KR101182849B1

KR101182849B1 - 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치

Info

Publication number: KR101182849B1
Application number: KR1020110143341A
Authority: KR
Inventors: 최태광
Original assignee: 최태광
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-09-14
Also published as: KR20120030993A

Abstract

본 발명은 고전류로 알리코 자석의 극성을 변환하여 자력선의 경로를 변경하는 종래 기술의 한계를 극복할 수 있는 것으로, 폴 피스와 요크 사이에 미세한 간격을 두어 전류공급 없이 영구자석 모듈로 홀딩력을 발생하고 홀딩 해제 시에 전류를 공급하여 폴 피스와 요크 사이의 간격을 전자석의 자기장으로 연결시키는 방법, 전자석에 대한 전류의 공급 방향을 전환하여 자력선의 흐름을 변경함으로써 자성체를 홀딩하거나 홀딩 해제하는 방법, 제 1 자석 모듈과 전자석을 갖는 제 2 자석 모듈을 두고 제 1 자석 모듈과 제 2 자석 모듈 사이의 홀딩력을 제거할 때 제 2 자석 모듈의 전자석에 전류를 공급하여 자력선의 흐름의 방향을 제어하는 방법을 이용한 것이다. 본 발명은 저전류 사용으로 구조에 구애받지 않아 다양한 장치에 응용될 수 있다. 본 발명은 종래 영구전자석기술의 고전류, 불안전한 성능, 발열, 코일손상, 안전, 크기, 매우 높은 가격, 좁은 응용분야 등의 많은 과제를 해결하여 좋은 성능의 홀딩장치를 보편화시킬 수 있다.

Description

영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치{MAGNETIC SUBSTANCE HOLDING DEVICE COMBINING PERMANENT MAGNET WITH ELECTROMAGNET}

본 발명은 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 영구자석의 자력선의 경로를 전자석을 이용하여 변경하여 자성체를 홀딩하거나 자성체의 홀딩을 해제할 수 있는 새로운 구조의 자성체 홀딩장치에 관한 것이다.

자성체 홀딩장치(Magnetic Substance Holding Device)는 철과 같은 자성체(Magnetic Substance)를 자기력을 이용해 고정하는 장치이다. 자성체 홀딩장치는 사출기나 프레스 기계의 금형 클램핑 장치나, 공작기계의 공작물을 고정하기 위한 척 등에 사용되고 있다.

종래의 자기력을 이용한 자성체 홀딩장치는, 전자석을 이용하거나 영구전자석을 이용한 것이 알려져 있다.

전자석(ELECTROMAGNET)을 이용한 자성체 홀딩 장치는 플레밍의 전자기 유도 법칙에 의하여 코일에 전류를 공급할 때 자기력이 발생하는 원리를 이용하는 것이다. 전자석을 이용한 자성체 홀딩 장치는 사이즈에 비하여 홀딩하는 힘이 약해서 응용분야가 제한되며, 대상물을 홀딩하기 위하여 계속 전류를 공급하여야 하기 때문에 전력 소모 및 발열량이 많고, 제품의 구조가 복잡하고 단일구조라는 단점이 있다. 또한, 장시간 사용할 경우 코일의 성능이 저하되어 내구성이 떨어지고, 제품을 소형화하기가 어렵다는 단점이 있다.

영구 전자석(PERMANENT ELECTRO MAGNET)을 이용한 자성체 홀딩장치로는 미국등록특허 US4,956,625호에 개시되어 있는 것을 예로 들 수 있다. 영구전자석을 이용할 경우, 자성체 대상물을 홀딩할 경우와 홀딩을 해제할 경우에만 전력이 필요하므로 장시간 대상물을 고정하여야 할 경우에 전력이 소모되지 않는 장점이 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 영구 전자석을 이용한 자성체 홀딩 장치는 요크(1), 폴 피스(Pole piece, 2), 중간 폴 부재(Intermediate pole member, 3), 주영구자석(4), 이차영구자석(5), 주영구자석(4) 주위에 감져진 도선(6)으로 구성되는 복수의 모듈과 고압전원공급장치(7) 등으로 구성된다. 상기의 구성에서 주영구자석(4)은 주위에 감긴 도선에 고전류를 인가함에 의하여 착자와 탈자가 가능한 알리코 자석을 주영구자석(4)으로 사용한다. 알리코 자석은 영구자석 중에서 가장 저전류로 착자와 탈자가 가능한 자석으로 알려져 있다. 상기 홀딩장치는 폴 피스(2)와 요크(1)의 밑판 사이에 위치하는 주영구자석(4)의 주위에 감긴 도선(6)에 순간적으로 고전류를 인가하여 주영구자석(4)의 극성을 변환시켜서, 자성체인 대상물(9)을 자기력에 의하여 홀딩(고정)하거나 홀딩(고정)을 해제한다. 대상물(9)의 홀딩과 홀딩 해제를 위하여 주영구자석(4)의 극성을 변화시키기 위해서는 고전류가 필요하다. 따라서, 안전 사고의 위험이 높으며, 착자와 탈자를 반복함에 따라서 히스테리시스 현상에 의한 불완전한 착자로 홀딩력이 저하되고, 코일의 발열로 내구성이 취약한 문제점이 있다. 또한, 모듈의 크기가 커서 소형화가 어렵고, 고 전류에 의한 단일한 구조와 고전류 공급장치의 구조가 복잡하고 가격이 고가이며, 적용 범위가 제한적인 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 전자석을 이용한 자성체 홀딩장치와 영구전자석을 이용한 자성체 홀딩장치가 갖는 문제점을 해결한 새로운 구조의 자성체 홀딩 장치를 제공한다.

본 발명의 목적은 구조가 간단하여 제조 비용이 저렴하고 소형화가 용이하며, 사이즈에 비하여 자성체를 홀딩하는 힘이 커서 다양한 분야에 적용 가능한 자성체 홀딩장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 홀딩 조작시나 홀딩 해제 시에만 낮은 전압(저전류)을 인가하고, 자성체의 홀딩 상태나 홀딩 해제 상태를 유지할 수 있는 단순하면서도 새로운 구조의 자성체 홀딩 장치를 제공하는 것이다.

홀딩이나 홀딩 해제 시, 이미 형성되어 있는 자력선의 경로를 반대로 바꿀 수 있는 방법은 특정 경로의 자석의 극성을 바꾸어 영구자석의 자력선 방향을 변경할 수 있는데, 본 발명은 고전류로 알리코 자석의 극성을 변환하여 자력선의 경로를 변경하는 종래 기술의 한계를 극복할 수 있는 것으로, 다음과 같은 세 가지 방법을 이용하는 것이다.

첫 번째는, 폴 피스와 요크 사이에 미세한 간격을 두어 전류공급 없이 영구자석 모듈로 홀딩력을 발생하고, 홀딩 해제 시에 전류를 공급하여 폴 피스와 요크 사이의 간격을 전자석의 자기장으로 연결시키는 방법이다. 첫 번째 방법에서 철심을 이동시켜 철심으로 폴 피스와 요크를 연결할 수 있다. 두 번째는, 전자석에 대한 전류의 공급 방향을 전환하여 자력선의 흐름을 변경함으로써 자성체를 홀딩하거나 홀딩 해제하는 방법이다. 세 번째는, 제 1 자석 모듈과 전자석을 갖는 제 2 자석 모듈을 두고, 제 1 자석 모듈과 제 2 자석 모듈 사이의 홀딩력을 제거할 때 제 2 자석 모듈의 전자석에 전류를 공급하여 자력선의 흐름의 방향을 제어하는 방법이다.

이러한 본 발명은 저전류 사용으로 구조에 구애받지 않아 다양한 장치에 응용될 수 있다. 본 발명은 종래 영구전자석기술의 고전류, 불안전한 성능, 발열, 코일손상, 안전, 크기, 매우 높은 가격, 좁은 응용분야 등의 많은 과제를 해결하여 좋은 성능의 홀딩장치를 보편화시킬 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는, 요크, 상기 요크와 이격되도록 배치되고 자성체를 홀딩하기 위한 홀딩면을 갖는 폴 피스, 일단이 상기 요크에 연결되고 타단이 상기 폴 피스에 연결된 영구자석, 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단은 상기 요크에 연결되고 상기 철심의 타단은 상기 폴 피스에 연결된 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 포함한다. 상기 전자석 제어장치는, 상기 폴 피스의 홀딩면에 접한 자성체를 홀딩할 경우, 자력선이 상기 영구자석 - 폴피스 - 철심 - 요크 - 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 자력선의 방향에 반대되는 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가하고, 상기 폴 피스의 홀딩면에 접해 홀딩된 자성체의 홀딩을 해제할 경우, 자력선이 상기 영구자석 - 폴피스 - 철심 - 요크 - 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 자력선의 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는, 요크, 상기 요크와 이격되도록 상기 요크의 내부에 배치되고 자성체를 홀딩하기 위한 홀딩면을 갖는 제 1 폴 피스 및 제 2 폴 피스, 일단이 상기 제 1 폴 피스에 접하고 타단이 상기 제 2 폴 피스에 접하는 중간 영구자석, 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단은 상기 제 1 폴 피스에 접하고 상기 철심의 타단은 상기 제 2 폴 피스에 접하도록 배치되는 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 포함한다. 상기 전자석 제어장치는, 상기 각 폴 피스의 홀딩면에 접한 자성체를 홀딩할 경우, 자력선이 상기 중간 영구자석 - 제 1 폴 피스 - 철심 - 제 2 폴 피스 - 중간 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 자력선의 방향에 반대되는 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가하고, 상기 폴 피스의 홀딩면에 접해 홀딩된 자성체의 홀딩을 해제할 경우, 자력선이 상기 중간 영구자석 - 제 1 폴 피스 - 철심 - 제 2 폴 피스 - 중간 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 자력선의 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가한다.

본 발명의 또다른 측면에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는, 요크, 상기 요크와 이격되도록 배치되고 자성체를 홀딩하기 위한 홀딩면을 갖는 폴 피스, 일단이 상기 요크에 연결되고 타단이 상기 폴 피스에 연결된 영구자석, 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단은 상기 요크에 연결되고 상기 철심의 타단은 상기 폴 피스와 일정 간격 이격되도록 배치된 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 포함한다. 상기 전자석 제어장치는, 상기 폴 피스의 홀딩면에 접하여 홀딩된 자성체의 홀딩을 해제할 경우, 상기 자력선이 영구자석 - 폴 피스 - 철심 - 요크 - 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가한다.

본 발명의 또다른 측면에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는, 요크, 상기 요크와 이격되도록 상기 요크의 내부에 배치되고 자성체를 홀딩하기 위한 홀딩면을 갖는 제 1 폴 피스 및 제 2 폴 피스, 일단이 상기 제 1 폴 피스에 접하고 타단이 상기 제 2 폴 피스에 접하는 중간 영구자석, 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단은 상기 제 1 폴 피스에 접하고 상기 철심의 타단은 상기 제 2 폴 피스와 일정 간격 이격되도록 배치된 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 포함한다. 상기 전자석 제어장치는, 상기 제 1 폴 피스 및 상기 제 2 폴 피스의 각 홀딩면에 접하여 홀딩된 자성체의 홀딩을 해제할 경우, 자력선이 상기 중간 영구자석 - 제 1 폴 피스 - 철심 - 제 2 폴 피스 - 중간 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가한다.

본 발명의 또다른 측면에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는, 제 1 요크와 상기 제 1 요크와 이격되도록 상기 제 1 요크의 내부에 배치되고 홀딩면을 갖는 폴 피스와 일단은 상기 폴 피스의 일면에 접하고 타단은 상기 제 1 요크에 접하도록 상기 제 1 요크와 상기 폴 피스 사이에 배치되는 영구자석을 구비하는 제 1 자석 모듈, 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단에 상기 폴 피스의 홀딩면에 대응하는 홀딩면이 마련된 전자석과 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 구비하는 제 2 자석 모듈을 포함한다. 상기 전자석 제어장치는, 상기 폴 피스의 홀딩면과 상기 철심의 홀딩면을 상호 홀딩할 경우, 자력선이 상기 영구자석 - 폴 피스 - 철심 - 제 1 요크 - 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 자력선의 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가하고, 상기 폴 피스의 홀딩면과 상기 철심의 홀딩면 사이의 상호 홀딩을 해제할 경우, 자력선이 상기 철심을 통과하지 못하는 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가한다.

본 발명에 의한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩 장치는 동일면적에 최적의 홀딩력을 구현할 수 있고, 설치할 장치의 내부의 크기에 따라 모듈로 확장하거나 크기를 축소하는 것이 용이하며, 리프트, 척, 각종 잠금 장치, 응용기계, 로봇 등 다양한 산업에 확대 응용이 가능하다.

또한, 본 발명에 의한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩 장치는 구조가 간단하고 단순한 부품을 사용하여 제조가 용이하고 제조비용이 낮으며, 전력 소모가 작아 유지 비용이 낮고, 사용하기 안전하고 편리하다.

또한, 본 발명에 의한 영구자석과 전자석 융합 홀딩장치는 구조가 단순하여 소형으로 제조가 가능하며 성능 대비 제조 원가가 저렴하고, 저 전류로 작동이 가능하여 고장 발생이 적고, 제품의 신뢰성을 높일 수어서 다양한 분야에 적용이 가능하다.

도 1은 종래의 영구전자석을 이용한 자성체 홀딩장치의 개략도이다.
도 2 내지 도 21b는 본 발명에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치의 실시예들로, 전자석을 이용하여 영구자석 - 폴피스 - 자성체 - 요크를 통과하는 자력선의 흐름을 전자석을 이용하여 영구자석- 폴피스 - 철심- 요크를 통과하여 흐르도록 전환하여 자성체의 홀딩을 해제하는 다양한 실시예를 나타낸다.
도 23 내지 도 34b는 본 발명에 따른 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치의 실시예들로, 전자석을 이용하여 자력선의 흐름을 변경하여 자성체를 홀딩하거나 홀딩을 해제시키는 다양한 실시예를 나타낸다.
도 35 내지 도 43은 영구자석을 갖는 제 1 자석 모듈과 전자석을 갖는 제 2 자석 모듈을 포함하고, 제 1 자석 모듈과 제 2 자석 모듈 사이의 홀딩력을 제거할 때 제 2 자석 모듈의 전자석에 전류를 공급하여 자력선의 흐름의 방향을 제어하는 다양한 실시예를 나타낸다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는, 도 2 내지 도 20에 도시된 것과 같이 전자석을 이용하여 영구자석 - 폴피스 - 자성체 - 요크를 통과하는 자력선의 흐름을 전자석을 이용하여 영구자석- 폴피스 - 철심- 요크를 통과하여 흐르도록 전환하여 자성체의 홀딩을 해제하는 타입과, 도 23 내지 도 34b에 도시된 것과 같이 전자석을 이용하여 자력선의 흐름을 변경하여 자성체를 홀딩하거나 홀딩을 해제시키는 타입과, 도 35 내지 도 43에 도시된 것과 같이 영구자석을 갖는 제 1 자석 모듈과 전자석을 갖는 제 2 자석 모듈을 포함하고 제 1 자석 모듈과 제 2 자석 모듈 사이의 홀딩력을 제거할 때 제 2 자석 모듈의 전자석에 전류를 공급하는 타입으로 구분될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 20을 참조하여 본 발명에 의한 첫 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치의 다양한 실시예에 대하여 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(10)는, 요크(11), 요크(11)의 내부에 배치되는 한 쌍의 폴 피스(15), 요크(11)와 각 폴 피스(15) 사이에 배치되는 복수의 영구자석(17), 두 폴 피스(15) 사이에 배치되는 전자석(18) 및 중간 영구자석(30), 전자석(18)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치(24)를 포함한다.

요크(11)는 밑판(12)과 밑판(12)의 가장자리에 배치되는 복수의 측판(13)을 갖는다. 이들 밑판(12)과 측판(13)은 일체형으로 이루어질 수 있다. 요크(11)는 외부에서 자기장이 가해질 때 그 자기장의 방향으로 자화되는 강자성체로 이루어진다.

제 1 및 제 2 폴 피스(15)는 요크(11)의 내부에 요크(11)로부터 이격되도록 배치된다. 각 폴 피스(15)는 자성체(W)를 홀딩하기 위한 홀딩면(16)을 갖는다. 폴 피스(15)는 요크(11)와 같이 강자성체로 이루어진다. 폴 피스(15)는 지지부재(29)에 의해 지지되어 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다. 지지부재(29)로는 플라스틱 등 자기장에 영향을 받지 않은 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 지지부재(29)는 폴 피스(15)를 지지함과 동시에 폴 피스(15)를 통과하는 자력선이 요크(11)로 전달되지 못하게 하는 역할을 한다.

복수의 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 중간 영구자석(30)이 접하지 않은 나머지 측면 사이에 배치된다. 복수의 영구자석(17)은 중간 영구자석(30)이 접한 극과 동일한 극이 폴 피스(15)에 접한다. 즉, 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)에는 영구자석들(17)의 N극이 접하고, 중간 영구자석(30)의 S극이 접한 폴 피스(15)에는 영구자석들(17)의 S극이 접한다.

전자석(18)은 철심(19)과 철심(19)을 감싸는 코일 조립체(20)를 포함한다. 코일 조립체(20)는 전류 공급을 위한 코일(21)과 코일(21)을 감싸는 비도체인 보빈(22)으로 구성된다. 전자석(18)은 철심(19)의 일단이 제 1 폴 피스(15)의 측면에 접하고 철심(19)의 타단이 제 2 폴 피스(15)의 측면과 대면하도록 두 폴 피스(15) 사이에 배치된다. 철심(19)의 타단은 제 2 폴 피스(15)의 측면으로부터 일정 간격 이격된다. 철심(19)과 제 2 폴 피스(15) 사이의 간극(G)은 코일(21)에 전류가 공급되어 철심(19)이 자화될 때 철심(19)에서 나오는 자력선이 제 2 폴 피스(15)로 이동할 수 있는 크기이다.

철심(19)의 타단이 인접하는 제 2 폴 피스(15)와 전자석(18)의 사이에는 철심(19)을 제 2 폴 피스(15)로부터 이격된 상태로 전자석(18)을 지지하기 위한 분리부재(23)가 배치된다. 분리부재(23)는 자기장에 영향을 받지 않은 플라스틱 등 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 물론, 분리부재(23)는 생략될 수 있으며, 이 경우 코일 조립체(20)의 보빈(22) 끝단이 제 2 폴 피스(15)의 측면에 접하게 된다.

이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(10)의 작용에 대하여 설명한다.

도 4a에 도시된 것과 같이, 전자석(18)이 자화되지 않으면, 영구자석(17)과 중간 영구자석(30)의 자력선이 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과하는 폐루프를 형성한다. 즉, 자력선이 중간 영구자석 - 제 1 폴 피스 - 제 2 폴 피스 - 중간 영구자석 순으로 귀환한다. 이때, 영구자석(17)과 중간 영구자석(30)의 자력선은 두 폴 피스(15) 사이의 전자석(18)을 통과하지 못한다. 이때, 자성체(W)를 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)으로 접근시키면 자성물질인 자성체(W)가 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩된다.

한편, 도 4b에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류를 공급하여 전자석(18)의 각 폴 피스(15)에 접한 끝단을 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 반대되는 극으로 자화시키면 자성체(W)를 각 (16)으로부터 이탈시킬 수 있다. 즉, 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)에 접한 전자석(18)의 끝단을 S극이 되도록 자화시키고, 중간 영구자석(30)의 S극이 접한 폴 피스(15)에 인접한 전자석(18)의 끝단을 N극이 되도록 자화시키면, 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 자력선 방향이 전자석(18) 쪽으로 꺾인다. 이때, 자력선이 중간 영구자석 - 제 1 폴 피스 - 철심 - 제 2 폴 피스 - 중간 영구자석 순으로 귀환한다. 따라서, 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통한 자력선의 흐름은 형성되지 않아 각 홀딩면(16)에서의 홀딩력이 제거된다.

그리고 전자석(18)에 공급하던 전류를 차단하면, 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 자력선 방향이 다시 바뀌어 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 자성체(W)를 홀딩할 수 있는 홀딩력이 발생한다.

한편, 전자석(18)을 자화시킴으로써 홀딩력을 증가시킬 수도 있다. 즉, 도 5에 도시된 것과 같이, 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한 상태에서 전자석(18)에 전류를 공급하여 각 폴 피스(15)에 접한 철심(19)의 끝단을 이들이 인접한 각 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 같은 극이 되도록 자화시키면, 전자석(18)의 자력선이 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과하면서 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선과 더해진다. 따라서, 전체 자력이 증가하여 각 홀딩면(16)에서의 홀딩력이 증가하게 된다.

본 발명에 있어서, 요크(11)나 폴 피스(15)의 형상은 도시된 것으로 한정될 필요는 없고, 다양한 형태로 변경될 수 있다. 그리고 전자석(18)은 영구자석(18) 및 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)와의 사이에 간극(G)이 형성되도록 두 폴 피스(15) 사이에 배치될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(25)는 요크(11), 요크(11)의 내부에 배치되는 폴 피스(15), 요크(11)와 폴 피스(15) 사이에 배치되는 복수의 영구자석(17), 요크(11)와 폴 피스(15) 사이에 배치되는 전자석(18) 및 전자석(18)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치(미도시)를 포함한다. 복수의 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치되고, 전자석(18)은 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된다. 전자석(18)은 철심(19)과 철심(19)을 감싸는 코일 조립체(20)를 포함한다. 철심(19)의 일단은 폴 피스(15)의 밑면에 접하고 철심(19)의 타단은 요크(11)의 밑판(12)으로부터 일정 간극 이격된다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(26)는 폴 피스(15)의 모든 측면에 전자석(18)이 배치된 것이다. 모든 영구자석(17)은 동일한 극이 폴 피스(15)에 접해야 한다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(27)는 요크(11)가 하나의 밑판(12)과 하나의 측판(13)을 갖는 것으로, 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치되고, 전자석(18)은 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된 것이다.

도 8a의 (a)에 나타낸 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되지 않으면, 영구자석(17)의 자력선이 영구자석 - 폴 피스 - 요크 - 영구자석 순으로 귀환한다. 이 상태에서 (b)에 나타낸 것과 같이, 자성체(W)를 접근시키면 자성체(W)는 각 홀딩면(14)(16)에 홀딩된다. 한편, (c)에 나타낸 것과 같이, 전자석(18)에 전류를 공급하여 폴 피스(15)에 접한 철심(19)의 끝단을 S극이 되도록 자화시키면, 자력선이 영구자석 - 폴 피스 - 철심 - 요크 - 영구자석 순으로 귀환하여 홀딩력이 제거되어 자성체(W)가 각 홀딩면(14)(16)에서 분리된다. 자성체(W)가 분리된 후 전자석(18)에 공급하던 전류를 차단하면 자력선의 귀환 방향이 원래 상태로 전환된다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(28)는 복수의 영구자석(17)이 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이 및 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치되고, 전자석(18)이 요크(11)의 측판(13) 및 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치된 것이다. 전자석(18)의 철심(19)의 일단은 폴 피스(15)의 측면에 접하고, 철심(19)의 타단은 요크(11)의 밑판(12)으로부터 일정 간극 이격된다.

도 10a 및 도 10b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(31)는 요크(11)의 내부에 네 개의 폴 피스(15)가 배치된 것이다. 구체적으로, 하나의 폴 피스(15)는 나머지 세 개의 폴 피스(15) 중에서 두 개의 폴 피스(15)와 마주보도록 배치되고, 서로 마주보는 폴 피스(15)는 중간 영구자석(30)으로 서로 연결된다. 각 폴 피스(15)는 지지부재(29)에 의해 지지되어 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다.

각 폴 피스(15)에는 중간 영구자석(30)과 전자석(18)이 연결된다. 전자석(18)은 요크(11)와 각 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치되고, 중간 영구자석(30)은 서로 인접하는 두 폴 피스(15)의 사이에 배치되어, 하나의 폴 피스(15)에는 두 개의 중간 영구자석(30)이 연결된다. 하나의 폴 피스(15)에 연결되는 두 개의 중간 영구자석(30)은 서로 같은 극이 폴 피스(15)의 측면에 접한다. 즉, 각 폴 피스(15)에는 중간 영구자석(30)의 N극 또는 영구자석(17)의 S극만 접하게 된다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(28)는 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력을 제거할 경우, 전자석(18)의 폴 피스(15)에 접한 끝단이 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 반대되는 극으로 자화된다. 예컨대, 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)에 접한 전자석(18)의 끝단은 S극이 되도록 자화되고, 중간 영구자석(30)의 S극이 접한 폴 피스(15)에 접한 전자석(18)의 끝단은 N극이 되도록 자화된다.

도 11a 및 도 11b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(32)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)의 각 밑면과 요크(11)의 밑판(12) 사이에 전자석(18)이 배치되고, 각 폴 피스(15)의 측면과 요크(11)의 측판(13) 사이에 복수의 영구자석(17)이 배치되며, 폴 피스(15)와 폴 피스(15) 사이에 중간 영구자석(30)이 배치된 것이다. 각 폴 피스(15)에 접하는 영구자석(17)의 극은 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 같다. 즉, 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)에는 영구자석(17)의 N극이 접하고, 중간 영구자석(30)의 S극이 접한 폴 피스(15)에는 영구자석(17)의 S극이 접한다.

도 12a 및 도 12b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(33)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)가 중간 영구자석(30)으로 연결되고, 각 폴 피스(15)의 측면 및 밑면에 복수의 전자석(18)과 복수의 영구자석(17)이 접하도록 배치된 것이다. 구체적으로, 전자석(18)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치되고, 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이 및 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된다. 각 폴 피스(15)의 접하는 중간 영구자석(30)과 영구자석(17)의 극은 같다. 즉, 어느 한 폴 피스(15)에는 중간 영구자석(30)의 N극과 영구자석(17)의 N극만 접하고, 다른 폴 피스(15)에는 중간 영구자석(30)의 S극과 영구자석(17)의 S극만 접한다.

도 13a 및 도 13b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(34)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)가 전자석(18)으로 연결되고, 각 폴 피스(15)의 측면 및 밑면에 복수의 영구자석(17)이 접하도록 배치된 것이다. 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이 및 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된다. 각 폴 피스(15)의 접하는 영구자석들(17)의 극은 같다.

도 14a 및 도 14b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(35)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)가 전자석(18) 및 중간 영구자석(30)으로 연결된 것이다. 각 폴 피스(15)는 요크(11)의 밑판(12)에 결합된 지지부재(29)에 지지되어 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다. 전자석(18)에 전류가 공급되지 않을 때 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선이 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과하여 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다.

한편, 전자석(18)에 전류를 공급하여 철심(19)의 각 끝단을 이들이 각각 인접한 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 반대의 극이 되도록 자화시키면, 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선의 방향이 꺾여 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다. 전자석(18)에 전류를 공급하여 철심(19)의 각 끝단을 이들이 각각 인접한 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 같은 극이 되도록 자화시킬 경우, 전자석(18)에서 나오는 자력선이 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서의 홀딩력을 증가시킬 수 있다.

도 15a 및 도 15b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(36)는 요크(11)의 내부에 네 개의 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)가 배치되고, 이들이 전자석(18a)(18b) 또는 중간 영구자석(30a)(30b)으로 연결된 것이다. 그리고 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 측면은 영구자석(17)을 통해 요크(11)의 측판(13)과 연결된다. 하나의 폴 피스는 나머지 세 개의 폴 피스 중에서 다른 두 개의 폴 피스와 마주 보도록 배치된다.

제 1 폴 피스(15a)는 제 1 중간 영구자석(30a)에 의해 제 2 폴 피스(15b)와 연결됨과 동시에 제 1 전자석(18a)에 의해 3 폴 피스(15c)와 연결된다. 제 2 폴 피스(15b)는 제 1 중간 영구자석(30a)에 의해 제 1 폴 피스(15a)와 연결됨과 동시에 제 2 전자석(18b)에 의해 제 4 폴 피스(15d)와 연결된다. 제 4 폴 피스(15d)는 제 2 전자석(18b)에 의해 제 2 폴 피스(15b)와 연결됨과 동시에 제 2 중간 영구자석(30b)에 의해 제 3 폴 피스(15c)와 연결된다. 여기에서, 제 1 중간 영구자석(30a)은 N극이 제 2 폴 피스(15b)에 접하고 S극이 제 1 폴 피스(15a)에 접하도록 배치되고, 제 2 중간 영구자석(30b)은 N극이 제 3 폴 피스(15c)에 접하고 S극이 제 4 폴 피스(15d)에 접하도록 배치된다.

각 영구자석(17)은 이들이 접하는 폴 피스에 접하는 중간 영구자석의 극과 같은 극이 폴 피스에 접한다. 즉, 제 1 폴 피스(15a)에는 영구자석(17)의 S극이 접하고, 제 2 폴 피스(15b)에는 영구자석(17)의 N극이 접한다. 또한, 제 3 폴 피스(15c)에는 영구자석(17)의 N극이 접하고, 제 4 폴 피스(15d)에는 영구자석(17)의 S극이 접한다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(36)는 각 전자석(18a)(18b)에 전류를 공급하지 않을 경우, 중간 영구자석들(30a)(30b)의 자력선과 영구자석들(17)의 자력선이 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)을 향하여 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다.

반면, 각 전자석(18a)(18b)을 이들의 각 끝단이 인접하는 각 폴 피스에 접한 중간 영구자석의 극과 반대의 극이 되도록 자화시키면, 각 중간 영구자석(30a)(30b)과 각 영구자석(17)에서 나오는 자력선의 방향이 꺾여 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)에서의 홀딩력이 제거된다. 즉, 제 1 전자석(18a)의 제 1 폴 피스(15a)에 인접하는 끝단을 N극이 되도록 자화시키고, 제 2 전자석(18b)의 제 2 폴 피스(15b)에 인접하는 끝단을 S극이 되도록 자화시키면, 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)에서의 홀딩력이 제거된다.

도 16a 내지 도 18b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는 전자석의 철심이 이동할 수 있는 것이다.

도 16a 내지 도 16d에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(37)는 요크(11)의 내부에 배치된 폴 피스(15)의 측면에 복수의 영구자석(17)이 접하도록 배치되고, 폴 피스(15)의 밑면과 요크(11)의 밑판(12) 사이에 전자석(18)이 배치된다. 전자석(18)은 철심(19)과 철심(19)을 감싸는 코일 조립체(20)를 갖는다. 철심(19)의 상부 끝단은 폴 피스(15)의 밑면에 마련되는 삽입홈(38)에 삽입되고, 철심(19)의 하부 끝단은 요크(11)의 밑판(12)으로부터 일정 간극(G) 이격된다. 이러한 전자석(18)은 코일(21)에 전류가 인가될 때 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하는 자기누락형 전자석이다.

삽입홈(38)의 깊이(D)는 요크(11)의 밑판(12)과 철심(19)의 하부 끝단 사이의 간극(G)보다 크다. 따라서, 철심(19)이 최대로 하강하여 그 하부 끝단이 요크(11)의 밑판(12)에 접하더라도 철심(19)은 폴 피스(15)에 접한 상태를 유지할 수 있다. 삽입홈(38)의 폭은 철심(19)이 다소 압입될 수 있는 크기, 구체적으로 삽입홈(38)에 삽입된 철심(19)이 그 자중에 의해서는 하강하지 못하고 폴 피스(15)와의 자기적인 반력을 받을 때만 하강할 수 있는 크기로 이루어진다.

도 16a에 도시된 것과 같이, 전자석(18)의 철심(19) 끝단이 요크(11)로부터 이격된 상태에서 전자석(18)에 전류가 공급되지 않으면, 영구자석(17)에서 나오는 자력선이 요크(11)의 홀딩면(14) 및 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과하여 요크(11)의 홀딩면(14) 및 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생하여 자성체(W)가 홀딩될 수 있다.

도 16b에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 반대인 S극으로 자화되면, 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하고 폴 피스(15)가 요크(11)의 밑판(12) 쪽으로 하강하게 된다. 이때, 영구자석(17)의 자력선이 철심(19) 쪽으로 꺾여 영구자석(17)의 자력선은 폴 피스(15), 철심(19), 요크(11)의 밑판(12) 및 요크(11)의 측판(13)을 통과하여 폐루프를 형성한다. 따라서, 요크(11)의 홀딩면(14) 및 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

도 16c에 도시된 것과 같이, 철심(19)이 하강하여 철심(19)의 하부 끝단이 요크(11)의 밑판(12)에 접한 상태에서 전자석(18)에 전류가 공급되지 않으면, 폴 피스(15)와 요크(11)의 밑판(12)은 철심(19)을 통해 연결된다. 이때, 영구자석(17)에서 나오는 자력선은 폴 피스(15), 철심(19), 요크(11)의 밑판(12) 및 요크(11)의 측판(13)을 통과하는 귀환 경로를 유지한다.

도 16d에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 반대인 S극으로 자화되면, 폴 피스(15)와 자화된 철심(19) 사이에 인력이 발생한다. 이때, 철심(19)은 폴 피스(15) 쪽으로 상승하여 폴 피스(15)의 삽입홈(38)으로 더욱 깊이 삽입되며, 철심(19)의 하부 끝단은 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다. 이 상태에서 전자석(18)에 전류 공급이 차단되면, 철심(19)은 삽입홈(38)에 최대로 삽입되어 그 하부 끝단이 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된 상태를 유지하게 된다.

한편, 철심(19)에 대해 요크(11)로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가하기 위해 요크(11)와 철심(19) 사이에 스프링이 배치될 수 있다.

도 17a 및 도 17b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(39)는 도 16a 내지 도 16d에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(37)와 대부분의 구성이 같고, 다만 철심(19)의 상부 끝단과 폴 피스(15) 사이에 간극(G)이 형성되고, 요크(11)의 밑판(12)에 철심(19)의 하부 끝단을 수용하기 위한 삽입홈(40)이 마련된 것이다. 삽입홈(40)의 깊이(D)는 철심(19)의 상부 끝단과 폴 피스(15) 사이에 간극(G)보다 크다.

도 17a에 도시된 것과 같이, 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)로부터 이격된 상태에서 전자석(18)에 전류가 공급되지 않으면, 영구자석(17)에서 나오는 자력선에 의해 요크(11)의 홀딩면(14) 및 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다. 전자석(18)에 전류를 공급하면 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하여 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)에 접하게 된다.

도 17b에 도시된 것과 같이, 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)에 접한 상태에서 전자석(18)으로의 전류 공급이 차단되면, 철심(19)은 상승한 상태로 정지한다. 이것은 철심(19)이 삽입홈(40)에 다소 압입되기 때문이며, 삽입홈(40)에 삽입된 철심(19)은 자중에 의해서는 하강하지 않는다. 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)에 접할 때 폴 피스(15)와 요크(11)의 밑판(12)이 철심(19)을 통해 연결된다. 이때, 영구자석(17)의 자력선 방향이 꺾여 요크(11)의 홀딩면(14) 및 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

한편, 전자석(18)에 전류를 공급하여 철심(19)의 상부 끝단을 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 같은 N극으로 자화시키면, 철심(19)과 폴 피스(15) 사이에 반력이 발생하여 철심(19)이 원래 상태로 하강하게 된다.

도 18a 및 도 18b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(41)는 도 17a 및 도 17b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(39)와 대부분의 구성이 같은 것으로, 폴 피스(15)와 전자석(18)의 철심(19) 사이에 스프링(42)이 설치된 것이다. 스프링(42)은 그 일부가 철심(19)의 상부 끝단에 마련되는 설치홈(43)에 놓이고 그 상부 끝단은 폴 피스(15)의 밑면에 접한다. 이러한 스프링(42)은 철심(19)에 대해 폴 피스(15)로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가하며, 전자석(18)에 전류가 공급되지 않을 때 철심(19)을 폴 피스(15)로부터 이격된 상태로 유지시킨다. 전자석(18)은 코일(21)에 전류가 인가될 때 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하는 자기누락형 전자석이다.

도 18b에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 상부 끝단이 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 반대인 S극으로 자화되면, 철심(19)은 스프링(42)을 압축시키면서 코일(21)의 중앙으로 이동하여 상승함으로써 폴 피스(15)에 접한다. 철심(19)이 상승하면 폴 피스(15)와 요크(11)의 밑면은 철심(19)을 통해 연결되어 요크(11)의 홀딩면(14) 및 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

도 19에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(44)는 요크(11)의 내부에 복수의 폴 피스(15)가 배치되고 서로 인접하는 두 폴 피스(15) 사이에 중간 영구자석(30)이 배치된 것이다. 각 폴 피스(15)는 지지부재(29)에 의해 요크(11)로부터 이격되도록 지지된다. 각 폴 피스(15)와 요크(11)의 측판(13) 사이에는 전자석(18)이 각각 배치된다. 전자석(18)은 철심(19)과 코일 조립체(20)를 포함한다. 각 전자석(18)의 철심(19)은 각 폴 피스(15)와 요크(11)의 측판(13) 사이에 이동 가능하게 배치된다.

각 폴 피스(15)의 측면에는 삽입홈(38)이 마련되고, 각 철심(19)의 일단은 각 삽입홈(38)에 삽입된다. 각 삽입홈(38)의 깊이는 각 철심(19)의 타단이 요크(11)의 측판(13)으로부터 이격된 간극보다 크다. 따라서, 각 철심(19)은 어느 쪽으로 이동하든 항상 삽입홈(38)이 형성된 폴 피스(15)와 접한 상태를 유지한다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(44)는 각 철심(19)의 타단이 요크(11)로부터 일정 간극 이격되어 있을 때, 중간 영구자석(30)의 자기력에 의해 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다. 한편, 각 전자석(18)에 전류가 공급되어 각 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하면 각 철심(19)의 타단이 요크(11)에 접한다. 이때, 각 폴 피스(15)와 요크(11)가 각 철심(19)으로 연결됨으로써 중간 영구자석(30)의 자력선이 요크(11)의 밑판(12) 쪽으로 꺾여 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

도 20에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(45)는, 도 19에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(44)와 같이 요크(11)의 내부에 복수의 폴 피스(15)가 배치되고 서로 인접하는 두 폴 피스(15) 사이에 중간 영구자석(30)이 배치되며, 각 폴 피스(15)와 요크(11)의 측판(13) 사이에는 전자석(18)이 각각 배치된 것이다. 요크(11)의 측판(13)에는 각 전자석(18)의 철심(19)의 일단이 삽입되는 복수의 삽입홈(40)이 마련된다. 전자석(18)은 철심(19)과 코일 조립체(20)를 포함하는 것으로, 각 철심(19)과 각 폴 피스(15)의 사이에는 각 철심(19)을 각 폴 피스(15)로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가하기 위한 스프링(42)이 배치된다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(45)는 각 전자석(18)에 전류가 공급되지 않을 때 각 철심(19)이 각 폴 피스(15)에서 이격되어, 중간 영구자석(30)의 자력선이 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과함으로써 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다. 한편, 각 전자석(18)에 전류가 공급되어 각 철심(19)이 자화되면 각 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하여 각 철심(19)의 타단이 각 폴 피스(15)에 접한다. 이때, 각 폴 피스(15)와 요크(11)가 각 철심(19)으로 연결됨으로써 중간 영구자석(30)의 자력선이 요크(11)의 밑판(12) 쪽으로 꺾여 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

도 21a 및 도 21b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(46)는, 요크(11), 요크(11)의 내부에 배치되는 한 쌍의 폴 피스(15), 요크(11)와 제 1 폴 피스(15) 사이에 배치되는 복수의 제 1 영구자석(17), 요크(11)와 제 2 폴 피스(15) 사이에 배치되는 복수의 제 2 영구자석(17), 두 폴 피스(15) 사이에 배치되는 중간 영구자석(30), 전자석(18)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치(24)를 포함한다.

제 1 및 제 2 폴 피스(15)는 요크(11)의 내부에 요크(11)로부터 이격되도록 배치된다. 각 폴 피스(15)는 자성체(W)를 홀딩하기 위한 홀딩면(16)을 갖는다. 폴 피스(15)는 지지부재(29)에 의해 지지되어 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다. 제 1 폴 피스(15)의 측면에는 삽입홈(38)이 마련된다.

전자석(18)은 철심(19)과 철심(19)을 감싸는 코일 조립체(20)를 포함한다. 코일 조립체(20)는 전류 공급을 위한 코일(21)과 코일(21)을 감싸는 비도체인 보빈(22)으로 구성된다. 철심(19)은 그 일단이 제 1 폴 피스(15)의 삽입홈(38)에 삽입되고 그 타단이 제 2 폴 피스(15)의 측면으로부터 이격되며 제 1 폴 피스(15)와 제 2 폴 피스(15)의 사이에 이동 가능하게 배치된다. 철심(19)의 타단과 제 2 폴 피스(15)의 사이에는 철심(19)에 대해 제 2 폴 피스(15)의 측면으로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가하기 위한 스프링(42)이 설치된다. 이러한 전자석(18)은 코일(21)에 전류가 인가될 때 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하는 자기누락형 전자석이다.

도 21a에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되지 않으면 복수의 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 자력선이 두 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과하여 자성체(W)가 두 폴 피스(15)에 홀딩된다.

한편, 도 21b에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 일단이 제 1 폴 피스(15)에 접하는 중간 영구자석(30)의 극과 반대인 S극으로 자화되고, 철심(19)의 타단이 제 2 폴 피스(15)에 접하는 중간 영구자석(30)의 극과 반대인 N극으로 자화되면 철심(19)이 코일(21)의 중앙으로 이동하면서 철심(19)의 타단이 제 2 폴 피스(15)의 측면에 접한다. 이때, 복수의 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 자력선이 철심(19)을 통과하면서 자력선의 방향이 꺾인다. 이때, 두 폴 피스(15)의 각 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

상술한 첫 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는 리프트, 척, 각종 잠금 장치, 응용기계, 로보트, 기타 다양한 산업에 응용될 수 있다.

도 22a 및 도 22b는 두 번째 및 세 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치의 원리를 설명하기 위한 것이다.

자기를 정의하는 것은 매운 어려운 일이며, 강자성체의 원자에 포함되어 있는 원자핵 속의 양성자 주위를 회전하는 홀 전자가 그 근원이라 할 수 있다. 전자가 원자핵 주위를 빙글빙글 돌아서 전자흐름(전류)이 발생하며 이것에 의해 자기에너지가 발생하는 것이다.

도 22a에 도시된 것과 같이, 철부재(1)(2)의 안에는 불규칙한 방향의 미니자석이 있다. 철에 자석 모듈(3)을 접촉하면 철 안의 미니자석이 일시적으로 가지런히 정렬되어 양호한 자기통로가 형성되고 자석을 제거하면 원래 상태로 돌아간다. 철의 비투자율은 페라이트의 1000배이며, 철은 자기의 통로로 최고 적격인 소재이다.

도 22b에 도시된 것과 같이, 동일한 두 개의 철부재(1)(2) 중에서 하나의 철부재(1)를 자석 모듈(3)의 일단에 접촉시키면 철부재(1)가 자석 모듈(3)에 홀딩된다. 이때, 자석 모듈(3)에 홀딩된 철부재(1) 안의 미니자석이 정렬되며, 철부재(1)를 통해 최대 전하량 흐름의 통로가 구축된다. 따라서, 자석 모듈(3)에서 나오는 자력선은 대부분이 이에 홀딩된 철부재(1)를 통해 흐르게 되고, 자석 모듈(3)의 타단으로는 극히 미미한 자력선이 통과하게 된다.

이때, 다른 철부재(2)를 자석 모듈(3)의 타단에 접촉시키더라도 이미 구축된 자력선의 통로는 변하지 않으며, 다른 철부재(2) 안의 미니자석을 정렬시킬 수 있는 충분한 자기 에너지를 확보할 수 없다. 따라서, 철부재(2)는 극히 미미한 홀딩력으로 자석 모듈(3)의 타단에 홀딩되거나 거의 홀딩되지 못한다. 나중에 홀딩되는 철부재(2) 쪽으로 자기 통로를 변경하기 위해서는 다른 자기 에너지를 공급해 주어야 한다.

이하, 도 23 내지 도 34b를 참조하여 본 발명에 의한 두 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치의 다양한 실시예에 대하여 설명한다.

도 23 및 도 24에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(47)는 요크(11), 요크(11)의 내부에 배치되는 한 쌍의 폴 피스(15), 요크(11)와 각 폴 피스(15) 사이에 배치되는 복수의 영구자석(17), 두 폴 피스(15)를 연결하는 중간 영구자석(30) 및 전자석(18), 전자석(18)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치(24)를 포함한다.

제 1 및 제 2 폴 피스(15)는 전자석(18)에 지지되어 요크(11)의 내부에 요크(11)로부터 이격되도록 배치된다. 폴 피스(15)의 끝단에는 자성체(W)를 홀딩하기 위한 홀딩면(16)이 마련된다. 폴 피스(15)는 요크(11)와 같이 강자성체로 이루어진다.

복수의 영구자석(17)은 각 폴 피스(15)의 측면과 요크(11)의 측판(13) 사이에 배치된다. 각 폴 피스(15)에 연결되는 영구자석(17)은 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 같은 극이 각 폴 피스(15)에 접한다. 즉, 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)에는 영구자석(17)의 N극이 접하고, 중간 영구자석(30)의 S극이 접한 폴 피스(15)에는 영구자석(17)의 S극이 접한다.

전자석(18)은 철심(19)과 철심(19)을 감싸는 코일 조립체(20)를 포함한다. 코일 조립체(20)는 전류 공급을 위한 코일(21)과 코일(21)을 감싸는 비도체인 보빈(22)으로 구성된다. 철심(19)의 일단은 제 1 폴 피스(15)의 밑면에 접하고 철심(19)의 타단은 제 2 폴 피스(15)의 밑면에 접한다.

이하, 도 25a 및 도 25b를 참조하여 상술한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(47)의 작용에 대하여 설명한다.

도 25a에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 양쪽 끝단이 이들과 각각 접한 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 극과 같은 극이 되도록 자화되면, 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 자력선과 전자석(18)의 자력선이 동일하게 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과한다. 이때, 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생하여 이들 홀딩면(14)(16)에 자성체(W)가 홀딩된다.

한편, 도 25b에 도시된 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 양쪽 끝단이 이들과 각각 접한 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 극과 반대의 극이 되도록 자화되면, 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선 방향이 꺾인다. 즉, 자력선이 중간 영구자석 - 제 1 폴 피스 - 철심 - 제 2 폴 피스 - 중간 영구자석 순으로 귀환한다. 이때, 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선은 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과하지 못하며, 이들 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

도 26a 및 도 26b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(48)는 요크(11)가 하나의 밑판(12)가 하나의 측판(13)을 갖는 것으로, 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치되고, 전자석(18)은 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된 것이다.

도 26a의 (a)에 나타낸 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되지 않으면 자력선이 영구자석 - 폴 피스 - 철심 - 요크 - 영구자석 순으로 귀환한다. 이때, 각 홀딩면(14)(16)에서는 미소한 자력선의 흐름이 있지만 충분한 홀딩력이 발생하지 못한다. (b)에 나타낸 것과 같이, 전자석(18)에 전류가 공급되어 철심(19)의 폴 피스(15)에 접한 끝단이 N극으로 자화되면, 자력선 방향이 꺾여 각 홀딩면(14)(16)에 충분한 홀딩력이 발생하여 자성체(W)가 홀딩된다. (c)에 나타낸 것과 같이, 자성체(W)가 홀딩된 상태에서 전자석(18)에 대한 전류 공급을 차단하면 자성체(W)는 홀딩된 상태로 유지된다. (d)에 나타낸 것과 같이, 전자석(18)에 전류를 공급하여 폴 피스(15)에 접한 철심(19)의 끝단을 S극이 되도록 자화시키면 자력선 방향이 다시 전환되어 홀딩면(14)(16)에서 홀딩력이 제거되며 자성체(W)가 분리된다. (e)에 도시된 것과 같이, 자성체(W)가 분리된 상태에서 전자석(18)에 대한 전류 공급을 차단하면, 자력선의 흐름 방향은 (d)에서 전환된 상태로 유지된다.

도 27a 및 도 27b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(49)는 복수의 영구자석(17)이 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이 및 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치되고, 전자석(18)이 요크(11)의 측판(13) 및 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치된 것이다.

도 28a 및 도 28b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(50)는 요크(11)의 내부에 네 개의 폴 피스(15)가 배치된 것이다. 각 폴 피스(15)는 지지부재(29)에 의해 지지되어 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다. 지지부재(29)로는 플라스틱 등 자기장에 영향을 받지 않은 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 지지부재(29)는 폴 피스(15)를 지지함과 동시에 폴 피스(15)를 통과하는 자력선이 요크(11)로 전달되지 못하게 하는 역할을 한다.

*이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(49)는 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력을 발생시킬 경우, 각 전자석(18)의 폴 피스(15)에 접한 끝단을 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 같은 극이 되도록 자화시킨다. 예컨대, 중간 영구자석(30)의 N극이 접한 폴 피스(15)에 접한 전자석(18)의 끝단을 N극이 되도록 자화시키고, 중간 영구자석(30)의 S극이 접한 폴 피스(15)에 접한 전자석(18)의 끝단을 S극이 되도록 자화시킨다.

반대로, 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력을 제거할 경우, 각 전자석(18)의 폴 피스(15)에 접한 끝단을 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 반대되는 극으로 자화시킨다.

도 29a 및 도 29b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(51)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)가 중간 영구자석(30)으로 연결되고, 각 폴 피스(15)의 측면 및 밑면에 복수의 전자석(18)과 복수의 영구자석(17)이 접하도록 배치된 것이다. 구체적으로, 전자석(18)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이에 배치되고, 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이 및 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된다. 각 폴 피스(15)의 접하는 중간 영구자석(30)과 영구자석(17)의 극은 같다. 즉, 어느 한 폴 피스(15)에는 중간 영구자석(30)의 N극과 영구자석(17)의 N극만 접하고, 다른 폴 피스(15)에는 중간 영구자석(30)의 S극과 영구자석(17)의 S극만 접한다.

도 30a 및 도 30b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(52)는 요크(11)의 내부에 배치되는 폴 피스(15)가 복수의 영구자석(17) 및 전자석(18)을 통해 요크(11)와 연결된 것이다. 복수의 영구자석(17)은 폴 피스(15)의 측면과 요크(11)의 측판(13) 사이에 배치되고, 전자석(18)은 철심(19)의 일단이 폴 피스(15)의 밑면에 접하고 철심(19)의 타단이 요크(11)의 밑면에 접하도록 요크(11)와 폴 피스(15) 사이에 배치된다. 폴 피스(15)에는 각 영구자석(17)의 N극이 접한다.

도 31a 및 도 31b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(53)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)가 전자석(18)으로 연결되고, 각 폴 피스(15)의 측면 및 밑면에 복수의 영구자석(17)이 접하도록 배치된 것이다. 영구자석(17)은 요크(11)의 측판(13)과 폴 피스(15)의 측면 사이 및 요크(11)의 밑판(12)과 폴 피스(15)의 밑면 사이에 배치된다. 각 폴 피스(15)의 접하는 영구자석들(17)의 극은 같다.

도 32a 및 도 32b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(54)는, 요크(11)에 내부에 복수의 폴 피스(15)가 일렬로 배치되고, 복수의 영구자석(17)이 각 폴 피스(15)의 밑면과 요크(11)의 밑판(12) 사이 및 각 폴 피스(15)의 측면과 요크(11)의 측판(13) 사이에 배치된 것이다. 서로 인접하는 두 폴 피스(15)의 사이에는 전자석(18) 또는 중간 영구자석(30)이 배치된다. 하나의 전자석(18)과 그 전자석(18)으로 연결되는 두 개의 폴 피스(15)는 하나의 그룹으로 묶일 수 있고, 이들 그룹은 중간 영구자석(30)을 통해 연결된다.

전자석(18)은 철심(19)의 일단이 요크(11)의 밑판(12)에 접하고 철심(19)의 타단이 인접하는 두 폴 피스(15)의 측면에 동시에 접하도록 두 폴 피스(15) 사이에 배치된다. 철심(19)의 타단이 접하는 각 폴 피스(15)에는 영구자석(17)과 중간 영구자석(30)의 같은 극이 접한다. 즉, 하나의 철심(19)으로 연결되는 두 개의 폴 피스(15)에는 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 N극만 접하고, 또다른 철심(19)으로 연결되는 두 개의 폴 피스(15)에는 영구자석(17) 및 중간 영구자석(30)의 S극만 접한다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(53)는 각 철심(19)의 타단이 이와 연결된 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 같은 극이 되도록 자화될 때, 각 폴 피스(15)의 홀딩면에 홀딩력이 발생한다. 반대로, 각 철심(19)의 타단이 이와 연결된 폴 피스(15)에 접한 영구자석(17)의 극과 반대의 극이 되도록 자화되면, 각 폴 피스(15)의 홀딩면에서 홀딩력이 제거된다.

도 33a 및 도 33b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(55)는, 요크(11)의 내부에 배치된 복수의 폴 피스(15)가 전자석(18) 및 중간 영구자석(30)으로 연결된 것이다. 각 폴 피스(15)는 요크(11)의 밑판(12)에 결합된 지지부재(29)에 지지되어 요크(11)의 밑판(12)으로부터 이격된다. 전자석(18)에 전류를 공급하여 전자석(18)의 양쪽 끝단을 이들이 각각 연결된 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 같은 극으로 자화시키면, 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선 및 전자석(18)에서 나오는 자력선이 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)을 통과함으로써 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다.

한편, 전자석(18)에 전류를 공급하여 철심(19)의 각 끝단을 이들이 각각 접한 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 반대의 극이 되도록 자화시키면, 중간 영구자석(30)에서 나오는 자력선의 방향이 꺾여 각 폴 피스(15)의 홀딩면(16)에서 홀딩력이 제거된다.

본 실시예에서 각 폴 피스(15)와 요크(11)의 내면 사이에는 복수의 영구자석이 배치될 수 있다. 이 경우, 각 영구자석이 각 폴 피스(15)에 접하는 극은 이들이 각각 접한 각 폴 피스(15)에 접한 중간 영구자석(30)의 극과 같아야 한다.

도 34a 및 도 34b에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(55)는 요크(11)의 내부에 네 개의 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)가 배치되고, 이들이 전자석(18a)(18b) 또는 중간 영구자석(30a)(30b)으로 연결된 것이다. 그리고 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 측면은 영구자석(17)을 통해 요크(11)의 측판(13)과 연결된다. 하나의 폴 피스는 나머지 세 개의 폴 피스 중에서 다른 두 개의 폴 피스와 마주 보도록 배치된다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(55)는 각 전자석(18a)(18b)을 이들의 각 끝단이 인접하는 각 폴 피스에 접한 중간 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시키면, 각 중간 영구자석(30a)(30b), 각 영구자석(17) 및 각 전자석(18a)(18b)에서 나오는 자력선이 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)을 통과하여 홀딩력이 발생한다. 즉, 제 1 전자석(18a)의 제 1 폴 피스(15a)에 접하는 끝단을 S극이 되도록 자화시키고, 제 2 전자석(18b)의 제 2 폴 피스(15b)에 접하는 끝단을 N극이 되도록 자화시키면, 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)에 홀딩력이 발생한다.

반면, 각 전자석(18a)(18b)을 이들의 각 끝단이 인접하는 각 폴 피스에 접한 중간 영구자석의 극과 반대의 극이 되도록 자화시키면, 각 중간 영구자석(30a)(30b)과 각 영구자석(17)에서 나오는 자력선의 방향이 꺾여 홀딩력이 제거된다. 즉, 제 1 전자석(18a)의 제 1 폴 피스(15a)에 접하는 끝단을 N극이 되도록 자화시키고, 제 2 전자석(18b)의 제 2 폴 피스(15b)에 접하는 끝단을 S극이 되도록 자화시키면, 각 폴 피스(15a)(15b)(15c)(15d)의 홀딩면(16)에서의 홀딩력이 제거된다.

상술한 두 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는 리프트, 척, 각종 잠금 장치, 응용기계, 로보트, 기타 다양한 산업에 응용될 수 있다.

이하, 도 35 내지 도 43을 참조하여 세 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치의 다양한 실시예에 대하여 설명한다.

도 35 및 도 36에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(57)는 크게 1 자석 모듈(58)과 2 자석 모듈(67)로 구분될 수 있다. 1 자석 모듈(58)은 요크(59), 요크(59)의 내부에 배치되는 폴 피스(63), 요크(59)와 폴 피스(63) 사이에 배치되는 복수의 영구자석(65)을 포함한다. 2 자석 모듈(67)은 요크(68), 요크(68)의 내부에 배치되는 전자석(72) 및 전자석(72)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치(78)를 포함한다.

1 자석 모듈(58)의 요크(59) 및 2 자석 모듈(67)의 요크(68)는 공통적으로 밑판(60)(69)과 밑판(60)(69)의 가장자리에 배치되는 복수의 측판(61)(70)을 갖는다. 이들 밑판(60)(69)과 측판(61)(70)은 일체형으로 이루어질 수 있다. 각 측판(61)(70)의 끝단에는 홀딩면(62)(71)이 마련된다. 이들 요크(59)(68)는 외부에서 자기장이 가해질 때 그 자기장의 방향으로 자화되는 강자성체로 이루어진다.

폴 피스(63)는 요크(59)의 내부에 요크(59)로부터 이격되도록 배치된다. 폴 피스(63)의 한쪽 끝단에는 홀딩면(64)이 마련된다. 폴 피스(63)는 외부에서 자기장이 가해질 때 그 자기장의 방향으로 자화되는 강자성체로 이루어진다. 복수의 영구자석(65)은 폴 피스(63)의 측면과 요크(59)의 측판(61) 사이 및 폴 피스(63)의 밑면과 요크(59)의 밑판(60) 사이에 배치된다.

전자석(72)은 철심(73)과 철심(73)을 감싸는 코일 조립체(75)를 포함한다. 코일 조립체(75)는 전류 공급을 위한 코일(76)과 코일(76)을 감싸는 비도체인 보빈(77)으로 구성된다. 철심(73)의 일단은 요크(68)의 밑판(69)에 홀딩되고 철심(73)의 타단에는 홀딩면(74)이 마련된다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(57)는 전자석(72)에 전류가 공급되지 않을 때 복수의 영구자석(65)에서 나오는 자력선이 폴 피스(63), 철심(73), 제 2 자석 모듈(67)의 요크(68) 및 제 1 자석 모듈(58)의 요크(59)를 통과하여 폐루프를 형성한다. 이때, 두 요크(59)(68)의 홀딩면(62)(71) 사이 및 폴 피스(63)의 홀딩면(64)과 철심(73)의 홀딩면(74) 사이에 홀딩력이 발생하여 이들이 서로 압착된다. 이 상태에서 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 홀딩면(74)이 마련된 끝단을 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 반대인 S극으로 자화시키면, 이들 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이의 홀딩력을 증가시킬 수 있다.

한편, 도 36에 도시된 것과 같이, 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 홀딩면(74)이 마련된 끝단을 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 같은 N극으로 자화시키면, 두 요크(68)(59)의 홀딩면(62)(71) 사이에 반력이 발생하고, 폴 피스(63)의 홀딩면(64)과 철심(73)의 홀딩면(74) 사이에 반력이 발생한다. 따라서, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이의 홀딩력이 제거된다. 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67)이 분리된 경우, 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 홀딩면(74)이 마련된 끝단을 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 반대인 S극으로 자화시키면, 이들 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67)을 다시 홀딩시킬 수 있다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(57)는 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 중 어느 하나는 고정되고 나머지 하나는 이동할 수 있는 구조로 설치될 수도 있고, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67)이 서로 접한 상태에서 고정된 구조로 설치될 수도 있다. 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67)이 모두 고정된 구조의 경우, 기계적인 움직임 없이 전자석(72)의 자화 상태에 따라 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생하거나 홀딩력이 제거된다.

제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 중 어느 하나가 이동할 수 있는 구조의 경우, 전자석(72)의 자화 시 이동한 모듈을 원래 상태로 복귀시키기 위한 스프링 등의 복귀장치가 설치될 수 있다. 또는, 전자석(72)에 전류를 공급하여 자력선이 영구자석 - 폴 피스 - 철심 - 제 1 요크 - 영구자석 순으로 귀환하는 자력선의 방향으로 철심(73)에 자력선이 형성되도록 하면 자기력을 이용하여 이동한 모듈을 다른 고정된 모듈 쪽으로 이동시킬 수 있다.

도 37에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(79)는 제 1 자석 모듈(58)의 요크(59) 내부에 복수의 폴 피스(63)와 복수의 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)이 배치되고, 제 2 자석 모듈(67)이 전자석(72)과 전자석 제어장치(미도시)를 포함하는 것이다. 복수의 폴 피스(63)는 중간 영구자석(80)에 의해 연결된다. 중간 영구자석(80)의 N극이 접한 폴 피스(63)에는 영구자석들(65)의 N극이 접하고, 중간 영구자석(80)의 S극이 접한 폴 피스(63)에는 영구자석들(65)의 S극이 접한다. 각 폴 피스(63)의 끝단에는 홀딩면(64)이 마련되고, 철심(73)의 양쪽 끝단에는 각 폴 피스(63)의 홀딩면(64)에 대응하는 홀딩면(74)이 각각 마련된다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(79)는 전자석(72)에 전류를 공급하지 않거나, 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 홀딩된 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 반대의 극으로 자화시키면 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생한다. 반대로, 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 홀딩된 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 같은 극으로 자화시키면 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 제거된다.

도 38에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(81)는 제 1 자석 모듈(58)이 요크(59)의 내부에 배치되는 복수의 폴 피스(63)와 이들 폴 피스(63)를 연결하는 중간 영구자석(80)을 포함하는 것이다. 각 폴 피스(63)와 요크(59)의 밑판(60) 사이에는 폴 피스(63)를 요크(59)로부터 이격되도록 지지하는 지지부재(81)가 각각 배치된다. 제 2 자석 모듈(67)은 도 37에 도시된 것과 같은 것이다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(81)는 전자석(72)에 전류를 공급하지 않거나, 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 홀딩된 중간 영구자석(80)의 극과 반대의 극으로 자화시키면 제 1 자석 모듈(58)과 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생하고, 전자석(72)을 이와 반대로 자화시키면 1 자석 모듈(58)과 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 제거된다.

도 39에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(83)는 제 1 자석 모듈(58)이 요크 없이 한 쌍의 폴 피스(63)와 이들을 연결하는 중간 영구자석(80)을 포함하는 것이다. 제 2 자석 모듈(67)은 도 37에 도시된 것과 같다. 이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(83)는 전자석(72)에 전류를 공급하지 않거나, 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 홀딩된 중간 영구자석(80)의 극과 반대의 극으로 자화시키면 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생하고, 전자석(72)을 이와 반대로 자화시키면 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 제거된다.

도 40에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(84)는 제 1 자석 모듈(58)이 요크(59)의 내부에 요크(59)와 이격되도록 배치되는 폴 피스(63)와 폴 피스(63)와 요크(59)를 연결하는 복수의 영구자석(65)을 포함한다. 영구자석(65)은 요크(59)의 측판(60)과 폴 피스(63)의 측면 사이 및 요크(59)의 밑판(60)과 폴 피스(63)의 밑면에 각각 배치된다. 제 2 자석 모듈(67)은 전자석(72)과 전자석 제어장치(미도시)를 포함한다. 전자석(72)은 철심(73)과 코일 조립체(75)를 포함하며, 철심(73)의 일단에는 폴 피스(63)의 홀딩면(64)과 대면하는 홀딩면(74)이 마련된다.

도 41에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(85)는 제 1 자석 모듈(58)이 요크(59) 내부에 배치되는 복수의 폴 피스(63), 각 폴 피스(63)와 요크(59)를 연결하는 복수의 영구자석(65), 두 폴 피스(63)를 연결하는 중간 영구자석(80) 및 두 폴 피스(63)를 연결하는 보조 전자석(86)을 포함한다. 보조 전자석(86)은 철심(87)과 철심(87)을 감싸는 코일 조립체(88)를 포함한다. 코일 조립체(88)는 코일(89)과 코일(89)을 감싸는 보빈(90)을 포함한다. 보조 전자석(86)의 철심(87)은 그 양쪽 끝단이 두 폴 피스(63)의 각 밑면에 접한다. 도시되지는 않았으나, 제 1 자석 모듈(58)은 보조 전자석(86)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 갖는다. 제 2 자석 모듈(67)은 도 37에 도시된 것과 같은 것이다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(85)는 제 1 자석 모듈(58)의 보조 전자석(86)에 전류를 공급하여 철심(87)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 같은 극으로 자화시킴과 동시에, 제 2 자석모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하지 않거나, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 반대의 극으로 자화시키면, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생한다.

또한, 제 1 자석 모듈(58)의 보조 전자석(86)에 전류를 공급하여 철심(87)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 같은 극으로 자화시킨 상태에서, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 같은 극으로 자화시키면, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 제거된다.

도 42에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(91)는 제 1 자석 모듈(58)이 요크(59)의 내부에 배치되는 복수의 폴 피스(63), 각 폴 피스(63)와 요크(59)를 연결하는 복수의 영구자석(65) 및 두 폴 피스(63)를 연결하는 보조 전자석(86)을 포함한다. 요크(59)의 밑판(60)과 각 폴 피스(63)의 밑면 사이에는 폴 피스(63)를 요크(59)로부터 이격되도록 지지하는 지지부재(81)가 배치된다. 도시되지는 않았으나, 제 1 자석 모듈(58)은 보조 전자석(86)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 갖는다. 제 2 자석 모듈(67)의 구조는 도 34에 도시된 것과 같다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(91)는 제 1 자석 모듈(58)의 보조 전자석(86)에 전류를 공급하여 철심(87)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 같은 극으로 자화시킴과 동시에, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하지 않거나, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 반대의 극으로 자화시키면, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생한다.

또한, 제 1 자석 모듈(58)의 보조 전자석(86)에 전류를 공급하여 철심(87)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 같은 극으로 자화시킨 상태에서, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 같은 극으로 자화시키면, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 제거된다.

도 43에 도시된 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(92)는 제 1 자석 모듈(58)이 요크(59) 내부에 배치되는 복수의 폴 피스(63), 각 폴 피스(63)의 밑면과 요크(59)의 밑판(60)을 연결하는 복수의 영구자석(65), 두 폴 피스(63)를 연결하는 중간 영구자석(80) 및 각 폴 피스(63)의 측면과 요크(59)의 측판(61)을 연결하는 복수의 보조 전자석(86)을 포함한다. 각 영구자석(65)은 이들이 각각 접한 폴 피스(63)에 접한 중간 영구자석(80)의 극과 같은 극이 각 폴 피스(63)에 접한다. 도시되지는 않았으나, 제 1 자석 모듈(58)은 보조 전자석(86)에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 갖는다. 제 2 자석 모듈(67)의 구조는 도 37에 도시된 것과 같다.

이러한 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치(92)는 제 1 자석 모듈(58)의 각 보조 전자석(86)의 폴 피스(63)에 접한 일단을 이들이 각각 접한 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 같은 극으로 자화시킴과 동시에, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하지 않거나, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 이들과 각각 대면하는 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65) 및 중간 영구자석(80)의 극과 반대의 극으로 자화시키면, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 발생한다.

또한, 제 1 자석 모듈(58)의 각 보조 전자석(86)을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 같은 극으로 자화시킨 상태에서, 제 2 자석 모듈(67)의 전자석(72)에 전류를 공급하여 철심(73)의 양쪽 끝단을 각각 이들과 대면하는 각 폴 피스(63)에 접한 영구자석(65)의 극과 반대의 극으로 자화시키면, 제 1 자석 모듈(58)과 제 2 자석 모듈(67) 사이에 홀딩력이 제거된다.

상술한 세 번째 타입의 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치는 각종 잠금 장치, 응용기계, 로보트, 기타 다양한 산업에 응용될 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10, 25~28, 31~39, 41, 44~55, 57, 79, 81, 83~85, 91, 92 : 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치
11, 59, 68 : 요크 12, 60, 69 : 밑판
13, 61, 70 : 측판 14, 16, 62, 64, 71, 74 : 홀딩면
15, 63 : 폴 피스 17, 65 : 영구자석
18, 72 : 전자석 19, 73, 87 : 철심
21, 76, 87 : 코일 23 : 분리부재
24, 78 : 전자석 제어장치 29 : 지지부재
30, 79 : 중간 영구자석 38, 40 : 삽입홈
42 : 스프링 57, 67 : 제 1, 2 자석모듈
85 : 보조 전자석

Claims

제 1 요크, 상기 제 1 요크와 이격되도록 상기 제 1 요크의 내부에 배치되고 홀딩면을 갖는 폴 피스, 일단은 상기 폴 피스의 일면에 접하고 타단은 상기 제 1 요크에 접하도록 상기 제 1 요크와 상기 폴 피스 사이에 배치되는 영구자석을 구비하는 제 1 자석 모듈; 및
제 2 요크, 상기 제 2 요크의 내부에 배치되는 철심, 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단에 상기 폴 피스의 홀딩면에 대응하는 홀딩면이 마련된 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 구비하는 제 2 자석 모듈;을 포함하고,
상기 전자석 제어장치는,
상기 폴 피스의 홀딩면과 상기 철심의 홀딩면을 상호 홀딩할 경우, 자력선이 상기 영구자석 - 폴 피스 - 철심 - 제 2 요크 - 제 1 요크 - 영구자석 순(또는 반대 순)으로 귀환하는 자력선의 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가하고,
상기 폴 피스의 홀딩면과 상기 철심의 홀딩면 사이의 상호 홀딩을 해제할 경우, 자력선이 상기 철심을 통과하지 못하는 방향으로 상기 철심에 자력선이 형성되도록 상기 코일에 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
밑판과 자성체를 홀딩하기 위한 홀딩면이 마련된 측판을 갖는 제 1 요크, 상기 제 1 요크와 이격되도록 상기 제 1 요크의 내부에 배치되고 홀딩면을 갖는 폴 피스, N극과 S극 중에서 어느 한쪽 극은 상기 폴 피스의 일면에 접하고 다른 극은 상기 제 1 요크의 내면에 접하도록 상기 제 1 요크와 상기 폴 피스 사이에 배치되는 영구자석을 구비하는 제 1 자석 모듈; 및
철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖고 상기 철심의 일단에 상기 폴 피스의 홀딩면에 대응하는 홀딩면이 마련된 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 구비하는 제 2 자석 모듈;을 포함하고,
상기 전자석 제어장치가 상기 전자석에 전류를 공급하지 않거나, 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 철심의 홀딩면을 상기 폴 피스에 접한 상기 영구자석의 극과 반대의 극으로 자화시키면 상기 제 1 자석 모듈과 상기 제 2 자석 모듈 사이에 홀딩력이 발생하고, 상기 전자석 제어장치가 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 철심의 홀딩면을 상기 폴 피스에 접한 상기 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시키면 상기 제 1 자석 모듈과 상기 제 2 자석 모듈 사이에 홀딩력이 제거되는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 자석 모듈은 밑판과 상기 제 1 요크의 홀딩면에 대응하는 홀딩면이 마련된 측판을 갖는 제 2 요크를 더 포함하고,
상기 철심의 타단은 상기 제 2 요크에 접하는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
홀딩면을 갖는 한 쌍의 폴 피스, N극은 상기 한 쌍의 폴 피스 중에서 어느 하나에 접하고 S극은 나머지 다른 하나에 접하는 중간 영구자석을 구비하는 제 1 자석 모듈; 및
양쪽 끝단에 상기 한 쌍의 폴 피스의 각 홀딩면에 대응하는 홀딩면이 마련된 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖는 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 구비하는 제 2 자석 모듈;을 포함하고,
상기 전자석 제어장치가 상기 전자석에 전류를 공급하지 않거나, 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 철심의 양쪽 끝단을 이들과 각각 대면하는 상기 각 폴 피스에 접한 상기 중간 영구자석의 극과 반대의 극으로 자화시키면 상기 제 1 자석 모듈과 상기 제 2 자석 모듈 사이에 홀딩력이 발생하고, 상기 전자석 제어장치가 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 철심의 양쪽 끝단을 이들과 각각 대면하는 상기 각 폴 피스에 접한 상기 중간 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시키면 상기 제 1 자석 모듈과 상기 제 2 자석 모듈 사이에 홀딩력이 제거되는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 자석 모듈은 밑판과 측판을 갖는 요크를 더 포함하고,
상기 한 쌍의 폴 피스는 상기 요크의 밑판으로부터 이격되도록 상기 요크에 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 자석 모듈은 상기 한 쌍의 폴 피스의 각 밑면과 상기 요크의 밑판 사이에 배치되는 한 쌍의 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 자석 모듈은 상기 한 쌍의 폴 피스와 상기 요크를 연결하는 복수의 영구자석을 더 포함하고,
상기 각 영구자석이 상기 각 폴 피스에 접하는 극은 이들이 각각 접한 상기 폴 피스에 접한 상기 중간 영구자석의 극과 같은 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 자석 모듈은, 양쪽 끝단이 상기 각 폴 피스와 상기 요크에 접하는 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖는 복수의 보조 전자석 및 상기 각 보조 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 더 포함하고,
상기 제 1 자석 모듈의 전자석 제어장치는 상기 각 보조 전자석에 전류를 공급하여 상기 각 보조 전자석의 상기 각 폴 피스에 접한 끝단을 이와 접한 상기 각 폴 피스에 접한 상기 중간 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시키는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 자석 모듈은, 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖는 복수의 보조 전자석 및 상기 각 보조 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 더 포함하고,
상기 철심은 일단이 상기 한 쌍의 폴 피스 중에서 어느 하나에 접하고 타단이 나머지 다른 하나에 접하며,
상기 제 1 자석 모듈의 전자석 제어장치는 상기 보조 전자석에 전류를 공급하여 상기 보조 전자석의 양쪽 끝단을 이들과 각각 접한 상기 각 폴 피스에 접한 상기 중간 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시키는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.
밑판과 측판을 갖는 요크, 상기 요크와 이격되도록 상기 요크의 내부에 배치되고 홀딩면을 갖는 한 쌍의 폴 피스, 상기 각 폴 피스와 상기 요크를 연결하는 복수의 영구자석, 일단은 상기 한 쌍의 폴 피스 중 어느 하나에 접하고 타단은 나머지 다른 하나에 접하는 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖는 보조 전자석, 상기 보조 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 구비하는 제 1 자석 모듈; 및
양쪽 끝단에 상기 한 쌍의 폴 피스의 각 홀딩면에 대응하는 홀딩면이 마련된 철심과 상기 철심을 감싸는 코일을 갖는 전자석, 상기 전자석에 전류를 공급하기 위한 전자석 제어장치를 구비하는 제 2 자석 모듈;을 포함하고,
상기 한 쌍의 폴 피스 중에서 어느 하나에 접하는 상기 영구자석의 극과 나머지 다른 하나에 접하는 상기 영구자석의 극은 서로 반대이며,
상기 제 1 자석 모듈의 전자석 제어장치는 상기 보조 전자석에 전류를 공급하여 상기 보조 전자석의 양쪽 끝단을 이들과 각각 접한 상기 각 폴 피스에 접한 상기 각 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시키고,
상기 제 2 자석 모듈의 전자석 제어장치가 상기 전자석에 전류를 공급하지 않거나, 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 전자석의 철심의 양쪽 끝단을 이들과 각각 대면하는 상기 각 폴 피스에 접한 상기 각 영구자석의 극과 반대의 극으로 자화시킬 때 상기 제 1 자석 모듈과 상기 제 2 자석 모듈 사이에 홀딩력이 발생하고, 상기 제 2 자석 모듈의 전자석 제어장치가 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 전자석의 철심의 양쪽 끝단을 이들과 각각 대면하는 상기 각 폴 피스에 접한 상기 각 영구자석의 극과 같은 극이 되도록 자화시킬 때 상기 제 1 자석 모듈과 상기 제 2 자석 모듈 사이에 홀딩력이 제거되는 것을 특징으로 하는 영구자석과 전자석을 결합한 자성체 홀딩장치.