KR101101884B1 - 자기부상용 액추에이터와 이를 이용한 마그네틱 베어링 및 자기부상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일을 따라 이동하도록 제작된 자기부상장치에 설치되어서, 자기부상장치의 소형화를 도모하고 운용효율 또한 개선할 수 있는 자기부상용 액추에이터와 마그네틱 베어링과 자기부상장치에 관한 것으로, 3개의 폴이 3방향으로 각각 돌출 형성된 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석으로 이루어진 것이다.

Description

자기부상용 액추에이터와 이를 이용한 마그네틱 베어링 및 자기부상장치{Actuator, Magnetic bearing and Magnetic levitation apparatus}

본 발명은 레일을 따라 이동하도록 제작된 자기부상장치에 설치되어서, 자기부상장치의 소형화를 도모하고 운용효율 또한 개선할 수 있는 자기부상용 액추에이터와 이를 이용한 마그네틱 베어링 및 자기부상장치에 관한 것이다.

피가공물의 정밀한 가공을 위해서는 피가공물의 이동시 발생할 수 있는 마찰을 최소화시켜서 일정한 이동성을 보장할 수 있어야 하고, 아울러 이동시 발생하는 마찰에 의한 열 또한 최소화시켜야 한다. 특히, 초소형이어서 세밀한 가공이 요구되는 반도체를 피가공물로 하는 반도체 제조장비와, 광 또는 이온 빔 가공과 같이 피가공물에 대한 절대적인 이송 정밀도가 요구되는 장비 등은 상기 마찰을 최소화할 수 있는 수단이 반드시 요구된다.

마찰을 줄이기 위한 수단으로는 베어링이 있다.

베어링은 보링머신(boring machine) 또는 밀링머신(milling machine) 등의 공작기계(工作機械)에 주로 적용되는 기계식과, 피가공물과 안착면 간의 간격을 강제로 벌이기 위해서 유체 또는 기체 등을 고압으로 투출하는 방식의 유체식 및 기체식 등이 있다.

그러나, 상기 방식의 종래 베어링들은 피가공물의 가공 환경이 진공상태를 유지해야 하거나, 특정한 기체가 일정한 압력으로 잔류해야 하는 등의 특정 조건을 요구할 경우엔 활용할 수 없는 한계가 있었다.

상기 문제 해소를 위해 마그네틱 베어링이 제안되었다.

종래 마그네틱 베어링은 자력을 활용해 피가공물을 접촉면으로부터 이격시켜서, 접촉에 따른 피가공물과 접촉면 간의 마찰을 최소화한 것으로, 대한민국 등록특허 제0165371호 등을 통해 공지,공용되었고, 현재 다양한 형태로 응용돼 널리 활용되고 있다.

종래 마그네틱 베어링을 적용한 자기부상장치(직선 운동 장치)에 대해 설명한다.

도 1은 종래 액추에이터의 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 종래 마그네틱 베어링이 장착된 자기부상장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 종래 마그네틱 베어링의 탑재 모습을 도시한 사시도이다.

종래 마그네틱 베어링(11)은 액추에이터(11a)와 거리센서(11b)로 구성되고, 레일(20)과 마주하는 자기부상장치(10)의 각 지점에 설치되어서, 레일(20)과 이격되도록 자기부상장치(10)를 부상시킨다. 이러한 종래 마그네틱 베어링(11)의 액추에이터(11a)는 'E' 형상으로 프레스 가공된 다수의 절연 강판이 적층되어서 서로 나란한 3개의 폴(111a, 111b, 111c)을 이루는 코어체(111)와, 상기 폴(111a, 111b, 111c)들 중 가운데에 위치한 폴(111b)을 감싸는 권선체(112)로 구성되어서, 권선체(112)에 전기가 인가될 경우 전자기유도현상에 의해 자성을 발하도록 된다.

여기서, 액추에이터(11a)의 자기력은 레일(20)에 대한 인력만 작용하므로, 본체(12)가 레일(20)과의 접촉 없이 지속적인 자기부상 상태를 유지하기 위해서는, 레일(20)과 마주하면서 서로 대향하는 본체(12)의 각 일면에 액추에이터(11a)이 장착되어야 하고, 이렇게 장착된 액추에이터(11a)은 양쪽 방향으로의 지지력을 발생시키기 위해 기준 인력에 가감하여 균형을 맞추는 과정이 적용되어야 한다. 따라서, 이러한 기준 인력의 발생을 위해 편향 자기장 혹은 기준 자기장 (Bias Flux)이 필요하게 되며, 이에 따라 일정한 전류가 필요하게 된다.

