JPS5917831A - 複数の電気機器の電源およびスイツチ用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、その各々が機能的電力消費部とスイッチ部と
全備えている複数の電気機器の電源およびスイッチ用の
装置に関するものであるが、該装置は、一方を電源にも
う一方を電気機器に結合される電力導体と、少なくとも
１本の導体を有する信号線とを備えておシ、該信号線は
、一方で信号送信機、もう一方で該電気機器のスイッチ
部に結合されており、各信号送信機は−機器あるいは一
組の結合機器に対応しておシ、さらに、動作されると、
該対応するスイッチ部門に特有の制御信号を発生し、そ
れは該スイッチ部門に直接アドレスされ、かつ、クロッ
クパルス発生装置は該信号線に結合されている。

本発明は特に、所定の電気機器が該信号線の各出力によ
シ゛スイッチされ、主要装置である電源に結合され得る
装置に関するものである。

「機能的電力消費部」とは、電灯、電気暖房器、扇風機
、警笛、および、工場、輸送機関、ボート、航空機等に
おける装置の駆動モーター等のようないかなる電気機器
にも関係するものである。

この種の装置は、米国特許明細第４，２１５，２７６号
によ勺周知である。この周知の装置において、信号線は
第一の導体と第二の導体を備えてお広漠−の導体は、す
べての信号送信機およびすべてのスイッチ部にクロック
パルス信号を与えるクロックパルス発生装置に結合され
、また、第二の導体は本来の信号導体であって、すべて
の信号送信機とスイッチ部とを相互接続し、かつ、信号
送信機からの制御信号をスイッチ部に伝える。各信号送
信機は、付勢されると、該信号送信機および対応するス
イッチ部に特有のパルス連を、特有のパルスフォーマッ
トで、クロックパルス導体から信号導体へ通過させる。

このパルス信号は、あらゆるスイツル部で受信されるの
であるが、特定の信号に応答するスイッチ部だけが動作
されるのである。

この周知の装置には、制御信号およびクロックパルス信
号に対して別々の導体を必要とするという不利な点かあ
シ、そのことが思わぬ困難をひき起している。本発明の
目的は、この欠点のない装置を提供することである。

本発明による装置は、次の点で特徴づけられている、す
なわち、信号送信機、スイッチ部およびクロックパルス
発生装置が信号線の同一導体に結合されておシ、該信号
送信機は、付勢されると、所定の一連の連続クロックパ
ルスを変更することによって、特性制御信号を発生する
ように、具体化されている。従って、制御信号とクロッ
クパルスは単一の共通導体を必要とするのである。この
事によって、特により精巧な装置に関して、材質、設備
時間およびケーブルトレー空間等の点で実質的な節約を
していることになる。

本発明による信号送信機は、良好に具体化されていて、
前記制御信号は、前記一連の連続するクロックパルスの
うちの幾つかのクロックパルスを次のクロックパルスｒ
Ｃまで延長することによって、該制御信号を特徴づける
組み合わせで、発生される（若干の連続クロックパルス
の間の「谷」は「埋められて」いる） この事によって、厳密な信号波形は余り重要でないとい
う利点が生じる。すなわち、信号を認識するために、該
スイッチ部はかなシ広い範囲内での「高」と「低」信号
を区別するだけでよいのである。

核信号送信機とスイッチ部は整流器および、コンデンサ
ーあるいは小さな蓄電池のような充電部を有する内部電
源装置を備えていてもよく、それらは整流器によって信
号線から充電され得るし、また、関連のスイッチ部また
は送信機に電力を供給することもできるのである。この
方法では、信号送信機およびスイッチ部に対して別々の
低電圧・電力供給線を備える必要もないし、主要装置か
ら各信号送信機あるいは各スイッチ部に独自の変圧器に
よって給電する必要もない。特に強調されるのは、電気
機器のスイッチ部と機能的電力消費部とが一装置に組み
立てられる必要がないということである。該スイッチ部
は、多くの例でもそうであろうが、電力消費部とは別の
それ自体のハウジング（外被）内に容れられるのである
。

