KR101883950B1 - 자기부상 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 자기부상 이송되는 이송 트레이의 피칭 모션을 개선하여 이송 트레이의 부상 안정성을 향상시키는 자기부상 이송 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 측면에 따른 자기부상 이송 장치는, 일면에 자기부상 대응부재를 구비하고 다른면에 복수개의 추진용 영구자석들을 구비하는 이송 트레이, 상기 추진용 영구자석들에 대응하도록 상기 이송 트레이로부터 이격 배치되어 상기 이송 트레이에 추진력을 제공하는 추진 전자석, 및 상기 자기부상 대응부재에 대응하도록 상기 이송 트레이로부터 이격 배치되어 상기 이송 트레이에 부상력을 제공하는 부상 전자석을 포함하며, 상기 자기부상 대응부재는 상기 이송 트레이의 진행 방향으로 벋어 설치되고 상기 진행 방향에 교차하는 방향으로 설정되는 부상력 단면적을 가지며, 상기 부상력 단면적은 상기 이송 트레이의 진행 방향을 따라 가변된다.

Description

자기부상 이송 장치 {MAGNETIC LEVITATION TRANSFER SYSTEM}
본 발명은 자기부상 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기부상 이송 트레이에 자기부상 대응부재를 구비하는 자기부상 이송 장치에 관한 것이다.
종래의 자동화용 운반 시스템은 벨트 컨베이어, 롤러 컨베이어 또는 진동 컨베이어 등 주로 컨베이어 시스템을 활용하여, 반도체 웨이퍼 또는 LCD 패널 등을 운반한다. 이러한 시스템은 전기 모터에 의해 회전력을 얻고 중간에 운동 변환 시스템을 적용하여 회전 운동을 직선운동으로 변환하여 원자재 및 제품을 이송한다.
이러한 시스템은 구성 기기들의 메커니즘 상, 속도 증가 및 조절에 한계를 가지며, 기계장치들의 적용에 따라 구성 부품이 바뀌는 부분에서 마찰을 발생시키므로 소음과 진동, 분진을 필연적으로 발생시킨다. 이러한 소음과 진동 및 분진의 감소와 구성 부품의 마모에 의한 고장을 예방하기 위해서는 수시로 해당 구성 부품을 점검하고 교체 및 수리 등을 주기적으로 수행해야만 한다. 유지 보수비가 증가 된다.
자기부상 시스템은 전기 자기력에 의하여 자기부상 이송 트레이를 일정한 높이로 부상하여 추진한다. 이러한 자기부상 시스템은 자기부상 이송 트레이를 전자석과 비접촉 상태로 추진하므로 소음 및 진동을 줄이고 고속 추진을 구현할 수 있다.
자기부상 시스템은 자기부상 이송 트레이의 진행 방향으로 부상용 전자석을 간헐적으로 배치하고, 부상용 전자석에 대응하여 자기부상 이송 트레이에 자기부상 대응부재를 구비한다. 즉 자기부상 이송 트레이의 진행에 따라 부상력을 발생시키는 부상용 전자석이 교체된다.
자기부상 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 대하여 부상용 전자석이 교체 될 때, 자기 부상력이 끊어짐에 따라 자기부상 이송 트레이에 진행 방향으로 흔들리는 피칭 모션(pitching motion)이 발생된다. 따라서 자기부상 이송 트레이의 부상 안정성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 자기부상 이송되는 이송 트레이의 피칭 모션을 개선하여, 이송 트레이의 부상 안정성을 향상시키는 자기부상 이송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 자기부상 이송 장치는, 일면에 자기부상 대응부재를 구비하고 다른면에 복수개의 추진용 영구자석들을 구비하는 이송 트레이, 상기 추진용 영구자석들에 대응하도록 상기 이송 트레이로부터 이격 배치되어 상기 이송 트레이에 추진력을 제공하는 추진 전자석, 및 상기 자기부상 대응부재에 대응하도록 상기 이송 트레이로부터 이격 배치되어 상기 이송 트레이에 부상력을 제공하는 부상 전자석을 포함하며, 상기 자기부상 대응부재는 상기 이송 트레이의 진행 방향으로 벋어 설치되고 상기 진행 방향에 교차하는 방향으로 설정되는 부상력 단면적을 가지며, 상기 부상력 단면적은 상기 이송 트레이의 진행 방향을 따라 가변된다.
