JPS6142253Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は機械的な力を加えてたわませることに
より電気信号が発生する圧電素子を用いた無接点
式の圧電スイツチに関するものである。

従来のスイツチは有接点のものが多く、接点の
接触不良，凍結時の作動不良等により信頼性の低
いものであつた。また、圧電素子を用いた圧電ス
イツチの中に、圧電素子に機械的な力を加える手
段として押圧することにより反転−復帰する板ば
ねを利用したものがあるが、効率よく圧電素子を
押圧する設計あるいは機能の面において問題があ
つた。

本考案は圧電素子を用いることにより無接点化
を図り耐久寿命を飛躍的に延ばし、さらに圧電素
子を効率よく押圧する機械、機能の面で優れた部
品構成を目的とする。

本考案を第１図〜第５図を用いて説明する。

第１図イ，ロ及び第２図イ，ロは押圧すること
により反転−復帰する板ばねを利用した圧電スイ
ツチの圧電素子エレメントを押圧する機構を示す
部分の詳細図と発生する電荷量を示す図である。

第１図は板ばね４を圧電素子２を金属板３に貼
り合わせた圧電素子エレメント１上に同心輪状に
置き、ピン５により板ばね４が反転するまで押圧
し、圧電素子２に電荷を発生させる機構である。
第２図は段部７ａを有するピン７を圧電素子２上
に置き、この段部７ａまで中央部に孔を有する板
ばね６をその頂点が金属板３に圧電素子２を貼り
合わせた圧電素子エレメント１側になるように挿
入し、プツシユボタン８により板ばね４が反転す
るまで押圧する機構である。第１図の場合は同心
輪形荷重で圧電素子２を押圧することになり、第
２図の場合は同心円内に等分布荷重で圧電素子２
を押圧することになる。ここで押圧する力Ｆが同
じ場合、圧電素子２に発生する電荷量は第１図
ロ，第２図ロに示す斜線部のようになり、第２図
の方が効率よく圧電素子２を押圧する機構といえ
る。

本考案の圧電スイツチは上記の利点を利用した
もので、第３図イ，ロに一実施例の断面図を示
す。図において、９は筒状のケースで、その内底
面には端子ピン１８が植設されている。１０は金
属板１１に圧電素子１２を貼り合わせた圧電素子
エレメントで、ケース９の開口端に設けた段部９
ａに外周支持されている。上記圧電素子１２の上
に段部１３ａを有するピン１３が置かれ、この段
部１３ａまで中央部に孔を有する湾曲状に成形さ
れた板ばね１４をその頂点が圧電素子エレメント
１０側になるように挿入している。上記板ばね１
４の上にはプツシユボタン１５が置かれ、このプ
ツシユボタン１５はその中央部の孔１５ａにピン
１３の他端を挿入することにより、ピン１３のガ
イドとそのピン１３と板ばね１４をケース９の中
央部に位置させるように位置決めの役目をする。
従つて、ピン１３と板ばね１４の位置決めのため
に別の部品材料を使用する必要はない。上記ケー
ス９外周部に設けたネジ部と嵌合するキヤツプ１
６により、上記ケース９内に上記圧電素子エレメ
ント１０、ピン１３、板ばね１４及び上記キヤツ
プ１６外に一部を突出させたプツシユボタン１５
を固定している。また、上記金属板１１及び圧電
素子１２からそれぞれリード線１７が引出され、
上記端子ピン１８に接続されている。

第３図イは通常の場合の構成を示す断面図であ
る。同図ロに示すようにプツシユボタン１５を押
圧すると、板ばね１４はある荷重になると反転す
る。このプツシユボタン１５への押圧を除くと板
ばね１４は復帰し、通常の状態の第３図イとな
る。そして、板ばね１４が反転するまでに押圧に
より、圧電素子エレメント１０の圧電素子１２に
よつて出力電圧が得られる。この時、板ばね１４
は反転−復帰するので、スイツチとして使用感を
満足させるクリツク感が得られることになつて感
触は非常に良い。

第４図に本考案による圧電スイツチの出力電圧
波形を示しているが、このような電圧はプツシユ
ボタン１５を押圧し、板ばね１４が反転するまで
に圧電素子１２から得られる。

第５図に本考案の圧電スイツチを応用した電気
回路を示しており、図において１９は圧電スイツ
チ、２０は電界効果トランジスタ、２１，２２は
抵抗、２３は出力端子である。

この回路では、圧電スイツチ１９に外部から力
が加えられることによつて第３図に示すような電
圧が生じると、電界効果トランジスタ２０はON
状態からOFF状態となつて出力端子２３は約OV
から電源電圧電位になり、外部へ電気信号として
出力される。

以上のように本考案による圧電スイツチは、圧
電素子を用いることにより無接点化を図り、有接
点のスイツチにあつた接点の接触不良、凍結時の
作動不良等がなく、耐久寿命を飛躍的に延ばすこ
とができるものである。さらに、板ばねを使用し
ているためスイツチとして使用感を満足させるク
リツク感が得られ、感触は良く、また圧電素子エ
レメントの中央部を押圧できることから、上述し
たように同心円内に等分布荷重で圧電素子エレメ
ントを押圧することとなり、こねため発生電荷量
が大きくとれる等、効率良い押圧機構、機能の面
で優れた構成を提供するものであり、非常に実用
価値の高い効果を得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロ及び第２図イ，ロは圧電素子を同
心輪荷重、同心円内に等分布荷重で押圧する時の
押圧機構と圧電素子に発生する電荷量の関係を示
す図、第３図イ，ロは本考案の一実施例を示す圧
電スイツチの通常の場合とプツシユボタンを押圧
した時の断面図、第４図は同スイツチの出力電圧
波形図、第５図は同スイツチの応用例を示す回路
図である。 ９……ケース、９ａ……段部、１０……圧電素
子エレメント、１１……金属板、１２……圧電素
子、１３……ピン、１３ａ……段部、１４……板
ばね、１５……プツシユボタン、１５ａ……孔、
１６……キヤツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 筒状のケースの開口端に設けた段部に金属板
   と圧電素子を貼り合せた圧電素子エレメントを
   外周支持し、段部を有するピンを上記圧電素子
   エレメントの中央部に載置し、押圧することに
   より反転−復帰し中央部に上記ピンの他端が入
   る孔を有する湾曲状に形成された板ばねを、上
   記ピンの段部まで上記板ばねの頂点が上記圧電
   素子エレメント側になるように挿入し、その上
   に中央部に孔を有するプツシユボタンを上記孔
   部に上記ピンの他端が嵌合するように載置し、
   上記ケース外周部に設けたネジ部と螺合するキ
   ヤツプにより上記ケース内部に上記圧電素子エ
   レメント，ピン，板ばね及び上記キヤツプ外に
   一部を突出させたプツシユボタンを収納してな
   る圧電スイツチ。 (2) プツシユボタンの中央部に孔を設け、板ばね
   の中央部の孔に挿入しているピンの端を延長し
   て上記押圧用ボタンの孔に挿入し、ピン，板ば
   ねをケースの中央部に位置するようにした実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の圧電スイツ
   チ。