KR20110032784A - 자기부상식 이송시스템 - Google Patents

Abstract

자기부상식 이송시스템이 개시된다. 본 발명의 자기부상식 이송시스템은, 피이송물이 적재되는 적재 유닛; 적재 유닛이 일측에 결합되는 본체 이송 유닛; 본체 이송 유닛이 이송되는 경로를 형성하는 궤도 레일; 본체 이송 유닛과 연결되며, 본체 이송 유닛을 궤도 레일에 대하여 미리 결정된 높이만큼 부상시키는 부상 유닛; 본체 이송 유닛과 연결되며, 부상 유닛에 의해 부상된 본체 이송 유닛이 궤도 레일의 경로를 따라 이송되도록 추진력을 제공하는 추진 유닛; 및 비접촉식 방식으로 전원을 인가받아 부상 유닛과 추진 유닛 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 피이송물을 이송시키는데 있어 비접촉방식 중의 하나인 자기부상식 기술을 적용함으로써 파티클(particle) 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있고, 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있으면서도 특히 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있다.

Description

자기부상식 이송시스템{Transferring system for magnetic levitation}

본 발명은, 자기부상식 이송시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 피이송물을 이송시키는데 있어 비접촉방식 중의 하나인 자기부상식 기술을 적용함으로써 파티클(particle) 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있고, 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있으면서도 특히 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있는 자기부상식 이송시스템에 관한 것이다.

이송시스템이란 피이송물을 이송하는 장치이다. 여기서, 피이송물이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이나 카세트 또는 캐리어가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품이 될 수 있다. 이하에서는 피이송물을 카세트라 하여 설명하기로 한다.

카세트를 이송시키는 이송시스템은 크게 접촉식 방식과 비접촉식 방식으로 나뉠 수 있다.

접촉식 방식은 다시 컨베이어 타입, 롤러 타입, 레일 타입 등으로 나뉠 수 있는데, 이러한 접촉식 방식의 이송시스템은 구조상 이송 과정에서 많은 파티클(particle)이 발생될 수 있기 때문에 예컨대 LCD 기판이 적재된 카세트를 이송시키는 경우 파티클에 의한 기판의 오염 문제 및 클린 룸(clean room)의 오염 문제가 야기될 수 있다.

뿐만 아니라 접촉식 방식의 이송시스템은 이송 구조 또는 동력 전달 구조의 접촉 부분에서 마모나 마찰이 발생되기 때문에 부품의 손상이 잦고, 또한 심한 소음이 유발되며, 일정 수준 이상의 고속 이송은 불가능한 문제점이 있다.

이에 반해, 비접촉식 방식의 이송시스템은 특히 파티클 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있으며, 또한 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있는 이점이 있기 때문에, 현재 비접촉식 방식의 이송시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

비접촉식 방식의 이송시스템으로서 자기부상식 이송시스템이 고려될 수 있다. 자기부상식 기술은 자석(전자석)의 인력과 척력의 원리를 이용한 기술이며 자기부상식 기술이 철도차량에 적용된 것이 현재 알려지고 있는 자기부상열차이나, 자기부상열차의 경우 여러 가지 문제로 인하여 상용화가 지연되고 있는 실정이다.

이처럼 자기부상식 기술은 사람을 수송하는 자기부상열차에 적용될 뿐 카세트와 같은 피이송물을 적재하여 이송시키는 이송시스템에는 아직 적용된 바 없다. 따라서 자기부상식 기술이 카세트와 같은 피이송물을 적재하여 이송시키는 이송시스템에 적용되기 위해서는 자기부상열차와는 많은 부분에서 다른 새로운 기술의 개 발을 필요로 하고 있다.

이와 같이 많은 부분에서 새로운 기술의 개발이 필요함에도 불구하고 자기부상식 이송시스템이 개발된다면 카세트를 포함하는 다양한 피이송물을 이송시키는데 있어 파티클 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있으며, 또한 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있을 것이라 예상되므로 그 개발의 필요성은 아주 지대한 실정이다.

한편, LCD 기판이 탑재된 카세트 등의 피이송물을 이송시키는 자기부상식 이송시스템의 개발에 있어서, 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있는 전원 공급 기술에 대한 개발이 무엇보다도 중요하다.

본 발명의 목적은, 피이송물을 이송시키는데 있어 비접촉방식 중의 하나인 자기부상식 기술을 적용함으로써 파티클(particle) 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있고, 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있으면서도 특히 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있는 자기부상식 이송시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 피이송물이 적재되는 적재 유닛; 상기 적재 유닛이 일측에 결합되는 본체 이송 유닛; 상기 본체 이송 유닛이 이송되는 경로를 형성하는 궤도 레일; 상기 본체 이송 유닛과 연결되며, 상기 본체 이송 유닛을 상 기 궤도 레일에 대하여 미리 결정된 높이만큼 부상시키는 부상 유닛; 상기 본체 이송 유닛과 연결되며, 상기 부상 유닛에 의해 부상된 상기 본체 이송 유닛이 상기 궤도 레일의 경로를 따라 이송되도록 추진력을 제공하는 추진 유닛; 및 비접촉식 방식으로 전원을 인가받아 상기 부상 유닛과 상기 추진 유닛 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 비접촉식 전원 공급부는, 상기 궤도 레일을 따라 길게 마련되는 유도 레일; 및 상기 유도 레일과 접촉되지 않은 상태에서 상기 유도 레일에 인접하게 배치되도록 상기 본체 이송 유닛에 연결되어 전자유도법칙에 의해 비접촉 상태에서 일정한 전류를 인가받아 상기 부상 유닛 및 상기 추진 유닛으로 전원을 공급하는 픽업 유닛을 포함할 수 있다.

상기 유도 레일은 상호간 이격 배치되고 나란하게 배치된 한 쌍의 레일턱을 구비할 수 있으며, 상기 픽업 유닛은 상기 한 쌍의 레일턱 사이 및 외측에 각각 배치되는 다수의 기전력 생성 핑거를 구비하는 영문 대문자 E자 형상을 가질 수 있다.

상기 본체 이송 유닛은, 상호 이격 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 단위 이송 유닛; 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛 각각의 회전 축심을 형성하는 제1 및 제2 회전축; 및

상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛이 상대 회전 가능하도록 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛을 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 연결부는 맞닿는 면이 기어 치형으로 마련되는 제1 및 제2 연결 기어일 수 있다.

상기 본체 이송 유닛은 상기 제1 및 제2 연결 기어에 의해 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛이 상대 회전된 경우 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛이 원상태로 복귀되도록 탄성력을 부여하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 탄성부재는 양단이 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛에 고정되는 인장 코일 스프링일 수 있다.

상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛 각각은, 상기 연결부가 결합되는 유닛 상판부; 상기 유닛 상판부의 측면에서 상기 유닛 상판부에 교차되는 방향으로 상기 유닛 상판부와 결합되는 유닛 측판부; 및 상기 유닛 측판부의 단부에서 상기 유닛 상판부와 나란한 방향으로 상기 유닛 측판부와 결합되는 유닛 하판부를 포함할 수 있다.

상기 부상 유닛은 상기 비접촉식 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 상기 궤도 레일과 상호 작용하여 상기 본체 이송 유닛을 부상시키는 다수의 전자석 블록으로 마련되되 상기 유닛 하판부에 배치될 수 있으며, 상기 부상 유닛은 상기 궤도 레일에 대한 상기 본체 이송 유닛의 부상 높이에 따른 갭(gap)을 감지하는 갭 센서를 포함할 수 있다.

