JPH0345616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、親器からの専用線に複数個の子器を
接続して親器あるいは子器の操作スイツチにて負
荷を制御するようにした多ケ所操作型スイツチ回
路に関するものである。

第１図は従来例を示すものであり、親器A′か
ら導出された電源線８を介して複数個の子器
B′が接続されている。親器A′と子器B′とは例え
ば交流電源１の電源を送る電源線にて接続されて
いて、交流電源１に搬送信号を重畳させて負荷２
を制御するようにしている。親器A′は以下のよ
うに構成されている。即ち、負荷２をオンオフ制
御するためのトライアツクTRが負荷２と直列に
接続され、この直列回路が交流電源１に並列に接
続されている。１０は交流電源１に並列に接続さ
れている電源回路で、親器A′内の各回路に電源
を供給している。９はトライアツクTRを含み、
このトライアツクTRを位相制御乃至点弧せしめ
たるための負荷制御回路である。１１₁は負荷２
をオンオフ制御せしめるべく操作スイツチからな
る操作部で、操作部１１₁からの信号を信号発生
回路１４₁に送り、この信号発生回路１４₁では信
号を電源線８に挿入されているトランスT₂₁を介
して電源線８に信号を搬送せしめる。この信号は
親器A′内のトランスT₁₁を介して信号検出回路１
３₁にて検出され、この検出信号にて表示部１２₁
のランプ若しくは発光ダイオードなどを点灯させ
るとともに、負荷制御回路９に信号を送つてトラ
イアツクTRを点弧して負荷２を制御する。一方
子器B′側では、トランスT₁₂を介して信号検出回
路１３₂にて操作部１１₁からの信号を検出し、表
示部１２₂により負荷２のオンオフ状態を表示す
る。従つて、親器A′側の操作部１１₁の操作によ
り負荷２を制御するとともに、親器A′の表示部
１２₁と子器B′の表示部１２₂とで負荷２の状態を
表示することになる。また子器B′側から負荷２
を制御する場合には、子器B′の操作部１１₂を操
作することにより、信号発生回路１４₂からの信
号がトランスT₂₂を介して電源線８の電源に重畳
されて搬送される。この搬送信号は子器B′のト
ランスT₁₂を介して信号検出回路１３₂で検出され
て表示部１２₂にて表示するとともに、親器A′の
トランスT₁₁を介して信号検出回路１３₁にて検出
され、この検出信号にて負荷制御回路９を制御
し、トライアツクTRを点弧して負荷２を制御す
る。また、信号検出回路１３₁からの信号で表示
部１２₁を駆動して表示する。従つて親器A′、子
器B′からの操作により負荷２をオンオフ制御す
るとともに、親器A′および子器B′にて負荷２の
状態を表示できることになる。

この従来に係る方式は、親器A′、子器B′の数
が多いつまり規模の大きいシステムの場合にはメ
リツトが多いが、親器A′1台に対して子器B′が数
台というような小さなシステムの場合には部品点
数の増加、製造後の調整等によりコストが高くつ
くという問題がある。

第２図は他の従来例を示すものである。親器Ａ
からの２線の専用線６に複数個例えば数台の子器
Ｂが接続されている。親器Ａは、負荷２をオンオ
フ制御させるスイツチング素子たるトライアツク
TR、電源発生回路５、制御回路３及び表示回路
１７等から構成されている。照明器具、換気扇等
の負荷２とトライアツクTRとの直列回路が交流
電源１に接続されている。トライアツクTRの両
端にはダイオードブリツジDB₁が接続され、その
出力電圧をコンデレサC₃にて平滑化して直流電
圧を得ている。このダイオードブリツジDB₁とコ
ンデンサC₃とで電源発生回路１５を構成してい
る。制御回路３は、負荷２をオンオフ制御するべ
く操作スイツチSW₁、２巻線型のラツチングリレ
ーRyを使用したフリツプフロツプ回路、ラツチ
ングリレーRyの反転動作により接点r₂を切り換
えて負荷２の動作状態を表示する発光ダイオード
LED₁、LED₂およびリレーRyの反転動作にてト
ライアツクTRを制御すべくゲートに接続された
接点r₁等から構成されている。トライアツクTR
のゲート信号を発生する制御信号発生回路１８は
前記接点r₁を介してトライアツクTRのゲートに
接続されている。また、前記発光ダイオード
LED₁、LED₂で表示回路１７を形成している。

