JP2938004B1 - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 どのような姿勢からでも姿勢変化によって自
動的にスイッチ切換を可能とするスイッチ装置１を提供
する。 【解決手段】 ケース体２の内部に、多面体形状の遊動
空間６を形成する。ケース体２の遊動空間６を構成する
各面3a，3b間の辺位置に対応してその辺の両側に対の電
極8a，8bを設ける。ケース体２の遊動空間６の各頂点位
置に対応して、導電体７を対の電極8a，8bに対して非接
触状態に保つ非導通部10を設ける。ケース体２の姿勢変
化に応じて、導電体７が遊動して対の電極8a，8b間に接
触し、導電体７を介して対の電極8a，8bが電気的に導通
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、姿勢変化に対応し
て電気的な閉成および開成を切り換えるスイッチ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、動物を模した玩具など、
モータ、スピーカおよびランプなどの電気機器を備えた
玩具では、一般に、電源のオンオフを切り換えるために
スライドスイッチや押ボタンスイッチなどの切換スイッ
チが用いられ、これら切換スイッチのオンで玩具が常に
動作し、オフで停止状態を保つように構成されている。

【０００３】また、スイッチ装置としては、例えば、実
開平４−１１８６３３号公報に記載されているように、
振動によってオンオフする振動センサの構成が知られて
いる。この振動センサでは、プリント基板の上面が覆い
部材で覆われ、プリント基板と覆い部材との間に形成さ
れる空隙に導電性を有するボールが転動可能に収容され
ている。プリント基板の上面にはプラス接点部材とマイ
ナス接点部材とが円周方向に交互に形成されている。

【０００４】そして、この振動センサは、プリント基板
が必ず水平となる姿勢で使用され、通常時にはボールが
プリント基板上でプラス接点部材とマイナス接点部材と
のオン状態あるいはオフ状態で停止されており、また、
振動によってボールがプリント基板上で転動すると、ボ
ールによってプラス接点部材とマイナス接点部材とのオ
ンオフが順次切り換わり、このオンオフ信号の出力によ
って振動の発生が検知される。

【０００５】このような振動センサを動物を模したぬい
ぐるみに使用することで、振動を検知して自動的に動作
するように構成できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、玩具に
用いられる切換スイッチでは、玩具を動作させたり停止
させる度に、切換スイッチの切換操作を行なう必要があ
る。

【０００７】また、実開平４−１１８６３３号公報に記
載の振動センサでは、ぬいぐるみに用いた場合、振動を
検知して自動的に動作するが、プリント基板が水平とな
る一定姿勢で使用する必要があり、プリント基板が斜め
になる姿勢あるいは上下面が反転した姿勢ではボールが
プリント基板上を転動せず、振動検知として機能しない
問題がある。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、どのような姿勢からでも姿勢変化によって自動的
にスイッチ切換を可能とするスイッチ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のスイッチ
装置は、内部に多面体形状の遊動空間が形成されたケー
ス体と、このケース体の遊動空間を構成する各面間の辺
位置に対応してその辺の両側に設けられた対の電極と、
前記ケース体の遊動空間に収容され、ケース体の姿勢変
化に応じて遊動されるとともに、前記対の電極との接触
を介してその対の電極を電気的に導通させる球状の導電
体と、前記ケース体の遊動空間の各頂点位置に対応して
設けられ、前記導電体が前記対の電極に対して非接触状
態に保たれる非導通部とを具備しているものである。す
なわち、ケース体の姿勢変化に応じて、ケース体の多面
体形状の遊動空間に収容された球状の導電体が遊動し、
この遊動する導電体が遊動空間を構成する各面間の辺位
置に対応してその辺の両側に設けられた対の電極間に接
触することにより、導電体を介して対の電極が電気的に
導通する。そのため、どのような姿勢からでもケース体
の姿勢変化によって自動的にスイッチ切換を行なわれ
る。しかも、遊動する導電体は、遊動空間の各面間の辺
位置すなわち多面体形状の稜線部分に沿って遊動し易い
ので、対の電極に接触し易い。さらに、ケース体の遊動
空間の各頂点位置に対応して、導電体が対の電極に対し
て非接触状態に保たれる非導通部が設けられているの
で、ケース体を一定姿勢に保つだけで、導電体がいずれ
かの非導通部に位置して非導通状態を維持する。

【００１０】請求項２記載のスイッチ装置は、請求項１
記載のスイッチ装置において、対の電極の間隔は、その
対の電極にそれぞれ接触される導電体の接触点の間隔よ
り小さいので、導電体を介して対の電極が確実に導通す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１２】図１ないし図４において、スイッチ装置１
は、ケース体２を有し、このケース体２は、絶縁性を有
する合成樹脂製で、２種類の二等辺三角形の面3a，3bを
組み合わせて八面体の立体形状に形成されている。すな
わち、ケース体２は、２種類の二等辺三角形の面3a，3b
を有し、これら２種類の面3a，3bの二等辺の辺同士が交
互に組み合わせられて角錐形に構成されるとともに、２
つの角錐形の底面同士が組み合わせるように、つまり各
面3a，3bの底辺同士が組み合わせられるようにして、八
面体の立体形状に形成されている。したがって、八面体
であるケース体２には、６つの頂点４が形成されるとと
もに、各頂点４から隣接する頂点４を結ぶ４つの稜線
（辺）５が形成されている。なお、一方の面3aの底辺は
他方の面3bの底辺より長く、図２に示すように平面視で
長方形に形成されている。

【００１３】ケース体２の各面3a，3bはそれぞれ板状に
形成され、ケース体２の内部に各面3a，3bの内面が臨む
八面体形状（多面体形状）の遊動空間６が形成されてい
る。

【００１４】また、ケース体２の遊動空間６内には、少
なくとも表面が導電性材料で形成された球状の導電体７
が遊動（転動）可能に収容されている。

【００１５】また、ケース体２の各面3a，3bの内面に
は、複数対の電極8a，8bが形成されている。これら電極
8a，8bは、各面3a，3bの内面に対して導電性フィルムを
貼り付けたり導電性パターンをプリントするなどして形
成されており、ケース体２の稜線５を介して隣接する各
面3a，3bにそれぞれ対となる電極8a，8bが配置されるよ
うに、各面3a，3bに１つずつ形成されている。

【００１６】ケース体２の稜線５の部分に対応して（図
４(a) 参照）、導電体７が各電極8a，8bにそれぞれ接触
してその導電体７を通じて対の電極8a，8bが互いに電気
的に導通する導通部９が形成され、また、頂点４の部分
に対応して（図４(b) 参照）、導電体７がいずれの電極
8a，8bにも接触しない非導通部10が形成されている。導
通部９では、各電極8a，8bが稜線５に沿って平行状に形
成されている。

【００１７】これら導通部９および非導通部10は、導電
体７の直径、電極8a，8bの形成領域、および稜線５を介
して隣接する面3a，3bのなす角度などに応じて設定され
るもので、図４に示すように、導電体７の表面が隣接す
る各面3a，3bに接触する接触点の間隔Ｌより小さい間隔
で電極8a，8bを位置させることで導通部９が形成され、
間隔Ｌの範囲内に電極8a，8bを位置させないことで非導
通部10が形成される。

【００１８】なお、各電極8a，8bには、外部との電気的
接続のために、電極8a群および電極8b群毎にリード線が
接続されたり、あるいは電極8a群および電極8b群に対応
してケース体２の外面に２つの端子部が配設されてい
る。

【００１９】また、図５において、21は例えば動物を模
した玩具本体で、この玩具本体21内に、スイッチ装置１
が内蔵されているとともに、玩具本体21を動作させる図
示しないモータ、スピーカおよびランプなどの負荷、後
述するスイッチ回路31や図示しない制御回路を実装した
回路基板、および電池などが内蔵されている。

【００２０】また、図６において、スイッチ装置１に用
いられるスイッチ回路31を示し、このスイッチ回路31で
は、電源としての電池Ｂに、抵抗R1およびトランジスタ
Ｑのコレクタ、エミッタを介して接地され、このトラン
ジスタＱのコレクタ、エミッタ間に図示しない負荷を制
御する制御回路が接続されている。電池Ｂの正極にはス
イッチ装置１の電極8aが接続される端子部32a を有し、
この電極8aの端子部32a に対応して電極8bが接続される
端子部32b を有している。端子部32b にはコンデンサＣ
および抵抗R2を介してトランジスタＱのベースに接続さ
れている。端子部32b とコンデンサＣとの間、およびコ
ンデンサＣと抵抗R2との間は、それぞれ抵抗R3，R4を介
して接地されている。なお、制御回路は負荷への給電を
一定時間継続させるためのタイマ回路を有している。

【００２１】そして、電極8a，8b間の開成状態では、ト
ランジスタＱのベースにベース電流が供給されない状態
にあるため、トランジスタＱがオフし、信号は出力され
ない。電極8a，8b間が導電体７で閉成されると、電極8
a，8bおよび導電体７を通じてコンデンサＣが充電さ
れ、このコンデンサＣが充電されるとベース電流が供給
されてトランジスタＱがオンし、トランジスタＱを通じ
てＨレベルのトリガ信号が制御回路側に出力される。な
お、制御回路のタイマ回路では、トリガ信号が出力され
ると、負荷に対する給電を一定時間継続するように構成
されている。

【００２２】次に、本実施の形態の作用を説明する。

【００２３】玩具本体21の一定姿勢状態では、通常、玩
具本体21がどのような姿勢にあったとしても、スイッチ
装置１はオフ状態に維持され、そのため、玩具本体21は
停止状態に維持される。

【００２４】すなわち、スイッチ装置１では、玩具本体
21の姿勢に対応してケース体２がどのような姿勢にあっ
たとしても、ケース体２内の導電体７がケース体２の頂
点４のうち最も低い位置にある頂点４の部分つまり非導
通部10に遊動（転動）していて、頂点４を構成する４つ
の面3a，3bの内面に接触した状態で保持されている。

【００２５】なお、玩具本体21の通常姿勢に対応して、
ケース体２の頂点４が下側に位置するように内蔵するこ
とで、スイッチ装置１のオフ状態は確実に維持される。

【００２６】そして、玩具本体21を傾けたり、倒した
り、あるいは逆さにして、玩具本体21の姿勢を変化させ
ると、スイッチ装置１がオンし、玩具本体21が一定時間
動作する。

【００２７】すなわち、スイッチ装置１では、玩具本体
21の姿勢に対応してケース体２が傾けたり倒されて、導
電体７が位置していた頂点４より低くなる頂点４が生じ
ると、その最も低い頂点４に向けて導電体７が遊動（転
動）する。導電体７が稜線５に沿って遊動した場合、導
電体７が稜線５に沿って配置された対の電極8a，8bにそ
れぞれ接触し、この導電体７を介して対の電極8a，8bが
互いに電気的に導通する。また、導電体７が面3a，3bの
内面に沿って横断するように遊動した場合、導電体７の
遊動方向に位置する稜線５に沿って配置された対の電極
8a，8bに導電体７がそれぞれ接触し、この導電体７を介
して対の電極8a，8bが互いに電気的に導通する。その
後、導電体７は最も低い頂点４に係合する。

【００２８】したがって、導電体７を介して対の電極8
a，8bに互いに電気的に導通することにより、スイッチ
回路31から制御回路にトリガ信号が出力され、制御回路
により、玩具本体21の負荷が給電を受けて動作を開始す
るとともに、一定時間後に給電が解除されて玩具本体21
の負荷が動作を停止する。

【００２９】また、一定時間が経過する前に、玩具本体
21の姿勢変化がなされて、対の電極8a，8bが導通した場
合には、その時点から玩具本体21の負荷の動作を一定時
間継続する。

【００３０】また、玩具本体21が振られ、ケース体２の
遊動空間６内で導電体７が飛び跳ねるような場合でも、
導電体７が対の電極8a，8bに接触すれば、玩具本体21の
負荷の動作を一定時間継続する。

【００３１】また、スイッチ装置１の利用方法として、
例えば、景品をクレーンで捕らえて獲得するクレーン吊
下げ形の遊戯機器において、景品のぬいぐるみにスイッ
チ装置１を内蔵した場合、クレーンにて姿勢変化のない
通常時はぬいぐるみは動かず、クレーンにて捕らえられ
て姿勢変化が生じたときにぬいぐるみが動きだすように
すれば、遊びとしての面白さが増し、商品性を向上でき
る。

【００３２】また、例えば、動物を模した玩具にスイッ
チ装置１を使用し、店などで実演展示した場合、通常の
展示状態では玩具が停止状態にあって、顧客が興味を示
して手にし、姿勢変化が生じると、玩具が動きだして実
演する。そのため、従来のように、顧客の有無に関係な
く絶えず動きぱなしなのに比べて、電池Ｂの無駄がな
く、効率のよい実演が可能となり、電池Ｂを長持ちさせ
ることができる。

【００３３】以上のように、ケース体２の姿勢変化に応
じて、ケース体２の多面体形状の遊動空間６に収容され
た球状の導電体７が遊動し、この遊動する導電体７が遊
動空間６を構成する各面3a，3b間の辺位置に対応してそ
の辺の両側に設けられた対の電極8a，8b間に接触するこ
とにより、導電体７を介して対の電極8a，8bが電気的に
導通するので、どのような姿勢からでもケース体２の姿
勢変化によって自動的にスイッチ切換を行なえる。

