KR102204169B1 - 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치 - Google Patents

무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102204169B1
KR102204169B1 KR1020190111343A KR20190111343A KR102204169B1 KR 102204169 B1 KR102204169 B1 KR 102204169B1 KR 1020190111343 A KR1020190111343 A KR 1020190111343A KR 20190111343 A KR20190111343 A KR 20190111343A KR 102204169 B1 KR102204169 B1 KR 102204169B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
induction coil
power supply
power transmission
wireless power
Prior art date
Application number
KR1020190111343A
Other languages
English (en)
Inventor
컹-밍 장
위웨이 촹
멍-잉 린
준-옌 우
Original Assignee
하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 filed Critical 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority to KR1020190111343A priority Critical patent/KR102204169B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102204169B1 publication Critical patent/KR102204169B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F16H2063/3063—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using screw devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치는, 동력 전달 기구 및 무선 전력 공급 모듈을 포함한다. 동력 전달 기구는 장축부 및 이동부를 포함하고, 장축부는 장축을 정의하며, 이동부는 장축을 따라 이동 가능한 방식으로 장축부에 설치된다. 무선 전력 공급 모듈은 자기장 제공부 및 유도 코일을 포함한다. 자기장 제공부는 장축부에 설치되고, 자기장 제공부는 자기장을 제공하며, 자기장의 자기장 방향은 장축과 평행한다. 유도 코일은 이동부에 설치되고, 유도 코일의 법선 벡터는 자기장 방향과 평행한다. 이동부가 장축을 따라 이동하면, 유도 코일은 자기장의 변화를 유도하여 유도 전류를 발생시킨다.

Description

무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치{LINEAR TRANSMISSION DEVICE WITH CAPABILITY OF WIRELESS POWER SUPPLY}
본 발명은 선형 동력 전달 장치에 관한 것으로, 특히 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치에 관한 것이다.
선형 슬라이딩 레일, 볼 스크류, 볼 스플라인 등과 같은 선형 동력 전달 장치는 자동화 장비에서 중요한 역할을 한다. 자동화 장비의 안정성을 향상시키기 위해, 현재 선형 동력 전달 장치는 지능형 분야로 발전하고 있고, 선형 동력 전달 장치에 센서를 설치하여, 선형 동력 전달 장치의 매개변수를 수집 및 모니터링하여, 매개변수에 따라 상응한 처리를 함으로써 오작동을 방지할 수 있다. 예를 들면, 강성 매개변수를 모니터링하고 소자의 마모 상태를 파악하여, 소자가 손상되기 전에 교체할 수 있다. 또 예를 들면, 진동 매개변수를 모니터링하고 소자의 작동 속도를 파악하여, 작동 속도가 너무 커서 소자들 사이에 고착 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 선형 동력 전달 장치의 이동부에 센서를 설치해야 할 경우, 유선방식으로 센서에 전력을 공급하면, 배선이 복잡하고 밀집된 자동화 장비(예를 들면, 사출 성형기)는, 기존의 라인에 다른 라인을 추가해야 하므로 배선이 매우 어렵고, 또한 이동부는 이동 과정에서 선재를 잡아 당겨 선재의 피로, 단선 또는 누전 등 상황을 야기하므로 선형 동력 전달 장치의 모니터링에 있어서 바람직하지 않다.
