KR102531699B1 - 엔코더 모듈 조립체 - Google Patents

엔코더 모듈 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR102531699B1
KR102531699B1 KR1020180053199A KR20180053199A KR102531699B1 KR 102531699 B1 KR102531699 B1 KR 102531699B1 KR 1020180053199 A KR1020180053199 A KR 1020180053199A KR 20180053199 A KR20180053199 A KR 20180053199A KR 102531699 B1 KR102531699 B1 KR 102531699B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
encoder
shaft
encoder module
housing
base plate
Prior art date
Application number
KR1020180053199A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190128893A (ko
Inventor
양윤정
정창현
최부관
정훈상
Original Assignee
(주)한화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)한화 filed Critical (주)한화
Priority to KR1020180053199A priority Critical patent/KR102531699B1/ko
Publication of KR20190128893A publication Critical patent/KR20190128893A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102531699B1 publication Critical patent/KR102531699B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245Housings for sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/10Elements for damping the movement of parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/3473Circular or rotary encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

엔코더 모듈 조립체는 샤프트와 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 샤프트에 결합되어 샤프트와 함께 하우징에 대해 회전하는 엔코더 디스크와 하우징에 결합되며 엔코더 디스크가 회전하는 동안 엔코더 디스크의 회전 운동을 감지하는 엔코더 헤더를 구비한 엔코더 모듈과, 엔코더 모듈을 지지하는 베이스 플레이트와, 일단은 엔코더 모듈에 결합되고 타단은 엔코더 모듈로부터 외측으로 연장하여 베이스 플레이트에 연결되어 엔코더 모듈에 베이스 플레이트를 탄성적으로 연결하는 탄성 플레이트를 구비한다.

Description

엔코더 모듈 조립체{Encoder module assembly}
실시예들은 엔코더 모듈 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격이나 온도로 인한 변형이 발생하는 경우에도 향상된 신뢰성을 유지할 수 있는 엔코더 모듈 조립체에 관한 것이다.
전기 모터와 같은 전동기에 장착되는 엔코더 모듈은 전동기의 회전축에 맞물려 반복적인 회전 운동을 수행하며, 회전축의 회전 위치와 관련된 감지 신호를 발생한다. 엔코더 모듈은 반복적인 동작을 하면서도 높은 신뢰성을 유지하며 감지 신호를 출력하여야 한다.
엔코더 모듈에는 반복적인 동작에 의한 축의 변형이 발생하거나 전동기의 회전축을 통해 전달되는 구동열로 인한 열적 충격이나 외부에서 가해지는 충격에 의한 변형이 발생할 수 있다.
일반적으로 엔코더 디스크에 대해 감지 기능을 수행하는 엔코더 헤더는 전동기에 연결되는 엔코더 모듈과 독립되어 베이스 플레이트에 설치된다. 이러한 구조에 의하면 엔코더 모듈 조립체가 작동하는 중에 전동기에서 발생하는 열로 인해 회전축이 변형하는 경우 회전축과 베이스 플레이트의 동심도(중심 위치가 정렬된 상태)가 틀어질 수 있다.
또한 회전축에 고정된 엔코더 디스크와 베이스 플레이트에 고정된 엔코더 헤더의 상대적인 위치가 변형되어 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 사이에 유지되어야 하는 기계적인 간격(gap)이 변화하므로 엔코더 모듈 조립체의 감지 신호에 오류가 발생할 수 있다.
또한 충격이 심한 경우에는 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 사이에 기계적인 간섭이 발생하여 고장을 일으키는 경우가 있다.
실시예들은 반복적인 작동과 외부로부터 가해지는 힘에 의한 기계적인 충격이나 전동기의 구동열로 인한 열적 충격의 영향을 최소화함으로써 신뢰성이 향상된 엔코더 모듈 조립체를 제공한다.
실시예들은 충격이나 구동열에 의해 구성 요소에 변형이 발생하는 경우에도 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 사이의 간격을 최적으로 유지함으로써 높은 신뢰성을 유지할 수 있는 엔코더 모듈 조립체를 제공한다.
실시예들은 또한 조립과 설치가 간편한 엔코더 모듈 조립체를 제공한다.
실시예들은 기계적 또는 열적 충격으로 인해 전달되는 힘을 흡수하며 엔코더 모듈을 안정적으로 지지할 수 있는 엔코더 모듈 조립체를 제공한다.
