KR102393698B1 - 응답성이 개선된 로터리 솔레노이드 및 이의 성능 측정 방법 - Google Patents

응답성이 개선된 로터리 솔레노이드 및 이의 성능 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 응답성이 개선된 로터리 솔레노이드에 관한 것으로서, 제1 코일이 배치되게 마련되는 제1 코일 배치 부재와, 상기 제1 코일 배치 부재로부터 이격되고 제2 코일이 배치되게 마련되는 제2 코일 배치 부재를 구비하는 보빈부 및 상기 제1 코일 배치 부재의 상측 말단과 상기 제2 코일 배치 부재의 상측 말단의 부근에 배치되는 회동 부재와, 상기 회동 부재에 연결되어 상기 제1 코일 배치 부재 및 상기 제2 코일 배치 부재의 사이에 이동 가능하게 배치되는 자성체를 구비하는 회전부를 포함하고, 각각의 상기 제1 코일 배치 부재와 상기 제2 코일 배치 부재는 상기 회동 부재를 향하는 방향에 대하여 구배지게 배치된다.

Description

응답성이 개선된 로터리 솔레노이드 및 이의 성능 측정 방법 {ROTARY SOLENOID WITH IMPROVED RESPONSIVENESS AND ITS PERFORMANCE MEASURING METHOD}
본 발명은 응답성이 개선된 로터리 솔레노이드 및 이의 성능 측정 방법에 관한 것이다.
로터리 솔레노이드는 스프링 등의 기구의 물리적 포텐셜을 매체로 하여 회전력을 출력하는 전기기계적 장치의 일종이다. 일부 종류의 로터리 솔레노이드는 스프링을 이용하여 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킬 수 있다.
근래에는 전류에 의해 전자기력을 출력하는 코일과, 코일의 전자기력에 의해 이동하는 자성체를 이용하여 회전력을 출력하는 로터리 솔레노이드들이 개시되고 있다.
그러나 코일을 이용하는 로터리 솔레노이드의 경우 코일에 의해 생산되는 전자기력이 자성체에 효율적으로 전달되지 아니하여 로터리 솔레노이드의 응답성이 저하된다는 문제점이 존재하였다.
공개특허공보 제10-2015-0142519호(20151222)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 응답성을 증가시키는 로터리 솔레노이드 및 이의 성능 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 로터리 솔레노이드는, 제1 코일이 배치되게 마련되는 제1 코일 배치 부재와, 상기 제1 코일 배치 부재로부터 이격되고 제2 코일이 배치되게 마련되는 제2 코일 배치 부재를 구비하는 보빈부 및 상기 제1 코일 배치 부재의 상측 말단과 상기 제2 코일 배치 부재의 상측 말단의 부근에 배치되는 회동 부재와, 상기 회동 부재에 연결되어 상기 제1 코일 배치 부재 및 상기 제2 코일 배치 부재의 사이에 이동 가능하게 배치되는 자성체를 구비하는 회전부를 포함하고, 각각의 상기 제1 코일 배치 부재와 상기 제2 코일 배치 부재는, 상기 회동 부재를 향하는 방향에 대하여 구배지게 배치된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 배치 부재는 상기 상측 방향을 기준으로 18에서 22도의 양의 각으로 구배지게 배치되고, 상기 제2 코일 배치 부재는 상기 상측 방향을 기준을 18에서 22도의 음의 각으로 구배지게 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보빈부는 상기 제1 코일 배치 부재에 배치되고, 상기 자성체가 상기 제2 코일 배치 부재로부터 상기 제1 코일 배치 부재를 향하는 방향으로 이동하는 것을 방해하게 마련되는 제1 회동 방해 부재 및 상기 제1 회동 방해 부재로부터 이격되어 상기 제2 코일 배치 부재에 배치되고, 상기 자성체가 상기 제1 코일 배치 부재로부터 상기 제2 코일 배치 부재를 향하는 방향으로 이동하는 것을 방해하게 마련되는 제2 회동 방해 부재를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보빈부는 상기 제1 코일 배치 부재의 하측 말단과 상기 제2 코일 배치 부재의 하측 말단을 연결하는 연결 부재, 상기 제1 코일 배치 부재의 하측 말단과 상기 연결 부재를 연결하고, 상기 제1 코일 배치 부재와 상기 연결 부재 사이의 각이 변경되도록 상기 제1 코일 배치 부재의 상기 연결 부재에 대한 회동을 유도하게 마련되는 제1 힌지 부재 및 상기 제2 코일 배치 부재의 하측 말단과 상기 연결 부재를 연결하고, 상기 제2 코일 배치 부재와 상기 연결 부재 사이의 각이 변경되도록 상기 제2 코일 배치 부재의 상기 연결 부재에 대한 회동을 유도하게 마련되는 제2 힌지 부재;를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드의 성능 측정 방법은, 젼력이 인가되게 마련되는 제1 내부 코일이 배치되는 제1 접촉부와, 상기 제1 접촉부로부터 이격 배치되고 제2 내부 코일이 배치되는 제2 