JP4038535B2 - Shock vibration detection switch - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は衝撃振動検知スイッチに係り、特に家電製品から産業機器までの分野における衝撃振動を無指向性で自動的に検出する小型の衝撃振動スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に使用されている振動スイッチには,機械式の振動スイッチや水銀を使用した振動スイッチなどが開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の機械式の振動スイッチは,■スプリングと錘の使用で経年する。■作動感度は,調整が不可能である。■外形寸法は.高感度にすれば大きくなる。速度の遅い振動は,検出しない。■傾斜では.全く動作しない。■機器への組込みは,金具・リード線などに半田付けが必要のため,自動半田実装が不可能である。■部品が多いので,コストが高くなる。■小径化が難しい,などの問題点があった。また,水銀を使用した振動スイッチは、■水銀やガラスを用いるので,破損しやすい。●微小振動では動作しないので.作動感度が低い。■小型化が難しい。■水銀を使用しているので,破損した場合に危険である。■速度の振動は,感知しない。■傾斜を与えても,全く作動しない。■リード線などに半田付けが必要なので,自動半田実装が不可能である。■水銀とガラスを使用しているので,高価になる。■水銀は季節により変化する温度に反応して体積が膨張及び縮小するので,誤動作の発生及び感度が低下する,などの問題点があった。
【0004】
そこで本発明は、上記の従来技術の問題点を解消するために創案されたものであり,たとえば、盗難防止装置、ゲーム機機、玩具、測定器,工業機械振動検知装置、アクセサリー、家電製品横転検知装置、家庭製品におけるON・OFF自動検知装置,ホビー商品,セキュリティー装置などの家電製品から産業機器までの分野における振動を無指向性で自動的に繰出する小型の衝撃振動検知スイッチを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る衝撃振動スイッチは、円板部と周壁部を有する円形キャップ状の一対の電極と、前記電極をそれらの周壁側を所要の空隙を残して対向させて嵌着保持する環状保持枠と、前記電極に接触して前記電極相互を導通させる転動自在な複数の同径の導電球とから構成され、前記円板部はその内側にその直径より小径な中高の円形突起を有する一方、前記環状保持枠はその内側にその内部に収容した前記導電球を載置し得る断面略V字状の環状溝を有し、前記導電球の直径は一方の電極の前記円形突起の中高部と他方の電極の前記円形突起の中高部との間の空所の幅寸法より大きく設定されていて、各導電球が該空所内に移動しないようになっており、振動がない状態では前記導電球は前記環状溝に接触し、前記電極双方に接触しないようにされていることを特徴とするものである。
また,本発明の衛撃振動検知スイッチは.円板部と周壁部を有する円形キャップ状の一対の電極と、前記電極をそれらの周壁側を所要の空隙を残して対向させ、かつリング状の絶縁部材を介して嵌着保持する環状保持枠と、前記電極に接触して前記電極相互を導通させる転動自在な複数の同径の導電球とから構成され、前記鉛版部はその内側にその直径より小径な中高の円形突起を有する一方、前記環状保持枠はその内側にその内部に収容した前記導電球を載置し得る断面略V字状の環状溝を有し、前記導電球の直径は一方の電極の前記円形突起の中高部と他方の電極の前記円形突起の中高部との間の空所の幅寸法より大きく設定されていて、各導電球が該空所内に移動しないようになっており、振動がない状態では前記導電球は前記環状溝に接触し、前記電極双方に接触しないようにされていることを特徴とするものである。
【0006】
【作用】
電極の円板部の外側円形面を導電板でプリント基板のパターンに位置させた後に,半田で固定して振動がないように横置にした状態では,導電球は両電極の中高円形突起に当接しないので,オフの状態である。このようなオフの状態において,衝撃振動検知スイッチに外部から上下又は水平方向などに振動が加わると、導電球が前記円形突起に当接するので,オンとなる。また,該スイッチの両電極の側面をプリント基板のパターンに位置させた後に.半田で固定して振動がないように縦置にした状態では,前記環状溝の底部に載置されていて,両電極のいずれにも当接しないので,オフの状態である。このようなオフの状態において,衝撃振動検知スイッチに外部から上下又は水平方向などに振動が加わると導電球が両電極の前記中高円形突起に当接するので.オンとなる。
【0007】
【実施例】
次の本発明の無指向性振動検知スイッチを縦置した実施例について図面を参照しながら説明する。図1は概略構成を示す説明囲,図2は各部材を分解した状態の説明図である。この実施例の衝撃振動検知スイッチ10(以下、本発明スイッチという)は、3個の同径の導電球17を備えているが、その個数は3個に限定されない。また、本発明スイッチ10は一対の電極を備えている。
【0008】
11は一対の電極の一方の電極である第1電極であり、該第1電極11は円板部111Aと周壁部11B有する円形キャップ状の電極であり、該円板部11Aはその内側にその直径より小径な段部11A1を有する中高の円形突起を備えている。11Bは該円板部11Aとともに円形キャップ状の電極を構成する周壁部であるが、図示の例にあっては、この周壁部と前記中高の円形突起との間には環状の係止部11B1が形成されている。12は一対の電極の他方の電極である第2電極である。この第2電極12は前記第1電極11と同一の形状、構造を有し、前記第1電極11の円板部、周壁部、段部を有する中高の円形突起、環状の係止部にそれぞれ相当する円板部12A、周壁部12B、段部12A1を有 する中高の円形突起、環状の係止部12B1をそれぞれ備えている。
【0009】
15は前記第1電極11及び第2電極12を、図1に示すように、それらの周壁11B、12B側を所要の空隙14を残して対向させて嵌着保持する環状保持枠であり、その内側に収容した前記導電球17を載置し得る断面略V字状の環状溝Gを備えている。また、各導電球17の直径は第1電極11の前記円形突起の中高部と第2電極12の前記円形突起部の中高部との間の空所13の幅寸法Dより大きく設定されている。各導電球が該空所13内に移動しないようになっている。
【0010】
図示の例にあっては、第1電極11及び第2電極12は、前記したそれぞれの環状係止部11B1、12B1内にリング状に張設係合されるリング状の絶縁部材16、16を介して環状保持枠15に密に嵌着保持されている。前記した環状保持枠15の略V字状の環状溝Gは、図示の例にあっては、突起部15A、15A、約30度の傾斜面15A1、15A1及び平坦部15A2からなつており、本発明スイッチに衝撃ん振動が加えられると、導電球17は、図1から分かるように、感情溝Gに載置されている状態ないし位置から移動せしめられ、1点鎖線で示してあるように、移動可能な空洞内において、両電極11、12と当接し、両電極相互間を導通させることになる。なお、図2において、15B、15Bは係止部、15C、15Dは両電極11、12を環状保持枠15に嵌着する際に前記した各電極の中高部11A1、12A1を有する円形突起の該枠内への挿入を許すための透孔である。
【0011】
上記構成の本発明に係る無指向性振動スイッチの1実施例においては.振動がない状態では,図1の実線で示すように導電部材17が環状保持枠15に載置され、第1電極11の段部11A及び第2電極12の段部12Aに当接しないので,オフの状懸である。すなわち.導電部材17は,図1の実線で示すように環状溝Gの約30度の傾斜面15A1にだけ当接し.第1電極11の段部11A及び第2電極12の段部12Aのいずれにも当接していない。このようにオフの状態において,振動検知スイッチ10に外部から上下又は水平方向などに振動が加わると,図1の1点鎖線で示すように3個の導電部材17のうちの1個が第1電極11の段部11Aと第2電極12の段部12Aに当接するので,オンとなる。このオンの状態では,導電部材17の直径は,第1電極11の段部11Aと第2電極12の段部12Aとで形成されている空所13の距離Dより長いので.空所13内に導電部材17が移動しない。このため、図1の1点鎖線で示すように3個の導電部材17のうちのいずれか1個が第1電極11の段部11A1と第2電極12の段部12Aに当接中だけオンであるが,導電部材17が図1の実線で示すよう保持枠15に載置される位置まで移動すれば,その時点でオフになる。また.第1電極11、策2電極12及び導電部材17には.メッキが施されているので,導電性の向上及び内部の酸化防止を図ることができる。さらにまた,図3及び図4に示すように衝撃振動検知スイッチ10を縦置又は横置して半田21でプリント基板19に固定しているので、用途に対応して使用することができる。さらにまた.第1電極11、第2電極12及び導電部材17には.メッキが施されているので,導電性の向上及び内部の酸化防止を図ることができる。ところで、第1電極11及び第2電極12の内部に,球状の導電部材17を3個収容したのは,■縦置にした場合においては,1番下に位置している導電部材17が台となり残りの2個の導電部材17が水平方向に近くなり第1電極11の段部11A及び第2電極12の段部12Aに当接が容易になるようにするためである。
■ 横置した場合においては,導電部材17が内部で円周運動を防止するためである。
【0012】
このような本発明に係る衝撃振動検知スイッチの実施例においては,■振動に対する検知が無指向性なので,全方向の振動に対応でき用途が広い。■電極が金属のため,外的強度が高い。■導電球にボールベアリングのボールなどを使用しているので,小型化が可能である。■機械接点のため従来と相違して,信号増幅回路が不要のため,構成が簡単になり.また,従来の無指向性振動スイッチと比較して,感度が高く,また,感度調整も可能である。■スプリング・マグネット水銀及び磁石を使用していないので,それぞれ経時変化による動作不安定、人体に対する危険及び外的磁気の影響が解消される。■素材が汎用品のため,コストを低減にすることができる。
【0013】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る衝撃振動検知スイッチは,無指向性で振動を自動的に検出することができるので,従来の振動スイッチに比較して,小型化が図れ、しかも性能及び信頼性が著しく向上したとともに,コストの大幅低減及び用途の大幅増加などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】衝撃振動検知スイッチの第1実施例の概略横成を示す説明図
【図2】衝撃振動検知スイッチの第1実施例の各部材の説明
【図3】衝撃振動検知スイッチの第1実施例を縦置にして使用している状態の説明図
【図4】衝撃振動検知スイッチの第1実施例を横置にして使用している状態の説明図
【図5】衝撃振動検知スイッチの第2実施例の槻略構成を示す説明図
【図6】衝撃振動検知スイッチの第2実施例の各部材の説明図
【図7】衝撃振動検知スイッチの第2実施例を縦置にして使用している状態の説明図
【図8】衝撃振動検知スイッチの策2実施例を横置にして使用している状慈の説明図
【符号の説明】
10・・・衝撃振動検知スイッチ
11・・・第1電極
12・・・第2電極
13・・・空洞部
14・・・空隙部
15・・・取付部材
16・・・絶縁部材
17・・・導電部材
100・・・衝撃振動検知スイッチ
110・・・第1電極
120・・・第2電極
130・・・空洞部
140・・・空隙部
150・・・取付部材
160・・・蓋体
170・・・導電部材[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an impact vibration detection switch, and more particularly to a small impact vibration switch that automatically detects non-directional impact vibration in fields from household appliances to industrial equipment.
[0002]
[Prior art]
Commonly used vibration switches include mechanical vibration switches and vibration switches using mercury.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional mechanical vibration switches are aged by using springs and weights. ■ The operating sensitivity cannot be adjusted. ■ External dimensions are. Higher sensitivity increases. Slow vibration is not detected. ■ In the slope. Does not work at all. ■ Automatic solder mounting is impossible because mounting to equipment requires soldering to metal fittings and lead wires. ■ The cost increases because there are many parts. ■ There were problems such as difficulty in reducing the diameter. In addition, vibration switches using mercury are easily damaged because they use mercury or glass. ● Because it does not work with minute vibration. Low operating sensitivity. ■ It is difficult to downsize. ■ Because mercury is used, it is dangerous when damaged. ■ Speed vibration is not detected. ■ Even if a tilt is given, it does not work at all. ■ Soldering is necessary for lead wires, so automatic solder mounting is impossible. ■ Because it uses mercury and glass, it becomes expensive. ■ Since mercury expands and contracts in response to seasonally changing temperatures, it has problems such as malfunctions and reduced sensitivity.
[0004]
Accordingly, the present invention has been developed to solve the above-described problems of the prior art, and includes, for example, an anti-theft device, a game machine, a toy, a measuring instrument, an industrial machine vibration detection device, an accessory, and a home appliance. To provide a small impact vibration detection switch for automatically and non-directionally delivering vibration in fields ranging from home appliances to industrial equipment such as detection devices, ON / OFF automatic detection devices for household products, hobby products, security devices, etc. With the goal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an impact vibration switch according to the present invention comprises a pair of circular cap-shaped electrodes having a disk portion and a peripheral wall portion, and the electrodes are opposed to each other on the peripheral wall side leaving a required gap. And an annular holding frame that fits and holds, and a plurality of rollable conductive balls having the same diameter that contact the electrodes and make the electrodes conductive with each other, and the disk portion has a diameter smaller than its diameter inside. On the other hand, the annular holding frame has an annular groove having a substantially V-shaped cross section on which the conductive ball accommodated therein can be placed, and the diameter of the conductive ball is It is set to be larger than the width of the space between the middle and high part of the circular protrusion of the electrode and the middle and high part of the circular protrusion of the other electrode, and each conductive sphere is prevented from moving into the space. In the absence of vibration, the conductive sphere contacts the annular groove, And it is characterized in that it is prevented from contacting the serial electrodes both.
Also, the guard vibration detection switch of the present invention is. A pair of circular cap-shaped electrodes having a disk part and a peripheral wall part, and an annular holding frame that holds the electrodes facing the peripheral wall side leaving a required gap and is fitted and held via a ring-shaped insulating member And a plurality of rollable conductive balls having the same diameter which are in contact with the electrodes and are electrically connected to each other, and the lead plate portion has a medium-high circular protrusion having a diameter smaller than the diameter inside thereof. The annular holding frame has an annular groove having a substantially V-shaped cross section in which the conductive sphere accommodated in the annular holding frame can be placed, and the diameter of the conductive sphere is a mid-high portion of the circular protrusion of one electrode. Is set to be larger than the width dimension of the space between the circular protrusion of the other electrode and the middle and high portions of the circular protrusion so that each conductive sphere does not move into the space, The sphere contacts the annular groove and does not contact both electrodes And it is characterized in that it is.
[0006]
[Action]
When the outer circular surface of the disk part of the electrode is positioned on the printed circuit board pattern with the conductive plate and then placed horizontally so that it does not vibrate by being fixed with solder, the conductive spheres form the middle and high circular protrusions of both electrodes. Since it does not contact, it is in an off state. In such an off state, when vibration is applied to the impact vibration detection switch from the outside in the vertical or horizontal direction , the conductive ball comes into contact with the circular protrusion, so that the switch is turned on. In addition, after the sides of both electrodes of the switch are positioned on the printed circuit board pattern. In a state where it is fixed with solder and is vertically disposed so as not to vibrate, it is placed on the bottom of the annular groove and is not in contact with either electrode , so it is in an off state. In such an off state, when a vibration is applied to the impact vibration detection switch from the outside in the vertical or horizontal direction, the conductive ball comes into contact with the middle and high circular protrusions of both electrodes . Turn on.
[0007]
【Example】
Next, an embodiment in which a non-directional vibration detection switch of the present invention is installed vertically will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration, and FIG. 2 is an explanatory view showing a state where each member is disassembled. The impact vibration detection switch 10 (hereinafter referred to as the present invention switch) of this embodiment includes three
[0008]
[0009]
[0010]
In the example shown in the figure, the
[0011]
In one embodiment of the non-directional vibration switch according to the present invention having the above-described configuration,. In a state where there is no vibration, the
(2) When the device is placed horizontally, the
[0012]
In such an embodiment of the impact vibration detection switch according to the present invention, the detection of vibration is omnidirectional, so that it can deal with vibrations in all directions and has a wide range of applications. ■ External strength is high because the electrode is metal. ■ Since a ball bearing ball is used for the conductive ball, it can be downsized. ■ Because it is a mechanical contact, unlike the conventional case, no signal amplification circuit is required, so the configuration is simplified. In addition, the sensitivity is higher than that of a conventional omnidirectional vibration switch, and the sensitivity can be adjusted. ■ Spring magnets Since mercury and magnets are not used, the unstable operation due to changes over time, the danger to the human body, and the effects of external magnetism are eliminated. ■ Since the material is a general-purpose product, the cost can be reduced.
[0013]
【The invention's effect】
As described above, the impact vibration detection switch according to the present invention can automatically detect vibrations with no directivity, and thus can be reduced in size and performance and reliability compared to conventional vibration switches. As a result, the cost can be significantly reduced and the number of applications can be greatly increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of an impact vibration detection switch. FIG. 2 is an explanation of each member of the first embodiment of the impact vibration detection switch. FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a state where the embodiment is used in a vertical position. FIG. 4 is an explanatory diagram of a state where the first embodiment of the shock vibration detection switch is used in a horizontal position. FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing a schematic configuration of the second embodiment. FIG. 6 is an explanatory view of each member of the second embodiment of the shock vibration detection switch. FIG. 7 is a vertical use of the second embodiment of the shock vibration detection switch. Explanatory diagram of the state in which it is in operation [Fig. 8] Explanatory diagram of the state of using the shock vibration detection switch measure 2 embodiment in a horizontal position [Explanation of symbols]
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