KR101717910B1 - Terrestrial magnetism rotating sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지자기 회전센서에 관한 것으로서, 회전체에 장착되어 회전시 지자기 신호를 감지할 때 고속회전을 하게되면 고주파성분(EMI)의 유입으로 지자기 신호의 신호대 잡음비가 나빠져 센서 오류를 유발하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 본 발명은, 코어에 코일이 권회된 센서모듈과, 상기 센서모듈의 코일 양단이 각기 출력단에 연결되고, 출력단 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐시키는 고주파 차폐 패턴부가 형성된 고주파 차폐 패턴 PCB와, 상기 센서모듈이 상면에 연결 설치된 상기 고주파 차폐 패턴 PCB의 상부 덮개로 설치되어 고주파를 차폐시키기 위한 고주파 차폐 하우징으로 패키징하여 구성함으로써, 고주파 성분을 차폐할 수 있어서 신호대 잡음비를 향상하여 센서의 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a geomagnetism rotation sensor, and it relates to a geomagnetism rotation sensor which is installed in a rotating body and detects a geomagnetism signal at the time of rotation, causing a problem that a signal-to-noise ratio of a geomagnetism signal becomes worse due to inflow of a high frequency component (EMI) have. In order to solve the above problems, the present invention provides a high frequency circuit breaker comprising: a sensor module having a coil wound around a core; a high frequency shielding portion having a high frequency shielding pattern portion for shielding high frequency components by surface capacitance between output terminals, A pattern PCB and an upper cover of the high frequency shielding pattern PCB connected to the upper surface of the sensor module to be packaged into a high frequency shielding housing for shielding a high frequency component. Thus, high frequency components can be shielded, Can be improved.

Description

지자기 회전센서{Terrestrial magnetism rotating sensor}&Quot; Terrestrial magnetism rotating sensor "

본 발명은 지자기 회전센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지자기 회전센서에서 회전속도가 빠른 경우 지자기 회전신호와 함께 고주파 특성의 잡음이 함께 검출되어 신호대 잡음비가 나빠져 오류가 발생되는 문제를 개선하기 위하여 주위의 고주파 EMI 영향을 최소화 할 수 있도록 한 지자기 회전센서에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a geomagnetic rotation sensor, and more particularly, to a geomagnetic rotation sensor in which a geomagnetism rotation signal and a noise of a high frequency characteristic are detected together with a geomagnetism rotation signal, To minimize the influence of high-frequency EMI of the geomagnetism sensor.

지자기 회전 센서는 지구의 자기장을 이용하여 자기 센서의 회전수에 의하여 회전수에 비례한 출력값을 검출하는 자기 회로이고, 이에 관련된 선행문헌으로는, 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 10-0849971호 지자기 회전센서의 코일 권취구조가 있다.The geomagnetism rotation sensor is a magnetic circuit that detects an output value proportional to the number of revolutions by the number of revolutions of the magnetic sensor by using the magnetic field of the earth, and related literature related thereto is the geomagnetism rotation No. 10-0849971 filed by the present applicant and registered There is a coil winding structure of the sensor.

상기 지자기 회전센서의 코일 권취구조는, 지자기 센서의 위치가 변동하는 장치에 사용될 경우 실제 회전수보다 적게 회전수를 감지하는 문제점을 해결하기 위하여 코어에 권취되는 코일을 하부코일과 상부코일로 구분하고, 코어의 축방향에 대해 하부코일을 제1방향으로 틸트시켜 권취하고, 상부코일을 상기 하부코일의 제1방향과 수직이되는 제2방향으로 틸트시켜 권취한 지자기 회전센서를 제공하고 있다.The coil winding structure of the geomagnetism rotation sensor separates a coil wound on the core into a lower coil and an upper coil in order to solve the problem of detecting the number of revolutions smaller than the actual number of revolutions when the geomagnetism sensor is used in a device in which the position of the geomagnetic sensor fluctuates A tilted lower coil is wound in a first direction with respect to an axial direction of the core, and the upper coil is tilted and wound in a second direction perpendicular to the first direction of the lower coil.

이와 같은 지자기 회전센서는, 통상 코어에 코일이 권취된 센서모듈을 수지로 몰딩시켜 패키징하여 구성하고, 센서모듈 패키징의 출력 즉, 코일의 출력을 연산장치로 연결하여 연산장치에서 신호처리를 하여 지자기 감지를 하게 된다.Such a geomagnetism rotation sensor generally comprises a sensor module in which a coil wound around a core is molded by resin and is packaged, and the output of the sensor module packaging, that is, the output of the coil is connected to an arithmetic unit, Detection.

그런데, 지자기 회전 센서는 지구 자기장의 세기에 따라 낮은 주파수의 출력값이 비례적으로 출력되는 특성을 가지고 있다.However, the geomagnetism sensor has a characteristic in which the output value of the low frequency is proportional to the intensity of the earth's magnetic field.

그러나, 회전속도가 빠를 경우 주위의 고주파 특성을 가진 전자파를 동시에 검출할 수 있으며, 그 결과 지자기 회전신호에 잡음으로 검출되어 신호대 잡음비가 나빠지며 그에 따라 센서의 오류를 발생시킬 수 있다.
However, when the rotation speed is high, electromagnetic waves having high frequency characteristics can be detected at the same time. As a result, noise is detected in the geomagnetism rotation signal and the signal-to-noise ratio is deteriorated.

