KR200392005Y1

KR200392005Y1 - 선형전동기를 이용한 자동회전문

Info

Publication number: KR200392005Y1
Application number: KR20-2005-0013685U
Authority: KR
Inventors: 양성식
Original assignee: 양성식
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2005-08-09

Abstract

본 고안은 휜 형태의 선형전동기를 이용하여 회전문을 구동시키는 자동회전문에 관한 것으로서, 권선과 권선을 지지하는 코아로 구성되는 1차측과 상기 권선에 전원이 인가될 때 전자기적인 추력을 발생하여 회전문을 이동시키는 2차도체 및 요크로 구성되는 2차측을 회전문 상측의 회전테두리부와, 회전문 문짝의 상단부에 각각 배치하여 회전문을 구동시킴으로써, 회전문의 구동시스템을 단순화할 수 있으며, 회전문의 회전제어를 보다 용이하게 할 수 있어 회전문과 관련된 안전사고를 예방할 수 있다.

Description

선형전동기를 이용한 자동회전문{AN AUTOMATIC REVOLVING DOOR OPERATED BY LINEAR INDUCTION MOTOR}

본 고안은 자동회전문에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력원으로서 선형전동기를 사용하는 선형전동기를 이용한 자동회전문에 관한 것이다.

일반적으로, 회전문은 좁은 공간에도 설치할 수 있고, 에너지 절감효과 및 방음효과가 높으며, 건물의 미관을 아름답게 하는 등 다양한 장점으로 인해 사람들의 이동이 빈번한 백화점, 호텔, 회사 등의 대형 건물 출입구에 설치되어 사용되고 있다. 그러나, 최근 회전문에 신체의 일부나 물건 등이 끼는 등 회전문과 관련된 안전사고가 많이 발생하여 이에 대한 대책으로, 회전문의 과속회전 방지, 회전문의 속도 조절 등이 요구되고 있다.

종래의 회전문은 복수개의 문짝이 연결된 하나의 회전축을 회전형 전동기에 의해 회전운동시키는 방식으로 구동되었다. 이러한 회전형 전동기는 회전속도의 감속을 위해 감속기를 부가적으로 포함하기 때문에, 회전문의 전체 구동시스템이 보다 복잡해지고, 감속기의 마모와 같은 기계적 손실로 인한 기계수명감소 등이 문제가 되었다. 특히 회전문을 급히 정지시켜야만 하는 경우 감속기에 정지신호를 보내더라도 복잡한 구동시스템에 의한 응답지연으로 인하여 회전문이 일정거리를 더 이동한 후에 멈추게 되어 회전하는 문에 사람이 끼어서 안전사고가 발생하는 문제 등이 있었다.

한편, 선형전동기(Linear Induction Motor)는 회전형 전동기의 고정자와 회전자를 축방향으로 절단하여 직선상으로 전개시킨 형태로, 별도의 동력변환장치 없이 직접 직선동력을 발생시킨다. 선형전동기를 이용한 시스템은 회전형 전동기를 이용한 시스템에 비하여 유지보수가 용이하여 비용을 절감시킬 수 있으며, 운동변환에서 발생하는 제어 오차를 고려할 필요가 없으므로 정밀한 위치제어가 가능하여 전체 시스템의 운전 특성을 크게 개선할 수 있다는 장점을 가진다.

따라서, 본 고안의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전체의 회전운동에 더 적합하도록 휘어진 형태의 선형전동기를 제공함으로써 회전문과 같이 저속으로 회전하는 회전체를 보다 정밀하고 용이하게 구동할 수 있는 선형전동기를 이용한 자동회전문을 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은, 선형전동기의 1차측을 회전문의 상측 테두리부에 설치하고 선형전동기의 2차측을 상기 1차측에 인접한 회전문의 상단부에 설치함으로써, 감속기가 없어도 보다 개선된 회전문 구동이 가능하도록 하는 선형전동기를 이용한 자동회전문을 제공하는데 있다.

