KR20220139149A - Magnetic levitation module for electromagnetic induction hoverboard using cooling fins and blades coupled thereto - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 호버 보드 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기 유도방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈의 방열 성능을 높이기 위한 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a hoverboard-related technology, and more particularly, to a structure for increasing the heat dissipation performance of a magnetic levitation module for an electromagnetic induction type hoverboard.
도 1은 전자기 유도방식의 호버 보드를 나타낸 도면이다. 이는 전자기 유도방식을 사용해 구리와 같은 도체의 플레이트 표면 위에 자기장을 발생시켜 그 힘으로 데크를 뜨게 하는 원리로 되어 있다.1 is a view showing an electromagnetic induction type hover board. This is based on the principle of generating a magnetic field on the plate surface of a conductor such as copper using an electromagnetic induction method and using that force to float the deck.
데크의 하면에는 전자기 유도를 위한 자기 부상 모듈(전동기)이 다수 개가 부착되어 있다. 도 2는 종래의 전자기 유동방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈의 구조를 나타낸 단면도이다.A number of magnetic levitation modules (motors) for electromagnetic induction are attached to the lower surface of the deck. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional magnetic levitation module for a hover board of the electromagnetic flow method.
종래의 자기 부상 모듈의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 작동 유체인 공기의 흐름이 오직 모듈의 하단부로 흡입 및 토출되며, 각 유동이 서로 충돌하여 와류가 발생하게 된다. 그 결과 자기 부상 모듈의 주요 부품을 냉각시킨 후 온도가 상승한 공기가 자기 부상 모듈의 내부에 정체되는 문제가 발생한다.In the case of the conventional magnetic levitation module, as shown in FIG. 3 , a flow of air, which is a working fluid, is sucked and discharged only to the lower end of the module, and each flow collides with each other to generate a vortex. As a result, after cooling the main components of the magnetic levitation module, the air that has risen in temperature is stagnated inside the magnetic levitation module.
전자기 유도방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈은 외부 기류로 인해 자세 안정성에 민감한 영향을 받게 되는데, 앞서 설명한 흡입 및 토출되는 유동의 혼합으로 인해 발생하는 와류는 이에 부정적인 영향을 미친다.The magnetic levitation module for the electromagnetic induction hoverboard is sensitively affected on posture stability due to the external airflow.
주요 부품이 높은 온도까지 상승하는 호버 보드용 자기 부상 모듈의 경우 샤트프의 회전만으로 효과적인 공랭 효과를 기대하기 어렵고, 온도 상승으로 인한 성능 저하에 가장 민감한 마그넷의 경우 회전자에 속하기 때문에 별도의 수냉 유로를 설계하는 것은 한계점을 가진다.In the case of a magnetic levitation module for a hoverboard, where main components rise to a high temperature, it is difficult to expect an effective air cooling effect only by rotating the shaft. Designing the flow path has its limitations.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 냉각 핀과 이에 결합된 블레이드를 이용하여 방열 성능을 향상시킨 전자기 유도방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic levitation module for a hoverboard of an electromagnetic induction method having improved heat dissipation performance using a cooling fin and a blade coupled thereto. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 호버 보드용 자기 부상 모듈은, 데크의 하면에 부착되는 하우징; 하우징의 중심에 회전 가능도록 설치되는 샤프트; 샤프트의 외곽을 따라 하우징의 상면 내측에 부착되는 다수의 코어들; 코어들 각각의 외각을 둘러싸는 코일들; 샤프트에 고정되어 코어들의 하부에서 회전하는 다수의 날개들이 방사형으로 형성된 회전자; 날개들 사이에 위치하는 다수의 자성체들; 날개들 속에 실장된 다수의 냉각 핀들;을 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a magnetic levitation module for a hover board, a housing attached to the lower surface of the deck; a shaft rotatably installed in the center of the housing; a plurality of cores attached to the inner side of the upper surface of the housing along the outer periphery of the shaft; coils surrounding the outer shell of each of the cores; a rotor fixed to the shaft and formed in a radial shape with a plurality of blades rotating under the cores; a plurality of magnetic bodies positioned between the wings; Includes a plurality of cooling fins mounted in the wings.
