JP2004349039A - 自己保持型近接スイッチ - Google Patents

Abstract

【解決手段】非磁性材でケース１を形成する。該ケース１内部に収納され、該ケース１の内部中央に固定された規制軸２の側面に接しながら、該規制軸２の周囲を左右に揺動移動する内部磁石３を設ける。該内部磁石３の移動状態を検出する検出素子４を設ける。ケース１の一側面に設けたセンサ検出面５に沿って平行移動することでケース１内の内部磁石３を左右に移動せしめる検出磁石６をケース１の外に配置する。内部磁石３の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石３を磁着固定する磁性体７を、センサ検出面５の反対側面に位置するケース１他側面に配する。
【効果】構成を極めて単純化することができる。電源ＯＦＦ後も再投入時には以前の検出状態を再現できる。自己保持機能が喪失しない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己保持型近接スイッチに関し、特に往復動作における対象物の位置検出用近接スイッチや、多点出力の水位検出用フロートスイッチとして使用するのに好適な自己保持型近接スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自己保持型近接スイッチでは、ラッチ回路やラッチングリレー等を使用し、近接スイッチの検出信号を自己保持動作させる方法が一般的であるが、このようなラッチ回路やラッチングリレーを使用した方法では、電源を切った後で投入した際に、以前の検出状態を再現できないという欠点があった。その為、特許文献１に記載の磁気センサ素子を利用する方法や、特許文献２に記載された自己保持型位置センサが提案されている。
【０００３】
特許文献１の磁気センサ素子は、強磁性薄膜磁気抵抗パターンをブリッジ接続加工した磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子上に、前記磁気抵抗パターンの何れにも角度略４５度の向きに磁界が印加されるべく取りつけたバイアス磁石と、前記磁気抵抗素子の側方に近接して、前記バイアス磁石の磁極方向と略直交する方向に、保磁力１０００〜３０００Ａ／ｍの磁性材料を配置した構成である。この構成により、従来のラッチ回路のような部品を必要とせず、電源ＯＦＦ後も再投入時には、以前の検出状態を再現できるとしている。
【０００４】
一方、特許文献２に記載の自己保持型位置センサは、反転チップが配列された一次元方向に被検出端に取り付け、反転チップ同士の吸引力よりも強い吸引力を有する磁石を移動するセンサである。このセンサでは、磁石の移動により、反転チップは反転して逆の表示面となり、視覚的又は光電的に反転チップの表裏面を判別することで被検出端の位置を検出する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−１３０９３３号公報
【特許文献２】
特開２００１−９９６８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された磁気センサ素子は、前述の如く、磁気検出素子と固定されたバイアス磁石と磁性材料とを具備し、移動するマグネットを検出対象とし、該マグネットの磁界方向を磁性材料に記憶させるものである。そのため、磁界方向を記憶した磁性材料に、記憶した磁界と逆の磁界が与えられると、自己保持機能が失われる不都合がある。特に、この記憶用に用いた磁界は、記憶用の磁界と比べて比較的弱い逆磁界でも消失する。更に、検出素子は微弱磁界を検出しなければならない為、高感度センサを使用する必要があり、高価で調整を必要としていた。
【０００７】
一方、特許文献２に記載された自己保持型位置センサは、回転軸を有する複数の磁石を用いるので、構造上、センサ自体が複雑化する不都合が生じてしまう。しかも、この自己保持型位置センサにおいても、前記特許文献２と同様に、記憶用に用いた磁界は、比較的弱い逆磁界を与えられても消失し、自己保持機能が失われる不都合もある。
【０００８】
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、自己保持型近接スイッチの構成を極めて単純化することができ、電源ＯＦＦ後も再投入時には以前の検出状態を再現でき、記憶用に用いた磁界に対して強い逆磁界が加えられても、自己保持機能が喪失しない自己保持型近接スイッチの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、非磁性材で形成されたケース１と、該ケース１内部に収納され、該ケース１の内部中央に固定された規制軸２の側面に接しながら、該規制軸２の周囲を左右に揺動移動する内部磁石３と、該内部磁石３の移動状態を検出する検出素子４とを有し、ケース１の一側面に設けたセンサ検出面５に沿って平行移動することでケース１内の内部磁石３を左右に移動せしめる検出磁石６をケース１の外に配置したことにある。
【００１０】
第２の手段において、内部磁石３は平面矩形状又は略円形状を成し、前記検出磁石６の移動時に、内部磁石３の側面略中央に接する規制軸２を中心として内部磁石３が左右に揺動するように平面略扇形状の移動空間１Ａを前記ケース１内部に設ける。
【００１１】
第３の手段は、内部磁石３の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石３を磁着固定する磁性体７を、前記センサ検出面５の反対側面に配している。
【００１２】
第４の手段の検出素子４は、前記内部磁石３の磁界を検出する磁界検出素子を使用する。
【００１３】
第５の手段の検出素子４は、前記内部磁石３の位置を検出する光電センサを使用する。
【００１４】
本発明スイッチによると、検出磁石３がケース１のセンサ検出面５に沿って平行に往復移動し、予め定められた範囲を連続的に反転した時、検出磁石３により印加される磁界方向が変化する。この磁界の方向によって左右に移動した内部磁石３の状態、すなわち内部磁石３の磁界の極性や、内部磁石３の位置を検出素子４が検知するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明の主要構成は、ケース１内部に揺動自在に収納された内部磁石３と、該内部磁石３を左右に移動せしめる検出磁石６と、内部磁石３の移動状態を検知する検出素子４とからなる（図１参照）。
【００１７】
内部磁石３は、非磁性材で形成されたケース１の内部に収納され、該ケース１の内部中央に固定された規制軸２の側面に接しながら、該規制軸２の周囲を左右に揺動移動するものである（図２参照）。図示の内部磁石３は平面矩形状を成し、永久磁石が使用される。この他、内部磁石３を円柱形状にすることで、ケース１内上下面の接触面積を減らし、反転し易くすることができる（図示せず）。
【００１８】
一方、内部磁石３を収納するケース１の内部には、平面略扇形状の移動空間１Ａを設けている（図１参照）。この移動空間１Ａは、検出磁石６の移動時に、内部磁石３の側面略中央に接する規制軸２を中心として内部磁石３が左右に滑るように揺動する空間として形成されている。したがって、内部磁石３は、この移動空間１Ａに沿って移動する左右方向以外の移動が規制されるものである。尚、規制軸２の材質は、磁性体と非磁性体とを問わない。また、図示の規制軸２は、ケース１と別体の軸状を成しているが、ケース１の一部から延長してケース１と一体に形成する形状や、軸状以外の形状でもよく、内部磁石３の移動を規制して揺動する形状であれば、規制軸２の形状は任意に変更することが可能である。
【００１９】
検出磁石６は、ケース１の外に配置しており、ケース１の一側面に設けたセンサ検出面５に沿って平行に往復移動する。この検出磁石６の移動に伴なって、検出磁石６の磁界に誘引され、又は反発する内部磁石３が、ケース１の内部で左右に移動する。図示例の内部磁石３は、規制軸２に接する側をＮ極とし、反対側面をＳ極としている（図１参照）。また、検出磁石６の内部磁石３に近い極をＮ極として、この検出磁石６を往復移動すると、内部磁石３のＳ極側が検出磁石６に誘引されて左右に移動するものである（図２参照）。すなわち、図２の矢印は、検出磁石６が内部磁石３を誘引する磁界を表し、同図（イ）から（ホ）へ検出磁石６が移動すると共に、内部磁石３が誘引されて、ケース１内部を左端から右端へ移動する状態を示している。尤も、内部磁石３の極性や検出磁石６の極性は図示例に限られるものではなく、任意に変更することができる。検出磁石６は、永久磁石の他、電磁石の使用が可能である。
【００２０】
図示のケース１は平面矩形状を成し、内部磁石３の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石３を磁着固定する磁性体７を、ケース１の一側面に設けている（図１参照）。この磁性体７は、前記センサ検出面５を設けた側面の反対側面に位置している。そして、センサ検出面５側で検出磁石６が移動すると、内部磁石３が左右に揺動し、図２（イ）又は（ホ）に示す如く、この揺動位置が左右いずれかの端部に達したときに、内部磁石３が磁性体７に磁着して内部磁石３の移動位置を確保する。また、この状態から検出磁石６が逆方向に移動すると、磁性体７から内部磁石３が解除され、再び検出磁石６に伴なって反対方向へ揺動するように設けている。したがって、内部磁石３は検出磁石６が移動しなければ磁性体７に固定された状態を保ち、外部から振動や衝撃、あるいは他の磁界などが加わっても内部磁石３の位置は変わらない。
【００２１】
検出素子４は、内部磁石３の移動状態を検出するもので、磁界検出素子や光電センサを使用する。すなわち、検出素子４として磁界検出素子を使用した場合は、左右に移動した内部磁石３の磁界の極性や磁界の強弱を検出するものである。図示の検出素子４は、検出素子４に近い内部磁石３の極性を検知し、この極性からスイッチのＯＮ、ＯＦＦを切り替える。この場合、検出素子４に強い外乱磁界が加わって検出素子４に狂いが生じたとしても、この外乱磁界が消失すれば内部磁石３の極性に変化はないので、検出素子４が保持していた出力に戻ることになる。また、検出素子４に光電センサを使用して、内部磁石３が移動した左右の位置を検出し、この位置からスイッチのＯＮ、ＯＦＦを切り替えることも可能である。
【００２２】
検出磁石６は、対象物の移動側や水位等の被検出側に配置することで、例えば往復動作における対象物の位置検出用近接スイッチや、多点出力の水位検出用フロートスイッチとして使用するのに適したものとなる。また、本発明自己保持スイッチの用途は、検出磁石６が装着可能な、あらゆる対象物に用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したことにより、当初の目的を達成した。
【００２４】
すなわち、非磁性材で形成されたケース１と、該ケース１内部に収納され、該ケース１の内部中央に固定された規制軸２の側面に接しながら、規制軸２の周囲を左右に揺動移動する内部磁石３と、該内部磁石３の移動状態を検出する検出素子４とを有し、ケース１の一側面に設けたセンサ検出面５に沿って平行移動することでケース１内の内部磁石３を左右に移動せしめる検出磁石６をケース１の外に配置したことにより、本発明近接スイッチの構成を極めて単純化することができる。
【００２５】
しかも、ケース１内部の内部磁石３の移動状態を検出する検出素子４は、内部磁石３の磁界の極性を検知する磁界検出素子、あるいは、内部磁石３の位置を検出する光電センサを使用しているので、電源ＯＦＦ後も再投入時には以前の検出状態を再現できる。
【００２６】
更に、内部磁石３は平面矩形状又は略円形状を成し、前記検出磁石６の移動時に、内部磁石３の側面略中央に接する規制軸２を中心として内部磁石３が左右に揺動するように、平面略扇形状の移動空間１Ａを前記ケース１内部に設けているので、内部磁石３は、この移動空間１Ａに沿って移動する左右方向以外の移動が規制される。したがって、記憶用に用いた内部磁石３の磁界に対して強い逆磁界が加えられても内部磁石３が左右に移動しない限り、検出素子４による検知状態は変化しない。この結果、検出磁石６の移動方向以外に強い逆磁界が加えられても内部磁石３の位置は変化せず、自己保持機能が喪失しない効果が得られる。
【００２７】
しかも、内部磁石３の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石３を磁着固定する磁性体７を、前記センサ検出面５の反対側面に配しているので、内部磁石３の揺動状態は、最終的にこの磁性体７に磁着することで固定される。したがって、内部磁石３に外部から振動や衝撃を受けても内部磁石３を確実に保持することができる。また、ケース１内の内部磁石３が磁性体７に磁着するので、ケース１の設置位置を任意に設定することが可能になり、本発明自己保持スイッチの汎用性を高める効果がある。
【００２８】
このように、本発明によると、自己保持型近接スイッチの構成を極めて単純化することができ、給電が一時停止しても検出対象の位置を記憶し、給電と供に検出対象の位置を出力可能で、外乱磁界による誤動作がないなどといった種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の作動状態を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ ケース １Ａ 移動空間
２ 規制軸
３ 内部磁石
４ 検出素子
５ センサ検出面
６ 検出磁石
７ 磁性体

Claims (5)

1. 非磁性材で形成されたケースと、該ケース内部に収納され、ケースの内部中央に固定された規制軸の側面に接しながら、該規制軸の周囲を左右に揺動移動する内部磁石と、該内部磁石の移動状態を検出する検出素子とを有し、ケースの一側面に設けたセンサ検出面に沿って平行移動することでケース内の内部磁石を左右に移動せしめる検出磁石をケースの外に配置したことを特徴とする自己保持型近接スイッチ。
2. 前記内部磁石は平面矩形状又は略円形状を成し、石の移動時に、内部磁石の側面略中央に接する規制軸を中心として内部磁石が左右に揺動するように、平面略扇形状の移動空間を前記ケース内部に設けた請求項１記載の自己保持型近接スイッチ。
3. 前記内部磁石の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石を磁着固定する磁性体を、前記センサ検出面の反対側面に配した請求項１又は２記載の自己保持型近接スイッチ。
4. 前記検出素子は、前記内部磁石の磁界を検出する磁界検出素子を使用した請求項１記載の自己保持型近接スイッチ。
5. 前記検出素子は、前記内部磁石の位置を検出する光電センサを使用した請求項１記載の自己保持型近接スイッチ。

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