KR20130124362A - 로터리 엔코더 - Google Patents

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KR20130124362A
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도시카즈 사토네
요이치 오무라
다카시 오카무로
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

금속 케이스에 회전 가능하게 유지된 회전축에 장착된 회전 부호부와, 상기 금속 케이스에 지지되어 상기 회전 부호부의 회전량을 검출함과 아울러 발열하는 회전량 검출부와, 기단이 상기 금속 케이스에 장착되어 상기 회전 부호부 및 회전량 검출부를 수용하는 통 모양의 절연수지커버와, 상기 절연수지커버의 타단의 개구부를 폐색하는 금속덮개와, 상기 회전량 검출부에 전기적으로 접속되어 상기 금속덮개의 케이블 인출구로부터 외부로 인출되어 쉴드가 상기 금속덮개에 전열적으로 또한 전기적으로 접속된 쉴드 케이블을 구비한다.

Description

로터리 엔코더 {ROTARY ENCODER}
본 발명은 모터 등의 회전축의 회전량을 검출하는 로터리 엔코더에 관한 것이다.
종래, 주사(走査)구성 유니트가 주사판을 지지하는 본체를 구비하고, 상기 본체에 의해서 측정해야 할 물체에 장착 가능하며, 상기 주사구성 유니트의 전기구성요소의 열이 내부 공간으로부터 열전도로를 통해서 열전도요소에 의해서 접촉요소(커버)의 외측의 접촉면에 걸쳐 전해지도록 구성되며, 상기 주사구성 유니트를 상기 측정해야 할 물체에 장착했을 경우, 이 접촉면이 히트 싱크(heat sink)로서 기능하는 상기 측정해야 할 물체에 밀착하여 접촉하고, 상기 전기구성요소의 열을 상기 측정해야 할 물체로 방열하도록 한 엔코더가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본국 특개2009-139377호 공보
상기 종래의 기술에 의하면, 엔코더의 전기구성요소가 발생하는 열을, 열전도요소 및 접촉요소(덮개)를 통하여 히트 싱크로서 기능하는 측정해야 할 물체로 방열할 수 있다. 그렇지만, 회전축의 회전량을 검출하는 통상의 로터리 엔코더에서는 전기구성요소를 덮는 커버가 측정해야 할 물체에 접촉하고 있지 않으므로, 전기구성요소의 열을 방열하기 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, 전기구성요소의 열을 방열할 수 있는 로터리 엔코더를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 금속 케이스에 회전 가능하게 유지된 회전축에 장착된 회전 부호부와, 상기 금속 케이스에 지지되어 상기 회전 부호부의 회전량을 검출함과 아울러 발열하는 회전량 검출부와, 기단(基端)이 상기 금속 케이스에 장착되어 상기 회전 부호부 및 회전량 검출부를 수용하는 통 모양의 절연수지커버와, 상기 절연수지커버의 타단의 개구부를 폐색(閉塞)하는 금속덮개와, 상기 회전량 검출부에 전기적으로 접속되어 상기 금속덮개의 케이블 인출구(引出口)로부터 외부로 인출되어 쉴드가 상기 금속덮개에 전열적(傳熱的)으로 또한 전기적으로 접속된 쉴드 케이블을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 로터리 엔코더는, 회전량 검출부가 발생하는 열을 금속덮개로부터 쉴드 케이블의 쉴드로 방열할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 1을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 쉴드 케이블의 기단부를 나타내는 일부 파단 확대도이다.
도 3은 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 2를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 3을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 4를 나타내는 종단면도이다.
이하에, 본 발명에 관한 로터리 엔코더의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시형태 1.
도 1은 본 발명에 관한 로터리 엔코더의 실시형태 1을 나타내는 종단면도이며, 도 2는 쉴드 케이블의 기단부를 나타내는 일부 파단 확대도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1의 로터리 엔코더(91)는 모터(10)의 금속 케이스(20)(구체적으로는, 반(反)부하 측의 모터 브래킷)에 장착되어 있다. 모터(10)의 회전축(11)은 금속 케이스(20)에 회전 가능하게 유지되어 있다.
회전축(11)에는 보스부(12)를 통하여 회전 부호부(30)가 장착되어 있다. 회전 부호부(30)는 미러(31) 및 광학 패턴부(33)를 가지는 회전 부호판(32)을 구비하고 있다. 또, 금속 케이스(20)에는 회전 부호부(30)를 수용하는 하우징(21)을 통하여 회전 부호부(30)의 회전량을 검출하는 회전량 검출부(40)가 지지되어 있다. 회전량 검출부(40)는 투광부(41)와, 수광부(42)와, 수광부(42)에서 광전(光電) 변환된 전기신호를 처리하는 전자회로 및 발열하는 전자부품(43a)을 실장(實裝)한 기판(43)을 구비하고 있다.
금속 케이스(20)의 외연부에는 회전 부호부(30) 및 회전량 검출부(40)를 수용하는 통 모양의 절연수지커버(51)의 기단이 패킹(52)을 통하여 장착된다. 절연수지커버(51)의 타단의 개구부는 금속덮개(53)에 의해 폐색된다.
회전량 검출부(40)의 기판(43)이 절연수지커버(51) 내에 수용되어 있으므로, 기판(43)의 가장자리부를 절연수지커버(51)에 접근시켜도 금속덮개(53)와의 절연 거리를 확보할 수 있고, 기판(43)의 면적을 넓게 하여 실장하는 전자부품(43a)의 수를 늘릴 수 있다.
신호선(45c) 및 커넥터(44)에 의해 기판(43)에 전기적으로 접속되고, 회전량 검출부(40)에서 처리된 전기신호를 외부(구체적으로는, 앰프)에 출력하는 쉴드 케이블(45)이 금속덮개(53)의 케이블 인출구(54)로부터 외부로 인출되어 있다. 복수의 신호선(45c)은 열수축 튜브(45d)에 의해 묶여져 있다.
금속덮개(53)는 커넥터(44)를 내부에 수용하고, 금속나사(55)에 의해, 절연수지커버(51)와 함께 금속 케이스(20)에 기계적, 전열적으로 또한 전기적으로 접속된다. 금속덮개(53)와 절연수지커버(51)의 타단과의 사이에는 패킹(56)이 끼여져 있다. 회전량 검출부(40)의 발열하는 전자부품(43a)과 금속덮개(53)의 사이에는 실리콘 고무계의 탄성을 가지는 전열재(57)가 끼워 넣어져, 양자에 압접(壓接)되어 있다.
발열하는 전자부품(43a)과 금속덮개(53)와의 사이에 전열재(57)를 개재시키는 것에 의해, 전자부품의 열이 신속하게 금속덮개(53)로 방열된다. 전열재(57)는 필수인 것이 아니고, 발열하는 전자부품(43a)으로부터 금속덮개(53)로의 전열은 방사 및 공기전열로 해도 된다.
금속덮개(53)의 케이블 인출구(54) 내에 위치하는 쉴드 케이블(45)의 기단부(45a)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 절연피복(45b)이 벗겨져 쉴드(46)가 노출되고, 코커(caulker)(47)에 의해 원형으로 코킹되어 있다. 코커(47)가 장착된 쉴드 케이블(45)의 기단부(45a)가 금속덮개(53)의 케이블 인출구(54) 내에 압입되고, 쉴드(46)는 금속덮개(53)에 전열적으로 또한 전기적으로 접속된다.
이것에 의해, 회전량 검출부(40)의 발열하는 전자부품(43a)으로부터 발생한 열은 금속덮개(53)로부터 쉴드(46)로 방열되고, 쉴드(46)는 히트 싱크로서 기능한다. 또한, 쉴드 케이블(45)이 코킹된 기단부(45a)는 방수(waterproof function) 및 누락 방지를 위해서, 접착제(48)에 의해 금속덮개(53)에 접착되어 있다.
또, 쉴드(46)는 선단부가 접지되고, 금속 케이스(20)는 장착된 장치 측에서 접지되므로, 금속덮개(53)는 쉴드 케이블(45) 측과 금속 케이스(20) 측의 양측에서 접지되게 되어, 접지의 신뢰성이 높다.
다음으로, 실시형태 1의 로터리 엔코더(91)의 작용을 설명한다. 투광부(41)로부터 나온 광은 회전 부호판(32)을 통과하고, 미러(31)에서 반사되며, 회전 부호판(32)상의 광학 패턴부(33)에 의해 일부의 광이 차단되고, 회전 부호판(32)을 통과한 광은 수광부(42)에서 수광되며, 광전 변환되어 기판(43)의 전자회로에서 전기신호로서 처리되고, 쉴드 케이블(45)에 의해 외부로 출력된다.
회전량 검출부(40)로부터 발생한 열은 금속덮개(53)에 전열되고, 금속덮개(53)로부터 쉴드 케이블(45)의 쉴드(46)로 방열된다. 또, 금속덮개(53)로부터 금속나사(55)로 전열되고, 금속나사(55)로부터 금속 케이스(20)로 방열된다. 또, 금속덮개(53)는 쉴드 케이블(45)의 쉴드(46) 측과 금속 케이스(20) 측의 양측에서 접지된다.
실시형태 2.
도 3은 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 2를 나타내는 종단면도이다. 도 3에서, 도 1에 나타내는 것과 동등한 것에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하고, 다른 곳에 대해서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 실시형태 2의 로터리 엔코더(92)에서는, 절연수지커버(51)의 타단과 금속덮개(53)가 나노-몰드(nano-mold)(60)에 의해 접합되어 있다. 즉, 금속덮개(53)의 표면에 나노 레벨의 요철을 형성하고, 이 요철에 절연수지커버(51)의 수지를 후크(hook) 구조에 의해 접합하고 있다. 나노-몰드(60)에 의해, 강성이 높은 커버 구조가 얻어진다. 또한, 나노-몰드(60)에 대신하여, 금속덮개(53)와 절연수지커버(51)를 일체 성형해도 된다.
또, 실시형태 2의 로터리 엔코더(92)는 실시형태 1의 로터리 엔코더(91)의 실리콘 고무계의 전열재(57)에 대신하여, 금속덮개(53)와 전자부품(43a)의 사이에, 금속덮개(53)에 마련한 주입구(53a)로부터 겔(gel)상 실리콘(57a)을 주입하여 전열재로 하고 있다. 겔상 실리콘(57a)은 전자부품(43a) 사이의 간격에까지 침입하므로, 전열 효과가 높다.
실시형태 3.
도 4는 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 3을 나타내는 종단면도이다. 도 4에서, 도 1에 나타내는 것과 동등한 것에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하고, 다른 곳에 대해서 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 실시형태 3의 로터리 엔코더(93)에서는, 수광부(42)를, 발열하는 전자부품(43a)을 실장한 기판(43)에 배치하고, 투광부(41)를, 금속 케이스(20) 측의 하우징(21)의 대부(臺部)에 설치된 기판(43)상에 배치하고 있다. 투광부(41)와 수광부(42)는 회전 부호판(32)을 사이에 두고 대향하고 있다. 발열하는 전자부품(43a)을 실장한 기판(43)과, 금속 케이스(20) 측의 하우징(21)의 대부에 설치된 기판(43)은 전선(49)에 의해 접속되어 있다.
투광부(41)로부터 나온 광은 회전 부호판(32)을 통과하고, 회전 부호판(32)상의 광학 패턴부(33)에 의해 일부의 광이 차단되며, 수광부(42)에서 수광되고, 광전 변환되어 기판(43)의 전자회로에서 전기신호로서 처리되며, 쉴드 케이블(45)에 의해 외부로 출력된다.
실시형태 1의 로터리 엔코더(91)와 마찬가지로, 회전량 검출부(40)로부터 발생한 열은 금속덮개(53)에 전열되고, 금속덮개(53)로부터 쉴드 케이블(45)의 쉴드(46)(도 2 참조)로 방열된다. 또, 금속덮개(53)로부터 금속나사(55)에 전열되고, 금속나사(55)로부터 금속 케이스(20)로 방열된다. 또, 금속덮개(53)는 쉴드 케이블(45)의 쉴드(46) 측과 금속 케이스(20) 측의 양측에서 접지된다.
실시형태 4.
도 5는 본 발명의 로터리 엔코더의 실시형태 4를 나타내는 종단면도이다. 도 5에서, 도 1에 나타내는 것과 동등한 것에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하고, 다른 곳에 대해서 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 실시형태 4의 로터리 엔코더(94)에서는 투광부(41) 및 수광부(42)를, 발열하는 전자부품(43a)을 실장한 기판(43)의 가장자리부에 배치하고, 회전 부호판(32)의 가장자리부에 대향시키고 있다.
투광부(41)로부터 나온 광은 회전 부호판(32)상의 광학 패턴부(33)에 의해 일부가 반사되고, 수광부(42)에서 수광되며, 광전 변환되어 기판(43)의 전자회로에서 전기신호로서 처리되고, 쉴드 케이블(45)에 의해 외부로 출력된다.
실시형태 1의 로터리 엔코더(91)와 마찬가지로, 회전량 검출부(40)로부터 발생한 열은 금속덮개(53)에 전열되고, 금속덮개(53)로부터 쉴드 케이블(45)의 쉴드(46)(도 2 참조)로 방열된다. 또, 금속덮개(53)로부터 금속나사(55)에 전열되고, 금속나사(55)로부터 금속 케이스(20)로 방열된다. 또, 금속덮개(53)는 쉴드 케이블(45)의 쉴드(46) 측과 금속 케이스(20) 측의 양측에서 접지된다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관한 로터리 엔코더는 발열하는 전자부품이 고밀도 실장되고, 금속덮개의 방열 면적이 좁은 소형 모터용의 로터리 엔코더로서 유용하다.
10 모터 11 회전축
12 보스부 20 금속 케이스
21 하우징 30 회전 부호부
31 미러 32 회전 부호판
33 광학 패턴부 40 회전량 검출부
41 투광부 42 수광부
43 기판 43a 전자부품
44 커넥터 45 쉴드 케이블
45a 기단부 45b 절연피복
45c 신호선 45d 열수축 튜브
46 쉴드 47 코커
48 접착제 49 전선
51 절연수지커버 52 패킹
53 금속덮개 54 케이블 인출구
55 금속나사 56 패킹
57 전열재 57a 겔상 실리콘(전열재)
60 나노-몰드 91, 92, 93, 94 로터리 엔코더

Claims (5)

  1. 금속 케이스에 회전 가능하게 유지된 회전축에 장착된 회전 부호부와,
    상기 금속 케이스에 지지되어 상기 회전 부호부의 회전량을 검출함과 아울러 발열하는 회전량 검출부와,
    기단(基端)이 상기 금속 케이스에 장착되어 상기 회전 부호부 및 회전량 검출부를 수용하는 통 모양의 절연수지커버와,
    상기 절연수지커버의 타단의 개구부를 폐색하는 금속덮개와,
    상기 회전량 검출부에 전기적으로 접속되어 상기 금속덮개의 케이블 인출구(引出口)로부터 외부로 인출되어 쉴드가 상기 금속덮개에 전열적으로 또한 전기적으로 접속된 쉴드 케이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속덮개는 금속나사에 의해 상기 절연수지커버와 함께 상기 금속 케이스에 기계적, 전열적으로 또한 전기적으로 접속되고, 상기 쉴드 케이블의 쉴드 측과 상기 금속 케이스 측의 양측에서 접지되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 회전량 검출부와 상기 금속덮개의 사이에 전열재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전열재는 겔(gel)상 실리콘인 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연수지커버와 상기 금속덮개는 나노-몰드(nano-mold) 또는 일체 성형에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리 엔코더.
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