TWI595525B - 附設顯示燈之開關 - Google Patents

Description

附設顯示燈之開關

本發明，係關於附設顯示燈之開關，更詳細而言，係關於以發光元件作為顯示燈之附設顯示燈之開關。

自以往，即有人提供一種以將背面側埋入壁面的狀態施工的開關裝置（例如，日本專利申請案公開編號2008－171730（以下稱「文獻1」））。文獻1所記載的開關裝置，包含：具有共通端子、第1切換端子及第2切換端子之所謂三路開關；及電阻器與霓虹燈之串聯電路，連接於三路開關之第1切換端子與第2切換端子之間。

使用這種三路開關的開關裝置而構築：可以例如兩個開關裝置使照明負載ON／OFF的系統，各開關裝置之第1切換端子彼此及第2切換端子彼此分別經由電線連接。且於各開關裝置的共通端子間，經由電線連接商用電源及照明負載之串聯電路。

上述系統中，照明負載在熄滅的狀態下，一方的開關裝置的共通端子連接第1切換端子，且另一方的開關裝置的共通端子連接第2切換端子。又，以由商用電源供給之電力點亮兩開關裝置的霓虹燈。

且自此狀態，一方的開關裝置的共通端子切換至第2切換端子後，即自商用電源對照明負載供給電力，照明負載亮燈。此時，電流不流往霓虹燈，兩霓虹燈熄滅。

如上述，照明負載熄滅的狀態下兩霓虹燈亮燈，使用者，可藉由此等霓虹燈之發光而知悉開關裝置的位置。

上述文獻1所示的開關裝置中，作為顯示開關裝置的位置的顯示燈雖使用霓虹燈，但亦有人提供不使用霓虹燈而代之以發光二極體（LED）的開關裝置。

又，發光二極體，相較於霓虹燈其閾值電壓低，例如於各電線與接地之間或電線間產生雜散電容，因此雜散電容形成閉合電路時，相較於霓虹燈誤發光之可能性高。

且霓虹燈，具有如圖7A所示之電壓特性。依圖7A，霓虹燈的兩端電壓V1達到「開始點亮電壓」V11後即點亮霓虹燈，其後，上述兩端電壓V1降低至「維持點亮電壓」V12（V12＜V11）（參照圖7A中的實線a1）。

圖8係顯示以兩個開關裝置構成之系統的概略電路圖。此系統中，霓虹燈71A與電阻72之串聯電路，和霓虹燈71B與電阻72之串聯電路，兩者並聯連接，於並聯連接之兩串聯電路的兩端之間，連接照明負載6與商用電源7之串聯電路。又，圖8中，省略三路開關之圖式。

又，於霓虹燈之電壓特性有個別差異，例如「開始點亮電壓」V11的霓虹燈使用於一方的開關裝置，「開始點亮電壓」V13（V13＞V11）的霓虹燈使用於另一方的開關裝置。此時，「開始點亮電壓」V11的霓虹燈，在上述兩端電壓V1到達「開始點亮電壓」V11後被點亮，其後，上述兩端電壓V1降低至「維持點亮電壓」V12。

且上述兩端電壓V1，降低至「維持點亮電壓」V12後，再度開始上昇，到達霓虹燈71B之「開始點亮電壓」V13後，霓虹燈71B亦亮燈。其後，上述兩端電壓V1降低至「維持點亮電壓」V14，接下來上述兩端電壓V1逐漸上昇（圖7B中的實線a2）。

又，照明負載6之阻抗高的情況下，照明負載6熄滅時，上述兩端電壓V1會降低，故霓虹燈V71B可能會無法點亮。

鑒於上述問題點，本發明之目的在於提供一種附設顯示燈之開關，可抑制因雜散電容產生閉合電路時，發光元件被誤點亮，同時對負載的供電停止時，發光元件不易變成點不亮的情形。

本發明之附設顯示燈之開關，包含： 共通端子； 第1切換端子； 第2切換端子； 發光元件，連接於該第1切換端子與該第2切換端子之間； 電阻器，串聯連接於該發光元件，且限制流往該發光元件的電流；及 定電壓二極體，串聯連接於該發光元件及該電阻器；且 對應該共通端子交互切換至該第1切換端子與該第2切換端子的切換動作，交互切換為： 對負載施加的電壓在工作電壓以上，且使該發光元件熄滅的狀態，與 該對負載施加的電壓未達該工作電壓，且使該發光元件點亮的狀態。 在此，所謂工作電壓，係指連接的負載動作所需的電壓值。

以下，參照圖式同時具體說明關於依本發明的附設顯示燈之開關的實施形態。又，以下的說明中只要不特別指定，皆限定圖2中上下、前後、左右各方向。亦即，板4的長邊方向係上下方向，板4的寬度方向係左右方向，與板4的長邊方向及寬度方向正交的方向係前後方向。

圖2係使用附設顯示燈之開關的開關裝置之分解立體圖。此開關裝置，包含：器具用安裝框（以下，稱安裝框）1、琴鍵式開關10、板4。

開關10，如圖2所示，以開關本體100，與操作握把110構成。

開關本體100，形成左右方向較長的矩形箱狀，於開關本體100的前面，安裝有設置成可沿前後方向任意移動的按鍵101。構成切換機構，俾每當推入此按鍵101，即切換收納於開關本體100內部之附設顯示燈之開關5（參照圖1）的狀態。又，關於附設顯示燈之開關5於後詳述。

於開關本體100的前面左側，沿上下方向的中央部，安裝具有透光性的燈罩102。於開關本體100內部，收納構成附設顯示燈之開關5的第1發光二極體54（參照圖1），自第1發光二極體54發出的光，透射過燈罩102而朝前方照射。在此，本實施形態中，以第1發光二極體54構成發光元件（第1發光元件）。

於開關本體100的左側面及右側面，分別設置兩個用來將開關本體100安裝於安裝框1的安裝爪103。於開關本體100的右側面，設置兩個安裝爪103的部位的周圍，形成狹縫，設置兩個安裝爪103的部位（此部位稱可動片104），其前端側由開關本體100以懸臂的方式支持。

因此，藉由將設於可動片104後部的突起105向內推入，可將設於可動片104的兩個安裝爪103拉進開關本體100的內側。

於開關本體100的前面左側，夾隔著燈罩102於上下兩側分別設置用來支持操作握把110之圓柱狀的兩個軸106。

於開關本體100後部，沿左右分別設置兩個用來插入電線的電線插入孔。於開關本體100內部，收納有分別電性連接於後述共通端子51、第1切換端子52及第2切換端子53之速結構造的連接端子，此連接端子連接自電線插入孔插入之電線的芯線。

操作握把110，如圖2所示，呈尺寸較按鍵101的前面大了一定程度的矩形板狀形成。於操作握把110的前面右側，沿上下方向的中央部，設置沿前後方向貫通操作握把110之長圓形狀的孔，透光板111埋入此孔。

於操作握把110的背面，安裝將自開關本體100的燈罩102照射的光導往透光板111的棱鏡。因此，藉由收納於開關本體100的第1發光二極體54的光，透光板111會發光，故可藉此光而顯示開關10的位置。

且於操作握把110的背面（後面），與開關本體100的軸106對向的部位，設置以可任意旋轉的狀態安裝軸106的軸承部。操作握把110，藉由軸承部固持軸106，於開關本體100的前面，於左右方向的一端側（左側）而以可任意旋轉的方式被支持。

因此，將操作握把110的右側朝後方推入後，操作握把110以由軸106支持的部位為支點而旋轉，以設於操作握把110背面的突起將按鍵101推入。

安裝框1，藉由合成樹脂或金屬板，形成具有可安裝開關本體100的窗孔18的矩形框狀。此安裝框1，包含：沿長邊方向（圖2中的上下方向）夾隔著窗孔18對向的一對橫梁部11；及沿與一對橫梁部11對向的方向交叉的方向（左右方向），夾隔著窗孔18對向的一對縱梁部12。亦即，由一對橫梁部11與一對縱梁部12包圍的空間係窗孔18。

