KR200321677Y1 - Magnetic actuator - Google Patents

Abstract

본 고안은 마그네틱 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무버의 형상을 변경에 의해 무버의 동작속도를 향상시킴과 동시에 정지시 그 유지력을 향상시키도록 하는 마그네틱 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic actuator, and more particularly to a magnetic actuator to improve the operation speed of the mover by changing the shape of the mover and at the same time to improve the holding force when stopped.

종래의 마그네틱 액츄에이터는 그 성능을 결정하는 무버의 동작속도와 유지력을 동시에 만족시킬 수 없는 단점이 있었다.The conventional magnetic actuator has a disadvantage in that it is not possible to simultaneously satisfy the operating speed and the holding force of the mover, which determines its performance.

본 고안은 종래의 단점을 해소하기 위해, 양측에 코어가 가이드를 사이로 대향설치되고 상기 코어의 내측 상,하부에 코일을 갖고, 상기 상,하부 코일 사이에 영구자석을 구비하며, 상기 코어의 중앙부에 자력에 의해 왕복운동하는 무버가 설치된 액츄에이터에 있어서, 상기 코어의 상하부 중앙에 내측 단부가 좁은 사다리꼴 돌출부를 가지며, 이와 대응되는 무버의 상하부에는 상기 돌출부가 수용되도록 외측은 넓고 내측은 좁은 사다리꼴 요홈이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention, in order to solve the disadvantages of the conventional, the core is installed on both sides facing the guide between the upper and lower, the inner side of the core has a coil, the permanent magnet between the upper and lower coils, the central portion of the core In an actuator provided with a mover reciprocating by magnetic force, an inner end portion has a narrow trapezoidal protrusion at the center of the upper and lower parts of the core, and a trapezoidal groove having a wider outer side and a narrower inner side at the upper and lower portions of the mover to accommodate the protrusion. Characterized in that formed.

이러한 구성에 의해 무버의 형상을 개선하여 그 동작속도를 개선함과 동시에 작동완료 후 한 방향에서의 정지 유지력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.By such a configuration, the shape of the mover can be improved to improve its operation speed, and at the same time, it is possible to improve the stopping holding force in one direction after the operation is completed.

Description

마그네틱 액츄에이터{Magnetic actuator}Magnetic actuator {Magnetic actuator}

본 고안은 마그네틱 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무버의 형상을 변경에 의해 무버의 동작속도를 향상시킴과 동시에 정지시 그 유지력을 향상시키도록 하는 마그네틱 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic actuator, and more particularly to a magnetic actuator to improve the operation speed of the mover by changing the shape of the mover and at the same time to improve the holding force when stopped.

일반적인 마그네틱 액츄에이터의 구조는 'E'자형상의 코어(1)(2)가 양쪽에서 중앙을 향하여 마주보게 설치되어 그 내측 상,하부에 코일(4a)(4b)이 설치되고, 상기 상,하부 코일(4a)(4b) 사이의 양측부에 영구자석(5a)(5b)이 설치되며, 양측 코어(1)(2)의 중앙부에 자력에 의해 왕복운동하는 무버(3),(6)가 설치된 구조를 갖는다.The general magnetic actuator structure has an 'E' shaped core (1) (2) facing each other toward the center, and coils (4a) (4b) are installed on the upper and lower parts of the inner and upper coils. Permanent magnets (5a) and (5b) are provided at both sides between (4a) and (4b), and movers (3) and (6) are installed at the center of both cores (1) and (2) to reciprocate by magnetic force. Has a structure.

이러한 구조의 마그네틱 액츄에이터는 무버의 형상에 따라 도 1a와 같이 무버(3)의 상,하부가 평면 구조를 갖는 것과, 도 1b와 같이 직각 돌출부(7)를 갖는 두 가지의 종류로 구분된다.The magnetic actuator of such a structure is classified into two types according to the shape of the mover, as shown in FIG. 1A, in which the upper and lower portions of the mover 3 have a planar structure, and the right angle protrusions 7 as shown in FIG. 1B.

상기의 무버(3)(6)는 상,하부 코일(4a)(4b)에 전기를 교호로 가하게 되면 코어(1)(2)에 자력이 교호로 발생되어 그 자력에 의해 내부의 무버(3),(6)는 상,하 왕복이동을 하게 된다.When the movers 3 and 6 alternately apply electricity to the upper and lower coils 4a and 4b, magnetic forces are alternately generated in the cores 1 and 2 and the internal movers 3 are moved by the magnetic force. ), (6) is to move up and down.

상기와 같이 작동되는 마그네틱 액츄에이터의 성능은 무버(3)(6)의 속도와 무버(3),(6)의 정지시 그 상태를 유지하는 유지력에 의해 결정된다.The performance of the magnetic actuator operated as described above is determined by the speed of the movers 3 and 6 and the holding force that maintains its state when the movers 3 and 6 stop.

즉, 무버(3)(6)의 이동거리가 동일한 조건 하에서 무버(3)(6)의 동작속도는 무버(3)(6)와 코어(1)(2)와의 간격에 의해 결정되고, 또 영구자석(5a)(5b)의 크기가 동일한 조건 하에서의 무버(3)(6)의 정지 유지력은 무버(3)(6)와 코어(1)(2)의 접촉면적에 의해 결정되는데, 도 1a의 무버(3)와 같이 상하부가 평면일 경우에는 접촉면적이 증가되어 무버(3)의 유지력이 향상되는 장점은 있으나 무버(3)와 코어(1)(2)와의 간격이 멀어져 동작속도가 떨어지는 단점이 있고, 도 1b와 같이 무버(6)가 직각 돌출(7)부 형상을 이룰 때에는 코어(1)(2)와 거리가 가까워져 그 속도가 증가하는 장점은 있으나 접촉면적이 줄어들어 무버의 정지 유지력이 저하되는 단점이 있었다.That is, the operating speed of the movers 3 and 6 is determined by the distance between the movers 3 and 6 and the core 1 and 2 under the same moving distance of the movers 3 and 6. The static holding force of the movers 3 and 6 under the same size of the permanent magnets 5a and 5b is determined by the contact area of the movers 3 and 6 and the core 1 and 2, FIG. 1A. If the upper and lower parts such as the mover (3) is flat, the contact area is increased and the holding force of the mover (3) is improved, but the distance between the mover (3) and the core (1) (2) is farther and the operating speed is lowered. When the mover 6 forms the shape of the right angled protrusion 7 as shown in FIG. 1B, the distance from the core 1 and 2 increases, so that the speed increases, but the contact area decreases, thereby maintaining the stopper of the mover. This had the disadvantage of being degraded.

본 고안은 상기와 같이 마그네틱 액츄에이터의 성능을 결정하는 무버의 동작속도와 유지력을 동시에 만족시킬 수 없는 종래의 마그네틱 액츄에이터의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로 그 목적은, 무버의 형상을 개선하여 그 동작속도를 개선함과 동시에 작동완료 후 한 방향에서의 정지 유지력을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.The present invention was devised to solve the shortcomings of the conventional magnetic actuator, which cannot satisfy the operating speed and holding force of the mover, which determines the performance of the magnetic actuator as described above, and its purpose is to improve the shape of the mover and its operation. It is to improve the speed and at the same time improve the holding power in one direction after the operation is completed.

도 1a,1b는 종래의 마그네틱 액츄에이터의 구조도.1A and 1B are structural diagrams of a conventional magnetic actuator.

도 2는 본 고안에 따른 마그네틱 액츄에이터의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the magnetic actuator according to the present invention.

도 3은 도 2의 마그네틱 액츄에이터의 종단면도.3 is a longitudinal cross-sectional view of the magnetic actuator of FIG.

도 4는 도 3의 무버가 하강한 상태의 구조를 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a state in which the mover of FIG. 3 is lowered.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

11,12 - 코어 13,17,14,18 - 상,하 발11,12-Core 13,17,14,18-Upper and Lower Feet

15,16 - 가운데 발 19,20 - 코일15,16-middle foot 19,20-coil

21,22 - 영구자석 23 - 무버21,22-Permanent Magnet 23-Mover

24,25 - 가이드 26 - 로드24,25-Guide 26-Rod

30 - 돌출부 31 - 요홈30-protrusion 31-groove

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 양측에 코어가 가이드를 사이로 대향설치되고 상기 코어의 내측 상,하부에 코일을 갖고, 상기 상,하부 코일 사이에 영구자석을 구비하며, 상기 코어의 중앙부에 자력에 의해 왕복운동하는 무버가 설치된 액츄에이터에 있어서,The present invention for achieving the above object, the core is installed opposite the guide between both sides and has a coil on the inner upper, lower portion of the core, and provided with a permanent magnet between the upper and lower coils, the central portion of the core In the actuator provided with the mover which reciprocates by magnetic force,

상기 코어의 상하부 중앙에 내측 단부가 좁은 사다리꼴 돌출부를 가지며,The inner end of the core has a narrow trapezoidal protrusion in the center,

이와 대응되는 무버의 상하부에는 상기 돌출부가 수용되도록 외측은 넓고 내측은 좁은 사다리꼴 요홈이 형성된 것을 특징으로 한다.Corresponding to the upper and lower portions of the mover is characterized in that the outer side is wide and the trapezoidal groove is formed in the inner side so that the protrusion is accommodated.

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

도 2는 본 고안에 따른 마그네틱 액츄에이터의 사시도이고, 도 3은 도 2의마그네틱 액츄에이터의 A-A선 단면도이다.Figure 2 is a perspective view of the magnetic actuator according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the magnetic actuator of FIG.

상기한 도면들에 도시된 바와 같이 본 고안의 마그네틱 액츄에이터의 구조는 코어(11)(12)와 그 코어(11)(12)내에서 정해진 이동간격, 즉 공극길이(c)에 의해 움직이는 무버(23), 그리고 무버(23)에 고정되어 있는 로드가 구성되며, 코어(11)(12)의 내측 상하부에 코일(19)(20)이 설치된 구조를 갖는다. 이러한 마그네틱 액츄에이터를 이용하여 예를 들면 차단기의 투입과 개방작동을 실시하는 작동을 담당하도록 한다.As shown in the above drawings, the structure of the magnetic actuator of the present invention is a mover (11) and a mover moving by a predetermined movement interval, that is, the air gap length (c) in the core (11, 12) ( 23, and a rod fixed to the mover 23, and has a structure in which coils 19 and 20 are provided on the upper and lower sides of the cores 11 and 12. Such a magnetic actuator is used to take charge of the operation of, for example, closing and opening the breaker.

상기 코어(11)(12)는 상,하발과 중앙발을 갖는 'E'자 형상의 얇은 철편을 일정한 수로 적층시킨 묶음으로서, 그 묶음을 가이드(24)(25)에 의해 양측에서 마주보도록 설치되어 있다. 마주보는 코어(11)(12)의 상하단부 즉 상,하발(13)(17),(14)(18)은 중앙단부, 즉 가운데 발(15)(16)보다 좁은 넓이를 가지며, 대면하는 가운데 발(15)(16)의 사이에는 영구자석(21)(22)이 평행을 이루면서 마주보게 설치되어 있다. 이때 코어(11)(12)의 가운데 발(15)(16)에 설치된 양측 영구자석(21)(22)은 동일 극성이 마주하도록 되어 있다. 이 영구자석(21)(22)은 무버(23)가 양 끝단에 위치해 있을 때 그 위치를 유지하게 하는 기능을 갖는다.The cores 11 and 12 are bundles in which a plurality of 'E'-shaped thin iron pieces having upper, lower and middle feet are laminated in a predetermined number, and the bundles are installed to face each other by guides 24 and 25. It is. The upper and lower ends of the opposing cores 11 and 12, that is, the upper and lower feet 13, 17 and 14, 18 have a narrower area than the central end, that is, the center foot 15 and 16, and face each other. Permanent magnets 21 and 22 are arranged to face each other between the middle feet 15 and 16. At this time, both permanent magnets 21 and 22 provided on the center feet 15 and 16 of the cores 11 and 12 face the same polarity. The permanent magnets 21 and 22 have a function of maintaining the position when the mover 23 is located at both ends.

상기 코어(11)(12)를 고정하는 상기 가이드(24)(25)는 강자성체로서, 코어(11)(12) 사이에 장착되며 가운데 홀(그림에는 표시되어 있지 않음)이 형성되어 이를 통해 무버에 설치된 로드(26)가 통과 되도록 되어 있다.The guides 24 and 25 for fixing the cores 11 and 12 are ferromagnetic materials, which are mounted between the cores 11 and 12 and have a center hole (not shown) to form a mover. The rod 26 installed in the passage is passed through.

또한 무버(23)를 동작시키기 위해 양측 코어의 내측 상하부에 설치되는 두 개의 코일(19)(20)은 코어(11)(12)의 상,하발(13)(17),(14)(18)과 가운데발(15)(16) 사이의 오목한 부분에 각각 설치되며, 외부의 전원에 의해 전기가 교호로 인가되어 자력 또한 교호로 발생되도록 되어 있다.In addition, the two coils 19 and 20 installed on the inner upper and lower portions of both cores to operate the mover 23 are upper and lower feet 13, 17, 14 and 18 of the cores 11 and 12. ) And middle feet (15) and (16), respectively, are installed in the concave portion, the electric power is alternately applied by the external power source so that the magnetic force is also generated alternately.

무버(23)는 강자성체로서, 양측 코어(11)(12)가 구성하는 중앙부 공간에 위치하게 되며 상,하부 이동간격, 즉 무버(23)가 한 쪽으로 최대한 이동했을 때 다른 쪽에 형성되는 공간의 길이 다시말해 공극길이(c)만큼 움직일 수 있는 구조로 되어 있다.The mover 23 is a ferromagnetic material and is located in the central space formed by the cores 11 and 12 on both sides, and the upper and lower moving intervals, that is, the length of the space formed on the other side when the mover 23 moves to one side as much as possible. In other words, it has a structure that can move by the gap length (c).

여기서 본 고안의 마그네틱 액츄에이터의 가장 큰 특징은 양측 코어(11)(12)의 상,하발이 내측으로 사다리꼴 형상으로 돌출된 돌출부(30)가 형성되어 있고, 이와 대응되는 무버(23)의 상하부에는 코어(11)(12)의 사다리꼴 돌출부(30)를 수용하도록 외측은 넓고 내측은 좁은 형상의 사다리꼴 요홈(31)을 갖는다.Here, the biggest feature of the magnetic actuator of the present invention is that the upper and lower feet of both cores 11 and 12 are formed with protrusions 30 protruding inward in a trapezoidal shape, and the upper and lower portions of the movers 23 corresponding thereto. It has a trapezoidal groove 31 having a wide outer side and a narrow inner side to accommodate the trapezoidal protrusions 30 of the cores 11 and 12.

상기 돌출부(30)와 요홈(31)이 갖는 사다리꼴의 경사면 각은 양 끝단의 형상 및 그 가공된 각도(a)(b)에 의해 한 쪽으로 무버(23)가 이동시 다른 한 쪽의 동작시 최대의 효율이 나타날 수 있도록 되어 있음과 동시에 정지시 필요한 유지력이 나올 수 있도록 일정한 면적을 확보할 수 있도록 설계된 것이다.The trapezoidal inclined plane angle of the protrusion 30 and the recess 31 is the maximum when the mover 23 is moved to one side by the shape of both ends and its processed angle (a) (b). It is designed to secure a certain area so that efficiency can be shown and at the same time, the necessary holding power can be obtained during stop.

본 발명의 마그네틱 액츄에이터의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the magnetic actuator of the present invention.

상부 코일에 전기가 도통되어 도 1의 방향으로 무버(23)가 위치할 경우, 영구자석(21)(22)에서 나온 자속이 (ㄱ)(ㄴ)에 집중되어 필요한 유지력이 나온다.When electricity is conducted to the upper coil and the mover 23 is positioned in the direction of FIG. 1, the magnetic flux from the permanent magnets 21 and 22 is concentrated at (a) and (b), and the necessary holding force is obtained.

다른 방향으로 이동시 코일(10)에 전류를 인가하면 코일(20)로부터 발생한 자속은 최소 자기저항을 가지는 경로(ㄷ)를 통하여 흐르게 되고, 무버(23)가 움직이면서부터 경로(ㄹ)(ㅁ)이 (ㄷ)보다 짧게 되면서부터 자속은 경로(ㄹ)(ㅁ)을 통해흐르게 된다. 이때문에 경로 (ㄷ)은 무버(23)가 더 빨리 움직일 수 있도록 하는 역할을 한다.When the current is applied to the coil 10 when moving in the other direction, the magnetic flux generated from the coil 20 flows through the path (c) having the minimum magnetoresistance, and the path (r) (ㅁ) is moved from the mover 23. As it becomes shorter than (c), the flux flows through the path (ㄹ) (ㅁ). Because of this, the path (c) serves to make the mover 23 move faster.

정해진 공극길이(c)로 움직임이 끝나면 코일(20)에는 전류가 더이상 흐르지 않으며, 이 후 영구자석(21)(22)에서 발생하는 자속에 의해 유지력을 가지게 된다. 길이(d)보다 길이(e)가 더 크기 때문에 거의 모든 자속은 (d)부분으로 흘러 유효한 수직방향으로 유효한 유지력을 발생하게 된다.When the movement ends at the defined pore length (c), no current flows to the coil 20 any longer, and then the holding force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnets 21 and 22. Since the length (e) is larger than the length (d), almost all magnetic flux flows to the portion (d) to generate an effective holding force in the effective vertical direction.

이러한 마그네틱 액츄에이터는 차단기에 사용할 수가 있으며, 그 외에 다양한 장치에도 적용 가능하다.These magnetic actuators can be used in breakers, and can be applied to a variety of other devices.

본 발명의 마그네틱 액츄에이터에 의하면 무버의 형상변경으로 일정한 공극 길이(c)을 가진 상태에서 자속의 경로를 짧게 하여, 자기저항을 줄여, 한방향에서 다른 방향으로의 이동시 무버의 동작속도를 증대시킬 수 있음과 동시에 그 정지 유지력이 향상되는 등 낮은 소모전류로 그 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the magnetic actuator of the present invention, by changing the shape of the mover, the magnetic flux can be shortened in a state having a constant void length (c), thereby reducing the magnetoresistance, thereby increasing the operation speed of the mover when moving from one direction to another. At the same time, there is an effect that the performance can be significantly improved with a low current consumption, such as the stopping holding force is improved.

Claims (2)

양측에 코어가 가이드를 사이로 대향설치되고 상기 코어의 내측 상,하부에 코일을 갖고, 상기 상,하부 코일 사이에 영구자석을 구비하며, 상기 코어의 중앙부에 자력에 의해 왕복운동하는 무버가 설치된 액츄에이터에 있어서,An actuator installed on both sides with a core facing each other and having a coil on the inner upper and lower portions of the core, a permanent magnet between the upper and lower coils, and an actuator provided with a mover reciprocating by a magnetic force in the center of the core. To 상기 코어의 상하부 중앙에 내측 단부가 좁은 사다리꼴 돌출부를 가지며,The inner end of the core has a narrow trapezoidal protrusion in the center, 이와 대응되는 무버의 상하부에는 상기 돌출부가 수용되도록 외측은 넓고 내측은 좁은 사다리꼴 요홈이 형성된 것을 특징으로 하는 마그네틱 액츄에이터.The upper and lower portions of the mover corresponding to the magnetic actuator, characterized in that the outer side is wide and the trapezoidal groove is formed in the inner side so that the protrusion is accommodated. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출루부와 사다리꼴 요홈의 양측면의 사이에는 일정 이격공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 액츄에이터.The magnetic actuator according to claim 1, wherein a predetermined space is formed between the protruding portion and both sides of the trapezoidal groove.