非接触スイッチ及び磁気センサ
【課題】誤作動を抑制することができるとともに、検出精度を高めることを可能とした非接触スイッチ及び磁気センサを提供する。
【解決手段】非接触スイッチ１０は、所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石１４と、検出領域に配置されて磁性部材１３の近接による磁束の方向の変化を検出する磁気センサ１１と、磁気センサ１１の出力信号に基づいてオン又はオフを判断する判断部１８とを備えている。磁石１４は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを形成する基準曲面ＣＬに対して、その基準曲面のそれぞれの点において垂直方向に所定の厚みを有して形状が形成されている。磁石１４は、基準曲面ＣＬのそれぞれの点において垂直方向に着磁されて磁気形成されている。
【解決手段】非接触スイッチ１０は、所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石１４と、検出領域に配置されて磁性部材１３の近接による磁束の方向の変化を検出する磁気センサ１１と、磁気センサ１１の出力信号に基づいてオン又はオフを判断する判断部１８とを備えている。磁石１４は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを形成する基準曲面ＣＬに対して、その基準曲面のそれぞれの点において垂直方向に所定の厚みを有して形状が形成されている。磁石１４は、基準曲面ＣＬのそれぞれの点において垂直方向に着磁されて磁気形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサを用いた非接触スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触スイッチとして、磁界感応センサを備えた近接スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来の近接スイッチは、コ字状に形成された基部にＮＳ極を有する永久磁石を備えている。この永久磁石のコ字状凹部内には、３つのＮ極によって囲まれた無磁束の領域（無磁界領域）が形成されており、この無磁界領域において磁界に感応する磁界感応センサが取り付けられている。磁性体が一対の脚部の２つのＮ極に近接したとき、無磁界領域に磁界が発生するので、この磁界の変化を磁界感応センサにより検出することでスイッチ回路をオン・オフすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９２１６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の従来の近接スイッチにおいては、コ字状の永久磁石が均等な形状ではなく、不規則であり、磁極が均等位置に配置されていないので、形状誤差の影響を受けて永久磁石により与えられる磁界が歪み、永久磁石の部分ごとでパーミアンスが異なる。これにより、永久磁石の温度による減磁が不均一に発生し、磁界の方向（磁気ベクトルの方向）が大きく変化してしまうので、近接スイッチの切替位置がずれてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、誤作動を抑制することができるとともに、検出精度を高めることを可能とした非接触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】
【０００６】
［１］本発明は、所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石と、前記検出領域に配置され、磁性部材の近接による前記磁束の方向の変化を検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づいてオン又はオフを判断する判断部とを備えてなり、前記磁石は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを形成する基準曲面に対して、その基準曲面のそれぞれの点において垂直方向に所定の厚みを有して形状が形成され、前記それぞれの点において前記垂直方向に着磁されて磁気形成されていることを特徴とする非接触スイッチが提供される。
【０００７】
ここで、基準曲面とは、磁石の形状の基準となる曲面形状をいう。この磁石の形状は、基準曲面に対して、Ｎ極となる第１の面側及びＳ極となる第２の面側が対称の形状、非対称の形状、又はこれらを組み合わせた形状を含む。
【０００８】
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記磁石は、曲面部と、前記曲面部から同じ方向へ延びた一対の延出部とを有するＵ字形状に形成されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、誤作動を抑制することができるとともに、検出精度を高めることができる非接触スイッチが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無接点スイッチの一構成例を模式的に示す正面図である。
【図２】第１の実施の形態における無接点スイッチの側面図である。
【図３】（ａ）は第１の実施の形態に係る被検出部が近接したときのＭＲセンサが配置される平面の磁気ベクトルの向きを表した概略図であり、（ｂ）は被検出部が離れたときのＭＲセンサが配置される平面の磁気ベクトルの向きを表した概略図である。
【図４】第１の実施の形態におけるブリッジ回路の概略図である。
【図５】第１の実施の形態におけるＭＲセンサを用いたブレーキ装置の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における無接点スイッチの一構成例を模式的に示す正面図である。
【図７】第３の実施の形態における無接点スイッチの一構成例を模式的に示す正面図である。
【図８】第４の実施の形態におけるブリッジ回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
（無接点スイッチの構成）
図１において、全体を示す符号１０は、磁石の磁力を非接触で検出する無接点スイッチの一構成例を例示している。この無接点スイッチ１０はセンサ１１、基板１２、及び磁性体１３を備えている。センサ１１は、磁石１４と、２つのＭＲセンサ１５，１５とを有している。この基板１２、磁石１４、及びＭＲセンサ１５は、例えば図示しない非磁性体である筐体に収容されており、樹脂材料でモールド化される。
【００１３】
（磁石の構成）
この第１の実施の形態における無接点スイッチ１０の最も主要な構成は、磁石１４の構造にある。この磁石１４は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを有している。この第１の面と第２の面とを形成する基準曲面ＣＬ（基準曲面を形成する基準曲線ＣＬ）のそれぞれの点において、垂直方向に所定の肉厚（幅）Ｗ１，Ｗ２を有する形状が形成されており、垂直方向に着磁されて磁化されている。
【００１４】
図示例によると、この磁石１４は、例えばＰＰＳ樹脂にネオジムを加えて成形したプラスチック磁石であってもよく、圧縮成形や射出成形などにより周方向に均等な形状を有する円筒状に形成された磁界発生筒部として構成されている（以下、「円筒磁石１４」という。）。この円筒磁石１４は、両端部に中心軸線Ｏに垂直な円環状の開口端面を有する円筒部１４ａからなる。この円筒部１４ａは、内周面の曲率と外周面の曲率とが同じ曲率を有する円弧形状に形成されている。
