KR20240047865A - 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템 - Google Patents

자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템에 관련되며, 이는 구동원 동력과 내, 외륜 자석링과 커넥터자석 간에 인력 및 척력에 연계되어 태양기어를 중심으로 공전운동하는 제 1, 2편심샤프트에 의해 회전운동되는 회전휠 회전력이 상호 보완적으로 공유되어 구동원 측으로 과부하가 작용하더라도 회전력을 항속으로 출력할 수 있도록 베이스휠(10), 제 1편심샤프트(20), 회전휠(30), 내, 외륜 자석링(40)(40'), 제 2편심샤프트(50), 메인커넥터암(60), 제 1가이드레일(63), 멀티커넥터암(70), 제 2가이드레일(73), 커넥터자석(80)을 포함하여 주요구성으로 한다.

Description

자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템{Constant speed maintenance system using magnetic connecting rod}
본 발명은 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동원 동력과 내, 외륜 자석링과 커넥터자석 간에 인력 및 척력에 연계되어 태양기어를 중심으로 공전운동하는 제 1, 2편심샤프트에 의해 회전운동되는 회전휠 회전력이 상호 보완적으로 공유되어 구동원 측으로 과부하가 작용하더라도 회전력을 항속으로 출력할 수 있는 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템에 관한 것이다.
통상 내연 기관, 수력 원동기, 전기모터 등을 포함하는 동력 발생기는 회전력을 출력하는 장치로서, 대부분 미션(mission)을 이용하여 동력발생기의 회전 속도나 회전력을 바꿔주는 형태로 원하는 출력을 발휘하도록 설계된다.
그러나 미션의 특성상 회전속도를 증가시 토크가 저하되고, 토크를 증가시 회전속도가 저하되는 반비례관계를 가짐으로 토크와 회전속도를 증가시키기 위한 노력이 꾸준히 이루어지 있다.
이에 종래에 개시된 등록특허 10-2072443호에서, 구동 모터, 시동 요소 및 커플링 요소를 포함하는 차량, 또는 자동차의 구동 트레인을 위한 제어 장치로서, 시동 요소는 하나 이상의 댐핑 질량을 갖는 진동 옵쇼버 토션 댐퍼 장치를 포함하며, 시동 요소가 1차 측에 의해서는 구동 모터에 그리고 2차 측에 의해서는 진동 옵쇼버 토션 댐퍼 장치에 함께 회전하도록 고정 결합되어 있으며, 커플링 요소는 시동 요소의 1차 측과의 결합에 의해서 그리고/또는 차량 정지시에 서 있는 기준 부품과의 결합에 의해서 2차 측을 제동하도록 형성된, 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 제어 장치가 구동 모터의 스위치-오프 상태를 지시하는 입력 신호를 수신할 때에 커플링 요소는 2차 측을 제동하게끔 커플링 요소를 작동시키도록 형성되는 기술이 선 제시된 바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 차량 구동 트레인에서 아이들 속도 시에 관성을 높이려는 것이나, 이는 제어장치에 의해 토크 전달을 해제하거나 줄이기 위한 시동 요소의 작동은 마찰 결합 방식의 연결 또는 마찰 콘택의 풀림 또는 약화하도록 구성되므로 구동출력의 항속유지기능을 발휘하지 못하는 한계가 따랐다.
한편, 회전출력에 대한 항속을 유지하기 위한 방법으로, 회전축과 동심원 상에 중량휠을 설치하여 관성을 이용하는 기술이 적용되고 있지만, 중량휠의 자체중량으로 인해 소정의 회전속도에 도달하기 까지 불필요한 동력소모가 증가되는 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 본 발명은 구동원 동력과 내, 외륜 자석링과 커넥터자석 간에 인력 및 척력에 연계되어 태양기어를 중심으로 공전운동하는 제 1, 2편심샤프트에 의해 회전운동되는 회전휠 회전력이 상호 보완적으로 공유되어 구동원 측으로 과부하가 작용하더라도 회전력을 항속으로 출력할 수 있는 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 태양기어(11)가 설치되고, 태양기어(11)를 중심으로 등간격으로 복수의 제 1서포터암(12)이 배치되며, 태양기어(11)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 센터서포터암(13)이 구비되는 베이스휠(10); 상기 센터서포터암(13)상에 회전 가능하게 설치되고, 태양기어(11)에 치합되어 공전 및 자전운동되도록 일단에 유성기어(21)가 구비되는 제 1편심샤프트(20); 상기 센터서포터암(13)에 설치되어 동력원이 연결되고, 태양기어(11)를 중심으로 회전운동하도록 구비되는 회전휠(30); 상기 제 1편심샤프트(20)와 동심원상에 일치하도록 회전휠(30) 일면에 이격 배치되고, 180˚ 등간격으로 +, - 극 자력구간(41)(42)을 형성되는 내, 외륜 자석링(40)(40'); 상기 제 1편심샤프트(20)와 일직선상에 배치되어 회전휠(30) 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전운동되고, 한 쌍의 베벨기어(51)와 베벨피니언(52)에 의해 제 1편심샤프트(20)와 치합되어, 제 1편심샤프트(20)와 반대 방향으로 회전력이 작용하며, 단부에 커넥팅휠(53)이 구비되는 제 2편심샤프트(50); 상기 커넥팅휠(53)상에 등간격으로 배치되어 링크핀(61)으로 연결되고, 다른 일단에 설치되는 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동되도록 구비되는 메인커넥터암(60); 상기 제 1서포터암(12)에 설치되어 메인받침축(62)의 직선 이송을 안내하도록 구비되는 제 1가이드레일(63); 상기 메인커넥터암(62)과 커넥팅축(71)으로 연결되고, 멀티받침축(72)을 중심으로 원호운동되도록 구비되는 멀티커넥터암(70); 상기 제 1서포터암(12)에 설치되어 멀티커넥터축(72)의 직선 이송을 안내하도록 구비되는 제 2가이드레일(73); 및 상기 멀티커넥터암(70)에 설치되고, 내, 외륜 자석링(40)(40') 사이에 배치되어, 회전휠(30)의 공전 및 자전운동에 연계되어 내, 외륜 자석링(40)(40')과 인력 및 척력이 작용하면서 180˚ 회전 구간마다 멀티커넥터암(70)의 직선 이송 방향이 전환되도록 구비되는 커넥터자석(80);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 메인받침축(62)은 링크핀(61)과 커넥팅축(71) 사이에 배치되고, 상기 메인커넥터암(60)이 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동시, 멀티커넥팅암(70)은 멀티받침축(72)을 중심으로 메인커넥터암(60)과 동일한 방향으로 원호운동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥팅축(71)은 메인받침축(62)과 링크핀(61) 사이에 배치되고, 상기 메인커넥터암(60)이 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동시, 멀티커넥팅암(70)은 멀티받침축(72)을 중심으로 메인커넥터암(60)과 반대 방향으로 원호운동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전휠(30)의 회전운동에 연계되어, 내, 외륜 자석링(40)(40')과 커넥터자석(80) 간에 인력 및 척력이 작용하여 복수의 멀티커넥터암(70)이 내, 외륜 자석링(40)(40')의 +, - 극 자력구간(41)(42)에서 직선 이송방향이 전환되고, 멀티커넥터암(70) 작동에 연계되어 메인커넥터암(60)이 직선 왕복 운동되면, 커넥팅휠(53)이 태양기어(11)를 중심으로 공전운동 방향으로 작동력이 작용하면서 유성기어(21)가 제 1편심샤프트(20)와 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전 및 자전 운동되며, 제 1편심샤프트(20)의 공전 운동력에 의해 회전휠(30)이 회전운동력으로 전달되어 내, 외륜 자석링(40)(40')의 +, - 극 자력구간(41)(42)에 의한 멀티커넥터암(70)의 직선 왕복 이송 작동력을 제공하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 구동원 동력과 내, 외륜 자석링과 커넥터자석 간에 인력 및 척력에 연계되어 태양기어를 중심으로 공전운동하는 제 1, 2편심샤프트에 의해 회전운동되는 회전휠 회전력이 상호 보완적으로 공유되어 구동원 측으로 과부하가 작용하더라도 회전력을 항속으로 출력할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 도 1의 작동 상태도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 4는 도 3의 작동 상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템을 전체적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 작동 상태도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템을 전체적으로 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3의 작동 상태도이다.
본 발명은 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템에 관련되며, 이는 구동원 동력과 내, 외륜 자석링과 커넥터자석 간에 인력 및 척력에 연계되어 태양기어를 중심으로 공전운동하는 제 1, 2편심샤프트에 의해 회전운동되는 회전휠 회전력이 상호 보완적으로 공유되어 구동원 측으로 과부하가 작용하더라도 회전력을 항속으로 출력할 수 있도록 베이스휠(10), 제 1편심샤프트(20), 회전휠(30), 내, 외륜 자석링(40)(40'), 제 2편심샤프트(50), 메인커넥터암(60), 제 1가이드레일(63), 멀티커넥터암(70), 제 2가이드레일(73), 커넥터자석(80)을 포함하여 주요구성으로 한다.
본 발명에 따른 베이스휠(10)은 태양기어(11)가 설치되고, 태양기어(11)를 중심으로 등간격으로 복수의 제 1서포터암(12)이 배치되며, 태양기어(11)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 센터서포터암(13)이 구비된다.
상기 베이스휠(10)은 고정 설치되고, 중앙에 태양기어(11)가 설치되며, 태양기어(11)와 동심원상에 베어링이 설치되어 센터서포터암(13)을 회전 가능하게 지지한다.
또한, 본 발명에 따른 제 1편심샤프트(20)는 상기 센터서포터암(13)상에 회전 가능하게 설치되고, 태양기어(11)에 치합되어 공전 및 자전운동되도록 일단에 유성기어(21)가 구비된다.
상기 제 1편심샤프트(20)는 태양기어(11)를 중심으로 편심위치에 설치되고, 센터서포터암(13)과 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전운동되면서 유성기어(21)가 태양기어(11)와 치합되어 자전운동되도록 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 회전휠(30)은 상기 센터서포터암(13)에 설치되어 동력원이 연결되고, 태양기어(11)를 중심으로 회전운동하도록 구비된다. 여기서 동력원은 도 1 및 도 3과 같이 센터서포터암(13)에 연결되는 구성도 가능하다.
상기 회전휠(30)은 센터서포터암(13)과 함께 태양기어(11)와 동심원상에서 회전운동된다.
또한, 본 발명에 따른 내, 외륜 자석링(40)(40')은 상기 제 1편심샤프트(20)와 동심원상에 일치하도록 회전휠(30) 일면에 이격 배치되고, 180˚ 등간격으로 +, - 극 자력구간(41)(42)을 형성된다.
상기 내, 외륜 자석링(40)(40')은 서로 상이한 지름으로 이격 배치되고, 내, 외륜 자석링(40)(40') 사이에 후술하는 커넥터자석(80)이 수용되도록 원형 자성레일이 형성된다.
그리고, 상기 내, 외륜 자석링(40)(40')은 180˚ 등간격으로 +, - 극 자력구간(41)(42)이 형성되어, 후술하는 커넥터자석(80)과 인력 및 척력이 작용하도록 구비되는바, 일예로서, 도 1과 같이 내, 외륜 자석링(40)(40')의 0 ~ 180˚ 영역에 + 극 자력구간(41)이 형성되고, 180~360˚(0˚) 구간에 - 극 자력구간(42)이 형성되며, 내, 외륜 자석링(40)(40')의 편심회전에 의해 커넥터자석(80)이 + 극 자력구간(41)에서 태양기어(11)와 멀어지는 방향으로 직선 이송력이 작용하고, - 극 자력구간(42)에서 태양기어(11)과 근접하는 방향으로 직선 이송력이 작용하도록 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 제 2편심샤프트(50)는 상기 제 1편심샤프트(20)와 일직선상에 배치되어 회전휠(30) 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전운동되고, 한 쌍의 베벨기어(51)와 베벨피니언(52)에 의해 제 1편심샤프트(20)와 치합되어, 제 1편심샤프트(20)와 반대 방향으로 회전력이 작용하며, 단부에 커넥팅휠(53)이 구비된다.
제 2편심샤프트(50)는 회전휠(30)에 설치되는 지지프레임 상에 회전 가능하게 설치되고, 한 쌍의 베벨기어(51)와 베벨피니언(52)에 의해 제 1편심샤프트(20)와 역방향으로 회전력이 발생됨에 따라 제 1편심샤프트(20)가 태양기어(11)를 중심으로 공전 및 자전 운동시, 제 2편심샤프트(50)는 태양기어(11)를 중심으로 공전운동된다.
또한, 본 발명에 따른 메인커넥터암(60)은 상기 커넥팅휠(53)상에 등간격으로 배치되어 링크핀(61)으로 연결되고, 다른 일단에 설치되는 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동되도록 구비된다.
이때, 상기 제 1서포터암(12)에 설치되어 메인받침축(62)의 직선 이송을 안내하도록 제 1가이드레일(63)이 구비된다.
이처럼 상기 메인커넥터암(60)은 후술하는 멀티커넥터암(70)과 링크 결합되어 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동 및 제 1가이드레일(63)을 타고 직선 왕복 이송되면서 커넥팅휠(53)을 편심 위치에서 밀고 당기면서 제 1, 2편심샤프트(20)(50)가 설치된 센터서포터암(13) 및 회전휠(30)을 회전작동력을 가하도록 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 멀티커넥터암(70)은 상기 메인커넥터암(62)과 커넥팅축(71)으로 연결되고, 멀티받침축(72)을 중심으로 원호운동되도록 구비된다.
이때, 상기 제 1서포터암(12)에 설치되어 멀티커넥터축(72)의 직선 이송을 안내하도록 제 2가이드레일(73)이 구비된다.
그리고, 상기 멀티커넥터암(70)에 설치되고, 내, 외륜 자석링(40)(40') 사이에 배치되어, 회전휠(30)의 공전 및 자전운동에 연계되어 내, 외륜 자석링(40)(40')과 인력 및 척력이 작용하면서 180˚ 회전 구간마다 멀티커넥터암(70)의 직선 이송 방향이 전환되도록 커넥터자석(80)이 구비된다.
이처럼 상기 멀티커넥터암(70)은 메인커넥터암(60)과 링크 결합되고, 내, 외륜 자석링(40)(40')과 커넥터자석(80) 간에 작용하는 인력 및 척력에 의해 커넥터자석(80)이 내, 외륜 자석링(40)(40') 사이에 형성되는 원형 자성레일을 타고 이송되면서 회전휠(30) 내, 외측 방향으로 직선 이송되어 메인커넥터암(60)을 직선 왕복 이송하도록 구비된다.
도 1에서, 상기 메인받침축(62)은 링크핀(61)과 커넥팅축(71) 사이에 배치되고, 상기 메인커넥터암(60)이 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동시, 멀티커넥팅암(70)은 멀티받침축(72)을 중심으로 메인커넥터암(60)과 동일한 방향으로 원호운동되도록 구비된다.
도 3에서, 상기 커넥팅축(71)은 메인받침축(62)과 링크핀(61) 사이에 배치되고, 상기 메인커넥터암(60)이 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동시, 멀티커넥팅암(70)은 멀티받침축(72)을 중심으로 메인커넥터암(60)과 반대 방향으로 원호운동되도록 구비된다.
작동상에 있어서, 도 2 및 도 4와 같이, 상기 회전휠(30)의 회전운동에 연계되어, 내, 외륜 자석링(40)(40')과 커넥터자석(80) 간에 인력 및 척력이 작용하여 복수의 멀티커넥터암(70)이 내, 외륜 자석링(40)(40')의 +, - 극 자력구간(41)(42)에서 직선 이송방향이 전환되고, 멀티커넥터암(70) 작동에 연계되어 메인커넥터암(60)이 직선 왕복 운동되면, 커넥팅휠(53)이 태양기어(11)를 중심으로 공전운동 방향으로 작동력이 작용하면서 유성기어(21)가 제 1편심샤프트(20)와 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전 및 자전 운동되며, 제 1편심샤프트(20)의 공전 운동력에 의해 회전휠(30)이 회전운동력으로 전달되어 내, 외륜 자석링(40)(40')의 +, - 극 자력구간(41)(42)에 의한 멀티커넥터암(70)의 직선 왕복 이송 작동력을 제공하도록 구비된다.
이에 상기 구동원 동력과 내, 외륜 자석링(40)(40')과 커넥터자석(80) 간에 인력 및 척력에 연계되어 태양기어(11)를 중심으로 공전운동하는 제 1, 2편심샤프트(20)(50)에 의해 회전운동되는 회전휠(30) 회전력이 상호 보완적으로 공유되어 구동원 측으로 과부하가 작용하더라도 회전력을 항속으로 출력할 수 있는 이점이 있다.
10: 베이스휠 20: 제 1편심샤프트
30: 회전휠 40, 40': 내, 외륜 자석링
50: 제 2편심샤프트 60: 메인커넥터암
63: 제 1가이드레일 70: 멀티커넥터암
73: 제 2가이드레일 80: 커넥터자석

Claims (4)

  1. 태양기어(11)가 설치되고, 태양기어(11)를 중심으로 등간격으로 복수의 제 1서포터암(12)이 배치되며, 태양기어(11)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 센터서포터암(13)이 구비되는 베이스휠(10);
    상기 센터서포터암(13)상에 회전 가능하게 설치되고, 태양기어(11)에 치합되어 공전 및 자전운동되도록 일단에 유성기어(21)가 구비되는 제 1편심샤프트(20);
    상기 센터서포터암(13)에 설치되어 동력원이 연결되고, 태양기어(11)를 중심으로 회전운동하도록 구비되는 회전휠(30);
    상기 제 1편심샤프트(20)와 동심원상에 일치하도록 회전휠(30) 일면에 이격 배치되고, 180˚ 등간격으로 +, - 극 자력구간(41)(42)을 형성되는 내, 외륜 자석링(40)(40');
    상기 제 1편심샤프트(20)와 일직선상에 배치되어 회전휠(30) 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전운동되고, 한 쌍의 베벨기어(51)와 베벨피니언(52)에 의해 제 1편심샤프트(20)와 치합되어, 제 1편심샤프트(20)와 반대 방향으로 회전력이 작용하며, 단부에 커넥팅휠(53)이 구비되는 제 2편심샤프트(50);
    상기 커넥팅휠(53)상에 등간격으로 배치되어 링크핀(61)으로 연결되고, 다른 일단에 설치되는 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동되도록 구비되는 메인커넥터암(60);
    상기 제 1서포터암(12)에 설치되어 메인받침축(62)의 직선 이송을 안내하도록 구비되는 제 1가이드레일(63);
    상기 메인커넥터암(62)과 커넥팅축(71)으로 연결되고, 멀티받침축(72)을 중심으로 원호운동되도록 구비되는 멀티커넥터암(70);
    상기 제 1서포터암(12)에 설치되어 멀티커넥터축(72)의 직선 이송을 안내하도록 구비되는 제 2가이드레일(73); 및
    상기 멀티커넥터암(70)에 설치되고, 내, 외륜 자석링(40)(40') 사이에 배치되어, 회전휠(30)의 공전 및 자전운동에 연계되어 내, 외륜 자석링(40)(40')과 인력 및 척력이 작용하면서 180˚ 회전 구간마다 멀티커넥터암(70)의 직선 이송 방향이 전환되도록 구비되는 커넥터자석(80);을 포함하는 것을 특징으로 하는 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인받침축(62)은 링크핀(61)과 커넥팅축(71) 사이에 배치되고,
    상기 메인커넥터암(60)이 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동시, 멀티커넥팅암(70)은 멀티받침축(72)을 중심으로 메인커넥터암(60)과 동일한 방향으로 원호운동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 커넥팅축(71)은 메인받침축(62)과 링크핀(61) 사이에 배치되고,
    상기 메인커넥터암(60)이 메인받침축(62)을 중심으로 원호운동시, 멀티커넥팅암(70)은 멀티받침축(72)을 중심으로 메인커넥터암(60)과 반대 방향으로 원호운동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전휠(30)의 회전운동에 연계되어, 내, 외륜 자석링(40)(40')과 커넥터자석(80) 간에 인력 및 척력이 작용하여 복수의 멀티커넥터암(70)이 내, 외륜 자석링(40)(40')의 +, - 극 자력구간(41)(42)에서 직선 이송방향이 전환되고, 멀티커넥터암(70) 작동에 연계되어 메인커넥터암(60)이 직선 왕복 운동되면, 커넥팅휠(53)이 태양기어(11)를 중심으로 공전운동 방향으로 작동력이 작용하면서 유성기어(21)가 제 1편심샤프트(20)와 함께 태양기어(11)를 중심으로 공전 및 자전 운동되며, 제 1편심샤프트(20)의 공전 운동력에 의해 회전휠(30)이 회전운동력으로 전달되어 내, 외륜 자석링(40)(40')의 +, - 극 자력구간(41)(42)에 의한 멀티커넥터암(70)의 직선 왕복 이송 작동력을 제공하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자석 커넥팅로드를 이용한 항속 유지시스템.
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