(57)【要約】      （修正有）【課題】コントローラに電源を供給するための専用の配線を引くことなく、スイッチまで電気が流れていれば、スイッチの接続状態によらずコントローラの稼働を可能とすることを目的とする。【解決手段】スイッチ装置１００は、スイッチユニット１０、コントローラ２０、ＲＣＣタイプのＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、ＰＷＭ−ＰＦＭタイプのＡＣ／ＤＣコンバータ３２と、電圧リミッタ３３とを備えている。負荷４０は、スイッチ装置１００を介して電源３０に接続されている。スイッチ装置１００は、遠隔制御装置５０、無線ルータ６０、端末装置７０、及び指示装置８０からなるワイヤレス制御装置による制御を受けることができる。電源３０は、定格交流電圧を供給する商用電源である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、
前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、
前記スイッチユニットを制御するコントローラと、を備え、
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、
前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置と、
を備え、
前記高効率交直流変換装置及び前記低効率交直流変換装置は、微弱な漏れ電流を前記負荷への前記電気配線に流して、前記直流電流を生成する、スイッチ装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記直流電流によって駆動するタッチパネルまたは液晶ディスプレイを備えた、請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタを更に備え、
前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、
前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作する、請求項１または２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチ装置と、
指示を無線制御信号として送信する遠隔制御装置と、を備え、
前記コントロールユニットは、前記遠隔制御装置から送信された前記無線制御信号に従って前記スイッチユニットを制御する、コントロールシステム。
【請求項５】
家屋内に設置された複数のセンサからの情報を受け、住民の挙動を検出し、次の行動を予測して家屋内の環境を自動的に整える指示を出力する指示装置をさらに備え、
前記遠隔制御装置は、前記指示装置からの指示を受けて前記コントロールユニットに前記無線制御信号を送信する、請求項４に記載のコントロールシステム。
【請求項６】
前記遠隔制御装置は、ユーザによる指示に従って前記コントロールユニットに前記無線制御信号を送信する、請求項４又は５に記載のコントロールシステム。
【請求項７】
電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、
前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、
前記スイッチユニットを制御するコントローラと、を備え、
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、
前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置と、
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタと、
を備え、
前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、
前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作する、スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷を制御するスイッチ装置およびコントロールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
宅内電気機器への給電有無を制御するために内壁に埋め込まれるスイッチとして、旧来からのスイッチ装置の他に、スマートスイッチが知られている。旧来のスイッチは、人の力を利用して負荷への給電の有無を切り替えるのみであったが、スマートスイッチには内部に半導体回路で構成されるコントローラが組み込まれており、スイッチ機能のほか、負荷を無線で制御するための無線通信機能、負荷への給電量を制御する給電制御機能、現在の制御状態を可視化して液晶パネルやタッチパネルなどに表示する機能等を併せ持つ。
【０００３】
しかし、スマートスイッチはコントローラを駆動するための電力を消費する。このため、スマートスイッチを導入するためには、スイッチ遮断によって負荷への電気配線に電気が流れていない状態でも、コントローラに電力を供給するための電気配線が必要となる。スイッチが遮断した状態であってもコントローラが機能してスイッチを接続するという動作をする必要があり、そのための電力が必要だからである。この点について、スマートスイッチを開示する特許文献１では、負荷に電源を供給するための配線の他に、コントローラに電力を供給するための専用の電力線を設けた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２１２８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内壁に埋め込まれる宅内電気機器のスイッチは、床から１．２ｍ〜１．３ｍの位置に設置されることが一般的である。そして、屋内電気配線の幹線は、一般的に天井裏に存在する。よって、リフォームなどで旧来のスイッチをスマートスイッチに交換しようとすると、特許文献１の構成によれば、屋内電気配線の幹線からスマートスイッチのコントローラに電力を供給するための専用の電力線を新設するために、場合によっては一旦内壁を取り払う大規模な配線工事を行わなければならない。
【０００６】
本発明は、コントローラユニットとスイッチユニットとを含むスイッチ装置において、スイッチ装置に電源を供給するための専用の配線を引くことなく、スイッチユニットの接続状態（導通状態又は遮断状態）によらずコントローラユニットを稼働させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスイッチ装置は、電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、前記スイッチユニットを制御するコントローラとを備え、前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置とを備え、前記高効率交直流変換装置及び前記低効率交直流変換装置は、微弱な漏れ電流を前記負荷への前記電気配線に流して、前記直流電流を生成するものである。
【０００８】
この構成では、スイッチユニットの状態によって排他的に動作する低効率・高効率の２つの交直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いて、スイッチユニットの状態によらず、コントロールユニットは常に電気の供給を受けて稼働を続けることができる。また、これらの交直流変換装置によって直流を生成するために流れる漏れ電流は微弱であるので、負荷への電気配線に流れても負荷の挙動に影響を与えない。この構成により、専らコントローラを駆動するためにスイッチ装置から電源に戻る配線を用意する必要がなくなる。
【０００９】
また、本発明に係るスイッチ装置において、前記コントローラは、前記直流電流によって駆動するタッチパネルまたは液晶ディスプレイを備えていてよい。
【００１０】
この構成により、既存のタンブラスイッチより高機能な、ユーザにとって利便性の高いスマートスイッチが実現できる。
【００１１】
また、本発明に係るスイッチ装置において、前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタを更に備え、前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作するものであってよい。
【００１２】
この構成により、スイッチユニットを導通状態にすることで、電圧リミッタによって低効率交直流変換装置及び高効率変換装置に印加される電圧を制限して、低効率交直流変換装置の動作を停止するとともに高効率交直流変換装置を動作させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るコントロールシステムは、前記スイッチ装置と、指示を無線制御信号として送信する遠隔制御装置と、を備え、前記コントロールユニットは、前記遠隔制御装置から送信された前記無線制御信号に従って前記スイッチユニットを制御するようにしてよい。
【００１４】
この構成により、負荷の出力を遠隔制御することができる。
【００１５】
また、本発明に係るコントロールシステムは、家屋内に設置された複数のセンサからの情報を受け、住民の挙動を検出し、次の行動を予測して家屋内の環境を自動的に整える指示を出力する指示装置をさらに備え、前記遠隔制御装置は、前記指示装置からの指示を受けて前記コントロールユニットに前記無線制御信号を送信することができる。
【００１６】
本構成により、居住者であるユーザの需要を自動的に満たす住みよい家を実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係るコントロールシステムにおいて、前記遠隔制御装置は、ユーザによる指示に従って前記コントロールユニットに前記無線制御信号を送信することができる。
【００１８】
本構成により、ユーザは、例えば携帯電話等の端末から制御装置に指示をするという、スイッチユニットの直接操作以外の手段によって、負荷の出力を制御するための指示を与えることができる。
【００１９】
本発明に係るスイッチ装置は、電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、前記スイッチユニットを制御するコントローラとを備え、前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置と、前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタとを備え、前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作するように構成されている。
【００２０】
これにより、コントローラは、スイッチユニットが導通されているか遮断されているかに関わらず、電力の供給を受けて、動作することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、コントローラは遮断時用と導通時用の２つのＡＣ／ＤＣコンバータにより常に電力供給を受けることができ、スイッチの導通状態によらずにコントローラには電気が供給される。このため、スマートスイッチの機能を維持するだけのための配線が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態のコントローラの回路図である。
【図２】図２は、本発明を利用しない場合の配線図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における配線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。以下では、負荷として、照明器具、より具体的には電球を例示しているが、負荷はこれに限定されるものではない。また、負荷制御とは、その負荷の出力を制御することをいう。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態のスイッチ装置１００の回路図である。スイッチ装置１００は、スイッチユニット１０と、コントローラ２０と、ＲＣＣ（Ｒｉｎｇｉｎｇ  Ｃｈｏｋｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）タイプのＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）−ＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）タイプのＡＣ／ＤＣコンバータ３２と、電圧リミッタ３３とを備えている。負荷４０は、電力を消費する機器であり、スイッチ装置１００を介して電源３０と接続されている。電源３０は、商用電源電圧を供給する。商用電源電圧は、例えば、日本であれば１００Ｖ、アメリカであれば１２０Ｖ、中国であれば２２０Ｖ等、国ごとに異なっている。
【００２５】
スイッチ装置１００を介して電源３０と負荷４０とを結ぶ電気配線は、スイッチユニット１０と電圧リミッタ３３を経由する。スイッチユニット１０の手前（電源３０側）には、分岐回路が設けられており、分岐回路の先にはＡＣ／ＤＣコンバータ３１が接続されている。また、スイッチユニット１０と電圧リミッタ３３の間にも分岐回路が設けられており、分岐回路の先にはＡＣ／ＤＣコンバータ３２が接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１と３２には、整流回路を経由して、コントローラ２０に直流電力を給電するための電気配線が接続されている。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１と３２には、それぞれのコンバータを動作させるために必要な微弱な漏れ電流を排出する電気配線が設けられており、当該電気配線は、電圧リミッタ３３よりも負荷４０側で、電源３０と負荷４０とを結ぶ電気配線に合流する。この配線により、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２と、電圧リミッタ３３とは電源３０を含む回路において、並列に接続される。
【００２６】
スイッチ装置１００は、遠隔制御装置５０、無線ルータ６０、端末装置７０、及び指示装置８０からなるワイヤレス制御装置による制御を受けることができる。スイッチ装置１００とこれらの機器の協働により、コントロールシステム２００が構成される。
【００２７】
スイッチユニット１０は、電気配線の接続状態を制御することで、負荷４０に供給する電力を制御する。スイッチユニット１０は、電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にする。スイッチユニット１０が導通状態の場合、負荷４０には動作のための電力が供給される。スイッチユニット１０が遮断状態の場合、負荷４０には動作のための電力が供給されず、負荷４０は動作を停止する。また、スイッチユニット１０は、負荷４０に供給する電力を微調整できてよい。微調整の一例としては、負荷４０が照明器具の場合には、調光制御などが挙げられる。スイッチユニット１０は、図面上ユーザの操作によって機械的に切り替わる片切型スイッチとして描かれているが、後述するコントローラ２０の制御を受けることにより、それ以上の機能を実現することができる。
【００２８】
コントローラ２０は、インターフェース２１と、マイクロコンピュータユニット２２と、無線通信部２３とを備える。コントローラ２０は、直流電流で動作し、スイッチユニット１０の導通・遮断を制御することで電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にする。なお、コントローラ２０は、図示しないが、電源３０から供給される交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロ交差検出センサを備えている。位相制御による調光を行うためには、適切な波形変換処理を行うことが求められるが、コントローラ２０は変換処理のタイミングを当該ゼロ交差検出センサで判断する。
【００２９】
インターフェース２１は、ユーザによるスイッチユニット１０の操作を受け付けるために取り付けられたタッチパネルであり、ユーザによる負荷制御やスイッチユニット１０の導通・遮断の切り替え操作を受け付ける。なお、インターフェース２１は、液晶パネルとプッシュボタンとを備えた構成であってもよい。マイクロコンピュータユニット２２は、コントローラ２０の機能を統括し、スイッチユニット１０の挙動を制御する。無線通信部２３は、負荷を制御するための、他機器からの無線制御信号を受信する。無線通信には、無線ＬＡＮ、Ｚ−Ｗａｖｅ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの通信規格を用いることができる。マイクロコンピュータユニット２２は、インターフェース２１や無線通信部２３で受けた指示に従って動作することで、スイッチユニット１０の挙動を制御する。
【００３０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、スイッチユニット１０の電源３０側に設けられた分岐回路の先に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、コントローラ２０に直流電力を供給するための、ＲＣＣタイプのスイッチング電源である。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１の動作電圧は、商用電源電圧に対応する。商用電源電圧が異なる国で本実施形態のスイッチ装置を使用する場合には、動作可能とする電圧は各国毎に調整されてよい。ここで、例えば動作を可能とする電圧の範囲を９０Ｖ〜２３０Ｖとすれば、多数の国で設計変更を行わずに動作をさせることができる。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、供給電圧が上記動作電圧を下回る場合には、動作しない。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１が動作している場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、スイッチ装置１００の負荷４０側末端で、負荷４０側の配線に８０μＡ程度の漏れ電流を流し、コントローラ２０に対して直流５Ｖの電力を供給する。漏れ電流は、前述のコントローラ２０に電力を供給するために流さなければなければならないものであるが、非常に微弱であるため、漏れ電流によって負荷４０が動作することはない。また、当該漏れ電流は家庭内電気配線に法律上許される閾値を十分に下回るので、漏電ブレーカなどの他の配電設備に影響を与えることはない。これにより、スイッチユニット１０が遮断状態にある場合には、負荷４０は動作させずにコントローラ２０を動作させることができる。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、本発明の低効率交直流変換装置に相当する。
【００３１】
ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、スイッチユニット１０より負荷４０側の、電圧リミッタ３３との間に設けられた分岐回路の先に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１と同様に、コントローラ２０に直流５Ｖの電力を供給する、ＰＷＭ−ＰＦＭタイプのスイッチング電源である。但し、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は高効率であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１より低い入力電圧、例えば１０Ｖ〜２５Ｖの入力電圧で動作するように設計されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２も、スイッチ装置１００の負荷４０側末端で、負荷４０側の配線に交直流変換に必要な８０μＡ程度の漏れ電流を流す。当該漏れ電流は非常に微弱であるため、動作中の負荷や他の配電設備に影響を与えることはない。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、本発明の高効率交直流変換装置に相当する。
【００３２】
電圧リミッタ３３は、スイッチ装置１００の負荷側に設けられており、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１とＡＣ／ＤＣコンバータ３２に印加する電圧を２５Ｖ以下に制限する。スイッチユニット１０が導通して電圧リミッタ３３が稼働すると、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１に印加される電圧は動作電圧を満たさなくなるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は動作を停止する。しかし、この電圧でもＡＣ／ＤＣコンバータ３２は動作するので、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１に代わってＡＣ／ＤＣコンバータ３２が動作して、コントローラ２０に直流電流を供給する。このように、電圧リミッタ３３の機能により、スイッチユニット１０が導通している場合にもコントローラ２０の機能は維持される。この際、負荷４０に供給される電圧も僅かに低下するが、低下の度合いは僅かであり、負荷４０の挙動に影響を与えることはない。
【００３３】
ＡＣ／ＤＣコンバータ３１とＡＣ／ＤＣコンバータ３２からコントローラ２０に直流電流を供給する回路には、それぞれのＡＣ／ＤＣコンバータについて整流素子が設けられている。これにより、一方のＡＣ／ＤＣコンバータが生成した電流が他方のＡＣ／ＤＣコンバータに影響を与えることはない。
【００３４】
以下に、上記のように構成されたスイッチ装置の動作について説明する。スイッチユニット１０が遮断されている状態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１に対して商用電源電圧（例えば、日本の場合は１００Ｖ）で電圧が印加される。スイッチユニット１０は遮断されているので、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２と電圧リミッタ３３と負荷４０には、電力は供給されない。前述の通り、本実施形態のＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、９０Ｖ以上の電圧で動作するので、動作条件を満たす。動作したＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、コントローラ２０に対して直流の電力を供給する。コントローラ２０はこの電力によって動作して、ユーザの操作や無線入力を受け付けてスイッチユニット１０を制御する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、交直流変換を行うという目的のために、負荷４０に８０μＡ程度の漏れ電流を流すものの、このような微弱電流では負荷４０は動作しないため、スイッチユニット１０が遮断されている限り、負荷４０が動作を停止している状態は維持される。
【００３５】
スイッチユニット１０が導通している状態では、電圧リミッタ３３の機能により、各ＡＣ／ＤＣコンバータ３１、３２にかかる電圧は２５Ｖ以下に制限される。電圧リミッタ３３から負荷４０側に、負荷４０の挙動に影響のない、僅かに低圧化された電力が供給される。電圧リミッタ３３と並列に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ３１及びＡＣ／ＤＣコンバータ３２には、電圧リミッタ３３の機能により、共に２５Ｖ以下の電圧が印加される。しかし、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、印加される電圧が動作可能電圧を下回るので、動作せず、直流電流を生成しない。一方、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、２５Ｖ以下の電圧でも動作するので、直流電流を生成し、コントローラ２０に直流電流を供給する。コントローラ２０はＡＣ／ＤＣコンバータ３２からの直流電流を受けて駆動する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、交直流変換を行うために、負荷側に８０μＡ程度の漏れ電流を流すが、この漏れ電流が負荷４０の動作状態に影響を与えることはない。
【００３６】
以上の動作により、コントローラ２０は、スイッチユニット１０が遮断されている場合にはＡＣ／ＤＣコンバータ３１から電力供給を受け、スイッチユニット１０が導通している場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２から電力供給を受ける。このようにして、コントローラ２０は、２つのＡＣ／ＤＣコンバータ３１、３２により、スイッチユニット１０が導通されているか遮断されているかに関わらず、電力の供給を受けて、動作することができる。
【００３７】
前述の通り、コントローラ２０は、無線通信部２３において他機器からの無線制御信号を受信する機能を持つ。当該機能により、無線制御信号を送信する機器と、それに接続される機器と、スイッチ装置１００とを含む、コントロールシステム２００が構成される。以下に、そのような無線制御信号を送信する機器の一例について説明する。
【００３８】
遠隔制御装置５０は、無線制御信号を送受信するためのドングル５１を具備している。遠隔制御装置５０のドングル５１から送信されて、コントローラ２０の無線通信部２３が受信した無線制御信号は、マイクロコンピュータユニット２２によって解析されてスイッチユニット１０の制御に用いられる。コントローラ２０の無線通信部２３と遠隔制御装置５０のドングル５１との間の通信方式には、例えば無線通信規格であるＺ−Ｗａｖｅ（登録商標）を採用することができる。
【００３９】
遠隔制御装置５０は、無線通信機能を有する無線ルータ６０と関連付けられている。当該無線ルータ６０と遠隔制御装置５０との間の通信は、有線通信であっても無線通信であってもよい。
【００４０】
無線ルータ６０は、更に端末装置７０と関連付けられている。端末装置７０は、例えばユーザの保有する携帯電話やスマートスピーカなどのコンピュータ端末であり、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線通信規格で無線ルータ６０と接続される。また端末装置７０と無線ルータ６０との間の通信経路はＬＴＥ回線などを通じて一旦インターネットを介したものであってよい。
【００４１】
端末装置７０がコントローラ２０を制御するための方法は、指示を送信するアプリケーションソフトウエア等の形式で提供されてよい。ユーザは当該アプリケーションソフトウエアを通じて、端末装置７０から負荷４０を制御するための指示を出すことができる。負荷４０が照明器具である場合の例としては、指示の内容は点灯・消灯・調光・タイマー制御などになる。
【００４２】
端末装置７０から送信された指示は、無線ルータ６０及び遠隔制御装置５０を介して無線制御信号としてコントローラ２０に伝達される。コントローラ２０の無線通信部２３は、ドングル５１により送信された無線制御信号を受信する。無線通信部２３で受信した無線制御信号はマイクロコンピュータユニット２２で解析され、マイクロコンピュータユニット２２は無線制御信号に従ってスイッチユニット１０を切り替え、あるいは負荷４０に送り出す電力を調整する。
【００４３】
また、遠隔制御装置５０には、指示装置８０が接続されていてよい。指示装置８０は、複数の宅内センサを接続した、ホームコントロールＯＳを搭載したコンピュータである。当該ホームコントロールＯＳは、ＡＩ（人工知能）を搭載しており、住宅内に複数設置された各種センサ（例えば、赤外線センサ・振動センサ・音センサ等）の情報から、住民の行動を認識し、次の行動を予測し、次の行動に向けて住環境を整えることを目的としたものである。
【００４４】
指示装置８０から送信された指示も、遠隔制御装置５０を介して無線制御信号としてコントローラ２０に伝達される。コントローラ２０の無線通信部２３は、ドングル５１により送信された無線制御信号を受信する。無線通信部２３で受信した無線制御信号はマイクロコンピュータユニット２２で解析され、マイクロコンピュータユニット２２は無線制御信号に従ってスイッチユニット１０を切り替え、あるいは負荷４０に送り出す電力を調整する。これにより、住環境の自動制御が実現できる。
【００４５】
このように、交直流変換を行うＡＣ／ＤＣコンバータ３１、３２と電圧リミッタ３３を用いることで、スイッチユニット１０の接続状態に関わらず、コントローラ２０は常に電気の供給を受けることができるので、スマートスイッチとしての機能を果たすことができる。また、各ＡＣ／ＤＣコンバータ３１、３２が直流電流を生成するために流す漏れ電流は負荷４０や他の配電設備に対して影響を与えないので、コントローラに常に電気を供給するための専用の配線が不要となる。以下に、本発明の効果について、図面を参照して再度説明する。
【００４６】
図２は、本発明を利用しないスイッチ装置１００´の配線図である。コントローラ２０に供給するための電力は、電源３０のライブ線Ｌからスイッチユニット１０を介して分岐するか、またはスイッチユニット１０付近で分岐し、ＡＣ／ＤＣコンバータを介してコントローラ２０に供給される（図２ではスイッチユニット１０を介して分岐している）。ここで、負荷４０を駆動するための電力でコントローラ２０を駆動させようとすると、スイッチユニット１０を遮断した際に、電気回路が遮断されてコントローラ２０に対しても電力供給ができなくなるため、コントローラ２０の駆動状態を維持するために、少なくともスイッチユニット１０を介して負荷４０に向かう配線とは別にコントローラ２０から電源３０のニュートラル線Ｎに戻る電気配線を敷設する必要がある。スイッチユニット１０はユーザの手の届きやすい場所に存在するが、屋内電気配線の幹線は天井Ｃの裏に存在する。すなわち、スイッチユニット１０を、コントローラ２０のような機能を搭載したスマートスイッチに交換する際には、天井Ｃの裏のニュートラル線Ｎまで接続する配線を行わなければならず、大規模な作業が必要となる。
【００４７】
図３は、本発明におけるスイッチ装置１００の配線図である。コントローラ２０の動作に必要な電力は、スイッチユニット１０の手前に設置された分岐回路の先にあって、スイッチユニット１０が遮断状態の場合に動作するＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、スイッチユニット１０と電圧リミッタ３３との間に設置された分岐回路の先にあって、スイッチユニット１０が導通状態の場合に動作するＡＣ／ＤＣコンバータ３２によって、スイッチの導通・遮断状態を問わず供給される。その際に流れる漏れ電流は僅か数十μＡ程度であって、負荷に与える影響は無視できるので、コントローラ２０付近で再度負荷４０に接続されるライブ線線に流しても問題は発生しない。これにより、スイッチユニット１０が遮断されている場合でも、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１から漏れ電流を流すことで、コントローラ２０を動作させることができるので、コントローラ２０から電源３０のニュートラル線に戻る電気配線は不要となる。これにより、スイッチユニット１０を、コントローラ２０のような機能を付加したスマートスイッチに交換するために、屋内配線を大きく変更する必要がなくなるので、容易にスイッチを高機能化することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  スイッチユニット
２０  コントローラ
２１  インターフェース装置
２２  マイクロコンピュータユニット
２３  無線通信部
３０  電源
３１、３２  ＡＣ／ＤＣコンバータ
３３  電圧リミッタ
４０  負荷
５０  遠隔制御装置
５１  ドングル
６０  無線ルータ
７０  端末装置
８０  指示装置
１００、１００´  スイッチ装置
２００  コントロールシステム
Ｌ  ライブ線
Ｎ  ニュートラル線
【図１】
2020068602.tif 000003
【図２】
2020068602.tif 000004
【図３】
2020068602.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月28日(2018.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、
前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、
前記スイッチユニットを制御するコントローラと、を備え、
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、
前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置と、
を備え、
前記高効率交直流変換装置及び前記低効率交直流変換装置は、微弱な漏れ電流を前記負荷への前記電気配線に流して、前記直流電流を生成する、スイッチ装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記直流電流によって駆動するタッチパネルまたは液晶ディスプレイを備えた、請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交直流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタを更に備え、
前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、
前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作する、請求項１または２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチ装置と、
指示を無線制御信号として送信する遠隔制御装置と、を備え、
前記コントローラは、前記遠隔制御装置から送信された前記無線制御信号に従って前記スイッチユニットを制御する、コントロールシステム。
【請求項５】
家屋内に設置された複数のセンサからの情報を受け、住民の挙動を検出し、次の行動を予測して家屋内の環境を自動的に整える指示を出力する指示装置をさらに備え、
前記遠隔制御装置は、前記指示装置からの指示を受けて前記コントローラに前記無線制御信号を送信する、請求項４に記載のコントロールシステム。
【請求項６】
前記遠隔制御装置は、ユーザによる指示に従って前記コントローラに前記無線制御信号を送信する、請求項４又は５に記載のコントロールシステム。
【請求項７】
電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、
前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、
前記スイッチユニットを制御するコントローラと、を備え、
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、
前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置と、
前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交直流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタと、
を備え、
前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、
前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作する、スイッチ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この構成では、スイッチユニットの状態によって排他的に動作する低効率・高効率の２つの交直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いて、スイッチユニットの状態によらず、コントローラは常に電気の供給を受けて稼働を続けることができる。また、これらの交直流変換装置によって直流を生成するために流れる漏れ電流は微弱であるので、負荷への電気配線に流れても負荷の挙動に影響を与えない。この構成により、専らコントローラを駆動するためにスイッチ装置から電源に戻る配線を用意する必要がなくなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明に係るコントロールシステムは、前記スイッチ装置と、指示を無線制御信号として送信する遠隔制御装置と、を備え、前記コントローラは、前記遠隔制御装置から送信された前記無線制御信号に従って前記スイッチユニットを制御するようにしてよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係るコントロールシステムは、家屋内に設置された複数のセンサからの情報を受け、住民の挙動を検出し、次の行動を予測して家屋内の環境を自動的に整える指示を出力する指示装置をさらに備え、前記遠隔制御装置は、前記指示装置からの指示を受けて前記コントローラに前記無線制御信号を送信することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明に係るコントロールシステムにおいて、前記遠隔制御装置は、ユーザによる指示に従って前記コントローラに前記無線制御信号を送信することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明に係るスイッチ装置は、電力を供給する交流電源と前記交流電源が供給する電力を消費する負荷とを結ぶ電気配線中に設けられるスイッチ装置であって、前記電気配線を選択的に導通状態又は遮断状態にするスイッチユニットと、前記スイッチユニットを制御するコントローラとを備え、前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する高効率交直流変換装置と、前記スイッチユニットが前記遮断状態である場合に前記交流電源からの交流電流を変換して前記コントローラに直流電流を供給する低効率交直流変換装置と、前記スイッチユニットが前記導通状態である場合に、前記交流電源から前記低効率交直流変換装置及び前記高効率交直流変換装置に印加される電圧を制限する電圧リミッタとを備え、前記低効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合に動作せず、前記高効率交直流変換装置は、印加される電圧が前記電圧リミッタにより制限されている場合にも動作するように構成されている。