(57)【要約】【課題】組付誤差にかかわらず、磁性体とバイアス磁石との間を所定の間隔として、磁気センサへ印加する磁束のバラツキを防止する近接スイッチを提供する。【解決手段】近接スイッチ１は、バイアス磁石２と、バイアス磁石２からの印加磁束量の変化を検出する磁気センサ３とを備えている。近接スイッチ１は、磁性体２０をバイアス磁石２に対して所定間隔をおいて対向配置させる仕切板６ａと、磁性体２０を仕切板６ａに当接させて位置決めする規制部６ｂとを備える。仕切板６ａは、磁性体２０を摺接させる第１ガイド面８ａを有し、規制部６ｂは第１ガイド面８ａに対向配置された第２ガイド面８ｂを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス磁石と、該バイアス磁石からの印加磁束量の変化を検出する磁気センサとを備えた近接スイッチにおいて、
磁性体をバイアス磁石に対して所定間隔をおいて対向配置させるガイド部材と、前記磁性体を前記ガイド部材に当接させて位置決めする規制部材と備えたことを特徴とする近接スイッチ。
【請求項２】
前記ガイド部材は前記磁性体を摺接させる第１ガイド面を有し、前記規制部材は前記第１ガイド面に対向配置された第２ガイド面を有することを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ。
【請求項３】
前記磁性体を、前記ガイド部材に誘導する誘導面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の近接スイッチ。
【請求項４】
前記バイアス磁石及び前記磁気センサは、非磁性体により形成されたケース内に備えられており、前記ガイド部材及び規制部材は前記ケースに形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の近接スイッチ。
【請求項５】
前記ケース内に、該ケースの外部との接続を行うコネクタと、前記磁気センサから出力される信号を処理する処理回路とが配設されていることを特徴とする請求項４に記載の近接スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体が近づいたことを検出する近接スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、近接スイッチとして、バイアス磁界発生用磁石（以下、バイアス磁石という）と該磁石からの磁束を検出する磁気センサとを備えたものが公知である。この構成により、近接スイッチに対して磁性体が近づいたり遠ざかったりするときのバイアス磁石の磁気センサに対する印加磁束量（即ち、磁束密度）の変化が検出され、近接スイッチに対する磁性体の位置が検出される。
【０００３】
上記の構成の近接スイッチを、例えばペダルスイッチとして用いる場合、近接スイッチは固定して配置され、磁性体はペダルと共に移動可能とされる。そして、前記磁性体が、ペダルの休止位置においては近接スイッチに近接して近接スイッチがオフ検出する構成とし、ペダルが踏み込まれて磁性体が作動すると近接スイッチがオン検出する構成とされている（例えば、特許文献１参照。）。このような近接スイッチは、スイッチの切り換えに確実性及び迅速性が求められる場合に、好適に用いられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１７２９９号公報（「０００８」、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近接スイッチと磁性体の設けられる部材とは別部材であるため、両者の組み付け誤差が生じやすい。例えば、近接スイッチに対して、想定されていた所定位置よりも離れた位置に磁性体が近接した場合、磁性体に誘導される磁束量が減少してしまい、反対に磁気センサに対する印加磁束量が増加する。