KR20060007061A

KR20060007061A - 관성 솔레노이드.

Info

Publication number: KR20060007061A
Application number: KR1020060001149A
Authority: KR
Inventors: 탁귀열
Original assignee: 탁귀열
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2006-01-23

Abstract

본 발명은 음향기기의 전기적 신호 출력을 물리적 진동에너지로 변환하는 전자식 관성 진동솔레노이드 장치로서 음향기기 및 안마용 의료기기에 사용할 수 있도록 한 다용도 진동 관성 솔레노이드에 관한 것이다.

본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치는 하부커버(17)과 케이스(15)와 상부커버(11)이 결합되어 이루어지며, 정 중앙부에 상부 압축스프링(21)의 고정 공동과 외부단자(13)의 고정용 공동 및 통기구(16)과 타 기기 결합용 공동(10)이 형성되어있는 상부커버(11); 상기 중앙공동에 고정되는 압축스프링(21)과 접촉되는 피스톤코일(28); 상기 상부커버의 내측에 결합되어 피스톤에 전류를 공급하는 환형 정류자(20); 상기 스프링과 접촉된 피스톤코일(28)의 상부 철편(26)에 절연체(24)로 절연 상태로 결합된 정류브러쉬(23); 상기 정류브러쉬(23) 으로부터 신호를 공급받는 피스톤코일(28)의 하측에 형성되는 하측 철편(29); 상기 피스톤코일(28)을 감싸며 케이스(15)의 내부에 고정 결합 되는 수직 3극 파이프 형태의 실린더자석(32); 상기 실린더자석(32) 의 내부에 위치한 피스톤코일(28)의 정 중앙 음각 홈(31)에 거치되는 압축스프링 (34); 상기 압축스프링(34)가 정 중앙부에 고정되어 피스톤코일(28)을 실린더자석(32)의 중간위치로 설정하는 하부커버(17); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 관성 솔레노이드 장치는 전기적 신호를 물리적 왕복 에너지로 변환하여 출력하는 전자석 장치이다. 본 발명은 단순히 충격 많을 발생하던 종래의 솔레노이드와 달리 통상적인 음향신호를, 솔레노이드 피스톤의 관성력을 이용하여 케이스의 물리적 진동으로 출력 가능한 다기능 솔레노이드로서 솔레노이드를 안마용 해머로 적용하던 안마용품 시장에 새로운 음향출력 및 전자 해머 장치로서 그 가치가 충분할 것이다.

관성, 솔레노이드, 정류편, 정류브러쉬, 철편, 실린더, 피스톤, 환형

Description

관성 솔레노이드.{The inertial force solenoid}

도1은 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 사시도

도2는 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 분리 사시도

도3은 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 단면도

도4는 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 평면도

도5는 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 작동형태의 도면

도6은 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 백미러 적용 예시 도면

도7은 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 안마의자 적용 예시 도면

도8은 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치의 자석피스톤의 자계 분포도

〈도면의 주요부분에대한 부호설명〉

11: 상부커버 13: 도전성 입력단자

15: 자성체 케이스 20: 환형 정류편

21, 34: 압축스프링 23: 정류브러쉬

28: 피스톤코일 32: 3극 환형 링 자석

17: 하측커버 25, 31 스프링거치용 홈

본 발명은 피스톤코일의 관성력을 이용한 진동 솔레노이드에 관한 것으로서, 특히 음향기기의 전기적 신호 출력을 물리적 진동에너지로 변환하는 전자식 관성 진동솔레노이드 로서 음향기기 및 안마용 의료기기에 사용할 수 있도록 한 다용도 진동 솔레노이드에 관한 것이다.

본래 솔레노이드 라 함은, 전기적 에너지를 자기력으로 변환 한 후 자기력의 인력 특성을 이용하여 발생된 물리적 운동에너지를, 액체 또는 기체의 제어 수단이나 대형기기의 트리거 작용 기기로 사용하는 장치인데, 종래의 솔레노이드의 경우 실린더 형태의 코일과 코일 내부에 형성된 실린더에 철심코어를 설치한 형태로서 교류 또는 직류 전기를 이용하여 작동되는 형태로 갖추어진다.

