KR20170000305A - 자석과 기어를 이용한 회전 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석의 척력과 인력, 그리고 기어의 회전운동을 이용하여 동력을 발생시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는,
소정의 각도로 기울어진 상태로 고정설치 된 고정자석에 회전자석이 자전운동과 공전운동을 병행하면서 고정자와 회전자가 교차되면서 교차되는 초기부분에는 인력이 작용하고, 교차중심부에서는 회전시키는 힘이 0가되고 교차후기에는 척력이 발생하여 회전력을 발생시키는 장치이다.
일반적인 자석을 이용한 회전 장치는 자석의 척력과 인력으로 발생하는 힘이 자석의 자력선의 중심을 기준으로 좌, 우가 항상 같은 크기로 발생하기 때문에, 한 개씩의 고정자와 회전자 방식으로는 회전력과 역 회전력의 크기가 같아 한 방향으로 회전력을 발생시키기가 불가능 하였다.
따라서 , 본 발명은 자석의 자력과 기어의 위치결정을 이용한 회전 장치를 제공하는데 그 목적이 있으며, 발생된 회전력으로 전기를 발생시켜 전기를 사용하는 회전 장치를 제공하는 데 있다.
그러므로 , 화석연료가 고갈되고 있고, 환경파괴에 의한 피해가 곡곡에서 발생되고 있는 이때, 반드시 필요한 발명이다.

Description

자석과 기어를 이용한 회전 장치.{ A Rotation Equipment for Magnetic And Gear.}

본 발명은 자석의 척력과 인력, 그리고 기어의 회전운동을 이용하여 동력을 발생시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는,

소정의 각도로 기울어진 상태로 고정설치 된 고정자석에 회전자석이 자전운동과 공전운동을 병행하면서 고정자와 회전자가 교차되면서 교차되는 초기부분에는 인력이 작용하고, 교차중심부에서는 회전시키는 힘이 0가되고 교차후기에는 척력이 발생하여 회전력을 발생시키는 장치이다.

먼저, 영구자석의 자력과 전자력에 대해 간략하게 설명하면; 1730년 프랑스의 Du Pey가 행한 실험에서 같은 종류의 전하는 서로 밀고 다른 종류의 전하는 서로 당긴다는 사실을 밝혔는데 Coulomb은 정밀한 뒤틀림 천칭을 이용하여 이를 정량화 하였다.

보통 이 힘을 Coulomb의 힘이라 부르며 같은 종류의 전하 사이에는 척력, 다른 종류의 전하 사이에는 인력이 작용한다고 말한다.

종래의 에너지를 얻기 위한 동력원으로는 목재, 석유, 경유, 휘발류, 알콜 등의 연료를 이용하였으나 현재에는 원자력을 포함한 신재생에너지 및 지하의 온수 개발, 바이오 가스 등등의 동력을 얻는 방법을 이용하고 있다.

그러나 , 이러한 동력원을 얻는 방법은 유한에너지를 이용한 방법으로서 이용하는 에너지는 한정된 유한에너지로 계속 고갈되고 있는 실정이므로 대체 에너지 개발이 시급한 실정에 있었다.

또한, 상기 에너지원을 이용하는 방법 및 그 장치는 개발에 많은 어려움과 비용이 투자되며, 특히 장비개발에 따른 시설비 및 그에 따른 인력이 필요하고, 자원 고갈에 따른 에너지 부족, 연료사용에 따른 공해발생, 자원발굴에 따른 자연훼손 등의 각종 문제가 발생되어 왔다.

일반적인 자석을 이용한 회전 장치는 자석의 척력과 인력으로 발생하는 힘이 자석의 자력선의 중심을 기준으로 좌, 우가 항상 같은 크기로 발생하기 때문에, 한 개씩의 고정자와 회전자 방식으로는 회전력과 역 회전력의 크기가 같아 한 방향으로 회전력을 발생시키기가 불가능 하였다.

예를 들어, 고정자와 회전자를 동일한 극으로 하여 회전체를 구성하려면 척력만을 사용하여야 하는데, 특정의 회전 방향을 정해놓고 한 개의 영구자석은 고정하고 다른 하나의 영구자석을 회전방향으로 진행할 때, 고정된 영구자석의 전반부 척력은 반발하여 역회전 작용을 하고, 후반부의 척력이 회전 방향으로 추력하나, 그 크기가 동일하여 회전 작용을 유도하기에 난점이 있다.