操作スイツチSW₁とリレーRyとの接続点と、
アースから専用線６，６を導出し、この専用線
６，６に子器Ｂが接続される。子器Ｂは、操作ス
イツチSW₂および電源発生回路１５からの直流電
圧のレベルを判別して負荷２の動作状態を表示す
る表示回路７等から構成されている。また前記直
流電圧を子器Ｂの電源としている。操作スイツチ
SW₂は専用線６，６間に接続されているために、
親器Ａの操作スイツチSW₁と並列に接続されてい
ることになる。表示回路７は信号レベルを判別す
る２個のツエナーダイオードZD₁，ZD₂および発
光ダイオードLED₃、LED₄を駆動するトランジス
タTr₃，Tr₄等から構成されている。

ところで、トライアツクTRは、接点r₁が開の
状態のときはオフ状態である。そのためトライア
ツクTRの端子T₁−T₂間の電圧は交流電源１の電
源電圧となる。その電圧を整流、平滑した電圧
Vcつまり電源発生回路１５の出力電圧は約√２
×電源電圧となる。そして、この電圧Vcにより
コンデンサC₁には抵抗R₁R₃にて分圧された電圧
が充電される。次に操作スイツチSW₁の操作にて
ラツチングリレーRyが駆動されて接点r₁が閉成
されるとトライアツクTRはオン状態となり、ト
ライアツクTRの端子T₁−T₂間には第３図のよう
な電圧波形となる。この時、前記電圧Vcは、
AC100Vの電源電圧の場合、制御信号発生回路１
８にもよるがだいたい数10Vになる。そしてこの
電圧VcによりコンデンサC₂は抵抗R₄R₅を介して
充電される。ここで、再度操作スイツチSW₁を操
作するとラツチングリレーRyが反転して接点r₁
は開となり、トライアツクTRはオフとなる。つ
まり、トライアツクTRのオンとオフ時における
制御回路３の電源電圧と、子器Ｂへの伝送信号と
しての直流電圧が異なることになる。回路の電源
電圧Vc100Vを印加する場合、トライアツクTR
がオン状態では約数10Vとなり、トライアツク
TRがオフ状態では約140Vとなる。従つて、この
電圧Vcを見れば親器Ａの状態つまり負荷２の動
作状態が分る。そのため、この電圧Vcを親器Ａ
より子器Ｂへ伝送することで、子器Ｂ側で電圧
Vcを判別すれば、親器Ａの状態が分ることにな
る。また、上述のように子器Ｂ側に操作スイツチ
SW₂を操続することで、何ケ所でも負荷２を操作
できることになる。そこで、親子器ABの配線に
電圧Vcを乗せてやることで親器Ａ、子器Ｂ間の
配線数を２線で、双方向の信号伝送が可能とな
る。つまり、親器Ａから子器Ｂへは状態信号（表
示信号）、子器Ｂから親器Ａへは操作信号を夫々
伝送することになる。そのため、電源発生回路１
５の電圧Vcを電流制限用抵抗Ｒと、電圧Vc重畳
用のダイオードＤとを介して専用線６に接続して
いる。尚、電圧Vcと子器Ｂのツエナーダイオー
ドZD₁，ZD₂のツエナー電圧Vz₁，Vz₂との関係の
ようにしてある。

VcoFF＞Vz₁＞VcoN＞Vz₂ 但し、VcoFFはトライアツクTRがオフの時の
電圧Vcで、VcoNはトライアツクTRがオンの時
の電圧Vcである。

今、親器Ａにおいて操作スイツチSW₁を操作し
ない状態において、接点r₁は開、接点r₂はａ○端子
に接続された状態では、トライアツクTRはゲー
トに電圧が印加されないのでトライアツクTRは
オフしていて、負荷２もオフ状態となつている。
また、接点、r₂はａ○端子側であるために発光ダイ
オードLED₁が点灯し、負荷２がオフ状態である
ことを表示している。一方、専用線６には操作ス
イツチSW₁を操作しないで負荷２がオフ状態の時
の電圧が印加されている。つまり、トライアツク
TRがオフであるため電源発生回路１５の電圧Vc
はVcoFFとなり、この電圧VcoFFが信号重畳用
ダイオードＤを介して専用線６に印加されてい
る。専用線６にVcoFFの電圧が印加されている
と、Vz₁＞Vz₂のツエナ−電圧の関係があるので、
ツエナーダイオードZD₁がオンとなり発光ダイオ
ードLED₃が点灯して、負荷２がオフ状態である
ことを表示する。

操作スイツチSW₁が操作されると、ラツチング
リレーRyのリセツトコイルRCは接点r₂がａ○端子
側にあるため電圧が印加されていないのでラツチ
ングリレーRyのセツトコイルSCが励磁されて反
転して接点r₁を閉じてトライアツクTRをオンせ
しめて負荷２をオン状態にせしめる。尚、ラツチ
ングリレーRyはリセツトコイルRCが励磁される
までその状態を保持している。また接点r₂はｂ○端
子に接続されることになるので、発光ダイオード
LED₂が点灯して負荷２がオン状態であることを
表示する。この時、トライアツクTRがオンとな
るので、電源発生回路１５の電圧VcはVcoNと
なり、この電圧VcoNが専用線６に印加される。
一方、子器Ｂ側では、Vz₁＞VcoN＞Vz₂のツエ
ナー電圧の関係があるので、ツエナーダイオード
ZD₂がオンとなり発光ダイオードLED₄が点灯し
て、子器Ｂ側で負荷２がオン状態であることを表
示する。ここで、再度、操作スイツチSW₁を操作
すると、ラツチングリレーRyのセツトコイルSC
に接点r₂がｂ○端子側にあるため電圧が印加されて
おらずラツチングリレーRyのリセツトコイルRC
が励磁されて反転し、接点r₁を開にせしめて交流
電源１の零Ｖ付近がオフにせしめるとともに、接
点r₂ａ○端子側に接続して初期状態に戻す。また、
子器Ｂ側の操作スイツチSW₂は親器Ａの操作スイ
ツチSW₁と並列関係にあるため、操作スイツチ
SW₂の操作は操作スイツチSW₁を操作しているの
と同じことであるので、ラツチングリレーRyは
上記と同様に反転動作を繰り返す。以上のように
親器Ａと子器Ｂとを構成することにより、親器Ａ
と子器Ｂの間の配線が２線の専用線６で簡単な構
成で双方向の伝達が可能となる。つまり、親器Ａ
から子器Ｂへは負荷２の動作状態を示す発光ダイ
オードLED₃、LED₄の表示信号を送り、子器Ｂか
ら親器Ａへは操作スイツチSW₂の操作信号を送る
ことになる。

かかる従来例において、電源と信号の重畳を親
器Ａの抵抗ＲとダイオードＤにより行つていて、
この方法は、接続できる子器Ｂの個数により操作
スイツチSW₁，SW₂を操作した場合の抵抗Ｒの発
熱も大きくなり、また形状も大きくなるといる問
題があつた。

本発明は上述の点に鑑みて提供したものであつ
て、電源及び信号を子器側へ重畳して伝送するの
に、無駄な消費電流を減らして発熱のできるだけ
少ない回路構成とすることを目的とした多ケ所操
作型スイツチ回路を提供するものである。

以下本発明の一実施例を図面により詳述する。
第４図は具体回路図を示すものであり、電源発生
回路１５の電圧Vcを専用線に重畳すべくダイオ
ードＤと電源発生回路１５との間に、スイツチン
グ回路４及び電流制限回路５を付加したものであ
り、親器Ａの他の構成は第２図に示すものと同じ
である。一方、子器Ｂ側では、親器Ａと子器Ｂと
の間の接続を無極性化するためのダイオードブリ
ツジDB₂を設けていて、他の構成は第２図に示す
ものと同様である。電流制限回路５は電流検出用
抵抗R₇、抵抗R₈R₉およびトランジスタTr₂から
構成されている。この電流制限回路５は、操作ス
イツチSW₁を操作した時、信号線たる専用線６，
６間を短絡する構成となつているために大きな電
流が流れるので第５図に示すようなフ字形の特性
を示す低減型の構成としてある。もちろん、スイ
ツチング回路４のスイツチング素子たる制御用の
トランジスタTr₁の発熱が問題とならないなら
ば、第６図に示すような拘束型でも動作は変わら
ない。電流制限回路５の動作は、電流検出用抵抗
R₇で電流を検出し、ある電流以上になれば抵抗
R₇の電圧降下が大きくなり、トランジスタTr₂が
オンとなり、トランジスタTr₁のベースを引つぱ
り込んでトランジスタTr₁をオフとする。従つて
電源発生回路１５からの電圧Vcは、スイツチン
グ回路４、電流制限回路５およびダイオードＤを
介して専用線６に印加される。尚、動作は従来と
同様である。ところで、このスイツチ（親器Ａ）
は配線器具として使用する場合、埋込みスイツチ
ボツクス内蔵の構成とする必要がでてくる。すな
わち小型にする必要がある。この場合、できるだ
けトランジスタTr₁の発熱量を少なくする必要が
ある。これは、トライアツクTRの発熱量は制御
負荷２の容量により決まり、また商品として考え
ると操作スイツチSW₁は押し続けられ得る状態を
考慮しておく必要があり、この状態や操作スイツ
チSW₁，SW₂の動作時の電流は無駄な電流である
ので、できるだけ少ない方がよい。そのため、上
述のように、トランジスタTr₁の発熱量を少なく
するため、ある電流値で、電流を制限するか、し
や断するようにしている。

ところで、第４図に示す回路において、操作ス
イツチSW₁，SW₂を操作するごとに２巻線型ラツ
チングリレーRyが反転動作し、負荷２はオン，
オフを繰り返す。操作スイツチSW₁，SW₂を押し
ている間、専用線６，６は短絡されるために子器
Ｂの入力側の電圧は零Ｖになり、そのため、子器
Ｂに電圧が供給されなくなつて発光ダイオード
LED₃、LED₄の表示が消えてしまい、機器不良、
または電圧が印加されていない故障と間違えられ
る可能性もある。また、スイツチ回路は親器A1
台に対して、子器Ｂが複数台接続される。そのた
め操作スイツチSW₁，SW₂の操作中表示が消える
のは使用上違和感がある。更に、子器Ｂを制御す
る負荷２と異なる室内に設置する場合もあり、こ
の場合、何らかの理由で操作スイツチSW₂が押さ
れたまま（操作面に何か物があたつたまま等）に
なつていても、機器不良、通電不良等の見分けが
つかない。そこで、このような問題を解決するた
め、電圧バツクアツプ用ツエナーダイオードZD₆
を設けた具体回路図を第７図に示す。第７図に示
す回路は親器Ａおよび子器Ｂの操作スイツチ
SW₁，SW₂とアースとの間にツエナーダイオード
ZD₆を夫々挿入接続したものであり、他の回路構
成は第４図と同じである。

先ず、各ツエナーダイオードZD₁，ZD₂，ZD₆
と、電源発生回路１５の電圧VcoN VcoFFとの
関係は以下のように設定してある。即ち、トライ
アツクTRがオンの時（負荷２がオンの時）の信
号ライン電圧（専用線６，６間の電圧）は、トラ
イアツクTRの両端の電圧を整流平滑しているの
で、数10V（VcoN）となる。トライアツクTRが
オフの時（負荷２がオフの時）の信号ライン電圧
（専用線６，６間の電圧）は、商用交流電源１が
そのまま整流平滑されるので入力電圧が100Vの
場合、約140V（VcoFF）程度になる。

VcoFF＞Vz₁＞VcoN＞Vz₂ Vz₆＞Vz₂ VcoN≒V_RY＋Vz₆ 但し、V_RYはラツチングリレーRyの動作電圧で
ある。

ここで、操作スイツチSW₁を操作しない状態で
は、接点r₁は開となつてトライアツクTRをオフ
して負荷２をオフせしめ、接点r₂はａ○端子側に接
続され、発光ダイオードLED₁が点灯して負荷２
がオフ状態であることを表示している。また、専
用線６の電圧はトライアツクTRのオフ時の電圧
VcoFFとなり、発光ダイオードLED₃は点灯して
いる。この状態で操作スイツチSW₁を操作する
と、専用線６にはツエナーダイオードZD₆のツエ
ナー電圧Vz₆が印加されるとともに、リレーRy
は反転動作して接点r₁を閉、接点r₂をｂ○端子側に
閉成し、トライアツクTRを点弧して負荷２をオ
ンせしめるとともに、発光ダイオードLED₂が点
灯する。一方、子器Ｂ側において、専用線６には
ツエナー電圧Vz₆が印加されているために、入力
電圧が約Vz₆となり、この電圧でもつてツエナー
ダイオードZD₂をオンせしめて発光ダイオード
LED₄を点灯させる。操作スイツチSW₁の押操作
をやめて復帰させても、専用線６にはトライアツ
クTRのオン時の電圧VcoNが印加されるため、
子器Ｂの表示は発光ダイオードLED₄の点灯によ
りなされる。

再度、操作スイツチSW₁を操作すれば、親器Ａ
のリレーRyは反転動作して接点r₁を開として交
流電源１の零Ｖ付近でトライアツクTRをオフせ
しめ、負荷２をオフする。また接点r₂がａ○端子間
に閉成されて発光ダイオードLED₁が点し、負荷
２がオフ状態であることを表示する。この時の操
作スイツチSW₁を操作している間は専用線６に
は、ツエナーダイオードZD₁のツエナー電圧Vz₁
より低いツエナーダイオードZD₆のツエナー電圧
Vz₆が印加されるため、子器Ｂの負荷２のオフ状
態に対応して点灯すべく発光ダイオードLED₃は
点灯せずに、負荷２のオン状態に対応して点灯す
る発光ダイオードLED₄が点灯し続ける。つまり、
負荷２のオン状態からオフ状態へ変えるべく操作
スイツチSW₁を押している間だけ、親器Ａの表示
と子器Ｂの表示は異なる。親器Ａにおける表示は
負荷２の動作と対応しているが、子器Ｂにおける
表示は負荷２の動作状態とは反対の表示を行な
う。しかし、操作スイツチSW₁を離すと、専用線
６にはトライアツクTRのオフ時の高い電圧が印
加されるため、子器Ｂの表示は負荷２の動作状態
と対応する発光ダイオードLED₃が点灯すること
になる。また、子器Ｂの操作スイツチSW₂を操作
した場合も、操作スイツチSW₂を押している間は
専用線６の電圧は必ず、ツエナーダイオードZD₆
のツエナー電圧Vz₆になるので、動作表示用の発
光ダイオードLED₃、LED₄が消えることはない。
操作時、親器Ａの動作表示と子器Ｂの表示の不一
致が生じる場合もあるが、操作スイツチSW₁，
SW₂の操作時間は短かいので、実用的にはあまり
不都合は生じない。このように、電圧バツクアツ
プ用ツエナーダイオードZD₆を操作スイツチ
SW₁，SW₂と直列に入れることにより、親器Ａ、
子器Ｂ共に操作スイツチSW₁，SW₂を操作しても
子器Ｂの発光ダイオードLED₃、LED₄の表示は消
えてなくなり、使用上の違和感もなくなるもので
ある。また、多数の子器Ｂのうちの一ケ所の操作
スイツチSW₂が押されたままであれば、他の操作
スイツチSW₁，SW₂を操作しても負荷２の動作及
び表示も反転しない。機器不良の時は、表示が反
転しないか、点灯しないかである。通電不良の時
は表示が点灯しない。したがつて、異常時の判別
がつきやすいものである。

