KR100309897B1 - 감온액추에이터와이것을사용한아이들ㆍ스피드ㆍ콘트롤러 - Google Patents

Abstract

감온 감지소자를 별체로서 설치하지 않고, 작동하는 감온 액추에이터이다. 구체적으로는 자성재로 구성된 고정자에 의해서 요크를 형성하고 이 고정자로 에워싸여진 내부에 개구를 설치하고 이 개구내에는 회전자를 자유롭게 회전할 수 있도록 설치한다. 또, 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하는 자극편을 설치하는 동시에 각 자로의 어느 하나에 기자력원을 설치하고 또한 자로의 일부에 따라서 투자율 또는 포화 자속 밀도 또는 잔류 자속 밀도 등의 자기 특성이 변화하는 감온 자성재를 설치하였다.

Description

감온 액추에이터와 이것을 사용한 아이들·스피드·콘트롤러

제1도는 ISC(Idle Speed Controller)의 밸브체 제어용의 로터리 액추에이터의 특성도이다.

제2도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 제1실시예의 구성도이다.

제3도는 감온 자성재의 온도와 투자율과의 관계를 나타내는 특성도이다.

제4도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 다른 실시예의 구성도이다.

제5도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제6도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제7도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제8도는 제7도의 변혀예의 도면이다.

제9도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제10도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제11도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제12도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제13도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제14도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제15도는 사용태양을 표시한 일예의 도면이다.

제16도는 본 발명의 감온 액츄에이터를 자동차의 아이들·스피드·콘트롤러에 적용한 제1실시예의 구성도이다.

제17도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제18도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제19도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제20도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제21도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제22도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제23도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제24도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제25도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제26도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제27도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제28는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제29는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제30는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제31는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제32도는 유한 요소법에 의한 해석 모델도면도이다.

제33도는 해석 결과에 의한 회전력 상태를 표시하는 도면이다.

제34는 해석 결과에 의한 안정상태(정지)를 표시하는 도면이다.

제35도는 본 발명에 의한 또다른 실시예의 구성도이다.

제36도는 제35도의 동작에 있어서 반력을 설명하는 도면이다.

제37도는 제35도의 동작에 있어서 안정상태를 설명하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 요크 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 : 자극편

12 : 샤프트 13 : 회전자

14 : 감온 자성재

본 발명은 환경 또는 특정 기기의 온도변화를 감지하여 구동력을 발생시키는 감온(感溫) 액추에이터와 이것을 사용한 아이들·스핀드·콘트롤러(이하, ISC라고 칭한다)에 관한 것이다.

제어 대상에 따라서는 환경 또는 기기의 온도변화에 따라 그의 응답조건을 변화시키고 싶은 경우가 있다. 예를 들면 자동차에 탑재하는 ISC가 있다. 이 경우 자동차의 아이들링(idling) 상태에 있어서는 그의 흡입공기량은 엔진온도에 의해서 영향을 받는다.

따라서, 필요로하는 위치에 온도 감지 소자를 부착하고 각 온도 감지 소자로부터의 검출 신호를 모아서 제어조건을 얻도록 하고 있다. 또 구체적으로는 온도 감지 소자로서 왁스를 사용한 것, 혹은 바이메탈을 사용한 것 등, 각 방식의 것이 이미 다수 제안되고 있다. 또 온도 변화에 따라 기기의 응답조건을 변화시키는 구체예로서 자동차의 아이들링 상태에서 설명한다. 우선 자동차의 내연기관의 경우 엔진 온도가 높으면 바이패스 공기량을 작게하고 반대로 엔진온도가 낮으면 바이패스 공기량을 크게할 필요가 있다. 또 히터 등에서는 저온시에는 연료 밸브를 많이 열어서 발열량을 늘릴 필요가 있다. 요컨대, 이상의 것으로부터 알 수 있는 것은 ISC 용의 밸브체는 저온시에 큰 스트로크가 요구되고 고온시에는 폭주(暴走)를 방지하기 위해 밸브폐쇄위치의 가까이에서 작은 스트로크 밖에 이동하지 않는 방법이 요구된다. 제1도는 ISC의 밸브체 제어용의 로터리 액추에이터의 요구특성이며, 횡축에 온도 T[℃]를 또 종축에 스트로크[deg]를 취하여 표시한 것이다.

따라서 이런 종류의 제어를 하는 경우에는 복수의 온도 감지 소자나 온도 감지 작동소자를 필요로 하고, 또한 온도조건을 가미한 제어회로를 구성할 필요가 있어 구조가 복잡하게 될뿐만 아니라 신뢰성도 저하하고 그에 따라 비용도 상승한다.

또 제어조건으로서는 기기의 비통전(非通電)시에는 구동 대상인 밸브가 온도에 관계없이 폐쇄(전폐)할 필요가 있는 것이 있다. 예를 들면 히터 등의 연료 밸브가 그것이며 이 경우에 있어서는 비작동시에는 연료의 밸브를 전폐하여 연료의 유출을 방지하지 않으면 안된다.

본 발명의 목적은 자로(磁路)의 일부분에 온도에 따라서 자기적 특성이 변화하는 감온 자성재를 설치함으로써 분리된 부재, 즉 별체로서의 감온 감지소자를 불필요케한 감온 액추에이터를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 자로내에 설치하는 감온 자성재의 배치를 고려함으로써 온도변화에 따른 작동력의 취출(取出)을 가능케 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감온 자성재를 사용한 액추에이터를 구동원으로서 사용하고 바이패스 통로의 공기량을 제어할 수 있는 ISC를 제고하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자극편(磁極片)의 어느 위치에 감온 자성재를 설치할 것인가를 고려한 감온 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자로중의 어디에 공극을 설치하고 또 어디에 감온 자성재를 설치한 것인가를 고려한 감온 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비통전시에는 온도에 관계없이 상시 밸브가 폐쇄하는 특성(노멀 클로즈; normally closed) 상태로 있는 감온 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이하, 도면을 참조하여 실시예를 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 감온 액추에이터의 제1실시예의 구성도이다. 제2도에 있어서 (1)은 감온 액추에이터의 본체를 나타내고 자성재료로 이루어진 고정자(요크)(10)와 이 고정자와 접속된 자극편(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)과 샤프트(12)에 고정된 회전자(13)로 이루어지고 본 실시예의 경우 회전자(13)는 N, S극으로 이루어지는 영구자석이다. 또한 자극편(11-1, 11-4)에 감온 자성재(배껍질 모양의 부분으로서 표시함)(14), 예를 들면 써모페라이트(thermo ferrite)와 같은 부(-) 특성의 것을 사용하고 있다.

제3도는 감온 자성재의 특성도를 나타내고 종축에 투자율(μ)을 취하고 횡축에 온도(T)를 취하여 표시하고 있다. 도면에 표시된 바와같이, 온도의 상승에 따라 투자율이 증가하는 것(정특성)과 반대로 온도의 상승에 따라 투자율이 감소되는 것(부특성)이 있다.

다음에 제2도의 작용에 관하여 설명한다.

본 실시예의 경우, 감온 자성재로서 써모페라이트를 사용하고 있기 때문에 통상시는 회전자(13)를 형성하는 영구자석 N극으로부터의 자력선 A은 실선으로 표시되는 바와 같이 자극편(11-1, 11-2)으로부터 요크(10)로 유출되고 대응해서 설치한 자극편(11-3, 11-4)을 균등하게 경유하여 S극으로 되돌아오는 루프로 되어서 흐른다. 따라서 회전자(13)는 도시된 바와 같은 (중립) 위치를 유지한다.

여기서 온도가 상승하면, 자성재가 부특성이기 때문에 자극편(11-1, 11-4)의 투자율이 감소한다. 따라서 자극편(11-1, 11-4)을 경유하고 있던 자력선은 약해지고 점선으로 표시되는 바와같이 다른쪽의 자극편(11-2, 11-3) 쪽으로 강해진다. 따라서 영구자석(13)은 샤프트(12)를 중심으로 하여 반시계방향으로 회전하게 된다. 따라서, 이 경우 샤프트(12)의 회전방향을 밸브체이 폐방향으로 정하면 온도 상승에 따라서 밸브체를 폐로(閉路) 시킬 수가 있다.

상기 실시예에서는 자극편(11-1, 11-4)의 전체(배껍질 모양의 부분)를 부특성의 써모페라이트와 같은 감온 자성재로 하였으나 이것으로 한정되는 것은 아니고 자극편 중의 일부분에 감온 자성재를 설치하도록 하여도 동일한 효과가 얻어진다. 이 경우의 일부분이란 자력선의 방향에 따라서 부분적(자극편의 좌우의 일부분)으로 설치하는 것을 의미하고 있다. 상기 실시예에 의하면 별체(別體)로서의 감온 감지 작동소자를 불필요케하고 구조가 간단하여 비용절감이 가능하다.

제4도는 다른 실시예의 구성도이다.

제4도에 있어서 (15)는 기자력원(magnetic source)으로서의 코일이며, 샤프트(12)에 부착한 회전자(영구자석)(13)는 요크의 일부에 설치한 개구(16)내에 있으며 회전이 가능하게 설치된다. 또한 영구자석(13)의 주위는 양측면(좌우)에 넓은 개구(편의(偏倚) 되어 넓어진 홈)(16-1)이 있고, 상방과 하방은 극간이 좁게 되어있다.

개구(16)를 사이에 두고 부특성의 감온 자성재(14)를 대각선상 위치에 설치하는 것은 상기 실시예(제2도)와 동일하나 본 실시예에서는 잔여의 대응 대각선상 부분에 정(+) 특성의 감온 자성재(17)를 설치하는 구성으로 하였다. 따라서 온도 상승에 수반하여 감온 자성재(14)의 부분이 투자율을 감소시키고, 반대로 감온 자성재(17)의 부분이 투자율이 증대한다. 이것들의 작용은 서로 편자(field distortion)를 증대시킨다. 즉 온도 상승에 수반하는 투자율의 차가 현저하게 되고 보다 한층 동작을 확실한 것으로 한다.

제5도는 다른 실시예의 구성도이다.

제5도에 있어서 제4도와 동일 부분에 관하여 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 영구자석(13)을 끼운 자로의 일방측(이 경우는 비스듬이 오른쪽 상방)에만 감온 자성재(부특성)(14)을 설치한 것이다. 본 실시예에서는 온도의 상승에 수반하여 감온 자성재(14)의 투자율이 감소하기 때문에 결과로서 점선 부분에 대한 자속이 증대한다. 따라서 투자율의 차가 현저하게 되고 보다한층 동작이 확실하게 된다.

즉 실선부분의 자속이 감소하고 점선부분의 자속이 크게되어 온도 상승에 수반하여 회전자(13)가 반시계 방향으로 회전하고 상기와 동일하게 밸브폐쇄 작용을 촉진시킨다.

제6도는 또다른 실시예의 구성도이며, 제6도에 있어서 제2도와 동일부분에 관해서는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다. 본 실시예에서는, 대치시켜 설치한 자극편의 길이방향에 따른 좌우의 1 부분(배껍질 모양 부분)에만 감온 자성재(18)를 설치한 것이다. 그리고 감온 자성재(18)로서 예를 들면 부특서의 것을 사용한 경우에는 온도 상승에 따라서 자극편(11-1, 11-4) 측의 자속이 감소하고, 그 부분만큼 다른쪽의 자극편(11-2, 11-3) 측이 증대한다. 따라서 회전자(13)의 회전 각도를 변화시킬 수가 있다.

제7도는 또다른 실시예의 구성도이며 제7도에 있어서 제6도와 동일부분에 관해서는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 기자력원인 2개의 영구자석(19-1, 19-2)을 고정자(10)에 설치하고 또한 회전자(13)는 영구자석으로 형성되지 않은 것이다. 그 외의 구성은 제6도와 동일하다. 본 실시예에 있어서도 상기 제6도의 경우와 동일한 효과가 얻어지는 것에 더하여 기자력원의 크기를 비교적 간단히 변경할 수 있고(영구자석의 강도를 변경시키면 된다) 적용에 있어서의 자유도를 확대시킬 수가 있다.

제8도는 제7도의 변형예이며 고정자(10)에 기자력원인 영구자석(19)을 1개 설치하고 또한 고정자의 다른쪽을 개방하여 자속의 통로를 한정시키도록 하였다. 그 외의 구성은 제7도와 동일하며, 상기와 동일한 효과가 얻어지는 것은 명백하다.

제9도는 또다른 실시예의 구성도이다. 본 실시예에서는 영구자석으로 이루어지는 회전자(13)의 볼록부에 감온 자성재(20, 21)를 접착하고 자극편(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)측에는 아무런 처리를 하지 않도록 하였다. 도면에서는 예를 들면 배껍질모양 부분(20)은 부특성으로 하고 사선부분(21)은 정특성으로 하고 있다.

본 실시예에 의하면 온도상승에 따라 감온 자성재(20, 21)의 투자율이 각각 변화하고 상기와 동일한 작용을 하는 것은 물론이고 회전자 1개에 특정 기능을 집약할 수 있고(감온 자성재는 회전자(13)의 단부 뿐이다) 이 부분만을 전문 메이커에서 제조함으로써 부품의 관리에 편리하다.

제10도는 또다른 실시예의 구성도이다. 본 실시예에서는 감온 자성재로서 자극편(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)측을 자석으로 하고, 회전자(13)는 자석으로 하지 않은 것이다. 도면에서는 자극편(11-1, 11-4)을, 예를 들면, 온도 상승에 따라 기자력이 저하하는 (부특성) 페라이트 자석으로 하고, 대응하는 자극편(11-2, 11-3)을 안정(약한 부특성을 갖는다)된 사마륨코발트 자석을 사용한 경우가 도시되어 있다. 이 경우의 동작은 통상시는 자속이 실선을 따르나, 온도상승에 수반하여 페라이트 자석의 기자력이 감소하여, 회전자를 반시계 방향으로 회전시킨다. 본 실시예도 상기 각 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.