상기 추진 유닛은 상기 궤도 레일과의 상호 작용에 의해 전자기력으로 리니어(linear) 구동하는 마그네틱 리니어 모터일 수 있다.

상기 부상 유닛에 인접된 상기 본체 이송 유닛에는 다수의 휠(wheel)이 더 마련될 수 있다.

상기 다수의 휠은, 상기 궤도 레일을 사이에 두고 상기 궤도 레일의 상부 및 하부에 각각 배치되며, 상기 본체 이송 유닛의 부상 상태가 해제된 때 상기 궤도 레일에 구름 접촉되는 다수의 수직 휠; 및 상기 수직 휠에 교차되는 방향으로 배치되어 상기 궤도 레일의 측부에 배치되는 수평 휠을 포함할 수 있다.

상기 수직 휠과 상기 수평 휠은 무동력 자유 회전 휠일 수 있다.

상기 본체 이송 유닛은, 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛의 상부를 덮도록 상기 본체 이송 유닛의 상부 영역에 수평 방향으로 결합되어 상기 본체 이송 유닛을 보강하는 유닛 상판 플레이트; 및 상기 유닛 상판 플레이트의 하부에 배치되어 상기 제1 및 제2 회전축이 결합되고, 상기 추진 유닛이 설치되는 유닛 하판 플레이트를 더 포함힐 수 있다.

상기 본체 이송 유닛은, 상기 유닛 상판 플레이트와 연결되되 수직 방향으로 배치되고 단부에 상기 비접촉식 전원 공급부가 부분적으로 결합되는 수직 보강 바아를 더 포함할 수 있다.

상기 적재 유닛으로 전달되는 진동 또는 소음을 댐핑시키는 댐핑 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 댐핑 유닛은, 상기 부상 유닛과 상기 본체 이송 유닛 사이에 배치되어 상기 본체 이송 유닛에 대해 상기 부상 유닛을 댐핑시키는 제1 댐핑 패드; 및 상기 추진 유닛과 상기 본체 이송 유닛의 유닛 하판 플레이트 사이에 배치되어 상기 본체 이송 유닛에 대해 상기 추진 유닛을 댐핑시키는 제2 댐핑 패드를 포함할 수 있 다.

상기 댐핑 유닛은, 상기 적재 유닛과 상기 본체 이송 유닛 사이에 배치되어 상하 진동을 댐핑시키는 다수의 에어 스프링(air spring)을 더 포함할 수 있다.

상기 댐핑 유닛은, 상기 유닛 상판 플레이트에 형성된 다수의 통공에 수용되게 마련되고 상기 적재 유닛과 상기 본체 이송 유닛 사이에 배치되어 상하 진동을 댐핑시키는 다수의 댐핑 스프링; 및 상기 다수의 댐핑 스프링에 각각 마련되어 상기 적재 유닛의 하면에 배치되는 막대 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 다수의 댐핑 스프링은 상기 유닛 상판 플레이트의 코너 영역에서 상호간 경사지게 배치될 수 있다.

상기 댐핑 유닛은, 일단부는 상기 본체 이송 유닛 측에 연결되고 타단부는 상기 적재 유닛 측에 연결되는 다수의 댐핑 쇼바를 더 포함할 수 있다.

상기 다수의 댐핑 쇼바는 상기 본체 이송 유닛의 측부에 2개씩 마련되되 2개씩의 댐핑 쇼바는 상호간 경사 배치될 수 있다.

상기 적재 유닛은, 상기 피이송물이 적재되는 적재부가 형성되며, 상기 본체 이송 유닛을 부분적으로 덮어 커버링하는 외장 커버; 및 상기 외장 커버의 하부 영역에 결합되어 상기 본체 이송 유닛의 하부 구조물을 부분적으로 보호하는 보호망 커버를 포함할 수 있다.

상기 외장 커버는, 고정 커버 부분; 및 상기 고정 커버 부분과 힌지로 연결되어 상기 힌지에 의해 상기 고정 커버 부분에 대해 회동 개폐되는 가동 커버 부분을 포함할 수 있으며, 상기 보호망 커버는 하단부가 상기 궤도 레일 측으로 절곡 형성되되 판면에는 다수의 관통공이 형성될 수 있다.

상기 적재부는, 상하 방향을 따라 상호 이격되고, 나란하게 배치되는 적재부 상판과 적재부 하판; 및 상기 적재부 상판과 적재부 하판을 연결하는 판연결부를 포함할 수 있다.

상기 추진 유닛은 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛에 각각 개별적으로 결합되는 제1 독립 추진 유닛 및 제2 독립 추진 유닛을 포함할 수 있다.

전원 공급이 차단된 경우 기계적으로 상기 본체 이송 유닛의 이동을 제한하는 비상 제동 유닛을 더 포함할 수 있으며, 상기 피이송물은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판이 적재된 카세트(cassette)일 수 있다.

본 발명에 따르면, 피이송물을 이송시키는데 있어 비접촉방식 중의 하나인 자기부상식 기술을 적용함으로써 파티클(particle) 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있고, 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있으면서도 특히 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 A 영역의 확대도이고, 도 4는 도 3에서 궤도 레일을 제외한 부분 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 조립 상태의 부분 절개 사시도이고, 도 6 내지 도 8은 각각 다른 각도에서 도시한 본체 이송 유닛의 사시도이며, 도 9는 본체 이송 유닛의 부분 절개 사시도이고, 도 10a 및 도 10b는 각각 본체 이송 유닛의 동작 상태에 따른 평면도이며, 도 11은 도 3의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 12는 도 3의 C-C 선에 따른 단면도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템의 제어블록도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 자기부상식 이송시스템은, 피이송물이 적재되는 적재 유닛(110)과, 적재 유닛(110)이 일측에 결합되는 본체 이송 유닛(120)과, 본체 이송 유닛(120)이 이송되는 경로를 형성하는 궤도 레일(101)과, 본체 이송 유닛(120)과 연결되며 본체 이송 유닛(120)을 궤도 레일(101)에 대하여 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)만큼 부상시키는 부상 유닛(140)과, 본체 이송 유닛(120)과 연결되며 부상 유닛(140)에 의해 부상된 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 경로를 따라 이송되도록 추진력을 제공하는 추진 유닛(150)과, 비접촉식 방식으로 전원을 인가받아 부상 유닛(140)과 추진 유닛(150)에 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부(160)를 포함한다.

각 구성들에 대해 순차적으로 설명하기에 앞서 궤도 레일(101)에 대해 먼저 설명하면, 궤도 레일(101)은 적재 유닛(110)이 일측에 결합되는 본체 이송 유닛(120)이 이송되는 경로를 형성한다. 통상적인 기차 레일로 보면 이해가 쉽다.

본 실시예에서 궤도 레일(101)은 폐루프 형태로 마련되기 때문에 본체 이송 유닛(120)은 궤도 레일(101)을 따라 도 2의 반시계 방향으로 회전하면서 카세트를 이송시키게 된다. 하지만, 도면과 달리 궤도 레일(101)이 직선형의 일자형 레일일 수도 있는데, 이러한 경우라면 본체 이송 유닛(120)은 직선형의 일자형 레일 상에서 왕복 구동하면서 카세트를 이송시키면 된다.

이러한 궤도 레일(101)은 도체 중에서 강도가 강하고 내부식성을 갖는 스테인리스 스틸(stainless steel)과, 비도체인 알루미늄(AL), 그리고 일부 다른 금속 재질을 적절하게 조합 및 배열함으로써 제작된다. 즉 궤도 레일(101)은 본체 이송 유닛(120)을 부상시키거나 본체 이송 유닛(120)을 추진시키기(주행시키기) 위해 후술할 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)과 상호 작용해야 하기 때문에, 전술한 재질적인 특징을 가져야 하며, 그래야만 전기장 혹은 자기장에 기초한 본체 이송 유닛(120)의 부상 및 추진이 가능해지게 된다. 궤도 레일(101)은 다수의 레일 지지 푸트(103)에 의해 지지된다.

다음으로, 적재 유닛(110)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 피이송물이 적재되는 부분이다. 본 실시예에서 피이송물이란 LCD(Liquid Crystal Display) 기판이 적재된 카세트(cassette)를 의미하지만, 본 발명이 이에 제한될 필요는 없다. 다시 말해, 피이송물은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 기판, 반도체용 웨 이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이나 카세트 또는 캐리어가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품 또는 전자제품 등이 될 수 있다.

피이송물로서의 카세트가 적재되는 적재 유닛(110)은, 카세트가 적재되는 적재부(111)가 중앙 영역에 형성되며 본체 이송 유닛(120)을 부분적으로 덮어 커버링하는 외장 커버(112)와, 외장 커버(112)의 하부 영역에 결합되어 본체 이송 유닛(120)의 하부 구조물을 부분적으로 보호하는 보호망 커버(113)를 구비한다.

외장 커버(112)는 고정 커버 부분(112a)과, 고정 커버 부분(112a)과 힌지(112b)로 연결되어 힌지(112b)에 의해 고정 커버 부분(112a)에 대해 회동 개폐되는 가동 커버 부분(112c)을 구비한다. 따라서 필요 시 힌지(112b)를 축으로 하여 고정 커버 부분(112a)에 대해 가동 커버 부분(112c)을 회동 개방한 후, 그 내부의 부품을 수리 및 교체할 수 있다. 외장 커버(112)의 외측에는 모니터(114)가 결합되며, 외장 커버(112)의 부분 부분에는 슬롯(115)이 형성된다.

본 실시예의 경우, 외장 커버(112)는 중앙의 적재부(111)를 사이에 두고 양측에서 상방으로 솟은 형태를 취한다. 이는 적재부(111)에 적재된 카세트의 이송 도중 적재부(111)로부터 카세트가 낙하되는 것을 방지하기 위한 하나의 방편이다. 따라서 적재부(111) 및 외장 커버(112)를 구비하는 적재 유닛(110)의 형상은 도면에 제한될 필요가 없다. 예컨대, 적재 유닛(110)은 경우에 따라 단순 블록(block) 구조가 될 수도 있으며, 이러한 경우라면 카세트는 블록 구조의 적재 유닛(110)의 상부에 올려지면 된다.

도 5를 참조하여 적재부(111)에 대해 살펴보면, 적재부(111)는 상하 방향을 따라 상호 이격되고, 나란하게 배치되는 적재부 상판(111a) 및 적재부 하판(111b)을 구비한다. 적재부 상판(111a)과 적재부 하판(111b)은 판연결부(111c)에 의해 연결되는 형태를 갖는다.

보호망 커버(113)는 도 3처럼 궤도 레일(101)의 측부까지 연장되어 이곳에 배치되는 하부 구조물을 부분적으로 보호하는 역할을 한다. 보호망 커버(113) 영역의 구조물은 다양할 수 있는데, 특히 이곳에는 비접촉식 전원 공급부(160)가 마련되므로 보호망 커버(113)는 비접촉식 전원 공급부(160)를 보호하는 역할을 겸한다. 이러한 보호망 커버(113)는 그 하단부가 궤도 레일(101) 측으로 절곡 형성된 구조를 가지며, 그 판면에는 다수의 관통공(113a)이 형성된다. 물론, 보호망 커버(113)는 선택 사항이므로 반드시 구비되어야 할 부품은 아니다.

다음으로, 본체 이송 유닛(120)은 전술한 적재 유닛(110)이 결합되는 구성으로서 실질적으로 궤도 레일(101) 상에서 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)만큼 부상된 후 궤도 레일(101)의 라인을 따라 추진(주행)되는 구성이다. 이하에서 설명될 대다수의 부품 혹은 구성들은 이 본체 이송 유닛(120)에 결합된다. 따라서 본체 이송 유닛(120)은 구조적 강도가 우수해야 하는데 이는 그 구조적인 특징에 의해 해결될 수 있다.

이러한 본체 이송 유닛(120)은, 도 4 내지 도 10b에 도시된 바와 같이, 상호 이격 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)과, 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)에 각각 결합되어 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122) 각각의 회전 축심을 형성하는 제1 및 제2 회전축(121a,122a)과, 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 상대 회전 가능하도록 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)을 연결하는 연결부(123)를 구비한다.

도 2를 참조할 때 본체 이송 유닛(120)은 궤도 레일(101)의 직선 구간 외에도 곡선 구간을 주행해야 한다. 만약에, 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 직선 구간만을 주행한다면 본체 이송 유닛(120)이 굳이 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)으로 마련될 필요는 없다.

하지만, 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 곡선 구간을 주행해야 함에도 불구하고 본체 이송 유닛(120)이 단일화된 한 몸체로 구현되어 있다면 곡선 구간의 주행에 다소 제약이 있을 수 있다. 이를 위해, 즉 곡선 구간의 원활한 주행을 위해 본체 이송 유닛(120)은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)으로 마련된다.

이때, 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 분리되어서는 아니 되므로 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)은 연결부(123)에 의해 연결된다. 한편, 본 실시예의 이송시스템에서 궤도 레일(101)의 곡선 반경은 도 2의 그림처럼 자기부상열차와는 달리 상대적으로 굉장히 작을 수 있기 때문에, 카세트를 탑재하여 궤도 레일(101)의 경로를 따라 이송되는 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 직선 구간 외에 곡선 구간을 원활하게 이송되기 위해 본체 이송 유닛(120)은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)으로 마련되고, 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 연결부(123)에 의해 연결되는 것이다.

본 실시예에서 연결부(123)는 맞닿는 면이 기어 치형으로 마련되는 제1 및 제2 연결 기어(123a,123b)로 마련된다.

제1 및 제2 연결 기어(123a,123b)는 기어 치형이 없는 면이 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 상부에 각각 고정되며, 기어 치형이 있는 면이 서로 맞닿을 수 있도록 마련된다. 이때, 기어 치형이 있는 면은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 원활한 상대 회전을 위해 아크(arc) 형상을 이룬다.

물론, 이러한 연결부(123)의 구조는 하나의 실시예에 불과할 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다. 즉 도시된 기어 타입에서 벗어나 연결부(123)는 핀(pin)이나 링크(link) 타입일 수도 있다.

한편, 기어 타입의 제1 및 제2 연결 기어(123a,123b)에 의해 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 상대 회전되면서 궤도 레일(101)의 곡선 구간을 주행하고 나서 다시 직선 구간을 주행할 경우에는 상대 회전된 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 다시 원상태로 복귀되어야 한다. 이를 위해 본체 이송 유닛(120)은 탄성부재(124)를 구비하고 있다.

다시 말해, 탄성부재(124)는 제1 및 제2 연결 기어(123a,123b)에 의해 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 곡선 구간의 주행을 위해 상대 회전된 경우 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 원상태로 복귀되도록 탄성력을 부여하는 역할을 하는데, 본 실시예에서 탄성부재(124)는 그 양단이 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)에 고정되는 인장 코일 스프링(124)으로 마련된다. 여기서, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 제1 및 제2 연결 기어(123a,123b)를 중심으로 하여 인장 코일 스프링(124)이 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 상면 한쪽에만 마련되고 있다. 이는 본체 이송 유닛(120)의 주행 경로가 도 2의 반시계 방향에 국한되기 때문이다.

따라서 만약에 본체 이송 유닛(120)의 주행 경로가 반시계 방향 외에 시계 방향으로도 형성된다면, 다른 실시예를 도시한 도 14처럼 인장 코일 스프링(124)은 제1 및 제2 연결 기어(123a,123b)를 중심으로 하여 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 상면 양쪽에 대칭되게 마련되어야 할 것이다.

본체 이송 유닛(120)을 형성하는 한 쌍의 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)은 모두 동일한 구조로 마련된다. 즉 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122) 모두는, 연결부(123)가 결합되는 유닛 상판부(120a)와, 유닛 상판부(120a)의 측면에서 유닛 상판부(120a)에 교차되는 방향으로 유닛 상판부(120a)와 결합되는 유닛 측판부(120b)와, 유닛 측판부(120b)의 단부에서 유닛 상판부(120a)와 나란한 방향으로 유닛 측판부(120b)와 결합되는 유닛 하판부(120c)를 구비하며, 이들(120a,120b,120c)은 모두가 용접 된다.

이처럼 한 쌍의 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122) 모두가 대략적인 사각의 박스(box) 구조를 이루기 때문에 그 구조적인 강도는 매우 우수해진다. 따라서 별다른 변형 없이 본체 이송 유닛(120)을 장기간 사용할 수 있다.

한편, 본체 이송 유닛(120)은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 상부를 덮도록 본체 이송 유닛(120)의 상부 영역에 수평 방향으로 결합되어 본체 이송 유닛(120)을 보강하는 유닛 상판 플레이트(130)와, 유닛 상판 플레이트(130)의 하부 에 배치되어 제1 및 제2 회전축(121a,122a)이 결합되고, 추진 유닛(150)이 설치되는 유닛 하판 플레이트(131)를 포함한다.

유닛 상판 플레이트(130)는 본체 이송 유닛(120)의 상부 영역에 수평 방향으로 배치되되 제1 및 제2 회전축(121a,122a) 영역에 결합된다. 이를 위해 유닛 상판 플레이트(130)의 판면에는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 회전축(121a,122a)이 부분적으로 통과되면서 결합되는 축결합공(130c)이 형성된다. 축결합공(130c)은 제1 및 제2 회전축(121a,122a) 간의 거리에 대응될 수 있도록 다수 개 마련된다.

이러한 유닛 상판 플레이트(130)는 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 상면 사이즈와 유사하거나 그보다 약간 큰 사이즈로 마련된다. 이 경우, 유닛 상판 플레이트(130)는 본 실시예처럼 단일의 판체로서 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)의 상면을 한번에 덮는 형태가 될 수도 있고, 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122) 각각에 대응되는 분할된 판체가 될 수도 있다.

유닛 하판 플레이트(131)는 추진 유닛(150)이 설치되는 장소이며, 유닛 상판 플레이트(130)의 하부에서 유닛 상판 플레이트(130)와 함께 제1 및 제2 회전축(121a,122a)과 연결 결합된다. 유닛 하판 플레이트(131)는 단일의 공용 유닛 하판 플레이트일 수도 있고, 혹은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)에 각각 개별적으로 결합되는 개별 유닛 하판 플레이트일 수도 있다.

이처럼 제1 및 제2 회전축(121a,122a) 영역에 상측 및 하측으로 유닛 상판 플레이트(130) 및 유닛 하판 플레이트(131)가 결합됨에 따라, 유닛 상판 플레이트(130) 및 유닛 하판 플레이트(131)의 구조에 의해 본체 이송 유닛(120)이 효율적 인 강성 구조를 가질 수 있게 됨으로써 장기간 안정적인 구조를 유지할 수 있다.

유닛 상판 플레이트(130)에는 유닛 상판 플레이트(130)와 연결되되 수직 방향으로 배치된 한 쌍의 수직 보강 바아(132)가 연결된다. 한 쌍의 수직 보강 바아(132) 중 어느 한 쪽의 단부에는 비접촉식 전원 공급부(60)의 한 구성으로서 픽업 유닛(162)이 결합된다.

다음으로, 부상 유닛(140)은 본체 이송 유닛(120)과 연결되며 본체 이송 유닛(120)을 궤도 레일(101)에 대하여 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)만큼 부상시키는 역할을 한다.

본 실시예에서 부상 유닛(140)은 비접촉식 전원 공급부(160)로부터 전원을 공급받아 궤도 레일(101)과 상호 작용하여 본체 이송 유닛(120)을 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)만큼 부상시키는 다수의 전자석 블록(140)으로 마련될 수 있다. 이 경우, 전자석 블록(140)으로서의 부상 유닛(140)은 도 7 및 도 12에 도시된 바와 같이 본체 이송 유닛(120)의 유닛 하판부(120c)에 배치될 수 있다.

부상 유닛(140)에 의해 본체 이송 유닛(120)이 부상될 때 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)를 벗어나면 다시 궤도 레일(101)에 부딪힐 수도 있고, 또한 불필요한 전력 소모가 예상된다.

따라서 부상 유닛(140)에 의해 본체 이송 유닛(120)의 부상 높이(H) 조절이 중요한 관건일 수 있으며, 따라서 부상 유닛(140)에는 궤도 레일(101)에 대한 본체 이송 유닛(120)의 부상 높이(H)에 따른 갭(gap)을 감지하는 갭 센서(141)가 더 구비된다. 갭 센서(141)에 의한 바람직한 갭(gap)의 범위는 본체 이송 유닛(120)의 부상 높이(H)가 될 수 있다.

한편, 궤도 레일(101)과 부상 유닛(140) 간의 상호 작용에 의해 본체 이송 유닛(120)이 부상되는 방식은 크게 척력을 이용한 반발식과 인력을 이용한 흡인식으로 나뉠 수 있다.

반발식은 궤도 레일(101)과 부상 유닛(140)에 서로 다른 극성, 예컨대 N극과 N극, 혹은 S극과 S극을 부여하여 궤도 레일(101)에 대해 본체 이송 유닛(120)과 연결된 부상 유닛(140)이 부상되도록 한 방식이고, 흡인식은 반발식의 반대 구조로서 본체 이송 유닛(120)을 부상시키는 방식인데, 어떠한 방식이 적용되어도 좋으나 본 실시예의 경우에는 전자의 반발식을 채택하고 있다.

다음으로, 추진 유닛(150)은 본체 이송 유닛(120)과 연결되며 부상 유닛(140)에 의해 부상된 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 경로를 따라 이송되도록 추진력을 제공하는 부분이다.

앞서 기술한 것처럼 궤도 레일(101)과 부상 유닛(140) 간의 상호 작용, 즉 N극과 N극의 반발식에 의해 본체 이송 유닛(120)이 부상된 상태에서, 본체 이송 유닛(120) 앞쪽의 궤도 레일(101)의 자성을 S극으로 바꾸어주면 부상된 본체 이송 유닛(120)은 궤도 레일(101)을 따라 이송된다. 이러한 방식이 적용되려면 궤도 레일(101) 전체에 전자석을 적용해야 하고, 또한 순간적으로 전자석의 극성을 바꾸어주는 실질적으로 복잡하고 정밀한 제어가 요구된다.

따라서 본 실시예에서는 이러한 복잡한 제어 장치 또는 구조 대신에 추진 유닛(150)을 궤도 레일(101)과의 상호 작용에 의해 전자기력으로 리니어(linear) 구 동하는 마그네틱 리니어 모터(150)로 적용하고 있다.

이처럼 마그네틱 리니어 모터(150)로 추진 유닛(150)을 마련하게 되면, 비접촉식 전원 공급부(160)로부터 인가받은 전원에 의해 마그네틱 리니어 모터(150)가 동작됨에 따라 궤도 레일(101)과의 사이에 전기장 혹은 자기장이 발생되고, 전기장 혹은 자기장과의 상관관계에 기초한 추진력(力)이 발생되기 때문에 복잡한 구조 없이도 본체 이송 유닛(120)을 궤도 레일(101) 상에서 주행시킬 수 있게 되는 것이다.

이러한 추진 유닛(150)은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122) 모두에 공용으로 배치되는 독립된 단일의 추진 유닛(150)일 수도 있으나, 본 실시예에서의 추진 유닛(150)은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)에 각각 개별적으로 결합되는 제1 독립 추진 유닛(151) 및 제2 독립 추진 유닛(152)으로 마련된다.

이처럼 제1 독립 추진 유닛(151) 및 제2 독립 추진 유닛(152)이 적용되면 궤도 레일(101) 상에서의 곡선 구간 주행에 도움이 될 뿐만 아니라 본체 이송 유닛(120)의 궤도 레일(101) 분기가 가능해질 수 있는 이점이 있다(도 10a 및 도 10b 참조). 이에 대해 부연하면, 본 실시예와 달리 하나의 추진 유닛(미도시)이 마련되는 경우에는 구조상 궤도 레일(101)의 분기 영역을 지나기 어려운 경우가 있지만, 본 실시예와 같이 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)에 제1 및 제2 독립 추진 유닛(151,152)을 각각 마련하게 되면 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 분기 영역에 도달되었을 때 제1 및 제2 독립 추진 유닛(151,152)의 온/오프(on/off) 제어를 통해 모든 경우에 있어서 궤도 레일(101) 분기가 가능해진다.

즉 분기 영역의 진입 직전에는 앞선 제1 단위 이송 유닛(121)의 제1 독립 추진 유닛(151)은 오프(off)시키고 뒤따르는 제2 단위 이송 유닛(122)의 제2 독립 추진 유닛(152)의 추진력만으로 제1 단위 이송 유닛(121)이 분기 영역을 지나도록 하고, 제1 단위 이송 유닛(121)이 분기 영역을 지나 새로운 궤도 레일(101)로 진입 직후에는 오프(off)되어 있던 제1 단위 이송 유닛(121)의 제1 독립 추진 유닛(151)을 온(on)시키고 뒤따르는 제2 단위 이송 유닛(122)의 제2 독립 추진 유닛(152)을 오프(off)시켜 제1 독립 추진 유닛(151)의 추진력만으로 제2 단위 이송 유닛(122)이 분기 영역을 지나도록 하는 제어를 통해 궤도 레일(101)에 극성이 있는 경우에도 궤도 레일(101) 분기가 가능해지도록 할 수 있게 된다. 제1 독립 추진 유닛(151) 및 제2 독립 추진 유닛(152) 사이에는 이들이 분리시키기 위한 격벽 플레이트(155)가 마련된다.

한편, 부상 유닛(140)에 인접된 본체 이송 유닛(120)에는 다수의 휠(120a~120c, wheel)이 더 마련된다.

다수의 휠(120a~120c)은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 궤도 레일(101)을 사이에 두고 궤도 레일(101)의 상부 및 하부에 각각 배치되는 다수의 수직 휠(120a,120b)과, 수직 휠(120a,120b)에 교차되는 방향으로 배치되어 궤도 레일(101)의 측부에 배치되는 수평 휠(120c)을 포함한다. 수직 휠(120a,120b)과 수평 휠(120c)은 모두가 무동력 자유 회전 휠(wheel)로 마련될 수 있다.

수평 휠(120c)은 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)을 따라 주행될 때, 본체 이송 유닛(120)의 좌우 흔들림을 잡아주는 역할을 한다. 특히 본체 이송 유 닛(120)이 궤도 레일(101)의 곡선 구간을 주행할 때는 어느 한 쪽의 수평 휠(120c)이 궤도 레일(101)의 측부에 접촉되어 회전된다.

이에 반해, 수직 휠(120a,120b)은 본체 이송 유닛(120)이 부상되어 주행될 때 궤도 레일(101)에 접촉되지 않는다. 다만, 이상 원인이나 정해진 지점에서의 정차 등과 같이 본체 이송 유닛(120)의 부상 상태가 해제된 때에 궤도 레일(101)에 구름 접촉하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 궤도 레일(101)과 부상 유닛(140) 간의 상호 작용에 의해 본체 이송 유닛(120)이 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)만큼 부상되고, 이어 궤도 레일(101)과 추진 유닛(150) 간의 상호 작용에 의해 추진력이 제공되어 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)을 따라 이송될 때 적재 유닛(110)으로 진동 또는 소음, 특히 과도한 진동이 전달되면 곤란하다.

진동 발생은 기구적 구조물의 구조적인 특징에 의해 생성될 수도 있으나, 부상 유닛(140)과 추진 유닛(150)이 동작될 때 발생되는 높은 고주파에 의해 생성될 수 있다. 만약, 이러한 진동을 감쇠, 즉 댐핑시키지 않을 경우 진동이 적재 유닛(110)을 통해 카세트로 그대로 전달될 수 있게 되고, 이에 따라 카세트 내의 LCD 기판에 손상을 줄 수 있다. 이에, 본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 적재 유닛(110)으로 전달되는 진동 또는 소음을 댐핑시키는 댐핑 유닛(170)을 마련하고 있다.

본 실시예의 댐핑 유닛(170)은 부상 유닛(140) 쪽에 마련되는 제1 댐핑 패드(171)와, 추진 유닛(150) 쪽에 마련되는 제2 댐핑 패드(172)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 진동은 부상 유닛(140)과 추진 유닛(150) 쪽에서 심하게 생성될 수 있기 때문에 이들 영역에 제1 댐핑 패드(171) 및 제2 댐핑 패드(172)를 설치하는 것이 유리하다.

구체적으로 살펴보면, 제1 댐핑 패드(171)는 부상 유닛(140)과 본체 이송 유닛(120)의 유닛 하판부(120c) 사이에 배치되어 본체 이송 유닛(120)에 대해 부상 유닛(140)을 댐핑시키는 역할을 한다.

그리고 제2 댐핑 패드(172)는 추진 유닛(150)과 본체 이송 유닛(120)의 유닛 하판 플레이트(131) 사이에 배치되어 본체 이송 유닛(120)에 대해 추진 유닛(150)을 댐핑시키는 역할을 한다. 제1 댐핑 패드(171) 및 제2 댐핑 패드(172) 모두는 진동 정도를 고려하여 설계된 일정치 이상 두께의 고무, 실리콘 및 우레탄 패드 중 어느 하나일 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 댐핑 패드(171) 및 제2 댐핑 패드(172)의 위치 및 그 역할은 중요할 수 있는데, 본 실시예의 경우, 제1 댐핑 패드(171) 및 제2 댐핑 패드(172)에 더하여 추가의 댐핑 수단을 더 마련하고 있다. 그 중 하나가 에어 스프링(173, air spring)이고 다른 하나는 댐핑 쇼바(175)이다.

에어 스프링(173)은 적재 유닛(110)과 본체 이송 유닛(120) 사이에 배치되어 상하 진동을 댐핑시키는 역할을 한다. 에어 스프링(173)은 유닛 상판 플레이트(130)에 형성된 통공(130a)에 부분적으로 수용될 수 있다.

본 실시예에서 적용되고 있는 에어 스프링(173)은 고무(rubber)와 에어(air)의 점성 댐핑을 합성시킨 고효율의 에어 스프링(173)으로서 고유 진동수가 예컨대 2.8 내지 5.5 Hz 이므로 뛰어난 댐핑 효율, 즉 방진 효율을 제공할 수 있다. 물론 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다. 에어 스프링(173)은 특히 한번의 에어 주입만으로도 장기간 사용이 가능하며, 설사 에어가 완전히 방출되더라도 내부의 서포터(미도시), 즉 내부 구조물이 적재 유닛(110) 쪽의 하중을 떠받쳐 지지할 수 있기 때문에 원하는 댐핑 효과를 제공하기에 충분하다.

댐핑 쇼바(175)는 도 5에 도시된 바와 같이, 그 일단부가 본체 이송 유닛(120) 측, 다시 말해 본체 이송 유닛(120)과 연결되는 수직 보강 바아(132)에 연결되고 타단부는 적재 유닛(110) 측에 연결되어 적재 유닛(110)으로 전달되는 진동을 댐핑시킨다. 이 경우, 댐핑 쇼바(175)의 타단부에는 브래킷(176)이 연결되는데, 브래킷(176)은 유닛 상판 플레이트(130)에 형성된 브래킷홀(130b)을 통과하여 적재부(111)의 적재부 하판(111b)에 직접 연결된다. 본 실시예에서 댐핑 쇼바(175)는 본체 이송 유닛(120)의 측부에 2개씩 마련되되 2개씩의 댐핑 쇼바(175)는 영문자 V자 형태로 상호간 경사 배치된다.

마지막으로, 비접촉식 전원 공급부(160)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 궤도 레일(101)을 따라 길게 마련되는 유도 레일(161)과, 유도 레일(161)과 접촉되지 않은 상태에서 유도 레일(161)에 인접하게 배치되도록 본체 이송 유닛(120)에 연결되어 전자유도법칙에 의해 비접촉 상태에서 일정한 전류를 인가받아 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)으로 전원을 공급하는 픽업 유닛(162)을 구비한다.

유도 레일(161)은 상호간 이격 배치되고 나란하게 배치된 한 쌍의 레일 턱(161a)을 구비한다. 그리고 픽업 유닛(162)은 유도 레일(161)에 대응되도록, 즉 한 쌍의 레일턱(161a) 사이 및 외측에 각각 배치되는 기전력 생성 핑거(162a)를 구비한 영문 대문자 E자 형상을 갖는다.

이에, 유도 레일(161)에 고주파 교류전원이 인가되면 전자유도법칙에 의해 유도 레일(161)에 인접된 픽업 유닛(162)으로 기전력이 생성될 수 있으며, 이러한 기전력은 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)의 동작을 위한 동력원으로 사용될 수 있다.

실시예로서 본 실시예의 자기부상식 이송시스템에서 비접촉식 전원 공급부(160)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 픽업 유닛(162)으로부터의 전압(기전력)을 인가받는 레귤레이터(163, REGULATOR)와, 레귤레이터(163)와 연결되며 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)으로 전압을 분배하는 분배회로(165)를 구비한 파워 서플라이(164, POWER SUPPLY)를 더 구비할 수 있다.

이러한 구조에 의해 예컨대, 유도 레일(161)과 인접된 픽업 유닛(162)으로부터의 전압(기전력)을 인가받는 레귤레이터(163)가 DC 300V의 전압을 파워 서플라이(164)로 인가하면, 파워 서플라이(164)의 분배회로(165)는 이 전압을 예컨대, DC 12V, DC 24V, DC 48V 등으로 분배하여 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)으로 제공함으로써 각자의 기능을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 만약, 파워 서플라이(164)에 분배회로(165)를 일체로 마련하고, 레귤레이터(163)로부터의 전압을 파워 서플라이(164)가 인가받도록 도 13과 같이 구현하는 경우, 구현이 간단할 뿐만 아니라 유지보수가 용이하고, 제어가 상대적으로 쉬워지며, 특히 비접촉 방식에 의한 전원 을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 실시예의 자기부상식 이송시스템은 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 비상 제동 유닛(180)을 구비한다. 비상 제동 유닛(180)은 본체 이송 유닛(120)에 전원 공급이 차단된 경우 본체 이송 유닛(120)의 이동을 제한하는 역할을 수행한다.

이에 대해 부연하면, 비상 제동 유닛(180)은 수직 휠(126a,126b) 중에서 궤도 레일(101)의 상부에 위치되는 상부 수직 휠(126a)에 연결되어 상부 수직 휠(126a)의 회전을 강제로 정지시킴으로써 본체 이송 유닛(120)의 이동을 제한한다. 즉 이동 중에 있던 본체 이송 유닛(120)에 전원 공급이 차단되면 부상된 본체 이송 유닛(120)은 하강되고 상부 수직 휠(126a)이 궤도 레일(101)의 상부에 접촉되는데, 관성에 의해 상부 수직 휠(126a)은 궤도 레일(101)의 상부에서 계속 회전하면서 본체 이송 유닛(120)을 이동시키는 역할을 하게 된다. 이때, 비상 제동 유닛(180)이 상부 수직 휠(126a)의 이동을 강제로 제한하게 되면, 상부 수직 휠(126a)은 궤도 레일(101)의 상부에서 일정 거리만큼만 미끄러지다가 정지될 수 있게 되고, 이에 따라 본체 이송 유닛(120)의 이동 역시 그 위치에서 멈출 수 있게 된다.

이러한 비상 제동 유닛(180)은 4개의 상부 수직 휠(126a) 모두에 마련될 수도 있지만, 본 실시예예서는 4개의 상부 수직 휠(126a) 중에서 전륜 혹은 후륜 2개에 연결되고 있다. 또한 비상 제동 유닛(180)은 전자식 비상 제동 유닛(미도시)으로 적용되어도 좋으나 본 실시예의 경우에는 신뢰성 있는 동작 구현을 위해 도시 않은 클러치나 브레이크 패드 등을 구비한 기계식 비상 제동 유닛(180)으로 적용하고 있다.

이러한 구성을 갖는 자기부상식 이송시스템의 작용에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

전술한 각 유닛들을 조립하여 궤도 레일(101) 상에 배치하고, 궤도 레일(101)의 일 지점에서 카세트를 적재 유닛(110)의 적재부(111)에 적재한다.

그런 다음, 유도 레일(161)에 고주파 교류전원이 인가되면 전자유도법칙에 의해 유도 레일(161)에 인접된 픽업 유닛(162)으로 기전력이 생성되며, 이러한 기전력은 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)의 동작을 위한 동력원으로 제공된다. 따라서 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있다.

부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)이 동작되면, 우선 궤도 레일(101)과 부상 유닛(140) 간의 상호 작용에 의해 본체 이송 유닛(120)이 미리 결정된 높이(H, 도 11 및 도 12 참조)만큼 부상된다.

이어 궤도 레일(101)과 추진 유닛(150) 간의 상호 작용에 의해 추진력이 제공되어 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)을 따라 이송되면서 원하는 다른 지점으로 카세트를 이송시킨다. 이때, 본 실시예에서의 추진 유닛(150)은 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)에 각각 개별적으로 결합되는 제1 독립 추진 유닛(151) 및 제2 독립 추진 유닛(152)으로 마련되고 있기 때문에 궤도 레일(101)의 경로를 따라 이송되는 본체 이송 유닛(120)의 궤도 레일(101) 분기가 필요할 때에도 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본체 이송 유닛(120)의 이동 도중에 기구적 혹은 부상 유닛(140) 및 추진 유닛(150)의 동작에 의해 생성된 진동은 댐핑 유닛(170)에 의해 댐핑된다. 즉 부상 유닛(140)으로부터의 진동은 제1 댐핑 패드(171)에 의해, 추진 유닛(150)으로부터의 진동은 제2 댐핑 패드(172)에 의해 댐핑됨으로써 이러한 진동이 카세트가 탑재된 적재 유닛(110)으로 전달되는 것이 저지된다.

그리고 본 실시예의 이송시스템에서 궤도 레일(101)의 곡선 반경이 도 2의 그림처럼 자기부상열차와는 달리 상대적으로 굉장히 작다 하더라도 본체 이송 유닛(120)이 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)으로 마련되고, 제1 및 제2 단위 이송 유닛(121,122)이 연결부(123)에 의해 연결되고 있기 때문에 카세트를 탑재하여 궤도 레일(101)의 경로를 따라 이송되는 본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 직선 구간 외에 곡선 구간을 원활하게 이송될 수 있다.

본체 이송 유닛(120)이 궤도 레일(101)의 원하는 지점에 도달되면, 유도 레일(161)에 인가되었던 고주파 교류전원이 차단되고, 부상된 본체 이송 유닛(120)은 하강되어 궤도 레일(101)에 안착되며, 이 상태에서 카세트를 옮기고 다시 새로운 운반 작업을 진행하게 된다.

한편, 본체 이송 유닛(120)의 반복적인 운행에 의해 카세트의 이송 작업이 진행되면, 본체 이송 유닛(120)의 강성 문제가 야기될 수 있으나, 본 실시예의 본체 이송 유닛(120)은 전술한 바와 같이, 유닛 상판 플레이트(130) 및 유닛 하판 플레이트(131) 등이 연결되는 효율적인 강성 구조를 가지기 때문에 장기간 안정적인 구조를 유지할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 피이송물로서의 카세트를 이송시키는데 있어 비접촉방식 중의 하나인 자기부상식 기술을 적용함으로써 파티클(particle) 발생 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있고, 카세트를 고속으로 이송시킬 수 있으면서도 특히 전원을 안정적으로 또한 안전하게 공급할 수 있게 된다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템의 부분 분해 사시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 전술한 에어 스프링(173, 도 4 참조) 대신에 댐핑 스프링(173a)이 사용될 수도 있으며, 이렇게 설치된 댐핑 스프링(173a) 역시 적재 유닛(110)과 본체 이송 유닛(120) 사이에 배치되어 상하 진동을 댐핑시키는 역할을 한다.

공간이 충분할 경우, 적재 유닛(110)과 본체 이송 유닛(120) 사이라면 댐핑 스프링(173a)은 어떠한 위치에 마련되어도 좋은데, 본 실시예의 경우, 댐핑 스프링(173a)을 유닛 상판 플레이트(130)에 마련하고 있다. 즉 유닛 상판 플레이트(130)에 통공(130a)을 형성하고, 이 통공(130a)에 댐핑 스프링(173a)이 부분적으로 수용되도록 하고 있다.

댐핑 스프링(173a)에는 막대 플레이트(173b)가 연결된다. 막대 플레이트(173b)는 적재 유닛(110)의 하면에 배치되어 적재 유닛(110)을 지지하는 역할을 한다. 본 실시예에서 댐핑 스프링(173a)은 4개 마련되는데, 유닛 상판 플레이트(130)의 코너 영역에서 상호간 경사지게 배치된다. 따라서 적재 유닛(110)으로 전달되는 진동을 보다 안정적으로 댐핑시킬 수 있다. 물론, 그 배치 방향이 반드시 도면과 같을 필요는 없다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템의 사시도이다.

도 2는 도 1의 평면도이다.

도 3은 도 1의 A 영역의 확대도이다.

도 4는 도 3에서 궤도 레일을 제외한 부분 분해 사시도이다.

도 5는 도 4의 조립 상태의 부분 절개 사시도이다.

도 6 내지 도 8은 각각 다른 각도에서 도시한 본체 이송 유닛의 사시도이다.

도 9는 본체 이송 유닛의 부분 절개 사시도이다.

도 10a 및 도 10b는 각각 본체 이송 유닛의 동작 상태에 따른 평면도이다.

도 11은 도 3의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 12는 도 3의 C-C 선에 따른 단면도이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템의 제어블록도이다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템에서 본체 이송 유닛의 평면도이다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기부상식 이송시스템의 부분 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 : 궤도 레일 110 : 적재 유닛

111 : 적재부 120 : 본체 이송 유닛

130 : 유닛 상판 플레이트 140 : 부상 유닛

141 : 갭 센서 150 : 추진 유닛

160 : 비접촉식 전원 공급부 170 : 댐핑 유닛

180 : 비상 제동 유닛

Claims (27)

1. 피이송물이 적재되는 적재 유닛;

   상기 적재 유닛이 일측에 결합되는 본체 이송 유닛;

   상기 본체 이송 유닛이 이송되는 경로를 형성하는 궤도 레일;

   상기 본체 이송 유닛과 연결되며, 상기 본체 이송 유닛을 상기 궤도 레일에 대하여 미리 결정된 높이만큼 부상시키는 부상 유닛;

   상기 본체 이송 유닛과 연결되며, 상기 부상 유닛에 의해 부상된 상기 본체 이송 유닛이 상기 궤도 레일의 경로를 따라 이송되도록 추진력을 제공하는 추진 유닛; 및

   비접촉식 방식으로 전원을 인가받아 상기 부상 유닛과 상기 추진 유닛 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비접촉식 전원 공급부는,

   상기 궤도 레일을 따라 길게 마련되는 유도 레일; 및

   상기 유도 레일과 접촉되지 않은 상태에서 상기 유도 레일에 인접하게 배치되도록 상기 본체 이송 유닛에 연결되어 전자유도법칙에 의해 비접촉 상태에서 일정한 전류를 인가받아 상기 부상 유닛 및 상기 추진 유닛으로 전원을 공급하는 픽 업 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 유도 레일은 상호간 이격 배치되고 나란하게 배치된 한 쌍의 레일턱을 구비하며,

   상기 픽업 유닛은 상기 한 쌍의 레일턱 사이 및 외측에 각각 배치되는 다수의 기전력 생성 핑거를 구비하는 영문 대문자 E자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 본체 이송 유닛은,

   상호 이격 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 단위 이송 유닛;

   상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛 각각의 회전 축심을 형성하는 제1 및 제2 회전축; 및

   상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛이 상대 회전 가능하도록 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 연결부는 맞닿는 면이 기어 치형으로 마련되는 제1 및 제2 연결 기어인 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
6. 제4항에 있어서,

   상기 본체 이송 유닛은 상기 제1 및 제2 연결 기어에 의해 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛이 상대 회전된 경우 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛이 원상태로 복귀되도록 탄성력을 부여하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 탄성부재는 양단이 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛에 고정되는 인장 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
8. 제4항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛 각각은,

   상기 연결부가 결합되는 유닛 상판부;

   상기 유닛 상판부의 측면에서 상기 유닛 상판부에 교차되는 방향으로 상기 유닛 상판부와 결합되는 유닛 측판부; 및

   상기 유닛 측판부의 단부에서 상기 유닛 상판부와 나란한 방향으로 상기 유닛 측판부와 결합되는 유닛 하판부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 부상 유닛은 상기 비접촉식 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 상기 궤도 레일과 상호 작용하여 상기 본체 이송 유닛을 부상시키는 다수의 전자석 블록으로 마련되되 상기 유닛 하판부에 배치되며,

   상기 부상 유닛은 상기 궤도 레일에 대한 상기 본체 이송 유닛의 부상 높이에 따른 갭(gap)을 감지하는 갭 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
10. 제1항에 있어서,

    상기 추진 유닛은 상기 궤도 레일과의 상호 작용에 의해 전자기력으로 리니어(linear) 구동하는 마그네틱 리니어 모터인 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
11. 제1항에 있어서,

    상기 부상 유닛에 인접된 상기 본체 이송 유닛에는 다수의 휠(wheel)이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
12. 제11항에 있어서,

    상기 다수의 휠은,

    상기 궤도 레일을 사이에 두고 상기 궤도 레일의 상부 및 하부에 각각 배치되며, 상기 본체 이송 유닛의 부상 상태가 해제된 때 상기 궤도 레일에 구름 접촉되는 다수의 수직 휠; 및

    상기 수직 휠에 교차되는 방향으로 배치되어 상기 궤도 레일의 측부에 배치되는 수평 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
13. 제12항에 있어서,

    상기 수직 휠과 상기 수평 휠은 무동력 자유 회전 휠인 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
14. 제4항에 있어서,

    상기 본체 이송 유닛은,

    상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛의 상부를 덮도록 상기 본체 이송 유닛의 상부 영역에 수평 방향으로 결합되어 상기 본체 이송 유닛을 보강하는 유닛 상판 플레이트; 및

    상기 유닛 상판 플레이트의 하부에 배치되어 상기 제1 및 제2 회전축이 결합되고, 상기 추진 유닛이 설치되는 유닛 하판 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
15. 제14항에 있어서,

    상기 본체 이송 유닛은, 상기 유닛 상판 플레이트와 연결되되 수직 방향으로 배치되고 단부에 상기 비접촉식 전원 공급부가 부분적으로 결합되는 수직 보강 바아를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
16. 제14항에 있어서,

    상기 적재 유닛으로 전달되는 진동 또는 소음을 댐핑시키는 댐핑 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
17. 제16항에 있어서,

    상기 댐핑 유닛은,

    상기 부상 유닛과 상기 본체 이송 유닛 사이에 배치되어 상기 본체 이송 유닛에 대해 상기 부상 유닛을 댐핑시키는 제1 댐핑 패드; 및

    상기 추진 유닛과 상기 본체 이송 유닛의 유닛 하판 플레이트 사이에 배치되어 상기 본체 이송 유닛에 대해 상기 추진 유닛을 댐핑시키는 제2 댐핑 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
18. 제17항에 있어서,

    상기 댐핑 유닛은, 상기 적재 유닛과 상기 본체 이송 유닛 사이에 배치되어 상하 진동을 댐핑시키는 다수의 에어 스프링(air spring)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
19. 제17항에 있어서,

    상기 댐핑 유닛은,

    상기 유닛 상판 플레이트에 형성된 다수의 통공에 수용되게 마련되고 상기 적재 유닛과 상기 본체 이송 유닛 사이에 배치되어 상하 진동을 댐핑시키는 다수의 댐핑 스프링; 및

    상기 다수의 댐핑 스프링에 각각 마련되어 상기 적재 유닛의 하면에 배치되는 막대 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
20. 제19항에 있어서,

    상기 다수의 댐핑 스프링은 상기 유닛 상판 플레이트의 코너 영역에서 상호간 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
21. 제17항에 있어서,

    상기 댐핑 유닛은, 일단부는 상기 본체 이송 유닛 측에 연결되고 타단부는 상기 적재 유닛 측에 연결되는 다수의 댐핑 쇼바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
22. 제21항에 있어서,

    상기 다수의 댐핑 쇼바는 상기 본체 이송 유닛의 측부에 2개씩 마련되되 2개 씩의 댐핑 쇼바는 상호간 경사 배치되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
23. 제1항에 있어서,

    상기 적재 유닛은,

    상기 피이송물이 적재되는 적재부가 형성되며, 상기 본체 이송 유닛을 부분적으로 덮어 커버링하는 외장 커버; 및

    상기 외장 커버의 하부 영역에 결합되어 상기 본체 이송 유닛의 하부 구조물을 부분적으로 보호하는 보호망 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
24. 제23항에 있어서,

    상기 외장 커버는,

    고정 커버 부분; 및

    상기 고정 커버 부분과 힌지로 연결되어 상기 힌지에 의해 상기 고정 커버 부분에 대해 회동 개폐되는 가동 커버 부분을 포함하며,

    상기 보호망 커버는 하단부가 상기 궤도 레일 측으로 절곡 형성되되 판면에는 다수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
25. 제23항에 있어서,

    상기 적재부는,

    상하 방향을 따라 상호 이격되고, 나란하게 배치되는 적재부 상판과 적재부 하판; 및

    상기 적재부 상판과 적재부 하판을 연결하는 판연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
26. 제4항에 있어서,

    상기 추진 유닛은 상기 제1 및 제2 단위 이송 유닛에 각각 개별적으로 결합되는 제1 독립 추진 유닛 및 제2 독립 추진 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.
27. 제1항에 있어서,

    전원 공급이 차단된 경우 기계적으로 상기 본체 이송 유닛의 이동을 제한하는 비상 제동 유닛을 더 포함하며,

    상기 피이송물은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판이 적재된 카세트(cassette)인 것을 특징으로 하는 자기부상식 이송시스템.

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