(57)【要約】【課題】起動時の性能を改善できる２線式スイッチ装置を提供することにある。【解決手段】２線式スイッチ装置ＳＷは、主開閉部１と、操作信号が入力されるとオフ動作とオン動作とを切り換える制御部８および当該制御部８に操作信号を出力する機能部９からなる制御機能部Ｆと、オフ動作時に用いられるオフ用電源部４と、オン動作時に用いられるオン用電源部５と、オン用電源部５から直流電流が出力されていない期間にオン用電源部５の代わりに直流電流を出力する補助電源部６と、これら電源部４，５，６の出力電圧を安定化してなる安定化電圧を制御機能部Ｆに印加する安定化回路部７と、前記出力電圧が制御機能部Ｆの動作開始に必要な安定化電圧が得られる電圧以上であると判定した際に給電開始信号を安定化回路部７に出力する電圧検出部１４とを備え、安定化回路部７は、給電開始信号が入力された際に安定化電圧を制御機能部Ｆに印加するように構成されている。【選択図】図１
2008225574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷が交流電源を介して両端間に接続され交流電源のゼロクロス点でオフに切り換わる常開型の主開閉部と、操作信号が入力されると交流電源から負荷に給電しないオフ動作と交流電源から負荷に給電するオン動作とを切り換える制御部および当該制御部とともに所定の機能を発揮する機能部からなる制御機能部と、主開閉部の両端それぞれに入力端子が接続され交流電源の交流電流を整流して出力する整流回路部と、整流回路部の一方の入力端子と主開閉部との間に接続され整流回路部の出力端子間が短絡されると主開閉部をオンに切り換える駆動回路部と、整流回路部の出力端子間に接続されオンに切り換えられた際に出力端子間を短絡する常開型の補助開閉部と、前記オフ動作時に用いられ整流回路部の整流電流を元に直流電流を出力するオフ用電源部と、前記オン動作時に用いられ整流回路部の整流電流を元に直流電流を出力するオン用電源部と、少なくともオン用電源部の直流電流により充電され主開閉部または補助開閉部がオンである際にオン用電源部の代わりに直流電流を出力する補助電源部と、オフ用電源部またはオン用電源部または補助電源部の出力電圧を安定化してなる安定化電圧を制御機能部に印加する安定化回路部と、補助電源部の充電電圧および前記出力電圧を検出する電圧検出部とを備え、
電圧検出部は、前記充電電圧により補助電源部の充電が終了したと判定した際に充電完了信号を制御部に出力する機能と、前記出力電圧が制御機能部の動作開始に必要な安定化電圧が得られる電圧以上であれば給電開始信号を安定化回路部に出力する機能とを有し、
制御部は、前記オン動作時に充電完了信号が入力されると、補助開閉部をオンに切り換える制御信号を出力して主開閉部をオンに切り換えるように構成され、
安定化回路部は、給電開始信号が入力された際に安定化電圧を制御機能部に印加するように構成されていることを特徴とする２線式スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２線式スイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、配線器具の電子化が進んでいる。これに伴い、電子スイッチ装置に用いられるスイッチ要素としては、無接点のスイッチ素子である３端子双方向性サイリスタ（トライアック）や、サイリスタなどが広く用いられるようになってきている。しかし、省配線の見地から見れば、２線配線式のスイッチ装置（２線式スイッチ装置）においては、上記スイッチ要素は、交流電源と負荷との直列回路の両端間に接続される（負荷が交流電源を介してスイッチ要素の両端間に接続される）ことになるため、スイッチ装置に電源線を個別に引き込むことができず、如何にして自己の回路電源を確保するかが問題となっている。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、図２に示すような回路構成を有する２線式スイッチ装置ＳＷが提案されている（同様のものとしては、特許文献１が挙げられる）。
【０００４】
図２に示す２線式スイッチ装置ＳＷは、例えば屋内に設けられたスイッチボックスから引き出した商用電源の２本の屋内配線を用いて商用電源および負荷に接続され、主に屋内の壁部などの造営材に埋め込み設置された状態で使用される２線式配線器具であり、商用電源からなる交流電源ＡＣと、制御対象となる負荷（例えば、白熱灯や蛍光灯を備える照明器具や換気扇などの機器）ＬＦからなる直列回路の両端それぞれが接続される接続端子Ｔ１，Ｔ２を備えている。
【０００５】
