KR101672134B1

KR101672134B1 - 영구자석을 이용하여 대상물을 변위시키기 위한 변위 제공 장치

Info

Publication number: KR101672134B1
Application number: KR1020150074633A
Authority: KR
Inventors: 최태광
Original assignee: 최태광
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-11-02
Also published as: WO2016190590A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 변위 제공 장치는 적어도 하나의 대상물을 변위시키는 변위 제공 장치이다. 이 변위 제공 장치는, 제1 폴피스와, 제2 폴피스와, 상기 제1 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제2 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제1 영구자석을 포함하는 제1 폴피스 어셈블리; 제3 폴피스와, 제4 폴피스와, 상기 제3 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제4 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하는 제2 폴피스 어셈블리; 상기 제1 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제2 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 접촉면에 대면하는 제3 면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면에 대면하는 제4 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 상기 대상물과 연결되는 이동 폴피스; 상기 이동 폴피스에 감기는 적어도 하나의 코일; 및 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 제어장치; 를 포함한다. 상기 제어장치는, 상기 이동 폴피스가 이동할 수 있도록 상기 코일에 인가되는 전류를 제어한다.

Description

영구자석을 이용하여 대상물을 변위시키기 위한 변위 제공 장치{DISPLACEMENT PROVIDING DEVICE FOR DISPLACE ARTICLE USING PERMANENT MAGNET}

본 발명은 변위 제공 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 영구자석을 이용하여 대상물을 변위시키고 변위된 상태를 전력의 소모 없이 유지시킬 수 있는 변위 제공 장치에 관한 것이다.

대상물의 위치를 변경시키기 위해서, 즉 대상물을 변위시키기 위해서 모터 등의 구동 장치가 일반적으로 변위 제공 장치로서 사용된다.

그러나, 이러한 모터 등의 구동 장치는 회전 운동을 직선 운동으로 변환해야 하는 메커니즘이 수반되어야 한다. 이러한 메커니즘으로는, 예를 들어 볼스크류 (ball screw) 등이 널리 활용된다.

상술한 기존의 변위 제공 장치는, 모터와 운동 변환 매커니즘을 수반해야 하고, 모터의 제어 등도 행해져야 하기 때문에, 장치 구성이 상대적으로 고가이며, 장치 구성이 복잡하고, 설치하기 까다로운 단점을 가진다. 또한, 이와 더불어, 운동 변환 매커니즘의 공차 등으로 인해 변위된 상태에서 대상물을 강하게 고정하기 어렵고, 이를 강하게 고정하기 위해서는 고가의 운동 변환 매커니즘을 사용해야 하는 한계가 존재한다.

한편, 본 출원인은 영구자석의 자기흐름의 제어를 통해 자기장을 장치 외부에 발생 또는 제거함으로써, 자성체에 영향을 미치는 장치들을 개발하여 왔고 (특허문헌 1 내지 3 참조) 이를 이용하면 상술한 문제점을 해결할 수 있는 변위 제공 장치를 개발할 수 있다는 점을 상도하기에 이르렀다.

(특허문헌 1)

한국등록특허 KR10-1319052B(영구자석 에너지 제어를 이용한 자성체 홀딩 장치)

(특허문헌 2)

한국등록특허 KR10-1498864B(자성체 홀딩 장치)

(특허문헌 3)

한국등록특허 KR10-1512610B(자성체 홀딩 장치)

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 영구자석을 이용하여 대상물을 변위시키고 변위된 상태를 전력의 소모 없이 유지시킬 수 있는 변위 제공 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변위 제공 장치는 적어도 하나의 대상물을 변위시키는 변위 제공 장치이다. 이 변위 제공 장치는, 접촉면이 형성되고 자성체인 제1 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제2 폴피스와, 상기 제1 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제2 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제1 영구자석을 포함하는 제1 폴피스 어셈블리; 접촉면이 형성되고 자성체인 제3 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제4 폴피스와, 상기 제3 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제4 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하는 제2 폴피스 어셈블리; 상기 제1 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제2 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 접촉면에 대면하는 제3 면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면에 대면하는 제4 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 상기 대상물과 연결되는 이동 폴피스; 상기 이동 폴피스에 감기는 적어도 하나의 코일; 및 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 제어장치; 를 포함한다. 상기 이동 폴피스는, 상기 제1 면과 상기 제2 면이 상기 제1 폴피스의 접촉면과 상기 제2 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제3 면과 상기 제4 면이 상기 제3 폴피스의 접촉면과 상기 제4 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제1 면과 상기 제2 면이 상기 제1 폴피스의 접촉면과 상기 제2 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제3 면과 상기 제4 면이 상기 제3 폴피스의 접촉면과 상기 제4 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기 제1 면과 상기 제4 면이 대응되고, 상기 제2 면과 상기 제3 면이 대응되도록, 상기 제1 폴피스 어셈블리, 상기 제2 폴피스 어셈블리 및 상기 이동 폴피스가 배치되고, 상기 제어장치는, 상기 이동 폴피스가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간에 이동할 수 있도록 상기 코일에 인가되는 전류를 제어한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제1 폴피스 어셈블리는, 접촉면이 형성되고 자성체인 제5 폴피스와, N극이 상기 제5 폴피스에 접촉하고 S극이 상기 제2 폴피스에 접촉되도록 배치되는 제3 영구자석을 더 포함하고, 상기 제2 폴피스 어셈블리는, 접촉면이 형성되고 자성체인 제6 폴피스와, N극이 상기 제3 폴피스에 접촉되고 S극이 상기 제6 폴피스에 접촉되도록 배치되는 제4 영구자석을 더 포함하고, 상기 이동 폴피스는, 상기 제5 폴피스의 접촉면에 대면하는 제5 면 및 상기 제6 폴피스의 접촉면에 대면하는 제6 면을 더 가지고, 상기 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우, 상기 제5 면은 상기 제5 폴피스의 접촉면과 자기적으로 접촉하되 상기 제6 면은 상기 제6 폴피스의 접촉면과는 자기적으로 이격되며, 상기 제2 위치에 있는 경우, 상기 제5 면은 상기 제5 폴피스의 접촉면과 자기적으로 이격되되 상기 제6 면은 상기 제6 폴피스의 접촉면과는 자기적으로 접촉되며, 상기 제5 면과 상기 제6 면이 대응되도록, 상기 제1 폴피스 어셈블리, 상기 제2 폴피스 어셈블리 및 상기 이동 폴피스가 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이동 폴피스는 제1 이동 폴피스이고, 상기 코일은 제1 코일이며, 상기 제3 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제4 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이며, 상기 제3 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제4 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 접촉면이 형성되고 자성체인 제5 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제6 폴피스와, 상기 제5 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제6 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제3 영구자석을 포함하는 제3 폴피스 어셈블리; 상기 제5 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제6 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제3 면 및 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제4 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제2 폴피스 어셈블리와 상기 제3 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 대상물과 연결되는 제2 이동 폴피스; 및 상기 제2 이동 폴피스에 감기며, 상기 제어장치에 연결되는 적어도 하나의 제2 코일; 을 더 포함한다. 상기 제2 이동 폴피스는, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제2 면이 상기 제5 폴피스의 접촉면과 상기 제6 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면과 제4 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면과 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제2 면이 상기 제5 폴피스의 접촉면과 상기 제6 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면과 제4 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면과 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 상기 제4 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 상기 제2 면과 상기 제3 면이 대응되도록, 상기 제2 폴피스 어셈블리, 상기 제3 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 이동 폴피스가 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이동 폴피스는 제1 이동 폴피스이고, 상기 코일은 제1 코일이며, 상기 제3 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제4 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이며, 상기 제6 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제3 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제4 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제6 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지며, 접촉면이 형성되고 자성체인 제7 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제8 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제9 폴피스와, 상기 제7 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제8 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제5 영구자석과, 상기 제9 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제8 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제6 영구자석을 포함하는 제3 폴피스 어셈블리; 상기 제7 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제8 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제3 면, 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제4 면, 상기 제9 폴피스의 접촉면에 대면하는 제5 면 및 상기 제6 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제6 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제2 폴피스 어셈블리와 상기 제3 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 대상물과 연결되는 제2 이동 폴피스; 및 상기 제2 이동 폴피스에 감기며, 상기 제어장치에 연결되는 적어도 하나의 제2 코일; 을 더 포함한다. 상기 제2 이동 폴피스는, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제7 폴피스의 접촉면, 상기 제8 폴피스의 접촉면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면 및 상기 제6 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제7 폴피스의 접촉면, 상기 제8 폴피스의 접촉면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면 및 제6 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하고, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제4 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제2 면과 제3 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제5 면과 제6 면이 대응되도록, 상기 제2 폴피스 어셈블리, 상기 제3 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 이동 폴피스가 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이동 폴피스는 제1 이동 폴피스이고, 상기 코일은 제1 코일이며, 상기 제1 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제2 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이며, 상기 제5 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제1 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제2 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제5 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지며, 접촉면이 형성되고 자성체인 제7 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제8 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제9 폴피스와, 상기 제7 폴피스에 S극이 접촉되고 상기 제8 폴피스에 N극이 접촉되도록 배치되는 제5 영구자석과, 상기 제8 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제9 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제6 영구자석을 포함하는 제3 폴피스 어셈블리; 상기 제1 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제2 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제8 폴피스의 접촉면에 대면하는 제3 면, 상기 제7 폴피스의 접촉면에 대면하는 제4 면, 상기 제5 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제5 면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면에 대면하는 제6 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제3 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 대상물과 연결되는 제2 이동 폴피스; 및 상기 제2 이동 폴피스에 감기며, 상기 제어장치에 연결되는 적어도 하나의 제2 코일; 을 더 포함한다. 상기 제2 이동 폴피스는, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제1 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제2 폴피스의 제2 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제8 폴피스의 접촉면, 상기 제7 폴피스의 접촉면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제1 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제2 폴피스의 제2 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제8 폴피스의 접촉면, 상기 제7 폴피스의 접촉면 및 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하고, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제4 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제2 면과 제3 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제5 면과 제6 면이 대응되도록, 상기 제1 폴피스 어셈블리, 상기 제3 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 이동 폴피스가 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제1 유도 영구자석; 상기 제2 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제2 유도 영구자석; 상기 제3 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제3 유도 영구자석; 및 상기 제4 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제4 유도 영구자석; 중 적어도 하나를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제1 유도 영구자석; 상기 제5 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제2 유도 영구자석; 상기 제6 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제3 유도 영구자석; 및 상기 제4 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제4 유도 영구자석; 중 적어도 하나를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 코일은 상기 제1 면, 상기 제2 면, 상기 제3 면 및 상기 제4 면의 외측에 적어도 하나씩 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 코일은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이이면서 상기 제4 면 및 상기 제3 면 사이에 적어도 하나가 배치되고, 상기 제2 면 및 상기 제5 면 사이이면서 상기 제3 면 및 상기 제6 면 사이에 적어도 하나가 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이동 폴피스는 제1 돌출부와 제2 돌출부를 가지고, 상기 제1 돌출부의 단부에 상기 제2 면이 형성되고 상기 제2 돌출부의 단부에 상기 제3 면이 형성되고, 상기 코일은 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부에 각각 적어도 하나씩 감긴다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이동 폴피스는, 자성체인 제1 부재 및 제2 부재와, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 직접 접촉하지 않도록 그 사이에 개재되는 비자성체인 제3 부재를 가지고, 상기 제1 부재는 상기 제1 면, 상기 제2 면, 상기 제5 면 및 상기 제1 돌출부를 가지고, 상기 제2 부재는 상기 제3 면, 상기 제4 면, 상기 제6 면 및 상기 제2 돌출부를 가진다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 자기적으로 접촉된다는 것은 직접 접촉된다는 것을 의미한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 자기적으로 접촉된다는 것은 탄성재질의 완충재를 매개로 하여 접촉된다는 것을 의미한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 및 상기 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단; 중 하나 이상을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 상기 제1 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단; 상기 제2 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제3 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제3 탄성수단; 및 상기 제2 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제4 탄성수단; 중 하나 이상을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 상기 제1 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단; 상기 제2 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제3 탄성수단; 및 상기 제2 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제3 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제4 탄성수단; 중 하나 이상을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어장치가 상기 코일에 제1 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면 및 상기 제2 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띄되 상기 제3 면 및 상기 제4 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄고, 또한 상기 제어장치가 상기 코일에 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면 및 상기 제2 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄되 상기 제3 면 및 상기 제4 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띈다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어장치가 상기 코일에 제1 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제5 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면, 상기 제2 폴피스의 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띄되 상기 제3 면, 상기 제4 면 및 상기 제6 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면, 상기 제4 폴피스의 접촉면 및 제6 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄고, 또한 상기 제어장치가 상기 코일에 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제5 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면, 상기 제2 폴피스의 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄되 상기 제3 면, 상기 제4 면 및 상기 제6 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면, 상기 제4 폴피스의 접촉면 및 상기 제6 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띈다.

본 발명의 변위 제공 장치에 따르면, 낮은 전력 소비로도 강한 힘으로 대상물을 변위시킬 수 있으며, 전력의 소모 없이 고정 상태에서 강고하게 대상물을 고정시킬 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 1e는 도 1a의 변위 제공 장치의 코일의 배치를 달리한 변형예의 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

먼저, 도 1a 내지 도 1d를 참조하여, 본 발명의 변위 제공 장치의 구성 및 원리에 대해서 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1a 내지 1d를 참조하면, 본 실시예의 변위 제공 장치 (1000) 는 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 와, 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 와, 이동 폴피스 (1300) 와, 코일 (1400) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

제1 폴피스 어셈블리 (1100) 는, 제1 폴피스 (1110) 와, 제2 폴피스 (1120) 와, 제1 영구자석 (1130) 을 포함한다. 제1 폴피스 (1110) 는 자성체이고, 접촉면 (1111) 을 구비한다. 또한, 제2 폴피스 (1120) 는 자성체이고, 접촉면 (1121) 을 구비한다. 제1 영구자석 (1130) 은 제1 폴피스 (1110) 에 N극이 접촉되고, 제2 폴피스 (1120) 에 S극이 접촉되도록 배치된다.

제2 폴피스 어셈블리 (1200) 는, 제3 폴피스 (1210) 와, 제4 폴피스 (1220) 와, 제2 영구자석 (1230) 을 포함한다. 제3 폴피스 (1210) 는 자성체이고, 접촉면 (1211) 을 구비한다. 또한, 제4 폴피스 (1220) 는 자성체이고, 접촉면 (1221) 을 구비한다. 제2 영구자석 (1230) 은 제3 폴피스 (1210) 에 N극이 접촉되고, 제4 폴피스 (1220) 에 S극이 접촉되도록 배치된다.

이동 폴피스 (1300) 는 제1 폴피스 (1110) 의 접촉면 (1111) 에 대면하는 제1 면 (1301), 제2 폴피스 (1120) 의 접촉면 (1121) 에 대면하는 제2 면 (1302), 제3 폴피스 (1210) 의 접촉면 (1211) 에 대면하는 제3 면 (1303) 및 제4 폴피스 (1220) 의 접촉면 (1221) 에 대면하는 제4 면 (1304) 을 가지고, 자성체로 이루어진다. 또한, 이동 폴피스 (1300) 는 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 와 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 사이에서 이동 가능하며, 대상물 (1) 과 연결된다. 이 대상물 (1) 의 이동은 이동 폴피스 (1300) 의 이동에 의해 행해지며, 자세한 사항은 후술한다.

코일 (1400) 은 이동 폴피스 (1300) 에 감긴다. 코일 (1400) 은 적어도 하나가 구비될 수 있다. 코일 (1400) 에 전류가 인가됨으로써 유도되는 자기장은 이동 폴피스 (1300) 내의 자기흐름에 영향을 미치며, 이동 폴피스 (1300) 를 자화시킬 수 있다.

제어장치 (미도시) 는 코일 (1400) 과 연결되어 코일 (1400) 에 인가되는 전류를 제어함으로써, 이동 폴피스 (1300) 의 이동을 제어한다.

이동 폴피스 (1300) 는 제1 위치 (도 1a 및 도 1b에서의 위치) 와 제2 위치 (도 1c 및 도 1d에서의 위치) 사이에서 이동 가능하다. 여기서 제1 위치란, 제1 면 (1301) 과 제2 면 (1302) 이 제1 폴피스 (1110) 의 접촉면 (1111) 과 제2 폴피스 (1120) 의 접촉면 (1121) 과 각각 자기적으로 접촉하되 제3 면 (1303) 과 제4 면 (1304) 이 제3 폴피스 (1210) 의 접촉면 (1211) 과 제4 폴피스 (1220) 의 접촉면 (1221) 과 각각 자기적으로 이격되는 이동 폴피스 (1300) 의 위치를 말한다. 또한, 제2 위치란, 제1 면 (1301) 과 제2 면 (1302) 이 제1 폴피스 (1110) 의 접촉면 (1111) 과 제2 폴피스 (1120) 의 접촉면 (1121) 과 각각 자기적으로 이격되되 제3 면 (1303) 과 제4 면 (1304) 이 제3 폴피스 (1210) 의 접촉면 (1211) 과 제4 폴피스 (1220) 의 접촉면 (1221) 과 각각 자기적으로 접촉되는 이동 폴피스 (1300) 의 위치를 말한다.

상술한 ‘자기적으로 접촉된다'는 것은 직접 접촉된다는 것을 의미할 수도 있고, 또한 직접 접촉되지는 않더라도 탄성재질의 완충재 (미도시) 를 매개로 하여 접촉된다는 것을 의미할 수도 있다. 자기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례하며, 완충재가 개재되더라도 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간에 자기흐름이 형성될 수 있다. 예를 들어, 바람직하게는 완충재가 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간에 개재되더라도, 직접 접촉하였을 때 흐르는 자기흐름의 세기의 50% 이상이라면 자기적으로 접촉되었다고 할 수 있다. 더욱 바람직하게는 완충재가 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간에 개재되더라도, 직접 접촉하였을 때 흐르는 자기흐름의 세기의 60% 이상이라면 자기적으로 접촉되었다고 할 수 있다. 이러한 수치는 구동 가능한 범위 내에서 설계적으로 최적화된 선택을 통해 정해질 수 있다. 자기흐름의 세기는 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간의 홀딩력을 측정함으로써 간접적으로 측정할 수도 있다.

완충재는 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간의 직접 접촉에 따른 충격과 소음을 완화하는 기능을 수행한다. 완충재로서는 비자성 재질의 고무, 합성수지 등의 탄성재가 사용될 수 있다.

또한, ‘자기적으로 이격된다'는 것은 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간에 자기장의 영향을 실질적으로 받지 않을만큼 떨어진 것을 의미한다. 예를 들어, 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 가 직접 접촉하였을 때 흐르는 자기흐름의 세기의 5% 이하의 자기흐름의 세기가 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간에 발생하도록 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 가 이격된 경우, 자기적으로 이격되었다고 할 수 있다. 더욱 바람직하게는 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 가 직접 접촉하였을 때 흐르는 자기흐름의 세기의 1% 이하의 자기흐름의 세기가 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 간에 발생하도록 폴피스 (1110, 1120, 1210, 1220) 와 이동 폴피스 (1300) 가 이격된 경우, 자기적으로 이격되었다고 할 수도 있다.

제1 폴피스 어셈블리 (1100), 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 및 이동 폴피스 (1300) 는, 제1 면 (1301) 과 제4 면 (1304) 이 대응되고, 제2 면 (1302) 과 제3 면 (1303) 이 대응되도록 배치된다. 여기서, 대응된다는 것은 도 1a와 같이 제1 면 (1301) 과 제4 면 (1304) 이 서로 대향하고, 제2 면 (1302) 과 제3 면 (1303) 이 서로 대향하는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 어느 정도 어긋나더라도 무방하다.

제1 폴피스 (1110) 는 이동 폴피스 (1300) 를 사이에 두고 제4 폴피스 (1220) 와 대향하며, 제2 폴피스 (1120) 는 이동 폴피스 (1300) 를 사이에 두고 제3 폴피스 (1210) 와 대향한다. 이러한 배치를 하고 있어야 코일 (1400) 에 의한 이동 폴피스 (1300) 의 자화에 의해 이동 폴피스 (1300) 가 이동될 수 있다.

이하에서는 상술한 구성을 가진 변위 제공 장치 (1000) 의 작동 원리에 대해서 설명한다.

먼저, 도 1a와 같이 이동 폴피스 (1300) 가 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 에 자기적으로 접촉하여 일점쇄선과 같은 자기흐름 경로가 형성된다. 이 경우, 이동 폴피스 (1300) 는 제2 폴피스 어셈블리 (1100) 와는 자기적으로 이격된다.

한번 도 1a와 같이 이동 폴피스 (1300) 와 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 간에 일점쇄선과 같은 순환적 자기흐름이 형성되면, 이동 폴피스 (1300) 는 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 에 강고하게 고정되고, 이에 따라 대상물 (1) 의 위치가 고정된다. 이 때, 코일 (1400) 로의 전류의 공급은 불필요하다.

대상물 (1) 의 위치를 이동시키기 위해서, 도 1b와 같이 코일 (1400) 에 전류를 인가한다. 코일 (1400) 에 도 1b와 같은 방향의 전류가 인가되면, 이동 폴피스 (1300) 의 상측으로 N극이 형성되고 하측으로 S극이 형성된다.

다시 말해, 제어장치가 코일 (1400) 에 제1 방향 (도 1b에 도시된 방향) 의 전류를 인가하는 경우 제1 면 (1301) 및 제2 면 (1302) 과 제1 폴피스 (1110) 의 접촉면 (1111) 및 제2 폴피스 (1120) 의 접촉면 (1121) 은 각각 동일한 극성을 띄되 제3 면 (1303) 및 제4 면 (1304) 과 제3 폴피스 (1210) 의 접촉면 (1211) 및 제4 폴피스 (1220) 의 접촉면 (1221) 은 각각 상이한 극성을 띄게 된다.

이에 따라, 이동 폴피스 (1300) 는 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 에 대해서는 척력을 받고, 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 에 대해서는 인력을 받게 됨에 따라, 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 방향으로 이동되어 도 1c와 같은 배치를 이루게 된다. 이동 폴피스 (1300) 의 이동에 수반하여 대상물 (1) 도 변위되게 된다.

도 1c와 같이 이동 폴피스 (1300) 가 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 와 자기적으로 접촉하게 되면, 일점쇄선과 같은 자기흐름이 형성된다. 이후, 코일 (1400) 로의 전류의 공급을 차단하여도, 이 자기흐름은 유지되며, 이에 따라 대상물 (1) 이 강고하게 고정된다.

다시 대상물 (1) 의 위치를 이동시키기 위해서, 도 1d와 같이 코일 (1400) 에 전류를 인가한다. 코일 (1400) 에 도 1d와 같은 방향의 전류가 인가되면, 이동 폴피스 (1300) 의 상측으로 S극이 형성되고, 하측으로 N극이 형성된다.

다시 말해, 제어장치가 코일 (1400) 에 제1 방향과 반대인 제2 방향 (도 1d에 도시된 방향) 의 전류를 인가하는 경우 제1 면 (1301) 및 제2 면 (1302) 과 제1 폴피스 (1110) 의 접촉면 (1111) 및 제2 폴피스 (1120) 의 접촉면 (1121) 은 각각 상이한 극성을 띄되 제3 면 (1303) 및 제4 면 (1304) 과 제3 폴피스 (1210) 의 접촉면 (1211) 및 제4 폴피스 (1220) 의 접촉면 (1221) 은 각각 동일한 극성을 띄게 된다.

이에 따라, 이동 폴피스 (1300) 는 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 에 대해서는 척력을 받고, 제1 폴피스 어셈블리 (1200) 에 대해서는 인력을 받게 됨에 따라, 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 방향으로 이동되어 도 1a와 같은 배치를 이루게 된다. 이동 폴피스 (1300) 의 이동에 수반하여 대상물 (1) 도 변위되게 된다.

이렇듯, 대상물 (1) 은 도 1a의 위치에서 도 1c의 위치로, 또는 그 반대로 변위될 수 있으며, 각각의 위치에서 영구자석 (1130, 1230) 에 의한 자기력에 의해 강고하게 고정될 수 있다. 그리고, 고정이 유지될 때에는 전류의 공급이 불필요하다.

한편, 이동 폴피스 (1300) 의 이동 거리를 늘리기 위해, 변위 제공 장치 (1000) 는 제1 유도 영구자석 (1001), 제2 유도 영구자석 (1002), 제3 유도 영구자석 (1003) 및 제4 유도 영구자석 (1004) 중 하나 이상을 더 구비할 수 있다. 제1 유도 영구자석 (1001) 은 제1 폴피스 (1110) (구체적으로는 접촉면 (1111)) 에 인접하여 배치되고 N극이 이동 폴피스 (1300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다. 제2 유도 영구자석 (1002) 은 제2 폴피스 (1120) (구체적으로는 접촉면 (1121)) 에 인접하여 배치되고 S극이 이동 폴피스 (1300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다. 제3 유도 영구자석 (1003) 은 제3 폴피스 (1210) (구체적으로는 접촉면 (1211)) 에 인접하여 배치되고 N극이 이동 폴피스 (1300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다. 제4 유도 영구자석 (1004) 은 제4 폴피스 (1220) (구체적으로는 접촉면 (1221)) 에 인접하여 배치되고 S극이 이동 폴피스 (1300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다.

예를 들어, 도 1b와 같이 이동 폴피스 (1300) 의 상측으로 N극이 형성되고 하측으로 S극이 형성되게 코일 (1400) 에 전류가 인가된 경우, 이동 폴피스 (1300) 는 제3 유도 영구자석 (1003) 과 제4 유도 영구자석 (1004) 에 의해 끌어당겨지게 되며, 이에 따라 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 방향으로의 이동이 쉬워진다. 이와는 반대로, 도 1d와 같이 이동 폴피스 (1300) 의 상측으로 S극이 형성되고, 하측으로 N극이 형성되게 코일 (1400) 에 전류가 인가된 경우, 이동 폴피스 (1300) 는 제1 유도 영구자석 (1001) 과 제2 유도 영구자석 (1002) 에 의해 끌어당겨지게 되며, 이에 따라 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 방향으로의 이동이 쉬워진다.

한편, 변위 제공 장치 (1000) 는, 이동 폴피스 (1300) 가 도 1a와 같은 제1 위치에 있는 경우 이동 폴피스 (1300) 와 제1 폴피스 어셈블리 (1100) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단 (미도시) 및 이동 폴피스 (1300) 가 도 1c와 같은 제2 위치에 있는 경우 이동 폴피스 (1300) 와 제2 폴피스 어셈블리 (1200) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단 (미도시) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 제1 탄성수단 및 제2 탄성수단으로는 스프링이 채용될 수 있으며, 도면이 너무 복잡해지는 것을 방지하기 위해 본 실시예에서는 도시생략한다.

제1 탄성수단 및 제2 탄성수단을 더 구비하면, 제1 위치와 제2 위치 간의 변환시, 보다 쉽게 폴피스 어셈블리 (1100, 1200) 와 이동 폴피스 (1300) 가 이격될 수 있어, 코일 (1400) 에 인가되는 전류의 세기를 줄일 수 있다.

도 1e는 도 1a의 변위 제공 장치의 코일의 배치를 달리한 변형예의 개략적인 단면도이다.

도 1e를 참조하면, 변위 제공 장치 (1000') 에 있어서, 코일 (1400) 은 이동 폴피스 (1300) 의 제1 면 (1301) 및 제4 면 (1304) 의 외측에 하나, 제2 면 (1302) 및 제3 면 (1303) 의 외측에 하나가 각각 배치될 수 있다. 이렇듯, 코일 (1400) 의 배치는 다양하게 변형될 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.

도 2a 내지 2d를 참조하면, 본 실시예의 변위 제공 장치 (2000) 는 제1 폴피스 어셈블리 (2100) 와, 제2 폴피스 어셈블리 (2200) 와, 이동 폴피스 (2300) 와, 코일 (2400) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 변위 제공 장치 (2000) 는 도 1a 내지 도 1d의 변위 제공 장치 (1000) 에 비해 제5 폴피스 (2140), 제3 영구자석 (2150), 제6 폴피스 (2240) 및 제4 영구자석 (2250) 을 더 포함하여 확장한 것이며, 이하에서는 차이점을 중심으로 기술한다.

제1 폴피스 어셈블리 (2100) 는, 제1 폴피스 (2110), 제2 폴피스 (2120) 및 제1 영구자석 (2130) 외에, 접촉면이 형성되고 자성체인 제5 폴피스 (2140) 와, N극이 제5 폴피스 (2140) 에 접촉하고 S극이 제2 폴피스 (2120) 에 접촉되도록 배치되는 제3 영구자석 (2150) 을 더 포함한다.

제2 폴피스 어셈블리 (2200) 는, 제3 폴피스 (2210), 제4 폴피스 (2220) 및 제2 영구자석 (2230) 외에, 접촉면이 형성되고 자성체인 제6 폴피스 (2240) 와, N극이 제3 폴피스 (2210) 에 접촉되고 S극이 제6 폴피스 (2240) 에 접촉되도록 배치되는 제4 영구자석 (2250) 을 더 포함한다.

이동 폴피스 (2300) 는, 제1 면 (2301), 제2 면 (2302), 제3 면 (2303) 및 제4 면 (2304) 외에, 제5 폴피스 (2140) 의 접촉면 (2141) 에 대면하는 제5 면 (2305) 및 제6 폴피스 (2240) 의 접촉면 (2241) 에 대면하는 제6 면 (2306) 을 더 가진다.

이동 폴피스 (2300) 가 도 2a와 같은 제1 위치에 있는 경우, 제5 면 (2305) 은 제5 폴피스 (2140) 의 접촉면 (2141) 과 자기적으로 접촉하되 제6 면 (2306) 은 제6 폴피스 (2240) 의 접촉면 (2241) 과는 자기적으로 이격되며, 도 2c와 같은 제2 위치에 있는 경우, 제5 면 (2305) 은 제5 폴피스 (2140) 의 접촉면 (2141) 과 자기적으로 이격되되 제6 면 (2306) 은 제6 폴피스 (2240) 의 접촉면 (2241) 과는 자기적으로 접촉된다.

또한, 제5 면 (2306) 과 제6 면 (2306) 이 대응되도록, 제1 폴피스 어셈블리 (2100), 제2 폴피스 어셈블리 (2200) 및 이동 폴피스 (2300) 가 배치된다. 여기서, 대응된다는 것은 도 2a와 같이 제5 면 (2305) 과 제6 면 (2306) 이 서로 대향하는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 어느 정도 어긋나더라도 무방하다.

제5 폴피스 (2140) 는 이동 폴피스 (2300) 를 사이에 두고 제6 폴피스 (2240) 와 대향한다. 이러한 배치를 하고 있어야 코일 (2400) 에 의한 이동 폴피스 (2300) 의 자화에 의해 이동 폴피스 (2300) 가 이동될 수 있다.

코일 (2400) 은 제1 면 (2301) 및 제2 면 (2302) 사이이면서 제4 면 (2304) 및 제3 면 (2303) 사이에 적어도 하나가 배치되고, 제2 면 (2302) 및 제5 면 (2305) 사이이면서 제3 면 (2303) 및 제6 면 (2306) 사이에 적어도 하나가 배치된다.

이동 폴피스 (2300) 의 이동은 도 2b 및 도 2d의 전류의 인가에 의해 행하여진다. 구체적으로, 도 2b와 같이 제1 면 (2301), 제4 면 (2304), 제5 면 (2305) 및 제6 면 (2306) 이 N극을 띄고, 제2 면 (2302) 및 제3 면 (2303) 이 S극을 띄도록 코일 (2400) 에 전류를 인가하면, 이동 폴피스 (2300) 는 제2 폴피스 어셈블리 (2200) 방향으로 이동된다. 반대로, 도 2d와 같이 제1 면 (2301), 제4 면 (2304), 제5 면 (2305) 및 제6 면 (2306) 이 S극을 띄고, 제2 면 (2302) 및 제3 면 (2303) 이 N극을 띄도록 코일 (2400) 에 전류를 인가하면, 이동 폴피스 (2300) 는 제1 폴피스 어셈블리 (2100) 방향으로 이동된다.

다시 말해, 제어장치가 코일 (2400) 에 제1 방향 (도 2b의 방향) 의 전류를 인가하는 경우 제1 면 (2301), 제2 면 (2302) 및 제5 면 (2305) 과 제1 폴피스 (2110) 의 접촉면 (2111), 제2 폴피스 (2120) 의 접촉면 (2121) 및 제5 폴피스 (2140) 의 접촉면 (2141) 은 각각 동일한 극성을 띄되 제3 면 (2303), 제4 면 (2304) 및 제6 면 (2306) 과 제3 폴피스 (2210) 의 접촉면 (2211), 제4 폴피스 (2220) 의 접촉면 (2221) 및 제6 폴피스 (2240) 의 접촉면 (2241) 은 각각 상이한 극성을 띄고, 또한 제어장치가 코일 (2400) 에 제1 방향과 반대인 제2 방향 (도 2d의 방향) 의 전류를 인가하는 경우 제1 면 (2301), 제2 면 (2302) 및 제5 면 (2305) 과 제1 폴피스 (2110) 의 접촉면 (2111), 제2 폴피스 (2120) 의 접촉면 (2121) 및 제5 폴피스 (2140) 의 접촉면 (2141) 은 각각 상이한 극성을 띄되 제3 면 (2303), 제4 면 (2304) 및 제6 면 (2306) 과 제3 폴피스 (2210) 의 접촉면 (2211), 제4 폴피스 (2220) 의 접촉면 (2221) 및 제6 폴피스 (2240) 의 접촉면 (2241) 은 각각 동일한 극성을 띈다.

한편, 이동 폴피스 (2300) 의 이동 거리를 늘리기 위해, 변위 제공 장치 (2000) 는 제1 유도 영구자석 (2001), 제2 유도 영구자석 (2002), 제3 유도 영구자석 (2003) 및 제4 유도 영구자석 (2004) 중 하나 이상을 더 구비할 수 있다. 제1 유도 영구자석 (2001) 은 제1 폴피스 (2110) (구체적으로는 접촉면 (2111)) 에 인접하여 배치되고 N극이 이동 폴피스 (2300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다. 제2 유도 영구자석 (2002) 은 제5 폴피스 (2140) (구체적으로는 접촉면 (2141)) 에 인접하여 배치되고 N극이 이동 폴피스 (2300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다. 제3 유도 영구자석 (2003) 은 제6 폴피스 (2240) (구체적으로는 접촉면 (2241)) 에 인접하여 배치되고 S극이 이동 폴피스 (2300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다. 제4 유도 영구자석 (2004) 은 제4 폴피스 (2220) (구체적으로는 접촉면 (2221)) 에 인접하여 배치되고 S극이 이동 폴피스 (2300) 의 이동 경로를 향하도록 배치된다.

도 2e는 도 2a 내지 도 2d의 변위 제공 장치에 채용될 수 있는 다양한 코일의 배치와 이동 폴피스의 형태를 도시한다.

도 2e의 (a) 를 참조하면, 이동 폴피스 (2300') 는 제1 돌출부 (2310) 와 제2 돌출부 (2320) 를 가질 수도 있다. 제1 돌출부 (2310) 의 단부에 제2 면 (2302) 이 형성되고, 제2 돌출부 (2320) 의 단부에 제3 면 (2303) 이 형성된다. 코일 (2400) 은 제1 돌출부 (2310) 와 제2 돌출부 (2320) 에 각각 적어도 하나씩 감길 수 있다.

도 2e의 (b) 를 참조하면, 이동 폴피스 (2300'') 는 2e의 (a) 의 이동 폴피스 (2300') 의 구조를 가지되, 제1 부재 (2350), 제2 부재 (2360) 및 제3 부재 (2370) 로 이루어진다. 제1 부재 (2350) 와 제2 부재 (2360) 는 자성체로 이루어지며, 제3 부재 (2370) 는 비자성체로 이루어진다. 제3 부재 (2370) 는 제1 부재 (2350) 와 제2 부재 (2360) 가 직접 접촉하지 않도록 그 사이에 개재된다. 제1 부재 (2350) 는 제1 면 (2301), 제2 면 (2302), 제5 면 (2305) 및 제1 돌출부 (2310) 을 가지고, 제2 부재 (2360) 는 제3 면 (2303), 제4 면 (2304), 제6 면 (2306) 및 제2 돌출부 (2320) 를 가진다.

도 2e에서 예시된 이동 폴피스 (2300', 2300'') 는 도 2a 내지 도 2d의 이동 폴피스 (2300), 후술할 4a 내지 4d의 이동 폴피스들 (4300, 4600) 및 후술할 5a 내지 5d의 이동 폴피스들 (5300, 5600) 대신에 채용될 수 있다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.

도 3a 내지 3d를 참조하면, 본 실시예의 변위 제공 장치 (3000) 는 제1 폴피스 어셈블리 (3100) 와, 제2 폴피스 어셈블리 (3200) 와, 제1 이동 폴피스 (3300) 와, 제1 코일 (3400) 과, 제3 폴피스 어셈블리 (3500) 와, 제2 이동 폴피스 (3600) 와, 제2 코일 (3700) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

여기서, 제1 폴피스 어셈블리 (3100), 제2 폴피스 어셈블리 (3200), 제1 이동 폴피스 (3300) 및 제1 코일 (3400) 은 상술한 변위 제공 장치 (1000) 의 제1 폴피스 어셈블리 (1100), 제2 폴피스 어셈블리 (1200), 이동 폴피스 (1300) 및 코일 (1400) 과 동일한 구성이므로, 중복된 설명은 생략한다.

제3 폴피스 (3210) 는 제1 이동 폴피스 (3300) 를 향하는 제1 접촉면 (3211) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 를 향하는 제2 접촉면 (3212) 을 가진다. 제4 폴피스 (3220) 는 제1 이동 폴피스 (3300) 를 향하는 제1 접촉면 (3221) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 를 향하는 제2 접촉면 (3222) 을 가진다.

제3 폴피스 어셈블리 (3500) 는 제5 폴피스 (3510) 와, 제6 폴피스 (3520) 와, 제3 영구자석 (3530) 을 포함한다. 제5 폴피스 (3510) 는 자성체이고, 접촉면 (3511) 을 구비한다. 또한, 제6 폴피스 (3520) 는 자성체이고, 접촉면 (3521) 을 구비한다. 제3 영구자석 (3530) 은 제5 폴피스 (3510) 에 N극이 접촉되고, 제6 폴피스 (3520) 에 S극이 접촉되도록 배치된다.

제2 이동 폴피스 (3600) 는 제5 폴피스 (3510) 의 접촉면 (3511) 에 대면하는 제1 면 (3601), 제6 폴피스 (3520) 의 접촉면 (3521) 에 대면하는 제2 면 (3602), 제3 폴피스 (3210) 의 제2 접촉면 (3212) 에 대면하는 제3 면 (3603) 및 제4 폴피스 (3220) 의 제2 접촉면 (3222) 에 대면하는 제4 면 (3604) 을 가지고, 자성체로 이루어진다. 제2 이동 폴피스 (3600) 는 제2 폴피스 어셈블리 (3200) 와 제3 폴피스 어셈블리 (3500) 사이에서 이동 가능하며, 대상물 (1) 과 연결된다.

제2 코일 (3700) 은 제2 이동 폴피스 (3600) 에 감기며, 제어장치와 연결된다. 제2 코일 (3700) 도 제1 코일 (3400) 과 같이 적어도 하나가 구비된다.

제2 이동 폴피스 (3600) 는, 제1 면 (3601) 과 제2 면 (3602) 이 제5 폴피스 (3510) 의 접촉면 (3511) 과 제6 폴피스 (3520) 의 접촉면 (3521) 과 각각 자기적으로 접촉하되 제3 면 (3603) 과 제4 면 (3604) 이 제3 폴피스 (3210) 의 제2 접촉면 (3212) 과 제4 폴피스 (3220) 의 제2 접촉면 (3222) 과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치 (도 3a 및 도 3b에서의 위치) 와, 제1 면 (3601) 과 제2 면 (3602) 이 제5 폴피스 (3510) 의 접촉면 (3511) 과 제6 폴피스 (3520) 의 접촉면 (3521) 과 각각 자기적으로 이격되되 제3 면 (3603) 과 제4 면 (3604) 이 제3 폴피스 (3210) 의 제2 접촉면 (3212) 과 제4 폴피스 (3220) 의 제2 접촉면 (3222) 과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 (도 3c 및 도 3d에서의 위치) 사이에서 이동 가능하다.

제2 이동 폴피스 (3600) 의 제1 면 (3601) 과 제4 면 (3604) 이 대응되고, 제2 이동 폴피스 (3600) 의 제2 면 (3602) 과 제3 면 (3603) 이 대응되도록, 제2 폴피스 어셈블리 (3200), 제3 폴피스 어셈블리 (3500) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 가 배치된다.

한편, 제2 폴피스 어셈블리 (3200) 의 제2 영구자석 (3230) 의 세기는 제1 영구자석 (3130) 및 제3 영구자석 (3530) 의 세기의 약 2배인 것이 바람직하다.

도 3a를 참조하면, 제1 이동 폴피스 (3300) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 가 각각 제1 위치에 위치되고, 대상물들 (1) 은 기설정된 위치에 고정된다.

도 3b와 같이, 제1 이동 폴피스 (3300) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 의 상측에 N극, 하측에 S극이 형성되도록 제1 코일 (3400) 과 제2 코일 (3700) 에 전류를 인가하면, 제1 이동 폴피스 (3300) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 는 제2 폴피스 어셈블리 (3200) 방향으로 이동된다.

이후, 도 3c와 같이, 제1 이동 폴피스 (3300) 및 제2 이동 폴피스 (3600) 는 제2 폴피스 어셈블리 (3200) 에 고정된다. 이에 따라, 대상물 (1) 도 고정된다.

다시 도 3a와 같은 상태로 되돌리기 위해서 도 3d와 같이 제1 코일 (3400) 및 제2 코일 (3700) 에 전류를 인가하면 된다.

한편, 제1 이동 폴피스 (3300) 의 이동 거리를 늘리기 위해, 변위 제공 장치 (3000) 는 제1 유도 영구자석 (3001), 제2 유도 영구자석 (3002), 제3 유도 영구자석 (3003) 및 제4 유도 영구자석 (3004) 중 하나 이상을 더 구비할 수 있다. 이는 변위 제공 장치 (1000) 의 제1 유도 영구자석 (1001), 제2 유도 영구자석 (1002), 제3 유도 영구자석 (1003) 및 제4 유도 영구자석 (1004) 과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다. 이외에도, 제2 이동 폴피스 (3600) 의 이동 거리를 늘리기 위해, 제5 유도 영구자석 (3005), 제6 유도 영구자석 (3006), 제7 유도 영구자석 (3007) 및 제8 유도 영구자석 (3008) 을 더 포함할 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.

도 4a 내지 4d를 참조하면, 본 실시예의 변위 제공 장치 (4000) 는 제1 폴피스 어셈블리 (4100) 와, 제2 폴피스 어셈블리 (4200) 와, 제1 이동 폴피스 (4300) 와, 제1 코일 (4400) 과, 제3 폴피스 어셈블리 (4500) 와, 제2 이동 폴피스 (4600) 와, 제2 코일 (3700) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

여기서, 제1 폴피스 어셈블리 (4100), 제2 폴피스 어셈블리 (4200), 제1 이동 폴피스 (4300) 및 제1 코일 (4400) 은 상술한 변위 제공 장치 (2000) 의 제1 폴피스 어셈블리 (2100), 제2 폴피스 어셈블리 (2200), 이동 폴피스 (2300) 및 코일 (2400) 과 동일한 구성이므로, 중복된 설명은 생략한다.

제3 폴피스 (4210) 는 제1 이동 폴피스 (4300) 를 향하는 제1 접촉면 (4211) 및 제2 이동 폴피스 (4600) 를 향하는 제2 접촉면 (4212) 을 가진다. 제4 폴피스 (4220) 는 제1 이동 폴피스 (4300) 를 향하는 제1 접촉면 (4221) 및 제2 이동 폴피스 (4600) 를 향하는 제2 접촉면 (4222) 을 가진다. 제6 폴피스 (4240) 는 제1 이동 폴피스 (4300) 를 향하는 제1 접촉면 (4241) 및 제2 이동 폴피스 (4600) 를 향하는 제2 접촉면 (4242) 을 가진다.

제3 폴피스 어셈블리 (4500) 는 제7 폴피스 (4510) 와, 제8 폴피스 (4520) 와, 제9 폴피스 (4540) 와, 제5 영구자석 (4530) 과, 제6 영구자석 (4550) 을 포함한다. 제7 폴피스 (4510) 는 자성체이고, 접촉면 (4511) 을 구비한다. 또한, 제8 폴피스 (4520) 는 자성체이고, 접촉면 (4521) 을 구비한다. 또한, 제8 폴피스 (4520) 는 자성체이고, 접촉면 (4521) 을 구비한다. 또한, 제9 폴피스 (4540) 는 자성체이고, 접촉면 (4541) 을 구비한다. 제5 영구자석 (4530) 은 제7 폴피스 (4510) 에 N극이 접촉되고, 제8 폴피스 (4520) 에 S극이 접촉되도록 배치된다. 또한, 제6 영구자석 (4550) 은 제9 폴피스 (4540) 에 N극이 접촉되고, 제8 폴피스 (4520) 에 S극이 접촉되도록 배치된다.

제2 이동 폴피스 (4600) 는 제7 폴피스 (4510) 의 접촉면 (4511) 에 대면하는 제1 면 (4601), 제8 폴피스 (4520) 의 접촉면 (4521) 에 대면하는 제2 면 (4602), 제3 폴피스 (4210) 의 제2 접촉면 (4212) 에 대면하는 제3 면 (4603), 제4 폴피스 (4220) 의 제2 접촉면 (4222) 에 대면하는 제4 면 (4604) 및 제9 폴피스 (4540) 의 접촉면 (4541) 에 대면하는 제5 면 (4605) 및 제6 폴피스 (4240) 의 제2 접촉면 (4242) 에 대면하는 제6 면 (4606) 을 가지고, 자성체로 이루어진다. 제2 이동 폴피스 (4600) 는 제2 폴피스 어셈블리 (4200) 와 제3 폴피스 어셈블리 (4500) 사이에서 이동 가능하며, 대상물 (1) 과 연결된다.

제2 코일 (4700) 은 제2 이동 폴피스 (4600) 에 감기며, 제어장치와 연결된다. 제2 코일 (4700) 도 제1 코일 (4400) 과 같이 적어도 하나가 구비된다. 바람직하게는 두 개가 구비된다.

제2 이동 폴피스 (4600) 는, 제1 면 (4601), 제2 면 (4602) 및 제5 면 (4605) 이 제7 폴피스 (4510) 의 접촉면 (4511), 제8 폴피스 (4520) 의 접촉면 (4521) 및 제9 폴피스 (4540) 의 접촉면 (4541) 과 각각 자기적으로 접촉하되 제3 면 (4603), 제4 면 (4604) 및 제6 면 (4606) 이 제3 폴피스 (4210) 의 제2 접촉면 (4212), 제4 폴피스 (4220) 의 제2 접촉면 (4222) 및 제6 폴피스 (4240) 의 제2 접촉면 (4242) 과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치 (도 4a 및 도 4b에서의 위치) 와, 제1 면 (4601), 제2 면 (4602) 및 제5 면 (4605) 이 제7 폴피스 (4510) 의 접촉면 (4511), 제8 폴피스 (4520) 의 접촉면 (4521) 및 제9 폴피스 (4540) 의 접촉면 (4541) 과 각각 자기적으로 이격되되 제3 면 (4603), 제4 면 (4604) 및 제6 면 (4606) 이 제3 폴피스 (4210) 의 제2 접촉면 (4212), 제4 폴피스 (4220) 의 제2 접촉면 (4222) 및 제6 폴피스 (4240) 의 제2 접촉면 (4242) 과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 (도 4c 및 도 4d에서의 위치) 사이에서 이동 가능하다.

제2 이동 폴피스 (4600) 의 제1 면 (4601) 과 제4 면 (4604) 이 대응되고, 제2 이동 폴피스 (4600) 의 제2 면 (4602) 과 제3 면 (4603) 이 대응되고, 제2 이동 폴피스 (4600) 의 제5 면 (4605) 과 제6 면 (4605) 이 대응되도록, 제2 폴피스 어셈블리 (4200), 제3 폴피스 어셈블리 (4500) 및 제2 이동 폴피스 (4600) 가 배치된다.

한편, 제2 폴피스 어셈블리 (4200) 의 제2 영구자석 (4230) 과 제4 영구자석 (4250) 의 세기는 영구자석들 (4130, 4150, 4530, 4550) 의 세기의 약 2배인 것이 바람직하다.

작동 원리는 상술한 것과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 제공 장치의 개략적인 단면도이다.

도 5a 내지 5d를 참조하면, 본 실시예의 변위 제공 장치 (5000) 는 제1 폴피스 어셈블리 (5100) 와, 제2 폴피스 어셈블리 (5200) 와, 제1 이동 폴피스 (5300) 와, 제1 코일 (5400) 과, 제3 폴피스 어셈블리 (5500) 와, 제2 이동 폴피스 (5600) 와, 제2 코일 (5700) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

여기서, 제1 폴피스 어셈블리 (5100), 제2 폴피스 어셈블리 (5200), 제1 이동 폴피스 (5300) 및 제1 코일 (5400) 은 상술한 변위 제공 장치 (2000) 의 제1 폴피스 어셈블리 (2100), 제2 폴피스 어셈블리 (2200), 이동 폴피스 (2300) 및 코일 (2400) 과 동일한 구성이므로, 중복된 설명은 생략한다.

제1 폴피스 (5110) 는 제1 이동 폴피스 (5300) 를 향하는 제1 접촉면 (5111) 및 제2 이동 폴피스 (5600) 를 향하는 제2 접촉면 (5112) 을 가진다. 제2 폴피스 (5120) 는 제1 이동 폴피스 (5300) 를 향하는 제1 접촉면 (5121) 및 제2 이동 폴피스 (5600) 를 향하는 제2 접촉면 (5122) 을 가진다. 제5 폴피스 (5140) 는 제1 이동 폴피스 (5300) 를 향하는 제1 접촉면 (5141) 및 제2 이동 폴피스 (5600) 를 향하는 제2 접촉면 (5142) 을 가진다.

제3 폴피스 어셈블리 (5500) 는 제7 폴피스 (5510) 와, 제8 폴피스 (5520) 와, 제9 폴피스 (5540) 와, 제5 영구자석 (5530) 과, 제6 영구자석 (5550) 을 포함한다. 제7 폴피스 (5510) 는 자성체이고, 접촉면 (5511) 을 구비한다. 또한, 제8 폴피스 (5520) 는 자성체이고, 접촉면 (5521) 을 구비한다. 또한, 제8 폴피스 (5520) 는 자성체이고, 접촉면 (5521) 을 구비한다. 또한, 제9 폴피스 (5540) 는 자성체이고, 접촉면 (5541) 을 구비한다. 제5 영구자석 (5530) 은 제7 폴피스 (5510) 에 S극이 접촉되고, 제8 폴피스 (5520) 에 N극이 접촉되도록 배치된다. 또한, 제6 영구자석 (5550) 은 제9 폴피스 (5540) 에 S극이 접촉되고, 제8 폴피스 (5520) 에 N극이 접촉되도록 배치된다.

제2 이동 폴피스 (5600) 는 제1 폴피스 (5110) 의 제2 접촉면 (5112) 에 대면하는 제1 면 (5601), 제2 폴피스 (5120) 의 제2 접촉면 (5122) 에 대면하는 제2 면 (5602), 제8 폴피스 (5520) 의 접촉면 (5521) 에 대면하는 제3 면 (5603), 제7 폴피스 (5510) 의 접촉면 (5511) 에 대면하는 제4 면 (5604), 제5 폴피스 (5140) 의 제2 접촉면 (5142) 에 대면하는 제5 면 (5605) 및 제9 폴피스 (5540) 의 접촉면 (5541) 에 대면하는 제6 면 (5606) 을 가지고, 자성체로 이루어진다. 제2 이동 폴피스 (5600) 는 제1 폴피스 어셈블리 (5100) 와 제3 폴피스 어셈블리 (5500) 사이에서 이동 가능하며, 대상물 (1) 과 연결된다.

제2 코일 (5700) 은 제2 이동 폴피스 (5600) 에 감기며, 제어장치와 연결된다. 제2 코일 (5700) 도 제1 코일 (5400) 과 같이 적어도 하나가 구비된다. 바람직하게는 두 개가 구비된다.

제2 이동 폴피스 (5600) 는, 제1 면 (5601), 제2 면 (5602) 및 제5 면 (5605) 이 제1 폴피스 (5110) 의 제2 접촉면 (5112), 제2 폴피스 (5120) 의 제2 접촉면 (5122) 및 제5 폴피스 (5140) 의 제2 접촉면 (5142) 과 각각 자기적으로 접촉하되 제3 면 (5603), 제4 면 (5604) 및 제6 면 (5606) 이 제8 폴피스 (5520) 의 접촉면 (5521), 제7 폴피스 (5510) 의 접촉면 (5511) 및 제9 폴피스 (5540) 의 접촉면 (5541) 과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치 (도 5a 및 도 5b에서의 위치) 와, 제1 면 (5601), 제2 면 (5602) 및 제5 면 (5605) 이 제1 폴피스 (5110) 의 제2 접촉면 (5112), 제2 폴피스 (5120) 의 제2 접촉면 (5122) 및 제5 폴피스 (5140) 의 제2 접촉면 (5142) 과 각각 자기적으로 이격되되 제3 면 (5603), 제4 면 (5604) 및 제6 면 (5606) 이 제8 폴피스 (5520) 의 접촉면 (5601), 제7 폴피스 (5510) 의 접촉면 (5511) 및 제9 폴피스 (5540) 의 접촉면 (5541) 과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 (도 5c 및 도 5d에서의 위치) 사이에서 이동 가능하다.

제2 이동 폴피스 (5600) 의 제1 면 (5601) 과 제4 면 (5604) 이 대응되고, 제2 이동 폴피스 (5600) 의 제2 면 (5602) 과 제3 면 (5603) 이 대응되고, 제2 이동 폴피스 (5600) 의 제5 면 (5605) 과 제6 면 (5605) 이 대응되도록, 제1 폴피스 어셈블리 (5100), 제3 폴피스 어셈블리 (5500) 및 제2 이동 폴피스 (5600) 가 배치된다.

한편, 제1 폴피스 어셈블리 (5100) 의 제1 영구자석 (5130) 과 제3 영구자석 (5150) 의 세기는 영구자석들 (5230, 5250, 5530, 5550) 의 세기의 약 2배인 것이 바람직하다.

한편, 변위 제공 장치 (3000) 및 변위 제공 장치 (4000) 는, 제1 이동 폴피스 (3300, 4300) 가 제1 위치에 있는 경우 제1 이동 폴피스 (3300, 4300) 와 제1 폴피스 어셈블리 (3100, 4100) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다. 또한, 제1 이동 폴피스 (3300, 4300) 가 제2 위치에 있는 경우 제1 이동 폴피스 (3300, 4300) 와 제2 폴피스 어셈블리 (3200, 4200) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다. 또한, 제2 이동 폴피스 (3600, 4600) 가 제1 위치에 있는 경우 제2 이동 폴피스 (3600, 4600) 와 제3 폴피스 어셈블리 (3500, 4500) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제3 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다. 제2 이동 폴피스 (3600, 4600) 가 제2 위치에 있는 경우 제2 이동 폴피스 (3600, 4600) 와 제2 폴피스 어셈블리 (3200, 4200) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제4 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다.

한편, 변위 제공 장치 (5000) 는, 제1 이동 폴피스 (5300) 가 제1 위치에 있는 경우 제1 이동 폴피스 (5300) 와 제1 폴피스 어셈블리 (5100) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다. 또한, 제1 이동 폴피스 (5300) 가 제2 위치에 있는 경우 제1 이동 폴피스 (5300) 와 제2 폴피스 어셈블리 (5200) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다. 또한, 제2 이동 폴피스 (5600) 가 제1 위치에 있는 경우 제2 이동 폴피스 (5600) 와 제1 폴피스 어셈블리 (5100) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제3 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다. 제2 이동 폴피스 (5600) 가 제2 위치에 있는 경우 제2 이동 폴피스 (5600) 와 제3 폴피스 어셈블리 (5500) 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제4 탄성수단 (미도시) 을 가질 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

예를 들어, 본 명세서에서는 이동 폴피스들 (1300, 2300, 3300, 4300, 5300, 3600, 4600, 5600) 이 모두 직선운동을 하도록 예시되었으나, 이에 국한되는 것은 아니고, 피봇 운동하도록 장치가 구성될 수도 있다.

1100, 2100, 3100, 4100, 5100…제1 폴피스 어셈블리
1200, 2200, 3200, 4200, 5200…제2 폴피스 어셈블리
1300, 2300, 3300, 4300, 5300…(제1) 이동 폴피스
1400, 2400, 3400, 4400, 5400…(제1) 코일
1500, 2500, 3500…코일
3500, 4500, 5500…제3 폴피스 어셈블리
3600, 4600, 5600…제2 이동 폴피스
3700, 4700, 5700…제2 코일
1000, 2000, 3000, 4000, 5000…본 발명의 변위 제공 장치

Claims

적어도 하나의 대상물을 변위시키는 변위 제공 장치로서,
접촉면이 형성되고 자성체인 제1 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제2 폴피스와, 상기 제1 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제2 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제1 영구자석을 포함하는 제1 폴피스 어셈블리;
접촉면이 형성되고 자성체인 제3 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제4 폴피스와, 상기 제3 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제4 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하는 제2 폴피스 어셈블리;
상기 제1 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제2 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 접촉면에 대면하는 제3 면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면에 대면하는 제4 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 상기 대상물과 연결되는 이동 폴피스;
상기 이동 폴피스에 감기는 적어도 하나의 코일; 및
상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 제어장치; 를 포함하며,
상기 이동 폴피스는, 상기 제1 면과 상기 제2 면이 상기 제1 폴피스의 접촉면과 상기 제2 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제3 면과 상기 제4 면이 상기 제3 폴피스의 접촉면과 상기 제4 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제1 면과 상기 제2 면이 상기 제1 폴피스의 접촉면과 상기 제2 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제3 면과 상기 제4 면이 상기 제3 폴피스의 접촉면과 상기 제4 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하고,
상기 제1 면과 상기 제4 면이 대응되고, 상기 제2 면과 상기 제3 면이 대응되도록, 상기 제1 폴피스 어셈블리, 상기 제2 폴피스 어셈블리 및 상기 이동 폴피스가 배치되고,
상기 제어장치는, 상기 이동 폴피스가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간에 이동할 수 있도록 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는, 변위 제공 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 폴피스 어셈블리는, 접촉면이 형성되고 자성체인 제5 폴피스와, N극이 상기 제5 폴피스에 접촉하고 S극이 상기 제2 폴피스에 접촉되도록 배치되는 제3 영구자석을 더 포함하고,
상기 제2 폴피스 어셈블리는, 접촉면이 형성되고 자성체인 제6 폴피스와, N극이 상기 제3 폴피스에 접촉되고 S극이 상기 제6 폴피스에 접촉되도록 배치되는 제4 영구자석을 더 포함하고,
상기 이동 폴피스는, 상기 제5 폴피스의 접촉면에 대면하는 제5 면 및 상기 제6 폴피스의 접촉면에 대면하는 제6 면을 더 가지고,
상기 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우, 상기 제5 면은 상기 제5 폴피스의 접촉면과 자기적으로 접촉하되 상기 제6 면은 상기 제6 폴피스의 접촉면과는 자기적으로 이격되며, 상기 제2 위치에 있는 경우, 상기 제5 면은 상기 제5 폴피스의 접촉면과 자기적으로 이격되되 상기 제6 면은 상기 제6 폴피스의 접촉면과는 자기적으로 접촉되며
상기 제5 면과 상기 제6 면이 대응되도록, 상기 제1 폴피스 어셈블리, 상기 제2 폴피스 어셈블리 및 상기 이동 폴피스가 배치되는, 변위 제공 장치.
제1 항에 있어서,
상기 이동 폴피스는 제1 이동 폴피스이고, 상기 코일은 제1 코일이며, 상기 제3 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제4 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이며,
상기 제3 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제4 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고,
접촉면이 형성되고 자성체인 제5 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제6 폴피스와, 상기 제5 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제6 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제3 영구자석을 포함하는 제3 폴피스 어셈블리;
상기 제5 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제6 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제3 면 및 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제4 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제2 폴피스 어셈블리와 상기 제3 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 대상물과 연결되는 제2 이동 폴피스; 및
상기 제2 이동 폴피스에 감기며, 상기 제어장치에 연결되는 적어도 하나의 제2 코일; 을 더 포함하며,
상기 제2 이동 폴피스는, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제2 면이 상기 제5 폴피스의 접촉면과 상기 제6 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면과 제4 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면과 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제2 면이 상기 제5 폴피스의 접촉면과 상기 제6 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면과 제4 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면과 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하고,
상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 상기 제4 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 상기 제2 면과 상기 제3 면이 대응되도록, 상기 제2 폴피스 어셈블리, 상기 제3 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 이동 폴피스가 배치되는, 변위 제공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 이동 폴피스는 제1 이동 폴피스이고, 상기 코일은 제1 코일이며, 상기 제3 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제4 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이며, 상기 제6 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고,
상기 제3 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제4 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제6 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지며,
접촉면이 형성되고 자성체인 제7 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제8 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제9 폴피스와, 상기 제7 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제8 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제5 영구자석과, 상기 제9 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제8 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제6 영구자석을 포함하는 제3 폴피스 어셈블리;
상기 제7 폴피스의 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제8 폴피스의 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제3 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제3 면, 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제4 면, 상기 제9 폴피스의 접촉면에 대면하는 제5 면 및 상기 제6 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제6 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제2 폴피스 어셈블리와 상기 제3 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 대상물과 연결되는 제2 이동 폴피스; 및
상기 제2 이동 폴피스에 감기며, 상기 제어장치에 연결되는 적어도 하나의 제2 코일; 을 더 포함하며,
상기 제2 이동 폴피스는, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제7 폴피스의 접촉면, 상기 제8 폴피스의 접촉면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면 및 상기 제6 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제7 폴피스의 접촉면, 상기 제8 폴피스의 접촉면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제3 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제4 폴피스의 제2 접촉면 및 제6 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하고,
상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제4 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제2 면과 제3 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제5 면과 제6 면이 대응되도록, 상기 제2 폴피스 어셈블리, 상기 제3 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 이동 폴피스가 배치되는, 변위 제공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 이동 폴피스는 제1 이동 폴피스이고, 상기 코일은 제1 코일이며, 상기 제1 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고, 상기 제2 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이며, 상기 제5 폴피스의 접촉면은 제1 접촉면이고,
상기 제1 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제2 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지고, 상기 제5 폴피스는 제2 접촉면을 더 가지며,
접촉면이 형성되고 자성체인 제7 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제8 폴피스와, 접촉면이 형성되고 자성체인 제9 폴피스와, 상기 제7 폴피스에 S극이 접촉되고 상기 제8 폴피스에 N극이 접촉되도록 배치되는 제5 영구자석과, 상기 제8 폴피스에 N극이 접촉되고 상기 제9 폴피스에 S극이 접촉되도록 배치되는 제6 영구자석을 포함하는 제3 폴피스 어셈블리;
상기 제1 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제1 면, 상기 제2 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제2 면, 상기 제8 폴피스의 접촉면에 대면하는 제3 면, 상기 제7 폴피스의 접촉면에 대면하는 제4 면, 상기 제5 폴피스의 제2 접촉면에 대면하는 제5 면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면에 대면하는 제6 면을 가지고, 자성체로 이루어지며, 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제3 폴피스 어셈블리 사이에서 이동 가능하며, 대상물과 연결되는 제2 이동 폴피스; 및
상기 제2 이동 폴피스에 감기며, 상기 제어장치에 연결되는 적어도 하나의 제2 코일; 을 더 포함하며,
상기 제2 이동 폴피스는, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제1 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제2 폴피스의 제2 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 접촉하되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제8 폴피스의 접촉면, 상기 제7 폴피스의 접촉면 및 상기 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 이격되는 제1 위치와, 상기 제2 이동 폴피스의 제1 면, 제2 면 및 제5 면이 상기 제1 폴피스의 제2 접촉면, 상기 제2 폴피스의 제2 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 제2 접촉면과 각각 자기적으로 이격되되 상기 제2 이동 폴피스의 제3 면, 제4 면 및 제6 면이 제8 폴피스의 접촉면, 상기 제7 폴피스의 접촉면 및 제9 폴피스의 접촉면과 각각 자기적으로 접촉되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하고,
상기 제2 이동 폴피스의 제1 면과 제4 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제2 면과 제3 면이 대응되고, 상기 제2 이동 폴피스의 제5 면과 제6 면이 대응되도록, 상기 제1 폴피스 어셈블리, 상기 제3 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 이동 폴피스가 배치되는, 변위 제공 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제1 유도 영구자석;
상기 제2 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제2 유도 영구자석;
상기 제3 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제3 유도 영구자석; 및
상기 제4 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제4 유도 영구자석; 중 적어도 하나를 더 포함하는, 변위 제공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제1 유도 영구자석;
상기 제5 폴피스에 인접하여 배치되고, N극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제2 유도 영구자석;
상기 제6 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제3 유도 영구자석; 및
상기 제4 폴피스에 인접하여 배치되고, S극이 상기 이동 폴피스의 이동 경로를 향하도록 배치되는 제4 유도 영구자석; 중 적어도 하나를 더 포함하는, 변위 제공 장치.
제1 항에 있어서,
상기 코일은 상기 제1 면, 상기 제2 면, 상기 제3 면 및 상기 제4 면의 외측에 적어도 하나씩 배치되는, 변위 제공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 코일은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이이면서 상기 제4 면 및 상기 제3 면 사이에 적어도 하나가 배치되고, 상기 제2 면 및 상기 제5 면 사이이면서 상기 제3 면 및 상기 제6 면 사이에 적어도 하나가 배치되는, 변위 제공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 이동 폴피스는 제1 돌출부와 제2 돌출부를 가지고,
상기 제1 돌출부의 단부에 상기 제2 면이 형성되고 상기 제2 돌출부의 단부에 상기 제3 면이 형성되고,
상기 코일은 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부에 각각 적어도 하나씩 감기는, 변위 제공 장치.
제10 항에 있어서,
상기 이동 폴피스는, 자성체인 제1 부재 및 제2 부재와, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 직접 접촉하지 않도록 그 사이에 개재되는 비자성체인 제3 부재를 가지고,
상기 제1 부재는 상기 제1 면, 상기 제2 면, 상기 제5 면 및 상기 제1 돌출부를 가지고,
상기 제2 부재는 상기 제3 면, 상기 제4 면, 상기 제6 면 및 상기 제2 돌출부를 가지는, 변위 제공 장치.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기적으로 접촉된다는 것은 직접 접촉된다는 것을 의미하는, 변위 제공 장치.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기적으로 접촉된다는 것은 탄성재질의 완충재를 매개로 하여 접촉된다는 것을 의미하는, 변위 제공 장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 및
상기 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단; 중 하나 이상을 더 포함하는, 변위 제공 장치.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단;
상기 제1 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단;
상기 제2 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제3 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제3 탄성수단; 및
상기 제2 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제4 탄성수단; 중 하나 이상을 더 포함하는, 변위 제공 장치.
제5 항에 있어서,
상기 제1 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1 탄성수단;
상기 제1 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제1 이동 폴피스와 상기 제2 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2 탄성수단;
상기 제2 이동 폴피스가 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제1 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제3 탄성수단; 및
상기 제2 이동 폴피스가 상기 제2 위치에 있는 경우 상기 제2 이동 폴피스와 상기 제3 폴피스 어셈블리 간에 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 제4 탄성수단; 중 하나 이상을 더 포함하는, 변위 제공 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어장치가 상기 코일에 제1 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면 및 상기 제2 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띄되 상기 제3 면 및 상기 제4 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄고, 또한 상기 제어장치가 상기 코일에 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면 및 상기 제2 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄되 상기 제3 면 및 상기 제4 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면 및 상기 제4 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띄는, 변위 제공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어장치가 상기 코일에 제1 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제5 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면, 상기 제2 폴피스의 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띄되 상기 제3 면, 상기 제4 면 및 상기 제6 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면, 상기 제4 폴피스의 접촉면 및 제6 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄고, 또한 상기 제어장치가 상기 코일에 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류를 인가하는 경우 상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제5 면과 상기 제1 폴피스의 접촉면, 상기 제2 폴피스의 접촉면 및 상기 제5 폴피스의 접촉면은 각각 상이한 극성을 띄되 상기 제3 면, 상기 제4 면 및 상기 제6 면과 상기 제3 폴피스의 접촉면, 상기 제4 폴피스의 접촉면 및 상기 제6 폴피스의 접촉면은 각각 동일한 극성을 띄는, 변위 제공 장치.