JP5719082B1 - オルタネイトスイッチユニット - Google Patents

Abstract

【課題】機械式オルタネイトスイッチは、シンプルで且つ小さく、単体部品としても扱えるが、これを電磁リレーや電気回路で実現しようとすると、制御盤に多くのリレーが必要であったり、回路に組み込みせざるをえなかったり、複雑な回路設計が必要だったりして、自動化やリモート制御が簡単にはできなかった。【解決手段】本出願では、フォトリレーを利用して、自己保持を行うフォトリレーと、主スイッチ動作を行うフォトリレーとに加え、自己保持を解除するフォトリレーを導入し、従来２つあった開始・解除スイッチを「自己保持を開始と解除させるスイッチ」１個に集約したことで、機械式オルタネイトスイッチと同じ動作を実現し、且つユニット部品としてまとめた。このことにより、従来のモーメンタリの押釦スイッチに加えて、外部の電気回路、外部のスイッチ制御システムとの「ユニット部品」での連携利用ができたことで、多様な利用形態が想定され、汎用性の高いものとなった。【選択図】 図１

Description

本発明は、図７に示した従来のフォトカプラを利用した自己保持回路の自己保持を開始させるスイッチＳＷ１と、自己保持を解除するスイッチＳＷ２の２個を、バイパスさせて自己保持を解除するフォトリレー０３ａを利用して、自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３の１個にし、ユニット化したオルタネイトスイッチであり、モーメンタリの押釦スイッチでの単独利用や、外部の電気回路、および外部のスイッチ制御システムによる駆動制御を可能にした多用途なスイッチユニットである。

ＬＥＤについては、照明器具の他にもイルミネーション、カー用品、ホビー向けなど様々な部品から商品までが簡単に入手でき、それらを駆動するＬＥＤドライバなどのＩＣも数多く出回っており、又、様々に点灯するように工夫をされた製品も出回っている。

ただ、これらを一括で制御することになると規格統一されたものは見あたらない。

又、照明の光源としては、ＬＥＤ照明が主力となってきていることに加えて、有機ＥＬ照明も商品化され始めていて、新たな照明への取り組みが見えてきている。

例えば、今までは部屋単位にドアや障子・襖で仕切った住宅だったが、ドアや障子・襖のないワンフロアであるが生活空間を上手く仕切った住宅などが出現してきている。

このような住宅には、旧来の部屋毎に照明器具を施設するのではなく、照明を細かく分け、点光源であるＬＥＤ部品と面発光の有機ＥＬ部品を組合せた生活空間単位の照明が、より自然な光を作り出す。

具体的には、スポット光の必要な所はＬＥＤ部品、面的な光は有機ＥＬ部品と細かに部品化したものを組み合わせて配置・施設し点灯・消灯をコントロールすることになる。

この取り組みは、部品単位の点灯と、その複数の部品を組合せた点灯制御が必要となることから、現在の部屋毎で照明器具単位の電気工事手法では達成できず、新たなスイッチ制御システムが必要となる。

オルタネイト動作は、一度目にスイッチを押すと点灯、二度目にスイッチを押すと消灯できるものであり、照明部品毎に、本発明のオルタネイトスイッチユニットを付け、それをスイッチ制御システムで制御することで、多くの照明部品を自由に点灯・消灯できる。

従来は、機械式オルタネイトスイッチ、電磁リレーやフォトカプラを利用した自己保持回路形や、電磁スイッチの中でもラチェットリレーと呼ばれる接点を交互に切り替え動作を行うもの、又は、フリップフロップ回路などの機能を利用することで「ＯＮ状態を保持する」回路を利用しており、専用の回路であったり、動作音が発生したり、大きさが大きいものなどで、単体の「オルタネイトスイッチ動作する部品」として購入できるユニット製品は機械式オルタネイトスイッチしかなかった。

これらの回路は、電気回路の一部や制御盤などに組み込んで使用されており、注文品もしくは製品の中の１回路となっており、個人で自由に調達、組み合わせて使用できるような製品となっていない。

外部の電気回路もしくは外部のスイッチ制御システム＋本発明のオルタネイトスイッチユニット＋電子機器のように製品を組み合わせて簡単に利用できるユニット製品は見つかっていない。

本発明のオルタネイトスイッチユニットは、様々な電子機器をＯＮ・ＯＦＦするためのスイッチ制御の基盤であるため、制御する回路や制御システムを必要とする。

以下で制御主体となる外部の電気回路と外部のスイッチ制御システムについて説明する。

外部の電気回路とは、図２に記載した本発明のオルタネイトスイッチユニットの「自己保持を開始と解除させるフォトリレー４ａの入力側端子１と２」に対し、駆動する電流を流すことで、制御できる回路である。

例えば、外部の電気回路でＬＥＤドライバＩＣを利用し１６個のＬＥＤを自由に点灯・消灯できる回路を作成したとして、このＬＥＤ部分を、自己保持を開始と解除させるフォトリレー４ａの入力側端子１と２に置き換え図８のようにすることで、この外部の電気回路から本発明のオルタネイトスイッチユニット１６個を制御できるようになる。

外部のスイッチ制御システムとは、先行技術文献の特許文献１及び特許文献２の制御システムを事例として、図３に記載の「駆動機構（ａ接点出力部）」のように、「自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子４１」の両端をａ接点スイッチでＯＮ・ＯＦＦできる制御システムをいう。

図９は、この外部のスイッチ制御システムに、本発明のオルタネイトスイッチユニットの「自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子４１」を接続したものに、本発明のオルタネイトスイッチユニットの駆動対象となる電子機器を接続したイメージ図である。

この図９で示した外部のスイッチ制御システムは、電源機構が２つ以上の線路を利用して、制御に必要な組み合わせで制御信号を流すことで、それに合致した駆動機構を駆動させる。

駆動機構（ａ接点出力部）は、制御線に接続された複数のリレーを組合せたセットであり、この駆動機構が駆動するのに必要な制御線すべてに制御信号が流された時、この駆動機構の持っている複数のリレーの出力側を直列に合わせてａ接点ＯＮとなるスイッチである。

制御線については、以降は線路と呼び、この線路全体を線路機構と呼んでいる。

図９の例では、本発明のオルタネイトスイッチユニットの「自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子４１」に、駆動機構Ａ４と駆動機構Ａ７の２つを、それぞれ接続して制御できるようにしている。

動作としては、「駆動機構Ａ４に接続された本発明のオルタネイトスイッチユニット」を駆動する場合に、外部のスイッチ制御システムの電源機構より、線路機構の線路Ｎｏ０１と線路Ｎｏ０４に制御信号を流すことで、駆動機構Ａ４(ａ接点出力部)はＯＮとなるため、接続された本発明のオルタネイトスイッチユニットが駆動される。

この時、駆動機構Ａ７は、線路機構の線路Ｎｏ０１には制御信号が流れているが、線路Ｎｏ０５に制御信号が流れていないため駆動機構Ａ７（ａ接点出力部）はＯＮとならない。

外部のスイッチ制御システムは、図９の例では、２種類の駆動機構を接続した図であるが、他の種類の駆動機構を接続しても、同じ種類の駆動機構を複数接続しても利用できるので、設計に合わせて様々に組み合わせて利用できる。

このように、外部のスイッチ制御システムと本発明のオルタネイトスイッチユニットを使用すると、本項の背景技術前半で述べた住宅照明において、数多くのＬＥＤ部品、有機ＥＬ部品の点灯、消灯を自由に制御できることになる。

従来は、このように制御で使用できるオルタネイトスイッチユニットはなかったし、外部の電気回路や外部のスイッチ制御システムと接続して利用できる製品もなかった。

特開昭５７−１８０８１７号広報 特願２０１４−１６００７５

本発明は、フォトリレーを用いて自己保持回路を具現化することで、機械式オルタネイトスイッチのように、１個のスイッチで、常時ＯＮ、ＯＦＦが切り替えできること。

機械式オルタネイトスイッチのように単品の製品として汎用的に利用できるユニット製品にできること。

又、機械式オルタネイトスイッチと同様に、直流と交流どちらでも扱えること。

上記のものを使用し、外部の電気回路や外部のスイッチ制御システムで駆動制御できること。

単純な仕組みで部品数も出来るだけ少なくすること。

フォトリレーを使用したオルタネイト動作を行うスイッチであって：
自己保持を行うフォトリレー０１ａと：
自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３と：
自己保持を解除するフォトリレー０３ａと：
主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａと：
フォトリレーを駆動させる電源部５０と：
を具備し、
フォトリレーを動作させるための電気経路は、前記電源部５０の端子１より、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、２つに分かれ、一方は前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３へ、そしてフレーム接続へと、もう一方は前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子２から出力側端子４へと、その出力側端子３から、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの入力側端子１へ、その入力側端子２からフレーム接続へ、前記電源部５０の端子２はフレーム接続へとなり、
自己保持を解除させるための電気経路として、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子４は、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１に接続され、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子３は、前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３に接続され、
一回目に前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をＯＮとすると、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａと前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの両方が駆動し、どちらとも出力側のスイッチがＯＮとなり、前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３がＯＦＦとなっても、前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの出力側のスイッチがＯＮとなっていることで、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの入力側から前記電源部５０の端子２へ電気経路が通じていることより、自己保持が維持され、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａも駆動し続け、その出力側スイッチがＯＮとなり、接続された電子機器が駆動し続け、
二回目に前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をＯＮとすると、自己保持を解除するフォトリレー０３ａも駆動が続いており出力側がＯＮとなっているため、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１がバイパスされ、前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの自己保持も解除され、すべてのフォトリレーが停止し、接続された電子機器も停止することを特徴とするオルタネイトスイッチユニット。

前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３を、自己保持を開始と解除させるフォトリレー０４ａに代替えして具備し、外部の電気回路から駆動制御できることを特徴とした請求項１に記載のオルタネイトスイッチユニット。

前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３を、自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子４１に代替えして具備し、そこに外部のスイッチ制御システムを接続することで、外部のスイッチ制御システムから駆動制御できることを特徴とした請求項１に記載のオルタネイトスイッチユニット。

本発明は、図７のような従来の自己保持回路を、自己保持を開始させるためのスイッチと、それを解除するための２個のスイッチを、自己保持を解除するフォトリレーを追加することで、１つのスイッチで、できるようにした。

これで、自己保持の開始と解除を行うスイッチ部分と、接続された制御対象となる電子機器のＯＮとＯＦＦを行う部分により、機械式オルタネイトスイッチと同じく一回目で常時ＯＮ、二回目でＯＦＦの動作ができる。

このことにより、単純な仕組みで部品数も少なく、単体のスイッチユニットとして扱えて、且つ、外部の電気回路や外部のスイッチ制御システムから駆動制御でもきるようになる。

従来になかった単体、もしくは外部の電気回路、および外部のスイッチ制御システムでの駆動制御を含めて、単純で、汎用性のあるユニット製品として扱えるようになる。

同様に簡単に駆動制御できるラチェットリレー（従来品では横約６０ｍｍ×奥行き約９０ｍｍ×高さ約８０ｍｍ程度）に比べ動作も早く、且つ音も発生しない。

電磁リレーを用いた自己保持回路を本発明に置き換えることで、省電力となり単純な仕組でできる。

照明等の制御が、シーケンス制御などに頼らずにスイッチ制御できる。

ＬＥＤイルミネーション付の機械式オルタネイトスイッチと同じ端子構成になることより、本発明のオルタネイトスイッチユニットに入れ替えることができ、機械式スイッチの接点磨耗による寿命の劣化やスイッチ音、機械部分の耐久性などが向上する。

自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３は、モーメンタリ動作となることより、この制御に関わる外部の電気回路や外部のスイッチ制御システムともに、制御したいときだけ短時間の駆動電流を流し、その操作後は本発明のオルタネイトスイッチユニットが自己保持で制御対象物の駆動を担うことから、制御システム全体にわたって常時制御信号が流れることはないので、省エネルギーにつながる。

フォトリレーによるオルタネイトスイッチユニット（スイッチにａ接点モーメンタリの押釦スイッチを利用） フォトリレーによるオルタネイトスイッチユニット（外部の電気回路から駆動制御できるようにした利用例） フォトリレーによるオルタネイトスイッチユニット（外部のスイッチ制御システムから駆動制御できるようにした利用例） オルタネイトスイッチユニットの実施例１（単体利用） オルタネイトスイッチユニットの実施例２（複数利用） オルタネイトスイッチユニットの実施例２−１（１台の接続図） 従来のフォトカプラを利用した自己保持回路による電源スイッチ回路 外部の電気回路にオルタネイトスイッチユニットを接続した例 外部のスイッチ制御システムにオルタネイトスイッチユニットを接続した例

０１ａ ：自己保持を行うａ接点フォトリレー
０２ａ ：主スイッチ動作を行うａ接点フォトリレー
０３ａ ：自己保持を解除するａ接点フォトリレー
ＳＷ３ ：自己保持を開始と解除させるスイッチ
５０ ：フォトリレーを動作させる電源部
３１ ：入力制限抵抗
３２ ：逆流防止用ダイオード
３３ ：自己保持を解除するａ接点フォトリレーを駆動するためのコンデンサ
０４ａ ：ＳＷ３の代替えとして外部の電気回路が利用する自己保持を開始と解除させるａ接点フォトリレー
４１ ：ＳＷ３の代替えとして使用する自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子（２個）
９１ａ ：自己保持を行うａ接点フォトカプラ
９２ａ ：トランジスタのベース側をＯＮ・ＯＦＦし主スイッチ動作を行うａ接点フォトカプラ
９３ ：９２ａのフォトカプラがＯＮとなったとき電気を電源入力から電源出力へ流し、ＯＦＦの時には電気を遮断するトランジスタ
ＳＷ１ ：従来の回路での自己保持を開始させるスイッチ
ＳＷ２ ：従来の回路での自己保持を解除させるスイッチ

以下本発明を、図１と図２と図３の図面を用いて順次、詳細に説明する。

又、図１と図２と図３の図面に記載されている電子機器は本発明のオルタネイトスイッチユニットの制御対象物であり、これを駆動させたり停止させたりするのが目的である。

本発明の説明に入る前に、図７を用いて従来のフォトカプラによる自己保持回路を利用した電源スイッチ回路について述べる。

これは、電気回路の電源をＯＮ、ＯＦＦするために、電源の入り口に自己保持回路を利用してモーメンタリの押釦スイッチで行えるようにしたものである。

動作は、電源入力側と電源出力側の間にフォトカプラ９１ａを用いた自己保持回路を設けて、フォトカプラ９２ａとトランジスタ９３により電源を遮断し、ＳＷ１を押すことで自己保持を開始させ電源出力側に電気を通し、ＳＷ２を押すことで自己保持を解除し電気を遮断するものである。

この方式のままだと、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の２種類の操作が必要となることから、外部の電気回路や外部のスイッチ制御システムを利用するとなると、１つの電子機器のスイッチ操作のために２つの制御部分が必要となり、例えば１２０通りできる制御システムだと半分の６０個の電子機器の制御しかできないことになる。

又、電気回路自体の電源の中にスイッチ操作を行う回路を組み込んでいるため、回路からスイッチ部分を切り離しユニット化したい本発明にとっては合わないものである。

ユニット化のもう一つの観点では、制御対象となる電子機器は直流とはかぎらずに、交流も直流も扱いたいので、図７を改良すると新たな部品が必要となり、部品点数を少なくしたい意向からもかけ離れていく。

では、本発明の説明に入る。

図１は、自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３にａ接点モーメンタリの押釦スイッチを用いた実施例を示した構成図である。

図１の構成は、０１ａは自己保持を行うためのフォトリレー、０２ａは主スイッチ動作を行うフォトリレー、０３ａは自己保持を解除するフォトリレー、５０は０１ａと０２ａ０３ａのフォトリレーの入力側素子を動作させるための電源部、３１は０１ａと０２ａと０３ａのフォトリレーの入力側の推奨ＬＥＤ電流を流すための入力制限抵抗、ＳＷ３は自己保持を開始と解除させるａ接点モーメンタリの押釦スイッチで構成されている。

フォトリレーを動作させるための電気経路は、電源部５０の端子１より、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、２つに分かれ、一方は自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３へ、そしてフレーム接続へと、もう一方は自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子２から出力側端子４へと、その出力側端子３から、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの入力側端子１へ、その入力側端子２からフレーム接続へ、前記電源部５０の端子２はフレーム接続へとなる。

自己保持を解除させるための電気経路として、自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子４は、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１に接続され、自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子３は、自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３に接続される。

図１では、自己保持を解除させるための電気経路として、自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子４は、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１としたが、自己保持を行うフォトリレー０１ａの出力側端子１でも同様の効果があり、図２、図３、図４、図６、図８も同様である。

逆流防止用ダイオード３２は、自己保持を行うフォトリレー０１ａが自己保持を始めると、
自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子４とその出力端子３がＯＮとなり、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１とＳＷ３の電気経路が通るため、自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子２に逆流を防ぐため設け、図２と図３も同様である。

自己保持を解除するａ接点フォトリレーを駆動するためのコンデンサ３３は、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１がバイパスされ、自己保持を行うフォトリレー０１ａが停止するまでの間、自己保持を解除するフォトリレー０３ａが、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１とＳＷ３の電気経路を確保するために駆動する電源を確保すべく設けており、図２と図３も同様である。

初期状態としては、自己保持を行うフォトリレー０１ａの出力側端子４とその出力側端子３がＯＦＦとなっていて、自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３もＯＦＦとなっていることより、フォトリレーが駆動するための電気経路はどちらも、断たれていて、３つのフォトリレーすべてが駆動されていないため、制御対象となる電子機器も駆動していない。

一回目に自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をＯＮとすると、電源部５０の端子１から、入力制限抵抗３１をへて、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３へ、ここがＯＮとなったため、フレーム接続で電源部５０の端子２へと電気経路が通ずる。

これで、０１ａと０２ａのフォトリレーが駆動し、どちらとも出力側のスイッチがＯＮとなり、その後に自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３がＯＦＦとなっていても、自己保持を行うフォトリレー０１ａの出力側端子４と端子３が通じていて、その出力側端子３から自己保持を解除するフォトリレー０３ａの入力側端子１へ、その入力側端子２からフレーム接続で電源部５０の端子２へ通ずるために、電気経路が通じて、自己保持が維持される。

したがい、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａも駆動し続け、その出力側スイッチがＯＮとなり、接続された電子機器が駆動し続ける。

この状態で、自己保持を解除させるための電気経路を見ると、自己保持を解除するフォトリレー０３ａが駆動し続けているので、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１から自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子４と、その出力側端子３と自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３はつながっているが、自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３はＯＦＦとなっているため、バイパスされた状態には至っていない。

では、二回目に自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をＯＮとすると、主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１と電源部５０の端子２とは、バイパスされてしまい自己保持が解除される。

そのため、すべてのフォトリレーが停止し、接続された電子機器も停止する。

自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をモーメンタリの押釦スイッチとしているのは、常時ＯＮでは、開始と解除を常時繰り返してしまうのを回避するためである。

図２は、外部の電気回路で駆動制御できるようにした実施例を示した構成図である。

構成は、図１の自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３を、自己保持を開始と解除させるフォトリレー０４ａに置き換えただけであり、主たる部分は図１と同様である。以降置き換えた部分について述べる。

初期状態としては、図１と同様であるため、３つのフォトリレーも駆動されていないし、対象となる電子機器も駆動していない。

一回目に、外部の電気回路より自己保持を開始と解除させるフォトリレー０４ａの入力側に駆動電流を流し出力側がＯＮになると、図１と同様に自己保持が開始され、以下図１と同様になる。

二回目に外部の電気回路より自己保持を開始と解除させるフォトリレー０４ａの入力側に電流を流し出力側がＯＮになると、図１と同様にバイパスされ、すべてのフォトリレーが停止し、接続された電子機器も停止する。

外部の電気回路からの制御も、図１のモーメンタリの押釦スイッチとしている理由と同じく、自己保持を開始と解除させるフォトリレー０４ａの入力側には短時間の駆動電流となるように制御し、開始と解除を常時繰り返してしまうのを回避する。

図３は、外部のスイッチ制御システムで駆動制御できるようにした実施例を示した構成図である。

構成は、図１の自己保持を開始させるスイッチＳＷ３を、自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子４１に置き換え、実際には接続された外部のスイッチ制御システムの駆動機構（ａ接点出力部）のａ接点スイッチがＯＮを行う。図３の左下「駆動機構（ａ接点出力部）」のイメージ図となる。

したがい、主たる部分は図１と同様である。以降置き換え部分について述べる。

初期状態としては、図１と同様であるため、３つのフォトリレーも駆動されていなし、対象となる電子機器も駆動していない。

一回目に、外部のスイッチ制御システムの駆動機構（ａ接点出力部）がＯＮになると、図１と同様に自己保持が開始され、以下図１と同様になる。

二回目に外部のスイッチ制御システムの駆動機構（ａ接点出力部）がＯＮになると、バイパスされ、図１と同様に、すべてのフォトリレーが停止し、接続された電子機器も停止する。

外部のスイッチ制御システムの駆動機構（ａ接点出力部）も、図１のモーメンタリの押釦スイッチとしている理由と同じく、短時間のＯＮとなるように制御し、開始と解除を常時繰り返してしまうのを回避する。

本発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。

＜モーメンタリ動作について＞
押しボタンを押している間だけ動作状態を維持し、離すと復帰するものをいう

＜オルタネイト動作について＞
押しボタンを押して押す力を取り除いても動作状態を保ち続け、さらにもう一度押すと元の自由状態に復帰するものをいう

＜ａ接点スイッチについて＞
スイッチが押されていない場合にはＯＦＦの状態で、押されている場合にはＯＮとなるスイッチ。

＜ａ接点フォトリレーについて＞
フォトリレーの入力側に駆動直流が流れていない場合には、リレーがＯＦＦの状態で、直流が流れ動作してＯＮとなるフォトリレー。

＜自己保持を開始と解除させるスイッチについて＞
自己保持を開始させるためのスイッチと、自己保持を解除するスイッチの両方を兼ねた１つのスイッチで、自己保持を解除するａ接点フォトリレー０３ａの出力側がＯＦＦの時、自己保持を開始させるスイッチとして動作し、自己保持を解除するａ接点フォトリレー０３ａの出力側がＯＮの時、解除させるスイッチとして動作する。又、自己保持を開始と解除させるフォトリレーの場合も、同様である。

＜電源部について＞
フォトリレーの入力側に駆動電流を流す電源部分を示し、専用の電源を設ける場合や、他の電源からの供給を受ける時は、接続用端子だけを設けて、他の電源に接続する場合もある。

＜フォトリレーについて＞
フォトリレー、Ｐｈｏｔｏ ＭＯＳリレー、光ＭＯＳＦＥＴリレー、光ＭＯＳスイッチ、Ｐｈｏｔｏ ＤＭＯＳ-ＦＥＴリレー、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ、ＭＯＳ ＦＥＴリレーやフォトカプラ含む同等品、フォトリレーと同様な機能を持つ回路がすべて含まれる。

＜電子機器について＞ ＬＥＤやランプ、電気器具、電気回路、電子部品、電子機器で本発明の主スイッチに接続しＯＮとなった場合に駆動できるものすべてをいう。

以上用語の定義および技術的意味を終わる。

図４で基本的な構成である図１を使用しＬＥＤ照明を点灯する実施例を示す。

この実施例では、初期状態から自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３を一回目に押すことでＬＥＤ照明が点灯し、二回目に押すとＬＥＤ照明が消灯し、初期状態にもどる。

図１の電子機器を、ＬＥＤ照明と明示しただけであり、構成や動作は、すべて同じである。

従来のＬＥＤイルミネーション付の機械式オルタネイトスイッチの端子は、スイッチ部分とＬＥＤイルミネーション用の電源部分とで構成されている。

図４で使用している電源部を専用電源とせずに外部から供給を受けると考えると、接続端子含め、構成はＬＥＤイルミネーション付の機械式オルタネイトスイッチと何ら変わらないことになる。

このことは、機械式オルタネイトスイッチを本発明のオルタネイトスイッチユニットに入れ替えることができることでもあり、機械式スイッチの接点磨耗による寿命の劣化やスイッチ音、機械部分の耐久性などの向上につながる。

図５は、外部のスイッチ制御システムを使い、本発明のオルタネイトスイッチユニットを接続して、複数の有機ＥＬ照明やＬＥＤ照明を制御した場合のイメージ図である。

構成としては、外部のスイッチ制御システムに、本発明である図３のオルタネイトスイッチユニットを接続し、それに有機ＥＬ照明やＬＥＤ照明を接続している。

図５では、本発明のオルタネイトスイッチユニットは四角の中に「ＡＳＵ」と書かれた太枠部分である。

外部のスイッチ制御システムの駆動機構については、「駆動機構01〜駆動機構120」と記載されているが、これは一例として、７つの線路で構成された線路機構を用いて、電源機構で制御できる数が１２０通りあるため明示的に記載した。

制御できる通り数は、線路の数で決まっていくので、必要があれば線路を増やせばよい。

１２０通りの制御ができることは、１２０組の照明の点灯や消灯ができることであり、実際には、それより多い数を接続できる。

例えば、「駆動機構01＋本発明のオルタネイトスイッチユニット＋照明」のセットを複数セットして接続することができる。

電源機構から「駆動機構01」を制御したときに、「駆動機構01＋本発明のオルタネイトスイッチユニット＋照明」のセットが複数接続されていると、それらが同時に点灯や消灯を行うことになる。

具体的には、廊下や階段などの一定の距離をあけて何か所にも施設する場合の利用に効果がある。

構成を明確にするために、図５の「駆動機構01＋本発明のオルタネイトスイッチユニット＋照明」と図３との対比を図６に明示した。

図６のパーツａは、本発明のオルタネイトスイッチユニット、パーツｂは、外部のスイッチ制御システムの駆動機構、パーツｃは、この例では、有機ＥＬ照明やＬＥＤ照明である。

動作としては、外部のスイッチ制御システムの電源機構が、線路機構を用いて「駆動機構01」を制御すると、その制御が一回目であれば、有機ＥＬ照明が点灯し、二回目であれば消灯する。このとき、先に述べたように複数セットあれば、全て同時に点灯もしくは消灯する。

ここで注目する点は、外部のスイッチ制御システムの電源機構が、「駆動機構01」に対して制御かけるのは短時間であり、その制御が一回目だと点灯し、本発明のオルタネイトスイッチユニットが自己保持を開始して点灯を維持する。

その後は外部のスイッチ制御システムはその点灯を維持するために電力は使わないため、全体的に見ると省エネルギーとなっていることである。

利用面で見ると、この例で示している外部のスイッチ制御システムの電源機構は、制御するために必要な線路にフォトリレーの駆動電流を流すだけの単純な仕組みなので、電源機構も複数設置でき、コンピューターを利用したもの、外部の電気回路、モーメンタリの押釦スイッチなどのすべてを併用できるため実用性が高い。

又、実施例１で述べたように、ＬＥＤイルミネーション付の機械式オルタネイトスイッチと同じ端子構成がとれることより、本発明のオルタネイトスイッチユニットも多用な利用形態がとれるため実用性が高い。

最新の照明素材の特徴を生かし、点光源のＬＥＤ照明や、面発光の有機ＥＬ照明を用いて、今までにない、効果的で且つ自然な照明システムを構築できる。

ＬＥＤイルミネーション付の機械式オルタネイトスイッチについては、本発明のオルタネイトスイッチユニットに差し替えが可能になるため、機械式スイッチの接点磨耗による寿命の劣化やスイッチ音、耐久性などの課題の解消などに加え、スイッチ制御システムでの利用も可能となる。

現状のテレビなどでは待機回路の待機電力を０とするためにコンセントを抜いて使用しているが、本発明のオルタネイトスイッチユニットを組み込むことで、この待機回路のスイッチのＯＮ・ＯＦＦが出来るようになる。

又、スイッチ制御システムを併用することで家庭内使用の機器すべてにおいてコンセントを抜かずに制御できることになり、家庭内で使用する電子機器の待機電力を極限に小さくすることが可能となる。

このことは、スマートメーターに関連してＨＥＭＳ（ＨＯＭＥ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用する場合、家庭内の電子機器は常に制御されるのを待つ状態となるので待機電力を０と出来ないことが予想されるが、本発明を利用して、待機電源を切っておき、必要なときにＨＥＭＳからスイッチ制御システムで電源を投入し、データのやりとりや制御を行えば解決する。

Claims (3)

1. フォトリレーを使用したオルタネイト動作を行うスイッチであって：
   自己保持を行うフォトリレー０１ａと：
   自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３と：
   自己保持を解除するフォトリレー０３ａと：
   主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａと：
   フォトリレーを駆動させる電源部５０と：
   を具備し、
   フォトリレーを動作させるための電気経路は、前記電源部５０の端子１より、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子１へ、その入力側端子２から、２つに分かれ、一方は前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３へ、そしてフレーム接続へと、もう一方は前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの入力側端子２から出力側端子４へと、その出力側端子３から、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの入力側端子１へ、その入力側端子２からフレーム接続へ、前記電源部５０の端子２はフレーム接続へとなり、
   自己保持を解除させるための電気経路として、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子４は、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１に接続され、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの出力側端子３は、前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３に接続され、
   一回目に前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をＯＮとすると、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａと前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの両方が駆動し、どちらとも出力側のスイッチがＯＮとなり、前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３がＯＦＦとなっても、前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの出力側のスイッチがＯＮとなっていることで、前記自己保持を解除するフォトリレー０３ａの入力側から前記電源部５０の端子２へ電気経路が通じていることより、自己保持が維持され、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａも駆動し続け、その出力側スイッチがＯＮとなり、接続された電子機器が駆動し続け、
   二回目に前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３をＯＮとすると、自己保持を解除するフォトリレー０３ａも駆動が続いており出力側がＯＮとなっているため、前記主スイッチ動作を行うフォトリレー０２ａの入力側端子１がバイパスされ、前記自己保持を行うフォトリレー０１ａの自己保持も解除され、すべてのフォトリレーが停止し、接続された電子機器も停止することを特徴とするオルタネイトスイッチユニット。
2. 前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３を、自己保持を開始と解除させるフォトリレー０４ａに代替えして具備し、外部の電気回路から駆動制御できることを特徴とした請求項１に記載のオルタネイトスイッチユニット。
3. 前記自己保持を開始と解除させるスイッチＳＷ３を、自己保持を開始と解除させる外部のスイッチを接続する端子４１に代替えして具備し、そこに外部のスイッチ制御システムを接続することで、外部のスイッチ制御システムから駆動制御できることを特徴とした請求項１に記載のオルタネイトスイッチユニット。