接続端子Ｔ１，Ｔ２間には、図２に示すように、３端子双方向性サイリスタからなる主開閉部１が接続されている。３端子双方向性サイリスタは、ゲート端子に所定の閾値以上の電流（ゲート電流）が入力された際に、オンとなる（ターンオンする）常開型のスイッチであって、両端間に印加された電圧がゼロになったときに（ゼロクロス点で）、オフに切り換わる特性を有している。
【０００６】
交流電源ＡＣを介して負荷ＬＦを接続端子Ｔ１，Ｔ２間に接続した際には、主開閉部１の両端間に負荷ＬＦが交流電源ＡＣを介して接続されて、交流電源ＡＣと負荷ＬＦと主開閉部１とからなる閉回路が構成される。この閉回路では、主開閉部１がオンであれば、交流電源ＡＣから負荷ＬＦには、負荷ＬＦを動作させるのに十分な電力が供給され、主開閉部１がオフであれば、交流電源ＡＣから負荷ＬＦには、負荷ＬＦを動作させるのに十分な電力が供給されない。また、接続端子Ｔ１，Ｔ２間にはサージアブソーバＺとノイズフィルタ用のコンデンサＣ１とが接続され、主開閉部１と接続端子Ｔ２との間にはノイズフィルタ用のインダクタンスＬが接続されている。なお、以下の説明では、主開閉部１において接続端子Ｔ１に接続された一端を電源側端子と称し、接続端子Ｔ２に接続された他端を負荷側端子と称する。
【０００７】
２線式スイッチ装置ＳＷは、交流電源ＡＣから負荷ＬＦに給電しないオフ動作と、交流電ＡＣから負荷ＬＦに給電するオン動作とを行うように構成されており、オフ動作とオン動作との切り換えは、制御部８により行われるようになっている。
【０００８】
制御部８は、操作信号が入力される毎にオフ動作とオン動作とを切り換えるように構成されており、制御部８には、制御部８とともに所定の機能を発揮する機能部９が接続されている。
【０００９】
機能部９は、例えば、２線式スイッチ装置ＳＷのオン動作とオフ動作を切り換えるための操作信号を制御部８に出力するように構成されている。このような機能部９の一例としては、リモコンと通信を行う受信装置が挙げられる。この場合、機能部９は、リモコンが送信するリモコン信号を受信した際に制御部８に操作信号を出力する。なお、機能部９としては、この他に、周囲の明るさに応じて負荷ＬＦを動作させるための照度センサ、人を検出した際に負荷ＬＦを動作させるための赤外線センサなどを採用できる。また、機能部９としては、制御部８の出力を元にして、２線式スイッチ装置ＳＷがオン動作とオフ動作のいずれの状態であるかを表示するものであってもよい。例えば、オン動作であれば緑色光を放射し、オフ動作であれば赤色光を放射する発光表示機能を有するものであってもよい。
【００１０】
このような制御部８と機能部９とによって、制御機能部Ｆが構成されており、制御機能部Ｆでは、制御部８から機能部９に電力が供給されるようになっている。
【００１１】
ところで、図２に示す２線式スイッチ装置ＳＷでは、主開閉部１の両端それぞれに入力端子（以下、「交流入力端子」と称する）が接続された整流回路部２と、整流回路部２の高電位側の出力端子（以下、「直流出力端子」と称する）に接続されたオフ用電源部４およびオン用電源部５と、オフ用電源部４およびオン用電源部５の出力端の両方に接続された補助電源部６と、オフ用電源部４またはオン用電源部５または補助電源部６の出力電圧を安定化してなる安定化電圧を制御機能部Ｆの制御部８に印加する安定化回路部７とによって、交流電源ＡＣから制御機能部Ｆに電力を供給するようになっている。
【００１２】
整流回路部２は、例えば、交流電源ＡＣが出力する交流電流を整流して整流電流（脈流）を出力するダイオードブリッジであり、一対の交流入力端子の一方が主開閉部１の負荷側端子に接続され、他方が主開閉部１の電源側端子に接続されている。
【００１３】
ここで、整流回路部２の一方の交流入力端子と主開閉部１の負荷側端子との間には、主開閉部１用の駆動回路部（以下、「第１駆動回路部」と称する）３が接続されている。
【００１４】
第１駆動回路部３は、整流回路部２の直流出力端子間が短絡された際に、主開閉部１のゲート端子に所定の閾値以上のゲート電流を出力して主開閉部１をオンに切り換えるゲート駆動回路であり、例えば、駆動用コンデンサ（図示せず）と抵抗（図示せず）の並列回路からなり、整流回路部２の前記一方の交流入力端子との接続点が主開閉部１のゲート端子に接続されている。つまり、第１駆動回路部３は、駆動用コンデンサの充電電圧に比例するゲート電流を主開閉部１のゲート端子に出力するから、整流回路部２の直流出力端子間を短絡した電流によって、駆動用コンデンサが充電されて、ゲート電流が前記閾値以上となった際に、主開閉部１がオンに切り換えられる。
【００１５】
また、整流回路部２の直流出力端子間には、オンに切り換えられた際に出力端子間を短絡する常開型の補助開閉部１０が接続されている。この補助開閉部１０は、補助開閉部用の駆動回路部（以下、「第２駆動回路部」と称する）１１によってオン・オフが切り換えられるようになっており、第２駆動回路部１１は、制御部８により後述する制御信号が入力された際に、補助開閉部１０をオンに切り換えるように構成されている。なお、このような補助開閉部１０はサイリスタなどにより実現され、第２駆動回路部１１は第１駆動回路部３と同様のゲート駆動回路などにより実現されている。
【００１６】
オフ用電源部４は、オフ動作時に用いられるものであって、整流回路部２の整流電流を元に直流電流を出力するように構成されている。このオフ用電源部４の出力電圧には上限が設定されており、安定化回路部７の後述する３端子レギュレータＲＧの入力端子とグランドとの間に過剰な電圧が印加されないように、余分な電流をグランドに流すようになっている。このようなオフ用電源部４は、例えば、電流制限を行う抵抗（図示せず）や、電圧をクリップして定電圧化するツェナーダイオード（図示せず）を利用して構成することができる。ところで、上述したようにグランドに流された余分な電流は、グランドを通じて整流回路部２の低電位側の直流出力端子に戻された後に、接続端子Ｔ２より負荷ＬＦに供給されることになるので、オフ用電源部４は、前記余分な電流によって負荷ＬＦが誤動作をすることがないように、そのインピーダンスが高く設定されている。
【００１７】
オン用電源部５は、オン動作時に用いられるものであって、整流回路部２の整流電流を元に直流電流を出力するように構成されている。このオン用電源部５では、オフ用電源部４と同様に、出力電圧に上限が設定されているが、オフ用電源部４とは異なり、後述するオン信号が入力された際に動作を開始し（直流電流を出力し）、後述するオフ信号が入力された際に動作を停止する（直流電流を出力しない）ように構成されている。また、オン用電源部５は、オン用電源部５が動作している場合には、整流回路部２の出力がオフ用電源部４に供給されないように、オフ用電源部４よりもインピーダンスが低く設定されている。
【００１８】
補助電源部６は、例えば、電解コンデンサなどの大容量のコンデンサや充電池からなる。この補助電源部６は、オフ用電源部４またはオン用電源部５が出力する直流電流により充電される。また、補助電源部６は、主開閉部１または補助開閉部１０がオンである際（すなわち、オン用電源部５に整流回路部２の整流電流が供給されていないとき）に、オン用電源部５の代わりに直流電流を出力するようになっている。なお、補助電源部６とオン用電源部５との間には、補助電源部６からオン用電源部５側に電流が流れることを防止する逆流阻止用ダイオードＤが介在されている。
【００１９】
安定化回路部（安定化電源部）７は、例えば、３端子レギュレータＲＧを有している。３端子レギュレータＲＧの入力端子は、補助電源部６の高電位側に接続されており、出力端子は、制御機能部Ｆの制御部８に接続されている。したがって、安定化回路部７は、オフ用電源部４またはオン用電源部５または補助電源部６の出力電圧（すなわちオフ用電源部４とオン用電源部５と補助電源部６のいずれかの出力電圧）を安定化してなる安定化電圧（３端子レギュレータＲＧの出力電圧）を制御機能部Ｆに印加するように構成されている。なお、３端子レギュレータＲＧの出力端子とグランドの間にはコンデンサＣ２および電解コンデンサＣ３の並列回路が接続されており、これらコンデンサＣ２および電解コンデンサＣ３は、３端子レギュレータＲＧの規格に応じた値に設定され、３端子レギュレータＲＧの動作を安定化するために使用される。
【００２０】
ところで、オン用電源部５の出力端とダイオードＤとの接続点には、電圧検出部１２が接続されている。この電圧検出部１２は、補助電源部６の充電が完了しているか否かを判定するものであって、補助電源部６の充電が完了していれば（または、補助電源部６の充電電圧が所定電圧、例えば、補助開閉部１０がオンとなってから主開閉部１がオフとなるまでの間に、つまり、オン用電源部５から直流電流が出力されない期間に、制御機能部Ｆを継続して動作させるために必要な電圧以上であれば）、制御部８に充電完了信号（充電終了信号）を出力するように構成されている。
【００２１】
制御部８は、上述したように、操作信号が入力される毎にオフ動作とオン動作を切り換えるためのものであって、例えば、ＣＰＵなどのハードウェア資源と、ハードウェア資源と共動するソフトウェアとにより実現されている。
【００２２】
制御部８は、２線式スイッチ装置ＳＷがオフ動作しているときに操作信号が入力されると、前述のオン信号をオン用電源部５に出力してオン用電源部５の動作を開始させ、２線式スイッチ装置ＳＷがオン動作しているときに操作信号が入力されると、前述のオフ信号をオン用電源部５に出力してオン用電源部５の動作を停止させるように構成されている。
【００２３】
また、制御部８は、オン用電源部５にオン信号を出力してからオフ信号を出力するまでの間（オン用電源部５が動作している間）であるオン動作時に、電圧検出部１２から充電完了信号が入力されると、第２駆動回路部１１に前述の制御信号を出力するように構成されている。ここで、第２駆動回路部１１は、少なくとも制御信号が入力されている間、補助開閉部１０をオンして整流回路部２の直流出力端子間を短絡するから、制御部８が制御信号を出力する期間は、整流回路部２の直流出力端子間を短絡した電流（補助開閉部１０を通過した電流）によって第１駆動回路部１１の駆動用コンデンサの充電電圧が主開閉部１をオンする電圧以上となるような期間に設定される。なお、制御部８は、制御信号の出力期間を、内蔵されたタイマ（図示せず）によって計時している。
【００２４】
以上により図２に示す２線式スイッチ装置ＳＷは構成されており、まず、その起動時の動作について説明する。ここで、２線式スイッチ装置ＳＷは、交流電源ＡＣに接続されていない状態では、主開閉部１および補助開閉部１０それぞれはオフであり、オン用電源部５、制御部８、および機能部９それぞれの動作も停止している。
【００２５】
２線式スイッチ装置ＳＷの起動は、接続端子Ｔ１，Ｔ２に、交流電源ＡＣおよび負荷ＬＦからなる直列回路を接続して交流電源ＡＣより２線式スイッチ装置ＳＷに給電することにより行われる。このとき、主開閉部１がオフであるから、交流電源ＡＣから負荷ＬＦには十分な電流が供給されず、負荷ＬＦの動作は停止し、交流電源ＡＣの交流電流は、整流回路部２により脈流に整流されて出力される。整流回路部２から出力された脈流はオフ用電源部４に入力され、オフ用電源部４からは直流電流が出力される。オフ用電源部４の出力が安定化回路部７により安定化されて制御機能部Ｆに供給されることにより、制御機能部Ｆの動作が開始して、２線式スイッチ装置ＳＷの起動が完了する。
【００２６】
次に、図２に示す２線式スイッチ装置ＳＷのオフ動作およびオン動作について説明する。２線式スイッチ装置ＳＷがオフ動作を行っている場合には、主開閉部１および補助開閉部１０それぞれはオフであり、オン用電源部５の動作が停止している。したがって、交流電源ＡＣから負荷ＬＦには十分な電流が供給されず、負荷ＬＦの動作は停止し、交流電源ＡＣの交流電流は、整流回路部２により脈流に整流されて出力される。整流回路部２から出力された脈流はオフ用電源部４に入力され、オフ用電源部４からは直流電流が出力され、この直流電流は、安定化回路部７に入力され、安定化回路部７によって安定化されて制御部機能部Ｆに供給される。つまり、２線式スイッチ装置ＳＷのオフ動作時には、オフ用電源部４が制御機能部Ｆに給電を行う。
【００２７】
２線式スイッチ装置ＳＷのオフ動作時に、機能部９から制御部８に操作信号が出力されると、制御部８は、オン用電源部５にオン信号を出力してオン用電源部５の動作を開始させる。これによりオン用電源部５から直流電流を出力され、この直流電流は、安定化回路部７に入力され、安定化回路部７によって安定化されて制御機能部Ｆに供給される。また、オン用電源部５から出力された直流電流によって補助電源部６が充電される。なお、オン用電源部５が動作を行っている間は、整流回路部２の出力は殆どがオン用電源部５に入力されるため、オフ用電源部４からは直流電流が殆ど出力されなくなる。
【００２８】
オン用電源部５が出力する直流電流によって補助電源部６の充電が完了すると（充電電圧が前記所定電圧以上となると）、電圧検出部１２から制御部８に充電完了信号が出力される。制御部８は、充電完了信号が入力されると、第２駆動回路部１１に制御信号を出力して補助開閉部１０をオンさせる。補助開閉部１０がオンになると、整流回路部２の直流出力端子間が短絡され、補助開閉部１０を通る短絡電流によって、第１駆動回路部３の駆動用コンデンサが充電される。そして、ゲート電流が所定の閾値以上となった際に、主開閉部１がオンに切り換わり、交流電源ＡＣから負荷ＬＦに十分な大きさの電流が供給され、負荷ＬＦの動作が開始される。
【００２９】
ここで、主開閉部１または補助開閉部１０がオンである期間は、オン用電源部５に交流電源ＡＣの電力が供給されないから、オン用電源部５から直流電流が出力されないが、この場合には、オン用電源部５の代わりに補助電源部６が直流電流を出力し、この直流電流が安定化回路部７に入力されることで、制御機能部Ｆに電力が供給される。つまり、主開閉部１または補助開閉部１０がオンである期間は、補助電源部６が制御機能部Ｆに電力を供給する。
【００３０】
ところで、主開閉部１がオンになった後には、主開閉部１は、３端子双方向性サイリスタであるため、交流電源ＡＣの交流電圧のゼロクロス点でオンからオフに切り換わり、交流電源ＡＣから負荷ＬＦへの電力供給が中止される。そのため、主開閉部１がゼロクロス点でオフに切り換わった場合には、交流電源ＡＣから整流回路部２に交流電流が入力され、整流回路部２から出力された整流電流は、オン用電源部５に入力され、オン用電源部５から直流電流が出力される。そのため、補助電源部６は、再度、オン用電源部５が出力する直流電流により充電され、充電が完了した際に電圧検出部１２から制御部８に充電完了信号が出力され、制御部８は、第２駆動回路部１１に制御信号を出力し、これにより上述した動作が行われて主開閉部１が再度オンに切り換えられる。
【００３１】
このように２線式スイッチ装置ＳＷのオン動作時には、主開閉部１をオンして交流電源ＡＣから負荷ＬＦに電力を供給する第１期間と、主開閉部１をオフして前記第１期間中に制御機能部Ｆの動作を行わせるために交流電源ＡＣにより補助電源部６を充電する第２期間とが存在し、第１期間と第２期間とが交互に繰り返されることで、交流電源ＡＣから負荷ＬＦへ電力が供給されることになる。そして、第２期間は、交流電源ＡＣの半周期毎に存在するが、このような第２期間は第１期間に比べて非常に短い時間であるから、負荷ＬＦの動作に影響を及ぼすことはない。
【００３２】
一方、制御機能部Ｆにおいて、機能部９から制御部８に操作信号が出力されると、制御部８は、オン用電源部５にオフ信号を出力してオン用電源部５の動作を停止させる。制御部８は、オン用電源部５の動作を停止させた後は（すなわちオフ動作時には）、充電完了信号が入力されても第２駆動回路部１１に制御信号を出力しなくなり、主開閉部１は、ゼロクロス点で一旦オフとなった後には、オンに切り換わることなくオフ状態が維持される。つまり、２線式スイッチ装置ＳＷは、オン動作時に機能部９から制御部８に操作信号が出力されることによって、オン動作からオフ動作に切り換えられる。
【００３３】
ところで、図２に示す２線式スイッチ装置ＳＷのように、２線式スイッチ装置ＳＷに種々の機能を持たせるために機能部９を設けると、当然ながら、２線式スイッチ装置ＳＷの消費電力が増えてしまう。
【００３４】
そこで、制御部８に、安定化回路部７から機能部９への給電路をオン・オフする機能を持たせて、機能部９に供給する電力を２線式スイッチ装置ＳＷの機能（制御機能部Ｆの機能）が低下しない程度に間引くことにより、２線式スイッチ装置ＳＷの消費電力の低減を図ることが提案されている。
【００３５】
このようにすれば、制御部８が動作した後には、２線式スイッチ装置ＳＷの消費電力が低減されるから、負荷ＬＦに供給される電力が不足して、例えば、負荷ＬＦが照明器具である場合に、フラッシュや、フリッカ（ちらつき）などが発生したり、機能が低下したりすることを防止できる。
【００３６】
なお、図２に示す２線式スイッチ装置ＳＷと同様のものとしては、図３に示す２線式スイッチ装置ＳＷが提案されている。図３に示す例では、制御部８を経由してではなく、安定化回路部７から電源コントロールＩＣ（例えば、イネーブル機能付レギュレータなど）からなる電源制御部ＰＣを経由して機能部９に電力が供給されるようになっている。ここで、制御部８は、電源制御部ＰＣの動作を制御（すなわち、機能部９に電力を供給するか否かを制御）するように構成されており、これによって図２に示す例と同様に、２線式スイッチ装置ＳＷの消費電力の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００１−１６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
上述したような図２，３に示す２線式スイッチ装置ＳＷでは、制御部８が動作した後には、機能部９に供給する電力が制御部８によって間引かれるから、消費電力の低減が図れる。しかしながら、２線式スイッチ装置ＳＷの起動時には、オフ用電源部４の出力電圧が低く、制御部８の動作を開始させるリセット電圧ＶＲ以上となる安定化電圧が得られない場合があり、このような場合、制御部８が完全に動作せずに中途半端に動作してしまうため、制御部８が消費電力の多い状態で起動したり、制御部８による機能部９への電力供給が制限されなかったりするおそれがある。
【００３８】
そのため、安定化電圧がリセット電圧ＶＲに達するまでは、図４に示すように、２線式スイッチ装置ＳＷの消費電流は、リセット電圧ＶＲ以上の安定化電圧が制御部８に印加された後（すなわち動作時）よりも、リセット電圧ＶＲ未満の安定化電圧が制御部８に印加される前（すなわち起動時）のほうが大きくなる。
【００３９】
したがって、図２，３に示す従来の２線式スイッチ装置ＳＷでは、制御部８が動作を開始した後の動作時には、消費電力の低減が図れるが、制御部８が動作を開始するまでの起動時には、消費電力の低減が図れないため、例えば、負荷ＬＦとしてインピーダンスが高い照明器具（例えば、電子スタータ式の照明器具）を用いた際には、起動時に必要な電力が不足して２線式スイッチ装置ＳＷが起動しない場合があった。
【００４０】
このように従来の２線式スイッチ装置ＳＷでは、起動時に、制御部８の動作に必要な電圧に満たない安定化電圧が印加されるため、制御部８の動作が中途半端に行われ、その結果、２線式スイッチ装置ＳＷの動作が不安定になったり、場合によっては、２線式スイッチ装置ＳＷが起動しなくなったりするという問題が生じていた。
【００４１】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、起動時の性能を改善できる２線式スイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、負荷が交流電源を介して両端間に接続され交流電源のゼロクロス点でオフに切り換わる常開型の主開閉部と、操作信号が入力されると交流電源から負荷に給電しないオフ動作と交流電源から負荷に給電するオン動作とを切り換える制御部および当該制御部とともに所定の機能を発揮する機能部からなる制御機能部と、主開閉部の両端それぞれに入力端子が接続され交流電源の交流電流を整流して出力する整流回路部と、整流回路部の一方の入力端子と主開閉部との間に接続され整流回路部の出力端子間が短絡されると主開閉部をオンに切り換える駆動回路部と、整流回路部の出力端子間に接続されオンに切り換えられた際に出力端子間を短絡する常開型の補助開閉部と、前記オフ動作時に用いられ整流回路部の整流電流を元に直流電流を出力するオフ用電源部と、前記オン動作時に用いられ整流回路部の整流電流を元に直流電流を出力するオン用電源部と、少なくともオン用電源部の直流電流により充電され主開閉部または補助開閉部がオンである際にオン用電源部の代わりに直流電流を出力する補助電源部と、オフ用電源部またはオン用電源部または補助電源部の出力電圧を安定化してなる安定化電圧を制御機能部に印加する安定化回路部と、補助電源部の充電電圧および前記出力電圧を検出する電圧検出部とを備え、電圧検出部は、前記充電電圧により補助電源部の充電が終了したと判定した際に充電完了信号を制御部に出力する機能と、前記出力電圧が制御機能部の動作開始に必要な安定化電圧が得られる電圧以上であれば給電開始信号を安定化回路部に出力する機能とを有し、制御部は、前記オン動作時に充電完了信号が入力されると、補助開閉部をオンに切り換える制御信号を出力して主開閉部をオンに切り換えるように構成され、安定化回路部は、給電開始信号が入力された際に安定化電圧を制御機能部に印加するように構成されていることを特徴とする。
【００４３】
請求項１の発明によれば、オフ用電源部またはオン用電源部または補助電源部の出力電圧が、制御機能部の動作に必要な安定化電圧が得られる電圧以上となった際に、制御機能部に安定化電圧を印加するので、制御機能部の動作に必要な電圧に満たない安定化電圧が制御機能部に印加されることによって制御機能部の動作が中途半端に行われて２線式スイッチ装置の動作が不安定になったり、交流電源から得られる電力を無駄に消費したりしてしまうことを防止できるから、起動時に制御機能部を確実に動作させることができるようになり、起動時の性能を改善できる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、起動時に制御機能部を確実に動作させることができるようになり、起動時の性能を改善できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の一実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷは、図２に示す従来例と同様に、屋内に設けられたスイッチボックスから引き出した商用電源の２本の屋内配線を用いて商用電源および負荷に接続され、主に屋内の壁に埋め込み設置された状態で使用される２線式配線器具であり、図１に示すように、負荷ＬＦが交流電源ＡＣを介して両端間に接続された３端子双方向性サイリスタからなる主開閉部１を備える。また、操作信号が入力されると２線式スイッチ装置ＳＷのオフ動作とオン動作とを切り換える制御部８、および制御部８とともに所定の機能を発揮する機能部９からなる制御機能部Ｆを備えている。なお、機能部９は、２線式スイッチ装置ＳＷのオン動作とオフ動作を切り換えるための操作信号を制御部２に出力するように構成されている。
【００４６】
また、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷは、交流電源ＡＣの電力を制御機能部Ｆに供給するために、主開閉部１の両端それぞれに入力端子が接続され交流電源ＡＣの交流電流を整流して出力する整流回路部２と、オフ動作時に用いられ整流回路部２の整流電流を元に直流電流を出力するオフ用電源部４と、オン動作時に用いられ整流回路部２の整流電流を元に直流電流を出力するオン用電源部５と、オフ用電源部４またはオン用電源部５の直流電流により充電されオン用電源部５から直流電流が出力されていないときにオン用電源部５の代わりに直流電流を出力する補助電源部６と、オフ用電源部４またはオン用電源部５または補助電源部６の出力を安定化して制御機能部Ｆに供給する安定化回路部７とを備える。
【００４７】
さらに、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷは、制御部８により主開閉部１をオンに切り換えるために、整流回路部２の一方の交流入力端子と主開閉部１の負荷側端子との間に接続され整流回路部２の直流出力端子間が短絡されると主開閉部１をオンに切り換える第１駆動回路部３と、整流回路部２の直流出力端子間に接続されオンに切り換えられた際に直流出力端子間を短絡する常開型の補助開閉部１０と、制御部８の制御信号が入力された際に補助開閉部１０をオンに切り換える第２駆動回路部１１とを備えている。
【００４８】
本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷは、主開閉部１がオンである期間中に、制御部８および機能部９の動作を継続して行えるかどうかを判定するために、補助電源部６の充電電圧を検出し補助電源部６の充電が終了した際に充電完了信号を制御部８に出力する電圧検出部（以下、「第１電圧検出部」と称する）１２に加えて、補助電源部６の高電位側の出力端と安定化回路部７の３端子レギュレータＲＧの入力端子との接続点と、グランドとの間の電位差（すなわち、オフ用電源部４またはオン用電源部５または補助電源部６の出力電圧）を検出する電圧検出部（以下、「第２電圧検出部」と称する）１３を有している。
【００４９】
この第２電圧検出部１３は、検出した出力電圧が、安定化回路部７において制御機能部Ｆの動作開始に必要な安定化電圧が得られる電圧（以下、「必要電圧」と称する）以上であれば給電開始信号を安定化回路部７に出力するように構成されている。
【００５０】
つまり、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷは、第１電圧検出部１２および第２電圧検出部１３からなる電圧検出部１４を備える点で図２に示すような従来例と異なっており、この電圧検出部１４は、補助電源部６の充電電圧により補助電源部６の充電が終了したと判定した際に充電完了信号を制御部８に出力する機能と、前記出力電圧が必要電圧以上であれば給電開始信号を安定化回路部７に出力する機能とを有している。
【００５１】
これに対応して、本実施形態における安定化回路部７は、イネーブル機能（出力を行うか否かを選択できる機能）付の３端子レギュレータＲＧを備えており、この３端子レギュレータＲＧは、第２電圧検出部１３の給電開始信号が入力された際に、前記出力電圧を安定化してなる安定化電圧を制御機能部Ｆに印加するように構成されている。
【００５２】
すなわち、本実施形態における安定化回路部７は、給電開始信号が入力された際に安定化電圧を制御機能部Ｆに印加するように構成されている点で、単に出力電圧を安定化してなる安定化電圧を制御機能部Ｆに印加する従来例と異なっている。なお、このような安定化回路部７は、イネーブル機能付の３端子レギュレータＲＧを用いなくても、制御機能部Ｆとの間に、給電開始信号によりオンするようなスイッチング素子や、リレーなどのスイッチ装置などを設けることによっても実現できる。
【００５３】
一方、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷにおける他の構成については、図２に示す従来例と同様であるから同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
次に、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷにおける起動時の動作について説明する。ここで、２線式スイッチ装置ＳＷは、交流電源ＡＣに接続されていない状態では、主開閉部１および補助開閉部１０それぞれはオフであり、オン用電源部５、制御部８、および機能部９それぞれの動作も停止している。
【００５５】
２線式スイッチ装置ＳＷの起動は、接続端子Ｔ１，Ｔ２に、交流電源ＡＣおよび負荷ＬＦからなる直列回路を接続して交流電源ＡＣより２線式スイッチ装置ＳＷに給電することにより行われる。このとき、主開閉部１がオフであるから、交流電源ＡＣから負荷ＬＦには十分な電流が供給されず、負荷ＬＦの動作は停止し、交流電源ＡＣの交流電流は、整流回路部２により脈流に整流されて出力される。整流回路部２から出力された脈流はオフ用電源部４に入力され、オフ用電源部４からは直流電流が出力される。
【００５６】
このとき、安定化回路部７の入力電圧（起動時においては、オフ用電源部４の出力電圧）は、第２電圧検出部１３によって監視され、オフ用電源部４の出力電圧が必要電圧以上となった際に、第２電圧検出部１３から安定化回路部７に給電開始信号を出力して、安定化回路部７の安定化電圧を制御機能部Ｆに印加させて、制御機能部Ｆの動作を開始させる。
【００５７】
したがって、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷでは、オフ用電源部４の出力電圧が、必要電圧未満である期間は、安定化回路部７から制御機能部Ｆには電力が供給されない。このように本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷでは、図２に示すような従来例とは異なり、安定化回路部７により制御機能部Ｆの動作開始に必要な安定化電圧が得られないときには、制御機能部Ｆには電力が供給されないから、起動時に制御部８などが中途半端に動作することが防止されている。
【００５８】
一方、オフ用電源部４の出力電圧が必要電圧以上となった場合には、安定化回路部７により制御機能部Ｆに、制御機能部Ｆの動作開始に必要な安定化電圧が印加され、その結果、制御機能部Ｆが中途半端に動作することなく、安定して動作を開始することになり、２線式スイッチ装置ＳＷの起動が完了する。
【００５９】
なお、本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷは、図２に示す従来例と同様のオフ動作およびオン動作を行うから、オン動作およびオフ動作については説明を省略する。
【００６０】
以上述べた本実施形態の２線式スイッチ装置ＳＷによれば、２線式スイッチ装置ＳＷの起動時に、オフ用電源部４の出力電圧が、制御機能部Ｆの動作に必要な安定化電圧が得られる電圧以上となった際に、制御機能部Ｆに安定化電圧を印加するので、制御機能部Ｆの動作に必要な電圧に満たない安定化電圧が制御機能部Ｆに印加されることによって制御機能部Ｆの動作が中途半端に行われて２線式スイッチ装置ＳＷの動作が不安定になったり、交流電源ＡＣから得られる電力を無駄に消費したりしてしまうことを防止できるから、起動時に制御機能部Ｆを確実に動作させることができるようになり、起動時の性能を改善できる。
【００６１】
なお、本実施形態では、第２電圧検出部１３は、オフ用電源部４の出力電圧が、安定化回路部７により制御機能部Ｆの動作開始に必要な安定化電圧が得られる電圧以上であれば給電開始信号を安定化回路部７に出力するように構成されているが、オフ用電源部４の出力電圧が少なくとも制御機能部Ｆの制御部８の動作開始に必要な安定化電圧が得られる電圧以上であれば給電開始信号を安定化回路部７に出力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態の２線式スイッチ装置の回路説明図である。
【図２】従来の２線式スイッチ装置の回路説明図である。
【図３】従来の２線式スイッチ装置の他例の回路説明図である。
【図４】同上における説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    主開閉部
４    オフ用電源部
５    オン用電源部
６    補助電源部
７    安定化回路部
８    制御部
９    機能部
１４    電圧検出部
ＳＷ    ２線式スイッチ装置
Ｆ    制御機能部
【図１】
2008225574.tif 000003
【図２】
2008225574.tif 000004
【図３】
2008225574.tif 000005
【図４】
2008225574.tif 000006