일 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체는 샤프트와 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 샤프트에 결합되어 샤프트와 함께 하우징에 대해 회전하는 엔코더 디스크와 하우징에 결합되며 샤프트와 엔코더 디스크가 회전하는 동안 엔코더 디스크의 회전 운동을 감지하는 엔코더 헤더를 구비한 엔코더 모듈과, 엔코더 모듈을 지지하는 베이스 플레이트와, 일단은 엔코더 모듈에 결합되고 타단은 엔코더 모듈로부터 외측으로 연장하여 베이스 플레이트에 연결되어 엔코더 모듈에 베이스 플레이트를 탄성적으로 연결하는 탄성 플레이트를 구비한다.
엔코더 모듈 조립체는 샤프트와 하우징의 사이에 결합되어 샤프트를 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 구비할 수 있다.
하우징은 샤프트를 둘러싸는 장착 구멍을 구비할 수 있고, 베어링은 장착 구멍에 결합될 수 있다.
베이스 플레이트는 하우징의 장착 구멍에 대응하는 위치에 통공을 구비할 수 있고, 외부에서 가해진 힘에 의해 탄성 플레이트가 변형되어 엔코더 모듈이 이동할 때에 샤프트의 단부가 통공을 관통할 수 있다.
탄성 플레이트의 일단은 하우징의 장착 구멍의 외측의 적어도 일부를 둘러싸는 몸체를 형성할 수 있고, 탄성 플레이트의 타단은 몸체로부터 외측으로 돌출하는 적어도 두 개의 아암을 형성할 수 있다.
베이스 플레이트는 아암의 단부를 지지하도록 베이스 플레이트에서 돌출됨으로써 하우징과 베이스 플레이트의 사이의 간격을 형성하는 지지축을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 엔코더 모듈 조립체는 전동기나 엔코더 모듈 조립체에 외부로부터 힘이나 충격이 가해지거나, 사용 환경의 온도 변화에 따라 또는 전동기의 구동열로 인하여 전동기의 회전축이나 샤프트에서 축방향의 길이 변동이 발생하거나, 제품의 설계 및 장착 과정에서 존재하는 기계적인 공차의 범위에서 구성 요소들이 움직이는 경우에도 엔코더 모듈 조립체의 전체적인 신뢰성을 높게 유지할 수 있다.
실시예들에 관한 엔코더 모듈 조립체에서는 탄성 플레이트가 엔코더 모듈을 탄성적으로 지지함과 아울러 외부로부터 가해지는 힘을 탄성 플레이트가 흡수함으로써 엔코더 모듈의 엔코더 디스크나 엔코더 헤더에 전달되는 충격을 최소화할 수 있다. 또한 탄성 플레이트가 변형됨으로써 샤프트와 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 구성요소들을 포함한 엔코더 모듈의 전체가 샤프트의 축방향으로 이동할 수 있으므로 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 사이의 간격을 유지할 수 있다.
또한 엔코더 모듈에 엔코더 디스크와 엔코더 헤더를 모두 배치함으로써 엔코더 모듈의 설치 및 조립 작업이 간편하게 이루어질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 측면 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 일부 구성요소의 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 일부 구성요소의 저면 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 일부 구성요소의 사시도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 엔코더 모듈 조립체의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 측면 단면도이다.
실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체는 회전하는 회전축을 갖는 모터와 같은 전동기에 결합되어 전동기의 회전축의 회전 방향의 위치를 감지하기 위해 사용될 수 있다. 이하에서 설명되는 엔코더 모듈 조립체는 예시적인 것으로 도면과 설명에 의해 나타나는 구조에 의해 실시예가 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체는 엔코더 모듈(50)과, 엔코더 모듈(50)을 탄성적으로 지지하는 베이스 플레이트(60)와, 엔코더 모듈(50)을 베이스 플레이트(60)에 탄성적으로 연결하는 탄성 플레이트(70)를 구비한다.
엔코더 모듈(50)은 전동기의 회전축에 결합될 수 있는 샤프트(10)와, 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하기 위한 하우징(20)과, 샤프트(10)의 외측에 결합되어 샤프트(10)와 함께 회전하는 엔코더 디스크(30)와, 하우징(20)에 결합되어 엔코더 디스크(30)의 회전 운동을 감지하는 엔코더 헤더(40)를 구비한다.
엔코더 모듈(50)은 탄성을 갖는 탄성 플레이트(70)에 의해 베이스 플레이트(60)에 탄성적으로 연결된다.
종래에는 감지 기능을 수행하는 엔코더 헤더가 전동기에 연결되는 엔코더 모듈과 독립되어 베이스 플레이트에 설치되었으나, 실시예에서는 베이스 플레이트(60)에 엔코더 헤더(40)가 설치되는 구조를 채택하지 않고 엔코더 모듈(50)의 하우징에 엔코더 헤더(40)를 배치하였다. 따라서 엔코더 모듈(50)과 베이스 플레이트(60)를 조립할 때에는 엔코더 모듈(50)과 엔코더 헤더(40)의 위치와 간격을 정밀하게 조정할 필요가 없이 간편하게 엔코더 모듈(50)을 베이스 플레이트(60)에 장착할 수 있다.
상술한 구성의 엔코더 모듈 조립체는 여러 가지 구성요소들이 복합적으로 조립된 상태에서 하나의 부품처럼 취급될 수 있으므로, 전동기와 함께 산업장비나 로봇 등의 전자, 기계 장치 등에 편리하게 장착될 수 있다.
샤프트(10)는 알루미늄이나 스테인레스 스틸과 같은 금속이나 합금 소재나, 고강성의 플라스틱 소재로 제작될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 샤프트(10)는 전동기의 회전축에 연결될 수 있도록 대략 중공의 원통형상으로 제작되었다. 그러나 실시예는 샤프트(10)의 도시된 구조에 의해 한정되지 않으며, 샤프트(10)는 전동기의 회전축의 구조에 맞추어 강체의 실린더 형상으로 제작될 수 있다.
하우징(20)은 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지함과 아울러 베어링(51)과 엔코더 헤더(40) 등의 구성요소들을 안정적으로 지지하는 기능을 수행한다. 하우징(20)은 금속 소재나 합금 소재나 플라스틱 소재 등으로 제작될 수 있다.
하우징(20)은 샤프트(10)를 둘러싸는 장착 구멍(25)을 구비한다. 도 1 및 도 2에서 샤프트(10)의 상측 단부는 장착 구멍(25)을 통하여 하우징(20)의 외측으로 돌출되게 설치될 수 있다.
하우징(20)의 장착 구멍(25)의 내측벽과 샤프트(10)의 외측면의 사이에는 베어링(51)이 설치된다. 베어링(51)은 샤프트(10)를 하우징(20)에 대하여 회전 가능하게 지지한다.
샤프트(10)의 외측에는 엔코더 디스크(30)가 결합된다. 엔코더 디스크(30)는 샤프트(10)의 외측에서 샤프트(10)의 중심축의 적어도 일부를 둘러싸도록 원주 방향을 따라 연장한다. 엔코더 디스크(30)는 대략 원판형상을 가지며 원주 방향을 따라 서로 이격되게 설치된 마크(31)를 구비한다.
엔코더 디스크(30)는 엔코더 체결수단(48)에 의해 샤프트(10)의 외측에 배치된 플랜지(46)에 결합된다. 플랜지(46)는 샤프트(10)의 외측의 적어도 일부를 둘러싸는 고정 플랜지(49)에 의해 샤프트(10)의 외측에 고정된다.
베어링(51)이 샤프트(10)의 외측에 배치된 플랜지(46)와 하우징(20)의 장착 구멍(25)의 사이에 배치되므로, 베어링(51)이 플랜지(46)와 샤프트(10)를 하우징(20)에 대하여 회전 가능하게 지지할 수 있다.
하우징(20)의 외측에는 엔코더 디스크(30)의 단부의 적어도 일부를 둘러싸는 엔코더 헤더(40)가 배치된다. 엔코더 헤더(40)는 샤프트(10)와 엔코더 디스크(30)가 함께 회전하는 동안 엔코더 디스크(30)의 회전 운동을 감지하여 신호를 발생하는 기능을 수행한다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체는 수광소자(41) 및 발광소자(42)를 이용한 광학식 증분 방식(incremental optical type)의 엔코더를 이용하므로, 엔코더 디스크(30)의 마크(31)가 엔코더 디스크(30)를 관통하며 엔코더 디스크(30)의 원주 방향을 따라 등간격으로 서로 이격되게 형성되는 복수 개의 슬릿(slit; 구멍)으로 형성되었다.
도 2를 참조하면, 엔코더 헤더(40)는 엔코더 디스크(30)의 마크(31)를 향해 광을 조사하는 발광소자(42)와, 발광소자(42)로부터 발광되어 마크(31)를 통과한 광을 수광하여 감지 신호를 발생하는 수광소자(41)를 구비한다.
엔코더 헤더(40)는 수광소자(41) 및 발광소자(42)와 전기적으로 연결되며 엔코더 모듈 조립체의 외부로 신호를 출력하거나 외부의 신호를 수신할 수 있는 단자(47)를 구비한다.
실시예는 상술한 바와 같은 엔코더의 구현 방식에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 절대형 방식(absolute type)의 엔코더를 이용할 때에는 엔코더 디스크(30)의 마크(31)가 엔코더 디스크(30)의 회전 방향에 따른 절대적인 위치를 나타내는 패턴으로 형성될 수 있다.
또한 광학식 방식을 이용하더라도 도 2에 도시된 것과 같이 광을 마크(31)를 관통시키는 방식을 이용하는 대신, 광을 엔코더 디스크(30)의 표면의 마크(31)에 반사시켜 반사된 광을 감지하는 광반사 방식을 이용할 수도 있다. 광반사 방식을 이용할 때에는 엔코더 디스크(30)의 표면의 마크(31)는 광을 반사시키는 반사물질을 포함하거나, 렌즈 등의 광학 요소를 포함하거나, 엔코더 디스크(30)를 관통하는 슬릿이 아닌 광을 반사할 수 있는 오목한 홈이나 볼록한 돌기를 포함할 수 있다.
또한 엔코더에 광학식 방식이 아닌 자기 방식(magnetic)을 이용할 수 있으며, 자기 방식을 이용할 때에는 예를 들어 마크(31)가 자석이나 자기 물질을 포함하고 엔코더 헤더(40)가 자성을 감지하는 홀센서(hall sensor)를 포함할 수도 있다.
베이스 플레이트(60)는 엔코더 모듈(50)의 전체를 안정적으로 지지하는 기능을 수행한다. 베이스 플레이트(60)는 하우징(20)의 장착 구멍(25)에 대응하는 위치에 형성된 통공(65)을 구비한다. 베이스 플레이트(60)는 대략 판 형상을 갖는다. 베이스 플레이트(60)는 일측 면에서 돌출된 배치된 지지축(68)을 구비한다.
도 1 및 도 2에서 지지축(68)은 베이스 플레이트(60)에 결합되는 별도의 구성요소로 제작되지만, 실시예는 이러한 구성에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 베이스 플레이트(60)의 일측 면에서 엔코더 모듈(50)을 향하여 돌출되도록 지지축(68)이 베이스 플레이트(60)와 일체로 형성될 수 있다.
지지축(68)은 탄성 플레이트(70)를 지지하도록 베이스 플레이트(60)의 일측 면에서 돌출되어 하우징(20)과 베이스 플레이트(60)의 사이에 일정한 간격을 유지할 수 있다. 엔코더 모듈(50)이 베이스 플레이트(60)에 결합되었을 때에는 엔코더 모듈(50)이 탄성 플레이트(70)에 의해 지지되며 지지축(68)에 의해 베이스 플레이트(60)의 엔코더 모듈(50)을 향하는 표면으로부터 미리 정해진 간격(t1)만큼 이격된 간격을 유지할 수 있다.
엔코더 모듈(50)은 탄성 플레이트(70)에 의해 베이스 플레이트(60)에 탄성적으로 결합된다. 탄성 플레이트(70)의 일단(71)은 엔코더 모듈(50)에 결합되고, 탄성 플레이트(70)의 타단(72)은 베이스 플레이트(60)의 지지축(68)에 결합된다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 일부 구성요소인 탄성 플레이트(70)의 사시도이고, 도 4는 도 1에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 일부 구성요소의 저면 사시도이다.
탄성 플레이트(70)는 전체적으로 탄성을 갖도록 얇은 판 형상으로 제작되며, 예를 들어 알루미늄이나 스테인레스 스틸 등의 금속 소재나, 강한 탄성을 갖는 플라스틱 소재나, 금속, 합금, 고무, 및 플라스틱의 적어도 하나를 포함한 복합 소재 등으로 제작될 수 있다.
탄성 플레이트(70)의 일단(71)은 하우징(20)의 장착 구멍(25)의 외측의 적어도 일부를 둘러싸도록 원주 방향으로 연장하는 원호 형상이나 반원 형상이나, 또는 장착 구멍(25)의 외측의 전체를 둘러싸도록 원주 방향의 전체를 따라 연장하는 링 형상을 갖는 몸체(74)를 형성한다.
탄성 플레이트(70)의 일단(71)은 몸체(74)를 따라 이격되는 위치에 하우징(20)과의 연결을 위한 체결공(71c)을 구비한다.
탄성 플레이트(70)의 타단(72)은 몸체(74)로부터 방사방향의 외측을 향하는 방향으로 연장하도록 돌출하는 적어도 두 개의 아암(73)을 형성한다. 아암(73)은 베이스 플레이트(60)의 지지축(68)과의 연결을 위한 체결공(72c)을 구비한다.
도 1 및 도 3에 도시된 실시예에서 아암(73)은 몸체(74)를 따라 원주방향으로 서로 이격되며 3개가 설치된다. 실시예는 아암(73)의 개수에 의해 제한되지 않으며 필요에 따라 아암(73)의 개수를 줄이거나 증가시킬 수 있다.
상술한 탄성 플레이트(70)의 몸체(74) 및 아암(73)의 구조를 통해, 엔코더 모듈(50)을 장착하는 공간에 구조물이 존재할 경우 구조물을 쉽게 회피하여 엔코더 모듈 조립체를 설치할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 탄성 플레이트(70)의 일단(71)은 볼트(71a)에 의해 하우징(20)에 연결되고, 탄성 플레이트(70)의 타단(72)은 볼트(72a)에 의해 지지축(68)에 연결된다.
상술한 실시예들에 관한 엔코더 모듈 조립체에서는 엔코더 모듈(50)이 직접 베이스 플레이트(60)에 결합되지 않고 탄성 플레이트(70)를 통하여 베이스 플레이트(60)에 탄성적으로 결합됨으로써 엔코더 모듈 조립체의 전체적인 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 2를 참조하면, 베이스 플레이트(60)가 하우징(20)의 장착 구멍(25)에 대응하는 위치에 통공(65)을 구비하므로, 엔코더 모듈(50)이 탄성 플레이트(70)에 의해 탄성적으로 지지되며 베이스 플레이트(60)에 장착된 상태에서는 샤프트(10)의 단부(10e)가 통공(65)에 위치한다.
엔코더 모듈 조립체가 작동하는 중에 예를 들어 외부로부터 전동기나 엔코더 모듈 조립체에 힘이나 충격이 가해지거나, 사용 환경의 온도 변화에 따라 또는 전동기의 구동열로 인하여 전동기의 회전축이나 샤프트(10)에서 축방향의 길이 변동이 발생하거나, 제품의 설계 및 장착 과정에서 존재하는 기계적인 공차의 범위에서 구성 요소들이 움직이는 경우에도 엔코더 모듈 조립체의 전체적인 신뢰성은 안정적으로 유지될 수 있다.
종래에는 감지 기능을 수행하는 엔코더 헤더가 전동기에 연결되는 엔코더 모듈과 독립되어 베이스 플레이트에 설치되었다. 이로 인해 종래에는 엔코더 모듈 조립체가 작동하는 중에 전동기에서 발생하는 열로 인해 회전축이 변형하는 경우 회전축과 베이스 플레이트의 동심도(중심 위치가 정렬된 상태)가 틀어질 수 있었다. 즉 회전축에 고정된 엔코더 디스크와 베이스 플레이트에 고정된 엔코더 헤더의 상대적인 위치가 변형되어 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 사이에 유지되어야 하는 기계적인 간격(gap)이 변화되므로 엔코더 모듈 조립체의 감지 신호에 오류가 발생할 수 있다. 또한 충격이 심한 경우에는 엔코더 디스크와 엔코더 헤더의 사이에 기계적인 간섭이 발생하여 고장을 일으키는 경우가 있다.
실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체에서는 외부에서 충격으로 인한 힘이나, 온도 변동 등으로 발생한 힘이 엔코더 모듈 조립체에 가해지는 경우 탄성 플레이트(70)가 변형되어 이러한 힘을 흡수할 수 있다. 즉 탄성 플레이트(70)가 변형할 때에는 도 2에서 점선으로 표시된 것과 같이 엔코더 모듈(50)이 샤프트(10)의 축 방향으로 이동할 수 있으며 엔코더 모듈(50)이 이동하는 동안 샤프트(10)의 단부(10e)가 베이스 플레이트(60)의 통공(65)을 관통하며 하측으로 미세 높이(t2)만큼 돌출할 수 있다.
또한 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체에서는 베이스 플레이트(60)에 엔코더 헤더(40)가 설치되는 구조를 채택하지 않고 엔코더 모듈(50)의 하우징에 엔코더 헤더(40)를 배치하였다. 따라서 외부에서 가해지는 힘에 의해 엔코더 모듈(50)이 베이스 플레이트(60)에 대하여 이동할 때에는 엔코더 모듈(50)에 포함되어 있는 샤프트(10)와 엔코더 디스크(30)와 엔코더 헤더(40)의 모두가 함께 샤프트(10)의 축방향으로 이동할 수 있다.
상술한 바와 같은 엔코더 모듈 조립체에서는 외부에서 가해지는 충격이나 전동기의 발생열에 의한 변형이 가하는 힘에 의해 전동기의 회전축이나 샤프트가 변형할 경우에도 탄성 플레이트(70)가 엔코더 모듈(50)의 전체를 안정적으로 지지하면서도 외부에서 가해지는 힘을 흡수하며 탄성 플레이트(70)가 스스로 변형한다. 이로 인해 엔코더 모듈(50)의 엔코더 디스크(30)와 엔코더 헤더(40)의 사이의 기계적인 간격(gap)이 변화하지 않고 설계 및 초기 장착 상태를 유지할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 일부 구성요소의 사시도이다.
도 5에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체의 구성과 전체적으로 유사하며 탄성 플레이트(170)의 구조가 변형되었다.
도 5에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체는 샤프트(10)와 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하는 하우징(20)과 샤프트(10)와 함께 회전하는 엔코더 디스크와 샤프트(10)와 엔코더 디스크가 함께 회전하는 동안 엔코더 디스크의 회전 운동을 감지하는 엔코더 헤더(40)를 구비하는 엔코더 모듈(150)과, 엔코더 모듈(150)을 베이스 플레이트에 탄성적으로 연결하기 위한 탄성 플레이트(170)를 구비한다.
탄성 플레이트(170)의 일단(171)은 엔코더 모듈(150)에 연결되고, 탄성 플레이트(170)의 타단(172)은 베이스 플레이트(60)에 연결된다.
탄성 플레이트(170)의 일단(171)은 하우징(20)의 원주 방향의 적어도 일부분을 따라 연장하여 하우징(20)에 결합하는 몸체(174)를 형성한다. 탄성 플레이트(170)의 타단(172)은 몸체(174)로부터 방사방향을 향하여 외측으로 돌출하는 4개의 아암(173)을 형성한다.
도 5에 나타난 실시예에 관한 엔코더 모듈 조립체에서는 엔코더 모듈(150)을 베이스 플레이트(60)에 탄성적으로 연결하는 탄성 플레이트(170)의 아암(173)을 4개를 설치함으로써, 엔코더 모듈(150)을 지지하기 위한 4개의 지지점을 확보할 수 있다. 이러한 탄성 플레이트(170)의 구조를 이용하면, 엔코더 모듈(150)을 베이스 플레이트에 안정적으로 균형 있게 설치할 수 있다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10e: 단부 50, 150: 엔코더 모듈
10: 샤프트 51: 베어링
20: 하우징 60: 베이스 플레이트
25: 장착 구멍 65: 통공
30: 엔코더 디스크 68: 지지축
31: 마크 70, 170: 탄성 플레이트
40: 엔코더 헤더 71a: 볼트
41: 수광소자 71c, 72c: 체결공
42: 발광소자 71, 171: 일단
46: 플랜지 72a: 볼트
47: 단자 72,172: 타단
48: 엔코더 체결수단 73, 173: 아암
49: 고정 플랜지 74, 174: 몸체

Claims (6)

  1. 샤프트와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징과, 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트와 함께 상기 하우징에 대해 회전하는 엔코더 디스크와, 상기 하우징에 결합되며 상기 샤프트와 상기 엔코더 디스크가 회전하는 동안 상기 엔코더 디스크의 회전 운동을 감지하는 엔코더 헤더를 구비한 엔코더 모듈;
    상기 엔코더 모듈을 지지하는 베이스 플레이트; 및
    일단은 상기 엔코더 모듈에 결합되고, 타단은 상기 엔코더 모듈로부터 외측으로 연장하여 상기 베이스 플레이트에 연결되어 상기 엔코더 모듈에 상기 베이스 플레이트를 탄성적으로 연결하는 탄성 플레이트;를 구비한, 엔코더 모듈 조립체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 하우징의 사이에 결합되어 상기 샤프트를 상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 구비하고,
    상기 하우징은 상기 샤프트를 둘러싸는 장착 구멍을 구비하고, 상기 베어링은 상기 장착 구멍에 결합되고,
    상기 베이스 플레이트는 상기 하우징의 상기 장착 구멍에 대응하는 위치에 통공을 구비하고, 외부에서 가해진 힘에 의해 상기 탄성 플레이트가 변형되어 상기 엔코더 모듈이 이동할 때에 상기 샤프트의 단부가 상기 통공을 관통할 수 있는, 엔코더 모듈 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 하우징의 사이에 결합되어 상기 샤프트를 상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 구비하고,
    상기 하우징은 상기 샤프트를 둘러싸는 장착 구멍을 구비하고, 상기 베어링은 상기 장착 구멍에 결합되고,
    상기 탄성 플레이트의 상기 일단은 상기 하우징의 상기 장착 구멍의 외측의 적어도 일부를 둘러싸는 몸체를 형성하고, 상기 탄성 플레이트의 상기 타단은 상기 몸체로부터 외측으로 돌출하는 적어도 두 개의 아암을 형성하는, 엔코더 모듈 조립체.
  6. 삭제
KR1020180053199A 2018-05-09 2018-05-09 엔코더 모듈 조립체 KR102531699B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053199A KR102531699B1 (ko) 2018-05-09 2018-05-09 엔코더 모듈 조립체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053199A KR102531699B1 (ko) 2018-05-09 2018-05-09 엔코더 모듈 조립체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190128893A KR20190128893A (ko) 2019-11-19
KR102531699B1 true KR102531699B1 (ko) 2023-05-11

Family

ID=68771198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180053199A KR102531699B1 (ko) 2018-05-09 2018-05-09 엔코더 모듈 조립체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102531699B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI794663B (zh) * 2020-10-14 2023-03-01 達明機器人股份有限公司 機械手臂之編碼器模組
CN114353837A (zh) * 2022-01-28 2022-04-15 上海节卡机器人科技有限公司 编码器模组及机器人关节

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010078018A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Nsk Ltd 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット
JP2011075553A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Sick Stegmann Gmbh エンコーダ
JP2012242314A (ja) * 2011-05-23 2012-12-10 Yaskawa Electric Corp エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット
JP2014157153A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 角度測定装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5196437B2 (ja) * 2008-12-26 2013-05-15 ハイデンハイン株式会社 ユニット型エンコーダの取り付け方法およびユニット型エンコーダ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010078018A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Nsk Ltd 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット
JP2011075553A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Sick Stegmann Gmbh エンコーダ
JP2012242314A (ja) * 2011-05-23 2012-12-10 Yaskawa Electric Corp エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット
JP2014157153A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 角度測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190128893A (ko) 2019-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10500734B1 (en) Servo assembly, robot joint and robot
US11618173B2 (en) Robot joint and robot having ihe same
KR101078527B1 (ko) 차량 램프의 회전 구동 장치
KR102531699B1 (ko) 엔코더 모듈 조립체
US11002355B2 (en) Actuator with sensor on output flange
WO2016159035A1 (ja) モータ
KR20060127798A (ko) 회전 커넥터와 조타각 센서의 연결구조
KR20200086270A (ko) 스트레인 웨이브 기어
US8134262B2 (en) Kit servomotor
EP3462138B1 (en) Board mounted microelectromechanic system (mems) sensors for motor diagnostics and analytics
JP2016226090A (ja) エンコーダ内蔵モータ
JP2020124046A (ja) 電動アクチュエータ
JP7214961B2 (ja) 電動アクチュエータ
KR20130118241A (ko) 로터리 인코더
JP2011075553A (ja) エンコーダ
KR19980080049A (ko) 정류자 모터
US20230033633A1 (en) Drive device for a braking device of a motor vehicle
US20230054067A1 (en) Motor
JP2012242314A (ja) エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット
JP7462030B2 (ja) 回転角度測定装置、回転角度測定システム、および電動モータ
US11897119B2 (en) Encoder module adapted for a robotic arm
KR101255665B1 (ko) 광학 센서를 이용한 토크 측정 장치
US20230311300A1 (en) Servo Motor and Robotic Apparatus
CN211456940U (zh) 伺服马达
US20240178728A1 (en) Robot wheel driving apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant