JPH09145460A - 感震素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型で製造容易な感震素子を得ることにある。 【構成】感震素子１の容器内部には下部絶縁体６上に導
電性の慣性球８が配置され、通常は慣性球８により上部
接触部材９と下部接触部材７は電気的に接続されてい
る。また振動を受けると慣性球８は転動して下部接触部
材７との接触を断つ。上部接触部材９は放射状の羽根状
部９Ａを有し、その中心部を当て板１０と導電端子ピン
５により挟持固定される。またその周囲には上部絶縁体
１１が導電端子ピン５を挿通して配置され且つ当て板１
０と円板３により挟持固定されている。当て板１０は上
部絶縁体１１に嵌入されており、両者の間に挟まれて上
部接触部材９の羽根状部９Ａは所定の形状に変形され
る。そのため組み付け前に上部接触部材９を所定の形状
に成形しておく必要がなく取扱いが容易になると共に、
成形後の変形を防ぎ製品毎の特性のばらつきを防ぐこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば石油暖房機やガス
燃焼機器や電気機器の信号処理装置等に取付けられ、地
震等の震動を感知して前記信号処理装置に検知信号を送
る全方向性の感震素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、感震器としていくつかの形式のも
のが提唱されている。例えば特開昭５７−７６４２１号
公報には鋼球によって可動接触片が常時押し下げられて
おり、振動等を受けると鋼球がすり鉢状底部に沿って転
動し可動接触片への押圧力を解除しこの可動接触片に配
設された可動接点と固定接点とを接離する感震装置が記
載されている。また特開昭５９−２２８１２３号公報に
は金属容器に水銀粒を封入した感震器が記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近時、例えば石油暖房
機やガス燃焼機器等に感震器を取り付け、地震等の震動
を感知して前記石油暖房機やガス燃焼機器の信号処理装
置に検知信号を送り制御装置により自動消火等の適切な
保安処置がとられる様になっており、これらの感震器は
小型化が要求されている。特開昭５７−７６４２１号公
報の感震装置においては接点間抵抗が高くならないよう
に接触圧力をある程度以上高くする必要がある。この接
触圧力は常時オン型とする場合には可動接触片を押圧す
る鋼球の重量に依存し、より充分な接点間圧力を取るた
めには鋼球を小型化することに限度があり押圧力の拡大
機構を必要とするため装置全体も小型化が困難となる。

【０００４】これに対して特開昭５９−２２８１２３号
公報の感震器のように水銀を使った常時オン型の感震器
は接触抵抗の問題がなく鋼球式に比較して小型化が可能
で長期的にも安定した性能が得られる高性能なスイッチ
ではあるが、昨今、廃棄処分する時点で環境を汚染する
心配から水銀を使用しない形式の感震器の要求が高まっ
ている。そこで水銀を使わず、且つ従来の水銀を使用し
た感震器と同様の特性を有し、小形で堅牢な且つ多量生
産に好適でコストの安い感震器が求められている。しか
し水銀粒は液体の為、そのスイッチの構造をそのまま固
体の導電性球体を使用したものに流用することはできな
い。そのため、慣性球を使用した常時オン型で且つ小型
の感震素子及び感震器が求められていた。

【０００５】そこで出願人は特願平６−２０８１３６に
おいて、図８に示すような感震素子を提案した。この例
について図を参照して説明すると、感震素子１０１は有
底円筒形の金属製ハウジング１０２と円板１０３とを互
いのフランジでリングプロジェクション溶接等により気
密に固定され気密容器が形成される。円板１０３のほぼ
中心には貫通孔が穿たれガラスの如き電気絶縁性充填材
１０４により導電端子ピン１０５が気密に貫通固定され
ている。

【０００６】密閉容器の内部にはセラミックや合成樹脂
等の絶縁物で構成された下部絶縁体１０６がハウジング
１０２の内部に圧入固定されている。下部絶縁体１０６
は脚部１０６Ａを有しこの脚部１０６Ａによって作られ
る隙間には後述の下部接触部材１０７が配設される。下
部絶縁体１０６の上面には、下部絶縁体のほぼ中心部か
ら外側に向かって同心円状に緩やかに上昇する傾斜面１
０６Ｂが形成されている。この傾斜面１０６Ｂの中央に
は挿通孔１０６Ｃが設けられ、下部接触部材１０７の一
端の接触部１０７Ａが下方から上方に挿通されている。

【０００７】下部接触部材１０７は例えば厚さ０．０３
〜０．２mm程度のリン青銅板等で作られたしなやかなバ
ネである。ハウジング１０２の中央に位置する下部接触
部材１０７の一端には前述の接触部１０７Ａが可動的に
設けられ、他端は下部絶縁体１０６の脚部を兼ねた固定
脚１０６Ａの一つに嵌入固定されており、またハウジン
グ１０２の内壁と接触して電気的に接続される接続部１
０７Ｂが設けられている。

【０００８】下部絶縁体１０６の傾斜面１０６Ｂ上には
例えば鉄やその合金であるステンレス等の導電性の金属
で作られた慣性球１０８が収納されている。この慣性球
１０８は通常の正規姿勢での静止時に於ては傾斜面１０
６Ｂの中心である貫通孔１０６Ｃ上に位置し前記下部接
触部材１０７の接触部１０７Ａと接触しており所定の加
速度以上の振動を受けるまでは転動せず接触状態を保
つ。感震素子１０１が地震等により所定の値以上の振動
を受けると慣性球１０８は貫通孔１０６Ｃを離れて傾斜
面１０６Ｂ上を転動し、前記接触部１０７Ａとの接触を
断つ。

【０００９】前記導電端子ピン１０５の密閉容器内側端
部には上部接触部材１０９を挟むようにして保護板１１
０を突き合せ溶接等の方法で固着する。この上部接触部
材１０９にはしなやかな複数の羽根状部１０９Ａが設け
られている。この羽根状部１０９Ａの先端近傍は常に慣
性球１０８に接触している。また羽根状部１０９Ａは充
分なしなやかさを有しており、慣性球１０８の転動時に
も常に少なくとも２本が慣性球１０８の転動に追従し接
触を保つようにされている。

【００１０】上部接触部材１０９と導電端子ピン１０５
との固定部下面には、慣性球１０８の上部接触部材１０
９の固定部付近への衝突による塑性変形を防止するため
に保護板１１０が固着されている。そのため例えば感震
素子１０１が輸送時に振動等を受け慣性球１０８が飛び
上がるなどしても、慣性球１０８は保護板１１０により
上部接触部材１０９と導電端子ピン１０５との固着部近
傍に衝突することはなく、羽根状部１０９Ａの塑性変形
を防止し長期に亘って安定した特性を得ることができ
る。

【００１１】またこの上部接触部材１０９の周囲を囲む
ようにして絶縁物で構成された概ね円筒形の上部絶縁体
１１１が配設されている。この上部絶縁体１１１は下部
絶縁体１０６と協働して慣性球１０８の最大移動位置に
於ても慣性球１０８とハウジング１０２の内壁とは僅か
な距離を保ち両部材が接触することはないように慣性球
１０８を受け止めるものである。そのため最大振幅時に
感震素子がオン信号を出力してしまうことはなく、また
制御対象機器が傾斜又は転倒した時にも確実にオフとす
ることができる。

【００１２】この感震素子１０１は固体の慣性球を使用
したものでありながら、小型で常時オン型の感震素子を
実現している。ここで上部接触部材１０９の羽根状部１
０９Ａに充分なしなやかさを持たせ慣性球１０８の転動
に追従し接触を保つようにするためには、例えばリン青
銅板を使用した場合には厚さを０．０１〜０．０２mm程
度にする必要がある。しかしながらこの様な厚さの金属
板を所定の形状に加工することはそのしなやかさ故に難
しく製品毎の形状を揃えるためには高い技術を要求され
ると共に、加工後にその形状を保ちながら取扱うことも
また特別な保持具や容器を用意したりする等の必要が有
り甚だ困難である。

【００１３】また保護板１１０が金属製であると、慣性
球１０８の上部接触部材１０９と導電端子ピン１０５と
の固着部近傍への衝突は防止されるが、保護板との衝突
時に慣性球の表面が傷つけられたり慣性球表面に施され
たメッキ等の表面処理がはがれたりする可能性があっ
た。

【００１４】さらにこの感震素子１０１の構造では振動
を受ける度に上部接触部材１０９の羽根状部１０９Ａが
慣性球１０８と上部絶縁体１１１との間に衝撃を伴って
挟まれるため、長期的にはこの繰り返しにより接触部材
の羽根状部が変形し、耐久性能が低下すると云う問題が
ある。そこで羽根状部１０９Ａの先端が上部絶縁体１１
１に直接接触しないように上部絶縁体の対応する位置に
溝を設ける事が考えられるが、上部絶縁体１１１は保護
板１１０と円板１０３とで挟持固定されているのみであ
るため、この挟持の具合が弱いと導電端子ピンに対して
上部絶縁体が回転してしまい上部絶縁体に設けられた溝
と上部接触部材の羽根状部とが組付後に接触したり羽根
状部が捩られる可能性があった。そのため上部絶縁体を
容易且つ確実に位置決め固定することができ、回転等に
より取付姿勢の変化を起こさない方法が求められてい
た。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の感震素子の特徴
は導電性の円板と有底円筒形の導電性ハウジングにより
容器を構成し、前記円板のほぼ中心に穿たれた孔に導電
端子ピンが電気絶縁性充填材により貫通固定され、容器
内には導電性の慣性球が揺動可能に収容され、前記円板
の容器内部側には一端に前記導電端子ピンを挿通する貫
通孔を有し他端に前記慣性球が衝接する部分を有した上
部絶縁体が導電端子ピンを囲むようにして固定され、こ
の導電端子ピンの容器内部側端部には導電端子ピンを中
心としてほぼ同心放射状に接触部を配設する複数のしな
やかな弾性を有した羽根状部を持つ導電材製の上部接触
部材が金属製の当て板と共に固着されたものであって、
該当て板と上部絶縁体とで上部接触部材の羽根状部の根
元近傍を保持することにより羽根状部の先端近傍を常に
前記慣性球に接触させ電気的に接続されるような所定の
形状に成型し、上部絶縁体には慣性球が金属製の当て板
と接触しないようにするための移動規制部分を設けたこ
とにより、上部接触部材の形状を容易且つ正確に成型可
能にすると共に慣性球が当て板等と接触して傷つく事を
防止したことにある。

【００１６】また他の特徴は当て板の形状を上部絶縁体
に取り付けることで両者が互いに回転不可能になるよう
な形状として、この当て板を導電端子ピンに固着して上
部絶縁体が導電端子ピンに対して回転しないようにした
ことにより、上部絶縁体に上部接触部材の変形防止構造
を設けた場合にも両者の位置関係が変化することはなく
確実に上部接触部材の変形を防止し長期的な耐久性能を
向上する事ができることにある。

【００１７】

【実施例】以下実施例に基づいて図１乃至図７を参照し
て説明する。図１の感震素子１は有底円筒形の金属製ハ
ウジング２と円板３とをリングプロジェクション溶接等
により気密に固定した気密容器を有している。気密容器
は、その内部の空気を排除して水素、ヘリウム、アルゴ
ン、窒素などの汚損防止用ガスと置換して封入すれば、
後述の各接触部材や慣性球の表面を腐食や汚損から保護
して長期にわたり安定した特性を得るために好ましい。
円板３のほぼ中心には貫通孔３Ｂが穿たれガラスの如き
電気絶縁性充填材４により導電端子ピン５が気密に貫通
固定されている。

【００１８】密閉容器の内部にはセラミックや合成樹脂
等の電気絶縁物で構成された下部絶縁体６がハウジング
２の内部に圧入固定されている。下部絶縁体６は脚部６
Ａを有しこの脚部６Ａによって作られる隙間には後述の
下部接触部材７が配設される。下部絶縁体６の上面には
ほぼ中心部から外側に向かって同心円状に緩やかに上昇
する傾斜面６Ｂが形成され、更にその周縁部には後述の
慣性球８の最大転動位置を規制するための接触部６Ｅが
設けられている。本実施例においては傾斜面の形状は所
定の傾斜角度を持った直線を回転して得られる円錐面状
とされているが、その形状はこれに限定されるものでは
なく、途中で傾斜角度が変化する円錐面や、上下に緩や
かな曲率を有した曲線を回転して得られる凹曲面又は凸
曲面も含むものである。また前述の曲線は傾斜方向が変
化しなければ、途中で若しくは徐々に曲率が変化してい
てもよい。この傾斜面６Ｂの中央には挿通孔６Ｃが設け
られ、下部接触部材７の接触部７Ａが下方から上方に挿
通されている。記号６Ｄは圧入のためのリブである。

【００１９】下部接触部材７は例えば厚さ０．０３〜
０．２mm程度のリン青銅板等で作られたしなやかなバネ
でありその平面形状は例えば図３に示す様なほぼ螺旋状
の弾性部７Ｂを内側に有するリング型とされている。ハ
ウジング２の中央に位置する一端には前述の接触部７Ａ
が可動的に設けられその先端部は挿通孔６Ｃから上方に
突出しており、また接触部７Ａ近傍には接触部の上方向
への移動量を規制するためのストッパー７Ｃが挿通孔６
Ｃよりも外側へ達するように幅広くされている。下部接
触部材７の少なくとも接触部７Ａは酸化被膜等により導
電性を害される事のないよう金や銀等の貴金属やあるい
はニッケル、ハンダのメッキ等の表面処理を施しておく
ことが好ましい。

【００２０】下部接触部材７には複数の貫通孔７Ｄが設
けられ、本実施例においては図２に示すように３個の貫
通孔７Ｄの内、中央の一つに下部絶縁体６の脚部６Ａの
一つが挿通されると同時に、他の貫通孔７Ｄに下部絶縁
体６に設けられた２ヵ所の固定部６Ｆが挿通される。そ
の後に、この固定部６Ｆの先端を電気ごてや超音波ウェ
ルダー等により拡幅変形させることにより、下部接触部
材７は下部絶縁体６に固定される。下部接触部材７の縁
には接続部７Ｅが延出している。この接続部７Ｅは下部
絶縁体６とともに下部接触部材７がハウジング２に圧入
装着される際にハウジング２の内壁と下部絶縁体６の外
壁とで挟まれるため接触圧力が高くなり、ハウジングと
下部接触部材との電気的な接続を確実なものにする。

【００２１】下部絶縁体６の傾斜面６Ｂ上には例えば鉄
やその合金であるステンレス等の金属で作られた慣性球
８が収納されている。この慣性球８は鉄以外にも例えば
銅やその合金、又は硬質鉛等種々の金属で作ることがで
き、鉄や銅等空気中で酸化し易くその酸化被膜が導電性
を害するおそれのあるものに対しては好ましくは金や銀
等の貴金属やあるいはニッケルによるメッキや、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が、その表面が使用目的に適する導
電性を有した固体の球であれば材質、表面処理ともにこ
れに限るものではない。

【００２２】この慣性球８は通常の正規姿勢での静止時
に於ては傾斜面６Ｂの中心である貫通孔６Ｃ上に位置し
前記下部接触部材７の接触部７Ａを押し下げるようにし
て接触しており所定の加速度以上の振動を受けるまでは
転動せず接触状態を保つ。感震素子１が地震等により所
定の値以上の振動を受けると慣性球８は貫通孔６Ｃを離
れて傾斜面６Ｂ上を転動し、前記接触部７Ａとの接触を
断つようにされている。図１の感震素子の場合において
は、慣性球８の転動開始加速度αは慣性球８の半径をＲ
とし、挿通孔６Ｃの半径をｒとすると次の式によって決
定される。

【００２３】

【数１】

【００２４】実際は慣性球８が後述の上部接触部材９に
よって押さえられるとともに下部接触部材７によって押
上げられるためこれより若干異なった値に調整される。

【００２５】前記導電端子ピン５の密閉容器内側端部に
は金属製の当て板１０を突き合せ溶接等の方法で固着す
る。ここで当て板１０は導電端子ピン５との間に上部接
触部材９を導電的に挟持するとともに円板３との間に上
部絶縁体１１を挟持する。図４は上部接触部材９の平面
図を、また図５は円板３に上部絶縁体１１と上部接触部
材９とを当て板１０により固定した状態の下面図を、図
６はこの挟持部周辺の要部縦断面図を示す。上部接触部
材９の中心には導電端子ピン５と当て板１０との溶接部
１０Ａのプロジェクションを避けるために貫通された取
付孔９Ｂが設けられており、導電端子ピンと当て板との
溶接時に発生する熱による上部接触部材の塑性変形等の
影響を低減するとともに、この取付孔の周縁部９Ｃを導
電端子ピン５の端面と当て板１０とで挟み固定する。

【００２６】この上部接触部材９には図４に示す如くし
なやかな複数の羽根状部９Ａが設けられている。本実施
例では六本の羽根状部９Ａが導電端子ピン５を中心とし
て均一な角度つまり６０°毎に設けられている。慣性球
の質量が０．７グラム程度の場合には、上部接触部材９
の材質として例えば厚みが０．０１〜０．０２mmのリン
青銅板が好ましい。この羽根状部９Ａの先端近傍は慣性
球８が仮に存在しない自由状態で慣性球８の表面位置よ
りやや内側に位置するように設定されており常に慣性球
８に接触している。羽根状部９Ａは充分なしなやかさを
有しており慣性球８の転動時にも常に少なくとも２本が
慣性球８の転動に追従し接触を保つようにされ、好まし
くは幅が０．３mm程度とされている。羽根状部９Ａの本
数や一本あたりの反発力は慣性球８の転動開始加速度に
及ぼす影響や電気的接触抵抗等を考慮して決定される。

【００２７】上部絶縁体１１は図７の斜視図に示す如き
形状をしており、合成樹脂等の電気絶縁物で構成され、
概ね円筒形でその一端はほぼ閉塞されており、その中心
には導電端子ピン５の先端が挿通される貫通孔１１Ａが
設けられるとともにこの貫通孔の内側外周部には当て板
１０の平面形状とほぼ同じ形状をした当て板取付部とな
る嵌入部１１Ｂが設けられている。この嵌入部１１Ｂに
当て板１０を挿入し導電端子ピン５先端に固着する事に
より、前述の様に当て板１０と円板３とで上部絶縁体１
１の貫通孔１１Ａ周囲の嵌入部１１Ｂの底面が挟持さ
れ、上部絶縁体は固定される。この嵌入部１１Ｂには、
当て板１０が嵌入されるとともに当て板１０の外周部で
上部接触部材９の羽根状部９Ａの根元近傍が挟持固定さ
れている。羽根状部９Ａは嵌入部１１Ｂと当て板１０と
による挟持部分の形状を予め規定しておく事により、挟
持固定されると同時に所定の形状に成型される。

【００２８】この嵌入部１１Ｂの周囲には慣性球８の上
部接触部材９の固定部付近への衝突を防止し上部接触部
材の塑性変形を防ぐための段部１１Ｃが設けられてい
る。この段部１１Ｃは、上部接触部材９の羽根状部９Ａ
が段部１１Ｃと慣性球８とに挟まれる事のないように羽
根状部に対応する位置に切り欠きが設けられており、本
実施例においては段部１１Ｃは羽根状部を避けるために
６分割されている。

【００２９】この段部１１Ｃの効果について説明すると
例えば感震素子１が輸送時に振動等を受け慣性球８が飛
び上がり図１で点線８Ａに示す位置にまでくることがあ
る。このとき段部１１Ｃが無いと慣性球８は点線８Ａの
位置を超え、上部接触部材９と導電端子ピン５との固着
部近傍に衝突し好ましくない変形を起こす。この様に羽
根状部９Ａの根元側で塑性変形を起こすと羽根状部９Ａ
の先端では変形量が拡大されその位置を大きく変化させ
ることがある。しかし本実施例に於ては上部絶縁体１１
に慣性球の移動規制部分として段部１１Ｃを配設して慣
性球８の上部接触部材９と導電端子ピン５との固着部近
傍への衝突を防ぐ事によって、上部接触部材９の固定部
近傍での変形のないように配設する事により長期に亘っ
て安定した特性を得ることができる。さらにまた段部１
１Ｃを設けた事により慣性球８が金属製の当て板１０と
衝接する事はなく、慣性球８の表面が傷つけられたりメ
ッキ等の表面処理がはがれたりすることが防止される。

【００３０】また本実施例においては段部１１Ｃのうち
の２ヵ所１１Ｄを嵌入部１１Ｂに突出させている。この
突出部１１Ｄを設けて嵌入部１１Ｂを非円形にする事に
より、当て板１０に対して上部絶縁体１１が回転しない
ようになり、当て板を嵌入した後に導電端子ピン５に固
定する事で上部絶縁体は導電端子ピンに対しても回転し
ないようにする事ができる。

【００３１】上部絶縁体１１の周壁の開口端面１１Ｅの
前記羽根状部９Ａと対応する位置には、上部接触部材９
の羽根状部９Ａの幅より広い溝１１Ｆが設けられてい
る。この溝１１Ｆの目的は前述の段部１１Ｃ間の切り欠
きと同様に上部接触部材９の保護にあり、たとえばこの
溝が設けられていないと慣性球８が開口端面１１Ｅに衝
接したときに羽根状部９Ａが両者に直接挟まれることに
なり、衝撃が大きい場合や大きくなくても繰り返し衝接
することにより羽根状部９Ａが塑性変形し感震素子とし
ての特性が変化してしまう可能性がある。しかし本実施
例においては前述の様に溝１１Ｆを設けたことにより、
慣性球８が上部絶縁体１１に衝接したときにも羽根状部
９Ａは溝１１Ｆの位置にあるため慣性球８と上部絶縁体
１１に直接挟まれることはなく、塑性変形することはな
い。なお、本実施例においてはそれぞれの溝１１Ｆには
更に後述の上部接触部材９の組み付け時における位置決
め用に位置決め溝１１Ｇが設けられており、上部接触部
材の羽根状部９Ａをこの位置決め溝に載置する事によっ
て上部接触部材の取付位置が容易且つ確実に決定され
る。

【００３２】この上部絶縁体１１は下部絶縁体６と協働
して図１に点線８Ｂで示す位置に慣性球８の最大横移動
位置を規制するものであり、この場合に於ても開口端面
１１Ｅ及び接触部６Ｅによって慣性球８を８Ｂの位置で
受け止めるため、慣性球８とハウジング２の内壁とは僅
かな距離を保ち両部材が接触することはない。またもち
ろん羽根状部９Ａの先端９Ｄもハウジング内面に接触す
る事がないようにされている。そのため最大振幅時に感
震素子１がオン信号を出力してしまうことはなく、また
制御対象機器が傾斜又は転倒した時にも確実にオフとす
ることができる。

【００３３】また上部絶縁体１１の開口端面１１Ｅ上に
溝１１Ｆを設けた事により慣性球８が最大横移動位置８
Ｂに位置した場合にも上部接触部材の羽根状部９Ａが慣
性球８と上部絶縁体１１とによって挟まる事はない。さ
らに上部絶縁体１１の内側に段部１１Ｃを設けた事によ
り感震素子１の輸送時の慣性球８の跳びはねや感震素子
が転倒、特に倒立状態となった時にも慣性球の移動位置
は図１に８Ａで示す位置で止められ、羽根状部９Ａの根
元近傍に慣性球８が当たる事はない。また段部１１Ｃの
羽根状部に対応する位置には切り欠きが設けられている
ので、この位置においても羽根状部９Ａが慣性球８と上
部絶縁体１１とによって挟まる事はなく、羽根状部の変
形を防ぐ事ができる。また段部１１Ｃを設けた事により
慣性球８が金属製の当て板１０と衝接する事はなく、慣
性球８の表面が傷つけられたりメッキ等の表面処理がは
がれたりすることが防止される。

【００３４】この感震素子１の動作について説明する
と、感震素子１が正規姿勢で静止状態にあるとき、慣性
球８は下部絶縁体６の傾斜面６Ｂの貫通孔６Ｃ上に位置
し下部接触部材７の接触部７Ａに接触し慣性球８自身の
重量及び上部接触部材９により押圧力を加えている。こ
こで導電端子ピン５−上部接触部材９−羽根状部９Ａ−
慣性球８−接触部７Ａ−下部接触部材７−接続部７Ｅ−
ハウジング２−円板３の経路で電路が構成される。

【００３５】感震素子１が所定の加速度例えば周期が
０．２乃至１秒で１６０ガル以上の水平振動を受けると
慣性球８は貫通孔６Ｃを離れて傾斜面６Ｂ上を転動し下
部接触部材７の接触部７Ａとの接触を断ち、前述の電路
を所定時間以上遮断する。そのため感震素子１に接続さ
れた信号処理装置に検知信号が送られ、例えば石油暖房
機やガス燃焼機器であれば制御装置により自動消火等の
適切な保安処置がとられることになる。感震素子１が静
止状態に戻ると慣性球８は傾斜面６Ｂの中央の貫通孔６
Ｃ上に戻り、再び接触部７Ａと接触することにより電路
を形成する。ここで羽根状部９Ａは常に慣性球８の動き
に追従し摺動接触状態が維持されるため、復帰時に慣性
球８が接触部７Ａと接触することにより速やかに電路を
形成することができる。

【００３６】ここでこの感震素子１の図６に示す部分の
上部接触部材等の部品の取り付けについて説明する。こ
の取付時において上部接触部材９は、図７の斜視図に示
す如く開口端面１１Ｅ側を上にして置かれた上部絶縁体
１１上に載置される。この時点で上部接触部材９はまだ
曲げ加工されておらず図４に示す如き平らな形状をして
おり、その先端９Ｄは例えば図５に点線で示すような位
置で上部絶縁体１１上に載置される。本実施例に於ては
上部接触部材９の羽根状部９Ａを上部絶縁体１１の位置
決め溝１１Ｇに合せて載置することにより、上部接触部
材の中心に設けられた取付孔９Ｂを上部絶縁体１１の中
心軸上に一致させることができる。

【００３７】次に当て板１０の中心に設けられた溶接部
１０Ａのプロジェクションを上部接触部材９の取付孔９
Ｂに合わせた状態で、当て板１０を上部絶縁体１１の当
て板取付部である嵌入部１１Ｂに嵌入し、同時に上部接
触部材の羽根状部９Ａの根元近傍を当て板１０と嵌入部
１１Ｂとで挟持する事により羽根状部は変形され、その
断面形状をほぼ所定の形状にまで変形される。ここで上
部絶縁体の嵌入部１１Ｂの内周形状は当て板１０の外形
とほぼ同じであるため上部絶縁体と当て板は互いに仮固
定される。また上部接触部材９は薄板の為、両者の間で
変形され保持される。

【００３８】次に予め円板３に固定されているリード端
子ピン５の先端を上部絶縁体１１の貫通孔１１Ａに挿通
配置し、前述した如く上部接触部材９及び上部絶縁体１
１をリード端子ピン５及び円板３と共に挟持するように
当て板１０をリード端子ピン５の先端部に溶接固定す
る。ここで当て板１０の周縁部で挟持された羽根状部９
Ａの形状が所定の形状に確定されるものであり、例えば
実施例においては図６に示すように円板３に対してほぼ
垂直に設定される。

【００３９】このように本発明の製造方法によれば円板
３上に上部絶縁体１１と上部接触部材９及び当て板１０
を固定すると同時に上部接触部材９を所定の形状にする
ことができる。また本実施例に於ては上部絶縁体上に上
部接触部材を載置した後に当て板を嵌着し仮固定する方
法を例に述べたが、例えば図６の向きに置かれた当て板
１０の上に上部接触部材９を中心軸を合わせて載置した
後に上方から上部絶縁体１１を装着し仮固定する方法と
しても同様である。また円板３に固定されたリード端子
ピン５を予め上部絶縁体１１の貫通孔１１Ａに挿通して
おき上部絶縁体の小径部１１Ｂに当て板１０を嵌着する
と同時に当て板１０とリード端子ピン５とを溶接固着す
るようにしてもよい。

【００４０】この溶接時に上部接触部材９には前述の様
に取付孔９Ｂを設けたことにより直接溶接電流が流れる
ことはないため、溶接時の発熱による上部接触部材の塑
性変形等の影響を低減することができる。また溶接前に
羽根状部９Ａの根元近傍が当て板１０と小径部１１Ｂで
挟持固定されているため、取付孔９Ｂの周縁部９Ｃが若
干変形しても羽根状部９Ａの先端側にはほとんど影響し
ない。

【００４１】このように組付時に自動的に羽根状部９Ａ
の形状が決定されるようにしたことにより、薄板状の上
部接触部材９を予め所定の形状に変形しておく必要がな
くなり平面状のままで取扱うことができるのでその取扱
いは非常に容易になる。また従来そのしなやかさ故に所
定の形状に加工することの難しかった上部接触部材９の
形状を上部絶縁体と当て板を中心とした周辺部品の形状
及び位置関係により決定することができるため、製品毎
の形状を揃えることが容易になり、感震素子としての性
能のばらつきをなくすことができる。さらに予め加工す
る必要がなくなるため製造時の工程数が低減される。ま
た羽根状部９Ａは当て板１０と上部絶縁体の嵌入部１１
Ｂとにより挟持された部分を固定端とした片持ち式の板
バネとみなすことができるので設計時にばね定数の計算
が容易になる。

【００４２】この実施例では下部接触部材７は接触部７
Ａを常に上方に付勢しているために、慣性球８との接触
時に接触部７Ａと慣性球８との間に押圧力を与えること
ができる。そのため感震器としての動作に至らない所定
値未満の振動による慣性球８の接触部７Ａ上での揺動や
上下の微振動により慣性球８と下部接触部材７との接触
圧力等の変化に起因する抵抗値の変動による信号処理装
置の誤動作、誤判断を防ぐことができる。

【００４３】またたとえば慣性球と下部接触部材との接
触抵抗のごく短時間の一時的な変化が問題にならない場
合や、検出回路側に遅延機能等を付加することにより図
示は省略するが下部接触部材を通常の固定接点としても
よい。例えば下部接触部材をハウジングの内側底面に導
電的に固定された銀合金などの接点とする事ができる。
その動作に関しては下部接触部材が慣性球の動きに追従
しないため小さな振動などで短時間の接触抵抗の変化な
どが起こりやすくなる点以外は前述の例と同様であるた
め説明を省略する。

【００４４】また本実施例においては当て板と上部絶縁
体が互いに回転する事を防止するための構造として、当
て板の平面形状と上部絶縁体の嵌入部を非円形にしたも
のを例に説明したが、回転防止構造としてはこれに限定
されるものではなく、例えば当て板の上部絶縁体との接
触面に一個または複数の突起を設けると共に上部絶縁体
の嵌入部に凹部または凸部を設けることにより互いが回
転しないようにしてもよい。

【００４５】本発明の感震素子１の石油ファンヒーター
等の制御対象機器への取付けに関して説明すると、例え
ば感震素子の円板と導電端子ピンの各々に所定の取付端
子を設ける事により直接プリント基板等に正規姿勢で取
付けられるようにする事もできるし、感震素子をケース
等に入れこのケース底面を石油ファンヒータの底板等の
水平面に密着させて固定することによって感震素子１が
正規姿勢を成すようにしておくこともできる。尚、ケー
スを水平面に取り付ける他にも、取付面を例えば垂直面
や所定の角度の傾斜面とすることはケースの形状の設計
変更により容易にできる。この他にも感震素子を正規姿
勢に保持する手段は種々の形態が考えられ、例えば導電
端子ピンに門形やＬ字形等の所定の金具を溶接して、こ
の金具が所定の取付面に取り付けられることにより感震
素子が正規の姿勢に保持されるようにしたり、適当な粘
度を選定したシリコンオイル等を注入したケース内に感
震素子を吊り下げて感震素子自身に自動姿勢補正機能を
持たせたものは実開昭６１−１４１５５１号公報や実開
昭６２−２０４１５５号公報や特開平６−５０８０４号
公報などから周知な手段である。

【００４６】

【発明の効果】本発明の感震素子は上部接触部材の組付
時に自動的に上部接触部材の外周に設けられた羽根状部
の形状が決定されるようにしたことにより、薄板状の上
部接触部材を予め所定の形状に変形しておく必要がなく
なり平面状のままで取扱うことができるのでその取扱い
は非常に容易になる。

【００４７】また従来そのしなやかさ故に所定の形状に
加工することの難しかった上部接触部材の形状を上部絶
縁体と当て板を中心とした周辺部品の形状及び位置関係
により決定することができるため、製品毎の形状を揃え
ることが容易になり、感震素子としての性能もばらつき
をなくすことができる。

【００４８】さらに予め加工する必要がなくなるため製
造時の工程数が低減される。また上部接触部材の羽根状
部は当て板と上部絶縁体の嵌入部とにより挟持された部
分を固定端とした片持ち式の板バネとみなすことができ
るので設計時の強度計算が容易になる。

【００４９】また上部絶縁体に段部を設け慣性球が金属
製の当て板に衝接しないようにしたため、慣性球の表面
が傷つけられたりメッキ等の表面処理がはがれたりする
ことが防止される。

【００５０】さらにまた上部絶縁体の上部接触部材の羽
根状部と対応する位置に溝を設けたことにより、慣性球
の最大移動時にも羽根状部が上部絶縁体と慣性球とで挟
まれることはなく、羽根状部の塑性変形を防止でき長期
的に安定した性能の感震素子を得ることができる。

【００５１】また当て板と上部絶縁体とが互いに回転す
る事を防止する構造としたことにより、上部絶縁体に設
けられた溝と上部接触部材の羽根状部との位置関係が変
化することはなく、上部接触部材の羽根状部が溝に組付
後に接触したり羽根状部が捩られる事はない。そのため
確実に上部接触部材の変形を防止でき、長期的な耐久性
能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感震素子の一実施例の縦断面図

【図２】図１の感震素子のＡ−Ａ断面矢視図

【図３】図１の実施例に使用される下部接触部材の平面
図

【図４】図１の実施例に使用される上部接触部材の組付
前の平面図

【図５】図１の実施例の円板に上部絶縁体と上部接触部
材とを当て板により固定した状態の下面図

【図６】図５の部品の要部拡大縦断面図

【図７】本発明の感震素子に使用される上部絶縁体の一
実施例の斜視図

【図８】従来の感震素子の例の縦断面図

【符号の説明】

１：感震素子 ２：ハウジング ３：円板 ５：導電端子ピン ６：下部絶縁体 ７：下部接触部材 ８：慣性球 ９：上部接触部材 ９Ａ：羽根状部 ９Ｂ：取付孔 １０：当て板 １１：上部絶縁体 １１Ｂ：嵌入部（当て板取付部） １１Ｃ：段部 １１Ｄ：突出部（回転防止構造） １１Ｆ：溝 １１Ｇ：位置決め溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小関 秀樹 名古屋市南区宝生町４丁目30番地 株式会 社生方製作所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の円板と有底円筒形の導電性ハウ
   ジングにより容器を構成し、前記円板のほぼ中心に穿た
   れた孔に導電端子ピンが電気絶縁性充填材により貫通固
   定され、ほぼ中央から外側に向けて同心円状に緩やかに
   上昇する傾斜面が形成され且つ中心部に貫通孔が設けら
   れた下部絶縁体がハウジングの底面に実質的に固定され
   ており、ハウジング内の底面又は底面近傍には導電性の
   下部接触部材の一端がハウジングと電気的に接続される
   ように設けられ下部接触部材の他端である接触部が前記
   下部絶縁体の貫通孔に挿通され、前記下部絶縁体の傾斜
   面上には導電性の慣性球が揺動可能にかつハウジングが
   正規姿勢で静止しているときには重力により傾斜面の中
   心の貫通孔上に位置し前記下部接触部材の接触部と接触
   し電気的に接続されるように収容され、前記円板の容器
   内部側には一端に前記導電端子ピンを挿通する貫通孔を
   有し他端に前記慣性球が衝接する部分を有した上部絶縁
   体が導電端子ピンを囲むようにして固定され、この導電
   端子ピンの容器内部側端部には導電端子ピンを中心とし
   てほぼ同心放射状に接触部を配設する複数のしなやかな
   弾性を有した羽根状部を持つ導電材製の上部接触部材が
   金属製の当て板と共に固着され、該当て板と上部絶縁体
   とで上部接触部材の羽根状部の根元近傍を保持すること
   により羽根状部の先端近傍を常に前記慣性球に接触させ
   電気的に接続されるような所定の形状に成型し、上部絶
   縁体には慣性球が金属製の当て板と接触しないようにす
   るための移動規制部分を設け、所定値以上の振動を受け
   ることにより慣性球が前記貫通孔上を離れて傾斜面上を
   揺動し下部接触部材との接触を断つ様に構成され、慣性
   球は貫通孔上での静止状態では前記上部接触部材の羽根
   状部から下部接触部材の接触部に押し付けられる押圧力
   が付与されると共に、その転動状態でも羽根状部との接
   触状態が維持されるようになっていることを特徴とする
   感震素子。
2. 【請求項２】 当て板は上部絶縁体に取り付けることに
   より両者が互いに回転不可能になるような形状とされ、
   この当て板を導電端子ピンに固着する事により上部絶縁
   体が導電端子ピンに対して回転しないようにされる事を
   特徴とする請求項１に記載の感震素子。
3. 【請求項３】 下部接触部材は弾性を有した形状とされ
   ており、その接触部は慣性球が絶縁体の貫通孔上に位置
   するときには常に慣性球に対して押し付けられる付勢力
   が与えられていることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の感震素子。
4. 【請求項４】 上部絶縁体及び下部絶縁体が協働するこ
   とにより慣性球が最大移動位置に移動したときにもハウ
   ジング内面とは電気的に直接接触しないようにされてい
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の感震
   素子。
5. 【請求項５】 上部絶縁体の羽根状部と対応する位置に
   は溝が設けられ、慣性球と上部絶縁体により羽根状部が
   挟まれないようにされていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項４に記載の感震素子。
6. 【請求項６】 ほぼ中心に穿たれた孔に導電端子ピンが
   電気絶縁性充填材により貫通固定された導電性の円板
   と、前記導電端子ピンを挿通する貫通孔と後述する当て
   板の取付部に当て板の回転防止構造を有した上部絶縁体
   と、中心に貫通孔を有しこの中心から放射状に配設され
   た複数のしなやかな弾性を有した羽根状部を持つ導電材
   製の薄板の上部接触部材と、上部接触部材を導電端子ピ
   ンに固定するための金属製の当て板を有する感震素子に
   おいて、平面状の上部接触部材をその中心が上部絶縁体
   又は当て板とその中心軸を一致する様に配置した後に、
   該上部絶縁体と当て板とを組み付けることにより該当て
   板と上部絶縁体とで上部接触部材の羽根状部の根元近傍
   を所定の形状に変形し、さらに円板に固定された導電端
   子ピンに当て板を固着することにより上部絶縁体及び上
   部接触部材が円板に対して固定されることを特徴とする
   感震素子の製造方法。
7. 【請求項７】 上部絶縁体の羽根状部と対応する位置に
   は溝が設けられており、羽根状部を上部絶縁体の保護板
   取付部上に載置する際に前記溝に合わせて載置すること
   を特徴とする請求項６に記載の感震素子の製造方法。