JP2006276544A - 光リードスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単であって、小型化に寄与する光リードスイッチを提供する。
【解決手段】 磁石９が上昇して、その磁気力が磁性体リード６，７に及ぶと、離反していた磁性体リードの接点部６ａ，７ａが接触し、この接触に伴って磁性体リード７の遮蔽ピン７ｂが光ファイバー２の入出射部３とこれに対向して設けてある反射体４との間に形成される光路を遮蔽して、入出射部から出射されて反射体で反射された反射光が入出射部に戻らず、また磁石９が降下して、その磁気力が磁性体リード６，７に及ばなくなると、磁性体リードの接点部６ａ，７ａが離反し、磁性体リード７の遮蔽ピンが上記光路から後退し、反射体で反射された反射光が入出射部に入射される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液面レベル、圧力、移動体の位置などの変化を検知するための光リードスイッチに関するものである。

特開平６−３６０２号公報に記載の磁気検出スイッチは、光出射面と光入射面とが間隙を置いて対向している対の光ファイバーと、上記間隙に配置してあるリードスイッチであるカプセル状の磁気検出体とからなる構造である。上記磁気検出体内には磁気を検出することによって互いに接離する強磁性体リードが相対向されている。
当該磁気検出スイッチにおいて、一方の光ファイバーの光出射面から出射された光が磁気検出体に至り、磁気検出体内で向かい合っている強磁性体リードの間を通過して他方の光ファイバーの光入射面に至る。磁気検出体に磁石が接近して磁気を検出すると、互いに向き合っている強磁性体リードが磁化されて吸引し合い接触するため、光出射面から出射された光が強磁性体リードによって遮断される。
当該磁気検出スイッチの動作について説明すると、磁気検出体に磁石が接近していない通常の状態では、強磁性体リードが間隙を置いて互いに離れているから、一方の光ファイバーの光出射面から出射され光は上記間隙を通過して他方に光ファイバーの光入射面に入射され、他方に光ファイバーによって伝送される光がオンとなる。
磁気検出体に磁石が接近すると、強磁性体リードが磁化されて吸引し合い接触するため、接触している部分で光出射面から出射された光が遮断され、他方に光ファイバーの光入射面に届かず、他方に光ファイバーによって伝送される光がオフとなる。
特開平６−３６０２号公報

従来の磁気検出スイッチは機械的な消耗や引火の原因となる電気を使用しないスイッチである点で優れているが、対の強磁性体リードが光出射面から出射された光が光入射面に至る光路と交差する方向に配置されている構造であるので、小型化に課題が残り、狭いスペースに設置するのに改良の必要があった。
本発明の目的は、構成が簡単であって、小型化に寄与する光リードスイッチを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、光ファイバーの入出射部と、この入出射部に対向して配置されている反射部と、互いに磁気力の有無によって接点部が接離可能である磁性体リードとを設けている光リードスイッチ本体を備えていることにある。上記入出射部と反射部との間に光路が形成され、この光路は上記入出射部から出射され上記反射部に至る出射光の進行光路であり、上記反射部で反射される上記入出射部に至る反射光の進行光路であり、上記各磁性体リードは上記光路に沿って配置されており、少なくともその一方の磁性体リードには上記光路を遮断可能である遮蔽部を設けてある。
本発明の第２の特徴は、第１の特徴を備えていると共に、遮蔽部が磁性体リードから光路側に向けて突出されている遮蔽ピンであることにある。
本発明の第３の特徴は、第１又は第２の特徴を備えていると共に、光路上にレンズを配置してあることにある。
本発明の第４の特徴は、第１、第２又は第３の特徴を備えていると共に、磁性体リードを磁気力によって動作させるための磁石を設け、この磁石の移動に伴う磁気力により遮蔽部が光路を遮断可能とすることにある。
本発明の第５の特徴は、第１、第２、第３又は第４の特徴を備えており、光リードスイッチ本体がケース内に納められていることにある。
本発明の第６の特徴は、第１、第２、第３、第４又は第５の特徴を備えており、磁石はケースが挿入可能である挿入孔を有するリング状に形成されていると共に、フロートに取り付けられ、上記ケースに対してケースの軸心方向に移動可能であることにある。

本発明によれば、磁性体リードを入出射部と反射部との間の光路に沿って配置するようにしたので、簡単な構成で小型化に寄与する光リードスイッチを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る光リードスイッチについて、図面を参照して説明する。
図１に示す光リードスイッチにおいて、光リードスイッチ本体１は、光ファイバー２の入出射部３と、この入出射部に対向して配置されている反射部４と、入出射部と反射部との間に配置してあるレンズ５と、互いに磁気力の有無によって接点部が接離可能である磁性体リード６，７とを備えている。
光リードスイッチ本体１は、保持手段（図示ぜず。）によって固定されている細長いケース８内に納められている。

入出射部３は、ケース８の一端部（図１上端部）の外側から内部に引き込まれている光ファイバー２の端末に設けられているコリメータである。入出射部３と反射部である反射体４との間には光路が形成されている。この光路は、入出射部３から出射され反射体４に至る出射光の進行光路であり、また上記反射体で反射される上記入出射部に至る反射光の進行光路である。
レンズ５は上記光路上に配置されており、入出射部３から出射された出射光を反射体４に効率的に入射可能にするための、そして反射体で反射された反射光を入出射部３に効率的に入射可能にするための集光手段である。
各磁性体リード６，７はいずれもその長さ方向（図１上下方向）が上記光路に平行であるために、その配置方向が上記光路に沿うものである。各磁性体リード６，７は対向側端部が接点部６ａ，７ａである。両接点部６ａ，７ａは磁石９の磁気力の有無に応じて互いに接離可能であるが、通常状態（オンの状態）では離反している。磁性体リード６，７のうち、一方（図１上方）の磁性体リード７には遮蔽部である遮蔽ピン７ｂを上記光路側である図右側に突出してある。遮蔽ピン７ｂは上記光路を遮断可能である。磁性体リード６，７の接点部６ａ，７ａが図２に示すように磁石９の磁気力の影響を受けて互いに接触した場合には、磁性体リード７の遮蔽ピン７ｂは上記光路に向けて移動して光路を遮断する。光路を遮断した状態（オフ状態）では、入出射部３、レンズ５、遮蔽ピン７ｂ及び反射体４が一直線上に並べられる。

磁石９はリング状に形成されており、中心部に位置している挿入孔９ａにケース８が挿入されている。磁石９は挿入孔９ａを介してケース８に対して、ケースの軸心方向（図１上下方向）に移動可能である。磁石９は、図１に示す例では移動体であるフロート１０に取り付けられている。このため、磁石９はフロート１０の上下動に伴って昇降され、その位置に応じて磁性体リード６，７に対して磁気力を付与する。

次に、光リードスイッチの作用について説明する。
磁石９が図１に示す通常の状態にある時は、磁石の磁気力が磁性体リード６，７に及ばないので、接点部６ａ，７ａが離れており、一方の磁性体リード７が図１左側に湾曲されて、遮蔽ピン７ｂが光路上にはない。このために、光ファイバー２の入出射部３から出射した光はレンズ５で集光されてやがて反射体４に入射され、この反射体で反射されて反射光となってレンズ５で集光され、やがて入出射部３に入射される。入出射部３と反射体４との間の反射光の光路が導通状態（オンの状態）になる。

磁石９が図１に示す通常の状態から上昇して例えば図２に示す状態になる過程では、フロート１０が水位の上昇に伴って上方に押し上げられると、磁石が上昇し、その位置が磁性体リード６，７に対して磁気力が及ぶ範囲に至ると、一方の磁性体リード７の接点部７ａが次第に他方の磁性体リード６の接点部６ａに徐々に接近して行く。そして、磁石９が図２に示す位置に達すると、接点部６ａ，７ａが互いに接触され、同時に遮蔽ピン７ｂが反射体４とレンズ５との間に位置して反射体からの反射光の光路を遮断する。このために、光ファイバー２の入出射部３から出射した光はレンズ５で集光されるが、遮蔽ピン７ｂによって光路が遮断されるために、反射体４への入射が妨げられ、また入出射部への反射光の戻りが妨害されて、戻る光の量が減少される。
遮蔽ピン７ｂが反射体４とレンズ５との間に位置することにより、入出射部３と反射体４との間の反射光の光路が遮断状態（オフの状態）になる。

このように、遮蔽ピン７ｂによる反射光の光路に対する遮蔽動作により、光ファイバー２の入出射部３へ戻す光量を減少させることができる。また磁石の磁気力により磁性体リード７の遮蔽ピン７ｂを光路に向けて動作させることができる。
光リードスイッチは、磁石９の磁界の有無により、遮蔽ピン７ｂが上記光路に対してこれに交差する方向側に前進又は後退して、光路を遮蔽又は開放し、遮蔽動作で反射体４から入出射部３へ戻る反射光の光量を抑制し、後退動作で光路を開放して入出射部３へ戻るようにして、磁性体リード７の動作を通じて光ファイバー２への反射光量が変化し、スイッチとして機能する。

図示する光リードスイッチによれば、入出射部３と反射体４との間の光路に沿って磁性体リード６，７は配置されているから、図１に示すケース８の幅を細くすることができ、このために小型化に寄与することができ、そして入出射部３からの光の出射光及び反射体４からの反射光をすべてケース８の片側の光ファイバー２により伝送処理可能としているので、簡単な構成によってより一層小型化に寄与することができる。

レンズ５は必ずしも必要不可欠な素子ではないが、入出射部３及び反射体４に対する出射光及び反射光の入射効率を高めるために有効である。
遮蔽ピン７ｂは磁性体リード６，７の双方に設けても良い。遮蔽部は必ずしも図示するようにピン状に形成する必要はなく、片状などでも良いが、遮蔽ピン７ｂとすることにより構成が簡単となる。
磁石９をフロート１０に取り付けることにより、入出射部３へ戻る反射光量を測定することにより、光リードスイッチを水位センサとして利用することができる。磁石９に挿入孔９ａを設けて、ケース８を挿入可能とすることにより、挿入孔がケースの案内手段となって磁石の昇降動作が円滑に行われる利点がある。もちろん、磁石の形状はこの例に限られず、また移動体はフロートに限定されず、開閉扉、蓋などであっても良く、さらに検知の対象は圧力などであっても良い。

光リードスイッチは、入出射部３に戻る光の量の変化を監視対象としての計測量を算出することにより、監視センサとして機能させることができるものである。

本発明の実施の形態に係る光リードスイッチを示す断面図であって、オン状態を示している図である。 本発明の実施の形態に係る光リードスイッチを示す断面図であって、オフ状態を示している図である。

符号の説明

１ 光リードスイッチ本体
２ 光ファイバー
３ 入出射部
４ 反射体（反射部）
５ レンズ
６ 磁性体リード
６ａ 接点部
７ 磁性体リード
７ａ 接点部
７ｂ 遮蔽ピン（遮蔽部）
８ ケース
９ 磁石
９ａ 挿入孔
１０ フロート（移動体）

Claims (6)

1. 光ファイバーの入出射部と、この入出射部に対向して配置されている反射部と、互いに磁気力の有無によって接点部が接離可能である磁性体リードとをそれぞれ設けている光リードスイッチ本体を備えており、
   上記入出射部と反射部との間に光路が形成され、この光路は上記入出射部から出射され上記反射部に至る出射光の進行光路であり、上記反射部で反射される上記入出射部に至る反射光の進行光路であり、
   上記各磁性体リードは上記光路に沿って配置されており、少なくともその一方の磁性体リードには上記光路を遮断可能である遮蔽部を設けてある
   ことを特徴とする光リードスイッチ。
2. 遮蔽部は磁性体リードから光路側に向けて突出されている遮蔽ピンであることを特徴とする請求項１記載の光リードスイッチ。
3. 光路上にレンズを配置してあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光リードスイッチ。
4. 磁性体リードを磁気力によって動作させるための磁石を設け、この磁石の移動に伴う磁気力により遮蔽部は光路の遮断を可能にすることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の光リードスイッチ。
5. 光リードスイッチ本体は、ケース内に納められていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光リードスイッチ。
6. 磁石は、ケースが挿入可能である挿入孔を有するリング状に形成されていると共に、フロートに取り付けられており、上記ケースに対してケースの軸心方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光リードスイッチ。

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