(57)【要約】【課題】  多種類に共用できる標準寸法の磁性材料および現有の生産設備を用いて製造可能で、かつ従来同等に扱える小型のリードスイッチを提供すること。【解決手段】  先端に接点部３、接点部に連続する可動部４ａ，４ｂに連続して可動部を支持する支持部５を一体に備えた磁性材料からなる一対のリード１、接点部３に対向させて空洞内に封入する封入部材であるガラス管２を備え、リードの少なくとも一方は、可動部４ａ、４ｂとガラス管で固定され、支持部５は、可動部４ｂ間に位置する境界部６を有し、リード１にかけられる磁界に応じて接点部３を接触又は開放するように構成されたリードスイッチ１において、境界部６と接点部３に挟まれるリード１の任意の位置に可動部又は接点部より厚みを増して形成された形成部７を具設すること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に接点部を有し磁性材料からなる一対のリードと、前記接点部を対向させて空洞内に封入固定する封入部材とを備え、前記リードの少なくとも一方は、前記接点部につながる可動部と、前記封入部材によって固定されリード全体を支える支持部と、前記可動部および前記支持部の間に位置する境界部とを有し、前記リードにかけられる磁界に応じて前記接点部を接触又は開放するように構成されたリードスイッチにおいて、前記境界部と前記接点部に挟まれる前記リードの任意の位置に前記可動部又は前記接点部より厚みを増して形成された形成部が具設されたことを特徴とするリードスイッチ。
【請求項２】
前記形成部が、前記リードの長手方向に対して垂直な方向である厚み方向の片側に突設され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】
前記形成部が、可動部または接点部を曲面を介して連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のリードスイッチ。
【請求項４】
前記形成部が、複数個を前記リードの長手方向に対して並設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のリードスイッチ。
【請求項５】
前記形成部により、前記接点部に付与するめっき範囲を抑制したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載のリードスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部磁界によって接点が開閉するリードスイッチに関し、特に、接点部が所定の微小間隔を保って対向する２個以上の磁性材料からなるリード片がガラス管に封入されているリードスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
長手方向の端部に接点部が形成された２個以上の磁性材料からなるリード片を、その接点が所定の微小間隔を保って対向するように直状ガラス管両端面で封入固定された構造の外部磁界によって接点が開閉するリードスイッチは、その密閉構造故の信頼性の高いスイッチとして、または磁気を用いたセンサとしてなど広く産業に供されている。
【０００３】
図８は、従来技術による一般的なリードスイッチの一構成例で、内部を透視して概略構造を示した断面図である。図８（ａ）は、その正面図で、図８（ｂ）は、その平面図である。図８に示されたリードスイッチ７０は、プレス機械で５２％Ｆｅ−Ｎｉ合金などの磁性材料を成形加工したリード６１の接点部６３に接点めっきが施され、所定の空隙とオーバーラップ量を確保できるように２本のリード６１を対向させ、一対の接点を構成している。リード６１は、ガラス管６２中に封入固定されている。なお、ガスや蒸気などの影響を受けてリード６１が腐食劣化し、リード６１の接点性能が劣化しないようにガラス管６２の内部に窒素などの不活性ガス又は無機還元性ガスを注入するか真空にした上で、密封される。
【０００４】
リードスイッチ７０は、外部からの起磁力によって生じる磁束により、磁性材料からなるリード６１の対向する接点部６３が、それぞれ異なる極となるように磁化される。その結果、微小間隔を保って対向する接点間に吸引力が発生することで、接点部６３と支持部６５の間により薄く形成された片持ち梁ばねの機能を備えた可動部６４がたわみ、接点部６３が接触する（ＯＮ動作する）。外部磁気保持型リードスイッチの場合は、外部起磁力の減少に伴い、吸引力が減少することで接点部６３の開放動作（ＯＦＦ動作）をおこなう。
【０００５】
図１２は、外部磁気保持型リードスイッチにおける接点間の空隙に対する磁気吸引力と開離力との関係を示す図である。図１２の横軸は、接点間の空隙長を示す。図１２の縦軸は、接点間に係る力である磁気吸引力と開離力を示す。図１２に示された接点間隙と磁気吸引力及び開離力との関係は、リードスイッチ負荷曲線と呼ばれる。外部からの起磁力がゼロの場合は、磁気吸引力も開離力も働かないが、起磁力を増加すると磁気吸引力はＦ１からＦ２に変化する。外部からの起磁力がゼロの場合における接点間の空隙がＸｏｆｆであるリードスイッチは、起磁力を得て磁気吸引力がＦ１となり、任意の接点空隙ｘがＸ１になると磁気吸引力Ｆ１と開離力Ｆｒは等しくなって釣り合う。空隙ｘがＸ１より狭い領域では磁気吸引力Ｆ１は開離力Ｆｒより低くなり、リードスイッチの接点は空隙Ｘ１より接近することができず、接点は接触しない。
【０００６】
起磁力を増加させて、磁気吸引力をＦ２となった場合、空隙ｘがＸ０で磁気吸引力と開離力直線が接するようになる。この場合は、空隙ｘがＸ０より狭い場合も磁気吸引力Ｆ２は開離力Ｆｒより高くなり、リードスイッチの接点は接触する（ＯＮ動作する）。
【０００７】
図９は、図８に示したリード６１の部分を拡大した断面図である。図９（ａ）は、その正面図で、図９（ｂ）は、その平面図である。このようなリードは、図９に示されるように、支持部６５から連続する境界部６６を経た可動部６４と接点部６３とが円柱状の磁性材料の端部をプレス加工することで形成される。片持ち梁ばねとして主に機能する可動部６４は、柔軟性を確保するために支持部６５、境界部６６および接点部６３より薄くなるように形成される。比較的小型のリードスイッチでは、片持ち梁ばねとして主に機能する可動部６４はより薄く形成され、その幅は、図９（ｂ）のリードの最大幅６８まで幅広く拡大された構造になる。
【０００８】
リード６１のように、長手方向に所定の断面形状を成すように円柱状の磁性材料をプレス成形する場合、磁性材料の一部はリードの軸方向に移動する。その結果、加工後のリード６１の接点部６３や可動部６４の断面積は、概ね元の磁性材料形状を保っている支持部６５の断面積より減少する。この断面積の減少は、減面と呼ばれ、元の断面積に対して減少する割合を減面率と呼ぶ。図９に示された接点部６３と可動部６４とは、それぞれ全域に同じ厚みを成し、リードスイッチのリード６１は、一般的に図９（ｂ）の平面図で示された幅を最大幅とする楕円形状の形態になる。接点部や可動部の両端の、厚みが変化する部位に近い部分は、この形態の構造を有することで減面が促進され、減面率が高くなる。
【０００９】
図１０に示される比較例のリードスイッチは、図８および図９に示した従来例と同じ直径の磁性材料を用いて、ガラス管径を小型化しようとした場合の例である。厚みを減じて形成された可動部７４と磁性材料の形状を保持する支持部７５は、テーパー状の断面を持つ境界部７６を介して一体に形成される。可動部７４の終端に接点部７３が形成されている。一般に、リードスイッチのガラス管を細径化する場合、ガラス管の外径を細径化する場合であっも、ガラス管自体の肉厚を極端に薄肉にすることはできないため、ガラス管内径が圧迫される。比較例１のリードスイッチは、ガラス管の内径が圧迫されるためにリード７１の最大幅７８が制限されるので、可動部７４は相対的に、比較的厚い構造になる。
【００１０】
図１３に示される比較例は、図９（ａ）、図９（ｂ）のリード６１に相当するものであり、図１３に示される同じ直径の線材を用いて最大幅制限時の例は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）のリード７１に相当するものである。ここでは、磁気吸引力特性は同等に維持した場合と仮定している。ここに示した開離力直線の傾きは、リードの柔軟性を意味する。比較例の開離力Ｆｒαに比較して同じ直径の線材を用いた最大幅制限時における開離力Ｆｒβの接線の傾きは、大きいので、リードのステフィネスが高い（リードのばね性が硬い）。
【００１１】
図１３に示されるように、磁気吸引力曲線Ｆ１５Ａは１５Ａの起磁力が与えられた場合の吸引力曲線であり、同様にＦ１０Ａは１０Ａの起磁力による磁気吸引力である。開離力直線Ｆｒα１５Ａは、Ｆ１５Ａに接しており、１５Ａの起磁力で接点が閉じる従来例のリードスイッチの開離力を表す．同様にＦｒα１０Ａは１０Ａの起磁力で接点が閉じる従来例のリードスイッチの開離力を、Ｆｒβ１５Ａ１は１５Ａの起磁力で接点が閉じる同じ直径の線材を用いた最大幅が制限されたリードによるリードスイッチの開離力を、Ｆｒβ１０Ａは１０Ａの起磁力で接点が閉じる同じ直径の線材を用いた最大幅が制限されたリードスイッチの開離力を示す。
【００１２】
図１３によると、例えば従来例によって起磁力１０Ａで接点を閉じるリードスイッチを得る場合は、開離力を示す直線Ｆｒα１０ＡのＸ切片であるＸα１０Ａに相当する接点間隙を設ければよい。また、起磁力１５Ａで接点の閉じる同じ直径の線材を用いて最大幅が制限されたリードによるリードスイッチを得る場合は、開離力を示す直線Ｆｒβ１５ＡのＸ切片であるＸβ１５Ａに相当する接点間隙を設ければ良い。
【００１３】
ここで、１０Ａから１５Ａの間の起磁力で接点を閉じるリードスイッチを選択的に得ようとする場合は、従来例の場合は接点間隙がＸα１０ＡからＸα１５Ａの間になるように制御すれば良い。同じ直径の線材を用いてリードの最大幅が制限されたリードスイッチは、５Ａから１０Ａの起磁力で接点を閉じるリードスイッチを選択的に得るためにＸβ５ＡからＸβ１０Ａの間の接点間隙になるように制御する。なお、図１３中の５−１０Ａならびに１０−１５Ａの接点間隙範囲は、これらの範囲を図示したものである。図１３の結果より、従来例の比較例に比較して、同じ直径の線材を用いてリードの最大幅が制限されたリードスイッチの場合は、接点を閉じる起磁力の範囲に関わらず、いずれも制御すべき間隙範囲が著しく狭く、生産性が劣る。
【００１４】
図１１に示される比較例のリードスイッチは、先に示した図１０の比較例と同様に、ガラス管径を小型化しようとしたもので、最大８８を制限された場合においてより小型の磁性材料を用いた場合の例である。
【００１５】
図１４中の比較例は、図９（ａ）、図９（ｂ）のリード６１に相当し、細径線材を用い最大幅制限時の例は、図１１（ａ）、図１１（ｂ）のリード８１に相当する。磁性体の直径が異なる場合は、外部から同一の起磁力を与えられても得られる磁束は異なる。その結果、リードスイッチの接点間に生じる吸引力特性も異なるものになる。図１４中のＦφ０．３−１０Ａは、磁性材料の直径０．３ｍｍのリードスイッチに５Ａの外部起磁力が与えられた場合の磁気吸引力曲線を示す。Ｆφ０．３−１０Ａは、１０Ａの起磁力での吸引力曲線で、それぞれの磁性材料の直径φ０．４における磁気吸引力曲線を下回っている。
【００１６】
図１４の結果より、比較例に較べて細径線材を用い最大幅制限時の例の開離力を示す直線のＦｒγ５ＡとＦｒγ１０Ａの接線の傾きは、比較例のＦｒα５ＡやＦｒα１０Ａの接線の傾きより小さく、ステフィネスが低い。すなわち、柔軟なばね性を得ていることがわかる。図１４の細径線材を用い最大幅制限時の例の吸引力は総じて低く、開離力も低いので、起磁力５Ａと１０Ａそれぞれにおいて動作するリードスイッチの開離力を示す直線のＸ切片、Ｘγ５ＡとＸγ１０Ａの間隔は比較例とほぼ近い値である。この起磁力の領域では、比較例に準じる生産性が維持されていることがわかる。
【００１７】
起磁力５Ａと１０Ａにおける磁気吸引力と開離力の特性を示した図１４に対して、図１５は、起磁力１０Ａと１５Ａにおける磁気吸引力と開離力の特性を示したものである。図１４と同様に図１５中の比較例は、図９（ａ）、図９（ｂ）のリード６１に相当し、図中１５の細径線材を用い最大幅制限時の例は、図１１（ａ）、図１１（ｂ）のリード８１に相当するものである。図１５中のＦφ０．３−１０Ａは、磁性材料の直径０．３ｍｍのリードスイッチに１０Ａの外部起磁力が与えられた場合の磁気吸引力曲線を示し、図１４と同じものである。また、Ｆφ０．３−１５Ａは１５Ａの起磁力での吸引力曲線であり、図１４と同様にそれぞれ磁性材料の直径φ０．４のそれを下回り、その差は図１４よりも大きいことがわかる。図１５の細径線材を用い最大幅制限時の例の開離力は低いが、起磁力１０Ａと１５Ａそれぞれにおける吸引力の差は、図１４の５Ａと１０Ａのそれぞれにおける吸引力の差より小さい。このため起磁力１０Ａと１５Ａそれぞれにおいて動作するリードスイッチの開離力を示す直線のＸ切片、Ｘγ１０ＡとＸγ１５Ａの間隔は比較例のそれより著しく狭くなる。その結果、この起磁力の領域において生産性が劣る。
【００１８】
図１６に示されるように、磁気吸引力の絶対値および起磁力による吸引力の変化は、磁性材料径が大径である方が大きく、小径であるほど小さくなる。例えば、φ０．２５の磁性材料の場合は、５Ａと１０Ａに対して１０Ａと１５Ａの起磁力は、磁気吸引力の変化が著しく小さく、１５Ａ以上でほとんど変化しないことがわかる。この理由は、細径ほど起磁力に対する飽和磁束が小さいことである。飽和磁束領域では外部からの磁気起磁力が変化しても磁気吸引力が追従しないため、リードスイッチがスイッチとして成立しない。図１５のφ０．３の磁性材料を用いた場合は、１０Ａから１５Ａでの接点間隙範囲が著しく狭い。この磁性材料の直径を減ずる場合は、製造できるリードスイッチの感度範囲がより限定される。よって、細径の磁性材料を用いる場合は、多くの用途に供するリードスイッチの生産可能な感度範囲の広いリードスイッチを得ることはできない。
【００１９】
なお、リードスイッチに限らず、同様多種の製品を生産する場合は、同一の生産設備が適用できることがより望まれる。
【００２０】
図１７に示されるように、φ０．２５ｍｍの磁性材料の強度は、φ０．３５ｍｍの磁性材料の約１／４であり、φ０．３５ｍｍの現有の製品で構築した生産設備をそのまま流用することは困難である。また、リードスイッチを使用する場面も、取り扱いが困難なものとなる。
【００２１】
なお、リードスイッチの接点部は、諸性能を確保すべく、一般にルテニウム、ロジウムなどのめっきが施される。これらの金属は、結晶構造の違いから、５２％Ｎｉ−Ｆｅ合金などの多くの磁性金属材料に対して特に液相電気めっきの密着が得られないので、結晶構造の相違を吸収できる金などの柔軟な金属による下地めっきが必要となる。
【００２２】
リードスイッチに用いられるガラス管は、併用される５２％Ｎｉ−Ｆｅ合金等の磁性合金と熱封着しやすいように製作されているが、ガラスとの接着部にめっきがなされている場合は、ガラスとリードの接着が不十分となり、密封が損なわれ、外部からのガス、蒸気などの浸入による接点部の腐蝕等の障害を招く場合がある。この問題を解決するために、リードスイッチ接点部へのめっきと下地めっきは、めっき範囲を厳密に制御する必要がある。
【００２３】
なお、リードの接点部へのめっき範囲の制御は、液相電気めっきの場合にはめっき液の液面に所要部位のみ浸漬させてめっきを施す液面制御と通称される手法が多く用いられる。
【００２４】
一般に電気めっきに際しては、被めっき物付近で消費されるめっき液中金属イオンの濃度低下とそれに起因する不具合を防ぐために何らかの形で液の撹拌が行われる。しかしながら液面制御でのめっきの場合は、被めっき物のめっき液への液面からの浸漬範囲のみにめっきを施そうとする手法なので、液面の状態がめっき範囲に直結するため、液面が乱されるような激しい撹拌は行えず、オーバーフローさせる程度に留められる。撹拌に限界があるため、液の撹拌に代えて、被めっき物を液面と平行に揺動させる等の方法が用いられる。
【００２５】
図１８は、リードをＸ方向に５０、Ｙ方向に３０整列させて、メニスカスを含まずに接点部先端０．５ｍｍをめっき液に浸漬させ、液面制御によってめっきを施した場合の、めっき範囲のばらつきを示す例を示す図である。図１８の各軸は、Ｘ軸、Ｙ軸は整列させた位置であり、Ｚ軸は、各抜き取り測定位置のめっき長さをプロットしたものである。図１８に示されるように、めっき範囲は最大と最小で１．２ｍｍ程度のばらつきがある。また、めっき範囲の平均値は、１．７ｍｍ程度で、静止状態でのめっき液への浸漬長さより長くなっている。これらのばらつきは、液面と平行方向への揺動によって生じ、微少な液面の波動に起因する。
【００２６】
昨今の小型リードスイッチに用いられるリードの大きさは、接点部と可動部を合わせても２ｍｍ以下のものも存在する。このため、図１８に示しためっき範囲のばらつきは、さらなる小型化に際しての大きな障害になる。
【００２７】
リードスイッチの接点めっきには、真空蒸着やスパッタリングなどの物理的なめっきが採用される場合もある。物理めっきに際しては高温に耐え、高真空中でガスの放出の少ない金属又はガラス等で製作されたマスクが用いられ、マスキングによりめっき範囲が制限される。これらのマスクは、めっき範囲の制限という目的から被めっき物と密着する方向に微弱なテンションがかかる構造が取られる。また、リードスイッチの小型化に際しては、このテンションによる被めっきリードの損傷も不具合の原因となる。特に、細い磁性材料を用いる場合は、図１７を用いる場合のように脆弱となり、既存設備の流用は困難になる。
【００２８】
【特許文献１】特開平１１−１６２３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
リードスイッチの小型化を試みようとする場合にガラスを熱封着する部位を除外して、接点部付近に範囲を限定してめっきすることが困難な構造になっている。また、リードスイッチの外径の細径化を図る場合は、リードの柔軟性を確保するために従来製品に比較して細径の磁性材料を使用せざるを得ないので、生産可能なリードスイッチの感度範囲は極めて限定されていた。更に、細径の磁性材料を用いて製造されるリードスイッチは、従来製品と比較して極めて脆弱で、現有の生産設備を用いて製造することが困難であり、リードスイッチの使用も従来製品に比較して扱いづらいものになっていた。
【００３０】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、多種類に共用できる標準寸法の磁性材料および現有の生産設備を用いて製造可能で、かつ従来同等に扱える小型のリードスイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するための手段として、応力の集中する可動部と境界部の接続部分付近の減面を制御、促進することで、最適なスティフネスを得る手法を確立した。これは、特許文献１における減面を制御、抑制する手法の逆を追求したものである。
【００３２】
上記目的を達成するための第１の発明は、先端に接点部を有し磁性材料からなる一対のリードと、前記接点部を対向させて空洞内に封入固定する封入部材とを備え、前記リードの少なくとも一方は、前記接点部につながる可動部と前記封入部材によって固定されリード全体を支える支持部と、前記可動部および前記支持部の間に位置する境界部とを有し、前記リードにかけられる磁界に応じて前記接点部を接触又は開放するように構成されたリードスイッチにおいて、前記境界部と前記接点部に挟まれる前記リードの任意の位置に前記可動部又は前記接点部より厚みを増して形成された形成部が具設されたリードスイッチである。
【００３３】
上記目的を達成するための第２の発明は、前記形成部が、前記リードの長手方向に対して垂直な方向である厚み方向の片側に突設されたリードスイッチである。
【００３４】
上記目的を達成するための第３の発明は、形成部が、可動部または接点部と曲面を介して連結されているリードスイッチである。
【００３５】
上記目的を達成するための第４の発明は、前記形成部が、複数個を前記リードの長手方向に対して並設されたリードスイッチである。
【００３６】
上記目的を達成するための第５の発明は、前記形成部により、前記接点部に付与するめっき範囲を抑制したリードスイッチである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、先端に接点部を有し磁性材料からなる一対のリードと、前記接点部を対向させて空洞内に封入固定する封入部材とを備え、前記リードの少なくとも一方は、前記接点部につながる可動部と、前記封入部材によって固定されリード全体を支える支持部と、前記可動部および前記支持部の間に位置する境界部とを有し、前記リードにかけられる磁界に応じて前記接点部を接触又は開放するように構成されたリードスイッチにおいて、境界部と接点部に挟まれるリードの任意の位置に可動部又は接点部より厚みを増して形成された形成部を具設することで、応力の集中する可動部と境界部の接続する近傍の部分の減面を制御しながら、減面を促進させる。その結果、従来同等以上の大径の磁性材料を用いつつ、リードスイッチの小型化を試みようとする場合の適切なステフィネスを得ることができる。特に、リードスイッチのガラス管の外径の細径化を図る場合は、従来製品と同等以上の大径の磁性材料を使用しながら十分なリードの柔軟性を確保できる。また、小形でありながら従来製品と同等以上の感度範囲を有するリードスイッチの生産が可能になる。更に、従来製品と同等以上の大口径の磁性材料を使用できるので、多種類に共用できる標準寸法の磁性材料および現有の生産設備を用いて製造でき、かつ使用に際しても、従来製品と同等に扱える小型のリードスイッチを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明を実施するための最良の形態に係るリードスイッチを以下に図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るリードスイッチの内部を透視した概略構造を示した断面図である。図１（ａ）は、その正面図で、図１（ｂ）は、平面図である。図２は、図１に示したリードスイッチのリード部を拡大した断面図である。図２（ａ）は、その正面図で、図２（ｂ）は、平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図である。図３（ａ）は、その正面図で、図３（ｂ）は、その平面図である。図４は、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図である。図４（ａ）は、その正面図で、図４（ｂ）は、その平面図である。図５は、本発明の実施の形態に係るリードリードスイッチの概略構造を示す断面図である。図５（ａ）は、その正面図で、図５（ｂ）は、その平面図である。図６は、本発明の実施の形態に係るリードリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図である。図６（ａ）は、その正面図で、図６（ｂ）は、その平面図である。図７は、本発明の実施の形態に係るリードリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図である。図７（ａ）は、その正面図で、図７（ｂ）は、その平面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＡ部の部分拡大図である。図１９は、本発明の実施の形態で得られたリードの境界部から接点部にかけての幅を示す図である。図２０は、本発明の実施の形態で得られたリードの境界部から接点部にかけての減面率を示す図である。図２１は、本発明の実施の形態における所要めっき範囲境界部に突起を設けたリードを、Ｘ方向に５０、Ｙ方向に３０整列させて、めっき液にメニスカスを含まずに接点部を０．５ｍｍ浸漬させ、液面を制御しながらめっきを施した場合におけるリードの接点めっき範囲のばらつき例を示す図である（図中のＸ軸、Ｙ軸は整列させた位置で、Ｚ軸は各抜き取り測定位置のめっき長さをプッロトしたもの）。図２２は、リードスイッチ負荷曲線を用いて、本発明の実施の形態におけるリードスイッチの動作を説明する図である。
【００３９】
図１に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチ１０は、磁性材料からなる一対のリード１の先端部を互いに対向させて配置する。このリード１の終端部は、互いに逆方向に伸びるように配置され、ガラス管２によって封着固定される。この構成は、従来技術と同じである。
【００４０】
図２に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチ１０のリード１は、素材の磁性材料にプレス加工を施して厚みを減じて形成した接点部３と、片持ち梁ばねとして機能する可動部４ａ、４ｂと、素材の磁性材料の形状を保持した支持部５とを一体に備え、可動部４ａ、４ｂに挟まれる中間部に可動部４ａ、４ｂより一段と厚みを増して形成した形成部７を具設している。図９（ａ）、図９（ｂ）に示した従来例の構造と比較して異なる点は、可動部４ａ、４ｂに挟まれた中間の部位に可動部４ａ、４ｂより一段厚みを増して形成された形成部７が具設されたことである。本発明の実施の形態に係るリードスイッチ１０のリード１では、可動部４ａ、４ｂに挟まれた中間の部位に形成部７を具設することにより、リード１の最大幅８は拡大しない。なお、本発明の実施の形態に係るリードスイッチ１０のリード１の最大幅８は、最大幅が制限された従来例の図１０（ｂ）のリードの最大幅７８と同等である。
【００４１】
図１９には、本発明の実施の形態で得られたリードスイッチのリードの幅と従来製品の比較例におけるリードの幅をともに測定した結果が示されている。なお、本発明の実施の形態と従来製品における比較例のリードスイッチのリードは、形成部の有無を除いて同一の正面形状である。図１９の横軸は、支持部と境界部の境界を０とし、可動部側を正とし、接点の先端までの長さを１と定義した場合におけるリードの長さ方向の位置をプロットしたものである。図１９の縦軸は、それぞれの位置の幅を在来製品の最大幅を１とした係数に換算してプロットしたものである。また、図２０は、図１９と同様の横軸に対し、縦軸に減面率をプロットしたものである。図１９、図２０に示されるように、本発明の実施の形態におけるリードスイッチでは、形成部の具設により、リードの最大幅を制限しながら、可動部の減面を促進させている。
【００４２】
リードスイッチのリードにおいては、可動部と境界部の接続部分付近に応力が集中し、リードのステフィネスに大きな影響を与える。本発明の実施の形態によれば、最大幅に制限があっても、比較的大径の磁性材料を用いることができる。その結果、比較例のリードスイッチでは、最大幅の制限により可動部が薄く形成できず、必要な柔軟性を確保できない場合でも、本発明の実施の形態では、リード全体のステフィネスに大きな影響がある可動部と境界部の接続部位を避けた位置に形成部を具設することで最大幅を制限しつつ、実用的な柔軟性を持ったリードを得ることができる。
【００４３】
図２２に示される比較例は、図９（ａ）、図９（ｂ）のリード６１に相当するものであり、図２２に示される本発明による例は、図２（ａ）、図２（ｂ）のリード１に相当するものである。ここでは、磁気吸引力特性を同等に維持した場合と仮定している。ここに示した開離力直線の傾きは、リードの柔軟性を意味する。本発明による例における開離力Ｆｒδの傾きは、比較例における開離力Ｆｒαと遜色なく、リードの最大幅の拡大を許容された比較例とほぼ同等のステフィネスを実現している。
【００４４】
図２２の磁気吸引力曲線Ｆ１５Ａは、１５Ａの起磁力が与えられた場合の吸引力曲線であり、Ｆ１０Ａは、１０Ａの起磁力による磁気吸引力である。開離力を示す直線Ｆｒα１５Ａは、Ｆ１５Ａに接し、１５Ａの起磁力で接点が閉じる比較例のリードスイッチの開離力を表す。Ｆｒα１０Ａは、１０Ａの起磁力で接点が閉じる比較例のリードスイッチの開離力を表す。Ｆｒδ１５Ａは、１５Ａの起磁力で接点が閉じる本発明によるリードスイッチの開離力を表す。Ｆｒδ１０Ａは、１０Ａの起磁力で接点が閉じる本発明によるリードスイッチの開離力を表す。図２２に示される結果から、本発明によるリードスイッチにおける開離力直線のＸ切片の間隔は、Ｘδ５ＡとＸδ１０Ａとの間隔で、Ｘδ１０ＡとＸδ１５Ａとの間隔である。いずれも、比較例に較べて遜色なく、生産性を維持しつつ小型化が期待できる。
【００４５】
図２１は、所要めっき範囲境界部に形成部（突起部）を設けた本発明によるリードスイッチのリードをＸ方向に５０、Ｙ方向に３０整列させて、メニスカスを含まずに接点部先端０．５ｍｍをめっき液に浸漬させ液面制御によって、めっきを施した場合の、めっき範囲のばらつきを示す例を示す図である。図２１の各軸は、Ｘ軸、Ｙ軸は整列させた位置であり、Ｚ軸は、各抜き取り測定した位置のめっき長さをプロットしたものである。図２１に示されるように、めっき範囲のばらつきは、最大と最小で０．６ｍｍ程度の範囲に収まり、図１８の従来例による比較例と比較すると半減している。本発明による平均のめっき長さは、１．４ｍｍ程度に短縮されている。これは、めっき範囲の限界付近に設けられた形成部（突起）によって、負の減面領域が得られ、この断面積が拡大された形成部によって、めっき液面と平行方向への揺動により発生する微少な液面の波動が抑制され、めっき範囲のばらつきが低減される。
【００４６】
従来例の比較例と同等の直径を持つ磁性材料を用いているので、より小型で現有の生産設備を使用して生産可能であり、使用においても従来同様に扱えるリードスイッチを実現できる。
【００４７】
図３に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリード１１は、プレス加工により厚みを減じて形成された接点の機能を持たせる接点部１３と、片持ち梁ばねとして機能する可動部１４と、接点部１３と可動部１４の間に接点部よりも厚みを増して形成した形成部１７が、磁性材料の形状を保持する支持部１５の境界部１６を介して一体に備える構造である。図１および図２の本発明の実施の形態では、可動部４ａ、４ｂ近傍に具設した形成部７を、接点１３と可動部１４の境界近傍に具設している。本発明の実施の形態の形成部１７は、従来技術のリードの最大幅となる部位以外への設置する形態である。このような形態で、形成部１７を具設してもリードの最大幅の抑制効果は、得られる。
【００４８】
図４に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリード２１は、プレス加工により厚みを減じて形成された接点の機能を持たせる接点部２３と、片持ち梁ばねとして機能する可動部２４ａ、２４ｂと、接点部２３と可動部２４ａの間と可動部２４ａと２４ｂとの間にそれぞれの周囲である接点部２３と可動部２４ａ、２４ｂよりも厚みを増した形成部２７ａ、２７ｂが、磁性材料の形状を保持する支持部２５との境界部２６を介して一体に備える構造である。図２および図３における本発明の実施の形態の特徴を併せ持った実施の形態である。本発明の実施の形態では、形成部は必ずしも単段である必要はないので、また複数段にしている。その結果、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリード２１は、多層めっきした各層のめっき範囲を抑制する機能を持たせることができる。
【００４９】
図５に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリード３１は、プレス加工により厚みを減じて形成された接点の機能を持たせる接点部３３と、片持ち梁ばねとして機能する可動部３４と、接点部３３と可動部３４の間に接点部よりも厚みを増した形成部３７が、磁性材料の形状を保持する支持部３５との境界部３６を介して一体に備える構造である。なお、形成部３７は、リード３１の長手方向に対して垂直な方向である厚み方向の両側に突設されている。なお、本発明の実施の形態に係るリードスイッチは、図３における本発明の実施の形態に係るリードスイッチの例に示される両面に突設された形成部１７を片面のみにした形態の構造でも同様の効果を奏する。このように、形成部は必ずしも両面に突設される必要はなく、片面のみへの突設であっても、リードの最大幅を抑制する効果は得られる。
【００５０】
図６に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリード４１は、プレス加工により厚みを減じて形成された接点の機能を持たせる接点部４３と、片持ち梁ばねとして機能する可動部４４ａ、４４ｂと、接点部４３と可動部４４ａの間と可動部４４ａと４４ｂの間にそれぞれ周囲である可動部４４ａ、４４ｂ、接点部４３よりも厚みを増して形成した形成部４７ａ、４７ｂが、磁性材料の形状を保持する支持部４５との境界部４６を介して一体に備える構造である。本発明の実施の形態に係るリードスイッチは、形成部４７ａと４７ｂは、リード３１の長手方向に対して垂直な方向である厚み方向の両側の長手方向に異なる位置に突設されている。なお、本発明の実施の形態に係るリードスイッチは、図４における本発明の実施の形態に係るリードスイッチの例に示される両面に突設された形成部１７を片面のみにした形態の構造でも、それぞれ異なる片面にのみした形態の構造であっても同様の効果を奏する。また、本発明の実施の形態に係るリードスイッチは、形成部４７ａと４７ｂは、リード４１の長手方向に対して垂直な方向である厚み方向の両側の、長手方向に異なる位置にそれぞれ自由に突設され、必ずしも表裏対象である必要はない。形成部は、表裏非対称に突設してもリード４１の最大幅を抑制する効果は得られる。
【００５１】
図７に示されるように、本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリード５１は、プレス加工により厚みを減じて形成された接点の機能を持たせる接点部５３と、片持ち梁ばねとして機能する可動部５４ａ、５４ｂと、可動部５４ａと可動部５４ｂとの間に周囲の可動部である可動部５４ａと可動部５４ｂよりも厚みを増して形成した形成部５７が、磁性材料の形状を保持する支持部５５の境界部５６を介して一体に備える構造である。ここまでの構成は、図１および図２にて説明した実施の形態と同一である。本発明の実施の形態に係るリードスイッチの形成部５７と可動部５４ａ、５４ｂのそれぞれの面にＲを持たせ、曲面で連結させた構造である。形成部５７と可動部５４ａ、５４ｂの部分を曲面で形成することにより、前述の実施の形態例よりさらに可動部と境界部の接続部分近傍の減面を促進させている。その結果、本発明の実施の形態に係るリードスイッチは、リード５１の最大幅をより抑制できる。
【００５２】
以上に示したように、本発明により、多種類に共用できる標準寸法の磁性材料および現有の生産設備を用いて製造可能で、かつ従来同等に扱える小型のリードスイッチの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係るリードスイッチの内部を透視した概略構造を示した断面図。図１（ａ）は、その正面図で、図１（ｂ）は、平面図。
【図２】図１に示したリードスイッチのリード部を拡大した断面図。図２（ａ）は、その正面図で、図２（ｂ）は、平面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図。図３（ａ）は、その正面図で、図３（ｂ）は、その平面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図。図４（ａ）は、その正面図で、図４（ｂ）は、その平面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るリードリードスイッチの概略構造を示す断面図。図５（ａ）は、その正面図で、図５（ｂ）は、その平面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るリードリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図。図６（ａ）は、その正面図で、図６（ｂ）は、その平面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るリードリードスイッチのリードの概略構造を示す断面図。図７（ａ）は、その正面図で、図７（ｂ）は、その平面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＡ部の部分拡大図。
【図８】従来技術によるリードスイッチの一構成例で、内部を透視して概略構造を示した断面図。図８（ａ）は、その正面図で、図８（ｂ）は、その平面図。
【図９】図８に示したリードの部分を拡大した断面図。図９（ａ）は、その正面図で、図９（ｂ）は、その平面図。
【図１０】比較例１の最大幅が制限される場合のリードスイッチのリードを拡大した断面図。図１０（ａ）は、その正面図で、図１０（ｂ）は、その平面図。（図９に示した従来例と同径の磁性材料を用いた場合の例）
【図１１】比較例２の最大幅が制限される場合のリードスイッチのリードを拡大した断面図。図１１（ａ）は、その正面図で、図１１（ｂ）は、その平面図。（図１０の比較例１と同様に最大幅８８を制限しながら磁性材料を小径化した例）
【図１２】外部磁気保持型リードスイッチにおける接点間の空隙に対する磁気吸引力と開離力との関係を示す図。
【図１３】リードスイッチ負荷曲線を用いてリードの開離力が異なる場合のリードスイッチの動作を説明する図。
【図１４】リードスイッチ負荷曲線を用いて、磁性体の径が異なる場合の比較的低い起磁力で動作するリードスイッチの所用接点間隙の相違を説明する図。
【図１５】リードスイッチ負荷曲線を用いて磁性体の径が異なる場合の比較的大きな起磁力で動作するリードスイッチの所用接点間隙の相違を説明する図。
【図１６】リードの接点が接触状態時に与えられる外部起磁力とその外部起磁力により得られる磁気吸引力と磁性材料の直径との関係を示す図。
【図１７】同一長の磁性材料の直径と強度との関係を示す図。
【図１８】Ｘ方向に５０、Ｙ方向に３０のリードを整列させてめっき液にメニスカス含まずに接点部を０．５ｍｍ浸漬させ、液面を制御しながらめっきを施した場合におけるリードの接点めっき範囲のばらつき例を示す図（図中のＸ軸、Ｙ軸は、整列させた位置である。Ｚ軸は、各抜き取り測定位置のめっき長さをプロットしたものである）。
【図１９】本発明の実施の形態で得られたリードの境界部から接点部にかけての幅を示す図。
【図２０】本発明の実施の形態で得られたリードの境界部から接点部にかけての減面率を示す図。
【図２１】本発明の実施の形態における所要めっき範囲境界部に突起を設けたリードを、Ｘ方向に５０、Ｙ方向に３０整列させて、めっき液にメニスカスを含まずに接点部を０．５ｍｍ浸漬させ、液面を制御しながらめっきを施した場合におけるリードの接点めっき範囲のばらつき例を示す図。
【図２２】リードスイッチ負荷曲線を用いて、本発明の実施の形態におけるリードスイッチの動作を説明する図。
【符号の説明】
【００５４】
１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１    リード
２，１２，６２    ガラス管
３，１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３    接点部
４ａ，４ｂ，１４，２４ａ，２４ｂ，３４，４４ａ，４４ｂ，５４ａ，５４ｂ，６４，７４，８４    可動部
５，１５，２５，３５，４５，５５，６５，７５，８５    支持部
６，１６，２６，３６，４６，５６，６６，７６，８６    境界部
７，１７，２７ａ，２７ｂ，３７，４７ａ，４７ｂ，５７    形成部
８，１８，２８，３８，４８，５８，６８，７８，８８    リードの最大幅
１０，７０    リードスイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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