한국등록특허 10-0849971호(2008.07.28)Korean Patent No. 10-0849971 (2008.07.28)

본 발명은 상기와 같이 지자기 회전센서에 있어서 고속 회전시 주변의 고주파신호(EMI)에 의해 신호대 잡음비가 나빠져 센서의 오류를 발생시키는 문제점을 해결하기 위하여 EMI를 차폐시키는 하우징 속에 지자기 센서를 수납하고, 센서출력을 고주파 차단 캐패시턴스를 형성하는 도전패턴이 형성된 고주파 차폐 PCB에 연결하여 고주파 성분을 차폐시켜 EMI에 의한 지자기 검출 오류를 줄일 수 있도록 한 지자기 회전센서를 제공하기 위한 것이다.
In order to solve the problem of generating a sensor error due to a bad signal-to-noise ratio due to a high-frequency signal (EMI) at the time of high-speed rotation of the geomagnetism sensor as described above, a geomagnetic sensor is housed in a housing that shields EMI, A sensor output is connected to a high frequency shielding PCB on which a conductive pattern for forming a high frequency blocking capacitance is formed to shield a high frequency component so as to reduce errors in detection of geomagnetism due to EMI.

코어에 코일이 권회되어 이루어지고, 회전에 의해 코일에 유도되는 지자기 감지신호를 출력하는 지자기 회전센서에 있어서,1. A geomagnetic rotation sensor for outputting a geomagnetism detection signal which is formed by a coil wound around a core and which is induced in a coil by rotation,

코어에 코일이 권회된 센서모듈과;A sensor module having a core wound with a coil;

상기 센서모듈의 코일 양단이 각기 출력단에 연결되고, 출력단 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐시키는 고주파 차폐 패턴부가 형성된 고주파 차폐 패턴 PCB와;A high frequency shielding pattern PCB having both ends of the coil of the sensor module connected to the output terminals and having a high frequency shielding pattern portion for shielding a high frequency component by surface capacitance between output terminals;

상기 센서모듈이 상면에 연결 설치된 상기 고주파 차폐 패턴 PCB의 상부 덮개로 설치되어 고주파를 차폐시키기 위한 고주파 차폐 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
And a high-frequency shielding housing provided on the upper cover of the high-frequency shielding pattern PCB, which is connected to the upper surface of the sensor module, for shielding a high-frequency wave.

상기 고주파 차폐 패턴 PCB는,The high-frequency shielding pattern PCB may include:

PCB의 양측에 형성된 제1,제2 출력단과;First and second output terminals formed on both sides of the PCB;

상기 제1,제2출력단 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐하기 위한 도전패턴으로 이루어지는 고주파 차폐 패턴부로 이루어지되,And a high frequency shielding pattern portion formed between the first output terminal and the second output terminal, the high frequency shielding pattern portion comprising a conductive pattern for shielding a high frequency component by surface capacitance,

상기 고주파 차폐 패턴부는, The high-

상기 제1,제2 출력단에서 서로 대향 하여 상하 일정한 간격으로 형성되는 상하부 수평바와;Upper and lower horizontal bars formed at regular intervals above and below to face each other at the first and second output terminals;

상기 상하부 수평바에서 서로 대향하여 마주보게 격간으로 돌출 형성되어 선단 및 좌우측의 간격이 고주파 차폐 표면 캐패시턴스를 위하여 설정된 간격으로 형성되는 다수의 수직바로 구성된 것을 특징으로 한다.And a plurality of vertical bars protruding from the upper and lower horizontal bars so as to face each other and opposed to each other, and spaced from each other at predetermined intervals for the high frequency shielding surface capacitance.

상기 제1,제2출력단은, 골드 코팅(Gold-coating)되고, 내측면에 각기 상기 센서모듈의 코일을 연결하는 코일연결부가 형성된 것을 특징으로 한다.The first and second output terminals are Gold-coated, and a coil connection part for connecting the coil of the sensor module to the inner surface is formed.

상기 고주파 차폐 패턴부는,The high-

상기 상부 수평바에서 돌출된 수직바와 하부 수평바에서 돌출된 수직바의 사이의 간격이 0.1 - 0.3mm 이고, 수직바의 선폭은 0.2 - 0.7mm 인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 고주파 차폐 효율을 위하여 수직바 사이의 간격이 0.2mm 이고, 수직바의 선폭은 0.3mm 인 것을 특징으로 한다.A distance between the vertical bar projected from the upper horizontal bar and the vertical bar projected from the lower horizontal bar is 0.1 - 0.3 mm, and a line width of the vertical bar is 0.2 - 0.7 mm. Preferably, the distance between the vertical bars is 0.2 mm for the high frequency shielding efficiency, and the line width of the vertical bar is 0.3 mm.

상기 고주파 차폐 하우징은, In the high frequency shielding housing,

플라스틱에 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말을 혼합 성형한 것을 특징으로 한다.And a non-magnetic metal powder for high-frequency shielding is mixed and molded in the plastic.

상기 고주파 차폐 하우징의 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말은 나노 입자인 것을 특징으로 한다.And the non-magnetic metal powder for shielding high frequency of the high-frequency shielding housing is nanoparticles.

상기 비자성 금속분말의 나노입자는, 원형으로 구성할 수도 있고, 다면체 형상으로 구성할 수 있다. The nanoparticles of the non-magnetic metal powder may be formed in a circular shape or in a polyhedral shape.

다면체 형상의 일예로서, 상기 비자성 금속분말의 나노입자는, 전후면이 삼각형을 이루고 저면과 양측면이 사각형을 이루는 5면체 나노입자인 것을 특징으로 한다.As one example of the polyhedral shape, the nanoparticles of the non-magnetic metal powder are five-sided nanoparticles in which the front and back surfaces are triangular, and the bottom and both sides are quadrilateral.

상기 5면체의 사각형은, 가로 세로 길이가 서로 다른 직사각형 형상일 수도 있고, 가로 세로 길이가 동일한 정사각형 형상으로 구성될 수도 있다.The quadrilateral of the pentagon may be a rectangle having a different length and width, or a square having the same length and width.

