KR102681671B1 - 마그넷 기어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비접촉식 기어 전달 방식으로 동력 전달을 가능하게 하는 마그넷 기어 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치는, 회전축 방향 및 상기 상기 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 각각 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제1 마그넷부; 상기 제1 마그넷부의 외측 둘레를 따라 상기 회전축 방향 및 상기 원주 방향 각각으로 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제2 마그넷부; 및 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 복수의 폴 피스를 포함하는 폴 피스부를 포함하며, 상기 복수의 폴 피스 각각은, 양단부 각각이 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부의 적어도 일부와 중첩되도록 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성된다.

Description

마그넷 기어 장치{Magnetic gear apparatus}
본 발명은 마그넷 기어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비접촉식 기어 전달 방식으로 동력 전달을 가능하게 하는 마그넷 기어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 동력 전달 시스템은 기계적인 접촉을 수반하는 접촉식 기어 전달 방식이 사용되고 있으며, 접촉식 기어 전달 방식은 복수의 기어가 서로 간에 맞물리도록 위치하기 때문에 기어 회전 시 소음이 발생할 뿐만 아니라 기계적인 접촉에 의한 마모가 발생하게 된다.
최근에는 자기력을 이용하여 비접촉식으로 동력을 전달하는 비접촉식 기어 전달 방식인 마그넷 기어가 개발되어 사용되고 있으며, 비접촉식 기어 전달 방식은 기계적인 접촉으로 인한 마찰 없이 동력 전달이 가능하기 때문에 소음이나 마모의 발생이 적고 안정성과 내구성이 높아 마그넷 기어를 이용한 동력 전달 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
마그넷 기어는 크게 입력측 로터, 출력측 로터, 입력측 로터와 출력측 로터 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 폴 피스를 포함하여 구성되며, 입력측 로터와 출력측 로터 사이의 안정적인 자속의 흐름을 가능하게 하여 입력측 로터와 출력측 로터 사이의 전달 토크를 향상시키는 것 뿐만 아니라 소형화가 가능하게 하는 방안이 연구되고 있다.
등록특허공보 제10-1665691호 (2016.10.12. 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 마그넷부가 동심원 형상을 가지도록 배치하고, 복수의 마그넷부 사이에 폴 피스가 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성하여 소형화가 가능한 마그넷 기어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 폴 피스에서 자속이 집중되는 부위의 포화 현상이 개선되도록 폴 피스를 설계하여 전달 토크가 향상되도록 하면서도 중량 감소가 가능하게 하는 마그넷 기어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치는, 회전축 방향 및 상기 상기 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 각각 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제1 마그넷부; 상기 제1 마그넷부의 외측 둘레를 따라 상기 회전축 방향 및 상기 원주 방향 각각으로 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제2 마그넷부; 및 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 복수의 폴 피스를 포함하는 폴 피스부를 포함하며, 상기 복수의 폴 피스 각각은, 양단부 각각이 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부의 적어도 일부와 중첩되도록 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성된다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되는 한 쌍의 자성체를 포함하며, 상기 한 쌍의 자성체는, 상기 회전축 방향으로 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부의 양측에 각각 위치한다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위에 의해 정의되는 형상을 가진다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 양단부 중 상기 회전축에 가까운 단부가 상기 회전축으로부터 먼 단부에 비하여 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 짧다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 양단부 중 상기 회전축에 가까운 단부로부터 상기 회전축으로부터 먼 단부로 갈수록 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 증가한다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 양단부로부터 중심부로 갈수록 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 증가한다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 양단부로부터 중심부로 갈수록 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 증가하는 방향으로 적어도 하나의 단차가 형성된다.
상기 원주 방향으로 상기 복수의 폴 피스 각각의 양측면은 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성된다.
상기 원주 방향으로 상기 복수의 폴 피스 각각의 양측면은, 일부가 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되고, 다른 일부가 상기 상기 각도 범위의 양측 경계선으로부터 이격되도록 형성된다.
상기 복수의 폴 피스 각각의 양단부는, 상기 원주 방향으로 양측면이 상기 각도 범위의 양측 경계선을 기준으로 내측에 위치하고, 상기 복수의 폴 피스 각각의 중심부는, 일부가 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되고, 다른 일부에 상기 각도 범위의 양측 경계선을 기준으로 외측으로 돌출되는 돌출부가 형성된다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 각도 범위의 중심선을 기준으로 상기 원주 방향으로 대칭되도록 형성된다.
상기 복수의 폴 피스 각각은, 상기 양단부에 비하여 중심부의 자속 밀도가 높다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 마그넷 기어 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
복수의 마그넷부가 동심원 형상을 가지도록 배치되고, 복수의 마그넷부 사이에서 자속 경로가 형성되도록 하는 폴 피스가 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 배치되기 때문에 보다 슬림한 형상의 구현이 가능하여 소형화에 유리한 효과가 있다.
또한, 폴 피스에서 자속 밀도가 낮은 부위를 제거하는 동시에 자속 밀도가 높은 부위는 확장시켜 전체적인 중량은 줄이면서도 원활한 자속의 흐름을 가능하게 하여 전달 토크를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 마그넷부가 도시된 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 마그넷부가 도시된 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치의 자속 경로가 도시된 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 폴 피스가 도시된 개략도.
도 8은 보 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 사시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 평면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴 피스가 도시된 개략도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치에 의한 토크가 도시된 개략도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 마그넷 기어 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 마그넷부가 도시된 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 마그넷부가 도시된 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 기어 장치(1)는 제1 마그넷부(100), 제2 마그넷부(200) 및 폴 피스부(300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 마그넷 기어 장치(1)는 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이의 기어 전달비에 따른 가속 또는 감속이 필요한 다양한 장치에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 마그넷 기어 장치(1)는 제1 마그넷부(100)가 입력측 로터의 역할을 하고, 제2 마그넷부(200)가 출력측 로터의 역할을 하며, 폴 피스부(300)에 의해 전달되는 전달 토크에 따라 제2 마그넷부(200)가 가속 또는 감속되어 회전되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에서 제1 마그넷부(100)가 입력측 로터이고, 제2 마그넷부(200)가 출력측 로터인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고, 기어 전달비나 전달 토크에 따라 제1 마그넷부(100), 제2 마그넷부(200) 및 폴 피스부(300) 중 어느 하나는 입력측 로터의 역할을 하고, 다른 하나는 출력측 로터의 역할을 할 수 있다.
제1 마그넷부(100)는 회전축(Ax) 방향 및 회전축(Ax)을 중심으로 회전하는 방향(이하, "원주 방향"이라 함) 각각으로 2 이상의 자극이 교대로 배치될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 제1 마그넷부(100)는 회전축(Ax) 방향으로 2의 자극이 배치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 회전축(Ax) 방향으로 배치되는 자극의 개수는 변경될 수 있다.
제2 마그넷부(200)는 제1 마그넷부(100)와 동일한 회전축(Ax)을 중심으로 회전될 수 있으며, 제1 마그넷부(100)의 외측 둘레를 따라 회전축(Ax) 방향 및 원주 방향으로 2 이상의 자극이 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)는 동심원 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이 경우 제2 마그넷부(200)는 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)가 동일한 회전축(Ax)을 중심으로 회전되도록 제1 마그넷부(100)가 내부에 삽입되어 위치할 수 있는 중공(200a)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)가 동심원 형상을 가지며, 동일한 회전축(Ax)을 중심으로 회전되는 경우 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)가 회전축(Ax) 방향으로 배치되는 경우에 비하여 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)가 차지하는 공간이 감소되어 소형화에 유리하게 된다.
제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)에서 2 이상의 자극이 교대로 배치된다는 것은 N극과 S극을 포함하는 자극의 총 개수가 2 이상이고, N극과 S극이 교대로 배치된다는 것을 의미하는 것으로서, 일 예로, 회전축(Ax) 방향과 원주 방향으로 각각 2 이상의 자극이 교대로 배치된다는 것은 N극, S극, N극, S극, ... 또는 S극, N극, S극, N극, ... 의 순서로 배치된다는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 마그넷 기어 장치(1)의 기어 전달비는 제1 마그넷부(100)에서 원주 방향으로 배치되는 자극의 개수와 제2 마그넷부(200)에서 원주 방향으로 배치되는 자극의 개수에 따라 결정될 수 있다.
폴 피스부(300)는 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 역할을 할 수 있으며, 폴 피스부(300)는 높은 투자율을 가지는 재질로 이루어지는 복수의 폴 피스(310)를 포함할 수 있다.
