JP4376726B2 - 近接センサ機構 - Google Patents

Description

本発明は、磁気感応スイッチと磁石とを用い、位置及び変位量を連続して検出することが出来る検知精度の高い近接センサ機構に関し、特に、フロートセンサ、スライドアクチュエータ、シリンダ、アミューズメント機器、車載機器、デジタル情報機器、携帯端末等に好適な近接センサ機構に関する。

従来、位置検知デバイスとして、磁気感応スイッチと磁石を組み合わせた近接センサ方式、光センサ方式、メカスイッチ方式、コイル方式などが使用されている。

まず、磁気感応スイッチであるリードスイッチを用いて、連続した位置検出をさせる場合、検出精度を向上させるためには、リードスイッチ（接点部）を狭い間隔で複数設置し、駆動用磁石と組み合わせて、１スイッチずつＯＮ／ＯＦＦ位置検知させる必要があるが、隣接する複数のリードスイッチが同時にＯＮ／ＯＦＦしてしまうことがある。このため、複数のリードスイッチが同時ＯＮ／ＯＦＦとなっても位置検知が可能となる様にソフト補正による位置検知システムとするか、又は、隣接するリードスイッチに磁束が漏洩しない様な磁力の弱い駆動用磁石をリードスイッチに極力近づけて使用する必要がある。このため、システムが複雑化され、近接センサ機構を組み込んだユニットの用途が限られてしまう。

次に、光センサ方式は、連続した狭い間隔で位置検出させる場合には、受光部を狭い間隔で複数個設置し、１個ずつＯＮ／ＯＦＦ位置検知させるが、複数個の受光部が同時にＯＮ／ＯＦＦすることがある。このため、発光部の焦点を絞り、輝度を上げるか、又は、発光部と受光部の取付位置精度を上げる必要がある。しかし、センサ部の汚れ、キズが発生した場合には、センサ感度が鈍くなり、検出不能となる。

次に、メカスイッチ方式は、連続した狭い間隔で位置検出させる場合には、メカ接点部を狭い間隔で複数個設置し、１個ずつＯＮ／ＯＦＦ位置検知させるが、メカ接点部の汚れが発生した場合には検出不能となり、更に接点寿命も短い。

次に、図面を参照して、更に説明する。まず、図１４に基づいて、従来の近接センサ機構の第１例について概説する。図１４（ａ）はその斜視図、図１４（ｂ）はＧ−Ｇ線での断面図である。図示の近接センサ機構１１は、細長のガラス管（絶縁容器）１３を備えており、ガラス管（絶縁容器）１３内に長手方向に沿って一対のリード片１５，１５が封入されている。そして、その一対はリード片１５の一端の接点１５ａ同士が互いに接触する位置に配置されており、外部磁界（図示せず）の有無に応じて一端の接点１５ａ同士が互いに接触／非接触状態とされる。なお、図１４（ｂ）で１５ｂは封入部分を示す。

そのリード片１５の他端は、ガラス管１３の外部に伸びており、外部端子１７として用いられる。外部端子１７は、回路基板、つまり、プリント基板（実装基板）２１上に形成された導体パターン２１ａと圧延外部端子１９で半田付け等によって接続される。

また、リードスイッチ駆動用の磁石２５は、長手方向の一方がＮ極、他方がＳ極に着磁され、リードスイッチ２３と対向する位置に、リードスイッチ長手方向と平行に設置されている。更に、磁石２５は、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板２１に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

この近接センサ機構１１では、磁石２５の磁束（図示せず）が隣接するリードスイッチに漏洩しない様に、隣接リードスイッチとの間隔をガラス管径の３倍以上開け、且つ、漏洩磁束を少なくするために弱い磁力の磁石を使用し、リードスイッチに接する程に近づけて設置されている。また、リードスイッチの設置間隔が広いため、位置検出精度を向上させることが困難となり、更に、リードスイッチに磁石を近づける必要があるため、近接センサ機構の設置場所等が制限され、設計の自由度が小さくなる。また、検出精度を安定させるため、隣接設置するリードスイッチの感度を揃える必要がある。（以下、図１４に示した近接センサ機構を従来例１と呼ぶ）。

図１５を参照して、従来の近接スイッチ機構の第２例について概説する。図１５（ａ）はその斜視図、図１５（ｂ）はＨ−Ｈ線での断面図である。図示の近接センサ機構２７において、図１４に示した近接センサ機構と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。

このリードスイッチの外部端子１７は、回路基板、つまり、プリント基板（実装基板）２１上に形成された導体パターン２１ａと半田付け等によって接続される。

また、リードスイッチ駆動用の磁石２９は、長手方向の一方がＮ極、他方がＳ極に着磁され、リードスイッチ２３と対向する位置に、リードスイッチ実装面と垂直に設置されている。更に、磁石２９は、リードスイッチ長手方向と垂直且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。（以下、図１５に示した近接センサ機構を従来例２と呼ぶ）。

