KR102168033B1 - 전자영구자석 방식의 대상체 고정유닛 및 이를 포함하는 대상체 고정어셈블리 - Google Patents

Abstract

전자영구자석 방식의 대상체 고정유닛 및 이를 포함하는 대상체 고정어셈블리에서, 상기 대상체 고정유닛은 하부 요크부, 자석부 및 상부 요크부를 포함한다. 상기 하부 요크부는 하면이 대상체와 접촉한다. 상기 자석부는 상기 하부 요크부의 상면에 위치하며, 적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석과 교번적으로 배열되는 적어도 하나의 전자석, 및 상기 전자석의 외부에 권선되는 코일을 포함한다. 상기 상부 요크부는 상기 자석부의 상면에 위치한다. 상기 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자석에 발생하는 자력의 방향이 변화하여 상기 영구자석과 함께 상기 대상체를 고정하거나 탈착한다.

Description

전자영구자석 방식의 대상체 고정유닛 및 이를 포함하는 대상체 고정어셈블리{WORK HOLDER HAVING ELECTRO-PERMANENT MAGNETIC TYPE AND WORK HOLDER ASSEMBLY HAVING THE SAME}

본 발명은 전자영구자석 방식의 공작물 고정유닛 및 이를 포함하는 대상체 고정어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전류의 인가에 따라 자기장의 변화를 유도하여 공작물과 같은 대상체를 고정하거나 탈착할 수 있으며, 평면을 가지는 대상체에 대하여 범용적으로 사용이 가능한 전자영구자석 방식의 대상체 고정유닛 및 이를 포함하는 대상체 고정어셈블리에 관한 것이다.

공작물과 같은 대상체를 고정하기 위한 고정유닛은 공작기계에 사용되는 홀더 등에 다양하게 적용될 수 있으며, 최근에는 비단 공작기계뿐 아니라 다양한 종류의 제품 제작에 사용되어 그 사용성은 증가하고 있는 상황이다.

전통적으로 이러한 대상체를 고정하는 방식으로, 클램핑과 같은 홀더의 구조나 형상적 특징을 통한 고정 방식이 적용되어 왔다. 그러나, 대상체의 형상 등에 따라 홀더의 설계를 변경해야 하는 번거로움이 있으며, 대상체에 대한 충분한 고정력이 유지되지 못하는 문제가 있었다.

이에, 전자석을 이용한 자력으로 대상체를 고정하는 고정유닛이 개발되고 있으며, 관련 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1337547호, 대한민국 등록특허 제10-1750376호 등이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1337547호에서는 도자체를 이용하여 가공물을 고정하는 척을 통해 보다 견고한 고정력을 제공하는 기술을 특징으로 하며, 대한민국 등록특허 제10-1750376호에서는 테이블에 전자석 척을 유동성 없이 고정할 수 있는 장착구조를 특징으로 한다.

그러나, 현재까지 개발되고 있는 전자석을 이용한 고정구조의 경우, 전류의 인가 여부에 따라 자력이 발생하거나 소멸되는 것으로 구동 원리가 단순하여 단순 탈부착만을 수행하는 한계가 있으며, 대상체의 구조에 특화되어 설계되는 것으로, 대상체의 형상이나 구조와 무관하게 범용적으로 적용되기에는 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1337547호 대한민국 등록특허 제10-1750376호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 자기장의 변화에 따라 공작물과 같은 대상체에 대한 효과적인 탈부착을 수행할 수 있으며, 평면을 포함하는 대상체에 대하여 범용적으로 사용될 수 있어 사용성이 향상되며, 대상체의 크기와 무관하게 복수의 유닛을 연결하여 사용할 수 있으며, 다양한 조합의 자석으로 구현될 수 있어 제작 용이성을 향상시킨 전자영구자석 방식의 대상체 고정유닛에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 대상체 고정유닛을 포함하는 대상체 고정어셈블리에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 대상체 고정유닛은 하부 요크부, 자석부 및 상부 요크부를 포함한다. 상기 하부 요크부는 하면이 대상체와 접촉한다. 상기 자석부는 상기 하부 요크부의 상면에 위치하며, 적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석과 교번적으로 배열되는 적어도 하나의 전자석, 및 상기 전자석의 외부에 권선되는 코일을 포함한다. 상기 상부 요크부는 상기 자석부의 상면에 위치한다. 상기 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자석에 발생하는 자력의 방향이 변화하여 상기 영구자석과 함께 상기 대상체를 고정하거나 탈착한다.

일 실시예에서, 상기 하부 요크부 및 상기 상부 요크부는, 자성체일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하부 요크부는 상기 대상체와 접촉하는 하부 돌출부들을 포함하며, 상기 하부 돌출부들 사이에는 상기 대상체와의 사이에 하부 공간이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전자석은 상기 하부 돌출부들 중 제1 하부 돌출부와 일렬로 배열되며, 상기 영구자석은 상기 하부 돌출부들 중 상기 제1 하부 돌출부와 인접하는 제2 하부 돌출부와 일렬로 배열될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 상부 요크부는, 일정한 두께의 플레이트 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하부 요크부는, 한 쌍이 서로 평행하게 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 영구자석 및 상기 전자석은, 상기 한 쌍의 하부 요크부들 상에서 서로 마주하도록 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 대상체를 고정하는 경우, 상기 한 쌍의 하부 요크부들 상에서 서로 마주하는 영구자석 및 전자석에는 서로 다른 방향의 자기력이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 대상체를 고정하는 경우, 상기 한 쌍의 하부 요크부들 상에서 서로 마주하는 영구자석 및 전자석에는 서로 동일한 방향의 자기력이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 한 쌍의 하부 요크부들 사이에 개재되며 상기 요크부들의 연장 방향을 따라 연장되는 비자성부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 비자성부는 상기 대상체와의 사이에서 중앙 공간을 형성하며 상기 대상체와 이격되어 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전자석은, AlNiCo(알니코)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 영구자석은 원통 형상을 가지며, 상기 전자석은 중공형 원통 형상을 가져 상기 영구자석의 외면을 커버하고, 상기 코일은 상기 전자석의 외면을 따라 권선될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 영구자석과 상기 전자석은 서로 접촉하며 교번적으로 배열되고, 상기 코일은 외부로 노출되는 상기 영구자석과 상기 전자석의 외면을 따라 권선될 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 의한 대상체 고정어셈블리는 복수의 대상체 고정유닛들, 및 상기 복수의 대상체 고정유닛들이 상대적으로 회전가능하도록 연결하는 힌지부를 포함한다. 이 경우, 상기 대상체 고정유닛들 각각은 하부 요크부, 자석부 및 상부 요크부를 포함한다. 상기 하부 요크부는 하면이 대상체와 접촉한다. 상기 자석부는 상기 하부 요크부의 상면에 위치하며, 적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석과 교번적으로 배열되는 적어도 하나의 전자석, 및 상기 전자석의 외부에 권선되는 코일을 포함한다. 상기 상부 요크부는 상기 자석부의 상면에 위치한다. 상기 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자석에 발생하는 자력의 방향이 변화하여 상기 영구자석과 함께 상기 대상체를 고정하거나 탈착한다.

