KR100282542B1 - 회전장치 - Google Patents

Abstract

복수의 환상 회전체를 동심원상으로 배열한 집합 회전체를 자력을 이요하여 고속으로 회전시키는 회전장치에 관한 것이며, 이러한 회전장치를 전혀 새로히 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 회전장치는 중앙에서 회전 구동되는 회전체의 주위에 그 회전체를 중심으로 하여 복수의 환상의 회전체를 동심원상으로 이간하여 배열하고, 이들 각 회전체의 인접 회전체가 있는 쪽의 면에 자극군을 각각 배설하고 이 자극군은 인접 회전체의 대향하는 면에 배설된 자극군과 같은 극을 이루고, 이 자극군의 각 자극은 인접 회전체의 대향면의 자극군의 각 자극과 회전방향에서 서로 엇갈리게 되도록 배설된 것을 특징으로 한다.

Description

[발명의 명칭]

회전 장치

[기술 분야]

본 발명은 복수의 환상 회전체를 동심원상으로 배열한 집합 회전체를 자력을 이용하여 고속으로 회전시키는 회전장치에 관한 것이다.

[기술 배경]

종래는 이와 같은 복수의 환상 회전체를 동심원상으로 배열한 집합 회전체를 자력을 이용하여 고속으로 회전시키는 회전장치는 알려져 있지 않다.

따라서 본 발명은 이러한 회전장치를 전혀 새로히 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

[발명의 개시]

본 발명에 의하면 하나의 형태로서, 중앙에서 회전 구동되는 회전체의 주위에 그의 회전축을 중심으로 하여 복수의 환상의 회전체를 동심원상으로 이간하여 배열하고, 이것들의 각 회전체의 인접 회전체가 있는 쪽의 면에 자극군을 각각 배설하고, 이 자극군은 인접 회전체의 대향하는 면에 배설된 자극군과 동극을 이루고, 이 자극군의 각 자극은 인접 회전체의 대향면의 자극군의 각 자극과 회전방향에 있어서, 서로 엇갈리게 되도록 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치가 제공된다.

이 회전장치에서는 중앙의 회전체에 부여한 회전구동력은 회전체의 회전원주방향의 변위에 대하여 인접 회전체간에 발생하는 자기 반발력에 의해서 순차로 외측의 인접 회전체에 전달되고, 이에 의해 각 회전체가 함께 되어서, 회전한다. 회전장치가 고속회전상태로 되면, 탄력차 효과에 의해서 외측의 회전체 만큼 속도가 변화되어 어렵게 되고 이로 인해 중앙의 회전체 축으로부터 전달되고 있었던 회전 가세력이 가장 외측의 회전체에서 예컨대, 반사되어서 또 중앙측의 회전체에 전달되어 간다고 하는 되풀이 현상이 생기고, 따라서 각 회전체는 극히 효과적으로 종속되므로, 이 회전장치에 있어서 극히 고속의 회전속도를 얻을 수가 있다.

또 발명에 의하면 다른 형태로서 중앙에서 회전 구동되는 회전체의 주위에 그의 회전축을 중심으로 하여 복수의 환상의 회전체를 동심원상으로 이간하여 배열하고, 이것들의 각 회전체의 인접 회전체가 있는 쪽의 면에 제1, 제2의 자극군을 각각 배설하고, 이것들의 제1, 제2의 자극군은 인접 회전체의 대향하는 면에 배설된 자극군과 동극을 이루고, 이 제1의 자극군의 각 자극은 인접 회전체의 대향면의 제1의 자극군의 각 자극과 회전방향에서 서로 엇갈리게 되도록 배설되고, 제2의 자극군의 각 자극은 인접 회전체의 대향면의 제2의 자극군의 각 자극과 포개 합쳐지도록 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치가 제공된다.

이 회전장치에서는 인접하는 회전체의 제2의 자극군 간에 작용하는 자기 반발력이 제1의 자극군의 자극간에 나타나는 반대 극성의 자극의 영향을 해소시키므로, 각 회전체를 원활하게 회전시키는 것이 가능케 된다.

상기 자극군은 회전체의 지름방향과 직교하는 측면에 배설되도록 구성할 수가 있다. 혹은 상기 자극군은 회전체에 그의 인접 회전체와의 사이에서 상하로 이간하여 포개합쳐서 대향하는 면을 갖는 겹침부가 형성되어서 이 겹침부의 면에 배설되도록 구성할 수가 있다.

또 상기 자극군은 회전체의 둘레방향에 따라서 일정 간격으로 이간하여 배설된 복수의 자극으로 구성할 수가 있다.

또 상기 중앙의 회전체에 그의 회전체의 역전 방향으로의 회전을 저지하는 역전 저지 수단을, 및/또는 상기 복수의 회전체 중 가장 외측에 있는 회전체에 그 회전체의 역전 방향으로의 회전을 저지하는 역전 저지수단을 각각 부착시킬 수가 있다.

이로 인해, 회전장치의 회전 시동시에 있어서도, 상기 중앙의 회전체에 부착시킨 역전 저지수단에 의해 외부로 부터 부여된 가세력을 효율적으로 각 회전체의 회전 가세력으로 바꿀수가 있고, 또 상기 복수의 회전체 중 가장 외측에 있는 회전체에 부착한 역전 저지수단에 의해 상술한 되풀이 현상과 같은 현상을 얻을 수가 있고, 이것들에 의해 시동 상승시에 있어서도, 각 회전체를 극히 효과적으로 증속시킬 수가 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 1실시예로서의 회전장치를 세로 절제해서 본 사시도이다.

제2도는 실시예 장치에 있어서의 종단면의 상세한 것을 나타낸다.

제3도는 실시예 장치에 있어서의 환체간의 베어링과 영구자석의 부착태양을 나타낸다.

제4도는 실시예 장치에 있어서의 영구자석의 배치태양을 설명하는 도면이다.

제5도는 실시예 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

제6도는 본 발명의 다른 실시예로서의 회전장치를 나타낸다.

제7도는 다른 실시예 장치에 있어서의 영구자석의 배치태양을 나타낸다.

제8도는 다른 실시예 장치에 있어서의 영구자석의 배치태양을 나타낸다.

제9도는 다른 실시예 장치에 있어서의 영구자석의 다른 배치태양을 나타낸다.

제10도는 본 발명의 또 다른 실시예로서의 회전장치에 있어서의 영구자석의 배치태양을 나타낸다.

제11도는 본 발명의 또 다른 실시예로서의 회전장치에 있어서의 영구자석의 배치태양을 나타낸다.

제12도는 본 발명의 또 다른 실시예로서의 회전장치에 있어서의 회전 원판부분의 구조를 나타낸다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본 발명의 1실시예로서의 회전장치를 세로 절제한 사시도. 제2도는 그의 종단면의 상세도. 제3도는 실시예 장치의 환체간의 베어링과 영구자석의 부착태양을 나타내는 도면이다. 이것들의 도면에 있어서, 이 회전장치의 광체(2)는 중공의 원반으로 이루어지고, 그의 상면의 중앙위치에는 모터(1)가 고정된다. 이 모터(1)는 그의 출력 샤프트(1a)가 광체(2)의 중앙위치에서 광체(2)의 내부로 향하여 관통되어 있고, 광체(2)와 출력 샤프트(1a)사이에는 베어링(3, 4)이 부착되어 있어, 출력 샤프트(1a)가 회전이 자유롭게 되어 있다.

이 출력 샤프트(1a)의 거의 중앙위치에는 스플라인치(1b)가 고정된다. 이 스플라인치(1b)는 원판(11)의 중앙위치에 설치된 스플라인 홈에 끼워 맞추어져 있으며, 모터(1)를 회전시킴으로써 원판(11)을 그의 출력 샤프트(1a)와 일체로 회전시킬 수가 있도록 되어 있다. 이 원판(11)을 중심으로 하여 지름방향으로 향하여 각각 반경이 다른 4개의 환체(12∼15)가 동심원상으로 이간하여 배열된다. 이것들의 환체(12∼15)는 단면이 장방형의 판상의 링이다. 원판(11)과 환체(12∼15)의 각각의 사이에는 구 베어링(21∼24)가 각각 장착되어 있으며, 그것에 의해 원판(11)과 환체(12∼15)는 각각 독립하여 회전하여 그의 상태위치를 원활하게 변위할 수 있도록 되어 있다.

원판(11)과 환체(12∼15)의 외주측 단부의 상하면에는 단면이 L자형, 또는 판상의 환체로 이루어진 상하동 규제체(31∼34)가 각각 상하로 고착되어 있으며, 그것에 의해 형성되는 단면이자 형상의 오목부분이 외측에 인접하는 환체(12∼15)의 내주측 단부에 각각 파고들어 가도록 되어 있다. 이들 상하동 규제체(31∼34), 환체(12∼15), 광체(2)의 사이에는 구 베어링이 장착된다. 예컨대, 상하동 규제체(31), 환체(12), 광체(2) 사이에는 구 베어링(311∼314)이 장착된다.

이 상하동 규제체(31∼34)는 원판(11)과 환체(12∼15)가 그의 회전중에 상하동하는 것을 방지한다.

이와 같이 본 실시예에서는 환체(12∼15)와 상하동 규제체(31∼34)의 조립체가, 원판(11)과 함께 각각 동심원상의 회전체를 구성하고 있다.

원판(11)과 환체(12∼15)는 동판, 알루미늄판, 놋쇠 등의 합금으로 이루어진 반자성체 혹은 비자성체로 형성된다. 또 이것들의 원판(11)과 환체(12∼15)는 일정길이씩 반경이 크게되는 것으로 구성하고 있어, 그것들 상호간의 간극은 같은 거리로 되도록 하고 있다.

원판(11)의 내주측면, 환체(12∼14)의 내주와 외주측면 및 환체(15)의 내주측면에는 회전중심으로 보아서 60°마다의 등각도 간격으로 원호를 이루는 판상의 영구자석(41∼45)이 면에서 돌출하지 않도록 하여, 각각의 면에 형성된 오목부에 매설되어 있다. 그것들의 영구자석(41∼45)은 원판(11)과 환체(12∼15)를 회전시켜서, 그의 위치를 정열시키면, 장치상측으로 부터 보았을때 출력 샤프트(1a)을 요부로 하는 대략 선형을 이룬다.

여기서 각 영구자석(41∼45)은 내주측면에 부착되어 있는 것에는 「a」, 외주측면에 부착되어 있는 것에는 「b」의 부호를 참조번호의 다음에 붙이는 것으로 구별하는 것으로 한다.

이것들의 영구자석(41∼45)은 원판(11) 및 환체(12∼15)의 인접하여 대향하는 면에 부착되어 있는 영구자석 끼리가 같은 극을 이루도록 하고 있다. 즉 원판(11)의 외주측면 영구자석(41b)과 환체(12)의 내주측면의 영구자석(42a)은 모두 N극, 환체(12)의 외주측면의 영구자석(42b)과 환체(13)의 내주측면의 영구자석(43a)은 모두 S극, 환체(13)의 외주측면의 영구자석(43b)과 환체(14)의 내주측면의 영구자석(44a)은 모두 N극, 환체(14)의 외주측면의 영구자석(44b)과 환체(15)의 내주측면의 영구자석(15a)은 모두 S극으로 되어 있다.

원판(11) 및 환체(12∼15)에 있어서의 영구자석 상호의 배치관계는 예컨대 환체(15)의 경우, 영구자석(15a)의 원호길이(L)보다도 인접하는 영구자석(15a)간의 거리(D)의 쪽이 좀 길게되도록 하고 있다.

이하, 이 실시예 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 원판(11)과 환체(12∼15)에 각각 부착된 영구자석(41∼45)의 기본적인 작용을 환체(14)와 (15)사이의 영구자석(44b)과 (45a)을 예로하여 제5도를 참조하여 설명한다. 제5도의 (a)는 환체(14)가 정전 방향(도면 중 시계 회전방향)으로 회전한 경우를 나타내고 있으며, 이 경우, 환체(14)의 영구자석(44b)은 정전방향 전방에 있는 환체(15)의 영구자석(45a)에 각각 접근하고, 이것들의 영구자석은 서로 S극이기 때문에, 자기 반발력이 작용하여 환체(15)는 그의 자기 반발력(배척력)에 의해 정전 방향으로 밀어지도록 하여 회전한다. 또 제5도의 (b)는 위에서의 설명과 반대로 환체(15)가 정전방향으로 회전한 경우를 나타내고 있으며, 이 경우 환체(15)의 영구자석(45b)은 정전방향 전방에 있는 환체(14)의 영구자석(44a)에 각각 접근하고, 따라서 자기 반발력이 작용하여, 환체(14)는 그의 자기 반발력에 의해 정전방향으로 밀어지도록 하여 회전한다.

그런데, 장치의 회전시동 동작인데, 모터(1)를 정전방향으로 회전구동하면, 원판(11)이 정전방향으로 회전을 시작하고, 제5도의 (a)의 원리에 의해 가장 내측의 환체(12)를 정전방향으로 밀도록 하여 회전시키고, 이 환체(12)는 동일하게 하여 환체(13)를, 환체(13)는 더욱 외측의 환체(14)를, 환체(14)는 더욱 외측의 환체(15)를, 각각 정전방향으로 밀도록 하여 회전시킨다. 따라서, 모터(1)를 시동시키면, 원판(11) 뿐만 아니라, 그것과 동심원상으로 배열된 모든 환체(12∼15)가 회전을 시작하게 된다.

여기서, 원판(11)과 각 환체(12∼15)의 각각의 사이에 있어서의 자기 반발력의 강도는 한쪽의 측면에 부착된 영구자석이 그것과 대향하는 측면에 부착된 영구자석의 위치를 타고 넘을 수가 없도록 하는 크기로 하고 있다. 즉, 각 영구자석의 위치에는 예컨대, 반발장에 의한 자기의 「산」이 있고, 한쪽의 측면의 영구자석은 대향하는 다른쪽의 측면의 영구자석인 이 자기의 「산」을 넘어서 전방 또는 후방으로 이동하는 일이 없도록 되어 있다. 따라서 원판(11)과 환체(12∼15)의 회전은 원주방향으로 인접하는 영구 자석간의 이간거리의 범위내에서의 상대적 위치 변화가 그들 상호간이지만, 전체로서는 원판(11)과 환체(12∼15)가 회전에 관하여 각각 동기가 취하여져서 거의 같은 회전속도로 일체적으로 회전하는 것으로 된다.

이와 같이 하여 모터(1)에 의해 원판(11)이 회전이 가세되고, 그의 회전 가세력이 순차적으로 환체(12∼15)를 외측방향으로 전달되어서, 원판(11)과 환체(12∼15)는 회전을 시작하여 그의 회전속도를 점차로 올려가는 것이지만, 이 회전속도가 올라감에 따라서, 이하에 설명하는 회전 가세력의 되풀이 현상이 현저하게 나타나도록 되어서, 원판(11)과 환체(12∼15)는 한층의 증속을 받도록 된다.

즉, 회전 초기에 있어서의 원판(11)과 환체(12∼15)의 위치관계를 고려하면, 환체(12)는 그의 외측에 환체(13)를 부하로하여 끌어들이고 있으며, 마찬가지로 환체(13)는 그의 외측에 환체(14)를, 환체(14)는 그의 외측에 환체(15)를 각각 부하로하여 끌어들이고 있으므로 이 중간층에 있는 각 환체(12∼14)는 회전초기에 있어서는 외측의 환체가 내측의 환체보다도 위치적으로 앞(정전방향 전방)으로 나아가는 일은 없다고 말할 수 있다. 그런데 환체(15)는 그의 외측에 부하로 되는 환체를 가지지 않으므로, 환체(14)로 부터의 회전가세에 의해 회전 에너지를 얻고나면, 그의 회전 에너지에 의해 환체(14)보다도 앞으로 나아간다. 즉, 제5도의 (b)의 상태로 된다.

이 제5도의 (b)의 상태에서는 환체(14)는 내측의 환체(13)에서도, 또 외측의 환체(15)에서도 정전방향의 회전 가세력을 받으므로, 증속된다. 그러나 환체(15)는 환체(14)에 반발자장에 의한 정전방향의 가세력을 주었을 때, 그의 반 작용으로서, 역전방향의 같은 크기의 힘을 받아서 감속될 것이기 때문에 상기한 증속효과는 작은 것이라고 말할 수 있다.

한편, 원판(11)과, 환체(12∼15)의 회전속도가 높아져오게 되면, 원판(11)과 환체(12∼15)는 각각 큰 회전 에너지를 얻어가게 되나, 외측의 환체만큼 지름이 크고 중량도 있으므로, 그의 관성 모멘트가 크고, 따라서 탄력차 효과(flywheel effect)에 의해서 외측의 환체 만큼 그 속도가 변하지 않도록 된다. 이 결과, 내측의 환체로 부터의 회전 가세력이 환체(15)에 달하여, 환체(15)가 환체(14)보다도 앞으로 나아갔을때, 즉 제5도의 (b)일때, 환체(15)는 환체(14)를 앞으로 잡아당긴 반 작용으로 하고, 역전방향으로 되돌려지게 되나, 상술한 탄력차 효과는 환체(14)보다도 환체(15)의 쪽이 보다 크므로, 환체(15)는 실질적으로는 감속되지 않고 따라서, 이 환체(15)가 반발력의 작용·반작용의 지점으로 되고 따라서 환체(14)는 환체(15)에 가하여진 반작용으로서의 역전 방향의 힘까지도 정전방향의 회전 가세력으로서 받고, 즉 2배의 회전 가세력을 받아서 정전방향으로 증속되게 된다.

이와 같은 현상은 환체(14)와 (13)의 사이, 환체(13)와 (12)의 사이, 환체(12)와 원판(11)의 사이에도 동일하게 성립하고, 따라서 원판(11)으로부터 순차로 외측의 환체로 그것들의 환체를 증속하면서 전달해 가는 회전 가세력은, 환체(15)까지 달하면, 거기서 되짚어서 이번에는 외측의 환체로 부터 내측의 환체로 그것들의 환체를 증속하면서 전달해 가고, 그리고 원판(11)에 달하면, 거기서 또 되집어서 내측의 환체로 부터 외측의 환체로 전달해가게 된다. 따라서 원판(11)과 환체(12∼15)는 극히 효과적으로 증속되어서, 고속의 회전속도를 얻어나아간다.

