KR102364941B1 - 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치 - Google Patents

자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치 Download PDF

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Abstract

얇은 판 형상의 대상물도 효과적으로 홀딩할 수 있도록 개선된 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치를 개시한다.
자기력 제어 장치는 자기력을 발생시키도록 구성되는 자성체 홀딩 모듈과, 자성체 홀딩 모듈과 대상물 사이에 배치되고, 자성체 홀딩 모듈 및 대상물과 함께 자기 흐름을 형성하여, 대상물을 홀딩하도록 구성되는 홀딩 매개체를 포함한다.

Description

자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치{MAGNETIC FORCE CONTROL DEVICE AND MAGNETIC SUBSTANCE HOLDING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 자기력을 제어하여 자성체를 홀딩하도록 구성된 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치에 관한 것이다.
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.
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.
종래에, 영구자석의 회전에 의해 장치 내부의 자기 흐름이 변경됨으로써, 홀딩 및 홀딩 해제를 수행하는 자기력 제어 장치가 개시되어 있다 (특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 개시된 자기력 제어 장치에서, 양측에 배치된 폴피스들 사이에 영구 자석과 회전 영구 자석이 배치되고, 영구 자석과 회전 영구 자석은 상, 하 방향(또는 수직 방향)으로 배열된다.
그러나, 종래의 자기력 제어 장치는 소정의 두께를 가지는 홀딩 대상체를 홀딩하는데 최적화되어 있어, 특정 임계 범위 내의 두께를 가지는 대상물에 대한 홀딩력이 저하되는 문제점이 있었다.
구체적으로, 종래의 자기력 제어 장치는 5 mm 이하의 두께를 가지는 대상물에 대한 홀딩력이 저하되는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2019-0031133호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 얇은 판 형상의 대상물도 효과적으로 홀딩할 수 있도록 개선된 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 적은 전력으로도 안정적으로 대상물을 홀딩하거나 홀딩을 해제할 수 있도록 개선된 자기력 제어 장치 및 이를 이용한 자성체 홀딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자기력 제어 장치는, 자기력을 이용하여 대상물을 홀딩하도록 구성되는 자기력 제어 장치로서, 자기력을 발생시키도록 구성되는 자성체 홀딩 모듈; 및 상기 자성체 홀딩 모듈과 상기 대상물 사이에 배치되고, 상기 자성체 홀딩 모듈과 함께 자기 흐름을 형성하여, 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는 홀딩 매개체; 를 포함한다.
상기 홀딩 매개체는, 상기 대상물에 접하여 상기 대상물의 두께를 확장시키도록 구성될 수 있다.
상기 홀딩 매개체의 일부는 상기 자성체 홀딩 모듈에 접하여 홀딩되고, 상기 홀딩 매개체의 다른 일부는 상기 대상물에 접하여 상기 대상물을 홀딩하도록 구성될 수 있다.
상기 자성체 홀딩 모듈은, 상기 홀딩 매개체에 접하는 제1 작용면을 가지는 제1 폴피스; 상기 홀딩 매개체에 접하는 제2 작용면을 가지는 제2 폴피스; 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 적어도 하나에 감기는 코일; 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 사이에 고정되는 고정 자석; 및 상기 고정 자석으로부터 이격되어 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 사이에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류의 제어의 의해 회전 가능한 회전 자석; 을 포함할 수 있다.
상기 홀딩 매개체의 두께는 상기 제1 작용면의 폭에 대응되거나, 상기 제1 작용면의 폭 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
상기 홀딩 매개체는, 상기 제1 작용면에 접하여 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는 제1 매개체; 및 상기 제1 매개체로부터 이격 배치되고, 상기 제2 작용면에 접하여 상기 제1 매개체와 다른 위치에서 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는 제2 매개체; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 매개체와 상기 제2 매개체의 이격 거리는 상기 홀딩 매개체의 두께에 대응되거나, 상기 홀딩 매개체의 두께 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 폴피스는, 상기 고정 자석의 일부를 지지하도록 구성되는 제1 바디부; 및 상기 제1 바디부로부터 상기 제1 작용면을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성되는 제1 작용부; 를 포함하고, 상기 제2 폴피스는, 상기 고정 자석의 다른 일부를 지지하도록 구성되는 제2 바디부; 및 상기 제2 바디부로부터 상기 제2 작용면을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성되는 제2 작용부; 를 포함할 수 있다.
상기 회전 자석은, 회전 중심으로부터 제1 반경만큼 이격 배치되는 한 쌍의 곡면부; 및 상기 회전 중심으로부터 상기 제1 반경 보다 작은 제2 반경만큼 이격 배치되는 한 쌍의 비곡면부를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 곡면부의 직경 대비 상기 한 쌍의 비곡면부의 직경의 비는, 1:0.1 내지 1:0.8일 수 있다.
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스는, 상기 한 쌍의 비곡면부의 직경 보다 큰 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 회전 자석으로부터 이격 배치될 수 있다.
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 사이에는 상기 한 쌍의 곡면부의 직경 보다 큰 직경을 가지는 수용홈; 이 마련될 수 있다.
상기 수용홈과, 상기 한 쌍의 곡면부 사이에는 1 mm 이하의 간극이 형성될 수 있다.
상기 자성체 홀딩 모듈은, 상기 제1 폴피스의 적어도 일 부분과 상기 제2 폴피스의 적어도 일 부분을 연결하고, 상기 홀딩 매개체와 다른 위치에서 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 서브 폴피스; 를 더 포함할 수 있다.
상기 서브 폴피스는 상기 고정 자석 보다 상기 회전 자석에 인접한 상기 제1 폴피스의 단부 및 상기 제2 폴피스의 단부에 배치될 수 있다.
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스는 상기 제1 폴피스의 두께 이하의 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스는 동일한 두께를 가질 수 있다.
상기 고정 자석은 높이와 두께가 서로 다른 크기를 가지도록 구성될 수 있다.
상기 고정 자석의 높이는 상기 고정 자석의 두께 보다 더 크게 형성될 수 있다.
상기 고정 자석의 두께는, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 사이의 이격 거리에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치는 상술한 자기력 제어 장치의 구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자성체 홀딩 모듈과 대상물 사이에, 자성체 홀딩 모듈 및 대상물과 함께 자기 흐름을 형성하고, 대상물에 접하여 대상물의 두께를 확장시키도록 구성되는 홀딩 매개체를 배치하므로, 대상물을 통과하는 자속선이 증가하여 자속밀도가 커지고, 이에 홀딩력이 향상되어 얇은 판 형상의 대상물을 효과적으로 홀딩할 수 있다.
또한, 홀딩 매개체에 접하여 자기 흐름을 형성하는 재1 폴피스와 제2 폴피스가, 작용면을 향하여 두께가 점진적으로 줄어드는 구조로 형성됨에 따라, 자기력의 손실없이 자기 흐름이 대상물로 집중되어 홀딩력이 향상될 수 있다.
또한, 회전 자석에 곡면부와 곡면부에 비해 작은 직경을 가지는 비원형부를 형성하므로, 곡면부의 직경 방향 측으로 착자가 집중되어 홀딩 상태와 홀딩 해제 상태를 명확히 할 수 있음은 물론, 홀딩 시 안정적으로 홀딩 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1 폴피스와 제2 폴피스가 회전 자석의 곡면부로부터 최소한의 간격으로 이격 배치되므로, 자기력의 손실 없이 안정적인 자기 흐름을 형성하고, 이에 외력에 의해 회전 자석이 회전되는 것을 방지하여 홀딩력을 강화할 수 있다.
또한, 제1 폴피스와 제2 폴피스의 단부에, 제1 폴피스 및 제2 폴피스와 자기적으로 연결되어 자기 흐름을 형성하는 서브 폴피스가 마련되므로, 대상물의 홀딩 시 회전 자석의 자기 흐름이 배분되어 회전 자석의 회전이 방지되고, 홀딩력이 안정적으로 유지될 수 있으며, 홀딩 매개체와 다른 위치에서 다른 대상물을 홀딩할 수 있다.
또한, 적은 전력으로 회전 자석을 회전시켜 자성체를 안정적으로 홀딩할 수 있으므로, 자기력 제어 장치의 가동 효율성이 향상된다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명의 자기력 제어 장치(100)는 작용면에서의 자기 특성을 변화시킴으로써 자기력을 발생시키거나 발생시키지 않도록 제어하는 장치이다. 본 발명의 자기력 제어 장치(100)는 자성체 홀딩 장치, 동력 장치 등에 포괄적으로 활용 가능하다. 이하에서는, 자기력 제어 장치(100)가 자성체 홀딩 장치로서 활용되는 것을 예시하여 설명하나, 자기력 제어 장치(100)의 활용 용도가 이에 국한되는 것은 아니다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치(100)(이하 ‘자기력 제어 장치(100)’라 함)는 자기력을 이용하여 대상물(1)을 홀딩하도록 구성된다.
자기력 제어 장치(100)는 자성체 홀딩 모듈(110)과, 홀딩 매개체(120)를 포함한다.
자성체 홀딩 모듈(110)은 자기력을 발생시키도록 구성된다.
자성체 홀딩 모듈(110)은 제1 폴피스(111), 제2 폴피스(112), 회전 자석(115), 코일(113) 및 고정 자석(114)을 포함한다.
제1 폴피스(111)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제1 작용면(A1)과, 제1 지지면(B1)을 포함한다.
제1 작용면(A1)은 제1 폴피스(111)의 외측 일단에 마련되어 홀딩 매개체(120)에 접촉된다. 제1 작용면(A1)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(A1)에 자성을 가진 홀딩 매개체(120)가 홀딩될 수 있다.
제1 지지면(B1)은 제1 폴피스(111)의 내면에 마련된다. 제1 지지면(B1)은 고정 자석(114)의 일단과 접촉하여 고정 자석(114)을 지지한다. 도 1a 내지 도 1d에서는 제1 지지면(B1)이 고정 자석(114)의 N극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정 자석(114)의 S극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.
제2 폴피스(112)는 고정 자석(114)을 사이에 두고 제1 폴피스(111)와 이격 배치된다.
구체적으로, 제2 폴피스(112)는 제1 폴피스(111)의 두께(t’1) 이하의 간격(L2)으로 제1 폴피스(111)로부터 이격 배치될 수 있다. 이때, 제1 폴피스(111)의 두께(t’1)와 제2 폴피스(112)의 두께(t’2)는 동일한 크기를 가질 수 있다.
제2 폴피스(112)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 제2 작용면(A2)과, 제2 지지면(B2)을 포함한다.
제2 작용면(A2)은 제2 폴피스(112)의 외측 일단에 마련되어 홀딩 매개체(120)에 접촉된다. 제2 작용면(A2)에 자기 흐름이 형성되면, 제2 작용면(A2)에 자성을 가진 홀딩 매개체(120)가 홀딩될 수 있다. 제2 작용면(A2)은, 홀딩 매개체(120)와 안정적으로 접촉될 수 있도록, 제1 작용면(A1)과 수평으로 나란하게 배치된다.
제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 홀딩 매개체(120)가 접촉되어 홀딩될 수 있다. 그리고, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 접촉되어 홀딩된 홀딩 매개체(120)는 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 함께 자기 흐름을 형성하여 일면에 접촉된 대상물(1)을 홀딩할 수 있다.
제2 지지면(B2)은 제2 폴피스(112)의 내면에 마련된다. 제2 지지면(B2)은 고정 자석(114)의 타단과 접촉하여 고정 자석(114)을 지지한다. 도 1a 내지 도 1d에서는 제2 지지면(B2)이 고정 자석(114)의 S극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정 자석(114)의 N극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.
한편, 홀딩 매개체(120)에 접하여 자기 흐름을 형성하는 재1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)는 각각 작용면들(A1, A2)을 향하여 두께가 점진적으로 줄어드는 구조로 형성될 수 있다. 이에, 자기력의 손실없이 자기 흐름이 대상물(1)로 집중되어 홀딩력이 향상될 수 있다.
제1 폴피스(111)는 제1 바디부(111A)와 제1 작용부(111B)를 포함할 수 있다.
제1 바디부(111A)는 제2 방향(DR2)에 대하여 평행하게 배치되어 고정 자석(114)의 일부를 지지하고, 제2 방향(DR2)을 따라 일정한 두께를 가지도록 구성될 수 있다.
제1 작용부(111B)는 제1 바디부(111A)로부터 제1 작용면(A1)을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성될 수 있다.
제2 폴피스(112)는 제2 바디부(112A)와 제2 작용부(112B)를 포함할 수 있다.
제2 바디부(112A)는 제2 방향(DR2)과 다른 제1 방향(DR1)을 따라 제1 바디부(111A)에 대향 배치되어 고정 자석(114)의 다른 일부를 지지하고, 제2 방향(DR2)을 따라 일정한 두께를 가지도록 구성될 수 있다.
제2 작용부(112B)는 제1 방향(DR1)을 따라 제1 작용부(111B)에 대향 배치되고, 제2 바디부(112A)로부터 제2 작용면(A2)을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성될 수 있다.
여기서, 제1 작용면(A1)의 폭(w1)과 제2 작용면(A2)의 폭(w2)은 서로 대응되는 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 작용면(A1)의 폭(w1)과, 제2 작용면(A2)의 폭(w2)은, 5 mm 이하의 크기를 가질 수 있다.
코일(113)은 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 1a 내지 도 1d에서는 코일(113)이 제2 폴피스(112)에 감기는 구조를 도시하였으나, 코일(113)이 제1 폴피스(111)에 감기는 구조 또는 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.
코일(113)은 고정 자석(114)과 회전 자석(115) 사이에 배치된다.
코일(113)에 전류가 흐르면, 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's right-handed screw rule)에 의해 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 제1 코일(113)이 감긴 제2 폴피스(112)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 코일(113)과 코일(113)이 감긴 제2 폴피스(112)의 일 부분은 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.
고정 자석(114)은 영구 자석으로 마련되고, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112) 사이에 고정될 수 있다. 고정 자석(114)은 회전 자석(115)보다 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 더 가깝게 배치된다.
예를 들어, 고정 자석(114)의 N극은 제1 폴피스(111)에 접촉되고, 고정 자석(114)의 S극은 제2 폴피스(112)에 접촉되도록 배치된다.
고정 자석(114)은 높이(h)와 두께(t”)가 서로 다른 크기를 가지도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 고정 자석(114)의 높이(h)는 고정 자석(114)의 두께(t”) 보다 더 크게 형성될 수 있다.
이때, 고정 자석(114)의 두께(t”)는, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 이격 거리(L2)에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
여기서, 고정 자석(114)의 두께(t”)는 제1 방향(DR1)에 대응되는 길이이고, 고정 자석(114)의 높이(h)는 제2 방향(DR2)에 대응되는 길이를 나타낸다.
즉, 본 자기력 제어 장치(100)는, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)가 제1 폴피스(111)의 두께(t’1) 이하의 간격(L2)으로 이격 배치되고, 고정 자석(114)의 높이(h)가 고정 자석(114)의 두께(t”) 보다 더 크게 형성되므로, 홀딩 매개체(120)에 자속 흐름을 짧고 빠르게 하고, 이를 통해 흡착력을 강화시킬 수 있다.
회전 자석(115)은 고정 자석(114)으로부터 이격되어 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112) 사이에 배치되고, 코일(113)에 흐르는 전류의 제어의 의해 회전될 수 있다.
예를 들어, 회전 자석(115)은 회전 가능하게 배치되는 회전축과, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되고, 한 쌍의 곡면부(115A)와 한 쌍의 비곡면부(115B)를 가지는 영구 자석을 포함한다.
회전 자석(115)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 배치될 수 있다.
이에, 회전 자석(115)은 고정 자석(114)과 함께 자기 폐루프를 형성하거나, 제1 작용면(A1)과 제2 작용면(A2)의 발산을 통해 홀딩 매개체(120)와 함께 자기 흐름을 형성할 수 있다.
회전 자석(115)은 회전 중심(C)으로부터 제1 반경(R1)만큼 이격 배치되는 한 쌍의 곡면부(115A)와, 회전 중심(C)으로부터 제1 반경(R1) 보다 작은 제2 반경(R2)만큼 이격 배치되는 한 쌍의 비곡면부(115B)를 포함할 수 있다.
이에, 한 쌍의 곡면부(115A)의 직경 방향 측으로 착자가 집중되어 홀딩 상태와 홀딩 해제 상태를 명확히 할 수 있음은 물론, 홀딩 시 안정적으로 홀딩 상태를 유지할 수 있다.
예를 들어, 한 쌍의 곡면부(115A)의 직경(D1) 대비 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2)의 비는, 1:0.1 내지 1:0.8일 수 있다. 즉, 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2)은 한 쌍의 곡면부(115A)의 직경(D1)의 80% 이하의 크기를 가질 수 있다.
이때, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)는, 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2) 보다 큰 간격으로 이격 배치될 수 있다.
즉, 제1 바디부(111A)와 제2 바디부(112A) 사이의 간격(L2)은 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2) 보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)는 회전 자석(115)으로부터 이격 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이에는 회전 자석(115)이 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 간섭되지 않고 회전될 수 있도록, 한 쌍의 곡면부(115A)의 직경(D1) 보다 큰 직경(D3)을 가지는 수용홈(110A)이 마련될 수 있다. 여기서, 수용홈(110A)과, 한 쌍의 곡면부(115A) 사이에는 1 mm 이하의 간극(G)이 형성될 수 있다.
이에, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)가 회전 자석(115)의 곡면부들(115A)로부터 최소한의 간격, 즉, 1 mm 이하의 간극(G)만큼 이격 배치되므로, 자기력의 손실 없이 안정적인 자기 흐름을 형성할 수 있고, 이를 통해 외력에 의해 회전 자석(115)이 회전되는 것을 방지하여 홀딩력을 강화할 수 있다.
즉, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 작을수록 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)을 통해 발산되는 자기 흐름의 영역이 좁아지는 대신 자기 흐름이 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 집중되므로 대상물(1)에 대한 홀딩력은 증가한다.
대상물(1)의 무게가 무거워서 높은 홀딩력이 필요한 경우, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 좁고, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 대상물(1) 사이의 거리가 짧은 상태에서 대상물(1)을 홀딩하는 것이 유리하다.
반대로 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 클수록 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)을 통해 발산되는 자기 흐름의 영역이 넓어지므로 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)로부터 더 멀리 떨어진 대상물(1)도 홀딩할 수 있다.
높은 홀딩력 보다는 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 대상물(1) 사이의 거리가 먼 상태에서 대상물(1)을 홀딩해야 할 경우, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 큰 구조가 더 유리하다.
이와 같이 대상물(1)의 무게 또는 자기력 제어 장치(100)와 대상물(1)과의 홀딩 거리를 고려하여, 자기력 제어 장치(100)의 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)을 조절할 수 있다.
제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 작을수록 대상물(1)에 대한 홀딩력이 증가하며, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 회전 자석(115) 사이의 자속 경로가 짧아지므로, 회전 자석(115)을 회전시키기 위해 코일(113)에 공급해야 하는 전류량이 줄어듦으로 전력 소모가 감소한다.
그러나 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 지나치게 좁을 경우, 예를 들면 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2) 이하일 경우, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 회전 자석(115) 사이의 자속 경로가 짧아지므로, 회전 자석(115)이 임의로 회전될 우려가 있다. 만약, 회전 자석(115)이 제1 위치로 회전하면 회전 자석(115)은 도 1a에 도시된 바와 같이, 고정 자석(114)과 폐루프를 형성하게 되고, 이에 자기력 제어 장치(100)에 홀딩되어 있던 대상물(1)에 대한 홀딩력이 해제되어 대상물(1)은 자기력 제어 장치(100)로부터 떨어지게 된다.
따라서 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)은 반드시 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2) 보다 큰 간격을 유지하는 것이 매우 중요하다.
한편, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 클수록 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)로부터 더 멀리 떨어진 대상물(1)도 홀딩할 수 있다. 또한, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 회전 자석(115) 사이의 자속 경로가 길어지므로, 회전 자석(115)이 제2 위치에 배치된 상태에서 임의로 제1 위치로 회전하는 현상이 방지될 수 있다.
그러나 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 지나치게 넓을 경우, 예를 들면 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112) 사이의 간격(L2)이 수용홈(110A)의 직경(D3)을 초과할 경우, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 회전 자석(115) 사이의 자속 경로가 길어지게 되고, 이에 제1 위치에 배치된 회전 자석(115)을 제2 위치로 회전시키기 위해 코일(113)에 공급해야 하는 전류량이 크게 증가하므로 전력 소모가 크게 증가하여 가동 효율성이 떨어질 수 있다.
따라서 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)는, 한 쌍의 비곡면부(115B)의 직경(D2) 보다 큰 간격으로 이격 배치되되, 수용홈(110A)의 직경(D3)을 초과하지 않는 간격(L3)으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.
홀딩 매개체(120)는 자성체 홀딩 모듈(110)과 대상물(1) 사이에 배치되고, 자성체 홀딩 모듈(110)과 함께 자기 흐름을 형성하여, 대상물(1)을 홀딩하도록 구성된다.
홀딩 매개체(120)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 대상물(1)에 접하여 대상물(1)의 두께를 확장시킬 수 있다.
구체적으로, 홀딩 매개체(120)의 일부는 자성체 홀딩 모듈(110)에 접하여 홀딩되고, 홀딩 매개체(120)의 다른 일부는 대상물(1)에 접하여 대상물(1)을 홀딩할 수 있다.
즉, 제1 작용면(A1)과 제2 작용면(A2)을 통해 자기 흐름이 발산되면, 제1 작용면(A1)과 제2 작용면(A2)에 접한 홀딩 매개체(120)에 자기 흐름이 전달되고, 이에 홀딩 매개체(120)는 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)에 홀딩되면서 일 측에 접한 대상물(1)을 홀딩할 수 있다.
이에, 대상물(1)을 통과하는 자속선이 증가하여 자속밀도가 커지고, 이를 통해 홀딩력이 향상되어 얇은 판 형상의 대상물(1)을 효과적으로 홀딩할 수 있다.
예를 들어, 홀딩 매개체(120)의 두께(t)는 제1 작용면(A1)의 폭(w1)에 대응되거나, 제1 작용면(A1)의 폭(w1) 보다 작은 크기를 가질 수 있다. 즉, 홀딩 매개체(120)의 두께(t)는 5 mm 이하의 크기를 가질 수 있다.
도 1e를 참조하면, 홀딩 매개체(120)는 복수로 구비될 수도 있다.
구체적으로, 홀딩 매개체(120)는 제1 작용면(A1)에 접하여 대상물(1)의 일부분을 홀딩하도록 구성되는 제1 매개체(121)와, 제1 매개체(121)로부터 이격 배치되고, 제2 작용면(A2)에 접하여 제1 매개체(121)와 다른 위치에서 대상물(1)의 다른 일부분을 홀딩하도록 구성되는 제2 매개체(122)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 매개체(121)와 제2 매개체(122)의 이격 거리(L1)는 홀딩 매개체(120)의 두께(t)에 대응되거나, 홀딩 매개체(120)의 두께(t) 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 매개체(121)와 제2 매개체(122)의 이격 거리(L1)는 5 mm 이하의 크기를 가질 수 있다.
도 1f를 참조하면, 자성체 홀딩 모듈(110)은 서브 폴피스(116)를 더 포함할 수 있다.
서브 폴피스(116)는 제1 폴피스(111)의 적어도 일 부분과 제2 폴피스(112)의 적어도 일 부분을 연결하고, 홀딩 매개체(120)와 다른 위치에서 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 서브 폴피스(116)는 고정 자석(114) 보다 회전 자석(115)에 인접한 제1 폴피스(111)의 단부 및 제2 폴피스(112)의 단부에 배치되어 제1 폴피스(111)의 일 부분과 제2 폴피스(112)의 일 부분을 연결하고, 회전 자석(115)이 홀딩 매개체(120)와 자기 흐름을 형성할 경우, 회전 자석(115)의 일부 자속과 자기 흐름을 형성하여, 홀딩 매개체(120)에 준하는 자기 흐름을 발산할 수 있다.
이에, 대상물(1)의 홀딩 시 회전 자석(115)의 자기 흐름이 배분되어 회전 자석(115)의 회전이 방지되고, 회전 자석(115)의 회전이 방지됨에 따라 홀딩 매개체(120)의 홀딩력이 안정적으로 유지될 수 있으며, 홀딩 매개체(120)에 준하는 자기 흐름을 발산하여 홀딩 매개체(120)와 다른 위치에서 다른 대상물을 홀딩할 수 있다.
예를 들어, 서브 폴피스(116)는 회전 자석(115)의 축 방향을 따라 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.
이하에서는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여, 자성체인 대상물(1)을 홀딩하거나 홀딩을 해제하는 원리에 대해서 설명한다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 코일(113)에 전원이 인가되지 않아 전류가 흐르지 않으면, 고정 자석(114)의 N극과 접촉하는 제1 폴피스(111)에서 고정 자석(114)의 N극과 인접한 부분은 S극으로 자화되고 고정 자석(114)의 N극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전 자석(115)과 인접한 부분은 N극으로 자화된다.
반대로, 고정 자석(114)의 S극과 접촉하는 제2 폴피스(112)에서 고정 자석(114)의 S극과 인접한 부분은 N극으로 자화되고 고정 자석(114)의 S극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전 자석(115)과 인접한 부분은 S극으로 자화된다.
회전 자석(115)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.
회전 자석(115)이 회전되어 제1 위치에 배치되면, 도 1a에 도시된 점선과 같이, 제1 폴피스(111), 회전 자석(115), 제2 폴피스(112) 및 고정 자석(114)을 따라 하나의 자기 폐루프가 형성된다.
회전 자석(115)이 회전되어 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)을 향한 방향으로는 자기 흐름이 형성되지 않으므로, 대상물(1)이 홀딩 매개체(120)에 홀딩될 수 없다.
코일(113)에 도 1b에 도시된 바와 같이 전류가 흐르도록, 코일(113)을 제어하면, 제2 폴피스(112)의 제2 작용면(A2)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(112)의 회전 자석(115)과 인접한 부분에는 N극이 형성된다.
코일(113)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전 자석(115)은 제2 폴피스(112) 로부터 척력을 받게 되고, 회전 자석(115)은 회전하게 된다.
회전 자석(115)이 제1 위치에서 180도 회전하여 도 1c에 도시된 바와 같이 제2 위치에 배치되면, 회전 자석(115)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.
회전 자석(115)이 회전되어 제2 위치에 배치되면, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제1 작용면(A1) 또는 제2 작용면(A2)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 여기에서 “자기 흐름의 발산”이란, 제1 작용면(A1) 또는 제2 작용면(A2)으로부터 외부로 자기 흐름이 형성되는 경우 및 외부로부터 제1 작용면(A1) 또는 제2 작용면(A2)을 향해 자기 흐름이 형성되는 경우를 모두 포함한다.
따라서 홀딩 매개체(120)에 자성을 가진 대상물(1)이 접촉되면, 대상물(1)은 회전 자석(115), 제1 폴피스(111), 홀딩 매개체(120) 및 제2 폴피스(112)와 함께 도 1c에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 홀딩 매개체(120)를 통해 자기력 제어 장치(100)에 홀딩된다.
또한, 회전 자석(115)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 고정 자석(114)은 회전 자석(115)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 홀딩 매개체(120) 및 대상물(1)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.
이때, 도 1f에 도시된 바와 같이, 폴 피스들(111, 112)의 상단에 서브 폴피스(116)가 배치될 경우, 회전 자석(115)의 일부 자속은 회전 자석(115)에 인접하게 배치되어 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)를 연결하는 서브 폴피스(116)와 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.
이에, 회전 자석(115)은 양 방향에서 자기 폐루프를 형성하여 안정적인 상태를 유지하고, 이를 통해 회전이 방지되어 홀딩 매개체(120)의 홀딩 성능이 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 홀딩 매개체(120)와 다른 위치에서 회전 자석(115)과 자기 폐루프를 형성하는 서브 폴피스(116)는 홀딩 매개체(120)에 준하는 자기 흐름을 발산할 수 있다.
다시 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 도 1c에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 코일(113)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물(1)에 대한 홀딩이 유지된다.
회전 자석(115)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 도 1d에 도시된 바와 같이 도 1b에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 코일(113)을 제어하면, 회전 자석(115)이 다시 제1 위치로 회전되어 고정 자석(114)과 함께 자기 폐루프를 형성하게 되고, 대상물(1)은 자기력 제어 장치(100)로부터 분리될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 설명하기 위한 각 구성 중 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 제어 장치의 구성과 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기력 제어 장치(200)는 자성체 홀딩 모듈(210)과, 홀딩 매개체(220)를 포함한다.
자성체 홀딩 모듈(210)은 제1 폴피스(211), 제2 폴피스(212), 회전 자석(215), 코일(213)과 고정 자석(214)을 포함할 수 있다.
제1 폴피스(211)는 제1 방향(DR1)에 대하여 평행하게 배치되어 수용홈(210A)의 일부를 형성하는 제1 바디부(211A)와, 제2 방향(DR2)에 대하여 평행하게 배치되어 제1 작용면(A1)과 제1 지지면(B1)을 형성하는 제1 작용부(211B)을 포함할 수 있다. 그러나, 제1 폴피스(211)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조로 구현될 수 있다.
제1 폴피스(211)는 자기가 흐를 수 있는 경로를 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성될 수 있다.
제1 작용면(A1)은 제1 폴피스(211)의 외측 일단에 마련된다. 제1 작용면(A1)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(A1)에 접하여 홀딩된 홀딩 매개체(220)에 자성을 가진 대상물(1)이 홀딩될 수 있다.
제1 지지면(B1)은 제1 폴피스(211)의 일 측면에 마련된다. 제1 지지면(B1)은 고정 자석(214)의 일단과 접촉하여 고정 자석(214)을 지지한다. 도 2a 내지 도 2e에서는 제1 지지면(B1)이 고정 자석(214)의 N극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정 자석(214)의 S극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.
제2 폴피스(212)는 고정 자석(214)과 회전 자석(215)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)와 이격 배치된다.
구체적으로, 제2 폴피스(212)는 제1 폴피스(211)의 두께(t’1) 이하의 간격(L2)으로 제1 폴피스(211)로부터 이격 배치될 수 있다. 이때, 제1 폴피스(211)의 두께(t’1)와 제2 폴피스(212)의 두께(t’2)는 동일한 크기를 가질 수 있다.
더 자세하게는, 제2 폴피스(212)는, 회전 자석(215)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)의 두께(t’1) 이하의 간격(L2)으로 제1 폴피스(211)의 제1 바디부(211A)와 이격 배치되는 제2 바디부(212A)와, 고정 자석(214)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)의 두께(t’1) 이하의 간격(L2)으로 제1 폴피스(211)의 제1 작용부(111B)와 이격 배치되는 제2 작용부(212B)를 포함할 수 있다.
제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)는 제1 방향(DR1)에 대하여 평행하게 배치되어 수용홈(210A)의 다른 일부를 형성하고, 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)는 제2 방향(DR2)에 대하여 평행하게 배치되어 제2 작용면(A2)과 제2 지지면(B2)을 형성할 수 있다.
제2 작용면(A2)은 제2 작용부(212B)의 외측 일단에 마련된다. 제2 작용면(A2)에 자기 흐름이 형성되면, 제2 작용면(A2)에 접하여 홀딩된 홀딩 매개체(220)에 자성을 가진 대상물(1)이 홀딩될 수 있다. 제2 작용면(A2)은, 홀딩 매개체(220)에 안정적으로 접촉될 수 있도록, 제1 작용면(A1)과 수평으로 나란하게 배치된다.
제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 자기 흐름이 형성되면, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 홀딩 매개체(220)가 접촉될 수 있고, 홀딩 매개체(220)가 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 접촉되면, 제1 폴피스(211) 및 제2 폴피스(212)와 함께 자기 흐름을 형성하여 대상물(1)을 홀딩한다.
제2 지지면(B2)은 제2 작용부(212B)의 일 측면에 마련된다. 제2 지지면(B2)은 제1 지지면(B1)과 대향하도록 배치된다.
제2 지지면(B2)은 고정 자석(214)의 타단과 접촉하여 고정 자석(214)을 지지한다. 도 2a 내지 도 2e에서는 제2 지지면(B2)이 고정 자석(214)의 S극과 접촉하는 구조를 도시하였으나, 고정 자석(214)의 N극과 접촉하는 구조도 적용이 가능하다.
제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)는 제2 작용부(212B)의 상단과 연결되고, 회전 자석(215)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)의 제1 바디부(211A)와 이격 배치된다. 제2 바디부(212A)는 제1 폴피스(211) 및 제2 작용부(212B)의 상부에 배치된다.
제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)는 제1 폴피스(211)의 제1 바디부(211A)와 함께 회전 자석(215)을 수용하는 수용홈(210A)을 형성한다.
이상에서는 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)가 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)와 별개로 마련되고, 제2 작용부(212B)의 일부분과 연결되는 구조를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)가 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)와 일체로 형성되는 구조도 적용이 가능하다. 이 경우, 제2 폴피스(212)의 일 측(제2 바디부(212A))은 회전 자석(215)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)로부터 제2 방향(DR2)으로 이격 배치되고, 제2 폴피스(212)의 타 측(제2 작용부(212B))은 고정 자석(214)을 사이에 두고 제1 폴피스(211)로부터 제1 방향(DR1)으로 이격 배치된다.
홀딩 매개체(220)에 접하여 자기 흐름을 형성하는 재1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212)는 각각 작용면들(A1, A2)을 향하여 두께가 점진적으로 줄어드는 구조로 형성될 수 있다. 이에, 자기력의 손실없이 자기 흐름이 대상물(1)로 집중되어 홀딩력이 향상될 수 있다.
제1 폴피스(211)의 제1 작용부(211B)는 제1 바디부(211A)로부터 제1 작용면(A1)을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성될 수 있다.
제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)는 제2 바디부(212A)로부터 제2 작용면(A2)을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 작용면(A1)의 폭(w1)과, 제2 작용면(A2)의 폭(w2)은, 서로 대응되는 크기를 가질 수 있으며, 5 mm 이하의 크기로 형성될 수 있다.
코일(213)은 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A) 및 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B) 중 적어도 하나에 감길 수 있다. 도 2a 내지 도 2e에서는 코일(213)이 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)에 감기는 구조를 도시하였으나, 코일(213)이 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)에 감기는 구조 또는 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A) 및 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)에 모두 감기는 구조도 적용 가능하다.
도 2a 내지 도 2e에서와 같이, 코일(213)이 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)에 감기는 구조에서, 코일(213)은 고정 자석(214)과 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A) 사이에 배치된다. 도면에는 도시하지는 않았지만, 만약 코일(213)이 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)에 감기는 구조라면 코일(213)은 회전 자석(215)과 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B) 사이에 배치될 것이다.
코일(213)은 자기적인 흐름 상에서 고정 자석(214)과 회전 자석(215) 사이에 배치된다.
코일(213)에 전류가 흐르면, 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's right-handed screw rule)에 의해 일정한 방향으로 자기 흐름이 형성되고, 코일(213)이 감긴 제2 폴피스(212)에는 자기 흐름의 방향에 따라 N극과 S극이 형성된다. 즉, 코일(213)과 코일(213)이 감긴 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)는 전자석(電磁石)의 역할을 수행하는 구성으로 볼 수 있다.
고정 자석(214)은 영구 자석으로 마련되고, 고정 자석(214)의 N극은 제1 폴피스(211)에 접촉되며, 고정 자석(214)의 S극은 제2 폴피스(212)에 접촉되도록 배치된다. 고정 자석(214)은 회전 자석(215) 및 회전 자석(215)의 회전 중심(C)보다 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)에 더 가깝게 배치될 수 있다.
고정 자석(214)은 높이(h)와 두께(t”)가 서로 다른 크기를 가지도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 고정 자석(214)의 높이(h)는 고정 자석(214)의 두께(t”) 보다 더 크게 형성될 수 있다.
이때, 고정 자석(214)의 두께(t”)는, 제1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212) 사이의 이격 거리(L2)에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
여기서, 고정 자석(214)의 두께(t”)는 제1 방향(DR1)에 대응되는 길이이고, 고정 자석(214)의 높이(h)는 제2 방향(DR2)에 대응되는 길이를 나타낸다.
즉, 본 자기력 제어 장치(200)는, 제1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212)가 제1 폴피스(211)의 두께(t’1) 이하의 간격(L2)으로 이격 배치되고, 고정 자석(214)의 높이(h)가 고정 자석(214)의 두께(t”) 보다 더 크게 형성되므로, 홀딩 매개체(220)에 자속 흐름을 짧고 빠르게 하고, 이를 통해 흡착력을 강화시킬 수 있다.
회전 자석(215)은 그 단면이 대략 원형인 원통 형상으로 마련된다. 회전 자석(215)은 회전 가능하게 배치되는 회전축과, 영구 자석을 포함한다. 영구 자석은 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치된다.
회전 자석(215)은 그 S극이 제1 폴피스(211)에 근접하여 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(212)에 근접하여 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결되는 제1 위치(도 2a 참조)와, 그 N극이 제1 폴피스(211)에 근접하여 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 그 S극이 제2 폴피스(212)에 근접하여 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결되는 제2 위치(도 2c 참조) 사이에서 회전 가능하게 배치된다.
회전 자석(215)이 제1 폴피스(211) 또는 제2 폴피스(212)와 "자기적으로 연결된다"는 것은, 회전 자석(215)이 제1 폴피스(211) 또는 제2 폴피스(212)와 직접적, 물리적으로 접촉되지 않더라도 회전 자석(215)에 의해 제1 폴피스(211) 또는 제2 폴피스(212)에 자기적인 흐름이 형성될 수 있을 정도로 이격된 것을 포함한다.
예를 들어, 회전 자석(215)이 제1 폴피스(211) 또는 제2 폴피스(212)와 접촉할 때 발생하는 자기 흐름의 세기에 비해, A% 이상의 세기의 자기 흐름이 제1 폴피스(211) 또는 제2 폴피스(212)에 형성되는 경우, 회전 자석(215)과 제1 폴피스(211) 또는 제2 폴피스(212)는 자기적으로 연결되었다고 할 수 있다. 여기서, A는 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20 등일 수 있다.
회전 자석(215)은 고정 자석(214)과 수평한 방향으로도 이격 배치된다. 따라서 전체적으로 자기력 제어 장치(200)의 높이가 감소하면서도 컴팩트하며, 강한 홀딩력을 유지할 수 있게 된다.
회전 자석(215)은 회전 중심(C)으로부터 제1 반경(R1)만큼 이격 배치되는 한 쌍의 곡면부(215A)와, 회전 중심(C)으로부터 제1 반경(R1) 보다 작은 제2 반경(R2)만큼 이격 배치되는 한 쌍의 비곡면부(215B)를 포함할 수 있다.
이에, 한 쌍의 곡면부(215A)의 직경 방향 측으로 착자가 집중되어 홀딩 상태와 홀딩 해제 상태를 명확히 할 수 있음은 물론, 홀딩 시 안정적으로 홀딩 상태를 유지할 수 있다.
예를 들어, 한 쌍의 곡면부(215A)의 직경(D1) 대비 한 쌍의 비곡면부(215B)의 직경(D2)의 비는, 1:0.1 내지 1:0.8일 수 있다. 즉, 한 쌍의 비곡면부(215B)의 직경(D2)은 한 쌍의 곡면부(215A)의 직경(D1)의 80% 이하의 크기를 가질 수 있다.
이때, 제1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212)는, 한 쌍의 비곡면부(215B)의 직경(D2) 보다 큰 간격으로 이격 배치될 수 있다.
즉, 제1 바디부(211A)와 제2 바디부(212A) 사이의 간격(L2)은 한 쌍의 비곡면부(215B)의 직경(D2) 보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제1 폴피스(211) 및 제2 폴피스(212)는 회전 자석(215)으로부터 이격 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212) 사이에는 회전 자석(215)이 제1 폴피스(211) 및 제2 폴피스(212)와 간섭되지 않고 회전될 수 있도록, 한 쌍의 곡면부(215A)의 직경(D1) 보다 큰 직경(D3)을 가지는 수용홈(210A)이 마련될 수 있다. 여기서, 수용홈(210A)과, 한 쌍의 곡면부(215A) 사이에는 1 mm 이하의 간극(G)이 형성될 수 있다.
이에, 제1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212)가 회전 자석(215)의 곡면부들(215A)로부터 최소한의 간격, 즉, 1 mm 이하의 간극(G)만큼 이격 배치되므로, 자기력의 손실 없이 안정적인 자기 흐름을 형성할 수 있고, 이를 통해 외력에 의해 회전 자석(215)이 회전되는 것을 방지하여 홀딩력을 강화할 수 있다.
홀딩 매개체(220)는 자성체 홀딩 모듈(210)과 대상물(1) 사이에 배치되고, 자성체 홀딩 모듈(210)과 함께 자기 흐름을 형성하여, 대상물(1)을 홀딩하도록 구성된다.
홀딩 매개체(220)는 자기 흐름을 형성할 수 있도록 철과 같은 강자성체로 구성되고, 대상물(1)에 접하여 대상물(1)의 두께를 확장시킬 수 있다.
구체적으로, 홀딩 매개체(220)의 일부는 자성체 홀딩 모듈(210)에 접하여 홀딩되고, 홀딩 매개체(220)의 다른 일부는 대상물(1)에 접하여 대상물(1)을 홀딩할 수 있다.
즉, 제1 작용면(A1)과 제2 작용면(A2)을 통해 자기 흐름이 발산되면, 제1 작용면(A1)과 제2 작용면(A2)에 접한 홀딩 매개체(220)에 자기 흐름이 전달되고, 이에 홀딩 매개체(220)는 제1 폴피스(211) 및 제2 폴피스(212)에 홀딩되면서 일 측에 접한 대상물(1)을 홀딩할 수 있다.
이에, 대상물(1)을 통과하는 자속선이 증가하여 자속밀도가 커지고, 이를 통해 홀딩력이 향상되어 얇은 판 형상의 대상물(1)을 효과적으로 홀딩할 수 있다.
예를 들어, 홀딩 매개체(220)의 두께(t)는 제1 작용면(A1)의 폭(w1)에 대응되거나, 제1 작용면(A1)의 폭(w1) 보다 작은 크기를 가질 수 있다. 즉, 홀딩 매개체(220)의 두께(t)는 5 mm 이하의 크기를 가질 수 있다.
도 2e를 참조하면, 홀딩 매개체(220)는 복수로 구비될 수도 있다.
구체적으로, 홀딩 매개체(220)는 제1 작용면(A1)에 접하여 대상물(1)의 일부분을 홀딩하도록 구성되는 제1 매개체(221)와, 제1 매개체(221)로부터 이격 배치되고, 제2 작용면(A2)에 접하여 제1 매개체(221)와 다른 위치에서 대상물(1)의 다른 일부분을 홀딩하도록 구성되는 제2 매개체(222)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 매개체(221)와 제2 매개체(222)의 이격 거리(L1)는 홀딩 매개체(220)의 두께(t)에 대응되거나, 홀딩 매개체(220)의 두께(t) 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 매개체(221)와 제2 매개체(222)의 이격 거리(L1)는 5 mm 이하의 크기를 가질 수 있다.
도 2f를 참조하면, 자성체 홀딩 모듈(210)은 서브 폴피스(216)를 더 포함할 수 있다.
서브 폴피스(216)는 제1 폴피스(211)의 적어도 일 부분과 제2 폴피스(212)의 적어도 일 부분을 연결하고, 홀딩 매개체(220)와 다른 위치에서 자기 흐름을 형성하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 서브 폴피스(216)는 고정 자석(214) 보다 회전 자석(215)에 인접한 제1 폴피스(211)의 단부 및 제2 폴피스(212)의 단부에 배치되어 제1 폴피스(211)의 일 부분과 제2 폴피스(212)의 일 부분을 연결하고, 회전 자석(215)이 홀딩 매개체(220)와 자기 흐름을 형성할 경우, 회전 자석(215)의 일부 자속과 자기 흐름을 형성하여, 홀딩 매개체(220)에 준하는 자기 흐름을 발산할 수 있다.
이에, 대상물(1)의 홀딩 시 회전 자석(215)의 자기 흐름이 배분되어 회전 자석(215)의 회전이 방지되고, 회전 자석(215)의 회전이 방지됨에 따라 홀딩 매개체(220)의 홀딩력이 안정적으로 유지될 수 있으며, 홀딩 매개체(220)에 준하는 자기 흐름을 발산하여 홀딩 매개체(220)와 다른 위치에서 다른 대상물을 홀딩할 수 있다.
예를 들어, 서브 폴피스(216)는 회전 자석(215)의 축 방향을 따라 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 2e를 다시 참조하여, 자성체인 대상물(1)을 홀딩하거나 대상물(1)에 대한 홀딩을 해제하는 원리에 대해서 설명한다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 코일(213)에 전원이 인가되지 않아 전류가 흐르지 않으면, 고정 자석(214)의 N극과 접촉하는 제1 폴피스(211)에서 고정 자석(214)의 N극과 인접한 부분은 S극으로 자화되고 고정 자석(214)의 N극과 상대적으로 먼 부분, 즉 회전 자석(215)과 인접한 부분은 N극으로 자화된다.
그리고, 고정 자석(214)의 S극과 접촉하는 제2 폴피스(212)에서 고정 자석(214)의 S극과 인접한 부분은 N극으로 자화되고 고정 자석(214)의 S극과 상대적으로 먼 부분, 즉 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)와 인접한 부분은 S극으로 자화된다.
이때, 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A) 중 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)와 인접한 부분은 N극으로 자화되고, 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A) 중 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)와 상대적으로 먼 부분, 즉 회전 자석(215)과 인접한 부분은 S극으로 자화된다.
따라서 회전 자석(215)은 그 S극이 제1 폴피스(211)에 근접하여 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 그 N극이 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)에 근접하여 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결되는 제1 위치로 회전 배치된다.
회전 자석(215)이 회전되어 제1 위치에 배치되면, 도 2a에 도시된 점선과 같이, 제1 폴피스(211), 고정 자석(214), 제2 폴피스(212) 및 회전 자석(215)을 따라 하나의 자기 폐루프가 형성된다.
회전 자석(215)이 회전되어 제1 위치에 배치된 상태에서, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2)을 향한 방향으로는 자기 흐름이 형성되지 않으므로, 대상물(1)이 홀딩 매개체(220)에 홀딩될 수 없다.
코일(213)에 도 2b에 도시된 바와 같이 전류가 흐르도록, 코일(213)을 제어하면, 제2 폴피스(212)의 제2 작용면(A2)과 인접한 부분에는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)와 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)가 인접한 부분에는 N극이 형성된다.
또한, 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)에 인접한 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A)는 S극이 형성되고, 제2 폴피스(212)의 제2 작용부(212B)와 상대적으로 먼 제2 폴피스(212)의 제2 바디부(212A), 즉 회전 자석(215)과 인접한 부분은 N극이 형성된다.
코일(213)에 충분한 전류가 흐르게 되면, 회전 자석(215)은 제2 폴피스(212) 로부터 척력을 받게 되고, 회전 자석(215)은 회전하게 된다.
회전 자석(215)이 제1 위치에서 180도 회전하여 도 2c에 도시된 바와 같이 제2 위치에 배치되면, 회전 자석(215)은 그 N극이 제1 폴피스(211)에 근접하여 제1 폴피스(211)와 자기적으로 연결되고, 그 S극이 제2 폴피스(212)에 근접하여 제2 폴피스(212)와 자기적으로 연결된다.
회전 자석(215)이 회전되어 제2 위치에 배치되면, 제1 작용면(A1) 및 제2 작용면(A2) 상에 자기 흐름이 형성되고, 이러한 자기 흐름은 다른 자성체와 함께 자기 폐루프를 형성할 수 있게 된다. 즉, 제1 작용면(A1) 또는 제2 작용면(A2)을 통해 자기 흐름이 발산된다. 여기에서 “자기 흐름의 발산”이란, 제1 작용면(A1) 또는 제2 작용면(A2)으로부터 외부로 자기 흐름이 형성되는 경우 및 외부로부터 제1 작용면(A1) 또는 제2 작용면(A2)을 향해 자기 흐름이 형성되는 경우를 모두 포함한다.
따라서, 홀딩 매개체(220)에 자성을 가진 대상물(1)이 접촉되면, 대상물(1)은 회전 자석(215), 제1 폴피스(211), 홀딩 매개체(220) 및 제2 폴피스(212)와 함께 도 2c에 도시된 바와 같이, 자기 폐루프를 형성하게 되고, 홀딩 매개체(220)를 통해 자기력 제어 장치(200)에 홀딩된다.
또한, 회전 자석(215)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 고정 자석(214)은 회전 자석(215)과 자기 흐름을 형성할 수 없으므로, 홀딩 매개체(220) 및 대상물(1)과 함께 또 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.
이와 같이 대상물(1)은 회전 자석(215) 및 고정 자석(214)과 각각 다른 자기 폐루프를 형성하므로 자기력 제어 장치(200)에 안정적으로 홀딩될 수 있다.
이때, 도 2f에 도시된 바와 같이, 폴 피스들(211, 212)의 상단에 서브 폴피스(216)가 배치될 경우, 회전 자석(215)의 일부 자속은 회전 자석(215)에 인접하게 배치되어 제1 폴피스(211)와 제2 폴피스(212)를 연결하는 서브 폴피스(216)와 다른 자기 폐루프를 형성하게 된다.
이에, 회전 자석(215)은 양 방향에서 자기 폐루프를 형성하여 안정적인 상태를 유지하고, 이를 통해 회전이 방지되어 홀딩 매개체(220)의 홀딩 성능이 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 홀딩 매개체(220)와 다른 위치에서 회전 자석(215)과 자기 폐루프를 형성하는 서브 폴피스(216)는 홀딩 매개체(220)에 준하는 자기 흐름을 발산할 수 있다.
다시 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 도 2c에 도시된 바와 같은 자기 폐루프들이 형성되면 코일(213)에 인가된 전압을 제거하여도 자기 폐루프들이 유지되므로, 대상물(1)에 대한 홀딩이 유지된다.
회전 자석(215)이 제2 위치에 배치된 상태에서, 도 2d에 도시된 바와 같이 도 2b에 도시된 전류의 방향과 반대되는 방향으로 전류가 흐르도록 코일(213)을 제어하면, 회전 자석(215)이 다시 제1 위치로 회전되어 고정 자석(214)과 함께 자기 폐루프를 형성하게 되고, 대상물(1)은 자기력 제어 장치(200)로부터 분리될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면, 자성체 홀딩 모듈(110)과 대상물 (1)사이에, 자성체 홀딩 모듈(110) 및 대상물(1)과 함께 자기 흐름을 형성하고, 대상물(1)에 접하여 대상물(1)의 두께를 확장시키도록 구성되는 홀딩 매개체(120)를 배치하므로, 대상물(1)을 통과하는 자속선이 증가하여 자속밀도가 커지고, 이에 홀딩력이 향상되어 얇은 판 형상의 대상물(1)을 효과적으로 홀딩할 수 있다.
또한, 홀딩 매개체(120)에 접하여 자기 흐름을 형성하는 재1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)가, 작용면을 향하여 두께가 점진적으로 줄어드는 구조로 형성됨에 따라, 자기력의 손실없이 자기 흐름이 대상물(1)로 집중되어 홀딩력이 향상될 수 있다.
또한, 회전 자석(115)에 곡면부(115A)와 곡면부(115A)에 비해 작은 직경을 가지는 비곡면부(115B)를 형성하므로, 곡면부(115A)의 직경 방향 측으로 착자가 집중되어 홀딩 상태와 홀딩 해제 상태를 명확히 할 수 있음은 물론, 홀딩 시 안정적으로 홀딩 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)가 회전 자석(115)의 곡면부로부터 최소한의 간격으로 이격 배치되므로, 자기력의 손실 없이 안정적인 자기 흐름을 형성하고, 이에 외력에 의해 회전 자석(115)이 회전되는 것을 방지하여 홀딩력을 강화할 수 있다.
또한, 제1 폴피스(111)와 제2 폴피스(112)의 단부에, 제1 폴피스(111) 및 제2 폴피스(112)와 자기적으로 연결되어 자기 흐름을 형성하는 서브 폴피스(116)가 마련되므로, 대상물(1)의 홀딩 시 회전 자석(115)의 자기 흐름이 배분되어 회전 자석(115)의 회전이 방지되고, 홀딩력이 안정적으로 유지될 수 있으며, 홀딩 매개체(120)와 다른 위치에서 다른 대상물을 홀딩할 수 있다.
또한, 적은 전력으로 회전 자석을 회전시켜 대상물(1)을 안정적으로 홀딩할 수 있으므로, 자기력 제어 장치(100)의 가동 효율성이 향상된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200. 자기력 제어 장치
110, 210. 자성체 홀딩 모듈
110A, 210A. 수용홈
111, 211. 제1 폴피스
A1. 제1 작용면
B1. 제1 지지면
111A, 211A. 제1 바디부
111B, 211B. 제1 작용부
112, 212. 제2 폴피스
A2. 제2 작용면
B2. 제2 지지면
112A, 212A. 제2 바디부
112B, 212B. 제2 작용부
113, 213. 코일
114, 214. 고정 자석
115, 215. 회전 자석
115A, 215A. 곡면부, 한 쌍의 곡면부
115B, 215B. 비곡면부, 한 쌍의 비곡면부
116, 216. 서브 폴피스
120, 220. 홀딩 매개체
121, 221. 제1 매개체
122, 222. 제2 매개체
1. 대상물

Claims (22)

  1. 자기력을 이용하여 대상물을 홀딩하도록 구성되는 자기력 제어 장치로서,
    자기력을 발생시키도록 구성되는 자성체 홀딩 모듈; 및
    상기 자성체 홀딩 모듈과 상기 대상물 사이에 배치되고, 상기 자성체 홀딩 모듈과 함께 자기 흐름을 형성하여, 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는 홀딩 매개체; 를 포함하고,
    상기 홀딩 매개체는 강자성체로 구성되는 자기력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀딩 매개체는, 상기 대상물에 접하여 상기 대상물의 두께를 확장시키도록 구성되는, 자기력 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀딩 매개체의 일부는 상기 자성체 홀딩 모듈에 접하여 홀딩되고,
    상기 홀딩 매개체의 다른 일부는 상기 대상물에 접하여 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는, 자기력 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자성체 홀딩 모듈은,
    상기 홀딩 매개체에 접하는 제1 작용면을 가지는 제1 폴피스;
    상기 홀딩 매개체에 접하는 제2 작용면을 가지는 제2 폴피스;
    상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 중 적어도 하나에 감기는 코일;
    상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 사이에 고정되는 고정 자석; 및
    상기 고정 자석으로부터 이격되어 상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스 사이에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류의 제어의 의해 회전 가능한 회전 자석; 을 포함하는, 자기력 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홀딩 매개체의 두께는 상기 제1 작용면의 폭에 대응되거나, 상기 제1 작용면의 폭 보다 작은 크기를 가지는, 자기력 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홀딩 매개체는,
    상기 제1 작용면에 접하여 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는 제1 매개체; 및
    상기 제1 매개체로부터 이격 배치되고, 상기 제2 작용면에 접하여 상기 제1 매개체와 다른 위치에서 상기 대상물을 홀딩하도록 구성되는 제2 매개체; 를 포함하는, 자기력 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 매개체와 상기 제2 매개체의 이격 거리는 상기 홀딩 매개체의 두께에 대응되거나, 상기 홀딩 매개체의 두께 보다 작은 크기를 가지는, 자기력 제어 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 폴피스는,
    상기 고정 자석의 일부를 지지하도록 구성되는 제1 바디부; 및
    상기 제1 바디부로부터 상기 제1 작용면을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성되는 제1 작용부; 를 포함하고,
    상기 제2 폴피스는,
    상기 고정 자석의 다른 일부를 지지하도록 구성되는 제2 바디부; 및
    상기 제2 바디부로부터 상기 제2 작용면을 향할수록 두께가 점차 작아지도록 구성되는 제2 작용부; 를 포함하는, 자기력 제어 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 회전 자석은,
    회전 중심으로부터 제1 반경만큼 이격 배치되는 한 쌍의 곡면부; 및
    상기 회전 중심으로부터 상기 제1 반경 보다 작은 제2 반경만큼 이격 배치되는 한 쌍의 비곡면부를 포함하는, 자기력 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 한 쌍의 곡면부의 직경 대비 상기 한 쌍의 비곡면부의 직경의 비는, 1:0.1 내지 1:0.8인, 자기력 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스는, 상기 한 쌍의 비곡면부의 직경 보다 큰 간격으로 이격 배치되는, 자기력 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 폴피스 및 상기 제2 폴피스는 상기 회전 자석으로부터 이격 배치되는, 자기력 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 사이에는 상기 한 쌍의 곡면부의 직경 보다 큰 직경을 가지는 수용홈; 이 마련되는, 자기력 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수용홈과, 상기 한 쌍의 곡면부 사이에는 1 mm 이하의 간극이 형성되는, 자기력 제어 장치.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 자성체 홀딩 모듈은,
    상기 제1 폴피스의 적어도 일 부분과 상기 제2 폴피스의 적어도 일 부분을 연결하고, 상기 홀딩 매개체와 다른 위치에서 자기 흐름을 형성하도록 구성되는 서브 폴피스; 를 더 포함하는, 자기력 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 서브 폴피스는 상기 고정 자석 보다 상기 회전 자석에 인접한 상기 제1 폴피스의 단부 및 상기 제2 폴피스의 단부에 배치되는, 자기력 제어 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스는 상기 제1 폴피스의 두께 이하의 간격으로 이격 배치되는, 자기력 제어 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스는 동일한 두께를 가지는, 자기력 제어 장치.
  19. 제4항에 있어서,
    상기 고정 자석은 높이와 두께가 서로 다른 크기를 가지도록 구성되는, 자기력 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 고정 자석의 높이는 상기 고정 자석의 두께 보다 더 크게 형성되는, 자기력 제어 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 고정 자석의 두께는, 상기 제1 폴피스와 상기 제2 폴피스 사이의 이격 거리에 대응되는 크기를 가지는, 자기력 제어 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 자기력 제어 장치의 구성을 포함하는, 자성체 홀딩 장치.
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