CN107211510A - 开关装置和开关系统 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种使用遥控继电器且实现配线作业的施工性的提高的开关装置和开关系统。本发明所涉及的开关装置(1)使用于开关系统，该开关系统构成为使遥控继电器(3)进行通断并且从遥控变压器(2)供给遥控继电器(3)的驱动电力。开关装置(1)具备电源电路(11)、电源输入端子(12)、控制端子(13)、触摸开关部(14)以及控制部(15)。控制部(15)构成为生成与从触摸开关部(14)发送的信号对应的控制信号，并经由控制端子(13)将控制信号发送至遥控继电器(3)来使遥控继电器(3)进行通断。

Description

开关装置和开关系统

技术领域

本发明涉及一种开关装置和开关系统。

背景技术

以往，提出了一种开关系统，该开关系统具备与操作相应地切换多台照明器具的点亮状态的多台第一开关装置以及使与多台第一开关装置对应的多台照明器具同时熄灭的第二开关装置(参照文献1[日本公开特许2014-120789号])。

第一开关装置具备与照明器具和商用交流电源串联连接的开关元件。第一开关装置通过使开关元件接通和断开，来使照明器具点亮和熄灭。另外，第一开关装置具有与预先设定的调光水平相应地、阶梯式地切换照明器具的分级调光功能。

第二开关装置与操作相应地将无线电信号发送至多台第一开关装置，使多台照明器具同时熄灭。

各开关装置具备具有AC/DC转换部和LDO(Low Dropout：低压差)稳压器的电源电路。AC/DC转换部将从商用交流电源供给的交流电力转换为直流电力。并且，通过LDO稳压器将转换得到的直流电力降压至规定的电压。

另外，在文献1所记载的开关装置和开关系统中，在照明负载的供电通路中插入有开关元件，需要使电流容量较大的电流流过的开关元件。因此，在文献1所记载的开关装置中，散热等对策是必须的。另外，当要由一个开关装置控制多个照明负载时，在开关装置中必须具备多个开关元件，从而导致开关装置的形状变大。

因此，通过代替使用开关元件而将由开关装置控制的遥控继电器插入照明负载供电的供电通路，能够解决开关元件所致的开关装置的散热和开关装置大型化等问题。

然而，在使用遥控继电器的情况下，开关装置需要另外供电用的配线，而施工时的作业有可能增加。

发明内容

本发明是鉴于上述事由而完成的，其目的在于提供一种能够使用遥控继电器且因配线作业的简单化而能够实现施工性的提高的开关装置和开关系统。

本发明所涉及的一个方式的开关装置使用于开关系统，该开关系统构成为使在从外部电源向照明负载供电的供电通路中设置的遥控继电器进行通断，并且从遥控变压器供给所述遥控继电器的驱动电力，所述开关装置具备电源电路、电源输入端子、控制端子、触摸开关部以及控制部，所述电源电路构成为经由所述电源输入端子从所述遥控变压器被供给所述驱动电力，基于所述驱动电力生成使所述控制部和所述触摸开关部驱动的动作电力，所述触摸开关部构成为从所述电源电路被供给所述动作电力，将与对所述触摸开关部的操作相应的操作信号发送至所述控制部，所述控制部构成为生成与从所述触摸开关部发送的所述操作信号对应的控制信号，并经由所述控制端子将所述控制信号发送至所述遥控继电器来使所述遥控继电器进行通断。

本发明所涉及的一个方式的开关系统具备所述开关装置、所述遥控变压器以及所述遥控继电器，所述遥控变压器的初级侧与外部电源电连接，所述遥控变压器的次级侧与所述电源输入端子电连接，所述遥控继电器经由所述开关装置而与所述遥控变压器的次级侧电连接。

附图说明

图1是实施方式1的开关系统的系统结构图。

图2是实施方式1的开关装置的主视图。

图3是实施方式2的开关系统的系统结构图。

图4是实施方式3的开关系统的系统结构图。

具体实施方式

实施方式1～实施方式3分别是关于开关装置和开关系统，特别是关于使用遥控继电器来控制照明负载的开关装置和使用该开关装置的开关系统。参照图1～图4详细地说明本发明的实施方式所涉及的开关装置1和开关系统。在以下的各实施方式中，例示嵌壁型的开关装置1。但是，能够将本发明的技术思想应用于嵌壁型以外的开关装置1。此外，在以下的说明中，只要没有特别禁止，则在图2中规定上下左右各方向。另外，将垂直于纸面的方向设为前后方向，将纸前面设为前方，将纸背面设为后方。

(实施方式1)

参照图1和图2说明本实施方式的开关装置1。

首先，参照图1说明开关装置1的电路结构。开关装置1具备电源电路11、电源输入端子12、控制端子13、触摸开关部14以及控制部15。此外，电源输入端子12为一对端子，构成为从开关装置1的外部供给交流电力。另外，控制端子13为一对端子，构成为将信号发送至开关装置1的外部。

电源电路11具备整流电路、降压电路等。整流电路例如由二极管桥等构成，将从电源输入端子12输入的交流电压、交流电流(驱动电力)整流成脉动电压、脉动电流。降压电路例如由DCDC转换器等构成，将从整流电路输入的脉动电压降压至规定(例如5V)的直流电压。电源电路11将通过降压电路降压后的直流电压(动作电压)供给至触摸开关部14、控制部15等。

触摸开关部14具备传感器电路。触摸开关部14在安装有传感器电路的传感器基板的表面形成有多个电极。传感器电路构成为间接且个别地测量在多个电极与接地之间产生的静电容量。并且，传感器电路构成为在静电容量的测量值超过规定的阈值而变化时，判断为人体(特别是手指)靠近了各电极、即进行了触摸操作。传感器电路(触摸开关部14)构成为将表示进行了触摸操作的操作信号发送至控制部15。

控制部15构成为使一个控制端子13与一个电源输入端子12之间的导通进行通断。例如，控制部15具备开关元件(开关部)150，构成为接收来自触摸开关部14的操作信号，而使开关元件150接通，由此使一个控制端子13与一个电源输入端子12之间导通。另外，通过使开关元件150断开，来切断一个控制端子13与一个电源输入端子12之间的电路。也就是说，开关元件150的一端经由一个电源输入端子12而与遥控变压器2电连接。开关元件150的另一端经由一个控制端子13而与遥控继电器3电连接。开关元件150构成为将通过与操作信号对应地使电源输入端子12与控制端子13之间的导通进行通断所生成的信号作为控制信号发送至遥控继电器3。

接着，参照图2简单地说明本实施方式的开关装置1的构造。开关装置1嵌入配设在设置于墙壁10的嵌入孔中。开关装置1具备设置于前表面并能够由人操作的面板141和板142。面板141利用聚碳酸酯等具有透光性的合成树脂材料形成为矩形平板状。板142形成为具有矩形的开口部的矩形平板状的框状。板142配置成覆盖墙壁10的嵌入孔与面板141之间的间隙且所述开口部面对着面板141。

参照图1说明本实施方式的开关系统。本实施方式的开关系统具备开关装置1、遥控变压器2以及遥控继电器3。

遥控变压器2具备一组初级侧端子21和一组次级侧端子22。遥控变压器2将从与初级侧端子21电连接的外部电源(商用交流电源)100供给的电压、例如100V的交流电压降压至24V的交流电压后从次级侧端子22输出。也就是说，遥控变压器2的初级侧(初级侧线圈)与外部电源100电连接，次级侧(次级侧线圈)与电源输入端子12电连接。遥控变压器2从一组次级侧端子22输出驱动电力。

遥控继电器3具有一组(一对)主电路侧端子31和一组(一对)操作侧端子32。遥控继电器3构成为使从商用交流电源100向照明负载4供电的供电通路5进行通断。并且，遥控继电器3构成为从遥控变压器2被供给驱动电力。

遥控继电器3的一对主电路侧端子31与从商用交流电源100向照明负载4供电的供电通路5电连接。一个主电路侧端子31与照明负载4电连接，另一个主电路侧端子31与商用交流电源100电连接。也就是说，照明负载4构成为经由遥控继电器3的一对主电路侧端子31而从商用交流电源100被供给电力。遥控继电器3通过一对操作侧端子32接收的控制信号，来使从商用交流电源100向照明负载4供电的供电通路5进行通断。遥控继电器3的一对操作侧端子32经由控制端子13而与开关装置1的控制部15电连接。另外，操作侧端子32经由开关装置1而与遥控变压器2的次级侧端子22电连接。

遥控继电器3具备继电器绕组L1、主接点S1、辅助接点S2以及一对二极管D1、D2。遥控继电器3通过切换向继电器绕组L1的通电方向，来使设置在商用交流电源100与照明负载4之间的主接点S1接通、断开。而且，遥控继电器3构成为通过与主接点S1联动的辅助接点S2切换与继电器绕组L1连接的二极管D1、D2来限制通电方向。因此，通过从控制部15发送的控制信号(励磁电流)激励继电器绕组L1使主接点S1开闭来使供电通路5进行通断。

另外，开关装置1构成为由遥控变压器2供给转换得到的交流电力(驱动电力)来代替从商用交流电源100供给电力。也就是说，开关装置1的电源电路11经由电源输入端子12而与遥控变压器2的次级侧端子22电连接，例如被供给24V的交流电压。因此，本实施方式的开关装置1由于电源电路11能够通过从遥控变压器2被供给的驱动电力来驱动，因此不需要来自商用交流电源100的供电用配线。

参照图1和图2说明本实施方式的开关装置1和开关系统的动作。在本实施方式的开关系统中，例如通过人触摸操作开关装置1的面板141，由此触摸开关部14的传感器电路将操作信号发送至控制部15。控制部15接收所述操作信号，在短于电源电压的半周期的时间内接通开关元件150。通过接通开关元件150，来从遥控变压器2向遥控继电器3的一对操作侧端子32间供给励磁电流(控制信号)。遥控继电器3的主接点S1与励磁电流流向继电器绕组L1的方向相应地接通或断开。例如，在照明负载4熄灭(主接点S1断开)的情况下，当控制部15从触摸开关部14接收到操作信号时，控制部15使开关元件150接通。然后，控制部15控制开关元件150使得励磁电流从继电器绕组L1向二极管D1的方向流过遥控继电器3的继电器绕组L1。通过流过继电器绕组L1的励磁电流而使主接点S1接通，向供电通路5通电流而使照明负载4点亮。另外，例如，在照明负载4点亮(主接点S1接通)的情况下，控制部15使开关元件150接通，并控制开关元件150使得励磁电流从二极管D2向继电器绕组L1的方向流过继电器绕组L1。然后，通过流过继电器绕组L1的励磁电流使主接点S1断开而切断供电通路5，从而使照明负载4熄灭。当主接点S1的接通、断开动作完成时，通过控制部15使开关元件150断开。辅助接点S2与主接点S1联动，当主接点S1的接通、断开动作完成时进行切换。

此外，开关装置1优选具备无线电通信部16和子机连接端子17。无线电通信部16由天线161、接收电路162等构成，并与控制部15电连接。无线电通信部16通过天线161接收以电波为媒介的无线电信号，接收电路162将接收到的无线电信号中包含的操作信息发送至控制部15。例如，通过天线161接收从遥控器那样的可移动的发射机发送的信号，接收电路162将所述信号中包含的操作数据发送至控制部15。优选的是，控制部15控制流过遥控继电器3的励磁电流的方向来使照明负载4点亮和熄灭。

另外，控制部15也可以经由子机连接端子17而与一台至多台开关子机电连接。开关子机由触摸开关部、电源电路部、控制部等构成。例如，当对装设于墙壁等的开关子机的触摸开关部进行操作时，开关子机的控制部通过被输入的信号而将操作信号经由子机连接端子17发送至开关装置1。优选的是，开关装置1的控制部15接收来自开关子机的操作信号，控制流过遥控继电器3的励磁电流的方向，来使照明负载4点亮和熄灭。

本实施方式的开关装置1使用于开关系统，该开关系统构成为通过遥控继电器3使从外部电源(商用交流电源100)向照明负载4供电的供电通路5进行通断，并且从遥控变压器2供给遥控继电器3的驱动电力。本实施方式的开关装置1具备电源电路11、电源输入端子12、控制端子13、触摸开关部14以及控制部15。电源电路11构成为经由电源输入端子12从遥控变压器2被供电而生成控制部15和触摸开关部14的驱动电源。触摸开关部14构成为将由人操作而输入的信号发送至控制部15。控制部15构成为生成与从触摸开关部14发送的信号对应的控制信号，经由控制端子13将控制信号(励磁信号)发送至遥控继电器3来进行控制。

本实施方式的开关系统具备开关装置1、遥控变压器2以及遥控继电器3。

本实施方式的开关装置1和开关系统如上述那样构成，由于开关装置1从遥控变压器2被供电，因此开关装置1与商用交流电源100之间不需要配线。因此，本实施方式的开关装置1和开关系统能够使用遥控继电器3且因配线作业的简单化而能够实现施工性的提高。

(实施方式2)

参照图3说明本实施方式的开关装置1和开关系统。本实施方式的开关装置1和开关系统与实施方式1的不同点在于构成为使照明负载4调光点亮。

本实施方式的开关系统具备用于使照明负载4与调光水平对应地点亮的调光点亮装置7。另外，开关装置1具备从控制部15向调光点亮装置7发送调光信号的一对调光端子18。此外，除了使照明负载4调光点亮的点以外，本实施方式具有与实施方式1相同的结构和功能。对与实施方式1重复的结构附加相同的附图标记，并省略详细的说明。

本实施方式的开关装置1和开关系统构成为能够与面板141的操作状况对应地变更照明负载4的调光水平。例如，本实施方式的开关系统构成为当人使手指在面板141的表面从下侧滑动至上方时，控制部15生成与比现状的调光水平高的调光水平相应的调光信号，使照明负载4更亮地点亮。另外，相反地，本实施方式的开关系统构成为当人使手指从面板141的上侧滑动至下方时，控制部15生成与比现状的调光水平低的调光水平相应的调光信号，使照明负载4更暗地点亮。

触摸开关部14的传感器电路将例如包含从人的手指接触面板141的起点至终点所花费的时间和距离的操作信号发送至控制部15。操作信号包含调光水平的信息。控制部15基于所述操作信号生成调光信号，该调光信号以直流电压水平表示基于操作面板141的操作时间和操作路径等计算出的调光水平。所述调光信号经由一对调光端子18被发送至调光点亮装置7。

调光点亮装置7具备一对输入端子71、一对输出端子72、一对连接端子73、双向可控硅以及控制部。调光点亮装置7的一对输入端子71与开关装置1的一对调光端子18电连接来接收调光信号(直流电压)。一对输出端子72与照明负载4电连接。一个连接端子73与遥控继电器3的一个主电路侧端子31电连接，另一个连接端子73与商用交流电源100电连接。因而，调光点亮装置7向照明负载4供给电源电压。也就是说，照明负载4与实施方式1同样地构成为通过开关装置1的控制部15产生的控制信号而点亮或熄灭。调光点亮装置7的控制部驱动双向可控硅来进行相位控制，由此使向照明负载4供给的电源电压的导通角与来自控制部15的调光信号(直流电压)相应地变化。

例如，在一对输入端子71从开关装置1的控制部15接收到与比现状的调光水平低的调光水平相应的调光信号(直流电压)的情况下，调光点亮装置7的控制部使双向可控硅驱动。然后，调光点亮装置7将向照明负载4供给的交流电压的导通角设为与调光水平对应的导通角。

在照明负载4为白炽灯的情况下，使照明负载4以进行了相位控制的电压调光点亮。另外，在照明负载4为以LED为光源的照明负载4的情况下，照明负载4具备的点亮装置与交流电压的相位角相应地将LED(Light Emitting Diode：发光二极管)调光点亮。

调光点亮装置7的调光控制方法不限于相位控制，也可以使用适合于照明负载4的控制方法、例如PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制。另外，调光点亮装置7不限于本实施方式，也可以使用与照明负载4对应的调光点亮装置。

(实施方式3)

参照图4说明本实施方式的开关系统。本实施方式的开关系统与实施方式1的不同点在于具有多个遥控继电器3。也就是说，本实施方式的开关系统具备与多个照明负载4分别对应的多个遥控继电器3。此外，除了使用多个遥控继电器3的点以外，具有与实施方式1相同的结构和功能。对与实施方式1重复的结构附加相同的附图标记并省略详细的说明。

如图4所示，多个遥控继电器3的各遥控继电器3为了经由开关装置1的控制端子13接收控制信号，而与开关装置1并联地电连接。多个遥控继电器3的各遥控继电器3与从商用交流电源100向多个照明负载4的各照明负载4供电的各供电通路5电连接。也就是说，多个照明负载4各自的一个主电路侧端子31与对应的各照明负载4电连接。多个照明负载4各自的另一个主电路侧端子31与商用交流电源100电连接。

当人想要使宅内的多个照明负载4一并熄灭的情况下，开关装置1优选设置于玄关等。例如，通过触摸操作设置于玄关的开关装置1的面板141，能够使宅内的多个照明负载4同时点亮和熄灭。

另外，本实施方式的开关系统也可以构成为利用实施方式2的开关装置1和开关系统的结构，来使多个照明负载4一并调光点亮。

在本实施方式的开关系统中，控制部15优选构成为通过向多个遥控继电器3共同地发送控制信号，来一并控制多个遥控继电器3。

当本实施方式的开关系统如上述那样构成时，由于能够一并控制多个照明负载4的点亮和熄灭，因此能够实现开关系统的便利性的提高。

根据以上所述的实施方式可知，本发明所涉及的第一方式的开关装置(1)使用于开关系统，该开关系统构成为利用遥控继电器(3)使从外部电源(商用交流电源100)向照明负载(4)供电的供电通路(5)进行通断，并且从遥控变压器(2)供给遥控继电器(3)的驱动电力。本实施方式的开关装置(1)具备电源电路(11)、电源输入端子(12)、控制端子(13)、触摸开关部(14)以及控制部(15)。电源电路(11)构成为经由电源输入端子(12)从遥控变压器(2)被供电，而生成控制部(15)和触摸开关部(14)的驱动电源。触摸开关部(14)构成为将由人操作而输入的信号发送至控制部(15)。控制部(15)构成为生成与从触摸开关部(14)发送的信号对应的控制信号，并经由控制端子(13)将控制信号(励磁信号)发送至遥控继电器(3)来进行控制。

换言之，本发明所涉及的第一方式的开关装置(1)使用于开关系统，该开关系统构成为使在从外部电源(商用交流电源100)向照明负载(4)供电的供电通路(5)中设置的遥控继电器(3)进行通断，并且从遥控变压器(2)供给遥控继电器(3)的驱动电力。本实施方式的开关装置(1)具备电源电路(11)、电源输入端子(12)、控制端子(13)、触摸开关部(14)以及控制部(15)。电源电路(11)构成为经由电源输入端子(12)从遥控变压器(2)被供给驱动电力，基于驱动电力生成使控制部(15)和触摸开关部(14)驱动的驱动电力。触摸开关部(14)构成为从电源电路(11)被供给动作电力，将与对触摸开关部(14)的操作相应的操作信号发送至控制部(15)。控制部(15)构成为从电源电路(11)被供给动作电力而驱动，生成与从触摸开关部(14)发送的操作信号对应的控制信号。然后，控制部(15)构成为经由控制端子(13)将控制信号(励磁信号)发送至遥控继电器(3)来使遥控继电器(3)进行通断。

根据第一方式，开关装置1如上述那样构成，开关装置1从摇控变压器(2)被供电，因此开关装置(1)与商用交流电源(100)之间不需要配线。因此，开关装置(1)能够使用遥控继电器(3)并因配线作业的简单化而能够实现施工性的提高。

在本发明所涉及的第二方式的开关装置(1)中，在第一方式中，控制部(15)具备开关部(开关元件)(150)。开关部(150)经由电源输入端子(12)而与遥控变压器(2)电连接。开关部(150)经由控制端子(13)而与遥控继电器(3)电连接。开关部(150)将通过与操作信号对应地使电源输入端子(12)与控制端子(13)的导通进行通断而生成的信号作为控制信号发送至遥控继电器(3)。

根据第二方式，由于使用了遥控继电器(3)的配线作业更简单化，因此能够实现配线作业的简单化所引起的施工性的提高。

本发明所涉及的第三方式的开关系统具备开关装置(1)、遥控变压器(2)以及遥控继电器(3)。遥控变压器(2)的初级侧与外部电源(100)电连接，遥控变压器(2)的次级侧与电源输入端子(12)电连接。遥控继电器(3)经由开关装置(1)而与遥控变压器(2)的次级侧电连接。

根据第三方式，开关系统如上述那样构成，开关装置(1)从遥控变压器(2)被供电，因此开关装置(1)与商用交流电源(100)之间不需要配线。因此，开关系统能够使用遥控继电器(3)并因配线作业的简单化而能够实现施工性的提高。

本发明所涉及的第四方式的开关系统具备开关装置(1)、遥控变压器(2)、遥控继电器(3)以及调光点亮装置(7)。遥控变压器(2)与外部电源(100)和电源输入端子(12)分别电连接。遥控继电器(3)经由开关装置(1)而与遥控变压器(2)的次级侧电连接。遥控继电器(3)使从外部电源(100)向调光点亮装置(7)供电的供电通路进行通断。控制部(15)将从触摸开关部(14)发送的与调光水平对应的调光信号发送至调光点亮装置(7)。调光点亮装置(7)构成为与照明负载(4)电连接，通过与遥控继电器(3)电连接而被供电，与调光信号对应地控制电源电压。

根据第四方式，由于在能够调光点亮的开关系统中，开关装置(1)也从遥控变压器(2)被供电，因此开关装置(1)与商用交流电源(100)之间不需要配线。因此，本实施方式的开关装置(1)和开关系统能够使用遥控继电器(3)并因配线作业的简单化而能够实现施工性的提高。

在本发明所涉及的第五方式的开关系统中，在第三或第四方式中，控制部(15)构成为通过将控制信号共同地发送至多个遥控继电器(3)，来一并控制多个遥控继电器(3)。

根据第五方式，由于在开关系统中，能够一并控制多个照明负载(4)的点亮和熄灭，因此能够实现开关系统的便利性的提高。

Claims (5)

1.一种开关装置，其特征在于，

所述开关装置使用于开关系统，该开关系统构成为使在从外部电源向照明负载供电的供电通路中设置的遥控继电器进行通断，并且从遥控变压器供给所述遥控继电器的驱动电力，

所述开关装置具备电源电路、电源输入端子、控制端子、触摸开关部以及控制部，

所述电源电路构成为经由所述电源输入端子从所述遥控变压器被供给所述驱动电力，基于所述驱动电力生成使所述控制部和所述触摸开关部驱动的动作电力，

所述触摸开关部构成为从所述电源电路被供给所述动作电力，将与对所述触摸开关部的操作相应的操作信号发送至所述控制部，

所述控制部构成为从所述电源电路被供给所述动作电力而驱动，生成与从所述触摸开关部发送的所述操作信号对应的控制信号，并经由所述控制端子将所述控制信号发送至所述遥控继电器来使所述遥控继电器进行通断。

2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，

所述控制部具备开关部，

所述开关部经由所述电源输入端子而与所述遥控变压器电连接，且经由所述控制端子而与所述遥控继电器电连接，将通过与所述操作信号对应地使所述电源输入端子与所述控制端子之间的导通进行通断而生成的信号作为所述控制信号发送至所述遥控继电器。

3.一种开关系统，其特征在于，

具备根据权利要求1或2所述的开关装置、所述遥控变压器以及所述遥控继电器，

所述遥控变压器的初级侧与外部电源电连接，所述遥控变压器的次级侧与所述电源输入端子电连接，

所述遥控继电器经由所述开关装置而与所述遥控变压器的所述次级侧电连接。

4.一种开关系统，其特征在于，

具备根据权利要求1或2所述的开关装置、所述遥控变压器、所述遥控继电器以及调光点亮装置，

所述遥控变压器与外部电源及所述电源输入端子分别电连接，

所述遥控继电器经由所述开关装置而与所述遥控变压器的次级侧电连接，使从所述外部电源向所述调光点亮装置供电的供电通路进行通断，

所述控制部将从所述触摸开关部发送的与调光水平对应的调光信号发送至所述调光点亮装置，

所述调光点亮装置构成为与所述照明负载电连接，通过与所述遥控继电器电连接而被供电，与所述调光信号对应地控制电源电压。

5.根据权利要求3或4所述的开关系统，其特征在于，

具备多个所述遥控继电器，

所述开关装置的所述控制部构成为通过将所述控制信号共同地发送至多个所述遥控继电器，来一并控制多个所述遥控继电器。