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特許7092394電気ハイブリッドスイッチのためのインテリジェントサポートボックス、電力コンセント、及びそれらの組み合わせ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-20
(45)【発行日】2022-06-28
(54)【発明の名称】電気ハイブリッドスイッチのためのインテリジェントサポートボックス、電力コンセント、及びそれらの組み合わせ
(51)【国際特許分類】
H02J 13/00 20060101AFI20220621BHJP
H04Q 9/00 20060101ALI20220621BHJP
【ＦＩ】
H02J13/00 301A
H02J13/00 311K
H04Q9/00 301D
H04Q9/00 311J
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2020135758
(22)【出願日】2020-08-11
(62)【分割の表示】P 2017145829の分割
【原出願日】2015-02-26
(65)【公開番号】P2020202742
(43)【公開日】2020-12-17
【審査請求日】2020-09-10
(31)【優先権主張番号】14/225,948
(32)【優先日】2014-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】399092839
【氏名又は名称】エルベックスビデオ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】デビッド エルバーバウム
【審査官】右田 勝則
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１２／１４１８３９（ＷＯ，Ａ２）
【文献】特表２０１４－５１４９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２６２００６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０５９２４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０３９３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／００６７１４３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ １３／００
Ｈ０４Ｑ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のインテリジェントサポートボックスを介して住宅及び商業施設のうちの１つにある電気系統に構造的に統合されたホームオートメーショングリッド及びネットワークの少なくとも１つを設定する方法であって、各インテリジェントサポートボックスは前記電気系統に直接、及び少なくとも１つの電気配線デバイスを介して少なくとも１つの負荷に接続され、前記複数のインテリジェントサポートボックスは、光ケーブルのカスケード接続グリッド、及び空間に双方向に伝播されるワイヤレスＲＦ及びＩＲ信号の少なくとも１つのうちの一方を介する双方向光信号の１つによって、コントローラ及びコマンドコンバータにリンクされ、
前記インテリジェントサポートボックスは、ＣＰＵと、詳細のデータを設定するための設定セレクタと、前記詳細のデータをロードするためのメモリと、各前記電気配線デバイスを介して、各負荷の消費電力を操作し計算するための電流センサと、前記ホームオートメーショングリッド及びネットワークのうちの１つを介して前記コントローラ及びコマンドコンバータと双方向光信号の少なくとも１つの方向で通信するための通信回路とを備え、前記方法は、
ａ．前記通信回路を介して、前記少なくとも１つの電気配線デバイスに関するデータを含むように構成され設置された各々のインテリジェントサポートボックスに関する前記詳細のデータを前記メモリにロードするステップと、
ｂ．前記電流センサにより計算される消費電力を特定するために、前記メモリ、並びに、前記通信回路と前記ホームオートメーショングリッド及びネットワークのうちの少なくとも１つとを介して前記コントローラに、前記インテリジェントサポートボックスにロードされた詳細と前記施設内で特定された前記負荷の設置される位置を記録するステップと、
ｃ．個々の電気配線デバイスによって電力供給された個々の負荷を、前記設定セレクタ及び前記コントローラに格納された所与の負荷の識別子のうちの１つを介して、または前記インテリジェントサポートボックスに取り付けられた前記電気配線デバイスの電力コンセントを介してそれぞれアクセスされる相互光ポート及びＲＦＩＤリーダに適合する光ポートとＲＦＩＤタグのうちの１つを有する電力プラグ及びハンドヘルドローダのうちの１つを介して特定し、前記負荷の詳細を前記メモリに記憶するステップと
を含み、前記設定セレクタは、前記電力コンセント内に導入されて前記電力コンセントと通信するためのセンサと統合される、方法。
【請求項2】
前記ホームオートメーショングリッドが前記電気系統に統合されている場合、前記ホームオートメーショングリッドは、電気信号を伝搬するための低電圧バスラインと、前記空間内の見通し線において伝搬されるＩＲ信号を含む前記光信号の少なくとも１つを光ケーブルを介して伝搬するための光グリッドと、のうちの１つであり、前記ネットワークが前記電気系統に統合されている場合、前記ネットワークは、前記光ケーブルを介する前記光信号、見通し線におけるＩＲ信号、バスラインを介した前記電気信号、ワイヤレスＲＦ信号及びそれらの組み合わせを含む信号の伝搬を含み、
前記コントローラは、ビデオインターフォンモニタ、ショッピング端末、専用ホームオートメーションコントローラ、ホームオートメーショングリッド配電器、キーパッド、タッチパッド、ハンドヘルドコントローラ、及びそれらの組み合わせを含むグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ホームオートメーショングリッドが前記電気系統に統合されている場合、前記光信号及び前記電気信号は、前記コマンドコンバータ及びオートメーショングリッド配電器のうちの１つを介して、伝搬された前記光信号を電気信号に及び電気信号を光信号に適合させるために、２方向に変換され、前記ワイヤレスＲＦ信号及び前記光信号は、前記ホームオートメーショングリッドを介して所与の負荷のコマンド及び応答信号と同等の信号を交換するために、前記オートメーショングリッド配電器及び前記インテリジェントサポートボックスのうちの少なくとも１つを介して、前記ワイヤレスＲＦ信号を光信号に及び前記光信号をワイヤレスＲＦ信号に適合させるために、２方向に変換される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記双方向光信号は、少なくとも１つの所与のハイブリッドスイッチ及びＡＣコンセントによって電力供給される少なくとも１つの負荷をオンオフ切り替え及び操作するための操作コマンドと、前記少なくとも１つの所与の負荷による電流引き込み及び消費電力のうちの１つ及びその状態に関するデータの少なくとも１つを前記コントローラに提供するための応答を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
所与の電気配線デバイスによって電力供給される所与の負荷の前記詳細の組み合わせ、前記設置される位置の１つ、並びにコード及びアドレスのうちの１つ、前記操作コマンド及び応答は、統合された制御コマンドを格納してランダムに前記コントローラを介して更新するために、前記メモリ、並びに前記コントローラに格納される統合制御コマンドに統合され、前記ホームオートメーショングリッド及びネットワークのうちの少なくとも１つを介した短い操作コマンド及び応答の伝搬と、単一の統合されたコマンド及び単一の統合された応答を介して所与のロケーションにおいて前記所与の負荷の所与の機能を操作することと、を可能にする、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記インテリジェントサポートボックスを介して電力供給される所定の負荷は、空間における前記ワイヤレスＲＦ信号のうちの１つを介して、並びに前記光ポート及び見通し線におけるＩＲ信号を通した前記光信号のうちの１つを介して通信し、前記所定の負荷は、特定のコマンド及び応答に応答し、前記メモリと、前記コントローラとは、前記所定のコマンド及び応答を含むように更新され、前記インテリジェントサポートボックスは、前記所定のコマンド及び応答を前記特定の負荷に通信するために前記コントローラを介してさらに設定される、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記インテリジェントサポートボックスを介して電力供給される所定の様々な負荷は、空間におけるワイヤレスＲＦ信号のうちの１つを介して、並びに前記光ポート及び見通し線を通して前記光信号のうちの１つを介して通信し、前記様々な負荷は、様々なコマンド及び応答に応答し、前記メモリと、前記コントローラとは、前記コマンド及び応答を含むように更新され、
前記インテリジェントサポートボックスは、様々なコマンド及び応答のみを前記様々な負荷のそれぞれに通信するために前記コントローラを介してさらに設定され、各々が前記様々な負荷の各々と同等である、請求項５に記載の方法。
【請求項8】
前記インテリジェントサポートボックスは、手動スイッチ、ハイブリッドスイッチ、リレー、電源コンセント、電源ソケット及びこれらの組み合わせを含むグループから選択される前記電気配線デバイスをサポートするために、サイズ及び容量において多様化された水平に装着されたボックスと、サイズ及び容量において多様化された垂直に装着されたボックスと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記インテリジェントサポートボックスは、取り付けられた手動スイッチ及びハイブリッドスイッチの１つに直接接続された負荷のオンオフ切り替えを行うように構成され、負荷に電力供給するために前記インテリジェントサポートボックスに共同で取り付けられた所与の電源コンセントを介して負荷のオンオフ切り替えを行うことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記住宅及び商業施設のうちの１つは、単一の家と、建物のアパートメントと、ホテルの部屋及びスイートと、店と、レストランと、クラブと、倉庫の所与の領域と、オフィスと、ガレージと、作業場と、学校のクラスと、図書館と、病院の部屋と、公共施設の部屋と、工場の領域及び区域の少なくとも１つと、を含むグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
カスケードされた複数のインテリジェントサポートボックスを介して、ホームオートメーショングリッド及びネットワークの少なくとも１つと構造的に統合される住宅及び商業施設のうちの１つの電気系統であって、各インテリジェントサポートボックスは、所与のプラグイン電気配線デバイスにプラグインされ接続される少なくとも１つの負荷に電力供給する所与のインテリジェントサポートボックスにプラグインされる少なくとも１つの前記プラグイン電気配線デバイスに電力供給するために、前記電気系統に直接接続し、及び、少なくとも１つのカスケードされた光グリッドを介して光学的にリンクし、前記インテリジェントサポートボックスの各々は、ホームコントローラ及びコマンドコンバータにリンクされて、少なくとも１つのカスケードされた光グリッドを介して双方向光信号を、並びに見通し線におけるＲＦ及びＩＲ信号の少なくとも１つを介して双方向無線信号を通信し、
前記複数のインテリジェントサポートボックスの各々は、ＣＰＵと、前記少なくとも１つの電気配線デバイスに関するデータを含むように構成された各々の設置されたインテリジェントサポートボックスに関する詳細のデータをロードするための設定セレクタ及びメモリのうちの少なくとも１つと、前記電気配線デバイスを介して各々の負荷の消費電力を操作し計算するための回路と、光信号を含む双方向光信号の少なくとも１つの方向で前記ホームオートメーショングリッド及びネットワークの１つを介して前記コントローラ（ＣＰＵ）及びコマンドコンバータと通信するための通信回路とを含み、
前記設定は、前記インテリジェントサポートボックスの各々と前記施設内の設置される位置を記録及び特定するために、前記メモリ、並びに前記コントローラ（ＣＰＵ）およびコマンドコンバータにボックスの識別子をロードするための、前記設定セレクタの少なくとも１つを介した、またはハンドヘルドローダ及びパッドのうちの１つをワイヤレスに介した、識別番号、並びにコード及びアドレスの１つ、のうちの一方を含み、
