(57)【要約】【課題】リードスイッチと被検知磁石とを用いて扉等の開閉を検知する磁気検出装置において、不正操作や接点溶着などの様々な原因による誤作動の発生を防止する。【解決手段】間隔を設けて配置された一対の被検知磁石４ａ，４ｂと、前記一対の前記被検知磁石の間隔に対応するように所定の間隔を設けて配置され、前記被検知磁石を検知可能な一対の主リードスイッチ１ａ，１ｂと、前記主リードスイッチ間に設けられ、前記一対の主リードスイッチの夫々に対応する一対の不正防止用リードスイッチ２ａ，２ｂとを備え、前記主リードスイッチは開接点を有し、前記不正防止用リードスイッチは開接点と閉接点の両方を有し、前記主リードスイッチの開接点と前記不正防止用リードスイッチの閉接点とが直列接続される。【選択図】図１
2012238585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を設けて配置された一対の被検知磁石と、前記一対の前記被検知磁石の間隔に対応するように所定の間隔を設けて配置され、前記被検知磁石を検知可能な一対の主リードスイッチと、前記主リードスイッチ間に設けられ、前記一対の主リードスイッチの夫々に対応する一対の不正防止用リードスイッチとを備え、前記主リードスイッチは開接点を有し、前記不正防止用リードスイッチは開接点と閉接点の両方を有し、前記主リードスイッチの開接点と前記不正防止用リードスイッチの閉接点とが直列接続された磁気検出装置であって、
前記被検知磁石が前記一対の主リードスイッチに接近した際、前記一対の主リードスイッチの接点が共に開から閉になされる一方、前記一対の不正防止用リードスイッチの接点は共に閉の状態が保持されて磁気検出がなされ、
前記被検知磁石以外の磁石が前記一対の主リードスイッチの間に接近した際、前記一対の主リードスイッチの接点の一方もしくは双方が開から閉になされる一方、前記一対の不正防止用リードスイッチの接点の一方もしくは双方が閉から開になされ、磁気検出がなされないことを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記不正防止用リードスイッチが有する磁石の磁気による感度は、前記主リードスイッチが有する磁石の磁気による感度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載された磁気検出装置。
【請求項３】
前記主リードスイッチと前記不正防止用リードスイッチと前記被検知磁石とは、それぞれ非磁性体の材料で形成された函体内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載された磁気検出装置。
【請求項４】
前記主リードスイッチの少なくとも一部に設けられた磁気遮蔽板を備え、
前記磁気遮蔽板により、前記主リードスイッチの磁気感度が前記不正防止用リードスイッチの磁気感度よりも小さくなされていることを特徴とする請求項２に記載された磁気検出装置。
【請求項５】
前記主リードスイッチと前記不正防止用リードスイッチとは、それぞれ開接点と閉接点とを有し、
前記主リードスイッチにおいて前記閉接点を監視し、前記被検知磁石が前記主リードスイッチに接近した際、前記閉接点が開にならないことにより前記開接点の溶着を検知し、
前記不正防止用リードスイッチにおいて前記開接点を監視し、前記被検知磁石以外の磁石が前記不正防止用リードスイッチに接近した際、前記開接点が閉にならないことにより前記閉接点の溶着を検知することを特徴とする請求項１に記載された磁気検出装置。
【請求項６】
一対の前記不正防止用リードスイッチに取り付けられた一対の電磁コイルを備え、
前記電磁コイルを通電させて、前記不正防止用リードスイッチを強制的に作動させ、前記閉接点が溶着しているか否かを開接点にて検知することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された磁気検出装置。
【請求項７】
前記主リードスイッチの開接点と前記不正防止用リードスイッチの閉接点とが直列接続された位置に、更に直列に接続され、前記リードスイッチの開閉許容電流よりも低い所定の電流以上で切断されるヒューズを備え、
前記ヒューズにより、一対の前記主リードスイッチ乃至一対の前記不正防止用リードスイッチの開閉許容電流を超える電流による接点の溶着を防止することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された磁気検出装置。
【請求項８】
前記一対の主リードスイッチと前記一対の不正防止用リードスイッチとに加え、少なくとも一組以上の主リードスイッチおよび不正防止用リードスイッチが更に設けられ、
前記一対の被検知磁石に加え、前記更に設けられた主リードスイッチに対応する被検知磁石が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された磁気検出装置。
【請求項９】
一対の前記被検知磁石は曲面体の外表面に取り付けられ、
前記曲面体は非磁性体の可撓性材、或いは柔軟性材により形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された磁気検出装置。
【請求項１０】
一対の前記主リードスイッチと直交する方向に複数並べられた一対の被検知磁石を備え、
前記一対の被検知磁石間を前記一対の主リードスイッチが移動可能に構成し、
前記一対の主リードスイッチが前記一対の被検知磁石間にあるときは作動状態となし、
前記一対の被検知磁石間の外にあるときは非作動状態となすことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気検出装置に関し、例えば人を危険から守るために産業機械などに取り付けられる防護柵・扉の開閉、或いは防災・防犯のための窓や扉等の開閉を検知する磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２０１０−１５７４８８号公報）に記載されているようなスイッチ１００が知られている。このスイッチ１００について図１９に基づいて説明する。
スイッチ１００は、カム機構１０３を内設する操作部１０１と、接点１０６を内設するスイッチ部１０２と、前記操作部１０１から前記スイッチ部１０２に挿通された操作ロッド１０５と、前記操作部１０１の開口部１０８に挿入可能な被検知キー１０４等を有している。
【０００３】
このスイッチ１００を操作する場合、操作部１０１の開口部１０８に被検知キー１０４を挿入すると、被検知キー１０４がカム機構１０３を回し、それにより操作ロッド１０５が押し下げられ、スイッチ部１０２の接点１０６が開から閉になる。
被検知キー１０４を引き抜くと、操作ロッド１０５が復帰バネ１０９により元の位置に戻されて、スイッチ部１０２の接点１０６が閉から開になる。
前記スイッチ１００は、本体部１０７が機械等の防護柵の固定枠側に取り付けられ、被検知キー１０４が防護柵の扉に取り付けられる。これにより扉の開閉が検出可能となり、扉が開いたときに、機械等の動力の電源が切られるように使用される（特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２（特開２００３−３１０８４号公報）に記載されているようなスイッチ１１０も知られている。このスイッチ１１０について図２０に基づいて説明する。
スイッチ１１０は、カム機構１１３を内設するヘッドケース１１１と、接点１１６を内設するスイッチ部１１２と、前記ヘッドケース１１１からスイッチ部１１２に挿通された操作ロッド１１５と、前記ヘッドケース１１１に開口部１１８から挿入可能な被検知キー１１４等を有している。
【０００５】
このスイッチ１１０を操作する場合、被検知キー１１４をヘッドケース１１１の開口部１１８に挿入すると、カム機構１１３が回転し、復帰バネ１１９によって付勢された操作ロッド１１５の先端がカム機構１１３の凹部に係止する。これにより操作ロッド１１５は押し上げられた状態となり、接点１１６が開から閉になる。
また、被検知キー１１４をヘッドケース１１１から引き抜くとカム機構１１３は元に戻る方向に回転し、カム機構１１３の凸部により操作ロッド１１５が押し下げられる。これにより、接点１１６は閉から開になる。
前記スイッチ１１０は、本体部１１７が機械等の防護柵の固定枠側に取り付けられ、被検知キー１１４が防護柵の扉に取り付けられる。そして、特許文献１に開示されたスイッチ１００と同様に使用される（特許文献２参照）。
【０００６】
ところで、特許文献１と特許文献２とにそれぞれ記載されたスイッチ１００、１１０にあっては、防護柵や防護扉の枠に組付ける本体部１０７、１１７は機械構造のものが多く、被検知キー１０４、１１４が本体部１０７、１１７に挿入または引抜きされて作動するカム機構１０３、１１３を有している。
しかしながら、そのような構造にあっては、カム機構１０３、１１３が塵や異物の混入などで詰まり、接点１０６、１１６が作動しないことがあった。
【０００７】
また、特許文献１と特許文献２に記載されたスイッチ１００、１１０にあっては、防護扉などに取り付けた被検知キー１０４、１１４が外側に突起した状態であるため、防護扉に近接した場所での作業がある場合、被検知キー１０４、１１４に引っかかる虞があり、安全性に欠けるという課題があった。
【０００８】
また、特許文献１と特許文献２に記載されたスイッチ１００、１１０にあっては、本体部１０７、１１７が有するスイッチ部１０２、１１２が密閉された構造ではない。そのため、スイッチ部１０２、１１２の接点１０６、１１６に、ガスなどの侵入による腐食や酸化、或いは汚れが生じ易く、接点１０６、１１６が閉になるものの必要な電気を流せない虞があった。
【０００９】
また、特許文献１と特許文献２とに記載されたスイッチ１００、１１０にあっては、スイッチ部１０２、１１２の接点１０６、１１６の寿命が一般的に２０万回から１００万回程度である。この接点１０６、１１６の寿命は、機械の寿命より短く、機械の作動の期間中に安全スイッチ１００、１１０を交換しなければならないことがあった。
【００１０】
これら課題を解決するものとして、特許文献３（特開２００５−２５９６１２）には、図２１に示す磁気近接スイッチ１２０が開示されている。
前記磁気近接スイッチ１２０は、ケース１２１内に固定されるリードスイッチ１２３と、該ケース１２１とは別のケース１２２内に固定される被検知磁石１２４とを有する。
この磁気近接スイッチ１２０は、被検知磁石１２４の位置により変化するリードスイッチ１２３の接点１２５に生じる磁力に応じて、リードスイッチ１２３の接点１２５を互いに接触または離隔する（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１５７４８８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１０８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２５９６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献３に記載された磁気近接スイッチ１２０にあっては、外部で可動する部分が無い密閉構造のリードスイッチ１２３と被検知磁石１２４とで作動させるものである。
しかしながら、この構成にあっては、被検知磁石１２４以外の数万ガウス以上のネオジム磁石等が接近すると、誤作動が生じることがあった。このため、不正操作がなされる虞もあり、被検知磁石１２４以外の外部の磁力に影響されない構造の磁気検出装置が要求されていた。
【００１３】
また、特許文献３に記載された構造の磁気近接スイッチ１２０にあっては、前記磁気検出装置としてのリードスイッチ１２３は接点容量が小さく１０ｍＡから２Ａ程度である。そのため、開閉許容電流を超える電流による接点１２５の溶着が発生した場合、例えば機械の防護扉が開になっても機械が止まらない閉の信号を出力する誤作動が発生する虞があり、それらを防止する機能や機構を持った磁気検出装置が要求されていた。
【００１４】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、リードスイッチと被検知磁石とを用いて扉等の開閉を検知する磁気検出装置であって、不正操作や接点溶着などの様々な原因による誤作動の発生を防止することのできる磁気検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するためになされた、本発明に係る磁気検出装置は、所定の間隔を設けて配置された一対の被検知磁石と、前記一対の前記被検知磁石の間隔に対応するように所定の間隔を設けて配置され、前記被検知磁石を検知可能な一対の主リードスイッチと、前記主リードスイッチ間に設けられ、前記一対の主リードスイッチの夫々に対応する一対の不正防止用リードスイッチとを備え、前記主リードスイッチは開接点を有し、前記不正防止用リードスイッチは開接点と閉接点の両方を有し、前記主リードスイッチの開接点と前記不正防止用リードスイッチの閉接点とが直列接続された磁気検出装置であって、前記被検知磁石が前記一対の主リードスイッチに接近した際、前記一対の主リードスイッチの接点が共に開から閉になされる一方、前記一対の不正防止用リードスイッチの接点は共に閉の状態が保持されて磁気検出がなされ、前記被検知磁石以外の磁石が前記一対の主リードスイッチの間に接近した際、前記一対の主リードスイッチの接点の一方もしくは双方が開から閉になされる一方、前記一対の不正防止用リードスイッチの接点の一方もしくは双方が閉から開になされ、磁気検出がなされないことに特徴を有する。
【００１６】
このように構成された磁気検出装置によれば、前記一対の被検知磁石が前記一対の主リードスイッチに接近することにより前記一対の主リードスイッチの開接点が共に閉になり、それにより正常な磁気検出と見なすため高い信頼性を得ることができる。
更に、前記一対の主リードスイッチの間に不正防止用リードスイッチが組込まれているため、例えば被検知磁石以外の強力な磁石（テスラ単位の強力な磁力を有するネオジム磁石など）が一対の主リードスイッチの間に近づいた場合、前記不正防止用リードスイッチが作動する。即ち、不正防止用リードスイッチの閉接点が開になって回路を遮断し、不正と見なして動力源を停止させ、誤作動の発生を防止することができる。
【００１７】
また、この磁気検出装置の構成によれば、前記リードスイッチは磁気により駆動し、カム機構などの可動部が無いため、異物混入などによる不具合発生を防止することができる。
また、前記カム機構などの可動部が無いため、それを可動させる被検知キーが必要なく、防護扉等の近接作業であっても被検知キーによる引っ掛かりなどの災害発生を防止することができる。
更に、リードスイッチは接点部の寿命が一般的に１０００万回から1億回と長寿命であり、一般機械の１０年から２０年の稼働期間中での機械に使われている接点での作動回数は１００万回から２００万回である。即ち、リードスイッチの接点の寿命の作動回数は、機械の稼働期間中の接点の作動回数より長いため、リードスイッチを交換することなく使用することができる。
【００１８】
また、前記不正防止用リードスイッチが有する磁石の磁気による感度は、前記主リードスイッチが有する磁石の磁気による感度よりも高いことが望ましい。
このように設定することにより、前記不正防止用リードスイッチを前記主リードスイッチよりも先に作動させ、非正常な磁気検出を確実に判定することができる。
【００１９】
また、前記主リードスイッチと前記不正防止用リードスイッチと前記被検知磁石とは、それぞれ非磁性体の材料で形成された函体内に収容されていることが望ましい。
このようにリードスイッチ等を、例えば非磁性体のステンレススチール等の金属ややポリカーボネート等のプラスチックの函体に収容することにより、腐食性のガスや液体、またはゴミや粉などが生じる周囲環境条件の悪い場所での使用を可能とすることができる。
【００２０】
また、前記主リードスイッチの少なくとも一部に設けられた磁気遮蔽板を備え、前記磁気遮蔽板により、前記主リードスイッチの磁気感度が前記不正防止用リードスイッチの磁気感度よりも小さくなされていることが望ましい。
このように前記主リードスイッチの少なくとも一部に、磁気遮蔽板を配設することにより、主リードスイッチと不正防止用リードスイッチの磁石による感度の差を大きくし、前記不正防止用リードスイッチを前記主リードスイッチよりも先に作動させることができる。
また、主リードスイッチと不正防止用リードスイッチの磁石による感度がほぼ同等なものであっても前記磁気遮蔽板の配設により磁気感度に差異を持たせることができる。
【００２１】
また、前記主リードスイッチと前記不正防止用リードスイッチとは、それぞれ開接点と閉接点とを有し、前記主リードスイッチにおいて前記閉接点を監視し、前記被検知磁石が前記主リードスイッチに接近した際、前記閉接点が開にならないことにより前記開接点の溶着を検知し、前記不正防止用リードスイッチにおいて前記開接点を監視し、前記被検知磁石以外の磁石が前記不正防止用リードスイッチに接近した際、前記開接点が閉にならないことにより前記閉接点の溶着を検知することが望ましい。
このように開接点と閉接点を持ったリードスイッチを使用し、主リードスイッチでは、閉接点が導通しているかを監視することにより、被検知磁石もしくはそれ以外の磁石の接近や離隔の際に、開接点が溶着しているか否かを検出することができる。
また、不正防止用リードスイッチでは、開接点が導通しているかを監視することにより、閉接点が溶着しているか否かを検出することができる。
【００２２】
或いは、一対の前記不正防止用リードスイッチに取り付けられた一対の電磁コイルを備え、前記電磁コイルを通電させて、前記不正防止用リードスイッチを強制的に作動させ、前記閉接点が溶着しているか否かを開接点にて検知するようにしてもよい。
このように不正防止用リードスイッチに電磁コイルを取付け、任意に電磁コイルを通電させることにより閉接点を強制的に開にさせ、開接点が導通したことを監視することで、閉接点が溶着していないことを検知することができる。
【００２３】
また或いは、前記主リードスイッチの開接点と前記不正防止用リードスイッチの閉接点とが直列接続された位置に、更に直列に接続され、前記リードスイッチの開閉許容電流よりも低い所定の電流以上で切断されるヒューズを備え、前記ヒューズにより、一対の前記主リードスイッチ乃至一対の前記不正防止用リードスイッチの開閉許容電流を超える電流による接点の溶着を防止するようにしてもよい。
このようにリードスイッチの開閉許容電流を超える電流を防止するためのヒューズを設けることにより、リードスイッチの開閉許容電流を超える電流による接点の溶着を回避することができる。
尚、その他の繰り返し作動の疲労によって弱電流による接点の溶着も考えられるが、その寿命は１，０００万回から１億回程度であり、一方、機械が使用開始され破棄されるまでの期間での接点の作動は２００万回程度である。そのため、機械が使用されている間に前記疲労による接点の溶着が発生する可能性は略無い。
【００２４】
また、前記一対の主リードスイッチと前記一対の不正防止用リードスイッチとに加え、少なくとも一組以上の主リードスイッチおよび不正防止用リードスイッチが更に設けられ、前記一対の被検知磁石に加え、前記更に設けられた主リードスイッチに対応する被検知磁石が設けられていることが望ましい。
このように一対の主リードスイッチと一対の不正防止用リードスイッチとに加え、更に一組以上の主リードスイッチと不正防止用リードとを更に設け、前記更に設けられた主リードスイッチに対応する被検知磁石を更に設けることにより、故障回避の信頼性を向上し、また、不正操作の回避の信頼性を向上することができる。
【００２５】
また、一対の前記被検知磁石は曲面体の外表面に取り付けられ、前記曲面体は非磁性体の可撓性材、或いは柔軟性材により形成されている構成としてもよい。
このように構成することにより、例えば食品機械などのタンクを囲う安全柵に被検知磁石を取り付ける場合、安全柵の曲率半径が小さくても（曲がり具合が大きくても）、前記曲面体を介して被検知磁石を密着させて取り付けることができる。
【００２６】
また、一対の前記主リードスイッチと直交する方向に複数並べられた一対の被検知磁石を備え、前記複数並べられた一対の被検知磁石間を前記一対の主リードスイッチが移動可能に構成し、前記一対の主リードスイッチが前記複数並べられた一対の被検知磁石間を移動している間は作動状態となし、前記一対の被検知磁石間の外にあるときは非作動状態となす構成としてもよい。
このように構成することにより、前記一対の被検知磁石を扉や安全柵に複数並べて取り付けることで、任意の範囲まで扉や安全柵が正常に開くように制御することができる。
例えば食品産業で用いるミキサーや混練のタンクを囲う扉や安全柵において、一対の主リードスイッチが一対の被検知磁石の間にあるときは正常に開く状態とすることができる。これにより、所定の範囲だけ開いた扉や安全柵から、タンク内の生産物を直接見ながら各種食品材料の追加や食品添加物の投入を安全に行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、リードスイッチと被検知磁石とを用いて扉等の開閉を検知する磁気検出装置において、不正操作や接点溶着などの様々な原因による誤作動の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明にかかる磁気検出装置の第１の実施形態を示す概略構成図である
【図２】図２は、図１の磁気検出装置において、磁石の作用による主リードスイッチの検知曲線と解放曲線、及びその曲線に対する作動を説明するための模式図である（斜線部分が正常検知領域）。
【図３】図３は、図１の磁気検出装置において、磁石の作用による不正防止用リードスイッチの検知曲線と解放曲線、及びその曲線に対する作動を説明するための模式図である（斜線部分が非正常検知領域）。
【図４】図４は、図１の磁気検出装置において、主リードスイッチと不正防止用リードスイッチを組合せた基本検知部を示す模式図である。
【図５】図５は、図１の磁気検出装置において、正常検知領域を示す模式図である。
【図６】図６は、図１の磁気検出装置において、非正常検知領域を示す模式図であって、被検知磁石以外の磁石が非正常検知領域に接近した状態を示す図である。
【図７】図７は、図１の磁気検出装置において、非正常検知領域を示す模式図であって、被検知磁石以外の磁石が非正常検知領域内にあるときの状態を示す図である。
【図８】図８は、図１の磁気検出装置における検知領域の概念図である。
【図９】図９は、図１の磁気検出装置における正常検知領域に対する被検知磁石の作動領域を示す概念図である。
【図１０】図１０は、図１の磁気検出装置における非正常検知領域に対する（被検知磁石以外の）磁石による作動を示す概念図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の変形例であって、磁気感度低減のために磁気遮蔽板を設けた構成を示す概略構成図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の変形例であって、リードスイッチと磁石までの距離差による磁気感度差を利用した構成を示す概略構成図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の変形例であって、接点溶着を検出可能な構成を示す概略構成図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の変形例であって、電磁コイルによる磁気溶着検出が可能な構成を示す概略構成図である。
【図１５】図１５は、第１の実施形態の変形例であって、溶着の過電流保護ヒューズを設けた構成を示す概略構成図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る磁気検出装置の第２の実施形態を示す概略構成図であって、より信頼性を高くした構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明に係る磁気検出装置の第３の実施形態を示す概略構成図であって、可動部に可撓性、或いは弾力性等を持たせた構成を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明に係る磁気検出装置の第４の実施形態を示す概略構成図であって、任意の範囲の開口を可能とする構成を示す図である。
