KR101229449B1 - Rotary Encoder - Google Patents

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KR101229449B1 KR1020110012988A KR20110012988A KR101229449B1 KR 101229449 B1 KR101229449 B1 KR 101229449B1 KR 1020110012988 A KR1020110012988 A KR 1020110012988A KR 20110012988 A KR20110012988 A KR 20110012988A KR 101229449 B1 KR101229449 B1 KR 101229449B1
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Abstract

본 발명은 로터리 엔코더에 관한 것으로, 발광소자와 수광소자를 몸체의 외부에 설치하고, 아울러 회전디스크를 고정시키기 위해 몸체에 내설되는 회전체를 자력에 의해 회전시키도록 구성함으로써, 로터리 엔코더의 사용 온도범위를 확장시킬 수 있고, 발광소자가 몸체 외부에 설치가능하므로 로터리 엔코더의 전체 수명을 연장시킬 수 있으며, 방수 및 방유가 가능하므로 장시간 사용에 대해서도 정확한 신호검출이 가능하도록 하는 것에 그 목적이 있으며, 이러한 목적은 밀폐된 하우징에 고정가능하게 내설된 고정체와, 상기 고정체에 베어링을 개재시켜 회전가능하게 연결 구비되는 회전체와, 상기 회전체의 일단 외주면에 판상으로 형성되어 고정되되, 판상에는 상기 하우징의 외부에 설치된 발광소자로부터 전송되는 광(빛)을 전파가능하도록 일단이 하우징의 내부로 관통되어 전면에 위치된 발광용광파이버로부터 전파된 빛을 통과 및 박음을 반복시킬 수 있도록 원주방향으로 일정 간격 다수의 발광슬릿이 형성되어 구비되는 회전디스크와, 상기 고정체에 고정 설치되는 것에 의해 상기 회전디스크 배면에 전면이 위치되도록 설치되어 상기 회전디스크의 슬릿을 통과한 광을 통과시키도록 수광슬릿을 형성하여 구비되는 고정마스크와, 상기 고정마스크의 배면에 위치되도록 일단이 하우징의 내부로 관통되어 상기 하우징의 외부에 설치된 수광소자측으로 고정마스크의 수광슬릿을 통과한 광을 전파가능하도록 구비되는 수광용광파이버와, 상기 하우징의 타면에 일단이 비접촉되도록 근접되고 타단은 모터의 회전축에 고정 연결되어 모터가 구동하는 것에 대응되게 자력에 의해 회전체를 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전력전달수단과, 상기 수광소자에서 출력된 아날로그신호를 기준전압과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 하우징의 외부에 구비되는 회로기판을 포함하여 이루어진 것에 의해 달성된다.The present invention relates to a rotary encoder, the light emitting element and the light receiving element is installed on the outside of the body, and also configured to rotate the rotating body built in the body by the magnetic force to fix the rotating disk, the use temperature of the rotary encoder Its purpose is to extend the range and extend the overall life of the rotary encoder as the light emitting device can be installed outside the body, and to enable accurate signal detection even for long time use as it is waterproof and oilproof. This object is fixed to the hermetic housing in the sealed housing, the rotating body is rotatably connected via a bearing on the fixed body, and formed on the outer peripheral surface of one end of the rotating body is formed in a plate shape and fixed, To propagate light (light) transmitted from a light emitting element installed outside the housing; A rotating disk having a plurality of light emitting slits formed at regular intervals in a circumferential direction so that the stage penetrates into the housing and repeats the passage and the lapse of the light propagated from the light emitting optical fiber located in front of the housing; The fixed mask is installed so that the front surface is positioned on the rear surface of the rotating disk to form a light receiving slit so as to pass the light passing through the slit of the rotating disk, and one end of the fixed mask is positioned on the rear surface of the fixed mask. A light-receiving optical fiber provided to be able to propagate through the light-receiving slit of the fixed mask and penetrate the inside of the housing to the light-receiving element side of the housing; It is fixedly connected to the rotating shaft and rotates the rotating body by magnetic force to correspond to the driving of the motor. The circuit board is provided on the outside of the housing is provided with a rotational force transmission means is provided so as to enable amplification, and an amplifier for amplifying the digital signal output from the comparator for converting the analog signal output from the light-receiving element into a digital signal compared to the reference voltage It is achieved by including the made.

Figure R1020110012988
Figure R1020110012988

Description

로터리 엔코더{Rotary Encoder}Rotary Encoder

본 발명은 로터리 엔코더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광소자와 수광소자를 몸체의 외부에 설치하고, 아울러 회전디스크를 고정시키기 위해 몸체에 내설되는 회전체를 자력에 의해 회전시키도록 구성함으로써, 로터리 엔코더의 사용 온도범위를 확장시킬 수 있고, 발광소자가 몸체 외부에 설치가능하므로 로터리 엔코더의 전체 수명을 연장시킬 수 있으며, 방수 및 방유가 가능하므로 장시간 사용에 대해서도 정확한 신호검출이 가능하도록 한 로터리 엔코더에 관한 것이다.
The present invention relates to a rotary encoder, and more particularly, by installing a light emitting element and a light receiving element on the outside of the body, and configured to rotate by a magnetic force a rotating body installed in the body to fix the rotating disk, It can extend the operating temperature range of the encoder, and the light emitting device can be installed outside the body to extend the life of the rotary encoder, and it is waterproof and oilproof so that it can detect the signal even for long time use. It is about.

