KR20220000348U

KR20220000348U - 전자파 간섭 억제 장치

Info

Publication number: KR20220000348U
Application number: KR2020210001245U
Authority: KR
Inventors: 순-카이 장; 쥔-웨이 뤄; 이-칭 랴오; 정-순 장
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-02-08
Also published as: KR200496359Y1; JP3232719U; TWM603256U; DE202021101753U1

Abstract

본 고안의 전자파 간섭 억제 장치는 전자 기계 장치에 연결된다. 전자 기계 장치는 전도성 차폐 구조 및 전도성 차폐 구조 내부에 설치된 적어도 하나의 회로를 포함한다. 전자파 간섭 억제 장치는 케이블 및 필터를 포함한다. 케이블은 전자 기계 장치에 연결되고, 적어도 하나의 와이어, 전도성 차폐층 및 전도성 테일을 포함한다. 적어도 하나의 와이어는 적어도 하나의 회로에 연결된다. 전도성 차폐층은 적어도 하나의 와이어를 피복한다. 전도성 테일은 전도성 차폐층 및 전도성 차폐 구조의 노드에 전기적으로 연결된다. 필터는 전도성 테일에 연결되고, 전도성 차폐 구조의 내부에 위치한다.

Description

전자파 간섭 억제 장치{ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SUPPRESSION DEVICE}

본 고안은 전자 기계 장치의 신호 전송 분야에 관한 것으로, 특히 전자파 간섭 억제 장치에 관한 것이다.

전자파 간섭은 전자 기계 장치에 있어 어려운 문제이다. 전자파 간섭은 전도 노이즈 및 방사 노이즈를 포함하고, 전도 노이즈는 일반적으로 와이어에 의해 전달되고, 방사 노이즈는 안테나 이론을 통해 환경 속에서 방사되고, 실제로, 전도 노이즈 및 방사 노이즈는 일반적으로 동시에 존재한다. 전자 기계 장치는 모터 구동 기구, 제어기 및 모터 구동 기구와 제어기를 전기적으로 연결하는 케이블을 포함하고, 모터 구동 기구는 예를 들면 로봇 암이고, 제어기는 모터 구동 기구의 모터를 제어한다.

전자 기계 장치에 의해 발생하는 전자파 간섭 문제를 해소하기 위해, 현재 일반적으로 모터 구동 기구 및 제어기에 각각 차폐 구조가 설치되어, 전자 기계 장치 내부의 전자파 간섭이 외부로 방사되는 것을 차단한다. 그러나 케이블은 외부로부터 전자 기계 장치 내부의 각 회로(예컨대 제어 회로 또는 모터 구동 회로 등)에 연결되어, 전자파 노이즈는 케이블을 통해 외부로 전도 및 방사될 수 있어, 와이어의 차폐 구조가 등가 안테나가 된다.

현재, 상기 문제를 해결하기 위해 일반적으로 차폐 구조 외의 케이블에 필터(예를 들면 마그네틱 버튼)를 끼움 연결한다. 그러나 필터는 차폐 구조 외부에 위치하고, 차폐 구조에 완전히 부착되지 않으므로, 전자파 노이즈는 여전히 차폐 구조와 필터 사이의 케이블을 통해 외부로 방사될 수 있다. 또한, 필터는 예를 들면 대만 공개 제200730086호 및 미국 제5334955호 특허와 같이 일반적으로 케이블에 끼움 연결되고, 케이블은 실제 사용 요구사항으로 인해 복합 와이어로 구성되므로, 케이블의 와이어 직경이 일반 규격을 초과할 수 있어, 필터가 케이블에 확실하게 설치될 수 없거나, 케이블의 와이어 직경에 맞추기 위해 높은 비용의 맞춤형 필터를 선택해야 하므로 전자 기계 장치의 비용 및 필터 선택이 어려워진다.

상기 문제점을 감안하여, 본 고안의 목적은 전자파 간섭 문제를 효과적으로 개선하거나 억제하고, 필터 선택 시 케이블의 와이어 직경에 의해 제한되지 않는, 전자파 간섭 억제 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치는 전자 기계 장치에 연결된다. 전자 기계 장치는 전도성 차폐 구조 및 전도성 차폐 구조 내부에 설치된 적어도 하나의 회로를 포함한다. 전자파 간섭 억제 장치는 케이블 및 필터를 포함한다. 케이블은 전자 기계 장치에 연결되고, 적어도 하나의 와이어, 전도성 차폐층 및 전도성 테일을 포함한다. 적어도 하나의 와이어는 적어도 하나의 회로에 연결된다. 전도성 차폐층은 적어도 하나의 와이어를 피복한다. 전도성 테일은 전도성 차폐층 및 전도성 차폐 구조의 노드에 전기적으로 연결된다. 필터는 전도성 테일에 연결되고, 전도성 차폐 구조의 내부에 위치한다.

이러한 방식으로, 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치는 전도성 테일이 전도성 차폐층에 이어지고 전도성 차폐 구조가 연속된 특성을 통해 차폐 효과를 최적화한다. 또한 필터의 설치를 통해 전자 기계 장치 내부의 간섭 원이 전도성 차폐층을 통해 외부로 전도 및 방사되는 것을 차단함으로써, 전자파 간섭 문제를 억제 및 개선하고, 전도성 차폐층이 등가 안테나가 되는 것을 방지한다.

본 고안에 의해 제공되는 전자파 간섭 억제 장치의 상세한 구조, 특징, 작동 또는 사용방식은 후술되는 실시예의 상세한 설명에서 설명하도록 한다. 본 고안이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이들 상세한 설명 및 본 고안을 실시하기 위해 예시한 특정 실시예는 본 고안을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 고안의 청구범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치가 전자 기계 장치에 연결된 개략도이다.
도 2는 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치를 사용하지 않은 전자 기계 장치의 방사 테스트 결과도이다.
도 3은 도 1과 같이 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치를 전자 기계 장치에 연결하고 방사 테스트를 진행한 결과도이다.
도 4는 도 1에 연속된, 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치의 다른 실시예의 개략도이다.

이하, 각 도면을 결합하여 대응하는 바람직한 실시예를 예로 들어 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치의 구성 요소, 연결 및 효과를 설명한다. 다만, 각 도면에서 전자파 간섭 억제 장치의 구성 요소, 크기 및 외관은 본 고안의 기술 특징을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 고안의 구성을 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치(100)는 전자 기계 장치(300)에 전기적으로 연결된다. 전자파 간섭 억제 장치(100)는 전자 기계 장치(300)에 의해 생성되어 전도 또는 방사되는 전자파 간섭 문제를 억제 또는 개선하여, 전자파 노이즈가 외부로 전송되거나 방사되는 것을 방지함으로써 규정에 부합하도록 한다.

전자 기계 장치(300)는 로봇 암(31) 및 제어기(33)를 포함한다. 로봇 암(31)은 3개의 케이스(34)를 포함하고, 3개의 모터 구동 회로(35) 및 클램프(36)를 포함한다. 각 케이스(34)는 하우징(341) 및 전도성 차폐 구조(343)를 포함하고, 전도성 차폐 구조(343)는 하우징(341)의 내부에 형성된다. 3개의 모터 구동 회로(35)는 3개의 케이스(34) 내부에 각각 설치되어, 모터(미도시)를 구동시켜 하우징(341)을 회전시킨다. 클램프(36)는 도면에서 상부의 모터 구동 회로(35)에 연결되고, 상부의 모터 구동 회로(35)는 클램프(36)를 회전시키기 위한 것이다. 여기서, 전도성 차폐 구조(343)는 케이스(34) 내부의 모터 구동 회로(35) 또는 기타 회로에 의해 생성된 전자파 간섭을 차폐하기 위한 것이다.

다른 실시예에서, 케이스(34) 및 모터 구동 회로(35)의 수는 더 많거나 적을 수 있고, 적은 경우 최소 하나이고, 더 많은 경우 3개 이상일 수 있다.

제어기(33)는 제어 박스(37), 전도성 차폐 구조(38) 및 제어 회로(39)를 포함한다. 전도성 차폐 구조(38)는 제어 박스(37)의 내부에 형성되고, 제어 회로(39)는 전도성 차폐 구조(38)의 내부에 설치되고, 전도성 차폐 구조(38)는 제어 회로(39) 또는 기타 회로에 의해 생성된 전자파 간섭을 차단하기 위한 것이다.

다른 실시예에서, 케이스(34) 또는 제어기(33)의 전도성 차폐 구조(343, 38)는 케이스(34) 또는 제어 박스(37)일 수 있고, 다시 말하면, 케이스(34) 또는 제어 박스(37) 자체가 금속 섀시와 같은 전도성 구조일 수 있다. 따라서, 케이스(34) 및 제어 박스(37)는 이중층 구조의 하우징에 제한되지 않고 단층 하우징일 수 있고, 이러한 방식으로, 전도성 차폐 구조도 내부 및 외부의 구분이 없다.

또한, 전도성 차폐 구조는 전도성 테이프 또는 스퍼터링 등을 통해 케이스 또는 제어 박스 내부에 직접 형성되어, 우수한 차폐 효과를 얻을 수 있다.

본 고안의 전자파 간섭 억제 장치(100)는 케이블(11) 및 필터(13)를 포함한다. 케이블(11)은 전자 기계 장치(300)에 연결되고, 본 실시예에서 케이블(11)의 로봇 암(31) 및 제어기(33)에 각각 연결된다. 케이블(11)은 3개의 와이어(111), 전도성 차폐층(113) 및 2개의 전도성 테일(115)을 포함한다. 3개의 와이어(111)는 제어 회로(39) 및 모터 구동 회로(35)에 각각 연결된다. 전도성 차폐층(113)은 3개의 와이어(111)를 피복하여, 와이어(111)에 의해 생성된 전도성 및 방사성 전자파 노이즈를 차폐한다. 다른 실시예에서, 전도성 차폐층(113)의 외부는 기타 코팅층(구조)을 포함할 수 있으므로, 케이블(11)의 전도성 차폐층(113)은 최외층인 것에 제한되는 것은 아니다.

2개의 전도성 테일(115)은 전도성 차폐층(113)의 2개의 끝단에서 각각 외부로 연장되고, 2개의 전도성 테일(115)은 전도성 차폐층(113) 및 전도성 차폐 구조(343, 38)의 노드(344, 381)에 전기적으로 연결되고, 2개의 전도성 테일(115)과 노드(344, 381)의 전도 임피던스는 약 0.1옴보다 작아, 양호한 전기적 연결을 형성한다. 2개의 전도성 테일(115)은 노드(344, 381)에 용접 방식, 단자 연결 또는 나사 연결 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.

필터(13)는 전도성 테일(115)에 연결되고, 전도성 차폐 구조(343, 38) 내부에 위치한다. 본 실시예에서, 필터(13)는 중공 채널 구조이므로, 전도성 테일(115)은 중공 채널 구조를 통해 필터(13)를 관통할 수 있다. 필터(13)의 동작 주파수 대역은 실제 전자 기계 장치 검출 결과에 따라 선택되어야 한다.

전도성 테일(115)은 전도성 차폐층(113)으로부터 외부로 연장되므로, 전도성 테일(115)의 와이어 직경은 케이블(11)의 와이어 직경보다 작아, 기존 필터(13)의 중공 채널에 더 쉽게 부합하고 맞춤형 필터 사용이 필요하지 않으므로 비용을 절감한다.

본 실시예에서, 전도성 차폐층(113)은 금속 편직 구조를 포함함으로써, 케이블(11)을 쉽게 구부릴 수 있고, 재질은 스틸, 아연 도금된 스틸, 구리 또는 기타 전도 용이성 재질이거나 또는 표면에 전도성 재질이 코팅되어 있을 수 있다. 전도성 테일(115)은 전도성 차폐층(113)을 케이블(11)의 연장 방향으로 일정 구간 절개한 후, 절개된 전도성 차폐층(113)을 권취하여 형성되므로, 전도성 테일(115)과 전도성 차폐층(113)은 동일한 금속 편직 구조이고, 전도성 테일(115)의 와이어 직경은 케이블(11)의 전체 와이어 직경보다 작아, 다양한 필터(13)에 더 적합하다. 다른 실시예에서, 전도성 테일(115)은 금속 와이어 또는 금속 편직 와이어를 통해 전도성 차폐층(113)에 용접될 수 있으므로, 전도성 테일(115)과 전도성 차폐층(113)은 연장된 구조에 제한되지 않는다.

필터(13)와 노드(344, 381)의 최대 거리(D)는 전자파 노이즈를 필터링하거나 개선하기 위해 1cm 이하, 즉 0-1cm 사이이다. 필터(13)를 전도성 테일(115)에 고정시키기 위해, 전도성 테일(115)은 중공 채널을 통해 필터(13)를 1회 내지 2회 감으며, 이에 의해 필터(13)가 고정되고, 필터(13)의 양단에서 연장된 전도성 테일(115)은 대략 직선 모양을 가진다. 그 밖에, 필터는 일반적으로 높은 투자성 재료로 제조되고, 2회 감을 경우 필터를 관통하는 면적이 증가하여 흡수 길이를 증가시킬 수 있으므로, 2회 감을 때의 필터링 효과는 1회 감을 때의 필터링 효과보다 좋다.

도 2는 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치를 사용하지 않은 전자 기계 장치의 방사 테스트 결과도이다. 도면에서 X축은 주파수 범위로, 30MHz 내지 1000MHz이고, Y축은 전계 강도 또는 간섭 값으로, -20dBuV/m 내지 80dBuV/m이다. 도면에서 부호 50은 대응하는 전자 기계 장치에 적용되는 안전 기준 피크 값이고, 부호 70은 테스트 결과이다. 도면을 통해 알 수 있듯이 부호 71이 가리키는 위치가 안전 기준의 피크를 현저히 초과하였다.

도 3은 전자 기계 장치를 본 고안의 전자파 간섭 억제 장치에 연결한 후 방사 테스트를 진행한 결과도이다. 도면에서 X축은 주파수 범위로, 30MHz 내지 1000MHz이고, Y축은 전계 강도 또는 간섭 값으로, 0dBuV/m 내지 80dBuV/m이다. 도면에서 부호 70의 테스트 결과선은 안전 기준 피크 값보다 현저히 낮았으며, 주파수 범위가 30-420MHz인 부분에서 현저하게 개선되거나 억제될 수 있다.

본 고안의 전자파 간섭 억제 장치는 도 1에 도시된 구성 및 구조 외에, 다른 실시예에서 전자파 간섭 억제 장치의 케이블의 전도성 테일의 수가 더 많을 수 있고, 필터의 수도 더 많을 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 케이블(11)의 전도성 테일(115) 및 필터(13)의 수는 각각 4개이고, 이에 따라, 연결된 노드(344, 381)의 수도 상응하게 증가함으로써, 전자파 간섭 문제를 효과적으로 개선하거나 억제한다.

또한, 다른 실시예에서, 전자파 간섭 억제 장치의 케이블의 전도성 테일의 수는 적을 수도 있고, 필터의 수도 적을 수도 있으며, 예를 들면 최소 하나이다. 즉 케이블의 일단에만 전도성 테일을 형성하고, 전도성 테일에 필터를 연결한다.

마지막으로, 다시 강조할 것은, 본 고안의 상술한 실시예에서 개시된 구성 요소는 예시적인 설명일 뿐이며, 본 고안의 범위를 제한하기 위한 것은 아니며, 기타 등가 소자의 대체 또는 변경은 본 고안의 청구범위에 포함되어야 한다.

100 전자파 간섭 억제 장치
11 케이블
111 와이어
113 전도성 차폐층
115 전도성 테일
13 필터
300 전자 기계 장치
31 로봇 암
33 제어기
34 케이스
341 하우징
343 전도성 차폐 구조
344 노드
35 모터 구동 회로
36 클램프
37 제어 박스
38 전도성 차폐 구조
381 노드
39 제어 회로
D 거리

Claims

전자파 간섭 억제 장치에 있어서,
전자 기계 장치에 연결되고, 상기 전자 기계 장치는 전도성 차폐 구조 및 상기 전도성 차폐 구조 내부에 설치된 적어도 하나의 회로를 포함하고,
상기 전자파 간섭 억제 장치는 케이블 및 필터를 포함하되,
상기 케이블은 상기 전자 기계 장치에 연결되고, 적어도 하나의 와이어, 전도성 차폐층 및 전도성 테일을 포함하고, 상기 적어도 하나의 와이어는 상기 적어도 하나의 회로에 연결되고, 상기 전도성 차폐층은 상기 적어도 하나의 와이어를 피복하고, 상기 전도성 테일은 상기 전도성 차폐층 및 상기 전도성 차폐 구조의 노드에 전기적으로 연결되고,
상기 필터는 상기 전도성 테일에 연결되고, 상기 전도성 차폐 구조 내부에 위치하는, 전자파 간섭 억제 장치.
제1항에 있어서,
상기 필터와 상기 노드의 최대 거리는 1cm 이하인, 전자파 간섭 억제 장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성 차폐층은 금속 편직 구조를 포함하는, 전자파 간섭 억제 장치.
제3항에 있어서,
상기 전도성 테일은 금속 편직 구조를 포함하는, 전자파 간섭 억제 장치.