【００１５】
この円筒磁石１４は、図１及び図２に示すように、円筒部１４ａの中心軸線Ｏを中心とする半径方向外周面側にＮ極となる第１の面を有するとともに、半径方向内周面側にＳ極となる第２の面を有する構成となっている。図示例によると、基準曲面ＣＬを中心として円筒部１４ａの半径方向の肉厚Ｗ１，Ｗ２のそれぞれが周方向に一定に形成されており、円筒磁石１４における円筒部１４ａの半径方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されている。
【００１６】
このように、円筒磁石１４における円筒部１４ａの半径方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されることで、円筒磁石１４にはＮ極からＳ極へ磁束線Ｚが出る。この磁束線Ｚが磁界の方向となることから、磁界の方向（磁束線Ｚの方向）は、円筒部１４ａの半径方向となる。図示例では、磁束線Ｚが円筒部１４ａの外周面側を下向きに通り、円筒部１４ａの内周面側を上向きに通ることになる。
【００１７】
この円筒磁石１４は、図１及び図２に示すように、例えば円筒部１４ａの外部に配置された着磁用部材を利用して磁化される。その一例としては、例えば円筒部１４ａの対向端面に向けて着磁用部材を近接させることで所定の磁界が印加され、円筒部１４ａの中心軸線Ｏを中心とする半径方向には磁極Ｎと磁極Ｓが着磁される。図示例では、円筒部１４ａの半径方向外周面側から半径方向内周面側へ着磁しているが、これとは逆に、円筒部１４ａの半径方向外周面側にＳ極を形成し、半径方向内周面側にＮ極を形成しても機能させることができることは勿論である。
【００１８】
図示例による円筒磁石１４の内外周方向の曲率は、同一の曲面に形成されているが、本発明にあっては、これに限定されるものではない。本発明にあっては、円筒磁石１４の内外周方向の曲率が異なる曲面形状、あるいは内外周方向の曲率が零の曲面である平面を含む形状であってもよい。また、磁界が基準曲面ＣＬを形成する基準曲線ＣＬに対して垂直な方向に交わる形状であれば、図示例の円筒磁石１４における円筒部１４ａの半径方向の肉厚Ｗ１，Ｗ２が、円筒部１４ａの基準曲面ＣＬに対して非対称なもの、対称なもの、又はこれらを組み合わせたものであってもよい。
【００１９】
（基板の構成）
この基板１２は、例えばシリコン等からなり、図１及び図２に示すように、直方形状に形成されている。基板１２の表面には、円筒磁石１４の円筒部１４ａの中心軸線Ｏを含む垂直面を対称面として、磁気センサである２つのＭＲセンサ１５，１５が形成されている。基板１２の幅は、円筒磁石１４の円筒部１４ａに対して基板１２が挿入可能となるように、円筒部１４ａの内径より小さく形成されている。その円筒部１４ａの内部には、基板１２の対向長辺部が円筒部１４ａの中心軸線Ｏを含む平面上に配置されており、ＭＲセンサ１５，１５が円筒磁石１４と相対移動しないように、図示しない固定部材を介して基板１２が固定されている。
【００２０】
（磁性体の構成）
この磁性体１３は、例えば鉄材等で形成されており、図１及び図２に示すように、センサ１１に近接、又はセンサ１１から離れることで、円筒磁石１４の磁界の大きさ（強さ）を変化させる被検出部とされている。この磁性体１３の位置により無接点スイッチをオン・オフする構成が効果的に得られる。
【００２１】
（センサの構成）
図１及び図２において、一対のＭＲセンサ１５，１５のうち、一方のＭＲセンサ１５について説明するが、他方のＭＲセンサ１５も同様の形状及び構造からなる。このＭＲセンサ１５は、例えばパーマロイ等の強磁性体を用い、フォトリゾグラフィー法などにより作製された磁気抵抗素子を有している。
【００２２】
図３を参照すると、図３には、磁性体１３及び円筒磁石１４に印加される磁界の一例が矢印（磁気ベクトルＺ）で模式的に示されている。図３（ａ）は、図１に示す磁性体１３と円筒磁石１４との間の距離ｄが１ｍｍのときの磁界を、図３（ｂ）は、距離ｄが４ｍｍのときの磁界をそれぞれ表している。なお、磁気ベクトルＺの長さは、磁界の強さに比例しているが、矢印の大きさは、磁界の強さには関係しないものとする。
【００２３】
この円筒磁石１４には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、４つの磁界が形成される。この４つの磁界の切替領域には、磁気ベクトルＺが円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向（半径方向）を向く第１領域Ａ及び第２領域Ｂが形成される。この第１及び第２領域Ａ，Ｂは磁界の変化を検出する検出領域とされており、これらの領域Ａ，Ｂ内のそれぞれには、ＭＲセンサ１５，１５が配置されている。
【００２４】
このＭＲセンサ１５，１５に印加される磁界は、図３（ａ）に示すように、磁性体１３が円筒磁石１４に近接した初期位置にある状態と、図３（ｂ）に示すように、磁性体１３が円筒磁石１４から離れて、磁性体１３の影響を受けない状態との間で変化する。この磁気ベクトルＺの変化は、ＭＲセンサ１５，１５により検出される。
【００２５】
磁性体１３が円筒磁石１４に近接したとき、磁性体１３及び円筒磁石１４によって印加される磁界は、図３（ａ）に示すように、円筒部１４ａの内周面側を上向きに通って磁性体１３へ指向して形成される。第１及び第２領域Ａ，Ｂは、磁気ベクトルＺの方向が円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向を向く領域であり、磁気ベクトルＺの向きがＭＲセンサ１５，１５に対してほぼ０度となれば、ＭＲセンサ１５，１５には出力電圧が発生しないか、あるいは出力電圧が小さくなる。
【００２６】
一方、磁性体１３が円筒磁石１４から離れたとき、図３（ｂ）に示すように、円筒磁石１４によって印加される磁界は移動する。磁性体１３が円筒磁石１４から遠ざかり、円筒磁石１４の磁界が移動するのに伴い、第１及び第２領域Ａ，ＢにおけるＭＲセンサ１５，１５を通過する磁気ベクトルＺの方向が変化する。磁界の磁気ベクトルＺの向きに応じてＭＲセンサ１５，１５の磁気抵抗値が変化するので、出力電圧の変化を検出することができる。
【００２７】
これにより、磁性体１３の円筒磁石１４に対する距離ｄの変化を安定して検出することが可能となり、ＭＲセンサ１５，１５は、磁界方向に応じた電圧を出力することができる。その結果、磁界の磁気ベクトルＺの向きの変化に基づいた磁気抵抗値の変化が検出し易くなる。
【００２８】
このＭＲセンサ１５は、図４に示すように、４つの磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４を有しており、この磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４によりブリッジ回路１６が構成される。磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ３とが互いに直列接続されるとともに、磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ４とが互いに直列接続されている。磁気抵抗素子Ｒ１，Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ２，Ｒ４とは互いに並列接続されている。
