(57)【要約】  本発明は、非常にシンプル且つロバストな、無線のバッテリなしのエネルギ収集装置１００に関する。ボタンを押す／はなす際の操作は、ピボットポイント１４から第１部材１にゆるく固定される素子３の運動をもたらす前記第１部材１の、その中心軸１１を中心とした回転、及びエネルギ収集機の発生装置軸が結合される第２部材２の前記中心軸１１を中心とした回転をもたらし、前記発生装置の回転軸は、前記中心軸１１と一致する。完全に押す／はなすと、前記素子３は、前記ピボットポイント１４を中心として回転させられ、前記第２部材２の垂直隆起ピン２２が前記素子３のスロット３０の各端部にあるくぼみ領域３１、３２から離れること、及び前記第２部材２がその休止位置まで回転することを可能にする。
2015505450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材であって、前記第１部材の中心軸を中心として回転するよう適応される第１部材と、
第２部材であって、前記第２部材の第１端部から前記第１部材の前記中心軸を中心として回転するよう適応される第２部材と、
素子であって、前記素子を通して形成されるスロット及び横方向隆起部を持ち、前記スロットの各端部が、各々、第１及び第２くぼみ領域を含む素子と、
前記第１部材の第１端部の一部に結合される第１ばねと、
前記第２部材の前記第１端部の一部に結合される第２ばねと、
第１止め具と、
前記第１止め具に面する第２止め具と、
第３止め具と、
前記第３止め具に面する第４止め具とを有する無線のバッテリなしのエネルギ収集装置であって、
前記第２部材の第２端部が、垂直隆起ピンを持ち、
エネルギ収集機の発生装置軸が、前記発生装置の回転軸が前記中心軸と一致するように、前記第２部材に結合され、
前記垂直隆起ピンが、前記素子の前記スロットと係合するよう適応され、
前記素子が、前記第１部材の第２端部の一部にゆるく固定され、
前記第３及び第４止め具が、前記第１部材の角運動を制限する無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項２】
ボタンを有し、前記第１部材の前記第１端部の前記角運動が、前記ボタンを押すこと及び／又は押した前記ボタンをはなすことによって、引き起こされる請求項１に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項３】
前記ボタンを押す時の前記第１部材の前記第１端部の前記角運動が、前記第１ばねが弾性的に変形し始める方向のものである請求項２に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項４】
前記ボタンをはなす時の前記第１部材の前記第１端部の前記角運動が、前記第２ばねが弾性的に変形し始める方向のものである請求項２に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項５】
前記ボタンを押すと、前記第１くぼみ領域と係合時の前記第２部材の前記垂直隆起ピンによって、前記第２部材の、前記第１部材の前記中心軸を中心とした、前記素子の運動方向と同じ方向の回転が、引き起こされる請求項２に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項６】
前記ボタンがほぼ完全に押されるとき、前記素子の前記横方向隆起部が、前記第１止め具にもたれる請求項５に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項７】
前記ボタンを完全に押すと、前記垂直隆起ピンが、次に前記第２くぼみ領域と係合するために前記第１くぼみ領域から離れることができるように、前記素子が、前記素子がピボットポイントにおいて固定される前記第１部材の前記第２端部の前記一部を中心として、回転させられる請求項５又は６に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項８】
前記ボタンをはなすと、前記第２くぼみ領域と係合時の前記第２部材の前記垂直隆起ピンによって、前記第２部材の、前記第１部材の前記中心軸を中心とした、前記素子の運動方向と同じ方向の回転が、引き起こされる請求項２に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項９】
前記ボタンがほぼ完全にはなされるとき、前記素子の前記横方向隆起部が、前記第２止め具にもたれる請求項８に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【請求項１０】
