KR20190133088A - 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연쇄 트랙에 구비되는 복수 개의 폐쇄형 트랙이 상호 인접함에 따라 서로 다른 방향의 트랙전류를 통한 자속의 상쇄로 전압이 발생하지 않는 분기영역에서도 그 분기영역을 이송하는 마그네틱 커플러에 무선전력이 끊김없이 생성되도록 하는 기술로서, 폐쇄형 트랙을 이송하는 과정에서 각각 독립적으로 무선전력이 발생하는 마그네틱 커플러를 분리형으로 복수 개 구비함에 따라 그 복수 개의 마그네틱 커플러 중 어느 하나가 분기영역에 정위치하는 경우에도 나머지 마그네틱 커플러에 무선전력이 발생하도록 하는 기술이다. 본 발명에 따르면, 독립적으로 무선전력을 발생시키는 복수 개의 마그네틱 커플러를 구비함에 따라 상호 연접한 복수 개의 폐쇄형 트랙에 흘려주는 전류의 방향과 무관하게 해당 마그네틱 커플러에 지속적으로 무선전력이 발생하도록 하는 장점이 있다.
Description
본 발명은 연쇄 트랙에 구비되는 복수 개의 폐쇄형 트랙이 상호 인접함에 따라 서로 다른 방향의 트랙전류를 통한 자속의 상쇄로 전압이 발생하지 않는 분기영역에서도 그 분기영역을 이송하는 마그네틱 커플러에 무선전력이 끊김없이 생성되도록 하는 기술에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 폐쇄형 트랙을 이송하는 과정에서 각각 독립적으로 무선전력이 발생하는 마그네틱 커플러를 분리형으로 복수 개 구비함에 따라 그 복수 개의 마그네틱 커플러 중 어느 하나가 분기영역에 정위치하는 경우에도 나머지 마그네틱 커플러에 무선전력이 발생하도록 하는 기술이다
[도 1]은 마그네틱 커플러를 위한 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 연쇄 트랙을 도시한 예시도이고 [도 2]는 [도 1]의 이송대차에 구동전력을 공급하는 일반적인 마그네틱 커플러가 연쇄 트랙에 설치된 상태를 나타낸 예시도이다.
[도 1]과 [도 2]에서와 같이, 마그네틱 커플러(30)는 이송레일(20)을 따라 이송한다. 여기서, 이송레일(20)의 길이방향을 따라 이송레일(20)에 배치되는 마그네틱 커플러(30)가 폐쇄형 트랙(11,12)으로부터 무선전력을 생성한다.
여기서, 이송대차(미도시)는 마그네틱 커플러(30)로부터 구동전력을 제공받아 움직인다. 그리고, 마그네틱 커플러(30)는 이동대차의 움직임에 연동하여 움직이도록 구성될 수 있다.
한편, 연쇄 트랙(10)에는 [도 1]에서와 같이 하나의 폐쇄형 트랙(11)에 흐르는 전류의 방향과 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)에 흐르는 전류의 방향에 의해 생성되는 각각의 자기장이 상호 상쇄될 수 있는 분기영역(60)이 발생된다.
이와 같은 분기영역(60)에서는 자속에 의한 유도전류의 발생이 일어나지 않아 그 유도전류에 의한 무선전력도 발생하지 않게 된다.
[도 3]은 [도 2]로부터 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 결합사시도 및 분리사시도이고, [도 4]는 [도 3]의 마그네틱 커플러를 도시한 측면도이다.
[도 3]과 [도 4]를 참조하면, 마그네틱 커플러(30)의 상부 플레이트(31)와 하부 플레이트(32) 사이에 배치된 상태로 자신의 표면에 복수 회 와이어를 감고 있는 코어(33)에 유도전류가 발생함에 따라 결국 마그네틱 커플러(30)에 무선전력이 발생하게 된다.
즉, 마그네틱 커플러(30)가 복수 개의 폐쇄형 트랙(11,12)이 연접하여 배치되는 연쇄 트랙(10)의 길이 방향을 따라 이동하면 연쇄 트랙(10)으로부터 발생하는 자기장에 의해 코어(33)의 권선 와이어에 유도전류가 발생하는 것이다.
그런데, 연쇄 트랙(10)의 이송레일(20)을 따라 움직이는 마그네틱 커플러(30)가 이동하는 중 하나의 폐쇄형 트랙(11)과 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)이 연접하는 분기영역(60)에서 [도 1]과 [도 2]에서와 같이 자기장의 상쇄가 발생하여 마그네틱 커플러(30)에 무선전력이 발생하지 않는다.
