KR100407893B1 - A Linear Actuating Device Using Solenoid And Permanent Magnet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치에 관한 것으로, 철심과, 상기 철심에 자기장이 발생될 수 있도록 일단 및 타단에 서로다른 극성의 전류가 인가되어 소정횟수로 권취되는 코일로 이루어지는 전자석과, 상기 전자석에 대하여 상대적인 자속변화가 가능하도록 상기 전자석의 양측에서 동일극성이 대치되도록 위치하는 한쌍의 영구자석과, 상기 전자석 및 영구자석에 대하여 상대적인 구동이 가능하도록 자속흐름의 연계를 위해 자속로를 형성하는 한쌍의 제 1요크 및 한쌍의 제 2요크가 상기 전자석 및 영구자석의 외곽에서 대칭적으로 위치하여 이루어지는 요크부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet, and an electromagnet consisting of an iron core and a coil wound at a predetermined number of times by applying a current having different polarities at one end and the other end so that a magnetic field can be generated in the iron core. And a pair of permanent magnets positioned so that the same polarity is opposed to both sides of the electromagnet so that the magnetic flux can be changed relative to the electromagnet, and a magnetic flux path for linking the magnetic flux flow to enable relative driving with respect to the electromagnet and the permanent magnet. A pair of first yokes to be formed and a pair of second yokes are characterized in that composed of a yoke portion formed symmetrically located on the outside of the electromagnet and the permanent magnet.
Description
본 발명은 전자기유도를 이용한 정밀직선구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자석과 영구자석의 상대적인 자속변화에 따른 인력의 차이를 이용하여 자속흐름의 연계를 위한 다수개의 요크를 대칭되게 배치하여 상호간에 상대적으로 직선구동이 가능하게 하는 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a precision linear drive device using electromagnetic induction, and more particularly, by symmetrically arranging a plurality of yokes for linkage of magnetic fluxes by using a difference in attraction due to relative magnetic flux changes of electromagnets and permanent magnets. The present invention relates to a linear driving device using a solenoid and a permanent magnet which enables linear driving relative to
일반적으로 전자기유도를 이용하여 구동하는 장치는 유도전류에 의해 발생되는 자기력의 변화를 조절하여 구동을 실현하는 것으로, 보통 일방향으로의 구동만이 가능하다.In general, a device driven by using electromagnetic induction realizes driving by adjusting a change in magnetic force caused by an induced current, and usually only one direction driving is possible.
이러한 종래 구동장치는 전류가 인가되는 코일 즉, 솔레노이드의 자기력을 이용하는 것으로, 코일의 권취횟수와 인가하는 전류의 크기의 제곱은 힘에 비례하게 되는 일반적인 전자기유도원리에 의해 지배된다.Such a conventional driving device uses a magnetic force of a coil to which a current is applied, that is, a solenoid, and a square of the winding frequency of the coil and the magnitude of the applied current is governed by a general electromagnetic induction principle that is proportional to the force.
그런데, 상기 구동장치는 코일에 인가되는 전류에 따라 일방향으로 구동되었다가 다시 그 반대방향으로 복귀하려면 인가전류를 차단한 뒤, 스프링과 같은 탄성수단의 부가적인 도움을 받아야만 한다.However, the driving device must be driven in one direction according to the current applied to the coil and then return to the opposite direction, and then, after the blocking of the applied current, must receive additional help of an elastic means such as a spring.
이 때 상기 스프링의 바운싱(Bouncing)으로 진동이 발생되어 정밀직선구동에는 부적합한 문제점이 있다.At this time, vibration is generated by bouncing of the spring, which is not suitable for precise linear driving.
여타 종래 구동장치도 일방향으로의 구동에만 국한되도록 구조적으로 설계되어 양방향으로의 구동을 위해서는 상기 스프링과 같은 별도의 보상수단이 구비되어야만 하는 문제점이 있다.Other conventional driving devices are also structurally designed to be limited to driving in one direction, so that a separate compensation means such as the spring must be provided for driving in both directions.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 도출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 양방향직선구동이 가능한 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been derived in view of the above-described conventional problems, and a first object of the present invention is to provide a linear driving apparatus using a solenoid and a permanent magnet capable of bidirectional linear driving.
