KR101267123B1 - 전자식 액추에이터 - Google Patents

전자식 액추에이터 Download PDF

Info

Publication number
KR101267123B1
KR101267123B1 KR1020110075302A KR20110075302A KR101267123B1 KR 101267123 B1 KR101267123 B1 KR 101267123B1 KR 1020110075302 A KR1020110075302 A KR 1020110075302A KR 20110075302 A KR20110075302 A KR 20110075302A KR 101267123 B1 KR101267123 B1 KR 101267123B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bobbin
magnet
magnetic
coil
housing
Prior art date
Application number
KR1020110075302A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130013579A (ko
Inventor
박상현
김정민
이성식
임종대
이명헌
Original Assignee
인지컨트롤스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인지컨트롤스 주식회사 filed Critical 인지컨트롤스 주식회사
Priority to KR1020110075302A priority Critical patent/KR101267123B1/ko
Publication of KR20130013579A publication Critical patent/KR20130013579A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101267123B1 publication Critical patent/KR101267123B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

본 발명은 전자식 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자력과 전자기력의 상호작용에 의해 작동하는 전자식 액추에이터에 있어서, 중공형으로 형성되고, 양단부가 로드공을 갖는 캡에 의해 차폐되는 자성체 재질의 하우징; 상기 하우징에 내장되어 자력을 제공하는 적어도 하나의 마그네트; 상기 마그네트의 외측에 끼워져서 상기 마그네트와 간극으로 이격되는 보빈; 상기 보빈에 와인딩되고, 상기 마그네트의 자력과 상호작용하는 전자기력을 발생시켜서 상기 보빈을 상기 하우징의 내부에서 이동시키는 코일; 상기 보빈에 일부분이 고정되어 상기 하우징의 캡에 형성된 상기 로드공을 관통한 상태로 상기 보빈과 함께 이동하는 로드; 상기 코일에 전원을 인가하는 전원인가유닛; 및 상기 마그네트의 자력에 의해 상기 하우징과 함께 자기회로를 형성하여 상기 마그네트의 자력을 보강하는 자성체 재질의 자력보강유닛;을 포함한다. 본 발명에 의하면, 자력을 제공하는 마그네트가 적어도 하나로 마련되어 자기회로가 이중으로 형성될 수 있으므로 누설자속이 최소화되어 보빈이 원활하게 이동할 수 있으며, 특히 자력보강유닛에 의해 마그네트의 자력을 보강하므로 자기회로가 원활히 형성되어 보빈의 작동성이 향상되고, 로드가 보빈에 일체적으로 고정되어 보빈과 함께 이동하므로 작동체를 능동적으로 작동시킬 수 있다.

