KR20150116353A - 전자기 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 전자기 액츄에이터는, 편향형 영구자석, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 조정하도록 배치되는 자로 제어 장치, 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치와 대향하는 코어, 및 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 보강 또는 상쇄하도록 상기 코어에 감긴 코일을 포함하는 제1 몸체; 및 상기 코어를 사이에 두고 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치와 이격되는 제2 몸체;를 포함한다. 상기 전자기 액츄에이터는 편향형 영구자석을 채용함으로써 큰 지지 하중을 가지면서도, 자로 제어 장치를 도입함으로써, 편향형 영구자석으로 인해 발생하는 부상체와 지지체간의 강한 접촉 견인력을 극복하고 초기 부상이 안정적이고 용이하게 할 수 있다.

Description

전자기 액츄에이터{Electromagnetic actuator}
본 발명의 기술적 사상은 전자기 액츄에이터에 관한 것으로, 특히 편향형 영구자석을 이용한 전자기 액츄에이터에 관한 것이다.
전자기 액츄에이터는 전자석을 이용하여 대상체를 부상시킬 수 있다. 전자기 액츄에이터의 지지 하중을 높이기 위해서는 전자석을 이루는 코일에 높은 편향 전류(bias current)를 공급하는 것이 필요하지만, 발열 문제로 인해 공급 전류 크기의 제한이 있다. 따라서, 이러한 제한을 극복하기 위하여 편향 전류를 대체할 수 있는 편향형 영구자석을 채용한 전자기 액츄에이터가 제안된다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 공급 전류 크기의 제한을 극복함과 동시에 초기 부상이 안정적이고 용이한 전자기 액츄에이터의 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 따른 전자기 액츄에이터는, 편향형 영구자석, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 조정하도록 배치되는 자로 제어 장치, 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치와 대향하는 코어, 및 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 보강 또는 상쇄하도록 상기 코어에 감긴 코일을 포함하는 제1 몸체; 및 상기 코어를 사이에 두고 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치와 이격되는 제2 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 자로 제어 장치는 영구자석인 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 자로 제어 장치는 전자석인 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 코어는 복수의 코어들로서 상기 복수의 코어들은 서로 마주보도록 배치되고, 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치는 상기 복수의 코어들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 코일은 상기 복수의 코어들을 한번에 감싸도록 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 코일은 상기 복수의 코어들 각각에 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 코어는 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로가 상기 제2 몸체를 통과하도록 상기 제2 몸체를 향하는 돌출부를 포함하고, 상기 코일은 상기 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부에 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 몸체는 이송체이고, 상기 제2 몸체는 레일인 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 몸체는 중공 원통체이고, 상기 제2 몸체는 회전 대상체인 것을 특징으로 하는 회전 운동용 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 자로 제어 장치는 상기 편향형 영구자석과 상기 제2 몸체를 공통적으로 통과하는 자로 중 일부의 자로가 상기 편향형 영구자석만을 통과하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 따른 전자기 액츄에이터는, 편향형 영구자석, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 조정하도록 배치되는 자로 제어 장치를 구비하는 제1 몸체; 및 상기 제1 몸체와 대향하는 제1 코어, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 보강 또는 상쇄하도록 상기 제1 코어에 감긴 제1 코일을 구비하는 제2 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 코어는 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로가 상기 제2 몸체를 통과하도록 상기 제1 몸체를 향하는 돌출부를 포함하고, 상기 제1 코일은 상기 제1 코어의 적어도 하나의 상기 돌출부에 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 코어는 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로가 상기 제2 몸체를 통과하도록 상기 제1 몸체를 향하는 돌출부를 포함하고, 상기 제1 코일은 상기 제1 코어의 상기 돌출부를 잇는 코어 몸체부에 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 몸체는 상기 제2 몸체와 대향하는 제2 코어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 보강 또는 상쇄하도록 상기 제2 코어에 감기는 제2 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 전자기 액츄에이터는, 편향형 영구자석을 채용함으로써 전자석을 이용할 때 문제되는 공급 전류의 크기 제한을 극복하고 높은 지지 하중을 가질 수 있다. 또한, 상기 전자기 액츄에이터에 편향형 영구자석에 의한 자로를 상쇄시키는 자로 제어 장치를 도입함으로써, 편향형 영구자석으로인해 발생하는 부상체와 지지체간의 강한 접촉 견인력을 극복하고 초기 부상이 안정적이고 용이하게 할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 안착 상태의 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 부상 상태의 단면도이다.
도 2 내지 도 9은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 부상 상태의 단면도이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 따른 직선 운동용 전자기 액츄에이터의 사시도 및 단면도이다.
도 11a 내지 도 11b는 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 따른 회전 운동용 전자기 액츄에이터의 사시도 및 단면도이다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 안착 상태의 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 부상 상태의 단면도이다.
도 2 내지 도 9은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 전자기 액츄에이터의 부상 상태의 단면도이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 따른 직선 운동용 전자기 액츄에이터의 사시도 및 단면도이다.
도 11a 내지 도 11b는 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 따른 회전 운동용 전자기 액츄에이터의 사시도 및 단면도이다.
10a, 20A, 30A, 40A, 50A, 60A, 70A, 80A, 90A, 110: 제1 몸체, 10b, 20B, 30Ba, 30Bb, 40B, 50B, 60B, 70B, 80B, 90B, 120: 제2 몸체, 11, 51, 61, 81: 편향형 영구자석, 11m, 11m', 51m, 61m, 81m: 편향형 영구자석에 의한 자로, 13a, 13b, 53: 코어, 63, 83, 93: 제1 코어, 64, 84, 94: 제2 코어, 15, 35a, 35b, 45, 55, 65, 75, 85, 95: 코일, 15m, 35ma, 35mb, 45m, 55m, 65m, 75m, 85m: 전자석 자로, 17, 57, 67, 87: 자로 제어용 영구자석, 27: 전자석, 17m, 27m, 57m, 67m, 87m: 유도 자로, 210: 편향형 영구자석, 210m: 영구자석 자로, 215: 중공 회전체, 220: 회전 대상체, 230: 코어, 240: 코일, 240m: 전자석 자로, 250: 자로 제어용 영구자석, 250m: 유도 자로, U: 전자기 액츄에이터 유닛

Claims (10)

  1. 편향형 영구자석, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 조정하도록 배치되는 자로 제어 장치, 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치와 대향하는 코어, 및 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 보강 또는 상쇄하도록 상기 코어에 감긴 코일을 포함하는 제1 몸체; 및
    상기 코어를 사이에 두고 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치와 이격되는 제2 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 자로 제어 장치는 영구자석인 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 자로 제어 장치는 전자석인 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 코어는 복수의 코어들로서 상기 복수의 코어들은 서로 마주보도록 배치되고, 상기 편향형 영구자석 및 상기 자로 제어 장치는 상기 복수의 코어들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 코일은 상기 복수의 코어들을 한번에 감싸도록 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 코어는 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로가 상기 제2 몸체를 통과하도록 상기 제2 몸체를 향하는 돌출부를 포함하고, 상기 코일은 상기 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부에 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 몸체는 이송체이고, 상기 제2 몸체는 레일인 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 몸체는 중공 원통체이고, 상기 제2 몸체는 회전 대상체인 것을 특징으로 하는 회전 운동용 전자기 액츄에이터.
  9. 편향형 영구자석, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 조정하도록 배치되는 자로 제어 장치를 구비하는 제1 몸체; 및
    상기 제1 몸체와 대향하는 제1 코어, 상기 편향형 영구자석이 형성하는 자로를 보강 또는 상쇄하도록 상기 제1 코어에 감긴 제1 코일을 구비하는 제2 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제1 몸체는 상기 제2 몸체와 대향하는 제2 코어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액츄에이터.
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