그러므로 , 고정자를 기구학적으로 움직여 회전자를 밀어 자력을 회전방향으로만 작용시키려는 방법 등의 여러 가지 기술이 시도되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소정의 각도로 기울어진 상태로 고정 설치된 고정자석과 회전체의 유성기어에 자석을 설치하고, 유성기어가 태양기어를 중심으로 회전할 때; 상기 유성기어에 설치 된 회전자석과 고정자석 사이에 발생되는 인력과 척력이 한 방향으로 발생하는 것을 이용하여 구동력을 얻게 된다.

따라서 , 본 발명은 자석의 자력과 기어의 위치결정을 이용한 회전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 발생된 회전력으로 전기를 발생시켜 전기를 사용하는 회전 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 자석의 자성인 N극과 S극으로 형성된 고정자 자석이 수평선을 기준으로 기울어져 설치되어 있고, 유성기어에 설치된 회전자 자석이 공전 및 자전운동을 병행하면서 회전하는 평 기어 타입과,

고정자 자석이 수직선을 기준으로 기울어져 설치되어 있고, 베벨기어이며 유성기어에 설치된 회전자 자석이 공전 및 자전운동을 병행하면서 회전하는 베벨 기어 타입으로 구성 될 수 있다.

이때, 공전운동과 자전운동의 방향이 동일한 경우와 동일하지 않는 경우가 회전력이 달리 발생하며, 회전자 자석에 차폐자성체를 설치하여 회전효율을 높일 수 있으며, 태양기어를 따라 유성기어가 90°를 회전하면, 자석의 극이 변환되어 인력이 척력으로 변환되어 회전력을 발생시킨다.

즉, 기울어진 고정자의 자석 중심과 회전자의 중심이 정확히 일치되는 점에서는 회전력이 발생하지 않고, 다른 극성끼리의 인력으로 거리가 줄어들면서 인력이 발생하고, 같은 극끼리 멀어지면서 척력이 발생하여, 회전력이 발생하며, 자석과 기어만으로도 대 출력의 회전력을 발생시킬 수 있다.

따라서 , 외부에서 별도의 힘을 작용시키지 않고도 자석의 척력과 인력을 사용하며, 기어의 회전운동으로 극을 변화시켜 밀고 당기는 힘을 발생시키고 회전자를 회전시키는 것이 가능하다.

자석이나 중력 등을 이용하여 회전력을 것을 에너지 불변의 법칙에 위배된다고 한다.

하지만, 아인슈타인 박사가 주장한 상대성 논리 중 특수상대성논리에는 항성과 행성의 회전 원리를 " 항성과 행성간의 만유인력은 시간의 변화에 따라 거리와 각도를 변경 시킨다 "라고 설명하고 있다.

이는 항성과 행성사이에 작용하는 만유인력을 하나라고 해석하는 부분에서는 에너지 불변의 법칙을 들어 불가능을 주장 할 수 있으나, 항성과 행성의 사이에 작용하는 만유인력이 복수 개라고 가정하면 영구자석이나 중력을 이용한 회전기관이 에너지 불변의 법칙과 관계가 없다고 생각할 수 있다.

이는 하나의 계에서 여러 가지 힘이 동시에 작용하는 것을, 특정 하나를 기준으로, 여러 개의 미지수를 하나의 공식으로 해석 할 수 없기 때문이다.

상기 실시 예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명은 지금까지 에너지를 얻기 위해 인류가 발견한 연료인 석유, 가스, 핵물질 등의 수단을 벗어나, 소음공해. 환경공해. 폭발의 위험. 방사능의 피폭. 자원의 고갈 등 각종 문제점을 해결하고, 무공해, 저비용, 고효율의 청정에너지를 자력을 이용하여 동력을 얻을 수 있으므로 오염발생 원인으로부터 차단하여 지구환경을 보존하고 쾌적한 환경 속에서 인류에 삶을 유지할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 무공해 청정에너지 산업 상 매우 유용한 발명인 것이다.

제1도 : 본 발명의 평 기어를 이용한 회전 장치의 정면도 및 평면도.
제2도 : 본 발명의 회전자 구성의 평면도와 정면도.
제3도 : 본 발명의 고정자 구성의 평면도와 정면도.
제4도 : 본 발명의 평기어의 의한 0~180° 회전운동 궤적도 .
제5도 : 본 발명의 평기어의 의한 180~360° 회전운동 궤적도.
제6도 : 본 발명의 베벨기어의 의한 0~180° 회전운동 궤적도.
제7도 : 본 발명의 베벨기어의 의한 180~360° 회전운동 궤적도.
제8도 : 본 발명의 베벨기어타입의 고정자 구성의 평면도와 정면도.
제9도 : 본 발명의 베벨기어타입의 회전자 구성의 평면도와 정면도.
제10도 : 본 발명의 베벨기어타입의 회전운동의 평면도와 정면도.
* 도면의 주요한 부호에 대한 설명.
01) 고정자석 02) 고정 체 03) 회전자석
04) 차폐자성체 05) 평 기어 06) 이동방향 표시
07) 고정자 하우징 09) 중간 하우징 11) 하부 하우징
21) 상부 태양기어 23) 회전자 하우징 25) 하부 태양기어
31) 주축기어 33) 출력기어
41) 고정자석 42) 고정 체 43) 회전자석
44) 차폐자성체 45) 베벨기어 47) 고정자 하우징
49) 회전자 하우징 51) 원공 판 53) 회전
55) 조립 체 71) 주축기어 73) 출력기어
화살표는 회전방향, 회전력 방향, 움직이는 방향등을 표시함.

본 발명의 구성을 첨부도면 제1도에서 제10도까지에 제시된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 평 기어(05) 타입의 자전과 공전의 회전운동상태를 설명한 정면도와 평면도이고,

제2도는 회전자(03)의 설치를 설명하는 정면도와 평면도이고,

제3도는 고정자(01)의 설치를 설명하는 평면도와 정면도이며,

제4~5도는 평 기어 타입이며, 태양기어가 외측기어의 경우 회전력 발생도이고,

제6~7도는 평 기어 타입이며, 태양기어가 내측기어의 경우 회전력 발생도이며,

제8도는 베벨기어(45) 타입의 고정자(01) 설치의 정면도와 평면도이며,

제9도는 베벨기어(45) 타입의 회전자(03) 설치의 정면도와 평면도이며,

제10도는 베벨기어(45)타입의 회전상태 설명의 정면도와 평면도이다.

제1도에서 제3도까지 도시 된 바와 같이 고정자 하우징(07)의 외주 면을 따라 고정자석(01)을 방사형으로 설치하되 축 직각 중심선(O-X)와 약 12.5°~32.5°를 각도를 갖도록 하여 설치하고; 상기와 동일한 방법으로 중간 하우징(09)과 하부하우징(11)의 외주 면을 따라 고정자석(01)을 설치한다.

한편, 회전자 하우징(23)의 외주 면을 따라 방사형으로 하고, 회전자하우징(23)을 관통하여 베어링을 설치하고; 상기 베어링 공을 통과하여 아래와 위에서 볼트로 체결된 두 곳의 평 기어(06) 상에 회전자석(03)을 설치한다.

이어서, 기 설치된 회전자하우징(23)의 중앙부에 베어링을 설치하고, 상부 태양기어(07)와 하부태양기어(25)의 사이에 설치하여 일체화된 회전 부를 구성한다.

이어서, 기 설치된 고정자 하우징(07)과 중간하우징(09)의 사이에 기 설치 된 회전체 부를 설치하고, 중간하우징(09)과 하부 하우징(11)의 사이에 고정 축을 끼워 키 조립을 하여 견고하게 고정하면 고정부와 회전부의 구성이 완료된다.

한편 제8도에서 10도까지 도시된 베벨기어(45) 타입의 회전 장치는 원리적구성이 같으므로 평 기어 타입을 설명하는 것으로 대신하며, 효율설명에서 언급하기로 한다.

