부분적으로 자기장에 노출된 굴곡형 스프링을 이용한 대변위 전자기력 구동기

Abstract

본 논문에서는 대변위 구동이 가능한 구동기의 설계를 위해 기존의 전자기력 구동기에 비해 낮은 스프링 상수를 갖는 굴곡형 스프링을 적용하고, 변위가 발생하는 방향으로만 로렌츠힘이 생기도록 굴곡형 스프링의 일부분만 자기장에 노출시키는 구동기를 제안한다. 굴곡형 스프링의 양쪽 부재가 자기장에 노출된 구조(prototype F)와 굴곡형 스프링의 한쪽 부재만을 자기장에 노출시킨 구조(prototype P)를 설계하고, 제작하여 실험한 결과 prototype P가 굴곡형 스프링의 양쪽 부재를 자기장에 노출시킨prototype F의 구동성능에 비해 16.9±1.2%의 진폭 증가를 보임을 실험적으로 검증하였다. 제안된 구동기는 제한된 면적 내에서 작은 전류(<50mA)와 작은 자기장(<0.3T)으로 대변위 구동을 가능케 하여 광 스위치 또는 광 단속기 등에 응용이 가능하다.