次に、本発明の非制限的な例について、図面を参照して
説明する。

第１図における線１と２とは、棉物、例えば住宅におい
ての電気的設備の位相線と中性線である。該電気設備に
＃−１信号導体３も含まれる。

クロックパルス発生装置４は該設備に結合されているが
、信号導線３上に、例えばＩＫＨｚ　　の周波数を有し
、さらに１例えば５ボルトの振幅を有する正のクロック
パルス信号を発生する。

第１図において、信号線は単導体３から成っていて、ク
ロック信号は中性線２と信号線３との間で発生される。

地域の施行規則によって、当目的のために主装置の中性
線の使用が許可されない場合は、該信号線は二つの導体
、すなわち、本来の信号導線３と分離中性線あるいは地
上導体とから成り、その二導体にかかつてクロック信号
が発生される。

該電気設備には、照明器具５、電気ヒーター６、扇風機
７．その他のように幾つかの電気機器が結合されている
。該機器５，６および７は、それぞれ、スイッチ部８．
９および１ｏによシスイッチを入れたシ切ったシしてお
り、該スイッチ部は、信号導体３によって伝えられる制
御信号によって制御される。該制御信号は信号送信機１
１．１２および１３によって発生されるのであるが、例
えば、信号送信機１１は器具５に連結するスイッチ部８
を制御し５信号送信機１２はヒーター６に連結するスイ
ッチ部９を制御し、さらに信号送信機１３は扇風機７に
連結するスイッチ部１０を制御している。例えば、信号
送信機１１と１３は手動操作Ｑてよる押しボタンで付勢
され、信号送信機１２は（ヒーター６の動作を制御する
）室内サーモスタットスイッチである。

第２図は、クロックパルス発生装置４、スイッチ部８お
よび信号送信機１１の構成をよシ詳細に示すものである
。

クロックパルス発生装置４は、主要装置に結合されて、
その出力で５ポル）ＤＣを発生する電源１４を備えてい
る。低電力クロック回路１５は、例えば１ｋＨｚの周波
数を有するパルス波形信号を発生し、該信号によってＩ
ＧＦＢＴ１６Ｆｉ制御されて、信号導体３Ｖｉ、交互に
＋５ボルトの電圧と（抵抗器１４を介して）中性線２の
電圧とを受ける。各部は、クロックパルス発生装置４が
、信号送信機１１．１２および１３、さらにそれに由来
するスイッチ部８′；９および１０の電源に対して、十
分な電力のクロックパルス電流を発生することができる
ようになっている。

スイッチ部８は、内部電源装置１８、内部クロック回路
１９および本来の信号処理部２０から成っている。電源
装置１８は１例えば５ポル）ＤＣを発生してスイッチ部
８に与えているのであるが、基本的には、ダイオード２
２を介して信号導体３から充電されるコンデンサー２１
から成っている。内部クロック回路１９は、システムク
ロック発生装置４のクロックパルス信号に同期して、信
号処理部２０にクロックパルス信号を与え、かつ、導体
３のクロック信号が制御信号の干渉を受ける十分なサイ
クル数の間、同期状態のままである。スイッチ部８のア
ドレスは、アドレス接点２３の数（この場合は５）の選
択的接地によって決定されるので、二進アドレスは該接
地点ではｒＯＪとなる。この特定　　・の場合、第１番
目と第４番目の接点が接地されて、その二進アドレスＨ
Ｏ１１０１である。このアドレスを有する信号が信号導
体３に発生される場合、該スイッチ部８はリレー２４を
付勢して器具５のスイッチを入れたり切ったシするので
ある。

