(57)【要約】【課題】 磁界を利用して開閉を検出する検出装置において、製造工程における組み立て作業を簡単にしてセンサ個々の感度のばらつきを無くし、取付作業をより簡便化し、また、磁界発生ユニットの磁界を確実に検出できるようにする。【解決手段】開閉構造を構成する一方の構造体に取り付けられ、磁界を発生する磁界発生ユニットと、開閉構造を構成する他方の構造体に取り付けられ、少なくとも、磁界を検出し、かつ、検出した磁界の強度に基づいて電圧を出力するホール素子からなるセンサを有する磁界検出ユニットとを備え、開閉構造を構成する構造体の開閉に伴う磁界の変化に基づいて、開閉構造の開閉を検出する検出装置において、磁界検出ユニットのセンサに、磁界発生ユニットの磁界により磁化される磁性部材を取り付ける。また、磁性部材は、ホール素子との相対的なズレが発生しないように、例えばホール素子が取り付けられた回路基板に取り付け固定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉構造を構成する一方の構造体に取り付けられ、磁界を発生する磁界発生ユニットと、前記開閉構造を構成する他方の構造体に取り付けられ、少なくとも、磁界を検出し、かつ、検出した前記磁界の強度に基づいて電圧を出力するホール素子からなるセンサを有する磁界検出ユニットとを備え、前記開閉構造を構成する構造体の開閉に伴う磁界の変化に基づいて、前記開閉構造の開閉を検出する検出装置において、
前記磁界検出ユニットのセンサに、前記磁界発生ユニットから発生する磁界により磁化される磁性部材が取り付けられていることを特徴とする検出装置。
【請求項２】
上記磁性部材は、上記ホール素子との相対的な位置関係が固定されて取り付けられいることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
上記磁性部材は、上記ホール素子が取り付けられた回路基板に取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界の検出に基づいて、ドアとドア枠、窓と窓枠などの組合せからなる開閉構造の開閉を検出する検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、窓やドア等の開閉を監視する端末器として、磁石から発生する磁界を検出するリードスイッチ、磁気抵抗素子、ホール素子などの磁電変換素子を用いたセンサが知られている。この磁電変換素子による窓やドア等の開閉信号は、防犯警備システムの制御装置へ送出され、制御装置側で各ドアや窓等の開閉状態が一括監視されるようになっている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
より詳細には、図５に示すように、検出装置Ｍは、磁界を検出する磁界検出ユニットＭ１と、磁界を発生する磁界発生ユニットＭ２より構成されている。磁界検出ユニットＭ１、磁界発生ユニットＭ２は、例えば、図８および図９に示すように、略直方体形状の箱体である場合が多い。
【０００４】
窓の開閉の検出に検出装置Ｍを適用する場合には、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、磁界発生ユニットＭ２を窓（一つの構造体）Ｗ１に取り付け、磁界検出ユニットＭ１を窓枠（他の構造体）Ｗ２に取り付ける。また、ドアの開閉の検出に検出装置Ｍを適用する場合には、例えば、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、磁界発生ユニットＭ２をドア（一つの構造体）Ｄ１に取り付け、磁界検出ユニットＭ１をドア枠（他の構造体）Ｄ２に取り付ける。ここで、窓Ｗ１と窓枠Ｗ２、ドアＤ１とドア枠Ｄ２は、それぞれ組となって開閉構造を構成する。
【０００５】
図５に示すように、磁界検出ユニットＭ１は、信号処理・制御部２１、伝送部２２、センサ２３、記憶部２４、表示部２５を備えている。記憶部（記憶手段）２４は、例えば、記憶内容の消去や書き込みが可能なＥＥＰＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭ等から構成されており、磁界検出ユニットＭ１の動作に必要な各種データを記憶するものである。
【０００６】
センサ２３は、ここではホール素子を用いており、通常はホール素子を内蔵したＩＣの形で提供される。ホール素子は、磁界検出ユニットＭ１の基板に取り付けられている。
【０００７】
ホール素子は、電源がＯＮの状態において磁界を検出した場合には、比較的低い電圧を出力するようになっており、その他の場合には、磁界を検出した場合に比べてより高い電圧を出力するようになっている。
【０００８】
ところで、上述のようにセンサ２３の磁電変換素子としてホール素子を用いた場合には、図６に示すように、ホール素子Ｈはその受感部面に外部から磁界を垂直に作用させたときに出力端子間に電位差が発生する性質がある。すなわち、図７に示すように、センサ２３や磁界発生ユニットの磁石Ｇが所定の位置に取り付けられなかった場合には、窓やドアの開閉状態を確実に検出できない虞があった。そこで、ホール素子を備えるセンサや磁界発生ユニットの取付位置を正確な所定の位置に決定する必要があり、磁界検出ユニットと磁界発生ユニットの取付時には、熟練者の技術を要したり、正確に位置測定を行うための器具を用いたりする必要があり、簡便な取付作業を行えない、という問題が生じていた。
【０００９】
そこで、特許文献１に開示された発明においては、この問題を解決するために、複数のホール素子を磁界検出ユニットに取付けることにより、異なる位置に置いて磁界を検出でき、あるいは、異なる向きの磁界を検出できるようにしている。すなわち、磁界検出ユニットと磁界発生ユニットの相対的な取付位置や取付向きに自由度を持たせ、両者の相対的な位置関係が多少ずれていても磁界発生ユニットの磁界を検出できるようにした。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２２３６８３号公報（第５図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１に開示された発明では、磁界検出ユニットと磁界発生ユニットの相対的な取付向きや取付位置に自由度を持たせるために、複数のホール素子を磁界検出ユニットに取付けなければならず、これによって組み立て作業が複雑となり、また、個々のホール素子は、やはりその受感部面に外部から磁界を垂直に作用させたときに出力端子間に電位差が発生する性質を有するため、各ホール素子間の中間位置において検出するには、各ホール素子から得られる信号に基づく演算処理等が必要となる。
【００１２】
本発明の課題は、磁電変換素子としてホール素子を利用した検出装置において、複数のホール素子を用いることなく、取付作業をより簡便化し、また、喩え磁界発生ユニットとの相対的な位置関係が多少ずれていても、その磁界を確実に検出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、開閉構造を構成する一方の構造体に取り付けられ、磁界を発生する磁界発生ユニットと、開閉構造を構成する他方の構造体に取り付けられ、少なくとも、磁界を検出し、かつ、検出した磁界の強度に基づいて電圧を出力するホール素子からなるセンサを有する磁界検出ユニットとを備え、開閉構造を構成する構造体の開閉に伴う磁界の変化に基づいて、開閉構造の開閉を検出する検出装置において、磁界検出ユニットのセンサに、磁界発生ユニットから発生する磁界により磁化される磁性部材が取り付けられていることを特徴としている。
【００１４】
ここで、開閉構造を構成する構造体としては、具体的には、例えば、ドアとドア枠、窓と窓枠、金庫の扉と本体、観音開きの二枚の扉などが挙げられる。磁界発生ユニットが取り付けられる一つの構造体と、磁界検出ユニットが取り付けられる他の構造体は、一方が固定され、かつ、他方が移動可能な構成であっても良いし、両方が移動可能な構成であってもよい。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の検出装置において、磁性部材は、ホール素子との相対的な位置関係が固定されて取り付けられいることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の検出装置において、磁性部材は、ホール素子が取り付けられた回路基板に取り付けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、磁界検出ユニットのセンサに、磁性部材が取り付けられているので、ホール素子のみでは得られなかったセンサ感度の向上と検知範囲の拡大を得ることが出来る。
【００１８】
請求項２または３記載の発明によれば、磁性部材は、ホール素子との相対的な位置関係が固定されて取り付け固定されるので、ホール素子との相対的なズレを発生させることがなく、製造工程においては、簡単な組み立て作業によりセンサ個々の感度のばらつきを無くすことができ、また、現場設置時においては、より簡便に検出装置の取付作業を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明の検出装置の一実施の形態例である磁界検出ユニットのセンサ２３には、その動作原理を説明するための図１および図２に示すように、磁性部材Ｐが取り付けられている。より詳細には、磁性部材Ｐは、保磁力の小さな高透磁率材料、換言すると自らは磁石とはなり難い高透磁率材料、例えばパーマロイからなり、その一端部をセンサとしてのホール素子Ｈの受感部面に近接させ、他端部はホール素子Ｈより離れた所望の位置に臨ませる。
【００２１】
このように、ホール素子Ｈの受感部面に近接させて磁性部材Ｐを取り付けておくと、磁界発生ユニットの磁石Ｇが磁性部材Ｐに接近するだけで磁性部材Ｐは磁化され、その両端部を磁極とる磁界が発生する。すると、ホール素子Ｈの受感部面に近接させた磁性部材Ｐの一端部に発生して磁界は、ホール素子Ｈの受感部面に垂直に作用し、その出力端子間に電位差が発生させる。この場合、ホール素子Ｈの受感部面に近接して位置する磁性部材Ｐの一端部は、それから発生する磁界がホール素子Ｈの受感部面に垂直に作用する位置としておく。
【００２２】
このように、磁界発生ユニットの磁石Ｇは、その磁界が必ずしもホール素子Ｈの受感部面に垂直に作用する位置に来る必要はなく、磁性部材Ｐを磁化できる位置に来さえすればよい。これは、ホール素子のみでは得られなかったセンサ感度の向上と検知範囲の拡大をもたらす。
【００２３】
磁性部材は、単にホール素子Ｈの受感部面に近接させて設けただけでは、製造された磁界検出ユニット個々において、ホール素子との相対的なズレを発生するばかりでなく、例えば磁性部材Ｐの一端部をホール素子Ｈ上に載置したとしても、自由端となっている他端部との間に傾きが発生し、磁界発生ユニットの磁石Ｇとの一義的な距離を定めることができず、製品間での感度のばらつきが発生する。
【００２４】
そこで、本発明においては、磁性部材をホール素子との相対的な位置関係が固定されて取り付けられるようにするために、磁性部材Ｐをホール素子Ｈが取り付けられた回路基板Ｂに取り付け固定する。これにより、製品間の感度にばらつきが発生するのを防止する。
【００２５】
より詳細には、図３および図４に示すように、磁性部材Ｐを、保磁力の小さな高透磁率材料、例えばパーマロイからなる短冊状の板から、回路基板Ｂに取り付け固定できる形状に加工して得る。すなわち、短冊状の磁性部材Ｐは、その一端部Ｐ１をホール素子Ｈの受感部面に載置できるように、何らの加工も施さず平面としておくが、他端部は長手方向に３本に分割した上で２段に折り曲げ加工する。１段目の折り曲げ位置Ｐ２は、分割されていない平面部上とし、２段目の折り曲げ位置Ｐ３は、平面部から３本に分割された分割位置とする。
【００２６】
ここで、１段目の折り曲げ角度は磁性部材Ｐの傾き角度を規定する。２段目の折り曲げにより３本に分割された中の両外側２本Ｐ４，Ｐ５は、ホール素子Ｈが取り付けられた回路基板Ｂに穿たれた孔を通してハンダ付けされて取付け固定される。また、残りの中央１本Ｐ６は、回路基板Ｂの表面に沿うように折り曲げられて、回路基板Ｂの表面に当接する。これにより、回路基板Ｂへ挿入される前記両外側２本Ｐ４，Ｐ５の長さを規定し、結果として磁性部材Ｐの傾き角度を規定する。
【００２７】
上記のように加工された磁性部材Ｐを回路基板Ｂに取り付けるには、図４に示すように、その一端部Ｐ１を回路基板Ｂ上に実装されてホール素子Ｈの受感部面に当接させ、他端部の分割された両外側２本Ｐ４，Ｐ５を回路基板Ｂに穿たれた孔に通し、残り中央１本Ｐ６を回路基板Ｂの表面に当接させた上で、両外側２本Ｐ４，Ｐ５を回路基板ＢにハンダＳによりハンダ付けして固定する。
【００２８】
このように、磁性部材Ｐは、ホール素子Ｈが取り付けられた回路基板Ｂに取り付け固定されるので、ホール素子との相対的な位置関係にズレを発生させることがなく、製造工程においては、簡単な組み立て作業によりセンサ個々の感度のばらつきを無くすことができ、また、現場設置時においては、より簡便に検出装置の取付作業を行うことができる。
【００２９】
なお、上記実施例においては、磁性部材Ｐの他端部を長手方向に３本に分割した上で２段に折り曲げ加工したが、要はホール素子との相対的なズレが発生しないように、ホール素子Ｈが取り付けられた回路基板Ｂに取り付け固定できればよいので、この形態に限定されるものではない。例えば、他端部を回路基板Ｂに穿たれた孔を貫通させることなく、ホール素子Ｈが実装された回路基板Ｂの同一面上にハンダ付けしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態例である磁界検出ユニットにおけるセンサの構成図である。
【図２】本実施の形態例である磁界検出ユニットにおけるセンサの動作原理を説明する図である。
【図３】本実施の形態例である磁界検出ユニットにおけるセンサの磁性部材の斜視図である。
【図４】本実施の形態例である磁界検出ユニットにおけるセンサの組み立て状態における側面図である。
【図５】検出装置Ｍの構成を示すブロック図である。
【図６】従来の磁界検出ユニットにおけるセンサの動作原理を説明する図である。
【図７】従来の磁界検出ユニットにおけるセンサの動作原理を説明する図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、検出装置を窓の開閉検出に適用した例を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、検出装置をドアの開閉検出に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｍ  検出装置
Ｍ１  磁界検出ユニット
Ｍ２  磁界発生ユニット
Ｗ１  窓（一つの構造体）
Ｗ２  窓枠（他の構造体）
２３  センサ
Ｂ  回路基板
Ｈ  ホール素子
Ｇ  磁石
Ｐ  磁性部材
【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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【図９】
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