JP5244033B2 - 調光器及び照明システム - Google Patents

Description

本発明は、照明器具の調光レベルを制御するための調光信号を出力する調光器、及び、その調光器を用いた照明システムに関するものである。

この種の調光器として、ＬＥＤ（発光ダイオード）や放電灯などを光源とする照明器具に接続され、使用者の操作に応じて調光信号を照明器具に出力して照明器具の調光レベルを変化させる調光器がある（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の調光器は、配線器具用の取付枠（例えば、ＪＩＳで規格化された大角形連用配線器具の取付枠）に取り付けられ、調光器の本体後部が壁面に埋設されたスイッチボックスに収納される。この調光器は、商用電源から照明器具への給電路にトライアックのようなスイッチング素子と、調光ハンドルを操作することで操作される可変抵抗器とを備え、可変抵抗器の抵抗値に応じた位相とゼロクロス点とでスイッチング素子をオン・オフ制御する位相制御によって、照明器具への供給電力を制御している。すなわち、調光器の表面に取着された調光ハンドルを使用者が操作することで、照明装置の調光レベルを変更している。

一方、蛍光灯の調光レベルを調整するための制御回路を照明器具本体に設け、信号線を介してパルス幅変調信号を出力し、照明器具の調光レベルを調整する調光器もある。この種の調光器は、使用者の操作に応じて調光信号を出力するための制御回路のような弱電回路と、商用電源から供給される強電から弱電回路を動作させるための弱電に変換する電源変換回路のような強電回路とを備えている。

特開２００７−２９４２６９号公報

ところで、この種の調光器は、壁面に設置した際の占有面積を小さくして使い勝手を向上させるため、小型化が求められている。

しかしながら、信号出力回路のような弱電回路と、電源変換回路のような強電回路とを単一のプリント基板上に構成させる場合には、強電回路のノイズによって弱電回路の動作に影響を及ぼす可能性があるため、弱電回路と強電回路は互いに離して配置する必要があり、調光器全体を小型化させることは困難であった。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、省スペースで施工可能で、且つ安価な調光器および照明システム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の発明では、照明装置の調光レベルを調節するための調光操作手段と、前記調光操作手段の操作に応じて調光レベルを制御する調光制御信号を出力する調光回路を含む弱電回路部品が実装された弱電配線基板と、商用電源を前記弱電回路の動作用の弱電に変換する電源回路を含む強電回路部品が実装された強電配線基板と、前記弱電配線基板及び前記強電配線基板を電気的に接続する接続ケーブルと、前記各配線基板が重ねて配置された状態で、前記各配線基板及び前記接続ケーブルを収納するケースとを備え、前記弱電配線基板には、前記接続ケーブルの一端側が当該基板の表面と平行な方向から差込接続される電線接続部が配置されるとともに、前記強電配線基板には、前記接続ケーブルの他端側が当該基板の表面と垂直な方向から差込接続される電線接続部が配置されたことを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、前記接続ケーブルは絶縁性の外被で覆われていることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１または２の何れかに記載の発明において、前記配線基板の前記ケース内への組込み方向に沿って、接続ケーブルが配線されるように、それぞれの前記配線基板に電源接続部が配置されたことを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、前記各配線基板は、外縁部分に前記接続ケーブルを通すための切欠き部が設けあれたことを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記弱電配線基板と前記強電配線基板との間に、絶縁シートが配置されたことを特徴とする。

請求項６の発明では、前記調光信号に応じて光源を調光制御する照明器具と、請求項１〜５の何れか一項に記載の調光器とを有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、調光信号のような弱電を扱う弱電回路と、商用電源のような強電を扱う強電回路とを異なる配線基板上に構成しているので、強電回路部品からのノイズによる調光信号への影響を減らすことができ、また、前後方向に重ねて配置することで小型で安価な調光器を提供することができる。

請求項２の発明によれば、接続ケーブルは絶縁性の外被で覆われているので、基板の端面との擦れによって接続ケーブルの被覆が破損することを防ぐと共に、接続ケーブルがバラけて配線基板をケースに組み込む際に接続ケーブルが噛み込むことを防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、接続ケーブルが各配線基板の組込方向に沿って配線されているので、配線基板をケースに組み込む際に接続ケーブルが噛み込む可能性を低減することができる。

請求項４の発明によれば、各配線基板に設けた切欠き部に前記接続ケーブルを通すことで、配線基板をケースに組み込む際に各配線基板とケース内面との間に接続ケーブルが噛み込むことをさらに防ぐことができる。

請求項５の発明によれば、弱電配線基板と強電配線基板との間に絶縁シートを設けることで、配線基板間の絶縁性を高め、弱電配線基板と強電配線基板との間隔を狭められるので、さらに小型化を行うことができる。

