JPH0743976B2

JPH0743976B2 - 磁気スイッチ

Info

Publication number: JPH0743976B2
Application number: JP4115063A
Authority: JP
Inventors: 正人会田
Original assignee: 松久株式会社
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH05314854A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石の吸引力を利
用してストロークや動作力を制御する構造を備えた磁気
スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石の吸引力を利用して自己復帰力
を得る磁気スイッチの第一の従来例の構成を図４
（ａ），（ｂ）に示す。図４（ａ）は、スイッチを押す
前の復帰状態（停止状態）を示し、図４（ｂ）は押した
ときの動作状態を示している。このスイッチは、フレー
ム部１０１に支持されて操作時に上下に移動する操作棒
１０２と、コイル１０３と、操作棒１０２の下端に設け
た永久磁石１０４と、永久磁石１０４に対する吸着盤１
０５を有している。コイル１０３は鉄心１０６を有し、
鉄心１０６は操作棒１０２の軸方向に配置されている。
永久磁石１０４は、その鉄心１０６の軸方向と同一方向
に磁化されていて、図４（ｂ）の動作状態において鉄心
１０６に接近しあるいは吸い付く構造となっている。吸
着盤１０５は永久磁石１０４の上側のフレーム部１０１
に設けられており、永久磁石１０４がそれに吸引され
て、鉄心１０６から離れた図４（ａ）の状態に復帰でき
るようになっている。

【０００３】このスイッチは起電スイッチと呼ばれるも
ので、復帰力を得るための永久磁石１０４を兼用して操
作時にコイル１０３を通る磁束量に変化を与えることに
より、コイル１０３にレンツの法則に従って起電力を発
生させている。

【０００４】次に、永久磁石を利用して作動する磁気ス
イッチの第二の従来例を図５（ａ），（ｂ）に示す。図
５（ａ）はスイッチを押す前の復帰状態（停止状態）を
示し、図５（ｂ）は押したときの動作状態を示してい
る。このスイッチは、フレーム部１０１に支持され操作
時に上下に移動する操作棒１０２の下端に永久磁石１０
４が設けられ、この永久磁石１０４が押し下げられたと
きにフレーム部１０１の下側に配置したリードスイッチ
１０７に接近させて、リードスイッチをＯＦＦからＯＮ
に変化させるキースイッチである。ここで、図５（ａ）
の復帰状態では、リードスイッチ１０７が再びＯＦＦに
なるように、十分に永久磁石１０４を遠ざける必要があ
るため、復帰バネ１０８を設けて復帰させ、十分に長い
ストロークを得ている。

【０００５】次に、操作時にクリック感を持たせる構造
を有する第三の従来例を図６（ａ），（ｂ）に示す。図
６（ａ）はスイッチを押す前の復帰状態（停止状態）を
示し、図６（ｂ）は押したときの動作状態を示してい
る。従来のクリック感を持たせる構造は、操作片１０９
を押したとき所定の押圧力に達するまで反発し、それに
達すると軽い力で所定の変形を起こし、押圧力を取り去
ると元に復帰する板バネ１１０を用い、上記板バネ１１
０の変形によって接点１１１，１１２間が閉じられるも
のであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の第一の従来
例の磁気スイッチでは、復帰構造にバネなどの機械的な
可動部を用いないので、構造が簡単になり長寿命が得ら
れる利点を持っている。しかしながら、永久磁石１０４
の吸引力のみによる復帰を行う場合、永久磁石１０４の
磁力ｆはｆ＝ｍ₁ｍ₂／ｒ²［Ｎ］（ｍ₁，ｍ₂は磁極の強
さ、ｒは磁極間の距離）の式に従って永久磁石１０４と
吸着盤１０５の間の距離が離れる程弱くなってしまう。
そのためストロークを長くすると一般的には可動部の自
重や図４の例ではそれに加えて磁石１０４と鉄心１０６
の吸着力により、復帰のための吸引力が負けてしまい、
自己復帰が望めなくなる。従って、図４の構造はストロ
ークが短くなる問題点を有していた。

【０００７】以上の問題点を克服するため、第二の従来
例のように、永久磁石を上下させる場合で長いストロー
クを必要とする場合には、復帰バネ１０８が設けられて
いた。しかしながら、この場合には、復帰機構において
バネという機械的な可動部を有することとなり、寿命の
制約を受けてしまうという問題点が発生してしまう。

【０００８】さらに、従来の技術では、操作時にクリッ
ク感を持たせる場合、第三の従来例に示したように、そ
の作動機構に板バネ１１０を使用することになり、同様
に寿命の制約を受けてしまう問題点があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、バネ等の機械的可動部
を用いないで、長いストロークやクリック感が得られる
長寿命な磁気スイッチを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の磁気スイッチにおいては、フレーム部に支
持されて上下に移動するスイッチ操作体と、該スイッチ
操作体の下側に設けた永久磁石と、該永久磁石の上側の
前記フレーム部に設けられ該永久磁石を吸引する吸着盤
とを具備し、該吸着盤の縁部の少なくとも一部に前記永
久磁石の移動方向の傾斜方向であって次第に前記永久磁
石から離れる方向に伸ばした部分を設けることを特徴と
している。

【００１１】

【作用】本発明の磁気スイッチでは、永久磁石と吸着盤
およびその縁部に設けた伸ばした部分の間の吸引力で復
帰力を得ることにより、長寿命とする。ここで、吸着盤
の縁部に伸ばした部分は永久磁石が移動する方向の傾斜
方向へ伸ばして設け、永久磁石が吸着盤から離れるに従
って、その伸ばした部分も永久磁石から次第に離れるよ
うにすることにより、復帰の際に次第に吸引力を増加さ
せて復帰位置で最大になるようにすることで復帰位置へ
確実に戻れるようにし、長いストロークでの復帰を可能
とする。また、上記の伸ばした部分に対し永久磁石が離
れるときに吸引力が不連続に弱まることを利用してクリ
ック感を得る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１３】図１（ａ），（ｂ）は本発明の第一の実施
例を示す磁気スイッチの構成図であり、（ａ）はそのス
イッチを押す前の復帰状態（停止状態）を示し、（ｂ）
は押した時の動作状態を示す。本実施例は、起電スイッ
チに適用した場合の例を示し、起電力による出力を得る
ためのコイル１と、動作復帰のための吸引力を得るとと
もに上記起電力を得るための磁束を発生する永久磁石２
と、コの字形状の磁性体から成るヨーク３と、吸着盤４
とを有している。

【００１４】ヨーク３は、その一端に永久磁石２が固定
され、その他端がコイル１のボビン１ａに遊挿されてお
り、図示のような押ボタン形式であれば、フレーム部５
に支持されキートップ機構部６に連動して動く操作棒７
により上下に移動可能な構造とされている。永久磁石２
は離隔したヨーク３の一端との間を通る磁束がコイル１
を構成している導体と直角に交わるように磁化され、ヨ
ーク３はこの磁束が上記の導体を横切る方向に移動され
る。吸着盤４は、復帰状態における永久磁石２の上側の
フレーム部５であって、コイル１の中心に挿入されたヨ
ーク３の上側の位置に固定され、永久磁石２側に対する
ヨーク３の縁部が永久磁石２の移動する下方に適当な傾
斜角をもち永久磁石２から次第に離れるように例えば折
り曲げて伸ばした部分を有している。コイル１は、上記
のような折り曲げ部分を有する吸着盤４の下側に配置さ
れる。なお、操作棒７の材質は、非磁性体が好適であ
る。これは以下の実施例でも同様である。

【００１５】以上のように構成した第一の実施例の動作
および作用を述べる。本実施例では、コイル１を構成す
る導体を永久磁石２とコの字形のヨーク３の間で発生す
る磁束が横切る間に起電力を発生する。従って、永久磁
石２の移動時間が発電時間となるので、長い発電時間が
必要な場合には長いストロークが必要となる。そこで、
本実施例では、吸着盤４の縁部の一部を永久磁石２の移
動方向に伸ばし、長いストロークをとった場合でも、そ
の伸ばした部分即ち縁部に設けた折り曲げ部分での永久
磁石２の吸引力で自己復帰できるようにしている。上記
折り曲げ部分を永久磁石２が移動するにつれて次第に離
れるように傾斜させてあるのは、復帰位置で最大の吸引
力となるようにして、確実に復帰位置まで戻れるように
するためである。

【００１６】次に、本発明の第二の実施例を説明する。

【００１７】図２（ａ），（ｂ）は、その構成図を示
し、（ａ）はスイッチを押す前の復帰状態（停止状態）
を示す図、（ｂ）は押した時の動作状態を示す図であ
る。本実施例は、キースイッチへ適用した場合を例とす
る。本実施例の磁気スイッチは、フレーム部５に支持さ
れキートップ６に連結されて上下に移動する操作棒７
と、操作棒７の下端に設けた永久磁石２と、この永久磁
石２の上側のフレーム部５に設けた吸着盤４と、フレー
ム部５の下側に配置され永久磁石２が接近すると接点が
ＯＮに作動するリードスイッチ８とから成る。

【００１８】上記において吸着盤４は、永久磁石２を吸
着する平面部の縁部の一部に永久磁石２の移動する下方
に向かって例えば折り曲げて伸ばした部分を有してい
る。この折り曲げ部分は、永久磁石２の移動方向に対し
て適当な傾斜角を有し、永久磁石２が移動するにつれて
次第に離れるように折れ曲がっている。

【００１９】以上のように構成した第二の実施例の動作
および作用を述べる。本実施例のキースイッチは、キー
トップ６を押して操作棒７を下へ押し下げたときに、操
作棒７の下側に備えられた永久磁石２が下がり、その下
に位置するリードスイッチ８の接点が永久磁石２の磁力
により吸引されて触れ合うものである。従って、操作棒
７が下へ押されていない時には、永久磁石２の吸引力が
リードスイッチ８に及ばない程度に離れた距離にあるこ
とが必要となるため、長いストロークが必要になる。そ
こで、本実施例では、吸着盤４の縁部の一部を永久磁石
２の移動方向に伸ばし、その伸ばした部分即ち折り曲げ
部分と永久磁石２の間の吸引力により、長いストローク
での自己復帰を行っている。上記折り曲げ部分を永久磁
石２が移動するにつれ次第に離れるように傾斜角を持た
せてあるのは、第一の実施例と同様に復帰位置で最大の
吸引力となるようにして、確実に復帰位置に戻れるよう
にするためである。

【００２０】次に、本発明の第三の実施例を説明する。

【００２１】図３（ａ），（ｂ）は、その構成図を示
し、（ａ）はスイッチを押す前の復帰状態（停止状態）
を示す図、（ｂ）は押した時の動作状態を示す図であ
る。本実施例は、操作時にクリック感を持たせたスイッ
チへ適用したものである。本実施例の磁気スイッチは、
フレーム部５に支持されキートップ６に連結されて上下
に移動する操作棒７と、操作棒７の下端に設けた永久磁
石２と、この永久磁石２の上側のフレーム部５に設けた
吸着盤４と、この吸着盤４と永久磁石２の間に設けた非
磁性体のギャップ９と、上からの押圧力で接触されてＯ
Ｎになる接点１０から成る。

【００２２】上記において吸着盤４は、左右の縁部に下
に例えば折り曲げて伸ばした部分を有するコの字形状と
し、その中にギャップ９を設ける。ギャップ９の厚み
は、永久磁石２がコの字形状の中に入り、かつ吸着盤４
に対するその吸引力が弱まるように設定する。永久磁石
２は、磁力線が吸着盤４のコの字形状によりループを形
成する方向に磁化したものとする。操作棒７のストロー
クは、永久磁石２が吸着盤４のコの字形状から完全に脱
出した後に、まだ吸着盤４のコの字形状の端部との間で
吸引力が得られる位置で接点１０を押圧する長さとす
る。

【００２３】以上のように構成した第三の実施例の動作
および作用を述べる。本実施例の磁気スイッチは、キー
トップ６を押して操作棒７を押し下げたときに、その操
作棒７の下端に備えられた永久磁石２で接点１０を押圧
して、その接点をＯＮに接触させるものである。このよ
うな操作時において、操作棒７が移動する間に操作者が
押す力の変化を見ると次のようになる。まず、吸着盤４
のコの字形状内を永久磁石２が下動する間はギャップ９
の作用により弱い押圧力で良い。次に、永久磁石２がコ
の字形状内を脱する位置に押し下げようとするところで
は、吸着盤４と永久磁石２とが磁力線を通しループとな
っていたためそれを保つ力が働いて、操作棒７を上に押
し返す力が働き、それに対抗するだけの押圧力が必要と
なる。さらに、操作棒７を下へ押すと永久磁石２と吸着
盤４が離れて操作棒７を押し返す上記の力は急激に弱ま
る。この操作棒７を押し返す力が不連続に弱まることが
クリック感となる。復帰力は、吸着盤４のコの字形状の
先端部と永久磁石２の吸引力により得られ、元の状態に
戻れる。このように本実施例によれば、バネなどの可動
機構を使わずにクリック感と復帰力が得られ、長寿命が
期待できる。

【００２４】なお、上記実施例では吸着盤４の縁部の一
部に永久磁石２の移動方向に沿って折り曲げ部分（伸ば
した部分）を設けた例を示したが、大きさや構造的に許
されれば縁部の全部に折り曲げ部分（伸ばした部分）を
設けても良いことは自明である。その伸ばした部分の形
成のし方は、折り曲げによる方法に限らない。また、上
記実施例はいずれも押しボタン形式のスイッチを例に説
明したが、マイクロスイッチ形式や自己復帰力を必要と
するその他の形式のスイッチに適用できることも自明で
ある。このように本発明は、その主旨に沿って種々に応
用され、種々の実施態様を取り得るものである。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
磁気スイッチによれば、バネなどの機械的な可動部を使
用せずに、永久磁石の吸引力のみで長いストロークと、
操作時のクリック感を得ることができ、長寿命が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の磁気スイッチの第一
の実施例を示す構成図

【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の磁気スイッチの第二
の実施例を示す構成図

【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の磁気スイッチの第三
の実施例を示す構成図

【図４】（ａ），（ｂ）は第一の従来例を示す起電スイ
ッチの構成図

【図５】（ａ），（ｂ）は第二の従来例を示すキースイ
ッチの構成図

【図６】（ａ），（ｂ）は第三の従来例を示すクリック
感を持たせたスイッチの構成図

【符号の説明】

１…コイル２…永久磁石３…ヨーク４…吸着盤５…フレーム部６…キートップ機構部（またはキートップ）７…操作棒８…リードスイッチ９…ギャップ１０…接点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム部に支持されて上下に移動する
スイッチ操作体と、該スイッチ操作体の下側に設けた永
久磁石と、該永久磁石の上側の前記フレーム部に設けら
れ該永久磁石を吸引する吸着盤とを具備し、該吸着盤の
縁部の少なくとも一部に前記永久磁石の移動方向の傾斜
方向であって次第に前記永久磁石から離れる方向に伸ば
した部分を設けることを特徴とする磁気スイッチ。