KR20060054373A - 2차원 변위 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1차 코일(4, 34)을 구비한 제 1 부분과, 2차 코일(10, 40)을 구비한 제 2 부분(9, 39)이 제공된 변위 디바이스에 관한 것으로, 이러한 디바이스에 의해 2차 코일(10, 40)이 1차 코일(4, 34)에 관해 이동될 수 있고, 구동 회로에 전기적으로 연결된다. 코일(4, 34)이 진행 방향으로 연장하는 연장된 코일이라면, 나머지 코일(10, 40)은 진행 방향으로 1차 코일(4, 34)에 관해 이동할 수 있다.

Description

2차원 변위 디바이스{2-DIMENSIONAL DISPLACEMENT DEVICE}

본 발명은 1차 코일을 구비한 제 1 부분과, 제 1 부분에 관해 이동될 수 있는 제 2 부분이 제공된 변위 디바이스에 관한 것으로, 이러한 제 2 부분에는 1차 코일에 관해 이동될 수 있고 전기 구동 요소에 전기적으로 연결되는 2차 코일이 제공된다.

이러한 종류의 디바이스는 미국 특허 US-A-5,712,552호에 개시되어 있다. 이러한 알려진 변위 디바이스는 제 1 정지 부분과, 제 1 정지 부분에 관해 회전될 수 있는 제 2 부분을 포함한다. 양 부분 모두에는 서로 마주보는 고리 모양의 코일이 제공되고, 이러한 코일의 도움으로, 제 1 부분에 연결되는 정지된 1차 코일로부터 제 2 부분에 연결되는 회전하는 2차 코일로 에너지 전달이 일어난다. 2차 코일에서 생성된 전기 에너지는 모터, 검출기, 센서 등으로 계속해서 전달되고, 이들 모터, 검출기, 센서 등은 도체에 의해 제 2 부분 상에 위치한다.

1차 코일과 2차 코일 사이의 고주파 전자기 유도에 의해, 전기 에너지를 전달함으로써, 제 1 정지 부분과 회전하는 제 2 부분 사이에는 어떠한 도전성 와이어도 필요하지 않다. 장점은 도전성 와이어가 닳아 없어지는 경우가 일어나지 않는다는 점이다. 게다가, 상기 도전성 와이어는 제 1 부분에 관한 제 2 부분의 이동을 방해할 수 있다. 또한 그 결과, 상기 도전성 와이어는 다른 목적으로 사용될 수 없는 변위 디바이스 내부의 공간을 차지하게 된다.

알려진 변위 디바이스의 결점은, 제 1 부분에 관한 제 2 부분의 회전 운동으로 제한된다는 점이다.

본 발명의 목적은 운동의 해석을 허용하는 변위 디바이스를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 적어도 하나의 코일이 진행 방향으로 연장하는 코일이고, 나머지 코일은 제 1 코일에 관한 진행 방향으로 이동할 수 있는, 본 발명에 따른 변위 디바이스에 의해 달성된다.

진행 방향으로 연장하는 연장된 코일은, 이동 중의 에너지 전달이 확실하게 이루어지면서, 제 1 코일에 관한 진행 방향으로 나머지 코일이 이동하는 것을 허용한다.

본 발명에 다른 변위 디바이스의 바람직한 실시예는, 1차 코일이 연장된 코일이고, 2차 코일은 1차 코일 내부에 위치한다는 것을 특징으로 한다.

1차 코일을 바람직하게 연장된 코일로서의 제 1 정지 부분에 연결되도록 배치하고, 2차 코일을 1차 코일의 내부에 있는 이동 가능한 제 2 부분에 연결되게 위치시킴으로써, 2차 코일은 상대적으로 소형으로 될 수 있어 이동 가능한 제 2 부분의 무게는 불리한 영향을 받지 않는다.

본 발명에 따른 변위 디바이스의 또 다른 실시예는 코너가 진행 방향을 가로질러 코일을 통해 연장하는 것을 특징으로 한다.

진행 방향을 가로질러 연장하는 연장된 코일은, 2개의 코일 사이의 양호한 에너지 전달을 확실하게 수행하고, 또한 2차 코일은 연장된 코어의 도움으로 제 2 부분에 쉽게 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 변위 디바이스의 또 다른 실시예는 코어에 3개의 병렬 레그와 그러한 레그의 끝을 연결하는 2개의 브릿지 섹션이 제공되는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 페라이트로 만들어질 수 있는 그러한 코어는 2개의 코일 사이의 최적의 에너지 전달을 확실히 수행한다.

본 발명에 따른 변위 디바이스의 또 다른 실시예는, 2차 코일이 진행 방향을 가로질러 연장하는 적어도 일 방향으로 1차 코일에 관해 더 멀리 이동될 수 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 식으로, 제 2 부분은 제 1 부분에 관해 진행 방향과, 진행 방향을 가로질러 연장하는 방향으로 이동될 수 있는데 반해, 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 전기 에너지 전달은 오직 단일 1차 코일과 단일 2차 코일만을 요구한다.

이제 본 발명을 도면을 참조하여 더 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 변위 디바이스의 제 1 실시예의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 변위 디바이스의 전기 회로도의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 변위 디바이스의 제 2 실시예의 사시도.

도면에서 대응하는 부분은 동일한 참조 번호로 표시된다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스(1)를 도시하고, 이러한 디바이스에는 프레임(2)을 포함하는 제 1 정지된 부분(3)이 제공된다. 프레임(2)은 연장된 1차 코일(4)을 지지하고, 코일(4)은 2개의 병렬 요소(5, 6)와 요소(7, 8)에 의해 개략적으로 도시되며, 요소(7, 8)는 연장된 요소(5, 6)의 2개의 끝 사이에서 연장한다. 상호 연결된 요소(5 내지 8)는 도전성 와이어의 많은 권선(winding)을 개략적으로 도시한다. 요소(5, 6)에 관한 상대적으로 짧은 요소(7, 8)는 각각 프레임(2)의 일부에 의해 지지된다. 변위 디바이스(1)는 또한 제 1 부분(3)에 관해 이동될 수 있는 제 2 부분(9)을 포함하고, 이러한 제 2 부분(9)에는 요소(5, 6, 7, 8)에 의해 제한된 고리 모양의 2차 코일(10)이 제공된다. 레그(11)는 2차 코일(10)을 통해 연장하고, 레그의 끝은 레그(11)를 가로질러 연장하는 브릿지 섹션(12, 13)에 연결되며, 이를 통해 브릿지 섹션은 레그(11)에 평행하게 진행하는 레그(14, 15)에 의해 요소(5, 6)의 양 면 상에서 상호 연결된다. 레그(11, 14, 15)와 브릿지 섹션(12, 13)은 페라이트로 만들어지고 코일(4, 10)과 협력하는 코어를 형성한다.

레그(14)는 제 2 부분(9)의 프레임(16)과 단단히 연결되고, 이러한 프레임(16)에는 또한, 예를 들어 제 2 부분(9)이 화살표(Y)로 표시된 진행 방향과 그 반대 방향으로 제 1 부분(3)에 관해 이동하는 것을 허용하는 모터(미도시)의 코일(17, 18, 19)과 같은 다수의 전기 구동 요소가 제공된다. 전류를 전기 구동 요소(17, 18, 19)에 공급하기 위해, 도 2에 도시된 전류 다이어그램의 사용이 이루어질 수 있고, 도 2에서는 약 100 내지 200㎑의 고주파 직류 전압을 생성하는 정류기 및 필터(23)를 거쳐 H-브릿지(24)에 입력 교류 전압(22)이 공급된다. 시스템에서의 선속(flux) 손실 효과를 감소시키기 위해, 시스템은 필터(25)를 거쳐 공진하도록 만들어진다. 제 1 코일(4)은 전기 에너지를 2차 코일(10)로 전달한다. 계속해서, 2차 코일(10)에 전달된 비교적 높은 주파수를 가진 전압이, 컨버터(26)를 거쳐 전기 구동 요소에 관해 적합한, 적절한 직류 전압(27)으로 변환된다. 이러한 식으로, 제 1 부분(3)과, 제 1 부분(3)에 관해 이동될 수 있는 제 2 부분(9) 사이의 어떠한 기계적인 접촉 없이, 전기 에너지가 제 1 부분(3)으로부터 제 2 부분(9)까지 상대적으로 간단한 방식으로 전달된다. 1차 코일(4)의 요소(7, 8) 사이의 거리는, 제 2 부분(9)이 화살표(Y)로 표시된 방향으로 제 1 부분(3)에 관해 가로질러 이동될 수 있는 거리를 결정한다.

도 3은 제 1 부분(33)이 프레임(32)과, 프레임(32)에 의해 지지된 코일(34)을 포함하는 본 발명에 따른 변위 디바이스(31)의 제 2 실시예를 도시한다. 코일(34)은 코일(4)이 그러한 것처럼, 2개의 연장된 요소(35, 36)와, 연장된 요소(35, 36)를 연결하는 2개의 요소(37, 38)를 포함한다. 제 1 부분(33)에 관해 이동될 수 있는 제 2 부분(39)은 2차 코일(40)과, 브릿지 섹션(42, 43)을 거쳐 레그(44, 45)와 연결되는 레그(41)를 포함한다. 코일(40)은, 화살표(X)로 표시되고 레그(41)에 병렬로 연장하는 방향으로 코일(40)의 크기가 요소(35, 36)의 폭(B)보다 대략 수배 크다는 점에서 코일(10)과 구분된다. 1차 코일(34)에 의해 2차 코일(40)로 전달된 전기 에너지의 결과로서, 계속해서 제 2 부분(39)은 화살표로 표시된 진행 방향(Y) 과, 이러한 진행 방향에 가로질러 연장하고, 제 1 부분(33)에 관해 화살표로 표시된 방향(X)의 모든 방향으로 제 1 부분(33)에 관해 위치가 바뀔 수 있다.

분명히, 필요한 것은 1차 코일(34)에 의해 2차 코일(40)로 전달된 전기 에너지에 의해 모터가 구동되는 것이고, 이는 화살표(Y)와 화살표(X)로 표시된 방향과 그 반대 방향으로 변위가 일어나는 것을 허용한다. 코일(34, 40) 사이의 화살표(Z)에 의해 표시된 방향으로의 거리가 단지 수 ㎜라면, 이러한 거리를 통해 적절한 액추에이터에 의해 화살표(Z)로 표시된 방향과 그 반대 방향으로, 제 2 부분(39)의 위치를 바꾸는 것이 또한 가능하다.

3개의 병렬 레그(11, 41, 14, 44, 15, 45)와, 레그를 연결하는 브릿지 섹션(12, 42, 13, 43) 대신, 하나의 브릿지 섹션(12, 42, 13, 43)을 생략하여 코일(40)을 통해 연장하는 중심 레그를 구비한 E자 형태의 구조를 형성하거나, 코어의 다른 형태를 사용하는 것이 또한 가능하다. 이는 변위 디바이스의 제작을 용이하게 하지만, 이러한 디바이스는 덜 효율적이고 기계적으로 덜 안정적이다.

이러한 코어는 또한 생략될 수 있다.

제 2 부분(9, 39)은 또한 제 2 부분과 결합된 부분을 동작시키기 위해 제어 전자 장치를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 1차 코일을 구비한 제 1 부분과, 제 1 부분에 관해 이동될 수 있는 제 2 부분이 제공된 변위 디바이스에 이용 가능하다.

Claims (6)

1차 코일(4, 34)을 구비한 제 1 부분(3, 33)과, 상기 제 1 부분(3, 33)에 관해 이동될 수 있는 제 2 부분(9, 39)이 제공된 변위 디바이스(1, 31)로서, 상기 제 2 부분(9, 39)에는 상기 1차 코일(4, 34)에 관해 이동될 수 있고 전기 구동 요소에 전기적으로 연결될 수 있는 2차 코일(10, 40)이 제공되는 변위 디바이스에 있어서,

적어도 하나의 코일(4, 34, 10, 40)이 진행 방향으로 연장하는 연장된 코일이고, 나머지 코일(4, 34, 10, 40)은 상기 제 1 코일(4, 34, 10, 40)에 관해 진행 방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 변위 디바이스.

제 1항에 있어서, 상기 1차 코일(4, 34)은 연장된 코일이고, 상기 2차 코일(10, 40)은 상기 1차 코일(4, 34) 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 변위 디바이스.

제 1항 또는 제 2항에 있어서, 코어(11, 41)가 진행 방향을 가로질러 상기 코일(4, 34, 10, 40)을 통해 연장하는 것을 특징으로 하는, 변위 디바이스.

제 3항에 있어서, 상기 코어(11, 41)에는 3개의 병렬 레그(11, 14, 15; 41, 44, 45)와, 상기 레그의 끝을 연결하는 2개의 브릿지 섹션(12, 13; 42, 43)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 변위 디바이스.

제 4항에 있어서, 상기 2개의 코일을 통해 중간 레그(11, 41)가 연장하고, 이웃하는 레그(14, 15; 44, 45)와 브릿지 섹션(12, 13; 42, 43)은 상기 2개의 코일(4, 10; 34, 40) 주위에 위치하는 것을 특징으로 하는, 변위 디바이스.

제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 코일(10, 40)은 상기 진행 방향을 가로질러 연장하는 적어도 일 방향으로 상기 1차 코일(4, 34)에 관해 더 멀리 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 변위 디바이스.

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