KR100255645B1 - 엔코더일체형모터 - Google Patents

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KR100255645B1
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윤종용
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Abstract

모터의 회전각을 광학적으로 검출하기 위한 엔코더(Encoder)가 일체로 구비된 엔코더 일체형 모터가 개시되어 있다.
이 개시된 엔코더 일체형 모터는 하우징과, 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되며 그 회전축을 중심으로 회전되는 회전자와, 회전자를 감싸도록 하우징에 설치되는 고정자와, 회전자의 회전수를 측정하는 엔코더를 구비하며, 엔코더는 회전자의 외주를 감싸도록 설치되며 교대로 배치된 반사부와 비반사부를 갖는 띠형의 패턴부와, 하우징에 설치되며 패턴부에 광을 조사하고 회전자의 회전에 따라 반사부에서 반사된 광을 검출하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엔코더 일체형 모터{Encoder integrated motor}
본 발명은 모터의 회전각을 광학적으로 검출하기 위한 엔코더(Encoder)가 일체로 구비된 엔코더 일체형 모터에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 그 회전축을 중심으로 회전되는 회전자와, 상기 회전자를 감싸도록 설치되는 고정자와, 상기 회전자의 회전수를 측정하는 엔코더로 이루어진다.
상기 엔코더는 상기 회전축에 설치되는 패턴판과, 상기 패턴판에 광을 조사하는 광원과, 상기 패턴판에서 선택적으로 반사되는 광을 수광하는 광검출기를 포함하여, 상기 광검출기의 검출신호로부터 상기 회전자의 회전수를 검출한다.
상기 패턴판에는 그 원주를 따라 반사부와 비반사부가 교대로 배치된다. 그러므로 상기 모터의 회전에 따라 상기 반사부에서 광이 반사되는 횟수를 계수하면, 모터의 회전수를 알 수 있다.
또한, 상기 광검출기에서의 검출신호는 교류 전류 신호가 되므로, 상기 전류신호의 주기를 측정하면, 상기 모터의 회전속도를 알 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 엔코더는 회전자의 회전축에 그 패턴판이 설치되므로, 엔코더를 구비하는 모터의 크기를 줄이는데 한계가 있다.
또한, 상기 회전자가 안정되게 회전될 수 있도록, 상기 패턴판은 정밀하게 제작되어야 하므로, 이에 따라 제조 단가가 높은 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소형화가 가능하고 가격이 저렴한 엔코더 일체형 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엔코더 일체형 모터를 보인 사시도,
도 2는 도 1의 센서부의 다른 실시예를 개략적으로 보인 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
3...하우징 5...회전자
5a...회전축 7...고정자
10...엔코더 11...패턴부
11a...반사부 11b...비반사부
20...센서부 21...광원
23,29...회로부 25,28...광검출기
26...표면광 레이저 27...홀로그램소자
30...기판
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하우징과; 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 그 회전축을 중심으로 회전되는 회전자와; 상기 회전자를 감싸도록 상기 하우징에 설치되는 고정자와; 상기 회전자의 회전수를 측정하는 엔코더;를 구비하는 엔코더 일체형 모터에 있어서, 상기 엔코더는, 상기 회전자의 외주를 감싸도록 설치되며, 교대로 배치된 반사부와 비반사부를 갖는 띠형의 패턴부와; 상기 하우징에 설치되며, 상기 패턴부에 광을 조사하고 상기 회전자의 회전에 따라 상기 반사부에서 반사된 광을 검출하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 일체형 모터를 보인 사시도이다.
도면을 참조하면, 엔코더 일체형 모터는 하우징(3)과, 상기 하우징(3)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 회전축(5a)을 중심으로 회전되는 회전자(5)와, 상기 회전자(5)를 감싸도록 상기 하우징(3)에 설치되는 고정자(7)와, 상기 회전자(5)의 회전수를 측정하는 엔코더(10)를 포함하여 구성된다.
상기 엔코더(10)는 교대로 배치된 반사부(11a)와 비반사부(11b)를 갖는 패턴부(11)와, 상기 반사부(11a)에서 반사된 광을 검출하는 센서부(20)를 포함한다.
상기 패턴부(11)는 띠형으로써, 상기 회전자(5)의 외주를 감싸도록 설치되며, 상기 반사부(11a) 및 비반사부(11b)는 등간격으로 배치된다.
상기 센서부(20)의 일 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 패턴부(11)에 소정 각도로 광이 조사되도록 상기 하우징(3)에 설치되는 광원(21)과, 상기 광원(21)의 일측에 설치되어, 상기 광원(21)에서 출사되고 상기 반사부(11a)에서 반사된 광을 검출하는 광검출기(25)와, 상기 광검출기(25)의 검출신호로부터 상기 회전자(5)의 회전수 및 회전속도를 측정하는 회로부(23)를 포함한다.
상기 광원(21)는 발광 다이오드와, 모서리 발광레이저 또는 표면광 레이저로 된 반도체 레이저를 채용할 수 있다.
여기서, 상기 광원(21)으로 발광 다이오드를 채용하는 경우에는 상기 광원(21)과 패턴부(11) 사이의 광경로 상에 광원(21)에서 출사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(미도시)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원(21)과 패턴부(11) 사이에 상기 광원(21)에서 출사된 광을 상기 패턴부(11) 상에 집속시키는 집속렌즈(미도시)를 더 구비할 수 있다.
한편, 도 2는 상기 센서부(20)의 다른 실시예를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 센서부(20)는 일체형으로 패키지화 한 것에 특징이 있다. 이때, 이 센서부(20)는 기판(30)과, 상기 기판(30) 상에 설치되며 광을 생성 출사하는 표면광 레이저(26)와, 상기 표면광 레이저(26)와 패턴부(11) 사이에 배치되는 홀로그램소자(27)와, 상기 기판(30) 상에 상기 표면광 레이저(26)의 일측에 설치되는 광검출기(28)와, 회로부(29)를 포함하여 구성된다.
상기 표면광 레이저(26)는 반도체 물질층의 적층 방향으로 광을 출사하는 반도체 레이저이다.
상기 홀로그램소자(27)는 상기 표면광 레이저(26)를 감싸도록 상기 기판(30) 상에 설치된 캡부재(31)에 의해 상기 기판(30) 상에 결합 설치되며, 상기 표면광 레이저(26)쪽에서 입사되는 광은 직진 통과시키고, 상기 반사부(11a)에서 반사되어 입사되는 광은 소정 각도로 회절 통과시켜 상기 광검출기(28)를 향하도록 한다.
이와 같이 패키지화된 상기 센서부(20)는 상기 모터의 하우징(3)에 쉽게 설치될 수 있다.
한편, 상기 회로부(29)는 상기 광검출기(28)의 검출 신호로부터 회전자(5)의 회전수 및 회전 속도를 측정한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 엔코더 일체형 모터에서 상기 패턴부(11)에서 반사되는 광의 횟수 및 주기를 측정하면, 회전자(7)의 회전수 및 회전속도를 알 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 엔코더 일체형 모터는 회전자의 외주를 따라 띠형의 패턴부를 설치하고, 상기 하우징에 센서부를 설치함으로써, 소형화가 가능하며, 제조 원가를 낮출 수 있다.
그리고, 홀로그램소자를 채용하여, 상기 센서부를 패키지화함으로써 그 구조를 더욱 간단히 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 하우징과; 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 그 회전축을 중심으로 회전되는 회전자와; 상기 회전자를 감싸도록 상기 하우징에 설치되는 고정자와; 상기 회전자의 회전수를 측정하는 엔코더;를 구비하는 엔코더 일체형 모터에 있어서,
    상기 엔코더는,
    상기 회전자의 외주를 감싸도록 설치되며, 교대로 배치된 반사부와 비반사부를 갖는 띠형의 패턴부와; 상기 하우징에 설치되며, 상기 패턴부에 광을 조사하고 상기 회전자의 회전에 따라 상기 반사부에서 반사된 광을 검출하는 센서부;를 포함하며,
    상기 센서부는,
    기판과; 상기 기판에 설치되며, 광을 생성 출사하는 광원과; 상기 광원과 패턴부 사이에 배치되며, 상기 광원쪽에서 입사되는 광은 직진 통과시키고 상기 반사부에서 반사된 광은 회절 통과시키는 홀로그램소자와; 상기 기판 상의 상기 광원 일측에 설치되며, 상기 반사부에서 반사되고 상기 홀로그램소자를 경유한 광을 검출하는 광검출기와; 상기 광검출기의 검출신호로부터 상기 회전자의 회전수 및 회전 속도를 측정하는 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔코더 일체형 모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원은 반도체 물질층의 적층방향으로 광을 출사하는 표면광 레이저인 것을 특징으로 하는 엔코더 일체형 모터.
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