KR102292967B1 - Magnet assembly and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자석 어셈블리 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 할바흐 배열로 배치된 자석부들 사이에 접착층을 비(非)-포함하는 자석 어셈블리 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnet assembly and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a magnet assembly that does not include an adhesive layer between magnet parts arranged in a Halbach arrangement, and a method for manufacturing the same.
할바흐 자석은 1983년 할바흐에 의해 제안된 자석 배열 방식으로 복수의 자석편이 배치되어 이루어진 것으로, 원하는 면에 자속을 집중시키면서 원하지 않는 면에는 자속을 상쇄시킬 수 있다. The Halbach magnet is made by arranging a plurality of magnet pieces in a magnet arrangement method proposed by Halbach in 1983, and can cancel the magnetic flux on an unwanted surface while concentrating the magnetic flux on a desired surface.
이러한 할바흐 자석은 일반적으로 착자된 자석편들로 이루어져있다. 다만, 할바흐 자석은 자력 증폭 영역의 자석편이 수직 방향으로 밀려 올라가는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 당 업계에서는 할바흐 자석의 제조시 자석편들 사이에 접착제를 도포하는 본딩 공정을 통해 자석편들을 고정시켜 왔다. 그러나, 할바흐 자석 자체의 구조상 자석편들 사이에 접착제를 도포하는 것을 쉽지 않았고, 본딩 공정으로 인해 제조 시간 및 비용이 증대되었다. 또한, 본딩 공정시 열을 가하기 때문에, 자석이 열에 의해 손상되었다.These Halbach magnets generally consist of magnetized magnet pieces. However, the Halbach magnet has a problem in that the magnet piece of the magnetic force amplification region is pushed up in the vertical direction. In order to solve this problem, in the art, the magnet pieces have been fixed through a bonding process of applying an adhesive between the magnet pieces during the manufacture of the Halbach magnet. However, it was not easy to apply an adhesive between the magnet pieces due to the structure of the Halbach magnet itself, and the manufacturing time and cost increased due to the bonding process. Also, since heat was applied during the bonding process, the magnet was damaged by heat.
본 발명의 목적은 할바흐 배열로 배치된 자석부들 사이에 접착층을 비(非)-포함하는 자석 어셈블리를 제공하고자 한다.It is an object of the present invention to provide a magnet assembly that does not include an adhesive layer between magnet parts arranged in a Halbach arrangement.
또, 본 발명의 다른 목적은 제조 시간의 단축 및 제조 비용의 절감은 물론, 자석부들의 열 손상(damage) 없이 자석 어셈블리를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magnet assembly without thermal damage to magnet parts as well as reducing manufacturing time and manufacturing cost.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 자석 삽입부를 포함하는 지지 플레이트; 상기 자석 삽입부에 삽입되고, 할바흐 배열(halbach array)로 배치된 복수의 자석부를 포함하는 자석 유닛; 및 상기 지지 플레이트의 일면 상에 배치되고, 제1 프리프레그의 열경화물을 포함하는 제1 커버 플레이트를 포함하는 자석 어셈블리를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a support plate comprising a magnet insert; a magnet unit inserted into the magnet insert and including a plurality of magnets arranged in a halbach array; and a first cover plate disposed on one surface of the support plate and including a thermosetting product of the first prepreg.
또한, 본 발명은 상기 자석 유닛이 서로 인접하는 자석부들 사이에 접착층을 비(非)-포함한다.Further, in the present invention, the magnet unit does not include an adhesive layer between the magnet portions adjacent to each other.
또, 본 발명은 상기 지지 플레이트의 타면 상에 배치되고, 제2 프리프레그의 열경화물을 포함하는 제2 커버 플레이트를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a second cover plate disposed on the other surface of the support plate and including a thermosetting product of the second prepreg.
또, 본 발명은 복수의 자석 삽입부를 포함하는 지지 부재의 자석 삽입부에 할바흐 배열로 배치된 복수의 자석부를 포함하는 자석 유닛을 각각 삽입하는 단계; 상기 자석 유닛이 삽입된 지지 부재의 일면 상에 제1 프리프레그를 합지하여 제1 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 제1 적층체 내 서로 인접하는 자석 유닛들 사이를 컷팅하는 단계를 포함하는 자석 어셈블리의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of inserting each of the magnet unit comprising a plurality of magnets arranged in a Halbach arrangement in the magnet insertion portion of the support member including a plurality of magnet insertion portion; forming a first laminate by laminating a first prepreg on one surface of the supporting member into which the magnet unit is inserted; and cutting between the magnet units adjacent to each other in the first stacked body.
또, 본 발명은 상기 자석 유닛 내 서로 인접하는 자석부들 사이에 접착층을 개재시키는 단계를 비(非)-포함한다.Further, the present invention does not include the step of interposing an adhesive layer between the magnet portions adjacent to each other in the magnet unit.
또한, 본 발명은 상기 합지 단계가 상기 지지 부재의 타면 상에 제2 프리프레그를 더 합지하여 제2 적층체를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 컷팅 단계는 상기 제2 적층체 내 서로 인접하는 자석 유닛들 사이를 컷팅할 수 있다.In addition, in the present invention, the laminating step may further laminate a second prepreg on the other surface of the support member to form a second laminate. In this case, the cutting step may cut between the magnet units adjacent to each other in the second laminate.
본 발명에 따른 자석 어셈블리는 자석 유닛이 지지 플레이트에 삽입한 상태로 커버 플레이트에 의해 커버됨으로써, 제조시 자석부들을 열 본딩하는 공정을 생략할 수 있고, 따라서 열 손상 없이, 특정 방향으로 증대된 자력을 가질 수 있다.The magnet assembly according to the present invention is covered by the cover plate in a state in which the magnet unit is inserted into the support plate, so that the process of thermal bonding the magnet parts during manufacturing can be omitted, and thus the magnetic force increased in a specific direction without thermal damage can have
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자석 어셈블리를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자석 어셈블리를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 각각 본 발명에 따른 자석 유닛의 실시 형태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따라 자석 어셈블리를 제조하는 각 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 따라 자석 어셈블리를 제조하는 각 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a magnet assembly according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a magnet assembly according to a second embodiment of the present invention.
3(a) and 3(b) are cross-sectional views schematically showing an embodiment of a magnet unit according to the present invention, respectively.
4 is a cross-sectional view schematically illustrating each process of manufacturing a magnet assembly according to a third embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically illustrating each process of manufacturing a magnet assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이때 본 명세서 전체 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구조를 지칭한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples It is not limited to an example. In this case, like reference numerals refer to like structures throughout this specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "위에" 또는 "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 위쪽에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. In addition, throughout the specification, "on" or "on" means not only the case located above or below the target part, but also includes the case where there is another part in the middle, and must be in the direction of gravity It does not mean that it is positioned above with respect to .
그리고, 본원 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라 구성요소들을 서로 구별하고자 사용된 것이다.And, in the present specification, terms such as “first” and “second” do not indicate any order or importance, but are used to distinguish components from each other.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자석 어셈블리를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자석 어셈블리를 개략적으로 나타낸 단면도로, 본 발명에 따른 자석 어셈블리(1A, 1B)는 자석 삽입부(11)를 포함하는 지지 플레이트(10); 상기 자석 삽입부(11)에 삽입되고, 할바흐 배열(halbach array)로 배치된 복수의 자석부를 포함하는 자석 유닛(M); 및 상기 지지 플레이트(10)의 일면 상에 배치되고, 제1 프리프레그의 열경화물을 포함하는 제1 커버 플레이트(20)를 포함한다. 또, 본 발명에 따른 자석 어셈블리(1B)는 상기 지지 플레이트(10)의 타면 상에 배치되고, 제2 프리프레그의 열경화물을 포함하는 제2 커버 플레이트(30)를 더 포함할 수 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a magnet assembly according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a magnet assembly according to a second embodiment of the present invention, a magnet assembly 1A according to the present invention. , 1B) is a
여기서, 상기 자석 유닛(M)은 도 3에 도시된 바와 같이, 할바흐 배열로 배치된 복수의 자석(M1a, M1b, M1c, M1d)을 포함하는 것으로, 지지 플레이트(10)의 자석 삽입부(11)에 삽입된다. 이러한 자석 유닛(M)의 자석부들(M1a, M1b, M1c, M1d)은 지지 플레이트(10)를 커버하는 제1 커버 플레이트(20)에 의해 고정된다. 이 때문에, 상기 자석 유닛(M)이 척력이 발생하는 부위의 자석부들 사이에 접착층을 포함하지 않더라도, 척력이 발생하는 부위의 자석부들은 제1 커버 플레이트(20)에 의해 고정되어 수직 방향으로 밀려 올라오지 않는다. 따라서, 본 발명은 종래와 달리, 자석부들 사이에 접착층을 개재할 필요가 없기 때문에, 자석 어셈블리의 제조시 자석부들을 열에 의해 본딩(bonding)하는 공정을 생략할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 제조 시간의 단축 및 제조 비용의 절감은 물론, 자석부들의 열 손상(damage) 없이, 특정 방향으로 자속(magnetic flux)을 집속시켜 자력을 증대시킬 수 있다. Here, the magnet unit M includes a plurality of magnets M1a, M1b, M1c, and M1d arranged in a Halbach arrangement as shown in FIG. 3, and the magnet insertion part of the support plate 10 ( 11) is inserted. The magnet parts M1a, M1b, M1c, and M1d of the magnet unit M are fixed by the
이하, 도 1을 참고하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1A)에 대해 설명한다.Hereinafter, a magnet assembly 1A according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 .
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1A)는 자석 삽입부(11)를 포함하는 지지 플레이트(10); 상기 자석 삽입부(11)에 삽입된 자석 유닛(M); 및 상기 지지 플레이트(10) 상에 순차적으로 배치되고, 제1 프리프레그의 열경화물을 포함하는 제1 커버 플레이트(20)를 포함한다.A magnet assembly 1A according to a first embodiment of the present invention includes a
(1) 지지 플레이트(1) support plate
본 발명의 자석 어셈블리(1A)에서, 지지 플레이트(10)는 자석 유닛(M)을 수용하여 지지하는 부분이다.In the magnet assembly 1A of the present invention, the
본 발명의 지지 플레이트(10)는 자석 유닛(M)이 삽입되는 자석 삽입부(11)를 포함한다. 이때, 자석 삽입부(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 1개이거나, 또는 복수개일 수 있다. 이러한 자석 삽입부(11)의 형상은 자석 유닛(M)의 형상에 따라 조절할 수 있다.The
상기 자석 삽입부(11)는 관통형인 삽입홀이거나 또는 비(非)-관통형인 삽입홈일 수 있다. 이때, 자석 삽입부(11)가 도 1에 도시된 바와 같이 삽입홀일 경우, 자석 유닛(M)의 두께는 지지 플레이트(10)의 두께와 동일하다. 한편, 자석 삽입부(11)가 삽입홈일 경우, 자석 유닛(M)의 두께는 지지 플레이트(10)의 두께보다 작다.The magnet insertion portion 11 may be a through-type insertion hole or a non-through-type insertion groove. At this time, when the magnet insertion part 11 is an insertion hole as shown in FIG. 1 , the thickness of the magnet unit M is the same as the thickness of the
전술한 지지 플레이트(10)의 재료는 당 업계에서 통상적으로 고경도 및 고강도를 가진 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 고분자일 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 고분자로는 열가소성, 열경화성 고분자 등 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 에폭시계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리알파올레핀계 고분자, 비닐계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 폴리에테르계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리설파이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리펩티드계 고분자, 폴리케톤계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 비닐리딘계 고분자, 이들의 공중합체 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.The material of the above-described
일례에 따르면, 지지 플레이트(10)의 재료는 에폭시계 고분자일 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(10)의 휨 강도가 향상되기 때문에, 본 발명의 자석 어셈블리(1A)는 경량성, 고경도, 고강도를 가질 수 있다.According to one example, the material of the
본 발명에서 사용 가능한 에폭시계 고분자는 분자 내 적어도 1 이상의 에폭시기(epoxide group)를 함유하는 고분자로, 분자 내 브롬 등의 할로겐 원자를 포함하지 않는 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 또한, 에폭시계 고분자는 분자 내 실리콘, 우레탄, 폴리이미드, 폴리아미드 등을 함유하고 있을 뿐만 아니라, 분자 내 인 원자(P), 황 원자(S), 질소 원자(N) 등을 포함할 수 있다. 이러한 에폭시계 고분자의 예는 제1 플레이트 부분에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.The epoxy-based polymer usable in the present invention is a polymer containing at least one epoxy group in a molecule, and is preferably an epoxy resin that does not contain a halogen atom such as bromine in the molecule. In addition, the epoxy-based polymer may contain not only silicone, urethane, polyimide, polyamide, etc. in the molecule, but also a phosphorus atom (P), a sulfur atom (S), a nitrogen atom (N), etc. in the molecule. . Examples of such epoxy-based polymers are the same as those described in the first plate portion, and thus are omitted.
이러한 에폭시계 고분자의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들에 수소 첨가한 것, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 글리시딜에테르계 에폭시 수지; 헥사히드로프탈산 글리시딜에스테르, 다이머산 글리시딜에스테르 등의 글리시딜에스테르계 에폭시 수지; 트리글리시딜이소시아누레이트, 테트라글리시딜디아미노 디페닐메탄 등의 글리시딜아민계 에폭시 수지; 에폭시화 폴리부타디엔, 에폭시화 대두유 등의 선상 지방족 에폭시 수지 등이 있고, 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐(Biphenyl)형 에폭시 수지, 다관능 에폭시(Epoxy) 수지 등이 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 2종 이상이 혼합하여 사용될 수 있다.The type of the epoxy-based polymer is not particularly limited, and for example, bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, or hydrogenated ones thereof, phenol novolac-type epoxy resin, cresol novolac-type epoxy resin, etc. glycidyl ether-based epoxy resins; glycidyl ester-based epoxy resins such as hexahydrophthalic acid glycidyl ester and dimer acid glycidyl ester; glycidylamine-based epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate and tetraglycidyl diamino diphenylmethane; and linear aliphatic epoxy resins such as epoxidized polybutadiene and epoxidized soybean oil, preferably bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, biphenyl ( Biphenyl) type epoxy resin, polyfunctional epoxy (Epoxy) resin, and the like. These may be used alone, or two or more may be used in combination.
상기 지지 플레이트(10)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 자석 유닛의 두께에 따라 조절한다. 예컨대, 제1 플레이트(10)의 두께는 약 0.1 내지 0.05~0.2 ㎜ 범위로 조절하는 것이 적절할 수 있다.The thickness of the
(2) 자석 유닛(2) Magnet unit
본 발명의 자석 어셈블리(1A)는 자석 유닛(M)을 포함한다. 상기 자석 유닛(M)은 지지 플레이트(10)의 자석 삽입부(11)에 삽입되어 고정된다. The magnet assembly 1A of the present invention includes a magnet unit M. The magnet unit (M) is fixed by being inserted into the magnet insertion portion (11) of the support plate (10).
본 발명의 자석 유닛(M)은 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 자석부를 포함한다. 이때, 복수의 자석부는 할바흐 배열(halbach array)로 배치되어 있다. 예컨대, 자석 유닛(M)은 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 제1 방향(예; 자석 유닛의 길이 방향)을 따라 제1 자석부(M1a), 제2 자석부(M1b), 제3 자석부(M1c) 및 제4 자석부(M1d)의 순서로 반복 배열된 복수의 자석부를 포함한다. 이때, 제1 자석부(M1a)는 제1 방향을 따라 S극 자석편 및 N극 자석편의 순서로 배열되어 제1 자화 방향(예: 제2 자석부측 방향)을 가질 수 있다. 또, 상기 제2 자석부(M1b)는 제1 방향의 수직인 제2 방향(예: 두께 방향)으로 S극 자석편 및 N극 자석편의 순서, 즉 S극 자석편 상에 N극 자석편이 배치되어 제1 자화 방향의 수직인 제2 자화 방향(예: 상측 방향)을 가질 수 있다. 또, 상기 제3 자석부(M1c)는 제1 방향을 따라 N극 자석편 및 S극 자석편의 순서로 배열되어, 상기 제1 자화 방향과 대칭인 제3 자화 방향(예: 제2 자석부측 방향)을 가질 수 있다. 또, 상기 제4 자석부(M1d)는 제1 방향의 수직인 제2 방향으로 N극 자석편 및 S극 자석편의 순서, 즉 N극 자석편 상에 S극 자석편이 배치되어 제2 자화 방향과 대칭인 제4 자화 방향(예: 하측 방향)을 가질 수 있다. 이러한 제1 내지 제4 자석부(M1a, M1b, M1c, M1d)의 각 N극 및 S극 자석편의 순서는 일례일 뿐이며, 각 자석부의 각 N극 및 S극 자석편의 순서는 전술한 것과 반대일 수도 있다.The magnet unit M of the present invention includes a plurality of magnet parts, as shown in FIGS. 3(a) and 3(b). In this case, the plurality of magnet parts are arranged in a halbach array. For example, the magnet unit M may include a first magnet portion M1a, a second magnet along a first direction (eg, a longitudinal direction of the magnet unit), as shown in FIGS. 3(a) and 3(b). It includes a plurality of magnet parts repeatedly arranged in the order of the part M1b, the third magnet part M1c, and the fourth magnet part M1d. In this case, the first magnet part M1a may be arranged in the order of the S pole magnet piece and the N pole magnet piece along the first direction to have a first magnetization direction (eg, a direction toward the second magnet part). In addition, in the second magnet part M1b, the N-pole magnet piece is disposed on the S-pole magnet piece in the order of the S-pole magnet piece and the N-pole magnet piece in a second direction (eg, thickness direction) perpendicular to the first direction. to have a second magnetization direction (eg, an upward direction) perpendicular to the first magnetization direction. In addition, the third magnet part M1c is arranged in the order of the N-pole magnet piece and the S-pole magnet piece along the first direction, and the third magnetization direction symmetrical to the first magnetization direction (eg, the second magnet part side direction) ) can have In addition, the fourth magnet part M1d has an N-pole magnet piece and an S-pole magnet piece in the second direction perpendicular to the first direction, that is, the S-pole magnet piece is disposed on the N-pole magnet piece, so that the second magnetization direction and It may have a symmetrical fourth magnetization direction (eg, a downward direction). The order of each N-pole and S-pole magnet piece of these first to fourth magnet parts M1a, M1b, M1c, and M1d is only an example, and the order of each N-pole and S-pole magnet piece of each magnet part is opposite to that described above. may be
본 발명의 자석 유닛(M)에서, N극 자석편과 인접한 다른 N극 자석편 사이, 및 S극 자석편과 인접한 다른 S극 자석편 사이에는 척력이 발생한다. 이러한 척력 발생 영역의 자석부, 예컨대 제2 자석부(M1b)의 N극 자석편은 척력에 의해 수직 방향으로 밀려 올라가기 때문에, 종래에는 자석편들 사이에 접착제 등을 도포하였다. 반면, 본 발명에서는 자석 유닛(M)의 양 표면 중 척력 발생 영역을 포함하는 표면 상에 제1 커버 플레이트(20)가 부착되어 있다. 따라서, 본 발명의 자석 유닛(M)은 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 척력이 발생하는 영역, 예컨대 N극 자석편과 인접한 다른 N극 자석편이 접촉하는 부위 및 S극 자석편과 인접한 다른 S극 자석편이 접촉하는 부위에 접착층이 존재하지 않더라도, 자석편들이 척력에 의해 수직 방향으로 밀려 올라가지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 자석 유닛(M)은 서로 인접하는 자석부들 사이에 접착층을 비(非)-포함한다.In the magnet unit M of the present invention, a repulsive force is generated between an N-pole magnet piece and another adjacent N-pole magnet piece, and between an S-pole magnet piece and another adjacent S-pole magnet piece. Since the magnet portion of the repulsive force generating region, for example, the N-pole magnet piece of the second magnet portion M1b is pushed up in the vertical direction by the repulsive force, an adhesive or the like is conventionally applied between the magnet pieces. On the other hand, in the present invention, the
상기 자석부(M1a, M1b, M1c, M1d)는 착자된 자석 또는 비착자된 자석일 수 있다. 예컨대, 제1 및 제3 자석부(M1a, M1c)는 착자된 자석이고, 제2 및 제4 자석부(M1b, M1d)는 착자된 자석, 비착자된 자석 또는 이들의 조합일 수 있다. 제조 공정 상, 제2 및 제4 자석부(M1b, M1d)는 착자된 자석 및 비착자된 자석이 혼용된 것이 제조 효율을 더 향상시킬 수 있다.The magnet parts M1a, M1b, M1c, and M1d may be a magnetized magnet or a non-magnetized magnet. For example, the first and third magnet parts M1a and M1c may be magnetized magnets, and the second and fourth magnet parts M1b and M1d may be magnetized magnets, non-magnetized magnets, or a combination thereof. In the manufacturing process, in the second and fourth magnet parts M1b and M1d, a mixture of a magnetized magnet and a non-magnetized magnet may further improve manufacturing efficiency.
또, 자석 유닛(M)은 복수의 자석부가 전술한 자화 방향을 갖기 때문에, 자석 유닛(M)은 자기장이 비대칭적으로 분포하고, 따라서 자력도 비대칭적이다. 예컨대, 자석 유닛(M)은 척력 발생 영역을 포함하는 일면(예: 상부) 측의 자력이 타면(예: 하부) 측의 자력에 비해 더 세다.Further, in the magnet unit M, since the plurality of magnet portions have the above-described magnetization directions, the magnetic field of the magnet unit M is asymmetrically distributed, and thus the magnetic force is also asymmetrical. For example, in the magnet unit M, the magnetic force of one side (eg, upper) side including the repulsive force generating region is stronger than the magnetic force of the other surface (eg, lower) side.
이러한 자석 유닛의 일면(예: 상부) 측의 자력을 더 높이기 위해서, 본 발명에서는 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 제1 커버 플레이트(20)와 접촉하는 표면과 반대되는 자석 유닛(M)의 표면(예: 하부) 상에 배치된 차폐부(M2)를 더 포함할 수 있다. 일례에 따르면, 자석 유닛(M)은 복수의 자석부; 및 상기 복수의 자석부 하부 상에 배치된 차폐부(M2)를 포함할 수 있다.In order to further increase the magnetic force of the one surface (eg, upper) side of this magnet unit, in the present invention, as shown in FIG. 3 ( b ), the magnet unit M opposite to the surface in contact with the first cover plate 20 ) may further include a shielding portion (M2) disposed on the surface (eg, the lower portion). According to an example, the magnet unit (M) includes a plurality of magnets; And it may include a shield (M2) disposed on the lower portion of the plurality of magnets.
상기 차폐부(M2)는 자기 차폐 부재를 일정 형상으로 기계 가공하여 얻은 것으로, 자석의 자기력선 중 적어도 일 방향(예: 하부 방향)의 자기력선을 차폐할 수 있다.The shielding part M2 is obtained by machining a magnetic shielding member into a predetermined shape, and may shield magnetic force lines in at least one direction (eg, downward direction) among the magnetic force lines of the magnet.
본 발명에서 사용 가능한 자기 차폐 부재는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 투자율이 높은 자성 재료, 구체적으로 투자율이 높으면서 자석의 자기력선을 차폐, 반사시킬 수 있는 자성 재료일 수 있다. 구체적으로, 자기 차폐 부재는 탄소강판(예, S45C 등), 스테인레스 스틸판(stainless steel sheet)(예, SUS430, SUS304 등), 쾌삭강판(예, SUM1B1, SUM1B2, SUM1B2L, SUM1B3, SUM1B4L, SUM1C1, SUM1D1, SUM1D3 등), 냉간압연 강판(cold rolled carbon steel sheet, SPCC), 열간압연강판(hot rolled carbon steel sheet), 규소 강판 등과 같은 강판이 있다. 또한, 상기 강판을 니켈, 아연, 구리 등의 (준)금속 또는 합금으로 전해 도금하거나 또는 무전해 도금하여 얻은 도금 강판도 자기 차폐 부재로 사용할 수 있다. 이러한 도금 강판의 예로는 냉연아연도금 강판, 열연아연도금강판, 전기아연도금강판(electrolytic galvanized iron, EGI), 갈바늄 도금 강판(zinc aluminium alloy coated steel sheets), 용융아연도금강판, 전해 니켈 도금 강판, 무전해 니켈 도금 강판, 구리 도금 강판 등이 있다. 상기 도금 강판의 도금층은 단층이거나 복수층일 수 있다. The magnetic shielding member usable in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. For example, it may be a magnetic material having high magnetic permeability, specifically, a magnetic material having high magnetic permeability and capable of shielding and reflecting the magnetic force line of the magnet. Specifically, the magnetic shield member includes a carbon steel sheet (eg, S45C, etc.), a stainless steel sheet (eg, SUS430, SUS304, etc.), a free-cutting steel sheet (eg, SUM1B1, SUM1B2, SUM1B2L, SUM1B3, SUM1B4L, SUM1C1, SUM1D1, SUM1D3, etc.), cold rolled carbon steel sheet (SPCC), hot rolled carbon steel sheet, silicon steel sheet, and the like. In addition, a plated steel sheet obtained by electrolytic plating or electroless plating of the steel sheet with a (semi)metal or alloy such as nickel, zinc, or copper may also be used as a magnetic shielding member. Examples of such coated steel sheets include cold rolled galvanized steel sheets, hot rolled galvanized steel sheets, electrolytic galvanized iron (EGI), zinc aluminum alloy coated steel sheets, hot-dip galvanized steel sheets, and electrolytic nickel plated steel sheets. , electroless nickel plated steel plate, copper plated steel plate, and the like. The plating layer of the plated steel sheet may be a single layer or a plurality of layers.
상기 자기 차폐 부재는 표면 처리된 것일 수 있다. 상기 표면 처리 방법의 예로는 크로메이트(chromate) 처리, 인산염 피막 처리(예, 삼인산염 피막 처리), 인산크로메이트 처리 등과 같은 화성 처리; 조화(粗化) 처리 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이러한 표면 처리된 자기 차폐 부재는 표면 에너지의 증가로 열융착 접착층과의 접착력이 증가한다. The magnetic shielding member may be surface-treated. Examples of the surface treatment method include chemical conversion treatment such as chromate treatment, phosphate coating treatment (eg, triphosphate coating treatment), phosphate chromate treatment, and the like; There is a roughening (粗化) treatment, etc., but is not limited thereto. The surface-treated magnetic shield member has an increased adhesive strength with the heat-sealable adhesive layer due to an increase in surface energy.
일례로, 자기 차폐 부재가 니켈 도금 강판, 전해 니켈 도금 강판 및 무전해 니켈 도금으로 이루어진 군에서 선택된 1종이고, 이때 상기 강판의 표면은 크로메이트(chromate) 처리된 것일 수 있다. 이 경우, 열융착 접착층과의 접착력이 증가될 뿐만 아니라, 내식성도 증가될 수 있다.For example, the magnetic shield member may be one selected from the group consisting of a nickel-plated steel sheet, an electrolytic nickel-plated steel sheet, and an electroless nickel-plated steel sheet, and the surface of the steel sheet may be chromate-treated. In this case, not only the adhesion with the heat-sealing adhesive layer is increased, but also corrosion resistance can be increased.
상기 차폐부(M2)의 형상은 요구되는 자석 어셈블리의 규격 및 자력(차폐력)에 따라 다양한 형상을 가질 수 있고, 차폐 방향 등에 따라 설계할 수 있다. 구체적으로, 차폐부의 형상은 자석 유닛(M)의 자기력선 중 적어도 일 방향(예, 하부 방향)의 자기력선을 차폐할 수 있는 형상이라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 플레이트 형상이거나, 튜브 형상, 또는 상부가 개방되고 하부가 막힌 기둥 형상(예, 수직 단면이 U자 형상) 등일 수 있다. 이때, 차폐부는 플레이트 형상, 튜브 형상 및 기둥 형상 중 1개 이상이 조합된 형상을 가질 수 있다. 일례에 따르면, 차폐부(M2)의 수직 단면은 U자 형상일 수 있다.The shape of the shielding part M2 may have various shapes according to the required specifications and magnetic force (shielding force) of the magnet assembly, and may be designed according to the shielding direction. Specifically, the shape of the shielding part is not particularly limited as long as it is a shape capable of shielding the magnetic force lines in at least one direction (eg, downward direction) among the magnetic force lines of the magnet unit M. For example, it may have a plate shape, a tube shape, or a column shape with an open top and a closed bottom (eg, a U-shaped vertical cross-section). In this case, the shielding part may have a shape in which one or more of a plate shape, a tube shape, and a column shape are combined. According to an example, the vertical cross-section of the shielding part M2 may have a U-shape.
(3) 제1 커버 플레이트(3) first cover plate
본 발명의 자석 어셈블리(1A)는 제1 커버 플레이트(20)를 포함한다. 제1 커버 플레이트(20)는 지지 플레이트(10)의 일면 상에 배치되는 부분으로, 지지 플레이트(10)를 커버한다. 이때, 지지 플레이트(10)의 자석 삽입부(11)에는 자석 유닛(M)이 삽입되어 있다. 따라서, 본 발명의 자석 유닛(M) 내 자석부들 사이에는 전술한 바와 같이, 접착층이 존재하지 않더라도, 제1 커버 플레이트(20)가 지지 플레이트(10)에 직접 부착되어 자석 삽입부(11)에 삽입되어 있는 자석 유닛(M)을 고정시킬 수 있다. 즉, 제1 커버 플레이트(20)와 접촉하는 자석 유닛(M)의 표면부는 척력 발생 영역을 포함하고, 이러한 영역의 자석부들은 제1 커버 플레이트(20)에 의해 고정될 수 있다. 그 결과, 제1 커버 플레이트(20)는 자석 유닛(M)의 일부 자석부들이 척력으로 인해 수직 방향(예: Z축 방향)으로 밀려 올라오는 것을 방지할 수 있다.The magnet assembly 1A of the present invention includes a
제1 커버 플레이트(20)는 제1 프리프레그(prepreg)의 열경화물을 포함한다. 상기 제1 프리프레그의 열경화물은 제1 고분자 매트릭스에 제1 섬유 기재로 강화한 복합 재료로, 경량성, 고경도, 고강도 특성이 우수하다. 따라서, 본 발명의 제1 커버 플레이트(20)는 경량성이 우수함은 물론, 고경도, 고강도 특성도 우수할 수 있다. 또한, 제1 프리프레그는 B-stage(반경화) 상태이기 때문에, 자석 어셈블리의 제조시 별도의 접착 부재 없이도 지지 플레이트(10)에 직접 부착(접착)될 수 있다. 따라서, 제1 커버 플레이트(20)도 지지 플레이트(10)에 부착될 수 있다.The
일례에 따르면, 제1 프리프레그는 제1 섬유 기재, 및 상기 제1 섬유 기재에 함침된 제1 고분자를 포함한다.According to an example, the first prepreg includes a first fibrous substrate and a first polymer impregnated in the first fibrous substrate.
본 발명에서 사용 가능한 제1 섬유 기재는 제1 커버 플레이트의 강도를 향상시킬 수 있다. 이러한 제1 섬유 기재로는 섬유 자체이거나, 실(yarn), 직물(woven fabric), 부직포(non-woven fabric), 편물(knitting), 브레이드(braid) 등과 같이 섬유로 이루어진 부재일 수 있다. 상기 섬유 기재의 재료(섬유)로는 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 면, 마 등과 같은 식물성 섬유; 모, 견 등과 같은 동물성 섬유; 레이온 등과 같은 재생 섬유; 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리우레탄 등과 같은 합성섬유; 유리섬유, 탄소섬유 등의 무기 섬유; 금속 섬유 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이 중에서 유리섬유, 탄소섬유 등의 무기 섬유일 경우, 수분 함수율이 낮기 때문에, 제1 프리프레그의 경화시 제1 커버 플레이트 내 기공(pore)이 형성되지 않으며, 또한 열적 안정성도 우수하다. 따라서, 무기 섬유로 이루어진 직물을 사용할 경우, 최종 제1 커버 플레이트의 강도 및 열적 안정성이 향상될 수 있다.The first fiber base usable in the present invention may improve the strength of the first cover plate. The first fiber substrate may be a fiber itself or a member made of fibers such as yarn, woven fabric, non-woven fabric, knitting, braid, and the like. The material (fiber) of the fiber base is not particularly limited, and non-limiting examples include vegetable fibers such as cotton and hemp; animal fibers such as wool, silk, and the like; recycled fibers such as rayon; synthetic fibers such as polyester, acrylic, nylon, polyurethane and the like; inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers; There are metal fibers and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. Among them, in the case of inorganic fibers such as glass fiber and carbon fiber, since the moisture content is low, pores in the first cover plate are not formed when the first prepreg is cured, and also has excellent thermal stability. Accordingly, when the fabric made of inorganic fibers is used, the strength and thermal stability of the final first cover plate may be improved.
또, 상기 제1 고분자의 예는 특별히 제한되지 않으며, 에폭시계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리알파올레핀계 고분자, 비닐계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 폴리에테르계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리설파이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리펩티드계 고분자, 폴리케톤계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 비닐리딘계 고분자, 이들의 공중합체 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이 중에서 에폭시계 고분자의 경우, 자석 어셈블리의 제조시 경화속도가 빨라 생산성이 향상될 수 있으며, 또한 제1 커버 플레이트의 열적 안정성, 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다. In addition, examples of the first polymer are not particularly limited, and epoxy polymers, polyurethane polymers, polyamide polymers, polyalphaolefin polymers, vinyl polymers, acrylic polymers, polyacetal polymers, polyether polymers, Polyester polymers, polyethersulfone polymers, polysulfide polymers, polyimide polymers, polypeptide polymers, polyketone polymers, polyolefin polymers, polyimide polymers, vinylidine polymers, copolymers thereof, etc. However, these may be used alone or in combination of two or more. Among them, in the case of the epoxy-based polymer, the curing rate is fast during the manufacture of the magnet assembly, so that productivity can be improved, and thermal stability and chemical stability of the first cover plate can be improved.
전술한 제1 프리프레그의 경화 온도는 특별히 한정되지 않으며, 일례에 따르면 약 110 내지 180 ℃, 구체적으로 약 110 내지 150 ℃, 더 구체적으로 약 110 내지 120 ℃의 온도일 수 있다. 이 경우, 자석 어셈블리의 제조시 열에 의한 자석 유닛(M)의 손상을 방지할 수 있다.The curing temperature of the above-mentioned first prepreg is not particularly limited, and according to an example, it may be a temperature of about 110 to 180 ℃, specifically about 110 to 150 ℃, more specifically about 110 to 120 ℃. In this case, it is possible to prevent damage to the magnet unit M due to heat during the manufacture of the magnet assembly.
일례에 따르면, 제1 커버 플레이트(20)는 제1 프리프레그의 열경화물을 포함하고, 상기 제1 프리프레그는 유리 섬유 및 탄소 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제1 섬유 기재; 및 상기 제1 섬유 기재에 함침된 에폭시계 고분자를 포함할 수 있다. 이러한 제1 프리프레그는 약 110 내지 180 ℃(구체적으로 약 110 내지 150 ℃, 더 구체적으로 약 110 내지 120 ℃)의 온도에서 열경화될 수 있다.According to one example, the
제2 플레이트(20)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 0.05 내지 0.2 ㎜ 범위일 수 있다.The thickness of the
이하, 도 2를 참고하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1B)를 설명한다.Hereinafter, a magnet assembly 1B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 .
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1B)는 자석 삽입부(11)를 포함하는 지지 플레이트(10); 상기 자석 삽입부(11)에 삽입된 자석 유닛(M); 및 상기 지지 플레이트(10)의 양면 상에 각각 배치된 제1 커버 플레이트(20) 및 제2 커버 플레이트(30)를 포함하고, 상기 제1 커버 플레이트(20)는 제1 프리프레그의 열경화물을 포함하고, 제2 커버 플레이트(30)는 제2 프리프레그의 열경화물을 포함한다.A magnet assembly (1B) according to a second embodiment of the present invention includes a support plate (10) including a magnet insert (11); a magnet unit (M) inserted into the magnet insertion unit (11); and a
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1B)에서, 지지 플레이트(10), 자석 유닛(M), 및 제1 커버 플레이트(20)에 대한 설명은 제1 실시 형태에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.In the magnet assembly 1B according to the second embodiment of the present invention, since the descriptions of the
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1B)에서, 제2 커버 플레이트(30)는 지지 플레이트의 타면(예: 하부) 상에 배치되는 것으로, 제1 커버 플레이트(20)와 동일하거나 상이할 수 있다. 이러한 제2 커버 플레이트(30)는 지지 플레이트(10)의 기계적 물성을 보강할 수 있다. 또한, 자석 삽입부(11)가 삽입홀일 경우, 자석 유닛(M)이 지지 플레이트(10)에서 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.In the magnet assembly 1B according to the second embodiment of the present invention, the
제2 커버 플레이트(30)는 제2 프리프레그의 열경화물을 포함하는 것으로, 제2 고분자 매트릭스에 제2 섬유 기재로 강화한 복합 재료를 포함한다. 이러한 제2 프리프레그는 제1 프리프레그와 동일하거나 상이할 수 있다.The
구체적으로, 제2 프리프레그는 제2 섬유 기재, 및 상기 제2 섬유 기재에 함침된 제2 고분자를 포함한다. 이때, 제2 섬유 기재는 제1 섬유와 동일하거나 상이하고, 제2 고분자는 제1 고분자와 동일하거나 상이할 수 있다. 이러한 제2 섬유 기재 및 제2 고분자에 대한 설명은 각각 제1 섬유 기재 및 제1 고분자에 기재된 바와 동일하기 때문에 생략한다.Specifically, the second prepreg includes a second fiber base, and a second polymer impregnated in the second fiber base. In this case, the second fiber base may be the same as or different from the first fiber, and the second polymer may be the same as or different from the first polymer. Descriptions of the second fiber base and the second polymer are omitted because they are the same as those described in the first fiber base and the first polymer, respectively.
상기 제2 프리프레그의 경화 온도는 특별히 한정되지 않으며, 일례에 따르면 약 110 내지 180 ℃, 구체적으로 약 110 내지 150 ℃, 더 구체적으로 약 110 내지 120 ℃의 온도일 수 있다. 이 경우, 자석 어셈블리의 제조시 열에 의한 자석 유닛(M)의 손상을 방지할 수 있다.The curing temperature of the second prepreg is not particularly limited, and according to an example, it may be a temperature of about 110 to 180 ℃, specifically about 110 to 150 ℃, more specifically about 110 to 120 ℃. In this case, it is possible to prevent damage to the magnet unit M due to heat during the manufacture of the magnet assembly.
일례에 따르면, 제2 커버 플레이트(30)는 제2 프리프레그의 열경화물을 포함하고, 상기 제2 프리프레그는 유리 섬유 및 탄소 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제2 섬유 기재; 및 상기 제2 섬유 기재에 함침된 에폭시계 고분자를 포함할 수 있다. 이러한 제2 프리프레그는 약 110 내지 180 ℃(구체적으로 약 110 내지 150 ℃, 더 구체적으로 약 110 내지 120 ℃)의 온도에서 열경화될 수 있다.According to an example, the
또, 제2 커버 플레이트(30)의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 일례에 따르면, 제2 커버 플레이트(30)의 두께는 제1 커버 플레이트(20)의 두께와 동일하거나 상이할 수 있고, 구체적으로 약 0.05 내지 0.2 ㎜ 범위일 수 있다.In addition, the thickness of the
이하, 도 4를 참고하여 본 발명의 제3 실시 형태에 따라 자석 어셈블리(1A)를 제조하는 각 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, each process of manufacturing the magnet assembly 1A according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 .
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따라 자석 어셈블리(1A)를 제조하는 각 과정을 나타낸 단면도로, 본 발명의 자석 어셈블리(1A)는 (S10) 복수의 자석 삽입부(110)를 포함하는 지지 부재(100)의 자석 삽입부(110)에 할바흐 배열로 배치된 복수의 자석부를 포함하는 자석 유닛(M)을 각각 삽입하는 단계; (S20) 상기 자석 유닛(M)이 삽입된 지지 부재(100)의 일면 상에 제1 프리프레그(200)를 합지하여 제1 적층체(1000A)를 형성하는 단계; 및 (S30) 상기 제1 적층체(1000A) 내 서로 인접하는 자석 유닛들(M) 사이를 컷팅하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 다만, 상기 제조방법은 상기 자석 유닛(M) 내 서로 인접하는 자석부들 사이에 접착층을 개재시키는 단계를 비(非)-포함한다. 이러한 제조방법은 전술한 단계에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수용될 수 있다. Figure 4 is a cross-sectional view showing each process of manufacturing the magnet assembly (1A) according to the third embodiment of the present invention, the magnet assembly (1A) of the present invention (S10) including a plurality of magnet inserts (110) Inserting each of the magnet units (M) including a plurality of magnets arranged in a Halbach arrangement in the
(S10) 단계: 자석 유닛의 삽입 공정(S10) step: insertion process of the magnet unit
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 자석 삽입부(110)를 포함하는 지지 부재(100)의 자석 삽입부(110)에 할바흐 배열로 복수의 자석부를 포함하는 자석 유닛(M)을 각각 삽입한다.As shown in FIG. 4 , the magnet unit M including a plurality of magnet parts in a Halbach arrangement is inserted into the
구체적으로, (S10) 단계는 (S11) 지지 부재(100)에 복수의 자석 삽입부(110)를 형성하는 단계; 및 (S12) 상기 복수의 자석 삽입부(110)에 각각 자석 유닛(M)을 삽입하는 단계를 포함한다.Specifically, the step (S10) includes (S11) forming a plurality of magnet inserts 110 in the
상기 (S11) 단계는 고분자(예, 에폭시계 고분자 등)로 형성된 부재를 준비한 다음, 지지 부재(100)에 자석 유닛(M)을 삽입하기 위한 복수의 자석 삽입부(110)를 이격하여 형성한다.In the step (S11), a member formed of a polymer (eg, an epoxy-based polymer, etc.) is prepared, and then a plurality of
본 발명에서 사용 가능한 지지 부재(100)는 고분자로 이루어진 부재로, 상기 고분자에 대한 설명은 제1 실시 형태의 지지 플레이트 부분에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.The
상기 자석 삽입부(110)의 형상과 크기 가공은 당 업계에 일반적으로 알려진 가공 방식이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 CNC 가공, 펀칭 가공 등이 있다. 이때, 자석 삽입부(110)의 형상 및 크기는 삽입되는 자석 유닛(M)의 형상 및 크기에 따라 조절할 수 있다.The shape and size processing of the
이러한 자석 삽입부(110)에 삽입되는 자석 유닛(M)에 대한 설명은 제1 실시 형태에 기재된 자석 유닛(M) 부분에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다. Since the description of the magnet unit M inserted into the
다만, (S12) 단계에서 사용되는 자석 유닛(M)은 일부 자석부(들)가 비착자 제품(자석)일 수 있다. However, in the magnet unit (M) used in step (S12), some magnet part(s) may be non-magnetized products (magnets).
구체적으로, 자석 유닛(M)은 복수의 자석부를 포함하는데, 이러한 복수의 자석부가 할바흐 배열로 배치됨에 따라 자석 유닛(M)의 일면 중 일부 영역의 자석부들은 동일한 극을 가진 자석부들이 서로 접촉한다. 이때, 동일한 극을 가진 자석부들이 착자 자석일 경우, 이들 사이에는 척력이 발생하여 지지 부재(100)에 자석 유닛(M)을 조립할 때 자석 유닛(M)의 일부 자석부가 수직 방향으로 밀려 올라와 작업 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 척력 발생 영역 중 일부가 비착자된 자석부를 포함함으로써, 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 비착자된 자석부를 자석 유닛(M)이 포함할 경우, 컷팅 공정('(S40) 단계') 후, 상기 비착자된 자석부를 착자하는 단계를 더 포함한다. 착자 공정에 대해서는 추후에 설명한다.Specifically, the magnet unit (M) includes a plurality of magnet parts. As the plurality of magnet parts are arranged in a Halbach arrangement, the magnet parts of some regions of one surface of the magnet unit (M) are magnet parts having the same pole to each other. contact At this time, when the magnet parts having the same pole are magnetized magnets, a repulsive force is generated between them, and when assembling the magnet unit (M) to the
또, 본 발명의 경우, 자석 유닛(M)의 자석부들 사이에 접착층을 형성할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에서는 자석 유닛(M) 내 서로 인접한 자석부들 사이에 접착층을 개재시키는 단계를 포함하지 않는다.Further, in the case of the present invention, there is no need to form an adhesive layer between the magnet portions of the magnet unit M. Therefore, the present invention does not include the step of interposing an adhesive layer between the magnet parts adjacent to each other in the magnet unit (M).
(S20) 제1 프리프레그-지지 부재 간의 합지 공정(S20) laminating process between the first prepreg-support member
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 (S10) 단계에서 얻은 자석 유닛(M)이 삽입된 지지 부재(100)의 일면 상에 제1 프리프레그(200)를 합지하여 제1 적층체(1000A)를 형성한다.4, by laminating the
구체적으로, 상기 (S10) 단계에서 얻은 지지 부재(100)의 자석 삽입부(110)에는 자석 유닛(M)이 삽입되어 있다. 이러한 지지 부재(100)의 일면에 제1 프리프레그(200)를 적층한 후, 가열, 가압한다. 다만, 제1 프리프레그(200)는 B-stage 상태로, 접착성을 갖고 있다. 따라서, 제1 프리프레그(200)는 별도의 접착 부재 없이도 지지 부재(100)의 일면에 부착(접착)될 수 있다. 이때, 자석 유닛(M)의 양 표면 중 척력 발생 영역을 포함하는 표면이 제1 프리프레그(200)와 접촉하도록 제1 프리프레그(200)를 지지 부재(100)의 일면에 적층한 후 가열, 가압한다. 일례에 따르면, 상기 제1 프리프레그(200)와 접촉하는 자석 유닛(M)의 표면부는 척력 발생 영역을 포함한다. Specifically, the magnet unit M is inserted into the
상기 제1 프리프레그(200)에 대한 설명은 제1 실시 형태의 제1 커버 플레이트 부분에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.Since the description of the
상기 제1 프리프레그-지지 부재 간의 합지 공정은 핫 프레스기 등과 같은 장치를 이용하여 약 110 내지 180 ℃(구체적으로, 약 110~150 ℃, 더 구체적으로 약 110~120 ℃)의 온도에서 약 45 내지 75 분(구체적으로 약 50 내지 70분, 더 구체적으로 약 55 내지 65 분) 동안 가열, 가압한다. 이때, 가압 압력은 10~40 kgf/㎠일 수 있다. 이러한 합지 공정을 통해, 제1 프리프레그(200)는 지지 부재(100)의 일면에 부착(접착)되면서 경화되고, 이로써 제1 프리프레그의 열경화물 부재(이하, '제1 커버 부재')(200)가 지지 부재(100)와 일체화된 제1 적층체(1000A)를 제조할 수 있다. 이때, 합지 공정의 경화 온도가 약 180 ℃ 이하로 저온이기 때문에, 합지 공정의 수행시 지지 부재(100) 내 자석 유닛(M)의 열감자를 최소화할 수 있다.The first prepreg-lamination process between the supporting member is performed using a device such as a hot press machine at a temperature of about 110 to 180 ℃ (specifically, about 110 to 150 ℃, more specifically about 110 to 120 ℃) at a temperature of about 45 to Heat and press for 75 minutes (specifically about 50 to 70 minutes, more specifically about 55 to 65 minutes). At this time, the pressing pressure may be 10 ~ 40 kgf / ㎠. Through this lamination process, the
(S30) 단계: 적층체의 컷팅 공정(S30) step: cutting process of the laminate
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 (S20) 단계에서 얻은 제1 적층체(1000A) 내 서로 인접하는 자석 유닛들 사이를 컷팅한다.As shown in FIG. 4 , the magnet units adjacent to each other in the first
구체적으로, 상기 (S20) 단계에서 얻은 제1 적층체(1000A)는 제1 커버 부재(200)-지지 부재(100)의 구조로, 지지 부재(100)는 서로 이격된 복수의 자석 삽입부(110)를 포함한다. 이러한 각 자석 삽입부(110)에 자석 유닛(M)이 삽입되어 있기 때문에, 자석 유닛들(M)도 서로 이격되어 있다. 따라서, 제1 적층체(1000A) 내 자석 유닛들(M) 사이를 컷팅 장치를 이용하여 컷팅하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 자석 유닛(M)이 삽입된 지지 플레이트(10); 및 상기 지지 플레이트(10)의 일면 상에 배치된 제1 커버 플레이트(20)를 포함하는 자석 어셈블리(1A)를 얻을 수 있다.Specifically, the first
본 발명에서 사용 가능한 컷팅 장치는 당 업계에서 통상적으로 공작물(특히, 금속 공작물)을 컷팅(절단)할 수 있는 것으로 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 레이저 커팅기(laser cutting machine), 펀칭기, 와이어커팅기(wire cutting machine), 워터젯 커팅기(water cutting machine), 플라즈마 커팅기(plasma cutting machine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.The cutting device usable in the present invention is not particularly limited as long as it is known in the art to cut (cut) a workpiece (especially a metal workpiece), for example, a laser cutting machine, a punching machine, a wire cutting machine ( wire cutting machine), water jet cutting machine (water cutting machine), plasma cutting machine (plasma cutting machine), and the like, but is not limited thereto.
선택적으로, 상기 (S30) 단계 후, 냉각 단계 및/또는 착자 단계를 더 수행할 수 있다.Optionally, after the step (S30), a cooling step and/or a magnetizing step may be further performed.
상기 냉각 단계는 급속 냉각, 자연 냉각(20±10 ℃) 또는 약 100 ℃ 이하(구체적으로, 약 50~100 ℃)에서의 고온 냉각일 수 있다. 상기 냉각 단계는 상압(예, 1ㅁ0.1 atm) 하에서 수행되거나, 또는 가압 가능한 별도의 장치에서 가압하면서 수행될 수 있다.The cooling step may be rapid cooling, natural cooling (20±10° C.), or high-temperature cooling at about 100° C. or less (specifically, about 50-100° C.). The cooling step may be performed under normal pressure (eg, 1 ㅁ0.1 atm) or while pressurizing in a separate pressurizable device.
상기 착자 단계를 자석 유닛(M)에 외부 자기장을 가함으로써 자석 유닛(M)의 비착자된 자석부에 자력을 부여할 수 있다. 상기 자석부의 자력은 외부 자기장의 세기에 비례한다. 이러한 착자 단계는 자석부가 자력이 없는 경우, 상기 냉각 단계 후에 수행할 수 있다.By applying an external magnetic field to the magnet unit (M) in the magnetizing step, a magnetic force may be imparted to the non-magnetized magnet portion of the magnet unit (M). The magnetic force of the magnet part is proportional to the strength of the external magnetic field. This magnetization step may be performed after the cooling step when the magnet part has no magnetic force.
구체적으로, 자석 유닛(M)은 복수의 자석부를 포함하는데, 이러한 복수의 자석부 중 일부가 비착자된 자석일 경우, 상기 비착자된 자석부를 착자할 수 있다. 예컨데, 자석 유닛(M)은 착자된 자석부(예: M1a, M1c) 및 비착된 자석부(예: M1b, M1d)가 교대로 배열된 복수의 자석부를 포함할 수 있고, 상기 비착된 자석부(예: M1b, M1d)를 착자할 수 있다.Specifically, the magnet unit M includes a plurality of magnet parts, and when some of the plurality of magnet parts are non-magnetized magnets, the non-magnetized magnet parts may be magnetized. For example, the magnet unit M may include a plurality of magnet parts in which magnetized magnet parts (eg, M1a, M1c) and non-attached magnet parts (eg, M1b, M1d) are alternately arranged, and the non-attached magnet part (eg M1b, M1d) can be magnetized.
전술한 착자 공정은 자석 어셈블리(1A)의 제조 중에는 물론, 최종 제품 상태에서 외부 자기장을 가하여 수행할 수 있다.The above-described magnetizing process may be performed by applying an external magnetic field during manufacture of the magnet assembly 1A as well as in the state of the final product.
이하, 도 5를 참고하여 본 발명의 제4 실시 형태에 따라 자석 어셈블리(1B)를 제조하는 각 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, each process of manufacturing the magnet assembly 1B according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 .
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 따라 자석 어셈블리(1B)를 제조하는 각 과정을 나타낸 단면도로, 본 발명의 자석 어셈블리(1B)는 (S100) 복수의 자석 삽입부(110)를 포함하는 지지 부재(100)의 자석 삽입부(110)에 할바흐 배열로 복수의 자석부를 포함하는 자석 유닛(M)을 각각 삽입하는 단계; (S200) 상기 자석 유닛(M)이 삽입된 지지 부재(100)의 양면에 각각 제1 프리프레그(200) 및 제2 프리프레그(300)를 합지하여 제2 적층체(1000B)를 형성하는 단계; 및 (S300) 상기 제2 적층체(1000B) 내 서로 인접하는 자석 유닛들(M) 사이를 컷팅하는 단계를 포함할 수 있다. 다만, 상기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수용될 수 있다. 5 is a cross-sectional view showing each process of manufacturing the magnet assembly 1B according to the fourth embodiment of the present invention, the magnet assembly 1B of the present invention (S100) including a plurality of magnet inserts 110 Inserting each of the magnet units (M) including a plurality of magnets in a Halbach arrangement in the
(S100) 단계(S100) step
본 발명의 제4 실시 형태에 따른 자석 어셈블리(1B)의 제조방법에서, (S100) 단계에 대한 설명은 제3 실시 형태의 (S10) 단계에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.In the manufacturing method of the magnet assembly 1B according to the fourth embodiment of the present invention, the description of the step (S100) is the same as that described in the step (S10) of the third embodiment, and therefore is omitted.
(S200) 단계: 제1 프리프레그-지지 부재-제2 프리프레그 간의 합지 공정(S200) step: laminating process between the first prepreg-support member-second prepreg
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 (S100) 단계에서 얻은 자석 유닛(M)이 삽입된 지지 부재(100)의 양면에 각각 제1 프리프레그(100) 및 제2 프리프레그(200)를 합지하여 제2 적층체(1000B)를 형성한다.5, by laminating the
구체적으로, 상기 (S100) 단계에서 얻은 지지 부재(100)의 자석 삽입부(110)에는 자석 유닛(M)이 삽입되어 있다. 이러한 지지 부재(100)의 양면에 제1 프리프레그(200) 및 제2 프리프레그(300)를 각각 적층한 다음 가열, 가압한다. 다만, 제1 및 제2 프리프레그(200, 300)는 B-stage 상태로, 접착성을 갖고 있다. 이로써, 제1 프리프레그-지지 부재-제2 프리프레그 구조의 제2 적층체(1000B)를 얻을 수 있다.Specifically, the magnet unit M is inserted into the
상기 제1 프리프레그(200)에 대한 설명은 제1 실시 형태의 제1 커버 플레이트 부분에 기재된 바와 동일하고, 제2 프리프레그(300)에 대한 설명은 제2 실시 형태의 제2 커버 플레이트 부분에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.The description of the
상기 제1 프리프레그-지지 부재-제2 프리프레그 간의 합지 공정은 핫 프레스기 등과 같은 장치를 이용하여 약 110 내지 180 ℃(구체적으로, 약 110~150 ℃, 더 구체적으로 약 110~120 ℃)의 온도에서 약 45 내지 75 분(구체적으로 약 50 내지 70분, 더 구체적으로 약 55 내지 65 분) 동안 가열, 가압한다. 이때, 가압 압력은 약 10~40 kgf/㎠일 수 있다. 이러한 합지 공정을 통해 제1 및 제2 프리프레그(200, 300)는 지지 부재(100)의 양면에 각각 부착(접착)되면서 경화된다. 이로써, 제1 프리프레그의 열경화물 부재('제1 커버 부재')(200), 지지 부재(100) 및 제2 프리프레그의 열경화물 부재('제2 커버 부재')(300)의 구조로 일체화된 제2 적층체(1000B)를 제조할 수 있다. 이때, 합지 공정의 경화 온도가 약 180 ℃ 이하로 저온이기 때문에, 합지 공정의 수행시 지지 부재(100) 내 자석 유닛(M)의 열감자를 방지할 수 있다.The lamination process between the first prepreg-support member-second prepreg is performed at about 110 to 180 ° C (specifically, about 110 to 150 ° C, more specifically about 110 to 120 ° C) using a device such as a hot press machine. Heat and pressurize at a temperature for about 45 to 75 minutes (specifically about 50 to 70 minutes, more specifically about 55 to 65 minutes). In this case, the pressing pressure may be about 10 to 40 kgf/cm 2 . Through this lamination process, the first and
(S300) 단계: 적층체의 컷팅 공정(S300) step: cutting process of the laminate
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 (S200) 단계에서 얻은 제2 적층체(1000B) 내 서로 인접하는 자석 유닛들(M) 사이를 컷팅한다.As shown in FIG. 5 , in the second
구체적으로, 상기 (S200) 단계에서 얻은 제2 적층체(1000B)는 제1 커버 부재(200)-지지 부재(100)-제2 커버 부재(300)의 구조로, 지지 부재(100)는 서로 이격된 복수의 자석 삽입부(110)를 포함한다. 이러한 자석 삽입부(110) 각각에는 자석 유닛(M)이 삽입되고, 이로써 자석 유닛들(M)도 서로 이격되어 있다. 따라서, 제2 적층체(1000B) 내 자석 유닛들(M) 사이를 컷팅 장치를 이용하여 컷팅하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 자석 유닛(M)이 삽입된 지지 플레이트(10); 상기 지지 플레이트(10)의 일면 상에 배치된 제1 커버 플레이트(20); 및 상기 지지 플레이트(10)의 타면 상에 배치된 제2 커버 플레이트(30)를 포함하는 자석 어셈블리(1B)를 얻을 수 있다.Specifically, the second
본 발명에서 사용 가능한 컷팅 장치는 제3 실시 형태의 (S30) 단계에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.Since the cutting device usable in the present invention is the same as described in step (S30) of the third embodiment, it is omitted.
선택적으로, 상기 (S300) 단계 후, 냉각 단계 및/또는 착자 단계를 더 수행할 수 있다.Optionally, after the step (S300), a cooling step and/or a magnetizing step may be further performed.
냉각 단계 및 착자 단계는 제3 실시 형태에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.Since the cooling step and the magnetizing step are the same as those described in the third embodiment, they are omitted.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러가지 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiment has been described above, it is merely an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are exemplified above within the range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
1A, 1B: 자석 어셈블리, 10: 지지 플레이트,
11: 자석 삽입부, M: 자석 유닛,
20: 제1 커버 플레이트, 30: 제2 커버 플레이트,
100: 제1 지지 플레이트, 110: 자석 삽입부,
200: 제1 프리프레그, 300: 제2 프리프레그
1000A, 1000B: 적층체1A, 1B: magnet assembly, 10: support plate,
11: magnet insert, M: magnet unit,
20: a first cover plate, 30: a second cover plate,
100: a first support plate, 110: a magnet insert,
200: first prepreg, 300: second prepreg
1000A, 1000B: laminate
Claims (15)
상기 자석 유닛이 삽입된 지지 부재의 일면 상에 제1 프리프레그를 합지하여 제1 적층체를 형성하는 단계; 및
상기 제1 적층체 내 서로 인접하는 자석 유닛들 사이를 컷팅하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 프리프레그와 접촉하는 자석 유닛의 표면부는 척력 발생 영역을 포함하고,
상기 척력 발생 영역 중 일부는 비착자된 자석부를 포함하며,
상기 컷팅 단계 후, 상기 비착자된 자석부를 착자하는 단계를 추가적으로 더 포함하는 것인, 자석 어셈블리의 제조방법.inserting each magnet unit including a plurality of magnet portions arranged in a Halbach arrangement into a magnet insert portion of a support member including a plurality of magnet insertion portions;
forming a first laminate by laminating a first prepreg on one surface of the supporting member into which the magnet unit is inserted; and
Cutting between adjacent magnet units in the first stacked body
including,
A surface portion of the magnet unit in contact with the first prepreg includes a repulsive force generating region,
Some of the repulsive force generation region includes a non-magnetized magnet portion,
After the cutting step, the method of manufacturing a magnet assembly further comprising the step of magnetizing the non-magnetized magnet portion.
상기 합지 단계는 상기 제1 프리프레그와 지지 부재를 110 내지 180 ℃의 온도로 50~70분 동안 가열, 가압하는 것인, 자석 어셈블리의 제조방법.9. The method of claim 8,
The laminating step is to heat and press the first prepreg and the support member at a temperature of 110 to 180 ℃ for 50 to 70 minutes, the manufacturing method of the magnet assembly.
상기 합지 단계는 상기 지지 부재의 타면 상에 제2 프리프레그를 추가적으로 더 합지하여 제2 적층체를 형성하고,
상기 컷팅 단계는 상기 제2 적층체 내 서로 인접하는 자석 유닛들 사이를 컷팅하는 것인, 자석 어셈블리의 제조방법.9. The method of claim 8,
In the laminating step, a second prepreg is additionally laminated on the other surface of the support member to form a second laminate,
The cutting step is to cut between the magnet units adjacent to each other in the second laminate, the manufacturing method of the magnet assembly.
상기 합지 단계는 상기 제1 프리프레그, 지지 부재 및 제2 프리프레그를 110 내지 180 ℃의 온도로 50~70분 동안 가열, 가압하는 것인, 자석 어셈블리의 제조방법.11. The method of claim 10,
The laminating step is to heat and press the first prepreg, the support member and the second prepreg at a temperature of 110 to 180 ℃ for 50 to 70 minutes, the method of manufacturing a magnet assembly.
상기 자석 유닛 내 서로 인접하는 자석부들 사이에 접착층을 개재시키는 단계를 비(非)-포함하는 것인, 자석 어셈블리의 제조방법.9. The method of claim 8,
and interposing an adhesive layer between adjacent magnet parts in the magnet unit.
상기 제1 프리프레그와 접촉하는 표면과 반대되는 자석 유닛의 표면 상에 배치된 차폐부를 더 포함하는 것인, 자석 어셈블리의 제조방법.9. The method of claim 8,
and a shield disposed on a surface of the magnet unit opposite the surface in contact with the first prepreg.
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2021
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