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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024080674
(43)【公開日】2024-06-13
(54)【発明の名称】リレーバイパス機構
(51)【国際特許分類】
H01H 50/00 20060101AFI20240606BHJP
H01H 33/28 20060101ALI20240606BHJP
H01H 50/54 20060101ALI20240606BHJP
【ＦＩ】
H01H50/00 E
H01H33/28 B
H01H50/00 Z
H01H50/54 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023203023
(22)【出願日】2023-11-30
(31)【優先権主張番号】63/429,205
(32)【優先日】2022-12-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】517094840
【氏名又は名称】ソーラーエッジ テクノロジーズ リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001416
【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴァチェスラフ ガク
(72)【発明者】
【氏名】ギラド レシェフ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスと、スイッチデバイスのスイッチを手動で操作する方法と、が提供される。
【解決手段】スイッチ１１１は、第１の端子１１３ａと、第２の端子１１３ｂと、第１の位置及び第２の位置にあり、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を形成するように構成されている接触部材１１５と、接触部材１１５の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材１１５を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニット１１７と、を含む。バイパス機構１３１は、鋭角又は鈍角である第１の角度で接触部材１１５に接触するように構成されている第１の表面１３３ａを有する少なくとも１つの可動部材１３３を含む。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】スイッチ１１１は、第１の端子１１３ａと、第２の端子１１３ｂと、第１の位置及び第２の位置にあり、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を形成するように構成されている接触部材１１５と、接触部材１１５の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材１１５を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニット１１７と、を含む。バイパス機構１３１は、鋭角又は鈍角である第１の角度で接触部材１１５に接触するように構成されている第１の表面１３３ａを有する少なくとも１つの可動部材１３３を含む。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、
スイッチであって、
第１の端子と、
第２の端子と、
係合部を有する接触部材であって、前記接触部材は、第１の位置及び第２の位置にあり、前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかにあるときに前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続を形成するように構成されている、接触部材と、
前記接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に前記接触部材を前記第１の位置又は前記第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットと、を備える、スイッチと、
バイパス機構であって、
前記接触部材の長手方向軸に垂直な軸に対して鋭角又は鈍角である第１の角度で前記接触部材の前記係合部に接触するように構成されている第１の表面を有する少なくとも第１の可動部材を備える、バイパス機構と、を備える、装置。
スイッチであって、
第１の端子と、
第２の端子と、
係合部を有する接触部材であって、前記接触部材は、第１の位置及び第２の位置にあり、前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかにあるときに前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続を形成するように構成されている、接触部材と、
前記接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に前記接触部材を前記第１の位置又は前記第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットと、を備える、スイッチと、
バイパス機構であって、
前記接触部材の長手方向軸に垂直な軸に対して鋭角又は鈍角である第１の角度で前記接触部材の前記係合部に接触するように構成されている第１の表面を有する少なくとも第１の可動部材を備える、バイパス機構と、を備える、装置。
【請求項2】
前記第１の可動部材は、前記接触部材の前記係合部に向かって動き、前記第１の位置から前記第２の位置への前記接触部材の移行を容易にするために前記接触部材に力を加えるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第１の可動部材は、前記力が前記第１の可動部材にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れるように動くように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記バイパス機構は、前記軸に対して鋭角又は鈍角である第２の角度で前記接触部材の前記係合部に接触するように構成されている第２の表面を有する第２の可動部材を更に備え、前記第２の角度が前記第１の角度とは異なる、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
前記第２の可動部材は、前記第２の可動部材に加えられた力に応答して前記接触部材の前記係合部に向かって動き、前記接触部材に力を加えて前記第２の位置から前記第１の位置への前記接触部材の移行を容易にするように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記第２の可動部材は、前記力が前記第２の可動部材にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れるように動くように構成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記バイパス機構は、前記第１の可動部材に結合された第１のアクチュエータを更に備え、前記第１の可動部材は、前記第１のアクチュエータによって伝達された前記力に応答して前記接触部材の前記係合部に向かって動くように構成されている、請求項４～６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項8】
前記バイパス機構が、前記第２の可動部材に結合された第２のアクチュエータを更に備え、前記第２の可動部材は、前記第２のアクチュエータによって伝達された前記力に応答して前記接触部材の前記係合部に向かって動くように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記バイパス機構は、前記第１の可動部材に結合された第１の機構を更に備え、前記第１の機構は、前記力が前記第１の可動部材にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れる前記第１の可動部材の前記動きを容易にするように構成されている、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項10】
前記バイパス機構は、前記第２の可動部材に結合された第２の機構を更に備え、前記第２の機構は、前記力が前記第２の可動部材にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れる前記第２の可動部材の前記動きを容易にするように構成されている、請求項７～９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項11】
前記バイパス機構は、第１の支持層及び第２の支持層を更に備え、
前記第１の可動部材は、前記第１の支持層を介して前記第１のアクチュエータに結合され、
前記第２の可動部材は、前記第２の支持層を介して前記第２のアクチュエータに結合されている、請求項８～１０のいずれか一項に記載の装置。
前記第１の可動部材は、前記第１の支持層を介して前記第１のアクチュエータに結合され、
前記第２の可動部材は、前記第２の支持層を介して前記第２のアクチュエータに結合されている、請求項８～１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項12】
前記第１の可動部材は、細長い形状を有し、
前記第１の可動部材の長手方向軸は、前記第１の支持層と前記第１の表面との間に延在し、
前記第１の角度は、前記第１の支持層に対して鋭角又は鈍角であり、
前記第２の可動部材は、細長い形状を有し、
前記第２の可動部材の長手方向軸は、前記第２の支持層と前記第２の表面との間に延在し、
前記第２の角度は、前記第２の支持層に対して鋭角又は鈍角である、
請求項１１に記載の装置。
前記第１の可動部材の長手方向軸は、前記第１の支持層と前記第１の表面との間に延在し、
前記第１の角度は、前記第１の支持層に対して鋭角又は鈍角であり、
前記第２の可動部材は、細長い形状を有し、
前記第２の可動部材の長手方向軸は、前記第２の支持層と前記第２の表面との間に延在し、
前記第２の角度は、前記第２の支持層に対して鋭角又は鈍角である、
請求項１１に記載の装置。
【請求項13】
前記第１の可動部材は、前記第１の支持層に加えられた力に応答して前記接触部材の前記係合部に向かって動くように構成され、
前記第１の可動部材は、前記力が前記第１の支持層にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れるように動くように構成され、
前記第２の可動部材は、前記第２の支持層に加えられた力に応答して前記接触部材の前記係合部に向かって動くように構成され、
前記第２の可動部材は、前記力が前記第２の支持層にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れるように動くように構成されている、
請求項１１又は１２に記載の装置。
前記第１の可動部材は、前記力が前記第１の支持層にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れるように動くように構成され、
前記第２の可動部材は、前記第２の支持層に加えられた力に応答して前記接触部材の前記係合部に向かって動くように構成され、
前記第２の可動部材は、前記力が前記第２の支持層にもはや加えられなくなると、前記接触部材の前記係合部から離れるように動くように構成されている、
請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項14】
前記バイパス機構は、前記第１の支持層、前記第１の可動部材、前記第２の支持層、及び前記第２の可動部材に対して相補的な基部を更に備え、
前記第１の支持層及び前記基部は、前記力が前記第１の支持層に加えられていないときに前記第１の支持層と前記基部との間に第１の所定の距離を保持するように構成されている第１の機構を介して結合され、
前記第２の支持層及び前記基部は、前記力が前記第２の支持層に加えられていないときに前記第２の支持層と前記基部との間に第２の所定の距離を保持するように構成されている第２の機構を介して結合されている、
請求項１３に記載の装置。
前記第１の支持層及び前記基部は、前記力が前記第１の支持層に加えられていないときに前記第１の支持層と前記基部との間に第１の所定の距離を保持するように構成されている第１の機構を介して結合され、
前記第２の支持層及び前記基部は、前記力が前記第２の支持層に加えられていないときに前記第２の支持層と前記基部との間に第２の所定の距離を保持するように構成されている第２の機構を介して結合されている、
請求項１３に記載の装置。
【請求項15】
複数のスイッチ、複数の第１の可動部材、及び複数の第２の可動部材を備え、各第１の可動部材及び前記各第１の可動部材の対応する第２の可動部材が各スイッチに対応し、前記複数の第１の可動部材が共通の第１のアクチュエータに結合され、前記複数の第２の可動部材が共通の第２のアクチュエータに結合されている、請求項４～１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電磁スイッチ用の機械的バイパス機構に関する。
【背景技術】
【0002】
リレーは電磁的に操作されるスイッチである。これは一般に、単一又は複数の制御信号用の一組の入力端子と、一組の動作接触端子と、からなる。スイッチは、メーク接点、ブレーク接点、又はそれらの組み合わせなど、複数の接点形態の任意の数の接点を有することができる。典型的には、リレーは、コイルなどの電磁石を使用して接点を開閉するが、可動部品に依存せずに制御のために半導体特性を使用するソリッドステートリレーなど、他の動作原理に基づくリレーも存在する。
【0003】
ラッチングリレーは、コイルに電力が印加されなくてもいずれかの接点位置を無期限に維持するように構成されている二位置電気機械的スイッチである。ラッチングリレーのコイルは、リレーがスイッチオンされている間だけ電力を消費し、それによってリレーの接点位置を変化させる。コイルに供給される電力を遮断することによってスイッチが解放された後、その接点は同じ位置に留まる。ラッチングリレーの利点のうちの１つは、リレーが切り替えられている間、１つのコイルが一瞬だけ電力を消費し、リレー接点が停電の間この設定を保持することである。
【0004】
いくつかの電気用途では、電気デバイス（例えば、発電回路）は、規格及び規制に従って、自動スイッチング回路（例えば、回路遮断器）を備え得る。自動スイッチング回路は、制御回路によって検出された中断又は障害（例えば、高電流、高電圧、サブグリッド又はスタンドアロングリッドへの回路の意図しない給電）に基づいて、電力グリッド（例えば、配電グリッド、分散型発電機、又はマイクログリッド）及び負荷又は電気パネルから電気デバイスを切断し得る。バッテリエネルギー貯蔵システムからの住宅全体バックアップはまた、バックアップを可能にするために配電グリッドから住宅を切断するか、又はバッテリエネルギー貯蔵システムに十分なワット数があるときにバックアップモードから発電デバイスに切り替える自動化された手段も必要とする。ラッチングリレー又はラッチングリレーのアレイは、発電デバイス又は貯蔵デバイス、ユーザの電気パネル、及び配電グリッドの間の接続を制御するために、そのような電気用途において使用され得る。
【0005】
