KR20180094168A - 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치가 개시된다. 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치는, 전동기의 동력을 전달받아 1차 회전되는 주동축; 주동축에 결합되어 회전되며, 외주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제1자석군이 형성되는 1차 회전체; 1차 회전체의 외부에 결합되며, 제1자석군과 대응되도록 내주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제2자석군이 형성되는 2차 회전체; 2차 회전체에 결합되어 회전되는 종동축;을 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 자석의 동일한 극성으로부터 발생되는 척력에 의한 반동력을 이용하여 접촉될 필요없이 상대 물체를 미는 힘을 이용함으로써 마찰 에너지의 손실을 없도록 하여 1차 동력을 전달받은 후 2차회전체의 가속도가 발생하여 앞의 척력을 돌파하게 되면 그때부터 연속되는 반동력으로 2차 회전에너지가 증가되어도 치차의 한계를 벗어날 수 있고 가속도와 연속되는 반동력으로 더 빠른 회전력(RPM)을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

Description

자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치{Power transmission Device using Reaction force due to repulsion of magnet}

개시되는 내용은 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 동력발생부의 회전력을 전달받고, 1차 회전력을 증대시켜 2차 회전력을 자석의 척력에 의한 반동력을 이용하여 저출력을 고출력으로 변환시켜 동력을 전달하도록 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 영구자석(이하 '자석'이라 함)은 자화된 자석강으로 된 마그네트를 지칭한다.

통상 영구자석은 N극과 S극을 가지고 있으며, 자극 중 동일한 자극을 마주하게 되면 척력(斥力)이 발생하여 서로 밀어내는 힘을 갖게 되고, 서로 다른 자극을 마주하게 되면 인력(引力)이 발생하여 서로 끌어당기는 힘을 갖는다.

이때 척력을 최 근접시키면 멀어질 때에 강한 반동력이 발생한다.

한편 동력을 전달하는 회전장치에 있어서 1차 동력을 전달받아 더욱 큰 출력을 얻기 위해 동력증가수단으로 플라이휠을 사용하게 되었으나, 그 증가된 힘을 덜어서 쓸수가 없었다. 그 이유는 마찰의 손실(loss)때문이었다.

그래서 자석의 척력에 의한 반동력을 이용하면 마찰에너지의 손실없이 상대편 물체를 이동시킬 수 있게 되는데, 종래에는 대개 기어비가 다른 기어 조합을 사용하였으나 토오크가 증대되면 속도가 저하될 수 밖에 없었다.

한편 자석의 척력에 의한 반동력을 이용하면 마찰 에너지의 손실없이 상대편 물체를 이동시킬 수 있으므로 직선운동을 회전운동으로 변환시켜줄 수 있다면 적은 힘으로 강력한 출력을 제공할 수 있게 된다.

한국공개특허 10-2015-0010163호.

개시되는 내용은 자석의 동일한 극성으로부터 발생되는 척력에 의한 반동력을 이용하여 접촉될 필요없이 상대 물체를 미는 힘을 이용함으로써 마찰 에너지의 손실이 없도록 하여, 1차 동력을 전달받은 후 자석의 척력에 의한 반동력을 이용하여 회전에너지가 증가될 수 있어 고출력의 회전력을 발휘할 수 있도록 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예의 목적은, 전동기의 동력을 전달받아 1차 회전되는 주동축; 주동축에 결합되어 회전되며, 외주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제1자석군이 형성되는 1차 회전체; 1차 회전체의 외부에 결합되며, 제1자석군과 대응되도록 내주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제2자석군이 형성되는 2차 회전체; 2차 회전체에 결합되어 회전되는 종동축;을 포함하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 제1자석군은 N극 자석과 N극 자석 또는 S극 자석과 S극 자석이 동일방향 수개로 형성되며, 제2자석군도 N극 자석과 N극 자석 또는 S극 자석과 S극 자석이 동일방향 수개로 형성되고, 제1자석군과 제2자석군은 서로 동일극성이 최 근접하게 형성되어 자석의 척력에 의한 반동력을 이용하여 플라이휠의 힘이 작용되도록 한 것을 특징으로 한다.

개시된 실시예에 따르면, 자석의 동일한 극성으로부터 발생되는 척력에 의한 반동력으로 접촉될 필요없이 상대 물체를 미는 힘을 이용함으로써 마찰 에너지의 손실이 없도록 하여, 1차 동력을 전달받은 후 자석의 척력에 의한 반동력으로 회전에너지가 증가될 수 있으므로 치차의 한계를 벗어날 수 있고, 자석의 척력에 의한 반동력의 힘으로 더 빠른 회전력(RPM)을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 분해사시도,
도 2는 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 결합된 측면 단면도,
도 3은 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 결합된 정면 단면도,
도 4는 다른 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 결합된 정면 단면도.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 분해사시도, 도 2는 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 결합된 측면 단면도, 도 3은 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 결합된 정면 단면도, 도 4는 다른 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치를 나타낸 결합된 정면 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치는, 전동기(100)의 동력을 전달받아 1차 회전되는 주동축(120); 상기 주동축(120)에 결합되어 회전되며, 외주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제1자석군(310)이 형성되는 1차 회전체(300); 상기 1차 회전체(300)의 외부에 결합되며, 제1자석군(310)과 대응되도록 내주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제2자석군(520)이 형성되는 2차 회전체(500); 상기 2차 회전체(500)에 결합되어 회전되는 종동축(700);을 포함하여 구성된다.

