(57)【要約】【課題】  既設配線をそのまま利用した簡単かつ経済的な設備で、負荷を無線により集中的に遠隔制御する。【解決手段】  このスイッチングシステムは照明器具３と同じ交流配線Ｌ上にスイッチユニット１１を備える。スイッチユニット１１に、操作信号を出力する手動スイッチ１２と、外部から制御信号を受信する無線回路１３と、照明器具に至る配電線路Ｌ２を開閉するリレー１４と、操作信号または制御信号に基づいてリレー１４をＯＮ／ＯＦＦする制御回路１５と、リレー１４のＯＦＦ状態で無線回路１３および制御回路１５の動作電力を配電線路Ｌ２から取り出す第一電源回路１６と、リレー１４のＯＮ状態で無線回路１３および制御回路１５の動作電力を配電線路Ｌ２から取り出す第二電源回路１７とを設ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流配線上の負荷を無線により制御するシステムにおいて、負荷と同じ交流配線上に設置されたスイッチユニットに、操作信号を出力する手動スイッチと、外部から制御信号を受信する無線回路と、負荷に至る配電線路を開閉する電動スイッチと、操作信号または制御信号に基づいて電動スイッチをＯＮ／ＯＦＦする制御回路と、電動スイッチのＯＦＦ状態で無線回路および制御回路の動作電力を交流配線から取り出す第一電源回路と、電動スイッチのＯＮ状態で無線回路および制御回路の動作電力を交流配線から取り出す第二電源回路とを備えたことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項２】
前記第一電源回路および第二電源回路を電動スイッチと同じ一本の配電線路に接続したことを特徴とする請求項１記載のスイッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流配線上の負荷を無線により制御するスイッチングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な交流配線は、図５（ａ）に示すように、一方の配電線路Ｌ１が交流電源５１から負荷５２に直接接続され、他方の配電線路Ｌ２が交流電源５１から機械的な手動スイッチ５３を介して負荷５２に接続されている。このため、手動スイッチ５３には交流電源５１のどちらか一極しか通電されていない。この種の交流配線Ｌを利用して、負荷５２を無線で制御する場合、手動スイッチ５３にかえ、図５（ｂ）に示すように、リレーやトライアック等の電動スイッチ５４を負荷５２と直列に設ける必要がある。しかし、この場合、電動スイッチ５４やその制御回路を動作させるための電力を既設の交流配線Ｌから取得することができない。
【０００３】
そこで、従来、既設配線を使用しないで、負荷を無線でＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチングシステムが提案されている。例えば、特許文献１には図６に示すようなスイッチングシステム６１が記載されている。このシステム６１は、ブレーカ６２と負荷５２との間に電源ラインＰＬを配線し、電源ラインＰＬ上のスイッチユニット６３に電動スイッチ５４を制御する受信制御部６４を設け、壁面に取り付けた操作ユニット６５に電池と無線送信部を内蔵し、操作ユニット６５からの無線信号により電動スイッチ５４をＯＮ／ＯＦＦして、負荷５２を制御できるように構成されている。
【特許文献１】特開平９−２５１８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来のスイッチングシステム６１によると、操作ユニット６５の電池を定期的に交換する面倒があるうえ、スイッチユニット６３の電源を確保するために、新たに電源ラインＰＬを引き回す必要があった。また、従来、壁面に既設の手動スイッチとリモコンとを併用し、負荷に付設した電動スイッチをＯＮ／ＯＦＦするシステムも知られているが、これによると、既設配線上の手動スイッチがＯＦＦになっているとき、電動スイッチを動作させることができず、例えば、複数の部屋の照明を遠隔地から集中制御するような場合に、一部の部屋で照明を制御できなくなるという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決し、既設配線をそのまま利用した簡単かつ経済的な設備で、負荷を無線により集中的に遠隔制御できる新規なスイッチングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のスイッチングシステムは、交流配線上の負荷を無線により制御するシステムにおいて、負荷と同じ交流配線上に設置されたスイッチユニットに、操作信号を出力する手動スイッチと、外部から制御信号を受信する無線回路と、負荷に至る配電線路を開閉する電動スイッチと、操作信号または制御信号に基づいて電動スイッチをＯＮ／ＯＦＦする制御回路と、電動スイッチのＯＦＦ状態で無線回路および制御回路の動作電力を交流配線から取り出す第一電源回路と、電動スイッチのＯＮ状態で無線回路および制御回路の動作電力を交流配線から取り出す第二電源回路とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のスイッチングシステムは、特定の用途に限定されず、例えば、照明器具、空調機器、警報装置、音響機器など、各種電気機器のＯＮ／ＯＦＦ制御または出力調整に使用できる。特に、スイッチユニットが無線回路を備えているので、住宅や事業所の複数の部屋に分散して設備された負荷を近距離無線によって集中制御または遠隔制御することができる。集中または遠隔制御にあたり、特定の部屋の交流配線上に設置されたスイッチユニットを他の部屋の負荷を制御するための遠隔制御ユニットとして機能させることができる。また、すべての部屋の負荷を共通の遠隔制御ユニットにより部屋ごとのスイッチユニットを介して集中制御するシステムを構築することも可能である。