このため、磁気センサに対して磁性体が近づくように構成された近接スイッチでは、組付誤差にかかわらず、磁気センサへ印加する磁束のバラツキを解消することが求められている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、組付誤差にかかわらず、磁性体とバイアス磁石との間を所定の間隔として、磁気センサへ印加する磁束のバラツキを防止する近接スイッチを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、バイアス磁石と、該バイアス磁石からの印加磁束量の変化を検出する磁気センサとを備えた近接スイッチにおいて、磁性体をバイアス磁石に対して所定間隔をおいて対向配置させるガイド部材と、前記磁性体を前記ガイド部材に当接させて位置決めする規制部材と備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ガイド部材は前記磁性体を摺接させる第１ガイド面を有し、前記規制部材は前記第１ガイド面に対向配置された第２ガイド面を有することを特徴とする。
【０００９】
更には、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記磁性体を、前記ガイド部材に誘導する誘導面を有することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項において、前記バイアス磁石及び前記磁気センサは、非磁性体により形成されたケース内に備えられており、前記ガイド部材及び規制部材は前記ケースに形成されていることを特徴とする。
【００１０】
更には、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記ケース内に、該ケースの外部との接続を行うコネクタと、前記磁気センサから出力される信号を処理する処理回路とが配設されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を近接スイッチ及びそれを用いたペダルスイッチに具体化した実施形態を、図１乃至図６を参照して説明する。
【００１２】
〔近接スイッチ〕
先ず、近接スイッチについて説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、近接スイッチ１は、合成樹脂等の非磁性体により形成されたケース６内に、バイアス磁石２と磁気センサ３とが固定され、コネクタ５及び処理回路４が配設されて構成されている。
【００１３】
なお、以下の説明において、図１（ａ）に示すように、図中右方向をＸ軸方向といい、このＸ軸方向と直交する図中下方向をＹ軸方向という。また、図１（ｂ）に示すように、ケース６の長手方向である図中下方向をＺ軸方向という。
【００１４】
ケース６は、図２に示すように、円柱体状に形成され、軸心からオフセットして長手方向に切り込み形成されたガイド溝７及び断面半円状に形成された収容部９を備えている。ガイド溝７は、Ｙ軸方向、反Ｙ軸方向が開口されており、Ｚ軸方向における一端側は連結され、他端側は開放されている。また、収容部９は、Ｚ軸方向に貫通して形成されている。
【００１５】
このため、ケース６には、Ｘ軸方向に略中央部に、ガイド部材としての仕切板６ａが形成され、図１（ａ）中右側には規制部材としての規制部６ｂが形成されている。そして、ガイド溝７の内側面において、仕切板６ａ側の面は第１ガイド面８ａとされている。また、規制部６ｂ側の面は、第１ガイド面８ａに対向して平行に配置された第２ガイド面８ｂとされている。更に、図１（ｂ）に示すように、第１ガイド面８ａの、ガイド溝７において、Ｚ軸方向の開放側の端部には、誘導面としての傾斜面８ｃが形成されている。また、同様に、第２ガイド面８ｂの、ガイド溝７において、Ｚ軸方向の開放側の端部には、誘導面としての傾斜面８ｄが形成されている。
【００１６】
バイアス磁石２は、四角柱形状の棒磁石であり、長手方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に同一線上に図中上側をＳ極、下側をＮ極としてケース６に固定されている。即ち、バイアス磁石２とケース６の仕切板６ａとは、Ｚ軸方向に平行に対向配置されている。そして、Ｎ極からＳ極に向かう磁束線（図中、点線で図示）を有する。このように、バイアス磁石２がケース６の収容部９内に配設されることで、ガイド溝７内はバイアス磁石２の磁界が形成される領域とされている。
【００１７】
磁気センサ３は、上記バイアス磁石２と、仕切板６ａとの間に配置されて固定されている。この磁気センサ３は、バイアス磁石２によるバイアス磁束を検出して信号を出力する。なお、磁気センサ３は、バイアス磁石２からの磁束を検出することができればどの位置に設けられてもよいが、バイアス磁石２に対して磁性体が近接したときと離間したときとにおいて、バイアス磁石２からの磁束量が大幅に変化する位置に設けられることが好ましい。本実施形態においては、バイアス磁石２と仕切板６ａとの間において、バイアス磁石２に近接した位置に設けられることが好ましい。なお、磁気センサ３は、例えばホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等を備えて構成されている。
【００１８】
処理回路４は、上記磁気センサ３から出力された検出信号を増幅する増幅回路、及び増幅された検出信号が閾値以下か否かを判定し、判定信号を出力する比較回路等から構成されている。そして、コネクタ５は、近接スイッチ１の外部との接続を行うものであり、処理回路４により判定された判定信号を外部の制御回路等に出力する。
【００１９】
また、上記の近接スイッチ１に対して、磁性体２０が接近可能に配置されている。磁性体２０は、ＹＺ平面方向の平板状とされており、近接スイッチ１のケース６のＹＺ方向断面面積よりも十分大きな平板面の面積を備えている。また、磁性体２０のＸ軸方向の厚みは、ガイド溝７のＸ軸方向の幅と略同一とされている。そして、Ｘ軸方向に拘束されてＺ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とされており、ガイド溝７に対して反Ｚ軸方向から挿入可能とされている。
【００２０】
次に、上記の近接スイッチ１の作用について説明する。
上記の構成において、近接スイッチ１に対して、磁性体２０をバイアス磁石２の磁界内に入るように、近接スイッチ１のケース６のガイド溝７に、挿入する（図３参照）。この状態を近接状態という。このとき、磁性体２０は、傾斜面８ｃ，８ｄにより、ガイド溝７内に好適に誘導される。
【００２１】
そして、この磁性体２０により、バイアス磁石２の磁束が誘導される。従って、磁気センサ３により検出されるバイアス磁石２の磁束量は、磁性体２０により誘導された磁束分が減少したものとなる。即ち、近接スイッチ１に対して磁性体２０が離間していた場合、バイアス磁石２からの磁束が磁気センサ３に相当量印加されているが、磁性体２０がバイアス磁石２に近接すると、磁束が磁性体２０に吸収されて磁束の閉ループが磁性体２０に多く形成される。この結果、磁気センサ３に印加する磁束量が減少する。
【００２２】
このとき、磁性体２０は、ケース６の仕切板６ａにより、バイアス磁石２に対して所定間隔をおいて対向配置される。そして、磁性体２０は、規制部６ｂにより、仕切板６ａに当接させて位置決めされる。また、磁性体２０は、仕切板６ａの第１ガイド面８ａに摺接され、規制部６ｂの第２ガイド面８ｂにより、Ｘ軸方向の位置を拘束される。
【００２３】
従って、近接スイッチ１と磁性体２０の近接状態においては、磁気センサ３に対するバイアス磁石２からの磁束量は、常に一定となる。
例えば、仮に、近接スイッチが、磁性体をバイアス磁石に対して所定間隔をおいて対向配置させる構成とされていない場合を考察する。その場合、近接スイッチと磁性体の両者の組付誤差に起因して、近接スイッチと磁性体の近接状態において、バイアス磁石と磁性体との間隔が変動し易い。すると、バイアス磁石に対する磁性体の間隔が狭い場合、この間隔が広い場合と比較して、磁束が磁性体に吸収されて磁束の閉ループが磁性体内に多く形成される。この結果、磁気センサに印加する磁束量は減少する。
【００２４】
しかし、反対に、前記間隔が広い場合には、磁束はあまり磁性体に吸収されないため、磁気センサに印加する磁束量はそれ程減少しない。このように、近接スイッチと磁性体の組付誤差が生じた場合には、磁気センサにより検出される磁束量は大幅に変化しバラツキが生じる。
【００２５】
また、上記の近接状態から、近接スイッチ１に対して磁性体２０がＺ軸方向に遠ざかると（離間状態）、図１（ｂ）に示すように、バイアス磁石２の磁束は磁性体２０の影響を受けない。そのため、この離間状態においては、磁気センサ３に対するバイアス磁石２からの磁束量は、磁性体２０に誘導される磁束量がなくなるため、磁性体２０がガイド溝７に挿入されていたときよりも、バイアス磁石２からの磁束が磁気センサ３に多く印加される。
【００２６】
図４に、本実施形態による近接スイッチ１に対して近接状態にある磁性体２０を、時間Ｔ１の時点から徐々に反Ｚ軸方向に移動させたときの出力レベルの変化を示す。図４において、横軸は時間を、縦軸は近接スイッチ１の出力レベルを（単位はＶである）を示す。
【００２７】
近接スイッチ１に対して磁性体２０が近接状態にあるときは、磁気センサ３に対する印加磁束量が減少しているため、出力レベルはＬを示している。そして、時間Ｔ１以降、磁性体２０を近接スイッチ１から遠ざけて離していくと、磁気センサ３に対する印加磁束量が増加するため、徐々に出力レベルが増加していき、磁性体２０に誘導される磁束量がなくなると、一定の出力レベルＨ（＞Ｌ）となる。このように、磁気センサ３により検出される近接状態及び離間状態の出力レベルは、組付誤差を吸収して、それぞれ、近接状態と離間状態とでは、一定の値とされるため、近接スイッチ１に対して磁性体２０が近接しているか否かを高精度で検出することができる。
【００２８】
〔ペダルスイッチ〕
次に、上記の構成の近接スイッチ１を用いたペダルスイッチについて説明する。
【００２９】
図５において、ペダル１１に対するペダルスイッチ１０は、図示しない車体に固定された近接スイッチ１と、車体に対して揺動自在に支持されたペダル１１に対して固定された磁性体２０とを備えている。
【００３０】
ペダル１１は、Ｘ軸方向を軸心とする回動軸１２とＸＹ方向に延びる平面を有した平板状の踏み板１４とが、長手方向をＹ軸としたアーム１３により連結されて形成されている。アーム１３は、基端よりの部位にて折り曲げられており、回動軸１２付近の傾斜部１３ａと、Ｙ軸方向とされた主軸部１３ｂとを有する。このペダル１１は、図６に示すように、踏み板１４が踏み込まれると、回動軸１２を中心として図中点線で示す位置まで回動可能とされている。なお、以降の説明において、踏み板１４が踏み込まれていない状態をペダル１１の「休止状態」とする。
【００３１】
磁性体２０はＹＺ平面方向に延びた平板を有するよう形成されて、アーム１３の主軸部１３ｂに対して、連結部２０ａを介して固定されている。この磁性体２０は、ペダル１１の回動とともに、Ｘ軸方向に拘束されながらＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００３２】
そして、近接スイッチ１は、ペダル１１の休止状態において、近接スイッチ１のガイド溝７に磁性体２０を挿入させるように車体に対して固定されている。
上記の構成において、ペダル１１の休止状態において、ペダル１１に固定された磁性体２０は近接スイッチ１のガイド溝７に挿入されている。この状態で、ペダル１１の踏み板１４が踏み込まれて回動すると、磁性体２０はペダル１１のアーム１３とともに移動し、近接スイッチ１のガイド溝７から外れて近接スイッチ１から離れる。このとき、磁気センサ３により磁束量が検出され、ペダル１１が作動したか否かが検出される。
【００３３】
例えば、ペダル１１がブレーキペダルであり、近接スイッチ１が自動車において、ブレーキ操作を行うのに連動して点灯するストップランプとして用いられる場合、近接スイッチ１はコネクタ５を介して、自動車のブレーキランプ駆動回路（図示しない）に接続される。
【００３４】
上記の構成において、ペダル１１の休止状態においては、近接スイッチ１においては出力レベルＬの検出信号が出力される。この検出信号は、処理回路４にて、閾値以下か否かが判定され、出力レベルＬの場合には、閾値以下である旨の判定信号（オフ信号）が出力される。この結果、ブレーキランプ駆動回路は、前記オフ信号を入力すると、図示しないブレーキランプを消灯状態に保持する。
【００３５】
一方、踏み板１４が踏み込まれると、ペダル１１は回動軸１２を中心として、図６の点線で示す位置に回動し、磁性体２０は近接スイッチ１のバイアス磁石２から離れる。この状態においては、近接スイッチ１においては出力レベルＨの検出信号が出力される。この検出信号は処理回路４にて、閾値以下か否かが判定され、出力レベルＨの場合には、閾値以上である旨の判定信号（オン信号）が出力される。この結果、ブレーキランプ駆動回路は、前記オン信号に基づいて、図示しないブレーキランプを点灯状態にする。
【００３６】
従って、上記実施形態の近接スイッチ１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  本実施形態では、磁性体２０をバイアス磁石２に対して所定間隔をおいて対向配置させるガイド部材としての仕切板６ａと、磁性体２０を仕切板６ａに当接させて位置決めする規制部材としての規制部６ｂと備えた。従って、組付誤差にかかわらず、磁性体２０とバイアス磁石２との間を所定の間隔、すなわち、一定の間隔として、磁気センサ３へ印加する磁束のバラツキを防止することができる。
【００３７】
（２）  また、仕切板６ａは磁性体２０を摺接させる第１ガイド面８ａを有し、規制部６ｂは第１ガイド面８ａに対向配置された第２ガイド面８ｂを有する。従って、上記（１）に記載された効果を好適に得ることができる。
【００３８】
（３）  更には、磁性体２０を、仕切板６ａに誘導する誘導面としての傾斜面８ｃ，８ｄを有する。従って、磁性体２０をガイド溝７内にガイドすることができ、上記（１）に記載された効果を好適に得ることができる。
【００３９】
（４）  また、バイアス磁石２及び磁気センサ３は、非磁性体により形成されたケース６内に備えられており、仕切板６ａ及び規制部６ｂはケース６に形成されている。従って、上記（１）に記載された効果を、簡易な構成で得ることができる。
【００４０】
（５）  更には、ケース６内に、該ケース６の外部との接続を行うコネクタ５と、磁気センサ３から出力される信号を処理する処理回路４とが配設されている。従って、効率よく上記（４）に記載された効果を有する近接スイッチを構成することができる。
【００４１】
なお、上記実施形態は以下のような別例に変更して具体化してもよい。
・  上記実施形態では、ケース６内に、該ケース６の外部との接続を行うコネクタ５と、磁気センサ３から出力される信号を処理する処理回路４とが配設されているが、近接スイッチはこの構成に限定されない。例えば、コネクタ５及び処理回路４を、ケース６の外部に設けてもよい。また、ケース内にその他の部材を設けてもよい。
【００４２】
・  また、バイアス磁石２及び磁気センサ３は、非磁性体により形成されたケース６内に備えられており、ガイド部材としての仕切板６ａ及び規制部材としての規制部６ｂはケース６に形成されているものとしたが、ガイド部材及び規制部材はケース６に形成されなくてもよい。例えば、別部材により構成されてもよい。また、磁性体をバイアス磁石に対して所定間隔をおいて対向配置可能なガイド部材と、磁性体をガイド部材に当接させて位置決めする規制部材であれば、ガイド部材及び規制部材はどのように構成してもよい。
【００４３】
・  更には、誘導面としての傾斜面８ｃ，８ｄを有するものとしたが、これは設けられていなくてもよい。
・  また、仕切板６ａは磁性体２０を摺接させる第１ガイド面８ａを有し、規制部６ｂは第１ガイド面８ａに対向配置された第２ガイド面８ｂを有するものとしたが、第１及び第２ガイド面８ａ，８ｂは平面状でなくてもよい。
【００４４】
例えば、図７に示すように、バイアス磁石２に対して所定間隔をおいて棒部材３１をガイド部材として列設し、更に、棒部材３１に当接させて位置決めする規制部材として棒部材３２を列設してもよい。また、図８に示すように、表面に突条が列設された第１ガイド面４１及び第２ガイド面４２とし、磁性体２０を突条の頂部に当接させてガイドしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至請求項５に記載の発明によれば、組付誤差にかかわらず、磁性体とバイアス磁石との間を所定の間隔として、磁気センサへ印加する磁束のバラツキを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における近接スイッチの、（ａ）は断面方向の断面図、（ｂ）は長手方向の断面図。
【図２】同じくケースの斜視図。
【図３】同じく作用を説明する断面図。
【図４】同じく磁界強度の変化を示すグラフ。
【図５】本実施形態のペダルスイッチを模式的に説明する正面図。
【図６】同じく側面図。
【図７】別例を模式的に説明する断面図。
【図８】別例を模式的に説明する断面図。
【符号の説明】
１…近接スイッチ
２…バイアス磁石
３…磁気センサ
６ａ…仕切板（ガイド部材）
６ｂ…規制部（規制部材）
８ａ…第１ガイド面
８ｂ…第２ガイド面
２０…磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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