KR101427066B1

KR101427066B1 - 잔류 자기를 최소화한 자성체 홀딩 장치

Info

Publication number: KR101427066B1
Application number: KR1020140042044A
Authority: KR
Inventors: 최태광
Original assignee: 최태광
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-08-07
Also published as: US9659699B2; US20150287510A1; JP2017508288A; WO2015156494A1; CN106104717A; EP3131102A1

Abstract

본 발명은 자기 흐름 저항의 최소화 구조를 이용하여 잔류 자기를 최소화한 자성체 홀딩 장치에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한, 자성체 홀딩 장치는, 자성체인 부착 대상을 홀딩 및 해제하는 자성체 홀딩 장치로서, 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제1 폴피스; 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제2 폴피스; 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 중 어느 하나에 N극이 접촉되며, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 중 다른 하나에 S극이 접촉되도록 배치되는 주 영구자석; 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 하나와 이격되는 제1 위치와, 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면과 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접촉하는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 베이스; 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 베이스 중 적어도 하나에 감겨있는 코일; 및 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하여, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 베이스 중 적어도 하나를 자화시킴으로써, 상기 부착 대상의 홀딩 또는 해제를 제어하는 제어장치; 를 포함하며, 상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착되고, 상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면과 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제되며, 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제1 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근 또는 상기 제2 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성되고, 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 (chamfer) 또는 모깎기 (fillet) 되어 있다.

Description

잔류 자기를 최소화한 자성체 홀딩 장치{MAGNETIC SUBSTANCE HOLDING DEVICE MINIMALIZING RESIDUAL MAGNETISM}

본 발명은 자성체 홀딩 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자기 흐름 저항의 최소화 구조를 이용하여 잔류 자기를 최소화한 자성체 홀딩 장치에 관한 것이다.

영구자석 워크홀딩 장치 (permanent magnet workholding device) 와 같은 자성체 홀딩 장치는 철과 같은 자성 물질 (magnetic material) 로 구성된 부착 대상을 자기력을 이용하여 부착시키는데 사용되는 장치로서, 오늘날 사출기의 금형 클램핑, 프레스기의 금형 클램핑, 공작 기계의 척 등에 부착되는 내부 장치 등으로 널리 사용되고 있다.

이러한 자성체 홀딩 장치는, 기본적으로 영구자석의 강한 자기력을 이용하여, 자성체인 부착 대상을 홀딩면에 부착시키게 되는데, 해제 시에는 영구자석으로부터의 자기 흐름을 제어하여 홀딩면으로 자기 흐름이 형성되지 않도록 하여 부착 대상을 홀딩면으로부터 떨어뜨린다.

여기서, 영구자석으로부터의 자기 흐름을 제어하는 방법으로는, 회전 가능하도록 설치된 다른 영구자석을 회전시킴으로써 자기 흐름을 제어하는 방법, 별도의 전자석을 이용하여 자기 흐름을 제어하는 방법 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 출원인은 이미 별도의 전자석을 이용한 자성체 홀딩 장치를 제시한 바 있다 (특허문헌 1 참조). 또한, 더욱 발전된 형태의 자성체 홀딩 장치도 제시한 바 있다 (특허문헌 2 참조).

특허문헌 1 및 2에 개시된 본 출원인의 자성체 홀딩 장치는, 별도의 전자석을 설치하지 않고 폴피스에 코일을 배치함으로써 간단한 구조로 강한 홀딩력을 얻을 수 있으며, 홀딩 또는 해제 시의 전환 시에만 작은 전류만을 사용하여 영구자석의 자기력을 제어할 수 있고, 작은 크기의 공간만으로도 강한 홀딩력을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다.

한편, 부착 대상을 홀딩하지 않는 해제 시에도 부착 대상을 끌어당기는 잔류 자기 (residual magnetism) 를 최소화하는 것은 자성체 홀딩 장치에 대한 끊임없는 당면 과제였다. 상술한 특허문헌 1 및 2에 개시된 자성체 홀딩 장치에서는 이러한 잔류 자기가 기존의 홀딩 장치에 비해 감소되긴 하였으나, 여전히 잔류 자기를 최소화하여 활용성을 높일 필요성은 존재한다.

(특허문헌 1)

국제특허공개 WO2012/039548A1

(특허문헌 2)

한국등록특허 KR10-1319052B

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 자기 흐름 저항의 최소화 구조를 이용하여 잔류 자기를 최소화한 자성체 홀딩 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한, 자성체 홀딩 장치는, 자성체인 부착 대상을 홀딩 및 해제하는 자성체 홀딩 장치이다. 상기 자성체 홀딩 장치는, 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제1 폴피스; 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제2 폴피스; 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 중 어느 하나에 N극이 접촉되며, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 중 다른 하나에 S극이 접촉되도록 배치되는 주 영구자석; 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 하나와 이격되는 제1 위치와, 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면과 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접촉하는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 베이스; 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 베이스 중 적어도 하나에 감겨있는 코일; 및 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하여, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 베이스 중 적어도 하나를 자화시킴으로써, 상기 부착 대상의 홀딩 또는 해제를 제어하는 제어장치; 를 포함한다. 상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착된다. 상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면과 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제1 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근 또는 상기 제2 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 (chamfer) 또는 모깎기 (fillet) 되어 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 자성체 홀딩 장치는, 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제3 폴피스; 및 상기 제2 폴피스에 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 제3 폴피스와 접촉되도록 배치되는 부가 영구자석; 을 더 포함한다. 상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 2개가 상기 베이스와 이격되는 상기 베이스의 위치이다. 상기 제2 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접하는 상기 베이스의 위치이다. 상기 코일은 적어도 상기 제2 폴피스에 감겨있다. 상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착된다. 상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제3 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 또는 모깎기되어 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자성체 홀딩 장치는, 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 상기 제2 폴피스와 대면한 채로 이격되어 배치되고, 자성체인 제3 폴피스; 상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제4 폴피스; 및 상기 제2 폴피스에 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 제4 폴피스와 접촉되도록 배치되는 부가 영구자석; 을 더 포함한다. 상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 3개가 상기 베이스와 이격되는 상기 베이스의 위치이다. 상기 제2 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접하는 상기 베이스의 위치이다. 상기 코일은 적어도 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스에 같이 감겨있다. 상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스, 상기 제3 폴피스 및 상기 제4 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착된다. 상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스, 상기 제3 폴피스 및 상기 제4 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제3 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근 또는 상기 제4 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 또는 모깎기되어 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자성체 홀딩 장치는, 내측에 수용 공간을 가지며, 개방구를 가지고, 자성체인 요크; 상기 제1 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제1 폴피스와 접촉되고 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제1 부가 영구자석; 및 상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스와 접촉되고 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제2 부가 영구자석; 을 더 포함한다. 상기 베이스, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 요크의 수용 공간에 적어도 일부가 수용됨과 함께, 상기 요크로부터 이격되도록 배치된다. 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구를 통해 외측에 노출된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자성체 홀딩 장치는, 내측에 수용 공간을 가지며, 개방구를 가지고, 자성체인 요크; 상기 제1 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제1 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제1 부가 영구자석; 및 상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제2 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제2 부가 영구자석; 을 더 포함한다. 상기 베이스, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 요크의 수용 공간에 적어도 일부가 수용되도록 배치되고, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 요크로부터 이격되도록 배치된다. 상기 베이스가 상기 제2 위치에 있는 경우에는 상기 요크로부터 이격되도록 배치된다. 상기 베이스의 상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 이격되지만 상기 베이스가 상기 요크와는 접촉하는 위치이다. 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구를 통해 외측에 노출된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 요크는 바닥판 및 상기 바닥판과 이격된 측판을 포함하고, 상기 제1 부가 영구자석 및 상기 제2 부가 영구자석은 상기 측판에 접촉된다. 상기 바닥판에는 수용 공간 측으로 돌출된 제1 돌출부와 제2 돌출부가 형성된다. 상기 제1 돌출부에는, 상기 제1 부가 영구자석이 상기 제1 폴피스에 접촉하는 극성과 다른 극성이 접촉되고, 상기 측판에는 상기 제1 부가 영구자석이 상기 제1 폴피스에 접촉하는 극성과 같은 극성이 접촉되도록, 제3 부가 영구자석이 상기 제1 돌출부와 상기 측판 사이에 개재된다. 상기 제2 돌출부에는, 상기 제2 부가 영구자석이 상기 제2 폴피스에 접촉하는 극성과 다른 극성이 접촉되고, 상기 측판에는 상기 제2 부가 영구자석이 상기 제2 폴피스에 접촉하는 극성과 같은 극성이 접촉되도록, 제4 부가 영구자석이 상기 제2 돌출부와 상기 측판 사이에 개재된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자성체 홀딩 장치는, 내측에 수용 공간을 가지고 적어도 2 개 부분에 개방구를 가지고, 자성체인 요크; 상기 부착 대상과 다른 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제3 폴피스; 상기 부착 대상과 다른 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제4 폴피스; 상기 제1 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제1 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제1 부가 영구자석; 상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제2 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제2 부가 영구자석; 상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제3 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 제4 폴피스와 접촉되도록 배치되는 제3 부가 영구자석; 상기 제3 폴피스와 접촉하는 상기 제3 부가 영구자석의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제4 부가 영구자석; 및 상기 제4 폴피스와 접촉하는 상기 제3 부가 영구자석의 극성과 같은 극성이 제4 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제5 부가 영구자석; 을 더 포함한다. 상기 베이스, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스, 상기 제3 폴피스 및 상기 제4 폴피스는 상기 요크의 수용 공간에 적어도 일부가 수용됨과 함께, 상기 요크로부터 이격되도록 배치된다. 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구 중 어느 하나의 개방구를 통해 외측에 노출되고, 상기 제3 폴피스와 상기 제4 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구 중 다른 하나의 개방구를 통해 외측에 노출된다. 상기 베이스의 상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 이격되지만 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접촉하는 상기 베이스의 위치이다. 상기 베이스의 상기 제2 위치는 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 모두에 이격되는 상기 베이스의 위치이다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 폴피스의 홀딩면의 면적은 상기 주 영구자석이 상기 제1 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 작게 형성된다. 상기 제2 폴피스의 홀딩면의 면적은 상기 주 영구자석이 상기 제2 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 작게 형성된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 폴피스는 상대적으로 넓은 제1 면과 제2 면을 가지는 판상이다. 상기 주 영구자석은 상기 제1 면에 부착되고, 상기 코일은 상기 주 영구자석과 상기 홀딩면 사이에 감겨진다. 상기 제1 면을 수직에서 보았을 때, 상기 제2 폴피스의 상측면은 상기 베이스-부착면이고, 상기 제2 폴피스의 하측면은 상기 홀딩면이도록 상기 제2 폴피스를 향하게 한 경우, 상기 베이스-부착면의 좌우 방향 폭보다 상기 코일이 감긴 부분의 좌우 방향 폭이 더 좁고, 또한 상기 코일이 감긴 부분의 좌우 방향 폭보다 상기 홀딩면의 좌우 방향 폭이 작거나 같다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 베이스의 길이방향에 따른 평균 단면적은, 상기 주 영구자석이 상기 제1 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 크게 형성되고, 또한 상기 주 영구자석이 상기 제2 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 크게 형성된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자성체 홀딩 장치는, 상기 베이스를 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스로부터 멀어지게 하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성수단; 을 더 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 코일은 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 어느 하나에 감기고, 상기 주 영구자석과 상기 홀딩면 사이에 배치된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 코일은 상기 베이스에 감긴다.

본 발명의 자성체 홀딩 장치에 따르면, 부착 대상의 해제 시에 잔류 자기를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 별도의 전자석을 설치하지 않고 폴피스에 코일을 배치함으로써 간단한 구조로 강한 홀딩력을 얻을 수 있으며, 홀딩 또는 해제 시의 전환 시에만 작은 전류만을 사용하여 영구자석의 자기력을 제어할 수 있고, 작은 크기의 공간만으로도 강한 홀딩력을 얻을 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2은 도 1a의 베이스를 측면에서 본 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 자성체 홀딩 장치의 실시예들에 대해 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 1a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 1b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이다. 도 2는 도 1a의 베이스를 측면에서 본 단면도이다.

도 1a 및 1b를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치 (100) 의 구성에 대해 설명한다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치 (100) 는, 제1 폴피스 (110) 와, 제2 폴피스 (120) 와, 주 영구자석 (130) 과, 베이스 (140) 와, 코일 (150) 과, 스프링 (160) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

제1 폴피스 (110) 는, 자성체인 부착 대상 (1) 이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (111) 및 당해 홀딩면 (111) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (112) 을 가지고, 자성체로 이루어진다.

제2 폴피스 (120) 는, 자성체인 부착 대상 (1) 이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (121) 및 당해 홀딩면 (121) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (122) 을 가지고, 자성체로 이루어진다.

주 영구자석 (130) 은, 제1 폴피스 (110) 와 제2 폴피스 (120) 사이에 개재된다. 주 영구자석 (130) 은 제1 폴피스 (110) 와 제2 폴피스 (120) 중 어느 하나에 N극이 접촉되며, 다른 하나에 S극이 접촉되도록 배치된다. 본 실시예에서는 제2 폴피스 (120) 에 N극이 접촉되는 것을 예시하고 있다. 주 영구자석 (130) 으로는 다양한 영구자석들이 자유롭게 채용될 수 있으며, 개수나 모양도 자유롭게 채용될 수 있다.

베이스 (140) 는 자성체로 이루어지며, 제1 폴피스 (110) 의 베이스-부착면 (112) 및 제2 폴피스 (120) 의 베이스-부착면 (122) 중 적어도 하나에 접하지 않는 제1 위치 (도 1a에서의 위치) 와, 제1 폴피스 (110) 의 베이스-부착면 (112) 및 제2 폴피스 (120) 의 베이스-부착면 (122) 모두에 접하는 제2 위치 (도 1b에서의 위치) 사이에서 상하로 이동 가능하다.

도 1a 및 도 1b를 특히 참조하면, 베이스 (140) 는 자신을 관통하여 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 에 고정되는 볼트 (141) 에 안내되어 슬라이드 되며, 후술할 탄성 수단인 스프링 (160) 을 통해 상측으로 힘이 인가되고 있다. 베이스 (140) 에는 카운터 보어 (Counter-bore, 143) 가 형성되어 있어, 스프링 (160) 에 의해 상측으로 밀리더라도 볼트 (141) 의 헤드 (142) 에 의해 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 로부터의 이격 거리가 제한될 수 있다.

코일 (150) 은 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120) 및 베이스 (140) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 본 실시예에서의 코일 (150) 은 제2 폴피스 (120) 에 감겨져 있는 것을 예시하고 있다. 그러나, 코일 (150) 의 배치는 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 폴피스 (110) 에만 감겨져 있어도 되고, 제1 폴피스 (110) 와 제2 폴피스 (120) 모두에 감겨져 있어도 되고, 베이스 (140) 에만 감겨져 있어도 된다. 또한, 코일 (150) 은 주 영구자석 (130) 보다 상측 또는 하측에 감겨져 있어도 된다.

한편, 코일 (150) 은 도 1a 및 도 1b와 같이, 주 영구자석 (130) 과 제2 폴피스 (120) 의 홀딩면 (121) 사이에 배치되는 것이, 자기 흐름을 보다 효과적으로 제어할 수 있어, 바람직하다.

스프링 (160) 은 베이스 (140) 를 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 수단의 일종이다. 탄성 수단으로서는, 본 실시예의 스프링 (160) 이외에도 고무, 폴리우레탄 등의 탄성체가 사용될 수 있다.

제어장치 (미도시) 는 코일 (150) 에 인가되는 전류를 제어함으로써, 본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (100) 의 홀딩 및 해제를 제어한다.

이하, 위와 같이 구성되는 자성체 홀딩 장치 (100) 로 자성체인 부착 대상 (1) 을 홀딩하고 해제하는 원리에 대해 설명하도록 한다.

도 1a를 참조하면, 코일 (150) 에 전류를 가하지 않는 상태에서는, 부착 대상 (1) 이 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 의 홀딩면 (111, 121) 에 부착된다. 주 영구자석 (130) 은 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 를 자화시킴으로써, 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 는 부착 대상 (1) 과 서로 인력이 작용되어, 결국에는 홀딩면 (111, 121) 에 부착 대상 (1) 이 부착되며, 이에 따라 점선과 같은 자기 흐름이 형성된다. 따라서, 부착 대상 (1) 은 자성체 홀딩 장치 (100) 에 강고하게 부착된다.

물론, 제1 폴피스 (110) 와 제2 폴피스 (120) 가 주 영구자석 (130) 에 의해 자화됨으로써, 베이스 (140) 와 제1 폴피스 (110)/제2 폴피스 (120) 간에도 인력이 작용하나, 스프링 (160) 이 베이스 (140) 를 밀어내는 힘에 의해 베이스 (140) 는 제1 폴피스 (110) 와 제2 폴피스 (120) 에 부착되지는 않는다.

따라서, 베이스 (140) 는 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 와 일정 간격을 유지하는 제1 위치에 위치하게 되므로, 베이스 (140) 방향으로는 자기 흐름이 발생되지 않거나, 발생하더라도 아주 작게 발생된다. 이에 따라, 주 영구자석 (130) 으로부터 발생된 자기력은 대부분 부착 대상 (1) 측으로 흘러, 부착 대상 (1) 이 아주 강고하게 자성체 홀딩 장치 (100) 에 홀딩된다.

여기서, 부착 강도를 높이기 위해서는, 도 1a의 하측으로 N 극이 형성되도록 코일 (150) 에 전류를 인가하면 된다. 코일 (150) 에 전류를 인가하면 마치 전자석과 같이 제2 폴피스 (120) 가 전자기 유도현상에 의해 자성화되어 더욱 강고한 자기력을 형성시킬 수 있다.

도 1b를 참조하여, 부착 대상 (1) 을 자성체 홀딩 장치 (100) 로부터 해제하는 것에 대해 설명한다.

도 1b와 같이, 주 영구자석 (130) 측으로 N극이 형성되도록 코일 (150) 에 전류를 인가하면, 베이스 (140) 를 끌어당기는 자기력이 강화되어, 베이스 (140) 가 스프링 (160) 의 탄성력을 이겨내고 베이스-부착면 (112, 122) 에 부착된다. 즉, 베이스 (140) 가 제2 위치로 위치하게 된다.

베이스 (140) 가 베이스-부착면 (112, 122) 에 부착되어 주 영구자석 (130) - 제2 폴피스 (120) - 베이스 (140) - 제1 폴피스 (110) - 주 영구자석 (130) 의 경로로 자기 흐름이 형성됨과 함께, 코일 (150) 이 주 영구자석 (130) 의 자기 흐름을 부착 대상 (1) 이 아닌 베이스 (140) 측으로 유도하게 되어, 부착 대상 (1) 으로 자기 흐름이 형성되지 않게 된다.

이로 인하여, 부착 대상 (1) 은 제1 폴피스 (110) 의 홀딩면 (111) 및 제2 폴피스 (120) 의 홀딩면 (121) 으로부터 해제될 수 있게 된다. 이후, 코일 (150) 로의 전류의 인가를 차단하더라도, 베이스 (140) 는 다시 제1 위치로 복귀하지 않게 되고, 이에 따라 베이스 (140) 를 통과하는 자기 흐름이 유지됨에 의해, 홀딩면 (111, 121) 에는 부착 대상 (1) 이 부착될 수 없다.

다시 부착 대상 (1) 을 홀딩하기 위해서는, 코일 (150) 에 도 1b와 반대 방향의 전류를 흐르게 하여, 스프링 (160) 의 탄성력에 의해 베이스 (140) 를 도 1a와 같은 제1 위치로 복귀시킬 필요가 있다. 즉, 도 1b의 점선과 같은 자기 흐름의 세기를 코일 (150) 로 약화시켜, 베이스 (140) 를 제1 위치로 복귀시킬 수 있다.

여기서, 스프링 (160) 의 탄성 계수를 적절히 조절할 필요가 있다. 예를 들어, 스프링 (160) 의 탄성 계수가 너무 작으면, 일단 도 1b와 같이 베이스 (140) 가 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 에 부착된 후, 베이스 (140) 를 제1 위치로 복귀시키기 위해서 많은 전류를 코일 (150) 에 공급해야 한다. 이와는 반대로, 스프링 (160) 의 탄성 계수가 너무 크면, 부착 대상 (1) 의 해제 시에 베이스 (140) 를 베이스-부착면 (112, 122) 에 부착시키기 위해서, 코일 (150) 에 많은 전류를 공급해야 하므로, 바람직하지 못하다. 이러한 스프링 (160) 의 탄성 계수는, 코일 (150) 로 유도할 수 있는 자기력의 세기 등을 고려하여, 경험적으로 혹은 실험적으로 적절하게 정해질 수 있다.

또한, 스프링 (160) 의 탄성 계수와 함께, 제1 위치의 베이스 (140) 가 베이스-부착면 (112, 122) 으로부터 이격되는 거리도 적절히 결정되어야 한다. 거리가 너무 크면, 코일 (150) 에 전류를 인가하더라도 베이스 (140) 가 베이스-부착면 (112, 122) 에 부착되지 않을 수 있으며, 거리가 너무 작으면 코일 (150) 에 전류를 인가하지 않더라도 베이스 (140) 가 베이스-부착면 (112, 122) 에 부착될 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 점을 고려하여, 코일 (150) 에 일정 정도의 전류를 인가하였을 때에만 베이스 (140) 가 베이스-부착면 (112, 122) 에 부착될 수 있도록 제1 위치에서의 베이스 (140) 와 베이스-부착면 (112, 122) 간의 이격거리를 조정해야 한다. 이러한 조정은, 코일 (150) 로 유도할 수 있는 자기력의 세기, 스프링 (160) 의 탄성 계수 등을 고려하여 경험적 혹은 실험적으로 행하여질 수 있다.

또한, 적절한 이격거리가 결정되면, 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 에 결합되는 볼트 (141) 에 의해 쉽게 결정된 이격거리를 설정할 수 있다.

이하에서는 위와 같은 구성과 작동 원리를 가지는 본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (100) 의 잔류 자기 최소화 구조에 대해서 자세히 설명한다.

잔류 자기를 효과적으로 차단하기 위해서 흐름촉진부 (113, 123) 가 형성될 수 있다. 흐름촉진부 (113, 123) 는 베이스 (140) 가 도 1b와 같은 제2 위치에 위치하는 경우 주 영구자석 (130) 에 의해 야기되고 베이스 (140) 를 통과하는 자기 흐름 경로 (점선 참조) 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 제1 폴피스 (110) 와 베이스 (140) 가 만나는 지점 부근에 형성되는 제1 흐름촉진부 (113) 와, 제2 폴피스 (120) 와 베이스 (140) 가 만나는 지점 부근에 형성되는 제2 흐름촉진부 (123) 로 구성될 수 있다. 도 1b에서의 자기 흐름의 최단 경로는 베이스 (140), 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120) 및 주 영구자석 (130) 의 내주면을 따르는 경로이다. 만약, 제1 폴피스 (110) 와 베이스 (140) 사이 및 제2 폴피스 (120) 와 베이스 (140) 사이가 수직으로 만난다면, 자기 흐름의 최단 경로에는 수직으로 굴절되는 부분이 생기게 되고, 이러한 경우 자기 흐름에 방해가 발생된다. 이에 반하여, 흐름촉진부 (113, 123) 를 구비할 경우, 자기 흐름의 경로는 더욱 단축되고, 자기가 흐를 수 있는 경로의 폭이 넓어짐에 따라 자기 흐름의 저항이 감소된다. 이에 따라, 베이스 (140) 측으로 더욱 자기 흐름이 발생되기 쉬워지며, 도 1b와 같은 해제 동안 부착 대상 (1) 방향으로의 자기 흐름 발생을 억제시킴으로써 잔류 자기를 감소시킬 수 있다.

한편, 흐름촉진부 (113, 123) 는 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 에 일체로 형성되는 것을 본 실시예에서 예시하고 있으나, 베이스 (140) 에 일체로 형성되어도 무방하다. 또한, 흐름촉진부 (113, 123) 의 내주면이 직선을 이루는 것을 예시하고 있으나, 자기 흐름의 방향과 부합되도록 내주면이 곡선을 이루는 것이 더욱 바람직하다.

잔류 자기를 더욱 줄이기 위한 또 한 가지 방법은, 베이스 (140) 의 모서리를 도 1a 및 도 1b와 같이 모따기 (chamfer) 또는 모깎기 (fillet) 하는 것이다. 모따기 또는 모깎기를 하지 않은 직각의 모서리에서는 도 1b와 같은 자기 흐름 형성 시 맴돌이 형상의 자기 흐름이 발생하게 되고, 이는 자기 흐름의 저항 또는 비효율로 작용하게 된다. 그런데, 도 1a 및 도 1b와 같이 모따기 처리나 모깎기 처리를 행하면, 이러한 맴돌이가 발생하지 않게 되고, 이에 따라 자기 흐름의 저항을 더욱 감소시킬 수 있다. 따라서, 베이스 (140) 의 모서리를, 도 1b와 같은 자기 흐름의 경로를 따르도록, 모따기 또는 모깎기하면, 잔류 자기를 더욱 감소시킬 수 있다.

잔류 자기를 더욱 줄이기 위한 또 한 가지 방법을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2은 도 1a를 정면이라 할 때, 측면에서 제2 폴피스 (120) 를 본 단면도이다.

제2 폴피스 (120) 는 도 1a 및 도 1b와 같은 정면 형태를 가지면서 도 2과 같이 측면이 긴 판상의 형태를 가질 수 있다. 즉, 제2 폴피스 (120) 는 상대적으로 넓은 제1 면과 이 제1 면에 대향하는 제2 면을 가진 판상의 형태를 가질 수 있다. 제1 면 또는 제2 면에 대한 수직인 시선에서, 도 2와 같이 제2 폴피스 (120) 를 향하게 한 경우, 제2 폴피스 (120) 의 상측면은 베이스-부착면 (122) 이고, 하측면은 홀딩면 (121) 이다. 이 경우, 도 2와 같이 베이스-부착면 (122) 의 좌우 방향 폭 W1 보다 코일 (150) 이 감긴 부분의 좌우 방향 폭 W2 이 더 좁고, 또한 W2 보다 홀딩면 (121) 의 좌우 방향 폭 W3 이 작거나 같은 것이 잔류 자기를 감소시키는 측면에서 바람직하다. 그 이유는, W1 > W2 ≥ W3 라는 폭을 가지게 되면 베이스 (140) 방향으로의 자기 흐름 저항이 작아지게 되고, 그만큼 잔류 자기가 감소되기 때문이다. 또한, 더불어 도 2와 같이 중간 부분 양측부에 수직으로 꺾인 부분을 둠으로써, 하측으로 발생되는 자기 흐름에 맴돌이가 발생하게 되고, 이에 따라 하측으로의 자기 흐름 저항은 커지게 되므로, 하측으로의 자기 흐름 저항은 상대적으로 커진다. 결론적으로, 도 2와 같은 형태의 제1 폴피스 (110) 및/또는 제2 폴피스 (120) 를 구비한다면, 잔류 자기를 더욱 줄일 수 있다.

잔류 자기를 더욱 줄이기 위한 또 한 가지 방법은, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 폴피스 (110) 의 홀딩면 (111) 의 면적을 주 영구자석 (130) 이 제1 폴피스 (110) 와 대면하는 부분에서의 평균 단면적 (즉, 도 1a에서 하측에서 상측으로 가면서 자른 단면의 단면적들의 평균) 보다 작게 형성하는 것이다. 또한, 제2 폴피스 (120) 의 홀딩면 (121) 의 면적을 주 영구자석 (130) 이 제2 폴피스 (120) 와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 작게 형성하는 것이다. 이러한 구성은, 자기 흐름이 발생하는 부분 (주 영구자석 (130) 이 대면하는 부분) 으로부터 홀딩면 (111, 121) 으로의 경로의 자기 흐름 저항을 높여서 잔류 자기가 홀딩면 (111, 121) 방향으로 흐르지 않게 함으로써, 잔류 자기 발생을 억제시킨다.

한편, 홀딩력을 과도하게 제한하지 않기 위해서 도 1a 및 도 1b와 같이 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 의 내주면은 직선으로 형성하고, 외주면에 단을 두는 것이 바람직하다.

잔류 자기를 더욱 줄이기 위한 또 한 가지 방법은, 베이스 (140) 의 길이 방향에 따른 평균 단면적을, 주 영구자석 (130) 이 제1 폴피스 (110) 와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 크게 형성하고, 또한 주 영구자석 (130) 이 제2 폴피스 (120) 와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 크게 형성하는 것이다. 즉, 도 1a 및 도 1b에서, 베이스 (140) 의 두께를 제1 폴피스 (110) 및 제2 폴피스 (120) 가 주 영구자석 (130) 과 대면하는 부분에서의 두께보다 두껍게 하여, 베이스 (140) 로의 자기 흐름 저항을 감소시킴으로써, 하측 방향으로의 잔류 자기를 억제할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 3a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 3b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 자성체 홀딩 장치 (200) 는, 제1 폴피스 (210) 와, 제2 폴피스 (220) 와, 주 영구자석 (230) 과, 베이스 (240) 와, 코일 (250) 과, 스프링 (260) 과, 제3 폴피스 (270) 와, 부가 영구자석 (280) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (200) 는, 도 1a, 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 기본적으로 동일한 원리를 따르므로, 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (200) 는 도 1a, 도 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 비교하여, 제3 폴피스 (270) 와, 부가 영구자석 (280) 을 더 포함하며, 베이스 (240) 는 제3 폴피스 (270) 와의 탈부착을 위해 베이스 (140) 보다 확장된다. 이 외의 제1 폴피스 (210), 제2 폴피스 (220), 주 영구자석 (230), 코일 (250), 스프링 (260) 은, 도 1a, 1b의 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120), 주 영구자석 (130), 코일 (150), 스프링 (160) 과 각각 대응된다.

제3 폴피스 (270) 는 부착 대상 (1) 이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (271) 및 당해 홀딩면 (271) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (272) 을 가지고, 자성체로 이루어진다.

부가 영구자석 (280) 은 제2 폴피스 (220) 에 접촉하는 주 영구자석 (230) 의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스 (220) 와 접촉되고, 다른 극성이 제3 폴피스 (270) 와 접촉되도록 배치된다.

코일 (250) 은 본 실시예에서는 제2 폴피스 (220) 에 감겨있으나, 이와 더불어 제1 폴피스 (210) 및/또는 제3 폴피스 (270) 에도 감겨질 수 있다.

본 실시예에서의 제1 위치는 도 3a에서와 같이 제1 폴피스 (210) 의 베이스-부착면 (212), 제2 폴피스 (220) 의 베이스-부착면 (222), 제3 폴피스 (270) 의 베이스-부착면 (272) 중 적어도 2개가 베이스 (240) 와 이격되는 베이스 (240) 의 위치를 의미한다.

또한, 본 실시예에서의 제2 위치는 도 3b에서와 같이 제1 폴피스 (210) 의 베이스-부착면 (212), 제2 폴피스 (220) 의 베이스-부착면 (222), 제3 폴피스 (270) 의 베이스-부착면 (272) 모두에 접하는 베이스 (240) 의 위치를 의미한다.

베이스 (240) 가 제1 위치에 위치함으로써, 제1 폴피스 (210), 제2 폴피스 (220) 및 제3 폴피스 (270) 의 홀딩면 (211, 221, 271) 에 부착 대상 (1) 이 부착될 수 있다.

또한, 코일 (250) 에 도 3b와 같이 전류를 인가하여, 제1 폴피스 (210) 의 베이스-부착면 (212), 제2 폴피스 (220) 의 베이스-부착면 (222) 및 제3 폴피스 (270) 의 베이스-부착면 (272) 을 통과하도록 자기 흐름을 형성시켜, 자기력에 의해 베이스 (240) 가 제2 위치에 위치함으로써, 홀딩면 (211, 221, 271) 으로부터 부착 대상 (1) 이 해제될 수 있다.

한편, 잔류 자기 감소를 위한 구조는 제3 폴피스 (270) 에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 베이스 (240) 가 도 3b와 같이 제2 위치에 위치하는 경우에 주 영구자석 (230) 및 부가 영구자석 (280) 에 의해 야기되고 베이스 (240) 를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 제3 폴피스 (270) 와 베이스 (240) 가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부 (273) 가 형성될 수 있다. 또한, 제2 폴피스 (220) 에는 흐름촉진부 (223) 외에 또 다른 흐름촉진부 (224) 가 형성될 수 있다.

또한, 베이스 (240) 가 도 3b와 같이 제2 위치에 위치하는 경우에 주 영구자석 (230) 및 부가 영구자석 (280) 에 의해 야기되고 베이스 (240) 를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 베이스 (240) 의 모서리는 모따기 또는 모깎기되어 있는 것이 바람직하다.

이 외에도 도 1a, 도 1b에서 설명한 구성이 모두 적용될 수 있으며, 중복되는 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 4a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 4b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 자성체 홀딩 장치 (300) 는, 제1 폴피스 (310) 와, 제2 폴피스 (320) 와, 주 영구자석 (330) 과, 베이스 (340) 와, 코일 (350) 과, 스프링 (360) 과, 제3 폴피스 (370) 와, 부가 영구자석 (380) 과, 제4 폴피스 (390) 와, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (300) 는, 도 1a, 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 기본적으로 동일한 원리를 따르므로, 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (300) 는 도 1a, 도 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 비교하여, 제3 폴피스 (370) 와, 부가 영구자석 (380) 과, 제4 폴피스 (390) 를 더 포함하며, 베이스 (340) 는 제3 폴피스 (370) 및 제4 폴피스 (390) 와의 탈부착을 위해 베이스 (140) 보다 확장된다. 이 외의 제1 폴피스 (310), 제2 폴피스 (320), 주 영구자석 (330), 코일 (350), 스프링 (360) 은, 도 1a, 1b의 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120), 주 영구자석 (130), 코일 (150), 스프링 (160) 과 각각 대응된다.

제3 폴피스 (370) 는 부착 대상 (1) 이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (371) 및 당해 홀딩면 (371) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (372) 을 가지고, 자성체로 이루어진다. 또한, 제3 폴피스 (370) 는 제2 폴피스 (320) 와는 대면한 채로 이격되도록 배치된다.

부가 영구자석 (380) 은 제2 폴피스 (320) 에 접촉하는 주 영구자석 (330) 의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스 (370) 와 접촉되고, 다른 극성이 제4 폴피스 (390) 와 접촉되도록 배치된다.

제4 폴피스 (390) 는 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (391) 및 당해 홀딩면 (391) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (392) 을 가지고, 자성체로 이루어진다.

코일 (350) 은 본 실시예에서는 제2 폴피스 (320) 및 제3 폴피스 (370) 에 같이 감겨있으나, 이와 더불어 제1 폴피스 (310) 및/또는 제4 폴피스 (390) 에도 감겨질 수 있으며, 베이스 (340) 에도 감겨질 수 있다.

본 실시예에서의 제1 위치는 도 4a에서와 같이 제1 폴피스 (310) 의 베이스-부착면 (312), 제2 폴피스 (320) 의 베이스-부착면 (322), 제3 폴피스 (370) 의 베이스-부착면 (372) 및 제4 폴피스 (390) 의 베이스-부착면 (392) 중 적어도 3개가 베이스 (340) 와 이격되는 베이스 (340) 의 위치를 의미한다.

또한, 본 실시예에서의 제2 위치는 도 4b에서와 같이 제1 폴피스 (310) 의 베이스-부착면 (312), 제2 폴피스 (320) 의 베이스-부착면 (322), 제3 폴피스 (370) 의 베이스-부착면 (372) 및 제4 폴피스 (390) 의 베이스-부착면 (392) 모두에 접하는 베이스 (340) 의 위치를 의미한다.

베이스 (340) 가 제1 위치에 위치함으로써, 제1 폴피스 (310), 제2 폴피스 (320), 제3 폴피스 (370) 및 제4 폴피스 (390) 의 홀딩면 (311, 321, 371, 391) 에 부착 대상 (1) 이 부착될 수 있다.

또한, 코일 (350) 에 도 4b와 같이 전류를 인가하여, 제1 폴피스 (310) 의 베이스-부착면 (312), 제2 폴피스 (320) 의 베이스-부착면 (322), 제3 폴피스 (370) 의 베이스-부착면 (372) 및 제4 폴피스 (390) 의 베이스-부착면 (392) 을 통과하도록 자기 흐름을 형성시켜, 자기력에 의해 베이스 (340) 가 제2 위치에 위치함으로써, 홀딩면 (311, 321, 371, 391) 으로부터 부착 대상 (1) 이 해제될 수 있다.

한편, 잔류 자기 감소를 위한 구조는 제3 폴피스 (370) 및 제4 폴피스 (390) 에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 베이스 (340) 가 도 4b와 같이 제2 위치에 위치하는 경우에 주 영구자석 (330) 및 부가 영구자석 (380) 에 의해 야기되고 베이스 (340) 를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 제3 폴피스 (370) 와 베이스 (340) 가 만나는 지점 부근 또는 제4 폴피스 (390) 와 베이스 (340) 가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부 (373, 393) 가 각각 형성될 수 있다.

또한, 베이스 (340) 가 도 4b와 같이 제2 위치에 위치하는 경우에 주 영구자석 (330) 및 부가 영구자석 (380) 에 의해 야기되고 베이스 (340) 를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 베이스 (340) 의 모서리는 모따기 또는 모깎기되어 있는 것이 바람직하다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 5a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 5b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 자성체 홀딩 장치 (400) 는, 제1 폴피스 (410) 와, 제2 폴피스 (420) 와, 주 영구자석 (430) 과, 베이스 (440) 와, 코일 (450) 과, 스프링 (460) 과, 요크 (470) 와, 제1 부가 영구자석 (480) 과, 제2 부가 영구자석 (490) 과, 제어 장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (400) 는, 도 1a, 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 기본적으로 동일한 원리를 따르므로, 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (400) 는 도 1a, 도 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 비교하여, 요크 (470) 와, 제1 부가 영구자석 (480) 과, 제2 부가 영구자석 (490) 을 더 포함한다. 이 외의 제1 폴피스 (410), 제2 폴피스 (420), 주 영구자석 (430), 베이스 (440), 코일 (450), 스프링 (460) 은, 도 1a, 1b의 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120), 주 영구자석 (130), 베이스 (140), 코일 (150), 스프링 (160) 과 각각 대응된다.

요크 (470) 는 내측에 수용 공간 (471) 을 가지며, 개방구 (472) 를 가지며 자성체로 이루어진다. 또한, 베이스 (440), 제1 폴피스 (410) 및 제2 폴피스 (420) 는 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 수용 공간 (471) 에 적어도 일부가 수용되며, 요크 (470) 로부터는 이격되어 배치된다. 한편, 요크 (470) 와 베이스 (440) 사이에는 별도의 부재가 삽입되지 않고 이격되도록 배치될 수도 있고, 또한 알루미늄과 같은 상자성체가 개재될 수도 있다.

제1 부가 영구자석 (480) 은 제1 폴피스 (410) 와 접촉하는 주 영구자석 (430) 의 극성과 같은 극성이 제1 폴피스 (410) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (470) 와 접촉되도록 배치된다.

제2 부가 영구자석 (490) 은 제2 폴피스 (420) 와 접촉하는 주 영구자석 (430) 의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스 (420) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (470) 와 접촉되도록 배치된다.

제1 폴피스 (410) 와 제2 폴피스 (420) 의 홀딩면 (411, 421) 은 요크 (470) 의 개방구 (472) 를 통해 외측에 노출된다.

본 실시예에서 요크 (470) 로는 해제 시에 도 5b와 같이 부가적인 자기 흐름이 형성됨으로써, 잔류 자기를 보다 효율적으로 저감할 수 있다. 이와 더불어, 제1 부가 영구자석 (480) 및 제2 부가 영구자석 (490) 에 의해, 더 큰 홀딩력을 얻을 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 6a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 6b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 자성체 홀딩 장치 (500) 는, 제1 폴피스 (510) 와, 제2 폴피스 (520) 와, 주 영구자석 (530) 과, 베이스 (540) 와, 코일 (550) 과, 요크 (570) 와, 제1 부가 영구자석 (580) 과, 제2 부가 영구자석 (590) 과, 제어 장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (500) 는, 도 1a, 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 기본적으로 동일한 원리를 따르므로, 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (500) 는 도 1a, 도 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 비교하여, 요크 (570) 와, 제1 부가 영구자석 (580) 과, 제2 부가 영구자석 (590) 을 더 포함한다. 이 외의 제1 폴피스 (510), 제2 폴피스 (520), 주 영구자석 (530), 베이스 (540) 는, 도 1a, 1b의 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120), 주 영구자석 (130), 베이스 (140) 와 각각 대응된다.

요크 (570) 는 내측에 수용 공간 (571) 을 가지며, 개방구 (572) 를 가지며 자성체로 이루어진다. 또한, 베이스 (540), 제1 폴피스 (510) 및 제2 폴피스 (520) 는 도 6a 및 도 6b에서와 같이, 수용 공간 (571) 에 적어도 일부가 수용되며, 제1 폴피스 (510) 와 제2 폴피스 (520) 는 요크 (570) 로부터 이격되어 배치된다.

제1 부가 영구자석 (580) 은 제1 폴피스 (510) 와 접촉하는 주 영구자석 (530) 의 극성과 같은 극성이 제1 폴피스 (510) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (570) 와 접촉되도록 배치된다.

제2 부가 영구자석 (590) 은 제2 폴피스 (520) 와 접촉하는 주 영구자석 (530) 의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스 (520) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (570) 와 접촉되도록 배치된다.

제1 폴피스 (510) 와 제2 폴피스 (520) 의 홀딩면 (511, 521) 은 요크 (570) 의 개방구 (572) 를 통해 외측에 노출된다.

본 실시예에서는 도 1a, 도 1b에서의 스프링 (160) 이 생략되어 있다. 베이스 (540) 는 도 6a와 같이 제1 위치에 위치하는 경우에는 제1 폴피스 (510) 의 베이스-부착면 (512) 및 제2 폴피스 (520) 의 베이스-부착면 (522) 모두에 이격되지만 요크 (570) 내부에 형성된 한 쌍의 돌출부 (573, 574) 에 접촉된다. 또한, 베이스 (540) 가 도 6b와 같이 제2 위치에 위치하는 경우에는 요크 (570) 의 한 쌍의 돌출부 (573, 574) 로부터는 이격되나, 베이스-부착면 (512, 522) 에는 모두 접촉한다.

이와 같이, 베이스 (540) 가 베이스-부착면들 (512, 522) 및 한 쌍의 돌출부 (573, 574) 사이에서 이동함으로써, 제1 위치와 제2 위치 간의 전환이 이루어질 수 있다. 한편, 스프링이 베이스 (540) 와 베이스-부착면들 (512, 522) 사이에 개재되는 것을 배제하는 것은 아님에 유의해야 한다.

또한, 코일 (550) 은 상술한 실시예들과 달리 베이스 (540) 에 감겨져 있다. 이는 베이스 (540) 를 자화시켜 자기 흐름을 변화시키는 것이 베이스 (540) 의 상하 이동에 유리하기 때문이다. 그러나, 코일은 베이스 (540) 이외에도 제1 폴피스 (510) 및/또는 제2 폴피스 (520) 에도 감길 수 있다.

본 실시예에서 요크 (570) 로는 해제 시에 도 6b와 같이 부가적인 자기 흐름이 형성됨으로써, 잔류 자기를 보다 효율적으로 저감할 수 있다. 이와 더불어, 제1 부가 영구자석 (580) 및 제2 부가 영구자석 (590) 에 의해, 더 큰 홀딩력을 얻을 수 있다. 또한, 스프링이 생략됨으로써, 보다 간단한 구조로 자성체 홀딩 장치를 제공할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 7a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 7b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 자성체 홀딩 장치 (600) 는, 제1 폴피스 (610) 와, 제2 폴피스 (620) 와, 주 영구자석 (630) 과, 베이스 (640) 와, 코일 (650) 과, 요크 (670) 와, 제1 부가 영구자석 (680) 과, 제2 부가 영구자석 (690) 과, 제3 부가 영구자석 (691) 과, 제4 부가 영구자석 (692) 과, 제어 장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (600) 는, 도 6a, 6b의 자성체 홀딩 장치 (500) 와 기본적으로 동일한 원리를 따르므로, 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (600) 는 도 6a, 도 6b의 자성체 홀딩 장치 (500) 와 비교하여, 제3 부가 영구자석 (691) 과, 제4 부가 영구자석 (692) 을 더 포함하며, 요크 (670) 가 바닥판 (675) 및 이 바닥판 (675) 과 이격된 측판 (676) 을 포함한다는 점에 있어서 차이가 있다. 이 외의 제1 폴피스 (610), 제2 폴피스 (620), 주 영구자석 (630), 베이스 (640), 코일 (650) 은, 도 6a, 6b의 제1 폴피스 (510), 제2 폴피스 (520), 주 영구자석 (530), 베이스 (540), 코일 (550) 과 각각 대응된다.

요크 (670) 는 바닥판 (675) 및 측판 (676) 을 포함하며, 바닥판 (675) 과 측판 (676) 사이는 이격되거나, 도 7a와 같이 알루미늄과 같은 상자성체 (677) 가 개재될 수 있다. 또한, 제1 부가 영구자석 (680) 및 제2 부가 영구자석 (690) 은 측판 (676) 에 접촉된다.

바닥판 (675) 에는 자성체인 제1 돌출부 (673) 및 제2 돌출부 (674) 가 수용 공간 (671) 측으로 돌출되어 형성된다. 이 제1 돌출부 (673) 및 제2 돌출부 (674) 는 도 6a 및 도 6b에서의 돌출부 (573, 574) 와 각각 동일하다.

제3 부가 영구자석 (691) 은 제1 부가 영구자석 (680) 이 제1 폴피스 (610) 에 접촉하는 극성과 다른 극성이 제1 돌출부 (673) 와 접촉되고, 제1 부가 영구자석 (680) 이 제1 폴피스 (610) 에 접촉하는 극성과 같은 극성이 측판 (676) 과 접촉되도록 배치된다.

제4 부가 영구자석 (692) 은 제2 부가 영구자석 (690) 이 제2 폴피스 (620) 에 접촉하는 극성과 다른 극성이 제2 돌출부 (674) 와 접촉되고, 제2 부가 영구자석 (690) 이 제2 폴피스 (620) 에 접촉하는 극성과 같은 극성이 측판 (676) 과 접촉되도록 배치된다.

본 실시예에서, 제1 부가 영구자석 (680) 및 제2 부가 영구자석 (690) 에 의해, 더 큰 홀딩력을 얻을 수 있다. 또한, 스프링이 생략됨으로써, 보다 간단한 구조로 자성체 홀딩장치를 제공할 수 있다. 또한, 도 6a 및 도 6b의 자성체 홀딩 장치 (500) 와 비교하여, 제3 부가 영구자석 (691) 및 제4 부가 영구자석 (692) 에 의한 자기력에 따라 보다 강력한 홀딩력을 얻을 수 있다.

이 외에도 도 1a, 도 1b, 도 6a, 도 6b에서 설명한 구성이 모두 적용될 수 있으며, 중복되는 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이며, 특히 도 8a는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 홀딩하고 다른 부착 대상을 해제하는 때의 개략적인 단면도이고, 도 8b는 자성체 홀딩 장치가 부착 대상을 해제하고 다른 부착 대상을 부착하는 때의 개략적인 단면도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 자성체 홀딩 장치 (700) 는, 제1 폴피스 (710) 와, 제2 폴피스 (720) 와, 주 영구자석 (730) 과, 베이스 (740) 와, 코일 (750) 과, 제3 폴피스 (760) 와, 제4 폴피스 (765) 와, 요크 (770) 와, 제1 부가 영구자석 (780) 과, 제2 부가 영구자석 (790) 과, 제3 부가 영구자석 (791) 과, 제4 부가 영구자석 (792) 과, 제5 부가 영구자석 (793) 과, 제어 장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (700) 는, 도 1a, 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 기본적으로 동일한 원리를 따르므로, 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (700) 는 도 1a, 도 1b의 자성체 홀딩 장치 (100) 와 비교하여, 제3 폴피스 (760) 와, 제4 폴피스 (765) 와, 요크 (770) 와, 제1 부가 영구자석 (780) 과, 제2 부가 영구자석 (790) 과, 제3 부가 영구자석 (791) 과, 제4 부가 영구자석 (792), 제5 부가 영구자석 (793) 을 더 포함한다. 이 외의 제1 폴피스 (710), 제2 폴피스 (720), 주 영구자석 (730), 베이스 (740) 는, 도 1a, 1b의 제1 폴피스 (110), 제2 폴피스 (120), 주 영구자석 (130), 베이스 (140) 와 각각 대응된다.

제3 폴피스 (760) 는 부착 대상 (1) 과 다른 부착 대상 (2) 이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (761) 및 당해 홀딩면 (761) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (762) 을 가지고, 자성체로 이루어진다.

제4 폴피스 (765) 는 부착 대상 (1) 과 다른 부착 대상 (2) 이 부착되도록 마련되는 홀딩면 (766) 및 당해 홀딩면 (766) 과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면 (767) 을 가지고, 자성체로 이루어진다.

요크 (770) 는 내측에 수용 공간 (771) 을 가지며, 적어도 2개 부분에 개방구 (772, 773) 를 가지며, 자성체로 이루어진다. 개방구 (772) 는 부착 대상 (1) 의 부착을 위한 것이며, 개방구 (773) 는 다른 부착 대상 (2) 의 부착을 위한 것이다.

제1 부가 영구자석 (780) 은 제1 폴피스 (710) 와 접촉하는 주 영구자석 (730) 의 극성과 같은 극성이 제1 폴피스 (710) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (770) 와 접촉되도록 배치된다.

제2 부가 영구자석 (790) 은 제2 폴피스 (720) 와 접촉하는 주 영구자석 (730) 의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스 (720) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (770) 와 접촉되도록 배치된다.

제3 부가 영구자석 (791) 은 제2 폴피스 (720) 와 접촉하는 주 영구자석 (730) 의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스 (760) 와 접촉되고, 다른 극성이 제4 폴피스 (765) 와 접촉되도록 배치된다.

제4 부가 영구자석 (792) 은 제3 폴피스 (760) 와 접촉하는 제3 부가 영구자석 (791) 의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스 (760) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (770) 와 접촉되도록 배치된다.

제5 부가 영구자석 (793) 은 제4 폴피스 (765) 와 접촉하는 제3 부가 영구자석 (791) 의 극성과 같은 극성이 제4 폴피스 (765) 와 접촉되고, 다른 극성이 요크 (770) 와 접촉되도록 배치된다.

제1 폴피스 (710) 와 제2 폴피스 (720) 의 홀딩면 (711, 721) 은 개방구 (772) 를 통해 외측에 노출되고, 제3 폴피스 (760) 와 제4 폴피스 (765) 의 홀딩면 (761, 766) 은 개방구 (773) 를 통해 외측에 노출된다.

베이스 (740) 의 제1 위치는 제1 폴피스 (710) 의 베이스-부착면 (712) 및 제2 폴피스 (720) 의 베이스-부착면 (722) 모두에 이격되지만 제3 폴피스 (760) 의 베이스-부착면 (762) 및 제4 폴피스 (765) 의 베이스-부착면 (767) 모두에 접촉하는 베이스 (740) 의 위치이다 (도 8a 참조).

또한, 베이스 (740) 의 제2 위치는 제3 폴피스 (760) 의 베이스-부착면 (762) 및 제4 폴피스 (765) 의 베이스-부착면 (767) 모두에 이격되지만 제1 폴피스 (710) 의 베이스-부착면 (712) 및 제2 폴피스 (720) 의 베이스-부착면 (722) 모두에 접촉하는 베이스 (740) 의 위치이다 (도 8b 참조).

도 8a와 같이 베이스 (740) 가 제1 위치에 있으면, 부착 대상 (1) 이 부착되지만, 다른 부착 대상 (2) 은 해제된다. 이 경우, 다른 부착 대상 (2) 으로의 잔류 자기는 요크 (770) 및 베이스 (740) 를 통한 자기 흐름에 의해 완화될 수 있다.

또한, 도 8b와 같이 베이스 (740) 가 제2 위치에 있으면, 부착 대상 (1) 이 해제되지만, 다른 부착 대상 (2) 은 부착된다. 이 경우, 부착 대상 (1) 으로의 잔류 자기는 요크 (770) 및 베이스 (740) 를 통한 자기 흐름에 의해 완화될 수 있다.

본 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치 (700) 에 따르면, 복수의 부착 대상 (1, 2) 을 번갈아 홀딩하고 해제하는 경우에 이용 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 자성체 홀딩 장치 (100 내지 700) 에 의하면, 해제 시에 발생하는 잔류 자기의 흐름을 최소화할 수 있다. 이러한 잔류 자기의 감소는, 베이스, 제1 폴피스, 제2 폴피스, 제3 폴피스 또는 제4 폴피스의 상술한 구조 (일명 물흐름 구조) 에 의한 베이스 측으로의 자기 흐름 저항의 최소화에 기인한 것이다.

본 발명의 자성체 홀딩 장치에 의해 잔류 자기가 얼마나 감소되는지 설명한다. 실측 시험을 행하였으며, 상술한 자성체 홀딩 장치 (200) 를 이용하였다. 본 실험은 제1 조건의 자성체 홀딩 장치, 제2 조건의 자성체 홀딩 장치로 행하여졌다. 각각의 조건의 자성체 홀딩 장치의 구성은 다음과 같다.

제1 조건의 자성체 홀딩 장치 : 도 3a의 자성체 홀딩 장치 (200) 에서, 잔류 자기 최소화 구조는 반영되지 않음. 즉, 흐름촉진부 (213, 223) 및 베이스 (240) 의 모따기 혹은 모깎기 구조는 반영되지 않음.

제2 조건의 자성체 홀딩 장치 : 도 3a의 자성체 홀딩 장치 (200) 와 동일한 구조.

위의 2가지 자성체 홀딩 장치를 이용하여, 해제 시에 잔류 자기를 홀딩힘으로 측정한 결과는 아래와 같다. 참고로, 2 가지 자성체 홀딩 장치 모두 홀딩 시의 홀딩힘이 300kgf 인 경우로 환산하여 잔류 자기를 기재하였다.

	제1 조건	제2 조건
해제 시의 홀딩힘(kgf)	5.5~8	0~2.5
홀딩 시의 홀딩힘에 대한 해제 시의 홀딩힘의 비율(%)	1.8~2.7	0~0.8

상기 표 1의 결과와 같이, 본 발명의 잔류 자기 최소화 구조로 인하여, 잔류 자기에 의한 홀딩힘은 홀딩 시의 홀딩힘과 비교하여 0 내지 0.8% 정도로 감소되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 자성체 홀딩 장치 (100 내지 700) 에 의해 잔류 자기에 의한 홀딩힘을 0에 가깝도록 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 잔류 자기를 최소화함에 따라 영구자석을 더욱 많이 배치할 수 있게 되어, 홀딩 시의 홀딩힘을 증가시키는 것도 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

110~710…제1 폴피스
120~720…제2 폴피스
130~730…주 영구자석
111~711, 121~721, 271, 371, 391, 761, 766…홀딩면
112~712, 122~722, 272, 372, 392, 762, 767…베이스-부착면
113, 123, 213, 223, 224, 273, 313, 323, 373, 393…흐름촉진부
140~740…베이스
150~750…코일
160~460…스프링 (탄성부재)
270, 370, 760…제3 폴피스
765…제4 폴피스
280, 380…부가 영구자석
480~780…제1 부가 영구자석
490~790…제2 부가 영구자석
691, 791…제3 부가 영구자석
692, 792…제4 부가 영구자석
793…제5 부가 영구자석
470~770…요크
100~700…본 발명의 자성체 홀딩 장치

Claims

자성체인 부착 대상을 홀딩 및 해제하는 자성체 홀딩 장치로서,
상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제1 폴피스;
상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제2 폴피스;
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 중 어느 하나에 N극이 접촉되며, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 중 다른 하나에 S극이 접촉되도록 배치되는 주 영구자석;
상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 하나와 이격되는 제1 위치와, 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면과 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접촉하는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 베이스;
상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 베이스 중 적어도 하나에 감겨있는 코일; 및
상기 코일에 인가되는 전류를 제어하여, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 베이스 중 적어도 하나를 자화시킴으로써, 상기 부착 대상의 홀딩 또는 해제를 제어하는 제어장치; 를 포함하며,
상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착되고,
상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면과 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제되며,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제1 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근 또는 상기 제2 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성되고,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 (chamfer) 또는 모깎기 (fillet) 되어 있는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제3 폴피스; 및
상기 제2 폴피스에 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 제3 폴피스와 접촉되도록 배치되는 부가 영구자석; 을 더 포함하고,
상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 2개가 상기 베이스와 이격되는 상기 베이스의 위치이고,
상기 제2 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접하는 상기 베이스의 위치이고,
상기 코일은 적어도 상기 제2 폴피스에 감겨있으며,
상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착되고,
상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제되고,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제3 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성되고,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 또는 모깎기되어 있는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 상기 제2 폴피스와 대면한 채로 이격되어 배치되고, 자성체인 제3 폴피스;
상기 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제4 폴피스; 및
상기 제2 폴피스에 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 제4 폴피스와 접촉되도록 배치되는 부가 영구자석; 을 더 포함하고,
상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 중 적어도 3개가 상기 베이스와 이격되는 상기 베이스의 위치이고,
상기 제2 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접하는 상기 베이스의 위치이고,
상기 코일은 적어도 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스에 같이 감겨있으며,
상기 베이스가 상기 제1 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스, 상기 제3 폴피스 및 상기 제4 폴피스의 홀딩면에 상기 부착 대상이 부착되고,
상기 코일에 전류를 인가하여 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면, 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면을 통과하도록 자기 흐름을 생성시켜, 자기력에 의해 상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치함으로써, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스, 상기 제3 폴피스 및 상기 제4 폴피스의 홀딩면으로부터 상기 부착 대상이 해제되고,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로 중 최단 경로가 수직으로 굴절되지 않도록, 상기 제3 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근 또는 상기 제4 폴피스와 상기 베이스가 만나는 지점 부근에 흐름촉진부가 형성되고,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 위치하는 경우에 상기 주 영구자석 및 상기 부가 영구자석에 의해 야기되고 상기 베이스를 통하는 자기 흐름 경로를 따르도록 상기 베이스의 모서리는 모따기 또는 모깎기되어 있는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
내측에 수용 공간을 가지며, 개방구를 가지고, 자성체인 요크;
상기 제1 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제1 폴피스와 접촉되고 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제1 부가 영구자석; 및
상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 제2 폴피스와 접촉되고 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제2 부가 영구자석; 을 더 포함하고,
상기 베이스, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 요크의 수용 공간에 적어도 일부가 수용됨과 함께, 상기 요크로부터 이격되도록 배치되며,
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구를 통해 외측에 노출되는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
내측에 수용 공간을 가지며, 개방구를 가지고, 자성체인 요크;
상기 제1 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제1 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제1 부가 영구자석; 및
상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제2 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제2 부가 영구자석; 을 더 포함하고,
상기 베이스, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 요크의 수용 공간에 적어도 일부가 수용되도록 배치되고, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 요크로부터 이격되도록 배치되며,
상기 베이스가 상기 제2 위치에 있는 경우에는 상기 요크로부터 이격되도록 배치되며,
상기 베이스의 상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 이격되지만 상기 베이스가 상기 요크와는 접촉하는 위치이고,
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구를 통해 외측에 노출되는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제5 항에 있어서,
상기 요크는 바닥판 및 상기 바닥판과 이격된 측판을 포함하고, 상기 제1 부가 영구자석 및 상기 제2 부가 영구자석은 상기 측판에 접촉되고,
상기 바닥판에는 수용 공간 측으로 돌출된 제1 돌출부와 제2 돌출부가 형성되고,
상기 제1 돌출부에는, 상기 제1 부가 영구자석이 상기 제1 폴피스에 접촉하는 극성과 다른 극성이 접촉되고, 상기 측판에는 상기 제1 부가 영구자석이 상기 제1 폴피스에 접촉하는 극성과 같은 극성이 접촉되도록, 제3 부가 영구자석이 상기 제1 돌출부와 상기 측판 사이에 개재되고,
상기 제2 돌출부에는, 상기 제2 부가 영구자석이 상기 제2 폴피스에 접촉하는 극성과 다른 극성이 접촉되고, 상기 측판에는 상기 제2 부가 영구자석이 상기 제2 폴피스에 접촉하는 극성과 같은 극성이 접촉되도록, 제4 부가 영구자석이 상기 제2 돌출부와 상기 측판 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
내측에 수용 공간을 가지고 적어도 2 개 부분에 개방구를 가지고, 자성체인 요크;
상기 부착 대상과 다른 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제3 폴피스;
상기 부착 대상과 다른 부착 대상이 부착되도록 마련되는 홀딩면 및 당해 홀딩면과 다른 부분에 마련되는 베이스-부착면을 가지고, 자성체인 제4 폴피스;
상기 제1 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제1 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제1 부가 영구자석;
상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제2 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제2 부가 영구자석;
상기 제2 폴피스와 접촉하는 상기 주 영구자석의 극성과 같은 극성이 상기 제3 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 제4 폴피스와 접촉되도록 배치되는 제3 부가 영구자석;
상기 제3 폴피스와 접촉하는 상기 제3 부가 영구자석의 극성과 같은 극성이 제3 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제4 부가 영구자석; 및
상기 제4 폴피스와 접촉하는 상기 제3 부가 영구자석의 극성과 같은 극성이 제4 폴피스와 접촉되고, 다른 극성이 상기 요크와 접촉되도록 배치되는 제5 부가 영구자석; 을 더 포함하고,
상기 베이스, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스, 상기 제3 폴피스 및 상기 제4 폴피스는 상기 요크의 수용 공간에 적어도 일부가 수용됨과 함께, 상기 요크로부터 이격되도록 배치되며,
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구 중 어느 하나의 개방구를 통해 외측에 노출되고, 상기 제3 폴피스와 상기 제4 폴피스의 홀딩면은 상기 개방구 중 다른 하나의 개방구를 통해 외측에 노출되고,
상기 베이스의 상기 제1 위치는 상기 제1 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제2 폴피스의 베이스-부착면 모두에 이격되지만 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 모두에 접촉하는 상기 베이스의 위치이고,
상기 베이스의 상기 제2 위치는 상기 제3 폴피스의 베이스-부착면 및 상기 제4 폴피스의 베이스-부착면 모두에 이격되는 상기 베이스의 위치인 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 폴피스의 홀딩면의 면적은 상기 주 영구자석이 상기 제1 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 작게 형성되고,
상기 제2 폴피스의 홀딩면의 면적은 상기 주 영구자석이 상기 제2 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 폴피스는 제1 면과 제2 면을 가지는 판상이며,
상기 주 영구자석은 상기 제1 면에 부착되고, 상기 코일은 상기 주 영구자석과 상기 홀딩면 사이에 감겨지고,
상기 제1 면을 수직에서 보았을 때, 상기 제2 폴피스의 상측면은 상기 베이스-부착면이고, 상기 제2 폴피스의 하측면은 상기 홀딩면이도록 상기 제2 폴피스를 향하게 한 경우, 상기 베이스-부착면의 좌우 방향 폭보다 상기 코일이 감긴 부분의 좌우 방향 폭이 더 좁고, 또한 상기 코일이 감긴 부분의 좌우 방향 폭보다 상기 홀딩면의 좌우 방향 폭이 작거나 같은 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스의 길이방향에 따른 평균 단면적은, 상기 주 영구자석이 상기 제1 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 크게 형성되고
, 또한 상기 주 영구자석이 상기 제2 폴피스와 대면하는 부분에서의 평균 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스를 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스로부터 멀어지게 하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일은 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 어느 하나에 감기고, 상기 주 영구자석과 상기 홀딩면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.
제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일은 상기 베이스에 감기는 것을 특징으로 하는, 자성체 홀딩 장치.