KR20180010553A - Solenoid position sensor - Google Patents

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KR20180010553A KR1020160092830A KR20160092830A KR20180010553A KR 20180010553 A KR20180010553 A KR 20180010553A KR 1020160092830 A KR1020160092830 A KR 1020160092830A KR 20160092830 A KR20160092830 A KR 20160092830A KR 20180010553 A KR20180010553 A KR 20180010553A
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김종인
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, disclosed is a solenoid position sensor configured to detect a position of a shaft of a solenoid device, including: an infrared sensor portion for emitting infrared rays, sensing the infrared ray reflected from an upper end of the shaft among the reflected infrared rays, and outputting a sensing signal indicating an amount of the sensed infrared rays; and a position detection portion for determining a relative position of the infrared sensor portion and the shaft based on the output sensing signal.

Description

솔레노이드 위치 센서{SOLENOID POSITION SENSOR}SOLENOID POSITION SENSOR

본 발명은 솔레노이드 위치 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔레노이드 장치의 샤프트(shaft)의 위치를 검출하는 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a solenoid position sensor, and more particularly to a sensor for detecting the position of a shaft of a solenoid device.

솔레노이드(solenoid)란 원통형으로 감은 전기 코일을 의미한다. 원통형으로 코일을 감으면 원통 내부에 자기장이 형성되는데 여기에 철과 같은 자성 물질을 접근시키면 원통의 축 방향으로 이동하게 된다. A solenoid refers to an electrical coil wound in a cylindrical shape. When a coil is wound in a cylindrical shape, a magnetic field is formed inside the cylinder. When a magnetic material such as iron is approached, the coil moves in the axial direction of the cylinder.

솔레노이드 장치는, 자성 물질로된 샤프트(shaft)를 상기 솔레노이드의 중심부에 위치시키고, 코일에 전기를 넣으면 상기 샤프트의 왕복 운동을 만드는 장치이다. 전기 에너지를 기계 운동 에너지로 변환시킬 수 있다. 이러한 솔레노이드 장치는, 솔레노이드 모터, 솔레노이드 밸브(valve) 등에 이용될 수 있다. The solenoid device is a device for positioning a shaft made of a magnetic material at the central portion of the solenoid and making the reciprocating motion of the shaft when electric power is applied to the coil. Electric energy can be converted into mechanical kinetic energy. Such a solenoid device can be used for a solenoid motor, a solenoid valve, or the like.

솔레노이드 장치에서, 샤프트를 정확하게 동작하기 위해서는 샤프트의 위치 정보가 필요하며, 이를 위해서 샤프트의 위치를 검출하는 센서가 솔레노이드 장치에 포함된다.In a solenoid device, in order to accurately operate a shaft, positional information of the shaft is required. For this purpose, a sensor for detecting the position of the shaft is included in the solenoid device.

종래에는 위치 검출 센서로 마그넷(magnet) 센서를 이용하였지만, 마그넷 센스의 경우에 고가이며, 온도에 따라 자기력 발생이 일정하지 않으며, 외부 자기력에 의한 영향을 받아 부정확한 값을 출력할 수도 있다.Conventionally, although a magnet sensor is used as a position detection sensor, it is expensive in the case of magnet sense, magnetic force generation is not constant depending on temperature, and an incorrect value may be output due to the influence of external magnetic force.

따라서, 저비용으로 샤프트의 정확한 위치를 검출하는 솔레노이드 위치 센서에 대한 기술의 제공이 요구 된다.Therefore, it is required to provide a technique for a solenoid position sensor that detects the accurate position of the shaft at low cost.

한국등록특허 제10-0778581호Korean Patent No. 10-0778581

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 솔레노이드 장치에 포함된 샤프트가 상하 운동을 할 때 상기 샤프트의 솔레노이드 안에서의 위치를 검출하는 센서를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a sensor for detecting a position of a shaft in a solenoid when a shaft included in the solenoid device moves up and down.

발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서는, 솔레노이드 장치의 샤프트의 위치를 검출하는 센서에 있어서, 적외선을 방사하고 상기 방사된 적외선 중에서 상기 샤프트 상단에서 반사되어 되돌아온 적외선을 감지하고 상기 감지된 적외선의 양을 가리키는 감지 신호를 출력하는 적외선 센서부; 및 상기 출력된 감지 신호를 바탕으로 상기 적외선 센서부와 상기 샤프트의 상대적인 위치를 판단하는 위치 검출부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sensor for detecting the position of a shaft of a solenoid device, the sensor for sensing a position of a shaft of a solenoid device, the sensor for sensing a position of a shaft of a solenoid device, An infrared sensor unit for outputting a detection signal indicating an amount; And a position detector for determining a relative position between the infrared sensor unit and the shaft based on the output sensed signal.

본 발명의 실시예에 따르면, 솔레노이드 장치에서 종래의 마그넷 센서보다 더 적은 설치 공간을 차지하고 더 적은 부품을 사용하여 정확하게 샤프트의 위치를 검출할 수 있는 솔레노이드 위치 센서를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a solenoid position sensor that occupies less installation space than a conventional magnet sensor in a solenoid device and can accurately detect the position of the shaft using fewer components.

도 1은 종래의 마그넷 센서가 구비된 솔레노이드 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서가 배치된 솔레노이드 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서가 배치된 솔레노이드 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 적외선 센서부의 샤프트 거리에 따른 출력 전압을 나타내는 그래프이다.1 is a sectional view of a conventional solenoid device equipped with a magnet sensor.
2 is a cross-sectional view of a solenoid device in which a solenoid position sensor according to an embodiment of the present invention is disposed.
3 is a block diagram of a solenoid position sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a solenoid device in which a solenoid position sensor according to another embodiment of the present invention is disposed.
5 is a graph showing an output voltage according to a shaft distance of an infrared sensor unit according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 종래의 마그넷 센서가 구비된 솔레노이드 장치의 단면도이다. 도 1을 참조하여. 종래의 마그넷 센서가 구비된 솔레노이드 장치를 설명한다. 1 is a sectional view of a conventional solenoid device equipped with a magnet sensor. Referring to Fig. A solenoid device provided with a conventional magnet sensor will be described.

종래의 솔레노이드 장치(10)는 샤프트(20), 마그넷(30) 및 리니어 센서(linear sensor)(40)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 솔레노이드 장치(10)은 리니어 센서(40)가 배치된 인쇄회로기판(50)을 더 포함할 수 있다.The conventional solenoid device 10 may include a shaft 20, a magnet 30, and a linear sensor 40. In addition, the solenoid device 10 may further include a printed circuit board 50 on which the linear sensor 40 is disposed.

샤프트(20)는 솔레노이드 장치(10)에서 솔레노이드의 자기력에 의해서 상하 운동을 할 수 있다. The shaft 20 can move up and down by the magnetic force of the solenoid in the solenoid device 10. [

마그넷(30)은 샤프트(20)의 일단에 배치될 수 있다. 마그넷(30)은 자기력선(35)를 발생시킬 수 있다. The magnet 30 may be disposed at one end of the shaft 20. The magnet 30 can generate the magnetic field lines 35. [

리니어 센서(50)는 인쇄회로기판(50) 상에 배치되며, 마그넷(30)에서 발생된 자기력선(35)을 감지할 수 있다. 마그넷(30)은 샤프트(20)의 상하 운동에 의해서 함께 상하로 움직이게 된다. 이에 따라 위치가 고정된 리니어 센서(50)에 감지되는 자기력선(35)의 세기가 달라질 수 있다. 리니어 센서(50)는 감지된 자기력선(350)의 세기에 따른 전기 신호를 출력할 수 있다.The linear sensor 50 is disposed on the printed circuit board 50 and can sense the magnetic field lines 35 generated by the magnet 30. The magnet 30 moves up and down together with the upward and downward movement of the shaft 20. [ Accordingly, the intensity of the magnetic field line 35 sensed by the linear sensor 50 having the fixed position can be changed. The linear sensor 50 can output an electric signal according to the intensity of the sensed magnetic field line 350.

인쇄회로기판(50)은 솔레노이드 장치(10)의 내부에 고정되어 배치될 수 있다. 인쇄회로기판(50)에는 리니어 센서(40)가 배치될 수 있다.The printed circuit board 50 may be fixedly disposed inside the solenoid device 10. The linear sensor 40 may be disposed on the printed circuit board 50.

솔레노이드 장치(10)는 솔레노이드를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 리니어 센서(40)가 출력하는 전기 신호를 입력 받아, 이를 바탕으로 샤프트(20)의 위치를 판단하고, 상기 판단된 위치에 따라 솔레노이드를 제어할 수 있다.The solenoid device 10 may include a control unit (not shown) for controlling the solenoid. The control unit receives the electric signal output from the linear sensor 40, determines the position of the shaft 20 based on the received electric signal, and controls the solenoid according to the determined position.

마그넷(30)을 이용하여 샤프트(20)의 위치를 판단하는 솔레노이드 장치(10)는 추가적인 리니어 센서(40)와 인쇄회로기판(50)이 필요하기 때문에 부품 비용이 추가될 수 있다. 마그넷(30)은 희토류를 사용함으로써 제작비가 올라갈 수 있다. 마그넷(30)은 온도에 따라서 자기력이 변하기 때문에, 일정한 자기력선(35)을 유지하는 것이 힘들 수 있다. 리니어 센서(40)는 마그넷(30)의 자기력선(35) 뿐만 아니라 외부 자기력에 의해서 영향을 받을 수 있다.The solenoid device 10 for determining the position of the shaft 20 using the magnet 30 may require additional linear sensor 40 and printed circuit board 50 so that component cost can be added. The production cost of the magnet 30 can be increased by using rare earth. Since the magnetic force of the magnet 30 changes depending on the temperature, it may be difficult to maintain the constant magnetic force line 35. The linear sensor 40 can be influenced by not only the magnetic force lines 35 of the magnet 30 but also the external magnetic force.

위에서 설명한 것과 같이, 종래의 솔레노이드 장치(10)는 마그넷(30)을 센서로 사용함으로써 여러 문제점이 존재하였다.As described above, the conventional solenoid device 10 has various problems by using the magnet 30 as a sensor.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서가 구비된 솔레노이드 장치의 단면도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 장치(100)를 자세하게 설명한다.2 is a cross-sectional view of a solenoid device including a solenoid position sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a solenoid device 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 장치(100)는 솔레노이드 위치 센서(105), 샤프트(110), 및 솔레노이드 제어부(140)를 포함할 수 있다. 솔레노이드 위치 센서(105)는 적외선 센서부(120) 및 위치 검출부(130)를 포함할 수 있다.The solenoid apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a solenoid position sensor 105, a shaft 110, and a solenoid control unit 140. [ The solenoid position sensor 105 may include an infrared sensor unit 120 and a position detector 130.

샤프트(110)은 솔레노이드의 자기력에 의해서 상하 방향(112)으로 움직일 수 있다. 샤프트(110)의 일단에는 적외선 센서부(120)를 마주보도록 반사체(115)가 배치될 수 있다. 반사체(115)는 적외선 센서부(120)에서 방사된 적외선을 반사할 수 있다. 샤프트(110)의 일단에서도 상기 적외선이 반사될 수 있지만, 반사체(115)는 상기 적외선의 반사의 효율을 좀 더 높일 수 있다. 예를 들어서, 반사체(115)는 흰 색상의 반사면을 포함할 수 있다.The shaft 110 can move in the vertical direction 112 by the magnetic force of the solenoid. A reflector 115 may be disposed on one end of the shaft 110 so as to face the infrared sensor unit 120. The reflector 115 can reflect infrared rays radiated from the infrared sensor unit 120. Although the infrared ray may be reflected at one end of the shaft 110, the reflector 115 may further improve the efficiency of reflection of the infrared ray. For example, the reflector 115 may include a white reflective surface.

적외선 센서부(120)는 적외선 발광부(124), 적외선 수광부(126) 및 적외선 제어부(128)를 포함할 수 있다. 적외선 센서부(120)는 적외선 발광부(124), 적외선 수광부(126) 및 적외선 제어부(128)가 배치되는 적외선 센서 인쇄회로기판(122)를 더 포함할 수 있다. The infrared sensor unit 120 may include an infrared ray emitting unit 124, an infrared ray receiving unit 126, and an infrared ray controller 128. The infrared sensor unit 120 may further include an infrared sensor printed circuit board 122 on which the infrared ray emitting unit 124, the infrared ray receiving unit 126, and the infrared ray controller 128 are disposed.

적외선 센서 인쇄회로기판(122)는 샤프트(110)의 일단의 상부 방향의 솔레노이드 장치(100)의 내부에 배치될 수 있다. 샤프트(110)의 축에 수직한 방향의 단면과 적외선 센서 인쇄회로기판(122)는 서로 마주보게 배치될 수 있다.The infrared sensor printed circuit board 122 may be disposed inside the solenoid device 100 in the upper direction of the one end of the shaft 110. The cross section in the direction perpendicular to the axis of the shaft 110 and the infrared sensor printed circuit board 122 may be arranged to face each other.

적외선 센서부(120)는 적외선 발광부(124)에 의해서 방사된 적외선(125) 중에서, 샤프트(110)의 상단면에서 반사되서 되돌아온 적외선(127)이 적외선 수광부(126)에서 수광되고, 상기 수광된 적외선의 양을 가리키는 감지 신호를 적외선 제어부(128)를 통해서 출력할 수 있다. 적외선 센서부(120)의 구성에 대한 설명은 아래 도 3의 설명에서 자세하게 다루기로 한다.The infrared sensor unit 120 receives the infrared ray 127 reflected from the upper end surface of the shaft 110 and received by the infrared ray receiving unit 126 from the infrared ray 125 emitted by the infrared ray emitting unit 124, And outputs the detection signal indicating the amount of the infrared ray through the infrared ray control unit 128. [ The configuration of the infrared sensor unit 120 will be described in detail in the description of FIG. 3 below.

샤프트(110)와 적외선 센서부(120)가 가까울수록, 샤프트(110)의 상단에서 더 많은 적외선이 반사되어 되돌아오게 된다. 또한 빛은 거리가 멀어질 수도록 강도가 약해진다. 결과적으로 샤프트(110)와 적외선 센서부(120)이 가까울수록 적외선 수광부(126)에는 더 많은 적외선이 수광이 되고, 샤프트(110)와 적외선 센서부(120)이 멀어질수록 적외선 수광부(126)에는 더 적은 적외선이 수광이 될 수 있다. 적외선 센서부(120)는 상기 수광된 적외선의 양에 따른 감지 신호를 출력할 수 있다.As the shaft 110 and the infrared sensor unit 120 are closer to each other, more infrared rays are reflected from the upper end of the shaft 110 and returned. Also, the intensity of the light is so weak that the distance is far. As a result, the closer the distance between the shaft 110 and the infrared sensor unit 120, the more infrared rays are received by the infrared ray receiving unit 126, and the closer the distance between the shaft 110 and the infrared sensor unit 120, Less infrared light may be received. The infrared sensor unit 120 may output a sensing signal according to the amount of the received infrared rays.

위치 검출부(130)은 상기 출력된 감지 신호를 바탕으로 샤프트(110)의 위치를 검출할 수 있다. 위치 검출부(130)은 사전에 정의된 감지 신호의 크기에 따른 샤프트(110)의 위치를 바탕으로 상기 위치를 검출할 수 있다. 또는 위치 검출부(130)은 사전에 정의된 수식에 의해서, 상기 감지 신호의 크기를 상기 수식에 적용하여 도출된 값으로 샤프트(110)의 위치를 검출할 수 있다. The position detector 130 may detect the position of the shaft 110 based on the output sensed signal. The position detection unit 130 can detect the position based on the position of the shaft 110 according to the magnitude of the sensing signal defined in advance. Alternatively, the position detector 130 may detect the position of the shaft 110 with a value derived by applying the magnitude of the sensing signal to the above-described equation by a previously defined equation.

솔레노이드 제어부(140)는 샤프트(110)의 상하 운동을 제어할 수 있다. 솔레노이드 제어부(140)은 위치 검출부(130)에서 검출된 상기 위치를 바탕으로 샤프트(110)의 위치를 제어하기 위하여 솔레노이드에 공급되는 전류를 제어할 수 있다.The solenoid control unit 140 can control the vertical movement of the shaft 110. The solenoid control unit 140 may control the current supplied to the solenoid to control the position of the shaft 110 based on the position detected by the position detector 130.

위치 검출부(130)과 솔레노이드 제어부(140)은 동일한 제어기 인쇄회로기판(150)에 배치될 수 있다. 제어기 인쇄회로기판(150)은 솔레노이드 장치(100)의 내부에 배치될 수 있다. The position detection unit 130 and the solenoid control unit 140 may be disposed on the same controller PCB 150. The controller printed circuit board 150 may be disposed within the solenoid device 100.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서의 구성도이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서는, 적외선 발광부(124), 적외선 수광부(126), 적외선 제어부(128) 및 위치 검출부(130)을 포함할 수 있다.3 is a block diagram of a solenoid position sensor according to an embodiment of the present invention. The solenoid position sensor according to an embodiment of the present invention may include an infrared ray emitting unit 124, an infrared ray receiving unit 126, an infrared ray controlling unit 128, and a position detecting unit 130.

적외선 발광부(124)는 적외선을 샤프트(110)의 상단으로 방사할 수 있다. 적외선 발광부(124)는 적외선 발광 다이오드(diode)일 수 있다. The infrared ray emitting unit 124 may emit infrared rays toward the upper end of the shaft 110. The infrared light emitting unit 124 may be an infrared light emitting diode.

적외선 수광부(126)은 적외선 발광부(124)에서 방사된 적외선 중에서 샤프트(110)의 상단에서 반사되어 되돌아온 적외선을 수광할 수 있다. 적외선 수광부(126)은 적외선 수광 다이오드 일 수 있다. 적외선 수광부(126)은 상기 수광된 적외선의 양에 비례하는 전기 신호를 출력할 수 있다.The infrared ray receiving unit 126 may receive the infrared ray reflected from the upper end of the shaft 110 and reflected back from the infrared ray emitted from the infrared ray emitting unit 124. The infrared ray receiving unit 126 may be an infrared ray receiving diode. The infrared ray receiving unit 126 can output an electric signal proportional to the amount of the received infrared rays.

적외선 제어부(128)는 적외선 발광부(124)가 적외선을 방사하는 주기 및 세기를 제어할 수 있다. 적외선 제어부(128)은 적외선 수광부(126)에서 출력된 상기 전기 신호를 바탕으로, 수광된 적외선의 양을 가리키는 감지 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어서, 전류 신호 또는 전압 신호 중에서 어느 하나일 수 있다. The infrared ray control unit 128 can control the period and the intensity of the infrared ray emission unit 124 radiating infrared rays. The infrared ray control unit 128 may output a sensing signal indicating the amount of received infrared rays based on the electric signal output from the infrared ray receiving unit 126. For example, it may be either a current signal or a voltage signal.

적외선 제어부(128)에서 출력되는 상기 감지 신호는, 샤프트(110)의 상단과 적외선 센서부(120)의 거리에 반비례하는 크기를 가지는 신호일 수 있다. 샤프트(110)의 상단과 적외선 센서부(120)의 거리가 가까울 수록, 적외선 수광부(126) 수광되는 적외선의 양이 더 많아지므로, 상기 감지 신호는 더 큰 크기를 가질 수 있다. 샤프트(110)의 상단과 적외선 센서부(120)의 거리가 멀어질수록, 적외선 수광부(126) 수광되는 적외선의 양이 더 적어지므로, 상기 감지 신호는 더 작은 크기를 가질 수 있다.The sensing signal output from the infrared ray controller 128 may be a signal having a magnitude inversely proportional to the distance between the upper end of the shaft 110 and the infrared sensor unit 120. The closer the distance between the upper end of the shaft 110 and the infrared sensor unit 120, the greater the amount of infrared light received by the infrared sensor unit 126, so that the sensing signal can have a larger size. As the distance between the upper end of the shaft 110 and the infrared sensor unit 120 increases, the amount of infrared rays received by the infrared sensor unit 126 decreases, so that the sensing signal may have a smaller size.

위치 검출부(130)은 상기 감지 신호를 바탕으로 샤프트(110)의 위치를 판단한다. 상기 위치는 상대적인 값이며, 예를 들어, 샤프트(110)의 상단과 적외선 센서부(120) 사이의 거리를 가리킬 수 있다. The position detector 130 determines the position of the shaft 110 based on the sensing signal. The position may be a relative value, for example, a distance between the upper end of the shaft 110 and the infrared sensor unit 120.

위치 검출부(130)는 상기 감지 신호의 크기가 클 수록 샤프트(110)의 상단이 적외선 센서부(120)에 가까운 위치에 있는 것으로 판단할 수 있다. 위치 검출부(130)은 상기 감지 신호의 크기가 작을 수록 샤프트(110)의 상단이 적외선 센서부(120)에 먼 위치에 있는 것으로 판단할 수 있다.The position detection unit 130 can determine that the upper end of the shaft 110 is positioned closer to the infrared sensor unit 120 as the magnitude of the sensing signal increases. The position detection unit 130 can determine that the upper end of the shaft 110 is located farther from the infrared sensor unit 120 as the size of the sensing signal is smaller.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서가 구비된 솔레노이드 장치의 단면도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 장치(200)를 자세하게 설명한다.4 is a cross-sectional view of a solenoid device including a solenoid position sensor according to another embodiment of the present invention. The solenoid device 200 according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 장치(200)는, 샤프트(110), 솔레노이드 위치 센서(205) 및 솔레노이드 제어부(140)을 포함할 수 있다. 솔레노이드 장치(200)는 솔레노이드 위치 센서(205) 및 솔레노이드 제어부(140)가 배치되는 제어기 인쇄회로기판(250)을 포함할 수 있다. The solenoid device 200 according to another embodiment of the present invention may include a shaft 110, a solenoid position sensor 205, and a solenoid control unit 140. [ The solenoid device 200 may include a solenoid position sensor 205 and a controller printed circuit board 250 on which the solenoid control 140 is disposed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서(250)는 적외선 센서부(120) 및 위치 검출부(130)을 포함할 수 있다. 적외선 센서부(120)은 적외선 발광부(124), 적외선 수광부(126) 및 적외선 제어부(128)을 포함할 수 있다.The solenoid position sensor 250 according to another embodiment of the present invention may include an infrared sensor unit 120 and a position detector 130. [ The infrared sensor unit 120 may include an infrared ray emitting unit 124, an infrared ray receiving unit 126, and an infrared ray controller 128.

샤프트(110), 적외선 발광부(124), 적외선 수광부(126), 적외선 제어부(128), 위치 검출부(130) 및 솔레노이드 제어부(140)의 구성은, 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 장치(100)의 구성과 동일하므로, 설명의 중복을 피하기 위하여 자세한 설명은 생략한다.The configuration of the shaft 110, the infrared ray emitting unit 124, the infrared ray receiving unit 126, the infrared ray controller 128, the position detector 130, and the solenoid controller 140 is the same as that of the solenoid apparatus 100, the detailed description thereof will be omitted in order to avoid duplication of description.

제어기 인쇄회로기판(250)은 솔레노이드 장치(200)의 상단에 배치될 수 있다. 솔레노이드 장치(200)의 상단은 관통홀(210)을 포함할 수 있다. 관통홀(210)은 샤프트(110)의 상단 방향에 배치되어, 솔레노이드 장치(200)의 내부와 외부를 관통하는 홀일 수 있다. 솔레노이드 장치(200)의 외부에서 관통홀(210)을 바라보면 샤프트(110)의 상단면이 보일 수 있다.The controller printed circuit board 250 may be disposed at the top of the solenoid device 200. The upper end of the solenoid device 200 may include a through hole 210. The through hole 210 may be a hole disposed in the upper direction of the shaft 110 and penetrating the inside and the outside of the solenoid device 200. The top surface of the shaft 110 can be seen when the through hole 210 is viewed from the outside of the solenoid device 200.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적외선 발광부(124), 적외선 수광부(126), 적외선 제어부(128), 위치 검출부(130) 및 솔레노이드 제어부(140)는 제어기 인쇄회로기판(250)에 배치될 수 있다. 적외선 발광부(124)와 적외선 수광부(126)은 관통홀(210)을 통해서 솔레노이드 장치(200)의 내부로 삽입되도록 제어기 인쇄회로기판(250)의 하단에 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the infrared ray emitting unit 124, the infrared ray receiving unit 126, the infrared ray controlling unit 128, the position detecting unit 130 and the solenoid controlling unit 140 are disposed on the controller printed circuit board 250 . The infrared ray emitting portion 124 and the infrared ray receiving portion 126 may be disposed at the lower end of the controller printed circuit board 250 so as to be inserted into the solenoid device 200 through the through hole 210.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 장치(200)은 솔레노이드 위치 센서(205)와 솔레노이드 제어부(140)이 모두 하나의 제어기 인쇄회로기판에 배치될 수 있으므로, 본 발명의 한 실시예에 따른 솔레노이드 장치(100)에 비하여 추가적인 적외선 센서 인쇄회로기판(122)이 불필요하게 된다.Since the solenoid position sensor 205 and the solenoid control unit 140 can be disposed on one controller printed circuit board according to another embodiment of the present invention, An additional infrared sensor printed circuit board 122 is unnecessary compared to the infrared sensor printed circuit board 100 shown in FIG.

도 5은 본 발명에 따른 샤프트의 위치에 따른 적외선 센서부의 출력 전압을 나타내는 그래프이다. 5 is a graph showing an output voltage of the infrared sensor unit according to the position of the shaft according to the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 위치 센서는 샤프트의 상단과 적외선 센서부의 거리에 따라 출력되는 감지 신호의 크기를 바탕으로 샤프트의 상대적인 위치를 검출할 수 있다.The solenoid position sensor according to the embodiment of the present invention can detect the relative position of the shaft based on the magnitude of the sensing signal output according to the distance between the upper end of the shaft and the infrared sensor unit.

도 5에 도시된 그래프는, 샤프트의 상단과 적외선 센서부의 상대적인 거리(air gap)에 따른 전압 신호 형태의 감지 신호의 크기(sensing voltage)를 나타낸다. 도 5에 도시된 그래프는 하나의 예시에 불과하며, 거리에 따른 전압 신호의 크기가 이에 한정되지 않는다.The graph shown in FIG. 5 shows the sensing voltage of the sensing signal in the form of a voltage signal according to the air gap between the upper end of the shaft and the infrared sensor unit. The graph shown in Fig. 5 is only one example, and the magnitude of the voltage signal along the distance is not limited thereto.

도 5에 도시된 그래프를 참조하면, 샤프트와 적외선 센서부의 거리가 멀어질수록 감지되는 전압 신호의 크기가 선형적 경향을 보이면서 감소하는 것이 도시되어 있다. 따라서, 솔레노이드 위치 센서는 감지되는 전압 신호의 크기를 바탕으로, 샤프트와 적외선 센서부의 거리를 추정할 수 있다.Referring to the graph shown in FIG. 5, it is shown that as the distance between the shaft and the infrared sensor increases, the magnitude of the sensed voltage signal decreases linearly. Therefore, the solenoid position sensor can estimate the distance between the shaft and the infrared sensor portion based on the magnitude of the voltage signal to be sensed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

10: 종래의 솔레노이드 장치
100, 200: 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 장치
105, 205: 솔레노이드 위치 센서
110: 샤프트
120: 적외선 센서부
122: 적외선 센서 인쇄회로기판
124: 적외선 발광부
126: 적외선 수광부
128: 적외선 제어부
130: 위치 검출부
140: 솔레노이드 제어부
150, 170: 제어기 인쇄회로기판10: Conventional solenoid device
100, 200: a solenoid device according to the embodiment of the present invention
105, 205: Solenoid position sensor
110: shaft
120: Infrared sensor unit
122: Infrared sensor printed circuit board
124: Infrared ray emitting portion
126: Infrared ray detector
128: Infrared ray control unit
130:
140: Solenoid control unit
150, 170: Controller printed circuit board

Claims (10)

솔레노이드 장치의 샤프트의 위치를 검출하는 센서에 있어서,
적외선을 방사하고 상기 방사된 적외선 중에서 상기 샤프트 상단에서 반사되어 되돌아온 적외선을 감지하고 상기 감지된 적외선의 양을 가리키는 감지 신호를 출력하는 적외선 센서부; 및
상기 출력된 감지 신호를 바탕으로 상기 적외선 센서부와 상기 샤프트의 상대적인 위치를 판단하는 위치 검출부를 포함하는,
솔레노이드 위치 센서.A sensor for detecting the position of a shaft of a solenoid device,
An infrared sensor unit for emitting an infrared ray, detecting an infrared ray reflected from an upper end of the shaft in the radiated infrared ray, and outputting a detection signal indicating an amount of the detected infrared ray; And
And a position detector for determining a relative position of the infrared sensor unit and the shaft based on the output sensed signal.
Solenoid position sensor. 제1항에 있어서,
상기 적외선 센서부는,
상기 샤프트의 상단에서 배치된 반사체에서 반사되어 되돌아오는 적외선을 감지하는,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 1,
The infrared sensor unit includes:
A reflector disposed at an upper end of the shaft,
Solenoid position sensor. 제1항에 있어서,
상기 적외선 센서부는,
상기 적외선을 방사하는 적외선 발광부;
상기 적외선 발광부에서 방사된 적외선 중에서 상기 샤프트의 상단에서 반사되어 되돌아오는 적외선을 감지하는 적외선 감지부; 및
상기 감지된 적외선의 양에 따른 크기를 가지는 상기 감지 신호를 출력하는 적외선 제어부; 를 포함하는,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 1,
The infrared sensor unit includes:
An infrared light emitting unit for emitting infrared light;
An infrared ray detecting unit for detecting an infrared ray reflected from an upper end of the shaft among the infrared rays radiated from the infrared ray emitting unit and returning; And
An infrared ray controller for outputting the sensing signal having a magnitude corresponding to the sensed amount of infrared rays; / RTI >
Solenoid position sensor. 제1항에 있어서,
상기 감지 신호는,
전류 신호 또는 전압 신호 중에서 어느 하나인,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 1,
The sensing signal may comprise:
Which is one of a current signal and a voltage signal,
Solenoid position sensor. 제1항에 있어서,
상기 감지 신호는,
상기 솔레노이드의 상단과 상기 적외선 센서부의 거리에 반비례하는 크기를 가지는 신호인,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 1,
The sensing signal may comprise:
Wherein a signal having a magnitude in inverse proportion to a distance between an upper end of the solenoid and the infrared sensor unit,
Solenoid position sensor. 제1항에 있어서,
상기 위치 검출부는,
사전에 정의된 상기 감지 신호의 크기에 따른 거리 관계를 이용하여, 상기 출력된 감지 신호에 따른 상기 샤프트와 상기 적외선 센서부의 상기 상대적인 위치를 판단하되,
상기 상대적인 위치는, 상기 샤프트와 상기 적외선 센서부 사이의 거리를 가리키는,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 1,
Wherein,
Determining the relative position of the shaft and the infrared sensor unit according to the output sensed signal by using a distance relation according to a magnitude of the sensing signal defined in advance,
Wherein the relative position indicates a distance between the shaft and the infrared sensor unit,
Solenoid position sensor. 제6항에 있어서,
상기 위치 검출부는,
상기 감지 신호의 크기가 클 수록 상기 샤프트와 상기 적외선 센서부는 가까운 거리에 있는 것으로 판단하는,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 6,
Wherein,
And determining that the shaft and the infrared sensor unit are close to each other as the magnitude of the sensing signal increases,
Solenoid position sensor. 제6항에 있어서,
상기 위치 검출부는,
상기 감지 신호의 크기가 작을 수록 상기 샤프트와 상기 적외선 센서부는 먼 거리에 있는 것으로 판단하는,
솔레노이드 위치 센서.The method according to claim 6,
Wherein,
And determining that the shaft and the infrared sensor unit are at a distance from each other as the size of the sensing signal is smaller,
Solenoid position sensor. 샤프트;
상기 샤프트의 상하 운동을 솔레노이드의 출력을 이용하여 제어하는 솔레노이드 제어부; 및
제1항 내지 제9항에 중에서 어느 한 항에 따른 상기 샤프트의 위치를 검출하는 솔레노이드 위치 센서;를 포함하되,
상기 솔레노이드 제어부와 상기 솔레노이드 위치 센서에 포함된 위치 검출부는 동일한 제어기 인쇄회로기판에 배치되는,
솔레노이드 장치.shaft;
A solenoid control unit for controlling the up and down movement of the shaft by using the output of the solenoid; And
A solenoid position sensor for detecting a position of the shaft according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the solenoid control part and the position detection part included in the solenoid position sensor are disposed on the same controller printed circuit board,
Solenoid device. 제9항에 있어서,
상기 솔레노이드 제어부와 상기 솔레노이드 위치 센서는,
상기 제어기 인쇄회로기판에 같이 배치되고,
상기 제어기 인쇄회로기판은,
상기 솔레노이드 장치의 외부 상부면에 배치되는,
솔레노이드 장치. 10. The method of claim 9,
The solenoid control unit and the solenoid position sensor may include a solenoid-
A controller disposed on the controller printed circuit board,
The controller printed circuit board comprising:
A solenoid device disposed on an outer upper surface of the solenoid device,
Solenoid device.
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