JP2013012316A - Reed switch control device and push button switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードスイッチ制御装置と、このリードスイッチ制御装置を備えた押しボタンスイッチとに関する。 The present invention relates to a reed switch control device and a push button switch including the reed switch control device.
乗客が少ない路線の電車や気動車には、駅に停車中、不必要に長くドアが開放されたままになって、冬場では暖房による暖気が流出して温度が低下したり、夏場では冷房による車内温度が上昇したりするのを防止するために、乗客自らが開閉操作できる半自動ドアを備えたものがある。 For trains and diesel trains with few passengers, the doors are left unnecessarily open for a long time when the train is stopped at the station. Some have a semi-automatic door that can be opened and closed by passengers to prevent the temperature from rising.
上記のような車両では、ドア収容部の車外側と車内側とにそれぞれ、ドア開閉用のスイッチとして押しボタンスイッチが設置されている。 In the vehicle as described above, push button switches are installed as door opening / closing switches on the vehicle exterior side and the vehicle interior side of the door accommodating portion.
この種の押しボタンスイッチには、従来、図9に示すように、ケーシング内に固定的に設けられたリードスイッチ2と、ケーシングに対して出没自在の押しボタン3とを備え、押しボタン3の上記リードスイッチ2側の面部にはリードスイッチ2駆動用の磁石4が取り付けられている押しボタンスイッチがある。
As shown in FIG. 9, this type of push button switch has conventionally been provided with a
なお、図9では、ケーシング全体の図示は省略している。また、上記図9の例では、磁石4の磁極軸の方向は、リードスイッチ2の電極軸の方向(長さ方向でもある)と直交する方向に設定されていて、一方のSもしくはNの磁極がリードスイッチ2の側に向いている。
In FIG. 9, the entire casing is not shown. In the example of FIG. 9, the direction of the magnetic pole axis of the
上記構成の押しボタンスイッチでは、接点部分がリードスイッチであることで、比較的高い電圧での使用が可能で、電車等の車両での設置が容易になるほか、リードスイッチが押しボタンの変位経路の脇に位置するので、全体の厚みが、押しボタンの奥行き長さにその変位ストロークを加えた程度の厚みに収まり、薄型化できる等の利点がある。 In the push button switch configured as described above, since the contact portion is a reed switch, it can be used at a relatively high voltage, and can be easily installed on a vehicle such as a train. Therefore, there is an advantage that the entire thickness is within the thickness obtained by adding the displacement stroke to the depth length of the push button, and the thickness can be reduced.
上記のように、リードスイッチと磁石とで押しボタンスイッチ等のリードスイッチ制御装置を構成する場合、リードスイッチに対する磁石の作用を検討してみると、改良の余地があり、オンオフ動作の確実性を損なうことなく、さらに磁石の移動ストロークを短くすることが望まれる。 As described above, when a reed switch control device such as a push button switch is configured with a reed switch and a magnet, there is room for improvement when examining the action of the magnet on the reed switch, and the reliability of the on / off operation is improved. It is desirable to further shorten the moving stroke of the magnet without damaging it.
本発明の発明者が検討したところ、上記図9に示したリードスイッチ制御装置(もしくは押しボタンスイッチ)には、以下のような課題がある。 When the inventors of the present invention have studied, the reed switch control device (or push button switch) shown in FIG. 9 has the following problems.
上記リードスイッチ制御装置では、リードスイッチと磁石の配置は、図10の配置図のようになる。すなわち、リードスイッチ2の電極軸の方向をX軸方向とすると、このX軸方向は、図10の紙面と直交しており、磁石4の磁極方向は、上記X軸方向と直交するY軸方向に設定されており、磁石4は、上記Y軸、X軸と直交するZ軸方向に移動するようになっている。
In the reed switch control device, the reed switch and the magnet are arranged as shown in the arrangement diagram of FIG. That is, assuming that the electrode axis direction of the
そして、上記磁石4のN極がリードスイッチ2の側に向いているとすると、リードスイッチ2に対する磁石4の磁化力は、図11のようになる。
If the N pole of the
磁石4のリードスイッチ2に対する磁化力は、磁石4がリードスイッチ2に最接近するZ軸方向の位置(z=0)では最大となるが、そのZ軸方向の両側では、Zの値が増加もしくは減少するにつれて磁化力は緩やかに減少し、z=0からZ軸方向にかなり離れた位置で、リードスイッチ2がオンする磁化力レベル(特性図ではオン磁化力と称する)以下となり、さらに、それより離れた位置でリードスイッチ2がオフする磁化力レベル(オフ磁化力と称する)以下となる。磁石4がリードスイッチ2に対してZ軸方向に移動し、その磁化力がリードスイッチのオフ磁化力レベルを下回った位置でリードスイッチ2はオフとなる。
The magnetizing force of the
したがって、リードスイッチ2に対して、磁石4は少なくとも、その磁化力がオン磁化力レベルを上回る位置(−5<z)から、オフ磁化力レベルを下回る位置(z<−8)まで移動することで、リードスイッチ2はオンオフ動作する。
Therefore, with respect to the
しかしながら、磁石4の位置がZ=0の両側では、上にも記したように、磁化力は緩やかに減少しているから、磁化力がオン磁化力レベルを上回る位置からオフ磁化力レベルを下回るまでの距離Stが長く、それだけ磁石4をリードスイッチ2に対して長いストローク移動させる必要があり(例えば図のSt:z=−11〜−4)、リードスイッチ制御装置もしくは押しボタンスイッチの薄型化に限度がある。
However, when the position of the
本発明は上記の課題に対処したもので、本発明に係るリードスイッチ制御装置は、リードスイッチに対して、その電極軸(X軸)と直角に交叉する方向に磁石が移動することで上記リードスイッチがオンオフ動作するようにしたリードスイッチ制御装置であって、上記磁石は、その磁極軸が上記リードスイッチの電極軸および磁石の移動方向(Z軸方向)に直交する直交軸(Y軸)上にあり、上記磁石とその移動方向に間隔をおいた位置に、磁性体からなり上記磁石のリードスイッチ側の磁極とは逆極性の磁極となる補助磁極体が配置され、上記磁石と上記補助磁極体とは一定間隔を保ちながら上記磁石の移動方向に移動可能とされていることを特徴とする。 The present invention addresses the above-described problems, and the reed switch control device according to the present invention is configured such that the magnet moves in a direction perpendicular to the electrode axis (X axis) of the reed switch. A reed switch control device in which a switch is turned on and off, wherein the magnet has a magnetic pole axis on an orthogonal axis (Y axis) perpendicular to the electrode axis of the reed switch and the moving direction of the magnet (Z axis direction). An auxiliary magnetic pole body made of a magnetic material and having a polarity opposite to the magnetic pole on the reed switch side of the magnet is disposed at a position spaced in the moving direction of the magnet, and the magnet and the auxiliary magnetic pole The body is movable in the moving direction of the magnet while maintaining a constant interval.
上記構成の実施形態として、補助磁極体は、磁石と分離した状態で設けてもよいが、望ましくは、磁石の反リードスイッチ側(リードスイッチから遠い側)にヨークを設けて、該ヨークにより磁石の反リードスイッチ側の磁極の磁力を補助磁極体に導くようにする。 As an embodiment of the above configuration, the auxiliary magnetic pole body may be provided in a state separated from the magnet, but preferably, a yoke is provided on the side opposite to the reed switch (the side far from the reed switch), and the magnet is formed by the yoke. The magnetic force of the magnetic pole on the side opposite to the reed switch is guided to the auxiliary magnetic pole body.
あるいは、磁石の反リードスイッチ側にヨークを設けるともに、このヨークの端部をリードスイッチ側に延出させるなどして、ヨーク全体を補助磁極体としてもよい。 Alternatively, the yoke may be provided on the side opposite to the reed switch of the magnet, and the end of the yoke may be extended to the side of the reed switch.
上記の構成において、磁石と間隔をおいて配置されている補助磁極体は、磁石のリードスイッチ側の磁極と逆極性の弱い磁極として作用する。リードスイッチに対する磁化力は、磁石のリードスイッチ側磁極と補助磁極体のそれぞれの磁化力の合成となるが、磁石と補助磁極体とがその移動方向に間隔をおいて並んでいて、かつ互いに逆極性であるから、リードスイッチに加わる合成磁化力は、磁石と補助磁極体の間で互いに打ち消し合い、磁石の移動に従ってNから磁化力=0を経てSへ、またはSから磁化力=0を経てNへ急激に変化する。 In the above configuration, the auxiliary magnetic pole body disposed at a distance from the magnet acts as a magnetic pole having a weak reverse polarity to the magnetic pole on the reed switch side of the magnet. The magnetizing force for the reed switch is a combination of the magnetizing forces of the reed switch side magnetic pole and the auxiliary magnetic pole body of the magnet, but the magnet and the auxiliary magnetic pole body are arranged at intervals in the moving direction and are opposite to each other. Because of the polarity, the resultant magnetization force applied to the reed switch cancels each other between the magnet and the auxiliary magnetic pole body, and from N to magnetization force = 0 to S or from S to magnetization force = 0 as the magnet moves. It changes rapidly to N.
したがって、例えば、磁石がリードスイッチに近接している位置から、補助磁極体がリードスイッチに近接する位置まで移動すれば、その間にリードスイッチはオンからオフが切り換わることになり、磁石は短い距離を移動するだけでよい。 Therefore, for example, if the auxiliary magnetic pole moves from the position where the magnet is close to the reed switch to the position where the auxiliary magnetic pole body is close to the reed switch, the reed switch is switched from on to off during that time, and the magnet is short distance Just move.
上記構成において、補助磁極体は磁石と同様の形状としてよいが、補助磁極体の磁化力は、磁石の磁化力と合成されて磁石と補助磁極体との間で合成磁化力を小さくするものであるから、上記したように、ヨークを省略したり、ヨークで補助磁極体を兼用させたりしてもよい。 In the above configuration, the auxiliary magnetic pole body may have the same shape as the magnet, but the magnetizing force of the auxiliary magnetic pole body is combined with the magnetizing force of the magnet to reduce the combined magnetic force between the magnet and the auxiliary magnetic pole body. Therefore, as described above, the yoke may be omitted, or the yoke may be used also as the auxiliary magnetic pole body.
また、上記構成において、磁石と補助磁極体の移動方向の前後の配置は交換可能で、磁石と補助磁極体の移動に伴い、リードスイッチがオフからオンに切り換わる構成にも、また、リードスイッチがオンからオフに切り換わるようにも構成でき、リードスイッチをa接点またはb接点とすることができる。 In the above configuration, the arrangement of the magnet and the auxiliary magnetic pole body in the moving direction can be exchanged, and the reed switch is switched from off to on with the movement of the magnet and the auxiliary magnetic pole body. Can be configured to switch from on to off, and the reed switch can be a contact or b contact.
本発明に係る押しボタンスイッチは、上記構成のリードスイッチ制御装置を備え、上記磁石と補助磁極体を移動させる手段として、ケーシングに対して出没変位自在に設けられた押しボタンを有するものである。 The push button switch according to the present invention includes the reed switch control device having the above-described configuration, and has a push button provided so as to be movable in and out of the casing as means for moving the magnet and the auxiliary magnetic pole body.
本発明によれば、リードスイッチに対して磁石が短い距離を移動するだけで、リードスイッチに働く磁化力が大きく増減変化するから、磁石の移動距離を短縮でき、これにより、リードスイッチ制御装置や、この制御装置を備えた押しボタンスイッチを薄型化できる。 According to the present invention, the magnetizing force acting on the reed switch is greatly increased or decreased just by moving the magnet over a short distance with respect to the reed switch, so that the moving distance of the magnet can be shortened. The push button switch equipped with this control device can be thinned.
また、本発明は、リードスイッチに対して、単一の磁石と、この磁石の磁力により磁化される磁性体からなる補助磁極体があればよいから、構成が簡単で安価に製作しうる。 Further, according to the present invention, since a single magnet and an auxiliary magnetic pole body made of a magnetic body magnetized by the magnetic force of the magnet need only be provided for the reed switch, the configuration is simple and can be manufactured at low cost.
〔第1の実施形態〕
図1ないし図5は、本発明の第1の実施形態を示すものである。この第1の実施形態に係る押しボタンスイッチは、図1および図2に示すように、ケーシング1と、リードスイッチ2と、押しボタン3と、リードスイッチ2の開閉に関与する磁石(永久磁石)4と、磁性体からなる補助磁極体7と、ヨーク8とを備えている。
[First Embodiment]
1 to 5 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the push button switch according to the first embodiment includes a casing 1, a
ケーシング1は合成樹脂製で、内部にリードスイッチ2が固定的に装着されている。リードスイッチ2は、その電極軸(長手方向軸でもある)がケーシング1の左右を向く所定の向きとなっている。
The casing 1 is made of synthetic resin, and a
押しボタン3は、合成樹脂製の短寸の軸体で、その軸体の軸方向であってリードスイッチ2の電極軸と直交する方向に一定ストローク摺動しうるようケーシング1内に保持され、少なくともその前面部がケーシング1から出没変位するようになっている。この押しボタン3の中途部には、摺動範囲を規制するための鍔3aが一体に形成され、後部には、押しボタン3を突出方向に付勢するバネ5が設けられている。ケーシング1の前面には押しボタン3の鍔3aを受け止める蓋板6が取り付けられている。
The
磁石4は、補助磁極体7およびヨーク8とともに、押しボタン3のリードスイッチ2に面する側に埋め込む形で取り付けられており、押しボタン3の軸方向であってリードスイッチ2の電極軸と直交する方向に移動するようになっている。補助磁極体7は、磁石4の磁力により、磁石4のリードスイッチ2側の磁極とは逆極性の磁極となるもので、磁石4とはその移動方向に間隔をおいて配置されている。なお、磁石4と補助磁極体7とは、リードスイッチ2の一方のリード片に磁力を作用させるよう、リードスイッチ2の左右片側に偏位した部分に臨んでいる。この場合リードスイッチは固定片および可動片に異なった大きさの磁化力を受け、磁化の差でギャップに吸引力が生じ、ギャップが閉じてオンに駆動される。
The
リードスイッチ2に対する磁石4や補助磁極体7の配置、移動方向等についてさらに詳しく述べると、図3および図4に示すように、リードスイッチ2の電極軸をX軸とし、リードスイッチ2の電極軸(X軸)と直交する方向であって磁石4と補助磁極体7の移動方向をZ軸に平行とし、上記X軸にもZ軸にも直交する直交軸をY軸とすると、磁石4の磁極軸(S−N軸)がY軸と平行で、磁石4と補助磁極体7とは、リードスイッチ2に対してY軸上の位置yにおいて、Z軸方向に間隔をおいて配置されており、かつ、リードスイッチ2の側では、磁石4の磁極と補助磁極体7の磁極とが逆極性となり、この実施形態では、リードスイッチ2側には、磁石4のN極と補助磁極体7のS極とが向いている。
The arrangement and moving direction of the
そして、押しボタン3の非操作時、図4に示すように、補助磁極体7がリードスイッチ2に近接する位置にあり、押しボタン3を所定ストローク押し込んだ状態では、磁石4がリードスイッチ2に近接するようになっている。
When the
上記の構成において、押しボタン3の押し込み操作の前では、補助磁極体7がリードスイッチ2に近接する位置にあり(図4の位置)、補助磁極体7の磁化力は弱いのでリードスイッチ2はオフとなっているが、押しボタン3の押し込み操作に伴い、磁石4がZ軸上をz増加方向に移動すると、磁石4がリードスイッチ2に最も近接する手前において、リードスイッチ2に働く磁化力が急激に増加して、リードスイッチ2がオフからオンに切り換わり、磁石4がリードスイッチ2に最も近接した位置でリードスイッチ2をオン状態に維持する。
In the above configuration, before the
この動作を図4および図5により詳しく説明する。図5は、磁石4のZ軸方向の位置を補助磁極体7とともに図4に示す位置から変化させたとき、リードスイッチ2に働く磁化力の特性を示したものである。磁石4がリードスイッチ2に最接近したときをz=0とし、補助磁極体7がリードスイッチ2に最接近したときをz=−10とする。リードスイッチ2に及ぼす磁化力は、磁石4と補助磁極体7のそれぞれが単独に有する磁化力の合成となる。図5では、磁石4と補助磁極体7単独の磁化力を点線で示し、合成磁化力は実線で示している。
This operation will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 shows the characteristics of the magnetizing force acting on the
図5に示すように、磁石4と補助磁極体7の合成磁化力は、磁石4と補助磁極体7の間で、単独の磁石4の磁化力よりも急峻に変化しており、磁石4の位置がz=−4でリードスイッチ2がオンとなり、z=−5.5でリードスイッチ2はオフとなる。磁石4単独の磁化力では、z=−5でリードスイッチ2がオン、z=−8でリードスイッチ2はオフとなるのに比べて、必要な磁石4の移動量は半減しており、しかもz=0における最大磁化力はほとんど同じである。したがって、図5に示すように、例えば位置z=−8〜−2を押しボタン3のストロークとすることで、リードスイッチ2は確実にオンオフされる。押しボタンスイッチとしてはa接点の動作である。
As shown in FIG. 5, the combined magnetizing force of the
以上の動作から分かるように、この第1の実施形態では、磁石4がリードスイッチ2を主としてオンさせ、補助磁極体7が、リードスイッチ2に対する磁化力に急峻な変化を付与している。
As can be seen from the above operation, in the first embodiment, the
〔第2の実施形態〕
図6は、第2の実施形態における磁石とリードスイッチとの位置関係を示している。
[Second Embodiment]
FIG. 6 shows the positional relationship between the magnet and the reed switch in the second embodiment.
この第2の実施形態では、第1の実施形態で示されているような独立した部材としての補助磁極体を使用せず、磁石4と共に移動するヨーク8の一部を補助磁極体71としている。すなわち、ヨーク8は強磁性体であるから、磁石4のS極からリードスイッチ2に向かって磁束を導き、Sの磁化力を与える。独立した部材である補助磁極体7を使用したときより作用は弱いが、磁石4とは逆極性の磁化力をもつので、磁石4が移動したときの磁化力特性は図5に近いものとなり、磁石4の移動にしたがってリードスイッチ2の受ける磁化力変化を急峻にする効果を持つ。第1の実施形態で示されているように独立した部材である補助磁極体7を使用する場合より構造が簡単となる特徴を持つ。
In the second embodiment, the auxiliary
〔第3の実施形態〕
図7は、第3の実施形態における磁石とリードスイッチとの位置関係を示している。
[Third Embodiment]
FIG. 7 shows the positional relationship between the magnet and the reed switch in the third embodiment.
この第3の実施形態では、磁石4と共に使用するのは独立した部材である補助磁極体7のみとし、ヨーク8は省略している。補助磁極体7は磁石4からの誘導を受けて、弱いながらも図の極性の磁極(磁石4のリードスイッチ2側の磁極とは逆極性の磁極)を生じる。リードスイッチ2に対する磁化特性は、基本的に図5と同様の形となり、磁石4の位置に対する磁化力の変化を急にすることが出来る。
In the third embodiment, only the auxiliary
〔第4の実施形態〕
図8は、第4の実施形態における磁石と補助磁極体とリードスイッチとの位置関係を示しており、第1の実施形態における磁石4と補助磁極体7の位置が入れ替わっている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 shows the positional relationship among the magnet, the auxiliary magnetic pole body, and the reed switch in the fourth embodiment, and the positions of the
磁石4と補助磁極体7が平行してZ軸方向に動くとき、磁石4がリードスイッチ2に最接近する位置(図8の位置)をz=0とし、補助磁極体7がリードスイッチ2に最接近する位置をz=10とする。リードスイッチ2に対する磁化特性は、図5においてz=0を対称軸に左右反転した特性となる。
When the
押しボタン3の操作にしたがって磁石4と補助磁極体7がzの増加方向に動くとき、非操作時の磁石位置z=0ではリードスイッチ2はオンになっている。押しボタンが押されると、z=5.5でリードスイッチ2はオフとなり、押しボタンを戻すとz=4でオンに戻る。押しボタンスイッチとしてb接点の動作となる。
When the
このように磁石4と補助磁極体7の位置を交換することで容易にa接点またはb接点を構成できる。
Thus, the a contact or the b contact can be easily configured by exchanging the positions of the
1 ケーシング
2 リードスイッチ
3 押しボタン
4 磁石
7 補助磁極体
8 ヨーク
1
Claims (4)
上記磁石は、その磁極軸が上記リードスイッチの電極軸および磁石の移動方向に直交する直交軸上にあり、上記磁石とその移動方向に間隔をおいた位置に、磁性体からなり上記磁石のリードスイッチ側の磁極とは逆極性の磁極となる補助磁極体が配置され、上記磁石と上記補助磁極体とは一定間隔を保ちながら上記磁石の移動方向に移動可能とされている、ことを特徴とするリードスイッチ制御装置。 A reed switch control device in which the reed switch is turned on and off by moving a magnet in a direction perpendicular to the electrode axis with respect to the reed switch,
The magnet has a magnetic pole axis on an orthogonal axis orthogonal to the electrode axis of the reed switch and the moving direction of the magnet, and is made of a magnetic material at a position spaced apart from the magnet in the moving direction. An auxiliary magnetic pole body having a polarity opposite to that of the switch-side magnetic pole is disposed, and the magnet and the auxiliary magnetic pole body are movable in the moving direction of the magnet while maintaining a constant interval. Reed switch control device.
上記磁石の反リードスイッチ側にヨークが設けられ、該ヨークにより上記磁石の反リードスイッチ側の磁極の磁力が上記補助磁極体に導かれている、リードスイッチ制御装置。 In the reed switch control device according to claim 1,
A reed switch control device, wherein a yoke is provided on the side opposite to the reed switch of the magnet, and the magnetic force of the magnetic pole on the side opposite to the reed switch of the magnet is guided to the auxiliary magnetic pole body by the yoke.
上記磁石の反リードスイッチ側にヨークが設けられ、該ヨークが上記補助磁極体とされている、リードスイッチ制御装置。 In the reed switch control device according to claim 1,
A reed switch control device, wherein a yoke is provided on the side opposite to the reed switch of the magnet, and the yoke serves as the auxiliary magnetic pole body.
上記磁石と補助磁極体を移動させる手段として、ケーシングに対して出没変位自在に設けられた押しボタンを有する、ことを特徴とする押しボタンスイッチ。 A push button switch comprising the reed switch control device according to any one of claims 1 to 3,
A push button switch comprising a push button provided so as to be movable in and out of the casing as means for moving the magnet and the auxiliary magnetic pole body.
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