일 실시예에서, 상기 대상체 고정유닛의 하부 요크부와, 인접한 다른 대상체 고정유닛의 하부 요크부 사이를 서로 연결할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 자석부의 배열 구조 및 전류의 방향에 따라 요크부와의 사이에서 발생하는 자력의 방향을 통해 대상체를 고정하거나 탈착할 수 있어, 공작물과 같은 대상체에 대한 매우 용이한 탈부착을 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 자석부는 자력의 방향이 고정된 영구자석과, 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 자력의 방향이 변화하는 소위, 알니코 자석이 서로 교번적으로 배열되도록 구성됨에 따라, 상기와 같은 자력의 방향을 제어할 수 있게 된다. AlNiCo 자석은 순간적인 전류인가로 자화되기 때문에 지속적으로 전류를 인가 할 필요는 없으므로 전류의 방향을 바꾸어 인가하면 AlNiCo 자석 또한 자기방향이 바뀌어서 자화될 수 있다.

특히, 하부 요크부가 대상체와 직접 접촉하는 하부 돌출부들 사이에 하부 공간을 형성하는, 'ㄷ'자형 형상을 가지도록 설계됨에 따라, 상부에 위치하는 영구자석 및 전자석과의 사이에서 자력의 방향을 효과적으로 제어할 수 있어, 전류의 ON/OFF가 아닌 방향 제어를 통한 탈부착을 용이하게 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 대상체는 상기 하부 돌출부들의 저면과 접촉할 수 있는 형태, 즉 평면을 포함하는 대상체라면, 대상체의 형상과 무관하게 상기 대상체 고정유닛을 통해 탈부착을 수행할 수 있으므로, 대상체의 형상에 따라 설계가 변경되지 않아도 되어 범용적 사용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구자석과 전자석의 다양한 배열, 및 상기 영구자석 또는 전자석의 외부에 권선되는 코일의 조합을 통해, 다양한 형태의 자력의 방향 조절을 통한 탈부착 고정유닛을 구현할 수 있어, 확장성이나 설계의 유연성을 확보할 수 있다.

특히, 영구자석과 전자석이 교번적 배열을 유지하면서 배열 개수를 증가시킴으로써, 상대적으로 큰 크기의 대상체를 효과적으로 고정할 수 있으며, 나아가, 하부 요크부에 힌지부를 결합함으로써, 복수의 대상체 고정유닛들이 서로 연결되는 대상체 고정 어셈블리를 구현하여 크기와 무관하게 대상체에 대한 효과적인 고정이 가능하다.

또한, 힌지부를 중심으로 연결되는 대상체 고정유닛들은 상대적으로 회전이 가능하므로, 대상체가 평면 외에, 곡면이나 경사면을 포함하는 경우에도, 효과적인 고정이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 대상체 고정유닛을 도시한 사시도이다.
도 2a는 도 1의 대상체 고정유닛이 대상체를 고정한 상태를 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 'A'방향을 따라 관찰한 측면도이다.
도 3a는 도 1의 대상체 고정유닛이 대상체로부터 탈착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 'B'방향을 따라 관찰한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대상체 고정유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 대상체 고정유닛에서, 영구자석 또는 전자석의 형상을 도시한 사시도이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예들에서, 자석부만을 도시한 평면도들이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 대상체 고정어셈블리를 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 대상체 고정유닛을 도시한 사시도이다. 도 2a는 도 1의 대상체 고정유닛이 대상체를 고정한 상태를 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 'A'방향을 따라 관찰한 측면도이다.

도 1 및 도 2a를 참조하면, 본 실시예에 의한 대상체 고정유닛(10)은 하부 요크부(100), 비자성부(200), 자석부(300) 및 상부 요크부(400)를 포함한다.

상기 하부 요크부(100)는 상기 대상체 고정유닛(10)의 하부에 위치하는 것으로, 하면이 대상체(1)와 접촉하게 된다.

이 경우, 대상체(1)란 고정의 대상이 되는 피 고정물로서, 예를 들어, 가공의 대상이 되는 공작물 등일 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 하부 요크부(100)는 상기 대상체(1)의 일면, 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같은 대상체(1)의 상면에 접촉되는 것으로, 상기 대상체(1)의 상면은 평면을 포함하는 것이 필요하다. 다만, 상기 대상체(1)는 상면이 평면을 포함하는 것으로, 상기 하부 요크부(100)의 하면과 접촉이 가능하면 충분할 뿐, 상기 대상체(1)의 형상은 제한되지 않는다.

상기 하부 요크부(100)는 한 쌍의 제1 요크(110) 및 제2 요크(120)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)은 서로 평행하게 연장된다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)의 사이에는 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)이 연장되는 방향과 동일한 방향으로 연장되는 상기 비자성부(200)가 개재된다.

상기 비자성부(200)는, 비자성체로 형성되는 것으로, 장방형 사각 블록의 형상으로 형성되어, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120) 사이의 간격을 유지시킨다.

즉, 상기 비자성부(200)의 일 측면은 상기 제1 요크(110)의 일 측면과 서로 접하며 연장되고, 상기 비자성부(200)의 다른 측면은 상기 제2 요크(120)의 일 측면과 서로 접하며 연장된다.

한편, 상기 비자성부(200)는 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)의 두께보다는 작은 두께로 형성되며, 이에 따라, 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)이 상기 대상체(1)와 접촉하는 경우, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)의 사이, 및 상기 대상체(1)와 상기 비자성부(200)의 사이에는 중앙공간(101)이 형성된다.

즉, 상기 중앙공간(101) 역시, 상기 비자성부(200)의 연장 방향과 평행한 방향으로 상기 대상체(1)와의 사이에서 연장되도록 형성된다.

이상과 같이, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)의 사이에 상기 비자성부(200)가 개재되고, 상기 중앙공간(101)이 형성됨에 따라, 후술되겠으나, 전류의 방향에 따른 자기력선의 방향 전환이 상기 대상체(1)를 부착 또는 탈착시키는 방향으로 유도되게 된다.

상기 제1 요크(110) 및 상기 제2 요크(120)는 서로 동일한 형상으로 형성되며, 상기 비자성부(200)에 의해 소정거리 이격되도록 배치된다.

