(57)【要約】  【課題】  負荷機器における故障や短絡、漏電等の異常を接続された負荷機器の台数に応じて正確に検知できる電子式タイムスイッチ装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  本発明の電子式タイムスイッチ装置１は、電源Ａと複数の負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とを接続する電力供給線２に配設されたリレー部３及び電流検出部４と制御部５と入力部６と表示部７と記憶部８とを備えた電子式タイムスイッチ装置１であって、制御部５は、入力部６により入力された負荷機器台数に基づいて異常電流値を算出し記憶部８に記憶させる異常電流値設定手段１０と、設定異常電流値と電流検出部により検出された負荷電流値を比較する異常電流値比較手段１１と、負荷電流値が設定異常電流値より大きい場合及び／又は小さい場合は異常を報知する異常報知手段１２と、を備えた構成を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と複数の負荷機器とを接続する電力供給線に配設されたリレー部及び電流検出部と、全体を制御する制御部と、入力部と、表示部と、記憶部と、を備え、前記制御部は現在時刻と予め設定された設定運転時間帯とを比較し前記現在時刻が設定運転時間帯と一致した場合に前記リレー部をオンとし一致しない場合にオフとする電子式タイムスイッチ装置であって、
前記制御部は、
前記入力部により入力された負荷機器台数に基づいて異常電流値を算出し前記記憶部に記憶させる異常電流値設定手段と、
前記異常電流値設定手段で設定された設定異常電流値と前記電流検出部により検出された検出電流値とを比較する異常電流値比較手段と、
前記リレー部がオンの時に前記検出電流値が前記設定異常電流値より大きい場合及び／又は小さい場合は異常を報知する異常報知手段と、
を備えていることを特徴とする電子式タイムスイッチ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記負荷機器台数に基づいて負荷電流許容値を算出し前記記憶部に記憶させる負荷電流許容値設定手段と、前記負荷電流許容値設定手段で設定された設定負荷電流許容値と前記電流検出部により検出された検出電流値とを比較する負荷電流許容値比較手段と、前記リレー部がオンの時に前記検出電流値が前記設定負荷電流許容値より大きい場合は前記リレー部をオフとする過電流防止手段と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子式タイムスイッチ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記入力部により入力された前記負荷機器台数を前記表示部に表示する台数表示手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子式タイムスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷機器のオンオフを制御する電子式タイムスイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷機器に電力を供給する電力供給線に配設され、現在時刻と予め設定された設定運転時間帯とを比較し、現在時刻が設定運転時間帯と一致した場合にラッチングリレー等を動作させて電力供給線を閉路（通電）とし、一致しない場合に開路（遮断）として負荷機器のオンオフを制御する電子式タイムスイッチ装置が用いられている。このような電子式タイムスイッチ装置としては、特許文献１や特許文献２に開示されたものがある。
特許文献１には「接点の開閉状態を検出する開閉状態検出手段と、リレーの接点が閉であるべき時間帯に開閉状態検出手段が開を検出したときはラッチングリレーにその接点を閉とする付勢信号を与え、リレー接点が開であるべき時間帯に閉を検出したときはラッチングリレーにその接点を開とする付勢信号を与える手段と、を備えたことを特徴とする電子式タイムスイッチの接点開閉制御装置」が開示されている。特許文献１に開示の電子式タイムスイッチの接点開閉制御装置によれば、常時、ラッチングリレーの接点を通る負荷電流を電流検出器などを介して監視し、負荷がオン（又はオフ）であるべき時間帯に負荷電流がオフ（又はオン）したとき、異常と判別しラッチングリレーに閉（又は開）の信号を与えて速やかに復旧させることができる。
特許文献２には「電源に対して各々リレー及び電流検出器を介して接続された複数台の負荷機器に対し供給される電流の総和を監視する演算処理装置を備え、この演算処理装置は、全負荷起動時はリレーにより順序起動させ、負荷電流の総和が予め設定した負荷電流総和許容値を超えると、負荷電流総和許容値で同時に運転可能な台数を超える余分な台数の負荷を所定時間だけ運転休止させ、一定時間が経過する毎にこの運転休止する負荷を交代させる不足台数運転シーケンスを実行したのち、全台数運転に戻すことを特徴とする負荷群運転装置」が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１６２８９０号公報
【特許文献２】実開平５−８４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では以下のような課題を有していた。
（１）特許文献１の電子式タイムスイッチの接点開閉制御装置では、開閉状態検出手段（電流検出器）により電流が流れているかいないかのみを検出し、それに基づいてリレーの異常を判別しているので、リレーの誤作動等の異常は検知できるが、負荷機器における故障や短絡、漏電等の異常は検知できず使用性に欠けるという課題を有していた。
（２）特許文献２の負荷群運転装置では、すべて電流検出器により検出される電流値の総和すなわち負荷電流の総和が許容値を超えると、所定の負荷を所定時間休止させ、一定時間経過後は交代で運転させることはできるが、負荷機器における故障や短絡、漏電等の異常は検知できず使用性に欠けるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、負荷機器における故障や短絡、漏電等の異常を接続された負荷機器の台数に応じて正確に検知できる電子式タイムスイッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の電子式タイムスイッチ装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の電子式タイムスイッチ装置は、電源と複数の負荷機器とを接続する電力供給線に配設されたリレー部及び電流検出部と、全体を制御する制御部と、入力部と、表示部と、記憶部と、を備え、前記制御部は現在時刻と予め設定された設定運転時間帯とを比較し前記現在時刻が設定運転時間帯と一致した場合に前記リレー部をオンとし一致しない場合にオフとする電子式タイムスイッチ装置であって、前記制御部は、前記入力部により入力された負荷機器台数に基づいて異常電流値を算出し前記記憶部に記憶させる異常電流値設定手段と、前記異常電流値設定手段で設定された設定異常電流値と前記電流検出部により検出された検出電流値とを比較する異常電流値比較手段と、前記リレー部がオンの時に前記検出電流値が前記設定異常電流値より大きい場合及び／又は小さい場合は異常を報知する異常報知手段と、を備えた構成を有している。
【０００７】
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）リレー部がオンの時に、異常電流値比較手段は設定異常電流値と電流検出部で検出された検出電流値とを比較し、検出電流値が設定異常電流値より大きいければ、或いは小さければ、異常報知手段は表示部に異常を表示したり異常表示ランプを点灯させたり、或いはスピーカから警報音を発したりすることができるので、複数の負荷機器の内、いずれかの負荷機器の故障等の異常を負荷電流値の低下として検知し、異常であることをユーザに報知することができる。
（２）入力部により負荷機器の台数の入力があると、異常電流値設定手段は入力された負荷機器の台数に基づいて設定異常電流値を算出して記憶部に記憶させて設定することができるので、負荷機器の台数が変わってもそれに応じた設定異常電流値を設定することができ、異常を正確に検知することができる。
【０００８】
ここで、負荷電流値が設定異常電流値より大きい場合又は小さい場合は、異常報知手段は異常を報知すると共に、リレー部をオフとして負荷機器への電力の供給を停止させることもでき、或いはリレー部をオンのままとし継続して電力の供給を続けることもできる。
また、異常電流値設定手段は、入力された負荷機器の台数に基づいて複数の設定異常電流値を設定することができる。これにより、検出される電流値に応じて段階的に対応することができる。例えば、設定異常電流値として、異常電流値設定手段は第１，第２，第３の設定異常電流値を設定し、異常報知手段は検出された電流値が第１の設定異常電流値を超えるとランプを点灯させ、さらに電流値が上昇して第２の設定異常電流値を超えると警告音を発生させ、さらに上昇して第３の設定異常電流値を超えるとリレー部を強制的にオフとして電力の供給を停止させることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の電子式タイムスイッチ装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記負荷機器台数に基づいて負荷電流許容値を算出し前記記憶部に記憶させる負荷電流許容値設定手段と、前記負荷電流許容値設定手段で設定された設定負荷電流許容値と前記電流検出部により検出された検出電流値とを比較する負荷電流許容値比較手段と、前記リレー部がオンの時に前記検出電流値が前記設定負荷電流許容値より大きい場合は前記リレー部をオフとする過電流防止手段と、を備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）リレー部がオンの時に、負荷電流許容値比較手段は設定負荷電流許容値と電流検出部で検出された負荷電流値とを比較し、検出電流値が設定負荷電流許容値より大きければ過電流防止手段はリレー部をオフとすることができるので、負荷機器の短絡や漏電等を負荷電流値の上昇として検知し、リレー部をオフとすることで負荷機器への電力供給を停止し、事故の発生等を防止できる。
（２）入力部により負荷機器の台数の入力があると、負荷電流許容値設定手段は入力された負荷機器の台数に基づいて設定負荷電流許容値を算出して記憶部に記憶させて設定することができるので、負荷機器の台数が変わってもそれに応じた設定負荷電流許容値を設定することができ、短絡や漏電等の発生を確実に検知することができる。
（３）異常電流値設定手段や負荷電流許容値設定手段は、負荷機器の台数に基づいて設定異常電流値及び設定負荷電流許容値を設定できるので、異常を検知した場合に段階的に対応することができる。例えば、軽度の異常を検知した場合等は異常報知手段はエラー表示のみを行う、重度の異常を検知した場合は過電流防止手段は動作時間内であっても強制的にリレー部をオフとする、異常からの回復を期待できる場合はオフとした後再びオンにする（リトライする）、または、予め設定された最大負荷電流値が検出された場合は完全にリレー部をオフとする、というように検知した異常に応じて種々に対応することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の電子式タイムスイッチ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記制御部は、前記入力部により入力された前記負荷機器台数を前記表示部に表示する台数表示手段を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）入力部により負荷機器の台数の入力があると、台数表示手段は表示部に入力された負荷機器の台数を表示部に表示することで、台数の入力操作を容易に行うことができると共に、入力された台数の確認を表示部を視認するだけで容易にできる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明の電子式タイムスイッチ装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、
（１）複数の負荷機器の内、いずれかの負荷機器の故障等の異常を負荷電流値の低下として検知し、異常であることをユーザに報知することができる電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
（２）負荷機器の台数に応じた異常電流値を設定でき、異常を正確に検知することができる電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）負荷機器の短絡や漏電等を負荷電流値の上昇として検知し、リレー部をオフとすることで負荷機器への電力供給を停止し、事故の発生等を防止できる安全性に優れた電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
（２）負荷機器の台数に応じた負荷電流許容値を設定でき、短絡や漏電等の発生を確実に検知することができる安全性に優れた電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
（３）負荷機器の台数に基づいて設定異常電流値及び設定負荷電流許容値を設定できるので、異常を検知した場合に段階的に対応することができ、検知した異常に応じて種々に対応することができる応用性に優れた電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）入力部により負荷機器の台数の入力があると、台数表示手段は表示部に入力された台数を表示することで、台数の入力操作を容易に行うことができる操作性に優れた電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
（２）入力された台数の確認を表示部を視認するだけで容易にできる使用性に優れた電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本実施の形態１における電子式タイムスイッチ装置の装置ブロック図であり、図１（ｂ）は制御部の機能ブロック図であり、図２に本実施の形態１における電子式タイムスイッチ装置の要部正面図である。
図１において、１は電子式タイムスイッチ装置、Ａは交流電源、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は交流電源Ａに並列に接続された例えば床下の換気口に設けられる複数の送風機等の負荷機器、２は交流電源Ａと負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３と接続する電力供給線、３は電力供給線２に配設され通電をオンオフするリレー部、４は電力供給線２に配設され電力供給線２を流れる電流を検出する電流検出部、５は全体を制御する制御部、６は後述の台数入力ボタンや入ボタン等からなる入力部、７は後述の液晶表示部や異常表示ランプ等からなる表示部、８は負荷機器台数等を記憶する記憶部、９は電流検出部４から出力された電流値のアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部５に入力するＡ／Ｄ変換器、１０は入力部６により入力された負荷機器台数に基づいて設定異常電流値を設定する異常電流値設定手段、１１は設定された設定異常電流値と電流検出部４により検出された負荷電流値を比較する異常電流値比較手段、１２はリレー部３がオン（閉）の時に負荷電流値が設定異常電流値より大きい場合及び／又は小さい場合に表示部７等に異常を表示したりして異常を報知する異常報知手段、１３は入力部６により入力された負荷機器台数に基づいて又は予め記憶部８等に記憶される設定負荷電流許容値を設定する負荷電流許容値設定手段、１４は設定された設定負荷電流許容値と電流検出部４により検出された負荷電流値を比較する負荷電流許容値比較手段、１５はリレー部３がオン（閉）の時に負荷電流値が設定負荷電流許容値より大きい場合はリレー部３をオフ（開）とする過電流防止手段、１６は入力部６により入力された負荷機器台数を表示部７に表示する台数表示手段である。
【００１７】
図２において、２０は電子式タイムスイッチ装置１のケーシング、２１は表示部７の液晶表示部、２２は表示部７の異常表示ランプ、２３は負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に電力が供給されると点灯する負荷表示ランプ、２４は入力部６の台数入力ボタン、２５は入力部６の入ボタン、２６は入力部６の切ボタン、２７はケーシング２０の下部に配設され交流電源Ａからの電力供給線２が接続されたねじなし端子台からなる電源接続端子台、２８はケーシング２０に下部に配設され負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの電力供給線２が接続されたねじなし端子台からなる負荷機器接続端子台である。
ここで、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数の入力は、台数入力ボタン２４を押す毎に入力値が１づつ増加して入力されるようにしてもよく、入力部６として図示しないテンキー等を用いて台数の値を直接入力してもよい。
【００１８】
以上のように構成された本実施の形態１における電子式タイムスイッチ装置１について、以下その動作を図３を用いて説明する。
図３（ａ）は設定異常電流値と設定負荷電流許容値の設定時の制御部の動作を示すフローチャートであり、図３（ｂ）は負荷機器稼動時の制御部の動作を示すフローチャートである。
まず、設定異常電流値と設定負荷電流許容値の設定時の動作について、図３（ａ）を用いて説明する。制御部５は、入力部６の台数入力ボタン２４が押され負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数の入力があったと判定すると（Ｓ１）、台数表示手段１６は表示部７の液晶表示部２１に入力された台数を表示する（Ｓ２）。なお、本実施の形態１においては、図１（ａ）に示すように交流電源Ａには３台の負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が接続されているので、通常はユーザにより３台と入力される。次に、入力された台数に基づいて異常電流値設定手段１０は設定異常電流値を算出し記憶部８に記憶して設定すると共に、入力された台数に基づいて負荷電流許容値設定手段１３は設定負荷電流許容値を算出し記憶部８に記憶して設定する（Ｓ３）。
ここで、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の消費電力を各々Ｐ（Ｗ）とし、交流電源Ａの電圧をＥ（Ｖ）とし、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数をｎ（台）とすると、異常電流値設定手段１０は、例えばｎＰ／Ｅ（Ａ）により設定異常電流値を算出して設定することができる。また、設定異常電流値を複数設定することもできる。この場合、異常電流値設定手段１０は、第１の設定異常電流値をｎＰ／Ｅ−Ｃ（Ａ）により算出し、第２の設定異常電流値をｎＰ／Ｅ（Ａ）により算出し、第３の設定異常電流値をｎＰ／Ｅ＋Ｃ（Ａ）（Ｃは予め設定される）により算出して各々設定する。
また、負荷電流許容値設定手段１３は、入力された負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数に基づいて例えばｎＰ／Ｅ＋Ｃ′（Ａ）により設定負荷電流許容値を算出し設定することもでき、或いは負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の最大負荷電流値、例えば７．８（Ａ）をユーザが入力部６を介して入力することにより設定することもできる。
【００１９】
次に、負荷機器稼動時の動作について、図３（ｂ）を用いて説明する。制御部５は、リレー部３がオン、すなわちリレー部３の接点が閉じた状態であると判定すると（Ｓ１１）、負荷電流許容値比較手段１１は、記憶部８に記憶された設定負荷電流許容値と電流検出部４で検出された検出電流値とを比較し（Ｓ１２）、検出電流値が設定負荷電流許容値より大きければリレー部３をオフ、すなわちリレー部３の接点を開とし（Ｓ１３）、処理を終了する。ここで、電流検出部４で検出された検出電流値が設定負荷電流許容値より大きくなるのは、例えば、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３において短絡や漏電が生じた場合、或いは、電力供給線２において漏電が生じた場合等である。
ステップＳ１２において、検出された電流値が設定負荷電流許容値以下であれば、異常電流値比較手段１１は、記憶部８に記憶された設定異常電流値と電流検出部４で検出された検出電流値とを比較し（Ｓ１４）、検出電流値が設定異常電流値（例えば上述した第３の設定異常電流値）より大きければ、異常表示ランプ２２を点灯させて異常を報知し（Ｓ１５）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１４において、検出された電流値が設定異常電流値以下であれば、異常電流値比較手段１１は、記憶部８に記憶された設定異常電流値と電流検出部４で検出された電流値とを比較し（Ｓ１６）、検出電流値が設定異常電流値（例えば上述した第１の設定異常電流値）より小さければ、異常表示ランプ２２を点灯させて（Ｓ１５）、ステップＳ１１に戻る。ここで、電流検出部４で検出された検出電流値が設定異常電流値より小さくなるのは、例えば、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３において故障により運転が停止した場合、或いは、電力供給線２において断線が生じた場合等である。ステップＳ１６において、検出された電流値が設定異常電流値以上であればそのままステップＳ１１へ戻る。
【００２０】
以上のように本実施の形態１における電子式タイムスイッチ装置は構成されているので、以下のような作用を有する。
（１）入力部６の台数入力ボタン２４により負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数の入力があると、入力された台数に基づいて異常電流値設定手段１０は設定異常電流値を算出し記憶部８に記憶して設定することができるので、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数に応じた設定異常電流値を設定でき、正確に異常を検知することができる。また、入力された台数に基づいて負荷電流許容値設定手段１３は設定負荷電流許容値を算出し記憶部８に記憶して設定することができるので、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数に応じた設定負荷電流許容値を設定でき、確実に短絡や漏電等の発生を検知することができる。
（２）リレー部３がオンの時に、異常電流値比較手段１１は設定異常電流値と電流検出部４で検出された負荷電流値とを比較し、検出された負荷電流値が設定異常電流値より小さければ、異常報知手段１２は表示部７の異常表示ランプ２２を点灯させることができるので、複数の負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の内、いずれかの負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の故障による運転停止等の異常を負荷電流値の低下として検知し、異常であることをユーザに報知することができる。
（３）負荷電流許容値比較手段１４は設定負荷電流許容値と電流検出部で検出された負荷電流値とを比較し、検出された電流値が設定負荷電流許容値より大きければリレー部３をオフすることができるので、負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の短絡や漏電等を負荷電流値の上昇として検知し、リレー部３をオフとすることで負荷機器への電力供給を停止し、事故の発生等を防止できる。
（４）入力部６の台数入力ボタン２４により負荷機器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の台数の入力があると、台数表示手段１６は表示部７の液晶表示部２１に入力された台数を表示することで、台数の入力操作を容易に行うことができると共に、入力された台数の確認を表示部７を視認するだけで容易にできる。
（５）異常電流値設定手段１０は、複数の設定異常電流値を設定することができるので、第１，第２，第３の設定異常電流値を設定することができ、異常報知手段１２や過電流防止手段１５は、検出された電流値が第１の設定異常電流値を超えると異常表示ランプ２２を点灯させ、さらに電流値が上昇して第３の設定異常電流値を超えるとリレー部３を強制的にオフとして電力の供給を停止させることができ、異常を検知した場合に段階的に対応することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上説明したように、本発明は、負荷機器のオンオフを制御する電子式タイムスイッチ装置に関し、特に本発明によれば負荷機器における故障や短絡、漏電等の異常を接続された負荷機器の台数に応じて正確に検知できる電子式タイムスイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）実施の形態１における電子式タイムスイッチ装置の装置ブロック図  （ｂ）制御部の機能ブロック図
【図２】実施の形態１における電子式タイムスイッチ装置の要部正面図
【図３】（ａ）設定異常電流値と設定負荷電流許容値の設定時の制御部の動作を示すフローチャート  （ｂ）負荷機器稼動時の制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２３】
１  電子式タイムスイッチ装置
２  電力供給線
３  リレー部
４  電流検出部
５  制御部
６  入力部
７  表示部
８  記憶部
９  Ａ／Ｄ変換器
１０  異常電流値設定手段
１１  異常電流値比較手段
１２  異常報知手段
１３  負荷電流許容値設定手段
１４  負荷電流許容値比較手段
１５  過電流防止手段
１６  台数表示手段
２０  ケーシング
２１  液晶表示部
２２  異常表示ランプ
２３  負荷表示ランプ
２４  台数入力ボタン
２５  入ボタン
２６  切ボタン
２７  電源接続端子台
２８  負荷機器接続端子台
Ａ  交流電源
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  負荷機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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