KR20230143289A - 회전 이동이 가능한 자기부상 기구 - Google Patents

회전 이동이 가능한 자기부상 기구 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 자기 부상 기구는 판형으로 형성되는 이동자; 상기 이동자의 하부에 위치하는 고정부; 상기 이동자와 고정부 사이에 위치하여, 이동자에 부상력 및 틸트 회전력을 제공하는 틸트 구동부; 및 상기 이동자와 고정부 사이에 위치하여, 상기 이동자에게 수평면 상에서 이동력을 제공하는 수평 구동부를 포함한다. 이때, 상기 틸트 구동부는 내측과 외측이 서로 상이한 극성을 가지는 제1 링형 자석 유닛; 및 상기 제1 링형 자석 유닛의 외측에 위치하고, 수직방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제1 코일부를 포함하고, 상기 수평 구동부는 상부와 하부가 서로 상이한 극성을 가지는 제3 링형 자석유닛; 및 상기 제3 링형 자석 유닛의 하부에 위치하고, 수평방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제2 코일부를 포함한다.

Description

회전 이동이 가능한 자기부상 기구{MAGNETIC LEVITATION DEVICE POSSIBLE ROTATION}
본 발명은 회전이 자유로운 자기부상 기구에 관한 것이다.
전류가 흐르는 도체와 자석이 상호작용을 하여 힘이 발생하는데 플레밍의 왼손법칙을 적용한 이 힘을 자기력이라고 한다. 이 힘을 이용해서 물체를 부양시키는 기술을 자기부상이라 한다. 전류의 크기 등을 조절하면 강한 자기력을 얻을 수 있으므로 고중량의 물체를 부상시키는게 가능하여, 자기부상열차 등에 이용되며, 기판 처리 공정 등 정밀한 작업을 수행하는데도 이동된다.
특히, 기판에 공정이 수행되기 위해서, 기판 처리 장치 내의 지지 플레이트 상에 기판이 정위치에 위치되어야 한다. 따라서, 다양한 기판 처리 장치들은 기판의 위치 정보를 파악하고, 기판을 정위치로 위치시킬 수 있는 정렬 부재를 포함할 수 있다. 정렬 부재는 기판을 정위치로 정렬하고, 기판을 회전시킬 수 있다. 이러한 정렬 부재를 포함할 경우, 기판의 6자유도를 확보하기 위해 그 장비가 복잡한 메커니즘을 필요로 하고, 매우 좁은 영역 내에서만 병진 및 회전 운동이 가능하다. 따라서, 기판의 위치 결정 정밀도 및 회전에 한계가 발생할 수 있다.
대한민국공개특허 제10-2017-0000460호(발명의 명칭:지지 유닛 및 기판 처리 장치)
본 발명의 일 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로렌츠 힘을 이용하여 자기 부상 기구를 구현하며, 동시에 평면 내에서 360도 이상 무한히 회전이 가능한 운동자유도를 인가할 수 있는 자기 부상 기구를 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 자기 부상 기구는 판형으로 형성되는 이동자; 상기 이동자의 하부에 위치하는 고정부; 상기 이동자와 고정부 사이에 위치하여, 이동자에 부상력 및 틸트 회전력을 제공하는 틸트 구동부; 및 상기 이동자와 고정부 사이에 위치하여, 상기 이동자에게 수평면 상에서 이동력을 제공하는 수평 구동부를 포함한다. 이때, 상기 틸트 구동부는 내측과 외측이 서로 상이한 극성을 가지는 제1 링형 자석 유닛; 및 상기 제1 링형 자석 유닛의 외측에 위치하고, 수직방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제1 코일부를 포함하고, 상기 수평 구동부는 상부와 하부가 서로 상이한 극성을 가지는 제3 링형 자석유닛; 및 상기 제3 링형 자석 유닛의 하부에 위치하고, 수평방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제2 코일부를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 링형 자석 유닛에 영향을 미치는 코일부 중 적어도 하나 이상을 선택하고, 전류를 제어함에 따라 무한히 회전이 가능한 운동자유도를 인가할 수 있는 자기 부상 기구를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 이동이 가능한 자기 부상 기구의 부분 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 부상 기구의 단면도이다.
도 3는 도 2의 A-A’의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 코일부의 사시도이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 코일부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 부상 기구의 단면도이다.
도 6은 도 5의 B-B’의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 부상 기구의 단면도이다.
도 8은 도 7의 C-C’의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자기 부상 기구의 단면도이다.
도 10은 도 9의 D-D’의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기 부상 기구의 단면도이다.
도 12은 도 11의 E-E’의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 부상 기구의 단면도이다.
도 14 내지 도 19는 코일부를 제어하여 이동자의 이동 방향을 제어하는 모습을 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 무한히 회전이 가능한 운동자유도를 인가할 수 있는 자기 부상 기구에 관한 것이다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 간략하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)의 부분 단면 사시도이다.
자기 부상 기구(10)는 판형으로 형성되는 이동자(100) 및 이동자(100)의 하부에 위치하는 고정부(200)를 포함한다. 이때, 이동자(100)는 고정부(200)에 대해 부상되어 있을 수 있다. 또한, 이동자(100)에는 후술되는 복수의 링형 자석 유닛이 결합되어, 링형 자석 유닛의 이동에 따라 이동자(100)가 이동될 수 있다.
자기 부상 기구(10)는 이동자(100)와 고정부(200) 사이에 위치하여, 이동자(100)에 부상력 및 틸트 회전력을 제공하는 틸트 구동부(300) 및 이동자(100)와 고정부(200) 사이에 위치하여, 이동자(100)에게 수평면 상에서 이동력을 제공하는 수평 구동부(400)를 포함한다. 또한, 틸트 구동부(300) 및 수평 구동부(400)는 각각 적어도 하나 이상의 링형 자석 유닛과 코일부를 포함하며, 코일부에 전류를 인가함에 따라 로렌츠 힘이 발생할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다. 또한, 상술한 링형 자석 유닛은 하나의 링형 자석으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 복수의 자석을 링형으로 결합하여 제작할 수도 있다.
도 2 및 도 4을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 설명한다.
제1 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 틸트 구동부(300) 및 수평 구동부(400)가 각각 1개의 링형 자석 유닛을 포함할 수 있다.
틸트 구동부(300)는 내측과 외측이 서로 상이한 극성을 가지는 제1 링형 자석 유닛(310) 및 제1 링형 자석 유닛(310)의 외측에 위치하고, 수직방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제1 코일부(350)를 포함할 수 있다.
복수의 제1 코일부(350)는, 도 2을 참조하면, 서로 120도를 가지도록 3개가 배치될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 4개 이상 배치될 수 있다. 아울러, 도 4의 (b)를 참조하면, 제1 코일부(350)는 수직방향으로 권취되어, 수직방향으로 직립되도록 형성되며, 제1 코일부(350)의 상부(352) 및 제1 코일부(350)의 하부(354)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 링형 자석 유닛(310)은 제1 코일부(350)의 상부(352)의 외측과 대응되도록 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 또한, 제1 코일부(350)는 링형 자석 유닛와 동일한 거리 이격되어 대응되도록 전체적으로 형상이 소정의 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.
수평 구동부(400)는 상부와 하부가 서로 상이한 극성을 가지는 제3 링형 자석 유닛(410) 및 제3 링형 자석 유닛(410)의 하부에 위치하고, 수평방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 제2 코일부(450)를 포함할 수 있다.
또한, 제3 링형 자석 유닛(410)은 이동자(100)의 하부에 고정될 수 있다.
복수의 제2 코일부(450)는, 도 3을 참조하면, 서로 90도를 가지도록 2개가 배치될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 3개 이상 배치될 수 있다. 아울러, 도 4의 (a)를 참조하면, 제2 코일부(450)는 수평방향으로 권취되어, 수평방향으로 누워있게 형성되며, 제2 코일부(450)의 내측부(454) 및 제2 코일부(450)의 외측부(452)를 포함할 수 있다. 이때, 제3 링형 자석 유닛(410)은 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 상부 대응되도록 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 또한, 제2 코일부(450)는 링형 자석 유닛과 동일한 거리 이격되어 대응되도록 전체적으로 형상이 소정의 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 고정부(200)의 상부면에는 제1 코일부(350)가 고정되는 제1 코일부 지지부(210) 및 제2 코일부(450)가 고정되는 제2 코일부 지지부(220)를 형성될 수 있다. 제1 코일부 지지부(210)는 소정의 높이를 가지도록 상부 방향으로 돌출형성되고, 상부면에 제1 코일부(350)가 고정될 수 있다. 제2 코일부 지지부(220)는 소정의 높이를 가지도록 상부 방향으로 돌출형성되고, 상부 둘레면에 제2 코일부(450)가 고정될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 설명한다.