更に、特許文献１で開示された例は、図１６に示すように、スライドアクチュエータ（近接センサ機構）３１に於いて、リードスイッチ駆動用の磁石３７とコイル４３，４５が設置され、ピストン３５のストロークに連動して磁石３７が変位し、磁性体コア４１を介して磁気的に結合されるコイル４３，４５を含む検出部３９が形成されている。ピストン３５の変位に応じて磁性体コア４１に於ける磁気飽和箇所が変位することで、コイル間の磁気結合が変化し、それに応じた出力信号が連続的に得られる構造となっている。（以下、図１６に示した近接センサ機構を従来例３と呼ぶ）。

特開平１１−１３２２０５号公報

ところで、従来例１あるいは従来例２では、磁石の磁束が隣接するリードスイッチに漏洩しない様に、隣接リードスイッチの間隔をガラス管径の３倍以上に広く空けて設置している。このため位置検出間隔が広くなり検出精度を向上させることが困難となる。また、漏洩磁束の少ない弱い磁力の磁石を使用した場合、リードスイッチに接する程に、近づけて設置される。このため、磁石とリードスイッチの設置位置関係が限定され、近接センサ機構としての設計自由度が小さくなる。

従来例３の特許文献１の例では、コイルの出力信号をソフトで処理するシステムが必要となり、また、コイル製造コストや部品コストが高くなり、ユニットシステムの複雑化によるコストが高くなる。また、各コイルは連続している必要があり、分離独立させた用途には適さず、用途及び取付設置場所が限られてしまう。

そこで本発明の目的は、連続した狭い間隔の位置検出機構であり、隣接した磁気感応スイッチが同時にＯＮ／ＯＦＦすること無く、１スイッチずつＯＮ／ＯＦＦさせる位置検知が可能で、位置及び変位量を連続的に高精度に検出出来、安価で誤動作の無い近接センサ機構を提供することにある。

本発明は磁気感応スイッチの周囲のあらゆる位置で磁石の向きを変化させて配置し、磁気感応スイッチの動作状況を精密に調べた結果に基づいてなされた。また磁気感応スイッチの中心部における磁気感応スイッチの長手方向に平行な磁束と、その長手方向に垂直な磁束とに着目して、磁気感応スイッチの動作を精密に調べた結果に基づいてなされた。更に磁気感応スイッチのアレイの１つのスイッチのみを動作させ、隣接するスイッチを動作させないような、磁束分布をもたらす複数の磁石からなる磁石ユニットを実現することによってなされた。

請求項１記載の発明は、基板面上にアレイ状に併置され長手方向が互いに平行且つ前記基板面に平行な複数の磁気感応スイッチと、複数の磁石からなる磁石ユニットとを対向して備え、前記磁石ユニットは前記基板面と平行に且つ前記磁気感応スイッチの長手方向と垂直に相対移動することにより、電子機器の２つの独立機構部の位置を連続検出する近接センサ機構であって、前記磁石ユニットは、前記磁気感応スイッチを駆動する磁化駆動用磁石と、該磁化駆動用磁石の前記磁石ユニットの相対移動方向の両側に配置された前記磁気感応スイッチの駆動を妨げる磁化消去用磁石とを組み合わせてなり、前記磁石は直方体状又は棒状であり、前記磁化駆動用磁石は前記磁気感応スイッチの長手方向と平行に着磁され、前記磁化消去用磁石は前記基板面と垂直方向に着磁されたことを特徴とする。この構成により、磁気感応スイッチのアレイの１つのスイッチのみを動作させ、隣接するスイッチを動作させないようにして、位置検出精度を高める。また、例えば、磁化駆動用磁石の２つの磁極端面を磁気感応スイッチの両端側に配置し、磁化消去用磁石の磁極端面を磁気感応スイッチの中心近くに配置することで、それぞれ、磁気感応スイッチを駆動する作用と、磁気感応スイッチの駆動を妨げる作用をなす。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石の着磁方向の長さが前記磁化消去用磁石の着磁方向の長さより大であることを特徴とする。この構成により、駆動する１つの磁気感応スイッチでは、駆動を容易にし、隣接する磁気感応スイッチでは駆動を効果的に妨げる。

請求項３記載の発明は、基板面上にアレイ状に併置され長手方向が互いに平行且つ前記基板面に平行な複数の磁気感応スイッチと、複数の磁石からなる磁石ユニットとを対向して備え、前記磁石ユニットは前記基板面と平行に且つ前記磁気感応スイッチの長手方向と垂直に相対移動することにより、電子機器の２つの独立機構部の位置を連続検出する近接センサ機構であって、前記磁石ユニットは、前記磁気感応スイッチを駆動する磁化駆動用磁石と、該磁化駆動用磁石の前記磁石ユニットの相対移動方向の両側に配置された前記磁気感応スイッチの駆動を妨げる磁化消去用磁石とを組み合わせてなり、前記磁石は直方体状又は棒状であり、前記磁化駆動用磁石が前記基板面と垂直に着磁され、前記磁化消去用磁石が前記磁気感応スイッチの長手方向と平行に着磁されたことを特徴とする。この構成では、例えば、磁化駆動用磁石は磁気感応スイッチの長手方向の片側に配置され、磁化消去用磁石の１つの磁極端面は磁気感応スイッチの中心近くに配置され、それぞれ磁気感応スイッチの駆動用磁石及び駆動を妨げる磁石となる。

