JPH09509300A - アクチュエータのような電流消費装置の主電源をオフに切換するためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ある種の局部装置或いは局部システムに於いては、種々な理由から、要求事項に従って制御できる自動カップリングを主電源に配備し、消費されない期間中は関連部分を実質上の電圧無供給状態に保持できるようにすることが望ましい。主電源のオフ切換スイッチへの電源供給に必要なものとしては、スイッチを入れる度に再充電を行うコンデンサを使用することが知られている。このコンデンサ(32)が自己放電し過ぎとなった場合には再充電を行わなければならないが、本発明では、充電用の遠隔ソースとして主電源に接続された電流及び電圧制限ユニット(26)を使用するか、コンデンサ再充電専用のセルフコントロール式主電源断続スイッチを使用することにより、これを省いている。このシステムはまた、切換ユニットの遠隔装置に接続して、関連ユニット或いは関連回路の信号受信器及びカップリング−オフ／インの電流電圧供給用としても使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 アクチュエータのような電流消費装置の主電源 をオフに切換するためのシステム 本発明は、アクチュエータのような電流消費装置のスイッチがオフになるとそ の主電源が自動的に切れる、主電源のオフ切換システムに関する。 例えば病院の調節式ベッドのアクチュエータ装置に接続される等の種々の設置 状況においては、安全上の理由から、本装置への主電源は、実際に必要な場合以 外には遮断されていることが望ましい。このような主電源の遮断或いはオフ切換 は、例えば寝室における電界を避けたい場合や、トランスフォーマなどアイドリ ングによる電力ロスを伴う装置の消費電力を節約するため、といった他の理由か らも望ましい場合がある。設備内の単一装置或いは単一部分用の主電源を手動で 操作すれば専用の遮断は実現可能なわけであるが、主電源の操作を忘れずに行う 必要もなく、主電源のオフ切換をユニットのオフ切換操作に対応して自動的に行 うことができれば、もちろんその方が好ましい。同様に、検知器はユニットの新 たなオン切換に感応可能なものであって、主スイッチを最初に操作することなく 必要に応じて電流供給を再度達成できるものでなければならない。 重要性の点においては、後者の機能の方がより多くの問題を含んでいる。それ は、一度電圧供給を停止すると、前記検知器の電源をも遮断してしまうことにな るからである。但しこの問題は、検知装置内にバッテリーを使用することにより 処理できることが既に知られている。例えば、DE-A-2624316及びWO 93/11593を 参照されたい。これにより、操作ユニットの再始動を検知できるだけの電圧が、 許容可能な低電圧範囲内にあることになる。 また前記バッテリーは、操作ユニットが主電源から電源供給されている間は維 持されるコンデンサ電圧によってバックアップ可能であることも周知である。放 電抵抗の大きいコンデンサを使用すれば、このコンデンサ電圧は、ユニットを最 後にオフ切換した後も比較的長時間に渡って動作可能状態を維持することができ る。 このような状況では、バッテリーを省略することもまた可能となってくる。即 ち、装置を毎日作動させるような場合、或いは例え週に１度の操作であっても、 各充電後は幾週にも渡って十分なコンデンサ電圧が確保できるのである。装置を 使用しない状態がより長期間に及ぶ場合は、外部の移動式バッテリーによる電流 供給によって、またはケーブルとスイッチを追加使用し主電源に直接並列接続し て装置を起動することによって再始動を図ることができる。しかしながら、他の 理由により、こうした方法のどれもがあまり魅力あるものではない。 本発明によれば、前記コンデンサが臨界未満レベルまで放電した後の作動の場 合に、制御システムが当該制御システムへの電圧供給を保持するのに必要な、主 電源へのカップリングを内部的に可能にするための手段を含んでいる。このため 装置が長期間に渡って使用されていない場合でも、必要な制御電圧は自由に使え るため、使用者は特別な起動行為を行う必要がない。 実用的構成としては、主要原理を利用した２種類の異なる形式を開示する。