(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対抗する第１および第２の電極化主要面を有し、前記第１の対向する主要面が実質的に凸状であり、前記第２の対向する主要面が実質的に凹状である第１の電気活性部材と、前記第１の電気活性部材の前記第２の主要面に接合され、前記電気活性部材に圧縮力を加えるプレ−ストレス層と、を備える撓み力変換器であって、前記撓み力変換器に力が加えられたときに第１の位置から第２の位置まで変形するように適合され、前記第２の位置まで前記変形がされるや否や、前記第１の電極化主要面と前記第２の電極化主要面との間に第１の電圧ポテンシャルを発生するように適合されている撓み力変換器（flextensional transducer）と、
前記第１の電気活性部材の前記第１の電極化主要面に電気的に接続された第１の導体と、
前記第１の電気活性部材の前記第２の電極化主要面に電気的に接続された第２の導体と、
前記第１および第２の導体に電気的に接続され、前記第１の電圧ポテンシャルに応じて第１の信号を発生するように適合された信号送信手段であって、無線周波発生器下位回路（radio frequency generator sub circuit）を有する、信号送信手段と、
入力側及び出力側を有する電圧レギュレータであって、前記電圧レギュレータの入力側は前記第１の導体および第２の導体に電気的に接続され、前記電圧レギュレータの出力側は前記信号送信手段に接続された、電圧レギュレータと、
前記撓み力変換器に並列に接続されたアノードおよびカソードを有するダイオードであって、前記ダイオードのカソードは、前記第１の導体および前記電圧レギュレータの入力側に電気的に接続されており、前記ダイオードのアノードは、前記第２の導体および前記電圧レギュレータの入力側に電気的に接続されており、前記ダイオードが前記第１の電気活性部材の第１および第２の電極化主要面に並列に接続されている、ダイオードと、
第１の位置と第２の位置とを有するスイッチであって、前記信号送信手段と通信し、前記第１の信号に応答して前記第１の位置から前記第２の位置まで変化するように適合され、前記第１の信号に応答して前記第２の位置から前記第１の位置まで変化するように適合されたスイッチと
を備えることを特徴とする電源内蔵式スイッチング装置。
【請求項２】
前記撓み力変換器に力を印加するための圧力印加手段であって、前記撓み力変換器を前記第１の位置から前記第２の位置まで変形させるのに十分な力を加え、それにより前記第１の電圧ポテンシャルを発生するように適合された圧力印加手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング装置。
【請求項３】
前記無線周波発生器下位回路は、
入力側と出力側とを有する発振器アレイであって、前記発振器アレイの前記入力側が前記電圧レギュレータの前記出力側に接続されている発振器アレイと、
前記発振器アレイの前記出力側に接続されたベースと、接地されたエミッタとを有するＢＪＴと、
第１および第２の接合部を有する共振下位回路であって、前記共振下位回路の前記第１の接合部が前記電圧レギュレータに接続され、前記共振下位回路の前記第２の接合部が前記ＢＪＴのコレクタに接続されている共振下位回路と
を備えることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング装置。
【請求項４】
前記無線周波発生器下位回路は、前記電圧レギュレータの前記出力側と前記共振下位回路の前記第１の接合部との間に直列に接続された無線周波チョークをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング装置。
【請求項５】
前記共振下位回路は、
第１および第２のプレートを有する第１のキャパシタと、
第１および第２の端部を有する第５の導体からなる誘導ループであって、前記第１のキャパシタの前記第１のプレートが前記第５の導体の前記第１の端部に接続され、それにより、前記共振下位回路の前記第１の接合部を形成し、前記第１のキャパシタの前記第２のプレートが前記第５の導体の前記第２の端部に接続され、それにより、前記共振下位回路の前記第２の接合部を形成する誘導ループと
を備えることを特徴とする請求項４に記載のスイッチング装置。
【請求項６】
前記発振器アレイは、
入力側と出力側とを有する第１のインバータであって、前記第１のインバータの前記出力側が前記ＢＪＴの前記ベースに電気的に接続された第１のインバータと、
前記第１のインバータの前記出力側に電気的に接続された第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器と前記第１のインバータの前記入力側との間に直列に接続された第２のキャパシタと
を備えることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング装置。
【請求項７】
前記発振器アレイは、
入力側と出力側とを有する第２のインバータであって、前記第２のインバータの前記出力側が前記第１のインバータの入力側に電気的に接続された第２のインバータと、
前記第２のキャパシタおよび前記第２のインバータに並列に電気的に接続された第２の抵抗器と
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のスイッチング装置。
【請求項８】
前記無線周波チョークは、インダクタを備えることを特徴とする請求項７に記載のスイッチング装置。
【請求項９】
前記ダイオードと並列に、前記第１および第２の導体に接続された第３のキャパシタをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載のスイッチング装置。
【請求項１０】
前記共振下位回路は、それぞれ前記第５の導体に接続された第１および第２の端部を有する第６の導体を備える同調ジャンパ線であって、前記第１および第２の端部で枢支し、それにより前記第５の導体に対して回転するように適合された同調ジャンパ線をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のスイッチング装置。
【請求項１１】
前記撓み力変換器は、対抗する第１および第２の電極化主要面を有し、前記第１の対向主要面が実質的に凸状であり、前記第２の対向主要面が実質的に凹状である第２の電気活性部材であって、前記第２の電気活性部材の前記第２の主要面が前記第１の電気活性部材の前記第１の主要面に接合されている第２の電気活性部材、をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のスイッチング装置。
【請求項１２】
