JPWO2008044303A1 - 磁気式位置検出装置 - Google Patents

Abstract

磁気式位置検出装置において、磁性体部材は、磁石取付部と、被検出体が通過する検出空間を挟んで磁石取付部に対向する対向部と、磁石取付部と対向部との間に磁気的に接続された接続部とを有している。磁石取付部には、磁石が取り付けられている。磁気センサは、検出空間と対向部との間に配置されている。

Description

この発明は、例えばエレベータの着床位置検出装置等として用いられる磁気式位置検出装置に関するものである。

従来の磁気近接スイッチでは、Ｃ字形のケースの一方の腕に永久磁石が内蔵され、他方の腕にリードスイッチが内蔵されている。そして、強磁性体からなる検出体がケースの検出溝に進入すると、永久磁石の磁力が検出体により遮断され、リードスイッチが動作する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２４３４０４号公報

上記のような従来の磁気近接スイッチでは、検出溝及びその周囲に開放された磁場が永久磁石により発生されているため、リードスイッチの位置での磁場の強度が小さくなり、検出体が検出溝内に位置するときと位置しないときとでのリードスイッチの位置における磁束密度差を大きくすることができず、動作点変動が発生し易かった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、動作点変動の発生を抑え、検出精度を向上させることができる磁気式位置検出装置を得ることを目的とする。

この発明による磁気式位置検出装置は、磁石取付部と、被検出体が通過する検出空間を挟んで磁石取付部に対向する対向部と、磁石取付部と対向部との間に磁気的に接続された接続部とを有し磁性体からなる磁性体部材、磁石取付部に取り付けられている磁石、及び検出空間と対向部との間に配置されている磁気センサを備えている。

この発明の実施の形態１による磁気式位置検出装置を用いたエレベータ装置を示す平面図である。 図１のエレベータ装置のかごを示す正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う磁気式位置検出装置の断面図である。 図１の矢印ＩＶ方向から見た磁気式位置検出装置の背面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図１の磁気式位置検出装置の磁気回路を示す説明図である。 図７の検出空間に金属プレートが存在する場合の磁気回路を示す説明図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による磁気式位置検出装置を用いたエレベータ装置を示す平面図、図２は図１のかごを示す正面図である。
図において、昇降路１内には、かご２及び釣合おもり３が設けられている。昇降路１の上部には、巻上機（図示せず）が設置されている。巻上機の駆動シーブには、複数本の主索４が巻き掛けられている。かご２及び釣合おもり３は、主索４により昇降路１内に吊り下げられ、巻上機の駆動力により昇降される。

昇降路１内には、かご２の昇降を案内する一対のかごガイドレール５と、釣合おもり３の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール６とが設置されている。一方のかごガイドレール５には、被検出体としての複数の金属プレート（ベーン）７が上下方向に互いに間隔をおいて取り付けられている。各金属プレート７は、取付板８を介してかごガイドレール５に取り付けられている。また、各金属プレート７は、かご２が停止可能な階の着床位置に対応する位置に配置されている。かご２の側面には、金属プレート７を検出する磁気式位置検出装置９が取り付けられている。

次に、実施の形態１の磁気式位置検出装置９の構造について説明する。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う磁気式位置検出装置９の断面図、図４は図１の矢印ＩＶ方向から見た磁気式位置検出装置９の背面図、図５は図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

図において、プラスチック製のフレーム２１は、Ｃ字形（又はＵ字形）に成形されており、かご２の昇降により金属プレート７が通過する溝２１ａを有している。即ち、溝２１ａ内の空間が、金属プレート７を検出する検出空間となっている。フレーム２１の外周部には、磁性体からなる磁性体部材２２が装着されている。この例では、磁性体部材２２は、強磁性体である鉄板をＣ字形（又はＵ字形）に折り曲げ加工することにより製作されている。

また、磁性体部材２２は、磁石取付部２２ａと、検出空間を挟んで磁石取付部２２ａに対向する対向部２２ｂと、磁石取付部２２ａと対向部２２ｂとの間に磁気的に接続された接続部２２ｃとを有している。磁石取付部２２ａと対向部２２ｂとは互いに平行であり、接続部２２ｃは磁石取付部２２ａ及び対向部２２ｂに対して直角である。

磁石取付部２２ａの端部近傍には、永久磁石２３が固着されている。永久磁石２３は、磁力線の向きが金属プレート７に対して直角となるように配置されている。また、永久磁石２３、磁性体部材２２、及び永久磁石２３と対向部２２ｂとの間の空気ギャップにより、図７の矢印に示すような閉ループ磁気回路が形成されている。

対向部２２ｂの検出空間側の面には、複数のスペーサ２４を介して検出回路基板２５が取り付けられている。検出回路基板２５には、磁束密度に応じた電圧信号を出力する磁気センサとしてのホール素子２６が実装されている。ホール素子２６は、検出空間と対向部２２ｂとの間に配置されている。また、ホール素子２６は、検出回路基板２５の幅方向の中央部で閉ループ磁気回路上に配置されている。さらに、ホール素子２６の感磁方向は、閉ループ磁気回路の磁力線の方向（図７の上下方向）である。

また、検出回路基板２５には、金属プレート７の有無の判定の基準となる電圧閾値を調整するためのトリマ（可変抵抗）２７が実装されている。対向部２２ｂには、磁気式位置検出装置９の外部からトリマ２７を調整するための調整孔２２ｄが設けられている。また、フレーム２１には、検出回路基板２５から信号線を引き出すための引出孔２１ｂが設けられている。

ホール素子２６、トリマ２７及びその他の電子部品は、検出回路基板２５の対向部２２ｂ側の面に実装されている。対向部２２ｂの端部には、ホール素子２６へ向けて突出した突出部２２ｅが設けられている。この例では、対向部２２ｂの端部をホール素子２６側へ直角に折り曲げることにより突出部２２ｅが形成されている。

図７は図１の磁気式位置検出装置９の磁気回路を示す説明図、図８は図７の検出空間に金属プレート７が存在する場合の磁気回路を示す説明図である。各階に設けた金属プレート７が検出空間を通過する際には、閉ループ磁気回路が主に図８のように変化し、ホール素子２６を貫く磁束は極端に少なくなる。

このように、実施の形態１の磁気式位置検出装置９では、磁性体部材２２により閉ループ磁気回路が形成されるため、ホール素子２６を貫く磁束の密度が金属プレート７の有無により大きく変化する。従って、金属プレート７の位置ずれによる動作点変動の発生を抑えることができ、検出精度及び信頼性を向上させることができる。

また、ホール素子２６へ向けて突出した突出部２２ｅを対向部２２ｂに設けたので、ホール素子２６に磁力線を集中させ、金属プレート７の有無による磁束密度差をさらに大きくすることができ、検出精度及び信頼性をさらに向上させることができる。

さらに、従来は、磁力線の方向がリードスイッチの長手方向と同じになるように永久磁石及びリードスイッチを配置する必要があり、部品の配置方向に制限があるため、全体を小型化するのが難しかった。これに対して、実施の形態１では、磁気センサとしてホール素子２６を用いたので、部品配置の制限が少なくなり、全体を小型化することができる。また、耐振動性及び耐衝撃性を向上させることができるとともに、接点動作のヒステリシスを低減することができる。

なお、磁気センサはホール素子に限定されるものではなく、例えばホールＩＣ等の半導体磁気センサ、又はその他の磁気センサを用いてもよい。
また、複数の磁気センサを用いてもよい。
さらに、上記の例では、磁気式位置検出装置９をエレベータの着床位置検出装置として用いたが、例えば鉄道車両、リニアモータカー、又は荷物搬送装置等の他の移動体の位置検出装置として用いることも可能である。

Claims (3)

1. 磁石取付部と、被検出体が通過する検出空間を挟んで上記磁石取付部に対向する対向部と、上記磁石取付部と上記対向部との間に磁気的に接続された接続部とを有し磁性体からなる磁性体部材、
   上記磁石取付部に取り付けられている磁石、及び
   上記検出空間と上記対向部との間に配置されている磁気センサ
   を備えている磁気式位置検出装置。
2. 上記対向部には、上記磁気センサへ向けて突出した突出部が設けられている請求項１記載の磁気式位置検出装置。
3. 上記磁気センサは、ホール素子である請求項１記載の磁気式位置検出装置。

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