無接点スイッチ
【課題】検出精度の安定化を図ることができる無接点スイッチを提供すること。
【解決手段】磁気検出センサ１２と、該磁気検出センサ１２の検出対象である磁石７が配置された操作部材４と、該操作部材４を前記磁気検出センサ１２に対して摺動可能に保持するホルダ３と、該ホルダ３と前記磁気検出センサ１２を収容するスイッチボディ２を備えた無接点スイッチ１において、前記磁石７を環状として前記操作部材４の軸中心周りに配置するとともに、該磁石７と前記磁気検出センサ１２を同軸上に配置し、前記操作部材４の作動位置を前記磁気検出センサ１２が前記磁石７の厚み方向中央となる位置に設定する。
【解決手段】磁気検出センサ１２と、該磁気検出センサ１２の検出対象である磁石７が配置された操作部材４と、該操作部材４を前記磁気検出センサ１２に対して摺動可能に保持するホルダ３と、該ホルダ３と前記磁気検出センサ１２を収容するスイッチボディ２を備えた無接点スイッチ１において、前記磁石７を環状として前記操作部材４の軸中心周りに配置するとともに、該磁石７と前記磁気検出センサ１２を同軸上に配置し、前記操作部材４の作動位置を前記磁気検出センサ１２が前記磁石７の厚み方向中央となる位置に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のストップランプスイッチ等として使用される無接点スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のストップランプスイッチ等には摺動接点式スイッチが専ら使用されていたが、この摺動接点式スイッチは、個々の部品における位置調整は不要であるものの、機械的な摺接部を有するために塵埃や水、グリス等の侵入による導通不良や接点の擦れによる異音の発生等の問題を有していた。
【０００３】
そこで、近年、磁石とその磁気を検出するホール素子等の磁気検出センサを用いた無接点スイッチが提案され、既に実用に供されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、温度変化の影響を受けることなくＯＮ／ＯＦＦを高精度に検出するために、磁石が取り付けられたストローク部材の移動範囲の両端ではそれぞれ磁石とホール素子が離間し、移動距離の途中で磁石がホール素子に最接近するよう設定する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０９２７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無接点スイッチを構成する磁石や磁気検出センサには寸法等の品質に個々のバラツキがあり、又、周囲の温度等の影響による磁力の変化によって磁界の強度分布に誤差が生じ易く、検出精度が不安定になるという問題があった。
【０００７】
そこで、特許文献１において提案された無接点スイッチでは磁力線の方向を検知する方式を採用しているが、これに使用されている磁石では磁界強度の強い範囲が狭いため、検出精度が不安定であるという問題を解消することはできない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、検出精度の安定化を図ることができる無接点スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
磁気検出センサと、
該磁気検出センサの検出対象である磁石が配置された操作部材と、
該操作部材を前記磁気検出センサに対して摺動可能に保持するホルダと、
該ホルダと前記磁気検出センサを収容するスイッチボディを備えた無接点スイッチにおいて、
前記磁石を環状として前記操作部材の軸中心周りに配置するとともに、該磁石と前記磁気検出センサを同軸上に配置し、前記操作部材の作動位置を前記磁気検出センサが前記磁石の厚み方向中央となる位置に設定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記操作部材又は前記ホルダの一方にガイド部を、他方に前記ガイド部に摺動可能に嵌合するガイドリブをそれぞれ前記操作部材の摺動方向に沿って形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ホルダにターミナルベースを固定し、該ターミナルベースにセンサホルダを取り付け、該センサホルダに前記磁気検出センサを収容して該磁気検出センサを前記ターミナルベース上に配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、操作部材の作動位置を環状の磁石の中心軸線上であって、且つ、磁石の厚み方向中央となる位置、つまり、磁石の磁束方向と磁界強度が安定している位置に設定したため、１つの磁気検出センサで高い検出精度を安定的に得ることができる。
【００１３】
又、磁石の磁界強度の安定した磁場範囲内に磁気検出センサが配置され、磁石の磁気を検出することができるため、外部磁場の影響を受けることがなく、無接点スイッチの誤作動が確実に防がれる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、操作部材がガイド部とガイドリブとで構成されるガイド機構によってガイドされながらホルダに沿って正確に摺動するため、該操作部材に保持された環状磁石の中央に磁気検出センサが正確に位置し、無接点スイッチの作動位置における誤作動が確実に防がれる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、磁気検出センサをセンサホルダに収容した状態でターミナルベース上に配設するようにしたため、該磁気検出センサの取付誤差や作動時の振動等の負荷によって磁気検出センサの位置がずれることがなく、高い検出精度が安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る無接点スイッチの側断面図である。
【図２】本発明に係る無接点スイッチの分解斜視図である。
【図３】本発明に係る無接点スイッチの分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る無接点スイッチの組立要領をその工程順に示す側断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る無接点スイッチの動作を説明する側断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は図５（ａ）〜（ｃ）に示す状態に対応する磁石と磁界検出センサの磁力場における位置関係を示す図である。
【図７】センサホルダの回路基板への取付構造の別形態を示すターミナルベース部分の側断面図である。
【図８】本発明の別形態に係る無接点スイッチのセンサホルダの斜視図である。
【図９】本発明の別形態に係る無接点スイッチにおけるセンサホルダ及び回路基板の組付要領をその工程順に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る無接点スイッチの側断面図、図２及び図３は同無接点スイッチの分解斜視図であり、図示の無接点スイッチ１は、車両のストップランプスイッチであって、後述のようにドライバが不図示のブレーキペダルを踏み込む（制動状態）と出力信号としてＯＮ信号を出力することにより、不図示のストップランプを点灯させ、ブレーキペダルから足を離す（非制動状態）と出力信号としてＯＦＦ信号を出力することにより、ストップランプを消灯させるものである。尚、以下の説明においては、図１の左側を前方、右側を後方とし、左右方向を軸方向とする。
【００１９】
而して、無接点スイッチ１は、図１に示すように、スイッチボディ２の内部にホルダ３と、該ホルダ３の内部に前後方向（図１の左右方向）に摺動可能に嵌合保持された操作部材４と、ホルダ３の後端（図１の右端）内周に螺着されたターミナルベース５等を組み込んで構成されている。尚、これらのスイッチボディ２、ホルダ３、操作部材４及びターミナルベース５は非導電性の樹脂によってそれぞれ一体成形されている。
【００２０】
以下、無接点スイッチ１の各構成要素について説明する。
（スイッチボディ）
上記スイッチボディ２は、図２及び図３に示すように、後端が開口する四角筒状のボディ本体２Ａと、該ボディ本体２Ａの端面の中心部から前方に向かって水平に一体に延びる円筒状の車体取付部２Ｂとで構成されており、ボディ本体２Ａ内に前記ホルダ３と前記操作部材４及び前記ターミナルベース５が組み込まれている。又、このスイッチボディ２のボディ本体２Ａの上下の対向する位置には細長い矩形の係合孔２ａがそれぞれ形成され、車体取付部２Ｂの外周には軸方向に沿う雄ネジ部２ｂが周方向に複数形成されている。
（ホルダ）
