WO2021112428A1 - 자기 구동 장치 - Google Patents

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WO2021112428A1
WO2021112428A1 PCT/KR2020/015806 KR2020015806W WO2021112428A1 WO 2021112428 A1 WO2021112428 A1 WO 2021112428A1 KR 2020015806 W KR2020015806 W KR 2020015806W WO 2021112428 A1 WO2021112428 A1 WO 2021112428A1
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magnet
moving
magnets
disposed
moving magnet
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PCT/KR2020/015806
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최태광
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최태광
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K53/00—Alleged dynamo-electric perpetua mobilia
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic drive device, and more particularly, to a magnetic drive device capable of generating a drive force more efficiently by using the magnetic force of a permanent magnet.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic driving device capable of generating a driving force more efficiently by using the magnetic force of a permanent magnet.
  • a magnetic driving device for solving the above problems includes a plurality of fixed magnets arranged in a first direction; and a movable magnet that is spaced apart from the plurality of fixed magnets along a second direction different from the first direction, and is movable along the first direction by magnetically interacting with the plurality of fixed magnets.
  • the moving magnet includes an S pole disposed at the front and an N pole disposed at the rear along the first direction, and the plurality of fixed magnets are spaced apart from the moving magnet in the second direction to move the moving magnet. It may be disposed on one side of the magnet.
  • the plurality of fixed magnets may be arranged such that an S pole faces the moving magnet.
  • the moving magnet may be configured to maintain the same spacing as the plurality of stationary magnets.
  • the plurality of stationary magnets may be configured to be alternately disposed in a first area of the movable magnet and a second area of the movable magnet.
  • the plurality of arrayed magnets may include: a first arrayed magnet disposed to correspond to the first area of the movable magnet along a movement path of the movable magnet; and a second array magnet disposed to correspond to the second region of the movable magnet along a movement path of the movable magnet.
  • the first arrayed magnet and the second arrayed magnet may have different sizes.
  • the first arrayed magnet and the second arrayed magnet may have different quantities.
  • the moving magnet may include: a first working magnet configured to magnetically interact with the first arrayed magnet; and a second action magnet configured to magnetically interact with the second array magnet.
  • It may further include a shielding portion configured to shield the magnetic force of the moving magnet.
  • the second direction may further include a plurality of auxiliary fixed magnets spaced apart from the movable magnet and disposed on the other side of the movable magnet.
  • the plurality of auxiliary fixed magnets may be arranged such that an S pole faces the moving magnet.
  • the moving magnet may include an N pole disposed at the front and an S pole disposed at the rear along the first direction.
  • the moving magnet includes an N pole disposed on one side facing the plurality of fixed magnets and an S pole disposed on the other side along the second direction, and the plurality of fixed magnets has an S pole of the moving magnet It can be arranged to face.
  • It may further include a polarity control unit configured to control the polarity of at least one of the plurality of fixed magnets.
  • the second direction may further include a plurality of auxiliary fixed magnets spaced apart from the moving magnet and disposed on the other side of the moving magnet, the N-pole facing the moving magnet.
  • a magnetic drive device includes a plurality of array magnets arranged on a bottom plate; and a working magnet configured to magnetically interact with the arrayed magnet to move the arrayed magnet in an arrayed direction in a state spaced apart from the arrayed magnet, wherein the arrayed magnet and the working magnet face each other and an arc-shaped working surface.
  • a cross-section of the array magnet may be formed in a sectoral or semi-circular shape, and a cross-section of the operation magnet may be formed in a semi-circular or circular shape.
  • the effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.
  • FIG. 1A is a diagram schematically illustrating a magnetic driving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B, 1C, 1D, 1E, and 1F are diagrams schematically illustrating modified embodiments of the magnetic drive device of FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement structure of fixed magnets of a magnetic driving device according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are views illustrating a modified embodiment of the arrangement structure of the fixed magnets of the magnetic driving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are views illustrating a state in which a fixed magnet of the magnetic driving device is disposed in a curved section according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 and 9 are views showing a modified embodiment of the moving magnet of the magnetic drive device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a process in which a magnetic force is blocked by a shielding unit in the magnetic driving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing another modified embodiment of the magnetic drive device of FIG. 1A.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a magnetic driving device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a modified embodiment of the magnetic drive device of FIG. 12 .
  • 14A is a diagram illustrating a magnetic driving device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14B, 14C, and 14D are diagrams schematically illustrating modified embodiments of the magnetic drive device of FIG. 14A.
  • 15A and 15B are diagrams illustrating a process in which a moving magnet of a magnetic driving device is controlled through a polarity controller according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram schematically illustrating a state in which a moving magnet and a polarity control unit of a magnetic driving device are arranged on a fixed plate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing another modified embodiment of the magnetic drive device of FIG. 14A.
  • 18A is a diagram illustrating a magnetic driving device according to another embodiment of the present invention.
  • 18B and 18C are diagrams schematically illustrating modified embodiments of the magnetic drive device of FIG. 18A.
  • 19A is a diagram illustrating a magnetic driving device according to another embodiment of the present invention.
  • 19B and 19C are diagrams schematically illustrating modified embodiments of the magnetic drive device of FIG. 19A.
  • 20A is a diagram illustrating a magnetic driving device according to another embodiment of the present invention.
  • 20B, 20C, and 20D are diagrams schematically illustrating modified embodiments of the magnetic drive device of FIG. 20A.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
  • each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. may be
  • the magnetic driving device 100 magnetically interacts with the moving magnet 110 and the moving magnet 110 to move the moving magnet 110 .
  • It includes a magnet 120 .
  • the fixed magnet 120 may be understood to have the same meaning as the plurality of fixed magnets 120 or the fixed magnets 120 .
  • the magnetic driving apparatus 100 may be applied to a movement system (not shown) that needs to move a predetermined distance along a set path.
  • the moving magnet 110 may be applied to a moving object moving a predetermined path, such as a vehicle
  • the fixed magnet 120 may be applied to a track providing a set moving path, such as a tunnel. Therefore, when the first external force is applied to the moving body, the moving magnet 110 provided in the moving body moves together with the moving body and moves along the track through interaction with the fixed magnet 120 provided in the track.
  • a driving force providing unit (not shown) for providing a driving force to the moving body or the track may be further provided.
  • a driving force may be provided to the moving object according to the moving speed of the moving object to keep the moving speed of the moving object constant until it reaches a target point. Accordingly, the movable body may move through the interaction using magnetism between the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 .
  • the moving magnet 110 is installed on a moving body that moves along a track, such as a car, and is moved in the first direction D1 together with the moving body by an external force applied through the moving body.
  • the first direction D1 may mean a forward direction of the movable body.
  • the moving magnet 110 is coupled to the moving body through the fixed shaft S passing through the center of the moving magnet 110 along the axial direction of the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 coupled to the moving body through the fixed shaft S is spaced apart from the fixed magnet 120 installed on the fixed plate P of the track along the first direction D1, and the fixed magnet 120 and the fixed magnet 120 are constant. spacing can be maintained. For example, the distance between the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 may be changed depending on the type, size, and arrangement structure of the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 , but the moving magnet 110 and the The fixed magnets 120 may maintain the same spacing.
  • the moving magnet 110 is formed in a cylindrical shape having an outer surface facing the fixed magnet 120 has a curved structure.
  • the fixed magnet 120 facing the moving magnet 110 may have a curved or spherical shape. Through this, sufficient driving force may be secured when the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 interact.
  • the shape of the moving magnet 110 is not necessarily limited thereto, and may be changed to various shapes.
  • the size of the moving magnet 110 may be determined in consideration of the moving distance of the moving object to which the moving magnet 110 is applied, the load of the moving object, the size of the moving object, and the moving path of the moving object. That is, as the size of the moving magnet 110 increases, the interaction with the fixed magnet 120 increases, thereby securing the driving force of the moving magnet 110 . For example, when the fixed magnets 120 have the same size and are spaced apart from each other at the same distance, the size of the moving magnets 110 is determined in consideration of the number of fixed magnets 120 interacting with the moving magnets 110 . can be decided.
  • the size of the moving magnet 110 may be determined in consideration of the moving distance of the moving object to which the moving magnet 110 is applied, the load of the moving object, the size of the moving object, and the moving path of the moving object.
  • the size may mean the magnitude of the magnetic force.
  • the moving magnet 110 has an N pole and an S pole opposite to each other in a horizontal direction parallel to the fixed plate P, that is, in the first direction D1 .
  • the moving magnet 110 has an S pole disposed at the front and an N pole disposed at the rear along the first direction D1 .
  • the fixed magnet 120 is disposed below the moving magnet 110 .
  • a plurality of fixing magnets 120 are disposed on the fixing plate (P).
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 disposed below the moving magnet 110 to move along a set path.
  • a repulsive force acts between the front part of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 , and between the rear part of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 .
  • gravitational force acts on
  • attractive force interacts between the N pole of the rear part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120
  • a repulsive force interacts between the S pole of the front part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnet 120 .
  • magnetic force loss Due to the magnetic properties, magnetic force loss hardly occurs in the attractive force acting between the N pole of the rear part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120, and the moving magnet 110 is fixed with the S pole of the front part. Since a large amount of magnetic force loss is generated in the repulsive force acting between the S poles of the magnet 120 , sufficient driving force for driving the moving magnet 110 may be secured.
  • the magnitude of the force acting on the moving magnet 110 may be controlled by adjusting the spacing between the plurality of fixing magnets 120 disposed on the fixing plate P.
  • the plurality of fixed magnets 120 is a reference value (gap) or less. When they are arranged at relatively narrow intervals to have , a large interaction with little loss of magnetic force occurs between the moving magnet 110 and the fixed magnets 120, so that sufficient driving force can be secured.
  • the size (magnetic force), number, and separation distance of the plurality of fixed magnets 120 may be determined in consideration of the size (magnetic force) of the moving magnet 110 and the separation distance from the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 disposed on the fixed plate P may be arranged to maintain a predetermined distance from the moving magnet 110 .
  • the outer surfaces of the fixed magnets 120 disposed to face the moving magnet 110 may be provided in a curved shape.
  • the outer surfaces of the fixed magnets 120 exposed to the external space and disposed to face the moving magnet 110 may be provided in a semi-circle or semi-elliptical shape.
  • the semi-ellipse shape means the half when the semi-ellipse is bisected by a diameter. Accordingly, sufficient driving force may be secured due to the interaction between the moving magnet 110 moving in one direction and the fixed magnets 120 provided in a semi-circle or semi-elliptical shape.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • FIG. 1B to 1F are diagrams illustrating modified embodiments of FIG. 1A .
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a curved shape formed to be curved outward, and the fixed magnets 120
  • the other side may be formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixing plate (P). That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a curved surface facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • Upper portions of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity
  • lower portions of the fixed magnets 120 supported on the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 at a position adjacent to a plane disposed perpendicular to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate P, and the fixed magnet
  • the other side of the poles 120 may be formed in a curved shape that is curved outwardly. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a plane facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • Upper portions of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity
  • lower portions of the fixed magnets 120 supported on the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in the sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 at a position adjacent to a plane disposed perpendicular to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving direction D1 of the moving magnet 110 is formed in a curved shape formed to be curved outward, and the other side of the fixed magnets 120 is formed in a curved shape. It may be formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixing plate (P). That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a curved surface facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and the other side of the fixed magnet 120 may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 at a position adjacent to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the moving magnet 110 has an N pole disposed at the front and an S pole disposed at the rear along the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 opposite to the moving direction D1 of the moving magnet 110 is formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate P, and the other side of the fixed magnets 120 is outward. It may be formed in a curved shape that is formed to be curved. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a plane facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an N polarity, and the other side of the fixed magnet 120 may have an S polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 at a position adjacent to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the shape and magnetization direction of the magnets are limited to the forms shown in FIGS. 1A to 1E, but the magnets are necessarily limited thereto. It is not, and may have various shapes and magnetized directions.
  • the fixed magnet 120 may include a plurality of arrayed magnets 121 and 122 .
  • the plurality of array magnets 121 and 122 may be alternately disposed in the first area A1 of the moving magnet 110 and the second area A2 of the moving magnet 110 along the moving path of the moving magnet 110 . have.
  • the fixed magnet 120 may be arranged such that attractive and repulsive forces are continuously applied to the moving magnet 110 , but the attractive and repulsive forces are alternately applied to different portions of the moving magnet 110 . Therefore, rather than continuously arranging the fixed magnets 120 on the same line along the moving path of the moving magnets 110, the fixed magnets 120 are arranged to be alternately arranged on different lines to continuously attract the moving magnets 110. and a repulsive force to be applied, thereby efficiently generating power.
  • the plurality of arrayed magnets 121 and 122 may include a first arrayed magnet 121 and a second arrayed magnet 122 that are alternately disposed along a movement path of the moving magnet 110 .
  • the first array magnet 121 is a first area A1 of the moving magnet 110 provided on one side of the moving magnet 110 in the longitudinal direction of the moving magnet 110 , that is, in the third direction D3 . It may be arranged in plurality on the fixed plate (P) along the movement path of the moving magnet 110 to correspond to the.
  • the second array magnet 122 is a moving path of the moving magnet 110 to correspond to the second area A2 of the moving magnet 110 provided on the other side of the moving magnet 110 along the third direction D3.
  • a plurality of arranged on the fixed plate (P) along the, the first array magnets 121 and the next movable magnets 110 to interact with each other may be arranged to alternate with the first array magnets (121).
  • the fixed magnet 120 is not necessarily limited thereto, and may have more arrangement structures.
  • the fixing magnet 120 may further include a third array magnet 123 .
  • a plurality of third array magnets 123 are disposed on the fixed plate P along the moving path of the moving magnet 110 to correspond to the third region A3 of the moving magnet 110 , and the second arrayed magnets 122 .
  • the first magnet array 121 and the second array magnet 122 may be alternately disposed so as to interact with the moving magnet 110 next to each other. Therefore, the driving force is continuously secured by the moving magnet 110 and the first arranged magnet 121 , the second arranged magnet 122 and the third arranged magnet 123 which sequentially interact with the moving magnet 110 .
  • the second area A2 of the moving magnet 110 may be provided between the first area A1 and the third area A3 in the third direction D3 .
  • the fixing magnet 120 may further include a fourth array magnet 124 .
  • a plurality of fourth arrayed magnets 124 are disposed on the fixed plate P along the moving path of the moving magnet 110 to correspond to the fourth region A4 of the moving magnet 110 , and the first arrayed magnet 121 . At the same time, it may be disposed on the same line as the first array magnet 121 along the third direction D3 so as to interact with the moving magnet 110 .
  • the second arrayed magnets 122 and the third arrayed magnets 123 are the first arrayed magnets 121 and the fourth arrayed magnets 124 so that they interact with the moving magnets 110 next to the first arrayed magnets ( 121) and the fourth array magnet 124 may be alternately disposed.
  • the second arrayed magnets 122 and the third arrayed magnets 123 may be disposed on the same line along the third direction D3 to simultaneously interact with the moving magnets 110 . Accordingly, the moving magnet 110 simultaneously interacts with the first arrayed magnet 121 and the fourth arrayed magnet 124 , and then simultaneously interacts with the second arrayed magnet 122 and the third arrayed magnet 123 . By doing so, the driving force can be continuously secured.
  • the first area A1 , the second area A2 , the third area A3 , and the fourth area A4 of the moving magnet 110 sequentially move from one side to the other along the third direction D3 . can be placed as
  • the fixed magnet 120 may further include a fifth arrayed magnet 125 and a sixth arrayed magnet 126 .
  • a plurality of fifth arrayed magnets 125 are disposed on the fixed plate P along the moving path of the moving magnet 110 to correspond to the fifth region A5 of the moving magnet 110 , and the second arrayed magnet 122 . At the same time, it may be disposed on the same line as the second array magnet 122 along the third direction D3 so as to interact with the moving magnet 110 .
  • the sixth array magnet 126 is arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 to correspond to the sixth area A6 of the moving magnet 110, and the first array magnet 121 At the same time, it may be disposed on the same line as the first array magnet 121 along the third direction D3 so as to interact with the moving magnet 110 .
  • the third arrayed magnet 123 and the fourth arrayed magnet 124 are the second arrayed magnets 122 and the fifth arrayed magnets 125 so as to interact with the moving magnet 110 next to the second arrayed magnets ( 122 ) and the fifth arrayed magnet 125 , and the first arrayed magnet 121 and the sixth arrayed magnet 126 may be alternately disposed.
  • the third arrayed magnets 123 and the fourth arrayed magnets 124 may be disposed on the same line along the third direction D3 to simultaneously interact with the moving magnets 110 .
  • the moving magnet 110 sequentially includes the first arrayed magnet 121 and the sixth arrayed magnet 126 , the second arrayed magnet 122 and the fifth arrayed magnet 125 , and the third arrayed magnet 123 . and by interacting with the fourth array magnet 124 , a driving force may be continuously secured.
  • the first area A1, the second area A2, the third area A3, the fourth area A4, the fifth area A5, and the sixth area A6 of the moving magnet 110 are They may be sequentially disposed from one side to the other along the third direction D3.
  • the arrangement structure of the fixed magnet 120 is not necessarily limited thereto, and may be changed to various structures.
  • the plurality of fixing magnets 120 may be arranged in a structure opposite to that of the fixing magnets 120 illustrated in FIG. 5A .
  • the moving magnet 110 sequentially includes a third arrayed magnet 123 and a fourth arrayed magnet 124 , a second arrayed magnet 122 and a fourth arrayed magnet 124 . ), and may be arranged to interact with the first arrayed magnet 121 and the sixth arrayed magnet 126 .
  • the plurality of fixed magnets 120 may be arranged in a structure in which mutually spaced distances are gradually shortened along the moving direction of the moving magnet 110 . Accordingly, the moving magnet 110 moving in one direction may be moved in one direction while the magnitude of the linear force is adjusted step by step by interaction with the plurality of fixed magnets 120 .
  • the arrangement structure of the fixed magnet 120 is described by limiting the number of fixed magnets 120 to 2 to 6, but the number and arrangement of the fixed magnets 120 are not necessarily limited thereto, and the moving magnets are not necessarily limited thereto. According to the size and shape of 110, it can be changed into various structures.
  • the first arrayed magnet 121 and the second arrayed magnet 122 may have different sizes.
  • the moving magnet 110 passes through the curve section of the plate P, one region of the moving magnet 110 disposed on the outside of the plate P is a moving magnet disposed on the inside of the plate P. A relatively larger distance is moved compared to other regions of (110). Accordingly, when the moving magnet 110 passes through the curve section, one area of the moving magnet 110 disposed outside the plate P and the other area of the moving magnet 110 disposed inside the plate P In order to ensure the same driving force in the first array magnet 121 interacting with a region of the moving magnet 110 disposed on the outside of the plate (P), the moving magnet disposed on the inside of the plate (P) It may have a larger size than that of the second array magnet 122 interacting with other regions of 110 .
  • the larger size may mean a size capable of generating a larger interaction with the moving magnet 110 .
  • the first arrayed magnets 121 and the second arrayed magnets 122 may have different quantities.
  • the moving magnet 110 passes through the curve section, one area of the moving magnet 110 disposed outside the plate P and the other area of the moving magnet 110 disposed inside the plate P.
  • the moving magnet disposed on the inside of the plate (P) It may have a larger quantity compared to the second array magnets 122 interacting with other regions of 110 .
  • the first arrayed magnets 121 having a larger quantity may be arranged in a denser state than the second arrayed magnets 122 along the moving path of the moving magnets 110 .
  • the movable magnet 110 may have a shape divided into a plurality of parts.
  • the moving magnet 110 may have a form divided into a plurality so that interaction with each array magnet can be made clear.
  • the moving magnet 110 may include a first working magnet 111 and a second working magnet 112 .
  • the first operation magnet 111 is provided on one side of the moving magnet 110 in the third direction D3, and a plurality of fixed magnets ( It may magnetically interact with the first arrayed magnets 121 of 120 .
  • the second moving magnet 112 is provided on the other side of the moving magnet 110 along the third direction D3, and a fixed plate ( It may magnetically interact with the second array magnets 122 of the plurality of fixed magnets 120 arranged in P).
  • the driving force can be secured.
  • the movable magnet 110 is not necessarily limited thereto, and may have more divided structures.
  • the moving magnet 110 may further include a third working magnet 113 , a fourth working magnet 114 , a fifth working magnet 115 , and a sixth working magnet 116 .
  • the first working magnet 111 and the sixth working magnet 116 are mutually with the first and sixth magnets 121 and 126 arranged on the same line along the third direction D3.
  • the second working magnet 112 and the fifth working magnet 115 may interact with the second arrayed magnet 122 and the fifth arrayed magnet 125 disposed on the same line along the third direction D3.
  • the third and fourth working magnets 113 and 114 may interact with the third and fourth magnets 123 and 124 arranged on the same line along the third direction D3.
  • the moving magnet 110 is the first working magnet 111 and the sixth working magnet 116 and the interaction between the first arranged magnet 121 and the sixth arranged magnet 126 , the second working magnet 112 . and interaction between the fifth working magnet 115 and the second arrayed magnet 122 and the fifth arrayed magnet 125 and the third and fourth working magnets 113 and 114 and the third arrayed magnet 123 . ) and by sequentially repeating the interaction between the fourth arrayed magnets 124 , the driving force may be secured.
  • the plurality of fixing magnets 120 may be arranged in a structure opposite to that of the fixing magnets 120 illustrated in FIG. 9A .
  • the moving magnet 110 sequentially includes a third arrayed magnet 123 and a fourth arrayed magnet 124 , a second arrayed magnet 122 and a fourth arrayed magnet 124 . ), and may be arranged to interact with the first arrayed magnet 121 and the sixth arrayed magnet 126 .
  • the plurality of fixed magnets 120 may be arranged in a structure in which mutually spaced distances are gradually shortened along the moving direction of the moving magnet 110 . Accordingly, the moving magnet 110 moving in one direction may be moved in one direction while the magnitude of the linear force is adjusted step by step by interaction with the plurality of fixed magnets 120 .
  • the magnetic driving apparatus 100 may further include a shielding unit 130 .
  • the shielding unit 130 is coupled to the moving body together with the moving magnet 110 , and is optionally disposed between the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 to shield the magnetic force of the moving magnet 110 . Through this, it is possible to control the moving speed of the moving magnet 110 or limit the movement of the moving magnet 110 .
  • the shielding unit 130 is disposed to rotate around the moving magnet 110 at a predetermined angle through a driving unit (not shown) provided on the moving body, or slides in the horizontal direction from the lower side of the moving magnet 110 . It can be arranged to move.
  • the structure of the shielding unit 130 is not necessarily limited thereto, and may be changed in various forms.
  • the shielding unit 130 may be formed of a copper or aluminum material, and may be formed in a plate shape having a preset thickness. Therefore, when the shielding unit 130 is disposed between the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 , an eddy current is generated in the shielding unit 130 , and through this, a magnetic field between the moving magnet 110 and the fixed magnet 120 . It is possible to limit the driving of the moving magnet 110 by blocking the.
  • the S pole is disposed in the front and the N pole is disposed in the rear along the moving direction (the first direction D1). It may include a magnet 110 , a plurality of fixing magnets 120 , and a plurality of auxiliary fixing magnets 140 .
  • Auxiliary fixed magnets 140 are disposed opposite to the fixed magnets 120 in the second direction D2 with respect to the moving magnet 110 , and the other side of the moving magnet 110 , that is, the moving magnet 110 . It may be provided on the upper side of the.
  • the auxiliary fixed magnets 140 are arranged in plurality along the movement path of the moving magnet 110 preset on the fixed plate P so that the S pole faces the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is a plurality of fixed magnets 120 and a plurality of auxiliary arranged on the upper side of the moving magnet 110 arranged below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 140 By continuously interacting with the fixed magnets 140 , a greater driving force can be secured.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed above the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed below the moving magnet 110 may be arranged in the same structure and form.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed on the upper side of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed on the lower side may be formed in a semicircular shape.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed on the upper side of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed on the lower side may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other along the second direction D2. have.
  • An N pole may be disposed on the
  • the fixed magnets 120 and the auxiliary fixed magnets 140 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the parts represented by arrows on the fixed magnets 120 and the auxiliary fixed magnets 140 mean the magnetized direction, and the parts represented by the arrows have a larger magnetic flux compared to the parts not represented by the arrows. density may be present.
  • the same reference numerals are used to describe the magnetic drive device 100 according to an embodiment of the present invention for convenience of description for each configuration for describing the magnetic drive device 100 according to another embodiment of the present invention. used, and the same or duplicate descriptions will be omitted.
  • a magnetic driving device 100 interacts with a moving magnet 110 and a moving magnet 110 by magnetic force to move the moving magnet 110 .
  • It includes a magnet 120 .
  • the fixed magnet 120 may be understood to have the same meaning as the plurality of fixed magnets 120 or the fixed magnets 120 .
  • the moving magnet 110 is installed on a moving body that moves along a track, such as a car, and is moved in the first direction D1 together with the moving body by an external force applied through the moving body.
  • the moving magnet 110 has an N pole and an S pole opposite to each other in a horizontal direction parallel to the fixed plate P, that is, in the first direction D1 .
  • the moving magnet 110 has an N pole disposed at the front and an S pole disposed at the rear along the first direction D1 .
  • the moving magnet 110 may be formed in the form of a semi-circular column or a circular column having a curved surface structure on an outer surface facing the fixed magnet 120 .
  • the fixed magnets 120 may be disposed on one side of the moving magnet 110 , that is, under the second direction D2 intersecting the first direction D1 in which the moving magnet 110 moves. .
  • the fixed magnets 120 are formed in a semicircular shape, and are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that their N poles and their S poles face each other in the second direction D2 .
  • the fixed magnets 120 may have an S pole disposed on an upper side facing the moving magnet 110 and an N pole disposed on a lower side facing the fixing plate P along the second direction D2 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • an attractive force acts between the front portion of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 , and between the rear portion of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 .
  • repulsive force acts on
  • a repulsive force interacts between the S pole of the rear part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120
  • An attractive force interacts between the N pole of the front part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the magnetic driving apparatus 100 may further include auxiliary fixing magnets 140 .
  • Auxiliary fixed magnets 140 are disposed opposite to the fixed magnets 120 in the second direction D2 with respect to the moving magnet 110 , and the other side of the moving magnet 110 , that is, the moving magnet 110 . It may be provided on the upper side of the. And, the auxiliary fixed magnets 140 are arranged in plurality along the movement path of the moving magnet 110 set in advance on the fixed plate (P) provided on the upper side of the track.
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is a plurality of fixed magnets 120 and a plurality of auxiliary arranged on the upper side of the moving magnet 110 arranged below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 140 By continuously interacting with the fixed magnets 140 , a greater driving force can be secured.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed above the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed below the moving magnet 110 may be arranged in the same structure and form.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed on the upper side of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed on the lower side may be formed in a semicircular shape.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed on the upper side of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed on the lower side may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other along the second direction D2. have.
  • An N pole may be disposed on the
  • the fixed magnets 120 and the auxiliary fixed magnets 140 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the parts represented by arrows on the fixed magnets 120 and the auxiliary fixed magnets 140 mean the magnetized direction, and the parts represented by the arrows have a larger magnetic flux compared to the parts not represented by the arrows. density may be present.
  • reference numerals used while describing the magnetic driving device 100 according to an embodiment of the present invention are used for convenience of description. They are used the same, and the same or duplicate description will be omitted.
  • the magnetic driving device 100 includes a moving magnet 110 and a plurality of magnetically interacting with the moving magnet 110 to move the moving magnet 110 . and a fixed magnet 120 .
  • the fixed magnet 120 may be understood to have the same meaning as the plurality of fixed magnets 120 or the fixed magnets 120 .
  • the moving magnet 110 is installed on a moving body that moves along a track, such as a car, and is moved in the first direction D1 together with the moving body by an external force applied through the moving body.
  • the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 intersecting the first direction D1 .
  • the moving magnet 110 has an N pole disposed on one side facing the fixed magnet 120 and an S pole disposed on the other side along the second direction D2 .
  • the moving magnet 110 may be formed in a semi-circular column shape having a curved structure on an outer surface facing the fixed magnet 120 . Accordingly, the end of the moving magnet 110 may be formed in a semi-circular structure.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are formed in a semicircular shape, and are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that their N poles and their S poles face each other in the second direction D2 .
  • the fixed magnets 120 may have an S pole disposed on an upper side facing the moving magnet 110 and an N pole disposed on a lower side facing the fixing plate P along the second direction D2 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • an attractive force acts between the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 .
  • an attractive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120 . .
  • the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • FIG. 14B to 14D are views illustrating modified embodiments of FIG. 14A .
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a curved shape that is formed to be curved outward, and the fixed magnets 120
  • the other side may be formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixing plate (P). That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a curved surface facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and the other side of the fixed magnets 120 vertically disposed with respect to the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in the sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 at a position relatively adjacent to the fixed plate P along the second direction D2 .
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate P, and the fixed magnet
  • the other side of the poles 120 may be formed in a curved shape that is curved outwardly. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a plane facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 disposed perpendicular to the fixed plate P and facing the moving magnet 110 has an N polarity, and the other side of the fixed magnets 120 formed in a curved shape may have an S polarity. have.
  • the fixed magnets 120 formed in the sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 at a position relatively adjacent to the fixed plate P along the second direction D2 .
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 moving in the first direction D1 may be formed in a semicircular shape.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and the other side of the fixed magnets 120 may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the magnetic driving apparatus 100 may further include a polarity control unit 150 .
  • the polarity control unit 150 may control the polarity of the fixed magnets 120 by applying a magnetic force to at least one of the plurality of fixed magnets 120 disposed along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 affected by the fixed magnets 120 controlled through the polarity control unit 150 may be accelerated in movement due to a greater attractive force, or may be decelerated or stopped due to a greater repulsive force. That is, the polarity control unit 150 strengthens the polarity of the fixed magnets 120 as shown in FIG. 15A so that a greater attractive force acts on the moving magnet 110 or the fixed magnets as shown in FIG. 15B .
  • a larger repulsive force may be applied to the moving magnet 110 .
  • the polarity control unit 150 is disposed between the first fixed magnets 120 arrangement section S1 and the second fixed magnets 120 arrangement section S2 , and the first The first fixed magnets 120 arrangement section S1 so that the moving magnet 110 passing through the fixed magnets 120 arrangement section S1 can enter the second fixed magnets 120 arrangement section S2 ) may support the straight movement of the moving magnet 110 by applying an attractive force to the moving magnet 110 passing through. Conversely, the polarity control unit 150 passes through the first fixed magnets 120 arrangement section S1 so that the speed of the moving magnet 110 passing through the first fixed magnets 120 arrangement section S1 is reduced. A repulsive force may be applied to the moving magnet 110 .
  • the polarity control unit 150 is connected to any one of the plurality of fixed magnets 120 and applies a current to the connected fixed magnets 120 to further strengthen the polarity of the fixed magnets 120 , or a fixed magnet.
  • the polarity of the poles 120 may be changed.
  • the polarity control unit 150 is not necessarily connected to only one of the plurality of fixed magnets 120 , and is connected to all of the fixed magnets 120 , and selectively applies a current to some of the fixed magnets 120 . It may be configured to control the polarity of the fixed magnets 120 by applying the same.
  • the polarity control unit 150 decelerates the movement of the moving magnet 110 or when it is necessary to stop the movement of the moving magnet 110, a plurality of fixed magnets 120 so that the moving magnet 110 is not suddenly stopped. polarity can be controlled sequentially.
  • the polarity control unit 150 may be provided in the form of a coil wound around the fixed magnets 120 to apply a current to the fixed magnets 120 .
  • the moving magnet 110 in the second direction D2 , having an S pole disposed on the upper side and an N pole disposed on the bottom side thereof. and a plurality of fixed magnets 120 disposed below the moving magnet 110 and a plurality of auxiliary fixed magnets 140 disposed above the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are arranged in plurality along the fixed plate P disposed on the lower side of the moving magnet 110 , and may be formed in a semi-spherical or semi-cylindrical shape having a semicircular cross-section.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the S pole is disposed on the upper side and the N pole is disposed on the lower side along the second direction D2 .
  • Auxiliary fixed magnets 140 are disposed opposite to the fixed magnets 120 in the second direction D2 with respect to the moving magnet 110 , and the other side of the moving magnet 110 , that is, the moving magnet 110 . It may be provided on the upper side of the.
  • the auxiliary fixed magnets 140 are arranged in plurality along the movement path of the moving magnet 110 preset on the fixed plate P so that the N pole faces the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is a plurality of fixed magnets 120 and a plurality of auxiliary arranged on the upper side of the moving magnet 110 arranged below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 140 By continuously interacting with the fixed magnets 140 , a greater driving force can be secured.
  • the auxiliary fixed magnets 140 disposed above the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 disposed below the moving magnet 110 may be arranged in the same structure and form.
  • the auxiliary fixing magnets 140 may be formed in a semicircular shape.
  • the auxiliary fixing magnets 140 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • the auxiliary fixed magnets 140 may have an N pole disposed on a lower side facing the moving magnet 110 and an S pole disposed on an upper side facing the fixing plate P along the second direction D2 .
  • the fixed magnets 120 and the auxiliary fixed magnets 140 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the parts represented by arrows on the fixed magnets 120 and the auxiliary fixed magnets 140 mean the magnetized direction, and the parts represented by the arrows have a larger magnetic flux compared to the parts not represented by the arrows. density may be present.
  • reference numerals used while describing the magnetic driving device 100 according to an embodiment of the present invention are used for convenience of description. They are used the same, and the same or duplicate description will be omitted.
  • the magnetic driving device 100 includes a moving magnet 110 and a plurality of magnetically interacting with the moving magnet 110 to move the moving magnet 110 . and a fixed magnet 120 .
  • the fixed magnet 120 may be understood to have the same meaning as the plurality of fixed magnets 120 or the fixed magnets 120 .
  • the moving magnet 110 is installed on a moving body that moves along a track, such as a car, and is moved in the first direction D1 together with the moving body by an external force applied through the moving body.
  • an S pole may be disposed on a front portion of the movable magnet 110
  • an N pole may be disposed on a rear portion of the movable magnet 110 .
  • the moving magnet 110 may be disposed in a state of being rotated about the fixed shaft (S). Accordingly, the magnetization direction of the moving magnet 110 is disposed to be inclined by a predetermined angle with respect to the first direction D1.
  • the S pole disposed on the front part of the moving magnet 110 is disposed to face upward, and the N pole disposed on the rear part of the movable magnet 110 is disposed to face the lower side, that is, the fixed magnets 120 . can be placed.
  • the magnetization direction of the moving magnet 110 may be disposed in an inclined state within an angle range of -70 degrees or more and 70 degrees or less with respect to the first direction D1.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are formed in a semicircular shape, and are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that their N poles and their S poles face each other in the second direction D2 .
  • the fixed magnets 120 may have an S pole disposed on an upper side facing the moving magnet 110 and an N pole disposed on a lower side facing the fixing plate P along the second direction D2 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • an attractive force acts between the rear portion of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 , and between the front portion of the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 .
  • repulsive force acts on
  • attractive force interacts between the N pole of the rear part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120
  • a repulsive force interacts between the S pole of the front part of the moving magnet 110 and the N pole of the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the greatest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • 18B and 18C are diagrams illustrating modified embodiments of FIG. 18A .
  • an S pole may be disposed at a front portion of the moving magnet 110
  • an N pole may be disposed at a rear portion of the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 may be disposed in a state of being rotated about the fixed shaft (S). Accordingly, the magnetization direction of the moving magnet 110 is disposed to be inclined by a predetermined angle with respect to the first direction D1.
  • the S pole disposed on the front part of the moving magnet 110 is disposed to face the lower side, that is, the fixed magnets 120 , and the N pole disposed on the rear part of the movable magnet 110 is disposed to face upward.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • One side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a curved shape that is curved outwardly, and the other side of the fixed magnets 120 is a fixed plate (P). ) may be formed in a planar shape disposed perpendicular to the. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a curved surface facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • Upper portions of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and lower portions of the fixed magnets 120 supported on the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 at a position adjacent to a plane disposed perpendicular to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • an S pole may be disposed at a front portion of the moving magnet 110
  • an N pole may be disposed at a rear portion of the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 may be disposed in a state of being rotated about the fixed shaft (S). Accordingly, the magnetization direction of the moving magnet 110 is disposed to be inclined by a predetermined angle with respect to the first direction D1.
  • the S pole disposed on the front part of the moving magnet 110 is disposed to face the upper side, and the N pole disposed on the rear part of the movable magnet 110 is disposed to face the lower side, that is, the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • One side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate P, and the other side of the fixed magnets 120 The side may be formed in a curved shape that is curved outwardly. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a plane facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • Upper portions of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and lower portions of the fixed magnets 120 supported on the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 at a position adjacent to a plane disposed perpendicular to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • reference numerals used while describing the magnetic driving device 100 according to an embodiment of the present invention are used for convenience of description. They are used the same, and the same or duplicate description will be omitted.
  • the magnetic driving device 100 includes a moving magnet 110 and a plurality of magnetically interacting with the moving magnet 110 to move the moving magnet 110 . and a fixed magnet 120 .
  • the fixed magnet 120 may be understood to have the same meaning as the plurality of fixed magnets 120 or the fixed magnets 120 .
  • the moving magnet 110 is installed on a moving body that moves along a track, such as a car, and is moved in the first direction D1 together with the moving body by an external force applied through the moving body.
  • an N pole may be disposed on a front portion of the movable magnet 110
  • an S pole may be disposed on a rear portion of the movable magnet 110 .
  • the moving magnet 110 may be disposed in a state of being rotated about the fixed shaft (S). Accordingly, the magnetization direction of the moving magnet 110 is disposed to be inclined by a predetermined angle with respect to the first direction D1.
  • the N pole disposed on the front portion of the moving magnet 110 is disposed to face the lower side, that is, the fixed magnets 120 , and the S pole disposed on the rear portion of the movable magnet 110 faces upward. can be placed.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are formed in a semicircular shape, and are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that their N poles and their S poles face each other in the second direction D2 .
  • the fixed magnets 120 may have an S pole disposed on an upper side facing the moving magnet 110 and an N pole disposed on a lower side facing the fixing plate P along the second direction D2 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • an attractive force acts between the front part of the movable magnet 110 and the fixed magnets 120 that are moving in the first direction D1 .
  • an attractive force interacts between the N pole of the front part of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the greatest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • 19B and 19C are diagrams illustrating modified embodiments of FIG. 19A .
  • an N pole may be disposed at a front portion of the moving magnet 110
  • an S pole may be disposed at a rear portion of the moving magnet 110 .
  • the moving magnet 110 may be disposed in a state of being rotated about the fixed shaft (S). Accordingly, the magnetization direction of the moving magnet 110 is disposed to be inclined by a predetermined angle with respect to the first direction D1.
  • the N pole disposed on the front part of the moving magnet 110 is disposed to face the lower side, that is, the fixed magnets 120 , and the S pole disposed on the rear part of the movable magnet 110 is disposed to face the upper side.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • One side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a curved shape that is curved outwardly, and the other side of the fixed magnets 120 is a fixed plate (P). ) may be formed in a planar shape disposed perpendicular to the. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a curved surface facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • Upper portions of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and lower portions of the fixed magnets 120 supported on the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 at a position adjacent to a plane disposed perpendicular to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • an N pole may be disposed on a front portion of the movable magnet 110
  • an S pole may be disposed on a rear portion of the movable magnet 110 .
  • the moving magnet 110 may be disposed in a state of being rotated about the fixed shaft (S). Accordingly, the magnetization direction of the moving magnet 110 is disposed to be inclined by a predetermined angle with respect to the first direction D1.
  • the N pole disposed on the front part of the moving magnet 110 is disposed to face the lower side, that is, the fixed magnets 120 , and the S pole disposed on the rear part of the movable magnet 110 is disposed to face the upper side.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • One side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate P, and the other side of the fixed magnets 120 The side may be formed in a curved shape that is curved outwardly. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a plane facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 .
  • Upper portions of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and lower portions of the fixed magnets 120 supported on the fixed plate P may have an N polarity.
  • the fixed magnets 120 formed in a sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the second direction D2 at a position adjacent to a plane disposed perpendicular to the fixed plate P.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • reference numerals used while describing the magnetic driving device 100 according to an embodiment of the present invention are used for convenience of description. They are used the same, and the same or duplicate description will be omitted.
  • the magnetic driving device 100 includes a moving magnet 110 and a plurality of magnetically interacting with the moving magnet 110 to move the moving magnet 110 . and a fixed magnet 120 .
  • the fixed magnet 120 may be understood to have the same meaning as the plurality of fixed magnets 120 or the fixed magnets 120 .
  • the moving magnet 110 is installed on a moving body that moves along a track, such as a car, and is moved in the first direction D1 together with the moving body by an external force applied through the moving body.
  • the N pole and the S pole are disposed to face each other in the second direction D2 intersecting the first direction D1 .
  • an N pole is disposed on one side of the moving magnet 110 that is disposed to face the fixed magnets 120
  • an S pole is disposed on the other side of the moving magnet 110 .
  • the movable magnet 110 may be formed in the form of a pole or a hemisphere having a sectoral cross-section.
  • the front part of the moving magnet 110 is formed in a curved shape
  • the rear part of the moving magnet 110 is in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate (P). can be formed.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are formed in a semicircular shape, and are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that their N poles and their S poles face each other in the second direction D2 .
  • the fixed magnets 120 may have an S pole disposed on an upper side facing the moving magnet 110 and an N pole disposed on a lower side facing the fixing plate P along the second direction D2 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • an attractive force acts between the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 .
  • an attractive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120 . .
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the greatest magnetic flux density in the second direction D2 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • 20B to 20D are views illustrating modified embodiments of FIG. 20A .
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a curved shape formed to be curved outward, and the fixed magnets 120 .
  • the other side may be formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixing plate (P). That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a curved surface facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 may have an S polarity, and the other side of the fixed magnets 120 vertically disposed with respect to the fixed plate P may have an N polarity.
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • attractive and repulsive forces act between the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 .
  • attractive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120
  • a repulsive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the N pole of the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 formed in the sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 at a position relatively adjacent to the fixed plate P along the second direction D2 .
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • one side of the fixed magnets 120 opposite to the moving magnet 110 moving in the first direction D1 is formed in a planar shape disposed perpendicular to the fixed plate P, and the fixed magnet
  • the other side of the poles 120 may be formed in a curved shape that is curved outwardly. That is, the fixed magnet 120 may be formed in a sectoral shape with a plane facing the moving magnet 110 moving in one direction.
  • the fixed magnets 120 may be magnetized such that the N pole and the S pole are disposed to face each other in the first direction D1 .
  • One side of the fixed magnets 120 facing the moving magnet 110 and disposed perpendicular to the fixed plate P has an N polarity, and the other side of the fixed magnets 120 that are formed to be curved outwardly have an N polarity. can have
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • attractive and repulsive forces act between the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 .
  • attractive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120
  • a repulsive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the N pole of the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 formed in the sectoral shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 at a position relatively adjacent to the fixed plate P along the second direction D2 .
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.
  • the fixed magnets 120 may be disposed below the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 are formed in a semicircular shape, and are arranged in plurality on the fixed plate P along the movement path of the moving magnet 110 .
  • the fixed magnets 120 may be magnetized so that their N poles and their S poles face each other in the first direction D1 .
  • the fixed magnets 120 may have an S pole disposed on one side facing the moving magnet 110 and an N pole disposed on the other side along the first direction D1 .
  • the moving magnet 110 moving in the first direction D1 continuously interacts with the plurality of fixed magnets 120 to move along a set path.
  • attractive and repulsive forces act between the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 moving in the first direction D1 .
  • attractive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the S pole of the fixed magnets 120
  • a repulsive force interacts between the N pole of the lower central portion of the moving magnet 110 and the N pole of the fixed magnets 120 .
  • the fixed magnets 120 formed in a semicircular shape may have the largest magnetic flux density in the first direction D1 from the center.
  • the part represented by the arrow on the moving magnet 110 and the fixed magnets 120 means the magnetized direction, and the part represented by the arrow has a larger magnetic flux density than the part not represented by the arrow.

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Abstract

영구자석의 자기력을 이용하여 보다 효율적으로 구동력을 발생시킬 수 있는 자기 구동 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 자기 구동 장치는 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 고정 자석 및 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 복수의 고정 자석과 이격 배치되고, 상기 복수의 고정 자석과 자기적으로 상호작용하여 제1 방향을 따라 이동 가능한 이동 자석을 포함한다.

Description

자기 구동 장치
본 발명은 자기 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석의 자기력을 이용하여 보다 효율적으로 구동력을 발생시킬 수 있는 자기 구동 장치에 관한 것이다.
산업이 발달함에 따라 에너지 고갈 및 환경오염으로 인한 문제들이 발생되고 있고, 이로 인해 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다.
특히, 자동차 등과 같은 운송수단의 경우 대부분 화석연료를 이용하여 동력을 발생시키는 엔진이 적용됨에 따라, 환경오염의 발생을 최소화하고, 높은 에너지 효율을 갖는 대체 에너지에 대한 필요가 더 시급한 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 연료전지와 엔진을 이용하여 동력을 발생시키는 하이브리드(hybrid) 방식의 동력 장치 및 전기 자동차가 개발된 바 있다.
그러나 하이브리드 방식의 동력 장치는 여전히 화석연료를 필요로 함에 따라, 환경오염을 개선시킬 수 있을 정도로 획기적인 고연비를 만족시키기는 힘든 실정이다. 그리고 전기 자동차의 경우 배터리 충전을 위한 인프라가 충분히 구축되어 있지 않고, 배터리의 출력 및 안전성에 관한 문제들이 빈번히 발생되고 있다.
따라서 효율적으로 동력을 발생시킬 수 있는 동력 장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 영구자석의 자기력을 이용하여 보다 효율적으로 구동력을 발생시킬 수 있는 자기 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치는 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 고정 자석; 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 상기 복수의 고정 자석과 이격 배치되고, 상기 복수의 고정 자석과 자기적으로 상호작용하여 상기 제1 방향을 따라 이동 가능한 이동 자석을 포함한다.
상기 이동 자석은 상기 제1 방향을 따라, 전방에 배치되는 S극과, 후방에 배치되는 N극을 포함하고, 상기 복수의 고정 자석은 상기 제2 방향을 따라, 상기 이동 자석으로부터 이격되어 상기 이동 자석의 일 측에 배치될 수 있다.
상기 복수의 고정 자석은 S극이 상기 이동 자석을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 이동 자석은 상기 복수의 고정 자석과 동일한 간격을 유지하도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 고정 자석은, 상기 이동 자석의 제1 영역과 상기 이동 자석의 제2 영역에 교번 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 배열 자석은, 상기 이동 자석의 이동경로를 따라 상기 이동 자석의 상기 제1 영역에 대응되도록 배치되는 제1 배열 자석; 및 상기 이동 자석의 이동경로를 따라 상기 이동 자석의 상기 제2 영역에 대응되도록 배치되는 제2 배열 자석을 포함할 수 있다.
상기 제1 배열 자석 및 상기 제2 배열 자석은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 배열 자석 및 상기 제2 배열 자석은 서로 다른 수량을 가질 수 있다.
상기 이동 자석은, 상기 제1 배열 자석과 자기적으로 상호작용하도록 구성되는 제1 동작 자석; 및 상기 제2 배열 자석과 자기적으로 상호작용하도록 구성되는 제2 동작 자석을 포함할 수 있다.
상기 이동 자석의 자력을 차폐하도록 구성되는 차폐부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 방향을 따라, 상기 이동 자석으로부터 이격되어 상기 이동 자석의 타 측에 배치되는 복수의 보조 고정 자석을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 보조 고정 자석은 S극이 상기 이동 자석을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 이동 자석은 상기 제1 방향을 따라, 전방에 배치되는 N극과 후방에 배치되는 S극을 포함할 수 있다.
상기 이동 자석은 상기 제2 방향을 따라, 상기 복수의 고정 자석을 향하는 일 측에 배치되는 N극과, 타 측에 배치되는 S극을 포함하고, 상기 복수의 고정 자석은 S극이 상기 이동 자석을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 고정 자석 중 적어도 어느 하나의 극성을 제어하도록 구성되는 극성 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 방향을 따라, 상기 이동 자석으로부터 이격되어 상기 이동 자석의 타 측에 배치되고, N극이 상기 이동 자석을 향하는 복수의 보조 고정 자석을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치는 바닥판에 복수로 배열되는 배열 자석; 및 상기 배열 자석으로부터 이격 배치된 상태에서, 상기 배열 자석과 자기적으로 상호작용하여 상기 배열 자석이 배열된 방향으로 이동되도록 구성되는 동작 자석을 포함하고, 상기 배열 자석 및 상기 동작 자석은, 서로 대면되는 원호 형상의 작용면을 포함한다.
상기 배열 자석의 단면은 부채꼴 또는 반원 형상으로 형성되고, 상기 동작 자석의 단면은 반원 또는 원 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 영구자석 간의 인력 및 척력을 이용하여 운동에너지를 발생시킴으로써, 환경오염의 발생을 최소화하고, 높은 에너지 효율의 구동력을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1b, 도 1c, 도 1d, 도 1e, 도 1f는 도 1a의 자기 구동 장치의 변형된 실시예들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치의 고정 자석의 배열 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치의 고정 자석의 배열 구조가 변형된 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치의 고정 자석이 커브 구간에 배치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치의 이동 자석의 변형된 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치가 차폐부에 의해 자력이 차단되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1a의 자기 구동 장치의 다른 변형된 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 자기 구동 장치의 변형된 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 14b, 도 14c, 도 14d는 도 14a의 자기 구동 장치의 변형된 실시예들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치의 이동 자석이 극성 제어부를 통해 제어되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치의 이동 자석과 극성 제어부가 고정판에 배열된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 도 14a의 자기 구동 장치의 다른 변형된 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 18a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 18b 및 도 18c는 도 18a의 자기 구동 장치의 변형된 실시예들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 19a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 19b 및 도 19c는 도 19a의 자기 구동 장치의 변형된 실시예들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 20b, 도 20c, 도 20d는 도 20a의 자기 구동 장치의 변형된 실시예들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)과 자기적으로 상호작용하여 이동 자석(110)을 이동시키는 복수의 고정 자석(120)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서 고정 자석(120)은 복수의 고정 자석(120)이나, 고정 자석들(120)과 동일한 의미로 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 설정된 경로를 따라 일정 거리를 이동해야하는 이동 시스템(미도시)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 이동 자석(110)은 차량 등과 같이 정해진 경로를 이동하는 이동체에 적용되고, 고정 자석(120)은 터널 등과 같이 설정된 이동 경로를 제공하는 트랙에 적용될 수 있다. 따라서 이동체에 최초 외력이 가해지면, 이동체에 마련된 이동 자석(110)이 이동체와 함께 이동하며 트랙에 마련된 고정 자석(120)과의 상호작용을 통해 트랙을 따라 이동하게 된다. 이때, 이동체 혹은 트랙에는 이동체에 추진력을 제공하는 추진력 제공 유닛(미도시)이 더 마련될 수 있다. 이를 통해, 이동체의 이동 속도에 따라 이동체에 추진력을 제공하여 이동체가 목적 지점에 도달할 때까지 이동체의 이동 속도를 일정하게 유지시킬 수도 있다. 따라서, 이동체는 이동 자석(110)과 고정 자석(120) 간의 자성을 이용한 상호작용을 통해 이동할 수 있다.
이동 자석(110)은 자동차 등과 같이 트랙을 따라 이동하는 이동체에 설치되고, 이동체를 통해 가해지는 외력에 의해 이동체와 함께 제1 방향(D1)으로 이동된다. 여기서, 제1 방향(D1)이라 함은 이동체의 전진방향을 의미할 수 있다. 구체적으로, 이동 자석(110)은 이동 자석(110)의 축방향을 따라 이동 자석(110)의 중심을 관통하는 고정축(S)을 통하여 이동체에 결합된다.
고정축(S)을 통하여 이동체에 결합된 이동 자석(110)은 제1 방향(D1)을 따라 트랙의 고정판(P)에 설치된 고정 자석(120)과 이격 배치되고, 고정 자석(120)과 일정 간격을 유지할 수 있다. 예를 들어, 이동 자석(110)과 고정 자석(120) 간의 거리는 이동 자석(110) 및 고정 자석(120)의 종류, 크기, 배치 구조 등에 따라 변경될 수 있으나, 트랙 상에서 이동 자석(110)과 고정 자석(120)은 동일한 간격을 유지할 수 있다.
또한, 이동 자석(110)은 고정 자석(120)과 마주하는 외면이 곡면 구조를 갖는 원기둥 형상으로 형성된다. 이때, 이동 자석(110)과 마주하는 고정 자석(120)은 곡면 또는 구면의 형태를 가질 수 있다. 이를 통해, 이동 자석(110)과 고정 자석(120)의 상호작용 시 충분한 구동력이 확보될 수 있다. 그러나, 이동 자석(110)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변경될 수도 있다.
이동 자석(110)은 이동 자석(110)이 적용되는 이동체의 이동거리, 이동체의 하중, 이동체의 크기 및 이동체의 이동경로 등을 고려하여 크기가 결정될 수 있다. 즉, 이동 자석(110)의 크기가 커질수록 고정 자석(120)과의 상호작용이 커지고, 이를 통해 이동 자석(110)의 구동력이 확보될 수 있다. 예를 들어, 고정 자석(120)이 동일한 크기를 가지고, 동일한 간격으로 이격 배치되는 경우, 이동 자석(110)의 크기는 이동 자석(110)에 상호작용하는 고정 자석(120)의 개수를 고려하여 결정될 수 있다. 그리고, 이동 자석(110)이 적용되는 이동체의 이동거리, 이동체의 하중, 이동체의 크기 및 이동체의 이동경로 등을 고려하여 이동 자석(110)의 크기를 결정할 수 있다. 여기서, 크기라 함은 자기력의 크기를 의미할 수 있다.
이동 자석(110)은 고정판(P)에 대하여 평행한 수평방향, 즉, 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치된다.
이동 자석(110)은 제1 방향(D1)을 따라, 전방에 S극이 배치되고, 후방에 N극이 배치된다.
고정 자석(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치된다.
고정 자석(120)은 고정판(P)에 복수로 배치된다.
제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 이동 자석(110)의 하측에 복수로 배치된 고정 자석들(120)과 연속적으로 상호작용하게 되어 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)의 전방부와 고정 자석들(120) 사이에는 척력이 작용하게 되고, 이동 자석(110)의 후방부와 고정 자석들(120) 사이에는 인력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 후방부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용하고, 이동 자석(110) 전방부의 S극과 고정 자석(120)의 S극 사이에는 척력이 상호 작용한다.
자기적인 특성 상, 이동 자석(110)의 후방부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에 작용하는 인력에는 자기력 손실이 거의 발생하지 않고, 이동 자석(110) 전방부의 S극과 고정 자석(120)의 S극 사이에 작용하는 척력에는 자기력 손실이 많이 발생되므로, 이동 자석(110)을 구동시키기 위한 충분한 구동력이 확보될 수 있다.
또한, 고정판(P)에 배치된 복수의 고정 자석들(120) 간의 간격 조절을 통하여 이동 자석(110)에 작용하는 힘의 크기, 즉, 자기력의 크기가 제어될 수 있다. 예를 들어, 이동 자석(110)의 크기(자기력), 및 이동 자석(110)과 고정 자석(120) 간의 이격 거리가 설정된 경우, 복수의 고정 자석(120)이 기준 값(간격) 이하의 값을 가지도록 상대적으로 좁은 간격으로 배치되면 이동 자석(110)과 고정 자석들(120) 사이에 자력의 손실이 거의 없는 큰 상호작용이 발생되어 충분한 구동력이 확보될 수 있다.
이때, 복수의 고정 자석들(120)의 크기(자기력), 개수, 이격 거리 등은 이동 자석(110)의 크기(자기력), 이동 자석(110)과의 이격 거리 등을 고려하여 결정될 수 있다.
고정판(P)에 배치된 고정 자석들(120)은 이동 자석(110)과 일정 간격을 유지하도록 배치될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 고정 자석들(120)의 외면은 곡면의 형태로 마련될 수 있다. 구체적으로, 외부 공간으로 노출되어 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 고정 자석들(120)의 외면은 반원 또는 반타원 형상으로 마련될 수 있다. 여기서, 반타원 형상이라 함은 반타원을 지름으로 이등분하였을 때의 그 반쪽을 의미한다. 따라서, 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)과 반원 또는 반타원 형상으로 마련된 고정 자석들(120)과의 상호작용으로 인하여 충분한 구동력이 확보될 수 있다.
도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자(magnetization)된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
따라서, 반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 1b 내지 도 1f는 도 1a의 변형된 실시예들을 나타낸 도면이다.
참고로, 도 1b 내지 도 1f에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 도 1a에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1b를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 곡면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 상측부는 S극성을 가지고, 고정판(P)에 지지되는 고정 자석들(120)의 하측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면과 인접한 위치에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 1c를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 평면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 상측부는 S극성을 가지고, 고정판(P)에 지지되는 고정 자석들(120)의 하측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면과 인접한 위치에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 1d를 참조하면, 이동 자석(110)의 이동 방향(D1)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 곡면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 일측부는 S극성을 가지고, 고정 자석(120)의 타측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 인접한 위치에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 1e를 참조하면, 이동 자석(110)은 제1 방향(D1)을 따라, 전방에 N극이 배치되고, 후방에 S극이 배치된다.
이동 자석(110)의 이동 방향(D1)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 평면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 일측부는 N극성을 가지고, 고정 자석(120)의 타측부는 S극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 인접한 위치에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 자석들(이동 자석(110) 및 고정 자석(120))의 형상 및 착자된 방향을 도 1a 내지 도 1e에 도시된 형태로 한정하여 설명하고 있으나, 자석들은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상 및 착자된 방향을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 고정 자석(120)은 복수의 배열 자석(121, 122)을 포함할 수 있다.
복수의 배열 자석(121, 122)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 이동 자석(110)의 제1 영역(A1)과 이동 자석(110)의 제2 영역(A2)에 교번 배치될 수 있다.
즉, 고정 자석(120)은 이동 자석(110)에 연속적으로 인력과 척력이 작용되도록 하되, 이동 자석(110)의 서로 다른 부위에 인력과 척력이 교대로 작용되도록 배치될 수 있다. 따라서, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 동일 선상에 고정 자석(120)을 연속 배치하는 것보다, 서로 다른 선상에 고정 자석(120)이 엇갈리도록 배치하여 연속적으로 이동 자석(110)에 인력 및 척력이 작용되도록 하고, 이를 통해 효율적으로 동력을 발생시킬 수 있다.
복수의 배열 자석(121, 122)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 교번 배치되는 제1 배열 자석(121) 및 제2 배열 자석(122)을 포함할 수 있다.
제1 배열 자석(121)은 이동 자석(110)의 길이방향, 즉, 제3 방향(D3)을 따라 이동 자석(110)의 일 측에 마련되는 이동 자석(110)의 제1 영역(A1)에 대응되도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치될 수 있다.
제2 배열 자석(122)은 제3 방향(D3)을 따라 이동 자석(110)의 타 측에 마련되는 이동 자석(110)의 제2 영역(A2)에 대응되도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치되고, 제1 배열 자석(121)의 다음에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제1 배열 자석(121)과 엇갈리게 배치될 수 있다.
그러나, 고정 자석(120)은 반드시 이제 한정되는 것은 아니며, 더 많은 배열 구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 고정 자석(120)은 제3 배열 자석(123)을 더 포함할 수 있다.
제3 배열 자석(123)은 이동 자석(110)의 제3 영역(A3)에 대응되도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치되고, 제2 배열 자석(122)의 다음에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제1 배열 자석(121) 및 제2 배열 자석(122)과 엇갈리게 배치될 수 있다. 따라서, 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)에 순차적으로 상호작용하는 제1 배열 자석(121), 제2 배열 자석(122) 및 제3 배열 자석(123)에 의해 연속적으로 구동력이 확보될 수 있다. 여기서, 이동 자석(110)의 제2 영역(A2)은 제3 방향(D3)을 따라 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3) 사이에 마련될 수 있다.
도 4를 참조하면, 고정 자석(120)은 제4 배열 자석(124)을 더 포함할 수 있다.
제4 배열 자석(124)은 이동 자석(110)의 제4 영역(A4)에 대응되도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치되고, 제1 배열 자석(121)과 동시에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제3 방향(D3)을 따라 제1 배열 자석(121)과 동일 선상에 배치될 수 있다. 이때, 제2 배열 자석(122)과 제3 배열 자석(123)은 제1 배열 자석(121)과 제4 배열 자석(124)의 다음에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제1 배열 자석(121) 및 제4 배열 자석(124)과 엇갈리게 배치될 수 있다. 그리고, 제2 배열 자석(122)과 제3 배열 자석(123)은 동시에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제3 방향(D3)을 따라 동일 선상에 배치될 수 있다. 따라서, 이동 자석(110)이 제1 배열 자석(121) 및 제4 배열 자석(124)과 동시에 상호작용한 뒤, 연이어 제2 배열 자석(122) 및 제3 배열 자석(123)과 동시에 상호작용함으로써, 연속적으로 구동력이 확보될 수 있다. 여기서, 이동 자석(110)의 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 제3 영역(A3) 및 제4 영역(A4)은 제3 방향(D3)을 따라 일 측에서 타 측으로 순차적으로 배치될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 고정 자석(120)은 제5 배열 자석(125) 및 제6 배열 자석(126)을 더 포함할 수 있다.
제5 배열 자석(125)은 이동 자석(110)의 제5 영역(A5)에 대응되도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치되고, 제2 배열 자석(122)과 동시에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제3 방향(D3)을 따라 제2 배열 자석(122)과 동일 선상에 배치될 수 있다.
제6 배열 자석(126)은 이동 자석(110)의 제6영역(A6)에 대응되도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치되고, 제1 배열 자석(121)과 동시에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제3 방향(D3)을 따라 제1 배열 자석(121)과 동일 선상에 배치될 수 있다.
이때, 제3 배열 자석(123)과 제4 배열 자석(124)은 제2 배열 자석(122)과 제5 배열 자석(125)의 다음에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제2 배열 자석(122) 및 제5 배열 자석(125), 그리고 제1 배열 자석(121) 및 제6 배열 자석(126)과 엇갈리게 배치될 수 있다. 그리고, 제3 배열 자석(123)과 제4 배열 자석(124)은 동시에 이동 자석(110)과 상호반응 되도록 제3 방향(D3)을 따라 동일 선상에 배치될 수 있다.
따라서, 이동 자석(110)이 순차적으로 제1 배열 자석(121) 및 제6 배열 자석(126), 제2 배열 자석(122) 및 제5 배열 자석(125), 그리고 제3 배열 자석(123) 및 제4 배열 자석(124)과 상호작용함으로써, 연속적으로 구동력이 확보될 수 있다. 여기서, 이동 자석(110)의 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 제3 영역(A3), 제4 영역(A4), 제5 영역(A5) 및 제6 영역(A6)은 제3 방향(D3)을 따라 일 측에서 타 측으로 순차적으로 배치될 수 있다.
그러나, 고정 자석(120)의 배열 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조로 변경될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 복수의 고정 자석들(120)은 도 5a에 도시된 고정 자석들(120)과 반대되는 구조로 배열될 수 있다. 구체적으로, 복수의 고정 자석들(120)은 이동 자석(110)이 순차적으로 제3 배열 자석(123) 및 제4 배열 자석(124), 제2 배열 자석(122) 및 제4 배열 자석(124), 그리고 제1 배열 자석(121) 및 제6 배열 자석(126)와 상호작용할 수 있도록 배치될 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 이동 방향을 따라 상호 이격거리가 점차 짧아지는 구조로 배열될 수 있다. 이에, 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수의 고정 자석들(120)과의 상호작용에 의해 단계별로 직진력의 크기가 조절되면서 일 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서는, 고정 자석(120)을 2 내지 6 개로 한정하여 고정 자석(120)의 배열구조를 설명하고 있으나, 고정 자석(120)의 수량 및 배열 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이동 자석(110)의 크기 및 형태에 따라 다양한 구조로 변경될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 배열 자석(121) 및 제2 배열 자석(122)은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
구체적으로, 이동 자석(110)이 플레이트(P) 커브 구간을 통과하게 될 경우, 플레이트(P)의 외측에 배치된 이동 자석(110)의 일영역이 플레이트(P)의 내측에 배치된 이동 자석(110)의 타 영역에 비하여 상대적으로 더 많은 거리를 이동하게 된다. 이에 따라, 이동 자석(110)이 커브구간을 통과할 때 플레이트(P)의 외측에 배치된 이동 자석(110)의 일영역과 플레이트(P)의 내측에 배치된 이동 자석(110)의 타 영역에서 동일한 구동력이 확보될 수 있도록, 플레이트(P)의 외측에 배치된 이동 자석(110)의 일영역과 상호작용하는 제1 배열 자석(121)은, 플레이트(P)의 내측에 배치된 이동 자석(110)의 타 영역과 상호작용하는 제2 배열 자석(122)에 비하여 더 큰 크기를 가질 수 있다. 여기서, 더 큰 크기라 함은 이동 자석(110)과 더 큰 상호작용을 발생시킬 수 있는 크기를 의미할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 배열 자석(121) 및 제2 배열 자석(122)은 서로 다른 수량을 가질 수 있다.
구체적으로, 이동 자석(110)이 커브구간을 통과할 때 플레이트(P)의 외측에 배치된 이동 자석(110)의 일영역과 플레이트(P)의 내측에 배치된 이동 자석(110)의 타 영역에서 동일한 구동력이 확보될 수 있도록, 플레이트(P)의 외측에 배치된 이동 자석(110)의 일영역과 상호작용하는 제1 배열 자석(121)은, 플레이트(P)의 내측에 배치된 이동 자석(110)의 타 영역과 상호작용하는 제2 배열 자석(122)에 비하여 더 많은 수량을 가질 수 있다. 여기서, 더 많은 수량을 갖는 제1 배열 자석(121)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 제2 배열 자석(122)에 비하여 더 촘촘한 상태로 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 이동 자석(110)은 복수로 분할된 형태를 가질 수 있다.
구체적으로, 이동 자석(110)은 각 배열 자석과의 상호작용이 명확해질 수 있도록 복수로 분할된 형태를 가질 수 있다.
이동 자석(110)은 제1 동작 자석(111) 및 제2 동작 자석(112)을 포함할 수 있다.
제1 동작 자석(111)은 제3 방향(D3)을 따라 이동 자석(110)의 일 측에 마련되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된 고정 자석(120)의 제1 배열 자석(121)과 자기적으로 상호작용할 수 있다.
제2 동작 자석(112)은 제3 방향(D3)을 따라 이동 자석(110)의 타 측에 마련되고, 제1 배열 자석(121)과 엇갈리도록 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된 고정 자석(120)의 제2 배열 자석(122)과 자기적으로 상호작용할 수 있다.
따라서, 이동 자석(110)이 제1 동작 자석(111)과 제1 배열 자석(121) 간의 상호작용 및 제2 동작 자석(112)과 제2 배열 자석(122) 간의 상호작용을 순차적으로 반복함으로써, 구동력이 확보될 수 있다.
그러나, 이동 자석(110)은 반드시 이제 한정되는 것은 아니며, 더 많은 분할 구조를 가질 수 있다.
도 9a를 참조하면, 이동 자석(110)은 제3 동작 자석(113), 제4 동작 자석(114), 제5 동작 자석(115) 및 제6 동작 자석(116)을 더 포함할 수도 있다.
구체적으로, 제1 동작 자석(111) 및 제6 동작 자석(116)은, 제3 방향(D3)을 따라 동일 선상에 배치되는 제1 배열 자석(121) 및 제6 배열 자석(126)과 상호작용할 수 있다. 제2 동작 자석(112) 및 제5 동작 자석(115)은, 제3 방향(D3)을 따라 동일 선상에 배치되는 제2 배열 자석(122) 및 제5 배열 자석(125)과 상호작용할 수 있다. 그리고, 제3 동작 자석(113) 및 제4 동작 자석(114)은, 제3 방향(D3)을 따라 동일 선상에 배치되는 제3 배열 자석(123) 및 제4 배열 자석(124)과 상호작용할 수 있다.
따라서, 이동 자석(110)이 제1 동작 자석(111) 및 제6 동작 자석(116)과 제1 배열 자석(121) 및 제6 배열 자석(126) 간의 상호작용, 제2 동작 자석(112) 및 제5 동작 자석(115)과 제2 배열 자석(122) 및 제5 배열 자석(125) 간의 상호작용 및 제3 동작 자석(113) 및 제4 동작 자석(114)과 제3 배열 자석(123) 및 제4 배열 자석(124) 간의 상호작용을 순차적으로 반복함으로써, 구동력이 확보될 수 있다.
한편, 도 9b를 참조하면, 복수의 고정 자석들(120)은 도 9a에 도시된 고정 자석들(120)과 반대되는 구조로 배열될 수 있다. 구체적으로, 복수의 고정 자석들(120)은 이동 자석(110)이 순차적으로 제3 배열 자석(123) 및 제4 배열 자석(124), 제2 배열 자석(122) 및 제4 배열 자석(124), 그리고 제1 배열 자석(121) 및 제6 배열 자석(126)와 상호작용할 수 있도록 배치될 수 있다.
또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 복수의 고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 이동 방향을 따라 상호 이격거리가 점차 짧아지는 구조로 배열될 수 있다. 이에, 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수의 고정 자석들(120)과의 상호작용에 의해 단계별로 직진력의 크기가 조절되면서 일 방향으로 이동될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 차폐부(130)를 더 포함할 수 있다.
차폐부(130)는 이동 자석(110)과 함께 이동체에 결합되고, 선택적으로 이동 자석(110)과 고정 자석(120) 사이에 배치되어 이동 자석(110)의 자력을 차폐할 수 있다. 이를 통해, 이동 자석(110)의 이동 속도를 제어하거나, 이동 자석(110)의 이동을 제한할 수 있다. 예를 들어, 차폐부(130)는 이동체에 마련된 구동유닛(미도시)을 통하여 이동 자석(110)의 둘레를 소정의 각도로 회전하도록 배치되거나, 이동 자석(110)의 하측에서 수평방향으로 슬라이드 이동하도록 배치될 수 있다. 그러나 차폐부(130)의 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 변경될 수 있다. 또한, 차폐부(130)는 구리 또는 알루미늄 재질로 마련되고, 미리 설정된 두께를 갖는 판 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 이동 자석(110)과 고정 자석(120) 사이로 차폐부(130)가 배치될 경우, 차폐부(130)에 와전류가 발생하고, 이를 통해 이동 자석(110)과 고정 자석(120) 간의 자기장을 차단하여 이동 자석(110)의 구동을 제한할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 방향(제1 방향(D1))을 따라, 전방에 S극이 배치되고, 후방에 N극이 배치되는 이동 자석(110)과, 복수의 고정 자석(120) 및 복수의 보조 고정 자석(140) 을 포함할 수 있다.
보조 고정 자석들(140)은 이동 자석(110)을 중심으로 제2 방향(D2)을 따라 고정 자석들(120)에 대향 배치되어 이동 자석(110)의 타 측, 즉, 이동 자석(110)의 상측에 마련될 수 있다. 그리고, 보조 고정 자석들(140)은 S극이 이동 자석(110)을 향하도록 고정판(P)에 미리 설정된 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 복수로 배치된다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)이 이동 자석(110)의 하측에 복수로 배치된 고정 자석들(120) 및 이동 자석(110)의 상측에 복수로 배치된 보조 고정 자석들(140)과 연속적으로 상호작용하게 되어, 더 큰 구동력이 확보될 수 있다. 예를 들어, 이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과 이동 자석(110)의 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 동일한 구조 및 형태로 배열될 수 있다.
이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과, 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성될 수 있다.
이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과, 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 하측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 상측에 N극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)의 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 타측에 N극이 배치될 수 있다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)과 보조 고정 자석들(140)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 고정 자석들(120)과 보조 고정 자석들(140)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)과 자기력에 의해 상호작용하여 이동 자석(110)을 이동시키는 복수의 고정 자석(120)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서 고정 자석(120)은 복수의 고정 자석(120)이나, 고정 자석들(120)과 동일한 의미로 이해될 수 있다.
이동 자석(110)은 자동차 등과 같이 트랙을 따라 이동하는 이동체에 설치되고, 이동체를 통해 가해지는 외력에 의해 이동체와 함께 제1 방향(D1)으로 이동된다.
이동 자석(110)은 고정판(P)에 대하여 평행한 수평방향, 즉, 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치된다. 구체적으로, 이동 자석(110)은 제1 방향(D1)을 따라, 전방에 N극이 배치되고, 후방에 S극이 배치된다.
예를 들어, 이동 자석(110)은 고정 자석(120)과 마주하는 외면에 곡면 구조를 갖는 반원형 기둥 또는 원형의 기둥 형태로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)이 이동되는 제1 방향(D1)에 대하여 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 이동 자석(110)의 일 측, 즉, 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
고정 자석들(120)들은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향되도록 착자될 수 있다.
고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 하측에 N극이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)의 전방부와 고정 자석들(120) 사이에는 인력이 작용하게 되고, 이동 자석(110)의 후방부와 고정 자석들(120) 사이에는 척력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 후방부의 S극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 척력이 상호 작용하고, 이동 자석(110) 전방부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용한다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 보조 고정 자석들(140)을 더 포함할 수 있다.
보조 고정 자석들(140)은 이동 자석(110)을 중심으로 제2 방향(D2)을 따라 고정 자석들(120)에 대향 배치되어 이동 자석(110)의 타 측, 즉, 이동 자석(110)의 상측에 마련될 수 있다. 그리고, 보조 고정 자석들(140)은 트랙의 상측에 마련된 고정판(P)에 미리 설정된 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 복수로 배치된다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)이 이동 자석(110)의 하측에 복수로 배치된 고정 자석들(120) 및 이동 자석(110)의 상측에 복수로 배치된 보조 고정 자석들(140)과 연속적으로 상호작용하게 되어, 더 큰 구동력이 확보될 수 있다. 예를 들어, 이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과 이동 자석(110)의 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 동일한 구조 및 형태로 배열될 수 있다.
이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과, 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성될 수 있다.
이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과, 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 하측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 상측에 N극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)의 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 타측에 N극이 배치될 수 있다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)과 보조 고정 자석들(140)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 고정 자석들(120)과 보조 고정 자석들(140)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 14a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)과 자기적으로 상호작용하여 이동 자석(110)을 이동시키는 복수의 고정 자석(120)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서 고정 자석(120)은 복수의 고정 자석(120)이나, 고정 자석들(120)과 동일한 의미로 이해될 수 있다.
이동 자석(110)은 자동차 등과 같이 트랙을 따라 이동하는 이동체에 설치되고, 이동체를 통해 가해지는 외력에 의해 이동체와 함께 제1 방향(D1)으로 이동된다.
이동 자석(110)은 제1 방향(D1)에 대하여 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치된다. 구체적으로, 이동 자석(110)은 제2 방향(D2)을 따라, 고정 자석(120)에 향하는 일 측에 N극이 배치되고, 타 측에 S극이 배치된다.
예를 들어, 이동 자석(110)은 고정 자석(120)과 마주하는 외면에 곡면 구조를 갖는 반원형 기둥 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 이동 자석(110)의 단부는 반원형 구조로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
고정 자석들(120)들은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향되도록 착자될 수 있다.
고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 하측에 N극이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)과 고정 자석들(120) 사이에는 인력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용한다.
반원 형상으로 형성되는 이동 자석(110)과, 고정 자석들(120)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 14b 내지 도 14d는 도 14a의 변형된 실시예들을 나타낸 도면이다.
참고로, 도 14b 내지 도 14d에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 도 14a에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 14b를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 곡면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 일 측은 S극성을 가지고, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 고정 자석들(120)의 타 측은 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라 상대적으로 고정판(P)에 인접한 위치에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 14c를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 평면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되어 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 일 측은 N극성을 가지고, 곡면 형태로 형성되는 고정 자석들(120)의 타 측은 S극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라 상대적으로 고정판(P)에 인접한 위치에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 14d를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 일 측은 S극성을 가지고, 고정 자석들(120)의 타 측은 N극성을 가질 수 있다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 중심부에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 15a, 도 15b 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 극성 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.
극성 제어부(150)는 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 복수로 배치되는 고정 자석들(120) 중 적어도 어느 하나에 자력을 인가하여 고정 자석들(120)의 극성을 제어할 수 있다. 이를 통해, 극성 제어부(150)를 통해 제어된 고정 자석들(120)의 영향을 받는 이동 자석(110)은 더 큰 인력으로 인해 이동이 가속되거나, 더 큰 척력으로 인해 감속 또는 정지될 수 있다. 즉, 극성 제어부(150)는 도 15a에 도시된 바와 같이 고정 자석들(120)의 극성을 강화시켜 이동 자석(110)에 더 큰 인력이 작용하도록 하거나, 도 15b에 도시된 바와 같이 고정 자석들(120)의 극성을 변화시켜 이동 자석(110)에 더 큰 척력이 작용하도록 할 수 있다. 이에, 도 16에 도시된 바와 같이, 극성 제어부(150)는 제1 고정 자석들(120) 배열 구간(S1)과 제2 고정 자석들(120) 배열 구간(S2) 사이에 배치되어, 제1 고정 자석들(120) 배열 구간(S1)을 통과한 이동 자석(110)이 제2 고정 자석들(120) 배열 구간(S2)으로 진입할 수 있도록 제1 고정 자석들(120) 배열 구간(S1)을 통과한 이동 자석(110)에 인력을 가하여 이동 자석(110)의 직진운동을 지원할 수 있다. 반대로, 극성 제어부(150)는 제1 고정 자석들(120) 배열 구간(S1)을 통과한 이동 자석(110)의 속도가 감소되도록 제1 고정 자석들(120) 배열 구간(S1)을 통과한 이동 자석(110)에 척력을 가할 수도 있다.
극성 제어부(150)는 복수로 배치된 고정 자석들(120) 중 어느 하나와 연결되고, 연결된 고정 자석들(120)에 전류를 인가하여 고정 자석들(120)의 극성을 보다 강화하거나, 고정 자석들(120)의 극성을 변경할 수 있다. 그러나, 극성 제어부(150)는 반드시 복수의 고정 자석들(120) 중 어느 하나에만 연결되는 것은 아니며, 모든 고정 자석들(120)과 연결되고, 선택적으로 고정 자석들(120)의 일부에 전류를 인가하여 고정 자석들(120)의 극성을 제어하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 극성 제어부(150)는 이동 자석(110)의 이동을 감속하거나, 이동 자석(110)의 이동을 멈추어야 할 때, 이동 중인 이동 자석(110)이 급정지 되지 않도록 복수의 고정 자석들(120)의 극성을 순차적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 극성 제어부(150)는 고정 자석들(120)의 둘레에 감겨 고정 자석들(120)에 전류를 인가하는 코일의 형태로 마련될 수 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 제2 방향(D2)을 따라, 상측에 S극이 배치되고 하측에 N극이 배치되는 이동 자석(110)과, 이동 자석(110)의 하측에 배치되는 복수의 고정 자석(120) 및 이동 자석(110)의 상측에 배치되는 복수의 보조 고정 자석(140)을 더 포함할 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치된 고정판(P)을 따라 복수로 배치되고, 단면이 반원 형상인 반구형 또는 반원기둥 형태로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 상측에 S극이 배치되고, 하측에 N극이 배치되도록 착자될 수 있다.
보조 고정 자석들(140)은 이동 자석(110)을 중심으로 제2 방향(D2)을 따라 고정 자석들(120)에 대향 배치되어 이동 자석(110)의 타 측, 즉, 이동 자석(110)의 상측에 마련될 수 있다. 그리고, 보조 고정 자석들(140)은 N극이 이동 자석(110)을 향하도록 고정판(P)에 미리 설정된 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 복수로 배치된다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)이 이동 자석(110)의 하측에 복수로 배치된 고정 자석들(120) 및 이동 자석(110)의 상측에 복수로 배치된 보조 고정 자석들(140)과 연속적으로 상호작용하게 되어, 더 큰 구동력이 확보될 수 있다. 예를 들어, 이동 자석(110)의 상측에 배치되는 보조 고정 자석들(140)과 이동 자석(110)의 하측에 배치되는 고정 자석들(120)은 동일한 구조 및 형태로 배열될 수 있다.
보조 고정 자석들(140)은 반원 형상으로 형성될 수 있다.
보조 고정 자석들(140)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
보조 고정 자석들(140)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 하측에 N극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 상측에 S극이 배치될 수 있다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)과 보조 고정 자석들(140)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 고정 자석들(120)과 보조 고정 자석들(140)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 18a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)과 자기적으로 상호작용하여 이동 자석(110)을 이동시키는 복수의 고정 자석(120)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서 고정 자석(120)은 복수의 고정 자석(120)이나, 고정 자석들(120)과 동일한 의미로 이해될 수 있다.
이동 자석(110)은 자동차 등과 같이 트랙을 따라 이동하는 이동체에 설치되고, 이동체를 통해 가해지는 외력에 의해 이동체와 함께 제1 방향(D1)으로 이동된다.
이동 자석(110)의 이동방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부에는 S극이 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에는 N극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)은 고정축(S)을 중심으로 회전된 상태로 배치될 수 있다. 이에, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된다.
따라서, 이동 자석(110)의 전방부에 배치되는 S극은 상측을 향하도록 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에 배치되는 N극은 하측, 즉, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 -70도 이상 70도 이하의 각도범위 내에서 기울어진 상태로 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
고정 자석들(120)들은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향되도록 착자될 수 있다.
고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 하측에 N극이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)의 후방부와 고정 자석들(120) 사이에는 인력이 작용하게 되고, 이동 자석(110)의 전방부와 고정 자석들(120) 사이에는 척력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 후방부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용하고, 이동 자석(110) 전방부의 S극과 고정 자석들(120)의 N극 사이에는 척력이 상호 작용한다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 18b 및 도 18c는 도 18a의 변형된 실시예들을 나타낸 도면이다.
참고로, 도 18b 및 도 18c에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 도 18a에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 18b를 참조하면, 이동 자석(110)의 이동방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부에는 S극이 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에는 N극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)은 고정축(S)을 중심으로 회전된 상태로 배치될 수 있다. 이에, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된다.
이동 자석(110)의 전방부에 배치되는 S극은 하측, 즉, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에 배치되는 N극은 상측을 향하도록 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 곡면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 상측부는 S극성을 가지고, 고정판(P)에 지지되는 고정 자석들(120)의 하측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면과 인접한 위치에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 18c를 참조하면, 이동 자석(110)의 이동방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부에는 S극이 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에는 N극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)은 고정축(S)을 중심으로 회전된 상태로 배치될 수 있다. 이에, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된다.
이동 자석(110)의 전방부에 배치되는 S극은 상측을 향하도록 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에 배치되는 N극은 하측, 즉, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 평면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 상측부는 S극성을 가지고, 고정판(P)에 지지되는 고정 자석들(120)의 하측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면과 인접한 위치에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 19a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)과 자기적으로 상호작용하여 이동 자석(110)을 이동시키는 복수의 고정 자석(120)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서 고정 자석(120)은 복수의 고정 자석(120)이나, 고정 자석들(120)과 동일한 의미로 이해될 수 있다.
이동 자석(110)은 자동차 등과 같이 트랙을 따라 이동하는 이동체에 설치되고, 이동체를 통해 가해지는 외력에 의해 이동체와 함께 제1 방향(D1)으로 이동된다.
이동 자석(110)의 이동방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부에는 N극이 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에는 S극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)은 고정축(S)을 중심으로 회전된 상태로 배치될 수 있다. 이에, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된다.
따라서, 이동 자석(110)의 전방부에 배치되는 N극은 하측, 즉, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에 배치되는 S극은 상측을 향하도록 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
고정 자석들(120)들은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향되도록 착자될 수 있다.
고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 하측에 N극이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)의 전방부와 고정 자석들(120) 사이에는 인력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 전방부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용한다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 19b 및 도 19c는 도 19a의 변형된 실시예들을 나타낸 도면이다.
참고로, 도 19b 및 도 19c에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 도 19a에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 19b를 참조하면, 이동 자석(110)의 이동방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부에는 N극이 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에는 S극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)은 고정축(S)을 중심으로 회전된 상태로 배치될 수 있다. 이에, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된다.
이동 자석(110)의 전방부에 배치되는 N극은 하측, 즉, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에 배치되는 S극은 상측을 향하도록 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 곡면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 상측부는 S극성을 가지고, 고정판(P)에 지지되는 고정 자석들(120)의 하측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면과 인접한 위치에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 19c를 참조하면, 이동 자석(110)의 이동방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부에는 N극이 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에는 S극이 배치될 수 있다.
이동 자석(110)은 고정축(S)을 중심으로 회전된 상태로 배치될 수 있다. 이에, 이동 자석(110)의 착자 방향은 제1 방향(D1)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된다.
이동 자석(110)의 전방부에 배치되는 N극은 하측, 즉, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치되고, 이동 자석(110)의 후방부에 배치되는 S극은 상측을 향하도록 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 평면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다.
이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 상측부는 S극성을 가지고, 고정판(P)에 지지되는 고정 자석들(120)의 하측부는 N극성을 가질 수 있다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면과 인접한 위치에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 20a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 구동 장치(100)는 이동 자석(110) 및 이동 자석(110)과 자기적으로 상호작용하여 이동 자석(110)을 이동시키는 복수의 고정 자석(120)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서 고정 자석(120)은 복수의 고정 자석(120)이나, 고정 자석들(120)과 동일한 의미로 이해될 수 있다.
이동 자석(110)은 자동차 등과 같이 트랙을 따라 이동하는 이동체에 설치되고, 이동체를 통해 가해지는 외력에 의해 이동체와 함께 제1 방향(D1)으로 이동된다.
이동 자석(110)은 제1 방향(D1)에 대하여 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향 배치된다.
제2 방향(D2)을 따라, 고정 자석들(120)을 향하도록 배치되는 이동 자석(110)의 일 측에는 N극이 배치되고, 이동 자석(110)의 타 측에는 S극이 배치된다.
이동 자석(110)은 단면이 부채꼴 형상인 기둥 혹은 반구(hemisphere)형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이동 자석(110)의 이동 방향을 따라, 이동 자석(110)의 전방부는 곡면 형태로 형성되고, 이동 자석(110)의 후방부는 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형태로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
고정 자석들(120)들은 제2 방향(D2)을 따라 N극과 S극이 대향되도록 착자될 수 있다.
고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 상측에 S극이 배치되고, 고정판(P)을 향하는 하측에 N극이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)과 고정 자석들(120) 사이에는 인력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용한다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 중심부에서 제2 방향(D2)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 20b 내지 도 20d는 도 20a의 변형된 실시예들을 나타낸 도면이다.
참고로, 도 20b 내지 도 20d에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 도 20a에 도시된 자기 구동 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 20b를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 곡면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하는 고정 자석들(120)의 일 측은 S극성을 가지고, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 고정 자석들(120)의 타 측은 N극성을 가질 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)과 고정 자석들(120) 사이에는 인력 및 척력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용하고, 이동 자석(110) 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 N극 사이에는 척력이 상호 작용한다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라 상대적으로 고정판(P)에 인접한 위치에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 20c를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)에 대향되는 고정 자석들(120)의 일 측은 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 평면 형상으로 형성되고, 고정 자석들(120)의 타 측은 외측으로 만곡지게 형성되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 고정 자석(120)은 평면이 일 방향으로 이동 중인 이동 자석(110)을 향하도록 배치된 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.
고정 자석들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향 배치되도록 착자될 수 있다. 이동 자석(110)을 향하고, 고정판(P)에 대하여 수직으로 배치되는 고정 자석들(120)의 일 측은 N극성을 가지고, 외측으로 만곡지게 형성되는 고정 자석들(120)의 타 측은 N극성을 가질 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)과 고정 자석들(120) 사이에는 인력 및 척력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용하고, 이동 자석(110) 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 N극 사이에는 척력이 상호 작용한다.
부채꼴 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 제2 방향(D2)을 따라 상대적으로 고정판(P)에 인접한 위치에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
도 20d를 참조하면, 고정 자석들(120)은 이동 자석(110)의 하측에 배치될 수 있다.
고정 자석들(120)은 반원 형상으로 형성되고, 이동 자석(110)의 이동경로를 따라 고정판(P)에 복수로 배치된다.
고정 자석들(120)들은 제1 방향(D1)을 따라 N극과 S극이 대향되도록 착자될 수 있다.
고정 자석들(120)은, 제1 방향(D1)을 따라, 이동 자석(110)을 향하는 일측에 S극이 배치되고, 타측에 N극이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)은 복수로 배치된 고정 자석들(120)들과 연속적으로 상호작용하여 설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1 방향(D1)으로 이동 중인 이동 자석(110)과 고정 자석들(120) 사이에는 인력 및 척력이 작용하게 된다. 예를 들어, 이동 자석(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하는 과정에서, 이동 자석(110)의 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 S극 사이에는 인력이 상호 작용하고, 이동 자석(110)의 하측 중앙부의 N극과 고정 자석들(120)의 N극 사이에는 척력이 상호 작용한다.
반원 형상으로 형성되는 고정 자석들(120)은, 중심부에서 제1 방향(D1)으로 가장 큰 자속밀도를 가질 수 있다. 참고로, 도면에서 이동 자석(110)과 고정 자석들(120)에 화살표로 표현된 부분은 착자된 방향을 의미하고, 화살표로 표현된 부분은 화살표로 표현되지 않은 부분에 비하여 더 큰 자속밀도를 가질 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면, 영구자석 간의 인력 및 척력을 이용하여 운동에너지를 발생시킴으로써, 환경오염의 발생을 최소화하고, 높은 에너지 효율의 구동력을 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 고정 자석; 및
    상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 상기 복수의 고정 자석과 이격 배치되고, 상기 복수의 고정 자석과 자기적으로 상호작용하여 상기 제1 방향을 따라 이동 가능한 이동 자석을 포함하는 자기 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 자석은 상기 제1 방향을 따라, 전방에 배치되는 S극과, 후방에 배치되는 N극을 포함하고,
    상기 복수의 고정 자석은 상기 제2 방향을 따라, 상기 이동 자석으로부터 이격되어 상기 이동 자석의 일 측에 배치되는 자기 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 고정 자석은 S극이 상기 이동 자석을 향하도록 배치되는 자기 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동 자석은 상기 복수의 고정 자석과 동일한 간격을 유지하도록 구성되는 자기 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 고정 자석은,
    상기 제1 방향을 따라 상기 이동 자석의 제1 영역과 상기 이동 자석의 제2 영역에 교번 배치되도록 구성되는 복수의 배열 자석을 포함하는 자기 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 배열 자석은,
    상기 이동 자석의 이동경로를 따라 상기 이동 자석의 상기 제1 영역에 대응되도록 배치되는 제1 배열 자석; 및
    상기 이동 자석의 이동경로를 따라 상기 이동 자석의 상기 제2 영역에 대응되도록 배치되는 제2 배열 자석을 포함하는 자기 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 배열 자석 및 상기 제2 배열 자석은 서로 다른 크기를 가지는 자기 구동 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 배열 자석 및 상기 제2 배열 자석은 서로 다른 수량을 가지는 자기 구동 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 이동 자석은,
    상기 제1 배열 자석과 자기적으로 상호작용하도록 구성되는 제1 동작 자석; 및
    상기 제2 배열 자석과 자기적으로 상호작용하도록 구성되는 제2 동작 자석을 포함하는 자기 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이동 자석의 자력을 차폐하도록 구성되는 차폐부를 더 포함하는 자기 구동 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라, 상기 이동 자석으로부터 이격되어 상기 이동 자석의 타 측에 배치되는 복수의 보조 고정 자석을 더 포함하는 자기 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 보조 고정 자석은 S극이 상기 이동 자석을 향하도록 배치되는 자기 구동 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 이동 자석은 상기 제1 방향을 따라, 전방에 배치되는 N극과 후방에 배치되는 S극을 포함하는 자기 구동 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 이동 자석은 상기 제2 방향을 따라, 상기 복수의 고정 자석을 향하는 일 측에 배치되는 N극과, 타 측에 배치되는 S극을 포함하고,
    상기 복수의 고정 자석은 S극이 상기 이동 자석을 향하도록 배치되는 자기 구동 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 고정 자석 중 적어도 어느 하나의 극성을 제어하도록 구성되는 극성 제어부를 더 포함하는 자기 구동 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라, 상기 이동 자석으로부터 이격되어 상기 이동 자석의 타 측에 배치되고, N극이 상기 이동 자석을 향하는 복수의 보조 고정 자석을 더 포함하는 자기 구동 장치.
  17. 바닥판에 복수로 배열되는 배열 자석; 및
    상기 배열 자석으로부터 이격 배치된 상태에서, 상기 배열 자석과 자기적으로 상호작용하여 상기 배열 자석이 배열된 방향으로 이동되도록 구성되는 동작 자석을 포함하고,
    상기 배열 자석 및 상기 동작 자석은, 서로 대면되는 원호 형상의 작용면을 포함하는, 자기 구동 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 배열 자석의 단면은 부채꼴 또는 반원 형상으로 형성되고,
    상기 동작 자석의 단면은 반원 또는 원 형상으로 형성되는, 자기 구동 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080038020A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Industrial Technology Research Institute Substrate transport device
KR20080108387A (ko) * 2008-11-04 2008-12-15 서기원 영구자석 추진 장치
KR20170000306A (ko) * 2015-06-23 2017-01-02 엄재풍 자석을 이용한 회전 장치.
KR20180116724A (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 엄재풍 자력을 이용한 회전 장치와 그 회전 장치의 고정자와 회전자 설치구조
WO2019090118A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 Hyperloop Technologies, Inc. Non-contact radial synchronization

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080038020A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Industrial Technology Research Institute Substrate transport device
KR20080108387A (ko) * 2008-11-04 2008-12-15 서기원 영구자석 추진 장치
KR20170000306A (ko) * 2015-06-23 2017-01-02 엄재풍 자석을 이용한 회전 장치.
KR20180116724A (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 엄재풍 자력을 이용한 회전 장치와 그 회전 장치의 고정자와 회전자 설치구조
WO2019090118A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 Hyperloop Technologies, Inc. Non-contact radial synchronization

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