JPS60220522A - スイツチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はメカニカル接点を電気的に開閉するスイッチ装
置に関する。

（従来技術） 可動接点と固定接点からなるメカニカル接点により電気
的開閉を行うスイッチは従来から広く使用されている。

ところで、この種のスイッチは接点端子を機械的に非接
触又は接触状態にして電気的な開閉を行う。したがって
接点端子がスプリング等によって付勢され接点圧が大き
いものは概して問題はないが接点圧の小さいスイッチ、
或いは接点圧が変動し易いスイッチ等は接触不良等の致
命的な問題を生ずる。

例えば、可動接点を振子式に構成したものは接点圧の大
きさが可動接点の重量のみとなるため確実、且つ精度良
い作動が望めず、僅かな汚れ等によっても著しい信頼性
低下を招き、特に小型のスイッチを構成する場合にはそ
の問題が大きい。

また、絶縁材と導電材を組合わせた円筒状の可動接点に
ブラシを接触させたスイ・ンチ構造に於ても可動接点に
おける真円度のむら等によってブラシが振動或いは変形
し長期の使用によって接触不良を起し易い。通常、この
種のブラシ式スイ・ンチ構造に−おいては可動接点部の
真円度と研摩を密にし、たり、或いは接点復活剤の使用
、ブラシ数の複数化を行っているが上記問題を十分解消
できないのが実情である。

以上の例示をはじめ一般に接点圧の小さいスイッチに於
ては同様の問題を保有している。また、接点圧が大きい
スイッチであっても接点端子表面の絶縁被膜成長や表面
の汚れ、異物付着等によって接触不良の可能性を含み信
頼性に於て十分とは言えない。

（発明の目的） 本発明は以上述べた従来スイッチの問題点を解消するも
ので、その目的とするところは接点圧或いは汚れ等に全
く左右されず、常に確実且つ高精度なスイッチ作動を行
い、信頼性を大幅に高めることができるスイッチ装置を
提供するにある。

（発明の構成） 本発明は可動接点と固定接点からなるメカニカル接点部
を備えたスイッチ装置に適用し、その主要構成とすると
ころは８該可動接点と固定接点間に高周波信号を供給す
るとともにこの高周波信号の大きさを検出し、予め設定
した所定のしきい値以下のとき開（又は閉）作動、当該
しきい値を越えたとき閉（又は開）作動するスイッチン
グ回路部を備え、メカニカル接点間に存在するストレー
キャパシティを利用して電気的スイッチング作動を行わ
せしめたことを特徴とする。

（実施例） 以下には本発明をさらに具体化した好適な実施例を挙げ
図面を参照して詳述する。

実施例は本発明に係るスイッチ装置を用いた姿勢矯正装
置を示す。

先ず、本発明を明確にするため姿勢矯正装置の概要につ
いて第４図を参照して説明する。同図は姿勢矯正装置の
全体的斜視図である。

姿勢矯正装置（５０）は大別して角度センサ部（５１）
と警報発生部（５２）からなる。角度センサ部（５１）
は略直方体状のセンサブロック（５３）及びこれを枢着
支持する取付板部（５４）から構成したセンサ本体（５
５）と、この本体（５５）と別体で前記取付板部（５４
）に対し面ファスナ等で着脱自在な衣服等への装着用ピ
ン（５６）からなる。

一方、警報発生部（５２）は直方体状のケース（５７）
に収納され、その前面に警報音を発する発音部（５８）
、上面に電源スィッチ（５９）、切換スイッチ（６０）
、ポジション選択スイッチ（６１）及び調整ボリューム
（６２）等を備える操作パネル（６３）、さらにイヤホ
ン（６４）を接続するイヤホンジャックを設ける。また
、後面には図に現れない電池収納部を設ける。なお、警
報発生部（５２）と角度センサ部（５１）は掛続コード
（６５）にて接続する。

斯かる姿勢矯正装置（５０）は例えば角度センザ部（５
１）を被矯正者の胸部における衣服上に装着するととも
に警報発生部（５２）をポケット等に収納１５（帯して
使用する。そして被矯正者が悪い姿勢のとき、つまり前
傾姿勢になったとき等は当該１前傾角度の大きさを角度
センサ部（５１）によって検出し、警報発生部（５２）
から警報音を発して悪い姿勢状態を被矯正者に惹起せし
めて姿勢を矯正しようとす次に、第１図乃至第３図を参
照して本発明に係るスイッチ装置について説明する。第
１図は同スイッチ装置を備える姿勢矯正装置の電気回路
図、第２図は正しい姿勢における角度センサ部の側面断
面図、第３図は悪い姿勢における角、度センサ部の側面
断面図である。

第１図中符号（１）で示すスイッチ装置は大別してメカ
ニカル接点部（２）とスイッチング回路部（３）からな
る。

メカニカル接点部（２）は前記センサブロック（５３）
内に組込まれている。センサブロック（５３）は第３図
のように絶縁素材で直方体状に形成したセンサケース（
４）の内部空間における前後方向中央に導！ａ　（５）
によってブロック状導体である可動接点（６）を振子状
に吊るし、この接点（６）の前後変位方向であるケース
（４）の前後の内部壁面に板状導体の固定接点（７）、
（８）を貼着等する。これにより接点（６）の変位方向
に゛これと離間し、且つ対向して固定接点（７）、（８
）が設けられ、可動接点（６）ることができる。

角度センサ部（５１）の原理について説明すると、今、
第２図のように正しい姿勢にあった場合には可動接点（
６）は各固定接点（７）　、　（８）間の略中夫に位置
し直流的には絶縁状態にある。ところが、可動接点（６
）と各固定接点（７）、（８）間にはストレーキャパシ
ティ（Ｃｓ）が存在し交流的には所定のりアクタンスを
有する。なお、この状態でのストレーキャパシティ（Ｃ
ｓ）は極めて小さく実用上無視できる。また、このスト
レーキャパシティ（Ｃｓ）は導体間の距離に反比例して
増減するためＥｌｒＳ３図のように悪い姿勢、つまり人
が前傾姿勢になった場合には角度センサ部（５１）も前
傾し可動接点（６）は振子の作用によって前側の固定接
点（７）に接近し、遂には接触する。即ち、角度センサ
部（２１）の傾斜角度（０）に比例して可動接点（６）
と固定接点（７）間のストレーキャパシティＣＣ５）は
大きくなる。したがって、可動接点（６）と固定接点（
７）、（８）間に所定の周波数を有する高周波信号を供
給するとともに、この高周波信号の大きさを検出すれば
角度センサ部（５１）の傾斜角度をめることができる。

次に、スイッチング回路部（３）について説明する。符
号（ｌＯ）は所定周波数（例えば４００ＫＨｚ　）の高
周波信号を発振するどともに前記センサブロー２り（５
３）の可動接点（６）に接続した高周波発振回路、（１
１）は前側の固定接点（７）に接続した高周波増幅回路
、（１２）はこの増幅回路（１１）の出力を検波する検
波回路、（１３２ａ）は前側調整ボリューム、（１３）
はタイマ機能を有する応答遅延回路（積分回路）　、　
（１４）はスイッチングトランジスタである。

なお、固定接点（８）にも上記スイッチング回路部（３
）と同様の回路（ただし、発振回路（ｌＯ）は除＜）（
１５）を接続する。

次に、斯かるスイッチ装置（１）の動作について説明す
る。

今、角度センサ部（５１）のセンサブロック（５３）が
第２図のように無傾斜の状態にある場合を想定する。こ
の場合可動接点（６）は各固定接点（７）、（８）間の
ちょうど中央に位置する。この状態に於て高周波発振回
路（１０）からの高周波信号（Ｓｌ）はメカこカル接点
部（２）のストレーキャパシティ（Ｏｓ）及び電磁誘導
によって高周波増幅回路（１１）の入力側に供給される
。そして、当該回路（１１）に於て所定の大きさに増幅
された後検波回路（１２）によって当該回路（１１）か
ら出力する高周波信号（Ｓ２）の人きさに比例した直流
信号（ｅ）が取り出される。この直流信号（ｅ）は前側
調整ボリューム（ｌｌｆ２ａ）を介してイア／＜−タ（
１６）に供給されるが前記ストレーキャパシティ（Ｏｓ
）は無視できるほどに小さく、このため高周波信号（Ｓ
２）はきわめて小さい。したがって、インバータ（１６
）の出力はハイレベルとなるためスイッチングトランジ
スタ（１４）はオン状態となる。

つまりスイッチ装置（１）全体としてみた場合にも「閉
」作動することになる。

一方、この状態からセンサブロック（５３）を徐々に傾
斜せしめ第３図のような前傾状態になったとする。この
場合既に述べたように可動接点（６）と固定接点（７）
は徐々に接近し、前ｍｌ角度に比例してストレーキャパ
シティ（Ｃｓ）は大きくなる。このことは反比例してリ
アクタンスが小さくなることを意味し、高周波増幅回路
（１１）の入力側に加わる高周波信号は前傾角度に比例
して大きくなる。この結果直流信号（ｅ）も比例して大
きくなり、所定の大きさくしきい値）に達するとインバ
ータ（１６）の出力はローレベルとなりスイッチングト
ランジスタ（１４）はオフ状態となる。つまりスイッチ
装置（１）全体としてみた場合性も「開」作動すること
になる。

なお、高周波増幅回路（１１）の段数等は任意であり、
例えば高周波発振回路（１０）の出力が大きいような場
合は省略できる。また、調整ボリューム（８２ａ）はど
の程度の傾斜角度でスイッチングトランジスタ（１４）
をオン・オフさせるかのしきい値を調整するためのもの
であり、例えば警報音を発する傾斜角度を任意且つ連続
的に可変することができる。また、応答遅延回路（１３
）は本実施例である姿勢矯正装首（５０）に固有のもの
であり、切換スイ・ンチ（６０ａ）を閉にすることによ
って一定時刑遅延後にスイッチングトランジスタ（１４
）をオフ状態にするもので、歩行中の揺れ等の外乱を排
除する。

、第１図中、（１７）及び（１８）はスイッチング回路
部（３）及び回路（１５）の出力側に夫々接続した低周
波発振回路である。各低周波発振回路（１７）、（１Ｂ
）は夫々その発振周波数が異なる。低周波発振回路（１
７）は前記スイッチングトランジスタ（１４）がオン状
態に於て入力側がアース状態となって発振しないが、ト
ランジスタ（１４）が介してオフ状態に於て入力側のア
ース状態が解除されて発振を行う、そして当該発振は出
力トランジスタ（１８）を介してイヤホンジャック（２
０）又はスピーカ（２１）に供給され、警報音として外
部に発せられる。なお、第１図中（５９）は前記電源ス
ィッチ、（２２）はバッテリ（電池）、　’、　（２３
）は発光ダイオードである。また、（６１）は前記ボジ
シゴン選択スイッチで前側、後側、又は両側の検出ポジ
ションを選択する。

（Ｒ１）〜（ＲＩ　Ｂ）は抵抗、（Ｃ１）〜（Ｃ３）は
コンデンサ、（Ｑｌ）〜（Ｑ３）はトランジスタ、（Ｄ
）はダイオード、（２４）〜（２７）はインバータであ
る。

次に、第５図を参照し、他の実施例について例示する。

同図は電動ナンバリング装置の字輪付近における内部構
造側視図である。前述した姿勢矯正装置はメカニカル接
点部（２）を振子式に構成したものであるが、第５図は
メカニカル接点がブラシ式ものを例示する。

電動ナンバリング装置は第５図に示す字輪−（１００）
を回転、揺動、移動して伝票等を連続的に打印するため
の装置である。当該字輪（１００）は角軸（１０１）に
軸止し、この角軸（１０１）は不図示のパルスモータ、
ギヤ等によって回転駆動せしめられる。この角軸（１０
１）には一体に回転するスイッチ用ドラム（１０２）を
備える。また、このドラム（１０２）の周面一部には軸
方向に細長い例えば導電箔からなる可動接点（１０３）
を取付ける。他方このドラム（１０２）の周面上には軸
方向に離間した一対の導電ブラシである固定接点（１０
４）、（１０５）の先端な当接せしめ、固定接点（１０
４）　、　（１０５）の後端は機体側に固定する０以上
の可動接点（１０３）と固定接点（１０４）、（１０５
）はメカニカル接点部（１０８）を構成し、字輪（１０
０）の位置検出を行う。斯かるメカニカル接点部（１０
Ｅりに於ても第１図に示したスイッチング回路部（３）
を接続することにより本発明に係るスイッチ装置を構成
することができる。つまり、一方の固定接点（１０４）
を第１図における高周波発振回路（ｌＯ）に接続し、他
方の固定接点（１０５）を同図における高周波増幅回路
（１１）の入力側に接続すれば、固定接点（ｌｏａ）　
、　（：Ｃ５）と可動接点（１０３）の幾可学的接触を
、スイッチングトランジスタ（１４）のオン・オフとし
て作動せしめることができる。なお、第５図に於て、符
号（１０７）はインクローラ、（１０８）はスプリング
、（１０９）はワイヤである。

なお、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく
他の任意のメカニカル接点に適用することができる。ま
た高周波発振回路（１ｏ）の発振周波数は任意に選定す
ることができ、広い意味では任意の交流信号でもよい。

（発明の効果） この・ように、本発明に係るスイッチ装置はメカニカル
接点である可動接点と固定接点間に高周波信号を供給す
るとともにこの高周波信号の大きさを検出し、予め設定
した所定のしきい値以下のとき又はしきい値を越えたと
きに夫々開閉作動するスイッチング回路部を備えてなる
ため、各接点は直接機械的に接触しなくても電気的スイ
ッチ作動を行うことができる。したがって、接点圧或い
は汚れ等に全く左右されず、常に確実且つ高精度なスイ
ッチ作動を行え、信頼性を著しく向」ニさせることがで
きる。

また、あらゆるメカニカル接点に適用してその信頼性向
上が図れ、汎用性に優れたスイッチ装置として提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスイッチ装置を備える姿勢矯正装
置の電気回路図、第２図は正しい姿勢における角度セン
ザ部の側面断面図、第３図は悪い姿勢における角度セン
サ部の側面断面図２ｇ５４図は姿勢矯正装置の全体的斜
視図、第５図は他の実施例に係る電動ナンバリング装置
の字輪伺近における内部構造斜視図である。 尚図面中、（１）はスイッチ装置、（２）、（１０６）
はメカニカル接点部、（３７）はスイッチング回路部、
（８）、（１０３）は可動接点、（７＞、（８）・、（
１０４）、（１０５）は固定接点、（１０）は高周波発
振回路、（１１）は高周波増幅回路、（１２）は検波回
路、（１４）はスイッチングトランジスタ、（１６）は
インバータ、（８２）　、　（６２ａ）は調整ボリュー
ムである。 特許出願人　株式会社　学習研究社 代理人　弁理士　下　ＥｌＦ　容−即 問　弁理士　大　橋　邦　産 量　弁理士　小　山　右 同　弁理士　下　１）　茂 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動接点と固定接点からなるメカニカル接点部を
   備えたスイッチ装置において、前記可動接点と前記固定
   接点間に高周波信号を供給するとともにこの高周波信号
   の大きさを検出し、予め設定した所定のしきい値以下の
   とき開（又は閉）作動、当該しきい値を越えたとき閉（
   又は開）作動するスイッチング回路部を備えたことを特
   徴とするスイッチ装置。
2. （２）前記しきい値は任意に変更できることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のスイッチ装置。