【０００８】
スイッチユニットの無線回路は送受信機能を備え、遠隔制御ユニットからの電波、赤外線、超音波等の無線制御信号を受信し、負荷の状態信号を遠隔制御ユニットに送信する。制御回路は無線回路からの制御信号または手動スイッチからの操作信号に基づいて電動スイッチをＯＮ／ＯＦＦする。そして、電動スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態に応じ、二系統の電源回路が無線回路と制御回路に動作電力を供給する。ここで、スイッチユニットを既設の手動スイッチと容易に取り替えできるように、第一電源回路および第二電源回路を電動スイッチと同じ一本の配電線路に接続するのが好ましい。なお、交流配線には単相二線式または単相三線式、どちらの屋内配線も使用可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスイッチングシステムによれば、スイッチユニットに二系統の電源回路を設けたので、無線回路および制御回路は、電動スイッチがＯＦＦのときに第一電源回路から供給された電力を用いて動作し、電動スイッチがＯＮのときに第二電源回路から供給された電力を用いて動作する。従って、スイッチユニットに電池を設ける必要がなく、新たに電源ラインを引き回す必要もなく、既設の交流配線をそのまま利用した簡単かつ経済的な設備によって負荷を遠隔制御または集中制御できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は複数の部屋に設備された照明器具を集中的に遠隔制御するスイッチングシステムを示す。図２は図１のスイッチングシステムにおいて、一つの部屋の交流配線上に設けられたスイッチユニットの概念的な構成を示す。図３は図２のスイッチユニットの構成をより詳細に示す。図４は図１のスイッチングシステムにおいて、複数の部屋の照明器具を遠隔制御する集中スイッチユニットおよびパソコンの構成を概念的に示す。
【００１１】
図１に示すように、この実施形態のスイッチングシステム１は、住宅や事業所等の各部屋２に設備された一台または複数台の照明器具３を近距離無線によって集中的に遠隔制御するように構成されている。各部屋２には交流配線Ｌが交流電源４と照明器具３との間を延びるように施工され、照明器具３と同じ交流配線Ｌ上にスイッチユニット１１が設置されている。なお、照明器具３は各部屋２の天井面に引っ掛け式またはネジ式のシーリング５によって取り付けられている。特定の部屋または管理室６に遠隔制御ユニットとしての集合スイッチユニット３１とパソコン４１とが設置されている。
【００１２】
図２に示すように、スイッチユニット１１は既設の手動スイッチ５３（図５参照）に替えて部屋２の壁面に取り付けられている。スイッチユニット１１には、居住者の操作により操作信号を出力する手動スイッチ１２と、外部の集合スイッチユニット３１またはパソコン４１と制御信号を無線で交信する無線回路１３と、照明器具３に至る配電線路Ｌ２（既設手動スイッチ５３が設置されていた側の線路）を開閉する電動スイッチとしてのリレー１４とが設けられている。なお、電動スイッチとしては、リレー１４のほかに、トライアック等の各種スイッチング素子を使用することも可能である。
【００１３】
さらに、スイッチユニット１１には、手動スイッチ１２からの操作信号、集合スイッチユニット３１またはパソコン４１からの制御信号に基づいてリレー１４をＯＮ／ＯＦＦするマイクロプロセッサーを搭載した制御回路１５と、リレー１４のＯＦＦ状態で無線回路１３および制御回路１５の動作電力をリレー１４と同じ配電線路Ｌ２から取り出す第一電源回路１６と、リレー１４のＯＮ状態で無線回路１３および制御回路１５の動作電力を配電線路Ｌ２から取り出す第二電源回路１７と、照明器具３の点灯または消灯を表示するパイロットランプ１８とが設けられている。
【００１４】
図３に示すように、無線回路１３は、集合スイッチユニット３１またはパソコン４１から制御信号を受信する受信部１３１と、各ユニット３１，４１に照明器具３の状態信号を送信する送信部１３２とを備えている。制御回路１５には、手動スイッチ１２とリレー１４とパイロットランプ１８とが接続されている。そして、居住者が手動スイッチ１２を操作したとき、または、無線回路１３が遠隔制御信号を受信したときに、制御回路１５がリレー１４をＯＮ／ＯＦＦして、照明器具３を点灯／消灯させるとともに、照明器具３の点灯／消灯に同期してパイロットランプ１８への通電を制御するようになっている。
【００１５】
第一電源回路１６は、コンデンサ１６１と整流器１６２と電解コンデンサ１６３とダイオード１６４とを備え、コンデンサ１６１および整流器１６２が配電線路Ｌ２上の二つの端子Ｔａ，Ｔｂの間を延びるバイパス配線２１上に設けられている。第二電源回路１７は、変圧器１７１と整流器１７２と電解コンデンサ１７３とダイオード１７４とを備え、変圧器１７１が端子Ｔａ，Ｔｂの間においてリレー１４と直列に設けられている。そして、両方の電源回路１６，１７におけるダイオード１６４，１７４の接続点２２が給電配線２３を介して無線回路１３と制御回路１５とに接続されている。なお、シーリング５の両極間には、交流電流を配電線路Ｌ１側からバイパス配線２１に流すためのコンデンサ２４と抵抗器２５が直列に設けられているが、微弱電流を流す白熱灯を使用する場合はコンデンサ２４、抵抗器２５を省略することができる。
【００１６】
図４（ａ）に示すように、集合スイッチユニット３１は、制御回路３２と無線回路３３と複数の押しボタンスイッチ３４とインジケータランプ３５とを備え、スイッチ３４の操作に応答し、該当する部屋２の照明器具３を制御するための信号をスイッチユニット１１に送信するとともに、照明器具３の状態信号をスイッチユニット１１から受信して、対応するインジケータランプ３５を制御し、各部屋２の点灯／消灯状態を遠隔地で確認できるように構成されている。図４（ｂ）に示すように、パソコン４１は、ＣＰＵ４２と無線通信機器４３と記録装置４４とを備え、照明器具３の制御信号をスイッチユニット１１に送信し、照明器具３の状態信号をスイッチユニット１１から受信して、記録装置４４に記録できるように構成されている。
【００１７】
上記構成のスイッチングシステム１において、スイッチユニット１１のリレー１４がＯＦＦになっているときは、交流電流が電源４から配電線路Ｌ１、シーリング５のコンデンサ２４、抵抗器２５を通ってバイパス配線２１に流入し、第一電源回路１６が整流器１６２により交流を直流に変換し、直流電力をダイオード１６４から給電配線２３を介して無線回路１３と制御回路１５とに供給する。このため、無線回路１３は外部の集中スイッチユニット３１またはパソコン４１から制御信号を受信でき、制御回路１５が外部からの制御信号または手動スイッチ１２からの操作信号に応答してリレー１４をＯＮすることができる。
【００１８】
一方、リレー１４がＯＮになっているときには、交流電流が配電線路Ｌ１，Ｌ２を流れ、照明器具３が点灯し、第一電源回路１６が機能しなくなる。しかし、第二電源回路１７が変圧器１７１により交流電圧を降下させ、変圧器１７１の交流出力を整流器１７２で直流に変換し、直流電力をダイオード１７４から給電配線２３を介して無線回路１３と制御回路１５とに供給する。このため、無線回路１３は集中スイッチユニット３１またはパソコン４１から制御信号を受信でき、制御回路１５が外部からの制御信号または手動スイッチ１２からの操作信号に応答してリレー１４をＯＦＦすることができる。なお、変圧器１７１は、照明器具３の動作電圧に影響しないように、電圧降下が１Ｖ以内に設計されている。
【００１９】
従って、この実施形態のスイッチングシステム１によれば、スイッチユニット１１の電池交換や新たな電源ラインの引き回し工事が不要になり、既設の交流配線Ｌをそのまま利用し、スイッチユニット１１とシーリング５を取り替えるだけの簡単な工事で、照明器具３を的確に制御することができる。特に、スイッチユニット１１は第一電源回路１６と第二電源回路１７の両方をリレー１４と同じ配電線路Ｌ２に接続しているため、既設の手動スイッチ５３が取り付けられていた一本の配線のみに関して取替工事を簡単に行うことができるという利点がある。
【００２０】
また、スイッチユニット１１は制御信号を無線で交信しているので、複数の部屋２の照明器具３を集中スイッチシステム３１またはパソコン４１から遠隔制御できるうえ、手動スイッチ１２がＯＦＦになっている部屋のリレー２２を無線でＯＮすることもでき、全室一斉点灯または一斉消灯等の集中制御を簡単なシステムで実現できる。さらに、この遠隔制御機能を特定の部屋のスイッチユニット１１に与えることで、同一配線上にない別の部屋の照明器具３を制御でき、別の部屋から照明器具３の状態信号を受信して、消し忘れを防止することもでき、各部屋の既設配線をそのまま利用して、多様なスイッチングシステムを構築することも可能である。
【００２１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、次に例示するように、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）図１に示すスイッチングシステム１において、集中スイッチユニット３１またはパソコン４１のどちらか一方のみを使用すること。
（２）図１に示すスイッチングシステム１において、各部屋２に設備された空調機器を既設の交流配線を利用して集中的に遠隔制御すること。
（３）図２に示すスイッチユニット１１において、制御回路１５に照明器具３の出力を調整する調光器を接続し、照明器具３のＯＮ／ＯＦＦと調光の両方を集中的に遠隔制御できるように構成すること。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を示すスイッチングシステムの全体構成図である。
【図２】該システムの概念的な構成を示すブロック図である。
【図３】該システムのスイッチユニットを詳細に示すブロック図である。
【図４】該システムの遠隔制御ユニットを示すブロック図である。
【図５】一般的な交流配線を示すブロック図である。
【図６】従来のスイッチングシステムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    スイッチングシステム
３    照明器具
５    シーリング
１１    操作ユニット
１２    手動スイッチ
１３    無線回路
１４    リレー
１５    制御回路
１６    第一電源回路
１７    第二電源回路
３１    集合スイッチユニット
４１    パソコン
Ｌ    交流配線
Ｌ１，Ｌ２    配電線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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