KR20090123234A - 마그네틱 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네틱 센서에 관한 것으로서, 마그네틱 센서(10)에 있어서, 센서 몸체(11) 내에 매입된 리드 스위치(12)의 외측둘레에 마그네틱(13)이 이격되게 설치되어 강자성체로 된 작동체(1)의 근접에 따라 자력의 상쇄변화로 리드 스위치(12)의 접점을 단락시켜 전기적인 신호를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는바, 센서 몸체 내에 설치되는 리드 스위치와 함께 리드 스위치를 접점을 자력으로 유지시키는 링 형상의 마그네틱을 매입 설치함으로써, 별도로 작동체에 자석을 설치하여야 하는 설계를 줄일 수 있는 이점이 있으며, 강자성체 소재로 된 작동체가 마그네틱 감지센서에 근접하는 상태에서 마그네틱으로 발생하고 있는 자력을 상쇄시켜 줌으로써 리드 스위치의 접점이 반대로 오프되게 하여 다음 연계되는 장치의 동작 및 제어를 수행하기 위한 전기적인 신호를 발생해 줌으로써, 각종 장치의 정확한 동작구현은 물론, 광범위한 분야에 널리 사용할 수 있는 효과가 있다.

마그네틱, 센서, 인서트 관체, 작동체, 강자성체

Description

마그네틱 센서{MAGNETIC SENSOR}

본 발명은 마그네틱 센서에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 리드 스위치가 매입 설치된 센서 몸체에 일체로 마그네틱을 내장하여 제작이 보다 간편해지도록 함은 물론, 마그네틱으로서 리드 스위치의 접점을 온(On) 시키고, 작동체의 근접시에는 자력 값의 변화로서 리드 스위치의 접점을 오프시키는 구조로서 전기적인 신호를 발생하는 범위에서 널리 사용될 수 있도록 한 마그네틱 센서에 한 것이다.

일반적으로, 마그네틱 센서의 종류와 원리를 살피면, 자기의 세기에 따라 내부저항값이 증,감하도록 하여 자장의 범위를 감지하거나, 자계의 방향감지(극성판단)하거나, 회전수 및 회전방향 감지하거나, 전류 값을 감지하거나, 자성체의 유무 판단하는 감지를 하는 홀소자가 대표적으로 사용된다.

또는 직접적으로 리드 스위치와 마그네틱을 이용한 방법으로서, 리드 스위치의 위치에 자석(마그네틱)이 근접함으로써, 리드 스위치의 접점을 온/오프하는 원리를 이용하는 것으로, 광범위하게 사용되고 있다.

상기 마그네틱을 이용한 감지센서의 예를 들면, 물의 수위 량에 따라 마그네틱이 내부에 장착된 부구(플롯트)가 오르내리도록 동작하는 가습기의 물탱크, 용량이 비교적 큰 화학 액체저장탱크 등의 수위감지센서에 이용되거나, 산업용이나 공업용으로서 사용되고 있는 유/공압실린더의 작동 로드 측에 달린 마그네틱의 위치에 따라 다음 연계되는 동작을 수행하는 위치확인용 등의 각종 센서로도 널리 사용되고 있다.

통상적으로 마그네틱과 리드 스위치는 별개로 각각의 장치의 설계상에 있어, 별개로 리드 스위치는 고정되는 타입이고, 마그네틱은 이송되는 작동체에 적용되어 설치된다.

이는 첨부된 도 1에서 도시된 감지센서(100)는 센서 몸체(101) 내에 전선(102)으로 연결 설치된 리드 스위치(103)가 인입되고, 센서 몸체(101)의 전면에는 리드 스위치(103)를 보호하기 위한 에폭시 수지물(S)이 채워진 형태로서 각종 장치의 설정된 위치에 센서 몸체(101)를 고정하여 사용된다. 상기와 같은 감지센서(100)는 장치에 따라서 방수요건을 갖추어 설치되기도 한다.

상기 감지센서(100)에 대해 상대적으로 설치되는 마그네틱(201)은 실질적으로 상기 리드 스위치(102)와 비접촉에 의한 자력의 발생으로 리드 스위치에 도달하였을 때 접점상태가 온에서 오프 신호로 변경되면서 각종 장치의 제어 및 다음 동작을 제어, 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 마그네틱(201)은 보통 리드 스위치(102)가 위치된 지점으로 이동하고 있는 작동체(200)에 매입되거나, 또는 작동체(200)의 표면으로부터 일부는 노출되는 형태로 설치되어야 하기 때문에, 작동체(200)에 대해 마그네틱(201)이 매입되는 위치를 확보해야 하고, 매입될 수 있는 크기로 일일이 가공하여야 하여야 하는 단점이 있었다.

상기와 같은 조건은 정확히 마그네틱이 리드 스위치측에 근접되어 위치됨으로써 리드 스위치를 작동시킬 수 있도록 작동체에 정확히 설치하여야 하는 설계를 필요로 하며, 리드 스위치가 설치된 수직 또는 수평 상태에서 따라 마그네틱이 리드 스위치의 전후측에 위치되도록 두 개를 설치하여야 하는 이유에서 부품이 증가하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 리드 스위치가 매입 설치된 센서 몸체에 일체로 마그네틱을 내장하여 제작이 보다 간편해지도록 함은 물론, 마그네틱으로서 리드 스위치의 접점을 온(On) 시키고, 작동체의 근접시에는 자력 값의 변화로서 리드 스위치의 접점을 오프시키는 구조로서 전기적인 신호를 발생하는 범위에서 널리 사용될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 마그네틱 센서에 있어서, 센서 몸체 내에 매입된 리드 스위치의 외측둘레에 마그네틱이 이격되게 설치되어 강자성체로 된 작동체의 근접에 따라 자력의 상쇄변화로 리드 스위치의 접점을 단락시켜 전기적인 신호를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 마그네틱 센서는 센서 몸체 내에 설치되는 리드 스위치와 함께 리드 스위치를 접점을 자력으로 유지시키는 링 형상의 마그네틱을 매입 설치함으로써, 별도로 작동체에 자석을 설치하여야 하는 설계를 줄일 수 있는 이점이 있으며, 강자성체 소재로 된 작동체가 마그네틱 감지센서에 근접하는 상태에서 마그네틱으로 발생하고 있는 자력을 상쇄시켜 줌으로써 리드 스위치의 접점이 반대로 오프되게 하여 다음 연계되는 장치의 동작 및 제어를 수행하기 위한 전기적인 신호를 발생해 줌으로써, 각종 장치의 정확한 동작구현은 물론, 광범위한 분야에 널리 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 도 2 내지 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명인 마그네틱 센서를 분리하여 도시한 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 센서와 작동체가 근접된 상태를 도시한 종단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 마그네틱 센서에 대한 작동체의 위치감지를 예시한 평면도이다.

본 발명은, 마그네틱 센서(10)에 있어서, 센서 몸체(11) 내에 매입된 리드 스위치(12)의 외측둘레에 마그네틱(13)이 이격되게 설치되어 강자성체로 된 작동체(1)의 근접에 따라 자력의 상쇄변화로 리드 스위치(12)의 접점을 단락시켜 전기적인 신호를 발생하도록 구성된다.

상기 마그네틱(13)은 링 형상으로 형성되고, 마그네틱(13)의 내경은 리드 스위치(12)가 통과되는 센서 몸체(11)의 내경으로부터 리드 스위치의 중심을 잡아주는 인서트 관체(14)가 삽입 고정된다.

또한, 상기 마그네틱(13)은 리드 스위치(12)의 길이만큼의 두께를 갖도록 하여 자력이 리드 스위치(12)의 접점부에 집중되도록 함이 바람직하다.

상기 인서트 관체(14)는 합성수지 계열로 사출제작되며, 자력영향을 그대로 전달할 수 있는 1mm 내지 1.5mm두께를 갖으며, 도시되어 있는 바와 같이 외측둘레에 고정턱(14b)이 돌출 형성되어 링 형상의 마그네틱(13)이 갖는 내경(13a)일측이 걸려 지지되도록 하며, 인서트 관체(14)의 내경(14a)은 바람직하게 상기 리드 스위치(12)의 외경의 직경에 준하는 내부 직경과 동일하게 형성되도록 한다.

한편, 상기 리드 스위치(12)의 전방측 단부에는 고정돌부(12a)가 형성되고, 상기 고정돌부(12a)는 센서 몸체(11)의 전면에 채워져 경화처리되는 에폭시수지물(S)에 의해 고정됨이 바람직하다.

도면 중 미설명 부호 11a는 센서 몸체의 외측둘레에 형성되어 체결 고정될 수 있는 수나사부를 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명인 마그네틱 센서에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 센서 몸체(11)내의 내부 직경에는 그 후방으로부터 리드 스위치(12)를 안내하고, 센서 몸체(11)의 전방으로부터는 인서트 관체(14)를 상기 센서 몸체의 내부직경에 삽입 고정한다.

상기 인서트 관체(14)의 고정턱(14b)에 의해 상기 리드 스위치(12)를 감싸는 외관은 중심이 유지되고, 이후 공정으로서 상기 센서 몸체(11)의 전방으로부터 채워지는 에폭시수지물(S)에 의해 상기 리드 스위치(12)의 외관 일측에 돌출 형성된 고정돌부(12a)는 정확히 그 중심이 지지된다.

한편, 상기 인서트 관체(14)의 외경에는 링 형상의 마그네틱(13)이 삽입됨으 로써, 상기 리드 스위치(12)의 접점이 자력에 의해 온(On)상태가 유지된 상태에서 조립이 이루어진다.

마지막으로 상기 리드 스위치(12)에 연결된 전선은 센서 몸체(11)의 후방측에서 마감재로서 관통되는 전선을 지지하는 형태로서 조립이 완료된다.

상기와 같이 조립 완료된 마그네틱 센서는 장치의 해당부분에 고정되며, 바람직하게는 그 외측둘레에 형성된 수나사(11a)부분을 체결하는 작업으로서 고정할 수 있게 된다.

이와 같이 장치에 설치된 마그네틱 센서(10)는 상대적으로 대응하여 감지가 이루어지는 작동체(20)에 의해 작동체의 특정부위(돌출부위(21))가 근접되면 접점을 오프하는 형태로서 전기적인 신호를 발생할 수 있다. 도면상에서는 핸들 레버에 돌출된 돌출부가 상기 마그네틱 센서에 전기적인 신호를 발생할 수 있도록 한 것이다.

참고로, 상기 작동체(20)는 수위조절용으로 회전되어 조정되는 핸들 레버를 도면상에서 도시하고 있는 것으로 이에 한정되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면, 수평, 승,하강식 슬라이더 등과 같이 이송, 회전되는 작동체로서 마그네틱 센서(10) 내의 마그네틱(13)과 감응할 수 있는 강자성체 소재이면 충분하다.

결국, 본 발명에 따른 마그네틱 센서는 센서 몸체 내에 리드 스위치의 접점을 온(On) 상태로 유지하고 있다가 작동체의 특정부위가 근접되면, 자력이 작동체측으로 집중되는 현상으로서 리드 스위치의 접점을 오프(Off) 상태로 전환시키는 전기적인 신호를 발생케 하여 다음 각 장치의 동작 및 제어를 수행할 수 있도록 하 는 것으로, 별도로 작동체에 마그네틱을 삽입 장착하는 기존의 감지센서에 비해, 제품에 대한 제작 및 사용상의 범위에서 일관성을 갖출 수 있어, 마그네틱 센서의 설치기준 설계가 더욱 편리해지는 이점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 발명청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

도 1은 종래 센서 및 마그네틱이 적용 설치된 작동체를 일 예로 도시한 종단면도,

도 2는 본 발명인 마그네틱 센서를 분리하여 도시한 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 센서와 작동체가 근접된 상태를 도시한 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 마그네틱 센서에 대한 작동체의 위치감지를 예시한 평면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ◎

10: 마그네틱 센서 11: 센서 몸체

12: 리드 스위치 13: 마그네틱

13a,14a: 내경 14: 인서트 관체

15: 전선 16: 마감재

20: 작동체 S: 에폭시수지

Claims (3)

1. 마그네틱 센서(10)에 있어서,

   센서 몸체(11) 내에 매입된 리드 스위치(12)의 외측둘레에 마그네틱(13)이 이격되게 설치되어 강자성체로 된 작동체(20)의 근접에 따라 자력의 상쇄변화로 리드 스위치(12)의 접점을 단락시켜 전기적인 신호를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 마그네틱 센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 마그네틱(13)은 링 형상으로 형성되고, 마그네틱(13)의 내경은 리드 스위치(12)가 통과되는 센서 몸체(11)의 내경으로부터 리드 스위치의 중심을 잡아주는 인서트 관체(14)를 삽입 고정하여서 된 것을 특징으로 하는 마그네틱 센서.
3. 제1항에 있어서, 상기 리드 스위치(12)의 전방측 단부에는 고정돌부(12a)가 형성되고, 상기 고정돌부(12a)는 센서 몸체(11)의 전면에 채워져 경화처리되는 에폭시수지물(S)에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 마그네틱 센서.

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