Description

전자식 액추에이터{ELECTRONIC ACTUATOR}
본 발명은 전자식 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네트의 자력과 코일의 전자기력의 상호작용에 의해 보빈이 작동하는 전자식 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 전자식 액추에이터는 전자기력을 이용하여 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 것으로서, 보이스코일이나 전자식 솔레노이드밸브가 그 대표적인 예이다.
종래기술의 전자식 액추에이터로써, 본 출원인에 의해 출원되어 대한민국등록특허 제 10-840770호에 개시된 솔레노이드밸브가 있다.
종래의 액추에이터는 도 1에 도시된 바와 같이 메인하우징(1), 코일(2a)이 와인딩된 보빈(2b)으로 구성되어 전자기력를 제공하는 솔레노이드(2), 로드(3a)가 장착되어 솔레노이드(2)의 전자기력에 의해 이동하는 플런저(3), 플런저(3)를 감싸면서 솔레노이드(2)의 전자기력에 의해 자기회로를 형성하는 플런저하우징(4), 솔레노이드(2)의 일측에서 로드(3a)가 삽입되는 중공하우징(5) 및 중공하우징(5)과 솔레노이드(2)를 격리시키는 인너포트(6)으로 구성된다.
이러한 종래의 액추에이터는 솔레노이드(2)를 구성하는 코일(2a) 및 보빈(2b)에 전자기력이 제공됨에 따라 플런저하우징(4) 및 인너포트(6)에 형성되는 자기회로에 의해 플런저(3) 및 로드(3a)가 이동하여 스풀(3b)을 이동시키고, 솔레노이드(2)의 전자기력이 상실되면 탄성부재(7)의 탄성력에 의해 스풀(3b) 및 플런저(3)가 리턴하면서 작동한다.
그런데, 종래의 액추에이터는 솔레노이드(2)와 플런저(3)에 형성되는 자기회로(MC1)가 하나만 형성되므로 도면부호 (MC2)로 도시된 바와 같이 손실되는 자력이 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라, 플런저(3)의 응답성이 낮을 뿐만 아니라 플런저(4)의 작동력이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 액추에이터는 보빈(2b)이 고정된 상태로 플런저(4) 및 로드(3a)가 이동하는 구조이므로 도 1에 도시된 바와 같이 유로를 개폐하는 구성에 적합하나, 밸브와 같은 작동체를 로드(3a)로 작동시키기에는 한계가 있다.
그리고, 종래의 액추에이터는 솔레노이드(2)의 코일(2a)에 전원을 공급하는 부재가 통상적으로 전선으로 구성되는바, 특히 냉각시에 전선이 경화되면서 단선되거나 단락되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 마그네트의 자력을 보강하면서 자기회로를 형성할 수 있으며, 자기회로에 의해 이동하는 보빈에 의해 로드가 이동할 수 있는 전자식 액추에이터를 제공하기 위함이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자식 액추에이터는, 자력과 전자기력의 상호작용에 의해 작동하는 전자식 액추에이터에 있어서, 중공형으로 형성되고, 양단부가 로드공을 갖는 캡에 의해 차폐되는 자성체 재질의 하우징; 상기 하우징에 내장되어 자력을 제공하는 적어도 하나의 마그네트; 상기 마그네트의 외측에 끼워져서 상기 마그네트와 간극으로 이격되는 보빈; 상기 보빈에 와인딩되고, 상기 마그네트의 자력과 상호작용하는 전자기력을 발생시켜서 상기 보빈을 상기 하우징의 내부에서 이동시키는 코일; 상기 보빈에 일부분이 고정되어 상기 하우징의 캡에 형성된 상기 로드공을 관통한 상태로 상기 보빈과 함께 이동하는 로드; 상기 코일에 전원을 인가하는 전원인가유닛; 및 상기 마그네트의 자력에 의해 상기 하우징과 함께 자기회로를 형성하여 상기 마그네트의 자력을 보강하는 자성체 재질의 자력보강유닛;을 포함하고, 상기 보빈은, 상기 마그네트에 끼워지고, 상기 코일이 와인딩되는 양단이 개방된 중공형의 보빈바디; 및 상기 보빈바디의 일단부를 차폐하고, 상기 로드가 관통상태로 고정되는 보빈헤드;를 포함하며, 상기 보빈은, 상기 보빈헤드에 구멍형태로 형성되어 상기 마그네트의 자력을 소통시키는 적어도 하나의 게이트;를 더 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의한 전자식 액추에이터에 의하면, 자력보강유닛에 의해 마그네트의 자력이 보강되므로 자기회로가 원활히 형성되어 보빈의 작동성이 향상되고, 로드가 보빈에 일체적으로 고정되어 보빈과 함께 이동하므로 작동체를 능동적으로 작동시킬 수 있을 뿐만 아니라 신속한 응답성을 도모할 수 있다.
특히, 보빈이 보빈바디 및 보빈헤드로 구성되어 보빈헤드를 통해 로드와 견고하게 일체적으로 고정될 수 있음은 물론, 보빈헤드가 스토퍼역할을 수행할 수 있으며, 특히 보빈헤드에 마련되는 게이트를 통해 코어패널이 관통되므로 마그네트의 자력이 하우징으로 원활하게 소통될 수 있다.
도 1은 종래기술의 전자식 액추에이터를 나타내는 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전자식 액추에이터를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전자식 액추에이터를 나타내는 종단면도.
도 4는 도 3의 작동상태를 나타내는 종단면도.
도 5는 본 발명에 따른 보빈을 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 코일의 다른 실시예를 나타내는 종단면도.
도 7은 본 발명에 따른 전자식 액추에이터의 자속 및 자속밀도를 나타내는 상태도.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 전자식 액추에이터는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10), 마그네트(20), 보빈(30), 코일(40), 로드(50) 전원인가유닛(60) 및 자력보강유닛(70)을 포함한다.
하우징(10)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 양측이 개방된 원통형의 중공체이며, 로드공(11a)(12a)을 갖는 상부캡(11) 및 하부캡(12)에 의해 차폐된다.
이러한 하우징(10)은 자성체 재질로 형성되어 후술되는 구성요소들이 내장되고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 내장된 구성요소들 중 후술되는 로드(50)의 로드헤드(50a)가 상부캡(11)의 로드공(11a)을 통해 돌출되며, 외부에 브래킷(BK)이 마련되어 예컨대 차량과 같은 외부기기에 장착되고, 일측에 마련된 터미널(TM)을 통해 외부전원에 연결된다.
마그네트(20)는 하우징(10)의 내부에서 자력을 제공하는 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 하부캡(12) 상에 설치되고, 후술되는 로드(50)가 관통된다.
이러한 마그네트(20)는 단수로 구성되어 하우징(10)에 내장될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(23)의 복수로 구성되어 후술되는 자력보강유닛(70)에 의해 이격된 상태로 설치될 수 있다.
마그네트(20)는 복수로 구성될 경우 후술되는 코일(40)의 전자기력에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 내측에 형성되는 자기회로를 복수로 형성할 수 있으며, 자기회로가 각각 형성되어 자기회로의 길이가 단축되므로 종래와 같이 자기회로가 하나로 형성된 것보다 자력의 손실을 최소화할 수 있고, 이로 인하여 후술되는 코일(40)의 전자기력을 강화시킬 수 있다.
보빈(30)은 예컨대 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 보빈바디(31) 및 보빈헤드(33)로 구성될 수 있다. 보빈(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 보빈바디(31)에 후술되는 코일(40)이 와인딩된 상태로 하우징(10)의 내측에서 이동하며, 도 3에 도시된 바와 같이 마그네트(20)와 간극으로 이격된 상태로 마그네트(20)의 외측에 끼워진다. 즉, 보빈바디(31)는 도 3에 도시된 바와 같이 마그네트(20)가 내주면에 배치된다.
보빈바디(31)는 도 3에 도시된 바와 같이 양단이 개방된 중공체로 형성되어 마그네트(20)의 외측에 끼워지며 후술되는 코일(40)이 외측면에 와인딩된다.
보빈헤드(33)는 도 5에 도시된 바와 같이 개방된 보빈바디(31)의 일단부를 차폐하며, 후술되는 로드(50)가 관통상태로 고정된다.
이러한 보빈헤드(33)는 도 5에 도시된 바와 같이 양측에 게이트(35)가 형성된다.
게이트(35)는 도 3에 도시된 바와 같이 보빈헤드(33)의 양측에 구멍형태로 형성되어 보빈바디(31)와 하우징(10)을 소통시킨다. 따라서, 마그네트(20)는 자력이 게이트(35)를 통해 보빈바디(31)의 내측에서 하우징(10)으로 소통된다.
한편, 하우징(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 하부캡(12)의 상부에 댐퍼(37)가 마련되어 보빈(30)에 밀착되면서 완충력을 제공한다.
코일(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 보빈바디(31)에 와인딩되고, 외부전원에 의해 전자기력을 발생시켜서 보빈(30)을 하우징(10)의 내부에서 이동시킨다. 즉, 보빈(30)은 마그네트(20)의 자력 및 코일(40)의 전자기력의 상호작용에 의해 이동한다.
이러한 코일(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 일측(하부나 상부)에만 와인딩되어 전자기력을 제공할 수 있으며, 이와 달리 도 6에 도시된 바와 같이 일측코일(41) 및 타측코일(43)로 구성되어 보빈(30)의 양측(하부 및 상부)에 전자기력을 제공할 수도 있다.
일측코일(41)은 도 6에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 일측(하부)에 와인딩되고, 타측코일(43)은 일측코일(41)과 이격된 상태로 보빈(30)의 타측(상부)에서 일측코일(41)과 반대방향으로 와인딩되어 일측코일(41)과 함께 전자기력을 제공한다.
따라서, 일측코일(41) 및 타측코일(43)은 서로 이격된 상태로 보빈(30)에 와인딩되므로 복수의 마그네트(20)와 함께 자기회로를 각각 형성할 수 있다.
여기서, 타측코일(43)은 예컨대, 일측코일(41)을 구성하는 도선으로 제조될 수 있다. 즉, 타측코일(43)은 하나의 도선이 보빈(30)의 일측에 와인딩되어 일측코일(41)을 구성한 후, 절단되지 않은 상태로 보빈(30)의 타측에 와인딩됨에 따라 보빈(30)의 타측에 마련된다. 이때, 타측코일(43)은 도선이 절단되지 않으므로 일측코일(41)과 직렬로 통전된다. 하지만, 타측코일(43)은 일측코일(41)과 별개의 도선으로 구성될 수도 있다.
로드(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(30)에 관통상태로 고정되어 하우징(10)의 상부캡(11)에 형성된 로드공(11a)으로 돌출되며, 보빈(30)과 함께 이동하면서 일단부에 마련된 로드헤드(50a)를 통해 외부기기를 작동시킨다.
이러한 로드(50)는 로드헤드(50a)가 미도시된 리턴스프링에 의해 가압된 상태로 외부기기에 결합되고, 리턴스프링의 탄성력에 의해 하강되어 도 3에 도시된 바와 같이 동일체로 고정된 보빈(30)을 하강시키며, 마그네트(20)의 자력 및 코일(40)의 전자기력의 상호작용에 의한 보빈(30)의 이동에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(10)에 설치된 상부캡(11)의 로드공(11a)을 통해 인출되면서 외부기기를 작동시킨다.
여기서, 로드(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 하부캡(12)에 설치되는 로드가이드(51)에 의해 마그네트(20)를 관통하면서 설치되고, 로드가이드(51)에 마련된 로드스프링(53)에 일측이 탄력적으로 지지된다.
로드스프링(53)은 도 3에 도시된 바와 같이 로드(50) 및 보빈(30)의 하강에 의해 탄성압축되며, 로드(50) 및 보빈(30)의 이동시 탄성력을 통해 로드(50)에 기동력을 제공하여 로드(50)의 백래시현상을 방지한다.
전원인가유닛(60)은 전술한 하우징(10)의 터미널(TM)에 연결된 외부전원을 코일(40)에 공급하는 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 전원단자(61) 및 플렉시블 피시비(63)를 포함하여 구성될 수 있다.
전원단자(61)는 보빈(30)에 마련되어 코일(40)이 연결된다.
플렉시블 피시비(63)는 도 3에 도시된 바와 같이 전원단자(61) 및 터미널(TM)을 연결하고, 통전회로(63a)가 패턴되어 터미널(TM)의 외부전원을 코일(40)에 공급한다.
이러한 플렉시블 피시비(63)는 유연성을 갖는 원형의 필름형태로 형성되어 도 4에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 이동에 의해 휨변형하면서 전원을 공급한다.
따라서, 플렉시블 피시비(63)는 통상의 전선과 달리 휨변형하면서 통전회로(63a)를 통해 전원을 공급하므로 보빈(30)의 이동 시 단선이나 단락되지 않아서 내구성이 향상될 수 있다.
자력보강유닛(70)은 마그네트(20)의 자력에 의해 하우징(10)과 함께 자기회로를 형성하여 마그네트(20)의 자력을 보강하는 수단으로써, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 마그네트(20)의 단부를 차폐하여 마그네트(20)의 자력을 하우징(10)으로 공급하여 자기회로를 형성하는 코어패널(71)(73)로 구성될 수 있다.
코어패널(71)(73)은 자성체로 형성되어 마그네트(20)의 자력에 의해 자화되며, 마그네트(20)의 자력의 누설을 방지하면서 마그네트(20)의 자력을 하우징(10)에 공급한다. 이러한 코어패널(71)(73)은 마그네트(20)의 수량에 대응하는 수량으로 마련되고, 마그네트(20)에 밀착되어 마그네트(20)의 일측을 차폐한다.
코어패널(71)(73)은 도 3에 도시된 바와 같이 마그네트(20)가 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(23)로 구성된 경우, 제1코어패널(71) 및 제2코어패널(73)로 구성되어 복수로 마련되고, 제1코어패널(71)이 제1마그네트(21)와 제2마그네트(23)의 사이에 개재되며, 제2코어패널(73)이 제2마그네트(23)의 일단부를 차폐한다.
여기서, 제2코어패널(73)은 도 3에 도시된 바와 같이 전술한 보빈헤드(33)에 형성된 게이트(35)를 통해 일부분이 돌출되어 하우징(10)에 밀착되거나 인접하면서 제2마그네트(23)의 자력을 하우징(10)에 공급하여 하우징(10)의 상부측에 자기회로를 형성하며, 제1코어패널(71)은 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(23)의 자력을 하우징(10)에 제각기 공급하면서 하우징(10)의 하부에 또 다른 자기회로를 형성한다.
따라서, 자기회로는 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 마그네트(21)(23) 및 코어패널(71)(73)에 의해 2개가 형성되어 종래와 같은 자기력의 손실이 방지되므로 보빈(30)을 이동시키는 자력을 종래보다 강화시킬 수 있으며, 이로 인하여 보빈(30)을 원활하게 이동시킬 수 있다.
한편, 자력보강유닛(70)은 예컨대, 도 3에 확대 도시된 바와 같이 코어패널(71)(73)의 자력을 하우징(10)에 집중시키는 유도돌기(72)(74)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
유도돌기(72)(74)는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 내주면에 동일체로 돌출형성되어 제1코어패널(71) 및 제2코어패널(73)의 테두리와 대향하며, 도 7에 도시된 바와 같이 제1코어패널(71) 및 제2코어패널(73)을 통해 공급되는 자력을 집중시켜서 하우징(10)으로 유도한다. 즉, 자력은 돌출형성된 자성체에 집중되므로 유도돌기(72)(74)로 집중되어 하우징(10)을 자화시킨다.
제1유도돌기(72)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1코어패널(71)의 테두리(단부)를 향해 돌출되며, 제2유도돌기(74)는 보빈헤드(33)의 게이트(35)를 통해 돌출된 제2코어패널(73)의 테두리(단부)가 안착되는 단턱형태로 형성된다.
따라서, 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(23)의 자력은 도 7에 도시된 바와 같이 제1코어패널(71) 및 제2코어패널(73)을 통해 제1유도돌기(72) 및 제2유도돌기(74)로 집중되어 유도되며, 이에 따라 손실됨이 없이 2개의 자기회로를 형성한다.
한편, 본 발명에 따른 전자식 액추에이터는 포지션 디텍터를 더 포함하여 구성될 수 있다.
포지션 디텍터는 하우징(10)의 내부에서 이동하는 보빈(30)의 이동위치를 감지하는 수단으로써, 예컨대 보빈(30)의 이동거리에 따라 저항값이 변경되면서 보빈(30)의 이동위치를 감지하는 가변저항기(80)로 구성될 수 있다.
가변저항기(80)는 도 3에 도시된 바와 같이 통전레일(81) 및 도전성 컨텍터(83)를 포함하여 구성될 수 있다.
통전레일(81)은 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 이동방향을 따라 하우징의 내측면에 적어도 하나가 마련되어 통전된다.
도전성 컨텍터(83)는 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 일측에 마련되고, 통전레일(81)에 접촉된 상태로 보빈(30)과 함께 이동하여 통전레일(81)을 통전시키면서 통전레일(81)의 저항값을 변경시켜서 보빈(30)의 위치를 감지한다.
즉, 가변저항기(80)는 원형의 통전링과 이 통전링에 접촉된 상태로 회전하면서 저항값이나 전류값을 변경시키는 통상의 전기식 오디오의 볼륨다이얼처럼, 통전레일(81) 및 이 통전레일(81)을 따라 이동하는 도전성 컨텍터(83)로 구성되며, 도전성 컨텍터(83)의 이동에 의해 저항값이 변경됨에 따라 보빈(30)의 이동위치를 감지한다.
상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 작동 및 작용을 설명한다.
본 발명에 따른 전자식 액추에이터는 예컨대 자동차와 같은 외부기기에 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 브래킷(BK)을 통해 고정되고, 밸브와 같은 작동체에 로드(50)의 로드헤드(50a)가 결합된다.
작동체를 작동시킬 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 터미널(TM)을 통해 공급되는 외부전원이 전원인가유닛(60)을 구성하는 플렉시블 피시비(63)의 통전회로(63a)를 통해 보빈(30)의 전원단자(61)에 공급된다.
코일(40)은 전원단자(61)에 전원이 공급됨에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 전자기력을 발생시킨다.
제1마그네트(21) 및 제2마그네트(23)는 도 3에 도시된 바와 같이 자력보강유닛(70)을 구성하는 코어패널(71)(73) 및 유도돌기(72)(74)에 의해 자력을 하우징(10)에 공급하면서 자기회로를 제각기 형성한다.
따라서, 자기회로는 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 2개로 형성되면서 짧은 길이를 통해 손실이 최소화되므로 최대의 힘을 보빈(30)에 제공한다.
이에 따라 보빈(30)은 코일(40)의 자기력(B)과 전류의 방향(I)에 의해 결정되는 플레밍의 왼손법칙에 따라 상부로 제공되는 힘(F)에 의하여 상부로 이동하면서 로드(50)를 이동시킨다.
이때, 코일(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(30)의 일측에 하나로 구성되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 서로 반대로 와인딩된 일측코일(41) 및 타측코일(43)로 구성되어도, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 자기회로가 짧은 길이로 2개가 형성되므로 자력손실이 최소화되므로 최대의 힘을 보빈(30)에 제공한다. 특히, 이러한 코일(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 하나로 구성되거나 도 6에 도시된 바와 같이 복수로 구성되어도 플레밍의 왼손법칙에 의해 상부로 힘(F)을 제공하여 보빈(30)을 상부로 상승시킨다.
한편, 로드(50)는 보빈(30)의 상승시 로드스프링(53)의 탄성력에 의해 기동력이 제공되어 백래시 현상이 없이 안정적으로 이동하여 상부캡(11)의 로드공(11a)을 통해 인출되면서 미도시된 작동체를 작동시킨다.
또한, 플렉시블 피시비(63)는 통전회로(63a)를 통해 코일(40)에 전원을 공급하면서 보빈(30)의 이동에 따라 휨변형하므로 단락이나 단선되지 않는다.
한편, 포지션 디텍터의 가변저항기(80)를 구성하는 도전성 컨텍터(83)는 보빈(30)의 이동에 의해 통전레일(81)을 따라 이동하고, 통전레일(81)을 통전시키면서 통전레일(81)의 저항값을 변경시켜서 보빈(30)의 위치를 감지한다.
그리고, 작동체의 작동이 완료되어 원위치시킬 경우, 코일(40)은 전원의 공급이 중단됨에 따라 전자기력을 상실하고, 이에 따라 로드(50)는 미도시된 전술한 리턴스프링의 복원력에 의해 보빈(30)과 함께 하강한다.
이때, 보빈(30)은 로드스프링(53)을 압축시키면서 하강하는 동시에 댐퍼(37)에 하단부가 충돌하면서 충격이 완화된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 전자식 액추에이터는, 자력을 제공하는 마그네트(20)가 적어도 하나로 마련되어 자기회로가 제각기 형성될 수 있으므로 자력 손실이 최소화되어 보빈(30)이 원활하게 이동할 수 있으며, 특히 자력보강유닛에 의해 마그네트의 자력이 보강되므로 자기회로가 원활히 형성되어 보빈의 작동성이 향상되고, 로드가 보빈에 일체적으로 고정되어 보빈과 함께 이동하므로 작동체를 능동적으로 작동시킬 수 있을 뿐만 아니라 신속한 응답성을 도모할 수 있다.
또한, 마그네트(20)가 자력보강유닛(70)의 코어패널(71)에 의해 이격된 상태로 복수 구성되므로 자력이 보강되며, 코일(40)의 자기력이 강화될 수 있다.
또, 마그네트(20)가 단수로 구성된 경우에도 자력보강유닛(70)에 의해 자력이 보강되어 최대로 강화된 자기력을 제공할 수 있다.
그리고, 보빈(30)이 보빈바디(31) 및 보빈헤드(33)로 구성되어 보빈헤드(33)를 통해 로드(50)와 견고하게 일체적으로 고정될 수 있음은 물론, 보빈헤드(33)가 스토퍼역할을 수행할 수 있으며, 특히 보빈헤드(33)에 마련되는 게이트(35)를 통해 코어패널(73)이 관통되므로 마그네트(20)의 자력이 하우징(10)으로 원활하게 소통될 수 있다.
이에 더하여, 코일(40)이 복수로 구성될 경우, 보빈(30)의 양측에 서로 반대방향으로 와인딩되는 일측코일(41) 및 타측코일(43)로 구성되므로 제공되는 전자기력이 배가되어 보빈(30)의 이동력이 극대화될 수 있다.
덧붙여, 코일(40)에 공급되는 전원이 전원인가유닛(60)을 구성하는 플렉시블 피시비(63)에 의해 공급되면서 플렉시블 피시비(63)가 보빈(30)의 이동에 따라 휨변형하므로 통전회로(63a)의 단락이나 단선이 방지되므로 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 마그네트(20)의 자력이 자력보강유닛(70)을 구성하는 코어패널(71)(73)에 의해 하우징(10)으로 공급되므로 자력의 누설이 없이 자기회로가 형성될 수 있다.
더욱이, 코어패널(71)(73)에서 공급되는 자력이 하우징(10)에 형성된 유도돌기(72)(74)를 통해 하우징(10)으로 유도되므로 자력이 손실없이 집중된 상태로 유도되면서 자기회로가 형성될 수 있다.
또, 보빈(30)의 이동위치가 포지션 디텍터에 의해 감지되므로 보빈(30)의 위치에 따라 로드(50)의 이동위치를 감지할 수 있으며, 특히 포지션 디텍터가 가변저항기(80)로 구성되므로 보빈(30)의 이동위치에 따라 변경되는 저항값에 의해 보빈(30)의 위치를 정확하게 감지할 뿐만 아니라, 포지션 디텍터를 저가의 부품으로 용이하게 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10 : 하우징 11 : 상부캡
12 : 하부캡 20 : 마그네트
21 : 제1마그네트 23 : 제2마그네트
30 : 보빈 31 : 보빈바디
33 : 보빈헤드 35 : 게이트
37 : 댐퍼 40 : 코일
50 : 로드 50a : 로드헤드
51 : 로드가이드 53 : 로드스프링
60 : 전원인가유닛 61 : 전원단자
63 : 플렉시블 피시비 63a : 통전회로
70 : 자력보강유닛 71 : 제1코어패널
73 : 제2코어패널 72 : 제1유도돌기
74 : 제2유도돌기 80 : 가변저항기
81 : 통전레일 83 : 도전성 컨텍터

Claims (7)

  1. 자력과 전자기력의 상호작용에 의해 작동하는 전자식 액추에이터에 있어서,
    중공형으로 형성되고, 로드공을 갖는 캡에 의해 양단부가 차폐되는 자성체 재질의 하우징;
    상기 하우징에 내장되어 자력을 제공하는 적어도 하나의 마그네트;
    상기 마그네트의 외측에 끼워져서 상기 마그네트와 간극으로 이격되는 보빈;
    상기 보빈에 와인딩되고, 상기 마그네트의 자력과 상호작용하는 전자기력을 발생시켜서 상기 보빈을 상기 하우징의 내부에서 이동시키는 코일;
    상기 보빈에 일부분이 고정되어 상기 하우징의 캡에 형성된 상기 로드공을 관통한 상태로 상기 보빈과 함께 이동하는 로드;
    상기 코일에 전원을 인가하는 전원인가유닛; 및
    상기 마그네트의 자력에 의해 상기 하우징과 함께 자기회로를 형성하여 상기 마그네트의 자력을 보강하는 자성체 재질의 자력보강유닛;을 포함하고,
    상기 보빈은,
    상기 마그네트에 끼워지고, 상기 코일이 와인딩되는 양단이 개방된 중공형의 보빈바디; 및
    상기 보빈바디의 일단부를 차폐하고, 상기 로드가 관통상태로 고정되는 보빈헤드;를 포함하며,
    상기 보빈은,
    상기 보빈헤드에 구멍형태로 형성되어 상기 마그네트의 자력을 소통시키는 적어도 하나의 게이트;를 더 포함하는 전자식 액추에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네트는,
    상기 하우징의 내부에 이격상태로 설치되도록 복수로 구성되고, 이격된 경계부에 상기 자력보강유닛이 개재된 것을 특징으로 하는 전자식 액추에이터.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 코일은,
    상기 보빈의 일측에만 마련되어 상기 보빈의 일측으로만 전자기력을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자식 액추에이터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 코일은,
    상기 보빈의 일측에 와인딩되어 상기 보빈의 일측에 전자기력을 제공하는 일측코일; 및
    상기 일측코일과 이격되고, 상기 보빈의 타측에 상기 일측코일과 반대방향으로 와인딩되며, 상기 일측코일과 통전되어 상기 일측코일과 함께 전자기력을 제공하는 타측코일;을 포함하는 전자식 액추에이터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 자력보강유닛은,
    상기 마그네트의 자력에 의해 자화되고, 인접한 상기 하우징의 내주면으로 상기 마그네트의 자력을 공급하여 자기회로를 형성하는 적어도 하나의 코어패널;로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 액추에이터.
KR1020110075302A 2011-07-28 2011-07-28 전자식 액추에이터 KR101267123B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110075302A KR101267123B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 전자식 액추에이터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110075302A KR101267123B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 전자식 액추에이터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130013579A KR20130013579A (ko) 2013-02-06
KR101267123B1 true KR101267123B1 (ko) 2013-05-27

Family

ID=47894008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110075302A KR101267123B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 전자식 액추에이터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101267123B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512838B1 (ko) * 2014-05-22 2015-04-20 올텍오토메이션(주) 듀얼 포스 보이스 코일 선형 액추에이터

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345206A (en) 1992-11-24 1994-09-06 Bei Electronics, Inc. Moving coil actuator utilizing flux-focused interleaved magnetic circuit
KR100840842B1 (ko) 2000-11-14 2008-06-23 엘렉트리쉐 아우토마티지어룽스 운트 안트립스테히닉 에아아테 게엠베하 켐니츠 이동 가능한 코일 장치에 의해 작동하는 액츄에이터

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345206A (en) 1992-11-24 1994-09-06 Bei Electronics, Inc. Moving coil actuator utilizing flux-focused interleaved magnetic circuit
KR100840842B1 (ko) 2000-11-14 2008-06-23 엘렉트리쉐 아우토마티지어룽스 운트 안트립스테히닉 에아아테 게엠베하 켐니츠 이동 가능한 코일 장치에 의해 작동하는 액츄에이터

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130013579A (ko) 2013-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2204825B1 (en) Monostable permanent magnetic actuator using laminated steel core
KR100516546B1 (ko) 전자 조작 장치
WO2009130188A3 (fr) Actionneur electromagnetique et dispositif de commande a retour haptique correspondant
CN105003716B (zh) 一种井下用永磁式电磁阀
KR101267123B1 (ko) 전자식 액추에이터
KR102606007B1 (ko) 직류 릴레이
KR20140131924A (ko) 스텝 스위치용 드라이브 유닛
KR100954525B1 (ko) 소형 솔레노이드 장치
JP6381819B2 (ja) 電磁アクチュエータ及び開閉装置
EP1962317B1 (de) Elektromagnetisches Schaltgerät
KR20200090000A (ko) 액츄에이터
EP1948858B1 (en) Magnetic actuator, particularly for selection devices in hosiery knitting machines or the like
JP6329781B2 (ja) ソレノイド装置
JP5935912B1 (ja) リレー
JP2014235916A (ja) 電磁駆動装置及び該電磁駆動装置を用いた電磁継電器
EP2197012B1 (en) Electromagnet for an electrical contactor
CN105448461B (zh) 一种两级双向导通线圈电磁铁
CN105960695A (zh) 电磁继电器
KR102328475B1 (ko) 스위치기어 개폐용 구동장치
KR101075590B1 (ko) 소음 저감형 전자식 개폐기
CN105321777B (zh) 具有降低的开关噪音的开关设备
KR100423118B1 (ko) 리니어 모터
KR102203414B1 (ko) 액츄에이터
KR102111255B1 (ko) 핀 타입 햅틱 액츄에이터
KR102001939B1 (ko) 고속 솔레노이드

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170412

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee