KR101811989B1

KR101811989B1 - 자석 바퀴

Info

Publication number: KR101811989B1
Application number: KR1020170161892A
Authority: KR
Inventors: 김경섭; 김동일; 김창훈; 문영준
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2017-12-22

Abstract

본 발명에 따른 자석 바퀴는, 영구자석으로 구성되는 자성체와, 상기 자성체의 외주면을 둘러싸고 상자성체로 구성되는 원환형의 하우징과, 상기 자성체의 기준방향 측면을 덮으며 강자성체로 구성되는 커버를 포함하는 이동 유닛; 및 상기 하우징의 외주면을 둘러싸는 원통형의 강자성체로 구성되는 외륜 유닛을 포함하는 외륜을 포함하되, 상기 이동 유닛은, 상기 외륜의 내주면에 이동 가능하게 결합되어, 상기 외륜이 자성을 가지도록, 상기 자성체의 기준방향 반대측면과 상기 외륜의 내측면을 서로 접촉시키고, 상기 커버와 상기 외륜을 서로 접촉시키거나, 상기 외륜이 자성을 잃도록, 상기 자성체의 기준방향 반대측면과 상기 외륜의 내측면을 서로 이격시키고, 상기 커버와 상기 외륜을 서로 이격시킬 수 있어, 탈착이 용이하다.

Description

자석 바퀴 {MAGNET WHEEL}

본 발명은 자석 바퀴에 관한 것이다.

원자로 스터드 홀의 주변에 위치한 플랜지 면과 같은 금속성의 표면으로부터 물체가 이탈없이 주행하도록 하기 위하여, 자석을 이용한 바퀴가 사용되어왔다. 그 중 영구자석을 이용한 바퀴가 존재하는데, 영구자석 바퀴의 경우 자력을 계속 유지하여 지속적으로 금속성의 표면에 붙어있다. 따라서 필요에 따라 바퀴의 탈착이 이루어져야 하지만, 영구자석 바퀴가 강하게 금속성의 표면에 붙어있는 경우, 탈착이 쉽지 않다는 문제가 있었다. 또한 금속성의 이물질이 바퀴의 표면에 붙는 경우에도, 이를 제거하기 어렵다는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 전력의 공급에 따라 자성이 변화하는 전자석 바퀴가 제안되었다. 그러나 전자석 바퀴는 전원의 공급을 위해 추가 구성이 필요하게 되어, 간단한 구조를 유지하기 힘들고, 지속적으로 전력의 공급이 필요하다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 자력의 조절이 가능한 자석 바퀴를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 자석 바퀴는, 영구자석으로 구성되는 자성체와, 상기 자성체의 외주면을 둘러싸고 상자성체로 구성되는 원환형의 하우징과, 상기 자성체의 기준방향 측면을 덮으며 강자성체로 구성되는 커버를 포함하는 이동 유닛; 및 상기 하우징의 외주면을 둘러싸는 원통형의 강자성체로 구성되는 외륜 유닛을 포함하는 외륜을 포함하되, 상기 이동 유닛은, 상기 외륜의 내주면에 이동 가능하게 결합되어, 상기 외륜이 자성을 가지도록, 상기 자성체의 기준방향 반대측면과 상기 외륜의 내측면을 서로 접촉시키고, 상기 커버와 상기 외륜을 서로 접촉시키거나, 상기 외륜이 자성을 잃도록, 상기 자성체의 기준방향 반대측면과 상기 외륜의 내측면을 서로 이격시키고, 상기 커버와 상기 외륜을 서로 이격시킬 수 있다.

이에 따라, 영구 자석을 이용해서 자성을 선택적으로 부여해, 금속성의 표면으로부터 탈착이 용이한 바퀴를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴를 종으로 절단한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴의 커버의 외측면을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴가 자성을 띄는 상황에서의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴가 자성을 띄지 않는 상황에서의 종단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자석 바퀴(1)에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)의 분해사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)를 종으로 절단한 분해사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)는 이동 유닛(2)과 외륜(40)을 포함하고, 이동 유닛(2)은 자성체(10)와, 하우징(20)과, 커버(30)를 포함한다.

이동 유닛(2)

이동 유닛(2)은 사용자의 조작에 따라서 이동할 수 있는 구성요소이다. 이동 유닛(2)은, 후술할 외륜(40)의 내주면에 이동 가능하게 결합되어, 외륜(40)을 기준으로 기준방향(D) 또는 기준방향(D)의 반대방향으로 이동할 수 있다. 이동 유닛(2)을 이동시키기 위해서 사용되는 방법에 대해서는 커버(30)에 대한 설명에서 후술한다.

이동 유닛(2)이 기준방향(D)의 반대방향으로 이동함에 따라, 이동 유닛(2)이 포함하는 자성체(10)와 외륜의 내측면(411)이 접촉하여 전체 자석 바퀴(1)가 자성을 가질 수 있다. 반대로, 이동 유닛(2)이 기준방향(D)으로 이동함에 따라, 자성체(10)와 외륜의 내측면(411)이 이격되어 전체 자석 바퀴(1)가 자성을 잃을 수 있다. 이동 유닛(2)을 직선이동시키기 위해, 이동 유닛(2)을 기준방향(D)을 축방향으로 하여 회전시키는 방식이 사용될 수 있다.

본 발명의 명세서에서 기준방향(D)이란, 원형으로 형성되는 자석 바퀴(1)의 중심축과 나란한 방향으로서, 외륜(40)을 중심으로 축부재(50)가 연결된 외륜(40)의 일측면으로부터 축부재(50)가 연결되지 않은 외륜(40)의 타측면으로 향하는 방향이 기준방향(D)이 된다.

자성체(10)

자성체(10)는 자력을 가지는 구성요소로, 영구자석으로 구성될 수 있다. 특히, 자성체(10)는 네오디뮴 자석일 수 있다.

자성체(10)는 원환형으로 형성되어, 개방된 중심 공간(15)을 형성할 수 있다. 자성체(10)의 중심 공간(15)은 자성체의 내주면(14)에 의해 둘러싸이고, 기준방향(D)을 따라 개방되어 형성된다. 자성체(10)의 중심 공간(15)으로는 후술할 외륜의 내측면(411)에 위치하는 돌출부(415)가 삽입될 수 있다.

자성체(10)는 기준방향(D)을 따라 양 극이 배열될 수 있다. 예를 들어, 자성체의 기준방향 측면(11)이 N극인 경우, 자성체의 기준방향 반대측면(12)이 S극이 된다. 그 반대도 가능하다.

자성체의 외주면(13)은 하우징의 내주면(24)에 접촉되고, 자성체의 기준방향 측면(11)은 커버의 내측면(32)에 접촉한다. 자성체의 기준방향 반대측면(12)은, 이동 유닛(2)의 이동에 따라 외륜(40)의 내주면에 접촉하거나 외륜의 내측면(411)과 이격되어 배치될 수 있다.

하우징(20)

하우징(20)은 자성체(10)를 둘러싸는 구성요소이다. 하우징(20)은 자성체의 외주면(13)을 둘러싸고 상자성체로 구성되는 원환형의 구성요소로, 상자성체로 구성되므로 자성체(10)에 접해있다 하더라도 자성체(10)의 영향을 강하게 받지 않는다. 따라서 격벽과 같이 해당 영역으로 자기력선(M)이 지나가지 않아, 자기력선(M)을 차폐하는 것과 같은 역할을 한다. 하우징(20)이 자성체(10)를 둘러싸므로, 자성체의 외주면(13)에 하우징의 내주면(24)이 접촉한다.

하우징의 외주면(23)의 적어도 일부 영역에는, 수나사산(231)이 형성될 수 있다. 하우징의 외주면(23)에 형성된 수나사산(231)은 후술할 외륜(40)이 포함하는 중간체(43)에 형성되는 암나사산과 서로 결합 가능한 형상으로 형성되어, 이동 유닛(2)과 외륜(40)이 서로 결합되는 부위가 된다. 수나사산(231)이 형성되는 영역의 외경은, 수나사산(231)이 형성되지 않는 영역의 외경보다 클 수 있다. 따라서 후술할 암나사산에, 수나사산(231)이 형성되지 않은 영역이 접촉하지 않도록 형성되어, 마찰에 의한 나사산의 마모가 일어나지 않도록 할 수 있다.

하우징(20)에는 하우징 체결공(25)이 기준방향(D)을 따라 관통되어 형성된다. 또한 하우징 체결공(25)은 복수로 형성되어, 하우징(20)의 원주를 따라 소정의 간격마다 이격되어 배치될 수 있다. 하우징 체결공(25)은 후술할 커버(30)의 커버 체결공(36)과 연결될 수 있다. 따라서 하우징 체결공(25)에는 볼트와 같은 체결구가 삽입될 수 있고, 볼트가 하우징 체결공(25)과 커버 체결공(36)에 동시에 체결될 수 있다. 따라서 볼트가 하우징(20)과 커버(30)를 서로에 대해 고정시키는데 사용될 수 있다.

하우징(20)은, 하우징의 기준방향 반대측면(22)과 인접한 하우징의 내주면(24)으로부터 반경내측으로 돌출되어 형성되는 하우징 단턱(26)을 더 포함할 수 있다. 하우징 단턱(26)의 기준방향(D) 측면에는 자성체의 기준방향 반대측면(12)의 일부 영역이 접촉하여, 하우징 단턱(26)이 자성체(10)가 기준방향(D)의 반대방향으로 이동하거나, 이동에 의해 하우징(20)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

하우징의 기준방향 반대측면(22)은, 이동 유닛(2)의 이동에 따라 외륜의 내측면(411)에 접촉하거나 외륜의 내측면(411)과 이격되어 배치될 수 있고, 하우징의 기준방향 측면(21)은 커버의 내측면(32)과 접촉한다.

커버(30)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)의 커버의 외측면(31)을 나타낸 정면도이다.

커버(30)는 이동 유닛(2)의 기준방향(D) 측면을 구성하며, 사용자가 이동 유닛(2)을 조작하도록 제공되는 구성요소이다. 커버(30)는 자성체의 기준방향 측면(11)을 덮으며 하우징의 기준방향 측면(21)에 결합되고, 따라서 이동 유닛(2)에서 가장 기준방향(D)측에 위치한다. 커버(30)와 하우징(20)이 결합되기 위해, 볼트가 사용될 수 있고, 커버(30)에는 상기 볼트가 체결될 수 있는 커버 체결공(36)이 관통되어 형성될 수 있다. 커버 체결공(36)은 하우징 체결공(25)과 연결될 수 있다. 커버 체결공(36) 역시 복수로 구성되어 원주를 따라 소정의 간격마다 이격되어 배치될 수 있다.

커버(30)는 강자성체로 구성된다. 커버(30)가 강자성체로 구성되고, 자성체(10)에 접촉함에 따라, 커버(30)는 자성체(10)와 함께 일체로 자성을 가질 수 있다.

이동 유닛(2)의 이동에 따라, 커버(30)는 기준방향(D)의 반대방향으로 이동하여 외륜(40)과 접할 수 있다. 구체적으로, 이동 유닛(2)이 기준방향(D)의 반대방향으로 이동할 때, 커버(30)는 후술할 제2 외륜 유닛의 내주면(424)의 적어도 일부 영역과 접촉할 수 있다. 강자성체인 제2 외륜 유닛(42)과 커버(30)가 연결됨에 따라, 자기력선(M)이 형성될 수 있다. 커버(30)와 외륜(40)이 접촉할 경우의 효과에 대해서는 도 5에 대한 설명에서 후술한다.

커버(30)의 외주면(33)은 단차지게 형성되어, 반경외측으로 더 돌출된 영역이 외륜(40)과 접촉할 수 있다. 즉, 반경외측으로 더 돌출된 영역의 직경이, 나머지 영역의 직경보다 클 수 있다.

커버의 외측면(31)의 중심에는 손잡이(34)가 더 형성될 수 있다. 손잡이(34)는, 커버(30)의 직경을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 동시에 손잡이(34)는, 커버의 외측면(31)으로부터 기준방향(D)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서 돌출된 손잡이(34)를 사용자가 직접 또는 도구를 이용해 파지하고, 기준방향(D)을 축방향으로 커버(30)를 회전시켜 이동 유닛(2) 전체를 회전시킬 수 있다.

또한 커버의 외측면(31)의 중심에는 공구용 통공(35)이 더 형성될 수 있다. 공구용통공은, 회전용 공구가 삽입됨으로써 이동 유닛(2)을 회전시킬 수 있는 통공이다. 공구용 통공(35)은 기준방향(D)을 따라 커버(30)를 관통하여 형성될 수 있다. 회전용 공구는 육각렌치일 수 있고, 공구용 통공(35)은 육각형으로 형성될 수 있다. 따라서 회전용 공구가 공구용 통공(35)에 삽입되어 회전할 때, 회전용 공구의 회전에 연동하여 커버(30)가 회전할 수 있다.

외륜(40)

외륜(40)은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 유닛(2)이 결합되고, 주행면(S)과 만나서 주행면(S) 상을 굴러 주행하는 구성요소이다. 따라서 기준방향(D) 반대측면에 축부재(50)가 연결되어, 구동력을 축부재(50)를 통해 전달받아 회전한다. 이 때 외륜(40)은, 기준방향(D)을 축방향으로 하여 회전한다. 외륜(40)은 외륜 유닛(41, 42)과 중간체(43)를 포함하여 형성된다.

외륜(40)의 내주면에는, 하우징의 외주면(23)에 형성된 수나사산(231)이 체결될 수 있는 암나사산이 형성될 수 있다. 따라서 외륜(40)의 내측에 하우징(20)을 포함하는 이동 유닛(2)이 결합된다. 이를 통해, 기준방향(D)으로 연장된 자성체(10)의 중심축을 회전축으로 이동 유닛(2)을 회전시키는 방식으로, 기준방향(D) 또는 기준방향(D)의 반대방향으로 이동 유닛(2)을 외륜(40)에 대해 직선이동 시킬 수 있다.

외륜의 내측면(411)은 외륜(40)의 내측에서 기준방향(D)을 바라보고 형성된 면을 의미한다. 외륜의 내측면(411)은 이동 유닛(2)의 이동에 따라 자성체의 기준방향 반대측면(12)과 접촉되거나 분리될 수 있다.

외륜(40)은, 외륜의 내측면(411)으로부터 기준방향(D)으로 돌출되어, 자성체(10)의 중심 공간(15)의 내부로 삽입될 수 있는 돌출부(415)를 더 구비할 수 있다. 돌출부(415)가 자성체(10)의 중심 공간(15)으로 진입함에 따라, 이동 유닛(2)과 외륜(40)을 보다 잘 고정시킬 수 있다.

외륜 유닛(41, 42)

외륜 유닛(41, 42)은, 하우징의 외주면(23)을 둘러싸는 원통형의 강자성체로 구성된다. 외륜 유닛(41, 42)은 서로 접촉하지 않는 제1 외륜 유닛(41)과 제2 외륜 유닛(42)을 포함한다. 따라서 제1 외륜 유닛(41)과 제2 외륜 유닛(42)이 전체적으로 원통과 같은 형태를 이루어, 주행면(S) 상에서 굴러갈 수 있다. 또한 서로 접촉하지 않고, 기준방향(D)을 따라 서로 이격되어 배치된다.

제1 외륜 유닛(41)은 기준방향(D) 반대측에 위치한 외륜 유닛(41, 42)으로, 기준방향(D) 반대측에 위치한 축부재(50)와 결합되어 회전한다. 제1 외륜 유닛(41)은, 기준방향(D)을 축방향으로 하여 회전할 수 있다. 제1 외륜 유닛(41)은 후술할 중간체의 기준방향 반대측(432)에 결합된다. 제1 외륜 유닛(41)은 자성체의 기준방향 반대측면(12)이 접촉할 수 있는 외륜의 내측면(411)을, 기준방향(D) 측면에 구비한다. 따라서 돌출부(415) 역시 제1 외륜 유닛(41)의 기준방향(D) 측면이자 외륜의 내측면(411)으로부터 기준방향(D)으로 돌출되어 형성된다.

외륜의 내측면(411)은 단차지게 형성되어, 기준방향(D)으로 더 돌출된 영역이 하우징의 내주면(24)이 형성하는 공간의 내부로 삽입될 수 있다. 기준방향(D)으로 덜 돌출된 외륜의 내측면(411)의 영역은, 이동 유닛(2)이 기준방향(D)의 반대방향으로 이동할 때, 하우징의 기준방향 반대측면(22)과 접촉할 수 있다.

제1 외륜 유닛(41)의 중심에는, 기준방향(D)을 따라 관통된, 외륜 체결공(416)이 형성된다. 외륜 체결공(416)은 축부재(50)의 축부재 체결공(51)과 연결될 수 있다. 따라서 외륜 체결공(416)에는 볼트와 같은 체결구가 삽입될 수 있고, 볼트가 외륜 체결공(416)과 축부재 체결공(51)에 동시에 체결될 수 있다. 따라서 볼트가 제1 외륜 유닛(41)과 축부재(50)를 서로에 대해 고정시키는데 사용될 수 있다.

제2 외륜 유닛(42)은 기준방향(D)측에 위치한 외륜 유닛(41, 42)이다. 제2 외륜 유닛(42) 역시 제1 외륜 유닛(41)과 결합된, 외륜(40)의 구성요소이므로, 기준방향(D)을 축방향으로 하여 회전할 수 있다. 제2 외륜 유닛(42)은 중간체의 기준방향측(431)에 결합된다. 제2 외륜 유닛(42)은, 이동 유닛(2)이 기준방향(D)의 반대방향으로 이동할 때, 커버(30)와 접촉할 수 있다. 커버(30)와 제2 외륜 유닛(42)이 접촉할 때, 제2 외륜 유닛의 내주면(424)의 적어도 일부 영역과 커버의 외주면(33)이 서로 접촉할 수 있다.

중간체(43)

중간체(43)는 외륜 유닛(41, 42)을 서로 이격시켜주는 외륜(40)의 구성요소이다. 중간체의 내주면(434)에는, 하우징의 외주면(23)의 적어도 일부 영역이 이동 가능하게 결합된다. 따라서 중간체의 내주면(434)에, 하우징의 외주면(23)에 형성된 수나사산(231)에 결합될 수 있는 암나사산이 형성된다. 즉, 암나사산이 형성되는 외륜(40)의 내주면이 중간체의 내주면(434)인 것이다.

중간체(43)는 원환형의 상자성체로 구성된다. 따라서 하우징(20)이 중간체의 내주면(434)으로 둘러싸인 공간으로 삽입될 수 있다. 또한 중간체의 외주면(433)은 제1 외륜 유닛의 외주면(413)과 제2 외륜 유닛의 외주면(423)보다 반경내측에 위치하여, 주행면(S)으로부터 이격되어 서로 접촉되지 않도록 형성될 수 있다.

중간체의 기준방향측(431)에는 제2 외륜 유닛(42)이 결합되고, 중간체(43)의 기준방향(D) 반대측에는 제1 외륜 유닛(41)이 결합된다. 따라서 중간체(43)가 두 외륜 유닛(41, 42)이 서로 접촉되지 않도록 간격을 형성하는 구성요소로 작용할 수 있다. 중간체(43)는 상자성체로 구성되기 때문에, 강자성체인 두 외륜 유닛(41, 42)이 서로 자성을 띄더라도 자기력선(M)이 서로 이어지지 않도록 하는 차폐벽과 같은 역할을 한다.

또한 중간체(43)의 반경내측에는 상자성체인 하우징(20)이 결합되고, 하우징(20)의 반경내측에 자성체(10)가 배치되므로, 자성체(10)의 반경외측에 강자성체인 외륜 유닛(41, 42)이 직접적으로 접촉하는 것을 차단하는 역할을 한다. 따라서 자성체(10)의 N극으로부터 나온 자기력선(M)이, 곧바로 외륜 유닛(41, 42)의 외주면으로 향하는 것이 아니라 커버(30)나 제1 외륜 유닛의 기준방향 반대측면(412)으로 향하여, 하우징(20)과 중간체(43)를 둘러싸고 폐곡선을 형성하게 된다. 중간체(43)와 하우징(20)은 동일한 상자성체인 알루미늄으로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)가 자성을 띄는 상황에서의 종단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)는, 강자성체인 금속성의 주행면(S) 상에 안착된다. 자석 바퀴(1)는 주행면(S)에서 기준방향(D)을 축방향으로 회전해 구를 수 있다. 자석 바퀴(1) 중 주행면(S)과 직접적으로 접촉하는 구성요소는 외륜 유닛(41, 42)이다. 제1 외륜 유닛의 외주면(413)과 제2 외륜 유닛의 외주면(423)이 주행면(S)과 직접 접촉한다.

자석 바퀴(1)의 이동 유닛(2)은, 기준방향(D)을 축방향으로 회전함에 따라 기준방향(D)의 반대방향으로 이동하여, 제1 외륜 유닛(41)과 가까워질 수 있다. 제1 외륜(40)과 점점 가까워지면서, 이동 유닛(2)은 제1 외륜 유닛(41)의 기준방향(D) 측면인 외륜의 내측면(411)에 접촉할 수 있다.

이동 유닛(2)이 포함하는 자성체의 기준방향 반대측면(12)이, 외륜의 내측면(411)에 접촉한다. 동시에 외륜의 내측면(411)에 형성된 돌출부(415)는 자성체(10)의 중심 공간(15)에 삽입될 수 있다. 또한 커버의 외주면(33)이 제2 외륜 유닛의 내주면(424)에 접촉한다.

이에 따라, 자성체(10)의 양 극은 각각 강자성체인 커버(30)와 제1 외륜 유닛(41)에 접촉한다. 커버(30)는 강자성체인 제2 외륜 유닛(42)과 접촉하므로, 외륜 유닛(41, 42)과 커버(30)가 자화된다. 제1 외륜 유닛(41)과 제2 외륜 유닛(42)이 서로 연결되어 있지는 아니하므로, 일 외륜 유닛(41, 42)으로부터 나온 자기력선(M)이 타 외륜 유닛(41, 42)으로 바로 이어지지는 않는다. 다만 일 외륜 유닛(41, 42)으로부터 나온 자기력선(M)은, 강자성체인 금속성의 주행면(S)으로 들어가고, 주행면(S)으로부터 타 외륜 유닛(41, 42)으로 들어간다.

본 발명의 일 실시예에서는 자성체의 기준방향 측면(11)이 N극인 것으로 자기력선(M)을 도시하였다. 따라서 자성체(10)로부터 제2 외륜 유닛(42)을 통해 나온 자기력선(M)이, 주행면(S)으로 들어간다. 주행면(S)에서 제1 외륜 유닛(41)을 통해 나온 자기력선(M)이 자성체(10)의 S극이 위치한 자성체의 기준방향 반대측면(12)으로 들어간다.

이와 같이 이동 유닛(2)을 조작해 자성체(10)와 외륜(40)을 서로 접촉시키는 경우, 폐곡선형태로 자성체(10)의 양 극을 잇는 강한 자기력선(M)이, 강자성체인 커버(30), 외륜 유닛(41, 42) 및 주행면(S)을 이용해 구성되어, 자석 바퀴(1) 전체에 자성이 생긴다. 따라서 자성이 생긴 자석 바퀴(1)는 주행면(S)과의 사이에서 발생하는 인력에 의해 주행면(S)에 잘 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 바퀴(1)가 자성을 띄지 않는 상황에서의 종단면도이다.

도 5를 참조하면, 사용자는 자석 바퀴(1)의 이동 유닛(2)을 회전시킴으로써 기준방향(D)으로 이동 유닛(2)이 직선운동하도록 할 수 있다. 따라서 이동 유닛(2)이 제1 외륜 유닛(41)과 멀어지는 방향으로 이동하고, 자성체(10)와 외륜(40)은 서로 이격되어 서로간의 접촉이 해제된다.

자성체(10)와 외륜(40)이 서로 이격됨에 따라, 자성체(10)와 직접적으로 접촉하는 강자성체는 커버(30)만이 남고, 외륜 유닛(41, 42)은 더 이상 자성체(10) 또는 자화된 강자성체와 접촉하지 않는다. 외륜(40)과 자성체(10) 사이에 위치하는 공기의 투자율은 매우 낮기 때문에, 자성체(10)에 의해서 더 이상 도 4에서와 같은 강력한 자기장이 형성되지 않는다. 따라서 자석 바퀴(1)는, 이동 유닛(2)이 기준방향(D)으로 이동함에 따라 자성을 잃는다.

이동 유닛(2)을 조작하여 이동시킴에 따라 자석 바퀴(1)에 자성을 선택적으로 부여할 수 있으므로, 자석 바퀴(1)를 주행면(S)에 부착시키고자 할 때에는 자성이 생기도록 하고, 자석 바퀴(1)를 주행면(S)으로부터 이탈시키고자 할 때에는 자성이 소멸되도록 용이하게 자성 조절이 가능하다. 따라서 자석 바퀴(1)의 탈착이 용이해진다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 자석 바퀴 2 : 이동 유닛
10 : 자성체 11 : 자성체의 기준방향 측면
12 : 자성체의 기준방향 반대측면 13 : 자성체의 외주면
14 : 자성체의 내주면 15 : 중심 공간
20 : 하우징 21 : 하우징의 기준방향 측면
22 : 하우징의 기준방향 반대측면 23 : 하우징의 외주면
24 : 하우징의 내주면 25 : 하우징 체결공
26 : 하우징 단턱 30 : 커버
31 : 커버의 외측면 32 : 커버의 내측면
33 : 커버의 외주면 34 : 손잡이
35 : 공구용 통공 36 : 커버 체결공
40 : 외륜 41 : 제1 외륜 유닛
42 : 제2 외륜 유닛 43 : 중간체
50 : 축부재 51 : 축부재 체결공
231 : 수나사산 411 : 외륜의 내측면
412 : 제1 외륜 유닛의 기준방향 반대측면
413 : 제1 외륜 유닛의 외주면 415 : 돌출부
416 : 외륜 체결공 423 : 제2 외륜 유닛의 외주면
424 : 제2 외륜 유닛의 내주면 431 : 중간체의 기준방향측
432 : 중간체의 기준방향 반대측 433 : 중간체의 외주면
434 : 중간체의 내주면 D : 기준방향
M : 자기력선 S : 주행면

Claims

영구자석으로 구성되는 자성체와, 상기 자성체의 외주면을 둘러싸고 상자성체로 구성되는 원환형의 하우징과, 상기 자성체의 기준방향 측면을 덮으며 강자성체로 구성되는 커버를 포함하는 이동 유닛; 및
상기 하우징의 외주면을 둘러싸는 원통형의 강자성체로 구성되는 외륜 유닛을 포함하는 외륜을 포함하되,
상기 이동 유닛은, 상기 외륜의 내주면에 이동 가능하게 결합되어,
상기 외륜이 자성을 가지도록, 상기 자성체의 기준방향 반대측면과 상기 외륜의 내측면을 서로 접촉시키고, 상기 커버와 상기 외륜을 서로 접촉시키거나,
상기 외륜이 자성을 잃도록, 상기 자성체의 기준방향 반대측면과 상기 외륜의 내측면을 서로 이격시키고, 상기 커버와 상기 외륜을 서로 이격시킬 수 있는, 자석 바퀴.
제1항에 있어서,
상기 외륜은,
상기 하우징의 외주면의 적어도 일부 영역이 이동 가능하게 내주면에 결합되고, 원환형의 상자성체로 구성되는 중간체를 더 포함하고,
상기 외륜 유닛은,
기준방향 반대측에 위치한 축부재와 결합되어 회전하고, 상기 중간체의 기준방향 반대측에 결합되며, 상기 자성체의 기준방향 반대측면이 접촉할 수 있는 상기 외륜의 내측면을 구비하는 제1 외륜 유닛; 및
상기 중간체의 기준방향측에 결합되고, 상기 커버가 접촉할 수 있는 제2 외륜 유닛을 포함하며,
상기 제1 외륜 유닛과 상기 제2 외륜 유닛은, 서로 접촉하지 않는, 자석 바퀴.
제2항에 있어서,
상기 커버와 상기 외륜이 접촉할 때, 상기 커버의 외주면과 상기 제2 외륜 유닛의 내주면의 적어도 일부 영역이 접촉하는, 자석 바퀴.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 외주면에는, 수나사산이 형성되고,
상기 외륜의 내주면에는, 상기 수나사산이 체결될 수 있는 암나사산이 형성되며,
기준방향으로 연장된 상기 자성체의 중심축을 회전축으로 상기 이동 유닛을 회전시킴으로써, 상기 기준방향 또는 기준방향의 반대방향으로 상기 이동 유닛을 직선이동 시킬 수 있는, 자석 바퀴.
제4항에 있어서,
상기 커버는,
상기 커버의 외측면의 중심에, 상기 커버의 직경을 따라 연장되고, 상기 커버의 외측면으로부터 기준방향으로 돌출되어 형성되는 손잡이를 구비하는, 자석 바퀴.
제4항에 있어서,
상기 커버의 외측면의 중심에는, 회전용 공구가 삽입됨으로써 상기 이동 유닛을 회전시킬 수 있는, 공구용 통공이 형성되는, 자석 바퀴.
제1항에 있어서,
상기 자성체는, 원환형으로 형성되어, 개방된 중심 공간을 형성하는, 자석 바퀴.
제7항에 있어서,
상기 외륜은, 상기 외륜의 내측면으로부터 상기 기준방향으로 돌출되어, 상기 중심 공간의 내부로 삽입될 수 있는 돌출부를 구비하는, 자석 바퀴.