(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端が開口し、その周壁の内周側に所定の傾斜角を有する倒切頭円錐状の傾斜面を形成してなる帽体状の第１電極と、円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面を有する円柱状の突起部が垂直に突設されていて、前記第１電極の下端開口部外周に設けた環状段部に嵌着した断面角形のリングからなる絶縁部材を介在させて前記第１電極との間に空隙部が形成され、かつ前記円柱状突起部が該第１電極の下端開口部に挿入されるよう該第１電極に取付けられている上方へ突出する周壁を有する第２電極と、前記第１及び第２の両電極とこの両電極間に介在する前記絶縁部材により形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する単一の導電性球体とからなり、前記スイッチ・ケースが水平状態におかれて静止している場合には前記導電性球体が前記第１電極の倒切頭円錐状傾斜面と前記第２電極の円錐状傾斜面の両者に当接して該第１電極と該第２電極とが導通し、オンの状態に保持されるようにしたことを特徴とする傾斜・振動スイッチ。
【請求項２】
下端が開口し、その周壁の内周側に所定の傾斜角を有する倒切頭円錐状の傾斜面を形成してなる帽体状の第１電極と、円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面を有する円柱状の突起部が垂直に突設されていて、前記第１電極の下端開口部外周に設けた環状段部に嵌着した断面角形のリングからなる絶縁部材を介在させて前記第１電極との間に空隙部が形成され、かつ前記円柱状突起部が該第１電極の下端開口部に挿入されるよう該第１電極に取付けられている上方へ突出する周壁を有する第２電極と、前記第１及び第２の両電極とこの両電極間に介在する前記絶縁部材により形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された同一の直径を有する２個の導電性球体とからなり、前記スイッチ・ケースが水平状態におかれて静止している場合には前記導電性球体が前記第１電極の倒切頭円錐状傾斜面と前記第２電極の円錐状傾斜面の両者に当接して該第１電極と該第２電極とが導通し、オンの状態に保持されるようにしたことを特徴とする傾斜・振動スイッチ。
【請求項３】
下端が開口し、その周壁の内周側に所定の傾斜角を有する倒切頭円錐状の傾斜面を形成してなる帽体状の第１電極と、円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面を有する円柱状の突起部が垂直に突設されていて、前記第１電極の下端開口部外周に設けた環状段部に嵌着した断面角形のリングからなる絶縁部材を介在させて前記第１電極との間に空隙部が形成され、かつ前記円柱状突起部が該第１電極の下端開口部に挿入されるよう該第１電極に取付けられている上方へ突出する周壁を有する第２電極と、前記第１及び第２の両電極とこの両電極間に介在する前記絶縁部材により形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する単一の導電性球体と、該スイッチ・ケース内に封入されたオイルなどからなる粘性の液体とからなり、前記スイッチ・ケースが水平状態におかれて静止している場合には前記導電性球体が前記第１電極の倒切頭円錐状傾斜面と前記第２電極の円錐状傾斜面の両者に当接して該第１電極と該第２電極とが導通し、オンの状態に保持されるようにしたことを特徴とする傾斜・振動スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は傾斜・振動スイッチに係り、特に家電製品、玩具、精密機械及び産業機器などの各種機器に取り付けてそれら機器の傾斜又は振動を検出するための傾斜・振動スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に使用されている傾斜・振動スイッチには、機械式の傾斜・振動スイッチや水銀を使用した傾斜・振動スイッチなどが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の機械式の傾斜・振動スイッチは、１．ばね式のスイッチでは、傾斜は感知できず、しかも長時間の使用のうちにばねが弾力を失いオンの状態になりやすい。２．動作感度は、調整が不可能である。３．外形寸法は、高感度にすれば大きくなる。４．速度の遅い振動は、検出しない。５．傾斜では、全く動作しない。６．