KR101365403B1 - 자력을 이용한 동력발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자력을 이용한 동력발생장치 및 동력발생방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 몸체, 몸체의 상부판에 구비되며 배터리에 의해 전기를 인가받으며 특정간격 이격되어 배치된 전극판을 갖는 적어도 한 쌍의 전기인가부, 자기력에 의해 축방향으로 교차로 왕복구동되는 적어도 한 쌍의 이동축, 이동축의 상부측에 구비되어 이동축의 왕복구동에 의해 상기 전극판에 교대로 접촉되는 전기전달부, 이동축 일측과 타측 각각에 고정된 적어도 한 쌍의 고정영구자석, 이동축 일측에 구비된 고정영구자석의 하단과 이동축의 타측에 구비된 고정영구자석의 상단 각각에 결합되며 코일을 구비하여 전기전달부가 전극판에 교대로 접촉됨에 따라 변환되는 자기력을 발생시키는 적어도 하나의 전자석, 이동축의 일단에 구비되어 전자석에서 발생된 자기력에 의해 한 쌍의 전자석 사이에서 왕복이동되어 이동축을 왕복구동시키는 이동영구자석을 갖는 전기 인가장치; 및 교차 왕복 운동을 하는 한 쌍의 이동축 각각의 하부측과 연결되어 이동축과 동시에 교대로 왕복 구동되는 적어도 한 쌍의 작동축, 한 쌍의 작동축의 하단 각각에 결합되어 작동축의 왕복구동에 따라 특정각도로 왕복 회전운동을 하는 적어도 하나의 회전판, 회전판에 구비되며 일측 끝단은 특정방향으로 경사진 날을 갖고 회전판의 왕복회전 운동에 따라 길이방향축을 기준으로 왕복 이동되는 복수의 운동기어, 운동기어의 타측 끝단과 회전판의 테두리부 사이 각각에 구비되는 탄성부재 및 회전판의 중심에 구비되며 외주부에 특정방향으로 경사진 다수의 기어날이 형성되며 운동기어의 날과 맞물리며 회전판의 왕복 회전구동에 따라 특정방향으로 회전구동되는 구동기어를 갖는 구동장치를 포함하여, 한 쌍의 작동축이 교차로 왕복구동됨에 따라 회전판이 왕복 회전운동되어 운동기어에 맞물리는 구동기어가 특정방향으로 회전구동되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 동력발생장치에 관한 것이다.

Description

자력을 이용한 동력발생장치{Power generator using magnetism}

본 발명은 자력을 이용한 동력발생장치 및 동력발생방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 전력으로 이동축과 작동축 왕복 교차 구동시킴으로써 전기를 전자석에 순차적으로 인가하여 전자석에서 발생된 자력을 이용하여 영구자석과 함께 이동축 및 작동축을 왕복구동시킴으로써 구동기어를 지속적으로 구동시킬 수 있는 동력장치에 대한 것이다.

현재 급속도로 발전하는 산업화 시대에서 자동차와 같은 장치에서 모터를 구동하기 위한 에너지가 부족하고 에너지 효율에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 자동차 산업에서 기름 생산이 전무한 우리나라의 현실에 연료가격과 공기오염으로 인한 공해가 환경과 에너지 산업에서 가장 큰 문제로 대두되고 있다.

따라서 현재 자동차 산업에서 많은 연구과 투자를 하고 있는 분야는 하이브리드(hybrid) 자동차와 전기자동차이다. 이러한 하이브리드 자동차와 전기자동차 개발의 핵심은 고효율 연비와 공기오염을 적게 하면서도 휘발유와 비교하여 크게 떨어지지 않는 동력을 생산하는 것이다.

그러나 하이브리드 자동차의 경우 연료전지와 휘발유를 혼합하여 저속 운행시 연료전지로 동력을 생산하다가 고속 운행을 하는 경우에는 휘발유에 의해 엔진을 가동하게 된다. 현재 이러한 하이브리드 자동차는 연비가 휘발유와 비교하여 많이 개선되지만 환경오염을 개선시킬 수 있을 정도로 획기적인 고연비를 만족시키기는 힘든 실정이다.