중국특허공개 CN101326706A는 무선 동력 전달 장치를 개시하며, 여기서 비접촉식 전력 공급 부재를 통해 가동 테이블에 설치된 부하(예를 들면, 구동부재 및 무선 수신부)에 전력을 공급하고, 비접촉식 전력 공급 부재는 베이스부에 설치된 1차 코일 및 가동 테이블에 설치된 2차 코일을 포함하고, 1차 코일에 교류 전류를 공급함으로써, 1차 코일이 레일의 장방향(長方向)에 수직되는 자기장을 발생하도록 하고, 1차 코일의 자기장의 변화를 통해, 2차 코일에 유도 전류를 발생시키고, 이에 따라, 무선 방식으로 가동 테이블에 설치된 부하에 전력을 공급하여, 가동 테이블의 이동과정에서 선재를 잡아 당기는 결함을 방지할 수 있다. 그러나, 1차 코일 및 2차 코일의 배치방식으로 인해, 1차 코일 설치 영역은 레일의 장방향에서의 가동 테이블의 이동 거리를 포함하여(예를 들면, 레일의 장방향을 따라 복수의 1차 코일을 배치함으로써, 레일의 장방향에서의 복수의 1차 코일의 길이 합계가 레일의 장방향에서의 테이블의 이동 거리 이상이 되도록 하거나, 레일의 장방향을 따라 단일 대형 1차 코일을 배치함으로써, 레일의 장방향에서의 1차 코일의 길이가 레일의 장방향에서의 테이블의 이동 거리 이상이 되도록 해야 함), 가동 테이블을 베이스부에 대해 이동시킬 때, 2차 코일은 적어도 1차 코일과 마주할 수 있어야 하므로, 1차 코일 설치 영역을 축소할 경우, 2차 전지를 설치하여 2차 코일과 연결시켜, 2차 코일과 1차 코일의 거리가 멀어지면, 2차 전지를 통해 2차 코일에 전력을 공급할 수 있도록 해야 한다. 따라서, 상술한 무선 동력 전달 장치는 많은 재료를 필요로 하므로, 제조 비용 및 제조 어려움이 불가피하게 증가한다.
중국특허공개 CN103659791A는 무선 전력 공급 장치 및 이를 구비한 직동형 시스템을 공개했고, 중국특허공고 CN102931735B는 레일을 따라 작동하는 이동장치에 사용되는 비접촉식 전력 공급 시스템 및 방법을 공개했다. 그러나, 중국특허공개 CN103659791A 및 중국특허공고 CN102931735B에서 1차 코일 및 2차 코일의 배치방식은 중국특허공개 CN101326706A와 유사하므로, 동일하게 제조 비용 및 제조 어려움이 증가하는 문제가 있다.
따라서, 이동부에 설치된 부하에 무선 방식으로 전력을 공급할 수 있는 새로운 선형 동력 전달 장치를 개발하여, 배선이 복잡하고 밀집된 자동화 장비(예를 들면, 사출 성형기)에 적용하는데 도움이 되며, 유선방식의 전력 공급으로 인해 발생하는 선재의 피로, 단선 또는 누전 등 결함을 방지할 수 있고, 동시에 제조 비용 및 제조 어려움을 줄이는 것은, 관련 업자가 노력해야 할 목표이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 선형 동력 전달 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치를 제공하며, 선형 동력 전달 장치는 동력 전달 기구 및 무선 전력 공급 모듈을 포함한다. 동력 전달 기구는 장축부 및 이동부를 포함하고, 장축부는 장축을 정의하며, 이동부는 장축을 따라 이동 가능한 방식으로 장축부에 설치된다. 무선 전력 공급 모듈은 자기장 제공부 및 유도 코일을 포함한다. 자기장 제공부는 장축부에 설치되고, 자기장 제공부는 자기장을 제공하며, 자기장의 자기장 방향은 장축과 평행한다. 유도 코일은 이동부에 설치되고, 유도 코일의 법선 벡터는 자기장 방향과 평행한다. 이동부가 장축을 따라 이동하면, 유도 코일은 자기장의 변화를 유도하여 유도 전류를 발생시킨다.