前記ホルダ３は、円筒状の本体部３Ａを備えており、該本体部３Ａの後端には四角フランジ状の回転阻止部３Ｂが一体に形成されている。従って、ホルダ３が図１に示すようにスイッチボディ２の四角筒状のボディ本体２Ａの内部に挿入され、該ボディ本体２Ａの内部にホルダ３の矩形フランジ状の回転阻止部３Ｂが嵌合することによって、該ホルダ３のスイッチボディ２内での回転が阻止される。
【００２１】
又、図２及び図３に示すように、ホルダ３の本体部３Ａの外周４箇所（図２及び図３には３箇所のみ図示）には軸方向に延びる半円筒状のガイド部３ａが形成されており、本体部３Ａの上下には、仮固定部を構成する矩形の係止爪３ｂ（図２及び図３には一方のみ図示）が形成されており、これらの係止爪３ｂは基端部を中心として弾性変形することができる。そして、ホルダ３の回転係止部３Ｂの上下には、スイッチボディ２のボディ本体２Ａの上下に形成された前記係合孔２ａに係合する爪状の係合突起３ｃ（図２及び図３には一方のみ図示）がそれぞれ一体に突設されている。
【００２２】
更に、図１に示すように、ホルダ３の内部の軸方向中間部には、中心部が前方（操作部材４側）に向かって膨出する隔壁３Ｃが一体に形成されている。そして、図３に示すように、ホルダ３の回転阻止部３Ｂの内周には、前記ターミナルベース５の前端外周に形成された雄ネジ部５ａと共に位置調整部を構成する雌ねじ部３ｄが形成されている。
（操作部材）
前記操作部材４は、有底筒状のピストン部４Ａと、該ピストン部４Ａの端面の中心から前方に向かって一体に水平に延びる丸棒状のシャフト４Ｂとで構成されており、ピストン部４Ａはホルダ３の本体部３Ａ内に軸方向に摺動可能に嵌挿され、シャフト４Ｂはスイッチボディ２の車体取付部２Ｂの貫通孔２ｃに軸方向に摺動可能に挿通保持されている。そして、ピストン部４Ａの外周４箇所にはガイドリブ４ａが軸方向に沿って一体に形成され、これらのガイドリブ４ａはホルダ３の本体部３Ａの外周に形成された前記ガイド部３ａに摺動可能に嵌合して操作部材４の回り止めがなされている。ここで、図１に示すように、ホルダ３の前記各ガイド部３ａ内には、ホルダ３の隔壁３Ｃと操作部材４のピストン部４Ａ間に縮装されたスプリング６が収容されており、操作部材４はスプリング６によって前方（シャフト４Ｂがスイッチボディ２の車体取付部２Ｂから突出する方向）に付勢されている。
【００２３】
又、図２及び図３に示すように、操作部材４のピストン部４Ａの外周の上下には、ホルダ３に形成された前記係止爪３ｂが入り込むための凹部４ｂが形成されている。
【００２４】
更に、操作部材４のピストン部４Ａの後端部には小径の磁石固定部４Ｃが一体に形成されており、ピストン部４Ａの前端面にはストッパとして機能するリング状の突起４ｃがシャフト４Ｂの周りに同心的に突設されている。そして、図２及び図３に示すように、磁石固定部４Ｃの外周には環状の磁石７が嵌合しており、この磁石７は、磁石固定部４Ｃの外周の周方向複数箇所に形成された爪状の係止部４ｄによって固定され、操作部材４の軸中心周りに配置されている。
（ターミナルベース）
前記ターミナルベース５は、略円筒状に成形されており、その外周の軸方向中間には矩形フランジ状の回転阻止部５Ａが一体に形成され、この回転阻止部５Ａよりも前方の外部には前記雄ネジ部５ａが形成されている。そして、図１に示すように、ターミナルベース５のベース部５Ｂには３本のターミナル８がインサート成形によって一体的に貫設されており、これらのターミナル８の先端には円板状の回路基板９が保持されている。
【００２５】
ここで、図２及び図３に示すように、上記回路基板９の中心部には円孔９ａが形成されており、回路基板９にはセンサホルダ１０が回路基板９の円孔９ａに挿通するネジ１１によって取り付けられており、このセンサホルダ１０には、前記磁石７の磁気を検出するためのホール素子等の磁気検出センサ１２が収納保持されている。この磁気検出センサ１２と前記磁石７とは同軸上に配置されており、磁気検出センサ１２は、ターミナル１３によって回路基板９に電気的に接続されている。
【００２６】
而して、ターミナルベース５には回路基板９やセンサホルダ１０、磁気検出センサ１２等が予めサブ組みされており、これらがサブ組みされたターミナルベース５の外周に形成された雄ネジ部５ａをホルダ３の後端部内周に形成された雌ネジ部３ｄに螺着することによって、図１に示すように、該ターミナルベース５の一部がホルダ３内に組み込まれる。尚、ホルダ３とターミナルベース５の嵌合部は、ターミナルベース５の外周に嵌着されたＯリング１４によって気密にシールされている。
【００２７】
上述のようにターミナルベース５の一部がホルダ３内に組み込まれると、図１に示すように、該ターミナルベース５とホルダ３の隔壁３Ｃとの間に密閉空間Ｓが形成され、この密閉空間Ｓに回路基板９とセンサホルダ１０及び磁気検出センサ１２が収容されている。又、環状の磁石７は操作部材４の軸中心回りに配置され、該磁石７と磁気検出センサ１２は操作部材４の軸中心上に同軸的に配置されている。
（無接点スイッチの組立要領）
次に、以上のように構成された無接点スイッチ１の組立要領を図４（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。尚、図４（ａ）〜（ｅ）は無接点スイッチの組立要領をその工程順に示す側断面図である。
【００２８】
無接点スイッチ１の組み立てに際しては、先ず、操作部材４（磁石７）をホルダ３に対して所定の位置（磁気検出センサ１２のＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる位置（図５（ｂ）に示す後述の磁束反転位置））に仮固定する。
【００２９】
即ち、図４（ａ）に示すように、ホルダ３の前方開口部に操作部材４のピストン部４Ａを嵌め込んで操作部材４全体をスプリング６の付勢力に抗して図示矢印方向に押し込む。そして、図４（ｂ）に示すように、操作部材４のピストン部４Ａの外周の上下に形成された凹部４ｂがホルダ３の係止爪３ｂに合致した時点で、上下の係止爪３ｂを図示矢印方向（径方向内方）に押圧してこれらをその基端部を中心として弾性変形させて、係止爪３ｂの先端部を操作部材４の凹部４ｂ内に突出した状態にする。この状態で、操作部材４の押し込みを解除することによって、スプリング６の付勢力によって操作部材４が復帰するため、該係止爪３ｂの先端部が凹部４ｂの端面４ｂ−１に当接し、操作部材４はその前方（図４（ｂ）の左方）への移動が阻止されて図示位置に仮固定され、ホルダ３と操作部材４がサブ組みされる。このとき、係止爪３ｂの先端部が操作部材４の凹部４ｂの端面４ｂ−１に係合し、スプリング６の付勢力によって凹部４ｂの端面４ｂ−１は係止爪３ｂの端面に所定の力で当接しているため、係止爪３ｂは図４（ｂ）に示すようにホルダ３の内方に弾性変形した状態が維持される。
【００３０】
以上のようにして操作部材４がホルダ３に対して所定の位置（磁気検出センサ１２のＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる位置（後述の磁束反転位置））に仮止めされると、図４（ｃ）に示すように、回路基板９や磁気検出センサ１２等が予めサブ組みされたターミナルベース５の雄ネジ部５ａにホルダ３の端部内周に形成された雌ネジ部３ｄを螺合させ、例えばサブ組みされたホルダ３をターミナルベース５に対して回せば、両者の軸方向の相対位置が変化し、ホルダ３に仮止めされた操作部材４に配設された磁石７とターミナルベース５に配設された磁気検出センサ１２の相対位置を微調整することができる。即ち、ホルダ３に形成された雌ネジ部３ｄとターミナルベース５に形成された雄ネジ部５ａとは互いに螺合して位置調整部を構成しており、この位置調整部によって磁石７と磁気検出センサ１２の相対位置を微調整し、磁界強度のバラツキによって生じる後述の磁束反転位置の誤差を吸収することができる。
【００３１】
具体的には、磁気検出センサ１２に不図示のランプに接続し、このランプの点灯／消灯（磁気検出センサ１２のＯＮ／ＯＦＦ信号の出力）を確認しながら、ホルダ３を操作部材４と共に回転させて磁石７と磁気検出センサ１２の相対位置を微調整し、図４（ｃ）に示す両者間の距離ＬがＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる距離となった時点でホルダ３と操作部材４の回転を止める。
【００３２】
以上のようにして、サブ組みによって操作部材４が仮固定されたホルダ３と回路基板９や磁気検出センサ１２等が予めサブ組みされたターミナルベース５が結合され、それぞれに配設された磁石７と磁気検出センサ１２の相対位置が微調整されると、図４（ｄ）に示すように、これら全体を１つのユニットとしてスイッチボディ２内に挿入し、ホルダ３の上下に形成された係合突起３ｃをスイッチボディ２の上下に形成された係合孔２ａに係合させれば、ユニットが位置決めされてスイッチボディ２内に組み込まれる。すると、ホルダ３とターミナルベース５にそれぞれ形成された矩形フランジ状の回転阻止部３Ｂ，５Ａ（図２及び図３参照）がスイッチボディ２の四角筒状のボディ本体２Ａ内に嵌合するため、ホルダ３とこれに仮止めされた操作部材４及びターミナルベース５のスイッチボディ２内での回転が阻止され、磁石７と磁気検出センサ１２との相対位置が固定される。
【００３３】
そして、最後に図４（ｅ）に示すように操作部材４をスプリング６の付勢力に抗して後方に押し込むと、操作部材４のピストン部４Ａに形成された凹部４ｂの端面４ｂ−１がホルダ３の係止爪３ｂから離間して両者の係合が解除され、係止爪３ｂは弾性によって径方向外方（図示矢印方向）に広がって元の状態に復帰し、操作部材４のホルダ３に対する仮固定も解除される。すると、操作部材４の摺動が許容され、操作部材４から手を離すと、該操作部材４はスプリング６の付勢力によって前方（図示矢印方向）へと摺動し、ピストン部４Ａの端面に形成された突起４ｃがスイッチボディ２のボディ本体２Ａの内端面に当接した状態で操作部材４が静止し、このとき、該操作部材４のシャフト４Ｂがスイッチボディ２から所定量だけ突出している。
【００３４】
以上説明した要領によって無接点スイッチ１が組み立てられ、該無接点スイッチ１が車両のストップランプスイッチとしての用途に供される。
（無接点スイッチの動作）
次に、車両のストップランプスイッチとして使用される無接点スイッチ１の動作と検出原理を図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。尚、図５（ａ）〜（ｃ）は無接点スイッチの動作を説明する側断面図、図６（ａ）〜（ｃ）は図５（ａ）〜（ｃ）に示す状態に対応する磁石と磁界検出センサの磁場における位置関係を示す図である。
【００３５】
無接点スイッチ１は、スイッチボディ２の車体取付部２Ｂが車体に取り付けられた逆Ｌ字状のブラケット１５に通され、車体取付部２Ｂの雄ネジ部２ｂ（図２及び図３参照）に螺合するナット１６を締め付けることによってブラケット１５を介して車体１７に取り付けられ、ブレーキレバー１８の後方に配置されている。
【００３６】
而して、ドライバがブレーキレバー１８の下端の不図示のブレーキペダルを踏み込んでいない状態（非制動状態）では、ブレーキレバー１８は図５（ａ）に示すように無接点スイッチ１のシャフト４Ｂに当接して該シャフト４Ｂをホルダ３内に押し込んでいる。この状態では、操作部材４に配設された磁石７は磁気検出センサ１２に最も近接した位置にあり、磁気検出センサ１２は磁石７の磁界強度の安定した磁場範囲内にあり、図６において上側に放出される複数の磁力線を検出することによりＯＮ状態となる。そして、本実施の形態では、ＯＮ状態においては、磁気検出センサ１２はＯＦＦ信号を出力するように構成されているため、不図示のストップランプは消灯されている。
【００３７】
ところで、磁気検出センサ１２は、磁界の強弱や磁極を磁力線の数や方向等で判断するものであるが、本実施の形態において使用した環状の磁石７によって形成される磁界の強度と磁力線の方向を図６に示す。この環状の磁石７によって操作部材４の軸中心周りに２つの磁界が形成され、その磁界の強度は磁石７に近い領域Ａでは強く、遠い領域Ｃでは２つの磁界が互いに相殺されて弱く、その中間の領域Ｂでは中間の値を示す。又、磁力線の方向を矢印にて示す。本実施の形態では、図６において磁石７の下側がＮ極、上側がＳ極となっている。そのため、磁力線はＮ極から出てＳ極へ向かうことから、磁石７に近い領域Ａの２つの磁界が重なる中心線上では、図６に示すように、上側（Ｎ極からＳ極）に向かう複数の磁力線が集中するため、安定した磁場範囲が形成される。一方、磁石７から遠い領域Ｃでは、磁石７の２つの磁界が重なる中心線上でも磁力線が分散し、磁力線の方向が一定の方向とならない不安定な磁場範囲となり、更に磁力線の方向が反転する磁束反転位置が破線ラインａにて示すように存在する。
【００３８】
図５（ａ）に示すようにドライバがブレーキレバー１８の下端の不図示のブレーキペダルを踏み込んでいない状態（非制動状態）では、シャフト４Ｂが押し込まれた作動位置に保持され、図６（ａ）に示すように磁石７が磁気検出センサ１２に最も近接した位置にあり、このとき前述のように磁気検出センサ１２は磁石７の磁界強度の安定（上側（Ｎ極からＳ極）に向かう複数の磁力線が集中して存在している状態）した磁界範囲にあるため、図６において上側に放出される磁力線が確実に検出され、ＯＮ状態が維持される。そして、本実施の形態では、磁気検出センサ１２はＯＮ状態においてＯＦＦ信号を出力するよう構成されているため、不図示のストップランプの消灯状態が確実に維持される。
【００３９】
車両の制動に際してドライバがブレーキペダルを足で踏み込み、ブレーキレバー１８がその上部の不図示の回動支点を中心として回動すると、無接点スイッチ１においてはスプリング６によって前方へと付勢されたシャフト４Ｂがブレーキレバー１８に当接したまま該ブレーキレバー１８の動きに追従してスイッチボディ２から次第に突出し、これに伴って操作部材４とこれに配設された磁石７が前方へと摺動する。そして、この過程において磁石７が磁気検出センサ１２に対して図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す位置（図４（ｃ）に示す距離Ｌだけ離れた位置）に達すると、磁気検出センサ１２が図６（ｂ）に示すように磁石７の磁場における磁束反転位置（破線にて示すラインａ）に位置する。この状態では、磁力線の方向が１８０°反転するため、磁気検出センサ１２は磁石７から図６において上側に放出される磁力線を検出することができず、該磁気検出センサ１２がＯＮ状態からＯＦＦ状態となる。そして、本実施の形態では、磁気検出センサ１２はＯＦＦ状態においてＯＮ信号を出力するよう構成されているため、出力信号がＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替わり、不図示のストップランプが点灯される。
【００４０】
そして、図５（ｂ）に示す状態からドライバがブレーキペダルを更に踏み込むと、図５（ｃ）に示すように、ブレーキレバー１８が無接点スイッチ１のシャフト４Ｂから離間し、操作部材４はそのピストン部４Ａの端部に形成された突起４ｃがスイッチボディ２の内端面に当接することによって図示の非作動位置（制動状態）に停止し、シャフト４Ｂはスイッチボディ２から突出した状態が維持される。この状態においては、磁気検出センサ１２は磁石７の磁場において図６（ｃ）に示すように磁束反転位置（破線ラインａ）を越えて磁力線の方向が反転する領域Ｃに位置しているため、図６において磁石７から上側に放出される磁力線が存在せず、磁気検出センサ１２が確実にＯＦＦ状態に維持される。そして、出力信号としてＯＮ信号が出力され続けるため、ストップランプは点灯した状態が維持される。つまり、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す状態を境としてブレーキペダルを更に踏み込めばストップランプが点灯し続け、ブレーキペダルを踏み込んだ状態（制動状態）から足を離すことにより、ブレーキレバー１８が図５（ａ）に示す元の作動状態（非制動状態）に戻る過程で図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す位置を通過した後は磁気検出センサ１２がＯＮ状態となり、その出力信号がＯＮ信号からＯＦＦ信号に切り替わることによってストップランプが消灯される。
【００４１】
以上のように、本発明に係る無接点スイッチ１においては、走査部材４が押し込まれた図５（ａ）に示す茶道位置において、磁気検出センサ１２を環状の磁石７の中心軸線上であって、且つ、磁石の厚み方向中央となる位置、つまり、磁石７の磁束方向と磁界強度が安定している位置に設定したため、１つの磁気検出センサ１２によっても高い検出精度を安定的に得ることができる。
【００４２】
又、磁石７の磁界強度の強い磁場範囲内で磁気検出センサ１２が外部磁場の影響を受けることなく磁石７の磁気を検出する構成となっているため、作動位置における無接点スイッチ１の誤作動を確実に防ぐことができる。
【００４３】
特に、環状の磁石７を用いることによって操作部材４の軸中心周りに所定距離を隔てて２つの磁界を形成し、２つの磁界が重なる中心線上で、磁力線の方向が１８０°反転する磁束反転位置（図６に示す破線ラインａ）を発生させる。そして、その磁束反転位置を磁気検出センサ１２が検知したとき（所定の方向に放出される磁力線（本実施の形態では、図６において上側に放出される磁力線）を検出することができなくなったとき）にＯＮ状態からＯＦＦ状態となり、出力信号をＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替えるように構成している。これにより、磁気検出センサ１２が出力信号のＯＮ／ＯＦＦの切替ポイントを確実に検出することができ、高い検出精度を安定的に得ることができる。即ち、走行状態では、磁気検出センサ１２が図６において上側に放出される複数の磁力線が集中して存在する安定した磁場範囲内に置かれるため、該磁気検出センサ１２は、磁力線に対して検出反応を示し、ＯＮ状態が維持されてブレーキランプが誤って点灯することはない。
【００４４】
又、ブレーキペダルを踏み込み、磁束反転位置を検出した後は、磁力線の方向が１８０°反転するため、磁気検出センサ１２が検出反応を示す図６において上側に放出される磁力線が存在せず、磁気検出センサ１２がＯＮ状態となることはないため、確実にブレーキランプを点灯させることができる。そのため、ブレーキペダルの踏み込み操作によるストップランプの点灯と消灯の切り替えを誤作動なく正確に行うことができる。
【００４５】
又、本実施の形態に係る無接点スイッチ１によれば、磁界強度に応じて磁束反転位置は移動する性質を有しているため、磁界強度を大きくすれば、磁石７の近傍から磁束反転位置までの距離を十分確保することができ、磁石自体を薄くした場合であっても、磁界強度の強い磁石を使用することによって、操作部材４のストロークを大きくすることができ、磁石を薄型とした分だけ当該無接点スイッチ１を小型化することを簡単に達成することができるという効果も得られる。
【００４６】
更に、本実施の形態に係る無接点スイッチ１においては、操作部材４がホルダ３に設けられたガイド部３ａと操作部材４に形成されたガイドリブ４ａとで構成されるガイド機構によってガイドされながらホルダ３に沿って正確に摺動するため、該操作部材４に保持された環状の磁石７の中央に磁気検出センサが１２が正確に位置し、無接点スイッチ１の作動時の誤作動が確実に防がれる。
【００４７】
又、本実施の形態では、磁気検出センサ１２をセンサホルダ１０に収容した状態でターミナルベース５上に配設するようにしたため、該磁気検出センサ１２の取付誤差や作動時の振動等の負荷によって磁気検出センサ１２の位置がずれることがなく、高い検出精度が安定的に得られる。
【００４８】
次に、センサホルダ１０の回路基板９への取付構造の別形態を図７〜図９に基づいて説明する。
【００４９】
図７はセンサホルダの回路基板への取付構造の別形態を示すターミナルベース部分の側断面図、図８はセンサホルダの斜視図、図９（ａ）〜（ｃ）はセンサホルダ及び回路基板の組付要領をその工程順に示す斜視図である。
【００５０】
前記実施の形態ではセンサホルダ１０をネジ１１によって回路基板９に取り付ける構成を採用したが、本実施の形態では、図７に示すようにセンサホルダ１０を回路基板９に差し込みによって取り付ける構成を採用している。
【００５１】
ここで、磁気検出センサ１２を収容保持するセンサホルダ１０の差し込み側端部には、図８に示すように、２本の位置決めピン１０ａと２つの係合爪１０ｂが周方向に交互に一体に突設されている。
【００５２】
他方、図９（ａ）に示すように、回路基板９の中央部には、センサホルダ１０の前記位置決めピン１０ａが差し込まれる円孔９ｂとセンサホルダ１０の前記係合爪１０ｂが係合する長孔状の係合孔９ｃが形成され、これらの周囲には、センサホルダ１０に収容保持された磁気検出センサ１２から延びる３本のターミナル１３が挿通するための３つの角孔９ｄとターミナルベース５を貫通する３本のターミナル８が挿通するための３つの角孔９ｅが形成されている。
【００５３】
而して、磁気検出センサ１２が収容保持されたセンサホルダ１０は、図９（ａ）に示すように、これに突設された位置決めピン１０ａを回路基板９の円孔９ｂに差し込んで位置決めするとともに、磁気検出センサ１２から延びるターミナル１３を回路基板９の角孔９ｄに差し込み、センサホルダ１０の係合爪１０ｂを回路基板９の係合孔９ｃに係合させることによって、センサホルダ１０が図９（ｂ）に示すように回路基板９に組み付けられる。
【００５４】
次に、以上の要領でセンサホルダ１０が組み付けられた回路基板９の角孔９ｅに図９（ｃ）に示すようにターミナルベース５側のターミナル８の先端部を差し込めば、センサホルダ１０とこれに収容保持された磁気検出センサ１２及び回路基板９がターミナルベース５に取り付けられ、磁気検出センサ１２がターミナルベース５上に配設されることになる。尚、回路基板９は、該回路基板９の外周に形成された９ｆと、ターミナルベース５の雄ネジ部５ａを有する前端部に設けられた位置決めピン５ｂによって位置決めされる。これは前記実施形態においても同じ構造となっている。そして、磁気検出センサ１２と回路基板９及び回路基板９とターミナルベース５における各ターミナル８，１３を半田付けによって固着することによって、ターミナルベース５に固定するようにすれば、磁気検出センサ１２を位置ズレ無く正確に固定することができる。
【００５５】
尚、以上は本発明に係る無接点スイッチを車両のストップランプスイッチとして使用した形態について説明したが、本発明に係る無接点スイッチは他の任意の用途に供することができる。又、磁気検出センサ１２は、センサホルダ１０に挿入するだけで良いが、センサホルダ１０に磁気検出センサ１２を挿入したときに脱落を防止するように弾性爪部等をセンサホルダ１０の挿入部に設けても良い。
【００５６】
更に、以上の実施の形態では、磁気検出センサ１２が磁石７の磁力線を検出するＯＮ状態のとき、ＯＦＦ信号を出力してストップランプを消灯し、磁気検出センサ１２が磁石７の磁力線を検出しないＯＦＦ状態のとき、ＯＮ信号を出力してストップランプを点灯するようにしたが、逆に磁気検出センサ１２が磁石７の磁力線を検出するＯＮ状態のとき、ＯＮ信号を出力してストップランプを点灯し、磁気検出センサ１２が磁石７の磁力船を検出しないＯＦＦ状態のとき、ＯＦＦ信号を出力してストップランプを消灯するよう構成しても良い。
【００５７】
ところで、無接点スイッチは、スイッチボディの車体取付部が車体に取り付けられた逆Ｌ字状のブラケットに車体取付部の雄ネジ部と共に係合部を設け、雄ネジ部に螺合する雌ネジ部と係合部に係合する弾性爪部を形成したブッシュによってブラケットを介して車体に取り付けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１ 無接点スイッチ
２ スイッチボディ
２Ａ スイッチボディのボディ本体
２Ｂ スイッチボディの車体取付部
２ａ スイッチボディの係合孔
２ｂ スイッチボディの雄ネジ部
２ｃ スイッチボディの貫通孔
３ ホルダ
３Ａ ホルダの本体部
３Ｂ ホルダの回転阻止部
３Ｃ ホルダの隔壁
３ａ ホルダのガイド部
３ｂ ホルダの係止爪（仮止め部）
３ｃ ホルダの係合突起
３ｄ ホルダの雌ネジ部
４ 操作部材
４Ａ 操作部材のピストン部
４Ｂ 操作部材のシャフト
４Ｃ 操作部材の磁石固定部
４ａ 操作部材のガイドリブ
４ｂ 操作部材の凹部
４ｂ−１ 凹部の端面
４ｃ 操作部材の突起
４ｄ 操作部材の係止部
５ ターミナルベース
５Ａ ターミナルベースの回転阻止部
５Ｂ ターミナルベースのベース部
５ａ ターミナルベースの雄ネジ部
５ｂ ターミナルベースの位置決めピン
６ スプリング
７ 磁石
８ ターミナル
９ 回路基板
９ａ，９ｂ 回路基板の円孔
９ｃ 回路基板の係合孔
９ｄ，９ｅ 回路基板の角孔
９ｆ 回路基板の位置決め溝
１０ センサホルダ
１０ａ センサホルダの位置決めピン
１０ｂ センサホルダの係合爪
１１ ネジ
１２ 磁気検出センサ
１３ ターミナル
１４ Ｏリング
１５ ブラケット
１６ ナット
１７ 車体
１８ ブレーキレバー
Ａ〜Ｃ 磁石の磁場の領域
ａ 零磁束点のライン
Ｓ 密閉空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のストップランプスイッチ等として使用される無接点スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のストップランプスイッチ等には摺動接点式スイッチが専ら使用されていたが、この摺動接点式スイッチは、個々の部品における位置調整は不要であるものの、機械的な摺接部を有するために塵埃や水、グリス等の侵入による導通不良や接点の擦れによる異音の発生等の問題を有していた。
【０００３】
そこで、近年、磁石とその磁気を検出するホール素子等の磁気検出センサを用いた無接点スイッチが提案され、既に実用に供されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、温度変化の影響を受けることなくＯＮ／ＯＦＦを高精度に検出するために、磁石が取り付けられたストローク部材の移動範囲の両端ではそれぞれ磁石とホール素子が離間し、移動距離の途中で磁石がホール素子に最接近するよう設定する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０９２７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無接点スイッチを構成する磁石や磁気検出センサには寸法等の品質に個々のバラツキがあり、又、周囲の温度等の影響による磁力の変化によって磁界の強度分布に誤差が生じ易く、検出精度が不安定になるという問題があった。
【０００７】
そこで、特許文献１において提案された無接点スイッチでは磁力線の方向を検知する方式を採用しているが、これに使用されている磁石では磁界強度の強い範囲が狭いため、検出精度が不安定であるという問題を解消することはできない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、検出精度の安定化を図ることができる無接点スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
磁気検出センサと、
該磁気検出センサの検出対象である磁石が配置された操作部材と、
該操作部材を前記磁気検出センサに対して摺動可能に保持するホルダと、
該ホルダと前記磁気検出センサを収容するスイッチボディを備えた無接点スイッチにおいて、
前記磁石を環状として前記操作部材の軸中心周りに配置するとともに、該磁石と前記磁気検出センサを同軸上に配置し、前記操作部材の作動位置を前記磁気検出センサが前記磁石の厚み方向中央となる位置に設定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記操作部材又は前記ホルダの一方にガイド部を、他方に前記ガイド部に摺動可能に嵌合するガイドリブをそれぞれ前記操作部材の摺動方向に沿って形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ホルダにターミナルベースを固定し、該ターミナルベースにセンサホルダを取り付け、該センサホルダに前記磁気検出センサを収容して該磁気検出センサを前記ターミナルベース上に配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、操作部材の作動位置を環状の磁石の中心軸線上であって、且つ、磁石の厚み方向中央となる位置、つまり、磁石の磁束方向と磁界強度が安定している位置に設定したため、１つの磁気検出センサで高い検出精度を安定的に得ることができる。
【００１３】
又、磁石の磁界強度の安定した磁場範囲内に磁気検出センサが配置され、磁石の磁気を検出することができるため、外部磁場の影響を受けることがなく、無接点スイッチの誤作動が確実に防がれる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、操作部材がガイド部とガイドリブとで構成されるガイド機構によってガイドされながらホルダに沿って正確に摺動するため、該操作部材に保持された環状磁石の中央に磁気検出センサが正確に位置し、無接点スイッチの作動位置における誤作動が確実に防がれる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、磁気検出センサをセンサホルダに収容した状態でターミナルベース上に配設するようにしたため、該磁気検出センサの取付誤差や作動時の振動等の負荷によって磁気検出センサの位置がずれることがなく、高い検出精度が安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る無接点スイッチの側断面図である。
【図２】本発明に係る無接点スイッチの分解斜視図である。
【図３】本発明に係る無接点スイッチの分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る無接点スイッチの組立要領をその工程順に示す側断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る無接点スイッチの動作を説明する側断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は図５（ａ）〜（ｃ）に示す状態に対応する磁石と磁界検出センサの磁力場における位置関係を示す図である。
【図７】センサホルダの回路基板への取付構造の別形態を示すターミナルベース部分の側断面図である。
【図８】本発明の別形態に係る無接点スイッチのセンサホルダの斜視図である。
【図９】本発明の別形態に係る無接点スイッチにおけるセンサホルダ及び回路基板の組付要領をその工程順に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る無接点スイッチの側断面図、図２及び図３は同無接点スイッチの分解斜視図であり、図示の無接点スイッチ１は、車両のストップランプスイッチであって、後述のようにドライバが不図示のブレーキペダルを踏み込む（制動状態）と出力信号としてＯＮ信号を出力することにより、不図示のストップランプを点灯させ、ブレーキペダルから足を離す（非制動状態）と出力信号としてＯＦＦ信号を出力することにより、ストップランプを消灯させるものである。尚、以下の説明においては、図１の左側を前方、右側を後方とし、左右方向を軸方向とする。
【００１９】
而して、無接点スイッチ１は、図１に示すように、スイッチボディ２の内部にホルダ３と、該ホルダ３の内部に前後方向（図１の左右方向）に摺動可能に嵌合保持された操作部材４と、ホルダ３の後端（図１の右端）内周に螺着されたターミナルベース５等を組み込んで構成されている。尚、これらのスイッチボディ２、ホルダ３、操作部材４及びターミナルベース５は非導電性の樹脂によってそれぞれ一体成形されている。
【００２０】
以下、無接点スイッチ１の各構成要素について説明する。
（スイッチボディ）
上記スイッチボディ２は、図２及び図３に示すように、後端が開口する四角筒状のボディ本体２Ａと、該ボディ本体２Ａの端面の中心部から前方に向かって水平に一体に延びる円筒状の車体取付部２Ｂとで構成されており、ボディ本体２Ａ内に前記ホルダ３と前記操作部材４及び前記ターミナルベース５が組み込まれている。又、このスイッチボディ２のボディ本体２Ａの上下の対向する位置には細長い矩形の係合孔２ａがそれぞれ形成され、車体取付部２Ｂの外周には軸方向に沿う雄ネジ部２ｂが周方向に複数形成されている。
（ホルダ）
前記ホルダ３は、円筒状の本体部３Ａを備えており、該本体部３Ａの後端には四角フランジ状の回転阻止部３Ｂが一体に形成されている。従って、ホルダ３が図１に示すようにスイッチボディ２の四角筒状のボディ本体２Ａの内部に挿入され、該ボディ本体２Ａの内部にホルダ３の矩形フランジ状の回転阻止部３Ｂが嵌合することによって、該ホルダ３のスイッチボディ２内での回転が阻止される。
【００２１】
又、図２及び図３に示すように、ホルダ３の本体部３Ａの外周４箇所（図２及び図３には３箇所のみ図示）には軸方向に延びる半円筒状のガイド部３ａが形成されており、本体部３Ａの上下には、仮固定部を構成する矩形の係止爪３ｂ（図２及び図３には一方のみ図示）が形成されており、これらの係止爪３ｂは基端部を中心として弾性変形することができる。そして、ホルダ３の回転係止部３Ｂの上下には、スイッチボディ２のボディ本体２Ａの上下に形成された前記係合孔２ａに係合する爪状の係合突起３ｃ（図２及び図３には一方のみ図示）がそれぞれ一体に突設されている。
【００２２】
更に、図１に示すように、ホルダ３の内部の軸方向中間部には、中心部が前方（操作部材４側）に向かって膨出する隔壁３Ｃが一体に形成されている。そして、図３に示すように、ホルダ３の回転阻止部３Ｂの内周には、前記ターミナルベース５の前端外周に形成された雄ネジ部５ａと共に位置調整部を構成する雌ねじ部３ｄが形成されている。
（操作部材）
前記操作部材４は、有底筒状のピストン部４Ａと、該ピストン部４Ａの端面の中心から前方に向かって一体に水平に延びる丸棒状のシャフト４Ｂとで構成されており、ピストン部４Ａはホルダ３の本体部３Ａ内に軸方向に摺動可能に嵌挿され、シャフト４Ｂはスイッチボディ２の車体取付部２Ｂの貫通孔２ｃに軸方向に摺動可能に挿通保持されている。そして、ピストン部４Ａの外周４箇所にはガイドリブ４ａが軸方向に沿って一体に形成され、これらのガイドリブ４ａはホルダ３の本体部３Ａの外周に形成された前記ガイド部３ａに摺動可能に嵌合して操作部材４の回り止めがなされている。ここで、図１に示すように、ホルダ３の前記各ガイド部３ａ内には、ホルダ３の隔壁３Ｃと操作部材４のピストン部４Ａ間に縮装されたスプリング６が収容されており、操作部材４はスプリング６によって前方（シャフト４Ｂがスイッチボディ２の車体取付部２Ｂから突出する方向）に付勢されている。
【００２３】
又、図２及び図３に示すように、操作部材４のピストン部４Ａの外周の上下には、ホルダ３に形成された前記係止爪３ｂが入り込むための凹部４ｂが形成されている。
【００２４】
更に、操作部材４のピストン部４Ａの後端部には小径の磁石固定部４Ｃが一体に形成されており、ピストン部４Ａの前端面にはストッパとして機能するリング状の突起４ｃがシャフト４Ｂの周りに同心的に突設されている。そして、図２及び図３に示すように、磁石固定部４Ｃの外周には環状の磁石７が嵌合しており、この磁石７は、磁石固定部４Ｃの外周の周方向複数箇所に形成された爪状の係止部４ｄによって固定され、操作部材４の軸中心周りに配置されている。
（ターミナルベース）
前記ターミナルベース５は、略円筒状に成形されており、その外周の軸方向中間には矩形フランジ状の回転阻止部５Ａが一体に形成され、この回転阻止部５Ａよりも前方の外部には前記雄ネジ部５ａが形成されている。そして、図１に示すように、ターミナルベース５のベース部５Ｂには３本のターミナル８がインサート成形によって一体的に貫設されており、これらのターミナル８の先端には円板状の回路基板９が保持されている。
【００２５】
ここで、図２及び図３に示すように、上記回路基板９の中心部には円孔９ａが形成されており、回路基板９にはセンサホルダ１０が回路基板９の円孔９ａに挿通するネジ１１によって取り付けられており、このセンサホルダ１０には、前記磁石７の磁気を検出するためのホール素子等の磁気検出センサ１２が収納保持されている。この磁気検出センサ１２と前記磁石７とは同軸上に配置されており、磁気検出センサ１２は、ターミナル１３によって回路基板９に電気的に接続されている。
【００２６】
而して、ターミナルベース５には回路基板９やセンサホルダ１０、磁気検出センサ１２等が予めサブ組みされており、これらがサブ組みされたターミナルベース５の外周に形成された雄ネジ部５ａをホルダ３の後端部内周に形成された雌ネジ部３ｄに螺着することによって、図１に示すように、該ターミナルベース５の一部がホルダ３内に組み込まれる。尚、ホルダ３とターミナルベース５の嵌合部は、ターミナルベース５の外周に嵌着されたＯリング１４によって気密にシールされている。
【００２７】
上述のようにターミナルベース５の一部がホルダ３内に組み込まれると、図１に示すように、該ターミナルベース５とホルダ３の隔壁３Ｃとの間に密閉空間Ｓが形成され、この密閉空間Ｓに回路基板９とセンサホルダ１０及び磁気検出センサ１２が収容されている。又、環状の磁石７は操作部材４の軸中心回りに配置され、該磁石７と磁気検出センサ１２は操作部材４の軸中心上に同軸的に配置されている。
（無接点スイッチの組立要領）
次に、以上のように構成された無接点スイッチ１の組立要領を図４（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。尚、図４（ａ）〜（ｅ）は無接点スイッチの組立要領をその工程順に示す側断面図である。
【００２８】
無接点スイッチ１の組み立てに際しては、先ず、操作部材４（磁石７）をホルダ３に対して所定の位置（磁気検出センサ１２のＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる位置（図５（ｂ）に示す後述の磁束反転位置））に仮固定する。
【００２９】
即ち、図４（ａ）に示すように、ホルダ３の前方開口部に操作部材４のピストン部４Ａを嵌め込んで操作部材４全体をスプリング６の付勢力に抗して図示矢印方向に押し込む。そして、図４（ｂ）に示すように、操作部材４のピストン部４Ａの外周の上下に形成された凹部４ｂがホルダ３の係止爪３ｂに合致した時点で、上下の係止爪３ｂを図示矢印方向（径方向内方）に押圧してこれらをその基端部を中心として弾性変形させて、係止爪３ｂの先端部を操作部材４の凹部４ｂ内に突出した状態にする。この状態で、操作部材４の押し込みを解除することによって、スプリング６の付勢力によって操作部材４が復帰するため、該係止爪３ｂの先端部が凹部４ｂの端面４ｂ−１に当接し、操作部材４はその前方（図４（ｂ）の左方）への移動が阻止されて図示位置に仮固定され、ホルダ３と操作部材４がサブ組みされる。このとき、係止爪３ｂの先端部が操作部材４の凹部４ｂの端面４ｂ−１に係合し、スプリング６の付勢力によって凹部４ｂの端面４ｂ−１は係止爪３ｂの端面に所定の力で当接しているため、係止爪３ｂは図４（ｂ）に示すようにホルダ３の内方に弾性変形した状態が維持される。
【００３０】
以上のようにして操作部材４がホルダ３に対して所定の位置（磁気検出センサ１２のＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる位置（後述の磁束反転位置））に仮止めされると、図４（ｃ）に示すように、回路基板９や磁気検出センサ１２等が予めサブ組みされたターミナルベース５の雄ネジ部５ａにホルダ３の端部内周に形成された雌ネジ部３ｄを螺合させ、例えばサブ組みされたホルダ３をターミナルベース５に対して回せば、両者の軸方向の相対位置が変化し、ホルダ３に仮止めされた操作部材４に配設された磁石７とターミナルベース５に配設された磁気検出センサ１２の相対位置を微調整することができる。即ち、ホルダ３に形成された雌ネジ部３ｄとターミナルベース５に形成された雄ネジ部５ａとは互いに螺合して位置調整部を構成しており、この位置調整部によって磁石７と磁気検出センサ１２の相対位置を微調整し、磁界強度のバラツキによって生じる後述の磁束反転位置の誤差を吸収することができる。
【００３１】
具体的には、磁気検出センサ１２に不図示のランプに接続し、このランプの点灯／消灯（磁気検出センサ１２のＯＮ／ＯＦＦ信号の出力）を確認しながら、ホルダ３を操作部材４と共に回転させて磁石７と磁気検出センサ１２の相対位置を微調整し、図４（ｃ）に示す両者間の距離ＬがＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる距離となった時点でホルダ３と操作部材４の回転を止める。
【００３２】
以上のようにして、サブ組みによって操作部材４が仮固定されたホルダ３と回路基板９や磁気検出センサ１２等が予めサブ組みされたターミナルベース５が結合され、それぞれに配設された磁石７と磁気検出センサ１２の相対位置が微調整されると、図４（ｄ）に示すように、これら全体を１つのユニットとしてスイッチボディ２内に挿入し、ホルダ３の上下に形成された係合突起３ｃをスイッチボディ２の上下に形成された係合孔２ａに係合させれば、ユニットが位置決めされてスイッチボディ２内に組み込まれる。すると、ホルダ３とターミナルベース５にそれぞれ形成された矩形フランジ状の回転阻止部３Ｂ，５Ａ（図２及び図３参照）がスイッチボディ２の四角筒状のボディ本体２Ａ内に嵌合するため、ホルダ３とこれに仮止めされた操作部材４及びターミナルベース５のスイッチボディ２内での回転が阻止され、磁石７と磁気検出センサ１２との相対位置が固定される。
【００３３】
そして、最後に図４（ｅ）に示すように操作部材４をスプリング６の付勢力に抗して後方に押し込むと、操作部材４のピストン部４Ａに形成された凹部４ｂの端面４ｂ−１がホルダ３の係止爪３ｂから離間して両者の係合が解除され、係止爪３ｂは弾性によって径方向外方（図示矢印方向）に広がって元の状態に復帰し、操作部材４のホルダ３に対する仮固定も解除される。すると、操作部材４の摺動が許容され、操作部材４から手を離すと、該操作部材４はスプリング６の付勢力によって前方（図示矢印方向）へと摺動し、ピストン部４Ａの端面に形成された突起４ｃがスイッチボディ２のボディ本体２Ａの内端面に当接した状態で操作部材４が静止し、このとき、該操作部材４のシャフト４Ｂがスイッチボディ２から所定量だけ突出している。
【００３４】
以上説明した要領によって無接点スイッチ１が組み立てられ、該無接点スイッチ１が車両のストップランプスイッチとしての用途に供される。
（無接点スイッチの動作）
次に、車両のストップランプスイッチとして使用される無接点スイッチ１の動作と検出原理を図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。尚、図５（ａ）〜（ｃ）は無接点スイッチの動作を説明する側断面図、図６（ａ）〜（ｃ）は図５（ａ）〜（ｃ）に示す状態に対応する磁石と磁界検出センサの磁場における位置関係を示す図である。
【００３５】
無接点スイッチ１は、スイッチボディ２の車体取付部２Ｂが車体に取り付けられた逆Ｌ字状のブラケット１５に通され、車体取付部２Ｂの雄ネジ部２ｂ（図２及び図３参照）に螺合するナット１６を締め付けることによってブラケット１５を介して車体１７に取り付けられ、ブレーキレバー１８の後方に配置されている。
【００３６】
而して、ドライバがブレーキレバー１８の下端の不図示のブレーキペダルを踏み込んでいない状態（非制動状態）では、ブレーキレバー１８は図５（ａ）に示すように無接点スイッチ１のシャフト４Ｂに当接して該シャフト４Ｂをホルダ３内に押し込んでいる。この状態では、操作部材４に配設された磁石７は磁気検出センサ１２に最も近接した位置にあり、磁気検出センサ１２は磁石７の磁界強度の安定した磁場範囲内にあり、図６において上側に放出される複数の磁力線を検出することによりＯＮ状態となる。そして、本実施の形態では、ＯＮ状態においては、磁気検出センサ１２はＯＦＦ信号を出力するように構成されているため、不図示のストップランプは消灯されている。
【００３７】
ところで、磁気検出センサ１２は、磁界の強弱や磁極を磁力線の数や方向等で判断するものであるが、本実施の形態において使用した環状の磁石７によって形成される磁界の強度と磁力線の方向を図６に示す。この環状の磁石７によって操作部材４の軸中心周りに２つの磁界が形成され、その磁界の強度は磁石７に近い領域Ａでは強く、遠い領域Ｃでは２つの磁界が互いに相殺されて弱く、その中間の領域Ｂでは中間の値を示す。又、磁力線の方向を矢印にて示す。本実施の形態では、図６において磁石７の下側がＮ極、上側がＳ極となっている。そのため、磁力線はＮ極から出てＳ極へ向かうことから、磁石７に近い領域Ａの２つの磁界が重なる中心線上では、図６に示すように、上側（Ｎ極からＳ極）に向かう複数の磁力線が集中するため、安定した磁場範囲が形成される。一方、磁石７から遠い領域Ｃでは、磁石７の２つの磁界が重なる中心線上でも磁力線が分散し、磁力線の方向が一定の方向とならない不安定な磁場範囲となり、更に磁力線の方向が反転する磁束反転位置が破線ラインａにて示すように存在する。
【００３８】
図５（ａ）に示すようにドライバがブレーキレバー１８の下端の不図示のブレーキペダルを踏み込んでいない状態（非制動状態）では、シャフト４Ｂが押し込まれた作動位置に保持され、図６（ａ）に示すように磁石７が磁気検出センサ１２に最も近接した位置にあり、このとき前述のように磁気検出センサ１２は磁石７の磁界強度の安定（上側（Ｎ極からＳ極）に向かう複数の磁力線が集中して存在している状態）した磁界範囲にあるため、図６において上側に放出される磁力線が確実に検出され、ＯＮ状態が維持される。そして、本実施の形態では、磁気検出センサ１２はＯＮ状態においてＯＦＦ信号を出力するよう構成されているため、不図示のストップランプの消灯状態が確実に維持される。
【００３９】
車両の制動に際してドライバがブレーキペダルを足で踏み込み、ブレーキレバー１８がその上部の不図示の回動支点を中心として回動すると、無接点スイッチ１においてはスプリング６によって前方へと付勢されたシャフト４Ｂがブレーキレバー１８に当接したまま該ブレーキレバー１８の動きに追従してスイッチボディ２から次第に突出し、これに伴って操作部材４とこれに配設された磁石７が前方へと摺動する。そして、この過程において磁石７が磁気検出センサ１２に対して図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す位置（図４（ｃ）に示す距離Ｌだけ離れた位置）に達すると、磁気検出センサ１２が図６（ｂ）に示すように磁石７の磁場における磁束反転位置（破線にて示すラインａ）に位置する。この状態では、磁力線の方向が１８０°反転するため、磁気検出センサ１２は磁石７から図６において上側に放出される磁力線を検出することができず、該磁気検出センサ１２がＯＮ状態からＯＦＦ状態となる。そして、本実施の形態では、磁気検出センサ１２はＯＦＦ状態においてＯＮ信号を出力するよう構成されているため、出力信号がＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替わり、不図示のストップランプが点灯される。
【００４０】
そして、図５（ｂ）に示す状態からドライバがブレーキペダルを更に踏み込むと、図５（ｃ）に示すように、ブレーキレバー１８が無接点スイッチ１のシャフト４Ｂから離間し、操作部材４はそのピストン部４Ａの端部に形成された突起４ｃがスイッチボディ２の内端面に当接することによって図示の非作動位置（制動状態）に停止し、シャフト４Ｂはスイッチボディ２から突出した状態が維持される。この状態においては、磁気検出センサ１２は磁石７の磁場において図６（ｃ）に示すように磁束反転位置（破線ラインａ）を越えて磁力線の方向が反転する領域Ｃに位置しているため、図６において磁石７から上側に放出される磁力線が存在せず、磁気検出センサ１２が確実にＯＦＦ状態に維持される。そして、出力信号としてＯＮ信号が出力され続けるため、ストップランプは点灯した状態が維持される。つまり、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す状態を境としてブレーキペダルを更に踏み込めばストップランプが点灯し続け、ブレーキペダルを踏み込んだ状態（制動状態）から足を離すことにより、ブレーキレバー１８が図５（ａ）に示す元の作動状態（非制動状態）に戻る過程で図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す位置を通過した後は磁気検出センサ１２がＯＮ状態となり、その出力信号がＯＮ信号からＯＦＦ信号に切り替わることによってストップランプが消灯される。
【００４１】
以上のように、本発明に係る無接点スイッチ１においては、走査部材４が押し込まれた図５（ａ）に示す茶道位置において、磁気検出センサ１２を環状の磁石７の中心軸線上であって、且つ、磁石の厚み方向中央となる位置、つまり、磁石７の磁束方向と磁界強度が安定している位置に設定したため、１つの磁気検出センサ１２によっても高い検出精度を安定的に得ることができる。
【００４２】
又、磁石７の磁界強度の強い磁場範囲内で磁気検出センサ１２が外部磁場の影響を受けることなく磁石７の磁気を検出する構成となっているため、作動位置における無接点スイッチ１の誤作動を確実に防ぐことができる。
【００４３】
特に、環状の磁石７を用いることによって操作部材４の軸中心周りに所定距離を隔てて２つの磁界を形成し、２つの磁界が重なる中心線上で、磁力線の方向が１８０°反転する磁束反転位置（図６に示す破線ラインａ）を発生させる。そして、その磁束反転位置を磁気検出センサ１２が検知したとき（所定の方向に放出される磁力線（本実施の形態では、図６において上側に放出される磁力線）を検出することができなくなったとき）にＯＮ状態からＯＦＦ状態となり、出力信号をＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替えるように構成している。これにより、磁気検出センサ１２が出力信号のＯＮ／ＯＦＦの切替ポイントを確実に検出することができ、高い検出精度を安定的に得ることができる。即ち、走行状態では、磁気検出センサ１２が図６において上側に放出される複数の磁力線が集中して存在する安定した磁場範囲内に置かれるため、該磁気検出センサ１２は、磁力線に対して検出反応を示し、ＯＮ状態が維持されてブレーキランプが誤って点灯することはない。
【００４４】
又、ブレーキペダルを踏み込み、磁束反転位置を検出した後は、磁力線の方向が１８０°反転するため、磁気検出センサ１２が検出反応を示す図６において上側に放出される磁力線が存在せず、磁気検出センサ１２がＯＮ状態となることはないため、確実にブレーキランプを点灯させることができる。そのため、ブレーキペダルの踏み込み操作によるストップランプの点灯と消灯の切り替えを誤作動なく正確に行うことができる。
【００４５】
又、本実施の形態に係る無接点スイッチ１によれば、磁界強度に応じて磁束反転位置は移動する性質を有しているため、磁界強度を大きくすれば、磁石７の近傍から磁束反転位置までの距離を十分確保することができ、磁石自体を薄くした場合であっても、磁界強度の強い磁石を使用することによって、操作部材４のストロークを大きくすることができ、磁石を薄型とした分だけ当該無接点スイッチ１を小型化することを簡単に達成することができるという効果も得られる。
【００４６】
更に、本実施の形態に係る無接点スイッチ１においては、操作部材４がホルダ３に設けられたガイド部３ａと操作部材４に形成されたガイドリブ４ａとで構成されるガイド機構によってガイドされながらホルダ３に沿って正確に摺動するため、該操作部材４に保持された環状の磁石７の中央に磁気検出センサが１２が正確に位置し、無接点スイッチ１の作動時の誤作動が確実に防がれる。
【００４７】
又、本実施の形態では、磁気検出センサ１２をセンサホルダ１０に収容した状態でターミナルベース５上に配設するようにしたため、該磁気検出センサ１２の取付誤差や作動時の振動等の負荷によって磁気検出センサ１２の位置がずれることがなく、高い検出精度が安定的に得られる。
【００４８】
次に、センサホルダ１０の回路基板９への取付構造の別形態を図７〜図９に基づいて説明する。
【００４９】
図７はセンサホルダの回路基板への取付構造の別形態を示すターミナルベース部分の側断面図、図８はセンサホルダの斜視図、図９（ａ）〜（ｃ）はセンサホルダ及び回路基板の組付要領をその工程順に示す斜視図である。
【００５０】
前記実施の形態ではセンサホルダ１０をネジ１１によって回路基板９に取り付ける構成を採用したが、本実施の形態では、図７に示すようにセンサホルダ１０を回路基板９に差し込みによって取り付ける構成を採用している。
【００５１】
ここで、磁気検出センサ１２を収容保持するセンサホルダ１０の差し込み側端部には、図８に示すように、２本の位置決めピン１０ａと２つの係合爪１０ｂが周方向に交互に一体に突設されている。
【００５２】
他方、図９（ａ）に示すように、回路基板９の中央部には、センサホルダ１０の前記位置決めピン１０ａが差し込まれる円孔９ｂとセンサホルダ１０の前記係合爪１０ｂが係合する長孔状の係合孔９ｃが形成され、これらの周囲には、センサホルダ１０に収容保持された磁気検出センサ１２から延びる３本のターミナル１３が挿通するための３つの角孔９ｄとターミナルベース５を貫通する３本のターミナル８が挿通するための３つの角孔９ｅが形成されている。
【００５３】
而して、磁気検出センサ１２が収容保持されたセンサホルダ１０は、図９（ａ）に示すように、これに突設された位置決めピン１０ａを回路基板９の円孔９ｂに差し込んで位置決めするとともに、磁気検出センサ１２から延びるターミナル１３を回路基板９の角孔９ｄに差し込み、センサホルダ１０の係合爪１０ｂを回路基板９の係合孔９ｃに係合させることによって、センサホルダ１０が図９（ｂ）に示すように回路基板９に組み付けられる。
【００５４】
次に、以上の要領でセンサホルダ１０が組み付けられた回路基板９の角孔９ｅに図９（ｃ）に示すようにターミナルベース５側のターミナル８の先端部を差し込めば、センサホルダ１０とこれに収容保持された磁気検出センサ１２及び回路基板９がターミナルベース５に取り付けられ、磁気検出センサ１２がターミナルベース５上に配設されることになる。尚、回路基板９は、該回路基板９の外周に形成された９ｆと、ターミナルベース５の雄ネジ部５ａを有する前端部に設けられた位置決めピン５ｂによって位置決めされる。これは前記実施形態においても同じ構造となっている。そして、磁気検出センサ１２と回路基板９及び回路基板９とターミナルベース５における各ターミナル８，１３を半田付けによって固着することによって、ターミナルベース５に固定するようにすれば、磁気検出センサ１２を位置ズレ無く正確に固定することができる。
【００５５】
尚、以上は本発明に係る無接点スイッチを車両のストップランプスイッチとして使用した形態について説明したが、本発明に係る無接点スイッチは他の任意の用途に供することができる。又、磁気検出センサ１２は、センサホルダ１０に挿入するだけで良いが、センサホルダ１０に磁気検出センサ１２を挿入したときに脱落を防止するように弾性爪部等をセンサホルダ１０の挿入部に設けても良い。
【００５６】
更に、以上の実施の形態では、磁気検出センサ１２が磁石７の磁力線を検出するＯＮ状態のとき、ＯＦＦ信号を出力してストップランプを消灯し、磁気検出センサ１２が磁石７の磁力線を検出しないＯＦＦ状態のとき、ＯＮ信号を出力してストップランプを点灯するようにしたが、逆に磁気検出センサ１２が磁石７の磁力線を検出するＯＮ状態のとき、ＯＮ信号を出力してストップランプを点灯し、磁気検出センサ１２が磁石７の磁力船を検出しないＯＦＦ状態のとき、ＯＦＦ信号を出力してストップランプを消灯するよう構成しても良い。
【００５７】
ところで、無接点スイッチは、スイッチボディの車体取付部が車体に取り付けられた逆Ｌ字状のブラケットに車体取付部の雄ネジ部と共に係合部を設け、雄ネジ部に螺合する雌ネジ部と係合部に係合する弾性爪部を形成したブッシュによってブラケットを介して車体に取り付けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１ 無接点スイッチ
２ スイッチボディ
２Ａ スイッチボディのボディ本体
２Ｂ スイッチボディの車体取付部
２ａ スイッチボディの係合孔
２ｂ スイッチボディの雄ネジ部
２ｃ スイッチボディの貫通孔
３ ホルダ
３Ａ ホルダの本体部
３Ｂ ホルダの回転阻止部
３Ｃ ホルダの隔壁
３ａ ホルダのガイド部
３ｂ ホルダの係止爪（仮止め部）
３ｃ ホルダの係合突起
３ｄ ホルダの雌ネジ部
４ 操作部材
４Ａ 操作部材のピストン部
４Ｂ 操作部材のシャフト
４Ｃ 操作部材の磁石固定部
４ａ 操作部材のガイドリブ
４ｂ 操作部材の凹部
４ｂ−１ 凹部の端面
４ｃ 操作部材の突起
４ｄ 操作部材の係止部
５ ターミナルベース
５Ａ ターミナルベースの回転阻止部
５Ｂ ターミナルベースのベース部
５ａ ターミナルベースの雄ネジ部
５ｂ ターミナルベースの位置決めピン
６ スプリング
７ 磁石
８ ターミナル
９ 回路基板
９ａ，９ｂ 回路基板の円孔
９ｃ 回路基板の係合孔
９ｄ，９ｅ 回路基板の角孔
９ｆ 回路基板の位置決め溝
１０ センサホルダ
１０ａ センサホルダの位置決めピン
１０ｂ センサホルダの係合爪
１１ ネジ
１２ 磁気検出センサ
１３ ターミナル
１４ Ｏリング
１５ ブラケット
１６ ナット
１７ 車体
１８ ブレーキレバー
Ａ〜Ｃ 磁石の磁場の領域
ａ 零磁束点のライン
Ｓ 密閉空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気検出センサと、
該磁気検出センサの検出対象である磁石が配置された操作部材と、
該操作部材を前記磁気検出センサに対して摺動可能に保持するホルダと、
該ホルダと前記磁気検出センサを収容するスイッチボディを備えた無接点スイッチにおいて、
前記磁石を環状として前記操作部材の軸中心周りに配置するとともに、該磁石と前記磁気検出センサを同軸上に配置し、前記操作部材の作動位置を前記磁気検出センサが前記磁石の厚み方向中央となる位置に設定したことを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項２】
前記操作部材又は前記ホルダの一方にガイド部を、他方に前記ガイド部に摺動可能に嵌合するガイドリブをそれぞれ前記操作部材の摺動方向に沿って形成したことを特徴とする請求項１記載の無接点スイッチ。
【請求項３】
前記ホルダにターミナルベースを固定し、該ターミナルベースにセンサホルダを取り付け、該センサホルダに前記磁気検出センサを収容して該磁気検出センサを前記ターミナルベース上に配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の無接点スイッチ。
【請求項１】
磁気検出センサと、
該磁気検出センサの検出対象である磁石が配置された操作部材と、
該操作部材を前記磁気検出センサに対して摺動可能に保持するホルダと、
該ホルダと前記磁気検出センサを収容するスイッチボディを備えた無接点スイッチにおいて、
前記磁石を環状として前記操作部材の軸中心周りに配置するとともに、該磁石と前記磁気検出センサを同軸上に配置し、前記操作部材の作動位置を前記磁気検出センサが前記磁石の厚み方向中央となる位置に設定したことを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項２】
前記操作部材又は前記ホルダの一方にガイド部を、他方に前記ガイド部に摺動可能に嵌合するガイドリブをそれぞれ前記操作部材の摺動方向に沿って形成したことを特徴とする請求項１記載の無接点スイッチ。
【請求項３】
前記ホルダにターミナルベースを固定し、該ターミナルベースにセンサホルダを取り付け、該センサホルダに前記磁気検出センサを収容して該磁気検出センサを前記ターミナルベース上に配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の無接点スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７５７９９（Ｐ２０１１−１７５７９９Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７８８３（Ｐ２０１０−３７８８３）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００１３８４６２）株式会社ユーシン (241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００１３８４６２）株式会社ユーシン (241)
【Ｆターム（参考）】
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