JP4148361B2 - 傾斜スイッチ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器の転倒を検知して電力を遮断するために設けられる傾斜スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、球体の転がりを利用した傾斜スイッチは、図7のようにハウジング22とベース26でスイッチ本体を構成しており、ベース26の中央部に投受光素子25を配設して端子27を下方に導出し、スイッチ本体内には球体23とガイド24が配設され、凹面やすり鉢形状に形成されたガイド24の上面を球体23が転動して検出する光学式の物がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来、球体の転がりを利用した傾斜スイッチは構造が簡単で安価であるが、球体の動きが制御し難く球体が跳ね上がり易く、僅かな振動や衝撃等で誤信号を発生すると共に検知角の精度も求められないことがあり、補正回路を別に設ける必要があった。
また、球体がスイッチ本体内部で自在に転動するため、ノイズが発生するとともにベースやカバーが絶縁材で形成されているため、静電気が発生し、スイッチ本体内に球体がベースやカバー内に吸引され、スイッチ本体が傾いても球体が転がらずに信号を出力できない場合があった。
本発明はこうした課題を解決するために発明されたものであり、小さな振動や衝撃による誤動作を防止して、スイッチ本体が傾いた時には確実に信号を出力することができ、検知角度など微細な設定が可能で広範囲な用途に使用できる傾斜スイッチを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決するために、プリント基板上に投光部と受光部からなる投受光素子を配設し、前記投光部と受光部間を揺動する遮光板を設けた振子式錘からなる傾斜スイッチにおいて、前記振子式錘の両側面に凸部を形成し、該凸部に対応する凹部と端面に円弧状の第1歯車を設けた支持板を凹凸嵌合により一体化させ、前記支持板に設けた前記円弧状の第1歯車に噛み合う第2歯車を端面に形成した受部を前記プリント基板上に配設し、該受部と前記支持板間の両側面に連結板を軸支させて前記振子式錘を垂下させて前記傾斜スイッチ本体の傾動に連動して前記振子式錘の重心点を左右に回動可能とするよう構成したものである。
また、前記振子式錘の側面に穴を設け、該穴に重心調整用錘を配設可能とするよう構成したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明は、振子式錘を用いた傾斜スイッチの振子式錘を支える構造に歯車を組み合わせることで振子式錘の重心点が連動して回動し、移動距離が少なくてすむため傾斜スイッチをより小型に構成できる。
また、連結板を用いて歯車同士を噛み合わせているため振子式錘の保持を安定した状態に維持することができ、小さな振動や衝撃による誤動作を防止して、優れた品質の傾斜スイッチを提供することができる。
【0006】
【実施例】
以下、本実施例について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の傾斜スイッチの第1実施例を表わす中央断面図、図2はその分解斜視図、図3はその中立状態を表す断面図、図4はその傾倒状態を表わす断面図である。
【0007】
これらの図において端子12を下方に突出させたプリント基板11の略中央部に投光素子と受光素子を相対して併設された投受光素子10のスリット部10aを上方に向けて配設し、前記端子12と前記プリント基板11の配線パターンを介して接続されている。
傾斜スイッチ本体を構成するカバー1内に、略水平に配置された受部9と該受部9の端面に設けられた対を成す突起部9aの先端に円弧状に形成された第2歯車9bが配設されている。
一方、振子式錘2の両側面には凹部2dと凸部2aを設け、振子式錘2の側面に組付ける支持板3には凸部3eと凹部3dを配設し互いの凹凸嵌合を用いて組合せ、振子式錘2の凸部2aの先端に設けた加締部2bを支持板3の孔3cに貫入させたのち固定して一体と成し、該支持板3には円弧状に形成された第1歯車3aが配設され、前記受部9に配設された第2歯車9bと噛み合されて、振子式錘2を支持板3の第1歯車3aの回転に連動して揺動可能なように垂下させ、前記第1歯車3aの略中心位置に設定されたピン孔3bと第2歯車9bの略中心位置に設定されたピン孔9cを、歯車同士が滑らかに回転させる一定距離にピン孔5aとピン孔5bを配設した連結板5を介してピン4とピン6で結合し、振子式錘2の回動が常に等距離で行われるように配設されている。