상기 자기부상 대응부재는 상기 부상 전자석을 향하는 방향에 상기 진행 방향을 따라 제1부상력을 형성하는 제1부상부, 및 상기 제1부상부의 양측에 상기 진행 방향을 따라 가변하는 제2부상력을 제공하는 제2부상부를 포함할 수 있다.
상기 자기부상 대응부재는 상기 부상 전자석을 향하는 방향에 상기 진행 방향을 따라 형성되는 오목홈, 및 상기 오목홈의 양측에 상기 진행 방향을 따라 형성되는 자기부상 대응부를 포함할 수 있다.
상기 오목홈은 상하 방향으로 설정되는 깊이를 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하며, 상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향의 양단에서 최대로 형성되고 점진적으로 감소되어 중간에서 최소로 형성할 수 있다.
상기 자기부상 대응부는 상하 방향으로 설정되는 높이를 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하며, 상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성할 수 있다.
상기 자기부상 대응부는 상기 수평 방향으로 상기 오목홈의 반대측에서 상기 진행 방향을 따라 직선으로 형성될 수 있다.
상기 자기부상 대응부는 상기 수평 방향으로 상기 오목홈의 반대측에서 상기 진행 방향을 따라 상기 오목홈의 반대측으로 볼록한 곡선으로 형성될 수 있다.
상기 오목홈은 상하 방향으로 설정되는 깊이를 상기 진행 방향의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성하며, 상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향에서 동일하게 형성할 수 있다.
상기 자기부상 대응부는 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하고, 상하 방향으로 설정되는 높이를 상기 진행 방향의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성할 수 있다.
상기 자기부상 대응부는 상기 부상 전자석의 반대측에서 상기 진행 방향을 따라 상기 부상 전자석으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성될 수 있다.
상기 이송 트레이는 사각 플레이트 모양으로 형성되어 수평 상태로 설치되며, 상기 자기부상 대응부재는 상기 이송 트레이의 상면에서 진행 방향에 교차하는 방향 양단에 쌍으로 배치되어 상기 진행 방향으로 벋어 설치될 수 있다.
상기 이송 트레이는 사각 케이스 모양으로 형성되어 수직 상태로 설치되며, 상기 자기부상 대응부재는 상기 이송 트레이의 상면에서 상기 진행 방향으로 벋어 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 자기부상 대응부재의 부상력 단면적을 이송 트레이의 진행 방향에서 가변 구조로 형성하므로 이송 트레이 진행시, 자기부상 대응부재가 부상 전자석에 대응할 때, 자기부상 대응부재에는 이송 트레이의 진행 방향에 따라 가변적인 부상력을 형성한다. 즉 이송 트레이의 진행 방향에 대하여 자기부상 대응부재의 양단에서 최소의 부상력이 형성되고, 점진적으로 증가 및 감소되어 중간에서 최대의 부상력이 형성된다.
따라서 간헐적으로 배치되는 부상 전자석들 중 자기부상 대응부재와 교체되는 두 부상 전자석들 사이에서 최소의 부상력이 형성되고, 교체 전후, 부상력이 점진적으로 감소 및 증대되므로 자기부상 대응부재에는 안정적인 부상력이 유지될 수 있다. 즉 부상력 단면적을 가변 구조로 형성하는 자기부상 대응부재를 구비한 이송 트레이의 피칭 모션이 개선되어, 이송 트레이의 부상 안정성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상 이송 장치를 이송 트레이의 진행 방향으로 자른 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 이송 트레이를 하방에서 본 사시도이다.
도 4는 이송 트레이의 사시도이다.
도 5는 도 3의 이송 트레이에 구비되는 자기부상 대응부재의 평면도이다.
도 6은 도 3의 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 도시한 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기부상 이송 장치에 적용되는 이송 트레이에 구비되는 자기부상 대응부재의 부분 평면도이다.
도 8은 도 7의 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 도시한 작동 상태도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 자기부상 이송 장치에 적용되는 이송 트레이의 부분 사시도이다.
도 10은 도 9의 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 도시한 작동 상태도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 자기부상 이송 장치에 적용되는 이송 트레이의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상 이송 장치를 이송 트레이의 진행 방향으로 자른 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 자기부상 이송 장치(1)는 이송할 대상 물품(미도시)을 적재하는 이송 트레이(10), 이송 트레이(10)의 양면에 대응하여 이격 배치되는 추진 전자석(20)과 부상 전자석(30)을 포함한다.
이송 트레이(10)는 일면에 자기부상 대응부재(11)를 구비하고, 다른면에 복수개의 추진용 영구자석들(12)을 구비한다. 일례로써, 이송 트레이(10)가 사각 플레이트 모양으로 형성되는 경우, 자기부상 대응부재(11)는 이송 트레이(10)의 상면에 구비되고, 추진용 영구자석들(12)은 이송 트레이(10)의 하면에 구비될 수 있다.
자기부상 이송 장치(1)는 추진 전자석(20)과 부상 전자석(30)이 설치되는 챔버(40)를 더 포함한다. 일례로써, 챔버(40)는 내부 공간을 갖는 육면체 형상으로 이루어지고, 이송 트레이(10)가 출입하는 입구와 출구를 구비한다.
챔버(40)의 입구와 출구 사이에는 챔버(40)를 개폐하는 밸브부(41)가 형성되고, 복수 개의 챔버(40)가 밸브부(41)를 사이에 두고 이어져 배치될 수 있다. 챔버(40)는 물품에 대한 대한 증착이나 에칭 등의 가공 공간을 제공한다.
추진 전자석(20)은 이송 트레이(10)에 구비되는 추진용 영구자석들(12)에 대응하도록 이송 트레이(10)로부터 이격 배치되어 이송 트레이(10)에 추진력을 제공한다. 일례로써, 추진 전자석(20)은 챔버(40)의 내측 바닥에 고정 설치되고, 코어(21)와 코어(21)의 외주를 감싸는 코일(22)을 포함한다. 코일(22)은 3상 구조를 이룬다. 복수 개의 코어(21)는 이송 트레이(10)의 진행 방향(x축 방향)을 따라 이격 배치된다.
부상 전자석(30)은 이송 트레이(10)에 구비되는 자기부상 대응부재(11)에 대응하도록 이송 트레이(10)로부터 이격 배치되어 이송 트레이(10)에 부상력을 제공한다. 일례로써, 부상 전자석(30)은 챔버(40)의 내측 상면에 고정 설치되고, 코어(31)와 코어(31)의 외주를 감싸는 코일(32)을 포함한다.
복수 개의 부상 전자석(30)이 챔버(40)에 이송 트레이(10)의 진행 방향(x축방향)으로 이격 배치된다(도 1 참조). 그리고 부상 전자석(30)은 챔버(40)의 폭 방향(y축 방향)으로 2개씩 이격 배치된다(도 2 참조). 부상 전자석(30)은 이송 트레이(10)의 자기부상 대응부재(11)를 끌어 당키는 부상력을 제공하여 이송 트레이(10)를 자기 부상시킨다.
또한, 부상 전자석(30)과 이송 트레이(10)의 부상 간격을 측정하는 갭 센서(43)가 챔버(40) 내에 설치된다. 갭 센서(43)는 지지부재를 매개로 챔버(40) 내에 부착 설치된다. 갭 센서(43)에 의하여 측정된 정보는 부상 전자석(30)의 자기력 세기를 조절하는 데 사용된다.
도 3은 이송 트레이를 하방에서 본 사시도이다. 도 3을 참조하면, 복수 개의 추진용 영구자석들(12)은 이송 트레이(10)의 하면에 고정 설치된다. 추진용 영구자석들(12)은 이송 트레이(10)의 폭 방향(y축 방향) 가장자리에 고정 설치된다. 또한, 복수 개의 추진용 영구자석들(12)은 이송 트레이(10)의 진행 방향(x축 방향)을 따라 가면서 이격 배치된다.
추진용 영구자석들(12)은 추진 전자석(20)과 마주하도록 배치되므로, 추진 전자석(20)에 3상 교류 전류가 공급되면, 추진 전자석(20)이 추진용 영구자석(12)을 끌어 당기는 바, 이에 따라, 흡인력과 추진력이 발생되어 이송 트레이(10)가 이송된다.
이송 트레이(10)는 폭 방향(y축 방향)에서 추진용 영구자석들(12)의 가이드부(13)를 구비한다. 가이드부(13)는 챔버(40)의 내측 바닥에 회전 가능하도록 설치된 비상 롤러(14)와 맞닿도록 마주하여 배치된다. 따라서 이송 트레이(10)가 부상을 중단할 때, 비상 롤러(14)는 하강한 이송 트레이(10)의 가이드부(13)와 맞닿아 이송 트레이(10)를 이송한다.
또한, 챔버는 측면에 안내 전자석(미도시)을 더 구비할 수 있다. 안내 전자석은 이송 트레이의 측단(y축 방향 양단)을 끌어 당기도록 이송 트레이의 측단에 마주하여 설치된다.
이때, 안내 전자석은 부상 전자석이 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 방해하지 않으면서 이송 트레이의 측면을 끌어당길 수 있도록 설치되어 이송 트레이가 챔버 내에서 폭 방향(y축 방향)으로 치우치지 않게 한다.
도 5는 도 3의 이송 트레이에 구비되는 자기부상 대응부재의 평면도이고, 도 6은 도 3의 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 도시한 작동 상태도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 자기부상 대응부재(11)는 이송 트레이(10)의 진행 방향(x축 방향)으로 벋어 설치되고, 진행 방향에 교차하는 방향(yz 방향)으로 부상력 단면적, 최대, 최소 부상력 단면적(Smax, Smin)을 가진다. 부상력 단면적은 최대, 최소 부상력 단면적(Smax, Smin) 사이에서 이송 트레이(10)의 진행 방향(x축 방향)을 따라 가변 된다.
자기부상 대응부재(11)는 부상 전자석(30)을 향하는 방향(z축 방향)에 진행 방향(x축 방향)을 따라 제1부상력을 형성하는 제1부상부, 및 제1부상부의 양측에 진행 방향(x축 방향)을 따라 가변하는 제2부상력을 제공하는 제2부상부를 포함한다. 부상 전자석(30)에 의하여 자기부상 대응부재(11)에 형성되는 부상력은 제1, 제2부상부의 제1, 제2부상력의 합으로 설정된다.
일례를 들면, 제1부상부는 오목홈(111)으로 형성되고, 제2부상부는 오목홈(111)의 양측에 진행 방향(x축 방향)을 따라 형성되는 자기부상 대응부(112)로 형성될 수 있다. 즉 부상 전자석(30)에 의하여 자기부상 대응부재(11)에 형성되는 부상력은 오목홈(111)과 자기부상 대응부(112)에 형성되는 제1, 제2부상력의 합으로 설정된다.
오목홈(111)은 상하 방향(z축 방향)으로 설정되는 깊이(D)를 진행 방향(x축 방향)에서 동일하게 형성하며, 상하 방향(z축 방향)에 교차하는 수평 방향(y축 방향)으로 설정되는 폭(W1)을 진행 방향(x축 방향)의 양단에서 최대로 형성되고 점진적으로 감소되어 중간에서 최소로 형성한다.
또한, 자기부상 대응부(112)는 상하 방향으로 설정되는 높이(H)를 진행 방향(x축 방향)에서 동일하게 형성하며, 상하 방향(z축 방향)에 교차하는 수평 방향(y축 방향)으로 설정되는 폭(W2)을 진행 방향(x축 방향)의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성한다. 그리고 자기부상 대응부(112)는 수평 방향(y축 방향)으로 오목홈(111)의 반대측에서 진행 방향(x축 방향)을 따라 직선으로 형성된다.
따라서 이송 트레이(10)가 x축 방향으로 진행할 때, 제1실시예의 자기부상 대응부(112)는 x축 방향 중간에서 최대 부상력 단면적(Smax)을 형성하고, 최대 부상력 단면적(Smax)에서 양단으로 가면서 점진적으로 감소되어 양단에서 최소 부상력 단면적(Smin)을 형성한다(도 3 참조).
이와 같이, 부상력 단면적이 최대 내지 최소 부상력 단면적(Smax ~ Smin) 내에서 가변 됨에 따라 부상 전자석들(301, 302, 303)에 마주하는 자기부상 대응부(112)는 x축 방향 중간에서 최대 부상력(Fmax)을 형성하고, 양단으로 가면서 점진적으로 감소되어 양단에서 최소 부상력(Fmin)을 형성한다(도 6 참조).
이송 트레이(10)의 부상 진행으로 이송 트레이(10)의 양단이 2개의 부상 전자석(301, 302) 사이에 위치할 때, 자기부상 대응부(112)는 양단에 대응하는 부상 전자석(301, 302)의 인력에 의한 최소 부상력(Fmin)에 의하여 최소로 영향을 받고, 중간에 대응하는 부상 전자석(303)의 인력에 의한 최대 부상력(Fmax)에 의하여 최대로 영향을 받는다.
