(57)【要約】 【課題】  少量でも適正なコストで入手可能な半硬質磁性材料を使用して、しかも比較的低コストの自己保持型リードスイッチとその製造方法を提供する。【解決手段】  先端に接点部３ａ、３ｂを備えた磁性材料からなる一対のリード１ａ、１ｂと、接点部３ａ、３ｂを夫々対向させてガラス２で封入し、可動リード１ｂが先端の接点部３ｂに連続する可動部４と、この可動部４に連続して厚みを変化させた境界部を経て可動部４を支持する支持部５ｂを一体に備え、固定リード１ａが先端の接点部３ａと支持部５ａを一体に備え、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部を接触又は開放するように構成されたオフセット接点式リードスイッチにおいて、固定リード１ａが、直方体の形態を成し、半硬質磁性材料から成っている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に接点部を備えた磁性材料からなる一対のリードと、前記一対のリードの前記接点部を夫々対向させて封入する封入部材とを備え、前記リードの一方のリードが先端の接点部と、該接点部に連続する可動部と、該可動部に連続して厚みを変化させた境界部を経て前記可動部を支持する支持部とを一体に備え、他方のリードが先端の接点部と支持部とを一体に備え、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部を接触又は開放するように構成されたオフセット接点式リードスイッチにおいて、前記他方のリードが、直方体の形態を成すことを特徴とするリードスイッチ。
【請求項２】
先端に接点部を備えた磁性材料からなる一対のリードと、前記一対のリードの前記接点部を夫々対向させて封入する封入部材とを備え、前記リードの一方のリードが先端の接点部と、該接点部に連続する可動部と、該可動部に連続して厚みを変化させた境界部を経て前記可動部を支持する支持部とを一体に備え、他方のリードが先端の接点部と支持部とを一体に備え、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部を接触又は開放するように構成されたオフセット接点式リードスイッチにおいて、前記一方のリードが軟磁性材料からなり、前記他方のリードが半硬質磁性材料からなることを特徴とするリードスイッチ。
【請求項３】
前記一方のリードが軟磁性材料からなり、前記他方のリードが半硬質磁性材料からなることを特徴とする請求項１記載のリードスイッチ。
【請求項４】
前記半硬質磁性材料がニブコロイであり、前記軟質磁性材料が８８％Ｃｏ−Ｆｅ合金であることを特徴とする請求項２、または請求項３に記載のリードスイッチ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のリードスイッチを製造する方法であって、前記一方のリードを形成する際に、磁気焼鈍とその前後に少なくとも二回のプレス加工を行うことを特徴とするリードスイッチの製造方法。
【請求項６】
請求項１または請求項３に記載のリードスイッチを製造する方法であって、前記他方のリードを板材より形成することを特徴とするリードスイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
長手方向端部に接点が形成されている２個以上の磁性材料からなるリード片を、該接点が所定の微小間隔を保って対向するように直状ガラス管の両端面で封入固定したリードスイッチの構造とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のオフセット接点式リードスイッチの一構成例を示す図であり、図３（ａ）と図３（ｂ）は、それぞれ正面図と平面図である。図４は、図３の固定リード２１ａならびに可動リード２１ｂの部分拡大正面図及び平面図である。図３に示すように、リードスイッチ２０は、ワイヤ状の磁性材料をプレス機械で成形加工した固定リード２１ａ、可動リード２１ｂそれぞれの接点部２３ａ、２３ｂに接点めっきを施したもの２本を対向させ、所定のギャップ量及びオーバーラップ量を有するように設定して、一対の接点を構成してガラス管２２中に密封したものである。また、ガラス管２２中は、動作中に接点性能が変化しないように窒素などの不活性ガスを注入、または真空とされている。
【０００３】
図３に示すように、リードの一方のみに可動部２４を設けたリードスイッチはオフセット接点式リードスイッチと呼ばれ、特に小型リードスイッチの構造として一般的に用いられる。例えば特許文献１にはオフセット接点式リードスイッチが記載されている。
【０００４】
図３、図４に示すようなリードスイッチの固定リード２１ａや可動リード２１ｂは、概ね支持部２５ａ、２５ｂの径を持ったワイヤ状にあらかじめ加工された磁性材料をプレス成形することで作製される。ここで、磁性材料として、外部保持型リードスイッチの場合は５２％Ｆｅ−Ｎｉ合金や８８％Ｃｏ−Ｆｅ合金のような軟質磁性材料が用いられ、自己保持型リードスイッチの場合はニブコロイ（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｂ合金）やＦＫＮ等の半硬質磁性材料が用いられている。
【０００５】
リードスイッチの接点が閉成する場合、外部からの起磁力によって生じる磁束によって、磁性材料による固定リード２１ａ、可動リード２１ｂの対向する接点２３ａ、２３ｂがそれぞれ異なる極となるよう磁化されることにより、微小間隔を保って対向する接点間に吸引力を生じ、可動リードの接点部２３ｂと可動リードの支持部２５ｂの間で、より薄く形成され、片持ち梁ばねとして機能する可動部２４がたわみ、接点の閉成動作が行われる。
【０００６】
外部磁気保持型リードスイッチの場合、これらのリードは軟質磁性材料を用いて作製されるため、外部からの起磁力が失せると速やかに磁化が解かれる。接点が閉成した状態から外部起磁力が減少すると、それに伴い磁気吸引力が減じ、磁気吸引力が片持ち梁ばねとして機能する可動部２４の開離力を下回ったとき、接点は離れ、接点の開放動作が行われる。
【０００７】
対して自己保持型リードスイッチの場合、リードは半硬質磁性材料を用いて作製され、外部からの起磁力が失せても磁力は残留し、一度閉じた接点は閉成したままとなる。開放動作をさせる場合は、接点を閉成させた磁界と逆の磁界を与え、消磁することで接点の開放動作を行うことができる。例えば、特許文献２には、自己保持型の動作に関しての詳細が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２５８６６号公報
【特許文献２】特許第２６０７０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
昨今においては、自己保持型リードスイッチは殆ど生産されなくなっており、ニブコロイなどのリードスイッチ用半硬質磁性材料はメーカーの事業からの撤退により市場に流通しておらず入手困難となっている。
【００１０】
しかしながら、ごく最近では、小型リレーや医療機器などの特定分野において、極超小型の自己保持型リードスイッチの作製が求められるようになっている。
【００１１】
新たに磁性合金材料を入手しようとする場合、インゴット状の試験片の場合は数百ｇ規模の金属を溶解することでも製造可能であるが、ワイヤ状の試験片の場合は多段の線引きにかける都合上、少なくとも数十から百ｋｇ規模の金属を溶解しないと製造する事が困難である。
【００１２】
極超小型のリードスイッチに使用する場合は、磁性材料の消費も微量であり、リードスイッチ製造のためだけに、数十ｋｇの規模の磁性材料を作製することは現実的ではない。
【００１３】
昨今において、自己保持型リ−ドスイッチ、特に小型の自己保持型リードスイッチを少量作製しようとする場合、市場に材料となる半硬質磁性材料が流通しておらず、ワイヤ状に加工する都合より、過剰な量の材料を作製する必要があるため、著しい高コストにならざるを得なかった。
【００１４】
従って、本発明の課題は、少量でも適正なコストで入手可能な半硬質磁性材料を使用して、しかも比較的低コストの自己保持型リ−ドスイッチとその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
即ち、本発明によれば、先端に接点部を備えた磁性材料からなる一対のリードと、前記一対のリードの前記接点部を夫々対向させて封入する封入部材とを備え、前記リードの一方のリード（可動リード）が先端の接点部に連続する可動部と、この可動部に連続して厚みを変化させた境界部を経て前記可動部を支持する支持部を一体に備え、他方のリード（固定リード）が先端の接点部と支持部を一体に備え、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部を接触又は開放するように構成されたオフセット接点式リードスイッチにおいて、前記他方のリードが、直方体の形態を成すオフセット接点