本発明は上述のように、交流電源に接続された
負荷と直列に接続した第１のスイツチング素子を
第１の操作スイツチの操作にて制御して上記負荷
をオンオフ制御せしめる制御回路と、第１の操作
スイツチの操作により第１のスイツチング素子の
両端電圧を負荷のオンオフ状態に対応する直流電
圧として発生せしめる電源発生回路とを有する親
器を形成し、親器からの専用線に複数個接続さ
れ、親器の電源発生回路からの直流電圧からなる
信号を判別するとともにその直流電圧を電源とし
て負荷のオンオフ状態を表示する表示回路と、専
用線を介して親器の制御回路を駆動して負荷を制
御し第１の操作スイツチと並列的に構成される第
２の操作スイツチを具備する子器を形成したもの
であるから、親器および子器からの操作で負荷を
制御でき、その負荷の動作状態を親器及び子器の
双方にて表示できて負荷の動作状態を容易に判別
できる効果を奏する。また、子器の台数が少ない
小さなシステムにおける本発明のような場合にお
いて、特に親器と子器との制御信号を搬送波で構
成した従来例と比べ、専用線を介しての直流電圧
信号の送受であるため、商品点数が少なくてす
み、コストも安くかつ小型に形成できる効果を奏
する。また親器と子器との信号の送受は直流電圧
を使つているので雑音を発生しないものであり、
商用電源への信号の漏れもなく、また、信号電圧
による他の機器の影響もなく、更に伝送信号たる
信号電圧発生回路からの信号が直流電圧を用い
て、その直流電圧を電源として負荷のオンオフ状
態を表示するようにしているので、子器に別に電
源を供給する必要がない効果を奏する。更に、電
源発生回路からの電流を制御する第２のスイツチ
ング素子からなるスイツチング回路に流れる電流
が所定値以上になると上記電流を制限する電流制
限回路と、この電流制限回路を専用線に結合すべ
くスイツチ素子とを親器に設けているから、抵抗
器により電流制限を行つていた従来例と比べ、設
定する電流にもよるが、設定電流が大きくなれば
第２のスイツチング素子の発熱量をより少なくで
き、また電流を制限するために、必要以上の電流
を消費しないものであり、更に、従来の電流制限
用の抵抗は形状は大きくスイツチング素子等は一
般に小型であるため、スイツチング回路、電流制
限回路を構成した場合に、部品点数は多くなる
が、形状的には小型化できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のブロツク図、第２図は他の従
来例の具体回路図、第３図は同上のトライアツク
の動作波形図、第４図は本発明の一実施例の具体
回路図、第５図は同上の電流制限回路の低減型の
特性図、第６図は同上の拘束型の特性図、第７図
は同上の他の実施例の具体回路図である。 １は交流電源、２は負荷、３は制御回路、４は
スイツチング回路、５は電流制限回路、６は専用
線、７は表示回路、１５は電源発生回路、Ａは親
器、Ｂは子器、SW₁は第１の操作スイツチ、SW₂
は第２の操作スイツチを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源に接続された負荷と直列に接続した
   第１のスイツチング素子を第１の操作スイツチの
   操作にて制御して上記負荷をオンオフ制御せしめ
   る制御回路と、第１の操作スイツチの操作により
   第１のスイツチング素子の両端電圧を負荷のオン
   オフ状態に対応する直流電圧として発生せしめる
   電源発生回路とを有する親器を形成し、親器から
   の専用線に複数個接続され、親器の電源発生回路
   からの直流電圧からなる信号を判別するとともに
   その直流電圧を電源として負荷のオンオフ状態を
   表示する表示回路と、専用線を介して親器の制御
   回路を駆動して負荷を制御し第１の操作スイツチ
   と並列的に構成される第２の操作スイツチとを具
   備する子器を形成し、電源発生回路からの電流を
   制御する第２のスイツチング素子からなるスイツ
   チング回路に流れる電流が所定値以上になると上
   記電流を制限する電流制限回路と、この電流制限
   回路を専用線に結合すべくスイツチ素子とを親器
   に設けて成る多ケ所操作型スイツチ回路。