(57)【要約】【課題】構造が簡単で、かつ、安価な位置ズレ検出センサの提供を目的とする。【解決手段】相対位置監視対象１の一方に固定された磁石２の磁界強度により断接駆動される複数のリードスイッチ３を少なくとも磁石２と対する面が非磁性材料により形成されるユニットケース４に保持してなり、  相対位置監視対象１の初期相対位置からの位置ズレをリードスイッチ３の断接状態の変化により検出する。【選択図】  図４
2015219205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対位置監視対象の一方に固定された磁石の磁界強度により断接駆動される複数のリードスイッチを少なくとも磁石と対する面が非磁性材料により形成されるユニットケースに保持してなり、
相対位置監視対象の初期相対位置からの位置ズレをリードスイッチの断接状態の変化により検出する位置ズレ検出センサ。
【請求項２】
前記リードスイッチは、相対位置監視対象への取付面に対して直交方向に積層状に配置される請求項１記載の位置ズレ検出センサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の位置ズレ検出センサのリードスイッチの断接状態を検出する検出部を備え、
”ＯＮ”状態のリードスイッチの組み合わせからズレ量を適数のステップ状変化値として検出する位置ズレ検出装置。
【請求項４】
相対位置監視対象の一方に磁石を固定するとともに、
他方に請求項１または２記載の位置ズレ検出センサを、初期相対位置において全てのリードスイッチが前記磁石の磁界強度により”ＯＮ”状態となる位置に固定し、
相対位置ズレによる磁界強度の低下により”ＯＦＦ”状態に遷移したリードスイッチにより位置ズレを検出する位置ズレ検出方法。
【請求項５】
前記位置ズレ検出センサは、各リードスイッチを磁力の強さが異なる複数の磁石の各々に対応させて配置した請求項４記載の位置ズレ検出方法。
【請求項６】
前記位置ずれ検出センサは、感度の異なる複数のリードスイッチを配置して形成される請求項４または５記載の位置ズレ検出方法。
【請求項７】
請求項１または２記載の位置ズレ検出センサと磁石を免震構造物の可動境界部に配置して免震動作後の復帰位置の位置ズレを検出する免震構造物の復帰位置確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置ズレ検出センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁石と磁気センサとを利用して位置ズレを検知する装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、相対位置監視対象の一方に磁石が、他方にホールセンサが固定され、相対位置の変動がホールセンサの出力により検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１８９３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来例は、ホールセンサの出力に対する信号処理を要するために、構造が複雑でコストも高くなるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、構造が簡単で、かつ、安価な位置ズレ検出センサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば上記目的は、
相対位置監視対象１の一方に固定された磁石２の磁界強度により断接駆動される複数のリードスイッチ３を少なくとも磁石２と対する面が非磁性材料により形成されるユニットケース４に保持してなり、
相対位置監視対象１の初期相対位置からの位置ズレをリードスイッチ３の断接状態の変化により検出する位置ズレ検出センサ５を提供することにより達成される。
【０００７】
位置ズレ検出センサ５はユニットケース４内に複数のリードスイッチ３を保持して形成される。リードスイッチ３は、２本の強磁性リードを収容体内に収容して形成され、外部磁界の強度が所定値を超えると磁化された強磁性体リードが機械的弾性力に抗して吸着して”ＯＦＦ”状態から”ＯＮ”状態に遷移するように構成される。
【０００８】
このリードスイッチ３をユニットケース４内に複数保持した位置ズレ検出センサ５を相対位置監視対象１の一方に固定し、他方に上記リードスイッチ３を”ＯＮ”、”ＯＦＦ”操作させる磁石２を配置しておくと、位置ズレ検出センサ５内のリードスイッチ３に作用する磁石２による磁界強度は同一でないために、各リードスイッチ３は受ける磁界強度に従って各々”ＯＮ”、”ＯＦＦ”いずれかの状態となる。この状態から相対位置監視対象１の相対位置が変化すると、磁界強度が変化して各リードスイッチ３の断接状態が変化する。
【０００９】
本発明は、以上の前提に立って、リードスイッチ３の断接状態の初期状態からの変化により相対位置監視対象１の相対位置の位置ズレを判定するもので、相対位置監視対象１の一方の適宜位置に磁石２を固定し、他方に本発明の位置ズレ検出センサ５を固定するだけで、相対位置のズレを検出することができるために、設置作業が容易になる。
【００１０】
また、位置ズレ検出センサ５の各リードスイッチ３の断接状態は２値情報として取り出すことが可能で、Ａ／Ｄ変換等の回路を要しないために、構造が簡単でかつ、安価に製造することが可能になる。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記リードスイッチ３は、相対位置監視対象１への取付面に対して直交方向に積層状に配置される位置ズレ検出センサ５を構成することができる。
【００１２】
上述したように、リードスイッチ３は、磁石２による磁界強度の変化により断接動作するものであり、磁石２とのズレに対して各々が異なったタイミングで断接動作をすれば、リードスイッチ３間の相対位置は適宜決定することが可能であるが、相対位置監視対象１への取付面に対して直交方向に積層状に配置すると、磁石２に対して正対位置に位置ズレ検出センサ５を固定するだけでズレ検出を行うことができるために、使い勝手が向上する。
【００１３】
さらに、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
位置ズレ検出センサ５のリードスイッチ３の断接状態を検出する検出部６を備え、
”ＯＮ”状態のリードスイッチ３の組み合わせからズレ量を適数のステップ状変化値として検出する位置ズレ検出装置７を構成することができる。
【００１４】
本態様によれば、検出部６の出力を監視するだけで容易に相対位置のズレ量を検出することが可能になる。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
相対位置監視対象１の一方に磁石２を固定するとともに、
他方に位置ズレ検出センサ５を、初期相対位置において全てのリードスイッチ３が前記磁石２の磁界強度により”ＯＮ”状態となる位置に固定し、
相対位置ズレによる磁界強度の低下により”ＯＦＦ”状態に遷移したリードスイッチ３により位置ズレを検出する位置ズレ検出方法を構成することができる。
【００１６】
本態様において、位置ズレ検出センサ５は磁石２による磁力により各リードスイッチ３が”ＯＮ”状態となる位置にセットされる。位置ズレ検出センサ５内のリードスイッチ３の”ＯＦＦ”状態への遷移のためのズレ量を予め計測しておくと、”ＯＦＦ”状態に遷移したリードスイッチ３を特定することによりリードスイッチ３の個数に一致する段数のステップ状変化値としてズレ量を検出することができる。
【００１７】
すなわち、２個のリードスイッチ３を使用した位置ズレ検出センサ５を例に取ると、全てのリードスイッチ３が”ＯＮ”状態である場合、０から１個目のリードスイッチ３が”ＯＦＦ”に遷移するためのズレ量までのズレが発生していることを知ることができる。また、１個のリードスイッチ３が”ＯＦＦ”状態に遷移している場合、１個目のリードスイッチ３が”ＯＦＦ”に遷移するためのズレ量と、２個目のリードスイッチ３が”ＯＦＦ”に遷移するズレ量との間のズレが発生しており、２個のリードスイッチ３が”ＯＦＦ”に遷移している場合には、２個目のリードスイッチ３が”ＯＦＦ”に遷移するズレ量以上のズレが発生していることを知ることができる。
【００１８】
同様に、３個以上Ｎ個のリードスイッチ３を使用した位置ズレ検出センサ５においては、Ｎ段の階段状ステップ値としてズレ量を検出することができる。
【００１９】
さらに、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記位置ズレ検出センサ５は、各リードスイッチ３を磁力の強さが異なる複数の磁石２の各々に対応させて配置した位置ズレ検出方法を構成することができる。
【００２０】
本態様において、リードスイッチ３の初期相対位置における”ＯＮ”、”ＯＦＦ”の配分は、主として対応する磁石２の磁力の強さにより決定され、例えば、同位置にリードスイッチ３が配置されている場合であっても、位置ズレに対する影響は異なるために、磁力の低い磁石２に対応するリードスイッチ３のみが”ＯＦＦ”に遷移し、ズレ量を検出することが可能になる。
【００２１】
また、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記位置ずれ検出センサ５は、感度の異なる複数のリードスイッチ３を配置して形成される位置ズレ検出方法を構成することができる。
【００２２】
上述した態様において、対応する磁石２の磁力を異ならせることにより位置ズレに対する感度を変化させる場合が示されているが、本態様において、リードスイッチ３の感度を異ならせることによって”ＯＮ”、”ＯＦＦ”の遷移に要するズレ量を異ならせることが可能になる。
【００２３】
さらに、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
位置ズレ検出センサ５と磁石２を免震構造物の可動境界部に配置して免震動作後の復帰位置の位置ズレを検出する免震構造物の復帰位置確認方法を構成することができる。
【００２４】
免震家屋等の免震構造物の可動境界部は床下等、点検等が困難で、かつ、埃等が堆積しやすい環境にあるが、本態様における位置ズレ検出センサ５は埃等により影響を受けない磁力を利用するために、安定した検出精度を維持することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、構造が簡単で、かつ、安価な位置ズレ検出センサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】位置ズレ検出センサを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。
【図２】位置ズレ検出センサを示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はリードスイッチを実装した実装基板を示す図である。
【図３】本発明の動作を示す図で、（ａ）は免震構造物を示す概念図、（ｂ）は位置ズレ検出装置を示す図である。
【図４】本発明の動作を示す図で、（ａ）は上段のリードスイッチが”ＯＦＦ”になった状態を示す図、（ｂ）は双方のリードスイッチが”ＯＦＦ”になった状態を示す図、（ｃ）はズレ量とリードスイッチの状態遷移の関係を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す図で、（ａ）は第２の実施の形態を示す図、（ｂ）は第三の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図３（ａ）に免震構造物の復帰位置確認方法として構成された位置ズレ検出方法を示す。同図において１Ａは相対位置監視対象１の一方を構成する建物基礎、１Ｂは他方を構成する家屋を示す。
【００２８】
家屋（１Ｂ）は建物基礎（１Ａ）上に構築される免震装置８上に支承されており、地震による振動は免震装置８により吸収されて地震時の家屋（１Ｂ）振動が抑えられる。また、免震装置８は適宜の復帰手段を備えており、地震後に家屋（１Ｂ）を原位置に復帰させる。
【００２９】
復帰位置確認は、地震後に家屋（１Ｂ）が原位置に正しく復帰しているか否か、すなわち、家屋（１Ｂ）と建物基礎（１Ａ）との相対位置が地震前の初期相対位置から変化していないか否かを判定するために行われもので、建物基礎（１Ａ）に磁石２を、家屋（１Ｂ）にリードスイッチ３を配置して行われる。
【００３０】
本例において、リードスイッチ３は、図１、２に示すように、位置ズレ検知センサ５のユニットケース４内に収容される。
【００３１】
ユニットケース４は数十mm程度の大きさのボックス形状を有し、磁石２による磁界を遮断することのないように非磁性材料により形成される。またユニットケース４の一側壁には家屋（１Ｂ）への取付部４ａが設けられる。
【００３２】
リードスイッチ３は実装基板９上に実装されてユニットケース４の装着開口４ｂから中空部内に収容され、実装基板９が収容された後、ユニットケース４の装着開口４ｂは非磁性材料に形成される蓋部材１０により閉塞される。
【００３３】
図１、２に示すように、リードスイッチ３は、取付部４ａが形成される面に対して直交する直線上に長手方向（リード片の延伸方向）中心を一致させて２個配置され、実装基板９に形成されたプリント配線９ｂ等の適宜配線手段により並列接続される。
