KR20180113895A - 자석을 이용한 회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석의 자장에 의해 자력의 힘으로 회전되며, 회전축에 대하여 회전자의 중심점을 편심시켜 고정링의 자석 조립체와 회전링의 자석 조립체 사이의 간격이 가변되도록 함으로써 회전자가 일방향으로 연속 회전되도록 한 자석을 이용한 회전장치에 관한 것으로서,
동일 극성의 자석 조립체(11)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 고정링(10)과; 상기 고정링(10)으로부터 이격된 위치에 배치되어 상기 고정링(10)의 중심점(13) 부분에 위치하는 회전축(35)을 중심으로 회전되는 회전자(30);를 포함하고, 상기 회전자(30)는 회전축(35)으로부터 일정 정도 이격된 위치의 중심점(33)을 기준으로 상기 고정링(10)의 자석 조립체(11)과 동일한 극성의 자석 조립체(31)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 회전링(32)과, 상기 회전축(35)과 일체로 형성되어 상기 회전링(32)을 지지하는 링 지지대(34)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자석을 이용한 회전장치{Rotational apparatus using the Magnet}

본 발명은 자석의 자기에너지를 회전링의 회전운동에 필요한 운동에너지로 변환 및 소진되도록 하여 자석의 자장에 의해 연속적으로 회전되는 자석을 이용한 회전장치에 관한 것으로서, 특히 회전축에 대하여 회전자의 중심점을 편심시켜 고정링의 자석 조립체와 회전링의 자석 조립체 사이의 위치가 변화되도록 함으로써 거리에 따른 자력(인력 및 척력) 변화에 의해 자력이 잔존하는 한 회전자가 일정한 방향으로 연속 회전되도록 한 자석을 이용한 회전장치에 관한 것이다.

일반적으로 자석은 자력을 발생할 수 있는 물체를 가리키는 것으로, 자체적인 자력을 구비한 영구자석과 전기력에 의해 자화되어 자력을 가지게 되는 전자석으로 구분되고 있다. 영구자석은 자화된 자석강으로 된 마그네트로서, 철을 끌어당길 수 있는 자력을 구비하여 다양한 분야에서 사용되고 있다.

자화된 영구자석은 N극과 S극의 두 자극을 구비하고 있으며, 동일한 자극을 마주하게 되면 서로 밀어내는 척력(斥力)이 발생하고, 서로 다른 자극으로 마주하게 되면 서로 끌어당기는 인력(引力)이 발생한다. 이에 따라 이러한 인력과 척력을 이용하여 다른 물체를 회전시키고자 하는 회전장치가 개발되고 있다.

통상적인 자석을 이용한 회전장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 동일 극성의 자석 조립체(115)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 고정링(110)과, 끝단에 영구자석(122)이 회전 가능하게 부착된 복수의 회전부재(121)로 구성되어 상기 고정링(110)의 내측에서 회전축(125)을 중심으로 회전되는 회전자(120)를 포함하고 있다.

이러한 회전장치에서는 자극의 배치나 외력에 의해 초기에는 회전자(120)가 회전축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동하다 고정링(110)의 자석 조립체(115)와 회전부재(120)의 영구자석(122) 사이에 인력과 척력의 균형이 이루어지는 순간 회전자(120)가 더이상 회전하지 못하고 정지하게 된다.

따라서, 이러한 자석을 이용한 회전장치에서는 끊임없이 외력을 가해야 하는 한계가 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 자화된 영구자석의 N극과 S극이 회전판의 양단에 위치하도록 부착하고, 그 회전판의 중앙부를 베어링을 갖는 회전축에 의해 결합하며, 그 회전축은 바닥면에 거치되는 지지구상에 결합되게 하며, 영구자석으로 된 조정구를 별도로 구비하여, 조정구의 움직임에 의해 회전구의 영구자석에 인력과 척력이 작용함에 따라 그 회전구가 회전되게 함으로써, 조정구의 전후 또는 상하, 회전 움직임에 의해 상기 회전구가 이격된 상태로 연속회전되므로 어린이나 유아들의 회전유희구로 이용되게 하여 흥미로움을 배가시키고, 그 조정구를 기계적인 왕복수단에 장착하여 이를 은폐시킨 후 그 조정구의 자력에 의해 회전구의 연속적인 회전운동을 가능케 하여 그 회전구가 마치 무한동력에 의해 자유회전하는 것과 같이 회전이 가능하므로, 이를 전시품 진열대나 광고판 등에 적용할 경우 우수한 장식효과는 물론 뛰어난 흥미로움을 유발시킬 수 있는 영구자석을 이용한 회전장치에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 중심이 회전축에 결합된 회전판과; 일면이 회전판에 이격상태에서 대향하도록 배치되고 그 중심이 회전판의 중심과 일치하도록 배치된 고정판과; 회전판과 대향하도록 고정판의 일면에 결합되되, 고정판의 중심으로부터 원주 측으로 갈수록 폭이 점차 넓어지면서 제1곡률반경으로 휘어진 다수의 제1자석과; 제1자석과 대향하도록 회전판의 일면에 결합되되, 회전판의 중심으로부터 원주 측으로 갈수록 폭이 점차 넓어지면서 제1곡률반경과 다른 제2곡률반경으로 휘어지며, 척력이 작용하도록 제1자석의 극과 동일한 극이 대면하도록 배치된 다수의 제2자석과; 회전판의 초기기동을 위해 회전축을 회전시키는 모터와; 고정판과 회전판의 간격 조절을 위해 고정판을 회전축의 길이방향으로 이동시키는 유압장치를 포함하여 구성됨으로써, 저전력으로도 회전을 시킬 수 있도록 한, 자석을 이용한 회전장치에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 3은, 중앙에 샤프트가 결합되어 있으며, 복수 개의 영구자석이 일정 간격으로 형성되어 있는 회전자와; 복수 개의 슬롯이 일정 간격으로 형성되어 있으며, 각각의 슬롯에 코일이 권선되는 스테이터코어부;를 포함하는 영구자석 회전장치에 있어서, 극수와 슬롯의 조합 및 영구자석의 적절한 배열을 통해 극수와 슬롯수의 조합 및 슬롯의 치하단폭과 영구자석과 영구자석 사이의 이격거리를 동일하게 하고, 적절한 권선방법과 피치를 적용했을 때 코깅토르크를 최소화할 수 있도록 한, 영구자석 회전장치와 이를 이용한 영구자석발전기 및 영구자석전동기에 대하여 기재하고 있다.

KR 20-0383998 Y1 KR 10-2010-0019270 A KR 10-1633014 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전자의 중심을 고정자의 중심에 위치한 회전축에 대하여 편심되도록 함으로써 회전자의 자석조립체와 고정자의 자석조립체 사이의 위치 및 거리 변화에 따라 발생하는 인력과 척력에 의해 회전자가 연속 회전되도록 한, 자석을 이용한 회전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 고정자를 구성하는 자석조립체와 회전자를 구성하는 자석조립체의 구조 변경을 통해 회전자의 회전력을 강화시킬 수 있도록 한, 자석을 이용한 회전장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동일 극성의 제1자석조립체가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 고정링과; 상기 고정링으로부터 이격된 위치에 배치되어 상기 고정링의 중심점 부분에 위치하는 회전축을 중심으로 회전되는 회전자;를 포함하고,

