(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明負荷を調光する親器と該親器と電気的に接続される子器とを備える調光装置であって、
前記親器は、
交流電源と前記照明負荷との間に接続される第１親器端子および第２親器端子と、
前記第１親器端子に一端を前記第２親器端子に他端を接続された調光素子と、
前記調光素子と並列に接続された整流回路と、
前記整流回路から直流電源を供給される電源部と、
前記電源部から電源を供給され、前記調光素子を制御する制御部と、
前記子器と接続される第３親器端子と、
前記第３親器端子および前記制御部に接続され、前記第３親器端子を経由して入力される前記子器からの信号を前記制御部に伝達する子器信号伝達部と、
前記第３親器端子に一端を、グランドに他端を接続された第１抵抗と、
を備え、
前記子器は、
前記第１親器端子と接続される第１子器端子と、
前記第３親器端子と接続される第２子器端子と、
前記第１子器端子に一端を前記第２子器端子に他端を接続された子器スイッチと、
前記子器スイッチと並列に接続された点灯部と、
を備え、
前記子器信号伝達部は、前記子器スイッチが導通すると前記制御部に信号を伝達し、
前記制御部は、前記子器信号伝達部から信号が伝達されると、前記照明負荷の点灯／消灯を切り替える、
調光装置。
【請求項２】
前記子器信号伝達部は、前記第３親器端子を経由して入力される信号に基づき矩形波を生成し、前記制御部に前記矩形波を入力することを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
【請求項３】
前記子器スイッチは、モーメンタリスイッチであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の調光装置。
【請求項４】
前記親器とそれぞれ並列に接続される複数の前記子器を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の調光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親器と子器をし、照明負荷を調光する調光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部屋の内と外に設けられたスイッチで部屋に設けられた照明に対して、また、階段の上と下に設けられたスイッチで階段に設けられた照明に対して、点灯／消灯を切り替え可能にすることは従来からよく行われている。１つの照明負荷に対して異なる場所に設置されたスイッチにより点灯／消灯を行うことは、たとえば、図１０のような機械式の３路スイッチＴＷＳを使用し、交流電源ＡＣから照明負荷ＬＬへの電源供給を制御することで可能である。
【０００３】
３路スイッチＴＷＳを使用した調光器は、本図に示すように、親器側に３路スイッチＴＷＳと調光器を備え、子器側にもう一つの３路スイッチＴＷＳおよびランプとそのランプを制御する回路を備える。たとえば室内に設置された親器側で、親器側の３路スイッチＴＷＳを操作することで照明負荷ＬＬを点灯／消灯すると共に、調光器で照明負荷ＬＬを調光できる。一方、室外などに設置された子器側では、子器側の３路スイッチＴＷＳで照明負荷ＬＬを点灯／消灯でき、照明負荷ＬＬが点灯している時にはランプが消灯し、消灯している時には点灯する。これにより、子器のランプは、暗い場所でも子器の位置が把握できる所謂ほたるスイッチとして機能する。
【０００４】
ランプを制御する回路は、抵抗とＬＥＤランプが直列に接続されており、その一端を配線１（Ｌ１）に、その他端を配線２（Ｌ２）に接続されている。親器側の３路スイッチＴＷＳの接点をＡ点（またはＢ点）に、かつ、子器側の３路スイッチＴＷＳの接点をＡ点（またはＢ点）にすると、照明負荷ＬＬが点灯し、子器のランプは消灯する。逆に、親器側の３路スイッチＴＷＳの接点をＡ点（またはＢ点）に、かつ、子器側の３路スイッチＴＷＳの接点をＢ点（またはＡ点）にすると、照明負荷ＬＬが消灯し、子器のランプは点灯する。
【０００５】
このように、壁内配線ＬＷや天井内配線ＣＷは、３路スイッチＴＷＳを使用するために、今でも既存の宅内では３路配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３として設置されていることが一般的である。一方、調光器自体は、可変抵抗などを利用したアナログ式のものからデジタル式に変わってきており、商用電源である交流の位相制御などにより、照明負荷ＬＬを調光することが一般的になってきている。そうすると、親器における照明負荷ＬＬの点灯／消灯の制御も、マイコンを使ったデジタル制御の方が扱い易く、機械式の３路スイッチＴＷＳは使いにくくなってきた。
【０００６】
