JP4367995B2

JP4367995B2 - 近接スイッチ装置

Info

Publication number: JP4367995B2
Application number: JP11753099A
Authority: JP
Inventors: 康之内野; 寿男河野
Original assignee: Secom Co Ltd
Current assignee: Secom Co Ltd
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: JP2000306475A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は永久磁石の接近を検知してスイッチを閉または開の状態に転換する、例えば、ドアの開閉等を検知して警報器等を可動させる場合等に用いられる近接スイッチ及びこの近接スイッチを動作させる可動子からなる近接スイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、窓の引戸或いはドア等の可動する側に永久磁石を取付け、固定された側に近接スイッチを配置し、ドア或いは引戸等が開けられると接点を開または閉の状態に制御して、警報器等を作動させる近接スイッチが各種販売されている。従来の近接スイッチには、ガラス管内に磁性切片を封入した、いわゆるリードスイッチを用いた構造を有するものが多い。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
上述した単一のリードスイッチを用いた場合、リードスイッチは検出すべき磁界の磁極の方向性を選択することができなかった。また、リードスイッチを利用した近接スイッチは接点電流が大きい場合の耐久性が低く、長期にわたって安定的に動作させることが難しく、防犯用として用いるには信頼性に問題がある。更に、リードスイッチは、衝撃に弱いので、これを保護する構造が必要となる。従って、リードスイッチを利用する近接スイッチは、小型化が困難であるという問題点があった。
【０００４】
この発明の目的は、防犯用として用いて好適な信頼性の高い機能を具備した近接スイッチ装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の問題点を解決するために発明者等は鋭意研究を重ねた。その結果、近接スイッチと可動子からなる近接スイッチ装置において、近接スイッチに配置された永久磁石の磁性と同極性の磁性を有する可動子を近接させると、両者の間に反発力が生じ、永久磁石に近接する可動片の一端が永久磁石によって磁気的に吸着され、逆に、近接スイッチに配置された永久磁石の磁性と異極性の磁性を有する可動子を近接させると、両者の間に引き合う力が生じ、永久磁石と近接する可動片の一端の間の吸着力が減少することが判明した。従って、可動片の他端に所定の弾性体によって力を負荷すると、上述した吸着力が所定以下に減少すると、可動片が回動して、設置された接点が接続・切断されることを知見した。
【０００６】
この発明は上述した知見に基づいてなされたものであって、この発明の近接スイッチ装置の第１の態様は、可動子と当該可動子の近接状態及び非近接状態を検出する近接スイッチとからなる近接スイッチ装置において、前記近接スイッチは、支点によってシーソ運動可能に支持された磁性体からなる可動片と、前記可動片に支持された可動接点と、前記可動片の回動に応じて前記可動接点と接触状態または非接触状態になるように固定して設けられた固定接点と、前記可動片を一方向に回動させる偏倚力を前記可動片に与える偏倚弾性体と、前記非近接状態において所定の極性の磁極によって前記偏倚弾性体の偏倚力に抗して当該偏倚力の方向と反対方向に前記可動片を回動させて前記可動片の一端を磁気的に吸着して固定し、かつ、前記所定の極性の磁極が前記近接状態の前記可動子に対向する位置に設けられた永久磁石とを備え、前記可動子は、前記所定の極性の磁極と異極性の磁極を有し、かつ、当該異極性の磁極が前記近接状態において前記永久磁石と対向する位置に設けられた第１の磁石を備え、前記近接状態において、前記永久磁石における所定の極性の磁極と前記第１の磁石における異極性の磁極との間に生じる引き合う力により前記永久磁石と前記可動片との吸着力を減少させることで前記可動片を前記偏倚弾性体が与える偏倚力の方向に回動させる近接スイッチ装置である。
【０００７】
この発明の近接スイッチ装置の第２の態様は、さらに、前記可動子は、前記第１の磁石の磁極と異なる極性の磁極が前記近接状態において前記近接スイッチの可動片の他端に対向する位置に設けられた第２の磁石を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の近接スイッチは、所定の極性の磁極を有する第１の磁石を備えた可動子に用いる近接スイッチであって、支点によってシーソ運動可能に支持された磁性体からなる可動片と、前記可動片に支持された可動接点と、前記可動片の回動に応じて前記可動接点と接触状態または非接触状態になるように固定して設けられた固定接点と、前記可動片を一方向に回動させる偏倚力を前記可動片に与える偏倚弾性体と、前記可動子との非近接状態において前記所定の極性の磁極と異極性の磁極によって前記偏倚弾性体の偏倚力に抗して当該偏倚力の方向と反対方向に前記可動片を回動させて前記可動片の一端を磁気的に吸着して固定し、かつ、前記可動子との近接状態において前記異極性の磁極が前記所定の極性の磁極に対向する位置に設けられた永久磁石とを備え、前記近接状態において、前記永久磁石における異極性の磁極と前記第１の磁石における前記所定の極性の磁極との間に生じる引き合う力により前記永久磁石と前記可動片との吸着力が減少することで前記偏倚弾性体が与える偏倚力の方向に前記可動片が回動するものである。
【０００９】
この発明の可動子は、支点によってシーソ運動可能に支持された磁性体からなる可動片と、前記可動片に支持された可動接点と、前記可動片の回動に応じて前記可動接点と接触状態または非接触状態になるように固定して設けられた固定接点と、前記可動片を一方向に回動させる偏倚力を前記可動片に与える偏倚弾性体と、所定の極性の磁極によって前記偏倚弾性体の偏倚力に抗して当該偏倚力の方向と反対方向に前記可動片を回動させて前記可動片の一端を磁気的に吸着して固定する永久磁石とを備えた近接スイッチに用いる可動子であって、前記所定の極性の磁極と異極性の磁極を有し、かつ、当該異極性の磁極が前記近接スイッチとの近接状態において前記永久磁石と対向する位置に設けられて前記永久磁石と前記可動片との吸着力を減少させる第１の磁石を備える可動子を備えているものである。
【００１０】
この発明の可動子の第２の態様は、さらに、前記第１の磁石の磁極と異なる極性の磁極が前記近接状態において前記近接スイッチの可動片の他端に対向する位置に設けられた第２の磁石を備えていることを特徴とするものである。

【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の近接スイッチ装置は、近接スイッチと、近接スイッチを動作させる可動子からなっている。近接スイッチは、永久磁石を有する接続状態切換手段を備えており、接続切換手段は、A．支点によってシーソ運動可能に支持された、磁性体からなる可動片と、Ｂ．可動片に支持された可動接点と、Ｃ．可動接点と対向して、固定して設けられた固定接点と、Ｄ．可動片の他端を所定の力で下方向に押し下げる偏倚弾性体と、Ｅ．一方の極性の磁極によって磁気的に吸着または反発して、可動片の一端を固定または偏倚弾性体に抗して回動させ、可動接点と固定接点の接続状態を切換える永久磁石を備えている。
【００１３】
可動子は、近接スイッチにおける永久磁石と対向して永久磁石の磁性と異極性の磁性を有する第１の磁石、および、第１の磁石の機能を強化する、第１の磁石と異極性の磁性を有する第２の磁石を更に備えている。
【００１４】
近接スイッチは近接スイッチを構成するケースの内部に磁性体によって構成され、シーソ運動可能な状態で支持された可動片を設ける。この可動片に可動接点を支持させ、この可動接点と対向して固定接点を設ける。可動片の一端側に永久磁石を配置し、この永久磁石によって可動片を一方の極性の磁極によって磁気的に吸着し、この磁気的な吸着力によって可動接点と固定接点との間の接点を接触状態と非接触状態との何れかに維持させる。
【００１５】
近接スイッチにおける永久磁石の磁気的吸着および反発をより効果的可動片に伝えるために、永久磁石の近傍に磁気ヨークを設けてもよい。
可動片には永久磁石の磁気的な吸着力に抗して可動片を一方向に可動させる偏倚力を与える弾性体、例えばバネを係合させる。
【００１６】
可動子は近接スイッチに設けた永久磁石の可動片の吸着力を与える磁極と対向して異極性の磁極をこの永久磁石に向かって配置した第１磁石と、近接スイッチに設けた可動片の他方の端部と対向して永久磁石の可動片に吸着力を与える磁極と同極性の磁極を配置した第2磁石とによって構成される。
【００１７】
この発明の近接スイッチ装置によれば、近接スイッチに可動子が近づいた場合に限ってスイッチが動作する。つまり、近接スイッチに設けた永久磁石の可動片を吸着する磁極と異なる磁極を近づけることにより、永久磁石の可動片に対する磁気吸着力が低下する。この磁気吸着力の低下によりバネの偏倚力が磁気吸着力より勝って可動片を回動させ、スイッチの状態を転換させる。従って、この発明によればケース内の永久磁石に対して予め決められた極性の磁極を近づけないとスイッチの状態は反転しない。従って防犯用として用いて有効ある。
【００１８】
【実施例】
以下に、この発明の近接スイッチ装置を、図面を参照しながら実施例によって更に詳細に示す。図１にこの発明による近接スイッチの一実施例を示し、図２に近接スイッチと可動子の実施例を示す。図中１１は近接スイッチ１０を構成するケースを示す。このケース１１は樹脂材等の準磁性体によって構成される。ケース１１内には可動片１２がシーソ運動が可能な状態で支持される。つまり、可動片12は磁性体によって構成され、その長手方向の中央にプレス加工によって支点１２Ａを形成する。
【００１９】
この支点１２Ａを中点にしてシーソ運動が実行される。１３は可動片１２をシーソ運動可能な状態でケース１１内に支持する支持体を示す。可動片１２と支持体１３には相互に切欠とスリットが形成され、これら切欠とスリットとを結合させて可動片１２をシーソ可動可能な状態に支持する。この支持体１３は導電体によって構成される。
【００２０】
可動片１２には可動接点１４が支持され、可動接点１４と対向する位置に固定接点１５が装着される。図１に示す例ではケース１１の底面に固定接点１５を装着した場合を示す。
【００２１】
可動片１２の一端側に水久磁石１６を設け、この永久磁石１６によって可動片１２の一端を磁気的に吸着し、この磁気的吸着力によって可動接点１４を固定接点１５に対して接触状態と非接触状態の何れか一方の状態に維持させる。図1に示す例では永久磁石１６の磁気的吸着力によって可動接点１４を固定接点１５に圧接させ、接触状態に維持させる構成とした場合を示す。また、図１の実施例では永久磁石１６を磁気ヨーク１７に装着し、磁気ヨーク１７の端部を可動片１２の一端と対向する位置に延長させ、この対向部分で可動片１２の一端を磁気的に吸着する構造とした場合を示す。
【００２２】
１８は可動片１２に永久磁石１６の吸着力に抗して回動偏倚力を与えるバネを示す。永久磁石１６の磁気的な吸着カが低減した状態でこのバネ１８の偏倚力によって可動片１２が図２に示す状態に回動し、可動接点１４が固定接点１５から切り離される。
【００２３】
１９Ａと１９Ｂはリード線を示す。リード線１９Ａは支持体１３に接続され、リード線１９Ｂは固定接点１５に接続される。可動接点１４が固定接点１５に接触している状態ではリード線１９Ａと１９Ｂとの間は導通状態に維持される。
【００２４】
図２は近接スイッチ１０に正規の極性を持つ磁石２１Ａと２１Ｂを装着した可動子２０を接近させた状態を示す。ここでケース１１内に装着した永久磁石１６と対向する第1磁石２１Ａの極性が永久磁石１６の磁極と異極性である場合にスイッチを作動させ得る正規の極性である。つまり、ケース１１の外側において異極であるこの例ではＮ極が近づくと、永久磁石１６の磁束は外側の第1磁石２１Ａと引き合い、磁気ヨーク１７を巡る磁束は減少する。
【００２５】
この結果、可動片１２に対する磁気吸着力は減少し、この状態でバネ１８の偏倚力が打ち勝って可動片１２を反時計廻り方向に回動させる。この結果、可動接点１４は固定接点１５から切り離され、リード線１９Ａと１９Ｂとの間は開極される。
【００２６】
可動子２０に設けた第2磁石２１Ｂは上述した動作を更に感度よく実行させるために設けられている。この第２磁石２１Ｂは外向きに永久磁石１６の可動片１２を吸着する磁極と同極性を正規の極性とする。つまり、この例ではＳ極が正規の磁極となる。可動片１２の一端側にＳ極が近づくと、可動片１２の他端側はＮ極に磁化される。この結果、可動片１２の一端側にＳ極が発生し、このＳ極により磁気ヨーク１７のＳ極に対して反発力が発生し、この反発力により可動片１２は反時計廻りに回動される。従って、磁石２１Ａと２１Ｂの協動によって可動片１２は確実に回動される。
【００２７】
図３は磁石２１Ａと２１Ｂの極性が逆向の場合を示す。この場合には永久磁石１６にケース１１の外側からＳ極が近づくので、永久磁石１６の磁束と磁石２１Ａの磁束は反発し、この結果磁気ヨーク１７を通る磁束の量は増加し、可動片１２の一端側に対する磁気吸着力は益々強くなる。
【００２８】
更に可動片12の他端側にはケース１１の外側からN極が近づくから、可動片１２の他端側はＳ極に磁化され、一端側にはN極が発生する。従って可動片１２は益々磁気ヨーク１７に吸着され回動を阻止される。ここから解るように、この発明による近接スイッチ１０は予め決められた極性の磁界を与えないと動作しないことになり、単に磁界を与えただけでは動作しない。よって防犯用に用いて優れた効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による近接スイッチ装置によれば、予め決められた極性の磁石を近づけた場合に限って動作するので、防犯用として用いて好適である。また、可動接点１４と固定接点１５とによってスイッチを構成するのでリードリレーより接点の耐久性は高く、信頼性の高い近接スイッチ装置を提供することができる。
【００３０】
また、この発明では一個の永久磁石１６をケース１１内に固定し、一個の可動片１２を用いる構造により構成しているので、構造が簡単であり、故障の発生率も下げることができ、信頼性の高い近接スイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による近接スイッチの一実施例を説明するための平面図である。
【図２】この発明による近接スイッチの動作を説明するために可動子を近接して配した状態を示す平面図である。
【図３】この発明による近接スイッチが外部から与える磁界に対して、選択性を持って動作する様子を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１０近接スイッチ
１１ケース
１２可動片
１２Ａ支点
１３支持体
１４可動接点
１５固定接点
１６永久磁石
１７磁気ヨーク
１８バネ
９Ａ，１９Ｂリード線
２０可動子

Claims

可動子と当該可動子の近接状態及び非近接状態を検出する近接スイッチとからなる近接スイッチ装置において、
前記近接スイッチは、
支点によってシーソ運動可能に支持された磁性体からなる可動片と、
前記可動片に支持された可動接点と、
前記可動片の回動に応じて前記可動接点と接触状態または非接触状態になるように固定して設けられた固定接点と、
前記可動片を一方向に回動させる偏倚力を前記可動片に与える偏倚弾性体と、
前記非近接状態において所定の極性の磁極によって前記偏倚弾性体の偏倚力に抗して当該偏倚力の方向と反対方向に前記可動片を回動させて前記可動片の一端を磁気的に吸着して固定し、かつ、前記所定の極性の磁極が前記近接状態の前記可動子に対向する位置に設けられた永久磁石とを備え、
前記可動子は、
前記所定の極性の磁極と異極性の磁極を有し、かつ、当該異極性の磁極が前記近接状態において前記永久磁石と対向する位置に設けられた第１の磁石を備え、
前記近接状態において、前記永久磁石における所定の極性の磁極と前記第１の磁石における異極性の磁極との間に生じる引き合う力により前記永久磁石と前記可動片との吸着力を減少させることで前記可動片を前記偏倚弾性体が与える偏倚力の方向に回動させる近接スイッチ装置。
さらに、前記可動子は、前記第１の磁石の磁極と異なる極性の磁極が前記近接状態において前記近接スイッチの可動片の他端に対向する位置に設けられた第２の磁石を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の近接スイッチ装置。
所定の極性の磁極を有する第１の磁石を備えた可動子に用いる近接スイッチであって、
支点によってシーソ運動可能に支持された磁性体からなる可動片と、
前記可動片に支持された可動接点と、
前記可動片の回動に応じて前記可動接点と接触状態または非接触状態になるように固定して設けられた固定接点と、
前記可動片を一方向に回動させる偏倚力を前記可動片に与える偏倚弾性体と、
前記可動子との非近接状態において前記所定の極性の磁極と異極性の磁極によって前記偏倚弾性体の偏倚力に抗して当該偏倚力の方向と反対方向に前記可動片を回動させて前記可動片の一端を磁気的に吸着して固定し、かつ、前記可動子との近接状態において前記異極性の磁極が前記所定の極性の磁極に対向する位置に設けられた永久磁石とを備え、
前記近接状態において、前記永久磁石における異極性の磁極と前記第１の磁石における前記所定の極性の磁極との間に生じる引き合う力により前記永久磁石と前記可動片との吸着力が減少することで前記偏倚弾性体が与える偏倚力の方向に前記可動片が回動する近接スイッチ。
支点によってシーソ運動可能に支持された磁性体からなる可動片と、前記可動片に支持された可動接点と、前記可動片の回動に応じて前記可動接点と接触状態または非接触状態になるように固定して設けられた固定接点と、前記可動片を一方向に回動させる偏倚力を前記可動片に与える偏倚弾性体と、所定の極性の磁極によって前記偏倚弾性体の偏倚力に抗して当該偏倚力の方向と反対方向に前記可動片を回動させて前記可動片の一端を磁気的に吸着して固定する永久磁石とを備えた近接スイッチに用いる可動子であって、
前記所定の極性の磁極と異極性の磁極を有し、かつ、当該異極性の磁極が前記近接スイッチとの近接状態において前記永久磁石と対向する位置に設けられて前記永久磁石と前記可動片との吸着力を減少させる第１の磁石を備える可動子。
さらに、前記第１の磁石の磁極と異なる極性の磁極が前記近接状態において前記近接スイッチの可動片の他端に対向する位置に設けられた第２の磁石を備えていることを特徴とする請求項４に記載の可動子。