KR101848685B1 - 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차 - Google Patents

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Abstract

하부를 이루는 차체 프레임; 상기 차체 프레임에 고정되어, 회전동력을 발생시키는 모터; 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 전륜; 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 후륜; 및 상기 모터에서 발생된 동력을 전달하여 상기 한 쌍의 전륜 및 상기 한 쌍의 후륜을 회전하도록 하고, 상기 한 쌍의 전륜과 상기 한 쌍의 후륜이 동일한 방향으로 회전하거나 상호 반대방향으로 회전하도록 선택적으로 변환할 수 있는 동력전달부;를 포함하는 자기부상기능을 구비하는 무선조종 자동차를 제공하여, 전륜과 후륜의 회전방향이 동일한 경우에는 지면 위를 일반 주행하도록 할 수 있고, 전륜과 후륜의 회전방향이 상호 반대일 경우에는 도체판 위에서 자기부상하도록 할 수 있다.

Description

자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차{Remote Control Toy Car Having Magnetic Levitation Function}
본 발명은 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전륜과 후륜에 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고, 전륜과 후륜을 동일한 방향으로 회전하거나 상호 반대방향으로 회전하도록 선택할 수 있어, 일반주행 뿐 아니라 도체판 상부에서의 자기부상이 가능한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 무선조종완구는 자동차, 비행기, 헬기 및 배 등의 형상으로 구현되고 리모컨 등의 원격제어 신호를 수신하여 내부의 구동부를 동작시킴으로써 사용자가 임의대로 이동시킬 수 있도록 고안된 완구이다.
이러한 무선조종완구 중 무선조종 자동차는 전륜과 후륜이 동일한 방향으로 회전하면서 바퀴와 지면과의 마찰력을 이용하여 전후진의 직선방향과 조향을 통한 곡선방향으로 주행하도록 할 수 있는 완구이다.
한편, 자기부상은 전자기적인 힘을 이용하여 물체를 띄우는 것으로, 강자성체의 흡인력을 사용하는 것과 유도 전류(와전류)에 의한 반발력을 사용한 것으로 나누어질 수 있다.
이러한 자기부상 기술은 자기부상 열차 등의 운송수단에 적용되고 있으며, 최근에는 자기부상 기술을 완구, 레저 등에 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
이에 자기부상이 가능한 완구에 대한 잠재적인 수요 또한 존재한다고 할 것이다.
본 발명은 상술한 잠재수요를 충족시키고자 발명된 것으로서, 무선조종 자동차의 기본적인 기능을 수행함과 동시에 도체판 위에서의 자기부상이 가능한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차는, 하부를 이루는 차체 프레임; 상기 차체 프레임에 고정되어, 회전동력을 발생시키는 모터; 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 전륜; 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 후륜; 및 상기 모터에서 발생된 동력을 전달하여 상기 한 쌍의 전륜 및 상기 한 쌍의 후륜을 회전하도록 하고, 상기 한 쌍의 전륜과 상기 한 쌍의 후륜이 동일한 방향으로 회전하거나 상호 반대방향으로 회전하도록 선택적으로 변환할 수 있는 동력전달부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에서, 상기 동력전달부는, 상기 모터와 기어결합되어 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 베벨기어 형태로 일단에 마련되는 제1차축베벨기어 및 평기어 형태로 타단에 마련되는 제1차축평기어를 구비하는 제1차축; 상기 제1차축의 타단측에 상기 제1차축과 소정의 거리만큼 이격되어 상기 제1차축과 회전중심축을 공유하고, 평기어 형태로 일단에 마련되는 제2차축평기어 및 베벨기어 형태로 타단에 마련되는 제2차축베벨기어를 구비하는 제2차축; 상기 제1,2차축의 회전중심축과 평행한 회전중심축을 중심으로 회전하는 제1모드변환샤프트, 상기 제1모드변환샤프트의 양단에 평기어 형태로 마련되는 한 쌍의 제1모드변환기어, 상기 제1,2차축의 회전중심축과 직각을 이루는 회전중심축을 중심으로 회전하는 제2모드변환샤프트, 및 상기 모드변환샤프트에 크라운기어 또는 페이스기어 형태로 마련되는 제2모드변환기어를 구비하고, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어가 각각 상기 제1,2차축평기어와 기어결합하는 경우에는 상기 제2모드변환기어와 상기 제1,2차축평기어와의 기어결합이 해제되고, 상기 제2모드변환기어와 상기 제1,2차축평기어가 기어결합하는 경우에는 상기 한 쌍의 제1모드변환기어와 상기 제1,2차축평기어의 기어결합이 해제되도록 하는 모드변환기어부; 양단에 상기 한 쌍의 후륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상기 제1차축베벨기어와 기어결합하여 상기 제1차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 후륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 후륜이 회전하도록 하는 후륜드라이빙샤프트; 및 양단에 상기 한 쌍의 전륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상기 제2차축베벨기어와 기어결합하여 상기 제2차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 전륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 전륜이 회전하도록 하는 전륜드라이빙샤프트;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에서, 상기 모드변환기어부는, 상기 제1모드변환샤프트 및 상기 제2모드변환샤프트가 회전가능하도록 결합되는 모드변환기어 베이스를 더 포함하고, 상기 모드변환기어 베이스를 슬라이딩 이동함으로써 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어가 상기 한 쌍의 제1모드변환기어 또는 상기 제2모드변환기어와 선택적으로 기어결합하도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에서, 상기 모드변환기어부는, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어는 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어의 일측에 위치하고, 상기 제2모드변환기어는 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어의 타측에 위치하며, 상기 모드변환기어 베이스를 상기 제1차축 및 제2차축의 회전중심축과 수직한 방향을 따라 양측으로 슬라이딩 이동함으로써 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어가 상기 한 쌍의 제1모드변환기어 또는 상기 제2모드변환기어와 선택적으로 기어결합하도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에서, 상기 동력전달부는, 상기 모터와 기어결합되어 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 베벨기어 형태로 일단에 마련되는 제1차축베벨기어 및 베벨기어 형태로 타단에 마련되는 제2차축베벨기어를 구비하는 차축; 양단에 상기 한 쌍의 후륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상기 제1차축베벨기어와 기어결합하여 상기 차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 후륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 후륜이 회전하도록 하는 후륜드라이빙샤프트; 및 양단에 상기 한 쌍의 전륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상호 마주보도록 구비되어 상기 제2차축베벨기어와 선택적으로 기어결합하여 상기 차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 제1,2전륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 전륜이 회전하도록 하는 전륜드라이빙샤프트;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차에서, 상기 제1,2전륜베벨기어는 상기 전륜드라이빙샤프트의 회전중심축 방향을 따라 슬라이딩 이동하여 상기 제2차축베벨기어가 상기 제1,2전륜베벨기어 중 어느 하나와 선택적으로 기어결합하도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차는 전륜과 후륜을 동일한 방향 또는 상호 반대방향으로 선택적으로 회전하도록 할 수 있는 동력전달부를 구비하여, 전륜과 후륜의 회전방향이 동일할 경우에는 일반주행이 가능하도록 하고 전륜과 후륜의 회전방향이 반대일 경우에는 도체판 위에서 자기부상이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 평면도.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 밸린싱 과정을 설명하기 위한 참고도.
도 4의 (a)는 도 1의 A-A'에 따른 단면도.
도 4의 (b)는 도 1의 B-B'에 따른 단면도.
도 5의 (a)는 한 쌍의 제1모드변환기어가 제1차축평기어 및 제2차축평기어에 기어결합된 경우를 도시한 도면.
도 5의 (b)는 제2모드변환기어가 제1차축평기어 및 제2차축평기어에 기어결합된 경우를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상기능을 구비하는 무선조종 자동차가 자기부상하는 것을 설명하기 위한 참고도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 평면도.
도 9의 (a)는 제2차축베벨기어가 제1전륜베벨기어와 기어결합한 경우를 도시한 도면.
도 9의 (b)는 제2차축베벨기어가 제2전륜베벨기어와 기어결합한 경우를 도시한 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100)는 차체 프레임(110), 모터(120), 한 쌍의 전륜(130), 한 쌍의 후륜(140), 동력전달부(150), 및 배터리(160)를 포함할 수 있다.
차체 프레임(110)은 무선조종 자동차(100)의 하부를 이룰 수 있으며, 후술하는 모터(120), 동력전달부(150), 및 배터리(160)가 안착될 수 있다.
또한, 상기 차체 프레임(110)은 복수의 밸런싱유닛 안착부(111) 및 밸런싱 지그 삽입홈(112)을 구비할 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100)의 밸린싱 과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100)를 밸런싱 지그(BZ)에 위치시킬 수 있다.
이때에, 상기 밸런싱 지그(BZ)는 평판 형태의 베이스(BZa)와 상기 베이스(BZa)의 중앙부에 상측으로 돌출된 밸런싱 로드(BZb) 및 상기 밸린싱 로드(BZb) 상단에 구 형태로 형성된 밸런싱 돌기(BZc)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 밸런싱 지그 삽입홈(112)은 상기 차체 프레임(110)의 하부 중앙에 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 밸런싱유닛 안착부(111)는 전방 양측과 후방 양측에 각각 하나씩 총 4개가 형성될 수 있다.
사용자는 상기 밸런싱 지그(BZ)의 상기 밸런싱 돌기(BZc)를 상기 차체프레임(110) 하부에 형성된 밸런싱 지그 삽입홈(112)에 삽입시키고, 상기 복수의 밸런싱 유닛 안착부(111)에 소정 중량의 밸런싱 유닛(BU)를 안착시키거나 제거하는 방법을 통해, 상기 차체프레임(110)이 어느 한 방향으로 기울어지지 않도록 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100)의 밸런스를 맞추도록 할 수 있다.
이를 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100)는 자기부상 시에 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 안정적인 자기부상이 가능할 수 있다.
모터(120)는 차체프레임(110)에 안착될 수 있으며, 배터리(160)로부터 전기 에너지를 공급받아, 회전동력을 발생시킬 수 있다.
한 쌍의 전륜(130)은 상기 차체프레임(110)의 전방 양측에 회전가능하도록 구비될 수 있다.
다시 말해서, 상기 한 쌍의 전륜(130)은 후술하는 전륜드라이빙샤프트(155)의 양단에 연결되어 전륜드라이빙샤프트(155)와 함께 회전할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전륜(130)은 각각 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석(M)을 구비할 수 있다.
도 4의 (a)는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 상기 한 쌍의 전륜(130)은 각각 전륜드라이빙샤프트(155)에 연결되어 함께 회전하며 외주면에 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석(M)을 구비하는 전륜휠(131), 및 상기 전륜휠(131)의 외주면을 둘러싸도록 마련된 전륜타이어(132)를 구비할 수 있다.
한 쌍의 후륜(140)은 상기 차체프레임(110)의 후방 양측에 회전가능하도록 구비될 수 있다.
다시 말해서, 상기 한 쌍의 후륜(140)은 후술하는 후륜드라이빙샤프트(154)의 양단에 연결되어 후륜드라이빙샤프트(154)와 함께 회전할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 후륜(140)은 각각 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석(M)을 구비할 수 있다.
도 4의 (b)는 도 1의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 한 쌍의 후륜(140)은, 각각 후륜드라이빙샤프트(154)에 연결되어 함께 회전하며 외주면에 원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석(M)을 구비하는 후륜휠(141), 및 상기 후륜휠(141)의 외주면을 둘러싸도록 마련된 후륜타이어(142)를 구비할 수 있다.
동력전달부(150)는 제1차축(151), 제2차축(152), 모드변환기어부(153), 후륜드라이빙샤프트(154), 및 전륜드라이빙샤프트(155)를 포함할 수 있다.
제1차축(151)은 상기 모터(120)와 기어결합되어 상기 모터(120)의 회전동력을 전달받아 회전할 수 있다.
이를 위해, 상기 제1차축(151)은 상기 모터(120)와 기어결합하기 위한 평기어 형상의 동력전달기어(151c)를 구비할 수 있다.
다시말해서, 상기 제1차축(151)은 상기 모터(120)와 상기 동력전달기어(151c)를 통해 기어결합하여 상기 모터(120)로부터 회전동력을 전달받아 회전할 수 있다.
또한, 상기 제1차축(151)은 일단에 마련되는 제1차축베벨기어(151b) 및 타단에 마련되는 제1차축평기어(151a)를 구비할 수 있다.
상기 제1차축베벨기어(151b)는 베벨기어 형태로 구비될 수 있으며, 상기 제1차축평기어(151a)는 평기어 형태로 구비될 수 있다.
제2차축(152)은 상기 제1차축(151)과 회전중심축을 공유할 수 있다.
다시 말해서, 상기 제2차축(152)는 상기 제1차축(151)과 타단측으로 소정간격만큼 이격되어 상기 제1차축(151)의 연장선상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제2차축(152)은 평기어 형태로 일단에 마련되는 제2차축평기어(152a) 및 베벨기어 형태로 타단에 마련되는 제2차축베벨기어(152b)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 제1차축(151) 및 제2차축(152)는 상기 차체프레임(110)의 상부에 회전가능하도록 결합될 수 있다.
모드변환기어부(153)는, 모드변환기어 베이스(153e), 제1모드변환샤프트(153a), 상기 제1모드변환샤프트(153a) 양단에 마련되는 한 쌍의 제1모드변환기어(153b), 제2모드변환샤프트(153c), 및 제2모드변환샤프트에 구비되는 제2모드변환기어(153d)를 구비할 수 있다.
이때에, 상기 제1모드변환샤프트(153a)는 상기 제1,2차축(151, 152)의 회전중심축과 평행한 회전중심축을 가질 수 있다.
상기 한 쌍의 제1모드변환기어(153b)는 상기 제1모드변환샤프트(153a)의 양단에 평기어 형태로 구비될 수 있으며, 각각 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)와 기어결합하여 회전할 수 있다.
상기 제2모드변환샤프트(153c)는 상기 제1모드변환샤프트(153a)의 회전중심축과 직각을 이루는 회전중심축을 중심으로 회전할 수 있다.
즉, 상기 제2모드변환샤프트(153c)의 회전중심축은 상기 제1,2차축(151, 152)의 회전중심축과 직각을 이룰 수 있다.
제2모드변환기어(153d)는 상기 제2모드변환샤프트(153c)에 결합되어 회전할 수 있다.
또한, 상기 제2모드변환기어(153d)는 크라운기어 또는 페이스기어 형태로 마련될 수 있으며, 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)와 기어결합하여 회전할 수 있다.
한편, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어(153b)와 상기 제2모드변환기어(153d)는 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)와 선택적으로 기어결합할 수 있다.
다시 말해서, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어(153b)가 각각 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)와 기어결합하는 경우에는, 상기 제2모드변환기어(153d)와 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)의 기어결합이 해제될 수 있다.
반대로, 상기 제2모드변환기어(153d)가 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)에 기어결합하는 경우에는, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어(153b)와 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)의 기어결합이 해제될 수 있다.
모드변환기어 베이스(153e)는 상기 차체프레임(110)에 좌우 슬라이딩 이동이 가능하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1모드변환샤프트(153a) 및 상기 제2모드변환샤프트(153c)는 상기 모드변환기어 베이스(153e)에 회전가능하도록 결합될 수 있다.
여기에서, 상기 모드변환기어 베이스(153e)의 슬라이딩 이동을 통하여, 상기 제1,2모드변환기어(153b, 153d) 중 어느 하나가 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)에 기어결합하도록 선택할 수 있다.
도 5의 (a)는 상기 한 쌍의 제1모드변환기어(153b)가 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)에 기어결합된 경우를 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 상기 제2모드변환기어(153d)가 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)에 기어결합된 경우를 도시한 것이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어(153b)가 각각 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)와 기어결합하는 경우에는, 상기 제1차축(151)과 상기 제2차축(152)의 회전방향은 동일하게 된다.
아울러, 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 제2모드변환기어(153d)와 상기 제1차축평기어(151a) 및 상기 제2차축평기어(152a)와 기어 결합하는 경우에는 상기 제1차축(151)과 상기 제2차축(152)의 회전방향은 반대방향이 된다.
이를 통하여, 상기 모드변환기어부(153)는 상기 제1차축(151)과 상기 제2차축(152)의 회전방향을 동일하게 하거나 반대방향이 되도록 할 수 있다.
후륜드라이빙샤프트(154)는 상기 차체 프레임(110)에 후방에 상기 제1차축(151)과 수직한 회전중심축을 갖고 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 후륜드라이빙샤프트(154)는 양단에 상기 한 쌍의 후륜(140)이 연결되어 상기 한 쌍의 후륜(140)이 회전하도록 할 수 있다.
아울러, 상기 후륜드라이빙샤프트(154)는 대략 중앙부위에 상기 제1차축베벨기어(151b)와 기어결합하는 후륜드라이빙베벨기어(154a)를 구비할 수 있다.
이를 통하여, 후륜드라이빙샤프트(154)는 상기 제1차축(151)의 회전에 따른 회전동력을 전달받아 상기 한 쌍의 후륜(140)이 회전하도록 할 수 있다.
전륜드라이빙샤프트(155)는 상기 차체 프레임(110)의 전방에 상기 제2차축(152)과 수직한 회전중심축을 갖고 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 전륜드라이빙샤프트(155)는 양단에 상기 한 쌍의 전륜(130)이 연결되어 상기 한 쌍의 전륜(130)이 회전하도록 할 수 있다.
아울러, 상기 전륜드라이빙샤프트(155)는 대략 중앙부위에 상기 제2차축베벨기어(152b)와 기어결합하는 전륜드라이빙베벨기어(155a)를 구비할 수 있다.
이를 통하여, 전륜드라이빙샤프트(155)는 상기 제2차축(152)의 회전에 따른 회전동력을 전달받아 상기 한 쌍의 전륜(130)이 회전하도록 할 수 있다.
한편, 상기 전륜드라이빙샤프트(155)와 상기 후륜드라이빙샤프트(154)의 회전방향은 상기 제1차축(151)과 상기 제2차축(152)의 회전방향에 의해 결정되게 되는데, 상기 모드변환기어부(153)에 의해 상기 제1차축(151)과 상기 제2차축(152)의 회전방향이 같은 경우에, 상기 전륜드라이빙샤프트(155)와 상기 후륜드라이빙샤프트(154)는 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
반대로, 상기 모드변환기어부(153)에 의해 상기 제1차축(151)과 상기 제2차축(152)이 반대로 회전하는 경우에는 상기 전륜드라이빙샤프트(155)와 상기 후륜드라이빙샤프트(154)가 반대로 회전할 수 있다.
이에 따라, 상기 한 쌍의 전륜(130)과 상기 한 쌍의 후륜(140) 또한 동일한 방향으로 회전하거나 반대방향으로 회전할 수 있다.
여기에서, 상기 한 쌍의 전륜(130)과 상기 한 쌍의 후륜(140)이 동일한 방향으로 회전하는 경우에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비하는 무선조종자동차(100)는 일반적인 무선조종 자동차와 마찬가지로 지면 위에서 주행하도록 할 수 있다.
한편, 상기 한 쌍의 전륜(130)과 상기 한 쌍의 후륜(140)이 반대방향으로 회전하는 경우에는, 도체판(E) 위에서 자기부상이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상기능을 구비하는 무선조종 자동차(100)가 자기부상하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6을 참조하면, 한 쌍의 전륜(130)과 한 쌍의 후륜(140)이 반대방향으로 회전하는 경우에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비하는 무선조종 자동차(100)는 도체판(E) 위에서 부상하게 된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 한 쌍의 전륜(130)과 한 쌍의 후륜(140)에 N극과 S극이 원주방향을 따라 교차로 배치되도록 영구자석이 구비되므로, 상기 한 쌍의 전륜(130)과 상기 한 쌍의 후륜(140)의 회전에 따라, 발생하는 자속의 변화에 의해 도체판(E)에 와전류가 발생하게 되고, 이 와전류에 의한 자속변화와 상기 한 쌍의 전륜(130)과 한 쌍의 후륜(140)에 구비되는 영구자석의 자속변화 사이에 반발력이 발생하여 무선조종 자동차(100)를 상측으로 부상시키게 된다.
한편, 영구자석이 구비된 상기 한 쌍의 전륜(130)과 한 쌍의 후륜(140)이 회전할때에는 부상력과 견인력이 동시에 발생하게 되는데, 상기 한 쌍의 전륜(130)과 한 쌍의 후륜(140)은 서로 반대방향으로 회전하므로 상호 반대방향으로 견인력이 발생하게되므로, 서로 상쇄되어 부상력만 남게 된다.
이를 통하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상기능을 구비하는 무선조종 자동차(100)가 도체판(E) 위에서 자기부상이 가능하게 된다.
여기에서, 상기 도체판(E)은 구리(Cu), 알미늄(Al) 또는 이들 중 어느 하나를 포함하는 합금 재질로 구비될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 자기부상기능을 구비하는 무선조종 자동차(200)에 대하여 상세히 설명한다.
다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용한 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 자세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(200)의 사시도, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(200)의 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(200)는 차체 프레임(110), 모터(120), 한 쌍의 전륜(130), 한 쌍의 후륜(140), 동력전달부(250), 및 배터리(160)를 포함할 수 있다.
여기에서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(200)는 동력전달부(250)을 제외한 나머지 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100)와 동일하므로, 동력전달부(250)에 대해서만 상세히 설명하고 나머지에 대해서는 생략하도록 한다.
동력전달부(250)는, 차축(251), 후륜드라이빙샤프트(154), 및 전륜드라이빙샤프트(255)를 포함할 수 있다.
차축(251)은 상기 모터(120)와 기어결합되어 상기 모터(120)의 회전동력을 전달받아 회전할 수 있다.
이를 위해, 상기 차축(251)은 상기 모터(120)와 기어결합하기 위한 평기어 형상의 동력전달기어(251c)를 구비할 수 있다.
다시 말해서, 상기 차축(251)은 상기 모터(120)와 상기 동력전달기어(251c)를통해 기어결합하여 상기 모터(120)로부터 회전동력을 전달받아 회전할 수 있다.
또한, 상기 차축(251)은 베벨기어 형태로 일단에 마련되는 제1차축베벨기어(251a) 및 베벨기어 형태로 타단에 마련되는 제2차축베벨기어(251b)를 구비할 수 있다.
후륜드라이빙샤프트(154)는 상기 차체 프레임(110)의 후방에 상기 차축(251)과 수직한 회전중심축을 갖고 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 후륜드라이빙샤프트(154)는 양단에 상기 한 쌍의 후륜(140)이 연결되어 상기 한 쌍의 후륜(140)이 회전하도록 할 수 있다.
아울러, 상기 후륜드라이빙샤프트(154)는 대략 중앙부위에 상기 제1차축베벨기어(251a)와 기어결합하는 후륜드라이빙베벨기어(154a)를 구비할 수 있다.
이를 통하여, 후륜드라이빙샤프트(154)는 상기 차축(251)의 회전에 따른 회전동력을 전달받아 상기 한 쌍의 후륜(140)이 회전하도록 할 수 있다.
전륜드라이빙샤프트(255)는 상기 차체 프레임(110)의 전방에 상기 차축(251)과 수직한 회전중심축을 갖고 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 전륜드라이빙샤프트(255)는 양단에 상기 한 쌍의 전륜(130)이 연결되어 상기 한 쌍의 전륜(130)이 회전하도록 할 수 있다.
한편, 상기 전륜드라이빙샤프트(255)는 대략 중앙부위에 상호 마주보도록 소정간격만큼 이격되어 구비되는 제1,2전륜베벨기어(255a, 255b)를 구비할 수 있다.
이때에 상기 제1,2전륜베벨기어(255a, 255b)는 상기 제2차축베벨기어(251b)와 선택적으로 기어결합할 수 있다.
다시 말해서, 상기 제2차축베벨기어(251b)는 상기 제1전륜베벨기어(255a)와 기어결합하거나, 상기 제2전륜베벨기어(255b)와 기어결합할 수 있다.
이를 위해서, 상기 제1,2전륜베벨기어(255a, 255b)는 상기 전륜드라이빙샤프트(255)의 회전중심축방향을 따라 슬라이딩 이동할 수 있다.
도 9의 (a)는 제2차축베벨기어(251b)가 상기 제1전륜베벨기어(255a)와 기어결합한 경우를 도시한 것이고, 도 9의 (b)는 제2차축베벨기어(251b)가 상기 제2전륜베벨기어(255b)와 기어결합한 경우를 도시한 것이다.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 제2차축베벨기어(251b)가 상기 제1전륜베벨기어(255a)와 기어결합한 경우에는, 전륜드라이빙샤프트(255)와 후륜드라이빙샤프트(154)가 동일한 방향으로 회전하게 된다.
반대로, 상기 제2차축베벨기어(251b)가 상기 제2전륜베벨기어(255b)와 기어결합한 경우에는, 전륜드라이빙샤프트(255)와 후륜드라이빙샤프트(154)가 반대방향으로 회전하게 된다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(200)가 지면 위를 일반주행하기 위해서는 상기 제2차축베벨기어(251b)가 상기 제1전륜베벨기어(255a)와 기어결합하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(200)가 도체판(E) 위에서 자기부상하도록 하기 위해서는 상기 제2차축베벨기어(251b)가 상기 제2전륜베벨기어(255b)와 기어결합하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차(100, 200)는 동력전달부(150, 250)의 조작을 통해 전륜과 후륜을 동일한 회전방향으로 회전하게 하거나, 반대방향으로 회전하도록 할 수 있어, 사용자의 선택에 의해 지면 위를 일반주행하도록 하거나, 도체판 위에서 자기부상하도록 할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차
110: 차체프레임 120: 모터
130: 전륜 140: 후륜
150: 동력전달부 151: 제1차축
152: 제2차축 153: 모드변환기어부
154: 후륜드라이빙샤프트 155: 전륜드라이빙샤프트
160: 배터리
200: 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차
250: 동력전달부 251: 차축
255: 전륜드라이빙샤프트
M: 영구자석 E: 도체판

Claims (6)

  1. 하부를 이루는 차체 프레임;
    상기 차체 프레임에 고정되어, 회전동력을 발생시키는 모터;
    원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 전륜;
    원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 후륜; 및
    상기 모터에서 발생된 동력을 전달하여 상기 한 쌍의 전륜 및 상기 한 쌍의 후륜을 회전하도록 하고, 상기 한 쌍의 전륜과 상기 한 쌍의 후륜이 동일한 방향으로 회전하거나 상호 반대방향으로 회전하도록 선택적으로 변환할 수 있는 동력전달부;를 포함하고,
    상기 동력전달부는,
    상기 모터와 기어결합되어 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 베벨기어 형태로 일단에 마련되는 제1차축베벨기어 및 평기어 형태로 타단에 마련되는 제1차축평기어를 구비하는 제1차축;
    상기 제1차축의 타단측에 상기 제1차축과 소정의 거리만큼 이격되어 상기 제1차축과 회전중심축을 공유하고, 평기어 형태로 일단에 마련되는 제2차축평기어 및 베벨기어 형태로 타단에 마련되는 제2차축베벨기어를 구비하는 제2차축;
    상기 제1,2차축의 회전중심축과 평행한 회전중심축을 중심으로 회전하는 제1모드변환샤프트, 상기 제1모드변환샤프트의 양단에 평기어 형태로 마련되는 한 쌍의 제1모드변환기어, 상기 제1,2차축의 회전중심축과 직각을 이루는 회전중심축을 중심으로 회전하는 제2모드변환샤프트, 및 상기 제2모드변환샤프트에 크라운기어 또는 페이스기어 형태로 마련되는 제2모드변환기어를 구비하고, 상기 한 쌍의 제1모드변환기어가 각각 상기 제1,2차축평기어와 기어결합하는 경우에는 상기 제2모드변환기어와 상기 제1,2차축평기어와의 기어결합이 해제되고, 상기 제2모드변환기어와 상기 제1,2차축평기어가 기어결합하는 경우에는 상기 한 쌍의 제1모드변환기어와 상기 제1,2차축평기어의 기어결합이 해제되도록 하는 모드변환기어부;
    양단에 상기 한 쌍의 후륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상기 제1차축베벨기어와 기어결합하여 상기 제1차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 후륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 후륜이 회전하도록 하는 후륜드라이빙샤프트; 및
    양단에 상기 한 쌍의 전륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상기 제2차축베벨기어와 기어결합하여 상기 제2차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 전륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 전륜이 회전하도록 하는 전륜드라이빙샤프트;를 포함하는 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모드변환기어부는,
    상기 제1모드변환샤프트 및 상기 제2모드변환샤프트가 회전가능하도록 결합되는 모드변환기어 베이스를 더 포함하고,
    상기 모드변환기어 베이스를 슬라이딩 이동함으로써 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어가 상기 한 쌍의 제1모드변환기어 또는 상기 제2모드변환기어와 선택적으로 기어결합하도록 하는 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모드변환기어부는,
    상기 한 쌍의 제1모드변환기어는 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어의 일측에 위치하고, 상기 제2모드변환기어는 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어의 타측에 위치하며,
    상기 모드변환기어 베이스를 상기 제1차축 및 제2차축의 회전중심축과 수직한 방향을 따라 양측으로 슬라이딩 이동함으로써 상기 제1차축평기어 및 상기 제2차축평기어가 상기 한 쌍의 제1모드변환기어 또는 상기 제2모드변환기어와 선택적으로 기어결합하도록 하는 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차.
  5. 하부를 이루는 차체 프레임;
    상기 차체 프레임에 고정되어, 회전동력을 발생시키는 모터;
    원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 전륜;
    원주방향을 따라 N극과 S극이 교차로 배치되도록 하는 복수의 영구자석을 구비하고 상기 차체 프레임 양측에 회전가능하도록 구비되는 한 쌍의 후륜; 및
    상기 모터에서 발생된 동력을 전달하여 상기 한 쌍의 전륜 및 상기 한 쌍의 후륜을 회전하도록 하고, 상기 한 쌍의 전륜과 상기 한 쌍의 후륜이 동일한 방향으로 회전하거나 상호 반대방향으로 회전하도록 선택적으로 변환할 수 있는 동력전달부;를 포함하고,
    상기 동력전달부는,
    상기 모터와 기어결합되어 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 베벨기어 형태로 일단에 마련되는 제1차축베벨기어 및 베벨기어 형태로 타단에 마련되는 제2차축베벨기어를 구비하는 차축;
    양단에 상기 한 쌍의 후륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상기 제1차축베벨기어와 기어결합하여 상기 차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 후륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 후륜이 회전하도록 하는 후륜드라이빙샤프트; 및
    양단에 상기 한 쌍의 전륜이 연결되고, 대략 중앙부위에 상호 마주보도록 구비되어 상기 제2차축베벨기어와 선택적으로 기어결합하여 상기 차축의 회전에 따른 회전동력을 전달받는 제1,2전륜베벨기어를 구비하여 상기 한 쌍의 전륜이 회전하도록 하는 전륜드라이빙샤프트;를 포함하는 자기부상기능을 구비한 무선조종 자동차.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1,2전륜베벨기어는 상기 전륜드라이빙샤프트의 회전중심축 방향을 따라 슬라이딩 이동하여 상기 제2차축베벨기어가 상기 제1,2전륜베벨기어 중 어느 하나와 선택적으로 기어결합하도록 하는 무선조종 자동차.
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