본 발명의 실시예에 따른, 호버 보드용 자기 부상 모듈은, 날개들의 끝단에서 냉각 핀들에 결합되는 다수의 블레이드들;을 더 포함할 수 있다.The magnetic levitation module for a hoverboard according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of blades coupled to cooling fins at the ends of the wings.
그리고, 냉각 핀들은, 자성체들에서 발생되는 열들을 블레이드들로 전도할 수 있다.And, the cooling fins may conduct heat generated in the magnetic materials to the blades.
또한, 하우징은, 상면에 외부 공기를 흡입하기 위한 홀들이 형성되어 있을 수 있다.In addition, the housing may have holes for sucking in external air on the upper surface.
홀들은, 하우징 상면의 중앙부에 형성된 홀들과 하우징 상면의 외곽부에 형성된 홀들을 포함할 수 있다.The holes may include holes formed in the central portion of the upper surface of the housing and holes formed in the outer portion of the upper surface of the housing.
블레이드들은, 회전자의 회전에 연동하여 회전하여, 홀들을 통해 흡입되는 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.The blades may rotate in association with the rotation of the rotor to discharge air sucked through the holes to the outside.
블레이드들의 회전 반경은, 하우징의 반경 보다 짧을 수 있다.The radius of rotation of the blades may be shorter than the radius of the housing.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 호버 보드는, 데크; 데크의 하면에 설치되는 다수의 자기 부상 모듈들;을 포함하고, 자기 부상 모듈은, 데크의 하면에 부착되는 하우징; 하우징의 중심에 회전 가능도록 설치되는 샤프트; 샤프트의 외곽을 따라 하우징의 상면 내측에 부착되는 다수의 코어들; 코어들 각각의 외각을 둘러싸는 코일들; 샤프트에 고정되어 코어들의 하부에서 회전하는 다수의 날개들이 방사형으로 형성된 회전자; 날개들 사이에 위치하는 다수의 자성체들; 날개들 속에 실장된 다수의 냉각 핀들;을 포함한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a hover board, a deck; Includes; a plurality of magnetic levitation modules installed on the lower surface of the deck, the magnetic levitation module, the housing attached to the lower surface of the deck; a shaft rotatably installed in the center of the housing; a plurality of cores attached to the inner side of the upper surface of the housing along the outer periphery of the shaft; coils surrounding the outer shell of each of the cores; a rotor fixed to the shaft and formed in a radial shape with a plurality of blades rotating under the cores; a plurality of magnetic bodies positioned between the wings; Includes a plurality of cooling fins mounted in the wings.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 냉각 핀과 이에 결합된 블레이드를 이용하여 전자기 유도방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈의 방열 성능을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to embodiments of the present invention, it is possible to improve the heat dissipation performance of the electromagnetic induction type magnetic levitation module for a hover board by using the cooling fins and the blades coupled thereto.
구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 로터에 형성된 블레이드의 회전을 통해 외부 기류를 효과적으로 순환시켜 전동기의 방열 성능을 향상시키고, 하우징에 홀 및 냉각 구조를 적용하여 방열 성능을 향상키며, 로터의 내부에 형성된 냉각핀을 통해 전자기적 성능에 민감한 영향을 끼치는 마그넷의 온도를 하강시킬 수 있게 된다.Specifically, according to embodiments of the present invention, the heat dissipation performance of the electric motor is improved by effectively circulating external airflow through the rotation of the blade formed in the rotor, and the heat dissipation performance is improved by applying the hole and cooling structure to the housing, and the rotor It is possible to lower the temperature of the magnet, which has a sensitive effect on the electromagnetic performance, through the cooling fins formed inside of it.