그 결과, 그 분기영역(60)에 마그네틱 커플러(30)가 위치하는 경우 이송대차도 구동전력을 공급받지 못해 정지하는 문제가 생긴다. 이와 같은 현상은 아래의 [도 5]와 [도 6]을 통해 살펴본다.
[도 5]는 [도 2]를 위에서 바라 본 개략적인 평면도이고, [도 6]은 [도 5]의 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 구동전력을 공급하는 전원공급부를 도시한 예시도이다.
[도 5]의 (a)는 마그네틱 커플러(30)의 정중앙부가 분기영역의 정중앙으로부터 좌측으로 벗어난 상태이기 때문에 분기영역(60)을 기준으로 하나의 폐쇄형 트랙(11)과 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)이 상호 대칭되는 영역, 즉 해당 영역의 마그네틱 커플러(30)에서 무선전력이 발생되지 않는다.
그 결과, [도 5]의 (a) 상태에서는 좌측의 폐쇄형 트랙(11) 상부에 위치하는 마그네틱 커플러(30)의 대략 40% 정도의 길이에 대응하는 폐쇄형 트랙(11)에서 발생하는 자기장을 통해서 마그네틱 커플러(30)에서의 무선전력이 발생한다.
결국, [도 5]의 (a) 상태에서는 마그네틱 커플러(30)가 자신의 40% 정도의 무선전력 생산능력을 갖게 된다.
한편, [도 5]의 (b)는 마그네틱 커플러(30)의 정중앙부가 분기영역의 정중앙에 위치하기 때문에 [도 5]의 (b) 상태에서의 마그네틱 커플러(30)는 분기영역(60)을 기준으로 하나의 폐쇄형 트랙(11)과 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)이 상호 대칭되는 영역에만 위치한다.
그 결과, [도 5]의 (b) 상태에서의 마그네틱 커플러(30)는 무선전력의 생산능력이 없다.
[도 5]의 (b) 상태에서와 같이, 마그네틱 커플러(30)에 무선전력을 발생하지 않게 되면, 마그네틱 커플러(30)로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 구동전력을 공급하는 전원공급부(50)는 마그네틱 커플러(30)로부터 무선전력을 제공받지 못하므로 이송대차에도 구동전력을 공급하지 못하게 된다.
그리고, 넓은 공간에 마련되는 연쇄 트랙(10)은 여러 개의 폐쇄형 트랙이 연결되기 때문에 그 폐쇄형 트랙 간의 분기영역도 여러곳에 형성된다.
그러므로, 마그네틱 커플러(30)의 이동 중에 마그네틱 커플러(30)에 무선전력이 발생하지 않는 위치는 여러곳이 된다.
그 결과, 이송레일(20)을 따라 이동하는 마그네틱 커플러(30)가 분기영역(60)을 빠르게 지나간다면 가속력에 의해 그 분기영역(60)을 문제없이 통과할 수도 있을 것이다.
그러나, 이송레일(20)을 따라 이동하는 마그네틱 커플러(30)는 이리저리 움직이다가 저속으로 움직이거나 정차하는 위치가 필연적으로 발생하는데, 그 저속으로 움직이거나 정차하는 위치가 [도 6]에서와 같이 분기영역(60)의 정중앙 위치하는 경우 그 마그네틱 커플러(30)에 무선전력이 발생하지 않게 되어 결국 마그네틱 커플러(30)와 해당 이송대차는 [도 6]과 같은 위치에서 움직일 수 없게 되는 문제가 있다.
한편, [도 1]에서와 같이 서로 다른 폐쇄형 트랙(11,12)을 인접 배치하여 연쇄 트랙(10)을 형성한 후 각 폐쇄형 트랙(11,12)에 흘려주는 전류의 방향도 [도 1]에서와 같이 분기영역(60)에서 같은 방향으로 흐르도록 설정해야 한다.
그런데, 대단위의 연쇄 트랙(10)을 설치할 때 이와 같이 각 폐쇄형 트랙(11,12)에 흘려주는 전류의 방향을 설정하는 소위 '트랙전류 동기화'도 오류가 많이 발생한다는 문제가 있다.
