JPH10112247A - 傾斜検知スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オンまたはオフの状態を安定化できる傾斜検知
スイッチを提供する。 【解決手段】内底面に一対の電極３，３を有する箱体１
と、この箱体１の傾斜前の姿勢で一対の電極３，３上に
安定載置された導電底面６を有し箱体１を傾斜すること
により箱体１の内周面に転倒するおもり２とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば地震や
振動その他による、物体の傾きに応動する傾斜検知スイ
ッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性の剛球とこの剛球に押され
てオンとなる接点ばねとを対向配置し、物体が傾くと剛
球が転動して接点ばねを押圧解除するスイッチがあっ
た。また、少なくとも一対の電極を有するガラス管内に
水銀を封入し、ガラス管の水平状態で水銀が電極に触れ
て導通状態となり、ガラス管の傾斜状態で水銀が一部の
電極から離れて導通しなくなる水銀スイッチがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれもオン
状態またはオフ状態が不安定であり、物体が振動等で揺
れたり、傾き角が変動すると、接点ばねがオンオフする
という欠点があった。したがって、この発明の目的は、
オンまたはオフの状態を安定化できる傾斜検知スイッチ
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の傾斜検知
スイッチは、内底面に一対の電極を有する箱体と、この
箱体の傾斜前の姿勢で前記一対の電極上に安定載置され
た導電底面を有し前記箱体を傾斜することにより前記箱
体の内周面に転倒するおもりとを備えたものである。

【０００５】請求項１記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、箱体の傾斜前の姿勢で一対の電極がおもりの導電底
面により短絡され、電極間はオン状態となる。箱体があ
る角度傾斜すると、おもりが箱体の内周面に転倒して導
電底面が電極から離れ、電極間はオフ状態となる。さら
に、箱体を傾斜する前の姿勢に戻すと、おもりが電極上
に復帰する。この場合、おもりが電極に復帰する際の箱
体の傾斜角度は、おもりが転倒した際の箱体の傾斜姿勢
よりも箱体の傾斜前の姿勢により接近した角度となるの
で、ヒステリシスが得られる。このように、箱体が傾斜
するか否かによりスイッチ動作が得られるとともに、ヒ
ステリシスを有するので箱体が揺れたりその角度変動が
若干生じても傾斜検知スイッチがオンオフすることがな
く、傾斜検知スイッチのオンオフ状態が安定する。ま
た、部品点数が少ないので安価な傾斜検知スイッチを構
成できるとともに故障を少なくでき、またおもりが倒れ
たり復帰するときに導電底面と電極表面とが擦り合うの
で接触抵抗を安定化できる。

【０００６】請求項２記載の傾斜検知スイッチは、内底
面の上方に突出部を付勢した接点部を底部に有する箱体
と、この箱体の傾斜前の姿勢で前記突出部を押した状態
に前記内底面上に安定載置されて前記接点部を閉または
開にするとともに前記箱体を傾斜することにより前記箱
体の内周面に転倒して前記接点部の前記突出部を復帰動
作させるおもりとを備えたものである。

【０００７】請求項２記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、箱体が傾斜するとおもりが転倒し突出部が復帰して
接点部が開または閉になり、箱体を元の姿勢に戻すとお
もりがもとの姿勢に戻って接点部を押すので接点部が閉
または開になる。この場合、請求項１と同様にヒステリ
シス動作が得られる。請求項３記載の傾斜検知スイッチ
は、請求項１または請求項２において、前記おもりを断
面山形としたものである。

【０００８】請求項３記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、請求項１または請求項２の効果のほか、山形の形状
の設定により箱体のスイッチ動作の傾斜角度を容易に変
更でき、形状の変更によりヒステリシスを容易に変更す
ることができる。請求項４記載の傾斜検知スイッチは、
請求項３において、前記おもりを円錐形としたものであ
る。

【０００９】請求項４記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、請求項３の効果のほか、角錐形と比較して傾斜方向
の指向性がない。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態を図
１ないし図４により説明する。この傾斜検知スイッチ
は、箱体１と、おもり２とを有する。箱体１は、その内
底面に一対の電極３，３を有するものである。実施の形
態の箱体１はプリント基板４とプリント基板４上に被さ
るカバー５からなっている。プリント基板４はその表面
に電極３，３として一対のジャンパー線を平行に配設
し、その両端を裏面に通して外部接続部（図示せず）を
設けている。カバー５は四角形の箱形をなし開口面をプ
リント基板４に当てて電極３を塞ぐようにプリント基板
４に取付手段（図示せず）により取付けている。

【００１１】おもり２は、箱体１の傾斜前の姿勢で一対
の電極３，３上に安定載置された導電底面６を有し、箱
体１を傾斜することにより箱体１の内周面７に転倒する
ものである。実施の形態のおもり２は、導電底面６を底
面とした円錐形であり、箱体１内で電極３，３から摺動
して脱落しないように大きさを決めている。またおもり
２は全体を導電材料により形成して、底面を導電底面６
としている。

【００１２】図１および図２は、傾斜していない状態
（これらの図では水平姿勢）すなわちおもり２の導電底
面６が電極３，３に安定載置された状態であり、このと
き電極３，３に導電底面６が接触しているため、電極
３，３間は短絡され、オン状態となっている。この状態
で箱体１が揺れても導電底面６が電極３，３上を摺動し
て箱体１の内周面７に当たるだけであり、導電底面６が
電極３，３から脱落することはない。

【００１３】図３は箱体１が傾斜した状態（この図では
垂直姿勢）すなわちおもり２が箱体１の内周面７に転倒
した状態であり、このとき導電底面６が電極３，３から
離れているため、導電底面６がオフ状態となる。図４
は、箱体１の所定の角度まで傾斜することにより、おも
り２の一周縁部が箱体１の内周面６に当接して支点Ｋと
なり、おもり２の重心Ｇが水平面Ｈに対して支点Ｋを通
る垂直線Ｌ上に位置した状態である。すなわち、図１お
よび図２の箱体１が水平面Ｈに平行な姿勢から角度θ₁
だけ矢印の方向に傾斜すると、箱体１は想像線で示す状
態となり、おもり２の重心Ｇが支点Ｋを通る垂直線Ｌ上
に位置するので、これ以上箱体１が傾くとおもり２が箱
体１の内周面７に転倒する。一方、箱体１が図３の垂直
姿勢になった状態から箱体１を傾斜前の図１の水平姿勢
の方向に戻す際、おもり２は箱体１の内周面７に支持さ
れて傾きを始め、おもり２が図４に示す位置になったと
き、これ以上箱体１が水平姿勢側に倒れるとおもり２は
電極３，３上に倒れる。このときの箱体１の水平面Ｈか
らの傾斜角度θ ₂ である。したがって、図４から明らか
なように、θ₁ ＞θ₂ であるから、おもり２が転倒する
角度θ₁ と復帰する角度θ₂ には差異が生じ、このため
電極３，３間のオンオフと箱体１の傾斜角度との間にヒ
ステリシスが生じる。

【００１４】また箱体１が図２の水平状態から図４の状
態へ傾く途中で、電極３，３上に載ったおもり２の導電
底面６が重力にしたがって電極３，３上を摺動しておも
り２の縁部が箱体１の内周面７に当接し、さらにおもり
２が回動するにつれてその縁部が内周面７を摺動してプ
リント基板４とカバー５とが合う内角部分に移動し、こ
の位置を支点Ｋとして支点Ｋの垂直線Ｌ上におもり２の
重心Ｇが位置すると倒れる。そして、これと反対に箱体
１が図３の垂直状態から図４の箱体１が実線の状態へ倒
れ、おもり２の重心Ｇが支点Ｋの垂直線Ｌ上に位置した
とき、おもり２が電極３，３上に倒れ始め、支点Ｋに近
い電極３に導電底面６が当たると、その当接点を支点に
して、おもり２の支点Ｋとなっていた縁部が箱体１の内
周面７を摺動しながらおもり２が回動し、他の電極３上
にも載る。この過程でおもり２の周縁が箱体１の内周面
を摺動するため摺動摩擦抵抗により電極３，３上に倒れ
る時間の遅れを生じ、ヒステリシスをより大きくしてい
る。

【００１５】このようなヒステリシスの大きさは、おも
り２の円錐形状を異ならせることによりさらに異ならせ
ることができる。これは、おもり２の円錐形状を異なら
せることにより、おもり２の重心の位置が導電底面６か
ら垂直方向に異なった位置となるからである。またおも
り２が電極３，３上に倒れることにより電極３，３上に
導電底面６が衝突し摺動するので接触抵抗が安定化す
る。

【００１６】実施の形態によれば、箱体１の傾斜前の姿
勢で一対の電極３がおもり２の導電底面により短絡さ
れ、電極３，３間はオン状態となる。箱体１がある角度
傾斜すると、おもり２が箱体１の内周面７に転倒して導
電底面６が電極３から離れ、電極３，３間はオフ状態と
なる。さらに、箱体１を傾斜する前の姿勢に戻すと、お
もり２が電極３，３上に復帰する。この場合、おもり２
が電極３に復帰する際の箱体１の傾斜角度は、おもり２
が転倒した際の箱体１の傾斜姿勢よりも箱体１の傾斜前
の姿勢により接近した角度となるので、ヒステリシスが
得られる。このように、箱体１が傾斜するか否かにより
スイッチ動作が得られるとともに、ヒステリシスを有す
るので箱体１が揺れたりその角度変動が若干生じても傾
斜検知スイッチがオンオフすることがなく、傾斜検知ス
イッチのオンオフ状態が安定する。また、部品点数が少
ないので安価な傾斜検知スイッチを構成できるとともに
故障を少なくでき、またおもり２が倒れたり復帰すると
きに導電底面６と電極表面とが擦り合うので接触抵抗を
安定化できる。

【００１７】またおもり２を、底面を導電底面６とした
断面山形にしたため、山形の形状の設定により箱体１の
スイッチ動作の傾斜角度を容易に変更でき、形状の変更
によりヒステリシスを容易に変更することができる。さ
らにおもり２を円錐形にしたため、角錐形と比較して指
向性がない。この発明の第２の実施の形態は、第１の実
施の形態の電極を、接点とこれに接離する接点ばねから
なる接点部により構成し、おもりの底面の導電性をとく
に必要としなくしたものである。

【００１８】すなわち、この傾斜検知スイッチは、箱体
の底部に接点部を設け、箱体の内底面の上方に突出部を
付勢する。またおもりは、箱体の傾斜前の姿勢で突出部
を押した状態に内底面上に安定載置されて接点部を閉ま
たは開にするとともに、箱体を傾斜することにより箱体
の内周面に転倒して接点部の突出部を復帰動作させる。
実施の形態では、箱体の内底面に固定接点を設け、これ
に接離する常開型の接点ばねを箱体の内底面に設け、接
点ばねで突出部を兼用したものがある（図示せず）。

【００１９】なお、箱体の外底面に常閉型の接点部を設
け、その接点ばねに設けた突出部を箱体の底部に貫通し
て内底面上に突出させるものが考えられる。この実施の
形態の傾斜検知スイッチによれば、箱体が傾斜するとお
もりが転倒し突出部が復帰して接点部が開または閉にな
り、箱体を元の姿勢に戻すとおもりがもとの姿勢に戻っ
て接点部を押すので接点部が閉または開になる。この場
合、第１の実施の形態と同様にヒステリシス動作が得ら
れる。

【００２０】なお、この発明において、カバー５を円筒
形にして円筒状の箱体１に形成してもよい。また電極３
はジャンパー線であったがこれに限らず、他の導体を用
いてもよく、形状も線上に限らず点状や面状であっても
よい。さらに、おもり２は、導電底面６を導電塗料や導
電板を接着する等により形成してもよい。おもり２が箱
体１の電極３，３から脱落しない構成として、単に外径
だけに限らず箱体１の内周面またはおもり２の外周にガ
イド突部を設けたものでもよい。

【００２１】またおもり２は円錐形であったが、形状は
限定されないものとし、たとえば傾斜方向が決まってい
る場合には三角形や四角形の角錐形であってもよく、さ
らに断面山形としては半球状ないし部分球状でもよく、
また導電底面６を形成する導電板とその導電板の中心か
ら垂直に棒を立設して重心を棒上に位置させたものなど
でもよい。また箱体１が９０度以上に傾斜する場合に
は、おもり２の形状は平板状でもよい。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、箱体の傾斜前の姿勢で一対の電極がおもりの導電底
面により短絡され、電極間はオン状態となる。箱体があ
る角度傾斜すると、おもりが箱体の内周面に転倒して導
電底面が電極から離れ、電極間はオフ状態となる。さら
に、箱体を傾斜する前の姿勢に戻すと、おもりが電極上
に復帰する。この場合、おもりが電極に復帰する際の箱
体の傾斜角度は、おもりが転倒した際の箱体の傾斜姿勢
よりも箱体の傾斜前の姿勢により接近した角度となるの
で、ヒステリシスが得られる。このように、箱体が傾斜
するか否かによりスイッチ動作が得られるとともに、ヒ
ステリシスを有するので箱体が揺れたりその角度変動が
若干生じても傾斜検知スイッチがオンオフすることがな
く、傾斜検知スイッチのオンオフ状態が安定する。ま
た、部品点数が少ないので安価な傾斜検知スイッチを構
成できるとともに故障を少なくでき、またおもりが倒れ
たり復帰するときに導電底面と電極表面とが擦り合うの
で接触抵抗を安定化できる。

【００２３】請求項２記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、箱体が傾斜するとおもりが転倒し突出部が復帰して
接点部が開または閉になり、箱体を元の姿勢に戻すとお
もりがもとの姿勢に戻って接点部を押すので接点部が閉
または開になる。この場合、請求項１と同様にヒステリ
シス動作が得られる。請求項３記載の傾斜検知スイッチ
によれば、請求項１または請求項２の効果のほか、山形
の形状の設定により箱体のスイッチ動作の傾斜角度を容
易に変更でき、形状の変更によりヒステリシスを容易に
変更することができる。

【００２４】請求項４記載の傾斜検知スイッチによれ
ば、請求項３の効果のほか、角錐形と比較して傾斜方向
の指向性がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の斜視図である。

【図２】箱体の水平姿勢の概略断面図である。

【図３】箱体の垂直姿勢の概略断面図である。

【図４】おもりの重心がおもりの支点の垂直上方に位置
するときの箱体の傾斜の説明図である。

【符号の説明】

１ 箱体 ２ おもり ３ 電極 ６ 導電底面 ７ 内周面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内底面に一対の電極を有する箱体と、こ
   の箱体の傾斜前の姿勢で前記一対の電極上に安定載置さ
   れた導電底面を有し前記箱体を傾斜することにより前記
   箱体の内周面に転倒するおもりとを備えた傾斜検知スイ
   ッチ。
2. 【請求項２】 内底面の上方に突出部を付勢した接点部
   を底部に有する箱体と、この箱体の傾斜前の姿勢で前記
   突出部を押した状態に前記内底面上に安定載置されて前
   記接点部を閉または開にするとともに前記箱体を傾斜す
   ることにより前記箱体の内周面に転倒して前記接点部の
   前記突出部を復帰動作させるおもりとを備えた傾斜検知
   スイッチ。
3. 【請求項３】 前記おもりは、断面山形である請求項１
   または請求項２記載の傾斜検知スイッチ。
4. 【請求項４】 前記おもりは、円錐形である請求項３記
   載の傾斜検知スイッチ。