즉 이송 트레이(10)는 교체되지 않는 부상 전자석(303)에서 영향을 주로 받고, 교체되는 부상 전자석(301, 302)에서 영향을 최소로 받는다. 따라서 이송 트레이(10)가 진행 방향(x축 방향)으로 흔들리는 피칭 모션(pitching motion)이 최소화 될 수 있다. 즉 자기부상 이송 트레이(10)의 부상 안정성이 향상될 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기부상 이송 장치에 적용되는 이송 트레이에 구비되는 자기부상 대응부재의 부분 평면도이고, 도 8은 도 7의 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 도시한 작동 상태도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제2실시예의 자기부상 이송 장치(2)에 적용되는 이송 트레이(210)에 구비되는 자기부상 대응부재(71)에서, 자기부상 대응부(712)는 수평 방향(y축 방향)으로 오목홈(111)의 반대측에서 진행 방향(x축 방향)을 따라 오목홈(111)의 반대측으로 볼록한 곡선으로 형성된다. 즉 자기부상 대응부(712)는 오목홈(111)의 양측에서 각각 x축 방향을 설정되는 중심선(CL)을 기준으로 대칭 구조를 형성한다.
이송 트레이(210)가 x축 방향으로 진행할 때, 자기부상 대응부(712)가 y축 방향에서, 제1실시예의 자기부상 대응부(112)의 최대 폭(W2)과 동일한 최대 폭(W22)을 형성하는 경우, 제2실시예의 자기부상 대응부(712)는 x축 방향 중간에 형성되는 최대 부상력 단면적(Smax2)과 최대 부상력 단면적(Smax2)에서 양단으로 가면서 점진적으로 감소되어 양단에 형성되는 최소 부상력 단면적(Smin2)의 차이를 제1실시예의 자기부상 대응부(112)에서보다 더 크게 할 수 있다((Smax-Smin) < (Smax2-Smin2)).
이와 같이, 부상력 단면적이 최대 내지 최소 부상력 단면적(Smax2 ~ Smin2)으로 가변 됨에 따라, 부상 전자석들(301, 302, 303)에 마주하는 자기부상 대응부(712)는 제1실시예와 비교할 때, x축 방향 중간에 형성되는 최대 부상력(Fmax2)과 양단으로 가면서 점진적으로 감소되어 양단에 형성되는 최소 부상력(Fmin2)의 차이를 제1실시예의 자기부상 대응부(112)에서보다 더 증대할 수 있다((Fmax-Fmin) < (Fmax2-Fmin2)).
이송 트레이(210)의 부상 진행으로 이송 트레이(210)의 양단이 2개의 부상 전자석(301, 302) 사이에 위치할 때, 제1실시예의 자기부상 대응부(112)와 비교할 때, 자기부상 대응부(712)는 양단에 대응하는 부상 전자석(301, 302)의 인력에 의한 최소 부상력(Fmin2)에 더 작은 영향을 받고, 중간에 대응하는 부상 전자석(303)의 인력에 의한 최대 부상력(Fmax2)에 더 큰 영향을 받을 수 있다.
즉 이송 트레이(210)는 교체되지 않는 부상 전자석(303)에서 영향을 주로 받고, 교체되는 부상 전자석(301, 302)에서 영향을 최소로 받는다. 따라서 이송 트레이(210)가 진행 방향(x축 방향)으로 흔들리는 피칭 모션(pitching motion)이 더욱 최소화 할 수 있다. 즉 자기부상 이송 트레이(210)의 부상 안정성이 더욱 향상될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 자기부상 이송 장치에 적용되는 이송 트레이의 부분 사시도이고, 도 10은 도 9의 이송 트레이의 자기부상 대응부재에 작용하는 부상력을 도시한 작동 상태도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제3실시예의 자기부상 이송 장치(3)에 적용되는 이송 트레이(310)에 구비되는 자기부상 대응부재(91)에서, 오목홈(911)은 상하 방향(z축 방향)으로 설정되는 깊이(D3)를 진행 방향(x축 방향)의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성하며, 상하 방향(z축 방향)에 교차하는 수평 방향(y축 방향)으로 설정되는 폭(W13)을 진행 방향(x축 방향)에서 동일하게 형성한다.
자기부상 대응부(912)는 상하 방향(z축 방향)에 교차하는 수평 방향(y축 방향)으로 설정되는 폭(W23)을 진행 방향(x축 방향)에서 동일하게 형성하고, 상하 방향(z축 방향)으로 설정되는 높이(H3)를 진행 방향(x축 방향)의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성한다. 즉 자기부상 대응부(912)는 부상 전자석(30)의 반대측에서 진행 방향(x축 방향)을 따라 부자 전자석(30)으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성된다.
제1실시예의 자기부상 대응부(112)에서 최대, 최소 부상력 단면적(Smax, Smin)은 높이(H)가 일정하고 폭(W2)이 가변되고, 제3실시예의 자기부상 대응부(912)에서 최대, 최소 부상력 단면적(Smax3, Smin3)은 높이(H3)가 가변되고 폭(W23)이 일정하다.
따라서 이송 트레이(310)가 x축 방향으로 진행할 때, 제3실시예의 자기부상 대응부(912)는 x축 방향 중간에서 최대 부상력 단면적(Smax3)을 형성하고, 최대 부상력 단면적(Smax3)에서 양단으로 가면서 점진적으로 감소되어 양단에서 최소 부상력 단면적(Smin3)을 형성한다(도 9 참조).
이와 같이, 부상력 단면적이 최대 내지 최소 부상력 단면적(Smax3 ~ Smin3) 내에서 가변 됨에 따라 부상 전자석들(301, 302, 303)에 마주하는 자기부상 대응부(912)는 x축 방향 중간에서 최대 부상력(Fmax3)을 형성하고, 양단으로 가면서 점진적으로 감소되어 양단에서 최소 부상력(Fmin3)을 형성한다(도 10 참조).
이송 트레이(310)의 부상 진행으로 이송 트레이(310)의 양단이 2개의 부상 전자석(301, 302) 사이에 위치할 때, 자기부상 대응부(912)는 양단에 대응하는 부상 전자석(301, 302)의 인력에 의한 최소 부상력(Fmin3)에 의하여 최소로 영향을 받고, 중간에 대응하는 부상 전자석(303)의 인력에 의한 최대 부상력(Fmax3)에 의하여 최대로 영향을 받는다.
즉 이송 트레이(310)는 교체되지 않는 부상 전자석(303)에서 영향을 주로 받고, 교체되는 부상 전자석(301, 302)에서 영향을 최소로 받는다. 따라서 이송 트레이(310)가 진행 방향(x축 방향)으로 흔들리는 피칭 모션(pitching motion)이 최소화 될 수 있다. 즉 자기부상 이송 트레이(310)의 부상 안정성이 향상될 수 있다.
제1, 제2 및 제3실시예에서, 이송 트레이(10, 210, 310)는 사각 플레이트 모양으로 형성되어 수평 상태로 설치되어, 수평 상면에 이송 대상물을 적재할 수 있게 한다.
제1, 제2 및 제3실시예의 자기부상 대응부재(11, 71, 91)는 이송 트레이(10, 210, 310)의 상면에서 진행 방향(x축 방향)에 교차하는 방향(y축 방향)의 양단에 쌍으로 배치되어, 진행 방향(x축 방향)으로 벋어 설치된다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 자기부상 이송 장치에 적용되는 이송 트레이의 사시도이다. 도 11을 참조하면, 제4실시예의 자기부상 이송 장치(4)에 적용되는 이송 트레이(410)는 사각 케이스 모양으로 형성되어 수직 상태로 설치되어, 그 내부에 이송 대상물을 적재할 수 있게 한다.
자기부상 대응부재(91)는 이송 트레이(410)의 상면에서 진행 방향(x축 방향)으로 벋어 설치된다. 도시하지 않았으나, 추진용 영구자석들은 이송 트레이(410)의 하면에 구비될 수 있고, 제4실시예의 이송 트레이(410)에 제1, 제2실시예의 자기부상 대응부재(11, 71)가 적용될 수도 있다. 제4실시예의 자기부상 대응부재(91)는 이송 트레이(410)의 y축 방향 폭이 좁은 경우에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제3실시예의 이송 트레이(310)는 제4실시예의 이송 트레이(410)에 대응된다. 즉 이송 트레이(410; 310)은 교체되지 않는 부상 전자석(303)에서 영향을 주로 받고, 교체되는 부상 전자석(301, 302)에서 영향을 최소로 받는다. 따라서 이송 트레이(410; 310)가 진행 방향(x축 방향)으로 흔들리는 피칭 모션(pitching motion)이 최소화 될 수 있다. 즉 자기부상 이송 트레이(410; 310)의 부상 안정성이 향상될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1, 2, 3, 4: 자기부상 이송 장치 10, 210, 310, 410: 이송 트레이
11, 71, 91: 자기부상 대응부재 12: 추진용 영구자석
13: 가이드부 14: 비상 롤러
20: 추진 전자석 21: 코어
22: 코일 30, 301, 302, 303: 부상 전자석
40: 챔버 41: 밸브부
43: 갭 센서 111, 911: 오목홈
112, 712, 912: 자기부상 대응부 CL: 중심선
D, D3: 깊이 Fmax, Fmax2, Fmax3: 최대 부상력
Fmin, Fmin2, Fmin3: 최소 부상력 H, H3: 높이
Smax, Smax2, Smax3: 최대 부상력 단면적
Smin, Smin2, Smin3: 최소 부상력 단면적
W1, W13: 폭 W2, W22, W23: 폭

Claims (12)

  1. 일면에 자기부상 대응부재를 구비하고 다른면에 복수개의 추진용 영구자석들을 구비하는 이송 트레이;
    상기 추진용 영구자석들에 대응하도록 상기 이송 트레이로부터 이격 배치되어 상기 이송 트레이에 추진력을 제공하는 추진 전자석; 및
    상기 자기부상 대응부재에 대응하도록 상기 이송 트레이로부터 이격 배치되어 상기 이송 트레이에 부상력을 제공하는 부상 전자석
    을 포함하며,
    상기 자기부상 대응부재는
    상기 이송 트레이의 진행 방향으로 벋어 설치되고 상기 진행 방향에 교차하는 방향으로 부상력 단면적을 가지며,
    상기 부상력 단면적은
    상기 이송 트레이의 진행 방향을 따라 가변되고,
    상기 부상력 단면적은
    상기 진행 방향의 중간에서 최대로 형성되고 점진적으로 감소되어 양단에서 최소로 형성되는 자기부상 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부재는
    상기 부상 전자석을 향하는 방향에 상기 진행 방향을 따라 제1부상력을 형성하는 제1부상부, 및
    상기 제1부상부의 양측에 상기 진행 방향을 따라 가변하는 제2부상력을 제공하는 제2부상부
    를 포함하는 자기부상 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부재는
    상기 부상 전자석을 향하는 방향에 상기 진행 방향을 따라 형성되는 오목홈, 및
    상기 오목홈의 양측에 상기 진행 방향을 따라 형성되는 자기부상 대응부
    를 포함하는 자기부상 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오목홈은
    상하 방향으로 설정되는 깊이를 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하며,
    상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향의 양단에서 최대로 형성되고 점진적으로 감소되어 중간에서 최소로 형성하는 자기부상 이송 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부는
    상하 방향으로 설정되는 높이를 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하며,
    상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성하는 자기부상 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부는
    상기 수평 방향으로 상기 오목홈의 반대측에서 상기 진행 방향을 따라 직선으로 형성되는 자기부상 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부는
    상기 수평 방향으로 상기 오목홈의 반대측에서 상기 진행 방향을 따라 상기 오목홈의 반대측으로 볼록한 곡선으로 형성되는 자기부상 이송 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 오목홈은
    상하 방향으로 설정되는 깊이를 상기 진행 방향의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성하며,
    상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하는 자기부상 이송 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부는
    상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 설정되는 폭을 상기 진행 방향에서 동일하게 형성하고,
    상하 방향으로 설정되는 높이를 상기 진행 방향의 양단에서 최소로 형성하고 점진적으로 증대되어 중간에서 최대로 형성하는 자기부상 이송 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자기부상 대응부는
    상기 부상 전자석의 반대측에서 상기 진행 방향을 따라 상기 부상 전자석으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성되는 자기부상 이송 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이송 트레이는
    사각 플레이트 모양으로 형성되어 수평 상태로 설치되며,
    상기 자기부상 대응부재는
    상기 이송 트레이의 상면에서 진행 방향에 교차하는 방향 양단에 쌍으로 배치되어 상기 진행 방향으로 벋어 설치되는 자기부상 이송 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이송 트레이는
    사각 케이스 모양으로 형성되어 수직 상태로 설치되며,
    상기 자기부상 대응부재는
    상기 이송 트레이의 상면에서 상기 진행 방향으로 벋어 설치되는 자기부상 이송 장치.
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