機器への組込みは、金具・リード線などに半田付けが必要のため、自動半田実装が不可能である。７．部品が多いので、コストが高くなる。８．ばねと錘の使用で経年変化が早くなる。９．チャタリング（chattering）を防止するには、回路が必要となりコストアップとなる。などの問題点があった。また、水銀を使用した傾斜・振動スイッチは、１．温度変化による水銀の膨張などで誤動作しやすい。２．微小振動では動作しないので、動作感度が低い。３．手作業で生産するので、量産が難しい。４．水銀を使用しているので、破損した場合に人体に危険であるともに、環境を汚染するので社会問題が発生する。５．速度の遅い振動は、感知しない。６．リード線などに半田付けが必要なので、自動半田実装が不可能である。７．水銀とガラスを使用しているので、高価になるとともに、破損しやすい。８．小型化が難しい。９．チャタリング（chattering）を防止するには、回路が必要となりコストアップとなる。などの問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記の如き従来技術の問題点を解消するとともに、たとえば、盗難防止装置、玩具、精密機械、ゲーム機械、測定器、工業機械振動検知装置、アクセサリー、家庭用品横転検知装置、家庭製品、ホビー商品、セキュリティー装置などの家電製品や産業機器に使用してその傾斜及び振動を検出することができるようにした、傾斜・振動スイッチを提供することをその主たる目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る傾斜・振動スイッチは、下端が開口し、その周壁の内周側に所定の傾斜角を有する倒切頭円錐状の傾斜面を形成してなる帽体状の第１電極と、円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面を有する円柱状の突起部が垂直に突設されていて、前記第１電極の下端開口部外周に設けた環状段部に嵌着した断面角形のリングからなる絶縁部材を介在させて前記第１電極との間に空隙部が形成され、かつ前記円柱状突起部が該第１電極の下端開口部に挿入されるよう該第１電極に取付けられている上方へ突出する周壁を有する第２電極と、前記第１及び第２の両電極とこの両電極間に介在する前記絶縁部材により形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する単一の導電性球体とからなり、前記スイッチ・ケースが水平状態におかれて静止している場合には前記導電性球体が前記第１電極の倒切頭円錐状傾斜面と前記第２電極の円錐状傾斜面の両者に当接して該第１電極と該第２電極とが導通し、オンの状態に保持されるようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明に係る傾斜・振動スイッチは、下端が開口し、その周壁の内周側に所定の傾斜角を有する倒切頭円錐状の傾斜面を形成してなる帽体状の第１電極と、円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面を有する円柱状の突起部が垂直に突設されていて、前記第１電極の下端開口部外周に設けた環状段部に嵌着した断面角形のリングからなる絶縁部材を介在させて前記第１電極との間に空隙部が形成され、かつ前記円柱状突起部が該第１電極の下端開口部に挿入されるよう該第１電極に取付けられている上方へ突出する周壁を有する第２電極と、前記第１及び第２の両電極とこの両電極間に介在する前記絶縁部材により形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された同一の直径を有する２個の導電性球体とからなり、前記スイッチ・ケースが水平状態におかれて静止している場合には前記導電性球体が前記第１電極の倒切頭円錐状傾斜面と前記第２電極の円錐状傾斜面の両者に当接して該第１電極と該第２電極とが導通し、オンの状態に保持されるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
さらにまた、本発明に係る傾斜・振動スイッチは、下端が開口し、その周壁の内周側に所定の傾斜角を有する倒切頭円錐状の傾斜面を形成してなる帽体状の第１電極と、円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面を有する円柱状の突起部が垂直に突設されていて、前記第１電極の下端開口部外周に設けた環状段部に嵌着した断面角形のリングからなる絶縁部材を介在させて前記第１電極との間に空隙部が形成され、かつ前記円柱状突起部が該第１電極の下端開口部に挿入されるよう該第１電極に取付けられている上方へ突出する周壁を有する第２電極と、前記第１及び第２の両電極とこの両電極間に介在する前記絶縁部材により形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する単一の導電性球体と、該スイッチ・ケース内に封入されたオイルなどからなる粘性の液体とからなり、前記スイッチ・ケースが水平状態におかれて静止している場合には前記導電性球体が前記第１電極の倒切頭円錐状傾斜面と前記第２電極の円錐状傾斜面の両者に当接して該第１電極と該第２電極とが導通し、オンの状態に保持されるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【実施例】
次に本発明の傾斜・振動スイッチの第１実施例について図面を参照しながら説明する。図１は外観図、図２はオンの状態の概略構成を示す説明図、図３はオンの状態からオフの状態に切り替わる原理を示す説明図である。この第１実施例のスイッチ５０は、下端が開口し、内部に倒切頭円錐状の傾斜面５１Ａを有する帽体状の第１電極５１と、上方へ突出する周壁を有する円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面５３Ａを有する円柱状の突起部５３Ｂが垂直に突設されていて、前記第１電極５１の下端開口部外周に絶縁部材５２を介在させて取り付けられている第２電極５３と、前記第１電極と前記第２電極及びこの両電極間に介装された前記絶縁部材とにより形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する単一の導電性球体５５とから構成されている。図示の例にあっては、前記第１電極の前記傾斜面５１Ａの傾斜角度は約４０度である。前記第２電極の円柱状突起部は、前記第１電極の下端開口部にその下方から挿入し得るようその直径が該下端開口部の内径より小さくされている。前記絶縁部材５２は断面角形に形成された弾性リングからなり、第１電極５１の下端開口部の外周に設けた環状段部５１Ｃに嵌着されている。第２電極５３は、上方へ突出する周壁５３Ｃを有し、第１電極５１との間に空隙部５４が形成され、かつ前記円柱状突起部５３Ｂが該第１電極５１の下端開口部に挿入されるよう前記絶縁部材５２を介在させて前記第１電極５１に取付けられている。このため、第１の電極５１と第２の電極５３が当接していないので、相互に絶縁されている。導電性球体５５は、例えばベアリング・ボールなどの導電性を有する球体からなり、比較的大なる直径を有している。なお、この第１実施例においては、第１電極５１は前記倒切頭円錐状傾斜面５１Ａの上端に連続する円筒状の内壁面５１Ｂを備えている。図３において、５６は水平線を示し、Ｄはスイッチ５０の水平線５６に対する傾斜角度を示す。上記構成の傾斜・振動スイッチにおいては、それが図２に示すように水平状態におかれている場合には、導電性球体５５が第１の電極５１の傾斜面５１Ａ及び第２の電極５３の傾斜面５３Ａの両者に当接しているので、第１の電極５１と第２の電極５３とが導通し、オンの状態である。したがって、このスイッチ５０は、常閉式スイッチである。このようなオンの状態において、図２のオンの状態からオフの状態に切り替わる原理を示す説明図である図３に示すように、傾斜・振動スイッチ５０が約４０度傾斜すると、導電性球体５５が移動して第１の電極５１に形成されている傾斜面５１Ａだけに当接する。このため、第１の電極５１と第２の電極５３とが非導通になりオフの状態になるので、傾斜・振動スイッチ５０が約４０度傾斜したことを検出することができる。そして、この第１実施例の場合、導電性球体５５が移動するスイッチ・ケースの内部空間が第１電極５１の傾斜面５１Ａ及び円筒状内壁面５１Ｂと第２電極５３の円錐状突部、すなわち円錐状傾斜面５３Ａとによって画成されているので、全方向の傾斜を検出することができる。
【０００９】
次に、上記第１実施例の一変形例としての傾斜・振動スイッチについて図面を参照しながら説明する。図４は外観図、図５はオンの状態の概略構成を示す説明図、図６はオンの状態からオフの状態に切り替わる原理を示す説明図である。この変形例のスイッチ６０も、下端が開口し、内部に倒切頭円錐状の傾斜面６１Ａを有する帽体状の第１電極６１と、上方へ突出する周壁を有する円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面６３Ａを有する円柱状の突起部６３Ｂが垂直に突設されていて、前記第１電極６１の下端開口部外側に絶縁部材６２を介在させて取付けられている第２電極６３と、前記第１電極と前記第２電極及びこの両電極間に介装された前記絶縁部材とにより形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する単一の導電性球体６５とから構成されている。図示の例にあっては、前記第１電極の前記傾斜面６１Ａの傾斜角度は約７０度である。前記第２電極の円柱状突起部は、前記第１電極の下端開口部にその下方から挿入し得るようその直径が該下端開口部の内径より小さくされている。前記絶縁部材６２は断面角形に形成されたリングからなり、第１電極６１の下端開口部の外周に設けた環状段部６１Ｃに嵌着されている。第２電極６３は、上方へ突出する周壁６３Ｃを有し、第１電極６１との間に空隙部６４が形成され、かつ前記円柱状突起部５３Ｂが該第１電極５１の下端開口部に挿入されるよう前記絶縁部材６２を介在させて前記第１電極６１に取付けられている。このため、第１の電極６１と第２の電極６３が当接していないので、相互に絶縁されている。導電性球体６５は、例えばベアリング・ボールなどの導電性を有する球体からなり、比較的大なる直径を有している。なお、この変形例においては、上記第１実施例と異なり、第１電極６１は前記倒切頭円錐状傾斜面６１Ａの上端に連続する円筒状の内壁面は備えていない。図６において、６６は水平線を示し、Ｃ、Ｄはスイッチ６０の水平線６６に対する傾斜角度を示す。上記構成の傾斜・振動スイッチにおいては、それが図５に示すように水平状態におかれている場合には、導電性球体６５が第１の電極６１の傾斜面６１Ａ及び第２の電極６３の傾斜面６３Ａの両者に当接しているので、第１の電極６１と第２の電極６３とが導通し、オンの状態である。したがって、このスイッチ６０は、常閉式スイッチである。このようなオンの状態において、図５のオンの状態からオフの状態に切り替わる原理を示す説明図である図６に示すように、傾斜・振動スイッチ６０が約７０度傾斜すると、導電性球体６５が移動して第１の電極６１に形成されている傾斜面６１Ａだけに当接する。このため、第１の電極６１と第２の電極６３とが非導通になりオフの状態になるので、傾斜・振動スイッチ６０が約７０度傾斜したことを検出することができる。そして、この変形例の場合、導電性球体６５が移動するスイッチ・ケースの内部空間が第１電極６１の傾斜面６１Ａと第２電極６３の円錐状傾斜面６３Ａとによって画成されているので、全方向の傾斜を検出することができる。
【００１０】
次に、上記第１実施例の第２の変形例としての傾斜・振動スイッチについて図面を参照しながら説明する。図７は外観図、図８はオンの状態の概略構成を示す説明図である。この変形例のスイッチ７０は、上記第１実施例と同様な下端が開口し、内部に倒切頭円錐状の傾斜面７１Ａを有する帽体状の第１電極７１と、上方へ突出する周壁を有する円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面７３Ａを有する円柱状の突起部７３Ｂが垂直に突設されていて、前記第１電極７１の下端開口部外側に絶縁部材７２を介在させて取付けられている第２電極７３と、前記第１電極と前記第２電極及びこの両電極間に介装された前記絶縁部材とにより形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された同一の直径を有する２個の導電性球体７５、７６とから構成されている。図示の例にあっては、前記傾斜面７１Ａの傾斜角度は約４０度である。前記第２電極の円柱状突起部は、前記第１電極の下端開口部にその下方から挿入し得るようその直径が該下端開口部の内径より小さくされている。前記絶縁部材７２は断面角形に形成されたリングからなり、第１電極７１の下端開口部の外周に設けた環状段部７１Ｃに嵌着されている。第２電極７３は、上方へ突出する周壁７３Ｃを有し、第１電極７１との間に空隙部７４が形成され、かつ前記円柱状突起部５３Ｂが該第１電極５１の下端開口部に挿入されるよう前記絶縁部材７２を介在させて前記第１電極７１に取付けられている。このため、第１の電極７１と第２の電極７３が当接していないので、相互に絶縁されている。導電性球体７５、７６は、例えばベアリング・ボールなどの導電性を有する球体からなり、比較的大なる直径を有している。なお、この第２変形例においては、第１電極７１は前記倒切頭円錐状傾斜面７１Ａの上端に連続する円筒状の内壁面７１Ｂを備えている。上記構成の傾斜・振動スイッチにおいては、それが図８に示すように水平状態におかれている場合には、導電性球体７５、７６が第１の電極７１の傾斜面７１Ａ及び第２の電極７３の傾斜面７３Ａの両者に当接しているので、第１の電極７１と第２の電極７３とが導通し、オンの状態である。したがって、このスイッチ７０は、常閉式スイッチである。このようなオンの状態においては、２個の球体７５、７６は相互に当接して微振動を防止しているので、チャタリングの発生を有効に防止することができる。
【００１１】
次に、上記第１実施例の第３の変形例としての傾斜・振動スイッチについて図面を参照しながら説明する。図９は外観図、図１０はオンの状態の概略構成を示す説明図である。この変形例のスイッチ８０は、下端が開口し、内部に倒切頭円錐状の傾斜面８１Ａを有する帽体状の第１電極８１と、上方へ突出する周壁を有する円形基板の上面中央部に円錐状の傾斜面８３Ａを有する円柱状の突起部８３Ｂが突設されていて、前記第１電極８１の下端開口部外側に絶縁部材８２を介在させて水密に取付けられている第２電極８３と、前記第１電極と前記第２電極及びこの両電極間に介装された前記絶縁部材とにより形成された円柱状のスイッチ・ケース内に転動自在に収納された所定の直径を有する導電性球体８５と、該スイッチ・ケース内に封入されたオイルなどからなる粘性の液体８６とから構成されている。図示の例にあっては、前記傾斜面８１Ａの傾斜角度は約４０度である。前記第２電極の円柱状突起部は、前記第１電極の下端開口部にその下方から挿入し得るようその直径が該下端開口部の内径より小さくされている。前記絶縁部材８２は断面角形に形成されたリングからなり、第１電極８１の下端開口部の外周に設けた環状段部８１Ｃに嵌着されている。第２電極８３は、上方へ突出する周壁８３Ｃを有し、第１電極８１との間に空隙部８４が形成され、かつ前記円柱状突起部５３Ｂが該第１電極５１の下端開口部に挿入されるよう前記絶縁部材８２を介在させて前記第１電極８１に取付けられている。このため、第１の電極８１と第２の電極８３が当接していないので、相互に絶縁されている。導電性球体８５は、例えばベアリング・ボールなどの導電性を有する球体からなり、比較的大なる直径を有している。動作の態様は上記第１実施例のそれと同様であるので、この点についての説明は省略するが、この変形例にあっては、球体８５の微振動は液体８６の粘性により吸収されるので、チャタリングの発生を有効に防止することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は上記の如く構成されているので、それによれば、冒頭に述べた従来技術の問題点を解消するとともに、盗難防止装置、玩具、精密機械、ゲーム機械、測定器、工業機械振動検知装置、アクセサリー、家庭用品横転検知装置、家庭製品、ホビー商品、セキュリティー装置などの家庭製品や産業機器等に使用してその傾斜及び振動を検出することができるようにした傾斜・振動スイッチを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る傾斜・振動スイッチの一実施例を縦置きにした状態を示す外観図。
【図２】  縦置きにした上記実施例のオンの状態を示す縦断面図。
【図３】  上記スイッチのオフの状態を示す縦断面図。
【図４】  上記実施例の第１の変形例の外観図。
【図５】  上記変形例のオンの状態の概略構成を示す説明図。
【図６】  上記変形例のオンの状態からオフの状態に切り替わる原理を示す説明図。
【図７】  上記実施例の第２の変形例の外観図。
【図８】  上記第２変形例のチャタリング（chattering）を防止する構成を示す説明図。
【図９】  上記実施例の第３の変形例の外観図。
【図１０】  上記第３変形例のチャタリング（chattering）を防止する構成を示す説明図。
【符号の説明】
５０・・・傾斜・振動スイッチ
５１・・・第１の電極
５１Ａ・・傾斜面
５１Ｃ・・環状段部
５２・・・絶縁部材
５３・・・第２の電極
５３Ａ・・傾斜面
５４・・・空隙部
５５・・・導電性球体
６０・・・傾斜・振動スイッチ
６１・・・第１の電極
６１Ａ・・傾斜面
６１Ｃ・・環状段部
６２・・・絶縁部材
６３・・・第２の電極
６３Ａ・・傾斜面
６４・・・空隙部
６５・・・導電性球体
７０・・・傾斜・振動スイッチ
７１・・・第１の電極
７１Ａ・・傾斜面
７１Ｃ・・環状段部
７２・・・絶縁部材
７３・・・第２の電極
７３Ａ・・傾斜面
７４・・・空隙部
７５・・・導電性球体
７６・・・導電性球体
８０・・・傾斜・振動スイッチ
８１・・・第１の電極
８１Ａ・・傾斜面
８１Ｃ・・環状段部
８２・・・絶縁部材
８３・・・第２の電極
８３Ａ・・傾斜面
８４・・・空隙部
８５・・・導電性球体
８６・・・液体
【図１】
0003950919.tif 000002
【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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