(57)【要約】【課題】  被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合にも安定したオンオフ状態を示す、加工が容易な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、該ケース１内に設けられ、被検知磁石４の位置に応じて前記リードスイッチ２の接点２ｄに磁力を働かせる補助磁石５とを有し、補助磁石５により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、前記補助磁石５は、前記リードスイッチ２の接点２ｄを離隔させる第１安定位置と、前記リードスイッチ２の接点２ｄを接触させる第２安定位置との間を、前記リードスイッチ２の接点２ｄとの間の距離が変化するように被検知磁石４の位置に応じて移動するようにする。【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、該ケース内に設けられ、被検知磁石の位置に応じて前記リードスイッチの接点に磁力を働かせる補助磁石とを有し、補助磁石により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、前記補助磁石は、前記リードスイッチの接点を離隔させる第１安定位置と、前記リードスイッチの接点を接触させる第２安定位置との間を、前記リードスイッチの接点との間の距離が変化するように被検知磁石の位置に応じて移動するものであることを特徴とする磁気近接スイッチ。
【請求項２】
前記補助磁石を直線的に動作させるガイドを有することを特徴とする請求項１記載の磁気近接スイッチ。
【請求項３】
前記補助磁石は、自身の延伸方向に着磁された棒磁石であり、その着磁方向が前記リードスイッチに略平行になるように設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の磁気近接スイッチ。
【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、リードスイッチを有する検知スイッチと被検知磁石を有する被検知体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、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。
【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】
この検知距離を大きくするために、例えば特許文献１にも開示されているように、従来から補助磁石（補助マグネット）を用いることにより、被検知磁石（検知マグネット）との相互作用で検知距離を広くする磁気近接スイッチが開発されている。
【０００６】
また、リードスイッチの近傍に、磁極間に設けられた軸を中心に回転する２極構造の回転磁石を補助磁石として設け、被検知磁石がリードスイッチに近づくと、リードスイッチと被検知磁石との間に配された回転磁石が軸を中心に回転し、リードスイッチの接点をオンまたはオフにする磁気近接スイッチも開発されている。
【特許文献１】特開２０００−２３５８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
また、特許文献１に開示された構成は、補助磁石の磁力によってリードスイッチの接点が磁化され、リードスイッチの動作感度が高められるので、磁気近接スイッチの検知距離を広くすることができるので有用である。しかしながら、検知領域の境界付近に被検知磁石が存在する場合には、オンまたはオフの状態を維持する力が小さいため、リードスイッチのオンオフ状態を安定にすることは困難である。
【０００９】
また、上述の補助磁石として回転磁石を有する磁気近接スイッチは、被検知磁石の磁束により補助磁石を回転させることができれば、リードスイッチの接点は主に補助磁石の磁束によりオンまたはオフされるので、検知領域の境界付近に被検知磁石が存在しても、リードスイッチのオンオフ状態を安定にすることができる。しかしながら、この補助磁石の作製には、磁石に軸を通す貫通孔を開けるなどの複雑な加工が必要となるため製造コストが高くなる。また、加工に適した磁石を用いる必要があるため、残留磁束密度の大きい希土類の磁石を用いるというような磁石の種類の選択を自由に行うことができないので、設計の自由度が少ないという問題点もある。
【００１０】
本発明の目的は、被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合にも安定したオンオフ状態を示す、加工が容易な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】
【００１１】
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、該ケース内に設けられ、被検知磁石の位置に応じて前記リードスイッチの接点に磁力を働かせる補助磁石とを有し、補助磁石により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、前記補助磁石は、前記リードスイッチの接点を離隔させる第１安定位置と、前記リードスイッチの接点を接触させる第２安定位置との間を、前記リードスイッチの接点との間の距離が変化するように被検知磁石の位置に応じて移動するようにしている。
【００１２】
そのため、補助磁石は、被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合であっても常に第１安定位置または第２安定位置に存在する。したがって、この磁気近接スイッチは、被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合にも安定したオンオフ状態を示す。また、補助磁石に特別な加工を行う必要がないので、加工が容易な磁気近接スイッチとすることができる。
【００１３】
また、前記補助磁石を直線的に動作させるガイドを有するようにしている。そのため、補助磁石の位置を規定することにより、補助磁石の動作を安定したスムーズなものにすることができる。
【００１４】
また、前記補助磁石は、自身の延伸方向に着磁された棒磁石であり、その着磁方向が前記リードスイッチに略平行になるように設けている。
【００１５】
そのため、リードスイッチのリード方向に直交する方向で、リードスイッチの接点を通る直線上に補助磁石を配置することができ、被検知磁石をリードスイッチのリード方向に移動させたときのオンオフ特性を対称にすることができる。そのため、磁気近接スイッチを設置する際における設置の自由度を増すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によれば、補助磁石は、被検知磁石の位置に応じて、リードスイッチの接点をオフにする第１安定位置とリードスイッチの接点をオンにする第２安定位置との間を、リードスイッチの接点との間の距離が変化するように移動動作するので、補助磁石は、被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合にも第１安定位置または第２安定位置に存在する。また、補助磁石に特別な加工を行う必要もない。したがって、被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合にも安定したオンオフ状態を有し、加工が容易な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】
【００１７】
（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、例えば、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。また、ガイド１ｅは、中空の直方体状に形成されるものであり、中空部に後述の補助磁石５を収納し、補助磁石５を直線的に動作させるものである。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
ここで、図３〜図５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、以後用いる「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。
【００２４】
上述のように構成されることにより、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は離隔する。つまり、一対のリード２ａ，２ｂは、接点２ｄに生じるリード２の延伸方向の磁束量に応じて接触または離隔する。
【００２５】
したがって、この磁気近接スイッチの設置者は、リード２ａ，２ｂ間のオンオフ状態（接触または離隔の状態）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。
【００２６】
補助磁石５は、自身の延伸方向（−ｘ方向）に着磁された直方体の棒状の永久磁石であり、その着磁方向が前記リードスイッチ２に略平行になるように設けられ、リードスイッチ２の接点２ｄに磁力を働かせる。また、この補助磁石５は、その外周が全面にわたってガイド１ｅの内面にゆるく嵌め合わされており、ガイド１ｅの１つの面と略平行を保ちながら、自身とリードスイッチ２の接点２ｄとの間の距離が変化するように移動する。ここで、補助磁石５は、ガイド１ｅに沿って移動するので、補助磁石５の移動経路は規定され、補助磁石５の動作を安定したスムーズなものにすることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
被検知磁石４は、自身の延伸方向（ｘ方向）に着磁された直方体の棒状に形成された永久磁石であり、外郭ケース３と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、磁気近接センサとして用いる際には、補助磁石５との間に吸引力が生じるように配置する。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。
【００２９】
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。ここでは、図２のように、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の開閉を検知する場合について考える。
【００３０】
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、リード２ａ，２ｂと補助磁石５との間に働く吸引力よりも被検知磁石４と補助磁石５との間に働く吸引力の方が大きくなり、補助磁石５は、被検知磁石４に引き寄せられ、リードスイッチ２の接点２ｄから最も離れた状態に位置するようになる。
【００３１】
この状態において、リードスイッチ２の接点２ｄには、リードスイッチ方向に接点２ｄを接触させるのに十分な磁束量が流れないので接点２ｄが離隔した状態となり、磁気近接スイッチはオフ状態となる。このとき、補助磁石５は、被検知磁石４に引き寄せられた状態で安定している。以後、このようなリードスイッチ２の接点２ｄをオフにする補助磁石５の位置を第１安定位置と称する。
【００３２】
一方、窓Ｗが開けられると、図４のように、検知スイッチＳと被検知体Ｍが離れる（ｙ方向に移動する）ので、被検知磁石４と補助磁石５との間に働く吸引力よりもリード２ａ，２ｂと補助磁石５との間に働く吸引力の方が大きくなり、補助磁石５は、被検知磁石４に引き寄せられ、リードスイッチ２の接点２ｄに最も接近した状態に位置するようになる。
【００３３】
この状態において、リードスイッチ２の接点２ｄには、リードスイッチ方向に接点２ｄを接触させるのに十分な磁束量が流れるので接点２ｄが接した状態となり、磁気近接スイッチはオン状態となる。このとき、補助磁石５は、リード２ａ，２ｂに引き寄せられた状態で安定した状態となっている。以後、このようなリードスイッチ２の接点２ｄをオンにする安定状態を第２安定位置と称する。また、ここで、窓Ｗを閉めると、補助磁石５は、再び図３のように第１安定位置に移動して、磁気近接スイッチは、オフとなる。
【００３４】
また、補助磁石５は、被検知磁石４の位置に応じて移動するが、この際、ガイド１ｅの内周面と、補助磁石５の外周面をなめらか加工して、摩擦を非常に小さくすると、補助磁石５は、常に、第１安定位置もしくは第２安定位置のどちらかに位置するようになる。
【００３５】
このように、第１の実施形態においては、補助磁石５は、被検知磁石４が検知領域の境界付近にある場合であっても常に第１安定位置または第２安定位置に存在するので、被検知磁石が検知領域の境界付近にある場合にも安定したオンオフ状態を示す磁気近接スイッチを提供できる。さらに、補助磁石５に特別な加工を行う必要がないので、加工が容易な磁気近接スイッチを提供することができる。
【００３６】
また、補助磁石５は、自身の延伸方向に着磁された棒磁石であり、その着磁方向がリードスイッチ２に略平行になるように設けているので、リードスイッチ２方向に直交する方向で、リードスイッチ２の接点２ｄを通る直線上に補助磁石５を配置することができ、被検知磁石４をリードスイッチ２方向に移動させたときのオンオフ特性を対称にすることができる。そのため、磁気近接スイッチを設置する際における設置の自由度を増すことができる。
【００３７】
（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、ガイド１ｅと、被検知磁石４と、補助磁石５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。
【００３８】
ガイド１ｅａは、中空の直方体状に形成されるものであり、中空部に後述の補助磁石５１を収納し、補助磁石５１を直線的に動作させるものである。また、ガイド１ｅａは、その内面に補助磁石５１の外周を全面にわたってゆるく嵌め合わしている。
【００３９】
被検知磁石４１は、自身の延伸方向に着磁された直方体の棒状に形成された永久磁石であり、外郭ケース３と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。ここで、この検知磁石４１は、第１の実施形態と異なり、着磁方向が自身の延伸方向ではなく、幅方向（図中の−ｙ方向）となっている。
【００４０】
補助磁石５１は、自身の幅方向（図中の−ｙ方向）に着磁された直方体の棒状の永久磁石であり、その着磁方向が前記リードスイッチ２方向に直交する方向になるように設けられている。ここで、補助磁石５１は、上面視でリードスイッチ２方向に直交する方向の接点を通る直線に対して対称に配置されず、左側にずらして配置されている。これは、リードスイッチ２の接点２ｄにリードスイッチ方向の磁束を生じさせるためである。
【００４１】
第２の実施形態の動作は、第１の実施形態の動作と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
以上のような構成しても、補助磁石５１は、被検知磁石４が検知領域の境界付近にある場合であっても常に第１安定位置または第２安定位置に存在するので、被検知磁石４が検知領域の境界付近にある場合にも安定したオンオフ状態を示す磁気近接スイッチを提供できる。さらに、補助磁石５１に特別な加工を行う必要がないので、加工が容易な磁気近接スイッチを提供することができる。
【００４３】
なお、実施形態において、被検知磁石４及び補助磁石５を直線状の磁石としたが、これは、図３〜図５に断面視で示すような位置関係になっていればよく、奥行きに広がりのある板状の磁石を用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【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の実施形態において補助磁石が第１安定位置にある状態を示すＡ−Ａ断面を上方から見た部分断面図である。
【図４】本願発明の第１の実施形態において補助磁石が第２安定位置にある状態を示すＡ−Ａ断面を上方から見た部分断面図である。
【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。
【符号の説明】
【００４５】
Ｓ      検知スイッチ
Ｍ      被検知体
１      ケース
１ｅ，１ｅａ    ガイド
２      リードスイッチ
２ａ，２ｂ      リード
２ｄ    接点
３      外郭ケース
４，４１      被検知磁石
５，５１      補助磁石
【図１】
2005259611.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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