JP2003116286A - 圧電能動装置及び器具の使用方法及びその使用方法を含むシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、圧電能動装置の利用可能性を高め
ることを目的とする。 【解決手段】 圧電能動装置（５０）は、圧電素子（１
８）と、圧電素子（１８）が配置される弾性変形可能な
シェル（５１）とを備える。この圧電能動装置の使用方
法は、圧電素子（１８）に接続されている電気回路に電
力を供給するために、圧電能動装置（５０）上に規則的
な機械的作用を付与して、圧電能動装置（５０）を自由
に共振させる段階を含む。装置は、圧電能動装置（５
０）と、圧電素子（１８）に接続されている電気回路
と、規則的な機械的作用を付与するための手段とを有す
る。システムは、電気回路が電磁波を発信する装置と、
第１の装置によって発信された波を受信するようになっ
ている第２の装置とを含む。特にスポットライトを制御
するために応用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電能動装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】多種多様な対象物又は制御メカニズムを微
小位置合わせするための装置と一体化されるようになっ
ており、高剛性増幅アクチュエータとして機能するよう
に設計されている装置は、特にフランス特許出願２７４
０２７６から公知であり、この装置は、圧電素子と、互
いに横切って配置される短軸と長軸とに沿って延びる実
質的に楕円形状である弾性変形可能な金属シェルとを含
み、前記シェルは、ペアを組んで対向する４つの頂点、
即ち、それぞれ短軸の２つの頂点（対向する頂点の間隔
が短い）と長軸の２つの頂点（対向する頂点の間隔が長
い）とを有し、圧電素子は、シェル内に長軸の各頂点の
間で配置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この種の圧
電能動装置の利用可能性を高めることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、圧電素子と、実質的に閉じたプロファイ
ルの弾性変形可能なシェルとを含み、圧電素子は、前記
シェル内に配置されている、圧電装置を使用する方法で
あって、圧電素子の端子を、交流電力を受けるようにな
っている電気回路の入力端子に接続する段階と、電気回
路に対して電力を供給するために、装置に規則的な機械
的作用を付与して、結果的にそれが自由に共振すること
を可能にする段階と、を含み、規則的な機械的作用に続
いて、圧電素子は、その各端子の間、結果的に回路の各
入力端子の間に交流電圧を生成することを特徴とする圧
電能動装置の使用方法を提案する。

【０００５】本発明による使用方法において、圧電能動
装置は、規則的な機械的作用の付与に続いて、比較的長
い時間間隔にわたって共振する機械的発振器として機能
して、機械的作用によって付与されるエネルギーの特定
の形態での蓄電を可能にし、結果的に、圧電素子が、規
則的な機械的作用に続いて特定の時間の間に交流電圧を
生成することを可能にする。

【０００６】前述の長期間交流電圧を生成する能力は、
電気回路が、それを作動させるために特定の条件下で電
力、及び特に数ミリ秒の間といった比較的長時間の間に
閾値を越えたままの電源電圧を供給することを必要とす
る場合に重要である。

【０００７】好ましい特徴によれば、弾性変形可能なシ
ェルは、ペアを組んで対向する４つの頂点、即ち短軸の
２つの頂点及び長軸の２つの頂点を備える楕円形状を有
し、長軸の２つの頂点の間の距離は短軸の２つの頂点の
間の距離よりも長く、圧電素子は、シェル内の長軸の各
頂点の間に配置され、圧電能動装置は、短軸の頂点にお
いてシェルに固定され、シェルの質量よりも重い局部的
なウエイトを更に含む。

【０００８】局部的なウエイトの存在は、複雑な挙動現
象、即ち複数の共振周波数をもつ現象を最小限にし、よ
り一般的に圧電能動装置が構成する発振器の作動を良好
に制御するという利点をもたらすが、発振器は、局部的
なウエイトのおかげで、質量ゼロのスプリングの端部に
ウエイトをもつ弾性振り子の古典的モデルに近づく。

【０００９】ウエイトは、シェルの質量の４倍よりも大
きいことが好ましい。装置は、それぞれの短軸の頂点に
おいてシェルに固定されているウエイトを含むことが好
ましい。

【００１０】従って、装置が形作る発振器が共振する
と、短軸の頂点の変位は、位相が反対になり、圧電素子
の最大変形が得られるので、結果的に電気機械連結の最
良の特性は、特に全てのウエイトが実質的に同じ質量で
ある場合に、圧電素子によってもたらされる機械エネル
ギーと電気エネルギーとの間の変換を最適化する。

【００１１】他の好ましい特徴によれば、規則的な機械
的作用は、圧電素子以外の場所で装置上に付与される。
これにより素子が損傷するリスク、特に耐衝撃性が低い
高剛性セラミックで作られている素子が破壊するリスク
が回避される。

【００１２】特に、圧電装置が前述の局部的なウエイト
を含む場合、規則的な機械的作用は、１つのウエイトの
高さにおいて装置上に付与される。従って、規則的な機
械的作用と圧電能動装置との間のエネルギーの移動は、
効率的である。

【００１３】本発明の第２の態様は、前述のように使用
される装置を含む電気器具を提供する。詳細には、電気
器具は、圧電素子と、閉じたプロファイルの弾性変形可
能なシェルとを含み、圧電素子がシェルに配置されてい
る圧電能動装置と、交流によって電力を供給するように
なっており、圧電素子の端子に接続されている入力端子
を備える電気回路と、電気回路に電力を供給するため
に、電気器具に対して規則的な機械的作用を付与するた
めの手段と、を含むことを特徴とすることが意図されて
いる。

【００１４】本発明による電気器具の第１の実施形態に
おいて、圧電能動装置が少なくとも１つの局部的なウエ
イトを含む場合、電気器具は、シェルの短軸の頂点の１
つが取り付けられるフレームを含み、他の短軸の頂点
は、シェルがウエイトに固定される場所において、フレ
ームに対して移動可能である。別の実施形態において、
電気器具は、該電気器具が取り付けられるフレームを含
み、シェルの各々の短軸の頂点は、フレームに対して移
動可能になっている。

【００１５】後者の実施形態の好ましい特徴によれば、
電気器具をフレームに取り付けるために、少なくとも１
つのウエイトがスプリング手段によってフレームに連結
される。このことは、特定の共振特性が必要な場合に好
都合であり、更に、フレームに対する振動伝達を回避す
るか、又は少なくとも制限するという利点を有する。

【００１６】同じ理由から、各々のウエイトは、別のウ
エイトのリーフスプリングに対して平行に配置されてい
る同一のリーフスプリングによってフレームに連結され
ることが好ましい。

【００１７】電気器具の両方の実施形態の好ましい特徴
によれば、電気器具は、フレームに対して案内されてい
る衝撃式ウエイトを含み、シェルに固定されているウエ
イト又は１つのウエイトに衝撃を与えるようになってい
る。

【００１８】この種類の衝撃式ウエイトは、圧電能動装
置が形作る発振器を共振させる、特に単純で、好都合か
つ経済的な方法をもたらす。

【００１９】好ましくは、実用上の理由から、衝撃式ウ
エイトは、ウエイトに打撃を加えるための活性化手段の
一部であり、衝撃を与える必要があるシェルウエイト上
の衝撃位置の方向へ衝撃式ウエイトをスプリング付勢す
るためのスプリング手段と、衝撃式ウエイトのスプリン
グ手段に抗して、静止位置から活動位置まで動かすよう
に作動する駆動手段と、活動位置に達すると、衝撃位置
まで駆動するスプリング手段によって加速される衝撃式
ウエイトを解除するようになっている、駆動手段と衝撃
式ウエイトとの間の解除可能な連結手段と、を更に含
む。

【００２０】好ましくは、同じ理由で、静止位置と衝撃
位置とが一致しており、及び／又は、衝撃式ウエイトの
質量は、衝撃を与える必要があるシェルの質量と実質的
に同一である。