信号送信機１１は、スイッチ部８の部品１８および１９
と同じ電源装置２８および内部クロック回路２９を備え
ている。信号送信機１１の信号発生部は６０で表わされ
る。該信号発生部３０は、スイッチ部８の信号処理部２
０ＶＣついての接点２３と同じ組み合わせのアドレス接
点３３を備え、選択的に接地される。明らかに、同じア
ドレス決定接点が、結合された信号送信機とスイッチ部
に対して接地されるのである。

該信号発生部５０は押しボタン３１を押すことによって
動作されるので、ダイオード３２を介して電源装置２８
に結合されているＩＧＦＥＴ３４は制御され、その結果
、若干のクロックパルス信号の拡張から成る制御信号が
信号導体３に与えられる。

部品２０および３０は同一のものであってよく、その動
作は接点の結合によって決定される。

すなわち、信号発生部６０としての利用に対しては、接
点ＡおよびＢは信号送信機１１で示されるように結合さ
れ、接点ＣおよびＤは結合されない。信号処理部として
の利用に対しては、接点Ｃは接地され、接点りは、スイ
ッチ部８で示されるように、リレー２４に結合され、さ
らに接点ＡおよびＢは結合されないのである。

内部電源装置（１８または２８）、内部クロック回路（
１９または２９）および信号処理あるいは信号発生部（
２０まだは３０）は、大量生産される場合、効果的に集
積回路として結合され得る。その場合、各要素の動作と
アドレスは接続によって決定される。

第３図ａに示されているのは、制御信号が存在する場合
における信号導体６の信号の（理想的な）タイミング図
である。時間は左から右へ経過する。部分には干渉され
ないクロックインパルス信号を示し、該信号はクロツク
インパルス発生装置４で発生される。各制御信号は、固
定プリアンプル■、二進信号記法では１１１であるが、
で開始しており、これは、三つの連続するクロックパル
スが次のクロックツくルスにまで延長していることを意
味する０次いで、該制御信号の特定アドレス部分Ｓが後
に従う。すなわち、第２図に従えば、二進記法で０１１
０１と示される場合である。

１９および２９のような内部クロック回路で発生される
信号のタイミングは第３図すに示されている。これらの
信号は、信号導体３のクロックパルス信号に対して半ザ
イクルシフトされるが該クロックパルスに同期している
。信号パルスが延長クロックパルスの形で信号導体３に
表われる度に、信号導体６の該信号および内部クロック
パルス発生装置からの信号は、論理的「アンド」条件を
備えているので、これらの信号はゲート回路を制御する
のに適している。

第４図は、第２図における信号発生部あるいは信号処理
部（６ｏあるいは２ｏ）、の簡略図である。第２図で示
された接点Ａ　、　Ｂ　、　ＣおよびＤはここでも示さ
れている。先ず、第２図の２０のような、制御機器の信
号処理部の動作から説明しよう。この場合、接点ＡとＢ
は接続されておらず、接点Ｃは接地され、また接点りは
、例えば第２図の２４のようなリレーと接続されている
。線４０は信号導線６に結合され、線４１は内部クロッ
ク回路（１９または２９］と接続している。各１の部材
の内部電源装置（１８または２８）への接続は便宜上水
されていないが、該電源への接続が信号動作にも役立っ
ている場合だけ、ここに示されている（十印をつけて）
〇二つのシフトレジスター、４２と４４は、それぞれの
制御ゲート４３とＡ５を有しており、ゲート回路５０と
共に、信号処理部のタイミングに応じている０ 内部電源電圧（ゲート５０の入力５１に結合されている
）が不十分であれば、ゲート５０は出力５２に「待ち」
信号を発生し、該信号は、信号線４０および内部クロッ
ク線４１に結合された複数の入力を有する制御ゲート４
５の入力のうちのとりわけ一つの入力に表われる。しば
らくしてから、その間該内部クロック回路は信号線４０
のクロックインパルス信号に同期している筈であるが、
該「待ち」信号は取り消されて、ゲート５０は出力５４
に「稼動」信号を発生する。ちょうどこの時、該回路は
動作をする準備が整うのである。該「稼動」信号が制御
ゲート４５の複数の入力のうちのとりわけ一つの入力に
表われ、核複数の入力のうちの二番目の人力は、クロッ
ク線４゛１に結合される。制御信号のプリアンプルが信
号線４０に生ずるとすぐ、「１」（図では「ｅ」で示さ
れる）がシフトレジスター４２によって３クロツクサイ
クル（プリアンプルの持続時間ン内にシフトされ、さら
に入力信号としてゲート５０の入力５３に与えられる。

所で、該「稼動Ｊ信号は正確なプリアンプルが認識され
ると不動作になって１−５まり。この「稼動」信号が不
動作になると、「１」がシフトレジスター４４によって
５クロツクサイクル（制御信号のアドレス部分の持続時
間）内でシフトされ、さらに入力信号として入力５５に
与えられる。その結果、「待ち］信号が再び出力５２に
生じ、シフトレジスター４２と４５はリセットされ、か
つ、開始条件（制御信号なし）に戻るのである。「待ち
」および「稼動」信号のタイミング図は第５図のＣとＤ
でそれぞれ示されている０該「待ち」および「稼動」信
号はまだ、ゲート回路６０の入力６１および６２に、そ
れぞれ与えられる０ゲート６０の入力６６は、第４図に
示される回路が信号処理部である場合、接点Ｃを介ｌ−
て接地される。これによってゲート６０の出力６６は不
動作にされる。出力６４は、シフトレジスター７０の制
御ゲート７１の入力と接続１−でおり、この制御ゲート
には、また、「稼動」信号および内部クロック線４１の
信号が与えられている。シフトレジスター７０の入カフ
２は信号線４０に結合さね、ている。アドレス認識サイ
クル中は、この人カフ２からの信号のアドレス部分は、
ソフトレジスター７０にシフトされ、「１」は、信号線
４０の延長クロックパルスが、信号線４１の内部クロッ
クツくルスに一致する場合に読みとられ、「０」は、信
号線４０のクロックパルスが延長していない場合に読み
とられる。

シフトレジスター７０におけるアドレスは、比較回路７
５において、第２図ですでに説明したように、幾つかの
アドレス接点７６の中で選択接地により決定されたアド
レスと比較される。

シフトレジスター７０に入れられたアドレスが、接点７
３で固定されたアドレスに対応する場合には、比較回路
７５の出力信号は出力ゲート７６を制御し、ついで該ゲ
ートは、第２図の２４のような、接点りに接続するリレ
ー回路に、制御信号を送信する。このリレー回路におい
ては、該回路が出力可能な低電力であるという理由から
通常、固体リレーが利用さシ１．る。そのような固定リ
レーは、電気機械リレーも制御し得る。

第４図で説明した回路が単独発生装置（第２図の６０の
ように）として動作する場合には、その動作は次のよう
になる。接点ＣとＤは結合されない。接点７３で決定さ
ｉｌ、るアドレスは、シフトレジスター８０に記憶さｈ
る、つまり、ｒＩＪＩｉｒｅＪのついた三つの場所に記
憶さシｔ１該場所は送信されるべき制御信号のプリアン
プルに対応するのである。

接点Ｂは押しボタン８１（第２図の６１に対応ンに結合
される。この押しボタンを押すことによって、ゲート回
路６００Å力６５は、内部電源装置の十に結合されるの
で、信号は出力６３で発生され、該信号は、シフトレジ
スター８０の制御ゲート８２に与えられる０ 該制御ゲート８２のもう一つの入力は、ゲート回路５０
の出力５２に結合される・「待ち」信号がここにない場
合、すなわち、内部電源電圧が必要値アンドを有してい
る場合には、信号溝Ｗ４３上に、別の制ａ装置によって
送信されたアドレス信号はすでにない、従って、前記信
号が出力６３に発生する場合、シフトレジスター８０の
内容は８段階でレジスターからシフトされ、直列パルス
信号として、出力ゲート８３の一人力に与えられる。該
出力ゲート８３は接点Ａに結合されており、該ＡはＩＧ
ＦＥＴｓａ（第２図の３４に対応する］のゲートに結合
され、それはさらにゲート８６の出力信号によって制御
されるので、第２図の説明で示したように、制御信号が
線４０を介して、信号導体３に与えられる。

上述の説明で仮定されるのは、制御機器のアドレスだけ
を備えれば、制御信号（第６図のｒｓ、４）の特定部分
に十分なのではないかということであるが、その理由は
、制御は、二つの可能なスイッチ状態の一方から他方へ
の（「オン」カラ「オフ」へまたは「オフ」から「オン
」へン遷移しか、常に含んでいないからである。そこで
、該制御信号の実際の内容はいつも「切り換え！」であ
る。制御信号が、二つ匂−ヒの可能性の中で、ある特定
の選択を行なうことが可能な場合、各スイッチ可能性を
個別にアドレスするか、あるいけ、命令部分を有する信
号を拡張して、信号がプリアンプルアドレス命令の組み
合わせから成るようにするかのどちらかが必要である。

そこで、二つのスイッチ状態の中で選択することによっ
て、たとえば、スイッチオンに対しては「１」、またス
イッチオフに対しては「０」のように、だソ一つの命令
ビットだけが必要とされる。本装置はまた、電力を制限
する目的にも適うものである。最大電カスインチは、認
められない電力消費の増大に際しては、信号送信機に命
令して、幾つかの余り重要でない機器を切り捨てさせる
。また、本装置は信号制御装置を備えていて、スイッチ
オフされ得るすべての機器が、−中心地点からスイッチ
オンされるようにしているが、この目的のだめに、例え
ば、「零」を除外して出来ているアドレスを利用すると
都合がよいのである。同様な選択をすることによって本
発明の一部となすものである。

今まで説明してきた装置は、主とし２て、比較的少数の
（例えば３０ぐらいの）電気＋１ｅ５で比較的低周波数
を有するもの、例えば、住宅、墨務所、小型船舶、作業
場等の電気設備を想定１〜だものを制御するよう意図さ
れている。

従って、３クロツクサイクル内（プレアンブルの持続時
間）で動作する、例外的な二機器の場合、これｔｒｉ　
Ｉ　ＫＨｚのクロック周波数において０．０１秒より少
ないので、アドレスは認識されず、また動作化が反復さ
れねばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、若干のｔ％機器の結合された本発明による装
置の概略図であり、第２図は、本発明による装置を具体
化している主要部材のブロック図であり、第６図は該装
置の若干の地点での信号の理想化されたタイミング図で
あり、第４図は、信号送信機あるいはスイッチ部の一部
分の簡略図である。 図中、４はクロックパルス発生装置、５，６および７は
電気機器、８，９および１０はスイッチ部、１１．１２
および１３は信号送信機、１４は電源、１５はクロック
回路、１８は内部電源装置、１９は内部クロック回路、
２０は信号処理部、２１はコンデンサー、２２はダイオ
ード、２３は接点、２４はリレーをそれぞれ示す。 ｉ””−−’７’−！ ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、　３ 手　続　補　正、誓　（方式） 昭和５８年　８月λ７日 ％願昭５８−６１５０４号 ２発明の名称 複数の電気機器の電源およびスイッチ用装置３補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 名　称　モーハン　ベー、ブエー ４代理人 郵便番号　１００ ５　補正命令の日付　　　昭和５８年　′ｉ　ＩＩ　２
６日　　（発送日）補正の内存 １、本出願の明細書第１頁第３行の発明の名称「複数の
電気機器の電源およびスイッチ装置」を「複数の電気機
器の電源およびスイッチ用装置」に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　各々が機能的電力消費部とスイッチ部とを備えてい
   る複数の電気機器の電源およびスイッチ用の装置であっ
   て、一方では電源に、他方では電気機器に結合される電
   力導体と、最低１導体を有する信号線とを備えており、
   該信号線は一方では信号送信機に、他方では電気機器の
   スイッチ部に結合され、各信号送信機は、−機器あるい
   は一組の結合機器のスイッチ部に対応し、動作されると
   、対応するスイッチ部に特有の制御信号を発生し、該信
   号は該スイッチ部に直接アドレスされ、また、クロック
   パルス発生装置は前記信号線に結合されている前記装置
   は、信号送信機、スイッチ部およびクロックパルス発生
   装置が信号線の同一導体に結合され、該信号送信機が、
   動作されると、所定の一連の連続するクロックパルスを
   変化させることによってその特性制御信号を発生するよ
   うに具体化されていることを特徴とする前記装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の装置であって、 前記信号送信機は、前記一連の連続するクロックパルス
   のうちの幾つかのクロックツ（ルスを次のクロックツく
   ルスまで延長することによって、前記制御信号が、制御
   信号を特定する組み合わせで発生されるように、具体化
   されていることを特徴とする前記装。置。 五　特許請求の範囲第１項あるいは第２項に官己載の装
   置であって、 前記信号送信機とスイッチ部とは、信号線に結合された
   クロックツくルス発生装置のクロックパルス信号に同期
   するクロックツ（ルス信号を発生することのできる内部
   クロック回路を備えていることを特徴とする前記装置。 ４、　特許請求の範囲第３項に記載の装置であって、 前記内部クロック回路は、信号導体に結合されたクロッ
   クパルス発生装置のクロックツくルス信号に同期し、か
   つ、それに関して１／２サイクルシフトされるクロック
   ツくルス信号を発生することができることを特徴とする
   前記装置。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一
   つに記載の装置であって、 各信号送信機および各スイッチ部が、複数の接点を結合
   することによって、信号送信機では信号発生部として、
   スイッチ部では信号処理部として動作し得る同一の信号
   部を備えていることを特徴とする前記装置。 ６　特許請求の範囲第５項に記載の装置であって、 前記信号部は、「待ち」信号に対する出力と「稼動」信
   号に対する出力とを有する第一ゲート回路、該第−ゲー
   ト回路の入力に結合され、信号線の制御信号のプレアン
   ブルの発生に際して、該「稼動」信号を不動作にする第
   一シフトレジスターおよび前記第一ゲート回路の入力に
   結合され、信号の特定アドレス部分の停止に際して「待
   ち」信号を動作させる第二のシフトレジスターとから成
   る時間制御部、と、 「稼動」信号が不動作にされる場合に、信号導体に生ず
   る制御信号の特定アドレス部分が第三シフトレジスター
   に人、るようにさせることのできる出力信号を発生でき
   る第二のゲート回路と。 第三シフトレジスターに訃けるアドレス全固定アドレス
   と比較し、がっ、両アドレスが対応する場合にリレーを
   動作させることのできる出力信号を発生することができ
   る比較回路と、および プリアンプルおよび前記固定アドレスから成る制御信号
   が記憶される第四のシフトレジスターであって該レジス
   ターは、前記第二ゲート回路の所定の入力がスイッチで
   ｉｕｂ作される場合、前記第二ゲート回路の出方信号で
   制御され得るので、２ｇ四シフトレジスターに記憶され
   た該制御信号は信号導体に与えられ得るのであるが、こ
   の第四シフトレジスター、と金備えていることを特徴と
   ３する前記装置。 Ｚ　信号線から充電され、かつ、基本的には整流器およ
   び充電可能な部分から成る内部電源装置を備えている。 特許請求の範囲第１項から第６項までの一つ以上に記載
   の装置であって、該内部電源装置、内部クロック回路お
   よび信号部が、集積回路に結合されることを特徴とする
   前記装置。 ８、％許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一
   つに記載の装置のスイッチ部あるいは信号送信機である
   ことを特徴とする前記装置。