低コストの観点から、子器側のスイッチには、従来からの機械式の３路スイッチＴＷＳを使用するというものもある。たとえば、特許文献１は、親器と子器を有し、子器については一般に市販されている単純な３路スイッチを用いることができる負荷制御装置を開示する。この負荷制御装置は、親器と子器にそれぞれ３路スイッチを備えて２本の配線で接続し、波形検出回路で電流波形を検出する。波形検出回路は、パイロットランプを通過せずに２本の配線のうちの一方の配線のみ通る電流路が形成されているときの電流波形と、パイロットランプを通過し流れる電流路が形成されているときの電流波形との相違をマイコンで検出して、照明負荷を点灯／消灯する電子スイッチをマイコンで切り換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−０８８３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、子器側に使用されるような電子式スイッチも低コスト化が進み、その扱い易さの観点から、親器・子器の両方においてデジタル式や電子式を使用した調光装置の方が好ましい。
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて考案されたものであり、宅内の３路配線の回路を利用しつつ、デジタル式や電子式の親器と子器を備える調光装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、照明負荷を調光する親器と該親器と電気的に接続される子器とを備える調光装置であって、親器は、交流電源と照明負荷との間に接続される第１親器端子および第２親器端子と、第１親器端子に一端を第２親器端子に他端を接続された調光素子と、調光素子と並列に接続された整流回路と、整流回路から直流電源を供給される電源部と、電源部から電源を供給され、調光素子を制御する制御部と、子器と接続される第３親器端子と、第３親器端子および制御部に接続され、第３親器端子を経由して入力される子器からの信号を制御部に伝達する子器信号伝達部と、第３親器端子に一端を、グランドに他端を接続された第１抵抗と、を備え、子器は、第１親器端子と接続される第１子器端子と、第３親器端子と接続される第２子器端子と、第１子器端子に一端を第２子器端子に他端を接続された子器スイッチと、子器スイッチと並列に接続された点灯部と、を備え、子器信号伝達部は、子器スイッチが導通すると制御部に信号を伝達し、制御部は、子器信号伝達部から信号が伝達されると、照明負荷の点灯／消灯を切り替える調光装置が提供される。
これによれば、宅内の３路配線の回路を利用しつつ、デジタル式や電子式の親器と子器を備える調光装置を提供することができる。これにより、大きな費用がかかる宅内配線の改修を必要とせず、高機能な親器と所謂ほたるスイッチを備えた子器からなる調光装置を新設することが可能となる。
【００１１】
さらに、子器信号伝達部は、第３親器端子を経由して入力される信号に基づき矩形波を生成し、制御部に矩形波を入力することを特徴としてもよい。
これによれば、子器からの信号を的確に制御部に伝達することができる。
【００１２】
さらに、子器スイッチは、モーメンタリスイッチであることを特徴としてもよい。
これによれば、子器スイッチにモーメンタリスイッチを使用することで、子器の使用者が子器スイッチを押下している間だけ導通状態になり、不必要な導通状態を防ぐことができる。
【００１３】
さらに、親器とそれぞれ並列に接続される複数の子器を備えることを特徴としてもよい。
これによれば、単純な回路構成により、１つの親器に対して多数の子器を増設することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、宅内の３路配線の回路を利用しつつ、デジタル式や電子式の親器と子器を備える調光装置を提供することができる。これにより、大きな費用がかかる宅内配線の改修を必要とせず、高機能な親器と子器からなる調光装置を新設することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る第一実施形態の調光装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係る第二実施形態の調光装置の構成を示す回路図である。
【図３】本発明に係る第二実施形態の調光装置の各所における電圧等を示す図である。
【図４】本発明に係る第二実施形態の調光装置の図３に示される（Ｉ）における電流の流れを示す図である。
【図５】本発明に係る第二実施形態の調光装置の図３に示される（ＩＩ）における電流の流れを示す図である。
【図６】本発明に係る第二実施形態の調光装置の図３に示される（ＩＩＩ）における電流の流れを示す図である。
【図７】本発明に係る第二実施形態の調光装置の図３に示される（ＩＶ）における電流の流れを示す図である。
【図８】本発明に係る第二実施形態の調光装置の図３に示される（Ｉ）において、子器スイッチを押下した場合の電流の流れを示す図である。
