JP2008235016A - 負荷制御スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】消灯操作を行った人を人感センサが検知して負荷開閉部が再びオンされるのを防止した負荷制御スイッチを提供する。
【解決手段】負荷制御スイッチＳは、人感センサが人を検知するとワイヤレス信号によりオン信号を送信する送信部を具備した送信器からのオン信号を受信するワイヤレス信号受信部３と、照明負荷Ｌをオン／オフするためのオン／オフ操作部を有するスイッチ入力部６と、電源ＡＣから照明負荷Ｌへの給電路を開閉する負荷開閉部２と、ワイヤレス信号受信部３がオン信号を受信すると所定の動作保持時間だけ負荷開閉部２をオンさせるとともに、スイッチ入力部６から操作信号が入力される毎に負荷開閉部２のオン／オフ状態を反転させる制御部１とを備え、制御部１は、オン／オフ操作部の操作に応じて負荷開閉部２をオンからオフに反転させた時点から所定の受信停止期間が経過するまでの間、ワイヤレス信号による制御を無効にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷制御スイッチに関するものである。

従来、負荷をオン／オフするためのオン／オフ操作部と、電波や光を媒体としたワイヤレス信号により送信されるオン信号を受信する受信部と、電源から負荷への給電路を開閉する負荷開閉部と、受信部がオン信号を受信すると所定の動作保持時間だけ負荷開閉部をオンさせるとともに、オン／オフ操作部が操作される毎に負荷開閉部のオン／オフ状態を反転させる制御部とを備えた負荷制御スイッチが提供されている（例えば特許文献１参照）。

この負荷制御スイッチは、人感センサを備える送信器と組み合わせて使用され、送信器の人感センサが人を検知するとオン信号をワイヤレス信号により送信する。この時、負荷制御スイッチでは受信部がオン信号を受信し、このオン信号に基づいて制御部が負荷開閉部を所定の動作保持時間だけオンさせているので、人を検知した時点より動作保持時間が経過するまでの間、照明器具のような負荷を動作させることができる。
特開２００６−２５３０９２号公報

上記構成の負荷制御スイッチでは、送信器の人感センサが人を検知して送信器からオン信号が送信されると、動作保持時間が経過するまでの間、負荷開閉部をオンさせて負荷に電源を供給している。ここで、人感センサの検知によって負荷が動作保持時間だけ動作している間に負荷を途中で停止させたい場合、ユーザがオン／オフ操作部を操作すると、制御部が、オン／オフ操作部の操作に応じて、負荷開閉部をオンからオフに反転させるのであるが、オフ操作後にオフ操作を行った人を送信器の人感センサが検知すると、送信器からオン信号が送信されてしまい、制御部が負荷開閉部をオフからオンに反転させることで、負荷が再度動作させられるという問題があった。

ここで、人感センサの検知に応じて負荷が動作している間にユーザがオン／オフ操作部を操作して、負荷をオフさせた場合は、負荷制御スイッチの制御部が送信器によるワイヤレス制御を無効にし、その後オン／オフ操作部が操作されるとワイヤレス制御を有効にすることも考えられるが、この場合はユーザがワイヤレス制御を有効にする操作を行わなければ、ワイヤレス制御が無効な状態のままで、送信器の人感センサが人を検知しても、負荷が動作しないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、消灯操作を行った人を人感センサが検知して負荷開閉部が再びオンされるのを防止した負荷制御スイッチを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、人の存否を検知する人感センサおよび当該人感センサが人を検知すると電波や光を媒体としたワイヤレス信号によりオン信号を送信する送信部を具備した送信器からのオン信号を受信する受信部と、負荷をオン／オフするためのオン／オフ操作部と、電源から負荷への給電路を開閉する負荷開閉部と、受信部がオン信号を受信すると所定の動作保持時間だけ負荷開閉部をオンさせるとともに、オン／オフ操作部が操作される毎に負荷開閉部のオン／オフ状態を反転させる制御部とを備え、制御部は、オン／オフ操作部の操作に応じて負荷開閉部をオンからオフに反転させた時点から所定の受信停止期間が経過するまでの間、受信部がオン信号を受信しても負荷開閉部をオフからオンに反転させないことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、制御部は、オン／オフ操作部の操作に応じて負荷開閉部をオンからオフに反転した時点から所定の受信停止期間が経過するまでの間、受信部がオン信号を受信しても負荷開閉部をオフからオンに反転させないので、オン／オフ操作部を操作して負荷を停止させたにもかかわらず、オン／オフ操作部を操作した人を送信器の人感センサが検知することで、負荷が動作させられるのを防止できるという効果がある。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態の負荷制御システムは、図２に示すように赤外線を媒体とするワイヤレス信号を送信する送信器Ｗと、電源（商用交流電源）ＡＣと照明負荷Ｌに電線を介して直列接続され、オン／オフ操作部たる操作ハンドル２０の操作又は送信器Ｗから送信されるワイヤレス信号に応じて照明負荷Ｌを点滅する負荷制御スイッチ（以下、スイッチと略称す。）Ｓとで構成される。ここで、負荷として白熱灯からなる照明負荷Ｌを例示するが、これに限定する主旨ではなく、蛍光灯及び蛍光灯電子安定器などの他の照明負荷の他、照明負荷以外の換気扇などの他の負荷であってもよい。またワイヤレス信号を伝送する媒体も赤外線に限定する主旨ではなく電波などの他の媒体であってもよい。

図１はスイッチＳのブロック図を示している。スイッチＳには、電源ＡＣから照明負荷Ｌへの給電路を開閉するスイッチング素子（例えば、トライアックなど）を有する負荷開閉部２が設けられ、マイクロコンピュータからなる制御部１により負荷開閉部２のスイッチング素子がスイッチング制御される。またスイッチＳは、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子を有し赤外線を媒体とするワイヤレス信号を受信するワイヤレス信号受信部（受信部）３と、ワイヤレス信号受信部３で受信した受信信号を増幅する増幅回路４と、発光ダイオードなどの発光素子を有し、後述する位置表示や送信器Ｗによるワイヤレス制御の有効／無効の表示（制御状態）を行う表示部５と、操作ハンドル２０によって押操作されるタクトスイッチを有しタクトスイッチがオンされたときに操作信号を制御部１に送出するスイッチ入力部６とを備えている。

すなわち、操作ハンドル２０が押操作されてスイッチ入力部６から操作信号が送出される毎に制御部１が負荷開閉部２のスイッチング素子をスイッチングして（つまりスイッチング素子のオン／オフ状態を交互に反転させて）、照明負荷Ｌの点灯と消灯を交互に切り換えるのである。またスイッチＳには制御部１などに動作電源を供給する電源回路部７が設けられている。この電源回路部７は、負荷開閉部２が電源ＡＣから照明負荷Ｌへの給電路を閉成しているときには電源ＡＣから給電されて動作電源を作成するとともに、負荷開閉部２が電源ＡＣから照明負荷Ｌへの給電路を開成しているときには照明負荷Ｌを介して入力される僅かな入力電流によりコンデンサを充電して動作電源を生成している。なお負荷開閉部２のオフ時において、スイッチＳの入力電流により照明負荷Ｌが点灯しないよう、電源回路部７の入力インピーダンスは高インピーダンスに設定されている。このために本実施形態のスイッチＳは、電源ＡＣおよび照明負荷Ｌに２線で直列接続することが可能となっている。なお、この種の電源回路部７は従来周知（例えば、特開２０００−３５７４４３号公報等参照）であるから、詳細な構成及び動作についての図示並びに説明は省略する。

ここで、本実施形態のスイッチＳは遅延スイッチとして構成されており、照明負荷Ｌが点灯しているときに操作ハンドル２０が押操作されてスイッチ入力部６から操作信号が送出されると、制御部１は操作信号を受け取った時点から所定の遅延時間の計時を開始し、遅延時間の計時終了後に負荷開閉部２を制御して照明負荷Ｌを消灯するようになっている。なお、スイッチ入力部６には可変抵抗器が設けられており、後述するように可変抵抗器の抵抗値に応じた操作信号がスイッチ入力部６から制御部１に送出され、制御部１では当該操作信号に基づいて遅延時間を例えば数十秒から数十分の間で調整するようになっている。

表示部５は位置表示用の発光素子（以下、「位置表示灯」と呼ぶ。）と、制御状態表示用の発光素子（以下、「制御状態表示灯」と呼ぶ。）とを有しており、制御部１が負荷開閉部２を制御して照明負荷Ｌを点灯している間は位置表示灯を消灯し、照明負荷Ｌを消灯している間は位置表示灯を点灯することでスイッチＳの位置を知らせるようにしている。また、制御状態表示灯は、制御部１において送信器Ｗによる照明負荷Ｌのワイヤレス制御が有効であるときに点灯し、ワイヤレス制御が無効であるときに消灯するものである。

図３はスイッチＳの斜視図である。スイッチＳの器体１０は矩形箱状の合成樹脂成形品からなり、ワイドハンドル形連用スイッチ（ＪＩＳ Ｃ ８３０４参照）の２個モジュール寸法に形成され、取付枠１００に取り付けられて壁面に埋込配設される。ここで、取付枠１００は１個モジュール寸法の器体が短幅方向に３個連接して取付可能なものであって、図示例では、本実施形態のスイッチＳと、１個モジュール寸法の器体１１０と操作ハンドル１１１を備えて他の負荷をオン／オフするワイドハンドル形のスイッチＳ’とが連接して取り付けられている。すなわち、本実施形態のスイッチＳは一つの取付枠１００を用いて別の負荷をオン／オフするスイッチＳ’と並設することができるから、省スペース化が図れるものである。但し、器体１０の大きさを１個モジュール寸法に形成してもよく、この場合には１個モジュール寸法に形成された他の２つの配線器具あるいは２個モジュール寸法に形成された他の１個の配線器具とともに取付枠１００に取り付けることができる。なお、この種の取付枠１００は日本工業規格等で規格された周知のものであるから、詳細についての図示並びに説明は省略する。

器体１０内には図１に示した各部を構成する電子部品を実装したプリント配線板や電線を接続するための端子などが収納される。器体１０の前面には、上下方向における中央部の左端部に、操作ハンドル２０を回動自在に軸支する一対の軸部１１が突設され、上下方向における中央部の右端部に、タクトスイッチの押釦を露出させる丸孔１２が設けられている。また器体１０前面の軸部１１の近傍には、表示部５が有する２つの発光素子にそれぞれ対向する２つの窓孔１３ａ，１３ｂと、ワイヤレス信号受信部３が有する受光素子に対向する窓孔１３ｃとが上下方向に列設されている。さらに器体１０前面の下部には幅細の矩形状をした長孔１４ａと、この長孔１４ａよりも短い別の長孔１４ｂが設けられている。一方の長孔１４ａには、スイッチ入力部６が有する遅延時間調整用の可変抵抗器を操作する操作つまみ１５ａが左右方向でスライド自在に挿通されている。他方の長孔１４ｂには、ワイヤレス信号のチャンネルを択一的に切り換えるためにスイッチ入力部６が具備しているスライドスイッチの操作つまみ１５ｂが左右方向でスライド自在に挿通されている。

操作ハンドル２０は合成樹脂材料によって平面視略矩形状に形成され、正面から見て左側端部の裏面には軸部１１に回動自在に軸支される軸受け部（図示せず）が設けられている。すなわち、操作ハンドル２０は、軸部１１に軸受け部を取着することで左側端部を支点として前後方向に回動自在に器体１０前面に取り付けられ、前方から押操作されて右側端部が器体１０前面に近付いたとき、背面に突設されている操作突起（図示せず）が丸孔１２から露出するタクトスイッチの押釦を押操作して、タクトスイッチをオンさせるようになっている。

また、操作ハンドル２０の左側端部には３つの窓孔１３ａ，１３ｂ，１３ｃとそれぞれ対向する３つの孔（図示せず）が穿孔され、これら３つの孔を塞ぐ形で帯板状の受光カバー２１が取着されている。受光カバー２１は赤外線に対して透光性を有するとともに可視光に対して遮光性を有する合成樹脂成形品からなり、上側の２つの窓孔１３ａ，１３ｂに対向する位置には、位置表示灯及び制御状態表示灯が発する光（可視光）を前方へ照射させるための導光部材２１ａ，２１ｂが埋め込まれており、位置表示灯及び制御状態表示灯の点灯時の光が受光カバー２１に遮られることなく視認できるようになっている。

ここで、操作ハンドル２０の背面には、上下方向における上部であって正面から見て右端の部位に、後方へ突出する突部２２が設けられている。この突部２２は、操作ハンドル２０が器体１０前面に取り付けられた状態で、器体１０前面の正面から見て右上端部に設けられた挿通孔１６に挿通され、器体１０内に収納されている検出スイッチ（図示せず）を操作するものである。検出スイッチは例えばマイクロスイッチからなり、突部２２によって操作されているときにスイッチ入力部６から制御部１に対して操作信号（検出信号）が送出される。この検出信号を受け取っている間、制御部１ではワイヤレス信号受信部３で受信する受信信号に応じた負荷開閉部２の制御が有効となり、検出信号を受け取らなければ、ワイヤレス信号受信部３で受信する受信信号に応じた負荷開閉部２の制御が無効となる。すなわち、操作ハンドル２０には突部２２を有するものと有しないものの２種類があって、送信器Ｗと組み合わせて負荷制御システムを構成する場合には突部２２を有する操作ハンドル２０を器体１０に取り付けてワイヤレス信号による照明負荷Ｌの制御（ワイヤレス制御）を有効とし、送信器Ｗと組み合わせずにスイッチＳ単独で使用する場合には突部２２を有しない操作ハンドル２０を器体１０に取り付けてワイヤレス信号による照明負荷Ｌの制御を無効とすることができる。なお、突部２２を有しない操作ハンドル２０には制御状態表示灯に対向する導光部材２１ａが不要であり、この操作ハンドル２０が取り付けられた状態では受光カバー２１に隠されて制御状態表示灯が視認できないから、送信器Ｗによる照明負荷Ｌの制御が有効か否かを容易に判断することができる。

次に送信器Ｗについて図４のブロック図を参照して説明する。送信器Ｗには、焦電素子により人体から放射される熱線を検出することで検知エリア内における人の存否を検知する人感センサと、光電変換素子や太陽電池により周囲の明るさを検知する明るさセンサとを有し、明るさセンサで検知する周囲の明るさと人感センサで検知した人の存否を送出するセンサ部３１が設けられている。センサ部３１から送出される明るさ及び人体の検知結果はマイクロコンピュータからなる制御部３０に入力され、制御部３０では、センサ部３１で人体が検知されたときに照明負荷Ｌを点灯させるための制御信号を発生する。なお、制御部３０が発生する制御信号（オン信号）には、明るさセンサで検知した明るさが所定のしきい値未満であるもの（以下、「第１の制御信号」と呼ぶ。）と、明るさセンサで検知した明るさがしきい値以上であるもの（以下、「第２の制御信号」と呼ぶ。）との２種類がある。そして、制御部３０が発生した第１及び第２の制御信号は増幅回路３２で増幅された後にワイヤレス信号送信部３３に送られる。そして、ワイヤレス信号送信部３３が制御部３０からの第１及び第２の制御信号に応じて発光ダイオード（図示せず）を駆動し、発光ダイオードが発する赤外線を媒体としてワイヤレス信号（第１又は第２の制御信号）を送信する。また送信器Ｗには、明るさセンサに対するしきい値を設定するための可変抵抗器からなる設定スイッチ（図示せず）や、ワイヤレス信号のチャンネルを択一的に切り換えるための切替スイッチ（図示せず）を有するスイッチ回路部３４が設けられており、スイッチ回路部３４から送出される設定信号に応じて制御部３０がしきい値を設定したり、ワイヤレス信号のチャンネルを切り換えるようになっている。なお、送信器Ｗには電池を電源として各部に動作電源を供給する電源部３５が設けられている。

送信器Ｗは、図２に示すように合成樹脂製のハウジング４０を有し、図４に示した各部を構成する電子部品を実装したプリント配線板（図示せず）がハウジング４０内に納装される。ハウジング４０の下部にはセンサ部３１の人感センサに熱線を集光するためのレンズ４１が設けられ、ハウジング４０の上部にはワイヤレス信号送信部３３が具備するワイヤレス信号送信用の発光ダイオードが発する赤外線を透過させる赤外線透過部４２が設けられる。またハウジング４０には、明るさセンサに外光を照射するための外光透過部（図示せず）も設けられている。

次に、本実施形態の動作を図５の状態遷移図に基づいて説明する。なお図５の状態遷移図は、ワイヤレス信号を有効とする操作ハンドル２０が取り付けられた場合の動作を示しており、ワイヤレス信号を無効とする操作ハンドル２０が取り付けられた場合の動作については説明を省略する。

照明負荷Ｌが消灯している状態Ｓ１又はＳ２から操作ハンドル２０が押操作されると、制御部１がスイッチ入力部６から入力される操作信号に基づいて負荷開閉部２をオンさせて、照明負荷Ｌを点灯させる（状態Ｓ３）。この点灯状態Ｓ３において操作ハンドル２０が押操作されると、制御部１はスイッチ入力部６により設定された遅延時間の限時動作を行い（遅れ動作状態Ｓ４）、遅延時間の限時動作が終了（タイムアップ）するか、あるいは遅延時間の限時動作中に操作ハンドル２０が再度押操作されると、負荷開閉部２をオフさせて照明負荷Ｌを消灯させる（状態Ｓ１）。この消灯状態Ｓ１では、制御部１は、ワイヤレス信号受信部３が送信器Ｗからのオン信号を受信しても、照明負荷Ｌを点灯させる制御を行わないようになっており、ワイヤレス信号による制御（ワイヤレス制御）を無効としている。そして、消灯状態Ｓ１に切り替わってから（つまり照明負荷Ｌを消灯させてから）所定の受信停止期間が経過した時点で、制御部１はワイヤレス制御を有効にしている（状態Ｓ２）。なお、制御部１は表示部５を制御することにより、照明負荷Ｌの点灯状態Ｓ３では位置表示灯を消灯し、遅延時間のカウント中の遅れ動作状態Ｓ４では位置表示灯を点滅させ、照明負荷Ｌの消灯状態Ｓ１では位置表示灯を点灯させている。また、制御部１は、表示部５を制御することにより、ワイヤレス制御を無効とした消灯状態Ｓ１では制御状態表示灯を消灯させ、状態Ｓ１以外の状態（ワイヤレス制御を有効とした消灯状態Ｓ２を含む）では制御状態表示灯を点灯させる。

一方、送信器Ｗでは、例えば照明負荷がワイヤレス制御を有効とした消灯状態Ｓ２であり、且つ、周囲照度がしきい値未満のときに検知エリア内に人が存在することをセンサ部３１で検知すると、制御部３０が第１の制御信号を発生してワイヤレス信号送信部３３からワイヤレス信号（第１の制御信号）を送信させる。第１の制御信号を受信したスイッチＳの制御部１では、負荷開閉部２のスイッチング素子がオフ、つまり照明負荷Ｌが消灯している状態であれば負荷開閉部２のスイッチング素子をオンして照明負荷Ｌを点灯する（一時点灯状態Ｓ５）。ここで、制御部１では、照明負荷Ｌを点灯させると同時に予め設定されている動作保持時間の限時動作を行い、動作保持時間の限時動作が終了（タイムアップ）したら負荷開閉部２を制御（スイッチング素子をオフ）して照明負荷Ｌを消灯させ、ワイヤレス制御を有効とする消灯状態Ｓ２に移行する。また動作保持時間の限時動作中にセンサ部３１が人の存在を再度検知すると、送信器Ｗの制御部３０は照明負荷Ｌの点灯によって周囲照度がしきい値以上となっていることから第２の制御信号を発生してワイヤレス信号送信部３３からワイヤレス信号（第２の制御信号）を送信させる。第２の制御信号を受信したスイッチＳの制御部１では、負荷開閉部２のスイッチング素子がオン、つまり照明負荷Ｌが点灯している状態であれば動作保持時間のカウントをリトリガする。但し、第２の制御信号を受信したときに負荷開閉部２のスイッチ素子がオフ、つまり照明負荷Ｌが消灯している状態であれば、周囲がしきい値以上に明るいと考えられるために制御部１は負荷開閉部２の制御を行わずに照明負荷Ｌを消灯したままとする。ここで、スイッチＳの制御部１では動作保持時間を遅延時間と共通としているので、動作保持時間を計時するためのタイマを送信器Ｗに設ける必要が無く、送信器Ｗの構成が簡素化できる。なお制御部１は、突部２２を有する操作ハンドル２０が取り付けられている場合、ワイヤレス制御を無効とした状態Ｓ１以外の状態では、ワイヤレス制御が有効であることを示すために表示部５を制御して制御状態表示灯を点灯させる。

また、送信器Ｗからの第１又は第２の制御信号を受信した制御部１が照明負荷Ｌを一時点灯させている状態Ｓ５において、操作ハンドル２０を押操作されると、制御部１は、スイッチ入力部６から入力された操作信号に基づいて、負荷開閉部２のスイッチング素子をオフさせて、照明負荷Ｌを消灯させるとともに（状態Ｓ１）、照明負荷Ｌを消灯させてから所定の受信停止期間が経過するまでの間はワイヤレス制御を無効としており、受信停止期間が経過した後にワイヤレス制御を有効とした消灯状態Ｓ２に移行させている。

本実施形態のスイッチＳの動作は以上説明した通りであり、制御部１では、操作ハンドル２０の操作に応じて負荷開閉部２をオンからオフに切り換えた時点（つまり照明負荷Ｌを点灯から消灯に切り換えた時点）から一定期間をワイヤレス制御を無効とする受信停止期間とし、この受信停止期間が経過するまでの間に、ワイヤレス信号受信部３が送信器Ｗからの第１及び第２の制御信号（オン信号）を受信しても負荷開閉部２をオフからオンに反転させないようになっている。したがって、点灯中の照明負荷Ｌを手動で消灯させたにもかかわらず、消灯操作を行った人が人感センサの検知エリアを出るまでの間に送信器Ｗのセンサ部３１が検知してオン信号を送信し、このオン信号を受信した負荷制御スイッチＳが照明負荷Ｌを再点灯させるのを防止することができる。また、受信停止期間が経過した後は、ワイヤレス制御を有効にするための操作をユーザが行わなくても、ワイヤレス制御が無効な状態からワイヤレス制御が有効な状態へ自動的に切り換えられるので、ワイヤレス制御を無効にした状態のままでスイッチＳが動作し続けることはなく、ワイヤレス制御が有効な状態で送信器Ｗのセンサ部３１が人を検知し、第１又は第２の制御信号が送信されると、第１又は第２の制御信号を受信した制御部１が負荷開閉部２のスイッチング素子をオンさせて、照明負荷Ｌを自動点灯させることができる。

本実施形態の負荷制御スイッチの概略的なブロック図である。 同上を用いたシステムの概略構成図である。 同上の分解斜視図である。 同上に用いる送信器の概略的なブロック図である。 同上の動作を説明する状態遷移図である。

符号の説明

Ｓ 負荷制御スイッチ
Ｗ 送信器
ＡＣ 電源
Ｌ 照明負荷
１ 制御部
２ 負荷開閉部
３ ワイヤレス信号受信部（受信部）
６ スイッチ入力部
２０ 操作ハンドル（オン／オフ操作部）
３１ センサ部（人感センサ）
３３ ワイヤレス信号送信部（送信部）

Claims (1)

1. 人の存否を検知する人感センサおよび当該人感センサが人を検知すると電波や光を媒体としたワイヤレス信号によりオン信号を送信する送信部を具備した送信器からのオン信号を受信する受信部と、負荷をオン／オフするためのオン／オフ操作部と、電源から負荷への給電路を開閉する負荷開閉部と、受信部がオン信号を受信すると所定の動作保持時間だけ負荷開閉部をオンさせるとともに、オン／オフ操作部が操作される毎に負荷開閉部のオン／オフ状態を反転させる制御部とを備え、制御部は、オン／オフ操作部の操作に応じて負荷開閉部をオンからオフに反転させた時点から所定の受信停止期間が経過するまでの間、受信部がオン信号を受信しても負荷開閉部をオフからオンに反転させないことを特徴とする負荷制御スイッチ。

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