式リードスイッチが得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、先端に接点部を備えた磁性材料からなる一対のリードと、前記一対のリードの前記接点部を夫々対向させて封入する封入部材とを備え、前記リードの一方のリード（可動リード）が先端の接点部に連続する可動部と、この可動部に連続して厚みを変化させた境界部を経て前記可動部を支持する支持部を一体に備え、他方のリード（固定リード）が先端の接点部と支持部を一体に備え、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部を接触又は開放するように構成されたオフセット接点式リードスイッチにおいて、前記一方のリード（可動リード）が軟磁性材料からなり、前記他方のリード（固定リード）が半硬質磁性材料からなるオフセット接点式リードスイッチが得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記他方のリード（固定リード）が直方体の形態を成し、前記一方のリード（可動リード）が軟磁性材料からなり、前記他方のリード（固定リード）が半硬質磁性材料からなるオフセット接点式自己保持型リードスイッチが得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記半硬質磁性材料がニブコロイであり、前記軟質磁性材料が８８％Ｃｏ−Ｆｅ合金であるオフセット接点式自己保持型リードスイッチが得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、可動部を備えた前記一方のリード（可動リード）を磁気焼鈍の前後少なくとも二回のプレス加工によって形成する上記リードスイッチの製造方法が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、直方体の形態を成す、接点部のみを備えた前記他方のリード（固定リード）を板材より作製する上記リードスイッチの製造方法が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、少量でも入手可能な半硬質磁性材料を使用して、比較的廉価に、自己保持型のリードスイッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態によるリードスイッチの概略構造を示す図であり、図１（ａ）と図１（ｂ）は、それぞれ正面図と平面図である。図１を参照すると、リードスイッチ１０は、磁性材料からなる固定リード１ａならびに可動リード１ｂを持ち、これらの固定リード１ａ、可動リード１ｂの先端部を互いに対向させて、この固定リード１ａ、可動リード１ｂの他端部が、互いに逆方向に伸びるように、封入するガラス管２とを備えており、基本的には従来技術と大きな相違は無い。
【００２４】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１の固定リード１ａならびに可動リード１ｂの拡大正面図と平面図である。可動リード１ｂは、前述の図３を用いて説明した従来技術によるオフセット接点リードスイッチ２０の可動リード２１ｂと同様のものである。
【００２５】
対して、図２に示す固定リード１ａは、接点部３ａ、支持部５ａを含め、概ね直方体を成す形態を持ち、接点部３ａのみに接点めっきが施されている。
【００２６】
このように固定リード１ａは、概ね直方体を成しているため、必ずしもワイヤ状の磁性材料を原型とせずに製造することができる。例えば、板金状材料からのパンチ加工や切削加工でも作製することが可能となる。
【００２７】
従来技術において、自己保持型リードスイッチは半硬質磁性材料を材料として作製されているが、リードスイッチの機能としては、リードスイッチとして外部磁界によって磁化され、外部磁界が失せても磁気を保持していればよいのであって、リードスイッチの一対のリード双方が半硬質磁性材料である必然性はない。
【００２８】
つまり、図１と同形状のリードスイッチであって、可動リード１ｂは外部保持型リードスイッチと同じように、軟質磁性材料から作製し、固定リード１ａを半硬質磁性材料で作製することでオフセット接点式自己保持型リードスイッチを得ることができる。
【００２９】
前述の通り、固定リード１ａは概ね直方体を成しており、例えば、板金状材料からのパンチ加工や切削加工でも作製することが可能である。このため、材料の作製に大量の地金を必要とするワイヤ状とする必要が無く、試験片程度の微量であっても調達可能となる。
【００３０】
対向する可動リード１ｂは多く流通している軟質磁性材料から作製することができるため、全体としても低コストにて、小型のオフセット接点式自己保持型リードスイッチが作製可能となる。
【００３１】
以上のような小型のオフセット接点式自己保持型リードスイッチの作製に際しては、例えば、軟質磁性材料として８８％Ｃｏ−Ｆｅ合金と、半硬質磁性材料としてニブコロイを選択すると、両方の膨張係数が似通っており、都合が良い。
【００３２】
図５は、リードスイッチの可動リードを製造するためのプレス成形装置の金型部分を示す図であり、図５（ａ）は、可動リード１ｂを製造するためのプレス成形装置の、潰し成形装置を示す断面図であり、図５（ｂ）は、接点先端の均しならびに切断加工を行う切断装置を示す断面図である。プレス成形装置は、上型３１と下型３２とを備え、これら上金型３１及び下型３２の対向面は、製造されるリード１の形状に対応して凹部及び凸部が形成されている。このプレス成形装置３０によって形成された可動リード１ｂは、後工程において、接点先端を切断金型４０によって切断され、可動リード１ｂが形成される。
【００３３】
このような加工を施す場合、一般に金属材料は、硬く、もろくなる。また、磁性金属材料の場合、このような加工によって、加工歪みを生じ、軟質磁性材料であっても外部からの起磁力によって磁化され、起磁力が失せても磁力が残留するようになる場合がある。このため、外部磁気保持型リードスイッチの製造に際しては、このような加工一式の後、焼鈍を施すことによって、残留歪みを解消し、磁気特性を改善、かつ柔軟性を確保している。
【００３４】
本発明による製造方法によれば、図５（ａ）による潰し成形実施後に焼鈍を施し、焼鈍実施後に図５（ｂ）による接点先端の均しならびに切断加工を行うことで、対向する固定リードのみが半硬質磁性材料によるオフセット接点式自己保持型リードスイッチに適した軟質磁性材料による可動リードが得られる。
【００３５】
すなわち、潰し成形実施後に焼鈍を実施することで、可動部の加工歪みを解消、柔軟性を確保した後に、接点部を均し、切断の追加工を施すことによって、ばね性に寄与しない部位に加工歪みを与え、磁性を帯びやすくする。このようなリード片だけでは自己保持型リードスイッチは成立しないが、対向するリードに半硬質磁性材料による固定リードを配することによって、全体としても低コストにて小型のオフセット接点式自己保持型のリードスイッチが作製可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態によるリードスイッチの概略構造を示す図、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図。
【図２】図１に示すリードの拡大図、図２（ａ）は部分拡大正面図、図２（ｂ）は平面図。
【図３】従来のオフセット接点式リードスイッチの一構成例を示す図、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図。
【図４】図３に示すリードの拡大図、図４（ａ）は部分拡大正面図、図４（ｂ）は平面図。
【図５】本発明の実施の形態による図２に示した可動リードを製造するためのプレス成形装置の金型部分を示す図、図５（ａ）は潰し成形金型の図、図５（ｂ）は切断金型の図。
【符号の説明】
【００３７】
１０    リードスイッチ
１ａ    固定リード
１ｂ    可動リード
２    ガラス管
３ａ    固定リードの接点部
３ｂ    可動リードの接点部
４    可動部
５ａ    固定リードの支持部
５ｂ    可動リードの支持部
６ｂ    境界部
２０    リードスイッチ
２１ａ    固定リード
２１ｂ    可動リード
２２    ガラス管
２３ａ    固定リードの接点部
２３ｂ    可動リードの接点部
２４    可動部
２５ａ    固定リードの支持部
２５ｂ    可動リードの支持部
２６ａ    固定リードの境界部
２６ｂ    可動リードの境界部
３０    潰し成形金型
３１    上型
３２    下型
４０    切断金型
４１    上切断歯
４２    下切断歯
【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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