KR20230102239A

KR20230102239A - Hybrid levitation module and levitation mobility using the same

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Publication number: KR20230102239A
Application number: KR1020210192201A
Authority: KR
Inventors: 신용우; 서정무; 양성진; 이기덕; 김혁중
Original assignee: 한국전자기술연구원
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2023-07-07

Abstract

본 발명은 하이브리드 부상모듈 및 이를 이용한 부상 모빌리티에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고정자 상부측에 결합되어 회전 속도에 따라 선택적으로 동반회전하는 블레이드 회전결합부를 통해 회전축의 저속 회전시에는 토크 감소를 유도하고 고속 회전시에는 방열 성능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 부상모듈 및 이를 이용한 부상 모빌리티에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 회전축의 길이방향 일측에 위치되는 고정자; 상기 회전축의 길이방향 타측에 연결되는 회전자; 및 상기 회전축 일측에 외주면을 따라 결합되며, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 블레이드가 선택적으로 회전하는 블레이드 회전결합부;를 포함한다.
여기서 상기 블레이드 회전결합부는, 상기 고정자 상부측의 회전축에 결합되며, 상기 블레이드 회전결합부는, 상기 회전축 외주면에 결합되어 동반회전하는 이너실린더와, 상기 이너실린더의 외주면에 결합되어 동반회전하되 회전축의 회전 속도에 따라 이너실린더 외주면과의 결합 각도(α)가 가변되는 가변연결부 및 상기 이너실린더 및 상기 가변연결부를 내측에 수용하고 가변연결부의 결합 각도(α)에 따라 상기 가변연결부로부터 회전력을 선택적으로 전달받는 아우터실린더를 포함한다. The present invention relates to a hybrid levitation module and levitation mobility using the same, and more specifically, through a blade rotation coupling part coupled to the upper side of the stator and selectively co-rotating according to the rotation speed, a torque reduction is induced at the time of low-speed rotation of the rotation shaft and high-speed It relates to a hybrid levitation module capable of improving heat dissipation performance during rotation and levitation mobility using the same.
To this end, the present invention is a stator located on one side of the longitudinal direction of the rotating shaft; a rotor connected to the other longitudinal side of the rotating shaft; and a blade rotation coupling unit coupled to one side of the rotation shaft along an outer circumferential surface and selectively rotating the blade according to the rotation speed of the rotation shaft.
Here, the blade rotation coupling part is coupled to the rotation shaft on the upper side of the stator, and the blade rotation coupling unit is coupled to the outer circumferential surface of the rotation shaft and rotates together with an inner cylinder, and is coupled to the outer circumference of the inner cylinder to rotate together while rotating the rotation shaft. A variable coupling portion having a variable coupling angle α with the outer circumferential surface of the inner cylinder according to speed, receiving the inner cylinder and the variable coupling portion inside, and selectively transmitting rotational force from the variable coupling portion according to the coupling angle α of the variable coupling portion. Including the receiving outer cylinder.

Description

Hybrid levitation module and levitation mobility using the same {Hybrid levitation module and levitation mobility using the same}

본 발명은 하이브리드 부상모듈 및 이를 이용한 부상 모빌리티에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고정자 상부측에 결합되어 회전 속도에 따라 선택적으로 동반회전하는 블레이드 회전결합부를 통해 회전축의 저속 회전시에는 토크 감소를 유도하고 고속 회전시에는 방열 성능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 부상모듈 및 이를 이용한 부상 모빌리티에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid levitation module and levitation mobility using the same, and more specifically, through a blade rotation coupling part coupled to the upper side of the stator and selectively co-rotating according to the rotation speed, a torque reduction is induced at the time of low-speed rotation of the rotation shaft and high-speed It relates to a hybrid levitation module capable of improving heat dissipation performance during rotation and levitation mobility using the same.

일반적으로, 축 방향 부상 모듈은, 동판상에서 축 방향으로 회전하는 영구자석의 와전류에 의한 자기식 부상력에 의해 동판으로부터 일정거리 부상할 수 있다.In general, the axial levitation module may be levitating a certain distance from the copper plate by magnetic levitation force generated by eddy currents of permanent magnets rotating in the axial direction on the copper plate.

도 1을 참조하면, 호버보드는 공중부양 하는 보드로서 바퀴가 없는 스케이트보드와 유사하게 형성된다. 호버보드 형태의 모빌리티(1)에는 축 방향 부상 모듈(2)이 장착되어, 부상 모듈(2)에서 발생된 부상력을 통해 모빌리티(1)가 부상 및 주행하는 방식으로 작동된다.Referring to Figure 1, the hoverboard is formed similar to a skateboard without wheels as a levitating board. An axial levitation module 2 is mounted on the hoverboard type mobility 1, and the mobility 1 is operated in such a way that the levitation module 2 lifts and travels through the levitation force generated by the levitation module 2.

종래의 축 방향 부상 모듈(2)은 고정자, 축 및 영구자석 회전자를 포함하고, 모터 회전자를 부상 마그넷으로 활용하였고, 영구자석 회전자가 회전하면서 바닥면을 형성하는 동판(3)과 와전류 자기 반발을 형성시켜 부상되도록 하는 방식으로 작동된다. The conventional axial levitation module 2 includes a stator, a shaft, and a permanent magnet rotor, and uses a motor rotor as a levitation magnet, and a copper plate 3 forming a bottom surface while the permanent magnet rotor rotates and an eddy current magnetic It works in such a way that it creates a rebound and causes it to float.

이때, 부상력을 높이기 위해서는 회전자의 회전 속도를 높여야 하나, 부상력이 높을수록 부상 모듈(2)과 동판(3)에 발생되는 열 또한 증가하는 문제가 있다. At this time, in order to increase the levitation force, the rotational speed of the rotor must be increased. However, as the levitation force increases, heat generated in the levitation module 2 and the copper plate 3 also increases.

이에 따라 회전자 외측으로 블레이드를 고정시킬 수 있는데, 이와 같은 회전자 블레이드로 부상 모듈(2)과 동판(3)의 열 발생을 저감시킬 수 있으나, 부상 모듈(2) 내 특히, 고정자 측에 발생되는 열을 효율적으로 저감시키는데에는 한계가 있다. Accordingly, the blades can be fixed to the outside of the rotor, and heat generation of the floating module 2 and the copper plate 3 can be reduced with such rotor blades, but generated in the floating module 2, especially on the stator side. There is a limit to how efficiently the heat can be reduced.

하지만, 단순히 고정자 내에도 블레이드를 추가할 수는 있으나, 회전자 블레이드 및 고정자 블레이드에 의해 회전시 발생되는 토크가 크게 증가되는 것 또한 문제가 된다. However, although blades may be simply added to the stator, torque generated during rotation by the rotor blades and stator blades greatly increases is also a problem.

따라서 저속 회전시 토크의 증가를 최소화하고 고속 회전시 부상 모듈(2) 내 발생되는 열을 최대한 감소시킬 수 있는 부상 모듈의 개선이 요구된다. Therefore, there is a need for improvement of the floating module capable of minimizing the increase in torque during low-speed rotation and maximally reducing the heat generated in the flotation module 2 during high-speed rotation.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0015881호 (공개일자 2017.02.10.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0015881 (published on February 10, 2017)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 고정자 상부측에 결합되어 회전 속도에 따라 선택적으로 동반회전하는 블레이드 회전결합부를 통해 회전축의 저속 회전시에는 토크 감소를 유도하고 고속 회전시에는 방열 성능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 부상모듈 및 이를 이용한 부상 모빌리티를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and induces torque reduction during low-speed rotation of the rotation shaft and heat dissipation performance during high-speed rotation through a blade rotation coupling portion coupled to the upper side of the stator and selectively co-rotating according to rotation speed. Its purpose is to provide a hybrid levitation module that can improve and levitation mobility using the same.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다. The present invention has the following features in order to solve the above problems.

본 발명은 회전축의 길이방향 일측에 위치되는 고정자; 상기 회전축의 길이방향 타측에 연결되는 회전자; 및 상기 회전축 일측에 외주면을 따라 결합되며, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 블레이드가 선택적으로 회전하는 블레이드 회전결합부;를 포함한다. The present invention is a stator located on one side of the longitudinal direction of the rotating shaft; a rotor connected to the other longitudinal side of the rotating shaft; and a blade rotation coupling unit coupled to one side of the rotation shaft along an outer circumferential surface and selectively rotating the blade according to the rotation speed of the rotation shaft.

여기서 상기 블레이드 회전결합부는, 상기 고정자 상부측의 회전축에 결합되며, 상기 블레이드 회전결합부는, 상기 회전축 외주면에 결합되어 동반회전하는 이너실린더와, 상기 이너실린더의 외주면에 결합되어 동반회전하되 회전축의 회전 속도에 따라 이너실린더 외주면과의 결합 각도(α)가 가변되는 가변연결부 및 상기 이너실린더 및 상기 가변연결부를 내측에 수용하고 가변연결부의 결합 각도(α)에 따라 상기 가변연결부로부터 회전력을 선택적으로 전달받는 아우터실린더 및 상기 아우터실린더의 외주면에 결합되는 적어도 하나의 블레이드를 포함한다. Here, the blade rotation coupling part is coupled to the rotation shaft on the upper side of the stator, and the blade rotation coupling unit is coupled to the outer circumferential surface of the rotation shaft and rotates together with an inner cylinder, and is coupled to the outer circumference of the inner cylinder to rotate together while rotating the rotation shaft. A variable coupling portion having a variable coupling angle α with the outer circumferential surface of the inner cylinder according to speed, receiving the inner cylinder and the variable coupling portion inside, and selectively transmitting rotational force from the variable coupling portion according to the coupling angle α of the variable coupling portion. It includes a receiving outer cylinder and at least one blade coupled to an outer circumferential surface of the outer cylinder.

또한 상기 가변연결부는 상기 이너실린더의 외주면과 결합수단을 통해 결합되는 적어도 하나의 회전력전달부재 및 상기 결합수단을 통해 몸체가 고정되며 일단은 회전력전달부재의 일측과 접하고 타단은 상기 이너실린더의 외주면과 접하는 토션스프링을 포함한다. In addition, the variable connection unit has at least one rotational force transmission member coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder through a coupling means, and a body is fixed through the coupling means, one end of which is in contact with one side of the rotational force transmission member, and the other end is in contact with the outer circumferential surface of the inner cylinder. It includes a tangential torsion spring.

아울러 상기 결합수단은 상기 이너실린더의 외주면에 돌출 형성되는 원통관 및 상기 회전력전달부재의 일단에 형성되는 관통부를 관통하여 결합시키며 상기 토션스프링의 몸체를 고정하는 힌지축이다. In addition, the coupling means is a hinge shaft that fixes the body of the torsion spring by penetrating the cylindrical tube protruding from the outer circumferential surface of the inner cylinder and the penetrating portion formed at one end of the rotational force transmission member.

또한 상기 결합수단은 상기 이너실린더 외주면과 결합하는 제1힌지판과, 상기 회전력전달부재의 일측과 결합하는 제2힌지판 및 상기 제1힌지판의 일측과 제2힌지판의 일측 간을 결합하되 제2힌지판이 회동가능하도록 결합하며 상기 토션스프링의 몸체를 고정하는 힌지축을 포함한다. In addition, the coupling means couples a first hinge plate coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder, a second hinge plate coupled to one side of the rotational force transmission member, and one side of the first hinge plate and one side of the second hinge plate, A second hinge plate is rotatably coupled and includes a hinge axis fixing the body of the torsion spring.

아울러 상기 아우터실린더는 내주면에 적어도 하나의 함몰부 또는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 상기 함몰부는 상기 아우터실린더의 내주면을 따라 일정 길이로 복수개가 이격되어 형성되되, 회전방향을 따라 함몰 깊이가 점차 크게 형성되고, 상기 블레이드는 축류형 구조이다. In addition, at least one depression or at least one protrusion is formed on the inner circumferential surface of the outer cylinder, and a plurality of depressions are formed spaced apart at a predetermined length along the inner circumferential surface of the outer cylinder, and the depth of the depression gradually increases along the rotational direction. formed, and the blade has an axial flow structure.

한편 본 발명의 일실시예에 따른 부상 모빌리티는 하이브리드 부상모듈; 및 일면과 타면이 형성되고, 일정 넓이 및 두께를 가지는 보드;를 포함하고, 상기 하이브리드 부상모듈은, 상기 보드의 타면에 구비된다.On the other hand, floating mobility according to an embodiment of the present invention is a hybrid floating module; and a board formed on one side and the other side and having a certain width and thickness, wherein the hybrid floating module is provided on the other side of the board.

또한 상기 하이브리드 부상 모듈은, 상기 보드의 타면에 적어도 두 개 이상 형성된다. In addition, at least two or more hybrid floating modules are formed on the other surface of the board.

본 발명에 따르면 회전 속도에 따라 선택적으로 회전하는 블레이드 회전결합부를 통해 회전축의 저속 회전시에는 토크 감소를 유도하고 고속 회전시에는 방열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect of inducing torque reduction at low speed rotation of the rotation shaft and improving heat dissipation performance at high speed rotation through the blade rotation coupling part that selectively rotates according to the rotation speed.

도 1은 종래 부상 모빌리티인 호버보드를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 하이브리드 부상모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 블레이드 회전결합부의 수평 단면도이다.
도 6은 도 5의 B부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 저속 회전시 회전력전달부재와 아우터실린더 간의 위치 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 고속 회전시 회전력전달부재와 아우터실린더 간의 위치 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전력전달부재와 이너실린더의 결합 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시에에 따른 부상 모빌리티를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시에에 따른 부상 모빌리티를 나타내는 저면도이다. 1 is a view showing a hoverboard, which is a conventional floating mobility.
Figure 2 is a perspective view showing a hybrid floating module according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view of Figure 2;
4 is a AA′ cross-sectional view of FIG. 3 .
Figure 5 is a horizontal cross-sectional view of the blade rotation coupling portion in one embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of part B of FIG. 5 .
7 is a view showing a positional configuration between a rotational force transmission member and an outer cylinder during low-speed rotation according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a positional configuration between a rotational force transmission member and an outer cylinder during high-speed rotation according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a coupling state of the rotational force transmission member and the inner cylinder according to another embodiment of the present invention.
10 is a side view showing floating mobility according to one embodiment of the present invention.
11 is a bottom view showing floating mobility according to one embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, the following describes a preferred embodiment of the present invention and references it.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terms used in this application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, in this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 하이브리드 부상모듈을 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 블레이드 회전결합부의 수평 단면도이고, 도 6은 도 5의 B부분 확대도이다. Figure 2 is a perspective view showing a hybrid floating module according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view of Figure 2, Figure 4 is a AA' cross-sectional view of Figure 3, Figure 5 is a blade in one embodiment of the present invention A horizontal cross-sectional view of the rotary coupling part, and FIG. 6 is an enlarged view of part B of FIG. 5 .

