(57)【要約】  ＳＰＳＴ、ＳＰＤＴ、ＤＰＤＴ、転極ＤＰＤＴ、多極ＭＰＳＴ、およびＭＰＤＴの少なくとも１つの極を機械的にラッチングするための方法および装置であって、スイッチ手動キーを介して、および電力パルスによってリレーコイルに給電することによって遠隔で電気負荷を操作するために、リレーの極およびＰＣＢアセンブリを含むスイッチを接続するために導電性の構造化されたコンタクタを使用して、単一および複数のハイブリッドＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチをＳＰＤＴおよびＤＰＤＴ機械的ラッチングリレーのうちの１つと一体化することを含み、光ケーブル、ＲＦ、見通し線内でのＩＲ、およびバスラインを介してホームオートメーションネットワークまたはグリッドの負荷のグループおよびすべての負荷のオンオフを切り替えるために一体化されたスイッチ−リレーにトラベララインで接続される各ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴの手動キーのいずれかを提供するためのＣＰＵプログラムを含む方法および装置。
2017502460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リレーの少なくとも１つの導電性の極と、ベースおよび本体の１つとの間に延びるばね駆動ロックデバイスによって、前記極との係合された少なくとも１つの第１の接点を維持するために、少なくとも１つの極をラッチングするための方法であって、前記極は、電力パルスがコイルに供給されるときに、前記リレーの磁気コイルに引かれるアーマチュアに取り付けられ、前記パルスは、前記少なくとも１つの極を、前記少なくとも１つの第１の接点、および接点を含まない少なくとも１つの第２の接点とそれぞれ係合することによって、スイッチオン、切替え、スイッチオフ、交差から直線への切替え、直線から交差への切替えを含む群から選択される状態に前記リレーを操作するのに、かつ前記少なくとも１つの極をロックするおよび解放する、のうちの１つのために、引かれたアーマチュアによって前記ロックデバイスを圧縮するのに十分な期間を有し、
前記コイルに前記電力パルスを新たに供給するごとに、前記リレーの状態が、単投リレーの極の少なくとも１つについて、オンからオフ、およびオフからオンのうちの１つへ、ならびに双投リレーの複数の極の少なくとも１つの極について前記係合する第１の接点から係合する第２の接点、および係合する前記第２の接点から前記係合する第１の接点のうちの１つへ逆になり、前記極は、前記極がラッチングされ前記コイルに供給される前記電力パルスの前記期間が終了したとき前記アーマチュアに部分的な解放を提供するように構造化され、
ａ．前記アーマチュアを吸引するために前記電力パルスを前記コイルに供給するステップと、
ｂ．前記期間後、前記少なくとも１つの極を前記ロックデバイスによってラッチングするために前記少なくとも１つの極を前記少なくとも１つの第１の接点と係合するステップと、
ｃ．前記ラッチングを含めて前記期間を通じて、および前記期間後、前記係合を維持するステップと、
ｄ．前記期間後、前記アーマチュアを部分的に解放するステップと、
ｅ．新たな前記電力パルスを供給し、オンからオフ、オフからオン、切替え、交差から直線、および直線から交差を含む群から選択される前記リレー状態を逆にするステップと、
ｆ．新たな前記ａ．ステップからｅ．ステップを開始するために、新たな前記電力パルスを供給するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リレーは、単極単投（ＳＰＳＴ）、単極双投（ＳＰＤＴ）、双極単投（ＤＰＳＴ）、双極双投（ＤＰＤＴ）、転極ＤＰＤＴ、３つ以上の（多）極単投（ＭＰＳＴ）、および多極双極（ＭＰＤＴ）を含む群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アーマチュアの前記部分的な解放移動は、前記少なくとも１つの極の前記接点と前記第１の接点との間で微小な移動を強制することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの前記リレーは、少なくとも１つの２つのコンタクタを介して、アーマチュアによって作動される単極および双極のうちの１つに接続される、手動で作動される単極および双極のうちの少なくとも１つを一体化するハイブリッドスイッチ内に含まれ、前記ハイブリッドスイッチは、２重接点をそれぞれが有する２つのコンタクタを含むＳＰＤＴ、２重接点をそれぞれが有する４つのコンタクタを含むＤＰＤＴ、および３重転極接点をそれぞれが有する２つのコンタクタを含む転極ＤＰＤＴを含む群から選択され、
少なくとも１つの電気負荷に給電するための前記ハイブリッドスイッチが、少なくとも１つの電力端子と、手動で作動される単極および双極のうちの前記１つをロックする、および解放する、のうちの１つのためのロックデバイスを含む手動作動キーと、直接ラインおよびトラベララインのうちの１つを介して負荷に接続するための単一の端子および２重端子のうちの１つとをさらに含み、
ａ．縦続のＳＰＤＴ手動スイッチおよびＤＰＤＴ機械スイッチのうちの少なくとも１つを通じて直接ラインおよびトラベララインのうちの１つを介して単一の端子および２重端子のうちの前記１つに負荷を接続するステップと、
ｂ．前記少なくとも１つの電力端子に電力を接続するステップと、
ｃ．前記ハイブリッドスイッチを電気壁ボックスおよびキャビネットのうちの１つの中に設置するステップと、
ｄ．前記手動作動キー、および前記コイルに前記電力パルスを供給することのうちの１つによって前記負荷に給電するステップと
を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＰＤＴのハイブリッドスイッチは、ＡＣ電力に接続するためのＡＣ活線端子および中性端子と、ＡＣ活線を介して前記負荷に直接給電するための１つの極端子とを含み、前記ＤＰＤＴハイブリッドスイッチは、ＡＣ電力に接続するためのＡＣ活線端子および中性端子と、ＡＣおよび中性線を介して前記負荷に直接給電するための２つの極端子とを含み、前記転極ＤＰＤＴのハイブリッドスイッチは、ＡＣ電力に接続するためのＡＣ活線端子および中性端子と、２重トラベララインならびに縦続のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴ機械スイッチのうちの少なくとも１つを介して前記負荷に給電するための２つの極端子とを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記手動で作動される極は、プッシュツーロック(push to lock)、プッシュツーリリース(push to release)、プッシュプッシュ(push-push)、ロッカ(rocker)、トグル(toggle)、スライド、回動、およびそれらの組合せを含む群から選択されるキーアクションによって作動されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記手動で作動される極は、マイクロスイッチ(micro switch)およびロッカスイッチ(rocker switch)の少なくとも１つの極であり、前記マイクロスイッチは、プッシュツーロックおよびプッシュツーリリース機構のラッチングキーによって支持されたレバーを介して作動され、前記プッシュ(push)は、前記キーのプッシュ表面を通じてどこでも適用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの前記ハイブリッドスイッチは、不透明、ＩＲ通過透過性、インジケータ透過性、インジケータ透過性窓、ＩＲ通過窓、着色、およびそれらの組合せを含む群から選択されるキーを有する選択可能な装飾カバーを使用して標準的な壁ボックス内に設置するためにサイズおよび形状が合うケーシング内にパッケージされることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記ハイブリッドスイッチは、ＣＰＵ、メモリ、電流ドレインセンサ、電流信号増幅器、ステータスセンサ、光ケーブルのための光アクセスを有する少なくとも１つの光トランシーバ、アンテナを有するＲＦトランシーバ、オープンエアアクセスを有するＩＲトランシーバ、バスラインドライバ、少なくとも１つのインジケータドライバ、少なくとも１つのリレーコイルドライバ、少なくとも１つの設定セレクタ、およびそれらの組合せを含む群から選択される電気回路を含み、
前記電気回路の機能は、受信コマンド、コマンドに対する応答、前記負荷ステータス、前記負荷によって消費された電力、およびそれらの組合せを含む群から選択されるデータを通信するために、前記光ケーブルの１つを介した光学的、見通し線内でのＩＲ、前記アンテナを介したＲＦ、前記バスラインドライバを介した電気的、およびそれらの組合せを含む群から選択される双方向信号伝搬のうちの少なくとも１方向を含めて、操作コマンドに応答すること、電流センサおよび負荷ステータス信号のうちの１つを検出すること、負荷によって消費された電力を計算すること、およびそれらの組合せを含む群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記手動で作動される極およびアーマチュアによって作動される極のうちの１つは、前記計算および前記通信のために、前記負荷によってドレインされる電流に関連する信号レベルを供給するための低オーミック合金を含むように構造化されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
２つの高オーミック抵抗器がそれぞれ各トラベラ接点に接続され、前記負荷と前記ＡＣ活線端子との間の連続性を識別するために処理回路にドライバ信号を供給するための分圧器を共に形成することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記負荷の詳細事項および場所は、前記設定セレクタを介して設定される、および前記メモリにダウンロードされるのうちの１つであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記手動で作動される極および前記少なくとも１つの縦続のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴ機械スイッチのキーのうちの１つの第１のキーイングを含む負荷ステータスを逆にするためのあらゆるキーイングアクションが、前記負荷のステータスをオンからオフおよびオフからオンのうちの１つに逆にし、繰返しキーイングが、延長された持続時間タイマ、および所与の負荷のクラスタをオンおよびオフのうちの１つに切り替えるためのコマンドを開始する第１の持続時間タイマを開始し、前記延長された持続時間タイマ中の後続のキーイングが、所与のホームオートメーションの前記所与の負荷に対してオンおよびオフのうちの１つに切り替えるためのコマンドを開始し、
オンおよびオフのうちの１つに切り替えるための各前記コマンドは、前記第１の持続時間タイマおよび前記延長された持続時間タイマ中、第１の逆ステータスを維持するために、単極および双極のうちの１つにつけられた前記アーマチュアの内部制御を含む、光ケーブル、ＲＦ、見通し線内でのＩＲ、バスライン、およびそれらの組合せを含む群から選択される前記ホームオートメーションのグリッドおよびネットワークのうちの１つを介して伝搬され、
ｅ．前記所与の負荷の詳細事項および場所を、前記設定セレクタおよび前記メモリへのダウンロードのうちの１つを介して設定するステップと、
ｆ．最初に前記負荷ステータスを逆にするために、前記手動で作動される極および前記１つの縦続のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチの前記キーのうちの１つをキーイングするステップと、
ｇ．第１の逆負荷ステータスに対応するように所与の負荷の前記クラスタを切り替えるために前記第１の持続時間タイマ内で前記キーイングを繰り返すステップと、
ｈ．コマンド信号を、前記ホームオートメーションのグリッドおよびネットワーク内で、ハイブリッドスイッチおよび前記クラスタの他の制御リレーに、直接およびホームオートメーションディストリビュータを介して伝搬するステップと、
ｉ．前記第１の逆ステータスに対応するように前記ホームオートメーションのグリッドおよびネットワーク内ですべての前記所与の負荷を切り替えるために前記延長された持続時間タイマ内で前記キーイングを繰り返すステップと、
ｊ．コマンド信号を、前記ホームオートメーショングリッドおよびネットワーク内で、ハイブリッドスイッチおよび前記すべての前記所与の負荷の他の制御リレーに、直接および前記ホームオートメーションディストリビュータを介して伝搬するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のハイブリッドスイッチのそれぞれは、少なくとも２つのコンタクタを介して前記アーマチュアに取り付けられた単極および双極のうちの１つに接続された手動で作動される単極および双極のうちの前記１つを含み、前記手動で作動されるキーおよび前記コイルは、組み合わされた複数のサイズ設定されたベースに一体化およびパッケージされ、前記ハイブリッドスイッチの前記作動は、同時に、グループで、個々に、およびそれらの組合せを含む群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの第１の接点との、係合された少なくとも１つの導電性の極を維持するためのばね駆動ロックデバイスを含むラッチングリレーであって、前記ロックデバイスは、圧縮によってロックから解放および解放からロックにロック状態を切り替えるために、前記少なくとも１つの極と、ばね、ロックリンク、棒材、および容器を含む前記リレーのベースおよび本体との間に延び、
前記リレーは、磁気コイルと、電力と負荷およびトラベララインのうちの少なくとも１つならびにそれらの組合せを接続するために前記少なくとも１つの極および接点端子に取り付けられるアーマチュアとをさらに含み、前記アーマチュアは、前記少なくとも１つの極を前記少なくとも１つの前記第１の接点、および接点を含まない少なくとも１つの第２の接点と係合することによってスイッチオン、切替え、スイッチオフ、交差から直線への切替え、直線から交差への切替えを含む群から選択される状態に前記リレーを操作するのに十分な期間を有する電力パルスを供給される前記磁気コイルによって引かれ、
前記磁気コイルによって引かれる前記アーマチュアは、同時に前記ロックデバイスを圧縮し、前記コイルに前記電力パルスを新たに供給するごとに、前記ロック状態を切り替えることをトリガし、前記リレーの状態を、単投リレーの極の少なくとも１つについてオンからオフ、およびオフからオンのうちの１つへ、ならびに双投リレーの複数の極の少なくとも１つの極について第１の接点との前記係合された極から第２の接点との係合する前記極、および前記第２の接点を前記係合された第１の接点と係合させることのうちの１つへ逆にし、
前記極は、前記極がラッチングされ前記コイルに供給される前記電力パルスの前記期間が終了し、前記コイルがもはや前記アーマチュアを引いていないとき前記アーマチュアに部分的な解放を提供し、圧縮によって前記ロックデバイスの解放を、および前記電力パルスを新たに供給することによって前記リレーの状態の切替えを提供するように構造化されることを特徴とするラッチングリレー。
【請求項１６】
前記リレーは、単極単投（ＳＰＳＴ）、単極双投（ＳＰＤＴ）、双極単投（ＤＰＳＴ）、双極双投（ＤＰＤＴ）、転極ＤＰＤＴ、３つ以上の（多）極単投（ＭＰＳＴ）、および多極双極（ＭＰＤＴ）を含む群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載のラッチングリレー。
【請求項１７】
前記アーマチュアの前記部分的な解放移動は、前記少なくとも１つの極の前記接点と前記第１の接点との間で微小な移動を強制することを特徴とする請求項１５に記載のラッチングリレー。
【請求項１８】
少なくとも１つの前記リレーは、２重接点をそれぞれが有する２つのコンタクタを含むＳＰＤＴ、２重接点をそれぞれが有する４つのコンタクタを含むＤＰＤＴ、および３重転極接点をそれぞれが有する２つのコンタクタを含む転極ＤＰＤＴを含む群から選択されるコンタクタを介して、アーマチュアによって作動される単極および双極のうちの１つに接続される、手動で作動される単極および双極のうちの１つをそれぞれが含む単一および複数の手動スイッチの１つを一体化するハイブリッドスイッチ内に含まれ、
電気壁ボックスおよび電気キャビネットのうちの１つの中に設置するための前記ラッチングのハイブリッドスイッチが、電力接続のための少なくとも１つの電力端子と、少なくとも１つの負荷を直接接続するための負荷端子、ならびにＳＰＤＴおよびＤＰＤＴ機械スイッチのうちの１つを含むトラベラワイヤの縦続の対を介して前記１つの負荷に接続するためのトラベラ端子のうちの少なくとも１つと、手動で作動される単極および双極のうちの前記１つをロックする、および解放する、のうちの１つのためのロックデバイスを含む手動作動キーとをさらに含み、
単極および双極の、アーマチュアによって作動される、および手動で作動されるものは、前記電力パルスが前記コイルに供給された、ならびに前記手動作動キーが、オフに切り替える、および前記負荷に給電する、のうちの１つのためにロック状態および解放状態の１つである、のうちの１つであるとき、前記極と前記コンタクタの間で切断および堅固な接触のうちの１つを提供するように構造化されることを特徴とする請求項１６に記載のラッチングリレー。
【請求項１９】
前記ＳＰＤＴのハイブリッドスイッチは、ＡＣ電力に接続するためのＡＣ活線端子および中性端子と、ＡＣ活線を介して前記負荷に直接給電するための１つの極端子とを含み、前記ＤＰＤＴのハイブリッドスイッチは、ＡＣ電力に接続するためのＡＣ活線端子および中性端子と、ＡＣおよび中性線を介して前記負荷に直接給電するために活線および中性電力線をオンおよびオフに切り替えるための２つの極端子とを含み、前記転極ＤＰＤＴのハイブリッドスイッチは、ＡＣ電力に接続するためのＡＣ活線端子および中性端子と、２重トラベララインならびに縦続のＳＰＤＴ機械スイッチの少なくとも１つを介して前記負荷に給電するための２つの極端子とを含むことを特徴とする請求項１８に記載のラッチングリレー。
【請求項２０】
前記手動で作動される極は、プッシュツーロック、プッシュツーリリース、プッシュプッシュ、ロッカ、トグル、スライド、回動、およびそれらの組合せを含む群から選択されるキーアクションによって作動されることを特徴とする請求項１８に記載のラッチングリレー。
【請求項２１】
前記手動で作動される極は、マイクロスイッチおよびロッカスイッチの少なくとも１つの極であり、前記マイクロスイッチは、プッシュツーロックおよびプッシュツーリリース機構のラッチングキーによって支持されたレバーを介して作動され、前記プッシュは、前記キーのプッシュ表面を通じてどこでも適用されることを特徴とする請求項１８に記載のラッチングリレー。
【請求項２２】
少なくとも１つの前記ハイブリッドスイッチは、不透明、ＩＲ通過透過性、インジケータ透過性、インジケータ透過性窓、ＩＲ通過窓、着色、およびそれらの組合せを含む群から選択されるキーを有する選択可能な装飾カバーを使用して標準的な壁ボックス内に設置するためにサイズおよび形状が合うケーシング内にパッケージされることを特徴とする請求項１８に記載のラッチングリレー。
【請求項２３】
前記ハイブリッドスイッチは、ＣＰＵ、メモリ、電流ドレインセンサ、電流信号増幅器、ステータスセンサ、光ケーブルのための光アクセスを有する少なくとも１つの光トランシーバ、アンテナを有するＲＦトランシーバ、オープンエアアクセスを有するＩＲトランシーバ、バスラインドライバ、少なくとも１つのインジケータドライバ、少なくとも１つのリレーコイルドライバ、少なくとも１つの設定セレクタ、およびそれらの組合せを含む群から選択される電気回路を含み、
前記電気回路の機能は、受信コマンド、コマンドに対する応答、前記負荷ステータス、前記負荷によって消費された電力、およびそれらの組合せを含む群から選択されるデータを通信するために、前記光ケーブルの１つを介した光学的、見通し線内でのＩＲ、前記アンテナを介したＲＦ、前記バスラインドライバを介した電気的、およびそれらの組合せを含む群から選択される双方向信号伝搬のうちの少なくとも１方向を含めて、操作コマンドに応答すること、電流センサおよび負荷ステータス信号のうちの１つを検出すること、負荷によって消費された電力を計算すること、およびそれらの組合せを含む群から選択されることを特徴とする請求項１８に記載のラッチングリレー。
【請求項２４】
前記手動で作動される極およびアーマチュアによって作動される極のうちの１つは、前記計算および前記通信のために、前記負荷によってドレインされる電流に関連する信号レベルを供給するための低オーミック合金を含むように構造化されることを特徴とする請求項２３に記載のラッチングリレー。
【請求項２５】
２つの高オーミック抵抗器がそれぞれ各トラベラ接点に接続され、前記負荷と前記ＡＣ活線端子との間の連続性を識別するために処理回路にドライバ信号を供給するための分圧器を共に形成することを特徴とする請求項２３に記載のラッチングリレー。
【請求項２６】
前記負荷の詳細事項および場所は、前記設定セレクタを介して設定される、および前記メモリにダウンロードされるのうちの１つであることを特徴とする請求項２３に記載のラッチングリレー。
【請求項２７】
前記手動で作動される極および前記少なくとも１つの縦続のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴ機械スイッチのキーのうちの１つの第１のキーイングを含む負荷ステータスを逆にするためのあらゆるキーイングアクションが、前記負荷のステータスをオンからオフおよびオフからオンのうちの１つに逆にし、繰返しキーイングが、所与の負荷のクラスタをオンおよびオフのうちの１つに切り替えるためのコマンドを伝搬する第１の持続時間タイマを開始し、繰返しキーイングが、所与のホームオートメーションのすべての前記所与の負荷をオンおよびオフのうちの１つに切り替えるためのコマンドを伝搬する延長された持続時間タイマを開始し、
前記所与のホームオートメーションのグリッドおよびネットワークのうちの１つを介して接続された負荷のクラスタの各所与の負荷の、およびすべての前記所与の負荷の詳細事項および場所は、前記設定セレクタを介して設定される、および前記メモリにダウンロードされるのうちの１つであり、
前記クラスタおよび前記すべての前記所与の負荷をオンおよびオフのうちの１つに切り替えるための各前記コマンドは、光ケーブル、ＲＦ、見通し線内でのＩＲ、バスライン、およびそれらの組合せを含む群から選択されるグリッドおよびネットワークのうちの前記１つを介して伝搬される前記負荷の前記第１の逆ステータスに対応するためのコマンドであり、前記第１の持続時間タイマおよび前記延長された持続時間タイマ中、前記負荷の前記逆にされたステータスを維持するために、単極および双極のうちの１つに取り付けられた前記アーマチュアの内部制御を含むことを特徴とする請求項２６に記載のラッチングリレー。
【請求項２８】
前記コンタクタは、プリント回路板、および手動スイッチとリレーをリンクする他の導電性構造のうちの１つによってリンクされた前記リレーおよび前記スイッチの接点構造であることを特徴とする請求項１８に記載のラッチングリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅および他の建築物内の器具を手動および遠隔操作するためのスイッチおよびリレーを含む電気オートメーションデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅、事務所、公共の建築物、店舗、レストラン、および工場内の湯沸器、空気調和機、ヒータ、照明など電気器具のオンオフを切り替えるためのスイッチおよびリレーが非常によく知られている。ホームオートメーションのための周知のリレーデバイスは、一般に、所与の建物の主電気キャビネットまたはサブ電気キャビネット内に設置される。設置されたリレーは、バスライン、ＲＦを介して、またはＡＣ電力線を介して伝搬される制御信号によって操作される。
【０００３】
それらの設置を含めた従来知られているオートメーションデバイスおよびリレーのコストは非常に高い。なぜなら、電気壁ボックス内に一般に設置されたスイッチを介して電力が供給されるその標準的な一般に適用される配線から電気配線を変更しなければならないからである。これは、リレーを介して主電気キャビネットまたはサブ電気キャビネットから電気を直接供給することと明らかに対照的である。電気キャビネット内のリレーを制御するためには、電気キャビネット内のリレーの制御回路に到達しそれを操作するために、一般に使用されている標準的なスイッチが、制御スイッチ、伝搬電気信号、ＲＦ信号、ＡＣ電力線信号、および場合によっては、オープンエアのＩＲ信号によって置き換えられる。
【０００４】
構造化された電気システムのそのような基礎的な変更は、非常に複雑な、コストのかかるものなっており、さらに複雑さは、設置された電気オートメーションシステムの深刻な、繰り返される故障の原因である。さらに、知られているホームオートメーションデバイスは、個々の電気器具によって消費される電力をレポートせず、家の所有者にもこれから生まれる「スマートグリッド」にも、統計をレポートするための使用可能なデータを提供しない。
【０００５】
米国特許第７，６４９，７２７号明細書は、一般に使用されている単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチまたは双極双投（ＤＰＤＴ）スイッチに接続されたＳＰＤＴリレーが、一般に設置されたスイッチを介して手動で、またはホームオートメーションコントローラを介して遠隔で、電気器具または照明を切り替えることを可能にする新しい概念を導入した。ＳＰＤＴスイッチおよびＤＰＤＴスイッチは、それぞれ２方向スイッチまたは４方向スイッチとしても知られる。
【０００６】
さらに、米国特許第７，６４９，７２７号明細書、米国特許第７，６３９，９０７号明細書、米国特許第７，８６４，５００号明細書、米国特許第７，９７３，６４７号明細書、米国特許第８，０４１，２２１号明細書、米国特許第８，１４８，９２１号明細書、米国特許第８，１７０，７２２号明細書、米国特許第８，１７５，４６３号明細書、米国特許第８，２６９，３７６号明細書、米国特許第８，３３１，７９４号明細書、米国特許第８，３３１，７９５号明細書、米国特許第８，３４０，５２７号明細書、米国特許第８，３４４，６６８号明細書、米国特許第８，３８４，２４９号明細書、および米国特許第８，４４２，７９２号明細書は、ＳＰＤＴおよびＤＰＤＴリレーまたは電流ドレインアダプタなど追加であるデバイスを介して電気器具を操作するためのホームオートメーションコントロール、接続部、およびリレーを開示している。
【０００７】
さらに、参照されている米国特許は、リレーを通じて、またはＡＣアウトレットおよびプラグを通じて、または電流ドレインアダプタを通じて、器具によって消費された電力をレポートすることを詳細に開示している。電流ドレインまたは電力消費レポートは、ＰＯＦまたはライトガイドとして知られているプラスチックの光ファイバケーブルを通じて光信号を介して、オープンエアでのＩＲまたはＲＦを介して、および直接またはコマンドコンバータを介してバスラインまたは他のネットワークを通じて電気信号を介して、通信される。
【０００８】
上記の米国特許および他の国における多数の継続中の出願は、別個のＳＰＤＴスイッチもしくはＤＰＤＴスイッチおよび／または電力ソケットおよび／または電流検知アダプタ組合せのアドオンまたは組合せを開示しており、これらはすべて、実質的に先進の住宅および他の建築物オートメーションを教示している。
【０００９】
しかし、現在一般に使用されているＡＣスイッチのサイズおよび形状内で、現在のオートメーションデバイスより低いコストで構造化され、さらに設置を容易かつ簡単にする検知、計算、および電力消費レポート回路を含むスイッチとリレーの組合せを含む単一のオートメーションデバイスが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の主な目的は、米国で知られている「２×４」もしくは「４×４」壁ボックスなど、または６０ｍｍ丸形欧州電気壁ボックスもしくは欧州で使用されている他の矩形電気ボックスなど、複数の標準的なＡＣスイッチおよびＡＣアウトレット／ソケットを設置するために標準的な電気壁ボックス内に装着される、以下「標準的なＡＣスイッチ」と称される一般に使用されているＡＣスイッチの形状およびサイズと同様に構築された、ＳＰＤＴスイッチまたはＤＰＤＴスイッチと、ＳＰＤＴリレーと、電力消費測定およびレポート回路との小型の組合せを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、以下および特許請求の範囲において「ハイブリッドスイッチ」と称される、ＡＣ  ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチをＳＰＤＴリレーおよび電力消費計算回路と組み合わせる組合せスイッチを、ハイブリッドスイッチを制御するために、またビデオインターフォンシステムもしくはショッピング端末を通じてハイブリッドスイッチを介して、および／または専用のオートメーションコントローラまたは制御ステーションを介して、消費された電力をレポートするために、参照されている米国特許および特許出願に開示されている住宅オートメーションシステムに一体化することである。ビデオインターフォンは、米国特許第５，９２３，３６３号明細書、米国特許第６，６０３，８４２号明細書、および米国特許第６，９４０，９５７号明細書に開示されており、ショッピング端末は、米国特許第７，４６１，０１２号明細書、米国特許第８，１１７，０７６号明細書、および米国特許第８，４８９，４６９号明細書に開示されている。
【００１２】
電力消費に影響を及ぼす別の問題は、自己動作および制御のために電力を消費する多数のリレーの使用である。住宅内、または商店内、または工場内、または公共の施設内に設置された多数のリレーは、電流および消費電力を永続的にドレインし、したがって、多数のそのようなオートメーションシステムが設置されているとき、全体的な消費電力はかなりのものになる。
【００１３】
２重磁化アーマチュアもしくは極または他の構造化された磁気要素を使用するラッチング電力リレーは効果であり、制御するために複雑な回路およびプログラミングを必要としている。さらに、大部分の磁気ラッチングリレーは、例として標準として１６Ａを備えるライティング用の一般に使用されるＡＣスイッチ未満である最大８アンペアなど、リレー接点としっかり係合するための磁力が限られているので、限られた電流ドレインを提供することができる。
【００１４】
ラッチングリレーは、短い電力パルスによって操作され、オンもしくはオフ（ＳＰＳＴ）、またはＳＰＤＴもしくはＤＰＤＴリレーを使用してチェンジオーバー状態にロックまたはラッチする。接点を係合した後には、コイルはもはや電力を消費しておらず、極は適所に磁気的にラッチされる。磁力は時間の経過につれて衰えており、最終的に接点表面を損ない、最終的に故障する。
【００１５】
機械ラッチング構造を介して適所にラッチされ得る２０１３年１０月４日に出願された米国特許出願第１４／０４５，８７７号明細書に開示されているものなどハイブリッドスイッチに一体化するための小型電力リレーが必要とされる。
【００１６】
本発明によって達成される他の実際的な目的は、異なるキーレバーを装備することができる構造と、入手可能であり、異なるスイッチ製造者によって建設／電気業界にいつも導入されている様々なデザインおよび色を含む多種多様なレバーおよび装飾カバーから任意のものを選択する自由度とを有するハイブリッドスイッチを提供することである。したがって、本発明は、そのような広範な入手可能なＡＣスイッチデザイン、それらのパネル色、および装飾を合致させるために経験される困難を解決する。
【００１７】
ＡＣ器具および照明器具のための３つのタイプのスイッチ、すなわち単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチおよび単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチが一般に使用される。ＳＰＳＴスイッチは、基本的なオンオフスイッチであり、ＳＰＤＴは、チェンジオーバースイッチである。ＳＰＤＴスイッチは、同じホールまたは部屋の２つの入口からなど、２つの別々の位置から、照明器具など所与の器具をオンオフ切替えするために使用される。
【００１８】
所与のホールまたは部屋の同じ照明器具をオンオフ切替えするために３つ以上のスイッチが必要とされる場合、別のタイプの双極双投（ＤＰＤＴ）スイッチが使用される。ＤＰＤＴスイッチまたは複数のスイッチは、２つの上記のＳＰＤＴスイッチ間で、所与の直線−交差構成（straight-cross configuration）で接続される。ＤＰＤＴスイッチは、「転極」スイッチとしても知られている。
【００１９】
後述するように、連続的なトラベラ構成で接続された１または複数のＤＰＤＴスイッチを含む２つのＳＰＤＴスイッチは、各個々のスイッチが、他のスイッチのステータスにかかわらず、それ自体で動作することを可能にする。したがって、そのようなＳＰＤＴおよび／またはＤＰＤＴセットアップ構成で接続されているスイッチのどれも、他の接続されたスイッチのステータスにかかわらず照明器具のオンオフを切り替えることになる。これはさらに、接続されたスイッチレバーのどれについても特定のオン位置またはオフ位置がなく、オンオフを切り替えることは、スイッチレバーをその反対の位置に押すことによって、またはプッシュオン−プッシュオフキーを押すことによって達成される。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、照明器具または他の電気器具を操作し、それにより「一般に使用されている」手動スイッチを介した操作を維持し、ハイブリッドスイッチのＳＰＤＴリレーを介して遠隔切替えを提供するために、または一般に使用されているＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴスイッチのチェインを介して照明器具を操作し、ハイブリッドスイッチのＳＰＤＴリレーを介して同じ遠隔切替えを提供するために、接続されているＳＰＤＴスイッチまたはＤＰＤＴスイッチにＳＰＤＴリレーを含むハイブリッドスイッチを接続することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、手動のＳＰＤＴスイッチに、また２つＳＰＤＴスイッチおよび１または複数のＤＰＤＴスイッチを含むより包括的な切替えセットアップに接続されている照明器具または他の電気器具を遠隔でオンオフ切替えするためにＤＰＤＴリレーを接続することを可能にすることである。
【００２２】
従来技術のホームオートメーションシステムのチェイン接続されたＳＰＤＴスイッチおよびＤＰＤＴスイッチは、所与の回路のすべてのスイッチおよびリレーのステータスのデータがコントローラに送信されない限り、照明器具など器具のオンオフステータスを識別することを不可能にする。これは、コントローラに対してすべての手動スイッチの位置およびリレーのデータを記録および更新することを要求する。これは、複雑なデータ処理と、それに続く動作上の複雑化をもたらし、手動スイッチまたはリレーがシステム内でランダムに活動状態にされるたびにデータすべてを送信することを必要とし、これは、相当な、より多くのデータトラフィックおよび処理を導入する。
【００２３】
そのために、本発明の他の重要な目的は、器具がいつ切り替えられたか識別するために、また器具によって消費された電力に関連するデータを処理するために、ハイブリッドスイッチにＡＣ電流センサを導入することである。これは、トロイダルまたは特別に構造化された電流トランスなど電流センサを導入することによって、またはＡＣ活線と一直線に接続された低オーミック金属合金によって、または磁気ホールセンサ、もしくはＡＣ活線端子を通じて電流ドレインのレベルに対応する出力信号を生成することができる任意の他の要素によって達成される。
【００２４】
電流センサの出力信号レベルは、ｍＶ単位で測定され、ＣＰＵによって処理することができるレベルに増幅され、増幅器とＣＰＵは共に、ドレインされた電流のデータ、または消費された電力のデータ、またはオンオフステータスデータ、およびそれらの組合せを生成するために、ハイブリッドスイッチ内に含まれる。