リレーアレイは、複数のリレーレッグと、制御回路と、を備え得る。各リレーレッグは、発電デバイス又は貯蔵デバイスの出力と電力グリッド又は負荷との間を接続することができる。リレーレッグの各々は、リレーが損傷又は非アクティブである場合であってもグリッド又は負荷の切断を確実にするように、少なくとも２つのリレーを備え得る。リレーの各々は、制御コイルによって制御され得る接触部材を備えてもよく、それにより、電流が制御コイルを通過すると、磁界が生成されて、接触部材を制御する機構（例えば、電磁石などの電気機械的機構）を作動させ、それによって接触部材の接続を形成又は遮断する（例えば、接触部材構成を変更する）ことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
以下は、開示された態様の簡略化された概要を提示し、これらの態様の基本的な理解を提供する。本概要は、態様の包括的な概説ではない。本開示の鍵となる要素若しくは重要な要素を特定すること、又は本開示の範囲を定めることは、意図されていない。
【0007】
本開示の態様は、スイッチ及びバイパス機構を備える装置（本明細書では「スイッチデバイス」とも呼ばれる）に関する。スイッチは、２つの端子を接続及び切断し、外力がない場合に当該接続モード又は切断モードに留まるように構成される。バイパス機構は、例えば、当該スイッチが端子の必要とされる切断の接続を実行できない場合に、スイッチを回避することを可能にする。バイパス機構は、スイッチが接続モードに留まっているときには端子を切断し、スイッチが切断モードに留まっているときには端子を接続するために外力を加えることができる。
【0008】
スイッチは、コイルなどの電磁構成要素によって制御されるラッチングリレーの形態であってもよく、バイパス機構は、機械的に操作される部材に基づいてもよい。コイルに対する制御は、機械的に操作される部材に対する制御から切り離されてもよい。例えば、コイルは、コイルを含む電磁回路を備える制御ユニットによって制御されてもよい。機械的に操作される部材は、ユーザによって手動で制御されてもよい。
【0009】
本発明の装置は、１つ以上のエネルギー生成デバイス及び／又はエネルギー貯蔵デバイスを負荷及び／又はグリッドに接続する際に使用することができる。当該装置は、リレーが機能していない場合であっても、必要なときに、当該デバイスを別のデバイス又はグリッドから切断することを容易にするスイッチング機構を提供することができる。例えば、エネルギー生成デバイスによって供給される電力が十分でない場合、又は配電グリッドに停電がある場合、負荷をエネルギー貯蔵デバイスに接続する必要がある場合がある。不十分な電力状況が解決されると、負荷はエネルギー貯蔵デバイスから切断されてもよい。リレーが必要な動作（接続又は切断）を実行できない場合、ユーザは、バイパス機構を作動させることによって、誤動作しているリレーを回避することができる。
【0010】
スイッチは、第１の端子及び第２の端子と、第１の位置及び第２の位置にあるように構成されている接触部材とを含むことができる。接触部材は、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるとき、第１の端子と第２の端子との間に接続を形成する。スイッチは、接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットを更に含むことができる。第１の位置は、例えば、第１の位置にあるとき接触部材が第１の端子と第２の端子との間に接続を形成し、第２の位置にあるとき接触部材が第１の端子と第２の端子との間に接続を形成しないように、第２の位置と異なってもよい。代替として、第２の位置にあるとき、接触部材は、第１の端子と第２の端子との間に接続を形成してもよく、第１の位置にあるとき、接触部材は、第１の端子と第２の端子との間に接続を形成しなくてもよい。代替として、第１の位置にあるとき、接触部材は、第１の端子と第２の端子との間に接続を形成し、第２の位置にあるとき、接触部材は、第３の端子と第４の端子との間に接続を形成する。
【0011】
バイパス機構は、第１の角度で接触部材の縁部に接触するように構成されている第１の表面を有する少なくとも第１の可動部材を含むことができる。第１の表面は、第１の可動部材の係合部、又は第１の係合部とも称され得る。縁部は、接触部材の係合部、縁部係合部、又は接触部材の機械的係合部とも称され得る。接触部材の機械的係合部は、接触部材の電気的係合部と同じであっても異なっていてもよい。第１の角度は、鋭角又は鈍角であってよい。第１の角度は、接触部材に垂直な軸に対して鋭角又は鈍角であってよい。軸は、接触部材の長さに対して垂直であり得るか又は直交し得る。接触部材の長さは、接触部材の長手方向軸に沿って接触部材の縁部から離れるように延在してもよい。軸は、接触部材の長手方向軸に直交し得る。軸は、第１の可動部材の長手方向軸に対して垂直であり得るか又は直交し得る。第１の可動部材が支持層を有する例では、軸は第１の可動部材の支持層に平行であってもよい。支持層は、短手方向軸に沿って延在してもよい。第１の可動部材の長手方向軸は、支持層の短手方向軸に直交し得る。縁部が丸みを帯びた表面を有する例では、軸は、丸みを帯びた表面の接線に平行であり得る。いくつかの例では、接線は、丸みを帯びた表面の最も遠い側にあってもよい。例えば、接線は、接触部材の長手方向軸の端部の点にあってもよい。縁部は、接触部材の表面の一部分であってもよい。縁部は、接触部材の長手方向軸の端部又はその近くに位置してもよい。
【0012】
バイパス機構は、第１の可動部材に結合された第１のアクチュエータを更に備えることができる。バイパス機構によるスイッチのバイパスは、第１の可動部材が接触部材の縁部に力を加えることによって実施されて、アクチュエータによって伝達された力に応答して第１の位置から第２の位置への接触部材の移行を容易にすることができる。当該力は、とりわけ、ユーザによって手動で加えられてもよい。したがって、第１の可動部材は、（スイッチの構成に応じて）第１の端子と第２の端子とを接続すること、又は第１の端子と第２の端子とを切断することのいずれかを可能にする。
【0013】
バイパス機構はまた、力がもはや加えられなくなると、第１の可動部材が接触部材の縁部から離れるように動くように構成されてもよい。当該動きは、例えば弾性部材によって容易にすることができる。
【0014】
バイパス機構は、第２の角度で接触部材の縁部に接触するように構成されている第２の表面を有する第２の可動部材を更に備えることができる。第２の表面はまた、第２の可動部材の係合部、又は第２の係合部とも称され得る。第２の角度は、鋭角又は鈍角であってよい。例えば、第２の角度は、接触部材に垂直な（例えば、接触部材の長さに垂直な）軸に対して鋭角又は鈍角であってよい。第２の角度は、第１の角度と異なっていてもよい。第２の可動部材は、接触部材の縁部に力を加えて、第２の支持層に加えられた力に応答して第２の位置から第１の位置への接触部材の移行を容易にするように構成され得る。
【0015】
したがって、第１の可動部材と第２の可動部材との組み合わせは、第１の端子と第２の端子とを接続すること、及び第１の端子と第２の端子とを切断することの両方を可能にする。換言すれば、第１の可動部材と第２の可動部材との組み合わせは、双方向バイパス機構を提供し、それぞれ、接触部材が制御ユニットによって第１の位置又は第２の位置に保持されるときに第１の端子を第２の端子に接続すること、及び接触部材が第２の位置又は第１の位置に保持されるときに、第１の端子を第２の端子から切断することを含む、制御ユニットの動作に関係なくスイッチ動作を完全に制御することを可能にする。例えば、接触部材が第１の位置にあるときに第１の端子と第２の端子との間に接続を形成する場合、双方向バイパス機構は、可動部材が第１の位置にあるときに第１の端子を第２の端子から切断することを可能にする。双方向バイパス機構は更に、接触部材が第２の位置にあるとき、第１の端子を第２の端子に接続することを可能にする。スイッチの制御ユニットの動作に依存しない双方向バイパス機構を提供することによって、本発明の原理による装置は、ユーザが、当該スイッチが付けられた任意のタイプの電気接続を動作させることを可能にする。
【0016】
本開示の更なる態様は、上記で概説したようなスイッチ及びバイパス機構を備える装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムに関し、スイッチは、当該システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに接続するように構成され、バイパス機構は、スイッチが当該動作を実行できないときに接続を有効又は無効にするように構成される。
【0017】
第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、又は両方を作動させることを含む、上記で概説された装置のスイッチを手動で操作する方法が更に提供される。
【0018】
本発明の更なる態様及び実施形態によれば、上記で概説した装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムを、電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つから手動で切断する方法が提供され、方法は第１のアクチュエータを作動させることを含む。更に、当該エネルギー生成及び／又は貯蔵システムを、電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに手動で接続する方法が提供され、方法は第２のアクチュエータを作動させることを含む。
【図面の簡単な説明】
【0019】
本発明のより完全な理解及びその利点は、添付の図面を考慮して以下の説明を参照することによって得ることができるが、ここでは、類似の参照番号は同様の特徴を示している。
【図1A】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスを示し、バイパス機構は、第１の可動部材を含む。
【図1B】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスを示し、バイパス機構は、第１の可動部材を含む。
【図1C】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスを示し、バイパス機構は、第１の可動部材を含む。
【図1D】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスを示し、バイパス機構は、第１の可動部材を含む。
【図1E】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスの例を示し、バイパス機構は、第２の可動部材を含む。
【図1F】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスの例を示し、バイパス機構は、第２の可動部材を含む。
【図1G】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスの例を示し、バイパス機構は、第２の可動部材を含む。
【図1H】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスの例を示し、バイパス機構は、第２の可動部材を含む。
【図3A】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスを示し、バイパス機構は、第１の可動部材及び第２の可動部材を含み、スイッチの接触部材は第１の位置にある。
【図3B】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ及びバイパス機構を含むスイッチデバイスを示し、バイパス機構は、第１の可動部材及び第２の可動部材を含み、スイッチの接触部材は第２の位置にある。
【図4A】本発明のいくつかの実施形態による、バイパス機構を示し、バイパス機構は、第１の支持層及び第２の支持層を含む。
【図5A】本発明のいくつかの実施形態による、複数のスイッチ及びバイパス機構を含むスイッチを含有するスイッチデバイスの分解図を示し、バイパス機構は、複数の第１の可動部材及び第２の可動部材を含む。
【図6】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチデバイスを示し、スイッチ及びバイパス機構を部分的に封入する内側カバーを含む。
【図7】本発明のいくつかの実施形態による、スイッチデバイスを備えるエネルギー生成及び貯蔵システムを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
【0021】
本発明は、スイッチを備えるスイッチデバイスであって、当該スイッチを動作させる制御ユニットと、バイパス機構とを備え、バイパス機構は、制御ユニットの動作とは独立してスイッチを動作させるように構成される、スイッチデバイスに関する。したがって、バイパス機構は、制御ユニットがこの動作を実行できない場合であっても、スイッチを設定及びリセットすることを可能にする。バイパス機構の動作は、制御ユニットの動作から切り離されてもよい。有利には、バイパス機構は手動で操作されてもよく、電力又は複雑な回路を必要としない。これは、スイッチがラッチングリレーの形態であり、制御ユニットがスイッチを設定及びリセットするように構成されている電磁回路を備え、その動作が電力供給及び電磁回路の適切な機能に依存する場合に特に重要になり得る。
【0022】
本発明の様々な態様及び実施形態によるスイッチデバイスのスイッチは、第１の位置及び第２の位置にあるように構成されている接触部材を含み、スイッチは、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに２つの端子間を接続する。本発明の様々な態様及び実施形態によるスイッチデバイスのバイパス機構は、接触部材の縁部に接触するように構成されている表面を有する少なくとも１つの可動部材を含む。いくつかの実施形態では、バイパス機構は、第１の可動部材を含む。いくつかの実施形態では、バイパス機構は、第２の可動部材を含む。いくつかの実施形態では、バイパス機構は、第１の可動部材及び第２の可動部材を含む。
【0023】
ここで図１Ａ～図１Ｄを参照すると、本発明のいくつかの実施形態によるスイッチデバイス１０１が概略的に示されている。スイッチデバイス１０１は、スイッチ１１１及びバイパス機構１３１を含む。スイッチ１１１は電磁スイッチであり、実質的に支持基部と一組の電気構成要素とから構成される。本発明に何らかの関連性を有するスイッチ１１１の主要な構成要素のみが、図に概略的に示され、以下に説明される。
【0024】
スイッチ１１１は、第１の端子１１３ａと、第２の端子１１３ｂと、接触部材１１５とを含む。接触部材１１５は、少なくとも第１の位置及び第２の位置にあるように構成される。図１Ａ～図１Ｂは、接触部材１１５が第１の位置にあること示し、図１Ｃ～図１Ｄは、接触部材１１５が第２の位置にあること示す。接触部材１１５は、第１の位置にあるとき、第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を形成する。接触部材１１５は、第２の位置にあるとき、第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続はない。
【0025】
本明細書で使用される「接続」及び「接続する」という用語は、端子間の電気的接続を指す。図１Ａ～図１Ｄは、接触部材１１５が第１の位置にあるときに端子１１３ａと端子１１３ｂとを接続するスイッチデバイス１０１を示しているが、本発明の原理によるスイッチデバイスは、接触部材１１５が第２の位置にあるときに端子１１３ａを端子１１３ｂと接続するように構成されてもよいことを理解されたい。例示の目的で、第１の端子１１３ａが第２の端子１１３ｂと接続される第１の位置では、接触部材１１５は垂直に配向され、第１の端子１１３ａが第２の端子１１３ｂと接続されない第２の位置において、接触部材１１５が右に傾くことが更に強調されている。しかしながら、第１の端子が第２の端子と接続されていない第２の位置において、接触部材が左に傾く、本発明の原理によるスイッチデバイスの追加の構成も本開示によって包含される。
【0026】
接触部材１１５は縁部１１５ａを有する。「縁部」及び「接触部材縁部」という用語は、本明細書では互換的に使用される。縁部１１５ａは、接触部材１１５の表面の一部分であってもよい。縁部１１５ａは、接触部材１１５の長手方向軸の端部又はその近くに位置してもよい。縁部１１５ａは、接触部材１１５が第１の位置にあるとき（図１Ａ～図１Ｂに示すように）、第１の端子１１３ａと接触して第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を確立するように構成されてもよい。代替として、本発明の原理によるスイッチデバイスは、接触部材１１５が第２の位置（図示せず）にあるとき、縁部１１５ａが第１の端子１１３ａに接触して、第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を確立するように設計されてもよい。加えて、スイッチデバイスは、接触部材１１５が第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるとき、縁部１１５ａが第２の端子１１３ｂに接触して、第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を確立するように構成されてもよい。しかしながら、接触部材１１５が第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに端子間に接続を確立するために、第１の端子１１３ａ及び第２の端子１１３ｂのいずれか一方と接触部材縁部１１５ａとの間の物理的又は直接的な接触は必須ではないことを理解されたい。例えば、第１の端子１１３ａは、接触部材１１５が第１の位置にあるときに縁部１１５ａに電気的に接続されてもよく、それによって第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を確立する。更に、接触部材１１５は、第１の位置にあるとき、接触部材１１５に結合され、接触部材１１５の動きに応答する機械的又は電気的機構によって、第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間の電気的接続を確立することができる。電気的接続を確立する接触部材の部分は、接触部材の電気的係合部と呼ぶことができる。
【0027】
スイッチ１１１は、接触部材１１５の移行を容易にするように構成されている制御ユニット１１７を更に含む。例えば、制御ユニット１１７は、第１の位置と第２の位置との間の接触部材１１５の移行を容易にするように構成されてもよい。制御ユニット１１７は、外力がない場合に接触部材１１５を第１の位置又は第２の位置に保持するように更に構成される。接触部材１１５の移行に言及することは、接触部材１１５の縁部１１５ａの移行を包含することを理解されたい。
【0028】
制御ユニット１１７は、当該技術分野で知られている任意の機構を使用して、接触部材１１５の移行を容易にすることができ、任意選択で、移行後に当該位置にそれを保持することができる。例えば、制御ユニット１１７は、接触部材の移行を容易にするように構成されている電磁回路を含むことができる。電磁回路は、電磁コイルを含み得る。
【0029】
接触部材１１５は、制御ユニットによってなされるように、第１の位置と第２の位置との間の移行を可能にし、外力がない場合に当該位置でのその保持を可能にする任意の材料から作製され得る。例えば、接触部材は、電流パルスがコイルに供給されると、接触部材と、接触部材に近接して位置するコイルとの間に電磁引力が発生し、接触部材を第１の位置から第２の位置へ、又はその逆に移行させるように、鉄又は鉄合金などであるがこれらに限定されない磁気伝導性材料で作製されてもよい。反対の極性を有する電流パルスを印加することは、コイルと接触部材との間に斥力を生成し、それによって、反対方向への（すなわち、それぞれ、第２の位置から第１の位置に戻る、又は第１の位置から第２の位置への）接触部材の移行を誘発する。換言すれば、接触部材の２つの動作位置（すなわち、第１の位置及び第２の位置）は、コイルへの通電又は非通電によって制御することができる。
【0030】
制御ユニットは、単一のコイルを含み得る。特定のそのような実施形態では、接触部材の２つの位置間での接触部材の縁部の移行を容易にするために、電流パルスがコイルに送達されるときにコイルの極性を切り替える必要がある。換言すれば、当該単一のコイルは、スイッチを設定及びリセットし、そうするために入力流れ方向が反転されることに依存する。
【0031】
制御ユニットは、２つ以上のコイルを含み得る。例えば、制御ユニットは、設定されたコイル及びリセットされたコイルを含んでもよく、電流パルスは、第１の位置と第２の位置との間での接触部材の縁部の移行を容易にするために、いずれかのコイルに印加されることができる。
【0032】
制御ユニット１１７は、接触部材１１５に結合された保持構成要素を更に含むことができ、保持構成要素は、接触部材１１５に加えられる外力がない場合に接触部材１１５を第１の位置又は第２の位置に安定して保持するように構成されている。例えば、保持構成要素は、１つ以上の磁気構成要素及び機械的構成要素を含み得る。スイッチは、接触部材が保持構成要素によって第１の位置に保持されるように設計されてもよく、接触部材は、スイッチ又はその構成要素の特定の構造に起因して、保持構成要素が第２の位置に留まること（又はその逆）を必要としない。スイッチは、接触部材を第１の位置に保持するための第１の保持構成要素と、接触部材を第２の位置に保持するための第２の保持構成要素とを更に含むことができ、第１の保持構成要素及び第２の保持構成要素の両方は、磁気保持構成要素又は機械的保持構成要素のいずれかを含むことができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、制御ユニットは、永久磁石などの磁気保持構成要素を含む。特定のそのような実施形態では、接触部材は、状態を変化させる（例えば、同じコイルへの更なる電流パルスの印加を介して、又は異なる（リセットされた）コイルに通電することによって、その磁場が磁石の磁場を打ち消す）ことによって、再び反対方向に戻る）ように強制されるまで、コイルの通電停止後、永久磁石と接触部材の磁性材料との間の電磁力によって、第１の位置又は第２の位置に保持される。永久磁石は、接触部材を第１の位置又は第２の位置から付勢する傾向がある磁界であるが、接触部材をそれぞれ第２の位置又は第１の位置に実際に動かすのに十分な力を加えない磁界を提供するように選択されるか又接触部材に対して配置されてもよい。一方、永久磁石によって提供される磁場は、次の電流パルスが制御ユニットによって印加されるまで、接触部材を電磁コイルによって移転された位置に保持するのに十分であり得る。永久磁石の磁界の強さ及びその位置は、以下に説明するように、バイパス機構の動作を妨げるべきではないことを理解されたい。換言すれば、バイパス機構は、接触部材と永久磁石との間の電磁引力に打ち勝つことができなければならない。
【0034】
いくつかの実施形態では、制御ユニットは、とりわけばね、機械的ロック、又は歯車などの機械的保持構成要素を含む。特定のそのような実施形態では、電磁回路は、第１の位置と第２の位置との間での接触部材の移行を容易にし、機械的保持構成要素は、移行に続いて接触部材を当該第１又は第２の位置に保持する。このような機械的保持構成要素は、以下に説明するように、バイパス機構の動作を妨げるべきではないことが強調されるべきである。例えば、機械的保持構成要素は、バイパス機構の第１の可動部材及び／又は第２の可動部材が接触部材の縁部に力を加えるときに、第１の位置と第２の位置との間での接触部材の移行を防止してはならない。
【0035】
接触部材は、第１の位置又は第２の位置にあるときに第１の端子と第２の端子との間の接続を可能にする、当該技術分野で知られている任意の形状を有することができる。接触部材は、ストリップ、ピン、ロッド、プレートなどの細長い形状を有することができる。接触部材の形状は、以下に詳細に説明するように、可動部材によって加えられた力に応答して第１の位置と第２の位置との間で接触部材が移行することを更に可能にするべきである。接触部材及び１つ以上の可動部材は、深さを有してもよい。例えば、深さは、接触部材の長手方向軸及び１つ以上の可動部材の長手方向軸に直交する平面又は軸に沿って延在してもよい。例えば、接触部材は、斜めに切られていてもよく、接触部材の縁部に係合するように構成されている平坦な表面を有してもよく、これら２つの間の接触が可動部材の表面の深さ及び接触部材の係合部の表面の深さに沿ってなされるようになっている。接触部材の深さは、複数の可動部材が、接触部材の深さの異なる部分で同じ接触部材に係合するように構成され得るような深さであってもよい。接触部材は、接触部材の深さに沿って複数の係合部を有してもよく、各係合部は、複数の可動部材のうちの１つ以上の１つ以上の関連する表面と係合するように構成される。
【0036】
本明細書で使用される「細長い形状」又は「長さ」という用語は、いくつかの実施形態では、第１の方向の寸法が、第１の方向とは異なる第２の方向の寸法よりも長い形状を指す。例えば、細長い形状又は長さを有する物体は、その任意の他の軸よりも長手方向軸を有し得る。
【0037】
接触部材の縁部は、任意の適切な形状を有することができる。縁部は、丸みを帯び、傾斜し、面取りされ、とがった、などの形状であり得る。理論又は作用機構に束縛されることを望むものではないが、丸みを帯びた形状は、接触部材と少なくとも１つの可動部材との間の接触時の摩擦を低減することが企図される。接触部材の縁部と可動部材の表面との間に形成される角度に言及する場合、角度は、可動部材の表面と縁部に対する接線との間で測定されてもよく、当該接線は、可動部材の長手方向軸に直交する。例えば、接線は、接触部材の長手方向軸の端部の点にあってもよい。支持層は、接触部材がその位置の少なくとも１つにあるとき、接触部材に対して垂直（例えば、接触部材の長さに対して垂直）であってもよい。
【0038】
いくつかの実施形態によれば、スイッチはラッチングリレーである。ラッチングリレーは、磁気ラッチングリレー（すなわち、電磁保持構成要素を含む）又は機械ラッチングリレー（すなわち、機械的保持構成要素を含む）であってもよい。ラッチングリレーのスイッチング動作は、例えば、単一の回路を完成又は遮断するように、又は２つの別個の回路間で電力を切り替える方法として設定されてもよい。
【0039】
図１Ａ～図１Ｄは、制御ユニットの概略図を含み、接触部材並びに第１の端子及び第２の端子に対する制御ユニットの形態及び位置は、スイッチデバイス１０１の構造的特徴とみなされるべきではないことを理解されたい。更に、スイッチの制御ユニットを介してなされる第１の端子と第２の端子との間の概略的な接続は、例示の目的のためだけに示されており、任意のタイプの電気回路を、制御部材が第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときにそれら電気回路の間の電気的接続を提供するために、使用することができる。
【0040】
スイッチデバイス１０１は、例えば、図１Ａ～図１Ｄに示されるように、バイパス機構１３１を更に含む。バイパス機構１３１は、第１の表面１３３ａを有する第１の可動部材１３３を含む。第１の可動部材１３３は、接触部材１１５の縁部１１５ａを第１の可動部材１３３の第１の表面１３３ａと接触させるように構成される。第１の可動部材１３３は、接触部材１１５に向かって動くように更に構成される。第１の可動部材は、接触部材１１５から離れるように動くように更に構成される。第１の可動部材は加えて、接触部材１１５を第１の位置（図１Ａ～図１Ｂに示す）から第２の位置（図１Ｃ～図１Ｄに示す）に移行させるように構成される。第１の位置から第２の位置への接触部材１１５の移行は、第１の可動部材１３３によって接触部材１１５に、特に接触部材１１５の縁部１１５ａに加えられた力によって可能になる。
【0041】
図１Ａ～図１Ｄは、接触部材１１５に対する第１の可動部材１３３の様々な位置を示す。図１Ａは、接触部材１１５に向かって動き始める前の載置位置にある第１の可動部材１３３を示す。上記で説明したように、接触部材は、スイッチの特定の構造又は制御ユニットのいずれかによって第１の位置に保持されてもよい。励磁の目的で、図１Ａでは、接触部材１１５は、スイッチ１１１及び／又は接触部材１１５の構造的構成によって第１の位置に保持されると仮定することができる。図１Ｂは、依然として第１の位置に保持されている接触部材１１５に最初に接触するときの第１の可動部材１３３を示す。接触は、第１の可動部材１３３の第１の表面１３３ａと接触部材１１５の縁部１１５ａとの間である。図１Ｃは、接触部材１１５に向かって動きながら接触部材１１５の縁部１１５ａに接触し続ける第１の可動部材１３３を示す。第１の可動部材１３３は、接触部材１１５に力を加える。第１の可動部材１３３によって加えられた力に応答して接触部材１１５が第１の端子１１３ａから離れるように動くと、縁部１１５ａが第１の可動部材１３３の第１の表面１３３ａにわたって摺動することが分かる。その結果、接触部材１１５は、第１の位置から第２の位置に移行し、それによって、第１の端子１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間の電気的接続を遮断する。第１の位置から第２の位置への接触部材１１５の当該移行は、制御ユニット１１７によってなされないことが強調されるべきである。代わりに、移行は、第１の可動部材１３３によって容易にされる。図１Ｄは、接触部材１１５の縁部１１５ａから離れるように動き、その載置位置に戻る第１の可動部材１３３を示す。図１Ｄでは、第１の可動部材１３３は、接触部材１１５の縁部１１５ａに接触せず、接触部材１１５に力を加えない。それにもかかわらず、第１の可動部材１３３は、制御ユニット１１７によって第２の位置に保持され、例えば、永久磁石によって電磁的に引き付けられるか、又は機械的ロック（図示せず）によって物理的に保持される。
【0042】
後退特徴（すなわち、バイパス機構によって容易にされる、第１の位置から第２の位置又はその逆へのその移行に続いて、接触部材から離れるように動くことができる可動部材）を有するバイパス機構は、スイッチの機能に干渉しないため、特に有用であり得る。例えば、一時的なスイッチ故障があり、スイッチを設定するためにバイパス機構を使用することが必要とされる場合、後退特徴は、バイパス機構の代わりにスイッチの制御ユニットを使用することによって、スイッチが通常の機能に戻るときにスイッチをリセットすることを可能にする。可動部材は、握りこぶし位置から第２の位置に、又はその逆に移行するとすぐに接触部材から離れるように動くので、可動部材は、制御ユニットによって作動されたときに、接触部材が第２の位置又は第１の位置にそれぞれ戻ることを物理的に妨げない。
【0043】
ここで図１Ｅ～図１Ｈを参照すると、本発明のいくつかの実施形態によるスイッチデバイス１１０１が概略的に示されている。スイッチデバイス１１０１は、スイッチ１１１１及びバイパス機構１１３１を含む。スイッチ１１１１は電磁スイッチであり、実質的に支持基部と一組の電気構成要素（図示せず）とから構成される。本発明に何らかの関連性を有するスイッチ１１１１の主要な構成要素のみが、図に概略的に示され、以下に説明される。
【0044】
【0045】
スイッチ１１１１は、第１の端子１１１３ａと、第２の端子１１１３ｂと、接触部材１１１５とを含む。接触部材１１１５は、少なくとも第１の位置及び第２の位置にあるように構成される。図１Ｅ～図１Ｆは、接触部材１１１５が第１の位置にあること示し、図１Ｇ～図１Ｈは、接触部材１１１５が第２の位置にあること示す。接触部材１１１５は、第１の位置にあるとき、第１の端子１１１３ａと第２の端子１１１３ｂとの間に接続を形成する。接触部材１１１５が第２の位置にあるとき、第１の端子１１１３ａと第２の端子１１１３ｂとの間に接続はない。
【0046】
図１Ｇ～図１Ｈは、接触部材１１１５が第１の位置にあるときに端子１１１３ａと端子１１１３ｂとを接続するスイッチデバイス１１０１を示しているが、本発明の原理によるスイッチデバイスは、接触部材１１１５が第２の位置にあるときに端子１１１３ａを端子１１１３ｂと接続するように構成されてもよいことを更に理解されたい。
【0047】
接触部材１１１５は縁部１１１５ａを有する。縁部１１１５ａは、接触部材１１１５が第１の位置にあるとき（図１Ｇ～図１Ｈに示すように）、第１の端子１１１３ａと接触して第１の端子１１１３ａと第２の端子１１３ｂとの間に接続を確立するように構成されてもよい。
【0048】
スイッチ１１１１は、接触部材１１１５の移行を容易にするように構成されている制御ユニット１１１７を更に含む。例えば、制御ユニット１１１７は、第１の位置と第２の位置との間の接触部材１１１５の移行を容易にするように構成されてもよい。制御ユニット１１１７は、外力がない場合に接触部材１１１５を第１の位置又は第２の位置に保持するように更に構成される。接触部材１１１５の移行に言及することは、接触部材１１１５の縁部１１１５ａの移行を包含することを理解されたい。
【0049】
【0050】
図１Ｅ～図１Ｈは、制御ユニットの概略図を含み、接触部材並びに第１の端子及び第２の端子に対する制御部材の形態及び位置は、スイッチデバイス１１０１の構造的特徴とみなされるべきではないことを理解されたい。更に、スイッチの制御ユニットを介してなされる第１の端子と第２の端子との間の電気的な接続は、例示の目的のためだけになされており、任意のタイプの電気回路を、制御部材が第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときにそれら電気回路の間の電気的接続を提供するために、使用することができる。
【0051】
スイッチデバイス１１０１は、例えば、図１Ｅ～図１Ｈに示されるように、バイパス機構１１３１を更に含む。バイパス機構１１３１は、第２の表面１１３３ａを有する第２の可動部材１１３３を含む。第２の可動部材は、接触部材１１１５の縁部１１１５ａを第２の可動部材の第２の表面１１３３ａと接触させるように構成される。第２の可動部材は、接触部材１１１５に向かって動くように更に構成される。第２の可動部材は、接触部材１１１５から離れるように動くように更に構成される。第２の可動部材は加えて、接触部材１１１５を、制御ユニット１１１７によって保持される第２の位置（図１Ｅ～図１Ｆに示す）から第１の位置（図１Ｇ～図１Ｈに示す）に移行させるように更に構成される。第２の位置から第１の位置への接触部材１１１５の移行は、第２の可動部材１１３３によって接触部材１１１５に、特に接触部材１１１５の縁部１１１５ａに加えられた力によって可能になる。
【0052】
図１Ｅ～図１Ｈは、接触部材１１１５に対する第２の可動部材１１３３の様々な位置を示す。図１Ｅは、接触部材１１１５に向かって動く前の、載置位置にある第２の可動部材１１３３を示す。上記で説明したように、接触部材は、スイッチの特定の構造又は制御ユニットのいずれかによって第１の位置に保持されてもよい。例示の目的で、図１Ｅでは、接触部材１１１５は、制御ユニット１１１７によって第２の位置に保持され、例えば、永久磁石によって電磁的に引き付けられるか、又は機械的ロック（図示せず）によって物理的に保持されると仮定することができる。図１Ｆは、依然として第２の位置に保持されている接触部材１１１５に最初に接触するときの第２の可動部材１１３３を示す。接触は、可動部材１１３３の第２の表面１１３３ａと接触部材１１１５の縁部１１１５ａとの間である。図１Ｇは、接触部材１１１５に向かって動きながら、接触部材１１１５の縁部１１１５ａに接触し続ける第２の可動部材１１３３を示す。第２の可動部材１１３３は、接触部材１１１５に力を加える。第２の可動部材１１３３によって加えられた力に応答して接触部材１１１５が第１の端子１１１３ａに向かって動くと、縁部１１１５ａが可動部材１１３３の第２の表面１１３３ａにわたって摺動することが分かる。その結果、接触部材１１１５は、第２の位置から第１の位置に移行し、それによって、第１の端子１１１３ａと第２の端子１１１３ｂとの間の電気的接続を確立する。第２の位置から第１の位置への接触部材１１１５の当該移行は、制御ユニット１１１７によってなされないことが強調されるべきである。代わりに、移行は、第２の可動部材１１３３によって容易にされる。図１Ｈは、接触部材１１１５の縁部１１１５ａから離れるように動き、その載置位置に戻る第２の可動部材１１３３を示す。図１Ｈでは、可動部材１１１５は、接触部材１１１５の縁部１１１５ａに接触せず、接触部材１１１５に力を加えない。それにもかかわらず、第２の可動部材１１３３は、スイッチ１１１１及び／又は接触部材１１１５の構造的構成によって第１の位置に保持される。電気的接続を確立する接触部材の部分は、接触部材の電気的係合部と呼ぶことができる。
【0053】
ここで図２Ａを参照すると、本発明のいくつかの実施形態による、スイッチデバイス１０１の接触部材１１５及び第１の可動部材１３３が概略的に示されている。図２Ａは、図１Ｂの一部分の詳細図であり、第１の位置に保持されている接触部材１１５に最初に接触するときの第１の可動部材１３３を示す。第１の可動部材１３３の第１の表面１３３ａが接触部材１１５の縁部１１５ａに接触するとき、第１の可動部材１３３の第１の表面１３３ａと接触部材１１５の縁部１１５ａとの間に第１の角度１５１が存在する。
【0054】
本明細書で使用される「第１の角度」という用語は、第１の可動部材が接触部材と接触したときに、接触部材の縁部と第１の可動部材の第１の表面との間に形成される角度を指し、接触部材は、図２Ａに示されるように、第１の可動部材の長手方向軸に平行である。例えば、図１Ａ～図１Ｄでは、「第１の角度」という用語は、接触部材が依然として第１の位置にあり、接触部材が可動部材に接触するときに形成される角度を指す（図１Ｂ）。
【0055】
作用機構に拘束されることを望むものではないが、第１の可動部材によって接触部材に加えられた力に応答して第１の位置と第２の位置との間での接触部材の移行を可能にするために、第１の角度は鋭角又は鈍角であるべきであることが企図される。「鋭角」及び「鈍角」という用語は、角度が測定される可動部材及び／又は接触部材の側に応じて、補角を指す場合があることを理解されたい。いくつかの例では、角度は、接触部材に垂直な（例えば、接触部材の長さに垂直な）軸に対して測定されてもよい。
【0056】
作用機構に拘束されることを更に望むものではないが、接触部材１１５を第１の位置から第２の位置に移転させるために、図１Ａ～図１Ｄに示すように、第１の角度１５１は、図２Ａに示すように、鋭角であるべきであることが企図される。鋭角を形成するそのような接触時に、接触部材１１５の縁部１１５ａは、右に（第１の端子１１３ａから離れるように）動く。例えば、第１の角度１５１は、接触部材１１５に垂直な（例えば、接触部材の長さに直交する）軸１１９に対して測定することができる。軸１１９は、接触部材１１５の長手方向軸に直交してもよく、接触部材１１５の深さの軸に直交してもよい。軸１１９は、接触部材１１５の幅に沿って延在し得る。軸１１９は、接触部材１１５の短手方向軸とも称され得る。
【0057】
ここで図２Ｂを参照すると、本発明のいくつかの実施形態による、スイッチデバイス１１０１の接触部材１１１５及び第２の可動部材１１３３が概略的に示されている。図２Ｂは、図１Ｇの一部分の詳細図であり、第２の可動部材１１３３によって接触部材１１１５に加えられた力を受けて接触部材１１１５が第２の位置から第１の位置に移行した後に、接触部材１１１５の縁部１１１５ａに接触し続ける第２の可動部材１１３３を示す。第２の可動部材１１３３の表面１１１３ａが接触部材１１３３の縁部１１１５ａに接触するとき、第２の可動部材１１３３の第２の表面１１３３ａと接触部材１１１５の縁部１１１５ａとの間に第２の角度１１５１が存在する。
【0058】
本明細書で使用される「第２の角度」という用語は、第２の可動部材が接触部材と接触したときに、接触部材の縁部と第２の可動部材の第２の表面との間に形成される角度を指し、接触部材は、図２Ｂに示されるように、第２の可動部材の長手方向軸に平行である。例えば、図１Ｅ～図１Ｈでは、「角度」という用語は、接触部材が第１の位置から移転された後に第１の位置にあり、依然として可動部材に接触しているときに形成される角度を指す（図１Ｇ）。
【0059】
作用機構に拘束されることを望むものではないが、第２の可動部材によって接触部材に加えられた力に応答して第２の位置と第１の位置との間での接触部材の移行を可能にするために、第２の角度は鋭角又は鈍角であるべきであることが企図される。いくつかの例では、第２の角度は、接触部材に垂直な（例えば、接触部材の長さに垂直な）軸に対して測定されてもよい。
【0060】
作用機構に拘束されることを更に望むものではないが、接触部材１１１５を第２の位置から第１の位置に移転させるために、図１Ｅ～図１Ｈに示すように、第２の角度１１５１は、図２Ｂに示すように、鈍角であるべきであることが企図される。鈍角を形成するそのような接触時に、接触部材１１１５の縁部１１１５ａは、左に（第２の端子１１１３ｂに向かって）動く。
【0061】
２つ以上の可動部材を有し、各可動部材と接触部材との間に形成される２つ以上の角度、すなわち、第１の角度及び第２の角度を参照する場合、角度は、接触部材の縁部に対する接線に対して測定され得る。接線は、接触部材の長手方向軸の端部の点にあってもよい。接線は、接触部材の長手方向軸に対して垂直であり得るか又は直交し得る。例えば、第１の角度は、第１の可動部材の第１の表面と接触部材の縁部に対する接線との間で測定されてもよい。第２の角度は、第２の可動部材の第２の表面と接触部材の縁部に対する接線との間で測定されてもよい。接線は、図２Ａ～図２Ｄに示される軸１１９と実質的に同一又は類似であってもよい。
【0062】
第１の可動部材は、スイッチの双方向バイパスを可能にするために、すなわち、制御ユニットを作動させることなく第１の端子及び第２の端子を接続及び切断することによってスイッチを設定及びリセットすることを可能にするために、単一のバイパス機構において第２の可動部材と組み合わされてもよい。第１の可動部材は、接触部材の第１の位置から第２の位置への移行を可能にするが、第２の可動部材は、同じ接触部材の第２の位置から第１の位置への移行を可能にする。理論又は作用機構に拘束されることを望むものではないが、そのような双方向バイパスを可能にするために、第１の角度は第２の角度と異なるべきであることが企図される。例えば、単一のバイパス機構において、図２Ａに示すような第１の可動部材１３３と、図２Ｂに示すような第２の可動部材１１３３とを組み合わせる場合、第１の角度１５１は鋭角であってもよく、第２の角度１１５１は鈍角であってよい。そのような場合、接触部材１１５は、第１の可動部材１３３によって接触部材１１５に加えられた力に応答して第１の位置から第２の位置にシフトし（すなわち、接触部材１１５の縁部１１５ａは、第１の端子から離れるように右に動く）、接触部材１１５は、第２の可動部材１１３３によって接触部材１１５に加えられた力に応答して第２の位置から第１の位置にシフトする（すなわち、接触部材１１５の縁部１１５ａは、第１の端子に向かって左に動く）。いくつかの例では、角度は、接触部材に垂直な（例えば、接触部材の長さに垂直な）軸に対して測定されてもよい。
【0063】
第１の角度及び第２の角度の各々は、個別に、約５°～約８５°又は約９５°～約１７５°の範囲であってもよい。例えば、第１の角度は、約１０°～約８０°の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の角度は約１５°～約６０°の範囲である。更なる実施形態では、第１の角度は約２０°～約４０°の範囲である。特定の実施形態では、第１の角度は約３０°である。いくつかの実施形態では、第１の角度は約１００°～約１７０°の範囲である。いくつかの実施形態では、第１の角度は、約１２０°～約１６５°の範囲である。更なる実施形態では、第１の角度は、約１４０°～約１６０°の範囲である。特定の実施形態では、第１の角度は約１５０°である。
【0064】
第２の角度は、約１００°～約１７０°の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の角度は約１２０°～約１６５°の範囲である。更なる実施形態では、第２の角度は約１４０°～約１６０°の範囲である。特定の実施形態では、第２の角度は約１５０°である。いくつかの実施形態では、第２の角度は約１０°～約８０°の範囲である。いくつかの実施形態では、第２の角度は約１５°～約６０°の範囲である。更なる実施形態では、第２の角度は約２０°～約４０°の範囲である。特定の実施形態では、第２の角度は約３０°である。
【0065】
いくつかの実施形態では、第１の角度は約２０°～約４０°の範囲であり、第２の角度は約１４０°～約１６０°の範囲である。いくつかの実施形態では、第１の角度及び第２の角度は補角である。
【0066】
第１の角度及び第２の角度は、接触部材の長さ、及び／又は接触部材の縁部が第１の位置と第２の位置との間でシフトするために移動しなければならない距離に従って選択されてもよい。第１の角度及び第２の角度の値は、接触部材が受ける機械的応力に影響を及ぼし得、それによって、接触部材の動き、例えば、接触部材の縁部が移動し得る距離に影響を及ぼし得る。例えば、同じ量の力が、異なる第１の角度を有する第１の可動部材に加えられるとき、各第１の可動部材との接触時に接触部材が受ける応力は異なり得るので、加えられる力及び／又は第１の可動部材の長さを調整する必要なく、第１の表面の傾斜を選択することによって接触部材の縁部の動きを制御することができる。同じバイパス機構は、異なる長さの接触部材を有するスイッチを収容するために、異なる値の第１の角度を有する複数の第１の可動部材及び／又は異なる値の第２の角度を有する複数の第２の可動部材を含んでもよい。
【0067】
ここで図２Ｃを参照すると、本発明のいくつかの実施形態による、接触部材２１１５及び第１の可動部材２１３３が概略的に示されている。接触部材２１１５は、図２Ａの接触部材１１５よりも長く、第１の表面２１３３ａと接触部材２１１５との間に形成される第１の角度２１５１は、図２Ａの第１の角度１５１よりも小さいことが分かる。第１の可動部材２１３３は、第１の可動部材１３３によって接触部材１１５に加えられる応力よりも高い応力を接触部材２１１５に加え、それによって、接触部材１１５と比較して、接触部材２１１５のより大きな移動距離を可能にする。このようにして、第１の表面２１３３ａ及び１３３ａの異なる傾斜を使用して、スイッチを、異なる接触部材長さと、第１の位置と第２の位置との間の異なる移動距離とに適合させる。同様に、接触部材は、図２Ａの接触部材１１５より短くてもよく、第１の表面と接触部材との間に形成される第１の角度は、図２Ａの第１の角度１５１より大きくてもよい。第１の可動部材は、第１の可動部材１３３によって接触部材１１５に加えられる応力よりも少ない応力を接触部材に加え、それによって、接触部材１１５と比較して、接触部材のより短い移動距離を可能にする。
【0068】
ここで図２Ｄを参照すると、本発明のいくつかの実施形態による、接触部材３１１５及び第２の可動部材３１３３が概略的に示されている。接触部材３１１５は、図２Ｂの接触部材１１１５よりも長く、第１の表面３１３３ａと接触部材３１１５との間に形成される第２の角度３１５１は、図２Ａの第２の角度１１５１よりも大きいことが分かる。第２の可動部材３１３３は、第２の可動部材１１３３によって接触部材１１１５に加えられる応力よりも高い応力を接触部材３１１５に加え、それによって、接触部材１１１５と比較して、接触部材３１１５のより大きな移動距離を可能にする。このようにして、第２の表面３１３３ａ及び１１３３ａの異なる傾斜をために使用して、スイッチを、異なる接触部材長さと、第１の位置と第２の位置との間の異なる移動距離とに適合させる。同様に、接触部材は、図２Ｂの接触部材１１１５より短くてもよく、第１の表面と接触部材との間に形成される第２の角度は、図２Ａの第２の角度１１５１より小さくてもよい。第２の可動部材は、第２の可動部材１１３３によって接触部材１１１５に加えられる応力よりも少ない応力を接触部材に加え、それによって、接触部材１１１５と比較して、接触部材のより短い移動距離を可能にする。
【0069】
上記で説明したように、可動部材の表面と接触部材との間に形成された鋭角又は鈍角は、可動部材が接触部材を第１の位置又は第２の位置から解放し、それを第２の位置又は第１の位置にそれぞれ移転させることを可能にする。いくつかの例では、角度は、接触部材に垂直な（例えば、接触部材の長さに垂直な）軸に対して測定されてもよい。例えば、角度は、可動部材の表面と接触部材に対する軸との間で測定されてもよい。バイパス機構の効率に影響を及ぼし得る可動部材の別の特徴は、接触部材の縁部の長さに対する可動部材の第１の表面の長さである。第１の表面の長さは、接触部材の縁部の長さよりも大きくてもよい。例えば、第１の表面の長さと接触部材の縁部の長さとの間の比は、少なくとも約１．５：１であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の表面の長さと接触部材の縁部の長さとの間の比は、少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、又は少なくとも約５：１である。第２の表面の長さと接触部材の縁部の長さとの間の比もまた、少なくとも約１．５：１であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の表面の長さと接触部材の縁部の長さとの間の比は、少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、又は少なくとも約５：１である。第１の表面の長さはまた、可動部材によって接触部材に加えられた力を受けて接触部材の縁部が移動し得る距離にも影響を及ぼし得る。
【0070】
第１の可動部材及び第２の可動部材の長手方向軸の長さはまた、可動部材によって接触部材に加えられた力を受けて接触部材の縁部が移動し得る距離を制御するように調整されてもよい。
【0071】
ここで図３Ａ～図３Ｂを参照すると、本発明のいくつかの実施形態による、スイッチ２１１及びバイパス機構２３１を含むスイッチデバイス２０１が概略的に示されている。スイッチ２１１は、第１の端子２１３ａと、第２の端子２１３ｂと、接触部材２１５と、制御ユニット２１７とを含む。接触部材２１５は、少なくとも、図３Ａに示されるような第１の位置及び図３Ｂに示されるような第２の位置にあるように構成される。接触部材２１５は、第１の位置にあるとき、第１の端子２１３ａと第２の端子２１３ｂとの間に接続を形成する。接触部材２１５が第２の位置にあるとき、第１の端子２１３ａと第２の端子２１３ｂとの間に接続はない。
【0072】
バイパス機構２３１は、第１の表面２３３ａを有する第１の可動部材２３３と、第２の表面２３５ａを有する第２の可動部材２３５とを含む。第１の可動部材２３３は、接触部材２１５の縁部２１５ａを第１の可動部材２３３の第１の表面２３３ａと接触させるように構成される。第１の可動部材２３３は、接触部材２１５に向かって動いて、接触部材２１５を第１の位置（図３Ａに示す）から第２の位置（図３Ｂに示す）に移行させるように更に構成される。第１の位置から第２の位置への接触部材２１５の移行は、第１の可動部材２３３によって接触部材２１５に、特に可動部材２１５の縁部２１５ａに加えられた力によって可能になる。第１の可動部材２３３は、接触部材が第１の位置から第２の位置にシフトした後に接触部材２１５から離れるように動くように更に構成される。接触部材２１５は、外力、例えば、制御ユニット２１７によって加えられる電磁力又はバイパス機構２３１の第２の可動部材２３５によって加えられる機械力がない場合に、上で詳細に説明したように、第２の位置に留まるように構成され、制御ユニット２１７によって第２の位置に保持される。
【0073】
第２の可動部材２３５は、接触部材２１５の縁部２１５ａを第２の可動部材２３５の第２の表面２３５ａと接触させるように構成される。第２の可動部材２３５は、接触部材２１５に向かって動いて、接触部材２１５を第２の位置（図３Ｂに示す）から第１の位置（図３Ａに示す）に移行させるように更に構成される。第２の位置から第１の位置への接触部材２１５の移行は、第２の可動部材２３５によって接触部材２１５に、特に可動部材２１５の縁部２１５ａに加えられた力によって可能になる。第２の可動部材２３５は、接触部材が第２の位置から第１の位置にシフトした後に接触部材２１５から離れるように動くように更に構成される。接触部材２１５は、外力、例えば、制御ユニット２１７によって加えられる電磁力又はバイパス機構２３１の第１の可動部材２３３によって加えられる機械力がない場合に、上で詳細に説明したように、第１の位置に留まるように構成され、スイッチ２１１及び／又は接触部材２１５の構造的構成によって第１の位置に保持される。
【0074】
図３Ａ～図３Ｂから分かるように、第１の可動部材２３３の第１の表面２３３ａは、接触部材２１５の縁部２１５ａに、縁部２１５ａと第２の可動部材２３５の第２の表面２３５ａとの間に形成される角度とは異なる角度で接触する。上記で説明したように、第１の角度は第２の角度と異なっていてもよい。第１の角度が第２の角度とは異なることは、単一のバイパス機構２３１によって、第１の位置から第２の位置への、及び第２の位置から第１の位置への接触部材２１５の移行を可能にするのに役立ち得る。
【0075】
バイパス機構は支持層を更に含んでもよく、可動部材は支持層に結合されてもよい。バイパス機構は、第１の可動部材に結合された第１の支持層を含むことができる。バイパス機構は、第２の可動部材に結合された第２の支持層を含むことができる。いくつかの実施形態では、バイパス機構は、第１の可動部材に結合された第１の支持層と、第２の可動部材に結合された第２の支持層とを含む。
【0076】
バイパス機構２３１は、第１の支持層２３７を更に含む。第１の可動部材２３３は、第１の支持層２３７に結合される。第１の可動部材２３３及び第１の支持層２３７は、単一の要素として、又は限定はしないが、接着剤又はばねなど、当該技術分野で知られている任意の適切な手段によって接続された２つの異なる要素として作製することができる。第１の可動部材２３３は、第１の可動部材２３３の長手方向軸が第１の支持層２３７と第１の表面２３３ａとの間に延在するように、細長い形状を有する。第１の可動部材２３３は、第１の可動部材２３３の第１の位置にあり、第１の支持層２３７が接触部材２１５に直交するときに、第１の可動部材２３３の長手方向軸が接触部材２１５に平行になるように配置されてもよい。
【0077】
バイパス機構２３１は、第２の支持層２３９を更に含む。第２の可動部材２３５は、第２の支持層２３９に結合される。第２の可動部材２３５及び第２の支持層２３９はまた、単一の要素であってもよく、又は任意の適切な手段によって接続された２つの異なる要素であってもよい。第２の可動部材２３５は、第２の可動部材２３５の長手方向軸が第２の支持層２３９と第２の表面２３５ａとの間に延在するように、細長い形状を有する。第２の可動部材２３５は、第２の可動部材２３５の第１の位置にあり、第２の支持層２３９が接触部材２１５に直交するときに、第２の可動部材２３５の長手方向軸が接触部材２１５に平行になるように配置されてもよい。
【0078】
可動部材が接触部材の縁部に鋭角又は鈍角で接触するように構成されているバイパス機構構造を提供するために、可動部材は、第１の支持層に平行でない、及び／又は可動部材の長手方向軸に直交しない接触面を有することができる。可動部材の長手方向軸が接触部材の長手方向軸に平行であるとき、可動部材の第１の表面は接触部材の縁部に平行でなくてもよく、それらの間に鋭角又は鈍角が形成されてもよい。例えば、図３Ａ～図３Ｂから分かるように、第１の表面２３３ａは第１の支持層２３７と鋭角又は鈍角を形成し、第２の表面２３５ａは第２の支持層２３９と鋭角又は鈍角を形成する。いくつかの例では、角度は、支持層に対して測定され得る。支持層は、接触部材に対して垂直（例えば、接触部材の長さに対して垂直）であってもよい。支持層は、接触部材の長手方向軸に垂直な短手方向軸を有してもよい。支持層の短手方向軸は、可動部材の長手方向軸に対して垂直であり得るか又は直交し得る。いくつかの例では、角度は、接触部材に垂直な（例えば、接触部材の長さに垂直な）軸に対して測定されてもよい。例えば、角度は、可動部材の第１の表面と接触部材の縁部に対する軸との間で測定されてもよい。
【0079】
上述したように、第１の可動部材２３３は、接触部材２１５の縁部２１５ａに向かって動くように構成されている。当該動きは、第１の支持層２３７に加えられた力によって誘発され得る。第２の可動部材２３５もまた、第２の支持層２３９に加えられた力に応答して接触部材２１５の縁部２１５ａに向かって動くように構成される。第１の支持層２３７は、第２の支持層２３９に隣接して配設されてもよいが、それらは、第１の可動部材２３３及び第２の可動部材２３５の個々の運動を可能にするために、独立して動くことが可能であるべきである。
【0080】
いくつかの実施形態では、第１の支持層及び第２の支持層に力が加えられていないとき、第１の支持層は第２の支持層に隣接して配設される。いくつかの実施形態では、第１の支持層及び第２の支持層に力が加えられていないとき、第１の可動部材は第２の可動部材に隣接して配設される。
【0081】
支持層に力が加えられると、支持層は可動部材とともに接触部材に向かって動くことができる。支持層は、支持層に力が加えられず、可動部材と接触部材との間に接触がない支持層の載置位置と、支持層に力が加えられ、可動部材が接触部材に向かってそれ以上動くことができない位置との間でシフトすることができる。代替として、支持層は、当該力を可動部材に移転し、接触部材に向かう可動部材の運動を誘発する間、定位置に留まることができる。
【0082】
第１の支持層２３７に力が加えられ、第１の可動部材２３３が接触部材２１５に向かって動くとき、第１の可動部材２３３が接触部材２１５の縁部２１５ａに力を加えて、第１の位置から第２の位置への接触部材２１５の移行を容易にする。第１の可動部材２３３は、接触部材２１５の縁部２１５ａに対して第１の支持層２３７上に位置してもよく、それにより、力が第１の支持層２３７に加えられたとき、第１の可動部材２３３と縁部２１５ａとの間の接触時に、縁部２１５ａが第１の可動部材２３３の第１の表面２３３ａに沿って第１の端子２１３ａから離れるように摺動し、それによって第１の位置から第２の位置にシフトする。
【0083】
第２の支持層２３９に力が加えられ、第２の可動部材２３５が接触部材２１５に向かって動くとき、第２の可動部材２３５が接触部材２１５の縁部２１５ａに力を加えて、第２の位置から第１の位置への接触部材２１５の移行を容易にする。第２の可動部材２３５は、接触部材２１５の縁部２１５ａに対して第２の支持層２３９上に位置してもよく、それにより、力が第２の支持層２３９に加えられたとき、第２の可動部材２３５と縁部２１５ａとの間の接触時に、縁部２１５ａが第２の可動部材２３５の第２の表面２３５ａに沿って第１の端子２１３ａに向かって摺動し、それによって第２の位置から第１の位置にシフトする。
【0084】
バイパス機構は、支持層に結合されたアクチュエータを更に含むことができる。アクチュエータは、支持層を介して可動部材に結合されてもよい。バイパス機構は、第１の支持層に結合された第１のアクチュエータを含むことができる。バイパス機構は、第２の支持層に結合された第２のアクチュエータを含むことができる。いくつかの実施形態では、バイパス機構は、第１の支持層に結合された第１のアクチュエータと、第２の支持層に結合された第２のアクチュエータとを含む。
【0085】
いくつかの例では、第１の位置は１つの端子への接続であってよく、第２の位置は別の端子への接続であってよい。いくつかの例では、第１の位置は端子への接続でなくてもよく、第２の位置は端子への接続であってもよい。
【0086】
ここで図４Ａ～図４Ｂを参照すると、本発明のいくつかの実施形態によるバイパス機構３３１が概略的に示されている。バイパス機構３３１は、上記の様々な実施形態で説明したようにスイッチに結合されてもよい。バイパス機構３３１は、第１の可動部材３３３及び第１の支持層３３７を含み、第１の可動部材３３３は、第１の支持層３３７に結合される。第１の可動部材３３３は、第１の位置から第２の位置への接触部材の移行を容易にするために、スイッチの接触部材に接触するように構成されている第１の表面を有する。バイパス機構３３１は、第２の可動部材３３５及び第２の支持層３３９を更に含み、第２の可動部材３３５は、第２の支持層３３９に結合される。第２の可動部材３３５は、第２の位置から第１の位置への接触部材の移行を容易にするために、スイッチの接触部材に接触するように構成されている第２の表面を有する。
【0087】
バイパス機構３３１は、第１の支持層３３７に結合された第１のアクチュエータ３４１を更に含む。第１のアクチュエータ３４１は、第１の支持層３３７を介して第１の可動部材３３３に更に結合される。第１のアクチュエータ３４１は、ユーザから受信した信号に応答して第１の支持層３３７に力を加えるように構成されてもよい。第１のアクチュエータ３４１は、当該信号に応答して第１の可動部材３３３の動きを容易にするように更に構成されてもよい。
【0088】
バイパス機構３３１は、第２の支持層３３９に結合された第２のアクチュエータ３４３を更に含む。第２のアクチュエータ３４３は、第２の支持層３３９を介して第２の可動部材３３５に更に結合される。第２のアクチュエータ３４３は、ユーザから受信した信号に応答して第２の支持層３３９に力を加えるように構成されてもよい。第２のアクチュエータ３４３は、当該信号に応答して第２の可動部材３３５の動きを容易にするように更に構成されてもよい。
【0089】
アクチュエータは、接触部材との接触に続いて接触部材から離れる可動部材の動きを可能にするように更に構成されてもよい。接触部材から離れる可動部材の動きは、接触部材に向かう可動部材の動きを容易にするユーザからの信号が停止すると開始することができる。例えば、アクチュエータが押しボタンを含む場合、ユーザがそれを押すのを止めると、可動部材は接触部材から離れるように動き、その載置位置に戻ることができる。アクチュエータは、ユーザからの信号が停止した後であっても、可動部材が接触部材に接触して第１の位置から第２の位置へ、又はその逆に移転するまで、接触部材に向かう可動部材の動きを容易にするように更に構成されてもよい。いくつかの例では、接触部材から離れる可動部材の動きは、第２の信号の受信時に開始してもよい。
【0090】
アクチュエータ及び支持層は、単一の要素であってもよく、又は当該技術分野で知られている任意の適切な手段によって接続された２つの異なる要素であってもよい。当該手段は、ユーザから受信した信号を支持層上に加えられる力に変換するように更に構成されてもよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータ、支持層、及び可動部材は、モノリシック構造である。
【0091】
好適なアクチュエータの非限定的な例としては、押しボタン、圧力センサ、タッチパッド、電気アクチュエータ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられる。いくつかの例では、アクチュエータは、受信されたワイヤレス信号又は受信されたワイヤード信号に基づいて動作するように構成され得る。例えば、信号は、アクチュエータとは異なる場所に位置する送信機から受信されてもよい。
【0092】
例えば、第１のアクチュエータ３４１及び第２のアクチュエータ３４３は、図４Ａに示されるように、押しボタンを含んでもよい。特定のそのような実施形態では、ユーザから受信される信号は、ユーザによって押しボタンに加えられる力である。押しボタンを含む第１のアクチュエータ３４１は、第１の支持層３３７の一体部分であり、押しボタンを含む第２のアクチュエータ３４３は、第２の支持層３３９の一体部分である。押しボタンは、押しボタンに力が加わることでそれぞれの支持層をその載置位置から変位させ、接触部材に向かうそれぞれの可動部材の動きを容易にするように構成されてもよい。押しボタンは、支持層及び可動部材とともに動くことができる。ユーザが押しボタンを作動させるのを止める（すなわち、押しボタンに力を加えるのを止める）と、それぞれの支持層はその載置位置に戻ることができ、それぞれの可動部材は接触部材から離れるように動く。押しボタンは、押しボタンに加えられる力の量にかかわらず、接触部材に接触し、接触部材を第１の位置から第２の位置に、又はその逆に移転させるのに十分な力を可動部材に加えるように更に構成されてもよい。
【0093】
バイパス機構は、第１の支持層及び第１の可動部材に対して相補的な基部を更に含むことができる。基部は、第２の支持層及び第２の可動部材に対して更に相補的であってもよい。
【0094】
図４Ｂは、バイパス機構３３１の一部であり、第１の可動部材３３３、第２の可動部材３３５、第１の支持層３３７、及び第２の支持層３３９に対して相補的である基部３５１を更に示す。基部３５１は、第１の可動部材３３３及び第２の可動部材３３５の断面に対応する開口部３５３を有し、第１の可動部材３３３及び第２の可動部材３３５が開口部３５３を通るように構成される。
【0095】
支持層及び基部は、支持層に力が加えられていないときに支持層と基部との間に所定の距離を保持するように構成されている第１の機構を介して結合されてもよい。機構は、力が支持層にもはや加えられなくなると、可動部材を接触部材から離れるように動くように更に構成されてもよい。当該機構は、弾性的に圧縮可能な部材、膨張可能な部材、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、及び磁気アクチュエータのうちの少なくとも１つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、機構は、ばねである弾性的に圧縮可能な部材を含む。
【0096】
例えば、図４Ｂは、力が第１の支持層３３７に加えられていないとき（すなわち、第１の支持層がその載置位置にあるとき）に第１の支持層３３７と基部３５１との間に第１の所定の距離を保持し、力が第１の支持層３３７にもはや加えられなくなると第１の可動部材３３３を接触部材（図示せず）から離れるように動かすように構成されている第１の機構を介して第１の支持層３３７に結合された基部３５１を、バイパス機構が含むことを示す。第１の機構は、第１の支持層３３７と基部３５１との間に配設された２つの第１のばね３５５を含む。基部３５１は、基部３５１の長手方向軸に対する位置が第１のばね３５５の位置に対応する２つの第１のピン３５９を含む。各第１のピン３５９は、各第１のピン３５９の対応する第１のばね３５５にばねの一端で接触するように構成される。第１の支持層３３７は、第１の支持層３３７の長手方向軸に対する位置が第１のばね３５５及び第１のピン３５９の位置に対応する２つの第１のレセプタクル３４５を含む。各第１のレセプタクル３４５は、各第１のレセプタクル３４５の対応する第１のばね３５５にばねの他端で接触するように構成される。第１のピン３５９の少なくとも第１の部分は、第１のピン３５９の対応する第１のレセプタクル３４５に挿入されるように構成される。第１のピン３５９の少なくとも第２の部分は、力が第１の支持層３３７に加えられると、第１のピン３５９の対応する第１のレセプタクル３４５に挿入されるように構成される。第２の部分は第１の部分よりも大きくてよい。いくつかの実施形態では、第１のピン３５９は、力が第１の支持層３３７に加えられると、第１のピン３５９の対応する第１のレセプタクル３４５に完全に挿入されるように構成される。いくつかの例では、第１の支持層３３７に力が加えられていないとき、第１のピン３５９のどの部分も、第１のピン３５９の対応する第１のレセプタクル３４５に挿入されるように構成されておらず、第１の支持層３３７に力が加えられているとき、第１のピン３５９の少なくとも一部分が、第１のピン３５９の対応する第１のレセプタクル３４５に挿入されるように構成され得る。
【0097】
例えば、第１の支持層３３７に力が加えられていないとき、第１のばね３５５はその第１の状態にあり、第１のピン３５９の第１の部分は第１のレセプタクル３４５に挿入されてもよく、第１の支持層３３７は第１の機構によってその載置位置に保持される。載置位置では、第１の支持層は、基部３５１から第１の所定の距離に位置する。第１の支持層に力が加えられると（例えば、ユーザが押しボタンを押すなど、第１のアクチュエータ３４１によって送信された信号に応答して）、第１の支持層３３７は基部３５１に向かって動き、第１のばね３５５に力を加えて第１のばね３５５を圧縮させる。第１のピン３５９の第２の部分は、第１のばね３５５がその第２の状態に圧縮されると、第１のレセプタクル３４５に挿入されてもよく、当該第２の部分は、第１の部分より大きくてもよい。当該位置において、第１の可動部材３３３は、接触部材（図示せず）に接触してもよく、接触部材を第１の位置から第２の位置に、又はその逆に移転させてもよい。力が第１の支持層３３７、したがって第１のばね３５５にもはや加えられなくなると（例えば、ユーザが押しボタンを押すのを止めると）、第１のばね３５５が弛緩し、第１の支持層３３７が基部３５１から離れて第１の支持層３３７の載置位置に向かう動きを開始する。第１の支持層３３７の動きの結果として、第１の可動部材３３３は、接触部材から離れるように動く。第１の状態では、ばね３５５は弛緩していても圧縮されていてもよい。ばね３５５がその第１の状態で圧縮されるとき、ばね３５５の圧縮は、第２の状態よりも低い。
【0098】
基部３５１は、図４Ｂに示されるように、力が第２の支持層３３９に加えられていないときに第２の支持層３３９と基部３５１との間に第２の所定の距離を保持し、力が第２の支持層３３９にもはや加えられなくなると第２の可動部材３３５を接触部材（図示せず）から離れるように動かすように構成されている第２の機構を介して、第２の支持層３３９に更に結合される。第２の既定の距離は、第１の既定の距離と本質的に同じであってもよい。第２の機構は、第２の支持層３３９と基部３５１との間に配設された２つの第２のばね３５７を含む。基部３５１は、基部３５１の長手方向軸に対する位置が第２のばね３５７の位置に対応する２つの第２のピン３６１を含む。各第２のピン３６１は、各第２のピン３６１の対応する第２のばね３５７にばねの一端で接触するように構成される。第２の支持層３３９は、第２の支持層３３９の長手方向軸に対する位置が第２のばね３５７及び第２のピン３６１の位置に対応する２つの第２のレセプタクル３４７を含む。各第２のレセプタクル３４７は、各第２のレセプタクル３４７の対応する第２のばね３５７にばねの他端で接触するように構成される。第２のピン３６１の少なくとも第１の部分は、第２のピン３６１の対応する第２のレセプタクル３４７に挿入されるように構成される。第２のピン３６１の少なくとも第２の部分は、力が第２の支持層３３９に加えられると、第２のピン３６１の対応する第２のレセプタクル３４７に挿入されるように構成される。第２の部分は第１の部分よりも大きくてよい。いくつかの実施形態では、第２のピン３６１は、力が第２の支持層３３９に加えられると、第２のピン３６１の対応する第２のレセプタクル３４７に完全に挿入されるように構成される。第２の機構の動作原理は、上記で詳述したように、第１の機構と本質的に同じであってもよい。いくつかの例では、第２の支持層３３９に力が加えられていないとき、第２のピン３６１のどの部分も、第２のピン３６１の対応する第２のレセプタクル３４７に挿入されるように構成されておらず、第２の支持層３３９に力が加えられているとき、第２のピン３６１の少なくとも一部分が、第２のピン３６１の対応する第２のレセプタクル３４７に挿入されるように構成され得る。
【0099】
支持層と基部とを結合する機構は、基部と第１の支持層との間の距離が所定の距離を超えて増大することを防止するように構成されているロック部材を更に含むことができる。上記で説明したように、支持層は、基部と支持層との間に所定の距離をおいてその載置位置にあり、ばねは、弛緩又は圧縮され得るその第１の状態にある。ばねが第１の状態で圧縮されるとき、力が加えられていないときに支持層をその載置位置に保持するためにロック部材を含むことが機構にとって特に重要であり得る。
【0100】
基部３５１は、図４Ｂに示すように、第１の支持層３３７が第１の所定の距離を超えて基部３５１から離れるように動くことを防止するように構成されている２つのロック部材３６３を含む。ロック部材３６３は、垂直延在部分及び水平延在部分を有し、水平延在部分は、基部３５１の反対側で第１の支持層３３７に接触するように構成され、それによって、基部３５１から離れるその動きを防止する。
【0101】
基部３５１は、第２の支持層３３９が第２の所定の距離を超えて基部３５１から離れるように動くことを防止するように構成されている２つのロック部材３６５を更に含む。ロック部材３６５は、垂直延在部分及び水平延在部分を有し、水平延在部分は、基部３５１の反対側で第２の支持層３３９に接触するように構成され、それによって、基部３５１から離れるその動きを防止する。
【0102】
基部は、アクチュエータのうちの少なくとも１つに加えられる過剰な力からバイパス機構を保護するように構成されているストッパ機構を更に備えることができる。加えて、ストッパ機構は、力がアクチュエータに直接加えられていないときにバイパス機構を保護することができる。例えば、本発明のスイッチデバイスは、バイパス機構を少なくとも部分的に封入する内側カバーを含むことができ、それにより、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、又は両方が内側カバーを越えて延在する。特定のそのような実施形態では、ストッパ機構は、過剰な力が第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、若しくは両方に加えられるとき、又は力が内側カバーに加えられるとき、内側カバーの屈曲を防止するように構成されてもよい。
【0103】
基部３５１は、図４Ｂに示されるように、基部３５１から第１の支持層３３７及び第２の支持層３３９に向かって延在する２つのピン３６７を含むストッパ機構を含む。ピン３６７は、第２のアクチュエータ３４３に近接して基部３５１の長手方向軸に沿って位置する。追加のピンが、第１のアクチュエータ３４１に近接して位置してもよい。第２の支持層３４３は、第２の支持層が基部３５１に向かって動くときにピン３６７が通るように構成されている対応する開口部を含む。ピン３６７は、内側カバー（図示せず）に向かって延在するが、第１のアクチュエータ３４１及び第２のアクチュエータ３４３の高さを超えて延在はせず、したがって、それらの動作に干渉しない。例えば、第１のアクチュエータ３４１及び第２のアクチュエータ３４３が押しボタンを備える場合、ピン３６７は、ユーザがブッシュボタンを押すことを妨げず、第１の支持層３３７及び第２の支持層３３９が基部３５１に向かって動くことを妨げない。しかしながら、ユーザが、押しボタンを押すことに加えて、又はその代わりに内側カバーを押す場合、押しボタンに近接して位置するピン３６７は、内側カバーが基部３５１に向かって屈曲することを防止する。
【0104】
バイパスデバイスの基部は、スイッチに結合され得る。例えば、スイッチは、少なくとも１つのコネクタ要素を含んでもよい。バイパスデバイスの基部は、例えば締結具によって、少なくとも１つのコネクタ要素上に設置されてもよいか、又は少なくとも１つのコネクタ要素に接続されてもよい。加えて、又は代替として、バイパスデバイスの基部は、バイパスデバイスの基部が、いかなる締結手段も伴わずに、少なくとも１つのコネクタ要素上に設置されるか、又は少なくとも１つのコネクタ要素に接続され得るように、少なくとも１つのコネクタ要素の形状に相補的である形状を有してもよい。バイパスデバイスの基部のスイッチへの結合は、バイパス機構の動作中に可動部材と接触部材との間の接触を可能にすることができる。バイパス機構は、スイッチへのバイパス機構の結合を改善し、接触部材に対する可動部材の位置合わせを向上させ、より容易な組み立てを提供するために、１つ以上の設置ピンを更に含むことができる。設置ピンは、第１の支持層、第２の支持層、及び基部のうちの少なくとも１つの一部であってもよく、又はそれに接続されてもよい。
【0105】
スイッチは、第１の端子、第２の端子及び接触部材が位置する基部を含むことができる。スイッチは、スイッチの接触部材に対する第１の支持層、第２の支持層、又は両方の動きを方向付けるように構成されている１つ以上の先導部材を更に含むことができる。例えば、先導部材は、第１の可動部材及び／又は第２の可動部材が接触部材に向かって動くときに、第１の支持層及び／又は第２の支持層の下方への動きをそれぞれ方向付けることによって、第１の可動部材及び／又は第２の可動部材が実際に接触部材に接触するように、第１の可動部材及び／又は第２の可動部材の設置を補助することができる。先導部材は、スイッチ基部から第１の可動部材及び／又は第２の可動部材に向かって延在してもよい。
【0106】
スイッチは、複数のスイッチ、すなわち、第１の端子及び第２の端子からなる複数の端子対と、複数の接触部材とを含んでいてもよい。バイパス機構は、複数の可動部材（又は第１の可動部材及び第２の可動部材の対）を含むことができ、各可動部材（又は各対）は、各端子対及び各それぞれの接触部材に対応する。そのようなスイッチを使用することにより、複数の電気回路を制御すること、又は単一の回路の設定又はリセットの信頼性を向上させることが可能になる。例えば、スイッチは、スイッチが電気回路を開閉するために、スイッチの接触部材のうちの少なくとも２つが、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるべきであるように設計され得る。いくつかの実施形態において、スイッチは、スイッチが電気回路を開閉するために、スイッチの接触部材のうちの少なくとも３つが、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるべきであるように設計される。更なる実施形態では、スイッチは、スイッチが電気回路を開閉するために、スイッチの接触部材のうちの少なくとも４つが、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるように設計される。加えて、複数のスイッチの端子対は、接触部材が、第１の位置にあるときに垂直に配向される一方で、第２の位置にシフトするために、いくつかのスイッチの接触部材が一方の側に向かって動き、他のスイッチの接触部材が反対側に向かって動くように構成されてもよい。複数の可動部材の第１の表面及び第２の表面は、端子対の当該配置を収容するように設計されてもよい。例えば、各可動部材の第１の表面は、接触部材を意図された方向に動かし第１の位置から第２の位置に移転させることを可能にする、各可動部材の対応する接触部材と第１の角度を形成するように設計されてもよい。同様に、各可動部材の第２の表面は、接触部材を意図された方向に動かし第２の位置から第１の位置に移転させることを可能にする、各可動部材の対応する接触部材と第２の角度を形成するように設計されてもよい。したがって、複数の第１の可動部材の第１の角度は互いに異なっていてもよく、複数の第２の可動部材の第２角度も互いに異なっていてもよい。加えて、複数の第１の可動部材の第１表面の長さは異なっていてもよく、複数の第２の可動部材の第２表面の長さも異なっていてもよい。しかしながら、バイパス機構による複数のスイッチの同時作動を可能にするために、全ての第１の可動部材（第１の位置から第２の位置への接触部材の移行を容易にする）は、第１のアクチュエータに結合されるべきであり、全ての第２の可動部材（第２の位置から第１の位置への接触部材の移行を容易にする）は、第２のアクチュエータに結合されるべきである。
【0107】
ここで図５Ａを参照すると、複数のスイッチを備えるスイッチ４１１と、複数の第１の可動部材及び第２の可動部材を備えるバイパス機構４３１と、を含むスイッチデバイス４０１の分解図が概略的に示されている。スイッチ４１１は、複数のスイッチ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ、及び４１１ｅを含み、各スイッチは、端子対を備える。複数のスイッチの端子対の端子は、スイッチ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、及び４１１ｄの接触部材が第１の位置から第２の位置にシフトするために一方の側に移行するように構成され、スイッチ４１１ｅの接触部材が第１の位置から第２の位置にシフトするために反対側に移行するように構成されるように配置される。
【0108】
バイパス機構４３１は、複数の第１の可動部材４３３及び第２の可動部材４３５を含み、各第１の可動部材４３３及びその隣接する第２の可動部材４３５は、それらのそれぞれの端子対に対応する（図５Ａでは、１つの第１の可動部材４３３ｅ及び１つの第２の可動部材４３５ｅのみを見ることができ、他は遮蔽されている）。バイパス機構は、第１の支持層４３７と、第２の支持層４３９と、基部４５１とを含む。複数の第１の可動部材は共通の第１の支持層４３７に結合され、複数の第２の可動部材は共通の第２の支持層４３９に結合されている。加えて、複数の第１の可動部材は、共通の第１のアクチュエータ４４１に結合され、複数の第２の可動部材は、共通の第２のアクチュエータ４４３に結合されている。したがって、単一の押しボタンを押すこと（すなわち、第１のアクチュエータ４４１を作動させること）で、複数の第１の可動部材４３３を同時に作動させることを可能にし、別の押しボタンを押すこと（すなわち、第２のアクチュエータ４４３を作動させること）で、複数の第２の可動部材４３５を同時に作動させることを可能にする。いくつかの例では、別個のアクチュエータが、第１の可動部材のうちの２つ以上又は第２の可動部材のうちの２つ以上に提供されてもよい。例えば、各可動部材は、それ自体のアクチュエータを有してもよい。異なる第１の可動部材及び異なる第２の可動部材の長さは、同じであっても異なっていてもよい。第１の表面及び第２の表面の長さは、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの例では、単一のスイッチは、接触部材を動かすことができる複数の第１の可動部材又は複数の第２の可動部材を有してもよい。いくつかの例では、単一のアクチュエータを使用して、１つ以上の第１の可動部材及び１つ以上の第２の可動部材を動かすことができる。いくつかの例では、１つ以上の第１の可動部材は、１つ以上の第２の可動部材と同時に作動されてもよい。
【0109】
図５Ｂ及び図５Ｃを更に参照すると、バイパス機構４３１に結合されたスイッチ４１１の断面が示されている。図５Ｂは、接触部材４１５ａ並びに接触部材４１５ａの対応する第１の可動部材４３３ａ及び第２の可動部材４３５ａを示しており、接触部材４１５ａは第１の位置にある。第１の可動部材４３３ａの第１の表面は、接触部材４１５ａの縁部と第１の角度を形成するように構成されており、接触すると、第１の可動部材４３３ａが接触部材４１５ａの縁部に力を加えて、接触部材４１５ａを左に動かし、それによって接触部材４１５ａを第１の位置から第２の位置にシフトさせる。第１の可動部材４３３ａは、第１の支持層４３７及び第１のアクチュエータ４４１に結合される。第２の可動部材４３５ａの第２の表面は、接触部材４１５ａの縁部と第２の角度を形成するように構成されており、接触すると、第２の可動部材４３５ａが接触部材４１５ａの縁部に力を加えて、接触部材４１５ａを右に動かし、それによって接触部材４１５ａを第１の位置から第２の位置に戻すようにシフトさせる。第２の可動部材４３５ａは、第２の支持層４３９及び第２のアクチュエータ４４３に結合される。上述のように、第１の可動部材及び第２の可動部材の長さは、同じであっても異なっていてもよい。上述のように、第１の表面及び第２の表面の長さは、同じであっても異なっていてもよい。
【0110】
図５Ｃは、接触部材４１５ｅ並びに接触部材４１５ｅの対応する第１の可動部材４３３ｅ及び第２の可動部材４３５ｅを示しており、接触部材４１５ｅは第１の位置にある。第１の可動部材４３３ｅの第１の表面は、接触部材４１５ｅの縁部と第１の角度を形成するように構成されており、接触すると、第１の可動部材４３３ｅが接触部材４１５ｅの縁部に力を加えて、接触部材４１５ｅを右に動かし、それによって接触部材４１５ｅを第１の位置から第２の位置にシフトさせる。第１の可動部材４３３ｅは、第１の支持層４３７及び第１のアクチュエータに結合される。第２の可動部材４３５ｅの第２の表面は、接触部材４１５ｅの縁部と第２の角度を形成するように構成されており、接触すると、第２の可動部材４３５ｅが接触部材４１５ａの縁部に力を加えて、接触部材４１５ａを左に動かし、それによって接触部材４１５ｅを第１の位置から第２の位置に戻すようにシフトさせる。第２の可動部材４３５ｅは、第２の支持層４３９及び第２のアクチュエータに結合される。
【0111】
第１の可動部材４１５ａの第１の角度は、第１の可動角度４１５ｅの第１の角度とは異なる。当該角度は補角であってもよい。第１の表面の向きが異なる第１の可動部材を使用することにより、単一の第１のアクチュエータを備える単一のバイパス機構によって、端子の配置が異なるスイッチを操作することが可能になる。第２の可動部材４１５ａの第２の角度は、第２の可動角度４１５ｅの第２の角度とは異なる。当該角度は補角であってもよい。第２の表面の向きが異なる第２の可動部材を使用することにより、単一の第２のアクチュエータを備える単一のバイパス機構によって、端子の配置が異なるスイッチを操作することが可能になる。
【0112】
スイッチ４１１は、図５Ａに示すように、バイパス機構４３１の取り付けのために構成されている複数の接続要素４７１を更に含む。バイパス機構４３１は、基部４５１及び接続要素４７１を介してスイッチ４１１に取り付けられる。第１の支持層４３７及び第２の支持層４３９は、スイッチ４１１とバイパス機構４３１との間の結合を改善するように構成されている設置ピン４７３を更に含む。
【0113】
図５Ｄを更に参照すると、バイパス機構４３１に結合されたスイッチ４１１の詳細図が示されている。スイッチ４１１は、スイッチ４１１の接触部材に対して第１の支持層４３７、第２の支持層４３９、又は両方の動きを方向付けるように構成されている先導部材４８１を含む。
【0114】
ここで図６を参照すると、内側カバー５９１によって部分的に封入されたスイッチデバイス５０１が概略的に示されている。内側カバー５９１は、バイパス機構及びスイッチデバイス５０１のスイッチを周囲雰囲気から隔離し、ユーザをスイッチの電気回路から保護するように構成され得る。しかしながら、第１のアクチュエータ５４１の少なくとも一部分及び第２のアクチュエータ５４３の一部分は、内側カバー５９１を越えて延在しており、ユーザは、必要なときに第１のアクチュエータ５４１及び第２のアクチュエータ５４３を作動させ得る。
【0115】
本発明のスイッチデバイスは、スイッチ及びバイパス機構を全体的に封入する取り外し可能な外側カバーを更に含むことができる。取り外し可能な外側カバーは、バイパス機構の少なくとも１つのアクチュエータにアクセスするために取り外されてもよい。
【0116】
とりわけ可動部材、支持層、及び基部を含むバイパス機構の構成要素は、所望の構造に形成され得る任意の材料、例えば、ポリマー又は金属から作製され得る。材料は、コイル又は永久磁石などのスイッチの特定の構成要素との干渉を回避するために、磁気伝導性でなくてもよい。
【0117】
上記で詳細に説明したように、本発明の様々な実施形態による少なくとも１つのスイッチデバイスを備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムが更に提供される。エネルギー生成及び／又は貯蔵システムは、電源及び電力貯蔵ユニットのうちの少なくとも１つを含んでもよい。適切な電源の非限定的な例としては、ソーラーパネル、風力タービン、地熱発電機、燃料電池及び燃焼発電機が挙げられる。適切な電力貯蔵ユニットの非限定的な例としては、電池（例えば、二次電池）、フローセル、電解槽、コンデンサ、圧縮空気貯蔵システム、油圧アキュムレータ、及びフライホイールが挙げられる。スイッチデバイスのスイッチは、当該システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに接続するように構成されてもよく、バイパス機構は、スイッチが接続に失敗したときに接続を可能にするように構成されてもよい。加えて、又は代替として、スイッチは、当該システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つから切断するように構成されてもよく、バイパス機構は、スイッチが切断に失敗したときに切断を可能にするように構成されてもよい。
【0118】
エネルギー生成及び／又は貯蔵システムは、システムの電源から電力を受け取り、直流（direct current、ＤＣ）電力を交流（alternating current、ＡＣ）に変換するように構成されている少なくとも１つのインバータを含むことができ、当該インバータは、当該スイッチを介して電源に電気的に接続される。インバータは、当該スイッチを介して電力貯蔵ユニットに更に電気的に接続されてもよい。
【0119】
ここで図７を参照すると、本発明のいくつかの実施形態によるエネルギー生成及び貯蔵システムが概略的に示されている。システムは、図６に詳述されるように、エネルギー生成デバイス７０１、エネルギー貯蔵デバイス７０２、及びスイッチデバイス５０１を含み、エネルギー生成デバイス７０１及びエネルギー貯蔵デバイス７０２は、スイッチデバイス５０１を介して電力グリッド７０３及び負荷７０４に接続される。エネルギー生成デバイス７０１とエネルギー貯蔵デバイス７０２との間の接続はまた、スイッチデバイス５０１を介して実施されてもよい。
【0120】
上記で詳述した様々な実施形態によるスイッチデバイスのスイッチを手動で操作する方法が更に提供される。方法は、バイパス機構を作動させることを含む。例えば、方法は、バイパス機構の少なくとも１つのアクチュエータを作動させることを含んでもよい。少なくとも１つのアクチュエータが押しボタンを含む場合、スイッチを手動で操作する方法は、押しボタンを押すことを含む。方法は、スイッチの第１の端子と第２の端子とを接続するために使用され得る。方法は、当該第１の端末を第２の端末から切断するために更に使用されてもよい。
【0121】
本発明のスイッチデバイスは、１つ以上のエネルギー生成及び／又はエネルギー貯蔵デバイス又はシステムを負荷及び／又はグリッドに接続する際に使用することができる。当該スイッチデバイスは、スイッチが機能していない場合であっても、必要なときに、当該デバイスを別のデバイス又はグリッドから切断することを容易にするスイッチング機構を提供することができる。スイッチが必要な動作（接続又は切断）を実行できない場合、バイパス機構を作動させることによって誤動作しているスイッチを回避するために、スイッチデバイスのスイッチを手動で操作する方法を使用することができる。したがって、本発明は、上記の様々な実施形態によるスイッチデバイスを備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムの、電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つへの接続を制御する方法を更に提供し、方法は、スイッチデバイスのバイパス機構を作動させることを含む。例えば、方法は、バイパス機構の少なくとも１つのアクチュエータを作動させることを含み得る。いくつかの実施形態では、方法は、エネルギー生成及び／又は貯蔵システムを、電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つから手動で切断することを含み、バイパス機構の第１のアクチュエータを作動させることを含む。加えて、又は代替として、方法は、エネルギー生成及び／又は貯蔵システムを、電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに手動で接続することを含み得、バイパス機構の第２のアクチュエータを作動させることを含む。いくつかの例では、バイパス機構は、第１のデバイスの第１の端子の接続を第２のデバイスの第２の端子への接続に変更することを容易にすることができる。例えば、バイパス機構のアクチュエータを作動させることにより、スイッチをエネルギー生成デバイスの端子への接続からエネルギー貯蔵デバイスの端子への接続に、又はその逆に変更することができる。
【0122】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の単数形はまた、内容が明確に指示をしない限り、複数形の参照を含む。したがって、例えば、「スイッチ（a switch）」への言及は、複数のそのようなスイッチ及び当業者に知られているその等価物などを含む。用語「及び（and）」又は用語「又は（or）」は、内容が明確に指示をしない限り、一般に「及び／又は（and/or）」を含む意味で使用されることに留意されたい。
【0123】
本明細書で使用される場合、「複数」という用語は、２つ以上を意味する。
【0124】
本明細書で使用される場合、用語「約」は、量、持続時間などの測定可能な値を指す場合、指定された値から＋／－１０％、より好ましくは＋／－５％、更により好ましくは＋／－１％、更により好ましくは＋／－０．１％の変動を包含することを意味し、そのような変動は、開示される方法を実行するのに適切である。
【0125】
本出願はまた、以下の条項の主題を開示する。
【0126】
条項１：装置であって、
スイッチであって、
第１の端子と、
第２の端子と、
縁部を有する接触部材であって、接触部材は、第１の位置及び第２の位置にあり、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに第１の端子と第２の端子との間に接続を形成するように構成されている、接触部材と、
接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットと、を備える、スイッチと、
バイパス機構であって、
鋭角又は鈍角である第１の角度で接触部材の縁部に接触するように構成されている第１の表面を有する少なくとも１つの可動部材を備える、バイパス機構と、を備える、装置。
スイッチであって、
第１の端子と、
第２の端子と、
縁部を有する接触部材であって、接触部材は、第１の位置及び第２の位置にあり、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに第１の端子と第２の端子との間に接続を形成するように構成されている、接触部材と、
接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットと、を備える、スイッチと、
バイパス機構であって、
鋭角又は鈍角である第１の角度で接触部材の縁部に接触するように構成されている第１の表面を有する少なくとも１つの可動部材を備える、バイパス機構と、を備える、装置。
【0127】
条項２：第１の可動部材は、接触部材の縁部に向かって動き、第１の位置から第２の位置への接触部材の移行を容易にするために接触部材に力を加えるように構成されている、条項１に記載の装置。
【0128】