상기 제1 요크(110)는 전체적으로 'ㄷ'자 형상을 가지며, 중앙은 오목하게 함입되고, 양 끝은 사각 블록 형상으로 돌출되는 형상을 가진다. 이렇게 돌출되는 돌출부를 각각 제1 및 제2 하부 돌출부들(112, 113)이라고 할 때, 상기 제1 및 제2 하부 돌출부들(112, 113) 사이에는 제1 하부 공간(111)이 형성된다.

즉, 상기 제1 및 제2 하부 돌출부들(112, 113)은 상기 대상체(1)와 직접 접촉하는 부분으로서, 하부면은 평면 형상을 가진다. 그리하여, 상기 제1 및 제2 하부 돌출부들(112, 113)의 하부면이 상기 대상체(1)의 상면과 접촉하게 되면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 하부 돌출부들(112, 113)의 사이에는 제1 하부공간(111)이 형성된다.

이 경우, 상기 제1 요크(110)의 형상이 상기 설명한 바와 같은 'ㄷ'자 형상을 가짐에 따라, 후술되겠으나, 전류의 방향에 따른 자기력선의 방향 전환이 상기 대상체(1)를 부착 또는 탈착시키는 방향으로 유도되게 된다.

상기 제2 요크(120)는 상기 제1 요크(110)와 동일한 형상을 가지도록 형성되며, 마찬가지로, 중앙에는 하부 공간이 형성되고, 양 끝은 한 쌍의 하부 돌출부들이 돌출되어, 전체적으로 'ㄷ'자 형상을 가지도록 형성된다.

상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)은 자성체로서, 자기력이 통과하여 상기 대상체(1)로 자기력을 제공하거나 상기 대상체(1)로 제공되는 자기력을 차단하게 되는데, 이는 후술되는 자석부(300)에 인가되는 자기력의 방향에 따라 선택적으로 결정된다.

상기 자석부(300)는 상기 하부 요크부(100) 및 상기 상부 요크부(400)의 사이에 위치하여, 인가되는 전류의 방향에 따라 전체적인 자기력의 방향을 제어한다. 그리하여, 하부에 위치하는 상기 대상체(1)로 자기력을 제공하여, 상기 대상체(1)를 고정하거나, 상기 대상체(1)로 제공되는 자기력을 차단하여 상기 대상체(1)에 대한 고정을 해제, 즉 상기 대상체(1)를 탈착하게 된다.

한편, 상기 상부 요크부(400)는 소정의 두께를 가지는 사각 플레이트(plate) 형상을 가지며, 상기 자석부(300)의 상면 상에 위치한다.

상기 자석부(300)는 높이가 모두 동일한 영구자석들 및 전자석들을 포함하는 것으로, 이에 따라 상기 자석부(300)의 하면은 상기 하부 요크부(100)의 상면에 접촉하여 고정되며, 상기 자석부(300)의 상면은 상기 상부 요크부(400)의 상면에 접촉하여 고정된다.

이 경우, 상기 상부 요크부(400)는 일체의 사각 플레이트 형상으로서, 상기 자석부(300)의 상면에 위치하며, 이에 따라, 후술되는 바와 같이, 상기 자석부(300)가 복수의 영구 자석들 및 복수의 전자석들을 포함하는 경우, 상기 영구자석들 및 전자석들의 상면은 모두 상기 상부 요크부(400)의 하면에 접하며 고정된다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 자석부(300)는, 한 쌍의 제1 및 제2 영구 자석들(310, 320), 및 한 쌍의 제1 및 제2 전자석들(330, 340), 및 한 쌍의 제1 및 제2 전자석들(330, 440)의 외부에 각각 권선되는 한 쌍의 제1 및 제2 코일들(350, 360)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 제1 영구자석(310) 및 상기 제2 영구자석(320)은 서로 대각선 방향으로 배치되며, 상기 제1 영구자석(310)은 상기 제1 요크(110)의 제2 하부 돌출부(113) 상에 위치하고, 상기 제2 영구자석(320)은 상기 제2 요크(110)의 제1 하부 돌출부 상에 위치하게 된다.

또한, 상기 제1 전자석(330) 및 상기 제2 전자석(340)도 서로 대각선 방향으로 배치되며, 상기 제1 전자석(330)은 상기 제1 요크(110)의 제1 하부 돌출부(112) 상에 위치하고, 상기 제2 전자석(340)은 상기 제2 요크(120)의 제2 하부 돌출부 상에 위치하게 된다.

그리하여, 전체적으로 상기 영구자석과 상기 전자석은 서로 교번적으로 배열되며, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상부에서 관찰하였을 때, 서로 엇갈리도록 배치된다.

한편, 상기 제1 영구자석(310)은 도시된 바와 같이, 하부, 즉 상기 제1 요크(110)와 접촉하는 부분이 (N)극, 상부, 즉 상기 상부 요크부(400)와 접촉하는 부분이 (S)극으로 형성되며, 상기 제2 영구자석(320)은 상기 제1 영구자석(310)과 반대의 극성으로 형성된다. 즉, 상기 제2 영구자석(320)은, 하부, 즉 상기 제2 요크(120)와 접촉하는 부분이 (S)극, 상부, 즉 상기 상부 요크부(400)와 접촉하는 부분이 (N)극으로 형성된다.

물론, 상기 제1 및 제2 영구자석들(310, 320)의 극성은, 도 2a에 도시된 바와 서로 반대로 형성될 수 있으며, 어느 경우에도, 한 쌍의 상기 제1 및 제2 영구자석들(310, 320)은 서로 반대의 극성을 가지도록 형성되어야 한다.

한편, 상기 제1 코일(350)은 상기 제1 전자석(330)의 외면을 따라 권선되며, 상기 제2 코일(360)은 상기 제2 전자석(340)의 외면을 따라 권선되고, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 코일들(350, 360)은 각각 외부로부터 전류를 제공받도록 전기적으로 연결된다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 코일들(350, 360)에 인가되는 전류의 방향은 전환되도록 제어될 수 있으며, 이와 같이, 전류의 방향이 제어됨에 따라, 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340)의 자기장의 방향은 변환되고 자화되며, 이를 통해 궁극적으로는 상기 대상체(1)에 대한 고정 및 탈착을 제어하게 된다.

한편, 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340) 각각에 인가되는 전류의 방향을 서로 다르게 제어되어야 하며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340) 각각에서 유도되는 자기장의 방향을 서로 다르게 설정된다.

상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340)은, 예를 들어, 알니코(AlNiCo)로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기와 같이 외부에 권선된 코일에 인가되는 전류의 방향이 변환됨에 따라 유도되는 자기장의 방향도 변환되게 된다.

이하에서는, 상기와 같은 구조를 가지는 대상체 고정유닛(1)에 전류의 인가 방향에 따라 유도되는 자기력의 방향, 및 이에 따른 대상체(1)의 탈부착 상태에 대하여 설명한다.

도 2a 및 도 2b를 다시 참조하면, 상기 제1 영구자석(310)은 하부는 (N)극, 상부는 (S)극으로 설정되고, 상기 제2 영구자석(320)은 하부는 (S)극, 상부는 (N)극으로 설정된 상태에서, 상기 제1 전자석(330)이 상기 제1 영구자석(310)의 극성과 동일한 극성으로 자기력이 형성되도록 유도되고, 상기 제2 전자석(340)이 상기 제2 영구자석(320)의 극성과 동일한 극성으로 자기력이 형성되도록 유도되면, 상기 대상체(1)를 고정하기 위한 자기력이 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 제1 전자석(330)으로 전류가 인가됨에 따라 자화되고, 상기 제1 전자석(330)의 하부가 (N)극, 상부가 (S)극으로 유도되어, 동일한 제1 요크(110) 상에 위치하는 상기 제1 영구자석(310)과 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 상기 제2 전자석(340)으로 전류가 인가됨에 따라, 상기 제2 전자석(340)의 상부가 (N)극, 하부가 (S)극으로 유도되어, 동일한 제2 요크(120) 상에 위치하는 상기 제2 영구자석(320)과 동일한 극성의 자기장이 유도되면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 화살표 방향의 자기력이 형성된다.

즉, 상기 제1 전자석(330)은 인접한 상기 제1 영구자석(310)과는 자력의 방향이 동일하므로 상기 제1 요크(110)를 통해서는 자기력이 발생하기 않게 되며, 상기 제1 전자석(330)은 인접한 상기 제2 영구자석(320)과는 자력의 방향이 반대방향이므로 자기력은 상기 제1 전자석(330), 상기 제1 요크(110)의 제1 하부돌출부(112), 상기 대상체(1), 상기 제2 요크(120)의 제1 하부돌출부, 상기 제2 영구자석(320), 및 상기 상부 요크부(400)를 통해, 즉 화살표로 도시된 바와 같은 방향을 따라 형성된다.

마찬가지로, 상기 제2 전자석(340)은 인접한 상기 제2 영구자석(320)과는 자력의 방향이 동일하므로 상기 제2 요크(120)를 통해서는 자기력이 발생하기 않게 되며, 상기 제2 전자석(340)은 인접한 상기 제2 영구자석(310)과는 자력의 방향이 반대방향이므로 자기력은 상기 제2 전자석(340), 상기 상부 요크부(400), 상기 제1 영구자석(310), 상기 제1 요크(110)의 제2 하부돌출부(113), 상기 대상체(1), 상기 제2 요크(120)의 제2 하부돌출부를 통해 형성된다.

그리하여, 상기 대상체(1)는 자기력에 의해 상기 제1 요크(110) 및 상기 제2 요크(120)와 고정되게 되며, 이러한 고정 상태는 지속된다. 한편, 순간적인 전류만으로도 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340)은 자화 되므로 전류를 계속해서 인가할 필요는 없다. 즉, 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340)은, 예를 들어, AlNiCo 자석으로 순간 전류만으로 자화될 수 있기 때문이다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 제1 요크(110) 및 상기 제2 요크(120)가 비자성체인 상기 비자성부(200)에 의해 서로 자력이 통과하지 않도록 유지되므로, 도 2a 및 도 2b에서의 자력의 방향이 상기 제1 요크(110)에서 상기 제2 요크(120)로 직접 형성되지 않고, 하부에 위치한 상기 대상체(1)를 관통하여 형성되게 된다.

그러므로, 상기 대상체(1)에 대한 고정이 수행될 수 있다.

도 3a는 도 1의 대상체 고정유닛이 대상체로부터 탈착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 'B'방향을 따라 관찰한 측면도이다.

도 3a 및 도 3b를 다시 참조하면, 상기 제1 영구자석(310)은 하부는 (N)극, 상부는 (S)극으로 설정되고, 상기 제2 영구자석(320)은 하부는 (S)극, 상부는 (N)극으로 설정된 상태에서, 상기 제1 전자석(330)이 상기 제2 영구자석(320)의 극성과 동일한 극성으로 자기력이 형성되도록 유도되고, 상기 제2 전자석(340)이 상기 제1 영구자석(310)의 극성과 동일한 극성으로 자기력이 형성되도록 유도되면, 상기 대상체(1)는 상기 하부 요크부(100)로부터 탈착된다.

보다 구체적으로, 상기 제1 전자석(330)으로 상기 도 2a 및 도 2b에서 인가되던 전류의 방향과 반대 방향의 전류가 인가됨에 따라, 상기 제1 전자석(330)의 상부가 (N)극, 하부가 (S)극으로 유도되어, 동일한 제1 요크(110) 상에 위치하는 상기 제1 영구자석(310)과 서로 다른 극성의 자기장이 유도되고, 상기 제2 전자석(340)으로 상기 도 2a 및 도 2b에서 인가되던 전류의 방향과 반대 방향의 전류가 인가됨에 따라, 상기 제2 전자석(340)의 하부가 (N)극, 상부가 (S)극으로 유도되어, 동일한 제2 요크(120) 상에 위치하는 상기 제2 영구자석(320)과 서로 다른 극성의 자기장이 유도되면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 화살표 방향의 자기력이 형성된다.

즉, 상기 제1 전자석(330)은 서로 다른 요크 상에 위치하며 마주하는 상기 제2 영구자석(320)과는 자력의 방향이 동일하므로 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 방향으로는 자기력이 발생하기 않게 되지만, 상기 제1 전자석(330)은 동일한 제1 요크(110) 상에 위치하는 인접한 상기 제1 영구자석(310)과는 자력의 방향이 반대방향이므로 자기력은 상기 제1 전자석(330), 상기 상부 요크부(400), 상기 제1 영구자석(310), 및 상기 제1 요크(110)를 통해, 즉 화살표로 도시된 바와 같은 방향을 따라 형성된다.

즉, 상기 제2 전자석(340)은 서로 다른 요크 상에 위치하며 마주하는 상기 제1 영구자석(310)과는 자력의 방향이 동일하므로 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 방향으로는 자기력이 발생하기 않게 되지만, 상기 제2 전자석(340)은 동일한 제2 요크(120) 상에 위치하는 인접한 상기 제2 영구자석(320)과는 자력의 방향이 반대방향이므로 자기력은 상기 제2 전자석(340), 상기 제2 요크(120), 상기 제2 영구자석(320), 및 상기 상부 요크부(400)의 방향을 따라 형성된다.