제11도는 또다른 실시예의 구성도이다. 본 실시예에서는 부특성 또는 정특성을 갖는 감온 자성재로서의 영구자석과 온도적으로 안정된 영구자석을 조합하여 회전자(13)를 구성한 것이다. 즉 배껍질 모양의 부분(22)과 사선부분(23)으로 이루어지는 각 영구자석을 조합한 것이다. 작용에 관해서는 이미 설명한 대로이다. 본 실시예에 있어서도 상기 각 실시예와 동일한 효과가 얻어지는 것은 명백하다.

제12도는 또다른 실시예의 구성도이다. 본 실시예는 고정자(10)에 기자력원으로서 2개이 영구자석(24-1, 24-2)을 설치한 것이다. 그리고 부특성 혹은 정특성을 갖는 감온 자성재를 조합하여 회전자(13)를 구성한 것이다. 본 실시예에 있어서도 상기 실시예의 것과 동일한 효과가 얻어진다.

제13도는 또다른 실시예의 구성도이다. 본 실시예는 한쪽의 자극편(11-1, 11-4)과 회전자(13)와의 사이의 에어갭(air gap; 1)과 다른쪽의 자극편(11-2, 11-3)와 회전자(13)와의 사이의 그것(도시하지 않음)과 언밸런스로 되어있다. 즉 도면에서는 에어갭(1)의 쪽이 다른쪽의 그것보다 크게되어 있다. 더욱이 고정자(10)이 각 자극편 간에 부특성의 감온 자성재(25-1, 25-2)를 설치하도록 하였다.

따라서, 상시 (저온시)에는 자속은 실선이 경로를 더듬어가나, 온도가 상승하면 투자율의 저하에 의하여 감온 자성재(25-1, 25-2) 부분이 오프(OFF)로 되어, 점선으로 표시하는 자로를 형성한다.

그 결과 회전자(13)를 시계방향으로 회전한??. 본 실시예에 있어서도 상기 실시예의 것과 동일한 효과를 얻는다.

제14도는 또다른 실시예의 구성도이다.

본 실시예는 제6도를 기초로하여 코어의 일부분을 감온 자성재(27)로 하여 그의 상부에 전자코일(26)을 감은 것이다.

본 실시예에서는 이미 설명하여 온 원리를 사용하여 전자코일(26)에 전류가 흐르게 되었을 때, 전자코일의 하부에 설치한 부특성의 감온 자성재에 의해 고온시에 발생하는 자속을 저하시키는 것이며 소위 '이중 안전장치(fail safe)'로서 사용하는 것이다. 작동원리는 이미 설명하였기 때문에 여기서는 생략한다.

제15(a)도와 제15(b)도는 사용태양도이며, 이 경우는 쵸크 밸브의 구동원으로서 사용하는 것이다. 측면도인 제15(a)도에 있어서(28)은 쵸크밸브이며, 감온 액추에이터(29)로 랙(30)을 구동하여, 정면도인 제15(b)도에 표시된 바와 같이 피니온(31)을 통하여 쵸크밸브(28)를 회동(回動)시키는 방식이다. 감온 액추에이터는 밸브의 편심에 의한 밸생토크?? 밸런스하는 위치까지 회전함으로 직접 피니온과 밸브를 연결할 수 있다. 또 감온 액추에이터를 전자 구동이 가능한 타입으로 하면 적극적인 공연비(空燃比)의 제어도 가능하다.

제16(a), (b), (c)도는 상기한 감온 액추에이터를 자동차의 아이들·스피드·콘트롤러(ISC)에 적용한 실시예이다. 본 실시예에서 사요하는 감온 액추에이터 본체는 요크(10)에 기자력원으로서 코일(15)을 감아서 개구(16)내에 회전자(영구자석으로 이루어진)(13)을 설치하는 동시에 개구를 사이에 두고 감온 자성재(14)를 경사진 위치에 설치한 것이며 이미 충분히 설명이 되어있다.

제16(a)도는 정면도이며, 이중심선(일점 쇄선)에서 본 개요 단면도가 제16(b)도이며, 베어링(32)을 지점으로 하여 샤프트(12)가 부착되어 또한 샤프트에 고정된 컨트롤·밸브(33)가 샤프트와 동시에 회전하는 구성을 가지고 있다. 제16(c)도는 본체(34)의 내부의 개요를 단면도로 표시한 것으로서, 취입된 공기는 주공기 통로와는 다른 바이패스 통로측으로 흐른다. 이 경우의 공기량을 제어하는 것이 컨트롤·밸브(33)이다. 그러나 이들의 구성 그 자체는 공지의 것이기 때문에 설명은 생략한다.

본 실시예에 의하면 자로의 일부에 감온 자성재를 삽입한 감온 액추에이터를 사용하여 컨트롤·밸브를 회동시키도록 구성한 것으로 감온 감지소자를 별체로서 설치함이 없이 온도에 따라 아이들 스피드 제어가 가능하게 된다.

제17도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예이 구성도이다. 본 실시예에서는 한쪽의 대응하는 자극편(11-1)과 (11-4)의 단면의 일부에 부특성의 감온 자성재(35)를 설치한다. 또한 감온 자성재에는 부특성의 것을 사용한다.

다음에 작용에 대하여 설명한다.

본 실시예에서는 감온 자성재에 부특성의 것을 사용하고 있기 때문에 저온시에는 투자율이 크게된다. 따라서 각 자극편(11-1, 11-4)과 (11-2, 11-3)은 동등한 자속을 통한다. 그래서 회전자(13)의 영구자석에서 나오는 자속은 자극편(11-2)에서 고정자, 자극편(11-4)을 통하는 복귀루프와 자극편(11-1)으로부터 고정자 자극편(11-3)을 통하는 복귀루프가 대칭으로 되어, 회전자(13)는 중심에 위치한다.

또, 고온시에는 감온 자성재의 투자율이 감소하기 때문에, 자극편(11-1, 11-4)를 통하는 자속이 감소하여, 자극편(11-2, 11-3)을 통하는 자속이 증대한다. 따라서 회전자의 영구자석(13)은 자극편(11-2, 11-3)에 끌어 당겨지는 방향으로 도크가 생겨져서 회전자의 영구자석(13)은 실선 화살표시 방향으로 회전한다. 또한, 온도가 감온 자성재의 큐리온도에 달하면 상자석으로 변하기 때문에 그 이상으로 온도를 상승하여도 회전을 하지 않는다. 이때의 회전량은 감온 자성재의 자극편 내의 점유면적으로 결정되기 때문에 용이하게 설정할 수 있다.

제18도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예이 구성도이다.

제18도에 있어서 제17도와 동일부분 및 상당 부부에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 자극편(11-4, 11-3)의 사이에서 고정자(10)를 절제하여 간극(에어갭)(36)을 만드는 동시에, 고정자에는 기자력원(37)을 설치한 것이다. 그 외의 구성은 제17도와 동일하다.

다음에 작용에 대하여 설명한다.

이 경우, 기본적으로는 기자력원(37)의 코일에 의하여 발생하는 자속은 자극편(11-2)으로부터 자극편(11-3)을 통하는 루프(회전자를 오프 밸브방향으로 작용한다)와 자극편(11-1)으로부터 자극편(11-4)을 통하는 루프(회전자를 오픈 밸브 방향으로 작용한다)를 생성한다.

따라서, 고온시에 감온 자성재의 포화 자속밀도가 저하하면, 자극편(11-1)으로부터 자극편(11-4)를 통하는 자속이 감소되어, 코일에 의한 오픈밸브 방향의 작용이 적게되어서 ISC의 요구사항을 만족시킨다. 또한, 감온 자성재의 부착면적(점유면적)을 변환함으로써, 온도 변화에 대응하는 회전자의 회전량을 결정할 수 있으므로, 요구특성을 얻기 위해 설계가 용이하다.

제19도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제19도에 있어서, 제17도, 제18도와 동일 부분 및 상당부분에 대하여 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예는 고정자(10a)와 (10b)와의 사이에 감온 자성재(38)를 설치하는 동시에, 고정자(10b)와 (10c)와의 사이에 에어갭(39)을 설치하였다. 이 경우 상기 감온 자성재의 폭(1₁)과 에어갭(1₂)와의 관계를 1₁>1₂로 함으로써 특성 변화가 생긴다.

다음에 작용에 대하여 설명한다.

저온시는 감온 자성재(38)는 고정자(10)와 동등의 자속을 통하기 때문에 회전자를 구성하는 영구자석(13)으로부터의 자속은 자극편(11-1)에서 고정자(10a), 감온 자성재(38), 고정자(10b), 자극편(11-4)를 통하는 복귀루프가 강하고, 자극편(11-2)으로부터 자극편(11-3)에 향하는 자속은 에어캠(39)을 통하기 때문에 약하다. 그 결과 회전자(13)는 중심선(자극편(11-1)과 자극편(11-2)의 사이의 선)으로부터 오픈 밸브측으로 회전한다.

고온시는 감온 자성재의 포화 자속 밀도가 저하하여 온도가 감온 자성재의 큐리온도에 달하면 상자성으로 변하여, 감온 자성재부는 공기가 존재하는 것과 같게 된다.

이 경우, 1₁>1₂에 설정하면, 에어갭(39)의 쪽이 감온 자성재의 부분보다 자기 저항이 적게된다. 따라서 자극편(11-1, 11-4)를 통하는 자속이 감소하여, 자극편(11-2, 11-3)을 통하는 자속이 증가한다. 그 결과, 회전자(13)는 자극편(11-2, 11-3)측에의 끌어당기는 방향으로 토크가 발생하여 회전자(13)는 중심선으로부터 오프 밸브방향으로 회전을 한다.

제20h는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제20도에 있어서 제19도와 동일부분 및 상당부분에 대하여는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 기자력원(37)을 설치한 것이며, 그 외의 구성은 제19도와 동일하다.

우선 기자력원(37)의 코일에서 발생하는 자속은 자극편(11-2)에서 자극편(11-3)을 통하는 루프(회전자;13)를 오프밸브 방향으로 작용한다)와 자극편(11-1)에서 자극편(11-4)을 통하는 루프 (회전자;13)를 오픈밸브 방향으로 작용한다)를 생성한다. 그리고 고온시에 감온 자성재의 포화자속밀도가 저하하면 자극편(11-1)에서 자극편(11-4)을 통하는 자속이 감소한다. 이 경우 코일에 의한 오픈 밸브방향에로의 작용이 적게되어, ISC의 요구사항을 만족시킨다.

제21도는 본 발명에관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제21도에 있어서 제19도와 동일부분 및 상당 부분에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예와 제19도와의 상위점은 감온 자성재(38)의 설치위치를 자극편(11-4)과 (11-3)와의 사이로 한 것이다(이와 관련하여 제19도에서는 감온 자성재의 설치위치는 자극편(11-1)과 (11-3)과의 사이다).

작용에 대하여 설명을 하면, 저온시는 감온 자성재(38)는 고정자(10)와 동등하게 자속을 통하기 때문에 회전자(13)로부터의 자속을 자극편(11-1)에서 고정자(10a), 감온 자성재(38), 고정자(10b), 자극편(11-4)을 통하여 복귀하는 루프가 강하다. 왜냐하면, 자극편(11-2)에서 고정자(10c)에 향하는 루프는 에어갭(39)을 통하게 되는 것이기 때문이다. 그 결과 회전자(13)는 중심선으로부터 오픈 밸브측으로 회전한다.

한편, 고온시는 감온 자성재(38)의 포화 자속밀도가 저하하기 때문에 온도가 감온 자성재의 큐리온도에 달하면 감온 자성재는 상자성으로 변한다. 즉 감온 자성재부는 공기가 존재하는 것과 동일하게 되어 이 부분은 큰 자기저항으로 된다. 이 경우 에어갭(39)의 폭(1₂)과 감온 자성재(38)의 폭(1₁)과의 사이에는 1₁>1₂의 관계가 있다. 그래서 자극편(11-2, 11-3)을 통하는 자속 루프보다 자극편(11-1, 11-4)을 통하는 자속 루프의 쪽이 강해서, 중심선으로부터 오프 밸브측까지는 이동하지 않는다.

제22도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제22도에 있어서 제21도와 동일부분 및 상당부분에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 기자력원(37)을 설치한 것이며, 그 외의 구성은 제21도와 동일하다.

우선 기자력원(37)의 코일로 발생하는 자속은 자극편(11-2)에서 11-3을 통하는 루프(회전자 (13)를 오프밸브 방향으로 작용한다)와 자극편(11-1)에서 11-4를 통하는 루프 (회전자(13) 자석을 오픈 밸브 방향으로 작용하는)을 생성한다. 그리고 고온시에 감온 자성재(38)의 포화자속밀도가 저하하면 코일이 만들어내는 자속이 감소한다. 따라서 코일의 온·오프에 의한 회전자(13)의 스트로크는 감소하여 ISC의 요구특성을 만족시킨다.

제23도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제23도에 있어서 감온 액추에이터 본체(1)는 감온 자성재(38)를 끼운 형으로 고정자(10a), 고정자(10b)를 일체로 하여 다시 감온 자성재의 부분을 자로(磁路)로 하기 때문에 T형을 가지는 공간(40)을 뚫고 있다.

또, (11-10), (11-40)은 대향면이 넓은 자극편으로 한쌍을 이루고, 동일하게 (11-20), (11-30)은 대향면을 좁게한 자극편으로 한쌍을 이루고 있다. (13)은 회전자로 원형을 이루고, 샤프트(12)를 지점으로 회전한다. 또한, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 회전자(13)의 위치는 자극편(11-10, 11-40)과 자극편(11-20, 11-30)의 회전자(13)에의 대향면의 비율로 정하여진다.

제23도에 있어서 실선은 저온시의 자로이며 점선은 고온시의 자로이다. 다음에 작용 설명을 하나, 저온시는 감온 자성재(38)는 고정자(10)와 동시에 자속을 통하기 때문에 회전자(13)로부터의 자속은 자극편(11-10)로부터 회전자(10a), 감온 자성재(38), 고정자(10b), 자극편(11-40)을 통하여 복귀하는 루프가 강해서 회전자(13)의 중심은 자극편(11-10, 11-40) 사이의 중심선(d)의 위치에서 밸런스시킨다.

다음에 고온시는 감온 자성재의 포화 자속밀도가 저하한다. 그리고 온도가 감온 자성재의 큐리온도에 달하면, 감온 자성재는 상자성으로 변하여 이 부분은 공기가 존재하는 것과 같게되어 자속을 통하게 어렵게 한다. 이 경우 자극편(11-10, 11-30)을 통하는 자속과 자극편(11-20, 11-40)을 통하는 자속이 대칭루프를 형성하여 밸런스시킨다(제23도의 점선). 따라서 회전자(13)의 중심선은 c의 위치로 된다(약간 좌회전한다).

제24도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제24도에 있어서 (37)은 기자력원이며, 고정자(10a)와 고정자(10b)와의 사이에 감온 자성재를 설치하고 있다. (40)은 공간이며, 그 아래쪽에는 연결부재(41, 42)로 접속이된 구성을 가진, 그곳에 설치한 개구(16)내에는 샤프트(12)에 부착된 회전자(13)가 회전이 가능하게 설치되어 있다.

또한, 회전자(13)의 주위는 경사진 양측면(좌우)에 넓은 개구(16, 16-1)가 있으며, 그것에 대응하는 경사 양측면에는 좁은 간극(36)이 설치되어 있다. 따라서 좁은 간극(36)에 대응한 부분(11-11, 11-41)은 면적이 넓은 자극편으로 되어, (11-21, 11-31)은 면적이 좁은 자극편으로 이루어진다.

따라서, 코일로 발생하는 자속은 자극편(11-21)에서 (11-31)을 통하는 루프(회전자(13)를 오프 밸브방향으로 작용함)와, 자극편(11-11)에서 11-41을 통하는 루프(회전자(13)를 오픈 밸브방향으로 작용한다)를 생성한다. 고온시에 감온 자성재(38)의 포화 자속밀도가 저하하면 자극편(11-21)에서 (11-31)을 통하는 루프와 자극편(11-11)에서 (11-41)를 통하는 자속의 루프와의 양쪽의 자속이 감소하여, 코일의 예자시의 회전자의 스트로크가 작게되어서, ISC의 요구사양을 만족시킨다. 고정자(10a, 10b)를 연결하고 있는 부재(41, 42)는 가공, 조립을 위한 필요가 있다. 또한, 자기회로로서는 단면적을 적게하여 설정하고 있음으로 영향은 없다.

제25도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다.

제25도에 있어서 제17도와 동일부분 및 상당부분에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 제25도의 특징부는 감온 자성재(35)를 큐리온도의 다른 것, 즉, 본 실시예에서는 큐리온도가 낮은 것으로부터 순차로(35a, 35b, 35c) 및 (35d, 35e, 35f)로서 조합시킨 것이다. 또한 감온 자성재는 자극편의 일부에 설치한 것이다.

따라서, 작용으로서는 우선 저온시는 감온 자성재(35a, 35b, 35c, 35d, 35e, 35f)는 자극편(11-2, 11-3)과 동등하게 자속을 통하기 때문에 회전자(13)에서 나오는 자속은 자극편(11-2)으로부터 고정자, 자극편(11-3)을 통하는 복귀루프와 자극편(11-1)에서 고정자, 자극편(11-4)을 통하는 복귀루프가 대칭으로 이루어지고 회전자(13)는 중심으로 위치한다. 감온 자성재는 온도가 상승하면 포화 자속 밀도가 저하하여, 감온 자성재의 큐리온도에 달하면 상자성으로 변하여, 공기와 같은 레벨의 자속을 통하는 상태로 된다.

따라서, 큐리온도의 다른 감온 자성재(35a, 35b, 35c, 35d, 35e, 35f)를 조합함으로써 온도 상승에 따른 자극편(11-1, 11-4)를 통하는 자속이 감속하는 특성을 임의로 설정할 수가 있다. 자극편(11-1, 11-4)를 통하는 자속의 감소에 의해 회전자(13)는 자극편(11-2, 11-3)에 끌어 당겨지는 방향으로 토크가 생겨서 회전자(13)는 회전한다. 이 회전 특성은 정밀하게 설정할 수 있다.

제26도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제26도에 있어서 제23도와 동일부분 및 상당부부에 대하여는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 고정자(10a, 10c)의 사이에 감온 자성재(38a)를 배치하고, 고정자(10b, 10c) 사이에 감온 자성재(38b)를 배치한다.

자극편(11-10, 11-40)와 (11-20, 11-30)의 회전자(13)에의 대향면의 비율로 회전자의 위치가 정하여진다. 따라서 작용으로서는 저온시는 감온 자성재는 고정자(10)와 동시에 자속을 통함으로 회전자(13)로부터 나오는 자속은, 자극편(11-10)에서 고정자(10a), 감온 자성재(38a) 고정자(10c), 감온 자성재(38b), 고정자(10b), 자극편(11-40)을 통하는 복귀루프가 강해서, 회전자(13)의 중심선이 자극편(11-10), (11-40) 사이의 중심선(d)의 위치에서 밸런스시킨다.

온도가 상승하면 감온 자성재의 포화 자속밀도가 저하한다. 여기서 온도가 감온 자성재의 큐리온도에 달하면 감온 자성재는 상자성을 변하여 감온 자성재부는 공기가 존재하는 것과 같게되어, 자속을 통하기가 어렵게 된다. 그래서 자극편(11-10), (11-30)을 통하는 자속과 자극편(11-20), (11-40)을 통하는 자속이 대칭인 루프를 형성하여 밸런스 시킨다. 따라서 회전자(13)의 중심선은 중심선(c)의 위치로 된다. 이때, 각 감온 자성재의 큐리점 온도, 두께, 단면적을 선택하면 정밀하게 회전자의 회전특성을 얻는다. 기자력원(37)에 의해 회전자의 컨트롤을 할 수 있다.

제27도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제27도에 있어서 고정자(10a)는 한쌍의 자극편(11-1, 11-4)을 가지며 또한 중앙위치에는 간극(36a, 36b)를 설치하고 있다. 다른 한쌍의 자극편(11-2, 11-3)은, 분리하여 설치한 고정자(10b, 10c)에 설치하여 진다. 즉 고정자는, (10a, 10b, 10c)와 같이 3분할되어 있다.

그리고 감온 자성재(38a)는 고정자(10a)와 (10b)로 끼워진 형으로 고정자와 일체로 되고, 마찬가지로, 감온 자성재(38b)는 고정자(10a)와 (10c)로 끼워진 형으로 고정자와 일체로 되어진다. (37)은 기자력원이며, 공간(40)을 통하여 위쪽으로 설치한 자로에 접속이 되어있다. 상기 실시예에 관한 감온 액추에이터는 저온시에는 감온 자성재는 투자율이 크기 때문에 자속을 통하기 쉽다. 따라서 자극편(11-1, 11-3)을 통하는 자속과 자극편(11-2, 11-4)을 통하는 자속은 동일하다. 그러나 고온시에는 감온 자성재(38a, 38b)의 투자율이 감소하기 때문에, 회전자는 우회전하여 오프밸브 방향으로 이동한다. 또한 기자력원이 부가되어 있기 때문에 보다 한층 동작이 확실하게 된다.

제28도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 일 실시예의 구성도이다. 제28도에 있어서 제27도와 동일 부분 및 상당 부분에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

본 실시예에서는 회전자(13)를 상시 중심으로 위치시키도록 한 것이다. 즉, 감온 자성재와 고정자간의 접합에 있어서서 생기는 접합갭에 원인하여 접합부에 자기 저항이 존재하기 때문에 저온시에 회전자(13)가 중심으로부터 오픈측으로 조금 회전한 상태로 되는 일이 있다.

이 오픈측으로 회전한 분을 보정하기 위한 수단으로서 접합갭의 자기저항에 따른 자기 저항부(보상부라 칭함)(42)를 설치한 것이다.

본 실시예의 경우, 자로내에 둥근 구멍을 뚫어서 그 지름의 대소정도에 의해서 소망의 보상량을 얻도록 한 것이다.

제29도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제29도에 있어서, 제28도와 동일부분 및 상당부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 보상부로서 자로중에 에어갭(39)을 설치한 것이다. 본 실시예에서는 캡 길이의 조정에 의하여 소망의 보상량을 얻고자 하는 것이다.

제30도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제30도에 있어서 제29도와 동일 부분 및 상당 부분에는 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다.

접합갭은 미소하기 때문에, 이것을 보상하기 위한 에어갭(39)도 작게되지 않을 수 없다.

그리고 이와 같은 가공은 어렵고 또 편차도 생긴다. 따라서 미리 감온 자성재(38a, 38b)와 대응하는 고정자(10 a-1, 10c)와의 사이에 소정의 갭(43-1, 43-2)을 설치함으로써 보상용의 갭이 가공을 용이하게 하여, 접합갭의 영향을 적게하도록 한 것이다.

제31도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제31도에 있어서, (1)은 감온 액추에이터 본체이며, 연결하기 위한 자로(10)와, 자극편(44-1, 44-2)와, 각 자극편(44-1, 44-2)과 자로(10)와의 사이에 각각 개재시킨 감온 자성재(45-1, 45-2)로 이루어진다. 또, 각 자극편(44-1, 44-2)의 사이에는 주에어갭(5)이 있어, 이 사이에는 영구자석으로 된 회전자(13)(기자력원)가 배치 설치되어, 샤프트(12)를 통하여 회전하는 구성을 가지고 있다. (36a, 36b는 부에어갭으로서 주에어갭(5)의 양측에 설치된다. (46)은 전자 코일(기자력원)이다.

또한, 감온 자성재(45-1, 45-2)는 온도에 따라서 투자율이 변화하여, 이 경우는 저온시에 자속을 통하기 쉽고, 온도 상승하여 큐리온도에 달하면 상자성으로 되는 써모페라이트나 정자재료(magnetic shunt material) 등을 사용한다. 또한 본 실시예에서는 감온 자성재를 2개 설치하고 있으나 하나라도 좋다.

다음에 작동을 설명한다.

우선, 전자코일(36)이 비통전이라면, 회전자(13)는 도시한 위치에서 정지하고 있다. 이 이유는 회전자(13)의 N극에서의 자속은 주에어갭(5)과 자극편(44-1, 44-2)를 경유하여 S극에 복귀하여 일순하고 있으며, 이 경우, 양측의 부에어갭(36a, 36b)의 자속은 존재하고 있지 않다. 즉 이 상태가 자기적으로도 가장 안정되어 있기 때문이다.

다음에 전자 코일(46)에 통전하면, 기자력원으로부터의 자속은, 연결을 위한 자로(10), 감온 자성재(45-1), 자극편(44-1), 부에어갭(36a) 또는 (36b), 자극편(44-2), 감온 자성재(45-2), 자로(10)의 경로에 흐른다. 따라서 부에어갭(36a) 및 (36b)의 자기 에너지를 소거하는 방향으로 회전자가 회전하여, 부에어갭(36a, 36b)의 자기 에너지가 0 즉, (36a, 36b)를 통하는 자속이 0으로 되는 위치에서 정지한다.

따라서, 이 액추에이터를 자동차의 엔진룸에 놓은 경우, 엔진의 단기 상태에 따라서 온도가 상승하여 감온 자성부재(45-1, 45-2)는 자기를 통하게 어렵게 된다. 또, 히터에서는 환경온도에 의해 자기 저항이 변화한다. 이것은 전자 코일(46)에서 생기는 기자력이 회전자(13)의 영구자석에 미치는 영향이 작게되는 것을 의미한다.

따라서, 전자 코일(46)에 흐르는 전류치가 같아도, 온도 상승과 동시에 비통전시의 위치방향으로 회전자가 이동한다. 이때의 이동량은 감온 자성부재(45-1, 45-2)의 두께(t)나 단면면적(1) 등으로 결정이 된다.

본 실시예에 의하면 전자코일(46)에의 비통전시에는 온도에 불구하고 회전자가 가장 안정된 상태위치, 즉 제31도에 표시된 바와같이 회전자의 N극, S극이 부에어갭 방향을 향한 위치에 정지하여, 한편, 온도상승한 경우에도 감온 자성재(45-1, 45-2)의 작용에 의하여 상기 안정위치에 정지한다. 이 사실은 노멀 크로즈(nomally closed) 상태로 되는 것을 의미한다.

상기한 것에서 알수 있는 바와같이, 회전자(13)의 안정상태란 부에어갭(36a), (36b)에 자기의 흐름이 없는 상태이다. 일반적으로, l 종류의 자기회로 설계에서는 컴퓨터 상에서 수행되는 유한요소 해석프로그램으로 자기의 흐름을 계산하고, 더욱이, 회전자에 생기는 토오크를 계산하는 동시에, 이것에 의한 토크가 0으로 되는 상태를 산출하여 특성을 파악하도록 하고 있다.

그러나 토크를 연산하려고 하면, 고성능의 컴퓨터가 필요로하게 되나 상기 실시예에 의하면 회전자의 안정 위치의 경우에서 자기의 흐름의 연산결과만으로 액추에이터의 특성이 파악할 수 있다. 이 경우 자기의 흐름의 연산에서는 소규모의 컴퓨터도, 비교적 정확도가 양호한 결과를 얻는다. 그 결과 개발시간의 단축이나 설계품질의 향상을 꾀할 수 있다.

제32도는 유한 요소법에 의해 모터의 자계 해석을 하기 위한 모델형식을 도시한 것이다. 또한 해석모델은 극좌표계로 입력하기 위하여 제32도의 형상으로 한 것이고, 제31도의 구성 요소에 대응하는 부분에 대하여는 동일부호를 부여하였다.

제33도도는 제32도의 모델을 사용한 해석 결과를 표시한 것으로, 전자 코일은 통전상태이다. 제33도에 도시한 바와 같이 부에어갭(36a, 36b)에 대하여 자극편(44-2)에서 (44-1)에의 자속의 흐름이 관찰이 되어, 회전자(13)가 화살표시의 방향으로 회전토크가 생겨져 잇는 것을 알 수 있다.

제34도는 회전자(13)가 가장 안정된 위치에서 정지한 상태를 표시한 도면이다. 제33도의 상태에서 회전자(13)를 회전시키면 어느 위치에서 부에어갭(36a, 36b)내의 자속이 0으로 된다.

이때의 회전자(13)에 생기는 토크는 0이며, 이점이 회전자의 정지 상태로 되는 위치이다.

이 상태를 검증한 것이 제34도이다. 따라서 회전자의 토크를 연산하지 않아도 부에어갭내의 자속을 관찰하는 것만으로 회전자의 정지위치가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 제33도, 제34도에서는 어느정도 회전자의 회전상태 및 안정상태(정지상태)와, 그때의 자속의 흐름과의 관계를 표시한 것이다.

제35도는 본 발명에 관한 감온 액추에이터의 또다른 실시예의 구성도이다. 제35도에 있어서, 제31도와 동일 기능부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

본 실시예에서는 전체 구성을 직동형(直動形)으로 한 것이다. 따라서 자극편(44-1, 44-2)의 사이에 부에어갭(436)을 1개 설치하고, 전자코일(46)을 설치한 자로(10-1)와 자극편(44-1)와의 사이에 감온 자성재(45)를 개재시킨 것이다. (47)은 이동자이다.

다음에 작용에 대하여 설명한다.

우선, 전자코일(46)에 전류가 흐르지 않을 때, 자로는 이동자(47)의 N극에서 S극에 자극편(44-1)을 통하여 형성된다.

이 경우, 부에어갭(36)에는 자속을 흐르지 않고 상기 제31도의 경우와 동일하게 안정상태이며, 따라서 이동자(47)는 이 위치에 정지하고 있다.

이동자(47)를 화살표시 방향으로 이동시키기 위해서는 전자코일(46)에 전류를 흐르게 한다. 이 경우, 이동자(47)가 소정위치에서 정지하는 것을 제36도에 의하여 설명한다.

여기서는 전자코일(46)의 전류를 0으로 하여 이동자(47)를 외력에 이해 도시위치로 움직인 경우를 생각한 것이다.

이 상태에서는 자극편(44-2)를 통하여 부에어갭(36) 및 감온 자성재(45)를 통하여 도시한 바와 같은 자속이 흐른다. 이때, 부에어갭(36)에 비축된 에너지는 이것을 감소시키는 방향, 즉 이동자(47)를 좌측으로 복귀하려는 반력으로서 작용한다.

또한, 전자코일 전류를 소정치로 하면 제37도에 도시된 바와같이 부에어갭(36)을 흐르는 자속이 모두 감온 자성재(45)측을 흐른다.

그 결과 부에어갭(36)내의 자기 에너지가 0으로 되어서 안정상태로 된다.

이상 제35도, 제36도, 제37도를 참조하여 어떻게 반력이 형성될 수 있으며, 코일통전에 의해 반력이 0으로 되어 이동자가 정지하는 작용이 발생하는가를 설명하였으나, 어느 경우이든지 이동자(47)를 이동시키기 위해서는 어디까지나 전자코일(46)에 전류를 흘려서 작동시켜야 한다는 것은 당연한 것이다.

또 온도상승에 따라서 감온 자성재가 자기를 통하게 어렵게 된 것은 이미 설명한 바와 같거니와, 소정의 큐리온도에 달하면 전자코일에 의한 영향이 적게되어 이동량이 감소한다. 또 비통전시에는 밸브의 전체 오프위치가 안정상태로 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 코일 비통전시에 회전자 위치가 온도에 불구하고 오프위치를 취할 수 있을 뿐만 아니라 액추에이터의 특성을 자기의 흐름만으로 해석할 수가 있으며 개발시간의 단축이나 설계가 용이하게 된다.

Claims (31)

1. 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자와, 상기 고정자내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자와 접속되어 설치한 복수의 자극편과, 상기 각 부의 어느 하나에 배치된 하나 이상의 기자력원을 갖는 감온 액추에이터에 있어서, 온도가 변함에 따라 회전자의 회전력을 얻을 수 있도록 온도에 따라서 자기 특성이 변화하는 감온 자성재를 상기 기자력원에 의해 형성된 자속이 통과하는 자로의 일부에 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
2. 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자와, 상기 고정자에 설치한 전자코일과, 상기 고정자 내에 좌우로 편의되어 넓어진 개구에 잇으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 원통자석으로 이루어지는 회전자를 가지며, 상기 원통자석의 회전자와 전자코일로부터 발생하는 자속으로부터 회전자에 회전력을 발생시키는 감온 액추에이터에 있어서, 상기 편의되게 설치한 개구를 사이에 두는 자속통로에 부특성 혹은 정특성의 감온 자성재의 어느 한쪽을 각각 대각선 상에 대치하여 배치하거나 혹은 부특성 및 정특성의 감온 자성재 양쪽을 각각 대각선 상에 대치하여 교차하는 형상으로 배치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 감온 자성재는 부특성 혹은 정특성의 어느 한쪽으로 하고, 또한 상기 좌우로 편의된 개구를 사이에 두는 자속통로의 한쪽에만 상기 감온 자성재를 설치하는 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
4. 제1항에 있어서, 감온 자성재는 한쌍의 대치하는 자극편의 일부분에만 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
5. 제1항에 있어서, 감온 자성재는 한쌍의 대치하는 자극편의 일부분에만 설치하는 동시에 고정자에 기자력원으로서 영구자석을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
6. 제1항에 있어서, 회전자를 영구자석으로 하는 동시에, 상기 자석의 각 볼록부 형상의 단부에는 각각 감온 특성이 서로 다른 감온 자성재를 병치(??置)하여 접착한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
7. 제1항에 있어서, 한쌍의 대치하는 자극편마다에 부특성 또는 정특성의 각각 상이하는 감온 자성재로 각 자극편을 구성하는 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
8. 제1항에 있어서, 상기 감온 자성재는 온도로 기자력이 크게 변화하는 연구자석으로 하고, 온도에 안정된 영구자석과 조합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
9. 제1항에 있어서, 회전자는 통상의 자성재와 부특성의 감온 자성재, 그리고 통상의 자성재와 정특성의 감온 자성재, 그리고 부특성의 감온 자성재와 정특성의 감온 자성재의 조합으로 구성하고, 고정자에는 기자력원인 영구자석을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
10. 제1항에 있어서, 회전자는 영구자석으로 하고, 한쌍의 대치하는 자극편과 상기 회전자 사이의 에어갭을 다른 한쌍의 대치하는 자극편과 상기 회전자 사이의 에어갭과 언밸런스로 되도록 형성하고 대응하는 자극편 사이인 고정자의 자로에 감온 자성재를 삽입시킨 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
11. 제1항에 있어서, 감온 자성재의 자로의 상부에 기자력원으로서 전자코일을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
12. 스로틀 밸브를 갖는 주공기통로??, 이 주공기통로에 병렬로 설치한 바이패스 토로와, 상기 바이패스 통로에의 공기흐름을 제어하기 위하여 설치한 밸브체와 일체로 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트의 단부에 설치한 회전자로서의 원통자석이 포함된 감온 액추에이터를 가지며, 전자코일로부터의 자속에 의해 상기 회전자를 통하여 샤프트에 회전력을 발생시켜서 밸브체를 작동시키고 바이패스 통로에의 공기흐름을 제어하는 아이들·스피드·콘트롤러에 있어서, 사기 감온 액추에이터에는, 상기 원통자석이 설치된 개구를 사이에 둔 자로의 일부에 감온 자성재를 설치한 것을 특징으로 하는 아이들·스피드·콘트롤러.
13. 요크를 형성하는 자성재로 이루어진 고정자와, 상기 고정자 내의 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어지는 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자와 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 이루어지고, 적어도 한쌍의 대치하는 자극편의 각 회전자측 대향면의 일부에 감온 자성재를 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
14. 제13항에 있어서, 고정자의 자로를 단절하여 간극을 설치하는 동시에 자로 내에는 기자력원을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
15. 3분할 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자(10a, 10b, 10c)와, 상기 고정자 내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어지는 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자에 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 이루어지고, 상기 고정자(10a, 10b) 사이에 감온 자성재를 설치하는 동시에 고정자(10b, 10c) 사이에 에어갭을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
16. 제15항에 있어서, 자로내에는 기자력원을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
17. 3분할 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자(10a, 10b, 10c)와, 상기 고정자 내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어지는 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자에 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 이루어지고, 상기 고정자들(10a, 10b) 사이와 자극편(11-4, 11-3) 사이에 감온 자성재를 설치하는 동시에, 고정자(10b, 10c) 사이에 에어갭을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
18. 제17항에 있어서, 자극편(11-4, 11-3) 사이의 자로내에는 기자력원을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
19. 2분할 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자(10a, 10b)와, 상기 고정자 내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어지는 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자에 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 이루어지고, 상기 고정자(10a, 10b)의 접속위치는 공간을 경계로 자로를 형성시키는 동시에, 상기 자로에는 감온 자성재를 삽입시키고 자극편(11-10, 11-40) 과 자극편(11-20, 11-30)의 회전자에 대한 대향면이 면적을 다르게 한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
20. 요크를 형성하는 자성재로 이루어지고 자로에 감온 자성재를 삽입시킨 고정자와, 상기 고정자에 설치한 전자코일과, 상기 고정자 내의 경사진 좌우로 편의되어 넓어진 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 자석으로 이루어지는 회전자를 가지며, 상기 회전자와 전자코일로부터 발생하는 자속으로부터 회전자에 회전력을 발생시키는 감온 액추에이터에 있어서, 상기 편의되어 설치된 개구를 사이에 둔 위치의 자극편(11-11, 11-41)과 자극편(11-21, 11-31)의 회전자에 대한 대향면의 면적을 다르게 한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
21. 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자와, 상기 고정자내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어진 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자에 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 이루어지고, 한쌍의 대치하는 상기 자극편의 일부에 큐리온도가 상이한 복수개의 감온 자성재를 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
22. 2분할 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자(10a, 10b)와, 상기 고정자 내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어지는 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자에 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 이루어지고, 상기 고정자(10a, 10b)의 접속위치는 공간을 경계로 자로를 형성시키는 동시에 기자력원도 설치하고, 상기 자로에는 감온 자성재를 삽입시키고 자극편(11-10, 11-40) 과 자극편(11-20, 11-30)의 회전자에 대한 대향면이 면적을 다르게 한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
23. 3분할 요크를 형성하는 자성재로 이루어지는 고정자(10a, 10b, 10c)와, 상기 고정자 내에 형성된 개구에 있으며 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 영구자석으로 이루어지는 회전자와, 상기 고정자와 회전자를 자기적으로 연결하기 위하여 상기 고정자에 접속되어 설치한 복수의 자극편으로 (11-1, 11-2, 11-4, 11-3)을 갖는 감온 액추에이터로서, 상기 고정자(10a, 10b) 사이와 고정자(10b, 10c) 사이에 각각 감온 자성재를 끼워 설치하고, 상기 고정자(10a)는 한쌍의 자극편(11-1, 11-4)과 일체로 되어서 연결되고, 중앙 위치에 간극(36a, 36b)을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
24. 제23항에 있어서, 상기 고정자(10a)의 자로내에는 기자력원을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
25. 제23항에 있어서, 상기 고정자(10a)의 자로내에 자기 균형을 위한 보상부를 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
26. 제25항에 있어서, 상기 보상부는 에어갭인 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 감온 자성재와 감온 자성재를 끼워 지지하는 한쪽의 고정자 사이에 각각 소정의 에어갭을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
28. 하나 이상의 부에어갭(36a, 36b)을 통하여 대향하는 2개이 자극편(44-1, 44-2)과, 상기 2개의 자극편을 자기적으로 연결하기 위한 자로(10)와, 상기 자로내에 온도에 따라서 자기특성이 변화하는 하나 이상의 감온 자성부재(45-1, 45-2)와, 기자력원(46)을 갖는 감온 액추에이터로서, 상기 2개의 자극편(44-1, 44-2) 사이에 주에어갭(5)이 형성되어 있고, 상기 주에어갭 내에 구동축과 일체로 회전하는 영구자석으로 이루어진 회전자를 배설한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
29. 하나의 부에어갭(36)을 통하여 대향하여 설치된 2개의 자극편(44-1, 44-2)과, 상기 자극편의 타단에 삽입된 감온 자성재(45)를 갖는 감온 액추에이터로서, 상기 자극편과 감온 자성재에 의해 장방형으로 굽은 자로(10-1)를 형성하고, 상기 굽은 자로에 에워싸여진 직선상의 공간내에 영구자석으로 이루어진 이동자(47)를 배설하는 동시에 상기 자로내에는 하나 이상의 기자력원(46)을 설치한 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
30. 제28항에 있어서, 상기 기자력원은 전자석인 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.
31. 제29항에 있어서, 상기 기자력원은 전자석인 것을 특징으로 하는 감온 액추에이터.