【0008】
また、振子式錘2の下端部には溝部2cを設け、ネジ孔2eを通して止メネジ7で遮光板8を固定する。該遮光板8に配設した遮光部8aは前記投受光素子10のスリット部10aに対して、投光面乃至受光面の光軸を遮蔽して、前記投受光素子10をオン状態からオフ状態に変化させることができる。
そして、略中央部に投受光素子10用の貫通孔9dを設けた受部9をプリント基板11の投受光素子10の上面に積載した後、上方から、側面に嵌合用孔1aを配設したカバー1と、該嵌合用孔1aに対向させた位置に凸部11aを配設したプリント基板11を受部9を挟みつつ、係合させて傾斜スイッチを構成する。
【0009】
このように構成した傾斜スイッチは、図4に示すように傾斜スイッチ本体が一定の角度を越えて傾くと振子式錘2の重心点に係る重力も傾斜する方向に作用するため、支持板3の第1歯車3aが受部9の第2歯車9bと噛みあいながら振子式錘2の重心点が回動し、連動して振子式錘2の下端部に配設された遮光板8の遮光部8aが投受光素子10の光軸を遮蔽し、受光素子をオフにして傾斜を検知することができる。
この時、振子式錘2の重心点を調整して受部9の第2歯車9bの略中心となるように設定して、振子式錘2の傾斜方向に対して一定の傾斜角度以下までは歯車同士が噛みあい、滑ることなく移動する事によって重心点が傾斜方向とは反対方向に移動するため振子式錘2は検出を必要としない僅かな傾斜や振動等に対して無用に回動することなく、安定的に維持し、誤動作を防止するように作用する。
【0010】
また、振子式錘2と比重が異なる重心調整用錘13を組付ける穴2fを振子式錘2の側面に一乃至複数個を水平方向に左右同数乃至鉛直方向に直列に配列させ、振子式錘2の重心位置を段階的に設定したり、歯車同士の組み合わせ比を変更することにより、傾斜スイッチの傾斜方向に対し振子式錘2の重心点にかかる重力の作用方向が受部9の第2歯車9bの略中心点を越えるまで、振子式錘2は傾倒しないため傾斜検知感度の異なる傾斜スイッチを生産することができ、重心点の位置設定によっては反転させるために傾斜スイッチ本体に加える復元傾斜角度も異なり、中立状態を越えて反対方向まで傾斜させてから反転させることもでき、スイッチ機能としてのオンオフを一定角度まで保持できる。
【0011】
さらに、振子式錘2が傾動するために連結板5の回転中心となるピン孔5bの周囲には弾性を有する板バネ部5cと、受部9の突起部9a側面のピン孔9cの周囲に傾斜と高さの異なる凹凸部9eを配設して組合せ、前記板バネ部5cに前記凹凸部9eを摺動させ、凹凸形状や凹凸の配置を設定することにより、連結板5の回転速度を規制し回転角度を設定して、振子式錘2の揺動と傾斜を制御して、スイッチとしてのオンオフ機能を確実に保持できる。
【0012】
一方、本発明の傾斜スイッチの第1実施例の応用展開例として、振子式錘2の外形を小型化(図示せず)し、振子式錘2の重心点の調整に使用される重心調整用錘13を振子式錘2自体に組付けるのではなく、振子式錘2に固定される遮光板8に設置して、振子式錘2自体の調整回数を減らし、傾斜スイッチの組立を容易とすることができる。
【0013】
図5は本発明の傾斜スイッチの第1実施例の応用展開例であり、遮光板14に設けた遮光部14aよる投受光素子の投受光面10bを遮る位置を変更し、傾斜スイッチが中立で投受光素子10をオフ状態に保ち、傾斜して振子式錘が傾倒した時にオフ状態からオン状態に変化させるスイッチ機能を選択設定することができる。
【0014】
図6は本発明の傾斜スイッチの第1実施例として傾倒させた応用展開例であり、振子式錘16の下端部に反射面16aを形成し、傾斜スイッチ本体を構成するプリント基板21上には前記振子式錘16が中立状態にて投受光素子17がオン状態となるよう投光部と受光部を併設した投受光素子17を上方に向けてプリント基板21に搭載し、振子式錘16が傾倒状態で投受光素子17をオン状態にさせるためフイルム基板19に投受光素子17を搭載してプリント基板21に接続し、該フイルム基板19に配設した補強板18とともに受部20の傾斜面に配設し、振子式錘16の反射面16aが投受光素子17と対向方向を維持するように作用しているときはオン状態を保ち、傾斜して投受光光素子17の光軸から外れた時、投受光素子17の受光素子をオフして傾斜を検知することができ、傾斜スイッチを構成するカバー15は遮光板が無いためより小型化できる。
このように様々な応用展開が可能であるが、本願発明はそうした事例を排除するものではない。
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
(1)振子式錘の両側面に凸部を形成し、該凸部に対応する凹部と端面に円弧状の第1歯車を設けた支持板を凹凸嵌合により一体化させるとともに前記円弧状の第1歯車に噛み合う第2歯車を端面に形成した受部を前記プリント基板上に配設し、前記支持板と前記受部間の両側面に連結板を軸支させて前記振子式錘を垂下させ、前記傾斜スイッチ本体の傾動に連動して前記振子式錘の重心点を左右に回動可能としたので、常に連結板で歯車同士が噛み合わされるとともに、この歯車によって滑ることなく振子式錘が回動するため、振動や衝撃によって誤出力の無い信頼性の高い傾斜スイッチが提供できる。
(2)振子式錘の両側面に凸部を形成し、該凸部に対応する凹部と端面に円弧状の第1歯車を設けた支持板を凹凸嵌合により一体化させるとともに前記円弧状の第1歯車に噛み合う第2歯車を端面に形成した受部を前記プリント基板上に配設し、前記支持板と前記受部間の両側面に連結板を軸支させて前記振子式錘を垂下させ、前記傾斜スイッチ本体の傾動に連動して前記振子式錘の重心点を左右に回動可能としたので、従来の振子式錘の移動量に比べて回転移動が加わって振子式錘自体が回動するため、少ない空間で傾斜を構成できるため、より機器の軽薄短小化に貢献した傾斜スイッチが提供できる。
(3)振子式錘の両側面に凸部を形成し、該凸部に対応する凹部と端面に円弧状の第1歯車を設けた支持板を凹凸嵌合により一体化させるとともに前記円弧状の第1歯車に噛み合う第2歯車を端面に形成した受部を前記プリント基板上に配設し、前記支持板と前記受部間の両側面に連結板を軸支させて前記振子式錘を垂下させ、前記傾斜スイッチ本体の傾動に連動して前記振子式錘の重心点を左右に回動可能としたので、歯車によって回動する前記振子式錘は、前記支持板に形成した第1歯車と前記受部に設けた第2歯車の曲率を変化させることで傾斜が変わり、更に比重の異なる錘を加えて振子式錘の重心点と質量を変化させることで慣性モーメントを変えて感度の異なる傾斜スイッチを容易に提供することができる。(4)振子式錘に連動して回動する連結板のピン孔の周囲には傾斜速度を減衰させるための凹凸と板バネを組合わせた機構を設置したので、検知角度など微細な設定が可能な傾斜スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の傾斜スイッチの第1実施例を表わす中央断面図である。
【図2】本発明の傾斜スイッチの第1実施例を表わす分解斜視図である。
【図3】本発明の傾斜スイッチの第1実施例の中立状態を表わす断面図である。
【図4】本発明の傾斜スイッチの第1実施例の傾倒状態を表わす断面図
【図5】本発明の傾斜スイッチの第1実施例の応用展開例を表わす断面図である。
【図6】本発明の傾斜スイッチの第1実施例の応用展開例を表わす断面図である。
【図7】従来の傾斜スイッチを表わす断面図である。
【符号の説明】
1、15 カバー
1a 嵌合用孔
2、16 振子式錘
2a、3e、11a 凸部
2b 加締部
2c 溝部
2d、3d 凹部
2e ネジ孔
2f 穴
3 支持板
3a 第1歯車
3b、5a、5b、9c ピン孔
3c 孔
4、6 ピン
5 連結板
5c 板バネ部
7 止メネジ
8、14 遮光板
8a、14a 遮光部
9、20 受部
9a 突起部
9b 第2歯車
9d 貫通孔
9e 凹凸部
10、17、25 投受光素子
10a スリット部
10b 投受光面
11、21 プリント基板
12、27 端子
13 重心調整用錘
16a 反射面
18 補強板
19 フィルム基板
22 ハウジング
23 球体
24 ガイド
26 ベース

Claims (2)

  1. プリント基板上に投光部と受光部からなる投受光素子を配設し、前記投光部と前記受光部間を揺動する遮光板を設けた振子式錘からなる傾斜スイッチにおいて、前記振子式錘の両側面に凸部を形成し、該凸部に対応する凹部と端面に円弧状の第1歯車を設けた支持板を凹凸嵌合により一体化させ、前記支持板に設けた前記円弧状の第1歯車に噛み合う第2歯車を端面に形成した受部を前記プリント基板上に配設し、該受部と前記支持板間の両側面に連結板を軸支させて前記振子式錘を垂下させて前記傾斜スイッチ本体の傾動に連動して前記振子式錘の重心点を左右に回動可能としたことを特徴とする傾斜スイッチ。
  2. 前記振子式錘の側面に穴を設け、該穴に重心調整用錘を配設可能としたことを特徴とする請求項1記載の傾斜スイッチ。
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