【００３４】しかも、遊動する導電体７は、遊動空間６
の各面3a，3b間の辺位置すなわち多面体形状の稜線５の
部分に沿って遊動し易いので、対の電極8a，8bに接触し
易く、スイッチ性能を向上できる。

【００３５】また、ケース体２の遊動空間６の各頂点位
置に対応して、導電体７が対の電極8a，8bに対して非接
触状態に保たれる非導通部10が設けられているので、ケ
ース体２を一定姿勢に保つだけで、導電体７がいずれか
の非導通部10に位置して非導通状態を確実に維持でき
る。

【００３６】なお、ケース体２は、八面体に限らず、四
面体や六面体などでもよく、多面体であればよい。少な
くとも遊動空間６が多面体形状に形成されていれば、ケ
ース体２の外面がどのような形状であってもよい。

【００３７】また、図１に示すように、ケース体２を６
つの頂点４を有する八面体とすることで、ケース体２が
上下反転された場合にも対応できるが、上下反転を必要
としない場合には、図１に示すケース体２の下半分の角
錐形だけでも対応できる。

【００３８】また、導電体７の球状とは、真球状の他、
多面体で構成される球状に近似した形状も含み、このよ
うな球状であれば、ケース体２の姿勢変化に応じて容易
に遊動しやすく、スイッチ性能を向上できる。

【００３９】また、制御回路にタイマ回路を備えること
で、導電体７の遊動によって電極8a，8b間の導通が直ぐ
に断たれても、電池Ｂからの給電状態を一定時間継続さ
せることができる。

【００４０】なお、スイッチ装置１は、玩具への適用に
限らず、姿勢変化が生じることでスイッチがオンオフす
るように構成する電気機器に適用できる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載のスイッチ装置によれば、
ケース体の姿勢変化に応じて、ケース体の多面体形状の
遊動空間に収容された球状の導電体が遊動し、この遊動
する導電体が遊動空間を構成する各面間の辺位置に対応
してその辺の両側に設けられた対の電極間に接触するこ
とにより、導電体を介して対の電極が電気的に導通する
ので、どのような姿勢からでもケース体の姿勢変化によ
って自動的にスイッチ切換を行なえる。しかも、遊動す
る導電体は、遊動空間の各面間の辺位置すなわち多面体
形状の稜線部分に沿って遊動し易いので、対の電極に接
触し易く、スイッチ性能を向上できる。さらに、ケース
体の遊動空間の各頂点位置に対応して、導電体が対の電
極に対して非接触状態に保たれる非導通部が設けられて
いるので、ケース体を一定姿勢に保つだけで、導電体が
いずれかの非導通部に位置して非導通状態を確実に維持
できる。

【００４２】請求項２記載のスイッチ装置によれば、請
求項１記載のスイッチ装置の効果に加えて、対の電極の
間隔はその対の電極にそれぞれ接触される導電体の接触
点の間隔より小さいので、導電体を介して対の電極を確
実に導通させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すスイッチ装置の斜
視図である。

【図２】同上スイッチ装置の平面図である。

【図３】同上スイッチ装置の側面図である。

【図４】同上(a) は導電体が非導通部に保持されたオフ
状態の断面図、(b) は導電体が遊動したオン状態の断面
図である。

【図５】同上スイッチ装置の使用状態の斜視図である。

【図６】同上スイッチ回路の回路図である。

【符号の説明】

１ スイッチ装置 ２ ケース体 3a，3b 面 ６ 遊動空間 ７ 導電体 8a，8b 電極 10 非導通部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に多面体形状の遊動空間が形成され
   たケース体と、 このケース体の遊動空間を構成する各面間の辺位置に対
   応してその辺の両側に設けられた対の電極と、 前記ケース体の遊動空間に収容され、ケース体の姿勢変
   化に応じて遊動されるとともに、前記対の電極との接触
   を介してその対の電極を電気的に導通させる球状の導電
   体と、 前記ケース体の遊動空間の各頂点位置に対応して設けら
   れ、前記導電体が前記対の電極に対して非接触状態に保
   たれる非導通部と を具備していることを特徴とするスイ
   ッチ装置。
2. 【請求項２】 対の電極の間隔は、その対の電極にそれ
   ぞれ接触される導電体の接触点の間隔より小さいことを
   特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。