专利名称：加速度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及被用于各种便携式电子设备、家用游戏机、玩具等中的、在具有方向测知功能的产品中使用的加速度传感器的结构。
背景技术：
过去的加速度传感器(振动检测器)的结构，已知的是钢球以移动自如的状态被安放在壳体内，根据从外部施加的机械性振动，钢球相对地位移，则根据该位移按预定配置而设计的开关部分产生通或断输出(参见例如专利文献1)以下根据附图，说明过去的加速度传感器的结构。图9是表示过去的加速度传感器的结构的剖视图，图10是表示接点部的结构例的俯视图。
图中，壳体31设置成由非磁性和非导电性体构成的凹曲面状，形成局部的球形状(半圆球状)。在该壳体31内以移动自如状态放置了由铁等磁性体构成的钢球32。该钢球32由于自重而位于该壳体31的最底部，其位置是中立位置。在壳体31的外侧的下表面上布置了永久磁铁34，磁性体芯部33布置成能调整位置。该磁性体芯部33的前端布置成接近钢球32。通过调整磁性体芯部33，可以调整磁铁34对钢球32的吸引力，也可变化地控制钢球2对外部振动的可动响应性。
用于检测钢球32的相对位置的开关部分，如图10所示，与壳体31最底部的钢球32的中立位置相对应，布置2个电接点35a、35b，当钢球32位于该中立位置上时，钢球32与两接点35a、35b相接触，使该接点之间电气导通。当由于外部振动而使钢球32位移时，钢球32离开中立位置，不与一边的接点35a、35b相接触，接点间形成电气开路，这样，根据外部机械性振动的有无，可以产生通、断输出。
专利文献1 日本专利特开平9-280941号公报然而，在上述过去的加速度传感器的结构中，存在的问题是检测钢球32的相对位置用的开关部分只能检测在钢球32位于中立位置上时和离开中立位置的接点35a、35b间的通、断，不能测知从外部施加的加速度的方向。

发明内容
所以，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能测知从外部施加的加速度的多个方向，并且可靠性高的加速度传感器。
为了解决上述问题，第1解决方法是，加速度传感器具有第1壳体，其具有收放部，第1固定接点被设置在该收放部的内底面上；第2壳体，其中具有布置成与上述第1固定接点相对置的状态的第2固定接点，并被与上述第1壳体固定成一个整体；球状可动接点，其被可滚动地收放在上述收放部内，并具有能与上述第1固定接点和上述第2固定接点相接触或分离的磁性部；以及磁铁部件，其被布置成与上述可动接点相接近的状态；上述第1固定接点和上述第2固定接点两者至少被分割形成为2个部分，并使该分割形成为2个部分的上述第1固定接点和上述第2固定接点错开90度地对置布置，在非加速状态下，上述可动接点由于上述磁铁部件的吸引力而被保持在中立状态，上述可动接点对应着从外部施加的加速度而滚动，经由该可动接点使上述第1和第2固定接点之间导通，从而测知所施加的加速度的方向。
第2解决方法是，在上述第1壳体或上述第2壳体的外侧嵌装有支架，在该支架上保持着上述磁铁部件。
第3解决方法是，上述第2壳体具有收放上述可动接点的收放部，并且上述第1和第2固定接点的与上述可动接点的接触部形成为圆弧状。
第4解决方法是，在上述第1固定接点和上述第2固定接点的中央，形成了向上述收放部的底面一侧突出的第1和第2凹状部，由上述可动接点沿着对置的上述第1和第2凹状部进行滚动，从而上述可动接点与上述接触部相接触或分离。
第5解决方法是，在上述第1固定接点和上述第2固定接点的中央，形成了被冲裁成圆弧状的第1和第2开口部，并且夹持着上述开口部在上述收放部内底面上对置配设着由金属板构成的接点支承部件，由上述可动接点沿着对置的上述第1和第2开口部进行滚动，从而上述可动接点与上述接触部相接触或分离。
第6解决方法是，上述磁性部由镍构成，该镍的表面被金层覆盖，上述金层与上述第1和第2固定接点进行接触或分离。


图1是表示本发明一实施例的加速度传感器的整体立体图。
图2是表示本发明一实施例的加速度传感器的主视图。
图3是表示本发明一实施例的加速度传感器的剖视图。
图4是表示本发明一实施例的第1壳体的仰视图。
图5是表示本发明一实施例的第2壳体的俯视图。
图6是本发明一实施例的加速度传感器右加速时可动接点的动作状态的说明图。
图7是本发明一实施例的加速度传感器左加速时可动接点的动作状态的说明图。
图8是表示本发明的另一实施例的剖视图。
图9是表示过去的加速度传感器的剖视图。
图10是表示过去的加速度传感器的接点部的结构的俯视图。
具体实施例方式
以下附图1～图8表示本发明的实施方式。图1是加速度传感器的整体立体图，图2是该加速度传感器的主视图，图3是其剖视图，图4是第1壳体的仰视图，图5是第2壳体的俯视图，图6是表示右方向加速时的可动接点的动作状态的说明图，图7是表示左方向加速时的可动接点的动作状态的说明图，图8表示其他实施例的剖视图。
图中，第1壳体1利用合成树脂等绝缘材料形成下面开口的盒状。在该第1壳体1形成了在开口内有底、圆形的第1收放部1a，在该第1收放部1a内底面上，几乎跨越整个面地布置了由导电性金属板构成的第1固定接点2。
上述第1固定接点2在其中央由大致45度的斜线分割成两部分，分别形成对置的一对单个固定接点2a、2b。并且，在上述第1固定接点2的中央部分，形成了向上述第1收放部1a的底面侧突出的第1凹状部2c，该第1凹状部2c的周缘部被形成为圆弧状，该圆弧状的周缘部成为与下述可动接点7进行接触和分离的接触部2d。
而且，单个固定接点2a、2b之间，利用构成第1壳体1的合成树脂来进行绝缘，但该绝缘用的合成树脂没有露出于下述可动接点7滚动的表面。
并且，在上述第1壳体1的外侧面上，形成了外部端子3a、3b，该外部端子从一对上述单个固定接点2a、2b引出，向外部突出，该外部端子3a、3b向上述第1壳体1的下面侧(开口侧)弯曲和延伸。
第2壳体4同样地利用合成树脂等绝缘材料形成上面开口的盒状。在该第2壳体4内同样地形成了在开口内有底且圆形的第2收放部4a，在该第2收放部4a内底面上，几乎跨越整个面地布置了由导电性金属板构成的第2固定接点5。
上述第2固定接点5同样地在其中央由大致45度的斜线分割成两部分，分别形成对置的一对单个固定接点5a、5b。而且上述第1壳体1和上述第2壳体4互相卡合，形成上述第1收放部1a和上述第2收放部4a互相面对面的状态。上述第2固定接点5的一对单个固定接点2a、2b的形成位置、以及上述第1固定接点2的一对单个固定接点2a、2b的形成位置，互相错开90度，形成对置状态。
这样，因为上述第2固定接点5的一对单个固定接点5a、5b的形成位置、与上述第1固定接点2的一对单个固定接点2a、2b的形成位置，互相错开90度，形成对置状态，所以，能够测知4个方向以上的多个方向的加速度方向。
而且，单个固定接点(個别固定接点)5a、5b之间同样也利用构成第2壳体4的合成树脂来进行绝缘，但在单个固定接点5a、5b之间，该合成树脂没有露出于下述可动接点7滚动的表面。
并且，在上述第2固定接点5的中央部分，同样地形成了向上述第2收放部4a底面侧突出的第2凹状部5c，该第2凹状部5c的周缘部被形成为圆弧状，该圆弧状的周缘部同样地形成为与下述可动接点7进行接触或分离的接触部5d。
这样，因为下述可动接点7和上述第1及第2固定接点2、5相接触的上述接触部2d、5d被形成为圆弧状，所以，上述可动接点7与上述第1和第2固定接点2、5相接触时，一边沿着圆弧状的上述接触部2d、5d滚动，一边使接点部不断变化，所以，能防止产生接点间的误差、或因附着异物等造成的接触不良的发生。
