JP4192267B2 - Self-holding proximity switch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己保持型近接スイッチに関し、特に往復動作における対象物の位置検出用近接スイッチや、多点出力の水位検出用フロートスイッチとして使用するのに好適な自己保持型近接スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の自己保持型近接スイッチでは、ラッチ回路やラッチングリレー等を使用し、近接スイッチの検出信号を自己保持動作させる方法が一般的であるが、このようなラッチ回路やラッチングリレーを使用した方法では、電源を切った後で投入した際に、以前の検出状態を再現できないという欠点があった。その為、特許文献1に記載の磁気センサ素子を利用する方法や、特許文献2に記載された自己保持型位置センサが提案されている。
【0003】
特許文献1の磁気センサ素子は、強磁性薄膜磁気抵抗パターンをブリッジ接続加工した磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子上に、前記磁気抵抗パターンの何れにも角度略45度の向きに磁界が印加されるべく取りつけたバイアス磁石と、前記磁気抵抗素子の側方に近接して、前記バイアス磁石の磁極方向と略直交する方向に、保磁力1000〜3000A/mの磁性材料を配置した構成である。この構成により、従来のラッチ回路のような部品を必要とせず、電源OFF後も再投入時には、以前の検出状態を再現できるとしている。
【0004】
一方、特許文献2に記載の自己保持型位置センサは、反転チップが配列された一次元方向に被検出端に取り付け、反転チップ同士の吸引力よりも強い吸引力を有する磁石を移動するセンサである。このセンサでは、磁石の移動により、反転チップは反転して逆の表示面となり、視覚的又は光電的に反転チップの表裏面を判別することで被検出端の位置を検出する。
【0005】
【特許文献1】
特開2003−130933号公報
【特許文献2】
特開2001−99687号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載された磁気センサ素子は、前述の如く、磁気検出素子と固定されたバイアス磁石と磁性材料とを具備し、移動するマグネットを検出対象とし、該マグネットの磁界方向を磁性材料に記憶させるものである。そのため、磁界方向を記憶した磁性材料に、記憶した磁界と逆の磁界が与えられると、自己保持機能が失われる不都合がある。特に、この記憶用に用いた磁界は、記憶用の磁界と比べて比較的弱い逆磁界でも消失する。更に、検出素子は微弱磁界を検出しなければならない為、高感度センサを使用する必要があり、高価で調整を必要としていた。
【0007】
一方、特許文献2に記載された自己保持型位置センサは、回転軸を有する複数の磁石を用いるので、構造上、センサ自体が複雑化する不都合が生じてしまう。しかも、この自己保持型位置センサにおいても、前記特許文献2と同様に、記憶用に用いた磁界は、比較的弱い逆磁界を与えられても消失し、自己保持機能が失われる不都合もある。
【0008】
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、自己保持型近接スイッチの構成を極めて単純化することができ、電源OFF後も再投入時には以前の検出状態を再現でき、記憶用に用いた磁界に対して強い逆磁界が加えられても、自己保持機能が喪失しない自己保持型近接スイッチの提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく本発明の第1の手段は、非磁性材で形成されたケース1と、該ケース1内部に収納され、該ケース1の内部中央に固定された規制軸2の側面に接しながら、該規制軸2の周囲を左右に揺動移動する内部磁石3と、該内部磁石3の移動状態を検出する検出素子4とを有し、ケース1の一側面に設けたセンサ検出面5に沿って平行移動することでケース1内の内部磁石3を左右に移動せしめる検出磁石6をケース1の外に配置したことにある。
【0010】
第2の手段において、内部磁石3は平面矩形状又は略円形状を成し、前記検出磁石6の移動時に、内部磁石3の側面略中央に接する規制軸2を中心として内部磁石3が左右に揺動するように平面略扇形状の移動空間1Aを前記ケース1内部に設ける。
【0011】
第3の手段は、内部磁石3の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石3を磁着固定する磁性体7を、前記センサ検出面5の反対側面に配している。
【0012】
第4の手段の検出素子4は、前記内部磁石3の磁界を検出する磁界検出素子を使用する。
【0013】
第5の手段の検出素子4は、前記内部磁石3の位置を検出する光電センサを使用する。
【0014】
本発明スイッチによると、検出磁石3がケース1のセンサ検出面5に沿って平行に往復移動し、予め定められた範囲を連続的に反転した時、検出磁石3により印加される磁界方向が変化する。この磁界の方向によって左右に移動した内部磁石3の状態、すなわち内部磁石3の磁界の極性や、内部磁石3の位置を検出素子4が検知するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0016】
本発明の主要構成は、ケース1内部に揺動自在に収納された内部磁石3と、該内部磁石3を左右に移動せしめる検出磁石6と、内部磁石3の移動状態を検知する検出素子4とからなる(図1参照)。
【0017】
内部磁石3は、非磁性材で形成されたケース1の内部に収納され、該ケース1の内部中央に固定された規制軸2の側面に接しながら、該規制軸2の周囲を左右に揺動移動するものである(図2参照)。図示の内部磁石3は平面矩形状を成し、永久磁石が使用される。この他、内部磁石3を円柱形状にすることで、ケース1内上下面の接触面積を減らし、反転し易くすることができる(図示せず)。
【0018】
一方、内部磁石3を収納するケース1の内部には、平面略扇形状の移動空間1Aを設けている(図1参照)。この移動空間1Aは、検出磁石6の移動時に、内部磁石3の側面略中央に接する規制軸2を中心として内部磁石3が左右に滑るように揺動する空間として形成されている。したがって、内部磁石3は、この移動空間1Aに沿って移動する左右方向以外の移動が規制されるものである。尚、規制軸2の材質は、磁性体と非磁性体とを問わない。また、図示の規制軸2は、ケース1と別体の軸状を成しているが、ケース1の一部から延長してケース1と一体に形成する形状や、軸状以外の形状でもよく、内部磁石3の移動を規制して揺動する形状であれば、規制軸2の形状は任意に変更することが可能である。
【0019】
検出磁石6は、ケース1の外に配置しており、ケース1の一側面に設けたセンサ検出面5に沿って平行に往復移動する。この検出磁石6の移動に伴なって、検出磁石6の磁界に誘引され、又は反発する内部磁石3が、ケース1の内部で左右に移動する。図示例の内部磁石3は、規制軸2に接する側をN極とし、反対側面をS極としている(図1参照)。また、検出磁石6の内部磁石3に近い極をN極として、この検出磁石6を往復移動すると、内部磁石3のS極側が検出磁石6に誘引されて左右に移動するものである(図2参照)。すなわち、図2の矢印は、検出磁石6が内部磁石3を誘引する磁界を表し、同図(イ)から(ホ)へ検出磁石6が移動すると共に、内部磁石3が誘引されて、ケース1内部を左端から右端へ移動する状態を示している。尤も、内部磁石3の極性や検出磁石6の極性は図示例に限られるものではなく、任意に変更することができる。検出磁石6は、永久磁石の他、電磁石の使用が可能である。
【0020】
図示のケース1は平面矩形状を成し、内部磁石3の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石3を磁着固定する磁性体7を、ケース1の一側面に設けている(図1参照)。この磁性体7は、前記センサ検出面5を設けた側面の反対側面に位置している。そして、センサ検出面5側で検出磁石6が移動すると、内部磁石3が左右に揺動し、図2(イ)又は(ホ)に示す如く、この揺動位置が左右いずれかの端部に達したときに、内部磁石3が磁性体7に磁着して内部磁石3の移動位置を確保する。また、この状態から検出磁石6が逆方向に移動すると、磁性体7から内部磁石3が解除され、再び検出磁石6に伴なって反対方向へ揺動するように設けている。したがって、内部磁石3は検出磁石6が移動しなければ磁性体7に固定された状態を保ち、外部から振動や衝撃、あるいは他の磁界などが加わっても内部磁石3の位置は変わらない。
【0021】
検出素子4は、内部磁石3の移動状態を検出するもので、磁界検出素子や光電センサを使用する。すなわち、検出素子4として磁界検出素子を使用した場合は、左右に移動した内部磁石3の磁界の極性や磁界の強弱を検出するものである。図示の検出素子4は、検出素子4に近い内部磁石3の極性を検知し、この極性からスイッチのON、OFFを切り替える。この場合、検出素子4に強い外乱磁界が加わって検出素子4に狂いが生じたとしても、この外乱磁界が消失すれば内部磁石3の極性に変化はないので、検出素子4が保持していた出力に戻ることになる。また、検出素子4に光電センサを使用して、内部磁石3が移動した左右の位置を検出し、この位置からスイッチのON、OFFを切り替えることも可能である。
【0022】
検出磁石6は、対象物の移動側や水位等の被検出側に配置することで、例えば往復動作における対象物の位置検出用近接スイッチや、多点出力の水位検出用フロートスイッチとして使用するのに適したものとなる。また、本発明自己保持スイッチの用途は、検出磁石6が装着可能な、あらゆる対象物に用いることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したことにより、当初の目的を達成した。
【0024】
すなわち、非磁性材で形成されたケース1と、該ケース1内部に収納され、該ケース1の内部中央に固定された規制軸2の側面に接しながら、規制軸2の周囲を左右に揺動移動する内部磁石3と、該内部磁石3の移動状態を検出する検出素子4とを有し、ケース1の一側面に設けたセンサ検出面5に沿って平行移動することでケース1内の内部磁石3を左右に移動せしめる検出磁石6をケース1の外に配置したことにより、本発明近接スイッチの構成を極めて単純化することができる。
【0025】
しかも、ケース1内部の内部磁石3の移動状態を検出する検出素子4は、内部磁石3の磁界の極性を検知する磁界検出素子、あるいは、内部磁石3の位置を検出する光電センサを使用しているので、電源OFF後も再投入時には以前の検出状態を再現できる。
【0026】
更に、内部磁石3は平面矩形状又は略円形状を成し、前記検出磁石6の移動時に、内部磁石3の側面略中央に接する規制軸2を中心として内部磁石3が左右に揺動するように、平面略扇形状の移動空間1Aを前記ケース1内部に設けているので、内部磁石3は、この移動空間1Aに沿って移動する左右方向以外の移動が規制される。したがって、記憶用に用いた内部磁石3の磁界に対して強い逆磁界が加えられても内部磁石3が左右に移動しない限り、検出素子4による検知状態は変化しない。この結果、検出磁石6の移動方向以外に強い逆磁界が加えられても内部磁石3の位置は変化せず、自己保持機能が喪失しない効果が得られる。
【0027】
しかも、内部磁石3の揺動位置が左右両端のいずれかの位置にあるときに、内部磁石3を磁着固定する磁性体7を、前記センサ検出面5の反対側面に配しているので、内部磁石3の揺動状態は、最終的にこの磁性体7に磁着することで固定される。したがって、内部磁石3に外部から振動や衝撃を受けても内部磁石3を確実に保持することができる。また、ケース1内の内部磁石3が磁性体7に磁着するので、ケース1の設置位置を任意に設定することが可能になり、本発明自己保持スイッチの汎用性を高める効果がある。
【0028】
このように、本発明によると、自己保持型近接スイッチの構成を極めて単純化することができ、給電が一時停止しても検出対象の位置を記憶し、給電と供に検出対象の位置を出力可能で、外乱磁界による誤動作がないなどといった種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略平面図である。
【図2】本発明の作動状態を示す概略平面図である。
【符号の説明】
1 ケース 1A 移動空間
2 規制軸
3 内部磁石
4 検出素子
5 センサ検出面
6 検出磁石
7 磁性体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-holding proximity switch, and more particularly, to a self-holding proximity switch suitable for use as a proximity switch for detecting the position of an object in a reciprocating operation or a float switch for detecting a water level with multiple outputs.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of self-holding proximity switch uses a latch circuit, latching relay, etc., and the proximity switch detection signal is generally self-holding, but such a latch circuit or latching relay is used. However, this method has a drawback that the previous detection state cannot be reproduced when the power is turned off and then turned on. Therefore, a method using the magnetic sensor element described in Patent Document 1 and a self-holding position sensor described in
[0003]
The magnetic sensor element of Patent Document 1 applies a magnetic field in a direction of approximately 45 degrees to any of the magnetoresistive element and a magnetoresistive element obtained by bridging a ferromagnetic thin film magnetoresistive pattern. A magnetic material having a coercive force of 1000 to 3000 A / m is disposed in the direction substantially perpendicular to the magnetic pole direction of the bias magnet in the direction close to the side of the magnetoresistive element and the bias magnet attached as much as possible. . With this configuration, parts such as a conventional latch circuit are not required, and the previous detection state can be reproduced when the power is turned on again after the power is turned off.
[0004]
On the other hand, the self-holding position sensor described in
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2003-130933 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-99687 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the magnetic sensor element described in Patent Document 1 includes a magnetic detection element, a fixed bias magnet, and a magnetic material. The moving magnet is a detection target, and the magnetic field direction of the magnet is changed to a magnetic material. It will be memorized. Therefore, when a magnetic field opposite to the stored magnetic field is applied to the magnetic material storing the magnetic field direction, there is a disadvantage that the self-holding function is lost. In particular, the magnetic field used for storage disappears even if the magnetic field is relatively weak compared to the storage magnetic field. Furthermore, since the detection element has to detect a weak magnetic field, it is necessary to use a high sensitivity sensor, which is expensive and requires adjustment.
[0007]
On the other hand, since the self-holding position sensor described in
[0008]
Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and the configuration of the self-holding proximity switch can be greatly simplified, and the previous detection state can be reproduced when the power is turned on again after the power is turned off. It is an object of the present invention to provide a self-holding proximity switch that does not lose its self-holding function even when a strong reverse magnetic field is applied to the magnetic field used for the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the first means of the present invention includes a case 1 made of a nonmagnetic material, and a side surface of the regulating
[0010]
In the second means, the
[0011]
The third means is that a magnetic body 7 for magnetically fixing the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
According to the switch of the present invention, when the
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
The main configuration of the present invention includes an
[0017]
The
[0018]
On the other hand, a moving space 1A having a substantially flat fan shape is provided inside the case 1 that houses the internal magnet 3 (see FIG. 1). The moving space 1 </ b> A is formed as a space that swings so that the
[0019]
The
[0020]
The illustrated case 1 has a planar rectangular shape, and when the swing position of the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
【The invention's effect】
The present invention achieves the original object by being configured as described above.
[0024]
That is, the case 1 made of a non-magnetic material and the periphery of the
[0025]
Moreover, the
[0026]
Furthermore, the
[0027]
Moreover, when the swinging position of the
[0028]
As described above, according to the present invention, the configuration of the self-holding proximity switch can be greatly simplified, the position of the detection target is stored even when the power supply is temporarily stopped, and the position of the detection target is output together with the power supply. It is possible to produce various effects such as no malfunction caused by a disturbance magnetic field.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view showing an operating state of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case
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