JP2004228015A - 傾斜スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を可能とする。
【解決手段】ケース２１と、ケース２１内に配置された電極２２，２３と、電極２２，２３から引き出された端子２７，２８と、重力に従って移動する錘３３とを具備し、各電極２２，２３は基部２２ａ，２３ａと、その基部２２ａ，２３ａから互いに接近するようにケース２１の中央に向かって延長された可撓性を有するフライングリード部２２ｂ，２３ｂとからなり、フライングリード部２２ｂ，２３ｂはケース２１が非傾斜状態において錘３３がそれらの上に位置することにより撓むと共に錘３３によって互いに導通され、ケース２１が傾斜すると錘３３は各フライングリード部２２ｂ，２３ｂと接触する位置から移動するものとする。フライングリード部２２ｂ，２３ｂは錘３３と面あるいは線で接触するため、極めて低荷重で安定した接触状態が得られ、錘３３を大幅に小さくできる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は検知対象物の傾斜を検知して動作する傾斜スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３はこの種の傾斜スイッチの従来構成の一例を示したものであり、図中、１１はケース、１２はケース１１の開口を蓋するカバー、１３，１４は固定接点、１５は可動接点をなす金属球を示す。
金属ピンよりなる一対の固定接点１３，１４はケース１１の底面に植設されており、そのケース１１の外に突出された外端は端子１３ａ，１４ａとされている。
金属球１５はケース１１内に移動可能に収納され、図３に示した状態では一対の固定接点１３，１４上に位置してそれらと接触し、固定接点１３，１４はこの金属球１５を介して導通されている。
この状態からケース１１が傾斜すると、金属球１５は転がって移動し、これにより固定接点１３と１４とは非導通状態となる。
このように、従来の傾斜スイッチは可動接点をなす金属球が重力に従って移動することにより、ＯＮ・ＯＦＦ動作するものとなっており、これにより検知対象物の傾斜が検知されるものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１６１６３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構成を有する傾斜スイッチでは小型化を図ろうとすると、金属球が小さくなり、自重が小さくなって十分な接触力が得られないといった状況が発生する。
例えば上述したように、金属球と金属ピンというリジッドな金属同士の接触においては、接点（接触面）材料に金を用いたとしても、０．０１Ｎ以上の接触力がなければ、なかなか接触抵抗が安定しないにもかかわらず、小型化において所要の荷重を得ることができず、接触抵抗が不安定な領域を使用することで製品化を図るといったことも行われている。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、従来より低荷重で安定した接触状態が得られるようにし、より小型・高性能化を図ることができる傾斜スイッチを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、ケースと、そのケース内に配置された少なくとも一対の電極と、それら電極からそれぞれ引き出されてケースの外に位置する端子と、ケース内に収納され、重力に従って移動する錘とを具備し、各電極はケースの周壁側に位置する基部と、その基部から互いに接近するようにケースの中央に向かって延長された可撓性を有するフライングリード部とからなり、それらフライングリード部はケースが非傾斜状態において錘がそれらの上に位置することにより撓むと共に、その錘によって互いに導通され、ケースが傾斜すると錘は各フライングリード部と接触する位置から移動するものとされる。
