JP2600574Y2 - 加速度応動スイッチ - Google Patents

加速度応動スイッチ

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JP2600574Y2
JP2600574Y2 JP1993016291U JP1629193U JP2600574Y2 JP 2600574 Y2 JP2600574 Y2 JP 2600574Y2 JP 1993016291 U JP1993016291 U JP 1993016291U JP 1629193 U JP1629193 U JP 1629193U JP 2600574 Y2 JP2600574 Y2 JP 2600574Y2
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靖和 水谷
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は例えば石油暖房機やガス
燃焼機器等の電気機器の制御装置として用いられ、傾斜
・転倒や地震等の振動を感知して所定の検知信号を出力
する加速度応動スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の加速度応動スイッチとしては、例
えば本出願人が特願平4−272387号に於いて提案
した常時開路型の加速度応動スイッチがある。この加速
度応動スイッチについて図5を参照して説明すると、加
速度応動スイッチ101は、導電端子ピン2を電気絶縁
性充填材3で金属製の円板4に気密に固定した蓋板5と
金属製のハウジング6とからなる密閉容器中に導電性の
慣性球7が配置されている。また導電端子ピン2の容器
内側端には所定のバネ定数を有した接点部材8が導電的
に固着されている。通常の非動作時には慣性球7はハウ
ジング6の底面のほぼ中央に位置しており、このとき慣
性球7と接点部材8とは接触しない。この加速度応動ス
イッチ101に所定の値以上の水平加速度や傾斜が与え
られると図5に点線で示す如く慣性球7が転動し接点部
材8と接触する。こうして導電端子ピン2−接点部材8
−慣性球7−ハウジング6の経路で電路が構成される。
【0003】しかし、この構造の加速度応動スイッチは
常時接点間が開離しているために正常な状態では加速度
応動スイッチの取付不良や配線の断線による非接続状態
を検知する事ができず、その様な非接続状態に気付かず
そのまま使用した場合、加速度応動スイッチが動作して
も制御機器に信号が送られず制御対象機器の制御が不可
能になる可能性があった。
【0004】そこで本出願人は特願平4−333649
号にて加速度応動スイッチの接点間にその電位差を規定
するための検出素子を並列に接続した加速度応動装置を
提案した。この加速度応動装置について図6を参照して
説明すると、加速度応動スイッチ111は例えば前述の
加速度応動スイッチ101の如き常時開路型の加速度応
動スイッチとその接点間に並列に接続された検出用抵抗
器R1によって構成されている。112は加速度応動ス
イッチ111と制御基板とを接続するリード線であり、
加速度応動スイッチ111と制御基板には各々コネクタ
ー113によって接続される。114はA/Dコンバー
ターを内蔵したマイコンであり、加速度応動スイッチ1
11の一方の端子がコネクター113とリード線112
を介してA/Dコンバーター入力端子114Aに電気的
に接続されている。コネクター113とA/Dコンバー
ター入力端子114Aとの間には抵抗器Rの一端が接続
され、抵抗器Rの他端には標準電圧VRefが印加されて
いる。加速度応動スイッチ111の残る一方の端子はコ
ネクター113とリード線112を介して接地されてい
る。なおVccは電源電圧である。
【0005】例えばここで加速度応動スイッチ111が
正規姿勢であり尚且つ静止していれば、加速度応動スイ
ッチ111の接点間は開放されているため、この時の測
定点aの電圧Vaは抵抗器R1の抵抗値r1及び抵抗器
Rの抵抗値rに依存し、 Va=VRef×r1/(r1+r)となる。
【0006】また傾斜や震動により加速度応動スイッチ
111が作動しその接点間が閉じられると、この時の加
速度応動スイッチ111の接点間抵抗を抵抗器R1に比
べ非常に小さいと抵抗器R1の両端は短絡されたと看做
され、測定点aは接地部と同電位になり、この時実質的
に電圧Va=0Vになる。
【0007】さらにコネクター113の取付不良や、リ
ード線112の断線等による加速度応動スイッチ111
の非接続状態では測定点aはVRefと同電位になる。
【0008】このようにして常時開路型の加速度応動ス
イッチにおいても取付不良や配線の断線等を確実に検知
する事ができる。
【0009】
【考案が解決しようとする課題】しかし小形化及びコス
トの低減が要求される加速度応動スイッチの接点間に上
述の如き抵抗器等の検出素子を接続する事は部品点数が
多くなり大型化するのみならず、作業工程の複雑化を惹
き起こすものであった。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで本考案の加速度応
動スイッチは、有底円筒形の導電性のハウジングと、概
ね円形の板のほぼ中心に導電端子を電気絶縁性材料によ
り貫通固定した蓋板とを有し、前記ハウジングの底面に
はほぼ中心部から外側に向かって同心円状に上昇する傾
斜面が形成され、前記蓋板の周縁部にハウジングの開口
端が固定されて容器を形成し、蓋板の導電端子端部には
導電端子を中心としてほぼ同心円状に接触部を配設する
導電材製の接点部が設けられ、前記容器の内部には導電
性の固体の慣性球が正規姿勢において静止時には重力に
よりハウジングのほぼ中央部に位置するように収納さ
れ、所定の値以上の傾斜や振動を受ける事により慣性球
が揺動し接点部材と接触して接点部材を慣性球によって
ハウジングに電気的に接続するように構成した加速度応
動スイッチにおいて、前記電気絶縁性材料の表面に選定
された抵抗値を有する導電性物質を固着せしめ導電端子
とハウジングとの間が所定の電気的抵抗値を有するとと
もに、この導電端子とハウジングとの間の電路を前記慣
性球により閉路した時はその抵抗値が前記導電性物質を
介した抵抗値より低くなるようにした事を特徴としてい
る。
【0011】また本考案の他の加速度応動スイッチは、
有底円筒形の導電性のハウジングと、概ね円形の板のほ
ぼ中心に導電端子を貫通固定した蓋板を有し、前記ハウ
ジングの底面にはほぼ中心部から外側に向かって同心円
状に上昇する傾斜面が形成され、前記蓋板の周縁部にハ
ウジングの開口端が固定されて容器を形成し、蓋板の導
電端子端部には導電端子を中心としてほぼ同心円状に接
触部を配設する導電材製の接点部が設けられ、前記容器
の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿勢において静
止時には重力によりハウジングのほぼ中央部に位置する
ように収納され、所定の値以上の傾斜や振動を受ける事
により慣性球が揺動し接点部材と接触して接点部材を慣
性球によってハウジングに電気的に接続するように構成
した加速度応動スイッチにおいて、選定された抵抗値を
有する導電性物質を前記蓋板の全部又は一部として使用
する事により導電端子とハウジングとの間が所定の電気
的抵抗値を有するとともに、この導電端子とハウジング
との間の電路を前記慣性球により閉路した時はその抵抗
値が前記導電性物質を介した抵抗値より低くなるように
した事を特徴としている。
【0012】
【実施例】本考案の加速度応動スイッチについて図1を
参照して説明する。尚、前述の加速度応動スイッチ10
1において述べたのと同一の部品については同一の記号
を付しその詳細な説明を省略する。加速度応動スイッチ
1の蓋板5は鉄等の金属製の円板4に穿たれた孔に鉄−
ニッケル合金等の導電端子ピン2がガラスやセラミック
等の電気絶縁性の充填材3により気密に固着されてい
る。
【0013】本考案の加速度応動スイッチ1では円板4
と導電端子ピン2とを電気的に接続するように、選定さ
れた抵抗値を有する塗料の如き導電性物質を印刷等の方
法で充填材3に固着する事により抵抗回路9が設けられ
ている。この印刷抵抗物質としては例えばカーボンや、
銅、アルミニウム、銀等の金属粉等の導電性粉末を各種
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の有機バインダーに所望
する抵抗値となるように適当な割合で分散させた抵抗印
刷塗料等がある。また抵抗回路9による抵抗値は慣性球
7が接点部材8と接触した時の接点部材8とハウジング
6の間の抵抗値を101〜102Ωとすればこれと明らか
に区別できるように例えば103〜105Ω程度とする事
が好ましい。抵抗回路9を充填材3の容器外側表面に形
成する事により、加速度応動スイッチ1の完成後に導電
性物質を削ったり塗布面積を増加したりする事により抵
抗回路9の抵抗値を調整する事ができる。しかし導電性
物質は図1に誇張して記号9にて示したが実際はほとん
ど体積を有しないので、加速度応動スイッチの本体の大
きさは増加しないといえる。
【0014】慣性球7の材質は例えば鉄やその合金であ
るステンレス、銅やその合金等種々の金属が使用可能で
ある。この時、鉄や銅等空気中で酸化しやすくその酸化
被膜が導電性を害するおそれのあるものを使用し容器を
密閉構造にしない場合には、慣性球7の表面に金や銀、
あるいはニッケル、鉛と錫からなるハンダメッキ等の表
面処理を施したものが目的に応じて選定される事が好ま
しい。また前述の接点部材8及びハウジング6内面の
性球7との接触部分も同様に目的に応じて選定された表
面処理を施す事が好ましい。また本実施例の如く導電端
子ピン2と円板4を充填材3により気密に固定した蓋板
5とハウジング6とをリングプロジェクション溶接等に
より固定し気体に対して密閉容器として構成した場合に
は、容器内部の雰囲気を水素や不活性ガス等の腐食防止
ガスと置換して封緘したり真空にする事により空気中で
は酸化被膜を形成しやすい材料でも表面処理の必要を全
くなくすことができる。
【0015】この加速度応動スイッチ1の動作について
図6に示した加速度応動装置に使用された場合を例に説
明すると、通常状態における非動作時には導電端子ピン
2と円板4の間の電位差は抵抗回路9の抵抗値r9と抵
抗器Rの抵抗値rに依存し、測定点aの電圧Vaは Va=VRef×r9/(r9+r)となる。
【0016】傾斜や振動により加速度応動スイッチ1が
動作し慣性球7が接点部材8とハウジング6の間を短絡
すると、この時の加速度応動スイッチ1の接点間抵抗を
抵抗回路9に比較して非常に小さいと抵抗回路9の両端
は短絡されたと見做され、測定点aは実質的に接地され
電圧Va=0Vになる。
【0017】さらに加速度応動スイッチの取付不良や途
中配線の断線等による加速度応動スイッチの非接続状態
では、測定点aの電位はVRefと同電位になる。
【0018】このように加速度応動スイッチの状態によ
って変化する測定点aの電位Vaによって決まるA/D
コンバータの出力を監視する事により、所定の値以上の
傾斜や転倒及び水平方向の加速度を検知でき、制御対象
機器、例えば石油ファンヒータの燃焼装置や燃料ポンプ
等を停止したり、表示装置やブザー等によって異常を知
らせたりする事ができる。
【0019】抵抗回路9の導電性物質の固着の方法は特
に限定するものではなく、また所定の抵抗値とする事が
できれば、図2(a)の如く充填材3の表面の一部に塗布
して導電端子ピン2と円板4を接続する形としてもよい
し図2(b)の如く充填材3の表面全体に塗布してもよ
い。
【0020】次に本考案の他の実施例について図3を参
照して説明する。この実施例においても前述の加速度応
動スイッチと同一の部品には同一の符号を付け、詳細な
説明は省略する。本実施例の加速度応動スイッチ11は
傾斜スイッチにより適した形状のハウジング14を有し
ており、導電端子ピン2に固着された接点部材15は前
述の実施例の接点部材8と腕状部の数は違うが所定のバ
ネ定数となるようにされている。この加速度応動スイッ
チ11では蓋板13において導電端子ピン2を金属製の
円板4に固定する充填材12に導電性樹脂等の導電性材
料が使用されている。この場合、充填材12の有機バイ
ンダーとしては熱硬化性樹脂を使用したほうが、高温の
下で使用した場合にも充填材の軟化による導電端子ピン
の位置ずれ等が起りにくくなりより好ましい。このとき
導電端子ピン2とハウジング14の間の充填材12を介
しての抵抗値は、慣性球7を介しての抵抗値101〜1
2Ωよりも充分に高い103〜105Ω程度となるよう
に設定されている。
【0021】この加速度応動スイッチ11の動作につい
て説明すると、通常の静止状態で且つ正規姿勢にある時
は、慣性球7はハウジング14の底面上に位置し接点部
材15とは接触せず、導電端子ピン2とハウジング14
の間の抵抗値は充填材12を介した103〜105Ω程度
である。また加速度応動スイッチ11が傾斜してもそれ
が所定の角度に達しない間は、慣性球7はハウジング1
4の境界部分14Aをこえないため慣性球7と接点部材
15とは接触しない。加速度応動スイッチ11が所定の
角度以上傾斜すると、慣性球7は境界部分14Aを乗り
越えて接点部材15と接触してハウジング14との間を
電気的に接続し、導電端子ピン2とハウジング14の間
を慣性球7を介した電路を構成し、導電端子ピン2とハ
ウジング14の間の抵抗値は101〜102Ω程度とな
る。また加速度応動スイッチ11に所定の値以上の振動
や衝撃等の加速度が与えられても同様に慣性球7は境界
部分14Aを乗り越えて慣性球7を介した電路が構成さ
れる。この加速度応動スイッチ11を接続状態の判別能
力を有した装置に使用した時の動作と判別方法について
は前述の実施例と同様なのでその説明は省略する。
【0022】つぎに本考案の他の実施例について図4を
参照して説明する。この加速度応動スイッチ21は蓋板
22の円板23の全体が所定の抵抗値を有する合成樹脂
等の材料で作られており、この抵抗材料を貫通して導電
端子ピン2が一体的に成形されたり導電性接着材等によ
り固定されている。ハウジング24と蓋板との固定はか
しめによって行なわれ、必要に応じて円板23と導電端
子ピン2との間及びハウジング24と蓋板22の円板2
3との電気的接続を確実なものにするために導電ペース
ト25等を塗布する。ハウジング24の内面や慣性球7
の表面が空気中で酸化しやすくその酸化被膜が導電性を
害するおそれのある場合には目的に応じて金や銀等の貴
金属やあるいはニッケル、鉛と錫からなるハンダメッキ
等の表面処理を施すことが好ましい。その動作について
は前述の例と同様なので説明は省略する。また本実施例
では蓋板をハウジングのかしめにより固定しているが、
例えば導電性接着剤等により固定してもよい。
【0023】
【考案の効果】本考案によれば、常時開路型の感震素子
の接点間に所望の抵抗値を有した導電性物質等を印刷等
の方法により固着したり、電気絶縁性の充填材を導電性
樹脂等に置き換えて抵抗回路を設けることにより、従来
の加速度応動スイッチの様に検出用の抵抗器を設けるた
めに大型化したりその作業が煩雑になることはなく、そ
の接続不良や配線の断線等を原因とする非接続状態を検
知するための装置に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の加速度応動スイッチの一実施例
【図2】本考案の加速度応動スイッチの蓋板の実施例
【図3】本考案の加速度応動スイッチの他の実施例
【図4】本考案の加速度応動スイッチの他の実施例
【図5】従来の加速度応動スイッチの例
【図6】加速度応動スイッチの動作状態監視回路の例
【符号の説明】
1,11,21:加速度応動スイッチ 2:導電端子ピン 3:電気絶縁性充填材 4,23:円板 5,13,22:蓋板 6,14,24:ハウジング 7:慣性球 8,15:接点部材 9:導電性材料 12:導電性充填材 25:導電性ペースト

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底円筒形の導電性のハウジングと、 概ね円形の板のほぼ中心に導電端子を電気絶縁性材料に
    より貫通固定した蓋板とを有し、 前記ハウジングの底面にはほぼ中心部から外側に向かっ
    て同心円状に上昇する傾斜面が形成され、 前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が固定されて容
    器を形成し、 蓋板の導電端子端部には導電端子を中心としてほぼ同心
    円状に接触部を配設する導電材製の接点部が設けられ、 前記容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿勢に
    おいて静止時には重力によりハウジングのほぼ中央部に
    位置するように収納され、 所定の値以上の傾斜や振動を受ける事により慣性球が揺
    動し接点部材と接触して接点部材を慣性球によってハウ
    ジングに電気的に接続するように構成した加速度応動ス
    イッチにおいて、 前記電気絶縁性材料の表面に選定された抵抗値を有する
    導電性物質を固着せしめ導電端子とハウジングとの間が
    所定の電気的抵抗値を有するとともに、 この導電端子とハウジングとの間の電路を前記慣性球に
    より閉路した時はその抵抗値が前記導電性物質を介した
    抵抗値より低くなるようにした事を特徴とする加速度応
    動スイッチ。
  2. 【請求項2】 有底円筒形の導電性のハウジングと、 概ね円形の板のほぼ中心に導電端子を貫通固定した蓋板
    を有し、 前記ハウジングの底面にはほぼ中心部から外側に向かっ
    て同心円状に上昇する傾斜面が形成され、 前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が固定されて容
    器を形成し、 蓋板の導電端子端部には導電端子を中心としてほぼ同心
    円状に接触部を配設する導電材製の接点部が設けられ、 前記容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿勢に
    おいて静止時には重力によりハウジングのほぼ中央部に
    位置するように収納され、 所定の値以上の傾斜や振動を受ける事により慣性球が揺
    動し接点部材と接触して接点部材を慣性球によってハウ
    ジングに電気的に接続するように構成した加速度応動ス
    イッチにおいて、 選定された抵抗値を有する導電性物質を前記蓋板の全部
    又は一部として使用する事により導電端子とハウジング
    との間が所定の電気的抵抗値を有するとともに、この導
    電端子とハウジングとの間の電路を前記慣性球により閉
    路した時はその抵抗値が前記導電性物質を介した抵抗値
    より低くなるようにした事を特徴とする加速度応動スイ
    ッチ。
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