KR20180124761A

KR20180124761A - 스위치형 플럭스 선형 모터를 가진 도어 오퍼레이터

Info

Publication number: KR20180124761A
Application number: KR1020180053457A
Authority: KR
Inventors: 피에히 즈비그뉴; 로빈슨 에이미
Original assignee: 오티스 엘리베이터 컴파니
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2018-11-21
Also published as: KR102650094B1; US10686357B2; CN108880179A; EP3402040A1; AU2018203161B2; CN108880179B; US20180331610A1; AU2018203161A1

Abstract

본 발명은 영구자석 선형 모터에 관한 것이다. 상기 영구자석 선형 모터는, 코어의 제1 면에 제1 면 표면을 가진 자기-침투성 코어, 제1 면에 복수의 슬롯을 형성하는 복수의 치형부, 및 각각의 제1 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극을 형성하는 세그먼트를 가지도록 감겨진 복수의 다상 감김부를 포함하는 1차 부분; 복수의 다상 감김부가 다상 공급원에 의해 여기될 때 1차 부분이 2차 부분에 힘을 제공하게 하며 자기 플럭스를 형성하도록 구성되고 반대 극성을 가진 영구자석 쌍; 및 제1 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 수동형 강자성 2차 부분을 포함하며, 상기 수동형 강자성 2차 부분은 1차 부분에 대해 이동 가능하다.

Description

스위치형 플럭스 선형 모터를 가진 도어 오퍼레이터{DOOR OPERATOR WITH SWITCHED FLUX LINEAR MOTOR}

본 발명은 한 쌍의 2차 부분을 독립적으로, 또는 동일한 방향 또는 반대 방향으로 구동하는 단일의 스위치형 플럭스 선형 모터, 및 단일의 선형 모터와 모터 드라이브로, 중앙-개방식 이중 또는 2-속도 엘리베이터 도어를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

엘리베이터 카 도어는 통상적으로 회전 모터에 의해 복잡한 연결장치를 통해 구동된다. 중앙-개방식 이중 도어에서는, 이러한 연결장치가 더욱 복잡해진다. 뿐만 아니라, 회전 도어 개방기는 설치하기가 어렵고 빈번하고 비용이 많이 드는 유지보수를 필요로 한다.

보다 최근의 일부 엘리베이터 도어는 1차 부분과 2차 부분 사이에 생성된 힘이 엘리베이터 도어에 직접 제공되어 이에 상응하는 선형 모션이 형성되는 선형 모터를 이용한다. 선형 도어 오퍼레이터가 보다 안정적이기는 하지만, 임의의 유지보수 작업에 대해서는 비용이 비쌀 수 있다. 이중 도어 형상을 위한 선택은, 1차 부분, 2차 부분, 백아이언(backiron) 및 각각의 도어 패널을 위한 구동 시스템을 가지는 모터를 포함하지만; 이들은 이중으로 비용이 많이 소모된다. 또 다른 선택은, 한 패널을 이동시키고 다른 패널을 상기 패널에 결부시키기 위한 단일의 모터, 케이블 등을 이용하는 방법인데, 하지만, 이러한 시스템은 조절하기가 훨씬 더 어렵다. 또 다른 선택은, 한 도어 패널에 1차 부분을 배열하고 다른 도어 패널에는 2차 부분을 배열하는 방법인데, 이 방법은 모터의 두 부분이 이동하여 도어 시스템 내의 이동 부분 무게가 증가되어 이동 케이블이 모터 감김부에 필요하다. 2-속도 도어 세트는, 저속 도어에 장착된 한 모터가 고속 도어를 구동시키고 캡에(또는 저속 도어에) 장착된 한 모터는 저속 도어를 구동시키거나, 또는 단일의 모터가 결부 케이블을 이용해야 한다.

한 실시예에 따르면, 본 명세서에는 영구자석 선형 모터에 관해 기술된다. 상기 영구자석 선형 모터는, 코어의 제1 면에 제1 면 표면을 가진 자기-침투성 코어, 제1 면에 복수의 슬롯을 형성하는 복수의 치형부(tooth), 및 각각의 제1 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극(magnetic pole)을 형성하는 세그먼트(segment)를 가지도록 감겨진 복수의 다상 감김부(multi-phase winding)를 포함하는 1차 부분(primary); 복수의 다상 감김부가 다상 공급원에 의해 여기될 때(excited) 1차 부분이 2차 부분에 힘을 제공하게 하며 자기 플럭스(magnetic flux)를 형성하도록 구성되고 반대 극성을 가진 영구자석 쌍; 및 제1 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 수동형 강자성 2차 부분(passive ferromagnetic secondary)을 포함하며, 상기 수동형 강자성 2차 부분은 1차 부분에 대해 이동 가능하다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 제1 면의 맞은편에 코어의 제2 면에 제2 면 표면을 선택적으로 포함할 수 있으며, 제2 면 표면은 제2 면에 제2 복수의 슬롯을 형성하는 제2 복수의 치형부, 및 각각의 제2 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극을 형성하는 세그먼트를 가지도록 감겨진 제2 복수의 다상 감김부를 포함한다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 제1 강자성 2차 부분에 무관하게 코어에 대해 이동 가능하며 제2 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 제2 수동형 강자성 2차 부분을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 제1 극성의 다상 감김부와 제2 극성의 다상 감김부는 제1의 2차 부분과 제2의 2차 부분이 서로 반대 방향으로 이동되게 하도록 배열되고 여기되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 코어의 제1 면에서 감김부는, 제1 면으로부터 바라보았을 때에는 감김부가 제2 면에서 가지는 상호적인 상 관계(phase relationship)와 서로 동일한 상호적인 상 관계를 가지도록 감겨지며, 제2 면으로부터 바라보았을 때에는 상기 2차 부분들이 서로 반대 방향으로 구동되게 하도록 감겨지는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 제1 면에서 감김부는, 상부로부터 바라보았을 때, 제2 면에서 감김부로부터 상이 반대가 되어 2차 부분들이 서로 반대 방향으로 구동되게 하도록 감겨지는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 전류의 상 관계에 따라 두 방향 중 한 방향으로 각각의 2차 부분을 선택적으로 구동하기 위하여, 제1 복수의 다상 감김부와 제2 세트의 다상 감김부 중 하나 이상의 감김부에 전류를 공급하기 위한 선형 모터 드라이브를 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 전류의 상 관계에 따라 두 방향 중 한 방향으로 2차 부분을 선택적으로 구동하기 위하여, 제1 면 표면의 슬롯에서 적어도 감김부에 전류를 공급하기 위한 선형 모터 드라이브를 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 제1 복수의 다상 감김부는 제1 면과 제2 면에 자극을 제공하여 2차 부분들이 서로 반대 방향으로 구동되게 하도록 감겨지며, 제1 면의 자극은 제2 면의 자극의 극성과 반대 극성을 가지는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 영구자석 쌍은, 닫힌 슬롯(closed slot)을 형성하며 강자성 코어로부터 원위 위치에 있는 치형부의 한 단부에 배열되거나, 길이를 따라 자화되고 강자성 코어에 배열되거나, 폭을 따라 자화되고 강자성 코어에 배열되거나, 둘러싸고 있는 감김부를 가진 치형부의 두 부분 사이에 교대로 배열되는 것 중 하나 이상의 방식으로 배열되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 수동형 강자성 2차 부분은 2차 부분의 길이의 적어도 한 부분을 따라 실질적으로 균일하게 분배된 두드러지지 않은 부분(non-salient portion)들과 두드러진 부분(salient portion)들로 형성되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 두드러지지 않은 부분들은 강자성 재료를 제거하거나 펀칭(punching)함으로써 형성되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 두드러진 부분들은 1차 부분의 치형부의 피치(pitch)와 상이한 피치에 위치되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 두드러진 부분들은 1차 부분에 의해 2차 부분에 제공되는 힘에 수직인 각도로 배열되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 두드러진 부분들은 1차 부분에 의해 2차 부분에 제공되는 힘에 대해 수직보다 작은 각도로 배열되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 두드러진 부분들과 두드러지지 않은 부분들은 강자성 재료 내의 주름부(corrugation)들을 가압하고 형성함으로써 형성되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 주름부들은 주름부들의 깊이(D)가 두드러진 부분들과 1차 부분 사이의 간격의 적어도 2.5배가 되도록 형성되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 두드러진 부분들은 두드러진 부분의 한 면에 대해 각을 이룬 각진 부분(angled portion)을 포함하는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 제1 및 제2 하중(load)은 서로 인접한 도어(door)인 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 도어는 엘리베이터 도어인 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 1차 부분은 엘리베이터 카(elevator car)에 배열되고 도어는 한 쌍의 중앙-개방식 이중 도어(center-opening double door)를 포함하는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서의 또 다른 실시예에서는, 제1 및 제2의 2차 부분을 독립적으로 선택적으로 구동하기 위한 이중-면 스위치형 플럭스 선형 모터가 기술된다. 이중-면 영구자석 선형 모터는 코어의 제1 면에 제1 면 표면을 가지고 제1면에 맞은편에 있는 코어의 제2 면에 제2 면 표면을 가진 자기-침투성 코어, 각각의 표면에 형성된 복수의 슬롯을 형성하는 복수의 치형부, 및 각각의 제1 및 제2 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극을 형성하는 세그먼트를 가지도록 감겨진 복수의 다상 감김부, 및 자기 플럭스를 자기-침투성 코어에 안내하도록 구성되며 반대 극성을 가진 영구자석 쌍을 포함한다. 또한, 스위치형 플럭스 선형 모터는 코어에 대해 이동 가능하고 제1 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 제1 수동형 강자성 2차 부분, 및 제1 전도성 2차 부분에 무관하게, 코어에 대해 이동 가능하고 제2 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 제2 수동형 강자성 2차 부분을 포함한다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 각각이 2차 부분 중 하나에 고정된 한 쌍의 엘리베이터 도어를 포함하되, 엘리베이터 도어는 2차 부분에 의해 서로 반대 방향으로 이동되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

위에 기술된 특징들 중 하나 이상의 특징 외에도, 또는 대안으로, 추가적인 실시예들은 코어는 엘리베이터 카에 배열되고 도어는 한 쌍의 중앙-개방식 이중 도어를 포함하는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들의 기술적 효과는 엘리베이터 시스템에서 엘리베이터 카 도어 메커니즘을 작동시키기 위하여 스위치형 플럭스 선형 모터 및 이를 위한 시스템을 포함한다.

위에서 기술된 특징 및 요소들은, 그 외에 달리 명확하게 지시되지 않는 한, 독점적이 아니라 다양한 조합들로 조합될 수 있다. 이러한 특징 및 요소들 뿐만 아니라 그의 작동 방법은 하기 설명 내용과 첨부도면들을 참조하여 보다 자명해 질 것이다. 하지만, 하기 내용과 첨부도면들은 비-제한적인 방식으로 단지 예시하고 설명하기 위한 것이라는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 주제는 본 발명의 결론에 명확하게 기술되고 청구된다. 위에서 기술된 본 발명의 특징 및 이점들을 그 밖의 특징 및 이점들은 첨부도면들을 참조하여 기술한 하기 상세한 설명으로부터 자명해 질 것이다:
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들을 사용할 수 있는 엘리베이터 시스템의 개략도;
도 2A는 한 실시예에 따른 엘리베이터 도어가 닫힌 위치에 있는 도어 개방기의 투시도;
도 2B는 한 실시예에 따른 엘리베이터 도어가 개방 위치에 있는 도어 개방기의 투시도;
도 3은 한 실시예에 따른 도어 개방기 모터의 1차 부분을 도시한 투시도;
도 4는 또 다른 실시예에 따른 도어 개방기 모터의 1차 부분을 도시한 투시도;
도 5A는 한 실시예에 따른 도 3의 도어 개방기 모터의 1차 부분을 도시한 투시도;
도 5B는 한 실시예에 따라 영구자석을 가진 도 4의 도어 개방기 모터의 1차 부분을 도시한 투시도;
도 5C는 한 실시예에 따른 간격과 영구자석을 가진 또 다른 실시예의 도어 개방기 모터의 1차 부분을 도시한 평면도;
도 5D는 한 실시예에 따른 도 5C의 도어 개방기 모터의 1차 부분을 도시한 투시도;
도 6A는 한 실시예에 따른 슬롯형 2차 부분을 가진 도어 개방기 모터의 투시도;
도 6B는 한 실시예에 따른 도어 개방기 모터의 확장 투시도;
도 6C는 한 실시예에 따른 도어 개방기 모터의 확장 투시도;
도 7A는 한 실시예에 따른 골-형태의 2차 부분의 투시도;
도 7B는 한 실시예에 따른 골-형태의 2차 부분의 부분 단부도;
도 7C는 한 실시예에 따른 골-형태의 2차 부분의 부분 횡단면도.

본 발명의 원리를 더 잘 이해하기 위하여, 이제, 본 발명은 첨부도면들에 예시된 실시예를 참조하여 기술될 것이며, 특정 용어들은 이러한 실시예를 기술하도록 사용될 것이다. 하지만, 이것이 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라는 것을 이해해야 할 것이다. 하기 설명은 본질적으로 단지 예시를 위해 제공되는 것이지 본 발명 및 그 적용예 또는 방법들을 제한하려는 것이 아니다. 도면들을 통해, 상응하는 도면부호들은 비슷하거나 상응하는 부분 및 특징부들을 가리킨다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어 "컨트롤러"는, 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 전자 회로, 전자 프로세서(공유형, 전용, 또는 그룹)와 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램을 실행하는 메모리, 조합 로직 회로, 및/또는 그 밖의 적절한 인터페이스 및 기재된 기능을 제공하는 구성요소들을 포함할 수 있는 처리 회로를 가리킨다.

또한, 용어 "대표적인"은 본 명세서에서 "한 예, 경우 또는 예시로서 사용되는"을 의미하도록 사용된다. "대표적인" 것으로 본 명세서에 기재된 임의의 실시예 또는 디자인은 그 밖의 실시예 또는 디자인에 비해 더 바람직하거나 유리한 것이 아니다. 용어 "적어도 하나" 및 "하나 이상의"는 하나 또는 하나보다 많은 임의의 정수, 즉, 1개, 2개, 3개, 4개 등을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 용어 "복수의"는 2개 또는 2개보다 많은 임의의 정수, 즉, 2개, 3개, 4개, 5개 등을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 용어 "연결"은 직접적인 "연결" 및 간접적인 "연결"을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에 기술되고 도시된 것과 같이, 본 발명의 다양한 특징들이 기술될 것이다. 다양한 실시예들은 똑같거나 또는 비슷한 특징들을 가질 수 있으며, 따라서 똑같거나 또는 비슷한 특징들을 동일한 도면부호로 표시될 수 있지만, 상이한 첫 번째 숫자로 시작되어 그 특징부들이 도시되어 있는 도면들을 가리킨다. 따라서, 예를 들어, 도 X에 도시된 요소 "a"는 도면부호 "Xa"로 표시될 수 있으며 도 Z에 도시된 이와 비슷한 특징부는 도면부호 "Za"로 표시될 수 있다. 비슷한 도면부호들이 일반적인 측면에서 사용될 수 있지만, 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다양한 실시예들이 기술되고 다양한 특징부들은 변형예, 대안예, 변경예들을 포함할 수 있으며, 설령 이들이 명확하게 기술되거나 또는 그렇지 않다 하더라도 통상의 기술자들은 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 엘리베이터 카(103), 균형추(105), 로핑(107), 가이드 레일(109), 기계(111), 위치 엔코더(113), 및 컨트롤러(115)를 포함하는 엘리베이터 시스템(100)의 투시도이다. 엘리베이터 카(103)와 균형추(105)는 로핑(107)에 의해 서로 연결된다. 로핑(107)은, 예를 들어, 로프, 강철 케이블, 및/또는 코팅된-강철 벨트로 구성되거나 또는 포함할 수 있다. 균형추(105)는 엘리베이터 카(103)의 하중의 균형을 맞추도록 구성되며, 엘리베이터 카(103)의 이동을 가이드 레일(109)을 따라, 그리고, 엘리베이터 샤프트(117) 내에서 균형추(105)에 대해 반대 방향으로, 동시에 수행하는 것을 용이하게 하도록 구성된다. 로핑(107)에 대해 기재되고 도시되었지만, 엘리베이터 샤프트(117) 내에서 엘리베이터 카(103)을 이동시키는 메커니즘과 그 밖의 방법들을 사용하는 엘리베이터 시스템(100)들은 본 발명의 실시예들을 사용할 수 있다. 도 1은 단지 예시적이고 설명하기 위한 목적으로 제공된 비-제한적인 예이다.

로핑(107)은 엘리베이터 시스템(100)의 머리 위 구조물의 일부인 기계(111)와 결합된다. 기계(111)는 균형추(105)와 엘리베이터 카(103) 사이의 움직임을 조절하도록 구성된다. 기계(111)는 모터 또는 이와 비슷한 구동 메커니즘을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 기계(111)는 전기-구동식 모터를 포함하도록 구성된다. 모터를 위한 파워 서플라이는 파워 그리드, 발전기, 배터리 등을 포함하는 임의의 전력 공급원일 수 있다. 위치 엔코더(113)는 속도-조종 시스템(119)의 상부 시브(sheave) 상에 장착될 수 있으며, 엘리베이터 샤프트(117) 내에서 엘리베이터 카(103)의 위치에 대한 위치 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 그 밖의 실시예들에서, 위치 엔코더(113)는 기계(111)의 한 이동 구성요소에 직접 장착될 수 있거나, 혹은 종래 기술에 공지인 그 밖의 형상 및/또는 위치에 위치될 수 있다.

일반적으로, 컨트롤러(115)는 엘리베이터 시스템 작동, 진단, 유지보수 등을 용이하게 하기 위하여 엘리베이터 시스템(100)의 다양한 구성요소들에 상응하는 하나 이상의 입력 신호/정보를 수신할 수 있다. 입력 신호/정보는, 이들에만 제한되지는 않지만, 위치 엔코더(113)로부터 나온 위치 신호, 카 하중 중량, 브레이크 상태, 카 도어 상태, 도어 스위치 신호(들), 카 입력 전력, 카 콜링 상태, 서비스 작동 모드 상태, 도어 위치, 카 긴급상황 상태, 입력 전력 상태 등을 포함할 수 있다. 이 정보들에 따라, 컨트롤러(115)는 하나 이상의 엘리베이터 카(103)를 포함하는 엘리베이터 시스템(100)의 상태를 결정하고 엘리베이터 시스템에 명령을 제공한다. 예를 들어, 컨트롤러(115)는 엘리베이터 카(103)의 가속, 감속, 레벨링(leveling), 정지 등을 조절하기 위해 기계(111)에 구동 신호를 제공할 수 있다. 또한, 컨트롤러(115)는 엘리베이터 카 도어(도시되지 않음), 신호표시기(annunciator) 등을 조절할 수 있다. 도면에서 도시된 것과 같이, 컨트롤러(115)는 엘리베이터 샤프트(117)의 컨트롤러 룸(121)에 위치된다. 엘리베이터 시스템(100)의 컨트롤러(115)와 그 밖의 구성요소들을 위한 특정 배열이 도시되었지만, 이는 예를 들어 예시적인 것이며 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 이와 마찬가지로, 예시 목적으로 단일의 컨트롤러(115)가 기술되었지만, 필요 시에 다양한 기능을 가진 모듈식 또는 분배 형상도 사용될 수 있다.

컨트롤러(115)는 임의의 탑승자가 엘리베이터 카(103)에 있는지를 용이하게 결정하기 위한 존재 탐지기(101)와 같은 그 밖의 온 보드 센서로부터 나온 신호를 수신할 수도 있다. 한 실시예에서, 존재 탐지기(101)는, 이들에만 제한되지는 않지만, 표준 근접 센서, 수동형 적외선(PIR) 센서, 모션 탐지기, 레이더 센서, 광학 센서, 이미지/비디오 카메라 등을 포함할 수 있다. 그 밖의 존재 탐지기(101)는 사용자의 인터페이스 근처에 배열된 터치-감응형 센서, 예를 들어, 엘리베이터 카(103) 내의 터치-감응형 탐지기, 또는 심지어 탑승자가 엘리베이터 카(103)에 서 있는 지를 탐지하는 플로어 매트를 포함할 수 있다. 존재 탐지기(101)는 용도와 환경에 적합할 수 있도록 다양한 위치에 설치될 수 있다. 관측 시야 및 범위가 잘못된 탐지를 제한하도록 하기 위하여, 특정의 존재 탐지기(101)가 설치될 수도 있다. 하지만, 선택된 존재 탐지기(101)들은 단일의 탑승자에 대한 탐지를 제한하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 존재 탐지기(101)는 근접하게 탐지기 상부, 하부에 설치될 수 있거나 또는 엘리베이터 카(103) 내의 한 모서리로부터 반경 방향으로 외부를 향할 수도 있다.

상당히 오랜 세월 동안, 엘리베이터 도어 작동에서 선형 유도 모터가 사용되어 왔다. 대부분의 시스템에서, 1차 부분(primary)과 2차 부분(secondary) 사이에 생성된 힘은, 상응하는 선형 운동을 형성하기 위해 엘리베이터 도어에 직접 제공된다. 바람직하게는, 단순성으로 인해, 선형 모터 도어 오퍼레이터는 매우 안정적이면서도 유지보수가 거의 요구되지 않는다. 하지만, 회전 모터를 가진 종래 디자인에 비해, 비싸고, 조절하기가 어려우며, 현저하게 더 많은 전력을 필요로 한다. 본 명세서에서는, 스위치형 플럭스 영구자석((SFPM) 및 (PM)) 선형 모터 도어 오퍼레이터 디자인이 기술되는데, 이는 종래 기술의 선형 모터 오퍼레이터의 이점 뿐만 아니라 저렴한 비용, 상당히 높은 전력 밀도, 및 그에 따라 단순한 조절 기술 및 소형 크기와 전력 소모량의 이점도 제공한다. 게다가, 본 명세서에 기술된 실시예들은, 엘리베이터 도어에 결부된 이동식 수동형 2차 부분이, 서로 마주보는 고정식 1차 부분들에 의해 구동되는 단순한 모터 형상을 제공함으로써, 이중 도어 형상을 위한 도어 오퍼레이터의 형상을 단순하게 한다. 이러한 단순한 형상으로 인해, 전체 도어 오퍼레이터(130)를 위한 비용, 중량, 및 하드웨어가 필요하지 않을 수 있다.

도 2A 및 2B를 보면, 도 2A는 한 쌍의 중앙-개방식 엘리베이터 카 도어(들)(104a, 104b)(이 경우, 2개가 도시됨)의 부분도로서, 닫힌 위치에 도시되어 있다. 각각의 도어(104a, 104b)는 일반적으로 도어 행거(hanger)에 고정되며, 도어 행거는 엘리베이터 카(103)에서 열리는 엘리베이터 카 도어 상부의 린텔(lintel)에 고정된 트랙 위를 구르는 서로 맞은편에 있는 롤러에 의해 지지된다.

이러한 형상에서 일반적인 것과 같이, 엘리베이터 카 도어(104)는 일반적으로 도면부호 130으로 도시된 도어 오퍼레이터에 의해 작동되는데, 이러한 도어 오퍼레이터는 엘리베이터 카(103)(도 1)의 맨 위에 배열된 컨트롤러(115)(도시되지 않음)와 소통하여 작동된다. 종래의 도어 오퍼레이터 시스템들은 엘리베이터 카(103) 도어(104)를 작동시키기 위해 회전 모터 풀리 및 구동 벨트 또는 그 밖의 구동 메커니즘을 사용할 수 있다. 도 2A는 닫힌 위치에 있는 엘리베이터 카 도어(104)를 도시한다. 기술된 실시예들에서, 양방향, 이중 1차 부분의, 스위치형 플럭스 영구자석 선형 모터가, 고정된 중앙-개방 형상으로 작동된다. 도 2B는 엘리베이터 카 도어(104)가 개방 위치에 있는 도 2A와 비슷한 도면이다.

대부분의 엘리베이터 형상에서, 엘리베이터 카 도어(104)에 배열된 도어 커플러(도시되지 않음)가 랜딩 도어(127)(도 1)로부터 내부 방향으로 연장되는 상응하는 돌출부와 결합되며(engage), 엘리베이터 카 도어(104)가 작동되는 동시에 도어 커플러가 랜딩 도어(127)와 결합되어 이동시킬 수 있도록 단순하면서도 효율적인 수단을 제공한다. 또한, 도어 커플러는, 엘리베이터 카(103)가 하나 이상의 랜딩 도어(127)에 인접한 랜딩 도어 영역 내에 위치되어 있다고 결정될 때에만 도어 커플러 또는 도어 오퍼레이터(130)가 작동될 수 있게 하고, 엘리베이터 카(103)가 랜딩 위치에 있지 않을 때에는 엘리베이터 도어(104) 또는 랜딩 도어(127)가 열리지 않거나 열릴 수 없게 하도록 구성된 도어 인터로크를 포함한다.

계속하여, 도 2A 및 2B를 보면, 한 실시예에서, 단일의 SFPM 선형 모터(135)가, 엘리베이터 카(103)의 상부에, 또는 랜딩 도어(127) 위의 린텔에, 또는 그 외의 경우 빌딩에 임의의 적절한 방법으로 고정된다. 도 2A에서 보다 명확하게 볼 수 있듯이, 모터(135)는 2-면의 1차 부분(137)과 1차 부분(137)의 서로 맞은편에 있는 2개의 2차 부분(139a, 및 139b)(이중 도어 형상에 대해)를 가지며, 이들은 각각 적절한 링크 및/또는 브래킷(141)에 의해 상응하는 도어(104a, 104b)에 연결된다. 한 실시예에서, 2-면의 1차 부분(137)은 고정되고 실질적으로 도어(104a, 104b)의 중앙에 배열된다. 각각의 2차 부분(139a, 139b)은 도어(104a, 104b)의 폭과 실질적으로 상응하는 길이(또는 완전히 개방 위치 및 닫힌 위치에서 적어도 완전히 1차 부분(137)과 중첩되는 적어도 각각의 두 도어(104a 및 104b)의 이동거리(travel))를 가진다. 한 실시예에서, 선형 모터(135)가 엘리베이터 도어(104a 및 104b)를 개방하고 닫기 위해 가능한 최대 힘을 제공할 수 있도록 하기 위하여, 완전한 중첩이 바람직하지만 반드시 필요한 것은 아니다.

한 실시예에서, 엘리베이터 도어(104a 및 104b)가 닫혀 있을 때, 2차 부분(139a)은 1차 부분(137)에서 엘리베이터 도어(104b)의 상기 부분 위와 우측에 배열된다. 이와 마찬가지로, 2차 부분(139b)은 1차 부분(137)에서 엘리베이터 도어(104a)의 상기 부분 위와 좌측에 배열된다. 하지만, 도 2B를 보면, 도어(104a)가 개방되어 있을 때에는, 2차 부분(139a)은 1차 부분(137)에서 엘리베이터 도어(104a)의 출입구 위에 배열된다. 이와 마찬가지로, 도어(104b)가 개방되어 있을 때에는, 2차 부분(139b)은 1차 부분(137)에서 도어(104b)의 출입구 위에 배열된다. 2차 부분(139a 및 139b)의 폭은 엘리베이터 도어(104a 및 104b)의 원하는 이동거리에만 상응할 필요가 있다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 한 실시예에서, 2차 부분(139a 및 139b)은 엘리베이터 도어(104a, 104b)의 이동거리와 똑같을 필요가 있으며 중첩이 바람직한 1차 부분(137)의 길이와 똑같을 필요가 있다.

도 2A 및 2B를 보면, 2차 부분(139a 및 139b)이 1차 부분(137)의 각각의 측면(152 및 154)(도 3 및 도 4 참조)에 매우 근접하게 유지된다. 매우 근접하다는 것은 2차 부분(139a 및 139b)에 기전력을 생성하기 위하여 2차 부분(139a 및 139b)에 전자기적으로 결합되기에 충분한 상태를 유지한다는 의미이다. 한 실시예에서, 2-면의 1차 부분(137)과 2차 부분(139a 및 139b) 사이의 간격은 주 코어 치형 피치(primary core tooth pitch)의 약 1/5 미만으로 유지된다. 하지만, 그 밖의 간격도 사용될 수 있으며 2차 부분(139a 및 139b) 뿐만 아니라 1차 부분(137)의 작동 및 구성에 따라 바람직하게 구성될 수 있다. 그 외에도, 2-면의 1차 부분(137)과 2차 부분(139a 및 139b) 사이에 공간을 유지하는 데 보조하기 위하여, 예를 들어, 각각의 면에 1차 부분(137)의 높이(또는 길이)를 따라 예를 들어, 각각의 면에 1차 부분(137)의 높이(또는 길이)를 따라 비-금속성 스페이서 또는 가이드(155)(도 3 및 4)가 제공될 수 있다. 대안으로, 또는 그 외에도, 스페이서 또는 가이드(155)는 2차 부분(139a 및 139b)에서도 사용될 수 있다. 이러한 스페이서는 2-면의 1차 부분(137)과 2차 부분(139a 및 139b) 사이의 임의의 접촉을 방지한다. 한 실시예에서, 스페이서의 두께는 1차 부분(137)에 의해 제공된 정상적인 견인력 하에서 2차 부분(139a 및 139b)의 굽힘 모드(bending mode)에 의해 형성된다. 한 실시예에서, 공지인 것과 같이 적절한 틈을 유지하기 위하여, 적절한 슬라이딩 표면을 가진 임의의 재료, 가령, NYLATRON®로 형성된 통상적인 가이드(155)가 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 구동 모터(132)와 1차 부분(137)은 본 발명에 사용되는 구동 모터의 한 예이다. 자명하게도, 도면은 공통 척도로 도시된 것은 아니다. 2차 부분(139a, 139b)은 평면형태, 박스 형태, I 또는 C 횡단면 형태로 구성될 수 있으며, 시스템은 상이한 형태를 지닐 수도 있다. 코어(150)와 1차 부분(137)은 상이한 횡단면 형태로 구성될 수 있으며 상이한 상대 수치를 가질 수도 있다.

도 3 및 4는 PM 선형 모터(135)의 2-면의 1차 부분(137)의 두 실시예를 도시한다. 2-면의 1차 부분(137)은 일반적으로 다상 교류(AC) 타입의 다극성 스테이터이다. 1차 부분(137)은 자기-침투성 재료, 통상, 철로 형성된 강자성 코어(150)를 가진다. 1차 부분(137)은 서로 맞은편에 있는 면 표면(152, 154) 및 개방 강자성 치형부(156)를 가진 닫힌 단부(153)를 가지는데, 상기 강자성 치형부는 서로 맞은편에 있는 각각의 제1 및 제2 면 표면(152, 154) 상에서 길이를 따라 코어(150)로 형성되고 결합된다. 치형부(156)와 닫힌 단부(153)는 감김부(160)를 위해 제공하기 위하여 내부에 "E" 형태의 슬롯(158)을 형성한다. 도 3에서, 슬롯(158)의 세트 중 한 세트가 명확성을 위해 코일/감김부(160) 및 영구자석(PM)(162, 및 164) 없이 도시된다. 한 실시예에서, 각각의 치형부(156)는 코어에 근접한 제1 단부와 코어로부터 멀리 위치되어 2차 부분(139a 및 139b)의 각각의 면 표면(152, 154)에 근접한 제2 단부를 가진다. 슬롯(158)은 반대 극성을 가진 영구자석(PM)(162, 164)을 배열함으로써 닫힐 수 있다. PM(162, 164)은 슬롯(158)을 닫는 1차 부분(137)의 폭을 따라 교대로 선형 배열된다. PM(162, 164)은 접선 방향으로 자화되는데(magnetized tangentially) 이는 PM(162, 164)이 코어(150)의 높이에 상응하는 2개의 기다란 면을 가지고 형태가 실질적으로 직사각형으로 구성된다는 의미이다. 그 외에도, PM의 극성 즉 자화 벡터(magnetization vector)는 접선 방향으로 형성된다. PM(162, 164)의 극성은 도 3에 도시된다. 한 실시예에서, 자석(162, 164)의 자화는 서로 마주보며 반대 방향으로 구현된다. 자석(162, 164)은 (치형부의 각각의 면 상에서) 각각의 치형부(156) 옆에 위치되며 자석(162, 164)은 치형부(156)를 향하거나 치형부로부터 멀어지는 방향을 가리키며 코일 또는 감김부(160)에 의해 둘러싸인다. 이는 자석(162)의 극성은 S-N의 우측을 향하는 방향(치형부 내로 들어가는 방향)이며 자석(164)의 극성은 동일한 치형부(156)에 대해 S-N의 좌측을 향하는 방향이다. 이러한 형상 및 자화로 인해, 그 다음 치형부는 2개의 이웃하는 자석이 그로부터 나오거나 또는 반대 방향으로 자화되는 것을 볼 수 있다.

또 다른 실시예에서, 도 4에 도시된 것과 같이, PM(162, 164)은 슬롯(158)과 개방 치형부(156)를 가진 1차 부분(137)과 코어 내에 내장된다(embedded). 상기 실시예에서, PM(162, 164)은 1차 부분(137)의 길이를 따라 교대로 선형 배열된다. PM(162, 164)은 접선 방향으로 자화되는데 이는 PM(162, 164)이 코어(150)의 높이에 상응하는 2개의 기다란 면을 가지고 형태가 실질적으로 직사각형으로 구성된다는 의미이다. 그 외에도, PM의 극성 즉 자화 벡터는 접선 방향으로 형성된다. PM(162, 164)의 극성은 도 4에 도시된다. 자석(162, 164)은 코어(150) 내에서 서로 반대 방향으로 위치된다. 이는 즉 자석(162)의 극성은 S-N의 우측을 향하는 방향(코어의 우측 단부를 향하는 방향)이며 자석(164)의 극성은 S-N에 대해 코어(150)의 좌측 단부를 향하는 방향이다. PM(162, 164)을 둘러싸는 강자성 재료(코어(150))가 있다. 자극(magnetic pole)은 강자성 재료 내에서 PM(162, 164) 사이에 생성된다. 바람직하게는, 상기 실시예에서, PM(162, 164)에 의해 생성된 플럭스는 제1 면(152)에서 1차 부분과 결합된 코일/감김부(160) 뿐만 아니라 1차 부분(137)이 2-면으로 구성된 실시예들에서 제2 면(154)에서 2차 부분과 결합된 감김부(160)에 의해 공유될 수 있다. 한 실시예에서, 강자성 코어(150)와 치형부(156)는 임의의 다양한 강자성 재료, 가령, 이들에만 제한되지는 않지만, 강철 라미네이션, 소결 자성 분말 재료(예컨대, Somaloy™) 또는 고체 강자성 재료, 가령, 강철로 형성될 수 있다. 한 실시예에서는, 강철 라미네이션이 사용된다. 한 실시예에서, 스테이터 코어는 강자성 분말의 소결된 연성의 자성 조성물로 제조된다. 또 다른 실시예에서, 코어(150) 및/또는 치형부(156)는 연성의 강자성 분말과 경화 재료(예컨대, 수지)의 혼합물로 제조된다. 또 다른 실시예에서, 코어 및/또는 치형부는 강자성 재료(예컨대, 강자성 분말 및/또는 강자성 금속)와 경화 재료(예컨대, 폴리머 및/또는 콘크리트)의 혼합물로 제조된다.

도 5A는 한 실시예에 따라 PM 선형 모터(135)의 1차 부분(137)을 예시하는데, 1차 부분은 개방 강자성 치형부(156)에 가까운 PM(162, 164)을 가진다. 도 5B는 또 다른 실시예, 가령, 도 4에 도시된 실시예를 도시하는데, PM(162, 164)은 코어(150) 내에 내장되고 1차 부분은 슬롯(158)과 개방 치형부(156)를 가진다. 상기 실시예에서, PM(162, 164)은 1차 부분(137)과 코어(150)의 길이를 따라 교대로 코어(150) 내에서 선형 배열된다. 상기 실시예에서, PM(162, 164)은 1차 부분(137)의 길이를 따라 교대로 선형 배열된다. PM(162, 164)은 접선 방향으로 자화되는데 이는 PM(162, 164)이 코어(150)의 높이에 상응하는 2개의 기다란 면을 가지고 형태가 실질적으로 직사각형으로 구성된다는 의미이다. 그 외에도, PM의 극성 즉 자화 벡터는 접선 방향으로 형성된다. 자석(162, 164)은 코어(150) 내에서 서로 반대 방향으로 위치된다. 이는 자석(162)의 극성은 S-N의 지면 내부를 향하는 방향(제2 면(154)을 향하는 방향)이며 자석(164)의 S-N의 지면으로부터 나와 제1 면(152)을 향하는 방향이다. PM(162, 164)을 둘러싸는 강자성 재료(코어(150))가 있다. 자극은 강자성 재료 내에서 PM(162, 164) 사이에 생성된다. 바람직하게는, 상기 실시예에서, PM(162, 164)에 의해 생성된 플럭스는 제1 면(152)에서 1차 부분과 결합된 코일(160) 뿐만 아니라 1차 부분(137)이 2-면으로 구성된 실시예들에서 제2 면(154)에서 2차 부분과 결합된 감김부(160)에 의해 공유될 수 있다.

도 5C 및 5D는 1차 부분(137)의 형상을 위한 또 다른 실시예를 도시한다. 도 5A 및 5B의 실시예들과 비슷한 상기 실시예에서, 코어(150)는 분리되고 도시된 것과 같이 단절되며(sectioned), PM(162, 164)은 코일(160)이 주위에 위치되는 스테이터 치형부(156) 내에 내장된다(끼인다). 중앙 구조물(157)은 코어(150)의 일부분일 수 있으며 구조물 또는 장착 플레이트(mounting plate)일 수 있다. 코어(150) 구조물 사이의 간격(159)은 2차 부분(139a 및 139b)과 1차 부분(137)의 필요한 분리를 제공하며 추력 리플(thrust ripple)의 감소를 보장한다. 한 실시예에서, 간격 크기는 추력 리플이 용이하게 감소될 수 있도록 하기 위해 극 사이에서 변경될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 이러한 변경은 각각의 극에 대해 반복될 수 있으며, 그 밖의 실시예들에서는 그럴 필요가 없다. PM(162, 164)은 접선 방향으로 자화되는데 이는 PM(162, 164)이 코어(150)의 치형부(156)의 높이에 상응하는 2개의 기다란 면을 가지고 형태가 실질적으로 직사각형으로 구성된다는 의미이다. 그 외에도, PM의 극성 즉 자화 벡터는 접선 방향으로 형성된다. 이는 자석들이 두께를 가로질러 자화되며, 예컨대, 자석(162)은 전체 1차 부분 구조물(137)을 따라 접선 방향으로 우측에 자화된다는 의미이다. 이와 마찬가지로, 자석(164)은 1차 부분(137)의 길이 방향으로 좌측으로 자화된다. 이러한 자화는 1차 부분(137)의 구조물의 길이를 따라 교대로 반복된다. PM(162, 164)의 극성은 도 5C 및 5D에 도시된다. PM(162, 164) 사이에는 강자성 재료가 제공된다. 자극은 PM(162, 164)을 둘러싸는 강자성 재료에 생성된다.

다시, 도 3 및 도 4를 보면, 1차 부분은 다상 교류 스테이터를 형성하는 여기 코일(excitation coil) 또는 감김부(160)를 포함한다. 감김부(150)는 한 코일(160)이 2개의 인접한 슬롯(158)을 채우는 1차 부분의 길이를 따라 교류 상 포맷으로 배열된 개별 상 코일(160)로 형성된다. 한 실시예에서, 1차 부분의 제1 면(154)은 상(A, B, C, A, B, C)으로서 배열된 6개의 코일을 포함하며, 맞은편 면은 상(A, C, B, A, C, B)으로 배열된다. 코일 또는 감김부(160)는 복수의 상(예컨대, 3개 상)으로 배열될 수 있다. 코일(160)은 전기 전도체(예컨대, 와이어, 테이프), 가령, 구리 또는 알루미늄을 이용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 코일(160)을 위해 알루미늄(예컨대, 와이어 또는 테이프)을 이용하면, 1차 부분(137)의 질량(mass)을 줄일 수 있으며 설치 비용도 감소된다.

코일(160)은 전류 공급원, 예컨대, 컨트롤러 또는 드라이버, 가령, 컨트롤러(115)(도 1)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 컨트롤러(115)는 종래 기술에 알려진 것과 같이 다상 전류(multi-phase current)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 예시된 선형 모터는 3상 전기 공급원의 3개의 교류(A, B, C)를 수용할 수 있는 3상 기계이다. 이러한 3상 시스템에서, 3개 그룹의 코일(160)(A, B, C)는 각각 피크 값(peak value)이 서로로부터 사이클의 1/3에 도달하는 동일한 주파수를 가진 3개의 교류 중 하나를 이송한다(carry). 도 3 및 도 4에 예시된 것과 같이, A로서 식별된 코일(1670)은 A 상을 이송하고, B로서 식별된 코일은 B 상을 이송하며, C로서 식별된 코일(160)은 C 상을 이송한다.

컨트롤러(115)가 구동 신호를 2-면의 1차 부분(137)에 제공하여, 2차 부분(139a, 139b)에 제공되는 힘을 조절하고 엘리베이터 카 도어(104)의 모션을 조절한다. 컨트롤러(115)는 본 명세서에 기술된 작동을 수행하기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 실행하는 범용 마이크로프로세서를 이용하여 구현될 수 있다. 대안으로, 컨트롤러(115)는 하드웨어(예컨대, ASIC, FPGA) 또는 하드웨어/소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(115)는 엘리베이터 시스템(100)의 일부분이거나 또는 개별적일 수 있다. 컨트롤러(115)는 1차 부분(137)에 전력을 공급하기 위한 전력 회로(예컨대, 인버터 또는 드라이브)를 포함할 수 있다.

각각의 경우에서, 상 A, C, B를 위한 제1 면(152)에서 코일(160)은 추력을 제공하여 2차 부분(139b)을 우측으로 구동하게 하기 위한 방향으로 전류를 작동하게 하는 것을 포함한다. 이와 마찬가지로, 상을 시퀀스(sequence)를 반대로 하면(reversing) 2차 부분(139b)이 좌측으로 구동되게 할 것이다. 이와 비슷하게, 맞은편 표면(154)에 인접한 코일(160)은, 전류가 극(A, B, C)을 향해 흘러서, 2차 부분(139b)이 좌측으로 구동될 것이다. 하지만, 코일(160) 사이에는 아무런 관련이 없으며 원하는 방향으로 힘을 제공하도록 배열되어야 하는 시퀀스에서 3개의 상 조절에 연결될 필요가 있다. 중요한 것은 종래의 ABC, ACB 상의 관계는, 각 측면에서, 2차 부분에 힘을 원하는 방향으로 구현할 수 있도록 하기 위하여 상기 측면에 유지되어야 한다는 사실이다. 1차 부분 감김부는 통상 3상 감김부로서 배열된다. 하지만, 6개 상 및 12개 상을 포함하여, 임의의 개수의 상이 제공될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 게다가, 감김부의 배열을 위해 그 밖의 대안의 형상도 가능하다. 상의 최소 개수는 2개이다. 또한, 실시예들이 2개 세트의 3개 상의 감김부(즉 한 면마다 6개의 코일(160))을 가지는 것으로 기술되지만, 임의의 개수도 가능하다. 게다가, 본 명세서에 기술된 실시예들은 한 면이 6개의 코일을 가지는 2-면의 1차 부분(137)에 대해 기술하고 있지만, 가령, 2-면의 감김부를 가진 단일의 코어를 포함하여 그 밖의 형상도 가능하다. 다시 말해, 1차 부분(137)을 위해, 임의의 형상의 코어(150) 및 감김부(160) 배열도 가능하며 고려될 수 있다. 게다가, 한 실시예에서, 1차 부분(137)과 감김부(160)들이 이중의 3상 세트의 감김부(예컨대, 상(A, B, C, A, B, C)의 시퀀스)에 대해 기술되지만, 감김부와 1차 부분의 형상은 똑같을 수도 있으며 오직 컨트롤러(115)와 전기 연결이 어떻게 코일(160)이 시퀀싱되며 여기 변화되는 지를 조정한다는 것을 이해해야 한다.

도 3, 4, 및 5A-C에서, 감김부 형상은 2개, 1-층, 중첩, 종래 기술에 알려진 단일 면의 평평한 선형 유도 모터에서 일반적인 다상 감김부 형상으로 구성된다. 감김부는 직렬 또는 병렬로 구동될 수 있으며, 일반적으로, 다양한 감김부 세트 사이에서와 같이, 자기 불균형과 과잉 전류를 방지하기 위해 직렬 연결이 바람직하다. 각각의 세트에서, 감김부는 코어의 동일한 표면에 인접한 슬롯 사이에 감겨지며 따라서 각각의 감김부의 모든 세그먼트들은 코어의 동일한 면에 배열된다.

이제, 도 6A 및 6B를 보면, 2차 부분 구조물(139a 및 139b)의 한 실시예가 도시된다. 한 실시예에서, 2차 부분(139a, 139b)의 활성 부분은 단순한 부분의 자성 재료, 예컨대, 위에서 기술한 것과 같이, 형태가 실질적으로 직사각형인 철로 형성될 수 있다. 2차 부분(139a, 139b)은 길이를 따라 실질적으로 분배되는 자기적으로 비-결합되는(금속이 없어서) 낮은 또는 두드러지지 않은 부분(non-salient portion)(172)과 자기적으로 결합되는(강자성이 존재하여) 두드러진 부분(salient portion)(170)으로 구성된다. 두드러진 부분(170)과 두드러지지 않은 부분(172)은 1차 부분(137)에서 치형부(156)와 거의 동일한 높이를 가진다. 한 실시예에서, 두드러지지 않은 부분(172)은 치형부(예컨대, 가로대(rung)를 가진 사다리와 비슷한 형태)로서 두드러진 부분(170)을 형성하기 위해 내부에 펀칭되거나 또는 절단된 복수의 슬롯으로서 형성된다. 치형부(170)는 추력 리플을 방지하기 위하여 종래 기술에서 잘 이해되는 것과 같이 통상적인 방법으로 1차 부분(137)의 치형부(156)와 극들이 정렬되는 것을 피하기 위해 공간을 가진다. 한 실시예에서, 돌출 치형부(172)는 1차 부분(137)의 치형부(156)의 길이의 5/6만큼의 간격에서 2차 부분(139a, 139b)의 길이를 따라 선형으로 간격을 가지지만, 그 밖의 다수의 간격도 가능하다.

도 6B 및 6C는 2-면의 1차 부분(137)의 치형부(156)가 각도를 이루거나 비스듬하게 배열될 수 있거나 혹은 이와 마찬가지로 2차 부분(139a, 139b)의 치형부(170)가 1차 부분(137)에 대해 각도를 이룰 수 있는 한 변형예를 예시한다. 2차 부분(139a, 139b) 또는 1차 부분(137)의 치형부는 PM 선형 모터(135)에서 추력 리플을 향상시키기 위해 비스듬하게 배열될 수 있다. 도 3의 실시예에 대해 도시되었지만, 상기 변형예는 위에서 언급한 도 3, 4, 및 5A-C의 각각의 실시예들에도 적용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어 "각도를 이룬(angled)"은, 1차 부분(137)의 상호작동에 의해 생성된 2차 부분 상에서 추력 방향에 대해 수직인 평면으로부터 일정 각도(α)만큼 회전되는 것을 의미한다. 1차 부분 치형부(156)를 위한 각도(α)는, 1차 부분(137)과의 상호작동에 의해 생성된 2차 부분(139a 및 139b) 상에서 추력 방향에 대해 수직인 평면으로부터, 약 -60° 내지 약 60°의 범위에 있을 수 있는 각도이다. 치형부(170) 또는 1차 부분(137)의 배열 또는 치형부는 비스듬하게 배열된다.

이제, 도 7A-7C를 보면, 2차 부분 구조물(139a 및 139b)의 또 다른 실시예가 도시된다. 한 실시예에서, 2차 부분(139a, 139b)은 단순한 부분의 자성 재료, 예컨대, 위에서 기술한 것과 같이, 형태가 실질적으로 직사각형인 철로 형성될 수 있다. 2차 부분(139a, 139b)은 길이를 따라 실질적으로 분배되는 자기적으로 비-결합되는(비-돌출) 부분(172)과 자기적으로 결합되는 또는 두드러진 부분(170)으로 구성된다. 다시 말하면, 자기적으로 결합되는 두드러진 부분(170)과 자기적으로 비-결합되는 두드러지지 않은 부분(172)은 1차 부분(137)에서 치형부(156)와 거의 동일한 높이를 가진다. 한 실시예에서, 2차 부분(139a, 139b)은 길이를 따라 금속 내로 가압되거나 스탬핑되는 복수의 주름부(corrugation)들로 형성되며, 자기적으로 결합되는 두드러진 부분(170)은 치형부(예컨대, 1차 부분에 근접한 범프)로 형성하고 비-결합되는 두드러지지 않은 부분(172)들은 오목부(금속이 1차 부분의 자석으로부터 충분히 멀리 위치되어 결합되지 않는)로 형성한다. 마찬가지로, 치형부(170)는 종래 기술에서 쉽게 이해할 수 있는 통상적인 방법으로 1차 부분(137)의 치형부(156)의 간격의 5/6만큼의 간격을 가진다.

또한, 도 7C는 추력 리플을 줄이기 위해 사용될 수 있는 또 다른 변형예를 예시한다. 한 실시예에서, 2-면의 1차 부분(137)의 치형부(156)는 도 6C에 대해 위에서 기술된 것과 같이 각도를 이루거나 비스듬할 수 있는데, 이는 1차 부분(137)의 상호작동에 의해 생성된 2차 부분 상에서 추력 방향에 대해 수직인 평면으로부터 일정 각도(α)만큼 회전되는 것을 의미한다. 도면에서 기술된 것과 같이 또 다른 실시예에서, 2차 부분(170)의 두드러진 부분 또는 "오목부(dimple)"는 각도(β)로 예시된 것과 같이 에지(edge)에서 챔퍼링되거나(chamfered) 둥글게 형성될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어 "각도를 이룬"은, 2차 부분(139a, 139b)의 치형부(170)의 면들의 평면으로부터 일정 각도(β)만큼 회전되는 것을 의미한다. 따라서, 치형부(156)의 배열방향 또는 형태 및 특징들은 PM 선형 모터(135)에 삽입된 추력 리플을 조절하도록 형성될 수 있다.

하드웨어 아키텍처의 측면에서, 이러한 컴퓨팅 장치는 프로세서, 메모리, 및 로컬 인터페이스에 의해 통신 결합된 하나 이상의 입력 및/또는 출력(I/O) 장치 인터페이스(들)을 포함할 수 있다. 로컬 인터페이스는, 예를 들어, 이들에만 제한되지는 않지만, 하나 이상의 버스 및/또는 그 밖의 유선 또는 무선 연결을 포함할 수 있다. 로컬 인터페이스는 단순성을 위해 생략되는 추가적인 요소, 가령, 컨트롤러, 버퍼(캐시), 드라이버, 리피터, 및 통신을 가능하게 하는 리시버를 가질 수 있다. 또한, 로컬 인터페이스는 어드레스, 컨트롤, 및/또는 위에서 언급된 구성요소들 중에서 적절하게 통신할 수 있게 하는 데이터 연결을 포함할 수 있다.

프로세서는 소프트웨어, 특히 메모리에 저장된 소프트웨어를 실행하기 위한 하드웨어 장치일 수 있다. 프로세서는 맞춤식 또는 상업용으로 구매가능한 프로세서, 중앙처리유닛(CPU), 컴퓨팅 장치에 연결된 다수의 프로세서들 중에서 보조 프로세서, 반도체-기반의 마이크로프로세서(마이크로칩 또는 칩셋 형태의), 또는 일반적으로는 소프트웨어 명령을 실행하기 위한 임의의 장치일 수 있다.

메모리는 휘발성 메모리 소자(예컨대, 랜덤 액세스 메모리(RAM, 가령, DRAM, SRAM, SDRAM, VRAM 등)) 및/또는 비휘발성 메모리 소자(예컨대, ROM, 하드 드라이브, 테이프, CD-ROM 등) 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 게다가, 메모리는 전자, 자기, 광학, 및/또는 그 밖의 타입의 저장 매체와 일체형으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리는 다양한 구성요소들이 서로 멀리 떨어져 위치되지만 프로세서에 의해 접근될 수 있는 분산형 아키텍처를 가질 수 있다는 점에 유의해야 한다.

메모리 내의 소프트웨어는 하나 이상의 개별 프로그램을 포함할 수 있는데, 이들 각각은 로컬 기능을 구현하기 위한 실행 명령들의 리스트를 포함한다. 소프트웨어로서 실시되는 시스템 구성요소는 소스 프로그램, 실행 프로그램(오브젝트 코드), 스크립트, 또는 수행되어야 하는 명령 세트를 포함하는 그 밖의 임의의 프로그램으로 고려될 수 있다. 소스 프로그램으로 구성될 때, 프로그램은 컴파일러, 어셈블러, 인터프리터 등에 의해 번역되며, 이들은 메모리 내에 포함되거나 포함되지 않을 수도 있다.

본 명세서에 사용되는 용어들은 오직 특징 실시예들을 기술하기 위하여 사용되는 것이지 본 발명에 사용된 용어들에만 제한하려는 것이다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 단수 형태인 "하나" 등은, 그 외에 달리 지시되지 않는 한, 복수의 형태를 포함하는 것으로 이해해야 된다. 또한, 본 명세서에 사용되는, 용어 "포함하다" 및/또는 "포함하는"은 특정의 특징, 정수, 단계, 공정, 요소, 및/또는 구성요소들을 가리키는 것이며, 하나 이상의 그 밖의 특징, 정수, 단계, 공정, 요소, 구송요소, 및/또는 이들의 그룹들을 추가하는 것을 배제하여서는 안 된다는 사실을 이해해야 할 것이다.

이에 상응하는 구성, 재료, 작동, 및 모든 수단 또는 단계들 뿐만 아니라 하기 청구범위에 있는 기능 요소들은, 청구되고 있는 그 밖의 청구 요소들과 조합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구성, 재료, 또는 작동 방법을 포함하기 위한 것이다. 본 발명을 기술한 설명 내용은 오직 예시하기 위한 것이지, 본 명세서에 기술된 형태에 제한하거나 한정하기 위한 것이 아니다. 통상의 기술자에게는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 다수의 변형예 및 개선예들이 가능하다는 것이 자명할 것이다. 본 발명의 원리 및 발명의 실제 적용 방법을 설명하기 위하여, 특정 실시예가 선택되고 기술되었으며, 통상의 기술자들은 다양한 변형예들과 함께 다양한 실시예들이 특정 방법에 적합하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

2차 부분을 구동하기 위한 스위치형 플럭스 선형 모터에 있어서, 상기 선형 모터는:
코어의 제1 면에 제1 면 표면을 가진 자기-침투성 코어, 제1 면에 복수의 슬롯을 형성하는 복수의 치형부, 및 각각의 제1 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극을 형성하는 세그먼트를 가지도록 감겨진 복수의 다상 감김부를 포함하는 1차 부분;
복수의 다상 감김부가 다상 공급원에 의해 여기될 때 1차 부분이 2차 부분에 힘을 제공하게 하도록 구성되고 반대 극성을 가진 영구자석 쌍; 및
제1 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 수동형 강자성 2차 부분을 포함하되, 상기 수동형 강자성 2차 부분은 1차 부분에 대해 이동가능한 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제1항에 있어서, 제1 면의 맞은편에 코어의 제2 면에 제2 면 표면을 추가로 포함하되, 제2 면 표면은 제2 면에 제2 복수의 슬롯을 형성하는 제2 복수의 치형부, 및 각각의 제2 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극을 형성하는 세그먼트를 가지도록 감겨진 제2 복수의 다상 감김부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제2항에 있어서, 제1 강자성 2차 부분에 무관하게 코어에 대해 이동 가능하며 제2 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 제2 수동형 강자성 2차 부분을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제3항에 있어서, 제1 극성의 다상 감김부와 제2 극성의 다상 감김부는 제1의 2차 부분과 제2의 2차 부분이 서로 반대 방향으로 이동되게 하도록 배열되고 여기되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제3항에 있어서,
코어의 제1 면에서 감김부는, 제1 면으로부터 바라보았을 때에는 감김부가 제2 면에서 가지는 상호적인 상 관계와 서로 동일한 상호적인 상 관계를 가지도록 감겨지며, 제2 면으로부터 바라보았을 때에는 상기 2차 부분들이 서로 반대 방향으로 구동되게 하도록 감겨지는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제3항에 있어서, 제1 면에서 감김부는, 상부로부터 바라보았을 때, 제2 면에서 감김부로부터 상이 반대가 되어 2차 부분들이 서로 반대 방향으로 구동되게 하도록 감겨지는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제3항에 있어서, 추가로:
전류의 상 관계에 따라 두 방향 중 한 방향으로 각각의 2차 부분을 선택적으로 구동하기 위하여, 제1 복수의 다상 감김부와 제2 세트의 다상 감김부 중 하나 이상의 감김부에 전류를 공급하기 위한 선형 모터 드라이브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 선형 모터.
제1항에 있어서, 추가로:
전류의 상 관계에 따라 두 방향 중 한 방향으로 2차 부분을 선택적으로 구동하기 위하여, 제1 면 표면의 슬롯에서 적어도 감김부에 전류를 공급하기 위한 선형 모터 드라이브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제1항에 있어서,
제1 복수의 다상 감김부는 제1 면과 제2 면에 자극을 제공하여 2차 부분들이 서로 반대 방향으로 구동되게 하도록 감겨지며, 제1 면의 자극은 제2 면의 자극의 극성과 반대 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제1항에 있어서, 영구자석 쌍은, 닫힌 슬롯을 형성하며 강자성 코어로부터 원위 위치에 있는 치형부의 한 단부에 배열되거나, 길이를 따라 자화되고 강자성 코어에 배열되거나, 폭을 따라 자화되고 강자성 코어에 배열되거나, 둘러싸고 있는 감김부를 가진 치형부의 두 부분 사이에 교대로 배열되는 것 중 하나 이상의 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제1항에 있어서, 수동형 강자성 2차 부분은 2차 부분의 길이의 적어도 한 부분을 따라 실질적으로 균일하게 분배된 두드러지지 않은 부분들과 두드러진 부분들로 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제11항에 있어서, 두드러지지 않은 부분들은 강자성 재료를 제거하거나 펀칭함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제11항에 있어서, 두드러진 부분들은 1차 부분의 치형부의 피치와 상이한 피치에 위치되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제11항에 있어서, 두드러진 부분들은 1차 부분에 의해 2차 부분에 제공되는 힘에 수직인 각도로 배열되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제11항에 있어서, 두드러진 부분들은 1차 부분에 의해 2차 부분에 제공되는 힘에 대해 수직보다 작은 각도로 배열되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제11항에 있어서, 두드러진 부분들과 두드러지지 않은 부분들은 강자성 재료 내의 주름부들을 가압하고 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제16항에 있어서, 주름부들은 주름부들의 깊이(D)가 두드러진 부분들과 1차 부분 사이의 간격의 적어도 2.5배가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제16항에 있어서, 두드러진 부분들은 두드러진 부분의 한 면에 대해 각을 이룬 각진 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 하중은 서로 인접한 도어인 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제19항에 있어서, 도어는 엘리베이터 도어인 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
제12항에 있어서, 1차 부분은 엘리베이터 카에 배열되고 도어는 한 쌍의 중앙-개방식 이중 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치형 플럭스 선형 모터.
이중-면 스위치형 플럭스 선형 모터 도어 오퍼레이터에 있어서, 상기 오퍼레이터는:
코어의 제1 면에 제1 면 표면을 가지고 제1면에 맞은편에 있는 코어의 제2 면에 제2 면 표면을 가진 자기-침투성 코어, 각각의 표면에 형성된 복수의 슬롯을 형성하는 복수의 치형부, 및 각각의 제1 및 제2 면 표면에서 슬롯 내에 복수의 자극을 형성하는 세그먼트를 가지도록 감겨진 복수의 다상 감김부;
자기 플럭스를 자기-침투성 코어에 안내하도록 구성되며 반대 극성을 가진 영구자석 쌍; 및
코어에 대해 이동 가능하고 제1 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 제1 수동형 강자성 2차 부분;
제1 전도성 2차 부분에 무관하게, 코어에 대해 이동 가능하고 제2 면 표면에 인접하지만 이격되어 배열된 제2 수동형 강자성 2차 부분;
각각이 2차 부분 중 하나에 고정된 한 쌍의 엘리베이터 도어를 포함하되, 엘리베이터 도어는 2차 부분에 의해 서로 반대 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 이중-면 스위치형 플럭스 선형 모터 도어 오퍼레이터.
제22항에 있어서, 코어는 엘리베이터 카에 배열되고 도어는 한 쌍의 중앙-개방식 이중 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중-면 스위치형 플럭스 선형 모터 도어 오퍼레이터.