그리하여, 상기 대상체(1)로는 자기력이 통과하지 않게 되며, 이에 따라, 상기 대상체(1)는 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)로부터 탈착되고, 이러한 탈착 상태는 지속된다. 한편, 순간적인 전류만으로도 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340)은 자화 되므로 전류를 계속해서 인가할 필요는 없다. 즉, 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340)은, 예를 들어, AlNiCo 자석으로 순간 전류만으로 자화될 수 있기 때문이다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 제1 요크(110) 및 상기 제2 요크(120) 모두 'ㄷ'자 형상을 가지도록, 즉 제1 및 제2 하부 돌출부들 사이에 함입된 하부 공간이 형성됨으로써, 도 3a 및 도 3b와 같이 동일한 요크 상에서 자기력이 형성되는 경우에는 상기 제1 및 제2 하부 돌출부들을 통과하여 자기력이 형성되지 않으며 상기 하부 공간의 상측을 통해서 자기력이 통과하게 된다.

이에 따라, 설사, 상기 자석부(300)와 상기 하부 요크부(100) 사이에서 자기력이 형성되더라도, 이렇게 형성되는 상기 자기력은 상기 대상체(1)로는 제공되지 않게 되며, 결국 상기 대상체(1)는 상기 하부 요크부(100)로부터 탈착되게 된다.

그러므로, 상기 대상체(1)에 대한 효과적인 분리를 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대상체 고정유닛을 도시한 사시도이다.

본 실시예에 의한 대상체 고정유닛(20)은, 하부 요크부의 구조, 및 자석부의 영구자석 및 전자석이 일렬 더 추가된 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 상기 대상체 고정유닛(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서의 상기 대상체 고정유닛(20)에서는, 도 1에서의 상기 대상체 고정유닛(10)에서, 자석부(301)가 1열의 영구자석 및 전자석을 추가로 포함하며, 이에 따라 하부 요크부(105)의 구조가 변경되고, 상기 상부 요크부(400)는 추가된 열을 커버하도록 면적이 증가하게 된다.

한편, 이상과 같이, 1열의 영구자석 및 전자석이 추가되고, 상부 요크부(400)의 면적이 증가됨에 따라, 보다 넓은 면적의 대상체(1)에 대한 탈부착이 가능하게 된다.

결국, 본 실시예는, 보다 넓은 면적의 대상체(1)에 대하여 탈부착을 수행할 수 있도록 하기 위해, 앞서 설명한 바와 동일한 자기력 형성 원리를 가지도록 영구자석 및 전자석이 1열 더 추가되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 본 실시예에서의 영구자석 및 전자석이 1열 더 추가되는 실시예에 대한 설명을 통해, 상기 영구자석 및 전자석은 2열 이상 더 추가되도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 하부 요크부의 구조 변경 및 상부 요크부의 면적 증가도 동일하게 변형될 수 있음은 자명하다.

보다 구체적으로, 상기 자석부(301)는 제1 및 제2 영구자석들(311, 321) 외에 제3 영구자석(331)을 더 포함하고, 제1 및 제2 전자석들(341, 351) 외에 제3 전자석(361)을 더 포함하며, 제1 및 제2 코일들(371, 381) 외에 제3 코일(391)을 더 포함한다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 영구자석들(311, 321), 상기 제1 및 제2 전자석들(341, 351) 및 상기 제1 및 제2 코일들(371, 381)은, 도 1에서 설명한 상기 제1 및 제2 영구자석들(310, 320), 상기 제1 및 제2 전자석들(330, 340), 및 상기 제1 및 제2 코일들(350, 360)과 구조, 배열 및 형상이 각각 동일하다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 하부 요크부(105)는 서로 평행하게 배열되며, 비자성부(200)에 의해 이격되고, 사이에 중앙공간(102)을 형성하는 제1 및 제2 요크들(115, 125)을 포함한다.

이 경우, 상기 제1 요크(115)는 'ㅌ'자 형상으로 형성되어, 하부로 돌출되는 하부 돌출부들이 3개, 즉 제1 내지 제3 하부 돌출부들(117, 118, 119)을 포함하며, 이에 따라 상기 하부 돌출부들 사이에 형성되는 하부 공간(116)도, 상기 제1 및 제2 하부 돌출부들(117, 118)과의 사이, 및 상기 제2 및 제3 하부 돌출부들(118, 119)과의 사이에 2개가 형성된다.

상기 제2 요크(125) 역시,'ㅌ'자 형상으로 형성되며, 구체적인 형상은 상기 제1 요크(115)와 동일하다.

그리하여, 상기 제1 요크(115)의 제2 하부 돌출부(118) 상에는 제1 영구자석(311)이 위치하며, 상기 제1 요크(115)의 제1 하부 돌출부(117) 상에는 제1 전자석(341)이 위치하며, 상기 제2 요크(125)의 제1 하부 돌출부 상에는 제2 영구자석(321)이 위치하고, 상기 제2 요크(125)의 제2 하부 돌출부 상에는 제2 전자석(351)이 위치하게 된다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 자석부(301)가 제3 영구자석(331) 및 제3 전자석(361)을 더 포함하며, 상기 제3 영구자석(331)은 상기 제2 요크(125)의 제3 하부 돌출부 상에 위치하고, 상기 제3 전자석(361)은 상기 제1 요크(115)의 제3 하부 돌출부(119) 상에 위치하게 된다.

이 경우, 상기 제3 코일(391)은 상기 제3 전자석(361)의 외면을 따라 권선된다.

그리하여, 전체적으로, 상기 제1 요크(115) 상에는 제1 전자석(341), 제1 영구자석(311) 및 제3 전자석(361)이 차례로 배열되며, 상기 제2 요크(125) 상에는 제2 영구자석(321), 제2 전자석(351) 및 제3 영구자석(331)이 차례로 배열된다.

이상과 같이 배열된 본 실시예에서의 대상체 고정유닛에서는, 상기 대상체(1)에 대한 고정을 수행하기 위한 자기력의 유도방향 및 상기 대상체(1)에 대한 탈착을 수행하기 위한 자기력의 유도방향은, 도 2a 내지 도 3b를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전자석(341)으로 전류가 인가됨에 따라, 상기 제1 전자석(341)의 하부가 (N)극, 상부가 (S)극으로 유도되면, 동일한 제1 요크(115) 상에 인접하는 상기 제1 영구자석(311)과 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 제2 요크(125) 상에 인접하는 상기 제2 영구자석(321)과는 서로 다른 극성의 자기장이 유도된다. 이에 따라, 자기력은 상기 제1 전자석(341), 상기 제1 요크(115)의 제1 하부돌출부(117), 상기 대상체(1), 상기 제2 요크(125)의 제1 하부돌출부, 상기 제2 영구자석(321), 및 상기 상부 요크부(400)를 통해, 즉 화살표로 도시된 바와 같은 방향을 따라 형성된다.

마찬가지로, 화살표로 도시하지는 않았으나, 상기 제2 전자석(351)으로 전류가 인가됨에 따라, 상기 제2 전자석(351)의 상부가 (N)극, 하부가 (S)극으로 유도되면, 동일한 제2 요크(125) 상에 인접하는 상기 제2 영구자석(321)은 물론 상기 제3 영구자석(331)과도 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 제1 요크(115) 상에 인접하는 상기 제1 영구자석(311)과는 서로 다른 극성의 자기장이 유도된다. 이에 따라, 자기력은 상기 제2 전자석(351), 상기 상부 요크부(400), 상기 제1 영구자석(311), 상기 제1 요크(115)의 제2 하부돌출부(118), 상기 대상체(1), 및 상기 제2 요크(125)의 제2 하부돌출부의 방향을 따라 형성된다.

나아가, 마찬가지로, 화살표로 도시하지는 않았으나, 상기 제3 전자석(361)으로 전류가 인가됨에 따라, 상기 제3 전자석(361)의 하부가 (N)극, 상부가 (S)극으로 유도되면, 동일한 제1 요크(115) 상에 인접하는 상기 제1 영구자석(311)과 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 제2 요크(125) 상에 인접하는 상기 제3 영구자석(331)과는 서로 다른 극성의 자기장이 유도된다. 이에 따라, 자기력은 상기 제3 전자석(361), 상기 제1 요크(115)의 제3 하부돌출부(119), 상기 대상체(1), 상기 제2 요크(125)의 제3 하부돌출부, 상기 제3 영구자석(331), 및 상기 상부 요크부(400)의 방향을 따라 형성된다.

그리하여, 상기와 같은 자기력이 상기 대상체(1)와 상기 자석부(301) 사이에 형성됨에 따라 상기 대상체(1)는 고정된다.

이와 달리, 상기 제1 내지 제3 전자석들(341, 351, 361)에 권선된 코일에 인가되는 전류의 방향이 모두 바뀌게 되면, 상기 대상체(1)로의 자기력은 소멸하여 상기 대상체(1)는 상기 하부 요크부(105)로부터 탈착된다.

즉, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 전자석(341)으로 반대 방향의 전류가 인가됨에 따라, 상기 제1 전자석(341)의 상부가 (N)극, 하부가 (S)극으로 유도되면, 제2 요크(125) 상에 인접하는 상기 제2 영구자석(321)과 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 동일한 제1 요크(115) 상에 인접하는 상기 제1 영구자석(311)과는 서로 다른 극성의 자기장이 유도된다. 이에 따라, 자기력은 상기 제1 전자석(341), 상기 상부 요크부(400), 상기 제1 영구자석(311), 및 상기 제1 요크(115)의 방향을 따라 형성된다.

마찬가지로, 도시하지는 않았으나, 상기 제2 전자석(351)으로 반대 방향의 전류가 인가됨에 따라, 상기 제2 전자석(351)의 하부가 (N)극, 상부가 (S)극으로 유도되면, 제1 요크(115) 상에 인접하는 상기 제1 영구자석(311)과 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 동일한 제2 요크(125) 상에 인접하는 상기 제2 영구자석(321) 및 상기 제3 영구자석(331)과는 서로 다른 극성의 자기장이 유도된다. 이에 따라, 자기력은 상기 제2 전자석(351), 상기 제2 요크(125), 상기 제2 영구자석(321) 또는 상기 제3 영구자석(331),상기 상부 요크부(400)의 방향을 따라 형성된다.

나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 제3 전자석(361)으로 반대 방향의 전류가 인가됨에 따라, 상기 제3 전자석(361)의 상부가 (N)극, 하부가 (S)극으로 유도되면, 제2 요크(125) 상에 인접하는 상기 제3 영구자석(331)과 동일한 극성의 자기장이 유도되고, 동일한 제1 요크(115) 상에 인접하는 상기 제1 영구자석(311)과는 서로 다른 극성의 자기장이 유도된다. 이에 따라, 자기력은 상기 제3 전자석(361), 상기 상부 요크부(400), 상기 제1 영구자석(311), 및 상기 제1 요크(115)의 방향을 따라 형성된다.

그리하여, 상기 자석부(301)와 상기 하부 요크부(105), 및 상기 상부 요크부(400) 사이에서만 자기력이 형성될 뿐, 상기 대상체(1)와의 사이에서는 자기력이 형성되지 않는다. 이에 따라, 상기 대상체(1)는 분리된다.

이상과 같이, 상기 자석부(301)는 교번적으로 배열되도록 1열의 영구자석 및 전자석을 더 포함하여도 동일한 자기력 형성 원리를 통해 보다 큰 크기의 대상체에 대한 탈부착을 용이하게 수행할 수 있으며, 나아가, 복수의 열의 영구자석 및 전자석을 교번적으로 배열되도록 추가함으로써, 더 큰 크기의 대상체에 대한 탈부착을 수행할 수 있어, 다양한 크기의 대상체에 부합하는 대상체 고정유닛을 구성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 대상체 고정유닛에서, 영구자석 또는 전자석의 형상을 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서의 대상체 고정유닛에서는, 상기 영구자석(310) 또는 전자석(330)의 형상은 원통형 형상을 가질 수 있다.

즉, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 대상체 고정유닛에서는, 영구자석은 물론 전자석의 형상이 모두 사각 블록인 것을 도시하여 예시로 설명하였으나, 본 실시예에서와 같이, 상기 영구자석은 물론 전자석 모두 원통형 블록일 수 있다.

나아가, 원통형 블록 외에, 다양한 형태의 다각 블록 형상으로 형성될 수도 있다.

한편, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 실시예들에서는, 코일은 상기 전자석의 외면에만 권선되는 것으로, 코일이 권선된 전자석과 영구자석인 서로 교번적으로 배열되어 자기력의 방향을 전환하며 대상체에 대한 고정 및 탈착을 수행하는 것을 설명하였다.

그러나, 상기 코일은 전자석과 영구자석이 일체로 형성된 자석부의 외면에 전체적으로 권선될 수 있으며, 이하에서는 이에 대한 실시예들을 설명한다.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예들에서, 자석부만을 도시한 평면도들이다.

본 실시예에서의 대상체 고정유닛에서는, 자석부를 제외하고는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 대상체 고정유닛과 실질적으로 동일하며, 이에 따라 동일한 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

즉, 도 6a를 참조하면, 자석부(302)는 서로 대각선으로 배치되는 제1 및 제2 영구자석들(610, 620), 및 서로 대각선으로 배치되는 제1 및 제2 전자석들(630, 640), 및 상기 영구자석들 및 전자석들의 외면에 권선되는 코일(650)을 포함한다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 영구자석들(610, 620)과, 상기 제1 및 제2 전자석들(630, 640)은 서로 마주하는 면이 접촉되는 것으로, 이에 따라 상기 제1 영구자석(610)의 두 측면은 각각 제1 및 제2 전자석들(630, 640)의 일 측면과 접촉하고, 상기 제2 영구자석(620)의 두 측면은 각각 제1 및 제2 전자석들(630, 640)의 다른 측면과 접촉하여, 전체적으로 일체로 형성된다.

그리고, 상기 일체로 형성된 영구자석 및 전자석의 외면에 코일(650)이 권선된다.

이와 같이, 상기 코일(650)이, 전자석 외에 영구자석의 외면에 권선되더라도, 상기 코일(650)에 인가되는 전류의 방향에 따라 자력의 방향이 바뀌는 것은 전자석에 불과하므로, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 대상체 고정유닛과 동일하게 전류의 방향에 따라 발생하는 자기력의 방향은 동일하게 유지될 수 있다.

다만, 상기 영구자석과 상기 전자석이 인접한 측면들이 서로 접촉하여 위치되므로, 상기 하부 요크부(100)에서, 함입된 하부 공간은 보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120) 사이에 형성되는 비자성체의 폭 역시 상대적으로 좁게 형성되는 것이 필요할 수 있다.

이 경우, 서로 인접하도록 배치되는 영구자석과 전자석에 형성되는 자력의 방향에 따라, 하부에 위치하는 대상체로 제공되는 자기력이 결정되고, 이에 따라 상기 대상체가 탈부착되는 원리는 도 2a 내지 도 3b를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 이를 생략한다.

한편, 도 6b를 참조하면, 본 실시예에서의 자석부(303)는 제1 및 제2 영구자석들(611, 621) 각각, 및 제1 및 제2 전자석들(631, 641) 각각의 단면 형상이 원형인 것(즉, 전체적인 형상이 원통형 인 것)을 제외하고는 도 6b를 참조하여 설명한 상기 자석부(302)와 실질적으로 동일하다.

이에, 본 실시예에서도, 상기 영구자석들(611, 621) 및 상기 전자석들(631, 641) 각각은 서로 인접하는 측면들이 서로 접촉하게 되며, 상기 영구자석들 및 상기 전자석들의 외면에는 코일(651)이 권선되고, 코일(651)에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 제1 및 제2 전자석들(631, 641)에 각각 형성되는 자력의 방향이 변화하게 된다.

한편, 본 실시예에서의, 상기 대상체에 대한 탈부착을 위한 원리는 도 6a에서와 동일하다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 대상체 고정어셈블리를 도시한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 대상체 고정어셈블리(30)는 도 1 내지 도 6b를 참조하여 설명한 대상체 고정유닛이 적어도 2개 이상 연속적으로 연결되어 구성되는 것이다.

이에 따라, 상기 대상체 고정어셈블리(30)는 적어도 2개 이상의 대상체 고정유닛, 및 힌지부(15)를 포함한다.

상기 대상체 고정유닛은 도면에서는 도 1에 도시된 대상체 고정유닛(1)을 예시하였으나, 도 4 내지 도 6b를 참조하여 설명한 대상체 고정유닛일 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 도 1의 대상체 고정유닛(10)을 참조하여 설명한다.

상기 대상체 고정유닛(10)은, 앞서 설명한 바와 같이, 하부 요크부(100)를 포함하며, 상기 하부 요크부(100)의 제1 및 제2 요크들(110, 120)은 서로 소정 거리 이격되며 평행하게 연장된다.

상기 힌지부(15)는, 서로 인접하도록 배치되는 상기 대상체 고정유닛들(10)의 하부 요크부들(100)을 서로 연결한다.

이 경우, 상기 힌지부(15)는 상기 제1 및 제2 요크들(110, 120)에 동시에 연결되도록 일체로 형성될 수도 있으며, 서로 분리되어 각각 제1 및 제2 요크들(110, 120)에 연결될 수도 있다.

이와 같이 상기 힌지부(15)가 서로 인접한 대상체 고정유닛들(10)의 하부 요크부들(100)에 연결됨에 따라, 서로 인접한 대상체 고정유닛들(10)은 상기 힌지부(15)를 중심으로 서로 회전될 수 있다.

즉, 서로 인접한 대상체 고정유닛들(10)이 상기 힌지부(15)를 통해 서로 연결되는 것은 물론, 상기 힌지부(15)를 중심으로 상대적으로 회전이 가능하게 됨에 따라, 단순히 넓은 면적의 대상체에 대한 탈부착이 가능한 것은 물론, 대상체의 표면, 즉 상기 대상체 고정유닛에 접촉하는 면이 평면이 아닌 곡면이나 경사면 등으로 연장되는 경우에도 상기 대상체 고정유닛들(10)이 상기 힌지부(15)를 중심으로 소정 각도 회전되어 위치함으로써 상기 대상체에 대한 보다 효과적인 탈부착을 수행할 수 있게 된다.

나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 대상체 고정어셈블리(30)에서는, 상기 대상체 고정유닛(10)이 세 개 이상이 일렬로, 복수의 힌지부들에 의해 연속 연결될 수 있다.

또한, 복수의 대상체 고정유닛들(10)이 하나의 대상체 고정유닛(10)의 두 개 이상의 측면들 각각에 복수의 힌지부들에 의해 연결될 수도 있다.

더 나아가, 이러한 연결관계들이 반복됨으로써, 보다 넓은 면적 또는 보다 다양한 표면 형상을 가지는 대상체에 대한 탈부착을 수행할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 자석부의 배열 구조 및 전류의 방향에 따라 요크부와의 사이에서 발생하는 자력의 방향을 통해 대상체를 고정하거나 탈착할 수 있어, 공작물과 같은 대상체에 대한 매우 용이한 탈부착을 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 자석부는 자력의 방향이 고정된 영구자석과, 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 자력의 방향이 변화하는 소위, 알니코 자석이 서로 교번적으로 배열되도록 구성됨에 따라, 상기와 같은 자력의 방향을 제어할 수 있게 된다. AlNiCo 자석은 순간적인 전류인가로 자화되기 때문에 지속적으로 전류를 인가 할 필요는 없으므로 전류의 방향을 바꾸어 인가하면 AlNiCo 자석 또한 자기방향이 바뀌어서 자화될 수 있다.

특히, 하부 요크부가 대상체와 직접 접촉하는 하부 돌출부들 사이에 하부 공간을 형성하는, 'ㄷ'자형 형상을 가지도록 설계됨에 따라, 상부에 위치하는 영구자석 및 전자석과의 사이에서 자력의 방향을 효과적으로 제어할 수 있어, 전류의 ON/OFF가 아닌 방향 제어를 통한 탈부착을 용이하게 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 대상체는 상기 하부 돌출부들의 저면과 접촉할 수 있는 형태, 즉 평면을 포함하는 대상체라면, 대상체의 형상과 무관하게 상기 대상체 고정유닛을 통해 탈부착을 수행할 수 있으므로, 대상체의 형상에 따라 설계가 변경되지 않아도 되어 범용적 사용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구자석과 전자석의 다양한 배열, 및 상기 영구자석 또는 전자석의 외부에 권선되는 코일의 조합을 통해, 다양한 형태의 자력의 방향 조절을 통한 탈부착 고정유닛을 구현할 수 있어, 확장성이나 설계의 유연성을 확보할 수 있다.

특히, 영구자석과 전자석이 교번적 배열을 유지하면서 배열 개수를 증가시킴으로써, 상대적으로 큰 크기의 대상체를 효과적으로 고정할 수 있으며, 나아가, 하부 요크부에 힌지부를 결합함으로써, 복수의 대상체 고정유닛들이 서로 연결되는 대상체 고정 어셈블리를 구현하여 크기와 무관하게 대상체에 대한 효과적인 고정이 가능하다.

또한, 힌지부를 중심으로 연결되는 대상체 고정유닛들은 상대적으로 회전이 가능하므로, 대상체가 평면 외에, 곡면이나 경사면을 포함하는 경우에도, 효과적인 고정이 가능하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10, 20 : 대상체 고정유닛
30 : 대상체 고정어셈블리 15 : 힌지부
100, 105 : 하부 요크부 110, 115 : 제1 요크
112, 113, 117, 118, 119 : 하부 돌출부
111, 116 : 하부 공간 120, 125 : 제2 요크
200 : 비자성부 400 : 상부 요크부
300, 301, 302, 303 : 자석부
310, 320, 311, 321, 331, 610, 620, 611, 621 : 영구자석
330, 340, 341, 351, 361, 630, 640, 631, 641 : 전자석
350, 360, 371, 381, 391, 650, 651 : 코일

Claims (16)

1. 하면이 대상체와 접촉하는 하부 요크부;
   상기 하부 요크부의 상면에 위치하며, 적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석과 교번적으로 배열되는 적어도 하나의 전자석, 및 상기 전자석의 외부에 권선되는 코일을 포함하는 자석부; 및
   상기 자석부의 상면에 위치하는 상부 요크부를 포함하고,
   상기 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자석에 발생하는 자력의 방향이 변화하여 상기 영구자석과 함께 상기 대상체를 고정하거나 탈착하고,
   상기 하부 요크부는 상기 대상체와 접촉하는 하부 돌출부들을 포함하며, 상기 하부 돌출부들 사이에는 상기 대상체와의 사이에 하부 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 요크부 및 상기 상부 요크부는, 자성체인 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 전자석은 상기 하부 돌출부들 중 제1 하부 돌출부와 일렬로 배열되며,
   상기 영구자석은 상기 하부 돌출부들 중 상기 제1 하부 돌출부와 인접하는 제2 하부 돌출부와 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
5. 제4항에 있어서, 상기 상부 요크부는,
   일정한 두께의 플레이트 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
6. 제1항에 있어서, 상기 하부 요크부는,
   한 쌍이 서로 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
7. 제6항에 있어서, 상기 영구자석 및 상기 전자석은,
   상기 한 쌍의 하부 요크부들 상에서 서로 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
8. 제7항에 있어서, 상기 대상체를 고정하는 경우,
   상기 한 쌍의 하부 요크부들 상에서 서로 마주하는 영구자석 및 전자석에는 서로 다른 방향의 자기력이 형성되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
9. 제7항에 있어서, 상기 대상체를 고정하는 경우,
   상기 한 쌍의 하부 요크부들 상에서 서로 마주하는 영구자석 및 전자석에는 서로 동일한 방향의 자기력이 형성되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
10. 제6항에 있어서,
    상기 한 쌍의 하부 요크부들 사이에 개재되며 상기 요크부들의 연장 방향을 따라 연장되는 비자성부를 더 포함하는 대상체 고정유닛.
11. 제10항에 있어서,
    상기 비자성부는 상기 대상체와의 사이에서 중앙 공간을 형성하며 상기 대상체와 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
12. 제1항에 있어서, 상기 전자석은,
    AlNiCo(알니코)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
13. 하면이 대상체와 접촉하는 하부 요크부;
    상기 하부 요크부의 상면에 위치하며, 원통 형상을 가지는 영구자석, 중공형 원통 형상을 가져 상기 영구자석의 외면을 커버하는 전자석, 및 상기 전자석의 외부에 권선되는 코일을 포함하는 자석부; 및
    상기 자석부의 상면에 위치하는 상부 요크부를 포함하고,
    상기 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자석에 발생하는 자력의 방향이 변화하여 상기 영구자석과 함께 상기 대상체를 고정하거나 탈착하고,
    상기 하부 요크부는 상기 대상체와 접촉하는 하부 돌출부들을 포함하며, 상기 하부 돌출부들 사이에는 상기 대상체와의 사이에 하부 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
14. 제1항에 있어서,
    상기 영구자석과 상기 전자석은 서로 접촉하며 교번적으로 배열되고,
    상기 코일은 외부로 노출되는 상기 영구자석과 상기 전자석의 외면을 따라 권선되는 것을 특징으로 하는 대상체 고정유닛.
15. 복수의 대상체 고정유닛들; 및
    상기 복수의 대상체 고정유닛들이 상대적으로 회전가능하도록 연결하는 힌지부를 포함하며,
    상기 대상체 고정유닛들 각각은,
    하면이 대상체와 접촉하는 하부 요크부;
    상기 하부 요크부의 상면에 위치하며, 적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석과 교번적으로 배열되는 적어도 하나의 전자석, 및 상기 전자석의 외면을 따라 권선되는 코일을 포함하는 자석부; 및
    상기 자석부의 상면에 위치하는 상부 요크부를 포함하고,
    상기 코일에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자석에 발생하는 자력의 방향이 변화하여 상기 영구자석과 함께 상기 대상체를 고정하거나 탈착하는 것을 특징으로 하는 대상체 고정어셈블리.
16. 제15항에 있어서, 상기 힌지부는,
    상기 대상체 고정유닛의 하부 요크부와, 인접한 다른 대상체 고정유닛의 하부 요크부 사이를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 대상체 고정어셈블리.

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