Arbitrary point pressed switching device

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、任意点押圧スイッチング装置に関し、さらに詳しく言えば、電磁波発生器からなり、電源または作動されるユニットに直接連結する必要がない任意点押圧スイッチング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】任意点押圧スイッチング装置は、広範囲の用途に設計されてきた。 それらは、フロア・マットとして自動車座席クッション内に潜在的に危険で重い運動物体の細長い面上に用いられ、また、従来のドアベルに用いられている形式のようなものの「単一点スイッチ」
の他の形体またはボタンの使用が適していない他の用途において利用されてきた。 従来の任意点押圧スイッチは、作動領域を画定する面内で代表的に配置され、または部分的にくぼまされている。 圧力が作動領域に加えられたとき、または常閉スイッチの場合には、作動領域から取り除かれたとき、信号がモータのような制御機構に送られる。 これらの従来のスイッチは、電導リード線（すなわち、電線または信号が送信される連続導管のその他の形体）をかいして制御機構に直接に連結される。

【０００３】特定の用途においては、任意点押圧スイッチの装置は、特別の作動領域において非常に望ましいのであるが、非常に高価でかつ他の危険性を招く。 例えば、ある産業用途においては、最適作動領域はウエアハウスまたは製造容易性において床面上にある。 これらの配置における従来の任意点押圧スイッチの使用が露出された電導管を必要としていた。 電導管は、作業者および機械にとって望ましくない障害を与え、電導管を床板に装着する費用を必要とする。 後者の場合、作用領域を再配置することが望ましいときには、必要な電気導管の再配置用のコンクリート床板内に新しい溝を切るために、
従来の任意点押圧スイッチを必要としていた。 この工程は、高価で、非常に時間を要し、また、再配置中に作業者がけがをする危険性を生む。

【０００４】さらに、特定の用途においては、設備の保護壁の外側で任意点押圧スイッチの作用領域を配置することが望ましかったが、しかし、外部位置での永久設置は、設備が閉じられている時期に無知野蛮の危険性に照らして実用的でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の再配置工程において固有の高価、遅延、その他の危険性を生じさせずに、一方の作用領域から他方のものへ容易に動くことができる任意点押圧スイッチング装置を得ることが望ましい。 さらに、一方の作用領域から他方のものへの再配置を容易にしながら、産業界の物理的かつ化学的な乱用に十分に耐えうる任意点押圧スイッチを得ることが望ましい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電源を有するスイッチング要素と、ラジオ送信機のような電磁波発生器とからできている。 発生電波は、電動機用スイッチのような従来の制御ユニットに連結される遠隔信号受信機に送信されるように設計される。 本発明のスイッチング要素が信号発生器を有しているので、任意点押圧スイッチング装置を所望の制御ユニットに直接に連結する煩雑でかつ危険の可能性のある信号導管（例えば、電気ケーブル）を必要としない。 本発明のスイッチング装置の実施例は、上述した従来の任意点押圧スイチング装置の電気導管の再配置するさいの固有の高価で、遅延し、かつ潜在的危険性を生じないで、異なる作用領域間で容易に適用されることができる。

【０００７】

【実施例】ここに用いられているように、「任意点押圧」という用語は、膨張作用領域を有し、かつ、スイッチの一面を本質的に有する作用領域にそってほぼ任意の点に圧力を加除することによって作動されうるスイッチング要素を有することを意味している。 当該技術における用法と一致して、この用語は代表的にはドアベルについて用いられているような従来の接点スイッチを除外することを意味する。

【０００８】本発明のいくつかの実施例によれば、任意点押圧スイッチング要素は、図１から８までに示すような床マットの形体になっている。 図５−８に示す本発明の一実施例においては、スイッチング要素が保護床マットの形体になっている。 別の実施例によれば、スイッチング要素は可動物体の縁のような細長い面上で使用する細長い縁スイッチの形体になっている。

【０００９】一部が取り除かれた本発明の床マット実施例を示す図１を参照すれば、スイッチング装置または保護マット１０は、上カバー２１、底カバー２７、側壁２
５を有する保護外ケーシングからできている。 外ケーシングは、ゴム・エラストマ、塩化ポリビニール、またポリウレタンのような耐摩耗防水材料から好ましくつくられる。 外ケーシングは、スイッチング装置の動作に逆に影響を及ぼすごみ、その他の物体に対して好ましくは透過させない。 マット１０に用いられるすべての他の層ばかりではなく、上層２１は、完全に平らでない床または他の装着面に全保護マット１０を一致させる少なくともわずかな程度の可撓性を有している。 例えば、４フィート×４フィート×１インチの寸法を有するマットに用いられている材料は、マットの動作に逆作用を及ぼさずに、少なくとも約５°、好ましくは少なくとも約２０°
でマットを容易にたわませるものが好ましい。 この角度は、マットの一端が置かれる平らな床とマットの裏底面にそって引かれる接線との間の角度として定義される。
もちろん、当業者にとってわかるように、たわみ角度はマットの寸法に一部定まる。 さらに、マット１０は有効に十分に可撓であるので、保護マット１０はスイッチの連続作用を生じさせずに、重い利用電気コードのような作業領域内の物体上に置かれうる。 上層２１は、保護マット１０が用いられる環境に耐える任意の材料からつくられる。 例えば、当業者にとってわかるように、特定の材料は他では適当であるかも知れない材料よりも特定の化学作用によって、大きな耐食性を有している。

【００１０】外ケーシング用の１つの適当な材料は、Ko
roseal and Rubber Matting Products Companyによって生産されているKOROSEALである。 特別のエラストマは、
摩耗、穴明け、切断に対して高度の抵抗性を有していることがわかった。 Korosealは、例えば加熱シーリングのような当該技術において公知のシーリング方法を用いてエッジにそって作業しかつシールをするのに比較的容易である。

【００１１】図１に示すように、上層２１は、マット上で足踏みする人に対してスキッド抵抗を与えるためにリブ２４を有している。 リブ２４はマット上に落ちた液体の排水を強化し、これにより、マットの全体の寿命を増加する。 上層２１の厚みは保護マット１０が用いられる特別の用途について変化するが、上層２１の好ましい厚みは少なくとも約１．６ｍｍ（１／１６インチ）であり、好ましくは上リブを含めて約４．８ｍｍ（３／１６
インチ）以上である。

【００１２】図２に示すように、ケーシングは動作スイッチング要素を受ける切除部分を有する２つの別個の部品からつくられるか、または、簡略化の観点からシートの密封を許すのに十分に縁で重なっている２層のシートから単にできていてもよい。 当業者であればわかるように、ケーシングの異なる部分をシールする種々の方法が用いられうる。 例えば、ポリウレタンまたは塩化ポリビニール材料が用いられたとき、Ｒ−Ｆエネルギが比較的成形しやすい二重シールを与えるので、Ｒ−Ｆ加熱シーリングが用いられてもよい。

【００１３】上層２１の内側は、マットの幅まで延びかつスイッチング要素の縦軸に垂直に配置された複数の突条２２を有利に用いられてもよい。 突条２２は、上層２
１に加えられる力を接点要素３０上の特別の点に集中させるように設計されている。 スイッチング装置の作動要素は、少なくとも１つ、好ましくは複数の接点部材３
０、電源４０、アンテナ５５を有する電磁波発生器５０
を有している。

【００１４】電気接点は、当該技術においては公知の任意の種々の形体をとることができる。 所望の作用領域において任意の点に対する圧力の加除はそれによる導通の形成・破壊を行う。

【００１５】多くの産業分野に適した１つの代表的な電気圧力作動スイッチは、図１−４に示されている。 電気圧力作動スイッチ３０は絶縁材料３３によって分離されている電気接点３１、３２からできている。 構造を簡単にするために、絶縁材料は、図４に示すように、両側に溝３４を有するストリップの形状につくられてもよい。
このようにして、一方の接点ストリップ３２は絶縁溝３
４の下に配置され、他方の接点ストリップ３１は絶縁溝３４上に配置されてもよい。 不導体フィラメント３５
は、スイッチ３０の要素を一体に保持するために、電気圧力作動スイッチ３０のまわりに好ましくは巻き付けられる。 スイッチ３０は、図１に示すように並列に、または導線をかいして直列に接続されてもよい。 図１に示すように、電気圧力作動スイッチ３０は導管３９をかいして電源４０および信号発生器５０に接続される。 当業者にとってはわかるように、他の形式の電気圧力作動スイッチが本発明の範囲から外れずに用いられうる。

【００１６】例えば、米国特許出願第４７２，７１０号（１９９０年１月３１日出願）に開示されているような１またはそれ以上の常閉圧力作動任意点押圧スイッチが用いられてもよい。

【００１７】圧力作動スイッツチの所望の間隔は、保護マットが用いられる特別の用途にもとづいて定まる。 一方の電気スイッチから他方のものへの約 31.6 ｍｍ（1
1/4 インチ）から約１２７ｍｍ（５インチ）の間隔は、
多くの産業分野において受け入れられうる。

【００１８】当業者にとっては明らかなように、信号発生器５０は、圧力作動スイッチング要素において発生された信号に応答して、電磁波を発生するように設計されてもよい。 信号は、アンテナ５５をかいして遠隔信号受信機に送信される。 信号発生器５０は、任意の形式のラジオ波発振器、赤外線波発生器、またはマイクロ波発生器でもよい。 ラジオ波発生器が用いられる場合には、本発明は特別の周波数または変調に限定されない。

【００１９】本発明の別の実施例は、穴明き抵抗保護層からできている。 スイッチング要素は環境および穴明け抵抗部材から好ましくは絶縁されている。 本実施例の最適形態は、上防湿層、上層の下に配置された穴明け抵抗及び／又は変形抵抗保護層と、この保護層が周囲から絶縁されるように保護層の下に配置されかつ好ましくは上層に取り付けられた気泡層と、気泡層の下面と下方外面とによって画定されるスイッチング室とからできている。 本発明の実施例においては、スイッチング要素は、
マットが上外層に穴を明ける鋭い物体からの突込みを受けた場合でも、保護マット付近の作業領域に与えられる湿気、ごみ、腐食化学物質のような有害な物質から保護される。

【００２０】図５−８に示す本発明の実施例によれば、
マットに加えられる力を減じる穴明き抵抗、好ましくは耐変形保護層１２０が上層１１０の下に配置される。 鋭い工具等によって加えられる大きい点衝撃力が、保護層１２０の下に配置されたマット１００の一部を穴明きから保護するために、比較的に広い領域にわたって弱められる。 ここに用いられているように、「変形」という用語は、永久変形、すなわち、力の作用による物体の形状の変化を意味する。 この場合、物体は力の作用前の形状に戻らないことである。 上述したように、保護層１２０
は、マットが完全なレベル面上に置かれていないとに、
全体の保護マット１００の曲げを可能にするのに十分な可撓性を有している。 保護層１２０は十分な程度に可撓性を有していなければないので、保護マット１０が均等な面、または突条を含む面、例えば、マット１００の下に走る重電気コードを有するコンクリート床上に置かれたならば、保護層１２０が全体のマット１００を圧力作動要素１６０を連続的に作動せずに、曲がるようにする。 保護マット１２０が永久変形に対して十分な抵抗を有していなければならないので、物体が保護マット上に落されたならば、物体が上層１１０に穴を明け、また、
瞬間的に保護層１２０を変形させることは言っても、保護層１２０は圧力作動スイッチング要素を連続的に作動するように変形位置に留まらない。

【００２１】保護層１２０として使用するための材料または材料の組合せの安定性を測定する１つの方法は、約１１３５ｇ（2 1/2 ポンド）の針重量による衝撃の付加後に突起または溝が保護層１２０の底面から突出する距離を測定することである。 約２．５４ｍｍ（０．１インチ）の直径を有する点が、マット上で約２４０ｃｍ（８
フィート）の静止位置から落下される。 本発明にもとづいて「変形抵抗」と考えられるようにするために、前述の「針テスト」を受ける約６．３５ｍｍ（１／４インチ）の厚みを有する保護層の永久変形が約１．２７ｍｍ
（０．０５０ｉｎ）を好ましくは越えず、また、せいぜい約０．６３５ｍｍ（０．０２５ｉｎ）以下が好ましい。

【００２２】ここで用いられているように、「穴明け抵抗」という用語は、保護層が穴明けされない、すなわち、保護層が「針テスト」を受けるときに穴が保護層を完全に通過するように保護層が穴明けされずに針が約９
０ｃｍ（３フイート）の高さから落されるように変更される。

【００２３】図１に示すように、本発明の実施例には必要ではないが、保護層１２０は上層１１０と気泡層１４
０との間に有効に密封される。

【００２４】保護層１２０の構造に用いられる材料または材料の組合せは、保護マット１０と接触するかも知れない鋭い物体の突入をやわらげるように設計される。 保護層１２０は、例えば、ゼネラル・エレクトリックによってつくられているＬＥＸＡＮ／ＬＥＸＧＵＡＲＤ（商標）のような高衝撃抵抗ポリカーボネートの１またはそれ以上の層の単一の材料からつくられるか、または、Ke
vlarのような強化材料の中間層を有する高衝撃抵抗ポリカーボネートのような異なる材料の層からつくられてもよい。

【００２５】できるだけ広い範囲にわたって衝撃力を広げるために、保護層１２０の底または非衝撃側をほぼ滑らかにすることが好ましい。 図６に示すように、可撓防止湿気泡層１４０および可撓防湿底層１８０によって画定される密封スイッチング室１６０が保護層１２０の下に配置される。

【００２６】気泡層１４０の上面１４１は、できるだけ広い範囲にわたって保護層１２０からの衝撃を受けるために好ましくはほぼ滑らかになっている。 保護層１４０
の底面１４２は、スイッチング室１６０の一端から他端までほぼ延びる多数のリブ１４３からできている。 リブ１４３によって与えられる利点は、上述したマット１０
のリブ２２によって与えられる利点と同じである。

【００２７】底層１８０は、上面１８１、底面１８２を有している。 図６に示すように、底層１８０の底面１８
２は、水および他の流体を保護マット１００の下に排出させるリブ１８３を有利に設けられる。 したがって、保護マット１００が液体の漏れを受ける領域に用いるように意図される場合に、保護マット１００は漏れた液体の排除に抵抗せず、また、マット１００の有用な寿命を短縮する流体を保護マット１００にほとんど集める。

【００２８】図５に示すように、保護マット１００は電源１９０と、アンテナ１９５を有する信号発生器１９３
とからできている。 信号の作用は、マット１０に関連したことと同じである。

【００２９】図８は、本発明の保護マットの別の実施例を示す。 複数の保護層２２０，２２１が作動スイッチング要素に保護を与えるために用いられる。

【００３０】図７は、信号発生器ばかりではなく電源に接近させるように設けられた電池接近ドア９９を示す。
スイッチング装置の意図した使用にもとづいて、電池接近ドア９９は、シリコンのような互換性防湿シーラによって密封される。

【００３１】本発明によれば、スイッチング室はいくつかの理由で多数のスイッチング領域に分割されてもよい。 特定の用途においては、スイッチング要素の一部分が一方の制御装置に信号を与えさせ、他方、スイッチング室の他の部分が他方の制御装置を作動させることが好ましい。 いくつかの例においては、図５に示すような単独な保護層１２０に代えて、気泡層の一部のみの上にそれぞれ延びる対応する複数の保護層（図示せず）を与えることが望ましい。 代案として、いくつかの絶縁スイッチング室が設けられうる。

【００３２】図１−４に開示する本発明の実施例において上述したように、圧力作動装置が複数の電気圧力作動スイッチ１３０からなる場合に、スイッチ１３０は気泡層１４０のリブ１４３に垂直に好ましく配置される。 このようにして、リブ１４３と圧力作動電気スイッチ１３
０との間の接点において各リブ１４３によって加えられる力が、リブ１４３がスイッチ１３０に平行に延長されている場合よりも集中される。 当業者にとって明らかなように、スイッチ１３０の全長にそう完全な接点に反して、スイッチ１３０の上または底にそう単独点において接触を必要とする。

【００３３】当業者であれば、別の圧力作動スイッチング装置が図示する導通接点に代えて用いられてもよいことが理解されよう。 例えば、空気作動スイッチング装置は信号発生器に連結されうる。

【００３４】本発明は、多くの形状をとる圧力作動スイッチング装置とともに実施されてもよい。 例えば、図９
に示すスイッチ３００のような単独の圧力作動スイッチング要素は、電磁波発生器３５０および電源３４０に電気的に接続されてもよい。 このようなスイッチ及び／又は信号発生器は、可撓保護ハウジング３２０内に包囲されてもよい。 任意点押圧スイッチ３００は、ガレージ・
ドアの底のような可動物体の縁上の設置が適しているか、または、装置の別の部品が必要に応じて所望の作用面に締結されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部を除去した状態の本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】図１の２−２線からみたスイッチング装置の断面図である。

【図３】図１に示す１組の接点の斜視図である。

【図４】図３に示す任意点押圧接点の端部の斜視図である。

【図５】一部を除去した状態の本発明の別の実施例の斜視図である。

【図６】図５の６−６線からみた断面図である。

【図７】図５に示すスイッチング装置の角部の部分底斜視図であって、電池出入れドアを示す。

【図８】図６の実施例に類似のもので本発明の別の実施例の断面図である。

【図９】一部を除去した本発明のさらに別の実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１０：スイッチング装置（保護マット）、 ２１：上カバー、２７：底カバー、
２４：リブ、２２：突条、
３０：接点部材、４０：電源、
５０：電磁波発生器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・ピー・ディペリ アメリカ合衆国ニューヨーク州11741, ホルブルック，ブロードウェイ・アベニ ュー 865，アパートメント 12エイ (56)参考文献 特開 昭59−73891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−3521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−82918（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−146825（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−44918（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−54213（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−55022（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−100644（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) H01H 13/16 H01H 13/00