請求項２の発明では請求項１の発明において、電極が多層金属薄膜よりなり、フライングリード部は幅狭パターンの集合によって構成されているものとされる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による傾斜スイッチの一実施例を示したものであり、この例ではケース２１内に配置されている一対の電極２２，２３はフライングリード構造を有するものとされる。
図２Ａはこれら電極２２，２３の平面形状をケース２１に配置されている状態で示したものであり、まずこれら電極２２，２３の構成について説明する。なお、図２Ａ中、二点鎖線２１ａは方形をなすケース２１の周壁を示す。
電極２２，２３は共に基部２２ａ，２３ａとフライングリード部２２ｂ，２３ｂとよりなり、基部２２ａ，２３ａはそれぞれ直交２辺をなす部分と、それらをつなぐ傾斜部分とよりなるものとされる。これら基部２２ａ，２３ａはケース２１の周壁２１ａ側に、その隣接２辺に沿い、かつ互いに対向して位置される。
フライングリード部２２ｂ，２３ｂはこの例ではそれぞれ基部２２ａ，２３ａの直交２辺部分からくし歯状をなすように突出されて形成されており、基部２２ａ，２３ａの互いに対向する部分から突出されたフライングリード部２２ｂ，２３ｂは互いに接近するようにケース２１の中央に向かって延長されている。
【０００７】
上記のような形状を有する電極２２，２３はこの例では成膜形成されてなる多層金属薄膜よりなるものとされ、具体的には良好な弾性を有するニッケル膜の両面に、導電性の優れた金膜が配置されてなる金／ニッケル／金の３層構造とされる。
このような形状・層構成を有する電極２２，２３は例えば以下のような方法によって作製される。
即ち、上面に電極パターン形状に対応する凸部が形成されたシリコン等よりなる型の上面に、金、ニッケル、金を順次スパッタし、金／ニッケル／金の３層構造よりなる金属薄膜を成膜形成する。
そして、凸部上に位置する金属薄膜を粘着テープ等を使用し、その一部を粘着して型から引き剥がす。このようにして電極２２，２３が作製される。なお、弾性金属としてニッケルに替えてニッケル合金を用いてもよい。
【０００８】
電極２２，２３は図１に示したようにケース２１内の底面側に配置される。ケース２１はこの例では樹脂製とされて立方体形状とされ、底面部分が開口されたケース本体２４と、その開口を蓋するベース２５とによって構成されて、このベース２５上にスペーサ２６を介して電極２２，２３が配置される。
電極２２，２３からそれぞれ引き出されている端子２７，２８はベース２５の外側面上に配置されており、端子２７，２８はこの例では電極２２，２３とそれぞれ一体形成されているものとされ、即ち上述した作製方法で同時に成膜形成されたものとされる。
スペーサ２６は例えば両面粘着テープよりなるもので、方形枠形状とされ、下面がベース２５に粘着固定されると共に、上面に電極２２，２３の基部２２ａ，２３ａ及びフライングリード部２２ｂ，２３ｂの基端側部分が粘着固定される。
【０００９】
電極２２，２３とそれぞれ一体形成されている端子２７，２８はスペーサ２６の外周面に沿うように折り曲げられ、ベース２５に設けられた穴２９を介して外部に導出され、さらに折り曲げられてベース２５の外側面に対接配置されている。
スペーサ２６の上には電極２２，２３をそれぞれ挟んでＬ字状をなす電極押さえ３１，３２が配置される。この電極押さえ３１，３２は例えば一面に粘着剤を備えたポリイミドテープとされ、電極２２，２３にそれぞれ粘着固定されている。なお、これら電極押さえ３１，３２は前述の型上に成膜形成された電極２２，２３を型から引き剥がす際の粘着テープそのものとすることができる。
このようにスペーサ２６、端子２７，２８がそれぞれ一体形成された電極２２，２３及び電極押さえ３１，３２が取り付けられたベース２５はケース本体２４の底面開口に取り付け固定され、その際、ケース２１内に錘３３が収納される。錘３３は金属球とされ、この例では黄銅球の表面に金めっきが施されたものとされる。
【００１０】
上記のような構成とされた傾斜スイッチでは、ケース２１が非傾斜状態の時、図１Ｂに示したように錘３３はケース２１の中央、可撓性を有するフライングリード部２２ｂ，２３ｂ上に位置し、フライングリード部２２ｂ，２３ｂは錘３３の自重によって図１Ｂに示したように撓む。
従って、各フライングリード部２２ｂ，２３ｂは錘３３と面接触もしくは線接触した状態となり、電極２２，２３は錘３３を介して導通される。
一方、図１Ｃに示したようにケース２１が傾斜すると、錘３３は重力に従って転がって移動し、つまり両フライングリード部２２ｂ，２３ｂと接触するケース２１の中央位置から移動し、これにより電極２２と２３とは非導通状態となり、電極２２と２３とが非導通となったことで傾斜を検知することができる。
【００１１】
このように、この例では電極２２，２３はフライングリード構造を有し、それらの上に錘３３が位置することにより撓んで錘３３の表面に沿い、面接触もしくは線接触するものとなっている。
従って、図３に示した従来の傾斜スイッチのようなリジッドな金属同士の真実接触点のみの点接触に比べ、極めて小さな接触力で接触抵抗が安定し、つまり０．０１Ｎの１／１００以下の接触力で安定した接触状態が得られるものとなり、大幅に小型化を図れるものとなる。
具体的数値例を示せば、電極２２，２３のフライングリード部２２ｂ，２３ｂの各くし歯の幅を１００〜２００μｍ程度とし、電極厚（３層構造金属薄膜の全厚）を５μｍ程度とすることにより、ケース２１の外形を一辺４ｍｍ程度の立方体の大きさとすることができる。なお、この場合、錘３３の自重は４ｍｇ程度でよい。
【００１２】
図２Ｂ，Ｃは電極２２，２３の他の形状及び配置状態を図２Ａと同様に示したものであり、図２Ａの電極２２，２３に替えて、これら図２ＢあるいはＣに示したような電極２２，２３を用いてもよい。なお、いずれにおいてもフライングリード部２２ｂ，２３ｂは幅狭パターンの集合（配列）によって構成され、所要の可撓性を有するものとされる。
上述した実施例では一対の電極を具備し、２端子構造としているが、電極数はこれに限らず、例えばケース内に二対の電極を配置して４端子構造としてもよく、このような構成を採用すれば、傾斜の有無と共にその方向を検知可能とすることができる。
また、可動接点をなす錘の形状は球に限らず、重力に従って転がり、移動するものであればよく、例えば円柱形状とすることもできる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば可動接点をなす錘によって導通される電極はフライングリード構造を有し、フライングリード部はその上に錘が位置することにより撓み、錘と面あるいは線で接触するものとなっているため、従来の傾斜スイッチのようなリジッドな金属同士の真実接触点のみの点接触の接点構造に比べ、接触抵抗を安定化するのに必要な荷重を大幅に低減でき、つまり極めて低荷重で安定した接触状態を得ることができる。
従って、錘を小さくし、その自重が小さくなっても良好な動作性能を得ることができ、よって小型・高性能な傾斜スイッチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図、Ａは水平断面図、Ｂは垂直断面図、Ｃは傾斜した状態の垂直断面図。
【図２】Ａは図１における電極の形状を示す平面図、Ｂ及びＣは電極の他の形状例を示す平面図。
【図３】従来の傾斜スイッチを示す断面図。

Claims (2)

1. ケースと、
   そのケース内に配置された少なくとも一対の電極と、
   それら電極からそれぞれ引き出されて上記ケースの外に位置する端子と、
   上記ケース内に収納され、重力に従って移動する錘とを具備し、
   上記各電極は上記ケースの周壁側に位置する基部と、その基部から互いに接近するように上記ケースの中央に向かって延長された可撓性を有するフライングリード部とからなり、
   それらフライングリード部は、上記ケースが非傾斜状態において上記錘がそれらの上に位置することにより撓むと共に、その錘によって互いに導通され、
   上記ケースが傾斜すると、上記錘は上記各フライングリード部と接触する位置から移動することを特徴とする傾斜スイッチ。
2. 請求項１記載の傾斜スイッチにおいて、
   上記電極は多層金属薄膜よりなり、上記フライングリード部は幅狭パターンの集合によって構成されていることを特徴とする傾斜スイッチ。

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