KR20130139793A - 센서 유닛을 제조하기 위한 방법, 센서 유닛 및 이러한 센서 유닛을 포함하는 장착형 베어링 - Google Patents

센서 유닛을 제조하기 위한 방법, 센서 유닛 및 이러한 센서 유닛을 포함하는 장착형 베어링 Download PDF

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Abstract

본 발명의 방법은 각 위치의 함수로서 자기장 변화를 생성하는 회전식 요소(42)에 고정된 인코더 요소(62) 및 자기장 변화를 감지하는 고정식 요소(44)에 고정된 감지 요소(640)를 포함하는 고정식 요소(44)에 대해 회전식 요소(42)의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛(6)을 제조하기 위한 것이다. 감지 요소(640)는 고정식 요소(44)에 고정된 보호 케이싱(66) 내에 장착된 인쇄 회로기판(642)에 연결되고 이 상에 장착된다. 이 방법은 보호 케이싱(66)을 인쇄 회로기판(642)의 부하 배출 장치에 전기적으로 연결함으로써 보호 케이싱(66)을 접지하는 단계를 포함한다.

Description

센서 유닛을 제조하기 위한 방법, 센서 유닛 및 이러한 센서 유닛을 포함하는 장착형 베어링{METHOD FOR PRODUCING A SENSOR UNIT, SENSOR UNIT AND INSTRUMENTED BEARING COMPRISING SUCH A SENSOR UNIT}
본 발명은 센서 유닛을 제조하기 위한 방법 및 이러한 방법을 사용하여 제조될 수 있는 고정식 요소에 대해 회전식 요소의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 센서 유닛을 포함하는 장착형 베어링에 관한 것이다.
회전식 요소의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛은 자기장 변화를 생성하기에 적합한 인코더 요소 및 자기장 변화를 기초로 회전식 요소의 각 위치를 결정하기에 적합한 감지 요소를 포함하고 예를 들어, 제US-B-5　309　094호에 공개된 유도 센서를 포함한다. 감지 요소에 의해 전달된 데이터는 일반적으로 감지 요소가 연결되는 인쇄 회로기판 내에 통합된 전자 소자에 의해 처리된다.
이 유형의 센서 유닛이 종종 전기 모터를 포함하는 조립체 내에서 사용되기 때문에, 감지 요소와 인쇄 회로 기판은 너무 강력한 자기장으로부터 인쇄 회로 기판과 감지 요소를 보호하기에 적합하고 금속 재료로 제조된 보호 케이싱 내에 장착된다. 보호 케이싱은 이의 주변에 존재하는 자기장의 실질적으로 큰 부분을 포착하고, 이는 인쇄 회로기판과 보호 케이싱 사이의 전기적 포텐셜 차이를 유발한다. 이들 전기적 포텐셜 차이는 지속적으로 증가되며, 인쇄 회로기판의 일부 소자들을 파괴하고 전기 아크가 발생될 수 있는 수준에 도달될 수 있다.
본 발명의 목적은 인쇄 회로기판에 대해 무해한 전자 소자와 센서 몸체의 케이싱 사이에 전기적 포텐셜 차이를 생성하는 센서 유닛을 제조하는 신규한 방법을 제공하는 데 있다.
이를 위해, 본 발명의 방법은 회전식 요소의 각 위치의 함수로서 자기장 변화를 생성하는 회전식 요소에 고정된 인코더 요소 및 자기장 변화를 감지하는 고정식 요소에 고정된 감지 요소를 포함하는 고정식 요소에 대해 회전식 요소의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 감지 요소는 고정식 요소에 고정된 보호 케이싱 내에 장착된 인쇄 회로기판에 연결된다. 상기 방법은 보호 케이싱을 인쇄 회로기판의 부하 배출 장치에 전기적으로 연결함으로써 보호 케이싱을 접지하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 보호 케이싱은 무작위 전기 포텐셜에 있지 않는다. 이는 전자 부품들이 인쇄 회로기판에 손상을 야기하는 것을 방지하고 이의 전기적 포텐셜의 위험한 비제어된 증가를 잠재적으로 방지한다.
선호되지만 의무적이지 않은 본 발명의 추가 양태에 따라서, 이러한 방법은 하기 특징들 중 하나를 포함할 수 있다:
-보호 케이싱은 하중 배출 장치의 하나 이상의 접촉 패드와 정렬된 하나 이상의 지점 상에서 보호 케이싱 상에 하나 이상의 돌출 요소를 형성함으로써 인쇄 회로기판의 하중 배출 장치에 연결된다.
-돌출 요소 또는 각각의 돌출 요소는 보호 케이싱의 하부 벽을 스탬핑함으로써 형성된다.
-보호 케이싱은 보호 케이싱의 표면과 전기적 접촉을 형성하는 하나 이상의 돌출된 접촉 패드를 부하 배출 장치에 제공함으로써 인쇄 회로기판의 하중 배출 장치에 연결된다.
-보호 케이싱은 보호 케이싱의 하부 벽을 스탬핑하고 보호 케이싱의 하부 벽의 해당 스탬핑된 지점과의 전기적 접촉을 형성하는 하나 이상의 돌출된 접촉 패드를 부하 배출 장치에 제공함으로써 인쇄 회로기판의 하중 배출 장치에 연결된다.
본 발명은 또한 회전식 요소의 각 위치의 함수로서 자기장 변화를 생성하는 회전식 요소에 고정된 인코더 요소 및 자기장 변화를 감지하는 고정식 요소에 고정된 감지 요소를 포함하고, 감지 요소는 고정식 요소에 고정된 보호 케이싱 내에 장착된 인쇄 회로기판에 연결되는, 고정식 요소에 대해 회전식 요소의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛에 관한 것이다. 이 센서 유닛은 보호 케이싱을 인쇄 회로기판의 부하 배출 장치에 전기적으로 연결하기 위한 수단을 포함한다.
바람직하지만 의무적이지 않은 본 발명의 추가 양태에 따라서, 이러한 센서 유닛은 하기 몇몇 특징들 중 하나를 포함할 수 있다:
-보호 케이싱의 벽은 부하 배출 장치의 접촉 패드와 전기적 접촉을 이루고 인쇄 회로기판을 향하여 돌출되는 하나 이상의 스탬핑된 핑거를 포함한다.
-각각의 스탬핑된 핑거는 0.1 밀리미터 내지 5 밀리미터의 거리 만큼 보호 케이싱의 벽의 표면으로부터 돌출된다. 부하 배출 장치는 보호 케이싱의 표면을 향하여 돌출되는 하나 이상의 패드를 포함한다.
-각각의 돌출된 패드는 주석으로 제조된다. 본 발명은 또한 본 명세서에서 언급된 바와 같이 센서 유닛, 회전식 링 및 고정식 링을 포함하는 베어링이 구비된 장착형 베어링에 관한 것으로, 인코더 요소는 회전식 링에 고정되고 감지 요소는 고정식 링에 고정된다. 바람직하게는, 베어링은 롤링 타입(rolling type)이며, 회전식 링과 고정식 링 사이에 위치된 롤링 요소를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따르는 장착형 베어링의 정면도.
도 2는 본 발명에 따르는 센서 유닛에 속한 보호 케이싱 및 센서 몸체의 분해 사시도.
도 3은 평면 III-III을 따라 도 1의 장착형 베어링의 부분 단면도.
도 4는 도 3에서의 IV를 확대한 도면.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제2 및 제3 실시 형태에 대한 도 4와 유사한 도면.
도면에 제시된 장착형 베어링(instrumented bearing, 2)은 회전식 내부 링(42)과 고정식 외부 링(44)을 포함하는 롤링 베어링(4)을 포함한다. 내부 링(42)과 외부 링(44) 사이에는 케이지(cage, 46) 내에 장착된 볼(45)이 위치된다. 비-도시 실시 형태에서, 롤링 베어링(4)은 그 외의 다른 유형의 롤링 요소, 예컨대, 롤러 또는 니들을 포함할 수 있다.
내부 링(42)은 롤링 베어링(4)의 중심 회전축(X-X') 주위에서 외부 링(44)에 대해 회전가능하다.
장착형 베어링(2)은 또한 센서 유닛(6)을 포함한다. 센서 유닛(6)은 이의 각 위치의 함수로서 자기장 변화를 생성하기에 적합하고 내부 링(43)에 고정된 인코더 요소(encoder element, 62)를 포함한다. 인코더 요소(62)는 프레임(frame, 621)과 자석 링(623)을 포함한다. 자석 링(623)은 내부 링(42)에 고정되는 프레임(621)에 고정된다.
센서 유닛(6)은 외부 링(44)에 고정된 요크(yoke, 66) 또는 보호 케이싱 내에 장착되는 센서 몸체(64)를 추가로 포함한다. 센서 몸체(64)는 감지 요소(640)를 포함한다. 감지 요소(640)는 축 X-X' 주위에서 자석 링(623)의 회전에 의해 생성되는 자기장 변화를 감지하기에 적합한 트랜스듀서(transducer)이다. 감지 요소(640)는 반경방향을 따라 자석 링(623)을 향하고, 축(X-X')에 대해 평행하게 연장되는 실질적으로 평행 육면체 형상을 갖는다.
감지 요소(640)는 지지 부재(644) 덕택으로 인쇄 회로기판 또는 PCB(642) 상에 장착되고 이에 연결된다. PCB(642)는 보호 케이싱(66) 내에 장착된다. 보호 케이싱(66)은 축 X-X' 상의 중심에 배치된 환형 형태의 금속 부분이고, 내부 원통형 벽(662), 축 X-X'에 수직인 반경방향 하부 벽(664) 및 외부 원통형 벽(666)을 포함한다. 벽(662, 666)은 축 X-X' 상의 중심에 배치되고 이에 대해 평행하다. 보호 케이싱(66)은 고투자율 자성을 갖는 스틸로 제조된다.
PCB(642)는 보호 케이싱(66)의 형상과 일치되는 반-환형 형상을 가지며 하부 벽(664)에 대해 장착된다. 선택적 특징부로서, 센서 몸체(64)는 PCB(642)가 장착되는 지지 플레이트를 포함할 수 있으며, 지지 플레이트(646)는 보호 케이싱(66)의 하부 벽(664)에 대해 장착된다. 감지 요소(640), 지지 부재(644), PCB(642) 및 지지 플레이트(646)는 보호 케이싱(66) 내에 주입된 플라스틱 재료의 층(648) 내에 오버몰딩된다.
PCB(642)와 롤링 베어링(4)과 보호 케이싱(66) 사이의 너무 큰 전기적 포텐셜을 방지하기 위하여 보호 케이싱(66)이 이를 PCB(642)에 전기적으로 연결함으로써 접지된다. 제1 실시 형태가 도 4에 도시된다. 이 실시 형태에서, PCB(642)와 보호 케이싱(66) 간의 전기적 연결이 인쇄 회로 기판(642)을 향하여 돌출되는 요소를 형성하는 스탬핑된 핑거(668)로 수득된다. 스탬핑된 핑거(668)에 따라 PCB(642) 내에 장착된 비-도시 부하 배출 장치(load discharging device)와 전기적으로 접촉한다.
스탬핑된 핑거(668)는 스파이크 형태의 펀치를 사용하여 형성될 수 있다. 각각의 스탬핑된 핑거(668)는 0.1 mm 내지 5 mm인 거리(d1)만큼 하부 벽(664)의 내부 표면(664a)으로부터 돌출된다.
바람직하게는, 보호 케이싱(66)은 PCB(642)의 다양한 위치에서 인쇄 회로기판(642)에 전기적으로 연결되는 몇몇의 스탬핑된 핑거(668)를 포함한다.
본 발명의 제2 실시 형태가 도 5에 도시된다. 이 실시 형태에서, 제1 실시 형태와 유사한 요소는 동일한 도면부호를 가지며 동일한 방식으로 작동된다. 보호 케이싱(66)은 임의의 스탬핑된 핑거(668)를 포함하지 않는다. 이 경우에, PCB(642)와 보호 케이싱(66) 사이의 전기적 연결이 하부 벽(664)을 향하여 돌출되는 하나 이상의 접촉 패드(642a)를 부하 배출 장치에 제공하고 표면(664a)과의 접촉부를 형성함으로써 수득된다.
이 경우에, 접촉 패드(642a)는 거리(d1)와 동일한 거리만큼 PCB로부터 돌출된다. 접촉 패드(642a)는 바람직하게는 이의 성형을 돕기 위해 주석으로 제조된다.
본 발명의 제3 실시 형태가 도 6에 도시된다. 이 실시 형태는 제1 실시 형태와 제2 실시 형태에서 사용된 기술들을 조합한다. 즉, 전기적 접촉부가 돌출된 접촉 패드(642a)를 부하 배출 장치에 제공하고 보호 케이싱(66) 상에 하나 이상의 스탬핑된 핑거(668)를 형성함으로써 제조된다. 접촉 패드(642a)와 스탬핑된 핑거(668)에 따라 서로 전기적 접촉이 이뤄진다.
지지 플레이트(646)를 통해 보호 케이싱(666)을 향하여 접촉 패드(642a)의 이동 및 스탬핑된 핑거(668)의 돌출을 허용하기 위하여 지지 플레이트(646) 내에 홀(646a)이 제공된다. 홀(646a)은 보호 케이싱(66)이 PCB(642)에 전기적으로 연결되는 각각의 영역에 제공된다.
본 발명의 비-도시 실시 형태에 따라서, 센서 몸체(64)는 임의의 지지 플레이트(646)를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, PCB(642)가 장착 간격이 있는 상태에서 보호 케이싱(66) 내에 장착된다.

Claims (13)

  1. 회전식 요소의 각 위치의 함수로서 자기장 변화를 생성하는 회전식 요소(42)에 고정된 인코더 요소(62) 및 자기장 변화를 감지하는 고정식 요소(44)에 고정된 감지 요소(640)를 포함하고, 감지 요소(640)는 고정식 요소(44)에 고정된 보호 케이싱(66) 내에 장착된 인쇄 회로기판(642)에 연결되고 이 상에 장착되며, 고정식 요소(44)에 대해 회전식 요소(42)의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛(6)을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 보호 케이싱(66)을 인쇄 회로기판(642)의 부하 배출 장치에 전기적으로 연결함으로써 보호 케이싱(66)을 접지하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 보호 케이싱(66)은 하중 배출 장치(642b)의 하나 이상의 접촉 패드(642a)와 정렬된 하나 이상의 지점(668) 상에서 보호 케이싱(66) 상에 하나 이상의 돌출 요소(668)를 형성함으로써 인쇄 회로기판(642)의 하중 배출 장치에 연결되는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 돌출 요소(668) 또는 각각의 돌출 요소(668)는 보호 케이싱(66)의 하부 벽(664)을 스탬핑함으로써 형성되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 보호 케이싱(66)은 보호 케이싱(66)의 표면(664a)과 전기적 접촉을 형성하는 하나 이상의 돌출된 접촉 패드(642a)를 부하 배출 장치에 제공함으로써 인쇄 회로기판(642)의 하중 배출 장치에 연결되는 방법.
  5. 제3항 및 제4항에 있어서, 보호 케이싱(66)은 보호 케이싱(66)의 하부 벽(664)을 스탬핑하고 보호 케이싱(66)의 하부 벽(664)의 해당 스탬핑된 지점(668)과의 전기적 접촉을 형성하는 하나 이상의 돌출된 접촉 패드(642a)를 부하 배출 장치에 제공함으로써 인쇄 회로기판(642)의 하중 배출 장치에 연결되는 방법.
  6. 회전식 요소의 각 위치의 함수로서 자기장 변화를 생성하는 회전식 요소(42)에 고정된 인코더 요소(62) 및 자기장 변화를 감지하는 고정식 요소(44)에 고정된 감지 요소(640)를 포함하고, 감지 요소(640)는 고정식 요소(44)에 고정된 보호 케이싱(66) 내에 장착된 인쇄 회로기판(642)에 연결되는, 고정식 요소(44)에 대해 회전식 요소(42)의 각 위치를 감지하기 위한 센서 유닛(6)으로서,
    보호 케이싱(66)을 인쇄 회로기판(642)의 부하 배출 장치에 전기적으로 연결하기 위한 수단(668, 642a)을 포함하는 센서 유닛(6).
  7. 제6항에 있어서, 보호 케이싱(66)의 벽(664)은 부하 배출 장치의 접촉 패드(642a)와 전기적 접촉을 이루고 인쇄 회로기판(642)을 향하여 돌출되는 하나 이상의 스탬핑된 핑거(668)를 포함하는 센서 유닛.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 스탬핑된 핑거(668)는 0.1 밀리미터 내지 5 밀리미터의 거리(d1) 만큼 보호 케이싱(66)의 벽(664)의 표면(664a)으로부터 돌출되는 센서 유닛.
  9. 제7항에 있어서, 부하 배출 장치는 보호 케이싱(66)의 표면(664a)을 향하여 돌출되는 하나 이상의 패드(642a)를 포함하는 센서 유닛.
  10. 제7항에 있어서, 각각의 돌출 패드(642a)는 주석으로 제조되는 센서 유닛.
  11. 제7항에 있어서, 인쇄 회로기판(642)의 지지 플레이트(646)를 포함하고, 이 지지 플레이트(646)는 보호 케이싱(66) 내에 장착되며, 지지 플레이트(646)는 보호 케이싱(66)이 인쇄 회로기판(642)에 연결되는 각각의 영역에 홀(646a)을 포함하는 센서 유닛.
  12. 제7항에 따르는 센서 유닛(6), 회전식 링(42) 및 고정식 링(44)을 포함하는 베어링(4)이 구비된 장착형 베어링(2)으로서, 인코더 요소(62)는 회전식 링(42)에 고정되고, 감지 요소(640)는 고정식 링(44)에 고정되는 장착식 베어링.
  13. 제12항에 있어서, 베어링(4)은 롤링 타입이며, 회전식 링(42)과 고정식 링(44) 사이에 위치된 롤링 요소(45)를 포함하는 장착식 베어링.
KR1020130067146A 2012-06-13 2013-06-12 센서 유닛을 제조하기 위한 방법, 센서 유닛 및 이러한 센서 유닛을 포함하는 장착형 베어링 KR20130139793A (ko)

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