前記電気配線デバイスの１つを介して電力供給される各々の所与の負荷は、前記設定セレクタ、並びに前記メモリ及び前記コントローラ（ＣＰＵ）及びコマンドコンバータに格納された所与の負荷の識別子とのうち１つを介して、または前記インテリジェントサポートボックスに取り付けられた前記電気配線デバイスの電源コンセントを介して相互光ポート及びＲＦＩＤリーダのうちの１つとそれぞれ対になる光ポート及びＲＦＩＤタグのうちの１つを有する電源プラグと前記ハンドヘルドローダの１つを介して、識別され、前記カスケードされた光グリッド及び前記コントローラ（ＣＰＵ）を介して、並びに前記カスケードされた光グリッド及び前記コントローラ（ＣＰＵ）の間で、各々及び全ての負荷による詳細消費電力をさらに光学的に通信する、統合された電気系統。
【請求項12】
前記ホームオートメーショングリッドは、電気信号を伝搬するための低電圧バスラインと、空間内の見通し線において伝搬されるＩＲ信号を含む前記光信号の少なくとも１つを光ケーブルを介して伝搬するための光グリッドと、のうちの１つであり、前記ネットワークは、前記光ケーブルを介する前記光信号、見通し線におけるＩＲ信号、バスラインを介した前記電気信号、ワイヤレスＲＦ信号及びそれらの組み合わせを含む信号の伝搬を含み、
前記コントローラは、ビデオインターフォンモニタ、ショッピング端末、専用ホームオートメーションコントローラ、ホームオートメーション配電器、キーパッド、タッチパッド、ハンドヘルドコントローラ及びそれらの組み合わせを含むグループから選択される、請求項１１に記載の統合された電気系統。
【請求項13】
前記ホームオートメーショングリッドが前記電気系統に統合されている場合、前記光信号及び前記電気信号は、前記コマンドコンバータ及びオートメーショングリッド配電器のうちの１つを介して、伝搬された前記光信号を電気信号に及び電気信号を光信号に適合させるために、２方向に変換され、前記ワイヤレスＲＦ信号及び前記光信号は、前記ホームオートメーショングリッドを介して所与の負荷のコマンド及び応答信号と同等の信号を交換するために、前記オートメーショングリッド配電器及び前記インテリジェントサポートボックスのうちの少なくとも１つを介して、前記ワイヤレスＲＦ信号を光信号に及び前記光信号をワイヤレスＲＦ信号に適合させるために、２方向に変換される、請求項１２に記載の統合された電気系統。
【請求項14】
前記双方向光信号は、少なくとも１つの所与のハイブリッドスイッチ及びＡＣコンセントによって電力供給される少なくとも１つの負荷をオンオフ切り替え及び操作するための操作コマンドと、前記少なくとも１つの所与の負荷による電流引き込み及び消費電力のうちの１つ及びその状態に関するデータの少なくとも１つを前記コントローラに提供するための応答を含む、請求項１１に記載の統合された電気系統。
【請求項15】
所与の電気配線デバイスによって電力供給される所与の負荷の前記詳細の組み合わせ、前記設置される位置の１つ、並びにコード及びアドレスのうちの１つ、前記操作コマンド及び応答は、統合された制御コマンドを格納してランダムに前記コントローラを介して更新するために、前記メモリ、並びに前記コントローラに格納される統合制御コマンドに統合され、前記ホームオートメーショングリッド及びネットワークの少なくとも１つを介した短い操作コマンド及び応答の伝搬と、単一の統合されたコマンド及び単一の統合された応答を介して所与のロケーションにおいて前記所与の負荷の所与の機能を操作することと、を可能にする、請求項１４に記載の統合された電気系統。
【請求項16】
前記インテリジェントサポートボックスを介して電力供給される所定の負荷は、空間におけるワイヤレスＲＦ信号のうちの１つを介して、並びに前記光ポート及び見通し線におけるＩＲ信号を通した前記光信号のうちの１つを介して通信し、前記所定の負荷は、所定のコマンド及び応答のみに応答し、前記メモリと、前記コントローラとは、前記所定のコマンド及び応答を含むように更新され、前記インテリジェントサポートボックスは、前記所定のコマンド及び応答を前記所定の負荷に通信するために前記コントローラを介してさらに設定される、請求項１５に記載の統合された電気系統。
【請求項17】
前記インテリジェントサポートボックスを介して電力供給される所定の様々な負荷は、空間におけるワイヤレスＲＦ信号のうちの１つを介して、並びに前記光ポート及び見通し線を通して前記光信号の１つを介して通信し、前記様々な負荷は、様々なコマンド及び応答に応答し、前記メモリと、前記コントローラとは、前記コマンド及び応答を含むように更新され、
前記インテリジェントサポートボックスは、様々なコマンド及び応答のみを前記様々な負荷のそれぞれに通信するために前記コントローラを介してさらに設定され、各々が前記様々な負荷の各々と同等である、請求項１５に記載の統合された電気系統。
【請求項18】
前記インテリジェントサポートボックスは、手動スイッチ、ハイブリッドスイッチ、リレー、電源コンセント、電源ソケット及びこれらの組み合わせを含むグループから選択される前記電気配線デバイスをサポートするために、サイズ及び容量において多様化された水平に装着されたボックスと、サイズ及び容量において多様化された垂直に装着されたボックスと、を含む、請求項１１に記載の統合された電気系統。
【請求項19】
前記インテリジェントサポートボックスは、取り付けられた手動スイッチ及びハイブリッドスイッチの１つに直接接続された負荷のオンオフ切り替えを行うように構成され、負荷に電力供給するために前記インテリジェントサポートボックスに共同で取り付けられた所与の電源コンセントを介して負荷のオンオフ切り替えを行うことを含む、請求項１８に記載の統合された電気系統。
【請求項20】
前記住宅及び商業施設のうちの１つは、単一の家と、建物のアパートメントと、ホテルの部屋及びスイートと、店と、レストランと、クラブと、倉庫の所与の領域と、オフィスと、ガレージと、作業場と、学校のクラスと、図書館と、病院の部屋と、公共施設の部屋と、工場の領域及び区域の少なくとも１つと、を含むグループから選択される、請求項１１に記載の統合された電気系統。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、住宅及び他の建物内の電力消費量の報告を含む器具の手動動作及び遠隔動作のための、スイッチとリレーとＡＣコンセントと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、オフィス、公共建物、企業、レストラン、及び工場内の湯沸かし器、エアコン、ヒーター、照明、並びに他の任意の電気機器及び器具などの電気器具に給電する及び／又はオン－オフを切り換えるためのスイッチ、リレー、及びＡＣコンセントは、非常によく知られている。よく知られているホームオートメーションのためのリレーデバイスは、一般に、所与の構内の主電気キャビネット又は副電気キャビネット内に設置されている。設置されたリレーは、バスラインを介して、ＲＦを介して、又はＡＣ電力ラインを介して伝播される制御信号によって、動作される。
【0003】
設置を含む従来の知られているオートメーションデバイス及びリレーのコストが非常に高いのは、電気ウォール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送られるその標準的な一般的に適用される配線系統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、リレーを介した主電気キャビネット又は副電気キャビネットからの電気直接フィードとは明らかな対照をなす。電気キャビネット内のリレーを制御するために、一般に使用される標準的なスイッチが、電気キャビネット内のリレーの制御回路に到達して動作させるために電気信号、ＲＦ信号、ＡＣ電力ライン信号、及びいくつかの例では戸外におけるＩＲ信号を伝播する制御スイッチによって置き換えられる。
【0004】
構造化された電気系統のそのような基本的な基礎的変化は、あまりにも複雑で、コストがかかりすぎ、そのうえ、複雑さは、設置された電気オートメーションシステムの重大な繰り返される誤動作の原因である。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、ホーム所有者にも、これから生まれる「スマートグリッド」にも、個々の電気器具によって消費された電力を報告せず、統計量を報告するために使用可能なデータを提供しない。
【0005】
特許文献１は、一般に使用される単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチ又は双極双投（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及び／並びにホームオートメーションコントローラを介して電気器具又は照明を遠隔で切り換えることを可能にする新しい概念を導入する。ＳＰＤＴスイッチ及び／並びにＤＰＤＴスイッチはそれぞれ、双方向スイッチ又は四方向スイッチとしても知られている。
【0006】
さらに、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、並びに特許文献１８、特許文献１９、及び特許文献２０は、ＳＰＤＴリレー及びＤＰＤＴリレー又は電流ドレインセンサなどの増設デバイスを介して、並びに機械的ラッチングリレーを介して動作されるハイブリッドスイッチを含むハイブリッドスイッチを介して電気器具を動作させるためのホームオートメーション制御、接続、スイッチ、及び／並びにリレーを開示している。
【0007】
参照される米国特許では、リレーを通して、又はＡＣコンセント及びプラグを通して、又は電流ドレインアダプタを通して、器具によって消費された電力の報告が詳細にさらに開示されている。電流ドレイン報告又は電力消費量報告は、ＰＯＦ又はライトガイドとして知られているプラスチック光ファイバケーブルを通る光信号を介して、戸外のＩＲ又はＲＦを介して、及び直接的に又はコマンドコンバータを介してバスライン又は他のネットワークを通る電気信号を介して、通信される。
【0008】
上記で列挙された米国特許及び多数の他国で係属中の出願は、別個のＳＰＤＴスイッチ又はＤＰＤＴスイッチ及び／若しくは電力ソケットの増設又は組み合わせ並びに／又は電流検知アダプタ組み合わせを開示し、いずれも、実質的に高性能な住宅及び他の建物オートメーションを教示する。
【0009】
にもかかわらず、現在のオートメーションデバイスよりも低いコストで現在一般に使用されているＡＣスイッチのサイズ及び形状内で構造化された電力消費量の検知、計算、及び報告のための回路を含むスイッチ及びリレーの組み合わせを備え、さらなる設置容易さ及び簡単さを提供する、さらにさらなる簡略化されたオートメーションデバイスが必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】米国特許第７，６４９，７２７号明細書
【文献】米国特許第７，６３９，９０７号明細書
【文献】米国特許第７，８６４，５００号明細書
【文献】米国特許第７，９７３，６４７号明細書
【文献】米国特許第８，０４１，２２１号明細書
【文献】米国特許第８，１４８，９２１号明細書
【文献】米国特許第８，１７０，７２２号明細書
【文献】米国特許第８，１７５，４６３号明細書
【文献】米国特許第８，２６９，３７６号明細書
【文献】米国特許第８，３３１，７９４号明細書
【文献】米国特許第８，３３１，７９５号明細書
【文献】米国特許第８，３４０，５２７号明細書
【文献】米国特許第８，３４４，６６８号明細書
【文献】米国特許第８，３８４，２４９号明細書
【文献】米国特許第８，４４１，８２４号明細書
【文献】米国特許第８，４４２，７９２号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１８３０４３号明細書
【文献】米国特許出願第１４／０４５，８７７号明細書
【文献】米国特許出願第１４／０９３，９６６号明細書
【文献】米国特許出願第１４／１４３，１３３号明細書
【文献】米国特許第５，９２３，３６３号明細書
【文献】米国特許第６，６０３，８４２号明細書
【文献】米国特許第６，９４０，９５７号明細書
【文献】米国特許第７，４６１，０１２号明細書
【文献】米国特許第８，１１７，０７６号明細書
【文献】米国特許第８，４８９，４６９号明細書
【文献】米国特許第８，５９４，９６５号明細書
【文献】米国特許第８，６３８，０８７号明細書
【文献】米国特許第８，６３９，４６５号明細書
【発明の概要】
【0011】
したがって、本発明の主な目的は、米国内で知られている２×４”（５．０８×１０．１６ｃｍ）若しくは４×４”（１０．１６×１０．１６ｃｍ）ウォールボックスなどの、又は６０ｍｍ程度の欧州電気ウォールボックス若しくは複数の標準ＡＣスイッチ及びＡＣコンセント／ソケットを設置するために欧州で使用される他の長方形電気ボックスなどの、標準電気ウォールボックス内に装着された、以下では「標準ＡＣスイッチ又はコンセント」と呼ばれる、各々好ましくは一般に使用される機械的ＡＣスイッチ又はＡＣコンセントよりも小さいサイズに関して「取り付け可能デバイス」であるように構築された、手動スイッチ、ハイブリッドスイッチ、統合スイッチリレー、並びにＡＣコンセント及びソケットの小型組み合わせを提供することである。
【0012】
本発明の別の目的は、制御、コマンド、及び通信回路を、計算回路及びプログラムを介して個々の電力消費量を計算及び報告するための個々の電流センサを各々有するＳＰＤＴスイッチ又はＤＰＤＴスイッチ及びリレーを含む、少なくとも１又は複数のハイブリッドスイッチ、リレー、及びスイッチと統合することである。
【0013】
「ハイブリッドスイッチ」という用語は、以下及び特許請求の範囲では、ハイブリッドスイッチの制御を含み、ビデオインターホンシステム若しくはショッピング端末を通してハイブリッドスイッチを介して、及び／又は専用オートメーションコントローラ若しくは制御ステーションを介して、消費された電力を報告するための参照される米国特許及び特許出願に開示されている電気オートメーションシステムに使用されるリレー／スイッチ組み合わせ及び機械的ラッチングリレーのうちの１つを指す。
【0014】
ビデオインターホンは特許文献２１、特許文献２２、及び特許文献２３参照に開示されており、ショッピング端末は特許文献２４、特許文献２５、及び特許文献２６参照に開示されている。
【0015】
電力消費量に影響する別の問題は、多数のリレーの使用であり、各々が、自己動作及び制御のために電力を消費する。住宅内又は店舗内、又は工場内、又は公共施設内に設置された多数のリレーは、電流を持続的に排出し、各々が、小さい又は制限された電力を消費する。しかしながら、全体的な消費電力は、多数のそのようなリレー及びオートメーションシステム回路が設置される場合には、かなりのものである。
【0016】
個々のリレー消費量及び制御回路の数を減少させることが、全体的な電力消費量を減少させるために必要とされる。
【0017】
デュアル磁化電機子又は極又は他の構造化された磁気素子を使用するラッチング電力リレーは高価であり、複雑な回路構成及びプログラミングを制御することを必要としている。そのうえ、磁気ラッチリレーの大部分は、一例として標準として１５Ａ～１６Ａを用いて提供される点灯のための一般に使用されるＡＣスイッチを下回る最大８Ａなどのリレー接点と密に係合するための制限された磁気力により、制限された電流ドレインを提供することができる。
【0018】
よく知られているラッチングリレーは、短い電力パルスによって動作され、オン又はオフへとロック又はラッチし（ＳＰＳＴ）、ＳＰＤＴリレー又はＤＰＤＴリレーを使用して状態にわたって変化する。接点と係合した後、コイルはもはや電力を消費しなくなり、極は、所定の位置に磁気的にラッチされる。磁気力が経時的に低下しているので、これは極の接触面を最終的に劣化させ、リレーが最終的に故障する。
【0019】
機械的ラッチング構造を介して所定の位置にラッチ可能な、それぞれ２０１３年１０月４日に出願された特許文献１８、２０１３年１２月２日に出願された特許文献１９、及び２０１３年１２月３０日に出願された特許文献２０に開示されているなどの、ハイブリッドスイッチへの統合のための小電力リレー。
【0020】
本発明によって達成される別の実用的な目的は、ハイブリッドスイッチに、異なるキーレバーと適合可能な構造、並びに利用可能であり、異なるスイッチ製造業者によって構造／電気業界に定期的に導入される、さまざまな設計及び色を含む多種多様なレバー及び化粧カバー及びフレームからいずれかを選択する自由を提供することである。したがって、インテリジェントサポートボックスに関する本発明は、そのような広範囲の利用可能なＡＣスイッチ設計、ＡＣコンセント設計、それらのパネル色、及び化粧を合致させるために経験された困難を解決する。
【0021】
３つのタイプの、ＡＣ器具及び照明固定具のためのスイッチが一般に使用される。単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチ及び単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチ。ＳＰＳＴスイッチは基本的なオン－オフスイッチであり、ＳＰＤは切り換えスイッチである。ＳＰＤＴスイッチは、同じホール又は部屋の２つの入口からなど、２つの別個の位置からの、照明固定具などの所与の器具のオン－オフ切り換えのために使用される。
【0022】
所与のホール又は部屋の同じ照明固定具のオン－オフ切り換えために３つ以上のスイッチが必要とされる事例では、別のタイプの双極双投（ＤＰＤＴ）スイッチが使用される。上記で説明された２つのＳＰＤＴスイッチの中間の所与のストレートクロス（straight-cross）構成において、ＤＰＤＴスイッチ又は複数のスイッチが接続される。ＤＰＤＴスイッチは、「逆転」スイッチとしても知られている。
【0023】
連続トラベラ構成において接続される１又は複数の逆転又はクロスストレート（cross-straight）ＤＰＤＴスイッチを含む２つのＳＰＤＴスイッチが、他のスイッチステータスに関係なく単独で動作するために各個々のスイッチを提供することがよく知られている。したがって、そのようなＳＰＤＴ及び／又はＤＰＤＴセットアップ構成において接続されるスイッチのいずれかが、他の接続されたスイッチステータスには関係なく、照明固定具のオン及びオフを切り換える。これは、接続されたスイッチ又はそれらのレバーのいずれかのための特定のオン位置又はオフ位置が存在せず、オン又はオフを切り返すことは、スイッチレバーをその反対位置に押すことによって、又はプッシュオン－プッシュオフキーを押すことによって、遂げられることをさらに意味する。
【0024】
したがって、本発明の目的は、ＳＰＤＴリレーを備えるハイブリッドスイッチを、照明固定具又は他の電気器具を動作させるために接続されたＳＰＤＴスイッチ又はＤＰＤＴスイッチに接続し、それによって、「一般に使用される」手動スイッチを介して動作を維持するためにインテリジェントボックスに設備を提供する、並びにハイブリッドスイッチのＳＰＤＴリレーを介して、又は一般に使用されるＤＰＤＴスイッチ及びＳＰＤＴスイッチのチェーンを介して照明固定具を動作させるための、遠隔切り換えを提供する、並びにハイブリッドスイッチのＳＰＤＴリレーを介した同じ遠隔切り換えを提供することである。
【0025】
本発明の別の目的は、手動ＳＰＤＴスイッチと、２つのＳＰＤＴスイッチと１又は複数のＤＰＤＴスイッチとを含むより包括的なスイッチセットアップに接続された、照明固定具又は他の電気器具のオン－オフを遠隔で切り換えるためにＤＰＤＴリレーを接続するために提供することである。
【0026】
正確な制御コマンドを提供するために照明固定具などの器具のオン－オフステータス、及びコントローラに送信される所与の回路に関係するそのようなデータを識別することを必要にした従来技術の電気系統のチェーン接続されたＳＰＤＴスイッチ及びＤＰＤＴスイッチは、特許文献９に開示されている、電流ドレイン、電力消費量、又はステータス検知データを含まなければならない。
【0027】
この理由のために、本発明の他の重要な目的は、各ハイブリッドスイッチのための個々のＡＣ電流センサと、器具がいつオンに切り換えられるかを識別するための、及び器具によって消費される電力に関するデータを処理するためのＡＣコンセントの導入である。
【0028】
これは、トロイダルなどの電流センサ又は構造化された変流器の導入によって、又は各個々のスイッチ及びコンセントのＡＣ活性ラインと同一線上に接続されたミリオーム単位の直列抵抗を導入するために計算された低オーム金属合金構造によって、又はホームオートメーショングリッド若しくはネットワークと電力消費量データを通信するための本発明のインテリジェントサポートボックスに統合された所与のハイブリッドスイッチ、機械的スイッチ、リレー、及びＡＣコンセントの活性ＡＣ端子を通る電流ドレインのレベルに対応する出力信号を生成可能な磁気ホールセンサ若しくは他の任意の低オーム抵抗若しくは他の要素によって遂げられる。
【0029】
電流センサの出力信号レベルは、ｍＶ単位で測定され、ＣＰＵによって処理可能なレベルに増幅され、増幅器とＣＰＵの両方は、ドレインされた電流データ、又は消費された電力データ、又はオン－オフステータスデータ、及びそれらの組み合わせを生成するために、インテリジェントサポートボックスに含まれる。
【0030】
本発明のインテリジェントサポートボックスは、ボックスへと設置されたハイブリッドスイッチ又はリレーを動作させるためにコマンドを受信するための、及び各接続された器具のステータス、消費された電力、又は電流ドレインに関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電力の正弦波曲線全体を通じた電圧基準に対して合わされた電流センサを通るＡＣ電流ドレインのレベルに基づいて処理される。
【0031】
受信されたコマンド及び送信されたデータは、バスラインなどのワイヤードネットワーク、光ネットワーク又は光ケーブルのグリッド、双方向ＩＲネットワーク、ＲＦワイヤレスネットワーク、及びそれらの組み合わせからなる群から選択された通信ネットワークを介して送られる。
【0032】
インテリジェントサポートボックスのトランシーバは、ホームオートメーションコントローラ、ビデオインターホン、又はショッピング端末と双方向又は双指向性信号のうちの少なくとも１つの方向を通信する。トランシーバ及びＣＰＵは、電力オンが肯定応答されるリプライで器具を接続するために電力オンコマンドに応答する、又はステータス、電流ドレイン、及び器具によって消費される電力に関する照会に応答し、それによって、ホームオートメーションコントローラ、又は上記で参照された米国特許に記載されるビデオインターホン若しくはショッピング端末を更新し、又はコマンドが器具をオフにする場合「オフステータス」で応答するようにプログラムされる。
【0033】
以下でのホームオートメーションコントローラへの言及は、制御キー、タッチアイコン、又はタッチスクリーン、並びに上記で参照された出願及び米国特許で開示されているビデオインターホン及び／又はショッピング端末に類似した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。
【0034】
「ハイブリッドスイッチ」及び「ハイブリッドスイッチリレー」という用語は、以下及び特許請求の範囲では、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逆転リレー、ＤＰＤＴスイッチ、及び逆転ＤＰＤＴスイッチの群から選択された統合された組み合わせを指す。
【0035】
「ＳＰＤＴハイブリッドスイッチ」という用語は、所与の負荷を手動で及び遠隔で動作させるための独立型切り換えデバイスを指す。
【0036】
「ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ」という用語は、双極を有する独立型切り換えデバイスを指す。それは、たとえば、一方は活性ＡＣに送り他方は他の中性ＡＣに送る２つの極を手動で及び遠隔で切り換えるための、浴室又は洗濯場エリアなどの湿潤な又は湿気の多い環境において負荷を動作させるために使用される。
【0037】
「逆転ハイブリッドスイッチ」、「クロッシングハイブリッドスイッチ」、及び「逆転ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ」という用語は、逆転ハイブリッドスイッチを介して、及び少なくとも１つのＳＰＤＴスイッチを介して、及び／又はすべてがデュアルトラベララインのカスケードチェーン内で接続される中間ｎＤＰＤＴスイッチを介して、オン－オフが切り換えられ、接続されたスイッチの各々が所与の負荷を動作させる又はそれのオン－オフを切り換えることができる、所与の負荷に対する切り換えデバイスを指す。
【0038】
本発明の主な目的は、ハイブリッドスイッチの開示の自己ロック式構造に類似したプラグインデバイスであるように構造化されたＡＣコンセントを、光トランシーバ、ＲＦＩＤアンテナ、又は付随するＲＦＩＤアンテナを含む相補形プラグと光信号又はＲＦＩＤ信号を通信するための光トランシーバ及びＲＦＩＤアンテナのうちの少なくとも１つを備えるインテリジェントサポートボックスのカウンタ及び相補構造へと導入することである。
【0039】
光トランシーバ及び／又はＲＦＩＤアンテナ及び／又は識別情報設定セレクタは、好ましい実施形態の説明でさらに説明される本発明のインテリジェントサポートボックスの内側カバーの適合突出構造を介して、構造化されたプラグインされたＡＣコンセント内の開口又は空洞の中へと導入される。
【0040】
ハイブリッドスイッチの「ばね状素子」という用語は、曲がる及び／若しくは屈曲する極、又はばね様接点を提供するために構造化された極、又はばねを備える極、又はばねによって駆動される極、又はばねによって駆動される電気接点、又はばねを備える接点、又はばね様素子及び極に付随するばね若しくは構造とラッチングリレーの接点の任意の組み合わせへと構造化された接点を指す。典型的なばね状極は、マイクロスイッチの極、又は異なる知られているマイクロスイッチの類似の構造化された多素子極であってよい。
【0041】
「ピン」という用語は、以下及び特許請求の範囲では、一般にコネクタに付随するなどの、コネクタピン、たとえば８ピンプラグ及びソケットを指す。以下で参照されるピンは、サポートボックスをコンセント及びスイッチなどの配線デバイスに接合するための平坦な、丸い、又は他の任意の形状若しくは構造を有する、低電流ピン又は高電流ピンを包含する。
【0042】
「継手」という用語は、以下及び特許請求の範囲では、ＡＣ配線デバイスをサポートボックスと相互接続するための相補的な又は往復するピン及びレセプタクル又はソケットを共同で接続するピン及びソケット又はレセプタクルを指す。
【図面の簡単な説明】
【0043】
本発明の前述及びその他の目的及び特徴は、添付の図面を参照する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】参照される米国特許によって開示される従来技術の配線デバイスの設置及び接続並びに当分野で経験されるそのような配線デバイスの実際の使用を示す従来技術の斜視図である。
【図1B】参照される米国特許によって開示される従来技術の配線デバイスの設置及び接続並びに当分野で経験されるそのような配線デバイスの実際の使用を示す従来技術の斜視図である。
【図1C】参照される米国特許によって開示される従来技術の配線デバイスの設置及び接続並びに当分野で経験されるそのような配線デバイスの実際の使用を示す従来技術の斜視図である。
【図2A】本発明の好ましい実施形態の電気電力コンセントのためのインテリジェントサポーティングボックス及びＳＰＤＴスイッチ－リレー組み合わせ又はハイブリッドスイッチの斜視図である。
【図2B】本発明の好ましい実施形態の電気電力コンセントのためのインテリジェントサポーティングボックス及びＳＰＤＴスイッチ－リレー組み合わせ又はハイブリッドスイッチの斜視図である。
【図2C】本発明の好ましい実施形態の電気電力コンセントのためのインテリジェントサポーティングボックス及びＳＰＤＴスイッチ－リレー組み合わせ又はハイブリッドスイッチの斜視図である。
【図2D】本発明の好ましい実施形態の電気電力コンセントのためのインテリジェントサポーティングボックス及びＳＰＤＴスイッチ－リレー組み合わせ又はハイブリッドスイッチの斜視図である。
【図5A】垂直カラムボックスへと装着するために構造化された、図１Ｂ、図１Ｄ、図２Ａ、図２Ｃ、図２Ｅ、及び図３Ｃに示される修正された電力コンセントを支持するために垂直に装着可能な好ましい実施形態のインテリジェントボックスの多機能性を示すための斜視図である。
【図5B】垂直カラムボックスへと装着するために構造化された、図１Ｂ、図１Ｄ、図２Ａ、図２Ｃ、図２Ｅ、及び図３Ｃに示される修正された電力コンセントを支持するために垂直に装着可能な好ましい実施形態のインテリジェントボックスの多機能性を示すための斜視図である。
【図5C】垂直カラムボックスへと装着するために構造化された、図１Ｂ、図１Ｄ、図２Ａ、図２Ｃ、図２Ｅ、及び図３Ｃに示される修正された電力コンセントを支持するために垂直に装着可能な好ましい実施形態のインテリジェントボックスの多機能性を示すための斜視図である。
【図6A】世界のさまざまな国又は地域において使用されるＡＣコンセントの全範囲を支持するための本発明のインテリジェントボックスの非限定的な多機能性を示す斜視図である。
【図6B】世界のさまざまな国又は地域において使用されるＡＣコンセントの全範囲を支持するための本発明のインテリジェントボックスの非限定的な多機能性を示す斜視図である。
【図6C】世界のさまざまな国又は地域において使用されるＡＣコンセントの全範囲を支持するための本発明のインテリジェントボックスの非限定的な多機能性を示す斜視図である。
【図6D】世界のさまざまな国又は地域において使用されるＡＣコンセントの全範囲を支持するための本発明のインテリジェントボックスの非限定的な多機能性を示す斜視図である。
【図6E】世界のさまざまな国又は地域において使用されるＡＣコンセントの全範囲を支持するための本発明のインテリジェントボックスの非限定的な多機能性を示す斜視図である。
【図7A】好ましい実施形態のインテリジェントボックスによって支持される対応する電力コンセントに接続された負荷又は器具を識別するための異なる電力プラグ上へのＲＦＩＤタグの導入を示す図である。
【図7B】好ましい実施形態のインテリジェントボックスによって支持される対応する電力コンセントに接続された負荷又は器具を識別するための異なる電力プラグ上へのＲＦＩＤタグの導入を示す斜視図である。
【図7C】器具を制御し電力プラグ及び本発明の好ましい実施形態のインテリジェントボックスによって支持される電力コンセントを介して消費された電力を報告するためのオプトポート又は光トランシーバの導入を示す図である。
【図7D】器具を制御し電力プラグ及び本発明の好ましい実施形態のインテリジェントボックスによって支持される電力コンセントを介して消費された電力を報告するためのオプトポート又は光トランシーバの導入を示す斜視図である。
【図8A】好ましい実施形態の電力コンセントに接続される器具のタイプを識別するためのインテリジェントセンサ又は設定セレクタのための取り付けソケットを含む端子を接続する電力及び接地を示すインテリジェントボックスの正面図である。
【図8B】ソケット及び選択可能／置き換え可能インテリジェントセンサ取り付け詳細の上面図である。
【図8C】ソケット及び選択可能／置き換え可能インテリジェントセンサ取り付け詳細の切断図である。
【図8D】好ましい実施形態の電力コンセントを介して電力消費量を報告するために必要とされる接続された負荷又は器具を識別するための異なるインテリジェントセンサ又は回転セレクタのために配置する接点の上面図である。
【図8E】負荷又は器具を識別するための本発明の好ましい実施形態の回転セレクタを含むインテリジェントボックス及び選択可能／置き換え可能インテリジェントセンサの組み立ての斜視図である。
【図8F】負荷又は器具を識別するための本発明の好ましい実施形態の回転セレクタを含むインテリジェントボックス及び選択可能／置き換え可能インテリジェントセンサの組み立ての斜視図である。
【図9A】好ましい実施形態のインテリジェントセンサのソケットを介したインテリジェントサポーティングボックスへのデータの負荷を示す斜視図である。
【図9B】異なる３連ボックスモデルのために提供される内部レセプタクルの上面図である。
【図9C】異なる４連ボックスモデルのために提供される内部レセプタクルの上面図である。
【図10A】好ましい実施形態の電力コンセントのためのバールを接続する接地を含む上面図である。
【図10B】本発明の異なる３連モデルボックス及び４連モデルボックスの自己ロック式端子の背面図である。
【図10C】本発明の異なる３連モデルボックス及び４連モデルボックスの自己ロック式端子の背面図である。
【図11A】本発明の各コンセント及びハイブリッドスイッチの電流ドレインを測定するための低オーム金属合金構造を含む３連ボックスの自己ロック式端子及びレセクタプルの構造の斜視図である。
【図11B】本発明の各コンセント及びハイブリッドスイッチの電流ドレインを測定するための低オーム金属合金構造を含む４連ボックスの自己ロック式端子及びレセクタプルの構造の斜視図である。
【図11C】本発明の各コンセント及びハイブリッドスイッチの電流ドレインを測定するための低オーム金属合金構造を含む６連ボックスの自己ロック式端子及びレセクタプルの構造の斜視図である。
【図12】本発明の好ましい実施形態のＲＦＩＤ通信回路と、ＲＦ通信回路と、光通信回路と、ＣＰＵと、メモリと、電力消費量を報告するための電流検知回路とを含む、インテリジェントボックスのピン、レセプタクル、及び端子の電気相互接続を包含する電気ブロック図である。
【図13】電流対電圧位相シフト及び電力消費量計算のための測定原理を示す電気グラフである。
【図14A】本発明のインテリジェントサポートボックスへの導入ためのＳＰＤＴハイブリッドスイッチ－リレー組み合わせの切断図である。
【図14B】本発明のインテリジェントサポートボックスへの導入ためのＳＰＤＴハイブリッドスイッチ－リレー組み合わせの斜視図である。
【図14C】本発明のインテリジェントサポートへの導入のためのＤＰＤＴハイブリッドスイッチ－リレーの斜視図である。
【図14D】本発明のインテリジェントサポートボックスへの導入のためのラッチングキーを有するマイクロスイッチの斜視図である。
【図14E】本発明の好ましい実施形態のインテリジェントサポートボックスへの導入のためのハイブリッドスイッチの斜視図である。
【図15】本発明の好ましい実施形態の電力消費量報告全体にわたるオートメーション制御を有する高層建物内の典型的な住宅の相互接続を示す電気接続及び制御ネットワークを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
図１Ａ～図１Ｃは、列挙される特許文献２、特許文献１、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１６、特許文献２７、特許文献２８、及び特許文献２９、並びに他の国及び地域における対応する特許によって開示される従来技術の配線接続並びにスイッチ及び電力コンセントのアセンブリ又は設置を示す。
【0045】
負荷又は器具によってそれを通して消費される電力を測定する、計算する、及び報告するためのインテリジェント回路を備える各列挙された電力コンセント。リレーを介して負荷を動作させるための、及び電流ドレイン又は負荷若しくは器具によって消費される電力を報告するためのリレー制御及び通信回路を各々が備えるＳＰＤＴリレーに接続された列挙されるＳＰＤＴスイッチ又はＤＰＤＴスイッチ。
【0046】
制御及び電力消費量を報告するための通信回路が、ファイバーオプティックケーブル又はライトガイドを介したオプティカル、バスラインを介した見通し線及び電気信号内のＲＦ、ＩＲを含む群から選択される。
【0047】
従来技術の制御、コマンド、及び通信が、カスケードするライトガイドを介して伝播される光信号であるように図１Ａ及び図１Ｃに示されている。ライトガイドという用語は、ＰＯＦとしても知られているプラスチック光ファイバケーブルのために使用される用語であるが、他の光ファイバケーブル及びＲＦ信号は、従来技術の制御及び通信のために使用可能である。
【0048】
図２Ａは、ハイブリッドスイッチＨがボックス３Ｈ内の所定の位置に挿入されるときボックスのへこみ１５Ａ及び５へとロックする自己ロック式凸面１５とストッパ５Ａとを各々備える３つの電気ハイブリッドスイッチＨ１～Ｈ３を収容するためのインテリジェントサポーティングボックス３Ｈを示す。
【0049】
ボックス３Ｈ及び図１Ｂに示される１Ｈ＋１Ｓは、従来技術の図１Ａに示されるなど又は知られている４”（１０．１６ｃｍ）×２”（５．０８ｃｍ）米国ウォールボックスなどの３連電気ウォールボックスへと装着され、従来技術の図１Ａに示されるねじによって、装着穴２３を介してウォールボックスに取り付けられる。
【0050】
図２Ｃ及び図２Ｄに示される他のインテリジェントボックスは各々、さまざまな長さ及び幅を有する、欧州で使用されるなどの、４連細長い方形電気ウォールボックスへと装着される。異なる知られているウォールボックス、周囲のサポーティングフレーム２０Ｆ、このインテリジェントボックスのフレーム、図示のハイブリッドスイッチＨ、及び図示の電力コンセントＳの周囲はすべて、図１Ａ及び図１Ｂに示される従来技術の設置された化粧カバーによって覆われる。
【0051】
化粧カバーは、図２Ａ～図２Ｄのインテリジェントボックスのフレーム２０Ｆの四隅に示されるカバーロック式ソケット２３を通して挿入されたそれらの自己ロック式スタッド又はロックによって壁面と均一であるように調整可能である。
【0052】
図示のフレーム２０Ｆはよく知られており、照明及び一般に使用される電力コンセントのために使用される機械的スイッチとして知られている配線デバイスを所定の位置にロックするためのサポーティングフレームとして一般に使用され、すべては、それらの後部又は側部において、図１Ａ～図１Ｃの従来技術に示されるねじ又は自己ロック式電気端子を介して電力ワイヤに接続される。
【0053】