【００２９】
この磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ３との間には、図４に示すように、電源部に接続される入力端子１６ａが形成されている。磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ４との間にはアース端子１６ｂが形成されている。磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ２との間には、中点電位Ｖ１が出力される出力端子１６ｃが形成されている。磁気抵抗素子Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ４との間には、中点電位Ｖ２が出力される出力端子１６ｄが形成されている。
【００３０】
磁性体１３の移動に伴い、円筒磁石１４の磁界が移動するので、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４に付与されている磁界の磁気ベクトルＺの向きが変化する。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４の磁気抵抗値が変化することで、中点電位Ｖ１と中点電位Ｖ２とが変化する。中点電位Ｖ１と中点電位Ｖ２との差分値が、出力電圧Ｖとして出力される。
【００３１】
なお、ＭＲセンサ１５の配置位置は、図示例に限定されるものではなく、磁気ベクトルＺの方向が円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向に向かい、磁性体１３の近接・離間により磁気ベクトルの向きが変化する領域であれば、例えば基板に平行な平面内に自由に配置可能である。磁気センサとしては、例えばホール素子やホールＩＣなどを適用することができる。
【００３２】
（ストップランプスイッチの構成）
上記のごとく構成されたセンサ１１は、移動体の位置検出に用いられる非接触スイッチとして効果的に使用することができる。その一例としては、例えば車両のブレーキペダルの位置検出に用いられるストップランプ（ブレーキランプ）スイッチがある。図５を参照すると、図５には、ブレーキ装置の機能ブロック構成の一例が例示されている。なお、図５において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。
【００３３】
このストップランプスイッチ１００は、図示しない車体に固定されたセンサ１１と、ブレーキペダル１０１のアーム部に固定された磁性体１３とを備えている。ブレーキペダル１０１は、図示しない車体のフレームに固定されたブラケットに対して、アーム部の上端部が支軸を中心として車体前後方向に移動可能に設けられる。
【００３４】
センサ１１は、閾値１７を図示しない記憶部に備えた判断部としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８に同じく図示を省略したコネクタを介して接続されている。このセンサ１１、磁性体１３、及びＥＣＵ１８により、非接触スイッチ１０が構成される。センサ１１や磁性体１３の配置位置によってストップランプスイッチ１００の切替点（オン・オフ）を制御することが可能である。
【００３５】
このストップランプスイッチ１００は、センサ１１の円筒磁石１４の磁界方向を変化させる磁性体１３の位置によって、ブレーキ操作の有無を検出する。ブレーキペダル１０１が踏み込まれていないときの磁性体１３の位置が基準位置とされる。ＥＣＵ１８では、センサ１１からの出力電圧Ｖと閾値１７とを比較してブレーキ操作の有無を判断する。ブレーキ操作が行われたと判断したときは、ブレーキランプ１０２を点灯させる。
【００３６】
ブレーキペダル１０１を踏み込み操作していない状態においては、出力レベルＬの検出信号が出力される。この検出信号は、ＥＣＵ１８において、閾値以下か否かが判定される。出力レベルＬの場合には、閾値以下である旨の判定信号（オフ信号）が出力される。これにより、図示しないブレーキランプ駆動回路では、オフ信号を入力すると、ブレーキランプ１０２を消灯状態にする。
【００３７】
一方、ブレーキペダル１０１を踏み込み操作すると、ブレーキペダル１０１がアーム部の支軸を中心として車体前方向に移動することで、磁性体１３はセンサ１１の円筒磁石１４から離れる。この状態においては、出力レベルＨの検出信号が出力される。この検出信号は、ＥＣＵ１８において閾値以下か否かが判定される。出力レベルＨの場合には、閾値以上である旨の判定信号（オン信号）が出力される。これにより、ブレーキランプ駆動回路では、オン信号に基づいて、ブレーキランプ１０２を点灯状態とする。
【００３８】
センサ１１からのＥＣＵ１８に対する出力電圧Ｖは、２つのＭＲセンサ１５，１５毎に出力されるか、あるいは２つのＭＲセンサ１５，１５のうち、一方のセンサ１５から出力されることで、ブレーキ操作の有無を判断する構成を採用してもよい。２つのＭＲセンサ１５，１５のうち、一方のセンサ１５が故障したとき、ＥＣＵ１８は、故障していない他方のＭＲセンサ１５からの出力電圧Ｖに基づいてブレーキランプ１０２の点灯・消灯（オン・オフ）を判断することができる。なお、出力電圧Ｖは、２つのＭＲセンサ１５，１５の出力を加算した値、あるいは２つの出力の平均値に基づいてブレーキランプ１０２の点灯・消灯（オン・オフ）を判断する構成であってもよいことは勿論である。
【００３９】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態に係る非接触スイッチ１０は、Ｎ極面とＳ極面とを形成する基準曲面を形成する基準曲線ＣＬのそれぞれの点において、垂直方向に所定の肉厚Ｗ１，Ｗ２を有する円筒形状に形成されている。図示例では、円筒磁石１４が均等な形状であり、磁極ＮＳを半径方向半々ずつ均等に配置する構成となっているため、上記効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）円筒磁石１４から付与される磁界の歪みによる検出誤差を抑制することが可能になる。
（２）円筒磁石１４からの磁界の方向が広い範囲にわたって均一となり、磁界の方向が均一な磁界をＭＲセンサ１５の周囲の設置空間に形成することができるようになる。
（３）従来のコ字状の永久磁石と比べると、組み付け性を向上させることができる。
（４）磁束方向が円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向に向かう安定した領域で磁性体１３の近接・離間を検出するので、誤作動を抑制することが可能になる。それに加えて、２つのＭＲセンサ１５，１５により検出するので、検出精度を高めることができる。
（５）円筒磁石１４の温度による減磁分を補償することができるので、指令値に対応する正確な制御を実現することができる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
この第２の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態に係る非接触スイッチ１０と基本的な構成において変わるところはない。図６において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、磁界発生筒部を円筒状に形成した構成となっていたものを、この第２の実施の形態にあっては、磁界発生筒部を半割円筒状に形成した点にある。なお、図６において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４１】
図示例では、磁石２１は、円筒部の中心軸線Ｏに沿って２つに分割した一方の半割円筒部２１ａからなる。この半割円筒部２１ａの内外周面は、内周面の曲率と外周面の曲率とが同一曲率を有する同心状半円弧面に形成されている。磁石２１には、図示しない固定部材を介して基板１２が固定されており、基板１２の表面に形成されたＭＲセンサ１５，１５が半割円筒部２１ａと相対移動しないようになっている。基板１２には、２つのＭＲセンサ１５，１５が中心軸線Ｏを含む垂直面を対称面として配置されている。なお、図示例では、半割円筒部２１ａの内外周方向の曲率は、同一の曲面に形成されているが、これに限定されるものではないことは、上記第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態に係る非接触スイッチ１０にあっても、磁石２１の半割円筒部２１ａが均等な形状であり、磁極が半径方向半々ずつ均等に配置される構成となっているため、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
この第３の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態に係る非接触スイッチ１０と基本的な構成において変わるところはない。図７において、この第３の実施の形態にあっては、磁界発生筒部がＵ字状に形成されている。なお、図７において上記第１及び第２の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付して、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４４】
図示例では、磁石２２は、曲面部である半割円筒部２１ａと、半割円筒部２１ａの両側先端面から同じ方向へ延出した板状の延出部２２ａ，２２ａとを有するＵ字形状に形成されている。この磁石２１の内部には、図示しない固定部材を介して基板１２が固定されている。基板１２の表面に形成されたＭＲセンサ１５，１５と半割円筒部２１ａとが相対移動しないようになっている。基板１２には、２つのＭＲセンサ１５，１５が中心軸線Ｏを含む垂直面を対称面として配置されている。この第３の実施の形態にあっても、半割円筒部２１ａの内外周方向の曲率は、同一の曲面に形成されているが、これに限定されるものではない。
【００４５】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態に係る非接触スイッチ１０にあっても、磁石２２の磁極を均等に配置する構成となっているため、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
［第４の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、無接点スイッチ１０にブリッジ回路１６を用いていたが、この第４の実施の形態にあっては、無接点スイッチ１０にハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂを用いている。なお、図８において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
ＭＲセンサ１５は、図８に示すように、ハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂによって構成されている。ハーフブリッジ回路１９ａは、磁気抵抗素子Ｒ１，Ｒ２によって構成されており、図３に示す第１領域Ａ又は第２領域Ｂに配置される。一方のハーフブリッジ回路１９ｂは、磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４によって構成されており、図３に示す第２領域Ｂ又は第１領域Ａに配置される。
【００４８】
ハーフブリッジ回路１９ａは、第１の出力電圧Ｖを磁性体１３と円筒磁石１４との距離ｄに応じて出力する。一方のハーフブリッジ回路１９ｂは、第１の出力電圧Ｖ１とは異なる第２の出力電圧Ｖ２を距離ｄに応じて出力するように構成されている。ハーフブリッジ回路１９ａの出力電圧Ｖ１を図示しないオペアンプ等を用いて反転させ、その反転させた出力電圧とハーフブリッジ回路１９ｂの出力電圧Ｖ２とを加算した出力電圧とすることができる。
【００４９】
この第４の実施の形態に係るＭＲセンサ１５にあっても、図５に示すように、車両のブレーキペダル１０１の位置検出に効果的に用いることができる。ＭＲセンサ１５からの出力電圧は、ＥＣＵ１８の閾値１７と比較することで、ブレーキ装置におけるブレーキ操作の有無を判断し、ブレーキランプ１０２の点灯及び消灯の制御を行うことができる。なお、ハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂは、独立してモールド化して第１領域Ａ及び第２領域Ｂに配置してもよく、１つのＭＲセンサとして、第１領域Ａ及び第２領域Ｂにハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂが含まれるように、モールド化してもよい。
【００５０】
（第４の実施の形態の効果）
ハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂを第１領域Ａ及び第２領域Ｂに配置する構成となっているので、上記第１の実施の形態と同様に、安定してブレーキ操作の有無を判断することができる。
【００５１】
上記実施の形態では、ブレーキランプ１０２の点灯及び消灯の制御を行うことを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば車両のインパネの収納ボックス内の照明の制御、あるいは車両以外の他の制御にも適用できることは勿論である。
【００５２】
以上の説明からも明らかなように、本発明の非接触スイッチの代表的な構成例を、上記実施の形態、変形例、及び図示例を挙げて説明したが、上記実施の形態、変形例、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきであり、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…無接点スイッチ、１１…センサ、１２…基板、１３…磁性体、１４，２１，２２…磁石、１４ａ…円筒部、１５…ＭＲセンサ、１６…ブリッジ回路、１６ａ…入力端子、１６ｂ…アース端子、１６ｃ，１６ｄ…出力端子、１７…閾値、１８…ＥＣＵ、１９ａ，１９ｂ…ハーフブリッジ回路、２１ａ…半割円筒部、２２ａ…延出部、１００…ストップランプスイッチ、１０１…ブレーキペダル、１０２…ブレーキランプ、Ａ…第１領域、Ｂ…第２領域、ＣＬ…基準曲面、ｄ…距離、Ｏ…中心軸線、Ｒ１〜Ｒ４…磁気抵抗素子、Ｖ…出力電圧、Ｖ１，Ｖ２…中点電位、Ｗ１，Ｗ２…肉厚、Ｚ…磁束線（磁気ベクトル）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサを用いた非接触スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触スイッチとして、磁界感応センサを備えた近接スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来の近接スイッチは、コ字状に形成された基部にＮＳ極を有する永久磁石を備えている。この永久磁石のコ字状凹部内には、３つのＮ極によって囲まれた無磁束の領域（無磁界領域）が形成されており、この無磁界領域において磁界に感応する磁界感応センサが取り付けられている。磁性体が一対の脚部の２つのＮ極に近接したとき、無磁界領域に磁界が発生するので、この磁界の変化を磁界感応センサにより検出することでスイッチ回路をオン・オフすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９２１６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の従来の近接スイッチにおいては、コ字状の永久磁石が均等な形状ではなく、不規則であり、磁極が均等位置に配置されていないので、形状誤差の影響を受けて永久磁石により与えられる磁界が歪み、永久磁石の部分ごとでパーミアンスが異なる。これにより、永久磁石の温度による減磁が不均一に発生し、磁界の方向（磁気ベクトルの方向）が大きく変化してしまうので、近接スイッチの切替位置がずれてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、誤作動を抑制することができるとともに、検出精度を高めることを可能とした非接触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】
【０００６】
［１］本発明は、所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石と、前記検出領域に配置され、磁性部材の近接による前記磁束の方向の変化を検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づいてオン又はオフを判断する判断部とを備えてなり、前記磁石は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを形成する基準曲面に対して、その基準曲面のそれぞれの点において垂直方向に所定の厚みを有して形状が形成され、前記それぞれの点において前記垂直方向に着磁されて磁気形成されていることを特徴とする非接触スイッチが提供される。
【０００７】
ここで、基準曲面とは、磁石の形状の基準となる曲面形状をいう。この磁石の形状は、基準曲面に対して、Ｎ極となる第１の面側及びＳ極となる第２の面側が対称の形状、非対称の形状、又はこれらを組み合わせた形状を含む。
【０００８】
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記磁石は、曲面部と、前記曲面部から同じ方向へ延びた一対の延出部とを有するＵ字形状に形成されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、誤作動を抑制することができるとともに、検出精度を高めることができる非接触スイッチが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無接点スイッチの一構成例を模式的に示す正面図である。
【図２】第１の実施の形態における無接点スイッチの側面図である。
【図３】（ａ）は第１の実施の形態に係る被検出部が近接したときのＭＲセンサが配置される平面の磁気ベクトルの向きを表した概略図であり、（ｂ）は被検出部が離れたときのＭＲセンサが配置される平面の磁気ベクトルの向きを表した概略図である。
【図４】第１の実施の形態におけるブリッジ回路の概略図である。
【図５】第１の実施の形態におけるＭＲセンサを用いたブレーキ装置の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における無接点スイッチの一構成例を模式的に示す正面図である。
【図７】第３の実施の形態における無接点スイッチの一構成例を模式的に示す正面図である。
【図８】第４の実施の形態におけるブリッジ回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
（無接点スイッチの構成）
図１において、全体を示す符号１０は、磁石の磁力を非接触で検出する無接点スイッチの一構成例を例示している。この無接点スイッチ１０はセンサ１１、基板１２、及び磁性体１３を備えている。センサ１１は、磁石１４と、２つのＭＲセンサ１５，１５とを有している。この基板１２、磁石１４、及びＭＲセンサ１５は、例えば図示しない非磁性体である筐体に収容されており、樹脂材料でモールド化される。
【００１３】
（磁石の構成）
この第１の実施の形態における無接点スイッチ１０の最も主要な構成は、磁石１４の構造にある。この磁石１４は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを有している。この第１の面と第２の面とを形成する基準曲面ＣＬ（基準曲面を形成する基準曲線ＣＬ）のそれぞれの点において、垂直方向に所定の肉厚（幅）Ｗ１，Ｗ２を有する形状が形成されており、垂直方向に着磁されて磁化されている。
【００１４】
図示例によると、この磁石１４は、例えばＰＰＳ樹脂にネオジムを加えて成形したプラスチック磁石であってもよく、圧縮成形や射出成形などにより周方向に均等な形状を有する円筒状に形成された磁界発生筒部として構成されている（以下、「円筒磁石１４」という。）。この円筒磁石１４は、両端部に中心軸線Ｏに垂直な円環状の開口端面を有する円筒部１４ａからなる。この円筒部１４ａは、内周面の曲率と外周面の曲率とが同じ曲率を有する円弧形状に形成されている。
【００１５】
この円筒磁石１４は、図１及び図２に示すように、円筒部１４ａの中心軸線Ｏを中心とする半径方向外周面側にＮ極となる第１の面を有するとともに、半径方向内周面側にＳ極となる第２の面を有する構成となっている。図示例によると、基準曲面ＣＬを中心として円筒部１４ａの半径方向の肉厚Ｗ１，Ｗ２のそれぞれが周方向に一定に形成されており、円筒磁石１４における円筒部１４ａの半径方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されている。
【００１６】
このように、円筒磁石１４における円筒部１４ａの半径方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されることで、円筒磁石１４にはＮ極からＳ極へ磁束線Ｚが出る。この磁束線Ｚが磁界の方向となることから、磁界の方向（磁束線Ｚの方向）は、円筒部１４ａの半径方向となる。図示例では、磁束線Ｚが円筒部１４ａの外周面側を下向きに通り、円筒部１４ａの内周面側を上向きに通ることになる。
【００１７】
この円筒磁石１４は、図１及び図２に示すように、例えば円筒部１４ａの外部に配置された着磁用部材を利用して磁化される。その一例としては、例えば円筒部１４ａの対向端面に向けて着磁用部材を近接させることで所定の磁界が印加され、円筒部１４ａの中心軸線Ｏを中心とする半径方向には磁極Ｎと磁極Ｓが着磁される。図示例では、円筒部１４ａの半径方向外周面側から半径方向内周面側へ着磁しているが、これとは逆に、円筒部１４ａの半径方向外周面側にＳ極を形成し、半径方向内周面側にＮ極を形成しても機能させることができることは勿論である。
【００１８】
図示例による円筒磁石１４の内外周方向の曲率は、同一の曲面に形成されているが、本発明にあっては、これに限定されるものではない。本発明にあっては、円筒磁石１４の内外周方向の曲率が異なる曲面形状、あるいは内外周方向の曲率が零の曲面である平面を含む形状であってもよい。また、磁界が基準曲面ＣＬを形成する基準曲線ＣＬに対して垂直な方向に交わる形状であれば、図示例の円筒磁石１４における円筒部１４ａの半径方向の肉厚Ｗ１，Ｗ２が、円筒部１４ａの基準曲面ＣＬに対して非対称なもの、対称なもの、又はこれらを組み合わせたものであってもよい。
【００１９】
（基板の構成）
この基板１２は、例えばシリコン等からなり、図１及び図２に示すように、直方形状に形成されている。基板１２の表面には、円筒磁石１４の円筒部１４ａの中心軸線Ｏを含む垂直面を対称面として、磁気センサである２つのＭＲセンサ１５，１５が形成されている。基板１２の幅は、円筒磁石１４の円筒部１４ａに対して基板１２が挿入可能となるように、円筒部１４ａの内径より小さく形成されている。その円筒部１４ａの内部には、基板１２の対向長辺部が円筒部１４ａの中心軸線Ｏを含む平面上に配置されており、ＭＲセンサ１５，１５が円筒磁石１４と相対移動しないように、図示しない固定部材を介して基板１２が固定されている。
【００２０】
（磁性体の構成）
この磁性体１３は、例えば鉄材等で形成されており、図１及び図２に示すように、センサ１１に近接、又はセンサ１１から離れることで、円筒磁石１４の磁界の大きさ（強さ）を変化させる被検出部とされている。この磁性体１３の位置により無接点スイッチをオン・オフする構成が効果的に得られる。
【００２１】
（センサの構成）
図１及び図２において、一対のＭＲセンサ１５，１５のうち、一方のＭＲセンサ１５について説明するが、他方のＭＲセンサ１５も同様の形状及び構造からなる。このＭＲセンサ１５は、例えばパーマロイ等の強磁性体を用い、フォトリゾグラフィー法などにより作製された磁気抵抗素子を有している。
【００２２】
図３を参照すると、図３には、磁性体１３及び円筒磁石１４に印加される磁界の一例が矢印（磁気ベクトルＺ）で模式的に示されている。図３（ａ）は、図１に示す磁性体１３と円筒磁石１４との間の距離ｄが１ｍｍのときの磁界を、図３（ｂ）は、距離ｄが４ｍｍのときの磁界をそれぞれ表している。なお、磁気ベクトルＺの長さは、磁界の強さに比例しているが、矢印の大きさは、磁界の強さには関係しないものとする。
【００２３】
この円筒磁石１４には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、４つの磁界が形成される。この４つの磁界の切替領域には、磁気ベクトルＺが円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向（半径方向）を向く第１領域Ａ及び第２領域Ｂが形成される。この第１及び第２領域Ａ，Ｂは磁界の変化を検出する検出領域とされており、これらの領域Ａ，Ｂ内のそれぞれには、ＭＲセンサ１５，１５が配置されている。
【００２４】
このＭＲセンサ１５，１５に印加される磁界は、図３（ａ）に示すように、磁性体１３が円筒磁石１４に近接した初期位置にある状態と、図３（ｂ）に示すように、磁性体１３が円筒磁石１４から離れて、磁性体１３の影響を受けない状態との間で変化する。この磁気ベクトルＺの変化は、ＭＲセンサ１５，１５により検出される。
【００２５】
磁性体１３が円筒磁石１４に近接したとき、磁性体１３及び円筒磁石１４によって印加される磁界は、図３（ａ）に示すように、円筒部１４ａの内周面側を上向きに通って磁性体１３へ指向して形成される。第１及び第２領域Ａ，Ｂは、磁気ベクトルＺの方向が円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向を向く領域であり、磁気ベクトルＺの向きがＭＲセンサ１５，１５に対してほぼ０度となれば、ＭＲセンサ１５，１５には出力電圧が発生しないか、あるいは出力電圧が小さくなる。
【００２６】
一方、磁性体１３が円筒磁石１４から離れたとき、図３（ｂ）に示すように、円筒磁石１４によって印加される磁界は移動する。磁性体１３が円筒磁石１４から遠ざかり、円筒磁石１４の磁界が移動するのに伴い、第１及び第２領域Ａ，ＢにおけるＭＲセンサ１５，１５を通過する磁気ベクトルＺの方向が変化する。磁界の磁気ベクトルＺの向きに応じてＭＲセンサ１５，１５の磁気抵抗値が変化するので、出力電圧の変化を検出することができる。
【００２７】
これにより、磁性体１３の円筒磁石１４に対する距離ｄの変化を安定して検出することが可能となり、ＭＲセンサ１５，１５は、磁界方向に応じた電圧を出力することができる。その結果、磁界の磁気ベクトルＺの向きの変化に基づいた磁気抵抗値の変化が検出し易くなる。
【００２８】
このＭＲセンサ１５は、図４に示すように、４つの磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４を有しており、この磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４によりブリッジ回路１６が構成される。磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ３とが互いに直列接続されるとともに、磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ４とが互いに直列接続されている。磁気抵抗素子Ｒ１，Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ２，Ｒ４とは互いに並列接続されている。
【００２９】
この磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ３との間には、図４に示すように、電源部に接続される入力端子１６ａが形成されている。磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ４との間にはアース端子１６ｂが形成されている。磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ２との間には、中点電位Ｖ１が出力される出力端子１６ｃが形成されている。磁気抵抗素子Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ４との間には、中点電位Ｖ２が出力される出力端子１６ｄが形成されている。
【００３０】
磁性体１３の移動に伴い、円筒磁石１４の磁界が移動するので、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４に付与されている磁界の磁気ベクトルＺの向きが変化する。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４の磁気抵抗値が変化することで、中点電位Ｖ１と中点電位Ｖ２とが変化する。中点電位Ｖ１と中点電位Ｖ２との差分値が、出力電圧Ｖとして出力される。
【００３１】
なお、ＭＲセンサ１５の配置位置は、図示例に限定されるものではなく、磁気ベクトルＺの方向が円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向に向かい、磁性体１３の近接・離間により磁気ベクトルの向きが変化する領域であれば、例えば基板に平行な平面内に自由に配置可能である。磁気センサとしては、例えばホール素子やホールＩＣなどを適用することができる。
【００３２】
（ストップランプスイッチの構成）
上記のごとく構成されたセンサ１１は、移動体の位置検出に用いられる非接触スイッチとして効果的に使用することができる。その一例としては、例えば車両のブレーキペダルの位置検出に用いられるストップランプ（ブレーキランプ）スイッチがある。図５を参照すると、図５には、ブレーキ装置の機能ブロック構成の一例が例示されている。なお、図５において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。
【００３３】
このストップランプスイッチ１００は、図示しない車体に固定されたセンサ１１と、ブレーキペダル１０１のアーム部に固定された磁性体１３とを備えている。ブレーキペダル１０１は、図示しない車体のフレームに固定されたブラケットに対して、アーム部の上端部が支軸を中心として車体前後方向に移動可能に設けられる。
【００３４】
センサ１１は、閾値１７を図示しない記憶部に備えた判断部としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８に同じく図示を省略したコネクタを介して接続されている。このセンサ１１、磁性体１３、及びＥＣＵ１８により、非接触スイッチ１０が構成される。センサ１１や磁性体１３の配置位置によってストップランプスイッチ１００の切替点（オン・オフ）を制御することが可能である。
【００３５】
このストップランプスイッチ１００は、センサ１１の円筒磁石１４の磁界方向を変化させる磁性体１３の位置によって、ブレーキ操作の有無を検出する。ブレーキペダル１０１が踏み込まれていないときの磁性体１３の位置が基準位置とされる。ＥＣＵ１８では、センサ１１からの出力電圧Ｖと閾値１７とを比較してブレーキ操作の有無を判断する。ブレーキ操作が行われたと判断したときは、ブレーキランプ１０２を点灯させる。
【００３６】
ブレーキペダル１０１を踏み込み操作していない状態においては、出力レベルＬの検出信号が出力される。この検出信号は、ＥＣＵ１８において、閾値以下か否かが判定される。出力レベルＬの場合には、閾値以下である旨の判定信号（オフ信号）が出力される。これにより、図示しないブレーキランプ駆動回路では、オフ信号を入力すると、ブレーキランプ１０２を消灯状態にする。
【００３７】
一方、ブレーキペダル１０１を踏み込み操作すると、ブレーキペダル１０１がアーム部の支軸を中心として車体前方向に移動することで、磁性体１３はセンサ１１の円筒磁石１４から離れる。この状態においては、出力レベルＨの検出信号が出力される。この検出信号は、ＥＣＵ１８において閾値以下か否かが判定される。出力レベルＨの場合には、閾値以上である旨の判定信号（オン信号）が出力される。これにより、ブレーキランプ駆動回路では、オン信号に基づいて、ブレーキランプ１０２を点灯状態とする。
【００３８】
センサ１１からのＥＣＵ１８に対する出力電圧Ｖは、２つのＭＲセンサ１５，１５毎に出力されるか、あるいは２つのＭＲセンサ１５，１５のうち、一方のセンサ１５から出力されることで、ブレーキ操作の有無を判断する構成を採用してもよい。２つのＭＲセンサ１５，１５のうち、一方のセンサ１５が故障したとき、ＥＣＵ１８は、故障していない他方のＭＲセンサ１５からの出力電圧Ｖに基づいてブレーキランプ１０２の点灯・消灯（オン・オフ）を判断することができる。なお、出力電圧Ｖは、２つのＭＲセンサ１５，１５の出力を加算した値、あるいは２つの出力の平均値に基づいてブレーキランプ１０２の点灯・消灯（オン・オフ）を判断する構成であってもよいことは勿論である。
【００３９】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態に係る非接触スイッチ１０は、Ｎ極面とＳ極面とを形成する基準曲面を形成する基準曲線ＣＬのそれぞれの点において、垂直方向に所定の肉厚Ｗ１，Ｗ２を有する円筒形状に形成されている。図示例では、円筒磁石１４が均等な形状であり、磁極ＮＳを半径方向半々ずつ均等に配置する構成となっているため、上記効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）円筒磁石１４から付与される磁界の歪みによる検出誤差を抑制することが可能になる。
（２）円筒磁石１４からの磁界の方向が広い範囲にわたって均一となり、磁界の方向が均一な磁界をＭＲセンサ１５の周囲の設置空間に形成することができるようになる。
（３）従来のコ字状の永久磁石と比べると、組み付け性を向上させることができる。
（４）磁束方向が円筒磁石１４の中心軸線Ｏに対して真横方向に向かう安定した領域で磁性体１３の近接・離間を検出するので、誤作動を抑制することが可能になる。それに加えて、２つのＭＲセンサ１５，１５により検出するので、検出精度を高めることができる。
（５）円筒磁石１４の温度による減磁分を補償することができるので、指令値に対応する正確な制御を実現することができる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
この第２の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態に係る非接触スイッチ１０と基本的な構成において変わるところはない。図６において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、磁界発生筒部を円筒状に形成した構成となっていたものを、この第２の実施の形態にあっては、磁界発生筒部を半割円筒状に形成した点にある。なお、図６において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４１】
図示例では、磁石２１は、円筒部の中心軸線Ｏに沿って２つに分割した一方の半割円筒部２１ａからなる。この半割円筒部２１ａの内外周面は、内周面の曲率と外周面の曲率とが同一曲率を有する同心状半円弧面に形成されている。磁石２１には、図示しない固定部材を介して基板１２が固定されており、基板１２の表面に形成されたＭＲセンサ１５，１５が半割円筒部２１ａと相対移動しないようになっている。基板１２には、２つのＭＲセンサ１５，１５が中心軸線Ｏを含む垂直面を対称面として配置されている。なお、図示例では、半割円筒部２１ａの内外周方向の曲率は、同一の曲面に形成されているが、これに限定されるものではないことは、上記第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態に係る非接触スイッチ１０にあっても、磁石２１の半割円筒部２１ａが均等な形状であり、磁極が半径方向半々ずつ均等に配置される構成となっているため、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
この第３の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態に係る非接触スイッチ１０と基本的な構成において変わるところはない。図７において、この第３の実施の形態にあっては、磁界発生筒部がＵ字状に形成されている。なお、図７において上記第１及び第２の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付して、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４４】
図示例では、磁石２２は、曲面部である半割円筒部２１ａと、半割円筒部２１ａの両側先端面から同じ方向へ延出した板状の延出部２２ａ，２２ａとを有するＵ字形状に形成されている。この磁石２１の内部には、図示しない固定部材を介して基板１２が固定されている。基板１２の表面に形成されたＭＲセンサ１５，１５と半割円筒部２１ａとが相対移動しないようになっている。基板１２には、２つのＭＲセンサ１５，１５が中心軸線Ｏを含む垂直面を対称面として配置されている。この第３の実施の形態にあっても、半割円筒部２１ａの内外周方向の曲率は、同一の曲面に形成されているが、これに限定されるものではない。
【００４５】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態に係る非接触スイッチ１０にあっても、磁石２２の磁極を均等に配置する構成となっているため、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
［第４の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、無接点スイッチ１０にブリッジ回路１６を用いていたが、この第４の実施の形態にあっては、無接点スイッチ１０にハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂを用いている。なお、図８において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
ＭＲセンサ１５は、図８に示すように、ハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂによって構成されている。ハーフブリッジ回路１９ａは、磁気抵抗素子Ｒ１，Ｒ２によって構成されており、図３に示す第１領域Ａ又は第２領域Ｂに配置される。一方のハーフブリッジ回路１９ｂは、磁気抵抗素子Ｒ３，Ｒ４によって構成されており、図３に示す第２領域Ｂ又は第１領域Ａに配置される。
【００４８】
ハーフブリッジ回路１９ａは、第１の出力電圧Ｖを磁性体１３と円筒磁石１４との距離ｄに応じて出力する。一方のハーフブリッジ回路１９ｂは、第１の出力電圧Ｖ１とは異なる第２の出力電圧Ｖ２を距離ｄに応じて出力するように構成されている。ハーフブリッジ回路１９ａの出力電圧Ｖ１を図示しないオペアンプ等を用いて反転させ、その反転させた出力電圧とハーフブリッジ回路１９ｂの出力電圧Ｖ２とを加算した出力電圧とすることができる。
【００４９】
この第４の実施の形態に係るＭＲセンサ１５にあっても、図５に示すように、車両のブレーキペダル１０１の位置検出に効果的に用いることができる。ＭＲセンサ１５からの出力電圧は、ＥＣＵ１８の閾値１７と比較することで、ブレーキ装置におけるブレーキ操作の有無を判断し、ブレーキランプ１０２の点灯及び消灯の制御を行うことができる。なお、ハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂは、独立してモールド化して第１領域Ａ及び第２領域Ｂに配置してもよく、１つのＭＲセンサとして、第１領域Ａ及び第２領域Ｂにハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂが含まれるように、モールド化してもよい。
【００５０】
（第４の実施の形態の効果）
ハーフブリッジ回路１９ａ，１９ｂを第１領域Ａ及び第２領域Ｂに配置する構成となっているので、上記第１の実施の形態と同様に、安定してブレーキ操作の有無を判断することができる。
【００５１】
上記実施の形態では、ブレーキランプ１０２の点灯及び消灯の制御を行うことを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば車両のインパネの収納ボックス内の照明の制御、あるいは車両以外の他の制御にも適用できることは勿論である。
【００５２】
以上の説明からも明らかなように、本発明の非接触スイッチの代表的な構成例を、上記実施の形態、変形例、及び図示例を挙げて説明したが、上記実施の形態、変形例、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきであり、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…無接点スイッチ、１１…センサ、１２…基板、１３…磁性体、１４，２１，２２…磁石、１４ａ…円筒部、１５…ＭＲセンサ、１６…ブリッジ回路、１６ａ…入力端子、１６ｂ…アース端子、１６ｃ，１６ｄ…出力端子、１７…閾値、１８…ＥＣＵ、１９ａ，１９ｂ…ハーフブリッジ回路、２１ａ…半割円筒部、２２ａ…延出部、１００…ストップランプスイッチ、１０１…ブレーキペダル、１０２…ブレーキランプ、Ａ…第１領域、Ｂ…第２領域、ＣＬ…基準曲面、ｄ…距離、Ｏ…中心軸線、Ｒ１〜Ｒ４…磁気抵抗素子、Ｖ…出力電圧、Ｖ１，Ｖ２…中点電位、Ｗ１，Ｗ２…肉厚、Ｚ…磁束線（磁気ベクトル）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石と、
前記検出領域に配置され、磁性部材の近接による前記磁束の方向の変化を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの出力信号に基づいてオン又はオフを判断する判断部とを備えてなり、
前記磁石は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを形成する基準曲面に対して、その基準曲面のそれぞれの点において垂直方向に所定の厚みを有して形状が形成され、前記それぞれの点において前記垂直方向に着磁されて磁気形成されていることを特徴とする非接触スイッチ。
【請求項２】
前記磁石は、曲面部と、前記曲面部から同じ方向へ延びた一対の延出部とを有するＵ字形状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の非接触スイッチ。
【請求項１】
所定の方向に向いた磁束を検出領域に発生させる磁石と、
前記検出領域に配置され、磁性部材の近接による前記磁束の方向の変化を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの出力信号に基づいてオン又はオフを判断する判断部とを備えてなり、
前記磁石は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とを形成する基準曲面に対して、その基準曲面のそれぞれの点において垂直方向に所定の厚みを有して形状が形成され、前記それぞれの点において前記垂直方向に着磁されて磁気形成されていることを特徴とする非接触スイッチ。
【請求項２】
前記磁石は、曲面部と、前記曲面部から同じ方向へ延びた一対の延出部とを有するＵ字形状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の非接触スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０４２６８（Ｐ２０１２−２０４２６８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９８６４（Ｐ２０１１−６９８６４）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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