条項３：第１の可動部材は、力が第１の可動部材にもはや加えられなくなると、接触部材の縁部から離れるように動くように構成されている、条項２に記載の装置。
【0129】
条項４：バイパス機構は、鋭角又は鈍角である第２の角度で接触部材の縁部に接触するように構成されている第２の表面を有する第２の可動部材を更に備え、第２の角度が第１の角度とは異なる、条項１～３のいずれか一項に記載の装置。
【0130】
条項５：第２の可動部材は、第２の可動部材に加えられた力に応答して接触部材の縁部に向かって動き、接触部材に力を加えて第２の位置から第１の位置への接触部材の移行を容易にするように構成されている、条項４に記載の装置。
【0131】
条項６：第２の可動部材は、力が第２の可動部材にもはや加えられなくなると、接触部材の縁部から離れるように動くように構成されている、条項５に記載の装置。
【0132】
条項７：バイパス機構は、第１の可動部材に結合された第１のアクチュエータを更に備え、第１の可動部材は、第１のアクチュエータによって伝達された力に応答して接触部材の縁部に向かって動くように構成されている、条項１～６のいずれか一項に記載の装置。
【0133】
条項８：バイパス機構が、第２の可動部材に結合された第２のアクチュエータを更に備え、第２の可動部材は、第２のアクチュエータによって伝達された力に応答して接触部材の縁部に向かって動くように構成されている、条項４～７のいずれか一項に記載の装置。
【0134】
条項９：バイパス機構は、第１の可動部材に結合された第１の機構を更に備え、第１の機構は、もはや力が第１の可動部材にもはや加えられなくなると、接触部材の縁部から離れる第１の可動部材の動きを容易にするように構成されている、条項１～６のいずれか一項に記載の装置。
【0135】
条項１０：バイパス機構は、第２の可動部材に結合された第２の機構を更に備え、第２の機構は、力が第２の可動部材にもはや加えられなくなると、接触部材の縁部から離れる第２の可動部材の動きを容易にするように構成されている、条項４～９のいずれか一項に記載の装置。
【0136】
条項１１：バイパス機構は、第１の支持層を更に備え、第１の可動部材は、第１の支持層を介して第１のアクチュエータに結合される、条項７～１０のいずれか一項に記載の装置。
【0137】
条項１２：第１の可動部材が細長い形状を有し、第１の可動部材の長手方向軸は、第１の支持層と第１の表面との間に延在し、第１の表面は第１の支持層と鋭角又は鈍角を形成する、条項１１に記載の装置。
【0138】
条項１３：バイパス機構は、第２の支持層を更に備え、第２の可動部材は、第２の支持層を介して第２のアクチュエータに結合される、条項８～１２のいずれか一項に記載の装置。
【0139】
条項１４：第２の可動部材が細長い形状を有し、第２の可動部材の長手方向軸は、第２の支持層と第２の表面との間に延在し、第２の表面は第２の支持層と鋭角又は鈍角を形成する、条項１３に記載の装置。
【0140】
条項１５：第１の可動部材は、第１の支持層に加えられた力に応答して接触部材の縁部に向かって動くように構成されている、条項１１～１４のいずれか一項に記載の装置。
【0141】
条項１６：第１の可動部材は、力が第１の支持層にもはや加えられなくなると、接触部材の縁部から離れるように動くように構成されている、条項１５に記載の装置。
【0142】
条項１７：第２の可動部材は、第２の支持層に加えられた力に応答して接触部材の縁部に向かって動くように構成されている、条項１３～１６のいずれか一項に記載の装置。
【0143】
条項１８：第２の可動部材は、力が第２の支持層にもはや加えられなくなると、接触部材の縁部から離れるように動くように構成されている、条項１７に記載の装置。
【0144】
条項１９：力が第１の支持層及び第２の支持層に加えられていないとき、第１の支持層は第２の支持層に隣接して配置され、第１の可動部材は第２の可動部材に隣接して配設される、条項１３～１８のいずれか一項に記載の装置。
【0145】
条項２０：第１の角度及び第２の角度の各々は、個別に、約１０°～約８０°又は約１００°～約１７０°の範囲である、条項４～１９のいずれか一項に記載の装置。
【0146】
条項２１：第１の角度及び第２の角度が、補角である、条項４～２０のいずれか一項に記載の装置。
【0147】
条項２２：第１の表面の長さと接触部材の縁部の長さとの間の比は、少なくとも１．５：１である、条項１～２１のいずれか一項に記載の装置。
【0148】
条項２３：第２の表面の長さと接触部材の縁部の長さとの間の比は、少なくとも約１．５：１である、条項４～２２のいずれか一項に記載の装置。
【0149】
条項２４：第１のアクチュエータは、ユーザから受信した信号に応答して第１の可動部材の動きを容易にするように構成されている、条項７～２３のいずれか一項に記載の装置。
【0150】
条項２５：第２のアクチュエータは、ユーザから受信した信号に応答して第２の可動部材の動きを容易にするように構成されている、条項１０～２４のいずれか一項に記載の装置。
【0151】
条項２６：第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、又は両方は、押しボタン、圧力センサ、タッチパッド、電気アクチュエータ、油圧アクチュエータ、及び空気圧アクチュエータのうちの少なくとも１つを備える、条項１０～２５のいずれか一項に記載の装置。
【0152】
条項２７：第１のアクチュエータは第１の押しボタンを備え、当該第１の押しボタンは第１の支持層の一体部分であり、第１の押しボタンに力が加わることで、第１の支持層をその載置位置から変位させ、接触部材に向かう第１の可動部材の動きを容易にする、条項２６に記載の装置。
【0153】
条項２８：第２のアクチュエータは第２の押しボタンを備え、当該第２の押しボタンは第２の支持層の一体部分であり、第２の押しボタンに力が加わることで、第２の支持層をその載置位置から変位させ、接触部材に向かう第２の可動部材の動きを容易にする、条項２６又は２７に記載の装置。
【0154】
条項２９：バイパス機構は、第１の支持層及び第１の可動部材に対して相補的な基部を更に備える、条項１１～２８のいずれか一項に記載の装置。
【0155】
条項３０：基部は、第２の支持層及び第２の可動部材に対して更に相補的である、条項１３～２９のいずれか一項に記載の装置。
【0156】
条項３１：第１の支持層及び基部は、力が第１の支持層に加えられていないときに第１の支持層と基部との間に第１に所定の距離を保持するように構成されている第１の機構を介して結合されている、条項２９又は３０に記載の装置。
【0157】
条項３２：第２の支持層及び基部は、力が第２の支持層に加えられていないときに第２の支持層と基部との間に第２に所定の距離を保持するように構成されている第２の機構を介して結合されている、条項２９～３１のいずれか一項に記載の装置。
【0158】
条項３３：第１の機構、第２の機構、又は両方は、弾性的に圧縮可能な部材、膨張可能な部材、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、及び磁気アクチュエータのうちの少なくとも１つを備える、条項９、１０、３１、及び３２のいずれか一項に記載の装置。
【0159】
条項３４：第１の機構は、基部と第１の支持層との間の距離が第１の所定の距離を超えて増加することを防止するように構成されているロック部材を更に備える、条項３１～３３のいずれか一項に記載の装置。
【0160】
条項３５：第２の機構は、基部と第２の支持層との間の距離が第２の所定の距離を超えて増加することを防止するように構成されているロック部材を更に備える、条項３２～３４のいずれか一項に記載の装置。
【0161】
条項３６：バイパス機構を部分的に封入する内側カバーを更に備え、それにより、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、又は両方が内側カバーを越えて延在する、条項８～３５のいずれか一項に記載の装置。
【0162】
条項３７：基部が、過剰な力が第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、若しくは両方に加えられたとき、又は力が内側カバーに加えられたとき、内側カバーの屈曲を防止するように構成されているストッパ機構を更に備える、条項３６に記載の装置。
【0163】
条項３８：ストッパ機構は、基部から延在し、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、又は両方に近接して位置する１つ以上のピンを備える、条項３６又は３７に記載の装置。
【0164】
条項３９：基部は、スイッチに結合されている、条項２９～３８のいずれか一項に記載の装置。
【0165】
条項４０：スイッチは、第１の端子及び第２の端子を備える複数の端子対を備え、バイパス機構は、複数の第１の可動部材を備え、各第１の可動部材は、各端子対に対応する、条項１～３９のいずれか一項に記載の装置。
【0166】
条項４１：バイパス機構は、複数の第２の可動部材に隣接して配設された複数の第２の可動部材を更に備え、各第１の可動部材及びその隣接する第２の可動部材は、各端子対に対応する、条項４０に記載の装置。
【0167】
条項４２：複数のスイッチ、複数の第１の可動部材、及び複数の第２の可動部材を備え、各第１の可動部材及び各第１の可動部材の対応する第２の可動部材が各スイッチに対応し、複数の第１の可動部材が共通の第１のアクチュエータに結合され、複数の第２の可動部材が共通の第２のアクチュエータに結合されている、条項５～３７のいずれか一項に記載の装置。
【0168】
条項４３：制御ユニットは、接触部材の移行を容易にするように構成されている電磁回路を備える、条項１～４２のいずれか一項に記載の装置。
【0169】
条項４４：制御ユニットは、接触部材に結合された保持構成要素を更に備え、保持構成要素は、接触部材に加えられる外力がない場合に接触部材を第１の位置又は第２の位置に安定して保持するように構成されている、条項１～４３のいずれか一項に記載の装置。
【0170】
条項４５：保持構成要素は、電磁構成要素又は機械的構成要素から選択される、条項４４に記載の装置。
【0171】
条項４６：スイッチは、ラッチングリレーである、条項１～４５のいずれか一項に記載の装置。
【0172】
条項４７：スイッチ及びバイパス機構を全体的に封入する取り外し可能な外側カバーを更に備える、条項１～４６のいずれか一項に記載の装置。
【0173】
条項４８：条項１～４７のいずれか一項に記載の装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムであって、スイッチは、当該システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに接続するように構成され、バイパス機構は、スイッチが接続に失敗したときに接続を可能にするように構成されている、エネルギー生成及び／又は貯蔵システム。
【0174】
条項４９：条項１～４８のいずれか一項に記載の装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムであって、スイッチは、当該システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つから切断するように構成され、バイパス機構は、スイッチが切断に失敗したときに切断を可能にするように構成されている、エネルギー生成及び／又は貯蔵システム。
【0175】
条項５０：条項１～４９のいずれか一項に記載の装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムであって、スイッチは、当該システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに接続し、そこから当該システムを切断するように構成され、バイパス機構は、スイッチが接続に失敗したときに接続を可能にし、スイッチが切断に失敗したときに切断を可能にするように構成されている、エネルギー生成及び／又は貯蔵システム。
【0176】
条項５１：当該システムは、システムの電源から電力を受け取り、直流（ＤＣ）電力を交流（ＡＣ）に変換するように構成されている少なくとも１つのインバータを備え、当該インバータは、スイッチに電気的に接続されている、条項４８～５０のいずれか一項に記載のエネルギー生成及び／又は貯蔵システム。
【0177】
条項５２：条項８～４７のいずれか一項に記載の装置のスイッチを手動で操作する方法であって、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、又は両方を作動させることを含む、方法。
【0178】
条項５３：条項７～４７のいずれか一項に記載の装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つから切断する方法であって、第１のアクチュエータを作動させることを含む、方法。
【0179】
条項５４：条項８～４７のいずれか一項に記載の装置を備えるエネルギー生成及び／又は貯蔵システムを電力グリッド及び負荷のうちの少なくとも１つに接続する方法であって、第２のアクチュエータを作動させることを含む、方法。
【0180】
条項５５：装置であって、
スイッチであって、
第１の端子と、
第２の端子と、
係合部を有する接触部材であって、接触部材は、第１の位置及び第２の位置にあり、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに第１の端子と第２の端子との間に接続を形成するように構成されている、接触部材と、
接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットと、を備える、スイッチと、
バイパス機構であって、
係合部を有し、接触部材に向かって第１の方向に動くように構成されている第１の可動部材であって、第１の可動部材の係合部が接触部材の係合部に接触し、第１の位置から第２の位置への接触部材の移行を容易にする、第１の方向とは異なる第２の方向に力の成分を接触部材に加える、第１の可動部材、を備える、バイパス機構と、を備える、装置。
スイッチであって、
第１の端子と、
第２の端子と、
係合部を有する接触部材であって、接触部材は、第１の位置及び第２の位置にあり、第１の位置又は第２の位置のいずれかにあるときに第１の端子と第２の端子との間に接続を形成するように構成されている、接触部材と、
接触部材の移行を容易にし、外力がない場合に接触部材を第１の位置又は第２の位置に保持するように構成されている制御ユニットと、を備える、スイッチと、
バイパス機構であって、
係合部を有し、接触部材に向かって第１の方向に動くように構成されている第１の可動部材であって、第１の可動部材の係合部が接触部材の係合部に接触し、第１の位置から第２の位置への接触部材の移行を容易にする、第１の方向とは異なる第２の方向に力の成分を接触部材に加える、第１の可動部材、を備える、バイパス機構と、を備える、装置。
【0181】
条項５６：接触部材は、接触部材の係合部を構成する縁部によって接続された第１及び第２の主面を備える、条項５５に記載の装置。
【0182】
条項５７：第１の可動部材の係合部は、接触部材の長手方向軸に垂直な軸に対して鋭角又は鈍角である第１の角度で接触部材の係合部に接触する、条項５６に記載の装置。
【0183】
条項５８：接触部材は、接触部材の係合部を構成する端部を有するロッドを備える、条項５５に記載の装置。
【0184】
本発明を具体的に説明してきたが、当業者であれば、多くの変形及び修正が可能であることを理解するであろう。したがって、本発明は、具体的に説明された実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、本発明の範囲及び概念は、以下の特許請求の範囲を参照することによってより容易に理解されるであろう。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【外国語明細書】