したがって、図２Ａ～図２Ｄに示されるボックスと図１Ａ～図１Ｃの従来技術サポーティングフレームとの１つの明白な相違点は、自己ロック式配線デバイスのためのすべてのピンとレセプタクルと及び端子とを含むインテリジェントボックスの背部又は後部である。他の相違点は、本発明のインテリジェントボックスへの簡単な挿入による自己ロック式行動の準備ができている、よく知られているワイヤ端子のない構造であり、図３Ａに示される、ハイブリッドスイッチ及び電力コンセントの背面及び構造である。
【0054】
ハイブリッドスイッチＨは、図３では、活性ラインピン１Ｌと、負荷ピン１ＬＤと、コイルピンＣＯと、多色ＬＥＤ照明のためのキーインジケータアクセスＫ１とを含むように示されている。図３ＡのＡＣコンセント又は電力コンセントは、活性ＡＣピン１Ｌと、中性ＡＣラインピン１Ｎと、接地ピン又はアースピン１Ｇのためのレセプタクルエントリ２Ｇと、ＡＣコンセントに接続されている又はプラグインされている負荷又は器具を識別するためのインテリジェントセンサ又は回転セレクタのための開口１０Ｒとを含むように示されている。
【0055】
上記によって、従来技術配線デバイスサポーティングフレーム、スイッチ、及びコンセントと、プラグインされたハイブリッドスイッチ及び電力コンセントを有するインテリジェントサポーティングボックスとの構造上の相違点は、明らかな基本的な構造上の相違点を示し、一方、組み立てられた配線デバイスは、スイッチ及びコンセントが類似していることが「外側の視認可能側面」から知覚され得ることが明らかである。
【0056】
従来技術の機械的スイッチ及びコンセントの各々は、ウォールボックスを通してアクセスされる電力ワイヤに個々に接続され、したがって、ウォールボックス内に限定された複数のコンセント及びスイッチに多数のワイヤを接続するために大量の仕事を必要とする。対照的に、インテリジェントボックスは少数のワイヤに接続され、本発明の電力コンセントを含むハイブリッドスイッチは、電力コンセントの前面又はフレーム２０Ｆを通ってレセプタクル２Ｌ、２ＬＤ、及び２Ｎへと、ＧＮＤピン１Ｇへ、レセプタクル２Ｇへとプラグインされる。
【0057】
実質的に減少された数の電力ワイヤ及び接地ワイヤは、図１Ａ～図５Ｄに示されるインテリジェントボックスの背面カバーを囲む自己ロック式端子を通って接続される。この配置によって、ワイヤ接続の数、それが各個々のスイッチ及びコンセントを装着するのにかかる時間が減少し、それによって、個々の電力ラインを接続する際の誤りが大幅に減少する。
【0058】
これは、単独で、従来技術構造及び設備に大幅な改善を導入し、これは、本発明によって所与の住宅又は企業建物の電気配線及びシステムに追加されるインテリジェンス及びオートメーションを考慮しない。以下で説明されるシステムは、以下で詳述されるあらゆる電力スイッチ及びコンセントからの電力消費量の報告を含む包括的な電気オートメーション制御を提供する。
【0059】
さらに、オートメーション制御を持たない、本発明のインテリジェントボックスは、電気設置の従来技術を簡略化する。図１Ａに示される従来技術の機械的ＳＰＤＴスイッチ又はＳＰＳＴスイッチ並びに電力コンセントのコストは、ワイヤ端子をなくすことによって、及びワイヤ端子をプラグインピン１Ｌ、１Ｎ、１ＬＤ、及びレセプタクル２Ｇに置き換えることによって、減少可能であることが、明らかになる。
【0060】
他のコスト削減は、図２Ａ～図９Ｃに示されるように端子１Ｇとレセプタクル２Ｌ、２Ｎ、及び２ＬＤとを含むようにサポートボックスへと修正又は変換されるサポートフレームである。上記のすべては、後ほど以下で論じられるインテリジェント回路及び他の要素の導入を含まない。
【0061】
図２Ａ～図１１Ｃの図示のピン１、レセプタクル２、ストッパ５Ａ、へこみ５、凸面１５、及び凹面１５Ａは、実際は、配線デバイスをサポートボックスにインターロックするための電気ライン及び機械的構造のための継手の群である。ピンとレセプタクルは、それらが互いと相補関係にあるならば、ピンがレセプタクルでありレセプタクルがピンであるように逆にすることが可能である。同じことが、凸面、凹面、ストッパ、及びへこみにも当てはまり、それらは逆にすることが可能であるが、残りは互いと相補関係にある。
【0062】
そのうえ、ストッパと凸面は、２つではなく１つの構造とすることができる。図示の凸面、凹面、ストッパ、及びへこみは、多数の異なる形状、形、及びサイズで作製可能なロッキング構造の図である。
【0063】
したがって、本発明は、意味があり、効果的であり、従来技術の電気配線デバイスを設置する時間及びコストを実質的に減少させる。このすべては、従来技術の電気配線デバイスソケット、照明スイッチ、及びサポートフレームの設置を修正することによって遂げられ、上記で列挙され示されたプラグイン設置方法を適用する。
【0064】
インテリジェントサポートボックスは、図４Ａ～図６Ｅに示されるように、ｎ個のハイブリッドスイッチ及び電力コンセントを収容するように拡張可能である。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、いずれも６連ボックスとして構成されたインテリジェントボックス６Ｈ、２Ｈ＋２Ｓ、及び３Ｓを示し、「連」とは、従来技術機械的スイッチの幅サイズに類似したハイブリッドスイッチＨの幅サイズであり、２２～２４ｍｍに及ぶ、又は１”（２．５４ｃｍ）幅未満である。しかしながら、スイッチサイズの任意の変形形態が、本発明のインテリジェントサポートボックスによって収容可能である。
【0065】
電力コンセントは、それがイスラエル及び中東諸国プラグ及びソケットで使用されるＳＭであろうと、ドイツ及び欧州全体で使用されるＳＧタイプであろうと、欧州プラグ及びソケットのフランス版であるＳＦタイプであろうと、２ピンプラグＳＵのための日本及び米国電力コンセント、３ピンプラグＳＵＧのための米国及び日本電力コンセント、英国標準プラグＳＢのための中国及び英国及び香港コンセントでも使用されるオーストラリアタイププラグＳＡのための電力コンセントを含めて、すべてが２連サイズ内に収容される。
【0066】
たとえば、ハイブリッドスイッチＨ幅サイズは２３．５ｍｍであり、電力コンセントの幅は約４６～４７ｍｍである。さまざまな電力コンセントはすべて、図４Ｃ、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６Ａから図６Ｄに示されている。２ピン米国及び日本プラグのための電力プラグは、単一連サイズ内に収容される。
【0067】
電力コンセントは垂直装着のためにも構造化され、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６Ａ～図６Ｃに示される垂直カラムへの電力コンセントの設置を可能にし、中東コンセントＳＭＶ、フランスのＳＦＶコンセント、オーストラリアのＳＡＶコンセント、及びＵＳＡ ＳＵＧＶコンセントが、水平に装着されたインテリジェントボックスへの取り付けのためにコンセントケースの上面及び下面に導入された凸面１５及びストッパ５Ａに対して、垂直に装着されたサポートボックスへの取り付けのためにコンセントケースの左面及び右面上にロッキング凸面１５及びストッパ５Ａを備えるように示されていることに留意することが重要である。
【0068】
上記の説明及び図２Ａ～図６Ｄに示されるアセンブリから、本発明のインテリジェントサポートボックスが、所与の国及び地域において標準コンセントとして知られている多数の異なるコンセントに、多機能で簡単且つ低コストの設置を提供するようによく適合されていることは明白である。インテリジェントサポートボックスはまた、多くの他の利点を提示するために従来技術配線デバイスのサイズ及び形状に適合するように作成されたプラグイン機械的なスイッチを収容するように作製される。
【0069】
図２Ｂ及び図２Ｄは、以下でオプトポートと称される光トランシーバポート、又はＲＦＩＤアンテナを各々備えてよい、インテリジェントセンサ１０、１０－１、及び１０－２を示す。オプトポートとＲＦＩＤアンテナの両方は、電力コンセントに接続された器具を識別するための符号信号を受信し、器具を動作させるために符号化されたコマンド信号を通信するためにさらに使用される。
【0070】
インテリジェントセンサ１０の独自性は、後ほど電気回路のブロック図に関連してさらに論じられるが、検知先端は、それがＲＦＩＤアンテナであろうと、プラスチック光ファイバ又は光トランシーバの終端された端であろうと、図３Ａに示される電力コンセント構造の後部中心においてセンサレセプタクル１０Ｒへと導入され、コンセントの前面に達することが明白である。図８Ｃのセンサ１０Ｂは、図２ＢにおけるオプトポートＯＰの図示の開口、又は図７Ａ及び図７ＢのＲＦＩＤタグ２０Ｂ、２０Ｕ、２０Ａ、若しくは２０ＥＵのための開口のない図示の平坦な凹部である。
【0071】
取り付けられたＲＦＩＤアンテナ及びタグ又はオプトポートを有する図示のプラグ及びコンセントが、同一のＲＦＩＤタグ及びオプトポート位置を使用して、３ピンプラグ及びコンセント並びに２ピンプラグ及びコンセントに導入されるように構造化されることに留意することが重要である。これは、逆にプラグ可能な１９ｍｍピッチを持つ２ピンプラグを有する米国、ＥＵ、及び中東諸国で使用されるそのようなプラグ及びコンセントにとって特に重要であり、これは、２ピンプラグの中心におけるＲＦＩＤアンテナ又はオプトポートの導入に、常に直接光リンクし、ＲＦＩＤ通信のためにごく近接するように命令する。
【0072】
オプトポートＯＰは、図７Ｃ及び図７Ｄでは、図７ＣではＳＢ－ＯＰ、ＳＵＧ－ＯＰ、ＳＡ－ＯＰ、ＳＧ－ＯＰ、ＳＦ－ＯＰ、及びＳＭ－ＯＰ、並びに図７Ｄでは示された米国プラグ及びソケットとして、各図示のコンセント前面の中心に示される。
【0073】
ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤアンテナは、オプトポートとして示されるたとえば図６Ａの隣接するコンセントＳＵなどの隣接するＲＦＩＤアンテナによってＲＦＩＤタグを読み取ることを回避するために、正確な位置及びごく近接から通信されるが、ＲＦＩＤセンサを用いるように構造化可能であることを保証することが非常に重要である。
【0074】
しかしながら、図７ＡのＲＦＩＤタグ２０Ｕが２ピン米国プラグ上及び図６ＡのコンセントＳＵ内へと導入可能であることが明らかである。しかしながら、そのような導入は、ＲＦＩＤタグの隣接読み取りが可能でないことを保証しなければならない。これは、小型アンテナ及びＲＦＩＤコイルと、１２５ＫＨｚなどの低周波数ＲＦＩＤの使用を命じ、これは、以下でさらに説明される。
【0075】
図８Ａは、インテリジェントサポートボックス２Ｓの後部カバーの内面を示す。上部レセプタクルは、たとえばコンセントＳＧの図２Ｄに示される２つのピン１Ｌを接続するための２Ｌ－１及び２Ｌ－２として示される。これは、Ｈｎとして示される４つのハイブリッドスイッチＨを接続するために使用される４つのＬ１ピンを示す図２Ｃの例と対照的である。構造の変更点は、図８Ａのインテリジェントボックス２Ｓからの２つの上部レセプタクル２Ｌの除去であることが明白である。
【0076】
さらに、図８Ａに示される４つの下部レセプタクルは、２つの異なるレセプタクルすなわち、２つの中性電力ラインレセプタクル２Ｎ－１及び２Ｎ－２と、接地バー１Ｇ－Ｘを介して２つの接地ラインピン１Ｇ－１及び１Ｇ－２にリンクされる２つの接地ラインレセプタクル２Ｇ－１及び２Ｇ－２に分割される。４つの下部レセプタクル２Ｌ－１、２Ｌ－２、２Ｎ－１、及び２Ｎ－２は、それがＳＭであろうと、ＳＭＶであろう、ＳＧであろうと、ＳＧＶであろうと、ＳＦであろうと、ＳＦＶであろうと、ＳＵＧであろうと、ＳＵＧＶであろうと、ＳＡであろうと、ＳＡＶであろうと、ＳＢであろうと、ＳＢＶであろうと、上記で示された任意のタイプのコンセントのピン１Ｌ及び１Ｎに正確に対応し、これらのコンセントのいずれかは、図８ＡのインテリジェントボックスＳ２へと導入可能である。
【0077】
接地ピン１Ｇ－１及び１Ｇ－２は、図３Ａに示される各レセプタクル２Ｇを同様に適合させ、挿入によるコンセントの導入は、コンセントの３つのピン、すなわち、活性ラインＬ、中性ラインＮ、及び接地ラインＧをしっかりと接続する。インテリジェントボックスへのコンセント本体の挿入は、本体を、ロッキング凸面１５を介してへこみ１５Ａへとボックスにロックし、コンセントを、図２Ａに示されるへこみ５に対してストッパ５Ａを介して所定の位置にしっかりと保持する。
【0078】
図２Ｂ及び図２Ｄの図示のインテリジェントセンサ１０、１０－１、及び１０－２は、上記で参照されたＲＦＩＤ又はオプトコード信号を読み取り通信するなどのための、あらかじめ定義されたセンサである。したがって、それらは、あらかじめ組み立てられ、図７Ｃに示されるＯＰ開口を有するコンセント又は図７Ａに示されるＲＦＩＤタグを収容するためのコンセントへと導入するための、所与のタイプセンサを有するインテリジェントボックスとして提供される。
【0079】
図８Ａのインテリジェントサポートボックス２Ｓは、それがＲＦＩＤであろうとオプトポートであろうと、置き換え可能／選択可能センサを用いて提供され、そのうえ、センサ１０は、と制御を提供するため及び所与の電力コンセントに接続された識別された器具によって電力消費量を報告するための器具タイプ識別情報を手動で設定するための設定セレクタ４０ＲＳ又は４０ＲＳ－Ｌ置き換えることができる。
【0080】
図示の開口９－１及び９－２は、図８Ｂ～図８Ｄに示される挿入されたインテリジェントＲＦＩＤセンサ４１、オプトポート４２、又は回転設定セレクタ４０ＲＳ若しくは４０ＲＳ－Ｌをロックするためのバヨネット形状の開口である。
【0081】
図８Ｂに示されているのは、３列の接点５１と５２と５３とを有するＰＣＢ６０を備えるバヨネット構造である。接点５５は、図８Ｃにおいて、後ほど以下で論じられ説明されるＣＰＵを組み込んだインテリジェントボックスの主要ＰＣＢ１２の表面に触れるように示されている。主要ＰＣＢ１２はまた、バヨネットが停止位置６２まで矢印６３方向に完全に回転されるとき、接点５５が、対応するＰＣＢ接点４１、４２、又は４３と位置合わせされ、これに触れるように、３つのバヨネット列のうちの１つの列のみが図８Ｃの接点５５を含む、接点の列５１、５２、及び５３に相補的な３列の接点４１と４２と４３とを含むように示される。
【0082】
インテリジェントセンサ４０が、ＲＦＩＤ検知アンテナ４１、光トランシーバ／センサ４２、又は回転式設定セレクタ４３を備えるなどのあらかじめ組み立てられたセンサとして提供されるので、提供される接点５５の各列は、図８ＤのＲＦＩＤセンサ４１がバヨネットＰＣＢ６０の接点５１と係合し、図８Ｃに示される中心空洞１０Ａ内部のセンサ１０Ｂはライン１０Ｃを介して接点５１に接続されたＲＦＩＤアンテナであるように、対応する列へと組み付けられる。
【0083】
類似のセットアップがオプトポートセンサ４２のために提供され、接点５５は、主要ＰＣＢ１２の接点列４２と係合するために列５２へと導入され、これは、上記で参照されたＲＦＩＤアンテナを置き換えるオプトポートトランシーバ１０Ｂからの電気信号通信を提供する。
【0084】
これによって、簡単なプラグイン取り付けのための自己ロック式凸面又はプラグ及びソケット又はピン及びセンサレセプタクルを使用するなどのバヨネット回転ベース又は他の取り付け（図示せず）又は取り付け手段を有する選択された／置き換え可能インテリジェントセンサを、装着されたインテリジェントサポートボックスへと導入することは可能であることが明らかになる。
【0085】
図８Ｅに示される回転式設定セレクタ４０ＲＳ又は４０ＲＳ－Ｌは、電力コンセントに接続された器具に識別情報を設定するため、並びに消費された電力及び報告される電力を消費する器具のタイプを報告するための手動設定セレクタである。
【0086】
バヨネットＰＣＢ６０の図示のＲＳ接点５３は、バヨネットバー６１がロック位置６２まで完全に回転されるときに主要ＰＣＢ１２の接点４３と係合するように配置され、電力コンセントＳに接続されることになる器具を識別するために回転セレクタ出力をＣＰＵに接続する。セレクタ４０ＲＳ又は４０ＲＳ－Ｌは、コンセントＳを図７Ａのインテリジェントボックス２Ｓへと設置する前に回転式ノブ４８によって設定可能であり、又は回転式ノブ４７は、図２Ｂ又は図４ＣのＯＰ開口の中に示されるなど、電力コンセントの前面内の開口を通して所与のタイプ器具内へ設定するために使用可能である。
【0087】
これは、図８Ｅのより長い回転設定セレクタ４０ＲＳ－Ｌによって提供される。これによって、電力コンセントの前面を通したユーザ自己設定のための手動設定オプションが可能になる。図８Ｆは、図８Ｆのインテリジェントサポートボックス２Ｓの内側後部カバーを通したバヨネットソケット９－１及び９－２へのバヨネットセンサ４０及び回転設定セレクタ４０ＲＳ又は４０ＲＳ－Ｌの設置を示す。
【0088】
負荷又は器具に関する詳細の設定は、回転セレクタ４０ＲＳなどの設定セレクタの使用を含む、上記で参照された多数の参照される米国特許に列挙されている。従来技術デバイスの列挙された特定の設定及び本発明のインテリジェントサポートボックスの特定の設定は、ボックスへと設置された各電力コンセント、ハイブリッドスイッチ、又はリレーの詳細負荷と、各接続された器具の詳細をさらに提供する。詳細は、図１２に示される電気回路のブロック図のＣＰＵ５０のメモリ５０Ｍへとロードされる。
【0089】
負荷のアドレス、ロケーション、及び詳細をロードすることは、参照される米国特許にも開示されており、接続された器具の詳細、アドレス、及びタイプを導入するようにプログラムされたＩＲ遠隔制御ユニットなどのＲＦＩＤ又は光学ローダを介してロードすることを含む。
【0090】
他のよく知られている詳細のローディングは、ＰＣ、ｉＰａｄ（登録商標）、及び類似のデバイスを介して処理可能である。しかしながら、遠隔制御ユニット１６０などのローディングデバイスによる支配下のローディング（loading under power）は、図９Ａに示されるようにボックスが活性ＡＣラインに接続されている間、ローディングバヨネットアダプタ１４９をアクセス９へと直接接続するための適切な絶縁を提示しなければならない。
【0091】
ロードされることになる詳細は、端子の詳細を識別するインテリジェントボックスのタイプを含んでよい。ボックスは、ボックス生産中に設定されるそのような詳細の自動事前ローディングを含み得る。にもかかわらず、図９Ｂ及び図９Ｃは、さまざまなインテリジェントボックスモデルのレセプタクルのために構成可能な多数の変形形態を示す。
【0092】
図示の相違点は、詳細のセットアップ全体を明らかにしない。図示のレセプタクルは構成され、コンセント及びハイブリッドスイッチは設計されたボックスの全範囲まで設置されることを仮定する。しかしながら、実際には、より大きいボックスが将来の拡張のために設置されるが、実際には、ＡＣコンセント及び／又はハイブリッドスイッチ、機械的スイッチ及び／又はリレーの数は、ボックス容量に導入されないことが予想される。
【0093】
ハイブリッドスイッチ及び／又はＡＣコンセントのそのような短い設置のために、現場で実際の設置を用いてインテリジェントボックスのＣＰＵメモリを更新することが必要とされる。そのような目的のために、バヨネットコネクタ１４９を有するローダ１６０の使用は非常に有用である。類似物は、特許文献１６、特許文献２７、及び特許文献２９に開示されているＲＦＩＤ又はオプトコードローダの使用である。
【0094】
住宅、オフィス、企業、又は他の建物構造内の負荷又は異なる器具の識別は、３つのカテゴリ又は群に分割可能である。第１は、永久的に配線された照明、湯沸かし器、天井扇風機、カーテン、及びブラインド、及び何らかのタイプのＨＡＶＣ又はエアコンなどの固定的に配線された器具又は負荷である。
【0095】
負荷又は器具の第２の群は、冷蔵庫、コーヒーメーカー、オーブン、電子レンジ、洗濯機、エアコン、テレビ、及びＡ／Ｖ機器などの、１日２４時間すなわち年中、所与の電力コンセントへとプラグインされた「永続プラグされた」器具である。
【0096】
第３の群は、フードプロセッサ、ジューサー、又は調理器具、蒸気アイロン又は他の手工具、エアードライヤ又はシェーバーなどの個人用ケア器具、充電器及び／又はＰＣなどのランダムにプラグされた負荷又は器具である。
【0097】
第３のカテゴリ又は群の器具のうちのいくつかは、「永久的に」又は長期間にわたって所与の電力コンセントへとプラグインされ得る、たとえばＰＣプリンタ、又は「加湿器」であることは明らかである。
【0098】
本発明のインテリジェントサポートボックスによる設定又は検知は、図９Ａのローディングコネクタ１４９を介したハンドローダ１６０を介してそれらの詳細をロードすることによって、長期にわたって「固定された」解決策又は冷蔵庫若しくは洗濯機などの、永久的に「プラグされた」第２の群の器具を導入できることなどの、従来技術では利用可能でなかったある範囲の解決策を提供する。
【0099】
ローディングの他の解決策は、従来技術の列挙された米国特許に開示されている光学ローダを介した若しくはＲＦＩＤローダを介したローディングであってもよいし、又はボックスの設置中の電気インストーラによる、若しくは図３Ｂ～図３ｎに示されるインテリジェントボックスの後部カバー内に提供された設定セレクタを介してそのような詳細を設定することによる直接ローディングであってもよい。
【0100】
ランダムにプラグされた器具の識別は、電力プラグの光学的に導入された識別子の使用によって最も良くサービスされる。光学的に通信される信号はノイズに影響されない。それらは信頼性が高く、低コストで提供可能である。他の実用的な低コスト識別子は、上記で列挙され図７Ａ～図７Ｄに示されるＲＦＩＤタグである。第３は、居住者によって容易に到達可能なＡＣコンセントの前部を通してアクセスされる回転セレクタＲＳ４０－Ｌの使用である。
【0101】
【0102】
各端子は、それが隣接していようと遠くのボックスであろうと、別のボックスへのイン－アウト又はカスケードする接続を提供するが、カスケードされたボックスは、一般に、同じゾーン又は部屋に設置される。これは、各個々の部屋又はゾーン内の所与の負荷に対する個々の電力ラインを命じている電気配線コード及びルールによるものである。
【0103】
図１０Ｃの４Ｈボックスについて明白なのは、４つの照明などの４つの負荷に給電するために単一の中性ワイヤＮ及び単一の活性ワイヤＬのみが必要とされることである。図１４Ｄに示されるなどの各ハイブリッドスイッチ又は機械的オン－オフスイッチ又はＳＰＳＴリレー（図示せず）は単一の負荷ＬＤ端子に接続され、各負荷電力消費量は個々に報告される。単一のハイブリッドスイッチ及びその２つのスナップイン端子を介して２つの負荷又はより多くの負荷に給電することも可能であり、各々はＬＤ１～ＬＤ４として示される。接地端子は、電力コンセントにとって必要なものである。
【0104】
図１０Ａ～図１０Ｃは、ＡＣコンセントが使用されるとき、負荷端子は必要とされず、使用されないことも明らかに示す。にもかかわらず、接地端子は、ＡＣコンセントにとって絶対必要とされ、この目的及び他の配線デバイス考慮事項のために、少なくとも１つのワイヤ端子は、割り当て可能な端子とすることができる。ＡＣコンセントの例では、負荷位置を占有した端子は、接地接続に割り当て可能な端子となる。にもかかわらず、それは、ローカルコードなどの環境がそのように命じるとき、別個の活性ＡＣ又は中性ＡＣなどの他のワイヤ接続に割り当てられることがある。
【0105】
多くの他の構成は、レセプタクル、ピン、自己ロック端子又はスナップイン端子をなくす又は追加することによって製造可能なボックス構造、及び図１１Ａ～図１１Ｄに示される低オーム金属合金から作製される構造化された電流センサの単純さを示す。
【0106】
図１１Ｄに示されているのは、リベット８０Ｒを使用して自己ロック又はスナップインワイヤ端子８０ＬＤにリベットで留められたレセプタクル２ＬＤの組み合わせである。類似のリベット留めは、レセプタクル２Ｌ－１～２Ｌ－６に活性電力を提供するために固体真鍮又は銅バー８３にリベットで留められた構造化された電流センサＲ１～Ｒ６に適用される。
【0107】
図６Ｄ及び図６Ｅに示されるレセプタクル２Ｎ－１～２Ｎ－ｎを介する中性ラインを用いて電力コンセントに送る中性真鍮又は銅バーは図示されない。中性レセプタクル２Ｎは、活性ラインバー８３と同じやり方である、リベット８０Ｒを介して中性バー（図示せず）に取り付けられるが、構造化された低オーム電流センサはない。
【0108】
上記の説明から、多数のモデルは鋳型の大きな変更を必要とせず、インサートとして知られる簡単な鋳型調整は、本発明のインテリジェントサポートボックスの機械的構造のために必要とされるケーシング、カバー、端子、レセプタクル、及びピンの大量生産をいずれも低コストで十分に提供することができることは明らかであるべきである。
【0109】
そのうえ、電力コンセントとハイブリッドスイッチとＳＰＤＴリレーとスイッチとの間の相互接続するリンクは、図１０Ａに示される接地バーを含めて、図１１Ａ～図１１Ｃに示される固体銅又は真鍮バーであり、重い電流レセプタクルにリベットで留められた又はこれによって支持されるすべてが、異なる従来技術のスイッチ及びコンセントよりも優れた、ウォールボックスの内部に設置されたワイヤの束への相互接続を提供することは明らかである。
【0110】
図１２は、図８Ｃに示されるＰＣＢ１２のパターン又は引かれたラインとすることができる、電気回路、ＣＰＵ５０、メモリ５０Ａ、及び光トランシーバ５６と、読み取り及び読み書きトランシーバＲＦＩＤアンテナ５５と、ＲＦアンテナ５４を含むＲＦトランシーバ５３とを含む通信回路のブロック図である。
【0111】
電流検知回路は、増幅器５１と、それを通って負荷５９によってドレインされる電流によって各抵抗ＲＳ構造にわたって発生されるマイクロボルトレベル信号又はミリボルトレベル信号を各々が送る低オーム抵抗ＲＳ１からＲＳｎとを含む。
【0112】
図示の光トランシーバ５６は、参照される米国特許、公報、及び出願に開示されている、プラスチック光ファイバすなわちＰＯＦとして知られるライトガイドに光信号を通信する。光信号は、電流ドレイン、電力消費量、及び負荷又は器具詳細に関するデータを伝播するためのＡＣコンセントの光アクセス又は光ポートを介してアクセスされる。
【0113】
双方向通信の他方向の信号としては、システムコントローラによる照会及び選択された器具を動作させるためのコマンドがある。光トランシーバは、９４０ｎｍなどのＩＲ波長において動作しており、参照される米国特許に開示されているなどのハンドヘルドＩＲ遠隔制御から及びこれに見通し線においてＩＲ信号を伝播及び受信することができる。
【0114】
図１２のブロック図は、負荷５９によって消費される電力の計算を含む、電流ドレイン信号を検知、測定、及び処理するための、ＣＰＵ又はアナログ／デジタルプロセッサ５０と電流信号増幅器５１とを含む、本発明の好ましい実施形態の電力消費量報告回路及び通信回路を示している。負荷は、オームＲＬ、インダクタンスＬＬ、及び／又はキャパシタンスＣＬ負荷、及びそれらの組み合わせとして示される。通信回路は、双方向バッファ５２を含む。
【0115】
電気配線デバイスは、工場、倉庫、学校、公共の場、店舗、住宅、企業などを含む建物内にあろうと、低電圧信号及び／又は電気配線デバイスの電力及び／又は電気配線との接続及び／又は混合を禁止する厳密な電気及び建物コード及びルールに従う。これによって、ＲＦ又は光のうちの１つ又は両方を通信するように通信回路が制限される。
【0116】
光信号は、それが見通し線、可視光におけるＩＲであろうと、ＰＯＦとして知られるプラスチック光ファイバを含む光ケーブルを介したＩＲであろうと、本発明のインテリジェントサポートボックスの回路によって実装可能である。
【0117】
図１２の回路は、図１２でＣ３及びＣ４として示される高電圧ＡＣグレードキャパシタを通して又は特許文献１５に開示されている電力供給回路にＡＣ電力を送ることによって提供される低ボルト及び低電流電力源によって給電される。
【0118】
図１２のＶＣＣ電力源は、保護抵抗Ｒ２、キャパシタＣ３、及びダイオードＤ２を介して、ＤＣレギュレータ５８の入力又は端子に送られる。
【0119】
図示のレギュレータ５８は、多数のＩＣ製造業者によって非常に低コストで利用可能な、よく知られているアナログ電圧レギュレータＩＣである。図示のレギュレータ入力回路は、レギュレータへの低リップルＤＣ入力を提供するためのフィルタキャパシタＣ１と、一般に電気系統に影響する電圧サージからレギュレータを保護するためのツェナーダイオードＺＤ１とを含む。レギュレータの出力は、インテリジェントサポートボックス回路に給電するのに十分な電荷を維持するための蓄積キャパシタＣ２を含む。
【0120】
リレーコイルＣＯに給電するために、１８Ｖ又は２４Ｖなどのより高い電圧を、２０～３０ｍＡなどの制限された電流とともに使用することが有利である。ラッチングリレーコイルＣＯに給電するために、３０ミリ秒未満にわたってたとえば３２Ｖの短いＶ２パルスと約８０ｍＡの電流を使用することが好ましい。未調節のＤＣ電力Ｖ２のそのような供給のために、図１２に示される回路は、リレーコイルに直接又は図１２に示される制御回路のドライバＤＬを介してラッチングリレーコイルにＶ２を出力するために、保護抵抗Ｒ４と、大きな２７５Ｖ ＡＣ定格キャパシタＣ４と、整流器ダイオードＤ４と、蓄積キャパシタＣ５と、保護ツェナーダイオードＺＤ５とを含む。
【0121】
ＶＣＣの負のライン及びＶ２コイル電力ラインでもある接地に接続された活性ＡＣラインが、示されている。図示のＶＣＣは、たとえば、正の３．３Ｖであるが、５Ｖ、又は１．８Ｖ、又はＣＰＵ及び図１２に示される通信ＩＣを含む他のＩＣに一般に適用される任意の電圧とすることができる。
【0122】
活性ＡＣは、ＤＣ供給の負極に接続されるので、電圧レギュレータ５８の入力端子への電力フィードは、中性ＡＣラインに接続され、中性ＡＣラインから直列キャパシタＣ３及びＣ４、ＡＣグレードキャパシタを介して整流ダイオードＤ２に送られ、電力ライン電圧に応じて、２３０／２４０ＶＡＣ（ＥＵ、英国）に対する０．１～０．４７マイクロファラッドから、それぞれ電力周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚも考慮する１００／１２０ＶＡ（日本／米国）に対する０．２２～０．８２マイクロファラッドまでに及ぶ。
【0123】
２７５ＶＡＣにおいて定格とされるキャパシタＣ３及びＣ４はよく知られており、電力回路内で使用するために、ＵＬ、ＶＤＥ、ＪＩＳ、及びＢＳなどのすべての知られている標準承認団体によって承認されている。キャパシタＣ３と中性ＡＣラインとの間の抵抗Ｒ２及びＲ４は、サージを防止するために保護抵抗であり、及び／又は短絡又は多量の漏洩が生じる遠隔イベントにおける発火を防止するための自己破壊抵抗であってよい。
【0124】
信号増幅器５１は、電流ドレイン信号を増幅するために直列で接続された、よく知られている線形増幅器又はデュアル増幅器ＩＣである。増幅器５１は、各増幅器がたとえば最大１００倍に増幅するように設定される、演算増幅器又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たものであり、したがって、一連の２つは、最大１０，０００の増幅率を提供することができる。
【0125】
以下ではＣＰＵと呼ばれる、ＣＰＵ（中央処理ユニット）又はアナログ／デジタルプロセッサ５０は、アナログからデジタル及びデジタルからアナログコンバータポートと、デジタルポートと、アナログポートとを含む。ＣＰＵ５０は、８ビット又は１６ビットなどの一般に利用可能な低コストＣＰＵであり、低電力消費プロセッサはメモリ５０Ａを含む。ＣＰＵは１．８Ｖ又は３．３Ｖにおいて、３ｍＡ未満などの動作電流及び数マイクロアンペアのスリーピング電流で動作する。
【0126】
増幅された電流信号は、増幅器５１からポートＩ／ＯＣに、増幅制御ステータス及びデジタルに変換されたアナログ電流信号に関するデータに基づいて送られる。ＣＰＵは、センサ指定範囲の中間の又は最も線形の範囲となるように、受信信号に見合ったプログラムされた最適な増幅を得るために、Ｉ／Ｏポートを介して増幅器５１の増幅率を調整するようにプログラムされる。
【0127】
図１２に示されるように、負荷５９は、純オーム負荷又は抵抗負荷ではなく、それは、一般にＰＣを含む電気器具とともに使用される、モータ及び／又はキャパシタ及び／又は切り換え電力供給であってよい。非オーム負荷は、電圧曲線と電流曲線との間の位相のシフトを引き起こし、及び／又は高電力デジタル切り換え電力負荷によって曲線を歪ませる。
【0128】
図１３は、不明なＲＬ負荷、ＬＬ負荷、及びＣＬ負荷によって引き起こされるランダムな角度によってシフトされる、２つの正弦波曲線すなわち電圧曲線８０～８６及び電流曲線９０～９６を示す。
【0129】
電圧曲線９０～９６は、電力ライン電圧すなわち米国電力ラインの１２０Ｖ／６０Ｈｚ又は欧州電力ラインの２３０Ｖ／５０Ｈｚを表す最適基準信号レベルを提供するために、Ｒ１値は０．５～１．０Ｍオームなどの範囲にありＲ３値は数Ｋオームである大きなオームディバイダＲ１及びＲ３を介して、中性ＡＣ端子からＣＰＵのＩ／ＯＶに送られる基準電圧の曲線である。電流曲線９０～９６は、増幅された電流信号及び電流ドレイン値の正確な基準である。
【0130】
基準電圧曲線のゼロ交差８０は、電力消費量読み取りの処理のための開始位置又は時点である。電流位相シフトは、電流曲線のゼロ交差の逸脱から見てとれる。
【0131】
図示のゼロ交差８０は、負から正への交差点、同時に開始位置時間９０であり、電流曲線は、負の曲線のピークに近い、すなわち９０°を超える位相シフトにあるように示されている。
【0132】
図１３に示される処理は、５つの基準サイクル８１～８５及び位相シフトされた５つの電流サイクル９１～９５の測定である。測定位置又は時点は、図１３では、電圧時点のための８１－１、８２－１、８３－２、８４－３、及び８５－４として電圧曲線上でランダムに分散された１０の点として示されており、電流曲線上の正確な時点は、９２－４、９３－５、９４－６、及び９５－８として示されている。処理位置又は時点の終わりは、８６及び９６として示されている。図示の時間間隔は、５０Ｈｚの場合は２ミリ秒、６０Ｈｚの場合は１６．６ミリ秒である。垂直ラインは、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、１０で分割された１つのサイクルの持続時間である。
【0133】
時間間隔又は１つのサイクル中の測定点の数（Ｈｚ）は、測定の精度に直接関連し、同じことが、１つの測定ラウンドにおける測定されるＡＣサイクルの数に当てはまる。両方とも、行われるべき決定であり、精度が高いほど、１つの測定ラウンドにおけるより多くの測定ＡＣサイクル（Ｈｚ）及び時間間隔の減少又は測定点の数の増加を必要とする。
【0134】
電力消費量は、各時点において同時に測定された値に基づいて作成され電圧基準タイミングに基づいて各サイクルあたりで合計される計算される正弦波Ｖ×Ａグラフの積である。図８の図示の５つのサイクル８１～８５は、たとえば２秒ごとに繰り返される測定の１つのラウンドの例である。計算ラウンドが、２秒ごとに行われるようにプログラムされるとき、５つの測定サイクルの総計は、５０Ｈｚの場合は２０、６０Ｈｚの場合は２４の係数が掛けられる（５０：５／秒×２秒）又は（６０：５／秒×２秒）。これは、２秒で消費される電力を表す。
【0135】
上記によって、本発明の電流センサによる電力消費量計算は簡略化可能であり、両方とも多数のＩＣ製造業者から入手可能な低コスト中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はアナログ／デジタルプロセッサによって実行可能であることが明白であるべきである。本発明の電流センサは、サイズが小さく作製可能であり、電力消費量報告に正確で実用的な低コスト解決策を提供できることも明白であるべきである。
【0136】
計算された電力消費された値は、プログラムされたとおりコントローラに報告するためにＣＰＵ５０に含まれるメモリ５０Ａに記憶され、更新される。計算された電力消費量値は、負荷又は器具の詳細並びに負荷及び／又はＡＣコンセントのロケーションを含むあらかじめ定義されたプログラムされたプロトコルに変換される。メモリ内に記憶及び更新されたデータは、コード化されたプロトコルである。
【0137】
参照される特許、公報、及び出願、特に特許文献７は、電力消費量プロトコルのコーディング及びプロトコル報告の信号構造を開示する。コマンド構造は、電力消費量、負荷詳細、及びそのロケーションを報告するのに必要なデータをすべて含む５バイトのみを備える短いコマンドであるように設計される。
【0138】
一般にマイクロワット単位で測定されるＲＦ送信機出力は、あまり電力を消費しないが、報告プロトコルの長さを最小にすることが好ましい。図示のトランシーバ、ＲＦ５３、ＲＦＩＤ５５、及び光５６のいずれも必要とされないとき、それらは使用されない。ＲＦ動作システムは、光トランシーバ５６を含まないことがあり、光ネットワークを通じて動作するシステムは、ＲＦトランシーバ５３及び／又はＲＦＩＤアンテナを含まないことがある。にもかかわらず、回路をすべて含み、並列に又はプログラムされたように、ワイヤレス、ＲＦＩＤ、及び光ネットワークを動作させることが可能である。
【0139】
そのうえ、ＰＯＦの光ネットワークは、すべてが図１５に示されるシステムの光ネットワークのカスケードされた通信であるサポートボックス間及び電力コンセントを有するサポートボックス間の光通信と共同してカスケードで光信号を伝播するための複数の光トランシーバの導入を命じる。
【0140】
双方向バッファ５２は、多数の半導体製造業者からの小さな面に装着されたＩＣパッケージ内で利用可能な、よく知られている増幅器－バッファである。その目的は、信号及びそれらのレベルをインタフェースし、トランシーバ５３と５６との間の双方向信号をＣＰＵ５０ Ｉ／Ｏ Ｔポート及びＩ／Ｏ Ｒポートに送ることである。多数のそのようなデバイスは、ＣＰＵとトランシーバとの間で交換される信号に見合ったさまざまな信号を出力及び受信するようにプログラム可能であるので、選択されたＣＰＵ及びアナログ／デジタルプロセッサ５０に応じて、追加バッファを必要としないＩ／Ｏポートを含むそれらがある。そのようなデバイスのために、双方向バッファ５２は必要とされず、使用されない。
【0141】
直接的に又は光ケーブルを介してＲＦ信号若しくは光信号を受信する電流データ受信機などのネットワークデバイスを介したコントローラへの電力消費量の報告は、データを識別することを含まなければならない。データは、負荷５９若しくは器具の識別情報又は器具のタイプ若しくはファミリを含むべきである。
【0142】
データは、それがアパートであろうと、店舗であろうと、学校であろうと、工場であろうと、構内における器具のロケーションをさらに含むべきである。データが、ＡＣコンセント、又はコンセントが接続された若しくは報告する電流受信機の特定の識別情報を含むことが好ましい。
【0143】
図ｌ４Ａ及び図１４Ｂは、図１４Ａが、ベース又は本体１３０の一端上の電機子１４３に取り付けられたＳＰＤＴ極１１６を磁気的に引っ張るリレーコイル１５２のハイブリッド組み合わせの切断図であるＳＰＤＴハイブリッドスイッチ－リレー組み合わせを示す。本体１３０の他端は、極１１４のばね状構造を圧縮するために機械的プランジャ１０２によって活性化されるＳＰＤＴマイクロスイッチ極１１４のためのベースである。
【0144】
特許文献１８、特許文献１９、及び特許文献２０において定義される２つの「接触器」１１０及び１１１は、接点１１２及び１１３を介した極接点１１５を介して極端子１Ｌ及び１ＬＤをリンクする。それぞれ２０１３年１０月４日、２０１３年１２月９日、及び２０１３年１２月３０日付けの参照される出願に開示されているように、オン－オフステータス又は接続－非接続ステータスを切り換えることは、手動プランジャステータス又は位置とは別にリレーコイルに電力を適用することによってリレー電機子１４３を介して、手動で又は遠隔でマイクロスイッチプランジャ１０２によって逆転可能である。
【0145】
図１４Ａは、一端にプランジャと、他端にリレーコイル１５２と組み合わされたハイブリッドスイッチリレーの垂直な細長い構造を示す。図１４Ｂは、直交する接触器１１０及び１１１を介して接点１１２、１１３、及び１１５によってリンクされた極１１５と並んでベース又は本体１３１上に装着されたマイクロスイッチ極１１４を示す。
【0146】
並ぶことは、短い小型スイッチ及びコンセントを使用して、米国及び日本を含む世界の多数の国で使用される現在の手動スイッチサイズに好都合に適合するサイズを有するケーシング１４０への組み付けのためのサイズへのハイブリッド組み合わせの長さを短縮した。
【0147】
図１４Ｂに示される構造は、２つのより実用的な利点を導入し、第１は、ケーシング１４０の中心の方へのプランジャ１０２の移動であり、他方は、機械的ラッチングプッシュキー１００の導入である。ラッチングプッシュキーは、知られている技法及び構造に基づいて、米国特許出願への上記の参照に開示されており、したがって、それを本明細書で完全に開示することは必要ではない。機械的ラッチングデバイスは知られており、たとえば、図ｌ４Ｂ（部分的に）及び図１４Ｅに示される非常に小さいラッチングデバイス１５Ｄのより大きな例としてロックされた（ラッチされた）又は解放された（開いた）キャビネットドアラッチングデバイスを見ることができる。ラッチング機構の構造及び詳細は、参照される米国出願に完全に開示されている。
【0148】
別の非常によく知られている例は、プッシュロッド又はボタンによって書き込み位置に押し込まれ、解放位置に再度押される又は押し下げられるボールペンの機械的ラッチングであり、そのため、それは、インクマークを残さずにシャツのポケットに挿入可能である。
【0149】
ハイブリッドスイッチ－リレーステータスをラッチするために２つのやり方があり、１つは、上記で参照された出願に開示されているラッチングキー１００を使用して上記で説明されており、他方は、小さいラッチング構造１５０を使用してリレー極１１６をラッチすることである。そのような場合、それが、機械的スイッチキーを再度押すことによってリレーコイルに電力に再度適用することであろうと、ラッチされた極を解放する行動が提供されなければならない。これは以下で論じられるが、ラッチングがリレー極１１６に適用されるとき、キー１００は、もはや使用されないべきであり、代わりに非ラッチングプッシュキー１００Ａが使用される。
【0150】
図１４Ｃは、接点１１５－１及び１１５－２を有するデュアルマイクロスイッチ極１１４－１及び１１４－２と、ベース又は本体１３３上に装着され、接点の３セット１１２－１～１１２－３及び１１３－１から１１３－３（はっきりと見えない）を使用するデュアル逆転接触器を介してリンクされたリレー極１１６Ｄを示し、したがって、デュアルサイズプランジャ１０３は、リレーの極１１６Ｄを通して接続されたトラベラＴ１及びＴ２の極性を逆転させる又は１つのトラベラから他のトラベラに切り換えるように端子ＬＤ（負荷端子）を逆転させるためにリレーの極１１６Ｄを逆転させる目的でデュアルマイクロスイッチ極と手動で係合することができる。
【0151】
上記で参照された米国特許出願は、それがマイクロスイッチプランジャを介してであろうと、ロッカー手動スイッチ構造を介してであろうと、ハイブリッドＳＰＤＴスイッチのための開示された作動に類似して、デュアル極マイクロスイッチを動作させるためのプランジャを介して、又はロッカースイッチを介して手動で作動される逆転及び非逆転ＤＰＤＴリレー－スイッチ組み合わせ及び動作を十分に開示する。マイクロスイッチとロッカースイッチの両方はよく知られており、さらなる詳細な説明を必要としない。
【0152】
リレーコイル１５１は、図１４Ｃに示される電機子及び極１１６Ｄを引き寄せるためにコイルに電力を適用することによって動作され、図１４Ｃの負荷端子ＬＤとのＴ１－Ｔ２接続を逆転させるために図１４Ａのコイル１５２が動作される同じやり方である。
【0153】
さらに、上記で参照された米国出願は、電力ラインからＡＣ活性ラインＬとＡＣ中性ラインＮの両方を接続又は切断するために浴室及び類似のロケーション内などの湿気の多い環境で使用するための非逆転ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ及びリレーも開示する。
【0154】
図２から図１２に示される自己ロック式端子及びレセプタクルは、ＤＰＤＴ又は逆転ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ又はハイブリッドスイッチ及びリレーを導入するための端子を具体的に示さないが、レセプタクル及び／又は自己ロック式ワイヤ端末は本発明のインテリジェントサポートボックスに導入可能であり、そのうえ、任意のサイズのそのようなハイブリッドスイッチ又はハイブリッドスイッチ－リレー並びに／又はセンサ４０及び／又はリレーを持つ又は持たない機械的スイッチ及び／若しくはコンセントは、それが単一の極であろうと、デュアル極であろうと、マルチ極であろうと、収容可能である。
【0155】
図１４Ｃの図示のＤＰＤＴ逆転ハイブリッドスイッチ－リレーは、本発明のインテリジェントサポートボックスへの導入のための図示のトラベラ端子Ｔ１及びＴ２と、負荷端子ＬＤと、インジケータ光アクセス１６０とを含む、プランジャ１０３と係合するためのラッチングキー１００を有する、エンクロージャ１４１へとパッケージ化又はカプセル化される。
【0156】
四方向スイッチとして知られている逆転機械的スイッチは、逆転キー又はロッカーキー又は他の任意の実用的な知られているキーに類似したプッシュを有する同じエンクロージャ１４１内の構造とし、Ｔ１及びＴ２トラベラ接続の極性を手動で逆転させるための本発明のインテリジェントサポートボックスへと導入可能であることが明らか及び明白である。
【0157】
非逆転ＤＰＤＴハイブリッドスイッチ－リレーは構造化され、ＳＰＳＴハイブリッドスイッチを含むすべての他の配線デバイスに対する上記で説明されたと同じやり方で、本発明のインテリジェントサポートボックスへと導入可能であることも明らか及び明白である。
【0158】
図１４Ｄは、遠隔動作準備なしで負荷を手動で動作させるための１つのタイプスイッチすなわち簡単な手動オン－オフスイッチとして、インテリジェントサポートボックスへの導入のために構造化されたよく知られているマイクロスイッチを示す。図示の接点１１２は、極１１４に停止運動を提供するためのダミー接点である。
【0159】
しかしながら、キー１００は、スイッチにラッチングを提供しており、したがって、マイクロスイッチがプッシュ－プッシュ行動によってオンとオフを切り換え可能である。
【0160】
図１４Ｅのハイブリッドスイッチは、上記で参照された特許文献２０に開示されている。図１４Ｅのハイブリッドスイッチは、リレー極又は接触器を使用しない。図１４Ｅは、接点のペア、本体１３４を通って負荷ピン１ＬＤに取り付けられた固定接点１１１による基本ＳＰＳＴ行動を示す。移動接点１１２は、ピン１Ｌを介してＡＣ活性に接続するスイッチ極１１４の接点である。
【0161】
極１１４は、コイル１５１の磁気プルによって作動される電機子１４３によって動作されるように示されている。１０～３０ミリ秒などの短時間の間にコイルに適用される電力は、接点１１１及び１１２と係合し、ラッチングデバイス１５０によって極をラッチするのに十分である。ラッチングデバイス１５０は、ハイブリッドスイッチアセンブリのベース又は本体１３４に極をラッチする。短い電力パルスをコイル１５１に再度適用することによって、電機子１４３が再度引き寄せられ、極１１４のラッチング状態が解除され、２つの接点１１１及び１１２の係合が切断され、それによって、ハイブリッドスイッチ状態が逆転される若しくはオフに切り換えられる、又はピン１Ｌを通して負荷ピン１ＬＤに送られる電力が切断される。
【0162】
ハイブリッドスイッチは、電機子１４３をラッチングに押し込む又は同じことをする磁気プル（magnetic pull）によって電機子１４３を駆動するコイル行動とは無関係に解放するために使用される非ラッチングキー１００を使用する。これは、多数の利点を電気系統に導入した。
【0163】
ハイブリッドスイッチは、数ミリ秒を超えて連続リレー電力を消費せず、それは熱を生成せず、それは、ハイブリッドスイッチを生産するために低コスト解決策を提示し、ハイブリッドスイッチを組み立て従来技術の電気ボックス内へ設置するコストを追加せず、工場、病院、住宅、企業、公共建物、及び照明のための電気系統を有し他の機械及び器具に給電する多くの他の建物における電気のオートメーションのため最も簡単な設置を提供している。
【0164】
図１５は、２つの寝室とリビングルームとダイニングルームと台所と浴室と玄関／廊下空間とを有する住宅全体のための、本発明を使用する電気系統相互接続がどれほど単純であるかを示し図示する。
【0165】
これは、１００～１２０平方メートル（９００～１２００フィート）くらいの典型的なアパートメントサイズである。そのようなサイズアパートメントは、一般に、総計１４～１６の照明スイッチ及び２５～３０くらいのコンセントを使用する。
【0166】
１９のインテリジェントサポートボックス２Ｈ、２Ｓ、１Ｈ＋Ｓ、３Ｈ、及び３Ｓへと設置された、３０のコンセントＳと１６のハイブリッドスイッチＨとを備える図１５の図示のシステム。図示のＰＯＦ９９は、１００メートル（３００フィート）未満の長さであるであると推定され、図示のカスケードするツイストペアは、５０ｍすなわち１５０フィートであると推定される。
【0167】
カスケードされたツイストペアラインにおいて接続されたオートメーション制御及び報告デバイスは、ＡＶ器具、照明、エアコン、湯沸かし器、並びに他の任意の住宅内の遠隔で制御される電気デバイス及び器具を動作させるために、４つのコマンドコンバータ及び電力消費量受信機９３と、遠隔動作のための２つのキーパッド９６と、１つのタッチパッド９６Ａと、単一リレーステーション／調整可能ＩＲリピータ９７とを含む。
【0168】
図１５の図示の電気配線接続は、電気系統のための従来技術に必要とされる及び／又は適用される接続の一部であり、特に、住宅のためのオートメーションデバイスを導入する電気配線接続である。そのうえ、図１５の図示のシステムの電気配線Ｌ、Ｎ、及びＧのための接続点の数ははるかに少なく、それらは、任意の種類の遠隔動作又はオートメーションを使用しないシステムに対してすら、現在の新しい住宅内で作製される接続の一部である。
【0169】
上記のすべてから、本発明のインテリジェントサポートボックスは電気配線分野における画期的な革新であることが明白であるべきである。すべて自動化され、各コンセント及びスイッチを通して消費される電力に関する詳細全体を報告／識別する、インテリジェントサポートボックスとハイブリッドスイッチ及びコンセント。新しいシステムは、エジソン時代に作成された現在の電気系統の再考を不安定な状態で待っていたスマート電力グリッドのための新しい領域を提示する。
【0170】
もちろん、前述の開示は本発明の好ましい実施形態のみに関し、それは、開示の目的で選ばれた本明細書の本発明の例のすべての変更及び修正を包含することを意図し、その修正は本発明の範囲からの逸脱を構成しないことが理解されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図14E】
【図15】