복수의 폴 피스(310)는 회전축(Ax)을 중심으로 원주 방향으로 균등한 배치각을 가지도록 배치될 수 있으며, 복수의 폴 피스(310)에 의한 자속의 흐름에 따라 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이에서 전달되는 전달 토크의 세기나 리플 특성 등이 달라질 수 있다.
복수의 폴 피스(310) 각각은 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이에서 자속 경로가 형성될 수 있도록 회전축(Ax) 방향으로 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)의 양측에 각각 위치하는 한 쌍의 자성체로 구성되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 한 쌍의 자성체는 위치에서 차이가 있을 뿐 동일한 형상을 가질 수 있다.
복수의 폴 피스(310) 각각은 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 양단부가 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)의 적어도 일부와 중첩되어 위치될 수 있도록 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)가 동심원 형상으로서, 제1 마그넷부(100)가 제2 마그넷부(200)의 내부에 위치하고, 서로 동일한 회전축(Ax)을 중심으로 회전되도록 위치하기 때문에 복수의 폴 피스(310) 각각이 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성되어 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 것이다.
이와 같이, 복수의 폴 피스(310) 각각이 방사 방향으로 연장되도록 형성되는 경우, 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)가 회전축(Ax) 방향으로 2 이상의 자극이 교대로 배치되기 때문에 도 6과 같이 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)에서는 회전축(Ax) 방향으로 자속 경로가 형성되고, 한 쌍의 자성체에서는 방사 방향으로 자속 경로가 형성되어 결과적으로 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이에 연속된 자속 경로가 형성될 수 있게 된다.
복수의 폴 피스(310) 각각이 방사 방향으로 연장되도록 형성되는 경우 복수의 폴 피스(310) 각각이 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이에 회전축(Ax) 방향으로 연장되도록 형성되는 경우에 비하여 본 발명의 마그넷 기어 장치(1)가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있게 되어 전체적인 크기가 증가되는 것이 방지될 수 있게 된다.
복수의 폴 피스(310)는 도 7과 같이 회전축(Ax)을 중심으로 일정한 각도 범위(θ)에 의해 정의되는 형상을 가질 수 있으며, 이로 인해 복수의 폴 피스(310) 각각은 회전축(Ax)에 가까운 단부(311)가 회전축(Ax)으로부터 먼 단부(312)에 비하여 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 짧게 되고, 원주 방향으로 양측면은 각도 범위의 양측 경계선(점선)을 따라 형성될 수 있게 복수의 폴 피스(310) 각각은 각도 범위의 중심선을 기준으로 양측이 대칭되도록 형성될 수 있다.
따라서, 복수의 폴 피스(310) 각각은 회전축(Ax)에 가까운 단부(311)로부터 회전축(Ax)으로부터 먼 단부(312)로 갈수록 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 점차적으로 증가하는 형상을 가지게 된다.
전술한 실시예에서는 원주 방향으로 복수의 폴 피스(310) 각각의 양측면이 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 마그넷 기어 장치(1)에서 요구되는 전달 토크의 세기나 리플 특성 등에 따라 복수의 폴 피스(310)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 평면도이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 기어 장치가 도시된 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위한 마그넷 기어 장치(1)는 전술한 실시예와 유사하게 제1 마그넷부(100), 제2 마그넷부(200) 및 폴 피스부(300)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에서 전술한 실시예와 동일한 역할을 하는 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하기로 하며, 그 역할에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에서 폴 피스부(300)는 원주 방향으로 균등한 배치각을 가지며 배치되는 복수의 폴 피스(310)를 포함할 수 있으며, 복수의 폴 피스(310)는 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 양단부가 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200)의 적어도 일부와 중첩되도록 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 복수의 폴 피스(310) 각각은 회전축(Ax)을 중심으로 일정한 각도 범위에 의해 정의되는 형상을 가질 수 있으며, 원주 방향으로 복수의 폴 피스(310) 각각은 양측면은 일부가 각도 범위의 양측 경계선에 위치하고, 다른 일부가 각도 범위의 양측 경계선으로부터 이격되도록 형성될 수 있다.
이때, 원주 방향으로 복수의 폴 피스(310)의 양측면의 일부가 각도 범위의 양측 경계선에 위치하고, 다른 일부가 각도 범위의 양측 경계선으로부터 이격되도록 형성되는 것은 자속 밀도가 상대적으로 낮은 부위는 제거하여 중량이 감소되도록 하고, 자속 밀도가 상대적으로 높은 부위에서는 자속 밀도의 포화를 방지하여 원활한 자속의 흐름이 가능하게 하기 위함이다.
즉, 복수의 폴 피스(310) 각각은 자속 밀도가 높은 부위에서 원주 방향으로 양측면 사이의 거리를 증가시키는 반면, 자속 밀도가 낮은 부위에서는 원주 방향으로 양측면 사이의 거리를 감소시켜 전체적인 중량 감소를 가능하게 하면서도 자속의 원활한 흐름을 가능하게 하여 전달 토크가 향상되도록 하는 것이다.
구체적으로, 복수의 폴 피스(310) 각각은 양단부에서 자속 밀도가 상대적으로 낮기 때문에 복수의 폴 피스(310) 각각의 양단부에서는 양측면 사이의 거리가 감소되도록 일부를 제거하게 되며, 이와 반대로 복수의 폴 피스(310) 각각의 중심부에서는 자속 밀도가 상대적으로 높기 때문에 복수의 폴 피스(310) 각각의 중심부에서는 양측면 사이의 거리를 증가되도록 확장시켜 원활한 자속의 흐름을 가능하게 하면서도 전체적인 중량이 감소되도록 하는 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴 피스가 도시된 개략도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 폴 피스(310) 각각은 회전축(Ax)을 기준으로 일정 각도 범위에 의해 정의되는 형상을 가질 수 있다.
복수의 폴 피스(310) 각각의 양단부(321, 322)는 원주 방향으로 양측면이 각도 범위의 경계선(점선)을 기준으로 내측에 위치하도록 일부를 제거하고, 복수의 폴 피스(310) 각각의 중앙부(323)는 원주 방향으로 양측면의 적어도 일부에 각도 범위의 경계선을 기준으로 외측으로 돌출되도록 형성되는 돌출부(324a, 324b)가 형성될 수 있다.
따라서, 복수의 폴 피스(310) 각각은 양단부(321, 322)로부터 중심부(323)로 갈수록 원주 방향으로 양측면이 사이의 거리가 증가하는 방향으로 단차를 가지도록 형성되어 자속이 집중되는 중심부(323)의 단면적이 증가하게 되고, 이로 인해 복수의 폴 피스(310) 각각의 중심부(323)에서 자속 밀도가 포화되어 자속이 원활하지 않게 흐르지 않게 되는 것을 방지하게 된다.
이와 같이, 복수의 폴 피스(310) 각각은 양단부(321, 322)로부터 중심부(323)로 갈수록 원주 방향으로 양측면이 사이의 거리가 증가하는 경우 원활한 자속의 흐름을 가능하게 하고, 이 경우 제1 마그넷부(100) 및 제2 마그넷부(200) 사이의 전달 토크의 세기가 향상되는 것과 더불어 전달 토크의 리플이 저감될 수 있게 하는 것이다.
즉, 복수의 폴 피스(310) 각각이 자속 밀도의 포화 현상이 개선되도록 형상이 변경되는 경우 도 12와 같이 폴 피스의 형상이 변경되지 않은 경우에 비하여 전달 토크, 즉 출력측 토크의 세기가 향상되고, 입출력 토크의 리플이 감소되어 보다 안정적인 토크가 발생될 수 있게 되는 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제1 마그넷부
200: 제2 마그넷부
200a: 중공
300: 폴 피스부
310: 폴 피스

Claims (13)

  1. 회전축 방향 및 상기 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 각각 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제1 마그넷부;
    상기 제1 마그넷부의 외측 둘레를 따라 상기 회전축 방향 및 상기 원주 방향 각각으로 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제2 마그넷부; 및
    상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 복수의 폴 피스를 포함하는 폴 피스부를 포함하며,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    양단부 각각이 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부의 적어도 일부와 중첩되도록 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성되고,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되는 한 쌍의 자성체를 포함하며,
    상기 한 쌍의 자성체는,
    상기 회전축 방향으로 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부의 양측에 각각 위치하는 마그넷 기어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위에 의해 정의되는 형상을 가지는 마그넷 기어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 양단부 중 상기 회전축에 가까운 단부가 상기 회전축으로부터 먼 단부에 비하여 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 짧은 마그넷 기어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 양단부 중 상기 회전축에 가까운 단부로부터 상기 회전축으로부터 먼 단부로 갈수록 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 증가하는 마그넷 기어 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 양단부로부터 중심부로 갈수록 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 증가하는 마그넷 기어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 양단부로부터 중심부로 갈수록 상기 원주 방향으로 양측면 사이의 거리가 증가하는 방향으로 적어도 하나의 단차가 형성되는 마그넷 기어 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 원주 방향으로 상기 복수의 폴 피스 각각의 양측면은 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되는 마그넷 기어 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 원주 방향으로 상기 복수의 폴 피스 각각의 양측면은,
    일부가 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되고, 다른 일부가 상기 상기 각도 범위의 양측 경계선으로부터 이격되도록 형성되는 마그넷 기어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각의 양단부는,
    상기 원주 방향으로 양측면이 상기 각도 범위의 양측 경계선을 기준으로 내측에 위치하고,
    상기 복수의 폴 피스 각각의 중심부는,
    일부가 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되고, 다른 일부에 상기 각도 범위의 양측 경계선을 기준으로 외측으로 돌출되는 돌출부가 형성되는 마그넷 기어 장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 각도 범위의 중심선을 기준으로 양측이 대칭되도록 형성되는 마그넷 기어 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 양단부에 비하여 중심부의 자속 밀도가 높은 마그넷 기어 장치.
  13. 회전축 방향 및 상기 상기 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 각각 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제1 마그넷부;
    상기 제1 마그넷부의 외측 둘레를 따라 상기 회전축 방향 및 상기 원주 방향 각각으로 2 이상의 자극이 교대로 배치되는 제2 마그넷부; 및
    상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부 사이에 자속 경로가 형성되도록 하는 복수의 폴 피스를 포함하는 폴 피스부를 포함하며,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    양단부 각각이 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부의 적어도 일부와 중첩되도록 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성되고,
    상기 복수의 폴 피스 각각은,
    상기 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위에 의해 정의되는 형상을 가지며,
    상기 복수의 폴 피스 각각의 양단부는,
    상기 원주 방향으로 양측면이 상기 각도 범위의 양측 경계선을 기준으로 내측에 위치하고,
    상기 복수의 폴 피스 각각의 중심부는,
    일부가 상기 각도 범위의 양측 경계선을 따라 형성되고, 다른 일부에 상기 각도 범위의 양측 경계선을 기준으로 외측으로 돌출되는 돌출부가 형성되는 마그넷 기어 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4141579A1 (fr) * 2021-08-30 2023-03-01 The Swatch Group Research and Development Ltd Mécanisme horloger muni d'un engrenage magnétique

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054788A (en) 1998-08-12 2000-04-25 Reliance Electric Industrial Company Magnetic power transmission coupling
US20110031837A1 (en) * 2008-05-21 2011-02-10 Denso Corporation Magnetic coupling device
JP2012197805A (ja) 2011-03-18 2012-10-18 Prospine:Kk 磁気カップリング装置
JP2016208737A (ja) 2015-04-24 2016-12-08 株式会社プロスパイン ブレーキ装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2722617A (en) * 1951-11-28 1955-11-01 Hartford Nat Bank & Trust Comp Magnetic circuits and devices
GB0808524D0 (en) * 2008-05-12 2008-06-18 Magnomatics Ltd Magnetic pole-piece structure
EP2161821B1 (en) 2008-09-03 2020-06-17 General Electric Company Magnetically geared generator
KR20160019200A (ko) * 2014-08-11 2016-02-19 엘지전자 주식회사 자기기어장치
KR101669984B1 (ko) * 2014-09-03 2016-10-27 조선대학교산학협력단 돌극형 마그네틱 기어
KR20170077718A (ko) * 2015-12-28 2017-07-06 스퀘어에너지(주) 동력전달장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054788A (en) 1998-08-12 2000-04-25 Reliance Electric Industrial Company Magnetic power transmission coupling
US20110031837A1 (en) * 2008-05-21 2011-02-10 Denso Corporation Magnetic coupling device
JP2012197805A (ja) 2011-03-18 2012-10-18 Prospine:Kk 磁気カップリング装置
JP2016208737A (ja) 2015-04-24 2016-12-08 株式会社プロスパイン ブレーキ装置

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