【図１９】図１９は、従来の安全スイッチの構成を示す断面図である。
【図２０】図２０は、他の従来のスイッチのキー挿入状態における内部を示す正面図である。
【図２１】図２１は、他の従来の磁気近接スイッチを上方から見た部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る磁気検出装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
最初に本発明に係る磁気検出装置の第１の実施形態について、図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気検出装置Ａの構成図である。図１に示す磁気検出装置Ａの構成は、本発明の基本形態である。この磁気検出装置Ａは、操作部７に組み込まれた被検知磁石４ａ、４ｂの接近を検知する検知部６の主リードスイッチ１ａ、１ｂと、誤操作や不正操作に対するその他の磁石５の接近を検知する不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂとを備えている。
【００３０】
前記各リードスイッチの接点部はガラス菅１ａ１，１ｂ１，２ａ１，２ｂ１の中にそれぞれ収容された密閉構造であり、前記ガラス管１ａ１，１ｂ１，２ａ１，２ｂ１の中には不活性ガスが封入されている。このため、外部からの影響による接点の汚れが生じることがなく、また、リードスイッチの周囲においてガスなどによる腐食や酸化が生じないようになされている。
また、検知部６及び操作部７は、その外装が被磁性体の材料（例えば非磁性体のステンレススチール等の金属ややポリカーボネート等のプラスチック）で形成された函体であり、それにより、腐食性のガスや液体、またはゴミや粉などが生じる周囲環境条件の悪い場所での使用を可能とすることができる。
【００３１】
以下、図２乃至図１０に基づいて磁気検出装置Ａの動作原理を説明する。
図２は、被検知磁石４ａと、開接点を有する主リードスイッチ１ａとの間に作用する検知曲線及び解放曲線を示す図である。即ち、図２には、被検知磁石４ａが主リードスイッチ１ａに接近することで開接点が閉になる検知曲線１０ａ、１１ａと、被検知磁石４ａが検知曲線１０ａ，１１ａ内から離隔していき、閉になった開接点が開になる解放曲線１４ａ、１５ａとを示している。一般に、この検知曲線１０ａ、１１ａと解放曲線１４ａ、１５ａの関係は接点の閉と開の切替る位置が図のように異なる磁気ヒステリシスと呼ばれており、設計上考慮する必要がある。
本発明ではリードスイッチ１ａの開接点を使用し、検知曲線１０ａ内付近を正常検知領域２２ａと呼ぶ。なお、図２は被検知磁石４が検知曲線内にあることから開接点は閉になっている。
【００３２】
図３は、磁石５ａにより作動する不正防止用リードスイッチ２ａの検知曲線１６ａ、１７ａと解放曲線２０ａ、２１ａとを示す図である。
不正防止用リードスイッチ２ａは、開接点と閉接点とを有し、本発明では不正防止用リードスイッチ２ａの閉接点を使用する。
図３において、検知曲線１６ａ内は非正常検知領域２３ａと呼ぶ。
なお、図３は磁石が解放曲線２０ａの外側にあることから閉接点は閉のままである。
【００３３】
図４は、主リードスイッチ１ａと不正防止用リードスイッチ２ａとを組み合わせた基本検知部２５ａの構造を示す模式図である。
磁気検出装置Ａは、主リードスイッチ１ａの開接点、および不正防止用リードスイッチ２ａの閉接点を直列接続して磁気検知回路８ａ−９ａとして使用する。
このとき不正防止リードスイッチ２ａの磁気の検出感度は主リードスイッチ１ａの磁気の検出感度より高いことが望ましい。
もしくは、不正防止リードスイッチ２ａの磁気の検知曲線１６ａは、主リードスイッチ１ａの磁気の検知曲線１１ａよりも大きいことが望ましい。
【００３４】
図５は、被検知磁石４ａが正常検知領域２２ａに接近したときの基本検知部２５ａの状態を示す模式図である。
図５に示すように、被検知磁石４ａが基本検知部２５ａに接近し、被検知磁石４ａが主リードスイッチ１ａの検知曲線１０ａ内の正常検知領域２２ａに入ると、主リードスイッチ１ａの開接点が作動し、開から閉になる。
また、不正防止用リードスイッチ２ａの閉接点は、被検知磁石４ａが解放曲線２０ａの外側にあるため閉のままであり、磁気検知回路８ａ−９ａの回路は導通状態になる。
【００３５】
図６は、磁石５ａが不正防止用リードスイッチ２ａの非正常検知領域２３ａに接近したときの基本検知部２５ａの状態を示す模式図である。
図６に示すように、磁石５ａが基本検知部２５ａに接近し、不正防止用リードスイッチ２ａの検知曲線１６ａ内に入ると不正防止用リードスイッチ２ａの閉接点が作動し、閉から開になる。
また、主リードスイッチ１ａの開接点は、磁石５ａが未だ検知曲線１１ａの外側にあるため開のままであり、磁気検知回路８ａ−９ａの回路は非導通状態になる。
【００３６】
図７は、磁石５ａが主リードスイッチ１ａの検知曲線１１ａまで入ったときの基本検知部２５ａの状態を示す模式図である。
図７に示すように、磁石５ａが、更に基本検知部２５ａに接近し、主リードスイッチ１ａの検知曲線１１ａまで入った場合、主リードスイッチ１ａは開接点が開から閉になる。
しかしながら、磁石５ａは、不正防止用リードスイッチ２ａの検知曲線１６ａ内にあり、不正防止用リードスイッチ２ａの閉接点はすでに作動して開のままであるため、磁気検知回路８ａ−９ａの回路は非導通のままである。
【００３７】
図８は、磁気検出装置Ａ全体の検知領域を示す概念図である。
図８において、主リードスイッチ１ａと不正防止用リードスイッチ２ａとにより基本検知部２５ａが構成され、主リードスイッチ１ｂと不正防止用リードスイッチ２ｂとにより基本検知部２５ｂが構成される。前記二組の基本検知部２５ａ、２５ｂは、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂ側を背中合わせにして左右対称に配置され、検知部６を構成している。
また、図８には、主リードスイッチ１ａ、１ｂと不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの検知曲線と解放曲線とをそれぞれ示している。
即ち、主リードスイッチ１ａの検知曲線１０ａ，１１ａと解放曲線１４ａ，１５ａ、主リードスイッチ１ｂの検知曲線１０ｂ，１１ｂと解放曲線１４ｂ，１５ｂ、不正防止用リードスイッチ２ａの検知曲線１６ａと解放曲線２０ａ、不正防止用リードスイッチ２ｂの検知曲線１６ｂと解放曲線２０ｂを示している。
【００３８】
図９は、磁気検出装置Ａにおける被検知磁石４ａ，４ｂの作動領域を示す概念図である。
図９に示す操作部７は、所定の間隔を空けて配置された一対の被検知磁石４ａ、４ｂが組込まれている。
前記被検知磁石４ａ、４ｂの間隔に対応するように、主リードスイッチ１ａ、１ｂは所定の間隔を空けて配置され、前記被検知磁石４ａ、４ｂを検知可能となっている。
また、検知部６においては、前記主リードスイッチ１ａ、１ｂ間に、主リードスイッチ１ａ、１ｂの夫々に対応して設けられた一対の不正防止用リードスイッチが組込まれている。
この構成において、検知部６に対し操作部７が接近し、被検知磁石４ａ、４ｂが主リードスイッチ１ａ、１ｂの検知曲線１０ａ、１０ｂ内に入ると、主リードスイッチ１ａ、１ｂの開接点が作動し開から閉になる。また、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂは被検知磁石４ａ、４ｂが不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの検知曲線１６ａ、１６ｂの外側になり、閉接点は作動せず閉のままである。
また、これにより磁気検知回路８ａ−９ａ、８ｂ−９ｂの双方の回路は導通状態になり、この時が正常な磁気検出と見なされる。
【００３９】
また、図１０は、磁気検出装置Ａにおける磁石５による作動概念図である。
図１０に示すように、前記検知部６に対し磁石５が接近し、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの検知曲線１６ａ、１６ｂ内の片方もしくは双方に入ると、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの閉接点の片方もしくは双方が閉から開になる。
更に、磁石５が接近し、主リードスイッチ１ａ、１ｂの検知曲線１１ａ、１１ｂの片方もしくは双方に入ると、主リードスイッチ１ａ、１ｂの開接点の片方もしくは双方が開から閉になる。しかしながら、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの閉接点の片方もしくは双方が先に閉から開になっていることから、磁気検知回路８ａ−９ａ、８ｂ−９ｂの片方もしくは双方の回路は非導通状態になり、この時は非正常と見なされる。
【００４０】
このように本発明に係る第１の実施形態によれば、一対の被検知磁石４ａ，４ｂが一対の主リードスイッチ１ａ，１ｂに接近することにより前記一対の主リードスイッチ１ａ，１ｂの開接点が共に閉になり、それにより正常な磁気検出と見なすため高い信頼性を得ることができる。
更に、前記一対の主リードスイッチ１ａ，１ｂの間に一対の不正防止用リードスイッチ２ａ，２ｂが組込まれているため、例えば被検知磁石以外の強力な磁石５ａが一対の主リードスイッチ１ａ，１ｂの間に近づいた場合、前記不正防止用リードスイッチ２ａ，２ｂの一方または双方が作動する。即ち、不正防止用リードスイッチ２ａ，２ｂの一方または双方の閉接点が開になって回路を遮断し、不正と見なして動力源を停止させるため、誤作動の発生を防止することができる。
【００４１】
続いて、前記した第１の実施形態の変形例について図１１から図１５に基づいて説明する。
【００４２】
図１１は、前記した第１の実施形態の変形例であって、磁気遮蔽板３２ａ、３２ｂを用いて磁気感度を低減した構成を示す模式図である。
図４を用いて説明したように、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの検知曲線１６ａ、１６ｂの磁気感度は、主リードスイッチ１ａ、１ｂの検知曲線１１ａ、１１ｂの磁気感度より大きくなければならないが、磁気感度の差が少なかったり、小さかったりした場合には、正常な作動が得られなくなる。そのため、主リードスイッチ１ａ、１ｂの磁気感度を下げることが好ましい。
【００４３】
そこで、図１１の構成では、検知曲線１１ａ、１１ｂにあたる部分の一部に磁気遮蔽板３２ａ、３２ｂを配置し、検知曲線１１ａ，１１ｂの大きさが不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの検知曲線１６ａ、１６ｂより小さく、ないし磁気感度が下がるようにしている。
この構成によれば、例えば、主リードスイッチ１ａ、１ｂの磁気感度が不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの磁気感度より大きい場合であっても対応可能である。
【００４４】
また、図１２は、第１の実施形態の変形例であって、リードスイッチと磁石までの距離差による磁気感度差を利用した構成を示す模式図である。
図４を用いて説明したように、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの検知曲線１６ａ、１６ｂの磁気感度は、主リードスイッチ１ａ、１ｂの検知曲線１１ａ、１１ｂの磁気感度より大きくなければならない。
【００４５】
そこで、図１２の構成では、特に同じ機種のリードスイッチを使用した場合、もしくは、略同じ磁気感度のリードスイッチを使用した場合に、リードスイッチと磁気感度との関係は距離の二乗に反比例することを利用したものである。
例えば、図１２でリードスイッチに同じ機種を使いた場合、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの磁極２８ａ、２８ｂから磁石５までの距離は、検知部６の表面から不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの磁極２８ａ、２８ｂまでの距離３６ａ、３６ｂと検知部６の表面から磁石５までの距離３７の加算になる。
【００４６】
一方、主リードスイッチ１ａ、１ｂの磁極２７ａ、２７ｂから磁石５までの距離は、検知部６の表面から主リードスイッチ１ａ、１ｂの磁極２７ａ、２７ｂまでの距離３５ａ、３５ｂと検知部６の表面から磁石５までの距離３７の加算になる。
双方とも、検知部６の表面から磁石５までの距離３７は同じであるから、検知部６の表面から主リードスイッチ１ａ、１ｂの磁極２７ａ、２７ｂまでの距離３５ａ、３５ｂが、検知部６の表面から不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの磁極２８ａ、２８ｂまでの距離３６ａ、３６ｂの２倍以上あることが望ましい。
【００４７】
次に、図１３は、第１の実施形態の変形例であって、接点溶着を検出可能な構成を示す模式図である。
図１３に示すように、一対の主リードスイッチ１ａ、１ｂに開接点と閉接点を持ったリードスイッチを使用し、磁気検知回路８ａ−９ａ、８ｂ−９ｂには開接点を使用する。
この一対の主リードスイッチ１ａ，１ｂにおいては、閉接点が導通しているかを監視することにより、被検知磁石４ａ，４ｂなどの接近や離隔の際に、開接点が溶着しているか否かを検出することができる。即ち、一方のリードスイッチの開接点が溶着した場合、この溶着を主リードスイッチ１ａ、１ｂの閉接点が同時に閉にならないことで溶着したことを検出することができる。
【００４８】
また、一対の不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂは開接点と閉接点を持っており、磁気検知回路８ａ−９ａ、８ｂ−９ｂには閉接点を使用する。
この一対の不正防止用リードスイッチ２ａ，２ｂでは、開接点が導通しているかを監視することにより、閉接点が溶着しているか否かを検出することができる。即ち、  片方の閉接点が溶着した場合、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの開接点が同時に閉にならないことで溶着が発生したことを検出することができる。
なお、一対の不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂは、同じ使用条件とするために双方とも対称軸上に並設されていることが望ましい。
【００４９】
また、図１４は、第１の実施形態の変形例であって、電磁コイルを用いて接点溶着の検出を行う構成を示す模式図である。
特に、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂは、図１３の構成によっても正常時はほとんど作動しないことが多いため、定期的もしくは任意に作動確認することが望ましい。
このため、図１４の構成では、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの双方に接点溶着検知用電磁コイル３３ａ、３３ｂを配設している。
そして、定期的もしくは任意に電磁コイル３３ａ、３３ｂに通電し、不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂを強制的に作動させ、開接点が開から閉になることを確認できれば、それを正常動作と見なすことができる。もし、開接点の片方もしくは双方が閉にならない場合、閉接点の溶着を確認することができる。
【００５０】
また、図１５は、第１の実施形態の変形例であって、接点の溶着を防止可能なヒューズ３４ａ、３４ｂを設けた構成を示す模式図である。
図１５に示すように、接点の溶着が生じる電流値よりも低い所定の電流値で切断されるヒューズ３４ａ、３４ｂを、主リードスイッチ１ａ、１ｂの開接点と不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂの閉接点とが直列接続された磁気検知回路８ａ−９ａ、８ｂ−９ｂ上に直列接続する。
これにより、もし接点溶着が生じる電流値の電流が流れた場合に、ヒューズ３４ａ，３４ｂが先に切断されるため、リードスイッチを保護することができ、最大の接点寿命を得ることができる。
【００５１】
続いて、本発明に係る磁気検出装置の第２乃至第４の実施形態について、それぞれ図１６、図１７、図１８に基づいて説明する。
【００５２】
図１６は、本発明に係る磁気検出装置の第２の実施形態を示す概略構成図であり、前記第１の実施の形態よりも更に高い信頼性が得られる構成を示している。
防護扉や安全柵などにおいては、不正操作や誤作動などに対し、高信頼性が要求される場合があり、図１６の構成によれば、それらの要求に対応することができる。
即ち、図１６の構成にあっては、例えば、一対の主リードスイッチ１ａ、１ｂおよび不正防止用リードスイッチ２ａ、２ｂに、更に、主リードスイッチおよび不正防止用リードスイッチを少なくとも一組以上設けたものとなる（図では主リードスイッチ３ｂ、不正防止用リードスイッチ２ｃを有する基本検知部２５ｃが加えられる）。
この構成により、不正操作や誤作動を回避できるようになる。特に、この場合には、被検知磁石が３個以上（図では被検知磁石４ｃが加えられる）となるため、不正操作などを行うことが難しくなる。
【００５３】
次に、図１７は、本発明に係る磁気検出装置の第３の実施形態を示す概略構成図であり、可動部として被検知磁石の函体６０に非磁性体の可撓性或いは柔軟性等を有する材料を使用したものである。
一般に防護扉や安全柵等の形状は多様にわたるため、それらに対応するため被検知磁石の函体６０に可撓性や柔軟性を持たせることにより、防護扉や安全柵等の形状の多様性に対応することが可能となる。
例えば、図１７に示したように曲率半径の小さな安全柵などには、今まで機械式スイッチや金属に応答してしまう近接スイッチなどを使用していたため、ゴミなどが詰まってスイッチの作動ができない場合や、金属片で近接スイッチの作動の不正操作ができることがあった。
それに対し、本発明では曲率半径の小さな（曲がりが大きい）安全柵でも非磁性体の可撓性や柔軟性等を持った函体６０を介して被検知磁石を取り付けることができ、尚且つ不正操作の困難な構造の磁気検知装置を提供することができる。
【００５４】
また、図１８は、本発明に係る磁気検出装置の第４の実施形態を示す概略構成図であり、任意の範囲の開口を可能にするものである。
防護扉や安全柵などでは、ある任意の隙間を開けることを許可する必要がある場合がある。
従来は、安全柵などに任意の長さのドグ（被検出体）を設け、例えばリミットスイッチで、ドグの長さ分だけ作動を許可している。
しかしながら、リミットスイッチが作用しないよう手を加えれば（粘着テープなどで固定するなど）、ドグの長さに関係なく作動するよう容易に不正操作が可能であった。
【００５５】
それに対し、本発明の第４の実施形態では、図１８のように一対のレール状のドグ７０（被検出体）に沿って一対の被検知磁石４ａ、４ｂからなる操作部７が任意の必要数量（操作部７−１乃至７−ｎ）並べられる。そして、複数並べられた一対の被検知磁石４ａ，４ｂの間を、検知部６が移動可能に設けられる。
この構成により、検知部６が前記操作部７を通過する間は、扉や安全柵が開くように作動し、検知部６が操作部７を抜けたときには、扉や安全扉が閉じるように制御することができる（任意の範囲まで扉や安全柵が正常に開くように制御することができる）。
例えば食品産業で用いるミキサーや混練のタンクを囲う扉や安全柵において、一対の検知部６が操作部７を通過するときは正常に開く状態とすることができる。これにより、所定の範囲だけ開いた扉や安全柵から、タンク内の生産物を直接見ながら各種食品材料の追加や食品添加物の投入を安全に行うことができる。
【００５６】
以上のように本発明に係る第１乃至第４の実施の形態によれば、図面に示したいずれかの形態を機械及び装置に合わせて適宜選択し、組込むことにより、機械及び装置に最適な磁気近接装置を得ることができ、不正操作や接点溶着などの様々な原因による誤作動の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ            磁気検出装置
１ａ、１ｂ      主リードスイッチ
２ａ、２ｂ      不正防止用リードスイッチ
３ａ、３ｂ      主リードスイッチ
４ａ、４ｂ      被検知磁石
５            磁石
６            検知部
７            操作部
８ａ、８ｂ      正常時電気回路
９ａ、９ｂ      正常時電気回路
１０ａ、１０ｂ  主リードスイッチの検知曲線（正常領域）
１１ａ、１１ｂ  主リードスイッチの検知曲線（非正常領域）
１２ａ、１２ｂ  主リードスイッチの保持領域（正常領域）
１３ａ、１３ｂ  主リードスイッチの保持領域（非正常領域）
１４ａ、１４ｂ  主リードスイッチの解放曲線（正常領域）
１５ａ、１５ｂ  主リードスイッチの解放曲線（非正常領域）
１６ａ、１６ｂ  不正防止用リードスイッチの検知曲線
１７ａ、１７ｂ  不正防止用リードスイッチの検知曲線
１８ａ、１８ｂ  不正防止用リードスイッチの保持曲線
１９ａ、１９ｂ  不正防止用リードスイッチの保持曲線
２０ａ、２０ｂ  不正防止用リードスイッチの解放曲線
２１ａ、２１ｂ  不正防止用リードスイッチの解放曲線
２２ａ、２２ｂ  正常検知領域
２３ａ、２３ｂ  非正常検知領域
２４ａ、２４ｂ  非正常領域内における主リードスイッチの検知領域
２５ａ、２５ｂ  基本検知部
２６          線対称軸
２７ａ、２７ｂ  主リードスイッチ磁極
２８ａ、２８ｂ  不正防止用リードスイッチ磁極
３０ａ、３０ｂ  主リードスイッチの異常検知接点信号
３１ａ、３１ｂ  不正防止用リードスイッチの異常検知接点信号
３２ａ、３２ｂ  磁気遮蔽版
３３ａ、３３ｂ  接点溶着検知用電磁コイル
３４ａ、３４ｂ  非溶着用電流制限ヒューズ
３５ａ、３５ｂ  検知部の表面から主リードスイッチの磁極までの距離
３６ａ、３６ｂ  検知部の表面から不正防止用リードスイッチの磁極までの距離
３７          検知部の表面から磁石までの距離
５０          一対以上の複数の主リードスイッチおよび不正防止用リードスイッチを持つ複合検知部
５１          一対以上の複数の被検知磁石を持つ複合操作部
６０          函体
７０          ドグ
【図１】
2012238585.tif 000003
【図２】
2012238585.tif 000004
【図３】
2012238585.tif 000005
【図４】
2012238585.tif 000006
【図５】
2012238585.tif 000007
【図６】
2012238585.tif 000008
【図７】
2012238585.tif 000009
【図８】
2012238585.tif 000010
【図９】
2012238585.tif 000011
【図１０】
2012238585.tif 000012
【図１１】
2012238585.tif 000013
【図１２】
2012238585.tif 000014
【図１３】
2012238585.tif 000015
【図１４】
2012238585.tif 000016
【図１５】
2012238585.tif 000017
【図１６】
2012238585.tif 000018
【図１７】
2012238585.tif 000019
【図１８】
2012238585.tif 000020
【図１９】
2012238585.tif 000021
【図２０】
2012238585.tif 000022
【図２１】
2012238585.tif 000023