(57)【要約】【課題】  平面上のいかなる方向の加速度を受けても、加速度を受けたことを単一の加速度スイッチで検出することができるようにする。【解決手段】  加速度スイッチ００１は、中心に磁性体１０１を持ち、前記磁性体を囲むように複数の磁性体１０２から１０５を備えている。各磁性体を棒状の磁性体とし、その極性を同一方向にそろえれば磁性体１０１は１０１の存在する空間の中心に位置し前記空間の壁から等方向に離れて存在することができる。また前記空間は絶縁性材料で構成される基板に設けられ、前期空間の壁にはメッキなどの導電性材料１０６およびさらに下層にもう１層メッキ層が施される。またこれらのメッキ層は中間の絶縁層より分離されている。ここに加速度が加わると磁性体１０１が壁に接触し２つのメッキ層が導通する。これによりスイッチのＯＮ、ＯＦＦが可能となり、また磁性体１０１は平面上のどの方向の加速度を受けても壁と接触できるため、本加速度スイッチは平面上のいかなる方向の加速度も感知することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体（中心磁性体）と、
前記磁性体と対向して存在する磁性体とからなり、かつ前記磁性体は加速度を受けて移動できる空間内にあり、一方前記磁性体と対向して存在する磁性体は固定されており、加速度が働かないときは、前記磁性体を斥力により前記磁性体が存在する空間の壁から遠ざける作用をし、加速度が働くときは前記磁性体が斥力に逆らって運動し、遠ざかっていた空間の壁に接触し、あらかじめ空間の壁に設けられている接点と接触することにより、前記接点をオンすること、
を特徴とする加速度スイッチ。
【請求項２】
前記加速度センサーにおいて、磁性体（中心磁性体）と対向する磁性体が前記磁性体（中心磁性体）を取り囲むように複数存在し、前記磁性体（中心磁性体）が斥力により空間の壁から離れて空間のほぼ中心に存在するようにすることにより、加速度の感度が平面方向において全ての方向に得られるよう配置すること、
を特徴とする加速度スイッチ。
【請求項３】
前記請求項１〜２の加速度スイッチにおいて、磁性体の表面を金などの導電性薄膜で覆うことにより、磁性体と磁性体を囲む空間の周囲に設けられた接点との接触抵抗を下げることなどにより、接点でのスイッチング動作の信頼性を向上させること、
を特徴とする加速度スイッチ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの一項に記載の加速度スイッチと、
前記加速度スイッチの出力する検出信号が入力され、この検出信号に応じた所定の動作を行う回路と、
を備えている電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、加速度スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】  重錘に加わる加速度により、当該重錘に接続された片持ち梁あるいは両持ち梁が変位し、この変位を光、インダクタンス、キャパシタンス、抵抗値等の変化を利用して計測する従来の加速度センサ、振動センサでは、これらセンサを動作させるために電力を消費する。そして、この消費電力は、センサによる計測動作を必要となる時間帯以外でも待機電力として費やされるため、従来の加速度センサ等では消費電力が大きいという不具合がある。【０００３】  また、金属球を用いた「ころがり球式振動センサ」では、金属球が固定されていないため、通常状態で接点が閉（通常状態で接点が閉であることを「ノーマリークローズ」と呼び、「ＮＣ」の記号を用いる）となってしまい、やはり消費電力が大きいという問題がある。【０００４】  そこで、金属球を磁性材料とし、外部磁界で金属球を浮上させた「磁石吸着球式振動センサ」が提案されている。この「磁石吸着球式振動センサ」は、金属球が磁石で固定されているため、通常状態で接点が開（通常状態で接点が閉であることを「ノーマリーオープン」と呼び、「ＮＯ」の記号を用いる）とできるので、通常状態で消費電力をゼロにし、消費電力を低減することが出来る。【０００５】  しかし、「ころがり球式振動センサ」は、近傍に電動モーター等が存在すると誤動作を起し、さらに全ての方向の振動を検出することが出来ないという不具合がある。
そこで、これらの加速度センサ、振動センサの上述の不具合を解消するものとして「半導体加速度スイッチ」が知られている（特許文献１〜３などを参照）。【０００６】  「半導体加速度スイッチ」は単純に重錘に加わる加速度により重錘に接続された片持ちあるいは両持ち梁が変位し、この変位の発生を接点の開閉動作で計測するものである。このような原理のため、「半導体加速度スイッチ」は消費電力をゼロにすることができ、磁場や電場の影響も受け難いという利点を備えている。【０００７】
【特許文献１】  特開２０００−６５８５５号公報
【特許文献２】  特開２０００−０６５８５６号公報
【特許文献３】  特開２００２−２２７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、従来の「半導体加速度スイッチ」は、たとえば自動車用エアバックの制御用のものであるため、平面の１方向のみの振動及び加速度だけしか検出することができない。【０００９】  このため、例えば、いずれかの方向の振動が発生し、あるいは加速度が加わったことを条件に小型の負荷に通電するような用途（具体的には、小型のカードにＩＣ回路を搭載し、このカードにいずれかの方向の振動あるいは加速度が加わったことを当該カードに搭載された加速度スイッチで検出して、ＩＣ回路に通電する場合など）のためには、従来の「半導体加速度スイッチ」は、振動あるいは加速度を必ずしも検出することができないため、使用することができないという不具合があった。【０００９】  そこで、本発明の目的は、平面方向のいかなる方向の加速度を受けても、加速度を受けたことを単一の加速度スイッチで検出することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、磁性体（中心磁性体）と、前記磁性体と対向して存在する固定された磁性体とからなり、複数の固定された磁性体が前記磁性体を均等に取り囲み、かつ前記磁性体が存在する空間において、前期磁性体が固定された磁性体からの斥力により、前記磁性体が存在する空間の周辺の壁からはなれた状態を維持していて、加速度が加わった場合には前記磁性体が壁に接触し、接触した壁には接点が設けられている、加速度スイッチである。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、磁性体（中心磁性体）が、平面方向において全方位に移動自由であるため、前記磁性体が存在する空間の壁に、前記磁性体を全方位に取り囲むように接点を配置することが可能であり、任意の方向の加速度を受ければかならず接点が閉じる。よって、いかなる方向の加速度を受けても、加速度を受けたことを単一の加速度スイッチで検出することができる。【００１２】また本発明によれば、棒状の磁性体を使用することができ、このような磁性体は極小のものも開発されており、デバイスを極小に作成することが可能となる。
また本発明によれば、半導体スイッチのように構造体に単結晶シリコンなどの高価な材料やそのための高価な製造方法を用いることなく、プラスチックなどの安価な材料を使用することができかつ製造方法もより安価な方法を用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、本発明を実施するための最良の一形態について図面を参照して説明する。
［加速度スイッチの構成と動作］【００１４】  本実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。
図１は本実施形態の加速度スイッチ００１の構成を説明する上面側から見た図である。ただし実際にはこの上に導電性材料層およびキャップとなる層、およびこの下にも導電性材料層およびキャップ層が存在するが、わかりやすくするため途中の段階で平面方向に切った図となっている。図２は図１で示すＡ−Ａ′面で切った断面図であり、図１で省略されている層も含む。また図１は図２のＢ−Ｂ′平面で切った図に相当する。図３は図１で省略した部分を含めた本加速度スイッチ全体の上面図である。【００１５】  図１〜図３に示すように、加速度スイッチ００１は、上から第１基板１０７、第２基板１０８、第３基板１０９、第４基板１１０および第５基板１１１が積層されて構成される。これらはプラスチックなどの絶縁基板でありさらに第２基板１０８にはメッキなどの方法により導電性材料１０６層、および上面には図４に示されるように導電性材料１１３層があらかじめ形成されおり、同様に第４基板１１０にはメッキなどの方法により導電性材料である１１２層が形成され、さらに第５基板１１１にも図５に示されるようにメッキなどの方法で導電性材料である１１４層があらかじめ形成されている。なお図４、図５に示される１０８層および１１１層の表面のメッキ層１１３および１１４層は断面図である図２には厚みが薄いため省略され示されていない。【００１６】ここで導電性材料層である１０６層と１１３層は電気的に導通しており、また導電性材料層である１１２と１１４層は接触により電気的に導通している。また導電性材料層１０６層と１１２層は磁性体（中心磁性体）１０１が存在する空間の内側の壁面に形成されている。さらに１０６層と１１２層との間に１０９層があるため、１０６と１１２の２層は電気的に分離されている。
また磁性体１０２、１０３、１０４および１０５は磁性体（中心磁性体）１０１を均等に囲むように存在する。また各磁性体はＮ極とＳ極が同一向きになるように配置される。これらにより中心の磁性体１０１は斥力により周辺の壁に接触することなく空間の中心に存在することができる。【００１７】  ここで図６に示すように矢印方向に加速度が加わるとスイッチ全体は矢印方向に運動し磁性体１０１は運動しないため図に示すように磁性体１０１は壁に接触する。これにより磁性体１０１が導電性を持っていれば導電性材料層１０６層と１１２層は電気的に導通する。さらに１０６層は１１３層と導通し、１１２層は１１４層と導通しており、さらに１１３層と１１４層の一端は外部に露出しているため１０６層と１１２層の電気的な導通は１１３層と１１４層とを通して外部の接点と結びつけることができる。
