CN106133867B - 配备有指示灯的开关 - Google Patents

Abstract

本发明的目标是提供一种配备有指示灯的开关，其中该配备有指示灯的开关在抑制在由于杂散电容而形成闭合电路的情况下发光元件误点亮的情况的同时，降低在向负载的供电停止时发光元件没有点亮的可能性。响应于使共通端子(51)在第一切换端子(52)和第二切换端子(53)之间交替地切换的切换操作，配备有指示灯的开关(5)在第一状态和第二状态之间交替地切换。在第一状态中，向(例如，照明负载(6))施加的电压为工作电压以上并且第一发光元件(例如，第一发光二极管(54))熄灭。在第二状态下，向负载施加的电压低于工作电压并且第一发光元件点亮。

Description

配备有指示灯的开关

技术领域

本发明涉及配备有指示灯的开关，并且具体涉及包括发光元件作为指示灯的配备有指示灯的开关。

背景技术

传统上，提供了在安装时背面侧要嵌入墙壁中的开关装置(例如，日本专利申请公开编号2008-171730(以下称为“文献1”))。文献1所述的开关装置包括包含共通端子、第一切换端子和第二切换端子的所谓的三向开关。该开关装置还包括电阻器和氖灯的串联电路，其中该串联电路连接在三向开关的第一切换端子和第二切换端子之间。

构造例如使用各自包括这种三向开关的两个开关装置来使照明负载ON/OFF(点亮/熄灭)的系统。在该系统中，开关装置的第一切换端子经由电线彼此连接，并且开关装置的第二切换端子经由电线彼此连接。商用电源和照明负载的串联电路经由电线连接在开关装置的共通端子之间。

在上述系统中，在照明负载处于熄灭状态的情况下，这两个开关装置中的一个开关装置的共通端子连接至第一切换端子，并且这两个开关装置中的另一个开关装置的共通端子连接至第二切换端子。这两个开关装置的氖灯由于从商用电源供给的电力而处于点亮状态。

从该状态，一个开关装置的共通端子切换到第二切换端子。然后，从商用电源向照明负载供给电力，由此使照明负载点亮。此时，流向氖灯的电流停止，使得这两个氖灯都熄灭。

如上所述，在照明负载处于熄灭状态的情况下，这两个氖灯都处于点亮状态。因此，用户可以基于来自氖灯的发光来定位开关装置的位置。

尽管文献1所公开的开关装置使用氖灯作为用以指示开关装置的位置的指示灯，但还提供了代替氖灯而是使用发光二极管(LED)的开关装置。

发光二极管的阈值电压低于氖灯的阈值电压。因此，在例如在各个电线和接地端之间或者在这些电线之间产生杂散电容、并且由该杂散电容形成闭合电路的情况下，发光二极管的误发光的可能性高于氖灯的误发光的可能性。

氖灯具有如图7的A所示的电压特性。根据图7的A，在氖灯的两端电压V1达到点亮开始电压V11的情况下，氖灯点亮，然后两端电压V1下降为点亮维持电压V12(V12<V11)(参见图7的A中的实线a1)。

图8是示出包括两个开关装置的系统的示意电路图。在该系统中，氖灯71A和电阻器72的串联电路并联连接至氖灯71B和电阻器72的串联电路，并且在并联连接的这两个串联电路的两端之间连接照明负载6和商用电源7的串联电路。在图8中，省略了三向开关的图示。

氖灯的电压特性存在个体差异。例如，假定具有点亮开始电压V11的氖灯用在这两个开关装置中的一个开关装置中，并且具有点亮开始电压V13(V13>V11)的氖灯用在这两个开关装置中的另一开关装置中。在这种情况下，在两端电压V1达到点亮开始电压V11的情况下，具有点亮开始电压V11的氖灯点亮，然后两端电压V1下降为点亮维持电压V12。

在两端电压V1下降为点亮维持电压V12之后，电压V1再次开始上升，并且在两端电压V1达到氖灯71B的点亮开始电压V13的情况下，氖灯71B也点亮。然后，两端电压V1下降为点亮维持电压V14。之后，两端电压V1逐渐上升(图7的B中的实线a2)。

在照明负载6的阻抗高的情况下，照明负载6的熄灭时的两端电压V1下降，因此氖灯71B可能无法点亮。

发明内容

本发明是有鉴于上述问题而作出的，并且本发明的目的是提供如下一种配备有指示灯的开关，其中该配备有指示灯的开关在抑制由于杂散电容而形成闭合电路的情况下发光二极管误点亮的情况的同时，降低在向负载的供电停止时发光二极管没有点亮的可能性。

本发明的一种配备有指示灯的开关包括：共通端子；第一切换端子；第二切换端子；发光元件，其连接在所述第一切换端子和所述第二切换端子之间；电阻器，其与所述发光元件串联连接，并且被配置为限制流向所述发光元件的电流；以及稳压二极管，其与所述发光元件和所述电阻器串联连接，其中，响应于使所述共通端子在所述第一切换端子和所述第二切换端子之间交替地切换的切换操作，所述配备有指示灯的开关在以下两种状态之间交替地切换：向负载施加的电压为工作电压以上且所述发光元件熄灭的状态和向所述负载施加的电压低于所述工作电压且所述发光元件点亮的状态。

附图说明

图1示出使用本实施例的配备有指示灯的开关的照明系统的示意电路图。

图2是示出使用本实施例的配备有指示灯的开关的开关装置的分解立体图。

图3的A和B是说明本实施例的配备有指示灯的开关的操作的图。

图4是示出使用本实施例的另一配备有指示灯的开关的照明系统的示意电路图。

图5是示出使用本实施例的又一配备有指示灯的开关的照明系统的示意电路图。

图6是示出使用本实施例的又一配备有指示灯的开关的照明系统的示意电路图。

图7的A和B是说明传统的开关装置的操作的图。

图8是说明使用传统的开关装置的系统的示意电路图。

具体实施方式

以下将参考附图来具体说明根据本发明实施例的配备有指示灯的开关。在以下说明中，除非另外陈述，否则如图2所示定义上下方向、前后方向和左右方向。即，板4的长边方向是上下方向，板4的宽度方向是左右方向，并且与板4的长边方向和宽度方向垂直的方向是前后方向。

图2是示出使用配备有指示灯的开关的开关装置的分解立体图。该开关装置包括器具用安装架1(以下称为安装架)、钢琴手柄式开关10和板4。

如图2所示，开关10包括开关本体100和操作手柄110。

开关本体100具有沿左右方向伸长的矩形箱状。开关本体100的前面安装有沿前后方向可移动的推式按钮101。切换机构被配置成如下：每当推压推式按钮101时，开关本体100内所容纳的配备有指示灯的开关5(参见图1)的状态发生切换。后面将说明配备有指示灯的开关5。

开关本体100的前面的左侧区域的上下方向上的中央安装有透光性灯罩102。开关本体100容纳配备有指示灯的开关5中所包括的第一发光二极管54(参见图1)。从第一发光二极管54发出的光透过灯罩102并且向着前方照射。这里，在本实施例中，第一发光二极管54构成发光元件(第一发光元件)。

开关本体100的左侧面和右侧面各自具有用以使开关本体100安装至安装架1的两个安装爪103。开关本体100的右侧面的设置有两个安装爪103的部位的周围形成有狭缝。设置有两个安装爪103的部位(该部位被称为可动片104)的前端由开关本体100以悬臂方式支撑。

因此，将可动片104的后部所设置的突起105向内按压，由此使可动片104所设置的两个安装爪103移动到开关本体100内。

开关本体100的前面的左侧区域具有以夹持灯罩102的方式设置在上下两侧、用以支撑操作手柄110的圆柱状的两个轴106。

开关本体100的后部的左右区域各自具有要插入电线的两个电线插入孔。开关本体100容纳连接端子，其中这些连接端子各自具有快速连接结构，并且电气连接至后面将说明的共通端子51、第一切换端子52和第二切换端子53。经由电线插入孔所插入的电线的芯线要连接至这些连接端子。

如图2所示，操作手柄110被形成为具有与推式按钮101的前面相比足够大的尺寸的矩形板状。操作手柄110的前面的右侧区域的上下方向上的中央形成有沿前后方向贯通操作手柄110的椭圆形孔。该孔内嵌入有透光板111。

操作手柄110的背面设置有被配置为将通过开关本体100的灯罩102照射的光引导至透光板111的棱镜。这样，利用开关本体100内所容纳的第一发光二极管54的光来对透光板111进行照明，因此该照明可以指示开关10的位置。

操作手柄110的背面(后面)还具有轴承部，其中这些轴承部设置在与开关本体100的轴106相对的部位，并且轴106以枢接方式安装至这些轴承部。轴承部保持轴106，以在开关本体100的前面在操作手柄110的左右方向上的一个侧部(左侧部)枢转地支撑操作手柄110。

因此，在操作手柄110的右侧部被向后按压的情况下，操作手柄110绕轴106所支撑的部位枢转，由此经由操作手柄110的后面所设置的突起而推压推式按钮101。

安装架1由合成树脂或金属板制成，以形成为具有要嵌入开关本体100的窗孔18的矩形框状。安装架1包括一对横梁部11和一对纵梁部12。横梁部11在长边方向(图2的上下方向)上以夹持窗孔18的方式彼此相对。纵梁部12在与横梁部11彼此相对的方向交叉的方向(左右方向)上以夹持窗孔18的方式彼此相对。即，一对横梁部11和一对纵梁部12所围成的空间是窗孔18。

一对横梁部11各自设置插入孔13，其中，在横梁部11的背面侧抵接建筑材料的前面的状态下用于使横梁部11固定到建筑材料(例如，墙壁材料)上的螺纹构件将插入到插入孔13中。一对横梁部11各自设置有螺纹孔14，其中该螺纹孔14位于比插入孔13更靠外侧(图2中的插入孔13的上侧或下侧)的位置，并且形成于左右方向的中央部。

一对纵梁部12各自设置有要分别插入开关本体100的安装爪103的多个(例如，八个)通孔15。即，开关本体100的两侧所设置的两个安装爪103分别插入相应的通孔15，由此使开关本体100以开关本体100的前端部从窗孔18突出至前侧的状态安装至安装架1。

安装架1通过在横梁部11的后面(背面)抵接建筑材料中所形成的要嵌入组件的孔的周缘部的状态下、安装至建筑材料中所嵌入的开关箱，而固定至建筑材料。即，插入上侧和下侧的横梁部11的插入孔13内的两个螺栓螺纹固定到开关箱的螺纹孔内。注意，在没有嵌入开关箱的情况下，安装架1通过使用已知的金属夹固定至建筑材料。

如图2所示，板4包括可安装至安装架1的板本体2、以及可以以可拆卸的方式安装至板本体2以覆盖板本体2的板罩3。

如图2所示，板本体2由合成树脂材料制成，以形成具有一对横片21和一对纵片22的矩形框状。这里，在板本体2安装至安装架1的状态下，一对横片21和一对纵片22所围成的窗孔20设置于在前后方向上与安装架1的窗孔18重叠的位置。

一对横片21各自在左右方向上的中央部设置有要插入螺纹构件的插入孔23。一对纵片22各自在长边方向(上下方向)上的中央部和两侧部形成有矩形的通孔24。这些横片21其中之一(图2的下侧的横片)在下端部的左右两侧设置有向着前方和下方开放的凹部25。

如图2所示，板罩3包括作为合成树脂成型体而一体形成的前壁30和侧壁31。前壁30在沿前后方向观看的情况下呈具有四个圆角的矩形形状。前壁30具有从前壁30的周缘向着中央向前凸起的曲面。前部30具有贯通前壁30的中央的窗孔32。前壁30的后面设置有挂钩部，其中这些挂钩部形成在与板本体2中的多个通孔24相对应的部位，并且插入到通孔24内以钩挂在周缘部上。

侧壁31具有侧壁31的前端连接至前壁30的周缘的环形形状。侧壁31向着前方向外侧倾斜。侧壁31在与板本体2的凹部25相对的部位具有突起。

接着，将说明根据本实施例的配备有指示灯的开关5。

图1是示出使用配备有指示灯的开关5的照明系统的示意电路图。该照明系统包括两个配备有指示灯的开关5和照明负载6(负载)。

配备有指示灯的开关5包括共通端子51、第一切换端子52、第二切换端子53、第一发光二极管54、第一电阻器55、稳压二极管56和保护用二极管57。在本实施例中，使用双向稳压二极管作为稳压二极管6。然而，稳压二极管不必是双向的，只要稳压二极管能够至少沿单方向(沿第一发光二极管54的正方向)进行工作即可。

照明负载6和商用电源7的串联电路经由电线63连接在配备有指示灯的开关5的共通端子51之间。第一切换端子52经由电线61彼此连接，并且第二切换端子53经由电线62彼此连接。在各个配备有指示灯的开关5中，每当推压开关10的推式按钮101时，共通端子51在第一切换端子52和第二切换端子53之间交替地切换。

在各个配备有指示灯的开关5中，第一电阻器55、第一发光二极管54和稳压二极管56的串联电路连接在第一切换端子52和第二切换端子53之间。此外，在第一发光二极管54的两端之间，保护用二极管57与第一发光二极管54反向并联连接。

这里，在本实施例中，第一发光二极管54是以第一发光二极管54的阳极面向第一切换端子52且第一发光二极管54的阴极面向第二切换端子53的朝向连接的，并且保护用二极管57是以保护用二极管57的阳极面向第二切换端子53且保护用二极管57的阴极面向第一切换端子52的朝向连接的。

在该照明系统中，在配备有指示灯的开关5的共通端子51连接至第一切换端子52的状态下、或者在配备有指示灯的开关5的共通端子51连接至第二切换端子53的状态下，从商用电源7输出的交流电力供给至照明负载6，由此使照明负载6点亮。此时，第一切换端子52之间的电位差和第二切换端子53之间的电位差基本为零。因此，电流没有流经第一发光二极管54，并且第一发光二极管54均没有点亮。即，在照明负载6处于点亮状态的情况下，第一发光二极管54没有点亮。

这里，在本实施例中，在使照明负载6点亮时的向照明负载6施加的电压是工作电压。

从该状态(例如，图1所示的状态)，配备有指示灯的开关5其中之一(例如，图1的左侧的配备有指示灯的开关5)的共通端子51切换到第二切换端子53。然后，照明负载6熄灭，并且交流电力供给至配备有指示灯的开关5的第一发光二极管54。

此时，各第一发光二极管54通过施加至第一发光二极管54的电压沿正方向的每半个周期内流动的电流来点亮。此外，此时，还向照明负载6供给交流电力。然而，利用第一电阻器55来限制交流电力的电流值，因此照明负载6没有点亮。即，此时，向照明负载6施加的电压低于工作电压。

这里，在如本实施例的配备有指示灯的开关5的情况那样、使用第一发光二极管54作为指示灯的情况下，由于因第一发光二极管54的阈值电压低于氖灯的阈值电压而在各电线和接地端之间或者在电线之间产生杂散电容，因此第一发光二极管54可能误点亮。

为了解决该问题，在本实施例中，稳压二极管56串联连接至第一发光二极管54。在这种情况下，即使在各电线和接地端之间或者在电线之间产生杂散电容的情况下，向第一发光二极管54施加的电压也由稳压二极管56进行钳位。因此，没有电流流向第一发光二极管54，并且第一发光二极管54没有点亮。即，可以抑制第一发光二极管54误点亮的情况。

此外，第一发光二极管54与氖灯相比具有通电电流相对于施加电压呈单调增加的电气特性。这样进一步提供了以下优点：即使在所连接的照明负载6的阻抗高的情况下，第一发光二极管54没有点亮的可能性也低于氖灯没有点亮的可能性。

注意，在电线和接地端之间产生上述杂散电容的同时，杂散电容经常在电线之间产生。因此，为了抑制第一发光二极管54误点亮的情况，优选将稳压二极管56的击穿电压设置为商用电源7的电源电压的最大值的一半以上。

假定具有点亮开始电压V21的第一发光二极管54连接至配备有指示灯的开关5中的一个配备有指示灯的开关5、并且具有点亮开始电压V22(V22>V21)的第一发光二极管54连接至配备有指示灯的开关5中的另一个配备有指示灯的开关5。在以下说明中，将具有点亮开始电压V21的第一发光二极管54称为第一发光二极管54A，并且将具有点亮开始电压V22的第一发光二极管54称为第一发光二极管54B。

在如已知的开关装置的情况那样、使用氖灯71A和71B作为指示灯的情况下，如果照明负载6的阻抗高，则即使在照明负载6处于熄灭状态的情况下，向氖灯71A和71B施加的电压也下降。结果，点亮开始电压相对较高的氖灯71B没有点亮的可能性高。

作为对比，在本实施例中，使用第一发光二极管54A和54B作为指示灯。第一发光二极管54A和54B具有通电电流相对于施加电压呈单调增加的电气特性。因此，即使在阈值电压低的第一发光二极管54A开始点亮的情况下，施加至阈值电压高的第一发光二极管54B的电压也没有下降，并且即使在照明负载6的阻抗高的情况下，第一发光二极管54A和54B没有点亮的可能性也低于氖灯71A和71B没有点亮的可能性。

因此，在向第一发光二极管54A和54B施加的电压V2达到点亮开始电压V21的情况下，第一发光二极管54A点亮(参见图3的A中的实线a3)。之后，向第一发光二极管54A和54B施加的电压V2进一步增加，并且在施加的电压V2达到点亮开始电压V22的情况下，第一发光二极管54B点亮(参见图3的B中的实线a4)。注意，在如本实施例那样、使用双向稳压二极管作为稳压二极管56的情况下，可以使用击穿电压低的保护用二极管57。注意，图3的A中的实线b1表示流经第一发光二极管54A的电流，并且图3的B中的实线b2表示流经第一发光二极管54B的电流。

图4是示出使用本实施例的另一配备有指示灯的开关5的照明系统的示意电路图。在该配备有指示灯的开关5中，保护用二极管57与第一发光二极管54反向并联连接，并且第二电阻器58串联连接至保护用二极管57。其它结构与参考图1所示的配备有指示灯的开关5的结构相同，因而这里省略了针对这些结构的说明。

如上所述，第二电阻器58串联连接至保护用二极管57，因此可以限制对第一发光二极管54的点亮没有贡献的反向电流，并且可以减少漏电流。

图5是示出使用本实施例的又一配备有指示灯的开关5的照明系统的示意电路图。该配备有指示灯的开关5包括第二发光二极管59(第二发光元件)作为保护用二极管。其它结构与参考图1所示的配备有指示灯的开关5的结构相同，因而这里省略了针对这些结构的说明。

使用第二发光二极管59作为保护用二极管以减少施加至第一发光二极管54的反向电压，由此在保护第一发光二极管54的同时提高指示灯的亮度。

图6是示出使用本实施例的又一配备有指示灯的开关5的照明系统的示意电路图。该配备有指示灯的开关5包括具有多个分割电阻器(divided resistor)55A和55B的第一电阻器55。其它结构与参考图1所示的配备有指示灯的开关5的结构相同，因而这里省略了针对这些结构的说明。

一个分割电阻器55A连接在第一切换端子52与第一发光二极管54的阳极之间。另一分割电阻器55B连接在第二切换端子53和稳压二极管56之间。这样，第一电阻器55被分割成多个分割电阻器55A和55B，由此使施加至分割电阻器55A和55B的电压下降，从而可以提高配备有指示灯的开关5整体的耐受电压。

在本实施例中，照明系统包括两个配备有指示灯的开关5和照明负载6。然而，照明系统例如可以包括一个配备有指示灯的开关5和照明负载6。在本实施例中，第一电阻器55被分割成两个分割电阻器55A和55B。然而，第一电阻器55还可被分割成三个以上的分割电阻器，并且不限于本实施例。

在本实施例中，已经说明了照明负载6作为配备有指示灯的开关5所控制的负载的示例。然而，负载不限于照明负载6，而且可以是可以利用配备有指示灯的开关5进行接通/断开的任何元件。在本实施例中，说明了发光元件(第一发光元件)和第二发光元件是发光二极管(LED)的情况作为示例。然而，第一发光元件和第二发光元件不限于该示例，而且可以是EL元件。

如通过上述实施例显而易见，根据本发明的第一方面的配备有指示灯的开关5包括共通端子51、第一切换端子52、第二切换端子53、第一发光二极管54(发光元件)、第一电阻器55(电阻器)和稳压二极管56。第一发光二极管54连接在第一切换端子52和第二切换端子53之间。第一电阻器55串联连接至第一发光二极管54，并且被配置为限制流向第一发光二极管54的电流。稳压二极管56与第一发光二极管54和第一电阻器55串联连接。响应于使共通端子51在第一切换端子52和第二切换端子53之间交替地切换的切换操作，配备有指示灯的开关5在第一状态和第二状态之间交替地切换。在第一状态中，向照明负载6(负载)施加的电压为工作电压以上并且第一发光二极管54熄灭。在第二状态中，向照明负载6施加的电压低于工作电压并且第一发光二极管54点亮。

根据参考第一方面的本发明的第二方面的配备有指示灯的开关5还包括保护用二极管57，其中该保护用二极管57与第一发光二极管54反向并联连接。

根据参考第一方面的本发明的第三方面的配备有指示灯的开关5还包括保护用二极管57，其中该保护用二极管57与第一发光二极管54反向并联连接。第三方面的配备有指示灯的开关5除作为电阻器的第一电阻器55外，还包括第二电阻器58。第二电阻器58串联连接至保护用二极管57，并且连同保护用二极管57一起与第一发光二极管54并联连接。

在根据参考第二方面或第三方面的本发明的第四方面的配备有指示灯的开关5中，稳压二极管56是双向稳压二极管。

在根据参考第二方面至第四方面中任一方面的本发明的第五方面的配备有指示灯的开关5中，所述保护用二极管是与作为发光元件的第一发光元件(第一发光二极管54)不同的第二发光二极管59(第二发光元件)。

在根据参考第一方面至第五方面中任一方面的本发明的第六方面的配备有指示灯的开关5中，稳压二极管56的击穿电压的电压值是商用电源7的电源电压的最大值的一半以上。

在根据参考第一方面至第六方面中任一方面的本发明的第七方面的配备有指示灯的开关5中，第一电阻器55包括多个分割电阻器55A和55B。多个分割电阻器55A和55B在第一切换端子52和第二切换端子53之间彼此串联连接。

Claims (5)

1.一种配备有指示灯的开关，其特征在于，包括：

共通端子；

第一切换端子；

第二切换端子；

发光元件，其连接在所述第一切换端子和所述第二切换端子之间；

电阻器，其与所述发光元件串联连接，并且被配置为限制流向所述发光元件的电流；

保护用二极管，其与所述发光元件反向并联连接；以及

稳压二极管，其与所述发光元件同所述保护用二极管的并联电路和所述电阻器串联连接，

其中，

所述稳压二极管是双向稳压二极管，以及

响应于使所述共通端子在所述第一切换端子和所述第二切换端子之间交替地切换的切换操作，所述配备有指示灯的开关在以下两种状态之间交替地切换：向负载施加的电压为工作电压以上且所述发光元件熄灭的状态和向所述负载施加的电压低于所述工作电压且所述发光元件点亮的状态。

2.根据权利要求1所述的配备有指示灯的开关，其特征在于，

还包括除作为所述电阻器的第一电阻器外的第二电阻器，所述第二电阻器串联连接至所述保护用二极管，并且连同所述保护用二极管一起与所述发光元件并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的配备有指示灯的开关，其特征在于，

所述保护用二极管是与作为所述发光元件的第一发光元件不同的第二发光元件。

4.根据权利要求1或2所述的配备有指示灯的开关，其特征在于，

所述稳压二极管的击穿电压的电压值是电源电压的最大值的一半以上。

5.根据权利要求1或2所述的配备有指示灯的开关，其特征在于，

所述电阻器包括多个分割电阻器，以及

所述多个分割电阻器在所述第一切换端子和所述第二切换端子之间彼此串联连接。