(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉状ハウジング内の両側に発光体と受光体が筒体を介して軸線上に対向して配置され、前記筒体は環状壁により内孔を画成し、前記内孔の一端面はすり鉢状をした凹壁に形成され、前記凹壁に前記発光体と前記受光体の間の光路が前記筒体を透過できるように穴部が開いており、前記筒体の内孔内にボールを転がり自在に内蔵し、前記ボールの移動により前記光路を開閉するスイッチにおいて、
前記筒体の内孔の他端面をキャップで覆い、
前記キャップは、前記光路に沿って前記内孔での放射光を透過して前記受光体に検知できるように光透過部を形成し、
前記光透過部は、前記光路に近い中央部分が前記ボールの移動を妨げるように前記穴部側に局部的に突出し、前記光路から離れた外周部分が窪んで環状溝が形成されている
ことを特徴とするボールスイッチ。
【請求項２】
前記キャップとしては、不透明材料で成形され、
前記光透過部に前記内孔での放射光を前記受光体に検知させるように前記光路に近い突出部分に通孔を形成している
ことを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【請求項３】
前記キャップとしては、透明材料で成形され、
前記キャップ全体を光透過部として形成し、
前記光路を含む前記光路に近い中央部分を突出形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【請求項４】
前記ボールとしては、前記ボールの直径が前記キャップで覆われた前記筒体の内孔の半径より小であるように不透光材料で成形することを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【請求項５】
前記ボールとしては、前記ボールの直径が前記キャップで覆われた前記筒体の内孔の半径より大であるように屈折性を有する透光材料で成形することを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【請求項６】
前記穴部としては、前記凹壁の一番窪んだ所に設け、
前記凹壁は、前記穴部の周りから末広状に広がって前記環状壁に接続する斜面を有するすり鉢状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【請求項７】
前記キャップが、外周縁の前記内孔側の内面から対向側にフランジ状に突出て前記内孔の他端面に凹凸嵌合する係止リング部を形成することを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【請求項８】
前記ハウジングとしては、ベースと、このベースとから密閉状中空部を画成するように前記ベースを覆う筐体状のカバーとを有し、
前記ベースと前記カバーはそれぞれ、前記筒体が収まる穴を形成し、
前記ベースの両側縁に、フランジが外側に張り出て形成され、
前記発光体と前記受光体はそれぞれ、外部接続端子が前記フランジを貫通するように前記ハウジングの外部に引出す
ことを特徴とする請求項１に記載のボールスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールスイッチ９は、図１０、１１に示すように、密閉状ハウジング９０内の両側に発光体９１と受光体９２が筒体９３を介してその軸線上に対向して配置される。筒体９３は、環状壁９３１により内孔９３０を画成し、内孔９３０の発光体９１側の端面はすり鉢状をした凹壁９３２に形成され、凹壁９３２に穴部９３３が開いており、発光体９１と受光体９２の間の光路Ｏが筒体９３の穴部９３３を透過するように形成し、筒体９３の内孔９３０内には転がり自在に内蔵したボール９４の移動により光路Ｏを開閉するスイッチである。ボールスイッチ９が外側に引出された外部接続端子を介して基体７の表面上に設けられており、ボール９４が内孔９３０内に転がり移動し、光路Ｏを開閉することにより、基体７の転回姿勢を検知することができる。
【０００３】
ボールスイッチ９は、図１０のように、発光体９１を点灯状態に維持した状態で、基体７が水平面８に置かれた状態では、光路Ｏを通じて受光体９２は発光体９１よりの光を検知し、ＯＮ信号を生成して送り出す。図１１のように、基体７が水平面に対して９０度転回し、水平面８に対して垂直状態になると、発光体９１を点灯状態の姿勢から、ボール９４が凹壁９３２沿いに穴部９３３へ転がり、光路Ｏを遮へいするため、受光体９２は光を検知せず、ＯＦＦ信号を生成し送出すようになる。
【特許文献１】米国特許第６,８００,８４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ボールスイッチ９においては、受光体９２の受光の有無によるＯＮ、ＯＦＦにより基体７の所定の転回姿勢を検出することができるが、基体７が多少傾斜し、ボール９４の移動により、光路Ｏを完全に遮へいできない場合があり、受光体９２の受光量に影響を及ぼし、ＯＮ・ＯＦＦの切替が確実にできない問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消しようとするもので、スイッチの切替えの信頼性の高いボールスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明は、密閉状ハウジング内の両側に発光体と受光体が筒体を介して軸線上に対向して配置され、前記筒体は環状壁により内孔を画成し、前記内孔の一端面はすり鉢状をした凹壁に形成され、前記凹壁に前記発光体と前記受光体の間の光路が前記筒体を透過できるように穴部が開いており、前記筒体の内孔内にボールを転がり自在に内蔵し、前記ボールの移動により前記光路を開閉するスイッチにおいて、前記筒体の内孔の他端面をキャップで覆い、前記キャップは、前記光路に沿って前記内孔での放射光を透過して前記受光体に検知できるように光透過部を形成し、前記光透過部は、前記光路に近い中央部分が前記穴部側に突出し、前記光路から離れた外周部分が窪んで環状溝が形成されていることを特徴とするボールスイッチを提供しようとする。
【０００７】
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記キャップとしては、不透明材料で成形され、前記光透過部に前記内孔での放射光を前記受光体に検知させるように前記光路に近い突出部分に通孔を形成している。
【０００８】
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記キャップとしては、透明材料で成形され、前記キャップ全体を光透過部として形成し、前記光路を含む前記光路に近い中央部分を突出形成する。
【０００９】
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記ボールとしては、前記ボールの直径が前記キャップで覆われた前記筒体の内孔の半径より小であるように不透光材料で成形する。
【００１０】
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記ボールとしては、前記ボールの直径が前記キャップで覆われた前記筒体の内孔の半径より大であるように屈折性を有する透光材料で成形する。
【００１１】
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記穴部としては、前記凹壁の一番窪んだ所に設け、
前記凹壁は、前記穴部の周りから末広状に広がって前記環状壁に接続する斜面を有するすり鉢状に形成されている。
【００１２】
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記キャップが、外周縁の内孔側の内面から対向側にフランジ状に突出て前記内孔の他端面に凹凸嵌合する係止リング部を形成する。
前記ボールスイッチにおいては、好ましくは、前記ハウジングとしては、ベースと、このベースとから密閉状中空部を画成するように前記ベースを覆う筐体状のカバーとを有し、前記ベースと前記カバーはそれぞれ、前記筒体が収まる穴を形成し、前記ベース２１の両側縁にフランジが外側に張り出て形成され、前記発光体と前記受光体はそれぞれ外部接続端子が前記フランジを貫通するように前記ハウジングの外部に引出す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、キャップの光透過部の光路に近い中央突出部分により、ボールが突出部分側に移動せず、光路を遮へいすることができないので、基体の所定の転回姿勢をより確実に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態のボールスイッチの分解斜視図、図２は、図１のスイッチの組立図、図３は、図２のIII―III線における正面断面図、図４は、図３のIV―IV線における側面断面図を示す。本実施の形態のボールスイッチ１は、図示の如く、密閉状ハウジング２内の両側に発光体３と受光体４が筒体５を介して軸線上に対向して配置され、筒体５は環状壁５１により内孔５０を画成し、内孔５０の一端面はすり鉢状をした凹壁５２に形成され、発光体３と受光体４の間の光路Ｏが筒体５を透過するように凹壁５２に穴部５３が開いており、筒体５の内孔５０内にボール６を転がり自在に内蔵し、ボール６が凹壁５２沿いに穴部５３へ転がり、光路Ｏを開閉するスイッチである。
【００１６】
ハウジング２としては、図示の如く、ベース２１と、このベース２１とから密閉状中空部２０を画成するようにベース２１を覆う筐体状のカバー２２とを有し、ベース２１とカバー２２はそれぞれ筒体５が安定に収まるように所定の深さの角穴２１１、２２１を形成している。ベース２１の両側縁にフランジ２１２、２１２が外側に張り出て形成され、フランジ２１２、２１２のそれぞれに貫通孔２１３、２１３、２１３、２１３が設けられている。ハウジング２はシール材２３によりベース２１の下部を密封状に封止する。
【００１７】
発光体３は、筒体５に向けて放射する発光部３１と、発光部３１に接続されハウジング２の外部に引出され基体７に連結される外部接続端子３２、３２とからなっている。
【００１８】
受光体４は、筒体５に向けて発光部３１からの放射光を光路Ｏに沿って筒体５を介して検知する受光部４１と、受光部４１に接続されハウジング２の外部に引出され基体７に連結される外部接続端子４２、４２とからなっている。
【００１９】
発光体３の外部接続端子３２、３２と受光体４の外部接続端子４２、４２はそれぞれ、ベース２１のフランジ２１２、２１２の貫通孔２１３、２１３、２１３、２１３に挿通して基体７に接続される。
【００２０】
筒体５は、該内孔５０の一端面５０１を発光体３側に窪んで略すり鉢状をした凹壁５２により封じるように設けられ、該内孔５０の他端面５０２をキャップ５４で覆っている。
【００２１】
穴部５３としては、凹壁５２の一番窪んだ所５２１に設けられ、凹壁５２は穴部５３の周りから末広状に広がって環状壁５１に接続する斜面５２２を有するすり鉢状に形成されており、窪んだ部分５２１に開いた穴部５３により光路Ｏに沿って発光体３の放射光を透過させ内孔５０へ入射する。
【００２２】
キャップ５４は、光透過部５５として光路Ｏに沿って内孔５０での放射光を透過して受光体４に検知できるように形成され、光路Ｏに近い中央部分５６が穴部５３側に突出、光路Ｏから離れた外周部分が窪んで、環状溝５７が形成されている。キャップ５４の内孔５０側の内面から穴部５３側に突出て内孔５０の他端面５０２を凹凸嵌合する係止リング部５８を形成している。
【００２３】
この例においては、キャップ５４としては、不透明材料で成形されており、図３に示すように、光透過部５５に内孔５０での放射光を受光体４に検知できるように光路Ｏに近い突出部分５６を通孔５９があいている。
【００２４】
ボールスイッチ１が発光体３及び受光体４のそれぞれ外側に引出された外部接続端子３２、３２、４２、４２を介して基体７の表面上に設けられており、ボール６が内孔５０内にころ移動し、光路Ｏを開閉することにより、基体７の転回姿勢を検知することができる。
【００２５】
基体７の表面に設けられたボールスイッチ１は、図３、４のように基体７を水平面８に置いた状態であるとき、ボール６は環状壁５１にころ移動し、発光体３の発光部３１から放射された光が光路Ｏに沿って凹壁５２の穴部５３及びキャップ５４の通孔５９を透過して受光体４の受光部４１に検知するため、この水平状態でボールスイッチ１はＯＮ信号を生成する。
【００２６】
ボールスイッチ１は、図５，６のように基体７が水平面８に対して９０度転回し、水平面８に対して垂直状態であるとき、ボール６は環状壁５１にころ移動し、凹壁５２の穴部５３が塞がれ、内孔５０からの放射光を受光体４の受光部４１は検知できず、ＯＦＦ信号を生成する。
【００２７】
ボールスイッチ１は、図７のように基体７が水平面８に前記と逆に９０度転回すると、ボール６はキャップ５４の突出部５６により環状溝５７に留められ、光路Ｏを塞げることなくＯＮ状態に保つことができる。このように、一定の状態にしかＯＦＦ信号を送出しないようにすることができるので、スイッチのミス信号の発生を大幅に減らすことができる。
【００２８】
上記の例のボールスイッチ１においては、キャップ５４は、不透明材料で成形されたことについて説明したが、図８に示すように、他の例のボールスイッチ１Ａにおいては、キャップ５４Ａとしては、透明材料で成形されるとき、キャップ全体を光透過部５５Ａとする構成をすることができ、通孔５９を設けずに光路Ｏを含む光路Ｏに近い中央部分５６Ａを突出形成してもよい。この構成をしたボールスイッチ１Ａでも、上記例のボールスイッチ１に同様な効果を有することができる。
【００２９】
なお、上記の例においては、ボール６としては、ボールの直径が光路Ｏとキャップ５４の係止リング部５８との間の光路Ｏに対する垂直距離、即ち環状壁５１から囲まれた内孔５０の半径より小であるように不透光材料で成形されている。なお、他の例においては、ボール６Ａとしては、図９のようにボールの直径がＯ光路とキャップ５４の係止リング部５８との間の光路Ｏに対する垂直距離より大であるように屈折性を有する透光材料で成形されるとき、この光屈折性を利用し、スイッチが振動したり転回したりするとき、ボールの転がり姿勢により異なる光屈折値を検知できるため、基体７の所定の傾斜姿勢をも知ることができる。
【００３０】
つまり、ボールとしては、不透光材料で成形されるとき、ボールスイッチは傾斜スイッチとして適用し、透光材料で成形されるときは、ボールスイッチは、傾斜スイッチ或いは振動スイッチとして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態の傾斜スイッチを示す分解斜視図である。
【図２】図１の傾斜スイッチの組立図である。
【図３】図２のIII-III線における正面断面図である。
【図４】図２のIV-IV線における側面断面図である。
【図５】図１の傾斜スイッチの転回姿勢を示す正面断面図である。
【図６】図１の傾斜スイッチの転回姿勢を示す側面断面図である。
【図７】図１の傾斜スイッチの他の転回姿勢を示す正面断面図である。
【図８】図１の傾斜スイッチの他の形態の正面断面図である。
【図９】図１の傾斜スイッチの他の形態を示す正面断面図である。
【図１０】従来の傾斜スイッチの一部を切り欠いた斜視図である。
【図１１】図１０の傾斜スイッチの転回姿勢を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…ボールスイッチ
２…ハウジング
２０…中空部
２１…ベース
２１１、２２１…角穴
２１２…フランジ
２１３…貫通孔
２２…カバー
２３…シール材
３…発光体
３１…発光部
３２…外部接続端子
４…受光体
４１…受光部
４２…外部接続端子
５…筒体
５０…内孔
５０１、５０２…端面
５１…環状壁
５２…凹壁
５２１…窪んだ所
５２２…斜面
５３…穴部
５４、５４Ａ…キャップ
５５、５５Ａ…光透過部
５６、５６Ａ…突出部分（中央部分）
５７…環状溝
５８…係止リング部
５９…通孔
６、６Ａ…ボール
７…基体
８…水平面
【図１】
0004384217.tif 000002
【図２】
0004384217.tif 000003
【図３】
0004384217.tif 000004
【図４】
0004384217.tif 000005
【図５】
0004384217.tif 000006
【図６】
0004384217.tif 000007
【図７】
0004384217.tif 000008
【図８】
0004384217.tif 000009
【図９】
0004384217.tif 000010
【図１０】
0004384217.tif 000011
【図１１】
0004384217.tif 000012