【図９】本発明に係る第三実施形態の調光装置の構成を示す回路図である。
【図１０】従来技術における調光装置における親器と子器の宅内配線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。
＜第一実施形態＞
図１を参照し、本実施形態における調光装置１００Ａを説明する。調光装置１００Ａは、照明負荷ＬＬを調光する親器１０Ａと、親器１０Ａと２線で電気的に接続される子器２０Ａとを備える。親器１０Ａは、交流電源ＡＣと照明負荷ＬＬとの間に電気的に接続される第１親器端子ＰＴ１と第２親器端子ＰＴ２とを備える。第１親器端子ＰＴ１は、壁内配線ＬＷの内の配線Ｌ１と天井内配線ＣＷを介して交流電源ＡＣの一極側に接続されており、第２親器端子ＰＴ２は、壁内配線ＬＷの内の配線Ｌ２と天井内配線ＣＷを介して、交流電源ＡＣの他極側に接続された照明負荷ＬＬに接続されている。また、親器１０Ａは、子器２０Ａと接続される第３親器端子ＰＴ３を備える。
【００１７】
子器２０Ａは、天井内配線ＣＷを介して交流電源ＡＣの一極側に接続されると共に第１親器端子ＰＴ１に接続される第１子器端子ＣＴ１と、第３親器端子ＰＴ３に接続される第２子器端子ＣＴ２とを備える。第１子器端子ＣＴ１は、天井内配線ＣＷと壁内配線ＬＷの内の配線Ｌ１を介して第１親器端子ＰＴ１に接続されており、第２子器端子ＣＴ２は、壁内配線ＬＷの内の配線Ｌ３を介して第３親器端子ＰＴ３に接続されている。このように、調光装置１００Ａでは、既存の宅内に一般的に設置されている３路配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の回路を利用して親器１０Ａと子器２０Ａが接続される。これにより、従来技術においては電子式の子器を採用する際に親器と接続するために新たな２線式配線を宅内に敷設する必要があったが、その必要がなくなる。
【００１８】
親器１０Ａは、第１親器端子ＰＴ１に一端を第２親器端子ＰＴ２に他端を接続されたトライアック１１（調光素子）と、同じく第１親器端子ＰＴ１に一端を第２親器端子ＰＴ２に他端を接続され、トライアック１１と並列に接続されたブリッジ整流回路１２（整流回路）と、ブリッジ整流回路１２から直流電源を供給される電源部１３と、電源部１３から電源を供給され、トライアック１１を含め調光装置１００Ａの全体を制御する制御部１４と、をさらに備える。制御部１４は、トライアック１１の導通／遮断を制御するトライアック制御部１４１を含む。また、電源部１３は、交流電源ＡＣのゼロクロスを検知するゼロクロス部１３１を含む。
【００１９】
トライアック１１は、第１親器端子ＰＴ１および第２親器端子ＰＴ２を介して交流電源ＡＣと照明負荷ＬＬに直列に接続されており、照明負荷ＬＬに供給する交流電力を位相制御する。トライアック１１は、トライアック制御部１４１からゲート端子にトリガパルス電流を与えられることで、そのとき順バイアスされていた側のサイリスタが導通し、交流電源ＡＣの極性が変化すると、導通していたサイリスタは逆バイアスになって遮断される。トライアック１１は、制御部１４を介してゼロクロス部１３１から与えられるゼロクロス点からの遅延の大きさにより照明負荷ＬＬを調光する。トライアック１１は調光素子の１つであるが、調光装置１００Ａに使用される調光素子はトライアック１１に限定されない。たとえば、調光装置１００Ａにおける調光素子は、双方向の位相制御ができればよく、たとえば逆直列接続された２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であってもよい。
【００２０】
ブリッジ整流回路１２は、第１親器端子ＰＴ１および第２親器端子ＰＴ２を介して交流電源ＡＣと照明負荷ＬＬに直列に接続されていると共に、トライアック１１と並列に接続されている。ブリッジ整流回路１２では、トライアック１１が導通している時はインピーダンスがゼロΩとなるため電流は流れないが、遮断している時、より具体的には交流電圧サイクルのゼロクロス点からトライアック１１が導通するまでの間に電流が流れる。ブリッジ整流回路１２は、電流が流れると全波整流し、電源部１３に直流電源を供給する。ブリッジ整流回路１２の出力側（ブリッジ整流回路１２のカソード同士が接続されている側）は電源部１３に接続され、入力側（ブリッジ整流回路１２のアノード同士が接続されている側）はグランドに接続されている。なお、ブリッジ整流回路１２は、整流回路の１つであるが、調光装置１００Ａにおける整流回路はブリッジ整流回路１２に限定されない。調光装置１００Ａにおける整流回路は、全波整流できるものであればよく、たとえばセンタータップを使った全波整流回路でもよい。
【００２１】
電源部１３は、ブリッジ整流回路１２にて直流に変換された電流を入力されて、平滑回路などを用いて安定化した直流電圧を出力し、制御部１４に対して安定的な電源を提供する。ゼロクロス部１３１は、電源部１３から全波整流された電流波形を入力されて、交流の極性が負から正または正から負になる時点を示す電圧が下降局面から上昇局面に変わる時点をサンプリングにより検出する。ゼロクロス部１３１は、検出したゼロクロス時点を、制御部１４の入力Ａポートを介して制御部１４に入力する。
