KR101685403B1 - 마그넷 적층지그 - Google Patents

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KR101685403B1
KR101685403B1 KR1020160050827A KR20160050827A KR101685403B1 KR 101685403 B1 KR101685403 B1 KR 101685403B1 KR 1020160050827 A KR1020160050827 A KR 1020160050827A KR 20160050827 A KR20160050827 A KR 20160050827A KR 101685403 B1 KR101685403 B1 KR 101685403B1
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이태희
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(주) 서풍
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
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Abstract

마그넷 적층지그에 관한 것으로,
상단 중앙에 +자형의 구획돌출부가 마련되고, +자형 구획돌출부에 의해 4개의 적층공간이 마련되는 적층본체; 상기 적층본체의 전방에 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 전방 양측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 전면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 전방 가압부재; 상기 적층본체의 전방에 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 후방 양측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 후면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 후방 가압부재; 상기 적층본체의 좌측에 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 전방 좌측 적층공간 및 후방 좌측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 좌측면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 좌측 가압부재; 상기 적층본체의 우측에 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 전방 우측 적층공간 및 후방 우측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 우측면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 우측 가압부재; 각 가압부재를 통해 적층본체에 분리 가능하게 체결되고, 각 가압부재를 적층본체의 +자형의 구획돌출부 쪽으로 이송시키는 가압나사;를 포함하는 기술 구성을 통하여
가열공정을 거치기 전의 4개의 희토류 마그넷을 견고하게 가압 지지할 수 있게 되므로 희토류 마그넷의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 되는 것이다.

Description

마그넷 적층지그 { MAGNET LAMINATED JIG }
본 발명은 마그넷 적층지그에 관한 것으로, 더 자세하게는 다수의 마그넷 블록을 적층하여 다층구조의 희토류 마그넷을 제조할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 자동차, 전기자동차 및 플러그인 하이브리드 등의 그린카에서 사용되고 있는 모터는 고속 고출력이 요구되므로 희토류 마그넷(Nd계열) 동기모터(PMSM)가 사용되고 있으며, 회전자와 고정자, 하우징 및 샤프트로 구성되어있다.
또한, 그린카를 비롯한 산업 전반에서 소형, 경량화가 필수적인 구동시스템에 고에너지적의 희토류계 마그넷을 적용한 모터가 널리 적용되고 있다.
희토류 마그넷은 높은 도전율을 갖기 때문에 모터 구동 중 와전류가 발생한다.
상기 와전류는 열손실로 나타나고, 이러한 발열로 인하여 마그넷의 성능저하 및 모터 효율이 저감되는 문제가 있다.
또한 소형화를 위하여 모터의 속도는 계속해서 증가하는 추세이며, 그에 따라 와전류 손실도 증가된다.
특히 회전자의 발열은 구조상 냉각이 어렵고, 마그넷의 온도상승은 마그넷의 성능저하를 유발하므로 마그넷의 와전류를 저감하는 대안이 필요하다.
최근 그린카용 구동 모터는 와전류 저감 대책으로 와전류 저감을 위한 모터 형상 최적설계 및 마그넷의 분할조립을 한다.
그러나 마그넷을 분할하여 회전자를 제조할 경우 공정이 복잡해져 제조단가 상승의 원인이 된다.
따라서 절연층을 포함하되, 하나의 블럭으로 형성되어 모터 제조가 용이하고 와전류를 저감할 수 있는 다층구조 희토류 마그넷 설계와 제조기술이 요구되고 있다.
하기의 특허문헌 1에는 와전류 손실을 감소시키기 위한 분할형 및 불완전 분할형 무착자 영구자석 제조방법 및 불완전 분할형 무착자 영구자석이 개시되어 있다.
하기의 특허문헌 2에는 절결 홈을 따라 파단 분할함으로써 형성한 복수의 자석편끼리를, 파단면 사이에 접착제를 개재시키고, 서로 정렬시켜서 결합하는 회전 전기 기기에 배치되는 영구 자석의 제조장치가 개시되어 있다.
하기의 특허문헌 3에는 2개 이상의 분할 영구 자석을 집합시켜 제조하는 영구 자석의 제조 방법이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1575545호 (2015년 12월 01일 등록) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0020915호 (2013년 03월 04일 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0116849호 (2012년 10월 23일 공개)
그러나 종래에는 작업자가 수작업으로 작은 크기의 마그넷 블록을 적층하여 큰 크기의 다층 마그넷을 제조하였기 때문에 작업성 및 생산성이 떨어지게 되는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 것과 같은 종래의 마그넷 적층장치는 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 마그넷 적층이 안정적으로 진행되지 않게 되어 불량이 많게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술에 따른 마그넷 적층기구의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 다수의 마그넷 블록이 적층된 형태의 다층구조의 희토류 마그넷을 제조하는 과정에서 다수의 마그넷 블록을 보다 용이하게 가압 적층할 수 있도록 하는 마그넷 적층지그를 제공하는 데에 있는 것이다.
본 발명은 그 다른 목적이 간단한 구조로 용이하게 제작할 수 있고, 보다 안정적으로 마그넷 블록의 가압 적층이 이루어질 수 있도록 하는 마그넷 적층지그를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마그넷 적층지그는 상단 중앙에 +자형의 구획돌출부가 마련되고, +자형 구획돌출부에 의해 4개의 적층공간이 마련되는 적층본체; 상기 적층본체의 전방에 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 전방 양측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 전면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 전방 가압부재; 상기 적층본체의 전방에 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 후방 양측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 후면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 후방 가압부재; 상기 적층본체의 좌측에 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 전방 좌측 적층공간 및 후방 좌측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 좌측면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 좌측 가압부재; 상기 적층본체의 우측에 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체의 전방 우측 적층공간 및 후방 우측 적층공간에 놓여진 희토류 마그넷의 우측면을 +자형 구획돌출부 쪽으로 가압하는 우측 가압부재; 각 가압부재를 통해 적층본체에 분리 가능하게 체결되고, 각 가압부재를 적층본체의 +자형의 구획돌출부 쪽으로 이송시키는 가압나사;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마그넷 적층지그는 +자형 구획돌출부의 좌우길이 및 전후길이가 본체의 좌우길이 및 전후길이보다 짧게 형성되고, 적층본체의 각 적층공간의 좌우길이 및 전후길이가 희토류 마그넷의 좌우길이 및 전후길이보다 짧게 설정된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마그넷 적층지그는 전방 가압부재의 좌우길이 및 후방 가압부재의 좌우길이가 적층본체의 좌우길이보다 짧게 설정되고, 좌측 가압부재의 전후길이 및 우측 가압부재의 전후길이가 적층본체의 전후길이보다 짧게 설정된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마그넷 적층지그는 전방가압부재가 수직체결부의 상단 후방에 수평가압부가 마련되는 "ㄱ" 형태이고, 후방 가압부재가 수직체결부의 상단 전방에 수평가압부가 마련되는 "ㄱ" 형태이고, 좌측 가압부재가 수직체결부의 상단 우측에 수평가압부가 마련되는 "ㄱ" 형태이고, 우측 가압부재가 수직체결부의 상단 좌측에 수평가압부가 마련되는 "ㄱ" 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마그넷 적층지그는 전방 가압부재의 수직체결부의 전면 양측, 후방 가압부재의 수직체결부의 후면 양측, 측 가압부재의 수직체결부의 좌측면 전방과 후방, 우측 가압부재의 수직체결부의 우측면 전방과 후방에 각각 가압나사가 체결되는 나사구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마그넷 적층지그에 의하면, 가열공정을 거치기 전의 4개의 희토류 마그넷을 견고하게 가압 지지할 수 있게 되므로 희토류 마그넷의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 마그넷 적층지그에 의하면, 마그넷 블록의 안정적인 가압 적층으로 마그넷 블록의 접착력을 높일 수 있게 되어 희토류 마그넷 및 그를 적용하는 모터의 상품성을 개선할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명이 관계하는 다층구조의 희토류 마그넷의 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그의 분해 사시도,
도 3은 동 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그의 희토류 마그넷 적층상태의 사시도.
이하 본 발명에 따른 마그넷 적층지그를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 1은 본 발명이 관계하는 다층구조의 희토류 마그넷의 사시도이다.
본 발명의 마그넷 적층지그(100)는 도 1과 같이 다수의 마그넷 블록(11)이 전후방향 또는 좌우방향으로 접착된 다층구조의 희토류 마그넷(10)을 제조함에 있어서 다수의 마그넷 블록(11)을 전후방향으로 적층하는 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그의 분해 사시도이고, 도 3은 동 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그의 희토류 마그넷 적층상태의 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)는 적층본체(110) 및 전방 가압부재(120), 후방 가압부재(130), 좌측 가압부재(140), 우측 가압부재(150), 가압나사(160)를 포함한다.
적층본체(110)는 다수의 희토류 마그넷(10)을 동시 적층할 수 있는 것으로, 장방형의 판이다.
적층본체(110)는 상단 중앙에 +자형의 구획돌출부(111)가 마련되고, +자형 구획돌출부(111)에 의해 4개의 적층공간(S)이 마련되어 4개의 희토류 마그넷(10)을 동시 적층할 수 있는 형태이다.
+자형 구획돌출부(111)의 좌우길이 및 전후길이는 본체(110)의 좌우길이 및 전후길이보다 짧게 형성된다.
또한, 적층본체(110)의 각 적층공간(S)의 좌우길이 및 전후길이는 희토류 마그넷(10)의 좌우길이 및 전후길이보다 짧게 설정된다.
적층본체(110)의 전면 양측과 후면 양측, 좌측면 전방과 후방, 우측면 전방과 후방에는 각각 나사구멍(112)이 형성된다.
전방가압부재(120)는 2개의 전방 적층공간(S)에 적층되는 2개의 희토류 마그넷(10)의 각 마그넷 블록(11)의 전면을 가압하는 것이다.
전방가압부재(120)는 수직체결부(121)의 상단 후방에 수평가압부(122)가 마련되는 "ㄱ" 형태의 막대이다.
전방 가압부재(120)의 수직체결부(121)의 전면 양측에는 적층본체(110)의 전면 양측의 나사구멍(112)과 연결되는 나사구멍(123)이 형성된다.
전방 가압부재(120)의 좌우길이는 적층본체(110)의 좌우길이보다 짧게 설정된다.
후방 가압부재(130)는 2개의 후방 적층공간(S)에 적층되는 2개의 희토류 마그넷(10)의 각 마그넷 블록(11)의 후면을 가압하는 것이다.
후방 가압부재(130)는 수직체결부(131)의 상단 전방에 수평가압부(132)가 마련되는 "ㄱ" 형태의 막대이다.
후방 가압부재(130)의 수직체결부(131)의 후면 양측에는 적층본체(110)의 후면 양측의 나사구멍(112)과 연결되는 나사구멍(133)이 형성된다.
후방 가압부재(130)의 좌우길이는 적층본체(110)의 좌우길이보다 짧게 설정된다.
좌측 가압부재(140)는 전방 좌측 적층공간(S)에 적층되는 희토류 마그넷(10)의 각 마그넷 블록(11)의 좌측면과 후방 좌측 적층공간(S)에 적층되는 희토류 마그넷(10)의 각 마그넷 블록(11)의 좌측면을 가압하는 것이다.
좌측 가압부재(140)는 수직체결부(141)의 상단 우측에 수평가압부(142)가 마련되는 "ㄱ" 형태의 막대이다.
좌측 가압부재(140)의 수직체결부(141)의 좌측면 전방과 후방에는 적층본체(110)의 좌측면 전방과 후방의 나사구멍(112)과 연결되는 나사구멍(143)이 형성된다.
좌측 가압부재(140)의 전후길이는 적층본체(110)의 전후길이보다 짧게 설정된다.
우측 가압부재(150)는 전방 우측 적층공간(S)에 적층되는 희토류 마그넷(10)의 각 마그넷 블록(11)의 우측면과 후방 우측 적층공간(S)에 적층되는 희토류 마그넷(10)의 각 마그넷 블록(11)의 우측면을 가압하는 것이다.
우측 가압부재(150)는 수직체결부(151)의 상단 좌측에 수평가압부(152)가 마련되는 "ㄱ" 형태의 막대이다.
우측 가압부재(150)의 수직체결부(151)의 우측면 전방과 후방에는 적층본체(110)의 우측면 전방과 후방의 나사구멍(112)과 연결되는 나사구멍(153)이 형성된다.
우측 가압부재(150)의 전후길이는 적층본체(110)의 전후길이보다 짧게 설정된다.
가압나사(160)는 각 가압부재(120)(130)(140)(150)를 적층본체(110)의 +자형의 구획돌출부(111) 쪽으로 이송시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.
가압나사(160)는 각 가압부재(120)(130)(140)(150)의 나사구멍(123)(133)(143)(153)을 통해 적층본체(110)의 해당 나사구멍(112)에 분리 가능하게 체결된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)에 있어서 각 가압부재(120)(130)(140)(150)의 수평가압부(122)(132)(142)(152)의 두께는 희토류 마그넷(10)의 두께보다 두껍게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)에 있어서 희토류 마그넷(10)의 전면 또는 후면 또는 좌측면 또는 우측면이 경사면으로 형성되는 경우 각 적층공간(S)의 내측면 또는 각 가압부재(120)(130)(140)(150)의 수평가압부(122)(132)(142)(152)의 선단면은 그와 대응되는 경사면으로 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)는 적층본체(110)의 상부면에 마련되는 4개의 적층공간(S)을 통해 다수의 마그넷 블록(11)이 적층된 4개의 다층구조의 희토류 마그넷(10)을 적층 가압할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)를 통해 희토류 마그넷(10)을 적층 가압하는 때는 우선 각 가압부재(120)(130)(140)(150)를 적층본체(110)에 완전 분리시키거나 각 가압부재(120)(130)(140)(150)에 체결된 가압나사(160)를 느슨하게 푼 상태에서 적층본체(110)의 각 적층공간(S)에 접착제를 통해다수의 마그넷 블록(11)이 좌우방향으로 접착된 희토류 마그넷(10)을 올려놓고, 가압부재(120)(130)(140)(150)에 체결된 가압나사(160)를 조이면 된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)에 있어서 전방 가압부재(120)는 적층본체(110)의 전방 양측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 전면을 +자형 구획돌출부(111)의 내측면 쪽으로 가압하고, 후방 가압부재(130)는 적층본체(110)의 후방 양측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 후면을 +자형 구획돌출부(111)의 내측면 쪽으로 가압한다.
또한, 좌측 가압부재(140)는 적층본체(110)의 전방 좌측 및 후방 좌측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 좌측면을 을 +자형 구획돌출부(111)의 내측면 쪽으로 가압하고, 우측 가압부재(150)는 적층본체(110)의 전방 우측 및 후방 우측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 우측면을 +자형 구획돌출부(111)의 내측면 쪽으로 가압한다.
따라서, 적층본체(110)의 전방 좌측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)은 전방 가압부재(120)와 좌측 가압부재(140)를 통해 가압 지지되고, 적층본체(110)의 전방 우측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)은 전방 가압부재(120)와 우측 가압부재(150)를 통해 가압 지지된다.
또한, 적층본체(110)의 후방 좌측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)은 후방 가압부재(130)와 좌측 가압부재(140)를 통해 가압 지지되고, 적층본체(110)의 후방 우측의 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)은 후방 가압부재(130)와 우측 가압부부재(150)를 통해 가압 지지된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마그넷 적층지그(100)에 있어서 적층본체(10)의 각 적층공간(S)에 놓여져 각 가압부재(120)(130)(140)(150)를 통해 가압 지지된 4개의 희토류 마그넷(10)은 접착부위를 가열하는 가열공정을 거쳐 완성된다.
한편, 가열공정를 거친 희토류 마그넷(10)을 적층본체(10)의 각 적층공간(S)에서 분리하고자 할 때는 각 가압부재(120)(130)(140)(150)를 적층본체(110)의 +자형 구획돌출부(111) 쪽으로 가압하는 각 가압나사(160)를 풀게 되면 간편하게 완성된 4개의 희토류 마그넷(10)을 각 적층공간(S)에서 분리할 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 다층구조의 희토류 마그넷
11 : 마그넷 블록
100 : 마그넷 적층지그
110 : 적층본체
120, 130, 140, 150 : 가압부재
160 : 가압나사

Claims (5)

  1. 상단 중앙에 +자형의 구획돌출부(111)가 마련되고, +자형 구획돌출부(111)에 의해 4개의 적층공간(S)이 마련되는 적층본체(110);
    상기 적층본체(110)의 전방에 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체(110)의 전방 양측 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 전면을 +자형 구획돌출부(111) 쪽으로 가압하는 전방 가압부재(120);
    상기 적층본체(110)의 전방에 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체(110)의 후방 양측 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 후면을 +자형 구획돌출부(111) 쪽으로 가압하는 후방 가압부재(130);
    상기 적층본체(110)의 좌측에 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체(110)의 전방 좌측 적층공간(S) 및 후방 좌측 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 좌측면을 +자형 구획돌출부(111) 쪽으로 가압하는 좌측 가압부재(140);
    상기 적층본체(110)의 우측에 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 적층본체(110)의 전방 우측 적층공간(S) 및 후방 우측 적층공간(S)에 놓여진 희토류 마그넷(10)의 우측면을 +자형 구획돌출부(111) 쪽으로 가압하는 우측 가압부재(150);
    각 가압부재(120)(130)(140)(150)를 통해 적층본체(110)에 분리 가능하게 체결되고, 각 가압부재(120)(130)(140)(150)를 적층본체(110)의 +자형의 구획돌출부(111) 쪽으로 이송시키는 가압나사(160);를 포함하고,
    +자형 구획돌출부(111)의 좌우길이 및 전후길이는 본체(110)의 좌우길이 및 전후길이보다 짧게 형성되고,
    적층본체(110)의 각 적층공간(S)의 좌우길이 및 전후길이는 희토류 마그넷(10)의 좌우길이 및 전후길이보다 짧게 설정된 것을 특징으로 하는 마그넷 적층지그.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    전방 가압부재(120)의 좌우길이 및 후방 가압부재(130)의 좌우길이는 적층본체(110)의 좌우길이보다 짧게 설정되고,
    좌측 가압부재(140)의 전후길이 및 우측 가압부재(150)의 전후길이는 적층본체(110)의 전후길이보다 짧게 설정된 것을 특징으로 하는 마그넷 적층지그.
  4. 제1항에 있어서,
    전방가압부재(120)는 수직체결부(121)의 상단 후방에 수평가압부(122)가 마련되는 "ㄱ" 형태이고,
    후방 가압부재(130)는 수직체결부(131)의 상단 전방에 수평가압부(132)가 마련되는 "ㄱ" 형태이고,
    좌측 가압부재(140)는 수직체결부(141)의 상단 우측에 수평가압부(142)가 마련되는 "ㄱ" 형태이고,
    우측 가압부재(150)는 수직체결부(151)의 상단 좌측에 수평가압부(152)가 마련되는 "ㄱ" 형태인 것을 특징으로 하는 마그넷 적층지그.
  5. 제4항에 있어서,
    전방 가압부재(120)의 수직체결부(121)의 전면 양측, 후방 가압부재(130)의 수직체결부(131)의 후면 양측, 측 가압부재(140)의 수직체결부(141)의 좌측면 전방과 후방, 우측 가압부재(150)의 수직체결부(151)의 우측면 전방과 후방에 각각 가압나사(160)가 체결되는 나사구멍(123)(133)(143)(153)이 형성된 것을 특징으로 하는 마그넷 적층지그.
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