CN105513893A - 开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种开关，开关的磁铁的磁场不会受到铁砂等的影响。开关(1)为磁性开关(1)，使磁铁(71)的磁极面(71a)与设于制动踏板(2)的支承件(23)对置配置，对伴随着制动踏板(2)的操作所引起的支承件(23)和磁铁(71)的距离变化的磁场变化进行检测，并输出表示有无制动踏板(2)的操作的信号，在具有与支承件(23)对置的对置部即底壁部(53)的主体壳体(5)的收纳部(51)内，使磁铁(71)的磁极面(71a)与支承件(23)对置，并将底壁部(53)夹在二者之间，在收纳部(51)上安装有保护部件(9)，该保护部件(9)在磁极面(71a)的正交方向上具有规定的厚度并由非磁性体构成，利用保护部件(9)覆盖至少底壁部(53)。

Description

开关

技术领域

本发明涉及非接触地对被检测体的位置进行检测的磁性开关。

背景技术

磁性开关用于非接触地对检测对象物的位置进行检测，同通过与检测对象物接触来对检测对象物的位置进行检测的以往的开关相比，在不会因接触而导致劣化这一点上更优秀，从而存在各种适用于车辆用的各种开关的应用例(例如，专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开2012-251809号公报

对制动踏板的操作进行检测的磁性开关被设置成使该开关所具备的磁铁与安装于制动踏板的磁性体对置，并且该磁性开关构成为，对因制动踏板的操作而使磁性体与磁铁的距离变化时的磁场变化进行检测，并输出表示有无制动踏板的操作的接通/断开信号。

驾驶员用脚操作的车辆用的制动踏板配置在驾驶员脚下，因此对该制动踏板的操作进行检测的开关也配置在驾驶员脚下。

因此，在驾驶员的鞋上等附着的砂土等中含有的铁砂有时被磁铁的磁力吸引并附着在开关的表面，在该情况下，因附着的铁砂而使磁场发生变化，结果在制动踏板的操作的检测中发生不良情况。

从而，要求磁性开关的磁铁的磁场不会因铁砂这样的外部因素而受到影响。

发明内容

本发明为一种开关，其为磁性开关，使磁铁的磁极面与设于对象物的磁性体对置配置，对伴随着对象物的操作所引起的磁性体和磁铁的距离变化的磁场变化进行检测，并输出表示有无对象物的操作的信号，

在具有与磁性体对置的对置部的壳体内，使磁铁的磁极面与磁性体对置，并将对置部夹在二者之间，

在壳体上安装有保护部件，该保护部件在磁极面的正交方向上具有规定的厚度并由非磁性体构成，利用保护部件至少覆盖对置部。

磁力线沿磁极面的正交方向延伸，因此若如上所述地构成，则保护部件位于磁力线的密度最高的部分。

这样，被磁铁的磁力吸引的铁砂无法比保护部件更靠近磁铁侧，被吸引的铁砂不会被磁化，或者即使被磁化，磁化率也变低。

其结果为，不会出现如未设置保护部件时那样，被吸引的铁砂发挥作为磁铁的功能，并且大量铁砂连锁地聚集的情况，因此磁性开关的磁铁的磁场不会受到影响。

附图说明

图1(a)～(c)是说明开关的设置状态的图。

图2(a)～(c)是说明开关的图。

图3(a)～(b)是说明开关中的磁力线的变化的图。

图4(a)～(c)是说明开关的设置方式的图。

附图标记说明

1：开关；

2：制动踏板；

3：支架；

4：箍圈；

5：主体壳体；

6：印制基板；

8：磁铁保持部件；

9：保护部件；

9a：周壁部；

21：基部；

21a：一端；

21b：另一端；

21c：侧缘；

22：操作部；

23：支承件；

31a：侧板；

31b：侧板；

32：轴部件；

33：支承板部；

33a：前端；

33b：贯通孔；

33c：面；

41：筒部；

41a：螺纹槽部；

42：凸缘部；

51：收纳部；

51a：开口；

52：周壁部；

53：底壁部；

55：密封部；

56：嵌合壁；

60：基板；

61：霍尔元件；

71：磁铁；

71a：磁极面；

81：第一磁轭；

82：第二磁轭；

82a：端面；

410：内周；

410a：螺纹槽部；

520：外周面；

521：螺纹部；

552：突起部；

L、Ln：轴线；

M：磁力线；

X：旋转轴。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

图1是对输出表示有无制动踏板2的操作的信号的磁性开关1的设置状态进行说明的图，(a)是立体图，(b)是侧视图，(c)是(a)中的开关1周围的放大图。

图2是说明开关1的图，(a)是开关1周围的剖视图，(b)是(a)中的A-A剖视图，是利用假想线表示箍圈4的筒部41的内周410的图，(c)是(a)中的区域B的放大图。

如图1所示，固定于车体侧(未图示)的支架3具有侧板31a、31b，这些侧板31a、31b在宽度方向上隔开间隔并且相互平行地配置，在贯通这些侧板31a和侧板31b的轴部件32上能够转动地支承有制动踏板2。

在制动踏板2中，板状的基部21的一端21a侧由轴部件32支承成能够旋转，并且设有操作部22的另一端21b侧能够在围绕转动轴X的周向上位移。

基部21由磁性材料构成，并且在该基部21的一端21a侧中，在车室内侧的侧缘21c上设有从车室内侧观察呈四边形形状的支承件23。

支承件23由铁等强磁性材料构成，并且从基部21的侧缘21c，沿着转动轴X方向，向侧板31b侧延伸。

在从该支承件23向车室内侧的上方离开的位置设有开关1的支承板部33。该支承板部33从侧板31a的车室内侧的侧缘向侧板31b侧延伸，并且该支承板部33的前端33a位于比支承件23更靠侧板31b侧的位置。

如图2(a)所示，在支承板部33上设有在厚度方向上贯通该支承板部33的贯通孔33b，并且在该贯通孔33b中内嵌并固定有用于将开关1安装到支承板部33的箍圈4。

箍圈4具有：筒部41，其插入贯通孔33b；凸缘部42，其在整周包围该筒部41的一端。

对于该箍圈4，若将筒部41插入贯通孔33b，直到凸缘部42与支承板部33的车室内侧的面33c抵接，则设于筒部41的外周的卡定部(未图示)压接于贯通孔33b的内周，阻止箍圈4从支承板部33脱落。

在图2(b)中如假想线所示，在筒部41的内周410设有向该筒部41内侧突出的螺纹槽部410a，在剖视图中螺纹槽部410a在周向上隔开间隔地设于两个部位。

在该螺纹槽部410a的内周沿着周向设有螺纹槽，并且当使开关1支承于箍圈4时，通过设于开关1的主体壳体5上的螺纹部521啮合，来阻止开关1从支承板部33脱落。

如图2(a)所示，开关1的主体壳体5由有底筒状的收纳部51和封闭该收纳部51的开口51a的密封部55构成，并且在主体壳体5的内部中收纳有：印制基板6，其具有霍尔元件61；磁铁保持部件8，其在前端部嵌件成型有磁铁71。

收纳部51具有筒状的周壁部52和底壁部53，该底壁部53封闭周壁部52的长度方向的一端，并且在从周壁部52的底壁部53向开口51a侧偏移的位置的外周设有与所述箍圈4的螺纹槽部410a啮合的螺纹部521(参照图2(b))。

如图2(b)所示，在剖视图中周壁部52的外周面520形成为沿着直径D1的假想圆的圆弧状，并且在该外周面520上，沿周向隔开间隔地交替设置各两个螺纹部521和突起部552。

周壁部52上的未设有螺纹部521和突起部552的部分的外径D1比所述箍圈4的筒部41的内径D3小，并且设有螺纹部521和突起部552的部分的外径D2形成为与筒部41的内径D3大致一致的直径。

因此，在使螺纹槽部410a和螺纹部521在围绕周壁部52的轴线L的周向上的相位错开的状态下，能够将开关1的收纳部51插入箍圈4的筒部41内。并且，将收纳部51插入筒部41内，并进行开关1在轴线L方向上的定位后，使开关1(主体壳体5)在围绕轴线L的周向上旋转，使螺纹部521和螺纹槽部410a啮合，从而阻止开关1从支承板部33(箍圈4)脱落和轴线L方向的错位。

在主体壳体5的收纳部51中，从通过周壁部52的中心的轴线L的轴向上的开口51a侧插入磁铁保持部件8。

封闭收纳部51的开口51a的密封部55具有内嵌于周壁部52的筒状的嵌合壁56，并且当利用密封部55密封收纳部51的开口51a时，插入收纳部51内的磁铁保持部件8被嵌合壁56按压，从而将设于前端的磁铁71的磁极面71a保持在接近底壁部53的位置。

在该状态下，磁铁71的磁极面71a以在与底壁部53之间空出微小间隙的方式与底壁部53对置。

在实施方式中，磁铁71的磁极面71a的宽度W1比底壁部53的宽度W4小，并且在磁极面71a相对于底壁部53对置的位置比轴线L偏向一侧(图2(c)的情况下左斜上方侧)。

在比轴线L偏向另一侧(图2(c)的情况下右斜下方侧)的位置，嵌件成型于磁铁保持部件8的第一磁轭81和第二磁轭82在平行于磁极面71a的轴线Ln上隔开间隔地对置配置。

在实施方式中，磁铁71的磁极面71a在其整个面上与底壁部53对置，并且从磁铁71的磁极面71a延伸出的磁力线M在磁极面71a附近的部分在沿厚度方向贯通底壁部53的方向上聚齐(参照图3(a))。

如图2所示，磁铁71的底壁部53侧为N极，密封部55侧为S极，并且N极形成为规定宽度W1的立方体形状。

位于该N极的密封部55侧的S极是其与N极连接的连接部比N极狭窄的宽度W2的立方体，并具有随着远离N极而宽度变得狭窄的立方体形状。

在N极的内部相对于磁极面71a平行地设有四棱柱形状的第一磁轭81，并且该第一磁轭81的一端部81a比磁铁71向基板60侧突出，与设于基板60的霍尔元件61对置。

在基板60上的霍尔元件61的相反侧设有通过嵌件成型埋入磁铁保持部件8内的第二磁轭82，并且第一磁轭81和第二磁轭82夹着霍尔元件61对置。

第二磁轭82相对于通过周壁部52的中心的轴线L平行地设置，并且配置成该第二磁轭82的底壁部53侧的端面82a与磁铁71的磁极面71a共面。

因此，磁铁71的磁极面71a和第二磁轭82的端面82a以在与底壁部53之间空出微小间隙的方式与底壁部53对置，并且在该状态下，进行磁铁71的磁极面71a和第二磁轭82的端面82a在轴线L方向上的定位。

设于所述制动踏板2的支承件23位于从该底壁部53沿着轴线L向远离磁铁71的方向离开的位置。该支承件23在制动踏板2的非操作时位于主体壳体5的底壁部53附近，在制动踏板2的操作时，移动至远离底壁部53的位置。

图3是对由开关1的磁铁71形成的磁路进行说明的图，(a)是对支承件23位于磁铁71的磁极面71a附近时形成的磁路进行说明的图，(b)是对支承件23不位于磁铁71的磁极面71a附近时形成的磁路进行说明的图。

当未操作制动踏板2时，设于制动踏板2的支承件23位于磁铁71的磁极面71a附近，并且在该状态下，形成图3(a)所示的磁路。

具体地，朝向从磁铁71的磁极面71a离开的方向的磁通的大部分通过支承件23内，并朝向第二磁轭82。并且，进入第二磁轭82的磁通横穿霍尔元件61并被导向第一磁轭81内，之后从磁铁71的N极朝向S极。

在实施方式中，此时的霍尔元件61中的磁通的通过方向设定为沿着霍尔元件61的磁感应方向，并且霍尔元件61检测到的磁通密度为大的值。

另一方面，若操作制动踏板2，则设于制动踏板2的支承件23从磁铁71的磁极面71a离开，其结果为，来自磁极面71a的磁通无法进入支承件23。在该状态下，朝向从磁铁71的磁极面71a离开的方向的磁通在沿着霍尔元件61的设置面的方向上移动，之后最终进入磁铁71的S极(参照图3(b))。

该磁通的流动是与霍尔元件61的磁感应方向正交的方向，因此霍尔元件61检测到的磁通密度为零(＝0)。

这样，当支承件23位于磁铁71的磁极面71a附近时和不位于该位置时，霍尔元件61检测到的磁通密度发生变化，因此开关1根据检测到的磁通密度，输出表示制动踏板2的接通/断开的信号。

而且，当支承件23位于磁铁71的磁极面71a附近时和不位于该位置时，在开关1的磁铁71周围形成的磁路发生变化。

因此，在实施方式中，为了防止因在开关1的磁铁71周围形成的磁路，而由铁砂等磁性材料构成的异物附着于开关1，在开关1的主体壳体5的底壁部53侧安装具有缓冲性的保护部件9。

如图3所示，保护部件9设在能够覆盖当支承件23位于磁铁71的磁极面71a附近时磁通密度高的区域(区域A1、A2)、和当支承件23不位于磁铁71的磁极面71a附近时磁通密度高的区域(A1)双方的范围。

另外，在实施方式中，在与磁铁71的磁极面71a对置配置的底壁部53的正交方向上，形成有磁通密度高的区域，因此保护部件9被设定为到达保护部件9的铁砂不会被磁化成能够吸引其他磁性材料的程度的厚度Wa(参照图2(a))。

另外，也存在向磁铁71的侧方迂回的磁力线M，因此在实施方式中，保护部件9具有周壁部91，以便不仅覆盖底壁部53，还能够覆盖周壁部52的底壁部53侧的外周。

图4是对开关1向支承板部33的安装进行说明的图，(a)是对当进行开关1在轴线L方向上的定位时的制动踏板2和开关的位置关系进行说明的图，(b)是表示未操作制动踏板2时的支承件23和开关1的位置关系的图，(c)是表示操作制动踏板2时的支承件23和开关1的位置关系的图。

当进行开关1在轴线L方向的定位时，使制动踏板2绕转动轴X转动(图中，参照箭头A1)，并配置在比图4(b)所示的基准位置更靠车室内侧的设定的定位用的初始位置(参照图4(a))。

在该状态下，在使设于开关1的周壁部52的螺纹部521(参照图2(b))和箍圈4的筒部41内周的螺纹槽部410a(参照图2(b))的、绕轴线L的相位错开的状态下，向箍圈4的筒部41内插入开关1的收纳部51(图4(a)，箭头A2)。

并且，在覆盖收纳部51的底壁部53的保护部件9被制动踏板2的支承件23压缩，限制开关1向筒部41内的插入的时刻，使开关1绕轴线L转动，使设于开关1的周壁部52的螺纹部521(参照图2(b))和箍圈4的筒部41的内周的螺纹槽部410a(参照图2(b))啮合，限制开关1在轴线L方向上的移动，由此进行开关1在轴线L方向上的定位。

在实施方式中，当进行开关1在轴线L方向上的定位时，将底壁部53由保护部件9覆盖的主体壳体5按压到支承件23上。

这里，当进行该定位时，保护部件9在支承件23和收纳部51(主体壳体1)之间被压缩，因此(1)若保护部件9的压缩量不均，则无法进行开关1的正确的定位，(2)在开关1的定位后，若保护部件9的形状在保持压缩的状态而不恢复原状，则无法使被磁力吸引的铁砂远离磁铁71，因此在实施方式中，由压缩量始终相同，且定位后的形状的复原力高的材料构成保护部件9。

作为这样的材料，例如将聚氨酯泡沫这样的多孔性、非磁性体、且变形后的形状的复原力高的材料用于保护部件9。

若完成开关1在轴线L方向上的定位，则制动踏板2借助未图示的弹簧的作用力，向使支承件23从开关1离开的方向(参照图4(b)，箭头B1)绕转动轴X转动，从而支承件23配置在与安装于开关1的保护部件9之间空出间隙d(参照图2(a))的规定位置。

并且，若在该状态下操作制动踏板2，则制动踏板2的支承件23向远离开关1的方向移动，支承件23和保护部件9之间的间隙扩大，由此通过所述霍尔元件61(参照图2)的磁通量变少，因此开关1输出制动踏板2的接通信号。

如上所述，在实施方式中，

(1)一种开关1，其为磁性开关1，使磁铁71的磁极面71a与设于作为对象物的制动踏板2的支承件23(磁性体)对置配置，对伴随着制动踏板2的操作所引起的支承件23和磁铁71的距离变化的磁场变化进行检测，并输出表示有无制动踏板2的操作的信号，

在具有与支承件23对置的对置部即底壁部53的主体壳体5的收纳部51内，使磁铁71的磁极面71a与支承件23对置，并将底壁部53夹在二者直接按，

在收纳部51上安装有保护部件9，该保护部件9在磁极面71a的正交方向上具有规定的厚度Wa并由非磁性体构成，利用保护部件9至少覆盖底壁部53。

铁砂等磁性体的异物若被磁力吸引并附着于磁铁，则被磁化并发挥作为磁铁的功能。于是，在被磁化的铁砂上，新的铁砂被吸引并附着，该附着的新的铁砂也依旧被磁化并发挥作为磁铁的功能，因此被吸引的铁砂依次被磁化并相连，其结果为大量铁砂连锁地聚集，沿着从磁铁的磁力面延伸的磁力线排列。

这里，磁力线的密度越高，吸引铁砂的磁力越大，因此在磁力线的密度高的磁极面71a附近存在吸引大量铁砂的倾向。

从而，通过将在磁极面71a的正交方向上具有规定的厚度Wa的由非磁性体构成的保护部件9设于底壁部53，能够适当地防止被磁力吸引的铁砂沿着磁铁71的磁力线连锁地聚集。

其结果为，不会存在如未设有保护部件9的情况那样，被吸引的铁砂发挥作为磁铁的功能，从而大量铁砂连锁地聚集的情况，因此磁性开关1的磁铁71的磁场不会受到影响。

由此，提高了开关1对有无制动踏板2的操作的检测精度(输出精度)。

而且，仅通过在主体壳体5的收纳部51的底壁部53设置保护部件9，就能够适当地防止由磁铁等磁性体构成的异物的附着，因此不会使开关1大型化，并能够防止铁砂等异物向开关1的主体壳体5附着。

而且，保护部件9由发挥缓冲性的海绵状的部件构成，并且由多孔性、且能够弹性变形的材料构成，因此能够适当地防止为了防止铁砂等异物向开关1的主体壳体5附着，而增加开关1的重量。

而且，当进行开关1在轴线L方向上的定位时，考虑保护部件9的弹性变形，决定保护部件9的材料，并且能够通过目视进行开关1的定位，因此不需要另外设置用于开关1的定位的专用工序。

另外，若制动踏板2的操作结束，则制动踏板2利用未图示的弹簧的作用力回到基准位置，并且在实施方式中，通过在配置于基准位置的制动踏板2的支承件23和保护部件9之间确保隙间d(参照图2的(a))，当制动踏板2回到基准位置时，支承件23和保护部件9不会干涉。

这里，若支承件23和保护部件9干涉，则反复进行制动踏板2的操作的结果是保护部件9磨损，被磁力吸引的铁砂有可能到达磁铁71附近。

在该情况下，有可能无法防止被磁力吸引的铁砂(磁性体)被磁化并发挥作为磁铁的功能，从而被吸引的铁砂沿着磁铁71的磁力线连锁地聚集，但在实施方式中，在与保护部件9之间确保隙间d(参照图2(a))，因此能够恰当地防止上述情况的发生。

Claims (2)

1.一种开关，其为磁性开关，使磁铁的磁极面与设于对象物的磁性体对置配置，对伴随着所述对象物的操作所引起的所述磁性体和所述磁铁的距离变化的磁场变化进行检测，并输出表示有无所述对象物的操作的信号，其特征在于，

在具有与所述磁性体对置的对置部的壳体内，使所述磁铁的所述磁极面与所述磁性体对置，并将所述对置部夹在二者之间，

在所述壳体上安装有保护部件，该保护部件在所述磁极面的正交方向上具有规定的厚度并由非磁性体构成，利用所述保护部件至少覆盖所述对置部。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，

所述保护部件由能够弹性变形的材料构成。