JPH11136115A - Micro switch - Google Patents

Micro switch

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Publication number
JPH11136115A
JPH11136115A JP29892097A JP29892097A JPH11136115A JP H11136115 A JPH11136115 A JP H11136115A JP 29892097 A JP29892097 A JP 29892097A JP 29892097 A JP29892097 A JP 29892097A JP H11136115 A JPH11136115 A JP H11136115A
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JP
Japan
Prior art keywords
voltage
signal
pressure sensor
push button
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP29892097A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Toma
孝之 遠間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To have long life without oxidation or abrasion of a contact, to prevent contact failure from occurring and to compeletely prevent a chattering phenomenon that takes place at the time of contact continuity by converting an output of a pressure sensor into a voltage signal and amplifying it and outputting an on signal when the electric signal exceeds prescribed reference voltage. SOLUTION: Relating to a distortion gauge 3, pressure is applied at its central pressure receiving part when a push button 2 is pushed and the resistance value of an internal resistance line is changed. When the resistance value of the resistance line of the gauge 3 changes, a voltage detecting part 6 detects it as voltage change and inputs it to an OP amplifier, and the OP amplifier amplifies voltage of the small detection voltage and adds it to a + input terminal. Because the OP amplifier has its - input terminal where reference voltage is applied, an on signal of a logical value 1 is outputted to an output when + input terminal voltage exceeds the reference voltage. A FET 5 is driven by the on signal and is turned from an off state to an on state, and an output terminal 11 and a ground terminal 12 are electrically conducted through a resistor for protection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロスイッチに
関し、特に衛星に搭載される機器などに用いられる高信
頼性を要求されるマイクロスイッチに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microswitch, and more particularly, to a microswitch required for high reliability used in equipment mounted on a satellite.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のマイクロスイッチは押しボタン
を押すことによりその接続部から電気的な開あるいは閉
信号を得るものである。特に超小型のサイズでメカトロ
ニクスの一部として用いられ、例えば扉などのヒンジ部
に装着して扉の開閉を電気的に検知する場合に用いられ
る。
2. Description of the Related Art A micro switch of this type obtains an electrical open or close signal from a connection portion of the switch by pressing a push button. Particularly, it is used as a part of mechatronics with a very small size, and is used, for example, when it is attached to a hinge part such as a door to electrically detect opening and closing of the door.

【0003】従来、この種のマイクロスイッチの一例と
して実開昭63−9715号公報に記載されたものを図
3に示す。図3は従来例の構造を示す断面図である。
FIG. 3 shows an example of a conventional microswitch described in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 63-9715. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the conventional example.

【0004】図3において、小型のケース11の内部に
押しボタン17と、押しボタン17の頭部を押すことに
より可動する可動片15と、可動片15の先端にある可
動接点152,153と、可動接点152,153と接
触する上面固定接点141と下面固定接点131と、可
動片15に弾力を与える可動バネ16と各端子12,1
3,14とが収容され全体を構成している。
In FIG. 3, a push button 17, a movable piece 15 movable by pressing the head of the push button 17, movable contacts 152 and 153 at the tip of the movable piece 15, The upper fixed contact 141 and the lower fixed contact 131 that come into contact with the movable contacts 152 and 153, the movable spring 16 that gives elasticity to the movable piece 15, and the terminals 12, 1
3 and 14 are housed and constitute the whole.

【0005】このマイクロスイッチは、常時は可動接点
152と上面固定接点141とが接触しているが、押し
ボタン15の頭部を押すことにより可動片15が下方に
押され、可動接点153が下面固定接点131側に接触
して電気的な接続の切り替えを行うようにしている。
In this microswitch, the movable contact 152 and the upper fixed contact 141 are always in contact with each other, but when the head of the push button 15 is pressed, the movable piece 15 is pushed downward, and the movable contact 153 is placed on the lower surface. The electrical connection is switched by contacting the fixed contact 131 side.

【0006】特にこのマイクロスイッチは、各接続点の
一方の接触部を鋭角に形成し、接点の接触安定度を高め
たものである。
In particular, in this microswitch, one contact portion of each connection point is formed at an acute angle to improve the contact stability of the contact.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
イクロスイッチは、電気的な開閉信号を得る接点部が機
械式接点であり、特にこのようなマイクロスイッチの場
合は下記のような問題がある。先ず、時間的経過により
接続部の酸化、磨耗が進むと電気的接触抵抗の増大ある
いは接触不良が発生することである。次に、接点面の磨
耗により面荒れが進むと接点が完全接触前に瞬間的に断
接を繰り返すチャッタリングを発生し、これによるノイ
ズ発生により後続の回路が誤動作する問題がある。ま
た、機械式接点であるので衝撃あるいは振動に対し誤動
作する場合がある。更に、押しボタンの押下力が強いの
で使用箇所が制限されるなどの問題がある。
As described above, in the conventional microswitch, the contact portion for obtaining an electrical opening / closing signal is a mechanical contact. In particular, such a microswitch has the following problems. is there. First, if oxidation and abrasion of the connection portion progress with the passage of time, an increase in electrical contact resistance or poor contact occurs. Next, when the contact surface wears and becomes rough, chattering occurs in which the contact instantaneously repeats connection and disconnection before complete contact, which causes a problem that a subsequent circuit malfunctions due to generation of noise. In addition, since it is a mechanical contact, it may malfunction due to shock or vibration. Further, there is a problem that the use location is restricted because the pressing force of the push button is strong.

【0008】特にマイクロスイッチはメカトロニクスの
一部として使用されるので、上述したような接点信頼度
が低下する現象は特に大きな問題となる。
In particular, since the microswitch is used as a part of mechatronics, the above-mentioned phenomenon that the contact reliability is reduced is a particularly serious problem.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロスイッ
チは、押しボタンを介して加わる圧力に対し比例した電
気信号を出力する圧力センサと、前記圧力センサの出力
を電圧信号に変換増幅しこの電気信号が所定の基準電圧
を越えたときにオン信号(論理値0から論理値1に変位
する信号)を出力する電圧検出部と、この電圧検出部の
出力信号で動作する半導体スイッチ素子とを備えてい
る。
A microswitch according to the present invention comprises a pressure sensor for outputting an electric signal proportional to the pressure applied through a push button, and an amplifier for converting and amplifying the output of the pressure sensor into a voltage signal. A voltage detection unit that outputs an ON signal (a signal that changes from a logical value of 0 to a logical value of 1) when the signal exceeds a predetermined reference voltage; and a semiconductor switch element that operates on the output signal of the voltage detection unit. ing.

【0010】特に、前記圧力センサは歪みゲージを用い
ても良い。
In particular, the pressure sensor may use a strain gauge.

【0011】また、前記スイッチ素子はFETを用いて
も良い。
Further, the switching element may be an FET.

【0012】また、前記スイッチ素子はSCRを用いて
も良い。
Further, the switch element may use an SCR.

【0013】また、前記基準電圧は可変する事ができる
ようにしても良い。
The reference voltage may be variable.

【0014】モールド樹脂製の小型の外箱と、この外箱
の上部表面に頭部を突出してその内側に装着された前記
押しボタンと、前記押しボタンの押し方向先端部と当接
する位置に固着された前記圧力センサと、前記電圧検出
部を構成する複数の部品と前記半導体スイッチ素子とを
小型の基板に搭載し、この基板を前記圧力センサの下側
の位置に装着した構造。
A small outer box made of molded resin, the push button having a head protruding from the upper surface of the outer box and mounted inside thereof, and fixed at a position in contact with a tip end of the push button in the pressing direction. A structure in which the pressure sensor, the plurality of components constituting the voltage detection unit, and the semiconductor switch element are mounted on a small substrate, and the substrate is mounted at a position below the pressure sensor.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の実施の形態例の構造
を示す断面図である。図2は図1のマイクロスイッチの
回路構成を示す回路図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the microswitch of FIG.

【0016】図1において、本マイクロスイッチは、モ
ールド樹脂製の小型の外箱1と、この外箱1の上部表面
に頭部を突出してその内側に装着された押しボタン2
と、この押しボタン2の押し方向の円盤状先端に受圧部
を位置するように固着された圧力センサの歪みケージ3
と、この歪みケージ3の下側に電圧検出部6を構成する
各部品とスイッチ素子のFET5とを搭載した基板4
と、押しボタン2に押し戻す反発力を与えるバネ5と、
基板4のパターン面に接続された出力端11、接地端子
12、電源端子13とから構成している。
In FIG. 1, this microswitch comprises a small outer box 1 made of molded resin, and a push button 2 having a head protruding from the upper surface of the outer box 1 and mounted inside thereof.
And a strain cage 3 of the pressure sensor fixed so that the pressure receiving portion is located at the disk-shaped tip in the pushing direction of the push button 2.
And a substrate 4 on which components constituting the voltage detecting unit 6 and a switching element FET 5 are mounted below the strain cage 3.
And a spring 5 for applying a repulsive force to push the push button 2 back,
It comprises an output end 11, a ground terminal 12, and a power supply terminal 13 connected to the pattern surface of the substrate 4.

【0017】尚、外箱1の大きさは約12×10×7m
m程度である。また、基板4は搭載する各部品がMCM
(Multiple Chip Module)化され
たものである。
The size of the outer box 1 is about 12 × 10 × 7 m.
m. Each component to be mounted on the substrate 4 is an MCM.
(Multiple Chip Module).

【0018】また、歪みゲージ3は、大きな固有抵抗を
持つ白金、例えばコンスタンタンで作られた非常に細か
い抵抗線(直径20〜30μm)をゲージベースの表面
に蛇行して走らせプラスチック接着剤などで固定したも
の、あるいはコンスタンタンはくをエッチングによりゲ
ージベースの表面に蛇行して走らせるなどして作られる
もので、このケージ表面の中央の受圧部に外部から加え
られる応力により発生する歪み量に比例して抵抗線(あ
るいははく)の抵抗値が変化するものである。
The strain gauge 3 has a very fine resistance wire (diameter: 20 to 30 μm) made of platinum having a large specific resistance, for example, constantan, running meandering on the surface of the gauge base and fixed with a plastic adhesive or the like. Is made by meandering the constantan foil to the meandering surface of the gauge base by etching, etc., and is proportional to the amount of strain generated by externally applied stress on the central pressure receiving part of the cage surface. The resistance value of the resistance wire (or foil) changes.

【0019】図2について本マイクロスイッチの回路構
成を説明する。歪みケージ3は、押しボタン2を押下す
ることによりその中央受圧部に圧力を加えられて内部の
抵抗線の抵抗値が変化する。電圧検出部6の抵抗器61
から64のブリッジ回路は、構成素子の1つに歪みゲー
ジ3の抵抗線を含み構成しているので、歪みケージ3の
抵抗線の抵抗値が変化するとこれを電圧の変化として検
出しOPアンプ68に入力する。OPアンプ68はこの
微少検出電圧を電圧増幅してOPアンプ69の+入力端
子に加える。
Referring to FIG. 2, the circuit configuration of the present microswitch will be described. When the push button 2 is depressed, pressure is applied to the central pressure receiving portion of the strain cage 3 so that the resistance value of the internal resistance wire changes. Resistor 61 of voltage detector 6
Since the bridge circuit is configured to include the resistance wire of the strain gauge 3 as one of the constituent elements, when the resistance value of the resistance wire of the strain cage 3 changes, this is detected as a change in voltage, and the OP amplifier 68 To enter. The OP amplifier 68 amplifies this minute detection voltage and applies it to the + input terminal of the OP amplifier 69.

【0020】OPアンプ69は−入力端子に基準電圧6
5が加えられているので、+入力端子電圧が基準電圧以
下であれば出力には論理値0のオフ信号を出力している
が、基準電圧を越えると出力には論理値1のオン信号が
出力される。FET5はこのオン信号で駆動されオフ状
態からオン状態となり、保護用の抵抗器51を介し出力
端子11と接地端子12とが電気的に導通する。
The OP amplifier 69 has a reference voltage 6
5 is added, so that if the + input terminal voltage is equal to or lower than the reference voltage, an OFF signal having a logical value of 0 is output to the output, but if the voltage exceeds the reference voltage, an ON signal having a logical value of 1 is output to the output. Is output. The FET 5 is driven by the ON signal and changes from the OFF state to the ON state, and the output terminal 11 and the ground terminal 12 are electrically connected via the protection resistor 51.

【0021】また、押しボタン2を押さない時は歪みゲ
ージ3に圧力が加えられないので、ブリッジ回路の検出
電圧は発生せず、FET5はオフ状態で出力端子11と
接地端子12とは不導通である。
When the push button 2 is not pressed, no pressure is applied to the strain gauge 3, so that the detection voltage of the bridge circuit is not generated, and the FET 5 is turned off and the output terminal 11 and the ground terminal 12 are disconnected. It is.

【0022】尚、抵抗器66,67はOPアンプ69が
オン信号を出力したときに出力電圧を分圧して基準電圧
に加算し、オン状態をより確定にするもので、オン動作
時におけるチャッタリングなどの現象を防止するヒステ
リヒスを与えるものである。
The resistors 66 and 67 divide the output voltage when the OP amplifier 69 outputs an ON signal and add the divided voltage to a reference voltage to further determine the ON state. This provides hysteresis to prevent such phenomena.

【0023】更に、基準電圧65は電源端子13より供
給される内部電源を分圧して得ているが、これを可変で
きるようにして歪みゲージ3の特性のバラツキによる動
作と点のバラツキを均一にするようにしても良い。
Furthermore, the reference voltage 65 is obtained by dividing the internal power supplied from the power supply terminal 13, but this voltage can be varied so that the operation due to the variation in the characteristics of the strain gauge 3 and the variation in the points are made uniform. You may do it.

【0024】以上説明した構造及び回路の構成から分か
るように本マイクロスイッチの動作は以下のようにな
る。即ち、常時においてはスイッチ素子のFET5はオ
フしているので、出力端子11と接地端子12との間は
不導通の状態である。次に押しボタン2を押すと、押し
ボタン2の先端が歪みゲージ3の中央の受圧部6を押し
てこの歪みゲージ3の抵抗線の抵抗値を変化させる。電
圧検出部6がこの抵抗値の変化を電圧変化として検出
し、電圧増幅してFET5にオン信号を出力する。FE
T5はオンとなり出力端子11と接地端子12との間は
導通状態となる。
As can be seen from the structure and circuit configuration described above, the operation of the present microswitch is as follows. That is, since the FET 5 of the switch element is normally off, the connection between the output terminal 11 and the ground terminal 12 is in a non-conductive state. Next, when the push button 2 is pressed, the tip of the push button 2 pushes the pressure receiving portion 6 at the center of the strain gauge 3 to change the resistance value of the resistance wire of the strain gauge 3. The voltage detector 6 detects the change in the resistance value as a voltage change, amplifies the voltage, and outputs an ON signal to the FET 5. FE
T5 is turned on, and the output terminal 11 and the ground terminal 12 are electrically connected.

【0025】尚、以上説明したマイクロスイッチは、押
しボタンを押している間だけ出力接点が導通しているノ
ンラッチタイプであるが、スイッチ素子のFETをSC
Rに変更することにより一度押しボタンを押すだけで導
通状態が保持されラッチタイプに変更しても良い。
The above-described microswitch is a non-latch type in which the output contact is conductive only while the push button is pressed.
By changing to R, the continuity state may be maintained only by pressing the push button once, and the latch type may be changed.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロス
イッチは、圧力センサとスイッチング素子にFETを用
いて電子化しているので、機械式接点を用いたものに比
べ、接点の酸化、磨耗がなく長寿命かつ接触不良などが
発生せずまた電気的なヒステリヒス特性を与えることに
より接点の導通時に発生するチャッタリングの現象を完
全に防止することができ、また、環境からの衝撃あるい
は振動によって誤動作することがなく更に圧力センサが
高感度であるので押しボタンの押下力を弱くできるとい
う多くの効果がある。
As described above, since the microswitch of the present invention is digitized using FETs for the pressure sensor and the switching element, the microswitch does not oxidize or wear as compared with the one using mechanical contacts. Long life, no poor contact, etc., and the electrical hysteresis characteristic gives complete prevention of the chattering phenomenon that occurs when the contacts are turned on, and malfunctions due to environmental shock or vibration Further, since the pressure sensor has high sensitivity, the pressing force of the push button can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態例の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the circuit of FIG. 1;

【図3】従来例の構造を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外箱 2 押しボタン 3 歪みゲージ 4 FET 5 バネ 6 電圧検出部 11 出力端子 12 接地端子 13 電源端子 61〜67 抵抗器 68,69 OPアンプ 51 抵抗器 Reference Signs List 1 outer box 2 push button 3 strain gauge 4 FET 5 spring 6 voltage detector 11 output terminal 12 ground terminal 13 power supply terminal 61-67 resistor 68, 69 OP amplifier 51 resistor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 押しボタンを介して加わる圧力に対し比
例した電気信号を出力する圧力センサと、前記圧力セン
サの出力を電圧信号に変換増幅しこの電気信号が所定の
基準電圧を越えたときにオン信号(論理値0から論理値
1に変位する信号)を出力する電圧検出部と、この電圧
検出部の出力信号で動作する半導体スイッチ素子とを備
えることを特徴とするマイクロスイッチ。
1. A pressure sensor for outputting an electric signal proportional to a pressure applied via a push button, and an output of the pressure sensor is converted to a voltage signal and amplified when the electric signal exceeds a predetermined reference voltage. A microswitch, comprising: a voltage detection unit that outputs an ON signal (a signal that changes from a logical value 0 to a logical value 1); and a semiconductor switch element that operates with an output signal of the voltage detection unit.
【請求項2】 前記圧力センサは歪みゲージを用いるこ
とを特徴とした請求項1記載のマイクロスイッチ。
2. The microswitch according to claim 1, wherein the pressure sensor uses a strain gauge.
【請求項3】 前記スイッチ素子はFETを用いること
を特徴とする請求項1あるいは2記載のマイクロスイッ
チ。
3. The microswitch according to claim 1, wherein the switch element uses an FET.
【請求項4】 前記スイッチ素子はSCRを用いること
を特徴とする請求項1,2あるいは3記載のマイクロス
イッチ。
4. The microswitch according to claim 1, wherein said switch element uses an SCR.
【請求項5】 前記基準電圧は可変する事ができること
を特徴とする請求項1,2,3あるいは4記載のマイク
ロスイッチ。
5. The microswitch according to claim 1, wherein said reference voltage is variable.
【請求項6】 モールド樹脂製の小型の外箱と、この外
箱の上部表面に頭部を突出してその内側に装着された前
記押しボタンと、前記押しボタンの押し方向先端部と当
接する位置に固着された前記圧力センサと、前記電圧検
出部を構成する複数の部品と前記半導体スイッチ素子と
を小型の基板に搭載し、この基板を前記圧力センサの下
部に装着した構造を特徴とする請求項1,2,3,4あ
るいはは5記載のマイクロスイッチ。
6. A small outer box made of a molded resin, a head protruding from an upper surface of the outer box, the push button mounted inside the outer box, and a position in contact with a front end of the push button in a pressing direction. A pressure sensor fixed to the pressure sensor, a plurality of components constituting the voltage detection unit, and the semiconductor switch element are mounted on a small-sized board, and the board is mounted below the pressure sensor. Item 1, 2, 3, 4 or 5. The microswitch according to item 5.
JP29892097A 1997-10-30 1997-10-30 Micro switch Pending JPH11136115A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018525788A (en) * 2015-08-19 2018-09-06 東莞市凱華電子有限公司Dongguan Kaihua Electronics Co., Ltd Keyboard switch

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991102