KR101290774B1 - 자기부상 윈드서핑 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 판형상으로 이루어지며 도체판을 갖는 보드부와 상기 보드부 상 고정된 기둥 형상의 마스트(mast)와 상기 마스트에 고정된 세일(sail)을 갖는 리그(rig)를 포함하는 윈드보드(wind board)와, 상기 윈드보드의 하부에 배치된 바닥판, 및 상기 바닥판 하부에 배치되며, 서로 다른 자화방향을 갖는 복수개의 영구자석편을 갖는 영구자석모듈과 상기 영구자석모듈을 회전시키는 전동기를 포함하는 부상장치를 포함한다.
Description
본 발명은 윈드보드 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 자기부상을 이용한 윈드보드 시스템에 관한 것이다.
서핑은 외해 또는 연안에서 높은 파도를 타고 파도의 사면을 서퍼 보드로 활강하는 스포츠이다. 서핑은 폴리네시안들 사이에서 옛날부터 행해져 온 오래된 스포츠이다.
윈드서핑은 보드에 세일을 장착하여 즐기는 운동으로 보드부의 절묘한 균형감과 세일의 조정성에 그 매력이 있다. 윈드서핑은 올림픽 정식종목으로 채택될 정도로 인기가 높은 운동이나, 바람과 파도의 영향을 많이 받으므로 운동을 즐길 수 있는 지역과 시간에 따른 제약이 있다.
특히 윈드서핑은 계절적인 제약으로 여름철에만 즐길 수 있을 뿐만 아니라 해변인 없는 지역에서는 즐길 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 향상된 적용 환경을 갖는 자기부상 윈드보드 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 판형상으로 이루어지며 도체판을 갖는 보드부와 상기 보드부 상 고정된 기둥 형상의 마스트(mast)와 상기 마스트에 고정된 세일(sail)을 갖는 리그(rig)를 포함하는 윈드보드(wind board)와, 상기 윈드보드의 하부에 배치된 바닥판, 및 상기 바닥판 하부에 배치되며, 서로 다른 자화방향을 갖는 복수개의 영구자석편을 갖는 영구자석모듈과 상기 영구자석모듈을 회전시키는 전동기를 포함하는 부상장치를 포함한다.
상기 도체판은 상기 바닥판을 대향하도록 배치될 수 있으며, 상기 바닥판 상으로 공기의 흐름을 유도하는 송풍장치를 더 포함할 수 있으며, 상기 바닥판은 하부 지지판과 하부 지지판의 측단에서 상부로 돌출된 측면 지지판, 및 측면 지지판의 상부에서 상기 하부 지지판의 내측을 향하여 절곡되어 돌출된 가이드부를 포함할 수 있으며, 상기 보드부의 측단에는 상기 측면 지지판과 맞닿아 회전하는 안내 롤러가 설치될 수 있다.
상기 영구자석모듈은 상면이 N형 극성을 갖는 N형 영구자석편과 상기 N형 영구자석편 사이에 배치되며 상면이 S형 극성을 갖는 S형 영구자석편을 포함할 수 있으며, 상기 영구자석모듈은 상면이 상기 도체판과 대향하도록 배치되며 할바흐 배열(halbach array)을 갖도록 이루어질 수 있다.
상기 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 배치된 상기 영구자석편들의 자화방향은 상기 영구자석모듈의 두께방향으로 변하도록 배치될 수 있으며, 상기 영구자석모듈은 하방을 향하는 자화방향을 갖는 제1 자극 자석편과, 상방을 향하는 자화방향을 갖는 제2 자극 자석편, 및 상기 제1 자극 자석편과 상기 제2 자극 자석편 사이에 위치하며, 상기 제1 자극 자석편에서 제2 자극 자석편을 향하는 방향의 자화방향을 갖는 유도 자석편을 포함할 수 있다.
상기 유도 자석편은 복수개로 이루어지고, 상기 유도 자석편들의 자화방향은 제1 자극 자석편의 자화방향에서 제2 자극 자석편의 자화방향으로 점진적을 변하도록 배치될 수 있으며, 상기 영구자석모듈은 제1 영구자석부와 상기 제1 영구자석부보다 더 외측에 배치된 제2 영구자석부를 포함하고, 상기 제1 영구자석부는 상기 제2 영구자석부 보다 하부를 향하는 면에서 단위 면적당 더 큰 자기력을 갖도록 이루어질 수 있다.
상기 제1 영구자석부는 상기 제2 영구자석부 보다 더 큰 높이를 갖도록 이루어질 수 있으며, 상기 제1 영구자석부와 상기 제2 영구자석부는 적층 배열된 복수 개의 영구자석들로 이루어지고, 상기 제1 영구자석부는 상기 제2 영구자석부 보다 더 많은 영구자석들로 이루어질 수 있다.
상기 제1 영구자석부의 단위 부피당 자기력은 상기 제2 영구자석의 단위 부피당 자기력보다 더 크게 형성될 수 있으며, 상기 제1 영구자석부와 상기 제2 영구자석부는 상기 영구자석모듈의 둘레방향을 따라 배열된 복수 개의 영구자석 유닛을 포함할 수 있다.
상기 영구자석 유닛은 상기 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 자화방향이 변하는 할바흐 배열을 갖도록 배열될 수 있으며, 상기 영구자석모듈은 상기 제1 영구자석부와 상기 제2 영구자석부 사이에는 상기 제1 영구자석부보다 하부를 향하는 면에서 단위 면적당 더 작은 자기력을 갖고, 상기 제2 영구자석부보다 하부를 향하는 면에서 단위 면적당 더 큰 자기력을 갖는 제3 영구자석부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 파도를 이용하지 아니하고 자기부상으로 이동하므로 계절과 환경에 관계 없이 윈드보드를 사용할 수 있습니다.
또한, 부상을 위한 장치가 윈드보드에 설치되지 아니하고 윈드보드의 하부에 배치되므로 윈드보드의 하중을 최소화하여 작은 부상력으로 윈드보드를 부상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 6는 본 발명의 제4 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 평면도다.
도 7는 도 6에서 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 평면도이다.
도 11는 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 사시도이다.
도 12은 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 6는 본 발명의 제4 실시예에 따른 영구자석모듈을 도시한 평면도다.
도 7는 도 6에서 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 평면도이다.
도 11는 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 사시도이다.
도 12은 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템(100)은 바닥판(103)과 바닥판(103) 상에 배치된 보드부(board)(110)와 보드부(110) 상에 고정된 리그(rig)(120)를 갖는 윈드보드(101), 및 바닥판(103) 상으로 공기의 흐름을 유도하는 송풍장치(102), 및 바닥판(103)의 아래에 설치된 부상장치(104)를 포함한다.
송풍장치(102)는 윈드보드(101)를 향하여 바람을 공급하는 장치로서 보드부(110)가 실내에 위치할 때에도 윈드보드(101)를 구동할 수 있도록 한다. 본 실시예에서는 자기부상 윈드보드 시스템(100)이 송풍장치(102)를 갖는 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 윈드보드(101)가 바람이 있는 외부에 위치할 경우 송풍장치 없이 자연적으로 생성된 바람을 이용하여 윈드보드(101)를 구동할 수도 있다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 윈드보드(101)는 바닥판(103)으로부터 부상하여 이동한다.
리그(120)는 막대 형상으로 이루어진 마스트(mast)(121)와 마스트(121)에 고정된 세일(sail)(126)을 포함한다. 세일(126)은 대략 삼각형의 직물 또는 합성수지 막 등으로 이루어진다. 마스트(121)에는 마스트(121)의 상단에서 사선으로 이어져 세일(126)을 지지하는 마스트 슬립(123)이 형성되고 마스트 슬립(123)과 마스트(121) 사이에는 바람으로 인하여 세일(126)이 펄럭이는 것을 방지하는 배튼(batten)(124)이 설치된다. 또한, 마스트(121)와 마스트 슬립(123)에는 사용자가 파지하여 리그(120)를 조절할 수 있도록 이어져 형성된 붐(125)이 설치된다. 붐(125)은 일단이 마스트(121)에 고정되고 타단이 마스트 슬립(123)에 고정된 막대 형상으로 이루어진다.
리그(120)에는 보드부(110)와 연결되는 부분에 조인트(129)가 설치된다. 조인트(129)는 유니버셜 조인트로 이루어지며 이에 따라 리그(120)는 보드부(110)에 대하여 360도 회전 가능하다.
보드부(110)는 외형을 이루는 판부(112)와 판부(112)의 하부에 설치된 도체판(115)을 포함한다. 판부(112)는 일방향으로 이어지며 내부 공간을 갖는 판형상으로 이루어지며, 외형은 일반적인 서핑 보드와 유사한 형태를 이룬다. 도체판(115)은 바닥판(103)과 대향하도록 배치되며 특히 바닥판(103)과 나란하게 배치될 수 있다.
도체판(115)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 도전성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 도체판(115)은 판부(112)의 하단에 고정되며 도체판(115)이 판부(112)의 바닥을 이룬다. 본 실시예에서는 도체판(115)이 판부(112)의 외측으로 노출된 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 도체판이 판부의 내측에 위치할 수도 있다.
보드부(110)의 양쪽 측단에는 안내 롤러(116)가 설치되는 바, 안내 롤러(116)는 판부(112)에 회전 가능하도록 설치된다. 안내 롤러(116)는 바닥판(103)에 형성된 측면 지지판(132)과 맞닿아 회전하며 이에 따라 보드부(110)가 설정된 경로를 따라 안정적으로 이동할 수 있다.
바닥판(103)은 기 설정된 경로를 따라 궤도 형상으로 이어져 배치된다. 바닥판(103)은 직선으로 이어져 형성될 수 있으며 곡선으로 이어져 배치될 수도 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 윈드보드(101)는 설정된 경로를 따라서만 이동할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 바닥판(103)은 넓게 펼쳐진 장방형의 평판 형태로 이루어질 수도 있다.
바닥판(103)은 하부 지지판(131)과 하부 지지판(131)의 측단에서 상부로 돌출된 측면 지지판(132)과, 측면 지지판(132)의 상단에서 하부 지지판(131)의 내측을 향하여 절곡되어 보드부(110)가 상부로 이탈하지 않도록 지지하는 가이드부(135)를 포함한다. 가이드부(135)는 윈드보드(101)가 바닥판(103)에서 이탈하지 않고 설정된 경로를 따라 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
하부 지지판(131)은 부상장치(104)에서 발생된 자기력을 도체판(115)으로 전달하는 부재로서 스테인리스 스틸, 합성수지 등으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 하부 지지판(131)은 자기력을 통과시킬 수 있다면 충분하며 조성 물질에 대해서는 제한이 없다.
바닥판(103)의 아래에는 복수 개의 부상장치(104)가 행과 열로 정렬되어 바닥판(103)의 길이 방향을 따라 배열된다. 본 실시예에서는 바닥판(103)의 폭방향으로 3개의 부상장치(104)가 이격 배열되며, 바닥판(103)의 길이 방향으로 복수 개가 간격을 두고 이격 배열된다. 부상장치(104)의 개수는 부상장치(104)의 크기와 부상력에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
부상장치(104)는 상면이 도체판(115)을 향하도록 배치된 영구자석모듈(140)과 영구자석모듈(140)을 회전시키는 전동기(136)를 포함한다.
전동기(136)은 영구자석모듈(140)과 구동축(137)을 매개로 연결되며 영구자석모듈(140)은 서로 다른 자화방향을 갖는 복수 개의 영구자석편(145)을 갖는다. 구동축(137)은 바닥판(103)에 대하여 세워진 방향으로 설치되며 바람직하게는 바닥판(103)에 대하여 수직인 방향으로 세워져 설치된다.
도 3에 도시된 바와 같이 영구자석모듈(140)은 케이스(144)에 삽입 설치되는 바, N형 영구자석편(142)과, S형 영구자석편(143)을 포함한다. 영구자석모듈(140)은 대략 원형의 고리 형상으로 이루어지며, N형 영구자석편(142) 사이에 S형 영구자석편(143)이 삽입되어 실질적으로 N형 영구자석편(142) 사이에 S형 영구자석편(143)이 교대로 배치된다.
이에 따라 영구자석모듈(140)이 회전하면 페러데이(Faraday) 법칙에 의하여 전기장이 유도되며, 유도된 전기장으로 인하여 도체판(115)에는 전류가 발생한다. 즉, 영구자석모듈(140)이 움직이는 방향으로 자석의 자계의 변화를 방해하려는 기전력이 형성되고, 이 기전력은 도체판(115)에 와전류(eddy current)를 발생시킨다. 와전류의 세기는 도체판(115)의 도전율, 영구자석모듈(140)의 이동 속도 및 법선방향의 자속밀도의 크기에 비례한다. 와전류가 발생하면 로렌쯔(Lorentz)의 힘이라는 자기력이 생성되며 이 자기력의 수직방향 성분이 부상력으로 작용한다.
로렌쯔 힘에 의하여 부상력이 발생할 뿐만 아니라 저항력도 발생하는데, 저항력(drag-force)이라 함은 영구자석모듈(140)의 회전 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘을 말한다. 저항력은 저속에서는 크지만, 속도가 증가하면 점점 감소하며 부상력은 속도가 증가할 수록 더욱 커진다. 본 실시예서 저항력은 윈드보드(101)가 이 이동하는 방향이 아닌 영구자석모듈(140)의 회전방향으로 발생하고, 전동기(136)에 의하여 영구자석모듈(140)이 고속으로 회전하므로 저항력을 최소화할 수 있다.
상기한 부상력에 의하여 윈드보드(101)가 부상하면 리그(120)를 조정하여 자유롭게 윈드보드(101)를 이동시킬 수 있다. 윈드보드(101)의 추진력은 윈드서핑 보드와 동일한 방법으로 발생하는 바, 리그(120)의 회전시킴으로써 바람이 리그에 작용하는 힘을 이용하여 윈드보드(101)의 이동 방향을 조정할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 실내에서도 윈드보드(101)를 이용하여 바닥판(103)에서 부상한 상태로 원하는 방향으로 이동할 수 있으므로 환경에 영향을 받지 않고 자유롭게 즐길 수 있을 뿐만 아니라 윈드 서핑의 연습용으로 사용할 수도 있다.
또한 부상을 위한 장치가 윈드보드(101)에 설치되지 아니하고 윈드보드(101)의 아래에 배치되므로 윈드보드(101)의 하중을 최소화하여 작은 부상력으로도 윈드보드(101)를 부상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 영구자석모듈(151)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(151)은 원형의 고리 형태로 이루어지며 복수개의 영구자석편들(151a, 151b, 151c, 151d, 151e)을 포함한다. 영구자석편들(151a, 151b, 151c, 151d, 151e)은 둘레방향을 따라 배열되며 둘레방향으로 진행할수록 영구자석편들(151a, 151b, 151c, 151d, 151e)의 자화방향은 영구자석모듈(151)의 두께방향으로 변하도록 배치된다. 본 기재에서 자화방향이 두께방향으로 변한다 함은 영구자석모듈(151)을 구성하는 영구자석편들(151a, 151b, 151c, 151d, 151e)의 두께방향 자화방향이 상이함을 뜻한다.
영구자석모듈(151)은 자극 자석편(151a, 151b)과 자극 자석편들(151a, 151b) 사이에 배치된 안내 자석편(151c, 151d, 151e)을 포함한다. 자극 자석편(151a, 151b)과 안내 자석편(151c, 151d, 151e)은 영구자석모듈(151)의 둘레방향을 따라 배열된다.
제1 자극 자석편(151a)은 하방(지면을 향하는 방향)을 향하는 자화방향을 갖고, 제2 자극 자석편(151b)은 상방(윈드보드를 향하는 방향)을 향하는 자화방향을 갖는다. 본 기재에 있어서 상방과 하방은 중력방향을 기준으로 한다.
이에 따라 제1 자극 자석편(151a)은 하방으로 자기력선을 방출하고 제2 자극 자석편(151b)은 상방으로 자기력선을 방출한다. 안내 자석편들(151c, 151d, 151e)은 자기력선을 안내하는 역할을 하며, 자화 방향이 제1 자극 자석편(151a)에서 제2 자극 자석편(151b) 방향으로 점진적으로 변하도록 배치된다. 안내 자석편들(151c, 151d, 151e)이 제1 자극 자석편(151a)에서 방출된 자기력선을 제2 자극 자석편(151b)으로 이동시키는 바, 이에 따라 아래쪽으로 나가는 자기력선은 밀집되지 못하고 퍼지게 되나, 위쪽으로 나가는 자기력선은 밀집된다. 영구자석모듈(151)은 자화방향이 일정하게 형성된 영구자석을 여러 조각으로 나눈 후, 이들을 결합하여 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(151)은 고리형으로 이루어지더라도 둘레방향으로 자화방향이 변하는 것이 아니라 상하방향으로 자화방향이 변하므로 영구자석모듈(151)은 하부에 형성되는 자기장의 세기를 최소화하면서 상부에 형성되는 자기장을 밀집시킬 수 있다. 따라서 영구자석모듈(151)의 자기장은 위쪽 방향으로 집중되어 기존의 영구자석보다 더 큰 부상력을 얻을 수 있다.
영구자석모듈(151)이 회전하면 페러데이(Faraday) 법칙에 의하여 전기장이 유도되며, 유도된 전기장으로 인하여 도체판(115)에는 전류가 발생한다. 즉, 영구자석모듈(151)이 움직이는 방향으로 자석의 자계의 변화를 방해하려는 기전력이 형성되고, 이 기전력은 도체판(115)에 와전류(eddy current)를 발생시킨다. 와전류의 세기는 도체판(115)의 도전율, 영구자석모듈(151)의 이동 속도 및 법선방향의 자속밀도의 크기에 비례한다.
본 실시예와 같이 영구자석모듈(151)이 할바흐배열을 가지면 법선방향 자속밀도가 1.4배 이상 커지므로 보다 큰 와전류를 발생시킬 수 있다. 와전류가 발생하면 로렌쯔(Lorentz)의 힘이라는 자기력이 생성되며 이 자기력의 수직방향 성분이 부상력으로 작용한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 할바흐 배열을 갖는 영구자석모듈(151)을 이용하여 큰 부상력을 발생시킬 수 있으며, 이에 따라 종래의 자기부상 시스템에 비하여 부상을 위한 전력 소비를 현저히 감소시킬 수 있다.
본 실시예에서는 영구자석모듈(151)이 8 요소의 할바흐 배열로 이루어진 것으로 예시하고 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 제3 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈(152)을 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 영구자석모듈(152)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(152)은 자극 자석편(152a, 152b)과 자극 자석편들(152a, 152b) 사이에 배치된 안내 자석편(152c)을 포함한다. 자극 자석편(152a, 152b)과 안내 자석편(152c)은 영구자석모듈(152)의 둘레방향으로 이어져 배치된다. 이에 따라 영구자석모듈(152)은 대략 원형 고리 형상을 갖는다.
제1 자극 자석편(152b)은 하방으로 자기력선을 방출하고, 제2 자극 자석편(152a)은 상방으로 자기력선을 방출한다. 안내 자석편들(152c)은 자기력선을 안내하는 역할을 하며, 자화 방향은 제1 자극 자석편(152b)에서 제2 자극 자석편(152a)을 향하는 방향이 된다. 이에 따라 안내 자석편들(152c)은 제1 자극 자석편(152b)에서 방출된 자기력선을 제2 자극 자석편(152a)으로 이동시킨다. 따라서 아래쪽으로 나가는 자기력선은 밀집되지 못하고 퍼지게 되나, 위쪽으로 나가는 자기력선은 밀집된다. 영구자석모듈(152)은 자화방향이 일정하게 형성된 영구자석을 여러 조각으로 나눈 후, 이들을 결합하여 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(152)은 하부에 형성되는 자기장의 세기를 최소화하면서 상부에 형성되는 자기장을 밀집시킬 수 있다. 따라서 영구자석모듈(152)의 자기장은 위쪽 방향으로 집중되어 기존의 영구자석보다 더 큰 부상력을 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6에서 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 6 및 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 영구자석모듈(160)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
영구자석모듈(160)은 케이스(161)와 케이스(161)에 삽입 설치된 복수 개의 영구자석부를 포함한다.
영구자석부는 제1 영구자석부(162)와 제1 영구자석부(162)보다 더 외측에 외치 배치된 제2 영구자석부(163), 및 제2 영구자석부(163)와 제1 영구자석부(162) 사이에 배치된 제3 영구자석부(165)를 포함한다. 이에 따라 제1 영구자석부(162)는 구동축(147)과 인접하게 배치되며, 제2 영구자석부가 구동축(163)에서 가장 먼 거리에 배치된다.
케이스(161)는 대략 원통 형상으로 이루어지며, 케이스(161)에는 제1 영구자석부(162)가 삽입되는 제1 홈(161a)과 제2 영구자석부(163)가 삽입되는 제2 홈(161b), 및 제3 영구자석부(165)가 삽입되는 제3 홈(161c)이 형성된다. 제1 홈(161a)은 케이스(161)의 중앙에 형성되고, 제2 홈(161b)은 제1 홈(161a) 보다 더 외측에 형성되고, 제3 홈(161c)은 제1 홈(161a)과 제2 홈(161b) 사이에 배치된다. 제1 홈(161a)의 깊이가 가장 크고, 제2 홈(161b)의 깊이가 가장 작으며, 제3 홈(161c)의 깊이는 제1 홈(161a)의 깊이와 제2 홈(161b)의 깊이의 중간 값이 된다. 이에 따라 영구자석부들의 높이는 서로 상이할지라도 영구자석모듈(160)의 전체적인 외형적인 높이는 거의 동일하게 된다.
제1 영구자석부(162)와 제2 영구자석부(163), 및 제3 영구자석부(165)는 영구자석모듈(160)의 둘레 방향을 따라 배열된 복수 개의 영구자석 유닛을 포함한다. 영구자석 유닛은 영구자석모듈(160)의 둘레방향을 따라 이웃하는 영구자석 유닛과 서로 다른 자화방향을 갖는 바, 바닥판(103)을 향하는 면을 기준으로 영구자석모듈(160)의 둘레 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배열된다.
가장 안쪽에 배치된 제1 영구자석부(162)는 적층된 6개의 영구자석 유닛으로 이루어지고, 제일 외곽에 배치된 제2 영구자석부(163)는 적층된 2개의 영구자석 유닛으로 이루어지며, 중간에 배치된 제3 영구자석부(165)는 적층된 4개의 영구자석 유닛으로 이루어진다.
한편, 케이스(161)에는 나사홈이 형성되고, 영구자석부들은 나사(168)를 매개로 케이스(161)에 고정된다. 나사(168)는 영구자석들을 관통하여 나사홈에 삽입 고정된다. 케이스(161)의 중앙에는 구동축(147)이 삽입되는 홀(161d)이 형성되어 있다.
여기서 영구자석부들을 구성하는 적층된 영구자석들은 동일한 두께와 동일한 자기력을 갖는다. 따라서 제1 영구자석부(162)의 높이가 가장 크고, 제2 영구자석부(163)의 높이가 가장 작으며 제3 영구자석부(165)의 높이는 제1 영구자석부(162)의 높이 보다 작고, 제2 영구자석부(163)의 높이보다 더 크다.
이에 따라 도체판(115)과 대향하는 면에서 단위 면적당 자기력은 제1 영구자석부(162)가 가장 크고, 제2 영구자석부(163)가 가장 작으며, 제3 영구자석부(165)는 제1 영구자석부(162)와 제2 영구자석부(163)의 중간 값을 갖는다.
본 실시예와 같이 영구자석모듈(160)의 내측 부분의 자기력이 더 크면 구동축(147)의 중심쪽에서 더 큰 부상력이 발생하고 외측으로 갈수록 작은 부상력이 발생하므로 요동을 감소시킬 수 있다. 영구자석모듈(160)에서 외측의 자기력이 크거나 종래와 중앙과 외측의 자기력이 동일하면 부상력의 중심이 움직여서 요동이 발생할 수 있다. 이는 영구자석의 회전으로 발생한 부상력은 상기한 바와 같이 자기 유도에 의하여 발생하기 때문에 영구자석모듈(160)의 중심과 부상력의 중심이 일치하지 않을 수 있기 때문이다. 그러나 본 실시예와 같이 중앙 부분의 자기력이 더 크면 부상력이 영구자석모듈(160)의 중심에 집중되므로 부상력의 중심과 영구자석모듈(160)의 중심이 거의 일치하여 안정적으로 부상할 수 있으며 요동을 현저히 감소시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 자기력 밀도의 중앙 집중을 위하여 3개의 영구자석부가 설치된 것을 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 2개의 영구자석부가 설치되어 자기력 밀도가 중앙으로 집중될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 영구자석모듈(170)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(170)은 케이스(171)와 케이스(171)에 삽입 설치된 복수 개의 영구자석부를 포함한다.
영구자석모듈(170)은 제1 영구자석부(172)와 제1 영구자석부(172)보다 더 외측에 외치 배치된 제2 영구자석부(173), 및 제2 영구자석부(173)와 제1 영구자석부(172) 사이에 배치된 제3 영구자석부(175)를 포함한다. 이에 따라 제1 영구자석부(172)는 영구자석모듈(170)의 중앙과 인접하게 배치되며, 제2 영구자석부(173)가 가장 외측에 배치된다.
한편, 케이스(171)는 대략 원통 형상으로 이루어지며, 케이스(171)에는 제1 영구자석부(172)가 삽입되는 제1 홈(171a)과 제2 영구자석부(173)가 삽입되는 제2 홈(171b), 및 제3 영구자석부(175)가 삽입되는 제3 홈(171c)이 형성된다. 제1 홈(171a)은 케이스(171)의 중앙에 형성되고, 제2 홈(171b)은 제1 홈(171a) 보다 더 외측에 형성되고, 제3 홈(171c)은 제1 홈(171a)과 제2 홈(171b) 사이에 배치된다. 제1 홈(171a)의 깊이가 가장 크고, 제2 홈(171b)의 깊이가 가장 작으며, 제3 홈(171c)의 깊이는 제1 홈(171a)의 깊이와 제2 홈(171b)의 깊이의 중간 값이 된다. 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 영구자석부들의 높이는 서로 상이할지라도 영구자석부들과 도체판 사이의 거리는 거의 동일하게 된다. 한편, 케이스(171)의 중앙에는 구동축이 삽입되는 홀(171d)이 형성되어 있다.
제1 영구자석부(172)와 제2 영구자석부(173), 및 제3 영구자석부(175)는 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 배열된 복수 개의 영구자석 유닛을 포함하며 영구자석 유닛은 도체판을 향하는 면을 기준으로 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배열된다. 각 영구자석 유닛들은 나사(176)를 매개로 케이스(171)에 고정되어 있다.
각 영구자석유닛은 일체로 형성된 하나의 영구자석으로 이루어진다. 여기서 제1 영구자석부(172)의 높이가 가장 크고, 제2 영구자석부(173)의 높이가 가장 작으며 제3 영구자석부(175)의 높이는 제1 영구자석부(172)의 높이 보다 작고, 제2 영구자석부(173)의 높이보다 더 크다. 이에 따라 도체판과 대향하는 면에서 단위 면적당 자기력은 제1 영구자석부(172)가 가장 크고, 제2 영구자석부(173)가 가장 작으며, 제3 영구자석부(175)는 제1 영구자석부(172)와 제2 영구자석부(173)의 중간 값을 갖는다.
본 실시예와 같이 영구자석모듈(170)의 내측 부분의 자기력이 더 크면 구동축의 중심쪽에서 더 큰 부상력이 발생하고 외측으로 갈수록 작은 부상력이 발생하므로 요동을 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 영구자석모듈(180)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(180)은 케이스(181)와 케이스(181)에 삽입 설치된 복수 개의 영구자석부를 포함한다.
영구자석모듈(180)은 제1 영구자석부(182)와 제1 영구자석부(182)보다 더 외측에 외치 배치된 제2 영구자석부(183), 및 제2 영구자석부(183)와 제1 영구자석부(182) 사이에 배치된 제3 영구자석부(185)를 포함한다. 이에 따라 제1 영구자석부(182)는 영구자석모듈(180)의 중앙과 인접하게 배치되며, 제2 영구자석부(183)가 가장 외측에 배치된다.
한편, 케이스(181)는 대략 원통 형상으로 이루어지며, 케이스(181)에는 영구자석부들이 삽입되는 홈(181a)이 형성된다. 케이스(181)의 중앙에는 구동축이 삽입되는 홀(181b)이 형성되어 있다.
제1 영구자석부(182)와 제2 영구자석부(183), 및 제3 영구자석부(185)는 영구자석모듈(180)의 둘레 방향을 따라 배열된 복수 개의 영구자석 유닛을 포함하며 영구자석 유닛은 도체판을 향하는 면을 기준으로 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배열된다. 영구자석 유닛들은 나사(186)를 매개로 케이스(181)에 고정되어 있다.
각 영구자석유닛은 일체로 형성된 하나의 영구자석으로 이루어지며, 동일한 높이를 갖는다. 그리고 제1 영구자석부(182)와 제2 영구자석부(183), 및 제3 영구자석부(185)는 서로 다른 세기의 자기력을 갖는다. 보다 구체적으로 제1 영구자석부(182)의 단위 부피당 자기력이 가장 크고, 제2 영구자석부(183)의 단위 부피당 자기력이 가장 작으며 제3 영구자석부(185)의 단위 부피당 자기력은 제1 영구자석부(182)의 단위 부피당 자기력 보다 작고, 제2 영구자석부(183)의 단위 부피당 자기력 보다 더 크다.
이에 따라 도체판과 대향하는 면에서 단위 면적당 자기력은 제1 영구자석부(182)가 가장 크고, 제2 영구자석부(183)가 가장 작으며, 제3 영구자석부(185)는 제1 영구자석부(182)와 제2 영구자석부(183)의 중간 값을 갖는다.
본 실시예와 같이 영구자석모듈(180)의 내측 부분의 자기력이 더 크면 구동축의 중심쪽에서 더 큰 부상력이 발생하고 외측으로 갈수록 작은 부상력이 발생하므로 요동을 감소시킬 수 있다.
도 10는 본 발명의 제7 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템의 영구자석모듈을 도시한 평면도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템은 영구자석모듈(190)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(190)은 케이스(191)와 케이스(191)에 삽입 설치된 복수 개의 영구자석부를 포함한다.
영구자석모듈(190)은 제1 영구자석부(192)와 제1 영구자석부(192)보다 더 외측에 외치 배치된 제2 영구자석부(193), 및 제2 영구자석부(193)와 제1 영구자석부(192) 사이에 배치된 제3 영구자석부(195)를 포함한다. 이에 따라 제1 영구자석부(192)는 영구자석모듈(190)의 중앙과 인접하게 배치되며, 제2 영구자석부(193)가 가장 외측에 배치된다.
한편, 케이스(191)는 대략 원통 형상으로 이루어지며, 케이스(191)는 상기한 제1 실시예에 따른 영구자석모듈의 케이스와 동일한 구조로 이루어진다.
제1 영구자석부(192)와 제2 영구자석부(193), 및 제3 영구자석부(195)는 영구자석모듈(190)의 둘레 방향을 따라 배열된 복수 개의 영구자석 유닛을 포함하며 영구자석 유닛은 도체판을 향하는 면을 기준으로 영구자석모듈(190)의 둘레 방향을 따라 할바흐 배열로 배치된다. 영구자석 유닛들의 자화 방향은 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 진행할수록 영구자석모듈의 높이 방향으로 변하도록 배열되는 바, 하나의 영구자석부가 하나의 할바흐 배열을 이룬다.
제1 영구자석부(192)는 윈드보드를 향하는 방향(위를 향하는 방향)의 자화방향을 갖는 제1 영구자석 유닛(192a)과, 제1 영구자석 유닛(192a)과 반대 방향(지면을 향하는 방향)의 자화방향을 갖는 제2 영구자석 유닛(192b), 및 제1 영구자석 유닛(192a)과 제2 영구자석 유닛(192b) 사이에 위치하며, 제2 영구자석 유닛(192b)에서 제1 영구자석 유닛(192a)을 향하는 방향의 자화방향을 갖는 유도 영구자석 유닛(192c)을 포함한다.
유도 영구자석 유닛(192c)은 자기력선을 안내하는 역할을 하며, 자화 방향은 제2 영구자석 유닛(192b)에서 제1 영구자석 유닛(192a)를 향하는 방향이 된다. 이에 따라 유도 영구자석 유닛(192c)은 도체판을 향하는 자기력선의 밀도를 증가시켜서 작은 자석으로 더욱 큰 부상력을 발생시킬 수 있다.
또한, 제2 영구자석부(193)는 윈드보드를 향하는 방향의 자화방향을 갖는 제1 영구자석 유닛(193a)과, 제1 영구자석 유닛(193a)과 반대 방향의 자화방향을 갖는 제2 영구자석 유닛(193b), 및 제1 영구자석 유닛(193a)과 제2 영구자석 유닛(193b) 사이에 위치하며, 제2 영구자석 유닛(193b)에서 제1 영구자석 유닛(193a)을 향하는 방향의 자화방향을 갖는 유도 영구자석 유닛(193c)을 포함한다.
또한, 제3 영구자석부(195)는 윈드보드를 향하는 방향의 자화방향을 갖는 제1 영구자석 유닛(195a)과, 제1 영구자석 유닛(195a)과 반대 방향의 자화방향을 갖는 제2 영구자석 유닛(195b), 및 제1 영구자석 유닛(195a)과 제2 영구자석 유닛(195b) 사이에 위치하며, 제2 영구자석 유닛(195b)에서 제1 영구자석 유닛(195a)을 향하는 방향의 자화방향을 갖는 유도 영구자석 유닛(195c)을 포함한다.
본 실시예와 같이 영구자석모듈(190)이 할바흐배열을 가지면 법선방향 자속밀도가 1.4배 이상 커지므로 보다 큰 와전류를 발생시킬 수 있다. 큰 와전류가 발생하면 더욱 큰 자기력이 생성되며 이에 따라 자기력의 수직방향 성분인 부상력도 증가한다.
본 실시예에 따른 영구자석모듈(190)은 상부에 형성되는 자기력의 세기를 최소화하면서 하부에 형성되는 자기력의 세기를 최대화할 수 있다. 따라서 영구자석모듈(190)의 자기장은 아래쪽 방향으로 집중되어 기존의 영구자석보다 더 큰 부상력을 얻을 수 있다.
한편, 가장 안쪽에 배치된 제1 영구자석부(192)는 적층된 6개의 영구자석으로 이루어지고, 제일 외곽에 배치된 제2 영구자석부(193)는 적층된 2개의 영구자석으로 이루어지며, 중간에 배치된 제3 영구자석부(195)는 적층된 4개의 영구자석으로 이루어진다.
여기서 영구자석부들을 구성하는 적층된 영구자석들은 동일한 두께와 동일한 자기력을 갖는다. 따라서 제1 영구자석부(192)의 높이가 가장 크고, 제2 영구자석부(193)의 높이가 가장 작으며 제3 영구자석부(195)의 높이는 제1 영구자석부의 높이 보다 작고, 제2 영구자석부의 높이보다 더 크다.
이에 따라 도체판과 대향하는 면에서 단위 면적당 자기력은 제1 영구자석부(192)가 가장 크고, 제2 영구자석부(193)가 가장 작으며, 제3 영구자석부(195)는 제1 영구자석부(192)와 제2 영구자석부(193)의 중간 값을 갖는다.
본 실시예와 같이 영구자석모듈(190)의 내측 부분의 자기력이 더 크면 구동축의 중심쪽에서 더 큰 부상력이 발생하고 외측으로 갈수록 작은 부상력이 발생하므로 요동을 감소시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템을 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템을 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 자기부상 윈드보드 시스템(200)은 바닥판(203)과 바닥판(203) 상에 배치된 보드부(board)(210)와 보드부(210) 상에 고정된 리그(rig)(220)를 갖는 윈드보드(201), 및 바닥판(203) 상으로 공기의 흐름을 유도하는 송풍장치(202), 및 바닥판(203)의 아래에 설치된 부상장치(204)를 포함한다.
바다판(203)은 실내 또는 실외의 일반적인 바닥과 유사하게 평평하고 넓은 판 형태로 이루어진다. 바닥판(203)은 부상장치(204)에서 발생된 자기력을 보드부(210)으로 전달하는 부재로서 스테인리스 스틸, 합성수지 등으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 바닥판(203)은 자기력을 통과시킬 수 있다면 충분하며 조성 물질에 대해서는 제한이 없다.
송풍장치(202)는 윈드보드(201)를 향하여 바람을 공급하는 장치로서 윈드보드(201)가 실내에 위치할 때에도 윈드보드(201)를 구동할 수 있도록 한다. 본 실시예에서는 자기부상 윈드보드 시스템(200)이 송풍장치(202)를 갖는 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 윈드보드(201)가 바람이 있는 외부에 위치할 경우 송풍장치 없이 자연적으로 생성된 바람을 이용하여 윈드보드(201)를 구동할 수도 있다.
윈드보드(201)는 판 형상의 보드부(210)와 보드부(210) 상에 설치된 리그(220)를 포함하는 바, 리그(220)는 막대 형상으로 이루어진 마스트(mast)(221)와 마스트(221)에 고정된 세일(sail)(226)을 포함한다. 세일(226)은 대략 삼각형의 직물 또는 합성수지 막 등으로 이루어진다. 리그(220)에는 보드부(210)와 연결되는 부분에 조인트(229)가 설치된다. 조인트(229)는 유니버셜 조인트로 이루어지며 이에 따라 리그(220)는 보드부(210)에 대하여 360도 회전 가능하다.
보드부(210)는 외형을 이루는 판부(212)와 판부(212)의 하부에 설치된 도체판(215)을 포함한다. 판부(212)는 일방향으로 이어지며 내부 공간을 갖는 판형상으로 이루어지며, 외형은 일반적인 서핑 보드와 유사한 형태를 이룬다. 도체판(215)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 도체판(215)은 판부(212) 내에 설치되며 판부(212)의 바닥 위에 고정 설치된다.
보드부(210)의 측단에는 탄성을 갖는 완충부재(216)가 설치되는 바, 완충부재(216)는 실리콘, 고무 등으로 이루어지며 외부에서 보드부(110)에 가해지는 충격을 완화시키는 역할을 한다.
바닥판(203)의 아래에는 복수 개의 부상장치(204)가 행과 열로 정렬되어 바닥판(203)의 아래에 전체적으로 고르게 배열된다. 부상장치(204)의 개수는 부상장치(204)의 크기와 부상력에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
부상장치(204)는 상면이 도체판(215)을 향하도록 배치된 영구자석모듈(240)과 영구자석모듈(240)을 회전시키는 전동기(236)를 포함한다.
전동기(236)은 영구자석모듈(240)과 구동축(237)을 매개로 연결되며 영구자석모듈(240)은 서로 다른 자화방향을 갖는 복수 개의 영구자석편을 갖는다. 본 실시예에 따른 영구자석모듈(240)은 상기한 제1 실시예에 따른 영구자석모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예와 같이 바닥판(203)이 넓은 평판으로 형태로 이루어지면 사용자가 바람을 이용하여 원하는 경로로 자유롭게 윈드보드(201)를 이동시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 200: 자기부상 윈드보드 시스템 101, 201: 윈드보드
102, 202: 송풍장치 103, 203: 바닥판
104: 부상장치 110, 210: 보드부
112, 212: 판부 115, 215: 도체판
116: 안내 롤러
120, 220: 리그 121, 221: 마스트
123: 마스트 슬립 124: 배튼
125: 붐 126, 226: 세일
129, 229: 조인트 131: 하부 지지판
135: 가이드부 136: 전동기
137: 구동축 216: 완충부재
140, 151, 152, 160, 170, 180, 190, 245: 영구자석모듈
151a, 152a: 제2 자극 자석편 151b, 152b: 제1 자극 자석편
152c, 151c, 151d, 151e: 안내 자석편
142: N형 영구자석편 143: S형 영구자석편
144, 161, 171, 181, 191: 케이스 161a, 171a: 제1 홈
161b, 171c: 제2 홈 161c, 171b: 제3 홈
161d, 171d: 홀
162, 172, 182, 192: 제1 영구자석부
163, 173, 183, 193: 제2 영구자석부
165, 175, 185, 195: 제3 영구자석부
168, 176, 186: 나사
192a, 193a, 195a: 제1 영구자석 유닛
192b, 193b, 195b: 제2 영구자석 유닛
192c, 193c, 195c: 유도 영구자석 유닛
102, 202: 송풍장치 103, 203: 바닥판
104: 부상장치 110, 210: 보드부
112, 212: 판부 115, 215: 도체판
116: 안내 롤러
120, 220: 리그 121, 221: 마스트
123: 마스트 슬립 124: 배튼
125: 붐 126, 226: 세일
129, 229: 조인트 131: 하부 지지판
135: 가이드부 136: 전동기
137: 구동축 216: 완충부재
140, 151, 152, 160, 170, 180, 190, 245: 영구자석모듈
151a, 152a: 제2 자극 자석편 151b, 152b: 제1 자극 자석편
152c, 151c, 151d, 151e: 안내 자석편
142: N형 영구자석편 143: S형 영구자석편
144, 161, 171, 181, 191: 케이스 161a, 171a: 제1 홈
161b, 171c: 제2 홈 161c, 171b: 제3 홈
161d, 171d: 홀
162, 172, 182, 192: 제1 영구자석부
163, 173, 183, 193: 제2 영구자석부
165, 175, 185, 195: 제3 영구자석부
168, 176, 186: 나사
192a, 193a, 195a: 제1 영구자석 유닛
192b, 193b, 195b: 제2 영구자석 유닛
192c, 193c, 195c: 유도 영구자석 유닛
Claims (17)
- 판형상으로 이루어지며 도체판을 갖는 보드부와 상기 보드부 상 고정된 기둥 형상의 마스트(mast)와 상기 마스트에 고정된 세일(sail)을 갖는 리그(rig)를 포함하는 윈드보드(wind board);
상기 윈드보드의 하부에 배치된 바닥판; 및
상기 바닥판 하부에 배치되며, 서로 다른 자화방향을 갖는 복수개의 영구자석편을 갖는 영구자석모듈과 상기 영구자석모듈을 회전시키는 전동기를 포함하는 부상장치;
를 포함하며,
상기 영구자석모듈은 제1 영구자석부와 상기 제1 영구자석부보다 더 외측에 배치된 제2 영구자석부를 포함하고,
상기 제1 영구자석부는 상기 제2 영구자석부 보다 하부를 향하는 면에서 단위 면적당 더 큰 자기력을 갖는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 도체판은 상기 바닥판을 대향하도록 배치된 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 바닥판 상으로 공기의 흐름을 유도하는 송풍장치를 더 포함하는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 바닥판은 하부 지지판과 하부 지지판의 측단에서 상부로 돌출된 측면 지지판, 및 측면 지지판의 상부에서 상기 하부 지지판의 내측을 향하여 절곡되어 돌출된 가이드부를 포함하는 자기부상 윈드보드 시스템 - 제4 항에 있어서,
상기 보드부의 측단에는 상기 측면 지지판과 맞닿아 회전하는 안내 롤러가 설치된 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 영구자석모듈은 상면이 N형 극성을 갖는 N형 영구자석편과 상기 N형 영구자석편 사이에 배치되며 상면이 S형 극성을 갖는 S형 영구자석편을 포함하는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 영구자석모듈은 상면이 상기 도체판과 대향하도록 배치되며 할바흐 배열(halbach array)을 갖는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제7 항에 있어서,
상기 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 배치된 상기 영구자석편들의 자화방향은 상기 영구자석모듈의 두께방향으로 변하도록 배치된 자기부상 윈드보드 시스템. - 제8 항에 있어서,
상기 영구자석모듈은 하방을 향하는 자화방향을 갖는 제1 자극 자석편과, 상방을 향하는 자화방향을 갖는 제2 자극 자석편, 및 상기 제1 자극 자석편과 상기 제2 자극 자석편 사이에 위치하며, 상기 제1 자극 자석편에서 제2 자극 자석편을 향하는 방향의 자화방향을 갖는 유도 자석편을 포함하는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제9 항에 있어서,
상기 유도 자석편은 복수개로 이루어지고, 상기 유도 자석편들의 자화방향은 제1 자극 자석편의 자화방향에서 제2 자극 자석편의 자화방향으로 점진적을 변하도록 배치된 자기부상 윈드보드 시스템. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 영구자석부는 상기 제2 영구자석부 보다 더 큰 높이를 갖는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 영구자석부와 상기 제2 영구자석부는 적층 배열된 복수 개의 영구자석들로 이루어지고,
상기 제1 영구자석부는 상기 제2 영구자석부 보다 더 많은 영구자석들로 이루어진 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 영구자석부의 단위 부피당 자기력은 상기 제2 영구자석의 단위 부피당 자기력보다 더 큰 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 영구자석부와 상기 제2 영구자석부는 상기 영구자석모듈의 둘레방향을 따라 배열된 복수 개의 영구자석 유닛을 포함하는 자기부상 윈드보드 시스템. - 제15 항에 있어서,
상기 영구자석 유닛은 상기 영구자석모듈의 둘레 방향을 따라 자화방향이 변하는 할바흐 배열을 갖도록 배열된 자기부상 윈드보드 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 영구자석모듈은 상기 제1 영구자석부와 상기 제2 영구자석부 사이에는 상기 제1 영구자석부보다 하부를 향하는 면에서 단위 면적당 더 작은 자기력을 갖고,
상기 제2 영구자석부보다 하부를 향하는 면에서 단위 면적당 더 큰 자기력을 갖는 제3 영구자석부를 포함하는 자기부상 윈드보드 시스템.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020110036407A KR101290774B1 (ko) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | 자기부상 윈드서핑 시스템 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120118801A KR20120118801A (ko) | 2012-10-29 |
KR101290774B1 true KR101290774B1 (ko) | 2013-07-29 |
Family
ID=47286150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020110036407A KR101290774B1 (ko) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | 자기부상 윈드서핑 시스템 |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR101290774B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180058588A (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 이진호 | 극지항해용 자기 부상선 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108144280A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-12 | 浙江海洋大学 | 一种帆板运动体验设施 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200323250Y1 (ko) | 2003-05-02 | 2003-08-14 | 서병만 | 교육용 자기부상열차 |
KR100629282B1 (ko) | 2004-06-04 | 2006-09-29 | 윤봉석 | 초전도체를 이용한 자기 부상 완구 |
KR100892565B1 (ko) * | 2008-08-18 | 2009-04-09 | 충주대학교 산학협력단 | 자기부상식 이송장치 및 이에 이용되는 영구자석 휠 |
-
2011
- 2011-04-19 KR KR1020110036407A patent/KR101290774B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR200323250Y1 (ko) | 2003-05-02 | 2003-08-14 | 서병만 | 교육용 자기부상열차 |
KR100629282B1 (ko) | 2004-06-04 | 2006-09-29 | 윤봉석 | 초전도체를 이용한 자기 부상 완구 |
KR100892565B1 (ko) * | 2008-08-18 | 2009-04-09 | 충주대학교 산학협력단 | 자기부상식 이송장치 및 이에 이용되는 영구자석 휠 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180058588A (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 이진호 | 극지항해용 자기 부상선 |
KR101912153B1 (ko) | 2016-11-24 | 2018-10-26 | 이진호 | 극지항해용 자기 부상선 |
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---|---|
KR20120118801A (ko) | 2012-10-29 |
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