JPS5843877B2 - 照明灯の定時刻自動消灯乃至減光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フォト・ダイオード、Ｃ６Ｓ光導電セル等の
光感動素子を用いて、周囲の明るさに応じ、自動的に負
荷としての街路灯、各種構内灯、広告照明灯を点滅する
公知の自動点滅機能に加え、夜間、殊に深夜の照明を不
要とする用途にも良く適合するように、任意に予じめ定
めた強制消灯時刻にての消灯機能を有し、日没後から強
制消灯時刻迄の日々変化する時間差を日中時間を演算、
把握する回路系で日々、補償するようにした電子回路系
による定時刻自動消灯装置に関し、必要に応じて設置場
所の緯度補正も簡単に行えるようにしたものである。

周知のように、単なる点滅機能のみから成る自動点滅装
置では、日が落ちる頃から翌日の明は方送、これに接続
した負荷照明灯は点灯したままになっている。

一般に、夜間は点灯したままで良いように思われがちだ
が、街路灯にしても場所によっては深夜には消灯しても
差仕えない場合があるし、構内灯等でも夜の更けるのを
待たずして不要となることが多く、ましてや広告照明灯
等では人通りの途絶える深夜では宣伝効果が薄くなるた
め必要のないことが多い。

従って、上記の装置では、深夜から未明にかげての点灯
は徒らに電力を浪費させているに過ぎないことになる。

従来からも、こうした点に鑑で、夜間消灯を図った機構
も開示されてはいるが、年間を通じて使用者が設定した
定時刻に消灯を図るには問題を含んでいるものが多い。

つまり、自動点滅器が点灯作動をしてから一定時間後に
消灯するようなものでは、自動点滅器の点灯作動時刻を
仮に日没時と割り切って考えても、日没時刻は一年を通
じて変化し、夏至と冬至とでは場所にもよるが周知のよ
うに約二時間半ものずれがあり、従って消灯時刻もこれ
に従って変化してしまうことになる。

これを避けるために、タイマを組込んだものもあるが、
これでは常にタイマを駆動させておかねばならず、また
同期電動機を直接駆動源とするものでは停電すると以後
の点灯・消灯動作時刻が狂い、時刻修正のために作業員
が派遣されて（る迄、何日間にも亘り点灯及び消灯時刻
が狂ってしまうために、停電補償等が必至となるし、そ
のために構造自体も徒らに複雑、高価になる。

本出願人にあっても、こうした電気時計等のタイマ手段
に代えて、カム機構等を応用し、−年の各日に応じての
日没時間に対応したカム位置を基準に日毎に変わる日没
時間−消灯時間の時間間隔を補正する装置を発明（特開
昭５２−１０７５７８号）し、比較的簡単な構成で信頼
性の高い定時刻消灯に成功しているが、本発明は、更に
これを発展させんとしたものである。

即ち、本発明は、予め使用者が設定した強制消灯時刻を
年間を通じて確保する装置として時間計算系を純電子的
な装置とした自動消灯装置とし、また、実際に点灯した
時刻から演算するのを原則とせず、日中時間を演算して
日没時刻、ひいては日没時刻から強制消灯時刻迄の時間
をその日毎に定める方式を採るようにし、従って、使用
開始に当って、その月日の設定等はする必要もないもの
とするのを主目的とすると共に、付随的には停電があっ
ても、停電時間の長さに無関係に少（とも停電の終わっ
た日の翌日からは正規の強制消灯時刻を守り得るように
することとか、設置場所の緯度補正も簡便であることを
も狙ったものである。

尚、複数台の照明灯手段に対しては、点灯台数を減らす
間引き運転も可能であるし、消灯に代えて減光も可能な
ものとしている。

以下には本発明の実施例に就き詳記するが、その前に本
発明の原理に就き説明を施しておく。

毎日一定時刻に接点を開くタイマ等を用いずに、定めら
れた強制消灯乃至減光時刻（以下単に強制消灯時刻と記
す）を守るための条件としては、先づ第一に、日没時刻
を基準にして強制消灯時刻は何時間後と定めるのが良い
。

というのも、日没検知は通常５１Ｘ程度の照度として天
候にあまり左右されずにフォト・ダイオードやＯｄＳ光
導電セル等で簡単に検知できるからである。

而して、既述のように、日没時刻は日々変化する訳であ
るから、日没時刻から何時間後と定めるにもその日毎に
定めねばならず、画一的にしてしまっては実際の強制消
灯時刻は大幅にずれてしまう。

これを避けるのに、−年間の各日の日没時刻を電子的に
記憶させておいたり、或いはカム機構等により等何曲に
記憶させたり（因みに先掲の本出願による特許出願はこ
の方式を採っている）すれば、ある基準となる日の日没
に対してどの程度早いか遅いかにより、消灯乃至減光時
刻迄の時間を調整することができる。

而し、この方式では、電子的な記憶素子を用いるにも成
る程度の容量が必要で回路構成は複雑になり、揮発性素
子を用いれば常時記憶部を電気的に付勢しておかねばな
らず、不揮発性素子を用いても一日毎に対応した情報を
読み出すには特殊な回路系とか機械系を必要とするし、
カム機構による場合も製作は比較的面倒で精度も要求さ
れ、またスペース的にも嵩ぼる、という不利がある。

加えて、最初に装置を始動する際には、その始動月日に
装置の記憶部の月日の方を合わせなげればならない手間
もある。

従って、本発明では、これとは別の思想を模索した結果
、毎日の日没時刻の変化を日中時間の長さの変化として
把えるという思想に基き、毎日、日出から日没迄の時間
を実際に計測することにより、日没から強制消灯時刻迄
の時間を計算するようにしたのである。

この思想を具体的な例を挙げて理解の一助としておく。

第１図には東京における年間の特定の日の日出時刻、日
没時刻、日中時間を示し、今、夜１１時（２３時）に強
制消灯乃至減光するものと仮定する。

図中のｓＲは日出時刻、ＳＤは日没時刻を示す矢印で、
２３時の所には後述の回路系における消灯命令（オフ命
令）乃至は減光、間引き命令等を抱括して矢印ＯＦＦを
付している。

第１図Ａは２月２０日頃のタイムチャートであるが、日
没ＳＤの時刻は１８時、従って２３時のＯＦＦ’時刻迄
は５時間である。

日没からこの強制消灯乃至減光時刻（同時に以下強制消
灯時刻として包括する）迄の時間はＴＮとしてお（。

一方、この日の日出ＳＲの時刻は５．８時であるから、
日中時間ＴＤはＩ２．１時間ある。

同様に第１図Ｂは６月２０日頃、第１図Ｃは９月１８日
頃、第１図りは１２月２７日頃を示し、図Ｂの６月２０
日頃では日中時間Ｔ Ｄ ＝ １５．８（ｈ）に対して
日没時刻ＳＤは１９．６時に移行し、強制消灯時刻２３
時迄の日没後点灯継続時間Ｔ Ｎ ＝ ３．４（ｈ）と
なり、以下同図Ｃの９月１８日頃ではＴＤ ＝ １３．
４（ｈ）、５Ｄ＝１８．３時、ＴＮ二４．７（ｈ）、同
図りの１２月２７日頃ではＴＤ−１１，０（ｈ）、５Ｄ
＝１７．２時、Ｔ Ｎ ＝ ５．８（ｈ）となっている
。

而して、日中時間ＴＤを横軸に、日没後点灯継続時間Ｔ
Ｎを縦軸に採って第２図に第１図のＡ〜Ｄに就き各対応
する点ＰＡ−ＰＤをプロットしてみると、略々直線関係
上に乗ることが解かる。

従って、日中時間ＴＤに対し、日没後点灯継続時間ＴＮ
は略々直線関係にある。

ということは、ＴＮ＝ａ−ＴＤ＋ｂ；ａ＜ｏ、ｂ＞ｏ−
（１）なる簡単な式が成立し、ａ、ｂは点ＰＡ−ＰＤ等
のプロット部を二ケ所程選んで連立方程式により解けば
求められる。

式を解（ためのプロット点は、直線ＬＴが実際の総ての
日のＴＤ、ＴＮの関係と最も平均的に誤差が少（なるよ
うに設計的に採るのが良い。

図示の場合は点ＰＢと点ＰＤを通る直線を求めていて、
点ＰＡ、点Ｐｃは微かずれるが、問題はない。

これにより、その日その日で日中時間ＴＤを計測すれば
、月日を知ることなく、上記（１）式により、その日に
必要な日没後点灯継続時間ＴＮが簡単に求められる。

ところで、この場合、直線ＬＴは東京において２３時に
強制消灯する際の関係を示している。

而して、仮に２２時を強制消灯時刻とするなら、点灯継
続時間ＴＮは直線ＬＴで示されるよりも一時間短くなる
ような直線ＬＴで表されることが容易に理解されよう。

この例を右行して一般的に謂えば、強制消灯時刻を設定
するには、直線ＬＴを平行移動すれば良いことになる。

これは結局、（１）式のｂを操作して適当な値に選べば
良いことに帰着し、上記（１）式を有する電子回路計算
系では全く簡単な操作となる。

実際は成る基準となる強制消灯時刻に対応する基準定数
ｂ８を選んで、使用者側でその時刻に対し±Ｊｔの時刻
補正を行なってｂ＝ｂ、±Ａｔの演算を回路系にてなさ
しめるようにするであろうが、こうしたことは全く設計
的な事項である。

ともかくも、以上のことから、各日毎に実際に日中時間
を演算乃至計測すれば、その日がいつであるかを知るこ
となく、設計的な式（１）により、その日の日没から強
制消灯時刻迄の点灯継続時間を知り得ること、従って日
没時刻から計算した点灯継続時間経過時に照明灯に対し
て消灯、減光命令を発することができるのではないかと
いうこと、また、強制消灯時刻の設定・調整は既存の適
当な電子的計算系に（１）式を与えておけば簡単な平行
移動操作で良いこと、等が判明した。

蓋し、これが本発明の原理であるが、ここでは更に進ん
で実際上、有力な実施例となる緯度補正に就いて述べて
おく。

第１，２図にては、東京を仮定しているが、周知のよう
に、設置場所の緯度が変れば日中時間ＴＤと日没後の点
灯継続時間ＴＮとの関係は変化する筈である。

而し、この変化は、先掲の第２図中の関係直線ＬＴを平
行移動すれば済む問題であることが判明している。

これは天文学の理論が和実に示す自明の事項であるが、
試みに第１図示の東京の場合のＢとＤに対応させて長崎
と根室の場合の各数値を挙げると次のようになる。

簡単のために強制消灯時刻は先の例に挙げたと同じ２３
時としておく。

長崎 根室 Ｂ ６／２０ ＳＲ＝ ５．２時 ＝３８６時Ｓ
Ｄ二１９．５時 ＝１９．０時 ＴＩ）＝ １４．３（ｈ） ＝ １５．４（ｈ）ＴＮ
＝ ３，５（ｈ） ＝ ４．０（ｈ）Ｃ１２／２７
ＳＲ＝ ７，３時 ＝６．８時５Ｄ＝１７．３時 ＝
１５．８時 ＴＤ＝ １０．０（ｈ） ＝ ９．０（ｈ）ＴＮ＝
５．７（ｈ）＝７．２（ｈ） ここで、ＴＤとＴＮとの関係を夫々長崎の場合の対応す
る点ＰＢ’ ｔ Ｐ Ｄ’と根室の場合の対応する点Ｐ
ｉ、Ｐｒ！ｆとを東京の場合の先掲の点Ｐ Ｂｓ Ｐ
Ｄと共に第３図にプロットし、強制消灯時刻０ＦＦ＝２
３時で示して画点を結ぶ直線を引（と（実際は他の日の
点もプロットして誤差の少いものとしている）、東京の
関数直線ＬＴに対し、長崎の場合を示す直線ＬＮＧ、根
室の場合の直線Ｌ ＮＥ ＋坪行な関係で満足され得る
ことが理解されよう。

従って、緯度補正も上記（１）式の定数すの選択で済む
問題であり、電子的な計算回路系へ場所に応じた値を設
定することは既存の回路技術で簡単になし得ることにな
る。

以上の原理に則った本発明の好ましい実施例に就き、第
４図に即し以下に説明する。

先づ、日中時間ＴＤの計測のために、日出を検知するが
、これは既存のフォト・ダイオード、ＣｄＳ光導電セル
等の光感知素子１で５１Ｘ程度の照度検知という形で簡
単に行える。

この日出検知乃至日出に対応する照度検知は検知系２を
介して日出検知信号として日中時間計算系３に送られる
。

日中時間計算系はこの日出検知信号を受けてから、局部
発振器等の時間要素４の刻む時間を基準に時間の計算を
始める。

時間要素４は適当な電源により常時駆動されていても、
この種の回路は消費電力も少いために差仕えはないが、
望ましくは日出検知信号で始動するように図り、後述の
如く役目を終えた所で停止乃至リセットされる方が無駄
がない。

日出後は、照度は徐々に上昇し、天候のすぐれない日で
も数十分乃至数時間後には５，０ＯＯｌｘ程度に送主る
。

この実施例では、最悪の天候の場合で、もつとも長くこ
の５，０００１Ｘに到達する時間を予め定めておいて、
その時間迄に光感知素子１が５，０００１ｘを感知系５
で感知しなかった場合には日中時間計算系３の動作を停
止し、リセットするようにしている。

これは、実際に製品化した場合、特定の具体的回路構成
によっては起こり得る本装置の不都合な動作を防ぐため
であるが、これに就いては後述する。

逆に謂って、この実施例では、５，０００１Ｘの感知系
５、謂わば日中感知系５が上記の所定時間以内に日中を
感知すると、日中時間計算系３はそのまま時間計算を実
行していく。

やがて、夕方になると、照明灯６を点灯する必要がある
。

一般には日没と共に点灯させるが、本発明の場合、上記
の原理から理解されるように点灯開始時刻は強制消灯時
刻の維持に何の関係もない。

従って、図中仮想線で示すように手動のスイッチＳによ
り適当な継電器等の照明負荷点滅スイッチ７を介し任意
の時刻に点灯させても良いが、最も便利な使用法として
は、日没以前でも照明灯が必要な暗さ、例えば５０１Ｘ
程度を光感知素子１によって検知し、その時に感知系８
を介して点灯信号を発し、閉命令系９の閉（ＯＮ）信号
でスイッチ７を作動させ、照明灯６を日没を待たずして
点灯させてしまうことである。

このようにすれば、天候の晴、曇等に応じて必要な暗さ
になった時に、日没時刻の如何に係らず照明を行え、極
めて便利である。

日没を向かえると、大体５１Ｘ程度の照度となるから、
これを再び光感知素子で検知し、日没感知系１０から日
中時間計算系３に日没検知信号を送る。

これにより、日中時間計算系では、先掲の日出検知信号
を受けた時からこの日没検知信号を受けた時点迄の日中
時間ＴＤを把握し、この時間情報を日没後点灯継続時間
計算系１１に送る。

この計算系１１には、上記（１）式、或いはより正確な
計算式が与えられていると共に、通常可変抵抗ダイヤル
操作等で済む強制消灯時刻設定手段１２及び緯度補正手
段１３が附属していて、使用者或いはメーカ側で−［記
（１）式中のｂを操作する等して必要な強制消灯時刻及
び設置場所の緯度情報も予め与えられている。

而して、点灯継続時刻を計算するに伴い、時間要素４の
発する標準時間情報に則って、計算値に実際の時間が至
ると、日没後点灯継続時間計算系１１は開（オフ）命令
系１４を介してオフ情報を出し、この信号はスイッチ７
をして照明灯を消灯するように働き、もって目的が達せ
られろ。

以後、時間要素４は役目を失うから、翌日の日出検知信
号によって再び標準時間を刻み出す迄休止するように、
先掲のオフ命令によって同時に停止させて差仕えない。

尚、開命令系１４は、上記した本発明の原理からすれば
当業者に極めて容易に組むことができるが、−例を挙げ
れば、日没後点灯継続時間計算系１１からの計算値信号
乃至データを一人力に受け、他入力に日没後からの実際
の経過時間データを受けるデジタル・コンパレータ等を
用意し、両データが同じ値になった時、即ち、所定通り
に強制消灯時刻に至った時にこのコンパレータが発生ス
る信号で電気機械的リレーの稼動回路をスイッチングさ
せたり、或いはまたトライアック等の半導体素子のゲー
ト回路に作用してその主電流線路を開いたりすることが
考えられる。

同様に、既述の点灯照度検知系８も、適当な閾値、例え
ばこの実施例で想定した５ ０ Ｌｘに相当する閾値で
出力信号の状態を反転させる構成のものを用い、その信
号で先の開命令系とは逆にリレーやトライアック等の導
通作用を及ぼす通常のスイッチング回路構成やゲート回
路構成を有する閉命令系９を動作させれば、この原理的
実施例の構成は全うされる。

更に、この実施例では、日出、日没は５１Ｘ程度の照度
として定義したが、勿論、この値近辺で任意の値で差仕
えない。

従って、この明細書でいう日出、日没とは、日出乃至朝
、日没乃至夕を夫夫表徴するのにふされしいように予め
定めた照度となった時刻を謂う。

ところで、照明灯−基に対して本装置を一台宛配するの
は無駄があり、一般に照明灯は複数となろうが、その場
合、消灯命令（オフ命令）で全基−斉に消灯させるので
はなく、その中の何台かを消灯させるような謂わば間引
き運転をするようにスイッチ７を構成したり、或いは消
灯でなく減光させるための減光機構をスイッチ７に代え
て用いたりしても良いことは自明であろう。

勿論、間引き、減光は両立し得るものである。

また、間引きした場合、点灯状態に維持されたまま残っ
た照明灯群とか減光はされても一応点灯状態となった照
明灯群の消灯は、既存の自動点滅装置と同様に翌朝の日
出と共に光感動素子１によりなしても良いことはすぐに
察せられるであろう。

更に、照明灯をい（つかのグループに分けて、各グルー
プ毎に強制消灯（間引きを含む）乃至減光時刻を変える
等ということも、日没後点灯継続時間計算系を各グルー
プ毎に備え、各必要情報を与えておけば簡単に行える。

本実施例の場合、停電にも極めて強いものとなっている
。

即ち、日没後から日出の間の停電がスイッチ７に影響を
及ぼしたとしても、翌日の日出検知から始まる計算系に
は何の影響も及ぼさない。

ところで、日出、日没検知系２，１０は、具体的な公知
回路技術を援用しての回路構成上、一体化されて組まれ
ることも予想される。

即ち、上述したように、日出も日没も例えば５１Ｘとい
うように同じ照度値として定めた場合、日出検知として
、低から高の照度変化で５１Ｘを横切った場合に先づ最
初のパルスを出し、この最初のパルスで日中時間計算系
３を稼動し、高から低の日没における照度変化で５１Ｘ
を横切った時に第二のパルスを出して日中時間計算系の
稼動を止めるということを予定して回路を組む（もつと
も、成る程度のヒステリシスを設けることは普通に行な
われることである）ことがあるが、実際には変化の方向
には係らずに、５１Ｘをまさに横切る度にパルスを出す
という回路となることが多い。

そうした場合、日中に停電があって、同じく日中にこの
停電が復旧したとすると、復旧時に本装置に電源が投入
されたことになるから、復旧に伴う第一パルスの発生が
各基の定常状態となる前に行なわれ、このパルスが無効
とされ、日没時の５１Ｘ照度検出に基づく、本来は第二
のパルスが最初のパルス即ち、日中時間計算系３を駆動
するパルスとなってしまうことがある。

そこで、このようなおそれのある回路を組んだ場合には
、当該パルスが出てから所定時間内に例えば既述の５，
０００１Ｘを検知しないと日中検出系５がその旨、検知
しないという信号を出し、日中時間計算系３を停止、リ
セットするようにしておけば、日没の５１Ｘを横切った
状態から夜中を経て翌朝の５１Ｘを再度横切っての第二
パルスが出るまで、誤った時間を計数し続けるという愚
を避けることができる。

勿論、停電復旧後、点灯照度検出系８が夕刻においてこ
の場合、５０１Ｘを検出し、照明灯を点灯させた場合、
その田ま照明灯を強制消灯させる信号が出ないから、そ
の日の夜中から翌日の昼間も点灯しっばなしになるが、
翌日の強制消灯乃至減光時刻には、当該翌日の日出から
は正規の本装置動作が保障されるから、確実に消灯乃至
減光される。

即ち、−日だけ、無駄に点きはなしにされるが、保守、
点検のための作業員派遣の用がない長所は大きいものが
ある。

勿論、逆に、日中検出系５が所定時間内に５０００１！
Ｘを検出しない時には、この時点で、既に点灯している
照明灯を消灯乃至減光させても良い。

但し、上記仮定した回路構成以外の公知技術を援用した
回路構成として、５１Ｘの上であるか下であるかによる
連続的な検知信号に基づいて日中時間計算系を選択的に
稼動、停止させるようにした場合は、日中検出系５は特
には必要ない。

そうした場合、日中に停電があると、停電復旧時から日
没までの時間が日中時間ＴＤとして計数されるから、（
１）式より、ＴＮは反比例的に長くなり、その日の強制
消灯時刻は勿論守れないが、同様に作業員を派遣する必
要もな（、翌日からは正規動作が保障される。

いづれにしても、これ等の配慮は実施例的事項である。

この望ましい実施例による場合、各検知系２゜５．８．
１０は夫々の所定の照度で検知信号を出すが、このよう
な用途には受けとる光量に対して対応した出力の出せる
フォト・ダイオード、ＯｄＳ等が光感動素子１として有
利であるが、バイメタル形式のものを用いても、接点位
置を段階的に変えるとか接点位置の異なるものを複数用
いるとかすれば援用することができる。

尚、常夜灯等を使用する場合は、日没検知で始動し、日
出検知で切るようにするだけでも良い。

また、照明灯を点灯させるための光感知素子と、日出、
日没検知用の光感知素子は、原理的には別個の素子で良
いが、上記実施例のように共用するのが合理的である。

以上、詳記のように、本発明は、純電子的で簡便、小型
な装置で年間を通じ使用者の設定した定時刻に照明灯手
段を消灯乃至減光し得、しかも、設置したその日から実
際に日中時間を計測して強制消灯時刻迄の日没時刻（予
め定めた照度、例えば５１！Ｘとなる時刻）からの時間
を得、その時間経過後に消灯乃至減光をなすため、設置
日の如何に係ることもな（、従って設置日を装置に与え
る必要もない上に、点灯時刻は任意に選べるから、日没
以前でも適当な暗さで点灯を開始することができ、また
根本的に省電力である等の顕著な効果を呈する。

【図面の簡単な説明】

第１図は東京における年間の日出、日没時刻の変化及び
日中時間、設定した強制消灯時刻迄の日没後点灯継続時
間の変化の説明図、第２図は第１図中の日中時間と日没
後点灯継続時間の関係図、第３図は東京、長崎、根室の
各所における第２図同様の関係図、第４図は本発明の好
ましい実施例の概略構成図、である。 図中、１は光感知素子、２は日出検出系、３は日中時間
計算系、４は時間要素、５は日中検知系、６は負荷とし
ての照明灯、８は点灯照度検知系、１０は日没検知系、
１１は日没後点灯継続時間計算系、１２は強制消灯時刻
設定手段、１３は緯度補正手段、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 手動又は点灯周光感知素子の点灯照度検出により点
   灯された照明灯を強制消灯乃至減光時刻とした定時刻に
   消灯乃至減光させる装置であって、日出、日没の各対応
   する照度を検出する日出、日没検知月光感知素子を有す
   ると共に、該日出、日没検知月光感知素子の日出検知か
   ら日没検知迄の日中時間ＴＤを計測し、該計測した日中
   時間ＴＤ及び上記強制消灯乃至減光時刻から、日没時刻
   と上記強制消灯乃至減光時刻間の日没後点灯継断時間Ｔ
   Ｎを、ａ、ｂを定数として式ＴＮ：＝ａ・ＴＤ＋ｂより
   演算する電子的計算系を有し、日没検知後、該演算した
   日没後点灯継続時間ＴＮとなった時刻に上記照明灯を消
   灯乃至減光させることを特徴とする照明灯の定時刻自動
   消灯乃至減光装置。 ２ 日出、日没検知月光感知素子は点灯周光感知素子を
   兼ねていることを特徴とする特許請求の範囲１に記載の
   装置。