주지하는 바와 같이 로터리 엔코더(Rotary Encoder)는 로봇, 공장자동화기기 및 공작기기 등에 널리 사용되고 있다. As is well known, rotary encoders are widely used in robots, factory automation equipment, and machine tools.

이러한, 로터리 엔코더는 하우징에 내설되어 회전하는 물체의 회전수를 검출가능하도록 빛을 발광하는 발광센서와 발광되어진 빛을 수광하는 수광센서로 이루어져 제어회로에 연결되어 회전수를 검출하도록 구성된다.The rotary encoder is composed of a light emitting sensor for emitting light and a light receiving sensor for receiving the emitted light so as to detect the rotational speed of the rotating object in the housing.

즉, 종래의 일반적인 로터리 엔코더(10)는 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 발광소자(11)와, 상기 발광소자(11)에서 방출된 광이 통과되는 다수개의 회전슬릿(미도시함)이 원주를 따라 일정 간격으로 형성되어 회전하는 샤프트에 연결된 디스크 지지부(13)에 고정되는 것에 의해 회전가능하게 구비되는 디스크(12)와, 상기 디스크(12)의 회전슬릿을 통과한 광이 통과가능하도록 고정슬릿(미도시함)이 형성되어 구비되는 마스크(14)와, 상기 마스크(14)의 고정슬릿을 통과한 광을 감지하여 아날로그신호로 변환시키는 수광소자(15)와, 상기 마스크(14)를 지지하고, 상기 수광소자(15)를 고정시키는 마스크지지부(16)와, 상기 수광소자(15)에서 출력된 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기(미도시함)로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기(미도시함)가 실장되어 회로기판 지지부(17)에 의해 지지되어 구비되는 회로기판(18)과, 상기 마스크 지지부(16)와 회로기판 지지부(17)를 고정시키는 프레임(19)과, 상기 프레임(19)에 고정된 한 쌍의 베어링(20)과, 상기 베어링(20)에 지지되고, 일단이 모터(21)의 샤프트(22)와 결합되는 커플링(23)의 타단에 일단이 연결되며, 타단은 디스크 지지부(13)와 결합되는 샤프트(24)로 구성된다
That is, the conventional rotary encoder 10 has a light emitting device 11 and a plurality of rotating slits (not shown) through which light emitted from the light emitting device 11 passes, as shown in FIG. 1. The disk 12 is rotatably provided by being fixed to the disk support 13 connected to the rotating shaft, which is formed at regular intervals along the circumference, and light passing through the rotating slit of the disk 12 can pass therethrough. A mask 14 having a fixed slit (not shown) formed thereon, a light receiving element 15 for detecting light passing through the fixed slit of the mask 14 and converting the light into an analog signal, and the mask 14 ) And a comparator (not shown) for converting an analog signal output from the light receiving element 15 into a digital signal by comparing the analog signal output from the light receiving element 15 with a reference voltage Vref. Digital signal output from A circuit board 18 mounted with an amplifier (not shown) for amplification and supported by a circuit board support 17, and a frame 19 for fixing the mask support 16 and the circuit board support 17. And a pair of bearings 20 fixed to the frame 19 and the other end of the coupling 23 supported by the bearings 20 and having one end coupled to the shaft 22 of the motor 21. One end is connected, the other end is composed of a shaft 24 coupled with the disc support 13

이와 같이 구성된 종래의 일반적인 로터리 엔코더의 작동은 먼저, 전원(Vcc)이 인가되어 상기 발광소자(11)가 광을 방출하면 상기 방출된 광은 엔코더 샤프트(24)와 함께 회전하는 디스크(12)의 회전슬릿을 통과한 다음 마스크(14)의 고정슬릿을 통과하여 수광소자(15)에 도달한다.The operation of a conventional rotary encoder configured as described above is performed by first applying a power supply (Vcc) so that the light emitting element 11 emits light, and the emitted light is rotated together with the encoder shaft 24 of the disk 12. After passing through the rotating slit and passing through the fixed slit of the mask 14 to reach the light receiving element (15).

그후, 상기 수광소자(15)는 상기 발광소자(11)에서 방출된 광을 감지하여 아날로그신호로 변환시킨 다음 상기 아날로그신호를 비교기로 출력시키고, 상기 비교기는 입력된 상기 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시킨 다음 증폭기로 출력시키고, 상기 증폭기는 입력된 상기 디지털신호를 증폭시켜 출력시킨다.Thereafter, the light receiving element 15 detects the light emitted from the light emitting element 11, converts the light into an analog signal, and then outputs the analog signal to a comparator. The comparator converts the input analog signal to a reference voltage Vref. The digital signal is converted into a digital signal and then output to an amplifier, and the amplifier amplifies and outputs the input digital signal.

상기와 같이 출력된 디지털신호는 로터리 엔코더가 사용되는 기기(도시되지 않음)의 제어부로 입력되어 상기 제어부의 판단 자료로 이용된다.
The digital signal output as described above is input to a controller of a device (not shown) in which a rotary encoder is used, and is used as judgment data of the controller.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 일반적인 로터리 엔코더는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional rotary encoder configured as described above has the following problems.

첫 번째로는, 상기한 바와 같이 발광소자가 프레임 내부에 설치되므로, 발광소자의 고장시 로터리 엔코더를 전체적으로 교체하여야 하므로 로터리 엔코더의 수명이 단축될 수 밖에 없는 문제점이 있었다. First, since the light emitting device is installed inside the frame as described above, when the light emitting device fails, the rotary encoder must be replaced as a whole, thereby reducing the life of the rotary encoder.

두 번째로는, 상기한 바와 같이 구성된 로터리 엔코더는 온도 변화에 민감한 발광소자와 수광소자가 프레임에 내설되므로, 로터리 엔코더의 사용 온도범위 즉, -20도 에서 +85도 사이에서 한정적으로 밖에 사용할 수 없는 문제점이 있었다. Secondly, since the rotary encoder configured as described above has a light emitting element and a light receiving element which are sensitive to temperature change in the frame, the rotary encoder can be used only outside the operating temperature range of the rotary encoder, that is, between -20 and +85 degrees. There was no problem.

세 번째로는, 상기한 바와 같이 구성된 로터리 엔코더는 샤프트에 베어링이 결합되어 구성되므로, 베어링 결합시 정확도가 떨어져 동심도가 맞지 않아 베어링에 많은 부하가 발생되고, 그로 인하여 베어링의 수명도 짧아지고 아울러 전압의 전기적 신호로 출력되어 장거리 전송이 불가능할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.Third, since the rotary encoder configured as described above is composed of a bearing coupled to the shaft, the bearing is coupled with poor accuracy, and concentricity does not match, causing a lot of load on the bearing, thereby shortening the life of the bearing and voltage. There was a problem that the long distance transmission is impossible to be output as an electrical signal of.

그리고 네 번째로는, 상기한 바와 같이 구성된 로터리 엔코더는 샤프트의 설치로 인하여 완전하게 밀폐되지 않아 수분 또는 기름 등이 존재하는 환경에서의 사용시에는 수분 또는 기름 등이 내부로 유입되므로 인해 디스크와 마스크에 흡착되어 결국 정상적인 신호검출이 불가능할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
And fourthly, the rotary encoder configured as described above is not completely sealed due to the installation of the shaft, so when used in an environment where water or oil is present, moisture or oil is introduced into the disk and the mask. There was a problem that the adsorption is eventually impossible to detect the normal signal.

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 발광소자와 수광소자 그리고 수광소자에서 출력된 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 회로기판 지지부에 의해 지지되어 구비되는 회로기판을 몸체의 외부에 설치하고, 회전디스크를 고정시키기 위해 몸체에 내설되는 회전체를 자력에 의해 회전시키도록 하여 몸체를 밀폐가능하게 구성함으로써, 수분 또는 기름 등이 존재하는 환경에서의 사용시 수분 또는 기름 등이 내부로 유입되지 않아 정상적인 신호검출이 가능하도록 함과 아울러 샤프트에 직접적으로 베어링을 개재시키지 않는 구조로 이루어져 있어 베어링 결합시 정확도가 종래의 샤프트 결합에 비하여 상승되어 동심도 맞아 베어링에서의 부하 발생이 적어 베어링의 수명도 연장될 뿐만 아니라 신호출력도 장거리 전송이 가능하도록 한 로터리 엔코더를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and compares the analog signal output from the light emitting device, the light receiving device and the light receiving device with a reference voltage (Vref) to convert the digital signal output from the comparator An amplifier to be amplified is mounted on the outside of the body, which is supported and supported by the circuit board support, and the body can be sealed by rotating the rotating body installed in the body by magnetic force to fix the rotating disk. When using in an environment where water or oil is present, it is possible to detect the normal signal because water or oil does not flow into the inside and does not interpose the bearing directly to the shaft. Is raised compared to the conventional shaft coupling to match concentricity To provide a rotary encoder, as well as less load generated in the bearing to extend the life of the bearing is also the output signal also to enable long-distance transmission it is an object.