상기 5면체의 사각형의 가로, 세로 길이는, 각기 500㎚ - 1000㎚의 범위인 것을 특징으로 한다. The length and the length of the square of the pentagon are each in the range of 500 nm to 1000 nm.

상기 비자성 금속분말은 알루미늄인 것을 특징으로 한다.
And the non-magnetic metal powder is aluminum.

상기 센서모듈은,The sensor module includes:

회전체에 의해 회전하는 코어;A core rotating by the rotating body;

상기 코어의 축방향에 대하여 제1방향으로 틸트(Tilt)되어 상기 코어에 권취된 하부 코일;A lower coil tilted in a first direction with respect to an axial direction of the core and wound around the core;

상기 하부 코일이 권취된 코어에 상기 제1방향과 수직되도록 제2방향으로 틸트되어 권취된 상부 코일로 이루어진 것을 특징으로 한다.And an upper coil wound in a tilted manner in a second direction so as to be perpendicular to the first direction on the core wound with the lower coil.

상기 하부 코일 및 상기 상부 코일이 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
And the upper coil and the upper coil are stacked in this order.

이와 같은 본 발명에 의하면, 지자기 회전센서가 지구 자기장에 비례한 유도기전력을 발생하여 저주파 신호로 출력할 때, 고주파인 EMI 간섭이 유입되지 않도록 PCB에 고주파 차폐 패턴부를 형성하고, 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말이 첨가된 고주파 차폐 하우징으로 지자기 회전센서를 수납 구성함으로써, 신호대 잡음비의 효율이 향상되어 신뢰성 있는 지자기 신호를 검출할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, when the geomagnetism rotation sensor generates an induction electromotive force proportional to a geomagnetic field and outputs it as a low-frequency signal, a high frequency shielding pattern portion is formed on the PCB so as to prevent high frequency EMI interference, By constructing the geomagnetic rotation sensor with the high frequency shielding housing to which the metallic powder is added, the efficiency of the signal-to-noise ratio is improved, and reliable geomagnetism signals can be detected.

도 1은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 패키징 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 고주파 차폐 패턴 PCB의 구성 설명도.
도 3은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 고주파 차폐 하우징의 차폐 물질 설명도.
도 4는 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 센서모듈의 코일 권취 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 구조 설명도.
도 6은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 등가 회로도.
도 7은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 출력파형 특성 설명도.FIG. 1 is a packaging diagram of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a high frequency shielding pattern PCB of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention.
3 is an explanatory view of a shielding material of a high frequency shielding housing of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention.
4 is an explanatory view of winding a coil of a sensor module of a geomagnetism rotation sensor according to the present invention.
5 is a structural explanatory view of a geomagnetism rotation sensor according to the present invention.
6 is an equivalent circuit diagram of a geomagnetism rotation sensor according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an output waveform characteristic of a geomagnetism rotation sensor according to the present invention; FIG.

이하, 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 패키징 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 고주파 차폐 패턴 PCB의 구성 설명도이다. FIG. 1 is a packaging diagram of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the construction of a high frequency shielding pattern PCB of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention.

코어에 코일이 권회되어 이루어지고, 회전에 의해 코일에 유도되는 지자기 감지신호를 출력하는 지자기 회전센서에 있어서,1. A geomagnetic rotation sensor for outputting a geomagnetism detection signal which is formed by a coil wound around a core and which is induced in a coil by rotation,

코어(11)에 코일(11)이 권회되어 지자기신호를 감지하는 센서모듈(10)과;A sensor module (10) for winding a coil (11) on the core (11) to sense a geomagnetism signal;

상기 센서모듈(10)의 코일 양단이 각기 출력단(21)에 연결되고, 양 출력단 (21)(22)사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐시키는 고주파 차폐 패턴부(23)가 형성된 고주파 차폐 패턴 PCB(20)와;A high frequency shielding pattern 23 having a high frequency shielding pattern portion 23 for shielding a high frequency component by surface capacitance is formed between the output terminals 21 and 22 of the sensor module 10, A PCB 20;

상기 센서모듈(10)이 상면에 연결 설치된 상기 고주파 차폐 패턴 PCB(20)의 상부 덮개로 설치되어 고주파를 차폐시키기 위한 고주파 차폐 하우징(40)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.And a high-frequency shielding housing 40 installed on the upper cover of the high-frequency shielding pattern PCB 20 connected to the upper surface of the sensor module 10 to shield high-frequency waves.

상기 고주파 차폐 패턴 PCB(20) 위에 설치되는 센서모듈(10)을 수지로 몰딩시켜 고정하는 몰딩부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a molding unit 30 for molding and fixing the sensor module 10 mounted on the high frequency shielding pattern PCB 20 with a resin.

상기 고주파 차폐 패턴 PCB(20)는,The high-frequency shielding pattern PCB 20 includes:

PCB의 양측에 형성된 제1,제2 출력단(21)(22)과;First and second output terminals 21 and 22 formed on both sides of the PCB;

상기 제1,제2출력단(21)(22) 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐하기 위한 도전패턴으로 이루어지는 고주파 차폐 패턴부(23)가 형성되되,A high frequency shielding pattern portion 23 is formed between the first and second output terminals 21 and 22, the high frequency shielding pattern portion 23 being formed of a conductive pattern for shielding a high frequency component by surface capacitance,

상기 고주파 차폐 패턴부(23)는, The high frequency shielding pattern portion (23)

상기 제1,제2 출력단(21)(22)에서 서로 대향 하여 상하 일정한 간격으로 형성되는 상하부 수평바(24)(25)와;Upper and lower horizontal bars (24) (25) formed to be spaced apart from each other at the first and second output terminals (21) and (22) at regular intervals up and down;

상기 상하부 수평바(24)(25)에서 서로 대향하여 마주보게 격간으로 돌출 형성되어 선단 및 좌우측의 간격이 고주파 차폐 표면 캐패시턴스를 위하여 설정된 간격으로 형성되는 다수의 수직바(24a)(25a)로 구성된 것을 특징으로 한다.And a plurality of vertical bars (24a) (25a) protruding from the upper and lower horizontal bars (24) (25) so as to face each other and to be spaced apart from each other and spaced from each other at predetermined intervals for high frequency shielding surface capacitance .

상기 제1,제2출력단(21)(22)은, 골드 코팅(Gold-coating)되고, 내측면에 각기 상기 센서모듈(10)의 코일을 연결하는 코일연결부(21a)(22a)가 형성된 것을 특징으로 한다.The first and second output terminals 21 and 22 are gold coated and have coil connection portions 21a and 22a formed on the inner surface thereof for connecting the coils of the sensor module 10 .

상기 고주파 차폐 패턴부(23)는,The high frequency shielding pattern portion (23)

상기 상부 수평바(24)에서 돌출된 수직바(24a)와 하부 수평바(25)에서 돌출된 수직바(25a)의 사이의 간격이 0.1 - 0.3mm 이고, 수직바(24a)(25a)의 선폭은 0.2 - 0.7mm 인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 고주파 차폐 효율을 위하여 수직바 사이의 간격이 0.2mm 이고, 수직바의 선폭은 0.3mm 인 것을 특징으로 한다.The distance between the vertical bar 24a protruding from the upper horizontal bar 24 and the vertical bar 25a protruded from the lower horizontal bar 25 is 0.1-0.3 mm and the distance between the vertical bars 24a and 25a And the line width is 0.2 - 0.7 mm. Preferably, the distance between the vertical bars is 0.2 mm for the high frequency shielding efficiency, and the line width of the vertical bar is 0.3 mm.

상기 고주파 차폐 하우징(40)은, The high-frequency shielding housing (40)

플라스틱에 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말을 혼합 성형한 것을 특징으로 한다.And a non-magnetic metal powder for high-frequency shielding is mixed and molded in the plastic.

상기 고주파 차폐 하우징의 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말은 나노 입자인 것을 특징으로 한다.And the non-magnetic metal powder for shielding high frequency of the high-frequency shielding housing is nanoparticles.

상기 비자성 금속분말의 나노입자는, 원형으로 구성할 수도 있고, 다면체 형상으로 구성할 수 있다. The nanoparticles of the non-magnetic metal powder may be formed in a circular shape or in a polyhedral shape.

다면체 형상의 일예로서, 상기 비자성 금속분말의 나노입자는, 전후면이 삼각형을 이루고 저면과 양측면이 사각형을 이루는 다면체 나노입자인 것을 특징으로 한다.As an example of the polyhedral shape, the non-magnetic metal powder nanoparticles are polyhedral nanoparticles whose front and back surfaces are triangular, and the bottom and both sides are quadrilateral.

상기 다면체의 사각형은, 가로 세로 길이가 서로 다른 직사각형 형상일 수도 있고, 가로 세로 길이가 동일한 정사각형 형상으로 구성될 수도 있다.The polygonal rectangles may have a rectangular shape having a different length and width, or a square shape having the same length and width.

상기 다면체의 사각형의 가로, 세로 길이는, 각기 500㎚ - 1000㎚의 범위인 것을 특징으로 한다. The length and the length of the square of the polyhedron are each in the range of 500 nm to 1000 nm.

상기 비자성 금속분말은 알루미늄인 것을 특징으로 한다.
And the non-magnetic metal powder is aluminum.

상기 센서모듈(10)은,The sensor module (10)

코어(11)와;A core 11;

상기 코어(11)의 축방향에 대하여 제1방향으로 틸트(Tilt)되어 상기 코어(11)에 권취된 하부 코일(12a);A lower coil 12a that is tilted in the first direction with respect to the axial direction of the core 11 and wound around the core 11;

상기 하부 코일(12a)이 권취된 코어(11)에 상기 제1방향과 수직되도록 제2방향으로 틸트되어 권취된 상부 코일(12b)로 이루어진 것을 특징으로 한다.And the upper coil 12b is wound on the core 11 wound with the lower coil 12a so as to be tilted in the second direction so as to be perpendicular to the first direction.

상기 하부 코일 및 상기 상부 코일이 순차적으로 다층으로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.And the lower coil and the upper coil are sequentially stacked in a multilayer structure.

이와 같은 본 발명은 코어(11)에 코일(12)을 권회하여 센서모듈(10)이 구성되고, 센서모듈(10)을 고주파 차폐 패턴 PCB(20) 위에 연결설치하고, 수지로 몰딩시켜 몰딩부(30)를 형성하며, 고주파 차폐 패턴 PCB(20)의 양측단 출력단(21)(22)의 일부가 노출되게 덮개로서 고주파 차폐 하우징(40)을 설치하여 패키징 한다. 여기서 몰딩부(30)는 반드시 있어야 하는 것은 아니나 회전체에 탑제되어 고속회전하는 센서이므로 센서모듈(10)이 PCB위에 안정적으로 고정설치되기 위해서는 몰딩시키는 것이 바람직하다.The sensor module 10 is formed by winding the coil 12 on the core 11 and the sensor module 10 is connected to the high frequency shielding pattern PCB 20 and molded by resin, And the high frequency shielding housing 40 is installed as a cover so as to expose a part of the output ends 21 and 22 of the high frequency shielding PCB 20 on both sides. Here, the molding part 30 is not necessarily required, but it is mounted on the rotating body and rotates at high speed. Therefore, it is preferable to mold the sensor module 10 in order to stably fix the sensor module 10 on the PCB.

이와 같이 구성된 지자기 회전센서는 회전체에 설치되어 회전체의 회전시 센서모듈(10)의 코일(12)에 지자기에 비례하는 유도 기전력이 발생되며, 유도 기전력을 외부의 연산장치(도면에 도시안됨)로 출력하여 신호처리에 의해 지자기 감지를 하게 된다.The geomagnetism rotation sensor constructed as described above is installed in the rotating body so that an induced electromotive force proportional to the geomagnetism is generated in the coil 12 of the sensor module 10 when the rotating body rotates and the induced electromotive force is calculated by an external computing device ), And the geomagnetism is detected by the signal processing.

그런데, 고속 회전을 하게되면 고주파성분(EMI)이 코일(12)에 함께 유입되어 잡음이 발생되므로, 이를 차폐하는 방법으로 고주파 차폐 PCB(20)에 고주파 차폐 패턴부(23)를 형성하여 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐시키도록 하고, 이에 더하여 하우징을 고주파 차폐 하우징(40)으로 구성하여 외부로 부터 EMI유입을 차폐하도록 한 것이다.When high-speed rotation is performed, a high-frequency component (EMI) flows into the coil 12 to generate noise. Thus, a high-frequency shielding pattern portion 23 is formed on the high-frequency shielding PCB 20 to shield the high- And the housing is constructed as a high-frequency shielding housing 40 so as to shield EMI from the outside.

도 2는 본 발명에 의한 고주파 차폐 패턴 PCB의 구성 설명도로서, 2 is a view illustrating the configuration of a high frequency shielding pattern PCB according to the present invention,

PCB의 양측에 형성된 제1,제2 출력단(21)(22) 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐하기 위한 도전패턴으로 이루어지는 고주파 차폐 패턴부(23)를 형성하여 구성한 것이다.And a high frequency shielding pattern portion 23 made of a conductive pattern for shielding high frequency components by surface capacitance is formed between the first and second output terminals 21 and 22 formed on both sides of the PCB.

상기 고주파 차폐 패턴부(23)는, 상기 제1,제2 출력단(21)(22)에서 서로 대향 하여 상하 일정한 간격을 유지하여 이격된 상태로 형성되는 상하부 수평바(24)(25)와, 상기 상하부 수평바(24)(25)에서 서로 대향하여 마주보게 격간으로 돌출 형성되어 선단 및 좌우측의 간격이 고주파 차폐 표면 캐패시턴스를 위하여 설정된 간격으로 형성되는 다수의 수직바(24a)(25a)로 구성된다.The high frequency shielding pattern portion 23 includes upper and lower horizontal bars 24 and 25 spaced apart from each other at a predetermined interval so as to face each other at the first and second output terminals 21 and 22, And a plurality of vertical bars 24a and 25a protruding from the upper and lower horizontal bars 24 and 25 so as to face each other and to be spaced from each other at predetermined intervals for the high frequency shielding surface capacitance do.

즉, 상하부 수평바(24)(25)에 서로 격간으로 수직바(24a)(25a)가 대향하게 돌출 형성되어 도전패턴들(수평바, 수직바)들 사이의 간격이 표면 캐패시턴스가 발생될 수 있는 간격으로 형성함으로써, 고주파 성분(EMI)을 차폐시킬 수 있게 된다.That is, the vertical bars 24a and 25a are protruded to be opposed to each other in the upper and lower horizontal bars 24 and 25 so that the interval between the conductive patterns (horizontal bars and vertical bars) It is possible to shield the high frequency component (EMI).

실시예로는, 상기 상부 수평바(24)에서 돌출된 수직바(24a)와 하부 수평바(25)에서 돌출된 수직바(25a)의 사이의 간격이 0.1 - 0.3mm 이고, 수직바(24a)(25a)의 선폭은 0.2 - 0.7mm 인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 고주파 차폐 효율을 위하여 수직바 사이의 간격이 0.2mm 이고, 수직바의 선폭은 0.3mm 인 것을 특징으로 한다.The distance between the vertical bar 24a projected from the upper horizontal bar 24 and the vertical bar 25a projected from the lower horizontal bar 25 is 0.1-0.3 mm and the vertical bar 24a ) 25a is 0.2 to 0.7 mm in line width. Preferably, the distance between the vertical bars is 0.2 mm for the high frequency shielding efficiency, and the line width of the vertical bar is 0.3 mm.

그리고, 제1, 제2출력단(21)(22)은, 골드 코팅(Gold-coating)을 하여 전도성을 높이고, 제1,제2출력단(21)(22)의 내측면 일단에 각기 상기 센서모듈(10)의 코일을 양단을 연결하는 코일연결부(21a)(22a)를 형성한다. 즉, 코일연결부(21a)(22a)는, 코일(12)의 양단을 납땜으로 연결할 수 있는 납땜부를 형성한 것이다.The first and second output terminals 21 and 22 are gold-coated to increase the conductivity. The first and second output terminals 21 and 22 are connected to the first and second output terminals 21 and 22, respectively, Coil connecting portions 21a and 22a for connecting the coils of the coils 10 to each other are formed. That is, the coil connection portions 21a and 22a are formed with soldering portions that can connect both ends of the coil 12 by soldering.

도 3은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 고주파 차폐 하우징의 차폐 물질 설명도이다.3 is an explanatory diagram of a shielding material of a high frequency shielding housing of a geomagnetic rotation sensor according to the present invention.

상기 고주파 차폐 하우징(40)은, 플라스틱에 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말을 혼합 성형한 것을 특징으로 한다.The high frequency shielding housing (40) is characterized in that a plastic is mixed and formed with a nonmagnetic metal powder for high frequency shielding.

플라스틱을 성형하여 하우징을 만들 때, 플라스틱에 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말로서, 나노 입자의 알루미늄이나 나노 입자의 비자성 금속 분말을 혼합 교반하여 고주파 차폐 하우징(40)으로 성형하여 제조한다.When the housing is formed by molding the plastic, the non-magnetic metal powder for shielding the high frequency is mixed with the non-magnetic metal powder of aluminum or nanoparticles as the non-magnetic metal powder for the plastic to form the high frequency shielding housing 40.

상기 비자성 금속분말의 나노입자는, 원형으로 구성할 수도 있으나, 고주파 성분(EMI)의 차폐 성능을 향상시키기 위하여 다면체 형상으로 구성하는 것이 더 바람직하다.The non-magnetic metal powder nanoparticles may have a circular shape, but it is more preferable that the nanoparticles are formed in a polyhedral shape in order to improve the shielding performance of a high frequency component (EMI).

다면체 형상의 일예로서, 상기 비자성 금속분말의 나노입자는, 전후면이 삼각형을 이루고 저면과 양측면이 사각형을 이루는 다면체 즉, 5면체인 것을 특징으로 한다. 상기 다면체의 사각형은, 가로 세로 길이가 서로 다른 직사각형 형상일 수도 있고, 가로 세로 길이가 동일한 정사각형 형상으로 구성될 수도 있다. 상기 다면체의 사각형의 가로, 세로 길이는, 각기 500㎚ - 1000㎚의 범위인 것을 특징으로 한다. As one example of the polyhedral shape, the nanoparticles of the non-magnetic metal powder are polyhedrons, that is, pentahedrons, whose front and back surfaces are triangular, and the bottom and both sides are square. The polygonal rectangles may have a rectangular shape having a different length and width, or a square shape having the same length and width. The length and the length of the square of the polyhedron are each in the range of 500 nm to 1000 nm.

도 4는 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 센서모듈의 코일 권취 설명도이다.4 is an explanatory view of winding the coil of the sensor module of the geomagnetism rotation sensor according to the present invention.

본 발명은 한국등록특허 10-0849971호(2008.07.28)의 지자기 회전센서의 코일 권취구조에 개시된 바와 같이,As disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0849971 (July 28, 2008), a coil winding structure of a geomagnetic rotation sensor,

상기 센서모듈(10)은, 코어(11)와, 상기 코어(11)의 축방향에 대하여 제1방향으로 틸트(Tilt)되어 상기 코어(11)에 권취된 하부 코일(12a)과, 상기 하부 코일(12a)이 권취된 코어(11)에 상기 제1방향과 수직되도록 제2방향으로 틸트되어 권취된 상부 코일(12b)로 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한 상기 하부 코일 및 상기 상부 코일이 순차적으로 다층으로 적층된 구조를 갖도록 구성될 수도 있다.The sensor module 10 includes a core 11, a lower coil 12a that is tilted in the first direction with respect to the axial direction of the core 11 and wound around the core 11, And an upper coil 12b wound in a second direction so as to be perpendicular to the first direction to the core 11 on which the coil 12a is wound. And the lower coil and the upper coil may be sequentially stacked in a multilayer structure.

따라서, 하부 코일(12a)을 코어(11)의 축방향에 대해 42 ~ 48°틸트되게 권ㅊ취하고, 상부 코일(12b)을 상기 하부 코일(12a)에 대해 직각이되는 방향으로 권취함으로써, 회전체의 위치 변동에 대응하여 오차를 줄일 수 있게 된다.Therefore, by winding the lower coil 12a to be tilted 42 to 48 degrees with respect to the axial direction of the core 11 and winding the upper coil 12b in a direction perpendicular to the lower coil 12a, The error can be reduced corresponding to the entire positional variation.

결국 본 발명은, 상기 센서모듈(10)과 같이 코어 축방향에 대해 틸트되게 하부코일이 권취되고, 하부코일과 직각이되는 방향으로 상부코일이 권취된 센서모듈로 구성하고, 이를 고주파 차폐 패턴 PCB(20)상에 코일 양단을 납땜 연결하고 수지로 몰딩시켜 몰딩부(30)를 형성하며, 덮개로서 고주파 차폐 하우징(40)을 설치하되, PCB의 양측단에 형성된 제1,제2출력단(21)(22)의 일부가 팁으로 노출되게 패키징 함으로써 칩화 할 수 있는 것이다.As a result, the present invention comprises a sensor module in which the lower coil is wound in such a manner as to be tilted with respect to the axial direction of the core, like the sensor module 10, and the upper coil is wound in a direction perpendicular to the lower coil, (30) are formed by soldering both ends of a coil on a lead frame (20) and molded by resin, and a high frequency shielding housing (40) is provided as a lid. The first and second output terminals ) 22 is exposed to the tip so that the chip can be formed.

도 5는 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 구조 설명도이다. 이에 도시된 바와 같이, 고주파 차폐 패턴 PCB(20)의 양측단부에 형성되는 제1,제2 출력단(21)(22)은, 골드(GOLD) 도금처리(두께 15um 이상)를 하여 전도성을 상승시키고, 고주파 차폐 하우징(40)의 외측으로 노출되는 제1,제2출력단(21)(22)의 팁을 1mm 정도로 작게 형성함으로써, 칩화시켜 지자기 회전센서를 설치하여 연결할 때 크림 솔더(Cream Solder)(101)가 잘되도록 구성한다. 즉, 하우징 양측단으로 출력단의 일부가 팁으로 노출되게 형성하여 칩화된 지자기 회전센서를 설치할 때 쉽게 크림 솔더(101)를 부착형성할 수 있도록 한다. 5 is a structural explanatory view of a geomagnetism rotation sensor according to the present invention. As shown in the figure, the first and second output terminals 21 and 22 formed on both sides of the high frequency shielding pattern PCB 20 are subjected to a gold plating process (having a thickness of 15 μm or more) And the tips of the first and second output terminals 21 and 22 exposed to the outside of the high frequency shielding housing 40 are formed as small as about 1 mm so that a cream solder 101) is set to be good. That is, a part of the output terminal is exposed to the tips at both ends of the housing so that the cream solder 101 can be easily attached when the chip-shaped geomagnetic sensor is installed.

도 6은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 등가 회로도이다. 센서모듈(10)의 코일(12)에 유도된 유도 기전력은 고주파 차폐 패턴 PCB(20)의 고주파 차폐 패턴부(23)에 의해 형성되는 표면 캐패시턴스(20)를 거쳐 제1,제2출력단(21)(22)으로 출력된다. 즉, 제1,제2출력단(21)(22) 사이에 고주파 차폐 패턴부(23)가 형성되어 양단 사이를 연결하는 캐패시턴스 역할을 하게 되므로, 고주파 성분은 캐패시턴스에 의해 차단된다.6 is an equivalent circuit diagram of a geomagnetism rotation sensor according to the present invention. The induced electromotive force induced in the coil 12 of the sensor module 10 is transmitted through the surface capacitance 20 formed by the high frequency shielding pattern portion 23 of the high frequency shielding pattern PCB 20 to the first and second output terminals 21 ) ≪ / RTI > That is, the high frequency shielding pattern portion 23 is formed between the first and second output terminals 21 and 22 to serve as a capacitance connecting both ends, so that the high frequency component is cut off by the capacitance.

도 7은 본 발명에 의한 지자기 회전센서의 출력파형 특성 설명도이다. 지자기 회전센서를 회전체에 설치하여 고속 회전하는 경우, 지자기 검출신호에 고주파 성분이 유입되는데, 본 발명의 고주파 차폐 패턴 PCB(20)와, 고주파 차폐 하우징(40)이 없는 경우, 도 6의 (가)와 같이 고주파 잡음 성분이 많이 포함된 신호가 검출된다. 그러므로 지자기 회전 센서의 감지신호를 처리하는 연산장치(도면에 도시안됨)에서 신호대 잡음비가 나빠져 센서의 오류 발생이 높아진다.FIG. 7 is an explanatory diagram of an output waveform characteristic of the geomagnetism rotation sensor according to the present invention. When the geomagnetism rotation sensor is installed at the rotating body and rotated at a high speed, a high frequency component flows into the geomagnetism detection signal. In the case where the high frequency shielding pattern PCB 20 and the high frequency shielding housing 40 are not provided, A) a signal including a high frequency noise component is detected. Therefore, the signal-to-noise ratio is lowered in an arithmetic unit (not shown in the figure) for processing the detection signal of the geomagnetism rotation sensor, thereby increasing the error occurrence of the sensor.

따라서 본 발명에서는 센서모듈(10)의 코일이 연결되는 제1,제2출력단(21)922) 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐하는 고주파 차폐 패턴부(23)를 형성해주고, 고주파 차폐 하우징(40)으로 차폐 시킴으로써, 도 6의 (나)와 같이 고주파 성분이 없이 깨끗한 상태의 지자기 감지신호가 출력될 수 있다. Therefore, in the present invention, a high-frequency shielding pattern portion 23 for shielding a high-frequency component is formed between the first and second output terminals 21 and 222 to which the coils of the sensor module 10 are connected, The geomagnetism detection signal in a clean state without a high frequency component can be outputted as shown in FIG. 6 (B).

그러므로 본 발명에 의하면, 지자기 회전센서를 패키징하여 칩화시켜 구설할때, 고주파 차폐 패턴과 고주파 차폐 하우징을 포함하여 구성함으로써, 지자기 감지시 유입되는 고주파 성분을 차폐시켜 신호대 잡음비 효율이 향상된 신호를 얻을 수 있고, 지자기 회전센서의 성능 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.
Therefore, according to the present invention, when the geomagnetism rotation sensor is packaged and integrated into a chip, the high frequency shielding pattern and the high frequency shielding housing are configured to shield the high frequency component introduced at the time of geomagnetism detection to obtain a signal having improved signal- And the performance reliability of the geomagnetism rotation sensor can be improved.

10 : 센서모듈 11 : 코어
12 : 코일 12a : 하부코일
12b : 상부 코일 20 : 고주파 차폐 패턴 PCB
21, 22 : 제1,제2 출력단 21a, 22a : 코일연결부
23 : 고주파 차폐 패턴부 24, 25 : 상하부 수평바
24a, 25a : 수직바 30 : 몰딩부
40 : 고주파 차폐 하우징10: sensor module 11: core
12: Coil 12a: Lower coil
12b: upper coil 20: high frequency shielding pattern PCB
21, 22: First and second output terminals 21a, 22a:
23: high frequency shielding pattern portion 24, 25: upper and lower horizontal bars
24a, 25a: vertical bar 30: molding part
40: High frequency shielding housing

Claims (10)

코어에 코일이 권회되어 이루어지고, 회전에 의해 코일에 유도되는 지자기 감지신호를 출력하는 지자기 회전센서에 있어서,
코어(11)에 코일(11)이 권회되어, 회전시 코일에 유도되는 지자기신호를 감지하는 센서모듈(10)과;
상기 센서모듈(10)의 코일 양단이 각기 출력단(21)(22)에 연결되고, 양 출력단 (21)(22)사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐시키는 고주파 차폐 패턴부(23)가 형성된 고주파 차폐 패턴 PCB(20)와;
상기 센서모듈(10)이 상면에 연결 설치된 상기 고주파 차폐 패턴 PCB(20)의 상부 덮개로 설치되어 고주파를 차폐시키기 위한 고주파 차폐 하우징(40)으로 이루어지고,
상기 고주파 차폐 패턴 PCB(20)는,
PCB의 양측에 형성된 제1,제2 출력단(21)(22)과;
상기 제1,제2 출력단(21)(22) 사이에 표면 캐패시턴스에 의해 고주파 성분을 차폐하기 위한 도전패턴으로 이루어지는 고주파 차폐 패턴부(23)가 형성되되,
상기 고주파 차폐 패턴부(23)는,
상기 제1,제2 출력단(21)(22)에서 서로 대향 하여 상하 일정한 간격으로 형성되는 상하부 수평바(24)(25)와;
상기 상하부 수평바(24)(25)에서 서로 대향하여 마주보게 격간으로 돌출 형성되어 선단 및 좌우측의 간격이 고주파 차폐 표면 캐패시턴스를 위하여 설정된 간격으로 형성되는 다수의 수직바(24a)(25a)로 구성되며,
상기 고주파 차폐 하우징(40)은,
플라스틱에 고주파 차폐를 위한 비자성 금속 분말을 혼합 성형하되, 상기 비자성 금속 분말은, 금속 나노 입자로서, 전후면이 삼각형을 이루고 저면과 양측면이 사각형을 이루는 다면체 나노입자인 것을 특징으로 하는 지자기 회전센서.
1. A geomagnetic rotation sensor for outputting a geomagnetism detection signal which is formed by a coil wound around a core and which is induced in a coil by rotation,
A sensor module 10 for detecting a geomagnetism signal induced in the coil 11 when the coil 11 is wound on the core 11;
A high frequency shielding pattern portion 23 is formed between the output terminals 21 and 22 so that both ends of the coil of the sensor module 10 are connected to the output terminals 21 and 22 and the high frequency component is shielded by the surface capacitance A high frequency shielding pattern PCB 20;
And a high frequency shielding housing (40) installed on the upper cover of the high frequency shielding pattern PCB (20) connected to the sensor module (10) to shield the high frequency wave,
The high-frequency shielding pattern PCB 20 includes:
First and second output terminals 21 and 22 formed on both sides of the PCB;
A high frequency shielding pattern portion 23 is formed between the first and second output terminals 21 and 22, the high frequency shielding pattern portion 23 being formed of a conductive pattern for shielding a high frequency component by surface capacitance,
The high frequency shielding pattern portion (23)
Upper and lower horizontal bars (24) (25) formed to be spaced apart from each other at the first and second output terminals (21) and (22) at regular intervals up and down;
And a plurality of vertical bars 24a and 25a protruding from the upper and lower horizontal bars 24 and 25 so as to face each other and to be spaced from each other at predetermined intervals for the high frequency shielding surface capacitance And,
The high-frequency shielding housing (40)
Characterized in that the nonmagnetic metal powder for metal shielding is a metal nanoparticle having polygonal nanoparticles whose front and back surfaces are triangular and whose bottom and both sides are square. sensor.
제 1 항에 있어서, 상기 지자기 회전센서는,
상기 고주파 차폐 패턴 PCB(20) 위에 설치되는 센서모듈(10)을 수지로 몰딩시켜 고정하는 몰딩부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 회전센서.
The geomagnetic sensor according to claim 1,
And a molding unit (30) for molding and fixing the sensor module (10) installed on the high frequency shielding pattern PCB (20) with a resin.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제1,제2출력단(21)(22)은,
골드 코팅(Gold-coating)되고, 내측면에 각기 상기 센서모듈(10)의 코일을 연결하는 코일연결부(21a)(22a)가 형성된 것을 특징으로 하는 지자기 회전센서.
2. The apparatus according to claim 1, wherein the first and second output terminals (21) and (22)
And a coil connection part (21a) (22a) is formed on the inside surface of the sensor module (10) to connect the coil of the sensor module (10).
제 1 항에 있어서, 상기 고주파 차폐 패턴부(23)는,
상기 상부 수평바(24)에서 돌출된 수직바(24a)와 하부 수평바(25)에서 돌출된 수직바(25a)의 사이의 간격이 0.1 - 0.3mm 이고, 수직바(24a)(25a)의 선폭은 0.2 - 0.7mm 인 것을 특징으로 하는 지자기 회전센서.
The high frequency shielding structure according to claim 1, wherein the high frequency shielding pattern portion (23)
The distance between the vertical bar 24a protruding from the upper horizontal bar 24 and the vertical bar 25a protruded from the lower horizontal bar 25 is 0.1-0.3 mm and the distance between the vertical bars 24a and 25a And the line width is 0.2 - 0.7 mm.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 센서모듈(10)은,
코어(11)와;
상기 코어(11)의 축방향에 대하여 제1방향으로 틸트(Tilt)되어 상기 코어(11)에 권취된 하부 코일(12a);
상기 하부 코일(12a)이 권취된 코어(11)에 상기 제1방향과 수직되도록 제2방향으로 틸트되어 권취된 상부 코일(12b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 지자기 회전센서.
The sensor module according to claim 1, wherein the sensor module (10)
A core 11;
A lower coil 12a that is tilted in the first direction with respect to the axial direction of the core 11 and wound around the core 11;
And an upper coil (12b) tilted and wound in a second direction so that the lower coil (12a) is perpendicular to the first direction to the wound core (11).
제 9 항에 있어서,
상기 하부 코일 및 상기 상부 코일이 순차적으로 복수층으로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 지자기 회전센서.10. The method of claim 9,
Wherein the lower coil and the upper coil are sequentially stacked in a plurality of layers.
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