레일(20)은 자기부상장치(10)의 균형된 자기부상 및 이동을 위해 한 쌍의 바(BAR)가 서로 나란하게 배치되는 것이 일반적인데, 이에 대응해서 종래 자기부상장치(10)는 양측 선단이 한 쌍의 레일(20)을 감싸는 형상으로 제작되는 본체(12)를 포함한다. 이를 위해 종래 본체(12)는 하부패널(121)과, 하부패널(121)의 중심부에 돌출형성되는 연결체(122)와, 연결체(122)를 매개로 하부패널(121)과 나란하게 고정 형성되는 상부패널(123)로 이루어진다.

계속해서, 종래 본체(12)는 앞서 언급한 바와 같이 'H' 형상의 단면 구조를 이루고, 도시한 바와 같이 레일(20)과 마주하는 하부패널(121), 연결체(122) 및 상부패널(123) 각각에는 독립된 마그네틱 베어링(11)이 배치된다.

거리센서(11b)는 본체(12)와 레일(20) 간의 간격을 감지해서 액추에이터(11a)의 자력을 조정할 수 있도록 한다. 여기서, 거리센서(11b)는 액추에이터(11a) 각각의 동작 여부를 결정할 수 있는 정보(본체와 레일 간의 간격)를 수집하는 것이므로, 자기부상장치(10)에 탑재되는 액추에이터(11a)와 짝을 이루어 마그네틱 베어링(11)을 구성한다.

이상 설명한 바와 같이, 종래 자기부상장치(10)는 한 쌍의 레일(20)을 따라 자기부상할 수 있도록, 마그네틱 베어링(11)이 하부패널(121) 및 상부패널(123)의 양측 선단 전후에 각각 배치되고, 연결체(122)의 양측면 전후에도 각각 배치된다. 결국, 종래 자기부상장치(10)에는 독립된 12개의 마그네틱 베어링(11)이 각각 개별적으로 조립 및 운용되어야 하는 것이다.

그런데, 전술한 구조를 갖는 종래 자기부상장치(10)는 다음과 같은 문제를 갖는다.

첫째, 12개의 마그네틱 베어링(11)을 본체(12)에 독립적으로 조립해야 하는 번거로움이 있다.

둘째, 12개의 마그네틱 베어링(11)이 각각 별도로 운용되면서, 유사시 12개의 세트를 일일이 관리해야 하는 수고로움이 있다.

셋째, 마그네틱 베어링(11)이 본체(12)에 일정 공간을 점유해 개별 배치되므로, 점유한 공간에 상응해서 본체(12)의 크기가 커지는 부담이 있고, 독립된 마그네틱 베어링(11)에 대한 배선 수 또한 증가하므로, 종래 자기부상장치(10)의 전체 사이즈가 상대적으로 커지는 불리함이 있다.

넷째, 자기부상장치(10)의 길이가 길어질수록 자세제어를 위한 마그네틱 베어링(11)의 추가가 불가피하므로, 자기부상장치(10) 자체의 중량이 증가함과 더불어 제작단가의 상승이 발생한다.

한편, 종래 자기부상장치(10)에 탑재되는 마그네틱 베어링(11)은 레일(20)로부터 자기부상장치(10)를 자기부상시키기 위해 지속적인 전기 인가를 요구한다. 그러나, 마그네틱 베어링(11)으로의 중단없는 전기 인가는 종래 자기부상장치(10)의 구동에 적지 않은 전력소비를 야기하고, 지속적인 상기 전기 인가에 의한 액추에이터(11a) 내 권선체(112)의 저항열은 권선체(112)의 권취 상태를 와해시켜서 정밀한 자력 발생에 영향을 줄 수 있다. 특히 지속적인 전기 인가로 발생한 열에 의한 열변형이 극미하더라도, 종래 마그네틱 베어링(11)이 적용된 초정밀 가공장비는 피가공물의 가공 정밀도에 엄청난 영향을 줄 수 있으므로, 이 또한 해결해야할 시급한 과제였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 제작 및 관리 효율을 개선하고, 자기부상시 요구되는 전력소비를 최소화시켜서 경제적인 운용을 지향할 수 있는 자기부상용 액추에이터와 이를 이용한 마그네틱 베어링과 이를 이용한 자기부상장치의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

3개의 폴이 3방향으로 각각 돌출 형성된 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액추에이터.

