KR101838014B1 - 고속 전동기 - Google Patents

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KR101838014B1
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Abstract

본 발명은 전기 에너지를 기계적인 에너지로 바꾸어 회전 운동을 일으켜 동력을 얻어 동력을 공급하는 전동기에서 전동기의 앞쪽에 자기장을 이용하는 동력전달장치를 갖추어 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받거나 또는 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 전동기를 구현하는 고속 전동기를 제공한다.

Description

고속 전동기{High Speed Motor}
본 발명은 전동기의 앞쪽에 전동기의 회전 동력을 공급받아 자기장을 이용하는 동력전달장치를 갖춘 고속 전동기에 관한 것이다.
전동기는 전기 에너지를 기계적인 에너지로 바꾸어 회전 운동을 일으켜 동력을 얻어 동력을 공급하는 장치이다.
전동기의 출력과 회전수를 높여 동력을 공급하기 위하여는 정격 용량을 늘려 출력을 높이고 전압과 주파수를 변조하는 인버터를 사용하여 회전수를 높이게 된다. 그러나, 일반 전동기는 주파수의 조정이 가능한 전동기로 변경하여야 하고 정격 용량이 커지게 되면 회전자와 고정자의 외형이 커지고 소음과 열의 발생이 많아지고 소비 전력이 증가하며 회전수를 높이기 위한 인버터의 사용은 주파수를 변환하는 설치 비용과 운용 비용이 늘어나게 된다.
다단속 운전이 가능한 인버터 모터의 경우에도 주파수 변조의 한계가 있으므로 일정 이상의 회전수를 얻기 어렵다. 전동기의 출력은 토크와 회전수에 비례하므로 필요한 회전수를 얻기 위하여는 정격 용량을 늘린 전동기와 인버터를 사용하여야 하기 때문에 운용 비용이 늘어나게 된다. 또한 고속으로 연속 운전의 경우에는 소음과 전동기의 과열 대책이 필요하다.
문헌 1. 대한민국 특허청, 등록특허 제10-0315083호, "인버터를 이용한 유도전동기의 속도 보상장치"
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기 에너지를 기계적인 에너지로 바꾸어 회전 운동을 일으켜 동력을 얻어 동력을 공급하는 전동기에서 전동기의 앞쪽에 자기장을 이용하는 동력전달장치를 갖추어 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받거나 또는 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받아 생성하는 자기장들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 전동기를 구현하는 고속 전동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 고속 전동기는 전동기와, 상기 전동기의 앞쪽에 배치되어 자기장을 이용하는 동력전달장치를 포함한다.
이때, 상기 동력전달장치는 전방 회전자가 프레임의 앞면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 샤프트에 고정되고 영구자석들은 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 회전자 모듈과 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들이 상기 전방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 구동자 모듈을 포함하여 상기 프레임의 앞쪽은 상기 전동기에 장착되고 상기 구동자 모듈은 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기의 샤프트에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받는다.
이때, 상기 회전자 모듈의 전방 회전자는 상기 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자가 만드는 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것에 특징이 있다.
한편, 상기 회전자 모듈은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 내주 면에 베어링 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 구동자 모듈과 상기 전동기와의 장착 면을 형성한 형상을 가진 프레임과, 상기 샤프트에 베어링을 장착하여 상기 프레임에 의해 지지되는 베어링 모듈과, 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍을 형성한 형상을 가진 회전판과 상기 회전판의 기준점에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석으로 구성된 상기 전방 회전자를 포함한다.
한편, 상기 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 전방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어, 본 발명에 의한 고속 전동기는 상기 동력전달장치에 상기 구동자 모듈이 부가된 것이다.
이때, 상기 구동자 모듈은 상기 전방 회전자의 뒤쪽에서 상기 전방 회전자와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 프레임의 앞면에 장착되어 상기 동력전달장치는 상기 전동기의 회전 동력을 공급받는다.
이때, 상기 회전자 모듈의 전방 회전자는 상기 구동자 모듈들과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 회전자의 앞쪽과 뒤쪽에 배치한 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자가 만드는 회전 자기장과 상기 프레임에 장착된 상기 구동자 모듈들의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것에 특징이 있다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 전방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어, 본 발명에 의한 고속 전동기는 상기 동력전달장치에 상기 전방 회전자와 자속의 방향이 동일한 영구자석들을 장착한 후방 회전자와 상기 구동자 모듈들이 부가된 것이다.
이때, 상기 후방 회전자는 상기 프레임의 뒷면과 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트에 고정되고 영구자석들은 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들은 상기 후방 회전자의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되고 영구자석들이 상기 후방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임의 뒷면에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받는다.
이때, 상기 회전자 모듈의 전방 회전자와 상기 후방 회전자는 상기 구동자 모듈들과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들과 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전 자기장과 상기 프레임에 장착된 상기 구동자 모듈들의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것에 특징이 있다.
한편, 상기 후방 회전자는 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 동일 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 기준점에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어, 본 발명에 의한 고속 전동기는 상기 동력전달장치에 상기 전방 회전자와 자속의 방향이 동일한 영구자석들을 장착한 후방 회전자와 상기 구동자 모듈과 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자들을 포함하는 전기자 모듈이 부가된 것이다.
이때, 상기 후방 회전자는 상기 프레임의 뒷면과 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트에 고정되고 영구자석들은 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈과 상기 전기자 모듈은 상기 후방 회전자의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되고 영구자석들과 전기자들이 상기 후방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임의 뒷면에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받는다.
이때, 상기 회전자 모듈의 전방 회전자는 상기 구동자 모듈들과 마주보고 상기 후방 회전자는 상기 구동자 모듈과 상기 전기자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들과 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들과 상기 전기자 모듈의 전기자들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전 자기장과 상기 프레임에 장착된 상기 구동자 모듈들과 상기 전기자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것에 특징이 있다.
한편, 상기 후방 회전자는 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 동일 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 기준점에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 전기자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 몸체의 원주 축선 상에 기준점에 맞추어 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 일정 간극을 두고 등 간격으로 2n개 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 전기자 매입 구멍을 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 전기자 매입 구멍에 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 배열하고 매입하여 결선하거나 3n개의 전기자 매입 구멍에 3상 배열하고 매입하여 결선한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자를 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들과 상기 전기자 모듈의 전기자들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 전동기의 앞쪽에 자기장을 이용하는 동력전달장치를 갖추어 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받거나 또는 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 전동기를 구현하는 고속 전동기를 제공한다.
도 1과 도 2는 제 1 실시예에 따른 고속 전동기를 도시한 단면 사시도.
도 3은 전방 회전자와 후방 회전자를 도시한 단면 사시도.
도 4는 구동자 모듈을 도시한 단면 사시도.
도 5와 도 6과 도 7은 실시예에 따른 동력전달장치의 작동 설명도.
도 8은 제 2 실시예에 따른 고속 전동기를 도시한 단면 사시도.
도 9는 제 3 실시예에 따른 고속 전동기를 도시한 단면 사시도.
도 10은 제 4 실시예에 따른 고속 전동기를 도시한 단면 사시도.
도 11은 제 4 실시예에 따른 전기자 모듈을 도시한 단면 사시도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.
제 1 실시예에 대해 설명한다.
도 1과 도 2는 제 1 실시예에 따른 고속 전동기(010)의 단면 사시도이고 도 3과 도 4는 구성 부품의 단면 사시도이고 도 5와 도 6과 도 7은 동력전달장치(100)의 작동 설명도이다.
먼저, 구성요소들에 대해 설명한다.
본 발명에 의한 고속 전동기(010)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 앞쪽에 배치되어 자기장을 이용하는 동력전달장치(100)를 포함한다.
상기 동력전달장치(100)는 전방 회전자(240)가 프레임(210)의 앞면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 샤프트(221)에 고정되고 영구자석(246)들은 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 회전자 모듈(200)과 상기 프레임(210)의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(316)들이 상기 전방 회전자(240) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 구동자 모듈(310)들을 포함하여 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되고 상기 구동자 모듈(310)의 하나는 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)의 뒤쪽과 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 프레임(210)의 앞면에 장착되고 상기 구동자 모듈(310)의 다른 하나는 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)의 앞쪽과 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 것이다.
즉, 상기 동력전달장치(100)는 회전자 모듈(200)과 상기 회전자 모듈(200)의 전방 회전자(240) 앞쪽과 뒤쪽에 배치한 구동자 모듈(310)들로 구성된 동력전달장치이다.
상기 구성에서 상기 회전자 모듈(200)은 도 1과 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 원통 형상으로 이루어진 몸체의 프레임(210) 중심 축선 상에 샤프트(221)를 가진 베어링 모듈(220)을 장착하고 영구자석(246)을 장착한 전방 회전자(240)를 상기 프레임(210)의 앞면과 축선 방향으로 일정 간격을 두고 이격되어 배치하여 상기 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 고정한 것이다.
상세하게는 상기 회전자 모듈(200)은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 내주 면에 베어링 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 구동자 모듈(310)과 상기 전동기(500)와의 장착 면을 형성한 형상을 가진 프레임(210)과, 상기 샤프트(221)에 베어링(225)을 장착하여 상기 프레임(210)에 의해 지지되는 베어링 모듈(220)과, 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점(241)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍(245)을 형성한 형상을 가진 회전판(242)과 상기 회전판(242)의 기준점(241)에 맞추어 영구자석 매입 구멍(245)들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)으로 구성되어 상기 프레임(210)의 앞면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 배치되어 상기 샤프트(221)에 장착되어 고정된 전방 회전자(240)를 포함한다.
상기 프레임(210)은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 내주 면에 상기 베어링 모듈(220)의 장착 공간과 베어링 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 전동기(500)와 상기 구동자 모듈(310)의 장착 면들을 형성한 형상을 가지고, 상기 베어링 모듈(220)은 환봉 형상으로 이루어진 샤프트(221)에 회전을 지지하는 베어링(225)을 장착하고 상기 전방 회전자(240)의 최대 회전수에 따라 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않는 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링을 선택하여 적용하는 것이 바람직하다.
상기 구동자 모듈(310)은 도 4에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 일정 간극을 두고 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(313)을 상기 전방 회전자(240) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)의 영구자석 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 영구자석(316)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 구동자 모듈(310)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 2n개 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(313)을 상기 전방 회전자(240) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점(311)에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)을 포함한다.
한편, 도 2에서와 같이 상기 동력전달장치(100)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.
고속 전동기(010)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 앞쪽에 자기장을 이용하는 동력전달장치(100)가 배치된다. 동력전달장치(100)는 프레임(210)에 장착된 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 전방 회전자(240)가 고정된 회전자 모듈(200)과 상기 전방 회전자(240) 앞쪽과 뒤쪽에 배치된 구동자 모듈(310)들을 포함한다.
상기 동력전달장치(100)는 전방 회전자(240)가 상기 프레임(210)의 앞면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트(221)에 고정되고 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 회전자 모듈(200)과, 상기 프레임(210)의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(316)들이 상기 전방 회전자(240) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 구동자 모듈(310)들을 포함하여 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되고 상기 구동자 모듈(310)의 하나는 상기 프레임(210)의 앞면에 장착되고 상기 구동자 모듈(310)의 다른 하나는 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착되어 상기 전동기(500)의 회전 동력을 공급받는다. 상기 회전자 모듈(200)과 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터(900)를 장착하여도 좋다.
상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)은 상기 회전자 모듈(200)의 전방 회전자(240)와 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치된다.
즉, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 회전판(242)에 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 고정대(312)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치된 것은 아래와 같이 설명된다.
도 5에 도시한 바와 같이 상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 구동자 모듈(310)의 고정대(312)에 8개의 영구자석(316)이 N극과 S극을 교대로 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 샤프트(520)가 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. 상기 전방 회전자(240)의 S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 N극과 S극 영구자석(316) 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다.
상기 샤프트(520)가 회전하게 되면 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들이 회전하며 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 90도 위상으로 인력과 척력의 회전 자기장의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 동작시킨다.
따라서, 상기 샤프트(520)의 회전 동력을 받아 상기 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 샤프트(520)의 축선 지름 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 형성하여 상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240)이 회전하며 형성하는 회전 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 유성 운동의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)을 동작시킨다.
또한, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상이 되도록 매입하여 부착된 것은 아래와 같이 설명된다.
상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 구동자 모듈(310)의 고정대(312)에 6개의 영구자석(316)이 N, N, N극과 S, S, S극으로 3상 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 샤프트(520)가 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극, S극과 N극 사이에 위치하거나 또는 S극과 N극과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 S극과 N극과 마주보거나 S극과 S극, N극과 N극 사이에 위치하여 자기 평형을 이루게 된다.
상기 샤프트(520)가 회전하게 되면 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들이 회전하며 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 120도 위상으로 인력과 척력의 회전 자기장의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 동작시킨다.
따라서, 상기 샤프트(520)의 회전 동력을 받아 상기 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 샤프트(520)의 축선 지름 방향으로 N, N, N극과 S, S, S극의 3상이 되도록 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 형성하여 상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 유성 운동의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)을 동작시킨다.
예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이 유성기어열에서 링 기어(820)가 회전하면 유성 기어 캐리어(840)의 유성 기어(830)가 선 기어(810)를 마주보며 균일하게 밀어내면서 회전시키는 유성운동을 하는 형식의 구동 예로 설명된다. 본 발명은 상기 회전자 모듈(200)의 전방 회전자(240)는 상기 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 구동자 모듈(310)의 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 유성운동의 형식으로 인력과 척력의 상호작용으로 구동하여 상기 전방 회전자(240)를 동작시킨다.
한편, 상기 전방 회전자(240)는 상기 전방 회전자(240)의 뒤쪽에서 상기 프레임(210)의 앞면에 장착된 상기 구동자 모듈(310)과 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 하여 배치된다.
즉, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 회전판(242)에 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 상기 프레임(210)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착되고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 되도록 매입하여 부착된 것은 아래와 같이 설명된다.
도 7에 도시한 바와 같이 상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍에 상기 구동자 모듈(310)이 8개의 영구자석(316)으로 N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 구동자 모듈(310)이 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. 상기 전방 회전자(240)의 S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다.
상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장의 회전력에 의해 상기 전방 회전자(240)가 회전 자기장으로 회전하여 화살표 방향으로 이동하면 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 화살표 방향으로 동시에 이동하면서 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들과 90도 위상으로 인력과 척력의 자기장의 추진력을 얻게 되어 동작하게 된다.
따라서, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 동력을 받아 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 자기장을 형성하여 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(310)이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성하는 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 동작하는 것이다.
또한, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것은 아래와 같이 설명된다.
상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍에 상기 구동자 모듈(310)이 6개의 영구자석(316)으로 N, N, N극과 S, S, S극으로 3상 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 구동자 모듈(310)이 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극, S극과 N극 사이에 위치하거나 또는 S극과 N극과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 S극과 N극과 마주보거나 S극과 S극, N극과 N극 사이에 위치하여 자기 평형을 이루게 된다.
상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장의 회전력에 의해 상기 전방 회전자(240)가 회전 자기장으로 회전하여 화살표 방향으로 이동하면 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 화살표 방향으로 동시에 이동하면서 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들과 120도 위상으로 인력과 척력의 추진력을 얻게 되어 동작하게 된다.
따라서, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 동력을 받아 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 N, N, N극과 S, S, S극의 3상이 되도록 배치된 자기장을 형성하여 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(310)이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성하는 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 동작하는 것이다.
예를 들면, 자기부상열차에서 차륜이 원동기로 구동되어 차대가 일정 속도 이상 가속되면 차대에 설치된 전기자와 마주보며 일정한 간격을 두고 설치된 리액션플레이트 사이의 전자력을 이용하여 주행하는 자기장의 상호작용의 구동 예로 설명된다. 본 발명은 상기 전방 회전자(240)는 상기 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장과 상기 구동자 모듈(310)의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 상기 전방 회전자(240)가 동작하는 차이가 있다.
