KR102032552B1 - 전자기식 관성형 가진기 개발 및 설치 방법 - Google Patents

전자기식 관성형 가진기 개발 및 설치 방법 Download PDF

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KR102032552B1 KR1020180055947A KR20180055947A KR102032552B1 KR 102032552 B1 KR102032552 B1 KR 102032552B1 KR 1020180055947 A KR1020180055947 A KR 1020180055947A KR 20180055947 A KR20180055947 A KR 20180055947A KR 102032552 B1 KR102032552 B1 KR 102032552B1
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김정현
정진년
배한근
손병길
정재민
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경일대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 대상물(s)에 체결되어, 대상물(s)에 진동을 가하는 전자기식 관성형 가진기에 있어서, 대상물(s)에 체결되며, 외형을 이루는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 양 내측면에 고정되고, 상기 하우징(10) 내측을 향해 개방된 고정자홈(21)이 형성되며, 각 내측면에서 서로 인접하게 배치되는 복수개의 고정자(20); 상기 고정자홈(21)의 내부에 각각 위치되어 왕복 직선 운동하는 복수의 이동자(30); 서로 마주보는 상기 이동자(30)에 체결되어, 상기 이동자(30)와 함께 직선 이동하는 이동 플레이트(40); 및 상기 이동자(30)가 상기 고정자(20)에 의해 왕복 직선 운동함에 따라 상기 이동자(30)가 설치된 상기 이동 플레이트(40)가 직선 이동되도록 가이드하는 가이드부(50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.

Description

전자기식 관성형 가진기 개발 및 설치 방법{DEVELOPMENT OF ELECTROMAGNETIC INERTIA TYPE OF VIBRATION EXCITER, AND METHOD FOR INSTALLATION OF THE SAME}
본 발명은 동일한 제품 사이즈 상태에서 출력되는 힘의 크기를 조절할 수 있는 전자기식 관성형 가진기 및 전자기식 관성형 가진기의 설치 방법에 관한 것이다.
본 지식재산권은 중소기업청에서 지원하는 2016년도 산학연협력 기술개발사업(No. C0395015)의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.
일반적으로 전자기식 가진기는 어떠한 목적에 부합되게 설계된 제품 또는 대상물을 가진해서 그 진동현상을 관찰하고자 할 때 원하는 주파수 대역과 크기의 진동을 유발시킬 수 있는 장치나 기계구조를 뜻하는데, 전기적인 신호를 입력으로 하여 이 파형을 기계적인 변위나 힘으로 변환시켜주는 구조로 되어 있다. 이러한 가진기는 실제 구조물이나 실험체의 가진에 사용되며, 이미 상용화되어 있다.
특히, 코어리스 타입의 전자기식 가진기는 코일이 코어(철심)에 권취되어 있지 않은, 즉 전기자에 코어를 갖게 하지 않은 타입이다.
일반적으로 코어리스 타입의 전자기식 가진기는 코일을 포함하는 이동자와, 극성이 교번되게 영구자석이 배치된 한 쌍의 고정자를 포함하며 구성되며, 한 쌍의 고정자 사이에 이동자가 위치하게 된다. 이동자에 전류가 통전되면, 이동자에서 발생하는 자기력과 고정자에 배치된 영구 자석의 자속 사이의 전자기 작용에 의해, 이동자는 직선 방향으로 이동한다. 즉 직선의 가진력이 발생하게 된다.
이러한 코어리스 타입의 전자기식 가진기는 보다 높은 가진력과 정밀도 및 빠른 가속력이 요구되고 있고, 또한 컴팩트한 사이즈가 요구되고 있다.
그런데, 종래 대부분의 코어리스 타입은 이동자는 구조적 형태가 코일을 일렬로 배치시키고 있어 그 크기를 줄이는데 한계가 있어, 동일한 사이즈의 전기자 구조에서 가진력이나 가속력을 높이는데 한계가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0844759호(2008.07.01.)
본 발명의 실시예들은, 코어리스 타입의 전자기식 관성형 가진기를 동일한 사이즈에서 가진력이나 가속력을 높일 수 있는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 동일한 사이즈의 외형에서 가진력을 높이거나 줄일 수 있도록 조절할 수 있는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대상물(s)에 체결되어, 대상물(s)에 진동을 가하는 전자기식 관성형 가진기에 있어서, 대상물(s)에 체결되며, 외형을 이루는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 양 내측면에 고정되고, 상기 하우징(10) 내측을 향해 개방된 고정자홈(21)이 형성되며, 각 내측면에서 서로 인접하게 배치되는 복수개의 고정자(20); 상기 고정자홈(21)의 내부에 각각 위치되어 왕복 직선 운동하는 복수의 이동자(30); 서로 마주보는 상기 이동자(30)에 체결되어, 상기 이동자(30)와 함께 직선 이동하는 이동 플레이트(40); 및 상기 이동자(30)가 상기 고정자(20)에 의해 왕복 직선 운동함에 따라 상기 이동자(30)가 설치된 상기 이동 플레이트(40)가 직선 이동되도록 가이드하는 가이드부(50); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공한다.
또한, 상기 고정자(20)는, 상기 하우징(10)의 양 내측면에 고정되며, 상기 하우징(10) 내측 방향으로 일 측이 개방되며 상기 고정자홈(21)이 형성된 마그넷(magnet) 케이스(22); 상기 마그넷 케이스(22)의 내측 일측면에서 서로 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 제1 마그넷부(23); 및 상기 마그넷 케이스(22)의 내측 타측면에서 서로 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 제2 마그넷부(24); 를 포함하되, 상기 제1 마그넷부(23)과 상기 제2 마그넷부(24)이 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 상기 이동자(30)는, 상기 이동 플레이트(40)에 길이 방향을 따라 설치되는 연결부(31); 및 상기 연결부(31)로부터 수직하게 돌출되도록 설치되어 상기 고정자홈(21)의 상기 제1 마그넷부(23)와 상기 제2 마그넷부(24) 사이에 위치되는 코일부(32);를 포함하되, 상기 코일부(32)에 전류가 흐르면 상기 제1 마그넷부(23)와 상기 제2 마그넷부(24)에 흐르는 자기력에 의해 상기 이동자(30)가 상하로 왕복 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 상기 가이드부(50)는, 상기 이동 플레이트(40)의 양 측에 설치되는 가이드 블록(51); 및 상기 가이드 블록(51)과 연결되어, 상기 가이드 블록(51)이 직선 이동 가능하도록 가이드하는 가이드 레일(52); 을 포함하여, 상기 이동 플레이트(40)에 설치된 상기 가이드 블록(51)이 상기 가이드 레일(52) 상에서 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 상기 고정자(20)의 외측면에 부착되어, 상기 하우징(10)에 고정되는 제1 브라켓(61); 및 상기 제1 브라켓(61)에서 수직방향으로 연결된 'U'자 형태로서, 내측면에 상기 가이드 레일(52)이 고정되는 제2 브라켓(62); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 상기 하우징(10)은, 상기 고정자(20)가 설치 가능하도록, 양 내측면에 설치되는 복수의 고정자 슬롯부(11)를 더 포함하고, 상기 이동 플레이트(40)는, 상기 이동자(30)가 설치 가능하도록, 양 내측면에 설치되는 복수의 이동자 슬롯부(41); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 상기 하우징(10)의 상측과 하측에 배치되어, 상기 이동 플레이트(40)의 직선 운동 시, 상기 이동 플레이트(40)가 상기 하우징(10)의 상면 및 하면과 충돌하는 것을 방지하기 위해 소정의 탄성을 가지며 형성되는 스톱퍼(70); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
또한, 하면에 형성되는 체결홀(12)을 더 포함하여, 상기 체결홀(12)과 상기 대상물(s)에 체결부재가 체결되어, 상기 하우징(10)이 상기 대상물(s)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 전자기식 관성형 가진기의 설치방법에 있어서, 상기 하우징(10)의 양 내측면 각각에 복수개의 고정자 슬롯부(11)를 설치하는 단계(S100); 상기 고정자 슬롯부(11)에 기 설정된 개수(n)의 고정자(20)를 장착하는 단계(S200); 브라켓부(60)를 상기 하우징(10) 및 상기 고정자(20)에 설치하는 단계(S300); 상기 이동 플레이트(40)에 가이드부(50)를 설치하는 단계(S400); 상기 이동 플레이트(40)에 복수개의 이동자 슬롯부(41)를 설치하는 단계(S500); 상기 고정자 슬롯부(11)에 장착된 상기 고정자(20)의 개수와 동일한 기 설정된 개수(n)의 이동자(30)를 상기 이동자 슬롯부(41)에 장착하는 단계(S600); 상기 브라켓부(60)에 상기 이동 플레이트(40)가 설치된 상기 가이드부(50)를 설치하는 단계(S700); 상기 이동 플레이트(40)의 직선 운동 시, 상기 이동 플레이트(40)와 상기 하우징(10)의 상면 및 하면과 충돌을 방지하기 위해, 상기 하우징(10)의 상부 및 하부에 스톱퍼(70)를 설치하는 단계(S800); 및 체결홀(12)에 체결부재(B)를 설치하여 상기 전자기식 관성형 가진기(1)를 대상물(s)에 설치하는 단계(S900); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기의 설치방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 코어리스 타입의 전자기식 관성형 가진기를 동일한 사이즈에서 가진력이나 가속력을 높일 수 있다.
또한, 동일한 사이즈의 외형에서 가진력을 높이거나 줄일 수 있도록 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 전자기식 관성형 가진기의 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 전자기식 관성형 가진기에서 고정자와 이동자의 분리된 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 고정자의 단면도이다.
도 6은 도 2에 따른 전자기식 관성형 가진기의 이동자가 직선 이동한 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 설치된 것을 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 추가로 설치된 것을 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 설치된 것을 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 추가로 설치된 것을 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기의 설치 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 전자기식 관성형 가진기의 내부를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 따른 전자기식 관성형 가진기에서 고정자와 이동자의 분리된 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 따른 고정자의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 전자기식 관성형 가진기(1)는 대상물(s)에 체결되어, 대상물에 진동을 가할 수 있다. 전자기식 관성형 가진기(1)는 대상물(s)에 진동을 가함으로써 대상물(s)의 동특성을 시험할 수 있다.
전자기식 관성형 가진기(1)는 하우징(10), 고정자(20), 이동자(30), 이동 플레이트(40), 가이드부(50), 브라켓부(60) 및 스톱퍼(70)를 포함할 수 있다.
하우징(10)은 전자기식 관성형 가진기(1)의 외형을 이룬다. 일 예로, 하우징(10)은 육면체로 형성될 수 있다. 즉, 하우징(10)은 4개의 측면, 상면 및 하면으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 하우징(10)은 제1 측면(101), 제2 측면(102), 제3 측면(103), 제4 측면(104), 상면(105) 및 하면(106)으로 이루어질 수 있다.
하우징(10)에는 전자기식 관성형 가진기(1)가 대상물(s)과 체결될 수 있도록 체결홀(12)이 형성될 수 있다. 체결홀(12)은 하우징(10) 하면(106)에 형성될 수 있다. 체결홀(12)에 볼트와 같은 체결부재(B)를 체결하여, 전자기식 관성형 가진기(1)를 대상물(s)에 고정할 수 있다.
고정자(20)는 하우징(10)의 양 내측면에 고정된다. 본 실시예에서는 예를 들어, 고정자(20)가 하우징(10)의 제1 측면(101) 및 제3 측면(103)에서 서로 마주보며 고정되는 것을 예로 들어 설명한다. 이에 한정되는 것은 아니며, 고정자(20)는 하 우징(10)의 제2 측면(102) 및 제4 측면(104)에 서로 마주보도록 고정될 수 있다.
또한, 고정자(20)는 하우징(10)의 각 내측면에 복수개가 서로 인접하여 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 측면(101)에 2개의 고정자(20)가 서로 인접하여 배치되고, 마찬가지로 제3 측면(103)에도 2개의 고정자(20)가 서로 인접하여 배치될 수 있다. 이때, 제1 측면(101)과 제3 측면(103)에 고정되는 고정자(20)의 개수가 대응될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 2개의 고정자(20)가 인접하여 배치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 3개, 4개, … 등 복수의 고정자(20)가 각 측면에서 인접하여 배치될 수 있다.
여기서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 고정자(20)는 고정자홈(21), 마그넷 케이스(22), 제1 마그넷부(23) 및 제2 마그넷부(24)로 이루어질 수 있다.
고정자홈(21)은 하우징(10)의 내측을 향해 개방되도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 고정자홈(21)은 마그넷 케이스(22)의 중공의 공간일 수 있다. 고정자홈(21)에는 후술할 이동자(30)가 위치될 수 있다.
마그넷 케이스(22)는 고정자(20)의 외형을 이룬다. 즉, 마그넷 케이스(22)가 하우징(10)의 양 내측면에 고정된다. 일 예로, 마그넷 케이스(22)의 일 면이 제1 측면(101)과 제3 측면(103)에 고정될 수 있다.
마그넷 케이스(22)는 'U'자 형상으로 형성되어, 서로 대향하는 내평면을 가진다.
제1 마그넷부(23)는 마그넷 케이스(22)의 내측 일측면에서 타측면과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 다시 말해, 제1 마그넷부(23)는 마그넷 케이스(22)의 일측면에 복수개 배치될 수 있다. 일 예로, 마그넷 케이스(22)의 일측면에 배치되는 복수개의 제1 마그넷부(23)는 N극과 S극이 교차로 배치될 수 있다.
제2 마그넷부(24)는 마그넷 케이스(22)의 내측 타측면에서 일측면과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 마그넷부(24)는 마그넷 케이스(22)의 타측면에 복수개 배치될 수 있다. 일 예로, 마그넷 케이스(22)의 타측면에 배치되는 복수개의 제2 마그넷부(24)는 N극과 S극이 교차로 배치될 수 있다.
이때, 제1 마그넷부(23)와 제2 마그넷부(24)에 교차로 배치되는 N극과 S극은 서로 대응되도록 교차로 배치될 수 있다.
이동자(30)는 고정자홈(21) 내부에 위치되어, 왕복 직선 운동을 할 수 있다. 이동자(30)는 수직 방향을 따라 상하로 왕복 직선 운동이 가능하다. 다만, 본 실시예에서는 이동자(30)가 수직 방향을 따라 상하로 직선 운동하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 전자기식 관성형 가진기(1)를 수평 하게 눕힐 경우에는, 이동자(30)가 수평 방향을 따라 좌우로 직선 운동하는 것과 동일하다.
여기서, 도 3을 참조하면, 이동자(30)는 고정자홈(21)의 내부에 각각 위치되어 왕복 직선 운동을 할 수 있다. 하우징(10)의 제1 측면(101) 및 제3 측면(103)에 각각 고정된 복수의 고정자(20)의 고정자홈(21) 각각에 이동자(30)가 위치되도록, 복수개의 이동자(30)가 서로 마주보며 배치된다.
즉, 고정자(20)가 제1 측면(101) 및 제3 측면(103) 각각에 2개씩 고정된 경우에는, 각 고정자(20) 내부에 이동자(30)가 위치되도록 제1 측면(101) 및 제3 측면(103) 각각의 고정자홈(21)에 이동자(30)가 각각 위치될 수 있다. 다시 말해, 고정자(20)의 개수와 이동자(30)의 개수는 대응될 수 있다.
이동자(30)는 연결부(31) 및 코일부(32)로 이루어질 수 있다.
연결부(31)는 이동 플레이트(40)에 길이 방향을 따라 설치될 수 있다. 즉, 연결부(31)는 상하방향으로 이동 플레이트(40) 상에 설치될 수 있다. 연결부(31)는 이동 플레이트(40)에 코일부(32)를 연결 고정할 수 있다.
코일부(32)는 연결부(31)로부터 수직하게 돌출되도록 설치되어, 고정자홈(21)에 위치될 수 있다. 구체적으로, 코일부(32)는 고정자홈(21)의 제1 마그넷부(23)와 제2 마그넷부(24) 사이에 위치될 수 있다.
이동자(30)는 코일부(32)에 전류가 흐르면, 제1 마그넷부(23)와 제2 마그넷부(24) 사이의 자기력에 의해 이동자(30)가 상하로 왕복 직선 운동을 한다.
상기와 같은 고정자(20) 및 이동자(30)는 일반적인 코어리스 타입의 전자기식 가진기 또는 코어리스 타입의 리니어 모터 등 코어리스 타입의 전자기식 엑츄에이터로 형성될 수 있다.
이동 플레이트(40)는 이동자(30)가 고정자(20)와의 작용에 의해 직선 이동됨에 따라 함께 직선 이동될 수 있다. 이동 플레이트(40)는 하우징(10) 내부에서 서로 마주보는 이동자(30)에 체결되어, 이동자(30)와 함께 직선 이동이 가능하다. 구체적으로, 이동 플레이트(40)는 제1 측면(101)에 고정된 고정자(20)의 고정자홈(21)에 배치된 이동자(30) 및 제3 측면(103)에 고정된 고정자(20)의 고정자홈(21)에 배치된 이동자(30)에 연결되도록 배치된다. 따라서, 이동 플레이트(40)의 양 면에 이동자(30)가 연결되어 고정된다.
따라서, 복수의 이동자(30)가 직선 이동함에 따라 함께 이동할 수 있다.
가이드부(50)는 이동자(30)가 고정자(20)에 의해 왕복 직선 운동함에 따라, 이동자(30)가 설치된 이동 플레이트(40)가 직선 이동되도록 가이드할 수 있다.
가이드부(50)는 이동 플레이트(40)의 양 측부에 설치될 수 있다. 구체적으로, 이동 플레이트(40)에서 이동자(30)가 설치된 양 면의 측면부에 가이드부(50)가 설치될 수 있다. 다시 말해, 가이드부(50)는 이동 플레이트(40)에서 제2 측면(102) 및 제4 측면(104) 방향의 측면에 설치될 수 있다.
가이드부(50)는 가이드 블록(51) 및 가이드 레일(52)을 포함할 수 있다.
가이드 블록(51)은 이동 플레이트(40)의 양 측면부에 설치될 수 있다.
가이드 레일(52)은 가이드 블록(51)과 연결되어, 가이드 블록(51)이 직선 이동 가능하도록 가이드 할 수 있다.
따라서, 이동자(30)가 설치된 이동 플레이트(40)가 가이드 레일(52) 상에서 직선 이동하는 가이드 블록(51)을 따라서 직선 이동할 수 있다.
브라켓부(60)는 고정자(20)와 가이드부(50)를 고정할 수 있다. 구체적으로, 브라켓부(60)는 하우징(10)에 고정되어, 고정자(20)와 가이드부(50)를 하우징(10) 내에 고정할 수 있다.
브라켓부(60)는 제1 브라켓(61)과 제2 브라켓(62)을 포함할 수 있다.
제1 브라켓(61)은 고정자(20)의 외측면에 부착되어, 하우징(10)에 고정될 수 있다. 구체적으로, 제1 브라켓(61)은 고정자(20)가 고정되는 하우징(10)의 제1 측면(101) 및 제3 측면(103)에 고정될 수 있다. 제1 브라켓(61)은 제1 측면(101)에 서로 인접하여 배치된 복수개의 고정자(20)의 최외측면에 각각 배치될 수 있다. 또한, 제3 측면(103)에서 서로 인접하여 배치된 복수개의 고정자(20)의 최외측면에 각각 배치될 수 있다.
제2 브라켓(62)은 제1 브라켓(61)과 수직방향으로 연결되고, 'U'자 형태로 형성되어, 가이드 레일(52)을 하우징(10)에 고정할 수 있다. 구체적으로, 제2 브라켓(62)은 가이드 레일(52)의 위치를 고정할 수 있다. 제2 브라켓(62)은 하우징(10)의 제2 측면(102) 및 제4 측면(104)에 고정될 수 있다. 제2 브라켓(62)은 가이드 레일(52)의 길이 방향을 따라 상하로 복수개가 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 제2 브라켓(62)은 안정적으로 가이드 레일(52)을 고정할 수 있다.
제2 브라켓(62)은 'U'자 형태로 형성되어, 양 단은 제1 브라켓(61)과 고정될 수 있다. 예를 들어, 제2 측면(102)에 고정된 제2 브라켓(62)의 양 단은 제1 측면(101) 및 제3 측면(103) 각각의 제1 브라켓(61) 일측과 고정될 수 있다. 또한, 제4 측면(104)에 고정된 제2 브라켓(62)의 양 단은 제1 측면(101) 및 제3 측면(103) 각각의 제1 브라켓(61) 타측과 고정될 수 있다.
이와 같이, 브라켓부(60)는 고정자(20)와 가이드부(50)를 안정적으로 하우징(10)에 고정할 수 있다.
스톱퍼(70)는 이동 플레이트(40)의 직선 운동 시, 이동 플레이트(40)가 하우징(10)의 상면(105) 및 하면(106)과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 스톱퍼(70)는 하우징(10) 내부의 상측과 하측에 배치될 수 있다. 스톱퍼(70)는 소정의 탄성을 가지며 형성될 수 있다. 일 예로, 스톱퍼(70)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
도 6은 도 2에 따른 전자기식 관성형 가진기의 이동자가 직선 이동한 것을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 이동자(30)의 코일부(32)에 전류를 흘려주면, 이동자(30)는 고정자(20)의 제1 마그넷부(23)와 제2 마그넷부(24) 사이의 자기력에 의해 직선 이동하게 된다.
이동자(30)가 고정자(20)와의 작용에 의해 상승하는 힘에 의해, 이동자(30)가 설치된 이동 플레이트(40)가 가이드부(50)상에서 상승하게 된다.
여기서, 도 2 및 도 6을 함께 참조하면, 도 2는 이동자(30)가 상승하기 전의 상태이고, 도 6은 자기력에 의해 이동자(30)가 상승된 상태이다. 이와 같이, 이동자(30)와 이동 플레이트(40)가 상하로 왕복 직선 운동하면서, 진동이 발생할 수 있다. 구체적으로, 이동자(30)가 설치된 이동 플레이트(40)의 하우징(10) 내부에서 왕복 직선 이동함에 따라 발생하는 내부의 힘이, 하우징(10)에 의해 외부로 전달될 수 있다. 따라서, 내부에서 이동자(30)에 의해 왕복 이동하는 이동 플레이트(40)의 힘이 100F일 경우, 외부로 전달되는 힘은 70F 일 수 있다.
즉, 하우징(10) 내부에서 왕복 이동 하는 이동자(30)의 힘을 외부로 전달하여 대상물(s)에 진동을 가할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 설치된 것을 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 추가로 설치된 것을 나타낸 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전자기식 관성형 가진기(1)는 복수의 고정자(20) 및 이동자(30)가 추가로 설치되어, 가진력을 높일 수 있다. 구체적으로, 전자기식 관성형 가진기(1)는 도 7에 도시된 바와 같이, 2개의 고정자(20) 및 이동자(30)가 설치될 수 있다. 또한, 전자기식 관성형 가진기(1)의 가진력을 높이고 싶은 경우, 4개의 고정자(20) 및 이동자(30)를 설치할 수 있다.
하우징(10)에는 고정자(20)가 추가로 설치되거나, 설치된 고정자(20)가 이탈될 수 있다. 이동 플레이트(40)에는 이동자(30)가 추가로 설치되거나, 설치된 이동자(30)가 이탈될 수 있다. 이때, 고정자(20)의 개수와 이동자(30)의 개수는 서로 대응되도록 설치된다.
이와 같이, 하우징(10) 내부에 고정자(20) 및 이동자(30)를 추가로 설치하거나, 설치된 고정자 및 이동자(30)를 탈착하여, 전자기식 관성형 가진기(1)의 가진력을 조절할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 2개의 고정자(20) 및 이동자(30)가 설치되거나 4개의 고정자(20) 및 이동자(30)가 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 1개, 2개, 3개, 4개, …등 복수의 고정자(20) 및 이동자(30)를 하우징(10)에 장착하여 가진력을 조절할 수 있다.
따라서, 전자기식 관성형 가진기(1)의 외형 사이즈를 변형하지 않고도, 추진력을 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 설치된 것을 나타낸 평면도이고, 도 10은 도 9에 따른 전자기식 관성형 가진기에 고정자 및 이동자가 추가로 설치된 것을 나타낸 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 전자기식 관성형 가진기(1)는 고정자 슬롯부(11) 및 이동자 슬롯부(41)를 포함할 수 있다.
또한, 고정자 슬롯부(11)는 고정자(20)가 하우징(10)에 탈착 가능하도록 하우징(10)의 양 내측면에 설치될 수 있다. 이동자 슬롯부(41)는 이동자(30)가 이동 플레이트(40)에 탈착 가능하도록 이동 플레이트(40)의 양 측부에 설치될 수 있다.
고정자 슬롯부(11)는 하우징(10)의 내측을 향하도록 개방되어 있으며, 중공이 형성된 'U'자 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 개방된 부분을 통해 고정자(20)가 고정자 슬롯부(11)에 삽입될 수 있다.
마찬가지로, 이동자 슬롯부(41)는 이동 플레이트(40)에서 고정자(20) 측을 향하도록 개방되어 있으며, 중공이 형성된 'U'자 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 개방된 부분을 통해 이동자(30)가 이동자 슬롯부(41)에 삽입될 수 있다.
이와 같이, 고정자 슬롯부(11) 및 이동자 슬롯부(41)를 통해, 하우징(10)에 설치되는 고정자(20) 및 이동 플레이트(40)에 설치되는 이동자(30)의 개수 조절이 가능하다.
예를 들어, 고정자 슬롯부(11) 및 이동자 슬롯부(41)는 각각 4개씩 설치될 수 있다. 고정자 슬롯부(11)에 작업자는 기 설정된 개수의 고정자(20)를 설치할 수 있다. 일 예로, 고정자(20)를 슬라이딩 방식으로 고정자 슬롯부(11)에 설치할 수 있다. 마찬가지로, 이동자 슬롯부(41)에 작업자가 기 설정된 개수의 이동자(30)를 설치할 수 있다. 일 예로, 이동자(30)를 슬라이딩 방식으로 이동자 슬롯부(41)에 설치할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 고정자(20)와 이동자(30)가 설치되는 개수는 대응된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 고정자 슬롯부(11) 및 이동자 슬롯부(41) 각각에 고정자(20) 및 이동자(30)가 2개씩 각각 설치될 수 있다.
가진력을 높이는 경우에는 도 10에 도시된 바와 같이, 고정자 슬롯부(11) 및 이동자 슬롯부(41) 각각에 고정자(20) 및 이동자(30)가 각각 4개씩 설치될 수 있다.
이와 같이, 고정자 슬롯부(11) 및 이동자 슬롯부(41)를 통해 편리하게 고정자(20) 및 이동자(30)를 탈부착하여 가진력을 조절할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기식 관성형 가진기의 설치 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11을 참조하면, 먼저, 전자기식 관성형 가진기(1)를 설치하기 위해, 육면체 형태의 하우징(10)을 설치할 수 있다. 구체적으로, 하우징(10)은 제1 측면(101), 제2 측면(102), 제3 측면(103), 제4 측면(104), 상면(105) 및 하면(106)으로 형성될 수 있다.
이때, 하우징(10)의 각 면을 모두 체결 하기 전, 아래 후술한 단계들을 통해 내부 구성들을 설치한 후에 나머지 면을 모두 체결할 수 있다. 일 예로, 제1 측면(101), 제4 측면(104), 하면(106)을 체결한 후, 후술할 구성들을 하우징(10)의 내부에 설치한 후에, 제2 측면(102), 제3 측면(103) 및 상면(105)을 체결할 수 있다.
이후, 하우징(10)의 양 내측면 각각에 복수개의 고정자 슬롯부(11)를 설치할 수 있다(S100). 고정자 슬롯부(11)는 하우징(10)의 개방된 부분이 내측을 향하도록 제1 측면(101) 및 제3 측면(103)에 설치될 수 있다.
고정자 슬롯부(11)에 기 설정된 개수(n)의 고정자(20)를 장착할 수 있다(S200). 여기서, 기 설정된 개수(n)은 진동의 세기에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 작업자의 의도에 따라 달리 설정될 수 있다. 일 예로, n은 3, 4, 5, …일 수 있다.
다음으로, 브라켓부(60)를 하우징(10)에 설치할 수 있다(S300). 일 예로, 브라켓부(60)는 하우징(10) 및 고정자(20)의 측면에 설치될 수 있다.
구체적으로, 제1 브라켓(61)은 서로 인접하여 배치된 복수개의 고정자(20) 최외측면에 배치될 수 있다. 또는 제1 브라켓(61)은 고정자 슬롯부(11)의 최외측면에 배치될 수 있다.
제2 브라켓(62)은 하우징(10)에 설치된 상태에서, 양 단부가 고정자 슬롯부(11) 또는 제1 브라켓(61)에 설치될 수 있다. 일 예로, 고정자(20)는 제1 측면(101)과 제3 측면(103)에서 고정자 슬롯부(11)에 장착된 상태이다. 이때, 제2 브라켓(62)은 하우징(10) 및 고정자 슬롯부(11)에 연결되어 고정된다. 이러한 제2 브라켓(62)은 제2 측면(102) 및 제4 측면(104)에 고정될 수 있다. 일 예로, 제1 브라켓(61)과 수직하게 돌출되어 고정될 수 있다.
이동 플레이트(40)에 가이드부(50)를 설치할 수 있다(S400). 가이드 블록(51)은 이동 플레이트(40)의 직선 운동을 가이드 할 수 있다. 즉, 이동자(30)에 의해 직선 운동하는 이동 플레이트(40)는 가이드 블록(51)에 의해 가이드 레일(52) 상에서 직선 이동할 수 있다.
이동 플레이트(40)에 복수개의 이동자 슬롯부(41)를 설치할 수 있다(S500). 이후, 이동자 슬롯부(41)에 이동자(30)를 장착할 수 있다(S600). 구체적으로, 고정자 슬롯부(11)에 장착된 상기 고정자(20)의 개수와 동일한 기 설정된 개수(n)의 이동자(30)를 상기 이동자 슬롯부(41)에 장착할 수 있다.
브라켓부(60)에 가이드부(50)를 설치할 수 있다(S700). 구체적으로, 제2 브라켓(62)에 가이드부(50)를 설치하여 고정할 수 있다. 구체적으로, 제2 브라켓(62)에는 가이드 레일(52)이 고정될 수 있다. 가이드 레일(52)이 제2 브라켓(62)에 의해 고정된 상태에서, 가이드 블록(51)이 가이드 레일(52) 상에서 상하로 직선 이동할 수 있다.
이동 플레이트(40)의 직선 운동 시, 이동 플레이트(40)와 하우징(10)의 상면(105) 및 하면(106)과의 충돌을 방지하기 위해, 하우징(10)의 상부 및 하부에 스톱퍼(70)를 설치할 수 있다(S800).
체결홀(12)에 체결부재(B)를 설치하여 전자기식 관성형 가진기(1)를 대상물(s)에 설치할 수 있다(S900). 전자기식 관성형 가진기(1)를 대상물(s)에 체결한 후, 이동자(30)에 전류를 흘려, 이동자(30)가 고정자(20)와의 작용에 의해 직선 이동된다. 이에, 하우징(10) 내부에서 직선 이동하는 이동자(30)와 이동 플레이트(40)의 힘이 하우징(10) 외부로 전달되어, 대상물(s)에 직선 방향의 진동을 가할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 전자기식 관성형 가진기
10: 하우징
20: 고정자
30: 이동자
40: 이동 플레이트
50: 가이드부

Claims (9)

  1. 대상물(s)에 체결되어, 대상물(s)에 진동을 가하는 전자기식 관성형 가진기에 있어서,
    대상물(s)에 체결되며, 외형을 이루는 하우징(10);
    상기 하우징(10)의 양 내측면에 고정되고, 상기 하우징(10)의 내측을 향해 개방된 고정자홈(21)이 형성되며, 각 내측면에서 서로 인접하게 배치되는 복수개의 고정자(20);
    상기 고정자홈(21)의 내부에 각각 위치되어 왕복 직선 운동하는 복수의 이동자(30);
    서로 마주보는 상기 이동자(30)에 체결되어, 상기 이동자(30)와 함께 직선 이동하는 이동 플레이트(40);
    상기 이동자(30)가 상기 고정자(20)에 의해 왕복 직선 운동함에 따라 상기 이동자(30)가 설치된 상기 이동 플레이트(40)가 직선 이동되도록 가이드하는 가이드부(50); 및
    상기 고정자(20)와 상기 가이드부(50)를 고정하는 브라켓부(60); 를 포함하되,
    상기 가이드부(50)는,
    상기 이동 플레이트(40)의 양 측에 설치되는 가이드 블록(51); 및
    상기 가이드 블록(51)과 연결되어, 상기 가이드 블록(51)이 직선 이동 가능 하도록 가이드하는 가이드 레일(52); 을 포함하여,
    상기 이동 플레이트(40)에 설치된 상기 가이드 블록(51)이 상기 가이드 레일(52) 상에서 직선 이동하고,
    상기 브라켓부(60)는,
    상기 고정자(20)의 외측면에 부착되어, 상기 하우징(10)에 고정되는 제1 브라켓(61); 및
    상기 제1 브라켓(61)에서 수직방향으로 연결된 'U'자 형태로서, 내측면에 상기 가이드 레일(52)이 고정되는 제2 브라켓(62);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자(20)는,
    상기 하우징(10)의 양 내측면에 고정되며, 상기 하우징(10)의 내측 방향으로 일 측이 개방되며 상기 고정자홈(21)이 형성된 마그넷(magnet) 케이스(22);
    상기 마그넷 케이스(22)의 내측 일측면에서 서로 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 제1 마그넷부(23); 및
    상기 마그넷 케이스(22)의 내측 타측면에서 서로 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 제2 마그넷부(24);
    를 포함하되,
    상기 제1 마그넷부(23)과 상기 제2 마그넷부(24)이 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이동자(30)는,
    상기 이동 플레이트(40)에 길이 방향을 따라 설치되는 연결부(31); 및
    상기 연결부(31)로부터 수직하게 돌출되도록 설치되어 상기 고정자홈(21)의 상기 제1 마그넷부(23)와 상기 제2 마그넷부(24) 사이에 위치되는 코일부(32);를 포함하되,
    상기 코일부(32)에 전류가 흐르면 상기 제1 마그넷부(23)와 상기 제2 마그넷부(24)에 흐르는 자기력에 의해 상기 이동자(30)가 상하로 왕복 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(10)은,
    상기 고정자(20)가 설치 가능하도록, 양 내측면에 설치되는 복수의 고정자 슬롯부(11)를 더 포함하고,
    상기 이동 플레이트(40)는,
    상기 이동자(30)가 설치 가능하도록, 양 내측면에 설치되는 복수의 이동자 슬롯부(41);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(10)의 상측과 하측에 배치되어, 상기 이동 플레이트(40)의 직선 운동 시, 상기 이동 플레이트(40)가 상기 하우징(10)의 상면 및 하면과 충돌하는 것을 방지하기 위해 소정의 탄성을 가지며 형성되는 스톱퍼(70);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(10)은,
    하면에 형성되는 체결홀(12)을 더 포함하여,
    상기 체결홀(12)과 상기 대상물(s)에 체결부재가 체결되어, 상기 하우징(10)이 상기 대상물(s)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 전자기식 관성형 가진기의 설치방법에 있어서,
    상기 하우징(10)의 양 내측면 각각에 복수개의 고정자 슬롯부(11)를 설치하는 단계(S100);
    상기 고정자 슬롯부(11)에 기 설정된 개수(n)의 고정자(20)를 장착하는 단계(S200);
    브라켓부(60)를 상기 하우징(10) 및 상기 고정자(20)에 설치하는 단계(S300);
    상기 이동 플레이트(40)에 가이드부(50)를 설치하는 단계(S400);
    상기 이동 플레이트(40)에 복수개의 이동자 슬롯부(41)를 설치하는 단계(S500);
    상기 고정자 슬롯부(11)에 장착된 상기 고정자(20)의 개수와 동일한 기 설정된 개수(n)의 이동자(30)를 상기 이동자 슬롯부(41)에 장착하는 단계(S600);
    상기 브라켓부(60)에 상기 이동 플레이트(40)가 설치된 상기 가이드부(50)를 설치하는 단계(S700);
    상기 이동 플레이트(40)의 직선 운동 시, 상기 이동 플레이트(40)와 상기 하우징(10)의 상면 및 하면과 충돌을 방지하기 위해, 상기 하우징(10)의 상부 및 하부에 스톱퍼(70)를 설치하는 단계(S800); 및
    체결홀(12)에 체결부재(B)를 설치하여 상기 전자기식 관성형 가진기(1)를 대상물(s)에 설치하는 단계(S900);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기식 관성형 가진기의 설치방법.
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