【００２２】
制御部１４は、電源部１３から制御電源の供給を受けて動作するマイクロコンピュータを主構成として備えている。マイクロコンピュータは、マイクロコンピュータのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で実行する。プログラムには後述する機能が実現されている。プログラムは、予めマイクロコンピュータのメモリに記録されていてもよいし、ＵＳＢメモリのような記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００２３】
制御部１４は、出力ポートに接続されたトライアック制御部１４１を介してトライアック１１の導通／遮断を制御し、交流電源ＡＣの交流電力を位相制御することにより、照明負荷ＬＬを調光する。制御部１４には、親器点灯スイッチ１７、親器消灯スイッチ１８、設定明るさ点灯スイッチ１９、明るさ設定部１９１が接続されている。親器点灯スイッチ１７、親器消灯スイッチ１８、設定明るさ点灯スイッチ１９は、それぞれ、一端を制御部１４に他端をグランドに接続されており、導通することで制御部１４に接地レベルの電圧信号を入力する。
【００２４】
親器点灯スイッチ１７が導通すると、制御部１４は、トライアック制御部１４１に対して照明負荷ＬＬを全灯させる旨の信号を出力する。全灯とは、交流サイクルの全期間に亘りトライアック１１を導通させるということではなく、電源部１３に電源を供給して制御部１４が安定的に動作するための遮断期間を確保した残りの期間の全部において導通させるものである。親器消灯スイッチ１８が導通すると、制御部１４は、トライアック制御部１４１に対して照明負荷ＬＬを消灯させる旨の信号を出力する。消灯とは、交流サイクルの全期間に亘りトライアック１１を遮断させるということである。
【００２５】
設定明るさ点灯スイッチ１９が導通すると、制御部１４は、明るさ設定部１９１で予め設定された明るさで照明負荷ＬＬを点灯させる旨の信号を出力する。明るさ設定部１９１は、ダイヤルやスライドバー（図示せず）等により使用者が明るさを全灯と消灯の間の明るさで設定できるように可変抵抗などで構成されている。制御部１４は、親器点灯スイッチ１７、親器消灯スイッチ１８、設定明るさ点灯スイッチ１９が導通すると、それぞれの信号を、全灯、消灯、設定された明るさでの点灯させる旨の信号であるとして機能するプログラムを記憶しており、ＣＰＵがこのプログラムを実行することによりかかる機能が実行される。
【００２６】
親器１０Ａは、第３親器端子ＰＴ３、制御部１４、およびグランドに接続され、第３親器端子ＰＴ３を経由して入力される子器２０Ａからの信号を制御部１４に伝達する子器信号伝達部１５をさらに備える。また、子器２０Ａは、第１子器端子ＣＴ１に一端を第２子器端子ＣＴ２に他端を接続された子器スイッチ２１を備える。すると、子器信号伝達部１５には、子器スイッチ２１の導通／遮断の信号が第２子器端子ＣＴ２および第３親器端子ＰＴ３を介して入力される。
【００２７】
子器信号伝達部１５は、一端を第３親器端子ＰＴ３に接続された第２抵抗１６２と、アノードを第２抵抗１６２の他端に接続されたダイオード１５２と、一端をダイオード１５２のカソードに接続された第３抵抗１６３と、ベースを第３抵抗１６３の他端に、コレクタを制御部１４の入力Ｂポートに、エミッタをグランドに接続されたトランジスタ１５１と、一端をダイオード１５２と第３抵抗１６３の接続点に他端をグランドに接続されたコンデンサ１６５と、一端を第３抵抗１６３とトランジスタ１５１のベースの接続点に他端をグランドに接続された第４抵抗１６４と、を備える。
【００２８】
第２抵抗１６２と第３抵抗１６３および第３抵抗１６３と第４抵抗１６４は、コンデンサ１６５にかかる電圧およびトランジスタ１５１のベースにかかる電圧を、コンデンサ１６５およびトランジスタ１５１の仕様に合わせて適宜分圧する。コンデンサ１６５は、（後述するように正極サイクルの期間に）第２抵抗１６２とダイオード１５２を介してチャージされる。第４抵抗１６４は、チャージされたコンデンサ１６５から、チャージしていない時にディスチャージする。これにより、正極サイクルの時だけトランジスタ１５１のベースに電圧が付加されてトランジスタ１５１がオンされる可能性がある。トランジスタ１５１がオンされると、コレクタとエミッタが同電位となるため、制御部１４の入力Ｂポートには接地レベルの電圧信号が入力される。
【００２９】
子器２０Ａの第１子器端子ＣＴ１は交流電源ＡＣの一極側（第１親器端子ＰＴ１と接続されている側）に接続され、子器スイッチ２１は一端を第１子器端子ＣＴ１に他端を第２子器端子ＣＴ２に接続されているので、子器スイッチ２１が導通すると、子器信号伝達部１５の第２抵抗１６２の一端には基本的には交流電圧が付加される。しかし、そこからグランドに通ずる電路上にはトランジスタ１５１のベース側および第４抵抗１６４側にカソードを接続したダイオード１５２があるので、実際には、第１子器端子ＣＴ１、子器スイッチ２１、第２子器端子ＣＴ２、第３親器端子ＰＴ３、子器信号伝達部１５、グランドの順の方向には電流は流れるが、その逆方向には電流は流れない。すなわち、子器スイッチ２１が導通した時に子器信号伝達部１５に流れる電流は、交流電源ＡＣの交流電流が半波整流された電流である。
【００３０】
交流電源ＡＣによる交流電圧の正極サイクルが一極側である場合において子器スイッチ２１が操作されて導通すると、ダイオード１５２に電流が流れてトランジスタ１５１をオンにし、それにより制御部１４には、子器スイッチ２１が操作されて導通した旨の信号を入力される。一方、交流電源ＡＣによる交流電圧の負極サイクルが一極側である場合（正極サイクルが他極側である場合）において子器スイッチ２１が操作されて導通しても、電流が流れようとする方向がダイオード１５２に対して逆方向となり電流は流れないためトランジスタ１５１をオンさせることはない。したがって、子器信号伝達部１５は、交流電圧の１サイクルの内の１／２サイクルにおいて子器スイッチ２１が導通すると制御部１４に信号を伝達する。子器スイッチ２１が操作されて導通する時間は、交流電圧の１サイクルの時間に比べて長いので、子器信号伝達部１５が信号を伝達するのに全く問題ない。
【００３１】
子器信号伝達部１５は、第３親器端子ＰＴ３を経由して入力される信号に基づきトランジスタ１５１がオン／オフすることで矩形波を生成し、その矩形波を制御部１４に入力する。これによれば、子器２０Ａからの信号を的確に制御部１４に伝達することができる。制御部１４は、子器スイッチ２１が操作されて導通した旨の信号が子器信号伝達部１５から伝達されると、トライアック制御部１４１に対して照明負荷ＬＬの点灯／消灯を切り替える旨の信号を出力する。すなわち、制御部１４は、子器スイッチ２１で操作された信号が伝達された時に、照明負荷ＬＬが点灯状態である場合（トライアック１１がオンの場合）には消灯状態（トライアック１１をオフ）に、消灯状態である場合には点灯状態に切り替える。消灯状態から点灯状態に切り替える場合、上述した親器点灯スイッチ１７または設定明るさ点灯スイッチ１９のいずれの機能で動作してもよい。点灯状態を消灯状態に切り替える場合は、親器消灯スイッチ１８と同様に機能する。
【００３２】
このように、子器スイッチ２１が導通すると制御部１４に信号が伝達され、制御部１４がその信号に基づき、トライアック１１の導通／遮断を制御して照明負荷ＬＬの点灯／消灯を切り替えることで、宅内の３路配線の回路を利用しつつ、デジタル式や電子式の親器１０Ａと子器２０Ａを備える調光装置１００Ａを提供することができる。なお、本実施形態における子器スイッチ２１は、単なる照明負荷ＬＬの点灯／消灯を切り替えるものとして説明したが、これに限定されず、設定明るさ点灯スイッチ１９のような調光制御を伴った機能や、自動点灯／自動消灯といった高機能制御を制御部１４内のプログラムに実装したものであってもよい。これにより、大きな費用がかかる宅内配線の改修を必要とせず、高機能な親器１０Ａと子器２０Ａからなる調光装置１００Ａを新設することが可能となる。
【００３３】
＜第二実施形態＞
図２乃至図８を参照し、本実施形態における調光装置１００を説明する。なお、重複記載を避けるために、上記実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。調光装置１００は、照明負荷ＬＬを調光する親器１０と、親器１０と２線で電気的に接続される子器２０とを備える。親器１０は、上述した親器１０Ａの構成要素に加え、第３親器端子ＰＴ３と第２抵抗１６２の接続点に一端を、グランドに他端を接続された第１抵抗１６１を備える。子器２０は、上述した子器２０Ａの構成要素に加え、一端を第１子器端子ＣＴ１に他端を第２子器端子ＣＴ２に接続され、子器スイッチ２１と並列に接続された点灯回路２４を備える。点灯回路２４は、一端を第１子器端子ＣＴ１に接続された子器抵抗２３と、一端を子器抵抗２３の他端に、他端を第２子器端子ＣＴ２に接続された点灯部２２を備える。点灯部２２は、子器スイッチ２１と並列に接続されており、本実施形態では発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、これに限定されず、たとえばネオン管であってもよい。
【００３４】
図３乃至図８を参照し、調光装置１００における電流の流れを説明する。図３（Ａ）は、交流電源ＡＣの交流電圧サイクルを示す。本図（Ｂ）は、トライアック制御部１４１がトライアック１１に対して導通／遮断する信号を示す。トライアック制御部１４１は、ゼロクロス時点からＴ時間の間はトライアック１１を遮断する信号を出力し、Ｔ時間経過後次のゼロクロス時点までトライアック１１を導通する信号を出力する。Ｔ時間は、制御部１４が稼働できる十分な電力を電源部１３が提供できる時間を確保した上で、照明負荷ＬＬを消灯から全灯の間の明るさを規定する時間である。
【００３５】
本図（Ａ）において、（Ｉ）は、正極サイクルにおけるトライアック１１が導通しているすなわち照明負荷ＬＬに電力が供給されている期間、（ＩＩ）は、正極サイクルにおけるトライアック１１が遮断しているすなわち照明負荷ＬＬに電力が供給されていない期間、（ＩＩＩ）は、負極サイクルにおけるトライアック１１が導通しているすなわち照明負荷ＬＬに電力が供給されている期間、（ＩＶ）は、負極サイクルにおけるトライアック１１が遮断しているすなわち照明負荷ＬＬに電力が供給されていない期間を示す。正極サイクルとは、説明の都合上、交流電源ＡＣから第１親器端子ＰＴ１および第１子器端子ＣＴ１に向けて流れる１／２サイクルを言い、負極サイクルとは、その逆向きに、交流電源ＡＣから第２親器端子ＰＴ２に向けて流れる１／２サイクルを言う。
【００３６】
本図（Ｃ）は、照明負荷ＬＬの両端に付加される電圧を示す。照明負荷ＬＬの両端に付加される電圧は、（Ｉ）と（ＩＩＩ）の期間では交流電源ＡＣからの交流電圧であり、（ＩＩ）と（ＩＶ）の期間ではゼロボルトである。本図（Ｄ）は、ブリッジ整流回路１２の直流電圧を示す。ブリッジ整流回路１２の直流電圧は、（Ｉ）と（ＩＩＩ）の期間ではトライアック１１がオンのためブリッジ整流回路１２に交流電圧は付加されないので、ゼロボルトである。また、ブリッジ整流回路１２の直流電圧は、（ＩＩ）と（ＩＶ）の期間では交流電圧が付加されるのでその交流電圧の大きさに応じた直流電圧であり、ゼロクロス時点ではゼロボルトであるがその後Ｔ時間経過するまで増加し、その後次のゼロクロス時点までゼロボルトである。
【００３７】
図４は、（Ｉ）の期間における調光装置１００内の電流の流れを示す。（Ｉ）の期間では、正極サイクルにおいてトライアック１１が導通し、照明負荷ＬＬに電力が供給されている。この期間の電流は、交流電源ＡＣから、壁内配線Ｌ１、第１親器端子ＰＴ１、トライアック１１、第２親器端子ＰＴ２、壁内配線Ｌ２、照明負荷ＬＬへと流れる。トライアック１１が導通しておりインピーダンスがゼロΩとなっているので、ブリッジ整流回路１２や点灯回路２４には電流は流れない。また、子器スイッチ２１も押されておらず導通していない状態なので、第２子器端子ＣＴ２、壁内配線Ｌ３、第３親器端子ＰＴ３には電圧が付加されないため、子器信号伝達部１５のトランジスタ１５１はオフのままである。
【００３８】
図５は、（ＩＩ）の期間における調光装置１００内の電流の流れを示す。（ＩＩ）の期間では、正極サイクルにおいてトライアック１１が遮断しているため、交流の電流は、交流電源ＡＣから、壁内配線Ｌ１、第１親器端子ＰＴ１、ブリッジ整流回路１２へ流れ、直流の電流となって図３（Ｄ）のように電源部１３へ流れる。また、交流電源ＡＣからの電流は、第１子器端子ＣＴ１から、点灯回路２４、第２子器端子ＣＴ２、第３親器端子ＰＴ３、子器信号伝達部１５（第２抵抗１６２、ダイオード１５２、第３抵抗１６３、第４抵抗１６４）および第１抵抗１６１を経由してグランドへの方向にも流れる。
【００３９】
なお、子器信号伝達部１５内の第２抵抗１６２、第３抵抗１６３、第４抵抗１６４の抵抗値の合計は、第１抵抗１６１の抵抗値を上回るものとし、そうすると電流の多くは第１抵抗１６１を流れる。たとえば、第２抵抗１６２の抵抗値を６８ｋΩ、第３抵抗１６３の抵抗値を１０ｋΩ、第４抵抗１６４の抵抗値を１５ｋΩとし、子器信号伝達部１５の合計抵抗値を９３ｋΩとした場合、第１抵抗１６１の抵抗値は４．７ｋΩ程度（合計値に対して５％程度）が好ましい。本例の場合、同じ電路上にある子器抵抗２３の抵抗値は１００ｋΩとしている。また、トランジスタ１５１のベースにかかる電圧は、第２抵抗１６２と第３抵抗１６３により降圧されており、（後述する子器スイッチ２１が導通する時に比べて）低く抑えられるため、トランジスタ１５１のベースにかかる電圧も抑えられてトランジスタ１５１はオフのままである。
【００４０】
ブリッジ整流回路１２のグランドに接続されている入力側（ブリッジ整流回路１２のアノード同士が接続されている側）へは、グランドからマイナス電流が流入し、その電流は、第２親器端子ＰＴ２、壁内配線Ｌ２、照明負荷ＬＬへと流れる。このように照明負荷ＬＬには僅かな電流は流れるが、この電流は、照明負荷ＬＬを点灯するほどの電流ではないため、照明負荷ＬＬは消灯した状態と同じ状態である。一方、点灯回路２４には、点灯部２２を点灯させる程度の電流が流れ、点灯部２２は点灯する。しかし、点灯回路２４に電流が流れるのは、交流サイクル（ＩＩ）、（Ｉ）、（ＩＶ）、（ＩＩＩ）の内で、この（ＩＩ）の期間だけに流れる半波整流した電流である。（ＩＩ）の期間は、照明負荷ＬＬは消灯した状態なので、点灯部２２は、子器２０が所謂ほたるスイッチとして機能する「ほたる」部分となる。
【００４１】
図６は、（ＩＩＩ）の期間における調光装置１００内の電流の流れを示す。（ＩＩＩ）の期間では、負極サイクルにおいてトライアック１１が導通し、照明負荷ＬＬに電力が供給されている。この期間の電流は、交流電源ＡＣから、照明負荷ＬＬ、壁内配線Ｌ２、第２親器端子ＰＴ２、トライアック１１、第１親器端子ＰＴ１、壁内配線Ｌ１、交流電源ＡＣへと流れる。トライアック１１が導通しておりインピーダンスがゼロΩとなっているので、ブリッジ整流回路１２や点灯回路２４には電流は流れない。また、子器スイッチ２１も押されておらず導通していない状態なので、第２子器端子ＣＴ２、壁内配線Ｌ３、第３親器端子ＰＴ３には電圧が付加されないため、子器信号伝達部１５のトランジスタ１５１はオフのままである。
【００４２】
図７は、（ＩＶ）の期間における調光装置１００内の電流の流れを示す。（ＩＶ）の期間では、負極サイクルにおいてトライアック１１が遮断しているため、交流の電流は、交流電源ＡＣから、照明負荷ＬＬ、壁内配線Ｌ２、第２親器端子ＰＴ２、ブリッジ整流回路１２へ流れ、図３（Ｄ）のように直流の電流となって電源部１３へ流れる。なお、子器スイッチ２１が遮断されており、点灯部２２には逆向きの電圧のかかるため、第１子器端子ＣＴ１と第２子器端子ＣＴ２の間には電流は流れない。仮に、点灯部２２が両方向の電流で点灯することが可能なものである場合であっても、グランドから第１抵抗１６１、第３親器端子ＰＴ３、第２子器端子ＣＴ２を経由したマイナス電流は流れないため、点灯部２２は点灯しない。
【００４３】
ブリッジ整流回路１２のグランドに接続されている入力側（ブリッジ整流回路１２のアノード同士が接続されている側）へは、グランドからマイナス電流が流入し、その電流は、第１親器端子ＰＴ１、壁内配線Ｌ１、交流電源ＡＣへと流れる。このように照明負荷ＬＬには僅かな電流は流れるが、この電流は、照明負荷ＬＬを点灯するほどの電流ではないため、照明負荷ＬＬは消灯した状態と同じ状態である。また、子器スイッチ２１も押されておらず導通していない状態なので、第２子器端子ＣＴ２、壁内配線Ｌ３、第３親器端子ＰＴ３には電圧が付加されないため、子器信号伝達部１５のトランジスタ１５１はオフのままである。
【００４４】
図８は、（ＩＩ）の期間において子器スイッチ２１が押されて導通した状態の調光装置１００内の電流の流れを示す。（ＩＩ）の期間では、正極サイクルにおいてトライアック１１が遮断しているため、交流の電流は、交流電源ＡＣからブリッジ整流回路１２へ流れ、図３（Ｄ）のように直流の電流となって電源部１３へ流れると共に、第１子器端子ＣＴ１に電圧が付加される。この場合、子器スイッチ２１が導通するとインピーダンスがゼロΩとなり、点灯回路２４には電流は流れないため、第１子器端子ＣＴ１と第２子器端子ＣＴ２の間には、上述した点灯回路２４を流れる状態よりは大きな電流が流れることになる。
【００４５】
この大きな電流は、コンデンサ１６５を速くチャージし、子器信号伝達部１５のトランジスタ１５１をオンさせるに十分な電荷を速く蓄えさせることになる。そうすると、トランジスタ１５１のベースにかかる電圧は、第２抵抗１６２と第３抵抗１６３により降圧されるが、子器スイッチ２１が導通していない時に比べて高くなり、トランジスタ１５１はオンする。子器信号伝達部１５内の構成要素（抵抗）および第１抵抗１６１は、この電圧によりトランジスタ１５１をオンさせるように構成されている。たとえば、上述したこれらの抵抗値の如くである。
【００４６】
なお、子器スイッチ２１が押されている間は、子器２０内では全電流が子器スイッチ２１に流れ、点灯回路２４には流れないので、点灯部２２は完全に消灯した状態である。また、（ＩＩＩ）と（ＩＶ）の期間（負極サイクル）に子器スイッチ２１が押されて導通しても、ブリッジ整流回路１２のアノード同士の接続点からグランドへ流れる電流は生じ得ないので、グランドから子器信号伝達部１５や第１抵抗１６１を経由して子器２０へ電流が流れることはなく、トランジスタ１５１をオンさせることはない。また、（Ｉ）の期間に子器スイッチ２１が押されて導通しても、トライアック１１のインピーダンスがゼロΩに対して子器信号伝達部１５内の抵抗値があるためトランジスタ１５１がオンすることはない。このように、子器スイッチ２１は、（ＩＩ）の期間においてのみトランジスタ１５１をオンにし、他の期間ではトランジスタ１５１をオンすることはない。これは、照明負荷ＬＬが点灯している状態であっても消灯してしている状態であっても同様である。
【００４７】
子器スイッチ２１は、ボタンを押している間だけオン状態になり、ボタンから手を離すとオフ状態に戻るモーメンタリスイッチであることが好ましい。モーメンタリスイッチは、自己復帰タイプとも言う。このように、子器スイッチ２１にモーメンタリスイッチを使用することで、子器２０の使用者が子器スイッチ２１を押下している間だけ導通状態になり、不必要な導通状態を防ぐことができる。子器スイッチ２１を不必要に長い間導通していると、コンデンサ１６５に必要以上に電荷を蓄えさせることになる場合があるからである。
【００４８】
このように、上記実施形態の構成要素に加えて、子器２０が子器スイッチ２１と並列に接続された点灯部２２をさらに備え、また親器１０が第３親器端子ＰＴ３に一端を、グランドに他端を接続された第１抵抗１６１をさらに備えることで、子器２０に所謂ほたるスイッチを備えた調光装置１００を提供することができる。
【００４９】
＜第三実施形態＞
図９を参照し、本実施形態における調光装置１００Ｂを説明する。なお、重複記載を避けるために、上記実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。調光装置１００Ｂは、照明負荷ＬＬを調光する親器１０Ｂと、親器１０Ｂと２線で電気的に接続される複数の子器２０とを備える。親器１０Ｂは、上述した親器１０の構成要素に加え、第１親器端子ＰＴ１と接続された第４親器端子ＰＴ４をさらに備える。１つの子器２０自体は、第二実施形態と同じ構成としたが、第一実施形態の子器２０Ａと同じ構成であってもよい。
【００５０】
それぞれの子器２０（本図において４つの子器２０）においては、第１子器端子ＣＴ１は、直接的にまたは第４親器端子ＰＴ４を介して間接的に第１親器端子ＰＴ１に接続され、第２子器端子ＣＴ２は、第３親器端子ＰＴ３に接続されている。すなわち、すべての子器２０は、第１子器端子ＣＴ１が第１親器端子ＰＴ１に、第２子器端子ＣＴ２が第２親器端子ＰＴ２に接続され、親器１０Ｂとそれぞれ並列に接続されている。このように、調光装置１００Ｂは、親器１０Ｂとそれぞれ並列に接続される複数の子器２０を備えることで、複雑な配線工事をすることなく、単純な回路構成により、１つの親器１０Ｂに対して多数の子器２０を増設することができ、異なる複数の場所から調光装置１００Ｂを操作できる。
【００５１】
なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１００    調光装置
１０      親器
１１      トライアック（調光素子）
１２      ブリッジ整流回路（整流回路）
１３      電源部
１３１    ゼロクロス部
１４      制御部
１４１    トライアック制御部
１５      子器信号伝達部
１５１    トランジスタ
１５２    ダイオード
１６１    第１抵抗
１６２    第２抵抗
１６３    第３抵抗
１６４    第４抵抗
１６５    コンデンサ
１７      親器点灯スイッチ
１８      親器消灯スイッチ
１９      設定明るさ点灯スイッチ
１９１    明るさ設定部
ＰＴ１    第１親器端子
ＰＴ２    第２親器端子
ＰＴ３    第３親器端子
ＰＴ４    第４親器端子
２０      子器
２１      子器スイッチ（モーメンタリスイッチ）
２２      点灯部（発光ダイオード：ＬＥＤ）
２３      子器抵抗
２４      点灯回路
ＣＴ１    第１子器端子
ＣＴ２    第２子器端子
ＬＬ      照明負荷
ＡＣ      交流電源
ＣＷ      天井内配線
ＬＷ      壁内配線
Ｌ１      配線１
Ｌ２      配線２
Ｌ３      配線３
ＴＷＳ    ３路スイッチ
【要約】
【課題】宅内の３路配線の回路を利用しつつ、デジタル式や電子式の親器と子器を備える調光装置を提供する。
【解決手段】親器１０Ａは、交流電源ＡＣと照明負荷ＬＬとの間に接続される第１親器端子ＰＴ１／第２親器端子ＰＴ２と、第１親器端子に一端を第２親器端子に他端を接続された調光素子１１／整流回路１２と、調光素子を制御する制御部１４と、子器２０Ａと接続される第３親器端子ＰＴ３と、第３親器端子を介して入力される子器からの信号を制御部に伝達する子器信号伝達部１５とを備え、子器は、第１親器端子と接続される第１子器端子ＣＴ１と、第３親器端子と接続される第２子器端子ＣＴ２と、第１子器端子に一端を第２子器端子に他端を接続された子器スイッチ２１を備え、子器信号伝達部は、子器スイッチが導通すると制御部に信号を伝達し、制御部は、子器信号伝達部から信号が伝達されると照明負荷の点灯／消灯を切替る調光装置１００Ａを提供する。
【選択図】図１【図１】
0006632179.tif 000002
【図２】
0006632179.tif 000003
【図３】
0006632179.tif 000004
【図４】
0006632179.tif 000005
【図５】
0006632179.tif 000006
【図６】
0006632179.tif 000007
【図７】
0006632179.tif 000008
【図８】
0006632179.tif 000009
【図９】
0006632179.tif 000010
【図１０】
0006632179.tif 000011