【００３４】
また、実装基板９には、ユニットケース４に収容した状態でユニットケース４に開設されたアクセス開口４ｃから露出するコネクタ９ａが実装され、上記リードスイッチ３に接続される。
【００３５】
以上のように構成される位置ズレ検知センサ５の使用方法を図３以下に示す。まず、建物基礎（１Ａ）側に固定される磁石２は、磁極が位置ズレ検知センサ５内のリードスイッチ３の配置方向に一致するように設置される。リードスイッチ３が長手方向を家屋（１Ｂ）の高さ方向に向けた縦姿勢で配置される本例において、磁石２は上下に磁極が位置するように縦向きに配置される。図３以下において磁石２の姿勢を示すために、一方の磁極をハッチングを施して示す。
【００３６】
磁石２、および位置ズレ検知センサ５は、図３に示す初期相対位置、すなわち、地震発生前の状態では、磁石２の中心線とリードスイッチ３の中心線とが一致するように配置され、この初期相対位置において、位置ズレ検知センサ５の各リードスイッチ３は、磁石２の磁力の作用により、”ＯＮ”状態となるように磁石２の磁力、あるいは磁石２と位置ズレ検知センサ５、正確には磁石２と各リードスイッチ３との間隔等が調整される。
【００３７】
さらに、磁石２の磁力等は、上述した初期相対位置における関係に加え、地震発生後の初期相対位置からのズレ量の許容値等を考慮して設定されたズレの発生により”ＯＦＦ”状態となるように調整される。
【００３８】
また、上記位置ズレ検知センサ５内のリードスイッチ３の断接状態を検出するために、位置ズレ検知センサ５に検出部６が接続され、位置ズレ検出装置７が構成される。
【００３９】
図３（ｂ）はリードスイッチ３の”ＯＮ”状態から”ＯＦＦ”状態への遷移を、検出端子の出力電位の上昇により検出する検出部６の一例を示し、ＶＯＵＴ１出力端子が上段のリードスイッチ３に、ＶＯＵＴ２出力端子が下段のリードスイッチ３に対応する。
【００４０】
なお、図３（ｂ）において、検出部６が位置ズレ検出センサ５に隣接して設ける場合を示したが、ユニットケース４内に構築することも、あるいは位置ズレ検出センサ５に接続される室内のコントローラ等に組み込むことも可能である。
【００４１】
以上の構成の下、地震発生後、建物基礎（１Ａ）と家屋（１Ｂ）との間にズレ量（δ１）が発生している場合、磁石２に接近して配置されている下段のリードスイッチ３はズレによる磁界強度の減少が少ないために”ＯＮ”状態を保持し、磁石２から離れており、ズレによる磁界強度の減少が多い上段のリードスイッチ３は、”ＯＦＦ”状態に遷移する（図４（ａ）参照）。
【００４２】
これに対し、図４（ｂ）に示すように、建物基礎（１Ａ）と家屋（１Ｂ）との間にズレ量（δ２）が発生している場合、ズレ量の増加による磁界強度の減少は上下段ともに大きくなるために、上下段のリードスイッチ３は双方とも”ＯＦＦ”に遷移する。
【００４３】
したがって本例において、ズレ量は図４（ｃ）に示すように、２段の階段状ステップ値により求めることができ、双方のリードスイッチ３が”ＯＮ”状態のときには、ズレ量は０からδ1までの値、下段のリードスイッチ３のみが”ＯＮ”状態のときにはδ1からδ2までの値、上下段の双方が”ＯＦＦ”状態のときには、δ2以上と判定することができる。
【００４４】
図５に本発明の他の実施の形態を示す。なお、以下の実施の形態の説明において、上述した実施の形態と実質的に同一の構成要素は、図中に同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５（ａ）に示す実施の形態は、リードスイッチ３を横向き姿勢で上下方向に積層した場合を示すもので、リードスイッチ３の姿勢変更に伴って、磁石２は磁極が左右を向くように固定される。
【００４６】
また、図５（ａ）までの実施の形態は、同一の磁石２に対して複数のリードスイッチ３を高さ方向に積層することによって、ズレによる磁界強度の減少程度に差を付けるものであったが、図５（ｂ）には、磁石２の磁力に差を付ける例が示されている。
【００４７】
本実施の形態において、磁石２は磁力の異なるものが複数個（本例においては２個）配置されており、ユニットケース４内には、各々の磁石２に対峙するようにリードスイッチ３が配置される。本例におけるリードスイッチ３は、双方、取付面に対して同一高さに配置される。
【００４８】
この初期相対位置からズレが発生すると、まず、磁力の弱い磁石２に対向するリードスイッチ３が”ＯＦＦ”状態に遷移し、さらにズレ量が増加すると、磁力の強い磁石２に対向するリードスイッチ３が”ＯＦＦ”状態に遷移することから、ズレ量を多段のステップ値として得ることができる。
【００４９】
なお、以上においては、磁石２からの距離を異ならせることによりズレによる”ＯＮ”、”ＯＦＦ”間の遷移タイミングをずらせる場合と、対応する磁石２の磁力を異ならせることによりズレによる”ＯＮ”、”ＯＦＦ”間の遷移タイミングをずらせる場合を示したが、この他に、同一の磁石２に対して感度の異なるリードスイッチ３を配置することにより、ズレによる”ＯＮ”、”ＯＦＦ”間の遷移タイミングをずらせることができる。
【００５０】
したがって、磁石２の磁力、磁石２からの距離、およびリードスイッチ３の感度の３つの要素を適宜組み合わせることにより、位置ズレに対する”ＯＮ”、”ＯＦＦ”間の遷移タイミングを異ならせることによって、位置ずれ量を検出することができる。
【００５１】
また、以上において、免震構造物の復帰確認を例にとって本発明を説明したが、本発明は、これ以外に種々の相対位置ズレの検出に採用することができる。
（付記）
（付記１）
相対位置監視対象１の一方に固定された磁石２の磁界強度により断接駆動される複数のリードスイッチ３を少なくとも磁石２と対する面が非磁性材料により形成されるユニットケース４に保持してなり、
相対位置監視対象１の初期相対位置からの位置ズレをリードスイッチ３の断接状態の変化により検出する位置ズレ検出センサ５。
（付記２）
前記リードスイッチ３は、相対位置監視対象１への取付面に対して直交方向に積層状に配置される付記１記載の位置ズレ検出センサ５。
（付記３）
付記１または２記載の位置ズレ検出センサ５のリードスイッチ３の断接状態を検出する検出部６を備え、
”ＯＮ”状態のリードスイッチ３の組み合わせからズレ量を適数のステップ状変化値として検出する位置ズレ検出装置。
（付記４）
相対位置監視対象１の一方に磁石２を固定するとともに、
他方に付記１または２記載の位置ズレ検出センサ５を、初期相対位置において全てのリードスイッチ３が前記磁石２の磁界強度により”ＯＮ”状態となる位置に固定し、
相対位置ズレによる磁界強度の低下により”ＯＦＦ”状態に遷移したリードスイッチ３により位置ズレを検出する位置ズレ検出方法。
（付記５）
位置ズレ検出センサ５は、各リードスイッチ３を磁力の強さが異なる複数の磁石２の各々に対応させて配置した付記４記載の位置ズレ検出方法。
（付記６）
前記位置ずれ検出センサは、感度の異なる複数のリードスイッチを配置して形成される付記４または５記載の位置ズレ検出方法。
（付記７）
付記１または２記載の位置ズレ検出センサと磁石を免震構造物の可動境界部に配置して免震動作後の復帰位置の位置ズレを検出する免震構造物の復帰位置確認方法。
（付記８）
相対位置監視対象１の一方に適数の磁石２を固定するとともに、
他方に前記磁石２による磁界強度の異なる位置に複数のリードスイッチ３を初期相対位置において全て”ＯＮ”状態となるように配置し、
相対位置ズレによる磁界強度の低下により”ＯＦＦ”状態に遷移したリードスイッチ３により位置ズレを検出する位置ズレ検出方法。
（付記９）
磁力の強さが異なる複数の磁石２の各々に対応させてリードスイッチ３を配置するとともに、各リードスイッチ３と対応する磁石２との間隔を一定にしてリードスイッチ３に対する磁界強度を異ならせた付記７記載の位置ズレ検出方法。
（付記１０）
免震構造物の可動境界の一方に適数の磁石２を固定するとともに、
他方に前記磁石２による磁界強度の異なる位置に複数のリードスイッチ３を初期相対位置において全て”ＯＮ”状態となるように配置し、
相対位置ズレによる磁界強度の低下により”ＯＦＦ”状態に遷移したリードスイッチ３により免震動作後の復帰位置の位置ズレを検出する免震構造物の復帰位置確認方法。
【符号の説明】
【００５２】
１        相対位置監視対象
２        磁石
３        リードスイッチ
４        ユニットケース
５        位置ズレ検出センサ
６        検出部
７        位置ズレ検出装置
【図１】
2015219205.tif 000003
【図２】
2015219205.tif 000004
【図３】
2015219205.tif 000005
【図４】
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【図５】
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