JPS6148786A - 長時間タイマ - 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】 産業上の利用分野 本発明は家電機器や設備機器等の機器そのもの若しくは
機器が使用している部品の機能が全くなくなるか或いは
低下してくるだろうと予想される機器の寿命時間を機器
の実働時間の加算量で判断するようにした長時間タイマ
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、家電機器や設備機器等に於いては、ある程度使用
すると機能がなくなるもの、又は、機器そのものの機能
がなくならなくても、その機器に使われている部品の所
期特性がなくなり、交換しなくてはならないもの等があ
る。家庭用ガス警報器等は前者の例でエアーコンディシ
ョナー等に使用されるエアーフィルター等は後者の例で
ある。

従来、共にその寿命を知る為には種々の工夫がこらされ
ていた。まずその１つが使用開始日時より起算してノー
ｉ命を予想される日時を定めその日付を機器の見易いと
ころに明記しておく方法である。

ガス警報器等のように常に電源が入りっ放しとなってい
るようなものでは経過時間と機器の実働時間の加算量は
等しくなり、無理に実働時間だけを選択的に加算して行
く必要はない。次の方法は、実際の実働時間を加算して
行く方法である。まず機器の電源をコンセントから抜い
てしまう事の少ない設備波素の強いエアーコンディショ
ナー等に於いては、機器量のものの主動作は完全に停止
していても、つ捷り実働時間は全く加算されていない状
態でも、停電などの理由により電源側から完全に切らな
い限り機器内部には常に電源が入っている為この電源を
利用してそれ迄の実働時間の加算量を記憶したりする事
は出来る。これは最近、機器の制御に利用されるように
なって来たマイクロコンピュータ等にとっては大きな長
所となり、数百時間や数千時間といった長時間タイマを
マイクロコンピュータの単なるプログラムで構成させる
事が出来る。つ１り今迄マイクロコンピュータで制御さ
れて来た機器にとっては、このような長時間タイマはプ
ログラムの追加で達成する事が可の 能である。しかし長時間タイマの時間翫算量はＴ゛般に
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）と呼ばパるメモリに
記憶され、このメモリの内容が時間を経る毎に更新され
書換えられているのである。ところがこのメモリはその
電源を遮断すると記憶している内容がすべて消滅してし
まうと言う厄介な特曲を有している。その為前記したよ
うに電源が完全に切られないと言う保証のない機器を除
いてはこのような方法での長時間タイマは信頼性に乏し
く、特に可搬型の機器では全くこの方法は不可能である
。一部の製品ではこれを防止する為停電時のバックアッ
プとして、電池を使用しているものもあるが、このよう
な対策は価格的な負担を招く事となり、高価な製品に応
用されているに過ぎない。更に、もう１つの実働時間の
加算方法は特殊な物質の電気化学的性質を利用したもの
である、詳、ｔｉｌｌな原理説明は省略するが、電圧を
印加すると特殊な金属物質が電解液中に溶解して行き、
イオン？１．！、流を形成すると言った電気化学的な変
化でもって、電流が生じ、前記特殊な金属物質がすべて
電解液中に溶解すると電流が生じなくなりタイムアツプ
した事が判ると言うものである。このような時限素子は
流す電流を制御する事により化学的な変化の進み度合い
が簡単に変化出来、前記特殊な金属物質の溶解せずに残
っている残量を見れば実働１１．’１間が判る為、高価
な試験装置等のライフメータとしては広く使われている
。しかし構成物質及び（’ｌ”；　竜が特殊な為、価格
的に難点がある。更に化学的在変化を主体としている為
時間的な進みを途中から１急激に早めたり、又途中から
初期状態に戻したりする事はほとんど不可能に近い。又
電極や電解液には極めて有毒な物質が使用される事が多
く、タイムアツプした時限素子の処理には十分な配慮を
しなければならないのが現状である。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題点を除去するものであり
、まず停電の後に復帰した時はそれ迄の実働時間の加算
量を正確に記憶しており、更にそれが明確に簡単な表示
により外部から確認出来、途中から良識的にタイマの進
み度合いを早めたり戻したり、又初期状態に戻したりす
る事が可能であり何度も繰返し使用出来、比較的簡単な
構造で価格的にも安価である等の条件を満足する長時間
タイマを提供するものである。

発明の構成 本発明の長時間タイマはギヤーで減速された減速軸を持
つ小型同期電動機と、この小型同期電動機に極めて短い
時間、極めて長い周期で交′？Ｎ、電のを印加する為の
スイッチング回路と、前記小型同期電動機の減速軸に、
その回転の様子が判別出来るように取付けた指針や回転
円板等の表示手段で構成される。

実Ｍ（１例の説明 以下本発明の一実施例を第１図〜第７図にもとづいて説
明する。

一般に小型同期電動機と呼ばれるモーターの６０Ｈｚ電
源に於ける極数と１分間当りの回転数は極数に逆比例し
て減少している。ところでこのような小型同期電動機を
タイマとして利用する場合は電動機としてのタイマ時間
内での回転角は多くて３６００である。なぜなら小型同
期電動機の回転・１ｑ１１の動きを見て時間の経過を知
るのが一般的である為、利用するタイマ時間内に回転軸
が何回も回転し／このでは時間の経過がつかみにくく何
回転回かを何らかの方法で記憶しておく必要がある。

その為この」：つな小型同期電動機をタイマに利用する
場合はその回転軸の動きは３６００以内にとめ、１１ｊ
、間７隆過がその回転軸の回転角で判断出来る」、うに
するのが一般的である。ところで本発明の１ミ１的であ
るＪ〈時間タイマのようにそのタイマ時間が１万１１．
５間などとなれば普通の小型同期電動様の極数の変化さ
せてこれを回転釉の回転角で表示する事は全く不可能で
ある。なぜなら１万時間で１回転するような小型同期電
動機の極数は４　、３２Ｘ１０９となり、構造的に見て
も容易に理解出来る事であろう。又このような膨大な極
数とならなくても、使用する小型同期電動機が極めて小
さいと言う事から数拾極と言う極を構成させるのが限度
である事は判断出来る。第１′Ｓ図は３２極の小型同期
【動機を扇風機等に使われているような４時間等ゐタイ
マに使用する場合の減速数を示しだグラフである。例え
ば、４時間タイマの場合の減速数け５４０Ｘ１０２であ
り、３２極の同期モータの回転数を更に５４０Ｘ１０２
分の１にしなくてはならない。

３時間タイマの場合は同、４０５Ｘ１０分の１．２時間
タイマの場合は、同２了０×１０２分の１である。

ところでこのような４時間タイマを更に目的とする１万
時間等の長時間のタイマにするのには更に減速が必要で
ある。例えば４時間タイマを１万時間にする場合は更に
その回転数を２５Ｘ１０分の１にしなくてはならない。

ところで最近は前にも述べたように機器の制御にはマイ
クロコンピュータ等が使われる二１（が多くなりこのマ
イクロコンピュータの場合１−タイマを構成させる事は
極めて容易である。つ、しり基準時間さえ正確であれば
この基準となる時間を規定のタイマ時間迄加算して行け
ば良いのである。しかし問題点としては、前にも述へた
ように途中の加算結果が停電により消失する事である。

ところがこのような停電現象は常に起こるものではない
。その為、割合い短い時間の加算結果であれば王しい値
で保持されている確率は極めて高い。つまり本発明はこ
のようなマイクロコンピュータ等で加算された極めて短
い時間間隔を同ｊυ］モータの回転角として徐々に積み
重ねて行こうとするものである。そうすれば万が一加算
の途中で停電があったとしても誤差となるのは最大でも
同期モータの回転角として記憶されずにマイクロコンピ
ュータのＲ，ＡＭの中に残っている最小単位の時間であ
る。第２図はこのような原理に基づき先程説明した４時
間タイマに１０時間当り６０Ｈｚの電源を何サイクル印
加すれば目的とする長時間タイマが得られるかを示した
グラフであり、横軸は１０時間当り小型同期電動機の電
源として印加するサイクル数、縦軸はタイマ時間である
。

例えば１×１０　時間の長時間タイマを得る為には扇風
機等に一般に使用される４時間タイマの／」＼型同期電
動機に１０時間当り８６４サイクルの間電圧を印加して
やれば、１×１０　時間で１回転する長時間タイマとな
る。１０時間の間に８６４サイクルと言う事は１０時間
の間であればどのような印加の方法であっても良い。例
えば初めの５時間の間に４００サイクル印加して、後の
５時間で残りの４６４サイクル印加すると言う方法であ
っても良い。１０時間に於ける８６４サイクルを極めて
短い時間単位毎に区切り少しずつ加算して行くと言う方
が万が一停電となった場合でも誤差となる時間間隔は少
なくて済む。例えば１０時間の最後の段階で８６４サイ
クル丑とめて印加するようしておくと１０時間内に停電
があると、それ才での時間の加算結果はすべて消失して
しまっているから、停電復帰後は１０時間の加算は全く
の１からとなり小型同期電動機にこの方法で８６４サイ
クル印加する事は信頼性に乏しい事となる。ところがこ
れを先程の５時間単位に区切る方法でやｎば片一方の５
時間内に小型同期電動機に印加したサイクル数はその回
転角として残る確率は高くなる。つ丑り先程のように全
く最初に戻る確率は減少する７、第２図はこのように基
本として１０時間内に印加しなければならないサイクル
数を示しており６×１０５時間タイマの場合は４３２サ
イクル。

２．５×１０３時間タイマの場合は２１６サイクル。

１．２６ｘ１０５時間タイマの場合は１０８サイクルで
ある。第３図は本発明の長時間タイマの基本構成を示し
たブロック図であり、１は交流電源、２ｋｌ：　−Ｊ　
イクロコノビュータ等で構成されルスイッチング回路、
３は小型同期電動機、４は減速ギヤー、５は減速ｉｌ’
１１＋、６は減速軸６に取付けられた表示円板である１
２次にこのブロック図で示される長時間タイマの動作に
ついて簡単に述べる。まず交流量＃４：１．１はスイッ
チング回路２及びこのスイッチング伺路２に継がれてい
る小型同期電動機３に電源を供給する他にスイッチング
回路２に電源同期信号を与える。この電源同期信号は小
型同期電動機３に対して正確なサイクル数の電源を印加
する為のタイマ等の基準となるものである。スイッチン
グ回路２に於いてはまず電源同期信号を基準としてマイ
クロコンピュータ等のこの信号の加算を行う。

これは前述した基準時間間隔（例えば１０時間の間に８
６４サイクルと言う場合の１０時間と言う時間）を知る
為のものであり６０Ｈｚの電源の場合、１秒間に１２０
回ゼロクロス点（電圧がゼロとなる瞬間の点）を通過す
る為とのセロクロス点の通過数を加算して行けば基準時
間間隔が得られる事になり１０時間の場合、４３２万回
である。

この加算はマイクロコンピュータ等のソフトウェア処理
で行われ、その結果はＲＡＭに順次更新されながら収納
され記憶されて行く。そしてこの基準時間間隔の間に規
定のサイクル数の電源が、小型同期電動機３に印加され
る訳でありこれもマイクロコンピュータ等のソフトウェ
ア処理で行われゝる。このようにして小型同期電動機３
は徐々に回転し、その回転は）戊速ギヤー４により更に
落されこの回転け、減速軸５及び表示円板６に伝えられ
る。ところで減速ギヤー４の効果であるが、本発明に於
いてはノ１い′（へ時間間隔尚りの印加サイクル数を調
節すれば減速ギヤー４は不要となる訳であるが、減速ｆ
ｉを大きくするには最低印加サイクル数が１ザイクルと
定１っている為時間的にこれ以上小さくする事が出来ず
、逆に基準時間間隔を広げなければならなくなる。又、
減速ギヤー４そのものは小型回期′１ｕ動機３の回転の
慣性での行き過ぎを防止する働きをも持っており電源の
印加を停止し／こ薩の１ｌｉｌｌ動を行っている。又小
型同期電動機３易に回転する事が十分考えられる。減速
ギヤー４はこれを防止する役目も行っている。

第４図は小型同期電動機、減速ギヤー、表示円板の具体
的な取付例を示した図であり、１０は数例けら−ｔ′Ｌ
る機器部分、１１は小型同期電動機３と濾速ギヤー４を
一体化したタイマ部分、１２はタイマ部分１１に電源を
供給するリード線であり、このリード線１２を通して前
記スイッチング回路２より電源が供給される。１３は減
速軸、１４は表示円板、１５は前記取付けられる機器部
分１０の前面に設けられたカバ一部分、１６はそのカバ
一部分１６の一部に設けられた表示円板１４の回転の状
態を見る為の表示窓である。つまり減速軸１３に取付け
られた表示円板１４の回転の状態は、この表示窓１６を
通して見える訳である。従来の扇風機等のタイマはこの
減速軸１３の先端にツマミが設けられ、タイマの時間設
定が行えるようになっていたが本長時間タイマの場合は
外部から容易に操作出来ない構造とする方が望ましく、
時間の移り変わりはカバ一部分１５に設けられた表示窓
１６より確認される。尚扇風機等に使用されているタイ
マの多くは減速軸１３に取付けられているツマミ（図示
せず）を強制的に回転させる事により減速ギヤー４の回
転を伴なう事なくタイマ時間の設定値を容易に変える事
が出来る。これは特殊なりラッチ機構（本図では説明を
簡単にする為ｒ（省略しである）によるものであるが、
本案に於いてもこのような機構を設ける事が一般のタイ
マ同様必要である。たたり前述したように、長時間タイ
マと言う小で容易に機器本体の表面より操作出来るよう
では途中で誤まって表示円板による時間の表示を狂わし
てし１う事となり、第４図の例で示す、１こうに、機器
本体の表面よりは容易に触れられないようにする必要が
ある。尚第５図に於いてはカバ一部分１５を取外す事に
より容易に表示円板１４をｊ寺って自由にこれを手動で
回転させる事が出来る。第５図は第４図に於ける表示円
板１４の表示例を示した図で、表示窓１６より児た場合
容易にその時間経過が判別出来るものである。第６図に
１、第６１２１の表示円板１４が反時計方向に回転し／
こ」易合、表示窓１６より見た表示円板１４の表示の状
、暢の移り変わりを示したもので、１・・→６と時間的
な変化を示している。本案の場合の表示；ｖ１６は細長
いスリット状となっており、その長さは表示円板１４の
半径にほぼ等しくとっである。

してこのスリットの側に経過時間を示す目盛が施されて
おり本例の場合は上端が１００００（時間）であり１→
６ばその途中の時間の経過の表示例を示したものである
。尚、表示窓１６がこのような細長いヌリノト状でない
場合は第５図に於ける表示円板１４に対する表示例も変
化して来る事は言う迄もない。又本例の説明では／ｊ・
型同期電動機３を減速ギヤー４にて減速しているが、前
述したように比較的短い長時間タイマの場合は必ずしも
減速ギヤー４は必要ではなく小型同期電動機３が外部か
らの衝撃や電圧印加による回転の慣性でその回転角が狂
ってしまう事が防止されておれば良い。

発明の効果 このように本発明によれば極めて容易に長時間タイマを
構成する事が出来、従来のマイクロコンピュータ等を使
ったタイマのように停電によりタイマに関する記憶内容
が消えてしまう事がなくコンセントから電源を切る機会
の多い可搬型機器の長時間タイマとしても充分応用の出
来るものである。又長時間タイマの基本部分はマイクロ
コンピュータと機械的なものであるので従来一般に良く
用いらＪｌていた電気化学的な時限素子に比べ再生や１
１．１．間の早送り等が極めて容易に行える特徴を有し
ている。更に表示円板等の表示手段に於ける表示により
その時間の経過が極めて明確に行え、従来の電気化学的
な時限素子での表示に比べ表示部分を容易に大型化する
事が出来、壁掛型機器のようなものであっても遠くから
時間の経過が容易に僅認出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は３２極小型同期電動機の１回転当りの時間と減
速数の関係グラフ、第２図は同小型同期り図、第４１／
［同長時間タイマの取付構造図、第５１ン１は同表示円
板の表示例を示す図、第６図は同表示窓に表れる表示例
を示す図である。 １・・・・　文ｂＭ、電源、２・・・・・スイッチング
回路、３・・・・・小！８２同期電動機、４・・・・・
・減速ギヤー、５・・・・・・減速す１（１，１４・・
・・・・表示円板（表示手段）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ヴ！　２　図 賞、う７斤、ブ）クル／１０万子ハ只 ■３図 第　４　（３）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 減速ギヤーで減速された小型同期電動機と、前記減速さ
   れた小型同期電動機の回転軸に、その回転の様子が容易
   に判別出来るように設けられた表示手段と、前記小型同
   期電動機に、極めて印加時間が短く、かつ印加周期の長
   い交流電源を与えるスイッチング回路を設けた長時間タ
   イマ。