充液式波纹管激活开关和由其制作的电压源、计时器和与其相关的方法
【专利说明】充液式波纹管激活开关和由其制作的电压源、计时器和与其 相关的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年10月3日提交的题为"充液式波纹管激活开关和由其制作的 电压源"的美国临时申请号61 /886，112的权益，其内容通过引用并入本文。
[0003] 版权及法律声明
[0004] 本专利文献的公开内容的一部分包含了受版权保护的材料。当专利文献或专利公 开内容W专利商标局专利文件或资料的形式出现时，本申请人并不反对任何人获取本专利 文献或专利公开内容的传真复印件，但是另一方面，本申请人无论如何都保留所有版权。进 一步地，没有对本文中所作出的第=方专利或文章的引用应该被解释为承认本发明不凭借 现有发明而在运样的材料之前授权。
【背景技术】
[0005] 本发明设及用于计时器(特别地，用于手表)的电气开关和小电池。
[0006] 计时器和手表中的电气开关经常受到与开关的部件之间的机械磨损和由于运种 磨损而经常导致的断裂或故障有关的问题困扰。
[0007] 通过示例的方式在文献 US4172251、US4036827、GB462978A、CN1054133A、 GB462978A和CN1054133A中描述各种类型的开关。运些设备的缺点非常大，并且在其中包括 许多有毒物质(诸如隶）。
[000引电池经常与低成本产品相关联，因此不适合于奢侈品。
[0009] 需要一种可靠的电气开关。需要一种具有创新的吸引力从而适合于奢侈产品的电 池。需要一种满足运两个上文所提及的需求的组合开关和电池。
【发明内容】
[0010] 提供一种用作开关并且W组合的形式用作电池的电气设备。该设备由管状外壳和 封闭管状外壳的柔性端结构构成。管状外壳具有不同金属导体的两个电极并且包含非混溶 流体和它们之间的弯液面。流体中的其中一种是导电流体，并且另一种是非导电流体。提供 给用户将弯液面位移跨过电极W打开或封闭它们之间的电流路径的装置。任选地，导电流 体是电解质，使得当电解质与两个电极接触时，该开关用作电池。
[0011] 本发明的目的是提供一种可靠的电气开关。
[0012] 本发明的另一目的是提供一种具有新颖的吸引力W便适用于奢侈产品的电压源。
[0013] 本发明的另一目的是提供一种满足运两个上文所提及的需求的组合开关和电池。
[0014] 在另一变型中，本发明提供一种包括本文中所描述的电气设备的计时器。
[0015] 在又一方面中，本发明提供了操作计时器的至少一部分的方法，包括:将弯液面位 移跨过电极W打开或封闭它们之间的电流路径。
[0016] 在又一实施例中，该方法还包括:通过将弯液面位移跨过至少两个电极来在手表 中提供电池功能性。
[0017] 在又一方面中，该方法还包括:将弯液面布置在手表上使得该弯液面对用户可见， 并且其中，弯液面提供电池功能性，而同时提供了有趣的视觉效果。
[0018] 在又一方面中，一种操作计时器的方法包括电气设备。该电气设备包括:管状外壳 和封闭该管状外壳的柔性端结构。管状外壳具有两个电极并且包含非混溶流体和它们之间 的弯液面。流体中的其中一种是导电流体，而流体中的另一种是非导电流体。
[0019] 在又一变型中，本发明提供一种手表，其包括使能机械地和流体地操作该手表的 所有部分的装置的机械部件，并且其中，对于光学效果，还提供了一种手表表盘的电驱动照 明器。手表表盘的光电驱动照明器通过将弯液面位移跨过电极W提供电池功能性的机械部 件的子系统通电。
[0020] 在又一变型中，手表还包括手表外壳。子系统的至少一部分和弯液面通过手表外 壳对用户直接可见。运样，该弯液面进一步同时提供对用户直接可见的视觉指示器功能性。
【附图说明】
[0021] 图IA是处于打开配置的本发明的电气设备的侧面剖视图。
[0022] 图IB是处于封闭配置的本发明的电气设备的侧面剖视图。
[0023] 图2是本发明的电气设备的备选实施例的侧面剖视图。
[0024] 图3是本发明的电气设备的又一实施例的侧面剖视图。
[0025] 图4是用于激活本发明的电气设备的双稳态柱塞的致动的渐进视图。
[0026] 本领域技术人员将理解，附图中的元件是出于简单和清晰而图示的，并且不一定 按比例绘制。例如，尺寸可W相对于其它元件进行放大，W帮助改善对本发明及其实施例的 理解。更进一步地，当术语'第一'、'第二'等在本文中使用时，它们的使用旨在区分类似的 元件，并不一定用于描述顺序或时间顺序。而且，说明书和/或权利要求书中的相对术语(像 '前'、'后'、'顶部'和'底部'等)不一定用于描述排他性的相对位置。因此，本领域技术人员 将理解，运样的术语可W与其它术语互换，并且本文中所描述的实施例能够W本文所图示 的或W其它方式所描述的方位W外的其它方位操作。
【具体实施方式】
[0027] 因为它们在本质上是示例性的，所W用来描述发明人从其申请日期起已知的本发 明的最佳模式的W下的描述不旨在W任何方式限制本发明。因此，在不偏离本发明的精神 和范围的情况下，可W对本文中所公开的示例性实施例中所描述的任意元件的布置和/或 功能作出改变。
[0028] 现在，参照图IA和图1B，提供了用作开关并且任选地用作电池的电气设备10。在一 个变型中，该电气设备10独立地用作开关。在另一个变型中，该电气设备10用作电池/开关 组合。在又一变型中，该电气设备10用作组合开关和电池。应当理解，系统还用一个或多个 (例如，多个)电气设备10描述。如此，在系统中提供多个独立开关、W及多个独立电池，其可 W在电气电路中任选地运转，并且用来致动一个或多个其它设备或计时器的部分。
[0029] 该设备10由管状外壳12(还在本文中使用一个或多个外壳）W及封闭一个或多个 管状外壳(多个)的柔性端结构20和30构成，该管状外壳12由绝缘材料制成。管状外壳12限 定基本上无阻碍毛细通道并且具有两个电极16和17(尽管本发明在一个变型中可W使用多 个电极对)并且包含非混溶流体14和15(在本发明的另一变型中，使用几组非混溶流体对） 和其间的弯液面19(任选地，其中使用几组非混溶流体对，提供多个弯液面）。流体(或任选 的流体对）中的其中一种是导电流体20(例如，隶或离子流体)并且流体(或任选的流体对） 中的另一种是非导电的非离子流体30(并且在本发明的另一变型中，可W任选地是一种或 多种气体）。在另一变型中，本发明使用无毒的和/或不含隶的流体。提供给用户用于将弯液 面19(或多个可选的弯液面)位移跨过电极16和17(或可选的电极对）W打开或封闭它们之 间的电流路径的装置。任选地，两个电极由金属或成分与电解质不同的金属导体制成，使得 当电解质与两个电极接触时，开关用作电池。在本文中使用各种电极和电解质组合物，并且 在上文所描述的系统中，不同的电解质组合物和电极对的组合用来在系统内提供变化的开 关能力。
[0030] 在一个实施例中，柔性端结构是波纹管20和30。在另一变型中，在本发明的系统中 使用多个波纹管对，每个波纹管对在系统内向各种子系统提供不同的功能性，例如，包括开 关能力和能量生成能力。在本发明中使用各种类型的波纹管，并且在一个变型中，波纹管20 和30的大小、构造和尺寸被设计成手风琴状结构。运些结构具有的益处是移动流体通过足 够的距离W高效启用处于非常紧凑的构造的整个系统的功能性。波纹管20和30被致动W将 弯液面19移动到电极的一侧或另一侧。在一个变型中，多个弯液面移动通过基本上无阻碍 的单个通道跨过各种组的电极对。在另一变型中，多个弯液面移动通过系统中的多个通道。 在又一变型中，单个子系统单独或与包括如本文中所描述的移动通过单个通道的多个弯液 面的另一子系统组合包括单个弯液面和弯液面在单个通道内的运动。因此，系统的各种结 构配置支持运些变型W及本文中所描述的本发明的各种方法，例如，包括单独或组合使用 本文中所描述的子系统中的一个或多个的能量生成方法和/或开关方法。
[0031] 在一个实施例中，波纹管20,30由金属或金属材料（诸如通过示例的方式，儀或 Nitinol⑥），其增强了设备10的质量和设备10的功能性的感知。儀铁(NiTi)在可W在本发 明中使用的形状记忆合金的类别中。材料中的热弹性马氏体相变负责其非凡的特性。 NitinoKtm)特性包括形状记忆效应、超弹性和高阻尼能力。NiTi形状记忆合金的运些技术 特性可W通过成分改变、机械加工和热处理进行修改到很大的程度W获得本文中所描述的 波纹管的不同特性。形状记忆是具有"记住"在允