(57)【要約】【課題】  移動検出の対象となる移動体の移動速度に関わらず、磁気センサの出力変化が急峻で安定したオン、オフの切り替えができる近接スイッチを得る。【解決手段】  筐体１２の内側へ更に入り込んだスライダ５２は、一端で可動部２６を押圧する。しかしながら、可動部２６はそのばね力に抗する復帰ばね３８に付勢力によってプレート部２２側へ付勢される。このため、スライダ５２からの押圧力が可動部２６に付与されても可動部２６はプレート部１８側へ移動できずに撓む。撓むことで増加した可動部２６のばね力とスライダ５２からの押圧力が復帰ばね３８の付勢力を上回ると、可動部２６は急激にその形状を復元（伸直）しようとする。これにより、可動部２６はその先端側が急激にプレート部１８側へ移動し永久磁石３０が磁気センサ３２に急激に接近する。【選択図】    図１
2007012376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に所定の磁界を形成する永久磁石と、
前記永久磁石が形成する前記磁界の磁気を検出すると共に、検出した前記磁気の変化に応じて出力が変化する磁気検出手段と、
所定の位置に回動可能に支持されると共に前記永久磁石及び前記磁気検出手段の何れか一方が回動中心から離れた位置に取り付けられ、回動することで前記永久磁石及び前記磁気検出手段の何れか他方に対して前記何れか一方を接離移動させるばね性を有する保持部材と、
前記何れか他方に対して前記何れか一方が接近する方向又は離間する方向の側から前記保持部材に干渉して当該移動を規制すると共に、当該規制によって前記保持部に生じるばね力が一定の大きさを超えた場合に前記規制を解除する規制手段と、
前記保持部材を介して前記規制手段とは反対側で前記保持部材の側へ向けてスライド可能に設けられ、スライドすることで前記保持手段を押圧する押圧部材と、
を備える近接スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁気センサと永久磁石を用いた近接スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両のブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するための検出装置や、シートベルト装置を構成するバックル装置にタングプレートが装着されたか否かを検出するための検出装置とには、磁気センサを適用した近接スイッチ（一例として下記特許文献１を参照）が用いられることがある。
【０００３】
この種の近接スイッチはホール素子や磁気抵抗素子等の磁気センサと永久磁石とを備えている。永久磁石は装置の可動部に取り付けられており、踏み込まれたブレーキペダルや、バックル装置に挿し込まれたタングプレートによって可動部が移動すると、可動部と共に永久磁石が移動する構造になっている。
【０００４】
永久磁石はその周囲に一定の磁界を形成するが、可動部と共に永久磁石が移動すると磁気センサが検出する磁気に変動が生じる。磁気センサは検出した磁気に応じて出力が変化するため、検出した磁気に変動が生じると磁気センサからの出力もまた変化し、磁気センサの出力が一定のしきい値を超えると近接スイッチは電気的にオン、オフされる。
【特許文献１】特開２００３−１９７０７８の公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、永久磁石はその近傍で比較的緩やかな磁束勾配の磁界を形成する。このため、磁気センサに永久磁石の近傍まで接近した後で永久磁石が移動した際の磁気センサが検出する磁気の変動は極めて緩やかになる。
【０００６】
しかも、磁気センサは温度によって出力が変化することが多く、このような磁気センサを用いた近接スイッチを車両に搭載するには、磁気センサの出力がしきい値を超えたことを条件として電気的なオン、オフの切り替えを行なう構成とすることが難しい。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、移動検出の対象となる移動体の移動速度に関わらず、磁気センサの出力変化が急峻で安定したオン、オフの切り替えができる近接スイッチを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明に係る近接スイッチは、周囲に所定の磁界を形成する永久磁石と、前記永久磁石が形成する前記磁界の磁気を検出すると共に、検出した前記磁気の変化に応じて出力が変化する磁気検出手段と、所定の位置に回動可能に支持されると共に前記永久磁石及び前記磁気検出手段の何れか一方が回動中心から離れた位置に取り付けられ、回動することで前記永久磁石及び前記磁気検出手段の何れか他方に対して前記何れか一方を接離移動させるばね性を有する保持部材と、前記何れか他方に対して前記何れか一方が接近する方向又は離間する方向の側から前記保持部材に干渉して当該移動を規制すると共に、当該規制によって前記保持部に生じるばね力が一定の大きさを超えた場合に前記規制を解除する規制手段と、前記保持部材を介して前記規制手段とは反対側で前記保持部材の側へ向けてスライド可能に設けられ、スライドすることで前記保持手段を押圧する押圧部材と、を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の近接スイッチによれば、押圧部材をスライドさせて保持部材を押圧すると、押圧部材が回動しようとする。押圧部材が回動すると永久磁石及び磁気検出手段の何れか一方が何れか他方に対して接近又は離間する。しかしながら、押圧部材に押圧された保持部材が回動しようとすると、保持部材は規制手段に干渉されて回動が規制される。この状態で更に押圧部材をスライドさせて保持部材を押圧しても、その押圧力が一定の大きさを超えていなければ規制手段による保持部材の干渉は解消されず、保持部材はそのばね性によって弾性変形する。
【００１０】
押圧部材のスライド量が一定のストロークを超えて、保持部材に付与する押圧力が一定の大きさを超え、これに伴い弾性変形によって生じる保持部材のばね力が一定の大きさを超えると、規制手段による保持部材の規制が解消され、保持部材はばね力に基づく復元力で、永久磁石及び磁気検出手段の何れか一方が何れか他方に対して接近又は離間する方向へ急激に回動する。
【００１１】
このように、保持部材が弾性変形することで生じるばね力が一定の大きさに到達するまでは、相対的に永久磁石が磁気検出手段に接近又は離間できず、保持部材のばね力が一定の大きさに到達した後には保持部材の復元力で相対的に永久磁石が磁気検出手段に急激に接近又は離間する。このため、磁気検出手段において検出される永久磁石の磁気が急激に変化し、磁気検出手段の出力が急激に変化する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明に係る近接スイッチでは、移動検出の対象となる移動体の移動速度に関わらず、磁気センサの出力変化が急峻で安定したオン、オフの切り替えができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明の一実施の形態に係る近接スイッチ１０の構成が斜視図によって示されている。
【００１４】
この図に示されるように、近接スイッチ１０は筐体１２を備えている。筐体１２はベース１４とカバー１６とにより構成されている。ベース１４は平板状のプレート部１８を備えている。プレート部１８の外周部には周壁２０が立設されており、ベース１４は全体的にプレート部１８の厚さ方向の一方へ向けて開口した箱形状に形成されている。
【００１５】
一方、カバー１６は、プレート部１８に対して平行な板状のプレート部２２を備えている。プレート部２２の外周部には周壁２４が立設されており、カバー１６は全体的にベース１４の開口方向とは反対方向へ向けて開口した箱形状に形成されている。
【００１６】
また、プレート部２２の厚さ方向に沿った周壁２４の中間部よりもプレート部２２とは反対側ではプレート部２２側よりも薄肉状とされており、この部分がベース１４の周壁２０に対して外側から嵌まり込む。これによって、ベース１４の開口側が閉止される。
【００１７】
以上の構成の筐体１２の内側には、保持手段を構成する可動部２６が設けられている。可動部２６は全体的に平面視矩形の板ばねとされており、可動部２６はその幅方向を軸方向とする軸周りに湾曲する如く弾性変形が可能とされている。
【００１８】
可動部２６はその長手方向基端側において厚さ方向が概ねプレート部１８の厚さ方向に沿っており、プレート部１８上に設けられた支持片２８によって可動部２６の長手方向基端部が固定されている。このため、可動部２６はその幅方向を軸方向として長手方向先端側が回動するように弾性変形できる構造になっている。
【００１９】
また、可動部２６の長手方向他端側には永久磁石３０が設けられている。永久磁石３０は可動部２６の厚さ方向のプレート部１８側の面に固定されている。可動部２６に固定された永久磁石３０に対応して、プレート部１８上には磁気検出手段としての磁気センサ３２が取り付けられている。
【００２０】
磁気センサ３２は、ホール素子や磁気抵抗素子（巨大磁気抵抗素子を含む）等によって構成されている。磁気センサ３２よりも可動部２６の長手方向基端側におけるプレート部１８上には支持片３４が設けられている。
【００２１】
支持片３４は弾性変形した可動部２６がその復元力（ばね力）で回動した際に、可動部２６のプレート部１８側の一部に干渉可能とされており、支持片２８の先端がプレート部１８に干渉した状態では、プレート部１８の厚さ方向に沿って永久磁石３０と磁気センサ３２との間に僅かな隙間が形成される。これにより、永久磁石３０と磁気センサ３２との接触、特に、可動部２６のバネ力による磁気センサ３２に対する永久磁石３０の衝突を防止する。
【００２２】
また、可動部２６の先端側に対応してプレート部２２には緩衝部３６が設けられている。緩衝部３６は、例えば、ブロック状のゴムにより形成されており、可動部２６が長手方向基端部周りに回動したり、また、可動部２６の幅方向を軸方向とする軸周りにプレート部２２側へ向けて開口するように可動部２６が湾曲したりした際に、可動部２６の長手方向先端側に緩衝部３６が当接する。
【００２３】
一方、可動部２６には規制手段としての復帰ばね３８が設けられている。復帰ばね３８は可動部２６と同様に平面視略矩形の板ばねで、その長手方向及び幅方向は概ね可動部２６の長手方向及び幅方向に沿っている。復帰ばね３８に対応して可動部２６の長手方向中間部には矩形の貫通孔４０が形成されている。
【００２４】
貫通孔４０は復帰ばね３８の形状に対応しており、貫通孔４０の内周部のうち可動部２６の先端側における部分で復帰ばね３８の先端部が可動部２６に繋がっている。さらに言えば、この復帰ばね３８は可動部２６との連続部分を残して可動部２６に貫通孔４０を形成した際の残部である。
【００２５】
一方、プレート部１８上における支持片２８と支持片３４との間には支持片４２が立設されている。支持片４２の支持片３４側の面には側面視で略三角形状の保持溝４４が形成されている。
【００２６】
保持溝４４の底から上記の復帰ばね３８の可動部２６との連続部分までの直線距離は、復帰ばね３８の長手方向寸法よりも十分に短くなるようにプレート部１８上での支持片４２の立設位置や保持溝４４の形成位置が設定されている。
【００２７】
保持溝４４には復帰ばね３８の基端部（長手方向に沿った可動部２６との連続部分との反対側の端部）が入り込んでいる。上記のように保持溝４４の底から上記の復帰ばね３８の可動部２６との連続部分までの直線距離が復帰ばね３８の長手方向寸法よりも十分に短いため、復帰ばね３８はプレート部２２側へ向けて開口するように湾曲している。
【００２８】
復帰ばね３８の復元形状は平板状であるため、湾曲することで元の平板状に復元するようにばね力（復元力）が生じ、このばね力が可動部２６をプレート部２２側へ付勢している。
【００２９】
上記のように可動部２６は長手方向基端部を中心に回動したり、可動部２６の幅方向を軸方向とする軸周りにプレート部２２側へ開口するように湾曲したりすると、可動部２６の先端側が緩衝部３６に当接するが、このように可動部２６の先端側が緩衝部３６に接触した状態で可動部２６に生じるばね力（付勢力）よりも復帰ばね３８のばね力（付勢力）の方が大きくなるように、復帰ばね３８の形状や支持片４２の位置等が設定されている。このため、復帰ばね３８のばね力以外の外力が可動部２６に作用していない状態では、可動部２６の先端側が緩衝部３６に圧接している。
【００３０】
また、上記の復帰ばね３８に対応してプレート部１８には退避孔４６が形成されており、プレート部１８の上面（プレート部２２と対向する側の面）に接するまで復帰ばね３８が撓んだ場合には、復帰ばね３８が退避孔４６に入り込む。これにより、復帰ばね３８が弾性変形する際のプレート部１８からの不要な干渉を防止できる構成になっている。
【００３１】
一方、プレート部１８の支持片２８と支持片４２との間に対応して、プレート部２２にはその厚さ方向に貫通するガイド孔４８が形成されている。ガイド孔４８に対応してプレート部２２にガイド筒５０が形成されており、ガイド孔４８の内周部とガイド筒５０の内周部がプレート部２２の厚さ方向に連続している。
【００３２】
ガイド孔４８及びガイド筒５０には押圧部材としてのスライダ５２が挿入されている。スライダ５２はその断面形状がガイド孔４８及びガイド筒５０の開口形状と同形状とされており、ガイド孔４８及びガイド筒５０の開口方向にスライド可能とされている。
【００３３】
また、スライダ５２の一端は支持片２８と支持片４２との間で可動部２６に接している。さらに、可動部２６が支持片３４に接するまで可動部２６が移動又は変形（復元）した状態で、スライダ５２はその一端が可動部２６に接したままガイド孔４８及びガイド筒５０を貫通して筐体１２の外側へ突出する程度にスライダ５２の寸法（ガイド孔４８及びガイド筒５０の開口方向に沿った寸法）が設定されている。
【００３４】
さらに、プレート部２２の裏面（上面）にはスライダ５４がプレート部２２の裏面に沿って所定の方向（図２乃至図４の左右方向）にスライド可能に取り付けられている。スライダ５４には斜面５６を有する孔部５８が形成されている。孔部５８の斜面５６は、スライダ５４のスライド方向に沿ってガイド孔４８側への向きに対して孔部５８の開口側に傾斜している。
【００３５】
スライダ５４は、そのスライド方向一方（図２乃至図４の右方向）にスライドすると、斜面５６がスライダ５２の他端に接する。さらに、この状態で、スライダ５４をそのスライド方向一方にスライドさせると、斜面５６がスライダ５２を筐体１２の内側へ押し込む。
【００３６】
＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、本近接スイッチ１０の作用並びに効果について説明する。
【００３７】
本近接スイッチ１０は、図２に示されるスライダ５４の初期状態で、スライダ５４をそのスライド方向一方（図２の右方向）へスライドさせると、孔部５８の斜面５６がスライダ５２の他端部に接する。この状態で更にスライダ５４をそのスライド方向一方へスライドさせると、斜面５６がスライダ５２を押圧する。
【００３８】
この押圧力によってスライダ５２は、ガイド孔４８及びガイド筒５０に案内されつつ筐体１２の内側へ更に入り込む。このようにスライダ５２が筐体１２の内側へ入り込むと、スライダ５２の一端が可動部２６を押圧する。
【００３９】
一方で、上記のように可動部２６はそのばね力に抗する復帰ばね３８に付勢力によってプレート部２２側へ付勢されている。したがって、スライダ５２からの押圧力が可動部２６に付与されても、可動部２６のばね力とスライダ５２からの押圧力との合力が復帰ばね３８の付勢力を上回らないと可動部２６はプレート部１８側へ移動できない。
【００４０】
したがって、このような状態では、図３に示されるように、可動部２６はその先端側がプレート部１８側へ移動しないものの、スライダ５２からの押圧力を受けることにより、幅方向を軸方向とする軸周りにプレート部２２側へ開口した凹形状に湾曲する。このように、可動部２６が湾曲することで可動部２６のばね力が増加する。
【００４１】
このように、スライダ５４をそのスライド方向一方へスライドさせて、斜面５６がスライダ５２を筐体１２の内側へ押し込むと、更に、可動部２６が湾曲する。このように湾曲することで増加した可動部２６のばね力とスライダ５２からの押圧力との合力が、復帰ばね３８の付勢力を上回ると、図４に示されるように、可動部２６は急激にその形状を復元（伸直）しようとする。
【００４２】
これにより、可動部２６はその先端側が急激にプレート部１８側へ移動して、支持片３４に支持される。
【００４３】
次いで、図４に示される状態からスライダ５４をそのスライド方向他方にスライドさせると、スライダ５２は斜面５６からの押圧力が漸次減少する。このため、可動部２６に付与される押圧力も減少し、可動部２６は、可動部２６のばね力に抗しうる復帰ばね３８の付勢力によりスライダ５２の一端に押し付けられながら漸次プレート部１８側へ移動する。
【００４４】
すなわち、本近接スイッチ１０では、スライダ５４をそのスライド方向一方へスライドさせた際と、スライド方向他方へスライドさせた際では、可動部２６の移動の態様が異なる。
【００４５】
ここで、図５に示されるように、本近接スイッチ１０では、スライダ５４が一定量スライドするまでは、スライダ５２が可動部２６を押圧しているものの、可動部２６に設けられた永久磁石３０が磁気センサ３２に接近しない。
【００４６】
次いで、スライダ５４のスライド量が一定ストローク（図５におけるＲ１）を超えると、上記のように、可動部２６のばね力とスライダ５２が可動部２６に付与する押圧力との合力が、復帰ばね３８の付勢力を上回り、急激に可動部２６がプレート部１８側へ接近移動する。
【００４７】
このため、図５のＲ１からＲ２までの間で示されるように、可動部２６に設けられた永久磁石３０が磁気センサ３２に急激に接近する。さらに、このように永久磁石３０が磁気センサ３２に急激に接近すると、図６のＲ１からＲ２までの間で示されるように、磁気センサ３２からの出力電圧が素早くＥ１からＥ２に到達する。
【００４８】
このように、磁気センサ３２からの出力電圧が急激に増加してＥ１からＥ２に到達するにあたって、しきい値として予め設定されるＥｓを越えるため、磁気センサ３２に接続される電気回路のオン、オフが切り替えられる。
【００４９】
ところで、磁気センサ３２は、その周囲の温度等の変化によって出力電圧が増加（図６の二点鎖線状態）したり、減少（図６の点線状態）したりする。しかしながら、本近接スイッチ１０では、上記のように、可動部２６の先端側は急激に移動して、永久磁石３０が急激に磁気センサ３２に接近し、これにより、磁気センサ３２での出力電圧が急激に変化する。
【００５０】
上記のように、周囲の温度に変化が生じて磁気センサ３２での出力電圧に増減が生じても、永久磁石３０が急激に磁気センサ３２に接近することで磁気センサ３２での出力電圧が急激に変化することに変わりはない。このため、図６に示されるように、周囲の温度等に変化が生じても、スライダ５２のスライド範囲のうち、極めて短いスライド範囲ｄＲの間で磁気センサ３２での出力電圧がしきい値Ｅｓを超える。
【００５１】
これにより、周囲の温度に変化が生じることを予め考慮しても、スライダ５２のスライド範囲中で確実に磁気センサ３２の出力電圧がしきい値Ｅｓを越えさせることができ、スライダ５４を操作することで確実に少なくとも、磁気センサ３２が接続された電気回路のオン、オフの何れか一方から他方へ切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る近接スイッチの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る近接スイッチの初期状態を示す断面図である。
【図３】押圧部材からの押圧力により保持手段が弾性変形した状態を示す図２に対応した断面図である。
【図４】永久磁石が磁気センサに接近した状態を示す図２に対応した断面図である。
【図５】スライダのスライド量と永久磁石から磁気センサまでの距離との関係を示すグラフである。
【図６】スライダのスライド量と磁気センサからの出力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０    近接スイッチ
２６    可動部（保持手段）
３０    永久磁石
３２    磁気センサ（磁気検出手段）
３８    復帰ばね（規制手段）
５２    スライダ（押圧部材）
【図１】
2007012376.tif 000003
【図２】
2007012376.tif 000004
【図３】
2007012376.tif 000005
【図４】
2007012376.tif 000006
【図５】
2007012376.tif 000007
【図６】
2007012376.tif 000008