JP5588321B2 - 負荷制御スイッチ及び負荷制御スイッチシステム - Google Patents

Description

本発明は、無線信号受信機能を有する負荷制御スイッチ及び負荷制御スイッチシステムに関する。

近年、換気扇や照明装置などの負荷のオン及びオフをリモコン装置などによって行えるように、建築物の壁面などに設置された負荷制御スイッチに無線信号受信機能を設けたものなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。負荷制御スイッチが、トライアックなどの半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とする電子スイッチの場合、無線信号受信装置や人体感知センサなどから出力される信号に応じて、負荷のオン／オフを制御することが可能である。従って、電子式の負荷制御スイッチにあらかじめ外部信号入力端子を設けておき、その電子式の負荷制御スイッチに無線信号受信装置や人体感知センサなどをユーザ自身で接続できれば、低コストで負荷制御スイッチの機能を向上させることができる。

一方、建築様式の多様化に伴い、リビング、ダイニング、キッチンなどを仕切らずに１つの連続した空間とすることも一般的になっており、壁面に設けられた１箇所の操作パネルに照明装置用の複数の負荷制御スイッチが設置されることも珍しくない。そのような場合に、ユーザが特定の照明装置だけを点灯または消灯させようとする場合、負荷制御スイッチが無線信号受信機能を有していれば、ユーザはその都度、負荷制御スイッチの場所まで移動しなくてもすむ。また、全ての照明装置を同時に点灯または消灯したい場合には、個々の照明装置に対してリモコン装置を操作するのは煩わしい。さらに、個々の照明装置用の負荷制御スイッチとして、無線信号受信機能を有する負荷制御装置及びリモコン装置を用意するコストアップの原因となる。

一方、近年ＤＩＹ(Do It Yourself)と呼ばれるように、ホームセンターなどで部品を購入してきて、ユーザが自分で部品交換などを行うことが流行っている。現行のシステムにおいては、ユーザは、ホームセンターなどにおいて操作ハンドルの色やデザインなどを選択できる程度であり、負荷制御スイッチ本体の交換は自由にできないという煩わしさはそのままである。

特開２００９−７１３５１号公報

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、無線信号受信機能を有し、複数の負荷を個別に又は同時にオン／オフ制御することが可能な負荷制御スイッチ及び負荷制御スイッチシステムを低コストで実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る負荷制御スイッチは、複数の電子スイッチモジュールと、前記複数の電子スイッチモジュールに着脱可能に装着された単一の操作ハンドルを備え、前記操作ハンドルは、リモコン装置から送信される制御信号を受信し、受信した前記制御信号の内容に応じて前記制御信号を前記複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の他の一態様に係る負荷制御スイッチは、建築物の壁面に設置された取り付け枠に取り付けられる複数の電子スイッチモジュールと、前記複数の電子スイッチモジュールに着脱可能に装着された単一の操作ハンドルを備え、前記電子スイッチモジュールは、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とし、外部信号入力端子、プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ及び前記主スイッチ素子の導通及び非導通を制御する制御回路を有し、前記操作ハンドルは、前記複数の電子スイッチモジュールにそれぞれ着脱可能に装着され、前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチを個別に操作すると共に、前記外部信号入力端子に接続される出力端子を有する複数の可動部と、リモコン装置から送信される制御信号を受信し、受信した前記制御信号の内容に応じて前記制御信号を前記出力端子及び前記外部信号入力端子を介して前記複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力する単一の無線信号受信回路を有することを特徴とする。

前記複数の電子スイッチモジュールは、前記取り付け枠に対して垂直方向に配列され、前記単一の操作ハンドルは、前記複数の電子スイッチモジュールに装着された状態で、前記複数の電子スイッチモジュールの配列に沿って垂直に形成された支軸部を有し、前記可動部は前記支軸部から前記複数の電子スイッチモジュールの前記外部信号入力端子及び前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチに対向するように、片持ち梁状に形成されていることが好ましい。

または、前記複数の電子スイッチモジュールは、前記取り付け枠に対して垂直方向に配列され、前記単一の操作ハンドルは、前記複数の電子スイッチモジュールに装着された状態で、前記複数の電子スイッチモジュールの配列を覆う板状体であり、前記複数の電子スイッチモジュールの前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチに対向する部分がそれぞれ独立して変形可能なようにスリットが形成されていることが好ましい。