於一對橫梁部11，分別設置：將橫梁部11的背面側抵接營建材（例如壁材）之表面的狀態下，用來使橫梁部11固定於營建材的螺釘插入的插入孔13。且於一對橫梁部11，較插入孔13更外側（圖2中的上側或下側），沿左右方向的中央部，分別設置螺孔14。

於一對縱梁部12，分別設置複數個（例如8個）貫通孔15，可容許開關本體100的安裝爪103分別插入。亦即，分別於開關本體100的兩側，將各兩個設置的安裝爪103插入分別對應的貫通孔15，藉此，以開關本體100的前端部自窗孔18朝前側突出的狀態，開關本體100安裝於安裝框1。

此安裝框1，以設於營建材的埋入用孔的周緣部抵接橫梁部11的背面的狀態，安裝於埋入營建材之開關盒，藉此，固定於營建材。亦即，分別通過上側及下側橫梁部11的插入孔13之兩根螺栓，螺合固定於開關盒的螺孔。惟，未埋入開關盒時，安裝框1，使用以往周知的夾持金屬件固定於營建材。

板4，如圖2所示，包含：安裝於安裝框1的板體2；及以可裝卸的方式安裝於板體2，俾包覆板體2的板殼3。

如圖2所示，板體2藉由合成樹脂材料，形成具有一對橫片21與一對縱片22的矩形框狀。在此，由一對橫片21與一對縱片22包圍的窗孔20，以板體2安裝於安裝框1的狀態，設於與安裝框1的窗孔18沿前後方向重疊的位置。

於一對橫片21，沿左右方向的中央部，分別設置用來插入螺釘的插入孔23。且於一對縱片22，沿長邊方向（上下方向）的中央部與兩側部，各自形成分別呈矩形的貫通孔24。且於一方（圖2中的下側）的橫片21，下端部的左右兩側，分別設置朝前方及下方打開的凹部25。

如圖2所示，板殼3一體構成前壁30與側壁31，作為合成樹脂成形體。前壁30，形成自前後方向觀察呈四角隅彎曲的長方形狀，自周緣朝中央往前方鼓起的曲面形狀。且於前壁30的中央，有矩形的窗孔32貫通。且於前壁30的背面，分別對應設於板體2的複數貫通孔24的部位，設置插入貫通孔24內而卡住前壁30的周緣部之卡止部。

側壁31，形成前端連結前壁30的周緣之環狀。此側壁31，朝前方往外側傾斜。且於側壁31，與板體2的凹部25對向的位置設置凸部。

其次，說明關於依本發明的附設顯示燈之開關5。

圖1係顯示使用附設顯示燈之開關5的照明系統之概略電路圖，此照明系統，以兩個附設顯示燈之開關5與照明負載6（負載）構成。

附設顯示燈之開關5，包含共通端子51、第1切換端子52、第2切換端子53、第1發光二極體54、第1電阻器55、定電壓二極體56、保護用二極體57。又，本實施形態中，作為定電壓二極體56雖使用雙向定電壓二極體，但至少可朝一方向（第1發光二極體54之順向）動作即可，亦可非雙向。

於各附設顯示燈之開關5的共通端子51間，經由電線63連接照明負載6及商用電源7之串聯電路。且各第1切換端子52彼此以電線61相互連接，各第2切換端子53彼此以電線62相互連接。此附設顯示燈之開關5中，每當推入上述開關10的按鍵101，共通端子51即交互切換至第1切換端子52與第2切換端子53。

於各附設顯示燈之開關5中，第1切換端子52與第2切換端子53之間，連接第1電阻器55、第1發光二極體54及定電壓二極體56之串聯電路。且於第1發光二極體54的兩端之間，連接保護用二極體57，俾相對於第1發光二極體54成逆向並聯。

在此，本實施形態中，以陽極為第1切換端子52側，陰極為第2切換端子53側的方向連接第1發光二極體54，以陽極為第2切換端子53側，陰極為第1切換端子52側的方向連接保護用二極體57。

此照明系統中，兩附設顯示燈之開關5的共通端子51皆連接第1切換端子52或第2切換端子53的狀態下，將自商用電源7輸出的交流電力供給予照明負載6，照明負載6亮燈。此時，第1切換端子52間及第2切換端子53間之電位差大致為零，故電流不流往第1發光二極體54，任一第1發光二極體54皆不亮燈。亦即，照明負載6亮燈的狀態下，第1發光二極體54不亮燈。

在此，本實施形態中，照明負載6亮燈時，對照明負載6的施加電壓係工作電壓。

自此狀態（例如圖1所示的狀態）起，一方（例如圖1中的左側）之附設顯示燈之開關5的共通端子51切換至第2切換端子53後，照明負載6即熄滅，對各附設顯示燈之開關5的第1發光二極體54供給交流電力。

此時，各第1發光二極體54，由「每當對第1發光二極體54施加的電壓為順向之半周期才流動的電流」點亮。且此時，雖對照明負載6亦供給交流電力，但電流值由第1電阻器55限制，因此照明負載6不會亮燈。亦即，此時，對照明負載6的施加電壓未達工作電壓。

又，如本實施形態的附設顯示燈之開關5，第1發光二極體54係顯示燈時，第1發光二極體54之閾值電壓較霓虹燈低，故第1發光二極體54可能因各電線與接地之間或電線間產生的雜散電容被誤點亮。

為解決此問題，本實施形態中，第1發光二極體54串聯連接定電壓二極體56。此時，即使於各電線與接地之間或電線間產生雜散電容，因對第1發光二極體54施加的電壓由定電壓二極體56箝制，故電流不流往第1發光二極體54，第1發光二極體54不會亮燈。亦即，可抑制第1發光二極體54被誤點亮。

且相較於霓虹燈，第1發光二極體54具有通電電流相對於施加電壓單調地增加的電氣特性，故亦有下列優點：即使連接的照明負載6之阻抗高，相較於霓虹燈亦不易變成不亮燈。

又，上述雜散電容，多半於電線與接地之間產生，同時於電線間產生，因此，為抑制第1發光二極體54之誤點亮，定電壓二極體56的擊穿電壓宜在商用電源7的電源電壓之最大值的一半以上。

且一方之附設顯示燈之開關5連接「開始點亮電壓」V21的第1發光二極體54，另一方之附設顯示燈之開關5連接「開始點亮電壓」V22（V22＞V21）的第1發光二極體54。又，以下的說明中，區別「開始點亮電壓」V21的第1發光二極體54為第1發光二極體54A，區別「開始點亮電壓」V22的第1發光二極體54為第1發光二極體54B。

如習知的開關裝置，使用霓虹燈71A、71B作為顯示燈時，照明負載6之阻抗若高，照明負載6雖熄滅，對霓虹燈71A、71B施加的電壓卻降低。其結果，「開始點亮電壓」相對較高的霓虹燈71B不亮燈之可能性升高。

相對於此，本實施形態中，使用第1發光二極體54A、54B作為顯示燈。此等第1發光二極體54A、54B的電氣特性中，通電電流相對於施加電壓單調地增加，故即使開始點亮閾值電壓低的第1發光二極體54A，對閾值電壓高的第1發光二極體54B施加的電壓亦不降低，即使照明負載6之阻抗高，相較於霓虹燈71A、71B，亦較不易變成不亮燈。

其結果，對第1發光二極體54A、54B施加的電壓V2達到「開始點亮電壓」V21後，即使第1發光二極體54亮燈A（參照圖3A中的實線a3）。其後，對第1發光二極體54A、54B施加的電壓V2更上昇，達到「開始點亮電壓」V22後，即使第1發光二極體54亮燈B（參照圖3B中的實線a4）。又，如本實施形態，作為定電壓二極體56使用雙向定電壓二極體時，可使用耐電壓低的保護用二極體57。又，圖3A中的實線b1係流往第1發光二極體54A的電流，圖3B中的實線b2係流往第1發光二極體54B的電流。

圖4係使用本實施形態的另一附設顯示燈之開關5的照明系統之概略電路圖。此附設顯示燈之開關5中，第1發光二極體54逆向並聯連接保護用二極體57，且保護用二極體57串聯連接第2電阻器58。又，關於此以外之構成，與以圖1說明之附設顯示燈之開關5相同，在此省略說明。

如此，保護用二極體57串聯連接第2電阻器58，藉此，可限制對使第1發光二極體54亮燈無貢獻的逆向電流，減少漏電流。

圖5係使用本實施形態的又一附設顯示燈之開關5的照明系統之概略電路圖。此附設顯示燈之開關5中，作為保護用二極體使用第2發光二極體59（第2發光元件）。又，關於此以外之構成，與以圖1說明之附設顯示燈之開關5相同，在此省略說明。

如此，作為用來抑制對第1發光二極體54施加反向電壓的保護用二極體，使用第2發光二極體59，藉此，可保護第1發光二極體54，同時提高作為顯示燈之亮度。

圖6係使用本實施形態的又一附設顯示燈之開關5的照明系統之概略電路圖。此附設顯示燈之開關5中，以複數分壓電阻器55A、55B構成第1電阻器55。又，關於此以外之構成，與以圖1說明之附設顯示燈之開關5相同，在此省略說明。

又，一方的分壓電阻器55A連接於第1切換端子52與第1發光二極體54的陽極之間，另一方的分壓電阻器55B連接於第2切換端子53與定電壓二極體56之間。如此，將第1電阻器55分為複數分壓電阻器55A、55B，藉此，可降低對各分壓電阻器55A、55B施加的電壓，藉此，提高作為附設顯示燈之開關5整體的耐電壓。

又，本實施形態中，雖以兩個附設顯示燈之開關5與照明負載6構成照明系統，但亦可以例如1個附設顯示燈之開關5與照明負載6構成照明系統。且本實施形態中，雖將第1電阻器55分為兩個分壓電阻器55A、55B，但亦可分為3個以上的分壓電阻器，不由本實施形態限定。

且本實施形態中，作為由附設顯示燈之開關5控制的負載雖已舉例說明照明負載6，但不限定於照明負載6，只要可由附設顯示燈之開關5進行ON／OFF，亦可係其他者。且本實施形態中，雖已舉例說明發光元件（第1發光元件）及第2發光元件係發光二極體（LED）的情形，但不限於此例，發光元件及第2發光元件亦可係EL元件。

由以上所述的實施形態可知，依本發明的第1形態的附設顯示燈之開關5，包含共通端子51、第1切換端子52、第2切換端子53、第1發光二極體54（發光元件）、第1電阻器55（電阻器）、定電壓二極體56。第1發光二極體54，連接於第1切換端子52與第2切換端子53之間。第1電阻器55，串聯連接第1發光二極體54，且限制流往第1發光二極體54的電流。定電壓二極體56，串聯連接第1發光二極體54及第1電阻器55。附設顯示燈之開關5，對應共通端子51交互切換至第1切換端子52與第2切換端子53的切換動作，交互切換為第1狀態與第2狀態。第1狀態中，對照明負載6（負載）施加的電壓在工作電壓以上，且使第1發光二極體54熄滅。第2狀態中，對照明負載6施加的電壓未達工作電壓，且使第1發光二極體54亮燈。

依本發明的第2形態的附設顯示燈之開關5中，於第1形態，具有逆向並聯連接第1發光二極體54的保護用二極體57。

依本發明的第3形態的附設顯示燈之開關5中，於第1形態，具有逆向並聯連接第1發光二極體54的保護用二極體57。且除作為上述電阻器之第1電阻器55外，更包含第2電阻器58，串聯連接保護用二極體57，且與保護用二極體57一起並聯連接第1發光二極體54。

依本發明的第4形態的附設顯示燈之開關5中，於第2或第3形態，定電壓二極體56，宜係雙向定電壓二極體。

依本發明的第5形態的附設顯示燈之開關5中，於第2～第4形態中任一形態，保護用二極體，係與作為上述發光元件之第1發光元件（第1發光二極體54）不同之第2發光二極體59（第2發光元件）。

依本發明的第6形態的附設顯示燈之開關5中，於第1～第5形態中任一形態，定電壓二極體56，其擊穿電壓的電壓值在商用電源7的電源電壓之最大值的一半以上。

依本發明的第7形態的附設顯示燈之開關5中，於第1～第6形態中任一形態，第1電阻器55，由複數分壓電阻器55A、55B構成。且複數分壓電阻器55A、55B，分別於第1切換端子52與第2切換端子53之間相互串聯連接。

5‧‧‧附設顯示燈之開關
51‧‧‧共通端子
52‧‧‧第1切換端子
53‧‧‧第2切換端子
54‧‧‧第1發光二極體
55‧‧‧第1電阻器
56‧‧‧定電壓二極體
57‧‧‧保護用二極體
6‧‧‧照明負載
61-63‧‧‧電線
7‧‧‧商用電源

【圖1】係使用本實施形態的附設顯示燈之開關的照明系統之概略電路圖。 【圖2】係使用本實施形態的附設顯示燈之開關的開關裝置之分解立體圖。 【圖3】圖3A及圖3B係用來說明本實施形態的附設顯示燈之開關的動作。 【圖4】係使用本實施形態的另一附設顯示燈之開關的照明系統之概略電路圖。 【圖5】係使用本實施形態的又一附設顯示燈之開關的照明系統之概略電路圖。 【圖6】係使用本實施形態的又一附設顯示燈之開關的照明系統之概略電路圖。 【圖7】圖7A及圖7B係用來說明習知的開關裝置的動作。 【圖8】係使用習知的開關裝置之系統的概略電路圖。

5‧‧‧附設顯示燈之開關

51‧‧‧共通端子

52‧‧‧第1切換端子

53‧‧‧第2切換端子

54‧‧‧第1發光二極體

55‧‧‧第1電阻器

56‧‧‧定電壓二極體

57‧‧‧保護用二極體

6‧‧‧照明負載

61~63‧‧‧電線

7‧‧‧商用電源

Claims (7)

1. 一種附設顯示燈之開關，包含：共通端子；第1切換端子；第2切換端子；發光元件，連接於該第1切換端子與該第2切換端子之間；電阻器，串聯連接於該發光元件，且限制流往該發光元件的電流；定電壓二極體，串聯連接於該發光元件及該電阻器；及保護用二極體，逆向並聯連接該發光元件；該定電壓二極體，係雙向定電壓二極體；且對應該共通端子交互切換至該第1切換端子與該第2切換端子的切換動作，交互切換為：對負載施加的電壓在工作電壓以上，且使該發光元件熄滅的狀態，與該對負載施加的電壓未達該工作電壓，且使該發光元件點亮的狀態。
2. 一種附設顯示燈之開關，包含：共通端子；第1切換端子；第2切換端子；發光元件，連接於該第1切換端子與該第2切換端子之間；電阻器，串聯連接於該發光元件，且限制流往該發光元件的電流；定電壓二極體，串聯連接於該發光元件及該電阻器；及 保護用二極體，逆向並聯連接該發光元件；該定電壓二極體，係雙向定電壓二極體；除作為該電阻器之第1電阻器外，更包含：第2電阻器，串聯連接該保護用二極體，且與該保護用二極體一起並聯連接該發光元件；且對應該共通端子交互切換至該第1切換端子與該第2切換端子的切換動作，交互切換為：對負載施加的電壓在工作電壓以上，且使該發光元件熄滅的狀態，與該對負載施加的電壓未達該工作電壓，且使該發光元件點亮的狀態。
3. 如申請專利範圍第1或2項之附設顯示燈之開關，其中該保護用二極體，係與作為該發光元件之第1發光元件不同之第2發光元件。
4. 如申請專利範圍第1或2項之附設顯示燈之開關，其中該定電壓二極體，其擊穿電壓的電壓值為電源電壓之最大值的一半以上。
5. 如申請專利範圍第3項之附設顯示燈之開關，其中該定電壓二極體，其擊穿電壓的電壓值為電源電壓之最大值的一半以上。
6. 如申請專利範圍第1或2項之附設顯示燈之開關，其中該電阻器，由複數分壓電阻器構成，該複數分壓電阻器，分別於該第1切換端子與該第2切換端子之間相互串聯連接。
7. 如申請專利範圍第3項之附設顯示燈之開關，其中 該電阻器，由複數分壓電阻器構成，該複數分壓電阻器，分別於該第1切換端子與該第2切換端子之間相互串聯連接。