KR20040102315A

KR20040102315A - 자기부상 원구체 조형물

Info

Publication number: KR20040102315A
Application number: KR1020030034561A
Authority: KR
Inventors: 석병관
Original assignee: 석병관
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-04

Abstract

본 발명은 자석을 이용한 원구체 조형물(R500)에 관한것으로써, 이들에 부설된 자석(M100,M100A)의 결합은 크기 또는 중량에따라 자력의 세기를(Gauss)가감하여 부설하고, 같은극끼리(++,--)배열하면 자력에따라 5미리에서 50미리정도로 각각 아래 중심받침(B``)센터부분의 베이스판(B)위에서 조형물(R500A)이 부상되고, 오각(M5) 및 육각(M6)형 자석의 라디알 착자방향을 단면으로 정하고, 조립작업성이 편한 여러모양(M5,M6)형태로 자석을 형성한다. 도3과 같이 반원구체 형태의 모양으로 라디알 착자로 자기장을 형성하게 하고 하나의 원구체로 만들어 조립한다.

또한 강자성체인 연철판을 프레스로 가공하여 반원구체 연철볼(BALL)(F10)모양형상을 만들고, 원구체 연철볼(BALL)내부는 무게를 줄이기 위한 텅빈공간(F20)으로 남겨둔다.

따라서 강자성체인 원구체 연철볼(BALL)(F10)을 제작하여, 여러모양의 자석 배열과 함께 강자성체인 원구체 연철볼(BALL)(F10)외벽에 접착제를 사용하여 자석을 강자성체인 원구연철볼(SALL)(F10)외벽에 접착, 고정시킨다음 이때 자석 외벽에 동일한 단극을 갖도록 형성하고, 강자성체인 원구체 연철볼(BALL)(F10)내부 외벽에도 자석의 자기장이 강자성체인 철에 자화되어 또하나의 동일한 단극을 갖도록 조립한다. 그러므로 자석을 이용한 조형물 부상장치는 완성되고, 완성된 조형물 부상장치는 베이스판 자석(M200)의 센터 부분에 살며시 조형물를 얹져 놓을때 조형물은 중심을 유지하며 부상하게 된다. 본 발명의 도8은 같은 극의 전자석(M60)을 이용하여 자력에 의해 조형물이 공중에 부상한 상태에서 다시 조형물은 최고의 높은 지점(도8의 A)과 점프하였다가 다시 H지점까지 낙하 하게되고, 조형물을 동시에 회전(R500A)되도록 함으로써, 지금까지와는 전혀 다른 자기부상 조형물를 제공하고자 안출된 자기부상 조형물(R500A,B)에 관한 것이다. 본 발명은 서로 밀어내는 동일극의 작용과 함께 둥근원구체 는 축구공 볼(BALL)(R500)모양으로 자석배열과 구성으로 완성된 조형물은 베이스판 상자(B) 자석으로 부터 서로 같은극성을 가지고, 자석의 주위에 미치는 자력에 영향 때문에 베이스판 상자(B) 자석이 가장자리 쪽에 더 강한 자력(AA,BB)이 미치게함으로써 조형물 부상장치는 이탈없이 적정의 지상에 부상하여 회전되도록 한 구조이다. 본 발명은 자기부상 조형물은(R500)은 자석의 라디알 착자방향으로 단극을 갖도록 되었으며, 또한 다수의 자석을 축구공 형태의 배열로 만들어져 하나의 원구체를 이루었으며, 조형물이 공중에 부상되는 장치로 모든사람들에게 신비감을 더해주며, 따라서 흥미를 잃지않고 지속적인 교육과 미적감각을 갖게된다.

Description

자기부상 원구체 조형물{MAGNETIC LEVITATION BALL MODELING}

본 발명은 자기부상장치의 조형물과 지구본에 관한것으로 보다 상세하게는 종래기술분야에서는 미적감각만 바라보았고, 어떠한 장치(모양)을 가지고 자기부상하는 것은 불가능하였다. 그외 초전도체는 자석을 부상시킬수 있으나 조형물로써 제작하기에는 그 구조가 복잡하고 비용이 많이 소요되고 에너지 소비가 크다. 종래기술의 조형물 및 지구본은 구체와 지지대와 받침대로 고정설치로 구성되어 있다. 받침대의 수직 상측으로 지지체가 고정되고 상기 지지체 내측 양단에 구체를 별도의 고정부재를 이용하여 고정설치하고, 종래의 기술은 구체가 고정부재를 중심으로 회동하게 된다. 상기와 같은 조형물 및 지구본은 원구체가 지지체에 고정부재로 고정 결합되어, 결합 조립작업에 인력과 시간이 많이 들어 생산성을 떨어뜨리는 문제점과 고정 결합하기 때문에 부분 파손이나 고장 시 부분교체가 불가능한 문제점이 있었고, 더이상의 과학적 사고의 지식에 폭을넓히는데 소극적이었다.

본 발명의 자기부상 조형물 및 지구본 원구체 장치는 조형물에 미적감각뿐 아니라 과학적 사고의 폭을넓히는 자석의 척력을 이용한 지구본 및 조형물에 관한 것이다. 일반적으로 둥근볼 원구체 모양의 외벽에 여러가지 그림을 넣을수있고 지구본 모양으로 할때는 표면에 위도와 경도가 표시된 지도가 도시되어 있어, 조형물 구체가 여러가지 흥미와 학습효과를 발휘할수 있다.

본 발명은 같은 극의 자석을 이용하여 자력에 의해 조형물 원구체가 공중에부상한 상태에서 자전되도록 함과 원구체 조형물이 자기부상태에서 점프(도8)할수 있도록 함으로써 지금까지와는 다른 자기공중부상 조형물를 제공하고자 한다.

따라서 본 발명은 같은 극을 갖는 베이스판(130`)과 원구체(M30)를 동시에 구비하여 원구체(M30)의 이탈을 방지할 수 있도록, 강자성체로 된 연철볼을 만들어 조립을 하고, 구체외벽에 여러가지 모양으로 제작된 자석을 상하 라이얼 착자를 통해 N극S극 만들고, 연철외벽 접착제를 묻힌다음 육각형,반달형,원추형상을 만들어서 원구체의 볼을 하나씩 연철(100)외벽에 조립을 하면 된다. 이때 원구체(110) 외벽에는 단극을 만들고, 단극(M30)이 형성되어야 한다. 원구체 연철내부도 자석의 자기장이 철에 자화되어 단극(100)을 형성되고 자석으로써의 원구체는 자기장이 만들어진다. 상기 베이스판(130)의 자석(M10)도 단극으로 구성한 다음 베이스판의 상부에서 같은극 척력이 발생되어 서로 밀어내는 동일극의 작용과 함께 자기공중부상 원구체(110)는 무손실 무저항이기 때문에 외부에서 약간에 회전력을 가한다면 오래동안 회전력을 갖게된다. 또는 베이스판(130)가장자리쪽 자석주변에 더 강한 자력이 미치게 되도록 함으로써, 균일하고 자기공중부상 조형물 원구체 장치가 이탈없이 적정의 지상에 부상하여 회전되도록 함을 그 기술적 과제로 하고 있다.

도 1는 본 발명에 대한 일부 육각,오각형 자석모양의 조립사시도.

도 2는본 발명에 대한 육각,오각형 자석모양과 축구공 모양의 전개도.

도 3는 본 발명에 대한 일부 반구체모양의 형성도.

도 4는 본 발명에 대한 조형물(지구본)의 분해 내부 구조도.

도 5는 본 발명에 대한 베이스판의 링자석 위의 조형물 부상도.

도 6는 본 발명에 대한 베이스판에 내부구조의 단면도.

도 7는 본 발명에 대한 베이스판에 내부구조의 조립도.

도 8는 본 발명에 대한 베이스판 내부구조의 전자석 설치도.

도 9는 본 발명에 대한 자기부상 원구체 조형물의 조립완성도.

본 발명은 베이스판 저면중앙부에 반구형돌기(120)가 형성된 베이스몸체(130)와 이 몸체(130) 중앙에 원형링자석(M20)이 입설된 베이스본체(130)를 구비하되 상기 원형 조형물(110)의 원구체(110)내부에는 원형의 연철(100)둥근 자성체(연철)을 내설하고, 연철내부(100A)에 비자성체 추를(120)넣고 고정하면 무게중심이 베이스판(130) 밑으로 내려가게 하면 오뚜기모양의 원리가 된다.

또한 조형물구체(110)의 저부에는 베이스판(130)을 구비하여 그 중앙부 내측에 전자석(도8) 및 영구자석(M10,M20)을 내설하되 이 자석(M10,M20)은 그 중심부로부터 외곽(가장자리)쪽으로 점차 자력이 강해지도록 구성하는 한편, 조형물구체(110)와 베이스 판(130) 사이에는 공중 자기부상(도5)시켜서 된 조형물원구체 구조이다.

물론 본 발명의 각 영구자석(M2`M4`)(M10)은 공히 같은 극으로 대응하고 있으며, 또 원구체(110)나 베이스판(130)을 통과하여 자력이 외부에까지 미치도록 되어 있고 베이스판(130) 외부 케이스도 자력이 통과할 수 있는 상태이다.

베이스판(130)에 고정, 내설된 전자석(도8) 및 영구자석(M10,M20)은 도 5에서와 같은 다수의 동심원으로 구획되어 가장자리쪽으로 갈수록 자력(S50)의 단위(Gauss)가 더 강하여 자력이 점차 크게 작용되게 됨을 알 수 있다.

본 발명의 사용상태는 도 9에서 나타내고 있다.

자기공중부상 원구체(110)조형물은 베이스판(130)사이에 개재된 중앙부 상면(120)에 자기공중부상 조형물 원구체(110)를 올려 놓으면 조형물 원구체(110)의 영구자석(110)과 베이스판(130)의 전자석(도8) 및 영구자석(M10,M20)이 같은 극으로 인해서 서로 밀어내기 때문에 조형물 원구체(110)는 상부로 튀어 올라가는 최대 위치(A)까지가게 된다. 또한 조형물 원구체를 공중자기부상할수 있도록 베이스판(130)에서 받쳐준다음 그 위치에서 베이스판(130)내부의 모터(150)에 전기를 인가함으로 모터(150)는 회전을 하게된다.

이에 따라 모터축(Q100)원형의 구리판(140)이 조립되고 모터(150)회전을 하면 원형구리판(Q100)도 회전운동을 갖게된다. 그러므로 원형구리판은 기전력이 발생됨으로 자기공중부상(110)된 조형물 원구체가 회전 운동을 갖게 된다.

따라서 본 발명은 같은 극을 갖는 베이스판(130`)과 조형물 원구체(M30)를 동시에 구비하여 조형물 원구체(M30)의 이탈을 방지할 수 있도록, 자기장 형성이부채꼴 모양으로 자기장(AA,BB)이 형성되게 한다. 또한 강자성체로 된 연철볼을 만들어 조립을 하고, 연철원구체 외벽에 여러가지 모양으로 제작된 자석을 상하 라디알 착자 방향을 통해 N극S극 만들고, 연철외벽 접착제를 바른다음 자석의 접속부분(M50)을 모서리 홈(M100B)에 맞추어 밀어넣은 다음 삽입하고, 육각(M30,M40)형, 반달(M1`,M2`,M3`,M4`)형,원추(M1,M2)형상을 만들어서 조형물 원구체를 하나씩 원구체 연철(100)외벽에 조립을 하면 된다. 이때 자석 원구체(110) 외벽에는 단극(M30)을 만들고, 단극(M30)이 형성되어야 한다. 연철내부도 자석의 자기장이 철에 자화되어 단극(100)을 형성되고 자석으로써의 원구체는 자기력이 형성된다. 상기 베이스판(130)의 자석(M10)도 단극으로 구성한 다음 베이스판(130)의 상부에서 같은극 척력이 발생되어, 서로 밀어내는 동일극의 작용과 함께 공중자기부상 조형물 원구체(110)는 무손실 무저항이기 때문에 외부에서 약간에 회전력을 가한다면 오래동안 회전력을 갖게 구성된다. 또는 베이스판(130)가장자리쪽 자석주변에 더 강한 자력이 미치게 되도록 함으로써, 균일하고 자기공중부상 조형물 원구체가 이탈없이 적정의 지상에 부상하여 회전되도록 함을 그 발명에 구성 과제로 하고 있다.

한편, 조형물 원구체(110)가 베이스판(130) 상부의 공중에서 이탈됨이 없이 회전가능한 것은 베이스판(130)의 전자석(도8) 및 영구자석(M10,M20)이 가장자리쪽으로 갈수록 자력을 강하게 형성한 때문인 바, "즉" 도 5에서와 같이 베이스판(130)과 조형물 원구체 (110)의 거리를 살펴보면 자력이 미치는 범위가 부채꼴(AA) 형태로써, 만약 베이스판(130)에 내설된 전자석(도8) 및영구자석(M10,M20)의 자력강도가 균일하고 조형물 원구체 (110)의 경우 영구자석(M10,M20)에 미치는 힘은 가장 자리쪽으로 갈수록 원거리이므로 자력은 약하게 미치게 됨을 알 수 있다.

본 발명에서는 상기 베이스판 상자 내부의 전자석(도8)을 가장자리쪽으로 갈수록 강한 자력으로 형성함에 따라 조형물 원구체(110)가 부상한 상태의 자력이 적어도 전체적으로 균일하고, 상기 조형물구체(110)의 둥근원형을 이루고 있기때문에 중심이탈을 완벽히 차단하게 되는 것이다. 따라서 자기부상 원구체 조형물은 공중부상 상태에서 도8과 같이 베이스판 내부에 전자석(M60)이 설치되고 코일 리드선(80)을 통해 인가되는 전류의 세기를 임의적으로 회로에의해서 제어된다. 그러므로 인가되는 전류의 세기가 강할때는 원구체 조형물(R500A)이 도8의 H지점에서 E,A까지 인가되는 전류에 의해서 최고의 위치까지 점프하여 공중부상되고, 전자석에 의한 코일(C70)에 흐르는 전류를 약하게 하면 도8의 H지점 으로 중력에 의해 원구체 조형물이 낙하 하게 된다. 이러므로 원구체 조형물을 마이컴회로에 의해서 주기적으로 공중곡예가 가능하고, 내부에 설치된 모터(M300)에 의해 조형물이 자전과 점프를 동시에 구현이 가능한 장치로 자기부상 원구체 조형물은 구성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 자기부상 원구체의 지구본 및 조형물로서 종래의 단순한 미적감각에 비하여 신비감을 더해주며 따라서 흥미를 잃지 않고 지속적인 과학적 사고의 폭을넓히는 여러가지 흥미와 학습효과를 발휘할수 있다. 따라서 사람에 성취감 내지는 창의성 등을 함양하는데 도움이 될 수 있다. 자석의 척력을 이용한 지구본 및 조형물에 일반적으로 둥근볼형 원구체 모양의 외벽에 여러가지 그림을 넣을수있고, 원구체 조형물의 실물 크기는 설치할 장소와 정서에 맞도록 임의적으로 설계제작이 가능하다. 또한 교육자재,조형물,판촉활동,지구본,장식품,조명등 만들수 있고, 관공서,빌딩,사무실등 현장에 설치하여 미적감각과 신비감을 갖게하는 발명의 효과가 있다.

Claims

제 도 9에 의하여 완성된 조형물을 설치할 장소와 환경과 위치에 맞게하여, 제 도4의 조형물 외벽(R500`)에 세계지도의 그림을 넣고, 경도,위도를 표시하여 교육용 지구본으로써 적절한 높이를 유지하면서 부상하는 것을 특징으로 한 자기부상원구체 조형물
제 도 9에 의하여 완성된 조형물을 설치할 장소와 환경과 위치에 맞게하여, 제 도4의 조형물 외벽(R500`)에 각 지방 지역의 특산물(사과,배,수박,참외)등 그림이나 형상을 만들어서 홍보 및 판촉활동등 사용할수 있도록 하였으며, 조형물이 적절한 높이를 유지하면서 부상하여 모터에 의해 자전하는 것을 특징으로 한 자기부상원구체 조형물.
제 도 8과 같이 베이스판(B)상자 내부에 전자석(M60)을 설치하여 코일(C70)에 흐르는 전류는 마이컴회로에 의해 제어되고, 전자석(M60)에 인가되는 전류의 세기가 강할때 원구체 조형물(R500A)이 도8의 H지점에서 E,A까지, 전자석에 인가되는 전류에 의해서 최고의 위치(A)까지 점프하여 공중부상되고, 전자석에 의한 코일(C70)에 흐르는 전류를 약하게 하면 도8의 H지점으로 중력에 의해 원구체 조형물이 낙하하게 된다. 이러므로 원구체 조형물을 마이컴회로에 의해서 주기적으로 공중곡예가 가능하고, 내부에 설치된 모터(M300)에 의해 조형물이 자전과 점프를동시에 구현되도록 한 자기부상 원구체 조형물.