KR101957960B1 - 자기 부상 이송 장치 - Google Patents
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Abstract
자기 부상 이송 장치가 개시된다. 상기 장치는, 물건 이송을 위한 대차와, 상기 대차의 주행 방향을 따라 연장하며 강자성체로 이루어지는 주행 레일과, 상기 주행 레일과 마주하도록 상기 대차에 장착되며 상기 주행 레일과의 사이에서 발생되는 자기력을 이용하여 상기 대차를 부상시키는 전자석 작동기와, 상기 주행 레일의 양측에서 상기 주행 레일을 따라 연장하며 상기 주행 방향에 대하여 좌우 방향으로 상기 대차의 진동이 발생되는 경우 상기 대차의 진동 방향에 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 발생되도록 도전성 물질로 이루어지는 감쇠 레일들을 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 자기 부상 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 물건 이송을 위한 대차를 자기력을 이용하여 부상시킨 상태에서 주행 방향을 따라 이동시키는 자기 부상 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 또는 디스플레이 장치는 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 기판에 대하여 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 상에 회로 패턴들을 형성하기 위하여 증착, 사진 식각, 산화, 이온 주입, 세정 등의 제조 공정들이 선택적 및/또는 반복적으로 수행될 수 있다.
상기와 같은 제조 공정들은 오염 방지를 위하여 청정도 관리가 이루어지는 클린룸 내에서 수행되며, 상기 제조 공정들 사이에서의 기판 이송은 카세트, 풉(FOUP) 등과 같은 기판 수납 용기를 이용하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 수납 용기는 RGV(Rail Guided Vehicle), OHT(Overhead Hoist Transport) 등과 같은 무인 반송 장치에 의해 상기 제조 공정들 사이에서 이송될 수 있다.
상기와 같은 무인 반송 장치는 대차의 주행 방향을 따라 연장하는 주행 레일과 상기 주행 레일 상에서 배치되는 주행 휠들을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 주행 레일과 상기 주행 휠들 사이의 마찰력에 의해 발생되는 파티클은 상기 클린룸 내부를 오염시키는 원인이 되고 있으며, 이에 따라 비접촉식 이송 장치에 대한 요구가 지속적으로 제기되고 있다.
본 발명의 실시예들은 비접촉 방식으로 주행이 가능한 자기 부상 이송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 자기 부상 이송 장치는, 물건 이송을 위한 대차와, 상기 대차의 주행 방향을 따라 연장하며 강자성체로 이루어지는 주행 레일과, 상기 주행 레일과 마주하도록 상기 대차에 장착되며 상기 주행 레일과의 사이에서 발생되는 자기력을 이용하여 상기 대차를 부상시키는 전자석 작동기와, 상기 주행 레일의 양측에서 상기 주행 레일을 따라 연장하며 상기 주행 방향에 대하여 좌우 방향으로 상기 대차의 진동이 발생되는 경우 상기 대차의 진동 방향에 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 발생되도록 도전성 물질로 이루어지는 감쇠 레일들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 감쇠 레일들은 구리 또는 알루미늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 전자석 작동기의 양측에 배치되며 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 대차의 상부에 회전 가능하도록 장착되는 주행 바디와, 상기 대차의 하부에 장착되며 상기 물건 이송을 위한 호이스트 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 전자석 작동기는 상기 주행 바디 상에 장착될 수 있으며, 상기 주행 레일은 상기 전자석 작동기의 상부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 주행 레일과 상기 전자석 작동기 사이의 간격을 측정하기 위한 갭 센서와, 상기 갭 센서의 신호에 따라 상기 주행 레일과 상기 전자석 작동기 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 전자석 작동기의 동작을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 자기 부상 이송 장치는, 물건 이송을 위한 대차와, 상기 대차의 하부에 장착되며 상기 물건 이송을 위한 호이스트 모듈과, 상기 대차의 상부에서 상기 대차의 주행 방향을 따라 연장하며 강자성체로 이루어지는 주행 레일과, 상기 주행 레일과 마주하도록 상기 대차의 상부에 회전 가능하게 장착되며 상기 주행 레일과의 사이에서 발생되는 자기력을 이용하여 상기 대차를 부상시키는 전방 및 후방 전자석 작동기들과, 상기 주행 레일의 양측에서 상기 주행 레일을 따라 연장하며 상기 주행 방향에 대하여 좌우 방향으로 상기 대차의 진동이 발생되는 경우 상기 대차의 진동 방향에 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 발생되도록 도전성 물질로 이루어지는 감쇠 레일들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 양측에 배치되며 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 주행 레일과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들 사이의 간격들을 측정하기 위한 갭 센서들과, 상기 갭 센서들의 신호에 따라 상기 주행 레일과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들 사이의 간격들이 일정하게 유지되도록 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 동작을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 주행 레일은 상기 주행 방향으로 극성이 변화되도록 배열되는 복수의 주행용 영구자석들을 포함할 수 있으며, 상기 제어기는 상기 주행용 영구자석들과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들 사이에서 상기 대차의 주행을 위한 추진력이 발생되도록 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 대차의 양측에 각각 배치되며 상기 주행 레일을 따라 연장하는 보조 레일들과, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들이 동작되지 않는 경우 상기 대차를 지지하기 위해 상기 대차의 양측 부위들에 상기 보조 레일들과 마주하도록 장착되는 보조 휠들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 보조 레일들은 각각 내측 경사면을 갖고, 상기 보조 휠들은 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들이 동작되지 않는 경우 상기 보조 레일들의 내측 경사면들 상에 놓여질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자기 부상 이송 장치는, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들이 상기 자기력에 의해 상기 주행 레일의 하부면에 밀착되는 것을 방지하기 위한 스토퍼들을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 자기 부상 이송 장치는, 대차의 주행을 위한 주행 레일과, 상기 주행 레일의 하부면과 마주하도록 대차의 상부에 배치되는 전방 및 후방 전자석 작동기들과, 상기 주행 레일의 양측에 구비되며 상기 대차의 좌우 진동을 감쇠하기 위해 와전류 감쇠력을 발생시키는 감쇠 레일들을 포함할 수 있다.
상기 주행 레일은 상기 주행 방향으로 극성이 변화되도록 배열되는 복수의 주행용 영구자석들을 포함할 수 있으며, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 동작은 상기 대차를 부상시키고 상기 주행용 영구자석들과의 자기적인 결합을 통해 상기 대차의 주행을 위한 추진력과 제동력이 발생되도록 제어기에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 전방 및 후방 전자석 감쇠기들의 좌우 양측에는 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들이 배치될 수 있으며, 상기 대차가 주행 경로로부터 좌측 또는 우측으로 벗어나는 경우 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들과 상기 감쇠용 영구자석들의 자기장에 의해 상기 대차에 와전류 감쇠력이 작용될 수 있다.
결과적으로, 상기 주행 레일의 하부에 배치되는 전방 및 후방 전자석 작동기들을 통해 상기 대차의 부상 및 주행이 가능하도록 구성됨에 따라 일반적인 자기 부상 장치와 비교하여 제조 및 유지 관리 비용이 크게 절감될 수 있으며, 또한 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들과 상기 감쇠용 영구자석들을 이용하여 상기 대차의 수평 방향 진동을 감쇠할 수 있으므로 상기 자기 부상 이송 장치의 안정적인 운행이 보장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 주행 레일을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 대차의 좌우 진동을 감쇠하기 위한 와전류 감쇠력을 설명하기 위한 개략적인 정면도들이다.
