KR101048220B1

KR101048220B1 - 자기식 위치검출장치

Info

Publication number: KR101048220B1
Application number: KR1020097000106A
Authority: KR
Inventors: 히로시 니시자와; 마사히로 시카이; 다카하루 우에다
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2011-07-08
Also published as: JPWO2008044303A1; EP2072443A1; CN101472823A; KR20090031718A; WO2008044303A1; EP2072443A4

Abstract

자기식 위치검출장치에 있어서, 자성체 부재는 자석 부착부와, 피검출체가 통과하는 검출공간을 사이에 두고 자석 부착부에 대향하는 대향부와, 자석 부착부와 대향부와의 사이에 자기적으로 접속된 접속부를 가지고 있다. 자석 부착부에는 자석이 부착되어 있다. 자기센서는 검출공간과 대향부와의 사이에 배치되어 있다.

Description

자기식 위치검출장치{MAGNETIC POSITION SENSOR}

본 발명은 예를 들면 엘리베이터의 착상(着床) 위치검출장치 등으로서 이용되는 자기식 위치검출장치에 관한 것이다.

종래의 자기근접 스위치로는 C자형의 케이스의 한쪽 암(arm)에 영구자석이 내장되고, 다른 쪽 암에 리드 스위치(reed switch)가 내장되어 있다. 그리고, 강자성체(强磁性體)로 이루어진 검출체가 케이스의 검출 홈에 진입하면, 영구자석의 자력이 검출체에 의해 차단되어 리드 스위치가 동작한다 (예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특개2002-243404호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

상기와 같은 종래의 자기근접 스위치에서는 검출 홈 및 그 주위에 개방된 자장(磁場)이 영구자석에 의해 발생되고 있기 때문에, 리드 스위치의 위치에서의 자장 강도가 작아지고, 검출체가 검출 홈 내에 위치할 때와 위치하지 않을 때에서의 리드 스위치의 위치에 있어서의 자속밀도차를 크게 할 수 없고, 동작점 변동이 발생하기 쉬웠다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 동작점 변동의 발생을 억제하여, 검출정밀도를 향상시킬 수 있는 자기식 위치검출장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명에 의한 자기식 위치검출장치는 자석 부착부와, 피검출체가 통과하는 검출공간을 사이에 두고 자석 부착부에 대향하는 대향부와, 자석 부착부와 대향부와의 사이에 자기적으로 접속된 접속부를 가지고 자성체로 이루어진 자성체 부재, 자석 부착부에 부착되어 있는 자석 및 검출공간과 대향부와의 사이에 배치되어 있는 자기센서를 구비하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 자기식 위치검출장치를 이용한 엘리베이터 장치를 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1의 엘리베이터 장치의 엘리베이터 칸을 나타내는 정면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 자기식 위치검출장치의 단면도이다.

도 4는 도 1의 화살표 Ⅳ방향에서 본 자기식 위치검출장치의 배면도이다.

도 5는 도 3의 V-V선에 따른 단면도이다.

도 6은 도 3 의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.

도 7은 도 1의 자기식 위치검출장치의 자기회로를 나타내는 설명도이다.

도 8은 도 7의 검출공간에 금속 플레이트가 존재하는 경우의 자기회로를 나타내는 설명도이다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

실시형태 1.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 자기식 위치검출장치를 이용한 엘리베이터 장치를 나타내는 평면도, 도 2는 도 1의 엘리베이터 칸을 나타내는 정면도이다.

도에 있어서, 승강로(1) 내에는 엘리베이터 칸(2) 및 균형추(3)가 설치되어 있다. 승강로(1)의 상부에는 권상기(卷上機)(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 권상기의 구동 쉬브에는 복수 개의 메인 로프(4)가 감아 걸려져 있다. 엘리베이터 칸(2) 및 균형추(3)는 메인 로프(4)에 의해 승강로(1) 내에 매달려 권상기의 구동력에 의해 승강된다.

승강로(1) 내에는 엘리베이터 칸(2)의 승강을 안내하는 한 쌍의 엘리베이터 칸 가이드 레일(5)과, 균형추(3)의 승강을 안내하는 한 쌍의 균형추 가이드 레일(6)이 설치되어 있다. 한쪽의 엘리베이터 칸 가이드 레일(5)에는 피검출체로서의 복수의 금속 플레이트(베인(vane))(7)가 상하방향으로 서로 간격을 두고 부착되어 있다. 각 금속 플레이트(7)는 부착판(8)을 통하여 엘리베이터 칸 가이드 레일(5)에 부착되어 있다. 또, 각 금속 플레이트(7)는 엘리베이터 칸(2)이 정지 가능한 층의 착상위치에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 엘리베이터 칸(2)의 측면에는 금속 플레이트(7)를 검출하는 자기식 위치검출장치(9)가 부착되어 있다.

다음에, 실시형태 1의 자기식 위치검출장치(9)의 구조에 대해 설명한다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 자기식 위치검출장치(9)의 단면도, 도 4는 도 1의 화살표 Ⅳ방향에서 본 자기식 위치검출장치(9)의 배면도, 도 5는 도 3의 V-V선에 따른 단면도, 도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.

도에 있어서, 플라스틱제의 프레임(21)은 C자형(또는 U자형)으로 성형되어 있고, 엘리베이터 칸(2)의 승강에 의해 금속 플레이트(7)가 통과하는 홈(21a)을 가지고 있다. 즉, 홈(21a) 내의 공간이 금속 플레이트(7)를 검출하는 검출공간으로 되어 있다. 프레임(21)의 외주부에는 자성체로 이루어진 자성체 부재(22)가 장착되어 있다. 이 예에서는, 자성체 부재(22)는 강자성체인 철판을 C자형 (또는 U자형)으로 절곡가공하는 것에 의해 제작되고 있다.

또, 자성체 부재(22)는 자석 부착부(22a)와, 검출공간을 사이에 두고 자석 부착부(22a)에 대향하는 대향부(22b)와, 자석 부착부(22a)와 대향부(22b)와의 사이에 자기적으로 접속된 접속부(22c)를 가지고 있다. 자석 부착부(22a)와 대향부(22b)와는 서로 평행이고, 접속부(22c)는 자석 부착부(22a) 및 대향부(22b)에 대해 직각이다.

자석 부착부(22a)의 단부 근방에는 영구자석(23)이 고착되어 있다. 영구자석(23)은 자력선의 방향이 금속 플레이트(7)에 대해서 직각이 되도록 배치되어 있다. 또, 영구자석(23), 자성체 부재(22) 및 영구자석(23)과 대향부(22b)와의 사이의 공기 갭에 의해, 도 7의 화살표로 나타내는 폐(閉)루프 자기회로(closed-loop magnetic circuit)가 형성되어 있다.

대향부(22b)의 검출공간 측의 면에는 복수의 스페이서(24)를 통하여 검출회로기판(25)이 부착되어 있다. 검출회로기판(25)에는 자속밀도에 따른 전압신호를 출력하는 자기센서로서의 홀 소자(the Hall element)(26)가 장착되어 있다. 홀 소자(26)는 검출공간과 대향부(22b)와의 사이에 배치되어 있다. 또, 홀 소자(26)는 검출회로기판(25)의 폭방향의 중앙부에서 폐루프 자기회로 위에 배치되어 있다. 또한, 홀 소자(26)의 감자(感磁) 방향은 폐루프 자기회로의 자력선의 방향(도 7의 상하방향)이다.

또, 검출회로기판(25)에는 금속 플레이트(7)의 유무판정의 기준이 되는 전압 문턱값을 조정하기 위한 트리머(trimmer)(가변저항)(27)가 설치되어 있다. 대향부(22b)에는 자기식 위치검출장치(9)의 외부로부터 트리머(27)를 조정하기 위한 조정구멍(22d)이 형성되어 있다. 또, 프레임(21)에는 검출회로기판(25)으로부터 신호선을 인출하기 위한 인출구멍(21b)이 형성되어 있다.

홀 소자(26), 트리머(27) 및 그 외의 전자부품은 검출회로기판(25)의 대향부(22b) 측의 면에 설치되어 있다. 대향부(22b)의 단부에는 홀 소자(26)를 향하여 돌출한 돌출부(22e)가 형성되어 있다. 이 예에서는, 대향부(22b)의 단부를 홀 소자(26) 측으로 직각으로 절곡하는 것에 의해 돌출부(22e)가 형성되어 있다.

도 7은 도 1의 자기식 위치검출장치(9)의 자기회로를 나타내는 설명도, 도 8 은 도 7의 검출공간에 금속 플레이트(7)가 존재하는 경우의 자기회로를 나타내는 설명도이다. 각 층에 설치한 금속 플레이트(7)가 검출공간을 통과할 때에는 폐루프 자기회로가 주로 도 8과 같이 변화해 홀 소자(26)를 통과하는 자속은 극단적으로 적게 된다.

이와 같이, 실시형태 1의 자기식 위치검출장치(9)에서는 자성체 부재(22)에 의해 폐루프 자기회로가 형성되기 때문에, 홀 소자(26)를 관통하는 자속의 밀도가 금속 플레이트(7)의 유무에 의해 크게 변화한다. 따라서, 금속 플레이트(7)의 위치 차이에 의한 동작점 변동의 발생을 억제할 수 있어 검출정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 홀 소자(26)를 향하여 돌출한 돌출부(22e)를 대향부(22b)에 형성함으로써, 홀 소자(26)에 자력선을 집중시키고, 금속 플레이트(7)의 유무에 의한 자속밀도차를 더욱 크게 할 수 있어 검출정밀도 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 종래는 자력선의 방향이 리드 스위치의 길이방향과 같게 되도록 영구자석 및 리드 스위치를 배치할 필요가 있어, 부품의 배치방향에 제한이 있기 때문에 전체를 소형화하는 것이 어려웠다. 이것에 대해서, 실시형태 1에서는 자기센서로서 홀 소자(26)를 이용함으로써, 부품배치의 제한이 적게 되어 전체를 소형화할 수 있다. 또, 내진동성 및 내충격성을 향상시킬 수 있음과 동시에 접점동작의 히스테리시스(hysteresis)를 저감할 수 있다.

또한, 자기센서는 홀 소자로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 홀 IC 등의 반도체 자기센서 또는 그 외의 자기센서를 이용하여도 좋다.

또, 복수의 자기센서를 이용하여도 좋다.

또한, 상기의 예에서는 자기식 위치검출장치(9)를 엘리베이터의 착상위치검출장치로서 이용했지만, 예를 들면 철도차량, 리니어 모터 카 또는 화물 반송장치 등의 다른 이동체의 위치검출장치로서 이용하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 엘리베이터의 착상 위치검출장치 등으로서 이용되는 자기식 위치검출장치에 이용 가능하다.

Claims

자석 부착부와, 피검출체가 통과하는 검출공간을 사이에 두고 상기 자석 부착부에 대향하는 대향부와, 상기 자석 부착부와 상기 대향부와의 사이에 자기적으로 접속된 접속부를 가지고 자성체로 이루어진 자성체 부재,

상기 자석 부착부에 부착되어 있는 자석,

상기 검출공간과 상기 대향부와의 사이에 배치되어 있는 자기센서, 및

상기 자기센서에 자력선을 집중시키기 위해서 상기 대향부에 상기 자기센서를 향하여 돌출 형성된 돌출부

를 구비하고 있는 자기식 위치검출장치.
청구항 1에 있어서,

상기 자기센서는 상기 대향부의 상기 검출공간 측의 면에 복수의 스페이서를통하여 부착되는 검출회로기판 상에 장착되는 자기식 위치검출장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 자기센서는 홀 소자(the Hall element)인 자기식 위치검출장치.