상기 제1자석군(310)은 N극 자석(N1,N2,N3 ...)으로 구성되고, 제2자석군(520)도 N극 자석(N11,N22,N33 ...)으로 구성된다.

즉 N극 자석(N1,N2,N3 ...)에 최 근접하여 동일한 극성의 N극 자석(N11,N22,N33 ...)이 배열되는 순서로 1차 회전체(300)의 외주면에 길이 방향으로 수개가 결합됨으로써 제1자석군(310)을 형성하게 된다.

상기 제1자석군(310)의 N극 자석(N1,N2,N3 ...) 및 N극 자석(N11,N22,N33 ...)은 1차 회전체(300) 및 2차 회전체(500)로부터 탈착 가능하게 결합되도록 탈착수단이 포함된다.

따라서 N극 자석(N1,N2,N3 ...) 및 N극 자석(N11,N22,N33 ...)의 갯수를 조절할 필요가 있을 경우에는 일부의 자석을 제거하거나 추가하여 자력의 세기를 조절할 수 있는 것이다.

바람직하게는 제1자석군(310)의 N극 자석(N1,N2,N3 ...)은 4개가 길이방향으로 형성되고, 이에 대응하여 제2자석군(520)의 N극 자석(N11,N22,N33 ...)도 4개로 구성된다.

이는 하나의 예시일뿐이며 갯수를 조절될 수 있음은 당연하다.

일 예에 따른 탈착수단은, 1차 회전체(300)의 외주면에 길이방향으로 수개 형성되는 결합홈(340)이 형성되고, 상기 결합홈(340)의 양측벽에 레일홈(342)이 길이방향으로 형성되며, 상기 N극 자석(N1,N2,N3 ...)의 외주면에는 상기 레일홈(342)에 삽입되어 슬라이드되는 레일돌기(345)가 형성되어 이루어지는 것이다.

또한 N극 자석(N1,N2,N3 ...)은 각각 나사(346)가 체결되어 1차 회전체(300)에 고정되도록 함으로써 고속회전시에도 배열이 흐트러지지 않도록 한다.

1차 회전체(300)의 중심에는 주동축(120)이 결합되는 축결합공(360)이 형성되고, 주동축(120)이 축결합공(360)에 결합된 채 일체로 회전될 수 있도록 주동축(120)의 외면에 형성된 키홈(122)과 축결합공(360)에 형성된 키홈(362)에 끼워져 결합되는 제1키이(125)가 결합된다.

한편 제2자석군(520)은 제1자석군(310)의 N극 자석(N1,N2,N3 ...)과 대응되도록 N극 자석(N11,N22,N33 ...)으로 구성된다.

즉 N극 자석(N1,N2,N3 ...)에 최 근접하여 N극 자석(N11,N22,N33 ...)이 배열되는 순서로 2차 회전체(500)의 결합부(540)의 내주면에 길이방향으로 수개가 결합됨으로써 제2자석군(520)을 형성하게 된다.

상기 제2자석군(520)의 N극 자석(N11,N22,N33 ...)은 2차 회전체(500)로부터 탈착 가능하게 결합되도록 탈착수단이 포함된다.

상기 탈착수단은 2차 회전체(500)의 결합부(540)의 내주면에 길이방향으로 수개가 형성되는 결합홈(542)이 형성되고, 상기 결합홈(542)의 양측벽에 레일홈(543)이 길이방향으로 형성되며, 상기 N극 자석(N11,N22,N33 ...)의 외면에는 상기 레일홈(543)에 삽입되어 슬라이드되는 레일돌기(545)가 형성되어 이루어진다.

2차 회전체(500)는 1차 회전체(300)가 삽입되는 결합부(540)가 내측에 형성되고, 2차 회전체(500)의 외주면 일측에는 키홈(502)이 형성되고, 키홈(502)에 제2키이(503)가 결합되어 종동축(700)이 일체로 회전될 수 있도록 한다.

종동축(700)은 2차 회전체(500)가 결합되는 끼움부(720)가 형성되며, 끼움부(720)의 내주면 일측에는 2차 회전체(500)의 제2키이(503)가 삽입되는 키홈(504)이 형성된다.

따라서 2차 회전체(500)와 종동축(700)이 키이 결합에 의해 일체로 회전될 수 있다.

실시예에 따르면, 1차 회전체(300)가 2차 회전체(500)에 결합되었을때 제1자석군(310)과 제2자석군(520)은 서로 최 근접하게 형성되어 자석의 척력에 의한 반동력이 작용되도록 한 것이다.