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 부상모듈(100)은 크게 회전축(110)의 길이방향 일측에 위치되는 고정자(120)와, 상기 회전축(110)의 길이방향 타측에 연결되는 회전자(130) 및 상기 회전축(110) 일측에 외주면을 따라 결합되며, 상기 회전축(110)의 회전 속도에 따라 블레이드(144)가 선택적으로 회전하는 블레이드 회전결합부(140)를 포함한다. Referring to the drawings, the hybrid floating module 100 according to an embodiment of the present invention is largely connected to the stator 120 located on one longitudinal side of the rotating shaft 110 and the other longitudinal side of the rotating shaft 110 The rotor 130 and the rotary shaft 110 are coupled to one side along an outer circumferential surface, and the blade 144 selectively rotates according to the rotational speed of the rotary shaft 110 includes a blade rotation coupling part 140.

여기서 상기 고정자(120) 및 상기 회전자(130)는 상기 회전축(110)에 연결되되 서로 동심을 이루고, 상기 고정자(120)는 상기 회전축(110)에 평행한 방향에서 자극의 방향을 갖는 복수개의 코일을 갖고, 상기 회전자(130)는 상기 회전축(110) 주위에 회전 방향을 따라 배치되고 상기 코일과 상기 회전축(110)에 대하여 평행한 방향에 형성되는 복수개의 영구자석(131)을 구비하며, 상기 코일은 상기 회전자(130)에 배치된 복수 개의 영구자석(31)과 상기 회전축(110)에 평행한 방향에서 대향하는 자극을 형성한다.Here, the stator 120 and the rotor 130 are connected to the rotating shaft 110 but are concentric with each other, and the stator 120 has a plurality of magnetic poles having directions of magnetic poles in a direction parallel to the rotating shaft 110. It has a coil, and the rotor 130 is disposed along the rotational direction around the rotation shaft 110 and has a plurality of permanent magnets 131 formed in a direction parallel to the coil and the rotation shaft 110, , The coil forms a plurality of permanent magnets 31 disposed on the rotor 130 and magnetic poles facing each other in a direction parallel to the rotating shaft 110.

즉, 상기 고정자(120), 상기 회전자(130) 및 상기 회전축(110)은 축류형 모터 구성으로 이루어질 수 있고, 상기 고정자(120)는 상기 회전축(110)의 길이방향 일측에, 상기 회전자(130)는 상기 회전축(110)의 길이방향 타측에 배치된다.That is, the stator 120, the rotor 130, and the rotating shaft 110 may be formed of an axial flow motor configuration, and the stator 120 is on one side of the rotating shaft 110 in the longitudinal direction, and the rotor (130) is disposed on the other side of the longitudinal direction of the rotating shaft (110).

또한 상기 고정자(120)는 상기 회전축(110)과 같이 회전되지 않도록 축베어링부(111)에 의해 연결될 수 있고, 상기 회전자(130)는 상기 회전축(110)과 같이 회전되도록 연결되는 것이 바람직하다.In addition, the stator 120 may be connected by a shaft bearing part 111 so as not to rotate like the rotation shaft 110, and the rotor 130 is preferably connected to rotate like the rotation shaft 110. .

한편 상기 블레이드 회전결합부(140)는 상기 고정자(120) 상부측에 위치되는 회전축(110) 외주면상에 결합되어 회전축(110)의 회전속도에 따라 선택적으로 블레이드(144)가 회전하도록 구성되는데, 이러한 상기 블레이드 회전결합부(140)는 상기 회전축(110) 외주면에 결합되어 동반회전하는 이너실린더(141)와, 상기 이너실린더(141)의 외주면에 결합되어 동반회전하되 회전축(110)의 회전 속도에 따라 이너실린더(141) 외주면과의 결합 각도(α)가 가변되는 가변연결부(142)와, 상기 이너실린더(141) 및 상기 가변연결부(142)를 내측에 수용하고 가변연결부(142)의 결합 각도(α)에 따라 상기 가변연결부(142)로부터 회전력을 선택적으로 전달받는 아우터실린더(143) 및 상기 아우터실린더(143)의 외주면에 결합되는 적어도 하나의 블레이드(144)로 구성된다. On the other hand, the blade rotation coupling part 140 is coupled to the outer circumferential surface of the rotation shaft 110 located on the upper side of the stator 120 so that the blade 144 selectively rotates according to the rotation speed of the rotation shaft 110, The blade rotation coupling part 140 is coupled to the outer circumferential surface of the rotary shaft 110 and rotates together with the inner cylinder 141, and is coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder 141 to rotate together, but the rotational speed of the rotary shaft 110 The variable connection part 142 whose coupling angle α with the outer circumferential surface of the inner cylinder 141 is variable according to the inner cylinder 141 and the variable connection part 142 receiving the inner cylinder 141 and the variable connection part 142 inside It consists of an outer cylinder 143 that selectively receives rotational force from the variable connection part 142 according to an angle α and at least one blade 144 coupled to an outer circumferential surface of the outer cylinder 143.

여기서 상기 이너실린더(141)는 고정자(120) 상부측에 위치되는 회전축(110)의 외주면상에 결합되는 환형 실린더로서 회전축(110)과 동반회전하도록 설치된다. Here, the inner cylinder 141 is an annular cylinder coupled to the outer circumferential surface of the rotating shaft 110 located on the upper side of the stator 120, and is installed to rotate together with the rotating shaft 110.

이러한 이너실린더(141)의 외주면에는 가변연결부(142)가 적어도 하나 결합되는데, 상기 가변연결부(142)는 회전축(110)의 회전속도에 따라 이너실린더(141)와의 결합각도가 가변될 수 있도록 결합된다. At least one variable connection part 142 is coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder 141, and the variable connection part 142 is coupled so that the angle of engagement with the inner cylinder 141 can be varied according to the rotational speed of the rotation shaft 110. do.

이를 위해 상기 가변연결부(142)는 상기 이너실린더(141)의 외주면과 결합수단을 통해 결합되는 적어도 하나의 회전력전달부재(142a) 및 상기 결합수단을 통해 몸체가 고정되며 일단은 회전력전달부재(142a)의 일측과 접하고 타단은 상기 이너실린더(141)의 외주면과 접하는 토션스프링(142b)으로 구성된다 .To this end, the variable connection part 142 has at least one torque transmission member 142a coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder 141 through a coupling means, and the body is fixed through the coupling means, and one end of the rotational force transmission member 142a ) is in contact with one side and the other end is composed of a torsion spring 142b in contact with the outer circumferential surface of the inner cylinder 141.

여기서 상기 회전력전달부재(142a)는 이너실린더(141)와 동반회전하되 결합수단을 통해 이너실린더(141)와 결합 각도가 가변되도록 구성되는데, 이러한 결합수단으로는 힌지축(147)이 될 수 있다. Here, the rotational force transmission member 142a rotates together with the inner cylinder 141, but is configured such that the angle of engagement with the inner cylinder 141 is varied through a coupling means. Such a coupling means can be a hinge shaft 147 .

이와 같은 힌지축(147)을 통해 회전력전달부재(142a)가 이너실린더(141)와 결합하기 위해서는 회전력전달부재(142a)의 일측 단부에 힌지축(147)이 관통되도록 관통부(142aa)가 형성되고, 이너실린더(141)에는 힌지축(147)이 관통되도록 원통관(141a)이 형성된다. In order for the rotational force transmission member 142a to be coupled to the inner cylinder 141 through the hinge shaft 147, a penetrating portion 142aa is formed at one end of the rotational force transmission member 142a so that the hinge shaft 147 passes through. A cylindrical tube 141a is formed in the inner cylinder 141 so that the hinge shaft 147 passes therethrough.

아울러 상기 토션스프링(142b)의 몸체가 상기 힌지축(147)에 관통되어 힌지축(147) 상에 토션스프링(142b)이 위치고정됨에 따라 상기 회전력전달부재(142a), 이너실린더(141) 및 토션스프링(142b)이 힌지축(147)을 매개로 결합 각도 가변되도록 결합될 수 있다. In addition, as the body of the torsion spring 142b passes through the hinge shaft 147 and the torsion spring 142b is fixed in position on the hinge shaft 147, the rotational force transmission member 142a, the inner cylinder 141 and The torsion spring 142b may be coupled to a variable coupling angle via the hinge shaft 147.

아울러 회전력전달부재(142a)가 회전속도에 따라 이너실린더(141)와의 결합 각도(α)가 가변되도록 토션스프링(142b)의 일단은 이너실린더(141)의 외주면에 위치되고, 타단은 회전력전달부재(142a)의 일측면에 위치됨으로써 회전력전달부재(142a)가 회전축(110)의 회전에 따라 원심력이 작용되면 토션스프링(142b)은 비틀림이 발생되게 된다. In addition, one end of the torsion spring 142b is positioned on the outer circumferential surface of the inner cylinder 141 so that the angle α of the torque transmission member 142a and the inner cylinder 141 is varied according to the rotational speed, and the other end is the torque transmission member. By being located on one side of (142a), when the centrifugal force is applied to the rotational force transmission member 142a according to the rotation of the rotating shaft 110, the torsion spring 142b is twisted.

아울러 회전 속도가 감소되거나 회전이 정지되면 토션스프링(142b)은 비틀린 반대 방향으로 복원력을 가하여 회전력전달부재(142a)는 이전 상태로 점차 복귀하게 된다. In addition, when the rotational speed is reduced or the rotation is stopped, the torsion spring 142b applies a restoring force in the direction opposite to the twist, so that the rotational force transmission member 142a gradually returns to the previous state.

물론 상기 회전력전달부재(142a)는 회전 속도가 빠를 수록 원심력에 의해 회전력전달부재(142a)가 회전 반대 방향으로 일정 각도 회전하도록 토션스프링(142b)의 양측 단부를 구성하여야 하며, 결합 각도(α)는 회전축(110)이 회전하지 않는 상태에서 90°보다 작게 형성되고, 바람직하게는 45°내지 80°로 형성된다. Of course, the rotational force transmission member (142a) should configure both ends of the torsion spring (142b) so that the rotational force transmission member (142a) is rotated at a certain angle in the opposite direction by centrifugal force as the rotational speed increases, and the coupling angle (α) is formed smaller than 90 ° in a state in which the rotational shaft 110 does not rotate, and is preferably formed at 45 ° to 80 °.

아울러 저속 회전시 점차 결합 각도(α)가 커지다가 최대속도일 때 85°내지 95°로 결합 각도(α)가 형성되도록 함이 바람직하다. In addition, it is preferable that the coupling angle α gradually increases during low-speed rotation, and the coupling angle α is formed at 85 ° to 95 ° at maximum speed.

이를 위해 토션스프링(142b)의 비틀림 강도를 적절하게 조절하여야 할 것이다.For this purpose, the torsion strength of the torsion spring 142b should be appropriately adjusted.

한편 상기 회전력전달부재(142a)의 단부측 즉, 아우터실린더(143)와 선택적으로 접촉하는 단부측은 아우터실린더(143)의 내주면과 안정적인 마찰이 발생될 수 있도록 수평단면이 반원 형상으로 형성됨이 바람직하다. On the other hand, the end side of the rotational force transmission member 142a, that is, the end side that selectively contacts the outer cylinder 143, is preferably formed in a semicircular cross section so that stable friction can occur with the inner circumferential surface of the outer cylinder 143. .

또한 상기 아우터실린더(143)는 내주면에는 적어도 하나의 함몰부(143a) 또는 적어도 하나의 돌출부(도면 미표시)가 형성될 수 있는데, 이는 회전력전달부재(142a)가 아우터실린더(143)의 내주면과 접촉시 보다 마찰 강도를 높여 회전력 전달효율을 증대시키기 위함이다. In addition, the outer cylinder 143 may have at least one depression 143a or at least one protrusion (not shown) formed on the inner circumferential surface, which means that the rotational force transmission member 142a contacts the inner circumferential surface of the outer cylinder 143. This is to increase the torque transmission efficiency by increasing the friction strength.

아울러 상기 함몰부(143a)의 경우 상기 아우터실린더(143)의 내주면을 따라 일정 길이로 복수개가 이격되어 형성되되, 회전방향을 따라 함몰 깊이가 점차 커지도록 형성함이 바람직하다. In addition, in the case of the recessed portion 143a, a plurality of recesses 143a are formed spaced apart at a predetermined length along the inner circumferential surface of the outer cylinder 143, and it is preferable that the recessed portion gradually increases in depth along the rotational direction.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 저속 회전시 회전력전달부재와 아우터실린더 간의 위치 구성을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 고속 회전시 회전력전달부재와 아우터실린더 간의 위치 구성을 나타내는 도면이다. 7 is a view showing the configuration of the position between the rotational force transmission member and the outer cylinder during low-speed rotation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is the position between the rotational force transmission member and the outer cylinder during high-speed rotation according to an embodiment of the present invention. A diagram showing the configuration.

도 7에 도시된 바와 같이 회전축(110)이 저속 회전할 때에는 회전력전달부재(142a)와 이너실린더(141) 간 결합각도(α)가 고속 회전시보다 상대적으로 낮게 된다. As shown in FIG. 7 , when the rotating shaft 110 rotates at a low speed, the coupling angle α between the rotational force transmitting member 142a and the inner cylinder 141 is relatively lower than that at high speed.

이는 회전력전달부재(142a)에 작용하는 힘이 토션스프링(142b)의 비틀림 복원력과 회전축(110)의 회전에 따른 원심력으로 구성되는데, 저속 회전시에는 원심력이 작기 때문에 비틀림 복원력으로 인해 결합 각도가 커지기 어렵다. This is because the force acting on the rotational force transmission member 142a is composed of the torsion restoring force of the torsion spring 142b and the centrifugal force according to the rotation of the rotating shaft 110. At low speed rotation, the coupling angle increases due to the torsional restoring force because the centrifugal force is small. difficult.

하지만, 도 8에서와 같이 회전축(110)이 고속 회전하면 회전력전달부재(142a)에 작용하는 원심력이 커져 토션스프링(142b)을 회전 반대방향으로 비틀게 되며, 이에 따라 결합 각도는 저속 회전시보다 커지게 된다.However, as shown in FIG. 8, when the rotating shaft 110 rotates at a high speed, the centrifugal force acting on the rotational force transmission member 142a increases and twists the torsion spring 142b in the opposite direction of rotation. It gets bigger.

따라서 상기 아우터실린더(143)의 내주면에 형성되는 함몰부(143a)의 일측 단부 즉, 함몰부(143a)의 함몰 부분이 끝나는 지점에서 마찰 또는 충격이 발생되고, 계속적인 마찰 또는 충격으로 인해 점차 아우터실린더(143)는 이너실린더(141) 또는 회전력전달부재(142a)와 동반 회전하게 된다. Therefore, friction or shock is generated at one end of the recessed portion 143a formed on the inner circumferential surface of the outer cylinder 143, that is, at the point where the recessed portion of the recessed portion 143a ends, and due to the continuous friction or impact, the outer cylinder gradually The cylinder 143 rotates together with the inner cylinder 141 or the rotational force transmission member 142a.

한편 상기 블레이드(144)는 아우터실린더(143)의 외주면에 적어도 하나 이상 결합되어 아우터실린더(143)가 회전시 동반 회전하여 고정자(120)에 발생된 열을 공기 유동을 통해 냉각시키도록 구비된다. Meanwhile, at least one blade 144 is coupled to the outer circumferential surface of the outer cylinder 143 so that the outer cylinder 143 rotates together to cool the heat generated in the stator 120 through air flow.

이러한 블레이드(144)는 축류형 구조로 구성되어 공기의 유동이 고정자(120) 상부측에서 회전자(130) 측으로 이동하도록 구성됨이 바람직하다. It is preferable that the blade 144 has an axial flow structure so that the flow of air moves from the upper side of the stator 120 to the side of the rotor 130.

아울러 필요에 따라 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 부상 모듈(100)은 상기 고정자(120) 상부측에 위치하여 고정자(120)를 수용하도록 하며, 상부면은 상기 회전축(110)과 연결되는 모듈 하우징(150)을 구비할 수 있다. In addition, as necessary, as shown in FIGS. 2 to 4, the hybrid floating module 100 according to the present invention is located on the upper side of the stator 120 to accommodate the stator 120, and the upper surface is the rotation shaft ( 110) may be provided with a module housing 150 connected to.

이러한 모듈 하우징(150)에는 상부면 상에 회전축(110)을 중심으로 일정 반경을 가지는 원호를 따라 복수개의 관통홀(151)이 형성되는데, 이러한 관통홀(151)은 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 블레이드(144)가 아우터실린더(143)의 회전에 따라 동반 회전할 때 공기유로를 형성시키도록 한다.A plurality of through-holes 151 are formed on the upper surface of the module housing 150 along a circular arc having a certain radius around the rotational shaft 110, and these through-holes 151 are formed as shown in FIG. When the blade 144 of the present invention rotates along with the rotation of the outer cylinder 143, an air flow path is formed.

공기 유로는 상기 관통홀(151)로 공기가 유입되어 모듈 하우징(150)의 측면과 고정자(120) 간 이격 공간을 거쳐 회전자(130)측으로 공기가 이동하도록 구성됨이 바람직하다. The air flow path is preferably configured so that air is introduced into the through hole 151 and moves toward the rotor 130 through a separation space between the side surface of the module housing 150 and the stator 120 .

이에 따라 공기 유로가 고정자(120)에서 회전자(130) 및 바닥측으로 이동하도록 함에 따라 회전축(110)의 고속 회전시 증대되는 하이브리드 부상모듈(100) 내 발열량과 바닥측 동판의 발열량을 최대한 감소시킬 수 있게 된다. Accordingly, as the air flow path moves from the stator 120 to the rotor 130 and the bottom side, the amount of heat generated in the hybrid floating module 100 and the amount of heat generated in the copper plate on the bottom side, which is increased during high-speed rotation of the rotating shaft 110, can be reduced as much as possible. be able to

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전력전달부재와 이너실린더의 결합 모습을 나타내는 도면이다. 9 is a view showing a coupling state of the rotational force transmission member and the inner cylinder according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 가변연결부(142)의 상기 결합수단은 상기 이너실린더(141) 외주면과 결합하는 제1힌지판(145)과, 상기 회전력전달부재(142a)의 일측과 결합하는 제2힌지판(146) 및 상기 제1힌지판(145)의 일측과 제2힌지판(146)의 일측 간을 결합하되 제2힌지판(146)이 회동가능하도록 결합하며 상기 토션스프링(142b)의 몸체를 고정하는 힌지축(147)로 구성된다. Referring to the drawings, the coupling means of the variable connection part 142 according to the present embodiment is coupled to the first hinge plate 145 coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder 141 and one side of the rotational force transmission member 142a. The torsion spring ( 142b) is composed of a hinge shaft 147 for fixing the body.

즉, 전술한 실시예에서는 회전력전달부재(142a), 이너실린더(141) 및 토션스프링(142b)이 힌지축(147)을 통해 결합되는데 반해, 본 실시예에서는 회전력전달부재(142a)는 제1힌지판(145)과 결합되고, 이너실린더(141)는 제2힌지판(146)과 결합되며, 힌지축(147)은 상기 제1힌지판(145) 및 제2힌지판(146)과 토션스프링(142b)을 결합하여 보다 안정적인 결합이 가능하도록 한다. That is, in the above-described embodiment, the rotational force transmission member 142a, the inner cylinder 141, and the torsion spring 142b are coupled through the hinge shaft 147, whereas in this embodiment, the rotational force transmission member 142a is It is coupled with the hinge plate 145, the inner cylinder 141 is coupled with the second hinge plate 146, and the hinge axis 147 is the first hinge plate 145 and the second hinge plate 146 and torsion By combining the spring (142b) to enable a more stable coupling.

이에 따라, 토션스프링(142b)의 비틀림 시 발생될 수 있는 안정적인 결합위치의 변형이나 틀림 등을 방지할 수 있다. Accordingly, it is possible to prevent deformation or misalignment of a stable coupling position that may occur when the torsion spring 142b is twisted.

도 10은 본 발명의 일실시에에 따른 부상 모빌리티를 나타내는 측면도이고, 도 11은 본 발명의 일실시에에 따른 부상 모빌리티를 나타내는 저면도이다. 10 is a side view showing floating mobility according to one embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a bottom view showing floating mobility according to one embodiment of the present invention.

도면을 참조하면 본 발명에 따른 부상 모빌리티(1000)는, 상기한 특징을 갖는 하이브리드 부상 모듈(100) 및, 일면과 타면이 형성되고, 일정 넓이 및 두께를 가지는 보드(200)를 포함하고, 상기 하이브리드 부상 모듈(100)은, 상기 보드(200)의 타면에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to the drawings, the levitation mobility 1000 according to the present invention includes a hybrid levitation module 100 having the above characteristics and a board 200 having one side and the other side formed and having a certain width and thickness, The hybrid injury module 100 may be characterized in that it is connected to the other surface of the board 200.

상기 보드(200)의 일면에는 모빌리티 이용자가 탑승하며, 상기 보드(200)는 이용자의 무게를 견딜 수 있는 강도로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 하이브리드 부상 모듈(100)이 하부 바닥측 동판 상에 있을 때, 자기 반발에 의해 상기 보드(200)를 동판으로부터 부상시키게 된다.A mobility user rides on one side of the board 200, and the board 200 is preferably made of strength capable of withstanding the user's weight. When the hybrid floating module 100 is on the copper plate on the lower floor, the board 200 is lifted from the copper plate by magnetic repulsion.

이때, 상기 하이브리드 부상 모듈(100)은 상기 보드(200)의 타면에 적어도 두 개 이상 형성될 수 있다. 상기 하이브리드 부상 모듈(100)은 상기 보드(200)와의 결합에 의한 무게중심 및 부상력에 따른 기울어짐을 고려하여 상기 보드(200)의 타면에 배치되는 것이 바람직하다.At this time, the hybrid injury module 100 may be formed at least two or more on the other surface of the board (200). The hybrid levitation module 100 is preferably disposed on the other surface of the board 200 in consideration of inclination according to the center of gravity and levitation force due to coupling with the board 200 .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. That is, those skilled in the art to which the present invention belongs can make many changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications Equivalents should be regarded as falling within the scope of this invention.

100 : 하이브리드 부상모듈
110 : 회전축
111 : 축베어링부
120 : 고정자
130 : 회전자
131 : 영구자석 132 : 회전자 하우징
140 : 블레이드 회전결합부
141 : 이너실린더 141a : 원통관
142 : 가변연결부 142a : 회전력전달부재
142aa : 관통부 142b : 토션스프링
143 : 아우터실린더 143a : 함몰부
1 44 : 블레이드 145 : 제1힌지판
146 : 제2힌지판 147 : 힌지축
150 : 모듈 하우징
151 : 관통홀
200 : 보드
1000 : 부상 모빌리티
α : 결합 각도100: hybrid floating module
110: axis of rotation
111: shaft bearing part
120: stator
130: rotor
131: permanent magnet 132: rotor housing
140: blade rotation coupling part
141: inner cylinder 141a: cylindrical tube
142: variable connection part 142a: rotational force transmission member
142aa: penetration part 142b: torsion spring
143: outer cylinder 143a: depression
1 44: blade 145: first hinge plate
146: second hinge plate 147: hinge shaft
150: module housing
151: through hole
200: board
1000: Injury Mobility
α: bond angle

Claims

A stator located on one side of the rotation shaft in the longitudinal direction;
a rotor connected to the other longitudinal side of the rotating shaft; and
To include; coupled along the outer circumferential surface to one side of the rotating shaft, the blade rotation coupling portion for selectively rotating the blade according to the rotational speed of the rotating shaft
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 1,
The blade rotation coupling part,
To be coupled to the rotation shaft of the upper side of the stator
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 2,
The blade rotation coupling part,
An inner cylinder coupled to the outer circumferential surface of the rotating shaft and rotating together;
A variable connection portion coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder and rotated together, but having a variable coupling angle (α) with the outer circumferential surface of the inner cylinder according to the rotational speed of the rotation shaft;
An outer cylinder accommodating the inner cylinder and the variable connection part inside and selectively receiving rotational force from the variable connection part according to a coupling angle α of the variable connection part; and
Including at least one blade coupled to the outer circumferential surface of the outer cylinder
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 3,
The variable connector
At least one rotational force transmission member coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder through a coupling means, and
To include a torsion spring in which the body is fixed through the coupling means, one end in contact with one side of the rotational force transmission member and the other end in contact with the outer circumferential surface of the inner cylinder
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 4,
The coupling means
A hinge shaft that fixes the body of the torsion spring by penetrating the cylindrical tube protruding from the outer circumferential surface of the inner cylinder and the penetrating portion formed at one end of the rotational force transmission member.
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 4,
The coupling means
A first hinge plate coupled to the outer circumferential surface of the inner cylinder;
A second hinge plate coupled to one side of the rotational force transmission member, and
A hinge shaft coupled between one side of the first hinge plate and one side of the second hinge plate so that the second hinge plate can rotate and fixing the body of the torsion spring
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 4,
The outer cylinder
Forming at least one depression or at least one protrusion on the inner circumferential surface
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 7,
The recessed portion is formed with a plurality of recesses spaced apart at a predetermined length along the inner circumferential surface of the outer cylinder, and the recessed depth is gradually increased along the rotational direction.
Hybrid levitation module, characterized in that.

According to claim 3,
The blade has an axial flow structure
Hybrid levitation module, characterized in that.

A hybrid floating module according to any one of claims 1 to 9; and
Including; board having one side and the other side formed and having a certain area and thickness,
The hybrid floating module,
Levitation mobility, characterized in that provided on the other side of the board.

According to claim 10,
The hybrid floating module is floating mobility, characterized in that at least two or more are formed on the other surface of the board.