この様子を概念図として図７に示す。加速度により磁性体１０１が空間周辺の壁に接触すると、磁性体１０１はスイッチとしてはたらき１０６層と１１２層を導通させ、さらに１１３層と１１４層を通して外部の電子デバイスをＯＮ、ＯＦＦ動作させることが可能となる。【００１８】  ここで図中の電子デバイスは、例えば携帯可能な小型のカードであり、加速度が加わらないときは磁性体１０１が離れて全く導通がない状態であるため、待機電力を消費することはない。【００１９】さらに図８に示すように磁性体１０１は周辺の壁との接触抵抗を小さくするため、磁性体の周辺１１５層をメッキ等により金などの低抵抗金属で形成することができる。これにより磁性体１０１と周辺の壁との接点としての信頼性を高めることができる。【００２０】また別途の実施形態について別途図面を参照して説明する。
図９は別途実施形態の加速度スイッチ００２の構成を説明する断面図である。基本的な構造は加速度スイッチ００１と同様であるが中心磁性体１２１を囲む空間を透磁率の小さな金属で構成することによりメッキなどの工程を省き構成を単純化し製造コストを下げることができる。【００２１】ここに加速度スイッチ００２は、上から第１基板１１６、第２基板１１７、第３基板１１８、第４基板１１９および第５基板１２０が積層されて構成される。ここで１１７および１１９は透磁率の小さな金属であり、１１６、１１８、１２０はプラスチックなどの絶縁基板である。また１１７層と１１９層との間に１１８層があるため１１７層と１１９層の２層は電気的に分離されている。
また図９はＤ−Ｄ′面を切断して上面から見た図１０のＣ−Ｃ′面を切断した図面に相当する。【００２２】  ここで加速度スイッチ００１で説明したように加速度スイッチ００２に加速度が加わると中心磁性体１２１は周辺の壁に接触する。ここで周辺の壁は金属であるため１１７層と１１９層は電気的に導通状態となることができる。さらに１１７層と１１９層の適当な側面から容易に端子を取り出すことは可能でありこれを通じて外部の接点と結びつけることができる。【００２３】  この様子を概念図としてスイッチ００１と同様に図１１に示す。加速度により磁性体１２１が空間周辺の壁に接触すると、磁性体１２１はスイッチとしてはたらき１１７層と１１９層を導通させ、さらに１１７層と１１９層の側面を通して外部の電子デバイスをＯＮ、ＯＦＦ動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  本発明の一実施形態である加速度スイッチ００１の構成を説明する上面側から見た図である。この図は説明をわかりやすくするため断面図である図２をＢ−Ｂ′平面で切った図となっている。
【図２】  同加速度スイッチの構成を説明するため図１のＡ−Ａ′面で切った断面図である。
【図３】  同加速度スイッチの上面図である。図１では一部の層が省略されているがこの図３は図１で省略されたものも含めた上面図となっている。
【図４】  同加速度スイッチの１０８層の上面図である。メッキ層１１３層が見える。
【図５】  同加速度スイッチの１１１層の上面図である。メッキ層１１４層が見える。
【図６】  同加速度スイッチの動作を説明する断面図である。
【図７】  同加速度スイッチの動作を説明する概念図である。
【図８】  同加速度スイッチで接触抵抗を小さくするため磁性体１０１全面にメッキを施した場合の断面図である。
【図９】  本発明の別途の実施形態である加速度スイッチ００２の構成を説明する断面図である。この図は図１０のＣ−Ｃ′面を切断した断面図となっている。
【図１０】  同加速度スイッチの一部を省略した上面図、図９をＤ−Ｄ′平面で切った図である。
【図１１】  同加速度スイッチの動作を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００２５】００１  加速度スイッチ
１０１  磁性体（中心磁性体）
１０２〜１０５  磁性体
１０６  基板１０８中心に作られた穴の側壁のメッキ層
１０７  第１基板
１０８  第２基板
１０９  第３基板
１１０  第４基板
１１１  第５基板
１１２  基板１１０中心に作られた穴の側壁のメッキ層
１１３  基板１０８表面に施されたメッキ層
１１４  基板１１１表面にほどこされたメッキ層
１１５  中心磁性体１０１の表面に施されたメッキ層
００２  加速度スイッチ
１１６  加速度スイッチ００２の第１基板
１１７  加速度スイッチ００２の第２基板
１１８  加速度スイッチ００２の第３基板
１１９  加速度スイッチ００２の第４基板
１２０  加速度スイッチ００２の第５基板
１２１  加速度スイッチ００２の磁性体（中心磁性体）
１２２〜１２５  加速度スイッチ００２の磁性体
【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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