前記第１および第２の電気活性部材のそれぞれは、圧電材料を備えることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング装置。
【請求項１３】
前記信号送信手段は、
前記無線周波発生器下位回路が発生する信号を傍受するための受信機と、
前記受信機が傍受した前記信号に応答して電気信号を発生する電気信号発生手段であって、前記受信機に電気的に接続された電気信号発生手段と
をさらに備え、
前記電気信号発生手段が発生した前記電気信号に応答して前記第１の位置から前記第２の位置まで変化するように前記スイッチが適合され、および前記電気信号発生手段が発生した前記電気信号に応答して前記第２の位置から前記第１の位置まで変化するように前記スイッチが適合されていることを特徴とする請求項８に記載のスイッチング装置。
【請求項１４】
前記電気信号発生手段は、第１の無線周波信号と、前記無線周波発生器下位回路が発生した前記信号とを区別するマイクロ・プロセッサを備えることを特徴とする請求項１３に記載のスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明は一般に、ライト、電気器具などに通電するためのスイッチング装置に関する。より具体的には、本発明は、プレ−ストレス型圧電素子（pre-stressed piezoelectric element）を使用してラッチ継電器（latching relay）用の活動化信号を発生する、電源内蔵式ラッチ継電器装置（self-powered latching relay）に関する。この圧電素子と関連信号発生回路は、ラッチ継電器に直接ハードワイヤ接続するか、またはラッチ継電器を作動する受信機にＲＦ信号を送信するための送信機に結合することができる。
【０００２】
２．従来技術の説明
ライト、電気器具などに通電するためのスイッチおよびラッチ継電器は従来技術で周知のものである。典型的なライト用スイッチとしては、たとえば、単極スイッチと三路スイッチを含む。単極スイッチは、受電ライン（電源）用と、ライトへ流出するライ用のホット・リードである２つの端子を有する。三路スイッチは、異なる２カ所から１つのライトを制御することができる。各三路スイッチは、共通端子と、２つのトラベラ端子という３つの端子を有する。典型的な１対の三路スイッチではそれぞれが２本のケーブルを有する２つのボックスを使用し、第１のボックスは電源からの入り線と、第２のボックスへの出線を有し、第２のボックスは第１のボックスからの入り線と、ライトへの出線とを有する。
【０００３】
このようなスイッチング方式のそれぞれでは、ドリルで穴を開け、スイッチとコンセント用のジャンクション・ボックスを取り付けるとともに、ケーブルを敷設することが必要である。ドリルで穴を開け、スイッチとジャンクション・ボックスを取り付けることは、困難かつ時間のかかることである場合もある。また、電気ケーブルを引くには、固定具からとりかかり、骨組内の穴を通って回路内の各固定具（fixture）までケーブルを引き回し、サービス・パネルに戻るまでの全ての道筋を延長することが必要である。理論上は単純であるが、ケーブルを巧く扱うことは困難かつ時間のかかることである場合もある。ケーブルは、引き回している間によじれたり、もつれたり、引っかかることが多く、敷設部に沿ったどこかでまっすぐにする必要がある。
【０００４】
遠隔作動のスイッチ／継電器も当技術分野では既知のものである。既知の遠隔作動コントローラとしては、卓上型コントローラ、ワイヤレス・リモコン、タイマ、動き検知器、音声起動コントローラ、コンピュータと関連ソフトウェアを含む。たとえば、遠隔作動手段としては、壁付きコンセントに差し込まれるモジュールを含むことができ、そのモジュールにはある装置用の電源コードを差し込むことができる。その場合、この装置は、コントローラによってオン／オフを切り換えることができる。他の遠隔作動手段としてはねじ込みランプ・モジュールを含み、その場合、このモジュールがライト・ソケットにねじ込まれ、次に電球がモジュールにねじ込まれる。ライトは、コントローラによってオン／オフを切り換えることができ、暗くしたり明るくしたりすることができる。
【０００５】
上記のモジュール用の典型的なリモート・コントローラの一例は、無線周波（ＲＦ）ベースのトランシーバである。このようなコントローラにより、ベースはコンセントに差し込まれ、ハンドヘルドのワイヤレスＲＦリモコンとともに複数のモジュール群を制御することができる。ＲＦ中継器を使用すると、互換性のあるワイヤレス・リモコン、スイッチ、セキュリティ・システム・センサの有効範囲を中継器あたり最高１５０フィート（４５．７２ｍ）だけ増加することができる。このベースはすべてのワイヤレスＲＦリモコンに必要であり、複数のランプまたは電気器具の制御を可能にするものである。また、ハンドヘルド・ワイヤレス・リモコンにはバッテリも必要である。
【０００６】
ハンドヘルドＲＦリモコンを使用するのではなく、遠隔ウォール・スイッチを使用することもできる。このようなウォール・スイッチは、最高３／４インチ（１．９０５ｃｍ）の厚さであり、接着剤で所望の位置に貼り付けられる。ベース・ユニット（１１０Ｖのレセプタクルに差し込まれたもの）とともに、遠隔ウォール・スイッチは互換性のあるモジュールまたはスイッチ（受信機）を制御することができる。ワイヤレス・スイッチはベース・ユニットにＲＦ信号を送信し、次にベース・ユニットは家庭内の既存の１１０Ｖ配線に沿って互換性のあるスイッチまたはモジュールに信号を送信する。各スイッチは、アドレス可能信号（addressable signal）によって設定することができる。ワイヤレス・スイッチもバッテリを必要とする。
【０００７】
このような遠隔制御装置は、たとえば、ＴＶ、ＶＣＲ、ステレオ・システムなどのオーディオ／ビデオ装置、ならびにライトや、ＲＦから赤外線（ＩＲ）ベースを使用する他の装置も制御することができる。このＲＦリモコンは、メーカ独自のＲＦコマンドをＩＲに変換する変換器にそのようなＲＦコマンドを送信することにより、オーディオ／ビデオ装置を制御することができる。次にＩＲコマンドはオーディオ／ビデオ機器に送信される。このコンソールは、赤外線リモコンからの赤外線信号に応答し、次に互換性のある受信機に同等のコマンドを送信する。
【０００８】
従来のウォール・スイッチに関する１つの問題は、スイッチ・ボックスからライトまでと、スイッチ・ボックスからサービス・パネル内の電源までの両方について、広範な配線を敷設しなければならないことである。
【０００９】
従来のウォール・スイッチに関する他の問題は、複数のスイッチによって制御されるライト用の追加の配線を敷設しなければならないことである。
【００１０】
従来のウォール・スイッチに関する他の問題は、スイッチへの入力とスイッチからの出力として高電圧線が存在することである。
【００１１】
従来のウォール・スイッチに関する他の問題は、スイッチまでのワイヤ、スイッチからのワイヤ、スイッチ間のワイヤの初期設置に関するコストである。
【００１２】
従来のウォール・スイッチに関する他の問題は、既存のスイッチの改造、移転、または配線変更に関するコストと不便さである。
【００１３】
従来のＲＦスイッチに関する１つの問題は、依然として高圧ＡＣ電源またはバッテリなどの外部電源を必要とすることである。
【００１４】
従来のＲＦスイッチに関する他の問題は、バッテリの交換に関するコストと不便さである。
【００１５】
従来のＲＦスイッチに関する他の問題は、個々のモジュールおよびベース・ユニットへの大電力を必要とすることである。
【００１６】
従来のＡＣ電源型ＲＦスイッチに関する他の問題は、ウォール・スイッチを改造、配線変更または移転するときの難しさである。
【００１７】
したがって、従来技術の前述の問題を克服するスイッチングおよび／またはラッチ継電器装置を提供することが望ましいものと思われる。
【００１８】
（発明の概要）
本発明は、電気活性アクチュエータを使用する電源内蔵式（self-powered）スイッチングまたはラッチ継電器装置を提供する。このアクチュエータ内の圧電素子は、軸方向変位として大量に変形することができ、機械的衝撃（mechanical impulse）によって変形すると、電界を発生する。電気活性アクチュエータは、ラッチ／継電器メカニズム（latching/relay mechanism）を作動する瞬時（momentary）信号を発生するための電気機械式発生器として使用する。それにより、このラッチまたは継電器メカニズムは、ライトや電気器具などの電気装置のオン／オフを切り換える。
【００１９】
電気活性アクチュエータ素子用の機械式作動手段は、十分な大きさと持続時間の電気パルスを発生するためには、十分な力／加速度で電気活性アクチュエータ素子に圧力を加えなければならない。ライト用スイッチと同様のスイッチは、たとえば、トグル、スナップ・アクション、またはローラ・メカニズムによって圧力を加えることができる。より大型の電気活性アクチュエータ素子または複数の電気活性アクチュエータ素子を使用して、パルスを発生させることもできる。
【００２０】
一実施形態では、電気活性アクチュエータが手動または機械式作動手段によって押下され、電気活性アクチュエータによって発生された電気信号が継電器スイッチに直接印加される。本発明の他の実施形態では、電気活性アクチュエータによって発生された電気パルスを改造（modification）するための回路が設置されている。さらに他の実施形態では、電気活性アクチュエータの信号がＲＦ送信機に電力を供給し、そのＲＦ送信機がＲＦ受信機にＲＦ信号を送信し、次にそのＲＦ受信機が継電器を作動させる。さらに他の実施形態では、電気活性アクチュエータの信号が送信機に電力を供給し、その送信機がＲＦ受信機にパルスＲＦ信号を送信し、次にそのＲＦ受信機が継電器を作動させる。（ガレージ・ドア開閉器の場合のように）ディジタル化ＲＦ信号によってコーディングされた継電器のみを活動化するようにそのディジタル化ＲＦ信号をコーディングすることができる。
【００２１】
したがって、本発明の第１の目的は、電気活性素子または圧電素子を使用して装置を活動化する、スイッチング装置または継電器装置を提供することにある。
【００２２】
本発明の他の目的は、追加の配線を必要とせずにスイッチを設置できる、上記の特徴を有する装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の他の目的は、建造物に穴を開けずにスイッチを設置できる、上記の特徴を有する装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的は、スイッチが１２０または２２０ＶＡＣなどの外部電気入力またはバッテリを必要としない、上記の特徴を有する装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、ラッチ継電器を活動化するために十分な大きさの電気信号を発生する電気活性装置を取り入れた、上記の特徴を有する装置を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的は、無線周波送信機を活動化してラッチ継電器を活動化するために十分な大きさの電気信号を発生する電気活性装置を取り入れた、上記の特徴を有する装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の他の目的および利点については、添付図面および以下に示すその説明を検討することにより明らかになるだろう。
【００２８】
（好ましい実施形態の説明）
圧電（piezoelectric）および電歪（electrostrictive）材料（本明細書では一般に「電気活性（electroactive）」装置と呼ぶ）は、圧力（stress）または変形（strain）を受けたときに、有極電界（polarized electric field）を発生する。圧電または電歪材料が発生する電界は、機械的応力またはひずみ（mechanical stress and strain）を引き起こす作用力の関数である。反対に、電気活性装置は、電界が加えられると、寸法変化（dimensional change）を受ける。電気活性装置の寸法変化（すなわち、膨張または収縮）は、加えた電界の関数である。電気活性装置は一般に、このような電界を受けたときに変形するその性向により、ドライバまたは「アクチュエータ」として使用される。また、このような電気活性装置またはアクチュエータは、加えた力によって引き起こされる変形に応じて電界を発生する可変容量を備えている。
【００２９】
既存の電気活性装置は、通常、ある変位を達成するために材料の寸法の変化を利用する、直接および間接モード・アクチュエータを含むが、本発明では、むしろ電気機械式発生器（electromechanical generators）として、使用される。直接モード・アクチュエータとしては通常、その主要表面上に形成された１対の電極間に挟まれた１つの圧電または電歪セラミック・プレート（または複数プレートのスタック）を含む。この装置は一般に、セラミック・プレート中に所望のひずみ（strain）を発生するのに十分な大きさの圧電および／または電歪係数を有する。しかし、直接モード・アクチュエータには、最大でも、せいぜい１０分の数パーセント程度の非常に小さい変位（ひずみ）を達成することができるだけという不利を免れない。反対に、直接モード発生器アクチュエータは、ラッチ継電器を活動化するために十分な大きさのパルス瞬時電気信号を圧電的に発生するには、大量の力を加える必要がある。
【００３０】
従来技術では、外部構造物を介してひずみ増幅を達成することにより直接モード・アクチュエータで達成可能なものより大きい変位およびひずみを示す間接モード・アクチュエータが知られている。間接モード・アクチュエータの一例は撓み力変換器（flextensional transducer）である。撓み力変換器は、圧電セラミック素子と、金属シェル、加圧プラスチック、ファイバ・グラス、または同様の構造物から構成される複合構造物である。一般に、従来の撓み力装置のアクチュエータの動きは、横方向（transverse direction）の装置の増幅された収縮に機械的に結合する圧電材料の膨張の結果として生じる。動作時には、この動きは、直接モード・アクチュエータによって発生可能なひずみおよび変位よりも数桁分大きいひずみおよび変位を生じさせることが可能である。
【００３１】
間接モード・アクチュエータの達成可能なひずみの大きさは、それらを「ユニモルフ（unimorph）」または「バイモルフ（bimorph）」撓み力アクチュエータとして構築することにより、増加させることができる。典型的なユニモルフは、撓み性の金属フォイル（flexible metal foil）に外面的に接合された単一圧電素子から構成される凹状構造物であり、その結果、通電されたときに軸方向の座屈（axial buckling）または反り（deflection）を生じさせる。一般的なユニモルフは１０％もの高いひずみを生じさせることができる。従来のバイモルフ装置は、２つの圧電素子間に挟まれた中間の撓み性の金属フォイルを含む。セラミック素子の主要表面のそれぞれに電極が接合され、内側の２つの電極に金属フォイルが接合されている。印加電圧を受けたときに一方のセラミック素子は収縮し、もう一方は膨張するので、バイモルフは同等のユニモルフより大きい変位を生じさせる。バイモルフは最高２０％のひずみを生じさせることができる。
【００３２】
従来技術で既知の電気活性アクチュエータの所与の応用例の場合、電気活性材料の軸方向変形を増加させ、したがって、電気活性材料の達成可能なひずみを増加させるために、非対称応力バイアス電気活性装置（asymmetrically stress biased electroactive devices）が提案されている。このような装置（たとえば（米国特許第５４７１７２１号に開示されているような）「レインボー」アクチュエータおよびその他の撓み力アクチュエータを含む）では、非対称圧力バイアスによって、通常は２つの主要表面を有する湾曲構造物が生成され、その一方の主要表面は凹状であり、もう一方の主要表面は凸状である。
【００３３】
図１を参照すると、変位、ひずみ、および負荷容量が改善された「ＴＨＵＮＤＥＲ」と呼ばれるユニモルフ・アクチュエータは、最近開発されたものであり、米国特許第５６３２８４１号(特表平１１−５０３２７２号公報)に開示されている。ＴＨＵＮＤＥＲ（ＴＨｉｎ  ｌａｙｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ＵＮｉｍｏｒｐｈ  ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｒｉｖｅｒ  ａｎｄ  ｓＥｎｓｏＲ（薄層複合ユニモルフ強誘電体ドライバおよびセンサ）の頭辞語である）は、プレ−ストレス層が薄い圧電セラミック・ウェハに高温状態で接合されているユニモルフ・アクチュエータであり、複合構造物の冷却中に、プレ−ストレス層とセラミック層との熱収縮率の差により、セラミック・ウェハに非対称の応力バイアス（stress biases）がかけられる。
【００３４】
ＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータ１２は複合構造物のアクチュエータであり、その構造は図１に示されている。各ＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータ１２は、好ましくはその２つの対向面で電気めっきされた６５および６５ａを備える、ＰＺＴの圧電セラミック層６７を備える電気活性部材で構築されている。プレ−ストレス層６４は、好ましくは鋼、ステンレス鋼、ベリリウム合金、またはその他の金属基板で構成され、第１の接着剤層６６によりセラミック層６７の一方の側の電気めっき表面６５に接着されている。最も単純な実施形態では、接着剤層６６がプレ−ストレス層として機能する。第１の接着剤層６６は、好ましくは、ＮＡＳＡのＬａｎｇｌｅｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒが開発し、米国特許第５６３９８５０号に開示されているＬａＲＣ（商標）−ＳＩ材料である。第２の接着剤層６６ａも好ましくはＬａＲＣ−ＳＩ材料を含み、セラミック層６７の反対側に接着されている。ＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータ１２の製造中に、セラミック層６７と接着剤層６６とプレ−ストレス層６４は、接着材料の融点より高い温度まで同時に加熱される。実際には、ＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータを構成する様々な層（すなわち、セラミック層６７、接着剤層６６および６６ａ、プレ−ストレス層６４）は通常、オートクレーブ（autoclave；耐圧がま）または対流式オーブンの内部に複合構造体として置かれ、その構造体のすべての層が接着材料６６の融点より高いがセラミック層６７のキュリー温度より低い温度に達するまで、対流によりゆっくり加熱される。セラミック層６７の圧電特性を崩壊させるのを回避するために、セラミック層６７の温度をセラミック層のキュリー温度より下に維持することが望ましい。この多層構造体は通常、低速で対流式に加熱されるので、すべての層がほぼ同じ温度になる傾向がある。いずれにしても、接着剤層６６は通常、２つの他の層の間（すなわち、セラミック層６７とプレ−ストレス層６４との間）に位置するので、このプロセスの加熱ステップ中に、セラミック層６７とプレ−ストレス層６４は普通、同じ温度に非常に近くなり少なくとも接着剤層６６および６６ａと同じ程度の高温になる。その後、ＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータ１２を冷却させる。
【００３５】
このプロセスの冷却ステップ中に（すなわち、接着剤層６６および６６ａが再凝固した後に）、セラミック層６７は、接着剤層６６および６６ａとプレ−ストレス層６４の材料の方がセラミック層６７の材料より熱収縮係数が高いので、接着剤層６６および６６ａによって圧縮加圧された状態になる。また、セラミック層６７の一方の側の積層材（複数も可）（たとえば、第２の接着剤層６６ａ）の熱収縮に対して、セラミック層６７のもう一方の側の積層材（たとえば、第１のプレ−ストレス層６４と第１の接着剤層６６）の熱収縮の方が大きいので、セラミック層は、図１および図２に示すように通常状態における凸面１２ａと通常状態における凹面１２ｃとを有する弓形に変形する。たとえば、セラミック層６７の応力を増加するため、またはアクチュエータ１２を強化するために、セラミック層６７の一方の側あるいは両側に、１つあるいは複数の追加プレ−ストレス層（複数も可）を同様に接着させてもよい。さらに、他から隔てられたプレ−ストレス層６４を構成するサブストレートは除去することができ、接着剤層６６によってセラミック層６７にプレ−ストレスを加えることができる。別法として、アクチュエータ１２を冷却するときにセラミック層６７により大きい圧縮応力を生じさせるために、セラミック層６７がより低い温度である間にプレ−ストレス層（複数も可）６４と接着剤層（複数も可）６６のみを加熱してセラミック層６７に接合することもできる。
【００３６】
次に図２を参照すると、代替アクチュエータ１２Ｄは、互いに接合されたＰＺＴの複数の薄層６７および６７ａを含む複合圧電セラミック層を備えることができる。各層６７および６７ａは、好ましくは約１ミル（２５．４μｍ）ほどの厚さの圧電材料の薄層を含む。各薄層６７および６７ａは、それぞれの主要面上に電気めっきされた６５、６５ａ、およびと６５ｂ、６５ｃを備えている。次に、ＬａＲＣ−ＳＩなどの接着剤を使用する接着剤層６６ａにより、個々の層６７および６７ａを互いに接合する。別法として、しかも最も好ましくは、圧電材料の薄いシートをまとめて同時焼成する（cofiring）ことにより、薄層６７および６７ａを互いに接合することができる。わずか２層の圧電材料、というよりもむしろ少なくとも４枚の圧電材料は、まとめて接合／同時焼成することができる。次に、接着剤層（複数も可）６６および６６ｂにより複合圧電セラミック層をプレ−ストレス層（複数も可）６４に接合し、上記のように加熱し冷却して、変更（modified）ＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータ１２Ｄを作ることができる。変更アクチュエータ１２Ｄに圧電材料の複数の薄層６７および６７ａを設けることにより、その複合セラミック層は、より厚い単一セラミック層６７のみを有するＴＨＵＮＤＥＲアクチュエータ１２が発生する高電圧および弱電流に比べ、より低い電圧とより大きい電流を発生する。
【００３７】
アクチュエータ１２の凸面１２ａをコーティングするために撓み性絶縁体（flexible insulator）を使用することができる。この絶縁コーティングは、他の導体、液体、または人間との不慮の接触による圧電素子の偶発的な放電を防止するのに役に立つ。また、このコーティングにより、セラミック素子は、衝撃によるひび割れまたは損傷に対して耐久性と抵抗力が高くなる。ＬａＲＣ−ＳＩは誘電体であるので、アクチュエータ１２の凸面１２ａ上の接着剤層６７ａは絶縁層として機能することができる。別法として、この絶縁層を、プラスチック、ＴＥＦＬＯＮ、その他の耐久コーティングで構成することもできる。
【００３８】
電気エネルギーは、１対の電線１４によってアクチュエータ素子１２から取り出すかまたはアクチュエータ素子１２に導入することができる。各電線１４は、一方の端部がアクチュエータ素子１２の両側に取り付けられている。電線１４は、（たとえば、グルー（glue）または、はんだ（solder）２０により）セラミック層６７の電気めっき面６５および６５ａに直接接続するか、または別法としてプレ−ストレス層（複数も可）６４に接続することができる。前述の通り、プレ−ストレス層６４は、好ましくは、誘電体であるＬａＲＣ−ＳＩによってセラミック層６７に接着される。電線１４をプレ−ストレス層（複数も可）６４に接続する場合、プレ−ストレス層６４の一面を粗くすることが望ましく、その結果、プレ−ストレス層６４はそれぞれの接着剤層６６および６６ａに部分的に貫通し、セラミック層６７のそれぞれの電気めっき面６５および６５ａと電気的に接触する。各電線１４の反対側端部は、好ましくは、電気パルス改造（electric pulse modification）回路１０に接続される。
【００３９】
プレ−ストレス撓み力変換器１２は、その耐久性と、比較的大きい垂直変位、そしてそれに付随して、このような変換器が発生することができる比較的高い電圧に対して十分であること、が望ましい。しかし、本発明は、本明細書に記載した性質および特性、すなわち、装置の変形に応じて電圧を発生する能力を有する電気活性素子を使って実施することができる。たとえば、本発明は、磁歪または強誘電体装置を使用して実施することができる。また、この変換器は、通常状態で弓状（normally arcade）である必要はないが、通常状態で平坦（normally flat）な変換器を含むこともでき、スタックされた圧電素子をさらに含むこともできる。
【００４０】
動作時には、図４に示すように、矢印１６によって示される力がアクチュエータ１２の凸面１２ａに加えられると、その力によって圧電素子１２が変形する。この力は、圧電アクチュエータに直接手動の圧力を加えるかまたは他の機械的手段によるなど、任意の適切な手段により、圧電アクチュエータ１２に加えることができる。好ましくは、この力は、アクチュエータ１２に加え、そこから除去するための機械的衝撃を発生可能な機械式スイッチ（たとえば、プランジャ、ストライカ、トグルまたはローラ・スイッチ）によって加えられる。この機械的衝撃（またはその除去）は、アクチュエータ１２の凸面１２ａを素早く変形させ、電気機械式ラッチ継電器を活動化するために十分な電気信号を発生する距離（約１０ｍｍ）にわたって加速させるのに十分な力を有するものでなければならない。
【００４１】
図３、図４、および図５を参照すると、機械的な力を加えるための適当な手段の図は、スイッチ・プレートと、プランジャ・アセンブリ１３とを含む。圧電アクチュエータの２つの端部は、それぞれスイッチ・プレート１８の凹部４４内の位置に、それぞれが枢動しうるように保持されている。スイッチ・プレート１８は、そこに含まれるアクチュエータ１２と同じ形状であり、好ましくは長方形である。代替実施形態では、円形スイッチ・プレートの円形凹部内に円形アクチュエータを取り付けることができる。スイッチ・プレート１８内の凹部（複数も可）４４は、アクチュエータ１２を、それが機械的な力を加えない状態すなわち変形されていない状態で、所定の位置に保持する。また、凹部４４は、それが完全変形状態、すなわち平坦状態におけるアクチュエータ１２の端部またはエッジを、完全に受け入れるのに十分な深さになっている。プランジャ・アセンブリは、ヒンジ形急速解除（quick-release）メカニズム２４を枢動しうるように接続された押しボタン２２を含む。急速解除メカニズム２４の反対側端部は、アクチュエータ１２の両側にクランプ固定された１対のプレート２７および２８に接続されたシャフト２６に接触している。解除嵌め歯（release cog）２５は、急速解除メカニズム２４の経路に沿って位置する。
【００４２】
図４および図５を参照すると、動作時には、押しボタン２２が矢印１６の方向に押下されると、急速解除メカニズム２４がシャフト２６とプレート２７および２８を押し下げ、アクチュエータ１２を変形させる。急速解除メカニズム２４が解除嵌め歯２５に達すると、急速解除メカニズム２４はそのヒンジ上で旋回し、シャフト２６、プレート２７および２８、アクチュエータ１２から下方方向圧力を解除する。プレ−ストレス層６４の基板の復元力のために、アクチュエータ１２は、図５に示すように矢印３０の方向に素早くその変形されていない状態に戻る。アクチュエータに力を加えるかまたはそこから力を解除することができる他の手段としては、ドア・ノブをひねること（twisting）、わき柱内のアクチュエータに圧力をかけているドアを開けること（opening）、地面、床、またはマット内のアクチュエータを踏むこと、あるいは着席すること（sitting）を含む。
【００４３】
前述のように、加えた力は圧電アクチュエータに変形を引き起こす。この圧電効果のおかげで、圧電素子１２の変形はアクチュエータ１２の面１２ａと１２ｃの間に瞬時電圧を発生させ、それは電気エネルギーのパルスを生じさせる。さらに、圧電アクチュエータ１２から力が除去されると、アクチュエータはその元の弓形状を取り戻す。これは、セラミック６７が接合されているサブストレートまたはプレ−ストレス層６４がセラミック６７に圧縮力を及ぼし、その結果、その変形されていない中立状態への戻りをアクチュエータ１２に引き起こす弾性係数を、アクチュエータ１２が有するからである。アクチュエータ１２の復元行程では、セラミック６７がその変形されていない状態に戻り、それにより、反対極性の他の電気パルスを発生する。下方向（印加）行程または上方向（復元）行程は、所望の電気パルスを発生するのに十分な大きさの力を所定の距離にわたって引き起こすものでなければならない。この復元行程の持続時間と、したがって引き起こされたパルスの持続時間は、好ましくは、アクチュエータ１２に加えた力の量に応じて５０−１００ミリ秒の範囲になる。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態では、力を除去したとき、すなわち、アクチュエータ１２がその形状を復元したときに発生する電気パルスが、使用されるパルスである。これは、たとえば、手によって加えられた下方向の力は一貫しない可能性があるのに対し、アクチュエータの復元力はより予測可能で一貫した力であるからである。さらに、第２のパルスは第１のパルスとは反対の極性を有するので、第１および第２のパルスを急速に加えると、取り付けられた継電器（relay）を単純に開閉させることができる。電気的フィルタ構成要素（ダイオードまたはゼロ電圧スイッチング回路など）を、第２のパルスのみを使用するために、第１のパルスからその継電器を隔離することに使用することができる。
【００４５】
図６および図７を参照すると、電気エネルギーのパルスは、アクチュエータ１２の各面１２ａおよび１２ｃに接続された電線１４を介してアクチュエータからスイッチまたは継電器９０に送信される。この電気エネルギーのパルスは、スイッチ／継電器９０をある位置から他の位置に切り換えるのに十分な大きさのものである。別法として、しかも好ましくは、電気信号の特性、すなわち、電流、電圧、周波数、および／またはパルスを改造（modification）するために、まずパルス改造（pulse modification）回路１０を通って電気パルスが送信される。
【００４６】
次に、図７を参照すると、電気パルス改造回路１０は本質的に、ダイオード・キャパシタ・アレイと、電圧レギュレータ（voltage regulator）Ｕ１とを備える。ダイオードＤ１のアノードとカソードは各電線１４にそれぞれ接続されている。より具体的には、アノードは第１の電線１４を介してアクチュエータ１２の凸面１２ａに接続され、カソードはもう一方の電線を介してアクチュエータ１２の凹面１２ｃに接続されている。この接続により、アクチュエータ１２の復元行程で発生した電圧パルスのみを、ダイオードＤ１を超えて（past）送信することができる。
【００４７】
また、パルス改造回路１０は、ダイオードＤ１の下流で入力電気パルスを制御する電圧レギュレータＵ１も備える。電圧レギュレータＵ１の出力信号は、好ましくは３．３ボルトＤＣである。ダイオードＤ１と電圧レギュレータＵ１との間に１つまたは複数のキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３を設けることができる。キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３はダイオードＤ１と並列に接続される。キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、より均一な電圧入力を電圧レギュレータＵ１に提供するためのフィルタとして機能する。また、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、過大なピーク電圧が回路の下流構成要素（電圧レギュレータＵ１など）に影響を及ぼすのを防止する。電圧レギュレータの出力は、アクチュエータ１２に加えられた仕事量（load）に依存する約５０−１００ミリ秒の持続時間を備えた均一電圧のパルスである。パルス改造（modification）回路１０の出力電圧信号を、継電器スイッチ９０の位置をある位置から他の位置に変更するために、他の電線を介して継電器スイッチ９０に送信することもできる。
【００４８】
もう一度、図６および図７を参照すると、より好ましくは、電圧レギュレータＵ１の出力は、パルス・トーンを発生するインバータ・アレイＵ２を備えるトーン発振器またはエンコーダ４０に電力を供給するために使用される。このパルス・トーンは、同調ループ・アンテナ６０を使用してＲＦ信号を放射するＲＦ発生器セクション５０を変調する。ループ・アンテナによって放射された信号はＲＦ受信機７０とデコーダ８０によって傍受され、このデコーダ８０は継電器９０を活動化するための継電器パルスを発生する。
【００４９】
電圧レギュレータＵ１の出力はインバータ・アレイＵ２に接続され、このインバータ・アレイＵ２は電気パルス用のエンコーダ４０として機能する。より具体的には、出力電圧パルス（公称３．３ボルト）用の出力導体は、６インバータ・アレイＵ２の入力ピンに接続される。好ましくは、インバータ・アレイＵ２内の６つのインバータのうちの３つ、Ｕ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃは直列に接続され、残りのインバータ（図示しない）は使用しない（接地される）。最後のインバータＵ２Ｃは、抵抗器Ｒ２とキャパシタＣ５からなる直列結合と並列に接続され、これらがインバータ・アレイＵ２の発振周波数を決定する。直列接続のインバータのうちの最初の２つであるＵ２ＡとＵ２Ｂは、抵抗器Ｒ１とキャパシタＣ５からなる直列結合と並列に接続されている。動作時には、キャパシタＣ５は第１の抵抗器Ｒ２を介して充電される。キャパシタＣ５が完全充電された後、電圧は抵抗器Ｒ１をたどり、それがインバータＵ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃのそれぞれをトリガして連続して切り換える。このインバータＵ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃの周期的なトグル（cyclic toggling）により、Ｒ２−Ｃ５結合のＲＣ定数によって決まる方形波出力が生成される。インバータＵ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃを直列に接続すると、この直列中の最後のインバータＵ２Ｃ用の高速スイッチング信号と、その結果、明瞭で急激な出力信号が生成される。したがって、インバータ・アレイＵ２の出力は、０と正電圧、好ましくは＋３．３ＶＤＣの間で振動する一連の方形波になり、この一連の方形波の持続時間は電圧レギュレータＵ１の出力電圧パルスの持続時間によって決定される。適切なＲ−Ｃ時定数を選択することにより、パルスの持続時間から所望のパルス幅と、それゆえに方形波のサイクル数とを決定することができる。本発明の好ましい実施形態では、Ｒ２は約１．２メガ・オームの値を有し、キャパシタＣ５は２２０ピコ・ファラッドの値を有する。別法として、インバータ・アレイＵ２の発振周波数を調整するために、キャパシタＣ５は同調可能である。これらの値は、１／２ミリ秒のパルス幅を有した長さが１ミリ秒の方形波を生じさせ、それらは約１００の方形波サイクルに相当する。
【００５０】
電圧レギュレータＵ１のＤＣ出力とインバータ・アレイＵ２の方形波出力は、ＲＦ発生器５０に接続される。ＲＦ発生器５０は、バイポーラ・トランジスタ（ＢＪＴ）Ｑ１とＲＦチョークの両方を介して電圧レギュレータＵ１に接続されるタンク回路から構成される。より具体的には、このタンク回路は、それぞれの端部で互いに（並列に）接続されたインダクタＬ２とキャパシタＣ８とを含む共振回路から構成される。キャパシタＣ８またはインダクタＬ２のいずれか一方または両方は、タンク回路の周波数を調整するために同調可能なものにすることができる。インダクタＬ１はＲＦチョークとして機能し、インダクタＬ１の一方の端部は電圧レギュレータＵ１の出力に接続され、インダクタＬ１の反対側端部はＬ２−Ｃ８タンク回路の第１の接合部に接続されている。好ましくは、ＲＦチョーク・インダクタＬ１は、直径が約０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）で約３０回巻いたインダクタであり、タンク回路のインダクタＬ２のループに接続されている。Ｌ２−Ｃ８タンク回路の第２かつ反対側の接合部は、ＢＪＴ  Ｑ１のコレクタに接続されている。また、ＢＪＴ  Ｑ１のベースは、抵抗器Ｒ３を介してインバータ・アレイＵ２の出力側に接続されている。キャパシタＣ７は、ＢＪＴ  Ｑ１のベースと、タンク回路の第１の接合部に接続されている。もう１つのキャパシタＣ９は、ＢＪＴ  Ｑ１のコレクタ・エミッタ間と並列に接続されている。このキャパシタＣ９によりタンク回路のフィードバック特性が改善される。ＢＪＴのエミッタは抵抗器Ｒ４を介して接地接続されている。また、ＢＪＴのエミッタは、抵抗器Ｒ４と並列のキャパシタＣ１０も介して接地接続されている。抵抗器Ｒ４と並列のキャパシタＣ１０により、高周波数のときにエミッタからのより安定した伝導経路が得られる。
【００５１】
次に図８および図９を参照すると、ＲＦ発生器５０は同調ループ・アンテナ６０とともに機能する。好ましい実施形態では、タンク回路のインダクタＬ２がループ・アンテナ６０の役を果たす。より好ましくは、インダクタ／ループ・アンテナＬ２は銅線からなる単一長方形ループを含み、追加のより小さいループまたはジャンパ線６１が長方形ループＬ２に接続されている。長方形ループＬ２に対してより小さいループ６１の形状および角度を調整すると、インダクタＬ２の見かけの直径が増減され、したがって、ＲＦ発生器５０のＲＦ伝送周波数が同調する。代替実施形態では、タンク回路の第２の接合部に別個の同調アンテナを接続することもできる。
【００５２】
この回路内の追加のフィルタ構成要素としては、インバータ・アレイＵ２の入力に接続された接地キャパシタＣ４と、インバータ・アレイＵ２の出力に接続された接地キャパシタＣ６とを含む。
【００５３】
動作時には、電圧レギュレータＵ１からの正電圧出力がインバータ・アレイＵ２とＲＦチョーク・インダクタＬ１に接続される。この電圧はインバータ・アレイＵ２を駆動して方形波出力を発生させるものであり、その方形波出力は抵抗器Ｒ３を介してＢＪＴ  Ｑ１のベースに接続される。方形波電圧がゼロである場合、ＢＪＴのベースが電源切断状態のままになり、電流はインダクタＬ１を流れない。方形波電圧が正である場合、ＢＪＴ  Ｑ１のベースは抵抗器Ｒ３を介して通電される。ＢＪＴ  Ｑ１のベースが通電状態である場合、電流はベースを横切ってコレクタからエミッタに流れることができ、電流はインダクタＬ１を横切って流れることもできる。方形波がゼロ電圧に戻ると、ＢＪＴ  Ｑ１のベースはもう一度、電源切断状態になる。
【００５４】
チョーク・インダクタＬ１を横切って電流が流れると、タンク回路のキャパシタＣ８が充電される。タンク回路のキャパシタＣ８が充電されると、タンク回路は、回路のＬＣ定数によって決まる周波数で共振し始める。たとえば、タンク回路が７ピコ・ファラドのキャパシタを有し、インダクタＬ２が０．７インチ×０．３インチ（１７．７８ｍｍ×７．６２ｍｍ）の単一長方形ループを有する場合、タンク回路の共振周波数は３１０ＭＨｚになる。チョーク・インダクタＬ１の磁界の変化が、タンク回路からの上流電流に対抗する電界を発生させるので、チョーク・インダクタＬ１は、回路の上流構成要素（インバータ・アレイＵ２）内へのＲＦ漏れを防止する。ＲＦ信号を発生するには、ＲＦ範囲内の周波数で、電荷（charges）が行き来する（oscillate）ことをしなければならない。したがって、タンク回路のインダクタ／同調ループ・アンテナＬ２内で行き来する電荷は、好ましくは３１０ＭＨｚのＲＦ信号を生じさせる。インバータの方形波出力によってＢＪＴ  Ｑ１のオン／オフを切り換える（turn）ので、ループ・アンテナ６０から発生した信号は、１００ミリ秒の持続時間と、３１０ＭＨｚのパルスを１００個発生させる０．５ミリ秒のパルス幅とを有するパルスＲＦ信号を備える。
【００５５】
ＲＦ発生器５０とアンテナ６０は、ＲＦ受信機７０と結合して機能する。より具体的には、ＲＦ送信機６０に近接している（１５０フィート（４５．７２ｍ）以内）ＲＦ受信機７０は、ＲＦ発生器５０から送信されたパルスＲＦ信号を受信することができる。ＲＦ受信機は、パルスＲＦ信号（トーン）を傍受するための受信アンテナ７０を備える。このトーンは、受信アンテナ７にパルス電気信号を発生させ、デコーダ８０として機能するマイクロ・プロセッサ・チップに入力される。デコーダ８０は、受信するようにプログラムされたＲＦ信号以外の、たとえばＲＦ発生器５０が発生したＲＦ信号以外のすべての信号をフィルタで除去する。外部電源が、マイクロ・プロセッサ・チップ／デコーダ８０には接続されている。ＲＦ発生器５０からの傍受されたトーンに応答して、デコーダ・チップはパルス電気信号を発生する。デコーダ８０に接続された外部電源は、チップが展開したパルス電圧出力信号を増大させる。この増大された（たとえば、１２０ＶＡＣ）電圧パルスは、従来の継電器内のスイッチの位置を変化させるためにその継電器９０に印加される。次に、継電器スイッチ位置の変化を使用して、バイポーラ・スイッチを備えた電気装置のオン／オフを切り換えるか、または複数位置スイッチの複数の位置間で切り換える（toggle）。撓み力変換器素子１２の押下と復元の各サイクルごとに継電器９０が１回だけ起動することを保証するために、ゼロ電圧スイッチング素子を追加することもできる。
【００５６】
複数の異なるＲＦスイッチング装置が、複数の継電器を制御するの個別のトーンを発生するのに使用可能であり、それらは、そのトーンを受信するように同調される。代替実施形態では、（ガレージ・ドア開閉器の場合のように）ディジタル化ＲＦ信号をコーディングし、プログラム可能にして、そのディジタル化ＲＦ信号でコーディングされた継電器のみを活動化するように、することもできる。
【００５７】
本発明は、家庭内の各スイッチまで１２０ＶＡＣ（ヨーロッパでは２２０ＶＡＣ）のラインを敷設する必要性を排除するので安全である。むしろ、高電圧の架空ＡＣラインは、電気器具またはライトまでを敷設するのみであり、これら電気器具またはライトは、電源内蔵式スイッチング装置および継電器スイッチを介して作動させられる。また、本発明は、穴を開け、各スイッチまで／各スイッチを通して、壁の内部に電線を敷設することに関連付けられる初期および改修時の建築コストも節約する。その壁を破壊して再建する必要がないので、本発明は保存に耐える歴史的構造物において特に有用である。また、本発明は、コンクリート・スラブを使用する構造物などのコンクリート建築および／またはスタッコ（stucco；漆喰）建築でも有用であり、このような構造物の壁および床の表面に配線を設ける必要性を排除するものである。
【００５８】
上記の説明には多くの詳細が含まれているが、これらは本発明の範囲に対する制限と解釈すべきものではなく、むしろその好ましい一実施形態の例示として解釈すべきものである。たとえば、以下に示すように、他にも多くの変形態様が可能である。
【００５９】
圧電装置に加え、電気活性素子は磁歪または強誘電体装置を含むことができる。
【００６０】
アクチュエータは、弓形ではなく、通常状態で平坦（normally be flat）であるが、変形可能なものにすることができる。
【００６１】
複数の高変形圧電アクチュエータを、互いの上に配置し、スタックし、または接合することができる。
【００６２】
複数の圧電アクチュエータを、相互に隣接して配置し、１つのアレイを形成することができる。
【００６３】
より大きい衝撃（impulse）を発生するために、より大きいかまたは異なる形状のＴＨＵＮＤＥＲ素子を使用することもできる。
【００６４】
圧電素子は、撓み力アクチュエータまたは直接モード圧電アクチュエータにすることができる。
【００６５】
ある素子と隣の素子またはスイッチ・プレートのフレーム部材との摩擦および摩耗を低減するために、アクチュエータと凹部またはスイッチ・プレートとの間に支持材料を配置することができる。
【００６６】
アクチュエータに圧力を加えるための手段として、手動の圧力、ローラ、プレッシャ・プレート、トグル、ヒンジ、ノブ、スライダ、ねじりメカニズム、リリース・ラッチ、ばね荷重式装置（spring loaded devices）、フット・ペダル、ゲーム用コンソール、トラフィック・アクティベべーション（traffic activation）、座席起動装置（seat activated devices）の簡単な応用を含む、他の手段を使用することもできる。
【００６７】
したがって、本発明の範囲は、例示した実施形態によって決定されるのではなく、特許請求の範囲およびそれと法律上同等のものによって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で使用する撓み力圧電アクチュエータの構造の詳細を示す正面図である。
【図２】  本発明の変更態様で使用する代替多層撓み力圧電アクチュエータの構造の詳細を示す正面図である。
【図３】  アクチュエータへの機械的な力の印加とその解除をするための装置の正面図である。
【図４】  力を印加したときのアクチュエータの変形を示す図３の装置の正面図である。
【図５】  急速解除（quick-release）装置の引外しによって、印加された力を除去したときのアクチュエータの復元を示す図３の装置の正面図である。
【図６】  撓み力圧電アクチュエータを取り入れた、本発明のスイッチング装置を示す概略図である。
【図７】  図６のパルス改造（modification）、トーン発振器、ＲＦ発生器の各下位（sub）回路部分を示す詳細概略図である。
【図８】  インダクタの断面（cross-section）を最大限にする位置にあるジャンパ線を示す、図７の同調ループ・アンテナの平面図である。
【図９】  インダクタの断面を最小限にする位置にあるジャンパ線を示す、図７の同調ループ・アンテナの平面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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