또한, 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 또 다른 목적은 발광소자와 수광소자 그리고 수광소자에서 출력된 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 회로기판 지지부에 의해 지지되어 구비되는 회로기판을 몸체의 외부에 설치하고, 회전디스크를 고정시키기 위해 몸체에 내설되는 회전체를 자력에 의해 회전시키도록 하여 몸체를 밀폐가능하게 구성함으로써, 발광소자의 고장시 몸체 외부에 설치되는 발광소자만을 교체하면 되므로 로터리 엔코더의 수명을 연장시킬 수 있고, 온도 변화에 민감한 발광소자와 수광소자가 몸체 외부에 설치되므로, 로터리 엔코더의 사용 온도범위를 종래에 비하여 확장시킬 수 있도록 한 로터리 엔코더를 제공함에 있다.
In addition, another object of the present invention devised to solve the above-mentioned problem is a digital output from the comparator for converting the analog signal output from the light emitting device, the light receiving device and the light receiving device to a digital signal compared to the reference voltage (Vref) An amplifier for amplifying a signal is mounted to install a circuit board provided and supported by a circuit board supporter on the outside of the body, and to seal the body by rotating the rotating body installed in the body by magnetic force to fix the rotating disk. In this configuration, when the light emitting device fails, only the light emitting device installed outside the body can be replaced, thereby extending the life of the rotary encoder, and since the light emitting device and the light receiving device sensitive to temperature change are installed outside the body, Provides rotary encoders to extend the operating temperature range It's in the ship.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전하는 물체의 회전수를 검출가능하도록 한 로터리 엔코더에 있어서, 밀폐된 하우징에 고정가능하게 내설된 고정체와, 상기 고정체에 베어링을 개재시켜 회전가능하게 연결 구비되는 회전체와, 상기 회전체의 일단 외주면에 판상으로 형성되어 고정되되, 판상에는 상기 하우징의 외부에 설치된 발광소자로부터 전송되는 광(빛)을 전파가능하도록 일단이 하우징의 내부로 관통되어 전면에 위치된 발광용광파이버로부터 전파된 빛을 통과 및 박음을 반복시킬 수 있도록 원주방향으로 일정 간격 다수의 발광슬릿이 형성되어 구비되는 회전디스크와, 상기 고정체에 고정 설치되는 것에 의해 상기 회전디스크 배면에 전면이 위치되도록 설치되어 상기 회전디스크의 슬릿을 통과한 광을 통과시키도록 수광슬릿을 형성하여 구비되는 고정마스크와, 상기 고정마스크의 배면에 위치되도록 일단이 하우징의 내부로 관통되어 상기 하우징의 외부에 설치된 수광소자측으로 고정마스크의 수광슬릿을 통과한 광을 전파가능하도록 구비되는 수광용광파이버와, 상기 하우징의 타면에 일단이 비접촉되도록 근접되고 타단은 모터의 회전축에 고정 연결되어 모터가 구동하는 것에 대응되게 자력에 의해 회전체를 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전력전달수단과, 상기 수광소자에서 출력된 아날로그신호를 기준전압과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 하우징의 외부에 구비되는 회로기판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary encoder capable of detecting a rotational speed of a rotating object, the rotary encoder being rotatably embedded in a sealed housing and rotatably interposed therebetween. The rotating body is connected to, and is formed and fixed in the form of a plate on one end of the outer peripheral surface of the rotating body, the one end is penetrated into the housing so as to propagate light (light) transmitted from the light emitting element installed on the outside of the housing A rotating disk provided with a plurality of light emitting slits formed at predetermined intervals in a circumferential direction so as to repeat passing and squeezing the light propagated from the light emitting optical fiber located on the front surface, and the rotating disk being fixed to the fixing body The light receiving slit is installed so that the front surface is located at the rear side to pass the light passing through the slit of the rotating disk. And a light receiving mask provided at one end of the fixing mask so as to be positioned on a rear surface of the fixing mask, and capable of propagating light passing through the light receiving slit of the fixing mask to a light receiving element installed outside the housing. An optical fiber, rotational force transmitting means which is close to the other surface of the housing so as to be in non-contact, and the other end is fixedly connected to the rotational shaft of the motor so as to rotate the rotating body by magnetic force corresponding to the driving of the motor, and the light receiving element And an amplifier for amplifying the digital signal output from the comparator for converting the analog signal output from the digital signal to the reference voltage is mounted, characterized in that it comprises a circuit board provided on the outside of the housing.

또한, 상기한 발광용광파이버와 회전디스크 사이에는 평행광선을 형성시키기 위해 하우징에 고정된 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
In addition, the collimator lens (Collimator Lens) is fixed to the housing to form a parallel beam between the light emitting optical fiber and the rotating disk is characterized in that it is further provided.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 로터리 엔코더에 따르면, 발광소자와 수광소자 그리고 수광소자에서 출력된 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 회로기판 지지부에 의해 지지되어 구비되는 회로기판을 몸체의 외부에 설치하고, 회전디스크를 고정시키기 위해 몸체에 내설되는 회전체를 자력에 의해 회전시키도록 하여 몸체를 밀폐가능하게 구성함으로써, 수분 또는 기름 등이 존재하는 환경에서의 사용시 수분 또는 기름 등이 내부로 유입되지 않아 정상적인 신호검출이 가능하도록 함과 아울러 샤프트에 직접적으로 베어링을 개재시키지 않는 구조로 이루어져 있어 베어링 결합시 정확도가 종래의 샤프트 결합에 비하여 상승되어 동심도 맞아 베어링에서의 부하 발생이 적어 베어링의 수명도 연장될 뿐만 아니라 신호출력도 장거리 전송할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the rotary encoder according to the present invention, an amplifier for amplifying a digital signal output from a comparator for converting an analog signal output from the light emitting device, the light receiving device, and the light receiving device into a digital signal in comparison with a reference voltage (Vref) Is mounted on the outside of the body to be mounted and supported by the circuit board support, and the body is configured to be sealed by rotating the rotating body built in the body by magnetic force to fix the rotating disk. When using in an environment where water or oil is present, it is possible to detect normal signals because water or oil does not flow into the inside and does not interpose bearings directly on the shaft. Raised compared to the shaft coupling, so it is also concentric This load occurs in the down has the effect that long-distance transfer signal output, as well as to extend the bearing life even.

또한, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 로터리 엔코더에 따르면, 발광소자와 수광소자 그리고 수광소자에서 출력된 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 회로기판 지지부에 의해 지지되어 구비되는 회로기판을 몸체의 외부에 설치하고, 회전디스크를 고정시키기 위해 몸체에 내설되는 회전체를 자력에 의해 회전시키도록 하여 몸체를 밀폐가능하게 구성함으로써, 발광소자의 고장시 몸체 외부에 설치되는 발광소자만을 교체하면 되므로 로터리 엔코더의 수명을 연장시킬 수 있고, 온도 변화에 민감한 발광소자와 수광소자가 몸체 외부에 설치되므로, 로터리 엔코더의 사용 온도범위를 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, according to the rotary encoder according to the present invention as described above, amplifies the digital signal output from the comparator for converting the analog signal output from the light emitting device, the light receiving device and the light receiving device to a digital signal compared to the reference voltage (Vref) A circuit board mounted on the outside of the body and mounted on the outside of the body by an amplifier mounted thereon to support the circuit board support unit. Therefore, in case of failure of the light emitting device, only the light emitting device installed outside the body can be replaced, thereby extending the life of the rotary encoder, and the light emitting device and the light receiving device sensitive to temperature change are installed outside the body, so that the operating temperature range of the rotary encoder This has the effect of extending.

도 1은 종래의 일반적인 로터리 엔코더의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 로터리 엔코더의 구성을 도시한 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 로터리 엔코더의 회전력전달수단에 포함된 전력전달용회전부재를 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a conventional general rotary encoder.
2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a rotary encoder according to the present invention.
3 is a view showing a power transmission rotating member included in the rotational force transmission means of the rotary encoder according to the present invention.

이하에서는, 본 발명에 따른 로터리 엔코더의 일실시예를 들어 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the rotary encoder according to the present invention will be described in detail.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. First, it should be noted that, in the drawings, the same components or parts have the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the gist of the invention.

첨부된 도면 도 2는 본 발명에 따른 로터리 엔코더의 구성을 도시한 일부 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a rotary encoder according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 로터리 엔코더(100)는, 밀폐된 하우징(110)에 고정가능하게 내설된 고정체(120)와, 상기 고정체(120)에 베어링(130)을 개재시켜 회전가능하게 연결 구비되는 회전체(140)와, 상기 회전체(140)의 일단 외주면에 판상으로 형성되어 고정되되, 판상에는 상기 하우징(110)의 외부에 설치된 발광소자(150)로부터 전송되는 광(빛)을 전파가능하도록 일단이 하우징(110)의 내부로 관통되어 전면에 위치된 발광용광파이버(160)로부터 전파된 빛을 통과 및 박음을 반복시킬 수 있도록 원주방향으로 일정 간격 다수의 발광슬릿(미도시함)이 형성되어 구비되는 회전디스크(170)와, 상기 고정체(140)에 고정 설치되는 것에 의해 상기 회전디스크(170) 배면에 전면이 위치되도록 설치되어 상기 회전디스크(170)의 슬릿을 통과한 광을 통과시키도록 수광슬릿(미도시함)을 형성하여 구비되는 고정마스크(180)와, 상기 고정마스크(180)의 배면에 위치되도록 일단이 하우징(110)의 내부로 관통되어 상기 하우징(110)의 외부에 설치된 수광소자(190)측으로 고정마스크(180)의 수광슬릿을 통과한 광을 전파가능하도록 구비되는 수광용광파이버(200)와, 상기 하우징(110)의 타면에 일단이 비접촉되도록 근접되고 타단은 모터(M)의 회전축(미도시함)에 고정 연결되어 모터(M)가 구동하는 것에 대응되게 자력에 의해 회전체(140)를 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전력전달수단(210)과, 상기 수광소자(190)에서 출력된 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 하우징(110)의 외부에 구비되는 회로기판(220)을 포함하여 이루어진다.As shown, the rotary encoder 100 is rotatable through a stationary body 120 fixedly embedded in the sealed housing 110 and a bearing 130 in the stationary body 120. Rotating body 140 is provided to be connected to, and is formed and fixed in the form of a plate on the outer peripheral surface of the end of the rotating body 140, the light transmitted from the light emitting element 150 installed on the outside of the housing 110 End of the plurality of light emitting slits in a circumferential direction to repeat the passing and repetition of light propagated from the light emitting optical fiber 160 positioned in front of the housing 110 so as to propagate. It is installed so that the front surface is located on the rear surface of the rotating disk 170 by being fixed to the rotating disk 170 and the fixed body 140 is provided to form a slit of the rotating disk 170 Light-receiving chain to pass the light (Not shown) and a fixed mask 180 is provided, and one end penetrates into the housing 110 so as to be located on the rear surface of the fixed mask 180, the light receiving element installed on the outside of the housing 110 The light receiving optical fiber 200 provided to be able to propagate light passing through the light receiving slit of the fixing mask 180 toward the 190, and the other end of the housing 110 is close to the non-contact and the other end of the motor (M). Rotation force transmission means 210 and the light receiving element 190 is fixedly connected to a rotating shaft (not shown) so as to rotate the rotating body 140 by a magnetic force corresponding to the driving of the motor (M) An amplifier for amplifying the digital signal output from the comparator for converting the analog signal output from the analog signal to the reference voltage (Vref) is mounted, and comprises a circuit board 220 provided outside the housing 110. .

여기서, 상기한 발광용광파이버(160)와 회전디스크(170) 사이에는 평행광선을 형성시키기 위해 하우징(110)에 고정된 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)(230)가 더 구비된다. Here, a collimator lens 230 fixed to the housing 110 is further provided between the light emitting optical fiber 160 and the rotating disk 170 to form parallel rays.

또한, 상기한 고정체(120)의 외주면에는 수광용광파이버(200)를 안정되게 안내가능하도록 안내로(200a)가 더 형성되어 구비된다.
In addition, a guide path 200a is further formed on the outer circumferential surface of the fixture 120 to guide the light receiving optical fiber 200 stably.

이하에서, 상기한 본 발명에 따른 로터리 엔코더에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the rotary encoder according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 로터리 엔코더(100)의 하우징(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이 외부의 이물질 즉, 수분 또는 기름의 유입이 이루어지지 않도록 내부에 공간부가 형성되게 밀폐되며, 회전력전달수단(210)의 작동이 가능하도록 알루미늄 또는 플라스틱재질로 성형되며, 일면에는 발광용광파이버(160)와 수광용광파이버(200)의 일단을 관통시켜 실링재를 매개로 밀폐가능하도록 한 쌍의 홀(도면부호 생략) 형성되어 구비된다. First, the housing 110 of the rotary encoder 100 according to the present invention, as shown in Figure 2 is sealed to form a space therein to prevent the inflow of foreign matter, that is, moisture or oil, and the rotational force transmission It is formed of an aluminum or plastic material to enable the operation of the means 210, a pair of holes through one end of the light emitting optical fiber 160 and the light receiving optical fiber 200 to be sealed through the sealing material on one surface (drawings) The reference numeral is omitted).

상기한 고정체(120)는 하우징(110)에 고정가능하게 내설되어 회전체(140)를 회전가능하게 연결 설치하고, 아울러 수광용광파이버(200)의 일단을 안정되게 안내가능하도록 구비된다.The fixed body 120 is fixedly installed in the housing 110 to rotatably connect the rotating body 140, and is provided to stably guide one end of the light receiving optical fiber 200.

즉, 상기한 고정체(120)는 하우징(110)에 고정가능하게 내설되어 중앙부에는 베어링(130)을 개재시켜 상기 회전체(140)를 회전가능하게 설치가능하도록 중앙부에는 중심축방향으로 관통홀(도면부호 생략)이 형성되며, 외주면과 일면에는 수광용광파이버(200)의 일단을 안정되게 안내가능하도록 서로 연통된 안내로(200a)가 형성되어 구비된다.That is, the fixing body 120 is installed in the housing 110 so as to be fixed, and through the bearing 130 in the center portion through the hole in the center axis direction in the center portion to enable the rotatable body 140 to be rotatably installed. (Not shown) is formed, the outer peripheral surface and one surface is provided with a guide path (200a) which is in communication with each other so as to be able to stably guide one end of the light receiving optical fiber (200).

상기한 회전체(140)는 고정체(120)의 관통홀에 베어링(130)을 개재시켜 모터(M)의 구동에 대응되게 작동하는 회전력전달수단(210)을 통하여 회전가능하게 구비되며, 일단에는 회전디스크(170)를 고정시킬 수 있도록 회전디스크고정부(141)가 고정가능하도록 구비된다.The rotating body 140 is rotatably provided through the rotational force transmitting means 210 that operates in correspondence with the drive of the motor (M) through the bearing 130 in the through hole of the fixing body 120, once The rotating disk fixing portion 141 is provided to be fixed to fix the rotating disk 170.

상기한 회전력전달수단(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 모터(M)가 구동하는 것에 의해 발생되는 회전력을 회전체(140)에 전달시키도록 구성된다.The rotation force transmitting means 210 is configured to transmit the rotational force generated by the driving of the motor M to the rotating body 140, as shown in FIG.

즉, 상기한 회전력전달수단(210)은 모터(M)의 회전축에 일단이 연결되어 모터(M)가 회전하는 것에 대응되게 회전가능하게 구비되는 회전력전달용회전부재(211)와, 상기 회전력전달용회전부재(211)의 타면에 서로 마주 보는 위치에 서로 다른 자력이 위치되도록 구비되는 구동자성체(212)와, 상기 구동자성체(212)에 상기 회전체(140)의 타면에 서로 마주 보는 위치에 서로 다른 자력이 위치되어 구비되는 종동자성체(213)로 구성된다.That is, the rotational force transmission means 210 is one end is connected to the rotary shaft of the motor (M) and the rotational force transmission rotating member 211 is provided rotatably corresponding to the rotation of the motor (M), and the rotational force transmission The driving magnetic body 212 is provided so that different magnetic forces are positioned on the other surface of the molten rotating member 211, and the driving magnetic body 212 at a position facing each other on the other surface of the rotating body 140. It consists of a driven magnetic body 213 which is provided with different magnetic forces.

여기서, 상기한 구동자성체(212)와 종동자성체(213)는 자석으로써 회전력전달용회전부재(211)가 회전시 회전체(140)가 슬립이 발생되지 않고 백래쉬가 발생되지 않도록 각각 2개 또는 4개를 구비하는 것이 바람직하다.
Here, the driving magnetic material 212 and the driven magnetic material 213 are two or four, respectively, so that the rotating body 140 does not slip and does not cause backlash when the rotating force transmission rotating member 211 is rotated as a magnet. It is desirable to have a dog.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 로터리 엔코더의 작동은 첨부된 도면 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 작동은 먼저, 전원(Vcc)이 인가되면, 모터(M)가 구동함과 아울러 하우징(110)의 외부에 설치되는 발광소자(150)가 광을 방출하게 된다.Operation of the rotary encoder according to the present invention configured as described above is shown in Figs. 2 and 3 attached to the first operation, when the power (Vcc) is applied, the motor (M) is driven and the housing 110 The light emitting device 150 installed outside of the emits light.

상기 모터(M)의 구동으로 회전축에 고정 연결된 회전력전달수단(210)의 회전력전달용회전부재(211)가 회전하게 되고, 그로 인하여 상기 회전력전달용회전부재(211)의 타면에 서로 마주보는 위치에 한 쌍으로 고정 구비된 구동자성체(212)가 회전하게 된다.The rotational force transmission rotary member 211 of the rotational force transmission means 210 is fixedly connected to the rotary shaft by the drive of the motor (M), whereby the position facing each other on the other surface of the rotational force transmission rotating member 211 The driving magnetic body 212 fixed to the pair is rotated.

상기 구동자성체(212)의 회전으로 하우징(110)에 내설되어 고정체(120)에 베어링(130)을 개재시켜 회전가능하게 구비되는 회전체(140)의 타면에 서로 마주보는 위치에 한 쌍으로 상기 구동자성체(212)와 다른 극성으로 고정된 종동자성체(213)에 의해 회전체(140)가 회전하게 된다.It is built in the housing 110 by the rotation of the drive magnetic body 212 in a pair in a position facing each other on the other surface of the rotating body 140 is rotatably provided via a bearing 130 in the fixed body 120 The rotating body 140 is rotated by the driven magnetic body 213 fixed to a different polarity from the driving magnetic body 212.

상기 회전체(140)의 회전으로 회전체(140)의 일단 외주면에 고정된 회전디스크(170)가 회전하게 된다. 그로 인하여 발광소자(150)로부터 발광된 빛은 발광용광파이버(160)를 통하여 전파되어 회전디스크(170)의 발광슬릿을 통과하게 되고, 상기 발광슬릿을 통과한 빛은 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)(230)를 통하여 평행광선으로 고정체에 고정된 고정마스크(180)의 수광슬릿을 통과하게 된다.The rotating disk 170 is fixed to the outer peripheral surface of one end of the rotating body 140 by the rotation of the rotating body 140 is rotated. Therefore, the light emitted from the light emitting element 150 is propagated through the light emitting optical fiber 160 to pass through the light emitting slit of the rotating disk 170, the light passing through the light emitting slit is a collimator lens (Collimator Lens) ( It passes through the light receiving slit of the fixed mask 180 is fixed to the fixed body with parallel light through 230.

상기 수광슬릿을 통과한 빛은 고정체(120)의 안내로(200a)에 일단이 안내되어 설치된 수광용광파이버(200)를 통하여 하우징(110)의 외부에 설치된 수광소자(190)에 도달된다.The light passing through the light receiving slit reaches the light receiving element 190 installed at the outside of the housing 110 through the light receiving optical fiber 200 having one end guided to the guide path 200a of the fixture 120.

이후 상기한 수광소자(190)는 상기 발광소자(150)에서 방출된 광을 감지하여 아날로그신호로 변환시킨 다음 상기 아날로그신호를 비교기로 출력시키고, 상기 비교기는 입력된 상기 아날로그신호를 기준전압(Vref)과 비교하여 디지털신호로 변환시킨 다음 증폭기로 출력시키고, 상기 증폭기는 입력된 상기 디지털신호를 증폭시켜 제어부측으로 출력시키므로 인해 상기 제어부의 판단 자료로 이용하게 된다.Thereafter, the light receiving device 190 detects the light emitted from the light emitting device 150, converts the light into an analog signal, and then outputs the analog signal to a comparator, and the comparator uses the input analog signal as a reference voltage (Vref). The digital signal is converted into a digital signal and then output to an amplifier. The amplifier amplifies the input digital signal and outputs the digital signal to the controller.

이와 같이 본 발명에 따른 로터리 엔코더는 발광소자(150)와 수광소자(190)를 하우징(110)의 외부에 설치되므로 인하여, 발광소자 고장시 로터리 엔코더 전체를 교체하지 않아도 되고, 수분 또는 기름 등이 존재하는 환경에서의 사용시 수분 또는 기름 등이 하우징 내부로 유입되지 않아 정상적인 신호검출이 가능하게 된다.As described above, the rotary encoder according to the present invention is provided with the light emitting device 150 and the light receiving device 190 on the outside of the housing 110, so that when the light emitting device fails, the entire rotary encoder does not need to be replaced. When used in the existing environment, moisture or oil does not flow into the housing, so normal signal detection is possible.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 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 inventions. It will be clear to those who have knowledge of.

100 ; 로터리 엔코더 110 ; 하우징
120 ; 고정체 130 ; 베어링
140 ; 회전체 150 ; 발광소자
160 ; 발광용광파이버 170 ; 회전디스크
180 ; 고정디스크 190 ; 수광소자
200 ; 수광용광파이버 210 ; 회전력전달수단
220 ; 회로기판 230 ; 콜리메이터 렌즈100; Rotary encoder 110; housing
120; Fixture 130; bearing
140; Rotating body 150; Light emitting element
160; Light emitting fiber 170; Rotating disc
180; Fixed disk 190; Light receiving element
200; Light-receiving optical fiber 210; Torque transmission means
220; Circuit board 230; Collimator lens

Claims (5)

회전하는 물체의 회전수를 검출가능하도록 한 로터리 엔코더에 있어서,
밀폐된 하우징(110)에 고정가능하게 내설된 고정체(120)와;
상기 고정체(120)에 베어링(130)을 개재시켜 회전가능하게 연결 구비되는 회전체(140)와;
상기 회전체(140)의 일단 외주면에 판상으로 형성되어 고정되되, 판상에는 상기 하우징(110)의 외부에 설치된 발광소자(150)로부터 전송되는 광(빛)을 전파가능하도록 일단이 하우징(110)의 내부로 관통되어 전면에 위치된 발광용광파이버(160)로부터 전파된 빛을 통과 및 박음을 반복시킬 수 있도록 원주방향으로 일정 간격 다수의 발광슬릿이 형성되어 구비되는 회전디스크(170)와;
상기 고정체(140)에 고정 설치되는 것에 의해 상기 회전디스크(170) 배면에 전면이 위치되도록 설치되어 상기 회전디스크(170)의 슬릿을 통과한 광을 통과시키도록 수광슬릿을 형성하여 구비되는 고정마스크(180)와;
상기 고정마스크(180)의 배면에 위치되도록 일단이 하우징(110)의 내부로 관통되어 상기 하우징(110)의 외부에 설치된 수광소자(190)측으로 고정마스크(180)의 수광슬릿을 통과한 광을 전파가능하도록 구비되는 수광용광파이버(200)와;
상기 하우징(110)의 타면에 일단이 비접촉되도록 근접되고 타단은 모터(M)의 회전축에 고정 연결되어 모터(M)가 구동하는 것에 대응되게 자력에 의해 회전체(140)를 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전력전달수단(210)과;
상기 수광소자(190)에서 출력된 아날로그신호를 기준전압과 비교하여 디지털신호로 변환시키는 비교기로부터 출력된 디지털신호를 증폭시키는 증폭기가 실장되어 하우징(110)의 외부에 구비되는 회로기판(220)을 포함하여 이루어지되,
상기 고정체(120)는 하우징(110)에 고정가능하게 내설되어 중앙부에는 베어링(130)을 개재시켜 상기 회전체(140)를 회전가능하게 설치가능하도록 중앙부에는 중심축방향으로 관통홀이 형성되며, 외주면과 일면에는 수광용광파이버(200)의 일단을 안정되게 안내가능하도록 서로 연통된 안내로(200a)가 형성되어 구비된 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
In a rotary encoder capable of detecting the number of revolutions of a rotating object,
A fixed body 120 fixedly installed in the sealed housing 110;
A rotating body 140 rotatably connected to the fixed body 120 through a bearing 130;
One end of the rotating body 140 is formed and fixed in a plate shape on the outer circumferential surface, one end of the housing 110 so as to propagate light (light) transmitted from the light emitting element 150 installed outside the housing 110 A rotating disk 170 which is formed to have a plurality of light emitting slits formed at regular intervals in a circumferential direction so as to pass through and penetrate the light propagated from the light emitting optical fiber 160 positioned in front of the inside;
Fixed to the fixed body 140 is installed so that the front surface is located on the rear surface of the rotating disk 170 is formed by forming a light receiving slit to pass the light passing through the slit of the rotating disk 170 A mask 180;
One end penetrates into the housing 110 so as to be located at the rear surface of the fixing mask 180 to pass the light passing through the light receiving slit of the fixing mask 180 toward the light receiving element 190 installed outside the housing 110. A light receiving optical fiber 200 provided to be propagated;
One end is close to the other surface of the housing 110 to be in non-contact and the other end is fixedly connected to the rotation shaft of the motor (M) is provided to rotate the rotating body 140 by a magnetic force corresponding to the driving of the motor (M) Rotational force transmission means 210;
An amplifier for amplifying a digital signal output from a comparator for converting an analog signal output from the light receiving device 190 to a reference voltage and converting it into a digital signal is mounted to provide a circuit board 220 provided outside the housing 110. Including but not limited to
The fixing body 120 is internally fixed to the housing 110 so that a through hole is formed in the center portion in a central axis direction so that the rotating body 140 can be rotatably installed through a bearing 130 at a central portion thereof. And an outer circumferential surface and one surface thereof, wherein guide paths 200a are formed to communicate with each other so that one end of the light receiving optical fiber 200 can be stably guided.
제1항에 있어서,
상기 발광용광파이버(160)와 회전디스크(170) 사이에는 평행광선을 형성시키기 위해 하우징(110)에 고정된 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)(230)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
The method of claim 1,
And a collimator lens (230) fixed to the housing (110) to form parallel rays between the light emitting optical fiber (160) and the rotating disk (170).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 회전력전달수단(210)은 모터(M)의 회전축에 일단이 연결되어 모터(M)가 회전하는 것에 대응되게 회전가능하게 구비되는 회전력전달용회전부재(211)와, 상기 회전력전달용회전부재(211)의 타면에 서로 마주 보는 위치에 서로 다른 자력이 위치되도록 구비되는 구동자성체(212)와, 상기 구동자성체(212)에 상기 회전체(140)의 타면에 서로 마주 보는 위치에 서로 다른 자력이 위치되어 구비되는 종동자성체(213)로 구성된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
The method of claim 1,
The rotational force transmission means 210 is one end is connected to the rotational shaft of the motor (M) is a rotational force transmission rotating member 211 and rotatably provided corresponding to the rotation of the motor (M), and the rotational force transmission rotating member The driving magnetic body 212 is provided so that different magnetic forces are positioned at positions facing each other on the other surface of 211, and the different magnetic forces at positions facing each other on the other surface of the rotating body 140 on the driving magnetic body 212. The rotary encoder, characterized in that consisting of the driven magnetic material 213 is provided.
제4항에 있어서,
상기 구동자성체(212)와 종동자성체(213)는 자석으로써 회전력전달용회전부재(211)가 회전시 회전체(140)가 슬립이 발생되지 않고 백래쉬가 발생되지 않도록 각각 2개 또는 4개가 구비되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.5. The method of claim 4,
The driving magnetic body 212 and the driven magnetic body 213 is provided with two or four, respectively, so that the rotating body 140 does not slip and no backlash occurs when the rotational force transmission rotating member 211 is rotated as a magnet. Rotary encoder, characterized in that.
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