JPH0325093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はタイマーに関し、特にその商用交流
電源入力がオンとなつてから不定時間経過後に動
作するランダム遅延タイマーに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、タイマーは設定時刻にあるいは設定時間
経過後に各種機器や照明設備等の電源回路を開閉
するために様々な分野で用いられており、家庭用
としても、主に留守時の防犯等のために、室内外
または建物内外の一部または全部の照明を所望の
設定時刻に点灯させるのに使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような従来のタイマーを
外出前に所望の時刻に設定し、その時刻に自動的
に照明を点灯させる場合、設定時刻がたとえば毎
日夕方６時というように一定していると、防犯上
逆効果になるため毎日設定時刻を変えることが望
ましいが、このような時刻の設定を毎日やり直す
ことは予想以上にわずらわしいものであり、つい
怠りがちになるという問題があつた。

この発明は上記のような事情に鑑みなされたも
ので、その目的は、設定時刻から所定範囲内の不
定時間の経過後に照明設備等の電源をオンにする
ことのできるランダム遅延タイマーを提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は、
交流入力に同期したパルスを発生するパルス発生
手段と、周期が短かい短周期パルスを発生する短
周期パルス発生回路と、周期が長い長周期パルス
を発生する長周期パルス発生回路と、上記短周期
パルスと長周期パルスをカウントして、その和が
所定数に達した時、照明等の負荷回路の開閉手段
を作動させるための出力を発生するカウンタと、
上記交流入力がオンとなつた後上記パルス発生手
段から最初のパルスが供給されるまでは上記短周
期パルスを上記カウンタに入力させ、それ以後は
上記長周期パルスを上記カウンタに入力させるス
イツチ回路手段と、で構成されたランダム遅延タ
イマーを提供するものである。

〔作用〕

上記の構成を有するこの発明のランダム遅延タ
イマーの動作を第１図および第２図を参照しつつ
説明すると、このランダム遅延タイマーＴは通
常、市販の時刻設定用タイマー１を介してたとえ
ば周波数60ヘルツの商用交流電源２に接続され、
タイマー１がその設定時刻にオンとなつた後動作
を開始する。いま、タイマー１がオンとなつて、
ランダム遅延タイマーＴの各部に動作用直流電圧
を供給する直流電源３およびパルス発生手段４に
交流入力が供給されたとすると、直流電源３が立
上がつた瞬間から短周期パルス発生回路５はたと
えば100キロヘルツ以上というような短周期パル
スを、また長周期パルス発生回路６はたとえば周
期２秒というような長周期パルスをそれぞれ発生
し始める。これらのパルスはスイツチ回路手段７
を介してカウンタ８に供給されるが、スイツチ回
路手段７は最初は短周期パルス発生回路５からの
短周期パルスのみをカウンタ８へ入力させる状態
になつているため、カウンタ８はまず短い間隔で
供給される短周期パルスをカウントする。なお、
交流入力の１サイクル中スイツチ回路手段７が短
周期パルスをカウンタ８へ入力させ始める位相は
不定である（たとえば第２図にt₁，t₂，t₃で示す
ように）。

他方、パルス発生手段４は直流電源３が立上が
つた後交流入力に同期したパルスを発生するが、
スイツチ回路手段７が短周期パルスをカウンタ８
へ通過させている状態ではじめてこのパルス発生
手段４からのパルスがスイツチ回路手段７に供給
されると、スイツチ回路手段７は長周期パルス発
生回路６の出力パルスをカウンタ８へ入力させる
状態に切換わり、カウンタ８はそれまでカウント
していた短周期パルスのカウント数に加える形で
長周期パルスをゆつくりカウントし始める。そし
て、カウント数、すなわち入力された高周波パル
ス数と長周期パルス数の合計がカウンタ８のフル
カウント等、所定の数に達すると、カウンタ８よ
り照明等の負荷回路を開閉するための開閉手段９
にこれを閉じさせるための出力が供給され、照明
等がオンとなる。カウンタ８からの出力によつて
開閉手段９を開かせるようにすることが可能なこ
とはもちろんである。

しかしながら、直流電源３の立上り後、スイツ
チ回路手段７が短周期パルスをカウンタ８へ入力
させ始める交流入力１サイクル中の位相は不定で
あり、従つてこの位相から長周期パルスがカウン
タ８へ入力され始めるまでの時間、すなわちカウ
ンタ８による短周期パルスのカウント数は、タイ
マー６が毎日同時刻にオンとなるようセツトされ
ていても、その時その時あるいは日によつて不定
である。これは、第２図に示すように、商用交流
電源の１サイクル中のどの位相（t₁，t₂，t₃等で
示す）でタイマー１がオンとなるかが不定であ
り、従つて直流電源３が立上がる１サイクル中の
位相も不定であり、かつこの位相およびその後ス
イツチ回路手段７がカウンタ８へ短周期パルスを
入力し始めるまでの時間が温度等の周囲条件によ
る回路定数の変化によつて変化するためである。

従つて、パルス発生手段４が交流入力の位相
360゜×ｎ（ｎは整数）において（たとえば第２図
t₀で示す位相）スイツチ回路手段７を切換えるた
めのパルスを発生するものとし（ただし、これら
のパルスのうち直流電源がオンとなつた後最初の
パルスのみが有効で、それ以後のパルスによつて
はスイツチ回路手段７の状態は変わらない）、短
周期パルスの周波数が126キロヘルツ、長周期パ
ルスの周期が２秒、カウンタ８のフルカウントが
2048で、タイマー１が常に午後６時にセツトされ
ているものと仮定すると、ある日直流電源３が立
上がつた後第２図の位相t₁（60゜）でスイツチ回路
手段７が短周期パルスをカウンタ８に入力し始め
た場合、カウンタ８が126000／60×（360−60）／
360＝1750パルスの短周期パルスをカウントした
瞬間スイツチ回路手段７を切換えるパルスがパル
ス発生手段４より供給され、以後カウンタ８は２
秒に１パルスというゆつくりした速度で長周期パ
ルスをカウントするが、そのフルカウントに達す
るまでの時間は（2048−1750）×２＝596（秒）、す
なわち約10分である。従つて、この日には午後６
時10分に照明等がオンとなる。同様にして、次の
日には第２図の位相t₃（300゜）でスイツチ回路手
段７が短周期パルスをカウンタ８に入力し始めた
とすると、短周期パルスのカウント数は126000／
60×（360−300）／360＝350となり、従つて
（2048−350）×２／60＝56.6（分）、すなわち約57
分でカウンタ８がフルカウントに達し、ほぼ午後
６時57分に照明等がオンとなる。

このようにして、タイマー１が毎日同時刻にオ
ンとなるようセツトされていても、この発明のラ
ンダム遅延タイマーＴによれば、それ以後負荷回
路の開閉手段９が作動するまでの時間を一定範囲
内で自動的に変えることができる。この範囲はカ
ウンタ８のビツト数、短周期パルス発生回路５お
よび長周期パルス発生回路６等の回路定数を適宜
選定することにより任意に変えられることはもち
ろんである。

〔実施例〕

第３図にこの発明のランダム遅延タイマーの一
実施例の回路図を示し、第４図にその主要部の波
形を示す。

第３図において、直流電源３は全波整流回路と
２つの定電圧回路を有し、ランダム遅延タイマー
の各部の動作用直流電圧Vcc（15ボルト）および
リレー駆動用直流電圧RYV（24ボルト）を供給す
る。この実施例のパルス発生手段４はコンデンサ
C₁、抵抗R₁を介して入力される交流入力を方形
波に変えるシユミツト回路SM₁および反転増幅器
SM₂と、コンデンサC₂、抵抗R₂よりなる微分回
路で構成されている。なお、ダイオードD₁はシ
ユミツト回路SM₁の入力電圧をVcc以下に抑える
リミツタの役割を有する。微分回路の出力は反転
増幅器SM₃を介してスイツチ回路手段７をなすフ
リツプフロツプの入力に接続されている。抵抗
R₃、コンデンサC₃および反転増幅器SM₄はクリ
ア信号発生回路を形成し、その出力はフルカウン
ト11ビツトの２進カウンタ８のクリア入力端子
CLRに供給されるとともに、反転増幅器SM₅を
介してフリツプフロツプ７の入力に接続されて
いる。第３図ので示す点の交流入力と入力、
Ｒ入力の波形の関係を模式的に第４図に示す。

短周期パルス発生回路５および長周期パルス発
生回路６はそれぞれ抵抗R₄、コンデンサC₄およ
びR₅，C₅よりなるRC回路とシユミツト回路を含
むNAND回路G₁，G₂とで形成されており、それ
ぞれ134.2キロヘルツの短周期パルスと周期2.1秒
の長周期パルスを発生するが、これらのNAND
回路G₁，G₂のゲート入力はそれぞれフリツプフ
ロツプ７の出力端子およびＱ出力端子に接続さ
れており、その論理レベルの状態によつていずれ
か一方の出力パルスがカウンタ８のクロツク入力
端子CLKに供給され、カウントされる。いま、
交流入力がオンとなり、若干遅延して直流電源が
立上がつてVccが回路各部に供給されると、上記
の短周期パルス発生回路５および長周期パルス回
路６はいずれも発振し始める。しかしながら、ク
リア信号発生回路のコンデンサC₃が所定電圧に
充電されるまでの数秒間は反転増幅器SM₅の出力
側、すなわちフリツプフロツプ７の入力が
「Ｌ」で、出力が「Ｈ」レベル、Ｑ出力が「Ｌ」
レベルとなるため、NAND回路G₁は短周期パル
スを出力するが、ダイオードD₂の導通によつて
カウンタ８には入力されない。この間フリツプフ
ロツプ７の入力端子には交流入力に同期したパ
ルスが加えられるが、入力が「Ｌ」に保たれて
いるため、フリツプフロツプの状態は変わらな
い。

次に、第４図にt₀で示す時点でコンデンサC₃が
所定電圧まで充電されると、この瞬間増幅器SM₄
よりカウンタ８のクリア入力端子CLRにクリア
信号が供給されてカウンタ８がクリアされ、これ
と同時にフリツプフロツプ７の入力が「Ｈ」レ
ベルになる。入力が「Ｈ」でも入力に交流入
力に同期したパルスが入らない限りフリツプフロ
ツプ７の状態は変わらないため、この瞬間からカ
ウンタ８は134.2キロヘルツの短周期パルスをカ
ウントし始める。そして、第４図のτ₁で示す時点
で入力端子に交流入力に同期したパルスが供給
されると、フリツプフロツプ７の状態が切換わつ
て出力が「Ｌ」、Ｑ出力が「Ｈ」となるため、
カウンタ８は長周期パルス発生回路６からのパル
スを2.1秒周期でゆつくりカウントし始める。な
お、交流入力の周波数が60ヘルツの場合、フリツ
プフロツプ７の入力には60ヘルツのパルスが供
給されるから、短周期パルスがカウンタ８でカウ
ントされるのは最長60分の１という極めて短かい
時間である（第１図のτ₀からτ₁までの間）。

このようにして、カウンタ８の短周期パルスと
長周期パルスのカウント数の和がフルカウント
2048（＝2″）に達し、その12ビツト目の端子Ｑ１
２がオン「Ｈ」になると、開閉手段９のトランジ
スタTR₁が導通し、リレー９′が動作して、照明
等の負荷回路がオンとなる。ここで、交流入力の
１サイクル中フリツプフロツプ７の入力が
「Ｈ」となつてから入力にパルスが供給される
までの位相差（第４図のτ₀からτ₁まで）が大きい
ほどカウンタ８が早くフルカウントに達し、この
位相差が小さいほどフルカウントに達するまでの
時間が長くなることは明らかである。なお、図中
符号TPはそれぞれ要部に設けられたテストポイ
ントを示し、符号１０は交流入力が供給されてい
ることを示す発光ダイオードである（長周期パル
スのカウント中は2.1秒周期で点滅する）。

上記実施例において、交流入力の１サイクル中
フリツプフロツプ７の入力が「Ｈ」となる位相
（第４図のτ₀）は、前述したように、その時々で
異なるため、毎日同じ時刻に交流入力がオンとな
つても、リレー９′が作動する時刻は不定で、自
動的に変わる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、この発明のラン
ダム遅延タイマーは、通常のタイマーの設定時刻
から所定範囲内の不定時間経過後に照明等をオン
にすることができ、この不定時間が毎日自動的に
変わるので、特に防犯上著効を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のランダム遅延タイマーの構
成を示すブロツク図、第２図はその動作原理を説
明するための波形図、第３図はこの発明の一実施
例の回路図、第４図はその要部の波形を模式的に
示す波形図である。 １……タイマー、２……商用交流電源、３……
直流電源、４……パルス発生手段、５……短周期
パルス発生回路、６……長周期パルス発生回路、
７……スイツチ回路手段（フリツプフロツプ）、
８……カウンタ、９……開閉手段、Ｔ……ランダ
ム遅延タイマー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流入力に同期したパルスを発生するパルス
   発生手段と、周期が短い短周期パルスを発生する
   短周期パルス発生回路と、周期が長い長周期パル
   スを発生する長周期パルス発生回路と、上記短周
   期パルスと長周期パルスをカウントして、その和
   が所定数に達した時、照明等の負荷回路の開閉手
   段を作動させるための出力を発生するカウンタ
   と、上記交流入力がオンとなつた後上記パルス発
   生手段から最初のパルスが供給されるまでは上記
   短周期パルスを上記カウンタに入力させ、それ以
   後は上記長周期パルスを上記カウンタに入力させ
   るスイツチ回路手段と、で構成されたランダム遅
   延タイマー。 ２ 前記パルス発生手段がシユミツト回路と微分
   回路とによつて構成され、前記スイツチ回路手段
   が上記微分回路からの最初のセツトパルスによつ
   てリセツト状態からセツト状態に切換わるフリツ
   プフロツプよりなり、このフリツプフロツプのリ
   セツト状態においては上記短周期パルスが、また
   そのセツト状態においては上記長周期パルスが上
   記カウンタに入力されるよう前記短周期パルス発
   生回路および長周期パルス発生回路上記フリツプ
   フロツプに接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のランダム遅延タイマー。