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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-05
(54)【発明の名称】リードスイッチ用の屈曲ウェブ設計
(51)【国際特許分類】
H01H 36/00 20060101AFI20240529BHJP
H01H 11/00 20060101ALI20240529BHJP
【ＦＩ】
H01H36/00 302
H01H11/00 S
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023573327
(86)(22)【出願日】2022-06-07
(85)【翻訳文提出日】2024-01-26
(86)【国際出願番号】 US2022032432
(87)【国際公開番号】W WO2022261047
(87)【国際公開日】2022-12-15
(31)【優先権主張番号】17/341,964
(32)【優先日】2021-06-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519226506
【氏名又は名称】リテルフューズ、インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】タクラ、リチャード マラバナン
(72)【発明者】
【氏名】カビラン、ヨルダンナフ
(72)【発明者】
【氏名】アベリン、エドウィン カニド
【テーマコード（参考）】
5G023
5G046
【Ｆターム（参考）】
5G023BA34
5G046CA02
5G046CD15
(57)【要約】
新規のリードスイッチが開示される。リードスイッチは、３部構成のブレードを特徴とし、各ブレードのウェブ部分は、導線部分に対して屈曲しており、その屈曲角度は調整可能である。ブレードがガラス筐体内に封止されるとき、各ブレードの隣接するコンタクト間の間隙は、筐体の溶融ガラスが冷却され硬化すると変化せず、製造中にリードスイッチのプルイン感度の信頼性が高いことが確保される。ウェブ部分および導線部分の間の屈曲は、より簡単であってもよいし、またはより複雑であってもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の端部および第２の端部を有する円筒形の筐体；第１の導線、第１のウェブ、および第１のコンタクトを有する第１のブレード、ここで前記第１のウェブは、前記第１の導線に対して第１の角度で屈曲している；および
第２の導線、第２のウェブ、および第２のコンタクトを有する第２のブレード、ここで前記第２のウェブは、前記第２の導線に対して前記第１の角度で屈曲している；を備え、
前記第１のコンタクトおよび前記第２のコンタクトの間に間隙を有した状態で、前記第１のコンタクトが前記第２のコンタクトに隣接している、リードスイッチ。
【請求項2】
前記第１の導線が前記第１の端部に対して垂直であるように、前記第１の導線が前記筐体の前記第１の端部に配置されている、請求項１に記載のリードスイッチ。
【請求項3】
前記第２の導線が前記第２の端部に対して垂直であるように、前記第２の導線が前記筐体の前記第２の端部に配置されている、請求項２に記載のリードスイッチ。
【請求項4】
前記間隙が、前記リードスイッチのプルイン感度に比例する、請求項３に記載のリードスイッチ。
【請求項5】
前記第１のウェブ、前記第１のコンタクト、前記第２のウェブ、および前記第２のコンタクトが、前記筐体の内側に密封されている、請求項１に記載のリードスイッチ。
【請求項6】
前記第１の導線が平面内にあり、前記第２の導線が前記平面内にある、請求項１に記載のリードスイッチ。
【請求項7】
前記第１の角度が、第２の角度に等しい、請求項１に記載のリードスイッチ。
【請求項8】
前記第１の端部および前記第２の端部は、前記第１の端部に前記第１の導線が配置され、前記第２の端部に前記第２の導線が配置された状態で加熱される、請求項１に記載のリードスイッチ。
【請求項9】
プルイン感度をさらに備え、前記プルイン感度および前記間隙の間の相関が、最大５０アンペアターン（５０アンペア）で８２％である、請求項１に記載のリードスイッチ。
【請求項10】
円筒形の筐体の第１の端部に挿入される第１のブレード、前記第１のブレードは、第１の導線の第１の部分を含む第１の外側部分；および
前記第１の導線の第２の部分、第１のウェブ、および第１のコンタクトを含む第１の内側部分、ここで前記第１のウェブは、前記第２の部分に対して第１の角度で屈曲している、を有する；および
前記円筒形の筐体の第２の端部に挿入される第２のブレード、前記第２のブレードは、
第２の導線の第３の部分を含む第２の外側部分；および
前記第２の導線の第４の部分、第２のウェブ、および第２のコンタクトを含む第２の内側部分、前記第２のコンタクトは、前記第１のコンタクトに隣接しており前記第１のコンタクトから所定の距離にあり、ここで前記第２のウェブは、前記第４の部分に対して、第２の角度で屈曲している、を有する
を備える、リードスイッチ。
【請求項11】
前記第１の導線が平面内にあり、前記第２の導線が前記平面内にある、請求項１０に記載のリードスイッチ。