한편 다른 실시예로써, 제1자석군(310)의 N극 자석(N1,N2,N3 ...)이 경사지게 형성되고, 제1자석군(310)에 대응되도록 제2자석군(520)의 N극 자석(N11,N22,N33 ...)도 같은 방향, 같은 경사각도를 갖도록 경사지게 형성되어 방향성을 갖게 되는 것이다.

제1,2자석군(310,520)의 N극 자석(N1,N2,N3 ...), N극 자석(N11,N22,N33 ...)은 대략 1~2°의 경사각도를 갖도록 함이 바람직하고 이렇게 작은 경사각도에 의해서도 의도하는 방향으로 회전력을 제공할 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

1차 회전체(300)의 외주면에 적정한 갯수의 N극 자석(N1,N2,N3 ...)을 결합시켜 제1자석군(310)을 형성한다.

2차 회전체(500)의 결합부(540)의 내주면에 N극 자석(N11,N22,N33 ...)을 결합시켜 제2자석군(520)을 형성한다.

이후 1차 회전체(300)를 전동기의 주동축(120)과 제1키이(125)로 결합시켜 고정되도록 한다.

이후 2차 회전체(500)를 종동축(700)과 제2키이(503)로 결합시킨다.

이후 1차 회전체(300)를 2차 회전체(500)의 결합부(540)에 삽입하여 조립이 완료된다.

이후 전동기(100)의 온(ON) 작동에 의해 주동축(120)이 회전하면 1차 회전체(300)가 회전하기 시작한다.

1차 회전체(300)의 회전시 제1자석군(310)의 척력에 의하여 제2자석군(520)에 영향을 미치게 되어 2차 회전체(500)가 회전되기 시작한다.

이렇게 1차 회전체(300)의 회전에 종동되는 2차 회전체(500)의 회전은 마찰접촉이 없으므로 마찰에 의한 동력 손실이 없고, 2차 회전체(500)의 회전력에 가속도가 발생하여, 앞의 척력을 돌파하게되면 그때부터 연속되는 반동력의 작용으로 더욱 빠르게 증속되므로 최초 1차 회전력을 제공하는 전동기(100)의 주동축(120)의 회전속도 보다 더욱 빠른 속도로 2차 회전체(500) 및 종동축(700)을 회전시키게 된다.

따라서 마찰로 인한 에너지의 손실이 없고, 척력에 의한 반동력의 작용으로 1차측 회전력보다 더욱 증가된 2차측 회전력이 발휘될 수 있으므로 치차 동력 전달의 한계를 벗어날 수 있고, 척력에 의한 반동력의 작용으로 고속 회전을 유도할 수 있으며 무소음 및 체인, 벨트, 기어의 불필요함을 실현할 수 있게 된다.

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

100 : 전동기 120 : 주동축
125 : 제1키이 300 : 1차 회전체
310 : 제1자석군 340 : 결합홈
342 : 레일홈 360 : 축결합공
362 : 키홈 500 : 2차 회전체
520 : 제2자석군 540 : 결합부
542 : 결합홈 545 : 레일돌기
700 : 종동축

Claims (7)

1. 전동기의 동력을 전달받아 1차 회전되는 주동축;
   상기 주동축에 결합되어 회전되며, 외주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제1자석군이 형성되는 1차 회전체;
   상기 1차 회전체의 외부에 결합되며, 제1자석군과 대응되도록 내주면에 수개의 자석으로 이루어지는 제2자석군이 형성되는 2차 회전체;
   상기 2차 회전체에 결합되어 회전되는 종동축;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1자석군은 수개의 N극 자석이나 S극 자석으로 형성되며,
   제2자석군도 수개의 N극 자석이나 S극 자석으로 형성되고,
   제1자석군과 제2자석군은 서로 동일극성으로 최 근접하게 형성되어 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 힘이 작용되도록 한 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1자석군은 수개의 N극 자석이 경사지게 형성되고,
   상기 제1자석군에 대응하여 상기 제2자석군도 수개의 N극 자석이 경사지게 형성되어 동일 방향성을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1자석군의 수개 N극 자석은 1차 회전체로부터 탈착 가능하게 결합되도록 탈착수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 탈착수단은
   1차 회전체의 외주면에 길이방향으로 수개 형성되는 결합홈이 형성되고,
   상기 결합홈의 양측벽에 레일홈이 길이방향으로 형성되며,
   상기 자석의 외주면에는 상기 레일홈에 삽입되어 슬라이드되는 레일돌기가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제2자석군의 수개 N극 자석은 2차 회전체로부터 탈착 가능하게 결합되도록 탈착수단이 형성된 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 탈착수단은
   2차 회전체의 외주면에 길이방향으로 수개 형성되는 결합홈이 형성되고,
   상기 결합홈의 양측벽에 레일홈이 길이방향으로 형성되며,
   상기 자석의 외주면에는 상기 레일홈에 삽입되어 슬라이드되는 레일돌기가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자석의 척력에 의한 반동력을 이용한 동력전달장치.
   
   

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