非接触式スイッチ装置
【課題】ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことができる非接触式スイッチ装置を提供すること。
【解決手段】操作者からの操作に応じて往復動可能な磁石Ｍと、この磁石Ｍからの磁場の向きを検出するＧＭＲ素子６５とを具備し、ＧＭＲ素子６５で検出した磁場の向きに応じて出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置１であって、ＧＭＲ素子６５が有するフリー層の磁化方向は、上記磁石Ｍからの磁場のみによって変化することを特徴とする。
【解決手段】操作者からの操作に応じて往復動可能な磁石Ｍと、この磁石Ｍからの磁場の向きを検出するＧＭＲ素子６５とを具備し、ＧＭＲ素子６５で検出した磁場の向きに応じて出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置１であって、ＧＭＲ素子６５が有するフリー層の磁化方向は、上記磁石Ｍからの磁場のみによって変化することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式スイッチ装置に関し、特に、往復動可能な磁石からの磁場の向きをＧＭＲ素子で検出することで出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチケース内に、ホールＩＣと、磁石が固定された可動部材と、この可動部材を支持するコイルバネとを配設し、スイッチケースの上面から突出する可動部材の上端部で押圧操作を受け付けると、可動部材に固定された磁石の位置に応じてホールＩＣの出力信号をオフからオンに変化させる小型磁気感応スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、現在、磁石からの磁場の向きを検出して出力信号を変化させる巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を利用した磁気センサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなＧＭＲ素子を利用した磁気センサにおいては、磁石からの磁場の向きの変化に応じたＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化に基づいて出力信号を変化させる。
【特許文献１】特開２００３−１５１３９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような小型磁気感応スイッチにおいて、ホールＩＣの代わりにＧＭＲ素子を配設し、ＧＭＲ素子を利用した非接触式のスイッチ装置を構成することが考えられる。一般に、ＧＭＲ素子は、ピン層（ピン止め磁性層）及びフリー層（フリー磁性層）等を積層して形成される。フリー層における磁化方向は、例えば、素子内に形成されたハードバイアス層によって予め規制されている。このようにフリー層の磁化方向を規制することで、ＧＭＲ素子における電気抵抗値を安定させている。しかしながら、このようなＧＭＲ素子をスイッチ装置に利用する場合には、フリー層に対する規制がＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化を鈍らせ、スイッチング動作を迅速に行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことができる非接触式スイッチ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】
【０００６】
本発明の非接触式スイッチ装置は、操作者からの操作に応じて往復動可能な磁石と、前記磁石からの磁場の向きを検出するＧＭＲ素子とを具備し、前記ＧＭＲ素子で検出した磁場の向きに応じて出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置であって、前記ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向は、前記磁石からの磁場のみによって変化することを特徴とする。
【０００７】
上記非接触式スイッチ装置によれば、ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向を、磁石からの磁場のみによって変化させるようにしたことから、磁石からの磁場以外の要因によりフリー層の磁化方向が規制されることがないので、ＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化が鈍くなる事態を防止することができる。この結果、ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【０００８】
上記非接触式スイッチ装置においては、前記磁石が組み込まれ、操作者からの操作を受け付けて往復動する可動部材と、前記磁石からの磁場が前記ＧＭＲ素子のフリー層に作用する範囲内で往復動可能に前記可動部材を収容するケースとを更に具備することが好ましい。この場合には、磁石が組み込まれた可動部材（例えば、後述するスライダ）を、当該磁石からの磁場がＧＭＲ素子のフリー層に作用する範囲内で往復動可能にケース内に収容することができるので、ＧＭＲ素子のフリー層の磁化方向が不定となる事態を確実に防止することが可能となる。
【０００９】
特に、上記非接触式スイッチ装置においては、前記ケースに、前記ＧＭＲ素子を含むセンサユニットが配置される凹部を形成し、前記凹部に前記センサユニットを配置した状態の前記ケースを一体的に保持するカバー部材（例えば、後述する第１カバー部材）を更に具備することが好ましい。この場合には、凹部にセンサユニットを配置した状態のケースがカバー部材によって一体的に保持されることから、磁石とＧＭＲ素子との位置関係を一定に維持することができるので、本非接触式スイッチ装置における動作の安定性を確保することが可能となる。
【００１０】
上記非接触式スイッチ装置において、前記カバー部材は、外部からの磁気を遮断することが好ましい。この場合には、カバー部材によって外部からの磁気が遮断されるので、外部からの磁気によって本非接触式スイッチ装置における動作が不安定になる事態を防止することが可能となる。
【００１１】
上記非接触式スイッチ装置において、前記磁石は、表裏面が単純２極着磁され、当該磁石の表面又は裏面を前記ＧＭＲ素子の磁気検知面に対向配置させた状態で往復動することが好ましい。この場合には、複雑な態様で着磁した磁石を必要としないで迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向を、磁石からの磁場のみによって変化させるようにしたことから、磁石からの磁場以外の要因によりフリー層の磁化方向が規制されることがないので、ＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化が鈍くなる事態を防止することができる。この結果、ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことができる非接触式スイッチ装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の外観を示す斜視図である。なお、図１及び図２においては、それぞれ反対側の側面から本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置を示している。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１は、ケース２と、ケース２内に収納される圧縮バネ３及びスライダ４と、ケース２に収納されたスライダ４の上に載置されるゴムカバー５と、ケース２に取り付けられるセンサユニット６と、これらの構成要素を収納すると共にセンサユニット６が取り付けられたケース２に被せられる第１カバー部材７と、ケース１の下方に配置される第２カバー部材８とを備えている。
【００１５】
ケース２は、例えば、合成樹脂材料で成形され、上面視にて概してＬ字形状を有している。ケース２の側面には、センサユニット６が取り付けられる凹部２１が形成されている。また、ケース２の内部には、圧縮バネ３及びスライダ４が収納される溝部２２が形成されている。溝部２２は、ケース２の側面形状に対応し、概してＬ字形状を有している。この溝部２２の底面には、圧縮バネ３の下方側の一端を保持する保持片が形成されている(図１及び図２に不図示)。
【００１６】
ケース２の上面であって、溝部２２の周囲には、ゴムカバー５の一部を収容する収容部２３が形成されている。収容部２３は、ゴムカバー５の形状に対応してケース２の上面から一段下がった長円形状を有している。また、ケース２の側面には、後述する第１カバー部材７の開口部７２に係合する凸部２４が突出形成されている。さらに、ケース２の下面には、第２カバー部材８を収容する収容部２５が形成されている（図１に不図示、図２参照）。収容部２５は、第２カバー部材８の形状に対応してケース２の下面から一段上がった形状を有している。
【００１７】
圧縮バネ３は、ケース２の溝部２２内に収納される。その下方側の一端が溝部２２内に形成された保持片に保持される一方、その上方側の一端がスライダ４の内部に収容されることで保持される。このように両端をケース２及びスライダ４に保持されることで、スライダ４を上方側に押し上げる付勢力を付与している。
【００１８】
スライダ４は、例えば、合成樹脂材料で成形され、ケース２の溝部２２に対応した形状を有している。すなわち、スライダ４は、上面視にて概してＬ字形状を有している。スライダ４の上面には、上方側に突出する概して円筒形状の突出片４１が形成されている。突出片４１は、上方側に向かって段階的に細くなる形状を有している。突出片４１の上端部は、後述するゴムカバー５の孔を介して露出する操作片４２を構成する。この操作片４２の先端は、球形状に設けられている。スライダ４の内部には、圧縮バネ３の上方側の一端を収容する凹部が形成されている(図１及び図２に不図示)。また、スライダ４におけるケース２の凹部２１に対応する側面には長方形状の開口部４３が形成され、この開口部４３に磁石Ｍが嵌め込まれている（図２参照）。
【００１９】
ゴムカバー５は、上面視にて長円形状を有しており、スライダ４の操作片４１に対応する位置にドーム形状部５１を有している。ドーム形状部５１の内側には空間が形成されており、下方側から突出片４１を収容可能に構成されている。ドーム形状部５１の頂部には孔５２が形成されており、この孔５２からスライダ４の操作片４２を上方側に露出可能に構成されている。
【００２０】
センサユニット６は、センサＩＣ６１と、このセンサＩＣ６１に接続される複数の端子６２と、これらのセンサＩＣ６１及び端子６２を保持するセンサベース６３とから構成される。センサＩＣ６１は、センサベース６３の内部に配置されている。センサベース６３の上面には、ゴムカバー５の一部を収容する収容部６４が形成されている。収容部６４は、ゴムカバー５の形状に対応してセンサベース６３の上面から一段下がった形状を有している。センサユニット６がケース２に取り付けられ、ケース２の収容部２３と一体化することで、ゴムカバー５全体を収容可能に構成されている。なお、センサＩＣ６１の構成については後述する。
【００２１】
第１カバー部材７は、例えば、所定の形状に打ち抜いた金属板に折り曲げ加工を施すことにより形成され、下方側に開口した箱形状を有している。第１カバー部材７の上面には、円形状の開口部７１が形成されている。ゴムカバー５のドーム形状部５１は、この開口部７１から上方側に露出するように構成されている。また、第１カバー部材７の側面には、ケース２の凸部２４と係合する矩形状の開口部７２が形成されている。第２カバー部材８は、第１カバー部材７と同様に、所定の形状に打ち抜かれて形成され、ケース２の収容部２５に収容される。第１カバー部材７及び第２カバー部材８は、外部からの磁気を遮断する磁気シールドとしての役割を果たす。
【００２２】
このような構成を有する非接触式スイッチ装置１を組み立てると、図３に示すように、ケース２に載置されたゴムカバー５のドーム形状部５１が開口部７１を介して上方側に突出した状態でケース２に第１カバー部材７が被せられる。そして、ケース２の凸部２４が第１カバー部材７の開口部７２と係合することでケース２に第１カバー部材７が取り付けられる。また、ドーム形状部５１の孔５２からは、スライダ４の操作片４２が上方側に突出した状態となっている。本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、このように上方側に突出する操作片４２で操作者による押圧操作を受け付け、この押圧操作に応じてスライダ４が上下方向に往復移動するように構成されている。
【００２３】
ここで、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１が有するセンサＩＣ６１及び磁石Ｍの構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１が有するセンサＩＣ６１及び磁石Ｍの周辺の拡大図である。
【００２４】
図４に示すように、センサＩＣ６１は、ＧＭＲ素子６５と、制御ＩＣ６６とを含んで構成されている。ＧＭＲ素子６５は、磁気検知面をスライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍに対向するように配設される。制御ＩＣ６６は、ＧＭＲ素子６５の側方側に配設される。本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１おいては、磁石Ｍからの磁場をＧＭＲ素子６５に作用させ、ＧＭＲ素子６５の電気抵抗値の変化を磁場により生じさせて、制御ＩＣ６６にてＧＭＲ素子６５の出力信号から磁石Ｍの位置を検出する。そして、検出された磁石Ｍの位置に応じて本非接触式スイッチ装置１からの出力信号（オン／オフ信号）を切り替える。
【００２５】
ここで、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５の構成について説明する。図５は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５の構成について説明するための模式図である。なお、図５においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５の断面について示している。
【００２６】
図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５は、基本的な構成として、反強磁性層６５ａと、ピン層６５ｂと、中間層６５ｃと、フリー層６５ｄとを基板６７上に積層して形成され、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ(Giant Magnet Resistance)素子の一種である磁気抵抗効果素子として構成されている。
【００２７】
なお、ＧＭＲ素子６５が巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を発揮するためには、例えば、反強磁性層６５ａがα−Ｆｅ２Ｏ３層、ピン層６５ｂがＮｉＦｅ層、中間層６５ｃがＣｕ層、フリー層６５ｄがＮｉＦｅ層から形成されることが好ましいが、これらのものに限定されるものではなく、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。また、ＧＭＲ素子６５は、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。
【００２８】
図５に示すＧＭＲ６５のピン層６５ｂは、反強磁性層６５ａで磁化され、この反強磁性層６５ａによって磁化方向が特定方向に固定（ピン止め）されている。フリー層６５ｄは、磁石Ｍからの磁場の向きのみによって、ピン層６５ｂの磁化方向に対する磁化方向が変化する。なお、フリー層６５ｄには、磁石Ｍからの磁場以外に磁化方向を規制するものはない。ＧＭＲ素子６５の両端には、図５（ａ）に示すように、電極６５ｅが接合形成されている。そして、ピン層６５ｂの固定された磁化方向に対して、磁場の向きによりフリー層６５ｄの磁化方向が変化することにより、２つの電極６５ｅ間での電気抵抗値の変化が出力信号として出力される。
【００２９】
一方、スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図４に示すように、ＧＭＲ素子６５と一定距離を空けて対向配置されている。そして、スライダ４の移動に伴って図４に示す上下方向に往復動可能に構成されている。本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１において、磁石Ｍは、表裏面を単純２極着磁した磁石で構成されている。特に、本実施の形態においては、ＧＭＲ素子６５に対向する面にＮ極が着磁されると共に、反対側の面がＳ極に着磁されている（図６参照）。
【００３０】
ここで、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１におけるＧＭＲ素子６５と、磁石Ｍからの磁場との関係について説明する。図６は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１におけるＧＭＲ素子６５と、磁石Ｍからの磁場との関係について説明するための模式図である。なお、図６においては、説明の便宜上、磁石Ｍの移動方向を左右方向に示している。また、図６においては、磁石Ｍの中心部がＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された場合について示している。
【００３１】
磁石Ｍの中心部がＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された場合、磁石Ｍからは図６に示すような磁場が発生している。このような磁場を発生させる磁石Ｍが図６に示す左右方向に移動すると、ＧＭＲ素子６５においては、図７に示す電気抵抗値の変化が得られる。図７は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１において、磁石Ｍの位置に応じたＧＭＲ素子６５における電気抵抗値の変化を説明するための図である。なお、図７においては、縦軸に電気抵抗値の変化の割合を示し、横軸に磁石Ｍの位置を示している。また、図７においては、図６に示すように磁石Ｍの中心部がＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された場合における磁石Ｍの位置を「０」と示している。図７に示すように、ＧＭＲ素子６５における電気抵抗値は、磁石Ｍの中心部が、ＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された状態を境界として急激に変化することが分かる。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１における動作について説明する。図８は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１の側面図である。図９〜図１１は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１の断面図である。なお、図９〜図１１においては、図８に示す１点鎖線Ａ及び１点鎖線Ｂにおける断面について示している。
【００３３】
図９においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に対して、操作者から押圧操作が行われていない状態について示している。この場合、図９（ａ）に示すように、スライダ４は、圧縮バネ３により最上方位置まで押し上げられ、操作片４２に係合したドーム形状部５１は上方に引き上げられた状態となっている。スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図９（ｂ）に示すように、センサＩＣ６１のＧＭＲ素子６５よりも僅かに上方側の位置に配置されている。
【００３４】
磁石Ｍが図９に示す位置に配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明する。図１２は、図９に示す位置に磁石Ｍが配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明するための図である。図１２（ａ）は、図９に示す位置に磁石Ｍが配置された場合における磁石ＭとＧＭＲ素子６５との位置関係を説明するための模式図である。なお、この場合において、磁石Ｍは、その中心部がＧＭＲ素子６５の中心部から概ね０．７ｍｍだけ上方側に配置されているものとする。磁石Ｍが図９に示す位置に配置された場合、ＧＭＲ素子６５における磁場の強度は、図１２（ｂ）に示すように、約−８００［Ｏｅ］を示し、ＧＭＲ素子６５の出力電圧は、図１２（ｃ）に示すように、約２．３７Ｖを示している。
【００３５】
そして、図９に示す状態から操作者によって押圧操作が行われると、スライダ４が下方側に移動する。なお、図１０においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に対して押圧操作が行われ、出力信号が切り替わる状態について示している。この場合、図１０（ａ）に示すように、スライダ４は、圧縮バネ３の付勢力に抗して下方側に押し下げられ、操作片４２に係合したドーム形状部５１が下方に僅かに膨らんだ状態となっている。スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図１０（ｂ）に示すように、その中心部がセンサＩＣ６１のＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置されている。
【００３６】
磁石Ｍが図１０に示す位置に配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明する。図１３は、図１０に示す位置に磁石Ｍが配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明するための図である。図１３（ａ）は、図１０に示す位置に磁石Ｍが配置された場合における磁石ＭとＧＭＲ素子６５との位置関係を説明するための模式図である。磁石Ｍが図１０に示す位置に配置された場合、ＧＭＲ素子６５における磁場の強度は、図１３（ｂ）に示すように、０［Ｏｅ］を示し、ＧＭＲ素子６５の出力電圧は、図１３（ｃ）に示すように、２．５Ｖを示している。
【００３７】
さらに、図１０に示す状態から操作者によって押圧操作が行われると、スライダ４が下方側に移動する。なお、図１１においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に対して、最下方位置まで押圧操作が行われた状態について示している。この場合、図１１（ａ）に示すように、スライダ４は、その下端部がケース２の底面部に接触する位置まで押し下げられた状態となっている。スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図１１（ｂ）に示すように、センサＩＣ６１のＧＭＲ素子６５よりも下方側の位置に配置されている。
【００３８】
本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、磁石Ｍが図１０に示す位置よりも上方側に配置されている場合、すなわち、ＧＭＲ素子６５の出力電圧が２．５Ｖより小さい場合にオフ信号を出力する一方、図１０に示す位置よりも下方側に配置されている場合、すなわち、ＧＭＲ素子６５の出力電圧が２．５Ｖより大きい場合にオン信号を出力するように設定されている。従って、磁石Ｍが図９に示す位置から図１０に示す位置に移動する過程ではオフ信号が継続して出力される一方、図１０に示す位置から図１１に示す位置に移動する過程ではオン信号が継続して出力されることとなる。なお、このように磁石Ｍが移動する間、ＧＭＲ素子６５のフリー層６５ｄの磁化方向は、磁石Ｍからの磁場のみによって変化するようになっており、磁石Ｍからの磁場以外の要因により規制されていない。
【００３９】
このように本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、ＧＭＲ素子６５が有するフリー層６５ｄの磁化方向を、磁石Ｍからの磁場のみによって変化させるようにしている。これにより、磁石Ｍからの磁場以外の要因によりフリー層６５ｄの磁化方向が規制されることがないので、ＧＭＲ素子６５における電気抵抗値の変化が鈍くなる事態を防止することができる。この結果、ＧＭＲ素子６５を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、磁石Ｍが組み込まれ、操作者からの押圧操作を受け付けて往復動するスライダ４と、磁石Ｍからの磁場がＧＭＲ素子６５のフリー層に作用する範囲内で往復動可能にスライダ４を収容するケース２とを備えている。これにより、スライダ４を磁石Ｍからの磁場がＧＭＲ素子６５のフリー層に作用する範囲内で往復動できるようにケース２内に収容しているので、ＧＭＲ素子６５のフリー層の磁化方向が不定となる事態を確実に防止することが可能となる。
【００４１】
特に、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、ケース２にＧＭＲ素子６５を含むセンサユニット６が配置される凹部２１を形成し、この凹部２１にセンサユニット６を配置した状態のケース２を一体的に保持する第１カバー部材７を備えている。これにより、凹部２１にセンサユニット６を配置した状態のケース２が第１カバー部材７によって一体的に保持されることから、磁石ＭとＧＭＲ素子６５との位置関係を一定に維持することができるので、本非接触式スイッチ装置１における動作の安定性を確保することが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、第１カバー部材７に、外部からの磁気を遮断する機能を具備させている。これにより、第１カバー部材７によって外部からの磁気が遮断されるので、外部からの磁気によって本非接触式スイッチ装置１における動作が不安定になる事態を防止することが可能となる。
【００４３】
さらに、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、磁石Ｍを、表裏面が単純２極着磁した磁石で構成し、当該磁石Ｍの表面又は裏面をＧＭＲ素子６５の磁気検知面に対向配置させた状態で往復動させるようにしている。これにより、複雑な態様で着磁した磁石を必要としないで迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の分解斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の分解斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の外観を示す斜視図である。
【図４】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置が有するセンサＩＣ及び磁石の周辺の拡大図である。
【図５】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置に利用されるＧＭＲ素子の構成について説明するための模式図である。
【図６】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置におけるＧＭＲ素子と、磁石からの磁場との関係について説明するための模式図である。
【図７】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置において、磁石の位置に応じたＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化を説明するための図である。
【図８】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の側面図である。
【図９】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の断面図である。
【図１０】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の断面図である。
【図１１】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の断面図である。
【図１２】図９に示す位置に磁石が配置された場合のＧＭＲ素子における磁場の強度及びＧＭＲ素子の出力電圧について説明するための図である。
【図１３】図１０に示す位置に磁石が配置された場合のＧＭＲ素子における磁場の強度及びＧＭＲ素子の出力電圧について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 非接触式スイッチ装置
２ ケース
２１ 凹部
２２ 溝部
３ 圧縮バネ
４ スライダ
４１ 突出片
４２ 操作片
５ ゴムカバー
５１ ドーム形状部
６ センサユニット
６１ センサＩＣ
６５ ＧＭＲ素子
６６ 制御ＩＣ
７ 第１カバー部材
７１ 開口部
８ 第２カバー部材
Ｍ 磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式スイッチ装置に関し、特に、往復動可能な磁石からの磁場の向きをＧＭＲ素子で検出することで出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチケース内に、ホールＩＣと、磁石が固定された可動部材と、この可動部材を支持するコイルバネとを配設し、スイッチケースの上面から突出する可動部材の上端部で押圧操作を受け付けると、可動部材に固定された磁石の位置に応じてホールＩＣの出力信号をオフからオンに変化させる小型磁気感応スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、現在、磁石からの磁場の向きを検出して出力信号を変化させる巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を利用した磁気センサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなＧＭＲ素子を利用した磁気センサにおいては、磁石からの磁場の向きの変化に応じたＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化に基づいて出力信号を変化させる。
【特許文献１】特開２００３−１５１３９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような小型磁気感応スイッチにおいて、ホールＩＣの代わりにＧＭＲ素子を配設し、ＧＭＲ素子を利用した非接触式のスイッチ装置を構成することが考えられる。一般に、ＧＭＲ素子は、ピン層（ピン止め磁性層）及びフリー層（フリー磁性層）等を積層して形成される。フリー層における磁化方向は、例えば、素子内に形成されたハードバイアス層によって予め規制されている。このようにフリー層の磁化方向を規制することで、ＧＭＲ素子における電気抵抗値を安定させている。しかしながら、このようなＧＭＲ素子をスイッチ装置に利用する場合には、フリー層に対する規制がＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化を鈍らせ、スイッチング動作を迅速に行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことができる非接触式スイッチ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】
【０００６】
本発明の非接触式スイッチ装置は、操作者からの操作に応じて往復動可能な磁石と、前記磁石からの磁場の向きを検出するＧＭＲ素子とを具備し、前記ＧＭＲ素子で検出した磁場の向きに応じて出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置であって、前記ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向は、前記磁石からの磁場のみによって変化することを特徴とする。
【０００７】
上記非接触式スイッチ装置によれば、ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向を、磁石からの磁場のみによって変化させるようにしたことから、磁石からの磁場以外の要因によりフリー層の磁化方向が規制されることがないので、ＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化が鈍くなる事態を防止することができる。この結果、ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【０００８】
上記非接触式スイッチ装置においては、前記磁石が組み込まれ、操作者からの操作を受け付けて往復動する可動部材と、前記磁石からの磁場が前記ＧＭＲ素子のフリー層に作用する範囲内で往復動可能に前記可動部材を収容するケースとを更に具備することが好ましい。この場合には、磁石が組み込まれた可動部材（例えば、後述するスライダ）を、当該磁石からの磁場がＧＭＲ素子のフリー層に作用する範囲内で往復動可能にケース内に収容することができるので、ＧＭＲ素子のフリー層の磁化方向が不定となる事態を確実に防止することが可能となる。
【０００９】
特に、上記非接触式スイッチ装置においては、前記ケースに、前記ＧＭＲ素子を含むセンサユニットが配置される凹部を形成し、前記凹部に前記センサユニットを配置した状態の前記ケースを一体的に保持するカバー部材（例えば、後述する第１カバー部材）を更に具備することが好ましい。この場合には、凹部にセンサユニットを配置した状態のケースがカバー部材によって一体的に保持されることから、磁石とＧＭＲ素子との位置関係を一定に維持することができるので、本非接触式スイッチ装置における動作の安定性を確保することが可能となる。
【００１０】
上記非接触式スイッチ装置において、前記カバー部材は、外部からの磁気を遮断することが好ましい。この場合には、カバー部材によって外部からの磁気が遮断されるので、外部からの磁気によって本非接触式スイッチ装置における動作が不安定になる事態を防止することが可能となる。
【００１１】
上記非接触式スイッチ装置において、前記磁石は、表裏面が単純２極着磁され、当該磁石の表面又は裏面を前記ＧＭＲ素子の磁気検知面に対向配置させた状態で往復動することが好ましい。この場合には、複雑な態様で着磁した磁石を必要としないで迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向を、磁石からの磁場のみによって変化させるようにしたことから、磁石からの磁場以外の要因によりフリー層の磁化方向が規制されることがないので、ＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化が鈍くなる事態を防止することができる。この結果、ＧＭＲ素子を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことができる非接触式スイッチ装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の外観を示す斜視図である。なお、図１及び図２においては、それぞれ反対側の側面から本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置を示している。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１は、ケース２と、ケース２内に収納される圧縮バネ３及びスライダ４と、ケース２に収納されたスライダ４の上に載置されるゴムカバー５と、ケース２に取り付けられるセンサユニット６と、これらの構成要素を収納すると共にセンサユニット６が取り付けられたケース２に被せられる第１カバー部材７と、ケース１の下方に配置される第２カバー部材８とを備えている。
【００１５】
ケース２は、例えば、合成樹脂材料で成形され、上面視にて概してＬ字形状を有している。ケース２の側面には、センサユニット６が取り付けられる凹部２１が形成されている。また、ケース２の内部には、圧縮バネ３及びスライダ４が収納される溝部２２が形成されている。溝部２２は、ケース２の側面形状に対応し、概してＬ字形状を有している。この溝部２２の底面には、圧縮バネ３の下方側の一端を保持する保持片が形成されている(図１及び図２に不図示)。
【００１６】
ケース２の上面であって、溝部２２の周囲には、ゴムカバー５の一部を収容する収容部２３が形成されている。収容部２３は、ゴムカバー５の形状に対応してケース２の上面から一段下がった長円形状を有している。また、ケース２の側面には、後述する第１カバー部材７の開口部７２に係合する凸部２４が突出形成されている。さらに、ケース２の下面には、第２カバー部材８を収容する収容部２５が形成されている（図１に不図示、図２参照）。収容部２５は、第２カバー部材８の形状に対応してケース２の下面から一段上がった形状を有している。
【００１７】
圧縮バネ３は、ケース２の溝部２２内に収納される。その下方側の一端が溝部２２内に形成された保持片に保持される一方、その上方側の一端がスライダ４の内部に収容されることで保持される。このように両端をケース２及びスライダ４に保持されることで、スライダ４を上方側に押し上げる付勢力を付与している。
【００１８】
スライダ４は、例えば、合成樹脂材料で成形され、ケース２の溝部２２に対応した形状を有している。すなわち、スライダ４は、上面視にて概してＬ字形状を有している。スライダ４の上面には、上方側に突出する概して円筒形状の突出片４１が形成されている。突出片４１は、上方側に向かって段階的に細くなる形状を有している。突出片４１の上端部は、後述するゴムカバー５の孔を介して露出する操作片４２を構成する。この操作片４２の先端は、球形状に設けられている。スライダ４の内部には、圧縮バネ３の上方側の一端を収容する凹部が形成されている(図１及び図２に不図示)。また、スライダ４におけるケース２の凹部２１に対応する側面には長方形状の開口部４３が形成され、この開口部４３に磁石Ｍが嵌め込まれている（図２参照）。
【００１９】
ゴムカバー５は、上面視にて長円形状を有しており、スライダ４の操作片４１に対応する位置にドーム形状部５１を有している。ドーム形状部５１の内側には空間が形成されており、下方側から突出片４１を収容可能に構成されている。ドーム形状部５１の頂部には孔５２が形成されており、この孔５２からスライダ４の操作片４２を上方側に露出可能に構成されている。
【００２０】
センサユニット６は、センサＩＣ６１と、このセンサＩＣ６１に接続される複数の端子６２と、これらのセンサＩＣ６１及び端子６２を保持するセンサベース６３とから構成される。センサＩＣ６１は、センサベース６３の内部に配置されている。センサベース６３の上面には、ゴムカバー５の一部を収容する収容部６４が形成されている。収容部６４は、ゴムカバー５の形状に対応してセンサベース６３の上面から一段下がった形状を有している。センサユニット６がケース２に取り付けられ、ケース２の収容部２３と一体化することで、ゴムカバー５全体を収容可能に構成されている。なお、センサＩＣ６１の構成については後述する。
【００２１】
第１カバー部材７は、例えば、所定の形状に打ち抜いた金属板に折り曲げ加工を施すことにより形成され、下方側に開口した箱形状を有している。第１カバー部材７の上面には、円形状の開口部７１が形成されている。ゴムカバー５のドーム形状部５１は、この開口部７１から上方側に露出するように構成されている。また、第１カバー部材７の側面には、ケース２の凸部２４と係合する矩形状の開口部７２が形成されている。第２カバー部材８は、第１カバー部材７と同様に、所定の形状に打ち抜かれて形成され、ケース２の収容部２５に収容される。第１カバー部材７及び第２カバー部材８は、外部からの磁気を遮断する磁気シールドとしての役割を果たす。
【００２２】
このような構成を有する非接触式スイッチ装置１を組み立てると、図３に示すように、ケース２に載置されたゴムカバー５のドーム形状部５１が開口部７１を介して上方側に突出した状態でケース２に第１カバー部材７が被せられる。そして、ケース２の凸部２４が第１カバー部材７の開口部７２と係合することでケース２に第１カバー部材７が取り付けられる。また、ドーム形状部５１の孔５２からは、スライダ４の操作片４２が上方側に突出した状態となっている。本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、このように上方側に突出する操作片４２で操作者による押圧操作を受け付け、この押圧操作に応じてスライダ４が上下方向に往復移動するように構成されている。
【００２３】
ここで、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１が有するセンサＩＣ６１及び磁石Ｍの構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１が有するセンサＩＣ６１及び磁石Ｍの周辺の拡大図である。
【００２４】
図４に示すように、センサＩＣ６１は、ＧＭＲ素子６５と、制御ＩＣ６６とを含んで構成されている。ＧＭＲ素子６５は、磁気検知面をスライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍに対向するように配設される。制御ＩＣ６６は、ＧＭＲ素子６５の側方側に配設される。本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１おいては、磁石Ｍからの磁場をＧＭＲ素子６５に作用させ、ＧＭＲ素子６５の電気抵抗値の変化を磁場により生じさせて、制御ＩＣ６６にてＧＭＲ素子６５の出力信号から磁石Ｍの位置を検出する。そして、検出された磁石Ｍの位置に応じて本非接触式スイッチ装置１からの出力信号（オン／オフ信号）を切り替える。
【００２５】
ここで、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５の構成について説明する。図５は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５の構成について説明するための模式図である。なお、図５においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５の断面について示している。
【００２６】
図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に利用されるＧＭＲ素子６５は、基本的な構成として、反強磁性層６５ａと、ピン層６５ｂと、中間層６５ｃと、フリー層６５ｄとを基板６７上に積層して形成され、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ(Giant Magnet Resistance)素子の一種である磁気抵抗効果素子として構成されている。
【００２７】
なお、ＧＭＲ素子６５が巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を発揮するためには、例えば、反強磁性層６５ａがα−Ｆｅ２Ｏ３層、ピン層６５ｂがＮｉＦｅ層、中間層６５ｃがＣｕ層、フリー層６５ｄがＮｉＦｅ層から形成されることが好ましいが、これらのものに限定されるものではなく、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。また、ＧＭＲ素子６５は、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。
【００２８】
図５に示すＧＭＲ６５のピン層６５ｂは、反強磁性層６５ａで磁化され、この反強磁性層６５ａによって磁化方向が特定方向に固定（ピン止め）されている。フリー層６５ｄは、磁石Ｍからの磁場の向きのみによって、ピン層６５ｂの磁化方向に対する磁化方向が変化する。なお、フリー層６５ｄには、磁石Ｍからの磁場以外に磁化方向を規制するものはない。ＧＭＲ素子６５の両端には、図５（ａ）に示すように、電極６５ｅが接合形成されている。そして、ピン層６５ｂの固定された磁化方向に対して、磁場の向きによりフリー層６５ｄの磁化方向が変化することにより、２つの電極６５ｅ間での電気抵抗値の変化が出力信号として出力される。
【００２９】
一方、スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図４に示すように、ＧＭＲ素子６５と一定距離を空けて対向配置されている。そして、スライダ４の移動に伴って図４に示す上下方向に往復動可能に構成されている。本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１において、磁石Ｍは、表裏面を単純２極着磁した磁石で構成されている。特に、本実施の形態においては、ＧＭＲ素子６５に対向する面にＮ極が着磁されると共に、反対側の面がＳ極に着磁されている（図６参照）。
【００３０】
ここで、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１におけるＧＭＲ素子６５と、磁石Ｍからの磁場との関係について説明する。図６は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１におけるＧＭＲ素子６５と、磁石Ｍからの磁場との関係について説明するための模式図である。なお、図６においては、説明の便宜上、磁石Ｍの移動方向を左右方向に示している。また、図６においては、磁石Ｍの中心部がＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された場合について示している。
【００３１】
磁石Ｍの中心部がＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された場合、磁石Ｍからは図６に示すような磁場が発生している。このような磁場を発生させる磁石Ｍが図６に示す左右方向に移動すると、ＧＭＲ素子６５においては、図７に示す電気抵抗値の変化が得られる。図７は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１において、磁石Ｍの位置に応じたＧＭＲ素子６５における電気抵抗値の変化を説明するための図である。なお、図７においては、縦軸に電気抵抗値の変化の割合を示し、横軸に磁石Ｍの位置を示している。また、図７においては、図６に示すように磁石Ｍの中心部がＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された場合における磁石Ｍの位置を「０」と示している。図７に示すように、ＧＭＲ素子６５における電気抵抗値は、磁石Ｍの中心部が、ＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置された状態を境界として急激に変化することが分かる。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１における動作について説明する。図８は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１の側面図である。図９〜図１１は、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１の断面図である。なお、図９〜図１１においては、図８に示す１点鎖線Ａ及び１点鎖線Ｂにおける断面について示している。
【００３３】
図９においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に対して、操作者から押圧操作が行われていない状態について示している。この場合、図９（ａ）に示すように、スライダ４は、圧縮バネ３により最上方位置まで押し上げられ、操作片４２に係合したドーム形状部５１は上方に引き上げられた状態となっている。スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図９（ｂ）に示すように、センサＩＣ６１のＧＭＲ素子６５よりも僅かに上方側の位置に配置されている。
【００３４】
磁石Ｍが図９に示す位置に配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明する。図１２は、図９に示す位置に磁石Ｍが配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明するための図である。図１２（ａ）は、図９に示す位置に磁石Ｍが配置された場合における磁石ＭとＧＭＲ素子６５との位置関係を説明するための模式図である。なお、この場合において、磁石Ｍは、その中心部がＧＭＲ素子６５の中心部から概ね０．７ｍｍだけ上方側に配置されているものとする。磁石Ｍが図９に示す位置に配置された場合、ＧＭＲ素子６５における磁場の強度は、図１２（ｂ）に示すように、約−８００［Ｏｅ］を示し、ＧＭＲ素子６５の出力電圧は、図１２（ｃ）に示すように、約２．３７Ｖを示している。
【００３５】
そして、図９に示す状態から操作者によって押圧操作が行われると、スライダ４が下方側に移動する。なお、図１０においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に対して押圧操作が行われ、出力信号が切り替わる状態について示している。この場合、図１０（ａ）に示すように、スライダ４は、圧縮バネ３の付勢力に抗して下方側に押し下げられ、操作片４２に係合したドーム形状部５１が下方に僅かに膨らんだ状態となっている。スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図１０（ｂ）に示すように、その中心部がセンサＩＣ６１のＧＭＲ素子６５の中心部に対向配置されている。
【００３６】
磁石Ｍが図１０に示す位置に配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明する。図１３は、図１０に示す位置に磁石Ｍが配置された場合のＧＭＲ素子６５における磁場の強度及びＧＭＲ素子６５の出力電圧について説明するための図である。図１３（ａ）は、図１０に示す位置に磁石Ｍが配置された場合における磁石ＭとＧＭＲ素子６５との位置関係を説明するための模式図である。磁石Ｍが図１０に示す位置に配置された場合、ＧＭＲ素子６５における磁場の強度は、図１３（ｂ）に示すように、０［Ｏｅ］を示し、ＧＭＲ素子６５の出力電圧は、図１３（ｃ）に示すように、２．５Ｖを示している。
【００３７】
さらに、図１０に示す状態から操作者によって押圧操作が行われると、スライダ４が下方側に移動する。なお、図１１においては、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１に対して、最下方位置まで押圧操作が行われた状態について示している。この場合、図１１（ａ）に示すように、スライダ４は、その下端部がケース２の底面部に接触する位置まで押し下げられた状態となっている。スライダ４に嵌め込まれた磁石Ｍは、図１１（ｂ）に示すように、センサＩＣ６１のＧＭＲ素子６５よりも下方側の位置に配置されている。
【００３８】
本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、磁石Ｍが図１０に示す位置よりも上方側に配置されている場合、すなわち、ＧＭＲ素子６５の出力電圧が２．５Ｖより小さい場合にオフ信号を出力する一方、図１０に示す位置よりも下方側に配置されている場合、すなわち、ＧＭＲ素子６５の出力電圧が２．５Ｖより大きい場合にオン信号を出力するように設定されている。従って、磁石Ｍが図９に示す位置から図１０に示す位置に移動する過程ではオフ信号が継続して出力される一方、図１０に示す位置から図１１に示す位置に移動する過程ではオン信号が継続して出力されることとなる。なお、このように磁石Ｍが移動する間、ＧＭＲ素子６５のフリー層６５ｄの磁化方向は、磁石Ｍからの磁場のみによって変化するようになっており、磁石Ｍからの磁場以外の要因により規制されていない。
【００３９】
このように本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、ＧＭＲ素子６５が有するフリー層６５ｄの磁化方向を、磁石Ｍからの磁場のみによって変化させるようにしている。これにより、磁石Ｍからの磁場以外の要因によりフリー層６５ｄの磁化方向が規制されることがないので、ＧＭＲ素子６５における電気抵抗値の変化が鈍くなる事態を防止することができる。この結果、ＧＭＲ素子６５を利用した場合においても、迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、磁石Ｍが組み込まれ、操作者からの押圧操作を受け付けて往復動するスライダ４と、磁石Ｍからの磁場がＧＭＲ素子６５のフリー層に作用する範囲内で往復動可能にスライダ４を収容するケース２とを備えている。これにより、スライダ４を磁石Ｍからの磁場がＧＭＲ素子６５のフリー層に作用する範囲内で往復動できるようにケース２内に収容しているので、ＧＭＲ素子６５のフリー層の磁化方向が不定となる事態を確実に防止することが可能となる。
【００４１】
特に、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、ケース２にＧＭＲ素子６５を含むセンサユニット６が配置される凹部２１を形成し、この凹部２１にセンサユニット６を配置した状態のケース２を一体的に保持する第１カバー部材７を備えている。これにより、凹部２１にセンサユニット６を配置した状態のケース２が第１カバー部材７によって一体的に保持されることから、磁石ＭとＧＭＲ素子６５との位置関係を一定に維持することができるので、本非接触式スイッチ装置１における動作の安定性を確保することが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、第１カバー部材７に、外部からの磁気を遮断する機能を具備させている。これにより、第１カバー部材７によって外部からの磁気が遮断されるので、外部からの磁気によって本非接触式スイッチ装置１における動作が不安定になる事態を防止することが可能となる。
【００４３】
さらに、本実施の形態に係る非接触式スイッチ装置１においては、磁石Ｍを、表裏面が単純２極着磁した磁石で構成し、当該磁石Ｍの表面又は裏面をＧＭＲ素子６５の磁気検知面に対向配置させた状態で往復動させるようにしている。これにより、複雑な態様で着磁した磁石を必要としないで迅速にスイッチング操作を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の分解斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の分解斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の外観を示す斜視図である。
【図４】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置が有するセンサＩＣ及び磁石の周辺の拡大図である。
【図５】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置に利用されるＧＭＲ素子の構成について説明するための模式図である。
【図６】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置におけるＧＭＲ素子と、磁石からの磁場との関係について説明するための模式図である。
【図７】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置において、磁石の位置に応じたＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化を説明するための図である。
【図８】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の側面図である。
【図９】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の断面図である。
【図１０】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の断面図である。
【図１１】上記実施の形態に係る非接触式スイッチ装置の断面図である。
【図１２】図９に示す位置に磁石が配置された場合のＧＭＲ素子における磁場の強度及びＧＭＲ素子の出力電圧について説明するための図である。
【図１３】図１０に示す位置に磁石が配置された場合のＧＭＲ素子における磁場の強度及びＧＭＲ素子の出力電圧について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 非接触式スイッチ装置
２ ケース
２１ 凹部
２２ 溝部
３ 圧縮バネ
４ スライダ
４１ 突出片
４２ 操作片
５ ゴムカバー
５１ ドーム形状部
６ センサユニット
６１ センサＩＣ
６５ ＧＭＲ素子
６６ 制御ＩＣ
７ 第１カバー部材
７１ 開口部
８ 第２カバー部材
Ｍ 磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者からの操作に応じて往復動可能な磁石と、前記磁石からの磁場の向きを検出するＧＭＲ素子とを具備し、前記ＧＭＲ素子で検出した磁場の向きに応じて出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置であって、前記ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向は、前記磁石からの磁場のみによって変化することを特徴とする非接触式スイッチ装置。
【請求項２】
前記磁石が組み込まれ、操作者からの操作を受け付けて往復動する可動部材と、前記磁石からの磁場が前記ＧＭＲ素子のフリー層に作用する範囲内で往復動可能に前記可動部材を収容するケースとを更に具備することを特徴とする請求項１記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項３】
前記ケースに、前記ＧＭＲ素子を含むセンサユニットが配置される凹部を形成し、前記凹部に前記センサユニットを配置した状態の前記ケースを一体的に保持するカバー部材を更に具備することを特徴とする請求項２記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項４】
前記カバー部材は、外部からの磁気を遮断することを特徴とする請求項３記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項５】
前記磁石は、表裏面が単純２極着磁され、当該磁石の表面又は裏面を前記ＧＭＲ素子の磁気検知面に対向配置させた状態で往復動することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項１】
操作者からの操作に応じて往復動可能な磁石と、前記磁石からの磁場の向きを検出するＧＭＲ素子とを具備し、前記ＧＭＲ素子で検出した磁場の向きに応じて出力信号を切り替える非接触式スイッチ装置であって、前記ＧＭＲ素子が有するフリー層の磁化方向は、前記磁石からの磁場のみによって変化することを特徴とする非接触式スイッチ装置。
【請求項２】
前記磁石が組み込まれ、操作者からの操作を受け付けて往復動する可動部材と、前記磁石からの磁場が前記ＧＭＲ素子のフリー層に作用する範囲内で往復動可能に前記可動部材を収容するケースとを更に具備することを特徴とする請求項１記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項３】
前記ケースに、前記ＧＭＲ素子を含むセンサユニットが配置される凹部を形成し、前記凹部に前記センサユニットを配置した状態の前記ケースを一体的に保持するカバー部材を更に具備することを特徴とする請求項２記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項４】
前記カバー部材は、外部からの磁気を遮断することを特徴とする請求項３記載の非接触式スイッチ装置。
【請求項５】
前記磁石は、表裏面が単純２極着磁され、当該磁石の表面又は裏面を前記ＧＭＲ素子の磁気検知面に対向配置させた状態で往復動することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の非接触式スイッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−３１１１９９（Ｐ２００８−３１１１９９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６０５６１（Ｐ２００７−１６０５６１）
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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