請求項６の発明によれば、壁面に設置した際における調光器の占有面積を小さくすることができ、また、安価な照明システムを提供することができる。

本発明の実施の形態にかかる調光器を示す分解斜視図である。 同実施の形態にかかる調光器及びスイッチを示し、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施の形態にかかる調光器を示す断面図である。 同実施の形態にかかる配線システムを示す概略回路図である。

以下に本発明の実施の形態を図１〜４に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、図２（ａ）における上下を調光器１の上下とし、図２（ｂ）における左右を調光器１の前後として説明する。

本実施の形態にかかる配線システムは、図４に示すように商用電源ＡＣから給電され、例えば蛍光灯のような光源に点灯電力を給電する照明器具２と、信号線Ｌ１を介して調光レベルを制御する調光信号Ｓを照明器具２へ出力する調光器１と、商用電源ＡＣ及び照明器具２と直列に接続され、照明器具２の点灯・消灯を切替えるスイッチ３とを備える。

また調光器１は、照明器具２及びスイッチ３を接続する電源線Ｌ３が接続された電源線Ｌ３と、照明器具２及び商用電源ＡＣを接続する電源線Ｌ２ａとに接続され、スイッチ３及び電源線Ｌ２ｃとともに給電経路を形成している。これにより、使用者がスイッチ３をオン・オフ操作すると、照明器具２への給電が入・切されるとともに、調光器１への給電が入・切される。

照明器具２は、調光器１から例えばパルス信号である調光信号Ｓが入力され、調光信号Ｓのオン・オフ期間の比率であるデューティ比に基づいて、光源の調光レベルを制御している。ここで、調光信号Ｓの振幅が＋１２Ｖのパルス信号であり、周波数は１ｋＨｚに設定されている。また、照明器具２に内蔵された制御回路（図示せず）は、調光信号Ｓのオンデューティ（周期に対するオンの期間の比率）が０％の場合には調光レベルを最大とし、調光信号Ｓのオンデューティが１００％の場合には調光レベルを最小とするよう設定されている。なお上述の設定は、調光信号Ｓの振幅、周波数、及び、デューティ比による調光レベルに限定するものではなく、使用形態にあわせて適宜の値に設定すればよい。また、上述のようなパルス幅変調による調光レベルの制御限定するものではなく、周波数変調などの他の変調方式によって調光レベルを制御するようにしてもよい。

調光器１のケース１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、ＪＩＳで規格化された大角形連用配線器具用の取付枠（ＪＩＳ Ｃ ８３７５）と略等しい大きさに形成された取付枠４に３個まで取着可能な単位寸法の２個分の大きさ（２個モジュール寸法）に形成されており、ケース１０の側面に設けられた取付爪１２ｃが取付枠４の有する器具取付孔４ｂと係合して固定されている。またスイッチ３は、１個モジュール寸法に形成され、調光器１の下側に並設されている。取付枠４は、取付枠４の取付孔４ａに挿通された固定ねじ（図示せず）によって、壁内に埋設されたスイッチボックス（図示せず）にねじ止めされ、調光器１およびスイッチ３が壁面に埋込配設される。なお、スイッチ３、取付枠４、および、スイッチボックスについては周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

このケース１０は、合成樹脂により前面が開口した略箱状に形成されたボディ１１と、合成樹脂により後面が開口した略箱状に形成され、ボディ１１の開口部に被着されるカバー１２とで構成され、カバー１２の前面を覆うようにしてカバー１２に被着される化粧パネル１３と、化粧パネル１３の略中央に設けられたハンドル挿通孔１３ａを通り、後述する可変抵抗器３３に取着される調光ツマミ１４とが取付られる。また、ケース１０の内部には、電源線Ｌ２ａ、Ｌ３が接続される電源用端子台２３が後面に実装された電源用基板２０と、絶縁素材からなる絶縁シート４０と、接続ケーブル４１を介して電源用基板２０に電気的に接続される調光用基板３０とが収納され、前後方向に重なるようにそれぞれ間隔をおいて並べて配置されている。

調光用基板３０の前面側には、接続ケーブル４１の一端側に設けられたコネクタ４２が差込接続される接続コネクタ３１、及び、ロータリ式の可変抵抗器３３を含む複数の回路部品が実装されており、また、調光用基板３０の後面側には、信号線Ｌ１が接続される信号線用端子台３２を含む複数の回路部品が実装されている。これら複数の回路部品によって、接続コネクタ３１を介して供給される電力を動作電力とし、可変抵抗器３３の抵抗値に応じて調光信号Ｓを信号線Ｌ１に出力する信号出力回路が構成されている。

接続コネクタ３１は、調光用基板３０の表面と平行な方向（図１における下方から上方に向かう方向、すなわちケース１０への組込方向と直交する方向）からコネクタ４２が差込接続できるように配設されている。また、調光用基板３０の下端側で、接続コネクタ３１の下側に位置する部位には、上下方向の幅が接続ケーブル４１の厚みと略等しい長さに設定されたケーブル用切欠３０ａが設けられている。

電源用基板２０の後面側には、接続ケーブル４１の他端側に設けられたコネクタ４２が接続される接続コネクタ２１、及び、電源線Ｌ２ａ、Ｌ３が接続される電源用端子台２２を含む複数の回路部品が実装されている。また電源用基板２０の前面側には、チップダイオードなどの厚みの小さな回路部品が複数実装されている。これらの回路部品によって、商用電源ＡＣからの供給電力を調光用基板３０の動作電力まで降圧するとともに安定化させ、接続コネクタ２１を介して調光用基板３０に出力する電源変換回路が構成されている。

接続コネクタ２１は、電源用基板２０の表面と垂直な方向（ケース１０への組込方向と平行な方向）からコネクタ４２が差込接続できるように配設されている（図３（ａ）を参照）。また電源用基板２０の下端側には、調光用基板３０の下端側に設けたケーブル用切欠３０ａとケース１０への組込み方向において重なる位置に、ケーブル用切欠２０ａが設けられている。さらに、電源用基板２０には、電源用基板２０と調光用基板３０を重ねて配置した際に信号線用端子台３２と対向する部位に、信号線用端子台３２を通すための端子用切欠２０ｂが設けられている。なお、本実施の形態においては、端子用切欠２０ｂ及び信号線用端子台３２を左上端に設け、電源用端子台２２を右下端に設けている。

絶縁シート４０は、例えば絶縁性の合成樹脂からなり、左右方向における一辺から後方に突出する側片４０ｃが形成されている。また、電源用基板２０に設けた切欠２０ａ、２０ｂと略等しい位置に、それぞれ切欠４０ａ、４０ｂが設けられている。

接続ケーブル４１は、複数の電線からなり、上述のように両端にコネクタ４２、４２を備えるとともに、絶縁性の素材からなり、複数の電線を束ねるようにしてチューブ状の外被４２が被せられている。なお、接続ケーブルの両端にコネクタ４２、４２を設けて接続コネクタ２１、３１と接続しているが、圧着端子のような端子を用いて接続するようにしても良い。

調光器１を組立てる際には、まず、電源用基板２０、絶縁シート４０、及び、調光用基板３０を重ね合わせ、コネクタ４２、４２を接続コネクタ２１、３１にそれぞれ接続する。このとき、接続ケーブル４１が、ケーブル用切欠２０ａ、３０ａ、４０ａに沿うようにして配線する。次に、電源用基板２０の電源用端子台２２がボディ１１の背面に設けた端子用開口１１ｃに位置し、調光用基板３０の信号線用端子台３２がボディ１１の背面に設けた端子用開口１１ｂに位置するように、電源用基板２０、絶縁シート４０、及び、調光用基板３０をボディ１１の前面から収納する。これにより、接続ケーブル４１は、ボディ１１の内壁とケーブル用切欠２０ａ、３０ａ、４０ａとによってできる空間に収容され、またボディ１１の内壁面に沿って配線される（図３（ｂ）を参照）。

その後、可変抵抗器３３の突起部をカバー１２に設けた貫通孔１２ｂに通すようにして、ボディ１１の前面開口部にカバー１２を被せ、カバー１２の取付爪１２ａとボディ１１の取付爪１１ａとを嵌合させて、ボディ１１にカバー１２を保持させる。また、カバー１２の前面から化粧パネル１３を取着し、パネル１３のハンドル挿通孔１３ａを通して可変抵抗器３３に調光ツマミ１４を取着させる。これにより、調光ツマミ１４を操作することで可変抵抗器３３を操作することができる。

このように、電源回路を含む強電回路を構成する電源用基板２０と、調光回路を含む弱電回路を構成する調光用基板３０とを分離し、電源用基板２０及び調光用基板３０を重ねて配置した状態でボディ１１に収納することで、調光器１が組立てられる。

ここで、電源用基板２０の電源用端子台２２には、施工時に電源線Ｌ２ａ、Ｌ３が直接接続されるため、接続部の応力は施工に十分耐えうる強度が求められ、また、電源線Ｌ２ａ、Ｌ３が容易に外れないよう被覆ストリップは所定の長さを必要とするので、電源用端子台２２は所定の高さ寸法に形成される。また、強電回路を構成する平滑コンデンサなどの回路部品は背の高い部品が多く、電源用端子台２２とともに電源用基板２０の後面に実装されるため、電源用基板２０の高さ寸法は大きくなる。さらに、電源用基板２０の高さ寸法が大きくなると、調光用基板３０の高さ寸法は小さくする必要がある。

そこで、調光用基板３０の接続コネクタ３１は、コネクタ４２が調光用基板３０の表面と平行な方向から差込接続されるように設置されているので、調光用基板３０の前面側における厚みを小さくすることができ、調光器１全体の前後方向における長さを短くすることができる。また、電源用基板２０の接続コネクタ２１は、コネクタ４２が電源用基板２０の表面と垂直な方向から差込接続されるように設置されており、電源用基板２０後面側における上下左右方向の面積を小さくすることができ、電源用基板２０を小さくすることができる。

このようにして、強電回路及び弱電回路を単一の配線基板上に構成した場合と比較すると、各基板２０、３０の大きさを小さな形状に形成することができ、また、各基板２０、３０を重ねた状態でケース１０の内部に収納することができるので、調光器１の大きさを小さくすることができ、壁面などにおける施工面積を小さくした照明システムを提供することができる。また、電源用基板２０と調光用基板３０との間に、絶縁シート４０を配置することで、電源用基板２０と調光用基板３０との間隔を狭めることができ、より小型の調光器１を実現している。

調光器１の組立時においては、接続ケーブル４１をケース１０への組込方向に沿って配線されるように、各基板２０、３０に接続コネクタ２１、３１が配置されており、接続ケーブル４１がケース１０への組込方向において噛み込む可能性を低減している。

接続ケーブル４０はケーブル用切欠２０ａ、３０ａ、４０ａとによってできる空間に収まるように配線されるので、各基板２０、３０とボディ１１との隙間に接続ケーブル４０が噛み込むことなく、各基板２０、３０を容易にボディ１１の内部に収納することができる。さらに、接続ケーブル４０は外被４２に覆われているので、各基板２０、３０とボディ１１との隙間に噛み込んだ場合でも、接続ケーブル４０が断線することを防ぐことができる。

なお、本実施の形態においては、調光操作手段としてロータリ式の可変抵抗器３３及び調光ハンドル１４を用いているが、スライド式の可変抵抗器を用いて抵抗値を変化させる方法や、タクトスイッチなどのスイッチを用いる方法、および、調光器１に受信部を設けて外部より赤外線リモコンなどによって操作可能とする方法などを用いても良い。

１ 調光器
２ 照明装置
３ スイッチ
１０ ケース
２０ 電源用基板（強電配線基板）
２１ 接続コネクタ（電線接続部）
２２ 電源用端子台
３０ 調光用基板（弱電配線基板）
３１ 接続コネクタ（電線接続部）
３２ 信号線用端子台
３３ 可変抵抗器（調光操作手段）
４０ 絶縁シート
４１ 接続ケーブル

Claims (6)

1. 照明装置の調光レベルを調節するための調光操作手段と、前記調光操作手段の操作に応じて調光レベルを制御する調光制御信号を出力する調光回路を含む弱電回路部品が実装された弱電配線基板と、商用電源を前記弱電回路の動作用の弱電に変換する電源回路を含む強電回路部品が実装された強電配線基板と、前記弱電配線基板及び前記強電配線基板を電気的に接続する接続ケーブルと、前記各配線基板が重ねて配置された状態で、前記各配線基板及び前記接続ケーブルを収納するケースとを備え、
   前記弱電配線基板には、前記接続ケーブルの一端側が当該基板の表面と平行な方向から差込接続される電線接続部が配置されるとともに、前記強電配線基板には、前記接続ケーブルの他端側が当該基板の表面と垂直な方向から差込接続される電線接続部が配置されたことを特徴とする調光器。
2. 前記接続ケーブルは絶縁性の外被で覆われていることを特徴とする請求項１記載の調光器。
3. 前記配線基板の前記ケース内への組込み方向に沿って、接続ケーブルが配線されるように、それぞれの前記配線基板に電源接続部が配置されたことを特徴とする請求項１または２の何れか一項に記載の調光器。
4. 前記各配線基板には、外縁部分に前記接続ケーブルを通すための切欠き部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の調光器。
5. 前記弱電配線基板と前記強電配線基板との間に、絶縁シートが配置されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の調光器。
6. 前記調光信号に応じて光源を調光制御する照明器具と、請求項１〜５の何れか一項に記載の調光器とを有することを特徴とする照明システム。

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