JPS6267924A - 磁気近接スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗素子を使用した磁気近接スイッチに
関するもので、さらに詳言すれば、磁気抵抗素子を使用
して自己保持型の磁気近接スイッチを得ることを目的と
したものである。

〔従来の技術〕

外部からの磁気の作用に従ってオン・オフ動作する磁気
近接スイッチは、充分に小型であり、さらに使用環境に
左右されることなく円滑にかつ確実に動作することが出
来ると云う利点を持っていることから、制御機構の要部
である位置検出機構の構成部分として数多く利用されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の磁気近接スイッチは、外部からの
磁気の作用によってオンまたはオフに切り替わり、この
外部磁気の作用がなくなるとオフまたはオン状態に復帰
する自己復帰型のスイッチだけであるが、自動制御機構
に使用される検出機構のスイッチ体としては自己保持型
のスイッチの要望も多く、これがため自己保持型の磁気
近接スイッチが強（要望されていた。

この従来からの自己復帰型磁気近接スイッチを自己保持
型のスイッチとして使用する手段としては、従来からの
磁気近接スイッチにフリップフロップ回路を接続してス
イッチ体を構成する手段があるが１回路構成が複雑とな
ると共にスインチ体としての価格が高くなると云う問題
があった。

〔問題点を解決するためのＴ段〕

本発明は、上記した従来例における問題点を解消すると
共に、従来からの要望を渦だすべく創案されたもので、
磁気抵抗素子を含む抵抗体ブリッジ回路と差動増幅器と
から構成し、前記差動増幅器の動作に応差を与えて構成
したものである。

以下９本発明の磁気近接スイッチを１本発明の実施例を
示す図面を参照しながら説明する。

本発明による磁気近接スイッチは、少なくとも隣合った
二辺を磁気抵抗素子で構成したブリッジ回路の前記両磁
気抵抗素子同志の接続点４を差動増幅器ｏｐのマイナス
側入力端子に接続すると共に。

前記ブリッジ回路の接点４と対向する接続点２を差動増
幅器針のプラス側入力端子に接続し、また前記直列接続
された両磁気抵抗素子と並列に一定電圧の外部電源Ｅを
接続し、さらに差動増幅器ｏｐのプラス側入力端子と出
力端子との間に応差用抵抗Ｒ１を挿入接続して構成され
ている。

ブリッジ回路の隣合った二辺を構成する二つの磁気抵抗
素子は、第７図に示す如く２間一平面上で相互に直角に
相互姿勢を変位させて配置されていて、一方の磁気抵抗
素子に外部磁束が交叉する場合には、他方の磁気抵抗素
子はこの外部磁束に沿うようになっている。

差動増幅器ＯＰに接続された応差用抵抗Ｒ１は、差動増
幅器ＯＰのしきい値に応差を与えるために設けたもので
、抵抗Ｒ１の抵抗値を適当に設定するごとによって、要
求する応差幅すなわちオン状態に切り替わる電圧値とオ
フ状態に切り替わる電圧値との差を自由に設定すること
が出来る。

〔作用〕

本発明による磁気近接スイッチは、上記した如き構成と
なっているので、Ｘまたはｙの何れかの方向の外部磁気
の作用があって接続点４からの出力電圧が下降して差動
増幅器ＯＰの第１のしきい値ｖ１に達すると、差動増幅
器ＯＰはオン状態となってその出力端子に一定の電圧を
出力すると共に２差動増幅器ｏｐのしきい値は第２のし
きい値ｖ２に変化する。

この状態から外部磁気の作用がな（なって、差動増幅器
ＯＰのマイナス側入力端子への入力電圧が元の状態に戻
っても、差動増幅器針のマイナス側のしきい値に達しな
いので、差動増幅器ＯＰはそのオン状態を維持したまま
となる。

次いで、外部磁気の作用方向が他方の方向に変わって接
続点４からの出力電圧が上昇して差動増幅器針の第２の
しきい値ｖ２に達すると、差動増幅器ＯＰはオフ状態と
なってその出力端子の出力電圧はＯＶとなると共に、差
動増幅器ｏｐのしきい値は第１のしきい値ｖ１に戻る。

この状態から外部磁気の作用がなくなって、差動増幅器
針のプラス側入力端子への入力電圧が元の状態に戻って
も、差動増幅器ＯＰの第１のしきい値に達しないので、
差動増幅器ＯＰはそのオフ状態を維持したままとなる。

このように２本発明の磁気近接スイッチは、一定方向の
磁気の作用によってオン状態となるが。

この−・定方向の磁気の作用がなくなってもオン状態を
維持し、前記一定方向に直交する方向の磁気が作用する
と、それまでのオン状態からオフ状態に切り替わり、こ
の直交する方向の磁気の作用がなくなってもオフ状態を
維持すると云う自己（呆持型のスイッチ動作をすること
になる。

〔実施例〕

第１図に示した実施例は四つの磁気抵抗素子でブリッジ
回路を構成し、このブリッジ回路を磁気抵抗体ＭＲとし
た場合を示すもので、相隣る磁気抵抗素子ｒ１．．　ｒ
２．　ｒ３．　ｒ４は同一平面上で相互姿勢を直角に変
位させた状態に配置されている。

磁気抵抗体ＭＲの接点１と３との間には一定電圧の外部
電源Ｅが挿入接続されていると共に、接点２および４が
出力端子となっていて、第１図図示実施例の場合には電
圧計■が挿入接続され、その出力電圧を測定するように
なっている。

この第１図に示した磁気抵抗体ＭＲを使用して第２図に
示す如き磁気近接スイッチを構成し応差抵抗Ｒ１の抵抗
値を適当に調整して差動増幅器ＯＰの応差値を例えば５
ＱｉｉＶに設定すると、この第２図に示した磁気近接ス
イッチのスイッチ動作特性および出力端子４の電圧Ｖａ
、出力端子２の出力電圧ｖｂは、第３図に示した特性曲
線イア口、ハの如くとなる。

すなわち、第２図図示の磁気近接スイッチかオフ状態（
初期状態）で、接続点２と４との間の電圧が＋３０ｍＶ
状態では、Ｘ方向に磁力が印加されると接続点２と４と
の間の電圧は小さくなり、ＯｍＶとなる。この接続点２
と４との間の電圧がＯｍＶとなると、差動増幅器ｏｐの
出力はＩＯＶとなり、出力電圧νｂば応差分６０ｍＶ　
（接続点２と４との間の電圧が一６０ｍＶ）だけ上昇す
る。

この状態からＸ方向に作用していた磁力を零にしても、
接続点２と４との間の電圧は一３０ｍＶのままであり、
このため磁気近接スイッチはオン状態を保持する。

次に、Ｘ方向に磁力が印加されると、接続点２と４との
間の電圧は増加してＯｍＶとなる。この接続点２と４と
の間の電圧がＯｍＶとなると、差動増幅器ｏｐ出力電圧
はＯＶとなり、出力電圧ｖｂば応差分６０ｍＶ　（接続
点２と４との間の電圧６０　ｍＶ　）だけ減少する。

この状態からＸ方向に作用していた磁力を零にしても、
前記した初期状態になるので磁気近接スイッチはオフ状
態を保持することになる。

このように本発明による磁気近接スイッチは。

磁気抵抗体重に作用する外部磁気の作用方向がＸ方向と
Ｘ方向との間で切り替わることによってそのスイッチ状
態を切り換えるが、設定された方向の外部磁気の作用の
ない限り、そのスイッチ状態を自己保持することになる
。

この本発明の磁気近接スイッチに対する外部磁気の作用
方法としては種々の手段が考えら、特にその手段が限定
されることはないが、この磁気近接スイッチに対する外
部磁気の作用手段の−・例を第４図に示す。

第４図に示した外部磁気源は二つの永久磁石の組合わせ
により構成されていて、第１の磁石Ｍｇｌはその両磁極
を結ぶ仮想される直線をＸ方向に沿って位置させた姿勢
となっているのに対して、第２の磁石Ｍｇ２はその両磁
極を結ぶ仮想される直線をＸ方向に沿って位置させた姿
勢とし、この両磁石Ｍｇ］　とＭｇ２とを一体的に固着
し、この一体的に固着された両磁石を磁気抵抗体ＭＲの
各磁気抵抗素子の位置する仮想される平面上で磁気抵抗
体Ｍｌ＋の近傍をＸ方向に沿って直線移動するように配
置されている。

この第４図に示した外部磁気源が、ａ位置からＣ位置に
向かって移動すると、磁気近接スイッチはオフ状態とな
り、このオフ状態を保持し、Ｃ位置からａ位置に移動す
るとオフ状態からオン状態に切り替わって、このオン状
態を自己保持する。

すなわち、外部磁気源がｂ位置に達し、磁気近接スイッ
チの磁気抵抗体？ＩＲに最後に対向したのが何方の磁石
であるかによってそのスイッチ状態が決まるわｉＪで、
第１の磁石Ｍｇｌが対向した場合にはオフ状態となり、
第２の磁石Ｍｇ２が対向した場合にはオン状態となるわ
けである。

第２図に示した本発明の実施例は、四つの磁気抵抗素子
を第１図の如くブリッジ回路に結線して磁気抵抗体重を
構成した場合のものであるが、第＝９− ５図に示す如く磁気抵抗体ＭＲを二つの磁気抵抗素子ｒ
１．　ｒ２で構成し、この二つの磁気抵抗素子ｒＬｒ２
と二つの調整抵抗Ｒ３，Ｒ４とによりブリッジ回路を構
成し、このブリッジ回路を第２図に示した実施例と同様
に差動増幅器ＯＰに接続して本発明による磁気近接スイ
ッチを構成することもできる。

この第５図に示した実施例におけるブリッジ回路の動作
特性は第６図の如くとなり、磁気抵抗体ＭＲへのＸ方向
の外部磁気の作用によってブリッジ回路の出力電圧は出
力電圧特性曲線二の如くとなると共に、Ｘ方向の外部磁
気の作用によってブリッジ回路の出力電圧は出力電圧特
性曲線ボの如くとなって、第２図に示した実施例と同様
なスイッチ動作をすることになる。

〔発明の効果〕

本発明による磁気近接スイッチは、上記の如き構成およ
び動作をするものであるので、従来からの磁気の作用に
よって作動する自己保持型スイッチ、例えば自己保持型
のリードスイッチと比較して、外部からの機械的振動等
による誤動作を生じ＝１０− る恐れが全くなく、また無接点スイッチであるので、半
永久的な寿命を得ることができる利点がある。

また、磁気抵抗素子の外部磁気に対する感度が高いので
低い磁力でスイソヂング動作することができ、これによ
って外部磁気源として小型の永久磁石を使用することが
できるばかりか、消費電力が極めて少ない。

さらに、増幅回路等の付属回路が不要であるので、スイ
ッチ体全体を小型にすることができると共に、安価に製
造することができる。

以上の説明から明らかな如く１本発明による磁気近接ス
イッチは、確実な自己保持型のスイッチ動作を発揮し、
また感度の良いスイッチ動作を発揮すると共に半永久的
な寿命を得ることができ。

そして小型に製造することができるので、従来の自己保
持型スイッチのように取付はスペースに苦慮することな
く略目的とする箇所に確実にかつ良好な状態で取付ける
ことができ、さらに従来の自己保持型スイッチに比較し
て安価である等の多くの優れた効果を発揮するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の磁気近接スイッチの構成部分である
磁気抵抗体の一構成例を示す電気結線図である。 第２図は、第１図に示した磁気抵抗体を使用して構成さ
れた本発明による磁気近接スイッチの電気結線図である
。 第３図は、第２図に示した実施例のスイッチ動作特性お
よび出力電圧の特性曲線を示す線図である。 第４図は、外部磁気源の構成例を示すと共に。 磁気近接スイッチの磁気抵抗体に対する外部磁気源の位
置関係の説明に供する図である。 第５図は２本発明の他の実施例を示す電気結線図である
。 第６図は、第５図に示した実施例における磁気抵抗体の
出力電圧特性を示す線図である。 第７図は、隣合った磁気抵抗素子の相互接続および位置
関係の一般例を示す説明図である。 符号の説明 １．２，３．４；接点、Ｍｌ？、磁気抵抗体、　ｒｌ、
　Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ４；磁気抵抗素子、ＯＰ；差動増幅器
、Ｅ：外部電源、Ｒ１；応差抵抗、　Ｒ３，Ｒ４；調整
抵抗。 Ｍｇｌ　、　Ｍｇ２　　ｉ磁石＋　　Ｘ、ｙｉ力方向　
Ｖｌ、　Ｖ２；　Ｌきい値電圧、Ｖａ、　ｖｂ　；出力
電圧。 出願人　株式会社　日本オートメーショング！ゾ４〃 簡Ｒ ↓ プＪ ブψすγＱ １八〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも隣合った二辺を磁気抵抗素子で構成した抵抗
   体ブリッジ回路の前記磁気抵抗素子同志の接続点（４）
   及び該接続点（４）と対向する接続点（２）をそれぞれ
   差動増幅器（ｏｐ）の入力端子に接続し、また前記接続
   点（２）（４）以外の接続点（１）（３）に一定電圧の
   外部電源（Ｅ）を接続し、さらに前記差動増幅器（ｏｐ
   ）のプラス入力端子と出力端子との間に応差用抵抗（Ｒ
   １）を挿入接続して成る磁気近接スイッチ。