전기 자동차 역시 현재 장거리 운행이 원활하지 못하고, 많은 전력이 필요하기 때문에 배터리 충전, 배터리의 지속, 저출력 등의 문제가 존재하게 된다. 결국 전기자동차의 배터리, 저출력의 문제는 배터리에서 모터로 인가되는 전력이 과도하기 때문에 발생되는 것이다. 따라서 현재 전기 자동차는 대용량의 배터리 개발에 연구의 초점이 모아지고 있는 실정이다.

따라서 효율적인 전력으로도 오랜 시간 동안 모터를 구동시킬 수 있는 동력장치의 개발이 요구되었다.

대한민국 등록 특허 제1153148호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 등에 저장된 전력의 순간 사용으로 전자석에 의한 순간 자력에 의해 이동축을 왕복구동시킴으로써 구동축의 왕복구동과 회전판의 왕복회전이동에 의해 순차적으로, 연속적으로 구동기어를 특정방향으로 회전시킬 수 있는 자력을 이용한 동력장치를 제공하게 된다.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 목적은 동력발생장치에 있어서, 몸체, 몸체의 상부판에 구비되며 배터리에 의해 전기를 인가받으며 특정간격 이격되어 배치된 전극판을 갖는 적어도 한 쌍의 전기인가부, 자기력에 의해 축방향으로 교차로 왕복구동되는 적어도 한 쌍의 이동축, 이동축의 상부측에 구비되어 이동축의 왕복구동에 의해 전극판에 교대로 접촉되는 전기전달부, 이동축 일측과 타측 각각에 고정된 적어도 한 쌍의 고정영구자석, 이동축 일측에 구비된 고정영구자석의 하단과 이동축의 타측에 구비된 고정영구자석의 상단 각각에 결합되며 코일을 구비하여 전기전달부가 전극판에 교대로 접촉됨에 따라 변환되는 자기력을 발생시키는 적어도 하나의 전자석, 이동축의 일단에 구비되어 전자석에서 발생된 자기력에 의해 한 쌍의 전자석 사이에서 왕복이동되어 이동축을 왕복구동시키는 이동영구자석을 갖는 전기 인가장치; 및 교차 왕복 운동을 하는 한 쌍의 이동축 각각의 하부측과 연결되어 이동축과 동시에 교대로 왕복 구동되는 적어도 한 쌍의 작동축, 한 쌍의 작동축의 하단 각각에 결합되어 작동축의 왕복구동에 따라 특정각도로 왕복 회전운동을 하는 적어도 하나의 회전판, 회전판에 구비되며 일측 끝단은 특정방향으로 경사진 날을 갖고 회전판의 왕복회전 운동에 따라 길이방향축을 기준으로 왕복 이동되는 복수의 운동기어, 운동기어의 타측 끝단과 회전판의 테두리부 사이 각각에 구비되는 탄성부재 및 회전판의 중심에 구비되며 외주부에 특정방향으로 경사진 다수의 기어날이 형성되며 운동기어의 날과 맞물리며 회전판의 왕복 회전구동에 따라 특정방향으로 회전구동되는 구동기어를 갖는 구동장치를 포함하여, 한 쌍의 작동축이 교차로 왕복구동됨에 따라 회전판이 왕복 회전운동되어 운동기어에 맞물리는 구동기어가 특정방향으로 회전구동되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 동력발생장치로서 달성될 수 있다.

이동축의 하부 끝단은 만곡면으로 형성되며, 이동축과 작동축 사이에는 작동축을 체결되기 위한 나사산이 형성된 케이스 및 이동축의 하단부에 구비되는 회전축을 갖는 연결장치가 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.

전기 인가장치는 고정영구자석의 상부와 전자석의 하부측 각각에 구비되어 고정영구자석과 전자석을 고정시키며 이동축의 왕복이동을 가이드하는 복수의 지지판; 및 복수의 지지판 사이에 구비되어 지지판을 밀착 고정시키기 위한 복수의 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이동축의 일측에 구비되는 전자석 하단과 이동축의 타측에 구비되는 전자석 상단 각각에 구비되며 전자석과 이동영구자석의 자력에 영향을 주지 않는 비철금속판; 및 몸체의 상부판 일측에 구비되어 이동축의 유격을 조절하는 유격조정부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구동장치는, 회전판에 복수의 운동기어를 고정시키기 위한 고정부재를 더 포함하고, 구동기어의 기어 날과 운동기어의 날은 15 ~ 25°의 경사각을 갖고, 운동기어의 길이방향축은 회전판의 중심축과 교차되며, 근접한 운동기어의 길이방향 축은 서로 15 ~ 25°각도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서, 상기 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 등에 저장된 전력의 순간 사용으로 전자석에 의한 순간 자력에 의해 이동축을 왕복구동시킴으로써 구동축의 왕복구동과 회전판의 왕복회전이동에 의해 순차적으로, 연속적으로 구동기어를 특정방향으로 회전시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자력을 이용한 동력발생장치의 평면도,
도 2는 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 도 1의 B-B 단면도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가부의 일구성인 전도체판의 평면도,
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가부의 일구성인 절연체의 사시도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 전기전달부의 단면도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 전기전달부의 일구성인 전도체부의 평면도,
도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 전기전달부의 일구성인 절연판의 평면도,
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 연결장치의 단면도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 연결장치의 측단면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구동장치의 정면도,
도 8은 본 발명의 회전판과 운동기어 및 구동기어를 나타낸 정면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징의 정면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 동력발생장치의 하부측 단면도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징의 단면도를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 자력을 이용한 동력발생장치의 구성, 기능 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자력을 이용한 동력발생장치의 평면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자력을 이용한 동력발생장치는 다수의 이동단(111, 112, 113, 121, 122, 123, 211, 212, 213, 221, 222, 223)을 포함하고 있음을 알 수 있다. 이러한 이동단의 개수는 이하에서 설명되는 구체적 실시예나 도면에 한정되는 것은 아니고 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진자가 용이하게 치환, 변경할 수 있는 범위 내에서 그 개수에 제한없이 구비될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 동력발생장치는 2개의 열로 각 열마다 6개 이상의 이동단이 설치되어 질 수 있다. 또한, 후에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자력을 이용한 동력발생장치는 크게 전기인가장치(100)와 몸체(101)로 구분될 수 있다.

구체적실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1열 제1단의 제1이동단(111), 제2이동단(112), 제3이동단(113), 그리고 제1열 제2단의 제1이동단(221), 제2이동단(222), 제3이동단(223), 그리고, 제2열 제1단의 제1이동단(121), 제2이동단(122), 제3이동단(123) 그리고 제2열 제2단의 제1이동단(211), 제2이동단(212), 제3이동단(213)으로 구성될 수 있음을 알 수 있다. 후에 설명되는 바와 같이, 이동단은 서로 교차되며 이동축(3)과 작동축(21)이 교대로 왕복 구동되면서 동력발생장치의 하단에 구비되는 몸체(101)의 구동기어(40)를 지속적으로 특정방향으로 회전구동시킬 수 있게 된다. 이하에서는 이동단 및 전기인가장치(100)의 구성에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 도 1의 A-A 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3은 도 1의 B-B 단면도를 도시한 것이다. 도 2에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가장치(100)에서 제1열 제1단의 제1이동단(111)과 제2열 제1단의 제1이동단(121)의 단면을 나타내고 있다. 또한, 도 3에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가장치(100)에서 제1열 제1단의 제1이동단(111), 제2이동단(112) 그리고 제1열 제2단의 제1이동단(221)과 제2이동단(222)의 단면을 나타내고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동단은 이동축(3), 전기인가부(1), 전기전달부(2), 상부 고정영구자석(5), 하부 고정영구자석(5), 전자석(6), 이동영구자석(7) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동축(3)은 도 2에 도시된 바와 같이, 2개가 연결단(4)에 의해 결합되어 구성될 수 있다.

먼저, 전기인가부(1)는 몸체(101)의 상부판 일측에 구비되며 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 소정간격이격되어 배치된 전극층으로 구성됨을 알 수 있다. 즉, 후에 설명되는 바와 같이, 도 2에 도시된 것을 기준으로 상부측에 위치한 전극판에 전기전달부(2)가 접촉된 경우 상부측 전자석(6)에 구비된 코일에 전기가 인가되어 전자석(6)에서 자력을 발생시키고, 하부측에 위치한 전극판에 전기전달부(2)가 접촉되는 경우 하부측 전자석(6)에 구비된 코일에 전기가 인가되어 전자석(6)에서 자력을 발생시키게 됨을 알 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가부(1)의 일구성인 전도체판의 평면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가부(1)의 일구성인 절연체의 사시도를 도시한 것이다. 도 4a 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전기인가부(1)는 단면이 ㄱ자 형태를 가짐을 알 수 있다. 또한, 전기인가부(1)는 소정의 탄성력을 가지고 있어 전기전달부(2)가 접촉된 상태에서 소정 시간동안 탄성력을 갖고 지속될 수 있다. 따라서 소정 시간만큼 전자석(6)에 전기를 인가할 수 있게 된다.

그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이동축(3)의 상부측에는 전기전달부(2)가 구비되어 이동축(3)이 상하로 왕복구동될 때, 이러한 전기전달부(2)가 전기인가부(1)의 상부측 전극와 하부측 전극에 교대로 접촉되게 됨을 알 수 있다. 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 전기전달부(2)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 전기전달부(2)의 일구성인 전도체부의 평면도를 도시한 것이고, 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 전기전달부(2)의 일구성인 절연판의 평면도를 도시한 것이다.

도 2, 도 3, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 이동축(3)이 하부측으로 이동되어 전기전달부(2)가 하부측 전극판에 접촉되게 되는 경우, 도 2의 좌측에 도시된 바와 같이, ②으로 표시된 전선이 연결되어 있어 이동축(3)의 하부측에 구비된 전자석(6)의 코일에 전류가 인가되게 되면서 이동축(3)의 하부측에 구비된 전자석(6)에서 자력이 발생되게 된다. 이러한 전자석(6)은 상부가 S극, 하부가 N극을 형성하게 되고, 상부가 N극이고 하부가 S극인 이동영구자석(7)은 전자석(6)에 의해 척력을 인가받아 상부측으로 힘이 작용하게 된다.

전자석(6)에서 발생되는 척력을 받은 이동영구자석(7)은 이동축(3)과 함께 상부측으로 이동되게 되며, 상부측으로 이동되면서 이동축(3)의 상부에 구비된 고정영구자석(5)의 인력을 동시에 받아 계속 상부측으로 이동되게 된다. 이러한 이동영구자석(7)과 함께 이동되는 이동축(3)의 이동거리는 자력의 척력과 인력 간의 합이 효율적으로 작용하게 되는 약 20 ~ 30 mm(바람직하게는 25mm)정도가 됨이 바람직하다.

그리고, 이동영구자석(7)과 이동축(3)이 상부측으로 이동되어 이동축(3) 상부 끝단에 구비된 전기전달부(2)가 전기인가부(1)의 상부 전극판에 접촉되게 되는 경우, 도 2의 우측에 도시된 바와 같이, ③으로 표시된 전선이 연결되어 있어 이동축(3)의 상부측에 구비된 전자석(6)의 코일에 전류가 인가되게 되면서 이동축(3)의 상부측에 구비된 전자석(6)에서 자력이 발생되게 된다. 이러한 전자석(6)은 상부가 S극, 하부가 N극을 형성하게 되고, 상부가 N극이고 하부가 S극인 이동영구자석(7)은 전자석(6)에 의해 척력을 인가받아 하부측으로 힘이 작용하게 된다.

전자석(6)에서 발생되는 척력을 받은 이동영구자석(7)은 이동축(3)과 함께 하부측으로 이동되게 되며, 하부측으로 이동되면서 이동축(3)의 하부에 구비된 고정영구자석(5)의 인력을 동시에 받아 계속 하부측으로 이동되게 된다. 이러한 작동에 의해 이동축(3)은 지속적으로 교대로 상하로 왕복이동을 하게 된다. 구체적 실시예에서는 영구자석은 네오디뮴을 사용하였고, 전자석(6)은 비투자율이 큰 순철로 구성하였다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 하나의 전기인가부(1)와 전기전달부(2)에 의해 각각 3개씩의 이동단이 동시에 같은 방향으로 구동되도록 구성되어 있다. 즉, 제1열 제1단의 제1이동단(111)에 구비된 전기인가부(1)와 전기전달부(2)에 의해 제1열 제1단의 제1이동단(111), 제2이동단(112), 제3이동단(113)의 전자석(6)에 전류가 인가되어 같은 방향으로 구동되게 되며, 제1열 제2단의 제1이동단(221)에 구비된 전기인가부(1)와 전기전달부(2)에 의해 제1열 제2단의 제1이동단(221), 제2이동단(222), 제3이동단(223)의 전자석(6)에 전류가 인가되어 같은 방향으로 구동되게 된다.

또한, 제2열 제1단의 제1이동단(121)에 구비된 전기인가부(1)와 전기전달부(2)에 의해 제2열 제1단의 제1이동단(121), 제2이동단(122), 제3이동단(123)의 전자석(6)에 전류가 인가되어 같은 방향으로 구동되게 되며, 제2열 제2단의 제1이동단(211)에 구비된 전기인가부(1)와 전기전달부(2)에 의해 제2열 제2단의 제1이동단(211), 제2이동단(212), 제3이동단(213)의 전자석(6)에 전류가 인가되어 같은 방향으로 구동되게 된다.

또한, 각각의 서로 다른 단 끼리의 이동단은 서로 교차되는 방향으로 구동되게 된다. 즉, 제1열 제1단에 구비된 이동단(111, 112, 113)들이 하부측으로 이동될 때, 제1열 제2단에 구비된 이동단(221, 222, 223) 및 제2열 제1단에 구비된 이동단(121, 122, 123) 들은 상부측으로 이동하게 되고, 제2열 제2단에 구비된 이동단 (211, 212, 213)들은 하부측으로 이동되게 된다. 반대로, 제1열 제1단에 구비된 이동단(111, 112, 113)들이 상부측으로 이동될 때, 제1열 제2단에 구비된 이동단(221, 222, 223) 및 제2열 제1단에 구비된 이동단(121, 122, 123) 들은 하부측으로 이동하게 되고, 제2열 제2단에 구비된 이동단(211, 212, 213) 들은 상부측으로 이동되게 된다. 따라서 이동단 들이 교차되는 방향으로 구동됨으로써 후에 설명되는 바와 같이, 구동 기어가 특정회전방향으로 지속적으로 구동될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부측 전자석(6)과 고정영구자석(5) 그리고, 하부측 전자석(6)과 고정영구자석(5) 각각을 고정 밀착시키기 위한 지지판(8)과 지지대(10)가 구비될 수 있다. 또한, 이러한 지지판(8)에는 홀(12)이 형성되어 환기와 함께 전선을 통과시킬 수 있게 된다. 이러한 지지판(8)과 지지대(10)는 자력의 영향을 받지 않기 위해 비철금속으로 구성되어야 한다.

그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부측 전자석(6)의 하단과 하부측 전자석(6)의 상부측 각각에는 약 0.5mm 두께의 비철금속판(9)(구체적실시예에서는 스테인 304를 사용하였다.)이 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기인가장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체(101) 상부판 일측에 다수의 유격조정부재(11)를 더 포함할 수 있다. 그리고 유격조정부재(11)의 하부끝단면에는 탄성체가 구비되어 방지턱(13)의 역할을 수행할 수 있게 된다. 즉, 제1열 제1단의 제2이동단(112), 제3이동단(113)의 이동축(3) 상부, 제1열 제2단의 제2이동단(122), 제3이동단(123)의 이동축(3) 상부, 제2열 제1단의 제2이동단(222), 제3이동단(223)의 이동축(3) 상부, 제2열 제2단의 제2이동단(212), 제3이동단(213)의 이동축(3) 상부측 각각으로 유격조정부재(11)가 설치되어 있다.

유격조정부재(11)에는 나사산이 형성되어 있어 몸체(101)의 상부판에서 삽입깊이를 조절할 수 있고, 유격조정부재(11) 하부 끝단에 탄성체가 구비되어 이동축(3)이 상부로 이동되어 접촉될 때의 충격과 파손을 방지할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 동력발생장치의 몸체(101)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 몸체(101)는 앞서 설명한 전기인가장치(100)의 이동축(3) 각각의 하부 끝단에 작동축(21)이 연결되어 전기인가장치(100)와 결합되어지게 된다.

도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 연결장치(20)의 단면도를 도시한 것이다. 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 연결장치(20)의 측단면도를 도시한 것이다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연결장치(20)는 일측에 이동축(3) 끝단이 삽입되는 홀과 타측에 나사산이 형성되어 작동축(21)이 결합되는 케이스(17)와 회전축(15)으로 구성되어 짐을 알 수 있다. 이동축(3)의 하부 끝단부는 회전축(15)에 의해 케이스(17)에 결합되게 되고, 이동축(3) 하부 끝단면은 특정곡률로 만곡된 만곡면(16)이 형성되어 짐을 알 수 있다. 따라서 이동축(3)은 회전축(15)에 의해 케이스(17)에 고정되며, 상하로 왕복구동됨에 따라 소정각도로 자연스럽게 틸딩되어 질 수 있음을 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 몸체(101)의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 회전판(22)과 운동기어(23) 및 구동기어(40)를 나타낸 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징(28)의 정면도를 도시한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 몸체(101)는 도 7에 도시된 바와 같이, 작동축(21), 회전판(22), 운동기어(23), 고정부재(25), 동력중심축(0), 구동기어(40) 등으로 구성되어 짐을 알 수 있다. 작동축(21)의 상부 끝단 각각은 앞서 언급한 바와 같이, 이동축(3)의 하부 끝단과 연결장치(20)에 연결되며, 작동축(21)의 하부 끝단은 고정장치(30)에 의해 회전판(22) 일측에 고정되어 지게 된다. 따라서 이동축(3)의 상하 왕복 구동에 따라 작동축(21) 역시 상하 왕복구동을 하게 되고, 적어도 한 쌍의 작동축(21)이 교대로 상하 왕복구동을 하게 됨으로써 회전판(22)이 특정각도만큰 회전왕복 운동을 하게 된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 좌측에 위치한 작동축(21)이 하부측으로 우측에 위치한 작동축(21)이 상부측으로 구동되는 동안 회전판(22)은 반시계방향으로 회전하고, 반면 좌측에 위치한 작동축(21)이 상부측으로 우측에 위치한 작동축(21)이 하부측으로 구동되는 동안 회전판(22)은 시계방향으로 회전하게 된다.

이렇게 회전판(22)이 소정각도만큼 반복적으로 시계방향과 반시계방향으로 왕복 회전운동을 하게 되면서, 후에 설명되는 바와 같이, 회전판(22)의 중심에 구비된 구동기어(40)는 지속적으로 특정방향(예를 들어 시계방향)으로만 구동되게 된다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 회전판(22)의 중심부에는 다수의 기어날이 형성된 구동기어(40)가 설치되게 됨을 알 수 있다. 이러한 구동기어(40)는 회전판(22)의 동력중심축(0)을 기준으로 특정방향으로 회전되게 된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 기어날은 시계방향으로 경사각을 가지며 형성되어 있고, 총 18개의 기어날이 형성되어 있음을 알 수 있다.

그리고, 회전판(22)에는 각각의 길이방향축이 회전판(22)의 동력중심축(0)에 교차되도록 설치되는 다수의 운동기어(23)가 설치되어 짐을 알 수 있다. 또한, 운동기어(23)의 일측 끝단에는 날이 형성되어 구동기어(40)의 기어날과 형상맞춤되어 지도록 구성된다. 또한, 운동기어(23)의 타측 끝단과 회전판(22)의 테두리부(27) 사이 각각에는 스프링 등의 탄성부재(24)가 설치되어 짐을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 운동기어(23)는 특정 운동기어(23)의 길이방향 축 과 그 운동기어(23)와 근접하게 위치한 운동기어(23)의 길이방향 축 사이의 각도는 15 ~ 25°를 형성하게 된다. 구체적실시예에서는 20°로 형성되었다. 그리고, 구동기어(40)의 기어날의 경사각과 운동기어(23)의 날의 경사각 역시 15 ~ 25°로 형성됨이 바람직하다.

따라서 도 7에 도시된 것을 기준으로 우측에 위치한 작동축(21)이 하부측으로 이동되고, 동시에 좌측에 위치한 작동축(21)이 상부측으로 이동될 때, 기어날과 운동기어(23)의 날이 맞물리게 되면서 구동기어(40)가 시계방향으로 구동되게 된다. 구체적실시예에서는 작동축(21)이 1회 하부 또는 상부로 구동될 때, 2개의 기어날이 이동될 수 있도록 설계되었다.

그리고, 도 7에 도시된 우측에 위치한 작동축(21)이 상부측으로 이동되고, 동시에 우측에 위치한 작동축(21)이 하부측으로 이동될 때에도, 구동기어(40)는 반시계방향으로 이동되지 않고, 도 7에 도시되지 않은 다른 이동단에 연결된 작동축(21)이 구동되면서 지속적으로 구동기어(40)는 시계방향으로 구동되게 된다. 이때, 도 7에 도시된 작동축(21)은 탄성부재(24)에 의해 운동기어(23)가 외측방향으로 압축되면서 구동에 방해가 되지 않게 된다. 또한, 운동기어(23)를 회전판(22)에 고정시키기 위한 다수의 고정부재(25)가 포함된다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 동력발생장치의 하부측 단면도를 도시한 것이다. 보다 상세하게는 제1열 제1단의 제1이동단(111)과 제2이동단(112), 제1열 제2단의 제1이동단(221)과 제2이동단(222), 제2열 제1단의 제1이동단(121)과 제2이동단(122) 그리고 제2열 제2단의 제1이동단(211)과 제2이동단(212)의 하부에 구비된 몸체(101)의 단면도를 도시한 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 고정장치(30)에 의해 작동축(21)이 회전판(22)에 고정설치되어 짐을 알 수 있다. 즉, 다수의 회전판(22)과 구동기어(40)는 동력중심축 고정장치(46)에 의해 동력중심축(0)에 연결되어 지며, 회전판(22)과 회전판(22) 사이는 2개의 중심축(31)이 관통되어 구성되며, 중심축(31)의 일단에 구비된 고정장치(30)에 의해 작동축(21)이 고정설치되어 지게 된다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 고정장치(30)의 단면도를 도시한 것이다. 회전판(22)과 회전판(22) 사이에는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하우징(28)이 구비되며, 하우징(28) 내측으로 중심축(31)이 관통되며 중심축(31) 일단에 고정장치(30)가 구비되어 작동축(21)이 고정설치되어 짐을 알 수 있다. 또한, 작동축(21)의 왕복구동에 따른 중심축(31)의 회전을 원활하게 하기 위해 중심축(31)과 하우징(28) 사이에는 중심축 링(32)이 설치되어 진다.

또한, 하우징(28)과 동력중심축(0) 사이에는 베어링(43)이 구비되어 하우징(28) 내로 회전판(22), 운동기어(23), 고정부재(25) 등을 고정시키면서, 구동기어(40)와는 별개로 동력중심축(0)을 기존으로 왕복회전운동을 원활하게 하도록 한다. 또한, 이러한 베어링(42) 사이의 간격을 고정시키기 위한 고정링(43)이 구비될 수 있다.

하우징(28)과는 별개로 동력중심축 고정장치(46)에 의해 구동기어(40)가 동력중심축(0)에 고정설치되며, 동력중심축(0)과 구동기어(40) 사이에 구비되는 고정핀(44)과 고정핀(44)이 설치되어 질 수 있는 고정홈(45)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

0:동력중심축
1:전기인가부
2:전기전달부
3:이동축
4:연결단
5:고정영구자석
6:전자석
7:이동영구자석
8:지지판
9:비철금속판
10:지지대
11:유격조정부재
12:홀
13:방지턱
15:회전축
16:만곡면
17:케이스
20:연결장치
21:작동축
22:회전판
23:운동기어
24:탄성부재
25:고정부재
27:테두리부
28:하우징
30:고정장치
31:중심축
32:중심축링
40:구동기어
42:베어링
43:고정링
44:고정핀
45:고정홈
46:동력중심축 고정장치
100:전기인가장치
101:몸체
111:제1열 제1단 제1이동단
112:제1열 제1단 제2이동단
113:제1열 제1단 제3이동단
121:제2열 제1단 제1이동단
122:제2열 제1단 제2이동단
123:제2열 제1단 제3이동단
200:구동장치
211:제1열 제2단 제1이동단
212:제1열 제2단 제2이동단
213:제1열 제2단 제3이동단
221:제2열 제2단 제1이동단
222:제2열 제2단 제2이동단
223:제2열 제2단 제3이동단

Claims (5)

1. 동력발생장치에 있어서,
   몸체, 상기 몸체의 상부판에 구비되며 배터리에 의해 전기를 인가받으며 특정간격 이격되어 배치된 전극판을 갖는 적어도 한 쌍의 전기인가부, 자기력에 의해 축방향으로 교차로 왕복구동되는 적어도 한 쌍의 이동축, 상기 이동축의 상부측에 구비되어 상기 이동축의 왕복구동에 의해 상기 전극판에 교대로 접촉되는 전기전달부, 상기 이동축 일측과 타측 각각에 고정된 적어도 한 쌍의 고정영구자석, 상기 이동축 일측에 구비된 상기 고정영구자석의 하단과 상기 이동축의 타측에 구비된 상기 고정영구자석의 상단 각각에 결합되며 코일을 구비하여 상기 전기전달부가 상기 전극판에 교대로 접촉됨에 따라 변환되는 자기력을 발생시키는 적어도 하나의 전자석, 상기 이동축의 일단에 구비되어 상기 전자석에서 발생된 자기력에 의해 한 쌍의 상기 전자석 사이에서 왕복이동되어 상기 이동축을 왕복구동시키는 이동영구자석을 갖는 전기 인가장치; 및
   교차 왕복 운동을 하는 한 쌍의 상기 이동축 각각의 하부측과 연결되어 상기 이동축과 동시에 교대로 왕복 구동되는 적어도 한 쌍의 작동축, 한 쌍의 상기 작동축의 하단 각각에 결합되어 상기 작동축의 왕복구동에 따라 특정각도로 왕복 회전운동을 하는 적어도 하나의 회전판, 상기 회전판에 구비되며 일측 끝단은 특정방향으로 경사진 날을 갖고 상기 회전판의 왕복회전 운동에 따라 길이방향축을 기준으로 왕복 이동되는 복수의 운동기어, 상기 운동기어의 타측 끝단과 상기 회전판의 테두리부 사이 각각에 구비되는 탄성부재 및 상기 회전판의 중심에 구비되며 외주부에 특정방향으로 경사진 다수의 기어날이 형성되며 상기 운동기어의 날과 맞물리며 상기 회전판의 왕복 회전구동에 따라 특정방향으로 회전구동되는 구동기어를 갖는 구동장치를 포함하여,
   한 쌍의 상기 작동축이 교차로 왕복구동됨에 따라 상기 회전판이 왕복 회전운동되어 상기 운동기어에 맞물리는 구동기어가 특정방향으로 회전구동되고,
   상기 이동축의 하부 끝단은 만곡면으로 형성되며,
   상기 이동축과 상기 작동축 사이에는 상기 작동축을 체결되기 위한 나사산이 형성된 케이스 및 상기 이동축의 하단부에 구비되는 회전축을 갖는 연결장치가 포함되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 동력발생장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전기 인가장치는
   상기 고정영구자석의 상부와 상기 전자석의 하부측 각각에 구비되어 상기 고정영구자석과 상기 전자석을 고정시키며 상기 이동축의 왕복이동을 가이드하는 복수의 지지판; 및
   상기 복수의 지지판 사이에 구비되어 상기 지지판을 밀착 고정시키기 위한 복수의 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 동력발생장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이동축의 일측에 구비되는 전자석 하단과 상기 이동축의 타측에 구비되는 전자석 상단 각각에 구비되며 상기 전자석과 상기 이동영구자석의 자력에 영향을 주지 않는 비철금속판; 및
   상기 몸체의 상부판 일측에 구비되어 상기 이동축의 유격을 조절하는 유격조정부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 동력발생장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 구동장치는,
   상기 회전판에 복수의 상기 운동기어를 고정시키기 위한 고정부재를 더 포함하고,
   상기 구동기어의 기어 날과 상기 운동기어의 날은 15 ~ 25°의 경사각을 갖고,
   상기 운동기어의 길이방향축은 상기 회전판의 중심축과 교차되며, 근접한 상기 운동기어의 길이방향 축은 서로 15 ~ 25°각도를 갖는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 동력발생장치.

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