또한, 본 발명의 상기 영구자석은

상기 영구자석을 고정하는 폴의 돌출방향과 나란한 방향의 자력선을 갖도록 배치된 것이다.

또한, 상기 3개의 폴은 동일평면상으로 돌출 형성된 것이다.

또한, 상기 2개의 폴은 동일직선상에 배치되고, 상기 남은 하나의 폴은 상기 2개의 폴 중앙에 수직하게 돌출되어서, 상기 코어체가 'T' 형상이 되도록 된 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

단면이 'ㄷ' 형상을 이루는 레일에 사용되는 마그네틱 베어링에 있어서,

상기 레일에 이동가능하게 삽입되며 상기 레일의 내면과 각각 마주하도록 돌출된 3개의 폴을 갖춘 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석을 갖춘 액추에이터; 및

상기 레일과 상기 폴 간의 거리를 감지해서 상기 권선체로의 전기 공급을 제어하는 제어기로 전송하도록 상기 액추에이터에 배치되는 거리센서;

를 포함하는 마그네틱 베어링이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

단면이 'ㄷ' 형상을 이루는 한 쌍의 레일,

상기 레일에 이동가능하게 삽입되며 상기 레일의 내면과 각각 마주하도록 돌출된 3개의 폴을 갖춘 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석을 갖춘 액추에이터; 및 상기 레일과 상기 폴 간의 거리를 감지해서 상기 권선체로의 전기 공급을 제어하는 제어기로 전송하도록 상기 액추에이터에 배치되는 거리센서;로 구성된 한 쌍의 마그네틱 베어링, 및

상기 한 쌍의 마그네틱 베어링을 연결하는 지지프레임;

를 포함하는 자기부상장치이다.

상기의 본 발명은, 3방향의 자력이 하나의 액추에이터를 통해 모두 발생하므로, 상기 액추에이터를 탑재한 하나의 마그네틱 베어링으로 3개의 마그네틱 베어링을 대신할 수 있고, 개별적으로 제어와 관리의 대상이 되는 마그네틱 베어링의 수를 획기적으로 줄일 수 있으므로, 자기부상장치의 제작과 운용이 상대적으로 수월해지는 효과가 있다.

또한, 권선체를 대신하는 영구자석이 구비되어서 자기부상장치의 구동에 필요한 전력소비를 줄이고, 이를 통해 자기부상장치 운용 및 관리비용을 현저하게 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 액추에이터의 모습을 도시한 사시도이고,
도 2는 종래 마그네틱 베어링이 장착된 자기부상장치를 도시한 사시도이고,
도 3은 종래 마그네틱 베어링의 탑재 모습을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 자기부상장치의 모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 베어링의 다른 실시모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 6 및 도 7은 상기 마그네틱 베어링의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 마그네틱 베어링의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 자기부상장치의 모습을 분해 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 액추에이터(311)는 'T' 형상으로 가공된 다수의 절연 강판이 적층되어서 3방향으로 각각 돌출된 제1,2,3폴을 갖춘 코어체(311a)와, 상기 제1,2,3폴 중 제1,2폴을 각각 감싸는 제1,2권선체(311b, 311c)와, 남은 하나의 제3폴 선단에 설치되는 영구자석(311d)으로 구성된다.

코어체(311a)는 최소한 3개가 일렬로 돌출된 제1,2,3폴을 갖는데, 이는 상기 제1,2,3폴의 각 선단이 'ㄷ' 형상을 한 레일(20')의 각 내면과 마주할 수 있도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 일렬은 상기 제1,2,3폴이 액추에이터(311)의 본체를 따라 동일평면상에 형성되는 것으로 한정하는 것은 아니다. 즉, 3개의 상기 제1,2,3폴이 다른 평면상에 위치하더라도 'ㄷ' 형상의 레일(20') 내면과 상기 제1,2,3폴이 각각 마주할 수 있다면 상기 제1,2,3폴은 일렬로 위치된 것이다.