【請求項12】
前記第１の端部および前記第２の端部が、前記平面によって二分される、請求項１１に記載のリードスイッチ。
【請求項13】
前記第１の導線が前記第１の端部に対して垂直であり、前記第２の導線が前記第２の端部に対して垂直である、請求項１０に記載のリードスイッチ。
【請求項14】
前記所定の距離が、前記リードスイッチのプルイン感度に比例する、請求項１０に記載のリードスイッチ。
【請求項15】
前記第１の角度が、前記第２の角度に等しい、請求項１０に記載のリードスイッチ。
【請求項16】
第１のブレードをガラス筐体の第１の端部に挿入する段階、前記第１のブレードは、第１の導線、第１のウェブ、および第１のコンタクトを有し、前記第１のウェブは、前記第１の導線に対して屈曲しており、ここで前記第１のウェブおよび前記第１のコンタクトは、前記ガラス筐体の内側にあり、前記第１の導線は、前記第１の端部の入り口に交差する；前記第１の端部を加熱して、前記第１の端部において前記第１のブレードを封止する段階、ここで前記第１のブレードは、前記第１の端部が冷却され硬化すると、前記第１の端部に対して垂直である；
第２のブレードを前記ガラス筐体の第２の端部に挿入する段階、前記第２のブレードは、第２の導線、第２のウェブ、および第２のコンタクトを有し、前記第２のウェブは、前記第２の導線に対して屈曲しており、前記第２のコンタクトは、間に間隙を有する状態で前記第１のコンタクトと隣接しており、ここで前記第２のウェブおよび前記第２のコンタクトは、前記ガラス筐体の内側にあり、前記第２の導線は、前記第２の端部の入り口に交差する；
前記第２の端部を加熱して、前記第２の端部において前記第２のブレードを封止する段階、ここで、前記第２の端部が冷却され硬化すると、前記間隙が変化しない、
を備える、リードスイッチを製造する方法。
【請求項17】
前記第２のブレードは、前記第２の端部が冷却され硬化すると、前記第２の端部に対して垂直である、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記第１のウェブ、前記第１のコンタクト、前記第２のウェブ、および前記第２のコンタクトが、前記ガラス筐体の内側に密封される、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記リードスイッチが、前記間隙に相関したプルイン感度を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項20】
前記プルイン感度および前記間隙の間の前記相関が、最大５０アンペアターン（５０アンペア）で８２％である、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、リードスイッチに関し、より詳細には、リードスイッチの製造事項に関する。
【背景技術】
【0002】
リードスイッチは、印加される磁場によって動作する電気スイッチである。リードスイッチは、ブレードとして知られている２つの強磁性金属片を有し、この強磁性金属片の一部分が、密封されたガラス筐体内に配置されている。通常、ブレードは互いに接続されていないが、磁場が存在するときに接続される。代替的に、ブレードは、最初に互いに接続された状態であり、次いで磁石に近づけられたときに離れてよい。
【0003】
リードスイッチを作動させるのに必要な磁場の量は、その感度またはプルイン感度（ｐｕｌｌ－ｉｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）として知られており、アンペアターン（ａｍｐｅｒｅ－ｔｕｒｎｓ：ＡＴ）（アンペア）で測定される。アンペアターン（アンペア）は、試験コイル内の電流に、その試験コイルの巻き数をかけることによって与えられる。リードスイッチに適した金属合金の範囲には限りがあるが、その違いでもなおプルイン感度に影響を及ぼすことがある。ブレードの機械的特徴、例えばその長さ、幅、およびブレードの可撓性（平坦な）部分の厚さなども、プルイン感度に影響を及ぼすことがある。ブレードのタイプ、寸法、および形状に加えて、コンタクトとして知られているブレードの先端部分の間の距離が、リードスイッチのプルイン感度に影響を及ぼす。
【0004】
通常、リードスイッチのブレードは比較的薄く、コンタクトに幅広部分があり、これによりブレードに多少の可撓性が与えられている。リードスイッチのプルイン感度を制御するために、各ブレードの一部分は、２つのコンタクトが予め定義された距離だけ離れるようにガラス筐体内に封止される。リードスイッチは、きわめて小型であってよい。２つのブレードのコンタクトが正確な距離だけ離れるようにリードスイッチを製造することは、困難であり得る。
【0005】
本改善が有用になり得るのは、これらおよび他の考慮事項に対してである。
【発明の概要】
【0006】
この概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形態で紹介するために提供されている。この概要は、特許請求される主題の重要または不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する助けとなることを意図するものでもない。
【0007】
本開示によるリードスイッチの例示的な実施形態は、２つの端部、第１のブレード、および第２のブレードを有する円筒形の筐体を含んでよい。第１のブレードは、第１の導線、第１のウェブ、および第１のコンタクトを有し、第１のウェブは、第１の導線に比べて、第１の角度で屈曲している。第２のブレードは、第２の導線、第２のウェブ、および第２のコンタクトを有し、第２のウェブは、第２の導線に比べて第２の角度で屈曲している。第１のコンタクトは、それらの間に間隙を有する状態で第２のコンタクトに隣接している。
【0008】
本開示によるリードスイッチの別の例示的な実施形態は、第１および第２のブレードを含んでよい。第１のブレードは、円筒形の筐体の第１の端部に挿入され、第１の外側部分および第１の内側部分を含む。筐体の外側にある第１の外側部分は、第１の導線の第１の部分を含む。筐体の内側にある第１の内側部分は、第１の導線の第２の部分、第１のウェブ、および第１のコンタクトを含む。第１のウェブは、第１の導線に対して第１の角度で屈曲している。第２のブレードは、円筒形の筐体の第２の端部に挿入され、第２の外側部分および第２の内側部分を含む。第２の外側部分は、第２の導線の第１の部分を含む。第２の内側部分は、第２の導線の第２の部分、第２のウェブ、および第２のコンタクトを含む。第２のコンタクトは、第１のコンタクトに隣接し、第１のコンタクトから所定の距離にある。第２のウェブは、第２の導線に対して第２の角度で屈曲している。
【0009】
本開示による、リードスイッチを製造する方法の例示的な実施形態は、第１のブレードを、ガラス筐体の第１の端部に挿入する段階を含んでよい。第１のブレードは、第１の導線、第１のウェブ、および第１のコンタクトを有し、第１のウェブは、第１の導線に対して屈曲している。第１のウェブおよび第１の導線は、ガラス筐体の内側にあり、その一方で第１の導線は、第１の端部の入り口に交差する。第１の端部は加熱されて、第１の端部において第１のブレードを封止し、第１のブレードは、第１の端部が冷却され硬化すると、第１の端部に対して垂直である。第２のブレードは、ガラス筐体の第２の端部に挿入される。第２のブレードは、第２の導線、第２のウェブ、および第２のコンタクトを有し、第２のウェブは、第２の導線に対して屈曲している。第２のコンタクトは、それらの間に間隙を有する状態で第１のコンタクトに隣接している。第２のウェブおよび第２の導線は、ガラス筐体の内側にあり、その一方で第２の導線は、第２の端部の入り口に交差する。第２の端部は加熱されて、第２の端部において第２のブレードを封止する。第２の端部が冷却され硬化すると、間隙は変化しない。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】従来技術によるリードスイッチおよびその筐体を示す図である。
【図1B】従来技術によるリードスイッチおよびその筐体を示す図である。
【図1C】従来技術によるリードスイッチおよびその筐体を示す図である。
【図1D】従来技術によるリードスイッチおよびその筐体を示す図である。
【0011】
【図2A】は、従来技術によるリードスイッチのブレードを示す図である。
【図2B】は、従来技術によるリードスイッチのブレードを示す図である。
【図2C】は、従来技術によるリードスイッチのブレードを示す図である。
【図2D】は、従来技術によるリードスイッチのブレードを示す図である。
【0012】
【0013】
【図4】例示的な実施形態によるリードスイッチを示す図である。
【0014】
【0015】
【0016】
【図7】例示的な実施形態による、代替的なウェブ設計を有する新規のリードスイッチブレードを示す図である。
【図8】例示的な実施形態による、代替的なウェブ設計を有する新規のリードスイッチブレードを示す図である。
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
新規のリードスイッチが開示される。リードスイッチは、３部構成のブレードを特徴とし、各ブレードのウェブ部分には、導線部分に対して角度が付けられており、その角度は調整可能である。ブレードがガラス筐体内に封止されるとき、各ブレードの隣接するコンタクト間の間隙は、ガラス封止が形成されると変化せず、製造中にリードスイッチのプルイン感度の信頼性が高いことが確保される。
【0019】
図１Ａ～１Ｄは、従来技術によるリードスイッチ１００およびその筐体の代表図である。図１Ａは、リードスイッチ１００の側面図であり；図１Ｂは、図１Ｂの図に対して垂直なリードスイッチ筐体の第１の側面図であり；図１Ｃは、リードスイッチ筐体の第２の側面図であり；および図１Ｄは、リードスイッチ筐体の等角図である。リードスイッチ１００は、筐体１１２内に部分的に挿入された１対のブレード１０２ａおよび１０２ｂ（集合的に「ブレード１０２」）からなる。さらに、従来技術のリードスイッチ１００のブレード１０２に関する詳細事項は、以下の図２Ａ～２Ｄおよび図３の説明において提供される。
【0020】
筐体１１２は、少量の鉄でドープされて薄緑色になったガラスから作られた円筒管である。筐体は、２つの封止端部、すなわち円筒管の一方の端部にある封止端部１１６ａ、および管の他方の端部にある第２の封止端部１１６ｂ（集合的に「封止端部１１６」）を含む。図１Ｂ～１Ｄは、封止端部１１６が形成される前の未加工ガラスの形態で筐体１１２を示している。リードスイッチ１００の一部になる前に、筐体１１２は、端部１２２ａおよび１２２ｂ（集合的に端部１２２）を含む。特に図１Ｃに示してあるように、端部１２２は実質的に円形であり、ブレード１０２の最も太い部分の直径と比べてそれほど大きくない半径を有する。組み立て中、端部１２２は加熱され、次いでそれぞれのブレード１０２の周りで硬化および閉鎖するように冷却されて封止端部１１６になる。
【0021】
各ブレード１０２は、筐体１１２に対するそれらの関係から名付けられた挿入部分および外側部分を含む。したがってブレード１０２ａは、挿入部分１１８ａおよび外側部分１２０ａを含み、ブレード１０２ｂは、挿入部分１１８ｂおよび外側部分１２０ｂを含む（以下「挿入部分１１８および外側部分１２０」）。製造中、外側部分１２０ａが筐体１１２の外側にあるままで、ブレード１０２ａの挿入部分１１８ａは端部１２２ａに供給され、その端部が加熱されて溶融ガラスになり、その後ブレードの周りで封止されて封止端部１１６ａが形成される。次に、外側部分１２０ｂが筐体１１２の外側にあるままで、ブレード１０２ｂの挿入部分１１８ｂは端部１２２ｂに供給され、その端部が同じく加熱されて溶融ガラスになり、その後ブレードの周りで封止されて封止端部１１６ｂが形成される。これらの動作が完了すると、２つのブレードの挿入部分１１８が密封され、それにより空気、酸素、および他の気体は、筐体１１２のチャンバに入ることができなくなる。各ブレード１０２の外側部分１２０は、リードスイッチ１００を回路に接続するために筐体１１２の外側にあるままである。
【0022】
図２Ａ～２Ｄは、従来技術による図１Ａのリードスイッチ１００のブレード１０２の代表図である。ブレード１０２は、コンタクト２０４、ウェブ２０６、および導線２０８からなる単体の強磁性金属要素である。図２Ａは、ブレード１０２の上面図であり；図２Ｂは、ブレード１０２のコンタクト２０４の拡大上面図であり；図２Ｃは、ブレード１０２の側面図であり；図２Ｄは、ブレード１０２のコンタクト２０４の拡大側面図である。ブレード１０２は、２つの遷移部を特徴とし、ここでブレード構成要素の特性は変化する。一方の遷移部は、導線２０８およびウェブ２０６の間にあり、他方の遷移部は、ウェブ２０６およびコンタクト２０４の間にある。
【0023】
導線２０８は、円筒形状であり、したがって上部から見たとき（図２Ａ）または側部から見たとき（図２Ｃ）に同様に見える。一方の遷移部において、上面図ではウェブ２０６は導線２０８よりも幅広いが、その一方で側面図ではウェブ２０６は導線２０８よりも細く平坦である。第２の遷移部において、上面図ではコンタクト２０４はウェブ２０６よりも細く幅狭であるが、その一方で側面図ではコンタクト２０４はウェブ２０６よりも厚い。上面図では、コンタクト２０４はマイナスドライバーに似ている。側面図では、コンタクト２０４は、導線２０８に対して遠位の端部に尖った先端を有する小さい鉛筆に似ている。
【0024】
リードスイッチ１００のプルイン感度は、２つのブレード１０２間の間隙、具体的には、筐体１１２の内側にある２つのコンタクト２０４間の間隙に比例する。したがって、ブレード１０２ｂに対するブレード１０２ａの位置により、間隙の幅が決まる。ブレード１０２ａおよび１０２ｂが筐体１１２内に封止されるときのそれらの相対位置ならびに筐体の配向を示すための基準が、線１１０（図１Ａ）によって提供される。ブレード１０２ｂは、線１１０に沿って配置されているが、ブレード１０２ａはそうなっていない。代わりにブレード１０２ａは、線１１０より上に配置されている。さらに、筐体１１２の上部は、ブレード１０２ａからある程度オフセットしており、これをＸとする。
【0025】
オフセットの程度Ｘは、意図的なものではない。リードスイッチ１００の製造中、各ブレード１０２は、線１１０に沿って配置されるように位置付けられる。さらに筐体１１２も、線１１０が封止端部１１６を二分し、円筒形の筐体の上部および下部がその線に対して平行になるように、その線に沿って配置される。図１Ａの例において、ブレード１０２ａは、筐体１１２の端部１２２ａに挿入され、線１１０に沿って配置される。同様に、ブレード１０２ｂは、筐体１１２の端部１２２ｂに挿入され、線１１０に沿って配置される。この点で、まだ封止されていないガラス筐体１１２の内側に両方のブレードが位置付けられて、ブレード１０２ａのコンタクト２０４ａが、ブレード１０２ｂのコンタクト２０４ｂに接触する。端部１２２ａを加熱し、加熱されたガラスを冷却および硬化させ、こうしてブレード１０２ａを固定することにより、第１の封止動作が実行され；次いで、端部１２２ｂを加熱し、加熱されたガラスを冷却および硬化させ、こうしてブレード１０２ｂを固定することにより、第２の封止動作が実行される。ガラスがなお柔らかい／溶融している間に、コンタクト２０４間の間隙が機械的に設定される。端部１２２が冷却され（封止端部１１６になった）後に、ブレードが固定される。しかしながら、機械的に設定された間隙は、冷却動作中に動き、ブレードのうちの一方、この例ではブレード１０２ａは、線１１０に沿ったその意図された位置にもはやない。
【0026】
ブレード１０２は筐体１１２に密封されるべきであることを思い出されたい。これは、ガラス筐体１１２の端部１２２を、高エネルギーの赤外線ビームを使用することなどによって溶融することにより実現される。溶融ガラスの冷却および硬化時に、端部１２２は、ブレード１０２を機械的に固定する封止端部１１６になる。こうして、筐体１１２のそれぞれの封止端部１１６にブレード１０２を固定するための動作中に、オフセットの程度Ｘが生じる。冷却および硬化の段階中に、２つのブレードが、筐体１１２の中心に向かって「投じられる」。この現象は、ガラスの凝集性ならびに重力により影響を受ける。重力は、溶融ガラスを組立体の重心に向かって引っ張り、こうして間隙が確立された後のブレード１０２の初期位置に影響を及ぼす。ガラスの溶融状態から固体状態までの間の遷移中の、ガラスの凝集または分子収縮も、ブレード１０２の初期位置に影響を及ぼす。したがって、ブレード１０２は、筐体１１２内でそれらの意図した位置に位置付けられるかもしれないが、その一方で、端部を封止する溶融材料が冷却されると、一方（または両方）のブレードが、元の配置から離れるようにシフトする。
【0027】
図１Ａでは、筐体１１２によりブレード１０２、特にコンタクト２０４の図が不明瞭になる。したがって、従来技術によるブレード１０２の新たな図が、図３に提示される。ブレード１０２ａは、コンタクト２０４ａ、ウェブ２０６ａ、および導線２０８ａを特徴としており；ブレード１０２ｂは、コンタクト２０４ｂ、ウェブ２０６ｂ、および導線２０８ｂを特徴としている。ブレード１０２ｂは、線１１０に沿って配置されているが、ブレード１０２ａはそうなっていない。間隙Ｇ０が、コンタクト２０４ａおよびコンタクト２０４ｂの間に形成される。ブレード１０２ａの位置がその元の配置に対して変わっているので、２つのコンタクト２０４の意図した配置が変わる。これは、２つのコンタクト２０４間の間隙Ｇ０が変動することを意味する。間隙の寸法Ｇ０がこのように変動した結果として、リードスイッチ１００のプルイン感度が、元の設計から変動している。
【0028】
したがって、リードスイッチ１００は、組み立て中に設定された必要なプルイン感度（ＡＴ）に照準を合わせるという点で、能力が低い。リードスイッチの製造中に照準を満たせないことにより、顧客の需要（時間および量）を固守することが困難になる可能性が高い。さらに、一部の在庫は、プルイン感度が高すぎまたは低すぎることがあり、結果的に廃棄される在庫が生じる。大きな廃棄の打撃を克服するために追加の生産量が作製される場合、これにより製造業者にとってのコストが増大する。
【0029】
図４は、例示的な実施形態による、新規のリードスイッチ４００を示す代表図である。リードスイッチ４００は、筐体４１２内に部分的に挿入された１対のブレード４０２ａおよび４０２ｂ（集合的に「ブレード４０２」）からなる。さらに、新規のリードスイッチ４００のブレード４０２に関する詳細事項は、以下の図５Ａ～５Ｄおよび図６の説明において提供される。
【0030】
筐体４１２は、少量の鉄でドープされて薄緑色になったガラスから作られた円筒管である。例示的な実施形態において、筐体４１２は、図１Ｂ～１Ｄの筐体１１２と実質的に同様である。したがって、筐体は、２つの端部、すなわち円筒管の一方の端部にある第１の端部１２２ａ、および管の他方の端部にある第２の端部１２２ｂ（例えば、端部１２２）を含む。端部１２２は実質的に円形であり、ブレード４０２の最も太い部分の直径と比べてそれほど大きくない半径を有する。以下でより詳細に説明するように、それぞれのブレード４０２を受けると、端部１２２は、加熱されて溶融材料になり、ブレードを固定するために硬化して封止端部４１６ａおよび４１６ｂになる（集合的に「封止端部４１６」）。
【0031】
各ブレードは、筐体４１２に対するそれらの関係から名付けられた挿入部分および外側部分を含む。したがってブレード４０２ａは、挿入部分４１８ａおよび外側部分４２０ａを含み、ブレード４０２ｂは、挿入部分４１８ｂおよび外側部分４２０ｂを含む（以下「挿入部分４１８および外側部分４２０」）。製造中、外側部分４２０ａが筐体４１２の外側にあるままで、ブレード４０２ａの挿入部分４１８ａは端部（例えば、図１Ｄの端部１２２ａ）に供給され、高エネルギーの赤外線ビームなどの熱を加えることに起因して、その端部が溶融されて溶融ガラスになり、溶融ガラスが硬化すると、ブレードの周りで封止される。次に、外側部分４２０ｂが筐体４１２の外側にあるままで、ブレード４０２ｂの挿入部分４１８ｂは第２の端部（例えば、図１Ｄの端部１２２ｂ）に供給され、熱を加えることに起因して、その端部が溶融されて溶融ガラスになり、溶融ガラスが硬化すると、ブレードの周りで封止される。第２のブレード４０２ｂが封止されると、２つのブレードの挿入部分４１８が密封され、それにより空気、酸素、および他の気体は、筐体４１２のチャンバに入ることができなくなる。各ブレード４０２の外側部分４２０は、リードスイッチ４００を回路に接続するために筐体４１２の外側にあるままである。
【0032】
ブレード４０２ａおよび４０２ｂが筐体４１２内に封止されるときのそれらの相対位置ならびに筐体の配向を示すための基準が、線４１０によって提供される。従来技術のリードスイッチ１００（図１Ａ）とは対照的に、新規リードスイッチ４００の両方のブレード４０２が、線４１０に沿って配置されている。さらに、例示的な実施形態において、筐体４１２は、線４１０に対して実質的に平行である。従来技術のリードスイッチ１００に存在したような、筐体４１２の上部の位置および線４１０の間のオフセットは、存在していないように見える。例示的な実施形態において、線４１０に沿ったブレード４０２および筐体４１２の配向は、ブレード４０２の新規の構成からもたらされている。
【0033】
図５Ａ～５Ｄは、例示的な実施形態による、図４のリードスイッチ４００のブレード４０２の代表図である。ブレード４０２は、コンタクト５０４、ウェブ５０６、および導線５０８からなる単体の強磁性金属要素である。図５Ａは、ブレード４０２の上面図であり；図５Ｂは、ブレード４０２のコンタクト５０４の拡大上面図であり；図５Ｃは、ブレード４０２の側面図であり；図５Ｄは、ブレード４０２のコンタクト５０４の拡大側面図である。ブレード４０２は、２つの遷移部を特徴とし、ここでブレード構成要素の特性は変化する。一方の遷移部は、導線５０８およびウェブ５０６の間にあり、他方の遷移部は、ウェブ５０６およびコンタクト５０４の間にある。
【0034】
導線５０８は、円筒形状であり、したがって上部から見たとき（図５Ａ）または側部から見たとき（図５Ｃ）に同様に見える。一方の遷移部において、上面図ではウェブ５０６は導線５０８よりも幅広いが、その一方で側面図ではウェブ５０６は導線５０８よりも細く平坦である。第２の遷移部において、上面図ではコンタクト５０４はウェブ５０６よりも細く幅狭であるが、その一方で側面図ではコンタクト５０４はウェブ５０６よりも厚い。上面図では、コンタクト５０４はマイナスドライバーに似ている。側面図では、コンタクト５０４は、導線５０８に対して遠位の端部に尖った先端を有する小さい鉛筆に似ている。例示的な実施形態において、コンタクト５０４およびウェブ５０６は、同じ平面内にある。
【0035】
ブレード４０２の上面図および拡大上面図（図５Ａおよび５Ｂ）は、ブレード２０２の上面図および拡大上面図（図２Ａおよび２Ｂ）と実質的に同様に見える。しかしながら、ブレード４０２の側面図および拡大側面図（図５Ｃおよび５Ｄ）は、ブレード４０２がブレード２０２（図２Ｃおよび２Ｄ）とどのように異なるかを示している。例示的な実施形態において、ブレード４０２のウェブ５０６は、導線５０８に対して屈曲している。例示的な実施形態において、ウェブ５０６は、導線５０８に対して角度Ｙ°だけオフセットしており、Ｙ°の角度は、リードスイッチ４００のプルイン感度に比例している。いくつかの実施形態において、ウェブ５０６およびコンタクト５０４は同じ平面内にあるので、コンタクト５０４も、導線５０８に対して角度Ｙ°だけオフセットしている。したがって、新規リードスイッチ４００は、「屈曲ウェブ」設計と考えられてよい。例示的な実施形態において、角度Ｙは調整可能である。したがって、導線５０８に対するウェブ５０６のオフセット角度は、リードスイッチ４００の所望のプルイン感度に応じて大きくてもまたは小さくてもよい。
【0036】
他のリードスイッチと同様に、屈曲ウェブのリードスイッチ４００のプルイン感度は、２つのブレード４０２間の間隙、具体的には、筐体４１２の内側にある２つのコンタクト４０４間の間隙に比例する。したがって、ブレード４０２ｂに対するブレード４０２ａの位置により、間隙の幅が決まる。例示的な実施形態において、ブレード４０２のウェブ５０６および導線５０８の間のＹ°の角度により、新規リードスイッチ４００の筐体４１２の内側の２つのコンタクト４０４間の間隙を制御できるようになる。
【0037】
図４では、筐体４１２によりブレード４０２、特にコンタクト５０４の図が不明瞭になる。したがって、例示的な実施形態によるブレード４０２の新たな図が、図６に提示される。ブレード４０２ａは、コンタクト５０４ａ、ウェブ５０６ａ、および導線５０８ａを特徴としており；ブレード４０２ｂは、コンタクト５０４ｂ、ウェブ５０６ｂ、および導線５０８ｂを特徴としている。両方のブレード４０２ａおよび４０２ｂは、線５１０に沿って配置される。図５Ｃに示してあるように、ブレード４０２は、導線５０８からＹ度オフセットしたウェブ５０６を有する。図６の連結されたリードスイッチのブレードについて、ブレード４０２ａのウェブ５０６ａは、導線５０８ａからＹ１°だけオフセットしており、ブレード４０２ｂのウェブ５０６ｂは、導線５０８ｂからＹ２°だけオフセットしている。例示的な実施形態において、オフセットＹ１およびＹ２は、実質的に同様である。コンタクト５０４ａおよびコンタクト５０４ｂの間に間隙Ｇ１が形成されている。例示的な実施形態において、間隙Ｇ１は、オフセットＹ１およびＹ２を設定することによって制御される。
【0038】
例示的な実施形態において、ブレード４０２ｂは、ブレード４０２ａを鉛直方向に、次いで水平方向に反転させ、次いで２つのコンタクト５０４ａおよび５０４ｂを、それらが互いに隣接するまで移動させることによって、ブレード４０２ａから作られることが可能である。または、コンタクト同士を互いに隣接するよう配置する前に、ブレード４０２ｂを、水平方向に反転させ、次いで鉛直方向に反転させることが可能である。図６の図では、ブレード４０２ａのウェブ５０６ａは、導線５０８ａおよび線５１０に対して角度Ｙ１で下向きに屈曲している。ブレード４０２ｂのウェブ５０６ｂは、導線５０８ｂおよび回線５１０に対して角度Ｙ２で屈曲している。例示的な実施形態において、導線５０８ａは平面内にあり、導線５０８ｂは同じ平面内にある。例示的な実施形態において、リードスイッチ４００は非極性であり、ブレード４０２ａおよび４０２ｂは交換可能である。
【0039】
図４および５Ｃを参照すると、屈曲ウェブのリードスイッチ４００のブレード４０２は、従来技術のリードスイッチ１００のブレード１０２と同様に、別々に筐体４１２に挿入される。ブレード４０２ａの外側部分４２０ａは、導線５０８ａからなり、その一方で内側部分４１８ａは、導線５０８ａの一部分、ならびにウェブ５０６ａおよびコンタクト５０４ａからなる。同様に、ブレード４０２ｂの外側部分４２０ｂは、導線５０８ｂからなり、その一方で内側部分４１８ｂは、導線５０８ｂの一部分、ならびにウェブ５０６ｂおよびコンタクト５０４ｂからなる。導線５０８は、筐体４１２のそれぞれの端部の入り口に交差している。したがって、溶融ガラス材料が硬化すると、それぞれのブレード４０２の導線５０８のみが、筐体４１２の入り口（封止端部４１６）に配置される。
【0040】
各ブレード４０２は、線４１０に沿って配置されるように位置付けられる。例示的な実施形態において、導線５０８は、筐体が封止されるときに導線が封止端部４１６に対して垂直になるように、筐体４１２のそれぞれの端部に挿入される。線４２２ａは、封止端部４１６ａの平面を指し、線４２２ｂは、封止端部４１６ｂの平面を指す（集合的に「線４２２」）。例示的な実施形態において、筐体４１２への挿入時、ブレード４０２の導線５０８は、線４２２に対して垂直である。さらに、いくつかの実施形態において、導線５０８を封止端部４１６の中心に据えることにより、リードスイッチ４００の視覚的外観を改善するためのより丸みのある封止が作製される。
【0041】
ブレード４０２は筐体４１２に密封されるべきであることを思い出されたい。これは、筐体のそれぞれの側のガラス材料を、その材料が溶融ガラスになるまで加熱することによって実現される。従来技術のリードスイッチ１００のブレード１０２とは対照的に、溶融ガラスがそれぞれの封止端部４１６においてブレード４０２の周りで冷却され硬化すると、どちらのブレード４０２も、筐体４１２内の元の配置からシフトしない。
【0042】
例示的な実施形態において、筐体４１２も、線４１０が封止端部４１６を二分し、円筒形の筐体の上部および下部がその線に対して平行になるように、その線に沿って配置される。したがって、ブレード４０２ａは、筐体４１２の端部に挿入され、端部が封止端部４１６ａになると、線４１０に沿って配置される。次に、ブレード４０２ｂは、筐体４１２の端部に挿入され、端部が封止端部４１６ｂになると、線４１０に沿って配置される。
【0043】
例示的な実施形態において、導線５０８の配置、およびそれぞれブレード４０２のウェブ５０６の間のオフセット角度Ｙ１およびＹ２により、両方の導線は、その両方の導線が線４１０と一致するように（および線４２２に対して垂直であるように）筐体４１２に付着される。さらに、端部４１６が封止端部４１６になる硬化動作の後に、両方の導線５０８は、線４１０と一致したままである。リードスイッチ４００は、組立体の重心に向けて溶融ガラスを引っ張る重力、および溶融状態および固体状態の間の遷移中に筐体に影響を及ぼす凝集または分子収縮に、なお影響される。それにもかかわらず、例示的な実施形態において、屈曲ウェブ設計は、従来技術のリードスイッチ１００のブレード１０２で生じるような、硬化ステップ中の筐体４１２の中央に向かってブレード４０２が投げ戻されることを、もはやもたらさない。
【0044】
各ブレード４０２の位置は（筐体４１２内に最初に挿入されるかまたは２番目に挿入されるかにかかわらず）、それらの元の配置に対して変化しないので、２つのコンタクト５０４間の間隙Ｇ１は、制御可能であり、製造中に変動することはない。間隙Ｇ１の寸法が変動しないので、例示的な実施形態において、リードスイッチ４００のプルイン感度は維持される。
【0045】
図７および８は、例示的な実施形態による、代替的な屈曲ウェブ設計を有する新規のリードスイッチブレードを示す代表図である。図７は、リードスイッチの筐体に挿入されてよいブレード７０２ａおよび７０２ｂ（集合的に「ブレード７０２」）の側面図である。ブレード７０２ａは、コンタクト７０４ａ、ウェブ７０６ａ、および導線７０８ａを特徴としており；ブレード７０２ｂは、コンタクト７０４ｂ、ウェブ７０６ｂ、および導線７０８ｂを特徴としている（集合的に「コンタクト７０４」、「ウェブ７０６」、および「導線７０８」）。線７１０は、以前と同様に、各ブレード７０２の相対位置を示すために示してある。ウェブ７０６は、３つの部分、すなわちそれぞれの導線７０８からオフセット角度Ｗ１だけオフセットした第１のセクション７１２、導線に対して平行な第２のセクション７１４、およびそれぞれの導線から角度Ｗ２だけオフセットした第３のセクション７１６を有するものとして特徴付けられる。第２のブレード７０２ｂは、同様に構成される。
【0046】
ブレード４０２のコンタクト５０４（図６）と比較すると、いくつかの実施形態において、コンタクト７０４は、それぞれの導線７０８に対して位置が変わっていない。ブレード７０２の挿入中、およびその後の、筐体のそれぞれの端部にそれらを封止する間に、コンタクト７０４ａおよび７０４ｂの間で間隙Ｇ２が維持される。各ブレード７０２のウェブ７０６を変えることにより、従来技術のブレード１０２を特徴付ける投げ戻し現象（ｔｈｒｏｗｂａｃｋ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）が回避される。それゆえに、例示的な実施形態において、間隙Ｇ２は、図７のブレード設計を使用して制御可能であり、したがってブレード７０２を特徴とするリードスイッチのプルイン感度が、製造中に維持される。
【0047】
図８は、リードスイッチの筐体に挿入されてよいブレード８０２ａおよび８０２ｂ（集合的に「ブレード８０２」）の側面図である。ブレード８０２ａは、コンタクト８０４ａ、ウェブ８０６ａ、および導線８０８ａを特徴としており；ブレード８０２ｂは、コンタクト８０４ｂ、ウェブ８０６ｂ、および導線８０８ｂを特徴としている（集合的に「コンタクト８０４」、「ウェブ８０６」、および「導線８０８」）。線８１０は、以前と同様に、各ブレード８０２の相対位置を示すために示してある。ウェブ８０６は、三日月形状などの湾曲した形状であるものとして特徴付けられる。
【0048】
ブレード４０２のコンタクト５０４（図６）と比較すると、いくつかの実施形態において、コンタクト８０４は、それぞれの導線８０８に対して位置が変わっていない。ブレード８０２の挿入中、およびその後の、筐体のそれぞれの端部にそれらを封止する間に、コンタクト８０４ａおよび８０４ｂの間で間隙Ｇ３が維持される。各ブレード８０２のウェブ８０６を変えることにより、従来技術のブレード１０２を特徴付ける投げ戻し現象が回避される。それゆえに、例示的な実施形態において、間隙Ｇ３は、図８のブレード設計を使用して制御可能であり、したがってブレード８０２を特徴とするリードスイッチのプルイン感度が、製造中に維持される。
【0049】
図７および８の実施形態は、限定的であることを意味しない。それぞれのブレードのウェブは、リードスイッチの筐体にブレードを封止する間の投げ戻し現象を除去するために、様々な異なる方法で調整されてよい。例示的な実施形態において、図６の屈曲ウェブ設計であっても、または図７および８の代替的なウェブ設計であっても、ウェブを、ブレードの導線から「面外」になるよう修正することにより、従来技術のリードスイッチ１００の製造上の欠点が回避される。
【0050】
図９は、例示的な実施形態による、図４の屈曲ウェブのリードスイッチ４００の適合線プロット（fｉｔｔｅｄ ｌｉｎｅ ｐｌｏｔ）である。グラフ９００は、リードスイッチ４００の間隙距離に対するプルイン感度をプロットしている。従来技術のリードスイッチ１００（図１Ａ）に関して、プルイン感度および間隙の間の相関は、最大わずか３５ＡＴ（３５Ａ）で２９％である。例示的な実施形態において、新規リードスイッチ４００に関して、プルイン感度および間隙の間の相関は、最大５０ＡＴ（５０Ａ）で８２％である。このことは、間隙およびプルイン感度がほぼ線形であり、より予測しやすいことを意味している。いくつかの実施形態において、リードスイッチの製造中に一貫した間隙を有することにより、より良好なプルイン感度の照準合わせが得られる。
【0051】
例示的な実施形態において、新規リードスイッチ４００の屈曲ウェブ設計により、３０ＡＴ（３０Ａ）およびそれより大きい範囲においても、プルイン感度の照準合わせが向上し、したがってガラスと金属との封止工程中にブレード間の間隙が変わらないことが確保される。それどころか、筐体の各端部に関し、導線のワイヤロッドが、筐体の封止部の中心に据えられる。
【0052】
本明細書で使用する場合、単数形で記載され、「ａ」または「ａｎ」という単語で始まる要素またはステップは、そのような除外が明示的に記載されていない限り、複数の要素またはステップを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本開示の「１つの実施形態」への参照は、記載される特徴も組み込む追加の実施形態の存在を除外するものと解釈されることは意図されていない。
【0053】
本開示は、特定の実施形態に言及している一方、添付の特許請求の範囲で定義されるような本開示の領域および範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に対する多くの改変、修正、および変更を行うことが可能である。それゆえに、本開示は、説明した実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の文言およびその均等物により定義される完全な範囲を有することが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】