다른 한편, [도 3]과 [도 4]의 도면부호 41,42는 각각 마그네틱 커플러(30)를 이송레일(20)에 장착할 때 마그네틱 커플러(30)와 이송레일(20)을 인터페이스하는 상부 케이스와 하부 케이스를 나타낸다.
그리고, [도 6]은 도면부호 51은 마그네틱 커플러(30)로부터 무선전력을 제공받는 파워팩을 나타내고, 도면부호 52는 파워팩으로부터 제공받는 전력을 기초하여 이송대차에 구동전력을 공급하는 출력 저장부를 나타내고, 도면부호 53은 파워팩의 동작을 제어하는 DSP 컨트롤러를 나타낸다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 연쇄 트랙에 구비되는 복수 개의 폐쇄형 트랙 간에 발생하는 분기영역에서도 연쇄 트랙을 따라 이동하는 마그네틱 커플러에 끊김없이 지속적으로 무선전력이 발생하도록 하는 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 분기영역을 기준으로 상호 연접한 복수 개의 폐쇄형 트랙에 흘려주는 전류의 방향과 무관하게 마그네틱 커플러에 지속적으로 무선전력이 발생하도록 하는 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 연쇄 트랙을 따라 이동하면서 연쇄 트랙을 따라 이동하는 이송대차에 전원을 공급하도록 연쇄 트랙으로부터 발생하는 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치로서, 연쇄 트랙의 자기장으로부터 무선전력을 생성하도록 연쇄 트랙을 따라 이동하는 제 1 마그네틱 커플러; 제 1 마그네틱 커플러와 독립하여 연쇄 트랙의 자기장으로부터 무선전력을 생성하도록 제 1 마그네틱 커플러와 소정거리 이격된 상태로 제 1 마그네틱 커플러와 함께 연쇄 트랙을 따라 이동하며 복수 개의 폐쇄형 트랙 중 상호 인접하는 하나의 폐쇄형 트랙과 다른 하나의 폐쇄형 트랙에 의해 자기장의 상쇄가 발생하는 분기영역을 제 1 마그네틱 커플러와 교번하여 통과하는 제 2 마그네틱 커플러; 제 1 마그네틱 커플러와 제 2 마그네틱 커플러로부터 공급되는 무선전력을 기반으로 이송대차에 구동전력을 공급하는 전원공급부;를 포함하여 구성된다.
그리고, 제 1 마그네틱 커플러는, 주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 연쇄 트랙의 중앙 빈공간에 배치되는 제 1 코어; 제 1 코어의 상부와 하부 중 적어도 하나이상의 위치에 배치되는 하나이상의 제 1 플레이트;를 포함하여 구성되고, 제 2 마그네틱 커플러는, 주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 연쇄 트랙의 중앙 빈공간에 배치되는 제 2 코어; 제 2 코어의 상부와 하부 중 적어도 하나이상의 위치에 배치되는 하나이상의 제 2 플레이트;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 전원공급부는, 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 제 1 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받는 제 1 파워팩; 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 제 2 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받는 제 2 파워팩; 제 1 파워팩과 제 2 파워팩으로부터 제공되는 전력을 수집하여 이송대차에 제공하는 출력 저장부;를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 제 1 파워팩은 제 1 마그네틱 커플러로부터 제공받은 AC 전류를 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 출력 저장부에 제공하도록 구성되고, 제 2 파워팩은 제 2 마그네틱 커플러로부터 제공받은 AC 전류를 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 출력 저장부에 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 연쇄 트랙에 구비되는 복수 개의 폐쇄형 트랙 간의 분기영역에서 연쇄 트랙을 따라 이동하는 마그네틱 커플러에 무선전력이 발생하는 루트를 이중화함에 따라 그 마그네틱 커플러와 분기영역 간의 위치에 무관하게 무선전력이 끊김없이 지속적으로 발생하도록 하는 장점을 나타낸다.
또한, 본 발명은 독립적으로 무선전력을 발생시키는 복수 개의 마그네틱 커플러를 구비함에 따라 상호 연접한 복수 개의 폐쇄형 트랙에 흘려주는 전류의 방향과 무관하게 해당 마그네틱 커플러에 지속적으로 무선전력이 발생하도록 하는 장점을 나타낸다.
