CN103247473A - 磁力触发的接近开关 - Google Patents

磁力触发的接近开关 Download PDF

Info

Publication number
CN103247473A
CN103247473A CN2013100577052A CN201310057705A CN103247473A CN 103247473 A CN103247473 A CN 103247473A CN 2013100577052 A CN2013100577052 A CN 2013100577052A CN 201310057705 A CN201310057705 A CN 201310057705A CN 103247473 A CN103247473 A CN 103247473A
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact
switch
magnet
magnetic force
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100577052A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103247473B (zh
Inventor
M·J·西蒙斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Equipment and Manufacturing Co Inc
Original Assignee
General Equipment and Manufacturing Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/370,222 external-priority patent/US8400241B2/en
Application filed by General Equipment and Manufacturing Co Inc filed Critical General Equipment and Manufacturing Co Inc
Publication of CN103247473A publication Critical patent/CN103247473A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103247473B publication Critical patent/CN103247473B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0073Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by relative movement between two magnets

Landscapes

  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

一种磁力触发的接近开关,其包括圆柱形开关本体和不可移动地固定于开关本体中的偏置部件。接近开关还包括第一和第二正常闭合触头以及第一和第二正常打开触头。接近开关还包括设置于开关本体中的球形接触磁体,接触磁体相对于偏置部件可在第一开关位置和第二开关位置之间移动。在第一开关位置,对偏置部件的吸引维持接触磁体接触第一和第二正常闭合触头,由此完成第一和第二正常闭合触头之间的电路。在第二开关位置,对开关本体以外的可移动目标的吸引将接触磁体移动到接触第一和第二正常打开触头,由此完成第一和第二正常打开触头之间的电路。