【００２５】
本発明のハイブリッドスイッチは、リレーを操作するためのコマンドを受信するための、および器具のステータス、消費された電力、または電流ドレインに関連するデータを送信するためのトランシーバを含む。データは、識別された器具、ＣＰＵによって測定されるＡＣ電力の正弦波曲線にわたる電圧基準に対して計時された、電流センサを通じてドレインされたＡＣ電流のレベルに基づいて処理される。
【００２６】
受信コマンドおよび送信データは、バスライン、光ネットワーク、または光ケーブルのグリッドなど有線ネットワーク、２方向ＩＲネットワーク、ＲＦワイヤレスネットワーク、およびそれらの組合せからなる群から選択される通信ネットワークを介して供給される。
【００２７】
ハイブリッドスイッチのトランシーバは、２方向または双方向信号の少なくとも１方向でホームオートメーションコントローラ、ビデオインターフォン、またはショッピング端末と通信する。トランシーバおよびＣＰＵは、接続された器具への電源オンコマンドに対して、電源オンが認められたという回答で応答するように、またはステータス、電流ドレイン、および器具によって消費された電力に関連する問い合わせに対して応答し、それにより、ホームオートメーションコントローラ、または上記で参照されている米国特許に記載の前記ビデオインターフォンもしくはショッピング端末を更新するように、またはコマンドが器具をオフに切り替えるためのものであった場合、「オフステータス」で応答するようにプログラムされる。
【００２８】
以下、ホームオートメーションコントローラに対する言及は、制御キー、タッチアイコンまたはタッチスクリーン、および上記で参照されている出願および米国特許に開示されているビデオインターフォンおよび／またはショッピング端末と同様の回路を有するディスプレイデバイスに対するものである。
【００２９】
以下および特許請求の範囲における「ハイブリッドスイッチ」および「ハイブリッドスイッチリレー」という用語は、本発明の好ましい実施形態のＳＰＤＴリレー、ＤＰＤＴリレー、ＳＰＤＴスイッチを有するＤＰＤＴ転極リレー、ＤＰＤＴスイッチ、および転極ＤＰＤＴスイッチの群から選択される一体化された組合せを指す。
【００３０】
「ＳＰＤＴハイブリッドスイッチ」という用語は、所与の負荷を手動または遠隔で操作するためのスタンドアロンの切替えデバイスを指す。
【００３１】
「ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ」という用語は、負荷の２つ極、すなわちＡＣ活線および中性のＡＣを手動または遠隔で切り替えることによって浴室または洗濯所など濡れた、または湿気のある環境で負荷を操作するためのスタンドアロンの切替えデバイスを指す。
【００３２】
「転極ハイブリッドスイッチ」、「交差ハイブリッドスイッチ」および「転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ」という用語は、転極ハイブリッドスイッチを介して、および少なくとも１つのＳＰＤＴスイッチを介して、および／または２重トラベララインの縦続チェインですべて接続され、接続されたスイッチのそれぞれが所与の負荷を操作する、またはそのオンオフを切り替えることができる中間のｎ個のＤＰＤＴスイッチを介してオンオフ切替えされる所与の負荷のための切替えデバイスを指す。
【００３３】
以下および特許請求の範囲における「コンタクタ」という用語は、ＳＰＤＴハイブリッドスイッチおよびＤＰＤＴハイブリッドスイッチのために使用される２重接点を含む導電性支持構造、または転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチのために使用される３重接点を含む導電性支持構造、またはＰＣＢ（プリント回路板）もしくは他の導電性構造など内部接続を介してＳＰＤＴリレーまたはＤＰＤＴリレーとＳＰＤＴスイッチまたはＤＰＤＴスイッチの間に接続されたそれらの接点を指す。
【００３４】
本発明の主な目的は、好ましい実施形態の説明において後述されるプッシュプッシュまたはプッシュリリーススイッチのための開示されているラッチング構造と同様の機械ラッチング構造の使用である。機械ラッチング構造は、追加された接点圧力を提供し、ラッチングのオン状態または非ラッチングのオフ状態において、２０Ａ以上のＡＣ電流のための小型リレーの使用を可能にする。どちらの状態でも、電力はリレーコイルに供給されず、どちらかの状態で、ＳＰＤＴもしくはＤＰＤＴラッチングリレーのトラベラ端子を通じて、および／または本発明のハイブリッドスイッチを介して、負荷に給電することができる、または給電されることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明の前述の、および他の目的および特徴は、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の以下の説明から明らかになろう。
【図１Ａ】従来技術のＡＣ器具を操作するための電気ＳＰＤＴリレーおよびＳＰＤＴスイッチの電気図面、接続、および絵図である。
【図１Ｂ】従来技術のＡＣ器具を操作するための電気ＳＰＤＴリレーおよびＳＰＤＴスイッチの電気図面、接続、および絵図である。
【図１Ｃ】従来技術のＡＣ器具を操作するための電気ＳＰＤＴリレーおよびＳＰＤＴマイクロスイッチのエンクロージャまたはケーシング、および絵図である。
【図２Ａ】米国で使用される従来技術のＳＰＤＴスイッチに取り付けるためにケーシング内に設計および構造化されたアドオンのＤＰＤＴリレーの例示的な図面を含む電気図面である。
【図２Ｂ】米国で使用される従来技術のＳＰＤＴスイッチに取り付けるためにケーシング内に設計および構造化されたアドオンのＤＰＤＴリレーの例示的な図面を含む電気図面である。
【図２Ｃ】米国で使用される従来技術のＳＰＤＴスイッチに取り付けるためにケーシング内に設計および構造化されたアドオンのＤＰＤＴリレーの例示的な図面を含む電気図面である。
【図３Ａ】プリント回路板上への従来技術のマイクロスイッチおよびリレーのアセンブリの図である。
【図３Ｂ】本発明のＳＰＤＴリレーおよびＳＰＤＴマイクロスイッチの組合せまたは一体化を示す切断図である。
【図３Ｃ】好ましい実施形態のハイブリッドＳＰＤＴスイッチおよびリレーの組み合わされた構造の斜視図である。
【図４Ａ】従来技術の要素、および周知のトグルまたはロッカ電気スイッチの動作の図である。
【図４Ｂ】本発明の別のＳＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーを一体化するための修正された構造、コンタクタ、接点、および端子を有する図３ＢのＳＰＤＴロッカスイッチおよびＳＰＤＴリレーを示す切断図、分解図、および斜視図である。
【図５Ａ】転極コンタクタおよび端子の修正された構造を含む一体化されたＳＰＤＴリレーおよびＤＰＤＴマイクロスイッチを示す分解図である。
【図５Ｂ】接点ステータスの組合せを強調する、ＳＰＤＴリレーとの一体化されたＤＰＤＴコンタクタの４つの状態の図である。
【図５Ｃ】本発明の好ましい実施形態のＤＰＤＴまたは転極ハイブリッドスイッチ−リレーの一体化された接点の電気回路図である。
【図６Ａ】分解図を示す図４Ｂの延長、および転極ＤＰＤＴロッカスイッチとのＳＰＤＴリレーの一体化の図である。
【図６Ｂ】本発明の一体化された転極ＤＰＤＴハイブリッドマイクロスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリおよびケーシングの図である。
【図７Ａ】本発明のＤＰＤＴリレーと共にＤＰＤＴマイクロスイッチを含む直線ＤＰＤＴハイブリッドスイッチの斜視図である。
【図７Ｂ】本発明のＤＰＤＴリレーと共にＤＰＤＴマイクロスイッチを含む直線ＤＰＤＴハイブリッドスイッチの電気回路図である。
【図７Ｃ】本発明のＤＰＤＴリレーと共にＤＰＤＴロッカスイッチを含む直線ＤＰＤＴハイブリッドスイッチの分解図および斜視図である。
【図８Ａ】本発明のハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴマイクロスイッチ−リレーに使用される従来技術のロック−解放構造を示す斜視図である。
【図８Ｂ】本発明のハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴマイクロスイッチ−リレーに使用される従来技術のロック−解放構造を示す切断図である。
【図８Ｃ】本発明のハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴマイクロスイッチ−リレーに使用される従来技術のロック−解放構造を示す切断図である。
【図９Ａ】フレーム支持体、カバー、およびプッシュキーの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す斜視図である。
【図９Ｂ】フレーム支持体、カバー、およびプッシュキーの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す切断図である。
【図９Ｃ】フレーム支持体、カバー、およびプッシュキーの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す切断図である。
【図１０Ａ】欧州で使用されるフレーム支持体、カバー、およびプッシュスイッチの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す斜視図である。
【図１０Ｂ】欧州で使用されるフレーム支持体、カバー、およびプッシュスイッチの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す分解図である。
【図１０Ｃ】欧州で使用されるフレーム支持体、カバー、およびプッシュスイッチの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す分解図である。
【図１１Ａ】米国で使用されるフレーム支持体、カバー、およびプッシュスイッチの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す斜視図である。
【図１１Ｂ】米国で使用されるフレーム支持体、カバー、およびプッシュスイッチの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す分解図である。
【図１１Ｃ】米国で使用されるフレーム支持体、カバー、およびプッシュスイッチの変形形態と共にハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーのアセンブリを示す分解図である。
【図１２Ａ】好ましい実施形態のハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチに含まれる制御および通信回路のブロック図である。
【図１２Ｂ】好ましい実施形態のハイブリッドＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチに含まれる制御および通信回路のブロック図である。
【図１２Ｃ】ハイブリッドスイッチ内で使用される好ましい実施形態のステータスセンサのブロック図および回路である。
【図１３Ａ】本発明のハイブリッドスイッチおよび関連のデバイスを遠隔操作するためのホームオートメーショングリッドおよびネットワークを示すブロック図である。
【図１３Ｂ】ホームオートメーショングリッドおよびネットワーク内でコマンドおよび応答を伝搬するためのホームオートメーションディストリビュータによって提供される例示的な接続の図である。
【図１４Ａ】本発明の好ましい実施形態の電流検知回路のブロック図である。
【図１４Ｂ】測定時間の分割が５つの正弦波周期にわたる、電力線電圧対電流の正弦波およびそれらの位相シフトの図である。
【図１５Ａ】配線端子および制御回路（制御回路は図示せず）を有するソケットエンクロージャ内にやはりプラグ接続することができるケーシングサイズおよび形状に一体化された複数のハイブリッドスイッチの例示的な構造およびケーシングの図である。
【図１５Ｂ】配線端子および制御回路（制御回路は図示せず）を有するソケットエンクロージャ内にやはりプラグ接続することができるケーシングサイズおよび形状に一体化された複数のハイブリッドスイッチの例示的な構造およびケーシングの図である。
【図１６Ａ】本発明の好ましい実施形態のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴリレーの単極または双極のためのラッチング機構となるように適合された図８Ａに示されているラッチング機構の斜視図である。
【図１６Ｂ】本発明の好ましい実施形態のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴリレーの単極または双極のためのラッチング機構となるように適合された図８Ｂに示されているラッチング機構の切断図である。
【図１６Ｃ】本発明の好ましい実施形態のＳＰＤＴおよびＤＰＤＴリレーの単極または双極のためのラッチング機構となるように適合された図８Ｃに示されているラッチング機構の切断図である。
【図１７Ａ】極が再構築され、本体が機械ラッチング構造を収容するように伸長された周知のリレーの例示的な切断図である。
【図１７Ｂ】本発明の好ましい実施形態のラッチングリレーの単純化された操作のステップを示す例示的な切断図である。
【図１８Ａ】本発明の好ましい実施形態のＳＰＤＴラッチングリレーを有するハイブリッドスイッチを提供するＳＰＤＴリレーとスイッチの組合せの例示的な切断図である。
【図１８Ｂ】転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ、および双極ラッチング構造を含むＤＰＤＴリレー極の構造化された詳細の例示的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１Ａは、米国特許第７，６４９，７２７号明細書に開示されているものなど従来技術のリレーコイル６Ｌによって開かれたオートメーションＳＰＤＴリレー６に接続された単極双投（ＳＰＤＴ）ＡＣスイッチ７を含む電気回路を示す。この回路は、廊下の照明を廊下の２つの端部から切り替えることなど、建物内の２つの異なる場所から照明のオンオフを切り替えるための２つのＳＰＤＴ  ＡＣスイッチの２つのトラベラ端子１、２間で２本のトラベラワイヤを接続するための周知の回路の変形形態である。これらのＳＰＤＴスイッチは、２方向スイッチとしても知られており、何年もの間に十分確立されている。
【００３７】
図１Ｂに示されているＳＰＤＴスイッチ７とＳＰＤＴリレー６の従来技術の組合せは、参照の米国特許第７，６４９，７２７号明細書および他の参照されている米国特許に導入されており、住宅および他の建築物内の電気ホームオートメーション配線を単純化するための新しい電気オートメーション概念について説明している。ＳＰＤＴスイッチとＳＰＤＴリレーの組合せは、オートメーションリレーを建物の主電気キャビネット内に導入することを要求する、普及しているホームオートメーションシステムとは対照的に、電気配線をその一般的な従来の構造内で維持することを可能にした。
【００３８】
新しい概念による既存の配線およびスイッチに対する唯一の変更は、アドオンのＳＰＤＴリレー６と、単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチとして知られる従来のオンオフ照明スイッチをＳＰＤＴスイッチに置き換えることである。これは、従来の機械スイッチレバーを介して手動で、またリレー制御を介して遠隔で器具または照明を操作することを可能にした。
【００３９】
各ＳＰＤＴリレーおよびＳＰＤＴスイッチは、他方をオーバーライドしており、どちらも照明または他の負荷を独立に、制限なく切り替え、操作することができる。手動スイッチのこの独立操作は、オートメーションが何らかの理由で故障したとき手動スイッチを操作することができるので、オートメーションシステムをフェールセーフシステムに変形させた。負荷という用語は、以下、任意の電気器具または照明であるように使用される。
【００４０】
図１Ｃは、ＳＰＤＴマイクロスイッチ１０およびＳＰＤＴリレー６を示しており、どちらも、日本のオムロン社および多くの国の多くの他者など多数の製造者によって製造される、知られている電気デバイスである。ＳＰＤＴマイクロスイッチ１０は、その除去されたカバー１０Ｃと共に、また作動レバー５Ｌと共に示されている。プランジャまたはキー５が、トラベラ構造化導体１Ａの不可視の接点１に触れるものとして示されている極ＰＳに触れて示されており、トラベラ構造化導体１Ａは、極接点Ｐを端子Ｔ１に接続する。図３Ｂに示されて、構造化導体２Ａの端子Ｔ２は、プランジャ５が持ち上げられ極ＰＳを解放し、極アセンブリＰＳの接点Ｐが接点２に係合するとき、接点２を介して接続される。
【００４１】
リレー磁気コイル６Ｌを含むＳＰＤＴリレー６もまた、リレーカバー６Ｃが除去された状態で図１Ｃに示されている。このリレーは、アーマチュアとして知られる磁気合金ベースの構造ＰＭによって支持された極構造ＰＲをさらに含む。この極は、支持構造１Ｅの接点１に触れ、端子Ｔ１に接続して示されているが、図３Ｃに示されている端子Ｃ１、Ｃ２を介してコイル６Ｌに供給される電力が切られたとき、支持構造２Ｅの接点２に係合するように切り替わることになる。
【００４２】
リレー６とマイクロスイッチ１０は、図３Ａに示されているように組み合わせ、リレー６とマイクロスイッチ１０を図のＰＣＢ８上にはんだ付けすることによって一体化またはハイブリッドＳＰＤＴスイッチおよびリレーを提供することができる。そのような一体化は本発明の目的であるが、これらの２つのデバイスをＰＣＢまたは他の導電性構造上に取り付け、はんだ付けすることは１つの解決策である。一体化またはハイブリッド２方向スイッチ−リレーについては、スイッチ−リレーを図のＰＣＢ上に組み合わせることは１つの実施形態であるが、本発明の好ましい実施形態ではない。これについては後で論じる。
【００４３】
リレー端子Ｔ１、Ｔ２、および図のＣ１、Ｃ２を含むＬ（図３Ｃに図示）コイル端子は、リレー６の端子Ｔ２をＳＰＤＴスイッチ１０のＴ２、リレー６の端子Ｔ１をスイッチ１０のＴ１と接続するためにリレー本体６Ｂの下に固定装着され、一方、リレーのＬ（ライン）端子は、図１Ａおよび図１Ｂに示されているＡＣ器具に接続され、スイッチのＬ端子は、ＡＣ活線に接続される。
【００４４】
ＡＣラインと機器の接続は、後述するように逆にされてもよい。しかし、ＳＰＤＴリレーとＳＰＤＴスイッチのＴ１端子とＴ２端子が互いに接続されるとき、一体化されたスイッチおよびリレーの２つだけの残りの接続端子が負荷およびＡＣ活線に接続するためのＬ端子であることは、時間と労力を切り詰めるので明らかな利点である。
【００４５】
組み合わされたＳＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーは、単一のＬ端子だけが負荷を接続するために提供されるので、２本のトラベラワイヤを別のＳＰＤＴスイッチまたはリレーを接続するために使用することができない。２つのＳＰＤＴスイッチ、または２つ以上のスイッチを、所与の負荷を操作するためにスイッチの縦続ラインで接続することは、図２Ａに示されているように交差または転極スイッチに形成される転極双極双投ＤＰＤＴ間で２重トラベララインの縦続接続を必要とする。
【００４６】
図２Ａは、図のリレーコイル６Ｌによって操作されるＤＰＤＴリレー６０が、接続されたラインを逆にするように構成された２つの極Ｐ２−１、Ｐ２−２のトラベラ接点と、そのトラベラ接点を通じて接続される縦続切替えチェインを示しており、同じように、Ｓ２−１、Ｓ２−２として示されているＤＰＤＴスイッチが動作する。そのような縦続切替えラインでは、図２Ｂおよび図２Ｃに示されているアドオンのリレー６０の使用が、米国特許第７，６４９，７２７号明細書、および参照されている米国特許の多くの他のものに開示されている。交差ＤＰＤＴスイッチをアドオンのＳＰＤＴリレーに接続することは可能であるが、本発明のＳＰＤＴハイブリッドリレーには可能でないことに留意されたい。
【００４７】
あらゆる場合において、米国特許第８，３８４，２４９号明細書に開示されているように別個のリレーをスイッチに追加する、および／またはそのようなリレーをスイッチに取り付けるという従来技術は、トラベラワイヤを接続すること、および／または４’’×４’’（１０１．６ｍｍ×１０１．６ｍｍ）米国ボックスとして知られている図２Ｃに示されているボックス１４のサイズの半分、または２’’×４’’（５０．８ｍｍ×１０１．６ｍｍ）など非常に小さい壁ボックス内にワイヤおよび配線デバイスを詰め込まなければならないことに労力を要求する。アドオンのリレーを設置することは、行うのに時間がかかり、設置コストを増大する。設置効率を改善し、それにより設置コストを低減するために、本発明のＳＰＤＴスイッチおよびＳＰＤＴリレーまたはＤＰＤＴリレーの組合せが必要とされる。
【００４８】
ＳＰＤＴスイッチ１０およびリレー６を組み合わせる、または一体化するために、最も単純な方法は、図３Ａに示されているようにそれらをプリント回路板８上に装着することになる。ＰＣＢは、図３Ａに示されていないが後で論じるオートメーション操作および通信回路を提供するためにも必要とされる。
【００４９】
ＳＰＤＴリレー６をＳＰＤＴスイッチ１０に取り付け、接続することから明らかなことは、これが２つのデバイスを別個のトラベラワイヤによって接続する必要を完全になくすることである。トラベラワイヤは短いジャンパワイヤにすぎないことがあり得るが、トラベラワイヤを設置することは時間がかかり、コストがかかる。
【００５０】
図３Ａに示されている組み合わされたスイッチおよびリレー８Ａは、非常に有用であり、単純な手段によって実装することができるが、図３Ａに示されているハイブリッドまたは一体化されたスイッチ１０およびリレー６は、ハイブリッドスイッチのサイズおよび構成要素をさらに削減することである本発明の好ましい構造ではない。
【００５１】
図３Ｂは、好ましい実施形態のうちの１つの切断図を示し、リレー本体６Ｂおよびマイクロスイッチ本体１０Ｂが、トラベラ接点支持構造１Ａ、２Ａ、１Ｅ、２ＥをＳＰＤＴコンタクタ１Ｃ、２Ｃに組み合わせ、そのようなハイブリッドスイッチ−リレーデバイスのサイズおよびコスト全体を削減する新しいハイブリッド本体９Ｂに再構築されている。
【００５２】
コンタクタという用語は、ＳＰＤＴおよびＤＰＤＴスイッチおよびリレーの直線２重接点および転極３重接点を含む導電性リンク構造を指す。
【００５３】
マイクロスイッチ１０の２つのトラベラ接点１、２は、接点１、２および端子Ｔ１、Ｔ２をマイクロスイッチ１０のモールドされた本体１０Ｂ内に含む完全な導体を形成するように設計された黄銅または同様の金属合金製の丈夫な導電性構造上に固定される。同じことが、リレー本体６Ｂ内にモールドされた接点１、２および端子Ｔ１、Ｔ２を含む完全な導体を形成するように２つの導電性構造１Ｅ、２Ｅ上に添着されるリレーのトラベラ接点１、２に当てはまる。
【００５４】
図のように、ハイブリッドスイッチおよびリレー本体９Ｂは、両デバイスの接点１、２と、スイッチおよびリレーの導電性構造１Ａ、２Ａ、１Ｅ、２Ｅとを、２つのデバイスの極ＰＳ、ＰＲの２つの接点Ｐ間で単純なリンクコンタクタ１Ｃ、２Ｃに一体化している。トラベラ接続がスイッチ１０とリレー６のトラベラ端子間に限定されるので、トラベラ端子は必要とされない。これにより、２つのＬ端子だけが残り、１つはスイッチのためのもの、１つはリレーのためのものである。
【００５５】
図２Ｃに示されているボックス内の２本のトラベラワイヤを接続するために使用される４つの端子を廃止することにより、ハイブリッドスイッチの設置がより単純に、よりきれいに、より安価になる。
【００５６】
図３Ｃは、直線の組合せでの本体９Ｂ、右Ｌ形の組合せとして示されている９ＢＲ、左Ｌ形の組合せとして示されている９ＢＬを含む異なるＳＰＤＴマイクロスイッチとリレーの組合せ２０を示す。
【００５７】
組み合わされたアセンブリ９、９Ｌ、９Ｒのすべてからわかるように、リレー−スイッチ構造は単純化されており、極端子ＰＲおよび極接点Ｐは、文字通り元の極ＰＲと同じものであることが示されている。支持用磁気合金またはアーマチュアＰＭを含む極接点Ｐは、周知のリレー本体６Ｂの極構造と同じものであることが示されている。トラベラ端子および支持構造１Ｅ、２Ｅはなくされており、使用されず、一方、コイル端子Ｃ１、Ｃ２を含む磁気コア６Ｌを有するリレーコイルは同じままである。
【００５８】
同じことがマイクロスイッチ１０Ｂに当てはまり、トラベラ接点および端子Ｔ１、Ｔ２を含む複雑な導電性トラベラ支持構造１Ａ、２Ａは、組み合わせた単純なコンタクタ１Ｃ、２Ｃで置き換えられ、１Ｃは２重接点１、２Ｃは２重接点２を含み、個々の本体６Ｂ、１０Ｂは、単一の本体９Ｂに、９Ｂ、９ＢＲ、９ＢＬとして示されている異なる変形形態および図６Ｂにおける図のカバー５０など単一の組み合わされたカバーで組み合わされる。
【００５９】
上記の説明から、本発明のハイブリッドスイッチ−リレーにはトラベラワイヤおよび／または端子が必要とされず、組み合わせたハイブリッド本体の内側構造は単純化されることが明らかになる。
【００６０】
図３Ｂにおける図の切断された本体９Ｂは、図１Ａに示されている電気回路を、しかしトラベララインおよび／またはトラベラ端子なしで再現する。電力をコイル６Ｌに印加することにより、極ＰＲの接点Ｐが図のコンタクタ１Ｃの接点１に、またマイクロスイッチの接点１に、端子Ｌ間のハイブリッドスイッチを通じてＡＣ電力を接続するために極ＰＳを通じて係合されることになることは明らかである。極ＰＳの位置を逆にする、または電力をコイル６Ｌから切ることにより、接続された負荷（図示せず）への電流の流れはオフになることになる。本発明のハイブリッドスイッチまたはハイブリッドリレーは、設置するのにコンパクトかつより単純にすることができることが明らかになるはずである。
【００６１】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃにおける図のハイブリッドスイッチ−リレー構造はすべて、２つのベース６Ｂ、１０Ｂが絵図の下部にあるままで示されており、組み合わせたベース９Ｂ、９ＢＲ、９ＢＬも同様である。これらの絵図は、従来技術のデバイスと共にこれをいかに単純に達成することができるかを示すためになされた。同様のスイッチ−リレーの組合せが、ハイブリッド解決策の単純な組合せを可能にするために従来技術のデバイスを使用して、図４Ｂ、図６Ａ、図６Ｂにさらに示されている。しかし、改善された、しかしより低い組合せコストを提供するために、多数の構造上の変更を加えることができる。
【００６２】
異なる構造が、リレーコイルがスイッチ接点のベースの下方に装着されて図４Ｂ、図６Ａに示されている。図４Ａは、ＳＰＤＴトグルまたはロッカの照明または他の器具スイッチ３の周知の構造を示す。スイッチ３−１は、スイッチ本体３内に埋め込まれた２重接点−端子構造２１、２２、および極端子２４のための支持端子２３を示す。両端子２１、２２は、それぞれ接続端子Ｔ１、Ｔ２を提供し、支持端子２３は、Ｌ端子、またはＳＰＤＴスイッチのためのＡＣ活線を提供する。
【００６３】
極端子２４は、その中央ピン２５周りで回動しており、３−１では、Ｔ１の接点１に係合することが示されている。極２４は、高い圧力が加えられた条件下で接点Ｐおよび接点１を維持するための十分な圧力を提供する伸長されたばね２６を通じてピストン２６Ａによって圧力が加えられる。
【００６４】
その中央ピン３４周りで回動可能なトグルまたはロッカレバー３３が反対の方へ押されているとき、３−２で示されているばね２６は、ピストン２６Ａ内で圧縮されており、ピストン−ばねの組合せは、ピストンがサドル２４Ａの中心点を通るまでサドル２４Ａに沿って全体にわたって移動している。この点で、ばねは、高い圧力で伸長することになり、まさに図１Ａ、図１Ｂ、および図２Ｂに示されているように、接点２に係合し３−３で示されているＴ２端子にＬ端子を接続するために極２４を他方の側にトグルし、または切り替える。
【００６５】
図４Ａに示されているスイッチ機構および構造は、様々な内部構造を有する、また異なるレバー設計またはフェースプレート設計を有する文字通りすべての照明応用例で使用される照明スイッチとして知られるもののメーンステー（main stay）である。しかし、ばね−ピストンの移動は、何年もの間、電気照明スイッチのための一般的な構造である。
【００６６】
図４Ｂは、６−１で、スイッチの接点１、２を含むコンタクタ１Ｄの奥またはその背後にリレーコイル６Ｌおよび極ＰＲが配置された状態で、ハイブリッドスイッチ−リレー３０の切断図を示す。コンタクタ２Ｄ、１Ｄは、分解図６−２で、それぞれ２つの接点を含むことが示されており、極ＰＲの接点Ｐに係合するように２重接点１と２重接点２を、またスイッチの極２４に係合するように２つのスイッチ接点１とスイッチ接点２を組み合わせる。
【００６７】
６−１における図のリレー極ＰＲのＰ接点は、やはり６−２にスイッチアセンブリ３０の接点２を含むことが示されているコンタクタ２Ｄの接点２に触れている。６−１の切断図および６−２の分解図から、スイッチ本体３０の構造は図３Ｂおよび図３Ｃに示されているマイクロスイッチ本体９Ｂと異なるが、マイクロスイッチおよびロッカ／トグルハイブリッドスイッチ−リレーの動作は同一であることが明らかである。
【００６８】
ハイブリッドスイッチ−リレーで使用される限られた要素および部分をよりよく理解するために、図４Ｂの分解図６−２および３０−４は、他の要素から分離された接点およびコンタクタを示す。６−２で示されているリレーコイル６Ｌは、下記で述べられる構造８１を介して端子Ｌに取り付けられて示されている磁気コアＰＭの極構造ＰＲ８１およびアーマチュアから後退されている。同様に、２つのコンタクタ１Ｄ、２Ｄは、極端子または構造２４への電気接点に係合しそれを提供する機械接点２３Ｂを組み合わせる端子２３Ｄを含む極ＰＲ８１から分離されて示されている。
【００６９】
端子構造２３Ｄの他端は、リベット留めされて示されており、またはミリオーム範囲内の特定の抵抗値を有するように設計および計算される低オーミック金属合金８１に溶接され得る。ＡＣ電力アウトレットにおけるそのような低オーミック金属合金の使用は、米国特許出願第１３，３４９，９３９号明細書に開示されている。そのような金属構造の使用の利点は著しい信頼性であり、その理由は、そのような金属合金が、電流検知応用例に使用されている他の低オーミック抵抗器のように故障しやすいものでなく、その抵抗が安定しているからである。電流ドレインおよび電力消費レポートに対する他の詳細および説明について、さらに下記で論じる。
【００７０】
分解図６−２は、極ＰＲ８１に、また端子２３Ｄに接続された２つの構造８１を示しているが、ハイブリッドスイッチ−リレーには１つしか必要とされず、１つだけが使用される。図の２つの構造８１は、そのようなハイブリッドスイッチ−リレーデバイスを設計および提供する際の任意選択の変形形態を強調するためのものである。
【００７１】
構造２３Ｄ、２３Ｂと組み合わされた端子８１の他端は、活線または負荷を接続するためのＬ端子である。３０−４に示されている他の構造は、接点２３Ｂへのアクセスと、極構造２４の中央回動ピン２５を支持するための中央枢動穴２５Ａとを提供するホルダ３７である。
【００７２】
ホルダ３７は、別個の部分または構成要素ではないことに留意されたい。分解図に示されており、別個の部分として使用することができるが、好ましい実施形態のハイブリッドスイッチ構造のモールドされたケース３０は、ホルダ３７、コンタクタ１Ｄ、２Ｄ、構造２３Ｂ、およびリレー極ＰＲの端子ＬまたはＰＲ８１端子、ならびにスイッチ極端子２３Ａまたは２３Ｄを、単一のモールドされたスイッチ本体３０になるように組み合わせる。
【００７３】
図４Ｂの構造３０および図６Ａに示されている構造４０は、図１２Ａ〜図１２Ｂに示されている、電力を制御回路に提供するために必要とされるＡＣ中性端子を示していない。そのような中性端子は、そのような端子の必要があるときいつでも含まれる。図３Ａ〜図６Ｂに示されているハイブリッドスイッチ−リレー本体構造は、関連のスイッチおよびリレーの接点を組み合わせる絵図を単純化するために中性端子と共に示されていない。図４Ｂ、図５Ａ、図６Ａ、図６Ｂに示されている絵図は、制御回路８０、５８と、制御、電力消費レポート、およびリレー回路の給電の一体化とを示す。
【００７４】
上述のように、ハイブリッドＳＰＤＴリレー−スイッチは、単一の場所だけから所与の負荷のオンオフを手動で切り替えるために使用することができる。それは、別のＳＰＤＴスイッチに接続することも、転極スイッチとして知られるＤＰＤＴスイッチの縦続チェインで接続することもできない。そのような縦続チェインでは、各スイッチは、同じ所与の負荷を手動で操作することも、複数の場所からその負荷のオンオフを切り替えることもできる。
【００７５】
述べた理由は、チェイン接続は、２本のトラベラワイヤを介してなされ、チェインの各セグメントは、転極スイッチによって独立して「逆にする」ことができるということである。ＳＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーは、述べたように、２つのＬ端子、負荷端子、および活線端子を提供する。照明器具のオンオフを切り替えることなど、複数のスイッチおよび場所から同じ所与の負荷の手動切替えを可能にするために、ＤＰＤＴハイブリッド転極スイッチ−リレーが必要とされる。
【００７６】
図６Ａには、転極ＤＰＤＴスイッチ−リレー本体アセンブリ４０が示されており、分解図４０−２は、極、端子、コンタクタ、およびＤＰＤＴスイッチ−リレーアセンブリ４０に使用される他の構造化物品を示す。
【００７７】
また、図６Ａは、転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレー４０の本体構造および詳細を示す。このＤＰＤＴセットアップでは、リレー６は、同一のリレーコイルおよびコア６Ｌと、接点Ｐを極ＰＲ８１、磁気合金またはアーマチュアＰＭ、および低オーミック合金構造８１と組み合わせる同一のリレー極構造とを使用する。構造２３Ａの接続端子Ｔ１を使用し、図４Ｂの構造２３Ｄを置き換えることができ、上記および下記で参照されている電流検知低オーミック合金部分８１を組み合わせる。
【００７８】
図の２つの角度のＤＰＤＴスイッチ４０Ｌ、４０Ｒは、２つの回動極２４および２つのホルダ３７を使用し、どちらも図４Ｂの回動極２４およびホルダ３７と同一である。２３Ａおよび２３Ｇとして示されている回動極を接続する端子は、２本のトラベラワイヤＴ１、Ｔ２を接続するために使用される。同様または同一の端子を、図４ＢのＳＰＤＴハイブリッドスイッチと共に使用することができる。図４Ｂに示されている端子２３Ｄは、Ｌノミネーション、すなわち負荷または活線と共に使用することができ、またはＬノミネーションと共に図６Ａの端子２３Ａとすることができよう。ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーについては、低オーミック合金構造８１が、６−３に示されている端子ＰＲ８１に対してのみ導入されて示されており、図６Ａの４０Ｒでは、ＰＣＢ８１の奥に示されており、端子８１Ｂを介して８１ＣでＰＣＢ、増幅器ＩＣ１入力にはんだ付けされている。
【００７９】
ＤＰＤＴハイブリッドアセンブリに使用される端子２３Ａと端子２３Ｇとの違いは、接続端子Ｔ２と接続端子Ｌの間に必要とされる距離を提供することである。この理由で、端子２３Ｇは、その端子Ｔ２を端子Ｌから離すように構造化される。しかし、同様に、両トラベラ端子について同一の構造２３Ａを使用し、端子Ｌを端子Ｔ２から、または中性端子（図示せず）から離してＤＰＤＴセンブリ４０Ｒの後部内で異なる位置にシフトすることによって極ＰＲ８１を再構築することが可能である。
【００８０】
図６Ａの分解図４０−２における図の接点は、ある意味では図４Ｂのコンタクタ２Ｄ、１Ｄの延長された転極構造である２つのコンタクタ２Ｇ、１Ｇを含む。２つのコンタクタ２Ｇ、１Ｇのそれぞれは、それぞれ異なる接点２Ｒ、１Ｒを備える。追加された２つの接点２Ｒ、１Ｒは、接点１、２の左に示されており、反対の位置、すなわち２対１Ｒおよび１対２Ｒにあり、したがってそれらは転極接点である。
【００８１】
図４Ｂに示されているハイブリッドスイッチ３０Ｌ／３０Ｒと同様に、図６Ａに示されているＤＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーが、モールドされた構造４０Ｃ、４０Ｌ、４０Ｒ内にカプセル封じされ、分解図の部分およびアセンブリを１つの中実のモールドされたケース４０内に組み合わせる。
