KR101362896B1

KR101362896B1 - 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기

Info

Publication number: KR101362896B1
Application number: KR1020120037384A
Authority: KR
Inventors: 홍승기; 조동진; 성기영; 심경훈; 남정우
Original assignee: 주식회사 파세텍
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2014-02-17
Also published as: KR20130114938A

Abstract

본 발명은 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기에 관한 것이다. 본 발명의 조작기는, 조작기의 몸체를 이루는 고정 철심(10); 상기 고정 철심(10)의 중간에 형성된 통로에서 제1 방향과 제2 방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 가동자(20); 고정 철심(10)의 통로의 중간 지점에서 가동자(20)의 양측에 배치되고, 가동자(20)가 제1 방향으로 이동 완료한 위치와 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 각각 가동자(20)에 홀딩력을 제공하는 공통 영구자석(30); 상기 공통 영구자석(30)의 축방향 일측 방향에 설치되어 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(20)를 제1 방향으로 구동시키는 제1 코일(40); 상기 공통 영구자석(30)의 축방향 반대측 방향에 설치되어 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(20)를 제2 방향으로 구동시키는 제2 코일(50); 상기 제2 코일(50)을 기준으로 상기 공통 영구자석(30)의 반대측인 제2 방향에 배치되어, 상기 가동자(20)가 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 상기 공통 영구자석(30)의 자력과 합하여 가동자(20)에 제2 방향에서의 홀딩력을 제공하는 편향 영구자석(60)을 포함한다.

Description

차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기{AN ELECTROMAGNETIC ACTUATOR HAVING DIFFERNTIAL HOLDING FORCES}

본 발명은 주어진 행정거리 안에서 제1 방향과 제2 방향으로 직선왕복 운동하는 영구자석형 조작기의 개량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1 방향과 제2 방향에서의 홀딩력에 차등화가 가능하여 구동대상요소의 동작특성에 알맞게 최적화할 수 있고 경제성도 향상시킬 수 있도록 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기에 관한 것이다.

일반적으로 영구자석형 조작기(PMA : Permanent Magnetic Actuator)는, 영구 자석의 자계와 코일에서 여자 된 자계의 힘에 의해 가동자가 직선 운동하도록 한 조작기로서, 이는 주로 전력계통의 차단기(Circuit Breaker)나 각종의 기계장치와 같은 구동대상요소를 동작시키는 액추에이터로서 많이 사용된다(특허문헌 1, 2 참조).

첨부 도면 도 1은 일반적인 영구자석형 조작기의 구조를 보여준다.

도 1에 도시한 바와 같이, 영구자석형 조작기는, 자성체의 철판을 적층한 형태로 조작기의 몸체를 이루는 고정 철심(1), 고정 철심(1)의 중간에 형성된 통로에서 왕복이동 가능하게 설치되는 가동자(2), 고정 철심(1)의 통로의 중간 지점에서 가동자(2)의 양측에 배치되는 영구자석(3), 영구자석(3)을 사이에 두고 축방향 양측에 각각 설치되어 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(2)를 서로 반대방향인 제1 방향과 제2 방향으로 구동시키는 제1 코일(4) 및 제2 코일(5)로 이루어진다. 여기서, 가동자(2)는 차단기나 각종의 기계장치와 같은 구동대상요소에 연결된다.

이러한 영구자석형 조작기는, 제1 코일(4)에 전류가 인가되면, 제1 코일(4)에 여자 된 자계의 힘에 의해 가동자(2)가 제1 방향(도면에서 아래쪽)으로 이동하게 된다. 가동자(2)가 제1 방향으로 이동완료된 상태에서 제1 코일(4)에 공급되는 전류를 차단하면 가동자(2)는 영구자석(3)의 자계에 의한 힘(여기서는, 이를 '홀딩력'이라고 한다)에 의해 그 위치(제1 방향으로 이동완료된 위치)에서 홀딩(구속) 된다.