이어서, 본 발명의 작동상태를 제4도에서 제7도까지의 제시된 도면에 의거 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

고정자(01)가 회전자(03) 마중하는 방향으로 22.5°[일단 22.5도로 설명한다.]로 기울어져 있고, 회전자(03)가 수직상태이며, 고정자(01)의 자극과 반대로 있는 상태이므로 회전자(03)는 고정자(01)쪽으로 이동을 함과 동시에 회전을 하면서 공전을 한다.

이때, 도면에 도시한 바와 같이 고정자(01)의 중심과 회전자(03)의 중심이 일치할 때 까지 인력이 발생하며, 두자극의 중심이 겹치는 짧은 순간은 회전력이 발생하지 않고, 중심이 이동하여 벗어나는 순간부터 자극이 동일하게 변화하여 척력이 발생한다.[이것이 고정자 축이 기울어져야 하는 이유임]

또한, 고정자(01)가 극이 바뀌어서 교번하여 설치되어 있으므로, 90°씩 인력과 척력이 변화하면서 동일한 작동을 반복하며 회전력을 발생시킨다.

한편, 베벨기어(45)타입도 같은 원리이고 기구학적으로 회전구성상 평ㅁ기어보다 자력의 작용 각이 좋아 그 효율이 높지만, 베벨기어(45) 타입은 기구학적으로 힘의 전달 속도가 한계가 있는 것이 단점이다.

그러므로 저속인 경우에 베벨기어(45) 타입을, 고속에서는 평 기어(05) 타입을 사용하여야 한다.

따라서 , 자석과 기어의 작용으로 지속적인 회전운동이 가능하며, 그 회전력으로 발전이 가능하여, 에너지 고갈과 환경문제가 지속적으로 발생하는 만큼 반드시 필요한 발명이라 할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 자석과 기어를 이용한 회전 장치의 본 발명을 실시하기위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 않고, 이하의 특허 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 고정자 하우징(07)의 외주 면을 따라 고정자석(01)을 방사형으로 설치하되, 자력 중심선과 축 직각선(O-X)이 약 12.5~32.5°의 각도를 갖도록 하여 설치하고; 상기와 동일한 방법으로 중간하우징(09)과 하부하우징(11)의 외주 면을 따라 고정자석(01)을 극이 바뀌도록 하여 교번 설치하는 수단과,
   회전자 하우징(23)의 외주 면을 따라 방사형으로 하고, 회전자하우징(23)을 관통하여 베어링을 설치하고; 상기 베어링 공을 통과하여 아래와 위 방향의 두 곳의 평 기어(06)를 볼트로 체결하고; 상기 평 기어(05)에 회전자석(03)을 설치하며; 상기 회전자석(03)의 외부에 차폐자성체(04)를 설치하는 수단과,
   기 설치된 회전자하우징(23)의 중앙부에 베어링을 설치하고, 상부 태양기어(07)와 하부태양기어(25)의 사이에 회전자 하우징(23)을 설치하여 일체화된 회전 부를 구성하고,
   기 설치된 고정자 하우징(07)과 중간하우징(09)의 사이에 기 설치된 회전 부를 설치하고, 중간하우징(09)과 하부 하우징(11)의 사이에 회전 부를 설치하는 수단이 특징인 자석과 기어를 이용한 회전 장치.
2. 고정자 하우징(47)의 외주 면을 따라 고정자석(41)을 방사형으로 설치하되, 자력 중심선과 축 수평선이 약 12.5~32.5°의 각도를 갖도록 하여 설치하고; 상기 고정자 하우징(47) 외주 면을 따라 고정자석(41)을 극이 바뀌도록 하여 교번 설치하는 수단과,
   회전축(53)의 외주 면을 따라 회전자(43)를 설치한 베벨기어(45)를 방사형으로 설치하고; 상기 회전자(43)의 외부에 차폐자성체(04)를 설치하는 수단이 특징인 자석과 기어를 이용한 회전 장치.
3. 제1항에 있어서, 회전자하우징(23)의 중앙부에 베어링을 설치하고; 회전자 하우징의 하부와 상부에 설치하는 상부 태양기어(07)와 하부태양기어(25)의 외측기어타입을 내측기어타입으로 상부태양기어와 하부태양기어로 대치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 자석과 기어를 이용한 회전 장치.

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