도 1은 전자기 유도방식의 호버 보드를 나타낸 도면,
도 2는 종래의 전자기 유동방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈의 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 종래의 자기 부상 모듈의 문제점을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명이 적용가능한 전자기 유도방식의 호버 보드를 개괄적으로 나타낸 도면,
도 5 내지 도 7은, 자기 부상 모듈의 설치 구조들을 예시한 도면들,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 모듈의 구조도,
도 9 및 도 10은, 하우징의 상세 구조도,
도 11 및 도 12는, 로터와 냉각 핀의 상세 구조도,
도 13은 블레이드의 상세 구조도이다.1 is a view showing an electromagnetic induction type hover board;
2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional magnetic levitation module for a hoverboard of an electromagnetic flow method;
Figure 3 is a view showing the problem of the conventional magnetic levitation module,
4 is a view schematically showing an electromagnetic induction hover board to which the present invention is applicable;
5 to 7 are views illustrating the installation structures of the magnetic levitation module,
8 is a structural diagram of a magnetic levitation module according to an embodiment of the present invention;
9 and 10 are detailed structural views of the housing;
11 and 12 are detailed structural views of the rotor and cooling fins;
13 is a detailed structural diagram of the blade.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 4는 본 발명이 적용가능한 전자기 유도방식의 호버 보드를 개괄적으로 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 호버 보드 데크(10)의 하면에는 다수의 자기 부상 모듈(100)이 부착된다.4 is a view schematically showing an electromagnetic induction type hover board to which the present invention is applicable. 5 to 7 , a plurality of
도 5 내지 도 7에 제시된 구조는 예시적인 것들에 불과하다. 데크(10)의 하면에 부착되는 자기 부상 모듈(100)의 개수와 위치는 호버 보드의 사양과 용도에 따라 다양한 구현이 가능하다.The structures shown in FIGS. 5 to 7 are merely exemplary. The number and location of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 모듈(100)의 구조도이다. 본 발명의 실시예에 따른 자기 부상 모듈(100)은, 전자기 유도방식으로 자기장을 발생키켜 플레이트 상에 데크(10)를 부상시키기 위한 모듈이다.8 is a structural diagram of the
본 발명의 실시예에 따른 자기 부상 모듈(100)은, 방열 성능을 높이기 위한 구조로, 회전자인 로터(150)에 원주 방향으로 배치된 냉각 핀과 이에 고정되는 블레이드(170)를 채택하고 있으며, 하우징(110)의 상면에 홀이 형성되어 있고 측면에 방열 구조가 형성되어 있는 바, 이하에서 상세히 설명한다.The
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 자기 부상 모듈(100)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(110), 샤프트(120), 코어들(130), 코일들(140), 로터(150), 마그넷들(160) 및 블레이드들(170)을 포함하여 구성된다.Specifically, the
하우징(110)은 데크(10)의 하면에 부착된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 상면에는 외부 공기를 흡입하기 위한 흡입 홀들이 형성되어 있다. 자기 부상 모듈(100)의 내부에서 가열된 공기의 원활한 순환 및 방열 성능 향상을 위한 구조이다.The housing 110 is attached to the lower surface of the
자기 부상 모듈(100)의 내부에 외부 공기의 원활한 공급을 위해, 흡입 홀들은 하우징(110)의 중앙부와 외곽부에 각각 형성되어 있다.For the smooth supply of external air to the inside of the
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 내벽에는 수직 방향으로 다수의 홈들이 형성되어 있는데, 내부 공기의 접촉 면적을 증가시켜 방열 성능을 향상시키기 위한 구조이다. 홈들이 수직 방향으로 형성된 것은 자기 부상 모듈(100)의 내부 유동을 최대한 방해하지 않도록 하기 위함이다.In addition, as shown in FIG. 10 , a plurality of grooves are formed in the vertical direction on the inner wall of the housing 110 , and it is a structure for increasing the contact area of internal air to improve heat dissipation performance. The grooves are formed in the vertical direction so as not to interfere with the internal flow of the
다시, 도 8을 참조하여 설명한다.Again, it will be described with reference to FIG. 8 .
샤프트(120)는 하우징(110)의 중심을 기준으로 회전 가능도록 설치된다. 코어들(130)은 샤프트(120)의 외곽을 따라 하우징(110)의 상면 내측에 부착된다. 코일들(140)은 코어들(130) 각각의 외각을 둘러싸고 있다.The shaft 120 is installed to be rotatable based on the center of the housing 110 . The cores 130 are attached to the inside of the upper surface of the housing 110 along the outer edge of the shaft 120 . The
로터(150)는 상부가 샤프트(120)에 고정되어 코어들(130)의 하부에서 회전하는 회전자이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 로터(150)에는 다수의 날개들이 방사형으로 형성되어 있다.The
한편, 로터(150)에 형성된 날개들의 내부에는 냉각 핀들(155)이 실장되어 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 로터(150)에 형성된 날개들 사이에는 자성체인 마그넷들(160)이 위치하는데, 냉각 핀들(155)은 마그넷들(160)에서 발생하여 전도되는 열을 외부로 방출하는 경로로 사용된다. 따라서, 냉각 핀들(155)은 열 전도율이 높은 메탈 재질을 사용하는 것이 방열 성능 면에서 유리하다.Meanwhile, cooling fins 155 are mounted inside the wings formed on the
블레이드들(170)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 로터(150)에 형성된 날개들의 끝단에 설치되어, 로터(150)의 회전에 연동하여 회전한다.The
블레이드들(170)은 로터(150)의 날개들에 형성된 냉각 핀들(155)과 결합되어 있어, 냉각 핀들(155)을 통해 마그넷들(160)로부터 전도된 열을 외부로 방출시킨다.The
또한, 블레이드들(170)은 전술한 하우징(110)의 상면에서 흡입되는 대기를 외부로 배출시켜, 자기 부상 모듈(100)의 내부에 유동이 정체되는 현상 및 자기 부상 모듈(100)과 플레이트 사이에서 발생하는 불안정한 기류를 해결한다.In addition, the
한편, 블레이드들(170)은 원심형 팬의 형상인데, 하우징(110)의 상면에서 흡입된 대기가 바닥면으로 유도될 경우 이차 유동이 발생하여 손실이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.On the other hand, the
또한, 고속으로 회전하는 블레이드들(170)에 의한 사고를 방지하기 위해 블레이드들(170)의 회전 반경은 하우징(110)의 반경 보다 짧게 구현하여 블레이드들(170)가 하우징(110)의 외곽으로 돌출되지 않도록 한다.In addition, in order to prevent accidents caused by the
지금까지, 냉각 핀과 이에 결합된 블레이드를 이용한 전자기 유도방식의 호버 보드용 자기 부상 모듈에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Up to now, a preferred embodiment of the magnetic levitation module for an electromagnetic induction type hoverboard using a cooling fin and a blade coupled thereto has been described in detail.
위 실시예에서 로터(150)에 형성되는 날개의 개수와 이에 따라 결정되는 냉각 핀(155)의 개수 및 블레이드들(170)의 개수는 8개로 도시하고 설명하였으나, 설명의 편의를 위한 예시적인 것에 불과하다. 사양과 필요에 따라 이들의 개수를 변경하는 것이 가능하다.In the above embodiment, the number of blades formed in the
나아가, 하우징(110)은 상면에 형성된 홀들의 개수와 위치도 예시적인 것으로 사양과 필요에 따른 변형이 가능함은 물론이다.Furthermore, the number and position of the holes formed on the upper surface of the housing 110 are exemplary, and it is of course possible to modify the housing 110 according to specifications and needs.
본 발명의 실시예에 따른 자기 부상 모듈은 전자기 유도방식의 호버 보드용 전동기로써, 냉각 핀과 블레이드를 통한 방열 성능 향상을 통해 자기 부상 모듈의 전자기적 성능을 향상시켰다.The magnetic levitation module according to an embodiment of the present invention is an electromagnetic induction type electric motor for a hoverboard, and the electromagnetic performance of the magnetic levitation module is improved by improving heat dissipation performance through cooling fins and blades.
구체적으로, 블레이드의 회전을 통해 외부 기류를 효과적으로 순환시켜 전동기의 방열 성능을 향상시켰고, 하우징에 홀 및 냉각 구조를 적용하여 방열 성능을 향상시켰으며, 로터의 결합된 냉각핀을 통해 전자기적 성능에 민감한 영향을 끼치는 마그넷의 온도를 하강시켰다.Specifically, the heat dissipation performance of the motor was improved by effectively circulating the external airflow through the rotation of the blade, the heat dissipation performance was improved by applying a hole and cooling structure to the housing, and the electromagnetic performance was improved through the combined cooling fins of the rotor. The temperature of the magnet, which has a sensitive effect, was lowered.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
10 : 데크
100 : 자기 부상 모듈
110 : 하우징
120 : 샤프트
130 : 코어
140 : 코일
150 : 로터
160 : 마그넷
170 : 블레이드10 : deck
100: magnetic levitation module
110: housing
120: shaft
130: core
140: coil
150: rotor
160: magnet
170 : Blade
Claims (8)
하우징의 중심에 회전 가능도록 설치되는 샤프트;
샤프트의 외곽을 따라 하우징의 상면 내측에 부착되는 다수의 코어들;
코어들 각각의 외각을 둘러싸는 코일들;
샤프트에 고정되어 코어들의 하부에서 회전하는 다수의 날개들이 방사형으로 형성된 회전자;
날개들 사이에 위치하는 다수의 자성체들;
날개들 속에 실장된 다수의 냉각 핀들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
a housing attached to the lower surface of the deck;
a shaft rotatably installed in the center of the housing;
a plurality of cores attached to the inner side of the upper surface of the housing along the outer periphery of the shaft;
coils surrounding the outer shell of each of the cores;
a rotor fixed to the shaft and formed in a radial shape with a plurality of blades rotating under the cores;
a plurality of magnetic bodies positioned between the wings;
A magnetic levitation module for a hoverboard comprising a; a plurality of cooling fins mounted in the wings.
날개들의 끝단에서 냉각 핀들에 결합되는 다수의 블레이드들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
The method according to claim 1,
A magnetic levitation module for a hover board, characterized in that it further comprises; a plurality of blades coupled to the cooling fins at the ends of the wings.
냉각 핀들은,
자성체들에서 발생되는 열들을 블레이드들로 전도하는 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
3. The method according to claim 2,
cooling fins,
A magnetic levitation module for a hover board, characterized in that it conducts heat generated from magnetic materials to the blades.
하우징은,
상면에 외부 공기를 흡입하기 위한 홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
3. The method according to claim 2,
the housing,
A magnetic levitation module for a hover board, characterized in that holes for sucking in external air are formed on the upper surface.
홀들은,
하우징 상면의 중앙부에 형성된 홀들과 하우징 상면의 외곽부에 형성된 홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
5. The method according to claim 4,
halls,
A magnetic levitation module for a hover board, comprising holes formed in the central portion of the upper surface of the housing and holes formed in the outer portion of the upper surface of the housing.
블레이드들은,
회전자의 회전에 연동하여 회전하여, 홀들을 통해 흡입되는 공기를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
5. The method according to claim 4,
the blades,
A magnetic levitation module for a hover board, characterized in that by rotating in association with the rotation of the rotor, the air sucked through the holes is discharged to the outside.
블레이드들의 회전 반경은,
하우징의 반경 보다 짧은 것을 특징으로 하는 호버 보드용 자기 부상 모듈.
7. The method of claim 6,
The radius of rotation of the blades is
Maglev module for hoverboard, characterized in that it is shorter than the radius of the housing.
데크의 하면에 설치되는 다수의 자기 부상 모듈들;을 포함하고,
자기 부상 모듈은,
데크의 하면에 부착되는 하우징;
하우징의 중심에 회전 가능도록 설치되는 샤프트;
샤프트의 외곽을 따라 하우징의 상면 내측에 부착되는 다수의 코어들;
코어들 각각의 외각을 둘러싸는 코일들;
샤프트에 고정되어 코어들의 하부에서 회전하는 다수의 날개들이 방사형으로 형성된 회전자;
날개들 사이에 위치하는 다수의 자성체들;
날개들 속에 실장된 다수의 냉각 핀들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 호버 보드.
deck;
Including; a plurality of magnetic levitation modules installed on the lower surface of the deck;
The magnetic levitation module is
a housing attached to the lower surface of the deck;
a shaft rotatably installed in the center of the housing;
a plurality of cores attached to the inner side of the upper surface of the housing along the outer periphery of the shaft;
coils surrounding the outer shell of each of the cores;
a rotor fixed to the shaft and formed in a radial shape with a plurality of blades rotating under the cores;
a plurality of magnetic bodies positioned between the wings;
A hoverboard comprising a; a plurality of cooling fins mounted in the wings.
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KR1020210045424A KR20220139149A (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Magnetic levitation module for electromagnetic induction hoverboard using cooling fins and blades coupled thereto |
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2021
- 2021-04-07 KR KR1020210045424A patent/KR20220139149A/en unknown
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