JP4805479B2 - Normally closed tilt vibration sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【本発明の属する技術分野】
本発明は傾斜・振動センサに係り、殊に家電製品、精密機械器具その他各種の産業機械器具等に組み込んでそれらの製品、機器等の傾斜ないし振動状態を検出し得るようにしたノーマルクローズ型の傾斜・振動センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のノーマルクローズ型傾斜・振動センサとしては、各種の構造のものがあるが、その一つに、例えば、図3に示すものがある。
すなわち、図3に示すように、内側に断面大略台形状の角張った凹面20を形成すると共に、該凹面20を金メッキ処理して該凹面に金メッキ層21を形成してなる左右一対の容器状電極22、23を左右方向に所定の間隔を置き、かつその凹面を互いに対向させた態様で不導体ケース24に装着し、前記電極22ね23間に表面25を金メッキ処理して該表面に金メッキ層26を形成してなる導電球27を収納した構成のものである。
この公知のノーマルクローズ型傾斜・振動センサないしこれに類似した形状・構造を有するものにあっては、センサが水平位置にある場合には、導電球27が、図3に示すように、両電極22、23の底部において両電極間の隙間28を挟んだ左右両側に逆ハの字状に拡開する傾斜面29、30の接点部分29A、30Aに当接して導通するようになっていて、それが左右いずれかの方向に傾斜し、所定傾斜角、例えば20°を越えて傾くと、図4に示すように、導電球27が傾斜面29、30を傾斜方向へ転動して電極間がオープン状態となり、スイッチ回路が開成するようになっている。この種のセンサは、振動が頻繁におこらない場合や激しくない場合には、傾斜スイッチとしての機能を十分に発揮することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、この種のタイプのセンサにあっては、振動が頻繁に反復的に発生するような場合や激しい場合には、次のような問題が発生する。すなわち、このような場合には、電極22、23の角張った凹面20に形成された金メッキ層21は柔軟性に富む金属である金からなるメッキ層であるため、導電球27が飛び跳ねて該金メッキ層21の垂直面や傾斜面に激しく衝突したり、跳ね上がって上方から落下して傾斜面29、30に衝突したりすると、図5に示すように、その衝撃により衝突された金メッキ層21に凹凸31が発生するばかりでなく、導電球27側の金メッキ層26にも多数の凹凸32が生じて変形することがある。そして、電極22、23側の金メッキ層21中、接点部分39A30Aに凹凸が生じて変形した場合や、それと同時に導電球27側の金メッキ層26にも凹凸が生じた場合には、導電球27の円滑な転動が阻害されたり、接触不良が生じ、スイッチないしセンサとしての機能に重大な悪影響を及ぼすことが判明した。
【0004】
本発明は、上記の如き問題点を解消すべくなされたものであって、耐久力ないし耐摩耗性に富み、しかも傾斜スイッチとしての機能のみならず振動センサとしての機能をも十分に発揮することができるようにしたノーマルクローズ型の傾斜・振動センサを提供することをその主たる目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る傾斜・振動センサは、内側にほぼ半球状の凹面を形成すると共に、少なくとも該凹面を金メッキ処理してなる左右一対の容器状電極を左右方向に所定の間隔を置き、かつその凹面を互いに対向させた態様で不導体ケースに装着し、前記電極間に表面を金メッキ処理してなる導電球を転動自在に収納した構成としたことを特徴とするものである。
【0006】
また、本発明に係る傾斜・振動センサは、上記のものにおいて、各容器状電極の全表面が金メッキ処理されていることを特徴とするものである。
【0007】
さらにまた、本発明に係る傾斜・振動センサは、上記いずれかのものにおいて、各容器状電極の凹面ないし全表面及び導電球の表面が金メッキ処理の下処理としてそれぞれニッケルメッキ処理されていることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1〜2に基づいて説明する。
【0009】
図1は本発明の一実施形態としてのノーマルクローズ型傾斜・振動センサが水平位置にあって、一対の電極が導電球を介して導通している状態を、図2は該センサが右方へ傾斜し、これに伴って導電球が右方へ移動して該電極がスイッチオフになっている状態をそれぞれ示す縦断正面図であるが、各部のハッチングは省略してある。また、前記電極をそれぞれ電源に接続すべき端子も図面を簡明にするため図示を省略してある。
【0010】
図1及び2において、1及び2は内側にほぼ半球状の凹面3を形成すると共に、該凹面を含む全表面を金メッキ処理して該表面に金メッキ層4、5をそれぞれ形成してなる左右一対の容器状電極であり、該電極1、2は左右方向に所定の間隔を置き、かつその凹面3を互いに対向させた態様で耐熱性合成樹脂で一体成型してなる不導体ケース6に装着されており、該電極1、2間に形成された半径1.27〜1.22cm程度のほぼ球状の空所には、表面7を金メッキ処理して該表面に金メッキ層8を形成してなる導電球9が転動自在に収納されている。そして、該導電球9は、センサが水平位置に置かれると、両電極1、2の底部において該電極1、2の接点部分3A′、3B′に当接して導通するようになっている。
【0011】
前記容器状電極1、2の各本体部分は、黄銅製ブロックをプレス加工によってそれぞれ一体成型してなるもので、その全表面は金メッキ処理の下処理としてニッケルメッキ処理され、金メッキ層4、5の下にニッケルメッキ層4A、5Aがそれぞれ形成されている。この積層構造のメッキ層を形成する金メッキ層4、5とニッケルメッキ層4A、5Aとはその相互間において固溶性を有し、ニッケルメッキ層4A、5Aが金メッキ層4、5をそれぞれ補強する効果を発揮するので、金メッキ層を薄くして、高価な金メッキ材料による金メッキ処理に要するコストを低減することが可能となる。また、導電球9は電極1、2との接触性を良好ならしめるため、比重の大きい材質、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等で製出されており、電極1、2と同様に、その表面には金メッキ層8の下にニッケルメッキ層8Aが形成されている。因みに、図示の例にあっては、電極1、2のニッケルメッキ層4A、5Aの厚さは3ミクロンで、その金メッキ層4、5の厚さは0.3ミクロンである。これに対し、導電球9のニッケルメッキ層8の厚さは3ミクロンで、その金メッキ層8Aの厚さは1ミクロンである。
【0012】
上記の如く構成された傾斜・振動センサにあっては、各電極1、2の凹面3が接点部分3A′、3B′を含めてほぼ半球状を呈し、従来例におけるように角張っていないので、該センサが例えば図1の水平位置から図2に示すように左右いずれかの方向に傾斜し、所定傾斜角、例えば20°を越えて傾くと、導電球9は受面3A、3B上を傾斜方向へ円滑に転動して電極1、2間がオープン状態となり、スイッチ回路が開成する結果、該センサの傾斜を検出できる。次いで、導電球9が振動を受けて飛び跳ねたり落下したりして衝突しても直ちに半球状凹面3に沿って転動するのでその衝突による衝撃は極めて弱く、しかも電極側及び導電球側の金メッキ層がいずれもニッケルメッキ層によって補強されているので、該凹面3の接点部分3A′、3B′及びこれに接触する導電球に容易に凹凸変形を生じさせることはない。従って、短時間で接触不良を惹起するのを防止することが可能となる。因みに、従来例のものと本発明に係るセンサについて反復的に振動を加えて耐久力ないし耐磨耗性の比較を試みたところ、従来例のものにあっては、約24時間で接触不良が発生したが、本発明に係るセンサにあっては、接触不良の発生に至るまで約200時間を要した。これによってみれば、後者は前者より8倍以上にも上る振動に対する著しい耐久力ないし耐磨耗性があることになる。後者が振動によるスイッチオン・オフ動作に基づいて振動状態を検出し得るセンサとしても十分役立つものであることはその構造からみて多言を要しないであろう。
【0013】
かようにして、本発明によれば、耐久力ないし耐磨耗性に富み、しかも傾斜スイッチとしての機能のみならず、振動センサとしての機能をも十分に発揮し得るようにした広範な用途に使用可能なノーマルクローズ型傾斜・振動センサを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態としてのセンサが水平位置にあって電極が導電球を介して導通いている状態を示す縦断正面図。
【図2】 上記センサが右方へ傾斜し、これに伴って導電球が右方へ転動して電極がスイッチオフになっている状態を示す縦断正面図。
【図3】 図1に相当する従来例の縦断正面図。
【図4】 従来例のものにおいて、導電球が外部から加えられた振動に起因して跳ね上がっている状態を示す縦断正面図。
【図5】従来例のものにおいて、電極の金メッキ層の接点部分及び導電球の金メッキ層に凹凸変形が生じている状態をやや誇張して示す図4のZ部の拡大縦断正面図。
【符号の説明】
1、2 電極
3 半球状凹面
3A、3B 受面
3A′、3B′ 接点部分
4、5 電極側の金メッキ層
4A、5B 電極側のニッケルメッキ層
6 不導体ケース
8 導電球側の金メッキ層
8A 導電球側のニッケルメッキ層
9 導電球[0001]
[Technical field to which the present invention pertains]
The present invention relates to a tilt / vibration sensor, in particular, a normally closed type that is incorporated in home appliances, precision machinery and other various industrial machinery and the like so as to detect the tilt or vibration state of those products and devices. The present invention relates to a tilt / vibration sensor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there are various types of normally closed type tilt / vibration sensors of this type, and one of them is shown in FIG. 3, for example.
That is, as shown in FIG. 3, a pair of left and right container-like electrodes formed by forming an angular
In this known normally closed type tilt / vibration sensor or one having a shape / structure similar to this, when the sensor is in the horizontal position, the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this type of sensor, the following problems occur when vibrations occur frequently and severely. That is, in such a case, since the
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is excellent in durability and wear resistance, and sufficiently exhibits not only a function as a tilt switch but also a function as a vibration sensor. The main object of the present invention is to provide a normally closed type tilt / vibration sensor that can perform the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the tilt / vibration sensor according to the present invention forms a substantially hemispherical concave surface on the inside and at least a pair of left and right container-like electrodes formed by gold plating the predetermined surface in the left-right direction. The conductive balls are mounted on a non-conductive case in such a manner that the concave surfaces thereof are opposed to each other, and a conductive ball formed by gold-plating the surface between the electrodes is slidably accommodated. Is.
[0006]
The tilt / vibration sensor according to the present invention is characterized in that, in the above, the entire surface of each container-like electrode is gold-plated.
[0007]
Furthermore, in any one of the above tilt / vibration sensors according to the present invention, the concave surface or the entire surface of each container-like electrode and the surface of the conductive sphere are nickel-plated as a pretreatment for gold plating. It is a feature.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0009]
FIG. 1 shows a state in which a normally closed type tilt / vibration sensor according to an embodiment of the present invention is in a horizontal position and a pair of electrodes are conducted through a conductive ball, and FIG. 2 shows the sensor to the right. FIG. 4 is a longitudinal front view showing a state in which the conductive sphere is inclined to the right and the electrode is switched off in accordance with the inclination, but hatching of each part is omitted. Also, the terminals for connecting the electrodes to the power source are not shown for the sake of simplicity.
[0010]
1 and 2,
[0011]
Each main body portion of the container-
[0012]
In the inclination / vibration sensor configured as described above, the
[0013]
In this way, according to the present invention, it has excellent durability and wear resistance, and can be used not only as a tilt switch but also as a vibration sensor in a wide range of applications. It is possible to obtain a normally closed tilt / vibration sensor that can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view showing a state where a sensor according to an embodiment of the present invention is in a horizontal position and an electrode is conducted through a conductive ball.
FIG. 2 is a longitudinal front view showing a state in which the sensor is tilted to the right and the conductive ball rolls to the right and the electrodes are switched off.
FIG. 3 is a longitudinal front view of a conventional example corresponding to FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal front view showing a state where a conductive ball is jumped up due to vibration applied from the outside in the conventional example.
5 is an enlarged longitudinal sectional front view of a portion Z in FIG. 4 that shows a slightly exaggerated state of unevenness in the contact portion of the gold plating layer of the electrode and the gold plating layer of the conductive sphere in the conventional example.
[Explanation of symbols]
1, 2
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