KR20080030616A

KR20080030616A - 토크 컨버터 장치 및 이를 이용한 시스템

Info

Publication number: KR20080030616A
Application number: KR1020087001572A
Authority: KR
Inventors: 리차드 제이. 와이즈
Original assignee: 마그네틱 토크 인터네셔널, 엘티디.
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2008-04-04
Also published as: AU2006265995A1; US7312548B2; US20070046117A1; CN101233667A; CA2613887A1; MX2008000278A; US20080220882A1; ZA200800395B; PA8650901A1; PE20070608A1; US20050258692A1; EP1900082A1; EA200800224A1; US20070145844A1; US7608961B2; WO2007005501A1; JP2008545366A; US7233088B2; TW200703851A

Abstract

토크 컨버터 장치는, 제 1 축에 대해 회전하는 플라이 휠을 포함하되, 상기 플라이 휠은 원주 방향 표면으로부터 제 1 반지름과, 제 1 곡률 반지름을 가지는 제 1 몸체 부분과; 상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 1 자석으로서, 상기 각각의 제 1 자석은 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 배열된 제 1 말단부를 가지고 상기 복수의 제 1 자석의 상기 제 1 말단부 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 제 1 곡률 반지름과 유사한 제 2 곡률 반지름을 가지며; 상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 2 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 배치되는 상기 제 2 자석을 포함하며, 그리고 상기 토크 컨버터 장치는, 상기 제 1 축에 대해 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 발생기 디스크를 포함한다. 상기 발생기 디스크는: 제 2 몸체 부분과; 그리고 상기 복수의 제 1 및 제 2 자석에 기계적으로 연결하기 위한 제 2 몸체 부분 내에 복수의 제 3 자석을 포함한다.

Description

토크 컨버터 장치 및 이를 이용한 시스템{Torque Converter And System Using The Same}

본 발명은 토크 컨버터와, 토크 컨버터를 사용하는 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 영구 자기장의 압축 및 감압에 근거하여 주어진 토크 입력을 다중화할 수 있는 토크 컨버터에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 토크 컨버터를 사용하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 토크 컨버터(torque converter)는 발생기 디스크(generator disk)와 플라이 휠(flywheel) 사이의 기계적 결합을 이용하여, 플라이 휠로부터 발생기 디스크로 토크를 전송한다. 그러나, 발생기 디스크와 플라이 휠 사이의 마찰력에 의해, 발생기 디스크에 제공된 일부 에너지가 마찰 에너지(즉, 열)로 변환되고, 이로써 토크 컨버터의 효율이 감소한다. 또한, 마찰력이 토크 컨버터의 모든 이동 부분에 대해 현저한 기계적 마모를 일으킨다.

따라서, 본 발명은, 관련 기술의 제한 및 단점에 따른 여러 문제를 제거하는 토크 컨버터를 제공한다.

본 발명은 목적은 증가하는 출력을 가지는 토크 컨버터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 마찰에 의한 마모를 줄이는 토크 컨버터를 이용하는 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 열을 발생하지 않는 토크 컨버터를 이용하는 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 플라이 휠과 발생기 디스크 사이의 물리적 접촉이 없는 토크 컨버터를 사용하는 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 효과가 이하에서 설명될 것이며, 이러한 설명에 의해 명백해지거나, 본 발명을 실행함으로써 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 다른 효과가 첨부된 도면 및 상세한 설명 및 청구항에 의해 표시된 구조로 구현가능하며, 성취될 수 있다.

이러한 또는 다른 효과를 얻기 위해, 본 발명의 목적에 따른 토크 컨버터 장치는, 제 1 축에 대해 회전하는 플라이 휠을 포함하되, 상기 플라이 휠은 원주 방향 표면으로부터의 제 1 반지름과, 제 1 곡률 반지름을 가지는 제 1 몸체 부분과; 상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 1 자석으로서, 상기 각각의 제 1 자석은 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배열된 제 1 말단부를 가지고 상기 복수의 제 1 자석의 상기 제 1 말단부 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 제 1 곡률 반지름과 유사한 제 2 곡률 반지름을 가지며; 상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 2 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치되는 상기 제 2 자석을 포함하며, 그리고 상기 토크 컨버터 장치는, 상기 제 1 축에 대해 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 발생기 디스크를 포함한다. 상기 발생기 디스크는: 제 2 몸체 부분과; 그리고 상기 복수의 제 1 및 제 2 자석에 기계적으로 연결하기 위한 제 2 몸체 부분 내에 복수의 제 3 자석을 포함한다.

다른 측면에서, 토크 컨버터 장치가 제 1 축에 대해 회전하는 제 1 몸체로부터, 상기 제 1 축에 대한 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 제 2 몸체로, 회전 운동을 전달하는 토크 컨버터 장치에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 몸체가 갭에 의해 분리된다. 상기 제 1 및 제 2 몸체 중 하나는: 복수의 방사형으로 장착된 제 1 자석과; 상기 복수의 제 1 자석의 최심부 말단부에 인접하게 각각 배치된 복수의 후방 플레이트와; 그리고 상기 각각의 후방 플레이트와 균등하게 떨어져 배치된 자석 링을 포함하되, 상기 후방 플레이트가 상기 복수의 방사형으로 장착된 자석의 말단부와 상기 자석 링 사이에 배치된다.

다른 측면에서, 제 1 축에 대해 회전하는 제 1 몸체로부터, 상기 제 1 축에 대한 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 제 2 몸체로, 회전 운동을 전달하는 방법에 있어서, 상기 방법은: 상기 제 2 몸체에 장착된 복수의 제 2 자석 중 하나 이상을 이용하여, 상기 제 1 몸체에 방사형으로 장착된 복수의 제 1 자석의 자기장을 압축하는 단계와; 그리고 상기 제 2 몸체로 상기 제 1 몸체의 회전 운동을 전달하도록 상기 복수의 제 1 자석의 압축된 자기장을 완화하는 단계를 포함한다.

전력을 발생하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은 모터와; 제 1 축에 대해 회전하는 플라이 휠을 포함하되, 상기 플라이 휠은: 원주 방향 표면으로부터의 제 1 반지름과 제 1 곡률 반지름을 가지는 제 1 몸체 부분과; 상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 1 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치된 제 1 말단부를 포함하고, 복수의 제 1 자석의 제 1 말단부 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 제 1 곡률 반지름과 유사한 곡률 반지를 가지는 상기 제 1 자석과; 상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 2 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치된 상기 제 2 자석을 포함한다. 또한, 상기 시스템은, 상기 제 1 축에 대해 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 발생기 디스크를 포함하고, 상기 발생기 디스크는: 제 2 몸체 부분과; 그리고 상기 복수의 제 1 및 제 2 자석에 기계적으로 연결된 제 2 몸체 부분 내에 복수의 제 3 자석을 포함하며, 상기 시스템은 상기 발생기 디스크 중 하나 이상에 연결된 하나 이상의 전기 발생기를 포함한다.

도 1A는 본 발명에 따라 예시적인 플라이 휠을 나타내는 설계도이다.

도 1B는 본 발명에 따라 예시적인 플라이 휠을 나타내는 측면도이다.

도 1C는 본 발명에 따라 예시적인 부착 구조물을 나타내는 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따라 예시적인 고정 링을 나타내는 투시도이다.

도 3은 본 발명에 따라 플라이 휠 내의 드라이버 자석 배치를 나타내는, 도 1의 영역 A를 나타내는 확대도이다.

도 4A 및 4B는 본 발명에 따라, 드라이버 자석을 나타내는 도면이다.

도 5A 및 5B는 본 발명에 따라, 다른 드라이버 자석을 나타내는 도면이다.

도 6A 및 6B는 본 발명에 따라, 또 다른 드라이버 자석을 나타내는 도면이다.

도 7A 및 7B는 본 발명에 따라, 또 다른 드라이버 자석을 나타내는 도면이다.

도 8A는 본 발명에 따라 발생기 디스크를 나타내는 설계도이다.

도 8B는 본 발명에 따라 발생기 디스크에 대한 샤프트 부착 장치를 나타내는 측면도이다.

도 9는 본 발명에 따라 도 1A-C의 플라이 휠의 자기장을 나타내는 개략도이다.

도 10은 본 발명에 따라 토크 컨버터의 초기 자기 압축 프로세스를 나타내는 개략도이다.

도 11A는 본 발명에 따라 토크 컨버터의 자기 압축 프로세스를 나타내는 개략도이다.

도 11B는 본 발명에 따라 토크 컨버터의 다른 자기 압축 프로세스를 나타내는 개략도이다.

도 11C는 본 발명에 따라 토크 컨버터의 또 다른 자기 압축 프로세스를 나타내는 개략도이다.

도 11D는 본 발명에 따라 도 11A의 영역 A를 나타내는 확대도이다.

도 11E는 본 발명에 따라 도 11A의 영역 A를 나타내는 다른 확대도이다.

도 11F는 본 발명에 따라 도 11A의 영역 A를 나타내는 또 다른 확대도이다.

도 12는 본 발명에 따라 토크 컨버터의 자기 완화 프로세스를 나타내는 개략도이다.

도 13은 본 발명에 따라, 도 11에 도시된 자기 압축 프로세스 중에, 도 1에 도시된 플라이 휠의 자기력 패턴을 나타내는 개략도이다.

도 14는 본 발명에 따라 다른 플라이 휠을 나타내는 설계도이다.

도 15는 본 발명에 따라 또 다른 플라이 휠을 나타내는 설계도이다.

도 16은 본 발명에 따라 또 다른 플라이 휠을 나타내는 설계도이다.

도 17은 본 발명에 따라, 토크 컨버터를 사용하는 시스템을 나타내는 개략도이다.

도 18은 본 발명에 따라, 다른 토크 컨버터를 사용하는 시스템을 나타내는 개략도이다.

이하에서, 첨부된 도면 및 실시예와 함께 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1A는 본 발명에 따라 예시적인 플라이 휠을 나타내는 설계도이다. 도 1A에서, 플라이 휠(109)은 나일론과 같은 복합물로 이루어진 실린더형 코어로 형성될 수 있으며, 스테인리스 스틸이나 페놀 물질과 같은 비 자성 결합 링(116)에 의해 플라이 휠의 원주 방향 가장자리를 따라 결합될 수 있다. 플라이 휠(109)이 플라이 휠(109)의 복수의 균등하게 이격된 제 1 방사형 그루브(101) 내에 배치된 복수의 자석(102)을 포함할 수 있으며, 각각의 자석(102)이 상대적으로 강한 자기장을 발생할 수 있다. 또한, 각각의 자석(102)이 실린더 모양을 가질 수 있으며, 플라이 휠(109)의 중앙(C)에 인접한 자석(102)의 극성 자장을 확장하기 위해, 복수의 제 1 방사형 그루브(101) 각각의 내부에 배치된, 연철이나 강철과 같은 후방 플레이트(203)에 의해, 지지될 수 있다.

도 1A에서, 플라이 휠(109)이 복수의 서프레서(suppressor) 자석(109)을 포함하며, 이 자석은 플라이 휠(109)의 원주 면을 따라 복수의 제 2 방사형 그루브(107) 내에 배치된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 마그넷(102)의 표면(110)이, 거리(X) 만큼 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S)으로부터 떨어질 수 있으며, 서프레서 자석(108)의 표면이 거리(Y) 만큼, 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S)으로부터 함몰될 수 있다.

도 1A에서, 복수의 제 2 방사형 그루브(107) 각각이, 복수의 제 1 그루브(101) 각각의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 8개의 서프레서 자석(108) 각각이 8개의 그루브(107) 각각의 내부에 배치되고, 8개의 자석(102) 각각이 8개의 그루브(101) 각각의 내부에 배치된다.

따라서, 각각의 제 1 방사형 그루브(101) 사이에 위치한 각 방향의 분리 부분(α)이 인접한 제 1 및 제 2 각 방향 그루브(101) 사이의 각 방향 분리 부분(β)의 두 배일 수 있다. 물론, 자석(102, 108)과 제 1 및 제 2 그루브(101, 107)의 전체 개수가 각각 변경될 수 있다. 8개의 그루브(107) 내의 서프레서 자석(108)과 플라이 휠(109)의 8 개의 그루브(101) 내의 자석(102)이 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도 3에 도시)을 향하는 북쪽 자기장을 가지며, 플라이 휠(109)의 중앙 부분을 향하며 각 방향으로 내부를 향하는 남쪽 자기장을 포함한다. 선택적으로, 서 프레서 자석(108) 및 자석(102)이 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도 3)을 향하는 남쪽 자기장, 및 내부 방향을 향하며 방사형으로 플라이 휠(109)의 중앙 부분(C)을 향하는 북쪽 자기장을 가지는, 반대 극성의 배치가 가능하다.

도 1A에서, 후방 플레이트(203)는, 자석(102)의 북극에서 복수의 제 1 그루브(101) 내에 배치된 자석의 말단 부분에 배치되어, 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도3)을 향하게 반경 방향을 따라 자기장 세기가 형성된다. 구체적으로 도시되진 않았지만, 고정 핀 및 볼트와 같은 고정 시스템을 사용하여, 후방 플레이트 각각이 플라이 휠(109)에 부착되거나, 제 1 그루브(101) 내의 자석(102)의 특정 구조에 의해, 플라이 휠(109) 내에 고정될 수 있다. 따라서, 복수의 제 1 그루브(101) 내의 자석(102)과 복수의 제 2 그루브(107) 내에 배치된 서프레서 자석(108)의 자기장 상호작용이, 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도 3에 도시됨) 둘레로, 반복되는 활 모양(즉, 사인파 모양)의, 도 9에 도시된 바와 같은 자기장 패턴(MFP)을 생성한다.

도 1A에서, 플라이 휠(109)이 PVC 및 플렉시글라스(plexiglas)와 같은, 플라스틱 물질(들)로 형성될 수 있다. 또한, 플라이 휠이 주조된 플라스틱 물질로 형성되며, 단일 구조물로 형성될 수 있다. 균일하게 균형을 이룬 시스템을 유지하도록, 플라이 휠(109)을 형성하는 데 사용되는 물질 또는 다수의 물질이 균질 물질(homogeneous materials)을 포함한다. 도 1A 도시된 원형 구조에 더하여, 다른 구조가 플라이 휠(109)에 대해 사용될 수 있다. 예를 들면, 다각형 및 삼각형 구조가 플라이 휠(109)에 사용될 수 있다. 따라서, 자석(102) 및 서프레스 자석(108)의 개수 및 자석(102) 및 서스페스 자석(108)의 배치가, 대응하는 발생기 디스크(11, 도 8에 도시됨)로 자기 결합을 제공한다.

도 1B는 본 발명에 따라 예시적인 플라이 휠을 나타내는 측면도이다. 도 1B에서, 플라이 휠(109)이 제 1 및 제 2 몸체 부분(109a, 109b)을 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 그루브(101, 107)가 제 1 및 제 2 몸체 부분(109a, 109b) 내의 반원형 그루브(101a, 107b)로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 그루브(101, 107)가 원형으로 도시되었으나, 자석(102) 및 서프레서 자석(108)의 구조와 동일하도록, 다른 구조가 제공될 수 있다.

도 1A에서, 자석((102) 및 서프레서 자석(108)의 전체 개수가 플라이 휠(10)의 전제 지름에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 플라이 휠(109)의 지름이 증가함에 따라, 자석(102) 및 서프레서 자석(108)의 전체 개수가 증가한다. 반대로, 플라이 휠(109)의 지름이 감소함에 따라, 자석(102) 및 서프레서 자석(108)의 전체 개수가 감소한다. 나아가, 플라이 휠(109)의 지름이 증가하거나 감소함에 따라, 자석(102) 및 서프레서 자석(108)의 전체 개수가 각각 증가하거나 감소한다. 선택적으로, 플라이 휠(109)의 지름이 증가하거나 감소함에 따라, 자석(102) 및 서프레서 자석(108)의 전체 개수가 각각 감소하거나 증가한다.

도 1C는 본 발명에 따라 예시적인 부착 구조물을 나타내는 측면도이다. 도 1C에서, 플라이 휠(109)이 복수의 이격된 고정 장치(122)를 가지는 고정 시스템을 포함한다. 고정 장치는 샤프트 후방 플레이트(120)에 플라이 휠(109)의 주요 표면을 부착하는 데 사용될 수 있다. 도 1C에서, 샤프트 후방 플레이트(120)는 플라이 휠(109)의 지름보다 작거나 동일한 지름을 가지는 원 모양을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 샤프트(124)가 플라이 휠(109)을 통해 확장할 수 있으며, 확장된 플라이 휠(130)에 연결될 수 있다. 플라이 휠(109) 내의 자석(102) 및 서프레스 자석(108)과의 악성 자기 간섭을 방지하기 위해, 확장 플라이 휠(130)이 거리(X) 만큼 플라이 휠(109)로부터 이격된다. 플라이 휠(109)의 각 방향 관성을 증가시키기 위해, 확장 플라이 휠(130)은, 확장 플라이 휠(130)의 전체 지름(D)을 증가시키는 구조물(도시되지 않음)을 포함한다. 나아가, 샤프트(124)가 지지 구조물(도시되지 않음)에 의해 지탱될 확장 플라이 휠(130)을 통해 확장할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라 예시적인 고정 링을 나타내는 투시도이다. 도 1A에서, 플라이 휠(109)의 고정 링(116)이 스테인리스 스틸 물질로 구성된 단일 밴드(single band)를 포함하며, 또는 제 1 및 제 2 고정 링 부분(116a, 116b)를 포함하고, 잠금 장치(118c)를 거쳐, 플라이 휠(109)에 부착되는 부착 탭(118a, 118b, 및 118d)를 포함한다. 제 1 고정 링 부분(116a)은 최외각 부착 탭(118a) 및 최심부 탭(118b)을 포함하고, 제 2 고정 링 부분(116b)은 최외각 부착 탭(118d) 및 최심부 탭(118b)을 포함한다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 부착 탭(118a, 118b, 118d)의 각각이 잠금 장치(118c)를 사용하는 용도를 위한 부착 구멍(318)을 포함한다. 부착 탭(118a, 118b, 118d) 각각이 제 1 및 제 2 그루브(101, 107) 내의 영역에 배치될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않았으나, 제 1 및 제 2 고정 링 부분(116a, 116b)의 부착 탭(118a, 118b, 118d) 각각이 두 개의 잠금 장치(118c)를 사용을 위한 두 개의 부착 구멍(318)을 포함하도록 형성될 수 있다.

도 1A에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 고정 링 부분(116a, 116b)이 플라이 휠(109)의 전체 원주 방향 표면(S, 도 3에 도시)을 덮는다. 따라서, 제 1 고정 링 부분(116a)의 최외각 부착 탭(118a)과 제 2 고정 링 부분(116b)의 최외각 부착 탭(118d)이 서로에 인접한 위치에서 플라이 휠(109)에 고정된다. 또한, 각각의 제 1 및 제 2 고정 링 부분(116a, 116b)이 세 개의 최심부 부착 탭(118b)을 가지는 것으로 도시되었으나, 여러 개의 서로 다른 최심부 부착 탭(118b)이, 플라이 휠(109)의 크기, 자석(102, 108)의 개수 및 플라이 휠(109) 내의 플라이 휠(109) 컴포넌트의 다른 물리적 특징에 따라 이용될 수 있다.

도 1A에 도시되진 않았으나, 강화 테이프가 고정 링(116)의 바깥쪽 원주를 따라 제공될 수 있다. 따라서, 강화 테이프가 고정 링(116)의 마모를 방지한다.

도 3은 본 발명에 따라 플라이 휠 내의 드라이버 자석 배치를 나타내는, 도 1의 영역 A를 나타내는 확대도이다. 도 3에서, 자석(102)의 표면(110)이 플라이 휠(109)의 반지름(R2)과 유사한 곡률 반지름(radius of curvature)을 가진다. 예를 들어, R1이 R2와 유사하거나, R1이 R2와 거의 동일하다. 또한, 서프레서 자석(108)의 표면(108a)이 반지름(R1 및 R2)과 유사한 곡률 반지름(R3)을 가질 수 있다. 그러나, 서프레서 자석(108)의 표면(108a)이 납작한 모양일 수 있다.

도 4A 및 4B는 본 발명에 따라, 드라이버 자석을 나타내는 도면이다. 도 4A에서, 자석(102)이 플라이 휠(109, 도 3에 도시)의 반지름(R2)과 유사한 곡률 반지름(R1)을 가지는 제 1 표면(110)을 포함한다. 또한, 도 4B에 도시된 바와 같이, 자석(102)이, 자석(102)의 바닥 표면(120)으로부터 자석(102)의 제 1 표면까지, 일정 한 실린더형 측면(130)을 가질 수 있다.

도 5A 및 5B는 본 발명에 따라, 다른 드라이버 자석을 나타내는 도면이다. 도 5A에서, 자석(202)이, 플라이 휠(109, 도 3에 도시)의 반지름(R2)과 유사한 곡률 반지름(R1)을 가지는 제 1 표면(210)을 포함한다. 또한, 도 4A 및 4B에 도시된 바와 같이, 자석(202)이, 자석(202)의 바닥 표면(220)으로부터 자석(202)의 제 1 표면(210)까지 점점 좁아지는 실린더형 표면(230)을 포함할 수 있다. 따라서, 플라이 휠(109)의 제 1 그루브가 자석(202)의 점점 가늘어지는 실린더형 측면(230)과 같아지는 대응하는 측면을 포함할 수 있다. 또한, 후방 플레이트(203)가 자석(202)의 측면과 같이, 점점 좁아지는 대응하는 실린더형 표면을 포함할 수 있다. 그러나, 후방 플레이트가 자석(202)의 측면과 같은, 점점 좁아지는 실린더 형 표면을 가지지 않을 수도 있다.

도 6A 및 6B는 본 발명에 따라, 또 다른 드라이버 자석을 나타내는 도면이다. 도 6A에서, 자석(302)이 플라이 휠(109, 도 3에 도시됨)의 반지름(R2)과 유사한 곡률 반지름(R1)을 가지는 제 1 표면(310)을 포함한다. 또한, 자석(302)이 제 1 지름(D1)을 가지는 넥 부분(340)으로부터 제 2 지름(D2)을 가지는 몸체 부분(330)으로, 변화되는 어깨 부분(350)을 가진다. 나아가, 도 6A 및 6B에 도시된 바와 같이, 자석(302)의 몸체 부분(330)이 자석(202)의 바닥 표면(320)으로부터 자석(302)의 어깨 부분(350)으로 일정한 지름(D2)을 가진다. 따라서, 플라이 휠(109)의 제 1 그루브(101)가 자석의 넥, 어깨, 및 몸체 부분(340, 350, 330)과 동형인 대응하는 부분을 가질 수 있다.

도 7A 및 7B는 본 발명에 따라, 또 다른 드라이버 자석을 나타내는 도면이다. 도 7A에서, 자석(402)이 플라이 휠(109, 도 3에 도시됨)의 반지름(R2)과 유사한 곡률 반지름(R1)을 가지는 제 1 표면(410)을 포함한다. 또한, 자석(402)이 제 1 지름(D1)을 가지는 목 부분(440)에서 제 2 지름(D2)을 가지는 몸체 부분(430)으로 변하는 어깨 부분(450)을 가진다. 나아가, 도 7A 및 도 7B에 도시된 바와 같이, 자석(402)의 몸체 부분(430)이, 자석(402)의 바닥 표면(420)에서 자석(402)의 어깨 부분(450)까지 일정한 지름(D2)을 가질 수 있다. 따라서, 플라이 휠(109)의 제 1 그루브가 자석(402)의 넥, 어깨, 및 몸체 부분(440, 450, 430)과 동형인 대응하는 부분을 가질 수 있다.

도 8A는 본 발명에 따라 발생기 디스크를 나타내는 설계도이다. 도 8A에서, 발생기 디스크(111, 바람직하게는 나일론이나 나일론 복합물 디스크로 만들어짐)가 발생기 디스크(11)의 중심 부분(C)을 통해 제 1 공통 센터 라인(CL1)을 따라 서로 마주보는 두 개의 사각형 자석(301)을 포함한다. 여기서, 각각의 사각형 자석(301)이 발생기 자석(11)의 원주 부분을 따라 배치될 수 있다. 또한, 추가 사각형 자석(302)이 두 개의 사각형 자석(301) 사이에 제공될 수 있으며, 제 1 공통 센터 라인(CL1)에 수직인 발생기 디스크(11)의 중심 부분(C)을 통해 제 2 공통 센터 라인(CL2)을 따라 서로 마주볼 수 있다. 선택적으로, 추가적인 사각형 자석(302)이, 균형을 이루지 않는 발생기 디스크(11)를 방지하도록 자석이 아닌 가중 질량체(non-magnetic weighted mass)으로 대체될 수 있다.

도 8A에서, 두 개의 사각형 자석(301) 각각은, 각각의 추가적인 사각형 자 석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체와 마찬가지로, 제 1 및 제 2 공통 센터 라인(CL1, CL2)에 수직인 방향으로 따라 확장하는 제 1 길이(L)를 가질 수 있다. 여기서, 두 개의 사각형 자석(301)의 두께는, 각각의 추가적인 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체와 마찬가지로, 제 1 길이(L)보다 작다. 또한, 두 개의 사각형 자석(301) 각각은, 각각의 추가적인 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체와 마찬가지로, 상대적은 큰 자력(magnetic strength)을 가진다. 여기서, 발생기 디스크(11)의 주요 표면에 평행인, 두 개의 사각형 자석(301)의 표면은, 각각의 추가적인 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체와 마찬가지로, 남극 및 북극 중 하나일 수 있다. 나아가, 짝수 또는 홀수의 자석(301)이 사용될 수 있으며, 자석(301) 사이의 내부 간격이 발생기 디스크(11)의 원하는 자기 구성을 얻도록 조절될 수 있다.

도 8B는 본 발명에 따라 발생기 디스크에 대한 샤프트 부착 장치를 나타내는 측면도이다. 도 8A 및 도 8B에서, 발생기 디스크(11)가 샤프트 후방 플레이트(306)에 발생기 디스크(11)를 부착하는 데 사용되는 복수의 이격된 잠금 장치(305)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 샤프트(307)가 복수의 지지 장치(308)를 사용하여 샤프트 후방 플레이트(306)에 고정될 수 있다. 도 8B에서, 샤프트 후방 플레이트(306)가 발생기 디스크(11)의 지름보다 작거나 동일한 지름을 가지는 원형 모양을 가지도록 형성될 수 있다.

도 8A 및 8B에서, 발생기 디스크(11)가, 플라이 휠(109, 도 1A에 도시됨)을 형성하는 데 사용되는 물질과 동일하거나 다른 물질로 형성될 수 있다. 나아가, 발 생기 디스크(11)의 형상이 도 8A에 도시된 바와 같이 원형이거나, 예를 들면 다각형 및 삼각형 모양으로 다를 수 있다. 또한, 자석(301)의 전체 개수가, 각각의 추가적인 사각 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체와 마찬가지로, 플라이 휠(109) 및/또는 발생기 디스크(11)의 전체 지름에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 플라이 휠(109) 및/또는 발생기 디스크(11)의 지름이 증가함에 따라, 자석(301)의 전체 개수 및 크기가, 추가 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체 각각과 마찬가지로, 증가할 수 있다. 반대로, 플라이 휠(109) 및/또는 발생기 디스크(11)의 지름이 감소함에 따라, 자석(301)의 전체 개수 및 크기가, 추가 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체 각각과 마찬가지로, 감소할 수 있다. 나아가, 플라이 휠(109) 및 또는 발생기 디스크(11)의 지름이 증가하거나 감소함에 따라, 자석(301)의 전체 개수 및 크기가, 추가 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체 각각과 마찬가지로, 각각 증가하거나 감소할 수 있다. 선택적으로는, 플라이 휠(109) 및 또는 발생기 디스크(11)의 지름이 증가하거나 감소함에 따라, 자석(301)의 전체 개수 및 크기가, 추가 사각형 자석(302)이나 자석이 아닌 가중 질량체 각각과 마찬가지로, 각각 감소하거나 증가할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따라 도 1의 플라이 휠의 자기장을 나타내는 개략도이다. 도 9에서, 자석(102) 및 서프레서 자석(108)의 자기장의 상호작용이, 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S) 주위의, 사인 곡선(즉, 반복되는 활 모양의 자기장 패턴(MFP:Magnetic Field Pattern)을 생성한다. 이에 따라, 후방 플레이트(203) 및 서프레서 자석(203)이 플라이 휠(109)의 중심(C)을 향해, 자석(102)의 북쪽 자장의 변위를 위해 제공된다.

도 10은 본 발명에 따라 토크 컨버터의 초기 자기 압축 프로세스를 나타내는 개략도이고, 도 11은 본 발명에 따라 토크 컨버터의 자기 압축 프로세스를 나타내는 개략도이며, 도 12는 본 발명에 따라 토크 컨버터의 자기 완화 프로세스를 나타내는 개략도이다. 도 10, 11, 및 12에서 각각, 개략도는 발생기 디스크(111) 후방으로부터 모습이며, 두 개의 사각형 자석(301)을 가지는 발생기 디스크(11)의 표면의 반대 표면과, 플라이 휠(109)이 발생기 디스크(11)의 뒤에 배치된다. 추가로, 플라이 휠(109)이 아래를 향하여 시계 방향으로 회전하고, 발생기 디스크(11)가 반시계 방향을 따라 회전한다. 여기서, 발생기 디스크(11)가 약 8분의 3인치에서 약 0.050 인치의 범위 내에서와 같이, 작은 에어 갭(air gap) 만큼 플라이 휠(109)로부터 이격될 수 있다. 선택적으로, 작은 에어 갭이 특정 애플리케이션에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 플라이 휠 및 발생기 디스크로 이루어진 더 큰 구성을 요하는 시스템이 더 크거나 더 작은 에어 갭을 필요로 할 수 있다. 유사하게, 더 강력하거너 덜 강력한 자석을 요하는 시스템은 특정 범위의 에어 갭을 요할 수 있다. 나아가, 설명을 위해, 이하에서 자석(102)을 드라이버 자석(102)으로 칭할 것이다.

도 10에서, 발생기 디스크(111)에 배치된 두 개의 사각형 자석(301) 중 하나가, 드라이버 자석(102)에 의해 발생된 두 개의 북극 사이에 플라이 휠(109)의 자기장 패턴(MFP) 내의 공간 중 하나로 들어가기 시작한다. 드라이버 자석(102)이 플라이 휠(109)의 원주 센터 라인을 따라 배치되거나, 오프셋 구성 내의 플라이 휠(109)의 원주를 따라 배치된다. 플라이 휠(109) 내의 드라이버 자석(102) 사이의 갭은, 남극 자장이 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도 9에 도시)에 인접하게 존재하는 MFP 내의 위치이다.

도 10에서, 플라이 휠(109)이 하부 방향을 따라 회전함에 따라, 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도 9에 도시)을 향하는 발생기 디스크(111) 상의 두 개의 사각형 자석(301) 중 하나의 북극이, 두 개의 사각형 자석(301) 및 드라이버 자석(102)으로 이루어진 전단면(shear plane)을 따라 드라이버 자석(102)의 북쪽 자계선과 인접하게 입력된다. 이에 따라, 인접한 드라이버 자석(102) 사이의 두 개의 사각형 자석(301) 중 하나를 배치하는 데 필요한 전단력(shear force)이, 인접한 드라이버 자석(102) 사이의 두 개의 사각형 자석(301)의 북쪽 자계선을 직접 압축하는 데 필요한 힘보다 작다. 따라서, 드라이버 자석(102)의 인접한 자석들 사이의 두 개의 자석(301) 중 하나를 위치시키는 데 필요한 에너지가 상대적으로 낮다.

또한, 드라이버 및 사각형 자석(102, 301) 사이의 특정한 기하학적 인터페이스가 상대적으로 안정한 반발 자기장(repulsive magnetic field)에 제공된다. 예를 들어, 인접한 드라이버 자석(102)의 실린더형 표면(130, 도 4에 도시됨)은, 도 5, 6 및 7에 도시된 다른 예시적인 드라이버 자석(202, 302, 402)의 실린더 형 표면과 마찬가지로, 드라이버 자석(102)의 곡선 표면(110)과 바닥 표면(120)으로부터 특정 자기장을 생성한다. 또한, 드라이버 자석(102)에 인접한 인접 자기장으로 입력되는, 사각형 자석(301)의 평평한 표면(P, 도 8에 도시됨)이 또 다른 특정한 자기장을 생성한다. 따라서, 드라이버 및 사각형 자석(102, 301)의 자기장 상호작용이, 더 구체적으로는, 드라이버 및 사각형 자석(102, 301)이 예를 들면, 자기 전단면을 따라 상호작용을 일으키는 방식으로, 상대적으로 안정한 반발 자기장(repulsive magentic field)을 생성한다.

또한, 서프레서 자석(108)이 드라이버 자석(102)으로 억제 력(repelling force)을 제공하나, 서프레서 자석(108)의 반발력이 사각형 자석(301)의 반발력보다 상대적으로 작다. 그러나, 도 12에 대해 설명할 바와 같이, 드라이버 자석(102) 및 사각형 자석(301)의 자기장이 완화될 때, 서프레서 자석(108)이 추가 반발력을 제공한다.

도 11A에서, 발생기 디스크(11) 상의 사각형 자석(301)이 플라이 휠(109)의 두 개의 인접한 드라이버 자석(102)의 북극 사이에 갭을 직접적으로 채우면, 플라이 휠(109) 상의 서프레서 자석(108)의 더 약해진 북극(드라이버 자석(102) 및 사각형 자석(301)의 북극과 비교함)이 발생기 디스크(111) 상의 사각형 자석(301)의 북극에 의해 완화된다. 따라서, A 포인트(도 13)에 도시된 바와 같이, 플라이 휠(109)의 외부 원주 아래의 MFP의 북쪽 및 남쪽 자기장 모두가 압축된다.

도 11A에서, 드라이버 자석(102), 서프레서 자석(108) 및 발생기 디스크(111)의 자석(301)에 대한 자기장 압축 중에, 플라이 휠(109)의 센터 라인(CL3)이, 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 센터 라인(CL4)에 대해 정렬된다. 따라서, 플라이 휠(109)의 센터 라인(CL3)이 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 센터 라인(CL4)에 정렬되도록, 플라이 휠(109)의 회전 축 및 발생기 디스크(111)의 회전 축의 배치가 설정되어야 한다.

그러나, 도 11B 및 11C에 도시된 바와 같이, 플라이 휠(109)의 센터 라 인(CL3)이 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 센터 라인(CL4)으로부터 거리(X) 만큼 벗어나도록, 플라이 휠(109)의 회전 축 및 발생기 디스크(111)의 회전 축의 배치가 설정될 수 있다. 따라서, 드라이버 자석(102), 서프레서 자석(108) 및 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 자기장 압축이, 드라이버 자석(102), 서프레서 자석(108) 및 발생기 디스크(111)의 자석(301) 사이의 특정 반발력을 제공하도록 변경될 수 있다.

도 11D는 본 발명에 따라, 도 11A의 영역(A)을 나타내는 확대도이다. 도 11D에서, 드라이버 자석(102)의 마주 보는 표면 사이의 거리(X)(또는 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 반대편 말단부와 인접한 다른 드라이버 자석(102))가 드라이버 자석(102)과 발생기 디스크(111)의 자석의 특정한 자기장 압축을 제공하도록 설정된다. 바람직하게는, 거리(X)가 0으로 설정되나, 플라이 휠(109) 및 발생기 디스크(111) 사이에 토크 슬립(torque slip)이 발생하지 않도록 하는 값으로 설정될 수 있다. 토크 슬립은 드라이버 자석(102) 및 자석(301)의 자기장 압출 강도에 직접 관계되며, 마찬가지로, 드라이버 자석(102) 및 자석(301)의 자력 및 구조에 관련된다.

도 11E는 본 발명에 따라, 도 11A의 영역(A)을 나타내는 또 다른 확대도이다. 도 11에서, 드라이버 자석(102)이 다각형 모양을 포함하는 단면 구조를 가질 수 있으며, 여기서, 다각형 모양의 드라이버 자석(102)의 측면이 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 일 측면과 평행이다. 그러나, 드라이버 자석(102)이 (발생기 디스크(111)의 자석(301)의 마주보는 말단부에 인접한 다른 드라이버 자석(102) 과 마찬가지로), 드라이버 자석(102) 및 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 특정 자기장 압축을 제공하도록 설정될 수 있다. 바람직하게는, 거리(X)가 0으로 설정되나, 플라이 휠(109)과 발생기 디스크(111) 사이에서 토크 슬립이 발생하지 않도록 하는 값으로 설정될 수 있다.

도 11F는 본 발명에 따라 도 11A의 영역(A)을 나타내는 확대도이다. 도 11F에서, 한 쌍의 드라이버 자석(102a, 102b)이 플라이 휠(109) 내에 제공될 수 있다. 드라이버 자석(102a, 102b)이 센터 라인(CL3A, CL3B)를 따라 각각 제공될 수 있으며, 플라이 휠의 센터 라인(CL3)으로부터, 마찬가지로 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 정렬된 센터 라인(CL4)으로부터, 분리된다. 따라서, 한 쌍의 드라이버 자석(102a, 102b) 및 발생기 디스크(301)의 자석(301)의 자기장 압축이, 한쌍의 드라이버 자석(102a, 102b), 서프레서 자석(108) 및 발생기 디스크(301)의 자석(301) 사이의 특정 반발력을 제공하도록 변경될 수 있다. 도 11E에서 하나의 드라이버 자석(102)의 다각형 모양의 구조와 같이, 한 쌍의 드라이버 자석(102a, 102b)이 다각형 모양을 가질 수 있다. 또한, 도 11D 및 11E에 도시된 바와 같이, 거리(X)와 유사하게, 한 쌍의 드라이버 자석(102a, 102b)(마찬가지로 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 반대편 말단부에 인접한 다른 한 쌍의 드라이버 자석(102a, 102b))의 마주 대하는 표면 사이의 거리가, 한 쌍의 드라이버 자석(102a, 102b) 및 발생기 디스크(111)의 자석(301)의 특정 자기장 압축을 제공하도록 설정된다. 바람직하게는, 거리(X)가 0으로 설정될 수 있으나, 플라이 휠(109)과 발생기 디스크(111) 사이에 토크 슬립이 발생하지 않는 값으로 설정될 수 있다.

도 12에서, 발생기 디스크(111)의 사각형 자석(301)이 압축된 자기장 위치 밖으로 그리고 플라이 휠(109)로부터 떨어져 회전하기 시작하면서, 플라이 휠(109) 상의 가로로 긴 드라이버 자석(102)의 북극의 반발력에 의해, 그리고 플라이 휠(109)의 원주 방향 표면(S, 도 9에 도시됨)을 따라, MFP 내의 이전에 압축된 북쪽 및 남쪽 자기장의 자기력 완화(즉, 스프링 백)에 의해, 사각형 자석(301)의 북극이 강하게 밀려난다. 사각형 자석(301)이 플라이 휠(109)로부터 멀어짐에 따라, MFP 내의 북극의 탄성 복원력(spring back force)이, 발생기 디스크(111)의 사각형 자석(301)에 반발력을 부가한다.

다음으로, 도 10에 도시된 봐와 같이, 다른 초기 자석 압축 프로세스가 시작되고, 자기력 압축 및 완화 사이클이 반복된다. 따라서, 플라이 휠(109) 및 발생기 디스크(111)의 회전 움직임이 지속된다.

도 14는 본 발명에 따라 또 다른 플라이 휠을 나타내는 레이아웃 도면이다. 도 14에서, 플라이 휠(109, 도 1A-C에 도시됨)의 위에 설명된 특징 모두를 플라이 휠(209)이 포함하나, 거리(X) 만큼, 플라이 휠(209)의 원주 방향 표면(S)으로부터 떨어져 배치된 서프레서 자석(208)을 포함한다. 예를 들어, 거리(X)가 제 1 그루브(101)의 깊이보다 작고, 인접한 후방 플레이트(203) 사이에 배치될 수 있다. 드라이버 및 서프레서 자석(102, 301)의 상대적인 각 방향 변위(α,β)와 유사하게, 서프레서 자석(208)의 상대적인 위치 설정이 드라이버 자석(102) 사이에 배치된다. 따라서, 서프레서 자석(208)이, 플라이 휠(209)의 중심(C)을 향해 후방 플레이트(203)에 의해 전송된 드라이버 자석(102)의 남쪽 자기장을 추가로 변위 시킬 수 있다. 나아가, 서로 다른 드라이버 자석(도 4-7에 도시됨)이 도 14의 플라이 휠(209)에 포함될 수 있다.

도 15는 본 발명에 따라 또 다른 플라이 휠을 나타내는 설계도이다. 도 15에서, 플라이 휠(109, 도 1A-C에 도시됨)의 위에 설명된 특징 모두를 플라이 휠(309)이 포함하나, 거리(X) 만큼, 후방 플레이트(203)의 말단 부분으로부터 떨어져서 배치된 서프레서 자석(308)을 포함한다. 또한, 서프레서 자석(308)이 드라이버 자석(102)의 센터 라인을 따라 배치될 수 있다. 따라서, 서프레서 자석(308)이, 플라이 휠(309)의 중심(C)을 향해 후방 플레이트(203)에 의해 전송된 드라이버 자석(102)의 남쪽 자기장을 추가로 변위 시킬 수 있다. 나아가, 서로 다른 드라이버 자석(도 4-7에 도시됨)이 도 15의 플라이 휠(309)에 포함될 수 있다.

도 16은 본 발명에 따라 또 다른 플라이 휠을 나타내는 설계도이다. 도 16에서, 플라이 휠(109, 도 1A-C에 도시됨)의 위에 설명된 특징 모두를 플라이 휠(409)이 포함하나, 플라이 휠(409)의 중심(C)과 동심으로 배치된 서프레서 자석 링(408)을 포함할 수 있다. 따라서, 서프레서 자석 링(408)이, 플라이 휠(409)의 중심(C)을 향해 후방 플레이트(203)에 의해 전송된 드라이버 자석(102)의 남쪽 자기장을 추가로 변위 시킬 수 있다. 나아가, 서로 다른 드라이버 자석(도 4-7에 도시됨)이 도 16의 플라이 휠(409)에 포함될 수 있다.

도 17은 본 발명에 따라, 토크 컨버터를 사용하는 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 17에서, 본 발명에 따른 토크 변환 구성 사용하여 전력을 생성하는 시스템이 플라이 휠(109), 그리고 도 1, 14-16에 도시된 플라이 휠 중 어느 하나에 연 결된 샤프트(407)를 회전가능하게 구동하도록 다양한 주파수 모터 제어 드라이브(103)를 사용하는 전력 소스(101)에 의해 전력을 공급받는 모터(105)를 포함한다. 또한, 발생기 디스크(111)가 드라이브 샤프트(113)에 연결될 수 있으며, 발생기 디스크(111)의 회전이 드라이브 샤프트(113)의 회전을 일으킨다. 예를 들어, 드라이브 샤프트(113)의 세로 방향 축이, 드라이브 샤프트(107)의 세로 방향 축에 수직으로 배치될 수 있다.

도 17에서, 드라이브 샤프트(113)가 복수의 스테이터(117, stator)를 포함하는 전기 발생기의 로터(119, rotor)에 연결된다. 예시적인 발생기(generator)가 미국 특허 출원 제10/793,725호에 게시되며, 이는 전체가 참조문헌으로 포함된다. 구체적으로, 로터(1119)가 짝수 개의 자석을 포함하고, 각각의 스테이터(117)가 홀수 개의 코일을 포함한다. 여기서, 각각의 코일은 비정형 코어(amorphous core)를 포함한다. 비정형 코어는 전기 발생기의 동작 중에 열을 전혀 생성하지 않는다. 로터(19)의 회전에 의해, 전기 발생기가 다양한 변압기(121)로 출력되는 교류를 생성하고, 다양한 변압(121)의 출력이 로드(123)로 제공될 수 있다.

도 18은 본 발명에 따라, 다른 토크 컨버터를 사용하는 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 18에서, 복수의 발생기 디스크(111)가, 하나의 플라이 휠(109) 주위로 여러 개가 달리고, 플라이 휠(109)에 의해, 마찬가지로 도 1 및 14-16에 도시된 플라이 휠 중 어느 하나에 의해 구동된다. 여기서, 발생기 디스크(111)가 도 17에 도시된 구성과 유사한 AC 발생기에 각각 연결될 수 있다.

본 발명은, 스텔스 기술(stealth technology)에 적용하기 위한 구동 시스템 으로, 다양한 속도의 직접 구동 시스템을 위한 변형 예로, 펌프와 팬과 HVAC 시스템을 위한 구동 시스템으로, 모바일 전력 발생 소스 시스템에 적용하기 위해 변경될 수 있다. 나아가, 본 발명은 마찰이 없고, 기어가 없으며 /또는 유체 없는 트랜스미션(transmission)을 요하는 산업적, 상업적, 거주용 차량에 적용되도록 변경될 수 있다. 나아가, 본 발명이 내부 임펠러(impeller) 시스템을 필요한 만큼 구동하는 파이프를 통해 마찰 없는 유체 트랜스미션 시스템에 적용하기 위해 변경될 수 있다. 나아가, 본 발명은, 항공기 팬과 프로펠러를 위한 구동력 변속 시스템을 포함하는, 항공기를 위한 전력 시스템과 마찬가지로, 온 보드 차량 배터리 충전 시스템에 적용되도록 변경될 수 있다.

또한, 본 발명이 무중력 또는 낮은 중력 환경에 적용하도록 변경될 수 있다. 예를 들면, 본 발명이 스페이스 스테이션 및 행성간 운송 수단을 위한 전력 발생 시스템으로 사용될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 단지 예시와 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 설명된 형태로 한정하려는 것이 아니다. 따라서, 다양한 변화 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 자명하다. 또한, 이 명세서의 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서 정의된다.

Claims

토크 컨버터 장치에 있어서, 상기 토크 컨버터 장치는:

제 1 축에 대해 회전하는 플라이 휠을 포함하되, 상기 플라이 휠은:

원주 방향 표면으로부터의 제 1 반지름과, 제 1 곡률 반지름을 가지는 제 1 몸체 부분과;

상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 1 자석으로서, 상기 각각의 자석은 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배열된 제 1 말단부를 가지고 상기 복수의 제 1 자석의 상기 제 1 말단부 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 제 1 곡률 반지름과 유사한 제 2 곡률 반지름을 가지는, 상기 제 1 자석과;

상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 2 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치되는 상기 제 2 자석

을 포함하며, 그리고 상기 토크 컨버터 장치는,

상기 제 1 축에 대해 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 발생기 디스크를 포함하고, 상기 발생기 디스크는:

제 2 몸체 부분과; 그리고

상기 복수의 제 1 및 제 2 자석에 기계적으로 연결하기 위한 제 2 몸체 부분 내에 복수의 제 3 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 플라이 휠이 복수의 후방 플레이트를 더 포함하고, 각각의 상기 후방 플레이트는 복수의 제 1 영구 자석들 각각에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 플라이 휠이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면을 따라 배치된 고정 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 고정 링이 복수의 고정 링 부분을 포함하고, 상기 고정 링 부분 각각이 상기 제 1 몸체 부분에 고정된 복수의 부착 탭을 가지는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 부착 탭이, 상기 복수의 제 1 및 제 2 자석 사이에 제 1 몸체 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 부착 탭이, 잠금 장치를 사용하여 상기 제 1 몸체 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 복수의 자석의 제 1 말단부의 곡률 반지름이 상기 제 1 몸체 부분의 제 1 곡률 반지름과 동일한 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치된 복수의 제 2 자석 각각의 말단부의 곡률 반경이 제 1 몸체 부분의 곡률 반경과 동일한 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석 각각이 상기 자석의 제 2 말단부에서 제 1 말단부까지 일정한 지름을 가지는 실린더 형 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석 각각이 상기 자석의 제 2 말단부로부터 제 1 말단부까지 증가하는 지름을 가지는 점점 좁아지는 실린더 형 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석 각각이, 일정한 지름과, 상기 제 1 지름보다 작은 일정한 제 2 지름을 가지는 상기 제 1 말단부에 인접한 넥 부분을 가지는 몸체 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석 각각이 상기 몸체 부분에서 상기 넥 부분으로 변화되는 어깨 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발생기 디스크의 복수의 제 3 자석이 상기 제 2 몸체 부분의 제 1 센터 라인을 따라 대칭적으로 배치된 한 쌍의 제 1 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 발생기 디스크의 복수의 제 3 자석이 상기 제 2 몸체 부분의 제 1 센터 라인에 수직인 제 2 센터 라인을 따라 대칭적으로 배치된 한 쌍의 제 2 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 발생기 디스크가 상기 제 2 몸체 부분의 제 1 센터 라인에 수직인 제 2 센터 라인을 따라 대칭적으로 배치된 복수의 평형추(counterweight)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 제 2 자석이, 플라이 휠의 중심과 상기 복수의 제 1 자석의 최심부 면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 복수의 제 2 자석이 상기 복수의 제 1 자석에 대해 축 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 17 항에 있어서,

복수의 후방 플레이트를 더 포함하며, 각각의 후방 플레이트가 상기 복수의 제 2 자석 및 상기 복수의 제 1 자석 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 축에 대해 상기 플라이 휠을 회전시키는 샤프트에 상기 플라이 휠을 연결하는 잠금 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 잠금 시스템이 상기 플라이 휠과 샤프트의 주요 표면에 연결되는 샤프트 후방 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 플라이 휠로부터 소정 거리 만큼 떨어진 샤프트에 연결된 확장 플라이 휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 확장 플라이 휠이 상기 제 1 축에 대해 상기 샤프트의 각 방향 관성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 몸체 부분이 상기 제 1 및 제 2 몸체 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발생기 디스크가 전기 발생기의 로터(rotor)에 연결되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 스테이터가 한 쌍의 스테이터 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 로터가 짝수 개의 자석을 포함하고, 상기 각각의 스테이터가 홀수 개의 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 각각의 코일이 비정형 코어인 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 비정형 코어가 열을 생성하지 않는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 축에 대해 회전하는 제 1 몸체로부터, 상기 제 1 축에 대한 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 제 2 몸체로 회전 운동을 전달하는 토크 컨버터 장치에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 몸체가 갭 만큼 분리되고, 상기 제 1 및 제 2 몸체 중 하나는:

복수의 방사형으로 장착된 제 1 자석과;

상기 복수의 제 1 자석의 최심부 말단부에 인접하게 각각 배치된 복수의 후방 플레이트와; 그리고

상기 각각의 후방 플레이트와 균등하게 떨어져 배치된 자석 링을 포함하되,

상기 후방 플레이트가 상기 복수의 방사형으로 장착된 자석과 상기 자석 링 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 자석 링이 상기 제 1 및 제 2 몸체 중 하나의 중심을 향해 상기 복수의 제 1 자석의 자기장을 변이 시키는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터 장치.
제 1 축에 대해 회전하는 제 1 몸체로부터, 상기 제 1 축에 대한 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 제 2 몸체로 회전 운동을 전달하는 방법에 있어서, 상기 방법은:

상기 제 2 몸체에 장착된 복수의 제 2 자석 중 하나 이상을 이용하여, 상기 제 1 몸체에 방사형으로 장착된 복수의 제 1 자석의 자기장을 압축하는 단계와; 그리고

상기 제 2 몸체로 상기 제 1 몸체의 회전 운동을 전달하도록 상기 복수의 제 1 자석의 압축된 자기장을 완화하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 자기장을 압축하는 단계가, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 자석의 전단면을 따라 위치한, 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석과, 그리고 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 자계선 내에 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 자계선을 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 자기장을 완화하는 단계가, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 전단면을 따라 위치한, 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석과, 그리고 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 자계선으로부터, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 자계선을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 자기장을 완화하는 단계는, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상으로 반발력을 제공하도록 상기 제 2 몸체에 장착된 복수의 제 3 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 몸체가 갭에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 제 1 축 및 상기 제 2 축이 동일 평면에 존재하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 자기장 압축 및 완화 단계가, 복수의 제 2 자석과, 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석 사이의 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 센터 라인과 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 센터 라인이 평행한 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 38 항에 있어서,

상기 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 센터 라인과 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 센터 라인이 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 38 항에 있어서,

상기 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 센터 라인과 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 센터 라인이 일치하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 인터페이스가 서로 다른 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
제 41 항에 있어서,

상기 서로 다른 구조가 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 실린더 형 표면과 상기 복수의 제 2 자석의 하나 이상의 평평한 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 전달 방법.
전력을 발생하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은

모터와;

제 1 축에 대해 회전하는 플라이 휠을 포함하되, 상기 플라이 휠은:

원주 방향 표면으로부터 제 1 반지름과 제 1 곡률 반지름을 가지는 제 1 몸체 부분와;

상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 1 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치된 제 1 말단부를 포함하고, 복수의 제 1 자석의 제 1 말단부 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 제 1 곡률 반지름 과 유사한 곡률 반지를 가지는 상기 제 1 자석과;

상기 제 1 몸체 부분에 장착된 복수의 제 2 자석으로서, 각각이 상기 제 1 몸체 부분의 원주 방향 표면으로부터 떨어져 배치된 상기 제 2 자석을 포함하되,

상기 시스템은, 상기 제 1 축에 대해 각 방향으로 이동된 제 2 축에 대해 회전하는 발생기 디스크를 포함하고, 상기 발생기 디스크는:

제 2 몸체 부분과; 그리고

상기 복수의 제 1 및 제 2 자석에 기계적으로 연결된 제 2 몸체 부분 내에 복수의 제 3 자석을 포함하며,

상기 시스템은 상기 발생기 디스크 중 하나 이상에 연결된 하나 이상의 전기 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 몸체가 제 1 축 및 제 2 축에 대한 회전 운동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 44 항에 있어서,

상기 회전 운동이, 하나 이상의 복수의 제 2 자석을 사용하여, 상기 복수의 제 1 자석의 자기장을 압축하는 것과, 상기 제 2 몸체로 상기 제 1 몸체의 회전 운동을 전달하도록, 상기 복수의 제 1 자석의 압축된 자기장을 완화하는 것을 특징으 로 하는 전력 발생 시스템.
제 45 항에 있어서,

상기 자기장을 압축하는 것이, 상기 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 자계선을, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 전단면을 따라 위치한 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석 및 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 자계선 내에 배치하는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 45 항에 있어서,

상기 자기장을 완화하는 것이, 상기 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 자계선을, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 전단면을 따라 위치한 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석 및 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 자계선으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 45 항에 있어서,

상기 자기장의 압축 및 완화가 상기 복수의 제 2 자석 중 하나 이상과, 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석 사이의 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 48 항에 있어서,

상기 인터페이스가 서로 다른 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 48 항에 있어서,

서로 다른 구조가, 상기 복수의 제 1 자석 중 인접한 자석의 실리더 형 표면과, 복수의 제 2 자석 중 하나 이상의 평평한 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 몸체가 갭에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 제 1 축 및 제 2 축이 동일 평면에 존재하는 것을 특징으로 하는 전력 발생 시스템.
방사형으로 배치된 복수의 제 1 자석과, 상기 방사형으로 배치된 복수의 제 1 자석과 다른, 방사형으로 배치된 복수의 제 2 자석을 가지는 몸체 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 53 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석 및 제 2 자석 각각이, 상기 플라이 휠의 몸체 부분의 반지름과 유사한 곡률 반지름을 가지는 제 1 말단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 54 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석이 일정한 지름 또는 점점 좁아지는 지름을 가지는 몸체 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 54 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 자석이 상기 제 1 말단에 인접한 넥 영역과, 상기 제 1 말단의 반대편의 몸체 영역과, 그리고 상기 제 1 말단과 상기 몸체 영역 사이의 어깨 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 56 항에 있어서,

상기 넥 영역의 지름이 상기 몸체 영역의 지름보다 작은 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 57 항에 있어서,

상기 어깨 영역이 상기 몸체 영역에 대해 일정한 각도로 기울어지는 것을 특 징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 57 항에 있어서,

상기 어깨 영역이 상기 몸체 영역에 대해 수직인 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 53 항에 있어서,

상기 방사형으로 배치된 복수의 제 1 자석의 각각이 한 쌍의 동일한 자석 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.
제 53 항에 있어서,

상기 복수의 방사형으로 배치된 제 1 및 제 2 자석 사이의 차이점은, 자기 강도, 크기, 구조, 및 상기 몸체 부분 내의 위치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 전달 시스템의 플라이 휠.