또한, 가동자(2)가 제1 방향에 있는 상태에서, 제2 코일(5)에 전류가 인가되면, 제2 코일(5)에 여자 된 자계의 힘에 의해 가동자(2)는 제1 방향의 반대방향인 제2 방향(도면에서 위쪽)으로 이동한다. 가동자(2)가 제2 방향으로 이동완료된 상태에서 상기 제2 코일(5)에 공급되는 전류를 차단하면, 가동자(2)는 영구자석(3)에 의한 자계에 의한 홀딩력으로 그 위치(제2 방향으로 이동완료된 위치)에서 홀딩 된다.

이와 같은 영구 자석형 조작기는 진공 차단기에 많이 적용되고 있는데, 이는 영구자석형 조작기가 짧은 조작거리와 큰 홀딩력을 가지며, 이러한 특성이 진공 차단기의 진공 인터럽터(진공 접점부)의 동작특성과 유사하여 진공 차단기의 구동 메커니즘으로 뛰어난 성능을 발휘할 수 있기 때문이다.

영구자석형 조작기를, 여러 가지 구동대상요소 중 차단기에 적용한 경우를 예로 들면, 차단기의 차단 실패 중 50% 이상은 구동 메커니즘의 오작동으로 인한 것이다. 따라서, 영구자석형 조작기가 높은 신뢰성과 뛰어난 성능을 가지지만, 차단 실패를 미연에 방지하기 위해서는 설계단계에서 그것의 동작특성의 해석이 정확히 이루어져야 한다.

현재의 진공차단기는 기술의 발달로 인해 차단용량이 점차 증가하고 있으며, 그에 따라 대용량의 진공차단기에 적용 가능한 구동 메커니즘의 개발이 필요한데, 이를 위해서는 무엇보다도 영구자석형 조작기의 정확한 동작특성의 해석이 선행되어야 한다. 뿐만 아니라, 영구자석형 조작기가 상업적으로 성공하기 위해서는 동작특성의 명확한 해석을 통한 신뢰성의 향상뿐만 아니라 경제성을 함께 고려한 최적화가 필수적이다. 이는 신뢰성과 성능은 물론 가격 경쟁력에서도 뛰어나야 시장에서 성공할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 도 1에 도시된 영구자석형 조작기에서, '제1 방향'을 차단기의 접점부의 가동접점을 고정접점으로부터 이격시키는 방향으로 동작시켜 전력 회로를 차단하는 '개방방향(또는 트립(trip) 방향)'이라고 정하고, '제2 방향'을 차단기의 접점부의 가동접점을 고정접점에 접촉시켜 전력회로를 연결하는 '투입방향'이라고 정할 수 있다. 이 경우, 제1 코일(4)은 '개방측 코일'이 되고, 제2 코일(5)은 '투입측 코일'이 된다.

그런데, 차단기의 특성상 부하(예; 접점부의 스프링 부하)를 이겨내고 압점력을 제공하여야 하는 투입 측은 큰 홀딩력을 필요로 하지만, 부하가 작용하지 않는 개방 측은 가동자의 이동 마지막 시점(고정철심에 부딪혔을 때)에서의 되튕김을 방지할(잡아줄) 정도의 홀딩력만 존재하면 된다. 하지만, 종래의 영구자석형 조작기는 하나의 메인 자석, 즉 하나의 영구자석(3)으로 투입과 개방시의 홀딩력을 발생시키기 때문에 양측의 홀딩력은 같을 수밖에 없다.

이러한 구조에서 발생할 수 있는 문제점은, 불필요하게 큰 개방측 홀딩력으로 인해 투입측 코일(제2 코일(5))이 과도하게 커져야 하는 것이다. 즉, 개방측(제1 방향)에 홀딩 되어 있는 가동자(2)를 투입측(제2 방향)으로 이동시키기 위해서는 투입측 코일에 개방측 홀딩력을 이기기 위한 많은 전기에너지를 투입하여야 한다. 이처럼 투입측 코일에 많은 전기에너지를 투입하기 위해서는 투입측 코일의 지름을 키워야하는데, 그렇게 되면 스위치 소자의 가격으로 인한 전류 피크의 상한선이 있기 때문에 코일부의 크기가 커질 수밖에 없다.