본 고안의 상기 및 그 이외의 목적, 특징, 양상 및 이점은 첨부된 도면과 결합되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 중앙의 축을 중심으로 등간격으로 연결된 복수개의 문짝; 상기 회전문의 회전면 둘레를 따라 회전문의 상부에 설치되는 회전테두리부; 권선 및 코아로 구성되는 1차측과, 2차도체 및 요크로 구성되는 2차측을 포함하는 선형전동기를 포함하며, 상기 1차측은 회전테두리부에 위치하고, 상기 2차측은 문짝에 위치하여 전원이 공급되면 상기 1차측 권선에 의한 이동자계와 2차 도체에 유기된 와전류 상호간에 발생하는 추력에 의하여 상기 회전문을 회전시키는 선형전동기를 이용한 자동회전문을 제공한다.

상기 선형전동기의 1차측은 상기 회전테두리부 상면에 배치되고, 상기 2차측은 상기 1차측 권선이 형성하는 이동자계와 쇄교하도록 회전문의 문짝 상단부에 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선형전동기의 1차측은 상기 회전테두리부 측면에 배치되고, 상기 2차측은 상기 1차측 권선이 형성하는 이동자계와 쇄교하도록 회전문의 문짝 상단부에 장착될 수 있다.

그리고, 상기 선형전동기는 상기 회전문의 회전반경과 동일한 곡률반경을 가지도록 휘어진 형태인 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 선형전동기의 코일은 링(ring) 형태인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 고안의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 본 고안의 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

도 1은 본 고안에 의한 선형전동기의 형태를 도시한 도면이다. 본 고안에 사용되는 선형전동기는 종래의 선형전동기의 직선형인데 반해 일정한 곡률반경을 가진 휘어진 형태로서, 유한한 길이의 1차측 부분(200)과 2차측 부분(300)을 가진다. 1차측 부분(200)은 권선들을 지지하는 지지부재인 코아(220)와 이 코아에 등간격으로 형성되어 있는 다수의 슬롯(230)에 삽입된 권선들(210)을 포함한다. 2차측 부분(300)은 1차측 부분의 권선(210)에 흐르는 전류가 만드는 자속과 쇄교하는 와전류(eddy current)를 유기하는 2차도체(310)와, 이 2차도체(310)의 이면을 지지하는 요크(yoke)(320)를 포함한다. 상기 2차도체(310)는 얇은 금속판으로 예를 들면 알루미늄 금속판을 사용할 수 있으며, 상기 요크(320)는 자로를 형성하는 동시에 2차 도체(310)를 지지하도록 두껍고 강도있는 철판을 사용할 수 있다.

선형전동기는 회전형 유도전동기의 고정자와 회전자를 축방향으로 절단하여 직선상으로 전개시킨 구조를 가지므로, 본 고안의 실시예에서 상기 선형전동기의 1차측 부분은 회전형 유도전동기의 고정자에 해당하는 고정자로 하고, 2차측 부분은 회전형 유도전동기의 회전자에 해당하는 회전자로 한다. 그러나 반대로 1차측 부분을 회전자로, 2차측 부분을 고정자로 할 수도 있다.

선형전동기의 1차측 부분(200)에 있는 권선(210)은 결선되어 코아(220)의 휘어진 형태를 따라 평행하게 이동하는 이동자계를 형성한다. 이 이동자계와 쇄교하도록 놓이는 2차도체(310)에는 상기 1차측 부분(200)에 전원이 인가되면 1차측 권선(210)에서 발생한 이동자계에 의해 그 표면을 따라 소용돌이치는 와전류가 유기되고, 상기 1차측 권선(210)에 의한 이동자계와 2차도체(310)의 와전류 상호간에 플레밍의 왼손법칙에 의거한 전자기적(electromagnetic)인 추력이 발생된다. 이에 따라 1차측 부분(고정자에 대응)과 2차측 부분(회전자에 대응)은 이러한 직선추력에 의하여 상대적으로 이동하게 된다.

도 2 a는 본 고안에 의한 휜 형상을 가지는 선형전동기에 삽입되는 1차측 권선(210)의 배열을 도시한 평면도이다. 각각의 슬롯에 권선이 하나씩 삽입되어 전체적으로 직선 형태를 이루는 종래기술의 선형전동기와 달리 본 고안은 선형전동기가 일정한 곡률로 휘어진 형태를 가지도록 각각의 슬롯에 삽입되는 권선들이 서로 포개어진 형태로 결선된다.

도 2 b는 본 고안에 의한 도 2 a의 권선이 삽입된 선형전동기의 측면도이다. 선형전동기의 1차측 부분(200)은 코아(220)의 슬록(230)에 서로 포개어진 상태로 삽입된 권선들(210)로 구성되고, 2차측 부분(300)은 상기 권선들로부터 형성된 이동자계와 쇄교하도록 2차 도체(310) 및 요크(320)의 2층으로 구성된다.

도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 선형전동기의 1차측이 회전문 테두리부의 상면에 배치된 경우를 나타내는 도면이다.

회전문의 문짝이 회전할 때 형성하는 회전문의 회전면과 동일한 곡률반경을 가지는 회전테두리부(110)가 회전문의 상부에 설치된다. 그리고, 상기 회전테두리부(110)의 상면에는 선형전동기의 1차측 부분(200)이 장착되고, 상기 선형전동기의 2차측 부분(300)은 회전테두리부(110)를 사이에 두고 상기 선형전동기의 1차측 부분과 상호 대향하도록 각 문짝의 상단부에 장착된다. 특히, 상기 1차측 부분(200)을 회전문의 회전테두리부(110)와 동일한 곡률반경을 가지는 고리 모양의 형태로 구성하여 상기 회전테두리부 상면에 설치하고, 상기 2차측 부분(300)을 상기 1차측 권선(210)과 대향하도록 회전테두리부의 내부면에 인접한 문짝의 상단부에 설치하면, 1차측 부분(200)과 2차측 부분(300) 사이에서 발생하는 추력의 크기가 더욱 커지게 되므로 적은 전원으로도 회전체를 회전시킬 수 있는 점에서 바람직하다.

상기 1차측에 전원이 공급되면, 권선(210)은 회전테두리부(110)를 따라 큰 원호를 그리며 평행이동하는 이동자계를 형성하고, 상기 2차도체(310)에는 2차도체(310)의 표면을 따라 소용돌이치는 와전류가 유기된다. 이 1차측 권선(210)에 의한 이동자계와 2차도체(310)의 와전류 상호간에는 플레밍의 왼손법칙에 따라 추력이 발생하고, 이 추력에 의하여 상기 회전문에 부착된 2차측 부분(300)은 상대적으로 이동하게 된다. 즉, 상기 회전테두리부(110) 상면에 장착된 1차측의 권선과 회전문의 문짝 상단부에 장착된 2차 도체 사이에서 발생한 추력은 회전문을 회전시키는 회전력으로 작용한다.

도 4는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 선형전동기가 회전문 테두리부의 측면에 배치된 경우를 나타내는 도면이다.

회전문의 문짝이 회전할 때 형성하는 회전문의 회전면과 동일한 곡률반경을 가지는 회전테두리부(110)가 회전문의 상부에 설치된다. 그리고, 상기 회전테두리부(110)의 측면에는 선형전동기의 1차측 부분(200)이 장착되고, 상기 선형전동기의 2차측 부분(300)은 회전테두리부(110)를 사이에 두고 상기 선형전동기의 1차측 부분(200)과 상호 대향하도록 각 문짝의 상단부에 장착된다. 특히, 상기 1차측 부분(200)을 상기 회전테두리부(110)와 동일한 곡률반경을 가지는 링 형태로 구성하여 상기 회전테두리부(110)의 측면 전체에 부착하고, 상기 2차도체(310)가 상기 1차측 권선(210)과 대향하여 1차측 권선(210)이 형성하는 이동자계와 쇄교하도록 2차측 부분(300)을 회전테두리부의 내부면에 인접한 문짝 측면의 상단부에 설치하면, 1차측 부분(200)과 2차측 부분(300) 사이에서 발생하는 추력의 크기가 더욱 커지게 되므로 작은 전원으로도 회전체를 회전시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.

상기 1차측 부분(200)에 전원이 공급되면 도 3의 경우와 마찬가지로 상기 권선(210)은 회전테두리부(110)의 측면을 따라 평행이동하는 이동자계를 형성하고, 상기 2차도체(310)에는 그 표면을 따라 소용돌이치는 와전류가 유기된다. 이 1차측 권선(210)에 의한 이동자계와 2차도체(310)의 와전류 상호간에는 플레밍의 왼손법칙에 따라 추력이 발생하고, 이 추력에 의하여 상기 회전문에 부착된 2차측 부분(300)은 상대적으로 이동하게 된다. 즉, 상기 회전테두리부(110) 측면에 장착된 1차측의 권선(210)과 회전문(100)의 문짝 측면 상단부에 장착된 2차 도체(310) 사이에서 발생한 추력은 회전문(100)을 회전시키는 회전력으로 작용한다. 따라서, 본 고안의 경우, 선형전동기의 고정부와 회전부가 기계적 접촉이 아니라 전자적으로 접촉한 상태이므로 전동기가 고장난 경우에도 회전문을 쉽게 움직일 수 있고, 회전문의 속도는 전동기에 인가되는 전원의 투입시간 및 휴지시간을 조정함으로써 조정할 수 있다.

한편 이들 실시예는 단지 본 고안을 예시하기 위한 것이며, 본 고안의 보호범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

이상, 본 고안자에 의해 이루어진 고안을 실시형태에 의거해서 구체적으로 설명하였지만, 본 고안은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따라 회전문에 휘어진 형태의 선형전동기를 사용하는 경우 감속기를 장착할 필요가 없게 되어 회전형 전동기를 사용하는 경우에 비하여 구조가 간단하게 되고, 실장공간이 작아도 설치가능하며, 기어 마모에 의한 제품의 내구성 감소 및 소음 발생을 억제할 수 있다. 그리고 전동기에 인가되는 전원 투입 시간과 휴지시 간을 조정하여 속도를 조정함으로써 전동기의 제어를 용이하게 할 수 있다.

또한, 고정부와 회전부가 기계식이 아닌 전자식으로 접촉하므로 전동기가 고장난 경우에도 회전문을 쉽게 열 수 있으므로 회전문에 발생하는 안전사고를 예방하는 장점이 있다.

도 1은 선형전동기의 일반적인 구조를 도시한 정면도이다.

도 2 a는 본 고안에 의한 선형전동기에 있어서 권선의 배열형태를 나타내는 평면도이다.

도 2 b는 본 고안에 의한 선형전동기의 구조를 나타내는 측면도이다.

도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 휜 선형전동기가 회전문 상단의 상측에 설치된 구조를 도시한 도면이다.

도 4는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 휜 선형전동기가 회전문 상단의 측면에 설치된 구조를 도시한 도면이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

100 회전문, 110 회전테두리부,

200 1차측 부분, 210 1차측 부분의 권선,

220 코아, 300 2차측 부분,

310 2차측 부분의 2차 도체, 320 요크.

Claims

선형전동기에 의해 구동되는 회전문으로서,

중앙의 축을 중심으로 등간격으로 연결된 복수개의 문짝(100);

상기 회전문의 회전면 둘레를 따라 회전문의 상부에 설치되는 회전테두리부(110);

권선(210) 및 코아(220)를 포함하는 1차측 부분(200)과, 2차도체(310) 및 요크(320)를 포함하는 2차측 부분(300)을 포함하는 선형전동기를 포함하며,

상기 1차측 부분(200)은 회전테두리부(110)에 위치하고 상기 2차측 부분(300)은 상기 문짝에 위치하여, 상기 선형전동기에 전원이 공급되면 상기 1차측 부분의 권선(210)에 의한 이동자계와 상기 2차 도체(310)에 유기된 와전류 상호간에 발생하는 추력에 의하여 상기 회전문이 회전구동되는 것을 특징으로 하는, 선형전동기를 이용한 자동회전문.
제 1 항에 있어서,

상기 선형전동기의 1차측 부분(200)은 상기 회전테두리부(110) 상면에 배치되고, 상기 2차측 부분(300)은 상기 1차측 부분의 권선(210)이 형성하는 이동자계와 쇄교하도록 상기 회전문의 문짝 상단부에 장착되는 것을 특징으로 하는, 선형전동기를 이용한 자동회전문.
제 1 항에 있어서,

상기 선형전동기의 1차측 부분(200)은 상기 회전테두리부(110) 측면에 배치되고, 상기 2차측 부분(300)은 상기 1차측 부분의 권선(210)이 형성하는 이동자계와 쇄교하도록 회전문의 문짝의 측면상단부에 장착되는 것을 특징으로 하는, 선형전동기를 이용한 자동회전문.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 선형전동기의 1차측 부분(100)이 상기 회전문의 회전반경과 동일한 곡률반경을 가지도록 휘어진 형태인 것을 특징으로 하는, 선형전동기를 이용한 자동회전문.
제 4 항에 있어서,

상기 선형전동기의 1차측 부분(200)는 링(ring) 형태인 것을 특징으로 하는, 선형전동기를 이용한 자동회전문.