(57)【要約】 【課題】  簡単な構造で、微小変位の位置検出を可能とするノーマルクローズ接点のリードスイッチおよびそれを用いたリードスイッチ機構を提供すること。【解決手段】  磁性材料からなる一対のリード３がその接点部４を対向させて絶縁容器に封入され、リード３に印加する磁界に応じて、接点部４が開放または接触するリードスイッチであり、印加磁界がないときには接点部４どうしがリード３の弾性力により機械的に押し付けられた状態で接触しており、一対の接点部４を同極に磁化し磁気反発力を誘起することにより接点部４を開放するリードスイッチを用い、両端がＳ極で中央がＮ極になるように着磁された角棒状もしくは丸棒状の磁石９を、リードスイッチの軸方向と着磁された方向とが平行になるように配置し、その軸方向に移動させることにより、磁石９の中央のＮ極が接点部４に接近したことを検知して接点部４を開放するリードスイッチ機構である。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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該可動部を支持する支持部とを一体に形成した磁性材料からなる一対のリードと、該一対のリードの前記接点部を対向させて封入する絶縁容器とが設けられ、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部が開放または接触するリードスイッチにおいて、印加磁界がないときには前記接点部どうしが前記リードの弾性力により機械的に押し付けられた状態で接触しており、前記一対の接点部を同極に磁化することで、磁気反発力が誘起され接点部が開放されることを特徴とするリードスイッチ。
【請求項２】
前記接点部どうしを機械的に押し付ける力の大きさまたは押し込み量を調節することにより、前記磁気反発力により接点部が開放される際の感度を調節した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３】
請求項１または請求項２に記載のリードスイッチを用い、前記一対のリードをそれぞれ別々のコイルで駆動することにより、一対の接点部を同極に磁化し、接点部を反発させて接点部を開放することを特徴とするリードスイッチ機構。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のリードスイッチを用い、前記リードが延伸する軸方向に対して着磁方向が直角となるように角棒状もしくは丸棒状の磁石を配置し、前記軸方向に平行な移動により前記磁石が接点部に接近したことを検知して接点部を開放することを特徴とするリードスイッチ機構。
【請求項５】
前記磁石は、前記リードと対向する側とは逆側の端面で、両側の直線部と中央直線部とからなるコ字形のヨークに前記中央直線部の中点で接続され、前記磁石の着磁方向と前記両側の直線部は平行であることを特徴とする請求項４記載のリードスイッチ機構。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載のリードスイッチを用い、互いに逆方向に着磁した２個の磁石を密着させ接続し、前記リードが延伸する軸方向に対して着磁方向が平行となるように配置し、前記軸方向に平行な移動により前記磁石の接続部が前記接点部に接近したことを検知して接点部を開放することを特徴とするリードスイッチ機構。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のリードスイッチを用い、両端がＮ極で中央がＳ極、または両端がＳ極で中央がＮ極になるように着磁された角棒状もしくは丸棒状の磁石を、前記リードが延伸する軸方向と着磁された方向とが平行になるように配置し、前記軸方向に平行な移動により前記磁石の中央が前記接点部に接近したことを検知して接点部を開放することを特徴とするリードスイッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器内に封入された磁性体のリード片が磁界に応答して開閉動作を行うリードスイッチおよびそれを用いたリードスイッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノーマルクローズ接点（印加磁界がないときに閉じている接点）のリードスイッチ機構を実現するためには、ノーマルオープン接点のリードスイッチ機構にバイアス磁石を配してノーマルクローズ接点とする方法（例えば特許文献１）、トランスファー接点のリードスイッチ機構のノーマルクローズ接点側を用いる方法（例えば特許文献２）が一般的である。しかし、バイアス磁石が必要であったり、リードスイッチ機構が複雑になったりするという欠点があった。
【０００３】
また、一般的なリードスイッチは動作範囲が広いため、位置検出に使用する場合には、微小変位に対する位置検出が難しいという欠点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３９７５２号公報
【特許文献２】特開平５−２２５８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記欠点に対して、本発明の課題は、バイアス磁石を使用せず、あるいは複雑な構造のリードスイッチを使用せずに、簡単な構造で、微小変位に対する位置検出を可能とするノーマルクローズ接点のリードスイッチおよびそれを用いたリードスイッチ機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリードスイッチは、接点部どうしを機械的に押し付けて接触したままの状態で固定することにより、バイアス磁石を用いずに簡単な構造でノーマルクローズ接点を実現したものである。そのため、既存のノーマルオープン接点のリードスイッチ機構を製造する設備を用いて製造することが可能である。また、感度も接点どうしを押し付ける量（押し込み量）あるいは押し付ける力の大きさを変えることにより調節することが可能である。
【０００７】
本発明のリードスイッチ機構は、接点部を同極に磁化することにより、その磁気反発力で接点を開放する構造であるが、接点部を同極に磁化するための条件は非常に限定されるので、限定された狭い範囲でしか動作しないと共に、微小な変位に応答できるという特徴がある。
【０００８】
すなわち、本発明のリードスイッチは、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該可動部を支持する支持部とを一体に形成した磁性材料からなる一対のリードと、該一対のリードの前記接点部を対向させて封入する絶縁容器とが設けられ、前記リードに印加する磁界に応じて、前記接点部が開放または接触するリードスイッチにおいて、印加磁界がないときには前記接点部どうしが前記リードの弾性力により機械的に押し付けられた状態で接触しており、前記一対の接点部を同極に磁化することで、磁気反発力が誘起され接点部が開放されることを特徴とする。
【０００９】
前記接点部どうしを機械的に押し付ける力の大きさまたは押し込み量を調節することにより、前記磁気反発力により接点部が開放される際の感度を調節できる。
【００１０】
本発明のリードスイッチ機構は、前記リードスイッチを用い、前記一対のリードをそれぞれ別々のコイルで駆動することにより、一対の接点部を同極に磁化し、接点部を反発させて接点部を開放することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のリードスイッチ機構は、前記リードスイッチを用い、前記リードが延伸する軸方向に対して着磁方向が直角となるように角棒状もしくは丸棒状の磁石を配置し、前記軸方向に平行な移動により前記磁石が接点部に接近したことを検知して接点部を開放することを特徴とする。
【００１２】
前記磁石は、前記リードと対向する側とは逆側の端面で、両側の直線部と中央直線部とからなるコ字形のヨークに前記中央直線部の中点で接続され、前記磁石の着磁方向と前記両側の直線部は平行であるようにすることができる。
【００１３】
また、本発明のリードスイッチ機構は、前記リードスイッチを用い、互いに逆方向に着磁した２個の磁石を密着させ接続し、前記リードが延伸する軸方向に対して着磁方向が平行となるように配置し、前記軸方向に平行な移動により前記磁石の接続部が前記接点部に接近したことを検知して接点部を開放することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のリードスイッチ機構は、前記請求項２記載のリードスイッチを用い、両端がＮ極で中央がＳ極、または両端がＳ極で中央がＮ極になるように着磁された角棒状もしくは丸棒状の磁石を、前記リードが延伸する軸方向と着磁された方向とが平行になるように配置し、前記軸方向に平行な移動により、前記磁石の中央が前記接点部に接近したことを検知して接点部を開放することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、バイアス磁石を用いずに簡単な構造でノーマルクローズ接点のリードスイッチを実現することが可能である。また、微小変位に対し高精度に位置検出ができるリードスイッチ機構を簡単な構造で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明のリードスイッチの部分断面図を示す。１は端子、２はリードを封入する絶縁容器としてのガラス管、３は磁性体からなるリード、４は接点部、３１はリード支持部である。印加磁界がないとき、リードスイッチの接点部４どうしを機械的に押し付けて接触した（押し込んだ）状態となっている。こうすると、磁力に対する感度は接点どうしを押し付ける量（押し込み量）により調節することができる。図２に、その押し込み量に対する感度特性を示す。押し込み量が大きくなると、接点部を機械的に押し付ける力の大きさが増加し、それに伴い接点を開放するのに必要な磁力が増加していることが分かる。
【００１８】
図３に、本発明のリードスイッチ機構の磁石駆動での動作特性（動作範囲）を示す。同図のように、角棒状または丸棒状でリードスイッチの軸方向と直角に着磁された磁石７を、矢印で表示した磁石移動方向１１に沿って動かしたとき、すなわちリードスイッチの軸方向に磁石７を移動させた場合、接点部４付近の限定された狭い動作範囲５（一点鎖線の楕円で表示）でのみ接点が開放（ＯＦＦ）する。
【００１９】
図４は、本発明のリードスイッチ機構のコイル駆動による動作原理を示す模式図である。左右のリード３に別々のコイル８を配置し、接点部４を同極に磁化することにより、その磁気反発力で接点を開放する。図４では、２つのコイル８は断面で示され、その電流は左右のリード３に互いに逆向きの磁界６を印加するように流される様子を示した。このような２つのコイル８を軸方向に変位させることにより、その位置に精密に応答して開放するリードスイッチ機構が得られる。
【００２０】
図５は、本発明のリードスイッチ機構の磁石駆動による動作原理を示し、図５（ａ）は磁石が接点部から離れた位置にある場合、図５（ｂ）は磁石が接点部に接近した場合、図５（ｃ）は磁石が接点部から図５（ａ）とは逆側に離れた位置にある場合の図である。
【００２１】
磁石移動方向１１に沿って、リードスイッチ機構の軸方向に磁石７を移動するとき、図５（ａ）のように、磁石７のＮ極が左側のリード３の部分にある場合には、磁界６は図示されたようになり、接点部４どうしは異極に磁化され、その磁気吸引力により接触したままになる。次に、図５（ｂ）のように、磁石７を移動してＮ極が接点部４の間近に来ると、磁界６は図示されたようになり、接点部４どうしが同極に磁化され、その磁気反発力により接点は開放される。更に、図５（ｃ）のように、磁石７を移動してＮ極が右側のリード３の部分に来ると、磁界６は図示されたようになり、接点部４どうしは異極に磁化され、その磁気吸引力により接触したままになる。この一連の動作において、磁界６とは別に２つの接点部４を押し付けるようにリード３はガラス管に固定されているので、その押し込み量を調節することで、すでに図３に示したように、磁石７により接点部４が開放される領域を狭く設定することができる。
【００２２】
図６〜図８に基づいて本発明のリードスイッチ機構の他の実施の形態を説明する。
【００２３】
図６は２個の磁石を使用した本発明のリードスイッチ機構の応用例を示す図であり、ここで用いる磁石は、リードスイッチの軸方向に平行に着磁された２個の角棒状または丸棒状の磁石７を中央部がＮ極またはＳ極どうし（同極）になるように並べて接続したものである（図６では中央部はＮ極）。このような２つの磁石を接続して用いると、中央部の磁極からは指向性の鋭い磁束が発生するので、磁石の微小変位に応答して、接点部の開閉が行われる。
【００２４】
図７は互いに逆方向に着磁された２つの領域を持つ磁石を使用した本発明のリードスイッチ機構の応用例を示す図である。この例では、１個の角棒状または丸棒状の磁石７を面着磁して、すなわち、中央部を境にして互いに逆方向に着磁された領域を持つようにして、図６と同様に中央部がＮ極またはＳ極で、その両端が中央部と反対の極になるようにしたものである（図６では中央部がＮ極）。この例では、Ｎ極から図６の場合に匹敵する鋭い指向性の磁束が得られるが、反発する磁石を接続する手段が不要となり、リードスイッチ機構は図６よりも簡略な構成になる。
【００２５】
図８は磁石とヨークを使用した本発明のリードスイッチ機構の応用例を示す図である。磁石７は図３または図５の形態で用いたのと同様であり、角棒状または丸棒状でリードスイッチの軸方向とは直角方向に磁化されており、ここで用いたコ字形のヨーク１０は両端の直線部と中央直線部からなり、その中央直線部の中点に磁石７のＳ極端面が接続され、両端の直線部は磁石７の磁化方向と平行に配置されている。こうして、コ字形のヨーク１０により、磁束が有効にリード３にもたらされると共に、Ｎ極からは鋭い指向性の磁束が発生し、磁石の微小変位に応答できるリードスイッチ機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のリードスイッチを示す部分断面図。
【図２】本発明のリードスイッチの押し込み量に対する感度特性を示す図。
【図３】磁石駆動による本発明のリードスイッチ機構の動作特性（動作範囲）を示す図。
【図４】コイル駆動による本発明のリードスイッチ機構の動作原理を示す模式図。
【図５】磁石駆動による本発明のリードスイッチの動作原理を示し、図５（ａ）は磁石が接点部から離れた位置にある場合、図５（ｂ）は磁石が接点部に接近した場合、図５（ｃ）は磁石が接点部から図５（ａ）とは逆側に離れた位置にある場合の図。
【図６】２個の磁石を使用した本発明のリードスイッチ機構の応用例を示す図。
【図７】互いに逆方向に着磁された２つの領域を持つ磁石を使用した本発明のリードスイッチ機構の応用例を示す図。
【図８】磁石とヨークを使用した本発明のリードスイッチ機構の応用例を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１    端子
２    ガラス管
３    リード
４    接点部
５    動作範囲（ＯＦＦ領域）
６    磁界
７，９    磁石
８    コイル
１０    ヨーク
１１    磁石移動方向
３１    リード支持部
【図１】
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【図２】
2007335217.tif 000004
【図３】
2007335217.tif 000005
【図４】
2007335217.tif 000006
【図５】
2007335217.tif 000007
【図６】
2007335217.tif 000008
【図７】
2007335217.tif 000009
【図８】
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