그리고, 이 회전 가세력의 반복현상은 고속회전 상태에서는 원판(11)과 환체(12∼15)사이를 내측으로 부터 외측으로 또 외측으로 부터 내측으로 마치 하나의 물결이 전파하는 것 같이 하여 나타나는 것이 관측되고 있다. 이것은 원판(11)과 환체(12∼15)의 각각의 사이에서 생기는 자기 반발력이 모터(1)의 회전 구동력을 얻으면 내측의 환체 사이로부터 외측의 환체 사이에로 순차로 크게 되어가서 각층의 사이의 자기 반발력이 충분히 크게 되고, 이어서 그것이 어느 임계치를 초과하면, 환체(15)를 단숨에 전방으로 밀어내는 힘으로 되고, 그 힘이 파상으로 되어서 전파되어가기 때문이라고 추정된다.

본 발명의 실시예에 있어서는 여러 가지의 변형 형태가 가능하다. 예를 들면, 각 환체간에 부착하는 영구자석의 배치태양은 상술한 실시예의 것에 한정되는 것은 아니고, 원판과 환체의 내외주 측면에 설치하는 자석의 수, 크기, 자석 배치의 각도 폭, 자석간의 거리, 원판과 환체의 지름, 상호의 이간거리 등은 각 요소 상호간의 관계를 배려하여 적의 선정할 수가 있다. 또 자석 배치위치는 상기한 내외주 측면에 한정되는 것이 아니고, 원판과 환체의 상하 방향의 면에 배치하는 것도 가능하다.

제6도는 이러한 영구자석의 배치 태양을 바꾼 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것이다. 여기서, 모터(1), 원판(11), 환체(12∼15)등의 구성은 상술한 실시예와 거의 같으나, 영구자석을 원판(11)과 환체(12∼15)의 측면에 부착하는 것은 아니고, 상하로 대향하는 면에 부착하도록 하고 있다.

즉, 상술한 실시예에 있어서의 상하동 규제체(31∼34)의 플랜지 부분을 지름 방향 외향으로 더욱 연장하여, 그의 단면자형의 오목 부분에 전방의 환체(12∼15)가 각각 푹 수납되도록 하고, 이 상하의 상하동 규제체(31∼14)의 내면과 환체(12∼15)의 상하의 면에 영구자석(51∼55)을 부착하는 것이다. 여기서, 영구자석(51∼55)은 상하동 규제체(31∼34)측에 부착되는 영구자석에는 그의 참조 번호에 부호「b」를, 환체(12∼15)측에 부착되는 영구자석에는 부호「a」를 달아서 구별하는 것으로 한다.

제7도에는 이 영구자석(51∼55)의 배치태양을 환체(15)에 부착한 영구자석(55a)를 예로 하여 나타낸다. 도시하는 바와 같이 환체(15)의 상하의 면에, 그의 지름방향에 따라 4개의 소원판형의 영구자석(도면중의 0표)를 나란히 하고, 이러한 4개의 영구자석의 그룹을 원주 방향에 따라 회전 중심으로 부터 보아서 등각도 간격으로 배치해 간다. 환체(15)의 상하면에 대향하는 상하동 규제체(34)의 상하의 내면에도 같은 배치태양으로 영구자석(54b)이 부착된다.

이것들의 영구자석(55a, 54b)의 극성은 환체(15)와 상하동 규제체(34)의 서로 마주보고 있는 면에 배치된 영구자석 끼리가 같은 극으로 대향하도록 하고 있다. 즉, 이 예에서는 상측의 상하동 규제체(34)의 내면의 영구자석(54b)과 환체(15)의 상면의 영구자석(55a)은 모두 N극에서 마주보도록, 또 하측의 상하동 규제체(34)의 내면의 영구자석(54b)과 환체(15)의 하면의 영구자석(55a)은 모두 S극으로 마주보도록 하고 있다.

여기서, 환체(15)가 정지되어 있고 환체(15)의 영구자석(55a)과 상하동 규제체(34)의 영구자석(54b)의 사이에 작용하는 반발력이 균형되고 있는 상태에서는 제8도에 표시한 바와 같이, 환체(15)의 영구자석(55a) (도면중의 힌동그라미)와 상하동 규제체(34)의 영구자석(54b)(도면중의 사선이 들어간 동그라미)와는 원주방향에 따라 서로 어긋나게 위치하도록 된다.

또 각 환체 모두 지름 방향에 따라 배치하는 영구자석의 수는 4개로 하지만 환체의 직경이 작아짐에 따라 그것들의 그룹을 배치하는 각도 간격을 크게 하여, 그것들 4개의 영구자석의 그룹끼리의 사이의 둘레 방향의 이간거리가 어느 환체에서도 거의 같게 되도록 한다. 따라서 외측의 환체로 갈수록 영구자석의 수는 증가하게 된다.

이 제6도의 실시예 장치의 동작은 상술한 실시예 장치에서는 원호형의 판상의 영구자석을 사용하고 있는데 대하여 본 실시예 장치에서는 소원판형의 영구자석을 다수 조합하여 사용하고 있다고 하는 점을 제외하면, 기본적으로는 상술한 실시예 장치의 것과 같으므로, 상세한 설명은 생략하기도 한다.

그리고, 이 제6도의 실시예 장치에서는 영구자석으로서 소원판형의 것을 사용하였으나, 이것은 이와 같은 영구자석이 제조하기 쉽기 때문이며, 따라서, 물론 이 소원판형의 것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제9도에 표시된 바와 같이 지름방향으로 길수록 장방형의 영구자석을 사용하는 것이어도 좋다. 또 소원판형의 것으로 바꾸어서 지름이 큰 원판형의 영구자석을 사용하여, 이것을 상기 4개의 소원판형 영구자석의 그룹으로 바꾸어서 하나를 사용하고 이것을 원주방향으로 등각도 간격으로 배치하도록 한 것이도 좋다.

그런데 상기에 설명한 회전장치에서는 다음과 같은 문제가 있다. 예를 들면 최초의 실시예의 회전장치를 예로하여 설명하면 예컨대 제4도에 표시되는 환체(14)의 경우, 그의 내측의 자석(44a)으로 부터 나와서 외측의 자석(44b)으로 되돌아가는 자속의 루프가 만들어져 있으므로 환체의 인접하는 자석의 사이, 예컨대 N극의 자석(44a)끼리의 사이의 위치에는 그것들의 자석(44a)과 반대의 S극이 보이게 된다. 이 S극은 인접하는 환체(13)의 N극을 흡인하는 작용을 갖는다. 이 결과 대향하는 환체(13)의 N극은 상기 S극의 영향에 따라 회전방향으로의 이동이 약간 둔하여지게 된다. 이것은 상술한 자기 반발력의「산」과「골」의 관계로 예를 들어 보면, 「골」이 깊기 때문에 대향하는 환체가 이「골」로 부터 빠져나와서 이동하기가 어려운 상태로 되어 있다고 말할 수 있다. 이와 같은 상태의 경우, 각 환체 사이에서의 회전 가세력의 전달이 충분히 효율적으로 행하여지고 있다고는 말할 수 없게 된다.

제10도는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 것이며, 이 실시예는 상술한 2번째의 실시예(제6도의 실시예)의 영구자석의 배치태양을 변경한 것이며, 환체(15)의 영구자석(55a)을 예로서 나타내고 있다. 즉, 영구자석(55a)끼리의 중간위치에 다시 동극성의 영구자석(55c)을 배치한다. 이 환체(15)에 대향하는 환체(14)의 영구자석(54b)의 사이에도 마찬가지로 그의 중간에 동극성의 영구자석을 배치한다. 이와 같이 하므로써 환체(14, 15)가 정지되고 있을 때에는 그것들의 가장 외측의 둘레에 부착되어 있는 영구자석은 대향하는 환체의 면의 영구자석 끼리도 포개합쳐지도록 된다.

이와 같이 하면, 인접하는 영구자석(55b)의 사이에 보이고 있는 반대 극성의 자극의 자기 흡인력은 새로히 추가한 영구자석(55c)이 인접하는 환체의 포개 합쳐진 영구 자석과의 사이에서 작용하는 자기 반발력에 의해 이른바 해소되게 되므로, 환체간의 변위가 원활하게 된다.

또 제11도와 같이 구성하는 것에 의해서도, 이 인접 영구자석간에 나타나는 반대극성의 자극의 영향을 경감할 수 있다. 이 실시예는 상술한 최초의 실시예(제1도, 제2도의 실시예)의 환체의 지름방향의 폭을 작게하고, 각 환체에 지름방향으로 관통하는 관통구멍을 설치하고, 이 관통구멍에 영구자석을 관통하도록 끼워넣은 것이며, 제11도는 그중의 2개의 환체를 상측에서 본 도면이다. 도면 중의 사선부분은 영구자석이 환체를 관통하고 있는 것을 나타내고 있다. 여기서 영구자석은 그의 단부면이 환체의 측면으로 부터 소정길이 만큼 돌출되어 있는 것과, 측면의 위치와 일치되고 있는 것이 서로 어긋나도록 하고 있다.

제12도에서는 본 발명의 또 다른 실시예가 표시된다. 이 제12도는 회전장치의 중앙에서 회전하는 원판(11') 부분의 측단면도이다. 도시하는 바와 같이 광체(2)에 심봉(71)을 고정시키고, 원판(11')의 중앙부분에 중공의 볼록부를 설치하고, 이 심봉(71)을 중심으로 하여 원판(11')이 회전하도록 심봉(71)과 볼록부의 내면과의 사이에 베어링 기구(74, 75)을 장착하고, 또 원판(11')과 광체(2)의 사이에도 베어링 기구(72)와 (73)을 장착시킨다. 원판(11')의 볼록부에는 모터(1)의 출력 샤프트(1a)를 고정부착하여 모터(1)에 의해서 원판(11')을 직접 회전할 수 있도록 한다. 여기서 베어링 기구(72 - 75)는 적어도 하나는 래치트 베어링 기구로 구성되어 있고, 이 래치트 베어링 기구에 의해 원판(11')은 정전방향으로만 회전가능하며, 역전방향으로의 회전은 저지되도록 되어 있다.

이와 같은 래치트 베어링 기구를 중앙의 원판(11')에 부착하면 이하와 같은 이점이 있다. 즉 회전장치의 시동시에, 모터(1)에 의해 원판(11')을 회전시켜서 그 인근의 환체(12)를 정전방향으로 회전가세하였을때에는 그의 반작용으로서 환체(12)로 부터 역전방향으로의 자기 반발력을 받지만, 래치트 베어링 기구의 작용에 의해 원판(11')은 역전하는 일이 없으므로, 래치트 베어링 기구가 작용한 위치(역전을 저지한 위치)에서 환체(12)로 부터의 반작용으로서의 자기 반발력은 상대적으로 환체(12)를 정전방향으로 밀어내는 가세력으로 된다. 따라서 환체(12)는 래치트 베어링 기구를 갖지 않은 경우에 비하여 정전 방향으로 2배의 회전 가세력을 받게 되고, 증속은 빨리 행하여지게 된다. 또 모터로서도, 그 회전출력을 효율적으로 환체(12∼15)의 회전으로 변환할 수 있기 때문에 소형의 것이라도 좋도록 된다.

래치트 베어링 기구를 조입하는 개소는 상술한 중앙의 원판(11')에 한정되는 것은 아니고 가장 외측에 있는 환체(15)에 조입하여 그의 역전을 저지하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면 회전장치의 시동시에 있어서도, 상술한 고속 회전시에 있어서의 회전 가세력의 반복 형상과 같은 형상이 생기므로, 모터의 출력을 매우 효율적으로 각 환체(12∼15)의 회전으로 변환할 수가 있고, 장치의 시동후에 환체(12∼15)를 신속하게 고속회전으로 가져가는 것이 가능케 된다.

그리고 또 래치트 베이링 기구를 원판(11')과 모든 환체(12∼15)에 조입하면, 시동시에 있어서의 회전 가세력의 전달은 극히 효율적으로 수행된다. 단, 래치트 베어링 기구는 회전장치의 고속 회전시에는 회전 속도를 감소시키는 부하로 되는 것도 예상되므로, 그것을 고려하여 부착개소 등을 결정할 필요가 있다.

또 이와같은 래치트 베어링 기구를 조입하였을때에는 모터는 스테핑 모터 혹은 서보 모터 등의 간헐 구동할 수 있는 타입의 것을 사용하면 모터의 회전 출력을 한층 효율적으로 환체(12∼15)의 회전 에너지로 바꿀수가 있다. 또 간헐 구동형의 모터로 바꾸어서, 통상의 모터의 회전 출력을 전자 클럭치 혹은 다른 기계적 기구에 의해서 회전판으로 간혈적으로 전달하는 기구를 사용하여도 좋다.

또 상술한 역전을 저지하는 수단으로서는 래치트 베어링 기구에 한정 되는 것은 아니고, 원판과 환체의 역전을 저지할 수 있는 것, 즉, 일방향 클러치로서의 기능을 수행하는 것이면, 다른 여러 가지의 역전 저지수단을 이용할 수 있다.

또 원판과 각 환체로의 영구자석의 부착태양은 상술한 각 실시예의 것에 한정되는 것은 아니다. 요는 원판과 각 환체의 인접층간에 발생하는 상술한 자기 반발력의「산」과「골」이 인접층의 사이의 어느 하나의 개소에서 맞물린 상태로 되도록 배치하면 되는 것이다.

또 상술한 실시예에서는 원판과 각 환체 사이에서 자기 반발력을 발생시키는 수단으로서 영구자석을 사용하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 즉, 전자석을 사용하는 것이어도 좋고 초전도 전자석을 사용하면 극히 큰 반발력을 얻을 수가 있다. 영구자석과 전자석을 조합하는 것이어도 좋다. 장치를 소형으로 하고자 하는 경우에는 영구자석의 사용이 유효하다.

중앙의 원판과 각 환체의 재질도 실시예의 것에 한정되는 것은 아니고 예컨대 합성수지 또는 목재 등의 자성을 갖지 않는 것이어도 좋다. 그의 형상도 각 환체가 동심원상으로 회전할 수 있는 것이면, 어떤 형태를 하고 있어도 좋다.

또 상술한 실시예에서는 상하동 규제체에 의해 원판과 각 환체의 상하방향으로의 진동을 없애도록 하였으나, 이것은 주로 회전장치의 시동시를 위한 준비이며, 본 발명에 있어서 본질적인 것은 아니고 회전장치가 고속 회전상테에 달하였을때에는, 각 환체는 그의 원심력에 의해 수평으로 일렬로 정열되게 되므로, 상하 동 규제체는 불필요하게 된다.

또 예를 들면 상술한 제1번째의 실시예에서는 원판과 각 환체의 층간에 나타나는 영구자석의 같은 극을 S, N, S, N, S로 교호로 되도록 하였으나, 이것을 예컨대 모두 N극, 혹은 모두 S극으로 하는 것이어도 좋다.

본 발명에 의하면, 복수의 환상 회전체를 동심원상으로 배열한 회전체의 집합체를 자력을 이용하여 고속으로 회전시키는 회전장치를 전혀 새로히 제공할 수가 있다.

그리고, 본 발명의 회전장치를 시작하여 운전시킨 바 이 회전장치의 총 중량은 상당히 무거운 것이어서, 운전정지시에는 손으로 밀어도 용이하게 움직일 수가 없는 것인데도 불구하고, 그의 고속 회전시에는 손으로 미는 것으로 용이하게 바닥면을 슬라이딩 시켜서 이동시킬 수가 있다는 것이 확인 되었다. 이 실험 결과로 부터 생각하면 이 회전장치의 고속 회전시에는 어떤 부상력이 발생되고 있는 것이라고도 생각되고, 그렇다면 본 회전장치는 새로운 부상원리에 입각한 부상장치로서의 이용가능성도 있다.

Claims (8)

1. 중앙에서 회전 구동되는 회전체(11, 31)의 주위에 그의 회전축을 중심으로 하여 복수의 환상의 회전체(12∼15, 32∼34)을 동심원상으로 이간하여 배열하고, 이것들의 각 회전체의 인접 회전체가 있는 쪽의 면에 자극군(41∼45, 51∼55)을 각각 배설하고, 이 자극군은 인접 회전체의 대향하는 면에 배설된 자극군과 같은 극을 이루고, 이 자극군의 각 자극은 인접 회전체의 대향면의 자극군의 각 자극과 회전방향에서 서로 어긋나도록 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치.
2. 중앙에서 회전 구동되는 회전체의 주위에 그 회전축을 중심으로 하여 복수의 환상의 회전체를 동심원상으로 이간하여 배열하고, 이것들의 각 회전체의 인접 회전체가 있는 쪽의 면에 제1, 제2의 자극군을 각각 배설하고, 이 제1, 제2의 자극군은 인접 회전체의 대향하는 면에 배설된 자극군과 같은 극을 이루고, 이 제1의 자극군의 각 자극은 인접 회전체의 대향면인 제1의 자극군의 각 자극과 회전방향에서 서로 어긋나도록 배설되고, 이 제2의 자극군의 각 자극은, 인접 회전체의 대향면인 제2자극군의 각 자극과 포개합쳐지도록 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 자극군은 회전체의 지름 방향과 직교하는 측면에 배설된 것은 특징으로 하는 회전장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 자극군은 회전체의 지름방향과 직교하는 측면에 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 자극군은 회전체에 그의 인접 회전체와의 사이에서 상하로 이간하여 포개합쳐져서 대향하는 면을 갖는 중복부가 형성되어서, 이 중복부의 면에 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 자극군은 회전체에 그의 인접 회전체와의 사이에서 상하로 이간하여 포개합쳐져서 대향하는 면을 갖는 중복부가 형성되어서, 이 중복부의 면에 배설된 것을 특징으로 하는 회전장치.
7. 제1항 내지 제6항중 어느 하나에 있어서, 상기 자극군은 회전체의 둘레 방향에 따라서 일정 간격으로 이간하여 배설된 복수의 자극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전장치.
8. 제1항 내지 제6항중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 회전체 중 중앙의 회전체 및/또는 가장 외측에 있는 회전체에 그의 회전체의 역전방향으로의 회전을 저지하는 역전 저지수단이 부착된 것을 특징으로 하는 회전장치.