JP2008021524A

JP2008021524A - 非接触スイッチ

Info

Publication number: JP2008021524A
Application number: JP2006192078A
Authority: JP
Inventors: Yuki Narita; 友樹成田; Kenji Kanamaru; 健次金丸; Keiyu Mizuno; 敬友水野; Ryusuke Yoneyama; 隆介米山; Tomoya Eguchi; 智也江口
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-31
Also published as: DE102007031924A1; CN101106039A; US20080048809A1

Abstract

【課題】誤作動を防止でき、検出精度を高めることが可能な非接触スイッチを提供する。
【解決手段】ＭＲセンサ１０２は、磁性体１０４が接近したり離れたりすることで、ＭＲセンサ１０２内を入っている磁束１０３の方向が変化したとき、ＭＲセンサ１０２の出力電圧が変化し、その出力電圧の変化が設計者の設定するしきい値を越えたとき、比較部３０３はスイッチのオンと判断し、各部に適切な信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁界感応センサを用いた非接触スイッチに関する。

従来の技術として、磁石のＮ極の一部に凹部を形成し、この凹部の三方をＮ極によって包囲し、この凹部を磁束を検出する検出領域とし、この検出領域に磁性部材が接近するようにするとともにここに磁界感応素子を配置した非接触スイッチがある（例えば、特許文献１）。

この非接触スイッチによると、磁性部材が検出領域から離間した位置から検出領域に接近する位置に変位すると、三方をＮ極によって包囲されていたために無磁束の空間であった検出領域において、Ｎ極と磁性部材の間を流れる磁束のために磁束が発生する。この磁束の発生を磁界感応素子によって検出することによってスイッチ回路をオン・オフすることができる。
特表平９−５１１３５７

しかし、従来の非接触スイッチでは、検出領域における磁束の発生の有無を検出するため、磁気ノイズによって誤作動が生じたり、検出精度を高めるのに限界があった。

従って、本発明の目的は、誤作動を防止でき、検出精度を高めることが可能な非接触スイッチを提案することにある。

本発明の実施の形態によると、所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石と、前記検出領域に接近して前記検出領域の前記磁束を変向させる磁性部材と、前記検出領域の前記磁束の変向を検出する磁界感応センサと、前記磁界感応センサの検出出力に基づいてオン・オフするスイッチ回路とを備えたことを特徴とする非接触スイッチを提供する。

本発明の実施の形態によれば、誤作動を防止でき、検出精度を高めることが可能な非接触スイッチを提供することができる。

以下に、本発明の非接触スイッチの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。
[実施の形態]
（実施の形態の構成）

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に関する非接触スイッチの磁性体がＭＲセンサに接近した場合の概略構成図である。図１（ｂ）は、本発明の実施の形態に関する非接触スイッチの磁性体がＭＲセンサから離れている場合の概略構成図であり、ともに、非接触スイッチをブレーキペダルの作動の検出に適用したものである。

図１（ａ）はブレーキペダル２０１が踏み込まれていない状態（非作動時）を示しており、磁性体１０４を固定されたブレーキペダル２０１が非接触スイッチ１０に対向している。非接触スイッチ１０は外部ケース１００内に磁石１０１とＭＲセンサ１０２を収容し、磁石１０１のＮ極から出た磁束１０３は磁性体１０４を経て磁石１０１のＳ極へ入っている。この状態では、磁束１０３はＭＲセンサ１０２を水平方向に横切っている。

図１（ｂ）はブレーキペダル２０１が踏み込まれた状態（作動時）を示しており、ブレーキペダル２０１は踏み込まれた度合に応じて非接触スイッチ１０から離反する。この状態では、磁石１０１のＮ極から出た磁束１０３は磁性体１０４を経ないで磁石１０１のＳ極に入るので、磁束１０３はＭＲセンサ１０２を垂直方向に横切っている。

図２（ａ）は、本発明の実施の形態に関する車両内のブレーキシステムの概略構成図である。図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に関する車両の後方の概略構成図である。

図２（ａ）において、ブレーキシステム２０は、車体２００に配置されたＭＲセンサ１０２と、ＭＲセンサ１０２からわずかに離して配置される、先端に磁性体１０４を有するブレーキペダル２０１と、車体２００にブレーキペダル２０１を支持する支点２０２と、ブレーキペダル２０１と車体２００の間に配置され、ブレーキペダル２０１を初期位置に戻すばね２０３を有し、乗員２０４によってブレーキペダル２０１が踏み込まれる。

図２（ｂ）において、車両の後方にブレーキランプ２０６が設けられており、車両は車輪２０５によって支持されている。

図３は、本発明の実施の形態に関する非接触スイッチの回路部の概略構成図である。

回路部３０は、第1抵抗３０８ａ、第1ダイオード３０６a、第２ダイオード３０６ｂ（ツェナーダイオード）、第1コンデンサ３０７aを持ち、車両のバッテリから電源＋Ｂが供給される電源部３０１と、ＭＲ素子１０２ａ〜１０２ｄをブリッジ回路に組んだＭＲセンサ１０２と、電源部３０１に接続された内部電源３１３と、ＭＲセンサ１０２の出力電圧の変化を増幅する差動増幅器３０２と、第１比較器３０３ａ、第２比較器３０３ｂを持ち、差動増幅器３０２からの出力電圧の変化をスイッチのオンかオフの信号として出力する比較部３０３と、比較部３０３とＭＲセンサ１０２の間に接続される第２抵抗３０８ｂ、第３抵抗３０８ｃ、及び第４抵抗３０８ｄよりなる直列抵抗群と、第３ダイオード３０６ｃ、第４ダイオード３０６ｄ、第1スイッチ３０９ａ、第1リレーコイル３１０ａ、及びインダクタンス３１４を持ち、高速走行中などにアクセルを踏み続けることなく、設定した速度を維持するクルーズコントロールを制御するクルーズコントロール回路３０４と、第５ダイオード３０６ｅ、第５抵抗３０８ｅ、第２スイッチ３０９ｂ、第２リレーコイル３１０ｂ、静電気保護素子３１１、複数の発光素子よりなるブレーキランプ２０６の点灯を実行するブレーキ駆動回路３０５と、第１及び第２の比較器３０３ａ及び３０３ｂの出力とグランドラインとの間に接続される第２コンデンサ３０７ｂと第３コンデンサ３０７ｃとを有する。

ここで、モールド３１２は、ＭＲセンサ１０２、内部電源３１３、第２抵抗３０８ｂ、第３抵抗３０８ｃ、第４抵抗３０８ｄ、差動増幅器３０２、及び比較部３０３をモールド形成によって一体にし、図示しない外部ケース１００内に収容されている。
（動作）

以下に、本発明の実施の形態における非接触スイッチの動作を図１から図４を参照しつつ説明する。

図４は、本発明の実施の形態に関するブレーキ動作に関するフローチャートである。

以下の動作において、ＭＲセンサ１０２は、磁束１０３の方向が変化したとき、出力電圧が変化し、その値がしきい値を越えたとき、比較部３０３はスイッチのオン信号を出力する。

ユーザがブレーキペダル２０１を踏み込むと（ｓ４１）、ブレーキペダル２０１の先端に取り付けた磁性体１０４が、ＭＲセンサ１０２から離れるため、ＭＲセンサ１０２内の磁束１０３の方向が図１（ａ）から図１（ｂ）に変化し、これがブリッジ回路の出力電圧の変化として出力される。出力信号は差動増幅器３０２で増幅され、比較部３０３に増幅された出力信号が供給される（ｓ４２）。比較部３０３は、増幅された出力信号からブレーキペダル２０１が踏まれたと判断し（ｓ４３）、第１比較器３０３ａがクルーズコントロール回路３０４に対して解除信号を出力して第１リレーコイル３１０ａを作動させることにより第１スイッチ３０９ａをオンする。これによってクルーズコントロールを解除する。一方、第２比較器３０３ｂがブレーキ駆動回路３０５に対して点灯信号を出力して第２リレーコイル３１０ｂを作動させることにより第２スイッチ３０９ｂをオンする。これによってブレーキランプ２０６を点灯させる（ｓ４４）。このようにして、クルーズコントロールは解除され、ブレーキランプ２０６が点灯する（ｓ４５）。
（実施の形態の効果）

上記した実施の形態によると、誤作動を防止でき、検出精度を高めることが可能な非接触スイッチを提案することができる。

本発明は以上の実施の形態によって限定されることはない。例えば、実施の形態では、クルーズコントロールの解除とブレーキランプの点灯が説明されたが、インパネの収納ボックス内の照明等の他の制御にも適用できることは言うまでもなく、また車両以外の用途にも適用できる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に関する非接触スイッチの磁性体がＭＲセンサに接近した場合の概略構成図である。（ｂ）は、本発明の実施の形態に関する非接触スイッチの磁性体がＭＲセンサから離れている場合の概略構成図である。（ａ）は、本発明の実施の形態に関する車両内のブレーキシステムの概略構成図である。（ｂ）は、本発明の実施の形態に関する車両の後方の概略構成図である。本発明の実施の形態に関する非接触スイッチの回路部の概略構成図である。本発明の実施の形態に関するブレーキ動作に関するフローチャートである。

符号の説明

１０・・・非接触スイッチ、２０・・・ブレーキシステム、３０・・・回路部、１００・・・外部ケース、１０１・・・磁石、１０２・・・ＭＲセンサ、１０２ａ〜１０２ｄ・・・ＭＲ素子、１０３・・・磁束、１０４・・・磁性体、２００・・・車体、２０１・・・ブレーキペダル、２０２・・・支点、２０３・・・ばね、２０４・・・乗員、２０５・・・車輪、２０６・・・ブレーキランプ、３０１・・・電源部、３０２・・・差動増幅器、３０３・・・比較部、３０３ａ・・・第１比較器、３０３ｂ・・・第２比較器、３０４・・・クルーズコントロール回路、３０５・・・ブレーキ駆動回路、３０６ａ・・・第１ダイオード、３０６ｂ・・・第２ダイオード、３０６ｃ・・・第３ダイオード、３０６ｄ・・・第４ダイオード、３０６ｅ・・・第５ダイオード、３０７ａ・・・第１コンデンサ、３０７ｂ・・・第２コンデンサ、３０７ｃ・・・第３コンデンサ、３０８ａ・・・第１抵抗、３０８ｂ・・・第２抵抗、３０８ｃ・・・第３抵抗、３０８ｄ・・・第４抵抗、３０８ｅ・・・第５抵抗、３０９ａ・・・第１スイッチ、３０９ｂ・・・第２スイッチ、３１０ａ・・・第１リレーコイル、３１０ｂ・・・第２リレーコイル、３１１・・・静電気保護素子、３１２・・・モールド、３１３・・・内部電源、３１４・・・インダクタンス

Claims

所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石と、
前記検出領域に接近して前記検出領域の前記磁束を変向させる磁性部材と、
前記検出領域の前記磁束の変向を検出する磁界感応センサと、
前記磁界感応センサの検出出力に基づいてオン・オフするスイッチ回路とを備えたことを特徴とする非接触スイッチ。
前記磁性部材は、車両用ブレーキペダルの作動に応じて変位する磁性部材を含み、
前記磁界感応センサは、複数のＭＲ素子と、前記ＭＲ素子の電気抵抗の変化を検出する検出回路を含み、
前記スイッチ回路は、車両用ブレーキランプを点灯及び消灯するスイッチを含むことを特徴とする請求項１に記載の非接触スイッチ。
前記検出回路は、前記複数のＭＲ素子を有するブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の出力を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力を基準値と比較する比較回路とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の非接触スイッチ。
前記比較回路は、前記車両用ブレーキランプを点灯及び消灯する前記スイッチを制御する第１の比較回路と、クルーズコントロール回路を制御する第２の比較回路とを含むことを特徴とした請求項３に記載の非接触スイッチ。
前記車両用ブレーキランプは、静電気保護用ダイオードによって保護された複数の発光ダイオードを含むことを特徴とした請求項２に記載の非接触スイッチ。