前記ボタンを完全にはなすと、前記垂直隆起ピンが、次に前記第１くぼみ領域と係合するために前記第２くぼみ領域から離れることができるように、前記素子が、前記素子がピボットポイントにおいて固定される前記第１部材の前記第２端部の前記一部を中心として、回転させられる請求項８又は９に記載の無線自己発電型エネルギ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチ、センサ装置及び制御装置などの、無線のバッテリなしのエネルギ収集装置の分野に関し、より詳細には、電気機械エネルギ収集トグルスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術は、ケーブルを引く必要がなく、穴をあける必要がないことから、主に、装置の配置の自由、携帯性／移動性、及び取り付けコスト削減の関して、利点を持つ。それによって、このような技術は、一方が他方から又はそれらを制御する装置から遠い場所に設置される必要がある、照明装置、調光器、無線遠隔制御装置、及び運動又は光検出器などのセンサ装置を用いる、相互接続、検出、自動化、制御又は監視システムにとって、とりわけ魅力的である。例えば、照明制御装置は、回転式／ダイヤル式調光スイッチ、スライド式調光スイッチ、タッチパッド式調光器又はプラグイン式調光スイッチを含み得る。回転式／ダイヤル式調光スイッチは、最大照明から非常に暗く及び間の全ての明るさまで調節され得るつまみを持ち、オン／オフ機能は、つまみに組み込まれ得る、又は別のボタンによって処理され得る。スライド式調光スイッチは、明るさ及び光の量の調節を可能にするスライドハンドルを持ち、オン／オフ機能は、ハンドルに組み込まれ得る、又は別のボタンによって処理され得る。タッチパッド式調光器は、パッド上でユーザの指を動かすことによって、光及び明るさを調節させる。プラグイン式調光スイッチは、差し込み口に接続され、ランプは、スイッチに接続される。光及び明るさは、プラグイン式調光スイッチ上のダイヤルを通して制御される。
【０００３】
同様のもののネットワークに現れる不利な点の１つは、装置の電力供給に関する。実際、装置には配線されていないことから、それらは、もはや、ネットワークにおいて必要とされるあらゆる動作を実施するために必要な電力を、壁のコンセントから、又は制御装置との接続を介して、受け取ることができない。従って、このような装置に内蔵バッテリを備え付けることが考えられている。しかしながら、前記装置は、非常にサイズが制約されたものであることから、バッテリは、大きなサイズのものではないかもしれず、それによって、装置の寿命の減少をもたらすかもしれず、その場合、時間がかかり得る労働集約的なバッテリ交換をもたらすかもしれない。
【０００４】
この問題は、光、温度、運動（例えば、回転、振動、流れ）及び電磁放射などのそれらの周囲から、又は人間のユーザとの相互作用から、動作及び通信のために必要とされるエネルギを収集する自己発電型装置(self-powered device)を供給することによって、解決され得る。
【０００５】
例えば、ECO 100などの電気力学的電力発生装置が、EnOceanから専用の無線送信機モジュールPTM 200に電力を供給するために用いられ得る。このような発生装置は、一般的な電気力学的エネルギ変換装置のような働きをし、磁性素子が、適切な押しボタン又はスイッチロッカーによって装置の外部から押され得るばねによる作動後にエネルギ収集コイル内で動く。ばねが押し上げられる又は押し下げられるとき、電気エネルギが、モジュール PTM 200に供給され、次いで、モジュールPTM 200を介して、供給電圧の極性及び３２ビットモジュールＩＤを含むＲＦ電報が送信され得る。しかしながら、この例示解決策は、独自の制御技術と一緒に動かすために最適化されており、これは、他の制御技術で動かすことを選ぶ場合に、システムアーキテクチャの設計をより複雑にし、より高コストにする。実際、その場合、独自の制御技術から、例えば、IEEE 802.15.4及びZigBee規格ベースのプロトコルに準拠する標準的な制御技術に変換するためのゲートウェイが必要とされる。更に、収集されるエネルギの量は、磁場の変化の速度に比例し、これは、機構／収集機の幾つかのパーツの運動の速度によって決定される。（ボタンを押す／はなす／保つ）ユーザ動作の速度は、通常、十分ではなく、予測できない。ユーザ動作から収集可能なエネルギの量に合わせるために、機構、電力収集、変換及び貯蔵、並びに負荷（無線機）との統合などの設計の技術面の最適化に焦点を合わせることは、ユーザに提供される機能、制御の直観性及び制御の使いやすさ（例えば、壁のコンセント又はバッテリによって電力を供給される装置と比べて必要とされるステップの数及び順序）などのユーザビリティ面を犠牲にすることになり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、スイッチボタンを完全に押す及びはなすことによって十分なエネルギを収集することが可能な、非常にシンプル且つロバストな、無線のバッテリなしのエネルギ収集装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の無線のバッテリなしのエネルギ収集装置によって達成される。
【０００８】
従って、シンプル且つロバストであり、前記ボタンを押す時及びはなす時にエネルギを収集することを可能にする収集機構が提供される。提案する収集装置又は収集機は、非常にシンプルで、非常にロバストであり、前記エネルギは、特定の動作の終了時にのみ、即ち、前記ボタンが完全に押される／はなされるときにのみ（即ち、決して動作の速度に影響されずに）、収集される。
【０００９】
第１の態様によれば、前記無線のバッテリなしのエネルギ収集装置が、
−  第１部材であって、前記第１部材の中心軸を中心として回転するよう適応される第１部材と、
−  第２部材であって、前記第２部材の第１端部から前記第１部材の前記中心軸を中心として回転するよう適応される第２部材と、
−  素子であって、前記素子を通して形成されるスロット及び横方向隆起部を持ち、前記スロットの各端部が、各々、第１及び第２くぼみ領域を含む素子と、
−  前記第１部材の第１端部の一部に結合される第１ばねと、
−  前記第２部材の前記第１端部の一部に結合される第２ばねと、
−  第１止め具と、
−  前記第１止め具に面する第２止め具と、
−  第３止め具と、
−  前記第３止め具に面する第４止め具とを有し、
−  前記第２部材の第２端部が、垂直隆起ピンを持ち、
−  エネルギ収集機の発生装置軸が、前記発生装置の回転軸が前記中心軸と一致するように、前記第２部材に結合され、
−  前記垂直隆起ピンが、前記素子の前記スロットと係合するよう適応され、
−  前記素子が、前記第１部材の第２端部の一部にゆるく固定され、
−  前記第３及び第４止め具が、前記第１部材の角運動を制限する。
【００１０】
前記第１の態様と組み合され得る第２の態様によれば、前記無線のバッテリなしのエネルギ収集装置が、ボタンであって、前記ボタンを押すこと及び／又は押した後にはなすことが、前記第１部材の前記第１端部の前記角運動を引き起こし、それによって、前記収集機構を作動させるボタンを有する。
【００１１】
前記第２の態様と組み合され得る第３の態様によれば、前記ボタンを押す時、この角運動が、前記第１ばねが弾性的に変形する方向のものであり、前記第１ばねの前記変形は、それによって、圧力エネルギを蓄える。
【００１２】
前記第２の態様と組み合され得る第４の態様によれば、前記ボタンをはなす時、この角運動が、前記第２ばねが弾性的に変形する方向のものであり、前記第２ばねの前記変形は、それによって、解放エネルギを蓄える。
【００１３】
前記第２の態様と組み合され得る第５の態様によれば、前記ボタンを押すと、前記第１くぼみ領域と係合時の前記第２部材の前記垂直隆起ピンによって、前記第２部材の、前記第１部材の前記中心軸を中心とした、前記素子の運動方向と同じ方向の回転が、引き起こされる。それによって、前記エネルギ収集機の前記発生装置軸が動くことができ、前記第２部材に取り付けられる前記第２ばねが更にエネルギを蓄えることができる。
【００１４】
前記第５の態様と組み合され得る第６の態様によれば、前記ボタンがほぼ完全に押されるとき、前記素子の前記横方向隆起部が、前記第１止め具にもたれる。それによって、前記素子は、完全に押すと回転させられる状態になる。 
【００１５】
前記第５の態様又は前記第６の態様と組み合され得る第７の態様によれば、前記ボタンを完全に押すと、前記垂直隆起ピンが、次に前記第２くぼみ領域と係合するために前記第１くぼみ領域から離れることができるように、前記素子が、前記素子がピボットポイントにおいて固定される前記第１部材の前記第２端部の前記一部を中心として、回転させられる。それによって、前記第２部材は、その休止位置まで回転することができ、完全に押すと、押す動作の速度とは無関係に、十分なエネルギが収集され得る。
【００１６】
前記第２の態様と組み合され得る第８の態様によれば、前記ボタンをはなすと、前記第２くぼみ領域と係合時の前記第２部材の前記垂直隆起ピンによって、前記第２部材の、前記第１部材の前記中心軸を中心とした、前記素子の運動方向と同じ方向の回転が、引き起こされる。それによって、前記エネルギ収集機の前記発生装置軸が動くことができ、前記第２部材に取り付けられる前記第２ばねが更にエネルギを蓄えることができる。
【００１７】
前記第８の態様と組み合され得る第９の態様によれば、前記ボタンがほぼ完全にはなされるとき、前記素子の前記横方向隆起部が、前記第２止め具にもたれる。それによって、前記素子は、完全にはなすと回転させられる状態になる。
【００１８】
前記第８の態様又は前記第９の態様と組み合され得る第１０の態様によれば、前記ボタンを完全にはなすと、前記垂直隆起ピンが、次に前記第１くぼみ領域と係合するために前記第２くぼみ領域から離れることができるように、前記素子が、前記素子がピボットポイントにおいて固定される前記第１部材の前記第２端部の前記一部を中心として、回転させられる。それによって、前記第２部材は、その休止位置まで回転することができ、完全にはなすと、はなす動作の速度とは無関係に、十分なエネルギが収集され得る。
【００１９】
下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ボタンを押す時及びはなす時の収集過程中に第１部材により移動される領域が破線として示される、休止位置にある、本発明による装置の完全な図を示す。
【図２】本発明による装置の収集機構サイクルであって、一連のステップa乃至iに分けられているサイクルの概略図である。
【図３ａ】収集機構の面における、本発明による装置の（矢印により図示されるような）作動の概略図を示す。
【図３ｂ】収集機構の面に垂直な、本発明による装置の（矢印により図示されるような）作動の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、図１に示されているような無線のバッテリなしのエネルギ収集装置１００に関する。装置１００は、第１部材１と、垂直隆起ピン２２を備える第２部材２と、素子３であって、前記素子３を通して形成されるスロット３０及び前記素子３から外側へ延在する横方向隆起部３３を備える素子３と、第１部材１の第１端部の一部に結合される第１ばね４と、第２部材２の第１端部２１の一部に結合される第２ばね５と、互いに向き合う第１及び第２止め具６、７と、互いに向き合う第３及び第４止め具１２、１３とを有する。
【００２２】
第１部材１は、その中心軸１１を中心に回転するよう適応される。第２部材２は、第１部材１の上に取り付けられ、第１部材１の中心軸１１を中心に、その第１端部から回転するよう適応される。エネルギ収集コイル又はステップモータにおいて電圧パルスを発生させるために、第２部材２には、エネルギ収集機、例えば、コイルに対して動く磁石の発生装置軸が、発生装置の回転軸が中心軸１１と一致するように、結合される。垂直隆起ピン２２は、素子３のスロット３０、３１、３２と係合し、スロット３０の各端部は、各々の第１及び第２くぼみ領域３１、３２を含む。第２部材２の上に取り付けられる素子３は、ピボットポイント１４において第１部材１の第２端部の一部にゆるく固定され（例えば、ボルトと平ワッシャとの組み合わせ）、これは、素子３の、ピボットポイント１４上の部分を中心とした強制回転を可能にする。
【００２３】
ここで、図２に関連して、本発明による装置１００の収集機構サイクルを説明する。休止位置（ステップa）から始まり、ボタン又はスイッチハンドルを押すユーザによって引き起こされるボタン又はスイッチハンドルの直線運動が、第１部材１の第１端部の移動領域が増大し、第１ばね４が弾性的に変形し始める回転方向（例えば時計回り）の第１部材１の第１端部の角運動（図１の破線参照）に変換される。従って、第１部材１は、その中心軸１１を中心に、第１部材１の第１端部の回転方向と同じ回転方向に回転し、それによって、第１部材１の第２端部にゆるく固定される素子３を、第１部材１の第１端部の回転方向と同じ回転方向に動かす。スロット３０の端部にある第１くぼみ領域３１と係合する、第２部材２の垂直隆起ピン２２は、第２部材２の、第１部材１の中心軸１１を中心とした、素子３の運動方向と同じ方向の回転を引き起こし、これは、第２ばね５の弾性変形をもたらす。第１部材１の角運動は、第３止め具１２によって制限される。ボタンが、ほぼ完全に、例えば90%押されるとき、素子３の横方向隆起部３３は、第１止め具６にもたれる。それによって、ユーザは、ボタンがほぼ完全に押されていることを直観的に知覚することができる（ステップb）。次いで、ボタンを、完全に、即ち100%押すことによって、第１部材１は、第３止め具１２にもたれ、横方向隆起部３３が第１止め具６にもたれる素子３は、第１部材１の第２端部の、素子３がピボットポイント１４において固定される部分を中心として、垂直隆起ピン２２が第１くぼみ領域３１から離れることができるようにして、回転させられる（ステップc）。その後、第２ばね５によってその休止位置に戻るためにもたらされる力が、垂直隆起ピン２２を、スロット３０に沿って摺動させ（ステップd）、最終的に、第２くぼみ領域３２と係合させる（ステップe）。最後に、第２ばね５、第２部材２及びついでに垂直隆起ピン２２は、それらの開始又は休止位置に戻る。従って、ボタンが完全に押される場合に、エネルギが収集され、第２部材２が、その休止位置まで回転している。
【００２４】
押したボタンをはなすと、第１ばね４によってその休止位置に戻るためにもたらされる力が、第１部材１の第１端部を、押す時の回転方向に対して逆の回転方向（例えば反時計回り）に動かす。従って、第１部材１は、その中心軸１１を中心として、その逆回転方向に回転し、それによって、第１部材１の第２端部にゆるく固定される素子３を、第１部材１の第１端部の回転方向と同じ回転方向に動かす。スロット３０の端部にある第２くぼみ領域３２と係合する、第２部材２の垂直隆起ピン２２は、第２部材２の、第１部材１の中心軸１１を中心とした、素子３の運動方向と同じ方向の回転を引き起こし、これは、第２ばね５の弾性変形をもたらす（ステップf）。第１部材１の角運動は、第４止め具１３によって制限される。ボタンが、ほぼ完全に、例えば90%はなされるとき、素子３の横方向隆起部３３は、第２止め具７にもたれる。次いで、ボタンを、完全に、即ち100%はなすと、横方向隆起部３３が第２止め具７にもたれる素子３は、第２ばね５によって、第１部材１の第２端部の、素子３がピボットポイント１４において固定される部分を中心として、垂直隆起ピン２２が第２くぼみ領域３２から離れることができるようにして、回転させられる（ステップg）。その後、第２ばね５によってその休止位置に戻るためにもたらされる力が、垂直隆起ピン２２を、スロット３０に沿って摺動させ（ステップh）、最終的に、第１くぼみ領域３１と係合させる（ステップi）。最後に、装置１００は、その休止位置に戻り、とりわけ、第１ばね４、第２ばね５、第２部材２及びついでに垂直隆起ピン２２は、それらの休止位置に戻る（ステップi）。従って、ボタンが完全にはなされる場合に、エネルギが収集され、第２部材２が、その休止位置まで回転している。
【００２５】
図３ａ及び３ｂは、収集機構の面における（図３ａ、インタフェース部材１０ａ）、又は収集機構の面に垂直な（図３ｂ、インタフェース部材１０ｂ）、矢印によって示されているように、インタフェース部材１０ａ、１０ｂによって本発明による装置１００を作動させるあり得る方法を図示している。更に、第１部材１、第２部材２、素子３、及びボタン（図示せず）と第１部材１とを接続する部材１０ａ、１０ｂの角運動、並びにこれらのパーツの分解図が、説明のために示されている。 
【００２６】
図１乃至３に関連して上述したような第１部材１、第２部材２及び素子３の取り付け順序は、ただ説明だけを目的としたものであることに注意されたい。第１部材１、第２部材２及び素子３の他の垂直方向取り付け／積み重ね順序はあり得る。
【００２７】
本発明の収集機構においては、スイッチハンドル又はボタンを完全に押す又ははなす際に収集されるエネルギの量は、磁石の形態の一般的なエネルギ収集機とは異なり、動作の速度に影響されないことに注意されたい。
【００２８】
更に、本発明は、直観的で、便利で、信頼性が高い方法で実現され得るオン／オフ及び調光などのユーザのための付加的な制御機能を可能にするためのあらゆる電気機械エネルギ収集トグルスイッチに適用され得ることに注意されたい。
【００２９】
要約すると、非常にシンプル且つロバストな、無線のバッテリなしのエネルギ収集装置１００が記載されている。ボタンを押す／はなす際の操作は、ピボットポイント１４から第１部材１にゆるく固定される素子３の運動をもたらす前記第１部材１の、その中心軸１１を中心とした回転、及びエネルギ収集機の発生装置軸が結合される第２部材２の前記中心軸１１を中心とした回転をもたらし、前記発生装置の回転軸は、前記中心軸１１と一致する。完全に押す／はなすと、前記素子３は、前記ピボットポイント１４を中心として回転させられ、前記第２部材２の垂直隆起ピン２２が前記素子３のスロット３０の各端部にあるくぼみ領域３１、３２から離れること、及び前記第２部材２がその休止位置まで回転することを可能にする。
【００３０】
本発明を、図面において図示し、上記の説明において詳細に説明しているが、このような図及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであって、限定するものとみなされるべきではない。本発明は、開示されている実施例に限定されない。請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【図１】
2015505450.tif 000003
【図２ａ）】
2015505450.tif 000004
【図２ｂ）】
2015505450.tif 000005
【図２ｃ）】
2015505450.tif 000006
【図２ｄ）】
2015505450.tif 000007
【図２ｅ）】
2015505450.tif 000008
【図２ｆ）】
2015505450.tif 000009
【図２ｇ）】
2015505450.tif 000010
【図２ｈ）】
2015505450.tif 000011
【図２ｉ）】
2015505450.tif 000012
【図３ａ】
2015505450.tif 000013
【図３ｂ】
2015505450.tif 000014
【国際調査報告】
2015505450.tif 000015
2015505450.tif 000016