(57)【要約】【課題】接点電極部の摩耗、慣性体の摩耗を防止し、高信頼性の慣性力スイッチを提供する。【解決手段】固定スペーサ５に一端が片持ち梁状に固定され導電性の板バネ４と、慣性力を受け板バネ４に対しおおむね垂直方向に可動するように前記可撓性部材上に配置された慣性体３と、該慣性体３を位置決めし該慣性体３を可動方向へ案内するガイド部１ａを設けた慣性体ガイド部材１と、一端が固定スペーサ５ａ、５ｂに挟まれた状態で固定された板バネ６とで構成し、前記板バネ６の固定されていない他端は、前記板バネ４の固定されていない他端と対向する位置になるよう配置固定された慣性力スイッチ。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
電極部と接点電極部とを有する基板と、
前記基板の電極部と電気的接続をなすように一端が片持ち梁状に固定され他端が前記基板の接点電極部と対向する位置になるよう配置した導電性の可撓性部材と、
慣性力を受け前記可撓性部材に対しおおむね垂直方向に可動するように前記可撓性部材上に配置された慣性体と、
該慣性体を位置決めし該慣性体を可動方向へ案内するガイド部を設けた慣性体ガイド部材と、
前記慣性体の可動方向に対する可動量を制御する制御部材と、を有することを特徴とする慣性力スイッチ。
【請求項２】
前記制御部材が、前記慣性体の可動方向で前記慣性体の配置される可撓性部材の端部と対向する位置に設けられた弾性部材であることを特徴とする請求項１記載の慣性力スイッチ。
【請求項３】
前記制御部材が導電性部材で形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の慣性力スイッチ。
【請求項４】
前記制御部材が前記慣性体を位置決めし該慣性体を可動方向へ案内するガイド部に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の慣性力スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の慣性力スイッチに関するもので、振動、衝撃、傾き等微少な慣性力を利用したスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動、衝撃、傾き等の微少な慣性力が作用しいている間、スイッチをＯＮ状態に保つ慣性力スイッチとして、バネや重りを用いた機械的スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５０−１５４４７０号公報（第１−２頁、第１図、第２図）
【０００４】
以下、図面に基づいて従来技術を説明する。図１２から図１４は従来技術による慣性力スイッチの構成を示す図である。
図１２は従来技術による慣性力スイッチの上面図、図１３は従来技術による慣性力スイッチの側面断面図、図１４は従来技術による慣性力スイッチの側面断面図で慣性力が作用した状態を示す図である。
【０００５】
８は絶縁性ケースで、該絶縁性ケース８内に空間部を有するように蓋部９を上方に配置固定してある。１１は弾性力を有する導電性の板バネで、一端が固定部１６ｃに固定されている。固定部１６ｃは導電性の部材であり、外部接続用の端子部１６ｄを有するものである。一方、前記板バネ１１の他端には導電性の慣性体１０が固定具１２により固定されている。１６ａは接点電極部で、絶縁性ケース８内の慣性体１０と対向する位置に設けられている。１６ｂは接点電極部１６ａと導通をとるための外部接続用の端子部である。
【０００６】
前記慣性体１０は外力が加わっていない時には、図１３に示すように接点電極部１６ａと接しない位置に保持される状態に構成されている。ここで、図１３に示す矢印Ａ方向とは逆方向に外力が加わると、慣性体１０には慣性力が作用し図１４に示すように矢印Ａ方向へ可動して接点電極部１６ａに接触し、前記外部接続用の端子部１６ｄと前記外部接続用の端子部１６ｂとの間を導通状態にする。
慣性力が作用している間は慣性体１０が接点電極部１６ａに接触した状態を保持する構成であるため、例えば慣性力が作用している間はスイッチをＯＮ状態に保ちたい装置などに用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の慣性力スイッチは、図１３及び図１４に示したように、Ａ方向とは逆方向の外力が加わったとき、慣性力が作用し慣性体１０を接点電極部１６ａに接触させ導通状態とすることを実現したものである。したがって、慣性体１１をＡ方向へ可動させる方向以外の外力に対しては反応しない構成となっている。上記構成の慣性力スイッチによりスイッチング動作を繰り返すことで、接点電極部１６ａは慣性体１０との接触によりその接触部分が摩耗し、摩耗が広がることにより導通しなくなってしまうという問題がある。
【０００８】
また、前記慣性体１０は板バネ１１に固定され接点電極部１６ａと直接接触する構造なので、接触箇所が一定でその部分が局部的に摩耗し前記慣性体１０の形状を変形してしまう。慣性力スイッチは、ある一定の慣性力が作用したときにスイッチング動作するように、板バネ１１のバネ力や慣性体１０の質量を考慮し設計されているが、前記慣性体１０の摩耗が広がれば、スイッチング動作時点を狂わせ、慣性力スイッチとしての信頼性を低下してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題を解決しようとするもので、高信頼性の慣性力スイッチを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨は、少なくとも、電極部と接点電極部とを有する基板と、前記基板の電極部と電気的接続をなすように一端が片持ち梁状に固定され他端が前記基板の接点電極部と対向する位置になるよう配置した導電性の可撓性部材と、慣性力を受け前記可撓性部材に対しおおむね垂直方向に可動するように前記可撓性部材上に配置された慣性体と、該慣性体を位置決めし該慣性体を可動方向へ案内するガイド部を設けた慣性体ガイド部材と、前記慣性体の可動方向に対する可動量を制御する制御部材と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記慣性体の可動方向に対する可動量を制御する制御部材を設けたので、必要以上の慣性力の作用があってもその力を緩和でき、接点電極部の摩耗、慣性体の摩耗を防ぐことができるので、高信頼性の慣性力スイッチを提供することができる。
【００１２】
また、前記制御部材が、前記慣性体の可動方向で前記慣性体の配置される可撓性部材の端部と対向する位置に設けられた弾性部材であることを特徴とする。
【００１３】
前記慣性体の可動方向に対する可動量を制御する制御部材を弾性部材で構成したので、前記弾性部材の弾性作用により必要以上の慣性力の作用があってもその力を吸収でき、接点電極部の摩耗、慣性体の摩耗を防ぐことができ高信頼性の慣性力スイッチを提供することができる。
【００１４】
また、前記制御部材を導電性部材で形成することを特徴とする。
【００１５】
前記制御部材を導電性部材で形成するので制御部材自体を接点電極部とすることができるので電気的接続の信頼性が向上し、高信頼性の慣性力スイッチを提供することができる。
【００１６】
また、前記制御部材が前記慣性体を位置決めし該慣性体を可動方向へ案内するガイド部に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
前記制御部材を、前記慣性体を位置決めし該慣性体を可動方向へ案内するガイド部に設けたので、構成が簡単で高信頼性の慣性力スイッチを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１から図３は本発明の第一実施形態を示す図である。図１は本発明の慣性力スイッチの一部を透視した上面図、図２は本発明の慣性力スイッチの側面断面図、図３は本発明の慣性力スイッチの側面断面図で慣性力が作用した状態を示す図である。
【００１９】
１は慣性体ガイド部材で、慣性体３を位置決め案内するためのガイド部１ａを有している。４は導電性の可撓性部材で、本実施形態では弾性力を有する導電性の板バネである。２は基板で慣性体ガイド部材１内に配置固定された構成である。尚、本実施形態ではガイド部材１が本発明の慣性力スイッチの外装部となる構成である。
【００２０】
前記板バネ４はその一端が固定スペーサ５に固定され、完成状態では慣性体ガイド部材１と固定スペーサ５に挟まれた状態となる。固定スペーサ５は前記板バネ４の片持ち梁状に固定された一端と導通する導電性の部材であり、基板２上に設けられた電極部２ｃと接続されている。電極部２ｃは金属性の部材であり、外部接続用端子２ｄを有するものである。一方、前記板バネ４の他端には慣性体３が配置されている。
【００２１】
前記慣性体３は慣性体ガイド部材１のガイド部１ａ内に配置され、前記板バネ４の平面に接触した状態で配置されているが、固定はされていない構造である。
慣性体ガイド部材１に形成されたガイド部１ａは慣性体３の外周形状に合わせて形成されており、慣性体３がガイド部１ａによりガイドされて垂直方向に可動可能となるよう形成されている。前記ガイド部１ａの位置は、板バネ４と、慣性体３の質量と、慣性体３に作用する慣性力を考慮して最適な位置に設けられる。本発明の実施形態においては板バネ４を用いているが、導電性の可撓性部材であれば板バネに限定されるものではない。
【００２２】
２ａは基板２上に設けられた接点電極部であり、外部接続用端子２ｂを有している。６は導電性の制御部材で、本実施形態では弾性力を有する導電性の板バネである。板バネ６は一端を固定スペーサ５ａ、５ｂに挟まれた状態で固定されている。前記板バネ６の固定されていない他端は、前記板バネ４の固定されていない他端と対向する位置になるよう配置固定されたものである。尚、固定スペーサ５ａは導電性の部材である。よって、板バネ６と固定スペーサ５ａと接点電極部２ａは電気的に接続された構成である。
【００２３】
前記慣性体３は外力が加わっていない時には、図２に示すように板バネ端部４ａと板バネ６とが接しない位置に保持された状態に構成されている。ここで、図２に示す矢印Ａ方向とは逆方向に外力が加わると、慣性体３には慣性力が作用し図３に示すように下方向（矢印Ａ方向）に可動し板バネ４の端部４ａを押し下げ、該端部４ａを板バネ６に接触させる。板バネ６は導電性の部材であるため接点電極部としての働きを成し前記外部接続用端子２ｂと前記外部接続用端子２ｄとの間を導通状態にする。また、板バネ６は慣性体３の可動方向に対する可動量を制御する働きをし、Ａ方向へかかる力を吸収するので慣性体３と板バネ４の接点部、板バネ４と板バネ６の接点部の摩耗を緩和させている。慣性力が作用している間は前記した導通状態を維持するため、スイッチをＯＮ状態に保つこととなる。
【００２４】
本発明の慣性力スイッチの利用形態の一例として、例えば、回転体に取り付けて利用する場合には、前記慣性体３に対し、図２の矢印Ａ方向へ遠心力が働くように設置することにより、回転体が回転している間はスイッチをＯＮ状態にするスイッチとして利用することができる。
【００２５】
図４から図６は本発明の第二実施形態を示す図である。図４は本発明の慣性力スイッチの一部を透視した上面図、図５は本発明の慣性力スイッチの側面断面図、図６は本発明の慣性力スイッチの側面断面図で慣性力が作用した状態を示す図である。
【００２６】
１は慣性体ガイド部材で、慣性体３を位置決め案内するためのガイド部１ａを有している。４は導電性の可撓性部材で、本実施形態では弾性力を有する導電性の板バネである。２は基板で慣性体ガイド部材１内に配置固定された構成である。尚、本実施形態ではガイド部材１が本発明の慣性力スイッチの外装部となる構成である。
【００２７】
前記板バネ４はその一端が固定スペーサ５に固定され、完成状態では慣性体ガイド部材１と固定スペーサ５に挟まれた状態となる。固定スペーサ５は前記板バネ４の片持ち梁状に固定された一端と導通する導電性の部材であり、基板２上に設けられた電極部２ｃと接続されている。電極部２ｃは金属性の部材であり、外部接続用端子２ｄを有するものである。一方、前記板バネ４の他端には慣性体３が配置されている。
【００２８】
前記慣性体３は慣性体ガイド部材１のガイド部１ａ内に配置され、前記板バネ４の平面に接触した状態で配置されているが、固定はされていない構造である。
慣性体ガイド部材１に形成されたガイド部１ａは慣性体３の外周形状に合わせて形成されており、慣性体３がガイド部１ａによりガイドされて垂直方向に可動可能となるよう形成されている。前記ガイド部１ａの位置は、板バネ４と、慣性体３の質量と、慣性体３に作用する慣性力を考慮して最適な位置に設けられる。本発明の実施形態においては板バネ４を用いているが、導電性の可撓性部材であれば板バネに限定されるものではない。
【００２９】
２ｅは基板２上に設けられた接点電極部であり、外部接続用端子２ｂを有するものである。接点電極部２ｅは基板２上の慣性体３と板バネ４の端部４ａと対向する位置まで延在している。１３は断面がＴ字型の導電性部材で、基板２と接点電極部２ｅを貫通し慣性体３と板バネ４の端部４ａ方向に突き出た形態で配置されている。１３ａは止め部で、導電性部材１３の基板２を貫通した端部に設けられている。１４は金属性の圧縮コイルバネでＴ字型の導電性部材１３に巻き付くようにして接点電極部２ｅとの間に介在するものである。ここで、導電性部材１３は、圧縮コイルバネ１４により板バネ４の端部４ａ方向に押し出すように常時セットされているが止め部１３ａにより一定の位置に規制されている。圧縮コイルバネ１４のバネ力は板バネ４の曲げ強さ程度に設定されている。前記導電性部材１３と圧縮コイルバネ１４で制御部材を構成するものである。通常の状態では導電性部材１３と板バネ４が接しない状態にある。
【００３０】
前記慣性体３は外力が加わっていない時には、図５に示すように板バネ端部４ａと導電性部材１３とが接しない位置に保持された状態に構成されている。ここで、図５に示す矢印Ａ方向とは逆方向に外力が加わると、慣性体３には慣性力が作用し図６に示すように下方向（矢印Ａ方向）に可動し板バネ４の端部４ａを押し下げ、該端部４ａを導電性部材１３に接触させる。これにより前記外部接続用端子２ｂと前記外部接続用端子２ｄとの間を導通状態にする。また、導電性部材１３は圧縮コイルバネ１４を備えているので圧縮コイルバネ１４の圧縮により慣性体３の可動方向に対する可動量を制御する働きをし、Ａ方向へかかる力を吸収するので慣性体３と板バネ４の接点部、板バネ４と導電性部材１３の接点部の摩耗を緩和させている。
【００３１】
図７、図８は本発明の第三実施形態を示す図である。図７は本発明の慣性力スイッチの側面断面図である。図８は本発明の慣性力スイッチの側面断面図で慣性力が作用した状態を示す図である。
【００３２】
１は慣性体ガイド部材で、慣性体３を位置決め案内するためのガイド部１ａを有している。４は導電性の可撓性部材で、本実施形態では弾性力を有する導電性の板バネである。２は基板で慣性体ガイド部材１内に配置固定された構成である。尚、本実施形態ではガイド部材１が本発明の慣性力スイッチの外装部となる構成である。
【００３３】
前記板バネ４はその一端が固定スペーサ５に固定され、完成状態では慣性体ガイド部材１と固定スペーサ５に挟まれた状態となる。固定スペーサ５は前記板バネ４の片持ち梁状に固定された一端と導通する導電性の部材であり、基板２上に設けられた電極部２ｃと接続されている。電極部２ｃは金属性の部材であり、外部接続用端子２ｄを有するものである。一方、前記板バネ４の他端には慣性体３が配置されている。
【００３４】
前記慣性体３は慣性体ガイド部材１のガイド部１ａ内に配置され、前記板バネ４の平面に接触した状態で配置されているが、固定はされていない構造である。
慣性体ガイド部材１に形成されたガイド部１ａは慣性体３の外周形状に合わせて形成されており、慣性体３がガイド部１ａによりガイドされて垂直方向に可動可能となるよう形成されている。１ｂは、前記慣性体３の可動方向に対する可動量を制御するために前記慣性体ガイド部材１のガイド部１ａに形成した制御部材となる突起部で、該突起部１ｂは慣性体３を一定の位置以上可動させないためのストッパーとなるもので、板バネ４と接点電極部２ｆの接点部に必要以上の力を加えないよう規制ししている。
【００３５】
７は蓋部材で慣性体３をガイド部１ａ内に配置した後、図７において上方より被せられたものである。前記ガイド部１ａの位置は、板バネ４と、慣性体３の質量と、慣性体３に作用する慣性力を考慮して最適な位置に設けられる。本発明の実施形態においては板バネ４を用いているが、導電性の可撓性部材であれば板バネに限定されるものではない。２ｆは基板２上に設けられた接点電極部であり、外部接続用端子２ｂを有している。５ｄはスペーサであり、基板２は前記固定スペーサ５と該スペーサ５ｄを介して慣性体ガイド部材１内に配置固定されている。
【００３６】
前記慣性体３は外力が加わっていない時には、図７に示すように板バネ端部４ａと接点電極部２ｆとが接しない位置に保持された状態に構成されている。ここで、図７に示す矢印Ａ方向とは逆方向に外力が加わると、慣性体３には慣性力が作用し図８に示すように下方向（矢印Ａ方向）に可動し板バネ４の端部４ａを押し下げ、該端部４ａを接点電極部２ｆに接触させる。これにより前記外部接続用端子２ｂと前記外部接続用端子２ｄとの間を導通状態にするが、前記突起部によって慣性体３は一定以上可動できない為、板バネ４は必要以上に変形できず、接点部の摩耗を緩和させることができる。
【００３７】
図９、図１０は本発明の第四実施形態を示す図である。図９は本発明の慣性力スイッチの側面断面図である。図１０は本発明の慣性力スイッチの側面断面図で慣性力が作用した状態を示す図である。
【００３８】
本発明の第四実施形態は、前述した第一実施形態と第三実施形態を組み合わせたものである。慣性体３の可動量を制御する突起部１ｂを設けるとともに、さらに慣性体３の可動量を制御する部材として板バネ６を設けた構成である。
【００３９】
前記慣性体３は外力が加わっていない時には、図９に示すように板バネ端部４ａと板バネ６とが接しない位置に保持された状態に構成されている。ここで、図９に示す矢印Ａ方向とは逆方向に外力が加わると、慣性体３には慣性力が作用し図１０に示すように下方向（矢印Ａ方向）に可動し板バネ４の端部４ａを押し下げ、該端部４ａを板バネ６に接触させる。これにより前記外部接続用端子２ｂと前記外部接続用端子２ｄとの間を導通状態にする。ここで、慣性体ガイド部材１のガイド部１ａには慣性体３の可動方向に対する可動量を制御する働きをする突起部部１ｂが形成されている。前記突起部１ｂは慣性体３を一定の位置以上可動させないためのストッパーとなり、Ａ方向への力を規制し慣性体３と板バネ４の接点部の摩耗を緩和させている。さらに板バネ６はその弾性により、慣性体３のＡ方向への力を規制し板バネ４と板バネ６の接点部の摩耗を緩和させている。慣性力が作用している間は前記した導通状態を維持するため、スイッチをＯＮ状態に保つこととなる。
【００４０】
尚、慣性体３の可動方向に対する可動量を制御する部材としての板バネ６は、第二実施形態の導電性部材と圧縮コイルバネによる構成に置き換えることも可能である。
【００４１】
図１１は本発明の第四実施形態の別の実施例を示す慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図である。基本構成は第四実施形態と同様であるが、慣性体ガイド部材１に設けられるガイド部周辺を金属性部材１５で形成したものである。１５ｂは突起部で金属性部材１５と一体に形成されている。このような構成にすることで、慣性体３との接触による突起部１５ｂの摩耗も防ぐことができる。
【００４２】
【発明の効果】
前記慣性体の可動方向に対する可動量を制御する制御部材を設けたので、必要以上の慣性力の作用があってもその力を緩和でき、接点電極部の摩耗、慣性体の摩耗を防ぐことができるので、高信頼性の慣性力スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態を示す慣性力スイッチの一部を透視した上面図。
【図２】本発明の第一実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図。
【図３】本発明の第一実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図。
【図４】本発明の第二実施形態を示す慣性力スイッチの一部を透視した上面図。
【図５】本発明の第二実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図。
【図６】本発明の第二実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図。
【図７】本発明の第三実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図。
【図８】本発明の第三実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図。
【図９】本発明の第四実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図。
【図１０】本発明の第四実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図。
【図１１】本発明の第四実施形態を示す慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図。
【図１２】従来技術による慣性力スイッチの上面図。
【図１３】従来技術による慣性力スイッチの側面断面図。
【図１４】従来技術による慣性力スイッチの側面断面図で、慣性力が作用した状態を示す図。
【符号の説明】
１    慣性体ガイド部材
１ａ  ガイド部
１ｂ  突起部
２    基板
２ａ  接点電極部
２ｂ  外部接続用端子
２ｃ  電極部
２ｄ  外部接続用端子
２ｅ  接点電極部
２ｆ  接点電極部
３    慣性体
４    板バネ
４ａ  端部
５    固定スペーサ
５ａ  固定スペーサ
５ｂ  固定スペーサ
６    板バネ
７    蓋部
８    絶縁性ケース
９    蓋部
１０    慣性体
１１    板バネ
１２    固定具
１３    導電性部材
１３ａ  止め部
１４    圧縮コイルバネ
１５    金属性部材
１５ａ  突起部
１６ａ  接点電極部
１６ｂ  外部接続用の端子部
１６ｃ  固定部
１６ｄ  外部接続用の端子部
【図１】
2004281119.tif 000003
【図２】
2004281119.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004281119.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004281119.tif 000011
【図１０】
2004281119.tif 000012
【図１１】
2004281119.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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