[도 1]은 마그네틱 커플러를 위한 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 하나의 연쇄 트랙을 도시한 예시도,
[도 2]는 [도 1]의 이송대차에 구동전력을 공급하는 일반적인 마그네틱 커플러가 연쇄 트랙에 설치된 상태를 나타낸 예시도,
[도 3]은 [도 2]로부터 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 결합사시도 및 분리사시도,
[도 4]는 [도 3]의 마그네틱 커플러를 도시한 측면도,
[도 5]는 [도 2]를 위에서 바라 본 개략적인 평면도,
[도 6]은 [도 5]의 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 구동전력을 공급하는 전원공급부를 도시한 예시도,
[도 7]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송대차용 분리형 커플러 장치가 [도 1]의 연쇄 트랙에 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 8]은 [도 7]로부터 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송대차용 분리형 커플러 장치를 발췌하여 도시한 결합사시도 및 분리사시도,
[도 9]는 [도 8]의 이송대차용 분리형 커플러 장치를 도시한 측면도,
[도 10]은 [도 7]을 위에서 바라 본 개략적인 평면도,
[도 11]은 [도 10]의 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 전원을 공급하는 전원공급부를 도시한 예시도,
[도 12]는 마그네틱 커플러를 위한 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 다른 하나의 연쇄 트랙을 도시한 다른 예시도,
[도 13]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러가 [도 12]의 연쇄 트랙에 설치된 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 14]는 [도 13]으로부터 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 사시도 및 그 사시도에 E코어 케이스가 장착된 상태의 예시도,
[도 15]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러가 [도 12]의 연쇄 트랙에 설치된 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 16]은 [도 15]로부터 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 사시도 및 그 사시도에 평판코어 케이스가 장착된 상태의 예시도이다.
[도 2]는 [도 1]의 이송대차에 구동전력을 공급하는 일반적인 마그네틱 커플러가 연쇄 트랙에 설치된 상태를 나타낸 예시도,
[도 3]은 [도 2]로부터 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 결합사시도 및 분리사시도,
[도 4]는 [도 3]의 마그네틱 커플러를 도시한 측면도,
[도 5]는 [도 2]를 위에서 바라 본 개략적인 평면도,
[도 6]은 [도 5]의 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 구동전력을 공급하는 전원공급부를 도시한 예시도,
[도 7]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송대차용 분리형 커플러 장치가 [도 1]의 연쇄 트랙에 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 8]은 [도 7]로부터 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송대차용 분리형 커플러 장치를 발췌하여 도시한 결합사시도 및 분리사시도,
[도 9]는 [도 8]의 이송대차용 분리형 커플러 장치를 도시한 측면도,
[도 10]은 [도 7]을 위에서 바라 본 개략적인 평면도,
[도 11]은 [도 10]의 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 전원을 공급하는 전원공급부를 도시한 예시도,
[도 12]는 마그네틱 커플러를 위한 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 다른 하나의 연쇄 트랙을 도시한 다른 예시도,
[도 13]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러가 [도 12]의 연쇄 트랙에 설치된 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 14]는 [도 13]으로부터 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 사시도 및 그 사시도에 E코어 케이스가 장착된 상태의 예시도,
[도 15]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러가 [도 12]의 연쇄 트랙에 설치된 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 16]은 [도 15]로부터 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 사시도 및 그 사시도에 평판코어 케이스가 장착된 상태의 예시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[도 1]은 마그네틱 커플러를 위한 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 연쇄 트랙을 도시한 예시도이고, [도 7]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송대차용 분리형 커플러 장치가 [도 1]의 연쇄 트랙에 설치된 상태를 도시한 예시도이고, [도 8]은 [도 7]로부터 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송대차용 분리형 커플러 장치를 발췌하여 도시한 결합사시도 및 분리사시도이고, [도 9]는 [도 8]의 이송대차용 분리형 커플러 장치를 도시한 측면도이다.
먼저, [도 1]과 [도 7]을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예는 복수 개의 폐쇄형 트랙(11,12)이 연접하여 이루는 연쇄 트랙(10)을 따라 이동하면서 연쇄 트랙(10)을 따라 이동하는 이송대차(미도시)에 전원을 공급하도록 연쇄 트랙(10)으로부터 발생하는 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치(100)로서, 제 1 마그네틱 커플러(110), 제 2 마그네틱 커플러(120), 전원공급부(130), 상부 케이스(141), 하부 케이스(142)를 포함하여 구성된다.
제 1 마그네틱 커플러(110)는 [도 7]에서 보는 바와 같이, 연쇄 트랙(10)의 자기장으로부터 무선전력을 생성하도록 연쇄 트랙(10)을 따라 이동하도록 구성된다.
제 2 마그네틱 커플러(120)는 [도 7]에서와 같이, 제 1 마그네틱 커플러(110)와 독립하여 연쇄 트랙(10)의 자기장으로부터 무선전력을 생성하도록 제 1 마그네틱 커플러(110)와 소정거리 이격된 상태로 제 1 마그네틱 커플러(110)와 함께 연쇄 트랙을 따라 이동하도록 구성된다.
그리고, 제 2 마그네틱 커플러(120)는 [도 1]과 [도 7]에서와 같이, 복수 개의 폐쇄형 트랙(11,12) 중 상호 인접하는 하나의 폐쇄형 트랙(11)과 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)에 의해 자기장의 상쇄가 발생하는 분기영역(60)을 제 1 마그네틱 커플러(110)와 교번하여 통과하도록 구성된다.
이처럼, 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120)가 상호 교번하여 분기영역(60)을 통과하도록 분리형으로 구성됨에 따라 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120) 중 어느하나가 분기영역(60)의 정중앙에 위치됨에 따라 무선전력이 발생하지 않을 경우 분기영역(60)으로부터 벗어나 위치한 나머지가 무선전력을 발생시킨다.
결국, 전원공급부(130)는 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120)로부터 공급되는 무선전력을 기반으로 이송대차에 구동전력을 공급하기 때문에 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120) 중 적어도 하나이상으로부터 끊김없이 지속적으로 전력을 공급받을 수 있다.
여기서, '분기영역(60)'이란 [도 1]에서와 같이 하나의 폐쇄형 트랙(11)에 흐르는 전류의 방향과 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)에 흐르는 전류의 방향에 의해 생성되는 각각의 자기장이 상호 상쇄되는 방향으로 형성되는 무자속 영역을 의미한다.
즉, 이런한 분기영역의 정중앙에 제 1,2 마그네틱 커플러(110,120) 중 어느하나의 마그네틱 커플러가 위치하는 경우 해당 마그네틱 커플러에 무선전력이 발생하지 않게 된다.
한편, [도 8]과 [도 9]에서와 같이 제 1 마그네틱 커플러(110)는, 주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간에 배치되는 제 1 코어(111)와, 제 1 코어(111)의 상부와 하부 중 적어도 하나이상의 위치에 배치되는 하나이상의 제 1 플레이트(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 제 2 마그네틱 커플러(120)는, 주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간에 배치되는 제 2 코어(121)와, 제 2 코어(121)의 상부와 하부 중 적어도 하나이상의 위치에 배치되는 하나이상의 제 2 플레이트(122)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마그네틱 커플러(110)는, 바람직하게는 [도 8]과 [도 9]에서와 같이, 연쇄 트랙(10)의 상부에 배치되는 제 1 상부 플레이트(112a)와, 제 1 상부 플레이트(112a)의 연직하부에 대응하는 연쇄 트랙(10)의 하부에 배치되는 제 1 하부 플레이트(112b)와, 주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간을 상하방향으로 관통하여 제 1 상부 플레이트(112a)의 하면과 제 1 하부 플레이트(112b)의 상면을 연결하는 제 1 코어(111)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 마그네틱 커플러(120)는, 바람직하게는 제 1 실시예의 제 1 마그네틱 커플러(110)와 같이, 연쇄 트랙(10)의 상부에 제 1 상부 플레이트(112a)와 수평으로 배치되는 제 2 상부 플레이트(122a)와, 제 2 상부 플레이트(122a)의 연직하부에 대응하는 연쇄 트랙(10)의 하부에 제 1 하부 플레이트(112b)와 수평으로 배치되는 제 2 하부 플레이트(122b)와, 주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간을 상하방향으로 관통하여 제 2 상부 플레이트(122a)의 하면과 제 2 하부 플레이트(122b)의 상면을 연결하는 제 2 코어(121)를 포함하여 구성될 수 있다.
다른 한편, 상부 케이스(141)는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이, 제 1 상부 플레이트(112a)와 제 2 상부 플레이트(122a)의 상면에 배치되어 제 1 상부 플레이트(112a)와 제 2 상부 플레이트(12a)를 일체로 연결한다.
그리고, 하부 케이스(142)는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이, 제 1 하부 플레이트(112b)와 제 2 하부 플레이트(122b) 하면에 배치되어 제 1 하부 플레이트(112b)와 제 2 하부 플레이트(122b)를 일체로 연결한다.
이를 통해, 제 1 마그네틱 커플러(110), 제 2 마그네틱 커플러(120), 상부 케이스(141), 하부 케이스(142)가 [도 8]의 (a)에서와 같이 일체로 연결될 수 있다.
[도 10]은 [도 7]을 위에서 바라 본 개략적인 평면도이고, [도 11]은 [도 10]의 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받아 이송대차에 전원을 공급하는 전원공급부를 도시한 예시도이다.
[도 11]을 참조하면, 전원공급부(130)는, 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 제 1 마그네틱 커플러(110)로부터 무선전력을 제공받는 제 1 파워팩(131)과, 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 제 2 마그네틱 커플러(120)로부터 무선전력을 제공받는 제 2 파워팩(132)과, 제 1 파워팩(131)과 제 2 파워팩(132)으로부터 제공되는 전력을 수집하여 이송대차에 제공하는 출력 저장부(133)와, 제 1,2 파워팩(131,132) 및 출력 저장부(133)의 동작을 제어하는 DSP 컨트롤러(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
이처럼, 전원공급부(130)가 제 1 마그네틱 커플러(110)로부터 무선전력을 제공받는 제 1 파워팩(131)을 구비함과 아울러 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 제 2 마그네틱 커플러(120)로부터 무선전력을 제공받는 제 2 파워팩(132)을 구비함에 따라 파워팩의 이중화를 구현함으로써 하나의 파워팩이 고장난 경우에 다른 하나가 파워팩 기능을 끊김없이 연속하여 담당할 수 있다.
또한, 제 1 파워팩(131)은 제 1 마그네틱 커플러(110)로부터 제공받은 AC 전류를 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 출력 저장부(133)에 제공하고, 제 2 파워팩(132)은 제 2 마그네틱 커플러(120)로부터 제공받은 AC 전류를 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 출력 저장부(133)에 제공할 수 있다.
이처럼, 각각의 파워팩(131,132)이 각 마그네틱 커플러(110,120)로부터 제공받은 무선전력의 AC 전류를 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 출력 저장부(133)에 저장함에 따라 각 마그네틱 커플러(110,120)로부터 발생하는 무선전력들의 위상을 동기화하는 작업과정이 생략된다.
[도 1]과 [도 10]을 참조하면, 하나의 폐쇄형 트랙(11)에 흐르는 전류와 다른 하나의 폐쇄형 트랙(12)에 흐르는 전류에 의한 각 자기장의 상쇄가 일어나는 분기영역(60)이 발생된다.
예컨대, [도 10]의 (a)는 제 1 마그네틱 커플러(110)가 분기영역(60)의 정중앙에 위치함으로써 각 폐쇄형 트랙(11,12)의 전류에 의한 각 자기장이 상쇄됨으로써 제 1 마그네틱 커플러(110)에는 무선전력이 발생되지 않는다.
이 경우에도 제 2 마그네틱 커플러(120)는 분기영역(60)으로부터 벗어난 위치에 있기 때문에 하나의 폐쇄형 트랙(11)에 흐르는 전류에 의한 자속으로부터 무선전력이 발생된다.
그리고, [도 10]의 (b)는 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120)가 모두 분기영역(60)으로부터 벗어난 위치에 있기 때문에 각각의 폐쇄형 트랙(11,12)에 흐르는 전류에 의한 자속으로부터 각각의 독립된 무선전력이 발생된다.
이처럼, 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120)가 상호 교번하여 분기영역(60)을 통과하도록 분리형으로 구성됨에 따라 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120) 중 어느하나가 분기영역(60)의 정중앙에 위치됨에 따라 무선전력이 발생하지 않을 경우 분기영역(60)으로부터 벗어나 위치한 나머지가 무선전력을 발생시키게 된다.
그 결과, 분리형으로 이격 배치된 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120)가 연쇄 트랙(10)을 이동하는 동안에 제 1 마그네틱 커플러(110)와 제 2 마그네틱 커플러(120) 중 적어도 하나이상은 항상 무선전력을 발생시키게 된다.
[도 12]는 마그네틱 커플러를 위한 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 다른 하나의 연쇄 트랙을 도시한 다른 예시도이고, [도 13]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러가 [도 12]의 연쇄 트랙에 설치된 상태를 도시한 예시도이고, [도 14]는 [도 13]으로부터 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 사시도 및 그 사시도에 E코어 케이스가 장착된 상태의 예시도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 마그네틱 커플러(110')와 제 2 마그네틱 커플러(120')는 [도 12] 내지 [도 14]에서와 같이, 각각 그 단면의 형태가 'E' 형태로 구성될 수도 있다.
이를 위해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 마그네틱 커플러(110')는 [도 13]에서와 같이 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간에 제 1 코어(111')가 배치되고, 제 1 코어(111')의 상부에 그 단면이 'ㄷ' 자 형태인 제 1 플레이트(112')가 배치되어 전체의 단면이 'E' 형태가 되도록 구현할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 마그네틱 커플러(120')도 [도 13]에서와 같이 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간에 제 2 코어(121')가 배치되고, 제 2 코어(121')의 상부에 그 단면이 'ㄷ' 자 형태인 제 2 플레이트(122')가 배치되어 전체의 단면이 'E' 형태를 구현할 수도 있다.
한편, [도 13]에 표시된 제 1 마그네틱 커플러(110')와 제 2 마그네틱 커플러(120')가 외부에 노출된 상태로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편이를 위한 것이고 실제 현장에서는 [도 14]의 (b)에서와 같이 E코어 케이스(151)가 연결된 상태로 설치된다.
[도 15]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러가 [도 12]의 연쇄 트랙에 설치된 상태를 도시한 예시도이고, [도 16]은 [도 15]로부터 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1,2 마그네틱 커플러를 발췌하여 도시한 사시도 및 그 사시도에 평판코어 케이스가 장착된 상태의 예시도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 마그네틱 커플러(110")와 제 2 마그네틱 커플러(120")는 [도 15]와 [도 16]에서와 같이, 각각 그 단면의 형태가 평판 형태로 구성될 수도 있다.
이를 위해, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 마그네틱 커플러(110")는 [도 15]에서와 같이 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간에 제 1 코어(111")가 낮게 배치되고, 제 1 코어(111")의 상면에 그 단면이 평판 형태인 제 1 플레이트(112')가 배치되어 전체의 단면이 평판 형태가 되도록 구현할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 마그네틱 커플러(120")도 [도 15]에서와 같이 연쇄 트랙(10)의 중앙 빈공간에 제 2 코어(121")가 낮게 배치되고, 제 2 코어(121")의 상면에 그 단면이 평판 형태인 제 2 플레이트(122')가 배치되어 전체의 단면이 평판 형태가 되도록 구현할 수도 있다.
한편, [도 15]에 표시된 제 1 마그네틱 커플러(110")와 제 2 마그네틱 커플러(120")가 외부에 노출된 상태로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편이를 위한 것이고 실제 현장에서는 [도 16]의 (b)에서와 같이 평판 케이스(152)가 연결된 상태로 설치된다.
10 : 연쇄 트랙
11, 12 : 폐쇄형 트랙
20 : 이송레일
30 : 마그네틱 커플러
31 : 상부 플레이트
32 : 하부 플레이트
33 : 코어
41 : 상부 케이스
42 : 하부 케이스
50 : 전원공급부
51 : 파워팩
52 : 출력 저장부
53 : DSP 컨트롤러
60 : 분기영역
100 : 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분리형 커플러 장치
110, 110', 110" : 제 1 마그네틱 커플러
111, 111', 111" : 제 1 코어
112, 112', 112" : 제 1 플레이트
112a : 제 1 상부 플레이트
112b : 제 1 하부 플레이트
120, 120', 120" : 제 2 마그네틱 커플러
121, 121', 121" : 제 2 코어
122, 122', 122" : 제 2 플레이트
122a : 제 2 상부 플레이트
122b : 제 2 하부 플레이트
130 : 전원공급부
131 : 제 1 파워팩
132 : 제 2 파워팩
133 : 출력 저장부
134 : DSP 컨트롤러
141 : 상부 케이스
142 : 하부 케이스
151 : E코어 케이스
152 : 평판코어 케이스
11, 12 : 폐쇄형 트랙
20 : 이송레일
30 : 마그네틱 커플러
31 : 상부 플레이트
32 : 하부 플레이트
33 : 코어
41 : 상부 케이스
42 : 하부 케이스
50 : 전원공급부
51 : 파워팩
52 : 출력 저장부
53 : DSP 컨트롤러
60 : 분기영역
100 : 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분리형 커플러 장치
110, 110', 110" : 제 1 마그네틱 커플러
111, 111', 111" : 제 1 코어
112, 112', 112" : 제 1 플레이트
112a : 제 1 상부 플레이트
112b : 제 1 하부 플레이트
120, 120', 120" : 제 2 마그네틱 커플러
121, 121', 121" : 제 2 코어
122, 122', 122" : 제 2 플레이트
122a : 제 2 상부 플레이트
122b : 제 2 하부 플레이트
130 : 전원공급부
131 : 제 1 파워팩
132 : 제 2 파워팩
133 : 출력 저장부
134 : DSP 컨트롤러
141 : 상부 케이스
142 : 하부 케이스
151 : E코어 케이스
152 : 평판코어 케이스
Claims (4)
- 복수 개의 폐쇄형 트랙이 연접하여 이루는 연쇄 트랙을 따라 이동하면서 상기 연쇄 트랙을 따라 이동하는 이송대차에 전원을 공급하도록 상기 연쇄 트랙으로부터 발생하는 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치로서,
상기 연쇄 트랙의 자기장으로부터 무선전력을 생성하도록 상기 연쇄 트랙을 따라 이동하는 제 1 마그네틱 커플러(110);
상기 제 1 마그네틱 커플러와 독립하여 상기 연쇄 트랙의 자기장으로부터 무선전력을 생성하도록 상기 제 1 마그네틱 커플러와 소정거리 이격된 상태로 상기 제 1 마그네틱 커플러와 함께 상기 연쇄 트랙을 따라 이동하며 상기 복수 개의 폐쇄형 트랙 중 상호 인접하는 하나의 폐쇄형 트랙과 다른 하나의 폐쇄형 트랙에 의해 자기장의 상쇄가 발생하는 분기영역을 상기 제 1 마그네틱 커플러와 교번하여 통과하는 제 2 마그네틱 커플러(120);
상기 제 1 마그네틱 커플러와 상기 제 2 마그네틱 커플러로부터 공급되는 무선전력을 기반으로 상기 이송대차에 구동전력을 공급하는 전원공급부(130);
를 포함하여 구성되는 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 마그네틱 커플러(110)는,
주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 상기 연쇄 트랙의 중앙 빈공간에 배치되는 제 1 코어(111);
상기 제 1 코어의 상부와 하부 중 적어도 하나이상의 위치에 배치되는 하나이상의 제 1 플레이트(112);
를 포함하여 구성되고,
상기 제 2 마그네틱 커플러(120)는,
주변의 자기장 영향으로부터 유도전류를 생성하는 도선이 자신의 외표면에 복수 회 감긴 상태로 상기 연쇄 트랙의 중앙 빈공간에 배치되는 제 2 코어(121);
상기 제 2 코어의 상부와 하부 중 적어도 하나이상의 위치에 배치되는 하나이상의 제 2 플레이트(122);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 전원공급부(130)는,
상기 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 상기 제 1 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받는 제 1 파워팩(131);
상기 이송대차에 구동전력을 공급하기 위해 상기 제 2 마그네틱 커플러로부터 무선전력을 제공받는 제 2 파워팩(132);
상기 제 1 파워팩과 상기 제 2 파워팩으로부터 제공되는 전력을 수집하여 상기 이송대차에 제공하는 출력 저장부(133);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 제 1 파워팩(131)은 상기 제 1 마그네틱 커플러로부터 제공받은 AC 전류를 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 상기 출력 저장부에 제공하고,
상기 제 2 파워팩(132)은 상기 제 2 마그네틱 커플러로부터 제공받은 AC 전류를 상기 특정 전압의 DC 전류로 변환하여 상기 출력 저장부에 제공하는 것을 특징으로 하는 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020180058034A KR102066194B1 (ko) | 2018-05-22 | 2018-05-22 | 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치 |
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| KR1020180058034A KR102066194B1 (ko) | 2018-05-22 | 2018-05-22 | 트랙 자기장으로부터 무선전력을 생성하는 이송대차용 분리형 커플러 장치 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102450630B1 (ko) * | 2021-11-20 | 2022-10-06 | (주)화인파워엑스 | 동작주파수 이격 설정된 복수의 무선파워 트랙을 이용한 무선 전력전송 장치 |
| US20240075396A1 (en) * | 2020-09-01 | 2024-03-07 | Digital Dream Labs, Llc | Power drive super capacitor, inductive power source and system for track-based vehicle systems |
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2018
- 2018-05-22 KR KR1020180058034A patent/KR102066194B1/ko active IP Right Grant
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| KR102066194B1 (ko) | 2020-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |