KR20110112335A - 로터리 엔코더를 구비하는 전기 모터용 키트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 모터의 모터 샤프트(5)의 위치를 결정하는 로터리 엔코더를 구비하는 전기 모터(2)용 키트(1)에 관한 것이다. 전기 모터에 대한 로터리 엔코더의 센서(10)의 간단하고 정밀한 위치설정, 센서에 대한 양호한 보호 및 간단한 조립이 가능한 키트가 제안된다. 이러한 목적을 위해 상기 키트는 전기 모터, 및 고형체형 측정기와 센서용 전자부품을 구비하는 센서를 구비하는 로터리 엔코더를 포함하며, 상기 로터리 엔코더의 고형체형 측정기(6)는 전기 모터의 후단 면에서 모터 샤프트에 적용되어 그 모터 샤프트로부터 돌출될 수 있고, 상기 로터리 엔코더의 센서(10)는 플라스틱 디스크(7)에 상기 센서용 전자부품과 함께 내장되며, 모터측 고정부재(9)는 상기 전기 모터(2)의 후단 면에 배치되고, 상기 플라스틱 디스크(7)는 상기 모터측 고정부재(9)와 상보적으로 설계되는 센서측 고정부재(8)를 포함한다.
Description
본 발명은 전기 모터의 모터 샤프트의 위치를 결정하는 로터리 엔코더를 구비하는 전기 모터용 키트에 관한 것이다.
전기 모터의 모터 샤프트의 위치를 결정하기 위해 로터리 엔코더(rotary encoder)를 구비하는 전기 모터를 제공하는 것이 알려져 있다. 일반적으로, 그러한 로터리 엔코더는 모터 샤프트에 고정되는 센서 및 고형체형 측정기(solid measure)를 포함한다. 상기 모터 샤프트의 회전, 따라서 상기 고형체형 측정기의 회전은 상기 센서에 의해 기록되며 전기 신호의 형태로 출력된다. 이러한 목적을 위해 로터리 엔코더들의 대부분의 다른 변형들, 예를 들어, 용량식 로터리 엔코더들, 유도식 로터리 엔코더들, 자기저항식 로터리 엔코더들, 광학식 로터리 엔코더들, 자기식 로터리 엔코더들 또는 전위차식(potentiometric) 로터리 엔코더들이 사용되고 있다. 상기 로터리 엔코더들은 모터에 직접 설치될 수 있다. 그러기 위하여, 각 모터 직경 및 로터리 엔코더의 각각의 형태로 인해 서로 다른 로터리 엔코더 케이스 및 전기 모터에 대한 상응하는 부착이 요구된다. 상기 센서의 정확한 위치를 정하는 것은 매우 중요한데, 이는 로터리 엔코더의 기술에 좌우된다. 일반적으로, 상기 센서의 정확한 위치는 상기 로터리 엔코더 케이스의 모양에 의해 결정된다. 따라서, 상기 센서는 상기 로터리 엔코더의 케이스 안에 꼭 맞게 들어가야 하고 실질적으로 그것의 외곽(outer contour)을 참조하여 배열된다. 이러한 이유로, 상기 외곽의 밀링 가공은 매우 정밀해야 하며 비용이 많이 든다. 또한, 핀을 통해 모터에 대해 로터리 엔코더를 고정하는 것이 알려져 있지만, 여기에는 금속 핀에 대한 고비용 문제 및 플라스틱 핀의 불충분한 안정성 문제와 같은 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기 모터 상에서의 로터리 엔코더 센서의 간편하고 정밀한 위치 지정, 센서에 대한 양호한 보호 및 간편한 조립을 가능하게 하는 로터리 엔코더를 구비하는 전기 모터용 키트를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 키트는 전기 모터, 및 고형체형 측정기(solid measure)와 센서용 전자부품(sensor electronics)을 구비하는 센서를 포함하는 로터리 엔코더를 포함하며, 상기 로터리 엔코더의 고형체형 측정기는 상기 전기 모터의 후단 면(rear end face)에서 상기 전기 모터로부터 돌출되는 모터 샤프트 상에 장착될 수 있고, 상기 로터리 엔코더의 센서 및 관련 센서용 전자부품은 플라스틱 디스크에 내장되고, 모터측 고정부재가 상기 전기 모터의 후단 면에 배치되며, 상기 플라스틱 디스크는 상기 모터측 고정부재와 상보적으로 설계된 센서측 고정부재를 포함하도록 구성된다.
이것은 상기 로터리 엔코더의 고형체형 측정기가 상기 전기 모터로부터 돌출되는 상기 모터 샤프트 상의 상기 전기 모터의 일 단면에 장착된다는 것을 뜻한다. 이러한 단면에 배치되는 상기 모터측 고정부재와 상기 플라스틱 디스크 상에 배치되는 상기 센서측 고정부재에 의해서, 상기 플라스틱 디스크, 즉 상기 로터리 엔코더의 센서가 상기 모터 샤프트가 상기 전기 모터로부터 돌출되는 바로 그 위치에서 상기 전기 모터에 고정된다. 따라서, 상기 센서는 상기 고형체형 측정기에 인접하게 장착된다. 상기 모터측 고정부재와 상기 플라스틱 디스크의 상기 센서측 고정부재에 의해서, 모터 형태와 로터리 엔코더 형태와 관계없이 상기 전기 모터와 상기 로터리 엔코더 사이의 표준화된 연결이 실현된다. 이것은 상기 로터리 엔코더의 센서의 위치가 상기 두 개의 고정부재에 의해 미리 정의됨으로써 상기 고형체 측정기 및 센서 사이의 양호한 위치 정확성이 상기 모터 샤프트의 세로축에 관하여 축 방향 및 방사 방향 모두에서 확보 가능하다는 것을 의미한다. 상기 센서를 상기 플라스틱 디스크 안에 장착함으로써, 관련된 센서용 전자부품을 구비하는 센서는 예를 들면 충격의 영향으로부터 보호된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 두 고정부재들 중 하나는 슬리브(sleeve) 형상이며, 나머지 고정부재는 상보적인 형상을 가져서, 상기 고정부재들이 서로 삽입될 수 있도록 구성될 수도 있다. 상기 슬리브 형상의 고정부재는 따라서 상기 제2 고정부재에 대한 리셉터클(receptacle)을 형성함으로써 서로 간에 상기 두 고정부재의 매우 단순한 부착이 가능해진다. 상기 고정부재들은 서로 삽입되기만 하면 된다.
바람직하게는, 상기 슬리브 형상의 고정부재가 원통형 샤프트로 형성되는 다른 고정부재에 대하여 원통형 리셉터클의 형태를 가지도록 제공될 수도 있다. 상기 고정부재들의 매우 단순한 구조가 가능해지도록, 대체로 상기 전기 모터의 케이스는 원통형이다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 있어서는 상기 모터측 고정부재가 상기 모터 케이스 상의 원통형 구멍(bore) 또는 원통형 샤프트로 형성되고, 센서를 내장하는 상기 플라스틱 디스크는 원통형이며 적어도 부분적으로는 원통형 샤프트 또는 원통형 구멍을 가지는 센서측 고정부재로 형성되도록 제공될 수도 있다. 이러한 경우에, 상기 센서측 고정부재는 이에 따라 상기 플라스틱 디스크 자체로 형성될 수도 있다. 만일 상기 모터측 고정부재가 원통형 구멍으로 형성된다면, 상기 플라스틱 디스크는 원통형 샤프트나 원통형 디스크로 형성되어 단순히 상기 모터 케이스의 원통형 구멍 안에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 상기 모터 케이스는 이러한 목적을 위해 원형 링 형상의 돌출부(projection)를 포함하고, 그 안에 상기 플라스틱 디스크가 삽입될 수 있다. 그러나, 만일 상기 모터측 고정부재가 원통형 샤프트로 형성된다면, 상기 플라스틱 디스크는 적어도 부분적으로는 원통형 구멍을 포함하며, 원통형 샤프트로 형성된 상기 모터측 고정부재를 둘러싸도록 전기 모터의 모터 케이스 상에 맞춰 끼워질 수 있다. 이러한 경우 역시, 상기 모터 상의 고정부재는 바람직하게는 원형 링 형상의 돌출부로 형성된다. 상기 플라스틱 디스크 상에도, 원형 링 형상의 돌출부가 제공되며, 그 내경은 상기 모터 케이스 상의 원형 링 형상의 돌출부의 외경에 해당한다. 모터 케이스 상의 상기 모터측 고정부재 및 상기 센서측 고정부재를 형성하는 상기 플라스틱 디스크는 상기 로터리 엔코더를 위한 고정구(fixture)가 최대로는 전기 모터 케이스의 직경을 갖도록 그 크기들이 선택됨이 바람직하다.
하지만, 또한 상기 센서측 고정부재가 상기 플라스틱 디스크 상에 장착되는 슬리브로 형성되도록 제공될 수도 있다. 이 경우, 상기 플라스틱 디스크는 원형의 원통형(circular cylindrical) 디스크로서 매우 간편하게 제조하는 것이 가능해진다. 상기 별도의 슬리브는 상기 플라스틱 디스크 상에 장착되고, 상기 플라스틱 디스크는 상기 슬리브에 의해 상기 모터 케이스의 고정부재 상에 장착된다. 이러한 방식으로, 상기 전기 모터 상에 상기 슬리브의 손쉬운 부착이 가능해지며, 상기 키트의 단순하고 더욱 빠른 조립이 실현된다.
본 발명의 또 다른 변형 실시예에 따르면, 상기 관련 센서용 전자부품을 포함하는 상기 센서는 상기 플라스틱 디스크를 형성하도록 플라스틱 재료로 코팅되도록 제공될 수도 있다. 이러한 방식으로, 센서를 내장하는 플라스틱 디스크의 매우 손쉬운 제조가 가능해진다. 사출성형 과정 중에, 상기 센서의 위치설정을 위해 필요한 정밀도가 얻어지도록 사출금형 내에서 센서의 양호한 위치설정이 가능해진다.
더욱이, 상기 플라스틱 디스크는 전자기장 간섭(electromagnetic interference fields)에 대한 보호가 제공되도록 구성할 수도 있다. 따라서, 상기 센서가 전기적 및 자기적 외부의 영향으로부터 보호되어, 측정치들이 왜곡되지 않는다.
제조의 용이성을 구현하기 위해서는 상기 전자기 간섭장에 대한 보호는 상기 플라스틱 디스크에 적용되는 전기적으로 고도의 도전성 래커(lacquer) 코팅 및/또는 상기 플라스틱 디스크 내에 포함된 전기적 도전성 필터들 및/또는 상기 플라스틱 디스크 상에 장착된 차폐효과를 가지는 삽입 부품들에 의해 실현되도록 제공될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 변형 실시예에 따르면, 상기 센서 및 내장된 센서용 전자부품을 포함하는 상기 플라스틱 디스크는 상기 고형체형 측정기와 상기 센서 사이의 적절한 거리를 조절하기 위하여 상기 슬리브 내에서 이동 가능하도록 제안된다. 이것은 상기 로터리 엔코더의 센서 및 고형체형 측정기 사이의 축 방향으로의 양호한 위치 정확성과 더불어 상기 키트의 손쉬운 조립을 가능하게 한다. 상기 고형체형 측정기는 그의 의도된 위치를 채택하도록 상기 전기 모터의 모터 샤프트 상에 위치한다. 상기 플라스틱 디스크가 삽입된 상기 슬리브는 상기 모터에 대해 끼워 맞춰진다. 그러면, 상기 플라스틱 디스크는 상기 고형체형 측정기에 대해 인접할 때까지 안쪽으로 밀려들어 간다. 상기 플라스틱 디스크는 이제 상기 센서 및 상기 고형체형 측정기 사이의 최적의 축 거리를 구할 때까지 바깥쪽으로 다시 당겨진다.
상기 센서의 신호의 간단한 구현과 간편한 평가를 가능하게 하기 위하여, 센서용 전자부품이 케이블에 연결되고 상기 케이블을 위한 스트레인 릴리프(strain relief: 변형 완화)가 상기 플라스틱 디스크 내에 제공되도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 관련 전자부품을 포함하는 센서는 인쇄 회로 기판상에 장착되고 상기 인쇄 회로 기판은 상기 전기 모터를 위한 전기 커넥터들을 포함하도록 제공된다. 상기 전기 커넥터들은 예를 들어 전기 모터의 모터 권선용 커넥터들의 역할을 한다. 직류 전기 모터의 경우에, 상기 커넥터들은 또한 정류 브러시용 접점(contact)의 역할을 한다. 따라서, 모터의 전원 공급(power supply)이 상기 인쇄 회로 기판의 전원 공급에 의해 실현되어, 전기 모터의 간편한 전원 연결이 가능해진다.
바람직하게는, 전기적 접점 요소들이 상기 인쇄 회로 기판 또는 상기 모터 권선 상에 배치되어 상기 전기 모터용 전기 커넥터들을 형성한다. 이것으로 상기 전기 모터의 전원 공급이 간편해진다. 만일 내장된 상기 인쇄 회로 기판을 포함하는 상기 플라스틱 디스크가 상기 고정부재들에 의해 고정된다면, 상기 전기적 접점 요소들, 예를 들어 핀들은 상기 인쇄 회로 기판의 전원 공급부 및 상기 전기 모터의 커넥터들과 접촉하게 된다. 이것은 전기 모터의 전원 공급을 보장한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 플라스틱 디스크가 상기 후단 면의 영역에서 상기 전기 모터의 케이스 안에 삽입되고, 상기 케이스가 상기 모터측 고정부재를 형성하며 상기 플라스틱 디스크가 상기 센서측 고정부재를 형성하도록 제공된다. 이 실시예에 대해서는 별개의 특허청구범위로 기재된다. 본 실시예의 장점은 상기 로터리 엔코더의 센서를 포함하는 상기 플라스틱 디스크가 상기 전기 모터의 케이스 내에 일체화되므로 잘 보호되는 것이다. 더구나, 본 실시예는 매우 컴팩트한 구성으로 귀결된다.
유리하다면, 상기 플라스틱 디스크가 전기 모터의 모터 샤프트용 베어링 시트(seat)를 형성하도록 제공될 수도 있다. 이러한 방법 또한 전기 모터의 극도로 콤팩트한 구성을 가능하게 해준다.
바람직하다면, 내장된 센서 및 관련 센서용 전자부품을 구비한 플라스틱 디스크가 회전자(rotor) 및 모터 샤프트 상의 고형체형 측정기 사이에 배치되도록 제공될 수도 있다. 이것은 상기 모터 샤프트의 양호한 베어링 및 전기 모터의 매우 컴팩트한 구조를 가능하게 한다.
본 발명은 또한 상기와 같이 설명된 키트로 이루어진 전기 모터에 관한 것으로서, 상기 전기 모터는 플라스틱 디스크에 내장된 관련 센서용 전자부품을 구비하는 센서 및 고형체형 측정기를 포함하고, 상기 플라스틱 디스크는 전기 모터의 케이스에 삽입되어 상기 전기 모터의 모터 샤프트용 베어링 시트를 형성한다. 전술한 바와 같이, 이러한 전기 모터의 구성은 매우 콤팩트한 구조를 가능하게 한다.
더욱이, 본 발명은 또한 사출성형(injection molding)에 의해 전기 모터 키트를 위한 인쇄회로 기판에 배치되고 또한 로터리 엔코더의 관련 센서용 전자 부품을 포함하는 센서가 그에 삽입되는 플라스틱 디스크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 플라스틱 디스크의 간편한 제조를 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적을 위하여, 센서를 구비하는 인쇄회로기판이 사출금형 안에 삽입되고 상기 인쇄회로기판이 플라스틱 재료로 코팅되도록 제공되며, 여기서 상기 센서가 장착된 상기 인쇄 회로 기판은 상기 플라스틱 디스크 내의 센서의 위치가 상기 플라스틱 디스크의 외부 크기에 맞춰 정의되도록 상기 사출금형 내에 배치되도록 한다.
이에 의해, 상기 플라스틱 디스크의 외부 크기에 대한 센서의 매우 양호한 위치설정의 정확성이 얻어진다. 이것은 각 플라스틱 디스크에 있어서 상기 센서들이 정밀하게 정의된 위치에 배치되며, 이 위치는 상기 로터리 엔코더의 고형체형 측정기가 상기 전기 모터에 고정되는 위치에 대하여 선택된다는 것을 의미한다. 상기 플라스틱 디스크는 그 외주(outer circumference)에 의하여 상기 전기 모터에 고정되어, 상기 로터리 엔코더의 고형체형 측정기 및 센서의 매우 정확한 정렬이 달성된다.
상기 방법의 일 변형예에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판 내의 구멍들과 결합하는 핀들이 상기 사출금형 내에 제공되도록 할 수도 있으며, 이로써 상기 플라스틱 디스크 내의 상기 센서의 위치를 정의할 수도 있다. 이러한 방식으로, 상기 사출금형 내에서 센서의 간편한 위치설정이 가능해진다.
상기 방법의 또 다른 단순한 변형예에 있어서는, 그 내부에 상기 센서가 배치되는 공동(cavity)이 상기 사출금형 내에 제공되도록 구성된다.
그러나, 상기 인쇄 회로 기판들이 리드 프레임(lead frame)에 의해 상기 사출금형 내에 고정되도록 또한 제공될 수도 있으며, 이로써 상기 센서의 위치를 설정할 수도 있다. 이러한 경우에, 상기 리드 프레임은 또한 상기 전기 모터의 권선용 전기 커넥터들을 형성할 수도 있다.
대안으로, 상기 센서를 포함하는 인쇄 회로 기판이 상기 플라스틱 디스크의 미리 코팅된 요소 상에 배치되어 완전하게 캡슐로 형성(encapsulated)되도록 제공될 수도 있다.
이것은 상기 플라스틱 디스크의 완전한 폐쇄를 가능하게 함으로써, 상기 센서의 특히 우수한 보호가 달성되도록 해준다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 키트의 전개 사시도이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 플라스틱 디스크를 장착한 전기 모터의 후단 면의 부분 단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 모터 접점의 단면도 및 사시도이다.
도 4a 내지 4f는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 센서를 내장하는 플라스틱 디스크의 단면도 및 평면도이다.
도 5a 및 5b는 센서 및 센서용 전자 부품을 플라스틱 재료로 코팅하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a 내지 6c는 플라스틱 디스크를 슬리브 내에 삽입하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 모터의 단면도이다.
도 1은 키트의 전개 사시도이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 플라스틱 디스크를 장착한 전기 모터의 후단 면의 부분 단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 모터 접점의 단면도 및 사시도이다.
도 4a 내지 4f는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 센서를 내장하는 플라스틱 디스크의 단면도 및 평면도이다.
도 5a 및 5b는 센서 및 센서용 전자 부품을 플라스틱 재료로 코팅하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a 내지 6c는 플라스틱 디스크를 슬리브 내에 삽입하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 모터의 단면도이다.
도 1은 전기 모터(2)의 모터 샤프트(5)의 위치를 결정하기 위한 로터리 엔코더를 구비하는 전기 모터(2)를 위한 키트(1)의 전개 사시도이다. 상기 키트(1)는 바람직하게는 원통형 케이스(3)를 구비하는 전기 모터(2)를 포함한다. 상기 케이스(3)의 후단 면(4)에서 상기 전기 모터(2)의 모터 샤프트(5)는 상기 케이스(3)로부터 돌출된다.
상기 키트(1)는 상기 로터리 엔코더의 고형체형(속이 비어있지 않은) 측정기(solid measure)(6)를 더 포함한다. 상기 키트(1)가 조립된 상태에서, 상기 고형체형 측정기(6)는 상기 전기 모터(2)의 모터 샤프트(5) 상의 소정의 위치에 고정된다.
상기 키트(1)의 로터리 엔코더는 플라스틱 디스크(7)에 내장된 센서용 관련 전자장치를 구비하는 센서를 더 포함한다. 상기 플라스틱 디스크(7)는 그 일단이 상기 전기 모터(2)를 마주보는 센서측 고정부재(fixing member)(8)가 제공된다. 이 센서측 고정부재(8)는 모터측 고정부재(도 1에 미도시)에 대해 바람직하게는 꼭 맞게 장착될 수 있다. 그러면, 상기 센서측 고정부재(8) 및 상기 모터측 고정부재는 상기 전기 모터(2)와 상기 플라스틱 디스크(7)에 배치된 로터리 엔코더의 센서 사이에서 하나의 표준화된 인터페이스를 형성한다. 상기 두 개의 고정부재는 어떠한 종류의 센서라도 임의의 종류의 모터 상에 장착될 수 있도록 구현된다. 상기 두 개의 고정부재는 서로에 대해 삽입될 수 있으며, 부가적으로는 접착(gluing), 코킹(calking), 용접(welding) 등에 의해 서로 연결될 수 있다.
도 2a는 상기 플라스틱 디스크(7)가 장착된 상기 전기 모터(2)의 후단의 부분 단면도이다. 상기 전기 모터(2)의 케이스(3)는 상기 모터 샤프트(5)가 상기 케이스(3)로부터 돌출되는 상기 후단 면(4)에 모터측 고정부재(9)가 제공된다. 상기 플라스틱 디스크(7)와 연관된 상기 센서측 고정부재(8)는 상기 모터측 고정부재(9)에 대하여 상보적인 모양을 가진다. 따라서, 상기 두 고정부재(8,9)는 서로 보완되어, 로터리 엔코더의 센서(10)를 구비하는 상기 플라스틱 디스크(7)의 상기 전기 모터(2)에 대한 부착을 함께 형성한다. 바람직하게는, 상기 센서측 고정부재(8) 또는 상기 모터측 고정부재(9)는 슬리브 형태이며, 대향하는 각각의 다른 고정부재(9, 8)는 상보적인 형상, 즉 바람직하게는 상기 슬리브 내에 삽입가능한 핀의 형상을 가진다. 따라서, 상기 고정부재들(8,9)은 서로 삽입될 수 있도록 구성되는데, 이것은 간편한 부착을 가능하게 한다. 바람직하게는, 슬리브 형상을 가지는 상기 두 고정부재들(8,9) 중 상기 하나는 원통형 모양을 갖는데, 이에 따라 상기 각각의 다른 또는 제2 고정부재(9, 8)를 위한 원통형 리셉터클(receptacle)을 형성한다. 그러면, 상기 다른 또는 제2 고정부재(8,9)는 원통형 샤프트로 형성되어 간단하게 상기 슬리브 내에 삽입될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 연결의 안정성은 접착, 코킹(calking), 용접 등에 의해 향상될 수 있다.
도 2a에 도시된 실시예에서, 상기 모터측 고정부재(9)는 상기 전기 모터(2)의 단면(end face)에서 원형 링 형상의 돌출부로 형성된다. 상기 원형 링 형상의 돌출부는 상기 고형체형 측정기(6)가 제공되어 있는 상기 모터 샤프트(5)를 둘러싼다. 상기 센서측 고정부재(8)는 상기 플라스틱 디스크(7) 상에 꼭 맞게 장착된 속이 빈 형태의 원통형 슬리브(8)에 의해 형성된다. 상기 슬리브(8)는 상기 플라스틱 디스크(7)에 고정되어 연결될 수 있다. 그러나, 상기 플라스틱 디스크(7)가 상기 슬리브(8) 내에서 이동가능하도록 배치되는 것 또한 고려될 수 있다. 원형 링 형상의 돌출부로 형성되는 상기 모터측 고정부재(9)의 외경 d1 및 상기 센서측 고정부재(8), 즉 상기 슬리브의 내경 d2은 상기 슬리브(8)가 원형의 링 형상의 돌출부(9)에 손쉽게 끼워 맞춰지고 그대로 유지될 수 있도록 서로에 대해 적응적으로 이루어진다. 이것은 상기 슬리브(8)와 이에 따라 상기 플라스틱 디스크(7)가 전기 모터(2)의 후단 면(4)에서 정의된 위치로 유지된다는 것을 의미한다.
인쇄 회로 기판(11) 상에 장착된 상기 센서(10)의 센서 전자부품뿐만 아니라 상기 로터리 엔코더의 센서(10)는 상기 플라스틱 디스크(7)에 내장될 수 있다. 상기 센서 전자부품은 케이블(12)에 연결되어 제어부에 센서 신호를 전송하고 전원공급을 보장한다. 상기 센서 케이블(12)은 마찬가지로 상기 플라스틱 디스크(7)에 내장될 수 있다. 상기한 내장(embedding)은 상기 케이블(12)에 대한 스트레인 릴리프(변형 완화)가 제공되도록 달성된다. 상기 센서 케이블(12)은 바람직하게는 평평한 리본 케이블이다. 라운드 케이블 또는 개별적인 가닥(스트랜드) 케이블의 사용 역시 각각 가능하다. 상기 센서(10) 및 상기 센서용 전자부품이 배치되는 인쇄 회로 기판(11)이 상기 플라스틱 디스크(7)의 외곽 크기에 대하여 소정의 위치를 채택하도록 상기 플라스틱 디스크(7)에 내장된다. 따라서, 상기 센서(10)의 위치는 상기 플라스틱 디스크(7)의 외고가 크기에 의해 정의된다. 따라서, 상기 전기 모터(2)에 관한 상기 센서(10)의 위치는 상기 센서측 고정부재(8)의 내경 d2 및 상기 모터측 고정부재(9)의 외경 d1에 의해 정의된다. 이러한 위치는 상기 전기 모터(2)의 모터 샤프트(5) 상에 배치되는 상기 센서(10) 및 상기 고형체형 측정기(6)가 상기 전기 모터(2)의 세로축(23)에 관하여 방사 방향으로 서로에 대하여 최적으로 정렬되고 상기 센서(10) 및 상기 고형체형 측정기(6) 사이의 방사상의 오프셋(radial offset)이 최소로 유지되도록 선택된다. 따라서, 상기 로터리 엔코더의 높은 정확성이 가능해진다. 상기 센서(10) 및 상기 고형체형 측정기(6) 사이의 상기 세로축(23)에 관한 축 거리 역시 상기 센서측 고정부재(8) 및 상기 모터측 고정부재(9)에 의해 조절된다. 상기 고정부재들(8,9)의 모양은 어떠한 로터리 엔코더라도 어떠한 전기 모터 상에도 장착될 수 있도록 표준화된다. 이것은 서로 다른 유형의 모터들 및 로터리 엔코더들 사이의 수많은 조합을 가능하게 한다.
따라서, 상기 모터측 고정부재(9) 및 상기 센서측 고정부재(8)는 서로에게 삽입되어 샤프트/구멍의 결합 원칙에 따라 서로에게 고정되도록 구성된다. 이러한 연결의 안정성은 접착, 용접, 코킹(calking) 등에 의해 향상될 수 있다. 도 2a에 도시된 실시예에서, 상기 센서측 고정부재(8), 즉 상기 플라스틱 디스크(7)에 끼워 맞춰진 상기 슬리브는 원형 링 형상의 돌출부로 형성되는 상기 모터측 고정부재(9)가 샤프트로써 삽입될 수 있는 구멍을 형성한다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 두 개의 고정부재의 단면도이다. 상기 플라스틱 디스크(7)는 단지 도식적으로 예시되며, 센서 및 인쇄 회로 기판은 예시되지 않는다. 이하에서는 차이점들만이 설명될 것이다. 본 실시예에서 역시 센서측 고정부재(8')는 상기 플라스틱 디스크(7)가 삽입되는 별개의 슬리브이다. 모터측 고정부재(9') 역시 상기 전기 모터(2)의 후단 면(4)에서 원형 링 형상의 돌출부로 형성된다. 상기 센서측 고정부재(8'), 즉 상기 슬리브의 외경 d2'은 상기 모터측 고정부재(9')의 내경 d1'보다 조금 더 작다. 이것은 이 경우 상기 모터측 고정부재(9')가 구멍을 형성하고 상기 센서측 고정부재(8')가 상기 구멍 내에 도입되는 샤프트를 형성하도록 상기 센서측 고정부재(8')가 상기 모터측 고정부재(9') 내에 삽입된다는 것을 의미한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 두 개의 고정부재의 단면도가 도 2c에 도시된다. 여기서 역시 상기 설명된 실시예들에 대한 차이점들만이 설명될 것이다. 도 2c에 도시된 상기 실시예에서, 센서측 고정부재는 상기 플라스틱 디스크(7) 자체에 의해 형성된다. 상기 플라스틱 디스크(7)는 원통형 이어서, 상기 원통형 플라스틱 디스크(7)의 외주 면(24)이 상기 센서측 고정부재(8")를 형성하여 모터측 고정부재(9") 내에 샤프트로써 삽입된다. 역시, 상기 모터측 고정부재(9")는 상기 전기 모터(2)의 후단 면(4)에서 원형 링 형상의 돌출부로 형성되어 상기 플라스틱 디스크(7)에 의해 형성된 상기 샤프트를 받아들이기 위한 구멍을 형성한다. 상기 모터측 고정부재(9")의 내경 d1"이 상기 원통형 플라스틱 디스크(7)의 외경 d2"보다 조금 더 커서, 상기 플라스틱 디스크(7)가 상기 모터측 고정부재(9") 내에 쉽게 삽입되어 유지될 수 있게 된다.
도 2d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 두 개의 고정부재의 단면도이다. 이 경우 역시 상기 설명된 실시예들에 대한 차이점들만이 설명될 것이다. 역시, 모터측 고정부재(9''')는 상기 전기 모터(2)의 후단 면(4)에 형성되고 원형 링 형상의 돌출부의 모양을 가진다. 상기 전기 모터(2)를 마주보는 상기 플라스틱 디스크(7)의 측면에 역시 원형 링 형상의 돌출부(8''')가 형성되어 센서측 고정부재를 형성한다. 상기 플라스틱 디스크(7) 상의 상기 원형 링 형상의 돌출부(8''')의 내경 d2'"이 상기 전기 모터(2) 상의 상기 원형 링 형상의 돌출부(9'")의 외경 d1'"보다 조금 더 커서, 이러한 돌출부들이 서로 밀어 상기 전기 모터(2) 상에 상기 플라스틱 디스크(7)가 유지되도록 한다. 이것은 본 실시예에 있어서 상기 센서측 고정부재(8''')가 상기 모터측 고정부재(9''')가 샤프트로써 삽입되는 구멍을 형성한다는 것을 의미한다.
도 2a 내지 2d에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 센서측 고정부재(8,8',8",8''')를 포함하는 상기 플라스틱 디스크(7)는 바람직하게는 그 외경이 상기 전기 모터(2)의 외경에 최대로 해당하도록 설계된다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 로터리 엔코더가 고정된 상기 전기 모터(2)의 부분 단면도이다. 상기 모터 샤프트(5)는 상기 전기 모터(2)의 후단 면(4)에서 상기 전기 모터(2)로부터 돌출된다. 상기 로터리 엔코더의 상기 고형체형 측정기(6)는 상기 모터 샤프트(5) 상에 장착된다. 상기 모터측 고정부재(9)는 상기 전기 모터(2)의 후단 면(4)에서 원형 링 형상의 돌출부로 형성된다. 이러한 원형 링 형상의 돌출부(9)에는 전기 접점 요소들, 예를 들어 핀들(25)이 배치되어, 상기 전기 모터(2)에 연결되어 모터 커넥터들을 형성한다. 이러한 모터 커넥터들은 전기 모터의 모터 권선용 커넥터들을 형성할 수도 있다. 직류 모터의 경우에 상기 모터 커넥터들은 정류 브러시(commutation brushes)용 접점들의 역할을 한다. 상기 플라스틱 디스크(7)에는 홈 또는 구멍(recesses or bores)이 상기 핀들(25)에게 할당된 위치에서 제공되어, 상기 핀들(25)이 상기 인쇄 회로 기판(11)까지 통과하여 전기적 연결점들(26)에서 상기 인쇄 회로 기판(11)의 전기 단자들에게 연결될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 전기 모터는 모터 접점으로 형성되는 상기 전기 커넥터들(26) 및 상기 핀들(25)을 통하여 전원 공급부에 연결될 수 있다.
도 3a에 도시된 상기 실시예에서, 상기 로터리 엔코더의 센서(10)는 상기 인쇄 회로 기판(11)의 상부 측에 위치하여 상기 전기 모터(2)로부터 먼 상기 플라스틱 디스크(7)의 일 면에 배치된다. 이러한 상기 센서의 배열은 상기 전기 모터용 키트의 모든 다른 설명된 실시예들에서 역시 가능하다. 기본적으로는, 상기 인쇄 회로 기판 상의 상기 센서의 어떠한 다른 위치라도 역시 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 접점 요소들의 사시도가 도 3b에 도시된다. 본 실시예에서는, 모터 접점을 형성하고, 예를 들어 케이블(12)의 형태로 상기 전기 모터(2)를 전원 공급부에 연결하는 핀들(25')이 상기 센서(10)의 인쇄 회로 기판(11) 상에 장착되어 있다. 그러기 위하여, 상기 플라스틱 디스크(7)에는 그 가장자리 영역에 홈들(recesses)(27)이 제공되는데, 그 홈들(27)에서, 예를 들어 리드 프레임의 형태로 상기 플라스틱 디스크(7)에서 돌출되는 상기 핀들(25')이 아래쪽으로 구부러져서 적절한 상대편 접점들(26') 상에 장착된다. 상기 핀들(25')은 예를 들어 삽입, 용접, 또는 기타 유사한 방식으로 상기 상대 접점들(26')과 결합 된다. 도 3b에서는 원형 링 형상의 돌출부가 상기 전기 모터(2)의 후단 면(4)에서 위쪽으로 돌출되고 상기 플라스틱 디스크(7)가 상기 원형 링 형상의 돌출부 내로 도입되고 유지되도록 센서측 고정부재 및 모터측 고정부재가 형성된다.
상기 인쇄 회로 기판의 영역이 상기 플라스틱 디스크의 측면 바깥쪽으로, 즉 외주 면 상에 돌출되어 접점을 형성하도록 제공되는 것 역시 가능하다. 모터 전선이 예를 들어 이러한 접점들에 용접될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 플라스틱 디스크(7)의 단면도이다. 상기 센서(10)를 장착하고 있는 상기 인쇄 회로 기판(11) 및 로터리 엔코더의 센서용 전자부품이 상기 플라스틱 디스크(7)에 내장되어 있다. 상기 인쇄 회로 기판(11)은 전원 공급을 위해 또 상기 센서(10)의 센서 신호를 전송하기 위해 제어부에 케이블(12)에 의해 연결된다. 바람직하게는, 상기 장착된 센서(10), 상기 센서용 전자부품, 및 상기 케이블(12)을 포함하는 상기 인쇄 회로 기판(11)은 플라스틱 재료(13)로 코팅되어 상기 플라스틱 디스크(7)를 형성한다. 여기서, 상기 케이블(12)은 변형 완화(strain relief)를 획득하도록 상기 플라스틱 디스크(7)의 플라스틱 재료(13)로 직접 코팅된다. 예를 들면, 플라스틱 재료로는 열경화성 플라스틱, 2-성분 캐스팅 수지(two-component casting resins), 부분-중합 단일-성분 수지(partially polymerized single-component resins), 예를 들어, MacromeltTM, 또는 열가소성 물질이 사용된다. 전자기장 간섭에 대해 상기 센서(10) 및 상기 센서용 전자부품을 보호하기 위하여, 상기 플라스틱 디스크(7)는 적어도 부분적으로는 전기적으로 고도의 도전성 래커(lacquer)(14)의 코팅재로 코팅된다. 따라서, 상기 플라스틱 디스크(7)는 상기 로터리 엔코더의 센서(10) 및 센서용 전자부품을 위한 케이스를 형성한다. 이러한 케이스에 의해 상기 전자부품은 예를 들어 습기, 열, 또는 충격과 같은 환경적 영향으로부터 보호된다. 따라서 상기 전자부품 및 상기 센서(10)가 잘 보호된다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 디스크(7')의 단면도이다. 아래에서는 차이점들만이 설명될 것이다. 역시, 상기 센서(10)를 장착하고 있는 상기 인쇄 회로 기판(11), 상기 관련 센서용 전자부품, 및 상기 케이블(12)이 상기 플라스틱 디스크(7')에 내장되어 있다. 상기 케이블(12)이 상기 플라스틱 디스크(7')로부터 돌츨되는 영역에서 상기 케이블(12)이 상기 플라스틱 디스크(7')의 플라스틱 재료(13)보다 더 큰 점도를 가지는 재료로 만들어진 덮개(covering)(15)로 에워싸진다. 상기 덮개(15)는 상기 케이블(12)을 위한 스트레인 릴리프를 제공한다. 상기 플라스틱 디스크(7')가 열경화성 플라스틱으로 만들어진다면 무엇보다도 이것이 요구된다. 전자기 간섭장에 대한 보호는 차폐효과를 가지는 적어도 하나의 삽입 부품(insert part)(16)에 의해 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라스틱 디스크(7")의 단면도가 도 4c에 도시되어 있다. 이 경우에도 상기에 설명한 실시예들에 대한 차이점들만이 설명될 것이다. 역시, 상기 센서(10)를 장착하고 있는 상기 인쇄 회로 기판(11) 및 상기 로터리 엔코더의 센서용 전자부품이 상기 플라스틱 디스크(7")에 내장되어 있다. 케이블(12)을 위한 플러그(18)가 상기 인쇄 회로 기판(11)에서 제공되고, 그 플러그(18)에 의해 상기 센서(10)의 신호가 제어부로 전송되고 전원 공급이 보장된다. 상기 플러그(18)는 상기 플라스틱 디스크(7")에 사출성형(injection-molded)으로 형성된다. 플러그용 핀들만이 사출성형으로 이루어지도록 제공될 수도 있다. 상기 케이블(12)에 대한 스트레인 릴리프는 상기 플러그(18)의 플러그 케이스 또는 상기 케이블(12)의 케이블 절연체에 의해 이루어진다. 상기 센서(10)의 영역에서, 홈이 상기 플라스틱 디스크(7")의 기저면, 즉 상기 고형체형 측정기(6)에게 할당된 면에 제공되며, 상기 홈은 적어도 상기 센서(10)의 크기를 가진다. 전자기장 간섭에 대한 보호는 상기 플라스틱 디스크(7")의 플라스틱 금형 혼합물(13)에 포함된 전기 도전성 필터(17)에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라스틱 디스크의 단면도가 도 4d에 도시되어 있다. 상기 연결 케이블(12)이 상기 원통형 플라스틱 디스크(7'")로부터 각도를 가지고 위쪽으로 돌출된다는 점에서 상기 플라스틱 디스크(7'")는 상기에 설명된 플라스틱 디스크와 다르다. 바람직하게는, 상기 연결 케이블(12)의 돌출 각도는 대략 45°이다. 본 실시예는 축 상의 또는 방사형의 케이블 배출구를 허용한다. 도 4d에는 다른 케이블 배출구들이 점선으로 표시되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라스틱 디스크의 단면도가 도 4e에 도시되어 있다. 상기 플라스틱 디스크(7"")는 상기 인쇄 회로 기판(11)이 상기 플라스틱 디스크(7"")의 하부에 장착되도록 형성된다. 즉, 상기 인쇄 회로 기판(11)은 한쪽 면만이 코팅된다. 따라서, 상기 센서(10)는 상기 인쇄 회로 기판(11)의 상단에 장착된다. 더욱이, 상기 인쇄 회로 기판(11) 상의 전기 연결점은 코팅되지 않는다. 상기 연결 케이블(12)이 상기 인쇄 회로 기판과 만나는 영역, 즉 상기 연결 플러그가 상기 인쇄 회로 기판(11) 상에 장착되는 영역에는 홈이 그에 따라 제공된다. 이것은 도 4f에 도시된 상기 플라스틱 디스크(7"")에 대한 평면도에서 명백하게 볼 수 있다.
또한, 이들 실시예들의 다양한 조합이 가능하다. 예를 들면, 모든 실시예들에 있어서 상기 홈은 상기 센서의 정면에 제공될 수도 있다. 또는 상기 센서는 상기 인쇄 회로 기판의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 플라스틱 디스크가 전자기장 간섭에 대한 여러 가지 보호 수단, 즉 래커 코팅 및/또는 삽입 부품 및/또는 전기 도전성 필터를 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 플라스틱 디스크(7)에 내장된 상기 로터리 엔코더의 센서(10) 및 센서용 전자부품을 포함하는 상기 인쇄 회로 기판(11)을 구비하는 상기 플라스틱 디스크(7)를 제조하는 방법이 도 5a 및 5b를 참조하여 설명될 것이다.
먼저, 센서(10)가 그 위에 장착된 상기 인쇄 회로 기판(11)이 사출금형(injection mold) 안에 삽입된다. 상기 센서(10)가 장착된 상기 인쇄 회로 기판(11)은 상기 플라스틱 디스크(7) 내의 상기 센서(10)의 위치가 상기 플라스틱 디스크(7)의 외곽 치수에 대하여 정의되도록 사출금형 내에 위치한다.
상기 사출금형 내의 상기 인쇄 회로 기판(11)의 위치 잡기를 용이하게 하기 위하여 핀들이 상기 사출금형 내에 제공되고 상기 인쇄 회로 기판에는 핀들이 결부되는 구멍들이 제공됨으로써 사출금형 내에서 인쇄 회로 기판의 위치를 정의하고 그에 따라 상기 플라스틱 디스크 내에서의 상기 센서의 위치를 정의하도록 구성될 수도 있다.
도 5a 및 5b에 예시된 바와 같이, 대안으로서 상기 사출금형이 상기 센서(10)의 케이스를 위한 리셉터클 또는 공동(28)을 포함하는 다이(die)(19)를 포함하도록 제공될 수도 있다. 이 경우, 상기 센서(10)가, 그리고 이에 따라서 상기 인쇄 회로 기판(11)이, 상기 다이(19) 내의 상기 공동(28)에 의해 사출금형 내에 정렬된다. 상기 다이(19) 내의 공동(28)의 방사상 위치는 상기 전기 모터(2) 상의 상기 고형체형 측정기(6)의 방사상 위치에 대응하는데, 이로써 상기 센서(10) 및 고형체형 측정기(6)의 위치들이 서로에 대해 적응되도록 배치된다.
상기 사출금형에서의 상기 인쇄 회로 기판의 위치를 잡는 또 다른 가능한 방법은 상기 사출금형에 고정되는 리드 프레임을 상기 인쇄 회로 기판에 제공함으로써 달성될 수 있는데, 이로써 상기 사출금형에 상기 센서의 위치를 정할 수 있다.
또 다른 가능한 방법으로서, 상기 플라스틱 디스크의 일부를 미리 코팅하여, 상기 플라스틱 디스크의 미리 코팅된 요소 상에 상기 센서를 포함하는 상기 인쇄 회로 기판을 배치하고, 그리고 후속하여 상기 인쇄 회로 기판을 플라스틱 재료로써 완전히 캡슐에 넣는 것이 있다.
상기 사출금형은 상기 플라스틱 디스크(7)의 외곽을 정의하는 외벽을 포함한다. 만일 상기 센서측 고정부재(8)가 별도의 슬리브에 의해 형성된다면, 상기 사출금형의 외벽은 이 슬리브에 의해 형성되도록 제공될 수도 있다. 이 경우 상기 플라스틱 재료가 상기 슬리브 내로 분사되어 상기 플라스틱 디스크(7)가 상기 슬리브 내에 형성되며 따라서 상기 슬리브와 직접 결합된다. 그러면, 상기 슬리브는 상기 플라스틱 디스크(7)가 그 바닥을 형성하는 포트(pot)의 형상을 가지게 된다. 상기 센서(10)를 구비하는 인쇄 회로 기판(11)은 상기에 설명된 가능한 방법들 중의 하나에 따라 상기 사출금형 내에 정렬됨으로써, 상기 센서(10)가 그 위에 장착된 인쇄 회로 기판(11)이 상기 플라스틱 디스크(7)에서 소정의 위치를 갖도록 한다. 따라서, 상기 센서(10)의 위치는 상기 플라스틱 디스크(7)의 외곽(outer contour)에 대하여 공간적으로 안정적이다.
만일 상기 센서(10)를 구비하는 인쇄 회로 기판(11)이 전술한 가능한 방법들 중의 하나에 따라 위치한다면, 상기 사출금형의 뚜껑(20)이 상기 슬리브 또는 상기 사출금형의 가장자리 상에 위치하게 된다. 이 뚜껑(20)은 개구부(21)를 포함하고 그 개구부(21)를 통해서 액상 플라스틱 재료(13)가 상기 사출금형 내에 채워진다. 상기 사출성형(injection molding) 또는 캐스팅(casting) 과정은 상기 센서용 전자부품, 센서(10), 및 케이블(12)이 그에 고정된 인쇄 회로 기판(11)에 대한 손상을 방지하도록 구성된다. 바람직하게는, 열경화성 플라스틱, 열가소성 사출성형, 2-성분 캐스팅 수지(two-component casting resins), 또는 부분 중합된 단일 성분의 수지와 더불어 저압 공정들이 사용된다. 전자기장 간섭에 대한 보호를 위하여, 상기 플라스틱 재료(13)에는 전기 도전성 필터가 제공될 수도 있다. 또한, 차폐 효과를 가지는 삽입 부품을 상기 플라스틱 디스크 내로 삽입하거나 상기 플라스틱 디스크를 전기 도전성 래커(conductive lacquer)로 적어도 부분적으로 코팅하는 것이 가능하다.
상기 플라스틱 디스크(7)의 외곽이 상기 전기 모터(2)와의 인터페이스에 대하여 표준화되고 상기 센서(10)가 상기 플라스틱 디스크(7)의 외곽에 대하여 정렬되므로 상기 센서(10)의 원하는 방사상 정렬이 달성되어, 상기 전기 모터(2)의 모터 샤프트(5) 상에 장착되는 상기 고형체형 측정기(6)와 상기 센서 사이의 최적의 상호 작용이 얻어진다.
더욱이, 상기 인쇄 회로 기판(11) 상의 핀들의 배열(programming)은 사출성형 중에는 면제될 수 있는데, 이들은 핀 배열 후 고온의 다이에 의해 함께 압착되거나 채워진다.
상기 키트(1)가 조립될 때, 상기 플라스틱 디스크는 센서측 고정부재에 의해 모터측 고정부재에 고정되어야 한다. 상기한 두 고정부재가 서로에 대하여 상보적으로 형성될 때, 즉 바람직하게는, 그 둘 중 하나가 샤프트로 형성되고 나머지 하나는 구멍으로 형성될 때, 상기 두 고정부재들은 상기 플라스틱 디스크를 전기 모터에 고정하기 위하여 서로에 대해 삽입되어야 한다.
전술한 바와 같이, 상기 센서(10)의 위치는 상기 플라스틱 디스크(7)의 외부 치수에 대하여, 따라서 상기 센서측 고정부재에 대하여 사출성형 과정에서 정의되었다. 이로써 상기 센서(10)의 방사상 위치는 상기 모터 샤프트(5) 상에 장착되는 상기 고형체형 측정기(6)의 방사상 위치에 대하여 결정된다. 상기 센서측 고정부재 및 모터측 고정부재는 상기 센서(10) 및 상기 고형체형 측정기(6) 사이의 축 거리를 정의하도록 구현될 수 있다. 이것은 특히 상기 센서측 고정부재가 상기 플라스틱 디스크(7)에 고정되어 연결되는 경우에 해당한다.
만일 상기 센서측 고정부재가 별도의 슬리브로 형성되거나, 또는 상기 센서측 고정부재가 상기 플라스틱 디스크(7)의 외주 면에 의해 형성된다면, 상기 센서(10) 및 상기 고형체형 측정기(6) 사이의 축 거리는 조정되어야 한다. 이것이 도 6a 내지 6c에 도시된다. 상기 플라스틱 디스크(7)는 상기 슬리브(8) 내로 밀어넣어져(도 6a) 상기 플라스틱 디스크(7)의 기저면(22)이 상기 고형체형 측정기(6)에 놓일 때(도 6b)까지 상기 슬리브(8) 내로 삽입된다. 그 다음, 상기 플라스틱 디스크는 소정 크기로 다시 잡아 당겨져, 상기 플라스틱 디스크(7)의 기저면(22)과 상기 고형체형 측정기(6) 사이의 최적 거리, 즉 상기 센서(10)와 상기 고형체형 측정기(6) 사이의 최적 거리가 조정된다(도 6c).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 모터(2.1)의 단면도이다. 본 실시예에 대한 청구범위는 별도로 제안된다. 상기 전기 모터(2.1)는 케이스(3.1)를 포함하고, 상기 케이스(3.1)에는 모터 샤프트(5.1) 상에 배치된 고정자(33) 및 회전자(34)가 장착된다. 상기 케이스(3.1)의 전면의 단부 벽(end wall)(35)에는 상기 모터 샤프트(5.1)를 위한 제1 베어링 시트(36)가 형성된다. 상기 전기 모터(2.1)의 후면의 단부 벽(4.1)의 영역에는 삽입구(insertion hole)가 센서(10.1)를 장착하는 플라스틱 디스크(7.1)를 위해 제공된다. 상기 플라스틱 디스크(7.1)는 실질적으로 상기에 설명한 실시예들에 따라 형성된다. 이하, 단지 그 차이점들만이 설명될 것이다.
상기 플라스틱 디스크(7.1)는 대체로 원통형이며, 상기 플라스틱 디스크(7.1)의 외주 면이 센서측 고정부재(8.1)를 형성한다. 상기 플라스틱 디스크(7.1)는 삽입구를 통하여 상기 전기 모터(2.1)의 케이스(3.1) 내로 삽입된다. 상기 케이스(3.1)의 내벽은 모터측 고정부재(9.1)를 형성한다. 고정된 연결을 이루기 위하여, 상기 플라스틱 디스크(7.1)가 상기 모터 케이스(3.1)와 접착되거나, 용접되거나, 또는 코킹(calking)이 되도록 제공될 수도 있다. 인쇄 회로 기판(11.1) 및 그 위에 장착된 상기 센서(10.1)는 상기 플라스틱 디스크(7.1)에 내장된다. 상기 인쇄 회로 기판(11.1)은 연결 케이블(12.1)에 의해 전원 공급부와 연결된다. 상기 고정자의 전자 정류를 위한 접점들이 상기 플라스틱 디스크(7.1) 상에 제공될 수도 있다. 상기 플라스틱 디스크(7.1)는 중앙 구멍(37)을 더 포함하며, 상기 중앙 구멍(37)을 통하여 상기 모터 샤프트(5.1)가 지나간다. 상기 플라스틱 디스크(7.1)의 상기 구멍(37)의 일부는 상기 모터 샤프트(5.1)를 위한 제2 베어링 시트(29)를 제공하기 위해 형성된다. 바람직하게는 볼 베어링들이 각각 상기 전기 모터(2.1)의 케이스(3.1)의 상기 제1 베어링 시트(36) 및 상기 플라스틱 디스크(7.1)의 제2 베어링 시트(29) 내에 삽입되는 베어링들(30,31)의 역할을 한다. 상기 모터 샤프트(5.1)의 후단에 고형체형 측정기(6.1)가 장착되어 유사하게 상기 모터 케이스(3.1)의 삽입구를 통해 상기 모터 샤프트(5.1)에 대해 밀어 넣어질 수도 있다. 이것은 상기 플라스틱 디스크(7.1)가 상기 회전자(34) 및 상기 고형체형 측정기(6.1) 사이의 상기 모터 샤프트 상에 배치된다는 것을 의미한다. 상기 삽입구는 캡(cap)(32)에 의해 덮어진다.
로터리 엔코더(rotary encoder)로서 매우 상이한 변형들이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 용량성 로터리 엔코더, 유도성 로터리 엔코더, 자기저항성(magnetoresistive) 로터리 엔코더, 광학적 로터리 엔코더, 및 전위차계형(potentiometric) 로터리 엔코더 등이 사용될 수도 있다. 플라스틱 디스크와 전기 모터 사이의 표준화된 기계적 인터페이스 때문에 새로운 유형의 각각의 로터리 엔코더 또는 각각의 전기 모터를 위한 변형된 로터리 엔코더 케이스를 구성할 더 이상의 필요가 없다. 로터리 엔코더 상에서의 변경가능한 케이블 변형들은 상이한 사출금형 삽입물에 의해 다루어질 수 있다. 따라서 새로운 케이스를 구성할 필요는 없다.
Claims (21)
- 전기 모터(2; 2.1)의 모터 샤프트(5; 5.1)의 위치를 결정하는 로터리 엔코더를 구비하는 전기 모터(2; 2.1)용 키트(1; 1.1)에 있어서,
전기 모터(2; 2.1), 및 고형체형 측정기(6; 6.1)와 센서용 전자부품(sensor electronics)을 구비한 센서(10; 10.1)를 갖는 로터리 엔코더를 포함하며,
상기 로터리 엔코더의 고형체형 측정기(6; 6.1)는 상기 전기 모터(2; 2.1)의 후단 면(4; 4.1)에서 상기 전기 모터(2; 2.1)로부터 돌출되는 모터 샤프트(5; 5.1) 상에 장착될 수 있고,
상기 로터리 엔코더의 관련 센서용 전자부품 및 센서(10; 10.1)는 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1)에 내장되고,
모터측 고정부재(9; 9'; 9"; 9'"; 9.1)가 상기 전기 모터(2; 2.1)의 후단 면(4; 4.1)에 배치되며,
상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7"")는 상기 모터측 고정부재(9; 9'; 9"; 9'"; 9.1)와 상보적으로 되게끔 구성된 센서측 고정부재(8; 8'; 8"; 8'"; 8.1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1; 1.1). - 제1항에 있어서, 상기 두 개의 고정부재 중 하나(8; 8'"; 9'; 9"; 9.1)는 슬리브(sleeve) 형상이며, 나머지 고정부재(9; 9'"; 8'; 8"; 8.1)는 상보적인 형상을 가짐으로써, 상기 고정부재들(8,9; 8',9'; 8",9"; 8'",9'"; 8.1,9.1)이 서로 삽입될 수 있음을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1; 1.1).
- 제2항에 있어서, 상기 슬리브 형상의 고정부재(8; 8'"; 9'; 9"; 9.1)가 원통형 샤프트로 형성되는 다른 고정부재(9; 9'"; 8'; 8"; 8.1)을 위한 원통형 리셉터클을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1; 1.1).
- 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터측 고정부재(9; 9'; 9"; 9'")가 상기 모터 케이스 상의 원통형 구멍 또는 원통형 샤프트로 형성되고, 센서(10)가 내장된 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7")는 원통형이며 적어도 부분적으로는 원통형 샤프트 또는 원통형 구멍을 가지는 센서측 고정부재(8"; 8'")로 형성됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1).
- 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서측 고정부재(8; 8')가 상기 플라스틱 디스크(7) 상에 장착되는 슬리브로서 형성됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1).
- 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서(10; 10.1) 및 상기 관련 센서용 전자부품은 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1)를 형성하도록 플라스틱 재료(13)로 코팅됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1; 1.1).
- 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7")에는 전자기장 간섭(electromagnetic interference fields)에 대한 보호가 제공됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1).
- 제7항에 있어서, 상기 전자기장 간섭에 대한 보호는 상기 플라스틱 디스크(7)에 적용되는 전기적으로 고도의 도전성 래커(lacquer) 코팅(14) 및/또는 상기 플라스틱 디스크(7") 내에 포함된 전기적 도전성 필터들(17) 및/또는 상기 플라스틱 디스크(7') 상에 장착된 차폐효과를 가지는 삽입 부품들(16)에 의해 실현됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1).
- 제5항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서(10) 및 내장된 센서용 전자부품을 구비하는 상기 플라스틱 디스크(7)는 상기 고형체형 측정기(6)와 상기 센서(10) 사이의 최적의 거리를 조절하기 위하여 상기 슬리브(8) 내에서 이동가능하게 구성함을 특징으로 하는 키트(1).
- 제1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서용 잔자부품이 케이블(12; 12.1)에 연결되고 상기 케이블을 위한 스트레인 릴리프가 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1) 내에 제공됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1; 1.1).
- 제1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서(10; 10.1) 및 상기 관련 전자부품은 인쇄 회로 기판(11; 11.1) 상에 장착되고 상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1)은 상기 전기 모터(2; 2.1)를 위한 전기 커넥터들(25',26)을 포함함을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1; 1.1).
- 제11항에 있어서, 전기 접점 요소들(25,25')이 상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1) 또는 모터 권선 상에 배치되어 상기 전기 모터(2; 2.1)를 위한 전기 커넥터들을 형성함을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1).
- 제1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 디스크(7.1)가 상기 후단 면(4.1)의 영역에서 상기 전기 모터(2.1)의 케이스(3.1) 안에 삽입되고, 상기 케이스(3.1)는 상기 모터측 고정부재(9.1)를 형성하며 그리고 상기 플라스틱 디스크(7.1)는 상기 센서측 고정부재(8.1)를 형성함을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1.1).
- 제13항에 있어서, 상기 플라스틱 디스크(7.1)가 상기 전기 모터(2.1)의 모터 샤프트(5.1)를 위한 베어링 시트(29)를 형성함을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1.1).
- 제 13항 또는 14항에 있어서, 상기 장착된 센서(10.1) 및 관련 센서용 전자부품을 포함하는 상기 플라스틱 디스크(7.1)가 상기 회전자(30) 및 상기 모터 샤프트(5.1) 상의 고형체형 측정기(6.1) 사이에 배치됨을 특징으로 하는 전기 모터용 키트(1.1).
- 제13항 내지 15항 중 어느 한 항에 따른 키트로 이루어지는 전기 모터(2.1)에 있어서,
플라스틱 디스크(7.1)에 내장된 관련 센서용 전자부품을 구비한 센서(10.1) 및 고형체형 측정기(6.1)를 갖는 로터리 엔코더를 포함하며, 상기 플라스틱 디스크(7.1)는 상기 전기 모터(2.1)의 케이스(3.1)에 삽입되어 상기 전기 모터(2.1)의 모터 샤프트(5.1)를 위한 베어링 시트(29)를 형성함을 특징으로 하는 전기 모터(2.1). - 사출성형의 수단에 의해 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 전기 모터 키트(1; 1.1)를 위하여, 로터리 엔코더의 연관된 센서용 전자 부품을 포함하는 센서(10;10.1)가 그에 삽입되어 인쇄 회로 기판(11; 11.1) 상에 배치된 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1)를 제조하는 방법에 있어서,
상기 센서(10; 10.1) 및 센서용 전자 부품을 구비한 인쇄 회로 기판(11; 11.1)을 사출금형 안으로 삽입하는 과정; 및
상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1) 및 상기 센서(10; 10.1)를 플라스틱 재료(13)로 코팅하는 단계를 포함하며,
상기 센서(10; 10.1)가 장착된 상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1)이 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1)에서의 상기 센서(10; 10.1)의 위치가 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1)의 외곽 크기에 대하여 정의되도록 상기 사출금형 내에 위치함을 특징으로 하는 플라스틱 디스크를 제조하는 방법. - 제17항에 있어서, 핀들이 상기 사출금형 내에 제공되어 상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1) 내의 구멍들과 결합하며, 이로써 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1) 내의 상기 센서(10; 10.1)의 위치를 정의함을 특징으로 하는 플라스틱 디스크를 제조하는 방법.
- 제17항에 있어서, 공동(28)이 상기 사출금형 내에 제공되며, 상기 공동(28) 안으로 상기 센서(10; 10.1)가 배치되어 위치함을 특징으로 하는 플라스틱 디스크를 제조하는 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1)이 리드 프레임에 의해 상기 사출금형 내에 고정되며, 이로써 상기 센서(10; 10.1)의 위치를 정함을 특징으로 하는 플라스틱 디스크를 제조하는 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 센서(10; 10.1)를 포함하는 상기 인쇄 회로 기판(11; 11.1)이 상기 플라스틱 디스크(7; 7'; 7"; 7'"; 7""; 7.1)의 미리 코팅된 요소 상에 배치되어 완전히 캡슐로 형성됨을 특징으로 하는 플라스틱 디스크를 제조하는 방법.
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