KR20140143666A - 영구자석 동력기관 - Google Patents

Abstract

일반적으로 쌍극자(N, S)를 이루는 영구자석은 힘의 평형(균형)으로 인하여 연속적인 운동을 하는 동력장치(또는 동력기관)의 제작이불가능 하다고 알려져 있다. 따라서 본 발명에 있어서는 자석 힘의 균형을 잃게 하기 위하여,자석(또는 자성체)의 가공(절단,성형)을 직각내의 기울기로 하여 자기력 방향은 전면N,배면을 S극으로 착자하여 이를 초입부(V)와 자석의 끝단(End)으로 구분하여 회전자석(Ma)과 고정자석(Ma2,Ma22)간을 NS또는 NN.SS 극으로 대항시켜서 연속적인 운동을 유도하는 영구자석 동력기관에 관한 것이다.

Description

영구자석 동력기관 {The Permanent Magnet Power Machine}

본 발명은 운동자(Ma)와 고정자(Ma2)를 영구자석으로 형성하여 힘(에너지)을 창출하거나 증폭하는 영구자석 동력기관에 관한 것이다.

통상적으로 수력,풍력,태양열,조력,지열 등을 이용한 동력기관들이 많이 사용되고 있지만 이들은 모두 변화의 폭이 심한 자연환경에 의존하므로 지속성이 없거나 면적당 에너지원의 밀도가 낮아 부피와 중량이 커지는 등의 문제가 있다. 또 다른 기관으로는 전기를 이용하는 모터나 인위적 열을 사용하는 내,외연기관과 원자력 등이 있지만 이들은 모두 소모성이 빠른 고가의 에너지원의 투입과 많은 운용장치를 필요로 하고 있어 경제성이 낮거나 환경을 오염시키는 문제가 있다. 그래서 이를 해결하기 위하여 중력이나 영구자석을 이용한 연속동력기를 제작하려는 시도가 많았지만 힘의균형(평형)으로 인하여 아직까지 한 번도 성공한 예는 없었다.

일반적으로 영구자석의 자극은 N극과 S극의 쌍 극을 형성하고 있고 이를 아무리 작게 분해해도 극이 분리되지 않는데 그것은 자구를 형성하는 원자 자체가 N,S를 이루는 쌍 극을 형성하고 있기 때문이라고 밝혀져 있다. 그리고 힘이 전,후 좌,우 면의 작용하는 인력과 척력의 합이 같으며 거리로는 제곱에 반비례하며 작용하며 항상 균형을 이루고 있다. 따라서 이러한 균형으로 인하여 연속적인 운동을 하는 장치나 기관의 제작이 불가능한 것으로 알려 져있다.

따라서 본 발명에서는 자석의 불균형을 이루기 위하여 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체) 이 자석의 가공(절단,조각,성형)은 이방성(또는 등방성) 자석제조공정에 따라, 자화용이방향을 직각(수직)으로 기준 할 때, 직각 내(90°이하, ＋,― 0°이상의 사이 각 내)의 기울기로 가공되고, 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자 한 자석, 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고 회전자석(Ma)에 회전축(SHAFT)을 형성하여 이 둘(회전자석,고정자석) 간을 대항하게 하여 연속적으로 운동하게 하는 영구자석 동력기관을 특징으로 한다.

본 발명은 한번 자계를 넣으면(착자) 자기력이 장기간 유지되는 영구자석 또는 반영구자석을 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)로 사용하므로 에너지가 창출되거나 증폭되는 효과가 발생한다. 그러므로 본 발명은 연속동력에 해당하는 동력기관이 될 수도 있을 것이다.따라서 이를 발전기, 자동차, 트랙터, 선풍기, 에어콘, 냉장고세탁기 등에 직접적인 대체동력원으로 사용할 수도 있음은 물론 그 외에 동력을 필요로 하는 모든 것에 변환응용이 가능하다. 또한 본 발명은 폐기물이나 공해가 거의 없으므로 기존의 그 어떠한 동력기관이나 에너지원과의 대체가 용이하며 제작비 등이 저렴하여 그 응용분야는 무궁무진하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 기본 평면도.
도 2는 본 발명의 또 다른 예의 사시도.
도 3은 본 발명의 또 다른 예의 평면도.
도 4는 도 3의 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 예의 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 예의 평면도.
도 7은 본 발명의 것을 복수 개로 한 예의 평면도.
도 8은 도 7의 사시도.
도 9는 본 발명의 이론을 설명하기 위한 자석의 극 방향 평면도.
도 10은 본 발명을 실현하기 위한 자기력형성(착자)의 방법예시 평면도.
도 11,14는 본 발명의 자석 자기력 상태 평면도.
도 15는 본 발명의 예의 사시도.
도 16,17은 본 발명의 또 다른 예시도.
도 18,20은 본 발명의 필요한 자성체(자석)의 가공 원리를 쉽게 표현한 평면도.
도 19는 본 발명의 착자의 예를 표현한 평면도.
도 23은 본 발명에 따른 자성체(자석)의 가공방향의 수직,수평을 설명하기 위한 설명도.
도 24,25는 본 발명의 기본적인 이해를 돕기 위한 설명도.
도 26,27은 본 발명의 자석의 극을 선으로 표시한 사시도와 평면도.
도 28은 본 발명의 또 다른 예를 도시한 평면도.
도 29는 본 발명의 또 다른 예의 사시도.
도 30은 본 발명의 평면도.
도 31은 본 발명의 사시도.
도 32는 기존(OLD)의 자화용이방향(이방성)과 본 발명(NEW)의 자화용이 방향의 비교도.

