KR102209820B1 - Magnetic force control device and magnetic substance holding device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기력을 제어하여 자성체를 홀딩하도록 구성된 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic force control device configured to hold a magnetic material by controlling the magnetic force, and a magnetic material holding device using the same.
영구자석 워크-홀딩 장치(permanent magnet work-holding device)와 같은 자성체 홀딩 장치는 철과 같은 자성 물질(magnetic material)로 구성된 부착 대상을 자기력을 이용하여 부착시키는데 사용되는 장치로서, 오늘날 사출기의 금형 클램핑, 프레스기의 금형 클램핑, 공작 기계의 척(chuck) 등에 널리 사용되고 있다. A magnetic material holding device such as a permanent magnet work-holding device is a device used to attach an attachment object composed of a magnetic material such as iron using magnetic force, and clamping the mold of today's injection molding machines. , It is widely used for clamping the mold of a press machine, and a chuck of a machine tool.
이러한 자성체 홀딩 장치는, 홀딩 시에는 영구자석의 강한 자기력을 이용하여 자성체인 부착 대상을 작용면에 부착시키고, 홀딩을 해제할 시에는 작용면으로 영구자석의 자기 흐름이 형성되지 않도록 하여 부착 대상을 작용면으로부터 떨어뜨린다.Such a magnetic material holding device attaches the magnetic body to the working surface by using the strong magnetic force of the permanent magnet when holding, and prevents the magnetic flow of the permanent magnet from forming on the working surface when the holding is released. Away from the working surface.
종래에, 영구자석의 회전에 의해 장치 내부의 자기 흐름이 변경됨으로써, 홀딩 및 홀딩 해제를 수행하는 자기력 제어 장치가 개시되어 있다 (특허문헌 1 참조). Conventionally, a magnetic force control device for holding and releasing the holding by changing the magnetic flow inside the device by rotation of a permanent magnet has been disclosed (see Patent Document 1).
특허문헌 1에 개시된 자기력 제어 장치에서, 회전 영구자석은 코일에 흐르는 전류에 의해 회전하게 되는데, 폴피스들 사이의 간격이 클 경우, 회전 영구자석을 회전시키기 위해 코일에 공급되어야 하는 전력이 커지는 문제가 있다.In the magnetic force control device disclosed in
또한, 폴피스들 사이의 간격이 작을 경우, 부착 대상이 홀딩된 상태에서, 의도치 않은 외력에 의해 회전 영구자석이 회전하여 홀딩이 해제되는 현상이 발생할 우려가 있다.In addition, when the distance between the pole pieces is small, there is a possibility that the holding is released due to the rotation of the rotating permanent magnet due to an unintended external force while the attachment object is held.
(특허문헌 1)(Patent Document 1)
한국공개특허 제10-2019-0031133 (발명의 명칭: 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치)Korean Patent Publication No. 10-2019-0031133 (Name of invention: magnetic force control device and magnetic material holding device using the same)
본 발명의 목적은 적은 전력으로도 안정적으로 자성체를 홀딩하거나 홀딩을 해제할 수 있도록 개선된 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치를 제공한다.An object of the present invention is to provide an improved magnetic force control device capable of stably holding or releasing a magnetic material even with a small amount of power, and a magnetic material holding device using the same.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The subject of the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치는, 적어도 하나의 고정자석과, 적어도 하나의 제1 코일을 가지는 제1 폴피스 어셈블리;와, 상기 제1 폴피스 어셈블리와 이격 배치되고, 적어도 하나의 제2 코일을 가지는 제2 폴피스 어셈블리; 와, 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 흐르는 전류 제어에 의해 회전하여, 상기 제1 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 폴피스 어셈블리와 각각 서로 다른 적어도 하나 이상의 자기 흐름을 형성하거나, 상기 제1 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 폴피스 어셈블리와 함께 하나의 자기 폐루프를 형성하도록 구성되는 회전자석; 을 포함한다.A magnetic force control device according to an embodiment of the present invention for solving the above problem includes: a first pole piece assembly having at least one fixed magnet and at least one first coil; And, spaced apart from the first pole piece assembly A second pole piece assembly disposed and having at least one second coil; And, by rotating by controlling the current flowing through the first coil or the second coil to form at least one magnetic flow different from each of the first pole piece assembly and the second pole piece assembly, or the first pole A rotating magnet configured to form one magnetic closed loop together with the piece assembly and the second pole piece assembly; Includes.
상기 회전자석은 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 사이에 배치될 수 있다.The rotating magnet may be disposed between the first pole piece assembly and the second pole piece assembly.
상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리는 상기 회전자석을 수용하는 수용부를 형성하도록 배치될 수 있다.The first pole piece assembly and the second pole piece assembly may be arranged to form an accommodating portion accommodating the rotating magnet.
상기 회전자석은, 그 원주 방향으로 교대로 배치되는 복수의 N극과 S극을 포함할 수 있다.The rotating magnet may include a plurality of N poles and S poles alternately arranged in the circumferential direction.
상기 회전자석은, 복수의 영구자석과, 상기 복수의 영구자석 사이에 배치되는 반자성(反磁性)체를 포함할 수 있다.The rotating magnet may include a plurality of permanent magnets and a diamagnetic body disposed between the plurality of permanent magnets.
상기 회전자석의 회전 중심은 상기 반자성체에 배치될 수 있다.The rotation center of the rotating magnet may be disposed on the diamagnetic material.
상기 회전자석은, 복수의 영구자석과, 상기 복수의 영구자석을 감싸는 반자성체를 포함할 수 있다.The rotating magnet may include a plurality of permanent magnets and a diamagnetic material surrounding the plurality of permanent magnets.
상기 회전자석은, 적어도 하나의 영구자석과, 상기 적어도 하나의 영구자석의 주위에 배치되는 적어도 하나의 자성체와, 상기 적어도 하나의 자성체의 주위에 배치되는 반자성체를 포함할 수 있다.The rotating magnet may include at least one permanent magnet, at least one magnetic material disposed around the at least one permanent magnet, and a diamagnetic material disposed around the at least one magnetic material.
상기 회전자석은, 제1 영구자석과, 상기 제1 영구자석과 이격되는 제2 영구자석과, 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석 사이에 배치되는 반자성체를 포함할 수 있다.The rotating magnet may include a first permanent magnet, a second permanent magnet spaced apart from the first permanent magnet, and a diamagnetic material disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
상기 회전자석은, 회전 가능하게 배치되는 반자성체와, 상기 반자성체에 결합되는 적어도 하나의 영구자석을 포함할 수 있다.The rotating magnet may include a diamagnetic material disposed rotatably and at least one permanent magnet coupled to the diamagnetic material.
상기 회전자석은, 상기 반자성체 및 상기 적어도 하나의 영구자석과 결합되는 적어도 하나의 자성체를 더 포함할 수 있다.The rotating magnet may further include the diamagnetic material and at least one magnetic material coupled to the at least one permanent magnet.
상기 제1 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제1 작용면을 포함하고, 상기 제2 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제2 작용면을 포함하며, 상기 회전자석의 회전에 의해 상기 제1 작용면과 제2 작용면 중 어느 하나에 자기 흐름이 형성되도록 구성될 수 있다.The first pole piece assembly includes at least one first working surface, the second pole piece assembly includes at least one second working surface, and the first working surface and the first working surface are formed by rotation of the rotating magnet. It can be configured to form a magnetic flow on either of the two working surfaces.
상기 제1 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제1 작용면을 포함하고, 상기 제2 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제2 작용면을 포함하며, 상기 회전자석의 회전에 의해 상기 제1 작용면과 제2 작용면에 동시에 자기 흐름이 형성되도록 구성될 수 있다.The first pole piece assembly includes at least one first working surface, the second pole piece assembly includes at least one second working surface, and the first working surface and the first working surface are formed by rotation of the rotating magnet. It can be configured to form magnetic flow at the same time on the two working surfaces.
상기 회전자석의 일 부분은 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 중 어느 하나와 함께 적어도 하나의 자기 폐루프를 형성하고, 상기 회전자석의 다른 부분은 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 중 다른 하나와 함께 발산되는 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.One part of the rotating magnet forms at least one magnetic closed loop together with one of the first pole piece assembly and the second pole piece assembly, and the other part of the rotating magnet forms the first pole piece assembly and the It may be configured to form a magnetic flow that diverges with the other of the second pole piece assemblies.
상기 회전자석은 상기 제1 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 폴피스 어셈블리와 각각 발산되는 서로 다른 자기 흐름들을 형성하도록 구성될 수 있다.The rotating magnet may be configured to form different magnetic flows that are radiated from the first pole piece assembly and the second pole piece assembly, respectively.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치는, 고정자석;과, 상기 고정자석의 N극과 접하는 제1 폴피스;와, 상기 고정자석의 S극과 접하는 제2 폴피스;와, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스와 이격 배치되는 제3 폴피스;와, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 적어도 하나에 감기는 코일; 과, 상기 코일에 흐르는 전류 제어에 의해, 제1 위치와 상기 제1 위치와 다른 제2 위치 사이에서 회전 가능하게 배치되는 회전자석; 을 포함하고, 상기 회전자석이 상기 제1 위치에 배치된 상태에서, 상기 고정자석, 상기 회전자석, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스는, 하나의 자기 흐름을 형성하고, 상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 고정자석, 상기 회전자석, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스는, 서로 다른 적어도 둘 이상의 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.In addition, the magnetic force control device according to an embodiment of the present invention includes a fixed magnet; and, a first pole piece in contact with the N pole of the fixed magnet; and a second pole piece in contact with the S pole of the fixed magnet; And, A third pole piece spaced apart from the first pole piece and the second pole piece; and a coil wound around at least one of the first pole piece and the second pole piece; And, a rotating magnet rotatably disposed between a first position and a second position other than the first position by controlling a current flowing through the coil; Including, in the state in which the rotating magnet is disposed in the first position, the fixed magnet, the rotating magnet, the first pole piece, the second pole piece and the third pole piece, one magnetic flow And, in a state in which the rotating magnet is disposed in the second position, the fixed magnet, the rotating magnet, the first pole piece, the second pole piece, and the third pole piece are at least two different magnets. It can be configured to form a flow.
상기 회전자석은, 제1 영구자석과, 상기 제1 영구자석과 이격되는 제2 영구자석과, 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석 사이에 배치되는 반자성체를 포함할 수 있다.The rotating magnet may include a first permanent magnet, a second permanent magnet spaced apart from the first permanent magnet, and a diamagnetic material disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
상기 회전자석이 상기 제1 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석은 제1 자기 폐루프를 형성하고, 상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 영구자석은 상기 제3 폴피스와 함께 상기 제1 자기 폐루프와 다른 제2 자기 폐루프를 형성하고, 상기 제2 영구자석은 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스와 함께 제1 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.In a state in which the rotating magnet is disposed in the first position, the first permanent magnet and the second permanent magnet form a first magnetic closed loop, and in a state in which the rotating magnet is disposed in the second position, the The first permanent magnet forms a second magnetic closed loop different from the first magnetic closed loop together with the third pole piece, and the second permanent magnet is formed with the first pole piece and the second pole piece. It can be configured to form a magnetic flow.
상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 고정자석은 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스와 함께 상기 제1 자기 흐름과 다른 제2 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.When the rotating magnet is disposed in the second position, the fixed magnet may be configured to form a second magnetic flow different from the first magnetic flow together with the first pole piece and the second pole piece.
상기 제1 폴피스는 그 일단에 마련되는 제1 작용면을 포함하고, 상기 제1 작용면은, 상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 자기흐름과 상기 제2 자기 흐름을 형성하도록 구성되고, 상기 제2 폴피스는 그 일단에 마련되는 제2 작용면을 포함하고, 상기 제2 작용면은, 상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 자기흐름과 상기 제2 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.The first pole piece includes a first working surface provided at one end thereof, and the first working surface includes the first magnetic flow and the second magnetic flow when the rotating magnet is disposed in the second position. It is configured to form a flow, and the second pole piece includes a second working surface provided at one end thereof, and the second working surface includes the first rotating magnet in a state in which the rotating magnet is disposed in the second position. It may be configured to form a magnetic flow and the second magnetic flow.
상기 제1 작용면과 상기 제2 작용면은 서로 나란하게 배치될 수 있다.The first working surface and the second working surface may be disposed parallel to each other.
상기 제3 폴피스는, 서로 이격 배치되는 제1 서브 폴피스 및 제2 서브 폴피스와, 상기 제1 서브 폴피스 및 상기 제2 서브 폴피스와 연결되는 연결 폴피스를 포함할 수 있다.The third pole piece may include a first sub-pole piece and a second sub-pole piece spaced apart from each other, and a connection pole piece connected to the first sub-pole piece and the second sub-pole piece.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치는, 복수의 폴피스 어셈블리;와, 상기 복수의 폴피스 어셈블리 중 적어도 하나에 권선되는 코일;과, 상기 복수의 폴피스 어셈블리 사이에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류 제어에 의해 회전 가능한 회전자석; 을 포함하고, 상기 회전자석의 회전에 의해, 상기 복수의 폴피스 어셈블리 중 어느 하나는 자기 폐루프를 형성하고, 다른 하나는 그 외측으로 발산되는 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.In addition, the magnetic force control device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of pole piece assemblies; and a coil wound around at least one of the plurality of pole piece assemblies; and, disposed between the plurality of pole piece assemblies, A rotating magnet rotatable by controlling a current flowing through the coil; Including, by the rotation of the rotating magnet, one of the plurality of pole piece assemblies may be configured to form a magnetic closed loop, the other may be configured to form a magnetic flow radiating outward.
상기 회전자석은, 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 회전자석은, 상기 회전축을 지나는 중심선을 기준으로, 상기 중심선의 일측에 배치되는 반자성체와, 상기 중심선의 타측에 배치되는 영구자석을 포함할 수 있다.The rotating magnet may be rotatable about a rotation axis, and the rotating magnet may include a diamagnetic material disposed on one side of the center line and a permanent magnet disposed on the other side of the center line based on a center line passing through the rotation axis. have.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치는, 제 1영구자석;과, 상기 제1 영구자석의 N극과 접하는 제1 폴피스;와, 상기 제1 영구자석의 S극과 접하는 제2 폴피스;와, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스에 의해 형성된 회전 경로 상에서 회전 가능하게 배치되는 제2 영구자석; 과, 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 적어도 하나에 감기는 코일; 을 포함하고, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 주위에 배치되고, 상기 제2 영구자석의 회전을 자기적으로 안내하도록 구성되는 적어도 하나의 브리지(bridge); 를 포함할 수 있다.In addition, the magnetic force control device according to an embodiment of the present invention includes: a first permanent magnet; and a first pole piece in contact with the N pole of the first permanent magnet; and, a first permanent magnet in contact with the S pole of the first permanent magnet. 2 pole pieces; And, a second permanent magnet rotatably disposed on the rotation path formed by the first pole piece and the second pole piece; And, a coil wound around at least one of the first pole piece and the second pole piece; And at least one bridge disposed around the first pole piece and the second pole piece and configured to magnetically guide the rotation of the second permanent magnet; It may include.
상기 적어도 하나의 브리지는 상기 회전 경로의 적어도 일 부분을 형성하도록 구성될 수 있다.The at least one bridge may be configured to form at least a portion of the rotation path.
상기 적어도 하나의 브리지는 상기 회전자석을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되는 둘 이상의 브리지를 포함할 수 있다.The at least one bridge may include two or more bridges disposed to face each other with the rotating magnet therebetween.
상기 적어도 하나의 브리지는 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석 사이에 배치될 수 있다.The at least one bridge may be disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치는 상술한 자기력 제어 장치의 구성을 포함한다.A magnetic material holding device according to an embodiment of the present invention includes the configuration of the magnetic force control device described above.
본 발명에 따르면, 적은 전력으로 회전자석을 회전시켜 자성체를 홀딩할 수 있으므로, 자기력 제어 장치의 가동 효율성이 향상된다.According to the present invention, since the magnetic body can be held by rotating the rotating magnet with little power, the operation efficiency of the magnetic force control device is improved.
또한, 자성체가 홀딩된 상태에서, 외력이 가해지더라도 회전자석이 다른 위치로 쉽게 회전되지 않으므로, 자기력 제어 장치의 홀딩 안정성이 향상된다.In addition, since the rotating magnet is not easily rotated to another position even when an external force is applied while the magnetic material is held, the holding stability of the magnetic force control device is improved.
도 1A 내지 도 1D는 본 발명의 일실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2A 내지 도 2D는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3A 내지 도 3D는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4A 내지 도 4E는 회전자석의 변형 실시예들을 도시한 도면이다.
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1A to 1D are schematic diagrams of a magnetic force control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are diagrams schematically showing a magnetic force control apparatus according to another embodiment of the present invention.
3A to 3D are diagrams schematically showing a magnetic force control apparatus according to another embodiment of the present invention.
4A to 4E are views showing modified embodiments of a rotating magnet.
5A to 5C are views schematically showing a magnetic force control apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described in this specification may be variously modified. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only intended to facilitate understanding of various embodiments. Therefore, the technical idea is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the invention.
본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 “상”에 형성되어 있다고 기재된 경우는, 상기 어떤 구성 요소 및 상기 다른 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 있는 경우를 배제하지 않는다. 즉, 상기 어떤 구성 요소는 상기 다른 구성 요소와 직접 접촉하여 형성되거나, 또는 상기 어떤 구성 요소 및 상기 다른 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.In the present specification, when it is described that a certain constituent element is formed “on” another constituent element, it does not exclude the case where there is another constituent element between the certain constituent element and the other constituent element. That is, the certain component may be formed in direct contact with the other component, or another component may be interposed between the certain component and the other component.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but these elements are not limited by the above-described terms. The above-described terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the present specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, a "module" or "unit" for a component used in the present specification performs at least one function or operation. And, the "module" or "unit" may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of "modules" or a plurality of "units" excluding "module" or "unit" to be performed in specific hardware or performed by at least one processor may be integrated into at least one module. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 자기력 제어 장치의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the magnetic force control apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 자기력 제어 장치는 작용면에서의 자기 특성을 변화시킴으로써 자기력을 발생시키거나 발생시키지 않도록 제어하는 장치이다. 본 발명의 자기력 제어 장치는 자성체 홀딩 장치, 동력 장치 등에 포괄적으로 활용 가능하다. 이하에서는, 자기력 제어 장치가 자성체 홀딩 장치로서 활용되는 것을 예시하여 설명하나, 자기력 제어 장치의 활용 용도가 이에 국한되는 것은 아니다.The magnetic force control device of the present invention is a device that generates or controls magnetic force by changing magnetic properties on an action surface. The magnetic force control device of the present invention can be used comprehensively in a magnetic material holding device, a power device, and the like. Hereinafter, the magnetic force control device is described by exemplifying that it is used as a magnetic material holding device, but the use of the magnetic force control device is not limited thereto.
도 1A 내지 도 1D는 본 발명의 일실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1A to 1D are schematic diagrams of a magnetic force control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1A 내지 도 1D를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치(100)는 제1 폴피스 어셈블리(110), 제2 폴피스 어셈블리(120) 및 회전자석(130)을 포함한다.1A to 1D, the magnetic
제1 폴피스 어셈블리(110)는 제1 폴피스(111), 제2 폴피스(112), 제1 코일(114)과, 고정자석(116)을 포함한다. The first
제1 폴피스(111)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제1 작용면(111a)과, 제1 지지면(111b)을 포함한다.The
제1 작용면(111a)은 제1 폴피스(111)의 외측 일단에 마련된다. 제1 작용면(111a)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(111a)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다.The
제1 지지면(111b)은 제1 폴피스(111)의 내면에 마련된다. 제1 지지면(111b)은 고정자석(116)의 일단과 접촉하여 고정자석(116)을 지지한다. 도 1A 내지 도 1D에서는 제1 지지면(111b)이 고정자석(116)의 N극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정자석(116)의 S극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제2 폴피스(112)는 고정자석(116)을 사이에 두고 제1 폴피스(111)와 이격 배치된다.The
제2 폴피스(112)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제2 작용면(112a)과, 제2 지지면(112b)을 포함한다.The
제2 작용면(112a)은 제2 폴피스(112)의 외측 일단에 마련된다. 제2 작용면(112a)에 자기 흐름이 형성되면, 제2 작용면(112a)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다. 제2 작용면(112a)은, 대상물과 안정적으로 접촉될 수 있도록, 제1 작용면(111a)과 수평으로 나란하게 배치된다.The
제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)에 대상물이 접촉될 수 있고, 대상물이 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)에 접촉되면, 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)과 함께 자기 흐름을 형성하고, 자기력 제어 장치(100)에 홀딩된다. When magnetic flow is formed on the first and
제2 지지면(112b)은 제2 폴피스(112)의 내면에 마련된다. 제2 지지면(112b)은 고정자석(116)의 타단과 접촉하여 고정자석(116)을 지지한다. 도 1A 내지 도 1D에서는 제2 지지면(112b)이 고정자석(116)의 S극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정자석(116)의 N극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제1 코일(114)은 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 1A 내지 도 1D에서는 제1 코일(114)이 제2 폴피스(112)에 감기는 구조를 도시하였으나, 제1 코일(114)이 제1 폴피스(111)에 감기는 구조 또는 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.The
제1 코일(114)은 고정자석(116)과 회전자석(130) 사이에 배치된다.The
제1 코일(114)에 전류가 흐르면, 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's right-handed screw rule)에 의해 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 제1 코일(114)이 감긴 제2 폴피스(112)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 제1 코일(114)과 제1 코일(114)이 감긴 제2 폴피스(112)의 일 부분은 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.When a current flows through the
고정자석(116)은 영구자석으로 마련되며, 고정자석(116)의 N극은 제1 폴피스(111)에 접촉되고, 고정자석(116)의 S극은 제2 폴피스(112)에 접촉되도록 배치된다. 고정자석(116)은 회전자석(130)보다 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)에 더 가깝게 배치된다.The fixed
제2 폴피스 어셈블리(120)는 제1 폴피스 어셈블리(110)와 이격 배치된다. 제1 폴피스 어셈블리(110)와 제2 폴피스 어셈블리(120)는 회전자석(130)을 수용하는 수용부(140)를 형성한다. 수용부(140)는 회전자석(130)을 수용하며, 회전자석(130)의 회전 경로(P1)를 포함한다.The second
제2 폴피스 어셈블리(120)는 제3 폴피스(120a)와, 제2 코일(124)을 포함한다.The second
제3 폴피스(120a)는 제1 서브 폴피스(121), 제2 서브 폴피스(122)와 연결 폴피스(123)를 포함한다.The
제1 서브 폴피스(121)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성된다.The first
제2 서브 폴피스(122)는 제1 서브 폴피스(121)와 이격 배치되고, 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성된다.The second
연결 폴피스(123)는 제1 서브 폴피스(121) 및 제2 서브 폴피스(122)와 각각 연결되고, 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성된다.The
제2 코일(124)은 제1 서브 폴피스(121), 제2 서브 폴피스(122) 및 연결 폴피스(123) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 1A 내지 도 1D에서는 제2 코일(124)이 연결 폴피스(123)에 감기는 구조를 도시하였으나, 제2 코일(124)이 제1 서브 폴피스(121) 또는 제2 서브 폴피스(122)에 감기는 구조도 적용 가능하다. 또한, 제2 코일(124)이 제1 서브 폴피스(121) 및 제2 서브 폴피스(122)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.The
제2 코일(124)에 전류가 흐르면, 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 제2 코일(124)이 감긴 연결 폴피스(123)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 제2 코일(124)과 제2 코일(124)이 감긴 연결 폴피스(123)의 일 부분은 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.When a current flows through the
회전자석(130)은 그 단면이 대략 원형인 원통 형상으로 마련된다. 회전자석(130)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(132)과, 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(136)를 포함한다.The
반자성체(136)는 회전축(132)에 결합되어 회전축(132)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(136)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(136)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
한 쌍의 영구자석들(134a, 134b)은 반자성체(136)의 양측에 각각 결합되어 회전축(132)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b)은 회전자석(130)의 외주면을 형성하는 원호 형상을 가지며, 회전자석(130)의 원주 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배치될 수 있도록 반자성체(136)에 결합된다.A pair of
회전자석(130)은 그 S극이 제1 폴피스(111)에 근접하여 제1 폴피스(111)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(112)에 근접하여 제2 폴피스(112)와 자기적으로 연결되는 제1 위치(도 1A 참조)와, 그 N극이 제1 폴피스(111)에 근접하여 제1 폴피스(111)와 자기적으로 연결되고, 그 S극이 제2 폴피스(112)에 근접하여 제2 폴피스(112)와 자기적으로 연결되는 제2 위치(도 1C 참조) 사이에서 회전 가능하게 배치된다.The
회전자석(130)은 제1 폴피스 어셈블리(110)와 제2 폴피스 어셈블리(120) 사이에 배치되고, 회전자석(130)이 회전되어 배치된 위치에 따라, 회전자석(130)은 제1 폴피스 어셈블리(110)와 제2 폴피스 어셈블리(120)를 자기적으로 연결시키거나, 제1 폴피스 어셈블리(110)와 제2 폴피스 어셈블리(120)를 자기적으로 분리할 수 있다. The
제1 폴피스 어셈블리(110)와 제2 폴피스 어셈블리(120)가 자기적으로 분리된 상태에서 회전자석(130)은 제1 폴피스 어셈블리(110) 및 제2 폴피스 어셈블리(120)와 각각 자기적으로 연결되어 서로 다른 자기 흐름을 형성할 수 있다.In a state in which the first
회전자석(130)이 제1 폴피스 어셈블리(110) 또는 제2 폴피스 어셈블리(120)와 "자기적으로 연결된다"는 것은, 회전자석(130)이 제1 폴피스 어셈블리(110) 또는 제2 폴피스 어셈블리(120)와 직접적, 물리적으로 접촉되지 않더라도 회전자석(130)에 의해 제1 폴피스 어셈블리(110) 또는 제2 폴피스 어셈블리(120)에 자기흐름이 형성될 수 있을 정도로 이격된 것을 포함한다. That the
예를 들어, 회전자석(130)이 제1 폴피스 어셈블리(110) 또는 제2 폴피스 어셈블리(120)와 접촉할 때 발생하는 자기 흐름의 세기에 비해, A% 이상의 세기의 자기 흐름이 제1 폴피스 어셈블리(110) 또는 제2 폴피스 어셈블리(120)에 형성되는 경우, 회전자석(130)과 제1 폴피스 어셈블리(110) 또는 제2 폴피스 어셈블리(120)는 자기적으로 연결되었다고 할 수 있다. 여기서, A는 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20 등일 수 있다.For example, compared to the strength of the magnetic flow generated when the
이하에서는 도 1A 내지 도 1D를 다시 참조하여, 자성체인 대상물(1)을 홀딩하거나 홀딩을 해제하는 원리에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1A to 1D again, the principle of holding or releasing the
먼저, 도 1A를 참조하면, 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 전원이 인가되지 않아 전류가 흐르지 않으면, 고정자석(116)의 N극과 접촉하는 제1 폴피스(111)에서 고정자석(116)의 N극과 인접한 부분은 S극으로 자화되고 고정자석(116)의 N극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전자석(130)과 인접한 부분은 N극으로 자화된다.First, referring to FIG. 1A, when power is not applied to the
반대로, 고정자석(116)의 S극과 접촉하는 제2 폴피스(112)에서 고정자석(116)의 S극과 인접한 부분은 N극으로 자화되고 고정자석(116)의 S극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전자석(130)과 인접한 부분은 S극으로 자화된다.On the contrary, in the
회전자석(130)은 그 S극이 제1 폴피스(111)에 근접하여 제1 폴피스(111)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(112)에 근접하여 제2 폴피스(112)와 자기적으로 연결되는 제1 위치로 회전 배치된다.The
앞서 설명한 바와 같이 회전자석(130)에서 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b) 사이에 반자성체(136)가 배치되므로, 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b) 사이에는 자기 흐름이 형성될 수 없다. 따라서 회전자석(130)이 회전되어 제1 위치에 배치되면, 도 1A에 도시된 점선과 같이, 제1 폴피스(111), 회전자석(130), 제3 폴피스(120a), 회전자석(130), 제2 폴피스(112) 및 고정자석(116)을 따라 하나의 자기 폐루프가 형성된다.As described above, since the
회전자석(130)이 회전되어 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)을 향한 방향으로는 자기 흐름이 형성되지 않으므로, 대상물(1)이 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)에 홀딩될 수 없다.In a state in which the
제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 도 1B에 도시된 바와 같이 전류가 흐르도록, 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)을 제어하면, 제2 폴피스(112)의 제2 작용면(112a)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(112)의 회전자석(130)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다. 또한, 제2 서브 폴피스(122)의 회전자석(130)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제1 서브 폴피스(121)의 회전자석(130)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다. When the
제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(130)은 제2 폴피스(112) 및 제3 폴피스(120a)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(130)은 회전하게 된다.When sufficient current flows in the
회전자석(130)이 제1 위치에서 90도 회전하여 도 1C에 도시된 바와 같이 제2 위치에 배치되면, 회전자석(130)은 그 N극이 제1 폴피스(111)에 근접하여 제1 폴피스(111)와 자기적으로 연결되고, 그 S극이 제2 폴피스(112)에 근접하여 제2 폴피스(112)와 자기적으로 연결된다.When the
또한, 회전자석(130)의 다른 N극은 제2 서브 폴피스(122)에 근접하여 제2 서브 폴피스(122)와 자기적으로 연결되고, 회전자석(130)의 다른 S극은 제1 서브 폴피스(121)에 근접하여 제1 서브 폴피스(121)와 자기적으로 연결된다.In addition, the other N pole of the
회전자석(130)에서 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b) 사이에 반자성체(136)가 배치되므로, 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b) 사이에는 자기 흐름이 형성될 수 없다. 따라서 회전자석(130)이 회전되어 제2 위치에 배치되면, 회전자석(130)의 제2 영구자석(134b)은 제1 폴피스 어셈블리(110)와 하나의 자기 흐름을 형성하게 되고, 회전자석(130)의 제1 영구자석(134a)은 제2 폴피스 어셈블리(120)와 다른 하나의 자기 흐름을 형성하게 된다. 제1 영구자석(134a)과 제2 폴피스 어셈블리(120)가 형성하는 자기 흐름은 자기 폐루프를 형성한다.In the
회전자석(130)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제1 작용면(111a) 또는 제2 작용면(112a)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 여기에서 “자기 흐름의 발산”이란, 제1 작용면(111a) 또는 제2 작용면(112a)으로부터 외부로 자기 흐름이 형성되는 경우 및 외부로부터 제1 작용면(111a) 또는 제2 작용면(112a)을 향해 자기 흐름이 형성되는 경우를 모두 포함한다.With the
따라서 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)에 자성을 가진 대상물(1)이 접촉되면, 대상물(1)은 회전자석(130) 및 제1 폴피스 어셈블리(110)와 함께 도 1C에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a)을 통해 자기력 제어 장치(100)에 홀딩된다. Therefore, when the
또한, 회전자석(130)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 고정자석(116)은 회전자석(130)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 대상물(1)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.In addition, when the
도 1C에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물(1)에 대한 홀딩이 유지된다.When the magnetic closed loops as shown in FIG. 1C are formed, the magnetic closed loops are maintained even when the voltage applied to the
이와 같이, 회전자석(130)은 서로 이격된 제1 폴피스 어셈블리(110)와 제2 폴피스 어셈블리(120) 사이에 배치되고, 회전자석(130)이 제2 위치에 배치된 상태에서 회전자석(130)이 제1 폴피스 어셈블리(110) 및 제2 폴피스 어셈블리(120)와 각각 서로 별개의 자기 폐루프를 형성하므로, 대상물(1)이 자기력 제어 장치(100)에 홀딩된 상태에서 의도하지 않은 외력이 가해지더라도 안정적으로 홀딩이 유지될 수 있다.In this way, the
대상물(1)에 대한 홀딩을 해제하기 위해서는, 도 1D와 같이 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 전압을 인가하면 된다. 즉, 도 1B에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)을 제어하면, 제2 폴피스(112)의 제2 작용면(112a)과 인접한 부분에는 N극이 형성되고, 제2 폴피스(112)의 회전자석(130)과 인접한 부분에는 S극이 형성된다. 또한, 제2 서브 폴피스(122)의 회전자석(130)과 인접한 부분에는 N극이 형성되고, 제1 서브 폴피스(121)의 회전자석(130)과 인접한 부분에는 S극이 형성된다.In order to release the holding of the
제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(130)은 제2 폴피스(112) 및 제3 폴피스(120a)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(130)은 회전하게 된다. 따라서 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a) 상의 자기 흐름이 제거되고 대상물(1)에 대한 홀딩이 해제되어 대상물(1)은 자기력 제어 장치(100)로부터 분리될 수 있다.When sufficient current flows in the
회전자석(130)이 제2 위치에서 90도 회전하여 도 1A에 도시된 바와 같이 제1 위치에 배치되면, 회전자석(130)은 그 S극이 제1 폴피스(111)에 근접하여 제1 폴피스(111)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(112)에 근접하여 제2 폴피스(112)와 자기적으로 연결된다. When the
또한, 회전자석(130)의 다른 N극은 제1 서브 폴피스(121)에 근접하여 제1 서브 폴피스(121)와 자기적으로 연결되고, 회전자석(130)의 다른 S극은 제2 서브 폴피스(122)에 근접하여 제2 서브 폴피스(122)와 자기적으로 연결된다.In addition, the other N pole of the
회전자석(130)이 제1 위치에 배치되면, 제1 폴피스(111), 회전자석(130), 제3 폴피스(120a), 회전자석(130), 제2 폴피스(112) 및 고정자석(116)을 따라 하나의 자기 폐루프가 형성된다. When the
도 1A에 도시된 바와 같은 자기 폐루프가 형성되면, 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 인가된 전압을 제거하여도 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a) 상의 자기 흐름이 제거된 상태로 자기 폐루프가 유지되므로, 대상물(1)이 자기력 제어 장치(100)에 홀딩되지 않는다.When the magnetic closed loop as shown in FIG. 1A is formed, even when the voltage applied to the
도 1B 및 도 1D에 도시된 회전자석(130)의 회전방향은 예시적인 것이므로, 도 1B 및 도 1D에 도시된 회전자석(130)의 회전방향과 다른 방향으로 회전자석(130) 회전되어도 무방하다. 이하에서 설명하는 다른 실시예들에서도 회전자석(130)의 회전방향은 예시에 불과하다.Since the rotational direction of the
이와 같이, 제1 코일(114) 및 제2 코일(124)에 흐르는 전류 제어에 의해 회전자석(130)은 제1 위치 또는 제2 위치 사이에서 회전 및 배치되고, 회전자석(130)의 회전 및 배치에 의해 제1 작용면(111a) 및 제2 작용면(112a) 상의 자기력이 제어될 수 있다.As such, by controlling the current flowing through the
도 2A 내지 도 2D는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2A to 2D are diagrams schematically showing a magnetic force control apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 2A 내지 도 2D를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치(200)는 제1 폴피스 어셈블리(210), 제2 폴피스 어셈블리(220) 및 회전자석(230)을 포함한다.2A to 2D, a magnetic
제1 폴피스 어셈블리(210)는 제1 폴피스(211), 제2 폴피스(212), 제1 코일(214)과, 제1 고정자석(216)을 포함한다. The first
제1 폴피스(211)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제1 작용면(211a)과, 제1 지지면(211b)을 포함한다.The
제1 작용면(211a)은 제1 폴피스(211)의 외측 일단에 마련된다. 제1 작용면(211a)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(211a)에 자성을 가진 대상물이 접촉될 수 있다.The
제1 지지면(211b)은 제1 폴피스(211)의 내면에 마련된다. 제1 지지면(211b)은 제1 고정자석(216)의 일단과 접촉하여 제1 고정자석(216)을 지지한다. 도 2A 내지 도 2D에서는 제1 지지면(211b)이 제1 고정자석(216)의 N극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 제1 고정자석(216)의 S극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제2 폴피스(212)는 제1 고정자석(216)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)와 이격 배치된다.The
제2 폴피스(212)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제2 작용면(212a)과, 제2 지지면(212b)을 포함한다.The
제2 작용면(212a)은 제2 폴피스(212)의 외측 일단에 마련된다. 제2 작용면(212a)에 자기 흐름이 형성되면, 제2 작용면(212a)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다. 제2 작용면(212a)은, 대상물과 안정적으로 접촉될 수 있도록, 제1 작용면(211a)과 수평으로 나란하게 배치된다.The
제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)에 대상물이 접촉될 수 있고, 대상물이 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)에 접촉되면, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)과 함께 자기 흐름을 형성하고, 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된다. When magnetic flow is formed on the first and
제2 지지면(212b)은 제2 폴피스(212)의 내면에 마련된다. 제2 지지면(212b)은 제1 고정자석(216)의 타단과 접촉하여 제1 고정자석(216)을 지지한다. 도 2A 내지 도 2D에서는 제2 지지면(212b)이 제1 고정자석(216)의 S극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 제1 고정자석(216)의 N극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제1 코일(214)은 제1 폴피스(211) 및 제2 폴피스(212) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 2A 내지 도 2D에서는 제1 코일(214)이 제2 폴피스(212)에 감기는 구조를 도시하였으나, 제1 코일(214)이 제1 폴피스(211)에 감기는 구조 또는 제1 폴피스(211) 및 제2 폴피스(212)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.The
제1 코일(214)은 제1 고정자석(216)과 회전자석(230) 사이에 배치된다.The
제1 코일(214)에 전류가 흐르면, 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's right-handed screw rule)에 의해 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 제1 코일(214)이 감긴 제2 폴피스(212)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 제1 코일(214)과 제1 코일(214)이 감긴 제2 폴피스(212)의 일 부분은 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.When a current flows through the
제1 고정자석(216)은 영구자석으로 마련되고, 제1 고정자석(216)의 N극은 제1 폴피스(211)에 접촉되고, 제1 고정자석(216)의 S극은 제2 폴피스(212)에 접촉되도록 배치된다. 제1 고정자석(216)은 회전자석(230)보다 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)에 더 가깝게 배치된다.The first
제2 폴피스 어셈블리(220)는 제1 폴피스 어셈블리(210)와 이격 배치된다. 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220)는 회전자석(230)을 수용하는 수용부(240)를 형성한다. 수용부(240)는 회전자석(230)을 수용하며, 회전자석(230)의 회전 경로(P2)를 포함한다.The second
제2 폴피스 어셈블리(220)는 제3 폴피스(221), 제4 폴피스(222), 제2 코일(224)과, 제2 고정자석(226)을 포함한다.The second
제3 폴피스(221)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제3 작용면(221a)과, 제3 지지면(221b)을 포함한다.The
제3 작용면(221a)은 제3 폴피스(221)의 외측 일단에 마련된다. 제3 작용면(221a)에 자기 흐름이 형성되면, 제3 작용면(221a)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다.The
제3 지지면(221b)은 제3 폴피스(221)의 내면에 마련된다. 제3 지지면(221b)은 제2 고정자석(226)의 일단과 접촉하여 제2 고정자석(226)을 지지한다. 도 2A 내지 도 2D에서는 제3 지지면(221b)이 제2 고정자석(226)의 N극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 제2 고정자석(226)의 S극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제4 폴피스(222)는 제2 고정자석(226)을 사이에 두고 제3 폴피스(221)와 이격 배치된다.The
제4 폴피스(222)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제4 작용면(222a)과, 제4 지지면(222b)을 포함한다.The
제4 작용면(222a)은 제4 폴피스(222)의 외측 일단에 마련된다. 제4 작용면(222a)에 자기 흐름이 형성되면, 제4 작용면(222a)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다. 제4 작용면(222a)은, 대상물과 안정적으로 접촉될 수 있도록, 제3 작용면(221a)과 수평으로 나란하게 배치된다.The
제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)에 자기 흐름이 형성되면, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)에 대상물이 접촉될 수 있고, 대상물이 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)에 접촉되면, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)과 함께 자기 흐름을 형성하고, 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된다. When magnetic flow is formed on the third and
제4 지지면(222b)은 제4 폴피스(222)의 내면에 마련된다. 제4 지지면(222b)은 제2 고정자석(226)의 타단과 접촉하여 제2 고정자석(226)을 지지한다. 도 2A 내지 도 2D에서는 제4 지지면(222b)이 제2 고정자석(226)의 S극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 제2 고정자석(226)의 N극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제2 코일(224)은 제3 폴피스(221) 및 제4 폴피스(222) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 2A 내지 도 2D에서는 제2 코일(224)이 제4 폴피스(222)에 감기는 구조를 도시하였으나, 제2 코일(224)이 제3 폴피스(221)에 감기는 구조 또는 제3 폴피스(221) 및 제4 폴피스(222)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.The
제2 코일(224)은 제2 고정자석(226)과 회전자석(230) 사이에 배치된다.The
제2 코일(224)에 전류가 흐르면, 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's right-handed screw rule)에 의해 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 제2 코일(224)이 감긴 제4 폴피스(222)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 제2 코일(224)과 제2 코일(224)이 감긴 제4 폴피스(222)의 일 부분은 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.When a current flows through the
제2 고정자석(226)은 영구자석으로 마련되고, 제2 고정자석(226)의 N극은 제3 폴피스(221)에 접촉되고, 제2 고정자석(226)의 S극은 제4 폴피스(222)에 접촉되도록 배치된다. 제2 고정자석(226)은 회전자석(230)보다 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)에 더 가깝게 배치된다.The second
회전자석(230)은 그 단면이 대략 원형인 원통 형상으로 마련된다. 회전자석(230)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(232)과, 한 쌍의 영구자석들(234a, 234b)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(236)를 포함한다.The
반자성체(236)는 회전축(232)에 결합되어 회전축(232)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(236)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(236)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
한 쌍의 영구자석들(234a, 234b)은 반자성체(236)의 양측에 각각 결합되어 회전축(232)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 한 쌍의 영구자석들(234a, 234b)은 회전자석(230)의 외주면을 형성하는 원호 형상을 가지며, 반자성체(236)를 사이에 두고 동일한 극성이 서로 마주보는 구조로 반자성체(236)에 결합된다.A pair of
회전자석(230)은 제1 영구자석(234a)의 N극이 제1 폴피스(211)에 근접하여 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 제1 영구자석(234a)의 S극이 제2 폴피스(212)에 근접하여 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결되는 제1 위치(도 2B 참조)와, 제1 영구자석(234a)의 S극이 제4 폴피스(222)에 근접하여 제4 폴피스(222)와 자기적으로 연결되고, 제1 영구자석(234a)의 N극이 제3 폴피스(221)에 근접하여 제3 폴피스(221)와 자기적으로 연결되는 제2 위치(도 2D 참조) 사이에서 회전 가능하게 배치된다.The
회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제2 영구자석(234b)의 N극은 제4 폴피스(222)에 근접하여 제4 폴피스(222)와 자기적으로 연결되고, 제2 영구자석(234b)의 S극은 제3 폴피스(221)에 근접하여 제3 폴피스(221)와 자기적으로 연결된다.In a state in which the
회전자석(230)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 제2 영구자석(234b)의 S극은 제1 폴피스(211)에 근접하여 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 제2 영구자석(234b)의 N극은 제2 폴피스(212)에 근접하여 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결된다.In a state in which the
회전자석(230)은 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220) 사이에 배치되고, 회전자석(230)이 회전되어 배치된 위치에 따라, 한 쌍의 영구자석들(234a, 234b) 중 어느 하나는 제1 폴피스 어셈블리(210)와 자기 폐루프를 형성하고 다른 하나는 제2 폴피스 어셈블리(220)와 자기 폐루프를 형성한다.The
즉, 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220)는 항상 자기적으로 분리되어 있으며, 회전자석(230)은 제1 폴피스 어셈블리(110) 및 제2 폴피스 어셈블리(120)와 각각 자기적으로 연결되어 서로 다른 자기 흐름을 형성할 수 있다.That is, the first
이하에서는 도 2A 내지 도 2D를 다시 참조하여, 자성체인 대상물(1)을 홀딩하거나 홀딩을 해제하는 원리에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2A to 2D again, a principle of holding or releasing the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 도 2A에 도시된 바와 같이 전류가 흐르도록, 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)을 제어하면, 제2 폴피스(212)의 제2 작용면(212a)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다. 또한, 제4 폴피스(222)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제4 폴피스(222)의 제4 작용면(222a)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다.When the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(230)은 제2 폴피스(212) 및 제4 폴피스(222)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(230)은 회전하게 된다.When a sufficient current flows through the
회전자석(230)이 도 2A에 도시된 위치에서 회전하여 도 2B에 도시된 바와 같이 제1 위치에 배치되면, 도 2B에 도시된 점선과 같이, 회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)은 제1 폴피스 어셈블리(210)와 하나의 자기 흐름을 형성하고, 회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)은 제2 폴피스 어셈블리(220)와 다른 하나의 자기 흐름을 형성한다. 제2 영구자석(234b)과 제2 폴피스 어셈블리(220)가 형성하는 자기 흐름은 자기 폐루프를 형성한다.When the
회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)의 N극은 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 제1 영구자석(234a)의 S극은 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결된다.The N pole of the first
회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)의 N극은 제4 폴피스(222)와 자기적으로 연결되고, 제2 영구자석(234b)의 S극은 제3 폴피스(221)와 자기적으로 연결된다.The N pole of the second
회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제1 작용면(211a) 또는 제2 작용면(212a)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 따라서 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)에 자성을 가진 대상물(1)이 접촉되면, 대상물(1)은 회전자석(230) 및 제1 폴피스 어셈블리(210)와 함께 도 2B에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)을 통해 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된다. With the
또한, 회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 고정자석(216)은 회전자석(230)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 대상물(1)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.In addition, in a state in which the
도 2B에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물(1)에 대한 홀딩이 유지된다.When the magnetic closed loops as shown in FIG. 2B are formed, the magnetic closed loops are maintained even when the voltage applied to the
앞서 설명한 바와 같이, 회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 회전자석(230)은 제2 폴피스 어셈블리(220)와 자기 폐루프를 형성하므로, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)을 향한 방향으로는 자기 흐름이 형성되지 않고, 제2 폴피스 어셈블리(220)에는 대상물(1)이 홀딩될 수 없다.As described above, in a state in which the
도 2C와 같이, 도 2A에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)을 제어하면, 제2 폴피스(212)의 제2 작용면(212a)과 인접한 부분에는 N극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 S극이 형성된다. 또한, 제4 폴피스(222)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 N극이 형성되고, 제4 폴피스(222)의 제4 작용면(222a)과 인접한 부분에는 S극이 형성된다.As shown in FIG. 2C, when the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(230)은 제2 폴피스(112) 및 제4 폴피스(222)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(230)은 회전하게 된다.When a sufficient current flows through the
회전자석(230)이 제1 위치에서 180도 회전하여 도 2D에 도시된 바와 같이 제2 위치에 배치되면, 도 2D에 도시된 점선과 같이, 회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)은 제2 폴피스 어셈블리(220)와 하나의 자기 흐름을 형성하게 되고, 회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)은 제1 폴피스 어셈블리(210)와 다른 하나의 자기 흐름을 형성한다. 제2 영구자석(234b)과 제1 폴피스 어셈블리(210)가 형성하는 자기 흐름은 자기 폐루프를 형성한다.When the
회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)의 N극은 제3 폴피스(221)와 자기적으로 연결되고, 제1 영구자석(234a)의 S극은 제4 폴피스(222)와 자기적으로 연결된다.The N pole of the first
회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)의 S극은 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 제2 영구자석(234b)의 N극은 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결된다.The S pole of the second
회전자석(230)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제3 작용면(221a) 또는 제4 작용면(222a)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 따라서 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)에 자성을 가진 대상물(1)이 접촉되면, 대상물(1)은 회전자석(230) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)와 함께 도 2D에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)을 통해 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된다. With the
또한, 회전자석(230)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 제2 고정자석(226)은 회전자석(230)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 대상물(1)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.In addition, in a state in which the
도 2D에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물(1)에 대한 홀딩이 유지된다.When the magnetic closed loops as shown in FIG. 2D are formed, the magnetic closed loops are maintained even when the voltage applied to the
앞서 설명한 바와 같이, 회전자석(230)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 회전자석(230)은 제1 폴피스 어셈블리(210)와 자기 폐루프를 형성하므로, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)을 향한 방향으로는 자기 흐름이 형성되지 않고, 제1 폴피스 어셈블리(210)에는 대상물(1)이 홀딩될 수 없다.As described above, in a state in which the
이와 같이, 회전자석(230)은 서로 이격된 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220) 사이에 배치되고, 회전자석(230)이 제1 위치 또는 제2 위치에 배치된 상태에서 회전자석(230)이 제1 폴피스 어셈블리(210) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)와 각각 서로 별개의 자기 폐루프를 형성하므로, 대상물(1)이 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된 상태에서 의도하지 않은 외력이 가해지더라도 안정적으로 홀딩이 유지될 수 있다.In this way, the
도 2A와 같이, 도 2C에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)을 제어하면, 제2 폴피스(212)의 제2 작용면(212a)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다. 또한, 제4 폴피스(222)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제4 폴피스(222)의 제4 작용면(222a)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다.As shown in FIG. 2A, when the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(230)은 제2 폴피스(112) 및 제4 폴피스(222)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(230)은 회전하게 된다.When a sufficient current flows through the
회전자석(130)이 제2 위치에서 180도 회전하여 다시 제1 위치에 배치되면, 도 2B에 도시된 바와 같이, 자성을 가진 대상물(1)은 제1 폴피스 어셈블리(210)에 홀딩될 수 있고, 제2 폴피스 어셈블리(220)로부터 분리될 수 있다.When the
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치(200)는 서로 구조가 동일한 제1 폴피스 어셈블리(210) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)를 포함하고, 회전 자석(230)이 회전하여 배치되는 위치에 따라, 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220) 중 어느 하나에는 대상물(1)이 홀딩되고, 다른 하나에는 대상물(1)이 홀딩되지 않도록 구성된다.As such, the magnetic
도 3A 내지 도 3D는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3A to 3D are diagrams schematically showing a magnetic force control apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 3A 내지 도 3D에 개시된 자기력 제어 장치(300)는, 도 2A 내지 도 2D에 개시된 자기력 제어 장치(200)에서 고정 자석들(216, 226)의 N극과 S극의 배치 위치 및 회전 자석(230)에 포함된 한 쌍의 영구 자석들(234a, 234b) 사이의 배치 위치만 반대로 변경된 실시예이다.The magnetic
이에 도 3A 내지 도 3D에 개시된 자기력 제어 장치(300)에 포함된 구성들은 도 2A 내지 도 2D에 개시된 자기력 제어 장치(200)에 포함된 구성들과 동일한 참조기호를 적용하고 구체적인 설명은 생략한다.Accordingly, the components included in the magnetic
이하에서는 도 3A 내지 도 3D를 다시 참조하여, 자성체인 대상물(1)을 홀딩하거나 홀딩을 해제하는 원리에 대해서 설명한다.Hereinafter, referring again to FIGS. 3A to 3D, the principle of holding or releasing the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 도 3A에 도시된 바와 같이 전류가 흐르도록, 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)을 제어하면, 제2 폴피스(212)의 제2 작용면(212a)과 인접한 부분에는 N극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 S극이 형성된다. 또한, 제4 폴피스(222)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제4 폴피스(222)의 제4 작용면(222a)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다.When the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(230)은 제2 폴피스(212) 및 제4 폴피스(222)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(230)은 회전하게 된다.When a sufficient current flows through the
회전자석(230)이 도 3A에 도시된 위치에서 회전하여 도 3B에 도시된 바와 같이 제1 위치에 배치되면, 도 3B에 도시된 점선과 같이, 회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)은 제1 폴피스 어셈블리(210)와 하나의 자기 흐름을 형성하게 되고, 회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)은 제2 폴피스 어셈블리(220)와 다른 하나의 자기 흐름을 형성한다.When the
회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)의 N극은 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결되고, 제1 영구자석(234a)의 S극은 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결된다.The N pole of the first
회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)의 N극은 제4 폴피스(222)와 자기적으로 연결되고, 제2 영구자석(234b)의 S극은 제3 폴피스(221)와 자기적으로 연결된다.The N pole of the second
회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제1 작용면(211a) 또는 제2 작용면(212a)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 따라서 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)에 자성을 가진 대상물(1a)이 접촉되면, 대상물(1a)은 회전자석(230) 및 제1 폴피스 어셈블리(210)와 함께 도 3B에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a)을 통해 자기력 제어 장치(300)에 홀딩된다.With the
회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 고정자석(216)은 회전자석(230)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 대상물(1a)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.In the state where the
또한, 회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a) 상에도 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제3 작용면(221a) 또는 제4 작용면(222a)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 따라서 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)에 자성을 가진 대상물(1b)이 접촉되면, 대상물(1b)은 회전자석(230) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)와 함께 도 3B에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)을 통해 자기력 제어 장치(300)에 홀딩된다.In addition, with the
회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서, 제2 고정자석(226)은 회전자석(230)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 대상물(1b)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.In the state in which the
도 3B에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물들(1a, 1b)에 대한 홀딩이 유지된다.When the magnetic closed loops as shown in FIG. 3B are formed, since the magnetic closed loops are maintained even when the voltage applied to the
이와 같이, 회전자석(230)은 서로 이격된 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220) 사이에 배치되고, 회전자석(230)이 제1 위치에 배치된 상태에서 회전자석(230)이 제1 폴피스 어셈블리(210) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)와 각각 서로 별개의 자기 폐루프를 형성하므로, 대상물(1)이 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된 상태에서 의도하지 않은 외력이 가해지더라도 안정적으로 홀딩이 유지될 수 있다.As such, the
도 3C와 같이, 도 3A에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 제1 코일(214) 및 제2 코일(224)을 제어하면, 제2 폴피스(212)의 제2 작용면(212a)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다. 또한, 제4 폴피스(222)의 회전자석(230)과 인접한 부분에는 N극이 형성되고, 제4 폴피스(222)의 제4 작용면(222a)과 인접한 부분에는 S극이 형성된다.As shown in FIG. 3C, when the
제1 코일(214) 및 제2 코일(224)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(230)은 제2 폴피스(212) 및 제4 폴피스(222)로부터 각각 척력을 받게 되고, 회전자석(230)은 회전하게 된다.When a sufficient current flows through the
회전자석(230)이 제1 위치에서 90도 회전하여 도 3D에 도시된 바와 같이 제2 위치에 배치되면, 도 3D에 도시된 점선과 같이, 회전자석(230)은 제1 폴피스 어셈블리(210) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)와 함께 하나의 자기 폐루프를 형성한다.When the
회전자석(230)의 제1 영구자석(234a)의 N극은 제3 폴피스(221)와 자기적으로 연결되고, 제1 영구자석(234a)의 S극은 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결된다.The N pole of the first
회전자석(230)의 제2 영구자석(234b)의 S극은 제4 폴피스(222)와 자기적으로 연결되고, 제2 영구자석(234b)의 N극은 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결된다.The S pole of the second
도 3D에 도시된 바와 같은 자기 폐루프가 형성되면, 제1 작용면(211a) 및 제2 작용면(212a), 제3 작용면(221a) 및 제4 작용면(222a)을 향한 방향으로 자기 흐름이 형성되지 않고, 제1 폴피스 어셈블리(210) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)에 대상물들(1a, 1b)이 홀딩될 수 없다.When the magnetic closed loop as shown in FIG. 3D is formed, the magnetism in a direction toward the first and
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치(300)는 서로 구조가 동일한 제1 폴피스 어셈블리(210) 및 제2 폴피스 어셈블리(220)를 포함하고, 회전 자석(230)이 회전하여 배치되는 위치에 따라, 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220)가 동시에 대상물들(1a, 1b)을 홀딩하거나, 제1 폴피스 어셈블리(210)와 제2 폴피스 어셈블리(220)가 동시에 대상물들(1a, 1b)에 대한 홀딩을 해제할 수 있도록 구성된다.As such, the magnetic
도 4A 내지 도 4E는 회전자석의 변형 실시예들을 도시한 도면이다.4A to 4E are views showing modified embodiments of a rotating magnet.
도 4A에 도시된 회전자석(1310)은 그 단면이 대략 원형인 원통 형상으로 마련된다. 회전자석(1310)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(1312)과, 한 쌍의 영구자석들(1314a, 1314b)과, 자성체들(1315a, 1315b, 1315c, 1315d)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(1316)를 포함한다.The
반자성체(1316)는 회전축(1312)에 결합되어 회전축(1312)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(1316)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(1316)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
자성체들(1315a, 1315b, 1315c, 1315d)은 회전자석(1310)의 원주 방향을 따라 반자성체(1316)에 결합되어 회전축(1312)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 자성체들(1315a, 1315b, 1315c, 1315d)은 회전자석(1310)의 외주면을 형성하는 원호 형상으로 마련되고, 서로 이격 배치된다.The
제1 영구자석(1314a)과 제2 영구자석(1314b)은 회전축(1312) 및 반자성체(1316)를 사이에 두고 반대되는 극성이 서로 마주보는 구조로 배치된다. The first
제1 영구자석(1314a)은 인접한 자성체들(1315a, 1315b)과 접촉하도록 배치되고, 제1 영구자석(1314a)의 양단은 각각 인접한 자성체들(1315a, 1315b)에 삽입, 수용된다.The first
제2 영구자석(1314b)은 인접한 자성체들(1315c, 1315d)과 접촉하도록 배치되고, 제2 영구자석(1314b)의 양단은 각각 인접한 자성체들(1315c, 1315d)에 수용된다.The second
제1 영구자석(1314a)과 인접한 자성체들(1315a, 1315b)은 각각 제1 영구자석(1314a)의 극성으로 자화되고, 제2 영구자석(1314b)과 인접한 자성체들(1315c, 1315d)은 각각 제2 영구자석(1314b)의 극성으로 자화된다.The first
제1 영구자석(1314a)과 인접한 자성체들(1315a, 1315b)과 제2 영구자석(1314b)과 인접한 자성체들(1315c, 1315d) 사이에는 반자성체(1316)가 배치되므로, 제1 영구자석(1314a)과 인접한 자성체들(1315a, 1315b)과 제2 영구자석(1314b)과 인접한 자성체들(1315c, 1315d) 사이에는 자기 흐름이 형성되지 않는다.Since a
도 4A에서는 회전자석(1310)이 한 쌍의 영구자석들(1314a, 1314b)을 갖는 구조에 대해 설명하였으나, 영구자석의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전자석(1310)은 회전자석(1310)의 회전축(1312) 방향으로 이격 배치되는 다수 개의 영구자석을 포함하는 구조를 가질 수도 있다.In FIG. 4A, a structure in which the
또한, 제1 영구자석(1314a)과 제2 영구자석(1314b)은 회전축(1312) 및 반자성체(1316)를 사이에 두고 동일한 극성이 서로 마주보는 구조로 배치될 수도 있다.In addition, the first
도 4B에 도시된 회전자석(1320)은 그 단면이 대략 원형인 원통 형상으로 마련된다. 회전자석(1320)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(1322)과, 한 쌍의 영구자석들(1324a, 1324b)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(1326)를 포함한다.The
반자성체(1326)는 회전축(1322)에 결합되어 회전축(1322)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(1326)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(1326)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
제1 영구자석(1324a)과 제2 영구자석(1324b)은 회전축(1322) 및 반자성체(1326)를 사이에 두고 반대되는 극성이 서로 마주보는 구조로 배치된다. 제1 영구자석(1324a)과 제2 영구자석(1324b)은 반자성체(1326)의 내부에 삽입되는 구조로 마련되고, 제1 영구자석(1324a)과 제2 영구자석(1324b)의 외주면은 반자성체(1326)에 의해 둘러 싸인다. 따라서 제1 영구자석(1324a)과 제2 영구자석(1324b) 사이에는 자기 흐름이 형성되지 않는다.The first
도 4B에서는 회전자석(1320)이 한 쌍의 영구자석들(1324a, 1324b)을 갖는 구조에 대해 설명하였으나, 영구자석의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전자석(1320)은 회전자석(1320)의 회전축(1322) 방향으로 이격 배치되는 다수 개의 영구자석을 포함하는 구조를 가질 수도 있다.In FIG. 4B, a structure in which the
또한, 제1 영구자석(1324a)과 제2 영구자석(1324b)은 회전축(1322) 및 반자성체(1326)를 사이에 두고 동일한 극성이 서로 마주보는 구조로 배치될 수도 있다.In addition, the first
도 4C에 도시된 회전자석(1330)은 도 1A 내지 도 1D에 도시된 회전자석(130)에 포함된 한 쌍의 영구자석들(134a, 134b) 중 어느 하나를 제거한 구조와 실질적으로 동일한 구조를 가진다.The
회전자석(1330)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(1332)과, 영구자석 (1334)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(1336)를 포함한다.The
반자성체(1336)는 회전축(1332)에 결합되어 회전축(1332)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(1336)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(1336)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
영구자석(1334)은 반자성체(1336)의 일측에 결합되어 회전축(132)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 영구자석(1334)은 회전자석(1330)의 외주면을 형성하는 원호 형상을 가진다.The
영구자석(1334)은 회전축(1332)으로부터 회전자석(1330)의 반경 방향으로 이격되며, 영구자석(1334)의 단면적은 회전자석(1330)의 전체 단면적의 1/2보다 작게 마련될 수 있다.The
도 4C에서는 회전자석(1330)이 하나의 영구자석(1334)을 갖는 구조에 대해 설명하였으나, 영구자석의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전자석(1330)은 회전자석(1330)의 회전축(1332) 방향으로 이격 배치되는 다수 개의 영구자석을 포함하는 구조를 가질 수도 있다.In FIG. 4C, a structure in which the
도 4D에 도시된 회전자석(1340)은 도 4A에 도시된 회전자석(1310)에 포함된 한 쌍의 영구자석들(1314a, 1314b) 중 어느 하나를 제거한 구조와 실질적으로 동일한 구조를 가진다.The
회전자석(1340)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(1342)과, 영구자석 (1344)과, 자성체들(1345a, 1345b)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(1346)를 포함한다.The
반자성체(1346)는 회전축(1342)에 결합되어 회전축(1342)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(1346)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(1346)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
자성체들(1345a, 1345b)은 회전자석(1340)의 원주 방향을 따라 반자성체(1346)에 결합되어 회전축(1342)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 자성체들(1345a, 1345b)은 회전자석(1340)의 외주면을 형성하는 원호 형상으로 마련되고, 서로 이격 배치된다. 자성체들(1345a, 1345b)은 회전축(1342)을 지나는 직선(L1)을 기준으로 회전자석(1340)의 어느 한 쪽에 배치된다.The
영구자석(1344)은 자성체들(1345a, 1345b)과 접촉하도록 배치되고, 영구자석(1344)의 양단은 각각 자성체들(1345a, 1345b)에 삽입, 수용된다.The
자성체들(1345a, 1345b)은 각각 인접한 영구자석(1344)의 극성과 동일한 극성으로 자화된다.The
도 4D에서는 회전자석(1340)이 하나의 영구자석(1344)을 갖는 구조에 대해 설명하였으나, 영구자석의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전자석(1340)은 회전자석(1340)의 회전축(1342) 방향으로 이격 배치되는 다수 개의 영구자석을 포함하는 구조를 가질 수도 있다.In FIG. 4D, a structure in which the
도 4E에 도시된 회전자석(1350)은 도 4B에 도시된 회전자석(1320)에 포함된 한 쌍의 영구자석들(1324a, 1324b) 중 어느 하나를 제거한 구조와 실질적으로 동일한 구조를 가진다.The
회전자석(1350)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(1352)과, 영구자석 (1354)과, 반자성(反磁性, diamagnetic)체(1356)를 포함한다.The
반자성체(1356)는 회전축(1352)에 결합되어 회전축(1352)과 함께 회전 가능하게 배치된다. 반자성체(1356)는 외부에 형성된 자기장에 대해 반발력을 가지며, 따라서 반자성체(1356)는 자기 흐름을 형성하지 않거나, 자기 흐름을 차단한다.The
영구자석(1354)은 반자성체(1356)의 회전축(1352)을 지나는 직선(L2)을 기준으로 회전자석(1350)의 어느 한 쪽에 배치된다.The
영구자석(1354)은 반자성체(1356)의 내부에 삽입되는 구조로 마련되고, 영구자석(1354)의 외주면은 반자성체(1326)에 의해 둘러 싸인다.The
도 4E에서는 회전자석(1350)이 하나의 영구자석(1354)을 갖는 구조에 대해 설명하였으나, 영구자석의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전자석(1350)은 회전자석(1350)의 회전축(1352) 방향으로 이격 배치되는 다수 개의 영구자석을 포함하는 구조를 가질 수도 있다.In FIG. 4E, a structure in which the
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.5A to 5C are views schematically showing a magnetic force control apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 5A 내지 도 5C를 참조하면, 자기력 제어 장치(400)는 제1 폴피스(410), 제2 폴피스(420), 회전자석(430), 코일(440), 고정자석(450)과 브리지(bridge, 460)를 포함한다. 5A to 5C, the magnetic
제1 폴피스(410)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제1 작용면(412)과, 제1 지지면(414)을 포함한다.The
제1 작용면(412)은 제1 폴피스(410)의 외측 일단에 마련된다. 제1 작용면(412)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(412)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다.The first working
제1 지지면(414)은 제1 폴피스(410)의 내면에 마련된다. 제1 지지면(414)은 고정자석(450)의 일단과 접촉하여 고정자석(450)을 지지한다. 도 5A 내지 도 5C에서는 제1 지지면(414)이 고정자석(450)의 N극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정자석(450)의 S극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
제2 폴피스(420)는 고정자석(450)을 사이에 두고 제1 폴피스(410)와 이격 배치된다.The
제2 폴피스(420)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제2 작용면(422)과, 제2 지지면(424)을 포함한다.The
제2 작용면(422)은 제2 폴피스(420)의 외측 일단에 마련된다. 제2 작용면(422)에 자기 흐름이 형성되면, 제2 작용면(422)에 자성을 가진 대상물이 홀딩될 수 있다. 제2 작용면(422)은, 대상물과 안정적으로 접촉될 수 있도록, 제1 작용면(412)과 수평으로 나란하게 배치된다.The
제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)에 대상물이 접촉될 수 있고, 대상물이 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)에 접촉되면, 제1 폴피스(410) 및 제2 폴피스(420)와 함께 자기 흐름을 형성하고, 자기력 제어 장치(400)에 홀딩된다. When a magnetic flow is formed on the first and second action surfaces 412 and 422, the object may contact the first and second action surfaces 412 and 422, and the object is subjected to the first action. When the
제2 지지면(424)은 제2 폴피스(420)의 내면에 마련된다. 제2 지지면(424)은 고정자석(450)의 타단과 접촉하여 고정자석(450)을 지지한다. 도 5A 내지 도 5C에서는 제2 지지면(424)이 고정자석(450)의 S극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정자석(450)의 N극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.The
코일(440)은 제1 폴피스(410) 및 제2 폴피스(420) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 5A 내지 도 5C에서는 코일(440)이 제2 폴피스(420)에 감기는 구조를 도시하였으나, 코일(440)이 제1 폴피스(410)에 감기는 구조 또는 제1 폴피스(410) 및 제2 폴피스(420)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.The
코일(440)은 고정자석(450)과 회전자석(430) 사이에 배치된다.The
코일(440)에 전류가 흐르면, 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's right-handed screw rule)에 의해 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 제1 코일(440)이 감긴 제2 폴피스(420)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 코일(440)과 코일(440)이 감긴 제2 폴피스(420)의 일 부분은 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.When a current flows through the
고정자석(450)은 영구자석으로 마련되고, 고정자석(450)의 N극은 제1 폴피스(410)에 접촉되고, 고정자석(450)의 S극은 제2 폴피스(420)에 접촉되도록 배치된다. 고정자석(450)은 회전자석(430)보다 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)에 더 가깝게 배치된다.The fixed
회전자석(430)은 그 단면이 대략 원형인 원통 형상으로 마련된다. 회전자석(430)은 회전 가능하게 배치되는 회전축(432)과, 영구자석(434)을 포함한다. 영구자석(434)은 회전축(432)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다.The
회전자석(430)은 그 S극이 제1 폴피스(410)에 근접하여 제1 폴피스(410)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(420)에 근접하여 제2 폴피스(420)와 자기적으로 연결되는 제1 위치(도 5A 참조)와, 그 N극이 제1 폴피스(410)에 근접하여 제1 폴피스(410)와 자기적으로 연결되고, 그 S극이 제2 폴피스(420)에 근접하여 제2 폴피스(420)와 자기적으로 연결되는 제2 위치(도 5C 참조) 사이에서 회전 가능하게 배치된다.The
브리지(460)는 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제1 폴피스(410)와 제2 폴피스(420)의 주위에 배치되어, 회전자석(430)의 회전을 자기적으로 안내한다.The
브리지(460)는 제1 폴피스(410) 및 제2 폴피스(420)와 함께 회전자석(430)의 회전 경로(P3)를 형성한다. 코일(440)에 전압이 인가되어 전류가 흐르면, 회전자석(430)은 회전하게 되는데, 브리지(460)는, 회전자석(430)이 회전 경로(P3)를 따라 회전하는 과정에서, 회전자석(430)의 회전을 자기적으로 유도한다. 따라서 적은 전력으로도 회전자석(430)이 회전될 수 있다.The
도 5A 내지 도 5C에서는 하나의 브리지(460)가 제1 폴피스(410) 및 제2 폴피스(420) 사이에 배치되는 구조를 도시하였으나, 브리지(460)의 개수 및 배치 위치는 이에 한정되지 않는다.5A to 5C show a structure in which one
예를 들어 브리지(460)는 회전자석(430)과 고정자석(450) 사이에 배치될 수도 있으며, 회전자석(430)의 회전 경로(P3) 주위에 적어도 둘 이상이 이격 배치될 수 있다.For example, the
이하에서는 도 5A 내지 도 5C를 다시 참조하여, 자성체인 대상물(1)을 홀딩하거나 홀딩을 해제하는 원리에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5A to 5C again, the principle of holding or releasing the
먼저, 도 5A를 참조하면, 코일(440)에 전원이 인가되지 않아 전류가 흐르지 않으면, 고정자석(450)의 N극과 접촉하는 제1 폴피스(410)에서 고정자석(450)의 N극과 인접한 부분은 S극으로 자화되고 고정자석(450)의 N극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전자석(430)과 인접한 부분은 N극으로 자화된다.First, referring to FIG. 5A, when power is not applied to the
반대로, 고정자석(450)의 S극과 접촉하는 제2 폴피스(112)에서 고정자석(450)의 S극과 인접한 부분은 N극으로 자화되고 고정자석(450)의 S극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전자석(430)과 인접한 부분은 S극으로 자화된다.On the contrary, in the
회전자석(430)은 그 S극이 제1 폴피스(410)에 근접하여 제1 폴피스(410)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(420)에 근접하여 제2 폴피스(420)와 자기적으로 연결되는 제1 위치로 회전 배치된다.The
회전자석(430)이 회전되어 제1 위치에 배치되면, 도 5A에 도시된 점선과 같이, 제1 폴피스(410), 회전자석(430), 제2 폴피스(420) 및 고정자석(450)을 따라 하나의 자기 폐루프가 형성된다.When the
회전자석(430)이 회전되어 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)을 향한 방향으로는 자기 흐름이 형성되지 않으므로, 대상물(1)이 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)에 홀딩될 수 없다.In a state in which the
코일(440)에 도 5B에 도시된 바와 같이 전류가 흐르도록, 코일(440)을 제어하면, 제2 폴피스(420)의 제2 작용면(422)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(420)의 회전자석(430)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다.When the
코일(440)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전자석(430)은 제2 폴피스(420) 로부터 척력을 받게 되고, 회전자석(430)은 회전하게 된다.When a sufficient current flows through the
회전자석(430)이 제1 위치에서 180도 회전하여 도 5C에 도시된 바와 같이 제2 위치에 배치되면, 회전자석(530)은 그 N극이 제1 폴피스(410)에 근접하여 제1 폴피스(410)와 자기적으로 연결되고, 그 S극이 제2 폴피스(420)에 근접하여 제2 폴피스(420)와 자기적으로 연결된다.When the
회전자석(430)이 회전되어 제2 위치에 배치되면, 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제1 작용면(412) 또는 제2 작용면(422)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 여기에서 “자기 흐름의 발산”이란, 제1 작용면(412) 또는 제2 작용면(422)으로부터 외부로 자기 흐름이 형성되는 경우 및 외부로부터 제1 작용면(412) 또는 제2 작용면(422)을 향해 자기 흐름이 형성되는 경우를 모두 포함한다.When the
따라서 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)에 자성을 가진 대상물(1)이 접촉되면, 대상물(1)은 회전자석(430), 제1 폴피스(410) 및 제2 폴피스(420)와 함께 도 5C에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 제1 작용면(412) 및 제2 작용면(422)을 통해 자기력 제어 장치(400)에 홀딩된다. Therefore, when the
또한, 회전자석(430)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 고정자석(450)은 회전자석(430)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 대상물(1)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.In addition, in a state in which the
도 5C에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 코일(440)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물(1)에 대한 홀딩이 유지된다.When the magnetic closed loops as shown in FIG. 5C are formed, the magnetic closed loops are maintained even when the voltage applied to the
회전자석(430)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 도 1B에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 코일(440)을 제어하면, 회전자석(430)이 다시 제1 위치로 회전되어 고정자석(450)과 함께 자기 폐루프를 형성하게 되고, 대상물(1)은 자기력 제어 장치(400)로부터 분리될 수 있다.In a state in which the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible by those skilled in the art of course, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or perspective of the present invention.
100, 200, 300, 400. 자기력 제어 장치
110, 210. 제1 폴피스 어셈블리
120, 220. 제2 폴피스 어셈블리
130, 230, 430. 회전자석100, 200, 300, 400. Magnetic force control device
110, 210. First pole piece assembly
120, 220. Second pole piece assembly
130, 230, 430. Rotating magnet
Claims (29)
상기 제1 폴피스 어셈블리와 이격 배치되고, 적어도 하나의 제2 코일을 가지는 제2 폴피스 어셈블리; 와,
상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 흐르는 전류 제어에 의해 회전하여, 상기 제1 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 폴피스 어셈블리와 각각 서로 다른 적어도 하나 이상의 자기 흐름을 형성하거나, 상기 제1 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 폴피스 어셈블리와 함께 하나의 자기 폐루프를 형성하도록 구성되는 회전자석; 을
포함하는 자기력 제어 장치.A first pole piece assembly having at least one fixed magnet and at least one first coil;
A second pole piece assembly spaced apart from the first pole piece assembly and having at least one second coil; Wow,
Rotating by controlling current flowing through the first coil or the second coil to form at least one magnetic flow different from each of the first pole piece assembly and the second pole piece assembly, or the first pole piece assembly And a rotating magnet configured to form one magnetic closed loop together with the second pole piece assembly. of
Magnetic force control device comprising.
상기 회전자석은 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 사이에 배치되는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet is a magnetic force control device disposed between the first pole piece assembly and the second pole piece assembly.
상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리는 상기 회전자석을 수용하는 수용부를 형성하도록 배치되는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The magnetic force control device wherein the first pole piece assembly and the second pole piece assembly are arranged to form a receiving portion accommodating the rotating magnet.
상기 회전자석은, 그 원주 방향으로 교대로 배치되는 복수의 N극과 S극을 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet is a magnetic force control device comprising a plurality of N poles and S poles alternately arranged in the circumferential direction.
상기 회전자석은,
복수의 영구자석과,
상기 복수의 영구자석 사이에 배치되는 반자성(反磁性)체를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet,
A plurality of permanent magnets,
Magnetic force control device comprising a diamagnetic body disposed between the plurality of permanent magnets.
상기 회전자석의 회전 중심은 상기 반자성체에 배치되는 자기력 제어 장치.The method of claim 5,
A magnetic force control device in which the rotation center of the rotating magnet is disposed on the diamagnetic material.
상기 회전자석은,
복수의 영구자석과,
상기 복수의 영구자석을 감싸는 반자성체를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet,
A plurality of permanent magnets,
Magnetic force control device comprising a diamagnetic material surrounding the plurality of permanent magnets.
상기 회전자석은,
적어도 하나의 영구자석과,
상기 적어도 하나의 영구자석의 주위에 배치되는 적어도 하나의 자성체와,
상기 적어도 하나의 자성체의 주위에 배치되는 반자성체를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet,
At least one permanent magnet,
At least one magnetic material disposed around the at least one permanent magnet,
Magnetic force control device comprising a diamagnetic material disposed around the at least one magnetic material.
상기 회전자석은,
제1 영구자석과,
상기 제1 영구자석과 이격되는 제2 영구자석과,
상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석 사이에 배치되는 반자성체를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet,
A first permanent magnet,
A second permanent magnet spaced apart from the first permanent magnet,
Magnetic force control device comprising a diamagnetic material disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
상기 회전자석은,
회전 가능하게 배치되는 반자성체와,
상기 반자성체에 결합되는 적어도 하나의 영구자석을 포함하는 자기력 제어장치.The method of claim 1,
The rotating magnet,
A diamagnetic material disposed rotatably,
Magnetic force control device comprising at least one permanent magnet coupled to the diamagnetic material.
상기 회전자석은,
상기 반자성체 및 상기 적어도 하나의 영구자석과 결합되는 적어도 하나의 자성체를 더 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 10,
The rotating magnet,
Magnetic force control device further comprising at least one magnetic material coupled to the diamagnetic material and the at least one permanent magnet.
상기 제1 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제1 작용면을 포함하고,
상기 제2 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제2 작용면을 포함하며,
상기 회전자석의 회전에 의해 상기 제1 작용면과 제2 작용면 중 어느 하나에 자기 흐름이 형성되도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The first pole piece assembly includes at least one first working surface,
The second pole piece assembly includes at least one second working surface,
Magnetic force control device configured to form a magnetic flow in any one of the first working surface and the second working surface by the rotation of the rotating magnet.
상기 제1 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제1 작용면을 포함하고,
상기 제2 폴피스 어셈블리는 적어도 하나의 제2 작용면을 포함하며,
상기 회전자석의 회전에 의해 상기 제1 작용면과 제2 작용면에 동시에 자기 흐름이 형성되도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The first pole piece assembly includes at least one first working surface,
The second pole piece assembly includes at least one second working surface,
Magnetic force control device configured to simultaneously form a magnetic flow on the first and second working surfaces by rotation of the rotating magnet.
상기 회전자석의 일 부분은 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 중 어느 하나와 함께 적어도 하나의 자기 폐루프를 형성하고,
상기 회전자석의 다른 부분은 상기 제1 폴피스 어셈블리와 상기 제2 폴피스 어셈블리 중 다른 하나와 함께 발산되는 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
A portion of the rotating magnet forms at least one magnetic closed loop together with any one of the first pole piece assembly and the second pole piece assembly,
The other portion of the rotating magnet is configured to form a magnetic flow diverging with the other one of the first pole piece assembly and the second pole piece assembly.
상기 회전자석은 상기 제1 폴피스 어셈블리 및 상기 제2 폴피스 어셈블리와 각각 발산되는 서로 다른 자기 흐름들을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 1,
The rotating magnet is configured to form different magnetic flows diverging from the first pole piece assembly and the second pole piece assembly, respectively.
상기 고정자석의 N극과 접하는 제1 폴피스;
상기 고정자석의 S극과 접하는 제2 폴피스;
상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스와 이격 배치되는 제3 폴피스;
상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 적어도 하나에 감기는 코일; 과,
상기 코일에 흐르는 전류 제어에 의해, 제1 위치와 상기 제1 위치와 다른 제2 위치 사이에서 회전 가능하게 배치되는 회전자석; 을 포함하고,
상기 회전자석이 상기 제1 위치에 배치된 상태에서, 상기 고정자석, 상기 회전자석, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스는, 하나의 자기 흐름을 형성하고,
상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 고정자석, 상기 회전자석, 상기 제1 폴피스, 상기 제2 폴피스 및 상기 제3 폴피스는, 서로 다른 적어도 둘 이상의 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.Fixed magnet;
A first pole piece in contact with the N pole of the fixed magnet;
A second pole piece in contact with the S pole of the fixed magnet;
A third pole piece spaced apart from the first pole piece and the second pole piece;
A coil wound around at least one of the first pole piece and the second pole piece; and,
A rotating magnet rotatably disposed between a first position and a second position other than the first position by controlling the current flowing through the coil; Including,
In a state in which the rotating magnet is disposed in the first position, the fixed magnet, the rotating magnet, the first pole piece, the second pole piece, and the third pole piece form one magnetic flow,
When the rotating magnet is disposed in the second position, the fixed magnet, the rotating magnet, the first pole piece, the second pole piece, and the third pole piece form at least two or more different magnetic flows. Magnetic force control device configured to.
상기 회전자석은,
제1 영구자석과,
상기 제1 영구자석과 이격되는 제2 영구자석과,
상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석 사이에 배치되는 반자성체를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 16,
The rotating magnet,
A first permanent magnet,
A second permanent magnet spaced apart from the first permanent magnet,
Magnetic force control device comprising a diamagnetic material disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
상기 회전자석이 상기 제1 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석은 제1 자기 폐루프를 형성하고,
상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 영구자석은 상기 제3 폴피스와 함께 상기 제1 자기 폐루프와 다른 제2 자기 폐루프를 형성하고, 상기 제2 영구자석은 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스와 함께 제1 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 17,
In a state in which the rotating magnet is disposed in the first position, the first permanent magnet and the second permanent magnet form a first magnetic closed loop,
When the rotating magnet is disposed in the second position, the first permanent magnet forms a second magnetic closed loop different from the first magnetic closed loop together with the third pole piece, and the second permanent magnet is Magnetic force control device configured to form a first magnetic flow with the first pole piece and the second pole piece.
상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 고정자석은 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스와 함께 상기 제1 자기 흐름과 다른 제2 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 18,
Magnetic force control device configured to form a second magnetic flow different from the first magnetic flow together with the first pole piece and the second pole piece while the rotating magnet is disposed in the second position .
상기 제1 폴피스는 그 일단에 마련되는 제1 작용면을 포함하고, 상기 제1 작용면은, 상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 자기흐름과 상기 제2 자기 흐름을 형성하도록 구성되고,
상기 제2 폴피스는 그 일단에 마련되는 제2 작용면을 포함하고, 상기 제2 작용면은, 상기 회전자석이 상기 제2 위치에 배치된 상태에서, 상기 제1 자기흐름과 상기 제2 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 19,
The first pole piece includes a first working surface provided at one end thereof, and the first working surface includes the first magnetic flow and the second magnetic flow when the rotating magnet is disposed in the second position. Is configured to form a flow,
The second pole piece includes a second working surface provided at one end thereof, and the second working surface includes the first magnetic flow and the second magnetic flow when the rotating magnet is disposed in the second position. Magnetic force control device configured to form a flow.
상기 제1 작용면과 상기 제2 작용면은 서로 나란하게 배치되는 자기력 제어 장치.The method of claim 20,
The magnetic force control device wherein the first working surface and the second working surface are arranged parallel to each other.
상기 제3 폴피스는,
서로 이격 배치되는 제1 서브 폴피스 및 제2 서브 폴피스와,
상기 제1 서브 폴피스 및 상기 제2 서브 폴피스와 연결되는 연결 폴피스를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 16,
The third pole piece,
A first sub-pole piece and a second sub-pole piece disposed spaced apart from each other,
Magnetic force control device comprising a connection pole piece connected to the first sub-pole piece and the second sub-pole piece.
상기 복수의 폴피스 어셈블리 중 적어도 하나에 권선되는 코일;
상기 복수의 폴피스 어셈블리 사이에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류 제어에 의해 회전 가능한 회전자석; 을 포함하고,
상기 회전자석의 회전에 의해, 상기 복수의 폴피스 어셈블리 중 어느 하나는 자기 폐루프를 형성하고, 다른 하나는 그 외측으로 발산되는 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.A plurality of pole piece assemblies;
A coil wound around at least one of the plurality of pole piece assemblies;
A rotating magnet disposed between the plurality of pole piece assemblies and rotatable by controlling current flowing through the coil; Including,
By the rotation of the rotating magnet, one of the plurality of pole piece assemblies forms a magnetic closed loop, and the other is configured to form a magnetic flow radiating outward.
상기 회전자석은, 회전축을 중심으로 회전 가능하고,
상기 회전자석은, 상기 회전축을 지나는 중심선을 기준으로, 상기 중심선의 일측에 배치되는 반자성체와, 상기 중심선의 타측에 배치되는 영구자석을 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 23,
The rotating magnet is rotatable around a rotating shaft,
The rotating magnet includes a diamagnetic material disposed on one side of the center line and a permanent magnet disposed on the other side of the center line based on a center line passing through the rotation axis.
상기 제1 영구자석의 N극과 접하는 제1 폴피스;
상기 제1 영구자석의 S극과 접하는 제2 폴피스;
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스에 의해 형성된 회전 경로 상에서 회전 가능하게 배치되는 제2 영구자석; 과
상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 적어도 하나에 감기는 코일; 을 포함하고,
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 주위에 배치되고, 상기 제2 영구자석의 회전을 자기적으로 안내하도록 구성되는 적어도 하나의 브리지(bridge); 를 포함하는 자기력 제어 장치.A first permanent magnet;
A first pole piece in contact with the N pole of the first permanent magnet;
A second pole piece in contact with the S pole of the first permanent magnet;
A second permanent magnet rotatably disposed on a rotation path formed by the first pole piece and the second pole piece; and
A coil wound around at least one of the first pole piece and the second pole piece; Including,
At least one bridge disposed around the first pole piece and the second pole piece and configured to magnetically guide the rotation of the second permanent magnet; Magnetic force control device comprising a.
상기 적어도 하나의 브리지는 상기 회전 경로의 적어도 일 부분을 형성하도록 구성되는 자기력 제어 장치.The method of claim 25,
The magnetic force control device, wherein the at least one bridge is configured to form at least a portion of the rotation path.
상기 적어도 하나의 브리지는 상기 제2 영구자석을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되는 둘 이상의 브리지를 포함하는 자기력 제어 장치.The method of claim 25,
The magnetic force control device including two or more bridges disposed opposite to each other with the second permanent magnet interposed between the at least one bridge.
상기 적어도 하나의 브리지는 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석 사이에 배치되는 자기력 제어 장치.The method of claim 25,
The magnetic force control device wherein the at least one bridge is disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
A magnetic material holding device comprising the configuration of the magnetic force control device of claim 1 or 28.
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