KR102239378B1 - Rotary Motion Device Using Magnetic Force - Google Patents

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KR102239378B1
KR102239378B1 KR1020190147959A KR20190147959A KR102239378B1 KR 102239378 B1 KR102239378 B1 KR 102239378B1 KR 1020190147959 A KR1020190147959 A KR 1020190147959A KR 20190147959 A KR20190147959 A KR 20190147959A KR 102239378 B1 KR102239378 B1 KR 102239378B1
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Abstract

The present invention relates to a rotary motion device using magnetic force. The rotary motion device using magnetic force can convert inclined motion of a cam roller and a corrugated cam rail into rotary motion by attractive force allowing centers of magnetic force lines to match each other while alternately contacting upper and lower stationary magnets of a magnetic drum and floating magnets of a magnetic block. Moreover, the rotary motion device using magnetic force comprises the magnetic drum (10), a cam wheel (20), a rail wheel (30), the magnetic block (40), and the floating magnet (44).

Description

자력을 이용한 회전운동장치 {Rotary Motion Device Using Magnetic Force}{Rotary Motion Device Using Magnetic Force}

본 발명은 자력을 이용한 회전운동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자성드럼의 상, 하부 고정자석과 자성블록의 유동자석이 교대로 접하면서 자력선 중심이 서로 일치하려는 인력에 의한 직선 왕복이송력에 의해 캠롤러와 파형 캠레일의 경사운동이 회전운동으로 부드럽게 전환되도록 하는 자력을 이용한 회전운동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rotational motion device using magnetic force, and more particularly, a linear reciprocating force due to attractive force whose centers of magnetic lines of force coincide with each other while the upper and lower fixed magnets of the magnetic drum and the flow magnets of the magnetic block alternately contact each other. It relates to a rotary motion device using a magnetic force to smoothly convert the inclined motion of the cam roller and the corrugated cam rail into a rotary motion.

통상 발전기는 회전운동력을 전기 에너지로 전환시켜 주는 장치로서, 자석의 양극 사이에서 코일을 회전시키면 코일을 지나는 자기력선의 변화 때문에 코일에 방향이 변하면서 유도 전류가 생성되는 원리를 이용한 것으로, 자동차, 중장비를 포함하는 산업장비는 물론 지구 온난화로 인해 풍력, 수력을 이용하여 발전기를 회전시켜 전기 에너지를 생산하는 친환경 에너지 생산사업이 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 친환경 에너지를 이용하는 특성상 기후변화에 민감하게 반응하여 전기 에너지 생산 편차가 심각하여 안정적인 에너지원으로 부족한 실정이다.Normally, a generator is a device that converts rotational motion into electrical energy.When the coil is rotated between the anodes of the magnet, the direction of the coil changes due to the change in the line of magnetic force passing through the coil, and an induced current is generated. Due to global warming, as well as industrial equipment including, an eco-friendly energy production business that generates electric energy by rotating a generator using wind power and water power is being actively carried out. However, due to the nature of using eco-friendly energy, it reacts sensitively to climate change, and the variation in electric energy production is serious, so it is insufficient as a stable energy source.

이에 종래에 게시된 특허공개번호 제10-2014-10166호에서, 모터는 제1 회전 장치, 제2 회전 장치 및 제동 조립체를 포함한다. 제2 회전 장치는 제1회전 장치와 공통의 축 상에 장착되어 제1 회전 장치와 조화된다. 제동 조립체는 제2 회전 장치에 연결되어 제2회전 장치의 회전을 제한한다. 종래의 모터 또는 발전기의 고정자는 회전자를 둘러싸서 회전자와 공통의 축 상에 장착된 회전 고정자로서 설계되므로 회전 고정자와 회전자가 반대 방향으로 회전하여 자장에 의해 생성된 상호작용을 증가시키고 따라서 모터의 효율을 향상시키는 기술이 선공개된바 있다.Accordingly, in Patent Publication No. 10-2014-10166 published in the prior art, the motor includes a first rotation device, a second rotation device, and a braking assembly. The second rotating device is mounted on a common shaft with the first rotating device and harmonized with the first rotating device. The braking assembly is connected to the second rotating device to limit rotation of the second rotating device. Since the stator of a conventional motor or generator is designed as a rotating stator mounted on a common shaft with the rotor surrounding the rotor, the rotating stator and the rotor rotate in opposite directions to increase the interaction generated by the magnetic field, and thus the motor A technology to improve the efficiency of the company has been previously disclosed.

그러나, 상기 종래기술은 회전자가 설치된 회전축이 하우징상에서 축베어링에 의해 지지되고, 가동고정자는 다른 축베어링에 의해 회전축상에서 회전되도록 설치됨에 따라 회전자와 가동고정자를 반대 방향으로 회전시키기 위해 발전용량에 비례하게 투입 동력을 증가되므로, 결과적으로 발전효율이 증가에 한계가 따랐다.However, in the prior art, as the rotating shaft in which the rotor is installed is supported by the shaft bearing on the housing, and the movable stator is installed to be rotated on the rotating shaft by another shaft bearing, the power generation capacity is changed to rotate the rotor and the movable stator in opposite directions. Since the input power is increased proportionally, there is a limit to the increase in power generation efficiency as a result.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 자성드럼의 상, 하부 고정자석과 자성블록의 유동자석이 교대로 접하면서 자력선 중심이 서로 일치하려는 인력에 의한 직선 왕복이송력에 의해 캠롤러와 파형 캠레일의 경사운동이 회전운동으로 부드럽게 전환되도록 하는 자력을 이용한 회전운동장치을 제공하는 것에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was conceived in order to solve the above problems, and the upper and lower fixed magnets of the magnetic drum and the floating magnets of the magnetic block alternately contact each other, and the center of the magnetic field of force is aligned with each other by a linear reciprocating force due to an attraction force. An object thereof is to provide a rotary motion device using magnetic force that smoothly converts the oblique motion of a cam roller and a corrugated cam rail into a rotary motion.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 주축(1) 상에 설치되어, 주축(1)과 동심원을 이루는 제 1사인파형 라인(11)의 상사점에서 하사점 구간에 하부 고정자석(12)이 구비되며, 제 1사인파형 라인(11)과 상방향으로 이격되는 제 2사인파형 라인(11')의 하사점에서 상사점 구간에 상부 고정자석(12')이 구비되는 자성드럼(10); 상기 주축(1) 상에 설치되어, 외주면에 파형 캠레일(22)이 구비되는 캠휠(20); 상기 주축(1) 상에 설치되고, 외주면에 복수의 가이드레일(32)이 방사형으로 구비되는 레일휠(30); 상기 가이드레일(32)을 타고 왕복 직선 운동하도록 설치되고, 파형 캠레일(22)을 타고 캠운동되는 캠롤러(42)가 구비되는 자성블록(40); 및 상기 자성블록(40)에 설치되고, 상, 하부 고정자석(12)(12')의 자력영역 내에 교대로 접하여 자력선 중심(C)이 서로 일치하려는 인력이 작용하도록 구비되는 유동자석(44); 을 포함하여 이루어지고, 상기 레일휠(30)이 고정된 상태로 자성드럼(10)이 구동원에 의해 주축(1)을 중심으로 회전운동 되거나, 상기 자성드럼(10)이 주축(1)에 고정된 상태로 레일휠(30)이 구동원에 의해 주축(1)을 중심으로 회전운동 되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, a feature of the present invention is that the lower fixed magnet 12 is installed on the main shaft 1 and is located in the upper dead center to the lower dead center section of the first sine wave line 11 forming a concentric circle with the main shaft 1. ) Is provided, and the upper fixed magnet 12' is provided in the upper dead center section of the second sine wave line 11 ′ spaced upward from the first sine wave line 11 ); A cam wheel 20 installed on the main shaft 1 and provided with a corrugated cam rail 22 on an outer circumferential surface; A rail wheel 30 installed on the main shaft 1 and having a plurality of guide rails 32 radially provided on an outer circumferential surface thereof; A magnetic block 40 installed to reciprocate linear motion on the guide rail 32 and provided with a cam roller 42 for cam motion on the corrugated cam rail 22; And a flow magnet 44 installed on the magnetic block 40 and provided to allow attractive force to be matched to each other by alternately contacting the magnetic field of the upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′. ; Including, the magnetic drum 10 is rotated around the main shaft 1 by a driving source while the rail wheel 30 is fixed, or the magnetic drum 10 is fixed to the main shaft 1 It characterized in that the rail wheel 30 is provided to rotate around the main shaft 1 by a driving source.

이때, 상기 자성드럼(10)은 자성블록(40) 내, 외측에 대향하도록 한 쌍으로 구비되는 특징으로 한다.At this time, the magnetic drum 10 is characterized in that it is provided in a pair so as to face the inside and outside the magnetic block (40).

또한, 상기 자성블록(40)은 인접하는 어느 하나의 자성블록(40)과 레크(40a)와 피니언기어(40b)에 의해 치합되고, 상기 피니언기어(40b)는 레일휠(30)에 설치되어 인접하는 한 쌍의 자성블록(40)이 상호 역방향으로 연계작동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic block 40 is engaged by any one adjacent magnetic block 40, a rack 40a, and a pinion gear 40b, and the pinion gear 40b is installed on the rail wheel 30. A pair of adjacent magnetic blocks 40 is characterized in that it is provided to operate in conjunction with each other in the opposite direction.

또한, 상기 자성드럼(10)은 제 1사인파형 라인(11)의 하사점에서 상사점 구간에 하부 멀티고정자석(12a)이 구비되며, 제 2사인파형 라인(11')의 상사점에서 하사점 구간에 상부 멀티고정자석(12a')이 설치되고, 상기 유동자석(44)은 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a')의 자력영역 내에 교대로 접하여 자력선 중심(C)이 서로 불일치하려는 척력이 작용하도록 구비되며, 상기 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a') 자력은 상, 하부 고정자석(12)(12')과 같거나 약한 자력이 설정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic drum 10 is provided with a lower multi-fixed magnet 12a in a section from the bottom dead center to the top dead center of the first sine wave line 11, and the lower dead center is at the top dead center of the second sine wave line 11'. The upper multi-fixed magnet (12a') is installed in the point section, and the flow magnet (44) alternately contacts within the magnetic field of the upper and lower multi-fixed magnets (12a) (12a'), so that the center of the magnetic field line (C) is inconsistent with each other. It is provided to act on the repulsive force, the upper and lower multi-fixed magnets (12a, 12a') is characterized in that the magnetic force is set equal to or weaker than the upper and lower fixed magnets (12, 12').

또한, 상기 유동자석(44)에 의해 하방향으로 인력이 작용하는 복수의 자성블록(40)과 상방향으로 인력이 작용하는 복수의 자성블록(40)은 각각 제 1, 2연결암(45)(46)에 의해 묶음 결합되어 직선모터(47)에 의해 상호 역방향으로 이동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of magnetic blocks 40 in which an attractive force acts in a downward direction by the flow magnet 44 and a plurality of magnetic blocks 40 in which an attractive force acts in an upward direction are respectively provided by first and second connection arms 45 It is characterized in that it is bundled by (46) and provided to move in opposite directions by a linear motor (47).

또한, 상기 하부 고정자석(12)의 상단부와 상부 고정자석(12')의 하단부는 유동자석(44)이 진입하는 방향으로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, an upper end of the lower fixed magnet 12 and a lower end of the upper fixed magnet 12 ′ are provided to be inclined in a direction in which the moving magnet 44 enters.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 자성드럼의 상, 하부 고정자석과 자성블록의 유동자석이 교대로 접하면서 자력선 중심이 서로 일치하려는 인력에 의한 직선 왕복이송력에 의해 캠롤러와 파형 캠레일의 경사운동이 회전운동으로 부드럽게 전환되도록 하는 효과가 있다.According to the above configuration and operation, the present invention provides a cam roller and a corrugated cam rail by a linear reciprocating force caused by an attractive force whose upper and lower fixed magnets of the magnetic drum and the flow magnets of the magnetic block are in contact with each other alternately, and the centers of the magnetic lines of force coincide with each other. It has the effect of smoothly converting the inclined motion of the to rotational motion.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 자력을 이용한 회전운동장치을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 자력을 이용한 회전운동장치의 고정자석과 유동자석 간에 자력 발생구조를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 자력을 이용한 회전운동장치의 레크와 피니언기어에 의해 자성블록이 연계작동되는 상태를 나타내는 구성도.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 자력을 이용한 회전운동장치의 고정자석 배치상태를 나타내는 전계도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 자력을 이용한 회전운동장치의 자성블록이 제 1, 2연결암에 의해 묶음 결합된 상태를 나타내는 구성도.1 to 4 are schematic diagrams showing a rotary motion device using magnetic force in an embodiment of the present invention.
5 to 6 are configuration diagrams showing a magnetic force generating structure between a fixed magnet and a moving magnet of a rotary motion device using magnetic force according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram showing a state in which a magnetic block is linked by a rack and a pinion gear of a rotary motion device using magnetic force according to an embodiment of the present invention.
8 to 9 are electric field diagrams showing the arrangement of the fixed magnets of the rotary motion device using magnetic force in an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram showing a state in which a magnetic block of a rotary motion device using magnetic force in an embodiment of the present invention is bundled and coupled by first and second connection arms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 자력 에너지를 기계적 회전운동 에너지로 출력하는 자력을 이용한 회전운동장치에 관련되며, 이때 자력을 이용한 회전운동장치은 자성드럼의 상, 하부 고정자석과 자성블록의 유동자석이 교대로 접하면서 자력선 중심이 서로 일치하려는 인력에 의한 직선 왕복이송력에 의해 캠롤러와 파형 캠레일의 경사운동이 회전운동으로 전환할 수 있도록 자성드럼(10), 캠휠(20), 레일휠(30), 자성블록(40), 유동자석(44)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.The present invention relates to a rotational exercise device using magnetic force that outputs magnetic energy as mechanical rotational kinetic energy, and in this case, the rotational motion device using magnetic force alternately contacts the upper and lower stationary magnets of the magnetic drum and the flow magnets of the magnetic block. Magnetic drum (10), cam wheel (20), rail wheel (30), magnetic block so that the inclined motion of the cam roller and the corrugated cam rail can be converted into rotational motion by the linear reciprocating force caused by the attraction of the centers to match each other. It consists of the main components including (40) and a floating magnet (44).

본 발명에 따른 자성드럼(10)은 주축(1) 상에 설치되어, 주축(1)과 동심원을 이루는 제 1사인파형 라인(11)의 상사점에서 하사점 구간에 하부 고정자석(12)이 구비되며, 제 1사인파형 라인(11)과 상방향으로 이격되는 제 2사인파형 라인(11')의 하사점에서 상사점 구간에 상부 고정자석(12')이 구비된다.The magnetic drum 10 according to the present invention is installed on the main shaft 1, and the lower fixed magnet 12 is located in the upper dead center to the lower dead center section of the first sine wave line 11 forming a concentric circle with the main axis 1 It is provided, and the upper fixed magnet 12 ′ is provided in a section from the bottom dead center to the top dead center of the second sine wave line 11 ′ spaced apart from the first sine wave line 11 in an upward direction.

도 1 내지 4에서 주축(1)이 종방향으로 설치된 직립구조를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 횡형구조로 형성가능하다.1 to 4 shows an upright structure in which the main shaft 1 is installed in the longitudinal direction, but is not limited thereto and may be formed in a horizontal structure.

그리고, 상기 자성드럼(10)은 원형으로 형성되고, 자성드럼(10) 외주면에 제 1, 2사인파형 라인(11)(11')이 형성되고, 제 1, 2사인파형 라인(11)(11')은 상, 하사점 및 상, 하사점을 이어주는 상, 하향 경사구간으로 이루어진다.In addition, the magnetic drum 10 is formed in a circular shape, the first and second sine wave lines 11 and 11 ′ are formed on the outer circumferential surface of the magnetic drum 10, and the first and second sine wave lines 11 and 11 ( 11') consists of upper and lower dead centers and upper and lower slopes that connect the upper and lower dead centers.

이때, 상기 제 1사인파형 라인(11)의 상사점에서 하사점 구간에 하부 고정자석(12)이 구비되며, 제 1사인파형 라인(11)과 상방향으로 이격되는 제 2사인파형 라인(11')의 하사점에서 상사점 구간에 상부 고정자석(12')이 구비되는바, 이때 상, 하부 고정자석(12)(12')은 도 1 내지 4와 같이 후술하는 유동자석(44)과 반대 극으로 형성되어, 인력이 작용하도록 구비된다.At this time, the lower fixed magnet 12 is provided in the section from the top dead center to the bottom dead center of the first sine wave line 11, and the second sine wave line 11 is spaced upward from the first sine wave line 11 The upper fixed magnet 12 ′ is provided in the upper dead center section from the lower dead center of'). In this case, the upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′ are the floating magnets 44 to be described later as shown in FIGS. It is formed as an opposite pole, and is provided so that the attractive force acts.

한편, 상기 하부 고정자석(12)의 상단부와 상부 고정자석(12')의 하단부는 유동자석(44)이 진입하는 방향으로 경사지게 구비된다. 이에 유동자석(44)이 하부 고정자석(12)의 상단부 및 상부 고정자석(12')의 하단부에서 부터 진입하므로 각각의 고정자석을 통과하는 중에 자력 마찰로 인한 회전력 손실이 방지된다.On the other hand, the upper end of the lower fixed magnet 12 and the lower end of the upper fixed magnet 12 ′ are provided to be inclined in the direction in which the moving magnet 44 enters. Accordingly, since the moving magnet 44 enters from the upper end of the lower fixed magnet 12 and the lower end of the upper fixed magnet 12', loss of rotational force due to magnetic friction while passing through each fixed magnet is prevented.

또한, 본 발명에 따른 캠휠(20)은 상기 자성드럼(10)과 동심원상에 연결되고, 상, 하사점(22a)(22b)과, 상, 하사점(22a)(22b)을 연결하는 경사구간을 가진 파형 캠레일(22)이 구비된다. 캠레일(22)은 상사점(22a)과 하사점(22b)이 교대로 반복되고, 상, 하사점(22a)(22b)은 경사구간에 의해 서로 연결되며, 경사구간은 하향 경사구간과 상향 경사구간이 교대로 배치된다. 그리고 캠레일(22) 상, 하면에는 후술하는 자성블록(40)의 캠롤러(42)가 면접되고, 캠롤러(42)와의 경사 운동력이 캠휠(20) 회전운동력으로 전환된다. In addition, the cam wheel 20 according to the present invention is connected to the magnetic drum 10 in a concentric circle, and the slope connecting the upper and lower dead center points 22a and 22b and the upper and lower dead center points 22a and 22b. A corrugated cam rail 22 having a section is provided. In the cam rail 22, the upper dead center (22a) and the lower dead center (22b) are alternately repeated, and the upper and lower dead centers (22a) (22b) are connected to each other by a slope section, and the slope section is a downward slope section and an upward slope section. Inclined sections are arranged alternately. Further, the cam roller 42 of the magnetic block 40, which will be described later, is interviewed on the upper and lower surfaces of the cam rail 22, and the oblique motion force with the cam roller 42 is converted into a rotational motion force of the cam wheel 20.

또한, 본 발명에 따른 레일휠(30)은 자성드럼(10)과 동심원상에 설치되고, 외주면에 방사형으로 가이드레일(32)이 구비된다. 가이드레일(32)은 상기 고정자석(12)(14)과 동일한 개수로 구비되는바, 일예로서 45°등간격으로 8개소에 설치되고, 주축(1) 축방향으로 이송되도록 구비된다. In addition, the rail wheel 30 according to the present invention is installed concentrically with the magnetic drum 10, and a guide rail 32 is radially provided on the outer circumferential surface. The guide rails 32 are provided in the same number as the fixed magnets 12 and 14, and as an example, they are installed in eight places at 45° equal intervals, and are provided to be transported in the axial direction of the main shaft (1).

또한, 본 발명에 따른 자성블록(40)은 가이드레일(32)을 타고 왕복 직선 운동하도록 설치되고, 파형 캠레일(22)을 타고 캠운동되는 캠롤러(42)가 구비된다. 일예로서 자성블록(40)은 45°등간격으로 8개소에 설치된다.In addition, the magnetic block 40 according to the present invention is installed to reciprocate linear motion on the guide rail 32, and a cam roller 42 for cam motion on the corrugated cam rail 22 is provided. As an example, the magnetic block 40 is installed in 8 places at 45° equal intervals.

도 5에서, 본 발명에 따른 유동자석(44)은 상기 자성블록(40)에 설치되고, 상, 하부 고정자석(12)(12')의 자력영역 내에 교대로 접하여 자력선 중심(C)이 서로 일치하려는 인력이 작용하도록 구비된다. 자석은 자력선 중심(C)이 서로 일직선 상에 일치되는 위치로 이동하여 부착되려는 인력이 작용하면서 자성블록(40)이 직선 왕복이동되고, 이때 유동자석(44)은 상, 하부 고정자석(12)(12')의 자력영역 내에서 이동되므로 연속되는 자력분위기(인력)로 인해 자성드럼(10) 또는 자성블록(40)이 회전운동되는 중에 반발 자력에 의한 회전 저항이 감소된다.In FIG. 5, the flow magnet 44 according to the present invention is installed on the magnetic block 40 and alternately contacts the magnetic field of the upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′ so that the centers of the magnetic lines of force (C) are It is equipped so that the force to be matched acts The magnet is moved to a position where the center of the magnetic line of force (C) coincides with each other, and the magnetic block 40 is linearly reciprocated while the attraction to be attached acts on it, and at this time, the floating magnet 44 is the upper and lower fixed magnets 12 Since it is moved within the magnetic field of (12'), rotational resistance due to the repulsive magnetic force is reduced while the magnetic drum 10 or the magnetic block 40 rotates due to a continuous magnetic atmosphere (manpower).

이때, 상기 유동자석(44)은 상기 상, 하부 고정자석(12)(12')과 반대 극으로 구비되는바, 도 1 내지 도 2에서 유동자석(44)은 S극, 상, 하부 고정자석(12)(12')은 N극으로 적용되어 서로 간에 인력이 작용하도록 구성된다.At this time, the flow magnet 44 is provided as a pole opposite to the upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′. (12) (12') is applied as an N pole and is configured so that attractive forces act on each other.

이처럼, 상기 자성블록(40)의 유동자석(44)이 상, 하부 고정자석(12)(12')과 교대로 마주하면서 상, 하 방향으로 인력이 교대로 작용하고, 이로 인해 자성블록(40)이 가이드레일(32)을 타고 상하 방향으로 직선 왕복운동되면서 캠롤러(42)와 캠레일(22)이 경사 운동되어 주축(1) 회전운동력으로 전환되어 전달된다.In this way, while the moving magnets 44 of the magnetic block 40 alternately face the upper and lower fixed magnets 12, 12', the attractive force alternately acts in the up and down directions, and thus the magnetic block 40 ) Is linearly reciprocated in the vertical direction while riding the guide rail 32, the cam roller 42 and the cam rail 22 are obliquely moved to be converted into rotational force of the main shaft 1 and transmitted.

도 3 내지 도 4에서, 상기 자성드럼(10)은 자성블록(40) 내, 외측에 대향하도록 한 쌍으로 구비된다. 즉, 어느 하나의 자성드럼(10)은 자성블록(40) 내주면에 대응하도록 배치되고, 다른 하나의 자성드럼(10)은 자성블록(40) 외주면에 대응하도록 배치되어, 상기 자성블록(40)의 유동자석(44)이 내, 외측 방향으로 한 쌍의 상, 하부 고정자석(12)(12')에 의해 인력이 작용하도록 구성된다.In FIGS. 3 to 4, the magnetic drum 10 is provided in a pair to face the inner and outer magnetic blocks 40. That is, one magnetic drum 10 is disposed to correspond to the inner circumferential surface of the magnetic block 40, and the other magnetic drum 10 is disposed to correspond to the outer circumferential surface of the magnetic block 40, and the magnetic block 40 The floating magnet 44 is configured such that an attractive force acts by a pair of upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′ in the inner and outer directions.

도 7에서, 상기 자성블록(40)은 인접하는 어느 하나의 자성블록(40)과 레크(40a)와 피니언기어(40b)에 의해 치합되며, 상기 피니언기어(40b)는 레일휠(30)에 설치되어 인접하는 한 쌍의 자성블록(40)이 상호 역방향으로 연계작동되도록 구비된다. 도 3과 같이 8개의 자성블록(40)은 2개씩 짝을 이루어 레크(40a)와 피니언기어(40b)에 의해 치합됨에 따라 도 5처럼 어느 일측 자성블록(40)이 인력에 의해 자성드럼(10) 측으로 하향 이동시 다른 일측 자성블록(40)은 상향 이동되는 연계작동구조를 가진다.In FIG. 7, the magnetic block 40 is engaged by any one adjacent magnetic block 40, a rack 40a, and a pinion gear 40b, and the pinion gear 40b is attached to the rail wheel 30. A pair of magnetic blocks 40 that are installed and adjacent to each other are provided to operate in conjunction with each other in the opposite direction. As shown in FIG. 3, the eight magnetic blocks 40 are paired by two and are engaged by the rack 40a and the pinion gear 40b. As shown in FIG. 5, one magnetic block 40 is attracted to the magnetic drum 10 When moving downward to the) side, the other magnetic block 40 has a linked operation structure that moves upward.

이에 상기 가이드레일(32)을 종방향으로 설치하더라도, 한 쌍의 자성블록(40)이 레크(40a)와 피니언기어(40b)에 의해 연결되어 상호 역방향 이동구조를 가짐으로 중력방향으로 작용하는 하중이 힘의 평형(무게 발란스 유지)을 이루면서 자성블록(40)의 상방향 이송에 따른 동력손실이 방지된다.Thus, even if the guide rail 32 is installed in the longitudinal direction, a pair of magnetic blocks 40 are connected by a rack 40a and a pinion gear 40b to have a mutually reverse movement structure, so that a load acting in the direction of gravity While achieving the balance of the force (maintaining the weight balance), power loss due to the upward transfer of the magnetic block 40 is prevented.

또한, 상기 레일휠(30)이 고정된 상태로 자성드럼(10)이 구동원에 의해 주축(1)을 중심으로 회전운동 되거나, 상기 자성드럼(10)이 주축(1)에 고정된 상태로 레일휠(30)이 구동원에 의해 주축(1)을 중심으로 회전운동 되도록 구비된다. 그리고 자성드럼(10) 또는 레일휠(30)에 연계작동되도록 발전기(도시생략)가 연결되는 구성도 가능하다.In addition, the magnetic drum 10 is rotated around the main shaft 1 by the driving source while the rail wheel 30 is fixed, or the magnetic drum 10 is fixed to the main shaft 1 The wheel 30 is provided to rotate around the main shaft 1 by a driving source. In addition, a configuration in which a generator (not shown) is connected to be operated in connection with the magnetic drum 10 or the rail wheel 30 is also possible.

도 1 및 도 3에서, 구동원에 의해 자성드럼(10)이 구동시, 캠휠(20)은 자성드럼(10)과 함께 구동되고, 상기 레일휠(30)은 본체프레임에 고정되며, 상기 자성드럼(10)이 구동하며 유동자석(44)이 상, 하부 고정자석(12)(12')과 교대로 접하면서 인력이 작용하여 자성블록(40)이 자성드럼(10)측으로 직선이동된다.1 and 3, when the magnetic drum 10 is driven by a driving source, the cam wheel 20 is driven together with the magnetic drum 10, the rail wheel 30 is fixed to the body frame, the magnetic drum (10) is driven, and the magnetic block 40 is moved linearly toward the magnetic drum 10 as an attractive force acts while the moving magnet 44 alternately contacts the upper and lower fixed magnets 12 and 12'.

도 2 및 도 4에서, 구동원에 의해 레일휠(30)을 구동하도록 구성시, 자성드럼(10) 및 캠휠(20)은 본체프레임에 고정되고, 상기 레일휠(30)이 구동하며 상, 하부 고정자석(12)(12')과 유동자석(44)의 교대로 마주하면서 인력에 의해 자성블록(40)이 자성드럼(10)측으로 직선이동되고, 상기 자성블록(40)의 직선 왕복이동력에 의해 캠롤러(42)가 파형 캠레일(22) 경사부(22c)와 경사 운동되면서 캠휠(20) 회전운동으로 전환되어 전달된다.2 and 4, when configured to drive the rail wheel 30 by a driving source, the magnetic drum 10 and the cam wheel 20 are fixed to the body frame, the rail wheel 30 is driven, and the upper and lower parts The magnetic block 40 is moved linearly toward the magnetic drum 10 by the attractive force while alternately facing the fixed magnets 12, 12' and the floating magnet 44, and the linear reciprocating force of the magnetic block 40 As a result, the cam roller 42 is converted into a rotational motion of the cam wheel 20 while being inclined with the corrugated cam rail 22 and the inclined portion 22c and transmitted.

그리고, 도면을 통하여 도시하지 않았지만, 상기 도 1 및 도 3의 자성드럼(10) 구동 구조에 도 2 및 도 4의 레일휠(30) 구조를 복합적으로 적용하여 자성드럼(10)과 레일휠(30)을 서로 역방향으로 구동하도록 구성하고, 이때 자성드럼(10) 또는 레일휠(30)에 발전기를 연결하는 구성도 가능하다.And, although not shown through the drawings, the magnetic drum 10 and the rail wheel ( 30) is configured to drive in opposite directions to each other, and at this time, a configuration of connecting the generator to the magnetic drum 10 or the rail wheel 30 is also possible.

도 8에서, 상기 상, 하부 고정자석(12)(12')과 유동자석(44)이 교대로 대응하는 위치에서 인력이 작용하는 자력구간이 형성되고, 자력구간은 파형 캠레일(22)의 경사부(22c) 구간에서 활성화되고, 파형 캠레일(22)의 상, 하사점(22a)(22b) 구간에서는 인력 또는 척력이 비활성화되도록 구비된다.In FIG. 8, a magnetic force section is formed in which the upper and lower fixed magnets 12, 12' and the floating magnets 44 alternately correspond to each other, and the magnetic force section is the waveform of the cam rail 22. It is activated in the inclined portion 22c section, and is provided to deactivate the attractive force or repulsive force in the upper and lower dead centers 22a and 22b of the corrugated cam rail 22.

이처럼, 구동원 회전력에 의해 상, 하부 고정자석(12)(12')과 유동자석(44)이 교대로 접하면서 인력에 의해 직선 왕복이송력이 발생되고, 직선 왕복이송력에 의해 캠롤러(42)가 캠레일(22)을 타고 경사운동되면서 구동원 회전방향으로 회전력이 전달되며, 특히 상, 하부 고정자석(12)(12')과 유동자석(44)에 의한 인력이 상하방향으로 교대로 작용하여 발전기를 구동하도록 구비된다.In this way, the upper and lower fixed magnets 12, 12' and the floating magnet 44 are in contact with each other by the rotational force of the driving source, and a linear reciprocating force is generated by the attractive force, and the cam roller 42 ) Is inclined along the cam rail (22), and the rotational force is transmitted in the direction of rotation of the driving source, and in particular, the attractive force by the upper and lower fixed magnets 12, 12' and the floating magnet 44 acts alternately in the vertical direction. It is provided to drive the generator.

도 9에서, 상기 자성드럼(10)은 제 1사인파형 라인(11)의 하사점에서 상사점 구간에 하부 멀티고정자석(12a)이 구비되며, 제 2사인파형 라인(11')의 상사점에서 하사점 구간에 상부 멀티고정자석(12a')이 설치되고, 상기 유동자석(44)은 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a')의 자력영역 내에 교대로 접하여 자력선 중심(C)이 서로 불일치하려는 척력이 작용하도록 구비되고, 그리고 상기 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a') 자력은 상, 하부 고정자석(12)(12')과 같거나 약한 자력이 설정된다.9, the magnetic drum 10 is provided with a lower multi-fixed magnet 12a in a section from the bottom dead center to the top dead center of the first sine wave line 11, and the top dead center of the second sine wave line 11' The upper multi-fixed magnet (12a') is installed in the bottom dead center section, and the floating magnet (44) alternately contacts within the magnetic field of the upper and lower multi-fixed magnets (12a) (12a') so that the center of the magnetic force line (C) is It is provided so that the repulsive force to be inconsistent with each other acts, and the magnetic force of the upper and lower multi-fixed magnets 12a and 12a' is set equal to or weaker than the upper and lower fixed magnets 12 and 12'.

이에 상기 상, 하부 고정자석(12)(12')과 유동자석(44)이 교대로 마주하며 인력에 의해 상, 하사점으로 이동되는 중에 도 6처럼 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a')과 교대로 마주하며 척력에 의해 직선 이동력이 증가되므로 직선운동이 회전운동으로 부드럽게 전환되는 이점이 있다.Accordingly, the upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′ and the floating magnet 44 alternately face each other and are moved to the upper and lower dead centers by an attractive force, as shown in FIG. 6, while the upper and lower multi-fixed magnets 12a and 12a ') and the linear movement force is increased by the repulsive force, so there is an advantage that the linear motion is smoothly converted into a rotational motion.

도 10에서, 상기 유동자석(44)에 의해 하방향으로 인력이 작용하는 복수의 자성블록(40)과 상방향으로 인력이 작용하는 복수의 자성블록(40)은 각각 제 1, 2연결암(45)(46)에 의해 묶음 결합되어 직선모터(47)에 의해 상호 역방향으로 이동되도록 구비된다.In FIG. 10, a plurality of magnetic blocks 40 in which an attractive force acts in a downward direction by the flow magnet 44 and a plurality of magnetic blocks 40 in which an attractive force acts in an upward direction are respectively provided with first and second connection arms ( It is bundled and coupled by 45) (46) and provided to move in opposite directions to each other by a linear motor (47).

일예로서, 상기 유동자석(44)에 의해 하방향으로 인력이 작용하는 4개의 자성블록(40)과 상방향으로 인력이 작용하는 4개의 자성블록(40)은 각각 제 1, 2연결암(45)(46)에 의해 묶음 결합되어 직선모터(47)에 의해 상, 하사점으로 강제이동되고, 이때 캠롤러(42)가 파형 캠레일(22) 경사부(22c)와 경사 운동되면서 자성드럼(10) 또는 캠휠(20) 회전운동으로 전환되어 전달된다.As an example, the four magnetic blocks 40 in which the attractive force is applied in the downward direction by the flow magnet 44 and the four magnetic blocks 40 in which the attractive force is applied in the upward direction are each of the first and second connection arms 45 ) Is bundled by 46 and is forcibly moved to the upper and lower dead centers by the linear motor 47. At this time, the cam roller 42 is obliquely moved with the corrugated cam rail 22 and the inclined part 22c, while the magnetic drum ( 10) Or the cam wheel 20 is converted into a rotational motion and transmitted.

한편, 상기 구동원은 클러치에 의해 동력전달이 on/off작동되고, 클러치는 제어부에 연결되어 자성드럼(10) 또는 레일휠(30)이 설정 속도에 도달하면 자체 가속력에 의해 회전상태가 유지되도록 클러치 동력전달 off, 구동원 전원 off되도록 구비된다. 클러치는 전자클러치 또는 라쳇과 같은 일방향 동력전달 수단으로 구성되고, 자성드럼(10) 또는 레일휠(30)이 중량체로 구성되어 설정된 속도영역에 도달하면 가속력에 의해 구동원(모터) 속도보다 빨라지는 증속 구간이 발생되고, 이를 제어부에서 감지하여 클러치를 통하여 구동원 동력전달이 off작동되어 자성드럼(10) 또는 레일휠(30)이 자유구동으로 전환되면, 구동원(50) 출력과 자성드럼(10) 또는 레일휠(30) 간의 회전속도 불일치로 인한 동력손실이 방지되면서 단속적인 구동원 사용으로 인해 에너지 효율이 향상된다.On the other hand, the drive source is operated by the clutch to power transmission on/off, the clutch is connected to the control unit, so that the magnetic drum 10 or the rail wheel 30 reaches a set speed, so that the rotating state is maintained by the self-acceleration force. It is provided to turn off power transmission and power off the drive source. The clutch is composed of one-way power transmission means such as an electronic clutch or ratchet, and when the magnetic drum 10 or the rail wheel 30 is composed of a heavy body and reaches the set speed range, the speed increases faster than the driving source (motor) speed by the acceleration force. When a section is generated and detected by the control unit and the drive source power transmission is turned off through the clutch and the magnetic drum 10 or rail wheel 30 is switched to free drive, the output of the drive source 50 and the magnetic drum 10 or Energy efficiency is improved due to the intermittent use of a driving source while preventing power loss due to a mismatch in rotational speed between the rail wheels 30.

10: 자성드럼 20: 캠휠
30: 레일휠 40: 자성블록10: magnetic drum 20: cam wheel
30: rail wheel 40: magnetic block

Claims (6)

주축(1) 상에 설치되어, 주축(1)과 동심원을 이루는 제 1사인파형 라인(11)의 상사점에서 하사점 구간에 하부 고정자석(12)이 구비되며, 제 1사인파형 라인(11)과 상방향으로 이격되는 제 2사인파형 라인(11')의 하사점에서 상사점 구간에 상부 고정자석(12')이 구비되는 자성드럼(10);
상기 주축(1) 상에 설치되어, 외주면에 파형 캠레일(22)이 구비되는 캠휠(20);
상기 주축(1) 상에 설치되고, 외주면에 복수의 가이드레일(32)이 방사형으로 구비되는 레일휠(30);
상기 가이드레일(32)을 타고 왕복 직선 운동하도록 설치되고, 파형 캠레일(22)을 타고 캠운동되는 캠롤러(42)가 구비되는 자성블록(40); 및
상기 자성블록(40)에 설치되고, 상, 하부 고정자석(12)(12')의 자력영역 내에 교대로 접하여 자력선 중심(C)이 서로 일치하려는 인력이 작용하도록 구비되는 유동자석(44); 을 포함하여 이루어지고,
상기 레일휠(30)이 고정된 상태로 자성드럼(10)이 구동원에 의해 주축(1)을 중심으로 회전운동 되거나, 상기 자성드럼(10)이 주축(1)에 고정된 상태로 레일휠(30)이 구동원에 의해 주축(1)을 중심으로 회전운동 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 회전운동장치.A lower fixed magnet 12 is provided in the section from the top dead center to the bottom dead center of the first sine wave line 11 that is installed on the main shaft 1 and forms a concentric circle with the main shaft 1, and the first sine wave line 11 ) And a magnetic drum 10 provided with an upper fixed magnet 12' in the upper dead center section of the second sine wave line 11' spaced apart from the upper dead center;
A cam wheel 20 installed on the main shaft 1 and provided with a corrugated cam rail 22 on an outer circumferential surface;
A rail wheel 30 installed on the main shaft 1 and having a plurality of guide rails 32 radially provided on an outer circumferential surface thereof;
A magnetic block 40 installed to reciprocate linear motion on the guide rail 32 and provided with a cam roller 42 for cam motion on the corrugated cam rail 22; And
A floating magnet 44 installed on the magnetic block 40 and provided to alternately contact the magnetic field of the upper and lower fixed magnets 12 and 12 ′ so that the magnetic force line centers C coincide with each other; Is made including,
With the rail wheel 30 fixed, the magnetic drum 10 is rotated around the main shaft 1 by a driving source, or the magnetic drum 10 is fixed to the main shaft 1 while the rail wheel ( 30) A rotary motion device using magnetic force, characterized in that provided to rotate around the main shaft (1) by a drive source. 제 1항에 있어서,
상기 자성드럼(10)은 자성블록(40) 내, 외측에 대향하도록 한 쌍으로 구비되는 특징으로 하는 자력을 이용한 회전운동장치.The method of claim 1,
The magnetic drum 10 is a rotational exercise device using magnetic force, characterized in that provided in a pair so as to face the inner and outer magnetic block (40). 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 자성블록(40)은 인접하는 어느 하나의 자성블록(40)과 레크(40a)와 피니언기어(40b)에 의해 치합되고, 상기 피니언기어(40b)는 레일휠(30)에 설치되어 인접하는 한 쌍의 자성블록(40)이 상호 역방향으로 연계작동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 회전운동장치.The method according to claim 1 or 2,
The magnetic block 40 is engaged by any one adjacent magnetic block 40, a rack 40a, and a pinion gear 40b, and the pinion gear 40b is installed on the rail wheel 30 to be adjacent. A rotational exercise device using magnetic force, characterized in that a pair of magnetic blocks 40 are provided to be operated in connection with each other in opposite directions. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 자성드럼(10)은 제 1사인파형 라인(11)의 하사점에서 상사점 구간에 하부 멀티고정자석(12a)이 구비되며, 제 2사인파형 라인(11')의 상사점에서 하사점 구간에 상부 멀티고정자석(12a')이 설치되고, 상기 유동자석(44)은 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a')의 자력영역 내에 교대로 접하여 자력선 중심(C)이 서로 불일치하려는 척력이 작용하도록 구비되며, 상기 상, 하부 멀티고정자석(12a)(12a') 자력은 상, 하부 고정자석(12)(12')과 같거나 약한 자력이 설정되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 회전운동장치.The method according to claim 1 or 2,
The magnetic drum 10 is provided with a lower multi-fixed magnet 12a in a section from the bottom dead center to the top dead center of the first sine wave line 11, and the section from the top dead center to the bottom dead center of the second sine wave line 11' The upper multi-fixed magnet (12a') is installed, and the floating magnet (44) alternately contacts within the magnetic field of the upper and lower multi-fixed magnets (12a) (12a'), so that the center of the magnetic field line (C) is disagreeable The upper and lower multi-fixed magnets 12a and 12a' have the same or weaker magnetic force as the upper and lower fixed magnets 12 and 12'. Exercise device. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 유동자석(44)에 의해 하방향으로 인력이 작용하는 복수의 자성블록(40)과 상방향으로 인력이 작용하는 복수의 자성블록(40)은 각각 제 1, 2연결암(45)(46)에 의해 묶음 결합되어 직선모터(47)에 의해 상호 역방향으로 이동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 회전운동장치.The method according to claim 1 or 2,
The plurality of magnetic blocks 40 in which the attractive force is applied in the downward direction by the flow magnet 44 and the plurality of magnetic blocks 40 in which the attractive force is applied in the upward direction are respectively provided with the first and second connecting arms 45 and 46. ) Is bundled and coupled by a linear motor 47 to move in opposite directions to each other. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 하부 고정자석(12)의 상단부와 상부 고정자석(12')의 하단부는 유동자석(44)이 진입하는 방향으로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 회전운동장치.The method according to claim 1 or 2,
A rotational exercise device using magnetic force, characterized in that the upper end of the lower fixed magnet 12 and the lower end of the upper fixed magnet 12 ′ are provided to be inclined in a direction in which the moving magnet 44 enters.
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