JP3717278B2

JP3717278B2 - 傾斜センサ

Info

Publication number: JP3717278B2
Application number: JP20132497A
Authority: JP
Inventors: 康徳佐々木; 正我妻
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-07-28
Also published as: CN1211055A; MY133035A; JPH1145626A; CN1068696C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型のスイッチ装置に係わり、例えば、該装置本体を傾斜させることによりスイッチ回路がＯＮ／ＯＦＦされる傾斜センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の傾斜型センサを図８〜図１０を基に説明する。
まず、図８の分解斜視図に示すように、外部の機器、例えば腕時計（図示せず）等のモジュール１に、中央部が分離された一対の配線パターン２、２が形成され、該配線パターン２、２が分離された部分には、一対の固定接点３、４が所定の隙間を形成し、互いが対向分離して半田付け等により取り付けられている。
前記一対の固定接点３、４は金属材料から成る成形ブロック部材で形成され、それぞれ接触端子部３ａ、４ａと取付固定部３ｂ，４ｂとから構成されている。
また、図８に示す前記接触端子部３ａ、４ａには、図示右側の一端３ｆ、４ｆを低く、図示左側の他端３ｇ、４ｇを高くした傾斜面３ｃ、４ｃが形成されている。
そして、前記接触端子部３ａ、４ａには対向面３ｄ、４ｄが形成され、該対向面３ｄ、４ｄと前記傾斜面３ｃ、４ｃとが接するそれぞれのコーナ部には該コーナー部を面取りしたような、レール状の一対の接点部３ｅ、４ｅが研磨加工等により形成され、このレール状の接点部３ｅ、４ｅが所定の隙間を形成して互いに対向して、略Ｖ字状に形成されている。
このレール状の接点部３ｅ、４ｅには金メッキ等により導電性の良い被膜が形成されている。また、前記レール状の接点部３ｅ、４ｅ以外の接触端子部３ａ、４ａの表面には絶縁性の被膜が形成されている。
【０００３】
また、前記モジュール１上には、外形が略直方体で周囲に側板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが形成され、内部が縦方向に貫通して開放された樹脂材料等から成る筺体５が配設されている。そして、この開放された筺体５の内部に前記一対の固定接点３、４を収納して、前記筺体５の下面がモジュール１に接着剤等により取り付けられている。
また、図１０に示すように、筺体５内部の図示右側には、前記一対の固定接点３、４の一端３ｆ、４ｆと筺体５の一方の側板５ａとに挟まれた空間部６が形成されている。
この空間部６には鋼球等からなる球状の可動接点７が移動可能に配設され、前記筺体５が水平状態の時には、前記空間部６に可動接点７が図９に示すように左右方向に移動可能に収納されている。
また、前記筺体５の上部には該筺体５の上部を蓋閉する樹脂材料等から成るカバー８が接着剤、あるいは超音波溶接等で取り付けられた構成になっている。
【０００４】
前述のような構成の従来の傾斜型センサの動作を説明すると、図１０に示すような筺体５が水平状態にある時は、可動接点７が前記筺体５内部の空間部６に移動可能に収納されている。
そして、図１０に示す前記筺体５の図示左側の側板５ｃ側を矢印Ａ方向の下方に傾斜させると、可動接点７が前記一対のレール状の接点部３ｅ、４ｅに乗り上げ、一対の固定接点３、４が可動接点６を介して電気的に接続されるようになっている。
そして、可動接点６がレール状の接点部３ｅ、４ｅ上を移動している間、一対の固定接点３、４が電気的に接続されている。
【０００５】
そして、この従来の傾斜型センサを腕時計（図示せず）等に用いる場合は、前記一対の固定接点３、４の一端３ｆ、４ｆ側を腕時計の文字盤の１２時方向に、また、前記一対の固定接点３、４の他端３ｇ、４ｇ側を腕時計の文字盤の６時方向になるように、傾斜センサを腕時計のモジュール１に取り付ける。
前記のような傾斜センサが取り付けられた腕時計におより時刻を確認したいときは、腕時計の文字盤の６時方向を下方に傾けると、可動接点６が前記一対のレール状の接点部３ｅ、４ｅに乗り上げ、該接点部３ｅ、４ｅが電気的に導通する。すると、前記腕時計に内蔵されている発光素子（図示せず）が点灯して、文字盤が液晶の場合だと発光素子がバックライトとなり、周囲が暗くなっていても文字盤を読み取ることができる。
また、操作者が時計を見ない通常状態においては、可動接点７の動きを制限するものがないため、操作者の自由な腕の動きにより、可動接点７は筺体５内部を自由に動き回り、一対のレール状の接点部３ｅ、４ｅに接したり離れたりして、前記発光素子が頻繁に点灯を繰り返すムダな状態になっている。
この通常状態で発光素子が頻繁に点灯する無駄を改善するため、従来の傾斜センサでは、前記可動接点７が一対のレール状の接点部３ｅ、４ｅに接触している時間が１／４秒以内の場合は前記発光素子が点灯しないように、図示しないＬＳＩ等からなる点灯時間制御回路を組み込んで、発光素子が頻繁に点灯しないように制御するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の傾斜センサを腕時計等に用いる場合、腕時計の自由な動きで球状の可動接点７が頻繁に固定接点３、４の一対の接点部３ｅ、４ｅに接触し、発光素子が頻繁に点灯を繰り返すムダな状態になっていた。このムダな点灯を防止するために、ＬＳＩ等から成る点灯時間制御回路を組み込んでいたので、従来の傾斜センサがコストアップになる問題があった。
【０００７】
また、前記可動接点７は筺体内部５内部の空間部６で図９に示す左右方向に移動自在なので、可動接点７が右の側板５ｂ、あるいは左の側板５ｄに接するような位置にあるときに、筺体５を図１０に示す矢印Ａ方向に傾斜させると、可動接点７は絶縁被膜が形成されている傾斜面３ｃ、４ｃ上に位置して、一対の接点部３ｅ、４ｅを電気的に接続させることができない問題があった。
【０００８】
また、前記傾斜面３ｃ、４ｃのコーナー部を面取りして一対の接点部３ｅ、４ｅをレール状に形成し、この接点部３ｅ、４ｅに金メッキ行い、その他の部分は絶縁性の被膜を形成していたので、固定接点３、４の製造が複雑になり、従来の傾斜センサが更にコストアップになっていた。
また、前記固定接点３、４を接触端子部３ａ、４ａと取付固定部３ｂ、４ｂとで形成し、これらを配線パターン２、２に半田付けし、その上から筺体５をかぶせ、該筺体５をモジュール１に接着剤等で接着していたので、部品点数が多く、且つ組立工数が多くなり生産性が悪かった。
【０００９】
また、前記カバー８を樹脂材料で形成し筺体５に接着剤、あるいは超音波溶接等で取り付けていたので、接着剤が筺体５の内部に流れたり、超音波溶接で樹脂の溶接屑が筺体５の内部に発生したりして、可動接点７の表面が汚れたり、前記一対のレール状の接点部３ｅ、４ｅの表面が汚れたりして、可動接点７とレール状の接点部３ｅ、４ｅとの電気的接触の信頼性が劣る問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段として本発明の傾斜センサは、底板と側板とからなり上方に蓋体が取り付けられた筺体と、該筺体内に移動可能に収納されている外形が球状の可動接点と、該可動接点を筺体内の一方側に仮保持する円弧状に形成されたホームポジションと、前記筺体内の他方側に前記可動接点の直径寸法未満の隙間をもって配設された一対の接点部を有する固定接点と、前記筺体の底板に前記可動接点を前記ホームポジションから前記一対の接点部まで案内する案内部とを備え、前記案内部は、前記底板から筺体内部に突出形成され、一端が前記ホームポジション近傍に位置し、他端は前記一対の接点部を有する固定接点の間の近傍に位置させ、前記底板から突出する前記他端側の高さを前記一端側の高さより高くし、前記案内部の表面を所定角度傾斜させて形成し、前記可動接点が前記ホームポジションにある時は、前記案内部の一端と前記底板と前記筺体の一方の側板の円弧状に形成された内面とで仮保持されており、前記筺体の他方の側板側を所定の角度下方に傾斜させると、前記可動接点は、前記ホームポジションから前記案内部の一端に乗り上げると共に、該案内部の傾斜した表面に案内されて前記一対の固定接点の接点部まで移動して前記一対の接点部に接触し、該接触時に前記可動接点は前記一対の接点部と前記案内部の表面と前記蓋体とで動きが制限されるようにした構成とした。
【００１１】
また、前記課題を解決するための第２の手段として、平坦状の前記一対の接点部を前記筺体の他方の側板の縦方向に沿って延出形成し、該一対の接点部の表面が前記可動接点の外周面に接するように、互いに所定の角度をもって略ハ字状に対向させて配設した構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施の形態の傾斜型センサを図１〜図７に基づいて説明する。
まず、本発明の傾斜型センサは、外形が略直方体で樹脂材料等から成る筺体１１が、底板１１ａと周囲に側板１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとが形成されて内部が中空で上方が開放された状態で配設されている。
また、図４の上面図に示す一方の側板１１ｄの内面は略半円の円弧状に形成され、該側板１１ｄの内面と底板１１ａの内面とが交わる部分は、図３の要部断面図に示すような円弧状に形成され、この部分が後述する可動接点１５を筺体１１内の一方側に仮保持するホームポジション１１ｆになるようになっている。
また、前記底板１１ａの内面の略中央部から筺体１１の内部に突出する、所定の高さと長さで一端１２ａと他端１２ｂとを有する案内部１２が形成されている。
【００１７】
また、筺体１１の周囲の側板１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅのそれぞれの４箇所の隅部上面には円形の取付突起１１ｇが所定の高さで突出形成されている。
また、前記筺体１１の他方側の底板１１ａには、後述する可動接点１５の直径寸法未満の隙間をもって配設された金属板等から成る平坦状の一対の接点部１３ｂ、１４ｂを有する固定接点１３、１４が、インサート成形等により筺体１１の底板１１ａに一体化されて取り付けられている。
【００１８】
また、前記底板１１ａにインサート成形等により一体化された固定接点１３、１４には、端子部１３ａ、１４ａが図４に示す左右の側板１１ｃ、１１ｅから外方に突出するように連接されている。
この端子部１３ａ、１４ａを腕時計等のモジュール（図示せず）にリフロー半田付け等により取り付けることができる。
また、前記固定接点１３、１４は筺体１１内部で図３に示すように底板１１ａから図示右斜め上方に延出され、その途中から平坦状の一対の接点部１３ｂ、１４ｂを前記筺体１１の他方の側板１１ｂの縦方向に沿って延出形成されている。
また、前記一対の接点部１３ｂ、１４ｂの平坦状の表面が、後述する可動接点１５の外周面に接するように、互いに所定の角度をもって略ハ字状に対向させて形成されている。
【００１９】
また前記案内部１２は一端１２ａが前記ホームポジション１１ｆ近傍に位置し、他端１２ｂは前記一対の接点部１３ｂ、１４ｂを有する一対の固定接点１３、１４の間の近傍に位置して形成されている。
また、前記案内部１２の底板１１ａからの突出高さは、前記他端１２ｂ側の高さを前記一端１２ａ側の高さより高くし、前記案内部１２の表面を所定角度傾斜させて形成されている。この案内部１２の表面の傾斜角度は、図３の筺体１１が水平状態において略１０゜〜２０゜の角度で形成されている。
また、前記一対の固定接点１３、１４を筺体１１にインサート成形で一体化して取り付ける以外の別の方法として、図示を省略するが筺体１１の他方の側板１１ｂに板状の固定接点を差し込んで、筺体１１の内部で固定接点を折り曲げ形成したものでもよい。この場合、組立工数は前記インサート成形されたものより多くかかるが、筺体１１を製造する成形金型が、インサート成形用金型より構造が簡単になり金型費用を低減することができる。
【００２０】
また、筺体１１の中空内部の底板１１ａ内面には、導電性がある鋼球等から成る球状の可動接点１５が収納されており、該可動接点１５は前記ホームポジション１１ｆから前記接点部１３ｂ、１４ｂまでの間を前記案内部１２の表面に沿って移動可能になっている。
そして、前記可動接点１５は、筺体１１が図３に示すように水平状態のときは、案内部１２の一端１２ａに可動接点１５の表面の一部が当接して、ホームポジション１１ｆに位置して仮保持されている。
また、前記可動接点１５を収納した筺体１１の上部には、筺体１１の中空内部を蓋閉する金属板から成る蓋体１６が取り付けられている。
この蓋体１６は４箇所の各隅部に取付孔１６ａがそれぞれ形成され、該取付孔１６ａを筺体１１の取付突起１１ｇにそれぞれ挿入し、前記取付孔１６ａから上方に出っ張った取付突起１１ｇをカシメ等でつぶして蓋体１６が筺体１１に取り付けられ、筺体１１の内部にゴミ等が侵入しないようになっている。
このような、蓋体１６を金属製にすることで、接着剤、あるいは超音波溶接等を使わないで、４箇所の取付突起１１ｇを同時にカシメて、筺体１１内部を蓋閉することができる。そのために、組立が容易で、且つ従来の組立方法のような超音波溶接時に出る溶接屑等を防ぐことができ、前記一対の接点部１３ｂ、１４と可動接点１５とが安定した高品質の接触を得ることができる。
【００２１】
前述したような構成の本発明の傾斜型センサの動作を図３と、図５〜図７に基づいて説明する。まず、水平状態の筺体１１は図３に示すように、可動接点１５がホームポジション１１ｆに位置して仮保持されている。
この状態から図５に示すように、前記筺体１１の他方の側板１１ｂ側を所定の角度α（略４０゜）下方側（矢印Ｂ方向）に傾斜させると、可動接点１５はホームポジション１１ｆから案内部１２の一端１２ａに乗り上げ、案内部１２の表面に案内されて一対の接点部１３ｂ、１４ｂ側に移動する。
そして、前記可動接点１５が一対の接点部１３ｂ、１４ｂに接触すると、可動接点１５は、該一対の接点部１３ｂ、１４ｂと前記案内部１２の表面と前記蓋体１６とにより動きが制限されて、前記一対の固定接点１３、１４が可動接点１５を介して電気的に接続される。
また、前記可動接点１５の動きを早めたい場合は、図６に示すように筺体１１の底板１１ａを垂直に近い状態まで一気に傾けると、可動接点１５は瞬時にホームポジション１１ｆから一対の接点部１３ｂ、１４ｂまで移動して、一対の固定接点１３、１４を電気的に接続することができる。
【００２２】
前述のような動作をする本発明の傾斜センサを、例えば腕時計（図示せず）等に用いる場合は、前記可動接点１５が仮保持されているホームポジション１１ｆ側を腕時計の文字盤の１２時方向に、また、前記一対の接点部１３ｂ、１４ｂ側を腕時計の文字盤の６時方向になるように筺体１１を腕時計のモジュール（図示せず）に前記端子部１３ａ、１４ａをリフロー半田等により取り付ける。
そして、前記腕時計の時刻を確認したいときは、前記腕時計を操作者側（図５に示す矢印Ｂ方向）に傾けると、可動接点１５が前記案内部１２の一端１２ａに乗り上げ、案内部１２の表面に案内されて一対の接点部１３ｂ、１４ｂまで移動して、固定接点１３、１４が可動接点１５を介して電気的に導通する。
【００２３】
すると、前記腕時計に内蔵されている発光素子（図示せず）が点灯して、例えば腕時計が液晶表示の時計であれば、前記発光素子がバックライトとなり、周囲が暗闇であったとしても液晶等からなる文字盤を容易に読み取ることができる。
また、操作者が時計を見ない通常状態においては、前記可動接点１５がホームポジション１１ｆに位置し、操作者が自由に腕を動かしても、前記可動接点１５は前記案内部１２の一端１２ａと前記筺体１１の一方の側板１１ｄの内面と前記底板とで仮保持されて一対の接点部１３ｂ、１４ｂ側に移動し難く、前記図示しない発光素子が頻繁に点灯することを防ぐことができる。
前述の実施の形態の説明では、可動接点１５を鋼球で説明したが、球状の樹脂材料の外周に導電性材料をメッキ等により被着したものでもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発発明の傾斜センサの可動接点は、筺体を傾けると前記ホームポジションから前記案内部に沿って前記一対の接点部まで移動し、該一対の接点部に接触するので、前記可動接点により一対の接点部同士が電気的に確実に接続することができ、高精度の傾斜センサを提供することができる。
また、筺体が自由に動いて可動接点が案内部の一端に乗り上げても、この案内部の一端から一対の接点部まで若干の距離があり、可動接点が頻繁に一対の接点部に接触することを防止することができる。
このような本発明の傾斜センサを腕時計に用いた場合、操作者が時計を見ない通常状態に、操作者の腕が自由に動いても可動接点が一対の固定接点に頻繁に接触することがないので、従来のように発光素子が頻繁に点灯するムダがなくなり、発光素子が点灯するまでの時間を１／４秒遅らせるような点灯時間制御回路が必要なくなり、低コストの傾斜センサを提供することができる。
【００２５】
また、前記案内部は前記底板から筺体内部に突出形成され、前記可動接点が前記一対の接点部に接触したとき、前記可動接点は前記一対の接点部と前記案内部と前記蓋体とで動きが制限されるので、傾斜状態の筺体に振動等（例えば、腕時計をしている操作者の腕が、寒さ等で振るえたりする振動）が加わっても可動接点が一対の接点部から離れ難く精度の高い傾斜センサを提供することができる。
また、可動接点が一対の接点部に接触しているときは、蓋体と前記案内部とで動きが制限されて前記接点部の一点に接触してムダな動きをしないので、前記可動接点の表面の摩耗が少なくなり、長寿命の傾斜センサを提供することができる。
【００２６】
また、前記案内部は一端が前記ホームポジション近傍に位置し、他端は前記一対の接点部を有する固定接点の間の近傍に位置して形成されているので、前記ホームポジションに位置しているときの可動接点は、突出形成された案内部の一端に可動接点外周の一部が当接して動きが制限され、筺体が自由に動いても可動接点がホームポジションから飛び出すのを制限することができる。
【００２７】
また、前記案内部の底板からの突出高さは、前記他端側の高さを前記一端側の高さより高くし、前記案内部の表面を所定角度傾斜させたので、筺体が自由に動いて可動接点がホームポジションから飛び出して案内部表面に乗り上げても、前記案内部の表面の傾斜により可動接点は一対の接点部側への動きが制限される。
そのために、筺体が自由に動いても可動接点が一対の接点部に頻繁に接触することを防止することができる。
【００２８】
また、平坦状の前記一対の接点部を前記筺体の他方の側板の縦方向に沿って延出形成し、該一対の接点部の表面が前記可動接点の外周面に接するように、互いに所定の角度をもって略ハ字状に対向させて配設したので、前記可動接点が前記略ハ字状の接点部に狭持された状態になり、このとき筺体に振動等が加わったとしても、可動接点が一対の接点部から離れ難くい高精度の傾斜センサを提供することができる。
また、前記一対の接点部を有する固定接点は前記筺体にインサート成形で一体化することができ、組立が容易な傾斜センサを提供することができる。
【００２９】
また、前記可動接点が前記ホームポジションにある時は、前記案内部の一端と前記底板と前記筺体の一方の側板の内面とで仮保持され、前記筺体の他方の側板側を所定の角度下方に傾斜させると、前記可動接点は、前記ホームポジションから前記案内部の一端に乗り上げると共に、該案内部の表面に案内されて前記一対の固定接点の接点部まで移動するので、前記筺体が自由に動いても可動接点がホームポジションに仮保持されて動きが制限されて、可動接点がホームポジションから飛び出すのを制限することができ、可動接点が頻繁に一対の接点部に接触するのを防止することができる。
このような本発明の傾斜センサを腕時計に用いた場合、従来のように発光素子が頻繁に点灯するムダがなくなり、発光素子が点灯するまでの時間を１／４秒遅らせるような点灯時間制御回路が必要なくなり、低コストの傾斜センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の傾斜センサの分解斜視図。
【図２】本発明の傾斜センサの外観斜視図。
【図３】本発明の傾斜センサの要部断面図。
【図４】本発明の傾斜センサの上面図。
【図５】本発明の傾斜センサの動作を説明する要部断面図。
【図６】本発明の傾斜センサの動作を説明する要部断面図。
【図７】本発明の傾斜センサの動作を説明する上面図。
【図８】従来の傾斜センサの分解斜視図。
【図９】従来の傾斜センサの上面図。
【図１０】従来の傾斜センサの要部断面図。
【符号の説明】
１１筺体
１１ａ底板
１１ｂ〜１１ｅ側板
１１ｆホームポジション
１１ｇ取付突起
１２案内部
１２ａ一端
１２ｂ他端
１３固定接点
１３ａ端子部
１３ｂ接点部
１４固定接点
１４ａ端子部
１４ｂ接点部
１５可動接点
１６蓋体

Claims

底板と側板とからなり上方に蓋体が取り付けられた筺体と、該筺体内に移動可能に収納されている外形が球状の可動接点と、該可動接点を筺体内の一方側に仮保持する円弧状に形成されたホームポジションと、前記筺体内の他方側に前記可動接点の直径寸法未満の隙間をもって配設された一対の接点部を有する固定接点と、前記筺体の底板に前記可動接点を前記ホームポジションから前記一対の接点部まで案内する案内部とを備え、前記案内部は、前記底板から筺体内部に突出形成され、一端が前記ホームポジション近傍に位置し、他端は前記一対の接点部を有する固定接点の間の近傍に位置させ、前記底板から突出する前記他端側の高さを前記一端側の高さより高くし、前記案内部の表面を所定角度傾斜させて形成し、前記可動接点が前記ホームポジションにある時は、前記案内部の一端と前記底板と前記筺体の一方の側板の円弧状に形成された内面とで仮保持されており、前記筺体の他方の側板側を所定の角度下方に傾斜させると、前記可動接点は、前記ホームポジションから前記案内部の一端に乗り上げると共に、該案内部の傾斜した表面に案内されて前記一対の固定接点の接点部まで移動して前記一対の接点部に接触し、該接触時に前記可動接点は前記一対の接点部と前記案内部の表面と前記蓋体とで動きが制限されるようにしたことを特徴とする傾斜センサ。
平坦状の前記一対の接点部を前記筺体の他方の側板の縦方向に沿って延出形成し、該一対の接点部の表面が前記可動接点の外周面に接するように、互いに所定の角度をもって略ハ字状に対向させて配設したことを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ。