KR101163345B1

KR101163345B1 - Actuator

Info

Publication number: KR101163345B1
Application number: KR1020110070183A
Authority: KR
Inventors: 김경원
Original assignee: 대성전기공업 주식회사
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2012-07-09

Abstract

PURPOSE: An actuator is provided to reduce power consumption by including a stopper core for detaching a stopper magnet through an application of an external current. CONSTITUTION: A rotor core(122) is formed on the upper part of a stator core(112) with the predetermined gap. A permanent magnet(121) is mounted on the bottom surface of the rotor core. A stopper magnet(123) is mounted on the upper surface of the rotor core. A stopper core(141) is formed on the upper part of the stopper magnet. An elastic pressurizing member pressurizes the stopper core to the upper surface of the rotor core.

Description

Actuator {ACTUATOR}

본 고안은 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정자와 회전자가 축방향으로 간격을 갖는 축방향 공극형(Axial gap type) 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator, and more particularly to an axial gap type actuator in which the stator and the rotor are axially spaced.

종래의 액츄에이터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하측의 고정자(2)과 상측의 회전자(1)로 나뉜다.The conventional actuator is divided into a lower stator 2 and an upper rotor 1, as shown in FIG.

고정자(2)는 다수의 고정자 코어(14 내지 17)에 각각 코일(18 내지 21)이 권선되고, 회전자(1)는 회전자 코어(8)의 저면에 영구자석(3)이 부착된다.In the stator 2, coils 18 to 21 are wound around the plurality of stator cores 14 to 17, respectively, and the rotor 1 is attached to the permanent magnet 3 on the bottom of the rotor core 8.

고정자(2)와 회전자(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상하로 소정 간극으로 유지된다.The stator 2 and the rotor 1 are maintained at a predetermined gap up and down, as shown in FIG.

이에 따라, 코일(18 내지 21)에 선택적으로 전류가 인가되면 상부의 회전자(1)는 회전되어 일정한 각도(ex. 90도)로 유지된다.Accordingly, when a current is selectively applied to the coils 18 to 21, the upper rotor 1 is rotated and maintained at a constant angle (eg, 90 degrees).

이때, 회전자(1)가 일정한 각도로 유지되기 위해서는 고정자(2) 측 코일(18 내지 21)에 계속적으로 전류가 인가되어야 할 뿐 아니라 회전자(1)의 고정위치에 대한 보상도 계속해서 이루어져야 한다.At this time, in order for the rotor 1 to be maintained at an angle, not only the current must be continuously applied to the coils 18 to 21 of the stator 2 but also the compensation for the fixed position of the rotor 1 must be continued. do.

만약, 이러한 종래의 액츄에이터에서 회전자(1)가 특정 위치로 회전되었을 때 이를 구속해주는 토크가 존재한다면 고정자(2) 측 코일(18 내지 21)에 인가되는 전류를 없앨 수 있을 뿐 아니라 액츄에이터의 제어로직 또한 간단하게 구성할 수 있을 것이다.
If there is a torque that restrains the rotor 1 when it is rotated to a specific position in such a conventional actuator, it is possible to eliminate the current applied to the coils 18 to 21 of the stator 2 as well as to control the actuator. Logic will also be simple to configure.

[특허문헌 1] US 6,020,804 (등록일: 2000. 2. 1)
[Patent Document 1] US 6,020,804 (Registration Date: February 1, 2000)

따라서, 본 발명의 목적은 회전자가 특정 위치로 회전되었을 때 이를 구속해주는 토크를 발생시킴으로써 상기 위치 고정을 위해 고정자 측 코일에 인가되는 전류를 없앨 수 있을 뿐 아니라 전체 제어로직 또한 간단하게 구성할 수 있도록 한 액츄에이터를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to generate a torque that constrains the rotor when it is rotated to a specific position so that not only the current applied to the stator coil for fixing the position can be eliminated, but also the overall control logic can be simply configured. To provide an actuator.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 코일이 권선되는 고정자 코어와, 상기 고정자 코어의 상부에 소정 간극으로 유지되고 저면에 영구자석이 부착되는 회전자 코어를 포함하는 액츄에이터에 있어서, 상기 회전자 코어는 상면에 스토퍼 마그넷이 부착되고, 상기 액츄에이터는 상기 스토퍼 마그넷의 상부에 배치되어 스토퍼 코일이 권선되는 스토퍼 코어와; 상기 스토퍼 코어를 상기 회전자 코어의 상면으로 가압하는 탄성가압수단을 더 포함하며, 상기 회전자 코어의 정지 시, 상기 스토퍼 코일에는 전류 인가가 해제되어 상기 스토퍼 코어가 상기 탄성가압수단의 가압으로 인해 이동하여 상기 회전자 코어 상면의 스토퍼 마그넷에 부착되고, 상기 회전자 코어의 회전 구동시, 상기 스토퍼 코일에는 전류가 인가되어 상기 스토퍼 코어가 상기 탄성가압수단의 가압력을 극복하고 상기 회전자 코어 상면의 스토퍼 마그넷으로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an actuator comprising a stator core to which a coil is wound, and a rotor core maintained at a predetermined gap on an upper portion of the stator core, and a permanent magnet attached to a bottom surface thereof. A stopper core attached to an upper surface thereof, and the actuator disposed on an upper portion of the stopper magnet to wind a stopper coil; And an elastic pressing means for pressing the stopper core to an upper surface of the rotor core. When the rotor core is stopped, current is released to the stopper coil so that the stopper core is pressed by the elastic pressing means. Is moved and attached to the stopper magnet on the upper surface of the rotor core, and when the rotor core is driven to rotate, a current is applied to the stopper coil so that the stopper core overcomes the pressing force of the elastic pressing means and the upper surface of the rotor core An actuator is provided which is detached from a stopper magnet.

여기서, 상기 스토퍼 마그넷은 고리 모양의 원판으로서 N극 원판과 S극 원판이 적층 구비된 것일 수도 있다.In this case, the stopper magnet may be a ring-shaped disk, which is provided with a stack of N-pole and S-pole.

그리고, 상기 스토퍼 코어는 상기 스토퍼 마그넷에 대응되는 저면이 원판 형상일 수도 있다.The stopper core may have a disc shape having a bottom surface corresponding to the stopper magnet.

이상과 같은 본 발명에 따른 액츄에이터에 의하면, 회전자 코어의 상면에 스토퍼 마그넷을 부착하고 외부의 전류 인가를 통해 상기 스토퍼 마그넷과 탈착되도록 작용하는 스토퍼 코어를 구비함으로써 회전자의 위치 고정을 위해 고정자 측 코일을 상시 구동하던 종래기술에 비해 소비전력을 크게 줄일 수 있다.According to the actuator according to the present invention, the stator side for fixing the position of the rotor by attaching a stopper magnet on the upper surface of the rotor core and having a stopper core that acts to be detached from the stopper magnet by applying an external current Compared to the prior art in which the coil is always driven, power consumption can be greatly reduced.

또한, 액츄에이터의 구동을 위한 제어로직 측면에서도 회전자의 위치 고정을 위한 위치보상용 제어로직이 불필요해짐에 따라 전체적인 제어로직의 구성을 간략화시킬 수 있다.In addition, since the position compensation control logic for fixing the position of the rotor is no longer necessary in terms of the control logic for driving the actuator, the configuration of the overall control logic can be simplified.

또한, 본 발명에 따르면 상기 스토퍼 코어가 전자석의 원리로 작동하므로 소음 저감 측면에서도 유리하게 작용한다.In addition, according to the present invention, since the stopper core operates on the principle of electromagnet, it also works advantageously in terms of noise reduction.

도 1은 종래의 액츄에이터의 분해 사시도,
도 2는 도 1의 액츄에이터의 결합 상태의 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 작동 전후의 모습을 나타낸 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional actuator,
2 is a cross-sectional view of the engaged state of the actuator of FIG. 1;
3 and 4 are cross-sectional views showing the state before and after the operation of the actuator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 코일(111)이 권선되는 고정자 코어(112), 이 고정자 코어(112)의 상부에 소정 간극(G)으로 유지되고 저면에 영구자석(121)이 부착되는 회전자 코어(122)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the actuator 100 according to the embodiment of the present invention maintains a stator core 112 around which the coil 111 is wound, and a predetermined gap G on the stator core 112. And a rotor core 122 to which the permanent magnet 121 is attached to the bottom surface.

회전자 코어(122)는 고정자 측 코일(111)의 전류 인가에 따라 고정자 코어(112) 상에서 회전 제어되며, 그 중심부가 회전축(131) 상단에 일체로 결합되어 상기 회전축(131)의 하단에 결합되는 밸브 몸체(도면 미도시)를 회전시키게 된다.The rotor core 122 is controlled to rotate on the stator core 112 according to the application of current from the stator side coil 111, and a central portion thereof is integrally coupled to the upper end of the rotating shaft 131 to be coupled to the lower end of the rotating shaft 131. To rotate the valve body (not shown).

본 실시예에서는 회전자 코어(122)의 상면에 고리 모양의 원판인 스토퍼 마그넷(123)이 부착된다.In this embodiment, the stopper magnet 123, which is an annular disk, is attached to the upper surface of the rotor core 122.

스토퍼 마그넷(123)은 N극 원판(N)과 S극 원판(S)이 상하로 적층되게 구비된다.The stopper magnet 123 is provided such that the N-pole original plate N and the S-pole original plate S are stacked up and down.

스토퍼 마그넷(123)이 부착된 회전자 코어(122)의 상부에는 스토퍼 코어(141)가 배치되고, 이 스토퍼 코어(141)에는 스토퍼 코일(142)이 권선된다.A stopper core 141 is disposed above the rotor core 122 to which the stopper magnet 123 is attached, and a stopper coil 142 is wound around the stopper core 141.

스토퍼 코어(141)는 스토퍼 마그넷(123)에 대응되는 저면이 원판 모양으로 형성된다.The stopper core 141 has a bottom surface corresponding to the stopper magnet 123 in a disc shape.

스토퍼 마그넷(123)은 케이싱(101) 내 회전자 코어(122)의 상부 공간에서 소정의 가이드 수단(도면 미도시)을 통해 상하로 슬라이드 가능하게 마련된다.The stopper magnet 123 is provided to be slidable up and down through a predetermined guide means (not shown) in the upper space of the rotor core 122 in the casing 101.

스토퍼 코어(141)의 상부에는 스프링(151)이 배치되어 상기 스토퍼 코어(141)를 아래의 회전자 코어(122) 방향으로 가압하는 탄성가압수단으로서 기능한다.A spring 151 is disposed above the stopper core 141 to function as an elastic pressing means for pressing the stopper core 141 in the direction of the rotor core 122 below.

이에 따라, 도 3에서와 같이, 회전자 코어(122)가 회전을 완료하여 정지되어야 하는 경우에는 상부의 스토퍼 코어(141) 측 코일(142)에 대한 전류 인가가 해제되고, 이로 인해 스토퍼 코어(141)는 스프링(151)의 가압으로 아래의 회전자 코어(122) 상면의 스토퍼 마그넷(123)에 부착된다.Accordingly, as shown in FIG. 3, when the rotor core 122 needs to be stopped by completing the rotation, current application to the coil 142 of the upper stopper core 141 is released, thereby causing the stopper core ( 141 is attached to the stopper magnet 123 on the upper surface of the rotor core 122 by the pressure of the spring 151.

따라서, 회전자 코어(122)는 고정자 측 코일(111)의 보상전류 없이도 회전된 위치가 그대로 유지될 수 있다.Therefore, the rotated position of the rotor core 122 may be maintained without the compensation current of the stator side coil 111.

한편, 회전자 코어(122)의 회전 구동이 필요한 경우에는, 스토퍼 코일(142)에 전류가 인가되고 이에 따라 스토퍼 코어(141) 측에 반발력이 생기게 되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부의 스프링(151)의 가압력을 극복하고 회전자 코어(122) 상면의 스토퍼 마그넷(123)으로부터 상방향으로 이탈하게 된다.On the other hand, when rotational drive of the rotor core 122 is required, a current is applied to the stopper coil 142 and thus a repulsive force is generated on the stopper core 141 side, as shown in FIG. Overcoming the pressing force of the spring 151 is separated from the stopper magnet 123 on the upper surface of the rotor core 122 upward.

이후, 고정자 측 코일(111)로의 전류 인가로 인해 회전자 코어(122)가 회전하게 된다.Thereafter, the rotor core 122 rotates due to the application of current to the stator side coil 111.

이상에서와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터(100)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.Actuator 100 according to the embodiment of the present invention as described above is only one embodiment for helping the understanding of the present invention, it is difficult to understand that the scope of the present invention to the technical scope is limited to those described above. .

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.The scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

100: 액츄에이터 101: 케이싱
111: 코일 112: 고정자 코어
121: 영구자석 122: 회전자 코어
123: 스토퍼 마그넷 131: 회전축
141: 스토퍼 코어 142: 스토퍼 코일
151: 스프링100: actuator 101: casing
111: coil 112: stator core
121: permanent magnet 122: rotor core
123: stopper magnet 131: rotation axis
141: stopper core 142: stopper coil
151: spring

Claims

An actuator comprising a stator core to which a coil is wound, and a rotor core maintained at a predetermined gap on an upper portion of the stator core and having a permanent magnet attached to a bottom thereof.
The rotor core is attached to the stopper magnet on the upper surface,
The actuator may include a stopper core disposed above the stopper magnet and having a stopper coil wound thereon; Further comprising an elastic pressing means for pressing the stopper core to the upper surface of the rotor core,
When the rotor core is stopped, current is released to the stopper coil so that the stopper core is moved due to the pressurization of the elastic pressing means and attached to the stopper magnet on the upper surface of the rotor core.
And a current is applied to the stopper coil so that the stopper core overcomes the pressing force of the elastic pressing means and is separated from the stopper magnet on the upper surface of the rotor core.

The method of claim 1,
The stopper magnet is an annular disk actuator, characterized in that the N pole plate and the S pole plate is provided with a stack.

The method according to claim 1 or 2,
The stopper core is an actuator, characterized in that the bottom surface corresponding to the stopper magnet has a disk shape.