KR102256544B1 - 자력을 이용한 구동력 증강 장치 - Google Patents

자력을 이용한 구동력 증강 장치 Download PDF

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KR102256544B1
KR102256544B1 KR1020190156272A KR20190156272A KR102256544B1 KR 102256544 B1 KR102256544 B1 KR 102256544B1 KR 1020190156272 A KR1020190156272 A KR 1020190156272A KR 20190156272 A KR20190156272 A KR 20190156272A KR 102256544 B1 KR102256544 B1 KR 102256544B1
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Abstract

본 발명은 사용자의 힘이 전달되는 페달의 의해 회전되는 자전거의 크랭크축에 장착되며, 상기 크랭크축이 회전 시 함께 회전하는 원통형상의 제1회전 몸체; 상기 제1회전 몸체의 둘레면에 구비되는 제1자석부; 상기 크랭크축과 체인에 의해 연결되어 상기 크랭크축이 회전 시 함께 회전하는 회전축에 장착되며, 상기 회전축의 둘레면에 장착되는 원통형상의 제2회전 몸체; 상기 제2회전 몸체의 둘레면에 구비되는 제2자석부; 및 상기 제1회전 몸체와 상기 제2회전 몸체의 사이에 구비되며 상기 제1자석부 및 제2자석부와 인력과 척력을 발생시키는 피스톤 자석을 포함하며 인력과 척력에 의해 상기 제1회전 몸체와 상기 제2회전 몸체의 사이를 이동하면서 상기 제1회전 몸체와 연결되는 상기 크랭크축을 회전시키는 구동력을 발생시키는 피스톤부를 포함하되, 상기 제1회전 몸체의 중앙부 및 상기 제2회전 몸체의 중앙부에는 상기 제1회전 몸체 및 상기 제2회전 몸체를 관통하는 다각형상을 가지는 제1관통홀 및 제2관통홀이 형성되고, 상기 제1회전 몸체의 제1관통홀 및 상기 제2회전 몸체의 제2관통홀에 삽입되는 상기 크랭크축 및 상기 회전축의 일측에는 상기 체인과 연결되는 제1구동스프로킷 및 제2구동스프로킷이 구비되며, 상기 크랭크축 및 상기 회전축의 타측에는 상기 제1관통홀 및 상기 제2관통홀과 대응되는 형상을 가지는 제1장착돌기 및 제2장착돌기가 상기 크랭크축 및 상기 회전축에 일체로 형성되는 자력을 이용한 구동력 증강 장치를 제공한다.
따라서, 제1자석부 및 제2자석부와 피스톤 자석 사이에서 발생되는 인력과 척력을 이용해 직선운동하는 피스톤부를 이용하여 자전거 크랭크축을 회전시키는 구동력을 보조적으로 증강시킴으로써 사용자가 자전거 크랭크축을 회전시키기 위해 페달을 밟는 힘을 저감시킬 수 있고, 그로 인해 사용자가 적은 힘을 가하여 경사를 쉽게 오를 수 있으며, 속도를 향상시킬 수 있다.

Description

자력을 이용한 구동력 증강 장치{Driving force increase device using magnetic force}
본 발명은 자력을 이용한 구동력 증강 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일한 극성을 가지는 자석의 척력 및 다른 극성을 가지는 자석의 인력을 이용하여 자전거의 구동력을 증가시킬 수 있는 자력을 이용한 구동력 증강 장치에 관한 것이다.
한국 등록특허 제10-1574144호에 기재된 배경기술을 참조하면, 현재 회전력을 발생시키는 엔진이나 전력을 생산하는 발전기의 동력원으로서, 일반적으로 가솔린, 경우, 석탄 등 화석연료가 사용되고 있다.
이러한 화석연료는 일산화탄소, 이산화탄소, 산화질소 등 각종 환경 오염물질을 배출하여 환경을 오염시킴으로써 지구온난화 등 환경오염의 주범으로 지목받고 있으며, 부존량의 한계와 지역적인 편차로 국제분쟁을 야기하는 근원이 되고 있다.
이에 따라 범세계적인 차원에서 이를 대체하기 위한 각종 신재생에너지 자원의 개발이 추진되고 있다. 예를 들면, 수소에너지, 연료전지 등 신에너지는 기술의 한계로 실용화를 위한 기술개발이 진행 중에 있으며, 태양열, 풍력 등 자연에너지는 자연조건에 대한 의존도가 높아 안정적인 에너지 공급이 불가능하다.
따라서 화석에너지와 기존의 신재생에너지가 갖는 한계를 극복하고 안정적으로 에너지를 공급할 수 있는 에너지 자원의 발굴이 절실히 요구되고 있다. 이러한 관점에서 자력(Magnetic Force)은 이러한 2가지 문제를 동시에 해결하는 대안이 될 수 있다.
일반적으로, 영구자석은 항상 N극과 S극으로 구성되어 있으며, 그 극성에 따라 동일 극성끼리는 척력이 작용하고, 다른 극성끼리는 인력이 작용한다. 따라서 극성을 갖는 물체끼리는 상호 대면하는 면의 극성에 따라 인력 또는 척력이 발생하므로 이를 적절히 조합하면 인력과 척력의 합에 해당하는 자기력을 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다.
이러한 영구자석의 자력은 자연계에 존재하는 일종의 자연에너지 자원으로서 자력은 종래의 이러한 단순용도 외의 동력원으로서는 거의 이용되지 않고 있으나, 자석을 적절히 배치함으로써 기계적인 에너지로 변환이 가능하고, 각종 동력발생장치의 구동원으로 이용될 수 있다.
한편, 오래전부터 영구자석을 이용한 동력발생장치의 개발이 수많은 사람들에 의해 시도되었으나, 실제적인 성과를 거두지 못하였다. 예를 들면, 등록특허번호 제10-0740560호의 '영구자석을 이용한 동력발생장치 및 방법', 등록특허번호 제10-0907723호의 '자석을 이용한 선형동력장치', 공개특허번호 제2000-0010065호의 '영구자석을 이용한 발전기', 공개특허번호 제2001-0109891호의 '영구자석을 이용한 자동회전모터' 등이 제안되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 기술은 영구자석 상호간에 작용하는 기본성질인 척력과 인력만을 이용하여 동력발생장치를 구성할 수 있다는 잘못된 인식에서 비롯된 것으로서, 시스템의 효율이 낮다는 문제점을 갖는다.
또한, 현재까지 동력을 발생시키는 동력발생장치는 대부분 가솔린, 경유, 석탄 등 화석연료를 동력원으로 이용하였다. 그라나 이들 화석연료는 지구온난화의 주범인 일산화탄소, 이산화탄소 등 환경오염물질의 배출, 부존량의 한계와 지역적인 편차 등에 따른 국제적인 분쟁야기 등의 문제점이 있기 때문에 이를 대체하기 위한 대체에너지 자원의 개발이 범세계적인 과제로 부각되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 실정에 부합하기 위해 창출된 것으로서, 자석의 인력과 척력을 이용하여 크랭크축과 회전축 사이에서 직선운동을 하는 피스톤부가 자전거 크랭크축의 회전운동을 보조하여 자전거의 크랭크축 회전력을 증강시킬 수 있는 자력을 이용한 구동력 증강 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자의 힘이 전달되는 페달의 의해 회전되는 자전거의 크랭크축에 장착되며, 상기 크랭크축이 회전 시 함께 회전하는 원통형상의 제1회전 몸체; 상기 제1회전 몸체의 둘레면에 구비되는 제1자석부; 상기 크랭크축과 체인에 의해 연결되어 상기 크랭크축이 회전 시 함께 회전하는 회전축에 장착되며, 상기 회전축의 둘레면에 장착되는 원통형상의 제2회전 몸체; 상기 제2회전 몸체의 둘레면에 구비되는 제2자석부; 및 상기 제1회전 몸체와 상기 제2회전 몸체의 사이에 구비되며 상기 제1자석부 및 제2자석부와 인력과 척력을 발생시키는 피스톤 자석을 포함하며 인력과 척력에 의해 상기 제1회전 몸체와 상기 제2회전 몸체의 사이를 이동하면서 상기 제1회전 몸체와 연결되는 상기 크랭크축을 회전시키는 구동력을 발생시키는 피스톤부를 포함하되, 상기 제1회전 몸체의 중앙부 및 상기 제2회전 몸체의 중앙부에는 상기 제1회전 몸체 및 상기 제2회전 몸체를 관통하는 다각형상을 가지는 제1관통홀 및 제2관통홀이 형성되고, 상기 제1회전 몸체의 제1관통홀 및 상기 제2회전 몸체의 제2관통홀에 삽입되는 상기 크랭크축 및 상기 회전축의 일측에는 상기 체인과 연결되는 제1구동스프로킷 및 제2구동스프로킷이 구비되며, 상기 크랭크축 및 상기 회전축의 타측에는 상기 제1관통홀 및 상기 제2관통홀과 대응되는 형상을 가지는 제1장착돌기 및 제2장착돌기가 상기 크랭크축 및 상기 회전축에 일체로 형성되는 자력을 이용한 구동력 증강 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 자력을 이용한 구동력 증강 장치에 있어서, 상기 제1회전 몸체는 상기 크랭크축에 상기 체인이 연결되는 상기 제1구동스프로킷과 대응되게 위치할 수 있다.
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상기 제1자석부는 상기 제1회전 몸체의 둘레면 상측에 구비되는 제1상측 자석과, 상기 제1상측 자석과 대응되는 상기 제1회전 몸체의 둘레면 하측에 구비되는 제1하측 자석을 포함할 수 있으며, 상기 제1상측 자석과 상기 제1하측 자석은 서로 다른 극성을 가질 수 있고, 상기 제1상측 자석과 상기 제1하측 자석 중 하나는 상기 피스톤 자석과 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 제2자석부는 상기 제2회전 몸체의 둘레면 상측에 구비되는 제2상측 자석과, 상기 제2상측 자석과 대응되는 상기 제2회전 몸체의 둘레면 하측에 구비되는 제2하측 자석을 포함할 수 있으며, 상기 제2상측 자석과 상기 제2하측 자석은 서로 다른 극성을 가질 수 있고, 상기 제2상측 자석과 상기 제2하측 자석 중 하나는 상기 피스톤 자석과 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 피스톤부는 내부가 중공인 케이스와, 상기 제1회전 몸체와 인접하게 상기 케이스의 일측에 구비되며 상기 제1회전 몸체와 인접한 외측면에는 피스톤 자석이 구비되는 제1피스톤과, 상기 제2회전 몸체와 인접하게 상기 케이스의 타측에 구비되며 상기 제2회전 몸체와 인접한 외측면에는 피스톤 자석이 구비되는 제2피스톤과, 일단은 상기 제1피스톤의 내측면에 연결되고 타단은 상기 제2피스톤의 내측면에 연결되어 상기 제1피스톤과 제2피스톤을 연결하는 연결 막대를 포함할 수 있으며, 상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤은 상기 피스톤 자석과 상기 제1자석부 및 제2자석부의 인력과 척력에 의해 상기 케이스의 길이방향으로 슬라이드 이동할 수 있다.
상기 케이스의 일측 외주면에는 상기 케이스의 길이방향으로 상기 제1피스톤의 이동범위를 가이드하는 가이드홀이 형성될 수 있고, 상기 제1피스톤의 외측면에는 상기 가이드홀을 관통하여 상기 케이스의 둘레면 외측으로 돌출되는 관통돌기가 형성될 수 있다.
상기 피스톤부는, 일단은 상기 관통돌기에 회전 가능하게 장착되고 타단은 상기 크랭크축의 평형추 사이에 구비되는 크랭크핀에 회전 가능하게 장착되며, 상기 크랭크축 및 상기 제1회전 몸체가 회전 시 상기 제1피스톤을 슬라이드 이동시키는 연결 로드를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스의 내경은 상기 제1피스톤 및 제2피스톤의 외경보다 조금 더 큰 크기를 가질 수 있으며, 상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤에 구비되는 피스톤 자석은 상기 케이스의 외측에 위치하도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자력을 이용한 구동력 증강 장치는 제1자석부 및 제2자석부와 피스톤 자석 사이에서 발생되는 인력과 척력을 이용해 직선운동하는 피스톤부를 이용하여 자전거 크랭크축을 회전시키는 구동력을 보조적으로 증강시킴으로써 사용자가 자전거 크랭크축을 회전시키기 위해 페달을 밟는 힘을 저감시킬 수 있고, 그로 인해 사용자가 적은 힘을 가하여 경사를 쉽게 오를 수 있으며, 속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자력을 이용한 구동력 증강 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 제1회전 몸체 및 제2회전 몸체가 회전 시 피스톤부가 이동하면서 제1회전 몸체가 장착되는 크랭크축을 회전시키는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 제1회전 몸체 및 제2회전 몸체가 회전 시 피스톤부가 슬라이드 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 자력을 이용한 구동력 증강 장치가 자전거에 장착된 상태를 예시적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자력을 이용한 구동력 증강 장치(1000)는 제1회전 몸체(1100)와, 제1자석부(1200)와, 제2회전 몸체(1300)와, 제2자석부(1400)와, 피스톤부(1500)를 포함한다.
상기 제1회전 몸체(1100)는 사용자의 힘이 전달되는 페달(P)에 의해 회전되는 자전거의 크랭크축(100)의 크랭크저널(110)에 장착되어 상기 크랭크축(100)이 회전 시 상기 크랭크저널(110)과 함께 회전하며, 상기 제1회전 몸체(1100)는 원통형상을 가지는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 상기 제1회전 몸체(1100)의 중앙부에는 원통형상을 가지는 상기 제1회전 몸체(1100)를 관통하는 제1관통홀(1120)이 형성되고, 상기 제1관통홀(1120)은 다각형상을 가지는 것이 바람직하다. 상기 제1관통홀(1120)이 다각형상을 가짐으로써 상기 크랭크축(100)이 회전 시 함께 회전하게 되며, 상기 제1관통홀(1120)이 다각형상을 가짐으로써 상기 크랭크축(100)의 크랭크저널(110)이 상기 제1관통홀(1120)과 동일한 형상을 가지는 것은 아니며 상기 크랭크저널(110)에는 상기 제1관통홀(1120)과 대응되는 형상을 가지는 제1장착돌기(1140)가 일체로 형성되게 된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1회전 몸체(1100)의 둘레면에는 제1자석부(1200)가 구비되며, 상기 제1자석부(1200)는 제1상측 자석(1220)과, 제1하측 자석(1240)을 포함한다. 상기 제1상측 자석(1220)은 원통형상을 가지는 상기 제1회전 몸체(1100)의 둘레면의 일측에 구비되고, 상기 제1하측 자석(1240)은 상기 제1회전 몸체(1100)의 둘레면에서 상기 제1상측 자석(1220)과 대응되는 위치인 타측에 구비된다.
상기 제1상측 자석(1220)과 상기 제1하측 자석(1240)은 서로 다른 극성을 가지는 것이 바람직하며, 상기 크랭크축(100)이 회전 시 상기 제1회전 몸체(1100)가 함께 회전하면서 상기 제1상측 자석(1220) 및 상기 제1하측 자석(1240)과 후술되는 피스톤부(1500)에 구비되는 피스톤 자석(1520a)이 작용하여 인력 및 척력이 발생하여 피스톤부(1500)를 슬라이드 이동시키게 된다.
상기 제1회전 몸체(1100)의 둘레면에 제1상측 자석(1220)과 제1하측 자석(1240)이 구비되는 것으로 도면에 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 하나 이상의 복수개가 구비될 수 있다.
상기 크랭크축(100)과 체인(200)에 의해 연결되는 상기 회전축(300)에는 원통형상의 제2회전 몸체(1300)가 장착되며, 상기 회전축(300)은 상기 크랭크축(100)이 회전 시 함께 회전하게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 제2회전 몸체(1300)의 중앙부에는 원통형상을 가지는 상기 제2회전 몸체(1300)를 관통하는 제2관통홀(1320)이 형성되고, 상기 제2관통홀(1320)은 다각형상을 가지는 것이 바람직하다. 상기 제2관통홀(1320)이 다각형상을 가짐으로써 상기 회전축(300)이 회전 시 함께 회전하게 되며, 상기 제2관통홀(1320)이 다각형상을 가짐으로써 상기 회전축(300)이 상기 제2관통홀(1320)과 동일한 형상을 가지는 것은 아니며 상기 회전축(300)에는 상기 제2관통홀(1320)과 대응되는 형상을 가지는 제2장착돌기(1340)가 일체로 형성되게 된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제2회전 몸체(1300)의 둘레면에는 제2자석부(1400)가 구비되며, 상기 제2자석부(1400)는 제2상측 자석(1420)과, 제2하측 자석(1440)을 포함한다. 상기 제2상측 자석(1420)은 원통형상을 가지는 상기 제2회전 몸체(1300)의 둘레면의 일측에 구비되고, 상기 제2하측 자석(1440)은 상기 제2회전 몸체(1300)의 둘레면에서 상기 제2상측 자석(1420)과 대응되는 위치인 타측에 구비된다.
상기 제2회전 몸체(1300)의 둘레면에 제2상측 자석(1420)과 제2하측 자석(1440)이 구비되는 것으로 도면에 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 하나 이상의 복수개가 구비될 수 있다.
상기 제2상측 자석(1420)과 상기 제2하측 자석(1440)은 서로 다른 극성을 가지는 것이 바람직하며, 상기 회전축(300)이 회전 시 상기 제2회전 몸체(1300)가 함께 회전하면서 상기 제2상측 자석(1420) 및 상기 제2하측 자석(1440)과 후술되는 피스톤부(1500)에 구비되는 피스톤 자석(1530a)이 작용하여 인력 및 척력이 발생하여 피스톤부(1500)를 슬라이드 이동시키게 된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1회전 몸체(1100)가 장착되는 상기 크랭크축(100)의 일측에는 체인(200)과 연결되는 제1구동스프로킷(120)이 구비되고, 상기 제2회전 몸체(1300)가 장착되는 상기 회전축(300)의 일측에는 상기 체인(200)과 연결되는 제2구동스프로킷(320)이 구비되며, 상기 크랭크축(100)의 타측에는 상기 제1회전 몸체(1100)가 장착되고 상기 회전축(300)의 타측에는 상기 제2회전 몸체(1300)가 장착된다.
상기 크랭크축(100)이 회전 시 함께 회전하는 상기 제1회전 몸체(1100)와 상기 회전축(300)이 회전 시 함께 회전하는 상기 제2회전 몸체(1300) 사이에는 피스톤부(1500)가 구비되며, 상기 피스톤부(1500)는 상기 제1회전 몸체(1100)에 구비되는 제1자석부(1200) 및 상기 제2회전 몸체(1300)에 구비되는 제2자석부(1400)와의 인력 및 척력에 의해 상기 제1회전 몸체(1100)와 상기 제2회전 몸체(1300)의 사이를 슬라이드 이동한다. 상기 피스톤부(1500)는 상기 제1회전 몸체(1100)와 상기 제2회전 몸체(1300) 사이를 이동하면서 척력에 의해 상기 제1회전 몸체(1100)와 연결되는 상기 크랭크축(100)을 회전시키는 구동력을 발생시키게 된다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 피스톤부(1500)는 케이스(1510)와, 제1피스톤(1520)과, 제2피스톤(1530)과, 연결 막대(1540)를 포함하고, 연결 로드(1550)를 더 포함할 수 있다. 상기 케이스(1510)의 내부는 중공으로 상기 케이스(1510)의 양측에는 각각 제1피스톤(1520)과 제2피스톤(1530)이 구비된다. 상기 제1피스톤(1520)은 상기 제1회전 몸체(1100)와 인접하게 상기 케이스(1510)의 일측에 구비되고 상기 제1회전 몸체(1100)와 인접하게 배치되는 일면에는 상기 제1회전 몸체(1100)에 구비되는 상기 제1자석부(1200)와 인력 및 척력을 발생시키는 피스톤 자석(1520a)이 구비된다.
상기 제2피스톤(1530)은 상기 제2회전 몸체(1300)과 인접하게 상기 케이스(1510)의 타측에 구비되고 상기 제2회전 몸체(1300)와 인접하게 배치되는 일면에는 상기 제2회전 몸체(1300)에 구비되는 상기 제2자석부(1400)와 인력 및 척력을 발생시키는 피스톤 자석(1530a)이 구비된다.
상기 제1피스톤(1520)과 상기 제2피스톤(1530)은 연결 막대(1540)에 의해 연결되어, 상기 제1피스톤(1520)이 상기 제1자석부(1200)와의 척력에 의해 상기 제1회전 몸체(1100)에서 멀어지게 되면 상기 제2피스톤(1530)이 상기 제2자석부(1400)와의 인력에 의해 상기 제2회전 몸체(1300)와 밀착되면서 상기 제1피스톤(1520)과 상기 제2피스톤(1530)이 상기 제1회전 몸체(1100)와 상기 제2회전 몸체(1300) 사이에서 슬라이드 이동하게 된다. 상기 제1피스톤(1520)이 인력에 의해 상기 제1회전 몸체(1100)에 가까워지는 상태에서 사용자가 페달(P)을 가압하여 상기 크랭크축(100)을 회전시키면 상기 제1회전 몸체(1100)가 회전하면서 상기 제1피스톤(1520)과 척력이 발생하여 상기 크랭크축(1100)을 회전시키는 구동력을 증강시키게 된다.
상기 제1피스톤(1520)이 구비되는 상기 케이스(1510)의 일측 외주면에는 가이드홀(1512)이 형성되고, 상기 가이드홀(1512)은 상기 케이스(1510)의 일측 내부에 일단이 삽입되게 구비되는 상기 제1피스톤(1520)의 이동범위를 가이드 및 단속하는 역할을 하며, 상기 가이드홀(1512)는 상기 케이스(1510)의 길이방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 케이스(1510)의 일측 내부에 삽입되는 상기 제1피스톤(1520)의 일단에는 상기 가이드홀(1512)을 관통하여 상기 케이스(1510)의 외측으로 돌출되는 관통돌기(1522)가 형성되며, 상기 관통돌기(1522)는 상기 제1피스톤(1520)의 일단 외측면에서 외측으로 돌출되게 구비된다.
상기 관통돌기(1522)에는 연결 로드(1550)의 일단이 회전 가능하게 장착되고, 상기 연결 로드(1550)의 타단은 상기 크랭크축(100)에 이격되게 구비되는 평형추(130)를 연결하는 크랭크핀(140)에 회전 가능하게 장착된다. 상기 연결 로드(1550)는 상기 크랭크축(100) 및 상기 제1회전 몸체(1100)가 회전 시 상기 제1피스톤(1520)를 슬라이드 이동시키는 역할을 한다. 상기 제1피스톤(1520)는 상기 피스톤 자석(1520a)과 상기 제1자석부(1200)에서 발생되는 인력과 척력에 의해 슬라이드 가능하나, 상기 연결 로드(1550)에 의해서도 슬라이드 이동 가능하게 된다.
상기 케이스(1510)의 내경은 상기 제2피스톤(1520) 및 상기 제2피스톤(1530)의 외경보다 조금 큰 크기 또는 직경을 갖는 것이 바람직하며, 상기 제1피스톤(1520)과 상기 제2피스톤(1530)에 각각 구비되는 상기 피스톤 자석(1520a,1530a)은 상기 케이스(1510)의 외측에 위치하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 케이스(1510)와 상기 제1회전 몸체(1100) 및 상기 제2회전 몸체(1300)은 별도의 하우징에 의해 감싸여지는 것이 바람직하며, 별도의 하우징에 의해 상기 케이스(1510)와 상기 제1회전 몸체(1100) 및 상기 제2회전 몸체(1300)가 감싸짐으로써 상기 피스톤 자석(1520a,1530a)과 상기 제1자석부(1200) 및 제2자석부(1400)에 다른 자성을 가지는 물질이 부착되는 것을 방지하게 된다.
상기 케이스(1510)와 상기 제1피스톤(1520) 및 상기 제2피스톤(1530)을 원형으로 도시하면서 설명하였으나, 원형으로 한정하는 것은 아니며 상기 케이스(1510), 상기 제1피스톤(1520), 및 제2피스톤(1530)의 형상이 사각형 또는 다각형상을 가질 수 있다.
상기 크랭크축(100)에 상기 제1자석부(1200)가 구비되는 제1회전 몸체(1100)가 장착되고, 상기 회전축(300)에 상기 제2자석부(1400)가 구비되는 제2회전 몸체(1300)가 장착되며, 피스톤 자석(1520a,1530a)이 구비되는 제1피스톤(1520)과 제2피스톤(1530)이 상기 케이스(1510)의 내부에 구비됨에 따라 상기 크랭크축(100)과 상기 회전축(300) 및 상기 케이스(1510)는 자력에 의해 영향을 받지 않은 금속재질을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 자력을 이용한 구동력 증강 장치(1000)를 자전거에 적용되는 것으로 도시하면서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 실시 예에 따른 자력을 이용한 구동력 증강 장치(1000)는 휠체어에도 적용되어 휠체어 바퀴를 구동시키는 구동력을 증강시킬 수 있다.
따라서, 제1자석부(1200) 및 제2자석부(1400)와 피스톤 자석(1520a,1530a) 사이에서 발생되는 인력과 척력을 이용해 직선운동하는 피스톤부(1500)를 이용하여 자전거 크랭크축(100)을 회전시키는 구동력을 보조적으로 증강시킴으로써 사용자가 자전거 크랭크축(100)을 회전시키기 위해 페달을 밟는 힘을 저감시킬 수 있고, 그로 인해 사용자가 적은 힘을 가하여 경사를 쉽게 오를 수 있으며, 속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 크랭크축 110 : 크랭크저널
120 : 제1구동스프로킷 130 : 평형추
140 : 크랭크핀 200 : 체인
300 : 회전축
1000 : 자력을 이용한 구동력 증강 장치
1100 : 제1회전 몸체 1200 : 제1자석부
1220 : 제1상측 자석 1240 : 제1하측 자석
1300 : 제2회전 몸체 1400 : 제2자석부
1420 : 제2상측 자석 1440 : 제2하측 자석
1500 : 피스톤부 1510 : 케이스
1520 : 제1피스톤 1530 : 제2피스톤
1540 : 연결 막대 1550 : 연결 로드

Claims (9)

  1. 사용자의 힘이 전달되는 페달의 의해 회전되는 자전거의 크랭크축에 장착되며, 상기 크랭크축이 회전 시 함께 회전하는 원통형상의 제1회전 몸체;
    상기 제1회전 몸체의 둘레면에 구비되는 제1자석부;
    상기 크랭크축과 체인에 의해 연결되어 상기 크랭크축이 회전 시 함께 회전하는 회전축에 장착되며, 상기 회전축의 둘레면에 장착되는 원통형상의 제2회전 몸체;
    상기 제2회전 몸체의 둘레면에 구비되는 제2자석부; 및
    상기 제1회전 몸체와 상기 제2회전 몸체의 사이에 구비되며 상기 제1자석부 및 제2자석부와 인력과 척력을 발생시키는 피스톤 자석을 포함하며 인력과 척력에 의해 상기 제1회전 몸체와 상기 제2회전 몸체의 사이를 이동하면서 상기 제1회전 몸체와 연결되는 상기 크랭크축을 회전시키는 구동력을 발생시키는 피스톤부를 포함하되,
    상기 제1회전 몸체의 중앙부 및 상기 제2회전 몸체의 중앙부에는 상기 제1회전 몸체 및 상기 제2회전 몸체를 관통하는 다각형상을 가지는 제1관통홀 및 제2관통홀이 형성되고,
    상기 제1회전 몸체의 제1관통홀 및 상기 제2회전 몸체의 제2관통홀에 삽입되는 상기 크랭크축 및 상기 회전축의 일측에는 상기 체인과 연결되는 제1구동스프로킷 및 제2구동스프로킷이 구비되며,
    상기 크랭크축 및 상기 회전축의 타측에는 상기 제1관통홀 및 상기 제2관통홀과 대응되는 형상을 가지는 제1장착돌기 및 제2장착돌기가 상기 크랭크축 및 상기 회전축에 일체로 형성되는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1회전 몸체는 상기 크랭크축에 상기 체인이 연결되는 상기 제1구동스프로킷과 대응되게 위치하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1자석부는,
    상기 제1회전 몸체의 둘레면 상측에 구비되는 제1상측 자석과,
    상기 제1상측 자석과 대응되는 상기 제1회전 몸체의 둘레면 하측에 구비되는 제1하측 자석을 포함하며,
    상기 제1상측 자석과 상기 제1하측 자석은 서로 다른 극성을 가지고,
    상기 제1상측 자석과 상기 제1하측 자석 중 하나는 상기 피스톤 자석과 동일한 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2자석부는,
    상기 제2회전 몸체의 둘레면 상측에 구비되는 제2상측 자석과,
    상기 제2상측 자석과 대응되는 상기 제2회전 몸체의 둘레면 하측에 구비되는 제2하측 자석을 포함하며,
    상기 제2상측 자석과 상기 제2하측 자석은 서로 다른 극성을 가지고,
    상기 제2상측 자석과 상기 제2하측 자석 중 하나는 상기 피스톤 자석과 동일한 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤부는,
    내부가 중공인 케이스와,
    상기 제1회전 몸체와 인접하게 상기 케이스의 일측에 구비되며 상기 제1회전 몸체와 인접한 외측면에는 피스톤 자석이 구비되는 제1피스톤과,
    상기 제2회전 몸체와 인접하게 상기 케이스의 타측에 구비되며 상기 제2회전 몸체와 인접한 외측면에는 피스톤 자석이 구비되는 제2피스톤과,
    일단은 상기 제1피스톤의 내측면에 연결되고 타단은 상기 제2피스톤의 내측면에 연결되어 상기 제1피스톤과 제2피스톤을 연결하는 연결 막대를 포함하며,
    상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤은 상기 피스톤 자석과 상기 제1자석부 및 제2자석부의 인력과 척력에 의해 상기 케이스의 길이방향으로 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 케이스의 일측 외주면에는 상기 케이스의 길이방향으로 상기 제1피스톤의 이동범위를 가이드하는 가이드홀이 형성되고,
    상기 제1피스톤의 외측면에는 상기 가이드홀을 관통하여 상기 케이스의 둘레면 외측으로 돌출되는 관통돌기가 형성되는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 피스톤부는,
    일단은 상기 관통돌기에 회전 가능하게 장착되고 타단은 상기 크랭크축의 평형추 사이에 구비되는 크랭크핀에 회전 가능하게 장착되며, 상기 크랭크축 및 상기 제1회전 몸체가 회전 시 상기 제1피스톤을 슬라이드 이동시키는 연결 로드를 더 포함하는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 케이스의 내경은 상기 제1피스톤 및 제2피스톤의 외경보다 조금 더 큰 크기를 가지며,
    상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤에 구비되는 피스톤 자석은 상기 케이스의 외측에 위치하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 구동력 증강 장치.
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