KR20110002486A - 모놀리식 자기 장치 및 이 모놀리식 자기 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 그 두께(S) 내에 홀딩된 적어도 하나의 폴 피스(30A)를 가지는 하나의 지지 구조체(11) 그리고 상기 지지 구조체(11, 11A)의 마주보는 면들 중 큰 면들에 형성된 제1 및 제2 사이드들(12, 13)을 포함하여 구성되는 철 함유 부재들(P1)의 자기 클램핑을 위한 자기 장치에 관한 것이며, 상기 폴 피스(30A)는, 상기 자기 장치에 의해 발생된 적어도 하나의 제1 자속(F1)이 상기 제1 사이드(12, 13)로 전달되도록 구성된 적어도 하나의 제1 폴 피스 콜렉터(50)를 포함하여 구성된다. 본 발명은 상기 적어도 하나의 제1 폴 피스 콜렉터(50)가 상기 지지 구조체(11)의 두께(S) 내에 홀딩되고 상기 지지 구조체(11)와 단일체로 만들어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모놀리식 자기 장치 및 이 모놀리식 자기 장치의 제조 방법{MONOLITHIC MAGNETIC APPARATUS AND PROCESS FOR MAKING SAID MONOLITHIC MAGNETIC APPARATUS}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전문(preamble)에 정의되어 있는 모놀리식 자기 장치(monolithic magnetic apparatus) 및 그러한 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

본 명세서에 사용된, "자기 장치"라는 용어는 다음을 가리키기 위한 것이다:

- 영구-자석 장치, 즉, 클램핑(clamping)을 위해 또는 그 상태를 활성에서 비활성으로 그리고 그 반대로 변경하기 위해 사용될 때 전원 공급(power supply)을 필요로 하지 않으며, 그리고 장치내에 적절하게 배치된 영구 자석들로 구성된 장치;

- 영전기식 장치(electro-permanent apparatus), 즉, 클램핑을 위해 사용될 때 전원 공급을 필요로 하지 않고, 그것이 활성화되고 비활성화될 때 전원 공급을 필요로 하며, 가역 영구 자석들(reversible permanent magnets)로 그리고, 필요하면, 장치내에 적절하게 배치된 고정 영구 자석들(static permanent magnets)로 구성된 장치;

- 전자기 장치(electromagnetic apparatus), 즉, 클램핑을 위해 사용될 때 전원 공급을 필요로 하고, 그 자기 코어(magnetic core)가 강자성 물질(ferromagnetic material)로 만들어진 장치.

종래 기술에서, 도 1a와 도 1b를 또한 살펴보면, 예를 들어, 영전기식 이중-자석 형(electro-permanent dual-magnet type)의, 자기 클램핑 장치(1)를 제작하기 위한 방법은, 하우징(housing)(2)을 하나의 블록(block)으로 만들어, 그 내표면(inner surface)(2C)에 배치된 "N" 개의 폴 피스들(pole pieces)(3A)를 가지는 저부(bottom)(2B)를 구성하는 첫 번째 단계를 포함한다.

그와 달리, 하우징(2)은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려져 있는 방법들을 사용하여 다양한 구성요소들을 함께 조립함으로써 만들 수 있다.

영전기식 이중 자석 장치의 경우에, 각 폴 피스(3A) [도 1b 참고]는 적어도 다음을 포함하여 구성된다:

- 하나의 폴 피스 콜렉터(pole piece collector)(5),

- 하나의 가역 영구 자기 코어(4) 및

- 가역 영구 자기 코어(4)의 자화 상태(magnetization state)를 변경시키기 위한 것으로서 가역 영구 자기 코어(4) 주위에 뻗어 있는, 하나의 전기 코일(electric coil)(3) [솔레노이드(solenoid)로도 알려져 있음].

구체적으로, 전기 코일들(3)이, 위에 폴 피스 콜렉터(5)가 놓여 있는, AlNiCo 형의 자석과 같은 가역 영구 자석(4)을 수용하기 위한 공간을 구획하는(define) 그러한 구조(configuration)를 가짐을 도 1b로부터 알 수 있다.

더욱이, 폴 피스들(3A)은, 철 함유 부재(ferrous element)(P)를 클램핑하기 위해 추가적인 영구 자기장을 발생시킬 수 있는 것으로서, 예를 들어, 페라이트(ferrite) 또는 NdFeB 로 만들어지고, 역시 적절하게 배향된, 하나 또는 그보다 많은 고정 자석들(9)을 또한 포함하여 구성될 수 있다.

도 1a와 도 1b를 더 살펴보면, 각 폴 피스(3A)의 폴 피스 콜렉터(5)가 사각형 평면 형상(square plan shape)을 가지는 대체적으로(substantially) 평행 6면체의 강자성체(ferromagnetic piece)로 구성됨을 알 수 있다.

본 명세서에 사용된 "폴 피스 콜렉터(5)"라는 용어는, 그 표면(surface)이 자기 장치(1)가 비활성화될(inactivated) 때 자기적으로 중성이고(magnetically neutral) 그리고 자기 장치(1)가 활성화될(activated) 때 자기적으로 활성인(magnetically active), 하나의 사이드(side)(5A)를 가지는 부재(element)를 가리키기 위한 것이다.

따라서, 바꾸어 말하면, 폴 피스 콜렉터(5)는, 그 6 면들 중 4 면들의 자기장이 한 방향으로 배향되고, 제5 면은, 자기장의 방향이 다른 4 면들의 자기장과 동일하거나 그와 반대인 극성으로 변경될 수 있으며, 그리고 제6 면(5A)은:

- 제5 면에 발생된 자기장이 다른 4 면들의 자기장과 반대인 극성을 가질 때 자기적으로 중성이거나[자기 장치는 비활성임],

- 제5 면에 발생된 자기장이 다른 4 면들의 자기장과 동일한 극성을 가질 때 자기적으로 활성이다[자기 장치가 활성화됨].

간단히 말해서, 폴 피스 콜렉터(5)는 가역 영구 자기 코어(4)에 의해 발생된 자속(magnetic flux)을 면(5A)으로 전달하여 자기 클램핑 면(magnetic clamping surface)(2A)을 만들도록 설계된 부재이다.

"N" 폴 피스 콜렉터들(5)의 면들(5A)은 가공될(to be machined) 철 함유 부재들(P)을 단단히 클램핑하기 위해 그리고/또는 다른 동작들(operations)을 위해 자기 클램핑 면(2A)을 함께 구성하게 되어 있다.

바꾸어 말하면, 자기 장치(1)가 활성 상태(active state)일 때, "N" 폴 피스 콜렉터들(5)의 면들(5A)이 철 함유 부재들(P)을 자기적으로 클램핑하기 위해 활성화된다.

자기 장치에 관하여 "활성화(activate)/비활성화(inactivate)"라는 용어는 전기 코일(3)에 의해 발생된 적절한 전자기장(electromagnetic field)의 작용에 의해 가역 영구 자석(4)의 자화 상태를 변경시킬 가능성을 가리키기 위한 것이다.

그 다음에, 이 방법은, 폴 피스들(3A)을, 예를 들어, 적절한 구멍(hole)(7)에 수용된 나사(screw)(6)에 의해, 하우징(housing)(2)과 결합시켜서, 솔레노이드(3)-가역 자석(4) 어셈블리(assembly)를 하나의 팩(pack)에 클램핑시키는 단계를 포함한다.

구체적으로, 개별 부재(separate element)인 것으로 알려져 있는, 각 폴 피스 콜렉터(5)는, 하우징(2) 내에 수용되고, 나사(6)에 의해 그 저부(2B)에 고정된다.

나사(6)는 일반적으로 폴 피스 콜렉터(5)에 대해 중심 위치에 놓인다.

그럼에도 불구하고, 단순히 폴 피스 콜렉터(5)를 하우징(2)의 저부(2B)에 고정시키는 것만으로는, 클램핑된 피가공물(clamped workpiece)(P)을 가공하는 동안에 폴 피스 콜렉터의 안정성 유지가 보장되지 않는다.

오히려, 각 폴 피스(3A)의 폴 피스 콜렉터들(5)은, 클램핑된 피가공물(P)을 가공하는 동안에 발생되는 진동들(vibrations)에 대해 아주 민감하며, 이 진동들은 자기 클램핑 장치의 정밀도와 수명에 해로운 영향을 준다.

또한, 극 연장부들(pole extensions)(14)의 사용이 철 함유 부재들(P)을 가공하기 위해 특별히 필요할 때, 그러한 극 연장부들이 하나 또는 그보다 많은 폴 피스들(3A)과 각각 결합될 수 있다.

극 연장부들(14)의 사용은, 그들이 얼마간 레버 아암(lever arms)의 역할을 하고, 진동을 더 증대시키기 때문에, 개개의 폴 피스 콜렉터들(5)에 유발되는 기계적 응력들(mechanical stresses)을 증가시킨다.

게다가, 갭 메움 단계(10)도 제공되는데, 그것에 의해 자기 장치(1)가 불순물들 및/또는 액체 침투물들(liquid infiltrations)에 대해 대체적으로(substantially) 불침투성으로 만들어질 수 있고 갭들(gaps)이 메워질(filled) 수 있다.

갭 메움을 위해 사용될 하나의 예시적인 물질은 레진(resin)(100)이다.

그렇게 하여 얻은 클램핑 면(2A)은 결합력이 있으나(cohesive), 여러 다른 종류의 재료들을 사용하여 만들어진다.

따라서, 클램핑 면(2A)은 각 폴 피스 콜렉터(5)를 구성하는 강자성 물질과 그러한 폴 피스 콜렉터(5)를 둘러싸는 충전 물질(filling material) 두가지로 만들어진다.

이것은 주로 [레진과 같은] 충전 물질로 인해 클램핑 면(2A)이 차이가 있는 견고성(sturdiness)을 가지게 하는데; 레진은 저항성이 낮아서, 클램핑 면(2A)의 전체적인 견고성에 영향을 미치며, 가공될 피가공물(P)에 가해질 수 있는 응력들의 한계를 정한다.

또한, 자기 장치(1)의 작동 온도와 클램핑 면(2A)의 온도가 변하기 때문에, 클램핑 면(2A)을 구성하는 재료들의 열 팽창 계수들(thermal expansion coefficients) 간의 차이가 철 함유 피가공물들(P)에 대한 가공의 품질과 정밀도에 영향을 준다.

그러나, 자기 장치(1)의 하우징(2)의 저부(2B)는, 예를 들어, 강자성 물질과 같은, 한 종류의 재료로 만들어진다.

이것은, 모놀리식 강자성 물질이 클램핑 면(2A)을 구성하는 상이한 재료들의 어셈블리 보다 저항성이 더 크기 때문에, 저부(2B)에 대해 클램핑 면(2A) 보다 큰 견고성을 부여한다.

그러므로, 하우징(2)의 저부(2B)는 클램핑 면(2A) 보다 더 높은 강도(strength)를 가진다.

클램핑 면(2A)의 만족스럽지 못한 강도를 부분적으로 보상하기 위해, 자기 장치(1)의 하우징(2)은, 예를 들어, 리브들(ribs)을 만듦으로써 그리고/또는 저부(2B)의 두께를 증가시킴으로써 강화되어야 한다.

클램핑 면(2A)의 만족스럽지 못한 기계적 강도와 안정성의 문제들은, 예를 들어, 리브들을 만들더라도 그리고/또는 저부(2B)의 두께를 증가시키더라도, 그러한 조치들(measures)이 폴 피스 콜렉터의 만족스럽지 못한 안정성 조건들에 영향을 주지 않기 때문에, 제거될 수 없다.

그러나, 리브들의 제공이 클램핑 면(2A)의 자기 활성 구역(magnetically active area)을 감소시키고, 저부(2B)의 증가된 두께가 자기 장치(1)를 만드는데 필요한 재료의 양을 증가시키는데, 그 때문에 가공될 피가공물을 가공하기 위한 공작 기계(machine tool)의 유용 공간이 감소된다.

가공(machining) 동안에 발생된 응력들이 시간이 흐름에 따라 충전 물질(100)을 파손시킬 수 있음을 또한 알아야 한다.

이것은 냉각 액체들(cooling liquids)의 침투를 가져올 수 있는데, 이 냉각 액체들은 전기 코일들(3)에 도달할 수 있고 단락(short-circuits)을 일으킬 수 있다.

또한, 각 폴 피스 콜렉터(5)가 적절한 구멍(7)에 수용된 하나의 나사(5)에 의해서만 지탱되어, 솔레노이드(3) - 가역 자석(4) 어셈블리가 하나의 팩으로 조립될 수 있음을 고려해 볼 때, 폴 피스 콜렉터(5)는 철 함유 피가공물들의 가공 동안에 발생된 기계적 응력들을 견디어내는 능력이 부족하다.

상술한 내용은, 철 함유 부재들을 클램핑하기 위한 자기 장치의 제조업자들과 그 사용자들 쌍방에, 저항성이 더 크고 더 신뢰할 수 있는 자기 장치와 함께 더 신속하고 더 단순하고 더 신뢰할 수 있는 조립 방법들이 필요함을 명백히 보여준다.

발명의 요약

그러므로, 본 발명은, 상기 종래 기술의 단점들을 제거함과 동시에, 상기 필요성들을 충족시키는 그러한 구조적 그리고 기능적 특성들을 가지는, 철 함유 피가공물들을 클램핑 하기 위한 자기 장치를 제공하는 과제(issue)에 입각한 것이다.

이러한 과제는 특허청구범위 제1항에 정의되어 있는, 철 함유 부재들을 자기적으로 클램핑하기 위한 자기 장치에 의해 달성된다.

이 과제는 또한 특허청구범위 제18항에 정의되어 있는, 철 함유 부재들을 자기적으로 클램핑하기 위한 자기 장치의 제조 방법에 의해 달성된다.

본 발명은, 공작 기계에 의해 가공되는 철 함유 피가공물로 전달되는 기계적 진동들의 현저한 감쇠(significant damping)를 가져오고, 강화된 기계적 안정성을 부여하는, 모놀리식 자기 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 그 클램핑 면이 모두 금속으로 만들어지고, 클램핑 면과 가공될 피가공물의 사이의 진동들을 또한 감소시킬 수 있는, 자기 장치를 제공한다.

더욱이, 본 발명은 또한, 종래 기술에서 복수의 별개의 피가공물들로부터 얻는 것을 만들기 위해 단일체(one piece)의 강자성 물질을 사용할 수 있게 하며, 그에 따라 가공 시간이 절약된다.

단일체를 취급하고 나사 조임 동작들이 필요하지 않기 때문에, 설치하는 동안에 추가적인 시간 절약이 또한 달성된다.

또한, 그렇게 만들어진 자기 장치는, 모놀리식 구조가 연속되는 금속 표면을 형성하기 때문에, 전기 코일들 근처의 액체 침투로부터 효과적으로 보호된다.

끝으로, 코어링(coring)에 의해 만들어진 리셉터클(receptacle) 내의 고정 자석의 용이한 끼워맞춤에 더하여, 본 발명의 방법은, 다양한 폴 피스들의 수직/수평 배향 및 거리(distance)와 같은 특정 치수들(dimensions)에 한정되지 않고 여하한 원하는 폴 피스 설치(arrangement)를 가능하게 하는, 단일의 독립적인 폴 피스를 제공한다.

첨부된 도면들을 참고로 하여 한정적이 아닌 예시적인 방식으로 주어져 있는, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 본 발명의 자기 장치의 그 외의 특징들과 장점들이 명백하게 될 것이며, 도면들 중에서:
- 도 1a는, 종래 기술의 자기 장치의 사시도이고;
- 도 1b는, 도 1a의 자기 장치가 이중 자석 모드(dual magnet mode)에서 작동할 때의 II-II 선 부분 단면도이며;
- 도 2a는, 본 발명의 자기 장치의 제1 실시예의 사시도이고;
- 도 2b는, 도 2a의 자기 장치의 부분 단면 사시도이며;
- 도 2c는, 도 2a의 자기 장치의 폴 피스를 구성하는 장치들(devices)의 분해조립도이고;
- 도 2d와 도 2e는, 각각 도 2a의 자기 장치의 지지 구조체(support structure)의 평면도와 단면도이며;
- 도 2f는, 자기적으로 활성인 두 면들을 가지는 도 2a의 자기 장치의 단면도이고;
- 도 3a는, 본 발명의 자기 장치의 제2 실시예의 사시도이며;
- 도 3b는, 도 3a의 자기 장치의 단면도이고;
- 도 4는, 도 3a와 관련하여 도시된 상기 자기 장치의 가능한 사용 상태도이다.

발명의 상세한 설명

이하 본 발명을 영전기식 이중-자석 형(electro-permanent dual-magnet type)의 자기 장치에 대하여 설명하기로 하나, 이와 유사한 결과들이 영구 자석 장치나 전자기 장치를 사용하여도 달성될 것이다.

첨부된 도 2a 내지 도 2e에 있어서, 도면부호 10은 일반적으로 본 발명의 제1 실시예에 의한 자기 클램핑 장치를 나타낸다.

자기 장치(10)는, 그 두께(thickness)(S) 내에 적어도 하나의 폴 피스(30A)를 가지는, 지지 구조체(11)를 포함하여 구성된다.

이 지지 구조체(11)는, 폴 피스(30A)를 수용하기 위한 적어도 하나의 리셉터클 또는 오목부(recess)(R)를 가진다.

자기 장치는 각기 각자의 오목부(R)에 수용되는, 복수 "N" 개의 폴 피스들(30A)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 지지 구조체(11)는 마주보는 면들 중 큰 면들에 각각 제1 사이드와 제2 사이드(12, 13)를 구비하여 만들어진다.

바람직하게는, 제1 및 제2 사이드들(12, 13)이 서로 평행하게 뻗어 있으며(extend), 그것에 의해 각각의 면들을 구획한다.

아래에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 제1 사이드(12)에 의해 구획된 면이 가공될(to be machined) 철 함유 부재(P1)를 자기적으로 클램핑하기 위한 클램핑 면의 역할을 하는데 반해, 제2 사이드(13)에 의해 구획된 면은, 특정 조건들이 충족되는 한, 추가적인 철 함유 부재(P2)를 자기적으로 클램핑하기 위한 추가적인 클램핑 면 그리고/또는 자기 장치를 위한 베이스(base)의 역할을 한다.

하나의 폴 피스(30A)는 적어도 하나의 각자의 폴 피스 콜렉터(50)를 가지며, 그 측면부(lateral portion)(50A)가 상기 제1 사이드(12)의 일부분을 구성하도록 되어 있다.

복수(N)의 폴 피스들(30)은 각기 하나씩의 각자의 폴 피스 콜렉터(50)를 포함하여, 모든 측면부들(50A)이 자기 장치(10)의 클램핑 면을 구성하는 것이 바람직하다.

이제 각각 본 발명의 자기 장치(10)의 부분 단면도와 폴 피스 유닛(pole piece unit)(30A)의 분해조립도인, 도 2b와 도 2c에 대해 설명하면, 그러한 폴 피스 유닛(30A)이, 가역 영구 자기 코어와 같은 자기 코어(40), 그리고 이 가역 영구 자기 코어(40)의 자화 상태를 변경시키기 위한 전기 코어(electric core)(30)를 더 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

예를 들면, 가역 영구 자기 코어(40)는 AlNiCo 자석으로 만들어질(embodied) 수 있다.

도 2b와 도 2c를 더 살펴보면, 폴 피스들(30A)이 영구 자기화 비가역 형(permanently magnetized non-reversible type)의 자기 코어들과 같은, 추가적인 자기 코어들(90)을 포함할 수 있음을 또한 알 수 있다.

페라이트 또는 NdFeB로 만들어진 것들과 같은, 비가역 자기 코어들(90)은, 적절히 배향되어 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 측면들(lateral faces)(50C)에 인접하게 놓인다.

또한, 폴 피스(30A)는, 제1 자기 코어(40)를 오목부(R)에 그리고 전기 코일(30)을 제1 콜렉터(50)의 저부(50B)를 향해 삽입한 후에 남아 있는 갭(gap)을 메우기 위해 제1 자기 코어(40)를 향해 놓이도록 설계된 강자성 부재(ferromagnetic element)(60)를 역시 포함하여 구성된다.

구체적으로, 강자성 부재(60)의 측면부(60A)는 제2 사이드(13)의 일부분을 구성한다.

또한, 도 2b와 도 2c를 더 살펴보면, 전기 코일들(30)을 커버하기 위해 그리고 또한, 강자성 부재(60), 제1 자기 코어(40) 및 전기 코일(30)의 결합(cohesion)을 위해, 예를 들어, 레진(100)의 주입(casting)에 의한, 갭 메움 단계(gap filling step)가 제공된다.

따라서, 레진(100) 주입은, 이들 부재들의 분실방지(unlosable)와 전기 코일(30) 구역에서 불순물들 및/또는 액체 침투물들에 대한 불침투성을 보장하도록 설계된다.

자기 장치(10)의 바람직한 실시예에서, 폴 피스(30A)를 구성하는 이들 부재들은 원형 평면 형상(circular plan shape)의 부재들로 구현된다.

제1 폴 피스 콜렉터(50)는, 지지 구조체(11)와 단일체(one piece)를 이루어 모놀리식 자기 장치(10A)를 만드는 장점이 있다.

따라서, 도 2b, 2c 및 2e에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 폴 피스(50)는 지지 구조체(11)의 주요 부분(part)이다.

이 목적을 위해, 오목부들 (또는 리셉터클들)(R)은, 지지 구조체(11)의 두께(S) 내에 홀딩되며(held), 지지 구조체의 주요 부분이다.

구체적으로, 도 2c와 도 2e를 또한 살펴보면, 오목부들(R)은:

- 직경(D1) 및 제2 사이드(13)의 표면으로부터 측정된(determined) 깊이(S')를 가지는 오목부(R)의 제1 부분(portion); 그리고

- 오목부의 제1 부분의 직경(D1)과 동일한 하나의 외경(outside diameter), 하나의 내경(inside diameter)(D2) 및 제2 사이드(13)의 표면으로부터 측정된 깊이(

)를 가지는 오목부(R)의 제2 부분;

을 포함하는 구체적 형상을 가지며, 그리하여 상기 제2 부분이 환형 고리-형상 캐비티(annular ring-shaped cavity)를 형성한다.

구체적으로, 그러한 환형 고리 형상부는, 오목부(R)의 제2 부분의 깊이(

)와 오목부(R)의 제1 부분의 깊이(S') 사이의 차이와 같은 깊이(S")를 가진다.

바꾸어 말하면, 본 발명의 자기 장치(10)의 바람직한 측면에 있어서:

- 오목부들(R)의 제1 부분은, 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 저부(50B)를 구성하는 것에 더하여, 자기 코어(40), 자기 코어(40)의 자화 상태를 변경시키기 위한 전기 코일(30) 그리고 강자성 부재(60)를 또한 수용하고; 그리고

- 오목부들(R)의 제2 부분은, 측면부(50A)를 가로지르는 방향으로 뻗어 있는, 콜렉터(50)의 측면(lateral surface)(50C)을 구성하는 것에 더하여, 비가역 영구 고정 자석들(90)을 또한 수용한다.

따라서, 제1 폴 피스 콜렉터(50)는 지지 구조체(11)와 단일체를 이루는 장점이 있다.

실제로, 제1 콜렉터(50)는, 다음의 관계에 의해 정의되는 두께(S''')에 의해 지지 구조체와 일체로 되어 있으며:

S''' = S -

상기 식에서:

- S 는, 지지 구조체(11)의 두께이고,

-

는, 오목부(R)의 깊이이며, 이것은 깊이(

)가 오목부(R)의 제1 부분의 깊이(S')와 환형 고리의 깊이(S")의 합(sum)과 같음을 의미한다.

간단히 말해서, 제1 폴 피스 콜렉터(50)는 지지 구조체(11)와 일체로 만들어지고 그것과 단일체로 되어 있다.

그렇게 만들어진 지지 구조체(11)는 본래 자기 장치(10)의 보강 리브들(stiffening ribs)(11A)을 만들며, 벌집형 구조(honeycomb-like structure)를 형성한다.

폴 피스(30A)를 구성할 수 있는 부재들에 관해 설명하면, 자기 장치(10)의 바람직한 실시예에서, 상기 부재들은, 원형 형상인 것에 더하여, 오목부(R)의 두께(

) 내에 그리고 직경(D1) 내에 완전히 들어가도록 배치되어야 함을 알아야 한다.

이 목적을 위해, 역시 도 2c를 살펴보면:

- 자기 코어(40)는 높이(height)(H)와 직경(D)을 가지는 원통형 몸체(cylindrical body)로 구현되고,

- 전기 코일(30)은 자기 코어(40)를 둘러쌀 수 있는 높이(H1), 외경(D3) 그리고 직경(D) 보다 약간 더 큰 내경을 가지는 환형 부재로 구현되며,

- 강자성 부재(60)는 높이(H2) 그리고 자기 코어(40)의 직경(D)과 동일할 수 있는 직경을 가지는 원통형 몸체로 구현된다.

그러나, 자기 코어(90)와 관련하여, 이것은 환형 고리의 깊이(S") 내에 들어가는 것이 바람직하다.

구체적으로, 자기 코어(90)는, 조립되어 하나의 환형 부재를 만드는, 복수의 부분들(portions)로 만들어진다. 그러한 환형 부재는, 깊이(S")와 같거나 그보다 작은 높이(H3), 외경(D1) 및 오목부(R)의 제2 부분의 내경(D2)과 같거나 그보다 약간 작은 외경과 내경을 가진다.

구체적으로, 자기 장치의 제2 사이드(13) 보다 더 견고한 제1 사이드(12)에 의해 가공(machining) 동안에 발생되는 더 강한 기계적 응력들이 저지되기 때문에, 첨부 도면들에 도시된 바와 같이, 폴 피스(30A)를 구성하는 부재들의 연결(connection)을 위해 나사 패스너들(screw fastener)을 필요로 하지 않는다.

제2 사이드(13)에 가해지는 (레진과 같은) 충전 물질에 의해 결합(cohesion)이 확보되고; 도 4와 관련하여 도시되어 있는 유형의 작업 면(work surface)[면(17) 참고]에 항상 견고하게 결합되는 그러한 제2 사이드(13)에 가해지는 적은(minor) 기계적 응력들을 그러한 충전 물질이 견디어내기에 충분하기 때문에, 폴 피스들(30A)에 나사 패스너들을 사용하지 않을 수 있다.

또한, 나사 패스너들의 부재(lack)는 폴 피스(30A)에 솔리드 자기 코어(solid magnetic core)(40)의 사용을 가능하게 하는 장점이 있다.

이것은 본 발명의 자기 장치(10)의 상당한 성능 증가 또는 상기 자기 코어(40)를 만들기 위해 필요한 자성 재료(magnetic material) 양을 절약하는 결과를 가져온다.

지지 구조체(11)를 구비한 제1 콜렉터(50)의 모놀리식 디자인이, 자기 장치(10)로 하여금 도 1a과 도 1b에 도시되어 있는 실시예에 비해 기계적 응력들을 더 잘 분산시키게 되어 있다.

따라서, 그렇게 구획된 지지 구조체(11)가 피가공물(도시되지 않음)의 가공 동안에 발생하는 진동들과 응력들의 더욱 효과적인 흡수를 가능하게 한다.

"N"개의 폴 피스들(30A)이 지지 구조체(11) 내에 자유롭게, 즉, 미리 정해진 기하학적 패턴(geometric pattern)을 따르지 않고, 배치될 수 있음을 또한 알아야 한다.

그럼에도 불구하고, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 의하면, "N"개의 폴 피스들(30A)이 매트릭스 패턴(matrix pattern)에 따라 배치되도록, 미리 정해진 패턴에 따라 "N"개의 폴 피스들(30A)이 지지 구조체(11) 내에 배치된다.

바람직하게는, "N"개의 폴 피스들(30A)의 이 매트릭스 패턴에서, 중심(center)(C)은 매트릭스를 구성하는 행(lines) 및/또는 열(columns)을 따라 놓인다.

또한, 본 발명의 자기 장치(10) 사용의 일상적인 모드들에 따라, 블라인드 홀들(blind holes)(15)이 폴 피스 콜렉터(50)의 중심(C)에 형성될 수 있다.

이들 블라인드 홀들(15)은, 나사산 블라인드 홀들(threaded blind holes)이거나 헬리코일 형(helicoil type)의 개별적인 나사산 인서트(threaded insert)로 채워질 수 있는 것이 바람직하다.

극 연장부의 생크(shank)(도시되지 않음)와 같은, 부속물(accessory)이 가공의 용이성을 위해 나사산 블라인드 홀(15)에 결합될 수 있다.

구체적으로, 만약 나사산 블라인드 홀들(15)이 폴 피스(30A)의 중심(C)에 형성되고, 폴 피스들(30A)이 매트릭스 패턴으로 배치되면, 그러한 나사산 블라인드 홀들(15)은 직교 데카르트 축들(orthogonal Cartesian axes)(X-Y)을 가지는 레퍼런스 시스템(reference system)의 축들에 대해 평행하는 미리 정해진 축들을 따라 정렬된다.

또한, 지지 구조체(11)는, 본 발명의 자기 장치(10)의 제1 사이드(12)에 위치된 추가적인 복수의 블라인드 홀들(15A)을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 블라인드 홀들(15A)은 "N"개의 폴 피스들(30A) 사이에 형성된다.

만약 "N"개의 폴 피스들(30A)이 매트릭스 패턴으로 배치되면, 그러한 블라인드 홀들(15A)은 미리 정해진 직교 데카르트 축들(X-Y)을 따라 정렬된다.

블라인드 홀들(15A)은, 본 발명의 자기 장치(10A)의 정점(apex)과 같은, 기준점(reference point)에 대해 100분의 1 리졸루션(centesimal resolution)으로 제1 사이드(12)에 형성되어, 레퍼런스 마스크(reference mask)를 형성하는 것이 바람직하다.

추가적인 블라인드 홀들(15A)의 존재는, 가공되는 철 함유 피가공물들의 적절한 배치(positioning)를 용이하게 하거나 공작 기계에 의한 철 함유 피가공물들의 가공을 위한 절대 좌표(absolute reference)를 제공하는 장점이 있다.

또한, 이들 구멍들(15 및 15A)은, 어떤 구멍들이 부속물들을 수용하고 어떤 구멍들이 참조 구멍들(reference holes)이 되도록 설계할 것인지를 더 쉽게 결정하기 위해 상이한 천공 직경들(boring diameters)로 형성될 수 있다.

본 발명의 자기 장치(10)는, 모놀리식 지지 구조체의 특징에 더하여, 제1 사이드(12)에 의해 구획되는 면이 소위 "전적으로 강자성인 클램핑 면"이라는 특징도 가짐을 또한 알아야 한다.

바꾸어 말하면, 제1 사이드(12)에 의해 형성된 클램핑 면은 충전 물질을 포함하지 않도록 만들어지는 장점이 있다.

본 발명의 이러한 측면은, 클램핑 면에서의 레진 또는 [놋쇠(brass)와 같은] 다른 물질을 사용하지 않는 것이, 클램핑 면 온도의 증가를 포함하는 가공 공정들에 있어서 [레진이 벗겨지는 것(peeled off resin)과 같은] 변형(deformation), 파손(failure)이 일어나지 않도록 보장한다는 점에서 아주 큰 장점이다.

바꾸어 말하면, 제1 사이드(12)의 표면은, 폴 피스들(30A)의 각 폴 피스 콜렉터(50)를 구성하는 재료 뿐 아니라 자기 장치(10)의 지지 구조체(11)를 구성하는 재료와 같은, 하나의 물질로 구성된 평탄한 면이다.

따라서, 본 발명의 자기 장치(10)의 특정 실시예에서, 제1 사이드(12)에 의해 구획된 클램핑 면은, 구멍들(15 및/또는 15A)을 제외하고는, 개개의 폴 피스 구역들이 보이지 않는, 연속적인 강자성 면으로 나타난다.

그러한 연속적인 강자성 면은, 자속(magnetic flux)의 보다 효과적인 분산을 돕고, 이것이 이전에 가능하지 않았던 곳에서도 그것을 사용가능하게 하기 때문에, 작은 가공물들을 홀딩할 때 개선된 성능을 가진다.

이제 도 2d와 도 2e를 구체적으로 살펴보면, 자기 장치(10)의 지지면(support surface)(11)이 그러한 지지 구조체(11)의 두께(S)와 동일한 두께를 가지며, 미리 정해진 너비(L), 길이(l)의 강자성 플레이트로 만들어짐을 알 수 있다.

도 2e를 상세히 보면, 지지 구조체(11)는 폴 피스들(30A)을 구성하는 부재들을 수용하기 위한 두 개의 오목부들(R)을 가진다.

오목부들(R)의 제1 부분은, 밀링 머신(milling machine)을 사용하는 재료 제거(material removal)에 의해 얻을 수 있는 반면, 오목부들(R)의 제2 부분은 코어러(corer)를 사용하여 얻을 수 있는 것이다.

이 공구(tool)는 시간과 머신 파워(machine power)를 확실히 절약하면서 아주 소량의 재료 제거로 큰 직경의 관통공들(large-diameter through holes)을 만들기 위해 또는 O-링들(O-Rings)을 위한 리셉터클들을 만들기 위해 일반적으로 사용된다.

그러나, 이러한 구체적인 예에서, 측면(50A)을 가로지르는 방향으로 뻗어 있는 폴 피스 콜렉터(50)의 측면(50C)의 범위를 정하기 위해 복수의 코어링 단계들이 상기 강자성 플레이트에서 수행된다.

바꾸어 말하면, 코어링 단계들이 연속적으로 반복되어, 오목부들(R)의 제2 부분을 구성하는 환형 고리를 구획한다.

구체적으로, 코어링 방법은, 오목부(R)의 깊이(

)가 외경(D1)과 내경(D2) 사이의 차이의 적어도 두 배가 되게 하는 것이 바람직하다.

그런데, 코어링에 의해 오목부(R)를 만드는 방법은, 만약 오목부(R)의 외경(D1)과 내경(D3) 사이의 차이가 6 mm 보다 크지 않으면, 통상적인 선삭(turning), 밀링(milling) 또는 천공(boring) 보다 더 비용 효율적임을 알 수 있을 것이다.

이것은 자기 장치의 제조 비용 측면에서 상당한 절약을 가져오는데, 그 이유는:

- 본 발명의 자기 장치를 만들기 위해 제거될 강자성 재료의 양이 종래 기술에 의한 자기 장치로부터 제거된 재료의 양 보다 약 50% 더 작은 값들에 도달할 수 있고;

- 본 발명의 장치를 만드는데 필요한 강자성 재료의 양이 종래 기술에 의해 필요한 양 보다 약 35% 더 작은 값들에 도달할 수 있기 때문이다.

또한, 만약 제1 콜렉터(50)가 지지 구조체(11)와 단일체로 만들어지면, 폴 피스 콜렉터들을 개별적으로 만들고 취급할 필요가 없을 것임을 알아야 한다.

이것은 자기 장치의 조립과 교정(calibration)을 위한 시간을 상당히 절약할 수 있다.

오목부들의 제2 부분을 얻기 위해 수행되는 코어링 과정은, 단일의 그리고 독립된 폴 피스(30A)로 된 폴 피스 콜렉터(50)를 제공하는 장점이 있으며, 그 결과 폴 피스들(30A) 사이의 수직/수평 거리 또는 단일 폴 피스(30A)의 특정 치수들로 인한 제한을 받지 않는 장점도 가진다.

이제 도 2f를 보면, 상술한 바와 같은 본 발명의 자기 장치(10)가, 두 사이드들(12 및 13)이 모두 자기적으로 활성인 작동 상태(operating state)로 그리고 그에 따라 자체-클램핑 구조(self-clamping configuration)로 도시되어 있다.

그러므로, 본 발명의 자기 장치(10)는 클램핑 면(12)과 지지 면(bearing surface)(13)이 모두 자기적으로 활성화될 수 있게 구현될(implemented) 수 있다.

이것은, 강자성 부재(60)가 자기 코어들(40)에 의해 발생된 자속의 전부 또는 대부분을 강자성 부재(60)를 통해 전달할 수 있는 방식으로 만들어질 때 가능하다.

이런 상황에서, 자기 폴 피스들(magnetic pole pieces)이 제2 폴 피스(60)에 인접한 자기 장치(10)의 제2 사이드(13)에 구비될 수 있는데, 이것은 그러한 제2 사이드(13)의 표면을 자기적으로 활성으로 만들어서, 그러한 자기적 활성을 가진 제2 사이드(13)의 표면에 대한 철 함유 부재들의 자체-클램핑에 적합하게 만든다.

만약 자기 장치(10)가 자체-클램핑 형이면, 강자성 부재(60)는 제2 폴 피스 콜렉터로 구현된다.

이런 상황에서, 자기 장치(10A)가 활성일 때, 폴 피스들(30A)이 그러한 제1 사이드(12)에 적어도 하나의 제1 자속(F1)을 발생시킴을 먼저 알아야 한다.

그러한 자속(F1)은, 예를 들어, 제1 사이드(12)의 표면과 접촉하게 놓인, 제1 철 함유 부재들을 자기적으로 클램핑할 수 있다.

그러한 제1 자속(F1)은, 제2 철 함유 부재들(P2)을 자기적으로 클램핑하기 위해, 제2 사이드(13)에 하나의 추가적인 자기 클램핑 면을 구획하는 장점이 있다.

바꾸어 말하면, 자기 장치(10)가 작동 상태일 때, 폴 피스들(30A)이 제2 철 함유 부재들(P2)의 자기 클램핑을 보장하도록 만들어진 적어도 동일한 자속(F1)을 발생시킨다.

따라서, 적어도 제1 자속(F1)이 미리 정해진 필드 깊이(field depth)(T)까지 제2 사이드(13)로부터 방출된다.

본 명세서에 사용된 "필드 깊이(T)"라는 용어는, 자속이 두 개의 상이한 폴 피스들(30A) 사이에서 완전히 단락되는데(wholly short-circuited) 필요한 강자성 물질의 최소 두께를 가리키기 위한 것이다.

구체적으로, 자기 장치(10)에 의해 제2 사이드(13)의 표면으로부터 발생되어 제2 사이드(13)로부터 방출된 자기장은, 제2 폴 피스 콜렉터(60)의 최대 선형 치수(maximum linear dimension)와 기껏해야 동일한 필드 깊이(T)를 가질 수 있다.

"제2 폴 피스 콜렉터(60)의 최대 선형 치수"라는 용어는 최대 두께 및/또는 직경 값을 가리키기 위한 것이다.

따라서, 철 함유 부재(P2)를 자기 장치(10)에 견고하게 고정시킬 만한 자기력을 발생시키는 그러한 필드 깊이(T)를 가지는, 자속이 사이드(13)의 표면으로부터 발생될 수 있다.

또한, 자기 코어들(90)은 그러한 제1 클램핑 사이드(12)에 제2 자속(F2)을 발생시킬 수 있어서, 상기 제1 철 함유 부재들(P1)이 상기 제1 자속(F1)과 상기 제2 자속(F2)에 의해 자기적으로 클램핑될 수 있다.

그러므로, 상기 자체-클램핑 구조에서, 자기 장치(10)를 공작 기계 베드(machine tool bed)에 클램핑하기에 충분한 자기력이 제2 사이드(13)에 제공될 수 있으며, 그것의 하나의 전형적인 작동 형태가 도 4에 도시되어 있다.

"자기 장치(10)를 공작 기계 베드에 클램핑하기에 충분한 자기력"이라는 용어는, 그러한 자기 장치(10)가 가공 중인 피가공물에 제1 사이드(12)로부터 가할 수 있는 최대 힘 보다 적어도 15% 더 높은 힘 값을 가리키기 위한 것이다.

다시 이 실시예에서, 그러한 제2 폴 피스 콜렉터(60)의 측면부(60A)가 제2 사이드(13)의 일부분을 구성한다.

이제 도 3a와 도 3b를 보면, 상술한 부재들이 동일한 도면부호들로 표시되어 있는, 자기 장치(10A)의 제2 실시예가 도시되어 있다.

도 2a 내지 도 2e에 대해 위에 설명한 실시예와 달리, 자기 장치(10A)는 극 연장부들의 결합(association)을 위한 블라인드 홀들(15)을 가지지 않는다.

이 경우에, 오목부들(R)의 제2 부분이 고정 자석(90)을 포함하도록 설계되지 않고, 오직 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 측면들(50C)의 위치를 정하는(locate) 역할만을 한다는 것을 아는 것이 또한 유용하다.

구체적으로, 도 3a와 도 3b의 자기 장치(10A)는 자체-클램핑 구조로만 만들어질 수 있다.

이 실시예의 자기 장치(10A)는 또한 모놀리식 특징에 더하여, 사이드(12)의 표면이 "전적으로 강자성인 클램핑 면", 즉, 거기에 형성된 구멍들이 없는 평탄한 면이라는 특징을 가진다는 장점이 있다.

제1 사이드(12)에 의해 구획된 클램핑 면은 자기 장치의 지지 구조체(11)를 구성하는 재료와 같은 것으로 만들어지는 것이 바람직하다.

동일한 성능 조건들(performance conditions) 하에, 자체-클램핑 구조의 자기 장치(10) 그리고 도 3a와 도 3b와 관련하여 설명한 자기 장치(10A)는, 장치의 자속 단락 저부(magnetic flux short-circuiting bottom)의 부재로 인해, 종래 기술의 장치 보다 더 줄어든 두께(S)를 가진다.

더욱이, 자체-클램핑 구조의 자기 장치(10)와 자기 장치(10A)는, 더 이상 장치의 하우징(2)에 보강 리브들을 형성할 필요가 없기 때문에, 제1 사이드(12)에 설치될 수 있는 폴 피스들(30A)의 수를 증가시킴으로써, 사이드(12)의 표면의 클램핑력(clamping force)을 증가시킬 수 있다.

그와 달리, 다른 실시예에서, 강자성 부재(60)는, 제2 사이드(13)의 표면이 자기적으로 중성이도록, 즉, 제2 사이드(13)에 의해 클램핑하기에 불충분한 자기력 값(magnetic force value)을 자기 장치(10A)가 가지도록, 자기 코어들(40)에 의해 발생된 자속의 전부 또는 대부분을 단락시키는(short-circuit) 방식으로 또한 만들어질 수 있다.

이제 도 4를 보면, 자기 장치(10 또는 10A)의 가능한 작동 형태가 도시되어 있다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 자기 장치(10 또는 10A)의 제2 사이드(13)는, 공작 기계 베드(18)에 자기적으로 홀딩되거나(magnetically held) 자기 장치(10 또는 10A)와 공작 기계 베드 사이에 놓인 기계적 수단에 의해 기계적으로 고정될 수 있다.

자기 장치(10 또는 10A)의 이러한 실시예에서, 철 함유 부재(P1)가 가공될 때, 모놀리식 구조를 가지는 자기 장치(10 또는 10A) 그리고 "전적으로(entirely) 강자성인 클램핑 면"인 자기 장치(10 또는 10A)의 클램핑 면을 형성하는 것은, 사이드(12)에 대한 바람직하지 않은 기계적 응력들을 방지하고, 그것에 의해 자기 장치(10 또는 10A)에 증가된 저항성을 부여하며, 그에 따라 철 함유 부재(P1)가 가공되는 정밀도를 향상시킨다.

상기 상세한 설명에 명백히 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 자기 장치는 상술한 필요성을 충족시키며, 본 명세서의 도입부에 기술되어 있는 종래 기술의 단점들을 또한 제거한다.

이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은, 다음의 특허청구범위에 정의되어 있는, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서, 위에 기술되어 있는 것에 대해 많은 변경들과 변형들이 이루어질 수 있음을 명백하게 알 수 있을 것이다.

Claims (23)

1. 철 함유 부재들(P1)의 자기 클램핑(magnetic clamping)을 위한 하나의 자기 장치로서,
   - 그 두께(thickness)(S) 내에 홀딩된(held), 적어도 하나의 폴 피스(30A)를 가지며, 강자성 물질(ferromagnetic material)로 만들어진 하나의 지지 구조체(support structure)(11); 및
   - 상기 지지 구조체(11)의 마주보는 면들 중 큰 면들에 형성된 제1 및 제2 사이드들(sides)(12, 13)을 포함하여 구성되고,
   - 상기 폴 피스(30A)가 적어도 하나의 제1 폴 피스 콜렉터(pole piece collector)(50)를 포함하여 구성되고, 상기 제1 폴 피스 콜렉터(50)가 본 자기 장치에 의해 발생된 적어도 하나의 제1 자속(magnetic flux)(F1)을 상기 제1 사이드(12)로 전달하도록 구성되고,
   상기 적어도 하나의 제1 폴 피스 콜렉터(50)가 상기 지지 구조체(11)의 두께(S) 내에 홀딩되고, 상기 지지 구조체(11)와 단일체로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
2. 제1항에 있어서, 각 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 측면부(lateral portion)(50A)가 상기 제1 사이드(12)의 일부분을 구성하고, 상기 제1 사이드(12)는, 상기 강자성 물질로 구성된 평탄하고, 완전 금속성인 면(entirely metallic surface)이며, 각 제1 폴 피스 콜렉터(50)가 상기 지지 구조체(11)와 단일체로 만들어지는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 구조체(11)의 두께(S) 내에 홀딩된 적어도 하나의 오목부(R)를 포함하여 상기 지지 구조체(11)가 구성되는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 오목부(R)가, 상기 제2 사이드(13)의 표면으로부터 정의되는(defined) 제1 깊이(S') 그리고 직경(D1)을 가지는 제1 부분을 포함하여 구성되고, 상기 오목부(R)의 상기 제1 부분이 상기 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 저부(50B)를 구성하는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 오목부(R)가, 상기 제2 사이드(13)의 표면으로부터 정의되는 제2 깊이(

   

   ) 및 오목부의 제1 부분의 직경(D1)과 동일한 외경(outside diameter) 및 내경(inside diameter)(D2)을 가지는, 제2 부분을 포함하여 구성되고, 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분이 상기 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 측면(lateral surface)(50C)을 구성하며, 상기 측면(50C)이 상기 측면부(50A)를 가로질러 뻗어 있는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분의 제2 깊이(

   

   )가, 상기 오목부(R)의 상기 제1 부분의 직경(D1)과 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분의 내경(D2) 사이의 차이의 적어도 두배인, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
7. 제1항 내지 제6항에 있어서, 상기 폴 피스(30A)가, 하나의 강자성 부재(ferromagnetic element)(60), 상기 제2 사이드(13)의 한 부분을 구성하는 상기 강자성 부재(60)의 하나의 측면부(60A), 자화 상태(magnetization state)를 변경시키기 위한 하나의 전기 코일(40), 및 상기 제1 콜렉터(50)의 저부(50B)와 상기 강자성 부재(60)의 사이에 놓인 적어도 하나의 제1 자기 코어(40)를 포함하여 구성되는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
8. 제1항 내지 제7항에 있어서, 상기 폴 피스(30A)가 제2 자기 코어들(90)을 포함하여 구성되는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 오목부(R)의 상기 제1 부분이, 상기 강자성 부재(60), 상기 자기 코어(40) 그리고 상기 적어도 하나의 제1 자기 코어(40)의 자화 상태를 변경시키기 위한 상기 전기 코일(30)을 수용하도록 구성되는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분이, 상기 제2 자기 코어들(90)을 수용하도록 구성되는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
11. 전술한 청구항들에 있어서, 복수(N)의 상기 폴 피스들(30A)이, 미리 정해진 수의 열과 행(rows and columns)을 가지는 하나의 매트릭스(matrix)를 구성하도록 상기 지지 구조체에 배치되는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
12. 제7항에 있어서, 상기 강자성 부재(60)가, 상기 제1 자기 코어(40)의 직경(D)과 동일한 직경 그리고 미리 정해진 높이(H2)를 가지며, 상기 적어도 하나의 제1 자속(F1)을 상기 제2 사이드(13)로 전달하도록 설계된 제2 폴 피스 콜렉터(pole piece collector)인, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 자기 장치의 작동 상태의 적어도 하나에서, 상기 폴 피스들(30A)이 상기 적어도 하나의 제1 자속(F1)이 제2 철 함유 부재들(P2)을 자기적으로 클램핑하기 위해 상기 제2 사이드(13)에 제2 자기 클램핑 면을 구획하고, 상기 적어도 하나의 제1 자속(F1)이 미리 정해진 필드 깊이(field depth)(T)로 상기 제2 사이드(13)로부터 나오는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 철 함유 부재(P2)를 상기 제2 사이드(13)의 상기 제2 클램핑 면에 견고하게 고정시키는데 필요한 자기력이, 본 자기 장치가 상기 제1 사이드(12)의 클램핑 면에 가할 수 있는 최대 힘(maximum force) 보다 적어도 15% 더 높은 힘 값(force value)을 가지는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제2 사이드(13)로부터 나오는 상기 적어도 하나의 제1 자속(F1)의 상기 미리 정해진 필드 깊이(T)가, 상기 제2 폴 피스 콜렉터(60)의 최대 선형 치수(maximum linear dimension)와 같거나 그보다 더 크고, 그러한 필드 깊이가 상기 제2 철 함유 부재들(P2)을 견고하게 클램핑하도록 만들어지는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
16. 전술한 청구항들의 어느 한 항에 있어서, 상기 폴 피스들(30A)이 원형 평면 형상(circular plan shape)을 가지는, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
17. 전술한 청구항들의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자기 코어(40)가, 영구 자기화 가역 형(permanently magnetized and reversible type)의 자기 코어이고, 상기 제2 자기 코어(90)가 영구 자기화 비가역 형(permanently magnetized non-reversible type)의 자기 코어인, 철 함유 부재들의 자기 클램핑을 위한 자기 장치.
18. 미리 정해진 너비(width)(L), 길이(l) 및 두께를 가지며, 마주보는 면들 중 큰 면들에 제1 및 제2 사이드들(12, 13)을 구획하는(define), 하나의 강자성 물질의 플레이트(plate)를 준비하는(providing) 단계를 포함하여 구성되는 방법으로서:
    - 미리 정해진 깊이(S')와 직경(D1)의 제1 부분으로 구성되고 그 제1 부분이 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 저부(50B)를 구성하는, 적어도 하나의 오목부(R)를 만들기 위한 양의 강자성 물질을 강자성 물질(11)의 상기 플레이트(11)의 상기 제2 사이드(13) 표면으로부터 제거하는 단계와,
    - 상기 강자성 물질의 추가적인 양을 강자성 물질의 상기 플레이트로부터 제거하여, 상기 제1 폴 피스 콜렉터(50)의 측면(50C)을 형성하는 상기 오목부(R)의 제2 부분을 만드는 단계를 추가적으로 포함하여,
    - 상기 제1 폴 피스(50)가 상기 지지 구조체(11)와 단일체로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 자기 장치의 제조 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분이 상기 측면부(50A)를 가로질러 뻗어 있는 하나의 측면부(50C)를 구성하고,
    상기 오목부(R)의 상기 제2 부분이:
    - 상기 제1 부분의 직경(D1)과 동일한 하나의 외경, 하나의 내경(D2), 그리고
    - 상기 제2 사이드(13)의 표면으로부터 정의되고, 상기 제1 부분의 직경(D1)과 동일한 외경과 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분의 내경 사이의 차이의 적어도 두배인, 하나의 깊이(

    

    )를 포함하여 구성되는, 자기 장치의 제조 방법.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    - 하나의 제1 자기 코어(40)를 준비하는 단계;
    - 하나의 전기 코일(30)를 준비하는 단계;
    - 그 측면부(60A)가 상기 제2 사이드(13)의 한 부분을 구획하는 하나의 강자성 부재(60)를 준비하는 단계;
    - 상기 전기 코일(30)이 상기 제1 자기 코어(40)를 둘러싸도록, 상기 오목부(R)의 상기 제1 부분의 상기 제1 콜렉터(50)의 저부(50B)와 상기 강자성 부재(60)의 사이에 상기 제1 자기 코어(40)와 상기 전기 코일(30)을 수용하는 단계를 추가적으로 포함하는, 자기 장치의 제조 방법.
21. 제20항에 있어서,
    - 하나의 제2 자기 코어(90)를 준비하는 단계;
    - 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분에 상기 제2 자기 코어(90)를 수용하는 단계를 추가적으로 포함하는, 자기 장치의 제조 방법.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 레진(100)의 주입(casting)에 의해 갭들(gaps)을 메우는 단계를 추가적으로 포함하는, 자기 장치의 제조 방법.
23. 전술한 제18항 내지 제22항의 어느 한 항에 있어서, 상기 강자성 물질의 지지 구조체(11)로부터 강자성 물질을 추가적으로 제거하여 상기 오목부(R)의 상기 제2 부분을 만드는 단계가 코어러(corer)를 사용하여 수행되는, 자기 장치의 제조 방법.
    

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