(57)【要約】【課題】形状における大きさを変化することなく検知距離を広げることができる磁気近接スイッチを提供する。【解決手段】  ケース１と、該ケース１に固定されるリードスイッチ２と、該ケース１外に別に備えられる被検知磁石４とを有し、被検知磁石４の位置により変化する、前記リードスイッチ２の接点２ｄに生じる磁力に応じてリードスイッチ２の接点２ｄが互いに接触または離隔する磁気近接スイッチにおいて、被検知磁石４は、略直線状に形成されるとともに前記リードスイッチ２に向くように配設される側に互いに異なる種類の磁極４ｃ，４ｄを有し、それぞれの磁極４ｃ，４ｄ表面における磁束の方向ベクトルと被検知磁石４の延伸方向の方向ベクトルとのなす角度θ１，θ２の符号が互いに異なるようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、該ケースに固定されるリードスイッチと、該ケース外に別に備えられる被検知磁石とを有し、被検知磁石の位置により変化する、前記リードスイッチの接点に生じる磁力に応じてリードスイッチの接点が互いに接触または離隔する磁気近接スイッチにおいて、被検知磁石は、略直線状に形成されるとともに前記リードスイッチに向くように配設される側に互いに異なる種類の磁極を有し、それぞれの磁極表面における磁束の方向ベクトルと被検知磁石の延伸方向の方向ベクトルとのなす角度の符号が互いに異なるようにしたことを特徴とする磁気近接スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉センサなどに用いられる磁気近接スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気近接スイッチは、主に、リードスイッチを有する検知スイッチと被検知磁石とを備えて構成され、被検知磁石と検知スイッチとの位置関係が変化したときの磁界の変化により、検知スイッチがオンまたはオフするものである。この磁気近接スイッチは、例えば、被検知磁石と検知スイッチの距離が近づくと、リードスイッチは被検知磁石の磁界の影響により接点がオン状態となり、被検知磁石と検知スイッチの距離が大きくなると、リードスイッチは被検知磁石の磁界の影響を受けなくなり、接点がバネ力により離れてオフ状態となるように動作する。
【０００３】
この種の磁気近接スイッチは、窓やドアの開閉を検知する開閉センサとして使用することができ、例えば、図２に示すように、被検知磁石を有する被検知体Ｍと検知スイッチＳが向かい合うようにして、窓ガラスＧ側のサッシＧＳに被検知体Ｍを、壁ＷＡ側のサッシＷＳに検知スイッチＳを設けることにより、窓Ｗの開閉を検知する防犯センサとして用いることができる。
【０００４】
しかしながら、磁気近接スイッチの使用目的や設置する箇所の状況によっては、最適な状況で取り付けることができない場合があり、設置の自由度を増すためにリードスイッチがオンからオフもしくはオフからオンに切り換わるときの検知スイッチと被検知磁石との距離（以後、検知距離と称する）を大きくすることが好ましい。
【０００５】
この点で、特許文献１には、リードスイッチと被検知磁石の間に磁性材料で形成された磁力補助板を設け、リードスイッチの接片に至るまでの磁路の磁気抵抗を減少させることにより、被検知磁石から生じる磁束をリードスイッチの接片に導き、検知距離を大きくする構成を開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２６８２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
検知距離を簡単に大きくする手法としては、被検知磁石の残留磁束密度を大きくして磁力を強くすることや、リードスイッチの接点のバネ力を小さくすることが挙げられる。しかしながら、被検知磁石の残留磁束密度は、現状では希土類磁石を用いても１．５T程度が最大であり、磁力を大きくする手法には限界がある。また、リードスイッチの接点のバネ力を小さくすると、誤動作したり、接点容量が小さくなるという不具合が生じる恐れが生じる。
【０００７】
また、特許文献１に開示された構成は、上述の磁力補助板をリードスイッチと被検知磁石との間に設けるので、補助磁力板とリードスイッチの組み合わせたものを検知スイッチと見ると、検知スイッチが大きくなるという欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、形状における大きさを変化することなく検知距離を広げることができる磁気近接スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明は、ケースと、該ケースに固定されるリードスイッチと、該ケース外に別に備えられる被検知磁石とを有し、被検知磁石の位置により変化する、前記リードスイッチの接点に生じる磁力に応じてリードスイッチの接点が互いに接触または離隔する磁気近接スイッチにおいて、被検知磁石は、略直線状に形成されるとともに前記リードスイッチに向くように配設される側に互いに異なる種類の磁極を有し、それぞれの磁極表面における磁束の方向ベクトルと被検知磁石の延伸方向の方向ベクトルとのなす角度の符号が互いに異なるようにしている。
【００１０】
そのため、被検知磁石から離れたところの磁束量が多くなり、大きさを変化することなく検知距離を広げることができる磁気近接スイッチを提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、被検知磁石は、略直線状に形成されるとともに前記リードスイッチに対向して配設される側に互いに異なる種類の磁極を有し、それぞれの磁極表面における磁束の方向ベクトルと被検知磁石の延伸方向の方向ベクトルとのなす角度の符号が異なるようにしているので、被検知磁石から離れたところの磁束量が多くなり、形状における大きさを変化することなく検知距離を広げることができる磁気近接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】
【００１２】
（第１の実施形態）
まず、本願発明の磁気近接スイッチの第１の実施形態について、図１〜図４に基づいて説明する。この磁気近接スイッチは、検知スイッチSと被検知体Ｍとを備えており、ここでは、図２に示すように、壁WAに設けられたサッシWSに検知スイッチSを、窓ガラスG側のサッシGSに被検知体Ｍを取り付けて、窓Wの開閉を検知する防犯スイッチとして用いる場合について説明する。
【００１３】
検知スイッチSは、ケース１と、リードスイッチ２とを有して形成されており、ケース１は、下部ケース１ａと上部ケース１ｂとを有して形成されている。下部ケース１ａは、両端に貫通孔１ｃを有する長方形板の上面において、その対向辺の中央に合同の長方形板を立てたような形状であり、図１に示すように、正面視（図中ｙ方向から見たとき）で凸字状に樹脂で形成されている。この貫通孔は、木質のものなどに固定する際にねじ止めするときに用いるものである。
【００１４】
上部ケース１ｂは、同じく図１に示すように、正面視でコ字状に樹脂で形成されている。そして、上部ケース１ｂは、その凹部が下部ケース１ａに立設された２つの長方形板を覆うようにして嵌め合わされ、図３に示すように、この長方形板と、上部ケース１ｂとで一対のリード２を収納する直方体の空間である収納部１ｄを形成する。
【００１５】
リードスイッチ２は、それぞれ線状に形成された通電可能な磁性体である一対のリード２ａ，２ｂとガラスケース２ｃを有して形成され、ケース１に固定されている。リード２ａは、上面視（図中のｚ方向から見て）でＬ字状に、リード２ｂは、上面視で逆Ｌ字状に、それぞれ形成され、それらの先端は端部を半球状にされた円筒状のガラスケース２ｃに封入されている。
【００１６】
リード２ａ，２ｂは、互いにガラスケース２ｃの反対側の端部における半球状の部分で固定されており、ガラスケース２ｃに封入される先端部分のみ一定幅を有する板状に形成されている。そして、リード２ａ，２ｂは、その先端の板状部分が空隙を介して略平行に設けられており、接点２ｄを形成している。また、この板状部分は、弾性を有しており、接点２ｄが接触した状態においては離れる方向に付勢される。
【００１７】
また、リード２ａ，２ｂのガラス管２ｃ内に収納されている端部とは反対側の端部は、上方に伸びて上部ケース１ｂ側に設けた端子（図示せず）に接続されている。そして、リードスイッチ２は、リード２ａ，２ｂがケース１にねじ止め（図示せず）されるとともに、ガラス管２ｃが下部ケース１ａの上面に設けられた突起（図示せず）で固定されることにより、ケース１に固定されている。
【００１８】
ここで、図３において、リード２ｂからリード２ａに向かう方向がｘ方向、接点２ｄにおいてリード２ｂからリード２ａに向かう方向がｙ方向、紙面から手前に向かう方向がｚ方向になっている。また、明細書内で用いる「リードスイッチ方向」とは、リード２ａからリード２ｂもしくはリード２ｂからリード２ａに向かって接点２ｄを通る方向を意味する。また、直線状の被検知磁石４などの「延伸方向」とは、被検知磁石４などが直線的に伸びている方向を指し、特に限定しない場合は、正逆２つの方向のどちらか一方に固定して考える。したがって、リードスイッチ方向は、リード２ａ，２ｂの接点近傍の部分の方向とほぼ等しくなる。
【００１９】
上述のように構成されることにより、リード２ａ，２ｂは、接点２ｄにリードスイッチ方向の磁束が存在すると、リード２ａ，２ｂの間に吸引力が発生する。そして、この磁束量が増大して所定値以上となると、吸引力がリード２ａ，２ｂの弾性力を上回り、リード２ａとリード２ｂとは吸着して接触する。逆に、リード２ａとリード２ｂとが吸着した状態から、上述の磁束量を減少させていき、所定値以下となると、リード２ａ，２ｂの弾性力が吸引力を上回り、リード２ａとリード２ｂは離れる。つまり、一対のリード２ａ，２ｂは、接点２ｄに生じるリードスイッチ方向の磁束量に応じて接触または離隔する。
【００２０】
したがって、この磁気近接スイッチの設置者は、この端子間のオンまたはオフを見ることにより、被検知体Ｍが近くに存在するかどうかを知ることができ、上述の例で言えば、窓Ｗが開けられたかどうかを知ることができる。
【００２１】
被検知体Mは、上述の検知スイッチSのケース１の外部に設けられるものであり、外郭ケース３と、被検知磁石4とを有して形成されている。外郭ケース３は、検知スイッチＳのケース１とは別のものであり、内部に収納スペースを有する長方形の板状に形成され、その収納スペースに被検知磁石４を収納して固定する。
【００２２】
被検知磁石４は、長方形の板状に直線状に形成された永久磁石であり、外郭ケース３とそれぞれの長辺の方向が平行になるように外郭ケース３内の中央に設けられている。この被検知磁石４は、長辺の中央で着磁方向が異なっており、それぞれ合同な長方形である第１磁石４ａと第２磁石４ｂとで形成された状態になっている。第１磁石４ａと第２磁石４ｂの着磁方向は、自身の長辺方向に対してそれぞれθ１，θ２の角度を有しており、θ１とθ２は、絶対値が等しく符号が異なる数値となっている。ここで、磁石の着磁方向は、磁石の内部に矢印で示している。
【００２３】
被検知磁石４は、このように構成されることにより、片側の側面において互いに異なる種類の磁極を有し、それぞれの磁極における磁束の方向ベクトルと被検知磁石４の延伸方向（長方形の長辺方向）の方向ベクトルとのなす角度の符号が異なるように磁束の方向を被検知磁石の延伸方向に対して角度を有するようにされている。そのため、Ｃ１〜Ｃ３で表される磁石による磁束は、長辺方向に着磁された通常の永久磁石であれば、図４（ｂ）のように磁石の近傍に両側に対称に分布するのに対し、被検知磁石４による磁束は、図４（ａ）に示すように、片側方向に離れたところまで分布するようになる。
【００２４】
次に、第１の実施形態の磁気近接スイッチの動作について説明する。まず、窓Ｗが閉じられているときには、図３のように、検知スイッチＳと被検知体Ｍとが接近した状態になっている。そのため、被検知磁石４により一対のリード２ａ，２ｂの接点２ｄにリードスイッチ方向の磁束が存在しているので、リード２ａ，２ｂの間に吸引力が発生し、リード２ａとリード２ｂとは吸着して接触しておりオン状態となっている。
【００２５】
一方、窓Ｗが開けられると、検知スイッチＳと被検知体Ｍが離れる（ｙ方向）ので、被検知磁石４により接点２ｄに存在するリードスイッチ方向の磁束が徐々に減少し、それが所定値以下となると、リード２ａ，２ｂの弾性力が吸引力を上回り、リード２ａとリード２ｂは離れてオフ状態になる。
【００２６】
このようにして、この磁気近接スイッチは、被検知磁石４により一対のリード２ａ，２ｂは、接点２ｄに生じるリードスイッチ方向の磁束量に応じて接触または離隔することにより、オンまたはオフ状態が切り替わる。
【００２７】
ここで、被検知磁石４は、図４（ａ）に示すように、片側方向に離れたところまで磁束が分布するので、図４（ｂ）のような通常の棒磁石を用いる場合と比較して、離れた状態でも検知スイッチＳをオン状態にすることができる。そのため、被検知磁石４のこの片側を検知スイッチＳ側に対向して配設することにより、大きさを変化することなくオン状態からオフ状態の変化を検出する検知距離を広げた磁気近接スイッチを提供することができる。したがって、図２のような窓Ｗに用いる場合などに、取り付け時に接近した位置を選べない場合にも使用することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
次に本願発明の磁気近接スイッチの第２の実施形態を、図５に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、被検知磁石４の構成が異なっており、その他は第１の実施形態と同じである。そのため、第１の実施形態と対応する構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
被検知磁石４１は、長方形の長辺方向の両端面を斜めに切り取ったような等脚台形状に形成された板状磁石であり、着磁方向は被検知磁石４の延伸方向（ここでは外郭ケース３の長辺方向と同じ）と同じにして固定されている。そのため、磁極は斜辺４１ａ，４１ｂに生じるため、被検知磁石４１の片側に偏って互いに異なる種類の磁極４１ｃ，４１ｄを有していることになる。
【００３０】
また、磁極４１ｃ，４１ｄにおける磁束は、斜辺４１ａ，４１ｂにそれぞれ略直交するので、磁束の方向ベクトルと被検知磁石４１の延伸方向とのなす角度θ３，θ４は、互いに符号が異なるようにされている。
【００３１】
このように、被検知磁石４１により構成しても、第１の実施形態と同様に片側方向に離れたところまで磁束が分布するようになり、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、一定方向に着磁された磁石を切削することにより得られるので、着磁方向の異なるものを貼り合わせて形成する必要がなく、第１の実施形態よりも容易に形成することができる。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に本願発明の磁気近接スイッチの第３の実施形態を、図６に基づいて説明する。第３の実施形態は、第２の実施形態と比較して、被検知磁石４の構成が異なっており、その他は第２の実施形態と同じ構成である。そのため、第２の実施形態と対応する構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
被検知磁石４２は、長方形の板状磁石４２ａの両端に合同な直角三角形状の磁性体４２ｂ，４２ｃを設けて台形状に形成されている。そのため、互いに異なる磁極４２ｄ，４２ｅが磁性体４２ｂ，４２ｃの斜辺にそれぞれ生じる。ここで、板状磁石４２ａの着磁方向は被検知磁石４の延伸方向と同じ方向である。このように被検知磁石４２を形成しても、第２の実施形態の被検知磁石４１と同様の作用効果を有する。また、長方形の板状磁石４２ａの両端に磁性体４２ｂ，４２ｃを設けるだけであるので磁石を切削する必要がなく、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
なお、長方形の板状磁石の両端に設ける磁性体４２ｂ，４２ｃは、三角形のものについて示したが、斜辺を有して被検知磁石４２を台形形状にするものであればよく、台形状に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願発明の磁気近接スイッチの斜視図である。
【図２】本願発明の磁気近接スイッチの一使用状態例を示す斜視図である。
【図３】本願発明の第１の実施形態を示すＡ−Ａ断面を上方から見た部分断面図である。
【図４】磁石周囲の磁束分布を模式的に示した図であり、（ａ）は本願発明の第１の実施形態の被検知磁石の周囲、（ｂ）は、長方形の板状磁石の周囲を示す。
【図５】本願発明の第２の実施形態を示す、Ａ−Ａ断面を上方から見た部分断面図である。
【図６】本願発明の第３の実施形態の被検知磁石を示す上面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓ      検知スイッチ
Ｍ      被検知体
１      ケース
２      リードスイッチ
２ａ，２ｂ      リード
２ｄ    接点
３      外郭ケース
４      被検知磁石
４ｃ，４ｄ      磁極
【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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