제1,2권선체(311b, 311c)는 상기 제1,2,3폴들 중 레일(20')의 상부 및 하부와 각각 마주하는 제1,2폴에 설치되어서, 액추에이터(311)가 자기부상장치(30)의 중량과 균형 변화에 적극적으로 대응할 수 있도록 한다.

영구자석(311d)은 레일(20')의 측부와 마주하는 제3폴에 설치되되, 영구자석(311d)의 N극과 S극은 상기 측부 및 제3폴과 일렬이 되도록 배치된다. 따라서, 제1,2권선체(311b, 311c)의 통전으로 유도된 자력선의 방향과 영구자석(311d)의 자력선의 방향이 서로 수직이 되면서, 상기 유도된 자력선이 도 6에 도시한 바와 같이 영구자석(311d)의 자력선과 순환 가능한 모습을 이룬다.

이외에도, 자력선의 방향이 제1,2폴을 향하도록(제3폴의 돌출방향에 수직하도록) 영구자석(311d)을 제3폴에 배치할 수도 있다. 이를 위해 단면이 'ㄷ' 형상을 한 레일(20b; 도 8(b) 참조)에서 상기 단면의 양쪽 선단은 경사지게 벌어지고, 이에 대응해서 제1,2폴은 상기 양쪽 선단을 향해 각각 기울어지게 형성되어서, 상기 제1,2폴을 감싸는 상기 제1,2권선체(311b, 311c)로부터 유도돼 순환하는 자력선과 상기 영구자석(311d)의 자력선이 서로 나란할 수 있도록 된다. 결국, 상기 제1,2,3폴을 갖는 코어체(311a')와, 제1,2권선체(311b, 311c)와, 영구자석(311d) 및 거리센서를 갖춘 마그네틱 베어링(31b)은, 지지프레임(32)의 양단에 각각 연결되고, 이렇게 완성된 자기부상장치는 한 쌍의 상기 레일(20b)에서 좌우 균형을 맞추며 기울어짐 없이 안정적으로 상태 유지를 할 수 있다.

참고로, 상기 제1,2,3폴과 제1,2권선체(311b, 311c)에서, "제1,2,3"과 "제1,2"의 표기는 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조해 용이하게 이해할 수 있도록 구분한 것일 뿐이므로, 아래의 [특허청구범위]에서는 "제1,2,3"과 "제1,2"의 기재를 생략하고, 이를 통해 본 발명에 따른 기술적 사상이 분명해지도록 한다.

본 발명에 따른 마그네틱 베어링(31)은 액추에이터(311)와 거리센서(312)로 구성된다.

액추에이터(311)의 구성은 전술한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

거리센서(312)는 레일(20')에 삽입된 액추에이터(311)와 레일(20')의 내측 3면 간의 거리를 각각 감지해서, 제1,2권선체(311b, 311c)에 인가되는 전기의 방향과 세기를 조정할 수 있도록 하는 것으로, 이는 도 6 및 도 7을 참조해 아래에서 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 실시예에서는 거리센서(312)가 지지프레임(32)에 장착된 것으로 했지만, 거리센서(312)는 액추에이터(311)와 레일(20') 내면 간의 거리를 감지할 수 있는 위치라면 특정한 위치에 한정되지 않는다.

참고로, 도 5(본 발명에 따른 마그네틱 베어링의 다른 실시모습을 분해 도시한 사시도)에서 보인 바와 같이, 거리센서(312')는 액추에이터(311)에 직접 설치될 수 있는데, 거리센서(312')는 액추에이터(311)의 이동방향인 수직 또는 수평을 감지하는 기능을 갖추면 족할 것이다. 그러나, 액추에이터(311)의 정밀한 동작 제어를 위해 상기 제1,2폴과 레일(20') 내면 간의 거리와 영구자석(311d)과 레일(20') 내면 간의 거리를 각각 정확히 감지할 수 있도록, 거리센서가 실시간으로 감지해야 하는 대상에 상응하는 다수 개가 분리돼 위치할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 거리센서(11b)에는 간격 측정을 위한 통상적인 광학센서, 정전 커패시턴스형 센서, 인덕턴스형 변위센서 또는 자기센서 등이 적용될 수 있을 것인데, 그 작동 원리와 거리센서(11b) 자체의 구조는 공지,공용의 기술이므로, 여기서는 거리센서(11b)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

자기부상장치(30)는 본 발명에 따른 다수의 마그네틱 베어링(31)을 고정하는 지지프레임(32)을 더 포함한다.

자기부상장치(30)는 레일(20')로부터 안정된 자기부상의 균형을 유지하기 위해서 다수의 마그네틱 베어링(31)을 갖추고, 지지프레임(32)은 마그네틱 베어링(31)을 고정하기 위한 연결수단(321)과 고정수단(322)을 구성한다. 연결수단(321)은 마그네틱 베어링(31)을 고정하기 위해 다양한 형태와 구조가 적용될 수 있는데, 본 발명에 따른 실시예에서는 마그네틱 베어링(31)의 액추에이터(311) 둘레를 감싸쥘 수 있는 형상을 제안한다. 고정수단(322)은 연결수단(321)을 연결하면서 자기부상장치(30)에 설치될 구성들을 수용하는 것으로, 본 발명에 따른 실시예에서는 평판 형상을 이루는 것으로 하였으나, 이에 한정하지 않으며 그 형상은 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.

여기서, 인출하고 있진 않지만, 마그네틱 베어링(31)의 연결수단(321)에는 고정홈이 형성되고, 액추에이터(311)의 코어체(311a)에는 상기 고정홈에 상응하는 고정홈이 형성되어서, 핀, 볼트 등과 같은 주지,관용의 체결방법으로 연결수단(321)과 마그네틱 베어링(31)이 긴밀하게 체결될 수도 있고, 핀, 볼트 등이 아닌 다양한 공지,공용의 방식으로도 연결수단(321)과 마그네틱 베어링(31)이 체결될 수 있을 것이다.

지지프레임(32)은 한 쌍의 레일(20')에 각각 배치되는 최소한 2개의 마그네틱 베어링(31)을 고정할 수 있다.

도 6 및 도 7은 상기 마그네틱 베어링의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 액추에이터(311)의 제1,2,3폴은 레일(20')의 3면과 각각 마주하면서, 상기 3면으로부터 이격된 상태를 유지하도록 된다. 즉, 도시한 모습으로 제1,2권선체(311b, 311c)가 통전하면 자력(F2, F3)이 유도돼 발생하고, 영구자석(311d)이 자력(F1)을 발생하면서, 하나의 액추에이터(11a)가 힘의 평형을 이루며 자기부상하는 것이다. 여기서, 마그네틱 베어링(31)의 액추에이터(311)에 인가되는 전기는 거리센서(312)가 감지한 레일(20')과 액추에이터(311) 간의 거리에 따른 피드백 제어로 이루어진다. 따라서, 거리센서(312)는 마그네틱 베어링(31)과 레일(20') 간의 거리를 실시간으로 감지하고, 상기 거리가 기준치 이하로 감지되면 액추에이터(11a)에 인가되는 전기가 조정될 수 있도록 한다.

한편, 자기부상장치(30)의 불균형으로 인해 좌측의 마그네틱 베어링(31)이 중량을 이기지 못하고 하방으로 이동할 경우, 하부에 위치한 제2권선체(311c)의 자력(F3)을 상부에 위치한 제1권선체(311b)의 자력(F2)보다 약화시킬 필요가 있다. 이를 위해 제1권선체(311b)에 더 많은 전기를 인가해서 제1권선체(311b)의 자력(F2)을 증가시키거나(제1안), 제2권선체(311c)로의 인가 전기를 줄여서 자력(F3)을 감소시킬 수도 있다(제2안). 또한, 도 7과 같이 제2권선체(311c)에 인가되는 전기의 방향을 바꾸어서, 영구자석(311d)의 자력(F1) 방향과 제2권선체(311c)에 의해 유도된 자력(F3') 방향이 반대가 되도록 하고, 이를 통해 자기장이 서로 상충하면서 레일(20')에 가하는 액추에이터(311)의 자력이 상방으로 집중되도록 한다(제3안). 그러나, 제3안의 경우, 영구자석(311d)과 레일(20') 간의 자력에도 영향을 주므로, 상기 제1,2,3안은 마그네틱 베어링(31)을 장착한 자기부상장치(30)의 편중 상태에 따라 다양하게 선택돼 적용될 수 있을 것이다.

액추에이터(311)에 인가되는 전기의 세기 및 방향 제어는, 도시하고 있지 않지만 별도의 제어기가 거리센서(312)로부터 전송된 신호를 수신해서 설정된 데이터에 따라 실시간으로 조정한다.

도 8은 본 발명에 마그네틱 베어링의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 마그네틱 베어링(31a, 31b, 31c)은 도시한 바와 같이 그 형상에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.

도 8(a)에 도시한 마그네틱 베어링(31a)은 코어체(311a)에 설치되는 제1,2권선체(311b, 311c)의 위치를 조정한 것으로, 본 실시예에서는 마그네틱 베어링(31a)이 중량에 의해 당연히 하방으로 힘을 받는다는 사실을 고려해서 코어체(311a)의 3 폴들 중 하방으로 돌출된 폴의 선단에 영구자석(311d)을 고정시켰다. 결국, 상기 마그네틱 베어링(31a)을 갖춘 자기부상장치에 탑재 대상물이 없을 경우엔 상방 및 측방을 향하는 폴에 각각 배치된 제1,2권선체(311b, 311c)에 소량의 전기를 통전시켜서 자기부상상태를 유지시킬 수 있고, 탑재 대상물이 탑재될 경우엔 제1,2권선체(311b, 311c)에 다량의 전기를 통전시켜서 자기부상상태를 유지시킬 수 있을 것이다.

도 8(b)에 도시한 마그네틱 베어링(31b)은 앞서 언급한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생락한다.

도 8(c)에 도시한 마그네틱 베어링(31c)은 'U' 형상의 단면을 갖는 레일(20c)에서, 'Y' 형상의 단면을 갖는 코어체(311a")가 형성되고, 코어체(311a")에서 하단으로 돌출된 폴에는 영구자석(311d)이 고정되며, 코어체(311a")에서 상단으로 좌우 돌출된 폴에는 제1,2권선체(311b, 311c)가 각각 위치한다. 이때, 상기 상단으로 좌우 돌출된 폴은 서로 대칭하게 상방으로 경사지게 형성되므로, 제1,2권선체(311b, 311c)의 전기 인가에 따른 자력을 조정해서 안정된 자기부상상태를 유지할 수 있다.

참고로, 도 8(c)에 도시한 마그네틱 베어링(31c) 및 레일(20c)은 90도로 회전시킨 형태로 활용될 수 있음은 물론이며, 이 경우 상기 레일(20c)은 'ㄷ' 형상의 단면을 이룰 것이다.

10, 30; 자기부상장치 11, 31; 마그네틱 베어링
12; 본체 20, 20'; 레일
311; 액추에이터 311a; 코어체
311b, 311c; 제,2권선체 311d; 영구자석
312, 312'; 거리센서 32; 지지프레임
321; 연결수단

Claims (6)

1. 3방향으로 각각 돌출 형성된 3개의 폴을 갖춘 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액추에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석은
   상기 영구자석을 고정하는 폴과 나란한 방향의 자력선을 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 액추에이터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 3개의 폴은 동일평면상으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 액추에이터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 2개의 폴은 동일직선상으로 돌출 형성되고, 상기 남은 하나의 폴은 상기 2개의 폴에 수직하게 돌출되어서, 상기 코어체가 'T' 형상을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 액추에이터.
5. 단면이 'ㄷ' 형상을 이루는 레일에 사용되는 마그네틱 베어링에 있어서,
   상기 레일에 이동가능하게 삽입되며 상기 레일의 내면과 각각 마주하도록 돌출된 3개의 폴을 갖춘 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석을 갖춘 액추에이터; 및
   상기 레일과 상기 폴 간의 거리를 감지해서 상기 권선체로의 전기 공급을 제어하는 제어기로 전송하도록 상기 액추에이터에 배치되는 거리센서;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 베어링.
6. 단면이 'ㄷ' 형상을 이루는 한 쌍의 레일,
   상기 레일에 이동가능하게 삽입되며 상기 레일의 내면과 각각 마주하도록 돌출된 3개의 폴을 갖춘 코어체와, 상기 폴 중 2개의 폴을 각각 감싸며 고정되는 권선체와, 남은 하나의 폴 선단에 배치되는 영구자석을 갖춘 액추에이터; 및 상기 레일과 상기 폴 간의 거리를 감지해서 상기 권선체로의 전기 공급을 제어하는 제어기로 전송하도록 상기 액추에이터에 배치되는 거리센서;로 구성된 한 쌍의 마그네틱 베어링 및
   상기 한 쌍의 마그네틱 베어링을 연결하는 지지프레임
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상장치.

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