KR102035637B1 - 자석 모듈 및 이를 포함하는 자석 모듈 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석모듈 및 이를 포함하는 자석모듈어셈블리에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 상측 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 코어마그넷; 상기 코어마그넷의 하측에 적어도 일부분이 접하여 상기 코어마그넷을 받쳐주며, 상기 코어마그넷의 상기 제2자극 측으로 자속을 유도하는 가이드요크; 및 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸도록 상기 가이드요크의 상측면상에 배치된 서라운딩마그넷;을 포함함으로써 자기력선을 집속시켜서 강화된 자기력을 제공할 수 있는 기술이 개시된다. 또한 안전사고에 대비하여 예방할 수 있는 기술도 개시된다.

Description

자석 모듈 및 이를 포함하는 자석 모듈 어셈블리{Magnet Module and Magnet Module Assembly including thereof}

본 발명은 높은 자기장을 형성시켜주는 자석모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기력선 또는 자기장을 집속시켜줄 수 있는 자석모듈 및 이를 포함하는 자석모듈어셈블리에 관한 것이다.

자기공명장치(NMR)이나 각종 제품의 연구개발이나 실험 또는 학술상의 연구 등을 위하여 통상의 자석보다도 훨씬 더 강한 자기력을 제공할 수 있는 자석장치가 요구된다.

강한 자기력을 제공하기 위하여 전자석이 이용될 수도 있으나, 강한 자기력을 생성하기 위하여 대단히 많은 양의 전기에너지가 필요하며 전자석에서 발생하는 열을 지속적으로 냉각시켜줘야 하는 등 크나큰 에너지소모가 요구된다. 또한 전자석의 크기도 많이 커지게 된다.

영구자석을 이용하는 경우에는 전자석처럼 많은 양의 전기에너지가 요구되지는 않지만 하나의 영구자석만으로는 얻을 수 있는 자기력의 세기는 미약하고 또 한계가 있다.

따라서, 영구자석을 이용하여 좀 더 강한 자기력을 얻기 위하여 자속(magnetic flux)를 집속시킬 수 있는 기술에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0497730호 대한민국 등록특허 제10-1117867호

본 발명의 목적은 자속(magnetic flux)을 집속시켜서 증대된 자기력을 제공할 수 있는 자석모듈 및 이를 포함하는 자석모듈 어셈블리를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈은 상측 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 코어마그넷; 상기 코어마그넷의 하측에 적어도 일부분이 접하여 상기 코어마그넷을 받쳐주며, 상기 코어마그넷의 상기 제2자극 측으로 자속을 유도하는 가이드요크; 및 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸도록 상기 가이드요크의 상측면상에 배치된 서라운딩마그넷;을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 코어마그넷과 상기 서라운딩마그넷은 서로에 대하여 이격되어 상기 가이드요크 상에 배치된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 코어마그넷과 상기 서라운딩마그넷 사이에 위치하여 상기 코어마그넷과 상기 서라운딩마그넷이 서로 접촉하는 것을 억제시켜주는 스페이서;를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 가이드요크의 중심에는 중공이 형성되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 가이드요크에는 상기 코어마그넷 측에서 상기 서라운딩마그넷 측으로 길게 슬릿이 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 슬릿은 다수 형성되어 있으되, 다수의 상기 슬릿이 상기 코어마그넷을 중심으로 하는 방사(放射) 형태로 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 코어마그넷 및 상기 서라운딩마그넷 사이의 이격된 간격 내에서 상기 가이드요크의 상측에는 상기 코어마그넷의 누설자속이 상측을 지향하도록 유도하는 자속유도부가 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 코어마그넷은 원기둥의 형태를 갖추고 있으며, 상기 자속유도부는 상기 원기둥의 원주를 둘러싸는 환형의 형태로 이루어지고, 상기 자속유도부의 높이는 상기 코어마그넷의 높이보다 낮게 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 서라운딩마그넷은 상기 코어마그넷을 중심으로 하는 환형의 형태를 갖추고 있으며, 환형의 형태를 이루는 상기 자속유도부의 내측원주면은 상기 코어마그넷의 외주면의 적어도 일부분과 접하며, 상기 자속유도부의 외측원주면은 상기 서라운딩마그넷의 내측 원주면에 적어도 일부분이 접하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 코어마그넷의 상측에는 상기 코어마그넷측으로부터 방출되는 자속을 집속시켜주는 폴캡(pole cap)이 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 폴캡은 하측면의 면적보다 상측면의 면적이 작은 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 서라운딩마그넷의 상측에 위치하며, 상기 코어마그넷 상측에서의 자기력선 집속을 유도하기 위한 자속유도링이 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

또한, 상기 가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서, 상기 서라운딩마그넷, 상기 가이드요크 및 상기 코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여, 상기 가이드요크에는, 상기 가이드요크의 하측면과 외주면 사이에 위치하여 상기 가이드요크의 외주면과 하측면 사이를 이어주는 외측경사면이 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

또한, 상기 가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서, 상기 서라운딩마그넷, 상기 가이드요크 및 상기 코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여, 상기 가이드요크에는, 상기 가이드요크의 하측면과 상기 가이드요크의 내주면 사이에 위치하여 상기 가이드요크의 내주면과 하측면 사이를 이어주는 내측경사면이 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 가이드요크의 하측에 위치하여 상기 가이드요크를 받쳐주는 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트 상측에 배치되는 상기 가이드요크 또는 상기 서라운딩마그넷의 외주변을 커버하면서 상기 가이드요크 또는 상기 서라운딩마그넷을 홀딩시켜주는 홀딩링; 상기 베이스플레이트의 상측에 배치되어 상기 서라운딩마그넷의 상측과 상기 홀딩링의 외주면 측을 커버하는 안전커버; 및 상기 안전커버의 상측에 위치하며, 상기 코어마그넷의 상측 공간상으로 인입된 시료 또는 프로브를 외부로부터 보호하기 위한 프로텍터(protector); 를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈은 상측 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 코어마그넷; 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸되, 상기 코어마그넷에 대하여 일정 간격 이격되어 배치된 서라운딩마그넷; 및 상기 코어마그넷 및 상기 서라운딩마그넷 사이에 배치되며, 자성을 갖춘 스페이서마그넷;을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 스페이서마그넷은, 상기 코어마그넷 측을 향하는 측이 제1자극을 띄고, 상기 서라운딩마그넷 측을 향하는 측이 제2자극을 띄는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 서라운딩마그넷의 하측에 위치하여 적어도 일부분이 상기 코어마그넷을 받쳐주며, 상기 서라운딩마그넷의 제1자극 측에서 오는 자속을 상기 코어마그넷의 제2자극 측 또는 상기 스페이서마그넷의 제2자극 측으로 자속을 유도하는 가이드요크;를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 가이드요크는, 소정의 두께를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공이 형성되어 있으되, 원형의 형태를 갖춘 상기 코어마그넷의 외경보다 중공의 직경이 작게 형성되어 있으며, 상기 가이드요크의 상측에 상기 코어마그넷 및 상기 스페이서마그넷이 위치하고 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 가이드요크는, 소정의 두깨를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공이 형성되어 있고, 상기 코어마그넷의 일부분 또는 상기 스페이서마그넷의 일부분이 상기 가이드요크의 중공 내에 삽입되어 배치된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

또한, 상기 코어마그넷, 상기 서라운딩마그넷, 상기 스페이서마그넷 및 상기 가이드요크 중 적어도 어느 하나 이상을 내측에 수용하여 상기 코어마그넷, 상기 서라운딩마그넷, 상기 스페이서마그넷 및 상기 가이드요크 상호간의 배치상태를 유지시켜주는 케이지(cage); 를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈어셈블리는 자기장을 형성하는 제1자석모듈; 및 상기 제1자석모듈의 상측에 위치하며, 소정의 시료에 대한 자기적 성질 테스트가 이루어지는 테스트공간을 제공하는 커플링요크; 를 포함하되, 상기 제1자석모듈은, 상측이 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 제1코어마그넷; 상기 제1코어마그넷의 하측에 적어도 일부분이 접하여 상기 제1코어마그넷을 받쳐주며, 상기 제1코어마그넷의 상기 제2자극 측으로 자속을 유도하는 제1가이드요크; 및 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 제1코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸도록 상기 제1가이드요크의 상측면상에 배치된 제1서라운딩마그넷;을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 커플링요크의 상측에 위치하며, 상기 제1자석모듈과 함께 자기회로를 형성하는 제2자석모듈;을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2자석모듈은 상기 커플링요크의 상측에 위치하며, 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며 상기 제1자석모듈 측과 함께 자기회로를 형성하는 제2서라운딩마그넷; 및 상기 제2서라운딩마그넷의 상측에 위치하며, 상기 제2서라운딩마그넷 측으로 자속이 이어지도록 자속을 유도하는 제2가이드요크;를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 커플링요크는 상기 제1자석모듈과 상기 제2자석모듈 사이에 자속이 이어질 수 있도록 연자성체로 이루어진 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 커플링요크에는, 상기 테스트공간 측으로 프로브가 인입될 수 있도록 인입구가 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 외부에서 상기 테스트공간 내측을 확인할 수 있도록 상기 제2가이드요크의 중심측에 중공이 형성되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제1자석모듈의 상기 제1코어마그넷의 상측에 위치하되 적어도 일부분이 상기 제2가이드요크와 결합되며, 상측이 제1자극을 띄며, 하측이 제2자극을 띄는 제2코어마그넷;을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 제2코어마그넷은 상기 제2가이드요크의 가운데 중심의 하측에 탈착가능하게 결합된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2코어마그넷과 상기 제2서라운딩마그넷은 일정간격을 두고 서로에 대하여 이격되어 상기 제2가이드요크 하측에 배치된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다. .

여기서, 상기 제2코어마그넷과 상기 제2서라운딩마그넷 사이에 위치하여 상기 제2코어마그넷과 상기 제2서라운딩마그넷이 서로 접촉하는 것을 억제시켜주는 스페이서;를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

또한, 상기 제2가이드요크에는 상기 제2코어마그넷 측에서 상기 제2서라운딩마그넷 측으로 길게 슬릿이 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2가이드요크에는 다수의 상기 슬릿이 형성되어 있으되, 상기 제2코어마그넷을 중심으로 하는 방사(放射)형태로 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2코어마그넷 및 상기 제2서라운딩마그넷 사이의 이격된 간격 내에서 상기 제2가이드요크의 하측에는 상기 제2코어마그넷의 누설자속이 하측을 지향하도록 유도하는 자속유도부가 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 제2코어마그넷은 원기둥의 형태를 갖추고 있으며, 상기 자속유도부는 상기 원기둥의 원주를 둘러싸는 환형의 형태로 이루어지고, 상기 자속유도부의 높이는 상기 제2코어마그넷의 높이보다 낮게 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2서라운딩마그넷은 상기 제2코어마그넷을 중심으로 하는 환형의 형태를 갖추고 있으며, 환형의 형태를 이루는 상기 자속유도부의 내측원주면은 상기 제2코어마그넷의 외주면의 적어도 일부분과 접하며, 상기 자속유도부의 외측원주면은 상기 제2서라운딩마그넷의 내측 원주면에 적어도 일부분이 접하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

나아가, 상기 제2코어마그넷의 하측에는 상기 제2코어마그넷측으로부터 방출되는 자속을 집속시켜주는 폴캡이 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 폴캡은 상기 제2코어마그넷에 접하는 상측면의 면적보다 하측면의 면적이 작은 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판의 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서, 상기 제2서라운딩마그넷, 상기 제2가이드요크 및 상기 제2코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여, 상기 제2가이드요크에는, 상기 제2가이드요크의 상측면과 외주면 사이에 위치하여 상기 제2가이드요크의 외주면과 상측면 사이를 이어주는 외측경사면이 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 제2가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서, 상기 제2서라운딩마그넷, 상기 제2가이드요크 및 상기 제2코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여, 상기 제2가이드요크에는, 상기 제2가이드요크의 상측면과 내주면 사이에 위치하여 상기 제2가이드요크의 내주면과 상측면 사이를 이어주는 내측경사면이 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.

본 발명에 따른 자석모듈 및 이를 포함하는 자석모듈 어셈블리는, 코어마그넷과 서라운딩마그넷에 의한 자속을 집속시켜주므로 결과적으로 강화된 자기력을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한 예기치 않게 강력한 자기장에 의하여 발생될 수도 있는 안전사고 발생을 예방할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈의 측단면과 부분절개된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈의 다양한 형태를 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈에서 자성체로 된 스페이서가 적용된 응용된 형태를 개략적으로 나타낸 부분단면사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈의 응용적인 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 포함하는 자석모듈어셈블리의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 포함하는 자석모듈 어셈블리에서 제2코어마그넷을 더 포함하는 형태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈의 측단면과 부분절개된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈의 다양한 형태를 개략적으로 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈에서 자성체로 된 스페이서가 적용된 응용된 형태를 개략적으로 나타낸 부분단면사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈의 응용적인 형태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 포함하는 자석모듈어셈블리의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 포함하는 자석모듈 어셈블리에서 제2코어마그넷을 더 포함하는 형태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

이하 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2에서 참조되는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈은 코어마그넷, 가이드요크 및 서라운딩마그넷을 포함한다. 여기에, 스페이서를 더 포함할 수도 있다.

코어마그넷(100)은 자석으로서 상측이 제1자극을 띄고, 하측이 제2자극을 띄고 있다. 여기서 제1자극은 자기적 성질이 N극 또는 S극인 것이며, 제2자극은 제1자극과 반대되는 자기극성이다. 따라서, 제1자극이 N극이면 제2자극은 S극인 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈(10, 20, 30)에서는 제1자극을 N극으로 하여 도면에 도시하고 설명하였다.

코어마그넷(100)은 도면에서 참조되는 바와 같이 자석모듈(10)의 가이드요크(200)의 가운데 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 그리고, 도면에 도시된 바와 같이 원형으로서, 소정의 두께 또는 높이를 갖춘 원기둥의 형태로 된 것이 바람직하다.

이러한 코어마그넷(100)은 영구자석일 수도 있다.

그리고, 코어마그넷(100)의 상측에는 코어마그넷(100)측으로부터 방출되는 자속(magnetic flux)(MF)을 집속시켜주는 폴캡(pole cap)(150)이 마련된 것이 바람직하다. 이러한 폴캡(150)은 하측면의 면적보다 상측면의 면적이 작은 것이 바람직하다. 즉, 자속(MF)을 좀 더 집속시키기 위하여 상측으로 갈수록 너비 또는 직경이 작아지는 형태를 갖춘 것이 바람직하다는 것이다.

그리고 폴캡(150)은 자기력선이 포화될 수 있도록 투자율 값이 큰 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어 폴캡(150)의 소재로 철, 코발트나 아연 또는 이 중 어느 하나 이상을 포함하는 합금소재인 것이 바람직하다. 이러한 폴캡(150)은 단위면적당 자속총량이 큰 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

폴캡(150)의 상측의 테두리에는 경사진 테두리면이 형성되어 있는 것 또한 바람직하다. 여기서 경사진 테두리면의 기울기는 폴캡(150) 또는 코어마그넷(100)의 중심축에 대하여 5도 내지 85도 사이의 기울기 각을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 폴캡(150) 또는 코어마그넷(100)의 중심축에 대하여 40도 내지 50도 사이의 기울기 각을 갖도록 경사진 테두리면이 형성된다.

서라운딩마그넷(300)은 상측이 제2자극을 띄고, 하측이 제1자극을 띈다. 즉, 도 1(a)에서 참조되는 바와 같이 코어마그넷(100)에 비하여 자극의 위치나 방향이 반대가 되도록 마련된다. 그리고 코어마그넷(100)을 중심으로 하여 코어마그넷(100)을 에워싸도록 가이드요크(200)의 상측면상에 배치된다.

서라운딩마그넷(300)이 코어마그넷(100)을 에워싸는 구조를 갖출 수 있도록 도면에서 참조되는 바와 같이 서라운딩마그넷(300)은 소정의 두께 또는 높이를 갖춘 원형으로서 도넛 또는 가운데에 구멍이 형성된 디스크와 같은 형태를 갖춘 것이 바람직하다.

그리고, 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)은 일정간격을 두고 서로에 대하여 이격되어 가이드요크(200) 상에 배치된 것이 바람직하다.

이러한 서라운딩마그넷(300)이 영구자석인 것도 바람직하다.

한 편,도 2 도는 도 3에서 참조되는 바와 같이 서라운딩마그넷(300)의 상측에 위치하며, 코어마그넷(100) 상측에서의 자기력선 집속을 유도하기 위한 자속유도링(350)이 마련된 것도 바람직하다.

자속유도링(350)은 코어마그넷(100)에 비하여 자극의 배치가 반대로 된다. 즉, 상측의 자극이 제2자극이 되고, 서라운딩마그넷(300)의 상측면에 접하는 하측이 제1자극이 된다. 자속유도링(350)은 투자율이 높은 금속소재로 이루어진 것이 바람직하다.

자속유도링(350)이 연자성 계열인 순철, 코발트 또는 니켈 중 어느 하나로 이루어지거나, 순철, 코발트 또는 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 합금소재로 이루어진 것 또한 바람직하다.

그리고, 도 2 및 도 3에서 참조되는 바와 같이 자속유도링(350)의 폭은 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)보다는 작게 형성된 것이 바람직하다. 자속유도링(350)의 폭이 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)과 같은 경우 코어마그넷(100)으로부터 나오는 자속 중 일부가 수평에 가깝게 방출되어 자속유도링(350)으로 이어지게 되며, 이로 인해 코어마그넷(100)의 상측면에 수직 또는 수직에 근사한 방향으로 자속이 집속되어 방출되는 집속효율이 저감되는 결과가 될 수 있다.

자속유도링(350)의 폭이 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)보다 작게 형성되되, 자속유도링(350)의 내측직경이 서라운딩마그넷(300)의 내측직경보다 크게 형성되면, 코어마그넷(100)과 자속유도링(350) 사이의 간격이 커지게 되므로 코어마그넷(100)측에서 수평에 가깝게 방출되는 자속이 감소되고 수직에 가까운 상향으로 자속이 좀 더 집속될 수 있다.

따라서, 도면에서 참조되는 바와 같이 자속유도링(350)의 외측 직경이 서라운딩마그넷(300)의 외측직경과 같으면서 자속유도링(350)의 내측직경이 서라운딩마그넷(300)의 내측직경보다 크게 형성된 것이 코어마그넷(100)의 상측에서의 자속밀도 증진에 더욱 도움이 된다.

이처럼 자속유도링(350)의 폭이 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)보다 작은 것이 바람직하며, 자속유도링(350)의 폭이 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)의 절반정도의 크기로 형성된 것이 코어마그넷(100) 측에서 방출되는 자속을 집속시키는데 더욱 도움이 되므로 좀 더 바람직하다.

그리고 도 3에서 참조되는 바와 같이 자속유도링(350)의 상측면이 하측면보다 좁게 형성된 것도 바람직하다. 자속유도링(350)의 상측면이 하측면보다 좁도록 형성된 것 또한 코어마그넷(100)측에서 방출되는 자속(MF)을 집속시키는데 도움이 되므로 바람직하다. 이를 위해 도 3에서 참조되는 바와 같이 자속유도링(350)의 상측에 경사면(351,352)가 마련된 것도 바람직하다.

이러한 자속유도링(350)은 코어마그넷(100)의 상측에서 보다 많은 자기력선이 코어마그넷(100)의 수직상향에 근접하여 형성되도록 유도하여 주므로 자속(MF)을 집속시키는 데 바람직하다.

가이드요크(guide yoke)(200)는 코어마그넷(100)의 하측에 위치하며, 자속(MF)의 흐름방향을 유도한다. 그리고 적어도 일부분이 코어마그넷(100)의 하측에 접하여 코어마그넷(100)을 받쳐준다. 이러한 가이드요크(200)는 코어마그넷(100)의 제2자극 측으로 자속을 유도한다.

이러한 가이드요크(200)는 소정의 두께 또는 높이를 갖춘 도넛 또는 디스크와 같은 형태로서 중심에는 중공(210) 또는 홀이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고 가이드요크(200)의 소재는 연자성체(soft magnet)인 것이 바람직하다. 좀 더 구체적으로 연자성 계열인 순철, 코발트 또는 니켈 중 어느 하나로 이루어지거나, 순철, 코발트 또는 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 합금소재로 이루어진 것 또한 바람직하다. 만약 가이드요크(200)의 소재를 경자성체(hard magnet)로 하는 경우에는 내부와 외부가 서로 다른 극으로 자화되도록 하는 것이 가장 높은 자속 밀도를 얻기에 유리하다.

도 1 내지 도 3에서 참조되는 바와 같이, 가이드요크(200)의 중심에 중공 또는 홀(210, 이하 중공으로 통칭 하기로 함)이 형성되어 있으면 가이드요크(200)를 통해 코어마그넷(100)의 하측으로 이어지는 자속의 벡터합이 0 되는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.

가이드요크(200)가 코어마그넷(100)의 하측의 적어도 일부분에 접하면서 코어마그넷(100)을 받쳐주어야 하는 것을 고려할 때, 가이드요크(200)의 중공(210)의 직경은 코어마그넷(100)의 직경보다는 작게 형성된 것이 바람직하다.

다만, 중공(210)의 지름이 너무 작은 경우에는 가이드요크(200) 내에서 집속되는 자속이 상쇄되는 것을 예방하는 효과가 미미하게 된다. 따라서 가이드요크(200)의 중공(210)의 직경은 가이드요크(200)의 외경 대비 5% 이상이되, 코어마그넷(100)의 직경보다는 작은 것이 바람직하다.

그리고 가이드요크(200)의 두께(t)는 두꺼운 것이 바람직하다. 서라운딩마그넷(300)의 내측반경과 외측반경 차이 즉, 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)의 절반값보다 가이드요크(200)의 두께(t)가 더 큰 값을 갖도록 형성된 것이 바람직하다. 이처럼 가이드요크(200)의 두께(t)가 두꺼우면 자기포화되는 것을 예방할 수 있다.

그리고 가이드요크(200)에는 도면에서 참조되는 바와 같이 코어마그넷(100) 측에서 서라운딩마그넷(300) 측으로 길게 슬릿(220)이 형성된 것이 바람직하며, 좀 더 바람직하게는 이러한 슬릿(220)이 다수 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 좀 더 바람직하게는, 도 1의 (b) 또는 도 2에서 참조되는 바와 같이 가이드요크(200)의 중심 또는 코어마그넷(100)의 중심을 기준으로 하여 다수의 슬릿(220)이 방사(放射) 형태로 가이드요크(200) 상에 형성된다.

도면에서 참조되는 바와 같이 중공(210)과 다수의 슬릿(220)이 공간적으로 이어지도록 다수의 슬릿(220)이 형성된 것이 바람직하다. 가이드요크(200) 상에서 방사형태로 형성된 다수의 슬릿(220)은 자속(MF)의 방향이 슬릿(220)이 형성된 방향에 따라서 코어마그넷(100)의 중심 하측으로 집속되도록 유도하여 주므로 바람직하다.

슬릿(220)의 깊이는 가이드요크(200)의 상측면에서 시작하여 두께 대비 최소한 10% 이상 깊게 형성된 것이 바람직하다. 슬릿(220)이 홀처럼 가이드요크(200)의 두께(t)를 관통하여 형성된 것도 바람직하며, 가이드요크(200)의 강성유지를 위하여 일정깊이로 홈처럼 형성된 것 또한 바람직하다.

가이드요크(200)의 소재는 영구자석 소재를 사용할 수 있다. 이러한 경우에는 자속이 흘러가는 방향을 고려하여 적절한 방향으로 착자하여 사용하는 것이 높은 자속밀도를 얻기에 유리하다. 또한 영구자석 소재의 최대투자율보다 3~5배 높은 철 또는 CoFe와 같은 철 기반의 합금소재를 사용할 수도 있다. 이처럼 가이드요크(200)의 구조와 재료를 최적화하여 자속을 집속시키는 효과를 대폭 증진시켜줄 수 있다.

그리고, 도 2 또는 도 3에서 참조되는 바와 같이 코어마그넷(100) 및 서라운딩마그넷(300) 사이의 이격된 간격 내에서 가이드요크(200)의 상측에는 코어마그넷(100)의 누설자속이 상측을 지향하도록 유도하는 자속유도부(250)가 마련된 것 또한 바람직하다.

코어마그넷(100)에서 측면으로 누설되는 누설자속이 자속유도부(250)에 의해 상방으로 투사된다. 따라서 코어마그넷(100)의 누설자속이 상방을 향하도록 자속유도부(250)가 유도한다.

그리고 도면에서 참조되는 바와 같이 원기둥과 같은 형태를 가진 코어마그넷(100)의 원주를 둘러싸는 환형(ring)의 형태로 이루어진 것이 바람직하다.

여기서 자속유도부(250)의 높이 즉, 가이드요크(200) 상측면에서부터 자속유도부(250) 상측단까지의 높이는 코어마그넷(100)의 높이에 비하여 같거나 낮게 형성된 것이 바람직하다. 특히 자속유도부(250)의 높이가 코어마그넷(100)의 두께의 2/3보다 낮은 것이 바람직하다.

그리고, 서라운딩마그넷(300)은 상기 코어마그넷(100)을 중심으로 하는 환형의 형태를 갖추고 있으며, 환형의 형태를 이루는 상기 자속유도부(250)의 내측원주면은 코어마그넷(100)의 외주면의 적어도 일부분과 접하며, 자속유도부(250)의 외측원주면은 서라운딩마그넷(300)의 내측 원주면에 적어도 일부분이 접하는 것이 바람직하다.

이처럼 자속유도부(250)가 마련되면 자속유도부(250)가 마련된 부분에서의 두께가 두꺼워지므로 자기저항을 감소시켜 총 자속량을 증대시켜주는 효과 또한 있게 되므로 바람직하다.

이러한 자속유도부(250)는 가이드요크(200)의 상측면상에 형성된 것으로서 가이드요크(200)와 함께 하나의 부재로 이루어진 것도 바람직하며, 별개의 독립된 부재로서 상측면이 평면인 가이드요크(200)의 상측에 자속유도부가 배치되는 것 또한 가능하다.

자속유도부(250)는 연자성 계열인 순철, 코발트 또는 니켈 중 어느 하나로 이루어지거나, 순철, 코발트 또는 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 합금소재로 이루어진 것 또한 바람직하다.

그리고, 가이드요크(200)는 도 1에서 참조되는 바와 같이 하측면과 외주면이 수직으로 이어진 형태도 바람직하지만, 도 2 내지 도 3에서 참조되는 바와 같이 하측면과 외주면 사이에 경사면(270)이 형성된 것 또한 바람직하다.

즉, 소정의 두께(t)를 갖춘 원형의 디스크판 형태로서 중심에 중공(210)이 형성된 가이드요크(200)는 서라운딩마그넷(300)과 가이드요크(200) 및 코어마그넷(100) 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여, 가이드요크(200)의 하측면과 외주면 사이에서 가이드요크(200)의 외주면과 하측면 사이를 이어주는 외측경사면(270)이 형성된 것 또는 가이드요크(200)의 내주면과 하측면 사이를 이어주는 내측경사면(260)이 형성된 것 역시 바람직하다.

이처럼 가이드요크(200)에 외측경사면(270) 또는 외측경사면(260)이 형성되어 있으면 자속(MF)의 누설을 좀 더 억제할 수 있으므로 바람직하다.

여기서 좀 더 바람직하게는 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)의 절반크기에 비하여 가이요크의 두께(t)가 더 큰 것이 바람직하다. 서라운딩마그넷(300)의 폭(W)의 절반크기보다 가이드요크(200)의 두께(t)가 더 크게 형성되면 자기포화현상을 예방 또는 억제할 수 있으므로 바람직하다.

앞서 설명한 바 또는 도면에서 참조되는 바와 같이 코어마그넷(100), 가이드요크(200) 또는 서라운딩마그넷(300) 중 적어도 어느 하나는 상측면의 형태가 원형의 형태를 갖추고 있다. 그리고 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)은 서로에 대하여 이격되어 가이드요크(200) 상에 배치되어 있다.

여기서 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)이 이격된 상태를 유지할 수 있도록 스페이서(400)가 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300) 사이에 배치된 것 또한 바람직하다.

스페이서(400)는 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300) 사이에 위치하여 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)이 서로 접촉하는 것을 억제시켜준다. 다시 말해서 도 1에서 참조되는 바와 같이 스페이서(400)는 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)이 서로 자기력에 의해 붙지 않도록 일정간격 이격시켜준다.

그리고 스페이서(400)는 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있도록 스페이서(400)가 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)을 홀딩시켜 줄 수도 있다.

이러한 스페이서(400)는 비자성체로 이루어질 수도 있다.

여기서, 도 2의 (a) 또는 도 3에서 참조되는 바와 같이 스페이서가 없더라도 가이드요크(200)의 자속유도부(250)가 마련되어 스페이서처럼 코어마그넷(100)과 서라운딩마그넷(300)이 자력에 의해 붙는 것을 억제시키면서 일정간격 이격된 상태를 유지하도록 하는 것도 바람직하다.

또는 도 2의(b)에서 참조되는 바와 같이 가이드요크(200)의 자속유도부(250)의 상측에 스페이서(400)가 마련된 형태 또한 충분히 가능하며 바람직하다.

한 편, 스페이서가 자성체로 이루어진 경우 또한 가능하다. 여기서, 스페이서가 자성체로 이루어진 경우의 실시 형태에 관하여 도 4 내지 도 6을 참조하여 잠시 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈에서 자성체로 된 스페이서가 적용된 응용된 형태를 개략적으로 나타낸 부분단면사시도이다.

도 4 내지 도 6에서 참조되는 바와 같이 자성체로 된 스페이서가 적용된 자석모듈은 코어마그넷, 서라운딩마그넷 및 스페이서마그넷을 포함하여 이루어지며, 더 바람직하게는 가이드요크와 케이지를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서 코어마그넷(100)은 상측이 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄고 있으며, 앞서 설명한 바와 같다. 도면에서는 제1자극이 N극이고 제2자극이 S극인 경우를 예시적으로 나타내었다.

서라운딩마그넷(300)은 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 코어마그넷(100)을 중심으로 에워싸되, 코어마그넷(100)에 대하여 일정 간격 이격되어 배치된다. 이러한 서라운딩마그넷(300) 또한 앞서 설명한 바와 같다.

스페이서마그넷(410)은 앞서 설명한 스페이서가 자성체로 이루어진 것이다. 다시 말해서, 스페이서마그넷(410)은 영구자석과 같은 경자성체 또는 고투자율의 연자성체 모두 가능하다. 스페이서마그넷(410)은 코어마그넷(100) 및 서라운딩마그넷(300) 사이에 배치된다.

이러한 스페이서마그넷(410)은, 코어마그넷(100) 측을 향하는 측이 제1자극을 띄고, 서라운딩마그넷(300) 측을 향하는 측이 제2자극을 띄는 것이 바람직하다.

그리고 가이드요크(2000)는 서라운딩마그넷(300)의 하측에 위치하여 적어도 일부분이 코어마그넷(100)을 받쳐주며, 서라운딩마그넷(300)의 제1자극 측에서 오는 자속을 코어마그넷(100)의 제2자극 측 또는 스페이서마그넷(410)의 제2자극 측으로 자속을 유도하여준다.

즉, 가이드요크(2000)는 누설자속이 가이드요크(2000)의 내부로 흐를수 있도록 하여 자속의 누설을 억제 내지 제거시켜준다.이러한 가이드요크(2000)는 보자력이 작은 것이 바람직하며, 자속이 흘러가는 방향을 따라 자화되어 높은 밀도의 자속을 중심으로 유도할 수 있다.

이러한 가이드요크(2000)는, 도 4에서 참조되는 바와 같이 소정의 두께를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공(2100)이 형성되어 있으되, 원형의 형태를 갖춘 코어마그넷(100)의 외경보다 중공(2100)의 직경이 작게 형성되어 있으며, 가이드요크(2000)의 상측에 코어마그넷(100) 및 스페이서마그넷(410)이 위치하고 있는 것도 바람직하다.

또는 도 5에서 참조되는 바와 같이 가이드요크(2000)는 소정의 두깨를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공이 형성되어 있고, 코어마그넷(100)의 일부분 또는 스페이서마그넷(410)의 일부분이 가이드요크(2000)의 중공 내에 삽입되어 배치된 것또한 바람직하다.

그리고, 케이지(5000)는 코어마그넷(100), 서라운딩마그넷(300), 스페이서마그넷(410) 및 가이드요크(2000) 중 적어도 어느 하나 이상을 내측에 수용한다.

이러한 케이지(5000)는 케이지하판(5100), 케이지상판(5300) 및 케이지월(5200)을 포함하여 이루어진다. 케이지상판(5300)에는 코어마그넷(100)의 일부분이 노출될 수 있도록 중공(5310)이 형성되어 있다.

도 6에서 참조되는 바와 같이 케이지(5000)의 내측에 코어마그넷(100), 서라운딩마그넷(300), 스페이서마그넷(410) 및 가이드요크(2000)를 수용할 수 있는 공간을 형성한다. 그리고, 케이지(5000)의 내측에 수용된 코어마그넷(100), 서라운딩마그넷(300), 스페이서마그넷(410) 및 가이드요크(2000) 상호간의 배치상태를 유지시켜준다.

이러한 케이지(5000)는 재질이 비자성 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같은 자석모듈을 이용하여 시료에 대한 자기적 성질 테스트를 실시 할 수 있다. 다만, 이러한 자석모듈은 자기력이 워낙 세기 때문에 안전을 위한 구성이 더 포함될 수도 있다.

도 7에서 참조되는 바와 같이 자석모듈(20)에서, 베이스플레이트(510), 홀딩링(520), 안전커버(530) 그리고 프로텍터(540)를 포함하는 응용적인 실시형태도 바람직하다.

베이스플레이트(510)는 가이드요크(200)의 하측에 위치하여 가이드요크(200)를 안정적으로 받쳐준다. 이를 위해 베이스플레이트(510)의 상측면에 가이드요크(200)가 정착될 수 있는 것이 바람직하다.

홀딩링(520)은 베이스플레이트(510) 상측에 배치되는 가이드요크(200) 또는 서라운딩마그넷(300)의 외주변을 커버 또는 밀착하면서 가이드요크(200) 또는 서라운딩마그넷(300)을 홀딩시켜준다.

안전커버(530)는 도 7에서 참조되는 바와 같이 베이스플레이트(510)의 상측에 배치되어 서라운딩마그넷(300)의 상측과 홀딩링(520)의 외주면 측을 커버하여준다. 이러한 안전커버(530)의 가운데 중심측에는 홀(536)이 형성되어 있으며, 이 홀(536)을 통해 자석모듈(20)의 코어마그넷(100) 또는 폴캡(150)이 노출된다.

안전커버(530)가 안정적으로 서라운딩마그넷(300)의 상측과 홀딩링(520)의 외주면 측을 커버할 수 있도록 안전커버(530)가 홀딩링(520)을 조여주면서 안정적으로 체결시켜주는 고정볼트(533)가 마련된 것이 바람직하다.

프로텍터(protector)(540)는 안전커버(530)의 상측에 배치된다. 그리고 코어마그넷(100)의 상측 공간 즉 테스트공간(544) 측으로 인입된 시료 또는 프로브(77)를 외부로부터 보호하기 위하여 마련된다. 여기서 시료 또는 프로브(77)는 인입구(542)를 통해 테스트공간(544)측으로 인입된다. 그리고 프로텍터(540)의 가운데 중심에는 하측으로 홀(546)이 형성되어 있으며, 도면에서 참조되는 바와 같이 이 홀(546)을 통해 자석모듈의 코어마그넷(100) 또는 폴캡(150)이 노출된다.

앞서 언급한 바와 같이 자석모듈에 의해 자속이 집속되면 자기력이 대단히 커지게 된다. 자기력이 대단히 크기 때문에 외부로부터 불측으로 자기력에 이끌린 물체가 자석모듈의 코어마그넷(100) 상측으로 날아올 수 있으며 이로 인해 사고가 발생될 수도 있다. 따라서, 외부로부터 불측으로 날아오는 물체로부터 시료 또는 자석모듈을 보호하기 위하여 이와 같은 프로텍터(540)가 구비된 것 또한 바람직하다는 것이다.

프로텍터(540)는 외부로부터 날아오는 물체의 물리적 접촉에 따른 충격을 흡수할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 프로텍터(540)의 재질은 고밀도 스폰지, 테플론 등과 같이 충격을 흡수할 수 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 도 7에 도시된 바와 같이 자석모듈을 구성하는 것 또한 바람직하다.

다음으로 이상에서 설명한 바와 같은 자석모듈을 포함하는 자석모듈 어셈블리에 대하여 도 8 내지 도 9을 더 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자석모듈을 포함하는 자석모듈 어셈블리는 제1자석모듈 및 커플링요크를 포함하여 이루어지며, 좀 더 바람직하게는 제2자석모듈을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

먼저, 도 8에서 참조되는 바와 같은 실시형태의 자석모듈 어셈블리에 대해서 설명하기로 한다.

제1자석모듈은 자기장을 형성하는 것으로서 제1코어마그넷(100), 제1가이드요크(200) 및 제1서라운딩마그넷(300)을 포함한다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 앞서 설명한 바와 같은 베이스플레이트(510)의 상측에 제1가이드요크(200)가 위치하고 있으며, 제1가이드요크(200)의 상측에 제1코어마그넷(100)과 제1서라운딩마그넷(300)이 위치하고 있는 것이 바람직하다.

제1자석모듈의 제1코어마그넷(100)은 상측이 제1자극을 띄고 있으며, 하측이 제2자극을 띄고 있다. 이러한 제1코어마그넷(100)은 앞서 설명한 자석모듈의 코어마그넷(100)과 같다.

제1자석모듈의 제1가이드요크(200)는 제1코어마그넷(100)의 하측에 적어도 일부분이 접하여 제1코어마그넷(100)을 받쳐주며, 제1코어마그넷(100)의 제2자극 측으로 자속을 유도한다. 이러한 제1가이드요크(200)는 앞서 설명한 자석모듈의 가이드요크(200)와 같으므로 앞서 설명한 바로 대신하기로 한다.

제1자석모듈의 제1서라운딩마그넷(300)은 상측이 제2자극을 띄고 있으며, 하측이 제1자극을 띄고 있다. 그리고 제1코어마그넷(100)을 중심으로 하여 에워싸도록 가이드요크(200)의 상측면상에 배치된다. 이러한 제1서라운딩마그넷(300) 또한 앞서 설명한 자석모듈의 서라운딩마그넷과 같으므로 앞서 설명한 바로 대신하기로 한다.

커플링요크(600)는 제1자석모듈의 상측에 위치한다. 그리고, 소정의 시료에 대한 자기적 성질 테스트가 이루어지는 테스트공간(644)을 제공한다.

커플링요크(600)는 상기 제1자석모듈과 상기 제2자석모듈 사이에 자속이 이어질 수 있도록 연자성체로 이루어진 것이 바람직하다.

그리고, 커플링요크(600)에는 테스트공간(644) 측으로 프로브가 인입될 수 있도록 인입구(642)가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 도 8에 도시된 바와 같이 인입구(642)는 테스트공간(644)과 연통되도록 형성된 것이 바람직하며, 다수개의 프로브가 인입될 수 있도록 인입구(642)가 다수 형성된 것 또한 바람직하다.

커플링요크(600)는 제2자석모듈과 제1자석모듈이 커플링(coupling)을 이룰 수 있도록 도 8에 도시된 바와 같이 제1자석모듈과 제2자석모듈 사이에서 결합을 매개한다고 할 수도 있다.

제2자석모듈은 제2서라운딩마그넷(700) 및 제2가이드요크(800)를 포함한다. 그리고, 이러한 제2자석모듈은 도 8에서 참조되는 바와 같이 커플링요크(600)의 상측에 위치하며, 제1자석모듈과 함께 자기회로를 형성한다.

제2서라운딩마그넷(700)은 커플링요크(600)의 상측에 위치한다. 제2서라운딩마그넷(700)의 상측은 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 제1자석모듈 측과 함께 자기회로를 형성한다. 그리고, 제2서라운딩마그넷(700)의 상측에 제2가이드요크(800)가 위치한다.

제2가이드요크(800)는 제2서라운딩마그넷(700)의 상측에서 제1자석모듈의 제1코어마그넷(100) 측으로부터 오는 자속이 제2서라운딩마그넷(700) 측으로 자속이 이어지도록 자속을 유도한다.

이러한 제2가이드요크(800)는 도 8에서 참조되는 바와 같이 제2서라운딩마그넷(700)의 상측에서 자속을 유도하여 주며, 제2서라운딩마그넷(700)에 의해 받쳐진다

제2가이드요크(800)의 가운데에는 중공(810)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 중공(810)을 통해서 커플링요크(600) 내에 마련된 태스트공간(644) 내부를 외부에서 파악할 수 있다. 따라서, 제2가이드요크(800)의 중공(810)을 뷰포트(view port)라고 칭할 수도 있다.

제2가이드요크(800)의 중공(810)을 통해 테스트공간(644) 내 시료의 상황을 외부에서 파악하고 시료 또는 프로브의 위치조절 등의 작업을 좀 더 수월하게 진행할 수 있으므로 바람직하다.

이러한 제2가이드요크(800)에 관한 다른 사항은 앞서 설명한 가이드요크와 대동소이하며, 자세한 설명은 앞서 설명한 가이드요크로 대신하기로 한다.

이와 같이 도 8에서 참조되는 바와 같은 자석모듈어셈블리도 바람직하며, 여기서 도 9에 도시된 바와 같이, 제2자석모듈의 제2코어마그넷(900)이 더 포함된 형태 또한 바람직하다.

도 8에 도시된 자석모듈 어셈블리와 도 9에 도시된 자석모듈 어셈블리는 제2자석모듈에 제2코어마그넷(900)의 장착여부에서 차이가 있다.

도 9에 도시된 바와 같이 제2자석모듈에 제2코어마그넷(900)이 더 포함되는 경우, 제2코어마그넷(900)의 상측의 적어도 일부분이 제2가이드요크(800)에 접한다. 그리고, 제2코어마그넷(900)의 상측은 제1자극을 띄고, 제2코어마그넷(900)의 하측은 제2자극을 띈다.

따라서, 제1코어마그넷(100) 측으로부터 오는 자속이 제2코어마그넷(900)의 하측으로 이어지며, 제2코어마그넷(900)의 상측에서 자속은 제2가이드요크(800)로 이어지게 된다.

제2코어마그넷(900)은 필요에 따라 장착 또는 탈거될 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 제2코어마그넷(900)이 제2가이드요크(800)에 탈착가능하도록 결합되는 것이 바람직하다는 것이다. 제2코어마그넷(900)을 탈거하면 앞서 도 8을 참조하여 설명한 실시 형태가 될 수 있으므로 바람직하다.

그리고, 제2코어마그넷(900)과 제2서라운딩마그넷(700) 사이에는 제1자석모듈에서와 같이 스페이서(440)가 마련된 형태 또한 충분히 가능하며 이 또한 바람직하다고 할 수 있다.

제2가이드요크(800)에서도 제1가이드요크(200)와 마찬가지로 자속유도부(850)가 형성되어 있는 경우에는 스페이서가 없더라도 제2가이드요크(800)의 자속유도부(850)가 제2코어마그넷(900) 및 제2서라운딩마그넷(700) 사이에서 스페이서의 역할을 할 수도 있다.

그리고 제2코어마그넷(900)의 하측에 폴캡(950)이 마련된 것 또한 바람직하다. 제1코어마그넷(100)의 폴캡(150)을 통해 자속이 집속되는 것을 제2코어마그넷(900)의 폴캡(950)이 자속이 집속되어 인입되도록 유도하게 되므로 바람직하다. 이를 위해 제2코어마그넷(900)의 폴캡(950)은 도 9에서 참조되는 바와 같이 하측단이 좁고 상측단이 넓은 형태인 것이 바람직하다.

이와 같이 제1코어마그넷(100)의 폴캡(150)의 상단이 좁고, 제2코어마그넷(900)의 폴캡(950)의 하단이 좁으므로 집속된 자속이 제1코어마그넷(100)의 폴캡(150)과 제2코어마그넷(900)의 폴캡(950) 사이를 지나가는 동안 자속이 누설되는 것을 억제할 수 있으므로 바람직하다.

이와 같이 본 발명에 따른 자석모듈 및 이를 포함하는 자석모듈 어셈블리는 코어마그넷과 서라운딩마그넷에 의한 자속을 집속시켜주므로 결과적으로 강화된 자기력을 제공할 수 있는 장점이 있으며, 예기치 않게 강력한 자기장에 의하여 발생될 수도 있는 안전사고 발생을 예방할 수도 있는 장점도 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 코어마그넷 150, 950 : 폴캡
200, 2000 : 가이드요크 300 : 서라운딩마그넷
350 : 자속유도링 400, 440 : 스페이서
410 : 스페이서마그넷 510 : 베이스 플레이트
530 : 안전커버 540 : 프로텍터
600 : 커플링요크 700 : 제2서라운딩마그넷
800 : 제2가이드요크 900 : 제2코어마그넷
5000 : 케이지

Claims (40)

1. 상측 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 코어마그넷;
   상기 코어마그넷의 하측에 적어도 일부분이 접하여 상기 코어마그넷을 받쳐주며, 상기 코어마그넷의 상기 제2자극 측으로 자속을 유도하는 가이드요크; 및
   상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸도록 상기 가이드요크의 상측면상에 배치된 서라운딩마그넷;을 포함하고,
   상기 가이드요크의 중심에는 중공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 코어마그넷과 상기 서라운딩마그넷은 서로에 대하여 이격되어 상기 가이드요크 상에 배치된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 코어마그넷과 상기 서라운딩마그넷 사이에 위치하여 상기 코어마그넷과 상기 서라운딩마그넷이 서로 접촉하는 것을 억제시켜주는 스페이서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드요크에는 상기 코어마그넷 측에서 상기 서라운딩마그넷 측으로 길게 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 슬릿은 다수 형성되어 있으되,
   다수의 상기 슬릿이 상기 코어마그넷을 중심으로 하는 방사(放射) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
7. 제 2항에 있어서,
   상기 코어마그넷 및 상기 서라운딩마그넷 사이의 이격된 간격 내에서 상기 가이드요크의 상측에는 상기 코어마그넷의 누설자속이 상측을 지향하도록 유도하는 자속유도부가 마련된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 코어마그넷은 원기둥의 형태를 갖추고 있으며, 상기 자속유도부는 상기 원기둥의 원주를 둘러싸는 환형의 형태로 이루어지고, 상기 자속유도부의 높이는 상기 코어마그넷의 높이보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 서라운딩마그넷은 상기 코어마그넷을 중심으로 하는 환형의 형태를 갖추고 있으며,
   환형의 형태를 이루는 상기 자속유도부의 내측원주면은 상기 코어마그넷의 외주면의 적어도 일부분과 접하며, 상기 자속유도부의 외측원주면은 상기 서라운딩마그넷의 내측 원주면에 적어도 일부분이 접하는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
   
10. 제 2항에 있어서,
    상기 코어마그넷의 상측에는 상기 코어마그넷측으로부터 방출되는 자속을 집속시켜주는 폴캡(pole cap)이 마련된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 폴캡은 하측면의 면적보다 상측면의 면적이 작은 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
12. 제 2항에 있어서,
    상기 서라운딩마그넷의 상측에 위치하며, 상기 코어마그넷 상측에서의 자기력선 집속을 유도하기 위한 자속유도링이 마련된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
13. 제 2항에 있어서,
    상기 가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서,
    상기 서라운딩마그넷, 상기 가이드요크 및 상기 코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여,
    상기 가이드요크에는, 상기 가이드요크의 하측면과 외주면 사이에 위치하여 상기 가이드요크의 외주면과 하측면 사이를 이어주는 외측경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
14. 제 2항에 있어서,
    상기 가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서,
    상기 서라운딩마그넷, 상기 가이드요크 및 상기 코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여,
    상기 가이드요크에는, 상기 가이드요크의 하측면과 상기 가이드요크의 내주면 사이에 위치하여 상기 가이드요크의 내주면과 하측면 사이를 이어주는 내측경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
15. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드요크의 하측에 위치하여 상기 가이드요크를 받쳐주는 베이스플레이트;
    상기 베이스플레이트 상측에 배치되는 상기 가이드요크 또는 상기 서라운딩마그넷의 외주변을 커버하면서 상기 가이드요크 또는 상기 서라운딩마그넷을 홀딩시켜주는 홀딩링;
    상기 베이스플레이트의 상측에 배치되어 상기 서라운딩마그넷의 상측과 상기 홀딩링의 외주면 측을 커버하는 안전커버; 및
    상기 안전커버의 상측에 위치하며, 상기 코어마그넷의 상측 공간상으로 인입된 시료 또는 프로브를 외부로부터 보호하기 위한 프로텍터(protector); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
16. 상측 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 코어마그넷;
    상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸되, 상기 코어마그넷에 대하여 일정 간격 이격되어 배치된 서라운딩마그넷; 및
    상기 코어마그넷 및 상기 서라운딩마그넷 사이에 배치되며, 자성을 갖춘 스페이서마그넷;을 포함하고,
    상기 스페이서마그넷은,
    상기 코어마그넷 측을 향하는 측이 제1자극을 띄고,
    상기 서라운딩마그넷 측을 향하는 측이 제2자극을 띄는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
17. 삭제
18. 제 16항에 있어서,
    상기 서라운딩마그넷의 하측에 위치하여 적어도 일부분이 상기 코어마그넷을 받쳐주며, 상기 코어마그넷의 제2자극 측 또는 상기 스페이서마그넷의 제2자극 측으로 자속을 유도하는 가이드요크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
19. 제 18항에 있어서,
    상기 가이드요크는,
    소정의 두께를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공이 형성되어 있으되, 원형의 형태를 갖춘 상기 코어마그넷의 외경보다 중공의 직경이 작게 형성되어 있으며,
    상기 가이드요크의 상측에 상기 코어마그넷 및 상기 스페이서마그넷이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
20. 제 18항에 있어서,
    상기 가이드요크는,
    소정의 두깨를 갖춘 원형의 형태에서 중심에 중공이 형성되어 있고,
    상기 코어마그넷의 일부분 또는 상기 스페이서마그넷의 일부분이 상기 가이드요크의 중공 내에 삽입되어 배치된 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
    
21. 제 18항에 있어서,
    상기 코어마그넷, 상기 서라운딩마그넷, 상기 스페이서마그넷 및 상기 가이드요크 중 적어도 어느 하나 이상을 내측에 수용하여
    상기 코어마그넷, 상기 서라운딩마그넷, 상기 스페이서마그넷 및 상기 가이드요크 상호간의 배치상태를 유지시켜주는 케이지(cage); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈.
    
22. 자기장을 형성하는 제1자석모듈;
    상기 제1자석모듈의 상측에 위치하며, 소정의 시료에 대한 자기적 성질 테스트가 이루어지는 테스트공간을 제공하는 커플링요크; 및
    상기 커플링요크의 상측에 위치하며, 상기 제1자석모듈과 함께 자기회로를 형성하는 제2자석모듈;을 포함하되,
    상기 제1자석모듈은,
    상측이 제1자극을 띄고 하측이 제2자극을 띄는 제1코어마그넷;
    상기 제1코어마그넷의 하측에 적어도 일부분이 접하여 상기 제1코어마그넷을 받쳐주며, 상기 제1코어마그넷의 상기 제2자극 측으로 자속을 유도하는 제1가이드요크; 및
    상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며, 상기 제1코어마그넷을 중심으로 하여 에워싸도록 상기 제1가이드요크의 상측면상에 배치된 제1서라운딩마그넷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
23. 삭제
24. 제 22항에 있어서,
    상기 제2자석모듈은
    상기 커플링요크의 상측에 위치하며, 상측이 제2자극을 띄고 하측이 제1자극을 띄며 상기 제1자석모듈 측과 함께 자기회로를 형성하는 제2서라운딩마그넷; 및
    상기 제2서라운딩마그넷의 상측에 위치하며, 상기 제2서라운딩마그넷 측으로 자속이 이어지도록 자속을 유도하는 제2가이드요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
25. 제 24항에 있어서,
    상기 커플링요크는 상기 제1자석모듈과 상기 제2자석모듈 사이에 자속이 이어질 수 있도록 연자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
26. 제 25항에 있어서,
    상기 커플링요크에는,
    상기 테스트공간 측으로 프로브가 인입될 수 있도록 인입구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
27. 제 24항에 있어서,
    외부에서 상기 테스트공간 내측을 확인할 수 있도록 상기 제2가이드요크의 중심측에 중공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
28. 제 27항에 있어서,
    상기 제1자석모듈의 상기 제1코어마그넷의 상측에 위치하되 적어도 일부분이 상기 제2가이드요크와 결합되며, 상측이 제1자극을 띄며, 하측이 제2자극을 띄는 제2코어마그넷;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
29. 제 28항에 있어서,
    상기 제2코어마그넷은 상기 제2가이드요크의 가운데 중심의 하측에 탈착가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
30. 제 28항에 있어서,
    상기 제2코어마그넷과 상기 제2서라운딩마그넷은 일정간격을 두고 서로에 대하여 이격되어 상기 제2가이드요크 하측에 배치된 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
31. 제 30항에 있어서,
    상기 제2코어마그넷과 상기 제2서라운딩마그넷 사이에 위치하여 상기 제2코어마그넷과 상기 제2서라운딩마그넷이 서로 접촉하는 것을 억제시켜주는 스페이서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
32. 제 28항에 있어서,
    상기 제2가이드요크에는 상기 제2코어마그넷 측에서 상기 제2서라운딩마그넷 측으로 길게 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
33. 제 32항에 있어서,
    상기 제2가이드요크에는 다수의 상기 슬릿이 형성되어 있으되, 상기 제2코어마그넷을 중심으로 하는 방사(放射)형태로 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
34. 제 28항에 있어서,
    상기 제2코어마그넷 및 상기 제2서라운딩마그넷 사이의 이격된 간격 내에서 상기 제2가이드요크의 하측에는 상기 제2코어마그넷의 누설자속이 하측을 지향하도록 유도하는 자속유도부가 마련된 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
35. 제34항에 있어서,
    상기 제2코어마그넷은 원기둥의 형태를 갖추고 있으며, 상기 자속유도부는 상기 원기둥의 원주를 둘러싸는 환형의 형태로 이루어지고,
    상기 자속유도부의 높이는 상기 제2코어마그넷의 높이보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
36. 제 35항에 있어서,
    상기 제2서라운딩마그넷은 상기 제2코어마그넷을 중심으로 하는 환형의 형태를 갖추고 있으며, 환형의 형태를 이루는 상기 자속유도부의 내측원주면은 상기 제2코어마그넷의 외주면의 적어도 일부분과 접하며, 상기 자속유도부의 외측원주면은 상기 제2서라운딩마그넷의 내측 원주면에 적어도 일부분이 접하는 것을 특징으로 하는 자석모듈어셈블리.
    
37. 제 28항에 있어서,
    상기 제2코어마그넷의 하측에는 상기 제2코어마그넷측으로부터 방출되는 자속을 집속시켜주는 폴캡이 마련된 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
38. 제 37항에 있어서,
    상기 폴캡은 상기 제2코어마그넷에 접하는 상측면의 면적보다 하측면의 면적이 작은 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
39. 제 28항에 있어서,
    상기 제2가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판의 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서,
    상기 제2서라운딩마그넷, 상기 제2가이드요크 및 상기 제2코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여,
    상기 제2가이드요크에는, 상기 제2가이드요크의 상측면과 외주면 사이에 위치하여 상기 제2가이드요크의 외주면과 상측면 사이를 이어주는 외측경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    
40. 제 28항에 있어서,
    상기 제2가이드요크는 소정의 두께를 갖춘 원형의 디스크판 형태에서 중심에 중공이 형성된 것으로서,
    상기 제2서라운딩마그넷, 상기 제2가이드요크 및 상기 제2코어마그넷 사이에서의 자기저항을 감축시키거나 자속의 누설을 억제하기 위하여,
    상기 제2가이드요크에는, 상기 제2가이드요크의 상측면과 내주면 사이에 위치하여 상기 제2가이드요크의 내주면과 상측면 사이를 이어주는 내측경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자석모듈 어셈블리.
    

Images