도 2는 도 1에 도시된 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 주행 레일을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 대차의 좌우 진동을 감쇠하기 위한 와전류 감쇠력을 설명하기 위한 개략적인 정면도들이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치(100)는 비접촉 방식으로 물건(10)을 이송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 자기 부상 이송 장치(100)는 클린룸 내에서 수행되는 반도체 또는 디스플레이 제조 공정에서 실리콘 웨이퍼, 유리 기판 등과 같은 자재 이송을 위해 사용될 수 있다. 또한, 일 예로서, 상기 자기 부상 이송 장치(100)는 상기 클린룸 내에서 기판들이 수납된 기판 수납 용기를 이송하기 위한 OHT 장치와 같은 무인 반송 장치로서 사용될 수 있다.
상기 자기 부상 이송 장치(100)는, 상기 물건 이송을 위한 대차(102)와, 상기 대차(102)의 주행 방향을 따라 연장하며 강자성체로 이루어지는 주행 레일(110)과, 상기 주행 레일(110)과 마주하도록 상기 대차(102)에 장착되며 상기 주행 레일(110)과의 사이에서 발생되는 자기력을 이용하여 상기 대차(102)를 부상시키는 전자석 작동기(120)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 주행 레일(110)은 상기 대차(102)의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 전자석 작동기(120)는 상기 주행 레일(110)의 하부면과 마주하도록 상기 대차(102)의 상부에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 대차(102)의 상부에는 주행 바디(122)가 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 전자석 작동기(120)는 상기 주행 바디(122) 상에 배치될 수 있다.
상기 대차(102)의 하부에는 상기 물건 이송을 위한 호이스트 모듈(130)이 장착될 수 있다. 상기 호이스트 모듈(130)은 상기 이송 대상물(10), 예를 들면, FOUP(Front Opening Unified Pod)와 같은 웨이퍼 수납 용기를 파지하기 위한 그리퍼 유닛(132)을 구비할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 전자석 작동기(120)의 동작은 제어기(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 상기 대차(102)는 상기 전자석 작동기(120)와 상기 주행 레일(110) 사이에서 생성되는 자기력 즉 인력에 의해 부상될 수 있으며, 상기 전자석 작동기(120)와 상기 주행 레일(110) 사이의 간격은 갭 센서(140)를 통해 측정될 수 있다.
상기 갭 센서(140)는 상기 전자석 작동기(120)와 인접하도록 상기 대차(102)의 상부에 장착될 수 있으며, 상기 갭 센서(140)의 신호에 따라 상기 제어기는 상기 주행 레일(110)과 상기 전자석 작동기(120) 사이의 간격이 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 상기 전자석 작동기(120)의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주행 레일(110)의 양측에는 상기 대차(102)의 수평 진동을 감쇠하기 위한 감쇠 레일들(112)이 각각 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 감쇠 레일들(112)은 상기 주행 레일(110)을 따라 연장할 수 있으며, 상기 주행 방향에 대하여 좌우 방향으로 상기 대차(102)의 진동이 발생될 경우 상기 진동 방향에 대하여 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 발생되도록 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 감쇠 레일들(112)은 구리 또는 알루미늄 등과 같은 반자성체 또는 상자성체로 이루어질 수 있으며, 또한 상기 구리 또는 알루미늄의 합금으로 이루어질 수도 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 대차(102)가 상기 주행 방향에 대하여 좌측 또는 우측 방향으로 이동되는 경우 상기 전자석 작동기(120)의 자기장에 의해 상기 감쇠 레일들(112) 중 하나에서 와전류가 발생될 수 있으며, 상기 와전류의 순환에 의해 상기 자기장과 극성이 반대인 자기장이 생성될 수 있고, 이에 따라 상기 대차(102)의 이동 방향 즉 상기 좌측 또는 우측 방향에 대하여 반대 방향으로 반발력 즉 감쇠력이 발생될 수 있다. 결과적으로, 상기한 바와 같은 와전류 감쇠력에 의해 상기 대차(102)의 진동이 감쇠될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 대차(102)의 상부에는 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)이 장착될 수 있다. 특히, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)은 곡선 주행 경로에 대응하기 위하여 상기 대차(102)의 상부에 회전축을 통해 각각 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 또한, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)에 각각 인접하도록 전방 및 후방 갭 센서들(140)이 각각 상기 대차(102)의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 제어기는 상기 전방 및 후방 갭 센서들(140)의 측정 신호들에 기초하여 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 동작을 각각 제어할 수 있다.
특히, 상기 대차(102)의 상부에는 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)이 상기 자기력에 의해 상기 주행 레일(110)의 하부면에 밀착되는 것 즉 상기 주행 레일(110)의 하부면에 자기력에 의해 부착되어 이동이 불가능해지는 것을 방지하기 위한 스토퍼들(150)이 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 스토퍼들(150)은 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)에 인접하게 배치될 수 있으며, 상기 스토퍼들(150)의 상부면은 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 상부면보다 기 설정된 높이만큼 높게 위치될 수 있다. 즉, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 동작 오류에 의해 상기 주행 레일(110)과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120) 사이에 자기력이 과도하게 증가되는 경우 또는 상기 대차(102)의 예상치 못한 상하 방향 진동 등에 의해 상기 주행 레일(110)과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120) 사이의 간격이 설정된 범위보다 작아지는 경우 등이 발생되더라도 상기 스토퍼들(150)에 의해 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)이 상기 주행 레일(110)의 하부면에 밀착 또는 부착되는 것이 충분히 방지될 수 있다.
한편, 상기 대차(102)의 양측에는 상기 주행 레일(110)을 따라 연장하는 보조 레일들(160)이 배치될 수 있으며, 상기 대차(102)의 양측 부위들에는 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)이 동작되지 않는 경우 상기 대차(102)를 지지하기 위한 보호 휠들(104)이 상기 보조 레일들(160)과 마주하도록 장착될 수 있다. 일 예로서, 상기 보조 레일들(160)은 도시된 바와 같이 각각 내측 경사면을 가질 수 있으며, 상기 보조 휠들(104)은 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)이 동작되지 않는 경우 상기 보조 레일들(160)의 내측 경사면들 상에 놓여질 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 주행 레일을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 주행 레일(110)은 상기 주행 방향으로 극성이 변화되도록 즉 N극과 S극이 번갈아 배치되도록 배열되는 복수의 주행용 영구자석들(114)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 제어기는 상기 주행용 영구자석들(114)과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120) 사이에서 상기 대차(102)의 주행을 위한 추진력이 발생되도록 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120) 각각의 전방에 위치된 주행용 영구자석들(114)과의 사이에서 인력이 발생되고 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120) 각각의 후방에 위치된 주행용 영구자석들(114)과의 사이에서 척력이 발생되도록 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 동작을 제어함으로서 상기 대차(102)의 주행에 요구되는 추진력을 얻을 수 있으며, 상기한 바와 반대로 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)을 제어함으로써 주행을 멈추기 위한 제동력을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이고, 도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 대차의 좌우 진동을 감쇠하기 위한 와전류 감쇠력을 설명하기 위한 개략적인 정면도들이다.
도 4를 참조하면, 상기 자기 부상 이송 장치(100)는 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들(170)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 좌우 양측에 상기 감쇠용 영구자석들(170)이 각각 배치될 수 있으며, 상기 감쇠용 영구자석들(170)의 자기장에 의해 상기 대차(102)의 좌우 진동을 감쇠하기 위한 와전류 감쇠력이 증가될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 대차(102)가 좌측 방향으로 이동되는 경우, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 자기장에 의해 좌측 감쇠 레일(112)에서 우측 방향으로 상기 대차(102)에 작용되는 와전류 감쇠력이 발생될 수 있으며, 아울러 우측 감쇠용 영구자석들(170)의 자기장에 의해 우측 감쇠 레일(112)에서 우측 방향으로 상기 대차(102)에 작용되는 와전류 감쇠력이 발생될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 대차(102)가 우측 방향으로 이동되는 경우, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 자기장에 의해 우측 감쇠 레일(112)에서 좌측 방향으로 상기 대차(102)에 작용되는 와전류 감쇠력이 발생될 수 있으며, 아울러 좌측 감쇠용 영구자석들(170)의 자기장에 의해 좌측 감쇠 레일(112)에서 좌측 방향으로 상기 대차(102)에 작용되는 와전류 감쇠력이 발생될 수 있다.
도 5 및 도 6에서 점선은 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120) 및 감쇠용 영구자석들(170)에 의한 자기장을 의미하고, 실선으로 표시된 화살표는 상기 대차(102)의 이동 방향을 의미하며, 점선으로 표시된 화살표는 와전류 감쇠력을 의미한다.
상기와 같이 상기 대차(102)의 좌우 진동시 상기 진동 방향에 대하여 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 상기 대차(102)에 작용될 수 있으며, 이에 의해 상기 대차(102)의 좌우 진동이 크게 감소될 수 있다. 또한, 상기 대차(102)의 전방 및 후방이 서로 반대 방향으로 이동되는 경우 즉 상기 대차(102)의 수직 방향 중심축을 기준으로 하는 회전 진동 또는 롤링 현상이 발생되는 경우에도 상기 회전 진동 또는 롤링 방향과 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 상기 대차(102)의 전방 및 후방에 각각 작용될 수 있으며, 이에 의해 상기 대차(102)의 회전 진동 또는 롤링 현상이 충분히 감소될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 자기 부상 이송 장치(100)는, 대차(102)의 주행을 위한 주행 레일(110)과, 상기 주행 레일(110)의 하부면과 마주하도록 대차(102)의 상부에 배치되는 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)과, 상기 주행 레일(110)의 양측에 구비되며 상기 대차(102)의 좌우 진동을 감쇠하기 위해 와전류 감쇠력을 발생시키는 감쇠 레일들(112)을 포함할 수 있다.
상기 주행 레일(110)은 상기 주행 방향으로 극성이 변화되도록 배열되는 복수의 주행용 영구자석들(114)을 포함할 수 있으며, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)의 동작은 상기 대차(102)를 부상시키고 상기 주행용 영구자석들(114)과의 자기적인 결합을 통해 상기 대차(102)의 주행을 위한 추진력과 제동력이 발생되도록 제어기에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 전방 및 후방 전자석 감쇠기들(120)의 좌우 양측에는 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들(170)이 배치될 수 있으며, 상기 대차(102)가 주행 경로로부터 좌측 또는 우측으로 벗어나는 경우 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)과 상기 감쇠용 영구자석들(170)의 자기장에 의해 상기 대차(102)에 와전류 감쇠력이 작용될 수 있다.
결과적으로, 상기 주행 레일(110)의 하부에 배치되는 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)을 통해 상기 대차(102)의 부상 및 주행이 모두 가능하도록 구성됨에 따라 일반적인 자기 부상 장치와 비교하여 제조 및 유지 관리 비용이 크게 절감될 수 있으며, 또한 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들(120)과 상기 감쇠용 영구자석들(170)을 이용하여 상기 대차(102)의 수평 방향 진동을 제어할 수 있으므로 상기 자기 부상 이송 장치(100)의 안정적인 운행이 보장될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 자기 부상 이송 장치 102 : 대차
104 : 보조 휠 110 : 주행 레일
112 : 감쇠 레일 114 : 주행용 영구자석
120 : 전자석 작동기 122 : 주행 바디
130 : 호이스트 모듈 132 : 그리퍼 유닛
140 : 갭 센서 150 : 스토퍼
160 : 보조 레일 170 : 감쇠용 영구자석
104 : 보조 휠 110 : 주행 레일
112 : 감쇠 레일 114 : 주행용 영구자석
120 : 전자석 작동기 122 : 주행 바디
130 : 호이스트 모듈 132 : 그리퍼 유닛
140 : 갭 센서 150 : 스토퍼
160 : 보조 레일 170 : 감쇠용 영구자석
Claims (12)
- 물건 이송을 위한 대차;
상기 대차의 주행 방향을 따라 연장하며 강자성체로 이루어지는 주행 레일;
상기 주행 레일과 마주하도록 상기 대차에 장착되며 상기 주행 레일과의 사이에서 발생되는 자기력을 이용하여 상기 대차를 부상시키는 전자석 작동기;
상기 주행 레일의 양측에서 상기 주행 레일을 따라 연장하며 상기 주행 방향에 대하여 좌우 방향으로 상기 대차의 진동이 발생되는 경우 상기 대차의 진동 방향에 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 발생되도록 도전성 물질로 이루어지는 감쇠 레일들; 및
상기 전자석 작동기의 양측에 배치되며 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 제1항에 있어서, 상기 감쇠 레일들은 구리 또는 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 대차의 상부에 회전 가능하도록 장착되는 주행 바디; 및
상기 대차의 하부에 장착되며 상기 물건 이송을 위한 호이스트 모듈을 더 포함하며,
상기 전자석 작동기는 상기 주행 바디 상에 장착되고, 상기 주행 레일은 상기 전자석 작동기의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 제1항에 있어서, 상기 주행 레일과 상기 전자석 작동기 사이의 간격을 측정하기 위한 갭 센서; 및
상기 갭 센서의 신호에 따라 상기 주행 레일과 상기 전자석 작동기 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 전자석 작동기의 동작을 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 물건 이송을 위한 대차;
상기 대차의 하부에 장착되며 상기 물건 이송을 위한 호이스트 모듈;
상기 대차의 상부에서 상기 대차의 주행 방향을 따라 연장하며 강자성체로 이루어지는 주행 레일;
상기 주행 레일과 마주하도록 상기 대차의 상부에 회전 가능하게 장착되며 상기 주행 레일과의 사이에서 발생되는 자기력을 이용하여 상기 대차를 부상시키는 전방 및 후방 전자석 작동기들; 및
상기 주행 레일의 양측에서 상기 주행 레일을 따라 연장하며 상기 주행 방향에 대하여 좌우 방향으로 상기 대차의 진동이 발생되는 경우 상기 대차의 진동 방향에 반대 방향으로 와전류 감쇠력이 발생되도록 도전성 물질로 이루어지는 감쇠 레일들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 제6항에 있어서, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 양측에 배치되며 상기 와전류 감쇠력을 증가시키기 위한 감쇠용 영구자석들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 주행 레일과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들 사이의 간격들을 측정하기 위한 갭 센서들; 및
상기 갭 센서들의 신호에 따라 상기 주행 레일과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들 사이의 간격들이 일정하게 유지되도록 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 동작을 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 제8항에 있어서, 상기 주행 레일은 상기 주행 방향으로 극성이 변화되도록 배열되는 복수의 주행용 영구자석들을 포함하며,
상기 제어기는 상기 주행용 영구자석들과 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들 사이에서 상기 대차의 주행을 위한 추진력이 발생되도록 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 제6항에 있어서, 상기 대차의 양측에 각각 배치되며 상기 주행 레일을 따라 연장하는 보조 레일들; 및
상기 전방 및 후방 전자석 작동기들이 동작되지 않는 경우 상기 대차를 지지하기 위해 상기 대차의 양측 부위들에 상기 보조 레일들과 마주하도록 장착되는 보조 휠들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치. - 제10항에 있어서, 상기 보조 레일들은 각각 내측 경사면을 갖고, 상기 보조 휠들은 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들이 동작되지 않는 경우 상기 보조 레일들의 내측 경사면들 상에 놓여지는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 전방 및 후방 전자석 작동기들이 상기 자기력에 의해 상기 주행 레일의 하부면에 밀착되는 것을 방지하기 위한 스토퍼들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치.
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| KR1020170074807A KR101957960B1 (ko) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | 자기 부상 이송 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170074807A KR101957960B1 (ko) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | 자기 부상 이송 장치 |
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