(57)【要約】【課題】３次元的な検出ができない。小型化、軽量化、コストダウンが困難。【解決手段】ベース基板２と蓋体３で構成された筐体１に形成された導通ボール収納部の形状は、平面が略正方形状をした凹部６ａ（第１の収納部）と、第１の収納部６ａの中央部の床面及び天面に円錐形状の凹部６ｂ（第２の収納部）及び３ａ（第３の収納部）が形成され、ベース基板２の外形の四隅にスルーホール電極７ｂと裏面電極７ｃよりなる外部接続用端子７ａと、第１の収納部６ａの内壁にスルーホール電極７ｂに対応して連通する第１の内部導通端子７ｄと、第２の収納部６ｂの円錐斜面に第１の内部導通端子７ｄに対応して対角に伸びて連通する一対の第２の内部導通端子７ｅを形成し、ボール収納部に介在させた導通ボール５の重力方向の位置によって複数出力からの信号により、三次元の方向の傾斜を検知する。ＭＩＤの製法で小型化、軽量化、コストダウンが図られる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形されたベース基板と、該ベース基板に接合する蓋体とよりなる筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチにおいて、平面が略正方形状の筐体を構成するベース基板に形成された導通ボール収納部の形状は、平面が略正方形状をした凹部（第１の収納部）と、該第１の収納部の中央部の床面に円錐形状の凹部（第２の収納部）が形成され、前記ベース基板の外形の四隅にスルーホール電極と裏面電極よりなる外部接続用端子と、前記第１の収納部の内壁に前記スルーホール電極に対応して上面電極パターンにより接続する第１の内部導通端子と、前記第２の収納部の円錐斜面に前記第１の内部導通端子に対応して対角に伸びて接続する一対の第２の内部導通端子を形成し、前記蓋体の天面には前記ベース基板の床面に形成された円錐形状と同形状の凹部（第３の収納部）が形成され、前記筐体のボール収納部に介在させた導通ボールが、前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、三次元の方向を検知することを特徴とする傾斜スイッチ。
【請求項２】
複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形されたベース基板と、該ベース基板に接合する蓋体とよりなる筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチにおいて、平面が略正方形状の筐体を構成するベース基板に形成された導通ボール収納部の形状は、平面が略正方形状をした凹部（第１の収納部）と、該第１の収納部の中央部の床面に円錐形状の凹部（第２の収納部）が形成され、前記ベース基板の外形の四隅にスルーホール電極と裏面電極よりなる外部接続用端子と、前記第１の収納部の内壁に前記スルーホール電極に対応して上面電極パターンにより接続する第１の内部導通端子と、前記第２の収納部の円錐斜面に前記第１の内部導通端子に対応して対角に伸びて接続する一対の第２の内部導通端子を形成し、前記蓋体の天面には前記ベース基板の床面に形成された円錐形状と同形状の凹部（第３の収納部）が形成され、該第３の収納部に前記ベース基板に形成された上面電極パターンの中で、ベース基板の第２の内部導通端子と接続しない他の一対の上面電極パターンと接触する下面電極パターンを形成し、前記蓋体の天面に形成された円錐形状の凹部（第３の収納部）に前記下面電極パターンと接続する一対の第３の内部導通端子を形成し、前記ベース基板と前記蓋体のボール収納凹部が対向して接合することにより、ベース基板に形成された上面電極パターンと、蓋体に形成された下面電極パターンとが導通し、前記筐体のボール収納部に介在させた導通ボールが、前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、三次元の方向を検知することを特徴とする傾斜スイッチ。
【請求項３】
前記ベース基板に形成された第２の内部導通端子と接続しない他の一対の上面電極パターンと、前記蓋体に形成された第３の内部導通端子と接続する下面電極パターンとの接続は、前記ベース基板に基板上の上面電極パターンと連通し内面に接続電極を施した導通部材収納凹部を形成し、該導通部材収納凹部に装着した導通部材と、前記蓋体に形成された下面電極パターンとの接触により導通することを特徴とする請求項２記載の傾斜スイッチ。
【請求項４】
前記導通部材は、コイルスプリング又はバネ付きピンであることを特徴とする請求項３記載の傾斜スイッチ。
【請求項５】
前記導通ボールは金属ボ−ルであることを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜スイッチ。
【請求項６】
前記金属ボールの表面に金メッキを施したことを特徴とする請求項５記載の傾斜スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器等の方向を容易に検知するための傾斜スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラの撮影時の姿勢検知用、防犯機器の動き検知用、機器の転倒検知用、小型携帯機器のバックライト自動点灯用、玩具の動き検出用、リモートコントコントロルの自動照光用等の民生用電子機器の傾きの検出に構造がシンプルな機械式の傾斜スイッチが使用されている。（例えば、非特許文献１参照）
【０００３】
【非特許文献１】
アルプス電気株式会社「４方向傾斜センサ」
１９９８年、製品カタログ、外形図
【０００４】
図１０〜図１２は、従来の傾斜スイッチの構造を示すもので、図１０は、傾斜スイッチの平面図、図１１は、図１０のＨ−Ｈ線方向から見た正面図、図１２は、図１０の傾斜方向による検知端子を示す回路図である。
【０００５】
図１０及び図１１において、１０は、ガラスエポキシ樹脂等よりなり、平面が略正方形状をしたベース基板１１と、ベース基板１１と同形状をした蓋体１２を接着又は溶着などで接合した筐体である。前記ベース基板１１には、端子番号１３▲１▼、１３▲２▼、１３▲３▼、１３▲４▼の４本のリードフレーム１３がインサート成形されていて、該リードフレーム１３は、ベース基板１１の外壁に外部接続用端子１３ａと、導通ボール１４を介在させる略正方形状に形成されたボール収納部１５の内壁に内部導通端子１３ｂが露出した状態で配設されている。前記導通ボール１４はボール収納部１５内を重力移動によって自由に動き回ることができる。
【０００６】
以上述べた構成の傾斜スイッチにおいて、その作用について説明する。図７に示すように、傾斜スイッチでＡ方向が重力方向になって下の時、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲１▼と１３▲２▼が電気的に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。同様に、傾斜スイッチでＢ方向が下の時、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲２▼と１３▲４▼に、傾斜スイッチでＣ方向が下のとき、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲３▼と１３▲４▼に、傾斜スイッチでＤ方向が下のとき、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲１▼と１３▲３▼が電気的に接続されることによって、それぞれの重力方向の傾斜が検知される。前記ボール収納部１５内の導通ボール１４の２次元的な動きにより、４方向の傾斜検出が可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した傾斜スイッチには次のような問題点がある。即ち、基本的には、導通ボールは２次元的な動きによって４方向のみ検知できるが、３次元的な検出ができない。また、リードフレームはＳＵＳ、Ｃｕなどの金属板をプレス加工し、そのプレス部品をプラスチックにインサート成形するもので、小型化、軽量化が困難である。更に、プレス金型や樹脂成形型が必要になるため、製品コストが高くなるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、従来のリードフレームを使用しないで、樹脂成形品に回路・電極等を形成することができるＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）  の製法で、３次元的な検出を可能にした安価な傾斜スイッチを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における傾斜スイッチは、複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形されたベース基板と、該ベース基板に接合する蓋体とよりなる筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチにおいて、平面が略正方形状の筐体を構成するベース基板に形成された導通ボール収納部の形状は、平面が略正方形状をした凹部（第１の収納部）と、該第１の収納部の中央部の床面に円錐形状の凹部（第２の収納部）が形成され、前記ベース基板の外形の四隅にスルーホール電極と裏面電極よりなる外部接続用端子と、前記第１の収納部の内壁に前記スルーホール電極に対応して上面電極パターンにより接続する第１の内部導通端子と、前記第２の収納部の円錐斜面に前記第１の内部導通端子に対応して対角に伸びて接続する一対の第２の内部導通端子を形成し、前記蓋体の天面には前記ベース基板の床面に形成された円錐形状と同形状の凹部（第３の収納部）が形成され、前記筐体のボール収納部に介在させた導通ボールが、前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、三次元の方向を検知することを特徴とするものである。
【００１０】
また、複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形されたベース基板と、該ベース基板に接合する蓋体とよりなる筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチにおいて、平面が略正方形状の筐体を構成するベース基板に形成された導通ボール収納部の形状は、平面が略正方形状をした凹部（第１の収納部）と、該第１の収納部の中央部の床面に円錐形状の凹部（第２の収納部）が形成され、前記ベース基板の外形の四隅にスルーホール電極と裏面電極よりなる外部接続用端子と、前記第１の収納部の内壁に前記スルーホール電極に対応して上面電極パターンにより接続する第１の内部導通端子と、前記第２の収納部の円錐斜面に前記第１の内部導通端子に対応して対角に伸びて接続する一対の第２の内部導通端子を形成し、前記蓋体の天面には前記ベース基板の床面に形成された円錐形状と同形状の凹部（第３の収納部）が形成され、該第３の収納部に前記ベース基板に形成された上面電極パターンの中で、ベース基板の第２の内部導通端子と接続しない他の一対の上面電極パターンと接触する下面電極パターンを形成し、前記蓋体の天面に形成された円錐形状の凹部（第３の収納部）に前記下面電極パターンと接続する一対の第３の内部導通端子を形成し、前記ベース基板と前記蓋体のボール収納凹部が対向して接合することにより、ベース基板に形成された上面電極パターンと、蓋体に形成された下面電極パターンとが導通し、前記筐体のボール収納部に介在させた導通ボールが、前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、三次元の方向を検知することを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記ベース基板に形成された第２の内部導通端子と接続しない他の一対の上面電極パターンと、前記蓋体に形成された第３の内部導通端子と接続する下面電極パターンとの接続は、前記ベース基板に基板上の上面電極パターンと連通し内面に接続電極を施した導通部材収納凹部を形成し、該導通部材収納凹部に装着した導通部材と、前記蓋体に形成された下面電極パターンとの接触により導通することを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記導通部材は、コイルスプリング又はバネ付きピンであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記導通ボールは金属ボ−ルであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記金属ボールの表面に金メッキを施したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における傾斜スイッチについて説明する。図１〜図４は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は、傾斜スイッチのベース基板に電極をパターニングした状態の斜視図である。図２は、図１の裏面側の斜視図である。図３は、図１の平面図である。図４は、ベース基板に蓋体を接合した図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１６】
図１〜図４において、１は、平面が略正方形状をした筐体で、エポキシ系樹脂又はポリプロピレン系樹脂等の耐リフロー性及び耐熱性に優れた樹脂を射出成形したベース基板２と、該ベース基板２と平面が同形状をした蓋体３とを、前記ベース基板２と前記蓋体３を後述するボール収納部が対向するようにして溶着又は接着により接合したものである。
【００１７】
前記ベース基板２は、平面が略正方形状をした外形の四隅にスルーホール４と、導通ボール５を収納する凹部６ａ（第１の収納部）と、該第１の収納部６ａの中央部の床面に円錐形状の凹部６ｂ（第２の収納部）が形成されている。前記ベース基板２には、端子番号７▲１▼、７▲２▼、７▲３▼、７▲４▼の４本の端子電極を形成する。該端子電極のパターニングは、前記筐体１の外形の四隅にスルーホール電極７ｂと、該スルーホール電極７ｂに連通する裏面電極（７ｃ）よりなる外部接続用端子７ａと、前記第１の収納部６ａの内壁に前記スルーホール電極７ｂと上面電極パターン７ｆにより接続され独立した二対の第１の内部導通端子７ｄを形成する。更に、前記第２の収納部６ｂの円錐斜面に前記第１の内部導通端子７ｄに対応して対角に伸びて連通する一対の第２の内部導通端子７ｅを形成する。
【００１８】
前記蓋体３は、前記ベース基板２の第２の収納部６ｂと同形状をした円錐形状の凹部３ａ（第３の収納部）が形成されている。
【００１９】
本発明の傾斜スイッチは、前述したように前記ベース基板２のボール収納部６ａ（６ｂ）に導通ボール５を挿入後、前記ベース基板２のボール収納部６ａ（６ｂ）と前記蓋体３のボール収納部３ａが対向するようにして、溶着又は接着により接合したものである。
【００２０】
前記導通ボール５は、第１、第２の内部導通端子７ｄ、７ｅとの接点圧力を考慮すると、ある程度重量があるＦｅ系材やＳｕｓ材等の金属ボールが好ましく、接触抵抗を考慮すると、金属ボールの表面にＡｕメッキなどの表面処理を施すことが好ましい。
【００２１】
以上述べた構成の傾斜スイッチにおいて、その作用について説明する。図３及び図４に示すように、傾斜スイッチでＡ方向が重力方向になった時に、導通ボール５が端子番号７▲１▼と７▲２▼の第１の内部導通端子７ｄに接触し、電気的に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。同様に、傾斜スイッチでＢ方向が下の時に、導通ボール５が端子番号７▲２▼と７▲４▼の第１の内部導通端子７ｄに、傾斜スイッチでＣ方向が下の時に、導通ボール５が端子番号７▲３▼と７▲４▼の第１の内部導通端子７ｄに、傾斜スイッチでＤ方向が下の時に、導通ボール５が端子番号７▲１▼と７▲３▼の第１の内部導通端子７ｄに、それぞれ接触し、電気的に接続されて、それぞれの重力方向の傾斜が検知される。導通ボール５の２次元的な動きにより、４方向の傾斜が検出できる。
【００２２】
更に、図４に示すように、傾斜スイッチでＥ方向（床面）が重力方向になった時に、導通ボール５が前記第２の収納部６ｂに位置し、端子番号７▲１▼と７▲４▼の前記第１の内部導通端子７ｄに対応して対角に伸びて連通する一対の第２の内部導通端子７ｅに接触し、電気的に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。ここで、第２の内部導通端子７ｅの形成は、上記した端子番号７▲１▼と７▲４▼の代わりに、端子番号７▲２▼と７▲４▼に形成しても良い。
【００２３】
また、傾斜スイッチで図４に示すＦ方向（天面）が重力方向になった時に、蓋体３に形成された第３の収納部３ａに導通ボール５が位置するが、このボール収納部３ａには内部導通端子が設けられていないので、電気的に無信号の状態になる。
【００２４】
以上述べたように、導通ボールが３次元的な動きにより、重力方向の傾斜検知は、従来の２次元的な検出から発展して、３次元的な検出が可能になる。
【００２５】
図５、図６は本発明の第２の実施の形態に係わり、図５は、筐体を構成する蓋体の平面図である。図６は、ベース基板に蓋体を接合した図５に示す蓋体のＪ−Ｊ線断面図である。
【００２６】
前述した第１の実施の形態と異なるところは、蓋体に形成された第３の収納部に一対の第３の内部導通端子と、該第３の内部導通端子から伸び、前記ベース基板に形成された上面電極パターンと接触する下面電極パターンを形成し、傾斜スイッチでＦ方向（天面）が重力方向になった時に導通ボールが第３の内部導通端子に接触した時に電気的に接続されて重力方向の傾斜が検知される。
【００２７】
図５、図６において、前記ベース基板は、図３と同様であるので説明は省略する。前記蓋体３の天面には前記ベース基板２の床面に形成された円錐形状と同形状の凹部３ａ（第３の収納部）が形成され、該第３の収納部３ａに前記ベース基板２に形成された上面電極パターン７ｆの中で、ベース基板２の第２の内部導通端子７ｄと接続しない他の一対の上面電極パターン７ｆと接触する下面電極パターン７ｈを形成する。前記蓋体３の天面に形成された円錐形状の凹部３ａ（第３の収納部）に前記下面電極パターン７ｈと接続する一対の第３の内部導通端子７ｇを形成し、前記ベース基板２のボール収納部６ａ（６ｂ）に導通ボール５を収納した後、前記ベース基板２と前記蓋体３のボール収納部が対向して接合することにより、ベース基板２に形成された上面電極パターン７ｆと、蓋体３に形成された下面電極パターン７ｈとが導通する。
【００２８】
前記傾斜スイッチでＦ方向（天面）が重力方向になり、導通ボール５が前記蓋体３の第３の収納部３ａに位置した時、端子番号７▲２▼と７▲３▼の前記一対の第３の内部導通端子７ｇに接触し、電気的に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。従って、導通ボール５が、前記内部導通端子と接触する位置によって、三次元の６方向を検知することができる。
【００２９】
図７〜図９は、本発明の第３の実施の形態に係わり、図７は、ベース基板の平面図である。図８は、図７のベース基板に蓋体を接合した図７に示す蓋体のＪ−Ｊ線断面図である。図９は、筐体を構成する蓋体の平面図である。
【００３０】
前述した第２の実施の形態と異なるところは、蓋体に形成された下面電極パターンと、ベース基板に形成された上面電極パターンとの電気的接続に導通部材を介在させることにより接触を一層確実にしたものである。
【００３１】
図７、図８において、前記ベース基板２に形成された第２の内部導通端子７ｄと接続しない他の一対の上面電極パターン７ｆと、前記蓋体３に形成された第３の内部導通端子７ｇと接続する下面電極パターン７ｈとの接続は、前記ベース基板２に基板上の上面電極パターン７ｆと連通し内面に接続電極を施した導通部材収納凹部２ａを形成し、該導通部材収納凹部２ａに導通部材として、例えば、コイルスプリング８を挿着する。
【００３２】
一方、前記蓋体２は、前述した第２の実施の形態と同様に、前記蓋体３の天面に形成された第３の収納部に一対の第３の内部導通端子７ｇと、該第３の内部導通端子７ｇと接続する下面電極パターン７ｈが形成されている。該下面電極パターン７ｈで、前記コイルスプリング８と接触する部分は、接触面積を大きくした拡張電極パターン７ｉが形成されている。
【００３３】
上記した傾斜スイッチの構成により、ベース基板２と蓋体３を接合した際に、ベース基板２の上面電極パターン７ｆと、蓋体３の下面電極パターン７ｈの接触は、コイルスプリング８のバネ力により確実に接触する。前述した第２の実施の形態と同様に、前記傾斜スイッチでＦ方向（天面）が重力方向になった時に、導通ボール５が前記蓋体３の第３の収納部３ａに位置し、端子番号７▲２▼と７▲３▼の前記一対の第３の内部導通端子７ｇに接触し、電気的に確実に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。従って、導通ボール５が、前記内部導通端子と接触する位置によって、三次元の６方向を検知することができる。
【００３４】
前記導通部材は、コイルスプリングに限るものではなく、バネ付きピンなどでも良いことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のようなリードフレームを使用しないで、ＭＩＤの製法で小型化、軽量化が図られ、３次元的な検出を可能にした安価な傾斜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】本発明の実施の形態に係わる傾斜スイッチのベース基板に電極をパターニングした状態の斜視図である。
【図２】図１の裏面側の斜視図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】ベース基板に蓋体を接合した図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わり、筐体を構成する蓋体の平面図である。
【図６】ベース基板に蓋体を接合した図５に示す蓋体のＪ−Ｊ線断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係わり、ベース基板の平面図である。
【図８】ベース基板に蓋体を接合した図７に示す蓋体のＪ−Ｊ線断面図である。
【図９】筐体を構成する蓋体の平面図である。
【図１０】従来の傾斜スイッチの平面図である。
【図１１】図１０のＨ−Ｈ線方向から見た正面図である。
【図１２】図１０の傾斜方向による検知端子を示す回路図である。
【符号の説明】
１  筐体
２  ベース基板
２ａ  導通部材収納凹部
３  蓋体
３ａ  第３の収納部（凹部）
４  スルーホール
５  導通ボール（金属ボール）
６ａ  第１の収納部（凹部）
６ｂ  第２の収納部（凹部）
７▲１▼、７▲２▼、７▲３▼、７▲４▼  端子番号
７ａ  外部接続用端子
７ｂ  スルーホール電極
７ｃ  裏面電極（外部接続用端子）
７ｄ  第１の内部導通端子
７ｅ  第２の内部導通端子
７ｆ  上面電極パターン
７ｇ  第３の内部導通端子
７ｈ  下面電極パターン
７ｉ  拡張電極パターン
８  コイルスプリング（導通部材）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ  重力方向
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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