코일부가 커진다면 그만큼 가동자의 무게도 증가하게 되어 가동자의 동작특성에 악영향을 줄 수 있으므로 효율적인 구동 메커니즘을 제공할 수 없으며, 마찬가지로 조작기의 전체 사이즈도 커지게 되므로 이러한 설계는 경제적이지 못하다.

등록특허공보 등록번호 제10-0554376호(2006.02.15) 등록특허공보 등록번호 제10-0492753호(2005.05.24)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 제1 방향과 제2 방향에서의 홀딩력을 차등화할수 있도록 하여, 구동대상요소의 동작특성에 알맞게 제1, 2 방향의 홀딩력과 구동력을 최적화할 수 있는 한편, 크기도 최소화 내지 콤팩트화 하여 경제성도 향상시킬 수 있도록 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적은, 영구 자석의 자계와 코일에서 여자 된 자계의 힘에 의해 가동자가 제1 방향과 제2 방향으로 직선왕복 운동하는 조작기로서, 조작기의 몸체를 이루는 고정 철심; 상기 고정 철심의 중간에 형성된 통로 내에 제1 방향과 제2 방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 가동자; 상기 고정 철심의 제1 방향 쪽에 설치되고 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자를 제1 방향으로 구동시키는 제1 코일; 상기 제1 코일과 간격을 유지하여 상기 고정 철심의 제2 방향 쪽에 설치되고 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자를 제2 방향으로 구동시키는 제2 코일; 상기 제1 코일과 제2 코일의 사이에서 상기 가동자 양측의 고정 철심에 배치되고, 제1 코일이 여자 되면 고정 철심 및 가동자와 조합하여 제1 코일을 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도하고, 제2 코일이 여자 되면 고정 철심 및 가동자와 조합하여 제2 코일을 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도하며, 가동자가 제1 방향으로 이동 완료한 위치와 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 각각 가동자에 홀딩력을 제공하는 공통 영구자석; 상기 제2 코일을 기준으로 상기 공통 영구자석의 반대측인 제2 방향에 배치되고, 상기 제2 코일이 여자 되면 상기 공통 영구자석과 협력하여 제2 코일을 가운데 두고 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도하며, 상기 가동자가 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 제2 코일에 전류가 차단되면 상기 공통 영구자석의 자력과 협력하여 가동자를 제2 방향에 붙잡아 두는 홀딩력을 제공하는 편향 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기를 제공함으로써 달성된다.

이러한 조작기에 있어서, 제1 방향으로 이동완료한 가동자에는 공통 영구자석의 자력이 제공하는 힘으로 홀딩력이 제공되고, 제2 방향으로 이동완료한 가동자에는 공통 영구자석과 편향 영구자석의 자력이 합하여 제공하는 힘으로 홀딩력이 제공된다.

본 발명의 조작기에 있어서, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 구동 용량은 상이하게 구성할 수 있다. 이 경우 제1 코일의 구동 용량을 제2 코일의 구동 용량에 비해 크게 설정할 수 있다.

그리고 상기 공통 영구자석과 상기 편향 영구자석의 크기도 상이하게 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기에 의하면, 영구자석을 공통 영구자석과 편향 영구자석으로 분할 및 조합한 형태로 구성함으로써, 구동대상요소의 구동특성에 따라 공통 영구자석과 편향 영구자석의 비율을 조절하여 제1 방향과 제2 방향에서의 홀딩력을 각각 원하는 크기로 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 제1 코일과 상기 제2 코일의 크기(구동 용량 또는 구동력)도 각각 적절한 크기로 상이하게 구성할 수 있음으로써, 공통 영구자석과 편향 영구자석의 비율과 조화를 이루어 구동대상요소의 구동특성에 더욱 적합한 형태로 설계할 수 있다.

또한, 본 발명의 조작기를 진공 차단기에 적용하는 경우라면, 종래의 영구자석형 조작기에 비해 불필요하게 개방 측에서의 불필요하게 큰 홀딩력을 최소한의 크기로 줄일 수 있고, 그에 따라 제2 코일의 크기도 줄일 수 있으므로, 차단기(구동대상요소)의 동작특성에 가장 적합한 설계가 가능하고 콤팩트 한 형태로 경제적인 설계가 가능해진다.

도 1은 종래의 일반적인 영구자석형 조작기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자기력 조작기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자기력 조작기가 제1 방향으로 이동한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자기력 조작기가 제2 방향으로 이동한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전자기력 조작기가 제2 방향으로 이동한 상태에서의 자속 분포를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자기력 조작기의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자기력 조작기는, 조작기의 몸체를 이루는 고정 철심(10)과, 고정 철심(10)의 중간에 형성된 통로에서 제1 방향과 제2 방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 가동자(20)와, 고정 철심(10)의 통로의 중간 지점에서 가동자(20)의 양측에 배치되어 가동자(20)가 제1 방향으로 이동 완료한 위치와 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 각각 가동자(20)에 홀딩력을 제공하는 공통 영구자석(30)과, 공통 영구자석(30)의 축방향 일측 방향에 설치되어 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(20)를 제1 방향으로 구동시키는 제1 코일(40)과, 공통 영구자석(30)의 축방향 반대측 방향에 설치되어 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(20)를 제2 방향으로 구동시키는 제2 코일(50)과, 제2 코일(50)을 기준으로 공통 영구자석(30)의 반대측인 제2 방향에 배치되어 가동자(20)가 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 공통 영구자석(30)의 자력과 합하여 가동자(20)에 제2 방향에서의 홀딩력을 제공하는 편향 영구자석(60)을 포함한다.

이러한 본 발명은, 가동자(20)가 제1 방향으로 이동완료한 지점에서는, 가동자(20)에는 공통 영구자석(30) 하나의 자력에 의한 홀딩력이 제공되지만, 가동자(20)가 제2 방향으로 이동완료한 지점에서는, 가동자(20)에는 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)의 자력을 합한 힘에 의한 홀딩력이 제공된다.

즉, 본 발명에 의하면, 영구자석을 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)으로 분할 및 조합한 형태로 구성함으로써, 차단기나 각종의 기계장치와 같은 '구동대상요소'의 구동특성에 따라 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)의 비율을 조절하여 제1 방향과 제2 방향에서의 홀딩력을 각각 원하는 크기로 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 제1 코일(40)과 상기 제2 코일(50)의 크기(구동 용량 또는 구동력)도 각각 적절한 크기로 상이하게 구성할 수 있음으로써, 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)의 비율에 조화를 이루어 더욱 적합하게 조절하여 적용할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 실시예에서는, 제1 방향에서의 홀딩력이 제2 방향에서의 홀딩력에 비해 작기 때문에 제1 방향에서의 홀딩력은 제2 방향에서의 홀딩력에 비해 작은 힘으로 쉽게 극복할 수 있다. 따라서, 제2 코일(50)의 구동 용량(크기)을 제1 코일(40)의 구동 용량에 비해 작게 구성할 수 있다.

이처럼 본 발명에 의하면, 조작기의 구동 메커니즘을 구동대상요소의 구동특성에 가장 알맞은 형태로 효율적으로 설계하여 최적화할 수 있고, 크기도 최소화 내지 최적화하여 경제적이고 효율적인 설계가 가능하다.

이러한 본 발명의 조작기의 수많은 적용례 중, 진공 차단기에 적용하는 것을 하나의 한 예로 들어, 도 3 및 도 4를 통해 설명한다.

도 3 및 도 4에서, 제1 방향을 차단기의 '개방 방향(트립 방향)'으로 정하고, 제2 방향을 차단기의 '투입 방향'으로 가정하여 설명한다.

차단기는 크게 조작부와 접점부로 이루어지는데, 조작기는 조작부에 설치되고, 접점부는 고정접점과 가동접점을 가지며, 조작기의 가동자(20)는 가동접점에 링크장치와 같은 연결요소에 의해 연결된다.

이러한 차단기에서, 가동자(20)가 제1 방향, 즉 개방 방향으로 이동하면 가동접점은 고정접점으로부터 떨어져서 전력회로가 차단(개방, OFF)되며, 가동자(20)가 제2 방향, 즉 투입 방향으로 이동하면 가동접점은 고정접점에 밀착하여 전력회로가 연결(투입, ON)된다.

차단기의 특성상, 부하(예; 접점부의 스프링 부하)를 이겨내고 압점력을 제공하여야 하는 투입 측(즉, 제2 방향)은 큰 홀딩력을 필요로 하지만, 부하가 작용하지 않는 개방 측(즉, 제1 방향)은 가동자(20)의 이동 마지막 시점(고정철심에 부딪혔을 때)에서의 되튕김을 방지할(잡아줄) 정도의 홀딩력만 존재하면 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 개방 방향에서는 공통 영구자석(30)만이 홀딩력에 영향을 주고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 투입 방향에서는 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60) 모두 홀딩력을 제공한다.

따라서, 투입 방향에서 쓰이는 영구자석(30, 60)에 비해 개방 방향에서 쓰이는 영구자석(30)의 양을 대략 절반 이하로 줄일 수 있고, 그에 따라 투입 코일(즉, 제2 코일(50))의 크기도 개방 코일(즉, 제1 코일(40))에 비해 절반 이하로 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

요컨대, 도 3과 같이 제1 코일(40)에 전류가 인가되면, 제1 코일(40)이 여자 되어 가동자(20)는 제1 방향(개방 방향)으로 이동한다. 제1 코일(40)이 여자 되면, 공통 영구자석(30)은 고정 철심(10) 및 가동자(20)와 조합하여 제1 코일(40)을 둘러싸는 형태의 자로(磁路, magnetic path) 형성을 유도한다. 따라서, 이 경우 자속선(磁束線, magnetic flux line)은 제1 코일(40)을 가운데 두고 공통 영구자석(30) → 가동자(20) → 고정철심(20) → 공통 영구자석(30)을 흐르는 폐곡선을 이루게 된다.

제1 코일(40)에 전류가 인가되기 전에는, 가동자(20)는 제2 방향(투입 방향)으로 이동된 상태를 유지하며, 그때의 홀딩력은 공통 영구자석(30)의 자력과 편향 영구자석(60)의 자력을 합한 힘으로 투입 방향에서 홀딩 되어 있었을 것이므로, 제1 코일(40)은 이러한 투입 방향에서의 홀딩력을 이길 수 있는 구동용량(구동력)을 가지도록 한다.

도 3과 같이 가동자(20)가 개방 방향으로 이동된 상태에서 제1 코일(40)로 인가되는 전류가 차단되면, 가동자(20)는 공통 영구자석(30)만이 제공하는 작은 홀딩력(되튕김을 방지할 수 있는 정도의 홀딩력)으로 홀딩 된다.

이처럼 개방 방향에서의 홀딩력이 작으면, 투입 시 쉽게 극복할 수 있으므로, 투입 코일, 즉 제2 코일(50)의 구동력(구동 용량)을 작게 설정하여도 된다. 그에 따라, 도면에 도시된 실시예와 같이, 투입 코일(즉, 제2 코일(50))의 크기가 개방 코일(즉, 제1 코일(40))에 비해 절반 이하로 줄어들었음을 확인할 수 있다.

도 3과 같이 가동자(20)가 개방 방향에 홀딩 된 상태에서 제2 코일(50)에 전류가 인가되어 제2 코일(50)이 여자 되면, 가동자(40)는 개방 방향의 홀딩력을 극복하고 투입 방향으로 이동된다.

한편, 제2 코일(50)의 여자에 의해 가동자(20)가 투입 방향으로 이동하는 도중에는, 편향 영구자석(60)의 자력이 합세하여 가동자(20)의 투입 방향 구동력에 힘을 더 실어주게 된다. 이는 제2 코일(50)에 의한 구동력이 작게 설정되더라도 편향 영구자석(60)에 의해 투입 방향으로의 구동력이 보완되는 것으로 해석할 수 있다. 영구자석은 자로를 제공하므로, 제2 코일(50)이 여자 되는 경우에는, 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)이 고정 철심(10) 및 가동자(20)와 조합하여 제2 코일(50)을 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도한다. 따라서, 이 경우 자속선은 제2 코일(50)을 가운데 두고 공통 영구자석(30) → 가동자(20) → 편향 영구자석(60) → 고정철심(20) → 공통 영구자석(30)을 흐르는 폐곡선을 이루게 된다.

이렇게 하여, 가동자(20)가 투입 방향으로 이동 완료된 상태에서 제2 코일(50)에 인가되는 전류를 차단하면, 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가동자(20)는 공통 영구자석(30)의 자력과 편향 영구자석(60)의 자력이 함께 작용하여 투입 위치에서 홀딩 된다.

따라서, 투입 방향에서는 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)이 모두 홀딩력을 제공함으로써, 접점부의 스프링 부하 등의 부하를 이겨내고 소정의 압점력을 계속하여 유지할 수 있는 것이다.

한편, 차단기의 투입 방향에서의 홀딩력은 접점부의 스프링 부하로부터 정해지는 것이 보통이므로, 그에 맞추어 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)을 합한 자석의 크기(전체 자석의 크기)가 일정하다고 가정할 때, 공통 영구자석(30)과 편향 영구자석(60)의 비율을 조절하여 원하는 개방 방향 홀딩력을 갖도록 설정할 수 있다는 것 또한 본 발명의 장점이 될 수 있다.

이는 실제 실험 시 개방 방향에서의 되튕김이 적다면 공통 영구자석(30)의 비율을 더 낮게 설정함으로써 더욱 효율적인 설계가 가능하도록 할 수 있다. 반대로, 되튕김이 심하다면 공통 영구자석(30)의 비율을 더 크게 설정함으로써 되튕김을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

10 : 고정 철심
20 : 가동자
30 : 공통 영구자석
40 : 제1 코일
50 : 제2 코일
60 : 편향 영구자석

Claims

조작기의 몸체를 이루는 고정 철심(10);
상기 고정 철심(10)의 중간에 형성된 통로 내에 제1 방향과 제2 방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 가동자(20);
상기 고정 철심(10)의 제1 방향 쪽에 설치되고 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(20)를 제1 방향으로 구동시키는 제1 코일(40);
상기 제1 코일(40)과 간격을 유지하여 상기 고정 철심(10)의 제2 방향 쪽에 설치되고 전류의 인가에 의해 여자 되어 가동자(20)를 제2 방향으로 구동시키는 제2 코일(50);
상기 제1 코일(40)과 제2 코일(50)의 사이에서 상기 가동자(20) 양측의 고정 철심(10)에 배치되고, 제1 코일(40)이 여자 되면 고정 철심(10) 및 가동자(20)와 조합하여 제1 코일(40)을 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도하고, 제2 코일(50)이 여자 되면 고정 철심(10) 및 가동자(20)와 조합하여 제2 코일(50)을 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도하며, 가동자(20)가 제1 방향으로 이동 완료한 위치와 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 각각 가동자(20)에 홀딩력을 제공하는 공통 영구자석(30); 및
상기 제2 코일(50)을 기준으로 상기 공통 영구자석(30)의 반대측인 제2 방향에 배치되고, 상기 제2 코일(50)이 여자 되면 상기 공통 영구자석(30)과 협력하여 제2 코일(50)을 가운데 두고 둘러싸는 형태의 자로 형성을 유도하며, 상기 가동자(20)가 제2 방향으로 이동 완료한 위치에서 제2 코일(50)에 전류가 차단되면 상기 공통 영구자석(30)의 자력과 협력하여 가동자(20)를 제2 방향에 붙잡아 두는 홀딩력을 제공하는 편향 영구자석(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기.
제1항에 있어서,
상기 제1 코일(40)과 상기 제2 코일(50)의 구동 용량은 상이한 것을 특징으로 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기.
제2항에 있어서,
상기 제1 코일(40)의 구동 용량이 상기 제2 코일(50)의 구동 용량에 비해 큰 것을 특징으로 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기.
제1항에 있어서,
상기 공통 영구자석(30)과 상기 편향 영구자석(60)의 크기는 상이한 것을 특징으로 하는 차등 홀딩력을 가지는 전자기력 조작기.