상기 종래의 솔레노이드는 피스톤이 단순 자성체로 구성되어 있으므로 피스톤이 코일실린더 내부의 상행 점과 하행 점을 단순 왕복운동 하게 되어 있는데, 이러한 구조는 제동 기능만을 수행하므로 기능이 한정되어 있다, 또한 피스톤 과 코일실린더의 접촉 면적이 넓어 기동력이 저하되는 등 의 단점이 있다. 이러한 종래의 솔레노이드를 사용하고 있는 안마 기기의 경우, 두드림 기능 외에 진동기능을 겸비 할 수 없는 문제점을 가지고 있음 을 볼 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫째 목적은 자석실린더 내부에 삽입 된 피스톤코일이 자석실린더 내부에서 행정 진폭이 자유로이 구현되는 장치를 제공함에 있으며, 또 다른 목적은 코일피스톤의 육중한 관성을 이용하여 솔레노이 드의 본체가 해머기능을 하도록 하여, 안마기기 업계나 기타 음향기기 업계에 다기능의 솔레노이드를 제공함에 그 목적을 둔다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치는 피스톤을 중력이 큰 코일과 철심코어로 설정하고 이에 대향되는 실린더는 코일피스톤을 외부에서 감싸는 형태로서 3극 자석을 사용하여 피스톤과 상대적으로 무게가 감소 되도록 설계 하고 피스톤코일과 자석실린더가 상호 자력으로 반발력 및 인력을 발생하여 상, 하 행정운동을 이루며 코일피스톤 의 관성력 작용으로 자석실린더와 결합되어있는 케이스 본체는 반작용을 일으켜 결국 상호 에 따른 일방향의 왕복 진동을 구현하게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 4 는 본 발명에 따른 관성솔레노이드 장치를 나타낸다.

본 발명에 따른 솔레노이드 장치는 하부커버(17)과 케이스(15)와 상부커버(11)이 결합되어 이루어지며, 케이스(15)와 이 케이스(15)의 내부에 결합되는 수직방향 3극 실린더자석(32)와 실린더자석(32)의 내부에 상하로 자유로이 유동 가능한 피스톤코일(28)과 피스톤코일(28)의 상단철편(26)의 상부에 절연체(24)로 절연 결합되는 정류자(23)은 외부에서 공급되는 전기신호를 코일(28)에 공급하는 역할이며, 피스톤코일(28)의 상부철편(26)과 하부철편(29)에는 피스톤코일(28)과 실린더 자석(32)와 의 마찰계수를 줄이기 위한 각기 3개 이상의 돌기(27, 30)을 포함 한다.

상기 상부커버(11)에는 케이스(15)와의 결합용 공동이 커버 외측에 다수 형성되고 또한 타 기기와의 결합 공동(10)이 3구멍 돌출 형성되며 상부커버(11)의 내부에는 통기성 공동(16)이 다수 형성되어 피스톤의 행정운동이 원활히 작동되도록 하고 상부커버(11)의 정 중앙에는 전기신호 전달용 도전성단자(13)이 압축스프링(21)과 결합되어 어스단자를 구성하며 상부커버(11)의 하측에는 도전성 환형 정류편(20)이 전기신호 전달용 도전성단자(19)와 결합되어 외부의 양극 전기신호를 정류자(23)으로 전달하는 구조를 채용하고 있다.

상기 하부커버(17)에는 상부커버와 마찬가지로 케이스(15)와의 결합공동이 커버 외측에 다수 형성되고 타 기기와의 결합 공동(18)이 3구멍 돌출 형성되며 하부커버(11) 내부에는 통기성 공동(16)이 다수 형성되어 피스톤의 행정운동이 원활히 작동되도록 하며 상부커버(11)의 정 중앙에는 압축스프링(34)가 결합되는 구조로 형성되어있다.

도면부호 (12) 는 상부 및 하부커버를 케이스(15)와 결합하는 스크류나사 이며, 상부커버(11)의 내측에는 외부로부터 피스톤코일(28)에 신호를 전달하는 도전성 환형 정류편(20)이 결합되되 상부커버(11)의 외부단자(19)와 통전 상태로 구성되어 양극 단자를 형성하고, 상부커버(11)의 정 중앙에는 코일의 에나멜선 시작점이 코어 및 철편(26)에 접지되어 있는 피스톤코일(28)의 중립설정용 압축스프링(21)이 외부단자(13)과 통전상태로 결합되어 음극 단자를 형성하고 있다.

상기 피스톤코일(28)은 도전성 자성체 코어가 내삽 되고 상, 하 양쪽 끝에 자성체 철편(26, 29)가 결합되는데 상기 철편(26, 29)의 둘레에는 각기 3개 이상의 마찰계수 감소용 돌기(27, 30)이 형성되어 피스톤이 상, 하 왕복운동을 원활하게 작동되게 구성된다.

또한 상기 철편(26)의 상부에는 환형철편(20)으로부터 신호를 전달받는 정류 브러쉬(23)이 절연체(24)를 이용해 철편(26)과 절연상태로 결합되어 코일의 에나멜동선 끝부분에 양극을 공급하고 코일의 에나멜동선 시작 부분은 도전성 자성체코어와 결합되어 압축스프링(21)로부터 음극을 전달받는 구조로 전기적 회로를 구성한다.

상기 자석실린더(32)는 피스톤코일(28)을 감싸는 형태로 결합되며 내벽이 철편에 형성된 돌기(27, 30)과 접촉하게 되며 겉 케이스(15)의 내부에 결합된다.

상기와 같이 조합된 자석실린더(32)의 내부에는 피스톤코일(28)이 삽입되고 상부 케이스(11)이 스크류(12)를 이용 외부케이스(15)와 결합되고, 하측은 정 중앙에 중립 설정용 압축스프링(34)가 설치된 하부커버(17)이 스크류(12)를 이용해 덮어져 관성 솔레노이드 장치를 이루게 된다.

상기와 같이 이루어진 관성 솔레노이드 장치는 외부단자(13, 19)에 전기신호가 가해지는데, 음극신호는 정 중앙에 위치한 압축스프링(21)을 거쳐 접지 철편(26)을 통해 코일의 시작점에 신호가 가해지며 다수로 권선된 코일을 지나 정류 장치(23, 20)을 거쳐 양극단자(19)로 연결되 전기 회로를 구성하게 된다, 이와 같이 전기회로를 이룬 관성 솔레노이드는 피스톤코일(28)이 페러데이 법칙을 구현하는데 피스톤코일(28)에 신호 전류가 흐르게 되면 철편(26, 29)에는 이에 상응하는 자력이 형성되며 상측 철편(26)과 하측 철편(29)는 서로 상반되는 극성을 발생 한다, 예를 들면 상측 철편(26)이 S극이면 하측 철편(29)는 N극, 상측 철편(26)이 N극이면 하측 철편(29)는 S극, 이되는 것이다.

상기와 같이 피스톤코일(28)에 자력이 발생되면 피스톤코일(28)을 감싸고 있는 자석실린더(32)와 인력 및 반발의 물리적 에너지가 발생하여 피스톤코일(28)은 자석실린더 내부에서 상, 하 로 수직 왕복운동을 하게 되는데 이 과정에서 빠르게 운동하는 피스톤코일은 큰 관성력을 일으키게 되어 이와 대향되고 있는 실린더자석(32)는 반작용으로 피스톤코일(28)과 상호 반대 이동을 하게 되는 것이며 자석실린더(32)와 결합된 케이스(15)는 결국 피 사용 물체에 물리적 충격을 가하게된다, 이와 같은 관성 솔레노이드에 음향기기의 신호를 가할 경우 음악의 박자에 따른 물리적 진동을 발생 하게 되는 것이다.

첨부도면 도 8은 자극의 분포를 도 5는 자극의 분포에 따른 자계회로 구성 및 피스톤코일(28)과 자석실린더(32)의 상호 작동구현을 나타내는 도면으로서 도 5에서 보듯 그림(a)는 상측 철편(26)에 S극이 형성 되었을 경우 자석실린더(32)의 상측에 형성 되어있는 N극과 의 인력으로 피스톤코일(28)은 상행 점으로 이동한 모습이고, 그림(c)는 하측의 철편(29)가 S극이 형성되었을 경우 자석실린더(32)의 하측에 형성되어있는 N극과 의 인력으로 피스톤코일(28)은 하행 점으로 이동 하는 모습을 나타내고 있는데 피스톤코일(28)에 전류가 가해지지 않을 경우 에는 상측과 하측의 정 중앙에 설치된 중립 설정용 압축스프링(21, 34)의 작용으로 피스톤코일 (28)은 자석실린더(32)의 중간 부분에 위치하도록 설계 되어 있으며 그림(b)에 도시 되어있다.

본 발명에 따른 솔레노이드 장치의 자석실린더(32)의 자극의 분포는 첨부도면 도 8에서 상측과 하측은 N극으로 중간 부분은 S극 의 3극 자석으로 제시되었으나 상측과 하측은 S극으로 중간 부분은 N극 의 3극 자석을 채용하여도 무방하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 관성 솔레노이드 장치는 종래의 피스톤 해머 방식과 달리 피스톤의 관성과 케이스의 반작용 힘을 이용하여 물리적 진동을 발생하는 솔레노이드로서 의료용 물리치료기 나 안마기기, 음향기기, 산업기기 등에 다양하게 적용하여 사용하기 에 매우 편리하게 설계 되었다. 이러한 형태의 솔레노이드는 기존의 진동기능과 두타안마 기능을 동시에 작동가능하며, 물리적 구동을 필요로 하는 모든 분야에 적용 될 수 있다, 이와 같이 관성력을 이용한 본 관성 솔레노이드는 기존 모터로 구동되던 고가의 구동장치를 대체할 새로운 대안이 될 수 있을 것이다.

Claims

다수의 동공이 형성되고 정중앙에 압축스프링(21)이 내측으로 설치된 상부커버(11)과 하부커버(17)이 결합되어 이루어지며, 내부에 자석실린더(32)가 결합되어 있는 케이스(15);

상기 상부커버(11)의 외부에는 도전성 단자(13) 2개가 형성되어 상부커버(11)의 내측에 도전성 환형 정류편과 압축스프링(21)과 결합되는 상부커버(11);

상기 자석실린더(32)의 내부에는 상, 하측에 각기 3개 이상의 돌기(27, 30)가 형성된 철편(26, 29)이 형성된 피스톤코일(28)이 삽입되며, 상부 철편(26)에는 절연체(24)를 사이에 두고 절연상태로 결합된 정류 브러쉬(23);

상기 피스톤코일(28)을 자석실린더(32)의 내부중앙에 위치하도록 설정하여 무신호 시 피스톤코일이 중립을 이루게 하는 하부 스프링(34)와 하부커버(17);

상기 피스톤코일(28)은 외부단자(13)과 전기적으로 접속되어 전기적 신호의 강약 또는 극성의 반전을 자력의 강약 또는 자극의 반전으로 변환하여 자석실린더(32)의 내부에서 상호 인력과 반발력을 발생, 피스톤코일(28)이 상, 하로 자유로이 이동함에, 자석실린더(32)는 이에 대응하는 반작용의 진동 움직임을 발생하는 것을 특징으로 하는 관성 솔레노이드 장치.
상부커버(11)의 정 중앙에 접지용 외부단자(13)과 도전성 압축스프링(21)이 전기적으로 결합 고정되며 압축스프링(21)의 외부에 도전성 환형 정류편(20)이 외 부단자(19)와 전기적으로 결합 고정되고, 실린더 내부의 배기용 공동(16)과 외곽에 타기기 와의 결속 공동(10)이 다수 형성된 절연성 상부커버(11);

상기 도전성 환형 정류편(20)과 접촉되며 피스톤코일(28)의 상부철편에 절연상태로 결합되는 정류브러쉬(23)은 코일의 에나멜선 끝 부분과 전기적으로 결합되고, 코일의 에나멜선 시작 부분은 도전성 철편(26)에 어스로 전기적 결합되어 전기회로를 구성하고, 상기 철편(26, 29)는 자석실린더(15)와의 1㎜이하의 공극을 유지시키는 6개 이상의 돌기(27, 30)

상기 피스톤코일(28)이 자석실린더(15)의 중간에 위치하도록 설정하는 스프링(34)가 정 중앙에 결합되고 외곽에 타기기 결속 공동(18)이 형성되는 절연성 하부커버(17)을 특징으로 하는 관성 솔레노이드 장치.
상기 자석실린더(32)는 영구자석으로서 수직으로 정확히 3등분 되며 자계 3극을 구성하되 중간을 부분을 제외한 상측과 하측의 극성은 동일하게 하고, 중간부분은 상, 하 측과 반대의 극성을 취함 을 특징으로 하는 관성 솔레노이드 장치.
제 1항에 있어서, 피스톤코일(28)이 상, 하로 물리적 운동 시 정류 장치를 이용하여 외부로부터 의 전기적 신호를 피스톤코일(28)에 공급함을 특징으로 하는 관성 솔레노이드 장치.
제 1항에 있어서, 기기의 본체인 케이스(15)는 자성체를 사용하여 자력이 외 부로 손실됨을 제어하고 자석실린더(32)의 자력이 내부로만 가해지도록 함을 특징으로 하는 관성 솔레노이드 장치.
제 2항에 있어서, 중립 설정용 스프링(21)과 (34)는 원뿔형태의 압축용 도전성 스프링을 사용함을 특징으로 하는 관성 솔레노이드 장치.