접촉부와, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 사이에서 소정의 축을 중심으로 회동 가능하게 배치되는 접촉 부재를 이용하여 로터리 솔레노이드의 성능을 측정하는 방법으로서, 상기 제1 접촉부와 상기 접촉 부재가 서로 이격되는 시간인 제1 시간을 측정하는 제1 시간 측정 단계, 상기 제2 접촉부와 상기 접촉 부재가 서로 맞닿는 시간인 제2 시간을 측정하는 제2 시간 측정 단계 및 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 차이를 계산하는 시간 계산 단계를 포함한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상기 제1 코일 배치 부재와 상기 제2 코일 배치 부재가 회동 부재를 향하는 방향에 대하여 구배지게 배치되기 때문에 상기 자성체에 전자기력을 더 효과적으로 전달할 수 있어 로터리 솔레노이드의 응답성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 로터리 솔레노이드에 코일이 배치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드의 성능 측정을 위한 부재들을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 로터리 솔레노이드의 성능 측정 방법의 플로우를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.
로터리 솔레노이드의 구조
본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드는 응답성을 증가시키기 위한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드의 단면을 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1의 로터리 솔레노이드에 코일이 배치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드(1)는 케이스(E1)와 보빈부(110)와 회전부(120)를 포함한다.
케이스(E1)의 내부 공간에는 보빈부(110)와 회전부(120)가 배치될 수 있다. 보빈부(110)는 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)를 구비할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 코일 배치 부재(111)에는 제1 코일(C1)이 배치될 수 있다. 제1 코일(C1)은 전선(C3)이 복수의 권선을 이루며 제1 코일 배치 부재(111)에 감김으로써 형성될 수 있다.
제2 코일 배치 부재(113)는 제1 코일 배치 부재(111)로부 이격되어 배치될 수 있다. 제2 코일 배치 부재(113)가 제2 코일 배치 부재(113)로부터 이격되는 방향은 상하 방향에 직교하는 좌우 방향일 수 있다.
제2 코일 배치 부재(113)에는 제2 코일(C2)이 배치될 수 있다. 제2 코일(C2)은 전선(C3)이 복수의 권선을 이루며 제2 코일 배치 부재(113)에 감김으로써 형성될 수 있다.
회전부(120)는 회동 부재(121)와 자성체(122)를 구비할 수 있다. 회동 부재(121)는 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)의 각각의 상측 방향 말단의 부근에 배치될 수 있으며, 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배지 부재는 회동 부재(121)를 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
회전부(120)는 회동 부재(121)를 축으로 하여 회동 방향(D1)을 따라 회동될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 회전부(120)는 자성체(122)에 의하여 회동 방향(D1)을 따라 회동될 수 있다.
자성체(122)는 회동 부재(121)에 직접적으로 연결되거나 다른 부재를 통하여 간접적으로 연결될 수 있다. 자성체(122)는 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)의 사이에서 이동 가능하게 배치될 수 있다.
자성체(122)는 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)에 의하여 발생되는 전자기력에 의해 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)의 사이에서 이동될 수 있다.
제1 코일(C1)과 제2 코일(C2)이 생성하는 자기장에 의하여 자성체(122)는 회동 방향(D1)을 따라 이동할 수 있고, 자성체(122)의 이동에 의해 회전부(120)는 회동 부재(121)를 축으로 회동될 수 있다. 즉, 제1 코일(C1)과 제2 코일(C2)에 의해 형성되는 전자기력이 자성체(122)의 이동을 통하여 회동 부재(121)의 회전력으로 전환될 수 있다.
한편, 제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)는 회동 부재(121)를 향하는 방향에 대하여 구배지게 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 코일 배치 부재(111)는 상하 방향을 기준으로 양의 각으로 구배지게 형성될 수 있고, 제2 코일 배치 부재(113)는 상하 방향을 기준으로 음의 각으로 구배지게 형성될 수 있다.
제1 코일 배치 부재(111)와 제2 코일 배치 부재(113)가 회동 부재(121)를 향하는 방향에 대하여 구배지게 배치됨으로써, 제1 코일 배치 부재(111) 또는 제2 코일 배치 부재(113)가 형성하는 전자기력이 자성체(122)에 대해 더 효율적으로 작용하도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 코일 배치 부재(111)와 자성체(122)가 서로 맞닿아 있는 상황을 가정하면, 제1 코일 배치 부재(111)가 구배지게 형성됨으로써 제1 코일(C1)로부터 자성체(122)에 작용하는 전자기력의 방향과 자성체(122)가 제1 코일 배치 부재(111)로부터 이격되는 순간의 회동 방향(D1) 접선의 방향이 일치될 수 있다. 결국, 전자기력이 자성체(122)에 더 효율적으로 작용함으로써 자성체(122)의 응답성이 향상될 수 있다.
또한, 제1 코일 배치 부재(111)는 상측 방향을 기준으로 18도 내지 22도의 양의 각으로 구배지게 형성될 수 있다. 양의 각은 상하 방향을 기준으로 시계 방향으로 측정된 각일 수 있다.
제2 코일 배치 부재(113)는 상측 방향을 기준으로 18도 내지 22도의 음의 각으로 구배지게 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 음의 각은 상하 방향을 기준으로 반시계 방향으로 측정된 각일 수 있다.
제1 코일 배치 부재(111)가 18도 내지 22도의 양의 각으로 구배지게 배치되고 제2 코일 배치 부재(113)가 18도 내지 22도의 음의 각으로 구배지게 배치됨으로써, 제1 코일(C1)과 제2 코일(C2)에 의한 전자기력이 자성체(122)에 더 효율적으로 작용되게 할 수 있다.
보빈부(110)는 제1 회동 방해 부재(112)와 제2 회동 방해 부재(114)를 더 구비할 수 있다. 제1 회동 방해 부재(112)와 제2 회동 방해 부재(114) 또한 회동 부재(121)에 대하여 구배지게 배치될 수 있다.
제1 회동 방해 부재(112)는 제1 코일 배치 부재(111)에 배치될 수 있다. 제1 회동 방해 부재(112)는 자성체(122)가 제2 코일 배치 부재(113)로부터 제1 코일 배치 부재(111)를 향하는 방향으로 소정 거리 이상 이동하는 것을 방해할 수 있다.
제2 회동 방해 부재(114)는 제1 회동 방해 부재(112)로부터 이격되어 제2 코일 배치 부재(113)에 배치될 수 있다. 제2 회동 방해 부재(112)는 자성체(122)가 제1 코일 배치 부재(111)로부터 제2 코일 배치 부재(113)를 향하는 방향으로 소정 거리 이상 이동하는 것을 방해할 수 있다.
제1 회동 방해 부재(112)와 제2 회동 방해 부재(114)가 배치됨으로써 자성체(122)가 회동 방향(D1)을 따라 소정 거리 이상 이동하는 것을 방해할 수 있다. 결국, 제1 회동 방해 부재(112)와 제2 회동 방해 부재(114)는 회전부(120)가 소정 각도 이상 회전하는 것을 방해할 수 있다.
보빈부(110)는 연결 부재(115)와 전선 배치 부재(116)를 더 구비할 수 있다. 연결 부재(115)는 제1 코일 배치 부재(111)의 하측 말단과 제2 코일 배치 부재(113)의 하측 말단을 연결할 수 있다.
전선 배치 부재(116)는 연결 부재(115)로부터 하측 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 전선 배치 부재(116)와 연결 부재(115)의 사이에는 제1 코일(C1) 및 제2 코일(C2)에 연결되는 하나 이상의 전선(C3)들이 배치될 수 있다.
연결 부재(115)와 전선 배치 부재(116)가 배치됨으로써 제1 코일(C1) 및 제2 코일(C2)의 전기적 연결을 더 효율적으로 관리할 수 있다.
한편, 보빈부(110)는 제1 힌지 부재(117) 및 제2 힌지 부재(118)를 더 구비할 수 있다. 제1 힌지 부재(117)는 제1 코일 배치 부재(111)의 하측 말단과 연결 부재(115)를 연결할 수 있다. 제1 힌지 부재(117)는 제1 코일 배치 부재(111)의 연결 부재(115)에 대한 회동을 유도할 수 있다. 즉, 제1 코일 배치 부재(111)는 연결 부재(115)에 대하여 제1 힌지 부재(117)를 일 축으로 회동할 수 있다.
제2 힌지 부재(118)는 제2 코일 배치 부재(113)의 하측 말단과 연결 부재(115)를 연결할 수 있다. 제2 힌지 부재(118)는 제2 코일 배치 부재(113)의 연결 부재(115)에 대한 회동을 유도할 수 있다. 즉, 제2 코일 배치 부재(113)는 연결 부재(115)에 대하여 제2 힌지 부재(118)를 일 축으로 회동할 수 있다.
각각의 제1 힌지 부재(117) 및 제2 힌지 부재(118)가 배치됨으로써, 각각의 제1 코일 배치 부재(111) 및 제2 코일 배치 부재(113)와 연결 부재(115)의 사이의 각도를 조절할 수 있다.
결국, 제1 코일 배치 부재(111) 및 제2 코일 배치 부재(113)의 사이에서 이동할 수 있는 자성체(122)의 이동 가능 거리가 증가하게 되어, 회전부(120)의 회동 방향(D1)에 따른 회동 가능한 각도가 증가되게 된다.
솔레노이드의 성능 측정 방법
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 솔레노이드의 성능 측정을 위한 부재들을 도시한 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 로터리 솔레노이드의 성능 측정 방법의 플로우를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리 솔레노이드의 성능 측정 방법은 제1 접촉부(210)와, 제2 접촉부(220)와, 접촉 부재(230)를 이용하며, 제1 시간 측정 단계(S100)와, 제2 시간 측정 단계(S200)와 시간 계산 단계(S300)를 포함한다.
제1 접촉부(210)의 내부에는 전력이 인가되게 마련되는 제1 내부 코일이 배치될 수 있다. 제2 접촉부(220)는 제1 접촉부(210)로부터 이격되어 배치될 수 있고 제2 접촉부(220)의 내부에는 제2 내부 코일이 배치될 수 있다. 접촉 부재(230)는 제1 접촉부(210)와 제2 접촉부(220)의 사이에서 소정의 축을 중심으로 회동 가능하게 배치될 수 있다.
바람직한 본 발명의 실시예에 의하면 제1 접촉부(210)와 접촉 부재(230)가 서로 전기적으로 연결된 상태에서 본 발명에 따른 로터리 솔레노이드의 성능 측정 방법이 시작될 수 있다.
제1 시간 측정 단계(S100)는 제1 접촉부(210)와 접촉 부재(230)가 서로 이격되는 시간인 제1 시간을 측정하는 단계이다. 본 발명에 따른 시간의 측정은 각각의 시점을 기록하는 방법 또는 타이머의 진행 및 멈춤에 의한 방법으로 행해질 수 있다.
제 2 시간 측정 단계는 제2 접촉부(220)와 접촉 부재(230)가 맞닿는 시간을 측정하는 단계일 수 있다.
시간 계산 단계(S300)는 제1 시간과 제2 시간의 차이를 계산하는 단계일 수 있다.
본 발명에 따른 로터리 솔레노이드의 성능을 측정하는 방법은 전기적 신호를 이용하기 때문에 높은 정확도로 로터리 솔레노이드의 성능을 측정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 로터리 솔레노이드
110: 보빈부
111: 제1 코일 배치 부재
112: 제1 회동 방해 부재
113: 제2 코일 배치 부재
114: 제2 회동 방해 부재
115: 연결 부재
116: 전선 배치 부재
117: 제1 힌지 부재
118: 제2 힌지 부재
120: 회전부
121: 회동 부재
122: 자성체
210: 제1 접촉부
220: 제2 접촉부
230: 접촉 부재
C1: 제1 코일
C2: 제2 코일
C3: 전선
E1: 케이스
D1: 회동 방향
S100: 제1 시간 측정 단계
S200: 제2 시간 측정 단계
S300: 시간 계산 단계

Claims (5)

  1. 제1 코일이 배치되게 마련되는 제1 코일 배치 부재와, 상기 제1 코일 배치 부재로부터 이격되고 제2 코일이 배치되게 마련되는 제2 코일 배치 부재를 구비하는 보빈부; 및
    상기 제1 코일 배치 부재의 상측 말단과 상기 제2 코일 배치 부재의 상측 말단의 부근에 배치되는 회동 부재와, 상기 회동 부재에 연결되어 상기 제1 코일 배치 부재 및 상기 제2 코일 배치 부재의 사이에 이동 가능하게 배치되는 자성체를 구비하는 회전부;를 포함하고,
    각각의 상기 제1 코일 배치 부재와 상기 제2 코일 배치 부재는 상기 회동 부재를 향하는 방향에 대하여 구배지게 배치되고,
    상기 보빈부는,
    상기 제1 코일 배치 부재에 배치되고, 상기 자성체가 상기 제2 코일 배치 부재로부터 상기 제1 코일 배치 부재를 향하는 방향으로 소정거리 이상 이동하는 것을 방해하게 마련되는 제1 회동 방해 부재;
    상기 제1 회동 방해 부재로부터 이격되어 상기 제2 코일 배치 부재에 배치되고, 상기 자성체가 상기 제1 코일 배치 부재로부터 상기 제2 코일 배치 부재를 향하는 방향으로 소정거리 이상 이동하는 것을 방해하게 마련되는 제2 회동 방해 부재;
    상기 제1 코일 배치 부재의 하측 말단과 상기 제2 코일 배치 부재의 하측 말단을 연결하는 연결 부재;
    상기 제1 코일 배치 부재의 하측 말단과 상기 연결 부재를 연결하고, 상기 제1 코일 배치 부재와 상기 연결 부재 사이의 각이 변경되도록 상기 제1 코일 배치 부재의 상기 연결 부재에 대한 회동을 유도하게 마련되는 제1 힌지 부재; 및
    상기 제2 코일 배치 부재의 하측 말단과 상기 연결 부재를 연결하고, 상기 제2 코일 배치 부재와 상기 연결 부재 사이의 각이 변경되도록 상기 제2 코일 배치 부재의 상기 연결 부재에 대한 회동을 유도하게 마련되는 제2 힌지 부재;를 더 구비하는, 로터리 솔레노이드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 코일 배치 부재는,
    상기 상측 방향을 기준으로 18에서 22도의 양의 각으로 구배지게 배치되고,
    상기 제2 코일 배치 부재는,
    상기 상측 방향을 기준을 18에서 22도의 음의 각으로 구배지게 배치되는, 로터리 솔레노이드.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 젼력이 인가되게 마련되는 제1 내부 코일이 배치되는 제1 접촉부와, 상기 제1 접촉부로부터 이격 배치되고 제2 내부 코일이 배치되는 제2 접촉부와, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 사이에서 소정의 축을 중심으로 회동 가능하게 배치되는 접촉 부재를 이용하여 로터리 솔레노이드의 성능을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 제1 접촉부와 상기 접촉 부재가 서로 이격되는 시간인 제1 시간을 측정하는 제1 시간 측정 단계;
    상기 제2 접촉부와 상기 접촉 부재가 서로 맞닿는 시간인 제2 시간을 측정하는 제2 시간 측정 단계; 및
    상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 차이를 계산하는 시간 계산 단계를 포함하는, 로터리 솔레노이드의 성능 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR950006628A (ko) * 1993-08-31 1995-03-21 배순훈 시간축 내삽기
JPH07336987A (ja) * 1994-06-15 1995-12-22 Tohoku Oki Denki Kk 可動磁石型ロータリアクチュエータ
KR20150142519A (ko) 2014-06-12 2015-12-22 강소연 진동발생장치

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