JP2006012504A - Non-contact switch, and position detecting device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁界の強さに応じてオン、オフするホールIC等の磁気センサを備えた非接触スイッチに関する。 The present invention relates to a non-contact switch including a magnetic sensor such as a Hall IC that is turned on and off according to the strength of a magnetic field.
従来、磁界の強さに応じてオン、オフする非接触スイッチとして、例えばバックルスイッチが知られている(特許文献1、2参照)。これらのバックルスイッチは、自動車等の座席に装備され乗員を拘束して保護するシートベルト装置において、シートベルトに取り付けたタングプレートがバックルに係合しロックされたことを検出し、乗員にシートベルトの装着を促す警告ランプを消灯させるための非接触スイッチである。 Conventionally, for example, a buckle switch is known as a non-contact switch that is turned on and off according to the strength of a magnetic field (see Patent Documents 1 and 2). These buckle switches are installed in a seat of an automobile or the like, and in a seat belt device that restrains and protects an occupant, the buckle switch detects that the tongue plate attached to the seat belt is engaged with the buckle and is locked, and This is a non-contact switch for turning off a warning lamp that prompts the user to wear the device.
このような非接触スイッチは、図13(a),(b)に示すように、磁気センサとしてのホールIC21と、磁石22とを備えている。この非接触スイッチでは、タングがバックルに係合しロックされていない状態では、図13(a)に示すように磁石22がホールIC21から離れた位置にあり、ホールIC21がオフ(センサOFF)になっている。一方、この非接触スイッチでは、タングがバックルに係合しロックされると、図13(b)に示すように磁石22がホールIC21の近くに位置し、磁石22が発生する磁界によりホールIC21がオン(センサON)になる。
ところで、図13(a),(b)に示すような上述した非接触スイッチでは、ホールIC21は、これと対をなす磁石22の磁界の強さに応じて反応してオン,オフする。このため、磁石22がホールIC21から離れた位置にある状態で、ホールIC21の感磁部であるホール素子の感磁方向(矢印23で示す方向)と同じ方向でかつ磁石22の磁界の強さを超える外部磁界が図13(c)に示すように作用した場合にも、ホールIC21がオンになるという、誤動作が発生するおそれがある。このような外部磁界による磁気センサの誤動作を避けるために、金属ケース等でホールIC21等の磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施して、外部磁界の影響を受けないようにする必要がある。そのために、上記特許文献1では、ホールIC(ICホール素子)が磁気シールド性のベースで囲まれるように構成することで、外部磁界の磁気がシールドされ、ホールICへの外部磁界の影響を抑制するようにしている。
By the way, in the non-contact switch described above as shown in FIGS. 13A and 13B, the Hall IC 21 is turned on and off in response to the strength of the magnetic field of the
このように、外部磁界の影響を抑制して磁気センサの誤動作を避けるために、金属ケース等で磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことは、部品点数が増えて製造コストがアップする要因になってしまう。 In this way, in order to prevent the magnetic sensor from malfunctioning by suppressing the influence of the external magnetic field, measures such as magnetic shielding of the magnetic sensor with a metal case or the like increase the number of parts and increase the manufacturing cost. Will be a factor.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくくすることができ、製造コストの低減を図れる非接触スイッチ及びこれを用いた位置検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof can be made less susceptible to the influence of an external magnetic field without taking measures such as magnetically shielding the magnetic sensor. It is an object of the present invention to provide a non-contact switch that can be reduced and a position detection device using the same.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、感磁部をそれぞれ有し、磁界の強さに応じてオン,オフする2つの磁気センサを含む磁界検出手段と、前記磁界検出手段に
対し相対変位可能に設けられ、磁界を発生する磁界発生手段と、を備え、前記2つの磁気センサは、前記感磁部での感磁方向を異ならせて近接した位置に配置され、前記磁界発生手段が前記磁界検出手段に近づいた被検出位置に変位したとき、前記磁界発生手段で発生する磁界により前記2つの磁気センサを共にオンさせるように構成したことを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a magnetic field detection unit including two magnetic sensors each having a magnetic sensing portion and turned on and off according to the strength of the magnetic field, and the magnetic field detection unit. Magnetic field generation means for generating a magnetic field, and the two magnetic sensors are arranged at positions close to each other with different magnetic sensing directions in the magnetic sensing unit. The gist is that the two magnetic sensors are both turned on by the magnetic field generated by the magnetic field generating means when the generating means is displaced to the detected position approaching the magnetic field detecting means.
これによれば、磁界発生手段が磁界検出手段に近づいた被検出位置に変位したとき、磁界発生手段で発生する磁界により、感磁方向を異ならせて近接した位置に配置した2つの磁気センサが共にオンになる。磁界発生手段がから離れた位置にある状態で、2つの磁気センサに強い外部磁界が作用したとしても、感磁方向を異ならせて近接した位置に配置した2つの磁気センサには同一方向の磁界が作用すると推測されるので、両磁気センサのいずれか一方がオンすることはあっても、その両方がオンする可能性は低い。このため、2つの磁気センサが共にオンになった状態を非接触スイッチのオン状態とすることにより、磁界発生手段が被検出位置に変位していないにも拘わらず外部磁界により非接触スイッチがオン状態になるという誤動作の発生を回避することができる。これにより、非接触スイッチのオン状態を両磁気センサのオンにより検知することで、磁界発生手段と磁界検出手段が所定の位置関係にあることを、外部磁界の影響を受けることなく正確に検出することができる。 According to this, when the magnetic field generating means is displaced to the detected position close to the magnetic field detecting means, the two magnetic sensors arranged at positions close to each other with different magnetic sensitive directions are generated by the magnetic field generated by the magnetic field generating means. Both are turned on. Even if a strong external magnetic field is applied to the two magnetic sensors in a state where the magnetic field generating means is away from the two magnetic sensors, the magnetic fields in the same direction are applied to the two magnetic sensors arranged at close positions with different magnetic sensing directions. Therefore, even if one of both magnetic sensors is turned on, it is unlikely that both of them are turned on. For this reason, when the two magnetic sensors are both turned on, the non-contact switch is turned on, so that the non-contact switch is turned on by the external magnetic field even though the magnetic field generating means is not displaced to the detected position. It is possible to avoid the occurrence of a malfunction that becomes a state. As a result, the ON state of the non-contact switch is detected by turning on both magnetic sensors, so that the magnetic field generating means and the magnetic field detecting means are accurately detected without being affected by an external magnetic field. be able to.
したがって、磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくくすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
なお、ここにいう「感磁部」は、磁界の強さに応じて出力電圧が変化するホール素子や、磁界の強さに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗(MR)素子を含む意味で用いる。また、「磁気センサ」は、ホール素子を含むホールICや、磁気抵抗(MR)素子を含むICを含む意味で用いる。
Accordingly, it is possible to make the magnetic sensor less susceptible to the influence of an external magnetic field without taking measures such as magnetically shielding the magnetic sensor, and the manufacturing cost can be reduced.
The term “magnetic sensing portion” here includes a Hall element whose output voltage changes according to the strength of the magnetic field and a magnetoresistive (MR) element whose resistance value changes according to the strength of the magnetic field. Use. The term “magnetic sensor” is used to include a Hall IC including a Hall element and an IC including a magnetoresistive (MR) element.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の非接触スイッチにおいて、前記2つの磁気センサは、前記感磁方向が逆向きになるように並べて配置され、前記磁界発生手段は、一緒に相対変位可能でかつ磁化の方向が逆向きになるように並べて配置された2つの磁石を含み、前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記2つの磁石は前記2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、前記2つの磁石の一方により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記2つの磁石の他方により、前記2つの磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the non-contact switch according to the first aspect, the two magnetic sensors are arranged side by side so that the magnetic sensing directions are opposite to each other, and the magnetic field generating means are relative to each other. Two magnets that are displaceable and arranged side by side so that the directions of magnetization are opposite to each other, and when the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the two magnets are respectively connected to the two magnetic sensors. The two magnets face each other and generate a magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors with one of the two magnets, and the other of the two magnets generates the magnetic field of the two magnetic sensors. The gist is to generate a magnetic field in the same direction as the other magnetic sensing direction.
これによれば、非接触スイッチは、次の4つの動作状態をとり得る。
(1)2つの磁石が2つの磁気センサから離れた位置にあるときには、両磁気センサが共にオフになる。(2)磁界発生手段が前記被検出位置に変位すると、2つの磁石が2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、両磁気センサが共にオンになる。(3)2つの磁石が2つの磁気センサから離れた位置にある状態で、両磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向でかつ磁石の磁界の強さを超える外部磁界が両磁気センサに作用すると、その一方の磁気センサはオンになる。このとき、その他方の磁気センサは、外部磁界の方向が自身の感磁方向とは逆方向であるため、オンにならない。(4)2つの磁石が2つの磁気センサから離れた位置にある状態で、両磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向でかつ磁石の磁界の強さを超える外部磁界が両磁気センサに作用すると、その他方の磁気センサはオンになる。このとき、その一方の磁気センサは、外部磁界の方向が自身の感磁方向とは逆方向であるため、オン状態にならない。
According to this, the non-contact switch can take the following four operation states.
(1) When the two magnets are away from the two magnetic sensors, both magnetic sensors are turned off. (2) When the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the two magnets face each other at positions close to the two magnetic sensors, and both magnetic sensors are turned on. (3) In the state where the two magnets are located away from the two magnetic sensors, an external magnetic field that is in the same direction as one of the magnetic sensitive directions of both magnetic sensors and exceeds the magnetic field strength of the magnets acts on both magnetic sensors. Then, one of the magnetic sensors is turned on. At this time, the other magnetic sensor is not turned on because the direction of the external magnetic field is opposite to the direction of its own magnetic sensing. (4) In a state where the two magnets are located away from the two magnetic sensors, an external magnetic field that is in the same direction as the other magnetic sensing direction of both magnetic sensors and exceeds the magnetic field strength of the magnets acts on both magnetic sensors. Then, the other magnetic sensor is turned on. At this time, one of the magnetic sensors is not turned on because the direction of the external magnetic field is opposite to the direction of its own magnetic sensing.
このように、非接触スイッチは上記4つの動作状態をとり得るので、上記(2)の動作状態のとき、つまり、両磁気センサが共にオン状態になったときを、非接触スイッチのオ
ン状態とし、それ以外の動作状態を同スイッチのオフ状態とする。これにより、上記従来技術のように金属ケース等でホールIC等の磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく、外部磁界による非接触スイッチの誤動作を回避することができる。したがって、磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を採らずに外部磁界の影響を受けにくくすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
Thus, since the non-contact switch can take the above four operation states, the non-contact switch is in the on state when the operation state of (2) above, that is, when both magnetic sensors are in the on state. The other operating state is the off state of the switch. Thereby, the malfunction of the non-contact switch due to the external magnetic field can be avoided without taking measures such as magnetically shielding a magnetic sensor such as a Hall IC with a metal case or the like as in the prior art. Therefore, the magnetic sensor can be made less susceptible to the influence of the external magnetic field without taking measures such as magnetically shielding the magnetic sensor, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の非接触スイッチにおいて、前記2つの磁気センサは、プリント基板の両面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記両面に対して垂直上方を向くように実装され、前記磁界発生手段は、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極が互いに正対するように一体的に保持された2つの磁石を含み、前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記2つの磁石は前記2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、前記2つの磁石の一方により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記2つの磁石の他方により、前記2つの磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the non-contact switch according to the first aspect, the two magnetic sensors are disposed on both surfaces of the printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and perpendicular to the both surfaces. The magnetic field generating means includes two magnets that are integrally held so that magnetic poles of the same polarity face each other at a position separated by a predetermined distance, and the magnetic field generating means includes the detected position. When the two magnets are displaced, the two magnets face each other at positions close to the two magnetic sensors, and one of the two magnets generates a magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors. The gist of the present invention is to generate a magnetic field in the same direction as the other magnetic sensing direction of the two magnetic sensors by the other of the two magnets.
これによれば、2つの磁気センサは、プリント基板の両面に、感磁方向が互いに逆向きでかつその両面に対して垂直上方を向くように実装されているので、2つの磁気センサとして、同一特性のものを感磁方向を逆向きにして使うことができる。これにより、各種の仕様に応じて多種類の製品を揃えるのが容易になる。また、2つの磁石と2つの磁気センサが、プリント基板の両面と平行な変位方向に相対変位するのを検出することができる。 According to this, since the two magnetic sensors are mounted on both surfaces of the printed circuit board so that the magnetic sensing directions are opposite to each other and vertically upward with respect to both surfaces, the two magnetic sensors are the same as the two magnetic sensors. Those with special characteristics can be used with the direction of magnetic sensitivity reversed. Thereby, it becomes easy to prepare many kinds of products according to various specifications. Further, it is possible to detect relative displacement of the two magnets and the two magnetic sensors in the displacement direction parallel to both surfaces of the printed circuit board.
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の非接触スイッチにおいて、前記2つの磁気センサは、プリント基板の片面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記片面と平行になるように独立して実装され、前記磁界発生手段は、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極が互いに正対するように一体的に保持された2つの磁石を含み、前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記2つの磁石は前記2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、前記2つの磁石の一方により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記2つの磁石の他方により、前記2つの磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the non-contact switch according to the first aspect, the two magnetic sensors are arranged on one side of the printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and parallel to the one side. Independently mounted, the magnetic field generating means includes two magnets integrally held so that magnetic poles of the same polarity face each other at positions separated by a predetermined distance, and the magnetic field generating means When the two magnets are displaced, the two magnets face each other at positions close to the two magnetic sensors, and one of the two magnets generates a magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors. The gist of the present invention is to generate a magnetic field in the same direction as the other magnetic sensing direction of the two magnetic sensors by the other of the two magnets.
これによれば、2つの磁気センサは、プリント基板の片面に、感磁方向が互いに逆向きでかつ片面と平行になるように独立して実装されている(ディスクリートタイプ)。このため、磁気センサとして、同一特性の磁気センサを感磁方向を逆向きにして使うことができる。これにより、各種の仕様に応じて多種類の製品を揃えるのが容易になる。また、2つの磁石と2つの磁気センサが、プリント基板の片面に垂直な変位方向に相対変位するのを検出することができる。 According to this, the two magnetic sensors are independently mounted on one side of the printed circuit board so that the magnetic sensing directions are opposite to each other and parallel to the one side (discrete type). For this reason, as a magnetic sensor, a magnetic sensor having the same characteristics can be used with the magnetic sensitive direction reversed. Thereby, it becomes easy to prepare many kinds of products according to various specifications. In addition, it is possible to detect relative displacement of the two magnets and the two magnetic sensors in the displacement direction perpendicular to one surface of the printed circuit board.
請求項5に係る発明は、請求項1に記載の非接触スイッチにおいて、前記2つの磁気センサは、プリント基板の両面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記両面に対して垂直上方を向くように実装され、前記磁界発生手段は1つの磁石を含み、前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記1つの磁石は、磁化の方向が前記2つの磁気センサの感磁方向に垂直になるように前記2つの磁気センサに近接し、前記1つの磁石により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界と、その他方の感磁方向と同じ方向の磁界とを発生させることを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the non-contact switch according to the first aspect, the two magnetic sensors are disposed on both sides of the printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and perpendicular to the both sides. The magnetic field generating means includes one magnet, and when the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the direction of magnetization of the one magnet is the magnetic sensitive direction of the two magnetic sensors. The magnetic field is close to the two magnetic sensors so as to be perpendicular to the magnetic field, and the magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors and the magnetic field in the same direction as the other magnetic direction by the one magnet. The gist is to generate.
これによれば、2つの磁気センサと共に非接触スイッチを構成する磁石を1つにすることができるので、部品点数が削減され、製造コストをさらに低減することができる。
請求項6に係る発明は、請求項1に記載の非接触スイッチにおいて、前記2つの磁気センサは、プリント基板の片面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記片面に平行となるように独立して実装され、前記磁界発生手段は1つの磁石を含み、前記磁界発生手段が
前記被検出位置に変位したとき、前記1つの磁石は、磁化の方向が前記2つの磁気センサの感磁方向に垂直になるように前記2つの磁気センサに近接し、前記1つの磁石により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界と、その他方の感磁方向と同じ方向の磁界とを発生させることを要旨とする。
According to this, since the magnet which comprises a non-contact switch with two magnetic sensors can be made into one, the number of parts can be reduced and manufacturing cost can further be reduced.
According to a sixth aspect of the present invention, in the non-contact switch according to the first aspect, the two magnetic sensors are arranged on one side of a printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and parallel to the one side. Mounted independently, the magnetic field generating means includes one magnet, and when the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the direction of magnetization of the one magnet is the magnetic sensitive direction of the two magnetic sensors. The magnetic field is close to the two magnetic sensors so as to be perpendicular to the magnetic field, and the magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors and the magnetic field in the same direction as the other magnetic direction by the one magnet. The gist is to generate.
これによれば、1つの磁石と2つの磁気センサが、プリント基板の片面に垂直な変位方向に相対変位するのを検出することができる。
請求項7に係る発明は、請求項5又は6に記載の非接触スイッチにおいて、前記磁界検出手段はさらに、前記2つの磁気センサの両側に配置された磁性体を含むことを要旨とする。
According to this, it is possible to detect relative displacement of one magnet and two magnetic sensors in a displacement direction perpendicular to one surface of the printed circuit board.
The invention according to claim 7 is the non-contact switch according to claim 5 or 6, characterized in that the magnetic field detecting means further includes magnetic bodies arranged on both sides of the two magnetic sensors.
これによれば、2つの磁気センサの両側に配置された磁性体により、1つの磁石が発生する磁界を、一方の磁気センサの感磁方向と同じ方向と、他方の磁気センサの感磁方向と同じ方向との両方向に向けることができる。これにより、1つの磁石が発生する磁界のうち、一方の磁気センサの感磁方向と同じ方向の磁界と、他方の磁気センサの感磁方向と同じ方向の磁界の各成分をより強くすることができる。その結果、各磁気センサがオンする閾値を、2つの磁石を使う場合よりも低くした特性の磁気センサを特別に用意する必要がない。 According to this, the magnetic field generated by one magnet by the magnetic bodies arranged on both sides of the two magnetic sensors causes the same direction as the magnetic sensing direction of one magnetic sensor and the magnetic sensing direction of the other magnetic sensor. Can be directed in both directions with the same direction. Thereby, among the magnetic fields generated by one magnet, the magnetic field components in the same direction as the magnetic sensing direction of one magnetic sensor and the magnetic field components in the same direction as the magnetic sensing direction of the other magnetic sensor can be made stronger. it can. As a result, it is not necessary to specially prepare a magnetic sensor having a characteristic in which the threshold value for turning on each magnetic sensor is lower than in the case of using two magnets.
請求項8に係る発明における位置検出装置は、請求項1〜7のいずれか1つに記載の非接触スイッチを備えることを要旨とする。
これによれば、非接触スイッチのオン状態を両磁気センサのオンにより検知することで、磁界発生手段と磁界検出手段が所定の位置関係にあることを、外部磁界の影響を受けることなく正確に検出することができる。例えば、位置検出装置が、シートベルト装置におけるバックル装置で、そのバックルスイッチとして非接触スイッチを用いたバックル装置の場合、タンクプレートがバックルに挿入されてロックされたロック位置を、外部磁界の影響を受けることなく正確に検出することができる。したがって、磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくく、製造コストの低減を図れるシートベルト装置におけるバックル装置等の位置検出装置を実現することができる。
A gist of a position detection device according to an eighth aspect of the invention is the non-contact switch according to any one of the first to seventh aspects.
According to this, by detecting the ON state of the non-contact switch by turning on both magnetic sensors, it is possible to accurately determine that the magnetic field generating means and the magnetic field detecting means are in a predetermined positional relationship without being affected by the external magnetic field. Can be detected. For example, if the position detection device is a buckle device in a seat belt device and uses a non-contact switch as the buckle switch, the lock position where the tank plate is inserted into the buckle and locked is affected by the influence of an external magnetic field. It can be detected accurately without receiving. Therefore, it is possible to realize a position detection device such as a buckle device in a seat belt device that is not easily affected by an external magnetic field without taking measures such as magnetically shielding the magnetic sensor and can reduce the manufacturing cost.
なお、ここにいう「位置検出装置」は、互いに相対変位可能な少なくとも2つの部材を備え、その一方がその他方に対して近づいて位置と両部材が離れた位置の両位置或いはそのいずれか一方の位置を電気的に検出するように構成された装置を含む意味で用いる.例えば、「位置検出装置」には、自動車等の車両に搭載する上記バックル装置の他、航空機や船舶等において乗員を座席に拘束し保護するシートベルト用のバックル装置、ドア等の開閉体の位置を検出する装置、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ用モータの制御に用いられ、ウィンドウの閉位置等を検出する装置等が含まれる。 The “position detecting device” here includes at least two members that can be displaced relative to each other, one of which is close to the other and the position where both members are separated from each other, or either one of them. Used to include devices that are configured to electrically detect the position of. For example, the “position detecting device” includes a buckle device for a seat belt that restrains and protects an occupant on a seat in an aircraft or a ship, and a position of an opening / closing member such as a door, in addition to the buckle device mounted on a vehicle such as an automobile. And a device for detecting a closed position of a window, etc., used for controlling a motor for a power window mounted on a vehicle such as an automobile.
本発明によれば、磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくくすることができ、製造コストの低減を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to make the magnetic sensor less susceptible to the influence of an external magnetic field without taking measures such as magnetically shielding the magnetic sensor, and the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明を具体化した非接触スイッチの各実施形態及び非接触スイッチを用いた位置検出装置を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the non-contact switch embodying the present invention and a position detection device using the non-contact switch will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
第1実施形態に係る非接触スイッチ30を図1〜図3に基づいて説明する。
この非接触スイッチ30は、図1に示すように、磁界の強さに応じて出力電圧が変化す
る感磁部をそれぞれ有し、磁界の強さに応じてオン,オフする磁気センサとしての2つのホールIC31,32と、2つのホールIC31,32に対し一緒に相対変位可能に設けられた2つの磁石33,34とを備える。
(First embodiment)
A
As shown in FIG. 1, the
本例では、ホールIC31,32と磁石33,34は、磁石33,34がホールIC31,32に近づいた被検出位置(図2に示す位置)と、磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置(図1に示す位置)との間で、変位方向37に相対変位可能に配置されている。
In this example,
ホールIC31,32はそれぞれ、感磁部としてのホール素子(図示省略)を備え、所定の閾値を超える強さの磁界を受けると、Lレベルのオフ信号を出力するオフ(センサOFF)からオン(センサON)になってHレベルのオン信号を出力するようになっている。
Each of the
ホールIC31,32は、図1に示すように、各々の感磁部での感磁方向35,36が逆向きになるように並べて、近接した位置に配置されている。つまり、ホールIC31の感磁方向35が変位方向37に沿って右向きとなり、ホールIC32の感磁方向36が変位方向37に沿って左向きとなり、そして、両感磁方向35,36が平行になるように、ホールIC31,32は近接した位置に配置されている。このように配置されるホールIC31,32は、例えば、図示を省略した保護カバー(磁気遮蔽用ケースではない)内に収納されて一体的に保持されている。
As shown in FIG. 1, the
磁石33,34は、図2に示す被検出位置に変位したとき、ホールIC31,32にそれぞれ近接した位置で正対するように配置されている(図2参照)。また、磁石33,34は、磁化の向きが逆向きになるように配置されている。つまり、磁石33は、磁化の方向が感磁方向35と平行になり、かつS極が左側でN極が右側になるように配置されている。一方、磁石34は、磁化の方向が感磁方向36と平行になり、かつN極が左側でS極が右側になるように配置されている。
The
このような配置により、磁石33,34が被検出位置に変位したとき、一方の磁石33により、一方のホールIC31の感磁方向35と同じ方向の磁界38を発生させるとともに、他方の磁石34により、他方のホールIC32の感磁方向36と同じ方向の磁界39を発生させるようになっている。なお、ここにいう「磁化の方向」は、各磁石33,34の両磁極(S極とN極)の各中心部を結ぶ方向をいう。
With such an arrangement, when the
このように本実施形態に係る非接触スイッチ30では、ホールIC31,32が各々の感磁部での感磁方向35,36を異ならせて近接した位置に配置されている。また、磁石33,34がホールIC31,32に近づいた被検出位置に変位したとき、磁石33,34でそれぞれ発生する磁界38,39によりホールIC31,32を共にオンさせるように構成されている。
As described above, in the
なお、本実施形態では2つのホールIC31,32により、磁界の強さに応じてオン,オフする2つの磁気センサを含む磁界検出手段が構成されている。また、2つの磁石33,34により、磁界検出手段に対し相対変位可能に設けられ、磁界を発生する磁界発生手段が構成されている。
In the present embodiment, the two
このような構成を有する非接触スイッチ30は、次の4つの動作状態をとり得る。
(1)図1に示すように磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置にあるときには、両ホールIC31,32が共にオフになる。
The
(1) When the
(2)図2に示すように、磁石33,34が被検出位置に変位すると、ホールIC31は磁石33が発生する磁界38によりオンになるとともに、ホールIC32は磁石34が発生する磁界39によりオンになる。
(2) As shown in FIG. 2, when the
(3)図3に示すように、磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置にある状態で、ホールIC31の感磁方向35と同じ方向でかつ磁石33の磁界の強さを超える外部磁界(所定の閾値を超える強さの磁界)がホールIC31,32に作用すると、ホールIC31はオンになる。このとき、ホールIC32は、外部磁界の方向が自身の感磁方向36とは逆方向であるため、オンにならない。
(3) As shown in FIG. 3, in the state where the
(4)上記(3)と同様に、磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置にある状態で、ホールIC32の感磁方向36と同じ方向でかつ磁石34の磁界の強さを超える外部磁界がホールIC31,32に作用すると、ホールIC32はオンになる。このとき、ホールIC31は、外部磁界の方向が自身の感磁方向35とは逆方向であるため、オンにならない。
(4) Similar to (3) above, the
なお、上記(3)及び(4)で説明したように、磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置にある状態で、ホールIC31,32に強い外部磁界が作用したとしても、近接した位置に配置された両ホールIC31,32には同一方向の磁界が作用すると推測される。また、上述したように、ホールIC31,32は通常、図示を省略した保護カバー内に収納されているので、両ホールIC31,32が共に反応するほどの強い外部磁界は両ホールIC31,32に作用しにくいとともに、両ホールIC31,32を同時にオンさせるような急激な磁界方向の変化がある外部磁界は少ないと推測される。したがって、磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置にある状態で、外部磁界によってホールIC31,32のどちらか一方がオンになることはあっても、両ホールIC31,32が同時にオンになることは極めて少ないと考えられる。
As described in (3) and (4) above, even when a strong external magnetic field acts on the
以上のように構成された第1実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○磁石33,34が図2に示す被検出位置に変位したとき、磁石33,34でそれぞれ発生する磁界38,39により、感磁方向35,36を異ならせて近接した位置に配置したホールIC31,32が共にオンになる。磁石33,34がホールIC31,32から離れた位置にある状態で、ホールIC31,32に強い外部磁界が作用したとしても、感磁方向を異ならせて近接した位置に配置したホールIC31,32には同一方向の磁界が作用すると推測されるので、両ホールIC31,32のいずれか一方がオンすることはあっても、その両方がオンする可能性は低い。このため、ホールIC31,32が共にオンになった状態を非接触スイッチ30のオン状態とすることにより、外部磁界によりホールIC31,32が共にオンして非接触スイッチ30がオン状態になるという誤動作の発生を回避できる。
According to 1st Embodiment comprised as mentioned above, there exist the following effects.
When the
このため、2つの磁気センサが共にオンになった状態を非接触スイッチのオン状態とすることにより、磁石33,34が被検出位置に変位していないにも拘わらず外部磁界により非接触スイッチ30がオン状態になるという誤動作の発生を回避することができる。これにより、非接触スイッチ30のオン状態を両ホールIC31,32のオンにより検知することで、磁石33,34とホールIC31,32が所定の位置関係にあることを、外部磁界の影響を受けることなく正確に検出することができる。
For this reason, by setting the state in which both of the two magnetic sensors are turned on to the on state of the non-contact switch, the
したがって、ホールIC31,32を磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくくすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
○非接触スイッチ30は上記4つの動作状態をとり得るので、上記(2)の動作状態のとき、つまり両ホールIC31,32が共にオンになったときを、非接触スイッチ30の
オン状態とし、上記(1),(3)及び(4)のいずれかの動作状態のときを、非接触スイッチ30のオフ状態とすることができる。
Therefore, the
Since the
このように、両ホールIC31,32が共にオンになったときを非接触スイッチ30のオン状態とすることにより、上記従来技術のように金属ケース等でホールIC等の磁気センサを磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく、外部磁界による非接触スイッチ30の誤動作を回避することができる。
In this way, when both
したがって、両ホールIC31,32を磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくくすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
(非接触スイッチを用いた位置検出装置)
次に、本発明に係る非接触スイッチを用いた位置検出装置の一例を、図4に基づいて説明する。
Accordingly, it is possible to make the
(Position detection device using non-contact switch)
Next, an example of a position detection device using the non-contact switch according to the present invention will be described with reference to FIG.
図4は、非接触スイッチを用いた位置検出装置の一例として、上記非接触スイッチ30をバックルスイッチとして用いたシートベルト装置におけるバックル装置を示している。このバックル装置は、自動車等の座席に装備され乗員を拘束して保護するシートベルト装置に用いられ、シートベルトに取り付けられたタングプレートと、座席側に固定されたバックルとを備える。タングプレートをバックルにロック位置まで挿入して係合させると、タングプレートがバックルにロックされ、シートベルトにより乗員が座席に拘束されて保護される。
FIG. 4 shows a buckle device in a seat belt device using the
このバックル装置は、タングプレートがバックルにロックされたロック位置をバックルスイッチとしての上記非接触スイッチ30により検出すると、乗員にシートベルトの装着を促す警告ランプを消灯させるようになっている。
In this buckle device, when the lock position where the tongue plate is locked to the buckle is detected by the
このようなバックル装置において、非接触スイッチ30を構成する2つのホールIC31,32及び2つの磁石33,34は、例えば、上記特許文献2に記載のバックル装置と同様に、バックル内に配置される。そして、ホールIC31,32及び磁石33,34は、タングプレートをバックルにロック位置まで挿入して、タングプレートがバックルにロックされると、磁石33,34が、図1に示すようにホールIC31,32から離れた位置から図2の被検出位置まで変位する。このとき、上述したようにホールIC31,32が共にオンになり、Hレベルのオン信号をそれぞれ出力する。
In such a buckle device, the two
このバックル装置は、図4に示すように、バックルスイッチとしての上記非接触スイッチ30と、ECU40と、非接触スイッチ30のホールIC31,32及びECU40に作動電圧を供給するバッテリ41と、乗員にシートベルトの装着を促す警告ランプ42とを備える。
As shown in FIG. 4, this buckle device includes the
ECU40は、両ホールIC31,32が共にオフ(センサOFF)のときと、そのいずれか一方のみがオン(センサON)のときに、警告ランプ42を点灯させ、両ホールIC31,32が共にオン(センサON)のときに、非接触スイッチ30が前記ロック位置を検出してオン状態になったと判定し、警告ランプ42を消灯させるようになっている。
The
このように構成されたバックル装置によれば、上記非接触スイッチ30をバックルスイッチとして用いることにより、そのオン状態を両ホールIC31,32のオンにより検知することができる。これにより、タングプレートがロック位置にあることを(磁界発生手段と磁界検出手段が所定の位置関係にあることを)、外部磁界の影響を受けることなく正確に検出することができる。
According to the buckle device configured as described above, by using the
つまり、タングプレートがバックルにロックされていない状態で、外部磁界により非接触スイッチ30がオン状態になるという誤動作を回避でき、ロック位置を外部磁界による影響を受けずに検出することができる。したがって、ホールIC31,32を磁気的に遮蔽する等の対策を施すことなく外部磁界の影響を受けにくく、製造コストの低減を図れるシートベルト装置におけるバックル装置を実現することができる。
That is, it is possible to avoid a malfunction that the
(第2の実施形態)
第2実施形態に係る非接触スイッチ50を図5及び図6に基づいて説明する。
この非接触スイッチ50は、図5に示すように、磁界の強さに応じて出力電圧が変化する感磁部をそれぞれ有し、磁界の強さに応じてオン,オフする磁気センサとしての2つのホールIC51,52と、2つのホールIC51,52に対し一緒に相対変位可能に配置された2つの磁石53,54とを備える。
(Second Embodiment)
A
As shown in FIG. 5, the
ホールIC51,52はそれぞれ、感磁部としてのホール素子(図示省略)を備え、所定の閾値を超える強さの磁界を受けると、Lレベルのオフ信号を出力するオフ(センサOFF)からオン(センサON)になってHレベルのオン信号を出力するようになっている。
Each of the
2つのホールIC51,52は、プリント基板55の両面55a、55bに、各々の感磁部での感磁方向56,57が互いに逆向きでかつ両面55a、55bに対して垂直上方を向くように実装(面実装)されている。そのため、ホールIC51,52として、同一特性のホールIC(例えば上記閾値が同じであるホールIC)を感磁方向を逆向きにして使うことができる構造になっている。
The two
また、本例では、ホールIC51,52と磁石53,54は、磁石53,54がホールIC51,52に近づいた被検出位置(図6に示す位置)と、磁石53,54がホールIC51,52から離れた位置(図1に示す位置)との間で、プリント基板55の両面55a、55bと平行な変位方向58に相対変位可能に配置されている。ホールIC51,52は、例えば、図示を省略した保護カバー(磁気遮蔽用ケースではない)内に収納されて一体的に保持されている。
In this example,
2つの磁石53,54は、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極(本例ではS極)が互いに正対するように、剛体である保持部材59により一体的に保持されている。その所定距離は、2つの磁石53,54が図6の被検出位置に変位したとき、磁石53,54の間にホールIC51,52が位置できる程度に、ホールIC51,52の両端面間の距離より大きくなっている。
The two
磁石53,54は、図6に示す被検出位置に変位したとき、ホールIC51,52にそれぞれ近接した位置で正対するように配置されている。つまり、磁石53は、その磁化の方向(図6の左右方向)がホールIC51の感磁方向56と平行になりかつそのS極がホールIC51と対向するように、ホールIC51と正対する。一方、磁石54は、その磁化の方向(同図の左右方向)がホールIC52の感磁方向57と平行になりかつそのS極がホールIC52と対向するように、ホールIC52と正対するようになっている。
The
このような配置により、磁石53,54が被検出位置に変位したとき、一方の磁石53により、一方のホールIC51の感磁方向56と同じ方向の磁界60を発生させるとともに、他方の磁石54により、他方のホールIC52の感磁方向57と同じ方向の磁界61を発生させるようになっている。
With such an arrangement, when the
このように本実施形態に係る非接触スイッチ50では、2つのホールIC51,52が
各々の感磁部での感磁方向56,57を異ならせて近接した位置に配置され、磁石53,54が被検出位置に変位したとき、磁石53,54でそれぞれ発生する磁界60,61によりホールIC51,52を共にオンさせるように構成されている。
As described above, in the
なお、本実施形態では2つのホールIC51,52及びプリント基板55により、磁界の強さに応じてオン,オフする2つの磁気センサを含む磁界検出手段が構成されている。また、2つの磁石53,54及び保持部材59により、磁界検出手段に対し相対変位可能に設けられ、磁界を発生する磁界発生手段が構成されている。
In this embodiment, the two
以上のように構成された第2実施形態によれば、上記第1実施形態の奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
○ホールIC51,52は、プリント基板55の両面55a、55bに、感磁方向56,57が互いに逆向きでかつ両面55a、55bに対して垂直上方を向くように実装されている(面実装タイプ)。このため、ホールIC51,52として、同一特性のホールIC(例えば上記閾値が同じホールIC)を感磁方向を逆向きにして使うことができる。これにより、各種の仕様に応じて多種類の製品を揃えるのが容易になる。
According to 2nd Embodiment comprised as mentioned above, in addition to the effect which the said 1st Embodiment show | plays, there exist the following effects.
The
○磁石53,54とホールIC51,52が、プリント基板55の両面55a、55bと平行な変位方向58に相対変位するのを検出することができる。
(第3の実施形態)
第3実施形態に係る非接触スイッチ50Aを図7及び図8に基づいて説明する。
It can be detected that the
(Third embodiment)
A
この非接触スイッチ50Aは、図5に示す上記ホールIC51,52と同様のホールIC71,72を、プリント基板75の片面75aに、各々の感磁部での感磁方向73,74が互いに逆向きでかつ片面75aと平行になるように独立して実装した構成に特徴がある。その他の構成は、上記第2実施形態と同様である。
This
本例では、ホールIC71,72と磁石53,54は、磁石53,54がホールIC71,72に近づいた被検出位置(図8に示す位置)と、磁石53,54がホールIC71,72から離れた位置(図7に示す位置)との間で、プリント基板75の片面75aに垂直な変位方向76に相対変位可能に配置されている。
In this example, the
なお、図7及び図8において、符号77,78は接続端子である。
このように本実施形態に係る非接触スイッチ50Aでは、2つのホールIC71,72が各々の感磁部での感磁方向73,74を異ならせて近接した位置に配置され、磁石53,54が図8に示す被検出位置に変位したとき、磁石53,54でそれぞれ発生する磁界60,61によりホールIC71,72を共にオンさせるように構成されている。
7 and 8,
As described above, in the
以上のように構成された第3実施形態によれば、上記第1実施形態の奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
○ホールIC71,72は、プリント基板75の片面75aに、感磁方向73,74が互いに逆向きでかつ片面75aと平行になるように独立して実装されている(ディスクリートタイプ)。このため、ホールIC71,72として、同一特性のホールIC(例えば上記閾値が同じホールIC)を感磁方向を逆向きにして使うことができる。これにより、各種の仕様に応じて多種類の製品を揃えるのが容易になる。
According to 3rd Embodiment comprised as mentioned above, in addition to the effect which the said 1st Embodiment show | plays, there exist the following effects.
The
○磁石53,54とホールIC71,72が、プリント基板75の片面75aに垂直な変位方向76に相対変位するのを検出することができる。
(第4の実施形態)
第4実施形態に係る非接触スイッチ80を図9及び図10に基づいて説明する。
It can be detected that the
(Fourth embodiment)
A
この非接触スイッチ80は、図5に示す上記第2実施形態と同様にプリント基板55の両面55a、55bに実装された2つのホールIC51,52と、1つの磁石81と、2つのホールIC51,52の両側に配置された磁性体82,82とを備える。
The
本例では、ホールIC51,52と磁石81は、磁石81がホールIC51,52に近づいた被検出位置(図10に示す位置)と、磁石81がホールIC51,52から離れた位置(図9に示す位置)との間で、プリント基板55の両面55a、55bと平行な変位方向84に相対変位可能に配置されている。
In this example, the
磁石81は、図10に示す被検出位置に変位したとき、磁化の方向がホールIC51,52の感磁方向56,57に垂直になるようにホールIC51,52に近接するようになっている。 また、磁石81が被検出位置に変位したとき、磁石81により、一方のホールIC51の感磁方向56と同じ方向の磁界83aと、その他方の感磁方向57と同じ方向の磁界83bとを発生させるようになっている。なお、磁界83aと磁界83bは、磁石81が発生する磁界83の一部の磁界成分である。
When the
磁石81が発生する磁界83は、主に感磁方向56,57に垂直な方向に作用している。このような磁界83のうち、感磁方向56と同じ方向の磁界83aと、感磁方向57と同じ方向の磁界83bの成分をより強くするために、磁性体82,82が設けられている。
A
このように本実施形態に係る非接触スイッチ80では、2つのホールIC51,52が各々の感磁部での感磁方向56,57を異ならせて近接した位置に配置され、磁石81が図10に示す被検出位置に変位したとき、磁石81で発生する磁界83の一部の磁界83a,83bによりホールIC51,52を共にオンさせるように構成されている。
As described above, in the
本実施形態では、2つのホールIC51,52、プリント基板55、及び磁性体82,82により、磁界の強さに応じてオン,オフする2つの磁気センサを含む磁界検出手段が構成されている。また、1つの磁石81により、磁界検出手段に対し相対変位可能に設けられ、磁界を発生する磁界発生手段が構成されている。
In the present embodiment, the two
以上のように構成された第4実施形態によれば、上記第2実施形態の奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
○2つのホールIC51,52と共に非接触スイッチ80を構成する磁石を1つにすることができるので、部品点数が削減され、製造コストをさらに低減することができる。
According to 4th Embodiment comprised as mentioned above, in addition to the effect which the said 2nd Embodiment show | plays, there exist the following effects.
Since the magnets constituting the
○2つのホールIC51,52の両側に配置された磁性体82,82により、1つの磁石81が発生する磁界83を、一方のホールIC51の感磁方向56と同じ方向と、他方のホールIC52の感磁方向57と同じ方向との両方向に向けることができる。これにより、1つの磁石81が発生する磁界83のうち、感磁方向56と同じ方向の磁界83aと、感磁方向57と同じ方向の磁界83bの成分をより強くすることができる。その結果、各ホールIC51,52がオンする閾値を、上記各実施形態のように2つの磁石を使う場合よりも低くした特性のホールICを特別に用意する必要がない。
The
(第5の実施形態)
第5実施形態に係る非接触スイッチ90を図11及び図12に基づいて説明する。
この非接触スイッチ90は、図9に示す上記ホールIC51,52と同様のホールIC91,92を、プリント基板95の片面95aに、各々の感磁部での感磁方向93,94が互いに逆向きでかつ片面95aと平行になるように独立して実装した構成に特徴がある
。その他の構成は、上記第4実施形態と同様である。なお、図11及び図12において、符号97,98は接続端子であり、符号99は変位方向である。
(Fifth embodiment)
A
The
このように本実施形態に係る非接触スイッチ90では、2つのホールIC91,92が各々の感磁部での感磁方向93,94を異ならせて近接した位置に配置され、磁石81が図12に示す被検出位置に変位したとき、磁石81で発生する磁界83の一部の磁界83a,83bによりホールIC91,92を共にオンさせるように構成されている。
As described above, in the
以上のように構成された第5実施形態によれば、上記第4実施形態の奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
○1つの磁石81と2つのホールIC91,92が、プリント基板95の片面95aに垂直な変位方向99に相対変位するのを検出することができる。
According to 5th Embodiment comprised as mentioned above, in addition to the effect which the said 4th Embodiment show | plays, there exist the following effects.
It can be detected that one
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、感磁方向を異ならせて近接した位置に配置された2つの磁気センサを含む磁界検出手段と、磁界検出手段に対し相対変位可能に設けられ、磁界を発生する磁界発生手段とをそれぞれ1つずつ設けてあるが、本発明はこれらの構成に限定されない。本発明は、コストは増加するが更なる誤動作防止のために、前記磁界検出手段と磁界発生手段とをそれぞれ複数とする構成にも適用可能である。
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
In each of the above embodiments, the magnetic field detection means including two magnetic sensors arranged in close proximity with different magnetic sensing directions, and the magnetic field generation that is provided so as to be relatively displaceable with respect to the magnetic field detection means and generates a magnetic field However, the present invention is not limited to these configurations. The present invention can be applied to a configuration in which a plurality of the magnetic field detecting means and the magnetic field generating means are provided in order to prevent further malfunction although the cost increases.
・上記各実施形態では、磁気センサとしてホールICを用いているが、磁気センサとしてホールICに変えて磁気抵抗(MR)素子を含むICを用いても良い。
・上記各実施形態では、磁界発生手段を構成する1つ又は2つの磁石が磁界検出手段を構成する2つのホールICに対し直線的に、例えば図1の変位方向37に相対変位可能に設けられているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、1つ又は2つの磁石が2つのホールICに対して相対回転するなど非直線的に相対変位して、2つのホールICに近づいた被検出位置に変位する構成にも、本発明は適用される。
In each of the above embodiments, the Hall IC is used as the magnetic sensor, but an IC including a magnetoresistive (MR) element may be used instead of the Hall IC as the magnetic sensor.
In each of the above embodiments, one or two magnets constituting the magnetic field generating means are provided linearly relative to the two Hall ICs constituting the magnetic field detecting means, for example, relative to the
・上記各実施形態では、非接触スイッチの構成例についてそれぞれ説明したが、本発明はこれらの構成例に限定されない。つまり、本発明は、1つ又は2つの磁石が2つのホールICに近づいた被検出位置(例えば図2に示す位置)において、1つ又は2つの磁石で発生する磁界により2つのホールICを共にオンさせる構成のものに広く適用可能である。 In each of the above embodiments, the configuration examples of the non-contact switch have been described. However, the present invention is not limited to these configuration examples. That is, according to the present invention, at the detected position where one or two magnets approach two Hall ICs (for example, the position shown in FIG. 2), the two Hall ICs are joined together by a magnetic field generated by one or two magnets. The present invention can be widely applied to those that are turned on.
・図1に示す上記第1実施形態において、近接した位置に配置された2つの磁石33,34の間に、磁気遮蔽板を設けた構成にしても良い。この構成により、2つの磁石33,34が発生する磁界38,39が相互に影響を及ぼすのを抑制することができる。
-In the said 1st Embodiment shown in FIG. 1, you may make it the structure which provided the magnetic shielding board between the two
・図5及び図7に示す上記第2及び第3実施形態では、2つの磁石53,54は、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極が互いに正対するように、剛体である保持部材59により一体的に保持されているが、本発明はこのような構成に限定されない。2つの磁石53,54が、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極が互いに正対するように、保持ケース或いは保持板に一体的に保持される構成であっても良い。例えば、2つの磁石53,54を保持する保持板には、図6及び図8に示す被検出位置で2つの磁石53,54が同図に示すように2つのホールIC51,52或いは71,72の両側に位置できるように切り欠き等を設けてあれば良い。
In the second and third embodiments shown in FIGS. 5 and 7, the two
・図9及び図11に示す上記第4及び第5実施形態では、2つのホールIC51,52或いは91,92の両側に磁性体82,82をそれぞれ配置してあるが、本発明は磁性体82,82を設けない構成にも適用可能である。磁石81の発生する磁界の強さが十分大
きい場合や、そうでない場合には各ホールICとしてオンする閾値の低くいものを用いる場合には、磁性体82,82を使用しなくても済むからである。
In the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 9 and 11, the
・図4に示す非接触スイッチを用いた位置検出装置では、非接触スイッチ30をバックルスイッチとして用いたシートベルト装置におけるバックル装置について一例として説明したが、本発明に係る非接触スイッチを用いた位置検出装置は、これに限定されない。本発明は、互いに相対変位可能な少なくとも2つの部材を備え、その一方がその他方に対して近づいて位置と両部材が離れた位置の両位置或いはそのいずれか一方の位置を電気的に検出するように構成された位置検出装置に広く適用可能である。例えば、本発明は、自動車等の車両に搭載する上記バックル装置の他、航空機や船舶等において乗員を座席に拘束し保護するシートベルト用のバックル装置、ドア等の開閉体の位置を検出する装置、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ用モータの制御に用いられ、ウィンドウの閉位置等を検出する装置等の「位置検出装置」に適用可能である。
In the position detection device using the non-contact switch shown in FIG. 4, the buckle device in the seat belt device using the
30,50,50A,80,90…非接触スイッチ、31,32,51,52,71,72,91,92…ホールIC、33,34,53,54,81…磁石、38,39,60,61,83,83a,83b…磁界、35,36,56,57,73,74,93,94…感磁方向、55,75,95…プリント基板、55a,55b…両面、75a…片面、82…磁性体。 30, 50, 50A, 80, 90 ... non-contact switch, 31, 32, 51, 52, 71, 72, 91, 92 ... Hall IC, 33, 34, 53, 54, 81 ... magnet, 38, 39, 60 , 61, 83, 83a, 83b ... magnetic field, 35, 36, 56, 57, 73, 74, 93, 94 ... magnetic sensitive direction, 55, 75, 95 ... printed circuit board, 55a, 55b ... double-sided, 75a ... single-sided, 82: Magnetic material.
Claims (8)
前記磁界検出手段に対し相対変位可能に設けられ、磁界を発生する磁界発生手段と、を備え、
前記2つの磁気センサは、前記感磁部での感磁方向を異ならせて近接した位置に配置され、
前記磁界発生手段が前記磁界検出手段に近づいた被検出位置に変位したとき、前記磁界発生手段で発生する磁界により前記2つの磁気センサを共にオンさせるように構成したことを特徴とする非接触スイッチ。 A magnetic field detection means including two magnetic sensors each having a magnetic sensing portion and being turned on and off according to the strength of the magnetic field;
A magnetic field generating means provided to be relatively displaceable with respect to the magnetic field detecting means and generating a magnetic field,
The two magnetic sensors are arranged at positions close to each other with different magnetic sensing directions in the magnetic sensing unit,
A non-contact switch configured to turn on both of the two magnetic sensors by a magnetic field generated by the magnetic field generating means when the magnetic field generating means is displaced to a detected position close to the magnetic field detecting means. .
前記2つの磁気センサは、前記感磁方向が逆向きになるように並べて配置され、
前記磁界発生手段は、一緒に相対変位可能でかつ磁化の方向が逆向きになるように並べて配置された2つの磁石を含み、
前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記2つの磁石は前記2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、前記2つの磁石の一方により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記2つの磁石の他方により、前記2つの磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させることを特徴とする非接触スイッチ。 The contactless switch according to claim 1,
The two magnetic sensors are arranged side by side so that the magnetosensitive direction is opposite,
The magnetic field generating means includes two magnets arranged side by side so that they can be relatively displaced together and the directions of magnetization are reversed.
When the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the two magnets face each other in proximity to the two magnetic sensors, and one of the two magnets senses one of the two magnetic sensors. A non-contact switch that generates a magnetic field in the same direction as a magnetic direction and generates a magnetic field in the same direction as the other magnetic sensing direction of the two magnetic sensors by the other of the two magnets.
前記2つの磁気センサは、プリント基板の両面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記両面に対して垂直上方を向くように実装され、
前記磁界発生手段は、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極が互いに正対するように一体的に保持された2つの磁石を含み、
前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記2つの磁石は前記2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、前記2つの磁石の一方により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記2つの磁石の他方により、前記2つの磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させることを特徴とする非接触スイッチ。 The contactless switch according to claim 1,
The two magnetic sensors are mounted on both sides of a printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and vertically upward with respect to the both sides,
The magnetic field generating means includes two magnets integrally held so that magnetic poles of the same polarity face each other at positions separated by a predetermined distance,
When the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the two magnets face each other in proximity to the two magnetic sensors, and one of the two magnets senses one of the two magnetic sensors. A non-contact switch that generates a magnetic field in the same direction as a magnetic direction and generates a magnetic field in the same direction as the other magnetic sensing direction of the two magnetic sensors by the other of the two magnets.
前記2つの磁気センサは、プリント基板の片面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記片面と平行になるように独立して実装され、
前記磁界発生手段は、所定距離だけ離間した位置で同じ極性の磁極が互いに正対するように一体的に保持された2つの磁石を含み、
前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記2つの磁石は前記2つの磁気センサにそれぞれ近接した位置で正対し、前記2つの磁石の一方により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記2つの磁石の他方により、前記2つの磁気センサの他方の感磁方向と同じ方向の磁界を発生させることを特徴とする非接触スイッチ。 The contactless switch according to claim 1,
The two magnetic sensors are independently mounted on one side of a printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and parallel to the one side,
The magnetic field generating means includes two magnets integrally held so that magnetic poles of the same polarity face each other at positions separated by a predetermined distance,
When the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the two magnets face each other in proximity to the two magnetic sensors, and one of the two magnets senses one of the two magnetic sensors. A non-contact switch that generates a magnetic field in the same direction as a magnetic direction and generates a magnetic field in the same direction as the other magnetic sensing direction of the two magnetic sensors by the other of the two magnets.
前記2つの磁気センサは、プリント基板の両面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記両面に対して垂直上方を向くように実装され、
前記磁界発生手段は1つの磁石を含み、
前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記1つの磁石は、磁化の方向が前記2つの磁気センサの感磁方向に垂直になるように前記2つの磁気センサに近接し、前
記1つの磁石により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界と、その他方の感磁方向と同じ方向の磁界とを発生させることを特徴とする非接触スイッチ。 The contactless switch according to claim 1,
The two magnetic sensors are mounted on both sides of a printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and vertically upward with respect to the both sides,
The magnetic field generating means includes one magnet,
When the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the one magnet is close to the two magnetic sensors so that the direction of magnetization is perpendicular to the magnetic sensitive direction of the two magnetic sensors. A non-contact switch, wherein two magnets generate a magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors and a magnetic field in the same direction as the other magnetic direction.
前記2つの磁気センサは、プリント基板の片面に、前記感磁方向が互いに逆向きでかつ前記片面に平行となるように独立して実装され、
前記磁界発生手段は1つの磁石を含み、
前記磁界発生手段が前記被検出位置に変位したとき、前記1つの磁石は、磁化の方向が前記2つの磁気センサの感磁方向に垂直になるように前記2つの磁気センサに近接し、前記1つの磁石により、前記2つの磁気センサの一方の感磁方向と同じ方向の磁界と、その他方の感磁方向と同じ方向の磁界とを発生させることを特徴とする非接触スイッチ。 The contactless switch according to claim 1,
The two magnetic sensors are independently mounted on one side of a printed circuit board so that the magnetosensitive directions are opposite to each other and parallel to the one side,
The magnetic field generating means includes one magnet,
When the magnetic field generating means is displaced to the detected position, the one magnet is close to the two magnetic sensors so that the direction of magnetization is perpendicular to the magnetic sensitive direction of the two magnetic sensors. A non-contact switch, wherein two magnets generate a magnetic field in the same direction as one of the two magnetic sensors and a magnetic field in the same direction as the other magnetic direction.
前記磁界検出手段はさらに、前記2つの磁気センサの両側に配置された磁性体を含むことを特徴とする非接触スイッチ。 The non-contact switch according to claim 5 or 6,
The non-contact switch, wherein the magnetic field detecting means further includes a magnetic body disposed on both sides of the two magnetic sensors.
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