【００２１】本発明による電気器具の好ましい特徴によ
れば、電気回路は、グラッツ（Ｇｒａｔｚ）ブリッジの
４つのダイオードによって形成され、全波整流を行うよ
うになっており、入力端子が、電気回路の入力端子を成
し、結果的に圧電素子の端子に接続されている整流シス
テムと、整流システムの出力端子に接続されているキャ
パシタと、交流によって電力を供給されるようになって
おり、電力供給端子が、整流システムの出力端子に接続
されており、キャパシタと並列接続の回路と、を含む。

【００２２】整流システムとキャパシタとによって形成
されている整流回路は、直流によって電力が供給される
回路を使用できるという利点をもたらす他に、キャパシ
タにより、特定の形態で蓄電した後に電気エネルギーを
回復でき、例えば、数十ミリ秒もの非常に長い時間にわ
たって、直流電力を供給する必要がある回路への有効な
電力供給を実現する利点をもたらす。

【００２３】好ましくは、キャパシタによる電気エネル
ギーの蓄電と、その後の回復を最適化するために、直流
による電力が供給されるようになっている回路は、実質
的に一定の入力抵抗Ｒを有し、キャパシタは、静電容量
Ｃを有し、ＲがΩで、ＣがＦで表されるＲＣ項は、実質
的に所定の持続時間と等しくなり、直流電力を供給され
るようになっている回路の作動が可能になる。本発明に
よる電気器具の別の好ましい特徴によれば、電気回路
は、圧電素子によって供給された電力でもって、電磁波
を発信するようになっている回路を含む。

【００２４】本発明の第３の態様は、前述の第１の電気
器具と、第１の電気器具が備える発信回路による発信波
を受信するようになっている受信回路を備える第２の電
気器具とを含むシステムを提供する。

【００２５】好ましい実施形態において、更に、第２の
電気器具は、第１の電気器具が備える発信回路による発
信波を受信するようになっている受信回路を備える電気
制御手段と、例えばスポットライトを制御するために使
用される切換手段とを含む。以下に、添付図面を参照し
て、例示的で限定的でない本発明の実施形態を説明す
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１に示されるシステム１は、無
線電気リモート制御器具２と、スポットライト４及びス
ポットライト４が組み込まれている設備の主電源５に接
続されている切換受信電気器具３とを含み、器具２及び
３を形成するシステムは、スポットライト４を制御する
ようになっている。

【００２７】図１において、器具２の機械的形状は破線
で示され、電気的態様は実線で示されているが、便宜
上、器具に含まれる圧電素子は実線で示されているが、
弾性体なので機械的な機能も有している。器具３は、３
つの端子６、７、及び８を有し、それぞれ主電源５のニ
ュートラル電極Ｎ、ライブ電極Ｌ、及びスポットライト
４の端子９に接続され、スポットライト４の他の端子１
０は、ニュートラル電極Ｎに接続されている。

【００２８】器具３は、端子７と８の間に配置されてい
る切換手段１２に接続された受信回路１１を含む。受信
回路１１は、ユーザによって器具２のロッカー１６上に
付与されたアクション１５に応じて器具２の発信回路１
４から発信された信号１３に応答してそれを受信し、切
換手段１２は、信号１３を受信するたびに、端子７と８
との間の接続を交互にオン又はオフする。従って、アク
ション１５をロッカー１６上に付与するたびにスポット
ライト４は交互に点滅する。

【００２９】器具２において、アクション１５は、機械
的インターフェース１９と、ロッカー１６を備える活性
化手段２０とを含む運動変換手段によって、圧電素子１
８上に付与される機械的励起振動１７へ変換され、ユー
ザによってロッカー１６上に付与されるアクション１５
は、活性化手段２０によってインターフェース１９上に
付与される規則的な機械的作用２１に変換され、これに
よりインターフェース１９及び素子１８によって形成さ
れる機械的発振器はインターフェース１９に連結されて
共振し、その後、発振器は、自由に共振してて機械的励
起振動１７の現場になり、効果的に素子１８は、交流電
圧を生成する。

【００３０】圧電素子１８の２つの端子２２及び２３
は、グラッツブリッジに配置されている４つのダイオー
ドで形成された整流システム２６の入力端子２４及び入
力端子２５へそれぞれ接続されて、全波整流をもたらす
ようになっており、システム２６の外部端子２７及び２
８は、キャパシタ３１の端子２９及び端子３０にそれぞ
れ接続されており、また、端子２９及び３０は、発信回
路１４の電力供給端子である端子３２及び端子３３にそ
れぞれ接続されており、整流システム２６及びキャパシ
タ３１は、出力端子２７及び２８に並列接続され、圧電
素子１８の端子２２及び２３と、発信回路１４の電力端
子３２及び３３との間に整流回路を形成する。

【００３１】前述のように、圧電素子１８上に付与され
る機械的励起振動１７により、端子２２と２３の間に交
流電圧が発生する。この電圧は、システム２６により整
流され、キャパシタ３１により平滑化されるので、発信
回路１４の端子３２と３３との間に整流及び平滑化され
た電圧が生じ、信号１３を発信できるようになり、端子
３２と３３との間の電圧が２０ミリ秒（ｍｓ）以上で、
１ボルト（Ｖ）を超える電圧が存続すると後者は完全に
発信されることになる。

【００３２】図２に示す圧電装置３４は、本技術分野で
は、特にフランス特許出願２７４０２７６から、種々の
対象物又は制御機構の微小位置合わせを行う装置と一体
化されるようになっている、高剛性増幅圧電能動アクチ
ュエータとして知られている。

【００３３】装置３４は、圧電素子３５と、互いに横切
って配置される短軸３７及び長軸３８に沿って延びる実
質的に楕円形状の弾性変形可能な金属シェル３６とを含
み、シェル３６は、ペアを組んで対向する４つの頂点を
有し、それぞれ、短軸の２つの頂点３９（対向する頂点
の間隔が短い）と、長軸の２つの頂点４０（対向する頂
点の間隔が長い）とであり、圧電素子３５は、シェル３
６の頂点４０の間に配置されている。

【００３４】図２の静止状態において、シェル３６は、
軸３８に沿って方向づけされた圧縮力を素子３５へ付与
するために、単独の場合に想定される平衡状態に対して
変形されており、素子３５と、１つの頂点４０と素子３
５の一端との間に配置されているスペーサ４１Ａ及び４
１Ｂとによって、各頂点４０は、平衡状態よりも互いに
更に離れて保持されている。

【００３５】ここで、各頂点３９の間の距離は各頂点４
０の間の距離の約半分に等しいので、素子３５がその端
子間に印加された電圧によって膨張する場合、頂点４０
は素子３５の膨張の大きさに等しい距離だけ離れて移動
するが、頂点３９は実質的に素子３５の膨張の２倍の距
離だけ互いの方向に移動する。従って、頂点３９の移動
は、素子３５の膨張及び収縮運動に対して増幅される。

【００３６】勿論、装置３４に関する使用条件は、装置
が最大限収縮される場合は、素子３５はシェル３６によ
って圧縮されたままであり、素子３５とシェル３６との
間を連結するのに圧縮力が必要になる。更に、静止状態
で存在する圧縮力は、装置３４の応答性が対称になるよ
うに、素子３５が収縮に関して膨張と同様の特性をもつ
ようなものである装置３４を、協働する必要がある要素
に固定するために、シェル３６は、各頂点３９の外側で
中心部にネジ孔４３をもつ平坦面を有する。

【００３７】前述のように、シェル３６は、素子３５の
膨張及び収縮運動を、素子３５の端子電圧の変化に応答
して増幅するように設計されているが、シェル３６及び
圧電素子３５の弾性に起因して、装置３４は、衝撃又は
変形状態からの急激な弛緩、又はそのような作用の連続
から成る、規則的な機械的作用を受けた場合に共振する
ことができる。

【００３８】一方の頂点３９が、例えばフレームにしっ
かりと固定され、他方の頂点３９が自由端の場合、装置
３４に素子３５及びシェル３６によって共同して付与さ
れる高剛性を与えると、装置３４の共振周波数は、２．
９キロヘルツ（ｋＨｚ）程度になる。

【００３９】装置３４は、機械的励起振動により、交流
電圧を素子３５の端子に発生する現場になり、それらの
特性、特に周波数及び振幅特性は、機械的励起の特性を
反映する。前述のように、静止状態における圧縮力を選
択する仮定すると、この交流電圧の中心値は、以下に検
討するように、ゼロに等しい平均値になる。

【００４０】器具２の作動、詳細には楕円形状を適切に
説明するために、図３に、器具２の電気回路をモデル化
して得られた２つの電圧タイミング図を示す。使用した
モデルは以下のように仮定した。 −圧電素子１８は、前述の条件下で部材３４が共振を開
始する時間から、素子３５上に付与されるのと同じ機械
的励起振動を受ける。 −圧電素子１８は、付与されている機械的励起に起因す
る電力供給に加えて、１０キロオーム（ｋΩ）の抵抗と
０．６４マイクロファラッド（μＦ）の静電容量を含
み、それぞれ電力供給端子と並列に配置される。 −整流システム２６は全てダイオードで形成される。 −平滑化キャパシタ３１の静電容量は２０μＦである。 −発信回路１４の入力抵抗は、端子３２と３３と間の電
圧に関係なく一定で、１ｋΩである。

【００４１】上記のモデルを基にして、装置３４が時間
Ｔ＝０で共振を開始すると仮定すると、端子２２と２３
との間の電圧のタイミング図は、図３の曲線４４によっ
て示される。約Ｔ＝２．４ｍｓ時間のピークまで急速に
指数的に増加し、ゆっくりと指数的に減少する振幅を有
し、実質的に１０ｍｓに等しい時定数（電圧の振幅が最
大値Ｕｍａｘから値Ｕｍａｘ／ｅまで変化する時間周期
であり、ｅはＮｅｐｅｒ数で２．７１８に等しい）で、
約２．９ｋＨｚ（１０ｍｓ間で２９周期）の交流電圧で
あり、前述の機械的励起振動特性を反映する。

【００４２】曲線４５は、前述したモデルを基にして、
端子３２と３３との間で得られた電圧を表すが、曲線４
４の振幅と同じように時間Ｔ＝０から成長し、その曲線
よりわずかに下方に残留し、曲線４４と同様にＴ＝２．
４ｍｓで最大限に達し、その後、曲線４５は、曲線４４
の振幅よりもゆっくりと減少する。

【００４３】曲線４５は、実質的にＴ＝０．１５ｍｓで
１Ｖの値に達する（点４６）。実質的にＴ＝２．４ｍｓ
で到達した曲線４５のピーク電圧値は、前述したように
７．５Ｖ程度の電圧値である。実質的に時間Ｔ＝６ｍｓ
において、曲線４５は曲線４５の振幅の下方にある領域
から、その上方にある領域まで動き、この時点での電圧
は約６．５Ｖである（点４７）。

【００４４】時間Ｔ＝０と点４７との間で圧電素子１８
によって付与された電気エネルギーは、キャパシタ３１
を充電すると同時に発信回路に電力を供給する。この時
間周期に同時に行われる圧電素子１８による電気エネル
ギーの生成と発信回路による電気エネルギーの消費と
は、最初に電気エネルギーをキャパシタ３１にのみ蓄電
した後に蓄電エネルギーを消費する場合よりも、例え
ば、端子２９と３０との間の電圧が端子２４と２５との
間の電圧の振幅よりも小さいか又は大きいかに応じて、
キャパシタ３１の端子２９を、システム２６の端子２７
又は発信回路１４の端子３２のいずれかに接続する切換
手段により、エネルギーの伝達が改善される利点があ
る。

【００４５】点４７の後で、整流システム２６の端子２
７と２８との間の電圧は、システムの端子２４と２５と
の間の電圧よりも常に大きいので、その間には電流は流
れない。従って、発信回路１４をモデル化する抵抗によ
って消費される電気エネルギーは、この時点ではキャパ
シタ３１によってのみ供給される。

【００４６】従って、点４７の後では、曲線４５は、抵
抗器へのキャパシタの放電に関する公知の曲線に従い、
その時定数はＲＣであり、ここでＲは抵抗器の抵抗値、
Ｃはキャパシタの静電容量であり、本実施例では、それ
ぞれ１ｋΩ及び２０μＦなので、時定数は２０ｍｓであ
る。

【００４７】点４７の座標を（６ｍｓと６．５Ｖ）と仮
定すると、端子３２と３３との間の電圧は、時間Ｔにお
いて再度１Ｖに戻る。従って、

【数１】 であり、Ｔ＝４３．４ｍｓとなる。

【００４８】前述のモデルによれば、発信回路の端子に
おける１Ｖの閾値を超える電圧は、約４３．２ｍｓで得
られるが、これは、回路１４が完全な信号１３を発信す
るのに必要な前述の２０ｍｓの時間周期よりもはるかに
長い。

【００４９】キャパシタ３１の静電容量２０μＦは、端
子３２と３３との間の電圧を１Ｖ以上の値に保持して、
時間周期を最適化することに留意されたい。その理由
は、キャパシタ３１が例えば１００μＦの高い値であっ
た場合、他の全ての条件、特に、曲線４４によって示さ
れる電圧変動が一定のままであり、従って、キャパシタ
端子の電圧増加が遅く、その結果として曲線４４の振幅
が最大となる時間Ｔ＝２．４ｍｓでの電圧の最大値が同
様に小さく、結果的に１Ｖの閾値に到達しなかったから
である。

【００５０】一方で、キャパシタ３１を例えば１０μＦ
の小さな静電容量のキャパシタに置き換えた場合、その
端子での到達最大電圧は高いであろうが、電圧低下は早
く、その結果として電圧が閾値以上のままである全持続
時間は短いであろう。以上のキャパシタ３１の静電容量
に関して説明したことは、時定数ＲＣに関して更に一般
的にあてはまる。

【００５１】図４において、曲線４４は滑らかであるこ
とが好ましいが、実際には、点４７の前で、キャパシタ
３１は、電圧が曲線４４の半波に合わせて増減する連続
周期の影響を受けるので、振動を特徴づける。

【００５２】本分野分野においては、全波の整流電圧に
関して、整流ブリッジの端子及び抵抗負荷の端子と並列
接続されるキャパシタによって達成される平滑化は、項
ＲＣｆに依存することが知られている。ｆは交流電圧の
周波数である。ここで、項ＲＣの値が２０ｍｓ、周波数
ｆが２．９ｋＨｚの場合、項ＲＣｆは５８に等しく、良
好な平滑化が達成される。

【００５３】図５は、機械的インターフェース１９が、
衝撃式ウエイトの衝撃からなる規則的な機械的作用を受
けた後に、実際に圧電素子１８の端子２２と２３との間
に現れる、オシロスコープで計測した場合の交流電圧の
包絡線４８を示し、素子１８及びインターフェース１９
は、前述の装置３４と同じ形式の圧電能動装置の一部分
を形成する（以下を参照）。

【００５４】交流電圧の振幅は、最大値である約６Ｖま
で実質的に瞬時に上昇し、その後、一般的な指数関数プ
ロファイルでもって低下するが、この電圧振幅は、ほぼ
時間Ｔ＝１３．５ｍｓまでリップルの影響を受けること
が分かる。図示していないが、オシロスコープの記録を
詳細に観察すると、リップルは、計測電圧が４．６ｋＨ
ｚと４００Ｈｚの周波数をそれぞれ有し、各々が指数的
に減衰する振幅である２つの振動運動の重ね合わせであ
る事実に起因することが分かる。

【００５５】全体の振動運動の主要周波数は４．６ｋＨ
ｚであり、周波数４００Ｈｚの運動は、比較的影響が少
ないことに留意されたい。特に、発信回路１４の端子３
２と３３との間に同時に現れる整流及び平滑化電圧の曲
線（図示せず）の全体形状、特にその減少部分は、図４
の曲線と同じである。

【００５６】図６から分かるように、器具２の圧電能動
装置５０は、装置３４と同様であり、圧電素子１８は、
圧電素子３５と同様であり、シェル３６と同様のシェル
５１内に配置され、同様に、短軸５２と長軸５３とに沿
って延びており、素子１８は、シェル５１の長軸の各頂
点５４の間に配置されており、シェル５１には、各々の
短軸の頂点５５にウエイト５６が取り付けられており、
２つのウエイトは同一なので各々の質量は同じであり、
シェル５１の質量の４倍よりもわずかに重い。

【００５７】シェル５１に取り付けるために、各々のウ
エイト５６は、本体及び頭部がボア５７及び座ぐり５８
に収容されるネジ（図６には示されていない）を含み、
ネジの端部は、シェル３６の孔４３と同様のシェル５１
のネジ孔５９と協働し、各々のウエイト５６は、対応す
る頂点５５の平面に接して外側に配置されており、各々
のウエイト５６は、短軸５２上に中心が置かれている。
従って、機械的インターフェース１９は、シェル５１及
びウエイト５６によって形成される。

【００５８】器具２が備えるフレーム上に装置５０を取
り付けるために、２つの固定ブロック６０が設けられて
おり、各々のブロックは、ネジ本体を収容するボア６１
を有し、ネジ本体の頭部は、ブロック６０のボア６１の
周りを押さえつけ、軸端部は、フレームのネジ孔と係合
する。各々のブロック６０は、リーフスプリング６２に
よって、それぞれのウエイト５６に連結され、それぞれ
のスプリング端部は、ブロック６０及びウエイト５６に
固定されている。

【００５９】図示の実施例において、リーフスプリング
６２、該リーフスプリングがその間に配置されるブロッ
ク６０、及びウエイト５６とによって形作られる各々の
連結体は一体成型されており、弾性変形可能な金属棒を
機械加工することで得られる。

【００６０】各々のブロック６０を前述のフレームに固
定すると、２つのリーフスプリング６２は、互いに平行
に配置される。従って、圧電能動装置５０をフレームに
対して軸５２に沿って動かすと、２つのリーフスプリン
グ６２は、それに応じて変形して、シェル５１に対して
その動きと反対向きの同じ力を付与し、結果的に、リー
フスプリングによって付与された力は、シェル５１を変
形させない傾向にある（これらすべては、リーフスプリ
ング６２があたかも圧電素子１８の中心に連結されてい
たかのように生じる）。

【００６１】短軸５２に沿って方向づけされた前述の運
動が装置５０の共振中にもたらされる場合、逆位相で動
いている短軸の頂点５５に関して、例えば、２つのリー
フスプリング６２によって付与される力は、厳密には同
一ではないが、頂点５５の振幅が非常に小さいので、リ
ーフスプリング６２の他の変形は実質的に影響を及ばさ
ない。

【００６２】電気的領域を反映する図５を参照して説明
したように、圧電素子１８上に付与されている機械的励
起１７の特性は、共振する場合、振幅が指数関数的に減
衰する２つの重ね合わせられた振動運動からなる動きで
装置５０が振動し、第１の運動周波数は４．６ｋＨｚで
あり、第２の運動周波数は４００Ｈｚである。

【００６３】従来技術の圧電能動装置３４にウエイト５
６を追加することで多くの利点、特に以下の利点が得ら
れる。 −（多重共振周波数）発信器の複雑な挙動現象が最小に
なる。 −短軸頂点５５の逆位相の運動が得られ、圧電素子１８
の変形を最大化でき、従って最善の電気機械的連結特性
が得られ、エネルギー再利用の可能性を最適化する。 −シェル５１が取り付けられるようになったフレームに
対して短軸の２つの頂点が移動する方法に比べて、主要
共振周波数が低くなる。

【００６４】この後者の関係において、シェルは、ウエ
イトがないと長軸の２つの頂点が自由に動き１１ｋＨｚ
程度の主要周波数をもつであろうことに留意されたい。
従って、圧電素子１８に起因する機械的減衰が大きくな
るので、一方では電気機械的連結の点でペナルティを示
すが、他方では、圧電素子１８が電気充電ジェネレータ
（生成される平均電流が機械的励起周波数に正比例す
る）のように振る舞う事実は、結果としてキャパシタ３
１の非常に早い充電、従って発信回路１４に対する高い
供給電圧をもたらし、このことはより多くの電流を引き
出し（前述したように、入力抵抗は略一定である）、そ
の結果として、電圧が閾値を超える時間は、完全な信号
を発信するのに必要な時間よりも短くなるであろう。

【００６５】図７は、圧電能動装置５０と、装置５０が
リーフスプリング６２を介して固定されるフレーム６３
と、装置５０を共振させるためにウエイト５６の１つに
衝撃を与えるようになっている衝撃式ウエイト６４とか
ら形成される機械的システムの略図であるが、図面を簡
略化するために、リーフスプリング６２は、１つのウエ
イト５６と、フレーム６３との間に示されている（前述
のように、装置５０は、あたかも両者が素子１８の中心
に固定され、結果的に装置５０が剛体であるかのように
リーフスプリング６２と相互作用するよう想定されてい
る）。

【００６６】シェル５１と素子１８との組み合わせは、
質量を無視できる単純なスプリングと類似しており、同
じものがリーフスプリング６２に適用される。衝撃式ウ
エイト６４の質量は、６グラム程度であり、以下に説明
するように、向かい合うと共に衝撃を与えるウエイト５
６の質量と実質的に同じであり、例えば０．６ｍ／ｓの
比較的高速で実質的に短軸に沿って動き、ウエイト６４
とウエイト５６を同じ質量にする効果は、衝撃式ウエイ
ト６４の全て又は殆ど全ての運動エネルギーが、衝撃を
与えるウエイト５６に当たった瞬間に伝達され、衝撃の
効果は、ウエイト６４を衝撃点において殆ど瞬時に動か
なくして装置を共振させ、フレーム６３に対して移動可
能な２つのウエイト５６は、逆位相で振動することにな
る。

【００６７】ウエイト６４の経路と短軸５２との位置合
わせ又は実質的な位置合わせは、衝撃波の伝達を有利に
するので、ウエイト６４と装置５０との間のエネルギー
の効率的な伝達の観点から望ましい。

【００６８】装置５０とフレーム６３とがリーフスプリ
ング６２によって連結されているので、装置５０からフ
レーム６３への振動伝達を防止する利点がもたらされ
る。ウエイト６４と５６との間の衝撃の他の効果は、リ
ーフスプリング６２と剛体の態様で協働する装置５０
が、フレーム６３に対して特定の振動運動の影響を受
け、本技術分野ではよく知られているように、振動運動
の周波数は、リーフスプリング６２の剛性と装置５０の
質量によって決まることである。

【００６９】フレーム６３に対する装置５０の振動がも
とで、及び衝撃式ウエイト６４が向かい合うウエイト５
６に衝撃を与えるとすぐに動かなくなるので、装置５０
は、一定間隔で衝撃式ウエイト６４に衝撃を与える。リ
ーフスプリング６２の剛性を慎重に選定すると、装置５
０を再度作動でき、発信回路１４の端子における電圧が
高くなり、この電圧が発信回路１４の動作閾値を超えて
保持される時間周期が相応に長くなるという利点をもた
らす（以下の図１３に関連する説明を参照）。

【００７０】以下に図８から図１１を参照して、衝撃式
ウエイト６４の運動の制御方法を説明する。このウエイ
トは、活性化手段２０の一部分であり、加速の後にイン
ターフェース１９に規則的な機械的作用２１を付与する
ようになっている慣性手段を構成し、活性化手段２０
は、衝撃式ウエイト６４に加えて、ロッカー１６を一部
とする打撃手段を含み、アクション１５を衝撃式ストラ
イカ６４の加速度に変換する。

【００７１】図８から図１１は、圧電能動装置５０、フ
レーム６３、装置５０をフレームに取り付けるためのリ
ーフスプリング６２、及び衝撃式ストライカ６４及びそ
の打撃手段を図式的に示す。

【００７２】後者の手段は、ロッカー１６（図８から図
１１には図示せず）に加えて、ウエイト６４を向かい合
うウエイト５６の衝撃位置に向けてスプリング付勢する
スプリング手段６５、アクション１５がロッカー１６上
に付与された場合に、スプリング手段６５の作用に対抗
して作動して、図８に示す静止位置から図９に示す活動
位置までウエイト６４を動かすための駆動手段６６、及
び活動位置に達した場合に（図９参照）、ウエイト６４
を解除して、結果的に前述のようにウエイトを図１０に
示す衝撃位置まで駆動するスプリング手段６５によって
加速するようになっている、駆動手段６６とウエイト６
４との間の解除可能な連結手段６７とを含み、ウエイト
６４は、静止位置（図８参照）と一致する衝撃位置を有
する。

【００７３】前述のように、装置５０は、ウエイト６４
によって衝撃を与えられた後で、逆位相に振動している
２つのウエイト５６でもって共振を開始するが、装置５
０は、リーフスプリング６２の変形によってフレーム６
３に対して振動するので、一定間隔でウエイト６４に衝
撃を与える。勿論、図１１に示されるリーフスプリング
６２及びシェル５１の変形は、図面を明確にするために
誇張されている。実際には、これらの変形は非常に小さ
く、静止位置に対するウエイト５６の運動の最大振幅
は、例えば１ミクロンの数１０分の１である。

【００７４】図示の実施例において、解除可能な連結手
段は、スプリング手段６５がウエイトに所定の力を付与
する場合に衝撃式ウエイトを解除する。解除可能な連結
手段は、インプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）６８と、スプ
リング付勢ボール６９とを含み、本実施例の場合、イン
プリント６８は駆動手段６６に形成されており、スプリ
ング付勢ボール６９は、それを案内するピストンを介し
てウエイト６４に取り付けられており、ボール６９は、
インプリント６８中に位置して、スプリング手段６５に
より付与される力が、前述の所定の力未満である限りそ
こに留まる。勿論、インプリントは、その代わりにウエ
イト上に形成でき、ボールは、駆動手段上に取り付ける
ことができる。

【００７５】図８から図１１において、駆動手段６６
は、２つの分岐部を備えるレバーによって象徴され、レ
バーは、２つの分岐部の間の連結部に位置決めされてい
る軸７０の周りで連接されている。図８から図１１を簡
略化するため、軸７０はシェル５１に対して横切る方向
に示されているが、実際には、以下の実施例で説明する
ように、軸７０はシェル５１と平行である。

【００７６】図８から図１１には示されていないが、レ
バー６６を、従ってこのレバーと協働するロッカー１６
を初期位置に戻すための再活動手段が設けられており、
レバー６６を初期位置に戻すことで解除可能な連結手段
６７が係合する。従って、図８に示すように自動的に静
止位置に戻る。

【００７７】図１２の曲線７１は、発信回路１４の電流
−電圧特性を示す。前述のように、回路１４が動作を開
始する供給電圧の閾値は１Ｖであり、回路１４は、２ｍ
Ａの電流を消費し、これは５００Ωの入力抵抗に相当す
ることが分かる。

【００７８】入力電圧が３．３Ｖ程度の場合、回路１４
によって消費される電流は実質的に８ｍＡに等しく、こ
の動作点において入力抵抗は実質的に４００Ωに等し
い。つまり、発信回路１４の入力抵抗は実質的に一定に
保持され、回路が消費する電力は、端子３２と３３との
間の電圧に比例することが分かる。

【００７９】前述のように、図１３に示される曲線７２
は、図４に示した曲線４５と類似しているが、モデル化
によって得られた発信回路の入力端子での電圧変動では
なくオシロスコープ手段によって計測された電圧変動を
示している。

【００８０】曲線７２は、曲線４５と同じ全体形状であ
るが、基本的に、規則的な機械的作用２１が、実際に
は、図３及び図４に基づくモデルに関して想定されたも
のより弱いので、到達最大値は２Ｖに過ぎない。曲線７
１に示すように、この２Ｖの最大電圧において、発信回
路１４は４ｍＡ程度の電流を消費する。

【００８１】従って、回路１４の入力端子が曲線７３に
示す電圧変動の影響を受ける場合、回路の入力抵抗Ｒ
は、実質的に５００Ωを保持する。この実験計測に関し
て、キャパシタ３１の静電容量Ｃは、実際に３０μＦで
あったので、時間定数ＲＣは１５ｍｓである。

【００８２】図５を参照して示すように、圧電素子１８
の端子２２及び２３に同時に現れる対応する電圧の主要
周波数は、４．６ｋＨｚであった。従って、項ＲＣｆは
６９に等しい。従って、良好な平滑化は、前記静電容量
のキャパシタ３１によってもたらされる。

【００８３】前述のように、装置５０は、リーフスプリ
ング６２が構成するスプリング手段によってフレーム６
３上に取り付けられるので、装置５０は、フレームに対
して振動し、衝撃式ウエイト６４に一定間隔で衝撃を与
え、発信器１９を再度活性化する。

【００８４】一方では、曲線７２の最大値は２Ｖに過ぎ
ないので、規則的な機械的作用２１が図１３に示す曲線
を生成する実験時よりも強い条件下で、図５に包絡線が
示される交流電圧が記録される実験を行い、他方では、
装置５０の質量を考慮して、リーフスプリング６２の剛
性が、ウエイト６９に対する跳ね返りが記録された曲線
に対して実質的に何の影響も与えない、図５に対応する
実験を行ったことに留意されたい。

【００８５】他方では、曲線７２を生成した実験は、リ
ーフスプリング７２の剛性及び装置５０の質量が、装置
５０を衝撃式ウエイト６４から約７．４ｍｓの時間でも
って跳ね返らせる条件下で行った。発生した第１の跳ね
返りは、回路１４の端子における電圧に対して僅かに影
響を与え、ここでは局部的なピーク７３が現れるに過ぎ
なかった。そのような条件下で発生した第２の跳ね返り
は、曲線７２に何の影響も与えなかった。

【００８６】しかし、第３及び第４の跳ね返りは、曲線
７２の上昇部分７４と７５に示すように、発信回路の端
子における電圧が、電圧上昇を可能にするために十分に
下降した場合に発生した。第５及びそれに続く跳ね返り
は、圧電素子１８の端子２２と２３における電圧を上昇
させたが、曲線７２を高めるほどの強さではなかった。

【００８７】以下に、無線電気器具の現実的な装置を説
明する。図１４及び図１５に示すように、器具２は、従
来型の表面実装式電気設備スイッチの形態であって、壁
面に固定されるようになっている基部８０、基部８０に
クリップ留めされるようになっている機構部８１、基部
８０にクリップ留めされ、機構部８１を取り囲むフレー
ム８２、及びフレーム８２の前面でアクセス可能であり
機構部８１と協働するロッカー１６を備えている。

【００８８】従来方式では、ロッカー１６を操作するた
めに、３ミリメートルほど動かすのにせいぜい３ニュー
トン（Ｎ）の力、即ちせいぜい９ミリジュール（ｍＪ）
のエネルギーを付与すれば十分である。従って、アクシ
ョン１５はこの種の力の付与に相当する。

【００８９】基部８０には、壁面に固定するための固定
用長円孔８３が各々のコーナーに設けられている。機構
部８１は、基部８０の２つの対辺上の２つの弾性変形可
能なクリップ８４と、機構部８１上の２つの結合ラグと
によって基部８０にクリップ留めされる。フレーム８２
は、基部８０上の４つの弾性ラグ８６によって基部８０
にクリップ留めされ、各々は、フレーム８２上のデテン
ト（図示せず）と協働するようになっている。

【００９０】ロッカー１６を傾斜可能に機構部８１へ取
り付けるために、ロッカー１６は、各々が一辺の略中央
に配置されている２つの対向するフック８７を含み、各
々のフック８７は、機構部８１の対応する円筒形支持面
８８にクリップ留めされるようになっている。つまり、
器具２は、器具では一般的である基部８０及びフレーム
８２を利用して従来式に構成されており、この器具２に
特有の構成要素は、機構部８１及びロッカー１６であ
り、両者は、いわゆる複合機構部を形成する。

【００９１】特に、図１６及び図１７に示すように、機
構部８１は、図７から図１１に図式的に示されるフレー
ム６３を含み、フレームは略矩形であり、２つの対辺の
それぞれ１つに配置されている２つの直立支持部９１を
有する後部９０を含み、支持部９１は、頂部において、
ロッカー１６のフック８７がクリップ留めされる支持面
８８を備え、軸９３（図１７）方向に向けられているロ
ッド９２を支持するので、ロッカーは、クリップ留め後
に軸９３を支点として傾斜することができる。

【００９２】後部９０には、凹部８９が形成されてお
り、ここには整流システム２６、キャパシタ３１、及び
発信回路１４を含む電気回路９４が組み込まれている。
装置５０、リーフスプリング６２、及びブロック６０で
形成される連結体は、スペーサ９５によってフレーム６
３の後部９０に固定されており、スペーサは、装置５０
を後部９０から十分に離して保持して、装置５０がその
作動に必要な動きを達成できるようになっている。

【００９３】同様に、部材５０は、２つのリーフスプリ
ング６２によって、フレーム６３に対向して弾性的に取
り付けられ、衝撃式ウエイト６４は、２つのリーフスプ
リング６５によって（図１７参照）フレーム６３上に取
り付けられており、各々のリーフスプリング６５は、そ
れぞれの端部において、衝撃式ウエイト６４と固定ブロ
ック９７とにネジ９８によってしっかりと固定されてい
る。

【００９４】駆動レバー６６は、支持部９９の頂部に取
り付けられているので、軸７０の周りを回転することが
でき、軸７０は、前述のように装置５０を横切って配置
されておらず（この説明は、図８から図１１において簡
略化のために行った）、実際には、装置５０と平行、即
ち短軸５２及び長軸５３を含む平面に平行であり、それ
自体は、フレーム６３の後部９０の全体方向に平行であ
る。

【００９５】特に、図１８及び図１９に示すように、レ
バー６６は、端部が支持部９９に回転可能に取り付けら
れている管状部１００に加えて、管状部１００を横切っ
てむけ方向づけされているアングルブラケットを含み、
２つの分岐部１０１と１０２との間の接続部でブラケッ
トに連結される。

【００９６】図１５から図１８に示す静止状態におい
て、分岐部１０２は、フレーム６３の後部９０を横切る
方向に向けられ、衝撃式ウエイト６４に向かい合う各々
のリーフスプリング６５の間に配置されており、衝撃式
ウエイト６４に取り付けられているスプリング付勢ボー
ル６９は、インプリント６８に係合されている。この静
止位置では、分岐部１０１は、フレーム６３の後部９０
に対して実質的に平行に向き、支持フィンガー１０３
は、ロッカー１６（図２０参照）の内側から分岐部１０
１の方向へ突出している。

【００９７】図２１にわかり易く図式的に示すように、
ロッカー１６の突出面が押し下げられると、即ち軸９３
に対してフィンガー１０３が取り付けられている面が押
し下げられると、リーフスプリング６５の作用に逆らっ
て、レバー６６は、軸７０の周りに矢印１０４で示す方
向、即ち衝撃式ウエイト６４を向かい合うウエイト５６
から離す方向へ回動される。

【００９８】前述のように、スプリング６５によってウ
エイト６４に付与される力が、ボール６９に付与された
スプリング付勢力とインプリント６８の傾斜路の勾配と
によって予め定められた閾値に達すると、ボール６９
は、スプリングを備えるウエイトの内側方向に弾性的に
移動するので、ウエイト６４は解除されて装置５０に衝
撃を与える。

【００９９】管状部１００の端部を支持部９９に取り付
けるための手段は、レバー６６を、図２１の矢印１０５
によって示される方向、即ち矢印１０４によって示され
る方向と反対方向にスプリング付勢する捻りバネ（図示
せず）を含み、これらのスプリング戻し手段は、レバー
６６を、分岐部１０１がフィンガー１０３を圧迫し、ロ
ッカー１６が軸９３に対してフィンガー１０３と反対側
でフレーム８１に当接される初期位置に戻し、レバー６
６は、初期位置に戻ると同時に解除可能な連結手段を係
合する、即ちボール６９を再度インプリントに入れる。

【０１００】一般的に、器具２において、衝撃式ウエイ
ト６４、リーフスプリング６５、及び駆動レバー６６
は、ロッカー１６及び機構部８１の厚みによって、更に
一般的には器具２の厚みによって、ロッカーと、該ロッ
カーから離れている後部９０との間に配置される。リー
フスプリング６５によって案内されている衝撃式ウエイ
ト６４がたどる経路は、実質的に一直線であり、短軸５
２と同様に、フレーム６３の後部９０に平行である。

【０１０１】以下に、図２２に示す機構部８１の変形例
１８１を説明する。同じ部品には１００を加えた符号が
使用されている。一般的に、圧電能動装置１５０は、装
置３４と同様であるが、シェル１５１の短軸の頂点１５
５の一方に、本実施例では図２２の底部の頂点に固定さ
れているウエイト５６と同様の局部的なウエイト１５６
を含む。

【０１０２】機構部１８１のフレーム１６３は、フレー
ム６３と同様であるが、フレーム６３のスペーサ９５の
位置でフレーム１６３の残余部に連結されている剛性ビ
ーム３００を含み、ビーム３００は、電気回路１９４上
方にその接続領域を超えて、片持ち梁の形態で延びてい
る。

【０１０３】装置１５０は、図２２の上端にある短軸の
頂点１５５を剛性ビーム３００に対してネジ留めするこ
とによってフレーム１６３に取り付けられる。従って、
装置５０では、各々の短軸の頂点が装置に対して移動可
能にフレーム上に取り付けられているが、装置１５０で
は、フレームに取り付けられている１つの短軸の頂点１
５５をもつが、シェル１５１がウエイト１５６に取り付
けられる他の短軸の頂点は、フレーム１６３に対して動
くことができる。

【０１０４】衝撃式ウエイト１６４は、ウエイト１５６
に衝撃を与えるように、ウエイト６４と全く同じ方法で
制御される。シェル１５１とウエイト１５６によって形
成されている装置１５０の機械的インターフェースは、
衝撃の後で圧電素子１１８が、前述のように、装置５０
の周波数よりも低い周波数の装置１５０の共振運動を反
映する交流電圧を生成し、電気回路１９４は、この交流
電圧の特性に適合されている。

【０１０５】回路１４によって発信される信号は、本実
施例では無線信号であるが、電磁波によって伝達される
他の任意の信号と置き換え可能であることに留意された
い。

【０１０６】図示されていない１つの変形例において、
シェル５１及びウエイト５６、更にリーフスプリング６
２及び固定ブロック６０は、ネジ留め以外に、特に、接
着又は溶接によって組み立てるか、又は一体成形でき、
シェル１５１及びウエイト１５６も同様である。図示さ
れていない他の変形例において、電気回路は異なってお
り、特に、整流システム２６は、他の形式の整流回路、
例えば、半波整流器又は電圧逓倍器と置き換え可能であ
る。

【０１０７】図示されていない他の変形例において、無
線器具２は、例えば、自動車のドア、門又はガレージド
アを開けるためのリモート制御、又は、例えばロッカー
１６上に又は他の携帯式トリガー部材上に付与されるア
クション１５と同様の、周期性の連続アクションで短時
間の信号を発信するためのセンサ又は素子といったリモ
ート装置以外の装置を構成することもできる。

【０１０８】図示されていない別の変形例において、回
路１４は、電磁波によって伝達されるいかなる信号も発
信しない、別の形式の直流消費要素によって置き換え可
能であり、例えば、振り子式機構部によって一定間隔で
付与されるアクション１５を利用する時計用モータ、又
はカウンタ機能を果たす不揮発性メモリを含む回路であ
り、その場合アクション１５は、道路を通過する自動車
等のカウントされるべき事象を代表する動作によって置
き換えられ、不揮発性部材に応答指令信号を送る手段
は、その内容を読み込むために更に提供される。

【０１０９】状況に応じて他の多くの変形例が実現可能
であり、この点に関しては、本発明は、説明して示した
実施例に限定されるものではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムの概略図であり、一方では、
発信回路を有する無線電気回路を含み、他方では、電源
及びスポットライトに接続され、無線器具によって発信
された信号を関数としてスポットライトを制御するため
の受信回路を有する電気器具を含む。

【図２】圧電素子と、圧電素子が配置された実質的に楕
円形状のシェルとを含む、従来技術の圧電能動装置の斜
視図である。

【図３】種々の仮説に基づく数学的モデルから得られ
た、図１に示す無線器具の電気回路のグラフであり、圧
電素子が、装置が規則的な機械的作用によって共振させ
られた時間からの、図２に示す圧電能動素子の圧電素子
が受ける形式の機械的励起振動を受ける場合に、横軸に
プロットされた時間関数として、圧電素子の端子及び発
信回路の電力供給端子において縦軸にプロットされた電
圧がどのように変化するかを示す。

【図４】縦軸を拡大して、発信回路の端子の電圧がどの
ように変化するかを示すグラフである。

【図５】オシロスコープの計測値から直接得られる同様
のグラフであり、図１の無線器具の圧電素子端子におけ
る、装置の圧電能動装置が規則的な機械作用によって共
振させられた時間からの、電圧変動曲線の包絡線を示
す。

【図６】図２と同様の斜視図であり、図１の無線器具を
備える圧電能動装置を示す。

【図７】図６に示す圧電能動装置、フレーム上に固定さ
れる装置、及び図１に示す装置のロッカー上にアクショ
ンを付与する場合に、装置のウエイトの１つに衝撃を与
えるようになっている衝撃式ウエイトとから形成される
機械システムの概略図である。

【図８】本システムの別の概略図であり、衝撃式ウエイ
ト及び協働する打撃手段の動きを示し、図６に示す装置
が、衝撃式ウエイトによって衝撃を与えられた後にどの
ように変形するかを示し、特に、静止位置を詳細に示
す。

【図９】本システムの別の概略図であり、衝撃式ウエイ
ト及び協働する打撃手段の動きを示し、図６に示す装置
が、衝撃式ウエイトによって衝撃を与えられた後にどの
ように変形するかを示し、特に、衝撃式ウエイトの活動
位置を詳細に示す。

【図１０】本システムの別の概略図であり、衝撃式ウエ
イト及び協働する打撃手段の動きを示し、図６に示す装
置が、衝撃式ウエイトによって衝撃を与えられた後にど
のように変形するかを示し、特に、衝撃位置を詳細に示
す。

【図１１】本システムの別の概略図であり、衝撃式ウエ
イト及び協働する打撃手段の動きを示し、図６に示す装
置が、衝撃式ウエイトによって衝撃を与えられた後にど
のように変形するかを示し、特に、衝撃式ウエイトによ
って付与された衝撃の結果として、圧電能動装置がフレ
ームに対して共振及び振動する位置を詳細に示す。

【図１２】図１に示す無線装置の発信回路の電流−電圧
特性を示すグラフである。

【図１３】図１に示す無線装置の発信回路の電力供給端
子において、オシロスコープの計測値から直接得られた
図４と同様のグラフである。

【図１４】図１に図式的に示す無線器具の斜視図であ
る。

【図１５】図１に図式的に示す無線器具の組立分解図で
ある。

【図１６】器具の機構部のみを示す拡大図である。

【図１７】機構部の立面図である。

【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿った断
面図である。

【図１９】打撃手段のレバーの斜視図であり、機構部の
ロッカーと衝撃式ウエイトとの間に設けられる。

【図２０】図１５のＸＸ−ＸＸ断面におけるロッカーの
立面図である。

【図２１】ロッカー及びレバーで形成される機構部シス
テムの概略図である。

【図２２】図１７と同様の、無線器具の機構部の変形例
である。

【図２３】図７と同様の、図２２の機構部の概略図であ
る。

【符号の説明】

１８ 圧電素子 １９ インターフェース ５０ 圧電能動装置 ５１ シェル ５２ 短軸 ５３ 長軸 ５４ 頂点 ５５ 頂点 ５６ ウエイト ５７ ボア ５８ 座ぐり ５９ ネジ孔 ６０ 固定ブロック ６１ ボア ６２ リーフスプリング

フロントページの続き (72)発明者 コージ ジャン ピエール フランス 87430 ベルネイュ シュール ビエンヌ ル オー フェリクス (72)発明者 バリロ フランソワ フランス 38100 グルノーブル アヴニ ュ ジャン ペロ 147 (72)発明者 クレサン フランク フランス 38240 メイラン アレー ド ゥ マレ ６ (72)発明者 デバルノ ミゲル フランス 38190 ブリグノー リュ デ ュ ラ ペピニエール 407 Ｆターム(参考） 5D107 AA01 BB09 DD01 DD11 DE01

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子（１８、１１８）と、実質的に
   閉じたプロファイルの弾性変形可能なシェル（５１、１
   ５１）であって前記圧電素子（１８、１１８）がその内
   に配置されるようなシェルと、を含む圧電能動装置の使
   用方法であって、 前記圧電素子（１８、１１８）の端子（２２、２３）
   を、交流電力を受け取るようになっている電気回路（９
   ４、１９４）の入力端子（２４、２５）へ接続する段階
   と、 前記電気回路（９４、１９４）へ電力を供給するため
   に、前記装置（５０、１５０）上に規則的な機械的作用
   （２１）を付与して自由に共振させ、前記規則的な機械
   的作用（２１）に続いて、前記圧電素子（１８、１１
   ８）が、前記端子（２２、２３）の間に、従って、前記
   回路（９４、１９４）の入力端子（２４、２５）間に交
   流電圧を生成する段階と、を含むことを特徴とする圧電
   能動装置の使用方法。
2. 【請求項２】 前記弾性変形可能なシェル（５１、１５
   １）は、ペアを組んで対向する４つの頂点（５４、４
   ４、１５４、１５５）、即ち短軸の２つの頂点（５５、
   １５５）及び長軸の２つの頂点（５４、１５４）を備え
   る楕円形状を有し、前記長軸の２つの頂点（５４、１５
   ４）の間の距離が前記短軸の２つの頂点（５５、１５
   ５）の間の距離よりも長く、前記圧電素子（１８、１１
   ８）は、前記シェル（５１、１５１）に前記長軸の２つ
   の頂点（５４、１５４）の間で配置され、前記圧電能動
   装置（５０、１５０）は、短軸の頂点（５５、１５５）
   において前記シェル（５１、１５１）へ固定され、質量
   が前記シェル（５１、１５１）の質量よりも大きい局部
   的なウエイト（５６、１５６）を更に含むことを特徴と
   する請求項１に記載の使用方法。
3. 【請求項３】 前記ウエイト（５６、１５６）の質量
   は、前記シェル（５１、１５１）の質量の４倍よりも大
   きいことを特徴とする請求項２に記載の使用方法。
4. 【請求項４】 前記装置（５０、１５０）は、各々の短
   軸の頂点（５５）において前記シェル（５１）へ固定さ
   れることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に
   記載の使用方法。
5. 【請求項５】 各々のウエイト（５６）の質量は、実質
   的に等しいことを特徴とする請求項４に記載の使用方
   法。
6. 【請求項６】 前記規則的な機械的作用（２１）は、前
   記圧電素子（１８、１１８）以外の位置において、前記
   装置（５０、１５０）上へ付与されることを特徴とする
   請求項１から５のいずれか１項に記載の使用方法。
7. 【請求項７】 前記規則的な機械的作用（２１）は、ウ
   エイト（５６、１５６）の位置において、前記装置（５
   ０、１５０）上へ付与されることを特徴とする請求項２
   から５のいずれか１項に記載の使用方法。
8. 【請求項８】 圧電素子（１８、１１８）及び閉じたプ
   ロファイルの弾性変形可能なシェル（５１、１５１）を
   備え、前記圧電素子（１８、１１８）が、前記シェル
   （５１、１５１）内に配置されている圧電能動装置（５
   ０、１５０）と、 交流によって電力を供給するようになっており、前記圧
   電素子（１８、１１８）の端子（２２、２３）に接続さ
   れている入力端子（２４、２５）を備える電気回路（９
   ４、１９４）と、 前記電気回路（２０、１９）に電力を供給するために、
   前記装置（５０、１５０）に対して規則的な機械的作用
   （２１）を付与するための手段（９４、１９４）と、を
   含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に
   記載の使用方法を実行するための電気器具。
9. 【請求項９】 前記装置（５０、１５０）の前記弾性変
   形可能なシェル（５１、１５１）は、ペアを組んで対向
   する４つの頂点（５４、４４、１５４、１５５）、即ち
   短軸の２つの頂点（５５、１５５）及び長軸の２つの頂
   点（５４、１５４）を備える楕円形状を有し、前記長軸
   の２つの頂点（５４、１５４）の間の距離が前記短軸の
   ２つの頂点（５５、１５５）の間の距離よりも長く、 前記装置（５０、１５０）の前記圧電素子（１８、１１
   ８）は、前記シェル（５１、１５１）に前記長軸の２つ
   の頂点（５４、１５４）の間で配置され、 前記装置（５０、１５０）は、短軸の頂点（５５、１５
   ５）において前記シェル（５１、１５１）へ固定され、
   質量が前記シェル（５１、１５１）の質量よりも大きい
   局部的なウエイト（５６、１５６）を更に含むことを特
   徴とする請求項８に記載の器具。
10. 【請求項１０】 前記ウエイト（５６、１５６）の質量
    は、前記シェル（５１、１５１）の質量の４倍よりも大
    きいことを特徴とする請求項９に記載の器具。
11. 【請求項１１】 前記シェル（１５１）の前記短軸（１
    ５５）の頂点の１つが取り付けられるフレーム（６３）
    を含み、他の前記短軸の頂点は、前記シェル（１５１）
    がウエイト（１５６）に固定される位置において、前記
    フレーム（１６３）に対して移動可能であることを特徴
    とする請求項９又は１０のいずれか１項に記載の器具。
12. 【請求項１２】 前記シェル（１５１）及び前記ウエイ
    ト（１５６）によって形成される連結体は、一体成型さ
    れることを特徴とする請求項１１に記載の器具。
13. 【請求項１３】 前記長軸の２つの頂点（５５）の各々
    において、前記シェル（５１）に固定されるウエイト
    （５６）を含むことを特徴とする請求項９又は１０のい
    ずれか１項に記載の器具。
14. 【請求項１４】 前記ウエイト（５６）は、全て実質的
    に同じ質量であることを特徴とする請求項１３に記載の
    器具。
15. 【請求項１５】 前記装置（５０）が取り付けられるフ
    レーム（６３）を含み、前記シェル（５１）の各々の短
    軸の頂点（５５）が、前記フレーム（６３）に対して移
    動可能であることを特徴とする請求項１３又は１４のい
    ずれか１項に記載の器具。
16. 【請求項１６】 前記装置（５０）を前記フレーム（６
    ３）に取り付けるために、少なくとも１つのウエイト
    （５６）が、スプリング手段（６２）により前記フレー
    ム（６３）に連結されることを特徴とする請求項１５に
    記載の器具。
17. 【請求項１７】 各々のウエイト（５６）が、他の前記
    ウエイト（５６）のリーフスプリング（６２）に対して
    平行に配置されている同一のリーフスプリング（６２）
    によって前記フレーム（６３）に連結されることを特徴
    とする請求項１６に記載の器具。
18. 【請求項１８】 前記シェル（５１、１５１）、２つの
    前記ウエイト（５６）、及び各々のリーフスプリング
    （６２）によって形成される前記連結体は、一体成型さ
    れることを特徴とする請求項１６又は１７のいずれか１
    項に記載の器具。
19. 【請求項１９】 前記フレーム（６３、１６３）に対し
    て案内されており、前記ウエイト（１５６）又は前記シ
    ェル（５１、１５１）に取り付けられた前記ウエイト
    （５６）の１つに衝撃を与えるようになった衝撃式ウエ
    イト（６４、１６４）を含むことを特徴とする請求項１
    １から１８のいずれか１項に記載の器具。
20. 【請求項２０】 前記衝撃式ウエイト（６４、１６４）
    は、前記活性化手段（２０）の一部であり、前記ウエイ
    トに衝撃を与えるために、更に、 衝撃を与える必要がある前記シェルのウエイト（５６、
    １５６）上の衝撃位置の方向に、前記衝撃式ウエイト
    （６４、１６４）をスプリング付勢するためのスプリン
    グ手段（６５、１６５）と、 前記衝撃式ウエイト（６４、１６４）の前記スプリング
    手段（６５、１６５）に抗して、前記衝撃式ウエイトを
    静止位置から活動位置まで動かすよう作用する駆動手段
    （１６、６６、１６、１６６）と、 前記活動位置に達すると、前記衝撃式ウエイト（６４、
    １６４）を解除して、その後、前記衝撃式ウエイトを前
    記衝撃位置まで駆動する前記スプリング手段（６５、１
    ６５）によって加速されるようになっている、前記駆動
    手段と前記衝撃式ウエイト（６４、１６４）との間を解
    除可能な連結手段（６８、６９）と、を含むことを特徴
    とする請求項１９に記載の器具。
21. 【請求項２１】 前記静止位置と前記衝撃位置とが同じ
    であることを特徴とする請求項２０に記載の器具。
22. 【請求項２２】 前記衝撃式ウエイト（６４、１６４）
    の質量は、衝撃を与える前記シェルウエイト（５６、１
    ５６）の質量と実質的に同じであることを特徴とする請
    求項１９から２１のいずれか１項に記載の器具。
23. 【請求項２３】 前記電気回路（９４、１９４）は、 グラッツ（Ｇｒａｔｚ）ブリッジの４つのダイオードに
    よって形成され、全波整流を行うようになっており、入
    力端子（２４、２５）が前記電気回路（９４、１９４）
    の入力端子を形成し、従って前記圧電素子（１８、１１
    ８）の前記端子（２２、２３）に接続されている整流シ
    ステムと、 前記整流システムの出力端子（２７、２８）に接続され
    ているキャパシタ（３１）と、 交流によって電力が供給されるようになっており、電力
    供給端子（３２、３３）が前記整流システム（２６）の
    前記出力端子（２７、２８）に接続されており、前記キ
    ャパシタ（３１）と並列である回路（１４）と、を含む
    ことを特徴とする請求項８から２２のいずれか１項に記
    載の器具。
24. 【請求項２４】 直流によって電力が供給されるように
    なっている前記回路（１４）は、実質的に一定の入力抵
    抗Ｒを有し、前記キャパシタ（３１）は静電容量Ｃを有
    し、ＲをΩで、ＣをＦで表す場合、項ＲＣは、所定の持
    続時間と実質的に等しく、直流電流によって電力が供給
    されるようになっている前記回路（１４）を作動可能に
    することを特徴とする請求項２３に記載の器具。
25. 【請求項２５】 前記電気回路は、前記圧電素子（１
    ８、１１８、１１８）から供給される電力でもって電磁
    波を発信するようになっている回路（１４）を含むこと
    を特徴とする請求項８から請求項２４のいずれか１項に
    記載の器具。
26. 【請求項２６】 電磁波を発信するための前記回路は、
    無線波を発信するための回路（１４）であることを特徴
    とする請求項２５に記載の器具。
27. 【請求項２７】 請求項２５又は２６のいずれか１項に
    記載の第１の器具と、前記第１の器具に含まれる発信回
    路（１４）によって発信される波を受信するようになっ
    ている受信回路（１１）を含む第２の器具（３）とを含
    むことを特徴とするシステム。
28. 【請求項２８】 前記第２の器具（３）は、前記電磁波
    の受信に応じて駆動されるようになっている電気制御手
    段（１２）を含むことを特徴とする請求項２７に記載の
    システム。
29. 【請求項２９】 前記電気制御手段は、切換手段（１
    ２）を含むことを特徴とする請求項２８に記載のシステ
    ム。
30. 【請求項３０】 スポットライト（４）を制御するため
    の、請求項２７から２９のいずれか１項に記載のシステ
    ムの使用方法。