제2 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 틸트 구동부(300) 및 수평 구동부(400)가 각각 2개의 링형 자석 유닛을 포함할 수 있다.
상세하게는, 틸트 구동부(300)는 제1 링형 자석 유닛(310)의 하부 및 제1 코일부(350)의 하부(354)와 대응되는 위치에 위치하며, 상부와 하부가 서로 상이한 극성을 가지며, 제1 링형 자석 유닛(310)과 극성이 반대로 형성되는 제2 링형 자석 유닛(320)을 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 틸트 구동부(300)는 제1 코일부(350), 제1 코일부(350)의 상부(352)의 내측에 위치하는 제1 링형 자석 유닛(310), 및 제1 코일부(350)의 하부(354)의 내측에 위치하는 제2 링형 자석 유닛(320)을 포함할 수 있다.
수평 구동부(400)는 제3 링형 자석 유닛(410)의 내측 및 제2 코일부(450)의 내측부(454)와 대응되는 위치에 위치하며, 내측과 외측이 서로 상이한 극성을 가지며, 제3 링형 자석 유닛(410)과 극성이 반대로 형성되는 제4 링형 자석 유닛(420)을 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 수평 구동부(400)는 제2 코일부(450), 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 상부에 위치하는 제3 링형 자석 유닛(410), 및 제2 코일부(450)의 내측부(454)의 상부에 위치하는 제4 링형 자석 유닛(420)을 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 제1 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 비해 코일부를 두배로 활용하여 구동력을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 설명한다.
제3 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 틸트 구동부(300)가 4개의 링형 자석 유닛을 포함하고, 수평 구동부(400)가 2개의 링형 자석 유닛을 포함할 수 있다.
상세하게는, 틸트 구동부(300)는 제1 코일부(350)의 상부의 외측부에 위치하고, 제1 링형 자석 유닛(310)과 마주보는 면과 제1 링형 자석 유닛(310)의 외측면이 서로 상이한 극을 가지는 제5 링형 자석 유닛(330), 제1 코일부(350)의 하부(354)의 외측부에 위치하고, 제2 링형 자석 유닛(320)과 마주보는 면과 제2 링형 자석 유닛(320)의 외측면과 서로 상이한 극을 가지는 제6 링형 자석 유닛(340)을 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 틸트 구동부(300)는 제1 코일부(350), 제1 코일부(350)의 상부(352)의 내측에 위치하는 제1 링형 자석 유닛(310), 제1 코일부(350)의 하부(354)의 내측에 위치하는 제2 링형 자석 유닛(320), 제1 코일부(350)의 상부(352)의 외측에 위치하는 제5 링형 자석 유닛(330), 및 제1 코일부(350)의 하부(354)의 외측에 위치는 제6 링형 자석 유닛(340)을 포함할 수 있다.
제3 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 제2 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 비해 틸트 구동부(300)에 2개의 링형 자석 유닛을 추가로 배치하여 부상력 및 틸트 회전력을 높일 수 있는 장점이 있다. 아울러, 제1 내지 제3 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 고정부(200)와 이동자(100)의 조립이 용이한 효과가 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 설명한다.
제4 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 틸트 구동부(300) 및 수평 구동부(400)가 각각 4개의 링형 자석 유닛을 포함할 수 있다.
상세하게는, 틸트 구동부(300)는 제1 코일부(350), 제1 코일부(350)의 상부(352)의 내측에 위치하는 제1 링형 자석 유닛(310), 제1 코일부(350)의 하부(354)의 내측에 위치하는 제2 링형 자석 유닛(320), 제1 코일부(350)의 상부(352)의 외측에 위치하는 제5 링형 자석 유닛(330), 및 제1 코일부(350)의 하부(354)의 외측에 위치는 제6 링형 자석 유닛(340)을 포함할 수 있다.
또한, 수평 구동부(400)는 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 하부에 위치하고, 제3 링형 자석 유닛(410)과 마주보는 면과 제3 링형 자석 유닛(410)의 하부면과 서로 상이한 극을 가지는 제7 링형 자석 유닛(430) 및 제2 코일부(450)의 내측부(454)의 하부에 위치하고, 상기 제4 링형 자석 유닛(420)과 마주보는 면과 상기 제4 링형 자석 유닛(420)의 하부면과 서로 상이한 극을 가지는 제8 링형 자석 유닛(440)을 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 수평 구동부(400)는 제2 코일부(450), 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 상부에 위치하는 제3 링형 자석 유닛(410), 제2 코일부(450)의 내측부(454)의 상부에 위치하는 제4 링형 자석 유닛(420), 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 하부에 위치하는 제7 링형 자석 유닛(430), 및 제2 코일부(450)의 내측부(454)의 하부에 위치하는 제8 링형 자석 유닛(440)을 포함할 수 있다.
또한, 이동자(100)는 하부에 단면이 ‘L’자 형으로 형성되고, 상부면에 제7 링형 자석 유닛(330) 및 제8 링형 자석 유닛(340)이 고정된 제1 자석 고정부(200)를 더 포함할 수 있다.
제4 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 제3 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 비해 수평 구동부(400)에 2개의 링형 자석 유닛이 추가로 배치되어 수평력을 좀 더 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 설명한다.
제5 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 틸트 구동부(300) 및 수평 구동부(400)가 각각 2개의 링형 자석 유닛을 포함할 수 있다.
상세하게는, 수평 구동부(400)는 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 하부에 위치하고, 제3 링형 자석 유닛(410)과 마주보는 면과 상기 제3 링형 자석 유닛(410)의 하부면과 서로 상이한 극을 가지는 제7 링형 자석 유닛(430)을 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 수평 구동부(400)는 제2 코일부(450), 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 상부에 위치하는 제3 링형 자석 유닛(410), 및 제2 코일부(450)의 외측부(452)의 하부에 위치하는 제7 링형 자석 유닛(430)을 포함할 수 있다.
또한, 틸트 구동부(300)는 제1 코일부(350)의 상부의 외측부에 위치하고, 제1 링형 자석 유닛(310)과 마주보는 면과 제1 링형 자석 유닛(310)의 외측면이 서로 상이한 극을 가지는 제5 링형 자석 유닛(330)을 더 포함할 수 있다.
틸트 구동부(300)는 제1 코일부(350), 제1 코일부(350)의 상부의 내측에 위치하는 제1 링형 자석 유닛(310), 및 제1 코일부(350)의 상부의 외측에 위치하는 제5 링형 자석 유닛(330)을 포함할 수 있다.
제5 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 제1 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 비해 틸트 구동부(300) 및 수평 구동부(400)에 각각 1개의 링형 자석 유닛을 추가로 배치하되, 자기장을 증대시키기 위해 코일부(350, 450)를 기준으로 서로 대응되게 배치되어, 부상력 및 틸트 회전력을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)에 대해서 설명한다.
제1 내지 제5 실시예에 따른 자기 부상 기구(10)는 틸트 구동부(300)가 수평 구동부(400)의 외측에 위치하고 있으나, 이에 한하지 않고, 도 13에 도시된 바와 같이, 틸트 구동부(300)가 수평 구동부(400)의 내측에 위치할 수 있다. 반경방향으로 외측이 링형 자석 유닛 및 코일부의 길이가 증가하므로, 구동력을 더 크게 요구되는 것을 외측에 위치시키는 것이 바람직하다.
도 10을 참조하면, 자기 부상 기구(10)는 이동자(100)에게 회전력을 제공하는 회전 구동부(500)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 회전 구동부(500)는 회전형 모터 또는 영구자석 및 코일부 조합으로 배치될 수 있다. 또한, 수평 구동부(400)를 반경 방향으로 자화하여 극성이 번갈아 배치되는 자석 배열 세트와 일정 각도 간격으로 이격된 수직방향으로 직립한 다상 코일부 2세트로 구성하여, Z축 방향으로 회전력을 인가하는 회전 구동부(500)의 역할을 하도록 구성할 수도 있다.
자기 부상 기구(10)는 이동자(100)의 위치를 감지하는 비접촉 변위 센서(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 비접촉 변위 센서는 홀센서일 수 있다. 홀센서는 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 도 14 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 코일부를 제어하여 이동자(100)의 이동방향을 제어하는 방법에 대해서 설명한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, y축 상에 위치한 제2 코일부(450)에 전류를 공급하면, 제2 코일부(450)에 공급된 전류에 의해, 제2 코일부(450)에는 로렌츠 힘에 의해 전자기력이 유도된다. 상세하게는, 제2 코일부(450)의 내측에는 x축방향으로 전류가 흐르게 되며, 제2 코일부(450)의 외측부(452)에는 -x축 방향으로 전류가 흐르게 되고, 제3 링형 자석 유닛(410) 및 제5 링형 자석 유닛(430)에 의해 -z축 방향으로 자석 밀도가 형성되고, 제4 링형 자석 유닛(420) 및 제8 자석 유닛에 의해 z축 방향으로 자석 밀도가 형성되며, -y축 방향으로 합력이 작용하나, 제2 코일부(450)는 고정되어 이동되지 않는다. 따라서, 링형 자석 유닛이 고정된 이동자(100)는 y축 방향으로 이동될 수 있다.
도 16을 참조하면, x축 상에 위치한 제2 코일부(450)에 전류를 공급하면, 제2 코일부(450)에 공급된 전류에 의해, 제2 코일부(450)에는 로렌츠 힘에 의해 전자기력이 유도된다. 상세하게는, 제2 코일부(450)의 내측에는 -y축방향으로 전류가 흐르게 되며, 제2 코일부(450)의 외측부(452)에는 y축 방향으로 전류가 흐르게 되고, 제3 링형 자석 유닛(410) 및 제5 링형 자석 유닛(430)에 의해 -z축 방향으로 자석 밀도가 형성되고, 제4 링형 자석 유닛(420) 및 제8 자석 유닛에 의해 z축 방향으로 자석 밀도가 형성되며, -x축 방향으로 합력이 작용하나, 제2 코일부(450)는 고정되어 이동되지 않는다. 따라서, 링형 자석 유닛이 고정된 이동자(100)는 x축 방향으로 이동될 수 있다.
도 17을 참조하면, y축 상에 위치한 제1 코일부(350)에 전류를 공급하면, 제1 코일부(350)에 공급된 전류에 의해, 제1 코일부(350)에는 로렌츠 힘에 의해 전자기력이 유도된다. 상세하게는, 제1 코일부(350)의 상부에는 x축방향으로 전류가 흐르게 되며, 제1 코일부(350)의 하부(354)에는 -x축 방향으로 전류가 흐르게 되고, 제1 링형 자석 유닛(310) 및 제5 링형 자석 유닛(330)에 의해 y축 방향으로 자석 밀도가 형성되고, 제2 링형 자석 유닛(320) 및 제6 자석 유닛에 의해 -y축 방향으로 자석 밀도가 형성되며, z축 방향으로 합력이 작용하나, 제2 코일부(450)는 고정되어 이동되지 않는다. 따라서, 링형 자석 유닛이 고정된 이동자(100)는 상부 x축을 기준으로, 상부는 -z축 방향으로 힘을 받아 회전할 수 있다.
또한, 도 19를 참조하면, 다른 각도에 위치한 제1 코일부(350)에 전류를 공급할 경우, 제1 코일부(350)가 위치한 방향에 수직된 방향의 축을 기준으로 이동자(100)가 회전할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 조사 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 자기 부상 기구
100 : 이동자
110 : 자석 고정부
200 : 고정부 210 : 제1 코일부 지지부
220 : 제2 코일부 지지부
300 : 틸트 구동부
310 : 제1 링형 자석 유닛 320 : 제2 링형 자석 유닛
330 : 제7 링형 자석 유닛 340 : 제8 링형 자석 유닛
350 : 제1 코일부
352 : 제1 코일부의 상부 354 : 제1 코일부의 하부
400 : 수평 구동부
410 : 제3 링형 자석 유닛 420 : 제4 링형 자석 유닛
430 : 제5 링형 자석 유닛 440 : 제6 링형 자석 유닛
450 : 제2 코일부
452 : 제2 코일부의 외측부 454 : 제2 코일부의 내측부
500 : 회전 구동부

Claims (12)

  1. 자기 부상 기구에 있어서,
    판형으로 형성되는 이동자;
    상기 이동자의 하부에 위치하는 고정부;
    상기 이동자와 고정부 사이에 위치하여, 이동자에 부상력 및 틸트 회전력을 제공하는 틸트 구동부; 및
    상기 이동자와 고정부 사이에 위치하여, 상기 이동자에게 수평면 상에서 이동력을 제공하는 수평 구동부를 포함하되,
    상기 틸트 구동부는
    내측과 외측이 서로 상이한 극성을 가지는 제1 링형 자석 유닛; 및
    상기 제1 링형 자석 유닛의 외측에 위치하고, 수직방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제1 코일부를 포함하고,
    상기 수평 구동부는
    상부와 하부가 서로 상이한 극성을 가지는 제3 링형 자석 유닛; 및
    상기 제3 링형 자석 유닛의 하부에 위치하고, 수평방향으로 권취되며, 서로 소정의 각도를 가지도록 배치된 복수의 제2 코일부를 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 구동부는
    상기 제1 링형 자석 유닛의 하부 및 상기 제1 코일부의 하부와 대응되는 위치에 위치하며, 상부와 하부가 서로 상이한 극성을 가지며, 상기 제1 링형 자석 유닛과 극성이 반대로 형성되는 제2 링형 자석 유닛을 더 포함하고,
    상기 수평 구동부는
    상기 제3 링형 자석 유닛의 내측 및 상기 제2 코일부의 내측부와 대응되는 위치에 위치하며, 내측과 외측이 서로 상이한 극성을 가지며, 상기 제3 링형 자석 유닛과 극성이 반대로 형성되는 제4 링형 자석 유닛을 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 틸트 구동부는
    상기 제1 코일부의 상부의 외측부에 위치하고, 상기 제1 링형 자석 유닛과 마주보는 면과 상기 제1 링형 자석 유닛의 외측면이 서로 상이한 극을 가지는 제5 링형 자석 유닛; 및
    상기 제1 코일부의 하부의 외측부에 위치하고, 상기 제2 링형 자석 유닛과 마주보는 면과 상기 제2 링형 자석 유닛의 외측면과 서로 상이한 극을 가지는 제6 링형 자석 유닛을 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수평 구동부는
    상기 제2 코일부의 외측부의 하부에 위치하고, 상기 제3 링형 자석 유닛과 마주보는 면과 상기 제3 링형 자석 유닛의 하부면과 서로 상이한 극을 가지는 제7 링형 자석 유닛; 및
    상기 제2 코일부의 내측부의 하부에 위치하고, 상기 제4 링형 자석 유닛과 마주보는 면과 상기 제4 링형 자석 유닛의 하부면과 서로 상이한 극을 가지는 제8 링형 자석 유닛을 더 포함하는, 자기 부상 기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동자의 하부에 위치하고, 단면이 'L'자 형으로 형성되고, 상부면에 상기 제7 링형 자석 유닛 및 제8 링형 자석 유닛이 고정된 제1 자석 고정부를 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평 구동부는
    상기 제2 코일부의 외측부의 하부에 위치하고, 상기 제3 링형 자석 유닛과 마주보는 면과 상기 제3 링형 자석 유닛의 하부면과 서로 상이한 극을 가지는 제7 링형 자석 유닛을 더 포함하고,
    상기 틸트 구동부는
    상기 제1 코일부의 상부의 외측부에 위치하고, 상기 제1 링형 자석 유닛과 마주보는 면과 상기 제1 링형 자석 유닛의 외측면이 서로 상이한 극을 가지는 제5 링형 자석 유닛을 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동부의 하부에 위치하고, 단면이 'L'자 형으로 형성되고, 상부면에 상기 제7 링형 자석 유닛 및 제8 링형 자석 유닛이 고정된 제1 자석 고정부를 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  8. 제1항에 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 복수의 제1 코일부는 서로 120도를 가지도록 3개가 배치되며,
    상기 복수의 제2 코일부는 서로 90도를 가지도록 2개가 배치되는 것인, 자기 부상 기구.
  9. 제1항에 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 틸트 구동부가 상기 수평 구동부의 외측에 위치하는 것인, 자기 부상기구.
  10. 제1항에 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 틸트 구동부가 상기 수평 구동부의 내측에 위치하는 것인, 자기 부상 기구.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 이동자에게 회전력을 제공하는 회전 구동부를 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 이동자의 위치를 감지하는 비접촉 변위 센서를 더 포함하는 것인, 자기 부상 기구.
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