JP7388788B1 - マグネットキャッチ - Google Patents

Abstract

【課題】リードスイッチを適切に作動させることができるマグネットキャッチを提供する。【解決手段】マグネットキャッチ１０は、主磁石４０と、一対のヨーク４２と、リードスイッチ４４と、副磁石４６とを備えている。主磁石４０は、第１方向Ｄ１に磁化されている。一対のヨーク４２は、第１方向Ｄ１における主磁石４０の両端部に設けられている。リードスイッチ４４は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２において主磁石４０の一方側に設けられている。副磁石４６は、第２方向Ｄ２において主磁石４０の一方側に設けられている。【選択図】 図１

Description

本発明は、対象物が吸着したことを検知するマグネットキャッチに関する。

種々の機器において、磁力を用いて対象物を吸着するとともに、対象物を吸着したことを検知する機能を備えたマグネットキャッチが利用されている。このようなマグネットキャッチにおいては、対象物の吸着を検知するためにセンサＩＣまたはリードスイッチを用いることができるが、センサＩＣに比べて安価なリードスイッチを用いることによって、マグネットキャッチの製品コストを低減することができる。

例えば、特許文献１には、マグネットキャッチを用いて扉の開閉確認を行う技術が開示されている。特許文献１に開示されたマグネットキャッチは、永久磁石と、永久磁石の両磁極面に配置される一対のヨーク片と、一対のヨーク片からの漏洩磁束に基づいて作動するリードスイッチとを備えている。

特許文献１のマグネットキャッチでは、扉側の磁性体が一対のヨーク片に吸着されていない状態では、一対のヨーク片からリードスイッチに作用する漏洩磁束の磁束密度は、リードスイッチの感動値以上となる。この場合、リードスイッチはオンの状態となる。一方、扉側の磁性体が一対のヨーク片に吸着されると、一対のヨーク片からリードスイッチに作用する漏洩磁束の磁束密度が、リードスイッチの感動値以下となる。これにより、リードスイッチはオフの状態になる。したがって、特許文献１のマグネットキャッチでは、リードスイッチの状態に基づいて、扉の開閉を確認することができる。

実開昭６２－１１３２６５号公報

ところで、水に濡れる可能性のある環境でマグネットキャッチを使用する場合には、マグネットキャッチに防水機能を持たせる必要がある。特許文献１のマグネットキャッチにおいて防水機能を持たせる場合には、例えば、防水ケースによって、永久磁石、一対のヨーク片およびリードスイッチを覆うことが考えられる。

しかしながら、一対のヨーク片と吸着対象物（特許文献１では、扉側の磁性体）との間に防水ケースが存在することになり、その防水ケースが磁気ギャップになるため、マグネットキャッチの吸着力が低下する。永久磁石として希土類磁石等の強力な磁石を利用すれば、マグネットキャッチの吸着力を大きくすることはできるが、リードスイッチに作用する漏洩磁束の磁束密度も大きくなる。この場合、対象物が吸着した状態でも、リードスイッチに作用する漏洩磁束の磁束密度が感動値以上となり、対象物の吸着を検知することができなくなる。

そこで、本発明は、リードスイッチを適切に作動させることができるマグネットキャッチを提供することを目的とする。

本発明の一側面におけるマグネットキャッチは、
第１方向に磁化された主磁石と、
前記第１方向における前記主磁石の両端部に設けられた一対のヨークと、
前記第１方向に直交する第２方向において前記主磁石の一方側に設けられ、前記主磁石が発生する磁束に基づいて作動するリードスイッチと、
前記第２方向において前記主磁石の前記一方側に設けられた副磁石と、
を備える。

本発明によれば、リードスイッチを適切に作動させることができるマグネットキャッチが得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係るマグネットキャッチを示す外観斜視図である。 図２は、マグネットキャッチを示す側面図である。 図３は、本体部を示す概略斜視図である。 図４は、本体部を第２方向における一方側から見た図である。 図５は、副磁石の他の配置例を示す図である。 図６は、本体部の変形例を示す概略斜視図である。 図７は、本体部の変形例を第２方向における一方側から見た図である。

以下、本発明の実施の形態に係るマグネットキャッチについて図面を参照しつつ説明する。

（マグネットキャッチの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るマグネットキャッチを示す外観斜視図であり、図２は、マグネットキャッチを示す側面図である。なお、図１には、互いに直交する第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３を示している。また、図２以降の各図においても、適宜、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３を示している。なお、以下においては、説明を分かりやすくするために、第１方向Ｄ１における一方側を上方とし、他方側を下方とするが、第１方向Ｄ１を上下方向としてマグネットキャッチを使用する必要はない。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るマグネットキャッチ１０は、ケース１２と、本体部１４と、一対のリード線１６とを備えている。本実施形態では、ケース１２は、樹脂材料等の非磁性体材料によって構成される。

図１に示すように、ケース１２は、収容部２０と、蓋２２と、一対の取付部２４とを有している。収容部２０は、略直方体状に形成されている。収容部２０の内部空間に、本体部１４が収容されている。収容部２０は、第２方向Ｄ２における一方側の端部に開口部２０ａを有している。なお、本実施形態では、収容部２０には、開口部２０ａ以外の開口部は形成されていない。

蓋２２は板状に形成され、開口部２０ａを塞ぐように設けられている。蓋２２には、一対のリード線１６を通すための一対の貫通孔２２ａが形成されている。図示は省略するが、開口部２０ａと蓋２２との隙間、および貫通孔２２ａとリード線１６との隙間にはそれぞれ、Ｏリング等のシール材が設けられている。これにより、ケース１２の内部空間が密閉されている。すなわち、ケース１２は、防水機能を有している。

一対の取付部２４は、収容部２０から第３方向Ｄ３に突出するように設けられている。本実施形態では、取付部２４は、第３方向Ｄ３から見て略Ｌ字形状を有するように形成されている。取付部２４は、マグネットキャッチ１０を電子機器または屋外扉等に取り付ける際に、ビス等を用いて電子機器または屋外扉等に固定される。

図３は、本体部１４を示す概略斜視図であり、図４は、本体部１４を第２方向Ｄ２における一方側から見た図である。図２～図４に示すように、本体部１４は、主磁石４０と、一対のヨーク４２と、リードスイッチ４４と、副磁石４６とを備えている。主磁石４０および副磁石４６は、永久磁石である。

主磁石４０は、第１方向Ｄ１に磁化されている。本実施形態では、主磁石４０は、上側にＮ極、下側にＳ極が位置するように配置されている。本実施形態では、主磁石４０は直方体状に形成されている。主磁石４０としては、例えば、ネオジム磁石およびサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石、またはアルニコ磁石を用いることができる。

一対のヨーク４２は、第１方向Ｄ１における主磁石４０の両端部に設けられている。本実施形態では、一対のヨーク４２は、主磁石４０を上下から挟むように設けられている。本実施形態では、一対のヨーク４２はそれぞれ、直方体状に形成されている。ヨーク４２は、鋼材等の磁性体材料によって構成される。

図２に示すように、一対のヨーク４２は、主磁石４０よりも第２方向Ｄ２における他方側に突出するように設けられている。本実施形態では、ケース１２のうち、第２方向Ｄ２において本体部１４の他方側に位置する部分１２ａ（以下、吸着部１２ａと記載する。）が、磁性体材料からなる対象物１００を吸着する吸着部として機能する。なお、本実施形態では、対象物１００は、吸着板である。

図２～図４に示すように、リードスイッチ４４は、第２方向Ｄ２において主磁石４０の一方側に設けられている。図４に示すように、本実施形態では、リードスイッチ４４は、第２方向Ｄ２から見て主磁石４０に重なるように設けられる。図３および図４に示すように、本実施形態では、リードスイッチ４４は、一対のリード片４４ａと、リード片４４ａの先端部（接点部）を収容するガラス管４４ｂとを有している。一対のリード片４４ａは、一対のリード線１６（図１参照）を介して外部の検出部に電気的に接続され、当該検出部によってリードスイッチ４４の接点部の開閉が検出される。本実施形態では、リードスイッチ４４は、一対のリード片４４ａが第１方向Ｄ１に並ぶように設けられている。なお、リードスイッチ４４としては、磁石が発生する磁束によって接点部が開閉する公知の種々のリードスイッチを利用することができるので、詳細な説明は省略する。

図２～図４に示すように、副磁石４６は、第１方向Ｄ１に対して交差する方向に磁化されている。本実施形態では、副磁石４６は、第２方向Ｄ２において主磁石４０の一方側に設けられている。図２に示すように、本実施形態では、副磁石４６は、第２方向Ｄ２に磁化されている。副磁石４６は、第２方向Ｄ２において主磁石４０側にＮ極が位置するように設けられている。本実施形態では、副磁石４６は、直方体状に形成されている。副磁石４６としては、主磁石４０よりも磁力が弱い永久磁石が用いられる。副磁石４６としては、例えば、フェライト磁石が用いられる。なお、副磁石４６の磁化方向は第２方向Ｄ２に一致していなくてもよいが、副磁石４６の磁化方向と第２方向Ｄ２とがなす角が、副磁石４６の磁化方向と第１方向Ｄ１とがなす角および副磁石４６の磁化方向と第３方向Ｄ３とがなす角よりも小さくなるように、副磁石４６が磁化されることが好ましい。

図２～図４に示すように、第２方向Ｄ２において、副磁石４６は、主磁石４０とリードスイッチ４４との間に設けられている。図４に示すように、本実施形態では、副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、主磁石４０およびリードスイッチ４４に重なるように設けられている。

リードスイッチ４４の接点部は、主磁石４０および副磁石４６によって発生される磁束に基づいて開閉する。本実施形態では、ケース１２の吸着部１２ａに対象物１００が吸着していない状態（一対のヨーク４２からリードスイッチ４４側へ漏洩する磁束の磁束密度が大きい状態）では、リードスイッチ４４の接点部は、開いた状態となる。一方、ケース１２の吸着部１２ａに対象物１００が吸着している状態（一対のヨーク４２からリードスイッチ４４側へ漏洩する磁束の磁束密度が小さい状態）では、リードスイッチ４４の接点部は、閉じた状態となる。

（作用効果）
本実施形態に係るマグネットキャッチ１０では、第１方向Ｄ１における主磁石４０の両端部にそれぞれヨーク４２が設けられ、第２方向Ｄ２における主磁石４０の一方側にリードスイッチ４４および副磁石４６が設けられている。このような構成により、本実施形態に係るマグネットキャッチ１０では、主磁石４０が発生する磁束と、副磁石４６が発生する磁束とに基づいて、リードスイッチ４４を作動させることができる。言い換えると、主磁石４０が発生する磁束がリードスイッチ４４の動作に与える影響を、副磁石４６が発生する磁束によって低減することができる。これにより、主磁石４０として希土類磁石等の強力な磁石を用いた場合でも、リードスイッチ４４に対して感動値以上の磁束が常に印加されることを防止することができる。その結果、リードスイッチ４４を適切に作動させることができる。

したがって、本実施形態に係るマグネットキャッチ１０では、防水機能を有するケース１２によって本体部１４を収容する場合でも、強力な主磁石４０によって対象物１００を適切に吸着しつつ、主磁石４０および副磁石４６が発生する磁束によってリードスイッチ４４を適切に作動させることができる。その結果、対象物１００の吸着を精度よく検知することができる。

（変形例）
図４に示した本体部１４では、副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、一対のリード片４４ａのうち上側（第１方向Ｄ１において主磁石４０のＮ極が配置される側）に配置されたリード片４４ａのみに重なるように設けられているが、リードスイッチ４４および副磁石４６の位置関係は上述の例に限定されない。本実施形態に係るマグネットキャッチ１０では、ケース１２に対象物１００が吸着していないときにリードスイッチ４４が開状態となり、ケース１２に対象物１００が吸着しているときにリードスイッチ４４が閉状態となるように、副磁石４６が配置されていればよい。したがって、上記の条件を満たすのであれば、図５に示すように、副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、一対のリード片４４ａの両方に重なるように設けられてもよい。また、図示は省略するが、副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、一対のリード片４４ａのうち下側（第１方向Ｄ１において主磁石４０のＳ極が配置される側）に配置されたリード片４４ａのみに重なるように設けられてもよい。また、上述のマグネットキャッチ１０では、主磁石４０と副磁石４６との間に一つの副磁石４６が設けられているが、主磁石４０と副磁石４６との間に複数の副磁石４６が設けられてもよい。

上述の実施形態では、ケース１２に対象物１００が吸着していないときにリードスイッチ４４が開状態となり、ケース１２に対象物１００が吸着しているときにリードスイッチ４４が閉状態となるように、主磁石４０および副磁石４６を配置する場合について説明したが、主磁石４０および副磁石４６の配置例は上述の例に限定されない。すなわち、ケース１２に対象物１００が吸着していないときにリードスイッチ４４が閉状態となり、ケース１２に対象物１００が吸着しているときにリードスイッチ４４が開状態となるように、主磁石４０および副磁石４６を配置してもよい。以下、一例を挙げて具体的に説明する。

図６および図７は、本体部における主磁石および副磁石の他の配置例を示す図である。図６および図７に示す本体部１４ａが上述の本体部１４と異なるのは以下の点である。図６および図７に示すように、本実施形態では、主磁石４０は、上側にＳ極、下側にＮ極が位置するように配置されている。また、本実施形態では、第２方向Ｄ２において主磁石４０とリードスイッチ４４との間だけでなく、リードスイッチ４４の一方側にも副磁石４６が設けられている。すなわち、本実施形態では、本体部１４ａは、一対の副磁石４６を備えている。

なお、図３に示した本体部１４と同様に、各副磁石４６は、第２方向Ｄ２において主磁石４０側にＮ極が位置するように設けられている。図７に示すように、本実施形態では、一対の副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、主磁石４０およびリードスイッチ４４に重なるように設けられている。また、本実施形態では、一対の副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、互いに重なるように設けられている。

本実施形態においても、リードスイッチ４４の接点部（リード片４４ａの先端部）は、主磁石４０および一対の副磁石４６によって発生される磁束に基づいて開閉する。本実施形態では、ケース１２の吸着部１２ａに対象物１００が吸着していない状態では、リードスイッチ４４の接点部は、閉じた状態となる。一方、ケース１２の吸着部１２ａに対象物１００が吸着している状態では、リードスイッチ４４の接点部は、開いた状態となる。

本実施形態においても、主磁石４０が発生する磁束がリードスイッチ４４の動作に与える影響を、一対の副磁石４６が発生する磁束によって低減することができる。これにより、主磁石４０として希土類磁石等の強力な磁石を用いた場合でも、リードスイッチ４４に対して感動値以上の磁束が常に印加されることを防止することができる。その結果、リードスイッチ４４を適切に作動させることができる。

なお、図７に示した本体部１４ａでは、一対の副磁石４６は、互いに重なるように設けられているが、一対の副磁石４６の位置関係は上述の例に限定されない。本実施形態では、ケース１２に対象物１００が吸着していないときにリードスイッチ４４が閉状態となり、ケース１２に対象物１００が吸着しているときにリードスイッチ４４が開状態となるように、一対の副磁石４６が配置されていればよい。したがって、第２方向Ｄ２から見た場合に、一対の副磁石４６が互いに重なっていなくてもよい。また、第３方向Ｄ３における一対の副磁石４６の位置関係も図７に示した例に限定されない。例えば、一対の副磁石４６の第３方向Ｄ３における位置関係が、図７に示した位置関係と反対であってもよい。また、各副磁石４６は、第２方向Ｄ２から見て、一対のリード片４４ａの両方に重なるように設けられてもよいし、いずれか一方のリード片４４ａのみに重なるように設けられてもよい。また、主磁石４０と副磁石４６との間に複数の副磁石４６が設けられてもよく、第２方向Ｄ２におけるリードスイッチ４４の一方側に複数の副磁石４６が設けられてもよい。

なお、ケース１２に対象物１００が吸着していないとき、およびケース１２に対象物１００が吸着しているときの一方においてリードスイッチ４４が閉状態となり、他方においてリードスイッチ４４が開状態となるのであれば、主磁石４０のＮ極およびＳ極の位置関係は、図３および図６に示した位置関係に限定されない。すなわち、主磁石４０のＮ極およびＳ極の位置が、図３および図６に示した位置と反対でもよい。各副磁石４６のＮ極およびＳ極の位置関係についても同様である。また、上記の条件を満たすのであれば、主磁石４０とリードスイッチ４４との間に副磁石４６が設けられていなくてもよい。例えば、図３に示した本体部１４において、主磁石４０とリードスイッチ４４との間には副磁石４６が設けられずに、第２方向Ｄ２においてリードスイッチ４４の一方側に一または複数の副磁石４６が設けられてもよい。また、図６に示した本体部１４ａにおいて、主磁石４０とリードスイッチ４４との間に副磁石４６が設けられなくてもよい。

なお、本発明は、マグネットキャッチが防水機能を有するケースを備える場合などにおいて強力な主磁石を用いる場合に好適に利用できるが、マグネットキャッチが防水機能を有するケースを備えていない場合などにおいて主磁石としてフェライト磁石を用いる場合にも利用することができる。

本発明によれば、強力な磁石を用いた場合でもリードスイッチを適切に作動させることができるマグネットキャッチが得られる。本発明に係るマグネットキャッチは、種々の機器および建築物等において、対象物の吸着を検知するために好適に利用できる。

１０ マグネットキャッチ
１２ ケース
１４，１４ａ 本体部
１６ リード線
４０ 主磁石４０
４２ ヨーク
４４ リードスイッチ
４６ 副磁石

Claims (7)

1. 第１方向に磁化された主磁石と、
   前記第１方向における前記主磁石の両端部に設けられた一対のヨークと、
   前記第１方向に直交する第２方向において前記主磁石の一方側に設けられ、前記主磁石が発生する磁束に基づいて作動するリードスイッチと、
   前記第２方向において前記主磁石の前記一方側に設けられた副磁石と、
   を備え、
   前記副磁石は前記第２方向に磁化されている、マグネットキャッチ。
2. 第１方向に磁化された主磁石と、
   前記第１方向における前記主磁石の両端部に設けられた一対のヨークと、
   前記第１方向に直交する第２方向において前記主磁石の一方側に設けられ、前記主磁石が発生する磁束に基づいて作動するリードスイッチと、
   前記第２方向において前記主磁石の前記一方側に設けられた副磁石と、
   を備え、
   前記第２方向において前記主磁石と前記リードスイッチとの間に前記副磁石が設けられる、マグネットキャッチ。
3. 第１方向に磁化された主磁石と、
   前記第１方向における前記主磁石の両端部に設けられた一対のヨークと、
   前記第１方向に直交する第２方向において前記主磁石の一方側に設けられ、前記主磁石が発生する磁束に基づいて作動するリードスイッチと、
   前記第２方向において前記主磁石の前記一方側に設けられた副磁石と、
   を備え、
   前記第２方向において、前記主磁石と前記リードスイッチとの間、および前記リードスイッチの前記一方側に、前記副磁石がそれぞれ設けられる、マグネットキャッチ。
4. 前記主磁石は希土類磁石である、請求項１から３のいずれかに記載のマグネットキャッチ。
5. 前記副磁石はフェライト磁石である、請求項４に記載のマグネットキャッチ。
6. 前記リードスイッチは、前記主磁石が発生する磁束に基づいて開閉する一対のリード片を有し、
   前記リード片は、前記第１方向に並ぶように設けられている、請求項１から３のいずれかに記載のマグネットキャッチ。
7. 前記主磁石、前記一対のヨーク、および前記リードスイッチを収容する内部空間を有するケースを備え、
   前記内部空間は密閉されている、請求項１から３のいずれかに記載のマグネットキャッチ。

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