従 ってクレーム２が規定するシステムは、電流電圧制限ユニットを介して認識可能 な程度に主電源に常時接続されてはいるが、実際上ユーザーの使用範囲では所望 の主電源オフ状態を提供するとともに、設備装置の操作ユニットを新たにオンに 切換する試みに対応して動作可能であり、主電源切換ユニットを一度起動する。 この結果、操作コンデンサが再び充電される。その後、当該コンデンサは幾週に も渡って作動するが、補助コンデンサに蓄えられた電圧によって、前記操作コン デンサが制御システムを稼働可能な限界レベル以下にまで放電した後も、前記シ ステムは動作可能である。 クレーム３が開示するまた別の解決策によると、操作コンデンサが制御回路へ の電圧供給源として機能し、適当な時間間隔で主電源切換ユニットを、前記操作 コンデンサの再充電されるのに充分なだけ短時間起動させることにより、前記シ ステムがそもそも主電源に接続されている限り、前記操作コンデンサが電圧供給 機能を果たせなくなるまで放電することはないようにしている。制御回路の断続 作動はクロックジェネレータに基づくようにしてもよい。このクロックジェネレ ータにより、前記操作コンデンサが臨界レベル以下に放電する前に、高い安全度 をもって当該操作コンデンサの再充電を行うことが可能であるが、これはまた前 記操作コンデンサの電圧を測定することにより実行可能であって、この場合には 前記操作コンデンサの自己放電により、当該コンデンサを例えば数日毎に比較 的短い時間の間だけ再充電する必要が生じた場合に、主電源切換ユニットの駆動 が実行できることとなる。 このことから、例えば計器キャビネットに専用の主電源オフ切換システムを取 り付けた設備が想定される。こうした設備には、非起動状態で利用できる有用な 制御電圧或いは充電電圧がなく、そのため、クレーム３に記載の発明に基づくシ ステムによれば、主電源切換ユニットを周期的に起動することが可能であるとい うことが特に重要であって、これにより前記専用の主電源オフ切換システムは主 電源への接続のために充分な電流消費を検知し、それにより、次の段階において 前記操作コンデンサの再充電が素早くすなわち短期間で行われるがそうでない場 合は関連するサブシステムが駆動されて前記主電源切換ユニットのさらに長期間 にわたる駆動及びこれに関連する前記専用の接続ユニットの駆動を調整する。 このように本発明に基づくシステムは、数日、数週といった単位の比較的長時 間に渡って如何なる外的電圧補給もなしに作動可能であり、前記システムはこう した期間の間で必要に応じて自動的に充電を行う。 前記システムの初期始動により、同システムは必要な充電を行って操作可能な 状態にしておく必要がある。理論上は、これはバッテリーを接続することにより 実行できることが知られているが、クレーム６の発明によると、主電源との初期 接続のための検知器を使用することでこれを省略することができる。また、主電 源が長い間接続されていなかったため制御装置の充電電力が失われている場合に も前記検知器は作動可能とすることができる。 本発明は、ＤＣモーター及び特定の制御ボタンを有するアクチュエータ装置に 接続する形で展開されてきたが、それにより、変圧装置及び整流装置を介する主 電源への接続が使用されている。この種のロードは、モーターのオン切換により 必要とされる電力の検知の基礎としてはあまり適当ではないが、一方で、制御ボ タンを直接この制御システムのアクチュエータボタンとして使用することができ る。但し、前記の主電源オフ切換システムに於けるように、ロード検知器をこの 目的で使用することは本発明の範囲内であり、従って、本発明のシステムは特定 タイプの操作ユニットとの接続使用に限定されるものではない。 以下において、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。 図１は、本発明に基づくシステムの概略図である。 図２は、本発明の改良を加えた好適な実施例に対応する図である。 図１において、数字２は単相主電源との接続部を示しており、それ自体に主電 源オフ切換システムを設けることが可能である。接続ケーブル４は、直接１組の トライアック６へと延び、さらにそこから変圧器８、整流器10、ロード12から成 る操作装置へと延びている。ロード12はアクチュエータモーターＭとして示され ており、ソレノイド16に制御されるリレースイッチ14によってある方向に又はそ の逆に回転する。ソレノイド16は、例えば遠隔制御ユニット上にある各操作スイ ッチ１８によって起動される。 トライアック６は、フォトカプラー20によって開閉が制御されている。フォト カプラー20は、制御ユニット22内のフォトダイオードによって起動され、制御ユ ニット22は一部、ユニット10から電圧を受け且つ操作スイッチ18に接続している 一次回路24から電力を受ける。制御ユニット22はまた一部、二次回路26から電力 を受ける。二次回路26は主電源入力２に直接に接続しているとともに整流回路、 低電圧ダイオード28、及び補助コンデンサ30を含んでいる。 作動装置の電流及び電圧は、回路24、26を通じて最低限に制限されるため、補 助コンデンサ30の充電は比較的ゆっくりと行われる。だいたい10〜20秒で充電が 完了すると、操作スイッチ18はモーターＭの起動用として使用可能になるが、そ の意味は、操作スイッチ18が回路22を起動して、補助コンデンサ30からの電力供 給によりトライアック６をオン切換するということである。これにより、装置12 に操作電圧が変圧器８を通じて即座に供給される。このとき、ユニット24に接続 された大容量コンデンサ32にも充電電流が供給される。この後、当該コンデンサ は、以下に述べるような本発明のシステム操作によりユニット22の電力供給を効 果的に受け取る。 ツェナーダイオード28は整流回路26からの電圧を例えば15Ｖに制限することが 可能であり、また補助コンデンサの充電電流は例えば最大８mAとすることができ る。システムの主電源をオフ切換すると、補助コンデンサは急速に放電し、また 先述のように比較的長期間を経てから再起動させるためには、コンデンサ32も放 電していることから、コンデンサ30の初期再充電用の主接続を復旧させる必要が ある。装置はその後に再び運転可能となる。 フォトカプラー22、20を使用すると、効果的な動電気分離(galvanic separati on)を得る上で有利ではあるが、本発明は単にこのような起動接続態様に限定さ れない。 図２に示されたシステムには、ロードがブロックＢとして略示されているが、 このロードは、制御ケーブル34を経由して主電源のスイッチを入れる必要のある ことを信号により知らせるコマンドユニットまたは検出ユニットで構成されてい る。制御ケーブル34は、トライアック６を動作させるフォトカプラー38に対して 光信号を生成する制御回路36に接続しており、ここでは相線のみに設置されてい る。また図２には、大容量操作コンデンサが32として表示されている。トライア ック６の前には検出回路40が設置されている。この回路は主電源のオン切換、ま たはシステムの主電源への当初の接続をそれぞれ検出し、こうした検出に対応し て、好ましくはフォトカプラーを経由してトライアック６を動作させるように働 く。本システムでは主電源との電気的ケーブル接続部は２カ所のみであり、また コンデンサ32は検出器40の作動によって自動的に最初に再充電されることが理解 されるであろう。さらに、このコンデンサはトライアック６がオン切換される度 に再充電される。 制御装置は、コンデンサ32の電圧検出用の検電器44を含んでいる。これはまた ケーブル34の開始信号に対応してトライアック６を運転させる作動用電源の構成 要素でもある。当該コンデンサはフォトカプラー38の作動に必要な充電レベルよ り充分高く充電され、また検電器44は、必要安全限界を含む残留電荷がこうした 起動動作をもう１回行える程度にまで放電が進行すれば、トリガー回路36に対し て制御信号を生成するように設計されている。その場合には、システムが専用の 主電源オフ切換装置を通して主電源に接続されていることに関係なく、新しい完 全な再充電が行われる。 あるいは、ユニット44は、コンデンサの電荷を検出することなく、トリガー36 を通常コンデンサが放電状態に到らないような短い間隔、たとえば３日で５分間 といった間隔で作動させるタイマーとすることができる。 専用の主電源オフ切換スイッチが長期間に渡って切られている場合、コンデン サの制御電圧を再度確立するためには、ロード、たとえばシステムの中のランプ のスイッチを入れるか、あるいは関連の電源スイッチを一旦切り再度投入して初 期スターター回路を起動させることが必要であろう。 本発明の原理は、通常の重電システムに関連する使用に限定されるものではな い。明らかにその範囲は、電圧電界が望まれない分野に及んでいるわけであるが 、類似の主電源オフ切換装置であれば電流消費量の節約、たとえば負荷損失のな い変圧器との接続に適している。図１を参照されたい。関連の電子機器、たとえ ば受信ユニット及びそれに接続して識別信号及び制御信号の生成ユニットを有す るＩＲ検知器のような制御信号検知器に関しても、極めて類似した方法で省エネ ルギーを達成することが可能である。受信ユニットは、受信信号に対応して定常 的に操作可能でなければならないが、その他のユニットは信号を受信しない限り 起動しなくてもよい。従って、電源変圧器を含む他のユニットに対し電流供給を 促すトリガー信号を生成するのはその信号受信自体とすることができる。と同時 にトリガー電圧は、当然、電子環境に対する関連調整をすべて施した上で、ここ で開示された態様によって待機状態に維持することが可能であり、この場合、コ ンデンサは再度、受信ユニットに対する安定した電圧供給に使用することが可能 となる。コンデンサ時間の目標を３週間にすることは妥当ではないが、たとえば 再充電時間を短時間にして、これを僅か３時間にしてもよい。本システムは、専 用の主電源オフ切換装置に接続する、すなわち主電源への接続を起動するのに充 分な、小さなロードを任意に数秒間だけ短時間に接続することで作動するように 適合させることも可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電流消費ユニットのオフ切換に対応して、同電流消費ユニットへの主電源を 自動的にオフ切換し、同電流消費ユニットのオン切換に対応して操作電圧を再度 供給する主電源オフ切換システムであって、操作ユニットのオン切換に従って電 圧カプラーを作動させるとともに、認識可能な電流消費の停止が検出されると電 圧供給を中断させるための制御装置を備えており、前記制御装置は高容量の操作 コンデンサを含み、主電源が接続されている間、このコンデンサには充電電圧が 供給されるとともに、システム内の操作ユニットの再起動に対応して、制御装置 を作動させる電源として機能するようにした構成において、前記制御装置が、経 時的に臨界未満レベルにまで電圧降下した前記コンデンサが充電したことに対応 して起動する場合に同制御装置に対する電圧供給の維持に必要且つ十分な主電源 との接続を内部的に可能にする手段を含むことを特徴とする、主電源オフ切換シ ステム。 ２．主電源あるいは主電源プラグと永続的に接続され効果的な電流及び電圧制限 ユニットをさらに含んでおり、そのユニットが前記制限ユニットにより充電が維 持されている比較的小容量の補助コンデンサと、操作ユニットのオン切換に対応 して前記補助コンデンサの電圧により、好ましくはフォトカプラーを介して、主 電源電圧カプラーを動作させるように適合された制御回路と、を含むことを特徴 とする請求項１に記載のシステム。 ３．前記操作コンデンサが、主電源の電圧カプラーのために間欠的に機能する起 動回路のための電源として、操作ユニットが動作しない場合、前記コンデンサが 起動回路を起動できるように着実に充電されることを保証できる程度の短い時間 間隔で起動回路が短時間起動し操作コンデンサを再充電するような方法で接続さ れていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ４．前記起動回路が、たとえば数日といった定間隔で主電源電圧カプラーを動作 させるタイマーである請求項３に記載のシステム。 ５．前記起動回路が動作電圧の計測回路に接続されており、前記操作コンデンサ の電圧が当該コンデンサがまだ起動回路を操作可能な所定レベルにまで降下する と、この起動回路が主電源電圧カプラーを作動させて前記コンデンサが再充電さ れるように構成されている請求項３に記載のシステム。 ６．前記制御装置が同装置と電源との有効な接続を検出し、この検出に対応して 、前記操作コンデンサの再充電が実行できるようになるまで一定時間、主電源電 圧カプラーを起動させる手段を含む請求項１に記載のシステム。 ７．前記システムが電子信号受信器に接続されており、その受信器部分への電圧 供給を行い、また受信器による入力信号の検出に対応して外部電源を動作させる ための手段への電圧供給を行うことを特徴とする請求項１に記載のシステム。