그리고, 본 발명의 제 2목적은 영구자석에 대한 전자석의 상대적인 자속변화를 통해 자속흐름을 연계하는 요크부가 상대적으로 직선구동될 수 있는 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치를 제공하는 것이다.In addition, a second object of the present invention is to provide a linear driving device using a solenoid and a permanent magnet in which a yoke portion connecting a magnetic flux flows through a relative magnetic flux change of an electromagnet with respect to a permanent magnet.
이러한 본 발명의 목적들은, 철심과, 상기 철심에 자기장이 발생될 수 있도록 일단 및 타단에 서로 다른 극성의 전류가 인가되어 소정횟수로 권취되는 코일로 이루어지는 전자석;The object of the present invention, an electromagnet consisting of an iron core and a coil wound at a predetermined number of times by applying current of different polarities at one end and the other end so that a magnetic field can be generated in the iron core;
상기 전자석에 대한 상대적인 자속변화를 유도하도록 상기 전자석을 사이에 두고 동일극성이 대치되게 위치하는 한쌍의 영구자석;A pair of permanent magnets having the same polarity opposite to each other so as to induce a change in magnetic flux relative to the electromagnet;
상기 전자석 및 영구자석에 대하여 상대적인 구동이 가능하도록 자속흐름의 연계를 위해 자속로를 형성하는 한쌍의 제 1요크 및 한쌍의 제 2요크가 상기 전자석 및 영구자석의 외곽에서 대칭적으로 위치하여 이루어지는 요크부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치에 의하여 달성된다.Yoke is a pair of first yokes and a pair of second yokes symmetrically positioned outside the electromagnets and the permanent magnets to form a magnetic flux path for linkage of the magnetic flux to enable relative driving with respect to the electromagnets and the permanent magnets. It is achieved by a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet, characterized in that consisting of.
여기서, 상기 요크부는 영구자석에 대해 동일극성으로 대칭 결합되는 한쌍의 영구자석에 상기 제 1요크가 대칭되게 고정되며, 상기 제 2요크가 자속의 변화에따라 상기 제 1요크에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 위치하여 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the yoke is fixed to the first yoke symmetrically to a pair of permanent magnets symmetrically coupled to the permanent magnet in the same polarity, the second yoke is driven relative to the first yoke according to the change of magnetic flux It is desirable to be located so that.
그리고, 상기 요크부는 상기 한쌍의 제 1요크가 자속흐름의 연계를 위해 더 구비되는 연결요크로 전자석에 각각 대칭되게 연결되며, 상기 한쌍의 제 2요크가 상기 제 1요크에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 한쌍의 영구자석에 동일극성으로 각각 대칭되게 연결되는 것이 바람직하다.In addition, the yoke part may be symmetrically connected to the electromagnets, respectively, by the connecting yoke, wherein the pair of first yokes are further provided for linkage of the magnetic flux flow, and the pair of second yokes may be driven relative to the first yoke. It is preferable to connect the pair of permanent magnets symmetrically with the same polarity.
또한, 상기 요크부는 상기 한쌍의 제 1요크가 각각 자속흐름의 연계를 위해 더 구비되는 연결요크에 연결되어 대칭을 이루며, 상기 한쌍의 제 2요크가 상기 제 1요크에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 전자석에 연결된 영구자석에 대칭적으로 연결되는 것이 바람직하다.In addition, the yoke part is connected to a connection yoke, wherein the pair of first yokes are further provided for linkage of magnetic flux flow, thereby forming a symmetry, so that the pair of second yokes can be driven relative to the first yoke. It is preferable to be symmetrically connected to the permanent magnet connected to the electromagnet.
아울러, 상기 요크부는 자속흐름의 연계를 위해 더 구비되는 연결요크에 대하여 상대적으로 구동될 수 있도록 상기 제 1요크 및 상기 제 1요크에 연결되는 제 2요크가 한쌍으로 대칭되는 전자석 및 상기 전자석에 동일극성으로 각각 연결되어 대칭을 이루는 영구자석에 대칭되게 부착되는 것이 바람직하다.In addition, the yoke part is identical to the electromagnet and the electromagnet in which the first yoke and the second yoke connected to the first yoke are symmetrically paired so that they can be driven relative to a connection yoke further provided for linking the flux flow. It is preferable to be symmetrically attached to permanent magnets which are connected in polarity and symmetrical, respectively.
그리고, 상기 요크부는 상기 한쌍의 제 1요크의 대면부위에 자속보강팁이 일체로 형성되어 대칭을 이루며, 상기 제 1요크에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 전자석에 동일극성으로 연결되는 한쌍의 영구자석에 상기 한쌍의 제 2요크가 각각 연결되어 대칭을 이루는 것이 바람직하다.In addition, the yoke portion is a pair of permanent magnets connected in the same polarity to the electromagnet so that the magnetic flux reinforcing tip is integrally formed on the facing portions of the pair of first yokes to be symmetrical and driven relative to the first yoke. The pair of second yokes are preferably connected to each other to form symmetry.
여기서, 상기 요크부는 상기 한쌍의 제 1요크가 한쌍의 영구자석에 동일극성으로 연결되어 대칭을 이루며, 상기 한쌍의 제 2요크가 상기 제 1요크에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 전자석으로 연결되어 대칭을 이루는 것이 바람직하다.Here, the yoke portion is symmetrical with the pair of first yokes connected to the pair of permanent magnets in the same polarity, and the pair of second yokes are symmetrically connected with the electromagnet so as to be driven relative to the first yoke. It is desirable to achieve.
아울러, 상기 요크부는 상기 제 2요크가 한쌍의 영구자석에 동일극성으로 각각 연결되어 대칭을 이루며, 상기 한쌍의 제 2요크가 상기 한쌍의 제 1요크에 대칭되게 고정되어 상기 영구자석 사이에 위치하는 상기 전자석에 대해 상대적으로 구동되는 것이 바람직하다.In addition, the yoke part is symmetrical with the second yoke connected to the pair of permanent magnets in the same polarity, respectively, and the pair of second yokes are symmetrically fixed to the pair of the first yokes and positioned between the permanent magnets. It is preferably driven relative to the electromagnet.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치의 제 1실시도1 is a first embodiment of a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet according to the present invention
도 2는 상기 직선구동장치의 제 2실시도,Figure 2 is a second embodiment of the linear drive device,
도 3은 상기 직선구동장치의 제 3실시도,3 is a third embodiment of the linear drive device;
도 4는 상기 직선구동장치의 제 4실시도,Figure 4 is a fourth embodiment of the linear drive device,
도 5는 상기 직선구동장치의 제 5실시도,5 is a fifth embodiment of the linear drive device;
도 6은 상기 직선구동장치의 제 6실시도,6 is a sixth embodiment of the linear drive device;
도 7은 상기 직선구동장치의 제 7실시도이다.7 is a seventh embodiment of the linear drive device.
< 도면의 주요부분에 따른 부호의 설명 ><Description of the code according to the main part of the drawing>
10: 전자석 11: 철심10: electromagnet 11: iron core
12: 코일 20: 요크부12: coil 20: yoke part
21: 제 1요크 21a: 자속보강팁21: first yoke 21a: magnetic flux reinforcing tip
22: 제 2요크 30: 영구자석22: 2nd York 30: Permanent Magnet
40: 연결요크 100: 직선구동장치40: connection yoke 100: linear drive
다음으로는 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.Next, a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치의 제 1실시도이고, 도 2는 상기 직선구동장치의 제 2실시도이다.1 is a first embodiment of a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet according to the present invention, Figure 2 is a second embodiment of the linear drive device.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 직선구동장치(100)는 극성을 달리하여 인가되는 전류에 따라 자속의 방향이 변경되는 전자석(10)과, 상기 전자석(10)에 극성을 달리하여 근접 또는 부착시킴으로써, 상기 전자석(10)에 대한 상대적인 자속변화를 유도하는 영구자석(30)이 구동원이 되어 이들을 둘러싼 요크부(20)가 상대적으로 직선구동될 수 있도록 하는 것으로서, 전체적으로 직사각형의 대칭구조를 취하고 있다.As shown in Figure 1 and 2, the linear drive device 100 has a different polarity to the electromagnet 10 and the electromagnet 10, the direction of the magnetic flux is changed in accordance with the applied current with different polarity By adjoining or attaching, the permanent magnet 30 which induces a change in magnetic flux relative to the electromagnet 10 becomes a driving source so that the yoke portion 20 surrounding them can be relatively linearly driven, and the overall rectangular symmetric structure Is taking.
이러한 상기 직선구동장치(100)는 상술한 바와 같이 상기 전자석(10) 및 영구자석(30)이 구동원이 되도록 상기 전자석(10)에 대해 한쌍의 영구자석(30)이 동일극성으로 근접 또는 부착되어 자속의 변화를 유도하게 되며, 이러한 상기 전자석(10)은 철심(11)에 소정횟수로 권취되는 코일(12) 즉, 솔레노이드로 이루어져 일종의 요크로서 기능하게 된다.As described above, the linear driving device 100 has a pair of permanent magnets 30 adjacent to or attached to the electromagnet 10 with the same polarity so that the electromagnet 10 and the permanent magnet 30 are driving sources. The magnetic flux is induced, and the electromagnet 10 is made of a coil 12 wound around the core 11 at a predetermined number of times, that is, a solenoid to function as a kind of yoke.
이 때, 상기 코일(12)의 양단에는 서로 다른 극성의 전류가 인가되며, 그 극성에 기초하여 자속의 방향 또한 변경되며, 상기 철심(11)은 원활한 자속흐름을 위한 자속로 형성을 위해 기능한다.At this time, currents of different polarities are applied to both ends of the coil 12, and the direction of the magnetic flux is also changed based on the polarity, and the iron core 11 functions to form a magnetic flux path for smooth magnetic flux flow. .
아울러, 상기 전자석(10) 및 영구자석(30)이 발현하는 소정의 자기장은 도체물질의 물리적인 이동을 가능하게 하는데, 상기 요크부(20)가 이러한 이동의 대상이 되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 요크부(20)는 한쌍의 제 1요크(21)와, 상기 제 1요크(21)에 대해 상대적인 구동을 하게 되는 제 2요크(22)로 이루어져 자속의 흐름을 연계하는 자속흐름의 통로로서 기능하며, 철제로 이루어진 도체성물질이다.In addition, a predetermined magnetic field expressed by the electromagnet 10 and the permanent magnet 30 enables physical movement of the conductor material, and the yoke unit 20 is the object of such movement, as shown in FIG. As described above, the yoke portion 20 includes a pair of first yokes 21 and a second yoke 22 which is driven relative to the first yoke 21 to form a magnetic flux that links the flow of magnetic flux. It acts as a passage of and is a conductive material made of iron.
이 때, 상기 구동장치(100)의 중앙에는 전자석(10)이 위치하며, 상기 전자석(10)에 대한 자속변화를 유동하기 위해 상기 전자석(10) 양측에는 한쌍의 영구자석(30)이 동일극성으로 대칭되게 부착되어 있는데, 즉 상기 전자석(10) 양측에 부착되는 영구자석(30)의 극성은 공히 N극이다At this time, the electromagnet 10 is located at the center of the driving device 100, and a pair of permanent magnets 30 are the same polarity on both sides of the electromagnet 10 in order to flow the magnetic flux change for the electromagnet 10. It is attached symmetrically, that is, the polarity of the permanent magnet (30) attached to both sides of the electromagnet 10 is all N pole
그리고, 상기 각 영구자석(30)에는 한쌍의 제 1요크(21)가 대칭되게 부착되어 있으며, 상기 제 1요크(21)에 대해 상대적인 구동이 가능하도록 제 2요크(22)가 상기 제 1요크(21)에 소정간격을 두고 대칭되게 위치하고 있다.In addition, a pair of first yokes 21 are symmetrically attached to each of the permanent magnets 30, and the second yoke 22 is connected to the first yoke 21 so as to be able to drive relative to the first yoke 21. It is located symmetrically at predetermined intervals at (21).
따라서, 상기 전자석(10)의 코일(12)에 전류가 인가되면, 상기 소정간격 사이에는 자기장이 발생되면서 서로 끌어당기는 힘인 인력이 발생되는데, 이 때 상기 간격은 제 1요크(21)와 제 2요크(22) 사이의 두곳이며, 상기 인력은 상기 두곳의 간격에서 상기 코일(12)의 양단에 인가되는 전류의 극성에 따라 그 크기가 변화되어 결국 제 1요크(21)는 제 2요크(22)에 대해 상대적으로 직선구동될 수 있다.Therefore, when a current is applied to the coil 12 of the electromagnet 10, a magnetic force is generated between the predetermined intervals and a force attracting each other, wherein the intervals are the first yoke 21 and the second. Two positions between the yoke 22 and the attraction force is changed according to the polarity of the current applied to both ends of the coil 12 at the two intervals so that the first yoke 21 is the second yoke 22. Can be linearly driven relative to
아울러, 인력 및 자속과 상기 간격 사이의 관계는 하기식에서와 같다.In addition, the relationship between the attraction force and the magnetic flux and the interval is as follows.
여기서, F는 인력(또는 구동력), ψ는 자속의 흐름, Z는 구동간격이다.Where F is the attractive force (or driving force), ψ is the flow of magnetic flux, and Z is the driving interval.
따라서, 상기 두곳의 간격에서의 인력의 차이는 상기 제 1요크(21)와 제 2요크(22)의 상대적인 구동을 야기하게 된다.Thus, the difference in attraction in the two gaps causes relative driving of the first yoke 21 and the second yoke 22.
한편, 도 2에 도시된 바와같이, 상기 구동장치(100)는 상기 요크부(20)에서 상기 한쌍의 제 1요크(21)가 전자석(10)의 양측에 연결요크(40)로 각각 연결되어 대칭을 이루며, 상기 제 2요크(22)가 상기 제 1요크(21)에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 한쌍의 영구자석(30)의 S극에 각각 연결되어 대칭을 이루는 것이다.On the other hand, as shown in Figure 2, the drive device 100 is the pair of the first yoke 21 in the yoke portion 20 is connected to both sides of the electromagnet 10 by connecting yoke 40, respectively It is symmetrical, and the second yoke 22 is connected to the S poles of the pair of permanent magnets 30 so as to be driven relative to the first yoke 21 to achieve symmetry.
이러한 상기 연결요크(40)는 자속의 원활한 연계를 위해 구비되는 것으로 상기 제 1요크(21)나 제 2요크(22)와 같이 철제로 이루어진 도체성물질이다.The connection yoke 40 is provided for smooth connection of the magnetic flux and is a conductive material made of iron such as the first yoke 21 or the second yoke 22.
이 때 상기 영구자석(30)은 상기 전자석(10)에 대해 동일극성인 N극으로 근접하게 위치하며, 상기 수학식 1에 의거한 상호간의 자속흐름에 따라 소정의 인력을 구동력으로 제공하게 된다.At this time, the permanent magnet 30 is located close to the N pole of the same polarity with respect to the electromagnet 10, and provides a predetermined attraction force as a driving force according to the magnetic flux flow between each other based on the equation (1).
그러면, 상기 제 1요크(21)는 상기 영구자석(30)과 전자석(10) 사이의 자속변화에 따른 인력을 구동력으로 하여 상기 제 2요크(22)에 대해 상대적으로 직선구동될 수 있다.Then, the first yoke 21 may be relatively linearly driven with respect to the second yoke 22 by using the attraction force according to the magnetic flux change between the permanent magnet 30 and the electromagnet 10 as a driving force.
도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치의 제 3실시도이고, 도 4는 상기 직선구동장치의 제 4실시도이다.Figure 3 is a third embodiment of a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet according to the present invention, Figure 4 is a fourth embodiment of the linear drive device.
도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 우선 도 3에서의 상기 구동장치(100)는 한쌍으로 대칭을 이루는 제 1요크(21)가 연결요크(40)로 연결되고, 전자석(10)은 한쌍으로 분리되어 대칭이 되도록 위치하며, 상기 전자석(10)에는 한쌍의 영구자석(30)이 각각 연결되는데, 이 때 상기 영구자석(30)이 전자석(10)에 부착되는 곳의 극성은 공히 N극이다.As shown in FIGS. 3 and 4, in the driving device 100 of FIG. 3, a first yoke 21 symmetrically in a pair is connected to the connecting yoke 40, and the electromagnet 10 is a pair. Positioned so as to be symmetrical, and a pair of permanent magnets 30 are connected to the electromagnet 10, where the polarity of where the permanent magnet 30 is attached to the electromagnet 10 is both N pole to be.
아울러, 한쌍의 제 2요크(22)는 상기 영구자석(30)의 S극에 공통적으로 부착되어 있으며, 상기 제 1요크(21)에 대해 두곳에서 대칭적으로 소정간격을 유지하고 있다가 상기 전자석(10)의 코일(12)에 대한 전류인가에 따라 두곳의 소정간격에서의 상대적인 인력의 차이에 의해 직선구동될 수 있다.In addition, the pair of second yoke 22 is commonly attached to the S pole of the permanent magnet 30, and maintains a predetermined interval symmetrically at two places with respect to the first yoke 21, the electromagnet According to the application of the current to the coil 12 of (10) it can be linearly driven by the difference in relative attraction force at two predetermined intervals.
이러한 구동은 상대적인 것으로, 상기 제 1요크(21)의 위치가 고정되면, 상기 제 2요크(22)가 구동되고, 제 2요크(22)의 위치가 고정되면 제 1요크(21)가 구동된다.This driving is relative. When the position of the first yoke 21 is fixed, the second yoke 22 is driven. When the position of the second yoke 22 is fixed, the first yoke 21 is driven. .
한편, 도 4에서의 상기 구동장치(100)는 상기 요크부(20)에서 자속흐름의 연계를 위해 더 구비되는 연결요크(40)에 대하여 상대적으로 구동될 수 있도록 상기제 1요크(21) 및 상기 제 1요크(21)에 연결되는 제 2요크(22)가 한쌍으로 대칭되는 전자석(10) 및 상기 전자석(10)에 동일한 극성인 N극으로 각각 연결되어 대칭을 이루는 영구자석(30)에 대칭되게 부착된다.On the other hand, the drive device 100 in Figure 4 is the first yoke 21 and so that can be driven relative to the connection yoke 40 further provided for the linkage of the magnetic flux flow in the yoke portion 20 The second yoke 22 connected to the first yoke 21 is connected to the electromagnet 10 having a pair of symmetry and the permanent magnet 30 symmetrically connected to the N pole having the same polarity with the electromagnet 10, respectively. It is attached symmetrically.
이 때 상기 연결요크(40)는 상기 한쌍으로 분리된 상기 전자석(10) 사이에서 소정간격을 두고 위치하며, 상기 전자석(10)의 전류인가에 따라 간격에서 발생되는 인력의 상대적인 차이를 극복하지 못하고, 직선구동하게 된다.At this time, the connecting yoke 40 is positioned at a predetermined interval between the electromagnets 10 separated by the pair, and does not overcome the relative difference of the attraction force generated in the gap depending on the application of the current of the electromagnet 10. , Linear drive.
도 5는 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치의 제 5실시도이고, 도 6은 상기 직선구동장치의 제 6실시도이며, 도 7은 상기 직선구동장치의 제 7실시도이다.5 is a fifth embodiment of a linear drive device using a solenoid and a permanent magnet according to the present invention, FIG. 6 is a sixth embodiment of the linear drive device, and FIG. 7 is a seventh embodiment of the linear drive device. .
도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와같이, 우선 도 5에서의 상기 구동장치(100)에서 상기 요크부(20)는 상기 한쌍의 제 1요크(21)의 대면부위에 자속보강팁(21a)이 일체로 형성되어 대칭을 이루며, 상기 제 1요크(21)에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 전자석(10)에 S극으로 연결되는 한쌍의 영구자석(30)에 상기 한쌍의 제 2요크(22)가 각각 연결되어 대칭을 이룬다.5, 6 and 7, first, in the driving device 100 of FIG. 5, the yoke portion 20 is a magnetic flux reinforcing tip (a magnetic flux reinforcing tip) on a facing portion of the pair of first yokes 21. 21a) is integrally formed to form a symmetry, and the pair of second yokes to a pair of permanent magnets 30 connected to the S pole to the electromagnet 10 so as to be driven relative to the first yoke 21. (22) are each connected to form a symmetry.
이 때, 상기 자속보강팁(21a)은 상기 전자석(10)에 대해 소정간격을 갖는데, 상기 전자석(10)에 인가되는 전류에 따라 발생되는 인력이 상기 간격에서 차이를 두고 발생하기 때문에, 상기 제 1요크(21)가 상기 2요크(22)에 대해 상대적으로 직선구동될 수 있다.At this time, the magnetic flux reinforcing tip (21a) has a predetermined interval with respect to the electromagnet 10, the attraction force generated in accordance with the current applied to the electromagnet 10 is generated with a difference in the interval, One yoke 21 may be linearly driven relative to the second yoke 22.
다음으로 도 6에서의 상기 구동장치(100)에서 상기 요크부(20)는 한쌍의 제 1요크(21)가 한쌍의 영구자석(30)에 N극으로 연결되어 대칭을 이루며, 상기 한쌍의제 2요크(22)가 상기 제 1요크(21)에 대해 상대적으로 구동될 수 있도록 전자석(10)으로 연결되어 대칭을 이룬다.Next, in the driving device 100 of FIG. 6, the yoke part 20 is symmetrical with a pair of first yokes 21 connected to an N pole to a pair of permanent magnets 30, and the pair of agents The two yokes 22 are connected to the electromagnet 10 so as to be driven relative to the first yoke 21 to be symmetrical.
결국, 상기 제 1요크(21)에는 영구자석(30)이, 상기 제 2요크(22)에는 전자석(10)이 부착되어 상호 소정간격을 두고 있는 것으로, 상기 전자석(10)은 상기 영구자석(30)의 S극 사이에서 위치하게 되며, 상기 전자석(10)에 인가되는 전류에 따라 간격에서의 인력의 차이로 인해 상호간에 직선구동이 이루어질 수 있다.As a result, the permanent magnet 30 is attached to the first yoke 21, and the electromagnet 10 is attached to the second yoke 22 to have a predetermined distance therebetween, and the electromagnet 10 is the permanent magnet ( Positioned between the S poles of 30), due to the difference in the attraction force in the interval according to the current applied to the electromagnet 10 can be a linear drive between each other.
한편, 도 7에서의 상기 구동장치(100)에서 상기 요크부(20)는 한쌍의 제 2요크(22)가 한쌍의 영구자석(30)에 N극으로 각각 연결되어 대칭을 이루며, 상기 한쌍의 제 2요크(22)가 상기 한쌍의 제 1요크(21)에 대칭되게 고정되어 상기 영구자석(30) 사이에 위치하는 상기 전자석(10)에 대해 상대적으로 구동된다.Meanwhile, in the driving device 100 of FIG. 7, the yoke portion 20 has a pair of second yokes 22 connected to the pair of permanent magnets 30 by N poles to form symmetry, and the pair of The second yoke 22 is symmetrically fixed to the pair of first yokes 21 to be driven relative to the electromagnet 10 positioned between the permanent magnets 30.
이 때 상기 전자석(10)은 상기 영구자석(30)의 S극 사이에 위치하게 되며, 전류인가에 따른 자속변화가 인력의 차이를 야기하여 결국 서로 연결되는 제 1요크(21) 및 제 2요크(22) 그리고 영구자석(30)에 대해 상대적으로 직선구동될 수 있다.At this time, the electromagnet 10 is positioned between the S poles of the permanent magnet 30, the first yoke 21 and the second yoke (2) that is connected to each other after the change in magnetic flux due to the application of current causes a difference in attraction 22) and can be linearly driven relative to the permanent magnet (30).
이상에서와 같은 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치(100)는 영구자석(30)과 전자석(10)의 자속흐름이 요크부(20)에 의해 연속적으로 연계됨으로써, 자속흐름의 단절됨없이 전자석(10)에 대한 인가전류에 따라 계속적인 구동력 생성이 가능하다.In the linear drive device 100 using the solenoid and the permanent magnet according to the present invention as described above, the magnetic flux flow of the permanent magnet 30 and the electromagnet 10 is continuously connected by the yoke part 20, thereby Continuous driving force generation is possible according to the applied current to the electromagnet 10 without disconnection.
따라서, 요크부(20)의 제 1요크(21) 및 제 2요크(22)의 상대적인 구동뿐만 아니라 요크부(20)와 영구자석(30), 요크부(20)와 전자석(10) 등 다양한 경우에 따라 임의대로 상대적인 구동대상을 선택하여 사용할 수 있다.Therefore, the yoke portion 20 and the permanent magnet 30, the yoke portion 20 and the electromagnet 10, as well as the relative driving of the first yoke 21 and the second yoke 22 of the yoke portion 20, In some cases, a relative driving target can be selected and used arbitrarily.
한편, 상기 구동장치(100)는 전체적으로 직사각의 형상을 취하는 것 이외에, 정사각의 형상의 대칭구조를 취하는 것도 필요에 따라 사용될 수 있다.On the other hand, the drive device 100 may take a symmetrical structure in the shape of a square in addition to taking the shape of a rectangle as a whole may be used as necessary.
또한, 상기 영구자석(30)은 한쌍으로 구비되어 대칭을 이루는 것 이외에, 원통형상을 취하여 상기 전자석(10)을 안측에 구비되며, 이에 대응하여 요크부(20)도 상기 영구자석(30)의 외곽에서 원통형상을 취함으로써, 모든 방향에 대하여 상호 대칭을 이룰 수 있는 형태인 것도 본 발명에 포함될 수 있다.In addition, the permanent magnet 30 is provided in pairs to form a symmetrical, in addition to having a cylindrical shape, the electromagnet 10 is provided on the inner side, corresponding to the yoke portion 20 of the permanent magnet 30 By taking a cylindrical shape at the outside, it may also be included in the present invention to have a form that can be symmetrical with respect to all directions.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 솔레노이드와 영구자석을 이용한 직선구동장치에 따르면, 구동대상의 선별에 따른 영구자석 및 전자석과 요크부의 간단한 조합만으로도 정밀하고 신속한 직선구동이 가능한 특징이 있다.According to the linear drive device using the solenoid and the permanent magnet according to the present invention as described above, there is a feature that can be precise and rapid linear drive only by a simple combination of the permanent magnet and the electromagnet and the yoke according to the selection of the driving target.
아울러, 전자석의 코일의 양단에 인가되는 전류의 극성 및 크기를 달리함으로써, 구동력의 크기나 구동시간이 변경되기 때문에, 전류인가에 따라 용이하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, by changing the polarity and the magnitude of the current applied to both ends of the coil of the electromagnet, since the magnitude of the driving force or the driving time is changed, there is an effect that can be easily and precisely controlled according to the application of the current.
또한, 전자석에 인가되는 전류극성에 따라 구동방향이 변경될 수 있기 때문에, 양방향구동이 가능한 효과가 있다.In addition, since the driving direction may be changed according to the current polarity applied to the electromagnet, bidirectional driving is possible.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, various other modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.
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