상기 회전자는 회전축으로부터 일정 정도 이격된 위치의 중심점을 기준으로 상기 고정링의 제1자석조립체와 동일한 극성의 제2자석조립체가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 회전링과, 상기 회전축과 일체로 형성되어 상기 회전링을 지지하는 링 지지대로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 상기 회전링의 제2자석조립체는 내측 또는 외측 중 적어도 일측에 하나 이상의 자석이 추가된 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 상기 자석이 회전링(32)의 제2자석조립체(31)에 원주 방향을 따라 연속적으로 증가되도록 추가되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 상기 고정링의 제1자석조립체 내측 말단과 외측 말단 중 적어도 일측 말단에 하나 이상의 자석이 회전자를 향해 추가로 적층되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 상기 회전자를 중심으로 상기 고정링에 대칭되도록 추가 고정링이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자석을 이용한 회전장치는, 회전링의 중심점이 고정링의 중심점 부분에 위치한 회전축에 대하여 편심되어 회전링의 제2자석조립체와 고정링의 제1자석조립체 사이의 거리가 계속 변화됨에 따라 제1자석조립체와 제2자석조립체 사이에서 인력과 척력이 번갈아가면서 작용하여 자석조립체에 내재된 자력 이외에 별도의 외력을 추가 제공하지 않더라도 자력이 잔존하는 한 회전링이 연속적으로 회전하게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 회전링의 제2자석조립체 내측이나 외측 또는 그 양측에 자석을 추가하여 자력(척력 및 인력)을 강화함으로써 회전자의 회전력이 향상 또는 가속되며 안정적인 회전이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 고정링의 제1자석조립체의 상측 또는 하측에 자석을 추가하여 'ㄷ' 구조를 갖도록 함으로써 회전링의 제2자석조립체 내측과 외측에 작용하는 자력을 강화함에 따라 회전자의 회전력이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 회전자를 중심으로 추가 고정링이 설치되어 회전링의 양측에 각각 고정링이 배치됨에 따라 회전링의 양측에서 각각 인력과 척력이 작용하여 자석조립체에 내재된 자력 이외에 별도의 외력을 추가 제공하지 않더라도 거리에 비례하여 회전링의 회전 강도가 향상되고 회전 속도가 빨라지는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 따르면, 추가 고정링의 제3자석조립체가 고정링의 제1자석조립체와 대향되게 배치됨에 따라 회전링의 제2자석조립체가 고정링의 제1자석조립체 및 추가 고정링의 제3자석조립체 사이에서 번갈아가면서 인력과 척력이 작용하고 그로 인해 회전링이 상하로 요동하면서 회전축을 중심으로 연속 회전하게 되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 자석을 이용한 회전장치가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 자석을 이용한 회전장치가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에서 고정링과 회전자에 자석조립체를 배치한 모습을 나타낸 개념도.
도 4는 고정링과 회전자에 배치된 자석조립체를 나타낸 도면.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 회전링의 회전궤적을 나타낸 도면.
도 6은 고정링과 회전자에서 자석조립체의 배치형태를 변경했을 때의 도면.
도 7은 본 발명의 요부인 고정링에 대한 회전링의 회전 형태를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 변형예가 도시된 사시도.
도 9는 본 발명의 변형예에서의 자석조립체의 배치구조를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 변형예에서 자석조립체의 구조를 나타낸 참고도.
도 11은 본 발명의 회전장치를 중첩하여 사용하는 모습을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자석을 이용한 회전장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서 편의상 고정링과 회전링의 자석조립체의 외측 말단을 S극, 내측 말단을 N극으로 상호 대향되게 배치하는 것으로 도시하고 설명하지만, 이와 반대로 외측 말단을 N극, 내측 말단을 S극으로 상호 대향되게 배치하더라도 무관하다.

본 발명에 의한 자석을 이용한 회전장치는 도 2 내지 6에 도시된 바와 같이, 동일 극성의 제1자석조립체(11)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 고정링(10)과; 상기 고정링(10)으로부터 이격된 위치에 배치되어 상기 고정링(10)의 중심점(13) 부분에 위치하는 회전축(35)을 중심으로 회전되는 회전자(30);를 포함하여 이루어지고, 상기 회전자(30)는 회전축(35)으로부터 일정 정도 이격된 위치의 중심점(33)을 기준으로 상기 고정링(10)의 제1자석조립체(11)과 동일한 극성의 제2자석조립체(31)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 회전링(32)과, 상기 회전축(35)과 일체로 형성되어 상기 회전링(32)을 지지하는 링 지지대(34)로 이루어진다.

본 발명에 있어서 도 9에 도시된 바와 같은 자석조립체(11)(21)(31)로서 전기를 통전 시에만 자력을 띠는 전자석을 사용할 수도 있으며, 자석에 내재된 자력이 소진되면 더 이상은 회전링을 회전시킬 수 없게 되므로 한정된 시간 동안만 회전이 필요한 경우라면 네오디뮴 자석과 같은 영구자석을 이용하는 것이 바람직하다. 전자석을 사용하는 경우 별도의 자화기를 추가로 포함 구성하여 자석의 자력을 유지 강화시킬 수 있다.

도 3, 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여 설명하건대, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 자석을 이용한 회전장치는, 회전링의 편심 구조(35 -> 33)로 인해 회전링(32)의 회전궤도가 고정링(10)에 대해 어긋나게 배치된다.

회전자(30)의 회전링(32)은 고정링(10)의 가상의 중심점(13)을 관통하는 회전축(35)을 중심으로 회전된다. 이때, 상기 회전링(32)의 회전 중심점(33)이 상기 회전축(35)에 대하여 편심되어 있으므로, 상기 회전자(30)가 회전하는 동안 회전링(32)의 제2자석조립체(31)와 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 내측 및 외측 사이의 거리 그리고 이에 따른 자력의 크기가 계속 변화되고, 이로 인해 상기 제1자석조립체(11)와 제2자석조립체(31) 사이에서 인력과 척력이 연속적으로 발생하여 상기 회전자(30)가 연속적으로 회전되도록 한다.

고정링(10)의 제1자석조립체(11)가 4개의 자석으로 구성되어 있고, 회전링(32)의 제2자석조립체(31)도 4개의 자석으로 구성되어 있는 경우를 예로 들자면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 회전링(32)이 회전하는 동안 상기 회전링(32)의 제2자석조립체(31)의 궤적선(31a)(31b)이 상기 고정링(10)을 넘나들게 된다. 즉, 상기 회전링(32)이 회전하는 동안 상기 제2자석조립체(31)는 상기 제1자석조립체(11)의 외측선(11a)과 내측선(11b)을 벗어난 궤적을 보이게 된다.

이에 따라, 상기 제1자석조립체(11)의 외측선(11a)과 상기 제2자석조립체(31)의 외측 궤적선(31a) 사이의 간격(A, D)이 계속 변화하게 되고, 상기 제1자석조립체(11)의 내측선(11b)과 상기 제2자석조립체(31)의 내측 궤적선(31b) 사이의 간격(B, C)도 계속 변화하게 된다.

이때, 간격 A는 상기 제2자석 조립체(31)의 외측 궤적선(31a)이 상기 제1자석조립체(11)의 외측선(11a)보다 바깥쪽에 위치할 때의 간격이고, 간격 D는 상기 제2자석조립체(31)의 외측 궤적선(31a)이 상기 제1자석조립체(11)의 외측선(11a)보다 안쪽에 위치할 때의 간격이다. 그리고, 간격 B는 상기 제2자석조립체(31)의 내측 궤적선(31b)이 상기 제1자석조립체(11)의 내측선(11b)보다 바깥쪽에 위치할 때의 간격이고, 간격 C는 상기 제2자석조립체(31)의 내측 궤적선(31b)이 상기 제1자석조립체(11)의 내측선(11b)보다 안쪽에 위치할 때의 간격이다.

이와 같이 상기 제2자석조립체(31)의 궤적선이 변화함에 따라 상기 제2자석조립체(31)와 상기 제1자석조립체(11) 사이의 위치(거리)가 계속 변화되어 자력의 변화가 발생하게 되고, 이러한 자력의 변화로 인해 상기 회전링(32)이 구비된 회전자(30)가 계속 회전하게 된다.

이에 따라 회전링(32)의 제2자석조립체(31)와 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 사이의 거리가 가변되고 그로 인해 도 5에 도시된 바와 같이 인력과 척력이 반복 작용함에 따라 회전링이 연속회전하게 된다.

고정링(10)의 제1자석조립체(11)가 8개의 자석으로 구성되어 있고, 회전링(32)의 제2자석조립체(31)이 4개의 자석으로 구성되어 있는 경우를 예로 들어 이를 더욱 자세히 설명하자면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 회전링(32)의 회전궤도가 고정링(10)에 대해 어긋나게 설정되면, 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배열된 제1자석조립체(11)에 제2자석조립체(31)가 이격된 위치에 있는 경우, 상기 제2자석조립체(31)의 외측인 S'극과 제1자석조립체(11)의 내측인 N극간에 인력이 작용하고 그리고 상기 제2자석조립체(31)의 내측인 N'극과 제1자석조립체(11)의 외측인 S극간에 보다 더 큰 인력이 작용하게 된다. 이에 따라, 상기 제2자석조립체(31)가 설치된 회전링(32)이 제1자석조립체(11) 말단의 인력에 의해 끌려와서 제1자석조립체(11)의 S극을 향해 접근하면서 회전링(32)가 회전이동하게 된다.

제2자석조립체(31)가 제1자석조립체(11)에 매우 근접하게 되면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1자석조립체(11)와 제2자석조립체(31)의 내측(N-N') 및 외측(S-S')의 극성이 동일하게 되고, 이제는 상기 제1자석조립체(11)의 S극이 제2자석조립체(31)의 S'극을 밀어내는 척력이 주로 작용하게 된다. 이러한 척력은 제2자석조립체(31)가 진입하는 방향과 연장되는 방향으로 제1자석조립체(11)가 제2자석조립체(31)를 밀어내는 즉, 떠나 보내는 힘으로 작용하여 상기 제2자석조립체(31)가 설치된 회전링(32)이 지속적으로 회전되도록 한다.

그리고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1자석조립체(11)가 고정링의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 연속 배열되어 있으므로 상기한 과정이 반복적으로 이루어진다. 따라서, 상기 회전링(32)이 연속 회전하게 된다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 이러한 과정은 하나의 제1자석조립체(11)가 제2자석조립체(31)을 받아서(당겨서) 인접한 제1자석조립체(11)에 던지는(밀어내는) 식으로 묘사될 수 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에 상기 제1자석조립체(11)가 고정링의 원주 방향을 따라 자석들이 일정 간격을 두고 배열되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이와 달리 제1자석조립체(11)는 자석들이 간격 없이 연결된 하나의 링 형태를 가지도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 의한 자석을 이용한 회전장치에 있어서, 상기 회전링(32)의 제2자석조립체(31)는 도 4와 6에 도시된 바와 같이, 내측에 하나 이상의 자석(31") 또는 외측에 하나 이상의 자석(31')이 추가된 형태(날개)를 갖는 것이 바람직하다.

도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 회전링(32)의 제2자석조립체(31) 말단에 자석이 추가되지 않은 기본형인 경우라면, 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 내측 말단(N극)은 회전링(32)의 제2자석조립체 외측 말단(S'극)을 끌어당기고, 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 외측 말단(S극)은 회전링(32)의 제2자석조립체 내측 말단(N'극)을 끌어당기고 자석 말단의 동일 극들이 서로 밀어내는 힘으로 인해 주로 회전력을 얻는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 회전링(32)의 제2자석조립체(31) 내측에 자석(31", N'극 날개)가 추가된 경우를 대표예로서 설명하자면, 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 내측 말단(N극)은 회전링(32)의 제2자석조립체 외측 말단(S'극)을 끌어당기던 중 제2자석조립체(31) 내측에 추가된 자석(31", N'극 날개)이 최근접 거리로 접근하면 척력이 작용하면서 자석(31", N'극 날개)을 강하게 밀어내게 되므로 회전링(32)은 추가적인 회전력을 얻게 된다.

나아가, 본 발명에 의한 자석을 이용한 회전장치에 있어서, 상기 회전링(32)의 제2자석조립체(31)에 자석(31")(31')이 추가될 때 원주 방향을 따라 연속 증가하도록 추가할 수 있으며, 예컨대, 제2자석조립체(31)의 내측에 자석(31", N'극 날개)을 1개 추가하고 이어지는 제2자석조립체(31)의 내측에는 자석(31")을 2개 추가할 수 있다.

회전링(32)의 제2자석조립체(31) 내측에 자석(31", N'극 날개)이 연속적으로 증가되도록 추가된 경우를 대표예로서 설명하자면, 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 내측 말단(N극)이 제2자석조립체(31) 내측에 추가된 자석(31", N'극 날개)이 최근접 거리로 접근하면서 작용하는 척력이 배가되므로 회전링(32)은 가속적인 회전력을 얻게 된다.

이와 같이, 제2자석조립체(31)의 내측이나 외측에 자석(31')(31")이 추가되고, 원주 방향을 따라 자석(31')(31")의 수가 증가하도록 구성됨에 따라 제2자석조립체(31)의 자력이 강화됨과 아울러 원주 방향을 따라 가변되므로 상기 회전링(32)의 회전 속도와 강도가 향상된다.

한편, 본 발명에 의한 자석을 이용한 회전장치에 있어서, 상기 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 내측 말단 또는/및 외측 말단에 하나 이상의 자석(11')(11")이 회전자 방향을 따라 추가로 적층되는 것이 바람직하며, 상기 제1자석조립체(11)의 외측 및 내측에 각각 자석(11')(11")이 적층됨으로써 대략 'ㄷ' 형상의 단면을 갖도록 하는 것이 가장 바람직하다.

제1자석조립체(11)는 중심을 경계로 일단과 타단이 상호 반대 극성을 나타내며 자력은 중심 근처보다는 각 말단에서 가장 강력하게 작용한다. 본 발명에 의한 자석을 이용한 회전장치에 있어서 제1자석조립체(11) 내측이나 외측 말단에 하나 이상의 자석(11')(11")이 적층되므로 말단에서의 자력이 한층 강화된다.

이와 같이, 상기 고정링(10)의 제1자석조립체(11)의 내측이나 외측에 자석(11')(11")을 추가로 적층하게 되면, 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 말단의 자력이 강화되어 상기 회전링(32)의 회전속도와 회전강도가 향상된다.

특히, 상기 고정링(10) 제1자석조립체(11)가 'ㄷ' 형상으로 형성되므로, 상기 회전링(32)의 제2자석조립체(31)을 외부에서 감싸 안게 되므로 제2자석조립체(31)가 회전 중에 제1자석조립체(11)가 이루는 궤도를 과도하게 이탈함으로써 즉, 제1자석조립체(11)와 제2자석조립체(31)간 인력 또는 척력이 미치는 거리를 벗어나 회전링(32)의 회전력이 감소되는 것을 방지할 수 있게 된다.

위에서 하나의 고정링(10)과 하나의 회전자(30)로 이루어진 회전장치에 대하여 설명하였으나, 도 9 내지 11에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(30)를 사이에 두고 이를 중심으로 상기 고정링(10)에 대칭되도록 추가 고정링(20)을 더 설치할 수도 있다.

추가 고정링(20)은 상기 고정링(10)과 동일하게 구성되어 상기 회전자(30)를 가운데에 두고 상기 고정링(10)과 대칭되게 그리고 회전자(30)에 근접하도록 고정설치되며, 상기 추가 고정링(20)의 중심점(23)은 회전축(35)의 연장선상에 위치하게 된다. 이때, 상기 추가 고정링(20)의 제3자석조립체(21)는 상기 고정링(10)의 제1자석조립체(11)와 대향되게 배치되는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이, 상기 회전자(30)를 중심으로 추가 고정링(20)이 더 설치되면, 상기 회전링(32)의 양측에 각각 고정링(10)과 추가 고정링(20)이 각각 배치되어 회전자(30)의 상측과 하측에서 각각 인력과 척력이 작용하게 되고, 추가 고정링(20)이 회전링(32)에 근접할수록 상기 회전링(32)의 회전 강도가 향상되고 회전속도가 배가된다.

또, 상기 회전축(35)의 회전에 따른 힘을 증대시키기 위하여 회전장치를 직렬로 연결하여 사용할 수도 있다. 이 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 고정링(10)과 추가 고정링(20) 및 회전자(30)로 이루어진 회전장치를 직렬 연결하기보다는, 상기 추가 고정링(20)의 상측에 회전자(30')와 추가 고정링(20')을 차례로 배치하고 회전자(30)(30')를 하나의 회전축(35)으로 연결함으로써 구성요소의 수를 줄이고 장치의 구조를 단순화하는 것이 더 바람직하다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...고정링
11...제1자석조립체
11a...제1자석조립체의 외측선
11b...제1자석조립체의 내측선
11'...(내부추가) 자석
11"...(외부추가) 자석
13..중심점
20, 20'...추가 고정링
21...제3자석조립체
23...중심점
30, 30'...회전자
31...제2자석조립체
31a...제2자석조립체 외측 궤적선
31b...제2자석조립체 내측 궤적선
31'...(내부추가) 자석
31"...(외부추가) 자석
32...회전링
33...중심점
34...링 지지대
35...회전축
A, D...제1자석조립체의 외측선과 제2자석조립체의 외측 궤적선 사이의 간격
B, C...제1자석조립체의 내측선과 제2자석조립체의 내측 궤적선 사이의 간격
F...회전축과 회전링의 중심점 사이의 거리

Claims (5)

1. 동일 극성의 제1자석조립체(11)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 고정링(10)과;
   상기 고정링(10)으로부터 이격된 위치에 서로 평행하게 배치되어 상기 고정링(10)의 중심점(13) 부분에 위치하는 회전축(35)을 중심으로 회전되는 회전자(30);를 포함하고,
   상기 회전자(30)는 회전축(35)으로부터 일정 정도 이격된 위치의 중심점(33)을 기준으로 상기 고정링(10)의 제1자석조립체(11)와 동일한 극성의 제2자석조립체(31)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있으며 중심점(33)이 상기 회전축(35)으로부터 편심된 회전링(32)과, 상기 회전축(35)과 일체로 형성되어 상기 회전링(32)을 지지하는 링 지지대(34)로 이루어져 있어서,
   제1자석조립체(11)의 외측선(11a)과 제2자석조립체(31)의 외측 궤적선(31a) 사이의 간격(A, D)과, 제1자석조립체(22)의 내측선(11b)과 제2자석조립체(31)의 내측 궤적선(31b) 사이의 간격(B, C)이 계속 변화되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 회전장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전링(32)의 제2자석조립체(31)는 내측 또는 외측 중 적어도 일측에 하나 이상의 자석(31')(31")이 추가된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 회전장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 자석(31')(31")이 회전링(32)의 제2자석조립체(31)에 원주 방향을 따라 연속적으로 증가되도록 추가되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 회전장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고정링(10)의 제1자석조립체(11) 내측 말단과 외측 말단 중 적어도 일측 말단에 하나 이상의 자석(11')(11")이 회전자를 향해 추가로 적층되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 회전장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전자(30)를 중심으로 상기 고정링(10)에 대칭되도록 추가 고정링(20)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 회전장치.

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