참고로 설명의 내용을 간략하게 하기 위하여 하기에 설명되는 회전자(또는 회전자석)는 Ma로 고정자(또는 고정자석)는 Ma2로 설명하는데 영문은 빼고 설명될 수도 있다. 그리고 하기에 사용하는 착자화나 착자는 같은 뜻의 용어임을 참고한다. 일반적으로 자석의 자기력은 같은 극(NN (SS)간에는 척력이 다른 극(NS)(SN)간에는 인력이 거리 제곱에 반비례하며 작용한다. 그리고 이들은 아무리 작게 분해하여도 단 극으로의 분리가 불가능하다. 따라서 힘의 균형이 항상 일정하므로 이를 이용한 연속적인 운동을 시키는 기관의 제작이 불가능한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 우선 기존의 자기력이 원을 그리는 즉, 자기장이 N극에서 나와 S극으로 향한다고 가정하고 두 자석 간의 힘의 작용을 자세히 살펴본다. 참고로 도 11,12의 도시 한 화살표의 경우 방향이 같을 때(←,←)는 진행방향(운동방향 또는 회전방향)으로의 인력을 뜻하는 것이고, 화살표가 서로 다른 방향(←,→)일 때는 진행방향(운동방향 또는 회전방향)으로의 척력이 작용하는 것을 뜻한다. 먼저 도, 9의 a와 같이 길이방향으로 일정크기를 갖는 두 개의 자석을 서로 다른 극(NS)을 정면으로 대항하면 인력이 작용한다. 다음, 이를 측면 끝으로 이동하는 상태 즉, 상기 두 개의자석이 정면으로 겹쳐진 상태에서 임의적인 힘을 가하여 측면 밖으로 이탈시키려하면 자석이 체적 밖으로 안 나가려는 힘이 작용한다(도 9의a →,화살표). 다음 이 자석을 강제로 측면의 밖으로 이탈된 위치에 놓으면 이때는 공간 밖으로 밀어내려는 힘이 작용한다(도 9의a ←,화살표). 이러한 상황은 같은 극(NN,SS)인, 도 10의 c의 경우에도 인력과 척력의 역 활만 반대일뿐, 똑같은 힘이 작용하며 균형 또한 같다. 그러나 자석의 가공(절단,성형,조각 등등)방향을 도18 ,20,23,32의 NEW 와 같이 직각내의 기울기로 가공하여 착자 ( 도 19)하면 도 26,27의 형태의 자극이 형성된다. 이렇게 완성된 고정자석( Ma2 )과 회전자석( Ma )을 입구(V)와 출구( End )를 기준 하여 이둘(회전자와 고정자) 간을 나란히 대항(도,22)시키면 체적 내의 중심 지점을 제외하고는 모두 화살표방향이 된다(도 9b, 10d,11의 화살표참고) 즉, 도 9의a의 입구지점에서 밀어내던 척력(→)이 진행방향(회전방향)으로 인력(←)이 되고 출구 지점에서도 척력이 되어 전체적으로 균형이 깨지는 상황이 된다. 이러한 상황은 NS(인력)나 NN(척력)으로 하여도 같아진다. 따라서 본 발명에서는 이러한 자석으로 연속적인 운동으로 유도하기 위하여 먼저 네오디뮴,페라이트,사마륨, 알리코,Fe등의 자석(자성체)을 도 1, 2, 3, 4,5,6,7,8,9b,10d,11,12,13,14,15,16,17,22,30,31과 같이 자화 용이 방향 축이 기울기(＋,―90°미만, 0°이상의 사이 각)방향(도 32의 NEW)으로 가공(절단,조각,성형)하고 N,S극을 형성한 자석들을 고정자(Ma2)는 고정하고 회전자(Ma) 회전축(SHAFT)을 형성하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관이나 또는 일정크기를 갖는 하나 이상의 자성체(자석)를 자석의 가공(절단,조각,성형)은 이방성 자석제조공정에 따라, 자화 용이 방향을 직각(수직)으로 기준 할 때, 직각 내(＋,―90°미만, 0°이상의 사이 각)의 기울기로 가공(도 18,23,32 NEW)되고, 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자한 자석, 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 이 둘(회전자석,고정자석) 간을 대항하게 하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관 또는 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체) 이 자석의 가공(절단,조각,성형등)은 이방성 자석제조공정에 따라 자화용이방향을 수평으로 기준 할 때, 직각 내(90°이하, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기로 하고, 이 자석의 극 방향은 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자한 자석, 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고 회전자석(Ma)에 회전축(SHAFT)을 형성하여 이 둘(회전자석,고정자석) 간을 대항하게 하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관과 , 또는 등방성 제조공정(도면 생략)에 따라 제조된 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체)이 자석의 가공(절단,조각,성형등)은 직각 내(＋,―90°미만, 0°이상의 사이 각)의 기울기로 하고, 이 자석의 극 방향은 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN,NN,SS)으로 착자한 자석, 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고 회전자석(Ma)에 회전축(SHAFT)을 형성하여 이 둘(회전자석,고정자석) 간을 대항하게 하여 연속적으로 운동하게 하는 영구자석 동력기관을 특징으로 한다. 참고로 하기에서 설명되는 NS,SN의 방향은 착자 할 때의 기준을 말하는데 그 이유는 본 발명의 과정으로 완성된 자석은 통상적으로 사용하는 계측방법으로는 전혀 다른 힘의 방향이 될 수도 있기 때문인데 구체적인 극의 구분은 대각선의 형태가 된다(도 26,27). 이하 첨부한 도면을 참고하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 자석들의 모형은 회전반경을 감안한 라운드(굴곡된 자석)형과 유사한 모형으로 제작하는 것이 바람직하다. 그리고 본 발명에서 필요한 자기력을 얻기 위해서는 자석(자성체)은 다양한 방법으로 가공할 수 있는데. 첫 번째로는 자성체의, 자화 용이 방향을 기울기방향(＋,―90°미만, 0°이상의 사이 각)으로 가공(절단,조각,성형 등)하고; 이 자성체의 극을 N,S(또는 S,N)로 착자 한 일정크기의 회전자석(Ma)과 고정자석(Ma2); 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고, 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관. 또는 자화 용이 방향 축이 기울기(＋,―90°미만, 0°이상의 사이 각)각 내에서 제작(절단,조각,성형등)된 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체), 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자한 회전자석 또는 고정자석; 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고, 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관이나, 또는 이방성 자석제조공정에 따라 자화용이방향이 직각(수직)일때, 가공(절단,조각,성형등)을 직각내(90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각 내)의 범위 안에서 가공한 자석(자성체) 또는 이방성 자석제조공정에 따라 자화용이방향이 수평(0°)일때, 가공(절단,조각,성형등)방향을 직각내(90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각 내)의 범위 안에서 가공한 다음 이를 도 19와 같이 착자 한다. 이렇게 제작한 자석들을 도 22와 같이 초입부(V)와 자석의 끝단(End)을 기준 하여 완성된 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)를 회전자에 회전축(SHAFT)을 형성하고 고정자는 고정해서 이 둘 간 (도, 5)을 대응케 하되 회전자를 Start Point(도, 5,22)부근에 놓으면 회전자는 빨강 화살표 방향으로 회전(또는 운동)하게 된다. 그러나 이때 자석의 체적중심에 있는 하나의 인력(또는 척력)은 그대로 남게 된다. 즉, 측면(양끝)의 있던 두 힘은 모두 진행 방향으로 변환되었으나 한 구간(중심)의 힘은 진행방향(회전)에 상응하는 저항이 존재하므로 스타트가 일정한 지점(도 5, 22 Start Point)에서만 되는 불편이 따르게 된다. 따라서 이를 보완하기 위해 도 6과 같이 자석을 복수로 설치하거나 또는, 도 2와 같이 복층으로 형성하여 이를 해결하는데 이러한 경우를 예로 하여 상세히 설명한다. 