KR19980079763A - 커버가 부착된 인코더를 갖는 인코더 시스템 - Google Patents

Abstract

센서(41)는 커버(31)내 암(63)과 너브(60) 사이에 유지된다. 센서가 부착된 회로기판(57)은 커버(31)의 밖에 남아 있고, 센서(41)의 패널(55)은 회로기판(57)이 센서를 회로 기판에 연결하는 리드선(45,53)을 붕괴하는 것을 방지하기 위해 위쪽으로 연장된다.

Description

커버가 부착된 인코더를 갖는 인코더 시스템

본 발명은 센서 시스템에 관한 것이고, 특히 회전부의 회전을 트랙하기 위하여 센서와 함께 작용하는 데 사용되는 인코더 휠 또는 부품을 위해 개량된 구조적 배열체에 관한 것이다.

인코더 시스템은 통상 회전체의 회전을 트랙하기 위해 사용된다. 이러한 시스템은 회전하기 위해 회전체에 부착되는 마크부재와 센서에 대하여 이동할 때 마크부재위에 마크를 감지하기 위해 동작하는 센서를 이용한다. 인코더 시스템의 한 형태에서, 회전가능한 샤프트위에 인코더 휠은 휠의 외주의 약간 안쪽으로 이격된 규칙적인 원형 패턴내에 슬롯을 갖는다. 선택된 슬롯은 인코더 휠의 기준(때때로 홈(home)으로 칭함)위치를 규정하기 위해 대부분의 슬롯과는 다를 수도 있다.

인코더 시스템의 한 형태에서, 센서는 마크로서 슬롯을 갖는 인코더 휠의 반대쪽에 배치된다. 라이트는 인코더의 각 슬롯에 의해 규정된 전기 응답을 발생하면서, 반대쪽 센서에 의해 감광적으로 받아들여지는 인코더를 가로질러 한쪽부터 센서에 의해 탐지된다. 다른 방법으로서, 인코더 휠은 어두운 부분(빛 흡수) 및 밝은 부분(빛 반사) 마킹을 가질 수 있고; 인코더는 인코더 휠의 한쪽에 광원 및 감광성 부재를 모두 가질 수 있다.

상술한 모든 것은 통상적이다. 종래 기술의 인코더 시스템은 후술할 본 발명의 실시예의 일부와 유사하게, 센서가 회로 기판상에 부착되고, 인코더는 모터 샤프트에 부착되며 인코더 및 센서는 모터에 부착하는 커버로 둘러싸인다. 또한, 이러한 종래 인코더 시스템에서 어댑터 플레이트는 모터 샤프트를 통해 모터의 표면에 스크류에 의해 부착되고, 회로 기판과 커버를 둘다 지지한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 어댑터 플레이트의 사용은 단지 커버가 부착될 수 있는 부재로서 바람직하며, 센서를 직접 지지하지 않는다. 대신에, 센서 및 센서가 부착되는 회로 기판은 커버에 의해 지지된다. 이 배열에서, 센서는 커버내에 개구의 측면을 누르는 센서의 측면의 디텐트(detent)와 개구의 측면으로 연장되는 센서의 연장부 사이에서 커버 위에 유지된다. 센서가 부착되는 회로 기판은 커버의 외부에 남는다.

앞서 언급된 유사한 부분을 갖는 종래 시스템에서, 회로 기판은 인코더 휠에 근접한 위치에서 회로 기판상에 부착되는 센서를 구비하며 어댑터 플레이트상에 부착된다. 이 종래 기술에서 배열체는 센서의 캔틸레버 포지셔닝을 제공하고, 그래서 종래 회로 기판은 센서에 대한 캔틸레버 부재 때문에 후술되는 회로 기판보다 넓어야만 한다. 또한, 캔틸레버는 버팀대(brace) 구조보다 덜 안정하기 때문에 종래 시스템은 그 설계에 있어서 보다 좁은 허용오차를 요구한다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 센서는 커버내 압입 끼워맞춤(press fit)내에 인코더 휠에 수직하게 부착되고, 인코더 시스템의 신뢰성있는 동작을 실현하기 위해 허용오차는 좁을 필요가 없다.

후술되는 본 발명의 실시예에서, 센서는 전기 리드선에 의해 회로 기판에 부착되고, 리드선은 리드선에 평행한 지지벽에 의해 삽입시 붕괴하지 않도록 보호된다.

도 1은 종래기술 모터의 사시도.

도 2는 모터에 부착되는 어댑터 플레이트의 정면도.

도 3은 어댑터 플레이트의 내부사시도.

도 4는 인쇄 회로기판에 부착된 센서의 측면도.

도 5는 센서가 부착된 인쇄 회로기판의 상부로부터 본 사시도.

도 6은 센서 어셈블리 커버의 평면도.

도 7은 도 6의 반대쪽에서 본 센서 어셈블리의 저면도.

도 8은 조립 상태의 센서 어셈블리의 분해도.

도 9는 완성된 센서 어셈블리를 도시한 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 모터 3 : 샤프트

7 : 전기 와이어 13 : 구동 풀리

21 : 어댑터 플레이트 41 : 센서

45,53 : 전기 리드선 49 : 인코더 휠

57: 회로 기판 63: 스프링 암

도 1을 참조하면, 종래 전기 모터(1)는 동작시 모터(1)에 의해 회전되며, 모터(1)의 한쪽 단부표면(5)으로부터 연장되는 샤프트(3)를 갖는다. 모터(1)는 구동전력을 수용하기 위한 전기 와이어(7) 및 단부표면(5)의 반대측에 2개의 스크류(9) 를 갖는다. 와이어(7)는 모터(1)의 결합부를 남기고 플라스틱 전기 테입에 의해 보호되는 굴곡부(11)를 갖는다. 구동풀리(13)는 모터로부터 취한 전력을 외부에 사용하기 위한 부재이다.

도 2는 플레이트(21)가 모터(1)에 설치될 때 외부에 있는 어댑터 플레이트(21)의 측면을 도시한 것이다. 어댑터 플레이터(21)는 스크류(9)를 수용하기 위한 2개의 나사구멍(23)을 갖는다. 플레이트(21)는 와이어(7)를 수용하기 위해 반대쪽에 2개의 삽입 개구(25), 와이어(7)를 지지하기 위해 밖으로 크게 연장된 탭(27) 및 커버(31)를 지지하기 위해 120。 간격으로 이격되고 밖으로 연장된 보다 짧은 3개의 너브(29)를 갖는다(도 6). 도 3에 있는 플레이트(21) 안쪽의 사시도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 플레이트(21)는 이 플레이트(21) 둘레를 감고 탭(27)에 도달하는 와이어(7)를 위한 공간을 남기기 위해 내부 허브(33a, 33b)를 갖는다(도 8). 플레이트(21)의 정면에 중간 곡면부(도2의 35a, 35b)는 각각 허브(33a, 33b)의 성형을 향상시키기 위한 삽입부이다.

도 4는 레그(43)내에 광원을 보유하는 성형플라스틱의 연속 블록인 센서(41)의 측면도이다. 레그(43) 위에 2개의 리드선(45, 도 4의 측면도 도시)은 센서(41)의 플라스틱의 상부로부터 나온다. 2개의 레그(43,47)가 상부에 브리지섹션(51)에 의해 결합되어 있는 동안, 센서(41)의 레그(47)는 인코더 휠(49, 도8에 도시)을 용이하게 수용하기 위한 양만큼 레그(43)로부터 이격된다. 레그(47)는 감광성 부재내에 들어있고, 레그(47) 위에 3개의 리드선(53, 도4의 측면도에 도시)은 센서(41)의 플라스틱의 상부로부터 나온다. 리드선(53)의 하나는 전력을 수송하고, 리드선(53)의 다른 하나는 접지되고, 3번째 리드선(53)은 감지된 신호를 이송한다. 센서(41)는 대향하여 2개의 상향 연장되고 얇은 패널(55)을 가지며, 물리적 지지를 위해 그 상부에서 회로 기판(57)을 받쳐준다. 또한, 패널(55)은 센서(41)를 포함하는 성형 플라스틱의 연속 블록의 일부이다.

회로 기판(57)은 얇고, 단층의 종래 인쇄 회로 기판이다. 리드선(45,53)은 회로 기판(57)내 호울을 통해 연장되고 종래와 마찬가지로 기판(57)의 상부에서 납땜된다. 리드선(45,53)은 센서(41)를 회로 기판(57)에 물리적 및 전기접속으로 부착한다. 부가적으로, 케이블 커넥터(59)는 리드선(53)의 3개의 포텐셜을 수송하기 위해 3개의 터미널 핀(58)을 갖는 회로 기판(57)에 부착된다. 핀(58)은 또한 회로 기판(57)의 호울을 통해 연장되는 3개의 리드선(61)에 연결되어 납땜된다. 커넥터(59)는 회로 기판(57)에 센서(41)와 동일한 쪽에 배치된다. 결국, 도 4는 리드선(45,53)의 2개의 접점사이에 연결된 광원에 전류를 제한하기 위한 레지스터(62)를 도시하였다.

도 5에 도시된 바와 같이, 회로 기판(57)은 센서(41) 및 커넥터(59)의 좁은 폭 치수보다 아주 약간 넓은 치수이다. 회로 기판(57)의 길이는 센서(41)와 커넥터(59)를 커버하기에 충분한 길이이다. 센서(41) 및 커넥터(59)는 통상 회로 기판(57)의 좁은폭 크기의 배열에 대응하는 좁은폭 크기를 갖는 회로 기판(57)아래의 중심에 위치한다. 센서(41)의 바디는 센서(41)의 4개의 상부 코너에 배치되고 밖으로 연장되는 연장부 또는 너브(60)를 갖는다. 도 5에 도시된 바와 같이 한 쪽의 너브(60)들은 대칭적이고 다른 것은 마찬가지로 도 5에 도시된 것에 대향하여 센서(41)쪽에 있다. 너브(60)는 센서(41)의 성형 플라스특의 연속 블록의 일부이다.

도 5는 또한 짝 케이블을 수용하기 위해 배열된 커넥터 핀(60)을 나타낸다. 상술한 바와 같이 회로 기판(57)이 소폭인 것만 제외하고는, 회로 기판(57) 및 커넥터(59)의 다른 면은 필수적으로 종래 기술과 같다. 또한, 기본적인 차이는 센서(41)의 성형 플라스틱의 연속 블록의 일부이고 센서(41)의 바닥단부에 연결되는 패널(55), 너브(60) 및 1쌍의 스프링 암(63)이다. 스프링 암(63)은 센서(41)의 긴 치수의 반대쪽에 배치된다. 패널(55) 및 스프링 암(63)을 제외하고는 센서(41)는 필수적으로 종래 기술과 같다.

스프링 암(63)은 밖으로 구부러져 형성되고 상향 연장부에 상부 노치(65)를 갖는다. 센서(41)의 바디를 향해 안쪽으로 밀 때, 암(63)은 외향력으로서 작용하는 고유 탄성을 갖는다. 상부 노치(65)는 후술되는 바와 같이 커버(31)내에 호울(67, 도 6)의 엣지와 만나는 디텐트 표면이다. 노치(65)와 너브(60)사이에 수직 간격은 커버(31)에 밀접하게 부착하기 위해 제어된다.

도 6은 커버(31)의 평면도이다. 모터(1)의 샤프트(3)와 인코더 휠(49)은 인코더(49) 반대쪽에 호울(67)을 갖는 커버(31)에 의해 덮인다. 커버(31)는 통상 직사각형 호울(67)이 배치된 평면부(71)를 갖는다. 호울(67)은 센서(41)를 수용하기 위한 크기이며, 인코더(49)를 허용하기 위해 센서(41) 삽입시 안쪽으로 구부러지고 그리고 나서 호울(67)의 각 측면의 엣지 아래에서 노치(65)를 수용하기 위해 밖으로 튀어오르는 암(63)을 구비한다. 암은 센서(41) 및 센서가 부착되는 회로기판(57), 및 커넥터(59)를 강하게 유지하기 위해 다소 구부러진채로 있다. 그리고 나서 너브(60)는 센서(41)의 하향 이동에 대한 한계를 규정하기 위해 호울(67)의 반대쪽으로 연장되어 커버(31)상에 억지 끼워맞춤(tight fit)의 원인이 된다. 또한, 커넥터(59)의 평면 바닥은 커버(31)의 외부에서 평면섹션(73)내에 놓인다.

센서(41)의 패널(55)(도 5)은 센서(41)의 한 쪽에 리드선(45)의 라인 및 센서(41)의 반대쪽에 리드선(53)의 라인에 평행하다. 패널(55)은 센서(41)를 호울(67)을 통해 삽입하는 동안 회로 기판(57)에 접촉한다. 이것은 리드선(45,55)을 붕괴할 수 있는 리드선(45,55)에 가해지는 압력을 차단한다.

또한 도 6에는, 어댑터 플레이드(21)의 너브(29)를 수용하는 3개의 호울(75)중 하나가 도시되었다. 도 7은 도 6의 커버(31)의 반대쪽을 도시한 것이고 어댑터 플레이트(21)의 탭(27)에 맞는 1개의 노치(77)와 다른 2개의 호울(75)을 도시한 것이다. 커버(31)는 폴리카보네이트 또는 ABS(아크릴 부틸 스티렌) 또는 이들 합금과 같은 성형 플라스틱의 단일조각이다.

도 8은 커버(31)가 모터(1)로부터 이격되고 센서(41)가 커버(31)로부터 이격된 조립시 배열상태를 도시한 것이다. 어댑터 플레이트(21)는 스크류(9)에 의해 모터(1)에 부착된다. 커버(31)는 너브(29)가 호울(75)에 들어갈 때까지 어댑터 플레이트(21)위를 누른다. 도 9는 인코더(49)의 회전을 감지하기 위한 상태의 센서(41)를 나타내기 위해 커버(31)의 일부를 절단한 최종 어셈블리를 나타낸 것이다. 어댑터 플레이트(21)를 응용하는 다른 방법으로서, 모터(1)는 그 커버내에 호울을 갖도록 변형될 수 있고, 센서 커버(31)는 모터(1)까지 휘어서 연장되며, 모터(1)의 호울속으로 부착되는 단부 너브를 갖는 암을 갖고 암의 탄성에 의해 구멍내에 부착되도록 변형될 수 있다.

본 발명을 실행하기 위해 센서를 유지하기 위한 센서 커버를 사용하는 변형 및 다른 방법을 예상할 수 있다.

본 발명에 따른 센서 시스템은 회전부의 회전을 트랙하기 위하여 센서와 함께 작용하며 인코더 휠 또는 부품을 위해 개량된 구조적 배열을 갖는다.

Claims (12)

1. 회로 기판상에 부착되는 센서에 있어서, 각각 센서의 일단부에서 센서에 부착되고, 밖으로 구부러져 있으며, 상기 일단부로부터 이격된 노치를 갖는 센서의 대향측면에 있는 스프링암과, 상기 회로 기판에 센서를 유지하기 위해 회로 기판에 부착되고 센서로부터 연장되는 센서의 전기 리드선과, 상기 센서의 방향으로 회로 기판에 가해지는 압력이 스프링 암을 안쪽으로 이동시키기에 충분할때 회로에 기판을 접촉하여 상기 리드선의 붕괴를 차단하도록 상기 센서로부터 연장되는 1개 이상의 지지부재수단을 구비하는 센서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 암 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 센서.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부재 및 상기 센서는 연속하는 단일 성형부인 센서.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 암과 지지부재 및 상기 센서는 연속하는 단일 성형부인 센서.
5. 모터 및 센서 결합체에 있어서, 상기 모터에 의해 회전되는 샤프트를 갖는 모터와, 이동 가능하게 샤프트에 부착되는 인코더와, 상기 인코더에 접근가능하게 허용하며 대향측면을 갖는 개구를 가지며, 인코더를 에워싸고 상기 모터에 의해 지지되는 커버와, 디텐트 표면을 구비하고 상기 개구의 대향측면에 대하여 구부러지며 각 디텐트 표면과 각 측면의 접합에 의해 센서가 개구로부터 빠져나가는 것을 억제하는 탄성 스프링 암을 가지며, 상기 개구를 통과하기 위한 크기의 상기 인코더의 이동을 감지하기 위한 센서와, 각각 센서의 일단부에서 센서에 부착되고, 밖으로 구부러져 있으며, 상기 일단부로부터 이격된 디텐트 표면을 가지며, 상기 센서의 대향측면에 있는 스프링암을 구비한 센서가 부착되는 회로 기판과, 상기 센서로부터 연장되고 상기 회로 기판에 부착되는 센서의 전기 리드선과, 상기 센서의 방향으로 회로 기판에 가해지는 압력이 스프링 암을 안쪽으로 이동시키기에 충분할 때, 회로기판에 접촉하여 상기 리드선의 붕괴를 차단하도록 지지부재수단으로 이루어지는 모터 및 센서 결합체.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 센서는 상기 개구의 측면으로 연장되는 상기 센서와 일체인 1개 이상의 연장부로 이루어지는 모터 및 센서 결합체.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 암 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 모터 및 센서 결합체.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 지지부재 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 모터 및 센서 결합체.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 암과 지지부재 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 모터 및 센서 결합체
10. 제 6 항에 있어서, 상기 암 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 모터 및 센서 결합체
11. 제 6 항에 있어서, 상기 지지부재 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 모터 및 센서 결합체.
12. 제 6 항에 있어서, 상기 암과 지지부재 및 센서는 연속하는 단일 성형부인 모터 및 센서 결합체.