KR20030063750A

KR20030063750A - 자석을 이용한 회전장치

Info

Publication number: KR20030063750A
Application number: KR1020020004010A
Authority: KR
Inventors: 전상형
Original assignee: 전상형
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-31

Abstract

본 발명은 자석에서 발생하는 자력을 이용한 회전장치에 관한 것으로, 특히 바람을 받는 풍차가 그 중심축을 기준으로 회전하는 것처럼, 본 장치 중심부에 회전축을 설치하고, 회전축(204)에 일측이 고정된 회전체(203)를 균일하게 부착하여 일정한 회전반경을 따라 원운동을 하게 만들며, 회전체의 날개부분에 일정한 극성을 가진 자석인 내자극체(202)를 부착하고, 또한 회전체의 회전반경 바깥의 일정거리에 동일한 극성을 가진 자석으로 만들어진 외자극체(201)를 균일하게 설치하여, 이들 자석 사이에 작용하는 힘으로 회전하는 것을 특징으로 하는, 자석을 이용한 회전장치에 관한 것이다.

Description

자석을 이용한 회전장치{Rotation Device by using magnet}

본 발명은 자석에서 발생하는 자력을 이용한 회전장치에 관한 것으로, 특히 바람을 받는 풍차가 그 중심축을 기준으로 회전하는 것처럼, 본 장치 중심부에 회전축을 설치하고, 회전축(204)에 일측이 고정된 회전체(203)를 균일하게 부착하여 일정한 회전반경을 따라 원운동을 하게 만들며, 회전체의 날개부분에 일정한 극성을 가진 자석인 내자극체(202)를 부착하고, 또한 회전체의 회전반경 바깥의 일정거리에 동일한 극성을 가진 자석으로 만들어진 외자극체(201)를 균일하게 설치하여, 이들 자석 사이에 작용하는 힘으로 회전하는 자석을 이용한 회전장치에 관한 것이다.

일반적으로 우리는 장남감에서 부터 차량운반구등과 같은 기계장치나 수차, 풍차등 우리 주변에서 수많은 회전장치를 볼 수 있는데, 이들 회전장치는 운동하기 위해 외부에서 힘을 공급받으며, 이를 운동원으로 하여 회전하게 된다. 장남감에 사용되는 모터등은 전기의 힘을 이용하여 작동되며, 풍차나 수차등은 바람이나 물의 힘을 이용해 회전하게 된다.

따라서 본 발명은 우리 주변에서 볼수있는 자석을 이용하여, 이들 자석을 회전체 내부와 회전체 외부에 일정한 구조를 가지도록 배치하고, 이들 자석간에 작용하는 인력과 척력을 운동원으로 하여 회전하는 자석을 이용한 회전장치를 만드는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부에 수용공간부를 형성하고, 그 중심부에 회전축(204)을 두며, 자력의 영향을 받지 않는 재질로 만들어진 일정한 크기의 회전체(203)를 구성하고, 상기 회전체의 일측을 회전축(204)에 연결하여, 회전체가 회전축을 중심으로 일정한 원운동을 하도록 만든다. 이들 회전체(203)의 수량은 N개로 하며, 최소 수량은 2개 이상으로 한다. 또한 회전축(204)에 연결된 회전체의 날개 부분에 자석으로 만들어진 일정한 모양의 내자극체(202)를 부착한다. 내자극체는 회전체(203) 부착면에 S극이, 부착면 반대편에 N극이 오도록 자력의 방향을 일정하게 하여 내자극체의 한쪽면에 부착함으로써, 회전축(204), 회전체(203) 및 내자극체(202)로 본 장치의 회전부를 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전체의 회전반경 바깥의 일정위치에 자석으로 만들어진 외자극체(201)를 일정한 간격에 따라 N + M 개 설치 한다. M은 홀수이며, 1이상인 수이다. 상기 외자극체(201)는 일정한 형태를 가지며, 중심부에 있는 외자극체축(205)에 따라 360도 회전할 수 있으며, 각각은 일정한 각도로 움직일수 있도록 구성됨으로써, 외자극체축(205)을 따라 회전하는 외자극체(201)는 본 발명을 구성하는 회전부의 회전운동을 조절하는 제어부의 역할을 하는 것을 특징으로 된다.

즉 상기 N개의 회전체(203)에 부착된 내자극체(202)가 가지는 자력의 방향은 항상 회전체(203)의 부착면 반대쪽으로 향하게 되며, 상기 일정한 간격으로 회전체의 회전반경 바깥에 위치한 N + M 개의 외자극체(201)는 각각이 회전축에 대하여 일정한 각도를 유지한 채 회전부로 자력을 공급하게 되므로, 동일극성을 가진 자석간의 반발력으로 인해, 상기 회전부는 회전축(204)을 중심으로 회전하게 된다. 또한 외자극체(201)는 외자극체축(205)을 중심으로 회전할수 있어, 내자극체로 향하는 외자극체의 자극 방향을 360도 변화시킬수 있으므로 외자극체의 자극 방향을 점차 변경하면 회전부의 속도는 감소하며, 외자극체(201)의 자극방향을 N극에서 S극으로 변경하면 회전부의 회전방향을 바꿀수 있게 된다.

도1은 일반적인 회전장치의 회전원리를 설명하는 도면

도2는 본 발명에 따른 자석을 이용한 회전장치의 구성도

도3은 자력이 회전체에 미치는 영향을 나타낸 설명도

도4는 본 장치의 외자극체의 영향으로 회전체가 회전하는 원리를 나타낸 상태도

도5는 외자극체가 회전체를 정지 혹은 역회전시키는 원리를 나타낸 상태도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하고자 한다

도1은 외부에서 받은 힘을 회전력으로 변환하는 기본적인 구조를 설명하는 도면으로써, 일상생활에서 볼수있는 풍차나 물레방아의 회전원리와 동일하다 하겠다.

외부에서 작용하는 힘 F는 물레방아의 회전날개 방향으로 작용하고, 이로 인해 회전날개는 중심축을 따라 V의 방향으로 회전하게 된다

도2는 본 발명에 따른 자석의 자력을 이용한 회전장치를 나타낸 도면으로써, 중심축을 기준으로 일측이 연결된 4개의 회전체(203)는 자력의 영향을 차단하는 재질로 만들어 졌으며, 자석으로 만들어진 4개의 내자극체(202)는 회전체 부착면을 기준으로 상하로 분극되어 있으며, S극이 회전체(203)에 부착되고, N극은 바깥으로 향하도록 회전체에 부착되어 있다. 회전체의 회전반경 바깥에는 상하로 분극된 5개의 외자극체(201)가 일정한 간격을 유지한 채 설치되어 있으며, 자극의 방향은 회전축(204)에 대해 일정한 각도를 유지하고 있다.

도3은 4개의 회전체(203)에 부착된 내자극체(202)가 가지는 자력의 힘은 항상 한쪽 방향을 향하게 되며, 상기 회전체(203)의 회전반경 바깥에 부착된 5개의 외자극체(201)의 자력의 방향이 내자극체를 향하게 되므로 이들간의 척력/반발력에 의해 본 장치가 회전하게 되는 윈리를 설명하고 있다.

즉 본 장치의 내자극체(202)와 외자극체(201) 사이에는 상호간 척력/반발력이 존재하고 있는데, 상기 회전체(203)에 부착된 내자극체(202)의 자력이 항상 한쪽(점섬)방향으로 향하고 있으므로, 외자극체(201)는 중심축에 일측이 연결된 내자극체의 날개부분으로 자력을 공급하게 되어, 앞서 언급한 물레방아의 회전원리처럼 회전부는 외자극체의 자력(실선)의 힘에 의한 척력/반발력 때문에 ① → ② → ③ → ④ 의 방향으로 회전하게 된다

도4는 도2와 도3에서 언급한 본 장치에서 제어부를 구성하고 있는 외자극체의 N극에 의한 자력과 회전부를 구성하고 있는 내자극체(202) N극 사이에 작용하는 반발력 F 에 의해 회전축(204)을 기준으로 회전체가 V 의 방향으로 회전하는 것을 나타내고 있다.

도5는 본 장치의 제어부인 외자극체(201)가 내자극체(202)로 공급하는 자력의 방향을 변화시켜 회전부를 감속하거나 역회전시키는 원리를 설명한 도면으로써,

외자극체(201)가 외자극체축(205)을 중심으로 점차 회전하게 되면 회전부로 공급되는 자력(N)이 점차 감소하게 되고, 이로 인해 회전부의 내자극체 사이에 작용하는 반발력 F가 감소하여 회전부는 회전을 멈추게 된다. 또한 내자극체(202)로 공급하는 외자극체의 자력의 방향이 N극 에서 S극으로 바뀌게 되면 회전부는 점차 역방향으로 회전하게 됨을 알수 있다.

상기와 같이 자석을 이용한 회전장치를 구성하는 여러 사항들은 특정장치들 없이도 실시될수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다 할 것이다

또한 상기의 구성에서 필요에 따라 구성소자들의 위치는 바꿀수도 있을 것이다

상술한 바와 같이 본 발명의 실시를 통해 자석의 힘만으로 회전이 가능한 장치를 실현하게 될 경우 기존의 어린이용 장남감에서 부터 물레방아나 풍차는 물론이고, 발전기나 기타 여러 구동장치를 외부에너지원 없이 순수한 자력의 힘 만으로회전하는 장치를 구현할 수 있을 것이다.

Claims

내부에 수용공간부를 형성하고, 그 중심부에 회전축(204)을 두며, 자력의 영향을 받지않는 재질로 만들어져 회전축에 일측이 연결되어 있어 회전축(204)을 중심으로 일정한 원운동을 하는 N개(최소 2개 이상)의 회전체(203)와, 또한 상기 회전체 부착면에 S극이, 부착면 반대편에 N극이 오도록 자력의 방향을 일정하게 하여 회전체에 부착된 상하로 분극된 자석으로 만들어진 내자극체(202)가 하나의 회전부를 구성하는 자석을 이용한 회전장치.
제 1항에 있어서

상기 회전체의 회전반경 바깥의 일정위치에 자석으로 만들어진 외자극체(201)를 일정한 간격에 따라 N + M 개 설치 (M은 홀수이며, 1이상인 수)하고, 중심부에 있는 외자극체(205)을 따라 360도 회전할수 있도록 만들며, 각각은 일정한 각으로 움직일수 있도록 구성됨으로써, 외자극체축을 따라 회전하는 외자극체(201)가 상기 회전부의 회전운동을 조절하는 제어부의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 회전장치.