倾斜传感器 本发明用于小型的开关装置,是有关根据该装置本体的倾斜,而使开关回路进行导通或断开的倾斜传感器。
根据图8至图10对现有的倾斜型传感器进行说明。
首先如图8分解斜视图,外部机器例如是手表(图未示出)等模块1,在其中部设有分离的一对配线模板2,2,在该配线模板2,2的被分离部分中,由一对固定接点3,4形成所定的间隙,相互相向对面分离,通过锡焊安装。
上述一对固定接点3,4是以用金属材料制成的块状部件构成并分别由接触端钮部3a,4a和安装固定部3b,4b而组成的。
在如图8所示的上述接触端钮3a,4a中,形成低于如图示右侧一端的3f,4f,而高于如图示左侧另一端的3g,4g的倾斜面3c,4c。
而且在上述接触端钮部3a,4a处形成相向面3d,4d,与上述倾斜面3c,4c相接分别形成棱角部,并对该棱角部进行倒角,通过研磨而加工成一对导轨状的接点部3e,4e,这个导轨状接点部3e,4e,形成所定的间隙,相互相向呈近V字状。
这个导轨状接点部3e,4e,通过镀金等使其敷盖一层导电性好地薄膜。另外在上述导轨状接点部3e,4e之外的接触端钮部3a,4a的表面形成一层绝缘性薄膜。
在上述模块1上设有外形呈近似长方形的箱体5,其周围由侧板5a,5b,5c,5d而组成,内部纵向是贯通开放的,材质是由树脂等作成。将上述的一对固定接点3,4装入这个开放的箱体5的内部,并通过粘结剂将上述箱体5的下面安装在模块1上。
此外,如图10所示,在箱体5内部的如图示右侧,形成一个被上述一对固定接点3,4的一端3f,4f和箱体5的一方侧板5a,相挟的空间部6。
在这个空间部6中,设有一个由钢球制成的球状可移动的可动接点7,当上述箱体5处于水平状态时,在上述空间部6内的可动接点7,如图9所示朝左右方向均可移动。
而上述箱体5的上部,可由树脂材料制成的能盖住该箱体5上部的上盖,通过粘结剂或超声波焊接等手段构成。
从上述所构成的现有倾斜型传感器的动作来看,当如图10所示的箱体5处于水平状态时,则可动接点7可在上述箱体5内的空间部6内进行移动。
而且如图10所示当将上述箱体5的如图示左侧的侧板5c侧,向箭头A方向的下方进行倾斜时,则可动接点7便驰向上述一对导轨状接点部3e,4e,而一对固定接点3,4,借助可动接点7进行电连接。
而且当可动接点7向导轨状接点部3e,4e上移动时,其一对固定接点3,4即已进行电连接。
当这种现有倾斜型传感器用于手表(图未示出)的情况下,是将上述一对固定接点3,4的一端3f,4f侧,处于手表文字盘的12时方向,或将上述一对固定接点3,4的另一端3g,4g侧处于手表文字盘的6时方向,即倾斜型传感器是按这种方式装在手表的模块1上。
将上述的倾斜传感器安装在手表上,当想确认手表时间时,只要将手表的文字盘6时方向向下方倾斜,则可动接点7即驰向上述一对导轨状的接点部3e,4e,并且该接点部随之处于电导通。这样,在上述手表内所装有的发光元件(图未示出)发光,文字盘如是液晶,则发光元件即作为回照光,即使周围很暗,也可从文字盘读出。
此外,当操作者处于看不见手表的通常状态,由于可动接点7的移动不受限制,因此,操作者可通过自由活动其手腕,使可动接点7在箱体5内部自由地回转,使其与一对导轨状的接点部3e,4e时而接触时而脱离,结果造成上述发光元件频繁地反复发光,即造成浪费。
在通常状态下,为改进发光元件频繁发光的浪费现象,在现有的倾斜传感器中,如将上述可动接点7接触一对导轨状接点部3e,4e的时间取为1/4秒以内,则上述发光元件就可不发光,实际装入如图未示的大规模集成电路而组成的发光时间控制回路,即可控制发光元件不频繁地发光。
当将现有的倾斜传感器用于手表上时,由于手表自由地移动,而使球状的可动接点7,频繁地与固定接点3,4的一对接点部3e,4e相接触,使发光元件频繁地反复发光而造成浪费。为了防止这种浪费的发光,由于装入了大规模集成电路所组成的发光时间控制回路,也相应地提高了现有倾斜传感器的制造成本。
上述可动接点7在箱体内部5的空间6中,由于可在如图9所示的左右方向作自由的移动,因此当可动接点7处于与右侧板的5b,或处于左侧板的5d相接触的位置时,如将箱体5向如图10所示箭头A的方向进行倾斜,则可动接点7即处于形成绝缘薄膜的倾斜面3c,4c上,结果使可动接点不能与一对接点部的3e,4e进行电连接,这也是存在的问题。
对上述倾斜面3c,4c的棱角部需进行倒角,而使一对接点部3e,4e成为导轨状,这个接点部3e,4e需进行镀金,因其它部份形成绝缘性薄膜,这样,就使固定接点3,4的制造复杂化,而使现有的倾斜型传感器成本更高了。
此外,上述固定接点3,4,它是由接触端钮部3a,4a和安装固定部3b,4b而组成,并将其固定接点通过锡焊焊在配线型板2,2上,然后从上边将箱体5盖上,又由于箱体5是利用粘结剂被粘结在模块1上,既增加了部件数目又增多了安装工时,直接降低了生产性。
由于上述盖板8是利用粘结剂或超声波焊接等,将其安装在用树脂材料作成的箱体5上,因此粘结剂会流入箱体5的内部,在超声波焊接下树脂的焊接屑也会进入箱体5的内部,这样,可动接点7的表面即被污染,而上述一对导轨状的接点部3e,4e的表面也被污染。当然,在这种状态下,可动接点7和导轨状的接点部3e,4e之间的电接触可靠性无疑是降低了。
作为解决上述课题第一手段的本发明倾斜传感器,是采用其结构是由在底板和侧板组成的上方装有盖板的箱体,由在该箱体内部装有可移动且外形为球状的可动接点,由将可动接点装入箱体内的一侧,并使其进行临时定位的静止位置,由在上述箱体内其它侧,在具有上述小于可动接点直径尺寸的间隙设具有一对接点部的固定接点,以及由在上述箱体的底板上,使上述可动接点,从上述静止位置到上述一对接点部起引导作用的导入部等机构而组成的,当上述可动接点在箱体进行倾斜时,可动接点即从上述静止位置沿着上述导入部,移动到上述一对接点部,与该一对接点部相接触。
作为解决上述课题的第二手段,是使上述导入部从上述底板上向箱体内部突起,当上述可动接点与上述一对接点部相接触时,上述可动接点将被上述一对接点部和上述导入部,以及上述盖板所阻,限制其移动。
作为解决上述课题的第三手段,其结构是将上述导入部的一端处于上述模块的附近,而另一端处于具有上述一对接点部的固定接点之间的附近。
作为解决上述课题的第四手段,其结构是对由上述导入部底板所突起的高度,需使上述另一端侧的高度要比上述一端侧的高度要高,并将上述导入部的表面作成所定角度的倾斜。
作为解决上述课题的第五手段,其结构是将平坦状的上述一对接点部,沿着上述箱体其它侧板的纵向延伸,该一对接点部的表面与上述可动接点的外周面相接,并相互形成相向的近似八字形。
作为解决上述课题的第六手段,其结构是当上述可动接点处于上述模块上时,它是通过上述导入部的一端和上述底板以及上述箱体的一方侧板的内面来临时定位,当将上述箱体的其它板侧向所定角度的下方进行倾斜时,则上述可动接点,从上述模块驰向上述导入部一端的同时,并通过该导入部表面的引导而移动到上述一对固定接点的接点部。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1为本发明倾斜传感器的分解图;
图2为本发明倾斜传感器的立体图;
图3为本发明倾斜传感器的主要断面图;
图4为本发明倾斜传感器的上面图;
图5为说明本发明倾斜传感器动作的主要断面图;
图6为说明本发明倾斜传感器动作的主要断面图;
图7为说明本发明倾斜传感器动作的上面图;
图8为现有的倾斜传感器的分解图;
图9为现有的倾斜传感器的上面图;
图10为现有的倾斜传感器的主要断面图。
本发明的倾斜型传感器,其结构外形是近似长方形由树脂材料而形成的箱体11,它是由底板11a和设在周围的侧板11b,11c,11d,11e而构成的,其内部是中空且上方处于敞开状态。
又如图4的上面所示,在一方侧板11d的内面,形成近半圆的圆弧状,在该侧板11d的内面和底板11a的内面相交部份,形成如图3主要断面图所示的圆弧状,而这部份将作为后述可动接点15在箱体11内一侧静止位置的模块11f。
此外,在箱体11的内部,即在距上述底板11a内面的近中间位置设有突起部,形成具有所定高度和长度,且具有一端12a和另一端12b的导入部12。
在由箱体11周围侧板11b,11c,11d,11e分别形成四个角的上面,装有圆形的安装栓11g,使其按所定高度突起。
在上述箱体11其它侧的底板11a上,将具有由小于后述可动接点15直径尺寸间隙的金属板而组成平坦状的一对接点部13b,14b的固定接点13,14,装在被嵌入成形的箱体11的底板11a上,并使其成为一体。
在上述底板11a上由嵌入成形的整体化固定接点13,14上,其端钮部13a,14a从如图4所示的左右侧板11c,11e向外突出进行连接。
这个端钮部13a,14a,可利用锡焊将其焊在手表的模块(图未示出)上。
而上述固定接点13,14,在箱体11内部如图3所示,从底板11a向如图示的右斜上方延伸,并将延伸段平坦状的一对接点部13b,14b,沿着上述箱体11其它侧板11b的纵向进行延伸。
此外,上述一对接点部13b,14b的平坦状表面,使其与后述可动接点15的外周面相接触,从而形成相互具有所定角度的近似八字形的相向结构。
上述导入部12中的一端12a,处于上述静止位置11f的附近,而另一端12b处于上述具有一对接点部13b,14b的一对固定接点13,14之间的附近位置。
而对上述导入部12在底板11a上的突出高度,要使上述另一端12b侧的高度大于上述一端12a侧的高度,并将上述导入部12的表面做成所定角度的倾斜度。这个导入部12表面的倾斜角度,当如图3所示的箱体11处于水平状态下,其角度可取为约10°~20°。
此外,将上述一对固定接点13,14装入箱体11的方法,除采用嵌入成形为一体的方法外,也可采取另一种方法,即可将板状的固定接点直接插入箱体11的其它侧板11b中,在箱体内部对固定接点进行弯曲。这种方式,虽然其装配工时比上述嵌入成形要多,但是制造箱体11的成形锻模与嵌入成形锻模相比,其结构简单、锻模费用也可降低。
在箱体11空心内的底板11a内面,被装入由具有导电性钢球的球状可动接点15,该可动接点15,从上述静止位置11f到上述接点部13b,14b之间,可沿着上述导入部12的表面进行移动。
当上述可动接点15,在箱体11处于如图3所示的水平状态时,则可动接点15表面的一部份,与导入部12的一端12a相接触,处于静止位置11f进行临时定位。
然后,在装入可动接点15箱体11的上部,加盖上用金属板制成的盖板16,由这个盖板来封闭箱体11的空心内部。
在这个盖板16的四个角上分别形成安装孔16a,在该安装孔16a中分别插入箱体11安装栓11g,对从上述安装孔16a向上凸出的安装栓11g,通过铆接进行封压,使其盖板16牢固地装在箱体11上,可防止灰尘进入箱体11内部。
这样,盖板16既然是利用金属制造,当然不需使用粘结剂或超声波焊接,只要将四个点的安装栓11g同时进行铆接,即可封闭箱体11的内部。因此,安装容易,而且可防止采用过去安装方法即超声波焊接时产生的焊接屑,同时可使上述一对接点部13b,14b和可动接点15之间,得到稳定的高质量接触。
通过图3和图5至图7,对上述构成本发明倾斜型传感器的动作进行说明。首先看水平状态的箱体11,如图3所示,可动接点15是处于静止位置11f,在此位置上进行临时定位。
从这个状态看如图5所示,当上述箱体11的其它侧板11b侧,向所定角度α(约40°)的下方侧(箭头B的方向)进行倾斜时,则可动接点15从静止位置11f驰向导入部12的一端12a,通过导入部12的表面的引导,而移向一对接点部13b,14b侧。
当上述可动接点15与一对接点部13b,14b相接触时,则可动接点15受到该一对接点部13b,14b,与上述导入部12的表面,以及上述盖板16的限制,使上述一对固定接点13,14,借助可动接点15进行电连接。
当想加快上述可动接点15的移动时,如图6所示只要将箱体11的底板11a连续地倾斜到近垂直状态,则可动接点15在瞬间即可从静止位置11f,移动到一对接点部13b,14b的位置,并可使一对固定接点13,14实现电连接。
当将上述动作的本发明倾斜型传感器,例如被用于手表(图未示出)的情况下,则使上述可动接点15是从处于临时定位的静止位置11f侧,变为处于手表文字盘12时的方向,或从处于上述一对接点部13b,14b侧,变为处于手表文字盘6时方向的位置,并将箱体11装在手表的模块上(图未示出),而上述端钮部13a,14a通过锡焊安装。
当想要确认上述手表的时刻时,操作者只要将上述手表向如图5所示箭头B的方向进行倾斜,则可动接点15即驰向上述导入部12的一端12a,并沿着导入部12的表面移动到一对接点部13b,14b,而固定接点13,14借助于可动接点15进行电导通。
这样,装入上述手表中的发光元件发光(图未示出),例如手表是用液晶来显示,则上述发光元件即成为后照光灯,虽然周围是处于黑暗的环境,由晶体形成的文字盘,也可很容易地读出。
此外,当操作者不看表的通常状态下,上述可动接点15是处于静止位置11f的位置,无论操作者如何自由地移动手腕,因上述可动接点15是被上述导入部12的一端12a和上述箱体11一方的侧板11d的内面,以及上述底板所临时定位,因此可动接点15很难向一对接点部13b,14b侧进行移动,从而可防止上述图中未示的发光元件频繁地发光。
在上述实施状态说明中,虽然通过钢球对可动接点15进行了说明,但是在球状的树脂材料的外围,也可镀一层导电材料。
当箱体进行倾斜时,本发明倾斜型传感器的可动接点,即从上述静止位置沿着上述导入部移动到上述一对接点部,因和该一对接点部相接触,上述可动接点和一对接点部相互之间,必然会真正地实现电连接,从而可获得高精度的倾斜传感器。
当将本发明倾斜传感器用于手表的情况,在操作者不看表的通常状态下,即使操作者自由地移动手腕,可动接点也不会与一对固定接点进行频繁地接触,因此发光元件不会象过去那样一味地发光造成浪费,而且也不需要一种发光时间控制回路将发光元件的发光前的时间,迟后1/4秒,从而可降低倾斜传感器的成本。
上述导入部是从上述底板向箱体内部形成凸块,当上述可动接点与上述一对接点部进行接触时,则因上述可动接点的移动,受到上述一对接点部和上述导入部以及上述盖板的限制,因此,尽管对倾斜状态的箱体施加以振动(例如带手表的操作者的手腕,因寒冷而发抖的手的振动),其可动接点也很难与一对接点部相脱离,从而可获得高精度的倾斜传感器。
当可动接点与一对接点部进行接触时,由于其移动受到盖板和上述导入部的限制,因此与上述接点部的一点接触不会产生浪费的移动,从而减少了上述可动接点表面的磨损,可获得长寿命的倾斜传感器。
因上述导入部的一端处于上述静止位置的附近位置,而另一端处于设有上述接点部的固定接点之间的附近位置,因此当处于上述静止位置时的可动接点,它所凸出的导入部的一端是与可动接点外周的一部份相接,其移动受到限制,从而箱体尽管进行自由地移动,可动接点也不会从静止位置跳出。
上述导入部在底板上凸起的高度,要做到上述另一端侧的高度比上述一端侧的高度要高,并将上述导入部的表面形成所定角度的倾斜,因此在箱体自由移动的状态下,可动接点即使是从静止位置跳出而驰向导入部的表面,由于上述导入部表面的倾斜,可动接点也将被限制移向一对接点部侧。
因此,箱体尽管自由地进行移动,也可防止可动接点频繁地与一对接点部相接触。
平坦状的上述一对接点部,因是沿着上述箱体其它侧板的纵向进行延伸,且该一对接点的表面是与上述可动接点的外周面相接,相互形成具有所定角度的近似八字形的相向结构,因此上述可动接点是处于被上述近八字形的接点部所挟持的状态,这时即使对箱体施加以振动,可动接点也难脱离一对接点部,从而可获得高精度的倾斜传感器。
上述具有一对接点部的固定接点,可与箱体嵌入成形为一个整体,因此可实现容易组装的倾斜传感器。
当上述可动接点处于上述静止位置时,它是由上述导入部的一端和上述底板以及上述箱体一方侧板的内面进行临时定位的,当可动接点使其向所定角度的下方进行倾斜时,则可动接点即从上述静止位置驰向上述导入部的一端,同时通过该导入部的表面移动到上述一对固定点的接点部。因此,箱体即使自由地移动,可动接点由于在静止位置临时定位,其移动受到限制,从而可实现可动接点不会从静止位置跳出,且可防止可动接点与一对接点部进行频繁地接触。
当如本发明的倾斜传感器用于手表上时,其发光元件则不会象过去那样频繁发光,造成浪费,也不需要将发光元件发光前的时间,迟后1/4秒的发光时间控制回路,从而可获得低成本的倾斜传感器。