并且，由于可动接点7能在圆弧状的上述接触部2d、5d的周缘部自由滚动，当加上外力时，可动接点7不振动地施加冲击。所以，能抑制产生瞬间断开(因接点振动而引起的瞬间断开状态)。
再者，在上述第2壳体4的外侧面上，形成了从一对上述单个固定接点5a、5b引出、向外部突出的外部端子6a、6b。该外部端子6a、6b向上述第2壳体4的下面侧(底面侧)弯曲延伸。
而且，在上述实施例中，在上述第1壳体1和第2壳体4两者内，形成上面开口的有底的圆形第1收放部1a和第2收放部4a。但也可以仅在其中的任一边设置收放部。
可动接点7用导电性金属材料形成球状，设置在由上述第1壳体1的第1收放部1a和上述第2壳体4的第2收放部2a构成的空洞部内，借助外部来的加速度而自己滚动，由此，与上述第1固定接点2和上述第2固定接点5的上述接触部2d和5d进行接触或分离。这时，球状的上述可动接点7，在上述第1固定接点2的第1凹状部2c或上述第2固定接点5的第2凹状部5c的平面上滚动，与上述接触部2d和5d进行接触或分离。
在本实施例中，上述可动接点7，中心的芯体用黄铜形成球状，在其表面上施加镍的第1镀层；再在其上面施加金的第2镀层。在此情况下，黄铜是非磁性材料。但由于具有由软磁性材料构成的镍的镀层，所以，利用下述磁铁部件10的吸引力进行吸引而使可动接点7保持在中立位置上。
在此，可动接点7的芯体采用黄铜，是因为与钢球相比，与镀镍的适配性(相性)良好，能使表面牢固地镀敷镍和金。并且，因为表面是金属，所以能提高与各固定接点的接触可靠性。
导电体8利用圆环状的导电性金属板材料形成，被夹持在上述第1壳体1和第2壳体4的、互相对置的面之间。并且，在上述导电体8上，形成了从圆环状的外缘向外延伸的一对突状部(无图示)，这一对突状部，从上述第1和第2壳体1、4的侧面向外突出，构成受电部。
使电流通过上述导电体8的受电部而流动，这样来加热上述导体板8，夹持上述导体板8的上述第1壳体1和第2壳体4的、互相对置的面之间被熔化，然后，进行冷却固化，这样能牢固地固定粘接上述第1壳体1和第2壳体4。
支架9用合成树脂等绝缘材料被大致上形成方形状，在该支架9的下面一侧，设置了用于插入并固定磁铁部件10的、保持凹部9a。并且，在上述支架9的侧面四角部，设置了保持脚部9b、9c，该保持脚部与上述第1壳体1和第2壳体4的外侧面部相卡合，把支架9嵌装、保持在上述第1壳体1和第2壳体4的上面侧。并且，该保持脚部9b、9c中，位于对角线上的一对保持脚部9b上，设置了钩部9d，该钩部9d与从上述第1壳体1外侧面向外部突出的上述外部端子3a、3b的弯曲部相卡合，以防止被拔出。
磁铁部件10由大致上为方形状的永久磁铁形成，固定在支架9的保持凹部9a内。在本实施例中，该磁铁部件10由钐钴类磁铁形成。该钐钴类磁铁的特性是，磁力强，耐热性好，不会受焊接时等的热影响而磁力下降，磁力稳定。
相对于此，一般大多使用的铁氧体类磁铁，耐热性良好，但其具有磁力弱的缺点。并且，钕类磁铁虽然磁力强，但其具有耐热性差的缺点。这次使用这两种特性均良好的钐钴类磁铁，能防止误检测，提高加速度传感器的检测精度。
如上述结构那样，在上述第1壳体1和第2壳体4的外侧面部，嵌装了能装卸的支架9，在该支架9上固定了上述磁铁部件10，所以，磁铁部件10容易变更(更换)，使加速度的规定值的设定自由度扩宽，能对应加速度传感器的产品多样性。
以下用图3、图6、图7，详细说明上述结构的加速度传感器的动作。
首先，安装了加速度传感器的设备，在大致平行状态下，在任何方向上都不被施加加速度时，以及所加的加速度比预先设定的规定值低时(微小时)，如图3所示，上述可动接点7，由于布置在上述第1壳体1上面一侧的磁铁部件10的吸引力，而被保持在被吸引到第1固定接点2一侧的状态。
在此情况下，上述可动接点7与上述第1固定接点2的第1凹状部2c的一对单个固定接点2a、2b两者相接触，但离开上述第2固定接点5。
由此状态，当向设备的任意一个方向(在此为右侧)上施加不小于预先设定的规定值的加速度时，如图6所示，上述可动接点7克服上述磁铁部件10的吸引力，离开上述第1固定接点2的凹状部2c，向图示的左侧滚动。并且，该可动接点7接触以下2个部分在上述第1固定接点2的第1凹状部2c的圆弧状的周缘部上所形成的上述接触部2d、以及在上述第2固定接点5的第2凹状部5c的圆弧状周缘部上所形成的上述接触部5d。
这时，上述可动接点7由于自重而随加速度进行滚动，与上述接触部2d和5d相接触，所以，即使像沾污物那样小的绝缘物附着在接点上，也由于可动接点7滚动，因此，绝缘物被去除，使接触稳定。
在此状态下，在上述可动接点7横跨在上述第1固定接点2和上述第2固定接点5上的状态下，通过上述可动接点7使上述单个固定接点2a和5a连接，通过上述外部端子3a和6a把该导通信号发送到设备一侧的控制电路，于是，能测知设备上被施加右侧方向的加速度。
然后，当向设备的任意另一个方向(在此为左侧)上施加不小于预先设定的规定值的加速度时，如图7所示，上述可动接点7克服上述磁铁部件10的吸引力，离开上述第1固定接点2的凹状部2c，向图示的右侧滚动。并且，该可动接点7接触以下2个部分在上述第1固定接点2的第1凹状部2c的圆弧状的周缘部上所形成的上述接触部2d、以及在上述第2固定接点5的第2凹状部5c的圆弧状周缘部上所形成的上述接触部5d。
这时，同样地上述可动接点7由于自重而随加速度进行滚动地与上述接触部2d和5d相接触，所以，即使像沾污物那样小的绝缘物附着在接点上，也由于可动接点7滚动，因此，绝缘物被去除，使接触稳定。
在此状态下，在上述可动接点7横跨在上述第1固定接点2和上述第2固定接点5上的状态下，通过上述可动接点7使上述单个固定接点2b和5b连接，通过上述外部端子3b和6b把该导通信号发送到设备一侧的控制电路，于是，能测知设备上被施加左侧方向的加速度。
而且，与上述图示左右方向不同，在与其垂直的方向(与纸面垂直的方向)即图示的前后方向上施加加速度的情况下，也进行和上述动作相同的动作，所以，在此其说明从略。
在上述实施例中，将上述第1固定接点2和第2固定接点5两者至少分割形成为2个部分，该被分割形成为2个部分的第1固定接点2和第2固定接点5错开90度地布置成对置状态，并且将可动接点7和第1及第2固定接点2、5的接触部形成为圆弧状，在非加速状态下，上述可动接点7由于上述磁铁部件10的吸引力而被保持在中立状态，上述可动接点7根据从外部施加的加速度而沿着圆弧状接触部横跨第1和第2固定接点2、5地进行滚动，这样测知所施加的加速度的方向。所以，通过使第1和第2固定接点2、5分别错开90度地互相对置布置，使固定接点在4个方向上被分割，因此，用简易的结构就能准确地测知从外部施加的至少4个方向的加速度的方向。
并且，因为在非加速状态下，由于磁铁部件10的吸引力而被保持在中立位置下，所以，能防止规定值以下的振动造成的误检测。
再者，因为第1和第2壳体1、4的收放部1a、4a内底面制成平面状，所以，能使产品小型化。
并且，因为第1、第2固定接点2、5与可动接点7的接触部2d、5d制成圆弧状，所以，无论被施加任何方向的加速度使可动接点7滚动，都能与第1、第2固定接点2、5可靠地接触，能提高加速度方向的检测可靠性。
并且，在上述第1固定接点2和第2固定接点5的中央，形成了向上述收放部1a和4a底面侧突出的、上述第1和第2凹状部2c、5c，上述可动接点7沿着该第1和第2凹状部2c、5c进行滚动，从而形成了上述可动接点7和上述接触部2d、5d进行接触或分离，所以，上述可动接点7滚动的上述凹状部2c、5c，前面基本上是金属面，没有用合成树脂等形成的树脂面，所以，能防止滚动磨擦等带来的产生静电，从而也能防止异物粘附到球状的上述可动接点7上，能获得稳定的接触。
再者，可动接点7的磁性部(软磁性部)由镍构成，该镍的表面由镀金层覆盖，构成接点，所以，与第1和第2固定接点2、5的接触可靠性变高，能准确地测知出加速度。
图8表示本发明的加速度传感器的另一实施例。
在此情况下，和上述实施例的结构相比，设置在第1和第2壳体上的第1和第2固定接点的结构一部分不同。
也就是说，在本实施例的第1固定接点52和第2固定接点55上，不是在中央设置具有圆弧状周缘部的凹状部，而是在该中央形成了被冲裁成圆弧状的第1开口部52c和第2开口部55c。并且，被冲成成该圆弧状的内缘部成为上述可动接点7滚动接触的接触部52d、55d。
而且，虽没有图示出，但第1固定接点52和第2固定接点55在互相分割方向错开90度的状态下均被分割成2个部分，第1和第2固定接点52、55分别各具有2个单个固定接点。
并且，在对置的第1壳体51和第1收放部51a、和第2壳体54的第2收放部54a的内底部上，以夹持着上述第1开口部52c和上述第2开口部55c的状态，互相对置地设置了由平面状金属板构成的第1和第2接点支承部件58、59、上述可动接点7，沿着对置的上述第1和第2开口部52c、55c，在上述第1接点支承部件58或上述第2接点支承部件59的平面上滚动。
而且，在本实施例的加速度传感器被施加加速度的情况下，也是进行和上述实施例的动作相同的动作，所以在此其说明从略。
在本实施例中，在上述第1固定接点52和上述第2固定接点55的中央，不必用拉伸加工等来形成凹状部，仅用冲床等对平板状金属板进行冲裁加工，即可形成上述可动接点7滚动接触的上述接触部52d、55d，所以，结构简单，能降低成本。
并且，在上述可动接点7滚动的上述第1和第2开口部52c、55c上形成了由金属面构成的上述第1和第2接点支承部件58、59，没有树脂面，所以能防止因滚动磨擦等而产生静电，从而能防止异物粘附在球状的上述可动接点7上，能获得稳定接触。
而且，在任一实施例中都说明了具有支架9的结构，但也可以不用支架，而是把磁铁部件10直接保持在第1或第2壳体上。
发明的效果如以上说明的那样，本发明的加速度传感器，具有第1壳体，其具有收放部，第1固定接点被设置在该收放部的内底面上；第2壳体，其中具有布置成与上述第1固定接点相对置的状态的第2固定接点，并被与上述第1壳体固定成一个整体；球状可动接点，其被可滚动地收放在上述收放部内，并具有能与上述第1固定接点和上述第2固定接点相接触或分离的磁性部；以及磁铁部件，其被布置成与上述可动接点相接近的状态；上述第1固定接点和上述第2固定接点两者至少被分割形成为2个部分，并使该分割形成为2个部分的上述第1固定接点和上述第2固定接点错开90度地对置布置，在非加速状态下，上述可动接点由于上述磁铁部件的吸引力而被保持在中立状态，上述可动接点对应着从外部施加的加速度而滚动，经由该可动接点使上述第1和第2固定接点之间导通，从而测知所施加的加速度的方向。
所以，使第1和第2固定接点分别错开90度布置成互相对置，这样使固定接点沿4个方向被分开，因此，用简易的结构，能准确地测知出从外部施加的加速度方向。并且，因为在非加速状态下，由于磁铁部件的吸引力而被保持在中立状态下，所以，能防止由于规定值以下的振动而造成的误检测。
并且，因为在上述第1壳体或上述第2壳体的外侧嵌装有支架，在该支架上保持着上述磁铁部件，所以，磁铁部件容易更换，加速度规定值的设定自由度扩宽，能对应品种变化(バラエテイ)。
再者，因为第1和第2固定接点与可动接点的接触部形成为圆弧状，所以，无论施加哪个方向的加速度，也都能通过可动接点使第1和第2固定接点之间可靠导通。
并且，在上述第1固定接点和上述第2固定接点的中央，形成了向上述收放部的底面一侧突出的第1和第2凹状部，由上述可动接点沿着对置的上述第1和第2凹状部进行滚动，从而上述可动接点与上述接触部相接触或分离，所以，上述可动接点滚动的上述凹状部，基本上整个面是金属面，没有用树脂面，所以，能防止由滚动磨擦等带来的产生静电，从而也能防止异物粘附到球状的可动接点上，能获得稳定的接触。
并且，在上述第1固定接点和上述第2固定接点的中央，形成了被冲裁成圆弧状的第1和第2开口部，并且夹持着上述开口部在上述收放部内底面上对置配设着由金属板构成的接点支承部件，由上述可动接点沿着对置的上述第1和第2开口部进行滚动，从而上述可动接点与上述接触部相接触或分离，所以在可动接点滚动的开口部上形成了金属面，没有树脂面，因此，同样地能防止滚动磨擦等带来的产生静电，所以也能防止异物粘附到球状可动接点上，能获得稳定的接触。
再者，可动接点地磁性部由镍构成，该镍的表面被金层覆盖，上述金层与上述第1和第2固定接点进行接触或分离，所以，接点间的接触可靠性高，能准确地测知出加速度，同时，即使在形成镀金层的情况下，也能在镍表面上牢固地镀金，不会产生剥脱。
权利要求
1.一种加速度传感器，其特征在于，具有第1壳体，其具有收放部，第1固定接点被设置在该收放部的内底面上；第2壳体，其中具有布置成与上述第1固定接点相对置的状态的第2固定接点，并被与上述第1壳体固定成一个整体；球状可动接点，其被可滚动地收放在上述收放部内，并具有能与上述第1固定接点和上述第2固定接点相接触或分离的磁性部；以及磁铁部件，其被布置成与上述可动接点相接近的状态；上述第1固定接点和上述第2固定接点两者至少被分割形成为2个部分，并使该分割形成为2个部分的上述第1固定接点和上述第2固定接点错开90度地对置布置，在非加速状态下，上述可动接点由于上述磁铁部件的吸引力而被保持在中立状态，上述可动接点对应着从外部施加的加速度而滚动，经由该可动接点使上述第1和第2固定接点之间导通，从而测知所施加的加速度的方向。
2.如权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于在上述第1壳体或上述第2壳体的外侧嵌装有支架，在该支架上保持着上述磁铁部件。
3.如权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于上述第2壳体具有收放上述可动接点的收放部，并且上述第1和第2固定接点的与上述可动接点的接触部形成为圆弧状。
4.如权利要求3所述的加速度传感器，其特征在于在上述第1固定接点和上述第2固定接点的中央，形成了向上述收放部的底面一侧突出的第1和第2凹状部，由上述可动接点沿着对置的上述第1和第2凹状部进行滚动，从而上述可动接点与上述接触部相接触或分离。
5.如权利要求3所述的加速度传感器，其特征在于在上述第1固定接点和上述第2固定接点的中央，形成了被冲裁成圆弧状的第1和第2开口部，并且夹持着上述开口部在上述收放部内底面上对置配设着由金属板构成的接点支承部件，由上述可动接点沿着对置的上述第1和第2开口部进行滚动，从而上述可动接点与上述接触部相接触或分离。
6.如权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于上述磁性部由镍构成，该镍的表面被金层覆盖，上述金层与上述第1和第2固定接点进行接触或分离。
全文摘要
本发明提供一种能多方向测知外部加速度，同时能使产品小型化的加速度传感器。上述第1固定接点和第2固定接点两者至少被分割形成为2个部分，该分割形成为2个部分的第1固定接点和第2固定接点错开90度地被布置成对置状态，在非加速状态下，上述可动接点(7)由于上述磁铁部件(10)的吸引力而保持中立状态，上述可动接点(7)随外部施加的加速度而滚动，通过该可动接点使上述第1和第2固定接点(2、5)之间导通，从而测知所施加的加速度的方向。
文档编号G01P15/135GK1576855SQ20041006186
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者石黑克之, 我妻正, 吉田喜郎 申请人:阿尔卑斯电气株式会社