(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の壁面に設置された取り付け枠に直接取り付けられ、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、外部から入力される制御信号に応じて負荷のオン及びオフを制御する電子スイッチ機能を有する開閉機能モジュールと、
前記開閉機能モジュールに着脱可能に装着され、リモコン装置から送信される前記制御信号を受信する無線信号受信回路を有する操作ハンドルを備えたことを特徴とする負荷制御スイッチ。
【請求項２】
前記開閉機能モジュールは、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、
前記操作ハンドルが装着される前記開閉機能モジュールの装着面には、前記制御信号が入力される少なくとも２つの第１接点と、前記操作ハンドルによって操作されるプッシュオン／プッシュオフ・スイッチが設けられており、
前記開閉機能モジュールの装着面に対向する前記操作ハンドルの背面には、前記第１接点と接触する少なくとも２つの第２接点が設けられ、前記操作ハンドルの内部には、前記第１接点及び前記第２接点を介して前記電子スイッチの制御回路と接続される無線信号受信回路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の負荷制御スイッチ。
【請求項３】
前記第１接点及び前記第２接点はそれぞれ３つ以上設けられており、前記第１接点及び前記第２接点を介して前記電子スイッチから前記無線信号受信回路に駆動電力が供給され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。
【請求項４】
前記無線信号受信回路は、前記操作ハンドルに内蔵された１次電池から駆動電力が供給され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。
【請求項５】
前記無線信号受信回路は、発電素子及び前記発電素子によって発電された電力を充電するための２次電池を備え、前記無線信号受信回路は、前記発電素子又は前記２次電池から駆動電力が供給され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。
【請求項６】
前記電子スイッチの制御回路は調光回路を含み、前記無線信号受信回路は前記リモコン装置から送信される調光信号を受信し、前記調光回路は前記調光信号に応じて負荷である照明装置を調光制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の負荷制御スイッチ。
【請求項７】
前記操作ハンドルは、正面視略正方形であり、前記開閉機能モジュールの装着面に対して、互いに直交する２方向に装着可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の負荷制御スイッチ。
【請求項８】
前記無線信号受信回路は方向の異なる複数の受信アンテナを有し、受信状況に応じて最適な受信アンテナを選択することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の負荷制御スイッチ。
【請求項９】
建築物の壁面に設置された取り付け枠に直接取り付けられ、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複数の開閉機能モジュールと、
前記開閉機能モジュールに着脱可能に装着される複数の操作ハンドルで構成され、
前記複数の開閉機能モジュールのうち１つは、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とする電子スイッチであり、前記操作ハンドルが装着される前記開閉機能モジュールの装着面には、前記制御信号が入力される少なくとも２つの第１接点と、前記操作ハンドルによって操作されるプッシュオン／プッシュオフ・スイッチが設けられており、
前記複数の操作ハンドルの内１つは、前記開閉機能モジュールの装着面に対向する背面に、前記第１接点と接触する少なくとも２つの第２接点が設けられ、その内部に、前記第１接点及び前記第２接点を介して前記電子スイッチの制御回路と接続される無線信号受信回路が設けられており、
前記端子モジュールに前記複数の開閉機能モジュールから選択された１つの開閉機能モジュールと、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気工事士の資格を有していなくても、ユーザによって簡単に無線信号受信機能を有するように機能を向上させ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に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。元々、単純に負荷のオン／オフを制御する負荷制御スイッチが設置されていたと仮定して、そのような負荷制御スイッチを、無線信号受信機能を有するものに交換するには、配線工事を必要とするため、ユーザが自分で交換することはできず、電気工事士の資格を有する者に依頼しなければならなかった。
【０００３】
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、例えば非特許文献１に記載されているように、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。
【０００４】
また、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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】パナソニック電工  電設資材カタログ  ２０１０−２０１２  第１９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、配線工事を伴わずに、ユーザによって簡単に無線信号受信機能を有するように機能を向上させ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提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、建築物の壁面に設置された取り付け枠に直接取り付けられ、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、外部から入力される制御信号に応じて負荷のオン及びオフを制御する電子スイッチ機能を有する開閉機能モジュールと、前記開閉機能モジュールに着脱可能に装着され、リモコン装置から送信される前記制御信号を受信する無線信号受信回路を有する操作ハンドルを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記開閉機能モジュールは、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、前記操作ハンドルが装着される前記開閉機能モジュールの装着面には、前記制御信号が入力される少なくとも２つの第１接点と、前記操作ハンドルによって操作されるプッシュオン／プッシュオフ・スイッチが設けられており、前記開閉機能モジュールの装着面に対向する前記操作ハンドルの背面には、前記第１接点と接触する少なくとも２つの第２接点が設けられ、前記操作ハンドルの内部には、前記第１接点及び前記第２接点を介して前記電子スイッチの制御回路と接続される無線信号受信回路が設けられていることが好ましい。
【０００９】
前記第１接点及び前記第２接点はそれぞれ３つ以上設けられており、前記第１接点及び前記第２接点を介して前記電子スイッチから前記無線信号受信回路に駆動電力が供給されることが好ましい。
【００１０】
または、前記無線信号受信回路は、前記操作ハンドルに内蔵された１次電池から駆動電力が供給されることが好ましい。
【００１１】
または、前記無線信号受信回路は、発電素子及び前記発電素子によって発電された電力を充電するための２次電池を備え、前記無線信号受信回路は、前記発電素子又は前記２次電池から駆動電力が供給されることが好ましい。
【００１２】
前記電子スイッチの制御回路は調光回路を含み、前記無線信号受信回路は前記リモコン装置から送信される調光信号を受信し、前記調光回路は前記調光信号に応じて負荷である照明装置を調光制御することが好ましい。
【００１３】
前記操作ハンドルは、正面視略正方形であり、前記開閉機能モジュールの装着面に対して、互いに直交する２方向に装着可能であることが好ましい。
【００１４】
または、前記無線信号受信回路は方向の異なる複数の受信アンテナを有し、受信状況に応じて最適な受信アンテナを選択することが好ましい。
【００１５】
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直接取り付けられ、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複数の開閉機能モジュールと、前記開閉機能モジュールに着脱可能に装着される複数の操作ハンドルで構成され、前記複数の開閉機能モジュールのうち１つは、半導体スイッチ素子を主スイッチ素子とする電子スイッチであり、前記操作ハンドルが装着される前記開閉機能モジュールの装着面には、前記制御信号が入力される少なくとも２つの第１接点と、前記操作ハンドルによって操作されるプッシュオン／プッシュオフ・スイッチが設けられており、前記複数の操作ハンドルの内１つは、前記開閉機能モジュールの装着面に対向する背面に、前記第１接点と接触する少なくとも２つの第２接点が設けられ、その内部に、前記第１接点及び前記第２接点を介して前記電子スイッチの制御回路と接続される無線信号受信回路が設けられており、前記端子モジュールに前記複数の開閉機能モジュールから選択された１つの開閉機能モジュールと、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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、負荷制御スイッチが、電線が接続される端子モジュールと、端子モジュールに着脱可能に装着される開閉機能モジュールに分離され、さらに無線信号受信回路が操作ハンドルに設けられている。そのため、ユーザは、配線工事を行うことなく、操作ハンドルのみ又は開閉機能モジュールと操作ハンドルの組み合わせを選択し、自分で交換することができる。開閉機能モジュールとして最初から電子スイッチが装着されているときは、操作ハンドルを、無線信号受信回路を有するものに交換すればよい。また、開閉機能モジュールとして最初に機械スイッチが装着されているときは、開閉機能モジュール及び操作ハンドルを電子スイッチと無線信号受信回路を有するものにそれぞれ交換すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】上記負荷制御スイッチの変形例の構成を示す図。
【図３】上記負荷制御スイッチの他の変形例の構成を示す図。
【図４】上記負荷制御スイッチのさらに他の変形例の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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の基本構成を示す図である。負荷制御スイッチ１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が接続される端子モジュール２、スイッチ機能を有する開閉機能モジュール３、操作ハンドル４で構成されている。
【００１９】
端子モジュール２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３のソケット３１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、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な、従来の負荷制御スイッチのものと同様である。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。なお、図１では、端子モジュール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。端子モジュール２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。なお、端子モジュール２は、開閉機能モジュール３が分離されている分、従来の負荷制御スイッチよりも小さい。そのため、従来の取り付け枠に取り付けられる場合は、アダプター６などが使用される。
【００２０】
開閉機能モジュール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る。開閉機能モジュール３の操作ハンドル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、開閉機能モジュール３の装着面３２には、操作ハンドル４の背面４１に設けられた軸受け４２と嵌合される支軸３４が設けられている。操作ハンドル４の背面４１には、軸受け４２が支軸３４に嵌合された状態、すなわち、操作ハンドル４が開閉機能モジュール３に装着された状態で、プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３と当接される突起４３が設けられている。操作ハンドル４は、支軸３４（又は軸受け４２）に対して非対称に形成されているプッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３のばねによって、通常は一方向に偏って保持されている。
【００２１】
上記非特許文献１などから周知のように、操作ハンドル４の大きさは、取り付け枠に取り付けられる負荷制御スイッチの数によって決定される。例えば、取り付け枠に負荷制御スイッチが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、取り付け枠に負荷制御スイッチが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、取り付け枠に負荷制御スイッチが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。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。
【００２２】
開閉機能モジュール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が操作されると、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、それに伴って負荷がオン又はオフされる。
【００２３】
操作ハンドル４の内部には、回路基板４４が設けられており、回路基板４４に無線信号受信回路４５及びアンテナ４６及び４７が実装されている。さらに、開閉機能モジュール３の装着面には、複数（例えば３つを例示）の第１接点３７が設けられており、操作ハンドル４の背面４１には、第１接点３７と接触する複数（一般的には同数）の第２接点（ばね片）４８が設けられている。それによって、第１接点３７及び第２接点４７を介して、電子スイッチの制御回路３６と無線信号受信回路４５が接続される。図１に示す実施形態では、無線信号受信回路４５の駆動電力は、第１接点３７及び第２接点４８を介して、電子スイッチから供給される。
【００２４】
アンテナ４６及び４７は、ほぼ同一の部品がそれぞれ直交するように配置されており、いずれか一方のみを選択して使用するように構成されている。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、いずれか受信状態のよい方のアンテナ４６又は４７を選択することができる。アンテナ４６又は４７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４５による自動的切り換えであってもよい。
【００２５】
例えば、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４５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。
【００２６】
図２に示す変形例では、第１接点３７及び第２接点４８をそれぞれ少なくとも２つとし、操作ハンドル４に内蔵された１次電池４９から無線信号受信回路４５に駆動電力を供給するように構成されている。例えば２線式配線の場合、負荷制御スイッチ１は商用電源と負荷に対して直列に接続される。そして、負荷制御スイッチ１の開閉機能モジュール３の制御回路３６の駆動電力は商用電源から供給される。すなわち、負荷がオフの状態でも、制御回路３６のＣＰＵなどを待機させるための待機電力が消費され、それに起因して、負荷に微小電流が流れる。同様に、無線信号受信回路４５も、負荷がオフの状態であっても、常にリモコン装置からの制御信号を受信できるように待機している。ここで、図１に示す構成例のように、無線信号受信回路４５の駆動電力を開閉機能モジュール３から供給すると、負荷がオフの状態で負荷に流れる電流が増加する。負荷が白熱電灯などの場合はさほど問題とはならないが、ＬＥＤのように元々消費電力が少ない上、商用電源の電圧上昇に伴って電流値が低下するような特性を有する負荷の場合、制御回路３６の待機電力に起因する電流によってＬＥＤが点灯してしまう畏れがある。従って、図２に示す変形例のように、内蔵１次電池４９から無線信号受信回路４５に駆動電力を供給することにより、ＬＥＤの誤点灯を防止することができる。なお、内蔵１次電池４９として、例えばリチウムイオン電池などを用いれば、（使用頻度にもよるが）３〜５年の電池寿命が確保されるので、実用上特に問題は生じない。また、電池寿命が残り少なくなったときに、電池交換を促すような警報を出力するように構成してもよい。
【００２７】
図３に示す変形例では、操作ハンドル４に太陽電池などの発電素子６１及び発電素子６１によって発電された電力を充電するための２次電池６２を備え、無線信号受信回路４５は、発電素子６１又は２次電池６２から駆動電力が供給されるように構成されている。発電素子６１としては、太陽電池の他に圧電素子などを用いることも可能である。例えば、操作ハンドル４は、プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ３３のばねによって一定の方向に付勢されている。従って、操作ハンドル４の背面４１などに圧電素子を設け、常時圧電素子に圧力が加えられるようにしておけば、無線信号受信回路４５の駆動電力程度の電力を発電することは可能である。
【００２８】
図３に示す変形例では、操作ハンドル４を正面視略正方形とし、開閉機能モジュール３の装着面３２に対して、互いに直交する２方向に装着可能としたものである。回路基板４４には、アンテナ４６が１つだけ実装されており、開閉機能モジュール３に対する操作ハンドル４の取り付け方向を変えることによって、アンテナ４６の受信方向を最適な方向に設定することができる。操作ハンドル４の背面には、それぞれ互いに向きが直交するように配置された２組の軸受け４２Ａ及び４２Ｂと第２接点４８Ａ及び４８Ｂが設けられている。この場合、開閉機能モジュール３の第１接点３７Ａをばね片としている。操作ハンドル４を正方形とすることにより、１つの取り付け枠に取り付け可能な負荷制御スイッチ数は１つ又は２つに限定されるが、アンテナの数が１つで済み、無線信号受信回路４５の構成の簡略化及びコストダウンを図ることができる。
【００２９】
なお、開閉機能モジュール３の最もシンプルな構成として、可動接点及び固定接点を備えた機械スイッチが挙げられる。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。
【００３０】
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２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３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３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３、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。なお、本発明の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２と、上記実施形態で例示した複数種類の開閉機能モジュール３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。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。
【符号の説明】
【００３１】
１  負荷制御スイッチ
２  端子モジュール
２１  インレット
２２  アウトレット
３  開閉機能モジュール
３１  ソケット
３２  装着面
３３  プッシュオン／プッシュオフ・スイッチ
３４  支軸
３５  回路基板
３６  制御回路
３７、３７Ａ  第１接点
４  操作ハンドル
４１  背面
４２、４２Ａ、４２Ｂ  軸受け
４３  突起
４４  回路基板
４５  無線信号受信回路
４６、４７  アンテナ
４８、４８Ａ、４８Ｂ  第２接点
４９  １次電池
５  電線
５１  心線
６１  発電素子
６２  ２次電池
【図１】
0005581184.tif 000002
【図２】
0005581184.tif 000003
【図３】
0005581184.tif 000004
【図４】
0005581184.tif 000005