【００８２】
４０−Ｃには、４つの接点１、２、１Ｒ、２Ｒが、すべてスイッチ−リレーアセンブリの前部表面上にモールドされて示されており、スイッチ−リレーアセンブリは、回動トグルまたはロッカスイッチ極２４のためのホルダである２つのモールドされたホルダ３７なしで示されている。図のモールドされたアセンブリ４０Ｌは、ＤＰＤＴ手動スイッチが、トグルする極２４を通じてどのように動作するようにされるかを明らかに示す。これらのトグルする極は、それらの中央ピン２５を通じて中央枢動穴２５Ａ内に取り付けられる。
【００８３】
図４Ｂおよび図６Ａは、ＰＣＢを電流検知構造に取り付け、はんだ付けするための２つの装着穴８１Ｃを有するＰＣＢ８０を示す。このＰＣＢは、制御通信および電力消費レポート全体を組み合わせており、３０Ｒおよび４０Ｒに示されている小さいケーシング内に組み立てられる。組み合わされた小さい構造は、モールドされたスイッチ−リレー、ならびにその電気制御および通信回路を、標準的な、または一般的な電気壁ボックス内に設置することができるサイズおよび形状にある一般に使用されているエンクロージャまたはパッケージ内に組み立てることを可能にする。
【００８４】
低オーミック合金製の図の構造８１は、構造８１を図のプリント回路板８０に取り付けるために２つのはんだピン８１Ｂを含む。図５Ａおよび図６Ｂの示されているＰＣＢ５８、５８Ａと同様のＰＣＢ８０は、ＳＰＤＴリレーをそのコイル６Ｌを介して操作するための、また負荷によってドレインされた電流および／または消費された電力を、ハイブリッドスイッチ−リレーを通じて処理およびレポートするための制御、処理、および通信回路を導入するために必要とされる。
【００８５】
図５Ａおよび図６Ｂは、分解図と、転極ＤＰＤＴマイクロスイッチおよびＳＰＤＴリレーの接点を組み合わせるために使用される構造とを示す。ＤＰＤＴマイクロスイッチは、双極ＰＳ１、ＰＳ２を含み、その接点Ｐおよび周知の支持構造はベース５０Ｂ内に埋め込まれている、またはモールドされている。接点構造またはコンタクタ１Ｈ、２Ｈは、分解図で示されている。
【００８６】
コンタクタ１Ｈは、１つはリレー極ＰＲ８１のためのもの、１つは極ＰＳ２のためのものである２重接点１と、極ＰＳ１のためのものである逆にされた接点１Ｒとを含む。コンタクタ２Ｈは、１つはリレー極ＰＲ８１のためのもの、１つは極ＰＳ２のためのものである２重接点２と、極ＰＳ１のためのものである逆にされた接点２Ｒとを含む。
【００８７】
図５Ａの示されている本体アセンブリは、リレーコイル６Ｌと、磁気金属合金支持体またはアーマチュア構造ＰＭを有する極ＰＲ８１と、リベット８１Ａを介して極ＰＲ８１にリベット留めされた、または他の方法で極ＰＲに溶接された低オーミック合金構造８１とをさらに含む。電流検知構造は、構造化されたはんだピン８１Ｂを介してＰＣＢ５８Ａに、ＰＣＢアセンブリ５８Ａの対応する穴８１Ｃ内にはんだ付けされる。
【００８８】
本体５０Ｂの下に装着される図のＰＣＢ５８は、所与のハイブリッドリレー−スイッチアセンブリのための延長ＰＣＢまたは主ＰＣＢとすることができ、または必要とされなくてもよく、制御、通信、および電力消費レポート回路全体をＰＣＢ５８Ａ上に装着することができる。
【００８９】
端子Ｌおよび２つの端子Ｔ１、Ｔ２は、上記で参照されている接続端子と同一である。これらの端子は、すべて多数の図面においてねじタイプの端子であることが示されているが、代わりに異なるタイプの配線端子を使用することができる。ねじのないセルフロックまたはスナップインとして知られる端子、または電気ワイヤを１つのスイッチから別のスイッチに縦続チェインで接続するための２重セルフロック端子、または縦続の電気ワイヤを１つのスイッチから別のスイッチに接続するためのねじタイプ端子、またはスイッチ、電力アウトレット、ならびに他の装着および／もしくは配線された電気器具など電気配線デバイスに使用され知られている端子が含まれる。
【００９０】
図５Ｂは、埋め込まれる、モールドされる、または他の方法でハイブリッド本体５０Ｂに取り付けられるコンタクタ１Ｈ、Ｈ２の接点の切断図を、リレー極ＰＲおよびスイッチ極ＰＳ１／２の４つの切断図５Ｂ−１〜５Ｂ−４と共に示す。スイッチ極ＰＳ１、ＰＳ２は、プランジャ５５を介して共に動作しており、したがって、ＰＳ１、ＰＳ２の接点は、上側の２と１Ｒまたは下側１と２Ｒの接点と共に係合して常に示されている。
【００９１】
図５Ｂは、リレー極ＰＲの位置対スイッチ極ＰＳ１／ＰＳ２の位置について４状態の組合せ５Ｂ−１〜５Ｂ−４を示す。図５Ｃから、４つの位置の２つは、トラベラワイヤＴ１、Ｔ２への直線接続を提供し、他の２つは接続を逆にし、または交差させ、ＳＰＤＴリレーの接点２は、極ＰＳ２に、または極ＰＳ１に接続することになり、一方ＳＰＤＴリレーの接点１は、極ＰＳ１に、または極ＰＳ２に接続することになることが明らかになるはずである。しかし、２つの極ＰＳ１、ＰＳ２は、プランジャ５５を介して共に操作されるので、２つのトラベラ端子Ｔ１、Ｔ２は、直線および逆だけの２つの状態で接続されることになる。
【００９２】
図５Ｃは、転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーの電気回路図である。図２Ｂの従来技術に示されているものなど知られている交差または転極リレーは、２対のトラベラ端子を介してトラベラワイヤの縦続対と交差することに留意されたい。さらに、従来技術のトラベララインの縦続チェインは、ＳＰＤＴスイッチおよびアドオンのＤＰＤＴまたは転極リレーを使用し、２つの壁ボックス空間および多数の端子を介した多数の相互接続ワイヤを占有する。
【００９３】
図５Ｃに示されている回路は、任意の知られている単一の米国または欧州電気壁ボックスのサイズおよび形状に合う小さいケース５０内にパッケージされる図６Ｂの単一のハイブリッドスイッチ−リレーデバイス５１を介してすべてを行い、絶対的な最小限の配線が、図５Ａに示されている３つの端子Ｔ１、Ｔ２、Ｌだけで示されている。含まれており後で論じる中性ワイヤ端子は示されていない。
【００９４】
図６Ｂのハイブリッドデバイス５１Ａは、ベース５０Ｂ上への図５Ａの分解図に示されている構造の組立てを示しており、プランジャ５５を使用して２重マイクロスイッチ極ＰＳ１、ＰＳ２を操作する。
【００９５】
同じハイブリッドデバイス５０Ｂが、アセンブリ５１Ａ、プランジャ５５、および従来技術の作動レバー５Ｌを収容するためのエンクロージャまたはボックス５０内にカプセル封じまたはパッケージされて示されている。
【００９６】
アセンブリ５１は、レバー支持体６１と、下記でさらに述べられ、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃに示されているロック解放デバイス６０とを含むパッケージされたデバイスとしてハイブリッドＤＰＤＴ転極マイクロスイッチ−リレーを示す。
【００９７】
図のハイブリッドＤＰＤＴデバイス５１は、後述する設定スイッチ５７−１〜５７−ｎ、ＬＥＤインジケータ５４、制御、通信および電力消費レポート回路（５１には図示せず）をさらに含む。
【００９８】
ハイブリッドＤＰＤＴまたはＳＰＤＴスイッチ−リレーは、ハイブリッドデバイス、装飾カバー、キーレバー、またはプッシュキーを支持するためにフレームに取り付けられるように構造化される同様のエンクロージャまたはボックス５０内にカプセル封じまたはパッケージすることも、知られている米国４’’×２’’（１０１．６ｍｍ×５０．８ｍｍ）ボックスもしくは欧州丸形６０ｍｍ壁ボックス、または異なるサイズの矩形ボックスなど、一般に使用されている電気壁ボックス内に設置することもできる。
【００９９】
図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃは、機械ラッチングデバイス６０としても知られる周知のロック解放デバイスを示す。図８Ａ〜図８Ｃに示されている知られているロック解放機構は、所与の入力もしくは電気機器の所与の機能を選択するために、または昔のテレビチューナのＴＶチャンネルを手動で選択するために使用される手動プッシュキーに使用される。この機構は、個々に各キー棒材内に埋め込まれる。後述するように、ＳＰＤＴリレー極、またはＤＰＤＴリレーの双極をラッチングするために同様のラッチング構造が使用される。
【０１００】
従来技術の機構を示す図８Ｃは、プッシュツーロック、プッシュツーリリース、およびプッシュプッシュの組合せである図９Ａのプッシュキー７０を介してハイブリッドスイッチ−リレー５１を楽に、わずかな力で機械的に作動するためのレバー支持体６１を含む図５Ｄに示されている構造６０に、非常に単純なロック解放を組み合わせることによって生み出される特徴について述べるために導入されている。
【０１０１】
図８Ａは、プッシュスイッチ（図示せず）の棒材のモールドされたロック解放くぼみの部分を示す。図８Ａ〜図８Ｃで参照されているキー棒材６７は、スイッチそれ自体の一部ではなく、くぼみと共にロック解放構造を形成するガイドロックリンク６６のための経路を形成するくぼみまたは溝６９を含むプッシュロッドまたは棒材である。
【０１０２】
ガイドロックリンクの一端は、ガイド中心点６６Ａとして示されている位置で保持され、ガイドロックリンクは、ロック点６９Ｂと解放点６９Ｃの間で棒材移動を制限する溝またはくぼみ６９Ａ内で移動する。ガイドロックリンクの他端は、ロック点６９Ｃと解放点６９Ｂの間で反時計回り移動でくぼみ６９に沿って移動している。
【０１０３】
ばねホルダ６７Ｂによって、およびキー本体６０によって定位置に保持されたばね６２は、２重機能を提供し、１つは、指で押してプッシュキーをロック位置にロックするのと反対側の解放位置に向かうキー６０に対する解放力である。ばね６２の他の機能は、ガイドリンク６６の移動を図８Ｃに示されているくぼみ６９を通じて反時計回り回転で操向するように設計された６８Ａ〜６８Ｄとして示されているくぼみ高所およびリッジを通じて、棒材がどちらかの方向へ移動されガイドロックリンク６６が左右および上下に強制的に移動されるとき、ガイドロックリンク６６を共に図８Ｂに示されているそのくぼみ６９、６９Ａ内で維持することである。
【０１０４】
ガイドロックリンクは、棒材６７の前後移動を、くぼみ６９Ａの長さに、またロック位置または点６９Ｂおよび開放位置６９Ｃの２つの位置だけに制限している。
【０１０５】
くぼみ経路６９内での棒材６７の移動は、ロックするための指による、および解放するためのばね圧力による強制的な動きである。反時計回り移動は、ロック解除するための阻止リッジ６８Ａ、６８Ｂ、およびロックするための６８Ｃ、６８Ｄによって生み出される。リッジは、時計回り方向での移動を防止し、それぞれロック点および解放点または位置６９Ｃ、６９Ｂの２つだけの静止点はそのままである。
【０１０６】
上記の従来技術の２つの位置機構、またはプランジャ５５に係合するためのレバー支持体６１など機械構造をロックまたはラッチするために適用される任意の他の知られているロック−解放機構を使用することができる。図の従来技術は、３つの移動部分だけを使用する好ましい低コスト機構であり、モールドされたキー本体６０はキー棒材６７およびレバー支持体６１を１つの部分として、ばね６２を別の部分として、またガイドロックリンク６６を第３の部分として含み、そのような単純な機構は、非常に信頼性がある。
【０１０７】
キーガイド６０Ａ、棒材容器６７Ａ、ばねホルダ６７Ｂ、ガイド移動範囲６６Ｂ、およびガイド中心点として示されている要素は、ハイブリッドスイッチ−リレーのモールドされたエンクロージャ５０内に含まれており、個々の要素または部分ではない。これは、キー６０、ばね６２、およびガイドロックリンク６６を含む機構全体を、下記でさらに述べられるプッシュツーロック、プッシュツーリリース、およびプッシュプッシュの３つのキー機能をハイブリッドスイッチ−リレーに提供するための唯一の移動部分とする。
【０１０８】
図８Ｂに示されているように、ロックと解放の間の距離は、図８Ｃに示されている最大移動６５の距離である。実際には、そのような移動は、４〜５ｍｍにわたって伸ばされる。レバー支持体６１が４〜５ｍｍのストローク移動によってロックおよび解放していることになるそのようなロック−解放移動では、可撓性レバー５Ｌの端部が、図３Ａ〜図３ＣのＳＰＳＴまたはＳＰＤＴマイクロスイッチおよび図６Ｂの５１を操作するための完璧なストローク移動である。
【０１０９】
上記で参照されている構造または異なるロック−解放機構構造は、ＳＰＤＴリレーとのＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチであるハイブリッドスイッチの組合せを操作することを可能にし、２方向切替え、キー６０を介した、または装飾キーを介した手動切替え、およびＳＰＤＴリレーをそのコイル６Ｌを通じて操作することによる遠隔切替えを可能にする。同様に、トグルもしくはロッカＳＰＤＴスイッチ３０またはＤＰＤＴスイッチ４０を使用するハイブリッドスイッチ−リレー組合せは、低コストで簡単に製造し、好都合に設置および使用することができることは言うまでもなく明らかである。
【０１１０】
図７Ａ〜図７Ｃに示されている直線ＤＰＤＴは、ＡＣ活線およびＡＣ中性線の両ＡＣラインのオンオフを切り替えるために建築物および住宅内の濡れた部屋またはゾーンに使用されるＤＰＳＴ（双極単投）スイッチを置き換えるために必要とされる。一部の国では、浴室または洗濯コーナ内の照明、ヒータ、および湯沸器は双極スイッチを介して切り替えられなければならないことが一般的、または確立された規則である。
【０１１１】
そのような直線応用例について、本発明は、その要件を十分に満たし、２重ＡＣラインの手動作動および遠隔作動を提供する。
【０１１２】
図７Ａは、絶縁体構造ＰＰおよびアーマチュアＰＭＤによって支持され、ベース９０ＤＰ内に一体化されたリレーコイル６Ｌによって操作される２つの極ＰＲ１、ＰＲ２とリンクされたマイクロスイッチの２極ＰＳ１、ＰＳ２を含むＤＰＤＴハイブリッドスイッチ２００を示す。また、４つのコンタクタ１Ｃ、２Ｃ、１Ｕ、２Ｕも示されている。実際、ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ２００は、図６Ｂの単一のコイル６Ｌおよびアクチュエータ５５によって共に操作される２つのＳＰＤＴハイブリッドスイッチ２０を含む。
【０１１３】
図７Ｂは、手動キーを介して、また遠隔で活線および中性線である２重ＡＣラインを切り替えるための必要に完璧に合う図１Ａの従来技術の回路の延長であるハイブリッドスイッチ２００の電気回路図を示す。
【０１１４】
図７Ｃは、図６Ａの示されている転極ハイブリッドスイッチ４０Ｒの延長であるトグルする、またはロッカＤＰＤＴハイブリッドスイッチ４０ＤＰを示す。４０ＤＰハイブリッドスイッチは、２つの極ＰＲ１、ＰＲ２を互いに、またアーマチュアそれ自体から絶縁するために絶縁本体ＰＰと共に構築される２重リレー極ＰＲ−１、ＰＲ−２、およびアーマチュアＰＭＤを除いて、ハイブリッドスイッチ４０Ｒと同様に動作し構造化される。
【０１１５】
他の違いは、２つの転極コンタクタ１Ｇ、２Ｇの、４つの直線コンタクタ１Ｃ、２Ｃ、１Ｕ、２Ｕとの置き換え、Ｎ、Ｌ、Ｔ１、Ｔ２からＮ、Ｌ、Ｌ（負荷）、ＮＬ（中性負荷）への端子の変更である。変更された要素は、図７Ｃの分解図４０ＤＰおよびパッケージされた、またはケーシングアセンブリ４０Ｃ−２、４０Ｒ−２に示されている。
【０１１６】
上記の説明から、上記で参照されている転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ４０Ｒ、５１は、ＳＰＤＴリレーおよびＤＰＤＴスイッチを含むことが示されているが、転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチは、２つのリレー極ＰＲ１、ＰＲ２を含むＤＰＤＴリレーおよび単極２４を含むＳＰＤＴスイッチを一体化することができることもまた明らかなはずである。さらに述べると、転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチは、単極スイッチ２０、３０を含むＳＰＤＴスイッチを、図７Ａおよび図７Ｃに記載され示されているものなどＤＰＤＴ２重リレー極ＰＲ１、ＰＲ２と一体化することができる。
【０１１７】
ＡＣスイッチおよびＡＣアウトレットなど電気配線デバイスは、建設業界内で建築家およびインテリアデザイナによって受け入れられる、または承認される色の選択を含めて、装飾キーおよびカバーデザインと共に提供される。したがって、配線デバイス製造者は、所与のスイッチによって操作される負荷のステータスを示すためのＬＥＤの使用を含めて、電気スイッチのために異なるカバー、キー、現代的な色の範囲を提供するように努力している。
【０１１８】
したがって、異なる製造者のカバーおよびキーによって取り付けられるように適合することができる、またはプッシュキー７０のストップガイド７０Ａを支持するためのホルダ５９Ａ表面のガイド受け５９Ｂを含めて、図９Ａの示されているスナップイン取付け構造５０Ｃおよびその相手方ロック構造５０Ｄなど所与のハイブリッドスイッチ−リレーエンクロージャに単純に取り付けることによって合わせることができるホルダ、カバー、キーの範囲を備えることができる所与のエンクロージャまたはパッケージ内でハイブリッドスイッチ−リレーアセンブリを提供することが好ましい。
【０１１９】
図９Ａは、本体５９Ａ、ガイド受け５９Ｂ、および自己ロック構造５０Ｄを含む保持フレーム上に装着されて示されている選択されたカバー５９を使用するハイブリッドＳＰＤＴスイッチ−リレー２０およびハイブリッドＤＰＤＴスイッチ−リレー５１を示す。図１０Ａおよび図１０Ｂは、カバー８９Ａ、８９Ｂを含む欧州デバイスサイズ内にハイブリッドスイッチ−リレー３０または４０のケーシングを含むモールドされたフレーム本体８７Ａ、８７Ｂを示す。
【０１２０】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、カバー９９Ａまたは９９Ｂと、周知のロッカキー９０または９２と共に使用するために標準的な４’’×２’’（１０１．６ｍｍ×５０．８ｍｍ）米国壁ボックス内にハイブリッドスイッチ−リレーを装着するために構造化されたフレーム本体９７Ａ、９７Ｂとを示す。カバー９９Ａまたは９９Ｂは米国で広く使用されており、カバー９９Ａは、取り付けるための見えるねじ頭を使用して示されている。カバー９９Ｂは、見せられるねじ頭なしにきれいな装飾カバー９９Ｂを取り付けるためにスナップオンベース９９Ｃを取り付けるように隠されたねじが使用される、知られている装飾カバーである。
【０１２１】
同様に、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃに示されているハイブリッドＳＰＤＴマイクロスイッチ−リレー、およびＤＰＤＴマイクロスイッチ−リレーは、ハイブリッドマイクロスイッチＳＰＤＴ２０およびＤＰＤＴ５１を欧州の丸形または矩形の壁ボックス内に装着するためにフレーム５９、５９Ａ、５９Ｄが合わされたケーシング５０を使用する。図のキー７０、７２はプッシュキーであり、オンまたはオフの切替えアクションのためにキーを内向きに押すことによって操作される。
【０１２２】
図９Ｂに示されているキー７２は、プッシュツーロックおよびプッシュツーリリースモードで動作しており、キー表面は、ロックされているか解放されているか識別可能である。これは、図５Ｃのキー６０上に自己取付けされる自己ロックホルダ７３をキー７２に提供することによって達成され、したがって、キーは、図９Ｂにおけるロック位置７２Ｌおよび解放位置７２Ｒと称される、４〜５ｍｍなどストローク移動と共に停留している。キーは、指で押すアクション中により良好なバランスおよび安定性をキーに提供するために、ばね−ピストン構造７５／７５Ａによって支援されて示されている。
【０１２３】
図の他のキー７０は、キー６０に取り付けられず、このキーは、図の４つのばねのような構造７０Ｂによって、または図９Ｂの７５および７５Ａのようなキーの内側表面上に装着されたばねおよびピストンによって支持される。キー７０は、ホルダ５９Ａ表面上に示されているガイド受け５９Ｂ内に挿入された４つのストップガイド７０Ａをさらに含み、それにより、キー７０は、キー６０をロックするように押されたとき、全体にわたって押し戻され、４つのストップガイドによって停留されることになる。
【０１２４】
したがって、キー７０は、ハイブリッドスイッチがロック位置にあるか、それとも解放位置にあるかにかかわらず、その固定された停留位置にあるとなり、したがって、キーは、カバー５９Ｄと同一平面の停留位置にキーがあるままであるため、プッシュプッシュキーと呼ばれる。
【０１２５】
キー７０または７２は、合致する、または異なるデザインおよび仕上げ、色合いもしくは色、テクスチャを有することができ、ならびに／またはインジケータ窓７４および／もしくはＩＲ伝搬窓７４Ｗ付き、もしくはなしである。ＩＲ通過フィルタは、ポリカーボネートなど、濃い灰色または文字通り黒に染色された透過性プラスチック材料である。そのような染色された透過性材料製のモールドされたキー７０またはカバー５９は、そのようなキーまたはカバーを通じて無線のＩＲ信号の伝搬を可能にすることになる。
【０１２６】
また、たとえば、ばねのような構造ベースが図９Ａ〜図９Ｃに示されているそのＩＲ透過性窓７４Ｗになるように、無線のＩＲ信号を通すために染色された透過性材料製であるばねのような構造７０Ｂをモールドすることが可能である。
【０１２７】
ハイブリッドスイッチリレー５１の前部表面上に示されているインジケータ５４は、負荷によってドレインされる電流または消費される電力が実質的に低減される「スタンバイ」状態など、そのステータスの著しい変化を含めて、負荷のオンオフステータスを示す。緑、赤、黄、または青などインジケーション色が、キー７０、７２の表面インジケータの薄い半透過性窓７４を通じて投影される。
【０１２８】
同じことは、多数の形状に設計および構造化され、図４Ａに示されているロッカキー本体３３、またはそれぞれ対応する容器穴８４Ｈ、９４Ｈ内に合うキー８０、８２のピン８０Ａおよびキー９０、９２の９０Ａなど自己ロック取付けに関連する詳細を含む図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂに示されているロッカキー本体８３、８４、９３、９４上へロッカスイッチに取り付けられ得るロッカキーにも当てはまる。また、それぞれキー本体のロックオン構造８４Ｂ、９４Ｂに取り付けられるロックフック８０Ｂ、８２Ｂ、９０Ｂ、９２Ｂも示されている。
【０１２９】
図のキー本体８０、９０のそれぞれは、ＳＰＤＴスイッチの単一のロッカ極２４をトグルするために、それぞれ単一のピストン８６、９６を含み、一方、キー本体８２、９２のそれぞれは、キー本体８４または９４のストップ棒材８４Ａをハイブリッドスイッチケース３０または４０のストップ棒材８４Ｓと係合することによって、ＤＰＤＴスイッチの２重ロッカ極２４をトグルするために２重ピストン８６−１、８６−２、または９６−１、９６−２を含む。
【０１３０】
また、図１０Ａ〜図１０Ｃは、図６Ａの４０−Ｃに示されているインジケータ４４と一直線であるキー本体８４内の透過性窓８４Ｗおよびインジケータの薄い半透過性窓８０Ｗを示す。
【０１３１】
分解図１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂに示されているキー本体のそれぞれは、キーロックフック８０Ｂ、８２Ｂ、９０Ｂ、９２Ｂを支持するための上記で参照されているロックオン構造８４Ｂ、９２Ｂと、モールドされたケーシング３０、４０の中央回動ソケット８５、９５内にそれぞれ添着される２重枢動軸または短いシャフト８４Ｃ１／２、９４Ｃ１／２とをさらに含む。図１０Ｃおよび図１１Ｃは、それぞれキー８０または９０を指で押すことによって操作される組み立てられたロッカスイッチを示す。
【０１３２】
ロッカスイッチ３０または４０のためのカバーは、プッシュスイッチまたは任意の他の装飾形状のために図９Ａに示されているカバー５９と同じカバーデザイン、形状、およびサイズとすることができる。カバー５９、８９、または９９は、１つより多いスイッチもしくはハイブリッドスイッチならびに／またはハイブリッドスイッチおよび他のスイッチの組合せを含む壁ボックス内に装着される複数のハイブリッドスイッチを設置するために設計および提供され得る。カバーは、好ましくは、同じ壁ボックス内に装着される電力アウトレットを含む複数のハイブリッドおよび一般的なスイッチを覆うために設計および提供されるべきである。
【０１３３】
図１２Ａは、図３Ｂ、図３Ｃ、図４Ｂのハイブリッドスイッチ−リレー１０、２０、または３０の極ＰＳおよび２つの接点１、２を含むＳＰＤＴスイッチを通じて手動で、またコイル６Ｌ、極ＰＲ、および２つの接点１、２を介して遠隔で、照明器具またはヒータなどＡＣ器具を操作するためのオンオフ切替え回路のブロック図を示す。
【０１３４】
図の２つのトラベラ接点を介して図１２Ａおよび図１２ＢのＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチとＳＰＤＴリレーを組み合わせることは、リレーコイル６Ｌを介して遠隔に、また図９Ａおよび図１０Ａの手動スイッチキー７０またはキー８０を介して手動でＡＣ器具の２つの独立したオンオフ切替えを提供するためのものである。
【０１３５】
しかし、ハイブリッドスイッチ２０、３０、４０、または５１の遠隔切替えは、信頼性問題を提示し、器具のエラーのない遠隔切替えのためには、器具の動作ステータスを知ることが必要である。切り替わるようにリレーに指令する前に器具電力がオンであるかそれともオフであるか知ることが必要である。器具ステータスなしでは、ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴリレーを逆にすると、器具電力を所期のコマンドの反対に切り替えることがあり得る。
【０１３６】
たとえば、ヒータまたは照明がオフに切り替えられていることを知らずにオフに切り替えるようにリレーに指令すると、ヒータまたは照明をオンに切り替えることがあり得る。そのような基本的な理由のために、手動でランダムに操作される未知のＳＰＤＴまたはＤＰＤＴ手動スイッチ位置に対してリレーコイルステータスに依拠することは可能でない。
【０１３７】
さらに、ＳＰＤＴリレー制御が真に信頼性があるものになるためには、照明または器具からコントローラに伝搬される、照明またはＡＣ器具の電流ドレインまたはオンオフステータスに関連する、返される確認またはデータを供給することが必要である。これは、２方向または双方向通信、ハイブリッドスイッチリレーまたは器具それ自体への制御コマンド、および器具またはハイブリッドスイッチリレーからコントローラへの返される確認、ステータス、電流ドレインデータ、または電力消費データを要求する。
【０１３８】
リアルタイムの電流ドレインまたは電力消費データを発電所および電力ディストリビュータに通信する必要は、ホームオートメーションの考慮すべき点にとって中核的な話題および主目的であり、現在、信号またはデータコネクティビティおよびスマートグリッドプログラムの主題に関して世界中で議論されている。
【０１３９】
参照されている米国特許および図１２Ａおよび図１２Ｂの示されている回路図は、それぞれドライバ１０７、１０９、１０５、１０３−１、１０３−２を通じて、返されるデータの受信を含めて器具を遠隔で操作するために、ツイストペア１３２を介した双方向バスラインと、ＩＲ送信機および受信機１０９Ａ／１０９Ｂを介したＩＲならびにアンテナ１０６（無線）を介したＲＦと、ライトガイドまたは光ファイバケーブル１３０を通じた２つの光トランシーバ１０４を介した光通信とを開示する。
【０１４０】
ワイヤレスＩＲ通信およびＲＦ通信は単純であると気付かれるが、それらはあまり信頼性がなく、たとえば室内での障害物の移動または配置は、参照されている特許および出願に開示されているＩＲ遠隔制御リピータからのコマンドを含めて、所与の器具へのＩＲ遠隔オンオフコマンドの見通し線を妨害することがある。器具の返される確認および／またはオンオフコマンドそれ自体が、妨害され、信頼できないものになり得る。
【０１４１】
ＲＦは、他の住宅に、また他の住宅から侵入することによって誤って送受信することがあり、および／またはＲＦ信号は、必ずしも住宅全体をカバーせず、コマンドもしくは返されるデータは、所期のそれらの送信先に通信されない、もしくは到達しない。住宅の多数の器具およびＡＣアウトレットをカバーするためのＲＦネットワークは、電気設置者のトレーニングおよびノウハウをはるかに越える広範、複雑、かつ正確なアドレッシングを必要とする。
【０１４２】
上述の他の基本的な信頼性問題は、ハイブリッドスイッチおよび／または縦続のＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチのオンまたはオフ状態を不明瞭にする図１２Ａおよび図１２Ｂに示されているＳＰＤＴ  ＰＳ１またはＤＰＤＴ  ＰＳ１／ＰＳ２の未知の状態である。したがって、手動ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチの正確なオンオフ状態を有することができないことは、システム信頼性問題を提示する。後述するように、通信およびコイル６Ｌから６Ｌ−ｎの状態を制御し、電流ドレイン信号が供給されるＣＰＵ１０１は、電流ドレインまたはオンオフステータス検知に基づいて負荷とのトラベラ接続を識別することが可能である。さらに、共にパッケージされた複数のハイブリッドスイッチのために、ＣＰＵは、ドレインされた電流の信号およびステータス検出器信号の組合せの供給を受けることができる。
【０１４３】
電流センサ１００およびステータスセンサ１００Ａの導入は、電気スイッチの信頼性のあるオンオフステータスを、参照されている米国特許および出願に開示されているＡＣデバイスを制御する専用コントローラ、ビデオインターフォン、またはショッピング端末に提供するための解決策である。
【０１４４】
誘導による電流センサ、磁気ホール検知回路、低オーミック抵抗もしくは金属合金、または他の知られている電流検知回路および方法のいずれかである電流センサ１００は、器具のステータスに関連するデータを、ＰＯＦ１３０、見通し線内でのＩＲ、無線でのＲＦ、またはバスラインもしくはネットワークを介した電気信号を介して伝搬するために、リアルタイムで器具ステータスを識別する。バスライン内のツイストペア１３２の使用もまた、電気キャビネット内で、または区分された壁ボックス内に設置して低電圧接続をＡＣ電力配線およびコネクタから分けるために分離または区分して構築されるとき可能である。
【０１４５】
リアルタイムの電流ドレインデータは、負荷ステータスを識別し、コントローラがエラーなく明確に照明または他の器具のオンオフを切り替えることを可能にする。さらに、それは、住宅、事務所、または他の店舗もしくは組織がそれらのリアルタイムの電流ドレインまたは電力消費を電力提供者または発電所の電力スマートグリッドにレポートするためのベースを提供する。
【０１４６】
リレーコイル６Ｌ、ＣＰＵ１０１、および他の内部回路のためのＤＣ電力は、必要とされる低いＤＣ電圧および電流を出力するための知られているスイッチング電源回路を使用して、および／またはＤＣアナログ電圧レギュレータ、または米国特許第８，４４４，１２４号明細書で参照されているものなど他の小電流電源回路を使用して、小電源ＩＣ回路から供給され得る。リレーコイル電力消費は１Ｗの整数分の一であるが、磁気または機械的ラッチング極ＰＲおよびアーマチュアＰＭをコイル６Ｌと共に使用することは、ラッチングリレーが短いパルスによって作動され、したがって電力消費を節約し、内部電源からのＤＣ電流ドレインおよび熱を低減するので、有利である。機械的にラッチングされるリレーを使用するラッチングリレーおよびハイブリッドスイッチについて下記でさらに述べる。
【０１４７】
一般的な照明スイッチは、ＡＣ中性線に接続せず、ＡＣ活線および負荷線だけを使用し、一般に、２本のワイヤだけが導管内および照明スイッチ壁ボックス内に見出される。
【０１４８】
一方、すべての知られている電気配線の既存の規則、コード、および規制は、導管および電気壁ボックス内へのＡＣ中性線の無制限の導入を許しており、本発明のハイブリッドスイッチ−リレーなど任意の、およびすべてのＡＣ切替えならびに他のＡＣデバイスおよび回路へのそのようなＡＣ中性線の接続を含む。
【０１４９】
上記の説明から、本発明のＳＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーデバイスは、標準的な電気ＡＣボックス内に設置することができ、一般に設置される電気システムの基本配線に対する著しい変更なしに、低コストで簡単に電気コードおよび規則に準拠して配線され、中性線、および双方向通信のための光ケーブル、無線のＩＲまたはＲＦのうちの１つの追加を必要とすることが明らかになる。
【０１５０】
参照されている米国特許は、光アクセスへの光ケーブルの直接取付けを開示している。ＰＯＦケーブル端は、光ケーブル１３０の縦続チェインを通じて伝搬される光信号を介して、また見通し線内となるように調整されたＩＲによって、および／またはワイヤレスＲＦ信号によって、および／またはバスライン１３２を介した電気信号によって制御するために、１方向または単方向、および２方向または双方向、およびそれらの組合せとして開示されているアクセス１０４を介して光トランシーバ１０３に、切断された表面が直接取り付けられることを可能にするために鋭利なギロチンカッタによって終端される。
【０１５１】
参照されている米国特許の教示から、電流センサもしくはＡＣ切替えデバイスなどＡＣデバイスまたはＡＣアウトレットは、器具または負荷が位置する建物の部屋またはゾーンを含む器具の詳細事項に関連するアドレスと共に設定され得ることも明らかになる。
【０１５２】
設定は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されているものなど設定セレクタ１０８−１〜１０８−ｎを介して、ならびに／またはそのような詳細事項および／またはアドレスをＣＰＵ１０１に含まれるメモリ内にダウンロードすることを介して処理される。これは、ＲＦ信号、ＩＲ無線信号を介して、光ケーブルを通じた光信号を介して、およびＡＣデバイスのオプトポートと呼ばれる１もしくは複数のライトガイドアクセス内にハンドヘルドデバイスを介して、またはローディングコネクタもしくは端子を介して直接、ダウンロードすることを含む。
【０１５３】
本発明のハイブリッドスイッチ−リレーによる別の特徴は、ＣＰＵ１０１のプログラミング、および「２重キーイング」もしくは「３重キーイング」をハイブリッドスイッチのキー７０、８０、もしくは９０に、または「オン−オフ−オン」もしくは「オフ−オン−オフ」など「２重アクション」をスイッチのレバーに割り当てるための方法にある。割当ては、下記でさらに述べるように、建物内の照明のグループもしくはすべてまたは他の器具のグループのオンオフを切り替えるために、個々に設置された、またはトラベラワイヤによってＳＰＤＴおよび／またはＤＰＤＴスイッチと接続されたハイブリッドスイッチのいずれかに適用可能である。
【０１５４】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、電流センサ１００を示し、図１２Ｃは、ステータスセンサ１００Ａを示す。図のステータスセンサ１００Ａは、図１２Ａおよび図１２Ｂのハイブリッドデバイスを操作するために必要とされない。なぜなら、極ＰＲを通じて負荷と直列で接続された電流センサ１００が、負荷を通じて電流ドレインを明確に識別し、したがってエラーのないステータスを提供することになるからである。
【０１５５】
電流センサ１００と対照的にステータスセンサ１００Ａは、電流ドレイン値またはデータを提供しないが、ＳＰＤＴおよび／またはＤＰＤＴスイッチ位置に対してトラベララインのステータスを識別し、ＡＣ活線電力が負荷から断ち切られるとき信号を出力することによって、ステータスデータを提供する。簡単に言えば、ステータスセンサは、負荷がＴ１またはＴ２トラベララインの一方に接続され、ＡＣ活線が他方のトラベララインに供給されるとき信号を出力する。
【０１５６】
図１２Ｃは、本発明の好ましい実施形態のステータスセンサ１００Ａの概念回路の電気回路図またはブロック図を示し、共に高いオーム値を有する２つの示されている検知抵抗器Ｒ２、Ｒ３が、ＳＰＤＴリレーの２つの端子１、２に接続されている。Ｒ２およびＲ３は、共にそれらの他端で直列抵抗器Ｒ４を介してＦＥＴ  Ｑ１ゲートに、またツェナーダイオードＤ１を介して接地に接続される。見やすくするために、接地電位、およびＣＰＵに給電するために電源１０２によって供給されるＤＣ極性、リレー、およびハイブリッドデバイス２０、３０、４０、５１、または２００の他の回路は、ＡＣ活線に接続される。接地ＤＣ電位および正のＤＣまたはＶＣＣは、たとえば＋１２Ｖもしくは＋５Ｖ、またはＡＣ活線に対して測定されて＋ｎＶである。
【０１５７】
ＡＣ活線は、極端子ＰＲに直接接続され、したがって図１２Ｃに示されているように極ＰＲ、ＰＳが接点２と係合されたとき、負荷と活線が接続され、センサ抵抗器Ｒ３はＤＣ接地電位にあり、ＦＥＴ  Ｑ１ゲート信号はゼロであり、ＦＥＴ  Ｑ１をオフ状態で保つ。極ＰＲが接点１と係合するように切り替えられたとき、負荷は、Ｒ３およびＲ２を介して活線Ｌに接続されることになり、中性線Ｎに固定接続されている負荷は、中性線を、代わりにセンサ抵抗器Ｒ２、Ｒ３を介してＡＣ活線と直列で接続することになる。
【０１５８】
得られる分圧器Ｒ２、Ｒ３（負荷の抵抗は無視できる）は、Ｒ４およびツェナーＤ１を通じてわずかな電流を接地に提供し、適切な電圧電位をＦＥＴゲートに提示しＦＥＴ  Ｑ１をオンに切り替え、ゲートのソース極は、ハイ状態信号をＣＰＵ１０１のＩ／Ｏポートに供給し、負荷がオフに切り替えられることを識別する。
【０１５９】
ＣＰＵ１０１のメモリは、ＣＰＵがエラーなしにリレーを操作するために必要とされる両ステータスを記憶し、それにより、個々の接点Ｔ１またはＴ２端子は、キー７０、８０、もしくは９０によって、またはインターネットを通じてＰＣネットワークを介したコマンドを含めてオプトポート、ＩＲ、ＲＦ、もしくはバスラインを介して図１３Ａに示されているオートメーションコントローラ２５０から受信されるコマンドによって、または下記で述べられるように、縦続チェインでＤＰＤＴハイブリッドスイッチリレーに接続されたＳＰＤＴまたはＳＰＤＴスイッチ（図示せず）によるキーイングを含む２重もしくは３重キーイングなど、プログラムされたように繰り返されるキーイングによって、オンコマンドまたはオフコマンドと相応する。
【０１６０】
参照されている米国特許第８，２６９，３７６号明細書は、ハイブリッドスイッチを介して、および／またはハイブリッドスイッチに縦続チェインで接続されたＳＰＤＴまたはＤＰＤＴ機械スイッチを介して「オン−オフ−オン」または「オフ−オン−オフ」に切り替えることによって、照明または他の器具など負荷を、個々、負荷のグループ、および負荷または所与の器具のすべてでオンオフを切り替えるための方法および装置を教示している。
【０１６１】
ハイブリッドスイッチは、縦続の光ファイバもしくはＲＦを介して直接、ならびに図１３Ａおよび図１３Ｂに示されている、キーパッド１５０もしくはタッチパッドもしくはタッチスクリーンを含む専用コントローラ、ビデオインターフォンモニタ、もしくはショッピング端末を含むホームオートメーションのコントローラ２５０を介して、ならびに／またはホームオートメーションディストリビュータ１４０を介して、照明または他の器具である個々の、グループの、またはすべての所与の負荷にオンまたはオフを指令している。
【０１６２】
図１２Ａおよび図１２Ｂにおける図のハイブリッドスイッチ２０、３０、４０、５１のそれぞれ、およびハイブリッドスイッチ２００（図示せず）は、縦続のトランシーバ１０３およびＰＯＦ１３０のためのオプトポート１０４、ＩＲトランシーバ１０９およびＲＦトランシーバ１０５、バスラインドライバ１０７、電流センサ１００、ステータスセンサ１００Ａ、設定セレクタ１０８−１〜１０８−ｎなど多数の回路を含むことができる。
【０１６３】
必ずしもすべての回路が必要とされず、たとえば縦続のライトガイドまたはＰＯＦが使用されないとき、単一のオプトポート１０４だけが必要とされ、ＩＲまたはＲＦコマンドだけが使用されるとき、オプトポートは使用されず、ＩＲ  １０９またはＲＦ  １０５トランシーバだけがハイブリッドスイッチ−リレーに含まれることは明らかである。
【０１６４】
参照されている米国特許および出願による教示と同様に、ハイブリッドスイッチおよび／または負荷が設置または操作される部屋またはゾーンを含むハイブリッドスイッチ−リレーのための設定、器具の識別、および他の操作詳細は、設定セレクタ１０８−１〜１０８−ｎを介して、またはオプトポート１０４を通じた光ダウンロード、ＩＲトランシーバ１０９を介したＩＲダウンロード、もしくはＲＦトランシーバ１０５を介したＲＦダウンロードを介して設定され得る。ダウンロードおよび設定は、後述するように、照明または器具のグループ、およびすべての照明および所与の器具のオンオフを切り替えるためのプログラムを含む。
【０１６５】
したがって、異なるハイブリッドスイッチ２０、３０、４０、５１、２００の回路内に設定セレクタ１０８−１〜１０８−ｎおよびステータスセンサ１００Ａまたは電流センサ１００を含めることは、所期の目的で変わる可能性があり、必ずしもすべての図の回路が必要とされず、含まれない。
【０１６６】
スタンドアロンのＳＰＤＴハイブリッドスイッチについては、または建物内に設置された縦続のＤＰＤＴおよびＳＰＤＴ手動スイッチに接続された単一の転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチについては、詳細事項およびアドレス設定の、また同時にシステムコントローラの必要が全くない。
【０１６７】
これに反して、住宅の単一のハイブリッドスイッチのそのようなセットアップは、たとえばＡＣ活線を介してオンオフコマンドを伝搬し、Ｘ１０として知られるＡＣ制御信号を介して、またはアーマチュアまたは極が、下記でさらに述べるように磁気的または機械的ラッチングタイプであるときコイルへの単純な短い駆動パルスを介して、制御可能なコイル６ＬのアーマチュアＰＭを作動させるために、非常に低コストのオンオフ遠隔コントローラ（図示せず）を介して操作することができる。
【０１６８】
そのような単純な操作については、コイル６Ｌは、駆動パルスによって駆動され、前記磁気アーマチュアを作動させ、または図１７Ｂ、図１８Ａ、および図１８Ｂに示されている極ＰＲ−Ｅをラッチングし、そのラッチング位置を逆にし、それにより負荷ステータスをオンからオフに、またはオフからオンに逆にすることができる。他の制御回路は必要とされず、使用されない。
【０１６９】
ハイブリッドスイッチは、電気キャビネット内に設置することができ、コイル６Ｌは、遠隔で作動される極ＰＲでアーマチュアＰＭを作動させるために低電圧またはＡＣ電力に接続することができ、そのような遠隔作動のためには、さらなる回路は必要とされず、使用されない。
【０１７０】
ステータスセンサ１００Ａに対する電流センサ１００、または両方の使用の問題は、測定および計算されたドレインされる電流および／または消費される電力をレポートする特定の要件および／または必要を含む。電流センサ１００もしくはステータスセンサ１００Ａまたは両方の使用は、単に技術的問題ではなく、リアルタイムで電力消費をレポートすることを要求することなど、商業上および／または将来の規制遵守を含む。
【０１７１】
たとえば、電力消費をリアルタイムでレポートするために、電流センサ１００の代わりにステータスセンサ１００Ａを使用することが可能である。これは、ユーザが、ＣＰＵ１０１のメモリ内に、負荷の指定された電力消費をインストールすることを可能にすることによって達成される。これは、必ずしも測定されたものでなくメモリ内に記録および記憶された電力消費をレポートすることを可能にする。
【０１７２】
ステータスセンサは住宅の照明または空気調和など個々の負荷、負荷のグループ、およびすべての負荷の制御に十分適しているが、好ましい解決策は、電力消費またはドレインされた電流の値を提供するために電流センサ１０１を使用することである。
【０１７３】
オンオフを切り替えるためのコマンドと、同様のコマンドと、住宅内のステータスおよび電力消費レポートを含むコマンド応答とは、高速である必要はない。これに反して、５０ボーなど低速が一般的であり、無線の見通し線内のＩＲコマンドのための標準である。
【０１７４】
ＰＯＦを介した光信号に異なる速度を適用することは誤りであり、この低速は、無線のＩＲとＰＯＦを介した可視光の両光信号にとって好ましい速度である。低速は、シグナリング速度能力だけを含むのではなく、リレーおよび機械スイッチの極を介した電力切替え時間は、ミリ秒で測定され、このタイミングは、５００ボーの低速に合っており、特に応答する要素および回路が返信の用意ができていないとき、より高速で制御コマンドおよび応答を提供するメリットはなく、またはほとんどない。さらに電力消費計算は低速であり、これについては後で参照する。
【０１７５】
上記で参照されているように、ハイブリッドスイッチ−リレーは、住宅内の照明のグループもしくはすべての照明、または器具の他のグループおよび器具の他のグループのすべてのオンオフを切り替えるように操作され得る。これは、図１３Ａに示されている住宅オートメーショングリッドまたはネットワーク、および図１３Ｂに示されているオートメーション信号ディストリビュータを通じたコマンドの伝搬を要求する。
【０１７６】
上記の説明から、回路およびプログラムの異なる組合せを、多数の変形形態を操作モードに提供するために使用し適用することができることは明らかである。
【０１７７】
本発明のハイブリッドスイッチ−リレーは、ハイブリッドスイッチキー７０、８０、８２、９０、または９２を介して、また縦続チェインで本発明のＤＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーに接続されるＳＰＤＴスイッチおよび／またはＤＰＤＴスイッチの手動スイッチレバーのいずれか１つまたは複数を介して、建物の照明のすべてまたは所与の負荷の他のグループもしくはクラスタのすべてを含めて、照明のグループもしくはクラスタまたは他の所与の負荷のグループもしくはクラスタのオンオフを切り替えるためのコマンドを生成し伝搬するようにプログラムされる。
【０１７８】
説明および特許請求の範囲における「クラスタ」という用語は、照明または他の「所与の」器具もしくは負荷の任意のグループを指し、「所与の負荷」という用語は、ヒータ、空気調和機、ファン、照明、またはカーテンおよびブラインドなど任意のタイプの器具を指す。
【０１７９】
住宅の照明のグループまたはすべてのオンオフを切り替えるためのコマンドは、ライトガイド（ＰＯＦ）を介した光信号、見通し線内での直接またはＩＲリピータを介した無線のＩＲ信号、バスラインを介した、また電力供給を有するバスラインを介した電気信号、およびそれらの任意の組合せから選択された双方向信号のいずれかを使用してハイブリッドスイッチから伝搬され得る。
【０１８０】
参照されている米国特許第８，２６９，３７６号明細書は、異なる周知のブランドによって製造された標準的なＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチを開示しており、また、トラベラワイヤＴ１、Ｔ２によって縦続チェインで接続された壁ボックス内への組み合わされたＡＣ切替えデバイスおよびＡＣ手動ＳＰＤＴスイッチの装着方法を示す。
【０１８１】
照明のグループおよび照明のすべてを切り替えるための開示されているプロセスは、繰り返されるキーイング、または別の方法で、スイッチステータスを逆にするために、プッシュ、押下、ロッカ、クリック、トグル、スライド、回動、または任意の他の作動アクションである機械ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチを作動することであり、これらのすべてが本発明のハイブリッドスイッチ−リレーに、また関連のＳＰＤＴおよび／またはＤＰＤＴスイッチに当てはまる。
【０１８２】
ＣＰＵ１０１は、ステータスセンサ１００Ａを介して、または図１４ＡのＣＰＵ１０１のＩ／Ｏ  Ｃポートに供給される電流センサ１００によって検出された電流ドレインレベルの変化を介して、スイッチステータスの変化を計時するようにプログラムされる。たとえば、ステータスが「オフ状態」であり、ハイブリッドスイッチキーが照明をオンに切り替えるように作動されたとき、ステータスまたは電流ドレインの変化が、ＣＰＵ１０１によるタイミングプログラムを開始する。タイミングプログラムまたはタイマは、たとえば１秒または５００ｍｓｅｃの持続時間の間、活動状態にされ、これは、繰返しキーイングのための「待ち持続時間」である。
【０１８３】
１秒または５００ｍｓｅｃ持続時間内、キーイングが繰り返された場合、これは実際、ステータスを再び逆にするが、プログラムされたＣＰＵ１０１は、コイル６Ｌを操作し、極ＰＲステータスを直ちに再逆転し、第１の逆ステータス（この例の照明オン状態）を維持し、同時に、ホームオートメーショングリッドまたはネットワークにコマンドを供給し、システムコントローラを介して、または設定キーもしくは所与のハイブリッドスイッチ−リレーのメモリを介して直接、プログラムされた照明の所与のグループをオンに切り替える。
【０１８４】
複数の一体化されたスイッチを含むハイブリッドスイッチ、および照明のグループまたはすべての照明が、すべてまたは部分的に、同じ一体化された複数のハイブリッドスイッチに接続されたとき、ＣＰＵは、それらの照明、またはそこに直接接続された他の負荷を直接操作し、オートメーショングリッドを介して照明または負荷の他のグループまたはすべてにコマンドを伝搬する。
【０１８５】
同じことは、最初のスイッチ作動が、照明をオフに切り替えることであり、１秒または５００ｍｓｅｃ内の次の作動が、ステータスを逆にすることであり、ＣＰＵは、リレーコイル６Ｌから６Ｌ−ｎを操作し、オフ状態を維持し、設定された他の照明の照明のグループをオフに切り替えるためのコマンドを供給する逆転処理に当てはまる。
【０１８６】
第２の作動が検出されたとき、ＣＰＵ１０１によるタイマまたはタイミングプログラムは、別の１秒（例として）の間、タイマを再始動するようにリセットされ、延長された１秒内に、状態の新しい作動または転極が生じた場合、リレーコイルは、前の状態を維持し、場合によってはすべての照明をオンまたはオフに切り替えるためにオートメーショングリッドまたはネットワークを通じてコマンドを供給するように指令される。
【０１８７】
作動が生じず、最初のタイミングまたは延長されたタイミングであるタイマプログラムのいずれか（１秒の例）中に検出されないとき、タイミングまたはタイマプログラムがリセットされ、スイッチ操作は、その基本操作モードに戻り、トラベラを逆にする、すなわちオンオフを切り替える。
【０１８８】
電流センサ１００およびステータスセンサ１００Ａが共に負荷ステータスを検知しているとき、トラベララインを介してハイブリッドスイッチに接続された、ＳＰＤＴおよび／またはＤＰＤＴ機械スイッチである縦続のスイッチのいずれかの変化がタイマプログラムを開始する。スイッチの１つのいずれかを作動させることは、トラベララインおよび負荷ステータスを逆にし、それによりＣＰＵ１０１の繰返しキーイングタイマプログラムを開始することになる。
【０１８９】
これは、照明または器具のグループまたはすべてのオンオフを切り替えることが、ハイブリッドスイッチと縦続チェインで接続された個々の標準的な各機械ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴスイッチによって操作されることを明らかにする。
【０１９０】
ハイブリッドスイッチインジケータは、タイマステータス、ならびにプログラムされた負荷、負荷のグループ、およびすべての負荷のオンオフ状態を示すために所与の色で点灯するようにプログラムされる。
【０１９１】
図１４Ａは、電流ドレイン信号をＣＰＵ１０１のＩ／Ｏポートに供給するためのブロック図である。ＡＣ活線は、ＶＣＣの負極であることが上述されている回路接地に接続されて示されている。
【０１９２】
信号増幅器ＩＣ１は、上記で構造８１と称される電流ドレイン抵抗器Ｒ８１から供給される電流ドレイン信号を増幅するために直列で接続された周知の比例増幅器またはデュアル増幅器ＩＣである。増幅器ＩＣ１は、演算増幅器またはオペアンプとしても知られる２つの増幅器を組み合わせ、各増幅器は、たとえば１００倍まで増幅するように設定され、したがって、直列の２つは、１０，０００増幅倍率まで提供することができる。１〜５００ｍＡによって生成される信号の比例増幅および１００ｍＡから２０Ａのドレインは、増幅器ＩＣ１の線形範囲内に十分にあることになる。
【０１９３】
ＣＰＵ１０１は、アナログ／デジタルプロセッサと、アナログ−デジタルおよびデジタル−アナログコンバータポート、デジタルポート、ならびにアナログポートとを含む。ＣＰＵ１０１は、８ビットまたは１６ビット、およびメモリを含む低電力消費プロセッサなど、低コストで一般に入手可能なＣＰＵである。
【０１９４】
増幅された電流信号は、増幅器ＩＣ１からポートＩ／Ｏ  Ｃに供給され、増幅制御ステータス、およびデジタルへの変換されたアナログ電流信号に関連するデータに基づいて、ＣＰＵは、センサの指定された範囲の中央または最も線形の範囲内にある受信信号と相応するプログラムされた最適な増幅を得るために増幅器ＩＣ１の増幅倍率を、Ｉ／Ｏ  Ａポートを介して調整するようにプログラムされる。
【０１９５】
負荷、たとえば蛍光灯または洗濯機のモータは、純粋なオーミックまたは抵抗性負荷でない。非オーミック負荷は、電圧曲線と電流曲線の間で位相のシフトを引き起こし、ならびに／または高電力のデジタルスイッチング電力および負荷によって曲線を歪ませる。図１４Ｂは、２つの正弦波曲線、すなわち電圧曲線１８０〜１８６および電流曲線１９０〜１９６を示し、これらは、コイルおよびコンデンサを含む負荷によって引き起こされて、ランダムな角度だけシフトされる。
【０１９６】
電圧曲線１９０〜１９６は、大きなオーミック分圧器Ｒ６、Ｒ５を介して中性ＡＣ端子ＮからＣＰＵのＩ／ＯＶに供給される基準電圧の曲線であり、Ｒ６の値は、０．５〜１．０ＭΩなどの範囲内にあり、Ｒ５の値は数ＫΩであり、米国電力線の１２０Ｖ／６０Ｈｚまたは欧州電力線の２３０Ｖ／５０Ｈｚなど電力線電圧を表す最適な基準信号レベルを提供する。電流曲線１９０〜１９６は、増幅された電流信号、および電流ドレイン値の正確な基準である。
【０１９７】
基準電圧曲線のゼロ交差１８０は、電力消費読取りの処理のための開始位置または時点である。電流位相シフトは、電流曲線のゼロ交差の逸脱から明らかである。
【０１９８】
図のゼロ交差１８０は、負から正への交差点であり、それと同時に、電流曲線の開始点時間１９０は、負曲線のピークに近い、または９０°を超える位相シフトにあることが示されている。
【０１９９】
図１４Ｂに示されている処理は、５つの基準サイクル１８１〜１８５、および位相シフトされた５つの電流サイクル１９１〜１９５の測定である。測定位置または時点は、電圧時点について１８１−１、１８２−１、１８３−２、１８４−３、および１８５−４として電圧曲線の上に散在する１０個の点として図１３Ｂに示されており、電流曲線にわたるまさにその時点が、１９２−４、１９３−５、１９４−６、１９５−８として示されている。
【０２００】
処理の終了位置または時点は、１８０および１９６として示されている。図の時間間隔は、５０Ｈｚについて２０ｍｓｅｃ、６０Ｈｚについて１６．６ｍｓｅｃである。垂直の線は、１つのサイクルを１０の時点に分割し、したがって、各時点間の間隔は、１サイクルを１０で割った期間である。
【０２０１】
１サイクル（Ｈｚ）中の時間間隔または測定点の数は、測定の精度に直接関係し、同じことができるが、１回の測定における測定されたＡＣサイクルの数に当てはまる。どちらもなすべき判断であり、より高い精度は、１回の測定におけるより多くの測定ＡＣサイクル（Ｈｚ）、および時間間隔の低減または測定点の数の増大を必要とする。
【０２０２】
電力消費は、各時点で同時に測定された値に基づいて作成され、電圧が基準とされるタイミングに基づいて各サイクルごとに合計された、計算された正弦波の積Ｖ×Ａのグラフである。図１３Ｂにおける図の５つのサイクル１８１〜１８５は、たとえば２秒ごとに繰り返される測定の１回の例である。計算の回が２秒ごとに実施されるようにプログラムされているとき、５つの測定されるサイクルの合計が、５０Ｈｚについて２０、６０Ｈｚについて２４の係数で乗算されることになる（５０：５／秒×２秒）または（６０：５／秒×２秒）。これは、２秒内で消費される電力を表すことになる。
【０２０３】
上記によって、本発明の電流センサによる電力消費計算は、共に多数のＩＣ製造者から入手可能な低コストの中央処理装置（ＣＰＵ）またはアナログ／デジタルプロセッサによって単純化および実施することができることは明らかなはずである。また、本発明の電流センサは、サイズを小さくし、ＡＣハイブリッドスイッチ−リレーおよび他の電気配線デバイス内に合わせ、電力消費レポートに対して正確、実際的、かつ低コストの解決策を提供することができることも明らかなはずである。
【０２０４】
計算された、消費された電力の値は、システムコントローラに対してプログラムされたようにレポートするために、ＣＰＵ内に含まれるメモリ内で記憶および更新される。計算された電力消費値は、負荷または器具の詳細事項および負荷および／またはハイブリッドスイッチの場所を含む事前定義のプログラムされたプロトコルに変換される。メモリ内の記憶され更新されたデータは、コード化されたプロトコルである。
【０２０５】
参照されている米国特許第８，１７０，７２２号明細書は、電力消費プロトコルのコード化、およびプロトコルレポートの信号構造を開示している。コマンド構造は、電力消費、負荷の詳細事項、およびその場所をレポートするために必要なデータすべてを含む、５バイトしか含まない短いコマンドとなるように設計される。
【０２０６】
上述のように、電力消費の処理は、その期間が５０Ｈｚについて１００ｍｓｅｃまたは０．１秒、６０Ｈｚについて８３ｍｓｅｃである５サイクルに及ぶ低速の測定／読取りプロセスである。電力消費レポートのために建物または住宅内で高速ネットワークを使用するメリットはない。
【０２０７】
上記すべてから、ＳＰＤＴまたはＤＰＤＴハイブリッドスイッチ−リレーは、サイズおよび形状が標準的な壁ボックス内に設置するのに合うように、また、回路に電力を提供するための中性ワイヤに加えて、２つのＡＣ活線および負荷ワイヤだけによって負荷に接続されるようにすることができることが明らかなはずである。
【０２０８】
さらに、ハイブリッドスイッチは、プッシュキー、トグルキー、もしくはロッカキー、または任意の他の知られているスイッチキーによって操作することができること、およびハイブリッドスイッチは、ハイブリッドスイッチキーのマルチキーイングもしくは繰返しキーイング、またはハイブリッドスイッチ−リレーにトラベラワイヤの縦続チェインで接続される１または複数のスイッチのキーによって、プログラムされたように個々の負荷、負荷のグループ、およびすべての負荷のオンオフを切り替えることができることが明らかである。
【０２０９】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、単一のベース５０Ｂｎ上に構造化され、単一のエンクロージャ４０ｎ、５０ｎ内にパッケージされる複数のハイブリッドスイッチを示す。組み合わされ一体化されたスイッチ−リレーのそれぞれは、単一の一体化されたスイッチ２０、３０、４０、または５０と同一であるが、複数の負荷すべてに給電するために単一のＡＣ活線端子Ｌを配線することができることが例外であり、これは、配線接続および労力を切り詰めるので有利である。
【０２１０】
一体化されたスイッチのそれぞれに異なる負荷を割り当てることも、すべてを照明など同じタイプに割り当てることもできる。各負荷の詳細事項および場所の割当ておよび設定は、設定スイッチを介して、および／またはそのようなデータをメモリ内にインストールまたはロードすることを介して、上記で参照されているのと同じである。
【０２１１】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示されているＣＰＵ１０１は、各コイル６Ｌから６Ｌ−ｎを個々に、コイルのグループを、すべてのコイルを、およびそれらの組合せを操作することができる。インジケータ５４−１から５４−ｎは、ＣＰＵを介して個々に駆動されるが、インジケータのすべてまたはグループは、各極端子に個々に接続された複数の負荷の各負荷のステータスに従って駆動される。複数の負荷を最小の制御部分で操作する単一のカプセル封じされたスイッチ、および端子を接続する最小の配線を有するというこの能力は、本発明のもう１つの明らかな利点である。
【０２１２】
図１５Ａは、共通のベース５０Ｂｎ内にモールドされたｎ個のスイッチ−リレー構造を示し、すべての他の要素は、単一のハイブリッドスイッチと共に上記で参照されている。図のｎ個のハイブリッドスイッチエンクロージャ５０ｎは、ｎ個の負荷端子に直接接続され得る。図のエンクロージャ５００−１は、ｎ個の負荷のためのｎ個のピン５０５−１〜５０５−ｎを含めて、ＡＣ活線５０１−１および中性（図示せず）のための２つのプラグインピンを含んでいる。図のエンクロージャアセンブリ５００−１は、配線端子のないプラグインタイプであり、プラグイン構造５０４のためのソケットは、ＡＣ活線のための２ピンソケット５０３−１および中性のための５０３−２、負荷ピン５０３−１〜５０３−ｎのためのｎ個のピンソケット５０２−１〜５０２−ｎを含む。構造５０４は、図６Ｂ、図１２Ａ、および図１２Ｂに示されている制御回路（図１５Ａには図示せず）をも含み、その結果、５００−１エンクロージャアセンブリ全体をソケット内にプラグインすることができ、配線は、すべて図のＡＣ活線、中性、およびｎ個の負荷端子を介してソケットの後部側で完了される。フレームカバー５０Ｄｎは、ｎ個のハイブリッドスイッチアセンブリ５００−１のために提供された図９Ａのフレームカバー５０Ｄと同様である。
【０２１３】
図１５Ｂは、構造３０または構造４０と同じであるが、ｎ個のスイッチ−リレー一体化を可能にするように拡大された構造４０ｎ内に格納されたｎ個のスイッチを示す。
【０２１４】
スイッチアセンブリ４０ｎは、アセンブリエンクロージャ４０ｎを装着することを可能にするフレーム８７Ｂと同様であるフレームカバー８７Ｄ上に設置される。キー８４Ｄは、ｎ個のハイブリッドスイッチに合うようにサイズ設定され、フレームカバー８９Ｄおよびキーカバー８２Ｄと同じであり、これらはすべて、本発明の複数の、またはマルチハイブリッドスイッチのサイズに合うように調整される。
【０２１５】
図４Ｂの構造８１は、それぞれ複数のハイブリッドスイッチのそれぞれのために使用することができ、および／または共通の構造８１は、すべての個々のハイブリッドスイッチのために使用することができること、ならびに共通の構造８１と複数のステータスセンサとは、接続されたｎ個の負荷のそれぞれのステータスを検出するために組み合わせることができ、個々の電流は、メモリ内で計算および記憶されることに留意することも重要である。
【０２１６】
ハイブリッドスイッチは、負荷ステータス、負荷によってドレインされる電流、および／または負荷によって消費された電力を検出およびレポートすることができ、ＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）を介した双方向光信号、無線のＩＲ信号、無線のＲＦ信号、およびバスラインまたは電力供給を有するバスラインを介した電気信号の少なくとも１方向で通信することができることも明らかなはずである。
【０２１７】
図１６Ａ、図１６Ｂ、および図１６Ｃは、図１Ｃのマイクロスイッチ１０のためのプッシュプッシュまたはプッシュツーロックまたはプッシュツーリリースキーをラッチングするために使用される図８Ａから図８Ｃに示されているロック−解放デバイスと同様のラッチングデバイス７００を示す。図のラッチングデバイスまたは構造７００は、ＳＰＤＴリレー極用の極容器７０７およびＤＰＤＴリレーの双極用の極容器７０２と、図１８Ｂに示されているリレーのモールドされたベース６００または９００ＤＰの一部分または一部である棒材６７と、ばね６２と、ガイドロックリンク６６とを備える。
【０２１８】
ロック−解放構造は、図８Ａから図８Ｃおよび図９Ａから図９Ｃのマイクロスイッチ６０の操作に関連して上述したロックおよび解放機構ならびに操作ステップと同様である。しかし、デバイス７００のラッチング構造のためのキー６０は、単一の取付け７０１ホルダを介して単極に、また図１６Ａの容器７０２の伸長された上側カバーの上部に示されている２重ホルダ７０１−１、７０１−２を介してＤＰＤＴリレーの双極に取り付けられる容器７０７または容器７０２によって置き換えられている。
【０２１９】
他の点では、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８Ａ、および図１８Ｂに示されている極は、棒材６７がロック位置にあるとき、またはコイル６Ｌが短い電力パルス持続時間で通電されることによって磁気合金極ＰＭ−Ｅと組み合わされた極ＰＲ−Ｅが引かれたときラッチングされる。図１７Ａは、ラッチングデバイス７００を示していないが、再構築された極ＰＲ−ＥおよびＰＭ−Ｅを示しており、極ＰＲ−Ｅは、その下側で極ＰＭ−Ｅに取り付けられる。
【０２２０】
極ＰＭ−Ｅの下側表面に極ＰＲ−Ｅを取り付けることにより、図１７ＢのＡ３に示されているように、極ＰＲ−Ｅがラッチングデバイス７００によってラッチングされたとき極ＰＭ−Ｅをわずかに解放することが可能になる。極ＰＲ−Ｅはしっかりラッチングされる（接点Ｐが接点１にしっかり係合している）が、極ＰＭ−Ｅはもはやコイル６Ｌの磁力によって引かれず、極ＰＲ−Ｅのばねのような構造によってわずかに上向きに引かれる。
【０２２１】
図１７Ａに示されているリレー６Ｅと図１Ｃに示されている従来技術のリレー６との別の違いは、極ＰＲ−Ｅおよび極ＰＭ−Ｅの長さである。リレー６Ｅは、ラッチングデバイス７００に内側空間を提供するための伸長された、または細長いリレー構造であり、極に柔軟性をもたらし、その結果、極ＰＲ−Ｅのラッチングがなされ、コイル６Ｌに供給される電力パルスが切られた、すなわち極ＰＭ−Ｅがもはやコイル６Ｌの磁気コアに吸引されないとき、極ＰＭ−Ｅへの自由な解放伸長を可能にするように、より長い極を構造化することができる。
【０２２２】
上記の理由で、図１７Ａのリレー６Ｅは、それぞれコイルへの連続的な電力供給または電力切断を介して、コイル６Ｌによって操作されるその２つの位置、すなわちオンまたはオフだけで示されている。
【０２２３】
図１７Ｂは、ラッチング構造７００によってラッチングされるラッチングリレー６ＬＡの基本的な４つの状態を示す。Ａ１は、その常時オフ状態にあるリレー６ＬＡを示し、極ＰＲ−Ｅの接点Ｐは接点２と係合され、端子Ｌを端子トラベラＴ２と接続する。
【０２２４】
Ａ２は、２００ｍｓｅｃなど短い持続時間を有する電力パルス、または１秒内もしくは数秒内の他の長さの電力パルスによって給電されるリレーを示す。どちらの極ＰＲ−Ｅも、磁気的に引かれ、コイル６Ｌのコアと係合し、接点Ｐは、接点１と係合するようにラッチングデバイス７００によってラッチングされ、活線端子Ｌをトラベラ端子Ｔ１と接続する。
【０２２５】
電力パルス持続時間の終了時、磁力が切られ、極ＰＭ−Ｅは、もはやコイル６Ｌの磁気コアによって吸引されない。この状態は、極ＰＭ−Ｅをその磁気ロック状態からわずかに解放し、ラッチングデバイス７００のラッチング状態を解放するために必要とされるわずかな機械的移動範囲を与える。容器７０７に対するこのわずかな圧力が必要とされ、図８Ａから図８Ｃに示されているロック−解放デバイスに関連して十分に上述されている。
【０２２６】
上述のわずかな移動は、ガイドロックリンクをそのロック位置から解放し、解放ステップを開始する。図１７ＢのＡ４に示されているコイル６Ｌに電力パルスを新たに供給することにより、解放ステップを開始するためにいま容器７０７の最初の押す移動を提供している磁極ＰＭ−Ｅは、図１７ＢのＡ５に示されている接点２との接点Ｐの速い係合のために追加の圧力を提供するばね６２の圧力をも使用して、再係合され、端子Ｌをトラベラ端子Ｔ２と接続する。
【０２２７】
図１７Ｂに示されているように、極ＰＲ−Ｅは、極リムを容器７０７の上部カバーのホルダ７０１内に摺動することにより図１６Ａのホルダ７０１に合うように相補的なリム７１１と共に構造化される。この構成によって、ラッチングデバイス７００をリレー６Ｅに導入することが簡単になる。しかし、極ＰＲ−Ｅを容器７０７の上部に物理的に取り付けるために、際限のない異なる構造を設計し提供することができる。
【０２２８】
さらに、容器７０７と共に棒材６７を逆にし、ラッチングデバイス７００を同じように操作することも同様に可能である。これら２つは、ピストンのようなアクションで対合され、それらの位置を逆にすることは、設計上の選択事項である。さらに、ボールペンなど他のラッチングデバイスは、回転構造によってインアウト式のペンアクションのための単純なラッチングを使用する。変わりに、回転円板を介した他のラッチングを使用することができる。多数のラッチングデバイスが知られているが、重量、容易さ、および本発明の構造的な単純さを考えると、好ましい実施形態は、図１６Ａから図１８Ｂに示されているラッチング構造の使用である。
【０２２９】
図１８Ａは、共にコンタクタ１Ｃ、２Ｃを介してリンクされたＳＰＤＴラッチングリレーとマイクロスイッチ極ＰＳを組み合わせるハイブリッドスイッチリレー３００を示す。ラッチングデバイス７００は、ベース９００Ｂに取り付けられて部分的に示されており、他の点では、隣り合って並ぶハイブリッドスイッチリレー３００の斜視図は、図３Ｃに示され述べられているハイブリッドスイッチ２０と同一である。
【０２３０】
図１８Ａの切断図は、リレーを除いて図３Ｂに示されているハイブリッドスイッチリレーと同様であるハイブリッドスイッチリレー３００を示し、このリレーは、より短い極ＰＲ、ＰＭに対して、修正されたより長い構造化された極ＰＲ−Ｅ、ＰＭ−Ｅ、および極ＰＲ−Ｅが極ＰＭ−Ｅの下方に装着される位置を有する細長いリレーであり、図１７ＢのＡ３に示されているように電力パルスが切られたとき極ＰＲ−Ｅをラッチングするために必要とされる小さな移動を提供し、極の接点とコンタクタとの間で微小な移動を強制する。
【０２３１】
他の明らかな違いは、ハイブリッドスイッチ３００の極ＰＲ−Ｅが極ＰＭ−Ｅの下側表面に取り付けられることである。最後は、共にハイブリッドスイッチをラッチングハイブリッドリレーおよびスイッチに変形する、極ＰＲ−Ｅへのラッチングデバイス７００の導入である。
【０２３２】
図１８Ｂは、転極ＤＰＤＴハイブリッドスイッチおよびラッチングＤＰＤＴリレー４００を示す。ＤＰＤＴリレー４０１は、双極ＰＲ１−Ｅ、ＰＲ２−Ｅの単純化された図であり、２重リム構造７１１−１、７１１−２を介して、ラッチングデバイス７００の容器の上部カバーに取り付けられて示されている。
【０２３３】
双極ＰＲ１−Ｅ、ＰＲ２−Ｅは、ＰＭ−Ｅ極の下に絶縁体層（図示せず）を備える単一のＰＭ−Ｅ極に取り付けられ、これらの２つの極は２つの電気的に分離された極であるためそれらに適切な絶縁を提供し、他の点では、ラッチングリレーを有するハイブリッドスイッチは、転極コンタクタ１Ｈ、２Ｈを有する図５Ａに示され述べられている、または直線コンタクタＣ１、Ｃ２、Ｕ１、Ｕ２を有する図７Ａに示され述べられているリレーを有するハイブリッドスイッチと同様である。ここでもやはり、極ＰＲ１−Ｅ、ＰＲ２−Ｅは、より長く、図５Ａ（ＳＰＤＴリレー）および図７Ａ（ＤＰＤＴリレー）に示されている上側表面ではなく、磁極ＰＭＥ−ＤＰの下部表面に取り付けられているが、他の点では、ラッチングおよび解放機構、およびラッチングリレーがもたらす多数の他の利点を除いて、同じように動作する。
【０２３４】
これは、電力の浪費がないこと、より低い動作温度、磁気ラッチングリレーの劣化など劣化のない安定かつ確実な保持動作、および実質的に低いコストを含む。
【０２３５】
当然ながら、前述の開示は、本発明の好ましい実施形態だけに関すること、および本開示のために選択された本明細書の本発明の例のすべての変更および修正を包含することが意図されており、それらの修正は、本発明の範囲からの逸脱を構成しないことを理解されたい。
【図１Ａ】
2017502460.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2017502460.tif 000009
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
2017502460.tif 000039
【図１４Ｂ】
2017502460.tif 000040
【図１５Ａ】
2017502460.tif 000041
【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
2017502460.tif 000049
【国際調査報告】
2017502460.tif 000050
2017502460.tif 000051