KR101995092B1 - 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치 - Google Patents

로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101995092B1
KR101995092B1 KR1020147017537A KR20147017537A KR101995092B1 KR 101995092 B1 KR101995092 B1 KR 101995092B1 KR 1020147017537 A KR1020147017537 A KR 1020147017537A KR 20147017537 A KR20147017537 A KR 20147017537A KR 101995092 B1 KR101995092 B1 KR 101995092B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pole
carrier
carrier platter
assembly
core element
Prior art date
Application number
KR1020147017537A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140110882A (ko
Inventor
짐 쥐. 마이클
Original Assignee
크리에이티브 엔지니어링 솔루션스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 크리에이티브 엔지니어링 솔루션스, 인코포레이티드 filed Critical 크리에이티브 엔지니어링 솔루션스, 인코포레이티드
Publication of KR20140110882A publication Critical patent/KR20140110882A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101995092B1 publication Critical patent/KR101995092B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
    • H01F7/0226—PM with variable field strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • B23Q3/154—Stationary devices
    • B23Q3/1546—Stationary devices using permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/002—Magnetic work holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
    • H01F7/0278—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles
    • H01F7/0284—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles using a trimmable or adjustable magnetic circuit, e.g. for a symmetric dipole or quadrupole magnetic field
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/04—Means for releasing the attractive force
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49075—Electromagnet, transformer or inductor including permanent magnet or core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

각각이 다수의 상보 제1 및 제2 코어 요소를 수용하는, 2개 이상의 캐리어 플래터로 구성된, 타겟을 홀딩하거나 또는 리프팅하기 위한 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치를 생성하기 위한 방법 및 디바이스가 개시된다. 각 코어 요소는 자석(들)의 북극과 남극에 부착된 자기적으로 매칭된 연성 강 극 관로를 구비한 영구 자석(들)를 포함한다. 코어 요소는, 상대 회전이 극 관로 내에서 북극과 남극 자기장의 동위상 또는 위상 어긋남 정렬을 허용하도록 인접한 캐리어 플래터 내에서 배향된다. 제2 코어 요소와 "동위상"으로 제1 코어 요소를 정렬하는 것, 즉 북-북/남-남 정렬은 극 관로 쌍을 활성화하고, 극 관로의 결합된 자기장이 타겟 내로 안내되는 것을 가능하게 한다. "위상 어긋남"으로 코어 요소 쌍을 정렬하는 것, 즉 북-남/남-북 정렬은 극 관로 내에 대향 자기장을 수용하는 것에 의해 그 코어 요소 쌍을 비활성화한다.

Description

로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치{ROTARY SWITCHABLE MULTI-CORE ELEMENT PERMANENT MAGNET-BASED APPARATUS}
본 발명은 필요한 타겟을 부착, 홀딩, 또는 리프팅하기 위한 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
영구 자석 척, 홀더 및 리프팅 디바이스에서 수동으로 작동되는 자기장은 강자성체(타겟)에서 수십 년동안 사용되었다. 일반적인 응용물은 밀링, 그라인더, 선반, 드릴, 및 다른 산업 및 상업 장비에서 볼 수 있다. 다른 응용물은 정착물, 공구 및 게이지 홀더, 재료 정렬 장치 및 홀딩 정착물을 포함한다. 다양한 자석 기반 리프터는 자재 취급 및 로봇 픽 앤 플레이스 장비에 사용된다. 불행하게도, 대부분의 스위칭 가능한 영구 자석 배열은 비싸거나, 제조하기 어렵거나, 구조적으로 약하거나 또는 비교적 무겁다. 그 결과, 스위칭 가능한 영구 자석 배열의 사용은 상업적으로 및 소매 시장으로 매우 한정된다. 엄청난 비용은 스위칭 가능한 영구 자석 배열을 최종 사용자의 제품에 통합하는데 상당한 장애를 나타낸다. 자동화된 정착물 및 호이스트 응용물에서 이러한 디바이스들을 사용하려고 시도되었지만, 작동 작용을 자동화하는 비용과 곤란성은 실제 제품 수용을 가로막는다. 로봇 홀딩을 위한 스위칭 가능한 영구 자석 배열을 개발하는 노력은 작동 토크 문제와 함께, 과도한 자기장 깊이, 기계적으로 작동하는 다수 기어 및 원하는 범위의 재료 두께, 형상, 및 크기를 커버하는데 요구되는 필요한 타겟 홀딩 성능을 제공할 수 없는 융통성없는 자석 성능의 신뢰성 문제와 마주쳤다.
영구 자석은 그 자체의 자기장을 만든다. 영구 자석은 북극("N") 및 남극("S")을 모두 갖는다. 정의에 의하면, 국부적인 자기장의 방향은 나침반의(또는 자석의) 북극이 가리키려는 방향이다. 자력선은 북극 근처에 자석에서 나가 그 남극 근처에서 자석에 들어간다. 자석 내부에서, 자력선은 남극으로부터 다시 북극으로 복귀한다. "자극 분리선"은 영구 자석의 북극과 남극 사이의 이론적 평면을 지칭하도록 사용된다. 영구 자석들은 자화된 철 및 니켈과 같은 강자성 재료로 만들어진다. 자석의 강도는 자석의 자기 모멘트("M")로 표시된다. 간단한 자석에 대하여, M은 자석의 남극으로부터 북극으로 그려진 선의 방향을 가리킨다. "동일" 자극은 서로 가까울 때(예를 들어, N 및 N 또는 S 및 S) 밀어내는 한편, "반대" 자극은 흡인한다(예를 들어, N 및 S).
영구 자석 및 재료에 강하게 흡인되는 모든 영구 자석 및 재료는 강자성이다. 주어진 재료 내의 원자의 자기 모멘트가 한쪽 방향을 선호하도록 만들어 질 때, 재료는 "자화 가능"으로 알려져 있다. 강자성은 특정 재료가 자석과 강한 상호 작용을 형성하거나 보이게 하는 기본적인 메커니즘이다.
자기적으로 연성인 재료는 외부 자기장의 영향 내에 있을 때 그 자체의 자기장을 보인다는 점에서 영구 자석과 유사하다. 그러나, 재료는 인가된 자기장이 0으로 감소되면 자기장을 계속 보이지 않는다. 이러한 재료는 자기장을 운반하고, 집중시키고 형상화하는 "관로(conduit)"로서 작용한다.
영구 자석 또는 자석의 자극의 각 측면에 적절하게 일치되는 극 관로(pole conduit)를 부착하는 것(발명의 상세한 설명에 기술된 바와 같이)은 기본적인 코어 요소를 한정한다. 극 관로는 극 관로의 상부면 및 하부면에 영구 자석의 북극 및 남극 자기장을 수용하고 수직으로 방향을 바꾼다. 영구 자석에 부착된 각 극 관로는, 코어 요소의 하나의 극 관로가 영구 자석의 북극 자기장을 포함하고 다른 극 관로가 영구 자석의 남극 자기장을 포함하도록, 영구 자석의 자기장 및 극 방향을 포함한다.
극 관로 내에 자기장을 수용하고 방향을 바꾸는 것에 의하여, 동일 극은 동반 레벨의 흡인 및 반발을 가진다. 인접한 하부 코어 요소와 상부 코어 요소의 상대 위치는 코어 요소 쌍을 한정한다. 2개 이상의 코어 요소 쌍은 장치의 적절한 작동을 위해 중요하다. 하부 코어 요소 극 관로와 상부 코어 요소 극 관로를 "동위상(in-phase)"으로, 즉, 북-북/남-남(N-N/S-S)으로 정렬하는 것은 타겟을 흡인하도록 이용할 수 있는 인접한 극 관로의 결합된 자기장을 만드는 것에 의해 코어 요소 쌍을 흡인한다. 상부 및 하부 코오 요소 쌍을 "위상 어긋남(out-of-phase)"으로, 즉 북-남/남-북(N-S/S-N)으로 정렬하는 것은 반대 자기장을 수용하고 코어 요소 쌍을 비활성화하는 인접한 극 관로들을 유발한다. 본 명세서에서, "비활성화"는 작업 표면으로부터 발산되는 자기장의 실질적인 상쇄를 의미한다.
코어 요소는 단일 독립체로서 기능하여야 하며, 서로에 대해 2개 이상의 코어 요소의 상대 위치 선정을 용이하게하기 위하여 "코어 요소 하우징" 내로 그 별도의 부품이 격납을 요구할 수 있다.
발명의 상세한 설명
철과 같은 강자성 재료는 아주 작은 영구 자석처럼 작용하는 미시 영역에서 자기 구역(magnetic domain)으로 구성된다. 외부 자기장이 재료에 인가되기 전에, 자기 구역은 무작위적인 방향으로 배향되고, 그러므로 서로 상쇄된다. 외부 자장("H")이 재료에 인가될 때, 자장은 재료를 침투하고 구역을 정렬하며, 그것의 아주 작은 자기장을 회전시키고, 외부 자기장에 평행하게 정렬하고, 재료로부터 연장하는 큰 자기장을 생성하도록 서로 더해진다. 이러한 것은 "자화"라고 한다(외부 자기장이 강할수록, 구역을 더욱 정렬한다). 포화는 사실상 모든 자기 구역이 정렬될 때 발생하여, 인가된 자기장에서의 추가의 증가가 자기 구역의 그 이상의 정렬을 유발할 수 없다.
타겟 포화는, 극 관로 또는 자석 바로 아래의 타겟 재료의 모든 자기 구역이 포화되면, 임의의 과잉 자기장이 흡수될 수 없다는 점에서 자기 포화와 매우 유사하다. 스위칭 가능한 영구 자석이 타겟이 흡수할 수 있는 과잉 자기장을 만들면, 과잉의 자기장은 증가된 작용력을 유발할 것이다. 작용력은 동위상(N-N/S-S)으로 정렬되도록 인접한 코어 요소에 대해 하나의 코어 요소를 배향할 때 2개 이상의 인접한 상부 및 하부 코어 요소 사이의 자기 저항을 극복하도록 요구되는 힘이다. 이러한 과잉 자기장은 상부 및 하부 캐리어 플래터를 동위상으로 회전시킬 때 극복하여야 한다. 코어 요소 쌍을 정렬하는 작용력은, 완전히 포화되지 않은 타겟에 있을 때 보다, 즉 전체 자기장을 흡수하지 않을 때 보다 공기 중에 또는 매우 얇은 타겟 상에서 10배 이상일 수 있다.
분리력(breakaway force)은 타겟으로부터 수직으로 자석을 분리하는데 요구되는 힘이다. 대부분의 자석은 극 또는 극들 바로 아래 지역에서 과포화를 피하도록 충분한 두께의 타겟에서 테스트된다. 분리 강도가 주로 극 관로 영역 및 재료의 포화 함수이기 때문에, 타겟 두께가 포화되었으면, 분리력을 결정하는 것은 재료이지 자기장이 아니다. 예를 들어, 25㎜ 두께의 재료에서 100N(뉴턴)의 분리력을 가진 자석은 12㎜ 두께의 재료에서 100N의 분리력을 또한 가질 수 있지만, 분리력은 6㎜ 두께의 재료에서 70N으로 및 2㎜ 두께의 재료에서 1ON으로 강하할 수 있다.
자기 침투성(진공 또는 공기의 자기 침투성에 대해 상대적인 것으로서 무차원)은 종종 자기 전도성으로 고려될 수 있다. 기본적으로 4개의 카테고리의 자기 침투성 재료가 있다: (1) 반자성이라는 것보다 작은 자기 침투성을 가진 물질. 매우 작은 범위로 이러한 물질은 강한 자기장에 응답하여 대향 자기장을 만든다. 이러한 응답이 종종 매우 약하기 때문에, 대부분의 비 물리학자들은 비자성인 반자성 물질이라고 고려하며; (2) 그 침투성이 정확히 1(1.00)인 재료는 비자성이라고 한다. 공기 또는 진공은 1의 자기 침투성을 가지며; (3) 1보다 큰 자기 침투성을 가진 물질은 상자성이라 하며; (4) 1(100 내지 100,000)보다 큰 자기 침투성을 가진 물질은 강자성이라 한다. 본 발명은 주로 강자성인 타겟을 다룬다.
위상 정렬은 하부 플래터에 있는 2개 이상의 코어 요소의 극 관로가 상부 플래터에 있는 동일한 수의 코어 요소의 극 관로에 정렬되고 효율적으로 인접할 때 일어난다. 예를 들어, 도 19를 참조하여, 상부 코어 요소의 제1 북극 관로(405a)가 하부 코어 요소의 제2 남극 관로(404b) 바로 위에 있고 상부 코어 요소의 제1 남극 관로(404a)가 하부 코어 요소의 제2 북극 관로(405b) 바로 위에 있을 때 제1 코어 요소(403a)와 제2 코어 요소(403b)가 위상 어긋남으로 정렬된다.
역으로, 코어 요소들은 제1 코어 요소(403a)의 제1 북극 관로(405a)가 하부 코어 요소의 제2 북극 관로(406b) 바로 위에 있고 제1 코어 요소(403a)의 제1 극 남쪽 관로(404a)가 제2 코어 요소(403b)의 제2 남극 관로(407b) 바로 위에 있을 때 동위상으로 정렬된다. 코어 요소의 동위상 정렬은 적절히 강한 외부 자기장에 더하여 극 관로들 사이에 반발력(자기 반발력)을 초래한다. 코어 요소의 위상 어긋남 정렬은 매우 작은 외부 자기장과 함께 극 관로들 사이의 강한 흡인력(자기 결합)을 초래한다.
이전에 예시된 바와 같이, 다른 코어 요소와 동위상으로 하나의 코어 요소를 정렬 또는 배치하는 것은 동시 흡인 및 반발력을 갖는 극 관로 사이의 동위상 "자기 결합"에 의해 제공되는 매우 강한 외부 자기장을 활성화한다(또는 작동한다). 위상 어긋남으로 정렬된 코어 요소는 "자기 결합"을 또한 제공한다. 이러한 위상 어긋남(out-of-phase) "자기 결합"은 거의 또는 전혀 외부 자기장없이 인접한 극 관로 사이에 매우 강한 흡인력을 제공하며; 즉, 외부 자기장은 비활성화 또는 작동 해제된다. 불포화 강자성 타겟과 접촉하는 동위상 코어 요소는 코어 요소 사이에 약간의 흡인력이 있다.
자력선은 자기장을 묘사하거나 그리는 간단한 방법을 제공한다. 자기장은 근처의 자력선의 방향과 밀도를 사용하여 임의의 지점에서 추정될 수 있으며; 전형적으로 자기장이 강할수록, 자력선의 밀도가 높다. 도 25에 도시된 자력선은 전형적인 자기장의 2차원 표현을 제공한다. 도시된 "가시 가능한" 자력선은 격리된 자석의 경우와 정확하게 동일하지 않다. 금속 충전물의 도입은 극 관로로서 작용하고 자기장의 방향을 바꾸는 것에 의해 자기장을 변경한다. 도면이 2차원의 관점에서 도시되었지만, 3차원 자기장은 모래 시계와 비슷하게 보일 것이다.
다수의 자석을 포함하는 많은 특허(지금 공유 저작물에 있는)는 일반적으로 디바이스의 활성화 및 비활성화할 수 있는, 남극-북극/북극-남극 반복 패턴으로 인접한 자석의 배향을 갖는다. 종래 기술의 예들은 때때로 J. Bing 등에게 허여된 미국 특허 제2,287,286호(1942)의 도 1(종래 기술)('286 특허)뿐만 아니라 Shen에 의해 제출된 미국 특허 제7,161,451 B2호(2007)의 도 7a 및 도 7b('451 특허)에 도시된 바와 같이 자기장의 깊이를 최대화하도록 북-남/남-북 연철 극 배향을 도시한다. 교번하는 북-남/남-북 배향을 가진 인접한 자석들 사이의 구성은 비철 플래터들에서 코어 요소를 사용할 때 공간 또는 작동 각도 제한을 가진 것들을 제외하고 회피되어야 한다. 이러한 경우에, 이용할 수 있는 자기장에 손상 또는 충격을 피하기 위해 인접한 극 관로 사이의 상호 작용을 최소화하도록 노력해야 한다.
J. Bing 등(1942)에게 허여된 미국 특허 제2,287,286호의 도 1(종래 기술)('286 특허)는 비자성 디스크 형상 플레이트에 부착되고 그로부터 방사상으로 연장하는 다수의 연철 섹터(103)로 구성된 스위칭 가능한 자석 척(101)을 확인하며, 상기 섹터들은 원주 방향으로 이격되어, 상기 섹터의 길이 전체에 걸쳐서 연장하는 정반대로 마주한 갭(104)들을 제공한다. 정반대로 극성화된 원통 형상의 자석(102)은 장치 내에서 정반대로 극성화된 자석의 회전을 허용하도록 자석(102)의 원통 직경보다 약간 큰 연철 섹터(103) 내의 개구에 위치된다. 각 연철 섹터(103)가 2개의 북 또는 2개의 남 자극을 포함하도록 자석(102)을 배향하는 것은 연철 섹터(103)을 활성화시키고, 결합된 자기장이 철 타겟을 흡인하도록 이용할 수 있게 한다. 각 연철 섹터(103)가 북 및 남 자극을 포함하도록 자석을 배향하는 것은 연철 섹터를 비활성화한다. 이러한 기본 원칙은 오늘날 대부분의 현대적 다수 자석 스위칭 가능한 자석 디자인에 사용된다.
Kocijan에게 허여된 미국 특허 제7,012,495 B2호(2006)(도 2a-종래 기술)('495 특허)는 제1 및 제2 자석 사이의 상대적인 회전을 유발하도록 제1 영구 자석(109), 제2 영구 자석(111), 위치 선정 특징부(112 및 113), 및 구동 수단(114, 115, 116, 117, 118, 119, 및 120)을 수용하는 하우징(106a 및 106b)으로 구성된 스위칭 가능한 자석 구성(105)을 확인한다. 영구 자석(109, 111)은, 하부 영구 자석(109)의 남극(110)이 하우징(106a)과 정렬되고 하부 자석의 북극(108)이 하우징(106b)과 정렬되도록 정반대로 극성화된다. '286 특허의 단일 자석 버전과 비교할 때, 가장 큰 차이점은 '495 특허에서 자기장의 분로보다 자기장 상쇄를 위해 제2 자석의 사용이다. 상부 영구 자석(111)과 하부 영구 자석(109) 사이의 상대 회전은 자석이 남-북을 지향할 때 자기장을 싱쇄하는 보다 효과적인 수단을 허용한다.
'495 특허에 의해 기술된 기능적인 디자인은 도 2b(종래 기술) 및 도 2c(종래 기술)에 의해 상업적으로 이용할 수 있으며 도시된다. 하부 자석(126)은 하우징(125)의 얇은 벽에 수직으로 정반대로 극성화된 자력선(127)과 함께 단편 하우징(121)(압입 및/또는 접착)에 부착된다. 하부 마찰 디스크(128)는 사이에 단편 하우징(121)에 삽입 하부 자석(126)과 상부 자석(129) 사이에서 단편 하우징(121) 내로 삽입된다. 상부 자석(129)의 회전은 기계식 링크(132)를 수용하도록 드릴 구멍(130 및 131)의 사용을 통해 달성된다. 하부 자석(126)에 대하여 상부 자석(129)을 회전시키기 위해, 단편 하우징(121)과 상부 자석(129) 사이에 간극(124)이 요구된다. 간극은 단편 하우징(121) 내로 상부 자석(129)의 위치 주변의 큰 직경을 가공하는 것에 의해 또는 하부 자석(126)보다 작은 직경을 가진 상부 자석(129)을 사용하여 달성될 수 있다. 상부 및 하부 자석(129 및 126)의 자기장은 남극 관로(122a)와 북극 관로(122b) 내로 각각 안내된다.
즉, '495 특허에 의해 기술된 디자인은 긴밀한 제조 허용 오차를 요구하고 상대적으로 제조 비용이 비싸다. 단편 하우징(121)의 제조는 재료 및 노동 집약적이다. 단편 하우징(121)의 가공(도 2b 및 도 2c-종래 기술)은 대부분 분리 가공된 비교적 두꺼운 고체 물질(어느 한 자석 두께의 2배 이상)의 사용을 요구한다. 간극(124)은 회전될 때 상부 자석(129)의 도금의 빠른 벗겨짐을 피하도록 매우 매끄러운 마무리 및/또는 고성능 윤활제가 있어야 한다. 간극(124)은 또한 상부 자석(129)의 허용 오차를 수용하여야 한다. 상부 자석(129)의 회전은 드릴 구멍(130 및 131) 또는 다른 작동 특징부가 상부 자석(129) 내로 가공되는 것을 또한 요구한다. 이러한 특징부는 상부 자석의 무결성을 약화시킬(가능한 파손에 이를 노출시키는) 뿐만 아니라 자기장의 품질에 악영향을 미친다. 영구 자석은 공기 중에서 빠르게 산화하는 예외적으로 경질의 부서지기 쉬운 재료로 만들어진다. 이러한 것은 특히 네오디뮴 자석(NdFeB-네오디뮴 철 붕소)에서도 마찬가지이다. 상부 자석(129)에 기계식 링크(132)를 부착하여야만 하는 것에 의해, 자석 제조 업체는 드릴 구멍(130 및 131) 또는 도 2a(종래 기술)에 도시된 바와 같이, 자화 및 도금 전에 영구 자석(111) 내로 가공되는 다른 위치 선정 특징부(112 및 113)을 갖는 전용 자석을 제조하여야만 한다. 이러한 것은 종종 매우 경질의 NdFeB 재료를 가공하는 어려움으로 인해 긴 리드 타임, 비싼 공구, 대량 구매, 높은 견본 비용을 요구한다. 또한, 드릴 구멍(130 및 131)은 정확하게 자력선 상에 위치되어야 한다. 자석의 블랭크가 이 시점에서 자화되지 않음으로써 이러한 것은 종종 간단하지 않다. 자석 블랭크의 배향은 자기장의 존재 하에 지각 평형 프레싱(iso-static pressing)을 요구한다. 자력선(127)(도 2b 및 도 2c-종래 기술)을 따라서 드릴 구멍의 정확하게 위치시키는 것은 종종 어렵고, 위치 선정이 몇°이상 벗어나면, 스위칭 가능한 영구 자석 디바이스의 빈약한 성능을 초래한다. 이러한 요구된 정반대로 극성화된 디스크 자석은 본질적으로 크기가 증가함에 따라서 자기 효율성을 감소시켰다.
'495 특허에 대한 추가의 결점은 정상 작동(top actuation)에 대한 필요성이다. 하우징에 상부 자석(129)(도 2c-종래 기술)을 삽입한 것에 의해, 작동은 하우징 위에서 발생하여야만 한다. 스위칭 가능한 자석 장치의 상부면에 디바이스를 부착하는 것이 때때로 바람직하다. '495 특허에 기술된 디바이스에 대한 부착은 종종 수직 측면 중 하나(편심 하중을 초래하는)에 대해 또는 남극 관로(122a)와 북극 관로(122b)의 반대편 수직 표면에 부착되는 보다 큰 요크형 마운트에 대해 행해진다. 철 타겟 내로 자기장을 그려서, 하우징의 저부에서 필요한 작업 표면에 있는 자석 파지를 상당히 약화시킴으로써, 철 타겟이 단편 하우징(121)의 수직 평면과 접촉하지 않는 것을 보장하도록 주위하여야만 한다.
Uchikune에 허여된 미국 특허 제4,329,673호(1982)('673 특허),(도 3-종래 기술)는 스위칭 가능한 자석 장치를 비활성화하는 자기 분로 방법을 사용하는 스위칭 가능한 자석(150)을 기술한다. 이러한 작동 방법은 오늘날 여전히 사용하고 있으며, 그러나, 그 성능은 '495 특허 및 인접한 영구 자석의 자기장 상쇄 방법과 각각의 극 관로를 사용하는 다른 특허만큼 효율적이지 않다. 이러한 디자인은 자기장 상쇄를 위해 비교적 큰 극 관로(151, 152) 내로 자석 내에 수용된 북극(155) 및 남극(154) 자기장을 결합하는 분로 원리로 작동한다. 극 관로(151, 152)는 비철 재료(153)에 의해 분리된다. 극 관로들은, 고정 자석에 대해 위상 어긋남으로 위치된 별개의 자석으로부터의 자기장 대신에 단일 자석으로부터의 북극(155) 및 남극(154) 자기장을 결합하는 것에 의해 자기장 상쇄가 일어나기 때문에 비교적 크다. 단일 자석을 분로할 때, 북극 자기장과 남극 자기장은 마주한 단부들에서, 180°떨어져 배향된다. 자기장을 "분로" 또는 서로 중화하기 위해, 자기장들은 극 관로(151, 152) 내에서 방향을 완전히 뒤집어야만 한다. 장치를 적절히 끄기 위해, "495 특허" 및 "451 특허"와 같은 신규의 특허의 경우와 같이 자석 자체 내에서 발생하는 자기장 결여가 없음에 따라서, 자기장이 방향을 뒤집는 것을 허용하고 각 극 관로 내에서 임의의 잔류 자기장을 완전히 흡수하도록 충분한 강이 사용되어야만 한다. 극 관로(151 및 152)의 크기를 감소시키는 것에 의해, 보다 많은 자기장은 타겟을 흡인하도록 이용할 수 있으며, 이에 의해 자석 성능 대 중량비를 향상시킨다.
미국 특허 출원 공개 제2009/0027149호(Kocijan)(2006년 1월 29일)('149 공개)는 스위칭 가능한 영구 자석을 사용하여 자기 조절 자속 전달을 위한 방법 및 장치를 기술한다. 이 디자인에서, 저자는 "자기 조절" 자속 전달을 생성하도록 상이한 배향의 자석 및 각각의 극성편을 사용하며, 그 목적은 자석 재료의 V화 레벨을 일치시키도록 자기장의 자동 적응 깊이를 가지는 것이다. 개별 스위칭 가능한 자석의 이러한 복잡한 자극 배향 및 기하학적 공간은 분명히 하나의 리프트하고자할 때 그에 2개 이상의 시트를 파지, 하나 이상의 금속 시트를 통해 침투하는 지나치게 깊은 자기장을 피하는 시도로 개발되었다. 도 4b는(종래 기술)는 이 공개의 바람직한 실시예 중 하나를 도시한다. 이 구성에서, 각각의 인접한 스위칭 가능한 자석은 서로 인접하여 위치된 대향 자기장, 즉, 북-남/북-남 등이 배향된다. 이론적으로, 이 구성은 스위칭 가능한 영구 자서기 얇은 시트 금속의 적층으로부터 시트 금속의 단편을 리프팅하는 것을 가능하게 하도록 의도된다. 이 이론은 얇은 금속 타겟이 자기 포화되면, 남아있는 임의의 잔류 과잉 자속 또는 자기장이 인접한 반대 자극에 "자동으로" 방향을 바꾸고 제1 시트 아래의 다른 시트 금속을 흡인할 수 없는 것이다. 정밀한 조건 하에서 신중한 실험은 이러한 것이 가능하다는 것을 보여주지만, 시트 금속이 시트 금속의 적층으로부터 분리되고, 최대 성능을 극적으로 감소시키면 자기장의 방향을 바꾸는 방법이 없음으로써, 의도된 얇은 타겟을 파지하는 결과적인 자기장은 상당히 줄어든다.
'286 특허(도 4a-종래 기술)에 의해 제시된 자극의 배열에 '149 공개에 제시된 "자기 조절 자속 전달" 방법의 스위칭 자극 배향(도 4b-종래 기술)을 비교하는 것은 '149 공개에 도시된 레이아웃이 '286 특허 이래 사용되어 왔다는 것을 보여준다. 자석(160)은 '286 특허와 '149 공개 사이의 자석 배향의 유사성을 설명하기 위해 180°만큼 회전된다. 도 4a(종래 기술)는 비활성화된 구성의 장치를 도시한다. 도 4c(종래 기술)는 도 4b(종래 기술) 상으로 중첩된 도 4a(종래 기술)('286 특허)의 인용이다. 도 4a에서, 자석들은 장치의 비활성화의 목적을 위해 도 4b와 동일한 형태로 배향된다. 그러나, 도 4b에서, 갭(164)은 북극 관로(163)와 남극 관로(165) 사이의 분리가 없을 때 장치를 비활성화하는 것에 대조하여 자기장을 감소시키거나 약화시킬 목적을 위하여 북극 관로(163)와 남극 관로(165) 사이에서 의도적으로 생성된다. 충분한 갭(164)은 자기장 상쇄가 비철 재료의 지수 관계에서 강하함으로써 무시할 수 있는 자기장 약화 효과를 만들 남극 및 북극 관로 자기장 사이의 분리를 제공한다. 또한, 두꺼운 재료 상에 '149 공보에 한정된 장치의 성능은 통상적으로 개별 스위칭 가능한 자석의 결합된 홀딩력의 성능의 50% 미만이다.
도 5('149 공개에 인용된 종래 기술)는 영구 자석의 "별 배열"로 지칭되는 다른 가능한 배향을 확인하고, 이에 의해, 자극은 중심에 대해 방사상으로 위치되고 인접한 자석에서 북-남/북-남으로 교번한다. 도 5(종래 기술)에 도시된 "별-배열" 구성의 목적은 반대 자기장의 상이한 공사이에 의해 유발되는 내부 자기장(167)과 외부 자기장(166)의 상당하고 예측할 수 없는 불균형으로 인하여 '149 공개에서 Kocijan에 의해 확인되지 않았으며; 그러나, '149 공개는 이러한 구성을 위한 가능한 목적을 확인함이 없이 "폐쇄 시스템"의 다른 변화로서 "별 배열"을 확인한다. 이러한'149 공개에 의해 기술된 것과 같은 폐쇄된 자기장 시스템은 40년 이상 공공 영역에 있었다.
'149 공개에 기술된 디자인의 한계는 상당하다. 유닛의 최대 성능은 개별 영구 자석과 각 극의 합으로 제한된다. 개별 자석을 활성화하는 어려움은 아래에 상세히 설명되는 바와 같이 중요하다. 불가능하지는 않지만, 광범위한 해법을 최적화하는 것은 극히 어렵다. 허용 오차 필요 조건은 과도하다. 리프팅 동안 얇은 재료의 만곡은 개별 자석과 극이 작은 직경의 접촉으로 인하여 친밀한 접촉을 유지할 수 없음에 따라서 리프팅 실패를 유발한다.
'149 공개가 도 6a 및 도 6b(종래 기술)에 도시된 확인된 작동 방법을 특허로 시도하지 않았지만, 이러한 것은 개별 스위칭 가능한 자석의 배열을 활성화하는 복잡하고 시험적인 특성을 도시하고 강조한다. 공압 기어 스위칭 메커니즘(170)의 비용은 스위칭 가능한 자석 및 극 관로의 비용의 50배이다. 이러한 장치의 작동은 모든 스위칭 가능한 자석(172a, 172b 및 172C)에서 각 슬롯팅된 상부 자석(171)을 180°회전시킬 것을 요구한다. 비자성 기어 또는 드라이브는 자석들을 동시에 구동하는 중앙 기어와 함께, 각 스위칭 가능한 자석(172a, 172b, 및 172c)에 있는 각 슬롯팅된 상부 자석(171)에 부착되어야 한다. 니켈 도금된 슬롯팅된 상부 자석(171)에 기어 또는 드라이브의 정확한 부착은 조금도 과장하지 않고 도발적이다. 더욱이, 단편 하우징 남극 관로(l73a) 및 북극 관로(173b)에 대한 슬롯팅된 상부 자석(171)의 오차 필요 조건은 기어 메커니즘 내에 상당한 유격을 유발하고, 기어 이빨을 건너뛸 가능성을 허용한다. 문제를 복잡하게 하도록, 청구항 중 하나는 "서로에 대하여 자석들의 제한된 변위를 허용하도록 고안된 캐리어(174 및 175)"를 권고한다. 이러한 것은 모든 개별 상부 자석을 회전시키도록 요구되는 구동 메커니즘의 융통성없는 장착 특성으로 인하여 매우 비현실적이다. 자석 배향의 유사점 - 이후에 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 자석 또는 RSM으로 지칭되는 로터리 스우칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치를 위해 제시된 특허 출원은 많은 자석 배향 구성을 갖고, 바람직한 실시예는 교번쌍들이며; 즉, 북-북/남-남, 북-북/남-남. 그러나 코어 요소를 작동시키는 메커니즘이 배향 역전을 요구하기 때문에, 일부 구성은 북-남/북-남으로 위치될 수 있다.
RSM은 다수의 자석과 극을 작동시키는 훨씬 간단한 방법을 기술하고, 그래서 도 6a에 도시된 장치와 같은 비싸고 복잡한 작동 메커니즘의 필요성이 없다. RSM(도 11)과" '149 공개(도 4)에 의해 기술된 "별 배열" 사이의 코어 요소 배향에서 약간의 유사성이 있다는 것을 나타낼 수 있지만, 배향에 대한 목적은 완전히 다르다. 도시된 바와 같이, "286 특허"에서 이전에 기술된 바와 같이, 인접한 자석과 각각의 극 관로 사이의 교번하는 북-남 배열은 다시 1942년의 구식이 된다. RSM 디자인에서, 교번 배열은 코어 요소쌍의 활성화 또는 비활성화를 위한 목적을 위하여 상부 및 하부 코어 요소의 최상위 위치를 가능하게 하도록 사용된다. 코어 요소의 위치는 장치의 크기, 타겟 두께 범위, 타겟 중량 또는 필요한 홀딩력, 자석이용성, 및 경제성에 의해 좌우된다. 각 자석의 파지력을 최대화하는 것이 응용물의 의도이다. "149 공개"의 경우에, "별 배열"은 자기장 이 측정되는 위치에 의존하여 가변 자석 특징을 갖는 "독특한" 자기장 레이아웃을 갖는다. 내부 자기장(167)(도 5-종래 기술)은 작은 자기 강도를 갖지만, 외부 자기장(166)은 더 강한 자기 강도를 갖을 것이다.
RSM의 발명자는 시트 금속의 적층으로부터 단일의 얇은 시트를 리프팅도록 갈망할 때의 과잉의 자기장 깊이를 방지할 필요성을 인정한다. 제안된 RSM 디자인은 작업자 개입없이 사전 결정된 범위 이상의 자기장의 그 깊이를 동적으로 적응할 수 있은 방법을 또한 제공한다. 이러한 것은 본 발명의 상세한 설명 부분에서 상세히 설명될 것이다. Shen에게 허여된 미국 특허 제7,161,451 B2호(2007년)(도 7a,도 7b, 도 8-종래 기술)('451 특허)는 공통의 회전 중심(182), 공통의 주변(183), 및 평탄한 평행 상부면 및 하부면(184)을 갖는 상부 척 층(181a) 및 하부 척 층(181b)으로 구성된 자석 척(180)을 확인하고, 척 층 평탄면 중 하나는 작업 표면(185)이다. 회전 중심(182)에서 내측 단부를 가지는 영구 자석 플레이트(186a)는 주변(183)으로 외향 연장하고, 연성 자석 블록(187a)은 인접한 영구 자석 플레이트(186a)보다 크다. 상부 척 층(181a)은 회전 중심(182) 주위에 자화된 영구 자석 플레이트(186a 및 188a)의 각 쌍 사이에 끼워진 연성 자석 블록(187a)으로 구성된다. 제2 척 층은 영구 자석 플레이트(186b 및 188b) 사이에 끼워진 연성 자석 블록(187b)으로 구성되며, 영구 자석 플레이트는 제1 척층의 영구 자석 플레이트(186a 및 188a) 사이에 끼워진 연성 자석 블록(187a)에 대해 형상 및 위치에서 보완적이다.
각층에 있는 상부 연성 자석 블록(187a)이 하부 연성 자석 블록(187b)과 북-북으로 정렬되도록 고정된 하부 척 층(181b)에 대해 상부 척 층(181a)을 회전시키는 것은 할성화를 유발한다. 반대로, 각 층에 있는 상부 연성 자석 블록(187a)이 하부 연성 자석 블록(189b)에 대하여 북-남으로 정렬되도록 고정된 하부 척 층(181b)에 대하여 상부 척 층(181a)을 회전시키는 것은 장치의 비활성화를 유발한다. '451 특허에 의해 기술된 기능적인 디자인은 상업적으로 이용 가능한 것으로 공지되어 있지 않다. 이론적으로 가능한 디자인이지만, '451 특허에 기술된 디자인은 극복하기 어려운 상당한 문제가 있다. 보다 중요한 점으로서, 도 8(종래 기술)에 도시된 바와 같이, 작업 표면상에 타겟이 없거나 또는 얇은 타겟이 있을 때 하부 척 층(191b)에 대해 상부 척 층(191a)을 회전시키는 것에 의해 척(190)의 비활성화는 척 플레이트 사이의 접촉 면적(192)에서 매우 높은 마찰을 유발하고, 작동을 매우 어렵게 만들고, 두 척 사이의 조기 마모 또는 마손을 초래한다. 상부 및 하부 자석 블록(193a 및 193b)의 표면 마무리는, 작동 토크를 최소화하는데 중요하며, 다시 한번 비싸고 어려운 생산 공정이다. 디자인은 매우 타이트한 제조 허용 오차를 요구하고 제조하는데 비용이 많이 든다. 더욱이, 별개의 상부 및 하부 자석 블록(193a 및 193b)의 사용은 각 척 층을 상당히 약화시키고, 마찬가지로 상당한 수의 비철 체결구 및 구멍을 요구하는 상부 플래터 지지부(194)와 구조적 외부 하우징(196 및 197)의 사용시에 이에 의해 상부 및 하부 플레이트 보강부(195a 및 195b)를 요구한다. 특히 연성 자석 재료로 만들어지지 않으면, 사용된 체결구는 자속을 유지하고 완전한 비활성화를 방해한다. 각각의 개별 상부 및 하부 자석 블록(193a 및 193b) 뿐만 아니라 상부 영구 자석 플레이트 (198a) 및 하부 영구 자석 플레이트(198b)를 제조하는데 매우 작은 가공 변화는 회전 동안 간섭을 초래하고, 잠재적으로 외부 하우징에서 척 층의 결합을 유발하여, 척 층 사이에 매우 강한 흡인력에 의해 합성된다. 영구 자석 플레이트의 공차 두께 변화는 조립시 치수 및 형상에서의 변화로 인하여 각각 상부 및 하부 척 층(191a및 191b)이 척층의 상부면 및 하부면 상에서 더 이상 원통 또는 편평하지 않게 한다. 이러한 것은 각 척 상에 평평한 상부면 및 하부면을 보장하도록 능동적인 자기 성분으로 조립된 척 플레이트의 후가공 공정을 요구한다(벅찬 제조 작업). '451 특허 디자인이 가진 추가의 단점은 상부 작동(199)에 대한 필요성이다. 별도의 상부 및 하부 자석 블록(193a 및 193b) 및 상부 영구 자석 플레이트(198a) 및 하부 영구 자석 플레이트(198b)의 사용은 구조적 외부 하우징(196 및 197)과 상부 플래터 지지부(194)가 모든 별개의 구성요소, 특히 하부 척층(191b)을 캡슐화해서(캡슐로 싸서) 사용되도록 지시한다. 종종 아이 훅 또는 다른 부착 방법은, 상부 작동(199)이 발생하고 측부로부터 작동하는 것을 크게 선호하고 부착 수단을 위해 이용할 수 있는 상부면을 남기는 경우에 척의 상부면에서 요구된다. 측면 작동 유닛이 디자인 내에서 가능하지만, 이는 지지 구조를 더욱 복잡하게 한다.
종래 기술에 대한 본 발명의 비교 -종래 기술과 비교할 때 본 명세서에서 기술되고 청구된 RSM은 중요한 이점을 가진다:
● 작동의 용이성: 작동은 장치에 대해 주변의 용이한 부착을 위하여 상부 및 측부를 포함하는 상구 캐리어 플래터의 회전 운동에 의해 수행되며, 상부 및 측면을 포함하고 제품 및 고정구로의 통합을 위해 보다 많은 유연성을 허용한다. 감소된 마찰 수단이 또한 개발되었을 뿐만 아니라 상기 실행을 달성하도록 자기 밸런싱 방법이 개발되었다;
● 감소된 자석 비용: 본 발명의 매우 유연한 아키텍처는 기성 자석 즉각적인 적응을 허용한다. 추가된 이점으로서, 각 코어 요소에서 다수의 작은 자석의 사용은 큰 단일 자석 보다 큰 자력을 유발할 수 있다. 원형(prototyping)은 이제 수개월 대신 수일로 감소된다;
● 감소된 제조 허용 오차: 코어 요소는 캐리어 플래터의 중요한 부분이다. 복잡한 가공 및 자기장 배향을 요구하지 않는 단순한 자석 형상은 제품 실패의 위험성을 상당히 감소시킨다;
● 보다 강하고, 보다 강력한 디자인: 자석 내로 가공된 특징부의 제거는 자석의 구조적 강도를 상당히 증가시킨다. 철 또는 비철 캐리어 플래터 내로 자석의 통합은 기계식 링크(132)로부터 충격이나 인장 응력으로 인한 강재 표면에 대해 자석을 회전시키는 것에 의해 유발되거나(도 2b-종래 기술) 또는 작동 수단(114-120)에 의해 기술된 바와 같은(도 2a-종래 기술) 마모 손상을 극적으로 감소시킨다;
● 극단적인 크기 유연성: 자석의 크기는 더 이상 매우 큰 스위칭 가능한 자석을 제조하는데 주요 제한이 없다. 본 발명의 유연한 아키텍처는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 단일의 영구 자석으로 거동하도록 다른 크기와 형상의 다수의 작은 자석의 결합은 허용한다. 큰 자석으로 관찰되는 자석 강도 대 체적비 감소는 더 이상 높은 강도 대 체적비를 가진 단일의 영구 자석을 모방하도록 영구 자석의 다수의 크기 및 형상을 조합하는 능력으로 인해 더이상 인수가 없다;
● 향상된 안정성: 많은 고정구를 위하여, 보다 넓은 베이스는 종종 전체 자기 강도만큼 또는 그 보다 더 중요하다. 얇은 금속 시트 또는 구조물을 리프팅하는 자석은 이상적으로 시트 금속의 최소 자기 침투와 함께 큰 표면적에 걸쳐 확산된다. 얇은 시트 또는 더 큰 부분에 대한 현재의 스위칭 가능한 가능 자석 디자인은 매우 비싸고 제조하기 어랴우며 작동시키기 어렵다. 본 발명은 저렴한 비철 구조 내에 배치된 다수의 개별 코어 요소의 간단한 작동을 가능하게 한다. 외부 치수는 직경에수 수 피트이고 극히 얇을 수 있고 가변적 내경을 가질 수 있다;
● 희토류 자석의 효율적 사용: 본 발명 아키텍처는 보다 큰 하부 프로파일 장치의 개발을 허용한다. 자기장의 최적의 깊이를 달성하기 위해 필요한 최소 자석 크기를 선택할 수 있는 것은 동일한 풋프린트를 가진 상당히 크고 무겁고 비싼 전형적인 스위칭 가능한 자석보다 동일 또는 양호한 분리(breakaway)를 달성하도록 상당히 적게 중량화하고 훨씬 적게 희토류 자석을 사요하는 제조를 허용한다. 또한, 높이 또는 폭보다 큰 극 면적을 가진 자석을 선택하는 것에 의하여, 극 관로 작업 표면적은 성능을 희생시키지 않고 비례하여 증가되는 한편, 작동 토크를 감소시킬 수 있다.
● 제품에 통합의 용이성: 본 발명 아키텍처는 특정 응용물을 위해 디자인된 결합 하우징과 캐리어 플래터의 발전을 허용한다. 템플릿으로서 기본 캐리어 플래터 구성을 사용하는 것에 의해, 장착 특징, 인체 공학 또는 유행에 따른 형상과 활용 또는 다른 성능 향상을 통합하는 새로운 캐리어 플래터 구성이 고안될 수 있다.
본 발명은 RSM 디바이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 인접한 캐리어 플래터로 구성된 자석 홀딩 디바이스에 관한 것이다. 각 캐리어 플래터는 인접한 캐리어 플래터에서와 기하학적으로 유사한 위치에 위치된 짝수의 코어 요소(2 개 이상)를 포함한다. 각 코어 요소는 대향 북극(N)과 남극(S)을 가진 하나 이상의 영구 자석으로 구성된다. 자석은 형상이 변할 수 있으며; 예를 들어, 자석들은 바, 디스크, 사다리꼴, 입방체, 구형, 반구형 또는 원통형으로 형성될 수 있다. 각 코어 요소는 영구 자석 또는 자석들의 자극 분리선에 수직인 극 관로 작업 표면을 가져서, 영구 자석 또는 자석들의 북극 및 남극은 극 관로를 통해 각 캐리어 플래터의 상부 및 바닥면으로 안내된 각각의 자기장을 가진다. 극 관로는 각 자석 또는 자석의 극의 면에 위치되고 대향 극으로부터 격리된 인접한 자석 또는 자석들의 자기장을 수용하도록 자기적으로 일치되는 자석으로 연성인 철계 재료로 구성된다. 관로 크기 및 형상은 사용된 영구 자석 또는 자석들의 상대적 강도 및 형상에 기초한다.
RSM 디자인은 극히 콤팩트한 것으로부터 극히 큰 것까지 변하는 일정 범위의 스위칭 가능한 자석을 허용하는 고 유연성의 독특한 구성을 제공하는 한편, 예외적인 성능 대 중량비, 매우 유연한 아키텍처, 감소된 비용, 제조에 대해 유선형 및 빠른 경로, 개선된 안전성, 견고한 디자인, 및 간단한 회전 작동을 제공한다.
도 9a는 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위한 비철 홀더 및 원통 형상의 극 관로를 포함하는 코어 요소의 사시도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 실시예의 분해 사시도이다.
도 9c는 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위한 비철 홀더 및 직사각형 극 관로를 포함하는 코어 요소의 사시도이다.
도 9d는 도 9c에 도시된 실시예의 분해 사시도이다.
도 9e는 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위한 막대 형상의 영구 자석 및 2개의 타원형 극 관로 형상을 포함하는 코어 요소의 사시도이다.
도 9f는 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위한 막대 형상의 영구 자석과 2개의 반 원통형 형상의 극 관로를 포함하는 코어 요소의 사시도이다.
도 9g는 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위한, 2개의 분리된 극 관로로서 기능하는, 정반대로 극성화된 디스크 형상의 영구 자석 및 "더블 D" 형상으로 공지된 단편 하우징을포함하는 단일 코어 요소의 사시도이다.
도 9h는 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위한 정반대로 극성화된 디스크 형상 영구 자석 및 2개의 막대 형상의 극 관로를 포함하는 단일의 코어 요소의 사시도이다.
도 10은 서로 마주보는 동일한 극 관로로 배향된 도 9f에 도시된 구성의 팔 코어 요소를 포함하는 비철 캐리어 플래터를 포함하는 비철 캐리어 플래터 조립체의 사시도이다.
도 11은 캐리어 플래터의 중심에 대해 수직인 그 영구 자석 자력선으로 배향된 도 9g에 도시된 구성의 8개의 코어 요소를 포함하는 비철 캐리어 플래터를 포함하는 비철 캐리어 플래터 조립체의 사시도이다.
도 12는 각 코어 요소가 인접한 코어 요소에 대하여 그 중심을 주위에서 60°회전된 도 9g에 도시된 구성의 12개 코어 요소를 포함하는 비철 캐리어 플래터를 포함하는 비철 캐리어 플래터 조립체의 사시도이다.
도 13은 자극들이 3개의 인접한 코어 요소마다 그 배향을 교번하도록 도 9g에 도시된 구성의 18개의 코어 요소를 포함하는 비철 캐리어 플래터를 포함하는 비철 캐리어 플래터 조립체의사시도이다.
도 14는, 도 10에 도시된 8개의 코어 요소들이 8개의 영구 자석에 의해 대체되고, 각 코어 요소의 2개의 극 관로가 인접한 영구 자석의 같은 자극 사이에서 공유되는, 비철 캐리어 플래터의 일체부인 것을 제외하면, 도 10에서 설정된 비철 캐리어 플래터에 기하학적으로 유사한 철 캐리어 플래터를 포함하는 철 캐리어 플래터 조립체의 사시도이다.
도 15는 8개의 코어 요소를 구비한 철 캐리어 플래터를 포함하는 철 캐리어 플래터 조립체의 사시도로서, 각 코어 요소는 영구 자석 자력선을 따라 정렬된 정반대로 극성화된 2개의 상이한 지름의 디스크 형상의 영구 자석, 및 인접한 영구 자석의 같은 자극 사이에서 공유되는 비철 캐리어 플래터의 일체부인 2개의 극 관로을 가지며, 캐리어 플래터가 도 14에 도시된 캐리어 플래터와 동일한 외경 및 그보다 작은 내경을 가진다.
도 16은 14개의 코어 요소를 포함하는 철 캐리어 플래터를 포함하는 철 캐리어 플래터 조립체의 사시도이며, 각 코어 요소는 정반대로 극성화된 원통형 영구 자석과 인접한 영구 자석의 동일한 자극 사이에서 공유되는 철 캐리어 플래터의 일체부인 2개의 극 관로를 가진다.
도 17은 14개의 코어 요소를 포함하는 철 캐리어 플래터를 포함하는 철 캐리어 플래터 조립체의 사시도이며, 각 코어 요소는 막대 형상의 영구 자석과 인접한 영구 자석의 동일한 자극 사이에서 공유되는 철 캐리어 플래터의 일체부인 2개의 극 관로를 가진다.
도 18은 8개의 코어 요소를 포함하는 철 캐리어 플래터를 포함비철 캐리어 플래터 조립체의 분해 사시도이며, 각 코어 요소는 다수의 막대 형상의 상이한 크기의 영구 자석과, 인접한 다수의 막대 형상의 상이한 크기의 영구 자석의 동일한 자극 사이에서 공유되는 철 캐리어 플래터의 일체부인 2개의 극 관로를 가진다.
도 19는 그 중 어느 하나가 도 10에 도시된 비철 캐리어 플래터 조립체의적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 20a는 코어 요소가 위상 어긋남으로 정렬되고 자기장이 비활성화된, 그 중 어느 하나가 도 12에 도시된 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 20b는, 코어 요소가 부분적으로 위상 어긋남으로 정렬되고 부분적으로 자기장이 비활성화된, 도 20a에 도시된 바와 같은 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 20c는 코어 요소가 부분적으로 동위상으로 정렬되고 자기장이 부분적으로 활성화된, 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같은 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 20d는 코어 요소가 동위상으로 정렬되고 자기장이 활성화된, 도 20a 내지 도 20c에 도시된 바와 같은 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 21a은 코어 요소가 위상 어긋남으로 정렬되고 자기장이 비활성화된, 그 중 어느 하나가 도 13에 도시된 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 21b는 코어 요소의 1/3이 위상 어긋남으로 정렬되고 코어 요소의 2/3가 동위상으로 정렬되고 자기장이 부분적으로 비활성화된, 도 21a에 도시된 바와 같은 비철 캐리어 플래터의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리된)의 사시도이다.
도 21c는 코어 요소의 2/3가 동위상으로 정렬되고 코어 요소의 1/3이 위상 어긋남으로 정렬되고 자기장이 부분적으로 활성화된, 도 21a 및 도 21b에 도시된 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에서 분리됨)의 사시도이다.
도 21d는 모든 코어 요소가 동위상으로 정렬되고 자기장이 활성화된, 도 21a 내지 도 21c에 도시된 바와 같은 비철 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍(명확성을 위해 도면에 분리된)의 사시도이다.
도 22a는 그 각각이 도 16 및 도 17에 의해 도시된, 상이한 구성의 캐리어 플래터 조립체의 적층된 쌍의 사시도이다.
도 22b는 도 22a에 도시된 실시예의 분해 사시도이다.
도 23a는 외부 하우징, 2개의 비철 캐리어 플래터 조립체, 멈춤쇠 수단, 및 마찰 감소 수단으로 구성된 장치의 사시도이다.
도 23b는 도 23a에 도시된 실시예의 분해 사시도이다.
도 24는 하우징, 2개의 캐리어 플래터 조립체, 및 자동 작동 수단으로 구성된 장치의 사시도이다.
도 25는 영구 자석의 자력선을 도시한 이미지이다.
도 26은 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체가 부착된 캐리어 플래터 조립체를 통합하고 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체와 다른 형상을 포함하는, 철 캐리어 플래터 조립체(명확성을 위해 도면에서 분리)의 부분 분해 사시도이다. 통합된 캐리어 플래터 하우징 조립체는 결합된 하우징 및 캐리어 플래터 조립체로서 역할을 한다.
도 27은 부착된 2개의 캐리어 플래터 조립체를 통합하는 비철 캐리어 플래터 조립체를 특징화하고, 대응하는 2개의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체 와 다른 형상을 추가로 포함하는 단층 배열의 비철 캐리어 플래터 조립체의 부분 분해 사시도이다. 비철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체는 다수의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체의 배열을 위한 결합된 하우징으로 역할을 한다.
도 28은 그 안에 끼워진 다수의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체를 구비한 회전 가능한 플래터 하우징으로 구성된 층의 상부 부분 및 철 통합 회전 가능한 플래터 하우징 조립체로 구성된 층의 하부 부분을 특징화하는 단층 배열의 철 캐리어 플래터 조립체의 부분 분해 사시도이다. 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체는 그 안에 다수의 캐리어 플래터 조립체를 통합한다.
도 29는 철 캐리어 플래터 조립체의 이중 층 배열의 철 캐리어 플래터 조립체의 부분 분해 사시도이며, 각각의 층은 캐리어 플래터 조립체의 층의 층 배열로 구성되고, 각각의 상기 캐리어 플래터 조립체의 층은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체의 층과 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체의 층으로 구성된다.
RSM은 본원에 기술된 바와 같이 다양한 바람직한 실시예를 가지고 있다. 그러나, 본 발명의 상이한 실시예를 만드는 단계는 언제나 동일하다. 다른 실시예를 만드는 단계는 다음의 단계를 포함한다: 디자인 및 작동 고려 사항; 영구 자석의 크기 및 형상의 선택; 마찰 감소 수단의 결정; 극 관로의 매칭; 코어 요소 디자인; 캐리어 플래터 구성을 결정; 하우징 구성.
디자인 및 작동 고려 사항
본 발명의 매우 유연한 아키텍처는 장치의 신속한 구성이 응용물 또는 최종 제품 디자인에 최적으로 적합하게 되는 것을 허용한다. 필요한 타겟의 전형적인 특성과 필요한 파지의 강도, 홀딩 위치 및 편심 하중(모멘트)를 결합하는 것은 이러한 목표를 달성하도록 RSM에서 필요한 적절한 요소의 선택에 도움이 된다. 재료, 두께, 조성, 마무리, 강성, 크기 및 중량과 같은 타겟 스펙은 사전에 확인되는 것이 필요하다.
영구 자석의 크기 및 형상의 선택
초기에, 영구 자석의 크기 및 형상 선택은 특정 강도 및 영구 자석의 등급의 공개된 사양에 기초한다. 그러나, 자력선의 배향 및 코어 요소 구성은 코어 요소의 성능에 큰 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 크기(0.5" 폭 x 0.5" 깊이 x 1" 길이)가 동일한 2개의 자석을 사용하여 전형적인 계산 및 또는 사양은 1" 길이(N42 = 50 lbs)를 통해 자화된 자석이 0.5" 폭(37 lbs)를 통해 자화된 자석보다 강판에 대해 상당히 보다 좋은 홀딩력을 가지는 것을 나타내게 된다. 이러한 것은 극 관로 없이 단지 단순 자석(bare magnet)을 사용하기 원하면 합리적으로 정확한다.
그러나, 자기장이 자극 관로를 통해 안내되기 때문에, 성능은 종종 폭(0.5")을 통해 자화된 자석을 사용하여 보다 좋게 된다. 극 관로 표면적이 영구 자석의 극 페이스(pole face)의 표면적에 직접 기초하기 때문에, l" 길이를 따라서 자화된 자석의 표면적은 자석의 극면적(0.5" 폭 x 0.5" 깊이)의 .25 in2에 기초할 것이다. 0.5" 폭을 따라서 자화된 자석의 극 관로 면적은 0.5 in2(0.5" 깊이 x 1" 길이)의 자석 극 페이스를 가질 것이다. 이 경우에, 이론적으로 약한 자석은 보다 작은 자석 극표면적을 가진 동일한 크기의 자석보다 동일하거나 또는 더 양호하게 수행한다.
영구 자석이 강보다 상당히 비싸기 때문에, 일반적인 선호도는 0.5" 폭이고 1" 길이가 아닌 경우에 얇은 축을 따라서 자화되는 자석을 사용하는 것이다. 이러한 것은 자석 재료를 사용하면서 비교 가능하거나 더 나은 성능을 제공한다. Lm 또는 자석 길이는 남극으로부터 북극까지의 거리로서 정의하고, 자석의 길이(최대 치수)와 혼동되지 않는다. 에어 갭은 타겟으로부터 RSM의 작업 표면을 분리하는 거리로서 정의된다. 영구 자석의 길이(Lm)는 필요한 에어 갭 성능에 기초하여야 한다. 페인트, 도금 및 다른 마감재와 같은 품목은 RSM과 타겟 사이의 물리적 분리로서 역할을 한다. 0.010" 에어 갭은 10% 미만으로부터 75%만큼 높게 분리력을 감소시킬 수 있다. 보다 큰 Lm은 에어 갭 성능을 상당히 증가시킬 수 있다. 동일한 표면적과 함께 보다 큰 자석 길이(Lm)의 사용은 전형적으로 에어 갭 성능을 증가시키고, 이는 도장되거나, 도금되거나, 또는 거칠고 고르지 타겟을 리프팅하도록 시도할 대 유용할 수 있다 .
자기장의 깊이는 대향하는 극 관로 사이의 평균 거리에 관련된다. 동일한 자석 길이와 거의 동일한 체적으로 다수의 작은 자석을 대체하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 것은 종종 큰 단일 자석 보다 우수한 성능을 산출한다. 자석의 강도가 종종 무한히 두꺼운 타겟의 관점에서 지정되기 때문에, 특정 자석은 선택에 앞서 성능의 검증을 위해의도된 타겟 두께에서 테스트되어야 한다.
바람직한 실시예가 주로 가격과 성능으로 인하여 네오디뮴 자석을 사용하지만, 반대 극성의 동등하거나 약간 강한 자기장에 노출되었을 때 감자시키지 않는 한(그 자성을 상실), 대부분의 자석 구성이 사용될 수 있다. 이러한 것은 보자력(coercivity)으로 공지되어 있다. 다른 고려 사항은 자석의 온도 정격 또는 그 온도, 즉, 퀴리점 이상에서 취해지면 소자되기 시작하는 지점을 포함한다. 기본 네오디뮴 자석에 대하여, 저장 온도는 310℃ 이하로 유지하고 자기 강도가 꾸준히 그 온도점 보다 저하되므로 80℃ 이상의 온도에서 사용을 피하는 것이 중요하다. 자석이 퀴리점 이상의 온도에 노출되지 않는 한, 자석은 냉각될 때 정상으로 복귀하여야 한다.
극 관로의 매칭
극 관로에 대해 2개의 기본 기능이 있다. 첫째는 자속이 극 관로의 접촉 면적으로부터 나오지 않게 하고 이에 의해 장치를 비활성화하도록 2개 이상의 필요한 자석의 위상 어긋남(N-S/S-N) 자기장 정렬을 포함하는 것이다. 극 관로의 제2 기능은 2개 이상의 자석의 정렬된 동위상으로 자극 결합 자기장의 방향을 바꾸고, 이에 의해 장치를 활성화하는 것이다. 극 관로는 이상적으로 연강 또는 솔레노이드 강과 같은 자기적으로 연성인 재료, 또는 경성인 재료로 구성된다. 이상적으로, 남극 관로(201a)와 북극 관로(201b)는 도 9a에 도시된 바와 같이 각각의 자석의 극 페이스와 접촉하여야 한다. 북극과 남극을 격리하는 수단은 북극 관로 및 남극 관로가 반대 극 사이의 적절한 분리를 제공하도록 사용되야 한다. 도 9h는 갭(253)에 의해 남극 관로(252a)로부터 분리된 북극 관로(252b)를 가지는 것에 의한 격리 수단을 확인한다. 갭(253)은, 북극 관로 및 남극 관로로부터 나오는 모든 자기장이 인접환 극 관로 또는 타겟으로 방향을 바꾸기 위해 이용할 수 있도록 북극 관로 및 남극 관로(252b 및 252a)에 각각 수용된 자기장이 자기적으로 결합되지 않을만큼 충분히 커야만 한다. 최적의 분리 거리 또는 갭은 대략 Lm과 동일하다. 남극 자석 페이스(203a)과 인접한 남극 관로 자석 페이스(204a) 사이의 접촉 경계면의 표면적은 도 9b에 도시된 남극 자석 페이스(203a)의 표면적의 적어도 25%이어야 한다. 극 관로의 제2 차원적 필요 조건은, 타겟 또는 인접한 캐리어 플래터의 인접한 극 관로 중 어느 하나와 접촉하는 남극 관로 표면적(205a) 또는 북극 관로 표면적(205b)이 이상적으로 도 9b에 도시된 바와 같이 남극 관로 면(203a)의 표면적의 75%인 것이다. 자석 극 페이스에 대한 극 관로 표면적의 비는 이후에 "관로의 극 표면 비율"로서 지칭된다. 그래서, 관로의 극 표면 비율을 초과하는 것은 장치의 성능과 과잉 중량의 비용이다. 보다 작은 관로의 극 표면 비율은 완전히 비활성화하는데 실패한 장치를 유발한다.
정반대로 극성화된 디스크 형상 자석을 사용할 때, 경험적으로, 극 관로 표면적은 유사하게 위치된 자력선으로, 최상으로 완전히 원통형 또는 디스크 형상 자석을 포함하는 직사각형 또는 정사각형 막대의 극 표면적으로 추정된다.
그것은 극 관로가 자석의 극 표면의 전체 표면적을 커버하지 않는 것이또한 강조되어야 한다. 극 관로는 또한 최고 200% 이상 자석 극 페이스의 폭을 지나 연장할 수 있다.
극 관로의 나머지 기준은 형상이다. 이상적으로, 극 관로의 형상은 가능한 효율적으로 자기장을 안내하는 것이다. 결과적으로, 극 관로는 중공이지 않거나 또는 구멍 또는 스테인리스강 나사와 같은 비자성 연성인 장애물을 포함하지 않아야 한다. 용품은 최대 자기장 전도 효율을 실현하기 위해 극 관로를 통한 원활한 자기장 흐름을 보장하도록 주의하여야 한다. 이는 방향, 또는 날카로운 모서리 및 턴의 반전을 피하는 것이 최상이다. 자석의 자연적인 자기장 흐름을 따르는 반원형 또는 타원형의 형상이 이상적이다.
관로는 위상 어긋남으로 정렬된 극 관로가 자기 파지가 중요하지 않은 곳으로 필드를 부정하도록 관로가 크기화될 때 매칭된 것으로 고려된다. 전형적인 기준은 약 0.75의 관로의 극 표면 비율을 가지는 것이다. 이러한 것은 좋은 출발점이지만, 이러헌 비율은 자석 등급, 극 관로 구성, 도금, 가공 품질 및 다른 변수와 같은 몇개의 변수에 의존한다. 최적 이하의 비율은 상부 및 하부 극 관로가 "위상 어긋남(out-of-phase)"으로, 즉, 북-남(N-S)/남-북(SN)으로 정렬될 때 장치의 전체 비활성화 미만을 초래한다. 관로의 극 표면 비율은 "동위상", 즉, 북-극(N-N)/남-남(S-S)으로 정렬될 때 최대 잠재성으로 수행하지 않을 것이다 .
극 관로를 구성할 때 추가적인 고려 사항은, 특히 공유된 극 관로 구성과 함께, 대향 극 관로 사이의 거리가 자기장 깊이에 영향을 준다는 것이다. 이는 타겟을 통한 자기장 침투를 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. 두꺼운 재료를 사용할 때, 타겟 포화가 일어나기 어려우며; 자석 길이(Lm) 또는 자석 폭은 극 표면적의 기하학적 제한 내에서 상당히 클 수 있다. 타겟 포화가 가능하지 않을 때, 큰 Lm 자석 및 대향 극 관로들 사이의 큰 분리의 사용은 에어 갭의 성능을 상당히 향상시키고, 안전한 리프트를 생성한다.
그러므로, 인접한 극 관로는 지금까지 별도의 구성 요소로서 기술되었다; 그러나, 인접한 극 관로는 같은 극을 가지는 인접한 영구 자석 사이의 단일 극 관로 내로 결합될 수 있으며, 이 경우 이것들은 "공유"된다. "공유된" 극 관로 매칭의 경우에, 각 영구 자석은 철 플래터 내로 끼워지고, 동일한 자기장 극성을 갖는 인접한 영구 자석과 인접한 극 관로를 공유한다. "공유된" 극 관로 매칭은 개별 극 관로 매칭과 유사하다; 그러나, 관련 각 극 관로에 2개의 자석 극 표면이 주어져야 한다. 전형적인 코어 요소에서, 자석의 북극 페이스와 남극 페이스에 부착된 극 관로를 가진 하나 이상의 영구 자석이 있다. 도 14에 도시된 구성에서, 영구 자석(342 및 343)은 각각의 영구 자석(343 및 344)의 남극과 접촉으로 공유된 남극 관로(345a)를 갖는다. 영구 자석(343 및 344)은 유사하게 각 자석의 북극과 접촉으로 공유된 북극 관로(345b)를 갖는다. 이러한 구성에서, 각각의 "공유된" 극 관로는 2개의 영구 자석의 북극 또는 2개의 영구 자석의 남극을 접촉한다. 이러한 구성은, 하나 이상의 북극 관로(302b 및 305b) 사이에서 캐리어 플래터의 비철 부분을 제거하고 도 10에 도시된 바와 같은 결합된 북극 관로(302b 및 305b)의 표면적과 동일한 표면적을 갖는 단일 극 관로 내로 인접한 북극 관로(302b 및 305b)를 병합하면 얻어지는 것과 동일한 결과를 본질적으로 산출한다. 서로 직접 접촉하는 대신에 인접한 영구 자석 사이에 공유되는 극 관로를 사용하는 것에 의해, 인접한 영구 자석의 자기장을 수용하고 방향을 바꾸는 효율 또는 능력에서의 증가를 알 수 있다. 이러한 효율은 상이한 위치에 위치된(공유된 극 관로의 좌측 및 우측) 영구 자석으로부터 뿐만 아니라 자기장의 "폐쇄된 특성"으로 인해 자기장을 결합하는 결과이며, 즉, 자석 및 극 관로는 자기적으로 연속적인 원을 형성한다. 실험은 최적의 극 관로 면적은 극 관로의 양측(북-북(N-N) 또는 남- 남(S-S) 중 어느 하나) 상의 결합된 자석 극 표면적의 약 0.70 내지 0.75 배인 것을 나타냈다. 비철 플래터에서 개별 극 관로와 마찬가지로, 극 관로 매칭의 검증이 필요하다; 상부 극 관로 및 그 각각의 자석들을 하부 극 관로 및 그 각각의 자석과 위상 어긋남으로 정렬하는 것에 의해, 극 관로 작업 표면 상에 자기 파지가 거의 존재하지 않거나 없다.
마찰 감소 수단의 제목하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 에어 갭은 마찰 감소 수단을 구현할 때 도입된다. 이러한 에어 갭은 인해 극 관로에 수용된자기장의 저하된 결합으로 인하여 장치가 완전히 비활성되는 것을 방지한다. 본질적으로, 극 관로에 수용된 자기장만큼 하부 극 관로에 포함된 자기장을 중화하는데 이용할 수 없다. 간단한 해법은 하부 극 관로에 도달하는 자기장이 하부 극 관로에 수용된 자기장을 완전히 중화하기에 충분하도록 상부 극 관로에 수용된 자기장을 증가시키는 것이다.
다음을 포함하는 상부 극 관로의 자기장을 증가시키는 여러 가지 방법은 예를 위한 것이고 제한의 방식이 아니다:
● 높은 등급의 자석의 사용(N52 이상으로 N35 등급으로부터 용이하게 이용할 수 있는 네오디뮴(Neodymium 자석);
● 다음 중 어느 하나를 사용하는 것에 의한 자석 체적을 증가시키는 것:
o 고품질 자석;
o 보다 큰 치수의 영구 자석; 또는
o 다른 형상의 자석; 또는
● 고 침투성 금속의 사용.
이러한 방법 중 하나 이상을 사용하는 것은 완전한 중화를 허용하거나, 또는 필요하면, 작업 또는 타겟 표면에 접촉하는 극 관로로부터 나오는 자기장 극 관로의 약간의 반전을 허용한다. 그러나, 작업 또는 타겟 표면과 접촉하지 않는 코어 요소로부터 나오는 약간의 잔류 자기장이 있을 것이다. 비활성화될 때 이러한 잔류 자기장의 격리는, 충분한 두께의 비자성 재료로 도 22b의 상부 캐리어 플래터 조립체(432)의 외부를 가리거나 캡슐화하는 단계, 얇은 비장성 케이싱 주위에 선택적인 자성 재료를 추가하거나, 또는 이것이 비교적 약한 잔류 힘이기 때문에 잔류 자기장을 간단히 무시하는 단계를 제한없이 포함하는 다양한 방법을 통해 달성될 수 있다. 장치가 비활성화될 때 약한 흡인력이 바람직할 때가 있다; 예를 들어, 비활성된 유닛이 낙하하는 것 방지하도록 작은 흡인력으로 유지하거나, 또는 디바이스가 완전히 활성화되는 지점에 디바이스가 적절히 위치될 때까지 소량의 리프팅 또는 흡인을 제공한다. 유닛이 비활성화될 때 작은 잔류 힘이 요구되면, 동일한 강도의 코어 요소는 상부 및 하부 캐리어 플래터에 사용될 수 있다; 그러나, 이러한 디바이스가 시간이 경과하여 철 파편을 느리게 모으며, 그러므로, 철 타겟과 접촉을 유지하거나, 앞서 기술된 바와 같이 설명한대로 캡슐화되거나, 또는 때때로 깨끗이 닦여져야 하는 것을 유념해야 한다.
또한, 순간적으로 "푸쉬"하기 위한 노력으로 상부/하부 자석 쌍에서 하부 자석의 극성을 잠깐 반전하거나 또는 완전히 자기적으로 연성이 아닌 강자성 타겟을 소자하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 가공 경화 또는 강화 타겟 재료는 자기장이 제거되면 전형적으로 잔류 자기가 있다. 상당히 강한 상부 자석 조립체의 사용을 통해 하부 자석 조립체의 극성을 역전시키는 것에 의해, 타겟에서의 잔류 자기의 일부 또는 대부분이 제거될 수 있다. 캐리어 플래터의 상부 및 하부 조립체가 동위상으로 있을 때, 타겟에 대해 강한 흡인력이 있다. 캐리어 플래터의 상부 및 하부 조립체가 위상 어긋남으로 정렬될 때, 상부 조립체는 하부 조립체를 압도하고, 타겟 내로 순수 역전된 자속을 초래하며, 이는 타겟을 소자하고 용이한 방출을 허용한다. 상부 플래터에 강한 자석 조립체를 가지는 것에 의해, OFF 또는 비활성화 위치는 상부 자석 조립체의 자속이 하부 캐리어 플래터의 자기장을 자기장을 상쇄하도록(마찬 가지로 임의의 에어 갭 손실을 극복하도록) 0°(1°또는 2°)로부터 약간의 각도 편심될 수 있다. 0°에서 상부 및 하부 캐리어 플래터의 완전한 동위상 정렬은 하부 캐리어 플래터에 있는 코어 요소의 자극성의 약간의 반전을 유발할 수 있다.
코어 요소 디자인
앞에서 설명한 바와 같이, 코어 요소는 극 관로 사이에 끼워진 하나 이상의 영구 자석과 자기적으로 매칭된 한 쌍의 극 관로이다. 영구 자석(들)의 자력선은 자석 북극(N) 및 남극(S) 페이스들이 극 관로의 수직 측면과 접촉하도록 배향된다.
3개의 기본 형태의 코어 요소가 있다:
● 코어 요소의 제1 기본 형태는 도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 9d, 도 9e, 도 9f, 도 9h, 및 도 10에서 도시된 바와 같이 2개의 극 관로 사이에 샌드위치된 하나 이상의 영구 자석으로 구성된 비철 캐리어 플래터에서 사용할 수 있다. 이러한 제1 기본 형태의 코어 요소는 도 19에서 다수의 캐리어 플래터 조립체로 도시된다. 극 관로에 영구 자석을 부착하기 위한 부착 수단은 다양하며, 접착 결합, 포팅, 영구 자석을 포획하도록 극 관로 내로 홈의 통합, 캡슐화, 비철 캐리어 플래터 내로 전체 조립체의 몰딩, 및 그 임의의 조합을 제한없이 포함할 수 있다. 이러한 스타일의 극 관로의 장점 중 하나는 재료 비용이 상대적으로 저렴하고 한정 생산에 이상적이다는 것이다;
● 제2 기본 형태의 코어 요소는 하우징에 부착된 하나 이상의 영구 자석을 갖는 도 9g 및 도 11-13에 도시된 바와 같은 단편 극 관로 쌍으로 구성된 비철 캐리어 플래터에서 사용하기 위한 것이다. 이러한 제2 기본 형태의 코어 요소는 도 20a 내지 도 20d, 도 21a 내지 도 21d, 및 도 23a 내지 도 23b에 있는 다수의 캐리어 플래터 조립로 도시된다. 극 관로 하우징 형상에 관계없이, 하우징의 스타일은 영구 자석(들)의 북극과 남극의 단락을 피하거나 감소시키도록 최소량의 철 재료가 자기장 분리선을 따르도록 디자인되어야 한다. 이 단락을 감소시키는 방법은 얇은 측벽을 가지는 것, 자력선을 따라서 재료의 대부분을 드릴링 또는 절단하는 것, 가공 전에 극 사이에 비철 재료를 삽입하는 것(용접, 황동 납땜 또는 본딩), 또는 그 임의의 조합을 제한없이 포함한다. 제1 기본 형태의 코어 요소와 마찬가지로, 이러한 형태의 코어 요소는 유사한 부착 방법을 사용하여 비철 캐리어 플래터와 함께 사용하기 위해 디자인된다. 이러한 형태의 코어 요소의 이점은 많은 상이한 플래터 크기 내로 끼워질 수 있는 몇가지 크기의 코어 요소의 대량 생산, 및 매우 예측 가능한 성능으로 신속한 제조에 대한 능력을 제공하는 것을 포함한다.
● 비철 캐리어 플래터에서 사용하기 위한 제3 기본적인 형태의 코어 요소는 공유된 극 관로를 사용하고, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17 및 도 18에 도시된 일례의 코어 요소로 구성된다. 제3 기본 형태의 코어 요소는 도 22a 및 도 22b, 도 24, 및 도 26에서 다수의 캐리어 플래터 조립체로 도시된다. 이러한 디자인에서, 각 코어 요소의 영구 자석 또는 자석들은 단편 캐리어 플래터에서 가공된 캐비티 내로 직접 삽입된다. 각 캐리어 플래터에 있는 캐비티는 각 플래터에서 코어 요소를 수용한다. 이러한 디자인은 예외적인 성능 대 중량비를 가질 수 있다. 또한, 캐리어 플래터의 구조는 캐리어 플래터가 자기적으로 연성인 강의 단편으로 만들어짐으로써 매우 강하다. 동일한 자석을 사용하여 가장 깊은 자기장 침투를 가지며, 단지 캐비티만 가공되고 개별 극 관로가 가공되지 않기 때문에, 대체로 제조하는데 가장 비용 효율적이다. 캐리어 플래터는 매우 엄격한 공차로 제조될 수 있으며, 장치의 활성화 또는 비활성화 동안 플래터 사이의 임의의 간섭을 최소화하도록 캐리어 플래터 사이의 임의의 잠재적 오정렬을 상당히 감소시키고 연속적인 상부면 및 하부면을 유지한다. 캐리어 플래터 내로 극 관로를 통합하는 것에 의해, 조립 부품수 및 제조 비용이 상당히 감소된다.
도 10, 도 11, 도 12, 및 도 13에 도시된 캐리어 플래터는 알루미늄으로 만들어지지만, 플라스틱, 세라믹, 에폭시, 황동, 비자성 스테인리스 강, 또는 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 제조 공정은 캐리어 플래터가 매립된 자석 조립체를 수용하거나 매립되는 것을 허용하도록 사출 성형 또는 가공될 수 있도록 용이하게 적응될 수 있다. 퀴리점을 초과하지 않도록 주의해야 한다. 자석 조립체가 극 관로에 대하여 움직이지 않기 때문에, 에폭시 코팅, 포팅, 또는 완전히 밀봉될 수 있다. 자력의 에어 갭의 제곱에 반비례하기 때문에, 캐리어 플래터 사이 및 캐리어 플래터와 타겟 재료 사이의 에어 갭을 최소화하도록 노력하여야만 한다.
코어 요소를 디자인할 때 또 다른 고려 사항은 자기장이 예리한 턴들을 만들 수 없다는 것이다. 성능을 최대화하도록, 극 관로는, 자력선의 가장 좁은 지점에 모래시계 형상이 있도록, 자극 폐이스의 중심으로부터 나가고 자력선에 접근함으로써 감소하는 피크 강도에 기초하여 도 25에 도시된 바와 같은 자력선에 이상적으로 매칭하는 곡선, 다소 타원형 형상을 가져야 한다. 자성유체 맵핑(Ferro fluid mapping)은 또한 극 관로의 이상적인 프로파일의 시각 자료를 제공하도록 사용될 수 있다. 각 극 페이스 상의 이러한 다소 타원 형상은 가공하는데 어려울 수 있어서, 원형 형상 또는 "더블 D" 형상(도 9g에 도시됨)은 양호한 결과와의 근사치로서 종종 사용된다. 디자인은 영구 자석(들)의 북극과 남극 사이의 적절한 분리를 보장해야 한다. 캐리어 플래터에서 코어 요소의 수를 증가시키는 것은 장치를 활성화 및 비활성화하도록 상대 회전 각도를 또한 지시할 것이다.
캐리어 플래터 구성 결정
캐리어 플래터 구성, 철 또는 비철에 관계없이, 필요한 작동 각도, 중량, 비용, 작동 방법, 구동 토크, 위치 멈춤쇠, 도금, 하우징의 구성, 타겟의 크기, 필요한 풋 프린트 및 안전 리프트와 같은 캐리어의 플래터 구성에 영향을 미치는 다른 중요한 인수이 있다 .
필요한 작동 각도 본원에 기술된 바와 같은 작동 각도는 인접한 캐리어 플래터에 대한 하나의 반송파 플래터의 상대 회전을 지칭한다. 캐리어 플래터 내에서 기하학적으로 위치되고 동일하게 분리되는 각 캐리어 플래터에 2개 이상의 코어 요소가 있다. 장치를 활성화 또는 비활성화하는데 요구되는 인접한 캐리어 플래터 사이의 상대 회전, 즉, 상기 작동 각도는 각 플래터에 있는 인접한 코어 요소의 수에 의존한다. 상기 작동 각도는 플래터에 있는 대향 코어 요소의 수에 의해 분할되는 본질적으로 360°이다. 예를 들어, 5개의 동일하게 이격된 인접한 코어 요소를 가진 캐리어 플래터는 360°/5 또는 72°를 가지게 된다. 여기에서, 고정된 인접한 캐리어 플래터에 대한 캐리어 플래터의 72°회전은 시작점에 의존하여 자기장의 완전 활성화 또는 비활성화를 유발한다. 마찬가지로, 18개의 등간격으로 이격된 인접한 코어 요소를 구비한 플래터는 360°/18 또는 20°의 작동 각도를 가지게 된다. 여기에서, 고정된 인접한 캐리어 플래터에 대한 캐리어 플래터의 20°회전은 시작점에 의존하여 완전 활성화 또는 비활성화를 유발한다. 코어 요소는, 캐리어 플래터가 제1 캐리어 플래터는 제2 캐리어 플래터에 인접하여 배치되고 상기 작동 각도만큼 제2 인접한 캐리어 플래터에 대하여 회전되면, 제1 캐리어에 있는 플래터의 코어 요소(들)가 제2 캐리어 플래터의 코어 요소(들)과 반대 자극 배향; 즉, N-S/S-N이도록 캐리어 플래터 내에 위치된다. 이러한 것은 디바이스로부터 나오는 자기장을 비활성화시킨다. 작동 각도만큼 다시 제1 캐리어 플래터를 회전시키면, 제1 캐리어 플래터에 있는 코어 요소(들)는 제2 캐리어 플래터에 있는 코어 요소와 동일한 자극 배향, 즉, N-N/S-S를 가질 것이다. 이러한 것은 디바이스를 활성화 또는 작동시킨다.
캐리어 플래터 조립체에 있는 제1 및 제2 캐리어 플래터는 서로에 대해 매칭하는 자극 배향을 가져야 하지만, 캐리어 플래터는 동일한 형상을 가질 필요가 없다. 예를 들어, 제2 캐리어 플래터는 정사각형 또는 다른 기능의 형상을 가질 수 있는 반면에, 제1 캐리어 플래터는 둥글게 남는다. 이러한 것은, 캐리어 플래터가 특정 용도를 위해 특별히 최적화될 수 있고, 상부 캐리어 플래터에 있는 코어 요소의 상대 회전이 제2 기능 형상 캐리어 플래터에 있는 코어 요소를 활성화하는 것으로 유익하다.
도 26은 자기 드릴 베이스(magnetic drill base)와 함께 사용하기 위한 구성을 도시한다. 이러한 디자인은 자석 홀딩력의 대부분이 한쪽 단부 상에 위치되는 것을 허용하고, 개선된 모멘트 하중을 위하여 조립체에 추가 길이를 추가한다. 재료는 제품 중량을 최소화하고 관로의 적절한 극 표면 비율을 유지하도록 전략적으로 제거된다.
제1 캐리어 플래터 및 제2 캐리어 플래터에 대한 본 명세서에서의 참조는 상부 및 하부 캐리어 플래터에 참조에 대해 동의어로 간주될 것이다. 상부 및 하부 캐리어 플래터에 대한 참조는 의도되지 않거나, 또는 인접 캐리어 플래터의 상대 위치를 제한하는 것으로 이해되는 것도 아니며; 의도된 요지는 캐리어 플래터가 공간에서의 그 배향에 관계없이 서로 인접한다는 것이다.
멀티-코어 요소 플래터 구성이 작동 각도를 변경하는 코어 요소 구성을 가질 수 있다는 것을 유념하는 것이 중요하다. 이러한 고유 구성은 작동 각도 내의 강도에서 2개 이상의 단계(step-up)를 제공한다. 예를 들어, 2개의 코어 요소 마다 자극의 방향을 변경하는 18개의 코어 요소 플래터는 360°/18 x 2의 또는 모두 40°의 유효 작동 각도를 가질 것이며; 마찬가지로, 코어 요소의 극 방향이 도 21a, 도 21b, 도 21c, 및 도 21d에 도시된 바와 같이 3개의 인접한 코어 요소를 모두 변경하면, 이러한 구성은 360°/18 x 3 또는 60°의 유효 작동 각도를 가질 것이다. 완전 작동 해제 위치로부터 시작하여, 방향에서 모두 60°변형하는 코어 요소와 함께 20°(360°/18) 증분만큼 도 21a 내지 도 21d의 캐리어 플래터를 회전시키면, 코어 요소의 1/3은 20°작동하고, 코어 요소의 2/3는 40°작동하고, 모든 코어 요소는 60°작동할 것이다.
코어 요소가 반복 패턴으로 인접한 코어 요소 사이에서 고정된 각도만큼 회전되는 다른 변형예가 존재한다. 예는 제1 코어 요소가 방사상으로 남북 배향되고; 제2 인접한 코어 요소가 60°만큼 회전되는 것 및 제3 인접한 코어 요소가 120°만큼 회전된는 반복 패턴을 가진 18개의 코어 요소 플래터일 것이다. 이 예에서,도 20a 내지 도 20d에 도시된 바와 같이, 유효 작동 각도는 또한 360°/18 x 3 또는 60°이며; 그러나, 20°회전은 도 20b에 도시된 바와 같이 코어 요소의 부분적인 활성화를 초래할 것이며, 40°회전은 도 20c에 도시된 바와 같이 활성의 추가의 증가를 초래할 것이고, 60°회전은 도 20d에 도시된 바와 같이 모든 코어 요소를 완전 활성화할 것이다. 이러한 힘은 회전 각도에 정비례하지 않지만, 가변적인 자력이 서로에 대해 하나의 캐리어 플래터를 부분적으로 회전시키고 필요한 자기장 레벨에서 캐리어 플래터 위치를 홀딩하기 위해 멈춤쇠 또는 멈춤 위치를 가지는 것에 의해 달성될 수 있도록 정의될 수 있다. 이러한 가변적인 자기장을 달성하는 것은, 보다 얇은 타겟을 통하여 나오는 강한 잔류 자기장을 가지며, 재료 두께에 기초하여 자기장을 최적화하거나 적절한 분리 성능을 보장하도록 테스트 리프팅을 위하여 뿐만 아니라 재료 포화에 기초하여 작동 토크 필요 조건을 감소시키는 것이 불필요할 때 유용할 수 있다.
중량. 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 아키텍처는 다양한 재료로 구축되도록 별도의 코어 요소("공유되지"않거나 또는 철 코어 요소 플래터)를 사용하는 비철 플래터를 허용한다. 코어 요소 구성은 사전 결정되지만, 코어 요소가 그 안에 배치되는 캐리어 플래터의 구성은, 비용 및 강성, 밀도, 마찰 계수 등과 같은 기계적 특성에 의해서만 제한된다. 캐리어 플래터는 목재, 플라스틱, 세라믹, 비철 금속 등으로 구성될 수 있다. 재료는 코어 요소에 의해 캐리어 플래터 기판 상에 배치된 힘을 처리할 수 있어야 한다.
비용. 스위칭 가능한 멀티-코어 요소는 성능, 스위칭 가능한 배열 자석에 대해 가장 낮은 비용이다. 그러나, 추가의 성능 향상을 위하여 외래 재료를 사용하는 것은 가격을 신속하게 올릴 수 있다. 고온 작동 필요 조건은 네오디뮴 자석의 비용을 증가시킬 수 있다. 작은 패키지에서 파지의 강도를 최대화하는 것은 고급 네오디뮴을 요구한다. 1008 내지 1018과 같은 저탄소강으로 만들어질 수 있는 극 관로는 최대 성능을 위해 상대적으로 저렴하지만, 훨씬 높은 포화 자속 밀도 레벨(타겟에 대한 자석 파지)할 수 있는 고침투성 강 합금이 이용 가능하다. 이러한 개선의 대부분은 상당한 비용 증가로 적당한 이득을 제공한다. 코어 요소의 내식성을 개선하는 것은 중요하다. 자성 스테인리스 강 또는 고침투성 스테인리스강의 사용은 또한 가능한 옵션임에도 비용이 많이 들 수 있다. 달리 요구되지 않는 한, 도금은 내식성을 위해 대부분의 상용 응용물에 통상 수용 가능하다. 고침투성 합금의 사용이 관로의 최적의 극 표면 비율의 변경을 요구하고 성능이 극 관로 매칭 섹션에서 기술된 바와 같이 검증되어야 하는 것을 유념하는 것은 중요하다.
마찰 감소 수단. 위상 어긋남으로 정렬될 때, 상부 및 하부 극 관로 사이의 자석 파지는 본질적으로 장치가 동위상으로 정렬될 때 타겟에 대해 이용할 수 있는 전체 자석 파지와 동등하다. 전단력은 다른 것 위에서 하나의 물체를 슬라이딩시키는데 걸리는 힘이다. 다른 극 관로와 직접 접촉하는 강재 극 관로의 전단력은 분리력의 약 25%이다. 분리력은 타겟으로부터 떨어져 수직 방향으로 자석을 당기는 것에 의해 타겟으로부터 자석을 분리하는데 필요한 힘으로 정의된다. 북극 관로 및 남극 관로 쌍이 240 lbs의 분리력을 가지면, 다른 것에 대한 하나의 극 관로를 슬라이딩시키는 노력은 60 lbs의 힘을 용이하게 요구할 수 있다. 상대적으로 소형인 4개의 관로 쌍의 장치는 비활성화될 때 캐리어 플래터 사이의 흡인으로 인하여 전단력을 극복하기 위해 240 lbs의 회전력만큼을 요구할 수 있다. 전형적인 9" 멍키 렌치를 사용하여 비활성화된 위치로부터 이러한 유닛을 작동시키는 시도는 180 피트 lbs의 토크를 요구하게 된다! 마찰 감소 수단은 장치는 사용 가능하게 만들도록 통합되어야 한다. 이러한 힘을 상당히 줄일 수 있는 많은 방법이 있으며; 그러나, 대부분은 자극 사이에 작은 에어 갭을 도입할 것이다. 이러한 갭은 최소화될 때에도 장치가 절절하게 비활성화하는 것을 방지할 가능성이 있다. 이러한 문제를 해결하도록, 상세한 방법은 극 관로의 매칭의 제목의 섹션에서 확인된다. 이 문제를 다루도록, 상부 및 하부 코어 요소 사이의 자기장 강도에서 변화가 있어야만 하여서, 비활성화될 때, 극 관로 작업 표면 상에 존재하는 최소 자석 파지 또는 자기장이 있다(필요하면). 이러한 것은, 예를 들어 및 비제한적인 방식에 의해, 볼 및 롤러 베어링, 에어 갭, 외래 또는 고성능 윤활제, 저마찰 마감재 또는 코팅, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 디스크 또는 링, 또는 필요한 수의 수명 주기 및 압축력에 적합한 다른 재료의 사용을 통해 달성될 수 있다. 선택된 재료의 두께는 상기된 바와 같이 상부 코어 요소 영구 자석의 자기장 강도의 증가를 요구할 작은 에어 갭을 도입할 것이다. 그러나, 요구되는 작동 토크는 고성능 마찰 감속기에 의해 감소될 뿐만 아니라 마찬가지로 에어 갭의 추가에 의해 감소된다. 상부 및 하부 코어 요소 사이의 흡인은 에어 갭으로 인해 극적으로 감소한다. 예를 들어, 에어 갭이 존재하지 않으면, 0.5 mm 두께의 Teflon® 디스크는 상부 및 하부 코어 요소 사이의 흡인력을 흡인력의 50%까지 감소시킬 수 있다. 감소된 마찰 계수와 결합된 유닛은 이제 손 또는 레버로 용이하게 활성화 될 수 있다. Teflon®의의 압축 강도는 이것이 빈약한 인장강도를 가질지라도 in2당 약 400lbs(psi)이다. 그러나, 테플론에 대한 비용은 상대적으로 저렴하고, 상부 및 하부 캐리어 플래터 사이의 흡인력이 테프론 재료를 손상시키지 않도록 충분히 낮는 한, 마찰 감소 수단으로서 니들 및 롤러 베어링보다 저렴하다.
작동 수단. RSM 디바이스는 다양한 작동 방법으로 그 자체를 제공한다. 외부 하우징이 플래터를 제한하도록 요구되지 않기 때문에, 특징부는 도 24에 도시된 바와 같은 상부로부터 또는 도 23a와 도 23b에 도시된 바와 같은 측부로부터 디바이스의 작동을 허용하도록 통합될 수 있다. 또한, 도 23a에 도시된 실시예의 중간에 종종 구멍 또는 개구가 있기 때문에, 작동은 도어 록과 같은 응용물을 위하여, 타겟 재료에 있는 구멍을 통해 달성될 수 있다. 임의의 수동으로 작동되는 디바이스와 같이, 무수히 많은 작동 방법을 위한 준비가 만들어질 수 있다. 자동 스위칭 방법은 무엇보다도, 기계, 전자-기계, 전기 및 기자력 작동을 포함한다. 기계 작동은 공압, 유압, 기어 구동, 벨트 구동, 레버, 스프링, 노브, 및 수동 또는 수작업을 제한없이 포함한다. 전자 기계 작동의 예는 모터(기어, 서보, 스테퍼), 솔레노이드 및 로터리 솔레노이드를 제한없이 포함한다. 전기 작동 예는 동력이 인가될 때 전자기장이 발생된 영구자석 자기장을 무효화 또는 역전시키는 방식으로 자기장이 극 관로 자기장과 정렬되도록 배향된 자석 코일을 제한없이 포함한다. 전자석 자기장의 극을 역전시키는 것은 에너지가 인가될 때 자석 파지 및 자기장의 깊이를 상당히 증가시킬 수 있다. 기자력 작동은 스프링과 유사한 플래터에서 발휘한 회전력을 제공할 수 있는 자기장의 사용을 제한없이 포함한다.
작동 토크. 모든 위상 상쇄 스위칭 가능한 자석 및 배열과 마찬가지로, 작동력은 대체로 완전히 포화되지 않는 철 타겟에서보다 비철 표면에서 10배 높다. 자기장에 대한 타겟없이 상부 및 하부 코어 요소 쌍의 자석의 N-N 또는 S-S 정렬은 2개의 캐리어 플래터 사이에 반발력을 만든다. 2개의 캐리어 플래터 사이의 반발력은 활성화된 스위칭 가능한 자석 장치가 타겟과 접촉할 때 줄어든다. 타겟 두께가 증가하면, 자기장을 발동시키는데 필요한 힘은 상당히 강하한다. 보다 낮은 작동력을 허용하는 실시예는 제1 캐리어 플래터가 장치의 작동 동안 인접한 캐리어 플래터로부터 분리되도록 하는 것이다. 증가된 에어 갭은 타겟 재료의 과포화를 감소시키는 것에 의해 작동력을 감소시킬 것이다. 코어 요소에 비해 상대적으로 얇은 타겟 재료는 코어 요소 사이의 흡인보다 큰 반발력을 보일 것이다. 상기된 바와 같이 작동 토크 레벨은 타겟 재료의 포화에 정 비례한다. RSM이 비철 타겟에 위치되지 않으면, 작동 토크는 철 타겟 상에 위치될 때보다 상당히 높을 것이다. 이러한 작동 토크의 변화는, 타겟 상에 위치되지 않으면 RSM을 작동시키기 어려운 점에서, 즉, 작업자가 장치를 작동시키는 것이 어려울수록 분리력이 약하다는 점에서 유익하다. 이러한 것은 장치의 사용자에게 장치가 타겟으로 흡인되는 범위에 대해 가치있는 피드백 사용자에게 제공할 수 있다. 타겟에 부착되지 않는 동안 RSM의 강제 작동은 극 관로가 그 자기장을 상당한 거리를 방출시키도록 허용한다. 건강 위험이 자기장에 대해 노출로 매우 낮은 것으로 생각되는 한편, 이미 활성화된 유닛과 인근의 강 표면 사이에 신체 일부를 집히는 것은 위험한 것이 아니다.
위치 멈춤쇠 수단. 회전 각도를 제한하는 준비는 도 23a 및 도 23b에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 캐리어 플래터 내로 통합될 수 있다. 볼 멈춤쇠 또는 회전 멈춤쇠는 의도하지 않은 비활성화를 방지하도록 통합될 수 있다. 대부분의 경우에, 캐리어 플래터는 수명과 사용 형태에 기초하여 저마찰 슬라이딩 멤브레인 또는 적절한 크기의 볼 베어링 또는 롤러 베어링 장치와 분리된다. 상부 및 하부 캐리어 플래터를 구비한 구성에서, N-N/S-S 정렬로, 즉 철 타겟 상에 없을 때 즉 활성화 또는 작동 모드(ON 위치)로의 상부 및 하부 캐리어 플래터(들)의 회전은 회전에 대한 스프링형 저항을 유발한다. 장치가 활성화되어있는 동안 타겟을 당기면, 캐리어 플래터 사이의 반발력은 증가하고(타겟이 존재하지 않을 때 동일한 자석 반발력이 관찰된다), 제한되지않으면, 캐리어 플래터(들)이 비활성화된 위치로 다시 회전한다. 그러므로, 가변 두께 타겟 상에서 사용되면 또는 타겟 작동 해제가 필요하면, 멈춤쇠 또는 멈춤 특징부가 장치에 포함되는 것이 중요하다. 회전 각도의 동일의 필요한 제한을 달성할 무수한 방법이 특정하여 인용되지 않음에 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 제공되는 캐리어 플래터 및 다른 예의 회전 각도를 제한하는 준비에 대하여 본원에서 인용된 예는 예의 방식에 의한 것이며 한정이 아니다(이러한 것이 주어진 예에 대하여 기재되어 있는지).
제한 수단. 장치의 활성화 및 비활성화를 용이하게 하기 위하여, 회전 제한은 제2 캐리어 플래터에 있는 대응 코어 요소와 제1 캐리어 플래터에 있는 코어 요소의 적절한 회전 정렬을 허용하도록 실시되어야 한다. 장치의 회전 제한 조건은 종종 타겟 또는 작업 표면에 대해 제2 캐리어 플래터를 부착하고, 제2 캐리어 플래터에 대하여 단지 동심으로 회전할 수 있도록 제1 캐리어 플래터를 회전적으로 제한하는 것에 의해 행해진다. 이러한 것은 많은 방식에 의해 달성될 수 있고, 본원에서의 예들은 예의 방식이며 제한이 아니다;
● 중앙 샤프트는 제2 캐리어 플래터에 부착되고 방사상 간극과 제1 캐리어 플래터의 후속 동심 회전을 제공하며,
● 중앙 샤프트는 제1 캐리어 플래터와 샤프트가 하부 캐리어 플래터 내에서 동심으로 회전하는 것을 가능하게 하도록 간극을 두고 상부 캐리어 플래터에 부착되며,
● 원통형 주변은 하부 캐리어 플래터에 부착 또는 통합되고, 원통형 주변 내에서 제1 캐리어 플래터의 제한 동심 회전을 허용하며,
● 하우징은 제2 캐리어 플래터를 고정하고, 모터, 공압 실린더 또는 로터리 솔레노이드와 같지만 이에 한정되지 않는 외부 디바이스에 부착하며, 외부 디바이스가 샤프트의 회전이 외부 디바이스의 외부에 부착된 제2 캐리어 플래터에 대하여 제1 캐리어 플래터의 상대 동심 회전을 유발하도록 회전 내부 샤프트로 제1 캐리어 플래터를 동심으로 제한하며,
● 하우징은 공통 베이스 내로 하나 이상의 제2 캐리어 플래터를 부착하며, 대응하는 수의 제1 캐리어 플래터가 동심을 회전하는 것을 허용하는 대응하는 수의 중앙 샤프트를 가지며,
● 하우징은 공통 베이스 내로 하나 이상의 제2 캐리어 플래터를 부착하고, 대응하는 제1 캐리어 플래터에 주변부 동심 회전을 제공하는 통합 또는 분리 하우징을 가진다.
도금 및 코팅 수단. 극 관로 또는 캐리어 플래터의 다양한 코팅 또는 표면의 도금은 의도된 응용물에 기초하여 제품 성능을 향상시키도록 사용될 수 있다. 대부분의 자기적으로 연성인 강은 쉽게 산화함으로써, 코팅 또는 도금은 부식으로부터 장치를 보호하는 것이 필요하다. 몇몇 코팅은 향상된 내식성을 제공할 뿐만 아니라, 다른 변수 중에서 전단력, 분리 강도, 및 전기적 성능의 관점에서 제품의 성능에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되었다. 예로서, 흑색 산화물 코팅은 서로 인접한 코어 요소로부터 안내하는 자기장을 위한 능력 및 작업 표면으로 안내하는 자기장을 위한 능력에서 개선을 제공하고, 이에 의해 분리력을 증가시키고 이어서 장치와 작업 표면 사이의 전단력을 증가시킨다. 질화 티타늄 코팅 및 그 변형은 종종 절삭 공구 상의 마찰을 감소시키도록 사용된다. 장치의 작업 표면 접촉 지역에서 사용될 때, 코팅은 장치의 전단력 성능을 극적으로 증가시킬 수 있으며; 즉, 상기 전단력은 타겟을 따라 장치를 슬라이딩 시킨다. 구리, 은, 금 및 다른 고전도성 도금 재료는 전기 응용물에 사용될 때 장치의 전기 전도성을 향상시키도록 사용될 수 있다. 이들 및 아연 도금, 구리 도금, 니켈 도금, 플라즈마 코팅(예의 방식이며 한정이 아닌)과 같은 다른 코팅 및 도금 방법이 예상되고, 장치를 위한 필요한 응용물에 기초하여 그 사용이 예상된다.
캡슐화 수단. 장치의 외관의 캡슐화는 사용 동안 철 파편의 부주의한 흡인을 피하도록 장치의 외관의 자기 격리를 제공할 수 있다. 캡슐화는 노출된 전기 접점을 갖는 지역에서 사용될 때 제품의 전기적 절연 또는 격리를 제공하도록 또한 사용될 수 있다. 캡슐화 방법 및 재료에 의존하여, 내식성 또한 향상될 수 있다. 캡슐화는 캐리어 플래터 조립체 레벨에서, 장치 레벨, 코어 요소 레벨, 자석 레벨 또는 외부 하우징의 주위에서 행해질 수 있다. 캡슐화를 위한 재료는; 열가소성 수지, 페놀, 에폭시, 수지, 고무, 합성 또는 인공 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
하우징 구성
하우징은 전통적으로 하나 이상의 캐리어 플래터를 지지하는 구조를 포함하고 제공하도록 사용된다. 캐리어 플래터가 단편 구조(부착되거나 가압 코어 요소를 구비한)이고 대체로 구조적 인클로저를 요구하지 않기 때문에, 하우징은 극적으로 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 하우징은 작동 특징부, 회전 제한 특징부, 센서, 표시기, 차폐, 봉쇄, 외부 부착 또는 장착 특징부, 증가된 구조, 동일 평면 또는 다른 각도로 다수 배열의 봉쇄 및 응용물 환경 보호를 예의 방식으로 및 제한없이 통합한다. 또한, 하나 이상의 캐리어 플래터는 하우징 내로 최종 디자인 형상을 통합하고 장착 지점을 장착하는 것에 의해 하우징에 통합될 수 있다. 도 26은 결합된 하우징 및 캐리어 플래터 조립체로서 역할을 하는 통합 캐리어 플래터 하우징의 하나의 가능한 구성을 도시한다.
단일 하우징은 하나 이상의 캐리어 플래터로 구성될 수 있다. 도 27은 단일 하우징 내로 통합된 2개의 캐리어 플래터 조립체로 구성된 예시적인 하우징을 도시한다. 이러한 통합 캐리어 플래터 조립체는 형상, 크기, 또는 극 관로의 수에서 동일한 캐리어 플래터로 구성될 필요가 없다. 2개 이상의 캐리어 플래터 조립체로 구성될 수 있다.
제1 하우징에서 다수 캐리어 플래터 조립체로 구성된 제1 통합 캐리어 플래터 조립체는 도 28에 도시된 바와 같이, 그 자체의 통합 캐리어 플래터 조립체내로 분리 또는 결합된 다수 캐리어 플래터 조립체와 결합될 수 있다. 이러한 도 28은 하우징 내에 끼워진 대응하는 수의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체와 결합된 하우징에 부착되는 제1 통합 캐리어 플래터 조립체를 도시한다. 끝으로, 하나 이상의 통합 캐리어 플래터 조립체의 2개 이상의 층은 단일 통합 하우징 또는 2개 이상의 별개의 하우징에 이용될 수 있다. 도 29 참조.
본 발명에 의해, 로터리 스위칭 가능한 자석 코어 요소는 상당히 많은 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 다음의 하우징 통합 용도는 이용할 수 있는 가능성의 작은 부분이다: 용접 접지 클램프, 목공 비늘판(woodworking feather-boards), 마그네틱 드릴, 금속 홀딩 정착물기, 자기 테이블, 지그, 각도 바이스, 비상 조명, 연기 감지기, 맨홀 리프터, 자기 잠금 장치, 전기 도어 잠금 장치 및 래치, 갑주 부착물, 카메라 마운트, 다이얼 표시지, 심지어 냉장고 자석. 하우징은 공통의 작동 지점 또는 개별 작동 지점을 가진 2개 이상의 자기 코어 요소 캐리어 플래터 조립체의 배열의 장착을 허용하는 준비를 포함한다.
본 발명의 상기 설명이 현재 그 최상의 모드로 간주되는 것을 당업자가 사용할 수 있도록 하지만, 당업자는 본원에 있는 특정 실시예, 방법 및 예의 변형, 조합, 및 동가물의 존재를 이해하고 예측할 것이다. 제공된 모든 예는 특별히 제한없이 특별히 제공되든지 아니든지 제한이 없다. 그러므로, 본 발명은 상기된 실시예, 방법, 예에 의해 제한되지 않을 뿐만 아니라, 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 모든 실시예 및 방법에 의해 제한되지 않는다.
상기 단계를 적용
위의 단계는 지금 다음의 예에 적용된다. 이 예의 목적을 위한 목표는 아이 훅 또는 부착 지점을 가지지 않는 사출 성형 다이를 리프팅하는 것을 가정한다. 사출 성형 다이는 500lbs 까지의 중량이며, 6" 깊이, 16" 폭 및 16" 키의 풋프린트를 가진다. 적절한 배향을 유지하도록, 다이는 6" 깊이 x 16" 폭인 다이의 상부면에 RSM 부착을 가지는 것이 필요하다. 다이의 범위는 다이 스토퍼 내에 있는 캐비티 특징부가 상부면에 대해 약 0.5 inch인 것을 보여준다. 이러한 디자인 및 작동 데이터는 지금까지 다음과 같은 것으로 RSM 디자인을 축소할만큼 충분히 잘 목표를 기술한다:
1). 3:1의 안전 계수와 함께 500lbs의 최대 중량에 의해 정의된 1,500lbs 분리력 필요 조건.
2). 0.5 inch 이하의 자기장 깊이, 및 6 inch(6" x 16" 상부면)의 최대 직경. RSM이 0.5" 두께 깊이 자기장 침투를 가진 것으로 가정.
3). 6" 미만의 직경의 캐리어 플래터
상기 필요조건이 주어지면, 타겟의 표면이 단지 파지됨으로써, 간단한 2개의 캐리어 플래터 디자인이 적절하다. 캐리어 플래터는 굴곡을 최소화하도록 충분히 강성이어야 한다. 다이의 최대 중량의 3배인 안전 계수는 빈틈이 없다. 참고 : 보다 높은 안전 계수는 주위 환경(오버 헤드, 공용 사용 등)에 의존하여 요구될 수 있다. 철 코어 요소 플래터 디자인은 비용을 최소화하면서 자기 파지를 최대화하도록 선택된다. "공유된" 철 코어 요소 플래터 디자인과 개념은 다음의 극 관로 매칭에서 자세히 설명된다.
자석의 길이는 캐리어 플래터의 반경보다 작아야 한다. 이 경우에, 2.5"길이를 가진 자석의 선택은 6" 캐리어 플래터 내에서 이를 유지하는 한편 캐리어 플레이터가 그 주위를 회전할 수 있는 중앙 샤프트를 허용한다. 1" x 2.5" = 2.5 in2의 극 표면적이 이제 정의된다. 이러한 것은 극 관로 작업 표면 또는 타겟 접촉 면적이다. 자석 길이(Lm)가 대략 자기장 깊이인 것을 알면, Lm = 0.5 inch를 가진 자석이 최적이다. 이러한 자석의 크기가 용이하게 이용할 수 없음에 따라서, 결합될 때 동등의 크기일 수 있는 자석의 조합을 선택할 수 있다. 이 예를 위하여, 1" x 0.5" x 0.5"의 치수를 가진 5개의 자석이 적합하며, Lm = 0.5"이다. 동등한 사이즈의 효과적인 단일의 큰 자석을 형성하도록 결합된 다수 소형 자석의 조합은 "자석"으로서 지칭된다.
플래터 뿐만 아니라 작동 각도 내에 위치된 자석의 수는 이제 결정될 수 있다. Lm = 0.5"(2.5" x 1" x 0.5" 영구 자석이 주어지면)을 가진 4개의 자석 플래터의 평가는 2.5 in2의 전체 영구 자석의 극 표면적을 갖는다. 전체 5 in2를 위해 인접한 각 동일 극을 2.5" inch의 면적과 결합하고, 전체 3.75 in2의 최적의 극 관로 표면적을 얻도록 0.75 인수만큼 곱한다. 6inch 직경 플래터의 전체 면적은 πD2/4, 자석 4 x 0.5" x 2.5"의 면적 미만, 회전 중심의 면적(약 0.5 in2) 미만은 22.7 in2를 산출한다. 22.7 in2를 4개의 자석으로 나누면 최적의 3.75 in2 대신에 5.7 in2의 극 관로 표면적의 값을 산출한다. 그러므로, 4개의 자석 디자인은 이상적이 아니다.
6 자석 구성이 지금 평가된다. Lm= 0.5"을 가진 6개의 자석을 수용하기 위해, 0.75" 이상의 최소 중심 회전 직경이 요구된다. 불행하게, 이러한 것은 2.5 inch 미만으로 자석의 길이를 제한한다. 1" x 2.0" x 0.5"(Lm = 0.5")의 영구 자석이 선택된다. 영구 자석 극 표면적의 계산은 인접한 같은 극 사이에 전체 4 in2를 나타낸다. 최적의 0.75 인수를 곱하여, 3 in2의 최적의 극 관로 면적이 요구된다. 플래터의 실제 면적을 계산하는 것은 상기된 바와 같이 극 관로 표면적의 약 3.35 in2를 산출한다. 실제 인수는 0.8375, 3.35 in2(극 관로 지역)/4 in2(영구 자석 극 표면적)이다. 이러한 것은 최적에 훨씬 가깝다.
Lm = 0.5"을 가진 8 영구 자석의 구성은 0.875" 이상의 최소 중심 회전 직경을 요구한다. 이러한 구성은 2.5 inch 미만으로 자석의 길이를 제한하며, 그래서 1" x 2.0" x 0.5"(Lm = 0.5")의 영구 자석을 선택한다. 영구 자석 극 표면적의 계산은 인접한 같은 극 사이의 전체 4 in2를 나타낸다. 최적의 0.75 인수를 곱하는 것은 3 in2의 최적의 극 관로 표면적을 준다. 극 관로의 실제 면적을 계산하는 것은 상기된 바와 같이 0.75의 이상적인 비율 미만인 약 2.5 in2를 산출한다. 실제 인수는 0.62(2.5 in2 극 관로 면적/4 in2 영구 자석 극 표면적)이다. 이러한 것은 최적에 가깝다. 그러나, 8 영구 자석 구성이 필요한 비율 아래로 강하되기 때문에, 이러한 구성은 완전히 비활성화되지 않을 것이다.
0.75의 필요한 비율에 상대적으로 근접함으로써, 6 자석 구성이 선택된다. 또한, 최적화는 5.75 inch로 플래터의 직경을 감소시키는 것에 의해 가능하다. 이러한 것은 3.03 in2의 극 관로 표면적, 또는 약 0.76의 인수를 산출한다.
대부분의 자석 공급자는 자석 등급 및 크기에 의해 자석의 분리 성능을 확인한다. 이러한 데이터 또는 용이하게 이용할 수 있는 자석 계산기를 사용하여, 1" x 2.0" 극 페이스 및 Lm =0.5 inch를 가지는 N42 자석은 4 x 37.4 lbs = 148 lbs로 평가된다. 1" x 2.0" x 0.5"(Lm=0.5")의 치수를 가진 단일 N42 자석이 약 75 lbs의 당김력, 개개의 약 ½ 당김력을 갖는다는 것을 현재 자석 계산기가 보이는 것을 유념한다. Lm = 2.0을 가진 동등한 크기 0.5" x 1" x 2.0"의 자석에 대한 데이터는 150 lbs에서 강으로부터 당김력을 보인다. 0.5" x 0.5" x 1" Lm = 1"인 4개의 개별 자석으로부터의 데이터를 사용하는 것은 50 lbs의 자석 당 인장력 또는 4 x 50 1bs = 200 lbs 전체 결합 당김력을 보인다. 선택된 영구 자석의 구성과 배향에 의존하여, 75 lbs 내지 200 lbs 인장력의 범위가 예상된다. 공유된 극 관로 구성을 사용하여, 성능에 대한 최선의 추정은 Lm 길이에 관계없이 자석 크기 당 가장 높은 당김력을 사용하는 것이다. 이러한 것은 보다 효과적인 방향으로 결합된 자기장의 방향을 바꾸는 것으로 극 관로의 영향에 주로 기인한다.
각 캐리어 플래터에 있는 6개의 영구 자석이 있고 2개의 캐리어 플래터(총 12개의 자석)가 있기 때문에, 2400 lbs(12 x 200 lbs)의 분리력이 이 방법에서 예상된다(물론 1500 lbs의 디자인 기준을 초과하는). RSM 공유된 극 관로 구성으로, 당김력이 종종 개별 자석(2,400lbs)의 총합보다 더 높은 것을 유염하는 것이 중요하다. 성능은 RSM을 구축한 후 검증되어야 한다.
2400 lbs 이상에서 RSM의 성능을 계산하였으면, 마찰 감소 수단이 지금 고려되어야 한다. 상부 및 하부 캐리어 플래터 사이의 내부 힘은 상당하고 쉽게 3000 lbs 초과한다. 약 3 in2의 면적을 각각 갖는 대략 6개의 공유된 극 관로를 가지면, "마찰 감소 수단"은 약 170 psi(3000 lbs/18 in2)를 지지할 수 있어야 한다. 제품의 예상 수명에 걸쳐서 예상되는 활성화 및 비활성화 사이클의 수에 의존하여, 감소 수단 마찰이 선택될 수 있다. PTFE는 약 400 psi의 항복 강도를 가지며; 그러나 그 인열 강도가 상당히 낮다. PTFE의 특성을 수용하기 위하여, 상부 및 하부 캐리어 플래터 조립체 사이의 표면은 상부 캐리어 플래터 조립체의 회전 동안 PTFE를 찢는 것을 피하도록 매우 매끄러야만 한다. 하부 프로파일 롤러 스러스트 베어링이 이러한 응용물에 더욱 적합하다고 결정된다. 4000 lbs의 평가는 상부 및 하부 캐리어 플래터 조립체 사이에서 선택되고 통합된다. 이러한 것은 PTFE 층 위에서 감소된 마찰 계수로 인하여 작동력을 상당히 감소시킬 것이다.
필요하면, 하우징 구성은 지금 결정되어야 한다. 하부 캐리어 플래터에 부착된 최대 0.875" 직경의 비철 샤프트는 후크 또는 다른 리프팅 디바이스에 대한 주요 부착 특징부로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 하우징은 하부 캐리어 플래터의 외부 주변에 부착될 수 있다. 재료의 상당한 양의 재료가 영구 자석을 수용하도록 제거되어 그 구조를 약화시킴으로써, 플래터에 배려가 제공되어야 한다. 응력 분석은 분리력이 하부 캐리어 플래터가 과도하게 구부러지지 않는 것을 보장하도록 하부 캐리어 플래터에서 수행되어야 한다. 리프팅될 물체가 500 lbs을 초과하지 것으로 알려지면, 응력 분석은 필요한 안전계수와 함께 그 수를 사용하여 수행될 수 있다. RSM의 사용이 특정 중량으로 한정되지 않으면, 최대 분리 성능은 추가 지지 구조체가 예상된 분리력을 수용하는 데 필요한 지를 결정하도록 사용되어야 한다. 상기 예에서, RMS 구성이 1,500 lbs(구조 해석 계산이 여기에 도시되지 않음)보다 큰 분리력을 수용할 수 있다는 것을 구조 분석이 나타내기 때문에, 외부 하우징이 불필요하다고 결정된다.
하우징에 대한 다른 고려는 상부 캐리어 플래터로부터 잔류 자기장을 제한하는 것과 같은 품목 및 RSM이 겪는 환경을 포함한다. 사출 성형의 하우징에서, 상부 캐리어 플래터 조립체로부터 나오는 매우 적은 에어-본 철 파편과 비교적 작은 잔류 자기장이 부정적인 영향을 가지지 않을 것이라는 것이 결정된다.
도면의 상세한 설명
RSM은, 콤팩트하고 캐리어 플래터당 2개 이상의 코어 요소를 갖는 2개 이상의 캐리어 플래터로 구성되는 모듈러 디자인을 제공한다. 각 캐리어 플래터 내에 수용된 비교적 얇은 매칭된 코어 요소로 구성된 캐리어 플래터의 배열은 가변적인 각도, 스위칭 가능한(ON, OFF), 높은 자속 밀도 디바이스를 제공한다. ON 위치에서, 타겟을 흡인하도록 디바이스로부터 나오는 자기장은 타겟을 흡인하게 되도록 활성화된다. OFF 위치에서, 타겟을 흡인하지 않도록 디바이스로부터 자기장은 비활성화된다. RSM은 ON과 OFF 사이의 중간 위치를 제공하고, 여기에서, 디바이스로부터 나오는 자기장은 부분적으로 활성화 또는 비활성화된다.
모듈러 홀딩 디바이스는 교환 가능한 코어 요소의 2개 이상의 기하학적으로 유사한 캐리어 플래터를 포함한다. 도 9a 내지 도 9g는 예에 의해 및 제한의 방식이 아닌 영구 자석에 매칭된 극 관로의 몇 가지 가능한 배열을 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 아키텍처의 고 유연성의 특성을 도시한다. 도면은 선택적인 비철 홀더(202) 내에 수용된, 모두 동일한 물리적 길이와 영구 자석 길이(Lm)인 영구 자석 그룹(206)에 각각 부착된 자기적으로 연성인 매칭된 남극 및 북극 관로(201a 및 201b)로 코어 요소(200)를 도시한다. 영구 자석 그룹(206)의 결합된 남극 자석 페이스는 남극 관로(201a)의 수직면(204a)에 부착되고, 이에 의해 "남극 관로"로서 남극 관로 페이스(201a)를 한정한다. 유사하게, 남극 관로 자석 페이스(203a)의 반대인, 영구 자석 그룹(206)의 결합된 북극 자석 페이스는 북극 관로 자석 페이스(204b)에 부착되고, 이에 의해 "북극 관로"로서 북극 관로(201b)를 한정한다. 남극 관로(201a)의 남극 표면적(205)(크로스 해칭된)은 이상적으로 영구 자석 그룹(206)의 남극 자석 페이스(203a) 면적의 75%이다(위에서 언급 한 바와 같이, 관로의 극 표면 비율). 큰 응용물(20mm 두께 넘는 가장 큰 자석)에서, 단일 자석으로 복수의 자석으을 대체하는 것은 가능하지만 종종 많은 비용이 들고 바람직하지 않다. 동일한 체적과 같은, 다수의 영구 자석의 성능은 종종 초기에 기술된 자화 비효율성으로 인하여 단일의 큰 자석의 성능을 초과한다. 보다 긴 자석 길이(Lm)로 영구 자석 그룹(206)의 교체는 도 9b에 도시된 바와 같이 관로의 극 표면 비율을 변경하지 않는다.
예로서, 도 9b에 도시된 모든 자석이 40mm의 긴 자석 길이(Lm)를 가지는 것으로 가정한다. 남극 및 북극 관로 표면적(205a 및 205b)은 Lm이 10mm 또는 50mm이든 동일하게 유지된다. 최적의 관로의 극 표면 비율이 여기에서 75%로서 확인되는 한편, 극 관로 및 자석 기하학적 형상을 위해 사용되는 재료의 침투성의 변화는 최적의 관로의 극 표면 비율에 영향을 미칠 수 있다. 새로운 구성은 위상 어긋남 코어 요소가 적절하게 극 관로를 비활성화하는 것을 보장하기 위해 검증되어야 한다.
도 9c 및 도 9d는 효과적으로 막대 형상화된 코어 요소(210)를 도시한다. 도시된 디바이스는 남극 관로(211a) 및 북극 관로(211b)에 부착된 원통 형상의 영구 자석(212)으로 구성되고, 원통형 자석은 보호성 선택적 비철 홀더(213)에 감싸진다. 이러한 코어 요소는, 사실상 임의의 형상의 자석이 사실상 임의의 형상의 극 관로에 수용되고 방향이 바뀌어진 그 각각의 자기장을 가질 수 있다는 것에서 본 발명의 유연한 아키텍처의 또 다른 예이다.
도 9e 및 도 9f는 코어 요소(220, 230)를 도시한다. 실시예는 남극 관로(222a 및 232a)와 북극 관로(222b 및 232b)으로부터 격리된 영구 자력선(223 및 233)을 구비한 단지 한 형상의 영구 자석(221 및 231)과 함께 사용될 수 있는 2개의 상이한 극 관로 형상(222a, 222b 및 232a, 232b)의 예를 도시한다. 도 9e는 자석 성능을 최대화하도록 형상화된 남극 관로(222a) 및 북극 관로(222b)를 갖는다. 만곡 형상은 자기장 강도 및 영구 자석 극 표면으로부터 나오는 형상을 모방하도록 시도한다. 도 9f는 캐리어 플래터 내로 용이한 보유를 위해 디자인된 반원 형상인 남극 관로(232a) 및 북극 관로(232b)를 가지며, 캐리어 플래터에서 표준 구멍 또는 드릴 크기를 사용하여 빠른 생산을 위해 원형을 사용한다.
도 9g 및 도 9h는 정반대로 극성화된 디스크 형상을 갖는 영구 자석(241 및 251)을 사용하는 코어 요소(240 및 250)의 예를 제공한다. 도 9g는 남극 관로(242a)와 북극 관로(242b)을 통합하는 단편 하우징(243)이다. 단편 하우징(243)은 별도의 극 관로를 가지고 있는 것처럼 본질적으로 동일하게 기능한다. 이러한 것은 매우 얇은 영구 자력선(244)에 인접한 재료를 만드는 것에 의해 가능하고, 그러므로 남극 관로(242a)와 북극 관로(242b) 사이의 효과적인 자기 결합을 제공할 수 있다. 도 9g는 최적의 자기장 극 관로 형상(종종 타원 형상) 및 경제적인 고려 사항 사이에서 절충하는 원 형상을 제공한다. 이러한 형상을 사용하는 것에 의해, 캐리어 플래터내로의 통합은 단순히 플래터 내로 동일 직경의 구멍을 드릴링 또는 기계 가공하는 것에 의해 촉진될 수 있다. 영구 자석 자력선(244)에 인접한 재료에 대해 수직인 캐비티는 임의로 어떤 비철 재료로 선택적으로 채워질 수 있다. 도 9h는 도 9g와 유사한 남극 관로(252a) 및 북극 관로(252b)를 도시하며; 그러나, 이러한 경우에, 직사각 형상은 최종 디자인이 지침 또는 재료의 지지를 위한 직각의 가장자리 특징부를 요구하면 사용될 수 있다. 갭(253)은 남극 관로(252a)와 북극 관로(252b) 사이의 대부분 또는 모든 잠재적 자기 결합을 제거한다.
도 10은 그 중 하나가 도 9f에 도시된 형태의 307에 의해 도시된 8개의 코어 요소를 캡처하거나 보유하도록 통합된 특징부를 구비한 비철 캐리어 플래터(301)를 포함하는 캐리어 플래터 조립체(300)를 도시한다. 각 코어 요소(307)는 회전의 캐리어 플래터의 중심에 대하여 방사상으로 배향된 그 영구 자석 자력선(304)을 갖고, 인접한 코어 요소의 북극 관로(305b)의 방향으로 배향된 인접한 코어 요소의 남극 관로(306a)와 북극 관로(302b)의 방향으로 배향된 남극 관로(302a)를 갖는다; 즉, 코어 요소의 배향은 북-북/남-남/북-북/남-남이다. 부착 특징부(303 및 308)는 캐리어 플래터 내에 통합된다.
도 11, 캐리어 플래터 조립체(310)는 그 중 하나가 도 9g에서 도시된 형태의 312에 의해 도시된 8개의 코어 요소를 캡처하거나 보유하는 통합된 특징부를 구비한 비철 캐리어 플래터(311)를 포함한다. 각 코어 요소(312)는 회전의 캐리어 플래터의 중심에 대하여 원주 방향으로 배향된 영구 자석 자력선(314)을 갖고, 외경을 따라 영구 자석의 북극 또는 남극 페이스가 교번적인 배열을 갖도록; 즉, 북극/남극- 북극/남극, 반대 방향으로 배향된 인접 코어 요소 자기장 극을 갖는다. 이러한 코어 요소의 배열을 사용할 때 중요한 고려 사항은 반대 자극(315)들 사이의 공간이 코어 요소의 성능을 저하시킬 상당한 상호 작용을 피하기에 충분한 것을 보장하는 것이다. 영구 자석 또는 자석들의 자석 길이의 최소 분리 거리(자극 페이스들 사이의 거리)가, 또는 이 경우에 자석의 직경은 통상적으로 충분하다.
도 12, 캐리어 플래터 조립체(320)는 도 9g에 도시된 형태의 12 코어 요소(322)를 캡처하거나 보유하도록 통합된 특징부를 가진 비철 캐리어 플래터(321)를 포함한다. 각 코어 요소(322)가 플래터에 있는 코어 요소의 수(이 예에서 12)에 의해 한정된 사전 결정된 각도(324)로 배향된 영구 자석 자력선(323)을 갖고, 회전 수, 코어 요소는 플래터에 있는 그 자신의 축(325)을 중심으로 회전하며, 이 예에서 2회전 또는 720°. 이러한 것은 정확한 상대 회전 각도를 제공하고, 각 자석은 이 경우에 720°/12 = 60°로 배향되어야 한다. 이러한 구성은 좌측 및 우측의 인접한 코어 요소 사이에 각각 60°회전 쉬프트를 갖는 모든 코어 요소를 초래한다. 도 11에서 정의된 플래터 배열과 마찬가지로, 이러한 코어 요소의 배열을 사용할 때 중요한 고려 사항은 대향 자극 사이의 공간이 코어 요소의 성능을 저하시킬 상당한 상호 작용을 피하기에 충분한 것을 보장하는 것이다. 영구 자석 또는 자석들의 자석 길이의 최소 분리 거리(자극 페이스 사이의 거리), 또는 이 경우에 자석의 직경은 통상적으로 충분하다.
도 13, 캐리어 플래터 조립체(330)는, 그 중 하나가 도 9g에 도시된 형태의 332에 의해 도시된 18개의 코어 요소를 캡처하거나 보유하는 통합된 특징부를 가진 단편 비철 캐리어 플래터(331)를 포함한다. 각 코어 요소(332)는 플래터에 대하여 원주 방향으로 배향된 그 영구 자석 자력선(333)을 갖는다. 영구 자석의 북극과 남극은 사전 결정된 간격으로 그 배향을 교번하고, 플래터에 있는 코어 요소의 수는 필요한 작동 각도 및 같은 자극 인접 코어 요소의 수와 같다. 이 예에서, 120°의 작동 각도로 매 3 코어 요소마다 교번하는 코어 요소 패턴을 가지는 것이 바람직하다. 작동 각도는 위상 어긋남으로 정렬된 동일한 수의 코어 요소가 이어지는 교번하는 동일한 수의 자극 코어 요소를 포함한다(외향하는 3개의 남극에 이웃하여 3개의 북극이 외향한다). 120°마다 위치된 6개의 코어 요소가 있으며, 총 6 x 3(360°/120°) 또는 18개의 코어 요소가 캐리어 플래터에서 요구된다. 작동 각도는 360°(1, 2, 3, 4, 5, 6 등)의 분할 가능한 정수이어야 한다. 도 11 및 도 12에 정의된 플래터 배열과 마찬가지로, 이러한 코어 요소 배열을 사용할 때 중요한 고려 사항은 대향 자극(335) 사이의 공간이 코어 요소의 성능을 저하시키게 되는 상당한 상호 작용을 피하기에 충분한 것을 보장하는 것이다. 대향 자극(335)들 사이의 공간은 단지 명료성을 위하여 대향 자극 사이의 일군의 구멍으로서 도시된다. 비철 캐리어 플래터(331)에서, 격리 구멍들은 필요하지 않다. 플래터가 철이었다면, 작동 각도(334)는 대향 자극의 단락을 방지하도록 존재하는 격리 구멍을 가질 것이다.
도 14, 캐리어 플래터 조립체(340)는 그 중 3개가 도면부호 342, 343, 및 344로 지시된 8개의 정반대로 극성화된 영구 자석을 캡처하거나 보유하도록 통합된 특징부를 가진 단편 철 캐리어 플래터(341)로 이루어진다. 자석들은 인접한 자석의 같은 극들이 서로에 대향하도록 배향된다. 공유된 북극 관로(345b) 및 공유된 남극 관로(345a)는 영구 자석 자력선(348)을 따라서 대향 극성 자기장을 격리하도록 최소화된 영구 자석 자력선(348)에 인접한 재료(346 및 347)를 가지는 것에 의해 생성된다. "공유된" 극 관로의 면적은 개별 극 관로를 한정할 때와 동일한 형태로 정의된다. 영구 자석 사이의 적절한 공간을 결정할 때 "공유된" 북극 관로(345b) 및 공유된 남극 관로(345a)가 지금 2개의 인접한 영구 자석의 자극 표면적을 사용해야만 한다. 이렇게 하여, 코어 요소는 효과적을 공유된 북극 관로(345b)의 절반의 면적과 공유 남극 관로(345a)의 절반의 면적 및 규정된 방법에서 자기적으로 매칭된 영구 자석(342)이다. 캐리어 플래터 조립체(340)의 기능은 캐리어 플래터 조립체(340)가 캐리어 플래터 조립체(300)에 비교하여 상당히 적은 구성 요소를 포함하고 작은 풋프린트에서 상당히 강할지라도, 도 10에 설명된 캐리어 플래터 조립체(300)의 기능과 유사하다. 캐리어 플래터 조립체(300)의 이점은 주로 중량 감소, 안정성을 위한 큰 풋 프린트 및 얇은 재료에 적절한 얕은 자기장 깊이이다.
도 15, 캐리어 플래터 조립체(350)는, 그 중 2개가 도면부호 352 및 353로 지시된 다른 직경의, 16개의 정반대로 극성화된 영구 자석을 캡처하거나 보유하도록 통합된 특징부를 가진 단편 철 캐리어 플래터(351)를 포함한다. 각 영구 자석(352 및 353)은 방사상으로 배향된 각각의 영구 자석 자력선(354 및 355)을 갖는다. 자석들의 자극은, 이러한 자석들 사이의 철 재료가 "공유된" 북극 관로(357b) 및 "공유된" 남극 관로(357a)가 되도록, 인접한 영구 자석의 같은 극이 인접한 영구 자석의 같은 극을 대칭으로 마주하도록 배향된다. "공유된" 북극 관로 및 남극 관로(357b 및 357a) 사이의 격리는 영구 자석 자력선(354 및 355)에 인접한 재료(356 및 358)를 최소화하는 것에 의해 달성된다. "공유된" 극 관로드의 면적은 개별 극 관로를 정의할 때와 동일한 형태로 정의된다. 영구 자석 사이에 적절한 공간을 결정할 때, "공유된" 남극 관로(357a) 및 "공유된" 북극 관로(357b)의 면적이 인접한 4개의 영구 자석의 자극 표면적을 사용한다는 것을 유념한다. 이렇게 하여, 코어 요소는 지금, 규정된 방법으로 자기적으로 매칭된 "공유된" 남극 관로(357a) 및 영구 자석(352 및 353)의 절반의 면적과 결합된 "공유된" 북극 관로(357b)의 절반 면적의 결합으로서 정의될 수 있다. 캐리어 플래터 조립체(350)의 기능은 도 14에 도시된 캐리어 플래터 조립체(340)의 기능과 유사하다. 비록 캐리어 플래터 조립체(350)가 캐리어 플래터 조립체(340)와 동일한 외경을 가질지라도, 8개의 추가의 보다 작은 직경의 영구 자석(353)을 수용함으로써, 내경은 더욱 작다. 이러한 것은 플래터의 자석 작업 표면적을 증가시키고, 캐리어 플래터 조립체(340)보다 강한 자석 분리력을 제공한다. 추가의 다른 크기의 영구 자석을 추가하는 방법은 극 관로 작업 표면적에 자극 표면의 비율의 최적화 뿐만 아니라, 제품 또는 정착물 내로 통합을 위한 필요한 내경 또는 외경 필요 조건에 대해 캐리어 플래터의 정확한 크기화를 허용한다.
도 16은 그 중 하나가 도면부호 362로 지시되는 14개의 정반대로 극성화된 원통형 영구 자석을 캡처하거나 보유하도록 방사상 코어의 특징부를 가진 단편 철 캐리어 플래터(361)를 포함하는 캐리어 플래터 조립체(360)를 도시한다.각각의 영구 자석은 인접한의 영구 자석의 같은 극이 서로에 대향하도록 배향된다. "공유된" 북극 관로(365b) 및 "공유된" 남극 관로(365a)는 영구 자석 자력선(368)에 인접하고 영구 자석 자력선(368)을 따라서 영구 자석 위 아래에서 재료(363 및 364)를 최소화하도록 디자인된 영구 자석 자력선(368)에 인접한 재료(363 및 364)를 가지는 것에 의해 생성된다. 영구 자석 자력선(368)에 인접한 재료(363 및 364)의 감소된 벽 두께는 영구 자석 자력선(368)을 따라서 대향 극성 자기장을 격리하는 것을 돕는다. "공유된" 남극 관로(365a)와 "공유된" 북극 관로(365b)의 면적은 극 관로 작업 표면적에 대해 적절한 비율을 결정할 때 2개의 인접한 막대 형상의 영구 자석의 자극의 표면적에 의해 결정된다(원통형 표면적 대신). 이렇게 하여, 코어 요소는 지금, 규정된 방법으로 자기적으로 매칭된 "공유된" 남극 관로(365a) 및 영구 자석(362)의 절반의 면적과 결합된 "공유된" 북극 관로(365b)의 절반의 면적의 결합으로서 정의될 수 있다. 이 캐리어 플래터 조립체가 예시의 목적으로 14개의 코어 요소를 포함할지라도, 캐리어 플래터 조립체(360)의 기능은 도 14 및 도 15에 기술된 것과 같은 다른 멀티-코어 "공유된" 플래터 조립체와 유사하다.
도 17, 캐리어 플래터 조립체(370)는 그 중 하나가 도면부호 372로 지시되는 14개의 막대 형상 영구 자석을 캡처하거나 보유하는 방사상으로 위치된 특징부를 가진 단편 비철 캐리어 플래터(371)를 포함한다. 막대 형상의 영구 자석은 인접한 영구 자석의 같은 극이 서로 대향하도록 배향된다. "공유된" 북극 관로(375b) 및 "공유된" 남극 관로(375a)는 영구 자석 아래에서 영구 자석 자력선(378)에 인접한 재료(373)와 영구 자석 자력선(378)에 인접하고 영구 자석 자력선의 수직 가장자리를 따라서 재료(373)를 최소화하도록 디자인된 영구 자석을 위하여 그 중 하나가 도면부호 374로 지시된 막대 형상 포켓을 가지는 것에 의해 생성된다. 영구 자석 자력선(378)에 인접한 재료(373)는 영구 자석 자력선에 인접한 재료를 따라서 대향 극성 자기장을 격리하는 것을 돕는다. 대안적으로, 수직 가장자리를 따를는 재료(373)는 영구자석 자기장(378)를 따라서 구멍을 드릴링하는 것에 의해 제거될 수 있다. 다시, "공유된" 남극 관로(375a) 및"공유된" 북극 관로(375b)의 면적은 극 관로 표면적에 대한 자극 표면의 적절한 비율을 결정할 때 2개의 인접한 막대 형상의 영구 자석의 자극 표면적에 의해 결정된다. 이렇게 하여, 코어 요소는 규정된 방법으로 자기적으로 매칭된 "공유된" 남극 관로(375a) 및 영구 자석(372)의 절반의 면적과 결합된 "공유된" 북극 관로(375b)의 절반 면적의 결합으로서 정의될 수 있다. 캐리어 플래터 조립체(370)의 기능은 도 16에 도시된 것과 같은 캐리어 플래터 조립체와 유사하다.
도 18, 캐리어 플래터 조립체(380)는, 그 중 하나가 도면부호 382로 지시된 8개의 그룹의 막대 형상의 영구 자석을 캡처하거나 보유하도록 통합된, 그 중 3개가 도면부호 383a, 383b, 및 383c로 지시된 방사상으로 위치된 영구 자석 포켓을 가진 단편 철 캐리어 플래터(381)를 포함한다. 그 중 3개가 도면부호 382, 384, 및 385로 지시된 막대 형상의 영구 자석의 각각의 그룹은 각각의 자석 포켓에 수용되는 상이한 길이(Lm)를 가진 영구 자석 자력선을 따라서 동일 방향으로 배향된 동일 체적 및 등급의 영구 자석을 포함한다. 막대 형상의 영구 자석의 각 그룹은 유사하게 형상화된 큰 개별 자석으로서 효과적으로 거동한다. 자석 그룹은 인접한 자석 그룹의 같은 극이 서로 대향하도록 배향된다. "공유된" 북극 관로 및 남극 관로는 영구 자석 그룹 아래의 재료 두께 및 앞에서 도 17에 도시된 바와 같이 영구 자석의 수직 가장자리를 따라서 재료를 최소화하도록 디자인된 영구 자석 포켓을 가지는 것에 의해 생성된다. 캐리어 플래터 조립체(380)의 기능은 도 17에 도시된 캐리어 플래터 조립체와 유사하며; 그러나, 캐리어 플래터의 크기가, 동일한 크기의 단일 자석이 영구 자석을 제조하는 어려움으로 인하여 용이하게 이용할 수 없거나 상당히 감소되지 않도록 충분히 클 때, 다수의 막대 형상의 영구 자석의 사용이 바람직하다. 이러한 구성은 이러한 아키텍처의 고 유연성 특성, 및 매우 큰 캐리어 플래터 구성을 만드는 능력을 설명하도록 개시된다.
도 19는 앞에서 제1 캐리어 플래터 조립체(401a) 및 제2 캐리어 플래터 조립체(401b)로 구성된 비철 캐리어 플래터 조립체(400)를 도시하고, 각각의 캐리어 플래터 조립체는 기본적으로 도 10에서 기술된 바와 같다. 코어 요소 사이의 각도와 동일한 작동 각도(402)의 상대 회전은 제2 캐리어 플래터 조립체에서 대응하는 제2 코어 요소(403b)와 제1 캐리어 플래터 조립체의 제1 코어 요소(403a)의 정렬을 허용한다. 제1 북극 관로(405a) 및 상부 제1 남극 관로(404a)가 제2 남극 관로(404b) 및 제2 북극 관로(405b)와 정렬되도록, 코어 요소 사이의 작동 각도(402)만큼의 제1 캐리어 플래터 조립체의 회전은, "위상 어긋남" 정렬로 고려되고, 이는 조립체를 비활성화한다. 제2 북극 관로(406b) 및 제2 남극 관로(407b)와의 제1 북극 관로(405a) 및 제1 남극 관로(404a)의 후속 재정렬은 "동위상" 정렬로 고려되고, 이는 비철 캐리어 플래터 조립체의 쌍을 활성화한다. 도 10에 도시된 바와 같은 캐리어 플래터에서 자극의 정렬이 동위상으로 정렬될 때 모든 코어 요소의 동시 활성화를 허용하고, 반대로 위상 어긋남으로 정렬될 때 동시 비활성화를 허용한다. 장치의 활성화/비활성화 각도 는 동위상 및 위상 어긋남 사이에서 교번하는 회전 각도에 의해 정의되고, 이는 이 도면에서 또한 코어 요소 사이의 작동 각도(402)이다. 코어 요소 사이의 작동 각도(402)는 또한 360°/교번하는 코어 요소의 수(8개) 또는 360°/8 = 45°로서 정의된다. 가공된 홈(408)은 "마찰 감소 수단"을 수용하도록 디자인되며; 이 예에서, 이것은 매우 낮은 마찰 계수의 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE 또는 Teflon®)으로 만들어진 O-링 또는 볼 베어링 배열일 수 있다. 이러한 마찰 감소 수단을 달성하도록 고안된 다양한 방법이 있음에 따라서, 이러한 것은 단지 예를 위한 것이며 제한적인 것이 아니다.
도 20a, 도 20b, 도 20c 및 도 20d는 상부 캐리어 플래터 조립체(411a) 및 하부 캐리어 플래터 조립체(411b)의 쌍을 도시하며, 그 각각은 기본적으로 이전에 도 12에서 기술된다. 간단히 재 캡핑되고 도 12에 도시된 바와 같이, 각 플래터의 12개의 인접한 코어의 요소 사이의 각도는 30°이고, 그 축(325)을 중심으로 한 각각의 인접한 코어 요소의 상대 회전은 60°이다.
도 20a에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(411a)에 있는 각각의 코어 요소는 하부 캐리어 플래터 조립체(411b)에 있는 대응 코어 요소와 위상 어긋남으로 정렬된다. 이러한 것은 비철 캐리어 플래터 조립체(410)의 상의 비활성화를 유발한다.
도 20b에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(411a)는 하부 캐리어 플래터 조립체(411b)에 대해 30°의 상대 작동 각도(413)만큼 회전되었다. 이러한 것은 대응하는 하부 영구 자석(412b)과 상부 영구 자석(412a)의 축방향 정렬을 허용하고, 하부 영구 자석(412b)에 있는 극 관로와 상부 영구 자석(412a)을 둘러싼 극 관로의 부분 정렬을 유발하고, 개별 상부 코어 요소의 상대 위치가 개별 하부 코어 요소와 위상 어긋남 정렬로부터 60°임으로써, 모든 코어 요소의 약간의 활성화를 유발한다.
도 20c에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(411a)는 하부 캐리어 플래터 조립체(41lb)에 대하여 30°의 작동 각도(413)만큼 다시 회전되었다. 이러한 것은 개별 상부 코어의 상대적 위치가 개별 하부 코어 요소와 동위상으로 정렬되는 것으로부터 60°임에 따라서 모든 코어 요소의 상당한 활성화를 유발한다.
도 20d에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(411a)에 있는 각각의 코어 요소는 하부 캐리어 플래터 조립체(41lb)에 있는 각각의 대응 코어 요소와 동위상으로 정렬되거나 또는 정렬된다. 이러한 것은 비철 캐리어 플래터 조립체(410)의 쌍의 활성화를 유발한다.
도 20a, 도 20b, 도 20c 및 도 20d에 도시된 구성은 가변 단계 작동력 디바이스를 제공하도록 의도된다. 분리력의 교정은 위상 어긋남 정렬로부터 동위상 정렬로 코어 요소 사이의 각각의 각도(413)에서 성능 레벨을 확인하는데 필요하다. 도 12의 코어 요소(322)의 사전 결정된 각도(324)의 상대 회전은 완전한 활성화에 대한 부분적 활성화의 비율을 제공하도록 조절될 수 있다. 이러한 것은 안전 계수를 지정하는 안전 표준을 부합하도록 시도할 때 유용하다. 현재 ASTM B 30(ASTM International formerly known as American Society for Testing Materials) Below the Hook Lifting standard는 스위칭 가능한 자석 리프팅을 위해 3:1의 안전계수를 지정한다. 예로서, 3000 lbs의 분리력을 가진 리프팅 디바이스에서, 3:1 안전계수는 그 디바이스가 가진 최대 리프트가 1,000 lbs를 초과하지 않아야 하는것을 지시한다. 이는 작업자가 타겟의 중량과 그 타겟이 이상적인 재료 두께에 부응하는 것을 알고 있는 한 잘 작업하고, 제안된 발명으로, 작업자는 단순히 디바이스를 재료 상에 간단히 배치하고, 부분적으로 활성화되고 3:1의 안전계수를 위해 교정되는 것으로 매우 소량을 리프팅한다. 디바이스가 부착되어 있으면, 작업자 재료를 하강시키고, 그 후 완전히 장치를 활성화한다. 작업자가 재료의 정확한 중량을 알지 않고 3:1의 안전계수로 재료를 안전하게 리프팅할 수 있다.
도 20a, 도 20b, 도 20c 및 도 20d는 상부 캐리어 플래터 조립체(421a) 및 하부 캐리어 플래터 조립체(421b)로 구성된 한 쌍의 비철 캐리어 플래터 조립체(420)를 도시하고, 그 각각은 기본적으로 앞서 도 13에서 기술된다. 각각의 캐리어 플래터 조립체는 18개의 코어 요소를 포함하고, 작동 각도(422), 이 경우에 60°를 정의하는 3개 인접한 코어 요소마다 극성 변화와 함께 20°의 코어 요소 사이의 각도를 갖는다. 도 21a에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(421a)에 있는 각각의 코어 요소는 하부 플래터 캐리어 조립체(421b)에 있는 코어 요소와 위상 어긋남으로 정렬되고, 상기 쌍의 비철 캐리어 플래터 조립체(420)의 비활성화를 유발한다. 도 21b에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(421a)는 하부 캐리어 플래터 조립체(421b)에 대해 시계 방향으로 20°회전되었다(인접한 코어 요소 사이의 각도(424)). 이러한 것은 상부 코어 요소(425a)와 대응하는 하부 코어 요소(427b)에 의해 이 도면에 도시된 바와 같이 모든 3개의 코어 요소 쌍의 활성화를 유발한다.
도 21c에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(421a)는 도 21b에 도시된 위치로부터 하부 캐리어 플래터 조립체(421b)에 대해 코어 요소 사이에 20°각도(424)만큼 시계 방향으로 다시 한번 회전되었다. 이러한 것은 개별 코어 요소의 상대 위치가 비활성화 위치 또는 위상 어긋남 정렬로부터 시계 방향으로 40°회전함으로써 그 중 2개가 도면부호 425a 및 426a로 지시된 모든 상부 코어 요소중 2/3 뿐만 아니라 그 대응하는 하부 코어 요소(426b 및 427b)의 활성화를 유발한다.
도 21d에서, 상부 캐리어 플래터 조립체(421a)는 도 21c에 도시된 위치로부터 하부 캐리어 플래터 조립체(421b)에 대해 20°의 각도(424)만큼 시계 방향으로 회전되었다. 이러한 것은, 개별 코어 요소의 상대 위치가 도 21a에 도시된 위상 어긋남 정렬 또는 비활성화 위치로부터 시계 방향으로 60°회전하도록, 상부 캐리어 플래터 조립체(421a)가 작동 각도(422)만큼 회전됨으로써, 대응하는 코어 요소 쌍(425a 및 425b, 426a 및 426b, 427a 및 427b)에 의해 예시된 바와 같은 모든 상부 및 하부 코어 요소의 활성화를 유발한다. 비철 캐리어 플래터 조립체(420)의 쌍은 지금 완전히 활성화된다.
도 20a, 도 20b, 도 20c 및 도 20d에 도시된 구성은 리프트 디바이스의 정의된 안전계수를 제공하도록 의도된다. 도 20a, 도 20b, 도 20c 및 도 20d에 도시된 디바이스와는 달리, 분리력의 교정은 필요하지 않다. 도 21b에 도시된 바와 같은 코어 요소의 1/3을 활성화하는 것에 의해, 분리력은 완전히 활성화된 디바이스의 분리 성능의 정확하게 1/3이다. 이러한 장치는 작업자가 리프팅되는 타겟 재료의 중량, 또는 타겟 재료가 자기적으로 과포화되어 현재 스위칭 자석 기술 리퍼트에 의해 관찰되는 바와 같은 감소된 리프팅 성능을 유발할 수 있는 것을 알지 않고, ASTM B 30 Below the Hook Lifting Standard에 의해 확인된 3:1 안전계수에 부합하도록 이상적으로 적합화된다.
제안된 발명으로, 작업자는 간단히 재료 상으로 디바이스를 배치하고(이상적인 두께보다 얇더라도), 이를 짧은 거리 리프팅하고, 코어 요소의 1/3은 도 21b에 도시된 바와 같이 활성화된다. 디바이스가 부착되어 있으면, 작업자는 그런 다음 재료를 하강하고, 도 21d에 도시된 위치로 상부 캐리어 플래터 조립체(421a)를 회전시키는 것에 의해 장치를 완전히 활성화할 수 있다. 지금 재료는 재료의 정확한 중량 또는 포화 용량을 알지 않고도 규정된 3:1의 안전계수로 리프팅될 수 있다.
예로서, 작업자가 400 시리즈 자성 스테인리스강을 리프팅한다고 가정하면; 작업자는 타겟 중량 600 lbs 및 리프팅 자석 3,000 lbs으로 평가되는 것을 안다. 작업자는 그가 3:1의 안전계수 내에 있는 것을 믿고 움직임 후에 뒤로 짧게 낙하하는 재료를 리프팅하도록 처리한다. 작업자가 모르는 것은 자기 강도 가 리프팅되는 재료의 조성 및 표면 마무리에 기초한다는 것이다. 400 시리즈 스테인리스강은 연강으로서 부착력의 약 50%를 가진다. 주철은 상기 부착력의 약 40%를 가지는 한편, 거친 표면 마무리는 50% 이상까지 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이 장치는 400 시리즈 스테인리스강에서 1,500 lbs 및 주철에 약 1200 lbs를 리프팅할 수 있다. 작업자가 도 21a에서 지정된 구성을 사용하였고 도 21b에 도시된 바와 같은 디바이스로 테스트 리프트를 수행하였으면, 작업자는 디바이스가 500 lbs를 초과하기 때문에 재료로부터 디바이스가 분리되는 것을 이해할 것이다. 그 시점에서, 작업자는 제2 장치 또는 강력한 장치와 함께 리프트를 증가시키는 것을 필요로 할 것이다.
도 21a의 구성은 예의 방식에 의해 도시되고 한정의 방식에 의해 도시되지 않으며, 가능한 많은 다른 구성 중 단지 하나이다. 이 개념은 "공유된" 극 관로(철 캐리어 플래터) 뿐만 아니라 무수히 많은 다른 자석 형상 및 크기 뿐만 아니라 극 관로 형상 및 크기 또는 코어 요소 구성과 함께 작업한다. 구성은 단순히 작동 각도(422)에 포함된 개별 코어 요소의 수를 간단히 조절하는 것에 의해 많은 다른 안전계수에 쉽게 적응되도록 그 자체에 부여한다.
도 22a 및 도 22b는 상부 캐리어 플래터 조립체(432)와 하부 캐리어 플래터 조립체(433)로 구성된 한 쌍의 철 캐리어 플래터 조립체(430)를 도시하고, 그 각각은 기본적으로 도 17 및 도 16에서 앞에 설명된다. 코어 요소 사이의 작동 각도(431)와 동일한 상대 회전은 하부 캐리어 플래터 조립체에 있는 대응 코어 요소와 상부 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 재정렬을 허용한다. 도 19에서와 같이, 장치의 활성화/비활성화 각도는 동위상 정렬과 위상 어긋남 정렬 사이의 교번하는 회전 각도, 이 도면에서, 작동 각도(43)에 의해 정의된다. 작동 각도(431)는 또한 360°/교번하는 코어 요소(14) 또는 360°/14 = 25.71°로 정의된다.
도 22a 및 도 22b는 또한 상이한 형상의 영구 자석을 사용하는 2개의 상이한 캐리어 플래터의 조합을 도시한다. 상부 캐리어 플래터 조립체(432)와 하부 캐리어 플래터 조립체(433)의 작업 표면적이 동일하지 않은 반면, 배열은 관로의 극 표면 비율이 각각의 캐리어 플래터 조립체를 위해 충족되는 한 여전히 적절하게 기능할 것이고, 각각의 상부 코어 요소가 하부 코어 요소와 결합될 때 결합된 자기장은 중화된다. 또한, 철 캐리어 플래터 조립체(430)는, 상부 캐리어 플래터 조립체(432)에 있는 "공유된" 극 관로가 하부 캐리어 플래터 조립체(433)에 있는 "공유된" 극 관로보다 높은 자기장 강도를 가지고 있는 잠재적인 이상적 구성을 도시한다. 상부 캐리어 플래터 조립체(432)에 있는 코어 요소는 마찰 감소 수단(플래터 사이의 PTFE O-링(434) 또는 볼 베어링)의 사용으로 인하여 캐리어 플래터 사이의 에어 갭의 예상 거리를 보상하도록 하부 캐리어 플래터 조립체(433)에 있는 것들과 다른 자속 밀도를 갖도록 디자인될 수있다. 캐리어 플래터 조립체들이 위상 어긋남으로 정렬될 때, 상부 캐리어 플래터 조립체(432)에 있는 코어 요소는 하부 캐리어 플래터 조립체(433)에 있는 코어 요소를 잠재적으로 압도하고, 타겟 내로의 자속을 뒤집어 타겟을 소자하고 용이한 해제를 허용한다. 본질적으로, 이러한 캐리어 플래터 조립체 구성은 로터리 스위칭 가능한 자석으로부터 타겟을 분리하도록 사용될 수 있는 격퇴 자기장을 생성할 수 있다. 상부 캐리어 플래터 조립체에 있는 보다 강한 코어 요소 자석 조립체를 사용할 때, 상부 코어 요소 자석 조립체의 자속이 하부 코어 요소 자석 조립체의 자기장을 완전히 상쇄할 뿐만 아니라 에어 갭의 손실을 극복하도록, 완전히 비활성화된 위치는 0°로부터 약간 편심된 각도에 있을 수 있다. 0°에서의 완전한 정렬은 하부 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 자극의 약간의 역전을 유발한다.
도 22b의 가공된 홈(435)은 "마찰 감소 수단"을 수용하도록 디자인된다. 매우 낮은 마찰계수의 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE 또는 Teflon®)으로 만들어진 O-링, 볼 또는 롤러 베어링 등을 제한없이 포함하는 이러한 마찰 감소 수단을 실행하는 다양한 방식이 있다. 당업자가 이러한 마찰 감소 수단을 달성하도록 이용할 수 있는 많은 방법이 있음에 따라서, 이는 단지 예이고 제한하는 방식이 아니다.
도 23a와 도 23b는 간단한 RSM 디바이스(500)를 도시한다. RSM 디바이스(500)는 상부 캐리어 플래터 조립체체(503a)에 수용된 8개의 코어 요소와 하부 캐리어 플래터 조립체(503b)에 수용된 8개의 대응하는 코어 요소, 마찰 감소 수단(508), 보호 인클로저(501), 및 그 중 하나가 도면 부호 505로 지시되고 고정식 통합 구성요소(502) 사이의 개방 영역으로 접근을 허용하는 오목한 구멍 특징부로 이루어진다. 마찰 감소 수단(508)은 상부 캐리어 플래터 조립체(503a)와 하부 캐리어 플래터 조립체(503b) 사이에 위치된다. 보호 인클로저(501)는 그 중 2개가 도면부호 507로 지시된 통합 부착 수단을 통해 상부 캐리어 플래터 조립체(503a)에 부착된다. 통합 구성요소(502)는 그 중 하나가 도면부호 509으로 지시되는 부착 수단의 방식에 의해 하부 캐리어 플래터 조립체(503b)의 내주면에 부착된다. 그 중 하나가 도면부호 504로 지시된 위치 멈춤쇠 수단은 하부 캐리어 플래터 조립체(503b)에 있는 오목한 구멍 특징부 내로 끼워지고, 오목한 구멍 특징부는, 그 중 하나가 도면부호 506으로 지시되고 보호 인클로저에 위치된 멈춤쇠 지점과 결합하도록 사용된다. RSM 디바이스(500)가 타겟 상에 있으면, 고정 통합 구성요소(502)에 대한 보호 인클로저(501)의 상대 회전은, 위치 멈춤쇠 수단(504)이 결합하는 인접한 멈춤 지점(506)으로 상부 캐리어 플래터 조립체(503a)를 회전시키고, 이에 의해 디바이스를 활성화 또는 비활성화할 수 있다. 도 23a는 예의 방식이고 제한으로서 간단한 도시이며, 이는 다른 제품 또는 정착물 내로 통합을 위하여 특징부와 함게 수동으로 활성화되는 제품 개념을 설명한다. 이 예에서, 통합 구성 요소는 통합되거나 또는 다른 부착 방법으로 대체될 수 있다.
도 24는 자동 또는 로봇 응용물에서 사용하기 위한 RSM 장치(600)이며, 디바이스의 매우 유연한 아키텍처 실증이다. 본질적으로, 본원에 도시되지 않지만 개시되거나 또는 당업자에 의해 이용될 수 있는 다른 캐리어 플래터 조립체와 캐리어 플래터 조립체(601)의 임의의 조합은, 제1 캐리어 플래터 조립체를 수용하는 하우징(602) 내로 통합될 수 있는 한편, 장치의 활성화 또는 비활성화로 요구된 작동 각도를 회전시키도록 작동 수단(603)에 부착된, 제2 캐리어 플래터 조립체를 허용한다. 작동 수단(603)은, 단일 캐리어 플래터 조립체 또는 캐리어 플래터 조립체의 조합을 활성화 또는 비활성화하도록 사용될 수 있는 유사한 자극 배열을 가진 전자석의 사용을 통해 디바이스를 순간적으로 비활성화하거나 또는 증가시킬 수 있는 일시적인 전기 방법을 제한없이 포함하는 많은 작동 방법이 사용될 수 있을지라도, 모터, 유압, 공압 또는 솔레노이드 구동 유닛일 수 있다.
도 26은 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(701)와 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(702)로 구성된 적층된 철 캐리어 플래터 조립체(700)를 도시한다. 회전 캐리어 플래터 조립체 및 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체 사이의 상대 회전은 통합된 캐리어 플래터 하우징 조립체에 있는 대응하는 코어 요소에 대해 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 재정렬을 허용한다. 도 26은 실질적으로 다른 형상을 갖는 통합된 캐리어 플래터 하우징과 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체의 조합을 도시한다. 이러한 구성에서, 통합 캐리어 플래터 하우징은 조립을 위해 필요한 부품의 수를 최소화하는 한편 부착 특징부와 인체 공학적 또는 미적 디자인을 제공하도록 사용된다. 통합 하우징(705)은 통합된 장착 구멍(707)을 구비한 단편 철강으로 구성된다. 그 중 하나가 도면부호 706으로 지시된 자기 격리 특징부는 극 관로의 형상 및 면적을 제한하도록 디자인된 본질적으로 금속 절개부이며, 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(701)와 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(702)에 있는 극 관로의 정렬을 허용한다. 이 구성에서, 니들 트러스트 베어링 조립체(703)는 높은 흡인력으로 인해 사용된다. 오목 영역(709)은 니들 트러스트 베어링 조립체를 수용하도록 통합된 하우징(705)에 통합되고, 대부분의 극 관로 표면을 따라서 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(701)와 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(702) 사이에 최소의 에어 갭을 제공한다. 회전(704)의 공통 중심은 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(701)와 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(702) 사이의 정확한 정렬을 유지하도록 사용된다. 이전에 도시된 다른 캐리어 플래터 조립체와 마찬가지로, 하나의 큰 자석 대신에 다수의 자석(708)의 사용은 자석 선택의 유연성, 강도 최적화, 기성 부품의 사용 뿐만 아니라, 앞서 설명한 다른 이점을 제공한다.
도 27은 비철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(751)와 대응하는 다수의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(752 및 753)로 구성된 단층 배열의 비철 캐리어 플래터 조립체(750)를 도시한다. 비철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(751)는 그 중 하나가 도면부호 754로 지시되는 오목부를 구비한 비철 통합 플래터 하우징 조립체(755)를 포함하고, 제한 수단을 제공하는 한편 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(752 및 753)의 삽입부를 수용한다. 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체 및 비철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체의 대응 부분의 각 조합은 개별적으로 또는 함께 작동될 수 있다.
도 28은 철 캐리어 플래터 조립체 의 단층 배열(800)를 도시하고, 층의 하부 부문은 철 통합 철 캐리어 플래터 하우징 조립체(801)로 구성되고, 층의 상부 부분은 거기에 끼워진 다수의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(802, 803, 804)를 구비한 회전 가능한 플래터 하우징(805)으로 구성된다. 철 통합 캐리어 플래터 조립체(812, 813 및 814)는 철 통합 하우징(806)에 통합된다. 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(802 , 803 및 804)는 회전 가능한 플래터 하우징(805) 내에 수용된다. 하나 이상의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체의 상대 회전(802 , 803 또는 804)의 상대 회전은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체의 대응 부분으로부터 나오는 자기장을 활성화 또는 비활성화한다. 그 중 하나가 도면부호 808로 지시된 자석 격리 특징부는 대향 자기장이 서로 중화하는 것을 방지하도록 사용된다. 그 중 하나가 도면부호 807로 지시된 나사공은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(801)의 대응 부분에 대해 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(802)를 회전시키는 하나의 가능한 수단으로서 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(802) 상의 부착 지점을 제공한다.
도 29는 철 캐리어 플래터 조립체(851)의 제1 층 배열 및 철 캐리어 플래터 조립체(861)의 제2 층 배열을 포함하는 이중 층 배열의 철 캐리어 플래터 조립체(850)를 도시한다. 제1 층 배열(851)은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(852)의 제1 층 및 대응하는 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(853, 854, 및 855)의 제1 층을 포함한다. 철 캐리어 플래터 조립체(861)의 제2 층 배열은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(862)의 제2 층 및 대응하는 회전 가능한 캐리어 플래터(863, 864, 및 865)의 제2 층을 포함한다. 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(853, 854, 및 855)는 이중 층 회전 가능한 플래터 하우징(870) 내에 끼워지고, 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(852)의 제1 층에 있는 대응 캐리어 플래터 조립체와 쌍을 이룬다. 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(863, 864, 865)는 이중 층 회전 가능한 플래터 하우징(870) 내에 끼워지고, 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(862)의 대응하는 제2 층과 쌍을 이룬다. 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(852 및 862)의 제1 및 제2 층은 그 각각의 철 통합 하우징(856 및 866)에 고정된다. 하나 이상의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(853, 854, 또는 855)의 상대 회전은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(852)의 제1층의 대응하는 부분으로부터 나오는 자기장을 활성화 또는 비활성화한다. 하나 이상의 캐리어 플래터 조립체(863, 864, 또는 865)의 상대 회전은 철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체(862)의 제2 층의 대응 부분으로부터 나오는 자기장을 활성화 또는 비활성화한다. 자석 분리 갭(875)은 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체 사이에 자석 격리를 제공한다. 그 중 하나가 도면부호 871로 지시된 회전 제한 슬롯은 샤프트가 회전 제한 슬롯(871)을 통해 연장하도록 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체(853) 내로 삽입되는 것을 허용하여, 캐리어 플래터 조립체의 제1 층(851)의 각 부분의 활성화 또는 비활성화를 허용한다.

Claims (14)

  1. 소정의 타겟을 부착, 홀딩, 또는 리프팅하기 위한 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치로서,
    각각이 캐리어 플래터와 이에 통합되는 다수의 코어 요소로 구성되는 다수의 캐리어 플래터 조립체;
    상기 캐리어 플래터 내로 통합되며, 각각이 자석 북극과 자석 남극을 가진 하나 이상의 영구 자석으로 구성되는 다수의 코어 요소를 포함하되,
    상기 캐리어 플래터는 자기적으로 연성 또는 경성인 2개의 극 관로를 구비하며, 상기 영구 자석 또는 영구 자석들의 자극은 각각 자극 페이스를 갖고, 각각 상기 2개의 극 관로에 인접하여 부착되며, 각 코어 요소 내의 영구 자석 또는 영구 자석들은 상기 영구 자석의 자석 북극 또는 영구 자석들의 자석 북극이 하나의 극 관로에 인접하여 부착되고 영구 자석의 자석 남극 또는 영구 자석들의 자석 남극이 다른 극 관로에 인접하여 부착되도록 배향되며, 상기 극 관로는 영구 자석 또는 영구 자석들의 자기장을 수용하고 방향을 바꿀 수 있고, 상기 캐리어 플래터 조립체는 서로 인접하고 상이한 기하학적 평면에 있으며, 각 캐리어 플래터 조립체는 다수의 코어 요소를 제한하거나 또는 홀딩함으로써 상기 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 북극 관로 및 남극 관로가 인접 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 북극 관로 및 남극 관로에 대응하거나 이와 정렬하여, 영구 자석 또는 영구 자석들의 자극에서부터 인접한 캐리어 플래터 조립체의 대응하는 코어 요소 또는 소정의 타겟으로, 수용된 자기장의 방향을 바꾸며;
    비철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체를 포함하되, 상기 비철 통합 캐리어 플래터 하우징 조립체는 오목부와 통합되는 비철 통합 플래터 하우징 조립체를 포함하고, 제한 수단을 제공하는 한편 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체의 삽입부를 수용하며,
    각 캐리어 플래터 조립체는, 인접한 캐리어 플래터 조립체 사이의 마찰을 감소시키고 인접한 캐리어 플래터 조립체에 대해 캐리어 플래터 조립체의 회전을 용이하게 하는 목적으로 마찰 감소 수단에 의해 인접한 캐리어 플래터 조립체로부터 분리되며;
    자기장이 타겟에 인접한 극 관로로부터 나오도록;
    캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 남극 관로(S)가 인접한 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 대응 북극 관로(N)과 병치되고(S-N) 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 북극 관로(N)가 인접한 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 대응 남극 관로(S)와 병치되도록(N-S), 상기 극 관로가 위상 어긋남으로 정렬될 때, 즉 캐리어 플래터 조립체에 있는 극 관로로부터 나오는 모든 자기장이 비활성화되거나 또는 소정의 레벨로 감소될 때 비활성화하며;
    캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 남극 관로(S)가 인접한 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 대응 남극 관로(S)과 병치되고(S-S) 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 북극 관로(N)가 인접한 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 대응 북극 관로(N)와 병치되도록(N-N), 상기 극 관로가 동위상으로 정렬될 때, 즉 캐리어 플래터 조립체에 있는 극 관로로부터 나오는 모든 자기장이 활성화되거나 또는 소정의 레벨로 증가될 때 활성화하며;
    상기 극 관로가 동위상 또는 위상 어긋남으로 부분적으로 정렬될 때, 즉 캐리어 플래터 조립체에 있는 극 관로로부터 나오는 자기장이 소정의 레벨로 조절될 때 부분적으로 활성화 또는 비활성화하고,
    상기 극 관로는 상기 캐리어 플래터의 일체 부분이며, 상기 캐리어 플래터는 철 캐리어 플래터, 철 캐리어 플래터 조립체, 비철 캐리어 플래터, 비철 캐리어 플래터 조립체, 캐리어 플래터 하우징, 캐리어 플래터 하우징 조립체 중 어느 하나이며,
    제1 영구 자석의 북극 관로는 인접한 영구 자석 또는 영구 자석들의 북극 관로와 공유되고, 제1 영구 자석의 남극 관로는 인접한 다른 영구 자석 또는 영구 자석들의 남극 관로와 공유되는 것을 특징으로 하는 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 코어 요소는 비철 및 철 캐리어 플래터 내로 통합되고, 각 코어 요소는,
    a. 비철 캐리어 플래터 내로 통합된 각 극 관로를 위한 별도의 구조; 또는
    b. 상기 비철 캐리어 플래터 내로 통합된 단일 구조; 또는
    c. 각 코어 요소의 극 관로는 일체이며, 철 캐리어 플래터의 공유된 부분이며, 남극 관로로부터 북극 관로를 격리하는 수단, 및 그 안에 수용된 영구 자석 또는 영구 자석들에 대해 개별 극 관로를 제한하고 위치시키기 위한 수단과 함께, 상기 북극 관로는 인접한 영구 자석 또는 영구 자석들의 북극 관로와 공유되고, 상기 남극 관로는 인접한 영구 자석 또는 영구 자석들의 남극 관로 공유되는 것;으로 구성되거나, 이들의 조합으로 구성되는 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 영구 자석들은 전자석으로 구성되고, 이에 의해 자석 북극 또는 자석 북극들 및 자석 남극 또는 자석 남극들을 생성하는 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  7. 제1항 또는 제5항 또는 제6항에 있어서, 타겟에 인접한 극 관로로부터 나오는 자기장을 비활성화, 활성화, 및 부분적으로 활성화 또는 비활성화하는 것은 위치된 멈춤쇠에 의해 증분적으로 달성되는 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  8. 제1항 또는 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 극 관로에는 도금 및 코팅이 적용되는 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  9. 제1항 또는 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 극 관로 또는 캐리어 플래터는 캡슐로 싸여진 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  10. 제1항 또는 제5항 또는 제6항에 있어서, 하나 이상의 캐리어 플래터 조립체가 하나 이상의 하우징 내에 부착되거나 또는 통합되며, 하나 이상의 대응 캐리어 플래터 조립체는 회전 가능한 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  11. 제10항에 있어서, 하나 이상의 하우징 내에 부착되거나 또는 통합되는 캐리어 플래터 조립체는 동일한 기하학적 평면 또는 평행한 기하학적 평면 중 어느 하나에 있으며, 대응하는 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체는 대응하는 부착되거나 또는 통합된 캐리어 플래터 조립체에 인접한 하나 이상의 평행한 기하학적 평면에 있는 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  12. 제10항에 있어서, 다수의 인접한 캐리어 플래터 조립체는 하나 이상의 하우징 내에 부착되거나 또는 통합되고, 상이한 기하학적 평면에 배향되며, 대응하는 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체는 대응하는 부착 또는 통합 캐리어 플래터 조립체에 인접한 하나 이상의 평행 기하학적 평면에 있는 것인 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치.
  13. 작업 표면에 부착 또는 홀딩 또는 소정의 타겟을 리프팅하기 위한 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구 자석 기반 장치를 제조하는 방법으로서,
    a) 캐리어 플래터 내로 통합되는 코어 요소를 구성하는 단계로서, 각 코어 요소는 자석 북극과 자석 남극을 가지는 하나 이상의 영구 자석과, 자기적으로 연성 또는 경성인 2개의 극 관로로 구성되고, 상기 영구 자석 또는 영구 자석들의 자극은 각각 자극 페이스를 갖고, 각각 상기 2개의 극 관로에 인접하여 부착되며, 각 코어 요소 내의 영구 자석 또는 영구 자석들은 상기 영구 자석의 자석 북극 또는 영구 자석들의 자석 북극이 하나의 극 관로에 인접하여 부착되고 영구 자석의 자석 남극 또는 영구 자석들의 자석 남극이 다른 극 관로에 인접하여 부착되도록 배향되며, 상기 극 관로는 영구 자석 또는 영구 자석들의 자기장을 수용하고 방향을 바꿀 수 있으며:
    b) 작업 표면으로 안내된 극 관로 표면적으로부터 나오는 자기장이 위상 어긋남으로 정렬될 때 비활성화되거나 또는 소정의 레벨로 감소되었다는 것을 검증하고 작업 표면적으로부터 나오는 자기장을 더욱 중화하도록 코어 요소의 자기장 강도를 조절하는 것에 의해, 구성된 코어 요소를 매칭시키는 단계;
    각 코어 요소의 극 관로는 철 캐리어 플래터의 일체 부분, 남극 관로로부터 북극 관로를 격리하기 위한 수단, 및 그 안에 수용된 영구 자석 또는 영구 자석들에 대해 개별 극 관로를 제한하고 위치시키기 위한 수단이며, 상기 북극 관로는 인접한 영구 자석 또는 영구 자석들의 북극 관로와 공유되고, 상기 남극 관로는 인접한 영구 자석 또는 영구 자석들의 남극 관로와 공유되고,
    c) 다음에 의해 캐리어 플래터 구성을 결정하는 단계;
    1. 코어 요소의 수를 정의하고;
    2. 캐리어 플래터 내로 코어 요소를 동등하고 대칭으로 위치시키고;
    3. 요구되면, 캐리어 플래터의 소정의 구성요소를 확인하고;
    d) 소정의 작동 수단, 즉 기계, 전자-기계, 전기 및 기자력 수단, 또는 그의 조합을 사용하여 고정 캐리어 플래터 조립체에 대해 회전되는 캐리어 플래터 조립체를 가지게 하는 작동 수단을 실행하는 것을 허용하는 고정 또는 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체 내로 부착물 또는 다른 이러한 특징부를 통합하는 것에 의해, 소정의 작동 수단을 확인하고 실행하는 단계;
    만약에 있다면, 회전하는 상기 캐리어 플래터 조립체가 코어 요소 정렬을 용이하게 하는 회전 제한 특징부를 수용할 수 있게 위치 관련 멈춤쇠에 대한 도입을 결정하는 단계;
    e) 만약에 있다면, 성능을 개선하기 위하여 도금, 코팅 또는 캡슐화하는 수단의 도입을 결정하는 단계;
    f) 인접한 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 북극 관로 및 남극 관로와 대응 또는 정렬하도록 캐리어 플래터 조립체에 있는 코어 요소의 북극 관로 및 남극 관로를 캐리어 플래터에서 제한하거나 홀딩하는 단계;
    g) 상기 캐리어 플래터 조립체의 극 관로가 다음과 같이 되도록, 하나 이상의 기하학적 평면에서 서로 인접한 다수의 캐리어 플래터 조립체를 선택한 후, 위치시키고, 이어서 정렬하는 단계:
    1. 위상 어긋남으로 정렬되거나, 또는 타겟에 인접한 극 관로로부터 나오는 자기장이 비활성화함;
    2. 동위상으로 정렬되거나, 또는 타겟에 인접한 극 관로로부터 나오는 자기장이 활성화함;
    3. 부분적으로 위상 어긋남으로 정렬되거나 또는 동위상으로 정렬되고, 이에 의해 타겟에 인접한 극 관로로부터 나오는 자기장을 부분적으로 비활성화 또는 활성화함;
    4. 서로 인접하여 위치되고, 영구 자석 또는 영구 자석들의 자극으로부터 인접한 캐리어 플래터 조립체의 대응하는 코어 요소 또는 소정의 타겟으로 자기장의 방향을 바꾸기 위하여, 각 캐리어 플래터 조립체가 다수의 코어 요소를 제한하거나 또는 홀딩함;
    5. 하나 이상의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체가 인접한 캐리어 플래터 조립체에 대하여 회전 수단에 의해 동심으로 회전할 수 있도록 상기 인접한 캐리어 플래터 조립체로 제한 수단에 의해 제한함;
    6. 인접한 캐리어 플래터 조립체 사이의 마찰을 감소시키고 인접한 캐리어 플래터 조립체에 대하여 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체의 회전을 용이하게 하는 목적을 위해 마찰 감소 수단에 의해 인접한 캐리어 플래터 조립체로부터 분리함;
    h) 만약에 있다면, 하나 이상의 기하학적 평면에서, 대응하는 수의 회전 가능한 캐리어 플래터 조립체와 하우징 내로 다수의 캐리어 플래터 조립체를 통합하거나 부착하는 것을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 삭제
KR1020147017537A 2011-12-07 2012-11-28 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치 KR101995092B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/313,315 US8350663B1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Rotary switchable multi-core element permanent magnet-based apparatus
US13/313,315 2011-12-07
PCT/US2012/066834 WO2013085772A1 (en) 2011-12-07 2012-11-28 Rotary switchable multi-core element permanent magnet-based apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140110882A KR20140110882A (ko) 2014-09-17
KR101995092B1 true KR101995092B1 (ko) 2019-07-01

Family

ID=47427901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147017537A KR101995092B1 (ko) 2011-12-07 2012-11-28 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8350663B1 (ko)
EP (1) EP2795634B1 (ko)
KR (1) KR101995092B1 (ko)
CN (1) CN103988267B (ko)
AU (1) AU2012348218B2 (ko)
BR (1) BR112014013849B1 (ko)
CA (1) CA2856138C (ko)
SG (1) SG11201403705QA (ko)
WO (1) WO2013085772A1 (ko)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029817A1 (de) * 2010-06-08 2011-12-08 Preh Gmbh Bedienelement mit zwei Schalt- oder Regelstufen
US9046383B2 (en) * 2012-01-09 2015-06-02 Allegro Microsystems, Llc Systems and methods that use magnetic field sensors to identify positions of a gear shift lever
US20130287508A1 (en) 2012-04-25 2013-10-31 Milwaukee Electric Tool Corporation Magnetic drill press
JP5919157B2 (ja) * 2012-10-01 2016-05-18 株式会社荏原製作所 ドレッサー
US9242367B2 (en) 2013-04-19 2016-01-26 Milwaukee Electric Tool Corporation Magnetic drill press
US9480415B2 (en) 2013-04-26 2016-11-01 Medtronic Navigation, Inc. Electromagnetic coil apparatuses for surgical navigation and corresponding methods
ES2778228T3 (es) * 2014-01-13 2020-08-10 Bekaert Sa Nv Dispositivo de fijación de carrete con conjuntos de imán biestables
US9453769B2 (en) * 2014-08-25 2016-09-27 Maglogix, Llc Method for developing a sensing system to measure the attractive force between a magnetic structure and its target by quantifying the opposing residual magnetic field (ORMF)
US9310175B2 (en) 2014-09-08 2016-04-12 Mitutoyo Corporation Jaw-mounted magnet accessory for calipers
US10275028B2 (en) * 2014-09-22 2019-04-30 Samsung Electronics Company, Ltd. Magnetic haptic system
US9533724B2 (en) * 2015-02-17 2017-01-03 The Boeing Company Electro-permanent magnetic attachment of a vehicle to an object
US11096605B2 (en) 2015-03-31 2021-08-24 Medtronic Navigation, Inc. Modular coil assembly
US20160346904A1 (en) * 2015-04-13 2016-12-01 Thomas Marshall Magnetic table
US9633634B2 (en) * 2015-05-22 2017-04-25 Randall May International, Inc. Magnetic throw-off floating attachment
US10945085B2 (en) * 2015-06-26 2021-03-09 Cochlear Limited Magnetic retention device
IN2015KO00730A (ko) * 2015-07-03 2015-08-07 Mandal Somjit
CN105084193B (zh) * 2015-08-14 2017-01-11 江苏磁谷科技股份有限公司 一种可分张吸放的永磁起重装置及其控制方法
CN105281732B (zh) * 2015-10-19 2018-04-17 宁波方太厨具有限公司 一种感应式开关旋钮及其编码方法
US9926146B2 (en) * 2015-12-04 2018-03-27 GM Global Technology Operations LLC Magnetodynamic apparatus and method for separating non-ferrous conductive blanks
US20170204905A1 (en) * 2016-01-19 2017-07-20 Paranetics, Inc. Methods and apparatus for generating magnetic fields
JP6696797B2 (ja) * 2016-03-02 2020-05-20 株式会社日本マイクロニクス シート分離装置、シート分離方法、及びシート状二次電池の製造方法
FR3051083B1 (fr) * 2016-05-04 2018-04-27 Valeo Systemes De Controle Moteur Composant magnetique pour capteur a effet hall, ensemble electrique et compresseur de suralimentation electrique comprenant un tel composant magnetique
CN105881528A (zh) * 2016-05-24 2016-08-24 上海航天控制技术研究所 电磁驱动连续机器人
CN105869930B (zh) * 2016-05-24 2018-05-18 汕头大学 一种磁流体微型控制旋钮及其组合方法
US10385964B2 (en) 2016-06-08 2019-08-20 Allegro Microsystems, Llc Enhanced neutral gear sensor
CN108346500A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 福特环球技术公司 用于永久磁铁的保持工具及其使用方法
US10903030B2 (en) 2017-04-27 2021-01-26 Magswitch Technology Worldwide Pty Ltd. Variable field magnetic couplers and methods for engaging a ferromagnetic workpiece
JP7333309B2 (ja) 2017-04-27 2023-08-24 マグスウィッチ テクノロジー ワールドワイド プロプライエタリー リミテッド センサ構成及び消磁機能のうちの少なくとも一方を備えた磁気結合デバイス
MX2019014709A (es) 2017-06-08 2020-08-17 Magswitch Tech Worldwide Pty Ltd Dispositivo de iman permanente conmutable por electroiman.
CN107610876A (zh) * 2017-09-03 2018-01-19 王秀兰 一种可以自锁的磁性夹紧器
TWI647898B (zh) * 2017-11-22 2019-01-11 簡昭珩 磁力式轉盤組機構與風力發電系統
US11655000B2 (en) 2017-12-05 2023-05-23 Smart Clips Llc Magnetic engagement mechanism for a recreational and/or transportation apparatus
CN114802579A (zh) * 2017-12-05 2022-07-29 史蒂文·鲍尔 用于自行车的踏板及踏板套件
IT201800006207A1 (it) * 2018-06-11 2019-12-11 Modulo magnetico con superfici di ancoraggio attivabili e disattivabili magneticamente
JP2020025414A (ja) * 2018-08-08 2020-02-13 日本電産コパル株式会社 磁石ユニットの製造方法、磁石ユニット、振動モータおよび触覚デバイス
AU2020223190A1 (en) 2019-02-14 2021-08-12 Paranetics, Inc. Methods and apparatus for a magnetic propulsion system
DE202019103844U1 (de) * 2019-07-12 2020-10-15 C. & E. Fein Gmbh Magnetfuß und Elektrowerkzeugmaschine
US20210110966A1 (en) * 2019-10-09 2021-04-15 Power Integrations, Inc. Magnet with multiple discs
US11915862B2 (en) * 2020-02-20 2024-02-27 Magnetic Mechanisms L.L.C Detachable magnet device
US11482359B2 (en) * 2020-02-20 2022-10-25 Magnetic Mechanisms L.L.C. Detachable magnet device
CN111411352B (zh) * 2020-04-15 2022-08-09 深圳市欣茂鑫实业有限公司 一种含有镀镍层的压铸铝框架及其制备方法
US11791590B2 (en) 2020-04-22 2023-10-17 Keysight Technologies, Inc. Magnetic cable connection device and adapator
CA3187305A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Lantha Tech Ltd. Methods for generating directional magnetic fields and magnetic apparatuses thereof
CN113012889B (zh) * 2021-02-08 2022-07-29 上海大学 一种对外磁力通断可控式永磁性轮
EP4047385A1 (en) 2021-02-19 2022-08-24 Argo AI GmbH Method for operating a lidar scanner in a vehicle, lidar scanner and vehicle
US11780074B2 (en) * 2021-05-26 2023-10-10 Elliott Ian Wong Hex key tool holder
WO2022251593A2 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Magswitch Technology, Inc. Magnetic coupling device
CA3227408A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Evan Trevors Switchable magnetic apparatus with reduced switching force and methods thereof
WO2023023858A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Lantha Tech Ltd. Magnetic apparatuses with directional magnetic fields and methods for generating same
KR102600172B1 (ko) * 2022-01-28 2023-11-07 최현철 자기장 집게 어레이
CN115862996B (zh) * 2023-02-20 2023-04-28 苏州无双医疗设备有限公司 医疗设备触发器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007033437A1 (en) 2005-09-26 2007-03-29 Magswitch Technology Worldwide Pty Ltd Magnet arrays
US20110248806A1 (en) 2010-04-09 2011-10-13 Creative Engineering Solutions, Inc. Switchable core element-based permanent magnet apparatus

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2209558A (en) * 1937-04-22 1940-07-30 Karl Otto Goettsch Magnetic clamping appliance
FR846256A (fr) * 1937-12-08 1939-09-13 Aimant de soulèvement excité par aimant permanent
US2287286A (en) 1938-08-13 1942-06-23 Karl Otto Goettsch Magnetic chuck
CH212041A (de) * 1939-07-28 1940-10-31 Bohli Hans Mindestens einen permanenten, quermagnetisierten, zylindrischen Magneten aufweisende Vorrichtung.
GB633608A (en) * 1948-01-23 1949-12-19 James Neill And Company Sheffi Improvements in or relating to the work-holding surfaces of magnetic chucks and work-holders
DE971096C (de) * 1950-06-03 1958-12-11 Max Baermann Mit Dauermagneten ausgeruestete Vorrichtung zum Halten von bzw. zum Festhalten an Gegenstaenden aus ferromagnetischen Stoffen bzw. zum Bremsen
DE2517364A1 (de) 1975-04-19 1976-10-28 Max Baermann Schaltbare, dauermagnetische haltevorrichtung
JPS5578505A (en) 1978-12-08 1980-06-13 Kanetsuu Kogyo Kk Attraction type magnetic device
US4314219A (en) * 1979-04-17 1982-02-02 Hitachi Metals, Ltd. Permanent magnet type lifting device
JPS5626415A (en) 1979-08-12 1981-03-14 Kanetsuu Kogyo Kk Magnetic device for attraction
US4616796A (en) * 1981-07-23 1986-10-14 Inoue-Japax Research Incorporated Magnetic retainer assembly
DE4032616A1 (de) * 1990-09-29 1992-04-02 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Magnetsystem
US5266914A (en) 1992-06-15 1993-11-30 The Herman Schmidt Company Magnetic chuck assembly
US5523732A (en) * 1995-10-16 1996-06-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multi-mode adjustable magic ring
US6084494A (en) * 1997-01-23 2000-07-04 Hewlett-Packard Company Shuntable magnetic mask support apparatus
AUPQ446699A0 (en) 1999-12-06 2000-01-06 Kocijan, Franz Switchable (variable) permanent magnet device
US6331810B1 (en) * 2000-09-01 2001-12-18 Hyung Jung Magnetic lifting apparatus
US7009480B2 (en) * 2001-11-08 2006-03-07 Valtra, Inc. Semi-releasable magnetic tool
US7161451B2 (en) 2005-04-14 2007-01-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Modular permanent magnet chuck
DE102009009769A1 (de) * 2008-02-21 2010-09-30 Markus Gilbert Magnetisierungsverfahren und Magnetisierungsvorrichtung aus rotierbaren Permanentmagneten
US8704626B2 (en) * 2010-05-10 2014-04-22 Correlated Magnetics Research, Llc System and method for moving an object

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007033437A1 (en) 2005-09-26 2007-03-29 Magswitch Technology Worldwide Pty Ltd Magnet arrays
US20110248806A1 (en) 2010-04-09 2011-10-13 Creative Engineering Solutions, Inc. Switchable core element-based permanent magnet apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013085772A1 (en) 2013-06-13
AU2012348218B2 (en) 2017-06-22
US8350663B1 (en) 2013-01-08
EP2795634A1 (en) 2014-10-29
CN103988267A (zh) 2014-08-13
EP2795634B1 (en) 2020-11-04
CN103988267B (zh) 2017-09-08
AU2012348218A1 (en) 2014-06-05
CA2856138A1 (en) 2013-06-13
BR112014013849B1 (pt) 2021-02-02
SG11201403705QA (en) 2014-10-30
BR112014013849A2 (pt) 2017-06-13
KR20140110882A (ko) 2014-09-17
CA2856138C (en) 2020-12-15
BR112014013849A8 (pt) 2017-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101995092B1 (ko) 로터리 스위칭 가능한 멀티-코어 요소 영구자석 기반 장치
US8183965B2 (en) Switchable core element-based permanent magnet apparatus
JP5595661B2 (ja) 磁束移送方法および磁石装置
US7102476B1 (en) Method to estimate attractive force in a permanent magnet chuck
KR102313077B1 (ko) 전자석 전환 가능 영구 자석 디바이스
US7793900B2 (en) Magnetic clamp holder
EP1874504B1 (en) Magnetic and mechanical work holding apparatus with monolithic working face
US4956625A (en) Magnetic gripping apparatus having circuit for eliminating residual flux
US11253974B2 (en) Vise with magnet
US20060174713A1 (en) Magnetic force sensor assembly for workholding fixtures
KR20160149907A (ko) 더블 영구 전자 척
CN100577365C (zh) 电永磁设备
KR101787000B1 (ko) 직각 영구 전자 척
KR101792815B1 (ko) 티홈이 구비된 영구 전자 척
WO2004098839A1 (en) Method, picking member and robot comprising a separating magnet to separate articles so as to fetch the desired number
WO2023004514A1 (en) Switchable magnetic apparatus with reduced switching force and methods thereof
SU1060395A1 (ru) Магнитное переключаемое устройство
SU1484565A1 (ru) Магнитна плита
SE9902574D0 (sv) Loading system for PVD coating of cutting inserts
US20070013468A1 (en) Means to increase or decrease magnetic strength in permanent magnetic clamping devices
JP2018176358A (ja) 強磁性体の端末構造
PL237456B1 (pl) Podstawka elektromagnetyczna do cienkościennych profili, zwłaszcza do wiertarek

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant