JPH0255838B2

JPH0255838B2 -

Info

Publication number: JPH0255838B2
Application number: JP57044689A
Authority: JP
Inventors: Tooru Tejima; Yoshinori Uchama; Yasunari Kishi
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1990-11-28
Also published as: JPS58163095A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、光学式複数負荷集中制御装置に関
する。

住宅、建物などの各室に設けられている照明器
具などの電気器具の集中制御回路としては、従来
第１図に示されるようなものがある。図におい
て、Ｌは例えば電灯、Ｒは動作記憶リレー、AC
は交流電源、Ｐは人体に危険のない程度の低電圧
の制御電源、Ｃ−１，Ｃ−２は居間、管理人室な
どに設けられるコントロールボツクス、S₁〜S₃，
S₁′〜S₃′はプツシユオンスイツチ、S₁₀は電灯Ｌの
近くに設けられる現場スイツチであり、各電灯Ｌ
をコントロールボツクスの設置場所で、集中的に
点滅制御することができる。

しかし、このように制御を電気的信号によつて
行つているので、次のような欠点がある。

(1) 制御線の電圧は低圧であつても、その配線数
は集中制御を行なわない場合に比較して３倍以
上となり、資材面でも、工数面でも高価なもの
となる。

(2) 制御線は常に交流電源線からの漏電の危険性
を考えた構成を採る必要があり、配線上や設計
上の制約を受ける。

(3) 制御線の数の多いのに比例して、接続個所や
接続器具（コネクター）の数量も増え、信頼性
が低下する。

この発明はこの点に鑑み、制御線として光学フ
アイバーを、また制御信号として光を用いたもの
で、第２図は第１図の回路と対応するこの発明の
集中制御回路であり、第３図は第２図における１
つの回路についての説明図である。両図におい
て、１〜１″は発光ダイオード、レザーダイオー
ドのような発光素子、２〜２″は光学フアイバー、
３はCdS、ホト・トランジスタのような光電素子
（受光素子）で、１本の光学フアイバー２の両端
に、発光素子１からの光が効率よく受光素子３に
到着するように、発光素子１と受光素子３とが光
学的に接続される。S₁〜S₃″等は光スイツチ（後
述）で、光学フアイバー２〜２″の途中に設けら
れ、１回路中で１つの光スイツチが操作（例えば
押圧）されると、光学フアイバー中の通過光量を
遮断または低下せしめるように機能する。Ｃ−
１，Ｃ−２は夫々光スイツチS₁〜S₁″，S₂〜S₂″を
１個所に集中して設けたコントロールボツクス
で、従来と同様に管理人室などに設置される。Ｒ
−R″はリレーユニツトで、光学フアイバー２〜
２″中を伝送される光信号にしたがつて動作し、
負荷（例えば電灯）Ｌ〜L″への給電を制御する。
リレーユニツトＲ−R″は負荷Ｌ〜L″の近傍に設
置される。

第３図のリレーユニツトＲにおいて、光学フア
イバー２により伝送されてきた強弱の光信号Ｓ
（第９図に示すように、信号の低下している部分
が、光スイツチが操作されて発生したパルス状信
号を示す。）は、受光素子３により電気信号に変
換され、増幅回路４で増幅され、記憶回路（例え
ば双安定マルチバイブレーター）５を径てパワー
リレー６を制御し、第９図のＰ曲線のように、そ
の接点Ｃの開閉をパルス信号毎に切替え制御し、
電灯Ｌを点滅する。なおパワーリレー６として
は、電磁式リレーの外に、サイリスタのような半
導体スイツチを用いることができ、またリレーユ
ニツト全体を半導体回路で構成し、IC化或いは
ハイブリツトIC化して、小型軽量にすることが
できる。

次に前出の光スイツチS₁〜S₃″について、その
原理を説明する。先ず光学フアイバー２の拡大図
を示す第６図において、イは外気（屈折率n₀）、
ロはコアのクラツド（屈折率n₁）、ハはコア（屈
折率n₂）で、各部の屈折率はn₂＞n₁＞n₀の関係に
ある。通常の場合光学フアイバー２の内部では大
部分の光はθ₃で示すようにコアハとクラツドロの
間を全反射角内の角度で伝送されるので、クラツ
ドロを部分的に取り去る以外に、その部分におい
て、外部からは光学フアイバーの内部の光をコン
トロールできないとされていた。

しかし第５図に示すように比較的小半径で光学
フアイバー２を屈曲させることによつて、クラツ
ドロを取りつけたままで、外部から光のコントロ
ールをできるようにした。例えばφ＝0.5〜2.0mm
の場合、r₁＝r₂＝５×φ前後、ｄ＝（０〜30）×φ
（但し、ｄ＝０は実際的でない。）とする。

今、プラスチツクの光学フアイバーについてみ
ると、コアハはアクリル系でn₂＝1.55、クラツド
ロはポリエチレン系でn₁＝1.20、空気はn₀＝1.0で
あるので、外部に光がでる角度θ₁≒40゜、コアハ
とクラツドロの面で全反射する角度θ₃≒56.5゜であ
り、この間の角度範囲40〜56.5゜では、光はコア
ハからクラツドロに移行し、クラツドロと大気イ
の面で全反射して、再びコアハに戻る。この発明
で用いる光スイツチは、上記の再びコアハに戻る
光を遮断或いは低減するために、第７図２に示す
ように、クラツドロ表面にクラツドの屈折率n₂よ
り大きな屈折率をもつた液体、軟質ゴム、プラス
チツクなどの軟質材１０を接触させて、光を吸収
するようにしたものであり、光学フアイバー２の
内部を通過する光量はその分だけ少くなる。光学
フアイバー２の屈曲は１個所だけでは充分でない
ので、第５図のようにＳ字状にし、さらに第８図
のような形状にするのが望ましく、屈曲は例えば
熱的加工によつて行うことができる。

第４図は上記のように屈曲加工した光学フアイ
バー２の部分に構成した光スイツチS₁〜S₃″の原
理図を示し、屈曲部全体を上下の両面から覆う大
きさの軟質材１０を、光学フアイバー２に接触し
ないように配線する。この状態、即ち第７図１の
状態では、光学フアイバー２を通過する光量は変
化しないが、軟質材１０を押圧して光学フアイバ
ー２に接触させると、軟質材１０は光を吸収し、
通過光量を低減させる。押圧する毎に通過光量が
低減するので、前述のように第９図で示すＳのよ
うな信号が光学フアイバー２の未端の受光素子３
に入力することになる。これが光スイツチの原理
であり、光量の低減は1/2程度で実用化できる。
軟質材１０としては、黒色ゴムのような光吸収率
の大きいものが適する。なお光スイツチとして
は、上記のように光学フアイバーの一部をそのま
ま構成素子としたものに限らず、上記の原理を用
いて光スイツチを単独に構成し、これに光学フア
イバーを光学的に接続するようにしてもよい。例
えば、樹脂又は金属板に屈曲して設けたＶ字状溝
に透明な高屈折率の樹脂を充てんし、その上を低
屈折率の透明樹脂で覆い、これらの上面に、操作
時に黒色の軟質ゴムを密着させることにより、透
明樹脂内の通過光量を遮断或いは低減させること
ができる（本出願人の別の出願参照）。

このようなリレーユニツトＲ〜R″と光学フア
イバー２〜２″、光スイツチS₁〜S₃″を用いた第２
図の装置において、各負荷Ｌ〜L″は対応するい
ずれかの光スイツチを操作する毎に、光学フアイ
バーの内部の通過光量を遮断或いは低減し、これ
により生ずる光量の変化を制御信号として利用
し、リレーユニツトを介して、負荷への給電を
接・断し、例えば電灯を点滅する。即ちS₁を操作
して電灯が点灯すれば、次にS₁又はS₂或いはS₃を
操作すると、電灯は消灯する。

以上のようにこの発明の集中制御装置は、従来
のものと同様にコントロールボツクスの設置され
ている場所において各光スイツチS₁〜S₂″を操作
することにより、複数の負荷を集中的に制御する
ことができ、また負荷の近傍に設けた光スイツチ
S₃〜S₃″によつても、個々に負荷を制御すること
ができ、従来のものに比較しての効果は次のとお
りである。

(1) 従来のものに比較して配線（光学フアイバー
を含めて）の数を50％程度まで少なくできるの
で、配線工事費と資材費の両面から、低価格化
が計れる。

(2) 光学フアイバーを配設するに当つては、絶縁
の問題を考慮する必要がなく、そのための作業
が極端に簡略化されるので、コストダウンにな
る。

(3) 光学式であるので、電磁誘導、クロストーク
（混信）等がなく、安定性、信頼性が高い。

(4) 光学フアイバーを用いているので、感電事故
がなく、漏電火災もないので、安全性が高い。

(5) 外部雑音に対して強いので、信号レベルが低
くてもよく、省エネギ化が計れる。

(6) 低レベルの信号回路中に用いる光スイツチは
接点スイツチに比較して、信頼性が高い。

(7) 光源として可視光を用いた場合には、信号回
路の確認が目視できるので、検査等のメンテナ
ンスが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の負荷集中制御回路、第２図は
この発明の光学式負荷集中制御回路、第３図は第
２図の複数回路の１つの回路についての説明図、
第４図は光スイツチの概略断面図、第５図は光学
フアイバーをＳ字状に屈曲した図、第６図は光学
フアイバー内部の光の屈折状態を示す図、第７図
は光学フアイバー内部の通過光を吸収するか否か
を示す図、第８図は光学フアイバーの他の屈曲例
を示す図、第９図は光信号と負荷開閉信号の対応
関係を示す図である。１……発光素子、２……光学フアイバー、３…
…発光（光電）素子、Ｒ……動作記憶リレーユニ
ツト、Ｌ〜L″……負荷、S₁〜S₃″……接点スイツ
チまたは光スイツチ、Ｃ−１，Ｃ−２……コント
ロールボツクス。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の負荷を、任意の１個所または複数個所
において集中的に制御するようにした装置におい
て、各負荷毎に、その動作記憶リレーユニツト内
の受光素子（光電素子）と発光素子との間を光学
フアイバーにより光学的に接続し、光学フアイバ
ーの任意の１個所または複数個所に、受光素子と
受光素子との間の単一の光フアイバーの任意の一
部を屈曲した部分と、その両側に配設された光吸
収性の軟質材により構成されて成り、操作時に光
学フアイバー内の通過光量を遮断或いは低減可能
の光スイツチを設け、各負荷の光スイツチを任意
の１個所または複数個所に設けたコントロールボ
ツクス内に一括して配設して成る光学式複数負荷
集中制御装置。２動作記憶リレーユニツトは、受光素子、増幅
回路、記憶回路、パワーリレーより成る特許請求
の範囲第１項記載の光学式複数負荷集中制御装
置。