請求項４記載の発明は、基板面上にアレイ状に併置され長手方向が互いに平行且つ前記基板面に平行な複数の磁気感応スイッチと、複数の磁石からなる磁石ユニットとを対向して備え、前記磁石ユニットは前記基板面と平行に且つ前記磁気感応スイッチの長手方向と垂直に相対移動することにより、電子機器の２つの独立機構部の位置を連続検出する近接センサ機構であって、前記磁石ユニットは、前記磁気感応スイッチを駆動する磁化駆動用磁石と、該磁化駆動用磁石の前記磁石ユニットの相対移動方向の両側に配置された前記磁気感応スイッチの駆動を妨げる磁化消去用磁石とを組み合わせてなり、前記磁石は直方体状又は棒状であり、前記磁化駆動用磁石及び前記磁化消去用磁石はいずれも前記基板面と垂直方向に着磁されたことを特徴とする。この構成では、例えば、磁化駆動用磁石は磁気感応スイッチの長手方向の片側に配置され、磁化消去用磁石は磁気感応スイッチの中心近くに配置され、それぞれ磁気感応スイッチの駆動用磁石及び駆動を妨げる磁石となる。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁化消去用磁石の磁気感応スイッチとの対向面を含む仮想的な平面で空間を２分した場合に、前記磁化駆動用磁石が前記磁化消去用磁石を含む側にのみ配置されたことを特徴とする。この構成では、磁化駆動用磁石と磁気感応スイッチの距離を大きくし、磁化消去用磁石と磁気感応スイッチの距離を小さくするので、磁気感応スイッチの感度が高い場合に、隣接する磁気感応スイッチを駆動しないようにすることが出来る。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石の磁気感応スイッチとの対向面を含む仮想的な平面で空間を２分した場合に、前記磁化消去用磁石が前記磁化駆動用磁石を含む側にのみ配置されたことを特徴とする。この構成では、磁化駆動用磁石と磁気感応スイッチの距離を小さくし、磁化消去用磁石と磁気感応スイッチの距離を大きくするので、磁気感応スイッチの感度が低い場合に、１つの磁気感応スイッチの駆動を容易にする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石は馬蹄形磁石からなり、前記磁化消去用磁石は直方体状又は棒状であることを特徴とする。この構成により、磁気感応スイッチの長手方向の磁界を効率よく形成することが出来る。

請求項８記載の発明は、請求項１記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石は直方体状であり、前記磁気感応スイッチとの対向面を片面２極着磁としたことを特徴とする。この構成によっても、磁気感応スイッチの長手方向の磁界を効率よく形成することが出来る。

請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁気感応スイッチがリードスイッチからなることを特徴とする。この構成では、リードスイッチを磁気感応スイッチとして利用する。

請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁気感応スイッチが近接スイッチからなることを特徴とする。この構成では、一般の近接センサを磁気感応スイッチとして利用する。

請求項１１記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁気感応スイッチがホールＩＣとスイッチング回路からなることを特徴とする。この構成では、ホールＩＣとスイッチング回路とで磁気感応スイッチを形成する。

請求項１２記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁気感応スイッチがＭＲ素子とスイッチング回路からなることを特徴とする。この構成では、ＭＲ素子とスイッチング回路とで、磁気感応スイッチを形成する。

請求項１３記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記電子機器は液面を検知するフロートセンサであることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記電子機器はスライドテーブルの変位量を検出するスライドアクチュエータであることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、磁気感応スイッチの磁化駆動用磁石と磁化消去用磁石とを複数個組み合わせてユニットとして配置するため、連続した狭い間隔の位置検出機構に於いて、隣接した複数個のリードスイッチが同時にＯＮ／ＯＦＦすることが無く、１スイッチずつ確実にＯＮ／ＯＦＦ位置検知させることが出来、位置及び変位量を連続的に且つ高精度に検出することが可能となり、安価で誤動作の無い近接センサ機構を提供出来るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の請求項１に係り、磁石を請求項２及び請求項３に係る着磁方向及び形状で、且つ、磁気感応スイッチを請求項１１に係るリードスイッチで実施した実施の形態１の近接センサ機構を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線での断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線での断面図である。

図１を参照して、本実施の形態１の近接センサ機構４７は、絶縁容器１３と一対のリード片１５，１５で構成される複数のリードスイッチ２３と、１つの磁化駆動用磁石４９ａと、２つの磁化消去用磁石５１ａとからなる。このリードスイッチ２３は、プリント基板（実装基板）２１に実装され、外部端子１７が圧延外部端子１９を介してプリント基板２１上に形成された導体パターン２１ａと半田接続され、接点の開閉状態を検出する回路（図示せず）に接続されるようになっている。

一方、１つの直方体形状の磁化駆動用磁石４９ａはリードスイッチ２３の長手方向に着磁され、２つの直方体形状の磁化消去用磁石５１ａはリードスイッチ実装面（プリント基板２１面）と垂直方向に着磁され、配置されている。また、磁化駆動用磁石４９ａと磁化消去用磁石５１ａは、組み合わせ磁石ユニットとしてリードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

本発明の実施の形態１の動作を説明する前に、この種のリードスイッチの一般的な動作を説明する。図１２はリードスイッチの長手方向と平行に配置された棒磁石の位置とリードスイッチの動作との関係を示す説明図であり、図１２（ａ）は第１の磁石位置、図１２（ｂ）は第２の磁石位置、図１２（ｃ）は第３の磁石位置、図１２（ｄ）は動作領域を示す図である。

図１２（ａ）のように、リードスイッチ９２に平行に、棒磁石９１が配置され、棒磁石９１の中心がリードスイッチ９２の中心付近にあるとき、リードスイッチの２つのリード片接点は互いに異極に磁化され、その吸引力によりＯＮ動作が行われる。この状態は、図１２（ｄ）の動作領域図で、ｘ軸とｙ軸の交点（原点）より少し上のＯＮ動作領域に対応している。

次に、図１２（ｂ）のように、棒磁石９１はリードスイッチ９２と平行を保ちながら、Ｎ極端面がリードスイッチ９２の中心付近まで来ると、２つのリード片接点はＳ極に磁化され、反発力によりＯＦＦ動作が行われる。この状態は、図１２（ｄ）の動作領域図で、ｘ軸とｙ軸の交点（原点）より少し右側のＯＦＦ動作領域に対応している。なお、ＯＮ動作領域とＯＦＦ動作領域の間の白抜き領域は、ホールド領域である。

更に、図１２（ｃ）のように、棒磁石９１はリードスイッチ９２と平行を保ちながら、Ｎ極端面がリードスイッチ９２の長手方向端部まで来ると、再び２つのリード片接点は異極に磁化され、ＯＮ動作が行われる。この状態は、図１２（ｄ）の動作領域図で、ｘ軸上近くの原点から離れた位置にある小さなＯＮ動作領域に対応している。

引き続き、リードスイッチと垂直に棒磁石が配置された場合の動作を説明する。図１３は、リードスイッチの長手方向と垂直に配置された棒磁石の位置とリードスイッチの動作との関係を示す説明図であり、図１３（ａ）は第１の磁石位置、図１３（ｂ）は第２の磁石位置、図１３（ｃ）は動作領域を示す図である。

図１３（ａ）のように、リードスイッチ９２に垂直に棒磁石９１が配置され、棒磁石９１の端面がリードスイッチ９２の中心付近にあるとき、リードスイッチの２つのリード片接点は同極に磁化され、その反発力によりＯＦＦ動作が行われる。この状態は、図１３（ｃ）の動作領域図で、ｘ軸とｙ軸の交点（原点）より少し上のＯＦＦ動作領域に対応している。

次に、図１３（ｂ）のように、棒磁石９１はリードスイッチ９２と垂直を保ちながら、端面がリードスイッチ９２の長手方向端部まで来ると、２つのリード片接点は異極に磁化され、吸引力によりＯＮ動作が行われる。この状態は、図１３（ｃ）の動作領域図で、ｘ軸とｙ軸の交点（原点）より少し右側のＯＮ動作領域に対応している。なお、ＯＦＦ動作領域とＯＮ動作領域の間の白抜き領域はホールド領域である。一般に、リードスイッチの長手方向に平行又は垂直に配置された磁石によるリードスイッチの動作は以上のようである。

ここで本発明の実施の形態１に戻り説明を続ける。図１の近接センサ機構４７では、磁化駆動用磁石４９ａより発生する磁束（図示せず）の一部は漏洩磁束として隣接するリードスイッチに漏れるが、隣接する両側のリードスイッチ２３には、磁化消去用磁石５１ａを２個配置しているため、磁束がキャンセルされ、検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。図１２と図１３で一般的に説明したように、隣接するリードスイッチに対しては、磁化消去用磁石５１ａが真上にあるので、垂直方向磁界により、リード片接点をＯＦＦ動作させようとする力が強く働き、斜め上方にある磁化駆動用磁石４９ａが発生する水平方向磁界でリード片接点をＯＮ動作させようとする力は弱い。また、検出リードスイッチに対して、ＯＮ動作の後、磁化駆動用磁石４９ａが離れ始めると、磁化消去用磁石５１ａが近づくので、ＯＦＦ動作も確実に行われる。

更に、本発明の実施の形態１では、磁化駆動用磁石４９ａのリードスイッチ長手方向での長さが、磁化消去用磁石５１ａの長手方向長さより大きい形状となっている。その結果、検出リードスイッチに対してはＯＮ動作を容易に起こし、隣接するリードスイッチに対してはＯＮ動作を有効に阻止する。

従って、本実施の形態１の近接センサ機構４７は、リードスイッチに対する磁化駆動用磁石４９ａの駆動磁束と磁化消去用磁石５１ａのキャンセル磁束の効果がより顕著となり、確実に検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。

図２は本発明の請求項３に係る実施の形態２の近接センサ機構を示す斜視図である。

図２を参照して、本実施の形態２は、実施の形態１（図１参照）と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ、説明する。

本実施の形態２の近接センサ機構５３は、１つの磁化駆動用磁石４９ｂと２つの磁化消去用磁石５１ｂからなり、１つの磁化駆動用磁石４９ｂは、リードスイッチ実装面と垂直方向に着磁され、２つの磁化消去用磁石５１ｂは、リードスイッチの長手方向と平行に着磁され、配置されている。また、磁化駆動用磁石と磁化消去用磁石は組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態２の近接センサ機構５３は、磁化駆動用磁石４９ｂより発生する磁束の一部は漏洩磁束として隣接するリードスイッチに漏れるが、隣接する両側のリードスイッチ２３には、２つの磁化消去用磁石５１ｂを配置しているため、磁束がキャンセルされ、検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。

図３は本発明の請求項４に係る実施の形態３の近接センサ機構を示す斜視図である。

図３を参照して、本実施の形態３は、実施の形態１と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態３の近接センサ機構５５は、１つの磁化駆動用磁石４９ｂと２つの磁化消去用磁否５１ａからなり、１つの磁化駆動用磁石４９ｂと２つの磁化消去用磁石５１ａは、リードスイッチ実装面と垂直方向に着磁され、配置されている。また、磁化駆動用磁石４９ｂと磁化消去用磁石５１ａは組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態３の近接センサ機構５５は、磁化駆動用磁石４９ｂより発生する磁束の一部は漏洩磁束として隣接するリードスイッチに漏れるが、隣接する両側のリードスイッチ２３には、磁化消去用磁石５１ａを配置しているため、磁束がキャンセルされ、検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。

図４は本発明に係る実施の形態４の近接センサ機構を示す斜視図である。

図４を参照して、本実施の形態４は、実施の形態１と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態４の近接センサ機構５７は、１つの磁化駆動用磁石４９ａと２つの磁化消去用磁石５１ｂからなり、１つの磁化駆動用磁石４９ａと２つの磁化消去用磁石５１ｂは、リードスイッチの長手方向と平行に着磁され、配置されている。また、磁化駆動用磁石と磁化消去用磁石は組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態４の近接センサ機構５７は、磁化駆動用磁石４９ａより発生する磁束の一部は漏洩磁束として隣接するリードスイッチに漏れるが、隣接する両側のリードスイッチ２３には、磁化消去用磁石５１ｂを配置しているため、磁束がキャンセルされ、検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。

図５は本発明の請求項５に係る実施の形態５の近接センサ機構を示し、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）はＣ−Ｃ線を想定した側面図であり、プリント基板２１については断面を示す。

図５を参照して、本実施の形態５は、実施の形態１と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態５の近接センサ機構５９では、磁化消去用磁石５１ａのリードスイッチ対向面（図５では下面）は、磁化駆動用磁石４９ａのリードスイッチ対向面（図５では下面）より図５（ｂ）にＴ１として示されるように突出している。即ち、磁化消去用磁石５１ａのリードスイッチ対向面を仮想的に延長した平面で空間を２分した時に、磁化消去用磁石５１ａがある側に磁化駆動用磁石４９ａが入るように磁化消去用磁石５１ａを配置する。更に、磁化駆動用磁石４９ａと磁化消去用磁石５１ａは組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態５の近接センサ機構５９は、リードスイッチ２３に対する磁化消去用磁石５１ａのキャンセル磁束の効果が顕著となり、確実に検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。この形態は、特に隣接するリードスイッチの感度がよい場合に有効である。

図６は本発明の請求項６に係る実施の形態６の近接センサ機構を示し、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）はＤ−Ｄ線を想定した側面図であり、プリント基板２１については断面を示す。

図６を参照して、本実施の形態６は、実施の形態１と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態６の近接センサ機構６１は、磁化駆動用磁石４９ａのリードスイッチ対向面（図６では下面）は、磁化消去用磁石５１ａのリードスイッチ対向面（図６では下面）より、図６（ｂ）にＴ２として示されるように突出している。即ち、磁化駆動用磁石４９ａのリードスイッチ対向面を仮想的に延長した平面で空間を２分した時に、磁化駆動用磁石４９ａがある側に磁化消去用磁石５１ａが入るように磁化駆動用磁石４９ａを配置する。更に、磁化駆動用磁石４９ａと磁化消去用磁石５１ａは組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態６の近接センサ機構６１は、リードスイッチ２３に対する磁化駆動用磁石４９ａの駆動磁束が漏洩磁束として、隣接するリードスイッチに漏れず、且つ、リードスイッチの動作に必要な充分な磁束を確保することが出来るため、確実に検出リードスイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。特に検出するリードスイッチの感度が鈍い場合に有効である。

以上の実施の形態１〜６では、磁石ユニットを構成する各磁石の形状は直方体状又は角棒状であったが、場合によっては丸棒形状であってもよい。

図７は本発明の請求項７に係る実施の形態７で、リードスイッチ駆動用磁石が馬蹄形磁石からなる近接センサ機構を示し、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）はＥ−Ｅ線での断面図である。

図７を参照して、本実施の形態７は、実施の形態１と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態７のリードスイッチ駆動用磁石は馬蹄形磁石６５からなり、リードスイッチとの対向面（図７では下面）が磁極端面となっている。また、磁化駆動用磁石と磁化消去用磁石は組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態７の近接センサ機構６３は、馬蹄形磁石６５より発生する磁束によってリードスイッチの動作に必要で充分な磁束を確保することが出来、隣接するリードスイッチに磁束が漏れにくい。

図８は本発明の請求項８に係る実施の形態８で、リードスイッチ駆動用磁石が片面２極着磁からなる近接センサ機構を示し、図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）はＦ−Ｆ線での断面図である。

図８を参照して、本実施の形態８は、実施の形態１と磁石ユニットを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態８の磁化駆動用磁石６９のリードスイッチ対向面（図８では下面）は片面２極着磁からなっている。また、磁化駆動用磁石６９と磁化消去用磁石５１ａは組み合わせユニットとして、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態８の近接センサ機構６７は、片面２極着磁より発生する磁束によってリードスイッチの動作に必要で充分な磁束を確保することが出来、また、隣接するリードスイッチに磁束が漏れない。

図９は本発明の請求項１１又は１２に係る実施の形態９で、磁気感応スイッチをホールＩＣ又はＭＲ素子（Magnetic Resistor；磁気抵抗素子）で実施した近接センサ機構を示す斜視図である。

図９を参照して、本実施の形態９は、実施の形態１と磁気感応スイッチを除いて略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態９の磁気感応スイッチは、ホールＩＣ７３又はＭＲ素子と、スイッチング回路７５とからなる。また、この磁気感応スイッチは、プリント基板２１上の導体パターン（図示せず）とそれぞれ半田付け等によって固定接続される。一方、１つの直方体形状の磁化駆動用磁石４９ａは磁気感応スイッチの長手方向に着磁され、２つの直方体形状の磁化消去用磁石５１ａは磁気感応スイッチ実装面（プリント基板２１面）と垂直方向に着磁され、配置されている。図９の近接センサ機構７１では、磁化駆動用磁石４９ａより発生する磁束（図示せず）の一部は漏洩磁束として隣接する磁気感応スイッチに漏れるが、隣接する両側の磁気感応スイッチには、磁化消去用磁石５１ａを２個配置しているため、磁束がキャンセルされ、検出磁気感応スイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。図１２と図１３で一般的に説明したように、隣接するリードスイッチに対しては、磁化消去用磁石５１ａが真上にあるので、垂直方向磁界により、リード片接点をＯＦＦ動作させようとする力が強く働き、斜め上方にある磁化駆動用磁石４９ａが発生する水平方向磁界でリード片接点をＯＮ動作させようとする力は弱い。また、検出磁気感応スイッチに対して、ＯＮ動作の後、磁化駆動用磁石４９ａが離れ始めると、磁化消去用磁石５１ａが近づくので、ＯＦＦ動作も確実に行われる。また、磁化駆動用磁石４９ａと磁化消去用磁石５１ａは組み合わせユニットとして、磁気感応スイッチの長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。更に、本発明の実施の形態９では、磁化駆動用磁石４９ａのリードスイッチ長手方向での長さが、磁化消去用磁石５１ａの長手方向長さより大きい形状となっている。その結果、検出磁気感応スイッチに対してはＯＮ動作を容易に起こし、隣接するリードスイッチに対してはＯＮ動作を有効に阻止する。従って、本実施の形態９の近接センサ機構７１は、磁気感応スイッチに対する磁化駆動用磁石４９ａの駆動磁束と磁化消去用磁石５１ａのキャンセル磁束の効果がより顕著となり、確実に検出磁気感応スイッチの１スイッチのみをＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。

従って、本実施の形態９の近接センサ機構７１は、磁化駆動用磁石４９ａより発生する磁束によって磁気感応スイッチの動作に必要で充分な磁束を確保することが出来るので、磁気感応スイッチとしてホールＩＣ、ＭＲ素子等の場合にも同様の効果が見られる。

図１０は本発明の請求項１３に係る実施の形態１０で、電子機器を、液面等を連続検知するフロートセンサで実施した近接センサ機構を示す模式断面図である。

図１０を参照して、本実施の形態１０は、実施の形態１と略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態１０の近接センサ機構は、複数のリードスイッチ２３及び１つの磁化駆動用磁石４９ａと２つの磁化消去用磁石５１ａを有するフロート７９からなり、フロート７９はステムガイド８１に沿って移動し、タンク８３内に設置される。また、この磁気感応スイッチは、プリント基板上の導体パターン（図示せず）とそれぞれ半田付け等によって固定接続される。更に、磁化駆動用磁石と磁化消去用磁石を組み合わせたユニットを有するフロートは、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態１０の近接センサ機構７７は、磁化駆動用磁石４９ａと磁化消去用磁石５１ａとを組み合わせ配置しているため、検出リードスイッチの１スイッチのみを確実にＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来、検知精度の高いフロートセンサとすることが出来る。

図１１は本発明の請求項１４に係る実施の形態１１で、電子機器を、スライドテーブルの変位量を連続検知するスライドアクチュエータで実施した近接センサ機構を示す斜視図である。

図１１を参照して、本実施の形態１１は、実施の形態１と略同じ構成であるので、実施の形態１と同構成の部分は、実施の形態１と同じ参照番号を付して、その説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明する。

本実施の形態１１の近接センサ機構は、複数のリードスイッチ２３及び１つの磁化駆動用磁石４９ａと２つの磁化消去用磁石５１ａで構成されるスライドアクチュエータからなる。また、このリードスイッチ２３は、プリント基板上の導体パターン（図示せず）とそれぞれ半田付け等によって固定接続される。更に、磁化駆動用磁石と磁化消去用磁石を組み合わせたヘッドは、リードスイッチ長手方向と垂直に、且つ、プリント基板に平行（矢印Ｘ又はＹ方向）に移動する。

従って、本実施の形態１１の近接センサ機構８５は、磁化駆動用磁石４９ａと磁化消去用磁石５１ａとを組み合わせ配置しているため、検出リードスイッチの１スイッチのみを確実にＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来、位置検知精度の高いスライドアクチュエータとすることが出来る。

また、本発明の近接センサ機構については、磁気感応スイッチであれば、ケース型リードスイッチ、樹脂モールド型スイッチ、基板実装型近接スイッチ、汎用実装ハーネス型近接スイッチの場合にも同様の効果が得られ、応用可能である。

以上の説明から明らかなように、請求項９〜１２の磁気感応スイッチに係る実施の形態１〜１１では、隣接する複数の磁気感応スイッチを１スイッチずつ確実に検出し、ＯＮ／ＯＦＦ動作させることが出来る。

また、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、磁気感応スイッチの長手方向に対する磁石の位置関係は、各実施の形態の場合と逆であってもよい。また、磁石の極性（Ｎ極、Ｓ極）の関係は逆であってもよい。

本発明の実施の形態１の近接センサ機構を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線での断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線での断面図。 本発明の実施の形態２の近接センサ機構を示す斜視図。 本発明の実施の形態３の近接センサ機構を示す斜視図。 本発明の実施の形態４の近接センサ機構を示す斜視図。 本発明の実施の形態５の近接センサ機構を示し、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）はＣ−Ｃ線を想定した側面図。 本発明の実施の形態６近接センサ機構を示し、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）はＤ−Ｄ線を想定した側面図。 本発明の実施の形態７で、リードスイッチ駆動用磁石が馬蹄形磁石からなる近接センサ機構を示し、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）はＥ−Ｅ線での断面図。 本発明の実施の形態８で、リードスイッチ駆動用磁石が片面２極着磁からなる近接センサ機構を示し、図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）はＦ−Ｆ線での断面図。 本発明の実施の形態９の近接センサ機構を示す斜視図。 本発明の実施の形態１０の近接センサ機構を示す模式断面図。 本発明の実施の形態１１の近接センサ機構を示す斜視図。 リードスイッチの長手方向と平行に配置された棒磁石の位置とリードスイッチの動作との関係を示す説明図であり、図１２（ａ）は第１の磁石位置、図１２（ｂ）は第２の磁石位置、図１２（ｃ）は第３の磁石位置、図１２（ｄ）は動作領域を示す図。 リードスイッチの長手方向と垂直に配置された棒磁石の位置とリードスイッチの動作との関係を示す説明図であり、 図１３（ａ）は第１の磁石位置、図１３（ｂ）は第２の磁石位置、図１３（ｃ）は動作領域を示す図。 従来例１の近接スイッチ機構を示し、図１４（ａ）はその斜視図、図１４（ｂ）はＧ−Ｇ線での断面図。 従来例２の近接スイッチ機構を示し、図１５（ａ）はその斜視図、図１５（ｂ）はＨ−Ｈ線での断面図。 従来例３の近接スイッチ機構の断面図。

符号の説明

１１，２７，３１，４７，５３，５５，５７，５９，６１，６３，６７，７１，７７，８５ 近接センサ機構
１３ ガラス管（絶縁容器）
１５ リード片
１５ａ 接点
１５ｂ 封入部分
１７ 外部端子
１９ 圧延外部端子
２１ プリント基板（実装基板）
２１ａ 導体パターン
２３，９２ リードスイッチ
２５，２９，３７ 磁石
３３ シリンダ本体
３５ ピストン
３９ 検出部
４１ 磁性体コア
４３，４５ コイル
４９ａ，４９ｂ，６９ 磁化駆動用磁石
５１ａ，５１ｂ 磁化消去用磁石
６５ 馬蹄形磁石
７３ ホールＩＣ
７５ スイッチング回路
７９ フロート
８１ ステムガイド
８３ タンク
８７ シリンダボディ
８９ コネクタ
９１ 棒磁石

Claims (14)

1. 基板面上にアレイ状に併置され長手方向が互いに平行且つ前記基板面に平行な複数の磁気感応スイッチと、複数の磁石からなる磁石ユニットとを対向して備え、前記磁石ユニットは前記基板面と平行に且つ前記磁気感応スイッチの長手方向と垂直に相対移動することにより、電子機器の２つの独立機構部の位置を連続検出する近接センサ機構であって、前記磁石ユニットは、前記磁気感応スイッチを駆動する磁化駆動用磁石と、該磁化駆動用磁石の前記磁石ユニットの相対移動方向の両側に配置された前記磁気感応スイッチの駆動を妨げる磁化消去用磁石とを組み合わせてなり、前記磁石は直方体状又は棒状であり、前記磁化駆動用磁石は前記磁気感応スイッチの長手方向と平行に着磁され、前記磁化消去用磁石は前記基板面と垂直方向に着磁されたことを特徴とする近接センサ機構。
2. 請求項１記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石の着磁方向の長さが前記磁化消去用磁石の着磁方向の長さより大であることを特徴とする近接センサ機構。
3. 基板面上にアレイ状に併置され長手方向が互いに平行且つ前記基板面に平行な複数の磁気感応スイッチと、複数の磁石からなる磁石ユニットとを対向して備え、前記磁石ユニットは前記基板面と平行に且つ前記磁気感応スイッチの長手方向と垂直に相対移動することにより、電子機器の２つの独立機構部の位置を連続検出する近接センサ機構であって、前記磁石ユニットは、前記磁気感応スイッチを駆動する磁化駆動用磁石と、該磁化駆動用磁石の前記磁石ユニットの相対移動方向の両側に配置された前記磁気感応スイッチの駆動を妨げる磁化消去用磁石とを組み合わせてなり、前記磁石は直方体状又は棒状であり、前記磁化駆動用磁石が前記基板面と垂直に着磁され、前記磁化消去用磁石が前記磁気感応スイッチの長手方向と平行に着磁されたことを特徴とする近接センサ機構。
4. 基板面上にアレイ状に併置され長手方向が互いに平行且つ前記基板面に平行な複数の磁気感応スイッチと、複数の磁石からなる磁石ユニットとを対向して備え、前記磁石ユニットは前記基板面と平行に且つ前記磁気感応スイッチの長手方向と垂直に相対移動することにより、電子機器の２つの独立機構部の位置を連続検出する近接センサ機構であって、前記磁石ユニットは、前記磁気感応スイッチを駆動する磁化駆動用磁石と、該磁化駆動用磁石の前記磁石ユニットの相対移動方向の両側に配置された前記磁気感応スイッチの駆動を妨げる磁化消去用磁石とを組み合わせてなり、前記磁石は直方体状又は棒状であり、前記磁化駆動用磁石及び前記磁化消去用磁石はいずれも前記基板面と垂直方向に着磁されたことを特徴とする近接センサ機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁化消去用磁石の磁気感応スイッチとの対向面を含む仮想的な平面で空間を２分した場合に、前記磁化駆動用磁石が前記磁化消去用磁石を含む側にのみ配置されたことを特徴とする近接センサ機構。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石の磁気感応スイッチとの対向面を含む仮想的な平面で空間を２分した場合に、前記磁化消去用磁石が前記磁化駆動用磁石を含む側にのみ配置されたことを特徴とする近接センサ機構。
7. 請求項１記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石は馬蹄形磁石からなり、前記磁化消去用磁石は直方体状又は棒状であることを特徴とする近接センサ機構。
8. 請求項１記載の近接センサ機構において、前記磁化駆動用磁石は直方体状であり、前記磁気感応スイッチとの対向面を片面２極着磁としたことを特徴とする近接センサ機構。
9. 前記磁気感応スイッチがリードスイッチからなることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構。
10. 前記磁気感応スイッチが近接スイッチからなることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構。
11. 前記磁気感応スイッチがホールＩＣとスイッチング回路からなることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構。
12. 前記磁気感応スイッチがＭＲ素子とスイッチング回路からなることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の近接センサ機構。
13. 前記電子機器は液面を検知するフロートセンサであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の近接センサ機構。
14. 前記電子機器はスライドテーブルの変位量を検出するスライドアクチュエータであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の近接センサ機構。

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