KR101200706B1 - 향상된 동력 특성을 갖는 페쇄-단부형 선형 보이스 코일 - Google Patents
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Abstract
본원에는 선형 액추에이터(linear actuator)가 코어(64), 코일(50), 자석 조립체(52) 및 하우징(54)을 포함하는 것이 개시되어 있다. 상기 코일은 상기 코어의 세로방향 축(66)을 따른 이동을 위해서 상기 코어의 주위에 배치되어 형성된다. 상기 하우징은 코어 플랜지(flange)에 의해서 지지되며 상기 코일과 코어 주위에 배치된다. 상기 자석 조립체는 상기 코일에 접하는 동일한 극성의 자석들을 포함하고 상기 코일의 내부나 외부에 배치되며, 각각의 상기 코어 또는 하우징에 의해서 지지된다. 상기 코어는 단부면(end face)을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 부분들(65a)을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 부분들은 상기 단부면이 서로 대향하고 갭(gap)(69)에 의해서 분리되도록 상기 세로방향 축을 따라서 배치된다. 캐비티(cavity)(68)는 상기 세로방향 축을 따라서 각각의 상기 단부면에 형성된다.
Description
본 발명은 2002년 10월 28일자로 출원한 가 출원 제 60/421,929호로부터 35 U.S.C §119(e) 하에서의 우선권을 청구한다.
본 발명은 일반적으로 선형 보이스 코일 액추에이터(linear voice coil actuator)에 관한 것이며, 특히 향상된 동력 특성을 갖는 선형 보이스 코일 액추에이터와 이러한 향상된 동력 특성을 달성하기 위한 방법에 관한 것이다.
적어도 3개의 종래 기술의 참조 문헌(references)이 하나 이상의 자석 회로(magnetic circuit)로부터 몇몇 재료를 제거함으로써 선형 보이스 코일 액추에이터를 만들게 되는 개선점(improvements)을 설명한다. 자오(Zhao)에게 허여되고 컬리케 앤드 소파 인더스트리스, 인코포레이티드(Kulicke and Soffa industries, Inc.)에게 양도한 미국 특허 제 5,808,379호는 적어도 하나의 에어 갭(air gap)(44)이 적어도 하나의 폴 피스(pole pieces)에 제공되는 이러한 개선점을 설명한다. 본원의 도 1 참조(도 1은 미국 특허 제 5,808,379호의 도 5의 복제도(reproduction)이지만, 참조 번호들은 본(subject) 출원의 도 2에서 나타나는 참조 번호들과의 혼동(confusion)을 피하기 위해서 제거된다). 상술된 개선점은 감소된 전기자 반응(armature reaction)으로 인해서 고정된 전류 레벨을 위한 동력의 증가이다.
다른 종래 기술의 액추에이터는 도 2에 도시되어 있고 웡(Wong) 등에게 허여되고 맥스터 코포레이션(Maxtor Corporation)에게 양도된 미국 특허 제 5,113,099호에 설명되어 있다. (도 2는 미국 특허 제 5,113,099호의 도 3의 복제도이다.) 이러한 특허에 따라서, 코어(35)는 액추에이터의 상승 시간을 향상시키는 개구(37)를 구비하며, 반면에 추가적인 개구(36)는 그 자석 특성이 공기의 특성에 접근하게 하는 코어의 과포화(heavy saturation)를 제공하기 위해서 만들어진다.
본원의 도 3에 도시된 종래 기술의 다른 액추에이터는 모르코스(Morcos) 등에게 허여되고, 본 출원의 양수인(assignee)에게 양도된 미국 특허 제 5,677,963호에 설명되어 있다. 이러한 특허에 따라서, 홀(hole)(109)은 그 중심에서 코어(108)를 통해서 드릴링(drilling)된다. 상기 홀 때문에, 영구적인(permanent) 자석에 의해서 생성된 자속(flux)은 영향을 받지 않지만, 상기 코일의 전류에 의해 생성된 자속(전기자 반응)은 실질적으로 감소된다. 이러한 측정의 한가지 긍정적인(positive) 효과는 상기 코일의 임의의 주어진 위치와 상기 코일 전류의 2개의 다른 방향에서의 동력 불균형(force imbalance)의 감소이다.
상기 3가지 모든 특허는 실질적으로 직사각형(rectangular) 보이스 코일 액추에이터를 설명하지만, 미국 특허 제 5,677,963호는 원통형(cylindrical)이 될 수 있는 코어를 언급한다. 그러나, 상술된 특허는 단지 2개의 자석이나 2 세트의 자석만이 평행한 플레이트(plate)에 부착되고 상기 코일의 단지 2개의 측면만이 동력을 발생하는 것이 포함되는 것을 의미하는 것으로 해석할 수 있는 방식으로 단부 플레이트에 연결된 필드(field) 플레이트를 설명한다.
이러한 초기의 노력에 의해서 달성되는 액추에이터 성능의 개선점에도 불구하고, 동력 불균형의 개선점을 위하여 상기 코일의 위치와 상기 코일에서의 전류 방향의 기능과 같은 필요성이 지속적으로 존재한다.
본 발명은 향상된 동력 균형 특성에 대한 필요성을 설명하고 이러한 개선점을 달성하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 선형 액추에이터는 세로방향 축을 갖는 코어와, 상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위하여 형성된 코일과, 상기 코어의 세로방향 축을 따라서 배치되는 자석 구조물(magnet structure)을 포함하며, 상기 코어는 단부면(end face)과 상기 단부면에 형성되고 상기 코일의 세로방향 축을 따라서 대칭(symmetry) 축을 갖는 캐비티(cavity)를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 부분들을 포함하며, 추가로 상기 제 1 및 제 2 부분들은 상기 단부면이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 배치된다.
상기 코어의 세로방향 축을 따른 방향으로, 즉 상기 코일의 이동 방향으로 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 캐비티를 형성함으로써, 동력 균형에 대한 실질적인 개선점이 달성될 수 있다는 것이 발견된다. 상기 캐비티는 양호하게는 각 코어 부분에서 실질적으로 동일한 형태이다. 예를 들면, 반-구형(half-spherical) 캐비티가 사용될 수 있으며, 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들이 갭을 형성하기 위해서 그들의 단부면들이 서로 대향하도록 배치될 때에, 반-구형 캐비티의 조합(combination)은 상기 갭에 의해서 세분되는(subdivided) 상기 코어에서 실질적으로 구형 챔버(chamber)를 형성한다.
양호하게는, 상기 캐비티는 상기 코어 부분의 각각의 단부면에서 가장 폭이 넓으며(widest), 상기 단부면으로부터 멀어지는 방향으로 지름(span)이 감소한다. 상기 캐비티는 상기 세로방향 축을 따라 취한 횡단면에서 양호하게는 곡선형(curvilinear)이다.
본 발명의 방법에 따라서, 선형 액추에이터는 세로방향 축을 따라서 배치되는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 코어를 형성하고, 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 단부면을 규정하고, 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 캐비티를 형성하기 위해서 코어의 세로방향 축을 따라서 재료를 대칭적으로 제거하고; 상기 단부면이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 제 1 및 제 2 부분들을 배치하고, 상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위해서 코일을 형성하고, 상기 코어의 세로방향 축을 따라서 자석 구조물을 배치함으로써 형성된다.
본 발명의 방법에 따라서, 상기 캐비티를 형성하기 위한 재료의 제거는 상기 세로방향 축을 따른 중심(centers)을 갖는 다양한 직경의 동심 보어(core concentric bores)를 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 단부면에서 형성함으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축과 동축인 선택된 직경과 선택된 깊이(depths)로 재료의 구역을 드릴링(drilling)함으로써 형성될 수 있으며, 드릴링된 구역의 선택된 직경이 상기 단부면을 향한 방향으로 증가하게 된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 선형 액추에이터와 향상된 동력 균형 특성을 갖는 선형 액추에이터를 형성하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 선형 액추에이터와 그 안에서 코어가 단부면을 각각 구비하는 제 1 부분과 제 2 부분으로 형성되는 방법을 제공하는 것이며, 상기 단부면은 갭을 형성하기 위해서 서로 대향하고 각각의 단부면에 형성된 캐비티를 가지며, 캐비티는 상기 코어의 세로방향 축을 따라서 대칭적으로 연장한다.
그러므로, 본 발명의 다른 목적은 선형 액추에이터와 그 안에서 세로방향 축을 갖는 코어가 상기 세로방향 축을 따라 취한 횡단면을 갖고, 갭을 형성하기 위해서 다른 면에 대향하는 2개의 섹션(sections)으로 형성되며, 추가로 각각의 면이 상기 면으로부터의 거리로 감소하는 지름을 갖는 곡선형 챔버로 형성되는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적들, 특징들 및 잇점들은 하기의 상세한 설명과 첨부된 도면을 참조함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 미국 특허 제 5,808,379호의 도 5의 복제도(reproduction)이지만, 참조 번호들은 본(subject) 출원의 도 2에서 나타나는 참조 번호들과의 혼동을 피하기 위해서 제거된 도면.
도 2는 미국 특허 제 5,113,099호의 도 3의 복제도.
도 3은 미국 특허 제 5,677,963호의 도 5의 복제도.
도 4는 자석(magnets)이 코일의 외부에 배치되는 본 발명의 원통형 코일 실시예의 간소화된 도면.
도 5는 자석이 코일의 내부에 배치된 본 발명의 원통형 코일 실시예의 간소화된 도면.
도 6은 본 발명에 따른 원통형 하우징을 갖는 액추에이터의 도면.
도 7은 도 6의 액추에이터에 사용될 수 있는 이동성 코일 조립체의 예시도.
도 8은 도 6의 2개의 슬롯을 통해서 돌출하는 2개의 코일 베이스 "핑거(finger)"를 연결하기 위한 크로스바아(crossbar)의 도면.
도 9는 스트로크 전체에서 거의 일정할 수 있는 본 발명에 따라서 형성된 캐비티(cavity)를 갖는 액추에이터의 동력 대 스트로크(Force vs. Stroke) 특성의 도면.
도 10은 본 발명에 따른 캐비티를 형성하기 위해서 자석 물질의 부분을 제거하는 한가지 방법의 도면.
도 11은 본 발명에 따라서 그 축에 수직한 방향으로 사각형(square) 형상을 갖는 하우징을 구비하는 액추에이터의 도면.
도 12a 및 도 12b는 코일이 자석의 각각의 내부 및 외부에 배치되는 본 발명의 사각형 횡단면 선형 액추에이터의 실시예의 도면.
도 2는 미국 특허 제 5,113,099호의 도 3의 복제도.
도 3은 미국 특허 제 5,677,963호의 도 5의 복제도.
도 4는 자석(magnets)이 코일의 외부에 배치되는 본 발명의 원통형 코일 실시예의 간소화된 도면.
도 5는 자석이 코일의 내부에 배치된 본 발명의 원통형 코일 실시예의 간소화된 도면.
도 6은 본 발명에 따른 원통형 하우징을 갖는 액추에이터의 도면.
도 7은 도 6의 액추에이터에 사용될 수 있는 이동성 코일 조립체의 예시도.
도 8은 도 6의 2개의 슬롯을 통해서 돌출하는 2개의 코일 베이스 "핑거(finger)"를 연결하기 위한 크로스바아(crossbar)의 도면.
도 9는 스트로크 전체에서 거의 일정할 수 있는 본 발명에 따라서 형성된 캐비티(cavity)를 갖는 액추에이터의 동력 대 스트로크(Force vs. Stroke) 특성의 도면.
도 10은 본 발명에 따른 캐비티를 형성하기 위해서 자석 물질의 부분을 제거하는 한가지 방법의 도면.
도 11은 본 발명에 따라서 그 축에 수직한 방향으로 사각형(square) 형상을 갖는 하우징을 구비하는 액추에이터의 도면.
도 12a 및 도 12b는 코일이 자석의 각각의 내부 및 외부에 배치되는 본 발명의 사각형 횡단면 선형 액추에이터의 실시예의 도면.
상술된 미국 특허 제 5,808,379호와, 제 5,113,099호 및 제 5,677,963호는 본원에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명의 액추에이터(actuator)의 일 실시예에서, 원통형 코일(cylindrical coil)(50)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(housing)(54)에 부착된 자석(magnets)(52)에 의해서 둘러 싸이게 된다. 다른 실시예에 따라서, 원통형 코일(60)은 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 코어(core)(64)에 부착된 자석(62)을 둘러 싼다. 이러한 두가지 모두의 경우에서, 상기 전체 코일은 동력(force)을 발생시키는 것이 포함되어 상기 액추에이터에 의해서 차지하게 되는 체적(volume)의 이용을 향상시키게 된다.
도 4 및 도 5의 실시예에서, 상기 코어(64)는 2개의 섹션들(64a, 64b)을 갖는다. 이러한 섹션들은 상기 코어(64)의 세로방향 축(66)을 따라서 배치된다. 상기 섹션들(64a, 64b) 각각은 다른 단부에서는 단부 표면인 일 단부에서의 플랜지(flange)를 갖는다. 하우징(54)은 이러한 플랜지들에 의해서 지지된다.
도 4 및 도 5의 실시예에서, 이동하는(moving) 코일 조립체(74)는 섹션(64b)의 플랜지 부분에 형성된 슬롯(slots)을 통해서 연장하는 핑거(finger)(78, 80)를 포함한다. 갭(gap)(51)내에서 상기 액추에이터 내부에 배치된 핑거(78, 80)의 부분은 액추에이터 코일(50(60))을 지지한다. 상기 핑거(78, 80)의 다른 단부는 상기 액추에이터 외부의 크로스바아(crossbar)(76)를 지지한다.
본 발명에 따른 액추에이터는 상기 세로방향 축(66)을 가로지르는 원형, 직사각형 및 사각형 횡단면들을 포함하는 다양한 횡단면들을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명에 따라서, 도 6은 원통형 하우징(72)을 갖는 액추에이터(70)를 도시한다. 도 7에 도시되는 이동하는 코일 조립체(74)는 도 6의 액추에이터(70)에 사용될 수 있다. 도 6의 2개의 슬롯(84, 86)을 통해서 돌출하는 2개의 코일 베이스(base) "핑거"(78, 80)를 연결하는 크로스바아(76)는 도 8에 도시되어 있다.
본 발명의 액추에이터의 동력 대 스트로크(Force vs. Stroke)를 향상시키기 위해서, 몇몇 자석 물질은 몇몇 자석 회로(circuit)로부터 제거되어야만 한다. 그러나, 미국 특허 제 5,677,963호에서 설명되는 홀이 그 축에 수직한 코어를 통해서 드릴링되는 방법과는 달리, 본 발명에 따른 자석 물질의 제거는 캐비티(cavity)(68)를 형성하기 위해서 상기 코어(64)의 축(66)을 따라서 수행된다. 상기 코어(64)내에서 캐비티(68)의 특정 형태는 소정의 동력 대 스트로크 특성에 의해서 결정된다.
본 발명에 따른 상기 캐비티의 형성을 달성하기 위해서, 코어는 갭(69)에 의해서 분리되는 2개의 절반(halves)(64a, 64b)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 갭(69)의 최적 크기는 상기 자석 회로의 일부로서 계산된다. 예를 들면, 도 5는 상기 코어의 각각의 절반(64a(64b))에서의 반-구형(half-spherical) 캐비티(82a(82b))를 도시한다. 상기 액추에이터의 조립체가 완성된다면, 상기 2개의 캐비티(82a, 82b)는 실질적으로 구형 캐비티를 형성한다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 자석은 반경방향으로 자기화(magnetized)된 링(ring) 형 자석이나, 상기 코일에 접하는(facing) 동일한 극성(polarity)의 다수의 분리된 자석이 될 수 있으며, 상기 코일의 내부나 외부에 배치되도록 형성될 수 있다. 도 4 및 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 자석(52(62))은 공간이 갭(69)과 함께 정렬되는 자석들 사이에서 형성되도록 떨어져서 이격 배치된다. 도 4의 자석(52)이 떨어져서 이격 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 대안적으로는 상기 자석 구조는 이러한 이격 배치가 없이 원-피스(one-piece) 자석을 사용함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 방법으로 형성된 캐비티를 갖는 잇점은 도 9에 의해서 설명된다. 도 9는 이러한 캐비티를 갖는 액추에이터의 동력 대 스트로크 특성이 상기 스트로크 전체에서 거의 일정한 것을 도시한다. 특히, 점선들(dashed lines)은 솔리드(solid) 코어를 갖는 액추에이터의 스트로크를 도시한다. 다이아몬드형 마크(diamond shaped makers)를 갖는 점선은 왼쪽에서 오른쪽으로의(left-to-right) 이동에 대한 동력 대 스트로크 특성을 도시하며, 반면에 삼각형(triangular) 마크를 갖는 점선은 상기 액추에이터의 오른쪽에서 왼쪽으로의 (right-to-left)이동에 대한 동력 대 스트로크 특성을 도시한다. 거의 10N의 변화(variation)를 이러한 도면(plots)의 각각에서 알 수 있다.
이와는 반대로, 실선(solid lines)은 본 발명에 따른 구형 캐비티를 갖는 코어를 구비한 액추에이터의 동력 대 스트로크 특성을 도시한다. 사각형 마크를 갖는 실선은 왼쪽에서 오른쪽으로의 이동에 대한 동력 대 스트로크 특성을 도시하며, 반면에 "X" 마크를 갖는 실선은 오른쪽에서 왼쪽으로 이동의 동력 대 스트로크 특성을 도시한다. 변화는 단지 대략 5N으로 나타나며, 이는 동력의 불균형(imbalance)이 본 발명에 따른 액추에이터의 도시된 예시에서의 전체 스트로크의 절반으로 감소되는 것을 나타낸다. 또한, 스트로크의 11.4 mm에서 26.6 mm까지 연장하는 구역에서, 양쪽 방향에서의 상기 동력 변화가 대략 1N 이하인 것을 알 수 있다.
도 10은 소정의 캐비티를 형성하기 위해서 자석 물질의 부분을 제거하는 다른 방법을 도시한다. 이러한 방법에 따라서, 직경(diameter)이 증가한 홀(hole)(84a, 84b, 84c)은 상기 코어의 각각의 절반 축(66)을 따라서 드릴링된다. 홀의 수와 그 크기가 적당하게 선택될 때에, 조합된 효과는 구형 캐비티와 매우 유사하다.
양호하게는, 상기 캐비티의 체적은 전기자(armature) 반응 효과가 최소화되고, 동력 특성이 가능한 한 일정하고, 상기 액추에이터에 의해서 발생된 동력이 감소되지 않도록 최적화되어야만 한다. 상기 체적이 최적의 체적보다 작다면, 상기 전기자 반응 효과는 최소화되지 않을 것이며, 동력 특성은 가능한 한 일정하지 않을 것이다. 한편, 상기 코어로부터 제거된 물질의 체적이 최적의 체적보다 크다면, 영구(permanent) 자석에 의해 발생되는 첫번째 자속(primary magnetic flux)을 감소시킬 것이며, 이어서 상기 액추에이터에 의해서 발생된 동력을 감소시킨다.
상기 캐비티 형태 중에서 본 발명에 따라서 사용될 수 있는 형태는 반-구형, 반구형(hemispherical), 곡선형(curvilinear), 그 면(face)을 향해서 직경이 증가하는 계단형 보어의 형태(stepper bore), 점차적으로 직경이 증가하는 동심원형(concentric circular) 구역의 형태이거나, 상기 코어의 세로방향 축에 대한 대칭형 및 상기 코어 섹션의 면으로부터 그 세로방향 축을 따른 거리로 지름이 감소하는 형태이다.
또한, 상기 하우징 및/또는 코어가 상기 도면의 평면에 수직한 방향으로 직사각형, 양호하게는 사각형의 형상(configuration)이 될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 코어의 횡단면이 직사각형이나 사각형이라면, 상기 코어의 양 절반에서의 캐비티는 밀링(milling)에 의해서 얻게 될 수 있다. 그 축에 수직한 방향으로 사각형 형상을 갖는 하우징을 구비한 액추에이터는 도 11에 도시되어 있다.
본 발명에 따른 사각형 횡단면 액추에이터의 2가지 예시가 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있다. 도 12a는 직사각형 자석(88)이 상기 코일(90)을 둘러 싸고 상기 하우징(92)에 부착되는 형상을 도시한다. 도 12b는 상기 코일(94)이 상기 코어(98)에 부착된 상기 직사각형 자석(96)을 둘러 싸는 형상을 도시한다.
본원에는 코어, 코일 조립체, 자석 조립체 및 하우징을 포함하는 선형 액추에이터가 개시되어 있다. 상기 코어는 세로방향 축을 가지며, 상기 코일 조립체는 상기 세로방향 축을 따른 이동을 위해서 상기 코어의 주위에 배치되기 위하여 형성되는 코일을 포함한다. 상기 하우징은 상기 코어 플랜지에 의해서 지지되며 상기 코일 조립체 및 코어의 주위에 배치된다. 상기 자석 조립체는 반경방향으로 자기화된 링형 자석이나 상기 코일에 접하는 동일한 극성(polarity)의 다수의 분리된 자석을 포함하고 상기 코일의 내부나 외부에 배치되도록 형성되며, 상기 하우징이나 코어에 의해서 지지된다. 상기 코어는 단부면을 각각 갖는 제 1 및 제 2 부분들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 부분들은 상기 단부면이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 상기 세로방향 축을 따라서 배치된다. 캐비티는 상기 세로방향 축을 따라서 각각의 단부면에 형성된다. 본 발명의 상기 액추에이터의 상기 코어, 코일, 하우징 및 자석은 상기 세로방향 축에 수직한 방향으로 원통형이 될 수 있으며, 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 각각의 면에 형성된 캐비티는 반-구형이 될 수 있다.
상기 실시예의 캐비티들은 상기 세로방향 축을 따라서 이격 배치된 중심(centers)을 갖는 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 단면부에 형성된 다양한 직경의 동심 홀로부터 형성될 수 있다.
본 발명의 상기 액추에이터의 상기 코어, 코일, 하우징 및 자석은 예를 들면, 상기 세로방향 축에 수직한 방향으로 사각형인, 직사각형이 될 수 있으며, 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 각각의 면에 형성된 상기 캐비티는 횡단면이 증가하는 다수의 직사각형이나 사각형이 될 수 있으며, 도 10에 도시된 다수의 원통형 홀과 유사하다.
본원에 사용된 상기 용어와 표현은 제한이 아닌 설명의 용어이며, 도시되고 설명된 특징의 동등물(equivalents)이나 그것의 부분들을 배제하는(excluding) 이러한 용어와 표현들의 사용을 의도하지 않으며, 다양한 변경이 본 발명의 청구항의 범위내에서 가능하다는 것을 인식할 것이다.
Claims (39)
- 선형 액추에이터(linear actuator)에 있어서,
세로방향 축을 갖는 코어(core)와;
상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위하여 형성된 코일(coil)과;
상기 코어의 세로방향 축을 따라서 배치되는 자석 구조물(magnet structure)과;
코어 플랜지들(flanges)에 의해서 지지되고 상기 코일과 코어의 주위에 배치되는 하우징을 포함하며,
상기 코어는 단부면(end face)과, 상기 단부면에 형성된 상기 코어의 세로방향 축을 따라서 대칭(symmetry) 축을 갖는 캐비티(cavity)를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 부분들을 포함하며, 상기 캐비티는 반구형 형태(half-spherical shape)를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 부분들은 상기 단부면들이 서로 대향하고 갭(gap)에 의해서 분리되도록 배치되고, 상기 캐비티는 상기 코어의 세로방향 축에 대해 대칭인 횡단면을 가지며, 상기 코어, 코일, 하우징 및 자석 구조물들은 상기 세로방향 축과 동축으로(coaxially) 배열된 원통형인, 선형 액추에이터. - 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 자석 구조물은 상기 코일에 접하는 동일한 극성(polarity)의 자석들을 포함하는 선형 액추에이터.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 형성된 캐비티는 상기 세로방향 축을 따라 취한 횡단면을 가지며, 이 횡단면은 단부면을 향해서 가장 넓으며, 상기 단부면으로부터 멀어지는 방향으로 상기 세로방향 축을 따라서 점차적으로 좁아지는 선형 액추에이터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축과 동축인 선택된 직경들과 선택된 깊이들로 재료의 원형 구역들을 제거함으로써 형성되며, 또한, 상기 원형 구역들의 선택된 직경들은 상기 단부면으로부터 멀어지는 방향으로 감소하는 선형 액추에이터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축과 동축인 선택된 직경들과 선택된 깊이들로 재료의 구역들을 드릴링(drilling)함으로써 형성되며, 또한, 상기 드릴링된 구역들의 선택된 직경들은 상기 단부면을 향하는 방향으로 증가하는 선형 액추에이터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코어, 코일, 하우징 및 자석 구조물은 상기 세로방향 축을 가로지르는 사각형인 선형 액추에이터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코어는 면과, 상기 세로방향 축에 대한 대칭 축을 갖는 각각의 면에 형성되는 캐비티를 각각 구비하는 제 1 및 제 2 부분들을 포함하는 선형 액추에이터.
- 삭제
- 선형 액추에이터에 있어서,
세로방향 축을 갖는 코어와;
상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위하여 형성된 코일과;
상기 코어의 세로방향 축을 따라서 배치되는 자석 구조물을 포함하며,
상기 코어는 단부면과, 상기 단부면에 형성된 상기 코어의 세로방향 축을 따라서 대칭 축을 갖는 캐비티를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 부분들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 부분들은 상기 단부면들이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 배치되고, 상기 캐비티는 상기 코어의 세로방향 축에 대해 대칭인 횡단면을 가지며, 상기 자석 구조물은 상기 코일에 접하는 동일한 극성의 자석들을 포함하며, 상기 갭은 상기 세로방향 축을 가로지르는 평면에 형성되며, 상기 자석들은 자석들 사이에 공간을 형성하도록 배치되고, 상기 공간은 상기 갭과 정렬되는 선형 액추에이터. - 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법에 있어서,
세로방향 축을 따라서 배치되는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 코어를 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 단부면을 규정하는 단계와;
각각의 단부면에, 상기 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 상기 코어의 세로방향 축을 따라 대칭 축을 갖는 캐비티를 형성하는 단계로서, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축에 대해 대칭인 횡단면을 갖는, 상기 캐비티 형성 단계와;
상기 단부면들이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 부분들을 배치하는 단계와;
상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위해서 코일을 형성하는 단계와;
상기 코어의 세로방향 축을 따라서 자석 구조물을 배치하는 단계를 포함하고,
상기 캐비티를 형성하는 단계는 상기 세로방향 축과 동축인 선택된 직경들과 선택된 깊이들로 재료의 구역들을 드릴링하는 단계와, 상기 드릴링된 구역들의 선택된 직경들을 상기 단부면을 향한 방향으로 증가시키는 단계를 포함하는 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법. - 제 21 항에 있어서, 상기 캐비티를 형성하는 단계는 반구형 형태를 갖도록 캐비티를 형성하는 단계를 포함하는 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 캐비티를 형성하는 단계는 곡선형 형상(curvilinear cross section)을 갖도록 캐비티를 형성하는 단계를 포함하는 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 캐비티를 형성하는 단계는 상기 세로방향 축을 따라 취한 횡단면을 갖도록 캐비티를 형성하는 단계를 포함하고, 이 횡단면은 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 단부면에서 가장 넓은 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 캐비티를 형성하는 단계는 상기 세로방향 축과 동축인 선택된 직경과 선택된 깊이로 재료의 원형 구역을 제거함으로써, 상기 원형 구역의 선택된 직경을 상기 단부면으로부터 멀어지는 방향으로 감소시키는 제거 단계를 포함하는 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법.
- 삭제
- 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법에 있어서,
세로방향 축을 따라서 배치되는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 코어를 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 단부면을 규정하는 단계와;
각각의 단부면에, 상기 제 1 및 제 2 부분들의 각각에 상기 코어의 세로방향 축을 따라 대칭 축을 갖는 캐비티를 형성하는 단계로서, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축에 대해 대칭인 횡단면을 갖는, 상기 캐비티 형성 단계와;
상기 단부면들이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 부분들을 배치하는 단계와;
상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위해서 코일을 형성하는 단계와;
상기 코어의 세로방향 축을 따라서 자석 구조물을 배치하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 부분들을 배치하는 단계는 상기 세로방향 축을 가로지르는 평면에 갭을 형성하는 단계를 포함하며,
또한, 상기 자석 구조물을 배치하는 단계는 자석들 사이에 공간을 형성하도록 다수의 자석들을 배치하는 단계를 포함하고, 상기 공간은 상기 갭과 정렬되는 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법. - 선형 액추에이터에 있어서,
코어와;
상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위해서 상기 코어의 주위에 배치되도록 형성된 코일과;
상기 코일에 접하는 동일한 극성의 자석들을 포함하는 자석 조립체와;
코어 플랜지들에 의해서 지지되며 상기 코일 및 코어의 주위에 배치되는 하우징을 포함하며,
상기 코어는 단부면을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 부분들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 부분들은 상기 단부면들이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 상기 세로방향 축을 따라서 배치되고,
캐비티가 상기 세로방향 축을 따라서 각각의 상기 단부면들에 형성되고, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축에 대해 대칭인 횡단면을 갖고,
상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 각각의 면내의 캐비티는 상기 세로방향 축을 따른 중심들을 갖는 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 단부면들에서 다양한 직경들의 동심 보어들을 형성함으로써 생성되는 선형 액추에이터. - 제 28 항에 있어서, 상기 자석들은 상기 코일의 내부에 배치되고, 상기 코어에 의해 지지되도록 형성되는 선형 액추에이터.
- 제 28 항에 있어서, 상기 자석들은 상기 코일의 외부에 배치되고, 상기 하우징에 의해 지지되도록 형성되는 선형 액추에이터.
- 제 28 항에 있어서, 상기 코어의 제 1 및 제 2 부분들의 각각의 면에 형성된 캐비티는 상기 세로방향 축에 관련하여 반구형 형태를 갖는 선형 액추에이터.
- 삭제
- 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법에 있어서,
세로방향 축을 따라서 배치되는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 코어를 형성하는 단계와;
제 1 및 제 2 부분들의 각각에 단부면을 규정하는 단계와;
제 1 및 제 2 부분들의 각각에 캐비티를 형성하기 위해서 상기 코어의 세로방향 축을 따라서 대칭적으로 재료를 제거하는 단계로서, 상기 캐비티는 상기 세로방향 축에 대해 대칭인 횡단면을 갖고, 상기 코어의 상기 제 1 및 제 2 부분들의 단부면에 형성된 상기 캐비티는 반구형 형태인, 상기 재료 제거 단계와;
상기 단부면들이 서로 대향하고 갭에 의해서 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 부분들을 배치하는 단계와;
상기 코어의 세로방향 축을 따른 이동을 위해서 코일을 형성하는 단계와;
상기 코어의 세로방향 축을 따라서 자석 구조물을 배치하는 단계와;
상기 코일과 코어의 주위에 하우징을 배치시키는 단계를 포함하고, 상기 코어, 코일, 하우징 및 자석 구조물들은 상기 세로방향 축과 동축으로 배열된 원통형인 선형 액추에이터를 구성하기 위한 방법. - 제 20 항에 있어서, 상기 자석들은 상기 코일의 내부에 배치되도록 형성되는 선형 액추에이터.
- 제 20 항에 있어서, 상기 자석들은 상기 코일의 외부에 배치되도록 형성되는 선형 액추에이터.
- 제 34 항에 있어서, 상기 자석들은 상기 코어에 의해서 지지되는 선형 액추에이터.
- 제 35 항에 있어서, 코어 플랜지들에 의해서 지지되고 상기 코일 및 코어의 주위에 배치되는 하우징(housing)을 더 포함하며,
상기 자석들은 상기 하우징에 의해서 지지되는 선형 액추에이터. - 제 34 항에 있어서, 상기 자석들은 반경방향으로 자기화된(magnetized) 링형 자석들을 포함하는 선형 액추에이터.
- 제 34 항에 있어서, 상기 자석들은 동일한 극성의 다수의 분리된 자석들을 포함하는 선형 액추에이터.
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