專利名稱：落下傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢測例如筆記本電腦那樣的便攜式電子儀器等的落下狀態(tài)的小型的落下傳感器。
上述便攜式電子儀器由于在其使用中發(fā)生落下事故等，其硬件即使幾乎沒有被損傷也有可能給數(shù)據(jù)帶來重大的損傷。例如作為上述便攜式電子儀器的存儲裝置使用的硬盤對于沖擊等的強度在近年來不斷地提高。但是，在數(shù)據(jù)的寫入和讀取時，支承在臂上的磁頭以微小的間隔掃描硬盤的盤表面附近，因此即使由于不超過上述機械強度的比較小的沖擊也有可能使盤和磁頭的前端接觸而發(fā)生損傷。作為防止這樣的損傷的對策，有在上述沖擊進行作用之前將磁頭移動到設在盤外周的退避場所的對策。如果實行該對策就可以把損傷的危險性做到最小限度。
但是，為了實行上述對策，有必要在由于落下而受到?jīng)_擊之前的階段中進行磁頭的退避處理等。因此，為了使儀器落下時的硬·軟兩方面的損傷為最小限度，需要能檢測出儀器成為落下狀態(tài)的情況的傳感器。
作為這樣的傳感器，有例如加速度傳感器，作為該加速度傳感器也提出了種種的方案，有例如使用了鋼球或重錘的機械式的傳感器，但是其多是僅對應于橫方向的加速度的傳感器，對應于重力方向的加速度傳感器少。而且，現(xiàn)行的對應于重力方向的加速度的傳感器的大多數(shù)是檢測落下的沖擊加速度的傳感器，幾乎沒有在受到落下沖擊前能檢測落下狀態(tài)的傳感器。
如
圖13所示，例如特開平8-321236號公報所公開的應震開關由應震開關101內的螺旋彈簧102支承錘103。上述應震開關通過其周圍的傘狀的電極104和錘103接觸而形成電路。但是，上述應震開關事實上只能檢測橫方向的加速度。即，用上述應震開關那樣的構造檢測重力方向的加速度的情況換個說法是檢測重錘等的表觀上的重量的變化。但是，特別是為了檢測出落下所帶來的重量的減少變化，支承重錘的彈簧在通常支承著重錘的重量、并且即使相對于伴隨著落下的微量的重量變化也必須充分地進行變化。例如在特開平8-321236中，螺旋彈簧102由于必須使其長度變化，彈簧的選定非常困難。
另外在特開平8-249995中所示的振動檢測開關中，如圖14所示，在設在振動檢測開關111上的螺旋彈簧112的前端通過L字形的支桿113沿橫向支承著可動側的接點構件114。而且，在振動檢測開關111中對應于三維方向的振動，上述接點構件114和固定側的接點構件115進行接觸而發(fā)出信號。但是，在這樣的構造中，決定了傳感器的安裝姿勢。例如，在把上述振動檢測開關111設置成正立姿勢和倒立姿勢和再傾斜90度的情況下，分別施加在螺旋彈簧上的力的方向與伸長、壓縮、彎曲不同，因此，難以使在各自的安裝姿勢下的特性一致。與此相反，作為檢測落下狀態(tài)的傳感器，最好是正立·倒立兩姿勢下的特性相同，最好是盡量在安裝姿勢上有自由度。
另外，過去的加速度開關那樣的傳感器是以安裝在比較大的儀器上為前提的，那樣的儀器其使用時的姿勢也幾乎是已定的。與此相反，例如把上述傳感器使用于作為筆記本電腦用的之一的構成部件的硬盤等時，可以想像到上述傳感器從設置場所的制約等來看在硬盤內以正立·倒立的任何一方被使用的情況。再有，在例如把這樣的硬盤挪用到臺式個人計算機等時，在近年的省空間臺式計算機等中，由于收容場所的制約有可能將硬盤自體橫向使用。因此其使用時的姿勢被限定的傳感器，由于安裝它的儀器的姿勢也限定，從而限制了使用者的便利性。因此，需要一種使用時的姿勢的限制少的傳感器。
另外，作為與上述構造的加速度傳感器不同種類的加速度傳感器，例如有伺服式加速度傳感器和利用光纖的變形的加速度傳感器，上述伺服式加速度傳感器由磁力保持重錘、并且對應于被檢測出的加速度經(jīng)常地將重錘的位置保持為一定地進行反饋。但是這樣構成的加速度傳感器在構造上電力消耗量大，難以使之成為可使用于便攜式電子儀器等的程度的小型化。
作為小型的加速度傳感器，提出了許多使用半導體的傳感器的方案。它們是例如把重錘設在懸臂式伸臂的前端，另外將檢測部設在懸臂式伸臂的根部的附近，將加速度的變化所帶來的懸臂的形狀變化作為檢測部的變形量進行檢測。
但是在由于落下而落到地面等上的瞬間落下物所受到的沖擊加速度容易地成為重力加速度的一千倍以上。另外在通常的使用中，放置在書桌等上時所受到的沖擊加速度也為重力加速度的十倍以上。與此相反，不管是任何方式，具有表觀重量減少的那樣地可以檢測小的加速度變化的構造的過去的加速度傳感器中，保持重錘的部分的構造非常弱，在受到上述那樣的落下時的大沖擊后難以再反復使用。另外，即使由于在通常的使用中所受到的輕微的沖擊也有可能使傳感器受到損傷而失去本來的功能。另外即使對于這些加速度傳感器，也有上述的安裝姿勢問題，特別是即使將傳感器橫向設置也能得到相同的特性的傳感器除了將多個傳感器組合起來的情況以外在事實上是不能得到的。
本發(fā)明的目的是提供一種實用性優(yōu)良的落下傳感器。
本發(fā)明的落下傳感器包括可動電極、固定電極、慣性體、緩沖部，該可動電極的多個可動部以均等的間隔配置在相對中心軸等距離的圓周上，上述固定電極設在該可動電極的外側并與上述可動電極可接離，上述慣性體位于上述多個可動部的內側，上述緩沖部用于防止上述慣性體到達上述固定電極，以使作為可動接點的上述可動部不被上述固定電極和上述慣性體夾而被延展，而且相對重力的方向成直角地配置上述落下傳感器的中心軸，通常時通過由慣性體的重量使上述可動電極彈性變形而使作為可動接點的上述可動部與上述固定電極接觸而形成電路，落下時由上述可動部的彈性壓回上述慣性體，并且上述可動部和上述固定電極相離而斷開上述電路。
根據(jù)上述構成，在傳感器靜止時，可動電極的可動部由于慣性體的重量而進行彎曲并與固定電極接觸，在傳感器落下時通過可動部返回，可動電極從固定電極離開。由此，通過監(jiān)視兩電極間的導通狀態(tài)可以檢測出傳感器以及安裝了它的儀器的落下。在該構成的情況下，由于使可動電極的多個可動部均等間隔地配置在相對傳感器的中心軸等距離的圓周上，若將傳感器的中心軸與重力方向成直角地設置傳感器，傳感器的安裝位置可以繞中心軸自由地旋轉。因此，傳感器的安裝姿勢由于包含正立·倒立地相當自由，因此其安裝容易，并且安裝了傳感器的儀器的安裝姿勢(設置姿勢)的自由度也得到增加。
本發(fā)明的另外的落下傳感器包括前蓋板、金屬制的有底筒狀容器、電絕緣性的導引件及中心軸對稱形狀的慣性體、可動電極，該前蓋板由電絕緣性填充材料氣密性地將導電性的端子銷貫通固定在設在金屬板的中心的貫通孔中，該有底筒狀容器將上述金屬板氣密地固定在其開口端而構成密閉容器，上述電絕緣性的導向件配在上述容器內部，上述可動電極導電地固定在上述端子銷的容器內部側并具有均等地配置在相對上述落下傳感器的實質的中心軸等距離圓周上的多個可動部，在自由狀態(tài)下與實質的固定電極即上述容器的內面等距離地配置上述可動電極各可動部的前端，上述可動部在被水平地配置時，一承受到上述慣性體的重量，就彈性地變形并與作為固定電極的上述容器的內面接觸而形成電路，并有伴隨著落下中的加速度的變化反抗上述慣性體的重量而從上述容器離開而斷開電路的彈性，而且還具有緩沖部，該緩沖部設在上述可動部之間防止上述慣性體達到上述固定電極，以使上述可動部不被上述固定電極和上述慣性體夾而被延展。該構成的落下傳感器也能獲得基本相同的作用效果。
這種情況下，為了防止作為可動接點的上述可動部被上述慣性體和上述固定電極無間隙地夾住，最好在位于上述金屬容器的內面的上述可動部之間的部位上設有絕緣性的緩沖部，在上述慣性體和上述固定電極之間形成規(guī)定的間隙。
另外為了防止作為可動接點的上述可動部被上述慣性體和上述固定電極無間隙地夾住，也可以通過將位于上述金屬容器周壁的上述可動部之間的部位向內方突出來設置緩沖部，在上述慣性體和上述固定電極之間形成規(guī)定的間隙。在這種情況下最好將電絕緣體配設在上述容器的內底面上，上述慣性體不與上述容器的內底面導電地接觸。
另外，也可以在與上述導向件的上述可動部的運動不干涉的位置設置突起，由該突起防止上述慣性體與上述可動電極和上述端子銷的固定部以及上述可動部的根部附近接觸，防止上述可動電極被施加彈性限度以上的塑性彎曲變形。
另外為了防止作為可動接點的上述可動部被上述慣性體和上述固定電極被無間隙地夾，最好通過將位于上述金屬容器周壁的上述可動部之間的部位向內方突出來設置緩沖部，在上述慣性體和上述固定電極之間形成規(guī)定的間隙，而且將電絕緣體配設在上述容器的內底面上，上述慣性體不與上述容器的內底面導電地接觸，在與上述導向件的上述可動部的運動不干涉的位置設置突起，由該突起防止上述慣性體與上述可動電極和上述端子銷的固定部以及上述可動部的根部附近接觸，防止上述可動電極被施加彈性限度以上的塑性彎曲變形。
另外，也可以是這樣地構造，即、在上述可動電極的與上述端子銷的固定部分的中央設貫通孔，具有焊接固定在穿過該貫通孔的上述端子銷的端面上并將可動電極用與上述端子銷導電地夾持固定的金屬制的固定板，至少借助上述固定板使上述慣性體不與上述可動電極和上述端子銷的固定部直接接觸。
最好還具有用與上述端子銷導電地夾持固定的金屬制的固定板，在上述導向件的端子銷側設有與上述固定板的形狀吻合的凹部，在將上述固定板配置在上述凹部中時，在上述導向件和上述固定板之間配置可動電極，用上述導向件和上述固定板夾持上述可動電極的可動部的根部附近，由此將上述可動電極整形為規(guī)定的形狀。這時，也可以將上述固定板的平面形狀做成為非圓形，通過在上述導向件的凹部中設對應于上述固定板的平面形狀的突起，由此來防止上述固定板旋轉。
圖1是表示本發(fā)明的第一實施例的落下傳感器的縱剖面圖。
圖2是圖1所示的落下傳感器的A-A剖面向視圖。
圖3是可動電極的整形前的平面圖。
圖4是導向件和絕緣體的立體圖。
圖5表示落下傳感器進入落下狀態(tài)的例子的縱剖面圖。
圖6是省略了慣性球地表示的落下傳感器的縱剖面圖。
圖7是表示加速度的變化和落下傳感器的信號變化的情況的圖。
圖8是表示本發(fā)明的第二實施例的與圖1相當?shù)膱D。
圖9是與圖2相當?shù)膱D。
圖10是表示可動電極、導向件及絕緣體等的圖。
圖11是與圖6相當?shù)膱D。
圖12是表示本發(fā)明的第三實施例的與圖1相當?shù)膱D。
圖13是表示現(xiàn)有技術的加速度開關的一實施例的縱剖面圖。
圖14是表示現(xiàn)有技術的加速度開關的另一實施例的縱剖面圖。
以下根據(jù)圖1～圖7說明本發(fā)明的第一實施例。圖1是表示本發(fā)明的落下傳感器的縱剖面圖。圖2(a)是其的A-A剖面圖。圖2(b)是表示去掉了慣性球的狀態(tài)的圖。另外，圖3是使用于該落下傳感器的可動電極的平面圖，圖4(a)及圖4(b)是用于說明部件的立體圖，圖5表示該落下傳感器進入落下狀態(tài)的例子的縱剖面圖。圖6是省略了慣性球地表示的落下傳感器的縱剖面圖。圖7是表示伴隨加速度變化的落下傳感器的信號變化的情況的圖。
本實施例的落下傳感器1具有金屬制的容器2。該容器2是由深沖成形金屬板而形成的，形成為一方封閉的圓筒狀(即有底筒狀容器)。在該容器2的開口端嵌合著金屬制的蓋板(蓋體)3。該蓋板3是具有與容器2的內周大致相同直徑的外周的圓環(huán)狀金屬板。在形成在該蓋板3的中央的貫通孔3A中由玻璃等的電絕緣性填充材料5氣密地貫通固定著導電性的端子銷4。另外，容器2和蓋板3由焊接等氣密地固定安裝其嵌合面。由此，容器2構成為密閉容器。這時，作為構成上述小型的密閉容器的焊接方法可使用例如激光焊接。
在上述密閉容器2的空間中最好置換封入氮氣或氬氣、氦氣之類的惰性氣體。通過封入該惰性氣體可以使作為電接觸部分的可動電極6、作為實質的固定接點的容器的內面及作為慣性體的慣性球10不產(chǎn)生腐蝕，可防止給其電接觸狀態(tài)或移動帶來障礙。另外，在例如在這些部位中進行電鍍等的表面處理來謀求防止腐蝕或選擇使用耐腐蝕的材料時也可以在容器2內封入通常的大氣。另外，如果設置落下傳感器的空間本身就充滿著惰性氣體而在使用上沒有問題時，不一定需要氣密地封閉落下傳感器1本體，也可以用鉚接或粘接等方法固定容器和蓋板。
在端子銷4的容器內部側的端面上導電性地固定著可動電極6。該可動電極6由例如磷青銅等的具有彈性的導電材料構成，如圖3所示，在圓板狀部的外周部上放射狀地設有實質上作為可動部的多個臂狀的接觸部6a。在該可動電極6的中央設有貫通孔6B。在本實施例中將端子銷4插通上述貫通孔6B并且通過焊接固定端子銷4的端面和設在金屬制的固定板7的中央的突出部而由固定板7和端子銷4夾持固定可動電極6。
在容器2的內部的兩端面上配置著分別由電絕緣材料成形的導向件8和絕緣體9。在導向件8的中央設有用于穿通上述端子銷4的貫通孔8A。在導向件8的一端面上設有用于配置上述可動電極6和上述固定板7的凹部8B，在該凹部8B中朝向內側地設有三處突起8C。固定板7形成為避開上述三個突起8C的平面形狀。另外，在凹部8B的周圍與六個接觸部6A對應地設有六個用于不妨礙可動電極6的接觸部6A的運動的凹部8D。
上述可動電極6，在圖3所示的平面形狀的狀態(tài)下將各接觸部6A分別與上述凹部8B對合地配置在導向件8上，然后將固定板7嵌入導向件8的凹部8B中。由此接觸部6A其根部由凹部8B和固定板7夾持而整形為規(guī)定的形狀。另外，在該狀態(tài)下，在通過焊接固定板7和上述端子銷4可以將導向件8和固定板7以及可動電極6都固定在蓋板3上。
在本實施例的情況下，由于沒有必要預先整形作為非常薄的金屬板(詳細后述)的可動電極6，所以其操作處理容易。由于在凹部8B中設有突起8C并且將固定板7做成為避開上述突起8C那樣的非圓形平面形狀，因此可以防止在將固定板7插入凹部8B中時固定板7進行旋轉。由此可以防止接觸部6A歪扭或傾斜那樣的不希望的變形。
另外，絕緣體9配設在容器2的非開口部側，如圖4a所示，在其圓板部的外周部設有多個柱狀的柱狀體9A。該柱狀體9A是使后述慣性球10不與容器2直接接觸的緩沖部，并且通過其各前端與導向件8的端面接觸來決定其周向的位置關系。另外，兩者的圓周向位置關系通過由在制造時的圖像處理使兩者對合來決定。通過將例如柱狀體9A做成為其前端部朝向外周方向張開的形狀來防止絕緣體9插入容器2中后的旋轉。另外，也可以將絕緣體9用粘接劑等固定在容器2上。也可以在導向件8的接觸部分上設置嵌合部，通過將絕緣體9的柱狀體9A的前端部嵌合在該嵌合部中來固定兩者的位置關系。
在上述容器2的內部配置著作為慣性體的慣性球10，在落下傳感器1如圖1所示地為正立(正規(guī))姿勢而且處于靜止狀態(tài)時，該慣性球10經(jīng)常地使可動電極6的多個接觸部6A的任何一個彈性地變形。由此，其變形的接觸部6A的前端與作為實質的固定電極的容器2的內面接觸，由此端子銷4和容器2之間電性連接著。
上述可動電極6在落下傳感器為小型時，為了由慣性球10充分地彈性變形需要做成為非常薄。例如，在將容器2的直徑做成為約5mm時，需要將慣性球10的直徑做成為約3.5mm，并且將可動電極的接觸部6A的寬度做成為0.3mm且將其厚度做成為15μm。
在此，在假定是慣性球10到達容器2的內面的構造時，在傳感器落下時等，在慣性球10和容器2之間接觸部6A受到?jīng)_擊加速度而被強力地夾住。因此，接觸部6A產(chǎn)生塑性變形、或者接觸部6A經(jīng)過長時間的反復強力地被夾會漸漸地延展變形。其結果，作為落下傳感器有可能不能得到規(guī)定的性能。因此，在實施例中由于設在上述絕緣體9上的緩沖部即柱狀部9A的作用，慣性球10不直接與作為固定電極的容器2的內面接觸。由此配置在柱狀部9A之間的可動接點即接觸部6A不會由慣性球10和容器2直接夾住，可防止其塑性變形。
在欲將可動電極6用直接焊接等固定在端子銷4上時，有其固定部分由于熱膨脹變形或溶融變形，可動電極整體不能保持規(guī)定的形狀的問題。與此相反，在本實施例中，不是將可動電極6直接焊接在端子銷4上，通過穿過設在可動電極6上貫通孔6B地焊接固定板7和端子銷4而用固定板7和導向件8夾入可動電極6。由此，沒有在固定時使可動電極變形那樣的加熱，可防止電極形狀的不希望變形。固定板7起著可動電極6的固定部附近的保護板的作用，可防止慣性球10直接與可動電極6接觸而產(chǎn)生的電極變形。另外，在將固定板7安裝在導向件8上時，通過用固定板7和導向件8的凹部8B夾住可動電極6的接觸部6A，可以將接觸部6A確實地整形為規(guī)定的形狀。
在本實施例中，通過將在導向件8上設突起8C，慣性球10不與固定板7特別地端面接觸，由此可防止損傷慣性球10的表面。另外，由于在固定板7上設有與突起8C配合的切口，在將固定板7安裝在導向件8的凹部8B中時，可防止固定板7的旋轉。由此，可防止與固定板7的安裝同時地被整形的可動電極6的接觸部6A進行預想外的變形。
接著，對本實施例的落下傳感器1的動作進行說明。該落下傳感器1，其中心軸與重力方向成直角地安裝在檢測對象物上。在落下傳感器1(檢測對象物)靜止著時，慣性球10受到重力而使可動電極6的接觸部6A撓曲而位于容器2內的最低位置(參照圖1)。這時，慣性球10位于絕緣體9的柱狀部9A上，不會在與容器2之間直接夾接觸部6A，而且，接觸部6A的前端與容器2的內面接觸而使端子銷4和容器2之間電連接。
在安裝了落下傳感器1的檢測對象物為落下狀態(tài)時，落下傳感器1本身也是成為落下狀態(tài)，這時，施加在慣性球10上的重力表觀上暫時減少。因此，慣性球10推下可動電極6的接觸部6A的力減少，結果接觸部6A的前端例如圖5所示地從容器2的內面離開而切斷電路。在此，在例如以在慣性球10的重量成為表觀上一半時前端部從容器2離開的方式設定接觸部6A的彈性時，施加在落下傳感器1上的重力為小于0.5G時可以判定檢測對象物處于落下狀態(tài)。當然，通過適當?shù)剡x定慣性球10的質量和接觸部6A的彈性可以自由地設定其檢測重力的值。
在此，對于與實際制造本實施例的落下傳感器1的產(chǎn)品，將實際檢測其檢測特性的結果表示于圖7中。這時，實際檢測了五個落下傳感器1的檢測特性。圖7的橫軸表示時間(ms)，縱軸表示重力加速度(G)。從該圖7中可以看出，五個落下傳感器1在約0.6G～0.4G之間其輸出信號從ON變化為OFF。
另外，在把本實施例的落下傳感器1安裝在例如筆記本電腦等的硬盤上的構造中，使用者在操作了筆記本電腦等的鍵盤上的鍵時，由于其鍵的操作，筆記本電腦本體產(chǎn)生小的振動，但是本實施例落下傳感器1的輸出信號不會由于該振動進行變化。本發(fā)明者通過實驗確認了由于上述鍵操作(通常的的觸擊)所產(chǎn)生的振動不使本實施例的落下傳感器1的輸出信號變化的事實。因此在將現(xiàn)有技術(參照圖14)的傳感器安裝在了筆記本電腦的硬盤上的構成中，由實驗確認了由于鍵盤的鍵操作所產(chǎn)生的振動上述傳感器的輸出信號發(fā)生變化的事實、即發(fā)生所謂的振蕩現(xiàn)象。因此，在使用了現(xiàn)有技術的傳感器的情況下，需要判定振蕩的電路，但是在本實施例的落下傳感器1中不需要那樣的電路。
根據(jù)這樣構造的本實施例，使落下傳感器1的圓筒形容器2的中心軸與重力的檢測方向成直角，并且將可動電極6的多個可動部(接觸部)6A均等地配置在容器2的內部。由此在安裝了落下傳感器1的情況下，只要僅對合容器2的軸方向，即使在容器2以該軸為中心以怎樣的角度旋轉了的狀態(tài)下安裝容器2安裝姿勢，落下傳感器1的基本特性也不會變化。因此在將上述落下傳感器1安裝在例如筆記本電腦等的硬盤上時，根據(jù)其每個機種的規(guī)格無論將其硬盤朝向表面或朝向背面都能得到相同的保護特性。
如果在繞落下傳感器1的中心軸旋轉的狀態(tài)下固定著落下傳感器1，即使相對臺式計算機橫向安裝也沒有問題。
在上述實施例中，雖然是將作為緩沖部的柱狀部9A設置在絕緣體9側的構造，但也不限于此，當然，即使設在導向件8側也能獲得相同的效果，另外，也可以做成為與兩構件獨立的零件的構造。
另外，也可以在落下傳感器1的容器2內適量地封入調整其粘性的硅油那樣的制動液體。若是這樣的構造，在特別是受到落下以外的短時間而且不成為問題程度的振動等時也可以抑制慣性體(慣性球)10的運動，可以使保護機構等不進行不必要的動作。
圖8～11是表示本發(fā)明的第二實施例的圖。該第二實施例的落下傳感器51由蓋板55和有底筒狀的金屬容器56構成氣體密封容器，該蓋板55將導電性的端子銷53穿過金屬板52的貫通孔52A，并用玻璃之類的電絕緣性填充材料54氣密性地固定端子銷53，上述金屬容器56一端被封閉著。在此，本實施例的落下傳感器1，其金屬容器56的圓筒部的外徑是3.3mm，板厚是0.15mm，因此在進行現(xiàn)有技術的加速度開關等所使用的環(huán)形凸焊那樣的電阻焊接等時，因為在焊接時需要施加壓力，所以容器56有可能變形。另外，雖然也想到了設置焊接用的凸緣的構造，但是因為設置比容器56的外徑大的凸緣會妨礙小型化。因此，為了用不施加壓力的方法氣密地固定金屬板52和金屬容器56，在本實施例中用例如激光焊接進行氣密地固定。另外，通過在氣密容器內封入氮氣、氦氣之類的防止污損用的氣體，可以防止金屬容器56的內面和后述的電極表面等發(fā)生氧化等不良現(xiàn)象?？梢垣@得長期穩(wěn)定的導通狀態(tài)。
另外，在蓋板55的密閉容器56的內面?zhèn)仍O有電絕緣物制的導向件57，在該導向件57的大致中央設有供端子銷53穿通的貫通孔57A。并且圍繞著該貫通孔57 A地設有凹部57B。在該凹部57B的周圍設有多個用于將后述的固定板59導引到正規(guī)位置的凸起狀誘導部57C。在本實施例中，在誘導部57C的外周部分及蓋板側的面上分別設有凸起57D。在這種情況下，在組裝導向件57時，通過將上述凸起57D一邊若干壓塌一邊壓接在金屬容器56和蓋板55上，可以在實質上吸收零件的尺寸誤差和組裝時的誤差，可以防止零件間的晃動等。
而且，可動電極58由薄且具有充分的彈性的導電材料構成，在該實施例中使用的是厚度為10μm的磷青銅板。該可動電極58在其中央設有貫通孔58A，在其周圍等間隔地配置著多個接觸部(可動部)58B。安裝前的可動電極58如圖10所示地形成為將接觸部58B從中心展開為放射狀的形狀。各接觸部58B具有充分的彈性。金屬制的固定板59是對應于導向件57的凹部57B的形狀的平面形狀。形成在固定板59的周圍的缺口部59A嵌合在導向件57的誘導部57C中。在此，在將可動電極58以其接觸部58B不搭在誘導部57C上的方式嵌合在凹部57B中后，在將固定板59嵌入凹部57B中時，接觸部58B夾在凹部57B的外周部和固定板59的周緣部之間而整形保持為規(guī)定的形狀即各接觸部58B相對中心軸等距離地被配置。而且，在該狀態(tài)下，通過可動電極58的貫通孔58A將固定板59焊接在端子銷53的端面上。由此，兩者被固定，并且被兩者夾住的可動電極58也相對端子銷53機械地且電地被連接固定。
另外，在密閉容器(金屬容器56)內配置著作為慣性體的慣性球60。該慣性球60是鋼球，在以圖8所示的姿勢落下設置傳感器51時，在靜止時使可動電極58的接觸部58B彈性變形，接觸部58B的前端與金屬容器56的內周面56C接觸。在上述金屬容器56的圓筒狀周壁部上等分容器內周面56C地且朝內方向突出地設置著柱狀的緩沖部56A。在這種情況下，它是由沖壓等成形的。與可動電極58的接觸部58B同數(shù)量且等間隔地成形該緩沖部56A。而且，在固定蓋板55和容器56時，接觸部58B配置在相鄰的緩沖部56A和56A之間。
以即使慣性球60靠近金屬容器56的容器內周面56C時，慣性球60的表面與容器內周面56C的距離保持比接觸部58B的厚度充分大的規(guī)定距離的方式設定緩沖部56A的突出量及間隔。而且以慣性球60的表面不直接與容器內周面56C接觸的方式設定緩沖部56A的突出量及間隔。由此位于緩沖部56A間的接觸部58B不會由慣性球60和容器內周面56C無間隙地夾住。根據(jù)這樣地構造，即使受到落下時的沖擊加速度或輸送時的反復振動，也可以防止由于慣性球60的沖擊接觸而引起接觸部58B產(chǎn)生延展和永久變形，可以防止伴隨此所產(chǎn)生的落下傳感器51的特性變形。另外，由于即使慣性球60不到達容器內周面56C，彈性變形的接觸部58B的前端也與容器內周面56C接觸，確實地閉合端子銷53和金屬容器56之間的電路。
但是，可動電極58使用非常薄的磷青銅板那樣柔軟的材料制成，在慣性球60沖撞與端子銷53的固定部附近那樣的應力集中的部分上時，往往可動電極58產(chǎn)生塑性變形。因此在本實施例中用固定板59和端子銷53導電地夾持固定可動電極58。由此，可以由金屬制的固定板59覆蓋可動電極58和端子銷53的固定部，即使慣性球60到達此處在固定部附近也不會直接與可動電極58接觸，因此可以防止可動電極58的塑性變形。
另外，將導向件57的誘導部57C的前端的位置設定在可防止慣性球60到達端子銷53的端部、即端子銷53和可動電極58的固定部的位置。即、在本實施例中通過以等間隔設置在三處的誘導部57C的內側前端部分接觸并阻擋慣性球60，防止慣性球60進一步向端子銷53側移動而與端子銷53接觸。因此，端子銷53和可動電極58的固定部附近當然也不會與金屬制的固定板59接觸。
金屬容器56的封閉端即底面56D中的慣性球60可接觸的范圍中設有凹部56B，在該凹部56B中固定著作為電絕緣物的樹脂等的絕緣構件61。該絕緣構件61也可以是直接涂敷·硬化粘接劑之類的樹脂材料而形成，也可以固定板狀的構件。作為直接涂敷的樹脂材料可以使用環(huán)氧樹脂等的各種材料，但從作業(yè)性等方面考慮最好是使用紫外線硬化性粘接劑等。另外，在慣性體的表面涂敷電絕緣性層或將慣性體本身用電絕緣材料構成時，由于即使有慣性體與上述容器內面56D的接觸也不會有任何電性問題，所以不用絕緣構件61。
下面，對上述實施例的落下傳感器51的動作進行說明。首先，如圖8所示以落下傳感器51的中心軸水平地(即與重力方向垂直)配置落下傳感器51。在通常的靜止狀態(tài)下，由于慣性球60位于金屬容器56內的最下部，因此位于容器56內的緩沖部56A上。該慣性球60由其重量使位于緩沖部56A之間的可動電極58的接觸部58B彈性撓曲而使其前端與金屬容器56的內周面56C接觸。這樣，落下傳感器51成為使端子銷53和金屬容器56導通的常ON型開關。在這種構造的情況下，由于慣性球60使用的是鋼球之類的導電體，端子銷53和金屬容器56之間的電路成為接觸部58B和金屬容器56直接接觸的路徑和通過慣性球60從接觸部58B到緩沖部56A、即金屬容器56的路徑的兩路徑。因此可以進一步降低產(chǎn)生導通不良的可能性。在此，由于慣性球60與成型在金屬容器56的圓筒部的周壁部上的緩沖部56A接觸，與容器內周面56C隔著規(guī)定的距離，因此可以防止無間隙地夾入58B和伴隨此而產(chǎn)生的接觸部58B的塑性變形。
在安裝著上述狀態(tài)的落下傳感器51的儀器等成為落下狀態(tài)時，施加在慣性球60上的重力表觀上減少或為零，慣性球60的重量也表觀上減少。因此，慣性球60由于由其重量而撓曲的接觸部58B的彈性而被向金屬容器56的中心方向壓回，這樣在慣性球60被壓回時，慣性球60從緩沖部56A離開、并且接觸部58B的前端也從金屬容器56的內周面56C離開。其結果，落下容器51變?yōu)镺FF。
這時，從容器內周面56C離開的慣性球60有時與容器56的底面56D側接觸。與此相反，在本實施例中由于在底面56D的慣性球60可能接觸的范圍上設有絕緣部件61，因此即使接觸也不會作為開關獲得電導通。另外，即使慣性球60移動到了端子銷53側，在本實施例中，由電絕緣物構成的導向件57的誘導部57C阻止其移動。這時在導向件57的誘導部57C的突出量少的情況下有可能慣性球60與固定板59接觸，但是由于固定板59與可動電極58是同電位，所以也不會再次被閉合電路。因此由上述落下傳感器51可確實地檢測出落下狀態(tài)。
通過用控制裝置等監(jiān)視落下傳感器51的導通狀態(tài)可以進行用于使將安裝了落下傳感器51的裝置成為落下狀態(tài)時的損害成為最小限度的最佳的避免處理。例如通過在筆記本電腦等的便攜終端裝置本身或使用于它的硬盤等的存儲裝置中安裝上述落下傳感器51，在便攜終端裝置等落下時，檢測出其成為落下狀態(tài)的情況，并且可以立刻退避磁頭等的驅動部，可以將損害限制為最小限度。
在上述各實施例中，是將慣性體作為球10、60為例進行說明的，但是在例如將容器的圓筒部的內徑構成為3mm左右時，慣性球10、60的直徑要為約2.4mm的程度。如果慣性球10、60這樣地非常小時，其質量只有57mg左右。為了由這樣質量輕的慣性球作動可動電極，必須將可動電極的厚度做成為10μm程度的非常薄。因此為了使密閉容器內的慣性體的質量增加，也可以做成為圓柱狀那樣的非球形形狀而增加其體積。
圖12所示的第三實施例的落下傳感器71就是其一例。與上述第二實施例相同的構件上標注相同的符號，省略其詳細的說明。使用于該加速度開關71中的慣性體72，其端部的直徑比另一端部的直徑大即成為洋茄子狀的回轉體。該慣性體72其直徑小的一側以游嵌的狀態(tài)收納在被導向件57的誘導部57C包圍的空間中地被配置著。上述慣性體的最大直徑與上述慣性球60的直徑相同時，可以以在慣性體72的長度方向延伸的部分增加比球體的慣性球60多的體積。另外，上述第三實施例以外的構成與第二實施例的構成相同。因此可以獲得與第二實施例基本相同的效果。
權利要求
1．落下傳感器，在容器的內部收容著慣性體，根據(jù)其慣性體的動作檢測出落下狀態(tài)，其特征在于，包括可動電極、固定電極，該可動電極的多個可動部以均等的間隔配置在相對中心軸等距離的圓周上，上述固定電極設在該可動電極的外側并與上述可動電極可接離；上述慣性體位于上述多個可動部的內側；還具有緩沖部，該緩沖部防止上述慣性體到達上述固定電極，以使作為可動接點的上述可動部不被上述固定電極和上述慣性體夾住發(fā)生延展；而且相對重力的方向成直角地配置上述落下傳感器的中心軸；通常時通過由慣性體的重量使上述可動電極彈性變形而使作為可動接點的上述可動部與上述固定電極接觸而形成電路，落下時由上述可動部彈性壓回上述慣性體，并且上述可動部和上述固定電極相離而斷開上述電路。
2．落下傳感器，在容器的內部收容著慣性體，根據(jù)其慣性體的動作檢測出落下狀態(tài)，其特征在于，包括蓋板，該蓋板由電絕緣性填充材料氣密性地將導電性的端子銷貫通固定在設在金屬板的中心的貫通孔中；上述容器為金屬制的有底筒狀容器，在該容器的開口端氣密地固定上述金屬板而構成密閉容器；具有配置在上述容器內部的電絕緣性的導向件；上述慣性體的形狀為中心軸對稱的形狀；具有可動電極，該可動電極導電地固定在上述端子銷的容器內部側并具有均等地配置在相對上述落下傳感器的實質的中心軸等距離圓周上的多個可動部；上述可動電極各可動部的前端在自由狀態(tài)下與實質的固定電極即上述容器的內面等距離地配置；上述可動部在被水平地配置時，一承受到上述慣性體的重量，就彈性地變形并與作為固定電極的上述容器的內面接觸而形成電路，并有伴隨著落下中的加速度的變化反抗上述慣性體的重量而從上述容器離開而斷開電路的彈性；而且還具有緩沖部，該緩沖部設在上述可動部之間防止上述慣性體達到上述固定電極，以使上述可動部不被上述固定電板和上述慣性體夾住產(chǎn)生延展。
3．如權利要求2所述的落下傳感器，其特征在于，為了防止作為可動接點的上述可動部被上述慣性體和上述固定電極無間隙地夾住，在位于上述金屬容器的內面的上述可動部之間的部位上設有絕緣性的緩沖部，在上述慣性體和上述固定電極之間形成規(guī)定的間隙。
4．如權利要求2所述的落下傳感器，其特征在于，為了防止作為可動接點的上述可動部被上述慣性體和上述固定電極無間隙地夾住，通過將位于上述金屬容器周壁的上述可動部之間的部位向內方突出來設置緩沖部，在上述慣性體和上述固定電極之間形成了規(guī)定的間隙。
5．如權利要求4所述的落下傳感器，其特征在于，在上述容器的內底面上配設電絕緣體，上述慣性體不與上述容器的內底面導電地接觸。
6．如權利要求2所述的落下傳感器，其特征在于，在與上述導向件的上述可動部的運動不干涉的位置設置突起，由該突起防止上述慣性體與上述可動電極和上述端子銷的固定部以及上述可動部的根部附近接觸，防止上述可動電極受到彈性界限以上的塑性彎曲變形等。
7．如權利要求2所述的落下傳感器，其特征在于，為了防止作為可動接點的上述可動部被上述慣性體和上述固定電極無間隙地夾住，通過將位于上述金屬容器周壁的上述可動部之間的部位向內方突出來設置緩沖部，在上述慣性體和上述固定電極之間形成規(guī)定的間隙；將電絕緣體配設在上述容器的內底面上，上述慣性體不與上述容器的內底面導電地接觸；在與上述導向件的上述可動部的運動不干涉的位置設置突起，由該突起防止上述慣性體與上述可動電極和上述端子銷的固定部以及上述可動部的根部附近接觸，防止上述可動電極受到彈性界限以上的塑性彎曲變形。
8．如權利要求2所述的落下傳感器，其特征在于，上述可動電極的與上述端子銷的固定部位的中央設貫通孔；具有焊接固定在穿過該貫通孔的上述端子銷的端面上并將可動電極用與上述端子銷導電地夾持固定的金屬制的固定板；至少由上述固定板使上述慣性體不與上述可動電極和上述端子銷的固定部直接接觸。
9．如權利要求2所述的落下傳感器，其特征在于，包括用與上述端子銷導電地夾持固定的金屬制的固定板；在上述導向件的端子銷側設有與上述固定板的形狀吻合的凹部；在將上述固定板配置在上述凹部中時，在上述導向件和上述固定板之間配置可動電極；用上述導向件和上述固定板夾持上述可動電極的可動部的根部附近，由此將上述可動電極整形為規(guī)定的形狀。
10．如權利要求9所述的落下傳感器，其特征在于，將上述固定板的平面形狀做成為非圓形；通過在上述導向件的凹部中設對應于上述固定板的平面形狀的突起來防止上述固定板旋轉。
全文摘要
本發(fā)明的落下傳感器具有其多個可動部以等間隔配置在相對中心軸等距離的圓周上的可動電極,具有設置在該可動電極的外側并與上述可動電極可接離的固定電極,具有位于上述多個可動部內側的慣性體,具有緩沖部,該緩沖部防止上述慣性體達到上述固定電極,以使作為動接點的上述可動部不被上述固定電極和上述慣性體夾而發(fā)生延展,而且上述落下傳感器的中心軸相對重力方向成直角,通常時通過上述慣性體由其重量彈性地使上述可動電極變形而使作為可動接點的上述可動部和上述固定。電極接觸,從而使形成電路,在落下時由于上述可動部的彈性而使上述慣性體被壓回的同時,上述可動部和上述固定電極離開而斷開電路。
文檔編號H01H35/14GK1304043SQ01101400
公開日2001年7月18日 申請日期2001年1月12日 優(yōu)先權日2000年1月12日
發(fā)明者浦野充弘, 武田照之 申請人:株式會社生方制作所