Description

磁力触发的接近开关
技术领域
本公开大体上涉及接近开关,更具体地,涉及一种小型的磁力触发的接近开关。
技术背景
磁力接近开关也称作限制开关,通常用于线性位置感测。典型地,磁力触发的接近开关包括感应器,其适用于探测目标的存在,而不需要物理接触目标。典型地,该感应器可包括包围在开关本体中的开关电路机构,该开关电路机构典型地包括多个杠杆和通过一个或多个弹簧被偏置到第一位置的触头。当通常包括容纳在壳体中的永久磁铁的目标在感应器的预定范围内穿过时,由目标磁铁所产生的磁通量触发开关电路机构,由此关闭正常打开的电路。正常打开电路的关闭由处理器探测,信号被发送到操作者或自动作业系统,以指示在感应器的预定范围内的目标的存在。该目标典型地被固定到系统的移位元件,例如阀杆,并且该感应器典型地被固定到系统的固定元件上。当这样设置时,当移位元件已经改变位置时,感应器能够探测到。然而,由于需要包围开关电路机构的感应器的较大物理尺寸,典型的感应器不能用在需要在具有有限自由空间的区域内放置感应器的应用中。此外,向感应器提供电力的需求也限制了能够使用感应器的应用。
尽管较小的磁力触发的接近开关可能是理想的,但是减小接近开关的尺寸的能力可受到多个因素的限制。特别地,如果除大约5V的可编程逻辑控制器(“PLC”)电平负荷以外还需要较高的负荷值,则需要相应大的触头来适应较大的负荷,这些大触头限制了开关减小尺寸的能力。此外,如前所述,开关壳体内还布置了数个组件,相对复杂的致动装置的尺寸限制了开关的最小尺寸。这种复杂的致动装置还增加了制造接近开关的时间和成本。
发明内容
根据本发明的一个示例性方面,磁力触发的接近开关包括开关本体和不可移动地固定在所述开关本体内的第一磁体。还包括具有第一端和第二端的公共臂,所述第二端设置在所述开关本体内。所述接近开关还包括具有第一端和第二端的初级臂。所述第二端设置在所述开关本体内,所述第二端包括初级触头。另外,所述接近开关包括具有第一端和第二端的次级臂。所述第二端设置在所述开关本体内,所述第二端还包括次级触头。所述接近开关还包括设置在所述开关本体内的横向臂。所述横向臂具有第一端和第二端,所述第一端被耦接到所述公共臂,所述第二端包括公共触头。所述接近开关还包括设置在所述开关本体内的第二磁体,所述第二磁体相对于所述第一磁体是可移动的。所述第二磁体被耦接到所述横向臂,使得所述第二磁体的移动引起所述横向臂在第一开关位置和第二开关位置之间的相应移动。在所述第一开关位置,所述横向臂的所述公共触头与所述初级臂的所述初级触头接触,由此完成所述公共臂和所述初级臂之间的电路。在所述第二开关位置,所述横向臂的所述公共触头与所述次级臂的次级触头接触,由此完成所述公共臂和所述次级臂之间的电路。
在另一个实施例中,所述第一磁体和所述第二磁体被选取以在所述第一磁体和所述第二磁体之间形成第一磁力,所述第一磁力将所述横向臂维持在所述第一开关位置。另外,所述第二磁体和所述开关本体以外的目标被选取以在所述第二磁体和所述目标之间形成第二磁力,如果所述第二磁力大于所述第一磁力,则所述第二磁力使得所述横向臂从所述第一开关位置移动到所述第二开关位置。
在另一个实施例中,当所述目标和所述第二磁体之间的第二磁力变得小于所述第一磁体和所述第二磁体之间的第一磁力时,所述第一磁力使得所述横向臂从所述第二开关位置移动到所述第一开关位置。
在又一个实施例中,所述横向臂的所述第一端被枢轴耦接到所述公共臂的所述第二端,所述第二磁体相对所述第一磁体的移动使得所述横向臂从所述第一开关位置旋转到所述第二开关位置或从所述第二开关位置旋转到所述第一开关位置。另外,加长的致动器臂可将所述第二磁体耦接到所述公共臂。所述致动器臂还可设置在形成于所述第一磁体中的孔隙内。
在另一个实施例中,所述公共臂、所述初级臂和所述次级臂中的每个的所述第一端设置在所述开关本体以外。另外,所述开关本体可以是圆柱形的,并可由高温材料组成。而且,所述开关本体可由塑料组成,并且所述开关本体可以是密封的。
根据本发明的另一个示例性方面,使用磁力触发的接近开关探测目标的方法包括提供开关本体并将公共臂的第二端设置于所述开关本体中。另外,初级臂的初级触头被设置于所述开关本体中,以及次级臂的次级触头被设置于所述开关本体中。所述方法还包括将具有公共触头的横向臂可移动地耦接到所述公共臂并将第二磁体耦接到所述公共臂。固定的第一磁体邻近所述第二磁体布置在所述开关本体中,所述横向臂的所述公共触头通过作用于所述第二磁体的所述第一磁体的力被偏置到与初级触头接触。所述方法还包括将目标布置在所述开关本体以外的第一位置上,使得所述目标和所述第二磁体之间的磁力大于所述第一磁体和所述第二磁体之间的磁力,由此移动所述横向臂,使得所述公共触头脱离所述初级触头并接合所述次级触头。
在另一个实施例中,所述方法还包括将所述目标布置在所述开关本体以外的第二位置上,使得所述目标和所述第二磁体之间的磁力小于所述第一磁体和所述第二磁体之间的磁力,由此移动所述横向臂,使得所述公共触头脱离所述次级触头并接合所述初级触头。
在另一个实施例中,所述横向臂被枢轴耦接到所述公共臂的所述第二端,使得所述横向臂旋转,以使所述公共触头脱离所述初级触头并使所述公共触头接合所述次级触头。
在又一个实施例中,当所述公共触头接合所述初级触头时,在所述公共臂和所述初级臂之间形成闭合的电路;当所述公共触头接合所述次级触头时,在所述公共臂和所述次级臂之间形成闭合的电路。
在另一个实施例中,所述方法还包括将所述公共臂、所述初级臂和所述次级臂中的每个的第一端设置在所述开关本体以外。另外,所述方法还包括密封所述开关本体。
根据本发明的又一个示例性方面。磁力触发的接近开关包括沿本体纵向轴线延伸的开关本体和不可移动地固定于所述开关本体中的偏置部件。所述磁力触发的接近开关还包括具有接合臂的第一正常闭合触头、具有接合臂的第二正常闭合触头、具有接合臂的第一正常打开触头和具有接合臂的第二正常打开触头。所述磁力触发的接近开关还包括设置于所述开关本体中的接触磁体,所述接触磁体相对于所述偏置部件是可移动的,使得所述接触磁体在第一开关位置和第二开关位置之间移动。在所述第一开关位置,所述接触磁体接触所述第一正常闭合触头的接合臂的一部分和所述第二正常闭合触头的接合臂的一部分,由此完成所述第一正常闭合触头和所述第二正常闭合触头之间的电路。在所述第二开关位置,所述接触磁体接触所述第一正常打开触头的接合臂的一部分和所述第二正常打开触头的接合臂的一部分,由此完成所述第一正常打开触头和所述第二正常打开触头之间的电路。
根据本发明的另一个示例性方面,使用磁力触发的接近开关探测目标的方法包括提供开关本体和将一对正常闭合触头设置于所述开关本体中,并将一对正常打开触头设置于所述开关本体中。所述方法还包括将固定的偏置部件布置于所述开关本体中,将接触磁体邻近所述偏置部件可移动地设置,并通过作用于所述接触磁体的所述偏置部件的力来将所述接触磁体偏置到与所述一对正常闭合触头接合。所述方法还包括将目标布置于所述开关本体以外的第一位置,使得所述目标和所述接触磁体之间的磁力大于所述偏置部件和所述接触磁体之间的磁力,由此移动所述接触磁体,以使所述接触磁体脱离所述一对正常闭合触头并接合所述一对正常打开触头。
附图说明
图1A是磁力触发的接近开关的一个实施例的顶部半剖视图;
图1B是图1A的实施例的侧视图;
图1C是图1A的实施例的后视图;
图2是磁力触发的接近开关的一个实施例的分解透视图;
图3是磁力触发的接近开关的一个实施例的透视图;
图4是磁力触发的接近开关的一个实施例的第一半本体的顶视图;
图5A是磁力触发的接近开关的一个实施例的公共臂的透视图;
图5B是磁力触发的接近开关的一个实施例的横向臂的透视图;
图6A是处于第一开关位置的磁力触发的接近开关的一个实施例半剖视图;
图6B是处于第二开关位置的磁力触发的接近开关的一个实施例的半剖视图;
图7A是磁力触发的接近开关的一个实施例的分解透视图;
图7B是图7A的实施例的透视图;
图8A是图7A的实施例的侧视图;
图8B是图7A的实施例的后视图;
图9A是沿线9A,9B-9A,9B绘制的图8A的实施例的剖视图,示出了处于第一开关位置的磁力触发的接近开关;
图9B是沿线9A,9B-9A,9B绘制的图8A的实施例的剖视图,示出了处于第二开关位置的磁力触发的接近开关;以及
图10示出了图7A的实施例的开关本体的第一半本体的顶视图。
具体实施例
如图1A所示,磁力触发的接近开关10包括开关本体12和不可移动地固定于开关本体12中的第一磁体14。接近开关10还包括具有第一端18和第二端20的公共臂16,公共臂16的第二端20设置在开关本体12中。接近开关10还包括具有第一端24和第二端26的初级臂22。第二端26设置在开关本体12中,第二端26包括初级触头28。另外,接近开关包括具有第一端32和第二端34的次级臂30。第二端34设置在开关本体12中,第二端34包括次级触头36。横向臂38设置在开关本体12中,横向臂38具有第一端40和第二端42。第一端40耦接到公共臂16,第二端42包括公共触头44。第二磁体46设置在开关本体12中,第二磁体46相对于第一磁体14可移动。特别地,第二磁体46耦接到横向臂38,使得第二磁体46的移动引起横向臂38在第一开关位置和第二开关位置之间的相应移动。如图6A所示,在第一开关位置,横向臂38的公共触头44接触初级臂22的初级触头28,由此完成公共臂16和初级臂22之间的电路。如图6B所示,在第二开关位置,横向臂38的公共触头44接触次级臂30的次级触头36,由此完成公共臂16和次级臂30之间的电路。
图1A示出了磁力触发的接近开关10的开关本体12的横向剖视图。开关本体12优选为具有圆形横截面的大致圆柱形。然而,开关本体12可具有任意的横截面形状,例如多边形或椭圆形。开关本体12可包括第一半本体12a和第二半本体12b。由于第二半本体12b可与第一半本体12a相同,所以仅示出了第一半本体12a。第一半本体12a和第二半本体12b中的每一个可由塑料形成,并可使用例如注塑成型等常规工艺制成。该塑料可以是高温材料,其允许开关本体12暴露于可能损坏常规塑料材料的环境中。如图1B、1C和图3所示,使用现有技术中已知的数个方法中的任意方法,例如使用超声波焊接或使用粘合剂,第一半本体12a和第二半本体12b可结合成单个开关本体12。另外,开关本体12可以被密封,以防止接近开关遇到水或尘埃颗粒。然而,开关本体12可由任何合适的材料制成,并可使用本领域已知的任何方法来制造。
如图1A和4所示,开关本体12的半圆柱形第一半本体12a可具有大致平坦的配合面51,该配合面51适于接合第二半本体12b的相应的配合面(未示出)来形成开关本体12。第一半本体12a还可包括开口的第一端52,该开口的第一端52包括半圆柱形的第二磁体腔室54,第二磁体腔室54可沿着本体12的纵向轴线56向内延伸,纵向轴线56沿着配合面51的平面延伸。如图2所示,第二磁体腔室54的尺寸可被设置成收容探测器磁体组件58,探测器磁体组件58包括盘状的第二磁体46和耦接到第二磁体46的磁体基座60,探测器磁体组件58沿着纵向轴线56在第二磁体腔室54内可滑动地移位。
半圆柱形的第一磁体腔室62也可形成在第一半本体12a中,用来收容第一磁体14并将其固定在本体中,使得盘状第一磁体14的纵向轴线基本对准第一半本体12a的纵向轴线56。半圆柱形的上臂腔室64沿着纵向轴线56在第二磁体腔室54和第一磁体腔室62之间延伸,上臂腔室64的尺寸被设置成适于收容在横向臂38和磁体基座60之间延伸的加长的致动器臂66。大致矩形的触头腔室68可形成在第一半本体12a中,用于收容公共臂16的第二端20、初级臂22的第二端26、次级臂30的第二端34、横向臂38和致动器臂66的第一端116。半圆柱形的下臂腔室70可沿纵向轴线56在第一磁体腔室62和触头腔室68之间延伸,下臂腔室70的尺寸被设置成适于收容致动器臂66。矩形的公共槽72可沿基本平行于纵向轴线56的方向从触头腔室68延伸到第一半本体12a的第二端74,使得公共槽72在第一半本体12a的后表面76上形成公共孔隙75。公共槽72的尺寸被设置成适于收容公共臂16,使得公共臂16的第一端18延伸穿过在后表面76上形成的公共孔隙75。矩形的初级槽78可沿基本平行并偏离公共槽72的方向从触头腔室68延伸到第一半本体12a的第二端74,使得初级槽78在第一半本体12a的后表面76上形成初级孔隙80。初级槽78的尺寸被设置成适于收容初级臂22,使得初级臂22的第一端24延伸穿过后表面76上的初级孔隙80。另外,矩形的次级槽82可沿基本平行于并偏离公共槽72和初级槽78的方向从触头腔室68延伸到第一半本体12a的第二端74,使得次级槽82在第一半本体12a的后表面76上形成次级孔隙84。次级槽82的尺寸被设置成适于收容次级臂32,使得次级臂30的第一端32延伸穿过后表面76上的次级孔隙84。
如上所述并如图1A和图2所示,磁力触发的接近开关10还包括可滑动地设置在开关本体12的第一半本体12a和第二半本体12b的第二磁体腔室54中的探测器磁体组件58。探测器磁体组件58可包括第二磁体46,也称作探测器磁体,其可以是圆柱形的。优选地,第二磁体46具有圆盘形状。第二磁体46可以是永久磁体或任何其它类型的适当磁体。探测器磁体组件58还可包括磁体基座60,磁体基座60具有平坦的底部86和远离底部86延伸的圆周侧壁88。底部86和侧壁88的尺寸被设置成适于收容第二磁体46,使得第二磁体46的平坦表面邻近侧壁88的顶部,第二磁体46的外半径略小于侧壁88的内半径。磁体基座60可由例如不锈钢等金属制成,第二磁体46可通过磁力被固定至磁体基座60。可替换地,磁体基座60可由非磁体材料制成,第二磁体46可被机械地或粘合地固定至磁体基座60。
仍参见图1A和图2,磁力触发的接近开关10还包括第一磁体14,也称作偏置磁体。第一磁体14可以是圆柱形的,并可具有圆盘形状。第一磁体14还可具有沿着第一磁体14的中心纵向轴线形成的孔隙90,孔隙90的尺寸适于容纳致动器臂66。第一磁体14可被收容到开关磁体12的第一磁体腔室62中,使得当第一半本体12a和第二半本体12a结合在一起形成开关本体12时,第一磁体14不能移位。第一磁体14可由与第二磁体46相同的材料制成,但是第一磁体14的半径和厚度可分别小于第二磁体46的半径和厚度。第一磁体14可布置在第一磁体腔室62中,使得第二磁体46被朝着第一磁体14吸引。即,如果第二磁体46的北极对着开关本体12的第二端74,则第一磁体14的南极对着第二磁体46的北极设置。相反地,如果第二磁体46的南极对着开关本体12的第二端74,则第一磁体14的北极对着第二磁体46的南极设置。
参见图1A、2和图5A,磁力触发的接近开关10还包括公共臂16,公共臂16是由第一开关位置形成的电路和由第二开关位置形成的电路的共有组件。公共臂16可以是由例如铜或铜合金等导电金属形成的窄条板,公共臂16可以通过冲压工艺形成。如上所述,公共臂16的第二端20设置在触头腔室68中,使得公共臂16延伸穿过在开关本体12中形成的公共槽72,第一端18穿过公共孔隙75伸到开关本体12以外的位置。公共臂16可布置在公共槽72中,使得公共臂16的纵向轴线平行于开关本体12的纵向轴线56,而在横向方向上,公共臂16垂直于穿过第一半本体12a的配合面51的平面。如图4所示,公共臂16的后表面91可接触公共槽72的第一壁92,第一壁92垂直对准公共臂16并垂直于配合面51的平面。公共臂16设置在公共槽72内的一部分可以弯曲,弯曲部94的顶表面可接触形成公共槽72的第二壁96,第二壁96偏离并平行于第一壁92。由于弯曲部94的顶表面和公共臂16的后表面91之间的横向距离大于公共槽的第一壁92和第二壁96之间的距离,形成将公共臂16固定在公共槽72中的过盈配合。当第一半本体12a和第二半本体12b组装成开关本体12时,公共臂16的底表面98可接触形成第一半本体12a的公共槽72的第三壁100,第三壁100垂直于第一壁92和第二壁96,公共臂16的顶表面102可接触第二半本体12b的相应公共槽72的第四壁(未示出)。由于公共槽72的第三壁100比触头腔室68的底表面98更接近由配合面51形成的平面,在公共臂16的底表面101和第一半本体12a的触头腔室68的底表面101之间存在间隙。类似地,在公共臂16的顶表面102和第二半本体12b的触头腔室68的顶表面(未示出)之间也存在间隙。公共臂16还可包括横向槽104,横向槽104邻近第二端20横越公共臂16的宽度延伸。
参见图1A和图2,磁力触发的接近开关10还包括初级臂22。初级臂22可由与公共臂16相同的材料制成,初级臂22可通过与公共臂16接合公共槽72相同的方式接合初级槽78。因此,初级臂22的弯曲部106在初级槽78内提供过盈配合,以将初级臂22保持在初级槽78中。另外,初级臂22的第一端24从形成在开关本体12的后表面76上的初级孔隙80延伸,使得当垂直于配合面51观察时,初级臂22的第一端24平行于公共臂16的第一端18。初级臂22的第二端26被耦接到初级触头28。初级触头28可由例如铜或铜合金等导电金属制成,初级触头28可通过例如焊接或机械固定等本领域已知的任何方式被固定到初级臂22。可替换地,初级触头28可与初级臂22的第二端26一体地形成。初级触头28邻近部分限定触头腔室68的第一腔室壁108设置。
再参见图1A和图2,磁力触发的接近开关10还包括次级臂30。次级臂30可由与公共臂16相同的材料制成,次级臂30可通过与公共臂16接合公共槽72相同的方式接合次级槽82。然而,次级臂30可以与初级槽78中的初级臂22成“镜像”关系布置在次级槽82中。更具体地,次级臂30的弯曲部110的顶表面可对着初级臂22的弯曲部106的顶表面。如此设置,次级臂30的第一端32从形成在开关本体12的后表面76上的次级孔隙84延伸,使得当垂直于配合面51观察时,次级臂30的第一端32平行于初级臂22的第一端24和公共臂16的第一端18。次级臂30的第二端34被耦接到次级触头36。同初级触头28相似,次级触头36可由例如铜或铜合金等导电金属制成,次级触头36可通过例如焊接或机械固定等本领域已知的任何方式固定到次级臂30。可替换地,次级触头36可与次级臂30的第二端34一体地形成。次级触头36可邻近触头腔室68的第二腔室壁112设置,第二腔室壁112偏离并平行于第一腔室壁108。
参见图1A、2和图5B,磁力触发的接近开关10还包括横向臂38。横向臂38可由例如铜或铜合金等导电金属的窄条板形成,公共臂16可由冲压工艺和随后的弯曲工艺形成。横向臂38的第二端42可包括公共触头44。公共触头44可由例如铜或铜合金等导电金属形成,公共触头44可通过例如焊接或机械固定等本领域已知的任何方式固定到横向臂38。可替换地,公共触头44可与横向臂38的第二端42一体地形成。横向臂38的第一端40可包括末端环114,末端环114的一部分可设置在公共臂16的横向槽104中,使得横向臂38可围绕公共臂16的第二端20旋转,同时维持与公共臂16接触。横向臂38可围绕公共臂16的第二端20在第一开关位置和第二开关位置之间旋转。如图6A所示,在第一开关位置,横向臂38的公共触头44接触初级臂22的初级触头28,由此完成公共臂16和初级臂22之间的电路。如图6B所示,在第二开关位置,横向臂38的公共触头44接触次级臂30的次级触头36,由此完成公共臂16和次级臂30之间的电路。
再参见图1A、2和图5B,磁力触发的接近开关10还包括致动器臂66。致动器臂66可以是加长的圆柱体,其具有第一端116和与第一端116相对的第二端118。代替圆柱体,致动器臂66可具有任何适当的横截面形状或这些形状的组合,例如正方形、椭圆形或多边形等。致动器66可由塑料材料或任何其它适当的材料形成。致动器臂66可滑动地设置在开关本体12的上臂腔室64和下臂腔室70中,上臂腔室64和下臂腔室70的每一个可具有略大于致动器臂66的外直径的内直径。当第一磁体14设置在第一磁体腔室62中时,致动器臂66可延伸穿过第一磁体14上的孔隙90。致动器臂66的第一端116可包括凹槽120,凹槽120可收容限定横向臂38上的孔的边缘部122,以将致动器臂66固定到横向臂38,如图5B所示。然而,第一端116可通过例如机械固定等本领域已知的任何方式耦接到横向臂38。致动器臂66的第二端118可通过类似于第一端116耦接到横向臂38的方式被耦接到探测器磁体组件58的磁体基座60。
在操作中,第一磁体14提供吸引第二磁体46的磁力。该吸引力力朝着第一磁体14移动探测器磁体组件58,由此朝向开关本体12的第二端74移动致动器臂66。致动器臂66的移动使横向臂38围绕公共臂16的第二端20旋转,从而公共触头44接触初级触头28。如图6A所示,在第一开关位置上,在初级臂22和公共臂16之间完成电路。因此,由第一开关位置产生的闭合电路能够由可操作地连接到公共臂16的第一端18和初级臂22的第一端24的处理器探测到。
然而,当可包括永久磁体或铁类金属的磁性目标被移动到处于接近开关10的预定范围内的位置时,目标124和第二磁体46之间的磁力大于第二磁体46和第一磁体14之间的磁力。较大的力将探测器磁体组件58朝着目标124并远离第一磁体14移动,由此移动刚性耦接到探测器磁体组件58的磁体基座60的致动器臂66。当致动器臂66移动时,横向臂38围绕公共臂16的第二端20旋转,以移动公共触头44离开初级触头28并接触次级触头36。如图6B所示,在第二开关位置上,电路在次级臂30和公共臂16之间完成。因此,由第二开关位置产生的闭合电路能够被可操作地连接到公共臂16的第一端18和次级臂30的第一端32的处理器探测到。当目标不再处于接近开关10的预定范围以内时,第一磁体14和第二磁体46之间的磁力变得大于第二磁体46和目标124之间的磁力,并且接近开关10以上面描述的方式移动到第一位置。
本领域普通技术人员将认识到目标124和第二磁体46之间的磁力取决于数个因素,例如目标124和第二磁体46的相对大小和目标124和第二磁体46之间的距离,能够调整这些变量来提供接近开关10和目标124之间的最佳相互作用。通过相似方式,也能够调整第二磁体46和第一磁体14之间的磁力。
本领域普通技术人员还将认识到磁力触发的接近开关10的公开实施例允许具有整体设计的较小开关本体12,其还允许磁力触发的接近开关10用于例如电气接线盒等具有有限空间要求的应用中。本领域技术人员还理解不同于典型的接近开关,磁力触发的接近开关10的公开实施例不需要外电源来运行,由此简化了安装并延长了接近开关10的使用寿命。
接近开关10的公开实施例可进行不同变化,这些变化仍落入所附权利要求的范围内。例如,代替所描述的单极/单掷结构,双极/双掷结构也是值得考虑的。另外,LEDS可包含在壳体中,以可见地指示接近开关是处于第一开关位置或第二开关位置。
图7示出了磁力触发的接近开关200的可替换的实施例,其具有沿本体纵向轴线204延伸的开关本体202和不可移动地固定于开关本体202中的偏置部件206。磁力触发的接近开关200还包括具有接合臂210的第一正常闭合触头208、具有接合臂214的第二正常闭合触头212、具有接合臂218的第一正常打开触头216和具有接合臂222的第二正常打开触头220。磁力触发的接近开关200还包括设置于开关本体202中的接触磁体224,接触磁体224相对于偏置部件206是可移动的,使得接触磁体224在第一开关位置226(如图9A中所示)和第二开关位置228(如图9B中所示)之间移动。在图9A中所示的第一开关位置226,接触磁体224接触第一正常闭合触头208的接合臂210的一部分和第二正常闭合触头212的接合臂214的一部分,由此完成第一正常闭合触头208和第二正常闭合触头212之间的电路。在如图9B所示的第二开关位置,接触磁体224接触第一正常打开触头216的接合臂218的一部分和第二正常打开触头220的接合臂222的一部分,由此完成第一正常打开触头216和第二正常打开触头220之间的电路。
参见图7A和7B,磁力触发的接近开关200包括开关本体202,其沿着本体纵向轴线204延伸,使得开关本体202具有第一端232和与第一端232纵向相对的第二端234。开关本体202优选为具有圆形横截面的大致圆柱形。然而,开关本体202可具有任意横截面形状,例如多边形或椭圆形等。开关本体202可包括单个、整体部件,或可包括两个或多个组件部分,其耦接形成开关本体202。例如,开关本体202可包括第一半本体230a和第二半本体230b,其结合形成开关本体202,第一半本体230a和第二半本体230b可以相同或基本相同。第一半本体230a和第二半本体230b中的每一个可由非导电材料形成,例如塑料、陶瓷、环氧树脂或橡胶等,并可使用例如注塑成型等常规工艺制造。塑料可以是高温材料,其允许开关本体202暴露于可能损坏常规塑料材料的环境中。使用现有技术中已知的数个方法中的任意方法,例如使用超声波焊接或使用粘合剂,第一半本体230a和第二半本体230b可结合形成单个开关本体202。然而,开关本体202可由任何合适材料制成,并可使用本领域已知的任何方法制造。
如图7A、9A、9B和图10所示,开关本体202的第一半本体230a可沿着纵向轴线204从开关本体202的第一端232延伸到开关本体的第二端234。第一半本体230a可具有基本平坦的配合面236a,该配合面236a适于接合第二半本体230b的相应的配合面(未示出)来形成开关本体202。第一半本体230a还可包括第一腔室238a,第一腔室238a沿着本体纵向轴线204延伸,而本体纵向轴线204沿着配合面236a的平面延伸。第一腔室238a可邻近开关本体202的第一端232设置,第一腔室238a的形状和尺寸适于收容下面将更详细描述的偏置部件206。例如,第一腔室238可以是半圆柱形,并可具有与本体纵向轴线204同轴的纵向轴线。更特别地,第一腔室238a可包括平坦的第一壁278a和平坦的第二壁280a,第一壁278a设置在第一腔室238a的第一纵向部分上,第二壁280a邻近开关本体202的第一端232设置在第一腔室238a的第二纵向部分上。第一壁278a和第二壁280a可分别垂直于本体纵向轴线204。半圆柱形的圆周腔室表面282a可在第一壁278a和第二壁280a之间延伸,圆周腔室表面282a的纵向轴线可与本体纵向轴线204同轴对准。如此设置,当第一半本体230a和第二半本体230b耦接形成开关本体202时,第一半本体230a的第一腔室238a和第二半本体230b的第一腔室238b结合形成圆柱形的第一腔室238,该第一腔室238关于本体纵向轴线204对称,并具有与本体纵向轴线204对准的纵向轴线。
仍参见图7A、9A、9B和图10,由第一半本体230a的第一腔室238a和第二半本体230b的第一腔室238b形成的圆柱形第一腔室238适于收容盘状的偏置部件206(也称作“偏置圆盘”),使得偏置部件206不可移动地固定(或基本不可移动地固定)在开关本体202的圆柱形第一腔室238中。更具体地,圆柱形第一腔室238的纵向长度(即,第一壁278a、278b和第二壁280a、280b之间的纵向距离)和直径(即,半圆柱形的圆周腔室表面282a、282b的各个半径的和)分别大于(例如大3%到10%)圆柱形偏置部件206的纵向长度和直径。偏置部件206可具有纵向轴线,当设置在第一腔室238中时,该纵向轴线与本体纵向轴线204同轴对准。偏置部件206可由铁材料(例如,钢)、磁性材料或任何其它材料或这些材料的组合制成,这些材料引起或产生材料和磁体(例如,接触磁体234)之间的磁吸引力。
如图7A和图10所示,开关本体202的第一半本体230a可包括形成在开关本体202中的第二腔室240a。第二腔室240a可设置在开关本体202的第一腔室238a和第二端234之间,使得第二腔室240a的一端可邻近开关本体202的第二端234。第二腔室240a的形状和尺寸适于收容将在下面更详细描述的可移动的接触磁铁224。例如,第二腔室240a可以是半圆柱形的,并可具有与本体纵向轴线204同轴的纵向轴线。更具体地,第二腔室240a可包括平坦的第一壁242a和平坦的第二壁244a,该第一壁242a设置在第二腔室240a的第一纵向端,第二壁244a邻近开关本体202的第二端234设置在第二腔室240a的第二纵向端。第一壁242a和第二壁244a可分别垂直于本体纵向轴线204。半圆柱形的圆周腔室表面246a可在第一壁242和第二壁244之间延伸,并且圆周腔室表面246a的纵向轴线可与本体纵向轴线204同轴。如此设置,当第一半本体230a和第二半本体230b装配形成开关本体202时,第一半本体230a的圆周腔室表面246a和第二半本体230b的圆周腔室表面246b协作形成关于本体纵向轴线204对称设置的第二腔室240的圆柱形表面(即,具有与其同轴对准的纵向轴线)。第一壁242a和第二壁244a可由任何适当距离隔开,以允许接触磁体224通过下面将会更详细描述的方式从第一开关位置226纵向移动到第二开关位置228(如图9A和9B所示)。圆周腔室表面246a、246b的半径(即,第二腔室240的直径)可具有任意值,其允许接触磁体224通过下面将会更详细描述的方式从第一开关位置226纵向移动到第二开关位置228(如图9A和9B所示)。
仍参见图7A和图10,第一半本体230a还可包括分别从第一半本体230a的外表面252a延伸到第一半本体230a的圆周腔室表面246a的第一触头孔隙248和第二触头孔隙250。第一触头孔隙248和第二触头孔隙250可在或邻近第二腔室240a的第二壁244a处与圆周腔室表面246a相交。例如,第一触头孔隙248的一部分和第二触头孔隙250的一部分可接触(或者直接邻近)由圆周腔室表面246a和第二壁244a相交形成的边缘。第一触头孔隙248和第二触头孔隙250可沿着纵向轴线延伸,各个纵向轴线可以是平行的并可沿着正交于本体纵向轴线204的第一参考表面254延伸。当垂直于平坦的配合面236a观察时,第一触头孔隙248和第二触头孔隙250可关于本体纵向轴线204(即,离本体纵向轴线204等距离)对称地设置。第一触头孔隙248和第二触头孔隙250可具有任何适当的尺寸和形状,用来分别收容第一正常打开触头216的接合臂218和第二正常打开触头220的接合臂222。例如,如果接合臂218、222分别具有圆形横截面形状,则第一触头孔隙248和第二触头孔隙250可分别具有直径略大于接合臂218、222的直径的横截面形状。可替换地,第一触头孔隙248和第二触头孔隙250的直径基本等于(或略小于)接合臂218、222的直径,以允许过盈配合来将接合臂218、222固定到第一触头孔隙248和第二触头孔隙250中。第一触头孔隙248和第二触头孔隙250可具有一个或多个内部突片、脊部、翅片或其它特征,可用来接合并保持第一正常打开触头216的接合臂218和第二正常打开触头220的接合臂222。
仍参见图7A和图10,第二半本体230b可包括分别从第二半本体230b的外表面252b延伸到第二半本体230b的圆周腔室表面246b的第一触头孔隙256和第二触头孔隙258。第一触头孔隙256和第二触头孔隙258可在或邻近第二半本体230b的第二腔室240b的第一壁242b与圆周腔室表面246b相交。例如,第一触头孔隙256的一部分和第二触头孔隙258的一部分可接触(或者直接邻近)由圆周腔室表面246b和第一壁242b相交形成的边缘。第一触头孔隙256和第二触头孔隙258可分别沿着纵向轴线延伸,每个纵向轴线可以是平行的并可沿着第二参考表面260延伸,该第二参考表面260正交于本体纵向轴线204并纵向偏离第一参考表面254。当垂直于第二半本体230b的平坦的配合面236b观察时,第一触头孔隙256和第二触头孔隙258可关于本体纵向轴线204(即,离本体纵向轴线204等距离)对称地设置。另外,当垂直于第一半本体230a的平坦的配合面236a观察时,第一半本体230a的第一触头孔隙248的纵向轴线可纵向对准第二半本体230b的第一触头孔隙256的纵向轴线(即,对准平行于本体纵向轴线204的参考轴线)。类似地,当垂直于第一半本体230a的平坦的配合面236a观察时,第一半本体230a的第二触头孔隙250的纵向轴线可纵向对准第二半本体230b的第二触头孔隙258的纵向轴线(即,对准平行于本体纵向轴线204的参考轴线)。第一触头孔隙256和第二触头孔隙258可具有任何适当的尺寸和形状,用来分别收容第一正常闭合触头208的接合臂210和第二正常闭合触头212的接合臂214。例如,如果接合臂210、214分别具有圆形横截面形状,则第一触头孔隙256和第二触头孔隙258可分别具有直径略大于接合臂210、214的直径的圆形横截面形状。可替换地,第一触头孔隙256和第二触头孔隙258的直径基本等于(或略小于)接合臂210、214的直径,以允许过盈配合来将接合臂210、214固定到第一触头孔隙256和第二触头孔隙258中。第一触头孔隙256和第二触头孔隙258可具有一个或多个内部突片、脊部、翅片或其它特征,可用来接合并保持第一正常闭合触头208的接合臂210和第二正常闭合触头212的接合臂214。
如图7A和图10所示,第一半本体230a还可包括分别与第二半本体230b的第一触头孔隙256和第二触头孔隙258同轴对准的第一辅助触头孔隙264和第二辅助触头孔隙266。类似地,第二半本体230b还可包括分别与第一半本体230a的第一触头孔隙248和第二触头孔隙250同轴对准的第一辅助触头孔隙268和第二辅助触头孔隙270。
参见图7A,第一半本体230a可包括形成在外表面252a上的一个或多个纵向凹槽262a。例如,第一半本体230a可包括沿着外表面252a延伸的两个凹槽262a,使得各个凹槽262a平行于本体纵向轴线204。两个凹槽262a中的第一凹槽与第一触头孔隙248和第一辅助触头孔隙264相交,使得第一触头孔隙248和第一辅助触头孔隙264中的每个与第一凹槽262a中的外表面252a相交。两个凹槽262a中的第二凹槽可与第二触头孔隙250和第二辅助触头孔隙266相交,使得第二触头孔隙250和第二辅助触头孔隙266中的每个与第二凹槽262a中的外表面252a相交。第一凹槽和第二凹槽262a中的每个可从开关本体202的第一端232延伸到邻近开关本体202的第二端234的位置。参见图7A,第二半本体230b可包括形成在外表面252b上的一个或多个纵向凹槽262b。例如,第二半本体230b可包括沿着外表面252b延伸的两个凹槽262b,使得各个凹槽262b平行于本体纵向轴线204。两个凹槽262b中的第一凹槽与第一触头孔隙256和第一辅助触头孔隙268相交,使得第一触头孔隙256和第一辅助触头孔隙268中的每个与第一凹槽262b中的外表面252b相交。两个凹槽262b中的第二凹槽可与第二触头孔隙258和第二辅助触头孔隙270相交,使得第二触头孔隙258和第二辅助触头孔隙270中的每个与第二凹槽262b中的外表面252b相交。第一凹槽和第二凹槽262b中的每个可从开关本体202的第一端232延伸到邻近开关本体202的第二端234的位置。各个凹槽262a、262b可具有相同的横截面形状,其通过下面将更详细描述的方式收容第一正常闭合触头208、第二正常闭合触头212、第一正常打开触头216和第二正常打开触头220中的一个的一部分。
如图7A、7B、8A、8B、9A和9B所示,磁力触发的接近开关200可包括第一正常闭合触头208和第二正常闭合触头212。第一正常闭合触头208可包括接合臂210,其收容到第二半本体230b的第一触头孔隙256中。接合臂210可具有任何适当形状,例如,加长的圆柱形,其具有与第一触头孔隙256的纵向轴线同轴对准的纵向轴线。第一正常闭合触头208还可包括加长的延伸臂272,其从接合臂210的末端274延伸。延伸臂272可具有任何适当形状,例如加长的圆柱形,其具有与接合臂210的纵向轴线相正交设置的纵向轴线,使得第一正常闭合触头208具有L形。通过接合臂210容纳到第二半本体230b的第一接触孔隙256中,延伸臂272纵向容纳到形成在第二半本体230b的外表面252b上的相应凹槽262b中,从而延伸臂272的末端276延伸超出开关本体202的第一端232。这样布置,容纳到第二半本体230b的第一接触孔隙256中的接合臂210还可至少部分容纳到第一半本体230a的第一辅助触头孔隙264中,以进一步将接合臂210固定到开关本体202中。
第二正常闭合触头212可包括接合臂214,通过与第一正常闭合触头208的接合臂210分别容纳到第二半本体230b的第一触头孔隙256和第一半本体230a的第一辅助触头孔隙264中相同的方式,接合臂214容纳到第二半本体230b的第二触头孔隙258和第一半本体230a的第二辅助触头孔隙266中。加长的延伸臂286可从接合臂214的末端288延伸,延伸臂286可以纵向容纳到形成在第二半本体230b的外表面252b上的相应凹槽262b中,使得延伸臂286的末端290延伸超出开关本体202的第一端232。
再参见图7A、7B、8A、8B、9A和9B所示,磁力触发的接近开关200可包括第一正常打开触头216和第二正常打开触头220。第一正常打开触头216可包括接合臂218,通过与第一正常闭合触头208的接合臂210分别容纳到第二半本体230b的第一触头孔隙256和第一半本体230a的第一辅助触头孔隙264中相同的方式,接合臂218容纳到第一半本体230a的第一触头孔隙248和第二半本体230b的第一辅助触头孔隙268中。加长的延伸臂292可从接合臂218的末端294延伸,延伸臂292可以纵向容纳到形成在第一半本体230a的外表面252a上的相应凹槽262a中,使得延伸臂292的末端296延伸超出开关本体202的第一端232。
第二正常打开触头220可包括接合臂222,通过与第一正常闭合触头208的接合臂210分别容纳到第二半本体230b的第一触头孔隙256和第一半本体230a的第一辅助触头孔隙264中相同的方式,接合臂222容纳到第一半本体230a的第二触头孔隙250和第二半本体230b的第二辅助触头孔隙270中。加长的延伸臂298可从接合臂222的末端300延伸,延伸臂298可以纵向容纳到形成在第一半本体230a的外表面252a上的相应凹槽262a中,使得延伸臂298的末端302延伸超出开关本体202的第一端232。通过所述设置,延伸臂272、286、292、298可相互平行,并且延伸臂272、286、292、298的末端284、290、296和302可以分别在纵向上离开关本体202的第一端232等距离。第一和第二正常闭合触头208、212和第一和第二正常打开触头216、220可分别由任何适当的非磁性导电材料或这些材料的组合形成,例如铜或银等。第一和第二正常闭合触头208、212和第一和第二正常打开触头216、220还可以全部或部分涂覆(例如,仅仅在用来接合接触磁体224的部分上涂覆)例如金镀层等任何适当镀层。
再参见图7A、7B、8A、8B、9A和9B所示,磁力触发的接近开关200可包括本体套筒304,其从第一端232和第二端234围绕开关本体202。本体套筒304的横截面形状对应于开关本体202的横截面形状。例如,如果开关本体202(其可包括第一半本体230a和第二半本体230b)为具有圆形横截面的圆柱形,则本体套筒304可具有圆柱形内表面306和外表面308。外表面308可具有任何适当形状,例如圆柱形,并可包括一个或多个安装特征(未示出)。内表面306的直径可略大于开关本体202的圆柱形外表面(即,外表面252a、252b)的外直径,并且内表面306和外表面308的纵向轴线可同轴对准本体纵向轴线204。在本体套筒304的内表面306和开关本体202的圆柱形外表面252之间可存在小间隙,用来容纳设置在形成于开关本体202的外表面252a、252b上的凹槽262a、262b中的延伸臂272、286、292和298,本体套筒304的内表面306和延伸臂272、286、292和298之间的接触可将相关联的接合臂210、214、218和222维持在相对于开关本体202的理想位置上。本体套筒304的内表面306和开关本体202的圆柱形外表面252之间的间隙可填有环氧树脂和/或任何其它适当的密封材料,以阻止水或灰尘进入间隙。本体套筒304可包括邻近开关本体202的第二端234设置在本体套筒304的纵向端上的端壁309,端壁309可堵塞本体套筒304的纵向端。端壁309可以是平坦的,并可垂直于本体纵向轴线204延伸。替代具有端壁309,邻近开关本体202的第二端234的本体套筒304的纵向端可以是敞开的。本体套筒304可由任何适当的非导电且非磁性材料制成,例如与用来形成开关本体202相同的非导电塑料材料(例如,塑料、陶瓷、环氧树脂或橡胶等)。
如图7A、9A和9B所示,磁力触发的接近开关200还可包括设置在开关本体202中的接触磁体224。更具体地,接触磁体224可设置在开关本体202的第二腔室240中,该第二腔室240可以是由第一半本体230a的半圆柱形第二腔室240a和第二半本体230b的半圆柱形第二腔室240b形成的圆柱形腔室。接触磁体224可以是球形的,并且其直径略小于(例如,小于3%或15%)圆柱形第二腔室240的直径。接触磁体224可由导电材料制成或涂覆导电材料。例如,接触磁体224可以是镀金的球形钕磁体。然而,接触磁体224可具有任何形状或尺寸,其允许接触磁体224从第一开关位置226(如图9A所示)纵向移动到第二开关位置228(如图9B所示)。
如上述组装,通过开关本体202的第一腔室238中的偏置部件206和设置在开关本体202的第二腔室240中的接触磁体224,磁吸引力(即,第一磁力)作用在偏置部件226和接触磁体224之间,以将接触磁体224维持在第一开关位置226上(如图9A所示)。在第一开关位置226,导电的接触磁体224接触第一正常闭合触头208的接合臂210的一部分和第二正常闭合触头212的接合臂214的一部分,由此完成第一正常闭合触头208和第二正常闭合触头212之间的电路。并且,在第一开关位置226,导电的接触磁体224没有接触第一正常打开触头216的接合臂218的任何部分或第二正常打开触头220的接合臂222的任何部分,由此在第一正常打开触头216和第二正常打开触头220形成打开的电路。因此,由第一闭合位置226产生的闭合电路能够由可操作地连接到第一正常闭合触头208的延伸臂272的一部分(例如,末端284)和第二正常闭合触头212的延伸臂286的一部分(例如,末端290)的处理器、控制器或其它探测器探测到。相似地,由第一开关位置226产生的打开电路能够由可操作地连接到第一正常打开触头216的延伸臂292的一部分(例如,末端296)和第二正常打开触头220的延伸臂298的一部分(例如,末端302)的处理器、控制器或其它探测器探测到。
然而,如图9B所示,当磁性目标310,其可由永久磁铁或铁类金属形成或包括永久磁铁或铁类金属,被移动到接近开关200的预定范围内的位置时,目标310和接触磁体224之间的磁力(例如,第二磁力)可大于第一磁力(即,接触磁体224和偏置部件206之间的磁吸引力)。在预定范围内,较大的第二磁力用来将接触磁体224从如图9A所示的第一开关位置226纵向移动到如图9B所示的第二开关位置228。在第二开关位置228,导电的接触磁体224接触第一正常打开触头216的接合臂218的一部分和第二正常打开触头220的接合臂222的一部分,由此完成第一正常打开触头216和第二正常打开触头220之间的电路。因此,由第二开关位置228产生的闭合电路能够由可操作地连接到第一正常打开触头216的延伸臂292的一部分(例如,末端296)和第二正常打开触头220的延伸臂298的一部分(例如,末端302)的处理器、控制器或其它探测器探测到。并且,在第二开关位置228,导电的接触磁体224没有接触第一正常闭合触头208的接合臂210的任何部分或者第二正常闭合触头212的接合臂214的任何部分,由此在第一正常闭合触头208和第二正常闭合触头212之间形成打开的电路。相应地,由第二开关位置228产生的打开电路能够由可操作地连接到第一正常闭合触头208的延伸臂272的一部分(例如,末端284)和第二正常闭合触头212的延伸臂286的一部分(例如,末端290)的处理器、控制器或其它探测器探测到。
当目标310不再处于接近开关200的预定范围内时,偏置部件206和接触磁体224之间的磁力(即,第一磁力)变得大于接触磁体204和目标310之间的磁力(即,第二磁力),并且通过以上描述的方式,第一磁力将接触磁体224从第二开关位置228纵向移动到第一开关位置226。
如上所说明的,第一半本体230a的圆周腔室表面246a和第二半本体230b的圆周腔室表面246b协作形成或至少部分限定第二腔室240的圆柱形表面。第二腔室240的圆柱形表面可具有任何适当的直径,其允许接触磁体224从第一开关位置226纵向移动到第二开关位置228,反之亦然。更特别地,当接触磁体224处于第一开关位置226、第二开关位置228或从第二开关位置228纵向移动到第一开关位置226(反之亦然)时,第二腔室240的圆柱形表面可适用于限制或阻止接触磁体224沿垂直于本体纵向轴线204的方向运动。优选地,第二腔室240的圆柱形表面的直径可略大于(例如,大于5%或15%)球形接触磁体224的直径。
本领域普通技术人员将认识到,目标310和接触磁体224之间的磁力可取决于数个因素,例如目标310和接触磁体224的相对大小以及目标310和接触磁体224之间的距离,能够调整这些变量来提供用于特定应用的理想预定范围。通过相似方式,能够调整接触磁体224和偏置部件206之间的磁力。
本领域普通技术人员还将认识到,磁力触发的接近开关200的公开实施例允许较小开关202,其具有包括作用于致动器和触头的单个移动部件(即,接触磁体224)的简单致动装置。该简化设计将组装部件的数目最小化,并减小了组装操作的数目,由此减小了制造成本和组装时间。该简化设计还允许整体尺寸减小(仅由接触磁体224的直径限制),这允许磁力触发的接近开关200用在例如电气接线盒等具有有限空间要求的应用中。由于磁力触发的接近开关200意图用于PLC电平负荷(例如,5V)或更低的开关,所以触头尺寸相应地小,由此允许接近开关200的进一步尺寸减小。本领域普通技术人员还明白,外电源不是必需的,由此简化了接近开关200的安装并延长了使用寿命。
尽管上面已经描述了不同的实施例,但是本公开并不限于此。在所附权利要求的范围内,可以对公开的实施例进行变化。例如,接近开关200的单个开关本体200可包括两个或更多的开关电路(例如,分别包括偏置部件206、接触磁体224以及多个触头208、212、216、220),每个开关电路可独立地操作,以允许每个电路的接触磁体224以上面描述的方式从第一开关位置226移动到第二开关位置228。两个或更多的开关电路可沿线性方向布置在开关本体202中,以测量线性行程。可替换地,两个或更多的开关电路可以格栅形式设置在开关本体202中,以允许X-Y目标布置(即,在沿本体纵向轴线204和垂直于本体纵向轴线204的方向上布置)。在其它实施例中,接近开关200可以被密封,以防止接近开关200遇到水或灰尘颗粒,或允许接近开关200用在有危险的位置上。另外,开关本体202或本体套筒204的一部分上或一部分内可包括LEDS,用来可见地指示接近开关200是处于第一开关位置226还是第二开关位置228。

Claims (20)

1.一种磁力触发的接近开关,其包括:
开关本体,其沿本体纵向轴线延伸;
偏置部件,其不可移动地固定于所述开关本体中;
第一正常闭合触头,其具有接合臂;
第二正常闭合触头,其具有接合臂;
第一正常打开触头,其具有接合臂;
第二正常打开触头,其具有接合臂;
接触磁体,其设置于所述开关本体中,所述接触磁体相对于所述偏置部件是可移动的,使得所述接触磁体在第一开关位置和第二开关位置之间移动;
其中,在所述第一开关位置,所述接触磁体接触所述第一正常闭合触头的所述接合臂的一部分和所述第二正常闭合触头的所述接合臂的一部分,由此完成所述第一正常闭合触头和所述第二正常闭合触头之间的电路,以及
其中,在所述第二开关位置,所述接触磁体接触所述第一正常打开触头的所述接合臂的一部分和所述第二正常打开触头的所述接合臂的一部分,由此完成所述第一正常打开触头和所述第二正常打开触头之间的电路。
2.根据权利要求1所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述接触磁体是球形的。
3.根据权利要求1所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述偏置部件和所述接触磁体被选取以在所述偏置部件和所述接触磁体之间形成第一磁力,所述第一磁力将所述接触磁体维持在所述第一开关位置,并且其中所述接触磁体和所述开关本体以外的目标被选取以在所述接触磁体和所述目标之间形成第二磁力,如果所述第二磁力大于所述第一磁力,则所述第二磁力使得所述接触磁体从所述第一开关位置移动到所述第二开关位置。
4.根据权利要求3所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,当所述目标和所述接触磁体之间的所述第二磁力变得小于所述偏置部件和所述接触磁体之间的所述第一磁力时,所述第一磁力使得所述接触磁体从所述第二开关位置移动到所述第一开关位置。
5.根据权利要求2所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述接触磁体被设置在形成于所述开关本体中的圆柱形的第二腔室内,其中至少部分地限定所述第二腔室的圆柱形表面适用于限制或阻止所述接触磁体沿垂直于所述本体纵向轴线的方向运动。
6.根据权利要求1所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述接触磁体沿着所述本体纵向轴线在所述第一开关位置和所述第二开关位置之间移位。
7.根据权利要求1所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述第一正常闭合触头、所述第二正常闭合触头、所述第一正常打开触头和所述第二正常打开触头中的每个的所述接合臂具有带有纵向轴线的加长形状。
8.根据权利要求7所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述第一正常闭合触头、所述第二正常闭合触头、所述第一正常打开触头和所述第二正常打开触头中的每个具有加长的延伸臂,所述延伸臂沿着平行于所述本体纵向轴线的方向从所述接合臂的末端延伸。
9.根据权利要求7所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述第一正常闭合触头和所述第二正常闭合触头中的每个的所述接合臂的所述纵向轴线沿着垂直于所述本体纵向轴线的第二参考平面延伸。
10.根据权利要求9所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述第一正常打开触头和所述第二正常打开触头中的每个的所述接合臂的所述纵向轴线沿着平行且偏离于所述第二参考平面的第一参考平面延伸。
11.根据权利要求10所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述偏置部件邻近所述开关本体的第一端设置,并且所述第一参考平面邻近所述开关本体的第二端设置。
12.根据权利要求7所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述第一正常闭合触头、所述第二正常闭合触头、所述第一正常打开触头和所述第二正常打开触头中的每个的所述接合臂为圆柱形。
13.根据权利要求2所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述接触磁体是镀金的钕磁性球体。
14.根据权利要求1所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述开关本体包括第一半本体和第二半本体,其中所述第一半本体和所述第二半本体结合形成圆柱形。
15.根据权利要求14所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述开关本体设置于圆柱形本体套筒中。
16.根据权利要求15所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述第一半本体、所述第二半本体和所述本体套筒由塑料组成。
17.一种使用磁力触发的接近开关探测目标的方法,其包括:
提供开关本体;
将一对正常闭合触头设置于所述开关本体中;
将一对正常打开触头设置于所述开关本体中;
将固定的偏置部件布置于所述开关本体中;
将接触磁体邻近所述偏置部件可移动地设置;
通过作用于所述接触磁体的所述偏置部件的力来将所述接触磁体偏置到与所述一对正常闭合触头接合;
将目标布置于所述开关本体以外的第一位置,使得所述目标和所述接触磁体之间的磁力大于所述偏置部件和所述接触磁体之间的磁力,由此移动所述接触磁体,以使所述接触磁体脱离所述一对正常闭合触头并接合所述一对正常打开触头。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,还包括将所述目标布置在所述开关本体以外的第二位置,使得所述目标和所述接触磁体之间的磁力小于所述偏置部件和所述接触磁体之间的磁力,由此移动所述接触磁体,使得所述接触磁体脱离所述一对正常打开触头并接合所述一对正常闭合触头。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,还包括提供球形磁体作为所述接触磁体,并将所述球形磁体设置于形成在所述开关本体中的圆柱形腔室中,以在所述球形磁体移动脱离所述一对正常闭合触头并接合所述一对正常打开触头时,阻止或限制所述球形磁体相对于所述开关本体的横向移位。
20.根据权利要求1所述的磁力触发的接近开关,其特征在于,所述偏置部件与所述接触磁体纵向间隔开。
CN201310057705.2A 2012-02-09 2013-02-05 磁力触发的接近开关 Active CN103247473B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/370,222 2012-02-09
US13/370,222 US8400241B2 (en) 2010-06-11 2012-02-09 Magnetically-triggered proximity switch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103247473A true CN103247473A (zh) 2013-08-14
CN103247473B CN103247473B (zh) 2017-09-29

Family

ID=47790502

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013200809125U Withdrawn - After Issue CN203312157U (zh) 2012-02-09 2013-02-05 磁力触发的接近开关
CN201310057705.2A Active CN103247473B (zh) 2012-02-09 2013-02-05 磁力触发的接近开关

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013200809125U Withdrawn - After Issue CN203312157U (zh) 2012-02-09 2013-02-05 磁力触发的接近开关

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP2812905B1 (zh)
JP (1) JP2015510245A (zh)
KR (1) KR20140128334A (zh)
CN (2) CN203312157U (zh)
AR (1) AR089904A1 (zh)
BR (1) BR112014019606A8 (zh)
CA (1) CA2862726A1 (zh)
IN (1) IN2014DN07366A (zh)
MX (1) MX2014009549A (zh)
RU (1) RU2014134277A (zh)
WO (1) WO2013119723A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114724891A (zh) * 2022-05-12 2022-07-08 贵州华阳电工有限公司 永磁式多刀接近开关

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203312157U (zh) * 2012-02-09 2013-11-27 通用设备和制造公司 磁力触发的接近开关
DK178545B1 (en) * 2014-11-27 2016-06-13 As Wodschow & Co Magnetisk aktiverbart sikkerhedsafbryderarrangement
JP2018137175A (ja) * 2017-02-23 2018-08-30 ソニー株式会社 コントローラおよび情報処理システム
CN107707237B (zh) * 2017-10-27 2021-08-24 潍坊宏图环保设备有限公司 一种具有伸缩功能的光电接近开关
GB2593575B (en) * 2020-01-24 2022-12-14 General Equipment And Mfg Company Inc D/B/A Topworx Inc High temperature switch apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1431841A (fr) * 1965-02-03 1966-03-18 Bernier & Cie Ets Contacteur magnétique et ses applications
CN1218587A (zh) * 1996-05-08 1999-06-02 小约翰·T·杰克逊 磁性接近开关系统
CN203312157U (zh) * 2012-02-09 2013-11-27 通用设备和制造公司 磁力触发的接近开关

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE703128A (zh) * 1967-08-25 1968-01-15
JPH05342961A (ja) * 1992-06-03 1993-12-24 Omron Corp 近接スイッチ
JP3094665B2 (ja) * 1992-06-25 2000-10-03 オムロン株式会社 有極電磁石装置
JPH06295649A (ja) * 1993-04-12 1994-10-21 Tdk Corp 永久磁石スイッチ
JPH07320615A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Tdk Corp 永久磁石スイッチ
US5877664A (en) * 1996-05-08 1999-03-02 Jackson, Jr.; John T. Magnetic proximity switch system
US5929731A (en) * 1996-05-08 1999-07-27 Jackson Research, Inc. Balanced magnetic proximity switch assembly
EP2580771B1 (en) * 2010-06-11 2016-05-25 General Equipment and Manufacturing Company, Inc., D/B/A Topworx, Inc. Magnetically-triggered proximity switch

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1431841A (fr) * 1965-02-03 1966-03-18 Bernier & Cie Ets Contacteur magnétique et ses applications
CN1218587A (zh) * 1996-05-08 1999-06-02 小约翰·T·杰克逊 磁性接近开关系统
CN203312157U (zh) * 2012-02-09 2013-11-27 通用设备和制造公司 磁力触发的接近开关

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114724891A (zh) * 2022-05-12 2022-07-08 贵州华阳电工有限公司 永磁式多刀接近开关

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014134277A (ru) 2016-03-27
BR112014019606A2 (zh) 2017-06-20
AR089904A1 (es) 2014-10-01
EP2812905B1 (en) 2016-08-31
CA2862726A1 (en) 2013-08-15
IN2014DN07366A (zh) 2015-04-24
CN203312157U (zh) 2013-11-27
EP2812905A1 (en) 2014-12-17
CN103247473B (zh) 2017-09-29
KR20140128334A (ko) 2014-11-05
WO2013119723A1 (en) 2013-08-15
JP2015510245A (ja) 2015-04-02
BR112014019606A8 (pt) 2017-07-11
MX2014009549A (es) 2014-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203312157U (zh) 磁力触发的接近开关
US8400241B2 (en) Magnetically-triggered proximity switch
US8362859B2 (en) Magnetically-triggered proximity switch
US3273091A (en) Hermetically-sealed manually-actuated magnetic snap switch
EP2763297B1 (en) Power generation device, transmission device and switching device
EP2973886B1 (en) Quick disconnect connector assembly
CN102498536A (zh) 可调节的磁性目标
EP3100288B1 (en) Switchable magnet
KR20150015502A (ko) 자기 스위치 작동기들
KR20180002724A (ko) 보조 리턴 자기형 근접스위치
KR102007113B1 (ko) 보조 자기형 근접스위치
RU2732077C2 (ru) Устройство срабатывания для магнитоуправляемых реле приближения
RU2708377C1 (ru) Магнитно-механическое устройство соединения модульных конструкций
CA2899978A1 (en) Quick disconnect connector assembly
KR101283713B1 (ko) 솔레노이드 스위치
US9620317B1 (en) Magnetically-actuated, hermetically-sealed switch device
EP3996125A1 (en) Push switch
RU2307418C1 (ru) Выключатель концевой герконовой прецизионный
Shoffa et al. A microminiature commutator realizing spatial translation of special points of magnetic field
RU2574717C2 (ru) Регулируемая магнитная мишень
CN112885650A (zh) 一种接触器用辅助触头机构
GB2405996A (en) Tilt switch

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant