KR200276863Y1 - 영구자석을 이용한 로터리 인코더와 회전체의커플링장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전체 등의 제어에 사용하기 위해 회전체의 축에 로터리 인코더의 축을 결합시켜 이 인코더로부터 상기 회전체의 회전량을 검출하기 위한 회전체 속도 검출장치에 관한 것으로 본 고안의 목적은 회전체 축과 인코더 축을 자기적으로 결합시켜 기계구조적인 안정성과 전기적 출력특성의 안정성을 확보할 수 있는 영구자석을 이용한 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 회전체의 회전축의 선단에는 영구자석이 장착된 제2 영구자석 결합판을 설치하고, 상기 회전체의 회전축과 일직선상에 배치되는 로터리 인코더의 회전축의 선단에는 상기 영구자석 결합판에 대응시켜 제1 영구자석 결합판을 설치함으로써 두 회전축을 자기적으로 결합시킨다는데 있다.

Description

영구자석을 이용한 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치

본 고안은 회전체 등의 제어에 사용하기 위해 회전체의 축에 로터리 인코더의 축을 결합시켜 이 인코더로부터 상기 회전체의 회전량을 검출하기 위한 회전체 속도 검출장치에 관한 것으로, 특히 회전체 축과 인코더 축을 자기적으로 결합시켜 기계구조적인 안정성과 전기적 출력특성의 안정성을 확보할 수 있는 영구자석을 이용한 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치에 관한 것이다.

각종 공장설비에서 모터 등에 의해 구동되는 회전체를 제어하기 위해서는 먼저 회전체의 회전속도와 회전량을 정확히 검출하여야 한다.

회전체의 회전속도 및 회전량을 검출하는 방식 및 장치는 여러 가지가 있는데 그중의 하나로서 본 고안에 관련된 로터리 인코더를 이용한 회전체 속도 검출장치를 들 수 있다.

도 1은 종래의 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치의 구조를 나타낸 것으로, 여기에서는 회전체(1)의 회전축(2)은 진동방지를 위해 베어링 홀더(4)로 지지되는 베어링(3)을 통하여 회전되게 구성하고, 또한 상기 회전체(1)의 회전축(2)은 베이스(9)에 설치된 로터리 인코더(8)의 회전축(7)과의 결합을 위해 두축이 일직선상에 배치된 상태로 기계적인 커플러(6)를 이용하여 두 축을 결합시키고 있다.

이때 커플러(6)는 축의 비틀림이나 미스얼라인먼트 등에 대응하기 위해 고정형이 아닌 플레시블한 커플러를 이용하며, 이 커플러(6)와 두 회전축(2,7)을 고정시키기 위해 고정볼트(5)를 커플러의 표면에서 축의 길이방향에 수직한 방향으로 삽입 설치하고 있다.

그러나 위와 같은 종래의 기계적인 커플러 결합방식에 의한 회전체(1)와 로터리 인코더(8)의 결합은 두축(2,7)이 항상 일직선상에 놓여져 있어야만 정확한 회전체의 회전속도를 검출할 수 가 있으므로, 만약 두축이 정확히 일치하지 않는다면 전체 시스템에 진동을 초래하게 되며 커플러가 파손될 수 있다.

또한 고정용 볼트(5)로 두축에 커플러(6)를 고정시키고 있어 미스얼라인먼트 등에 의한 진동으로 플림이 일어나게 되면 커플러와 회전축 사이에서 슬립이 발생되어 정확한 회전속도의 검출이 불가능하게 된다.

특히 종래의 기계적인 커플러는 회전체의 회전축과 로터리 인코더의 회전축을 결합시킬 때 회전체의 회전축을 길게 연장시켜 구성해야하는 단점과 회전체의 회전축의 직경 사이즈가 증가할 경우 커플러의 사이즈도 따라서 증가되게 되므로 전체적인 구조물의 사이즈 증가를 가져온다.

본 고안의 목적은 회전체 등의 제어에 사용하기 위해 회전체의 축에 로터리 인코더의 축을 결합시켜 이 인코더로부터 상기 회전체의 회전량을 검출하기 위한 회전체 속도 검출장치에서 회전체 축과 인코더 축을 자기적으로 결합시켜 기계구조적인 안정성과 전기적 출력특성의 안정성을 확보할 수 있는 영구자석을 이용한 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치의 구조도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치의 구조도이다.

도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치의 구조도이다.

도 4는 로터리 인코더 회전축 상에 설치되는 영구자석 결합판의 상세구조 설명도이다.

도 5는 회전체 회전축 단면에 설치되는 영구자석 결합판의 상세구조 설명도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 회전체 2 : 회전체 회전축

3 : 베어링 4 : 베어링 홀더

5 : 고정볼트 6 : 커플러

7 : 인코더 회전축 8 : 로터리 인코더

9 : 베이스 10-13 : 영구자석

14-16 : 영구자석 결합판

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 회전체의 회전축의 선단에는 영구자석이 장착된 제2 영구자석 결합판을 설치하고, 상기 회전체의 회전축과 일직선상에 배치되는 로터리 인코더(또는 펄스 제너레이터)의 회전축의 선단에는 상기 제2 영구자석 결합판에 대응시켜 제1 영구자석 결합판을 설치함으로써 두 회전축을 자기적으로 결합시킨다는데 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 일실시예를 나타내는 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치의 구조도로써, 회전체(1)의 회전축(2)은 베이스(9)의 일측에 마련된 베어링 홀더(4)의 베어링(3)에 의해 지지되게 설치하고, 상기 회전축(2)의 선단부위에는 제2 영구자석 결합판(15)을 고정볼트(5)로 고정한다.

또한 상기 회전체(1)의 회전축(2)에 대해 일직선 상으로 로터리 인코더(8)의 축(7)을 배치하고 이 축(7)의 선단부위에는 제1 영구자석 결합판(14)을 상기 영구자석 결합판(15)에 대응시켜 설치한다.

상기 제2 영구자석 결합판(15)은 회전축(2)의 직경이 작을 경우 회전축(2)을 받아들이기 위한 축홈을 마련하고 이 축홈의 바깥쪽으로 한쌍의 영구자석(12,13)을 매입 설치하며, 상기 결합판(15)을 회전축(2)에 고정시키기 위해 결합판의 측면상에 상기 회전축의 축방향에 대해 수직하는 방향으로 나사홈을 형성하고 여기에 조임나사 기능의 고정볼트(5)를 설치한다.

마찬가지로 상기 제1 영구자석 결합판(14)은 영구자석(12,13)과 고정볼트(5)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

실제 설치구조에서는 제1 영구자석 결합판(14)과 제2 영구자석 결합판(15)은 수mm 이내로 매우 근접시켜 배치하여 상호 영구자석(12,13),(10,11)간에 강력한 인력이 일어나게 한다.

따라서 회전체(1)의 회전축(2)이 회전함으로써 그의 선단부에 고정설치된 제2 영구자석 결합판(15)이 회전하게 되면 이 영구자석 결합판(15)에 설치된 영구자석에 의해 자기적으로 결합된 제1 영구자석 결합판(14)도 따라서 회전하게 되므로 회전체의 회전력이 로터리 인코더(또는 펄스 제너레이터)(8)에 전달되어 여기에서 회전속도 및 회전량에 대한 검출신호가 발생된다.

이러한 본 고안 장치의 작동에 있어 두 축(2,7)간에 다소간의 미스얼라인먼트가 발생되고 있다하더라도 두축에서는 기계적 진동이 일어나지 않게되므로 기계적진동에 따른 나사풀림 현상을 방지할 수 있어 회전속도 검출오차를 예방할 수 있게 된다.

도 3은 본 고안 장치의 다른 실시예로써, 회전체(1)의 회전축(2)의 직경이 큰 경우에 그의 결합판의 사이즈를 증가시키지 않으면서 로터리 인코더(8)의 회전축 선단의 제1 영구자석 결합판(14)과 커플링 시키기 위한 회전체(1)측의 제3 영구자석 결합판(16)의 구조를 보여주고 있다.

상기 로터리 인코더(8)의 회전축 선단에 관통삽입 설치되는 제1 영구자석 결합판(14)은, 도 4에서 나타내고 있는 것처럼, 원판상의 중앙부에 축홈이 마련되고 그 둘레를 따라 한쌍의 영구자석(12,13)이 마운팅되고 상기 원판의 측면에는 나사홈이 형성되어 있어, 상기 결합판(14)을 회전축(7)에 삽입한 후 결합판의 측면에 마련된 나사홈을 통해 고정볼트(5)를 삽입하는 것으로 제1 영구자석 결합판(14)을 축에 관통고정시키고 있다.

이와는 다르게 회전체(1)의 회전축(2)의 선단에 설치되는 제3 영구자석 결합판(16)은, 도 5에서 참고되는 바와 같이, 원판상에 한쌍의 영구자석(10,11)이 마운팅되고 또 상기 결합판 전면에는 볼트 통공이 마련되어 있어, 이 통공을 통하여 고정볼트(5)를 삽입하는 것으로 회전체(1)의 회전축(2)의 선단면에 그대로 영구자석 결합판(16)을 부착고정시키고 있다. 이러한 구조의 결합판은 회전체의 회전축의 직경이 큰 경우에 이에 따른 결합판의 구조변경이나 결합판 사이즈의 증가를 피할 수 있게 된다.

상기에서는 영구자석 결합판에 설치되는 매입 영구자석이 2개로 되어 있으나 2개 이상의 영구자석을 이용하여 영구자석간의 배치 간격을 촘촘하게 가져감으로써 자기 결합력을 증대 시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 영구자석을 이용하여 회전체의 축과 로터리 인코더의 축을 기계적인 무접속 상태로 결합시켜줌으로써 회전체의 축과 로터리 인코더의 축의 미스 얼라인먼트 등에 의한 진동발생을 방지할 수 있어 커플러의 파손방지 및 회전체의 정확한 회전속도 검출이 가능하게 되는 특유의 효과를 가져온다.

또한 본 고안은 회전체의 회전축의 직경사이즈 변경에 대해서도 커플러의 구조변경이나 대형 사이즈로의 교체없이 그대로 사용할수 있는 효과를 가져온다.

Claims (1)

1. 회전체의 회전속도 및 회전량을 검출하기 위해 회전체의 축과 로터리 인코더의 축을 결합시키기 위한 장치에 있어서, 회전체(1)의 회전축(2)의 선단에는 다수의 영구자석이 장착된 제2 영구자석 결합판(15)을 설치하고, 상기 회전체(1)의 회전축(2)과 일직선상에 배치되는 로터리 인코더(8)의 회전축(7)의 선단에는 상기 제2 영구자석 결합판에 대응시켜 제1 영구자석 결합판(14)을 설치하여 두 회전축을 자기적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 로터리 인코더와 회전체의 커플링장치.