してトランジスタＱ₂のエミッタ−コレクタ間に
直列接続され、このトランジスタＱ₂は後述する制御回
路１によりオン・オフが制御される。

【００１７】ところで、トライアックＱ₁の両端間には
電源回路２が接続される。この電源回路２は、トライア
ックＱ₁の両端が交流側端子に接続されたダイオードブ
リッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの直流側端子に
接続された直列制御型の定電圧回路２ａ（たとえば、１
００Ｖから１７Ｖに降圧する）と、集積回路よりなる３
端子レギュレータ２ｂ（たとえば、１７Ｖから５Ｖに降
圧する）とを備え、さらに３端子レギュレータ２ｂの入
力側と出力側とにはそれぞれ平滑用のコンデンサＣ₃，
Ｃ₄が接続される。この構成では、トライアックＱ₁が
オフである期間に電源回路２に給電されるのであって、
後述するように、商用電源の電圧波形の半サイクル毎に
ゼロクロス点から一定時間だけトライアックＱ₁をオフ
にすることで、電源回路２への給電を行ない、電源回路
２の出力がほぼ一定に保たれるようにしてある。この電
源回路２により制御回路１への給電がなされる。

【００１８】ダイオードブリッジＤＢの直流側端子間に
は一対の抵抗Ｒ₄，Ｒ₅を直列接続した分圧回路が接続
され、ダイオードブリッジＤＢの直流出力電圧を分圧回
路で分圧した交流電圧波形を制御回路１で監視すること
により商用電源のゼロクロス点が検出される。制御回路
１は専用のマイクロコンピュータよりなり、分圧回路を
構成する抵抗Ｒ₄，Ｒ₅の接続点が５番端子に接続され
る。制御回路１では内部のゼロクロス検出部でほぼ０Ｖ
に設定した閾値電圧と５番端子への入力電圧とを比較す
ることによって、商用電源のゼロクロス点を検出するの
である。また、制御回路１ではゼロクロス点を検出する
と、内部に設けた通電制御部を介して２５番端子の出力
をＬレベルから一定時間（ここでは、２ｍsec に設定し
てある）だけＨレベルに立ち上げ、この一定時間だけ上
述したトランジスタＱ₂をオフにする。トランジスタＱ
₂のエミッタ−コレクタ間には抵抗Ｒ₃を介してフォト
カプラＰＣの発光ダイオードＰＥが直列接続され、この
直列回路は電源回路２の出力端間に接続されているか
ら、トランジスタＱ₂がオフであると発光ダイオードＰ
Ｅは消灯し、したがってフォトトライアックＰＴがオフ
であるから、トライアックＱ₁にはゲード電流が流れな
いのであって、トライアックＱ₁は商用電源のゼロクロ
ス点から上記一定時間はオフに保たれる。しかるに、こ
のオフ期間を給電期間として商用電源から電源回路２に
給電するのである。

【００１９】上記一定時間が経過するとトランジスタＱ
₂がオンになり、フォトトライアックＰＴの導通によっ
てトライアックＱ₁にゲート電流が流れてトライアック
Ｑ₁もオンになるから、電源端子Ｔ₁と制御端子Ｔ₂と
の間が導通する。しかるに、商用電源と換気扇との間に
トライアックＱ₁が挿入されるように電源端子Ｔ₁と制
御端子Ｔ₂とを商用電源と換気扇とに接続しておけば、
交流電源の半サイクル毎にゼロクロス点からの一定時間
（２ｍsec ）である給電期間を除く時間には換気扇に給
電することができるのである。すなわち、交流電圧波形
の半サイクル毎にトライアックＱ₁のオフ期間とオン期
間とを設けて、電源回路２への給電と換気扇への給電と
を時分割的に行なうことで、商用電源および換気扇に対
して機械的スイッチと同様に２端子のみで接続できるよ
うにしながらも、制御回路１に給電することができるの
である。

【００２０】換気扇のオン・オフは、制御回路１の８番
端子と９番端子とにそれぞれ接続された連続動作スイッ
チＳＷ₁とタイマ動作スイッチＳＷ₂との２つの操作ス
イッチにより操作される。連続動作スイッチＳＷ₁およ
びタイマ動作スイッチＳＷ₂は、ストロークの小さい小
型押釦スイッチであるタクトスイッチよりなり、連続動
作スイッチＳＷ₁を１回押操作すると、制御回路１の内
部の連続制御部が作動し、次にオフの指示がなされるま
での間、トライアックＱ₁は上述した半サイクル毎のオ
ン・オフを繰り返すことになる。また、タイマ動作スイ
ッチＳＷ₂を１回押操作すると、制御回路１の内部のタ
イマ制御部が作動し、６番端子に接続されている可変抵
抗器ＶＲ₁によって設定した動作時間にのみトライアッ
クＱ₁が上述した半サイクル毎のオン・オフを繰り返
し、動作時間の経過後にはトライアックＱ₁をオフに保
つようになっている。また、トライアックＱ₁が半サイ
クル毎のオン・オフを繰り返している期間（すなわち、
換気扇の動作期間）において、換気扇を始動したのと同
じ操作スイッチを再び操作すると、トライアックＱ₁を
オフにするように制御回路１には停止制御部が設けられ
ている。要するに、連続動作スイッチＳＷ₁とタイマ動
作スイッチＳＷ₂とは同じものを２回続けて押操作する
と、トライアックＱ₁をオフにして換気扇を停止させる
のである。さらに、制御回路１は連続動作スイッチＳＷ
₁とタイマ動作スイッチＳＷ₂とのうち後で押操作した
ほうに対応させて連続制御部とタイマ制御部との一方を
作動させる動作選択部を備えている。すなわち、連続動
作スイッチＳＷ₁とタイマ動作スイッチＳＷ₂とは後押
し優先になっている。

【００２１】制御回路１の２６番端子には電源回路２と
の間に発光ダイオードよりなる動作表示灯ＬＤ₁が接続
され、トランジスタＱ₂がオンになってトライアックＱ
₁がオンになっている期間に動作表示灯ＬＤ₁を点灯さ
せることで、換気扇が動作中であることを表示できるよ
うにしてある。また、制御回路１の１９番端子から２２
番端子には電源回路２との間に発光ダイオードよりなる
残時間表示灯ＬＤ₂〜ＬＤ₅が接続され、可変抵抗器Ｖ
Ｒ₁で設定した動作時間の残時間を表示するようにして
ある。すなわち、タイマ動作スイッチＳＷ₂の押操作時
点からの経過時間を動作時間から減算した値の動作時間
に対する百分率を求め、残時間表示灯ＬＤ₂〜ＬＤ₅で
はこの百分率を０〜２５％、２６〜５０％、５１〜７５
％、７６〜１００％の４段階に表示するのである。ここ
に、各段階ごとに１つの残時間表示灯ＬＤ₂〜ＬＤ₅を
点灯させても、また最初はすべての残時間表示灯ＬＤ₂
〜ＬＤ₅を点灯させ、時間の経過に伴って１つずつ順に
消灯させるようにしてもよい。

【００２２】さらに、制御回路１には、内部クロック信
号を発生させるための水晶振動子やセラミック振動子な
どの発振用振動子Ｘ、および電源投入時に電源回路２の
出力により制御回路１をリセットするリセット回路Ｙが
接続される。一方、電源端子Ｔ₁と照明端子Ｔ₃との間
にはリレーＲｙの主接点ｒ₁が挿入される。この主接点
ｒ₁を商用電源と照明負荷との間に挿入すれば、主接点
ｒ₁のオン・オフによって照明負荷を点灯・消灯させる
ことができるのである。リレーＲｙはラッチングリレー
であって、セットコイルＳＣとリセットコイルＲＣとを
備え。セットコイルＳＣとリセットコイルＲＣとには、
それぞれトランジスタＱ₃，Ｑ₄のエミッタ−コレクタ
間が直列接続され、各トランジスタＱ₃，Ｑ₄のベース
には、それぞれトランジスタＱ₅，Ｑ₆のエミッタ−コ
レクタ間を介して電源回路２が接続される。したがっ
て、トランジスタＱ₅，Ｑ₆のいずれか一方が制御回路
１の１２番端子または１３番端子の出力によってオンに
なると、対応するトランジスタＱ₃，Ｑ₄がオンにな
り、そのトランジスタＱ₃，Ｑ₄に接続されたセットコ
イルＳＣまたはリセットコイルＲＣに通電されるのであ
る。ここに、リレーＲｙはラッチングリレーであるか
ら、トランジスタＱ₅，Ｑ₆は主接点ｒ₁のオン・オフ
が反転できる程度の短時間だけオンになるように制御さ
れる。また、制御回路１の１２番端子と１３番端子とは
トランジスタＱ₅，Ｑ₆を択一的にオンにし、同時にオ
ンにならないように出力を発生する。また、トランジス
タＱ₃，Ｑ₄、トランジスタＱ₅，Ｑ₆はそれぞれペア
トランジスタを用いて構成されている。

【００２３】リレーＲｙの主接点ｒ₁のオン・オフは、
制御回路１の１１番端子に接続された照明用スイッチＳ
Ｗ₄により操作される。照明用スイッチＳＷ₄は、連続
動作スイッチＳＷ₁やタイマ動作スイッチＳＷ₂と同様
にタクトスイッチであって、押操作のたびにリレーＲｙ
の主接点ｒ₁のオン・オフを反転させるようにしてあ
る。すなわち、照明用スイッチＳＷ₄を押操作するたび
に制御回路１１の１２番端子と１３番端子との出力が交
互に短時間だけＨレベルになるのであって、照明用スイ
ッチＳＷ₄の押操作毎にセットコイルＳＣとリセットコ
イルＲＣとに交互に通電されるのである。ここで、リレ
ーＲｙには主接点ｒ₁に連動する補助接点ｒ₂が設けら
れており、この補助接点ｒ₂をオン・オフさせることに
よって制御回路１の２３番端子への入力レベルを主接点
ｒ₁の開閉状態に対応させるようにしてある。この２３
番端子への入力レベルの変化によって制御回路１の１６
番端子と電源回路２との間に挿入した発光ダイオードよ
りなる位置表示灯ＬＤ₈を点灯・消灯させる。位置表示
灯ＬＤ₈は照明負荷の消灯時に点灯し、暗がりで位置が
容易にわかるようにするものである。

【００２４】次に、図２を参照しながら上記回路部を納
装する器体１０について説明する。上記回路部を構成す
る電子部品はプリント配線板に実装され合成樹脂の器体
１０に納装される。ここで、動作表示灯ＬＤ₁、残時間
表示灯ＬＤ₂〜ＬＤ₅、位置表示灯ＬＤ₈は、器体１０
の前面に開口する複数個の表示孔１１にそれぞれ臨み、
各表示孔１１を通して器体１０の外部から点灯・消灯の
状態を視認できるように配置される。また、可変抵抗器
ＶＲ₁は操作つまみ１２が器体１０の前面上部に露出
し、さらに連続動作スイッチＳＷ₁、タイマ動作スイッ
チＳＷ₂、照明用スイッチＳＷ₄の操作部にそれぞれ対
応するスイッチハンドル１３₁，１３₂，１３₄が器体
１０の前面に設けられている。各スイッチハンドル１３
₁，１３₂，１３₄は、それぞれ一端部を器体１０に一
体に連続させるとともに、残りの周部と器体１０との間
に隙間を設けて形成されており、スイッチハンドル１３
₁，１３₂，１３₄の他端部に対応する位置に連続動作
スイッチＳＷ₁、タイマ動作スイッチＳＷ₂、照明用ス
イッチＳＷ₄の各操作部を配置して、スイッチハンドル
１３₁，１３₂，１３₄に押力を作用させたときに、対
応するスイッチが押操作されるようにしてある。ここに
おいて、各スイッチハンドル１３₁，１３₂，１３₄に
おいて押力を作用させる部位には器体１０の前面よりも
前方に突出する釦部１４₁，１４₂，１４₄が形成され
ている。

【００２５】器体１０の前面には、操作つまみ１２に対
応する部位を除いて全面に亙ってメンブレンシート２１
を前面側に被着した化粧カバー２０が覆着される。化粧
カバー２０には各表示窓１１および釦部１４₁，１
４₂，１４₄に対応する部位が前後に貫通する。また、
メンブレンシート２１は、可撓性を有する透明ないし半
透明の合成樹脂シートであって、スイッチハンドル１３
₁，１３₂，１３₄の釦部１４₁，１４₂，１４₄に対
してメンブレンシート２１を介して押力を作用させるこ
とができ、かつ動作表示灯ＬＤ₁、残時間表示灯ＬＤ₂
〜ＬＤ₅、位置表示灯ＬＤ₈の点灯・消灯の状態をメン
ブレンシート２１を介して視認できるようになってい
る。この化粧カバー２０は、後面側に突設された結合爪
（図示せず）を器体１０の前部周面に設けた結合凹所１
５に凹凸係合させることで、器体１０に保持される。こ
のように、メンブレンシート２１を被着した化粧カバー
２０を器体１０の前面に覆着したことによって、器体１
０の開口部分からの埃の侵入を防止することができ防塵
性が保たれるのである。

【００２６】ところで、器体１０は、図２に示すよう
に、前面開口したボディ１６と、ボディ１６の前面側に
結合される後面開口したカバー１７とを互いに係合させ
たものであって、ＪＩＳ規格等により規格化されている
大角形３個用の取付枠に３個まで取着される単位寸法の
配線器具の３個分の寸法に相当する寸法に形成される。
この器体１０は、合成樹脂により形成された大角形３個
用の取付枠３０に取着され、取付枠３０はスイッチボッ
クスのように壁面等に埋め込まれた埋込ボックス５０に
取り付けられる。すなわち、取付枠３０は、中央部に形
成されている矩形状の開口窓３１の周部後面に保持片３
２が突設され、この保持片３２に形成された保持孔３３
に対して器体１０に設けた取付爪１８が挿入係合される
ことによって、器体１０が取付枠３０に保持されるよう
にしてある。取付枠３０の上下両辺にはそれぞれボック
スねじ５１が挿通される長孔状の固定孔３４が形成さ
れ、この固定孔３４を通して埋込ボックス５０の舌片５
２に螺合するボックスねじ５１によって取付枠３０が埋
込ボックス５０に取着されるのである。

【００２７】さらに、取付枠３０の上下両辺にはねじ孔
であるプレート取付孔３５も形成され、化粧プレート４
０の下枠４１に挿通されたプレートねじ４２がプレート
取付孔３５に螺合することによって、下枠４１が取付枠
３０に結合されるようになっている。下枠４１の周部前
面には外側が後方に下がった段差部４３が形成されてお
り、また下枠４１の周部にはプレート保持孔４４が形成
されている。下枠４１の前面側は化粧枠４５で覆われ、
化粧枠４５の後面側に突設された保持爪（図示せず）が
プレート保持孔４４に係合することによって、下枠４１
に対して化粧枠４５が保持されるようにしてある。ここ
に、下枠４１の周部に段差部４３を形成することによっ
て、下枠４１に対する化粧枠４５の位置ずれを防止し、
かつ下枠４１と化粧枠４５との間に隙間ができないよう
にしてある。化粧枠４５は下枠４１に対して保持爪で係
合しているだけであるから、下枠４１と化粧枠４５との
間にマイナスドライバの先端部などを挿入することで、
化粧枠４５を下枠４１から取り外すこともできるように
してある。化粧枠４５には、上記化粧カバー２０の外周
形状に一致する内周形状を有した開口窓４６が形成さ
れ、開口窓４６を通して化粧カバー２０が前面側に露出
するのである。

【００２８】（実施例２）上記実施例では、換気扇とし
てオン・オフの制御のみが行なえるものを用いる例を示
したが、本実施例では、換気扇として換気能力が２段階
に設定できるものを用いる例を示す。すなわち、換気扇
は、換気能力を高くする強端子と、換気能力を低くする
弱端子と、強端子への給電時と弱端子への給電時とに共
用される共通端子との３端子を備え、共通端子と強端子
との間に通電すれば換気能力が高く設定され、共通端子
と弱端子との間に通電すれば換気能力が低く設定される
ようになっている。この種の換気扇の構成には各種のも
のが知られているが、たとえば、駆動源に誘導電動機を
用いる場合には、誘導コイルにタップを設けたものなど
を用いることができる。

【００２９】しかして、電子スイッチも換気扇に対して
３端子が必要とされるのであって、図３に示すように、
電源端子Ｔ₁、強制御端子Ｔ₂₁、弱制御端子Ｔ₂₂を換気
扇用として設けてある。すなわち、実施例１においては
制御端子Ｔ₂を１個だけ設けていたのに対して、本実施
例では強制御端子Ｔ₂₁、弱制御端子Ｔ₂₂との２個の端子
を設けているのである。このため、強制御端子Ｔ₂₁およ
び弱制御端子Ｔ₂₂と電源端子Ｔ₁との間にそれぞれスイ
ッチ素子としてのトライアックＱ₁₁，Ｑ₁₂をノイズフィ
ルタを介して挿入してある。ここに、トライアック
Ｑ₁₁，Ｑ₁₂の一端は共通接続され、ノイズフィルタを構
成するインダクタＬ₁を介して電源端子Ｔ₁に接続され
る。電源回路２は、トライアックＱ₁₁の両端に接続され
るが、両トライアックＱ₁₁，Ｑ₁₂がともにオフである期
間には、交流電源から換気扇の共通端子と強端子とを通
して電流が流れるから、実施例１と同様に動作する。

【００３０】ノイズフィルタは、強制御端子Ｔ₂₁および
弱制御端子Ｔ₂₂と電源端子Ｔ₁との間にそれぞれ接続さ
れたコンデンサＣ₁₁，Ｃ₁₂と上記インダクタＬ₁とによ
り構成され、各コンデンサＣ₁₁，Ｃ₁₂にそれぞれサージ
吸収素子ＺＮＲ₁，ＺＮＲ₂が並列接続される。また、
２個のトライアックＱ₁₁，Ｑ₁₂を設けているから、トラ
イアックＱ₁₁，Ｑ₁₂を各別にオン・オフさせることがで
きるように、２個ずつの抵抗Ｒ₂₁，Ｒ₃₁，Ｒ₂₂，Ｒ₃₂と
フォトカプラＰＣ₁，ＰＣ₂の受光素子であるフォトト
ライアックＰＴ₁，ＰＴ₂との直列回路が、それぞれ各
トライアックＱ ₁₁，Ｑ₁₂と並列に接続され、各抵抗
Ｒ₂₁，Ｒ₂₂と各フォトトライアックＰＴ₁，ＰＴ₂との
接続点には各トライアックＱ₁₁，Ｑ₁₂のゲートが接続さ
れる。また、各抵抗Ｒ₂₁，Ｒ₂₂には、それぞれコンデン
サＣ₂₁，Ｃ₂₂が並列接続される。

【００３１】各フォトトライアックＰＴ₁，ＰＴ₂とと
もにそれぞれフォトカプラＰＣ₁，ＰＣ₂を構成する発
光ダイオードＰＥ₁，ＰＥ₂は、それぞれトランジスタ
Ｑ₂₁，Ｑ₂₂のエミッタ−コレクタ間に抵抗Ｒ₃₁，Ｒ₃₂を
介して直列接続され、各トランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂のベー
スは、それぞれ制御回路１の２５番端子と２４番端子と
に接続されることによって、各トランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂
が個別にオン・オフされるようになっている。ここに、
制御回路１では両トランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂が同時にオン
にならないように制御する。

【００３２】制御回路１においてどちらのトランジスタ
Ｑ₂₁，Ｑ₂₂をオンにするかは、制御回路１の１０番端子
に接続された強弱切換スイッチＳＷ₃により選択され
る。強弱切換スイッチＳＷ₃はタクトスイッチよりな
り、押操作毎にオンにすべきトランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂を
切り換える。また、強弱切換スイッチＳＷ₃はどちらの
トランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂をオンにすべきかを選択するの
みであって、実際にオンにするには連続動作スイッチＳ
Ｗ₁とタイマ動作スイッチＳＷ₂とのいずれか一方を押
操作する。

【００３３】さらに、本実施例では、オンにすべきトラ
ンジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂としてどちらが選択されているかを
示すために、制御回路１の１８番端子および１７番端子
と電源回路２との間に発光ダイオードよりなる強動作表
示灯ＬＤ₆と弱動作表示灯ＬＤ₇とが設けられている。
強動作表示灯ＬＤ₆と弱動作表示灯ＬＤ₇とは強弱切換
スイッチＳＷ₃の押操作毎に一方が択一的に点灯する。
他の回路構成および動作については実施例１と同様であ
る。

【００３４】ところで、上述した回路部は、図７ないし
図１０に示すように２枚のプリント配線板６１，６２に
分割して実装される。各プリント配線板６１，６２は両
面配線基板であって、図１２に示すように、それぞれボ
ディ１６とカバー１７とに分割して納装され、それぞれ
固定ねじ６３を用いてボディ１６およびカバー１７に固
定される。また、両プリント配線板６１，６２の間の電
気的接続には、両端部を合成樹脂の支持体６４で結束し
た複数本のジョイント線６５が用いられる。このジョイ
ント線６５は、図１１に示すように、一方の端部を表面
側に折り返して略９０度に交差させ、他方の端部を裏面
側に折り返して略９０度に交差させることによって、も
っとも内側のジョイント線６５が残りのジョイント線６
５の外側を囲むようにしてある。各ジョイント線６５は
単線であって、ジョイント線６５の各端部では支持体６
４よりも先端側で導電部が露出するから、導電部の露出
部位を各プリント配線板６１，６２に挿通して半田付け
することにより、両プリント配線板６１，６２の間での
電気的接続がなされるのである。一方のプリント配線板
６１においてボディ１６の後壁との対向面には、図１３
のように、電源端子Ｔ₁、強制御端子Ｔ₂₁、弱制御端子
Ｔ₂₂、照明用端子Ｔ₃である速結端子７０が実装され
る。速結端子７０は、プリント配線板６１に半田により
実装された断面略コ形の端子板７１と、端子板７１の中
に配置されコ字の一方の脚片との間に電線を挟持する鎖
錠ばね７２と、端子板７１と鎖錠ばね７２との間に挟持
された電線を引き抜く際に鎖錠ばね７２を撓ませる解除
釦７３とからなる周知の構成を有している。鎖錠ばね７
２は、ばね材料の帯板の長手方向の一端部をＪ字状に曲
成して鎖錠片７２ａを形成し、他端部をＳ字状に曲成し
て接触片７２ｂを形成したものであって、端子板７１と
の間に鎖錠片７２ａ側から電線を導入すると、接触片７
２ｂと端子板７１との間に電線が挟まれて電気的接触が
確保され、かつ鎖錠片７２ａの先端縁が電線に食い込む
ことによって電線が抜けないように保持されるのであ
る。解除釦７３は、鎖錠片７２ａの一部に対向し、解除
釦７３に対して押力を作用させると、解除片７２ａが端
子板７１から離れる向きに撓んで電線を引き抜くことが
できるのである。ここに、ボディ１６の後壁には、端子
板７１と鎖錠ばね７２との間に電線を導入するための電
線挿入孔７４（図６参照）が穿孔され、また解除釦７３
に対応する部位にはマイナスドライバの先端部などで解
除釦７３に押力を作用させることができるように釦操作
孔７５（図６参照）が穿設されている。この速結端子７
０は、図１４に示すように、ボディ１６に形成された端
子収納室１９に納装されるのであって、この状態でプリ
ント配線板６１をボディ１６に固定し、速結端子７０を
プリント配線板６１に実装すればよい。

【００３５】本実施例の外観は、図４ないし図６に示す
通りであって、図４のように、実施例１の構成に加え
て、強弱切換スイッチＳＷ₃に対応する操作部２２
₃と、強動作表示灯ＬＤ₆および弱動作表示灯ＬＤ₇に
それぞれ対応した表示窓２３₆，２３₇とをメンブレン
シート２１に設けた構成になっている。すなわち、連続
動作スイッチＳＷ₁、タイマ動作スイッチＳＷ₂、照明
用スイッチＳＷ₄にそれぞれ対応する操作部２２₁、２
２₂、２２₄および動作表示灯ＬＤ₁、残時間表示灯Ｌ
Ｄ₂〜ＬＤ₅、位置表示灯ＬＤ₈にそれぞれ対応する表
示窓２３₁〜２３₅、２３₈に加えて、上記操作部２２
₃と表示窓２３₆，２３₇とを備えるのである。また、
図６に示すように、器体１０の背面には４個の電線挿入
孔７４が設けられ、それぞれが電源端子Ｔ₁、強制御端
子Ｔ₂₁、弱制御端子Ｔ₂₂、照明端子Ｔ₃に対応する。

【００３６】上記構成の電子スイッチを用いて換気扇Ｆ
および照明負荷Ｌを制御するには、図１５に示すような
結線を行なえばよい。すなわち、換気扇Ｆの共通端子と
照明負荷Ｌの一端とを共通接続して商用電源の一端に接
続し、換気扇Ｆの強端子を強制御端子Ｔ₂₁に接続すると
ともに、換気扇Ｆの弱端子を弱制御端子Ｔ₂₂に接続し、
さらに照明負荷Ｌの他端を照明端子Ｔ₃に接続する。ま
た、電源端子Ｔ₁は商用電源の他端に接続する。このよ
うに接続すれば、スイッチ素子Ｔ₁₁のオンで換気扇Ｆの
共通端子と強端子との間に通電され、またスイッチ素子
Ｔ₁₂のオンで換気扇Ｆの共通端子と弱端子との間に通電
される。スイッチ素子Ｔ₁₁，Ｔ₁₂は択一的にオンになり
同時にオンにならないように制御回路１で制御されてい
る。さらに、照明負荷Ｌは、リレーＲｙの主接点ｒ₁が
オンになることによって通電される。他の構成および動
作は実施例１と同様であるから説明を省略する。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源と負荷との
間にスイッチ素子を挿入するとともに、スイッチ素子の
両端電圧を定電圧化して制御回路に給電する電源回路を
設け、交流電源のゼロクロス点から一定時間の給電期間
にスイッチ素子をオフに保ち、給電期間の経過後にスイ
ッチ素子をオンにして負荷に給電するので、交流電源の
電圧波形の半サイクル毎に一定の給電期間を設定して電
源回路への給電を行なうことができるのであって、制御
回路への給電のために別途に電源を設けることなく、負
荷と交流電源との間にスイッチ素子を挿入するように接
続するだけで制御回路への給電もなされ、一般のスイッ
チと容易に置換することができるという利点があり、し
かも、交流電源の半サイクル毎にゼロクロス点から一定
時間ずつ電源回路に給電することによって、電圧変動が
あっても電源回路への給電量が安定しており、負荷への
通電時間も安定するのであって、負荷を安定的に動作さ
せることができるという利点がある。

【００３８】請求項２の発明は、負荷として換気能力を
切り換える強端子と弱端子とを備える換気扇を用いる場
合において、換気扇の強端子と交流電源との間に挿入す
る第１のスイッチ素子と、換気扇の弱端子と交流電源と
の間に挿入する第２のスイッチ素子とを設け、一方のス
イッチ素子の両端電圧を電源回路により定電圧化するよ
うにしているので、第１のスイッチ素子と第２のスイッ
チ素子との一方を制御回路で択一的にオンにすること
で、換気扇の換気能力を高能力と低能力とに切り換える
ことができ、換気扇の換気能力を切り換える制御を行な
う電子スイッチとして一般的なスイッチとの置換が可能
になるという利点を有する。

【００３９】請求項３の発明は、停止が指示されるまで
は負荷を継続して作動させるようにスイッチ素子を制御
する連続制御部と、設定された動作時間が経過すると負
荷を停止させるようにスイッチ素子を制御するタイマ制
御部とを備えるとともに、連続制御部とタイマ制御部と
をそれぞれ作動させる連続動作スイッチとタイマ動作ス
イッチとを設けたことによって、負荷を連続的に動作さ
せる状態と一定時間だけ動作させる状態とを選択するこ
とができ、しかも連続動作スイッチとタイマ動作スイッ
チとのうち後で押操作したほうに対応させて連続制御部
とタイマ制御部との一方を作動させる動作選択部を設け
ているので、負荷の動作中でも必要に応じて連続動作と
タイマ動作とを切り換えることができるという利点を有
するのである。また、負荷の動作中に負荷の始動時と同
じ操作スイッチが押操作されると負荷を停止させる停止
制御部を設けているので、停止を指示するための別のス
イッチを設ける必要がなく、限られた面積内で比較的多
くの機能を操作することが可能になるという利点を有す
る。

【００４０】請求項４の発明は、操作スイッチの操作部
を前面に備えた器体の前面にメンブレンシートを覆着し
た化粧カバーを装着しているので、操作スイッチの操作
部の可動部分と器体の固定部分との間の隙間をメンブレ
ンシートで覆うことになり、結果的に防塵性が高くなる
という利点がある。請求項５の発明は、表示器を設けて
動作状態を表示し、かつ器体において表示器が露出する
部位を透光性を有するメンブレンシートで覆うので、表
示器の表示状態を視認可能としながらも防塵性を高める
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す回路図である。

【図２】実施例１を示す分解斜視図である。

【図３】実施例２を示す回路図である。

【図４】実施例２を示す正面図である。

【図５】実施例２を示す側面図である。

【図６】実施例２を示す背面図である。

【図７】実施例２におけるプリント配線板を示す正面図
である。

【図８】実施例２におけるプリント配線板を示す背面図
である。

【図９】実施例２におけるプリント配線板を示す下面図
である。

【図１０】実施例２におけるプリント配線板を示す側面
図である。

【図１１】実施例２におけるプリント配線板間を接続す
るジョイント線の折り曲げ方を示す工程図である。

【図１２】実施例２におけるボディとカバーとを開いた
状態の展開図である。

【図１３】実施例２における速結端子近傍の断面図であ
る。

【図１４】実施例２における速結端子近傍の正面図であ
る。

【図１５】実施例２の結線図である。

【図１６】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１制御回路２電源回路１０器体１６ボディ１７カバー２０化粧カバー２１メンブレンシート２２₁操作部２２₂操作部２２₃操作部２２₄操作部２３₁表示窓２３₂表示窓２３₃表示窓２３₄表示窓２３₅表示窓２３₆表示窓２３₇表示窓Ｆ換気扇ＬＤ₁ 動作表示灯ＬＤ₂ 残時間表示灯ＬＤ₃ 残時間表示灯ＬＤ₄ 残時間表示灯ＬＤ₅ 残時間表示灯ＬＤ₆ 強動作表示灯ＬＤ₇ 弱動作表示灯Ｑ₁ トライアックＱ₁₁ トライアックＱ₁₂ トライアックＳＷ₁ 連続動作スイッチＳＷ₂ タイマ動作スイッチＳＷ₃ 強弱選択スイッチＴ₁ 電源端子Ｔ₂ 制御端子Ｔ₂₁ 強制御端子Ｔ₂₂ 弱制御端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源と負荷との間に挿入されるスイ
ッチ素子と、操作スイッチの操作に伴ってスイッチ素子
をオン・オフさせる制御回路と、スイッチ素子の両端電
圧を定電圧化した直流電圧を出力して制御回路に給電す
る電源回路とを備え、制御回路は、交流電源のゼロクロ
ス点を検出するゼロクロス検出部と、交流電源の半サイ
クル毎にゼロクロス検出部により検出されたゼロクロス
点から一定時間の給電期間はスイッチ素子をオフに保っ
た後にスイッチ素子をオンにして負荷に給電する通電制
御部とを具備することを特徴とする電子スイッチ。
【請求項２】換気能力を高能力に設定する強端子と換
気能力を低能力に設定する弱端子と強端子および弱端子
と対になる共通端子とを備えた換気扇を負荷として負荷
への給電状態を制御する電子スイッチであって、交流電
源の一端と換気扇の強端子との間に挿入される第１のス
イッチ素子と、交流電源の一端と換気扇の弱端子との間
に挿入される第２のスイッチ素子と、操作スイッチの操
作に伴って各スイッチ素子をそれぞれオン・オフさせる
制御回路と、一方のスイッチ素子の両端電圧を定電圧化
した直流電圧を出力して制御回路に給電する電源回路と
を備え、制御回路は、交流電源のゼロクロス点を検出す
るゼロクロス検出部と、交流電源の半サイクル毎にゼロ
クロス検出部により検出されたゼロクロス点から一定時
間の給電期間は両スイッチ素子をオフに保った後に操作
スイッチで選択された一方のスイッチ素子をオンにして
換気扇に給電する通電制御部とを具備し、第１のスイッ
チ素子と第２のスイッチ素子とにおいて交流電源に接続
される一端を共通接続した電源端子と、第１のスイッチ
素子と第２のスイッチ素子との各他端を各別に接続した
強制御端子および弱制御端子との３端子を備えることを
特徴とする電子スイッチ。
【請求項３】操作スイッチとしてそれぞれ押操作スイ
ッチである連続動作スイッチとタイマ動作スイッチとを
備え、制御回路は、連続動作スイッチの押操作時に負荷
を始動し停止が指示されるまでは負荷を継続して作動さ
せるようにスイッチ素子を制御する連続制御部と、タイ
マ動作スイッチの押操作時に負荷を始動し設定された動
作時間が経過すると負荷を停止させるようにスイッチ素
子を制御するタイマ制御部と、連続動作スイッチとタイ
マ動作スイッチとのうち後で押操作したほうに対応させ
て連続制御部とタイマ制御部との一方を作動させる動作
選択部と、負荷の動作中に負荷の始動時と同じ操作スイ
ッチが押操作されると負荷を停止させる停止制御部とを
備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
電子スイッチ。
【請求項４】回路部および操作スイッチを納装する器
体が、操作スイッチの操作部を前面に備えたカバーと、
カバーの後部に結合されるボディとにより形成され、カ
バーの前面には可撓性を有する薄肉のメンブレンシート
を略全面に覆着した化粧カバーが装着されて成ることを
特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の
電子スイッチ。
【請求項５】負荷ないし制御回路の動作状態を表示す
る表示器を設け、表示器を器体の前面側に露出させ、メ
ンブレンシートにおいて少なくとも表示器の露出部位を
覆う部分は透光性を有することを特徴とする請求項４記
載の電子スイッチ。