KR20160002849A - 중간 커넥터 - Google Patents

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KR20160002849A
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Abstract

전자기 간섭이 센서 신호와 간섭하는 것을 방지하기 위해 사출 금형 내에 기밀 밀봉된 비차폐형 스트레인 게이지 센서 케이블. 비차폐형 케이블의 사용은 비용을 크게 저감시키고, 차폐형 케이블이 갖지 않는 신속한 설치성 및 이동성을 허용한다.

Description

중간 커넥터{INTERMEDIATE CONNECTOR}
본인, 그롤로 마이클 레이먼드(GROLEAU, Michael Raymond)는 미국 시민권자이고 미시간주 그랜드 트래버스 카운티 트래버스 시티의 거주자로서, 본 명세서에 개시된 중간 커넥터인 신규하고 유용한 장치를 발명했음을 밝히는 바이다.
사출 성형 응용에 있어서, 캐비티 압력 센서는 압력 데이터를 제공하여 부품 품질의 향상을 가능하게 하고 품질 결함을 자동적으로 검출하는데 사용된다. 캐비티 압력 센서는 인가된 힘으로부터 전기 신호를 생성하는 센서 본체로 이루어진다. 또한, 캐비티 압력 센서는 그러한 전기 신호를 신호 조정 유닛(signal conditioning unit)으로 전송하는 케이블을 포함한다. 아날로그 전기 신호를 증폭시키는 신호 조정부는, 일부 경우에서, 컴퓨터 처리 모니터 또는 제어 장치에서 판독될 디지털 신호로 전기 신호를 변환한다.
사출 성형을 위한 캐비티 센서는 2개의 기술, 즉 압전 센서 및 스트레인 게이지 센서(strain gage sensor)에 근거하고 있다. 압전 센서에 있어서, 센서 본체는 2개의 도체 동축 케이블을 거쳐서 신호 조정부로 운반되는, 피코 쿨롱(Pico Coulomb)으로 측정된 전하를 생성한다. 거의 10년 동안, 압전 센서는 다중채널 커넥터와 함께 이용가능하였다. 이들 다중채널 커넥터의 이점은 다중 센서가 각자의 신호 조정 유닛에 부착될 수 있게 하는 단일 접속점이다. 이것은 금형의 측부 상에 요구되는 공간, 신호 조정부에 대한 접속에 요구되는 케이블의 개수, 및 다중 센서를 각자의 신호 조정 유닛에 매칭하는데 수반되는 복잡성을 저감시킨다.
또한, 많은 사출 성형 센서 응용에 있어서, 신호 조정부는 금형의 측부 상에 직접 장착된다. 이것은 특정 이점을 제공하지만, 신호 조정 유닛을 영구적으로 손상시킬 수 있는 높은 열, 충격 및 일부 금형에 대한 충돌을 신호 조정부가 받게 된다. 다중채널 커넥터의 경우, 신호 조정 유닛은 금형으로부터 신호 조정부까지 단일 접속 케이블만을 이용하면서 금형의 열 및 충격을 피하여 장착될 수 있다.
한편, 스트레인 게이지 센서는 4개의 커넥터, 즉 여기 전압을 제공하는 2개의 커넥터 및 밀리볼트 신호를 운반하는 2개의 커넥터를 갖는 케이블을 필요로 한다. 이들 센서는 대부분의 경우에 신호 조정 유닛에 영구적으로 부착되는 일체형 케이블을 갖는다. 고객은 스트레인 게이지 센서 응용에 다중채널 커넥터를 사용할 수 있기를 원하지만, 이것은 하기의 기술적 난제에 의해 제한되어 왔다.
첫째로, 스트레인 게이지 센서에 있어서, 케이블에 의해 운반되는 밀리볼트 신호는 표유(stray) 전자기 간섭(EMI)에 의해 신호 노이즈가 도입되는 것을 방지하기 위한 전자 차폐(electronic shielding)를 필요로 한다. EMI는 사출 성형 환경에서의 특정 문제이며, 성형 응용을 위한 스트레인 게이지 센서는 신호 노이즈를 방지하기 위한 차폐를 역사적으로 필요로 하여 왔다.
둘째로, 다중채널 커넥터는 센서를 다중채널 커넥터에 부착하기 위한 접속점을 필요로 한다. 커넥터의 개수가 많기 때문에, 다중채널 커넥터 상에 끼울 만큼 충분히 작은 커넥터를 찾는 것이 어렵다. 커넥터 크기의 주요 제한 요인은 전자 노이즈에 대한 차폐를 제공하는데 통상 사용되는 금속 쉘(metal shell)이다.
또한, 접속시에 케이블의 차폐부를 신뢰성있게 관통 지지하는 차폐형 커넥터를 찾는 것이 어렵다.
마지막으로, 크기 및 차폐 제약 모두를 충족하는 커넥터는 매우 고가이다.
본 발명은 금형 내측에의 비차폐형 케이블 및 커넥터의 사용을 통해 이러한 모든 문제를 극복하고 있다. 본원의 발명자는, 차폐를 제거함으로써, 보다 작고 저렴한 커넥터가 다중채널 커넥터에 개별 스트레인 게이지를 부착하는데 사용될 수 있다는 것을 발견했다. 또한, EMI로 인한 신호 노이즈의 도입을 방지하기 위해서, 신호 노이즈 저감이 비차폐형 케이블 및 커넥터를 금형 내측의 기밀 밀봉된 차폐 인클로저(enclosure) 내에 밀폐함으로써 수행된다. 여기에서, 기밀 밀봉된 금형 및 다중채널 커넥터는 이러한 차폐를 제공한다. 그리고, 그 차폐부가 다중채널 커넥터에 360°로 연결된 차폐형 연장 케이블은 열 및 충격을 피하여 금형 상에 또는 금형으로부터 떨어져 장착될 수 있는 신호 조정기에 신호를 운반하는데 사용된다.
본 발명은, 스트레인 게이지 센서와, 신호 조정기와, 금형의 측부 상에 장착되고 기밀하게 전자 차폐된 인클로저를 제공하는 중간 커넥터를 포함하는, 사출 금형에 사용하기 위한 캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체이다. 또한, 전자 차폐된 인클로저 내에 설치되고 스트레인 게이지를 중간 커넥터에 접속하는, 비차폐형 케이블 및 이 케이블을 위한 비차폐형 커넥터가 있다. 또한, 중간 커넥터를 신호 커넥터에 접속하는 차폐형 연장 케이블이 있으며, 360° 차폐부는 그 커넥터를 통해 지지되고, 중간 커넥터 및 신호 조정기의 케이스에 연결된다.
도 1은 본 발명의 중간 커넥터를 구비한 사출 금형의 일부분을 도시하는 도면,
도 2는 사출 금형에 장착된, 커버 플레이트가 없는 상태의 중간 커넥터를 도시하는 도면.
도 1은 중간 커넥터(2)를 구비한 사출 금형(14)을 도시한다. 사출 금형(14)은 이 사출 금형(14)의 상부면(18) 상에 안착하는 다중채널 신호 조정기(4)를 구비한다. 중간 커넥터(2)는 금형(14)의 이젝터 플레이트(ejector plate)(20) 내에 장착되고, 금형 커버 플레이트(22)에 의해 덮여진다. 또한, 중간 커넥터(2)는 이젝터 플레이트(20) 및 금형 커버 플레이트(22)와 밀접 접촉하여, 3개의 구성요소가 금형 내의 기밀 차폐된 인클로저를 형성한다. 중간 커넥터(2)는 차폐형 케이블(6)을 거쳐서 다중채널 신호 조정기(4)에 접속된다. 사출 금형의 외측에 있는 차폐형 케이블(6)은 전기자 간섭을 방지하도록 차폐되어야 한다. 전자기 간섭은 신호 전송에 있어서의 품질을 저하시킨다. 중간 커넥터(2)가 이젝터 플레이트(20) 내에 포함되고 커버 플레이트(22)에 의해 기밀 밀봉된 경우에, 사출 프로세스 동안에 금형 내측의 소성 압력의 양을 측정하여, 신호를 신호 조정기(4)에 확실하게 전송할 수 있다. 또한, 금형 커버 플레이트(16)가 도시되어 있다.
도 2는 금형 커버 플레이트(22)가 없는 상태의 사출 금형(14)에 장착된 중간 커넥터(2)를 도시한다. 이러한 도 2는 다중채널 신호 조정기(4)를 중간 커넥터(2)에 접속하는 차폐형 케이블(6)을 도시한다. 차폐형 케이블(6)은 다중채널 신호 조정기(4)로부터 연장되어, 사출 금형(14) 내에 기밀 밀봉된 비차폐형 케이블(10)에 접속된다. 비차폐형 케이블(10)은 중간 커넥터(2)로부터 센서 포켓(34) 내측의 스트레인 게이지 센서(12)[예를 들면, 휘트스톤 브리지(Wheatstone Bridge)]까지 연장된다. 풀(full), 하프(one-half) 및 쿼터(one-quarter) 휘트스톤 브리지가 본 발명에 유리하게 사용될 수 있다. 비차폐형 커넥터(26)는 비차폐형 케이블(10)의 길이를 따라 도중에 설치되고, 스트레인 게이지 센서(12)가 중간 커넥터(2)로부터 제거될 수 있게 한다. 접속이 이루어지면, 금형 커버 플레이트(16)가 원위치에 배치된다.
사출 금형(14) 내에 기밀 밀봉된 비차폐형 케이블(10)을 배치함으로써 전자기 간섭이 방지된다는 것을 발견했다. 전자기 간섭의 이러한 차단은 신호를 차폐형 케이블(6) 및 다중채널 신호 조정기(4)에 전송하는데 훨씬 저렴한 비차폐형 케이블(10)을 사용하는 것을 가능하게 한다. 이러한 수단은 비용을 크게 저감시키고 비차폐형 케이블(10)의 신속하고 저렴한 재구성을 가능하게 한다.
금형(14)이 전자기 간섭을 방지하여 품질 신호(quality signal)를 유발한다는 것을 또한 발견했다. 품질 신호와 연관된 비용의 감소는 모든 다른 종래 기술에 비추어 확실한 이점을 제공한다.

Claims (15)

  1. 사출 금형에 사용하기 위한 캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체에 있어서,
    i. 스트레인 게이지 센서와,
    ii. 신호 조정기와,
    iii. 상기 금형의 측부 상에 장착되고 기밀하게 전자 차폐된 인클로저를 제공하는 중간 커넥터와,
    iv. 상기 전자 차폐된 인클로저 내에 설치되고 상기 스트레인 게이지 센서를 상기 중간 커넥터에 접속하는, 비차폐형 케이블 및 상기 케이블을 위한 비차폐형 커넥터와,
    v. 상기 중간 커넥터를 상기 신호 커넥터에 접속하는 차폐형 연장 케이블을 포함하며,
    360° 차폐부는 그 커넥터를 통해 지지되고, 상기 중간 커넥터 및 상기 신호 조정기의 케이스에 연결되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지 센서는 풀 휘트스톤 브리지 센서 소자를 이용하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지 센서는 하프 휘트스톤 브리지 센서 소자를 이용하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지 센서는 쿼터 휘트스톤 브리지 센서 소자를 이용하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 휘트스톤 브리지 완성 회로는 상기 비차폐형 커넥터 내에 위치되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 휘트스톤 브리지 완성 회로는 상기 비차폐형 커넥터 내에 위치되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비차폐형 케이블 및 비차폐형 커넥터를 사용하여 복수의 스트레인 게이지 센서가 상기 중간 커넥터에 부착되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센서의 여기 신호는 상기 차폐형 연장 케이블 내의 공통 와이어에 의해 제공되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  9. 사출 금형에 사용하기 위한 캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체에 있어서,
    i. 스트레인 게이지와,
    ii. 상기 금형의 측부 상에 장착되고 기밀하게 전자 차폐된 인클로저를 제공하는 신호 조정기와,
    iii. 상기 전자 차폐된 인클로저 내에 설치되고 상기 스트레인 게이지를 상기 신호 커넥터에 접속하며, 금형 내측의 인클로저 내에 차폐되는, 비차폐형 케이블 및 상기 케이블을 위한 비차폐형 커넥터를 포함하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지 센서는 풀 휘트스톤 브리지 센서 소자를 이용하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지 센서는 하프 휘트스톤 브리지 센서 소자를 이용하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지 센서는 쿼터 휘트스톤 브리지 센서 소자를 이용하는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 휘트스톤 브리지 완성 회로는 상기 비차폐형 커넥터 내에 위치되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 휘트스톤 브리지 완성 회로는 상기 비차폐형 커넥터 내에 위치되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 비차폐형 케이블 및 비차폐형 커넥터를 사용하여 복수의 스트레인 게이지 센서가 상기 중간 커넥터에 부착되는
    캐비티 스트레인 게이지 센서 구성체.
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