KR102642299B1 - Halbach Array Magnet Manufacturing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 할바흐 배열 마그네트 어셈블리를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 자석이 붙는 재질의 막대형 제1 지그에 의해 쉽고 견고하게 할바흐 배열 구조를 형성할 수 있고, 특히 'ㄴ'자 막대형 제1 지그에 의해 할바흐 배열 마그네트의 압착 공정 시 자석편이 일측(특히, 제2 그루브를 통해 개방된 측)으로 밀리는 것을 블록킹 할 수 있으며, 또한 제2 지그의 제1 그루브를 통해 마그네트가 붙어있는 제1 지그를 제2 지그에 쉽고 견고하게 안착 및 고정시킬 수 있어 할바흐 배열 마그네트의 압착 및 본딩 과정을 쉽고 편리하게 수행할 수 있고, 또한 제2 지그의 제2 그루브를 통해 마그네트의 양측면이 노출되므로 제1 그루브 내에서 압축 공정 중인 마그네트를 제2 그루브를 통해 모니터링 할 수 있고, 또한 압축/본딩 완료된 할바흐 배열 마그네트를 제2 그루브를 통해 노출된 양측면을 잡고 꺼낼 수 있으므로 보다 쉽게 제2 지그로부터 꺼낼 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a Halbach array magnet assembly, in which a Halbach array structure can be easily and firmly formed using a bar-shaped first jig made of a material to which magnets are attached, and in particular, the 'ㄴ' shaped structure can be formed easily and firmly. The bar-shaped first jig can block the magnet piece from being pushed to one side (particularly, the side opened through the second groove) during the pressing process of the Halbach array magnet, and also allows the magnet to be pushed to one side through the first groove of the second jig. The attached first jig can be easily and firmly seated and fixed on the second jig, so that the pressing and bonding process of the Halbach array magnet can be easily and conveniently performed. Additionally, both sides of the magnet can be accessed through the second groove of the second jig. Since this is exposed, the magnet in the compression process within the first groove can be monitored through the second groove, and the compressed/bonded Halbach array magnet can be pulled out by holding the exposed both sides through the second groove, making it easier to remove the magnet from the second groove. It can be taken out from the jig.
Description
본 발명은 할바흐 배열 마그네트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일측은 상대적으로 더 큰 자계를 형성하고 타측은 상대적으로 작은 자계를 형성하도록 배열된 할바흐 배열 마그네트 어셈블리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Halbach array magnet, and more specifically, to a method for manufacturing a Halbach array magnet assembly in which one side is arranged to form a relatively large magnetic field and the other side to form a relatively small magnetic field.
여러개의 마그네트(또는 자석이라 칭함)를 사용할 때 각 마그네트(또는 자석편이라 칭함)의 배치에 따라 자계의 세기가 달라지는데, 도 1과 같이 마그네트를 배치하는 것을 할바흐 배열(Halbach array)이라고 한다.When using multiple magnets (or magnets), the strength of the magnetic field varies depending on the arrangement of each magnet (or magnet piece). Arranging the magnets as shown in Figure 1 is called a Halbach array.
할바흐 마그네트(자석)는 1983년 할바흐에 의해 제안된 마그네트 배열 방식으로 복수의 자석편이 배치되어 이루어진 것으로, 원하는 면에 자속을 집중시키면서 원하지 않는 면에는 자속을 상쇄시킬 수 있다. 즉, 자석을 같은 방향으로 배치하는 것과 비교하였을 때 도 1의 할바흐 배열의 위쪽은 자계가 더 크고 아래쪽은 더 작다. 아래쪽 자계가 감소하는 만큼 위쪽 자계가 증가한다. 이론적으로 자계는 최대 2배 만큼 커질 수 있다.Halbach magnets are made up of a plurality of magnet pieces arranged in a magnet arrangement method proposed by Halbach in 1983, and can concentrate magnetic flux on a desired surface while canceling out the magnetic flux on an undesired surface. That is, compared to arranging the magnets in the same direction, the magnetic field is larger at the top of the Halbach array in Figure 1 and smaller at the bottom. As the lower magnetic field decreases, the upper magnetic field increases. In theory, the magnetic field can be up to twice as large.
전술한 바와 같이 할바흐 배열 마그네트(자석)는 일반적으로 착자된 자석편들로 이루어져있다. 다만, 할바흐 배열 마그네트는 자력 증폭 영역의 자석편이 수직 방향으로 밀려 올라가는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 종래에는 제조시 자석편들 사이에 접착제를 도포하는 본딩 공정을 통해 자석편들을 고정시켰다. 그러나, 할바흐 배열 마그네트 자체의 구조상 자석편들 사이에 접착제를 도포하는 것이 쉽지 않기 때문에, 이를 해결하기 위한 노력이 계속되고 있다.As described above, a Halbach array magnet is generally composed of magnetized magnet pieces. However, the Halbach array magnet has a problem in that the magnet piece in the magnetic force amplification area is pushed up in the vertical direction. To solve this problem, conventionally, the magnet pieces were fixed through a bonding process in which adhesive was applied between the magnet pieces during manufacturing. However, because it is not easy to apply adhesive between magnet pieces due to the structure of the Halbach array magnet itself, efforts to solve this problem are continuing.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 종래와 비교하여 보다 쉽고 편리하게 할바흐 배열 마그네트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to provide a method of manufacturing a Halbach array magnet more easily and conveniently compared to the prior art.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 할바흐 배열 마그네트 제조 방법은, (a) 자석이 붙는 재질의 막대형 제1 지그의 표면상에 복수개의 마그네트를 각 자석편 간에 일정 간격을 갖는 할바흐 배열이 되도록 부착하여 조립하기 위한 단계; (b) 상기 단계 (a)의 결과물인 조립체의 적어도 상부면과 장축 방향의 양측 중 일측 단부면이 노출되도록 형성된 그루브(groove)를 일면에 가진 제2 지그의 상기 그루브 내에 상기 조립체를 안착시키는 단계; (c) 상기 조립체가 상기 제2 지그의 상기 그루브 내에 안착된 상태에서, 판상의 제3 지그를 상기 제2 지그의 상기 일면 상에 조립하여 상기 제3 지그가 상기 조립체의 상기 노출된 상부면을 덮어 고정하도록 하기 위한 단계; (d) 상기 단계 (c)의 상태에서, 상기 조립체의 상기 노출된 일측 단부면을 타측 방향으로 미는 압력을 가하여 상기 제1 지그의 표면상에 부착된 할바흐 배열 마그네트의 각 자석편 간의 간격을 없애기 위한 단계; (e) 상기 단계 (d)의 상태에서, 상기 제3 지그를 제거한 후 상기 간격을 없앤 할바흐 배열 마그네트의 노출된 상면을 본딩(bonding)하기 위한 단계; (f) 상기 단계 (e)의 상태에서, 상기 제1-2 지그로부터 상기 본딩된 할바흐 배열 마그네트를 분리하기 위한 단계; 및 (g) 상기 단계 (f)에서 분리된 할바흐 배열 마그네트의 표면을 비자성체 재질의 외피로 케이싱하기 위한 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above-described object, a method of manufacturing a Halbach array magnet according to an aspect of the present invention includes (a) placing a plurality of magnets on the surface of a first rod-shaped jig made of a material to which magnets are attached, with a certain distance between each magnet piece; Steps for attaching and assembling to have a Halbach arrangement; (b) seating the assembly in the groove of a second jig having a groove formed on one surface so that at least the upper surface of the assembly resulting from step (a) and one end surface of both sides in the long axis direction are exposed. ; (c) With the assembly seated in the groove of the second jig, a plate-shaped third jig is assembled on the one surface of the second jig so that the third jig is positioned on the exposed upper surface of the assembly. Steps to cover and secure; (d) In the state of step (c), pressure is applied to push the exposed end surface of the assembly in the other direction to increase the gap between each magnet piece of the Halbach array magnet attached to the surface of the first jig. steps to eliminate; (e) in the state of step (d), bonding the exposed upper surface of the Halbach array magnet with the gap removed after removing the third jig; (f) in the state of step (e), separating the bonded Halbach array magnet from the 1-2 jig; and (g) casing the surface of the Halbach array magnet separated in step (f) with an outer shell made of a non-magnetic material.
상기 제1 지그는 할바흐 배열 마그네트의 측면과 하면이 부착되도록'ㄴ'자 막대형 지그로 형성될 수 있다.The first jig may be formed as an 'L' shaped bar jig so that the side and bottom surfaces of the Halbach array magnet are attached.
상기 그루브는 상기 조립체가 안착되어 적어도 상부면과 장축 방향의 양측 중 일측 단부면이 노출되도록 형성된 제1 그루브; 및 상기 제1 그루브의 길이 방향 중간부에 상기 제1 그루브와 교차하여 형성되되, 상기 안착된 조립체의 적어도 상부면의 일부와 단축 방향의 양측면의 일부를 노출할 수 있도록 형성된 제2 그루브를 포함할 수 있다.The groove is a first groove formed so that the assembly is seated so that at least an upper surface and one end surface of both sides in the long axis direction are exposed; and a second groove formed in the longitudinal middle portion of the first groove to intersect the first groove and exposing at least a portion of the upper surface and portions of both sides in the minor axis direction of the seated assembly. You can.
상기 단계 (f)는, (f-1) 상기 제2 그루브를 통해 상기 노출된 조립체의 양측면 일부를 잡고 상기 제2 지그로부터 상기 조립체를 꺼내는 단계; 및 (f-2) 상기 꺼낸 조립체의 상기 제1 지그로부터 상기 본딩된 할바흐 마그네트를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.The step (f) includes (f-1) holding portions of both sides of the exposed assembly through the second groove and removing the assembly from the second jig; and (f-2) separating the bonded Halbach magnet from the first jig of the pulled out assembly.
상기 단계 (g)는, (g-1) 상기 분리된 할바흐 마그네트와 대응하는 홈이 복수개 형성된 비자성체 하판의 상기 홈 내에 상기 분리된 할바흐 마그네트를 각각 삽입하는 단계; (g-2) 상기 비자성체 하판의 상면에 비자성체 상부 시트를 부착하여 상기 복수개의 홈을 밀폐하는 단계; (g-3) 상기 단계 (g-2)의 결과물을 고온에서 열압착하는 단계; 및 (g-4) 상기 단계 (g-3)의 결과물로부터 상기 비자성체 재질의 외피로 케이싱된 할바흐 배열 마그네트 제품을 하나씩 절삭하여 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.The step (g) includes (g-1) inserting each of the separated Halbach magnets into the grooves of a non-magnetic lower plate having a plurality of grooves corresponding to the separated Halbach magnets; (g-2) attaching a non-magnetic upper sheet to the upper surface of the non-magnetic lower plate to seal the plurality of grooves; (g-3) thermally compressing the result of step (g-2) at a high temperature; and (g-4) cutting the Halbach array magnet products encased with the outer shell of the non-magnetic material one by one to separate them from the result of step (g-3).
상기 비자성체 재질은 고무, 플라스틱, 및 에폭시 중 하나를 포함할 수 있다.The non-magnetic material may include one of rubber, plastic, and epoxy.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면, 종래와 비교하여 적어도 다음의 1)~3)과 같이 보다 쉽고 편리하게 할바흐 배열 마그네트를 제조할 수 있는 효과를 창출한다.As described above, according to various aspects of the present invention, compared to the prior art, it creates the effect of manufacturing a Halbach array magnet more easily and conveniently as at least as follows 1) to 3).
1) 자석이 붙는 재질의 막대형 제1 지그에 의해 쉽고 견고하게 할바흐 배열 구조를 형성할 수 있고, 특히 'ㄴ'자 막대형 제1 지그에 의해 할바흐 배열 마그네트의 압착 공정 시 자석편이 일측(특히, 제2 그루브를 통해 개방된 측)으로 밀리는 것을 블록킹 할 수 있다.1) The Halbach array structure can be formed easily and firmly by using the bar-shaped first jig made of the material that the magnet attaches to. In particular, the 'ㄴ' shaped bar-shaped first jig allows the magnet piece to be placed on one side during the pressing process of the Halbach array magnet. (In particular, it is possible to block what is pushed to the open side through the second groove).
2) 제2 지그의 제1 그루브를 통해 마그네트가 붙어있는 제1 지그를 제2 지그에 쉽고 견고하게 안착 및 고정시킬 수 있어 할바흐 배열 마그네트의 압착 및 본딩 과정을 쉽고 편리하게 수행할 수 있다.2) The first jig with the magnet attached can be easily and firmly seated and fixed to the second jig through the first groove of the second jig, so that the pressing and bonding process of the Halbach array magnet can be easily and conveniently performed.
3) 제2 지그의 제2 그루브를 통해 마그네트의 양측면이 노출되므로 제1 그루브 내에서 압축 공정 중인 마그네트를 제2 그루브를 통해 모니터링 할 수 있고, 또한 압축/본딩 완료된 할바흐 배열 마그네트를 제2 그루브를 통해 노출된 양측면을 잡고 꺼낼 수 있으므로 보다 쉽게 제2 지그로부터 꺼낼 수 있다.3) Since both sides of the magnet are exposed through the second groove of the second jig, the magnet in the compression process within the first groove can be monitored through the second groove, and the compressed/bonded Halbach array magnet is placed in the second groove. Since you can grab the exposed two sides and take it out, you can take it out from the second jig more easily.
도 1은 할바흐 배열 마그네트를 설명하는 도면,
도 2 내지 도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 할바흐 배열 마그네트 제조 방법을 설명하기 위한 제조 공정도이다.1 is a diagram illustrating a Halbach array magnet;
2 to 13 are manufacturing process diagrams for explaining a method of manufacturing a Halbach array magnet according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 2 내지 도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 할바흐 배열 마그네트 제조 방법을 설명하기 위한 제조 공정도이다.2 to 13 are manufacturing process diagrams for explaining a method of manufacturing a Halbach array magnet according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 자석이 붙는 재질의 막대형 제1 지그(21)를 마련하고, 막대형 제1 지그(21) 위에 복수개의 마그네트(또는 자석편이라 칭함)(23)를 도 1과 같이 각 자석편(23) 간에 일정 간격을 갖는 할바흐 배열이 되도록 부착하여 조립함으로써, 제1 지그(21) 상에 할바흐 배열 마그네트(23)가 부착/조립된 조립체(2)를 형성한다. 이때, 할바흐 배열 마그네트(23)는 조립 시 각 자성편(23) 간의 반자계로 인해 간격이 벌어진 상태로 조립된다.First, as shown in FIG. 2, a bar-shaped first jig 21 made of a material that attracts magnets is prepared, and a plurality of magnets (or referred to as magnet pieces) 23 are placed on the bar-shaped first jig 21. By attaching and assembling each magnet piece 23 to form a Halbach array with a certain gap between them as shown in 1, an assembly 2 is formed in which the Halbach array magnet 23 is attached/assembled on the first jig 21. do. At this time, the Halbach array magnet 23 is assembled with a gap between each magnetic piece 23 due to a demagnetizing field during assembly.
일 예로, 제1 지그(21)는 도 2에 도시된 바와 같이 할바흐 배열 마그네트(23)의 측면과 하면이 부착되어 (적어도 할바흐 배열 마그네트가 압축 시 측면 후방으로 튀지 않게 블로킹 할 수 있도록) 'ㄴ'자 막대형 지그로 형성되는 것이 바람직하다. As an example, the first jig 21 is attached to the side and bottom of the Halbach array magnet 23 as shown in FIG. 2 (so that at least the Halbach array magnet can be blocked from jumping to the side and rear when compressed). It is preferable to form a 'L' shaped bar jig.
다른 예로, 제1 지그(21)는 ㄴ'자에 한정되지 않고 일자 막대형 또는 'ㄷ'자 막대형 등 할바흐 배열 마그네트(23)의 적어도 일면을 부착할 수 있는 다양한 형태로 형성된 것을 사용할 수 있다.As another example, the first jig 21 is not limited to the 'ㄴ' shape, but can be formed in various shapes that can attach at least one side of the Halbach array magnet 23, such as a straight bar shape or a 'ㄷ' shape bar shape. there is.
이어, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 조립체(2)가 안착될 수 있는 그루브(groove)(33)가 형성된 제2 지그(31)를 마련하고, 제2 지그(21)의 그루브(33)내에 조립체(2)를 삽입하여 안착시킨다. 이하, 이 상태를 도 3의 조립체(3)라 칭한다.Next, as shown in FIG. 3, a second jig 31 having a groove 33 on which the assembly 2 of FIG. 2 can be seated is prepared, and the groove of the second jig 21 is ( 33) Insert the assembly (2) into it and seat it. Hereinafter, this state is referred to as assembly 3 in FIG. 3.
도 3을 참조하면, 제2 지그(21)의 상면에 형성된 그루브(33)는 제1 그루브(33a)와 제2 그루브(33b)를 포함하여 형성된다.Referring to FIG. 3, the groove 33 formed on the upper surface of the second jig 21 includes a first groove 33a and a second groove 33b.
제1 그루브(33a)는 조립체(2)를 안착시킬 수 있도록 조립체(2)에 대응하는 형태로 형성되되, 안착된 조립체(2)의 적어도 상부면과 그리고 장축 방향의 양측 중 일측(도 3에서는 우측) 단부면이 노출되도록 개방 형성된다.The first groove 33a is formed in a shape corresponding to the assembly 2 so as to seat the assembly 2, and is formed on at least the upper surface of the seated assembly 2 and on one of the two sides in the long axis direction (in FIG. 3). Right) It is formed open so that the end surface is exposed.
제2 그루브(33b)는 제1 그루브(33a)의 길이 방향 중간부에 제1 그루브(33a)와 직각으로 교차하여 형성되되, 제1 그루브(33a)내에 안착된 조립체(2)의 적어도 상부면의 일부(중앙부)와 단축 방향의 양측면의 일부(중앙부)가 노출되도록 개방 형성된다.The second groove 33b is formed in the longitudinal middle portion of the first groove 33a at a right angle to the first groove 33a, and is formed on at least the upper surface of the assembly 2 seated in the first groove 33a. It is formed open so that a portion (central portion) and portions (central portion) of both sides in the short axis direction are exposed.
제1 그루브(33a)의 깊이는 조립체(2)의 높이보다 약간(예컨대, 제1 크기만큼) 작아서 조립체(2)를 제1 그루브(33a) 내에 안착하면 안착된 조립체(2)의 상부가 제2 지그(31)의 상면으로부터 약간(즉, 제1 크기만큼) 돌출된다. The depth of the first groove 33a is slightly smaller (e.g., by a first size) than the height of the assembly 2, so that when the assembly 2 is seated in the first groove 33a, the upper part of the seated assembly 2 is 2 It protrudes slightly (i.e., by a first size) from the upper surface of the jig 31.
따라서 제1 그루브(33a)의 일측(도 3에서는 좌측) 단부에 접한 제2 지그(31)의 상면으로부터 제1 크기만큼 돌출되고 제1 그루브(33a)의 길이 방향을 따라 일자로 연장된 막대형 돌부(35)를 형성하여, 막대형 돌부(35)의 상면과 제1 그루브(33a) 내에 안착된 조립체(2)의 상면이 동일 높이(즉, 수평)를 형성하도록 한다. 막대형 돌부(35)는 할바흐 배열 마그네트의 압착 시 압착 방향의 반대편을 블로킹하고 또한 판상의 제3 지그(41)를 제2 지그(31) 위에 안전하게(수평을 맞추어) 안착되도록 하는데 일조한다.Therefore, a rod shape protrudes by a first size from the upper surface of the second jig 31 in contact with the end of one side (the left side in FIG. 3) of the first groove 33a and extends straight along the longitudinal direction of the first groove 33a. The protrusion 35 is formed so that the upper surface of the rod-shaped protrusion 35 and the upper surface of the assembly 2 seated in the first groove 33a are at the same height (i.e., horizontal). The bar-shaped protrusion 35 blocks the opposite side of the pressing direction when pressing the Halbach array magnet and also helps ensure that the plate-shaped third jig 41 is safely (horizontally) seated on the second jig 31.
이어, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 지그(310의 상면에 대응하는 판상의 제3 지그(4)를 마련하고, 도 5에 도시된 바와 같이 그 판상의 제3 지그(41)를 도 3의 조립체(3) 위에 안착시킨다. 이하, 이 상태를 도 5의 조립체(5)라 칭한다.Next, as shown in FIG. 4, a plate-shaped third jig 4 corresponding to the upper surface of the second jig 310 is prepared, and as shown in FIG. 5, the plate-shaped third jig 41 is installed in FIG. 3. It is seated on the assembly 3. Hereinafter, this state is referred to as the assembly 5 in Figure 5.
예를 들어, 도 2의 조립체(2)가 제2 지그(31)의 그루브(33) 내에 안착된 도 3의 조립체(3) 상태에서, 판상의 제3 지그(41)를 제2 지그(31) 상에 안착 조립하여 제3 지그(41)가 도 2의 조립체(2)의 노출된 상부면을 덮어 고정(할바흐 배열 마그네트가 압축 시 위로 튀지 않도록 블로킹)하도록 한다.For example, in the state of the assembly 3 of FIG. 3 in which the assembly 2 of FIG. 2 is seated in the groove 33 of the second jig 31, the plate-shaped third jig 41 is connected to the second jig 31. ) and the third jig 41 covers the exposed upper surface of the assembly 2 of FIG. 2 and fixes it (blocks the Halbach array magnet from jumping upward when compressed).
도 4-5를 참조하면, 도 2 내지 도 4의 결과인 도 5의 조립체(5) 상태에서는 제1 그루브(33a)를 통하여 도 2의 조립체(2)의 할바흐 배열 마그네트(23)의 길이 방향의 일측 단부가 노출되고(이 노출부로 압축봉이 삽입됨), 제2 그루브(33b)를 통하여 도 2의 조립체(2)의 할바흐 배열 마그네트(23)의 단축 방향의 양측 일부(중앙부)가 노출된다(이 노출부를 통해 할바흐 배열 마그네트(23)의 압축 정도를 모니터링 할 수 있음). Referring to FIGS. 4-5, in the state of the assembly 5 of FIG. 5, which is the result of FIGS. 2 to 4, the length of the Halbach arrangement magnet 23 of the assembly 2 of FIG. 2 is extended through the first groove 33a. One end of the direction is exposed (the compression rod is inserted into this exposed part), and parts (center portions) on both sides in the short axis direction of the Halbach array magnet 23 of the assembly 2 of FIG. 2 are exposed through the second groove 33b. It is exposed (through this exposed portion, the degree of compression of the Halbach array magnet 23 can be monitored).
이어, 도 6에 도시된 바와 같이, 도 5의 조립체(5)의 제1 그루브(33a)의 일측으로 개방된 노출부를 통하여 유압 또는 공압 실린더(61)의 압축봉(63)을 삽입하고 도 2의 조립체(2)의 할바흐 배열 마그네트(23)를 길이 방향으로 압축하여 즉, 도 2의 조립체(2)의 노출된 일측 단부면을 타측 방향으로 미는 압력을 가하여 제1 지그(21)에 부착된 할바흐 배열 마그네트(23)의 각 자석편(23) 간의 간격을 강제로 없애도록 한다. 이 과정에서 2 그루브(33b)를 통하여 할바흐 배열 마그네트(23)의 압축 정도를 모니터링 할 수 있다.Next, as shown in FIG. 6, the compression rod 63 of the hydraulic or pneumatic cylinder 61 is inserted through the exposed portion open to one side of the first groove 33a of the assembly 5 of FIG. 5, and the compression rod 63 of the hydraulic or pneumatic cylinder 61 is inserted. The Halbach array magnet 23 of the assembly 2 is compressed in the longitudinal direction, that is, it is attached to the first jig 21 by applying pressure to push the exposed end surface of the assembly 2 of FIG. 2 in the other direction. The gap between each magnet piece 23 of the Halbach array magnet 23 is forcibly eliminated. In this process, the degree of compression of the Halbach array magnet 23 can be monitored through the two grooves 33b.
이어, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 6의 상태에서 제3 지그(41)를 제거한 후 압축되어 간격을 없앤 할바흐 배열 마그네트(23)의 노출된 상측부를 접착제, 접착테이프, 또는 기타 접착수단(71)을 이용하여 본딩(bonding)한다. 다른 예로, 할바흐 배열 마그네트(23)의 노출된 상면과 측면을 본딩할 수 있다. 또 다른 예로, 도 6의 압축 전인 도 2 내지 도 4의 상태에서 도 2의 조립체(2)의 할바흐 배열 마그네트(23)의 각 자성편(23) 간의 반자계로 인한 간격 사이사이에 접착제를 바른 후 도 6의 과정에서 할바흐 배열 마그네트(23)를 압축하여 할바흐 배열 마그네트(23)를 본딩할 수 있다. Next, as shown in FIG. 7, after removing the third jig 41 in the state of FIG. 6, the exposed upper part of the Halbach array magnet 23, which has been compressed to eliminate the gap, is glued, adhesive tape, or other adhesive means. Bonding is performed using (71). As another example, the exposed top and side surfaces of the Halbach array magnet 23 may be bonded. As another example, in the state of FIGS. 2 to 4 before the compression of FIG. 6, adhesive is applied between the gaps due to the diamagnetic field between each magnetic piece 23 of the Halbach array magnet 23 of the assembly 2 of FIG. 2. Afterwards, the Halbach array magnet 23 can be bonded by compressing the Halbach array magnet 23 in the process of FIG. 6 .
이어, 도 7의 상태에서 제2 지그(31)로부터 도 2의 조립체(2)를 꺼내 분리하는데, 예를 들어, 제2 그루브(33b)를 통해 노출된 조립체(2)의 양측면부를 잡고 제2 지그(31)로부터 조립체(2)를 꺼낸 후, 꺼낸 조립체(2)의 제1 지그(21)로부터 압축/본딩된 할바흐 배열 마그네트(23)를 떼어내 분리하도록 한다.Next, in the state of FIG. 7, the assembly 2 of FIG. 2 is taken out and separated from the second jig 31, for example, holding both side surfaces of the assembly 2 exposed through the second groove 33b and holding the second assembly 2. After the assembly 2 is taken out from the jig 31, the compressed/bonded Halbach array magnet 23 is removed from the first jig 21 of the taken out assembly 2 and separated.
마지막으로, 분리된 할바흐 배열 마그네트(23)를 비자성체 재질의 외피로 케이싱 하는데, 이 과정의 일 실시예에 대해 도 8 내지 도 13을 참조로 설명한다.Finally, the separated Halbach array magnet 23 is cased with an outer shell made of non-magnetic material, and an embodiment of this process will be described with reference to FIGS. 8 to 13.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 2 내지 도 7의 과정을 통해 압축/본딩된 할바흐 배열 마그네트(23)에 대응하는 크기 및 형태의 홈(83)이 복수개 형성된 비자성체 하판(81)을 마련하고, 비자성체 하판(81)의 홈(83) 내에 압축/본딩된 할바흐 배열 마그네트(23)를 각각 삽입하여 조립한다. 이하, 이 상태를 도 8의 조립체(8)라 칭한다.First, as shown in FIG. 8, a non-magnetic lower plate 81 in which a plurality of grooves 83 of a size and shape corresponding to the Halbach array magnet 23 compressed/bonded through the process of FIGS. 2 to 7 are formed. is prepared and assembled by inserting the compressed/bonded Halbach array magnets 23 into the grooves 83 of the non-magnetic lower plate 81, respectively. Hereinafter, this state is referred to as assembly 8 in FIG. 8.
이어, 도 9에 도시된 바와 같이, 도 8의 조립체(8)의 상부를 덮도록 상부 시트(91)를 부착하는데, 예를 들어, 비자성체 하판(81)의 상면에 비자성체 상부 시트(91)를 부착하여 복수개의 홈(83)을 밀폐한다. 이하, 이 상태를 도 9의 조립체(9)라 칭한다.Next, as shown in FIG. 9, the upper sheet 91 is attached to cover the upper part of the assembly 8 of FIG. 8. For example, the non-magnetic upper sheet 91 is attached to the upper surface of the non-magnetic lower plate 81. ) is attached to seal the plurality of grooves (83). Hereinafter, this state is referred to as assembly 9 in Fig. 9.
이어, 도 10에 도시된 바와 같이 도 9의 조립체(9)를 도 10의 화살표 방향으로 고온에서 열압착하고, 도 11에 도시된 바와 같이 CNC 조각기 등을 이용하여 할바흐 배열 마그네트 제품(230)의 모양을 따라 형상 가공한 다음, 도 11의 상태에서 도 12에 도시된 바와 같이 비자성체 재질의 외피로 케이싱된 할바흐 배열 마그네트 제품(230)을 하나씩 분리한다. Next, as shown in FIG. 10, the assembly 9 of FIG. 9 is heat-compressed at high temperature in the direction of the arrow in FIG. 10, and as shown in FIG. 11, the Halbach array magnet product 230 is formed using a CNC engraver, etc. After shape processing according to the shape of, the Halbach array magnet products 230 cased with an outer shell made of non-magnetic material are separated one by one as shown in FIG. 12 in the state of FIG. 11.
도 13은 도 2 내지 도 12의 과정을 통해 제조된 할바흐 배열 마그네트의 완성품(230)의 일부 절개도를 나타내는 것으로, 압축/본딩된 할바흐 배열 마그네트(23)가 비자성체 재질의 외피(81+91)로 케이싱된 제품(230)을 나타내며, 비자성체 재질은 고무, 플라스틱, 및 에폭시 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.FIG. 13 shows a partial cutaway view of the finished product 230 of the Halbach array magnet manufactured through the process of FIGS. 2 to 12, in which the compressed/bonded Halbach array magnet 23 has an outer shell 81 made of a non-magnetic material. +91) indicates a product 230 cased, and the non-magnetic material may include at least one of rubber, plastic, and epoxy.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
21: 제1 지그
23: 할바흐 배열 마그네트
31: 제2 지그
33, 33a, 33b: 그루브
41: 제3 지그
61: 유압 또는 공압 실린더
63: 압축봉
71: 접착수단
81: 비자성체 하판
83: 홈
91: 비자성체 상부 시트
230: 완성품21: 1st jig
23: Halbach array magnet
31: Second jig
33, 33a, 33b: Groove
41: Third jig
61: Hydraulic or pneumatic cylinder
63: compression rod
71: Adhesion means
81: Non-magnetic lower plate
83: Home
91: Non-magnetic top sheet
230: Finished product
Claims (6)
(b) 상기 단계 (a)의 결과물인 조립체의 적어도 상부면과 장축 방향의 양측 중 일측 단부면이 노출되도록 형성된 그루브(groove)를 일면에 가진 제2 지그의 상기 그루브 내에 상기 조립체를 안착시키는 단계;
(c) 상기 조립체가 상기 제2 지그의 상기 그루브 내에 안착된 상태에서, 판상의 제3 지그를 상기 제2 지그의 상기 일면 상에 조립하여 상기 제3 지그가 상기 조립체의 상기 노출된 상부면을 덮어 고정하도록 하기 위한 단계;
(d) 상기 단계 (c)의 상태에서, 상기 조립체의 상기 노출된 일측 단부면을 타측 방향으로 미는 압력을 가하여 상기 제1 지그의 표면상에 부착된 할바흐 배열 마그네트의 각 자석편 간의 간격을 없애기 위한 단계;
(e) 상기 단계 (d)의 상태에서, 상기 제3 지그를 제거한 후 상기 간격을 없앤 할바흐 배열 마그네트를 본딩(bonding)하기 위한 단계;
(f) 상기 단계 (e)의 상태에서, 상기 제1 및 제2 지그로부터 상기 본딩된 할바흐 배열 마그네트를 분리하기 위한 단계; 및
(g) 상기 단계 (f)에서 분리된 할바흐 배열 마그네트의 표면을 비자성체 재질의 외피로 케이싱하기 위한 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 마그네트 제조 방법. (a) a step of assembling a plurality of magnets by attaching them to the surface of a first rod-shaped jig made of a material that attaches magnets in a Halbach arrangement with a certain distance between each magnet piece;
(b) seating the assembly in the groove of a second jig having a groove formed on one surface so that at least the upper surface of the assembly resulting from step (a) and one end surface of both sides in the long axis direction are exposed. ;
(c) With the assembly seated in the groove of the second jig, a plate-shaped third jig is assembled on the one surface of the second jig so that the third jig is positioned on the exposed upper surface of the assembly. Steps to cover and secure;
(d) In the state of step (c), pressure is applied to push the exposed end surface of the assembly in the other direction to increase the gap between each magnet piece of the Halbach array magnet attached to the surface of the first jig. steps to eliminate;
(e) in the state of step (d), removing the third jig and then bonding the Halbach array magnet with the gap removed;
(f) in the state of step (e), separating the bonded Halbach array magnet from the first and second jigs; and
(g) casing the surface of the Halbach array magnet separated in step (f) with an outer shell made of non-magnetic material;
A Halbach array magnet manufacturing method comprising:
상기 제1 지그는 할바흐 배열 마그네트의 측면과 하면이 부착되도록'ㄴ'자 막대형 지그로 형성된 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 마그네트 제조 방법. According to paragraph 1,
The first jig is a Halbach array magnet manufacturing method, characterized in that the first jig is formed as an 'L' shaped bar jig so that the side and bottom surfaces of the Halbach array magnet are attached.
상기 그루브는 상기 조립체가 안착되어 적어도 상부면과 장축 방향의 양측 중 일측 단부면이 노출되도록 형성된 제1 그루브; 및 상기 제1 그루브의 길이 방향 중간부에 상기 제1 그루브와 교차하여 형성되되, 상기 안착된 조립체의 적어도 상부면의 일부와 단축 방향의 양측면의 일부를 노출할 수 있도록 형성된 제2 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 마그네트 제조 방법. According to paragraph 1,
The groove is a first groove formed so that the assembly is seated so that at least an upper surface and one end surface of both sides in the long axis direction are exposed; And a second groove formed in the longitudinal middle of the first groove to intersect the first groove and exposing at least a portion of the upper surface and portions of both sides in the minor axis direction of the seated assembly. A method for manufacturing a Halbach array magnet, characterized in that.
상기 단계 (f)는,
(f-1) 상기 제2 그루브를 통해 상기 노출된 조립체의 양측면 일부를 잡고 상기 제2 지그로부터 상기 조립체를 꺼내는 단계; 및
(f-2) 상기 꺼낸 조립체의 상기 제1 지그로부터 상기 본딩된 할바흐 마그네트를 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 마그네트 제조 방법. According to paragraph 3,
In step (f),
(f-1) holding part of both sides of the exposed assembly through the second groove and taking out the assembly from the second jig; and
(f-2) separating the bonded Halbach magnet from the first jig of the pulled out assembly.
상기 단계 (g)는,
(g-1) 상기 분리된 할바흐 마그네트와 대응하는 홈이 복수개 형성된 비자성체 하판의 상기 홈 내에 상기 분리된 할바흐 마그네트를 각각 삽입하는 단계;
(g-2) 상기 비자성체 하판의 상면에 비자성체 상부 시트를 부착하여 상기 복수개의 홈을 밀폐하는 단계;
(g-3) 상기 단계 (g-2)의 결과물을 고온에서 열압착하는 단계; 및
(g-4) 상기 단계 (g-3)의 결과물로부터 상기 비자성체 재질의 외피로 케이싱된 할바흐 배열 마그네트 제품을 하나씩 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 마그네트 제조 방법. According to claim 1 or 4,
In step (g),
(g-1) inserting each of the separated Halbach magnets into the grooves of a non-magnetic lower plate having a plurality of grooves corresponding to the separated Halbach magnets;
(g-2) attaching a non-magnetic upper sheet to the upper surface of the non-magnetic lower plate to seal the plurality of grooves;
(g-3) thermally compressing the result of step (g-2) at a high temperature; and
(g-4) separating the Halbach array magnet products encased with the outer shell of the non-magnetic material one by one from the result of step (g-3).
상기 비자성체 재질은 고무, 플라스틱, 및 에폭시 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 마그네트 제조 방법. According to clause 5,
A method for manufacturing a Halbach array magnet, wherein the non-magnetic material includes one of rubber, plastic, and epoxy.
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