KR102640822B1 - 전자기계식 잠금장치 및 방법 - Google Patents

전자기계식 잠금장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기기계식 잠금장치 및 방법이 개시된다. 상기 잠금장치는 제1 위치(120)와 제2 위치(140) 사이에서 이동하는 이동 가능한 영구 자석(100); 고정형 반-경질 영구 자석(102); 및 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)에 인접하게 위치하여 제1 자화 구성(S-N)과 제2 자화 구성(N-S) 사이에서 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 극성을 전환하는 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)을 포함한다. 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제1 자화 구성(S-N)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)을 제1 위치(120)로 끌어당긴다(122). 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2 자화 구성(N-S)은 상기 이동 가능한 영구 자석을 제2 위치(140)로 밀어낸다(142). 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108)은 상기 고정형 반-경질 영구자석(102)의 자기 축(110)과 나란하다.

Description

전자기계식 잠금장치 및 방법
다양한 실시 예들은 전기기계식 잠금장치(electromechanical lock) 및 방법에 관한 것이다.
일부 전기기계식 잠금장치는 자기장의 힘을 사용하여 잠금장치의 메커니즘을 작동시킨다.
EP 3530847 A1은 반-경질 자석(semi-hard magnet) 및 경질 자석을 포함하는 디지털 잠금장치를 개시한다. 반-경질 자석의 자화 분극(magnetization polarization)의 변화는 경질 자석을 밀거나 당겨 디지털 잠금장치를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 그러나 자석들이 서로에 대해 축 방향으로 배치되기 때문에(예컨대, 도 3 참조), 그 생성된 자기장력은 상대적으로 작아서, 잠금장치의 설계 및 구현을 복잡하게 만든다. US 10,298,037 B2는, 자석들이 또한 서로에 대해 축 방향으로 배치되는, 휴대용 전자 장치용 스마트 충전 시스템을 개시한다(예컨대, 도 1 참조). DE 102016205831 A1은, 전기 코일에 의해 극성이 변경되는 전자석을 사용하여 영구 자석을 움직여 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는, 무선 키(자동차용 원격 키-없는 입력 시스템의)를 개시한다. 상기한 영구자석과 전자석은 나란히 놓여져 있다.
일 양태에 따르면, 독립 청구항의 주제가 제공된다. 종속항들은 몇몇 실시 예들을 정의한다.
본 구현의 하나 또는 다수의 예들은 첨부한 도면 및 실시 예들의 설명에서 더 상세히 설명된다.
이하, 몇몇 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1A, 도 1B, 도 1C, 도 1D, 도 1E 및 도 1F는 전기기계식 잠금장치의 실시 예들을 도시한다.
도 2A, 도 2B, 도 2C, 2D 및 도 2E는 고정형 반-경질 영구 자석을 둘러싸고 있는 자화 코일 및 케이스를 갖는 전기기계식 잠금장치의 추가 실시 예들을 도시한다.
도 3A, 도 3B, 도 3C, 3D 및 도 3E는 고정형 반-경질 영구 자석을 둘러싸고 있지만 케이스가 없는 자화 코일을 구비한 전기기계식 잠금장치의 추가 실시 예들을 도시한다.
도 4A, 도 4B 및 도 4C는 이동 가능한 영구 자석을 둘러싸고 있는 고정형 반-경질 영구 자석, 및 이동 가능한 영구 자석과 고정형 반-경질 영구 자석 사이의 공극에 위치한 자화 코일, 및 케이스를 갖는 전기기계식 잠금장치의 추가 실시 예들을 도시한다.
도 5A, 도 5B, 도 5C 및 도 5D는 2개의 이동 핀을 갖는 전기기계식 잠금장치의 추가 실시 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 방법의 실시 예들을 예시하는 흐름도이다.
후술하는 실시 예들은 단지 예시이다. 본 명세서가 여러 위치에서 "하나의(일)" 실시 예를 참조할 수 있지만, 이것은 각각의 그러한 참조가 동일한 실시 예(들)에 대한 것이거나, 그 특징이 하나의 실시 예에만 적용된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 상이한 실시 예들의 단일한 특징은 또한 다른 실시 예들을 제공하기 위해 결합될 수도 있다. 또한, "포함하는(포함한다)" 및 "갖는(갖는다)"라는 용어는 그 설명된 실시 예들을 언급된 특징들로만 구성하는 것으로 한정하지 않으며, 이러한 실시 예들은 구체적으로 언급되지 않은 특징들/구조들도 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
실시 예들의 구체적인 내용 및 특허청구범위 모두에서 참조 번호들은, 이러한 예들에만 그것을 한정하지 않고, 도면을 참조하여 해당 실시 예들을 예시하는 역할을 한다.
독립 청구항의 범위에 속하지 않는 하기의 설명에 개시된 실시 예들 및 특징들은(이들이 존재한다면) 본 발명의 다양한 실시 예를 이해하는 데 유용한 예로서 해석되어야 할 것이다.
본 출원인인 iLOQ Oy는 다양한 유럽 및 미국 특허 출원들 및 특허들에 개시된 것과 같은 전기기계식 잠금장치에 관한 많은 개량을 발명했으며, 이들은 적용 가능한 경우 모든 관할권에서 참조로 본 명세서에 통합된다. 이러한 모든 세부 사항에 관한 완전한 논의는 여기에서 반복되지는 않지만, 독자는 해당 출판물을 참조하는 것이 권고된다.
이하, 도 1A, 도 1B, 도 1C, 도 1D, 도 1E 및 도 1F를 참조하여 설명한다. 이들은 전기기계식 잠금장치의 실시 예들을 도시하고 있지만, 본 실시 예들과 관련된 부분들만 도시하고 있다.
전기기계식 잠금장치는 제1 위치(120)와 제2 위치(140) 사이에서 이동하는 이동 가능한 영구 자석(movable permanent magnet)(100), 고정형 반-경질 영구 자석(stationary permanent semi-hard magnet)(102), 및 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)에 인접하게 위치된 전기적으로 구동되는 자화 코일(electrically powered magnetization coil)(104)을 포함한다.
상기 자석들(100, 102)은 "영구 자석"으로서, 즉, 이들은 자화되고 그 자체의 영구적 자기장을 생성하는 재료로 제작된다. 영구 자석은 내부의 미세결정 구조를 정렬하도록 제조 중에 강한 자기장에서 처리되는 자기적으로 "경질(hard)" 재료(예컨대, 페라이트)로 제조되며, 이는 그 자석에서 자기를 제거하기가 매우 어렵게 만든다. 자기적으로 "연질(soft)" 재료(예컨대, 열처리된(annealed) 철)는 자화될 수 있지만, 자화 상태를 유지하는 경향은 없다. 포화 상태의 자석의 자기를 없애기 위해 자석 재료의 보자성(coercivity) 이상의 강도를 가진 자기장이 인가된다. 자기적으로 "경질" 재료는 높은 보자성(coercivity)을 갖는 반면, 자기적으로 "연질" 재료는 낮은 보자성을 갖는다. 자기적으로 "반-경질(semi-hard)" 재료는 보자성이 "연질"인 자성 재료와 "경질"인 자성 재료 사이에 있는 합금을 포함한다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)은 "자기적으로" 경질 재료로 만들어진다. 일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)은 보자성이 40-2800 kA/m인 SmCo(사마륨-코발트 합금) 자석이다.
일 실시 예에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 보자성이 30-150 kA/m인 AlNiCo(알루미늄-니켈-코발트 합금) 자석이다.
어떤 분류법에 따르면 AlNiCo 자석은 경질 자석으로 간주되지만, 본 출원에서 반-경질 자석은 너무 연질이지는 않은 자석이어서, 이것은 용이하게 자기가 소거되지만 너무 경질도 또한 아니므로, 그의 극성은 적절한 전류를 사용하여 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)로 반전될 수 있음을 유념하여야 할 것이다.
전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 도 1C에 도시된 바와 같은 제1 자화 구성(S-N) 및 도 1E에 도시된 바와 같은 제2 자화 구성(N-S) 사이에서 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 극성을 전환한다. 일 실시 예에서, 상기한 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 한 방향으로의 전기 흐름이 제1 자화 구성(S-N)을 유발하고 반대 방향으로의 전기 흐름이 제2 자화 구성(N-S)을 유발하도록 작동한다.
전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 자화기(magnetizer)(도면에 도시되지 않음)의 일부일 수 있다. 자화기는 매우 높은 전류의 매우 짧은 펄스를 생성하여, 짧지만 매우 강한 자기장을 발생시킨다. 상기한 전기 펄스는 고전압의 커패시터 뱅크에 전류를 저장한 다음 전자 스위치를 통해 커패시터를 갑자기 방전함으로써 유발될 수 있다. 상기 전기 펄스는 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)에 인가되는데, 이것은 가장 단순한 형태로는 와이어 코일일 수 있다.
일 실시 예에서, 한 방향으로 전기가 흐르는 단일 전기 펄스는 제1 자화 구성(S-N)을 야기하고, 반대 방향으로 전기가 흐르는 단일 전기 펄스는 제2 자화 구성(N-S)을 야기한다.
일 실시 예에서, 한 방향으로의 전기 흐름을 갖는 복수의 연속적인 전기 펄스들은 제1 자화 구성(S-N)을 야기하고, 반대 방향으로의 전기 흐름을 갖는 복수의 연속적인 전기 펄스는 제2 자화 구성(N-S)을 야기한다. 2개 또는 다수의 자화 펄스를 가짐으로써, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 결과적인 자기장은 단일 자화 펄스보다 더 강하게 된다.
일 실시 예에서, 상기한 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 단일 코일로 구성된다.
일 실시 예에서. 상기한 전기적으로 구동되는 자화 코일은 복수의 코일을 포함한다. 예를 들어, 메인 코일 외에, 추가로 더 짧은 코일이 그 메인 코일에 감겨 진다. 상기한 추가 코일은 먼저 초기 자화 펄스를 생성한 다음, 메인 코일에 의해 생성된 메인 자화 펄스를 생성한다.
일 실시 예에서, 전기 에너지는 스마트폰 또는 다른 사용자 장치에서 근거리 무선 통신(Near Field Communication: NFC)을 사용하여 전기기계식 잠금장치에 의해 수집될 수 있거나, 전류는 키 삽입에서 생성될 수 있으며, 이들 둘 모두다 본 출원인에 의해 개발된 기술이다. 그러나 다른 전기 에너지 소스도 또한 적용될 수 있다.
제1 자화 구성(S-N) 및 제2 자화 구성(N-S)는 반대 방향, 즉, 제1 자화 구성(N-S) 및 제2 자화 구성(S-N)일 수도 있으며, 이 경우 이동 가능한 영구 자석(100)의 극들(164, 166)(N-S)은 반대 방향(S-N)이라는 것을 유념하여야 할 것이다.
상기 자석들(100, 102)은 단수 형태, 즉 각각 하나의 자석으로 구성된 것으로 지칭되고 있지만, 이들은 각각 복수의 자석들로 구성될 수 있으며, 설명된 바와 같이 밀어내고(122) 끌어당기도록(142) 구성되고 배치된다.
자극 모델에는 북극 N과 남극 S와 같은 극 명명 규칙(pole naming conventions)이 있다. 반대 극들(S-N)은 서로 끌어당기는 반면, 유사한 극들(N-N 또는 S-S)은 서로 밀어낸다. 자력(magnetism)은 훨씬 더 복잡한 물리적 현상(이것은 자극 외에 원자 전류로 모델링될 수도 있음)이지만, 이러한 자극 모델을 통해 실시 예들에서 자석들(100, 102)이 작동하는 방식을 이해할 수 있다. 자기 축은 자석의 반대 극들(S 및 N)을 연결하는 일직선으로 정의될 수 있다.
고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제1 자화 구성(S-N)은 이동 가능한 영구 자석(100)을 제1 위치(120)로 끌어당긴다(122). 도 1C에 도시된 일 실시 예에서, 제1 자화 구성(S-N)에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제1극(160)(제1 단부에서)은 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1극(164)(제1 단부에서)을 끌어당기고, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2극(162)(제2 단부에서)은 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2극(166)(제2 단부에서)을 끌어당긴다.
고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2 자화 구성(N-S)은 이동 가능한 영구 자석을 제2 위치(140)로 밀어낸다(142). 도 1E에 도시된 실시 예에서, 제2 자화 구성(N-S)에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 반전된 제1극(168)(제1 단부에서)은 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1극(164)(제1 단부에서)을 밀어내고, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 반전된 제2극(170)(제2 단부에서)은 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2극(166)(제2 단부에서)을 밀어낸다.
도 1C, 도 1D, 도 1E 및 도 1F는 모션 시퀀스를 예시한다(좌측은 자석들을 상세히 예시하고, 우측은 자기장의 시뮬레이션을 예시함):
- 도 1C에서, 제1 자화 구성(S-N)은 이동 가능한 영구 자석(100)을 제1 위치(120)로 끌어당긴다(122);
- 도 1D에서, 제2 자화 구성(N-S)은 이동 가능한 영구 자석(100)을 끌어당기기(130) 시작하였다;
- 도 1E에서, 제2 자화 구성(N-S)은 이동 가능한 영구 자석(100)을 제2 위치(140)로 밀어낸다(142); 그리고
- 도 1F에서, 제1 자화 구성(S-N)은 이동 가능한 영구 자석(100)을 끌어당기기(150) 시작하였다.
도 1B에 도시된 바와 같이, 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108)은 고정식 영구자석(102)의 자기 축(110)과 나란하다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108)은 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 자기 축(110)과 동축이다. 이것은 두 축들(108, 110)이 공통 축 또는 동일한 중심을 공유한다는 것을 의미한다(이로써 상기한 두 축은 동심이다).
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108) 및 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 자기 축(110) 모두와 평행한 이동 축(112)을 따라 제1 위치(120)와 제2 위치(140) 사이에서 이동한다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108)은 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 자기 축(110)과 근축으로(paraxially) 나란히 있다고 말할 수 있다. 이는 2개의 축들(108, 110)이 평행하게 나란히 놓여 있음을 의미한다.
다음으로, 전자기계식 잠금장치의 다양한 실시 예들을 설명한다.
먼저, 자석들(100, 102) 및 코일(104)을 갖는 전술한 구조가 전기기계적 잠금장치에서 활용될 수 있는 기능들, 예를 들면, 결합(coupling) 및 결합해제(uncoupling), 그리고 활성화 및 비활성화에 대해 설명하기로 한다. 결합/결합해제 및/또는 활성화(enabling)/비활성화(disabling)는 전기기계식 잠금장치를 잠금 상태로 설정하거나, 전기기계식 잠금장치를 잠금 상태로 유지되게 하거나, 또는 전기기계식 잠금장치를 개방 가능한 상태로 변경할 수 있다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1 위치(120)는 전기기계식 잠금장치의 맞물림(engagement)을 결합해제(uncoupled) 상태로 유지함으로써 상기 전기기계식 잠금장치가 잠금 상태로 유지되는 반면, 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2 위치(140)는 전기기계식 잠금장치의 맞물림을 결합된(coupled) 상태로 만듦으로써 상기 전기기계식 잠금장치가 개방될 수 있는 상태로 변경된다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1 위치(120)는 전기기계식 잠금장치의 움직임을 차단하여 상기 전기기계식 잠금장치가 잠금 상태로 유지되는 반면, 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2 위치(140)는 상기 전기기계식 잠금장치의 움직임을 가능하게 함으로써 상기 전기기계식 잠금장치가 열릴 수 있는 상태로 변경된다.
위에서 언급한 두 가지 실시 예들은 본 출원에서는 기술되지 않지만, 독자는 EP 3118977 B1, EP 3480396 A1 및 EP 3480395 A1과 같은 본 출원인의 다른 출원들 및 특허들을 참조하는 것이 권고되며, 이들은 적용 가능한 모든 관할지에서 참고자료로서 본 명세서에 일체로 통합된다. 본 실시 예들은 전술한 EP 3530847 A1에 기술된 기계적 구조뿐만 아니라 이들 특허에 기술된 기계적 구조에 적용될 수 있다.
도 5A, 도 5B, 도 5C 및 도 5D는 동일한 케이스(500)에 있는 2개의 이동 핀(106A, 106B)을 갖는 전기기계식 잠금장치의 추가 실시 예를 예시한다. 하나의 핀(106A)은 맞물림/해제에 사용될 수 있는 반면, 다른 핀(106B)은, 예컨대, 움직임을 차단/가능하게 하는 데 사용될 수 있다. 각각의 핀(106A, 106B)은 고정식 영구 자석(102A, 102B)과 상호작용하는 이동 가능한 영구 자석(100A, 100B)을 수용한다. 전기적으로 구동되는 자화 코일들(104A, 104B)은, 도 2A 내지 2E 및 도 3A 내지 3E를 참조하여 설명된 실시 예들과 같이, 또는 도 4A 내지 4C를 참조하여 설명된 실시 예들과 같이 배치될 수 있다. 전기적으로 구동되는 자화 코일들(104A, 104B)은 전기 펄스가 각각의 고정형 반-경질 영구 자석(102A, 102B)에 대해 유사한(S-N 및 S-N, 또는 N-S 및 N-S) 또는 다른(S-N 및 N-S, 또는 N-S 및 S-N) 자화 구성을 야기하도록 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 종류의 작동으로써, 양 핀들(106A, 106B)은 단 하나의 제어 주기로 동시에 이동한다. 당연히, 전기적으로 구동되는 자화 코일들(104A, 104B)이 직렬로 연결되지 않는다면, 각각의 핀(106A, 106B)은 각각의 동작과 타이밍에 상관없이 개별적으로 제어될 수 있다.
또 다른 종류의 구성(도시되지 않음) 2개(또는 그 이상)의 이동 가능한 영구 자석들(100)이 하나의 핀(106)에 고정되도록 이루어지는데, 이는 1개 또는 2개의 전기적으로 구동되는 자화 코일들(104A, 104B)로써 자화되는 2개(또는 그 이상)의 고정형 반-경질 영구 자석들(102)에 의해 둘러싸인다. 이러한 방식으로, 핀(106)을 이동시키는 자기력은 단일 자석(100, 102)에 의한 경우보다 더 크다.
핀과 같은 1개, 2개, 3개 또는 그 이상의 기계적 요소들이 설명된 바와 같이 자기적으로 제어될 수 있도록 다양한 구성이 결합될 수 있다.
도 1에 도시된 실시 예에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 제1위치(120) 및 제2위치(140)에서 이동 가능한 영구 자석(100)을 둘러싸도록 형성되고 배치된다. 도 1A에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 이동 가능한 영구 자석(100)을 완전히 둘러싸지만, 고정형 반-경질 영구 자석(102)이 이동 가능한 영구 자석(100)을 부분적으로 둘러싸는 그러한 실시 예도 또한 가능하다.
도 1A에 도시된 실시 예에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 관 형상이고, 이동 가능한 영구 자석(100)은 핀(106)의 중공 내부에 위치한다. 이동 가능한 영구 자석(100)을 구비하는 핀(106)의 일부는 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 관 형상 내에서 움직이도록 헐겁게 끼워 맞춤으로 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 핀(106)은 티타늄, 스테인리스 스틸, 또는 충분한 파괴 강도를 갖는 다른 비자성 재료로 만들어진다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석(100)의 길이는 2mm이고, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 길이는 3mm이다. 관 형상 내부의 중공의 직경은 1.4mm이고 이동 가능한 영구 자석(100)의 직경은 1mm이므로, 핀(106)은 이동 가능한 영구 자석(100)에 대해 0.2mm보다 약간 작은 코팅을 제공한다. 이러한 치수들은 단지 예시일 뿐이지만, 이들은 전술한 것과 같이 자석들(100, 102)을 나란히 배치하면 자기력이 서로에 대해 축 방향으로 배치되는 (종래 기술과 같이) 경우보다 훨씬 더 크다는 사실을 예시하는 역할을 한다. 이로써 전기기계식 잠금장치의 설계 및 구현이 더 쉬워진다(예컨대, 자가-전원형 잠금장치의 보안, 크기, 기계적 복잡성 및 전기 효율성과 관련하여).
일 실시 예에서, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제1 자화 구성(S-N)은 핀(106)의 양 단부가 기계적으로 결합해제된 상태로 유지되도록 이동 가능한 영구 자석(100)을 제1 위치(120)로 끌어당겨, 전기기계식 잠금장치가 잠금 상태로 유지된다. 반면에, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2 자화 구성(N-S)은 핀(106)의 일단이 기계적으로 결합되도록 이동 가능한 영구 자석(100)을 제2 위치(140)로 밀어내고, 이에 의해 전기기계식 잠금장치가 개방 가능한 상태로 변한다. 이것은 도 1A에 도시되어 있으며, 이때 핀(106)의 확장된 좌쪽 부분은 먼저 공동(180)과 결합해제된 상태로 유지되고, 또한 핀(106)의 우측 부분(S극 포함)은 결합해제된 상태로 유지되지만, 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 자화 구성이 S-N에서 N-S로 전환되면(즉, 도 1C에서 도 1E로), 핀(160)의 확장된 좌측 부분이 공동(180)과 기계적으로 결합된다.
도 2A, 도 2B, 도 2C, 도 2D, 도 2E, 도 3A, 도 3B, 도 3C, 3D 및 도 3E에 도시된 실시 예에서, 전기로 구동되는 자화 코일(104)은 고정형 반-경질 영구 자석(102)을 둘러싸도록 배치된다. 일 실시 예에서, 상기한 전기로 구동되는 자화 코일(104)은 고정형 반-경질 영구 자석(102) 주위에 감겨 있으며, 일 방향에서의 전기 흐름은 제1 자화 구성(S-N)을 유발하고, 반대 방향의 전기 흐름은 제2 자화 구성(N-S)을 유발한다.
도 2A 내지 도 2E 및 도 3A 내지 도 3E 사이의 차이점은, 전자에서는 전기기계식 잠금장치장치가 선택적인 케이스(200)와 함께 도시되어 있는 반면, 후자에서는 그 케이스(200)가 필요하지 않다는 것이다(예를 들어, 전기기계식 잠금장치가 도어 내부 공간에 내장되기 때문에).
도 4A, 도 4B 및 도 4C에 도시된 실시 예에 있어, 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 제1 위치(120) 및 제2 위치(140)에서 이동 가능한 영구 자석(100)을 둘러싸도록 형성 및 배치되고, 상기한 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 이동 가능한 영구 자석(100)과 고정형 반-경질 영구 자석(102) 사이의 빈 공간에 배치된다. 일 실시 예에서, 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)을 위해 지지 구조(400)가 필요할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 방법의 실시 예들을 예시하는 흐름도인 도 6을 참조하여 설명한다. 일 실시 예에서, 상기 방법은 전기기계적 잠금장치에서 수행된다. 일 실시 예에서, 상기 방법은 전술한 이동 가능한 영구 자석(100), 고정형 반-경질 영구 자석(102), 및 전기적으로 구동되는 전력 자화 코일(104)을 이용하는, 전기기계식 장치에서 수행된다.
그 동작들은 반드시 발생 순서대로 순차적으로 수행되지는 않으며, 일부 동작들은 동시에 수행되거나 지정된 순서와는 다른 순서로 수행될 수 있다. 다른 기능들은 그 동작들 사이에 또는 동작들 내에서 실행될 수 있으며, 다른 데이터가 그 동작들 간에 교환될 수 있다. 일부 동작들 또는 동작들의 일부는 생략되거나 해당 동작 또는 그 동작의 일부로 대체될 수도 있다. 처리 순서에 대한 논리적 요구 사항으로 인해 필요한 경우를 제외하고는 특별한 동작 순서가 필요하지 않다.
상기 방법은 600에서 시작한다.
602에서, 고정형 반-경질 영구 자석의 극성은 제1 자화 구성과 제2 자화 구성 사이에서 전기적으로 전환된다.
604에서, 이동 가능한 영구 자석은 고정형 반-경질 영구 자석의 제1 자화 구성에 의해 제1 위치로 끌린다.
606에서, 이동 가능한 영구 자석은 고정형 반-경질 영구 자석의 제2 자화 구성에 의해 제2 위치로 반발된다.
608에서, 이동 가능한 영구 자석은 상기 이동 가능한 영구 자석의 자기 축을 따라 이동되고, 상기 이동 가능한 영구 자석의 자기 축은 고정형 반-경질 영구 자석의 자기 축과 나란하다.
상기 방법은 624에서 종료된다.
전술한 전기기계식 잠금장치의 실시 예들은 다양한 추가 실시 예로 그 방법을 향상시키기 위해 활용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 구조적 및/또는 작동적 세부사항이 상기 방법을 보완할 수 있다.
일 실시 예에서, 이동 가능한 영구 자석의 자기 축은 고정형 반-경질 영구 자석의 자기 축과 동축(614)이다.
일 실시 예에서, 상기 방법은, 이동 가능한 영구 자석의 자기 축 및 고정형 반-경질 영구 자석의 자기 축 모두와 평행한(616) 운동 축을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 이동 가능한 영구 자석을 이동시키는 동작(608)을 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 방법은, 제1 자화 구성에서, 고정형 반-경질 영구 자석의 제1극에 의해 이동 가능한 영구 자석의 제1극을, 그리고 고정형 반-경질 영구 자석의 제2극에 의해 이동 가능한 영구 자석의 제2극을 끌어당기는 동작(610); 및 제2 자화 구성에서, 고정형 반-경질 영구 자석의 반전된 제1극에 의해, 이동 가능한 영구 자석의 제1극을, 그리고 고정형 반-경질 영구 자석의 반전된 제2극에 의해, 이동 가능한 영구 자석의 제2극을 반발하는 동작(620)을 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 고정형 반-경질 영구 자석에 의해 제1 위치 및 제2 위치에서 이동 가능한 영구 자석을 둘러싸는 동작(618)을 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 방법은, 제1 자화 구성에서, 이동 가능한 영구 자석을 포함하는 핀의 양단이 기계적으로 결합되지 않은 상태로 유지되도록 상기 이동 가능한 영구 자석을 제1 위치로 끌어당기는 동작(612); 및 제2 자화 구성에서, 상기 핀의 일단이 기계적으로 결합되도록 상기 이동 가능한 영구 자석을 제2 위치로 반발시키는 동작(622)을 더 포함한다. 일 실시 예에서, 상기 이동 가능한 영구 자석을 포함하는 핀의 양단으로 인해 전기기계식 잠금장치(상기 방법을 실행하는)는 잠금 상태로 유지되고, 또한 핀의 일단이 기계적으로 결합됨으로 인해 전기기계식 잠금장치는 개방 가능한 상태로 변한다.
이상, 본 발명은 첨부된 도면에 따른 하나 또는 다수의 실시 예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 여러 방식으로 변형될 수 있다. 모든 용어 및 표현은 광의로 해석되어야 할 것이며, 이들은 해당 실시 예들을 제한하려는 것이 아니라 단지 예시하기 위한 것이다. 기술이 발전함에 따라 본 발명의 개념이 다양한 방식으로 구현될 수 있음은 당해 기술분야의 전문가에게 자명할 것이다.

Claims (13)

  1. 전기기계식 잠금장치에 있어서,
    제1 위치(120)와 제2 위치(140) 사이를 이동하는 이동 가능한 영구 자석(100);
    고정형 반-경질 영구 자석(102); 및
    상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)에 근접하게 배치되어 제1 자화 구성(S-N)과 제2 자화 구성(N-S) 사이에서 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 극성을 전환하는 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)을 포함하되, 여기서 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제1 자화 구성(S-N)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)을 상기 제1 위치(120)로 끌어당기고(122), 그리고 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2 자화 구성(N-S)은 상기 이동 가능한 영구 자석을 상기 제2 위치(140)로 밀어내도록(142) 구성되고;
    상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108)은 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 자기 축(110)과 나란하고,
    상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 상기 제1 위치(120) 및 상기 제2 위치(140)에서 상기 이동 가능한 영구 자석(100)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 형성 및 배치되는 것으로,
    상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)은 관 모양이고, 상기 이동 가능한 영구 자석(100)은 핀(106)의 중공 내부에 배치되고, 상기 이동 가능한 영구 자석(100)을 포함하는 핀(106)의 일부는 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 관 형상 내에서 움직일 수 있도록 헐거운 끼워 맞춤(clearance fitted)으로 배치되는 것인, 전기기계식 잠금장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 가능한 영구 자석(100)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 자기 축(108)과 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 자기 축(110)과 평행한 운동 축(112)을 따라서 상기 제1 위치(120)와 상기 제2 위치(140) 사이에서 이동하는 것인 전기기계식 잠금장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자화 구성(S-N)에서, 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제1극(160)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1극(164)을 끌어당기고, 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2극(162)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2극(166)을 끌어당기고,
    반면에, 상기 제2 자화 구성(N-S)에서, 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 반전된 제1극(168)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1극(164)을 밀어내고, 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 반전된 제2극(170)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2극(166)을 밀어내는 것인 전기기계식 잠금장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정형 영구자석(102)의 제1 자화 구성(S-N)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)을 상기 제1 위치(120)로 끌어당겨 상기 핀(106)의 양단이 기계적으로 결합해제 상태로 유지되게 함으로써 전기기계식 잠금장치는 잠금 상태로 유지되는 반면, 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)의 제2 자화 구성(N-S)은 상기 이동 가능한 영구 자석(100)을 제2 위치(140)로 밀어내어 상기 핀(106)의 일단이 기계적으로 결합상태로 유지됨으로써 전기기계식 잠금장치가 개방 가능한 상태로 변경되는 것인 전기기계식 잠금장치.
  5. 제1항에 있어서
    상기한 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102) 주위를 감싸도록 하고, 일 방향으로의 전기 흐름이 상기 제1 자화 구성(S-N)을 야기하고, 반대 방향으로의 전기 흐름은 상기 제2 자화 구성(N-S)을 유발하는 것인 전기기계식 잠금장치.
  6. 제1항에 있어서
    상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1 위치(120)는 전기기계식 잠금장치의 맞물림을 결합해제 상태로 유지함으로써 전기기계식 잠금장치가 잠금 상태로 유지되는 반면, 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2 위치(140)는 전기기계식 잠금장치의 맞물림을 결합 상태로 유지함으로써 전기기계식 잠금장치가 개방 가능한 상태로 변경되는 것인 전기기계식 잠금장치.
  7. 제1항에 있어서
    상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제1 위치(120)는 전기기계식 잠금장치에서의 움직임을 차단하여 상기 전기기계식 잠금장치가 잠금 상태로 유지되도록 하는 반면, 상기 이동 가능한 영구 자석(100)의 제2 위치(140)는 전자기계식 잠금장치에서의 움직임을 가능하게 하여 상기 전자기계식 잠금장치가 개방 가능한 상태로 변경되는 것인 전기기계식 잠금장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 전기적으로 구동되는 자화 코일(104)은 상기 고정형 반-경질 영구 자석(102)을 둘러싸도록 배치되는 것인 전자기계식 잠금장치.
  9. 제1 자화 구성과 제2 자화 구성 사이에서 고정형 반-경질 영구 자석의 극성을 전기적으로 스위칭하는 동작(602);
    상기 고정형 반-경질 영구 자석의 제1 자화 구성에 의해 이동 가능한 영구 자석을 제1 위치로 끌어당기는 동작(604);
    상기 고정형 반-경질 영구 자석의 제2 자화 구성에 의해 상기 이동 가능한 영구 자석을 제2 위치로 밀어내는 동작(606);
    상기 이동 가능한 영구 자석의 자기 축은 상기 고정형 반-경질 영구 자석의 자기 축과 나란히 있도록 구성되고, 상기 이동 가능한 영구 자석의 자기 축을 따라 상기 이동 가능한 영구 자석을 이동시키는 동작(608); 및
    제1 위치 및 제2 위치에 있는 상기 이동 가능한 영구 자석을 상기 고정형 반-경질 영구 자석에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸는 동작(618),을 포함하는 것으로,
    상기 고정형 반-경질 영구 자석은 관 모양이고, 상기 이동 가능한 영구 자석은 핀의 중공 내부에 배치되고, 상기 이동 가능한 영구 자석을 포함하는 핀의 일부는 고정형 반-경질 영구 자석의 관 형상 내에서 움직일 수 있도록 헐거운 끼워 맞춤(clearance fitted)으로 배치되는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이동 가능한 영구 자석의 자기 축 및 상기 고정형 반-경질 영구 자석의 자기 축 모두와 평행한 운동 축을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 이동 가능한 영구 자석을 이동시키는 동작(608)을 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 자화 구성에서, 상기 고정형 반-경질 영구 자석의 제1극에 의해, 상기 이동 가능한 영구 자석의 제1극을, 그리고 상기 고정형 반-경질 영구 자석의 제2 극에 의해, 상기 이동 가능한 영구 자석의 제2극을 끌어당기는 동작(610); 및
    상기 제2 자화 구성에서, 상기 고정형 반-경질 영구 자석의 반전된 제1극에 의해 상기 이동 가능한 영구 자석의 제1극을, 그리고 상기 고정형 반-경질 영구 자석의 반전된 제2극에 의해 상기 이동 가능한 영구 자석의 제2극을 밀어내는 동작(620)을 더 포함하는 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자화 구성에서, 상기 이동 가능한 영구 자석을 포함하는 핀의 양 단부가 기계적으로 결합되지 않은 상태로 유지되도록 상기 이동 가능한 영구 자석을 제1 위치로 끌어당기는 동작(612); 및
    상기 제2 자화 구성에서, 상기 핀의 일단이 기계적으로 결합되도록 상기 이동 가능한 영구 자석을 제2 위치로 밀어내는 동작(622)을 더 포함하는 방법.
  13. 삭제
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