KR101252370B1 - 리미트 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트의 눌림에 의한 자력 검출 방식을 통해 전동기 구동 대상의 한계 위치를 감지할 수 있도록 하는 리미트 감지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 리미트 감지 장치는, 일측이 하우징 외부로 노출되고 타측이 상기 하우징의 내부에 위치하며 노출된 일측에 외력이 인가됨에 따라 상기 하우징의 내부로 진입하는 샤프트와, 상기 샤프트의 타측에 장착되는 자성체와, 상기 샤프트가 상기 하우징의 내부로 진입함에 따라 상기 샤프트의 타측에 장착된 자성체가 일정 거리 내로 접근하면 상기 자성체에서 발생하는 자력을 센싱하여 전동 기기의 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 센서부와, 상기 하우징의 내부에서 상기 샤프트와 결합 구조를 형성하며 상기 샤프트에 인가되는 외력이 소실됨에 따라 상기 샤프트를 초기 위치로 복귀시키는 탄성체를 구비한 실린더를 포함하되; 상기 탄성체는 스프링으로 이루어지고, 상기 샤프트는 상기 스프링의 중앙에 삽입된 채로 상기 실린더를 관통하며 상기 실린더와의 결합 구조를 형성하고, 상기 스프링의 일측에 걸려 상기 스프링의 탄성을 이용하기 위한 디스크 형태의 돌기가 상기 샤프트의 중간 부위에 형성되고, 상기 샤프트는 강제성체로 이루어지고, 상기 자성체는 상기 샤프트를 자화시키는 희토류 마그네트로 이루어지며, 상기 센서부는 상기 하우징의 내부에 고정 설치되고 상기 샤프트의 타측에 장착된 자성체가 일정 거리 내로 접근하면 상기 자성체에서 발생하는 자력을 비접촉식으로 센싱하여 펄스(Pulse) 형태의 제어 신호를 발생시키는 홀 IC(Integrated Circuit) 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 브라켓의 설치 공간을 확보할 필요가 없으므로 다양한 크기 및 형태의 전동 기기에 광범위하게 사용할 수 있으며, 전기적 접촉 방식에 비해 고장율이 낮아 전동 기기의 기계적 충돌 발생 가능성을 최소화시킬 수 있어, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

리미트 감지 장치{Limit Sensor}

본 발명은 리미트 감지 장치에 관한 것으로, 특히 전동기 구동 대상의 한계 위치를 감지할 수 있도록 하는 리미트 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동 셔터, 승강기 도어 및 전동 창문 등과 같은 전동 기기는 셔터, 도어 및 창문 등의 전동기 구동 대상이 전동기에 의해 동작하여 스트로크(Stroke) 구간 내에서 움직이는 구조로 이루어진다.

한편, 리미트 감지 장치는 전동기 구동 대상의 스트로크(Stroke) 구간에 설치되어, 전동기 구동 대상이 움직여 일정한 한계 위치에 이르면 이를 감지하여 전동기의 작동을 정지시키기 위한 센서로서, 전동 기기의 기계적인 충돌 발생을 방지하기 위해 사용된다. 이때 리미트 감지 장치로는 주로 리미트 스위치가 사용된다.

이러한 리미트 감지 장치의 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(7) 외부로 노출되어 브라켓(Bracket)(1)에 의해 슬라이딩하는 핀(2)과, 핀(2)과 연결된 구조로 케이스(7) 내부에 형성되어 핀(2)의 슬라이딩 동작에 따라 복수의 단자(3, 4, 5) 중 일부를 스위칭하여 전기적으로 연결시키는 콘택터(Contactor)(6)를 구비하여 구성된다. 이때, 복수의 단자(3, 4, 5) 중 제1단자(3)는 전원 입력단과 연결되고, 제2단자(4)는 전동기의 구동을 제어하는 제어기에 연결되고, 제3단자(5)는 접지단에 연결 구조를 갖는다.

이와 같은 리미트 감지 장치는 콘택터(6)에 의해 제1단자(3) 및 제3단자(5)가 전기적으로 연결된 경우, 제1단자(3)를 통해 입력되는 전원을 제3단자(5)를 통해 접지단으로 전달하며, 반면에 콘택터(6)에 의해 제1단자(3) 및 제2단자(4)가 전기적으로 연결된 경우에는 제1단자(3)를 통해 입력되는 전원을 제2단자(4)를 통해 전동기의 구동을 정지시키기 위한 제어 신호로서 제어기로 전달하게 된다. 그러면, 제어 신호를 전달받은 제어기에서는 전동기의 구동을 정지시킴으로써, 전동기 구동 대상의 동작을 정지시키게 된다.

그러나, 종래의 리미트 감지 장치는 핀(2)의 슬라이딩을 위한 브라켓(1)의 설치가 필수적임에 따라, 브라켓(1)의 설치 공간을 필히 확보해야만 사용 가능하기 때문에, 브라켓(1)의 설치로 인한 공간 손실이 발생하므로, 그 사용 분야가 상당히 제한적이며, 특히 전동기 구동 대상의 풀(Full) 스트로크 구간이 협소하여 브라켓(1)의 설치가 곤란한 소형의 전동 기기에는 사용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래의 리미트 감지 장치는 그 구조상 콘택터(6)와 단자들(3, 4, 5) 간의 전기적인 접촉 불량이 쉽게 발생하기 때문에, 전동 기기의 기계적인 충돌 사고가 빈번하게 발생하여 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 샤프트의 눌림에 의한 자력 검출 방식을 통해 전동기 구동 대상의 한계 위치를 감지할 수 있도록 하는 리미트 감지 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 리미트 감지 장치는, 일측이 하우징 외부로 노출되고 타측이 상기 하우징의 내부에 위치하며 노출된 일측에 외력이 인가됨에 따라 상기 하우징의 내부로 진입하는 샤프트와, 상기 샤프트의 타측에 장착되는 자성체와, 상기 샤프트가 상기 하우징의 내부로 진입함에 따라 상기 샤프트의 타측에 장착된 자성체가 일정 거리 내로 접근하면 상기 자성체에서 발생하는 자력을 센싱하여 전동 기기의 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 센서부와, 상기 하우징의 내부에서 상기 샤프트와 결합 구조를 형성하며 상기 샤프트에 인가되는 외력이 소실됨에 따라 상기 샤프트를 초기 위치로 복귀시키는 탄성체를 구비한 실린더를 포함하되; 상기 탄성체는 스프링으로 이루어지고, 상기 샤프트는 상기 스프링의 중앙에 삽입된 채로 상기 실린더를 관통하며 상기 실린더와의 결합 구조를 형성하고, 상기 스프링의 일측에 걸려 상기 스프링의 탄성을 이용하기 위한 디스크 형태의 돌기가 상기 샤프트의 중간 부위에 형성되고, 상기 샤프트는 강제성체로 이루어지고, 상기 자성체는 상기 샤프트를 자화시키는 희토류 마그네트로 이루어지며, 상기 센서부는 상기 하우징의 내부에 고정 설치되고 상기 샤프트의 타측에 장착된 자성체가 일정 거리 내로 접근하면 상기 자성체에서 발생하는 자력을 비접촉식으로 센싱하여 펄스(Pulse) 형태의 제어 신호를 발생시키는 홀 IC(Integrated Circuit) 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 리미트 감지 장치에 의하면, 샤프트의 눌림에 의한 자력 검출 방식을 통해 전동기 구동 대상의 한계 위치를 감지함으로써, 브라켓의 설치 공간을 확보할 필요가 없으므로 다양한 크기 및 형태의 전동 기기에 광범위하게 사용할 수 있으며, 전기적 접촉 방식에 비해 고장율이 낮아 전동 기기의 기계적 충돌 발생 가능성을 최소화시킬 수 있어, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 리미트 감지 장치에 의하면, 소형 전동 기기의 기계적 충돌 발생 가능성을 최소화함으로써, 소형 전동 기기를 구성하는 구조물의 강도를 낮추어 설계할 수 있어, 소형 전동 기기 제작시 중량 및 원가 절감의 효과가 있다.

도 1은 일반적인 리미트 감지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리미트 감지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2에 있어서, 본 발명에 따른 리미트 감지 장치가 장착된 전동 기기의 단면을 예시적으로 도시한 도면.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리미트 감지 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리미트 감지 장치는 일측이 하우징(10) 외부로 노출되고 타측이 하우징(10)의 내부에 위치하며, 노출된 일측 끝 부분을 통해 전동기 구동 대상에 의한 외력이 인가됨에 따라 하우징(10)의 내부로 진입하는 샤프트(20)와, 샤프트(20)의 타측에 장착된 자성체(30)와, 샤프트(20)가 하우징(10)의 내부로 진입함에 따라 샤프트(20)의 타측에 장착된 자성체(30)가 일정 거리 내로 접근하면 자성체(30)에서 발생하는 자력을 센싱하여 전동 기기의 제어를 위한 제어 신호를 발생하고 그 발생된 제어 신호를 전동 기기의 제어를 담당하는 제어기로 전달하는 센서부(40)를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 리미트 감지 장치는 하우징(10)의 내부에서 샤프트(20)와 결합 구조를 형성하며 샤프트(20)에 인가되는 외력이 소실됨에 따라 샤프트(20)를 초기 위치로 복귀시키는 탄성체(52)를 구비한 실린더(50)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 샤프트(20)는 실린더(50)를 관통하며 실린더(50)와 결합 구조를 형성한다.

아울러, 센서부(40) 및 실린더(50)는 각각 소정의 지지 부재(12, 14)에 의해 하우징(10) 내부의 특정 위치에 고정 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 제어기는 ECU(Electronic Control Unit) 등으로 이루어질 수 있으며, 센서부로부터 제어 신호를 전달받으면 전동기의 구동을 정지시켜 전동기 구동 대상의 동작을 정지시키게 된다.

전동기 구동 대상은 도 3에 도시된 바와 같이, 전동기(60)의 구동에 의해 회전하는 스크류(Screw)(62)에 장착되어 스크류의 회전에 의해 전후 방향으로 이동하는 너트(Nut)(70) 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 샤프트(20)는 예컨대, 철, 니켈 도금 또는 코발트 등의 스틸(Steel) 재질로 구성된 강자성체로 이루어질 수 있다. 이러한 사프트(20)는 하우징(10) 내부로 진입함에 따라 센서부(40)의 설치 위치 쪽으로 접근하게 된다.

아울러, 자성체(30)는 N극 및 S극을 구비하며 양극과 음극에 해당하는 자력을 발생시킴으로써, 샤프트(20)의 타측 끝 부분에 장착되어 샤프트(20)를 자화시킨다. 이러한 자성체(30)는 예컨대, 희토류 마그네트 등으로 이루어질 수 있다. 희토류 마그네트는 일반 페라이트 마그네트에 비해 고 내구성을 가지며, 자화율이 높아 작은 크기, 적은 양으로도 샤프트(20)를 자화시킬 수 있어 장치의 소형화에 적합하다.

한편, 센서부(40)는 샤프트(20)가 하우징(10) 내부로 진입함에 따라 샤프트(20)의 타측 끝 부분에 장착된 자성체(30)가 일정 거리 내로 접근하면, 자성체(30)에서 발생하는 자력을 비접촉식으로 센싱하여 펄스(Pulse) 형태의 제어 신호를 발생시킨다. 이러한 센서부(40)는 예컨대, 자기 센서인 홀(Hall) 소자와 홀 소자의 출력을 디지털 신호로 변환하는 IC 소자를 포함하여 구성되는 홀 IC 센서 등으로 이루어질 수 있다.

탄성체(52)는 예컨대, 스프링 등으로 이루어질 수 있다. 이때, 샤프트(20)는 스프링의 중앙에 삽입된 채로 실린더(50)를 관통하며 실린더(50)와의 결합 구조를 형성하고, 샤프트(20)의 중간 부위에는 스프링의 일측에 걸려 스프링의 탄성을 이용하기 위한 디스크 형태의 돌기(22)가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 스프링은 외력에 의해 샤프트(20)가 하우징(10) 내부로 진입하는 만큼 샤프트(20)에 형성된 돌기(22)에 의해 밀려 들어가 실린더(50) 내에서 수축하며, 샤프트(20)에 가해지는 외력이 소실되면 원래 형태로 팽창하며 샤프트(20)에 형성된 돌기(22)를 밀어내어 샤프트(20)를 초기 위치로 복귀시키게 된다.

본 발명에 따른 리미트 감지 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

1: 브라켓 2: 핀
3: 제1단자 4: 제2단자
5: 제3단자 6: 콘택터
7: 케이스 10: 하우징
12, 14: 지지 부재 20: 샤프트
22: 돌기 30: 자성체
40: 센서부 50: 실린더
52: 탄성체 60: 전동기
62: 스크류 70: 너트

Claims (7)

1. 전동기 구동 대상의 한계 위치를 감지하기 위한 리미트 감지 장치에 있어서,
   일측이 하우징 외부로 노출되고 타측이 상기 하우징의 내부에 위치하며 노출된 일측에 외력이 인가됨에 따라 상기 하우징의 내부로 진입하는 샤프트와,
   상기 샤프트의 타측에 장착되는 자성체와,
   상기 샤프트가 상기 하우징의 내부로 진입함에 따라 상기 샤프트의 타측에 장착된 자성체가 일정 거리 내로 접근하면 상기 자성체에서 발생하는 자력을 센싱하여 전동 기기의 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 센서부와,
   상기 하우징의 내부에서 상기 샤프트와 결합 구조를 형성하며 상기 샤프트에 인가되는 외력이 소실됨에 따라 상기 샤프트를 초기 위치로 복귀시키는 탄성체를 구비한 실린더를 포함하되;
   상기 탄성체는 스프링으로 이루어지고,
   상기 샤프트는 상기 스프링의 중앙에 삽입된 채로 상기 실린더를 관통하며 상기 실린더와의 결합 구조를 형성하고,
   상기 스프링의 일측에 걸려 상기 스프링의 탄성을 이용하기 위한 디스크 형태의 돌기가 상기 샤프트의 중간 부위에 형성되고,
   상기 샤프트는 강제성체로 이루어지고, 상기 자성체는 상기 샤프트를 자화시키는 희토류 마그네트로 이루어지며,
   상기 센서부는 상기 하우징의 내부에 고정 설치되고 상기 샤프트의 타측에 장착된 자성체가 일정 거리 내로 접근하면 상기 자성체에서 발생하는 자력을 비접촉식으로 센싱하여 펄스(Pulse) 형태의 제어 신호를 발생시키는 홀 IC(Integrated Circuit) 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리미트 감지 장치.
   
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