前記複数の電子スイッチモジュールは、それぞれ電線が接続される端子モジュールと、前記端子モジュールに着脱可能に装着され、それぞれ少なくとも負荷のオン及びオフを制御するスイッチ機能を有する開閉機能モジュールで構成されていることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る負荷制御スイッチシステムは、建築物の壁面に設置された取り付け枠に取り付けられ、それぞれ少なくとも負荷のオン及びオフを制御するスイッチ機能を有する複数種類のスイッチモジュールと、前記スイッチモジュールに着脱可能に装着される複数種類の操作ハンドルで構成され、前記複数種類のスイッチモジュールのうち１つは、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とし、外部信号入力端子、プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ及び前記主スイッチ素子の導通及び非導通を制御する制御回路を有する電子スイッチモジュールであり、前記複数種類の操作ハンドルのうち１つは、複数の前記電子スイッチモジュールが前記取り付け枠に取り付けられた状態で、その複数の前記電子スイッチモジュールにそれぞれ着脱可能に装着され、前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチを個別に操作すると共に、前記外部信号入力端子に接続される出力端子を有する複数の可動部と、リモコン装置から送信される制御信号を受信し、受信した前記制御信号の内容に応じて前記制御信号を前記出力端子及び前記外部信号入力端子を介して前記複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力する単一の無線信号受信回路を有するものであり、前記複数のスイッチモジュールから選択されたいずれか１つのスイッチモジュールに、前記複数の操作ハンドルから選択された１つの操作ハンドルを装着することによって１つの負荷制御スイッチが構成されることを特徴とする。

本発明によれば、リモコン装置から送信される制御信号を１つの無線信号受信回路で受信して、受信した制御信号の内容に応じてその制御信号を複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力するので、１つのリモコン装置及び１つの無線信号受信回路で、複数の負荷（照明装置）のオン及びオフを個別に又は一斉に制御することができる。その結果、１つのリモコン装置及び１つの無線信号受信回路で、複数の負荷（照明装置）のオン及びオフを個別に又は一斉に制御することができる。また、取り付け枠に外部信号入力端子を有する電子スイッチモジュールが取り付けられていれば、配線工事が不要となり、ユーザは、ホームセンターなどでリモコン装置及び無線信号受信機能を備えた操作ハンドルを購入し、操作ハンドルを交換するだけですむ。

本発明の一実施形態に係る負荷制御スイッチの構成を示す図。 上記負荷制御スイッチの変形例の構成を示す図。 上記負荷制御スイッチの他の変形例の構成を示す図。

本発明の一実施形態に係る負荷制御スイッチ及び負荷制御スイッチシステムについて説明する。図１は、本実施形態に係る負荷制御スイッチ１の構成を示す図である。基本的に、１つの負荷制御スイッチは、１つのスイッチモジュールと１つの操作ハンドルで構成される。ところが、この実施形態では、複数のスイッチモジュールと１つの操作ハンドルで複数の負荷（例えば照明装置）に対応した複数の負荷制御スイッチ１が同時に構成される。図１は、建築物の壁面に設置された取り付け枠６に、複数（例えば３つ）の電子スイッチモジュール３が垂直方向に配列されるように取り付けられ、さらに複数の電子スイッチモジュール３に対して１つの操作ハンドル４が装着される状態を示している。

電子スイッチモジュール３の背面３１には、例えばＶＶＦ(Vinyl insulated Vinyl sheathed Flat-type cable:６００Ｖビニル絶縁ビニルシースケーブル平型)などの電線５が接続される端子台２が設けられている。端子台２は、さらに絶縁被覆が剥がされた電線５の心線５１が挿入されるインレット２１が備えており、電線５の心線５１が挿入されると自動的にロックがかかるように構成されている（従来の負荷制御スイッチのものと同様）。なお、図１では、端子台２として２線式のものを例示しているが、３線式のものであってもよい。この電子スイッチモジュール３は、電気工事士など専門知識を有するものによって設置されるものであり、本実施形態の構成によれば、端子モジュール２が一旦設置されると、通常は交換されない。

電子スイッチモジュール３は、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とする電子スイッチであり、操作ハンドル４が装着される装着面３２には、操作ハンドル４によって操作されるプッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３が設けられている。また、電子スイッチモジュール３の装着面３２には、後述する無線信号受信回路から出力される制御信号が入力されるための外部信号入力端子３４が設けられている。電子スイッチモジュール３の内部には、回路基板３５が設けられており、回路基板３５にはトライアックなどの半導体スイッチ素子などで構成された制御回路３６が実装されている。ユーザによって操作ハンドル４が操作され、それによってプッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３がオン又はオフされると、あるいは、外部信号入力端子３４から制御信号が入力されると、それに伴って負荷がオン又はオフされる。

操作ハンドル４は、複数（例えば３つ）の電子スイッチモジュール３に対して１つだけ使用される。操作ハンドル４は、複数の電子スイッチモジュール３に装着された状態で、電子スイッチモジュール３の配列に沿って垂直に形成された支軸部４１と、支軸部４１の中心軸に対して直交する方向に支軸部４１から突出するように片持ち梁状に形成された複数（例えば３つ）の可動部４２Ａ〜４２Ｃを有している。支軸部４１は、例えば取り付け枠６に形成された嵌合突起６１と嵌合され固定される。操作ハンドル４は、例えば樹脂成形により形成され、支軸部４１と各可動部４２Ａ〜４２Ｃの結合部は、例えば他の部分よりも肉厚が薄くなるように形成されている。それによって、各可動部４２Ａ〜４２Ｃが、他の可動部に対して独立して変形（撓み）可能となり、電子スイッチモジュール３のプッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３を個別に操作することができる。なお、各可動部４２Ａ〜４２Ｃが独立して変形（撓み）可能な構成は、これに限定されず、その他の構成、例えば蝶番などであってもよい。なお、図１に示す実施形態では、操作ハンドル４は、支軸部４１が取り付け枠６の嵌合突起６１に嵌合固定され、さらに取り付け枠６に取り付けられた電子スイッチモジュール３に間接的に装着される。しかしながら、操作ハンドル４のいずれかの又は全ての可動部４２Ａ〜４２Ｃを電子スイッチモジュール３の装着面３２に直接装着するように構成してもよい。

周知のように、操作ハンドルの大きさは、取り付け枠に取り付けられるスイッチモジュールの数によって決定される。例えば、取り付け枠にスイッチモジュールが１個だけ取り付けられる場合、シングルと呼ばれるように、化粧プレートに形成された矩形開口とほぼ同じ大きさの操作ハンドルが使用される。また、取り付け枠にスイッチモジュールが２個取り付けられる場合、ダブルと呼ばれるように、化粧プレートに形成された矩形開口の高さ方向寸法の１／２の大きさの操作ハンドルが使用される（幅方向寸法は同じ）。さらに、取り付け枠にスイッチモジュールが３個取り付けられる場合、トリプルと呼ばれるように、化粧プレートに形成された矩形開口の高さ方向寸法の１／３の大きさの操作ハンドルが使用される。本実施形態では、操作ハンドル４の可動部４２Ａ〜４２Ｃの大きさが、化粧プレートに形成された矩形開口の高さ方向寸法の略１／２又は略１／３となるように形成される。従来と同じく、複数の色やデザインのものから選択できることは言うまでもない。

１つの可動部（例えば４２Ｂ）の内部には、無線信号受信回路４３及びアンテナ４４が実装されている。また、各可動部４２Ａ〜４２Ｃの背面、すなわち、電子スイッチモジュール３の装着面３２に対向する面４５には、電子スイッチモジュール３の外部信号入力端子３４に接続される出力端子４６及びプッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３を押すための突起４７が設けられている。また、無線信号受信回路４３は、信号線４８を介して各出力端子４６に接続されており、それによって無線信号受信回路４３と電子スイッチモジュール３の制御回路３６が接続される。

周知のように、リモコン装置（図示せず）などから送信される電波は、水平偏波成分と垂直偏波成分を含んでおり、周囲の電波環境に応じていずれか一方の成分が他方の成分よりも受信願度が良好である場合もあり得る。図１では、アンテナ４４を１つしか図示していないが、２つのアンテナを互いに受信方向が直交するように配置し、いずれか受信状態のよい方のアンテナを選択するように構成してもよい。アンテナの選択は、ユーザによるスイッチに切換であってもよいし、無線信号受信回路４３による自動的切り換えであってもよい。

また、図１に示す実施形態では、無線信号受信回路４３の駆動電力に関しては特に限定されず、操作ハンドル４の内部に１次電池を設け、その１次電池から駆動電力を供給してもよいし、操作ハンドル４の外装面に太陽電池を設け、その太陽電池から駆動電力供給してもよい。あるいは、上記外部信号入力端子３４及び出力端子４６とは別に接点を設けて、電子スイッチモジュール３から操作ハンドル４側に駆動電力を供給してもよい。

さらに、白熱灯やＬＥＤなどの照明装置が負荷として接続される場合、負荷制御スイッチに調光機能を持たせることが効果的である。その場合、電子スイッチの制御回路３６にさらに調光回路を設け、無線信号受信回路４３によりリモコン装置から送信される調光信号を受信し、調光回路は調光信号に応じて負荷である照明装置を調光制御するように構成すればよい。リモコン装置（図示せず）は、少なくとも特定の照明装置又は全ての照明装置の点灯（オン）及び消灯（オフ）を制御するための操作ボタンを備えていればよく、その構成や配置は特に限定されない。さらに、上記のような調光制御用の調光ボタンを備えていてもよい。

図２は、本実施形態に係る負荷制御スイッチ１の変形例の構成を示す図である。この変形例では、操作ハンドル４は、複数の電子スイッチモジュール３に装着された状態で、その複数の電子スイッチモジュール３の配列全体を覆う板状体である。そして、複数の電子スイッチモジュール３のプッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３に対向する可動部７２Ａ〜７２Ｃがそれぞれ独立して変形可能なようにスリット７１が形成されている。無線信号受信回路４３、出力端子４６及び信号線４８は、可動部７２Ａ〜７２Ｃを避けるようにして設けられており、それによって信号線の４８の屈曲されることがなくなり、信号線４８の破断などによる接触不良などが防止される。

なお、本実施形態に係る負荷制御スイッチシステムは、例えば２線用及び３専用の２種類の電子スイッチモジュール３と、上記実施形態で例示した複数種類の操作ハンドル４などで構成される。また、上記実施形態では、無線信号受信機能として電波を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、赤外線などを用いた無線信号受信機能であってもよい。

図３は、本実施形態に係る負荷制御スイッチ１の他の変形例の構成を示す図である。この変形例では、電子スイッチモジュール３を、電線５が接続される端子モジュール２０と、端子モジュールに着脱可能に装着され、少なくとも負荷のオン及びオフを制御するスイッチ機能を有する開閉機能モジュール３０で構成したものである。このように、電子スイッチモジュール３を、端子モジュール２０と開閉機能モジュール３０に分離することにより、ユーザは電気工事を伴うことなく、スイッチモジュールの機能を変更することができる。

端子モジュール２０は、絶縁被覆が剥がされた電線５の心線５１が挿入されるインレット２１と、開閉機能モジュール３０のソケット３７が挿入されるアウトレット２２を備えている。インレット２１は、先に説明したものと同様である。アウトレット２２の構造は特に限定されず、単なる電気接点であってもよいし、コンセントのような構造であってもよい。後者の場合、感電を防止するため、アウトレット２２にスライド式のシャッターが設けられていてもよい。端子モジュール２０として２線式のものを例示しているが、３線式のものであってもよい。端子モジュール２０は、電気工事士など専門知識を有するものによって設置されるものであり、本実施形態の構成によれば、端子モジュール２０が一旦設置されると、通常は交換されない。電子スイッチモジュール３が、端子モジュール２０と開閉機能モジュール３０に分離されているので、ユーザは、電気工事を伴わずに、開閉機能モジュール３０及び操作ハンドル４を交換することによって、負荷制御スイッチ１の機能を変更又は向上させることができる。端子モジュール２０は、あらかじめ取り付け枠６に取り付けられている。

開閉機能モジュール３０は、上記のような半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とする電子スイッチの他、可動接点及び固定接点を備えた機械スイッチなどであってもよい。例えば、支軸の周りに操作ハンドルを一方向に回転させれば可動接点が固定接点に接触し、操作ハンドルを逆方向に回転させれば可動接点が固定接点から離反するシーソースイッチや、あるいは、機械式のプッシュオン／プッシュオフ・スイッチなどが考えられる（公知につき図示せず）。これらの機械スイッチは、機能自体は負荷をオン又はオフさせるだけのシンプルなものであるが、低コストである。用途に応じて、端子モジュール２０に装着される開閉機能モジュール３０のうち、１つだけ機械スイッチとすることも可能である。

上記のように構成された負荷制御スイッチによれば、あらかじめ端子モジュール２０さえ設置されていれば、ホームセンターなどでユーザが自分の目的にあった開閉機能モジュール３０及びそれに適合する操作ハンドル４を購入することにより、負荷制御スイッチを自分で交換することができる。例えば、入居時に開閉機能モジュール３０として最も安価な機械スイッチが装着されていたと仮定して、ユーザが照明装置のオン及びオフをリモコン装置から制御したい場合、電子スイッチを備えた開閉機能モジュール３０、無線信号受信機能を備えた操作ハンドル４及びリモコン装置を購入し、自分で交換すればよい。それによって、例えば工務店に電気工事の依頼をする必要がなくなり、低コストで、かつ、任意の時に、負荷制御スイッチの機能向上又は変更を行うことができる。この変形例に係る負荷制御スイッチシステムは、例えば２線用及び３専用の２種類の端子モジュール２０と、複数種類の開閉機能モジュール３０及びそれに適応する複数種類の操作ハンドル４などで構成される。

１ 負荷制御スイッチ
２ 端子台
２０ 端子モジュール
２１ インレット
２２ アウトレット
３ 電子スイッチモジュール
３０ 開閉機能モジュール
３１ （電子スイッチモジュールの）背面
３２ 装着面
３３ プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ
３４ 外部信号入力端子
３５ 回路基板
３６ 制御回路
３７ ソケット
４ 操作ハンドル
４１ 支軸
４２Ａ〜４２Ｃ 可動部
４３ 無線信号受信回路
４４ アンテナ
４５ （操作ハンドルの）背面
４６ 出力端子
４７ 突起
４８ 信号線
５ 電線
５１ 心線
６ 取り付け枠
６１ 嵌合突起
７１ スリット
７２Ａ〜７２Ｃ 可動部

Claims (6)

1. 複数の電子スイッチモジュールと、前記複数の電子スイッチモジュールに着脱可能に装着された単一の操作ハンドルを備え、前記操作ハンドルは、リモコン装置から送信される制御信号を受信し、受信した前記制御信号の内容に応じて前記制御信号を前記複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力することを特徴とする負荷制御スイッチ。
2. 建築物の壁面に設置された取り付け枠に取り付けられる複数の電子スイッチモジュールと、前記複数の電子スイッチモジュールに直接的に又は間接的に着脱可能に装着された単一の操作ハンドルを備えた負荷制御スイッチであって、
   前記電子スイッチモジュールは、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とし、外部信号入力端子、プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ及び前記主スイッチ素子の導通及び非導通を制御する制御回路を有し、
   前記操作ハンドルは、前記複数の電子スイッチモジュールにそれぞれ着脱可能に装着され、前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチを個別に操作すると共に、前記外部信号入力端子に接続される出力端子を有する複数の可動部と、リモコン装置から送信される制御信号を受信し、受信した前記制御信号の内容に応じて前記制御信号を前記出力端子及び前記外部信号入力端子を介して前記複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力する単一の無線信号受信回路を有することを特徴とする負荷制御スイッチ。
3. 前記複数の電子スイッチモジュールは、前記取り付け枠に対して垂直方向に配列され、
   前記単一の操作ハンドルは、前記複数の電子スイッチモジュールに装着された状態で、前記複数の電子スイッチモジュールの配列に沿って垂直に形成された支軸部を有し、前記可動部は前記支軸部から前記複数の電子スイッチモジュールの前記外部信号入力端子及び前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチに対向するように、片持ち梁状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の負荷制御スイッチ。
4. 前記複数の電子スイッチモジュールは、前記取り付け枠に対して垂直方向に配列され、
   前記単一の操作ハンドルは、前記複数の電子スイッチモジュールに装着された状態で、前記複数の電子スイッチモジュールの配列を覆う板状体であり、前記複数の電子スイッチモジュールの前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチに対向する部分がそれぞれ独立して変形可能なようにスリットが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の負荷制御スイッチ。
5. 前記複数の電子スイッチモジュールは、それぞれ電線が接続される端子モジュールと、前記端子モジュールに着脱可能に装着され、それぞれ少なくとも負荷のオン及びオフを制御するスイッチ機能を有する開閉機能モジュールで構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の負荷制御スイッチ。
6. 建築物の壁面に設置された取り付け枠に取り付けられ、それぞれ少なくとも負荷のオン及びオフを制御するスイッチ機能を有する複数種類のスイッチモジュールと、前記スイッチモジュールに着脱可能に装着される複数種類の操作ハンドルで構成された負荷制御スイッチシステムであって、
   前記複数種類のスイッチモジュールのうち１つは、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とし、外部信号入力端子、プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ及び前記主スイッチ素子の導通及び非導通を制御する制御回路を有する電子スイッチモジュールであり、
   前記複数種類の操作ハンドルのうち１つは、複数の前記電子スイッチモジュールが前記取り付け枠に取り付けられた状態で、その複数の前記電子スイッチモジュールにそれぞれ着脱可能に装着され、前記プッシュオン／プッシュオフ・スイッチを個別に操作すると共に、前記外部信号入力端子に接続される出力端子を有する複数の可動部と、リモコン装置から送信される制御信号を受信し、受信した前記制御信号の内容に応じて前記制御信号を前記出力端子及び前記外部信号入力端子を介して前記複数の電子スイッチモジュールのいずれか１つ又は全てに入力する単一の無線信号受信回路を有するものであり、
   前記複数のスイッチモジュールから選択されたいずれか１つのスイッチモジュールに、前記複数の操作ハンドルから選択された１つの操作ハンドルを装着することによって１つの負荷制御スイッチが構成されることを特徴とする負荷制御スイッチシステム。

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