JP4602855B2

JP4602855B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP4602855B2
Application number: JP2005197501A
Authority: JP
Inventors: 達之山口; 均至村木
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-07-06
Also published as: JP2007018805A

Description

本発明は、磁気検出素子に対して永久磁石を離間および近接する方向へ移動させることにより磁気検出素子を非検出状態と検出状態とに切り替える構成のスイッチ装置に関する。

この種のスイッチ装置は、例えば車載機器を制御するための制御基板上に固定状態に配置された磁気検出素子と、スイッチ装置の操作子の移動に連動して磁気検出素子に対して移動可能に設けられた永久磁石とを備えて構成されている。そして、操作子の操作に伴い永久磁石を磁気検出素子に対して離間および近接する方向へ移動させると、永久磁石から磁気検出素子に与えられる磁界の強さ（換言すれば、磁気検出素子が検出する磁界の強さ）が変化する。磁気検出素子は、与えられた磁界の強さが所定の閾値以下であれば非検出状態となり、一方、与えられた磁界の強さが所定の閾値以上であれば検出状態となるようになっていて、磁気検出素子が何れの状態になっているかに基づいて、スイッチ装置がスイッチ機能を果たすことができるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

上記した構成のスイッチ装置は、機械的な接点構造を有するスイッチ装置のように接点間の摩耗によりスイッチ機能が果たせなくなるようなことがなく優れた耐久性を有するので、特に耐久性が求められる車載機器用のスイッチ装置において利用されている。
また、このような構成のスイッチ装置では、スイッチ装置外部から発生する外乱磁界を磁気検出素子が検出して誤作動してしまうことを防止するために、磁気検出素子の周囲を磁性体で囲んで磁気検出素子を外乱磁界の影響から保護する構成とすることがある。
特開２００３−１１５２２９号公報

ところで、近年では、スイッチ装置自体が小型化する傾向があり、従って、磁気検出素子に対する永久磁石の移動距離が短くなっていると共に、磁気検出素子とこれを保護する磁性体との間隔も狭くなっている。
しかしながら、このような構成では、以下のような欠点がある。
磁気検出素子に対する永久磁石の移動距離が短くなっていることから、永久磁石を移動させたとしても磁気検出素子に与えられる磁界の強さの変化量が小さくなっていて、磁気検出素子に対して所定の閾値以下または以上の磁界を適切に与えられないことがある。また、磁気検出素子と磁性体との間隔が狭くなっていることから、永久磁石の磁界が磁気検出素子側ではなく磁性体側に引き寄せられてしまい、磁気検出素子に十分な磁界が与えられないことがある。このようなことから、磁気検出素子の非検出状態と検出状態との切り替え精度が悪くなることがあった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気検出素子の非検出状態と検出状態との切り替え精度の向上を図ることができると共に、磁気検出素子を外乱磁界の影響から適切に保護することができるスイッチ装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明のスイッチ装置は、永久磁石が磁気検出素子から離間した第１の位置に移動されると前記磁気検出素子が非検出状態となり、一方、前記永久磁石が前記磁気検出素子に近接した第２の位置に移動されると前記磁気検出素子が検出状態となる構成のスイッチ装置において、前記磁気検出素子を囲むようにして配置され、前記永久磁石が前記第１の位置に移動されたときに前記永久磁石と共に閉じた磁気回路を形成する第１の磁性体と、前記磁気検出素子を挟むようにして配置され、前記永久磁石が前記第２の位置に移動されたときに前記磁気検出素子と前記永久磁石と共に閉じた磁気回路を形成する第２の磁性体とを備えたことに特徴を有する。

このように構成すると、永久磁石が第１の位置に移動されて第１の磁性体と共に閉じた磁気回路が形成された状態においては、永久磁石の磁界は、この磁気回路の一部を形成する第１の磁性体に集中的に与えられる。従って、この磁気回路の形成に関与しない磁気検出素子には、所定の閾値以上の磁界が与えられることはなく非検出状態となる。一方、永久磁石が第２の位置に移動されて第２の磁性体と磁気検出素子と共に閉じた磁気回路が形成された状態においては、永久磁石の磁界は、この磁気回路の一部を形成する磁気検出素子に集中的に与えられる。従って、磁気検出素子には、所定の閾値以上の磁界が適切に与えられ検出状態となる。

本発明のスイッチ装置によれば、永久磁石が第１の位置に移動された状態では、永久磁石の磁界は磁気検出素子には殆んど或いは全く作用せず、一方、永久磁石が第２の位置に移動された状態では、永久磁石の磁界が磁気検出素子に効率よく作用するようになる。これにより、磁気検出素子の非検出状態と検出状態との切り替え精度の向上を図ることができる。また、第１の磁性体が磁気検出素子を囲むようにして配置されているので、磁気検出素子を外乱磁界の影響から適切に保護することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１および図２において、本発明のスイッチ装置１は、ホール素子２（磁気検出素子に相当）、枠状磁性体３（第１の磁性体に相当）、一対の板状磁性体４ａ，４ｂ（第２の磁性体に相当）および永久磁石５を備えて構成されている。

ホール素子２は、例えば車載機器を制御するための制御基板６上に固定状態に配置されていて、与えられた磁界の強さが所定の閾値以下であれば非検出状態となり、一方、与えられた磁界の強さが所定の閾値以上であれば検出状態となるようになっている。そして、このホール素子２が何れの状態になっているかに基づいて、スイッチ装置１がスイッチ機能を果たすことができるようになっている。
枠状磁性体３は、全体として矩形枠状の形状をしていて、上記したホール素子２を囲むようにして且つ上記した制御基板６上に固定状態に配置されている。また、枠状磁性体３の一端側（図面では右側）には、図面中矢印Ａ１，Ａ２方向に開口したスライド孔７が設けられている。尚、このスライド孔７は本発明でいう第１の位置に相当する。
板状磁性体４ａ，４ｂは、夫々が全体として矩形板状の形状をしていて、その一部（図面では左側の部分）が上記したホール素子２を挟むようにして且つ上記した制御基板６上に固定状態に配置されている。また、板状磁性体４ａ，４ｂの残りの部分（図面では右側の部分）がホール素子２より図面中矢印Ａ２方向に突出していて上記したスライド孔７に対向する開口部８を形成している。尚、この開口部８は本発明でいう第２の位置に相当する。

永久磁石５は、スイッチ装置１の操作子として機能するスライダ９の軸部９ａの端部（図面では左側の端部）に固定状態に配置されている。そして、スライダ９が上記したスライド孔７に軸部９ａを挿通した態様で図面中矢印Ａ１，Ａ２方向に往復移動されることに伴って、永久磁石５は、図１に示す第１の位置と図２に示す第２の位置との間で往復移動可能に設けられている。また、スライダ９の軸部９ａに巻回されている圧縮コイルバネ１０により、永久磁石５は、スライダ９と共に図面中矢印Ａ２方向に付勢されている。尚、永久磁石５は、上記したスライダ９の移動方向に対して略直交する方向（図面では上下方向であり、この場合、上側がＮ極で下側がＳ極）に着磁されている。また、永久磁石５の着磁方向の幅ａは、上記したスライド孔７の開口幅ｂおよび開口部８の開口幅ｃより若干小さく設定されている（図１参照）。

次に、上記した構成の作用について説明する。
図１において、永久磁石５は、ホール素子２から離間した第１の位置に移動されている。この状態においては、永久磁石５の着磁方向の幅ａがスライド孔７の開口幅ｂより若干小さく設定されていることから、枠状磁性体３と永久磁石５とが近接した状態となり、これによって、枠状磁性体３が永久磁石５と共に磁気回路Ｂ１を形成する。この磁気回路Ｂ１では、永久磁石５の磁界は、永久磁石５のＮ極→枠状磁性体３→永久磁石５のＳ極の順に還流する過程で、この磁気回路Ｂ１の一部を形成する枠状磁性体３に集中的に与えられる。従って、この磁気回路Ｂ１の形成に関与しないホール素子２には、所定の閾値以上の磁界が与えられることはなく非検出状態となる。

次に、この状態から、スライダ９を圧縮コイルバネ１０の付勢力に抗しながら押圧して図１中矢印Ａ１方向に移動させると、永久磁石５は、このスライダ９の移動に連動して開口部８内に挿入され、ホール素子２に近接した第２の位置に移動される（図２参照）。この状態においては、永久磁石５の着磁方向の幅ａが開口部８の開口幅ｃより若干小さく設定されていることから、板状磁性体４ａ，４ｂと永久磁石５とが近接した状態となり、これによって、板状磁性体４ａ，４ｂがホール素子２と永久磁石５と共に磁気回路Ｂ２を形成する。この磁気回路Ｂ２では、永久磁石５の磁界は、永久磁石５のＮ極→板状磁性体４ａ→ホール素子２→板状磁性体４ｂ→永久磁石５のＳ極の順に還流する過程で、この磁気回路Ｂ２の一部を形成するホール素子２に集中的に与えられる。従って、ホール素子２には、所定の閾値以上の磁界が適切に与えられ検出状態となる。

以上に説明したように本実施形態によれば、永久磁石５がホール素子２から離間した第１の位置に移動された状態では、永久磁石５の磁界はホール素子２には殆んど或いは全く作用せず、一方、永久磁石５がホール素子２に近接した第２の位置に移動された状態では、永久磁石５の磁界がホール素子２に効率よく作用するようになる。これにより、ホール素子２の非検出状態と検出状態との切り替え精度の向上を図ることができる。また、枠状磁性体３がホール素子２を囲むようにして配置されているので、ホール素子２を外乱磁界の影響から適切に保護することができる。

尚、本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
磁気検出素子としては、上記したホール素子２に限られず、例えば、ＭＲ（磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子やリードスイッチなどのように磁界が与えられることによって動作するものであれば良い。
第１の磁性体および第２の磁性体としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、フェライト、アモルファス磁性体などのように磁場の中で磁化される性質を有するもので構成すれば良い。また、形状としても、上記した枠状や板状のものに限られず、第１の位置および第２の位置で磁気回路を形成することが可能な形状であれば良い。

永久磁石５の着磁方向としては、スライダ９の移動方向に対して略直交する方向に限られず、第１の位置および第２の位置で磁気回路を形成することが可能な方向に着磁したものであれば良い。
本発明のスイッチ装置１は、制御基板６の種類やスライダ９の形状などを適宜変更することにより、例えば、バックルスイッチ、カーテシスイッチ、ストップランプスイッチ、プッシュスタートスイッチ、ニュートラルポジションスイッチなどの様々なスイッチ装置に適用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであって、永久磁石が第１の位置に移動された状態を示す断面図永久磁石が第２の位置に移動された状態を示す断面図

符号の説明

図面中、１はスイッチ装置、２はホール素子（磁気検出素子）、３は枠状磁性体（第１の磁性体）、４ａ，４ｂは板状磁性体（第２の磁性体）、５は永久磁石を示す。

Claims

永久磁石が磁気検出素子から離間した第１の位置に移動されると前記磁気検出素子が非検出状態となり、一方、前記永久磁石が前記磁気検出素子に近接した第２の位置に移動されると前記磁気検出素子が検出状態となる構成のスイッチ装置において、
前記磁気検出素子を囲むようにして配置され、前記永久磁石が前記第１の位置に移動されたときに前記永久磁石と共に閉じた磁気回路を形成する第１の磁性体と、
前記磁気検出素子を挟むようにして配置され、前記永久磁石が前記第２の位置に移動されたときに前記磁気検出素子と前記永久磁石と共に閉じた磁気回路を形成する第２の磁性体とを備えたことを特徴とするスイッチ装置。