본 발명의 선형 동력 전달 장치는, 무선 전력 공급 모듈을 설치하는 것을 통해, 무선 방식을 이용하여 이동부에 설치된 유도 코일이 유도 전류를 발생시킬 수 있도록 함으로써, 유도 코일에 전기적으로 연결된 부하(예를 들면, 매개변수 감지 모듈)에 전력을 공급할 수 있고, 배선이 복잡하고 밀집된 자동화 장비(예를 들면, 사출 성형기)에 적용하는데 도움이 되고, 유선방식의 전력 공급으로 인해 발생하는 선재의 피로, 단선 또는 누전 등 결함을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 선형 동력 전달 장치는, 전기 에너지 저장 소자의 설치 여부와 관계없이, 자기장 제공부 설치 영역은 장축부에서의 이동부의 이동 거리를 포함할 필요가 없으므로, 제조 비용 및 제조 어려움을 낮추는데 도움이 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 동력 전달 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선 전력 공급 모듈이 부하에 전력을 공급하는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 공급 모듈이 부하에 전력을 공급하는 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 선형 동력 전달 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 동력 전달 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 머신을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 8의 머신을 개략적으로 도시한 다른 평면도이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선형 동력 전달 장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 선형 동력 전달 장치(100)는 무선 전력 공급 기능을 가진다. 선형 동력 전달 장치(100)는 동력 전달 기구(110) 및 무선 전력 공급 모듈(140)을 포함한다. 동력 전달 기구(110)는 장축부(120) 및 이동부(130)를 포함하고, 장축부(120)는 장축(D)을 정의하고, 이동부(130)는 장축(D)을 따라 이동 가능한 방식으로 장축부(120)에 설치된다. 본 실시예에서, 장축부(120)는 스크류이고, 이동부(130)는 너트이고, 스크류와 너트 사이에는 볼 또는 롤러와 같은 구름 부재(미도시)를 설치할 수 있다. 즉, 동력 전달 기구(110)는 볼 스크류 또는 롤러 스크류일 수 있다. 다른 실시예에서, 동력 전달 기구(110)는 선형 슬라이딩 레일 또는 볼 스플라인일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 동력 전달 기구(110)가 선형 슬라이딩 레일인 경우, 장축부(120)는 슬라이딩 레일이고, 이동부(130)는 슬라이딩 블록일 수 있으며, 동력 전달 기구(110)가 볼 스플라인인 경우, 장축부(120)는 스플라인 축이고, 이동부(130)는 스플라인 너트일 수 있다.
무선 전력 공급 모듈(140)은 자기장 제공부(150) 및 유도 코일(160)을 포함한다. 자기장 제공부(150)는 장축부(120)에 설치되고, 자기장 제공부(150)는 자기장을 제공하고, 자기장의 자기장 방향(B)는 장축(D)과 평행한다. 구체적으로, 자기장 제공부(150)는 코일(151)을 포함하고, 코일(151)은 유도 코일(160)과 평행하도록 설치되고, 또한 전선(미도시)을 통해 전원(미도시)과 연결되어 코일(151)에 전력을 공급함으로써, 코일(151)이 자기장을 생성하도록 한다. 화살표 방향(C)으로 표시된 바와 같이, 코일(151)에 시계방향의 전류가 공급될 때, 자기장 제공부(150)의 이동부(130)를 향한 일측은 N극이고, 이동부(130)에서 멀어지는 일측은 S극이다. 즉 자기장 제공부(150)의 자기장 방향(B)은 이동부(130)를 향하며 장축(D)과 평행한다. 코일(151)에 반시계방향의 전류(화살표 방향(C)과 반대)가 공급될 때, 자기장 제공부(150)의 이동부(130)를 향하는 일측은 S극이고, 이동부(130)에서 멀어지는 일측은 N극이다. 즉 자기장 제공부(150)의 자기장 방향(B)은 이동부(130)에서 멀어지며 장축(D)과 평행한다. 다른 실시예에서, 자기장 제공부는 영구자석일 수 있고, 영구자석의 자기장 방향은 이동부를 향하거나 이동부에서 멀어지며 장축과 평행한다.
유도 코일(160)은 이동부(130)에 설치되고, 유도 코일(160)의 법선 벡터(A)는 자기장 방향(B)과 평행한다. 이동부(130)가 장축(D)을 따라 이동하면, 유도 코일(160)은 자기장의 변화를 유도하여 유도 전류를 발생시킨다. 본 실시예에서, 자기장 제공부(150)의 코일(151)은 유도 코일(160)과 평행하도록 설치되고, 이에 따라, 유도 코일(160)을 통과하는 자속을 증가시켜, 유도 전류의 발생 효율을 향상시키는데 도움이 된다.
상술한 자기장의 변화는 유도 코일(160)과 자기장 제공부(150)가 상대 운동을 일으키도록 하여, 유도 코일(160)을 통과하는 자속을 변화시킴으로써 실현될 수 있고, 자기장 제공부(150)가 코일(151)을 포함하는 경우, 상술한 자기장의 변화는 자기장 제공부(150)의 코일(151)에 교류 전류를 공급하여, 자기장 제공부(150)에 의해 제공되는 자기장 방향(B)을 변화시키는 것을 통해 실현될 수도 있다. 또한, 실제 수요에 따라 유도 코일(160)의 선재 직경, 코일 직경, 코일 권선수를 조절함으로써, 발생되는 유도 전류의 강도를 증가시킬 수 있다.
도 1에서, 자기장 제공부(150)는 장축부(120)의 단부(121)에 설치되고, 이에 따라, 이동부(130)의 최초 스트로크에 주는 영향을 피할 수 있다.
도 1에서, 이동부(130)는 단면(131) 및 오목홈(133)을 포함하고, 오목홈(133)은 단면(131)으로부터 오목 형성되고, 유도 코일(160)은 오목홈(133)에 설치되고, 이에 따라, 이동부(130)의 최초의 크기가 유지될 수 있어, 이동부(130)의 최초 스트로크에 주는 영향을 피할 수 있다.
도 1에서, 무선 전력 공급 모듈(140)은 자기장 제공부(150)의 이동부(130)를 향하는 일측에 설치되는 거리 센서(152)를 선택적으로 포함할 수 있고, 거리 센서(152)의 위치를 나타내기 위해, 점선으로 거리 센서(152)를 도시하였다. 거리 센서(152)는 자기장 제공부(150)와 유도 코일(160) 사이의 거리(L)를 감지하고, 자기장 제공부(150)와 유도 코일(160) 사이의 거리(L)가 소정의 거리인 경우, 자기장 제공부(150)의 코일(151)에 전기를 통하게 하여 자기장을 제공한다. 이에 따라, 특정 거리 범위 내에서만 자기장 제공부(150)에 전기를 공급할 수 있으므로, 전기 에너지 및 열에너지의 절약에 도움이 된다. 소정의 거리는 0cm보다 크고 30cm보다 작거나 같을 수 있다. 사용 가능한 거리 센서(152)는 광학센서(예를 들면, 레이저 레이더) 또는 초음파 센서를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
도 2를 참조하면, 도 2는 도 1의 무선 전력 공급 모듈(140)이 부하(190)에 전력을 공급하는 기능 블록도이다. 구체적으로, 유도 코일(160)은 부하(190)와 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 따라, 유도 코일(160)에 의해 발생된 유도 전류는 부하(190)에 직접 전력을 공급할 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 공급 모듈(240)이 부하(290)에 전력을 공급하는 기능 블록도이다. 무선 전력 공급 모듈(240)은 자기장 제공부(250), 유도 코일(260), 정류 유닛(270) 및 전기 에너지 저장 소자(280)를 포함하고, 정류 유닛(270)은 유도 코일(260)과 전기 에너지 저장 소자(280) 사이에 설치되어, 유도 전류를 교류 전류에서 직류 전류로 변환시킨다. 전기 에너지 저장 소자(280)는 이동부에 설치되고 정류 유닛(270)을 통해 유도 코일(260)과 전기적으로 연결되며, 전기 에너지 저장 소자(280)는 분리 가능한 방식으로 이동부에 설치될 수 있고, 이에 따라, 전기 에너지 저장 소자(280)의 교체에 도움이 되고, 전기 에너지 저장 소자(280)는 커패시터 또는 충전식 배터리일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 충전식 배터리는 버튼형 충전식 배터리 또는 가요식(可撓式) 리튬 배터리일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전기 에너지 저장 소자(280)는 부하(290)와 전기적으로 연결되고, 유도 코일(260)에 의해 발생된 유도 전류는 전기 에너지 저장 소자(280)에 저장된 후, 전기 에너지 저장 소자(280)에 의해 부하(290)에 전력을 공급할 수 있고, 이에 따라, 부하(290)에 지속적으로 전력을 공급하는데 도움이 되는데, 예를 들면, 자기장 제공부(250)와 유도 코일(260) 사이의 거리가 소정의 거리인 경우에만 자기장 제공부(250)에 전기를 통하게 하면, 소정의 거리 밖인 경우에도 여전히 전기 에너지 저장 소자(280)를 통해 부하(290)에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다.
무선 전력 공급 모듈(240)의 다른 세부사항과 관련하여, 모순이 생기지 않는 한 무선 전력 공급 모듈(140)과 동일할 수 있으므로 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 동력 전달 장치(300)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 선형 동력 전달 장치(300)는 동력 전달 기구(310) 및 무선 전력 공급 모듈(340)을 포함한다. 동력 전달 기구(310)는 장축부(320) 및 이동부(330)를 포함하고, 무선 전력 공급 모듈(340)은 2개의 자기장 제공부(350) 및 2개의 유도 코일(360)을 포함한다. 2개의 자기장 제공부(350)는 장축부(320)의 2개의 단부(321, 322)에 각각 설치되고, 각각의 자기장 제공부(350)는 코일(351)을 포함하며, 이동부(330)는 2개의 단면(331, 332) 및 2개의 오목홈을 포함하고, 그 중 하나의 오목홈(미도시)은 단면(331)으로부터 오목 형성되고, 다른 하나의 오목홈(334)은 단면(332)으로부터 오목 형성되며, 2개의 유도 코일(360)은 단면(331)에 위치한 오목홈 및 단면(332)에 위치한 오목홈(334)에 각각 설치되고, 코일(351)은 유도 코일(360)과 평행하도록 설치되며, 전선(미도시)을 통해 전원(미도시)과 연결하여 코일(351)에 전력을 공급함으로써, 코일(351)이 자기장을 생성하도록 할 수 있다.
도 4에서, 2개의 유도 코일(360)은 동일한 부하(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 따라, 2개의 유도 코일(360)에 의해 발생된 유도 전류는 동일한 부하에 전력을 공급할 수 있다. 또는, 2개의 유도 코일(360)은 2개의 부하(미도시)와 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 2개의 유도 코일(360)에 의해 발생된 유도 전류는 2개의 부하에 각각 전력을 공급한다. 2개의 유도 코일(360)이 동일한 부하와 전기적으로 연결되는 경우, 2개의 유도 코일(360)은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있고, 2개의 유도 코일(360)의 연결방식(직렬 또는 병렬)에 대응되도록 2개의 자기장 제공부(350)의 자기장 방향을 어떻게 설치할 것인가는 해당 분야의 공지된 상식이므로 설명을 생략한다.
선형 동력 전달 장치(300)의 다른 세부사항과 관련하여, 모순이 생기지 않는 한 선형 동력 전달 장치(100)와 동일할 수 있으므로, 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 동력 전달 장치(400)를 개략적으로 도시한 평면도이다. 선형 동력 전달 장치(400)는 동력 전달 기구(410) 및 무선 전력 공급 모듈(별도로 표시되지 않음)을 포함한다. 동력 전달 기구(410)는 장축부(420) 및 이동부(430)를 포함하고, 장축부(420)는 단부(421, 422)를 포함하고, 이동부(430)는 단면(432) 및 오목홈(미도시)을 포함하고, 오목홈은 단면(432)로부터 오목 형성되고, 무선 전력 공급 모듈은 자기장 제공부(450) 및 유도 코일(미도시)을 포함하고, 유도 코일은 단면(432)에 위치한 오목홈에 설치된다. 자기장 제공부(450)는 장축부(420)의 단부(422)에 설치되고, 무선 전력 공급 모듈은 자기장 제공부(450)를 지지하기 위한 지지부(470)를 더 포함할 수 있고, 자기장 제공부(450)는 접착제를 통해 접착되거나 나사 결합 등 방식으로 지지부(470)에 고정될 수 있고, 지지부(470)는 단부(422)에 설치되어 머신(미도시)과 연결되고, 서로 다른 두께의 지지부(470)를 사용하는 것에 의해, 자기장 제공부(450)와 유도 코일 사이의 거리를 조절할 수 있어, 유도 전류의 크기를 조절할 수 있다.
도 6을 결합하여 참조하면, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동부(530)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 선형 동력 전달 장치는 매개변수 감지 모듈(590)을 포함할 수 있고, 매개변수 감지 모듈(590)은 유도 코일(560)과 전기적으로 연결된다. 즉, 매개변수 감지 모듈(590)은 유도 코일(560)의 부하에 연결된다. 매개변수 감지 모듈(590)은 선형 동력 전달 장치의 매개변수를 감지하기 위한 것으로, 예를 들면, 매개변수 감지 모듈(590)은 선형 동력 전달 장치 중 장축부의 작동 속도를 감지할 수 있어, 작동 속도가 너무 커서 다른 소자가 손상되어 장축부가 고착되는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 매개변수 감지 모듈(590)에 의해 감지된 매개변수는 무선 방식으로 컴퓨터, 스마트폰 등 수신 유닛(미도시)으로 전송될 수 있고, 이에 의해 선형 동력 전달 장치를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 사용 가능한 매개변수 감지 모듈(590)은 진동, 온도 또는 음성신호 등 매개변수를 감지하는 센서일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 6에서, 무선 전력 공급 모듈은 전기 에너지 저장소자(580)를 포함할 수 있고, 전기 에너지 저장소자(580)는 유도 코일(560)과 전기적으로 연결되며, 전기 에너지 저장소자(580)와 유도 코일(560) 사이에는 정류 유닛(미도시)을 추가로 설치할 수 있고, 유도 코일(560)에 의해 발생된 유도 전류는 전기 에너지 저장소자(580)에 저장된 후, 전기 에너지 저장소자(580)에 의해 매개변수 감지 모듈(590)로 전력을 공급한다. 즉, 매개변수 감지 모듈(590)은 전기 에너지 저장소자(580)를 통해 유도 코일(560)과 전기적으로 연결된다.