자석의 제조는 상기의 방법으로 제조하되 극이 같은 극으로 즉, 착자의 기준시 척력(NN,SS)의 힘을 추가하고 이들을 하나의 회전축(SHAFT)에 회전자석(Ma)과 고정자석(Ma2)을 복수의 2 층(격층) 구조로 하여, 한 층은 인력(상층의 NS)이 작용하는 구조로 하고 다른 한 층은 전자의 것과 역으로 대항하게 하는 즉, 자석의 극을 같은 극을 NS,SN,NN;SS)으로 형성하여 중간(자석들간의 체적 내)에서 존재하는 인력과 척력을 서로 상쇄되게 하고 나머지 출구(좌측 끝)와 입구(우측 끝)에서 작용하는 인력과 척력을 알짜 힘으로 사용하는 것이다. 이럴 경우 운동자(Ma)의 진행방향의 힘은 모두 2곳(도 12의 점선 화살표)에서 발생하므로 출력도 강하고 스타트가 어느 위치에서나 가능하고 진동이 작아지는 것이 특징이다. 참고로 도면에서는 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)가 격층(2층)으로 대칭을 이루고 있으나 이럴 경우 정면의 인력과 척력이 한 방향으로 쏠리게 되어 회전축 마찰이 심해질 수 있다. 따라서 양산을 할 경우에는 자석들이 격층을 이루게 하되 상하, 좌우의 위상을 같게 하여 한쪽으로 쏠리는 힘을 최소화하는 것이 바람직하다. 다음은 도 4의 경우를 상세히 설명한다(도 3은 도 4의 평면도이므로 이것에 대한 설명은 생략한다). 상기와 같이 입구와 출구를 구분하여도 회전자(Ma)가 직선운동을 하지 않고 원운동을 하기 때문에 거리가 좀 떨어진 입구에서는 자기장이 포물선의 형태이므로 약간의 저항이 발생할 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 회전자(Ma)가 입구에 위치되면 고정자(Ma2)나 회전자(Ma)가 약간의 스핀(SHAFT2)을 하게 하고 이것의 제어 정도(스핀정도)는 자세 제어막(2)을 설치하여 이를 조절할 수 있는데 이때 스핀축(회전축)의 형성은 자석 중의 하나(본 발명에서는 고정자)를 끝에 홈을 형성하여 그것에 반 회전축인 파이프나 막대가 자유롭게 움직일 수 있도록 끼워서 형성한다. 다음은 도 8의 구조의 경우를 상세히 설명한다(도 7은, 도 8의 평면도이므로 상세한 설명은 생략한다). 이것은 하나의 자석 힘을 최대한 이용하여 강력한 출력을 유도하기 위한 것이다. 자석의 힘(자기장)은 전면과 배면으로 작용한다. 따라서 이 힘을 다 이용하는 것이 바람직 한데 이때의 자석을 격층으로 하거나 앞뒤(전면,배면)로 설치하더라도 자석의 극 방향은 상기의 것들과 같거나 유사하게 설치하여야한다. 또한 출력을 더욱더 크게 하기위해서는 고정자(Ma2)나 운동자(Ma)를 지그재그의 상당히 많은 복수의 격층이 필요할 수도 있겠으나 이는 용도나 규격에 따른 선택적 상황이므로 더 이상의 설명은 생략한다. 다음은 제작방법에 관하여 간단히 설명한다. 먼저 고정자석(고정자,Ma2)을 견고한 금속재질이나 비금속 재질로 된 부품지지대(23)와 체결하여 고정틀(도면생략)에 고정하는데 이때 고정자(Ma)를 부품지지대(23)를 사용하지 않고 직접 고정 틀에 고정하여도 무방하다. 고정 틀 역시 견고한 금속재질이나 비금속 계열의 것이 바람직하다. 고정이나 체결 방법으로는 점착제 또는 용접이나 볼트나 너트 등을 이용하거나 함체에 넣고 고정한다. 다음 회전자석(회전자,Ma)을 회전 지지대(1)와 체결한다. 이 역시 체결 방법으로는 상기와 같거나 유사한 방법을 이용한다. 다음 이렇게 한 것을 회전축(SHAFT)과 체결하는데, 이때 회전축은 베어링 등과 함께 결합하여 고정 틀에 끼우는 것이 바람직하다. 이 역시 체결 수단은 상기와 같거나 유사하게 하면 된다.이렇게 한 다음 고정자(Ma)와 회전자(Ma)가 평행하게 하도록 끼우면 완성하게 되는데 이때 상기의 회전축(SHAFT)의 반경은 고정자와 회전자가 최대한으로 가깝게 되도록 제작하여 힘의 손실을 최소화하는 것이 바람직하다. 그리고 체결수단이나 결합방법에 있어서, 그 과정이나 과정 물(재료)은 생략이나 다른 재질로 대체가 얼마든지 가능하다. 따라서 이는 본 발명을 실현하는 데에 있어서 하나의 선택적 수단에 불과하므로 그러한 것을 변형하거나 응용하는 것은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 취급하는 것이 당연하다 할 것이다. 참고로 본 발명에서 설명된 영구자석은 한번 착자하면 자기력이 오랜기간 유지되는 자석을 지칭하는 것이지 자기력이 무한영구적으로 지속 되는 것을 뜻하는 것이 아니다. 따라서 이는 전자석도 포함한다고 볼 수 있다. 또한 본 발명에서 부수적으로 필요할 수 있는 공지의 각종전자제어(정지,시작)나 자동화 등을 본 발명과 결합하는 것 역시 본 발명의 범주에 속하는 것으로 취급한다. 참고로 다음은 평면도인 도 12를 참고하여 힘의 세기와 상쇄 등을 좀더 자세히 설명한다. 도 15의 H는 사시도 도 2,14의 격층 구조중의 상층(2층)에 설치된 것이다. 이 둘(1,2층 회전자Ma)의 자석은 하나의 회전축에 체결된 상태로 작동하는 것을 설명한다. 그리고 도 12,14의 평면도에서 표시한 영역이나 화살표는 1,2(상,하부)층의 자석이 서로 상쇄거나 저항지점 등의 구간을 도시한 것일 뿐 실제 회전자나 고정자의 위치상황은 이것과 다를 수 있다. 그리고 모든 도면의 빨강 굵은 화살표는 회전자(Ma)의 운동방향이다. 이 도를 보면 알듯이 상쇄된 힘을 빼더라도 전체적으로 점선 화살표가 상,하(도 12,14)로 하나씩 남는다. 바로 이 힘이 전체적인 알짜 힘(출력)이 되는 것이다. 그리고 도 12의P는 본 발명에서 사용되는 자석의 극(자기력방향)을 다른 위치에서 본 것을 설명하기 위하여 도시한 것이다. 예를 들어 본 발명이 표시한 사시도의 자석들은 모두 수평으로 놓인 상태의 자석 극을 표시했는데 이 경우는 수직 방향의 상태를 표시한 한 것이다. 특히 도 18의 사시도는 본 발명의 격층구조의 것을 좀더 쉽게 설명하기 위하여 표시한 것이다. 또한 본 발명과 발전기를 겸하기 위해서는 본 발명의 회전자(Ma)주위에 자기유도 코일을 배치하여 직접적인 전기생산이 가능함은 물론이다. 그리고 도 5와 같이 시작점(Start Point)을 정해서 스타트시켜도 되지만 그렇지 않을 경우 처음에 임의로 힘을 가하여 스타트시켜도 가능하다. 그러나 2층 구조로 한 복수의 경우는 스타트가 어느 위치에서나 가능하다. 다음은 본 발명의 구체적인 실시의 예를 도 30을 참고하여 더욱더 상세하게 설명하는데, 본 발명의 실시 예의 따른 구현을 좀더 쉽게 하기 위해서 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)로 사용할 자석(자성체)의 재료는 비교적 자기력이 강한 네오디뮴, 일명 ND자석(자성체)으로 하였다(참고로 모든 설명에서 자석과 자성체를 함께 언급하고 있는데 그 이유는, 가공(절단,조각,성형등)의 과정 설명의 필요성과 다른 하나는 완성된 자석의 사용방법의 설명이 필요하기 때문인데, 하기에서 설명되는 자석이라 함은 자기장이 착자된 완성체이고 자성체는 자기장이 없는 미완성체를 말한다. 실시의 예는 회전자(Ma)는 도 18과 20,23과 같이 이방성제조 공정을 거친 큰 자성체(Y)를 기울기(＋,－90°)방향으로 가공하여 착자(도 22) 한 것을 도 30과 같이 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)를 본 발명의 자석제조방식에 따른 자석을 제작 고정하여 실현하였다. 자석(자성체)의 두께는 모두(회전자와 고정자)7mm하고 폭은 10mm로 하였다. 회전자의 크기와 모형은 도 18,19,20의 표시한 바와 같이 이방성공정에 따른 자석(자성체)(Y)에서, C형으로 절단하여(도 19나 21,24 Ma,Ma2,Ma2), 이를 다시 약 9mm(도 19)의 크기의 작은 부분환원형태의 자성체를 전면N, 배면이S, 또는 그 반대로 착자한다. 이렇게 착자된 자석을 필요에 따라서는 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)의 체적중심의 바깥 부분의 저항이나 힘의 솔림현상을 상쇄하기 위하여 회전축은 하나로 하고 회전자와 고정자를 반대의 극으로 하는 즉, 한번 더 반대로 놓고 착자한다. 이렇게 준비한 회전자(Ma)는 일정 길이의 회전축(SHAFT)을 형성하고 고정자(Ma2)는 고정(전체 도면의,23)해야 하는데 이때 고정자(Ma2)들 간의 이격 거리는 자석(회전자,고정자) 길이와 같은 9mm의 간격(공간)을 두고 고정하는데 이때 고정자의 수는 역자기력을 상쇄하기 위하여 그 수를 홀수로 배열고정하는 것이 바람직하다.다(참고로 도 31,32의 경우 11개의 고정자와 2개의 회전자로 구성하였다. 그러나 고정자 3개,회전자 2개 이상이면 충분하다. 그러나 2층 구조로 하면 이것들의 배의 수가 필요하다). 그리고 고정할 때 각각의 인력(다른 극)과 척력(같은 극)에 따라 회전자(Ma)와 고정자(도30,Ma2)간의 대항하는 방향이 서로 다르므로 주의한다. 이 대항의 순서는 도 22의 초입부(V)와 끝단(End)으로 표시하였다. 이렇게 완성된 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)를 고정자는 케이싱을 하거나 함체에 넣고 이를 고정틀 또는 몸체에 나사나 용접 또는 점착제로 고정하고,회전자(Ma)를 회전축(금속체 또는 비 금속 체로 된 파이프형 등의 회전축으로 하거나 또는 회전자 자체의 회전축을 형성)형성하여 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)간을 대항시키면 회전자(Ma)가 연속적으로 회전하게 된다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면 회전축(SHAFT)은 하나로 하되, 위상은 같게 하는 이층구조로 했는데 이때 상하의 이격 거리를 약 120mm정도로 간격을 두고 설치하였다(유사도면 도15 참고). 이 경우 자석 체적의 중심부분을 제외하고는 스타트가 어느 위치에서나 가능한 것이 특징이다. 이상에서 설명한 실시 예에서의 모든 것은 어디 까지나 본 발명의 실현을 좀더 쉽게 하기 위한 수단으로 실시했거나 설명되었다. 따라서 도면에 표시한 수치,수량 또는 구성들은 참고만 할 뿐 많이 다르게 하여도 상관없다. 그러므로 실제 양산에 있어서는 사용 용도에 맞게 얼마든지 응용변경이 가능하며, 자석의 길이나 두께도 용도 또는 요구되는 속도나 파워에 따라 얼마든지 변형이 얼마든지 가능하다. 또한 원의 크기도 용도에 따라 상당히 달라질 수 있음은 당연하고 회전자(Ma)와 고정자(Ma2,Ma2)모형의 선택도 하나만 원의 형태이고 다른 하나는 직선형이어도 상관이 없고 둘 다 직선형이어도 상관이 없는 즉, 이러한 모든 것들은 선택적인 것에 해당할 것이다. 따라서 이를 변형응용하거나 공지기술을 추가, 또는 결합하는 그 어느 기술도 본 발명의 사상범주에 속한다 할 것이다. 그리고 도시한 도면이나 실시 예의 있어서는 자석의 모형이 모두 직사각형 형태로만 표시되었고 모형도 크게 제시되었는데 양산시에는 길이가 상당히 짧아도 힘은 거의 같으므로 이를 감안한다. 또한 자기력저항 또는 공기저항을 줄이기 위하여 자석의 모형을 마름모꼴 ( ◇ )이나 올록,볼록형태의 빗각,또는S자 라운드형 자석으로 대체하여 이를 해결할 수도 있을 것이다. 그리고 효율적인 착자를 하기 위해서는 상,하 착자 하거나 또는 부분환원형의 자성체를 직선(19,20의Z)으로 자기력을 발생시키거나 원(24의 ZZ)의 방사 형태로 자기력을 발생시키는 요크를 선택하여 착자하는 등의 방법이 있을 수 있으나 이들은 모두 극(N,S)이 반대가 되는 즉, 전 배면으로 뒤집어서 착자가 가능함은 물론인데 이때 착자시의 초입부분(V)과 끝단(End)부분 또한 반대가 됨은 당연하므로 제작시나 구성시 참고한다. 그리고 착자의 기준점도 자성체의 모형이나 자화용이방향의 공정선택에 따라 각도나 방향이 달라질 수 있음은 물론인데, 이러한 모든 것들은 선택적인 문제이기 때문에 상세한 설명은 생략한다. 그리고 상기에서 자성체를 쉽게 착자 하기 위해서는 홈이 파인 고정판이나 고정대를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 참고로 도면의 Y는 자화용이축을 형성한 일정크기의 큰 자석일 수도 있고 자성체일 수도 있다. 그리고 본 발명에 따른 힘의 세기는 길이와는 전혀 상관이 없고 두께와 폭으로만 비례한다. 따라서 길이 정도나 방향 각도 등의 모든 수치는 참고만 하고 양산시에는 길이를 상당히 짧게 하여야 제작비를 낮출 수 있다. 또한 상기의 앞면(전면)이나 배면(이면)외에 선,후면(도 13)을 지칭하는 즉, 길이방향으로 N,S가 대항하는 것일 수도 있다. 참고로 상기의 자석(자성체)의 제조는 절단,조각,재단은 물론 성형도 가능하다. 그리고 도 28은 회전자와 고정자간이 일정부분에서 상존하는 역방향(저항)의 힘을 상쇄하기 위하여 설치한 것인데, 이는 하나의 예를 들은것에 불과하다. 그러므로 상쇄구간의 부분이나 길이, 크기 또는 자석의 방향(NS,NN,SS) 등은 다르게 설치하여도 상관없고 층이나 위상을 달리하여도 무방하다. 도 29는 자석의 방향을 척력(NN,SS)으로 했을 경우의 실시 예를 도시한 것이다. 도 26,27은 본 발명에 따른 자석의 자기력선의 형상을 표시한 것인데 그 형상의 정확한 표시는 예를 들어 자석의 두께가 7mm로 했을 경우 약 3.5mm정도에서 완전한 대각선의 형태의 자기력이 형성된다. 따라서 이를 토대로 효과적인 자석의 크기를 정활 수 있는데 예를 들어 두께가 7mm 정도의 자석이라면 길이가 약 3.5mm 정도면 충분하다. 그러므로 도면(도 26,27)에 표시된 대각선은 약간 잘못 되 있음을 참고한다. 그리고 도 30과 31을 제외한 다른 모든 도면들은 본 발명의 이론을 이해하기 위한 수단으로만 참고하고 실제 제작은 도 30과31, 또는 대표 도만 참고하여 제작하여야한다. 도30과 31의 경우 고정자 지지대(23)의 표시가 빠져있는데 이는 자체의 판이나 케이스에 일체 고정한 것으로 이해하면 될 것이므로 표시를 생략한 것이다.

Ma(Magnet);회전자(회전자석 또는 운동자석). Ma2(Magnet2);고정자(고정자석). Ma3;상쇄자석. SHAFT;회전축(운동축). 1;회전지지대(또는 회전지지수단). SHAFT2;반회전자축(또는 반 회전 샤프트,스핀축). 2;고정자 자세 제어막. 23;고정자(또는 부품)지지대. 빨강 원 화살표;회전자 또는 운동자의 진행방향). NS,NN,SS;자석의 극. G;자성체 또는 자석의 빗각(빗면). 1층,2층;하부.상부. Start Point;시작점(출발점). Box;함체, 또는 결합수단. mm,°;크기나 각도의 수치. A,B;자성체(자석소재에 자기력을 넣기 전의 상태 또는 착자전 상태). Z,ZZ;자성체의 착자화 기점(기준선). Y;자화용이방향(자화용이축)을 형성한 자성체. H;큰 자성체에서 작은 자성체를 가공한 자리(빈 공간). E(end);자석의 끝단(또는 출구부). V;입구(또는 초입부). 수직;↕. 수평;↔.

Claims (17)

1. 자화 용이 방향(이방성)을 기울기방향(＋,― 90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각)으로 가공(절단,조각,성형 등)한; N S(또는 S,N)극을 가진 일정크기의 회전자석(Ma)과 고정자석(Ma2); 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고, 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관.
2. 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체); 이 자석의 가공(절단,조각,성형등)방향을 이방성 자석제조공정에 따라 자화 용이 방향을 수직으로 기준 할 때, 직각 내(90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기로 하고; 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자한 회전자석과고정자석; 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고, 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관.
3. 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체); 이 자석의 가공(절단,조각,성형등)방향을 이방성 자석제조공정에 따라 자화 용이 방향을 수평으로 기준 할 때, 직각 내(90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기로 하고; 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자한 회전자석과고정자석; 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고, 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 운동하게 하는 영구자석 동력기관.
   
4. 등방성 제조공정에 따라 제조된 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체); 이 자석의 가공(절단,조각,성형등)방향을 직각 내(90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기로 하고; 이 자석의 극 방향은 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자한 회전자석과 고정자석; 이들 중 고정자석(Ma2)은 고정하고, 회전자석(Ma)은 회전축(SHAFT)을 형성하여 회전자석(Ma)을 운동하게 하는 영구자석 동력기관.
5. 제 1,2,3,4항에 있어서 고정자석(Ma2)은 3개 이상, 회전자석(Ma)을 2개 이상으로 구성한 영구자석 동력기관.
6. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 고정자석(Ma2)은 3개 이상으로 구성하고, 회전자석(Ma)을 2개 이상으로 구성하여 회전자석(Ma)의 위상 차를 다르게 형성한 영구자석 동력기관.
7. 제 1,2,3,4,5,6항에 있어서 하나 이상의 자석(자성체)은, 큰 일정크기자석(자성체)에서 작은 일정크기의 자석(자성체)들로 조각(성형,절단)하여 이를 회전자석(Ma)이나,고정자석(Ma2)으로 사용하는 영구자석 동력기관.
8. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 하나 이상의 자석(자성체)의 모형은 마름모꼴( ◇ )형태 또는 빗각(빗면)자석으로 된 영구자석 동력기관.
9. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 회전자(Ma)나 고정자(Ma2)주위에 전자기유도코일을 배열하여 발전을 겸하는 영구자석 동력기관.
10. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 영구자석 동력기관을 스타트나 정지 또는 가,감속 등을 하기 위하여 전자적 제어 장치를 추가한 영구자석 동력기관.
11. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 회전자(Ma) 또는 고정자(Ma2)의 어느 한쪽은 기존(기울기 방향으로 가공하지 않은 자석)의 제조방식의 자석을 설치한 영구자석 동력기관.
12. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 회전축(SHAFT)을 하나 이상으로 하고 회전자(Ma)와 고정자(Ma2)를 상(NS)하(NN)또는, 좌우(NS,NN, SN, SS) 전, 배면으로 복수설치한 영구자석 동력기관.
13. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 자석(자성체)의 가공(성형)은 자화용이 방향축을 직각 내(90°이하, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기 방향으로 성형제조하여 이를 회전자석(Ma) 또는 고정자석(Ma2)으로 사용하는 영구자석 동력기관.
14. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체); 이 자석의 가공(절단,조각,성형등)방향을 이방성 자석제조공정에 따라 자화용이방향을 직각(수직)으로 기준 할 때, 직각 내(90°이하, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기로 가공하고; 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자하여, 이 자석(회전자,고정자)을 가공방향의 대항순서(도,22의 초입부,V와 끝단,End)로 배열하여 운동시키는 영구자석 동력기관.
15. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 일정크기를 갖는 하나 이상의 자석(자성체); 이 자석의 가공(절단,조각,성형등)을 이방성 자석제조공정에 따라 자화용이방향을 수평으로 기준 할 때, 직각 내(90°미만, ＋,― 0°이상의 사이 각)의 기울기로 가공하고; 이 자석의 극 방향을 어느 면(앞면)을 N, 그 이면(배면)을 S극(또는 그 반대SN)으로 착자하여, 이 자석(회전자,고정자)을 가공방향의 대항순서(도,22의 초입부,V와 끝단,End)로 배열하여 운동시키는 영구자석 동력기관.
16. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 고정자석(Ma2)은 2개 이상, 회전자석(Ma)을 3개 이상으로 구성한 영구자석 동력기관.
17. 제 1,2,3,4,5항에 있어서 고정자석(Ma2)은 2개 이상으로 구성하고, 회전자석(Ma)을 3개 이상으로 구성하여 회전자석(Ma)의 위상 차를 다르게 형성한 영구자석 동력기관.
    
    
    

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