상기와 같이 구성된 고속 전동기(010)에서는 상기 전동기(510)에서 공급되는 회전 동력으로 상기 전방 회전자(240)는 상기 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 상기 전방 회전자(240) 주위에 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 동작한다.
또한, 상기 전방 회전자(240)는 상기 프레임(210)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성되는 상기 구동자 모듈(310)의 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만든다.
따라서, 전동기(500)의 회전 동력으로 상기 전방 회전자(240)는 상기 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장과 상기 프레임(210)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)이 만드는 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 고속 전동기를 구현하여 대상물에 동력을 전달하게 된다.
한편, 도 2에서와 같이 상기 동력전달장치(100)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동일한 효과를 가진다.
상기 동력전달장치(100)의 회전력은 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보는 영구자석들의 간극을 조정하여 결정된다.
또한, 상기 동력전달장치(100)는 영구자석들의 인력과 척력의 상호작용으로 자기장의 회전력을 만들어 구동하기 때문에 소음 발생이 거의 발생하지 않으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없다.
제 2 실시예에 대해 설명한다.
도 8은 제 2 실시예에 따른 고속 전동기(020)의 단면 사시도이고 도 5와 도 6과 도 7은 동력전달장치(110)의 작동 설명도이다.
먼저, 구성요소들에 대해 설명한다.
본 발명에 의한 고속 전동기(020)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 앞쪽에 배치되어 자기장을 이용하는 동력전달장치(110)를 포함한다.
상기 동력전달장치(110)는 제 1 실시예의 상기 회전자 모듈(200)과 상기 구동자 모듈(310)을 포함하며 상기 구동자 모듈(310)은 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 것이다.
즉, 상기 동력전달장치(110)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100)에서 상기 회전자 모듈(200)의 전방 회전자(240) 앞쪽에만 상기 구동자 모듈(310)을 배치한 동력전달장치이다.
한편, 상기 동력전달장치(110)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.
상기 동력전달장치(110)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100)와 같이 상기 전동기(500)의 회전 동력을 공급받는다. 상기 회전자 모듈(200)과 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터를 장착하여도 좋다.
상기와 같이 구성된 고속 전동기(020)에서는 상기 전동기(500)에서 공급되는 회전 동력으로 제 1 실시예의 설명과 같이 작용하여 작동하며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 전동기를 구현한다.
한편, 상기 동력전달장치(110)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동일한 효과를 가진다.
제 3 실시예에 대해 설명한다.
도 9는 제 3 실시예에 따른 고속 전동기(030)의 단면 사시도이고 도 5와 도 6과 도 7은 동력전달장치(120)의 작동 설명도이다.
먼저, 구성요소들에 대해 설명한다.
본 발명에 의한 고속 전동기(030)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 앞쪽에 배치되어 자기장을 이용하는 동력전달장치(120)를 포함한다.
상기 동력전달장치(120)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100) 또는 제 2 실시예의 동력전달장치(110)에 상기 전방 회전자(240)와 자속의 방향이 동일한 영구자석(246)들을 장착한 후방 회전자(250)와 상기 구동자 모듈(310)들이 부가되어 상기 후방 회전자(250)는 상기 프레임(210)의 뒷면과 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트(221)에 고정되고 영구자석(246)들은 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들은 상기 후방 회전자(250)의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자(250)와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 “‡향으로 배치되어 영구자석(316)들이 상기 후방 회전자(250) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임(210)의 뒷면에 장착된 것이다.
즉, 상기 동력전달장치(120)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100) 또는 제 2 실시예의 동력전달장치(110)에 상기 후방 회전자(250)와 상기 후방 회전자(250)의 앞쪽과 뒤쪽에 상기 구동자 모듈(310)들을 부가하여 배치한 동력전달장치이다.
상기 후방 회전자(250)는 도 3에 도시한 바와 같이, 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점(241)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(245)을 상기 전방 회전자(240)와 동일 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 회전판(242)의 영구자석 매입 구멍(245)들에 기준점(241)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 영구자석(246)들을 포함한 것이다.
상세하게는 상기 후방 회전자(250)는 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점(241)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍(245)을 상기 전방 회전자(240)와 동일 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 회전판(242)과, 상기 회전판(242)의 기준점(241)에 맞추어 영구자석 매입 구멍(245)들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)을 포함한 것이다.
한편, 상기 동력전달장치(120)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.
상기 동력전달장치(120)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100) 또는 제 2 실시예의 동력전달장치(110)에 상기 후방 회전자(250)가 상기 프레임(210)의 뒷면에서 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트(221)에 고정되어 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들은 상기 후방 회전자(250)의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자(250)와 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(316)들이 상기 후방 회전자(250) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임(210)의 뒷면에 장착되어 상기 전동기(500)의 회전 동력을 공급받는다. 상기 회전자 모듈(200)과 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터를 장착하여도 좋다.
상기 전방 회전자(240)와 동일 샤프트(221)에 장착된 상기 후방 회전자(250)는 도 7에서 설명한 상기 전방 회전자(240)와 상기 구동자 모듈(310)의 인력과 척력의 상호 작용과 같이 상기 구동자 모듈(310)들과 인력과 척력의 상호 작용으로 구동하게 된다.
상기와 같이 구성된 고속 전동기(030)에서는 상기 전동기(500)에서 공급되는 회전 동력으로 제 1 실시예의 설명과 같이 작용하여 작동하며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 회전 자기장과 상기 프레임(210)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)들의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 전동기를 구현한다.
한편, 상기 동력전달장치(120)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동등한 효과를 얻는다.
제 4 실시예에 대해 설명한다.
도 10은 제 4 실시예에 따른 고속 전동기(040)의 단면 사시도이고 도 5와 도 6과 도 7은 동력전달장치(130)의 작동 설명도이다.
먼저, 구성요소들에 대해 설명한다.
본 발명에 의한 고속 전동기(040)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 앞쪽에 배치되어 자기장을 이용하는 동력전달장치(130)를 포함한다.
상기 동력전달장치(130)는 제1 실시예의 동력전달장치(100) 또는 제 2 실시예의 동력전달장치(110)에 상기 전방 회전자(240)와 자속의 방향이 동일한 영구자석(246)들을 장착한 후방 회전자(250)와 상기 구동자 모듈(310)과 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자(376)들을 포함하는 전기자 모듈(370)이 부가되어 상기 후방 회전자(250)는 상기 프레임(210)의 뒷면과 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 샤프트에 고정되고 영구자석(246)들은 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)과 상기 전기자 모듈(370)은 상기 후방 회전자(250)의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자(250)와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(316)들과 전기자(376)들이 상기 후방 회전자(250) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임(210)의 뒷면에 장착된 것이다.
즉, 상기 동력전달장치(130)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100) 또는 제 2 실시예의 동력전달장치(110)에 상기 후방 회전자(250)와 상기 후방 회전자(250)의 앞쪽과 뒤쪽에 상기 구동자 모듈(310)과 상기 전기자 모듈(370)을 부가하여 배치한 동력전달장치이다.
상기 후방 회전자(250)는 도 3에 도시한 바와 같이, 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점(241)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍(245)을 형성한 형상을 가진 회전판(242)과, 상기 회전판(242)의 기준점(241)에 맞추어 영구자석 매입 구멍(245)들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)을 포함한 것이다.
또한, 상기 전기자 모듈(370)은 도 11에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 몸체의 원주 축선 상에 기준점(311)에 맞추어 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 일정 간극을 두고 등 간격으로 전기자 매입 구멍(313)을 형성한 고정대(312)의 전기자 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 전기자(376)들을 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 전기자 모듈(370)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 몸체의 원주 축선 상에 기준점(311)에 맞추어 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 일정 간극을 두고 등 간격으로 2n개 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 전기자 매입 구멍(313)을 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점(316)에 맞추어 2n개의 전기자 매입 구멍(313)에 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 배열하고 매입하여 결선하거나 3n개의 전기자 매입 구멍(313)에 3상 배열하고 매입하여 결선한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자(376)를 포함한 것이다.
한편, 상기 동력전달장치(130)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들과 전기자 모듈(370)의 전기자(376)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.
상기 동력전달장치(130)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100) 또는 제 2 실시예의 동력전달장치(110)에 상기 후방 회전자(250)가 상기 프레임(210)의 뒷면에서 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트(221)에 고정되고 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)과 상기 전기자 모듈(370)은 상기 후방 회전자(250)의 앞쪽과 뒤쪽에서 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(316)들과 전기자(376)들이 상기 후방 회전자(250) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임(210)의 뒷면에 장착되어 상기 전동기(500)의 회전 동력과 외부 전력을 공급받는다. 상기 회전자 모듈(200)과 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터를 장착하여도 좋다.
상기 전방 회전자(240)와 동일 샤프트(221)에 장착된 상기 후방 회전자(250)는 도 7에서 설명한 상기 전방 회전자(240)와 상기 구동자 모듈(310)의 인력과 척력의 상호 작용과 같이 상기 구동자 모듈(310)과 상기 전기자 모듈(370)과 인력과 척력의 상호 작용으로 구동하게 된다.
상기와 같이 구성된 고속 전동기(040)에서는 상기 전동기(500)에서 공급되는 회전 동력과 외부 전력으로 제 1 실시예의 설명과 같이 작용하여 작동하며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 회전 자기장과 상기 프레임(210)에 장착된 상기 구동자 모듈(310)들과 상기 전기자 모듈(370)의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 전동기를 구현한다.
한편, 상기 동력전달장치(130)는 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(310)들의 영구자석(316)들과 전기자 모듈(370)의 전기자(376)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동등한 효과를 얻는다.
상기 동력전달장치(130)의 회전력은 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보는 영구자석들의 간격과 전기자들의 전류량을 조정하여 결정된다.
기타, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
010~040: 고속 전동기 100, 110, 120, 130: 동력전달장치
200: 회전자 모듈 240: 전방 회전자
250: 후방 회전자 310: 구동자 모듈
370: 전기자 모듈 500: 전동기

Claims (10)

  1. 전동기와, 상기 전동기의 앞쪽에 배치되어 자기장을 이용하는 동력전달장치를 포함하는 고속 전동기에 있어서,
    상기 동력전달장치는,
    전방 회전자가 프레임의 앞면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 샤프트에 고정되고, 영구자석들은 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 회전자 모듈과;
    상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며, 영구자석들이 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 구동자 모듈;을 포함하며,
    상기 프레임의 앞쪽은 상기 전동기에 장착되고,
    상기 구동자 모듈은 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기의 샤프트에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받으며,
    상기 회전자 모듈의 전방 회전자는 상기 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고, 상기 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자가 만드는 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하며,

    상기 전방 회전자의 몸체의 원주 축선 방향을 따라 영구자석이 설치되며,
    상기 구동자 모듈의 몸체의 원주 축선 방향을 따라 영구자석이 설치되며,
    상기 각 몸체에 형성된 이웃하는 영구자석의 자속은 서로 반대 방향을 향하며,
    상기 전방 회전자와 상기 구동자 모듈에 형성된 영구자석의 자속의 방향은 서로 수직하며,
    상기 전방 회전자와 상기 구동자 모듈이 근접됨에 따라 상기 전방 회전자의 영구자석의 일면 및 타면 모두가 상기 구동자 모듈의 영구자석과 인력 및 척력이 작용하여 상기 인력 및 척력의 세기에 대응한 회전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전자 모듈은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 내주 면에 베어링 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 구동자 모듈과 상기 전동기와의 장착 면을 형성한 형상을 가진 프레임과, 상기 샤프트에 베어링을 장착하여 상기 프레임에 의해 지지되는 베어링 모듈과, 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍을 형성한 형상을 가진 회전판과 상기 회전판의 기준점에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석으로 구성된 상기 전방 회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달장치는 구동자 모듈이 더 부가되며, 부가된 상기 구동자 모듈은 상기 전방 회전자의 뒤쪽에서 상기 전방 회전자와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 프레임의 앞면에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받으며,
    상기 회전자 모듈의 전방 회전자는 상기 구동자 모듈들과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 회전자의 앞쪽과 뒤쪽에 배치한 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자가 만드는 회전 자기장과 상기 프레임에 장착된 상기 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 전방 회전자와 자속의 방향이 동일한 영구자석들을 장착한 후방 회전자와 상기 구동자 모듈들이 부가되어 상기 후방 회전자는 상기 프레임의 뒷면과 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트에 고정되고 영구자석들은 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들은 상기 후방 회전자의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들이 원주 축선 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임의 뒷면에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받으며,
    상기 회전자 모듈의 전방 회전자와 상기 후방 회전자는 상기 구동자 모듈들과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들과 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전 자기장과 상기 프레임에 장착된 상기 구동자 모듈들의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 후방 회전자는 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성한 원반 형상으로 이루어진 몸체의 원주 축선 상에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 동일 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 기준점에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 회전자 모듈의 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 전방 회전자와 자속의 방향이 동일한 영구자석들을 장착한 후방 회전자와 상기 구동자 모듈과 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치들을 포함하는 전기자 모듈이 부가되어 상기 후방 회전자는 상기 프레임의 뒷면과 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 샤프트에 고정되고 영구자석들은 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈과 상기 전기자 모듈은 상기 후방 회전자의 앞쪽과 뒤쪽에서 상기 후방 회전자와 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들과 전기자들이 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 프레임의 뒷면에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받으며,
    상기 회전자 모듈의 전방 회전자는 상기 구동자 모듈들과 마주보고 상기 후방 회전자는 상기 구동자 모듈과 상기 전기자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자의 영구자석들과 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들과 상기 전기자 모듈의 전기자들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기의 샤프트에 장착된 상기 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전 자기장과 상기 프레임에 장착된 상기 구동자 모듈들과 상기 전기자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전기자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상 또는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 샤프트 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 전기자 매입 구멍을 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 전기자 매입 구멍에 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 배열하고 매입하여 결선하거나 3n개의 전기자 매입 구멍에 3상 배열하고 매입하여 결선한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 회전자 모듈의 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈들의 영구자석들과 상기 전기자 모듈의 전기자들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 고속 전동기.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101429848B1 (ko) 2013-02-13 2014-08-12 한승주 자기 구동 확장공기충전장치
KR101429846B1 (ko) 2013-02-06 2014-08-12 한승주 자기 구동 공기충전장치

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436518A (en) * 1992-01-03 1995-07-25 Nihon Riken Co., Ltd. Motive power generating device
KR20000074293A (ko) * 1999-05-19 2000-12-15 이성열 원판형 회전체의 회전력을 증폭시키는 장치
KR100403857B1 (ko) * 2000-01-05 2003-11-01 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼 자기부상모터
JP4013487B2 (ja) * 2001-02-28 2007-11-28 株式会社日立製作所 回転電機及びそれを搭載した車両
WO2003065551A1 (fr) * 2002-02-01 2003-08-07 Kabushiki Kaisha Shigen Kaihatsu Sha Moteur electrique a ecartement axial
AU2002952885A0 (en) * 2002-11-25 2002-12-12 Turbocor Inc High speed electric motor power supply
DE112006001327B8 (de) * 2005-05-24 2016-09-01 Denso Corporation Mehrphasiger Elektromotor
EP2051354A4 (en) * 2006-08-10 2010-05-26 Honda Motor Co Ltd HYBRID VEHICLE
JP4961302B2 (ja) * 2007-08-29 2012-06-27 本田技研工業株式会社 アキシャルギャップ型モータ
US8227948B1 (en) 2009-01-09 2012-07-24 Hydro-Gear Limited Partnership Electric motor
US9502931B2 (en) * 2012-03-23 2016-11-22 Asmo Co., Ltd. Brushless motor
WO2014176554A2 (en) 2013-04-26 2014-10-30 Millennial Research Corporation Multi-phase modular coil element for electric motor and generator
US9438096B2 (en) 2013-07-30 2016-09-06 Praxair Technology, Inc. Electric motor and magnetic gear

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101429846B1 (ko) 2013-02-06 2014-08-12 한승주 자기 구동 공기충전장치
KR101429848B1 (ko) 2013-02-13 2014-08-12 한승주 자기 구동 확장공기충전장치

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