이동부(530)는 단면(531) 및 오목홈(533)을 포함하고, 오목홈(533)은 단면(531)으로부터 오목 형성되며, 오목홈(533)은 제1 수용홈(533a) 및 제2 수용홈(533b)을 포함하고, 유도 코일(560)은 제1 수용홈(533a)에 설치되며, 전기 에너지 저장소자(580) 및 매개변수 감지 모듈(590)은 제2 수용홈(533b)에 설치되고, 이에 의해 이동부(530)의 최초 크기를 유지한다.
도 7을 결합하여 참조하면, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동부(630)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 6과 비교했을 때, 이동부(630)는 단면(631) 및 돌출부(635)를 포함하고, 돌출부(635)는 단면(631)에 돌출되며, 돌출부(635)는 2개의 표면을 포함하고, 각각 상단면(635a) 및 외벽면(635b)이며, 외벽면(635b)은 상단면(635a)과 단면(631)을 연결시키고, 유도 코일(660)은 상단면(635a)에 설치되며, 전기 에너지 저장소자(680) 및 매개변수 감지 모듈(690)은 외벽면(635b)에 설치되고, 이에 따라, 이동부(630)의 반경 방향 크기를 유지하는데 도움이 된다. 다른 실시예에서, 유도 코일(660)은 외벽면(635b)에 설치될 수도 있고, 전기 에너지 저장소자(680) 및 매개변수 감지 모듈(690)은 유도 코일(660) 상에 설치된다. 전기 에너지 저장소자(680) 및 매개변수 감지 모듈(690)과 관련하여 상술한 전기 에너지 저장 소자(280), 전기 에너지 저장소자(580) 및 매개변수 감지 모듈(590)의 관련 설명을 참조할 수 있으므로, 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9를 결합하여 참조하면, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 머신(700)을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 9는 도 8의 머신(700)을 개략적으로 도시한 다른 평면도이며, 도 8 및 도 9에서, 머신(700)은 사출 성형기이고, 도 8에서 머신(700)은 몰드 폐쇄 단계에 있고, 도 9에서, 머신(700)은 몰드 개방 및 압출 단계에 있다. 선형 동력 전달 장치(100)는 머신(700)에 설치되고, 머신(700)은 고정된 작동 스트로크를 갖는다. 여기서, 머신(700)이 사출 성형기인 것은 예시일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 고정된 작동 스트로크를 가진 머신(700)은 모두 선형 동력 전달 장치(100)를 설치하는데 적용될 수 있고, 예를 들면, 머신(700)은 다이캐스팅 머신 또는 파이프 벤딩 머신일 수도 있다.
동시에 도 1을 참조하면, 선형 동력 전달 장치(100)는 단부(122)에 의해 머신(700)의 구동모터(730)와 연결되고, 이동부(130)에 의해 머신(700)의 제1 연결로드(710)와 연결되며, 구동모터(730)는 장축부(120)를 회전시켜, 이동부(130)가 장축(D)을 따라 이동하도록 구동하여, 제1 연결로드(710) 및 제2 연결로드(720)를 작동시킴으로써, 몰드(740)가 반복적으로 폐쇄 및 개방되도록 한다. 무선 전력 공급 모듈(140)을 동력 전달 기구(110)에 설치함으로써, 머신(700)의 기존 고정 스트로크를 이용하여, 자기장 제공부(150)와 유도 코일(160) 사이에 상대 운동을 발생시켜 유도 코일(160)에 유도 전류를 발생시킬 수 있어, 별도의 동력원이 없이도 자기장 제공부(150)와 유도 코일(160) 사이에 상대 운동을 발생시키므로, 에너지 절약 및 소자의 간소화를 전제로 무선 전력 공급 기능을 제공하는데 도움이 된다. 또한, 배선이 복잡하고 밀집된 머신(700)은, 유선 방식으로 이동부(130)에 설치된 부하에 전력을 공급하고자 할 경우, 배선이 매우 어려우나, 본 발명은 무선 방식을 통해 이동부(130)에 설치된 유도 코일(160)에 유도 전류를 발생시키므로, 유선 방식을 사용하면 배선이 어려운 문제를 동시에 해결할 수 있다.
본 발명에서, 2개의 소자 사이가 평행 또는 수직된다는 것은, 하나의 소자가 다른 소자와 평행 또는 수직이 되도록 설치하는 것을 의미하지만, 실제로는, 제작 공차 또는 다른 요인으로 인해, 상기 하나의 소자와 상기 다른 소자는 완전히 평행 또는 수직이 되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에서, 2개의 소자 사이의 평행 또는 수직은 실질적으로 평행 또는 실질적으로 수직인 경우를 포함하고, 예를 들면, 2개의 소자 사이의 ±10도 이내의 편차는 모두 본 발명에서 보호하는 범위에 해당한다.
본 발명에서, 상기 전기적 연결이라고 함은 소자들 사이에 직접, 간접적, 유선 또는 무선 방식으로 전기적 에너지를 전송할 수 있음을 의미한다.
선행기술과 비교했을 때, 본 발명의 선형 동력 전달 장치는, 무선 전력 공급 모듈을 설치하는 것을 통해, 무선 방식으로 이동부에 설치된 유도 코일에 유도 전류를 발생시켜, 유도 코일과 전기적으로 연결된 부하(예를 들면, 매개변수 감지 모듈)에 전력을 공급할 수 있고, 배선이 복잡하고 밀집된 자동화 장비(예를 들면, 사출 성형기)에 적용하는데 도움이 되고, 유선 방식의 전력 공급으로 인해 발생하는 선재의 피로, 단선 또는 누전 등 결함을 방지할 수 있고, 선형 동력 전달 장치의 지능적인 발전에 도움이 된다. 또한, 본 발명의 선형 동력 전달 장치는, 전기 에너지 저장소자의 설치 여부와 관계없이, 자기장 제공부가 설치된 영역은 장축부에서의 이동부의 이동 거리를 포함할 필요가 없으므로, 제조 비용 및 제조 어려움을 낮추는데 도움이 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예일뿐, 본 발명의 특허 청구범위에 대한 균등한 변경과 수정은 모두 본 발명의 범위 내에 포함된다.
100, 300, 400: 선형 동력 전달 장치
110, 310, 410: 동력 전달 기구
120, 320, 420: 장축부
121, 122, 321, 322, 421, 422: 단부
130, 330, 430, 530, 630: 이동부
131, 331, 332, 432, 531, 631: 단면
133, 334, 533: 오목홈
140, 240, 340: 무선 전력 공급 모듈
150, 250, 350, 450: 자기장 제공부
151, 351: 코일
152: 거리 센서
160, 260, 360, 560, 660: 유도 코일
190, 290: 부하
270: 정류 유닛
280, 580, 680: 전기 에너지 저장소자
470: 지지부
533a: 제1 수용홈
533b: 제2 수용홈
590, 690: 매개변수 감지 모듈
635: 돌출부
635a: 상단면
635b: 외벽면
700: 머신
710: 제1 연결로드
720: 제2 연결로드
730: 구동 모터
740: 몰드
A: 법선 벡터
B: 자기장 방향
C: 화살표 방향
D: 장축
L: 거리

Claims (5)

  1. 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치에 있어서,
    동력 전달 기구 및 무선 전력 공급 모듈을 포함하고,
    상기 동력 전달 기구는,
    장축을 정의하는 장축부; 및
    상기 장축을 따라 이동 가능한 방식으로 상기 장축부에 설치되는 이동부;
    를 포함하며,
    상기 무선 전력 공급 모듈은,
    상기 장축부의 단부에 설치되고, 자기장 방향이 상기 장축과 평행한 자기장을 제공하는 자기장 제공부; 및
    상기 이동부에 설치되고, 법선 벡터가 상기 자기장 방향과 평행한 유도 코일;을 포함하되,
    상기 이동부가 상기 장축을 따라 이동하면, 상기 유도 코일은 상기 자기장의 변화를 유도하여 유도 전류를 발생시키고,
    상기 자기장 제공부는 코일을 포함하고, 상기 무선 전력 공급 모듈은 상기 자기장 제공부와 상기 유도 코일 사이의 거리를 감지하는 거리 센서를 더 포함하고, 상기 자기장 제공부와 상기 유도 코일 사이의 상기 거리가 소정의 거리인 경우, 상기 자기장 제공부의 상기 코일에 전기를 통하게 하여 상기 자기장을 제공하고, 상기 소정의 거리는 0cm보다 크고 30cm보다 작거나 같은, 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는 단면 및 오목홈을 포함하고, 상기 오목홈은 상기 단면으로부터 오목 형성되고, 상기 유도 코일은 상기 오목홈에 설치되는, 선형 동력 전달 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는 단면 및 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 단면에 돌출되고, 상기 유도 코일은 상기 돌출부의 표면에 설치되는, 선형 동력 전달 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전력 공급 모듈은,
    상기 이동부에 설치되며 상기 유도 코일과 전기적으로 연결되는 전기 에너지 저장 소자를 더 포함하는, 선형 동력 전달 장치.
  5. 삭제
KR1020190111343A 2019-09-09 2019-09-09 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치 KR102204169B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190111343A KR102204169B1 (ko) 2019-09-09 2019-09-09 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190111343A KR102204169B1 (ko) 2019-09-09 2019-09-09 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102204169B1 true KR102204169B1 (ko) 2021-01-18

Family

ID=74236952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190111343A KR102204169B1 (ko) 2019-09-09 2019-09-09 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102204169B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120017526A (ko) * 2010-08-19 2012-02-29 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송 방법 및 장치
JP4975640B2 (ja) * 2005-11-30 2012-07-11 Ｔｈｋ株式会社 ワイヤレスアクチュエータ
KR101199117B1 (ko) * 2010-08-17 2012-11-09 (주)시리우스소프트 Ｍｅｍｓ 전력 공급기를 사용하는 장치
JP2017096836A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 日本精工株式会社 異常診断システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4975640B2 (ja) * 2005-11-30 2012-07-11 Ｔｈｋ株式会社 ワイヤレスアクチュエータ
KR101199117B1 (ko) * 2010-08-17 2012-11-09 (주)시리우스소프트 Ｍｅｍｓ 전력 공급기를 사용하는 장치
KR20120017526A (ko) * 2010-08-19 2012-02-29 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송 방법 및 장치
JP2017096836A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 日本精工株式会社 異常診断システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2982565C (en) Enhanced optical condition monitoring system for power transformer and method for operating power transformer
JP5552662B2 (ja) 紡機の糸検出装置
US20110100252A1 (en) Linear transport device
US20090308285A1 (en) Rotary table mounting and drive device
ATE382503T1 (de) Hybridkonstruktionsgeräteleistungssteuervorrich un005ae001005ae001005ae001005ae001 00
KR101397060B1 (ko) 반발력 보상장치
US6911747B2 (en) X-Y stage system with onboard linear motor
JP2010522535A5 (ko)
JPWO2011001555A1 (ja) 磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置
CN115335255A (zh) 线性运输系统中的能量传输
KR102204169B1 (ko) 무선 전력 공급 기능을 갖는 선형 동력 전달 장치
CN112332547B (zh) 具备无线供电功能的线性传动装置
US11142082B2 (en) Linear transmission device with capability of wireless power supply
JP6913135B2 (ja) 無線給電機能を有する線形伝達装置
TWI708454B (zh) 具備無線供電功能的線性傳動裝置
EP2439836B1 (en) Linear motor and stage device
CN108562263B (zh) 一种电磁感应线圈表面平整度检测装置
KR20060118669A (ko) 이송 시스템의 선형 전동기
JP4081828B2 (ja) 同心多軸モータ
CN104867393A (zh) 一种磁悬浮平衡梁实验装置
KR20100041372A (ko) 선형동기전동기의 위치검출장치
JP4773302B2 (ja) 型締装置
JP2009212024A (ja) 開閉装置
US7425768B1 (en) Power-generating magnetic sensing equipment
JP2011120425A (ja) 充電装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant