KR100671363B1 - 동적 자석 시스템 - Google Patents

Abstract

특히 발전에 유용한 동적 자석 시스템은 서로 자극이 반대가 되도록 배향되어 지지 구조체(6)에 대해 개별적으로 운동하는 복수의 자석(2, 4)을 채용한다. 상기 자석들은 수평 정지 위치로부터 변위되는 임계각이 1도보다 작고, 그 중 적어도 일부의 자석은 서로 다른 특성을 갖는다. 자기 강도를 달리하면, 동일한 자석을 사용한 경우에 비해, 특정한 자기 강도 비율의 범위 내에서 지지 구조체의 운동에 반응하여 자석이 더 크게 운동하게 된다. 자기 운동은 전기 신호로 변환되어 동작 시스템(32)을 가동시킬 수 있다. 자석과 지지 구조체 간의 정지 마찰 계수를 0.02보다 작게 성립시키기 위해서 마찰이 매우 작은 페로플루이드 베어링(12, 14, 16, 18)을 이용할 수 있으며, 이로써 지지 구조체의 약간의 운동만으로도 유용한 전력 발생이 가능하다.

Description

동적 자석 시스템{DYNAMIC MAGNET SYSTEM}

본 발명은 동적 자석 시스템에 관한 것으로, 특히 전력 발생에 이용되는 복수 자석 시스템에 관한 것이다.

자석이 전도 코일을 통과하면 그 전도 코일에 전류 흐름이 유도된다. 자석이 왕복으로 앞뒤로 이동하면, 계속해서 이동할 때마다 전도 코일의 전류 흐름 방향이 전환되어, AC 전류가 발생된다.

하나 이상의 코일을 왕복으로 통과하는 자석을 이용하는 몇몇 전기 발생 시스템이 개시되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제5,347,185호의 각종 실시예에 있어서는, 2개 또는 3개의 희토류 자석이 하나 이상의 코일에 대해 앞뒤로 선형 이동하도록 배치되어 있다. 자석이 고정되고 그 자석에 대해 코일이 웨이브 액션에 의해 위아래로 이동하거나, 코일이 고정되고 그 코일에 대해 자석이 기압에 의해 이동하게 할 수 있고, 또는 코일 하우징이 그것을 지니고 조깅하는 사람에 의해 진동됨으로써, 자석이 코일 내에서 왕복 운동이나 진동 운동하도록 할 수 있다. 일실시예로서, 4개의 자석을 연속해서 자극이 반대가 되도록 배치하는데, 2개의 말단 자석은 고정하고 나머지 중간 자석들은 튜브의 각자의 위치에서 앞뒤로 자유롭게 이동한 다. 2개의 중간 자석은 중간 코일용 캐리어에 의해 서로 분리되는데, 이 캐리어의 폭은 어느 한쪽의 중간 자석의 폭의 대략 2배이다.

미국 특허 제5,818,132호의 일실시예에는 다수의 코일이 일정 간격으로 외부에 배치되어 있는 수직 튜브 내에서 서로에 대해 그리고 말단 자석에 대해 자극이 반대가 되도록 배치되어 있는 3개의 이동 자석이 개시되어 있다. 이동 자석과 튜브 사이의 마찰을 최소화하기 위해서, 튜브가 수직 배향되어 위아래로 이동하여 자석이 코일에 대해 이동함으로써, 코일에 전류가 발생된다. 그러나, 튜브의 수직 배향은 자석의 운동을 방해하는데, 즉 자석이 튜브에 대해 이동하기 위해서는 중력을 극복해야만 한다. 따라서, 튜브의 이동이 자석과 결부되는 것을 방지할 필요가 있다.

본 발명은 자석의 지지 구조체와 자석에 부여된 운동 간의 결합을 더 크게 할 수 있는 동적 복수 자석 시스템을 제공한다. 이것은 소정의 장치 크기 및 중량에 대해 전기적 출력을 더 크게 할 수 있고, 자석을 주로 수평 방향으로 운동하도록 배향시킴으로써, 적용 운동에 대한 감도가 더 크게 증가된다.

이러한 본 발명은 적어도 일부는 서로 다른 특성을 갖는 복수의 자석을 서로 자극이 반대가 되도록 배향하여 지지 구조체에 대해 개별적으로 운동하도록 함으로써 달성된다. 자석들의 자기 강도를 다르게 할 수 있는데, 이것은 자석들의 자화율 또는 크기를 다르게 함으로써 달성된다. 크기가 같고 자화율이 다른 자석들이나, 크기가 다르고 자화율이 같은 자석들, 또는 이것들을 조합한 자석들을 이용할 수 있다. 놀라운 것은 지지 구조체의 적용 운동에 대한 자석의 반응이 특정 자기 강도 비율 내에서 크기 및 강도의 평균을 갖는 2개의 동일한 자석의 경우보다 더 크다는 것이다.

자석에는 자석과 지지 구조체 사이의 정지 마찰 계수를 0.02보다 작게 성립시키는 마찰이 매우 작은 페로플루이드 베어링을 마련하는 것이 바람직하다. 상기 페로플루이드는 점도가 10 cp보다 작은 것이 바람직하고, 특정 실시예에 있어서는 경광유(light mineral oil) 매체와 아이소파라피닉 산(isoparaffinic acid)의 혼합물을 포함한다.

마찰이 매우 작은 베어링을 제공함으로써, 자석을 통상 수평 방향으로 배향할 수 있고, 지지 구조체에 적용된 힘에 대한 감도가 상당히 증가된다. 이러한 배향으로, 자석은 지지 구조체의 각종 운동을 유용한 자석 운동과 효과적으로 결합한 다중 모드의 진동을 보이게 된다. 하나 이상의 전도 코일을 차례로 감아 이동 자계가 흐르게 배치함으로써, 각종 동작 시스템을 가동시키는 전기 신호를 생성할 수 있다. 자석을 수평 정지 위치로부터 변위시키는 임계각은 1도보다 작은 것이 바람직하고, 페로플루이드 베어링을 적절하게 선택함으로써 10분보다 작게 할 수 있다.

본 발명의 이러한 특징 및 이점과 다른 특징 및 이점은 첨부하는 도면와 함께 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.

도 1은 동작 시스템에 전력을 공급하는 본 발명의 2 자석 실시예를 도시한 개략도.

도 2는 상이하게 자화되는 동일 크기의 자석을 갖는 2 자석 실시예를 도시한 개략도.

도 3은 본 발명의 3 자석 실시예를 도시한 개략도.

도 4는 동일한 자석을 갖는 2 자석 시스템에 있어서 자석 속도를 시간의 함수로서 나타낸 계산 플롯.

도 5 및 도 6은 각각 강하고 약한 말단 자석을 갖는 시스템에 있어서 자석의 상대 질량/자화 비율에 대한 상대 에너지 출력의 차이에 관한 계산 그래프.

본 발명은 왕복 운동 또는 진동 운동하는 자석 시스템에서 이전에 가능했던 것보다 더 효과적이고 유연하게 전력을 발생시킬 수 있다. 자석 지지 구조체가 수평면을 아주 약간 벗어나게 운동하거나 수평면에서 운동함으로써 효과적으로 전기가 발생될 수 있다. 예컨대, 사용자가 자석 지지 구조체를 손이나 셔츠 주머니에 유지하고 있을 때, 걷기 또는 돌기, 두드리기, 인사하기, 심지어는 진동하는 차량에 타는 것에 의해서 쉽게 유효량의 전기가 발생될 수 있으며, 또한 웨이브 또는 윈드 액션으로 인해 수평면을 약간 벗어나게 운동하는 것에 의해서도 전기가 발생될 수 있다.

본 발명은 공통 지지 구조체에 대해 이동하는 복수 자석을 채용한다. 미국 특허 제5,181,132호의 복수 자석 시스템에 필요한 3개의 자석으로 한정되지 않고, 실질적으로는 자석의 수를 임의로 할 수 있다. 미국 특허 제5,181,132호의 복수 자석 시스템의 수직 배향에 대한 요구가 없어짐으로써, 지지 구조체 운동에 더욱더 민감한 수평 자석 운동이 가능하다.

도 1은 동작 시스템에 전력을 공급하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서는, 2개의 이동 자석(2, 4)이 관형의 비자기 엔클로우져(6) 형태의 지지 구조체의 축을 따라 이동한다. 이들 자석은 서로에 대해 극성이 대항(polar opposition)하도록 배치됨으로써, 이들 자석의 마주하는 말단은 자극성이 같다. 따라서, 이들 자석은 가까워지면 서로 반발한다. 엔클로우져의 대향하는 말단에는 고정 자석(8.10)이 자신과 가장 가까운 이동 자석(2, 4)에 대해 극성이 대항하도록 배치된다. 또한, 서로 마주하는 이동 자석의 말단과 말단 자석의 말단도 자극성이 같아, 인접한 자석들은 서로 반발한다.

자석(2)은 1 단위 크기를 갖고, 자석(4)은 2 단위 크기를 갖는다. 이 실시예에 있어서, 모든 자석 단위들이 동일한 자기 강도를 갖는 것으로 가정하면, 자석(4)의 전체 자기 강도는 자석(2)의 자기 강도의 2배가 된다. 엔클로우져(6)에 약간의 충격을 가하거나, 엔클로우져가 수평면을 약간 벗어나게 운동하는 것에 의해, 자석(2, 4)은 이들 자석과 엔클로우져 사이의 정지 마찰 계수가 약 0.02보다 작은 경우에는 엔클로우져를 따라 활주하게 된다. 그러나, 마찰 계수가 더 큰 경우에는, 셔츠 주머니에 엔클로우져를 넣어 가지고 다닐 때와 같이 엔클로우져가 비교적 약하게 운동하는 것에 의해서는 일반적으로 자석 운동이 일어나지 않을 것이다. 마찰이 매우 작은 베어링을 갖는 2개의 자석을 서로에 대해 자극이 반대가 되도록 배치하여 이용하면, 단일 자석을 갖는 엔클로우져의 자연 주파수와 다르고 초기 자석 운동과 위상이 다른 엔클로우져 운동에 대한 자석 운동의 반응성이 매우 증가한다 는 것을 알게 되었다. 놀랍게도, 2개의 자석이 상이한 자기 강도를 갖는 경우가 2개의 자석이 동일한 중간 자기 강도를 갖는 경우보다 양쪽의 자석이 엔클로우져 운동에 대해 더 크게 반응한다는 것을 알게 되었다. 즉, 처음에는 2개의 자석을 동일한 자기 강도로 하고, 점차로 어느 한 자석의 자기 강도를 증가시키고 다른 자석의 자기 강도를 감소시키면, 특정한 강도 비율의 범위 내에서 양쪽의 자석이 엔클로우져 운동에 반응하여 더 빠르게 진동하게 된다. 이러한 반응성의 증가는 시스템에 발생될 수 있는 전력량을 직접으로 증가시킨다.

희망하는 저레벨의 마찰을 달성하기 위해서는, 자석과 엔클로우져 사이의 인터페이스로서 페로플루이드(ferro-fluid) 베어링을 채용하는 것이 바람직하다. 페로플루이드는 미세 분할된 자기 또는 자화 가능한 입자의 분산체로서, 그 크기가 일반적으로 약 30 - 50 Å이며, 액체 캐리어에서 분산된다. 자기 입자들은 통상적으로 계면 활성제나 분산제로 덮혀 있다. 계면 활성제는 반 데르 발스의 힘과 자기 상호 작용에 의한 인력을 극복할 수 있는 자기 입자들 간의 불변 거리를 보장하고, 또한 주위 환경에 있는 액체 캐리어 및 화학 물질과 양립할 수 있도록 덮힌 입자의 외부층에 화학 화합물을 제공한다. 자기 입자로서 채용된 페라이트(ferrite) 및 페릭 옥사이드(ferric oxide)는 포화 자화율, 점성, 자기적 안정성 및 화학적 안정성을 포함해서 다수의 물리적 및 화학적 특성을 페로플루이드에 제공한다. 몇몇 종류의 페로플루이드는 미국 뉴햄프셔주 나슈아에 소재한 페로텍(Ferrotec)(USA) 코포레이션으로부터 입수 가능하다. 페로플루이드의 제조와 관련된 특허의 개요는 미국 특허 제6,056,889호에 개시되어 있고, 한편 이동 자석 발전기에 페로플루이드를 이용하는 것에 대해서는 계류 중인 "Electrical Generator With Ferrofluid Bearings"란 제목의 미국 특허 출원 제10/078,724호에 개시되어 있는데, 이 출원은 본 발명과 동일자로 본 출원인들에 의해 제출되었고, 또한 본 발명의 양수인인 이노베이티브 테크놀로지 라이센싱 엘엘씨(Innovative Technology Licensing, LLC)에게 양도되었다. 이 계류 중인 출원의 내용은 모두 참조로서 본원 명세서에 포함된다.

페로플루이드와 자석의 특성은 서로 관련되어 있다. 자석의 자계가 비교적 낮다면, 자화율이 비교적 높은 페로플루이드를 이용해야만 한다. 통상적으로, 자석의 자계는 약 500 - 4000 가우스이고, 페로플루이드의 자화율은 약 50 - 400 가우스이다.

페로플루이드의 마찰 계수는 그 점도(센티푸아즈(cp) 단위로 측정)에 어느 정도 관련되어 있으나, 전적인 것은 아니다. 예컨대, 점도가 300 cp인 페로플루이드는 정지 마찰 계수가 약 0.015인 것으로 알려져 있는데, 페로텍(USA) 코포레이션의 EFH1 페로플루이드는 점도가 약 6 cp이고 정지 마찰 계수가 약 0.002이나, 점도가 5 cp인 물 기반의 페로플루이드는 정지 마찰 계수가 약 0.01인 것으로 알려져 있다. 점도가 다소 낮은 화합물이 정지 마찰 계수가 더 높은 이유는 물 기반의 용매와 관련된 표면 장력 때문이다.

본 발명의 바람직한 페로플루이드 화합물은 점도가 대체로 5 cp보다 작고, 실제로는 2 cp보다 작으며, 정지 마찰 계수는 0.0008 - 0. 0012로 매우 낮다. 이것은 빔이 수평면으로부터 약 0.07도만 기울어져도 그 빔 상의 자석이 활주를 시작하 기에 충분한 것이다. 이러한 페로플루이드 화합물 및 다른 적합한 페로플루이드 화합물에 대해서는 계류 중인 "Mechanical Translator With Ultra Low Friction Ferrofluid Bearings"란 제목의 미국 특허 출원 제10/078,132호에 개시되어 있는데, 이 출원은 본 발명과 동일자로 출원인인 제프리 티 정(Jeffrey T. Cheung)에 의해 제출되었고, 또한 본 발명의 양수인인 이노베이티브 테크놀로지 라이센싱 엘엘씨(Innovative Technology Licensing, LLC)에게 양도되었다. 이 계류 중인 출원의 내용은 모두 참조로서 본원 명세서에 포함된다. 이러한 화합물로는 페로텍(USA) 코포레이션의 EFH1 경광유(light mineral oil) 페로플루이드와 아이소파라피닉 산(isoparaffinic acid)을 1 대 2 내지 4의 비율로 24시간 동안 섞은 혼합물이 있다. 아이소파라피닉 산의 적절한 출처는 ExxonMobil Chemical corp.로부터 입수 가능한 Isopar G 및 Isopar M 하이드로카본 플루이드이다.

또한, 희석하지 않은 EFH1 페로플루이드도 이용 가능하다. 희석하지 않은 EFH1 화합물은 희석한 것보다 더 큰 내하력을 갖지만, 그 화합물을 희석하여도 대부분의 용례에서 충분한 내하력을 유지할 것이다. 또한, 정지 마찰 계수가 약 0.02에 달하는 다른 페로플루이드, 예컨대 정지 마찰 계수가 약 0.01이고 점도가 5 cp인 페로텍(USA) 코포레이션의 EMG805형 물 기반 페로플루이드도 이용 가능한데, 그 이유는 0.02의 정지 마찰 계수로 달성 가능한 전력 출력이 마찰이 없는 시스템으로 달성 가능한 전력 출력의 약 75%이기 때문이다. 현재, EMG805 화합물은 EFH1 화합물보다 상당히 비싸고, 내하력이 다소 덜하다. 일반적으로, 적합한 페로플루이드는 자석 운동을 일으키는 수평 정지 위치 변위 임계각이 1도보다 작고, 상기 혼합물은 그 임계각이 10분보다 작다.

도 1로 되돌아가서, 엔클로우져(6) 내의 페로플루이드는 자석(2, 4)의 자극에 자연히 이끌려 자석(2, 4)의 종단 자극 주위에 각각 비드-형상 베어링(12, 14, 16, 18)를 형성한다. 이것은 마찰이 매우 작은 윤활제로서의 역할을 하여 자석이 엔클로우져에 대해 자유로이 활주할 수 있도록 해준다. 엔클로우져가 수평면으로부터 기울어지거나 수평 운동을 하거나 더 복잡한 복합 운동을 하면, 자석이 운동하게 된다. 이동 자석의 운동 에너지는 이동 자석이 각자의 말단 자석에 접근할 때 위치 에너지로 변환되고, 이동 자석이 각자의 종단 자석으로부터 반발할 때 다시 운동 에너지로 변환된다.

엔클로우져(6)에는 그것을 반으로 하여 각각 전도 코일(20, 22)이 감겨있다. 이와 달리, 엔클로우져 내에서 자석이 이동하는 전체 길이를 단일 코일로 감을 수도 있는데, 이 경우에는 2개의 자석이 종종 반대 방향으로 이동할 수 있고, 이 기간 중에는 단일 코일에 반대 전류가 유도되어 시스템의 전체 효율이 저하될 수 있다.

전도 코일(20, 22)은 각자의 전파 브리지 정류 회로(24, 26)에 접속되고, 그 출력은 각각 전체 동작 시스템(32) 내의 배터리(28, 30)를 충전시킨다. 배터리는 걷기, 웨이브 또는 와인드 운동 등과 같은 기계적인 입력에 의해 동작될 수 있는 환경 센서, 송신기, 플래시라이트 또는 셀룰러폰 등과 같은 동작 장치(34)에 전력을 공급한다. 이와 달리, 실시간 전원을 희망한다면, 전파 브리지 정류 회로의 출력을 직접동작 장치에 접속할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는데, 편의상, 코일, 다른 회로들은 생략하고 자석과 그 엔클로우져만을 도시하였다. 이 실시예에 있어서는, 한쌍의 자석(36, 38)이 자극성이 반대인 말단 자석(42, 44)에 의해 비자기 엔클로우져(40) 내에 유지된다. 이 경우는, 자석들은 서로 크기는 같으나, 자석(36)의 자화율 화살표를 한개 표시한 것에 반해, 자석(38)의 자화율 화살표를 두개 표시한 바와 같이, 자석(38)이 자석(36)에 비해 자화율 및 자계 강도가 더 크다. 이러한 종류의 구성의 동작은 일반적으로는 각 자석 섹션이 동일한 단위 자계 강도를 가지며 어느 한 자석이 2 섹션을 갖고 다른 한 자석이 1 섹션을 갖는 도 1에 도시한 것과 같다. 양자의 경우에 있어서, 양쪽의 자석은 특정한 크기 및 강도 비율의 범위 내에서 양쪽의 자계 강도가 도 2의 더 강한 자석과 같은 2개의 자석을 갖는 경우보다 엔클로우져의 운동에 반응하여 더 빠르게 이동할 것이다.

도 3은 엔클로우져(52) 내에 3개의 자석(46, 48, 50)을 갖는 또 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서는, 자석들은 모두 크기/자계 강도가 상이하고, 각각 마찰이 매우 작은 페로플루이드 베어링 위에 놓여 있다. 도시한 바로는 가장 큰 자석이 다른 두개의 자석 사이에 배치되어 있지만, 본 발명의 범위 내에서 자석의 크기/자계 강도 비율에 따라 그 순서를 달리하여 배치할 수도 있다. 2개의 자석은 같은 것으로 하고, 제3의 자석은 자계 강도가 다른 것으로 할 수 있다. 자석의 수가 증가할수록 자석 운동을 위해 남겨진 엔클로우져의 유효 길이는 줄어들지만, 적어도 2개의 자석이 상이한 자계 강도를 갖는 복수의 자석으로 본 발명을 일반화할 수 있다.

도 4는 마찰이 매우 작은 베어링을 갖는 복수 자석 시스템으로부터 얻은 다중 모드의 진동을 도시한 계산 플롯이다. 이 플롯은 자석들이 동일한 자계 강도를 갖는 것으로 하여, 자석 속도를 시간의 함수로서 나타낸 것이다. 엔클로우져는 단일 자석 시스템의 경우 자연 주파수가 1 Hz가 되는 길이를 갖는 것으로 가정한다. 2개의 자석을 갖는 경우, 각 자석마다, 2분의 1 주기 동안 일어나는 수개의 속도 피크에 대응하는 다중 모드의 진동이 있다. 이것은 복수 자석 시스템이 그 시스템의 자연 주파수와 일치하지 않고 초기 자석 운동과 위상이 다른 엔클로우져 운동에 더 잘 반응하게 한다. 마찰이 매우 작은 베어링을 갖는 복수 자석 변환기의 반응성 증가에 대해서는 계류 중인 "Multiple Magnetic Transducer"란 제목의 미국 특허 출원 제10/077,945호에 상세하게 개시되어 있는데, 이 출원은 본 발명과 동일자로 본 출원인들에 의해 제출되었고, 또한 본 발명의 양수인인 이노베이티브 테크놀로지 라이센싱 엘엘씨(Innovative Technology Licensing, LLC)에게 양도되었다. 이 계류 중인 출원의 내용은 모두 참조로서 본원 명세서에 포함된다. 마찬가지로, 본 발명의 주제인 상이한 자계 강도를 갖는 복수 자석의 경우에도 다중 모드의 진동이 일어난다.

도 5 및 도 6은 자석의 질량 및 자화 비율의 함수로서 단일 자석 시스템의 에너지 출력으로 정규화된 2 자석 시스템의 계산된 에너지 출력을 나타낸 그래프이다. 도 5는 말단 자석이 강한 경우(11,400 가우스)를, 도 6은 말단 자석이 약한 경우(3,800 가우스)를 나타낸다. 자계 강도가 동일하고 질량이 상이한 자석들로부터 얻은 결과는 질량이 동일하고 자계 강도가 상이한 자석들로부터 얻은 결과와 동일 하였다. 다음과 같이 가정하였다:

- 더 강한 자석 크기 : 2.54 cm. 직경, 1.27 cm. 길이.

- 더 강한 자석 강도 : 11,400 가우스.

- 튜브 길이 : 15.24 cm.

- 말단 자석 크기 : 0.95 cm. 직경, 0.635 cm. 길이.

- 튜브 적용 가속도 : 1 meter/sec.². 1 Hz 주파수의 경우(암 스윙 실험), 0.5 sec.는 전방으로 0.5 sec.는 후방으로 교호.

- 마찰없는 시스템.

2 자석 시스템은 특정한 질량 또는 자화 비율의 범위 내에서 단일 자석 시스템보다 더 큰 에너지 출력을 생성하는데, 그 범위는 말단 자석 강도에 따라 달라진다. 말단 자석이 강한 도 5의 경우에는 약 0.075 - 0.2의 비율에서 에너지 출력이 상당히 증가하였고, 말단 자석이 약한 도 6의 경우에는 약 0.35 - 0.6의 비율에서 에너지 출력이 상당히 증가하였으며, 약 0.04의 비율에서는 피크가 낮았다. 단일 자석 시스템의 공진 주파수에 가까운 주파수에서 적용 가속도가 교호했기 때문에, 공진 주파수로부터 더 떨어진 주파수에서 또는 임의 입력에서 보다 양호한 결과를 기대할 수 있다.

또한, 중요한 점은 (1의 비율에 있어서) 자석 크기 또는 강도가 같은 2 자석 시스템의 경우보다 자석 크기 또는 강도가 다른 2 자석 시스템의 경우가 에너지 출력이 더 크게 측정되었다는 점이다. 이것은 도 5의 시스템의 경우에는 단일 자석 시스템과 비교했을 때 동일한 비율의 범위에서 일어났고, 도 6의 시스템의 경우에 는 전체 비율의 범위에서 일어났다.

본 발명은 셀룰러폰, 긴급 송신기 및 환경 센서에 전원을 공급하는 것과, 일반적인 발전 및 배터리 충전 시스템을 포함해서 다양하게 적용될 수 있다.

몇몇 실시예를 가지고 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면 다양하게 변형 및 변경할 수 있을 것이다. 예컨대, 전술한 시스템에서보다 더 많은 수의 자석을 채용하거나, 전술한 특정 화합물과는 다른 마찰이 매우 작은 윤활제를 채용하는 것도 가능하다. 또한, 자석을 하우징의 내부에 배치하고 하우징의 외부를 코일로 감는 대신에, 그 반대로, 코일을 하우징의 내부에 배치하고 하우징의 외부에 환상면체의 자석을 배치할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 첨부하는 청구 범위에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (64)

1. 동적 자석 시스템에 있어서,

   지지 구조체(6)와;

   상기 지지 구조체에 대해 운동하도록 배향되어 있는 복수의 자석(2, 4)과;

   상기 자석들 중 적어도 하나의 자석과 상기 지지 구조체 사이의 정지 마찰 계수를 0을 초과하고 0.02보다 작게 성립시키는 각각의 베어링(12, 14, 16, 18)과;

   상기 자석의 운동에 의해 전기 신호가 유도되도록 상기 지지 구조체와 상기 자석에 대해 배향되어 있는 적어도 하나의 전도체(20)와;

   각자의 가장 가까운 이동 자석과는 극성이 대항하도록 배향되며, 상기 지지 구조체의 대향하는 단부들에 위치되어 있으며, 상기 이동 자석의 운동을 제한하는 한쌍의 말단 자석(8, 10)

   을 포함하는 동적 자석 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 베어링은 페로플루이드 베어링을 포함하는 것인 동적 자석 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 페로플루이드 베어링은 각 자석의 종단에 집중되어 있는 것인 동적 자석 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 자석들은 서로 자극이 반대가 되도록 배향되어 있는 것인 동적 자석 시스템.
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6. 제1항에 있어서, 상기 전기 신호에 의해 가동되는 동작 시스템(32)을 더 포함하는 동적 자석 시스템.
7. 삭제
8. 제4항에 있어서, 상기 자석은 상기 지지 구조체에 대해 다중 모드의 진동을 하는 것인 동적 자석 시스템.
9. 제3항에 있어서, 상기 자석들은 짝수개의 자석을 포함하는 것인 동적 자석 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 이동 자석들은 짝수개의 자석을 포함하는 것인 동적 자석 시스템.
11. 제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 자석들 중 적어도 일부의 자석은 서로 다른 자석 크기 또는 자기 강도를 갖는 것인 동적 자석 시스템.
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