KR20120095880A - 멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 이를 사용하는 방법 - Google Patents

Abstract

멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 이를 사용하는 방법이 개시된다. 순간 스냅 스위치, 완충 장치 및 폭발 토이(exploding toy)를 포함하는 다양한 장치가 또한 개시되며, 이는 하나 또는 그 이상의 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 포함할 수 있다.

Description

멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 이를 사용하는 방법 {MULTILEVEL CORRELATED MAGNETIC SYSTEM AND METHOD FOR USING SAME}

본 출원은 미국 가특허 출원(Provisional Patent Application) 61/277,214(2009년 9월 22일에 출원됨), 61/277,900(2009년 9월 30일에 출원됨), 61/278,767(2009년 10월 9일에 출원됨), 61/279,094(2009년 10월 16일에 출원됨), 61/281,160(2009년 11월 13일에 출원됨), 61/283,780(2009년 12월 9일에 출원됨), 61/284,385(2009년 12월 17일에 출원됨), 61/342,988(2010년 4월 22일에 출원됨)의 이익을 주장하고, 그 내용은 여기서 참조로써 통합된다.

본 발명은 일반적으로 멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 사용하는 방법에 관한 것이다. 여기에서 설명된 순간 스냅 스위치, 완충 장치 및 폭발 토이(exploding toy)를 포함하는 광범위한 장치는, 하나 또는 그 이상의 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 포함할 수 있다.

일 실시예로써, 본 발명에 따른 멀티 레벨 상관 자기 시스템은 (a)복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및 (b)복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 포함하고, (c)상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하며, (d)상기 제 1 영역이 각각 상기 제 2 영역보다 빠른 장 소멸 속도를 가짐에 반하여, 상기 제 1 영역은 각각 상기 제 2 영역보다 높은 피크 힘(force)을 생성하고, 따라서 (1)상기 제 1 영역은, 완화 거리과 같은 거리로 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 분리될 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 자기력에 의해 사라지는 자기력을 생성하고, (2)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 상기 완화 거리보다 좁은 분리 거리를 가질 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 강한 자기력을 생성하며, (3)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 구조 사이의 상기 분리 거리가 상기 완화 거리보다 넓을 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 약한 자기력을 생성한다.

다른 실시예로써, 본 발명에 따른 순간 스냅 스위치는 (a)(i)복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및 (ii)복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 포함하고 (iii) 상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하는 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템; (b)상기 제 1 상관 자기 구조에 부착된 리펄시브(repulsive) 장치; (c)상기 제 1 상관 자기 구조에 부착된 제 1 컨택; (d)상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조로부터 소정 거리에 있을 때 상기 제 1 컨택과 접촉되는 제 2 컨택; 및 (e)상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조와 완전히 접촉되는 것을 방지하는 스페이서를 포함한다.

또 다른 실시예로써, 본 발명에 따른 완충 장치는 (a) 복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조를 포함하는 암(female) 요소; 및 (b) 복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 포함하는 수(male) 요소를 포함하고, (c) 상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하며, (d)상기 암 요소는 상기 수 요소에 대하여 가변적으로 위치하고, (e) 상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조와 완전히 접촉되는 것을 방지하는 스페이서를 포함한다.

또 다른 실시예로써, 본 발명에 따른 장치(예를 들어 폭발 토이, 트리거)는 (a)복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및 (b)복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 포함하고, (c)상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하며, (d)상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조와 완전히 접촉되는 것을 방지하는 스페이서를 포함하고, (e)상기 스페이서는, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 서로 부착된 경우 힘이 상기 제 1 상관 자기 구조 또는 상기 제 2 상관 자기 구조에 적용되면 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 서로를 밀어내도록 하는 크기이다.

또 다른 실시예로써, 본 발명에 따른 멀티 레벨 자기 시스템은 (a)복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 상관 자기 구조; 및 (b)제 1 극성을 갖는 제 1 영역 및 제 2 극성을 갖는 제 2 영역을 갖는 자기 구조를 포함한다.

또 다른 실시예로써, 본 발명은 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 사용하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 (a)(1)복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및 (2)복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 갖는 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 제공하는 단계; 및 (b)상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역이 각각 서로의 반대편에 위치하게 하는 단계를 포함하고, (c) 상기 제 1 영역이 각각 상기 제 2 영역보다 빠른 장 소멸 속도를 가짐에 반하여, 상기 제 1 영역은 각각 상기 제 2 영역보다 높은 피크 힘(force)을 생성하고, 따라서 (1)상기 제 1 영역은, 완화 거리과 같은 거리로 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 분리될 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 자기력에 의해 사라지는 자기력을 생성하고, (2)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 상기 완화 거리보다 좁은 분리 거리를 가질 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 강한 자기력을 생성하며, (3)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조 사이의 상기 분리 거리가 상기 완화 거리보다 넓을 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 약한 자기력을 생성한다.

추가적인 본 발명의 실시예가 후술될 상세한 설명, 도면 및 청구항에서 부분적으로 제시될 것이고, 그리고 그 부분들은 상세한 설명에 바탕을 두거나, 또는 본 발명의 실행에 의해 얻어질 수 있다. 전술된 일발적인 설명 및 후술될 상세한 설명은 예시적인 것이고, 상기 설명에서 개시된 내용으로 본 발명이 제한되지 않음이 이해될 수 있을 것이다.

더욱 완벽한 본 발명에 대한 이해는 첨부되는 도면과 함께 후술될 상세한 설명을 통하여 이뤄질 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에서 활용될 수 있는 상관 자기 기술에 관한 다양한 개념을 설명하기 위해 사용되는 다양한 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 도시한다.
도 11은 멀티 레벨 완화 거리 결정 도표를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 도시한다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 도시한다.
도 13b 및 도 13c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상관 자기 구조를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 두 개의 물체를 비접촉식 부착하기 위한 다수의 멀티 레벨 구조의 사용을 도시한다.
도 15a는 본 발명의 실시예에 따른 순간 스냅 스위치를 도시한다.
도 15b는 도 15a의 상기 순간 스냅 스위치에 대한 완화 거리 결정 도표를 도시한다.
도 15c는 도 15a의 상기 스냅 스위치의 힘의 법칙 곡선을 도시한다.
도 15d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 15a의 상기 순간 스냅 스위치 자기력의 이력 현상을 도시한다.
도 16은 도 15a의 상기 순간 스냅 스위치의 스냅 상관 자기 구조를 이루는, 스프링과 두 개의 자석 사이의 힘 대 위치 관계를 도시한 다이어그램이다.
도 17a는 외부 힘이 도 15a의 상기 스냅 스위치에 가해지고 그리고 나서 방출되는 동안, 상기 외부 힘 위치 대 상기 스냅 스위치의 상기 자석 위치를 도시한다.
도 17b는 상기 외부 힘이 도 15a의 상기 스냅 스위치에 가해지고 그리고 나서 방출되는 동안의 상기 자기력을 도시한다.
도 17c는 상기 외부 힘이 도 15a의 상기 스냅 스위치에 가해지고 그리고 나서 방출되는 동안, 상기 자석 위치 대 외부 힘 위치를 도시한다.
도 18a 내지 18f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레벨 시스템에 대한 배치를 도시한다.
도 19a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 15a의 상기 스프링이 상기 척력을 생성하는 자석에 의해 대체되는 대체적인 순간 스위치를 도시한다.
도 19b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 15a의 상기 스프링이 비접촉식 부착 멀티 레벨 시스템의 절반으로 구성되는 자석에 의해 대체되는 대체적인 순간 스위치를 도시한다.
도 19c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 19a 및 도 19b의 중간 자석을 대신하여 사용될 수 있는 두 개의 자석 및 선택적인 스페이서를 도시한다.
도 20a는 도 19a의 상기 순간 스냅 스위치의 상기 외부 자석과 상기 스냅 멀티 레벨 시스템의 상기 두 개의 자석 사이의 힘 대 위치 관계를 도시한다.
도 20b는 도 19b의 상기 순간 스냅 스위치의 상기 외부 자석과 상기 스냅 멀티 레벨 시스템의 상기 두 개의 자석 사이의 힘 대 위치 관계를 도시하다.
도 21a는 본 발명의 일 실시예에 따른 누름 버튼 및 바람직한 순간 스위치의 제 1 자석을 도시한다.
도 21b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바람직한 순간 스위치의 연관 전기 컨택을 가지는 제 2 자석을 도시한다.
도 21c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 3 자석 및 바람직한 순간 스위치의 베이스를 도시한다.
도 21d는 상기 누름 버튼 및 도 12a의 제 1 자석, 상기 제 2 자석 및 도 21b의 컨택, 제 3 자석 및 도 21c의 베이스를 받는 상부 테두리, 상부 홀 및 하부 홀을 갖는 바람직한 실린더를 도시한다.
도 21e는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 개방 상태에서 제 3 자석의 슬롯 및 상부에 위치한 스페이서 및 컨택과 함께 조립된 바람직한 순간 스위치를 도시한다.
도 21f는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 상태에서의 도 21e의 조립된 바람직한 상기 순간 스위치를 도시한다.
도 22a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 실시예에 의한 자기 완충 장치의 상기 암 요소를 도시한다.
도 22b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 실시예에 의한 자기 완충 장치의 상기 수 요소를 도시한다.
도 22c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 실시예에 의한 조립된 자기 완충 장치를 도시한다.
도 23a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 실시예에 의한 자기 완충 장치의 상기 암 요소를 도시한다.
도 23b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 실시예에 의한 자기 완충 장치의 상기 수 요소를 도시한다.
도 23c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 실시예에 의한 조립된 자기 완충 장치를 도시한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 제 1 실시예에 의한 자기 완충 장치의 제 1 실시예에 따른 어레이를 도시한다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 제 1 실시예에 의한 자기 완충 장치의 제 2 실시예에 따른 어레이를 도시한다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 실시예에 의한 자기 완충 장치의 또 다른 실시예에 따른 어레이를 이용한 바람직한 쿠션을 도시한다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 자성을 사용하여 충격을 흡수하는 동안 전기를 생성하는 충격 흡수기를 도시한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 자기 메커니즘의 복수 레벨을 도시한다.
도 29a 내지 도 29d는 본 발명의 일 실시예에 따른 세 레벨의 자성을 생성하도록 코딩된 두 개의 자기 구조를 도시한다.
도 30a 내지 도 30c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 29a 내지 도 29d에 대하여 도시된 바와 같은 두 개의 자기 구조를 사용하는 랩탑(laptop)을 도시한다.
도 30d는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 자석으로부터의 상관 관계가 완화되도록 하나의 자석을 회전(turn)시키는 데에 사용되는 바람직한 메커니즘을 도시한다.
도 31a 내지 도 31k는 본 발명의 일 실시예에 따른 아동 보호/동물 보호 장치를 도시한다.
도 32는 두 개의 일반적인 자석이 밀어내는 방향에 대한 힘 곡선을 도시한다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 다섯 개의 다른 코드 밀도에 대한 힘 곡선을 도시한다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 밀어내기 및 스냅 움직임에 따른 힘 곡선을 도시한다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 일반적인 밀어내기 움직임 대 두 개의 다른 멀티 레벨 밀어내기 및 스냅 힘 커브의 비교를 도시한다.
도 36a 내지 36d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전시 장치 및 그와 연관된 힘 곡선을 도시한다.
도 37a 내지 도 37c는 본 발명의 일 시시예에 따른 닫히기는 하나 닿지는 않는 캐비닛을 생성하는 멀티 레벨 비접촉식 부착 장치의 사용을 도시한다.
도 38a 내지 도 38b는 본 발명의 일 실시예 따른 폭발 토이 및 그와 같은 것을 생성하고 에너지를 저장하는 데에 사용될 수 있는 장치를 도시한다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 요소를 이용한 복합 장치를 도시한다.

본 발명은 멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 사용하는 방법을 포함한다. 본 발명의 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템은 상관 자석이라 불리는 떠오르는, 혁명적인 기술의 사용으로 부분적으로 가능해졌다. 여기서 상관 자석이라 사용되는 이 혁명적인 기술은 2008년 5월 20일에 출원된 미국 특허 출원 12/123,718의 "A Field Emission System and Method"에 의해 첫 번째로 자세히 설명되었고 가능하게 되었다. 이 출원의 내용은 여기에서 참고로 통합된다. 상관 자기 기술의 두 번째 세대는 2009년 1월 23일에 출원된 미국 특허 출원 12/358,423의 "A Field Emission System and Method"에 의해 설명되었고 가능하게 되었다. 이 출원의 내용은 여기에서 참고로 통합된다. 상관 자기 기술의 세 번째 세대는 2009년 6월 2일에 출원된 미국 특허 출원 12/476,952의 "A Field Emission System and Method"에 의해 설명되었고 가능하게 되었다. 이 출원의 내용은 여기에서 참고로 통합된다. 상관 자석과 연관된 상관 인덕턴스로 알려진 또 다른 기술이 2009년 2월 4일에 출원된 미국 특허 출원 12/322,561의 "A System and Method for Producing an Electric Pulse"에 의해 설명되었고 가능하게 되었다. 이 출원의 내용은 여기에서 참고로 통합된다. 상관 자석에 대한 간단한 논의가 본 발명의 멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 방법에 대한 상세한 논의 이전에 우선 제시된다.

상관 자석 기술

이 부분에서는 기본적인 자석 및 새롭고 혁명적인 상관 자기 기술에 대한 설명을 제공한다. 이 부분은 기본적인 자석, 상관 자석 및 상관 전자석에 관련된 하위 부분을 포함한다. 이 부분은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된 것이고, 이로 인해 본 발명의 내용은 한정되지 말아야 함이 이해되어야 한다.

A. 자석( Magnets )

자석은 방향 및 크기(또한 세기라고 한다)를 갖는 벡터 필드(field)인 자기장을 생성하는 물질 또는 물체이다. 도 1에는 S극(102), N극(104) 및 자석 모멘트의 방향 및 크기를 나타내는 자기장 벡터(106)를 갖는 바람직한 자석(100)이 도시되어 있다. 상기 자석 모멘트는 상기 자석(100)의 전체적인 자기 속성을 나타내는 벡터이다. 막대 자석에 대하여, 상기 자기 모멘트의 방향은 S극(102)으로부터 N극(104)을 향한다. N극(104) 및 S극(102)은 또한 여기서 각각 양극(+) 및 음극(-)으로 언급된다.

도 2a에는 극성이 반대 방향으로 배치되어 두 개의 자석(100a, 100b)에 서로를 밀어내도록 하는 반발 공간력(200)을 야기시키는 두 개의 자석(100a, 100b)에 대한 다이어그램이 도시되어 있다. 반대로, 도 2b에는 상기 자석(100a, 100b)이 서로 나란히 배열되어 있지만, 또한 계속하여 서로가 "달라 붙을 수"있고, 서로 각자의 위치를 유지하는 곳에 불완전하게 배치될 수 있다. 도 2c에는 어떻게 자석(100a, 100b, 100c)들이 자연적으로 서로 쌓이고 따라서 그들의 극성이 번갈아 나오는지 보여주는 다이어그램이 도시되어 있다.

b. 상관 자석( Correlated Magnets )

상관 자석은 자석 어레이(자기장 방출 소스라고 언급된다), 상관 이론(보통 확률론 및 통계와 연관된다) 및 코딩 이론(보통 통신 시스템 및 레이더 시스템과 연관된다)의 특정 조합을 사용하여, 앞서 언급된 미국 특허 출원 12/123,718, 12/358,432 및 12/476,952에서 설명된 특정 방법에 따른 매우 다양한 방법으로 생성될 수 있다. 상관 자석을 생성하는 특정하고 새로운 방법에 어떻게 이렇게 매우 다양한 기술이 사용되는지에 대해 설명하고 나서 간단한 논의가 제시된다.

기본적으로, 상관 자석은 바람직한 상관 속성을 갖는 사전 선택된 코드에 따라 형성되는 자기(또는 전기)장 방출 소스로부터 만들어 진다. 따라서, 자기장 방출 구조가 상보적인, 또는 거울 이미지의 자기장 방출 구조와 함께 배열될 때, 상기 다양한 자기장 방출 소스는 모두 최대 공간 인력이 생성되도록 배열될 것이다. 반면 상기 자기장 방출 구조의 배열 불량은 상기 다양한 자기장 방출 소스가 어느 정도 상당히 서로를 상쇄하도록 하고, 이는 두 개의 자기장 방출 구조를 디자인하는 데에 사용되는 특정 코드의 기능이다. 대조적으로, 자기장 방출 구조가 복제된 자기장 방출 구조와 함께 배열될 때 상기 다양한 자기장 방출 소스는 모두 최대 공간 척력이 생성되도록 배열될 것이고, 반면 상기 자기장 방출 구조의 배열 불량은 상기 다양한 자기장 방출 소스가 어느 정도 상당히 서로를 상쇄하도록 하며 이는 두 개의 자기장 방출 구조를 디자인하는 데에 사용되는 특정 코드의 기능이다.

앞서 언급된 공간력(인력, 척력)은 두 개의 자기장 방출 구조 및 이에 대응하는 공간력(또는 상관관계) 함수의 상대적인 배열, 두 개의 자기장 방출 구조 사이의 공간(또는 거리) 및 상기 두 개의 자기장 방출 구조를 이루는 다양한 소스의 자기장 세기와 극성의 기능이다. 상기 공간력 함수는 일반적인 자석으로는 불가능한 정밀 배열 및 정밀 포지셔닝을 하는 데에 사용될 수 있다. 게다가, 상기 공간력 함수는 자기장 및 연관 공간력의 정확한 제어를 가능하게 할 수 있고, 그렇게함으로써 정확한 배열에 물체를 부착하기 위한 부착 장치의 새로운 형태 및 물체의 정확한 이동을 제어하는 새로운 시스템 및 방법을 가능하게 한다. 상관 자석과 연관된 추가적인 특정 특성은 두 개의 자기장 방출 구조를 이루는 다양한 자기장 소스가 여기서 방출 힘이라고 설명된 배열에서 벗어날 때 서로를 효과적으로 상쇄할 수 있는 상황과 연관된다.

코딩 이론의 당업자라면 도류화 목적(channelization purpose), 에너지 확전(energy spreading), 조정(modulation) 및 또 다른 목적 위해 통신에서 사용되어온 다른 상관 속성을 갖는 많은 다양한 방식의 코드가 있음을 알 것이다. 이러한 코드의 많은 기본 특성들은 그들이 여기서 개시된 자기장 방출 구조를 생성하는데 사용하기 적합하게 한다. 예를 들어, Barker 코드는 그들의 자기상관(autocorrelation) 속성으로 알려져 있고, 이는 상관 자석 형성에 도움을 주는 데에 사용될 수 있다. Barker 코드가 도 3a내지 도 3b와 관련하여 아래에 예시적인 목적으로 사용되었지만, 그들의 자기상관, 교차상관 또는 다른 속성 때문에 기술분야에서 잘 알려진 다른 형태의 코드들, 예를 들어, Gold 코드, Kasami 시퀀스, hyperbolic congruential 코드, quardratic congruential 코드, linear congruential 코드, Welch-Costas array 코드, Golomb-Costas 어레이 코드, 의사 난수의(pseudorandom) 코드, chaotic 코드, Optimal Golomb Ruler 코드, 결정론적(deterministic) 코드, 디자인(designed) 코드, 일차원 코드, 이차원 코드, 삼차원 코드 또는 사차원 코드 및 이들의 조합 등등이 본 발명에 또한 적용될 수 있다.

도 3a에는 어떻게 Baker 길이가 7인 코드(300)가 제 1 자기장 방출 구조(304)를 이루는 자석(302a, 302b...302g)의 극성 및 위치를 결정하는 데에 사용될 수 있는지 설명하기 위해 사용되는 다이어그램이 도시되어 있다. 각각의 자석(302a, 302b...302g)은 동일하거나 또는 거의 동일한 자기장 세기(또는 진폭)를 가지고, 본 예시의 목적 상 이는 1 단위로 제공된다(이때 A = Attract(끌어당김), R = Repel(밀어내기), A = -R, A = 1, R = -1이다). 제 1 자기장 방출 구조와 동일한 제 2 자기장 방출 구조(306)(자석(302a, 302b...302g)을 포함한다)는 제 1 자기장 방출 구조(304)에 상대적인 13개의 다른 배열(310_1 내지 310_13)을 보여준다. 각각의 상대적인 배열에 대하여, 밀어내는 자석의 수뿐만 아니라 끌어당기는 자석의 수가 계산되고, 각각의 배열은 상기 자석(302a, 302b...302g, 308a, 308b...308g)의 상관 함수 및 자기장 세기에 따른 공간력을 갖는다. 상기 사용되는 특정 Baker 코드에서는 상기 공간력이 -1부터 7까지 분포하고, 최대값은 상기 두 개의 자기장 방출 구조(304, 306)가 배열될 때 발생하고, 이는 그들 각각의 코드가 배열될 때 발생한다. 사이드 로브(side lobe) 힘으로 언급된 오프(off) 최대 공간력은 0부터 -1까지 분포한다. 따라서 상기 공간력 함수는 상기 자기장 방출 구조(304, 306)가 그들 각각의 자석이 상보적인 자석과 연관되도록 배열되지 않으면(예컨대 자석의 S극이 다른 자석의 N극과 배열되거나 또는 그 반대의 경우), 일반적으로 서로를 밀어내도록 한다. 즉, 상기 두 개의 자기장 방출 구조(304, 306)는 거의 서로의 거울 상으로 배열될 때 상당히 서로 상관된다.

도 3b에는 Baker 길이가 7인 코드(300)의 2진 자기 상관 함수에서 기인한 두 개의 자기장 방출 구조(304, 306)의 공간력 함수를 나타내는 도표가 도시되고 있다. 1 내지 13의 각 배열 위치에서의 값은 도 3a에 도시된 두 개의 자기장 방출 구조(304, 306) 사이의 13 개의 배열 위치(310_1 내지 310_13)에 알맞은 공간력 값에 대응한다. 상관 자기장 구조에 대한 정확한 자기 상관 함수는 반발적이고, 대부분의 구상중인 사용은 끌어당기는 상관 관계 피크를 가질 것이기 때문에, 여기에서의'자기 상관'이라는 용어의 사용은 다른 언급이 없으면 상보적인 상관 관계를 나타낸다. 이는, 두 개의 각 상관 자기장 방출 구조(304, 306)의 상호작용 표면이 서로에게 상보적(예컨대 거울 이미지)일 수 있다는 것이다. 이 상보적인 자기 상관 관계는 도 3a에서 확인할 수 있고, 여기서 'S S S N N S N' 패턴을 갖는 제 1 자기장 방출 구조(304)의 하부 표면이 도시되며, 이는 제 1 자기장 방출 구조(304)의 하부 표면의 거울 상(패턴)인 'N N N S S N S' 패턴을 갖는 제 2 자기장 방출 구조(306)의 상부 표면과 상호작용한다.

도 4a에는 바람직한 자기장 방출 구조(402) 및 거울 상 자기장 방출 구조(406)를 생성하는 데에 사용되는 자석(404)의 또 다른 어레이(19)를 생성하는 바람직한 코드에 따라 위치하는 자석(400) 어레이(19)의 다이어그램을 도시하고 있다. 본 실시예에서 상기 예시적인 코드는, 거울 상 자기장 방출 구조(406)와 함께 배열될 때 가장 강하게 고정되고, 거울 상 자기장 방출 구조(406)에 대하여 90°회전될 때 두 번째로 약하게 고정되는 제 1 자기장 방출 구조(402)를 생성한다. 도 4b는 가장 강하게 고정되도록 하는 거울 상 자기장 방출 구조(406)와 상호작용하는 상기 자기장 방출 구조(402)의 공간력 함수(408)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 공간력 함수(408)는 상기 두 개의 자기장 방출 구조(402, 406)가 거의 배열되었을 때 발생하는 피크(peak)를 갖는다. 도 4c는 90°회전되고 난 후 거울 상 자기장 방출 구조(406)와 상호작용하는 상기 자기장 방출 구조(402)의 공간력 함수(410)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 공간력 함수(410)는 상기 두 개의 자기장 방출 구조(402, 406)가 하나의 구조가 90°회전되고 거의 배열되었을 때 발생하는 보다 작은 피크를 갖는다. 만약 상기 두 개의 자기장 방출 구조(402, 406)가 서로 다른 위치에 있다면, 분리되기가 용이할 것이다.

도 5에는 실린더(504)(또는 디스크(504), 휠(504))에 자기 자신을 감싸는 상관 자석 표면(502) 및 거울 상 상관 자석 표면(508)이 위치한 컨베이어 벨트/트랙 구조(506)를 나타내는 다이어그램이 도시되어 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 실린더(504)는 컨베이어 벨트/트랙 구조(506)를 따라 굴러가기 위한 어떠한 힘에 의해 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전될 수 있다. 상기 고정된 자기장 방출 구조(502, 508)는, 상기 실린더(504)가 어떤 다른 메커니즘(예컨대 모터)에 의해 회전되는 동안 견인력 및 고정(즉, 유지)력을 제공한다. 상기 고정력은 상기 실린더(504)가 마찰 또는 중력에 상관없이 상기 컨베이어 벨트/트랙 구조(506)를 내려갈 때 거의 동일하게 유지될 것이며, 따라서 상기 자기장 방출 구조(502, 508)를 배열시키는 공간력을 극복하면서 물체를 중력(상기 물체 무게의 기능과 같다)의 한계 범위 내에서 벽을 타고 올리거나, 천장을 가로지르거나, 아니면 다른 원하는 방향으로 이동시키는 데에 사용될 수 있을 것이다. 바람직하게는, 상기 실린더(504)(또는 또 다른 회전 장치)는 또 다른 회전 상관 표면에 기어와 같은 동작을 제공하기 위하여 작동할 수 있다. 상기 유지력은 상기 견인력과 동일하기 때문에, 상기 기어는 느슨하게 연결되지만 확실하고 정확한 회전 정확도를 제공할 수 있다. 덧붙여, 상기 자기장 방출 구조(502, 508)는 매우 부드럽지만 확실하고 정확한 견인을 제공할 수 있는 표면을 가질 수 있다. 종래의 마찰있는 휠과 대조적으로, 자기장 방출 구조(502, 508)에 의해 제공되는 상기 견인력은 상기 견인 휠과 상기 견인 표면 사이의 마찰력으로부터 매우 독립적이고, 낮은 마찰 표면에서 사용될 수 있다. 자기 견인에 기초하여 이동하는 장치는, 예컨대 우주, 수중, 수직 표면 및 거꾸로된 상태까지 포함하는 무중력 상태와 같이 중력에 독립적으로 동작한다.

도 6에는 실린더(602)의 외부를 따라 여섯 번 반복된 코드 패턴(606)이 있는 제 1 자기장 방출 구조(604)에 의해 감싸진 바람직한 실린더(602)를 나타내는 다이어그램이 도시되어 있다. 상기 실린더(602) 아래는 상기 실린더(602)보다 약간 큰 곡률을 갖는 곡선 표면 및 또한 상기 코드 패턴(606)을 사용하여 코딩된 제 2 자기장 방출 구조(610)를 갖는 물체가 있다. 상기 실린더(602)가 축(612)에 의해 1초당 1번의 회전율로 회전된다고 가정하라. 그러면 상기 실린더(602)가 회전하는 동안, 1초에 여섯 번씩 상기 실린더(602)의 제 1 자기장 방출 구조(604)는 상기 물체(608)의 제 2 자기장 방출 구조(610)와 배열되고, 상기 물체(608)는 두 개의 자기장 방출 구조(604, 610)의 최대 공간력 함수에 의해 반발(즉, 내려간다)된다. 유사하게, 제 2 자기장 방출 구조(610)가 거울 코드 패턴(606)인 코드 패턴을 사용하여 코딩되고, 따라서 1초에 여섯 번씩 상기 실린더(602)의 제 1 자기장 방출 구조(604)는 상기 물체(608)의 제 2 자기장 방출 구조(610)와 배열되고, 상기 물체(608)는 두 개의 자기장 방출 구조(604, 610)의 최대 공간력 함수에 의해 당겨(즉, 올라간다)진다. 따라서, 상기 실린더(602)의 움직임 및 대응하는 제 1 자기장 방출 구조(604)가 대응하는 제 2 자기장 방출 구조(610)를 갖는 상기 물체(608)의 움직임을 컨트롤하도록 사용될 수 있다. 당업자라면 상기 실린더(602)가, 풍차를 돌릴 수 있는 바람, 수력 휠 또는 터빈, 상기 물체(608)의 움직임이 에너지 소기(scavenging)의 몇몇 소스로부터 기인될 수 있는 또 다른 방법에 의한 결과 회전될 수 있는 축(612)과 연결될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이와 같이, 상관 자석은 물체 사이의 공간력이 정확하게 그들의 움직임에 따라 컨트롤될 수 있게 하고, 또한 물체의 움직임이 상기 공간력에 따라 정확하게 컨트롤될 수 있게 한다.

앞서 기술된 실시예에 따르면, 상기 상관 자석(304, 306, 402, 406, 502, 508, 604, 610)은 접착제, 나사, 볼트와 너트 등과 같은 접착 메커니즘의 도움으로 보통의 '자석 성향' 습성을 극복한다. 다른 경우, 동일한 자기장 방출 구조의 자석은 드문드문하게(sparsely) 다른 자석들(예를 들어, 드문드문한 어레이)로부터 떨어질 수 있어, 상기 개별적인 자석의 자기력은 상기 개별적인 자석의 극성이 자석을 '플립핑(flipping)' 하는 것을 방지하기 위해 상당한 지지 힘을 요구함 없이 코드에 따라서 변화될 수 있는 경우에 실질적으로 상호 작용하지 않는다. 그러나 자석은 보통 다른 자석과 충분히 가까이에 있고, 따라서 그들의 자기력은 그들의 자기력이 정상적으로 그들 중 적어도 하나를 '플립(flip)'하게 함으로써 그들의 모멘트 벡터 배열되도록 실질적으로 상호 작용하나, 상기 자석은 접착제, 나사, 볼트와 너트 등과 같은 지지 메커니즘의 사용에 의해 원하는 성향으로 남아있도록 만들어질 수 있다. 이와 같이, 상관 자석은 보통, 예를 들면 송곳 머리 조립, 홀 절단 장치 조립, 머신 압박 장치, 그리핑(gripping) 장치, 집전 고리 메커니즘 및 구조 조립과 같은 다양한 적용에 사용될 수 있는 다양한 자기장 방출 구조를 생성하기 위한 몇몇 종류의 유지 메커니즘을 활용한다. 게다가, 자기장 방출 구조는 회전 메커니즘, 장치 삽입 슬롯, 배열 대상, 래치 메커니즘, 추축 메커니즘, 회전 고리 메커니즘 또는 레버를 포함할 수 있다.

C. 상관 전자석( Correlated Electromagnets )

상관 자석은 자석의 한 종류인 전자석의 사용을 수반할 수 있고, 자기장은 전류의 흐름에 의해 생성된다. 상기 자기장의 극성은 전류 및 상기 전류가 차단되었을 때 사라지는 자기장의 방향에 의해 결정된다. 후술되는 내용은 전자석 어레이가 시간이 흐르면 물체와 연관되어 물체를 움직이게 만드는 제 2 자기장 방출 구조와 상관되어 움직이는 제 1 자기장 방출 구조를 생성하는 데에 사용되는 다양한 실시예이다.

도 7에는 2-D 상관 전자석의 실시에 사용되는 몇몇 다이어그램이 도시되어있고, 이는 그 표면 아래에 이차워 전자석 어레이(702)(제 1 자기장 방출 구조(702))를 갖는 테이블(700) 및 적어도 하나의 테이블 접촉 부재(706)를 갖는 이동 플랫폼(704)을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상기 이동 플랫폼(704)은 상기 전자석 어레이(702)에 의해 끌리는 자기장 방출 구조(708)(제 2 자기장 방출 구조(708))를 각각 구비하는 네 개의 테이블 접촉 부재(706)를 구비한다. 상기 전자석 어레이(702)의 개별적인 전자석의 상태의 컴퓨터화된 제어는 그들이 온 상태인지 오프 상태인지를 결정하고, 그들의 극성을 결정한다. 첫 번째 예시(710)는 하나의 상기 테이블 접촉 부재(706)가 상기 자기장 방출 구조(702) 내에서 상기 전자석의 일부분(712a)을 끌어당기도록 하는 상기 전자석 어레이(702)의 상태를 도시한다. 두 번째 예시(712)는 상기 하나의 테이블 접촉 부재(706)가 상기 장 방출 구조(702) 내에서 상기 전자석의 다른 일부분(712b)에 끌려지도록(즉, 이동하도록) 하는 상기 전자석 어레이(702)의 다른 상태를 도시한다. 상기 두 개의 예시에 의해 당업자는 상기 테이블 접촉 부재(706)가 상기 전자석 어레이(702)의 상기 전자석의 상태를 변화시킴으로써 테이블(700)을 돌아다닐 수 있음을 알 수 있다.

도 8에는 제 1 실린더(802)의 내부에 포함된 제 2 실린더(804)보다 약간 큰 제 1 실린더(802)가 있는 3-D 상관 전자석의 실시에 사용되는 몇몇 다이어그램이 도시되어있다. 자기장 방출 구조(806)는 제 1 실린더(802) 주변 (또는 선택적으로 제 2 실린더(804) 주변)에 위치한다. 전자석(미도시) 어레이는 제 2 실린더(804)(또는 선택적으로 제 1 실린더(802))와 연관되고, 그들의 상태는 움직이는 거울 상 자기장 방출 구조를 생성하도록 컨트롤되며, 상기 자기장 방출 구조(806)가 끌림으로써 제 1 실린더(802)(또는 선택적으로 제 2 실린더(804))가 제 2 실린더(804)(또는 선택적으로 제 1 실린더(802))에 상관하여 회전한다. t=n, t=n+1, 및 t=n+2 에서의 제 2 실린더(804) 상의 전자석 어레이에 의해 생성되는 상기 자기장 방출 구조(808, 810, 812)는 제 1 실린더(802) 주위의 자기장 방출 구조(806)의 그 것을 미러링하는 패턴을 나타낸다. 상기 패턴은 시간에 맞춰 하강하는 것으로 보이고, 따라서 상기 제 1 실린더(802)가 반 시계 방향으로 회전하게 한다. 이에 따라, 상기 제 1 실린더(802)(또는 제 2 실린더(804))의 움직임 속도 및 방향은 전자석 어레이를 이루는 전자석의 상태 변화를 통해 컨트롤될 수 있다. 또한 도 8에는, 표면에 위치할 수 있는 트랙에 대응하는 전자석 어레이(814)가 있고, 따라서 움직이는 거울 상 자기장 방출 구조는 상기 제 1 실린더(802)를 자기장 방출 구조(808, 810, 812)와 함께 도시된 같은 코드 이동 진입을 사용하여 트랙 위를 뒤로 또는 앞으로 이동시키는 데에 사용될 수 있다(도 5와 비교 바람).

도 9에는 실린더(906)(이에 위치한 자기장 방출 구조(908)를 갖는) 내에 위치한 구체(902)(이를 감싸는 자기장 방출 구조(904)를 갖는)에 기초한 밸브 메커니즘(900)이 도시되어 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 자기장 방출 구조(908)는 상기 구체(902)보다 작거나 같은 원주를 갖는 제 1 개구부(910) 및 상기 구체(902)보다 큰 원주를 갖는 제 2 개구부(912)를 갖는 실린더(906) 내에서 상기 구체(902)가 위로 또는 아래로 이동하도록 가변될 수 있다. 본 실시예는 상기 밸브 메커니즘(900)을 통해 가스 또는 액체의 유동률을 제어하도록 상기 실린더(906) 내부의 상기 구체(902)의 움직임을 컨트롤할 수 있기 때문에 유용하다. 유사하게, 상기 밸브 메커니즘(900)은 기압 제어 밸브로 사용될 수 있다. 더 나아가, 물체를 작아지는 크기를 갖는 다른 물체 내에서 움직이게 하는 능력은 창문, 냉장고, 냉동고, 과일 저장 컨테이너, 보트 해치(boat hatches), 잠수함 등의 봉인에 대해 사용될 수 있는 봉인(sealing) 메커니즘의 다양한 타입을 가능하게 한다. 당업자라면 개스킷(gaskets), 오링(o-rings) 등등과 같은 봉인 메커니즘의 매우 다양한 타입이 상관 자석의 사용에 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 덧붙여, 당업자라면 자기장 방출 구조는 예컨대 영구 자석, 전자석, 일렉트릿(electret), 자화 강자성 물질, 자화 강자성 물질의 일부분, 유연한 자기 물질 또는 초전도 자기 물질 및 이들의 조합 등을 포함하는 소스의 어레이를 가질 수 있다.

멀티 레벨 상관 자기 시스템( Multilevel Correlated Magnetic System )

본 발명은 멀티 레벨 상관 자기 시스템 및 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 사용하는 방법을 제공한다. 이는 내용 전체가 여기서 참조로 사용되는 2009년 6월 2일에 출원된 미국 특허 출원 12/476,952, 2009년 9월 22일에 출원된 미국 가특허 61/277,214 "A System and Method for Contactless Attachment of Two Object", 2009년 9월 30일에 출원된 미국 가특허 출원 61/278,900 "A System and Method for Contactless Attachment of Two Object", 2009년 10월 9일에 출원된 미국 가특허 출원 61/278,767 "A System and Method for Contactless Attachment of Two Object", 2009년 10월 16일에 출원된 미국 가특허 출원 61/280,094 "A System and Method for Producing Multi-level Magnetic Fields", 2009년 11월 13일에 출원된 미국 가특허 출원 61/281,160 "A System and Method for Producing Multi-level Magnetic Fields", 2009년 12월 9일에 출원된 미국 가특허 출원 61/283,780 "A System and Method for Producing Multi-level Magnetic Fields" 2009년 12월 17일에 출원된 미국 가특허 출원 61/284,385 "A System and Method for Producing Multi-level Magnetic Fields", 2010년 4월 22일에 출원된 미국 가특허 출원 61/342,988 "A System and Method for Producing Multi-level Magnetic Fields"에서 설명되는 멀티 레벨 자기 기술과 연관된다. 이러한 시스템 및 방법은, 내용 전체가 여기서 참조로 통합되는 2009년 2월 4일에 출원된 미국 특허 출원 12/322,561, 2009년 6월 5일에 출원된 미국 특허 출원 12/479,074, 12/478,889, 12/478,939, 12/478,911, 12/478,950, 12/478,969, 12/479,013, 12/479,073, 12/479,106, 2009년 6월 7일에 출원된 미국 특허 출원 12/479,818, 12/479,820, 12/479,832, 12/479,832, 2009년 6월 29일에 출원된 미국 특허 출원 12/494,064, 2009년 6월 30일에 출원된 미국 특허 출원 12/495,462, 2009년 7월 일에 출원된 미국 특허 출원 12/496,463, 2009년 7월 7일에 출원된 미국 특허 출원 12/499,039, 2009년 7월 11일에 출원된 미국 특허 출원 12/501,425 및 2009년 7월 21일에 출원된 미국 특허 출원 12/507,015에서 설명된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레벨 상관 자기 시스템은 각각 상보적으로 코딩된 복수의 자기 소스를 포함하는 제 1 영역 및 오직 밀어내거나 오직 끌어당기기 위한 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 포함하는 제 2 영역을 갖는 제 1 및 제 2 상관 자기 구조를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 상기 자기 소스는 영구적인 자기 소스, 전자석, 영구 전자석 또는 그들의 조합일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 두 개의 상관 자기 구조의 각 영역은 상보적으로 코딩된 복수의 자기 소스를 포함할 수 있다. 상기 양 실시예서는, 상기 제 1 상관 자기 구조가 제 2 상관 자기 구조로부터 어떤 분리 거리로 떨어져 있으면(즉, 완화 거리에서는), 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템은 밀어내는 상태에서 끌어당기는 상태로 천이하던가, 끌어당기는 상태에서 밀어내는 상태로 천이한다. 따라서, 멀티 레벨 상관 자기 시스템은 밀어내는 레벨 및 끌어당기는 레벨을 갖는다.

복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 두 개의 상관 자석 구조 각각의 제 1 영역은 짧은 범위의 영역으로 기술될 수 있고, 두 개의 상관 자석 구조 각각의 제 2 영역은 긴 범위의 영역으로 기술될 수 있다. 상기 짧은 범위의 영역 및 긴 범위의 영역은 서로에게 효과적으로 작용하는 대립하는 힘을 생성한다. 상기 짧은 범위의 영역은 상기 긴 범위의 영역에 의해 생성되는 자기장보다 높은 근거리 장 밀도 및 낮은 원거리 장 밀도를 갖는 자기장을 생성한다. 상기 짧은 범위의 영역은 이처럼 근거리 장과 원거리 장의 밀도가 다르기 때문에 상기 긴 범위의 영역보다 높은 피크를 생성하고, 반면 빠른 장 소멸 속도를 가지며 따라서 상기 짧은 범위의 영역은 상기 긴 범위의 영역보다 완화 거리에서보다 짧은 분리 거리에서 강하고, 완화 거리에서보다 긴 분리 거리에서 약하다. 상기 두 개의 영역에서 생성된 힘은, 상기 두 개의 상관 자석 구조가 완화 거리와 동일한 거리에서 분리될 때 서로를 상쇄한다. 따라서, 상기 두 개의 상관 자석 구조의 제 1 및 제 2 영역은, 상기 두 개의 상관 자석 구조 사이의 인력 대 분리 거리 및 상기 두 개의 상관 자석 구조 사이의 척력 대 분리 거리에 대응하는 두 개의 대립하는 극성 힘 곡선을 생성한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 두 개의 상관 자석 구조의 상기 제 1 영역(짧은 범위)은 인력을 생성하고, 상기 두 개의 상관 자석 구조의 상기 제 2 영역(긴 범위)은 척력을 생성한다. 이러한 배열에서는, 두 개의 상보적인 구조가 서로의 근처에 있을 때 그들이 서로 끌어당기거나 밀어내지 않는 완화 거리가 될 때까지 서로를 밀어내기 시작한다. 그리고 그들이 완화 거리보다 가깝게 있을 때 "탁(snap)"하고 강하게 끌어당기기 시작한다. 본 실시예에 따르면, 인력 곡선은 짧은 영역이지만 이의 최대 힘은 긴 범위의 척력 곡선보다 강하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 힘 곡선의 극성은 짧은 범위이지만 밀어내는 최대 힘 및 긴 범위이지만 끌어당기는 약한 힘과 반대된다. 이러한 배열에서는, 상기 두 개의 구조는 완화 거리를 넘어서 서로를 끌어당기고, 이는 상기 두 개의 상관 자기 구조가 비접촉식 부착되도록 하며, 상대적인 위치 및 상대적인 배열에 고정되지만 완화 거리로 분리된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템의 짧은 범위 영역 및 긴 범위 영역은 모두 강한 근거리 장 인력 및 강한 원거리 장 인력을 모두 갖는 상관 자기 구조를 생성하는 인력을 생성할 수 있다. 이때, 완화 지점은 상기 두 개의 인력 곡선이 교차되는 지점에 대응된다. 유사하게, 상기 짧은 범위 영역 및 긴 범위 영역은 모두 강한 근거리 장 척력 및 강한 원거리 장 척력을 모두 갖는 상관 자기 구조를 생성하는 척력을 생성할 수 있다. 이때, 완화 지점은 두 개의 척력 곡선이 교차되는 지점에 대응된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 두 개의 상관 자기장 구조는 하나 또는 그 이상의 이동 속박 구조에 부착된다. 상기 이동 속박 구조는 오직 상기 두 개의 상관 자기 구조가 서로 흔들리거나 떨어질 수 있도록 한다. 이 때 상기 두 개의 상관 자기 구조는 항상 서로 평행하다. 상기 이동 속박 구조는 각 상관 자기 구조가 비틀리도록(또는 회전하도록)하지 않는다. 유사하게, 상기 이동 속박 구조는 수평 변위로 움직일 수 없도록 한다. 아니면, 하나 또는 그 이상의 이동 속박 구조는 다양한 상태를 가질 수 있고, 이에 따라 상기 두 개의 상관 자기 구조의 움직임은 제 1 상태일 동안 특정 상태로 제약되지만 다른 상태일 동안은 움직임이 제약되지 않거나 다르게 제약된다. 예컨대, 상기 이동 속박 구조는 제 1 상태일 동안 각 상관 자기 구조가 회전할 수 없게 할 수 있지만, 다른 상태일 동안은 하나 또는 두 개의 상기 상관 자기 구조가 회전하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 코딩된 상관 소스의 앙상블과 있을 수 있는 원형 부분을 감싸는 단 극성의 고리 모양의 링을 갖는 원형 상관 자기 구조를 포함한다. 스냅 동작에 대응하는 일 배열 하에서, 상기 코딩된 자기 소스의 앙상블은 짧은 범위, 더 강한 최대 인력 곡선을 생성할 수 있고, 상기 고리 모양의 링은 긴 범위, 더 짧은 최대 척력 곡선을 생성할 수 있다. 다른 배열 하에서는 상기 비접촉식 부착 동작에 따라, 이러한 역할이 뒤바뀔 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 원형 상관 자기 구조는 단 극성의 외부 고리 모양 링 및 내부 원을 차지하는 코딩된 자기 소스의 코딩된 앙상블에 따라 뒤바뀔 수 있다. 스냅 동작에 대응하는 일 배열 하에서, 상기 외부 고리 모양 링 안의 코딩된 자기 소스의 앙상블은 짧은 범위, 더 강한 최대 인력 곡선을 생성할 수 있고, 상기 내부 원은 긴 범위, 더 짧은 최대 척력 곡선을 생성할 수 있다. 다른 배열 하에서는 상기 비접촉식 부착 동작에 따라, 이러한 역할이 뒤바뀔 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 추가적인 자기장을 생성하는 추가적인 변조 요소가 멀티 레벨 자기장 시스템(1000)의 완화 거리의 증가 또는 감소에 사용될 수 있다.

만약 하나 또는 그 이상의 제 1 영역 및 제 2 영역이 전자석 또는 영구 전자석에 의해 생성되면, 제어 시스템은 상기 짧은 범위 힘 곡선 또는 긴 범위 힘 곡선을 변화시키는 데에 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 공간력 함수는 상기 짧은 범위 힘 곡선 또는 긴 범위 힘 곡선을 변화시킬 수 있도록 멀티 레벨 상관 자기 시스템의 상관 자기 구조 중 적어도 하나가 움직이도록(예컨대 회전) 설계될 수 있다.

도 10에는, 제 1 상관 자기 구조(1002a) 및 제 2 상관 자기 구조(1002b)를 포함하는 바람직한 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 도시되어 있다. 제 1 상관 자기 구조(1002a)는 외부 영역(1004a) 및 내부 영역(1006a)으로 나뉘어 있다. 유사하게, 상기 제 2 상관 자기 구조(1002b)도 외부 영역(1004b) 및 내부 영역(1006b)으로 나뉘어 있다. 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조(1002a, 1002b)의 외부 영역(1004a, 1004b)은 각각 제 1 공간력 함수에 대응하는 제 1 코드에 의해 코딩된 위치 및 극성을 갖는 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는다. 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조(1002a, 1002b)의 내부 영역(1006a, 1006b)은 각각 제 2 공간력 함수에 대응하는 제 2 코드에 의해 코딩된 위치 및 극성을 갖는 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는다.

일정 배열 하에서는, 상기 외부 영역(1004a, 1004b)은 각각 상보적으로 코딩된 복수의 자기 소스를 포함하고, 따라서 상보적인(즉, 대립하는 극성) 소스 쌍이 실질적으로 배열될 때 인력을 생성하고 뾰족한 인력 대 분리(또는 떨어지는) 거리 곡선을 갖는다. 그리고 상기 내부 영역(1006a, 1006b)은 또한 각각 반 상보적으로 코딩된 복수의 자기 소스를 포함하고, 따라서 반 상보적인(즉, 동일한 극성) 소스 쌍이 실질적으로 배열될 때 척력을 생성하고, 더 넓고 덜 뾰족한 척력 대 분리(또는 떨어지는) 거리 곡선을 갖는다. 이에 따라, 서로가 근접하고 실질적으로 배열되었을 때 제 1 및 제 2 상관 자기장 구조(1002a, 1002b)가 스냅 동작을 가질 수 있고, 이에 따라 그들의 공간력 함수는 척력에서 인력으로 변한다. 아니면, 상기 내부 영역(1006a, 1006b)은 각각 동일한 극성 성향을 갖는 복수의 자기 소스를 포함하거나 오직 하나의 자기 소스를 사용하여 이루어질 수 있으며, 이 경우 유사한 스냅 동작이 생성된다.

다른 배열 하에서는, 상기 외부 영역(1004a, 1004b)은 각각 반 상보적으로 코딩된 복수의 자기 소스를 포함하고, 따라서 반 상보적인(즉, 동일한 극성) 소스 페어가 실질적으로 배열될 때 척력을 생성하고 뾰족한 척력 대 분리(또는 떨어지는) 거리 곡선을 갖는다. 그리고 상기 내부 영역(1006a, 1006b)은 또한 각각 상보적으로 코딩된 복수의 자기 소스를 포함하고, 따라서 상보적인(즉, 대립하는 극성) 소스 쌍이 실질적으로 배열될 때 인력을 생성하고, 더 넓고 덜 뾰족한 인력 대 분리(또는 떨어지는) 거리 곡선을 갖는다. 이에 따라, 서로가 근접하고 실질적으로 배열되었을 때 제 1 및 제 2 상관 자기장 구조(1002a, 1002b)가 비접촉식 부착 동작을 가질 수 있고, 이에 따라 그들의 공간력 함수가 척력에서 인력으로 변하는 완화 거리에서 평형을 이룬다. 아니면, 상기 외부 영역(1004a, 1004b)은 각각 동일한 극성 성향을 갖는 복수의 자기 소스를 포함하거나 오직 하나의 자기 소스를 사용하여 이루어질 수 있으며, 이 경우 유사한 비접촉식 부착 동작이 생성된다.

상기 외부 영역(1004a, 1004b) 및 내부 영역(1006a, 1006b)이 복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 배열에 대하여, 추가 상관에 의한 움직임에 대한 반응을 더 통제할 수 있다. 예를 들면, 다른 것에 대하여 하나의 상관 자기 구조를 비틀 때, 긴 범위 영역이 짧은 범위 영역과 동일하거나 유사한 속도로 비 상관될 수 있고, 그렇게 함으로써 고정 위치의 높은 정확도를 유지한다. 아니면, 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 도 18a 내지 도 18f와 관련하여 아래 상세하게 논의된 코딩되지 않은 자기 소스의 특정 설정을 사용할 수 있다.

도 11는 멀티 레벨 자기장 구조(1000)를 이루는 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)의 짧은 범위 영역에 대응하는 제 1 힘 대 분리 거리 곡선(1102)의 절대값 및 두 개의 상관 자석 구조(1002a, 1002b)의 긴 범위 영역에 대응하는 제 2 힘 대 분리 거리 곡선(1104)의 절대값을 도시하는 멀티 레벨 완화 거리 결정 도표(1100)가 도시하고 있다. 상기 두 개의 곡선은 천이 지점(1106)에서 교차하고, 상기 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)가 완화 거리(1108)에 대응하여 서로에게 다가가는 동안, 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)가 짧은 범위 영역이 끌어당기는 상태이고 긴 범위 영역이 밀어내는 상태인지 여부 또는 그 반대의 상태인지 여부에 따라 밀어내는 상태에서 끌어당기는 상태로 또는 끌어당기는 상태에서 밀어내는 상태로 천이할 수 있다.

도 12는 교대로 양-음 패턴인 자기 소스를 갖는 외부 영역(1004a, 1004b) 및 하나의 양 자기 소스를 갖는 내부 영역(1006a, 1006b)을 각각 갖는 제 1 및 제 2 상관 자기 구조(1002a, 1002b)를 갖는 멀티 레벨 자기장 구조(1000)의 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 이에 따르면, 제 1 및 제 2 자기장 구조(1002a, 1002b)는 실질적으로 동일하다. 대체적으로, 상기 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)의 코딩이 상보적일 수 있고 교대의 양-음 패턴이 아닐 수 있다. 이 경우 두 개의 구조(1002a, 1002b)는 동일하지 않을 것이다.

도 13a는 교대로 양-음 패턴인 자기 소스를 갖는 내부 영역(1006a, 1006b) 및 하나의 음 자기 소스를 갖는 외부 영역(1004a, 1004b)을 각각 갖는 제 1 및 제 2 상관 자기 구조(1002a, 1002b)를 갖는 멀티 레벨 자기장 구조(1000)의 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 이에 따르면, 제 1 및 제 2 자기장 구조(1002a, 1002b)는 동일하나, 짧은 범위 인력 및 긴 범위 척력을 생성하도록 결합될 수 있다.

도 13b는 외부 영역(1004b)이 양 극성을 갖는 것만 제외하고는 거의 도 13A의 상관 자기 구조(1002b)와 동일한 다른 실시예를 도시하고 있다. 상기 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)는 짧은 범위 척력 및 긴 범위 인력을 생성하도록 결합될 수 있다.

도 13c는 상관 자기 구조(1002a)가 원형이고 내부 영역(1006a)의 코딩이 교대되는 양-음 패턴에 대응하지 않는, 도 13a의 상관 자기 구조(1002a)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 멀티 레벨 자기장 시스템(1000)을 완성하기 위하여, 제 2 원형 상관 자기 구조(1002b)는 제 1 원형 상관 자기장 구조(1002a)의 외부 영역(1006a)과 같이 상보적인 코딩을 갖는 내부 영역(1006b) 및 동일한 극성을 갖는 외부 영역(1006b)을 갖는 것에 사용될 수 있을 것이다.

도 14a 및 14b는 컨택없이 각각 제 1 및 제 2 상관 자기 구조(1002a, 1002b)를 포함하는 세 개의 다른 멀티 레벨 장치(1000)에 의한 비접촉식 부착에 따라 부착되는 제 1 물체(1400) 및 제 2 물체(1402)의 다양한 도면을 제공한다. 당업자라면 하나의 멀티 레벨 구조(100) 또는 두 개 또는 그 이상의 멀티 레벨 구조(100)가 두 개의 물체(1400, 1402) 사이에 비접촉식 부착을 제공하도록 사용될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 사실 본 발명의 일 실시예에 의하면 두 개의 물체(1400, 1402) 사이에 컨택없이 다른 물체(1402)와 상관하여 한 물체(1400)의 위치를 컨트롤하는데 사용될 수 있다.

앞서 논의한 바와 같이, 복수의 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 두 개의 물체(1400, 1402)의 비접촉식 부착을 제공하기 위해 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 세 개 또는 그 이상의 상기 구조는 표면 위의 어떤 지점에 물체를 유지시키기 위해 자기의 "보이지 않는 다리"처럼 동작하도록 사용될 수 있다. 유사하게, 두 개 또는 그 이상의 "스냅" 동작은 한 물체를 다른 물체에 유지시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 방수포의 네 코너에 위치한 네 개의 스냅 멀티 레벨 구조는 직각의 개구부를 덮는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 접촉식 부착 구조 및 스냅 구조의 다양한 조합은 결합될 수 있다. 예를 들면, 스냅 구조는 물체를 회전 축의 끝에 고정시킬 수 있고, 비접촉식 부착 구조는 다른 표면에 걸쳐 회전하는 물체 사이에 간격을 유지하도록 사용될 수 있다. 특히, 하부 표면 또는 상부 표면 상의 제 1 원형 밴드 형 멀티 레벨 상관 자기 구조는 반대편 표면의 다른 원형 밴드 형 멀티 레벨 상관 자기 구조와 상호 작용할 수 있거나, 작은 아치(즉, 하나의 밴드의 일 부분)조차 하나의 표면 상에서 사용될 수 있다.

다른 배열 하에서, 상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 자기 스프링 또는 충격 흡수기로 사용될 수 있다. 상기 자기 스프링은 무수한 장치에 사용될 수 있고, 진동을 흡수하거나 손상을 예방하는 등의 동작을 한다. 특히 충격 흡수기의 소산 요소는 자기장 내에 컨덕터를 위치시킴으로써 생성될 수 있고, 발진을 줄이기 위한 동작에 따른 짧은 와상 전류를 생성할 수 있다.

다른 배열 하에서, 상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 설계에 따라 진정된 상태인 문과 서랍을 만드는 데에 사용될 수 있고, 따라서 문, 캐비닛 문 및 서랍은 가깝고 접촉되지는 않았으나 자기적으로 붙어있을 것이다.

다른 배열 하에서, 상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은무엇을 끌기 전에 척력, 예컨대 물건을 밀거나 끄는 물체를 극복하기 위한 아동 보호 및 동물 보호 장치를 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 새로운 장치는 전기적 스위치, 기계적 래치 등과 같은 형식을 가질 수 있고, 이때 척력은 어른들은 아니지만 아동 또는 동물이 그 힘을 극복하기 어려운 경우 알 수 있도록 규정될 수 있다. 상기 장치는 (만약 어떠한 장치라도) 가질 수 있는 인력의 크기를 컨트롤하기 위한 스페이서를 선택적으로 사용할 수 있다.

일반적으로, 상관 자기 구조는 시각 장애인이 위치를 찾고 그 자리로 찾아 가는 것이 쉽도록 물체를 아는 위치 및 방향에 붙임으로써 그들을 도와주는 데에 유용할 수 있다. 특정 코딩은 또한 물체의 특정 자기 표시를 제공하고, 따라서 다른 위치에 물체를 놓으면 거부될(받아들여지지 않을) 것이다.

구동 장치는 상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)을 포함하고, 현재 적정한 파워 구동을 얻는 데에 사용되는 기어에 대한 요구 없이 예컨대 풍차 같은 늦게 움직이는 물체와 함께 작동하도록 설계될 수 있다.

상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)을 포함할 수 있는 하나의 장치는 톱에 대한 안티 킥(anti-kick) 날개 방출 메커니즘이고, 이에 의해 날개가 나무와 같은 물체에 파고들 때, 이것이 고정되거나 아니면 날개를 차올리고/또는 물체를 내몰 수 있고, 상기 날개가 풀릴 것이다. 톱은 자동적으로 상기 발생을 차단시킬 것이다.

상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)의 다른 적용은 날 수 있도록 쉽게 부착되고 반면 저장 및 운송을 위해 쉽게 탈착될 수 있는 날개와 같은 부분이 있는 모델 비행기의 비행과 함께한다.

아래 상기 "비접촉식" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000) 기술을 포함하는 몇몇의 장치에 대한 추가적인 아이디어가 기술된다.

병원에 머무는 동안 침대 앓이를 감소 또는 제거하기 위한 자기 반발에 기초한 환자용 부양 침대. 자석은, 침대 상의 자석에 대응하여 지지되고 특정 위치에 유지되는 환자 캐리어에 내장됨.

앰뷸런스 내의 특정 위치에 고정을 위해 상관 자석을 사용하는 환자용 거니(gurney). 스프링 마모, 먼지, 부식 등에 영향받는 종래의 고정을 대체함.

상관 자석을 사용한 환자용 제지 장치. 환자용 의상에 키 자석(keyed magnet)을, 의자에는 대응하는 자석 등을 사용할 수 있음.

진동을 감소 또는 제거하기 위하여 멀티 레벨 비접촉식 부착 장치를 사용하는 엔진 또는 모터 마운트.

쉽게 떼어낼 수 있는 좌석 패드.

줄 또는 벨크로(Velcro)를 제거하기 위한 부츠/신발 잠금 장치.

트레일러를 위한 자동 배열 히치.

종래의 기계적인 자물쇠를 대체하기 위한 엘리베이터 문 잠금 장치.

키 자석(keyed magnet) 여분 타이어 마운트.

교체가능한 신발 밑창(스포츠 신발, 개인 의상 등).

스크류 마운트를 대체할 수 있는 가벼운 전구 베이스.

슬로우-모터 기술을 사용하는 오븐 로티세리(rotisserie).

슬로우-모터 기술을 사용하는 전자레인지 회전 플랫폼.

착용되는 마찰 플레이트를 제거한 접촉되지 않는 클러치 플레이트.

다양한 대립 자석(마찰에 기초한 요소를 제거한)을 사용하는 오래 지속되는 실내 운동용 자전거.

지갑 잠금 장치.

키(keyed) 게이트 래치.

멀어지는 엘리베이터 또는 다른 기계적인 장치를 멈추기 위해 선형 자석을 사용.

도 15a 내지 도 15b에는 "스냅" 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 스냅 스위치(1500)를 생성하는 데에 사용될 수 있는 또 다른 배열이 도시되어 있다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 바람직한 순간 스냅 스위치(1500)는 스프링(1502), 두 개의 컨택(1504a 내지 1504b), 스페이서(1506) 및 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)을 포함한다. 상기 스페이서(1506)의 용도는 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)의 요소(1002a, 1002b)가 접촉하는 것을 막기 위함이고, 그렇게 함으로써 알짜 힘을 반발 상태로 유지한다. 도 15b 및 도 15c는 상기 스페이서(1506)의 용도를 도시하고 있다. 상기 도 15b는 상관 자기 구조(1002a, 1002b)의 분리와 연관된 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)의 인력 및 척력 곡선의 절대값을 도시하고 있고, 도 15c는 X축의 입력 외부 힘 대 Y축의 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000) 반응력에 따라 도시된 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)의 인력 및 척력 곡선의 합을 도시한다. 도 15b에 따르면, 상기 스페이서(1506)는 상기 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)를 접촉하지 않게 유지 하고 두 개의 상관 자기 구조(1002a, 1002b)가 끌어당기는 상태로 천이되는 것을 예방한다. 이는 외부 힘이 제거될 때 상관 자기 구조(1002a, 1002b)를 접착되지 않게 한다. 도 15c에 따르면, 상기 스페이서 접촉 거리는 최대 척력과, 끌어당기고 밀어내는 상태 사이에 있는 완화 지점 사이의 어떤 위치이다. 당업자라면 복수의 배열 및 다양한 접근이 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 끌어당기는 상태로의 천이를 방지하게 할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

순간 스냅 스위치(1500)의 자기 이력 현상은 도면 15d와 연관하여 설명될 수 있다. 스프링(1502)은 외부 힘(1508)에 의해 압축되는 동안 상관 자기 구조(1002a, 1002b)가 서로 가까워지게 한다. 도 15d에는 45도 방향으로 위로 이동하는 것이 도시되어 있다. 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)을 압축하기 위해 요구되는 상기 외부 힘(1508)은 더한 압축을 위해 필요한 힘이 줄어들기 시작하는 어떤 거리까지 증가한다. 이는 컨택(1504a, 1504b)이 닫힐 때까지 상기 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 폐쇄를 가속할 수 있도록 하는 불안정을 만들어낸다. 바로 그때, 상기 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 상기 컨택(1504a, 1504b)이 닫힌 상태를 유지하기 위한 단지 작은 유지력을 요구하고, 압축 스프링(1502)은 쉽게 상기 힘을 공급한다. 상기 스프링(1502)에 의한 외부 힘(1508)이 완화될 때 상기 컨택(1504a, 1504b)은, 스프링(1502) 힘이 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)의 척력과 동일한 또 다른 임계점까지 닫힌 상태를 유지한다. 바로 그때, 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은, 그들이 최대 힘 지점에 도달하고 외부 힘(1508)에 반하여 스프링(1502)을 압축하며 감소되기 시작할 때까지 개방의 가속을 시작한다. 그러고 나서 상기 컨택(1504a, 1504b)은 척력 및 외부 힘(스프링 힘)이 동일해질 만큼 떨어진다. 그리고 상기 스프링(1502)을 다시 압축하는 방식으로 사이클이 반복될 수 있다. 이 후반부의 순간적인 동작은 도 15d에 그들이 45도 라인의 안적적인 위치에 도달하는 것을 위의 두 개의 화살표로 도시되어 있다.

도 16에는 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)의 스냅 상관 자기 구조(1000)를 이루는 스프링(1502) 및 두 개의 자석(1002a, 1002b) 사이의 힘 대 위치 관계를 나타내는 다이어그램이 도시되어 있다.

도 17a에는 외부 힘(1508)이 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)에 일정 기간 지속되고 그리고 사라지는 동안, 상기 순간 스냅 스위치(1500)의 상관 자기 구조(1002a)의 외부 힘(1508) 대 위치를 도시한다. 도 17a에 따르면, 순간 스냅 스위치(1500)에 적용된 외부 힘(1508)의 위치(즉, 손가락)는 제 1 곡선(1702)에 의해 나타나고, 상기 외부 힘(1508)은 제 1 위치에서부터, 순간 스냅 스위치(1500)가 제 2 개방 위치일 때에는 제 2 위치로 이동하고, 순간 스냅 스위치(1500)가 폐쇄 위치일 때에는 외부 힘(1508)이 순간 스냅 스위치(1500)로부터 없어질 동안 제 1 위치로 다시 돌아간다. 당업자라면, 외부 힘(1508)이 자동화 장치의 일부와 같은 어떠한 물체에 의해 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 제 2 곡선(1704)에 의해 나타난 상관 자기 구조(1002a)의 위치는 제 1 곡선(1702)와 상관하여 도시될 수 있다. 두 개의 곡선(1702, 1704)에 따르면, 상관 자기 구조(1002a)가 외부 힘(1508)이 스프링(1502)을 누르고 순간 스냅 스위치(1500)를 압축하는 동안, 개방 위치에서부터 시작하여 제 2 상관 자기 구조(1002b)에 가깝게 이동한다. 초기에는 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 밀어내는 상태(또는 모드)이므로 스프링(1502)과 상관 자기 구조(1002a)는 본질적으로 서로를 밀어내기 때문에, 상관 자기 구조(1002a)는 외부 힘(1508)의 움직임과 관련하여 선형적으로 이동한다. 완화 거리에 접근할 때, 상기 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 밀어내는 상태에서 끌어당기는 상태로 천이하기 시작한다. 힘의 법칙이 최대 척력에서부터 제로 힘으로 가기 시작하는 동안, 스프링(1502)에 가해진 외부 힘(1508)은 상기 스페이서(1506)가 다른 상관 자기 구조(1002b)로 가깝게 이동하는 것을 멈출 때까지 상관 자기 구조(1002a)가 아래로 빠르게 이동하도록 하는 작은 척력을 접한다. 그 것의 위치는 외부 힘(1508) 위치가 스위치의 폐쇄 위치로부터 충분히 떨어지게 또는 스위치의 개방 위치에 가깝게 이동하고 따라서 제 2 곡선(1704)의 갑작스런 상승에 따라 상관 자기 구조(1002a)는 상기 스페이서(1506)로부터 밀어내어진다. 그리고 나서 상기 상관 자기 구조(1002a)는 외부 힘(1508)이 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 그의 개방 위치에 다시 위치할 때까지 순간 스냅 스위치(1500)로부터 제거되는 동안 선형적으로 이동한다.

도 17b는 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)에 적용되었다가 사라지는 외부 힘(1508)에 따른 자석 힘을 도시한다. 도 17b에 따르면, 곡선(1706)에 의해 도시된 상기 자석 힘은 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 자신의 개방 위치에 있을 때 발생하는 최소 척력에서 시작한다. 외부 힘(1508)이 적용되는 동안, 밀어내는 상태에서 끌어당기는 상태로 천이하기 시작할 때 상관 자기 구조(1002a)가 완화 거리에 다가가기 시작할 때까지 상기 자석 힘은 증가한다. 힘의 법칙이 최대 척력에서부터 제로 힘으로 가기 시작하는 동안, 스프링(1502)에 가해진 외부 힘(1508)은 상기 스페이서(1506)가 다른 상관 자기 구조(1002b)로 가깝게 이동하는 것을 멈출 때까지 상관 자기 구조(1002a)가 아래로 빠르게 이동하도록 하는 작은 척력을 접한다. 상기 자석 힘은 외부 힘(1508) 위치가 스위치의 폐쇄 위치로부터 충분히 떨어지게 또는 스위치의 개방 위치에 가깝게 이동할 때까지 유지되고, 따라서 제 2 곡선(1706)의 갑작스런 상승에 따라 상관 자기 구조(1002a)는 상기 스페이서(1506)로부터 밀어내어진다. 상기 스프링(1502)에 의해 아래 방향으로 밀어질 때까지 상기 상관 자기 구조(1002a)는 반발하고 상기 힘은 증가한다. 그리고 나서 그들은 평형을 찾는다. 그리고 상기 자석 힘은, 상기 외부 힘(1508)을 상기 자석 힘이 그의 개방 위치에 대응하는 최소 척력으로 돌아갈 때까지 제거하는 동안 감소한다.

도 17c는 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)에 적용되었다가 사라지는 외부 힘(1508)에 따른 상관 자기 구조(1002a)의 위치 대 외부 힘(1508)의 위치를 도시한다. 도 17c 및 곡선(1708)에 따르면, 스위치의 개방 위치에 대응하는 제 1 위치에 존재하는 상관 자기 구조(1002a) 및 외부 힘(1508)은 상기 도표의 우측 상단에 도시되어 있다. 상기 상관 자기 구조(1002a) 및 스프링(1502)이 평형 상태(즉, 서로를 밀어내는 상태)이기 때문에, 외부 힘(1508)이 가해지는 동안 상기 곡선(1708)은 선형적으로 움직인다. 상관 자기 구조(1002a)가 완화 거리에서 접근하기 시작하는 동안 밀어내는 상태에서 끌어당기는 상태로 천이하기 시작할 때, 그 힘의 법칙이 최대 척력에서부터 제로 힘으로 다가가기 시작한다. 이때, 상기 스페이서(1506)가 상관 자기 구조(1002a)가 다른 상관 자기 구조(1002b)로 가깝게 이동하는 것을 멈출 때까지 외부 힘(1508)의 위치가 동일한 위치일 동안, 스프링(1502)에 의해 적용되는 외부 힘(1508)은 상관 자기 구조(1002a)가 아래로 빠르게 이동하도록 하는 작은 척력을 접한다. 상관 자기 구조(1002a)는 외부 힘(1508)이 적용되는 동안 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)이 그의 폐쇄 위치에 도달할 때까지 동일한 위치를 유지하고, 상관 자기 구조(1002a)는 외부 힘(1508)의 위치가 스위치의 폐쇄 위치로부터 충분히 떨어지고 스위치의 개방 위치에 가깝게 이동할 때까지 유지를 지속한다. 따라서 곡선(1708)의 갑작스런 상승에 따라 상관 자기 구조(1002a)는 상기 스페이서(1506)로부터 밀어내어진다. 상관 자기 구조(1002a) 및 스프링(1502)는 다시 평형을 찾고, 스위치의 개방 위치에 대응하는 도표의 우측 상단에 도달할 때까지 선형적으로 움직인다.

도 18a 내지 18f에는 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)에 따라 사용될 수 있는 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)의 다른 배열이 도시되어 있다. 매우 중요하게도, 도 18a 내지 18f의 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000) 상관 자기 구조(1002a, 1002b)의 상대적인 크기 및 장 강도는 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)의 바람직한 동작 특성에 대응하는 자기 이력 현상 속성을 생성한다. 덧붙여, 도 15a의 순간 스냅 스위치(1500)에 사용된 스냅-반발 자기 구조에 대하여 설명하고 있지만, 당업자라면, 앞서 기술된 것처럼, 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)은 대체적으로 비접촉식 부착 동작을 가질 수도 있음을 인식할 수 있을 것이다.

도 18a에 따르면, 멀티 레벨 자기 시스템(1000)은 제 1 자기 구조(1002a) 및 제 2 자기 구조(1002b)를 포함한다. 상기 제 1 자기 구조는 제 1 외부 영역(1004a) 및 제 1 내부 영역(1006a)을 포함하고, 상기 제 2 자기 영역(1002b)은 제 2 외부 영역(1004b) 및 제 2 내부 영역(1006b)을 포함한다. 제 1 및 제 2 외부 영역(1004a, 1004b)은 대립하는 극성을 갖는 자기 소스를 갖기 때문에 인력을 생성할 것이다. 제 1 및 제 2 내부 영역(1006a, 1006b)은 동일한 극성을 갖는 자기 소스를 갖기 때문에 척력을 생성할 것이다. 일정한 배열 하에서, 양(positive) 자기 소스는 종래 자석(1002a)의 양극의 제 1 내부 영역(1006a)에서 자기화되고, 양 자기 소스는 종래 자석(1002b)의 음극의 제 2 내부 영역(1006b)에서 자기화된다. 대체적인 배열 하에서, 음(negative) 자기 소스는 종래 자석(1002a)의 양극의 제 1 내부 영역(1006a)에서 자기화되고, 음 자기 소스는 종래 자석(1002b)의 음극의 제 2 내부 영역(1006b)에서 자기화된다. 다른 배열 하에서, 양 자기 소스는 제 1 내부 영역(1006a) 내에서 자기화되고 음 소스는 제 1 자기 구조(1002a)의 제 1 외부 영역(1004a) 내에서 자기화되며, 양 자기 소스는 제 2 내부 영역(1006b) 내에서 자기화되고 양 소스는 제 2 자기 구조(1002b)의 제 2 외부 영역(1004a) 내에서 자기화된다. 또 다른 배열 하에서, 음 자기 소스는 제 1 내부 영역(1006a) 내에서 자기화되고 양 소스는 제 1 자기 구조(1002a)의 제 1 외부 영역(1004a) 내에서 자기화되며, 음 자기 소스는 제 2 내부 영역(1006b) 내에서 자기화되며 음 소스는 제 2 자기 구조(1002b)의 제 2 외부 영역(1004a) 내에서 자기화된다.

도 18b에 따르면, 멀티 레벨 자기 시스템(1000)은 자기 구조(1002) 및 한쪽 단에 제 1 극성을 갖고 타 단에 상기 제 1 극성과 대립되는 제 2 극을 갖는 종래 자석(1800)을 포함한다. 상기 자기 구조(1002)는 외부 영역(1004) 및 내부 영역(1006)을 포함한다. 일정 배열 하에서, 종래 자석(1800)의 제 1 극성은 양 극성이고, 자기 구조(1002)의 외부 영역(1004)이 음 극성을 갖도록 자기화되는 반면 자기 구조(1002)의 내부 영역(1006)은 양 극성을 갖도록 자기화된다. 다른 배열 하에서, 상기 자기 구조(1002)는 초기에는 제 1 종래 자석(1800)처럼 대립되는 극성을 갖는 제 2 종래 자석이었으나, 이 후 상기 자기 구조(1002)의 내부 영역(1006)은 제 1 종래 자석(1800)처럼 동일한 극성을 갖도록 자기화된다. 이와 같이, 상기 자기 구조(1002) 및 종래 자석(1800)의 도시된 측면이 함께 놓일 때, 그들은 멀티 레벨의 밀어내는 동작 및 스냅 동작을 제공한다.

도 18c 내지 18f는 멀티 레벨 자기 시스템(1000)을 이루는 자기 구조(1002, 1002a, 1002b, 1004a, 1004b, 1800)의 내부 영역(1006, 1006a, 1006b) 및 외부 영역(1004, 1004a, 1004b) 뿐만 아니라 자기 구조(1002, 1002a, 1002b, 1004a, 1004b, 1800)를 위해 사용될 수 있는 다양한 형태를 도시하고 있다. 도 18c에 도시된 상기 자기 구조(1002a, 1002b)는 직사각형이고, 상기 내부 영역(1006a, 1006b)은 원형이다. 도 18d에 도시된 자기 구조(1002)의 내부 영역(1006)은 직사각형이다. 도 18e 및 18f에 도시된 내부 영역(1006,1006a)은 육각형의 모양을 갖는다. 일반적으로, 당업자라면 두 개의 자기 구조의 제 1 영역 및 제 2 영역의 매우 다양한 변형이 서로 끼워져 있지 않고 옆에 위치하는 영역을 포함할 수 있기 때문에 내부 영역과 외부 영역이 존재함을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 다양한 강도를 갖는 나란한 줄무늬가 있을 수 있다.

도 19a는 도 15a의 스프링(1502)이 상관 자기 구조(1002a)에 대해 척력(1904)을 생성하는 자석(1902)에 의해 대체될 수 있는 또 다른 바람직한 순간 스냅 스위치(1900)를 도시하고 있다. 도 19a에 따르면, 순간 스냅 스위치(1900)는 스냅 멀티 레벨 시스템(1000)으로 기능하는 두 개의 자석(1002, 1004)(예컨대 상관 자기 구조(1002a, 1002b)) 및 자석(1002)에 대해 척력을 생성하는 상부 자석(1902)를 이용한다. 세 개의 자석(1002, 1004, 1902)은 오직 상부 자석(1902) 및 중간 자석(1002)의 상승 또는 하강 움직임만 허락하는 이동 속박 시스템(1906) 내에 속박된다. 덧붙여, 순간 스냅 스위치(1900)는 두 개의 컨택(1910a, 1910b)을 이용하고, 컨택(1910a)은 자석(1002)과 연관되고 컨택(1910b)은 자석(1004)과 연관된다. 더 나아가, 순간 스냅 스위치(1900)는 자석(1004)에 부착되는 스페이서(1912)를 이용하고, 상기 스페이서(1912)의 용도는 스냅 멀티 레벨 자기 시스템(1000) 요소의 접촉을 방지하는 것으로 이로써 알짜 힘을 척력 상태로 유지할 수 있다. 상기 스페이서(1912)는 대신 자석(1002)에 부착될 수 있다. 아니면, 제 1 스페이서(1912)는 자석(1004)에 부착될 수 있고, 제 2 스페이서(1912)는 자석(1002)에 부착될 수 있다.

동작 중에, 상부 자석(1902)에 외부 힘(1908)이 적용될 때, 상부 자석(1902) 및 중간 자석(1002) 사이의 척력은 도 15a의 스프링(1502)과 유사하게 동작한다. 상기 척력(1904)은 상기 자석(1002, 1004) 사이에서 생성된 척력보다 크기 때문에 이는 곳 스냅 멀티 레벨 시스템(1000)이 스프링(1902)처럼 실질적으로 동일한 이력 거동을 생성할 것을 의미한다. 그러나, 오직 자성이 이용되기 때문에, 이력 거동이 변하지 않고 남아 있을 것이고, 특히 영구 자석(1002, 1004, 1902)의 사용을 가정하면 영원히 남아 있을 것이다. 도 19b는 다른 순간 스위치(1900')를 도시하고 있다. 여기에 도시된 스프링(1502)은 나머지 반쪽은 자석(1002)인 비접촉식 부착 멀티 레벨 시스템(1000)의 반쪽 자석(1902)에 의해 대체된다. 당업자라면, 도 19a 및 19b의 순간 스위치(1900, 1900')가 장치(1900, 1900')의 방향에 관계없이 동일하게 기능할 것임을 알 수 있을 것이다. 이에 따라, "상부 자석" 및 "상승 및 하강 움직임"은 한정적으로 사용된 것이 아니고, 단지 도 19a 및 19b에 도시된 방향을 설명하기 위해 사용된 것이다. 더 나아가, 당업자라면 자기 구조(1002, 1004, 1902)를 생성하기 위해 사용되는 코드의 특성이 요구되는 천이 및 회전 속박 타입을 결정한다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 19c는 두 개의 자석(1914, 1916) 및 도 19a 및 19b에 도시된 중간 자석(1002)을 대신하여 사용될 수 있는 선택적인 스페이서(1918)를 도시하고 있다.

도 20a는 도 19a에 도시된 순간 스냅 스위치(1900)의 스냅 멀티 레벨 시스템(1000)의 외부 자석(1902) 및 두 개의 자석(1002, 1004) 사이의 힘 대 위치 관계를 도시하고 있다.

도 20b는 도 19b에 도시된 순간 스냅 스위치(1900')의 스냅 멀티 레벨 시스템(1000)의 외부 자석(1902) 및 두 개의 자석(1002, 1004) 사이의 힘 대 위치 관계를 도시하고 있다.

도 21a 내지 21f는 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 스냅 스위치(1900)를 사용하는 바람직한 실린더(2100)를 도시하고 있다. 도 21a는 바람직한 순간 스위치(1900)의 제 1 자석(1902)에 부착된 누름 버튼(2102)을 도시하고 있다. 도 21b는 바람직한 순간 스위치(1900)의 관련된 전기적 컨택(1910a)을 갖는 제 2 자석(1002)를 도시하고 있다. 도 21c는 바람직한 순간 스위치(1900)의 제 3 자석(1004)(베이스(2104) 상에 지지되는)을 도시하고 있다. 도 21d는 도 21a의 누름 버튼(2102) 및 제 1 자석(1902), 도 21B의 제 2 자석(1002) 및 컨택(1910a) 및 도 21c의 제 3 자석(1004) 및 베이스(2104)를 받는 상부 테두리(2106), 슬롯(2108), 상부 홀(2110) 및 하부 홀(2112)을 갖는 바람직한 실린더(2100)를 도시하고 있다. 도 21e는 슬롯(2108) 및 제 3 자석(1004)의 상부에 위치한 스페이서(1912) 및 컨택(1910b)이 있는 정상 개방 상태의 바람직한 순간 스위치(1900)를 갖는 조립된 실린더(2100)를 도시하고 있다. 도 21f는 폐쇄 상태에서의 바람직한 순간 스위치(1900)를 갖는 조립된 실린더(2100)를 도시하고 있다.

당업자라면, 도 21a 내지 도 21f의 바람직한 실린더(2100)에 사용되는 바람직한 순간 스위치(1900)의 매우 다양한 변경이 다양한 순간 스위치, 아니면 다른 스위치 및 다른 종류의 장치eh 생성할 수 있게 하고, 이때 반복할 수 있는 이력 거동이 요구된다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 변경은 상기 장치에 포함된 자석(1002, 1004, 1902)을 속박하는 다양한 방법뿐만 아니라 다양한 모양의 자석(1002, 1004, 1902) 및 다양한 모양의 이동 속박 시스템(1906)을 포함한다. 예를 들면, 링 자석은 외부 속박과 대조적으로 중심 실린더를 에워싸는 데에 사용될 수 있다. 내부 및 외부 속박 방법이 모두 적용될 수 있다. 힌지(hinges) 또는 그와 같은 다양한 종류의 기계적인 장치 중 어떠한 것이라도 자석을 속박하는 데에 사용될 수 있다. 일반적으로, 당업자라면 본 발명에 따른 반복할 수 있는 이력 거동을 생성하기 위한 다양한 배열을 고안할 수 있을 것이다.

도 22a 내지 22c는 본 발명의 일 실시예에 따른 바람직한 자기 완충 장치(2200)를 도시하고 있다. 도 22a는 상기 바람직한 자기 쿠션 장치(2200)의 암(female) 요소(2202)를 도시하고 있다. 도 22b는 상기 바람직한 자기 쿠션 장치(2200)의 수(male) 요소(2204)(예를 들면, 피스톤(2204))를 도시하고 있다. 도 22C는 (자석(1002) 및 스페이서(1912)를 포함하는)암 요소(2202)가 (자석(1004)을 포함하는) 수 요소(2204) 위에서 움직일 수 있게 위치한 조립된 바람직한 자기 완충 장치(2200)를 도시하고 있다. 상기 자기 완충 장치(2200)는 도 21a 내지 도 21f의 바람직한 순간 스위치(1900)의 하부 영역과 유사하고, 여기서 상기 두 개의 자석(1002, 1004) 및 스페이서(1912)는 반복할 수 있는 이력 거동을 갖는 멀티 레벨 밀어내기 스냅 동작을 생성한다. 그러나, 스위치가 되는 것 대신, 도 22a 내지 도 22c의 자기 완충 장치(2200)는 스위치를 위한 회로를 필요로 하지 않고, 대신에 스프링 대신 자력을 사용하는 충격 흡수기와 매우 유사하게 동작한다. 상기 자기 완충 장치(2200)는 완충을 위한 스프링이 사용되는 모든 종류의 어플리케이션에 사용될 수 있고, 이는 가정 침대 또는 병원 침대와 같은 침대; 집, 비행기, 차량, 경주 차량, 버스, 기차 등에 사용되는 의자의 좌석 또는 등받이; 차량을 위한 충격 흡수기; 차량의 범퍼; 차량의 보호 장치;와 같은 것을 포함한다. 그러나 스프링과는 달리, 상기 스프링의 힘은 외부 힘이 작용할수록 계속 증가하지만, 상기 자기 완충 장치(2200)에는 최대 척력이 존재하고, 따라서 자석(1002, 1004)이 스페이서(1912)에 의해 떨어질 때까지 함께 이동하는 동안 척력이 감소한다. 상기 스페이서(1912)는 상기 자석(1002, 1004)중 어느 하나에 부착될 수 있다.

도 23a 내지 23c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바람직한 자기 완충 장치(2300)를 도시하고 있다. 도 23a는 상기 바람직한 자기 쿠션 장치(2300)의 암(female) 요소(2302)를 도시하고 있다. 도 23b는 상기 바람직한 자기 쿠션 장치(2300)의 수(male) 요소(2304)(예를 들면, 피스톤(2304))를 도시하고 있다. 도 23c는 (자석(1002) 및 스페이서(1912)를 포함하는)암 요소(2302)가 (자석(1004)을 포함하는) 수 요소(2304) 위에서 움직일 수 있게 위치한 조립된 바람직한 자기 완충 장치(2300)를 도시하고 있다. 상기 자기 완충 장치(2300)는 도 21a 내지 도 21f의 바람직한 순간 스위치(1900)의 하부 영역과 유사하고, 여기서 상기 두 개의 자석(1002, 1004) 및 스페이서(1912)는 반복할 수 있는 이력 거동을 갖는 멀티 레벨 밀어내기 스냅 동작을 생성한다. 그러나, 스위치가 되는 것 대신, 도 23a 내지 도 23c의 자기 완충 장치(2300)는 스위치를 위한 회로를 필요로 하지 않고, 대신에 스프링 대신 자력을 사용하는 충격 흡수기와 매우 유사하게 동작한다. 상기 자기 완충 장치(2300)는 완충을 위한 스프링이 사용되는 모든 종류의 어플리케이션에 사용될 수 있고, 이는 가정 침대 또는 병원 침대와 같은 침대; 집, 비행기, 차량, 경주 차량, 버스, 기차 등에 사용되는 의자의 좌석 또는 등받이; 차량을 위한 충격 흡수기; 차량의 범퍼; 차량의 보호 장치;와 같은 것을 포함한다. 그러나 스프링과는 달리, 상기 스프링의 힘은 외부 힘이 작용할수록 계속 증가하지만, 상기 자기 완충 장치(2300)에는 최대 척력이 존재하고, 따라서 자석(1002, 1004)이 스페이서(1912)에 의해 떨어질 때까지 함께 이동하는 동안 척력이 감소한다. 상기 바람직한 자기 완충 장치(2300)는, 자기 완충 장치(2200)와 비교하여, 다양한 모양의 자석(1002, 1004) 및 인클로저(enclosure)(2302, 2304)가 당업자에 의해 본 발명에 따른 다양한 종류의 바람직한 완충 장치를 생성하는 데에 사용될 수 있음을 설명하기 위한 것이다.

도 24는 복수의 상기 바람직한 자기 완충 장치(2200)의 제 1 바람직한 어레이(2400)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 완충 장치(2200)의 각각의 열은 대략 원형 완충 장치(2200) 폭의 반 정도 이동되고, 그렇게 함으로써 사이에 적은 공극(air gaps)을 갖고 압축될 수 있다.

도 25는 열 및 행으로 배열된 복수의 상기 바람직한 자기 완충 장치(2200)의 제 2 바람직한 어레이(2500)를 도시하고 있다. 일반적으로, 당업자라면 사용되는 자석 및 상기 완충 장치(2200, 2300) 및 그 대체물 제조하는 데에 사용되는 인클로저의 모양에 따라, 예를 들면 좌석 쿠션 또는 침대 매트리스의 일 부분과 같이 함께 동작하여 기능할 수 있는 다양한 배열이 사용될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.

도 26은 바람직한 자기 완충 장치(2200)의 또 다른 바람직한 어레이를 사용하는 바람직한 쿠션(2600)을 도시하고 있다. 이와 같은 쿠션(2600)은 매트리스, 좌석 또는 설명된 다른 것들에 사용될 수 있다. 당업자라면 스프링, 폼(foam) 또는 다른 종류의 물질과 같은 것을 사용하는 종래의 방법이 상기 자기 완충 장치(2200)와 함께 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따른 완충 장치(2200. 2300)는 신발 또는 부츠의 뒷꿈치를 생성하는 데에 사용될 수 있고, 신발 또는 부츠 내에 위치하는 바닥 및 패드에 사용될 수 있다. 유사한 완충 장치(2200, 2300)는 무릎 패드, 팔꿈치 패드, 또는 운동선수, 작업자, 군인 에 의해 사용되는 보호 기어 또는 사람에게 해를 예방하기 위해 충격을 흡수해야 하는 유사한 것들에 사용될 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 구동 능력을 갖는 바람직한 충격 흡수기(2700)를 도시하고 있다. 상기 바람직한 충격 흡수기(2700)는 도 22a 내지 도 22c에서 앞서 설명한 (두 개의 자석 및 스페이서를 포함하는) 완충 장치(2200) 및 하나 또는 그 이상의 자석(2702) 그리고 전류(2706)를 생성하기 위한 대응하는 코일(2704)을 사용한다. 도 27은 완충 장치(2200)의 일단에 부착된 하나의 축(2708)을 갖고, 타단에 축(2710)을 감싸는 자석(2702)과 그 자석(2702)를 감싸는 코일(2704)을 가지는 축(2710)이 부착되는 충격 흡수기(2700)를 도시하고 있다.

다른 배열 하에서는, 장치는 반복할 수 있는 이력 거동을 갖는 것들을 포함하는 멀티 레벨 자기 시스템(1000)의 복수 층을 포함하여 생성될 수 있다. 도 28은 3 개의 멀티 레벨 자기 시스템(1000, 1000', 1000")을 갖는 바람직한 장치(2800)를 도시하고 있다. 제 1 및 제 2 멀티 레벨 자기 시스템(1000, 1000')은 "밀어내기-스냅"이고, 제 3 멀티 레벨 자기 시스템(1000")은 ""비접촉식 부착"이다. 도시된 것과 같이, 상기 바람직한 장치(2800)는 각각 멀티 레벨 자석 동작을 하는 세 개의 멀티 레벨 자기 시스템(1000, 1000', 1000")을 생성하기 위해 사용되는 스페이서가 부착된 두 개의 자석을 포함하는 네 개의 자석을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제 1 자석 및 제 2 자석은 각각 스페이서를 갖는다. 제 1 및 제 2 자석, 그리고 제 2 및 제 3 자석은 결합하는 밀어내기-스냅 동작을 생성하고, 상기 제3 및 제 4 자석은 비접촉식 부착을 생성한다. 상기 제 1 내지 제 4 자석이 결합된 조합은 프로그램 작동이 가능한 반복할 수 있는 이력 현상에 대응한다. 당업자라면, 앞서 언급된 멀티 레벨 자기 시스템(1000)의 복수 층을 결합함으로써 모든 종류의 동작이 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

다른 배열 하에서, 멀티 레벨 자성의 복수 층을 생성하기 위하여 두 개의 자기 구조를 디자인 하는 것이 가능하다. 오직 두 개의 자기 구조를 사용하여 매우 다양한 자화 영역의 조합이 생성될 수 있다. 도 29a 내지 29d는 세 개 레벨의 자성을 생성하기 위해 코딩된 두 개의 자기 구조(2902, 2904)를 도시하고 있다. 특히, 두 개의 자기 구조(2902, 2904)가 서로 합쳐져 있기 때문에, 외부 끌어당김 층(또는 레벨), 밀어내기 층, 그리고 그들이 부착되었을 때 끌어당김 층이 존재한다. 도 29a는 각각 세개의 코딩된 영역(2902a, 2902b, 2902c, 2904a, 2904b, 2904c)으로 구성된 두 개의 자기 구조(2902, 2904)를 도시하고 있다. 제 1 및 제 2 코딩 영역(2902a, 2902b, 2904a, 2904b)은 비접촉식 부착 동작을 생성하기 위해 코딩되고, 제 3 코딩 영역(2902c, 2904c)은 제 2 및 제 3 코딩 영역(2902b, 2902c, 2904b, 2904c)에 의해 생성된 평형 거리보다 더 짧은 매우 짧은 던진 거리(throw)를 갖는 강한 부착 층을 생성하기 위해 코딩된다. 도 29b는 외부 끌어당김 층의 지정 거리보다 긴 거리만큼 분리된 두 개의 자기 구조(2902, 2904)를 도시하고 있다. 도 29c는 서로가 상대적으로 외부 끌어당김 층과 밀어내기 층 사이의 평형 거리에 위치하는 두 개의 자기 구조(2902, 2904)를 도시하고 있다. 도 29d는 아주 얇지만 매우 강한 끌어당김 층 내에서 인력이 내부 끌어당김 층의 두께에 따른 척력보다 큰 접촉된 두 개의 자기 구조(2902, 2904)를 도시하고 있다. 당업자라면 두 개의 자기 구조(2902, 2904)의 다양한 영역이 근접(즉, 나란하거나 아니면 접촉된)할 필요가 없다는 것을 알 수 있을 것이다. 대신에, 자화 영역이 자기 구조는 서로 떨어지지만 멀티 레벨 자성을 생성하기 위해 함께 동작하는 물질의 분리된 부분 위에 있는 자기 구조가 생성될 수 있다. 이러한 접근은 물질의 하나의 부분 상에 프린트된 맥셀(maxels)에 비해 별개(즉, 분리된)의 자석을 자기 소스로 사용하는 것과 유사하다. 일반적으로, 모든 종류의 조합이 가능한데, 상기 두 개의 상호작용하는 자기 구조(2902, 2904)는 각각 물질의 하나의 부분 또는 물질의 복수의 부분, 물질의 근접한 부분 또는 물질의 근접하지 않은 부분, 별개의 자석 또는 프린트된 맥셀 등이다.

도 29b 내지 도 29d는 또한 제어 시스템(미도시)의 일부로 사용될 수 있는 선택적인 센서(2906)를 도시하고 있다. 일반적으로, 하나 또는 그 이상의 센서(2906)는 두 개의 자기 구조(2902) 사이의 자성의 특성을 측정하기 위해 사용될 수 있고, 측정은 다양한 제어 상태(예를 들면 비설정된 상태, 평형 상태 및 폐쇄 상태)에 대응할 수 있다.

도 29e는 도 29a 내지 도 29d의 두 개의 자기 구조(2902, 2904)에 대한 바람직한 힘 곡선(2908)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 두 개의 자기 구조(2902, 2904)는 척력 층으로 천이하기 전에 힘이 최대 인력에 도달하는 외부 인력 층을 갖고, 이때, 제 1 부호 변화점은 평형 위치(또는 분리 거리)에 대응한다. 상기 두 개의 자기 구조(2902, 2904)는 척력 층을 통과할 수 있고, 그렇게 함으로써 힘이 제 2 부호 변화점으로 쇠퇴하기 전에 최대 척력을 극복하고, 그리고 두 개의 구조는 끌어당기고 내부 인력 층 내에서 부착될 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 스페이서는 상기 두 개의 구조(2902, 2904)가 원하는 분리 거리(예를 들면, 제 2 부호 변화점에 대응하는 거리)보다 가까워지는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 유사하게, 두 개의 자기 구조(2902, 2904)의 제 3 코딩 영역은 밀어내기 스냅 동작에 대응하여 반복할 수 있는 이력 현상을 생성하기 위해 스페이서를 대신하여 사용될 수 있다. 또한 다르게 스냅 동작을 실행하는 인력과 동일한 강도 및 던진 거리를 갖는 가장 내부의 척력 층이 있다. 따라서, 척력은 피크를 가질 수 있고, 어떠한 분리 거리에서 제로가 되도록 하강하며, 그 거리 내에서 제로를 유지한다.

멀티 레벨 구조(2902, 2904)가 대칭 구조이거나 원형(예를 들면 동심 원형 영역을 포함하여)일 필요가 없음을 주목해야 한다. 멀티 레벨 자성은 줄무늬와 유사한 코딩, 고르지 않은 패턴에 대응하는 코딩, 원형 내 줄무늬에 대응하는 코딩 및 무수한 다른 코딩 배열을 사용하여 생성될 수 있다.

도 30a 내지 도 30d는 하부 영역(3006)(즉, 키보드를 갖는 영역)에 상대적인 상부 영역(3004)(즉, 디스플레이 스크린을 갖는 영역)의 위치에 기초하여 상태를 제어하는 인체 공학을 갖는 바람직한 랩탑 컴퓨터(200)을 도시하고 있다. 도 30a에 도시된 바와 같이, 센서 정보는 랩탑 영역(3004, 3006) 내에 내장된 두 개의 자기 구조(2902, 2904)가 "켜짐" 상태에 대응하는 설정된 거리보다 먼 거리로 분리된 것을 나타내고 있다. 도 30b에 따르면, 랩탑(3002)의 사용자가 두 개의 자기 구조(2902, 2904)의 비접촉식 부착 멀티 레벨 코딩 영역의 끌어당김 영역에 의해 끌어 당겨지기까지 상부 영역(3004)을 내린다. 상부 영역(3004)은 평형(또는 호버(hover)) 거리에 도달할 것이고, 센서 정보가 랩탑(3002)이 "수면" 상태에 들어가게 하는 그 거리를 유지한다. 사용자는 상기 랩탑(3002)을 다시 열거나 또는 도 30c에 나타난 바와 같이 랩탑 영역(3004, 3006)이 부착되도록 척력을 밀어낼 수 있고, 상기 센서 정보는 두 개의 영역(3004, 3006)이 부착되고 랩탑(3002)이 "꺼짐" 상태가 된 것을 나타낼 것이다. 당업자라면, 또한 상기 센서 및 제어 시스템의 사용이 세 가지 상태의 위치("켜짐", "수면", "꺼짐")에 대응하는 인체 공학적 관점을 이루기 위하여 반드시 필요한 것은 아님을 알 수 있을 것이다. 도 30d에 도시된 바와 같이, 랩탑(3002)은 또한 비상관(decorrelate)시키기 위하여 하나의 자기 구조(2902 또는 2904)를 회전시키는 데에 사용되는 장치(3008)(미끄러짐 메커니즘(3008))를 포함할 수 있고, 이때 상기 자기 구조(2902, 2904)는 부착 상태에 있을 때보다 강하다.

일반적으로, 본 발명의 멀티 레벨 관점에 따라 형성된 랩탑(3002)은 다음과 같은 것을 가질 수 있다:

적어도 세 개의 상태 : 연결되지 않은, 호버 및 완전히 연결된(닫힌) 상태.

해당 지점에서의 자성의 레벨에 의해 상태를 판독하기 위해 적어도 하나의 자기 구조(2902, 2904)에 인접한 홀 센서.

감지된 값이 디지털 형식으로 컴퓨터/프로세서에 접속되는 불연속 상태로 변환됨.

동작 시스템 또는 응용 프로그램 실행은 즉시 이러한 상태 및 반응을 해석할 것임. 예를 들면, 열기(open)->정상 실행, 호버(hover)->스크린 세이버 또는 스탠바이, 완전 닫기(fully shut)->수면(hibernate) 또는 스탠바이.

몇몇 또는 모든 컴퓨터의 반응은 원하는 인체공학에 따른 검출로부터 지연될 것임.

자기장은 동작을 생성하는 데에 필요한 장을 포함하는 하나의 자기 기판 또는 동작을 생성하는 데에 필요한 결합 장을 제공하는 개별적인 자석에 의해 생성될 수 있음.

각각의 또는 모든 호버 및 부착 자석은 원하는 동작 생성 필요에 따라 기계적인 이점을 제공하고 장의 범위, 장의 강도 등을 수정하기 위하여 회전 리드(lid) 축으로부터 다양한 반경에 위치할 수 있음.

랩탑, 전화기, PDA(Personal Digital Assistants) 및 다른 유사한 장치는 또한 앞서 언급된 상관 자기 기술을 다른 방법으로 채용할 수 있는데, 이는 다음과 같은 것을 포함한다.

전화, 미디어 플레이어 등을 위한 상관 자기 봉인에 의한 내진/방수 인클로저(enclosure).

360도의 지속적인 제거력(removal force)을 갖는 전선.

과잉 자기장을 감소시키기 위한 제품 내부의 상관 자석.

랩탑을 유지시키기 위한 상관 자석을 이용한 고무 발판.

도킹 스테이션(docking station).

인터페이스에서 집중된 플럭스(flux)에 의한 무선 충전.

정확한 배열.

매장 내 데모로 제조될 때부터 사용이 끝날 때까지의 수명 주기 동안 상관 자석을 사용하는 개념(notion).

제조 공정.

보안 선 부착 - 상관 자석 코딩 선 사운드 알람의 제거

집적 피드백 회로를 포함하는 상관 자기에 기반한 스위치.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 밀어내기 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)(예를 들면)은 아동 또는 동물이 고정 메커니즘 또는 다른 메커니즘을 고정하거나 풀기 위하여 척력을 극복할 수 있도록 하는 아동 보호 및 동물 보호 장치를 생성하는 데에 사용될 수 있다. 힘은 끌어당기거나 밀거나 또는 어떤 다른 방법으로 가해질 수 있다. 이런 장치는 아동 또는 동물로 하여금 예컨대 쓰레기 처리 장치와 같은 장치를 작동시키는 것을 어렵게 할 수 있다.

도 31a 내지 도 31k는 전기 스위치 또는 기계적인 래치 또는 어떤 다른 목적으로 사용될 수 있는 바람직한 아동 보호 장치(3100)의 다양한 시점에서 바라본 모습을 도시하고 있다. 일반적으로, 상기 장치(3100)는 두 개의 자석(1002a, 1002b)이 어떠한 배열에 있을 때 멀티 레벨 밀어내기 스냅 동작을 보여주거나, 두 개의 구조(1002a, 1002b)가 상기 어떠한 배열 외의 배열에 있을 때 단지 밀어내기 동작만을 보여주도록 설계된다. 이와 같이, 아동 또는 동물은 장치(2100)가 스위치 또는 래치를 동작 시키거나 아니면 두 개의 자기 구조(1002a, 1002b)의 컨택(또는 가까운 컨택)에 관한 기능을 수행하도록 척력을 극복하여야 할 것이다. 두 개의 자기 구조(1002a, 1002b)가 접촉되면 그들은 함께 스냅하고, 그들을 비상관시키기 위하여 손잡이(3102)에 의해 하나의 자기 구조(1002a, 1002b)가 회전될 때까지 함께 유지된다. 그렇게 함으로써, 상기 장치(3100) 내에 제시되는 척력에 의해 상기 끌어당김 층의 인력이 극복될 수 있게 한다. 도시된 바와 같이, 상기 장치(3100)는 상기 손잡이(3102)가 정상으로 배열된 위치가 되도록 가이드(3104)(예를 들어 가이드 막대(3104) 내에서 회전할 수 있도록 설계된다. 상기 장치(3100)는 상보적인 코드가 배열되었는지 또는 배열되지 않았는지에 따라 밀어내기 스냅에서 오직 밀어내기로 변화할 수 있다. 도 31K에 도시된 바와 같이, 상기 장치(3100)는 원한다면 하나의 자기 구조(1002a)(예를 들면)에 부착되는 스페이서(3106)를 포함할 수 있다. 따라서, 다른 자기 구조(1002b)가 상기 스페이서(3106)와 접할 때, 이는 예를 들면 전기적 연결을 차단(예를 들면 초인종을 작동시키기)시킬 수 있고, 또는 전기적인 래치 또는 다른 장치에 영향을 미칠 수 있다. 이는 힘이 장치(예를 들면 쓰레기 처리 장치)의 동작을 가능하게 하도록 유지되도록 한다.

이해되는 것과 같이, 상기 밀어내기 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)(예를 들면)은 매우 다양한 아동 보호 및 동물 보호 장치에 사용될 수 있다. 아동 또는 동물로 하여금 어떤 것이 예를 들어 전기적으로 또는 기계적으로 맞물리기 전에, 예를 들면 물체를 밀어내거나 끌어당김으로써 척력을 극복하도록 하기 위해, 새로운 형식의 전기 스위치, 래치 및 그와 유사한 것들이 사용될 수 있고, 상기 척력은 아동 또는 동물이 어른이 하지 않으면 힘을 극복하기 어렵도록 설정된다. 이러한 장치는 (만약 있다면)장치가 얻을 수 있는 인력의 크기를 제어할 수 있도록 선택적으로 스페이서를 사용할 수 있고, 그렇게 함으로써 그들은 접촉하는 데에 사용되는 힘(예를 들면 누르는 힘)과 반대되는 힘(예를 들면 끌어당기는 힘)에 의해 이동할 수 있게 된다. 바람직하게는, 상기 밀어내기 스냅 멀티 레벨 상관 자기 시스템(1000)(예를 들면)은 그에 따라 대응하는 자기 구조(1002a, 1002b)중 하나가 다른 하나에 대하여 회전할 때 비상관되지 않도록 코딩될 수 있고, 회전(및/또는 해석 이동)에 의해 배열이 변화할 때 비상관이 발생하도록 코딩될 수 있다. 따라서, 상기 두 개의 멀티 레벨 자기 구조(1002a, 1002b) 사이의 힘은 분리 거리 및 또한 두 개 구조(1002a, 1002b)의 상대적인 배열의 기능에 따라 가변될 수 있다.

앞선 논의는 종래 자기력 곡선의 한계를 코딩된 자기 구조의 그 것과 비교하는 것에 중점을 두었다. 종래 자석 쌍은 그들의 극성의 공간 방향에 따라 서로를 끌어당기거나 서로를 밀어낼 수 있다. 종래 자석은 자기장의 선형적인 도달로 인하여 신용 카드, 휴대 전화, 심박 조율기 등에 악영향을 줄 수 있는 강한 자기장을 생성할 수 있다. 동일한 이유로, 이러한 자석은 또한 다루기 매우 위험하다. 게다가, 자석 설계는 자석 사이 선형 거리에 반비례하는 힘과 같은 간접 관계의 영향에 의해 한계가 있었다. 이러한 한계 때문에, 설계 엔지니어는 특정한 어플리케이션에 적용되는 정확한 인력 또는 척력 동작 특성을 갖는 자석을 생성하기 위한 물질 과학 및 개선된 공정 기술에 의존해 왔다.

도 32에 도시된 힘 곡선은 1/8" 두께의 지름 1-1/2"인 두 개의 표준 네오디뮴 철 붕소(NdFeB) N42등급 디스크 자석에 대한 척력 프로필을 도시하고 있다. 두 개의 자석(3200a, 3200b)은 서로의 N극이 마주 보도록 되어 있고, 그렇게 함으로써 분리 걸리에 따라 간접적으로 변하는 척력을 생성한다. 상관 자석 기술은 정확한 자기장 및 그에 따른 자석 동작을 설계하기 위한 자기 장치의 프로그래밍을 가능하게 함으로써 이러한 한계 장악을 제거한다. 특히, 자석 설계자는 현재 쌍극자 자석과 같이 개별적으로 동작하는 그룹화된/또는 교호의(alternating) 자기 요소 -또는 맥셀(maxels)- 의 패턴을 사용할 수 있으나, 전체로서 많은 다양한 동작을 할 수는 없다. 힘 프로파일의 모양은 자기 요소의 전체 수, 극성, 진폭 및 맥셀(장 방출 소스)의 사이즈, 모양 및 위치를 포함하는 많은 설계 파라미터에 의해 제어된다. 자석 표면 상 단위 면적 당 맥셀 극성 변화의 양(코드 밀도)은 접촉 시 최대(peak) 힘의 레벨에 영향을 미친다. 상기 코드 밀도는 또한 원거리장에서의 힘의 잔여 레벨 및 심 곡선의 감쇠율 또는 기울기에 영향을 미친다. 상기 코드 밀도가 상승할수록, 상기 최대 인력도 상승한다. 그러나, 인력은 보다 빨리 감쇠하고, 원거리장력은 상당하게 감소된다. 따라서, 종래 자석과 아주 대조적으로, 상관 자기 기술에 따라 맞춰 설계된 자기장은 보다 매우 안전한 자기 장치를 만들면서, 아주 짧은 '던짐'에 의해 강한 최대 힘을 가질 수 있다.

도 33은 간단한 교호 극성의 일 예를 사용한 자석 쌍으로 프로그램된 맥셀의 코드 밀도를 가변시킴으로써 생성된 복수의 힘 곡선을 도시하고 있다. 이 경우, 물질은 NdFeB의 N42 등급 3/4" 스퀘어 1/8"두께의 자석이고, 코드 밀도는 코딩된 자석 표면 상에서 종래 자석(코드 밀도=1)에서부터 256 맥셀까지 가변된다. 코드 밀도가 최대(peak)뿐만 아니라 원거리 장력 레벨에서 힘 곡선 경사의 기울기에 영향을 미치는 반면, 맥셀 크기, 모양 및 진폭은 자석 쌍으로 프로그램된 힘의 설정 거리에 영향을 미친다. 게다가, 앞서 설명한 바와 같이, 대립되는 힘은 동시에 사용될 수 있고(끌어당김 또는 밀어냄), 설계자에게 힘 곡선에 굴절을 만들 수 있는 능력을 제공한다. 각 맥셀의 진폭은 회전이 힘 곡선의 모양에 영향을 미치는 자석이 '프린트되는/제조되는'동안 인덕터 코일 상의 입력 전력을 가변시킴으로써 조정된다. 인력 및 척력은 상승 또는 하강할 수 있고, 변곡점은 특정 어플리케이션의 요구를 충족시키도록 설정될 수 있다.

도 34는 밀어내기 및 스냅 동작으로 프로그램된 두 개의 자석(3400a, 3400b)에 대한 힘 프로파일을 도시하고 있고, 상보적인 맥셀 패턴은 두 힘 곡선을 얻기 위해 종래 자석에 프린트될 수 있다. 이 프로파일은 코딩된 자석 쌍(3400a, 3400b)이 서로에게 다가가는 동안 척력이 증가하고, 최대점이 되고, 그리고 나서 인력으로 천이하는 멀티 레벨 자성을 설명해준다. 이 프로그램가능한 힘 동작은 설계 엔지니어로 하여금 제품, 요소 및 서브 시스템에 대한 정확한 감쇠 및 저항 동작을 설계할 수 있도록 권한을 주고, 이는 결정론적인 무게 지지 특성을 가진 완충 장치의 생성을 가능하게 한다. 상관 자기 멀티-힘 장치는 진동 감쇠 고정물, 충격 흡수기, 병원 침대, 아동 및 동물 보호 스위치 및 래치, 마이크로-스위치 등을 개선하기 위한 기술이 가능함을 보여준다.

도 35는 힘 프로파일의 모양에 관한 입력 전력 가변의 효과를 도시하고 있다. 인력을 생성하기 위한 입력 전력의 양은 바뀌지 않는 척력과 함께 175V(라인 3502) 및 200V(라인 3504)이다. 비교를 위해, 종래 자석의 힘 곡선 또한 도시되어 있다(라인 3506).

도 36a 내지 도 36d는 종래 자석과 코딩된 자석 사이의 기능적 차이를 강조하는 몇몇의 멀티 레벨 밀어내기 및 스냅 시범(3602, 3604, 3606, 3608)을 도시하고 있다. 네 개의 고형의 실린더의 바닥 표면에 부착된 디스크 자석은 일면 스프링과 유사한 방식으로 네 개의 실린더형 튜브의 바닥에 맞춰진 자석과 함께 상호작용한다. 각각의 실린더(3602, 3604, 3606, 3608)에 대한 힘 곡선은 자석이 손잡이를 따라 수직으로 내려가는 척력의 특성을 도시하고 있다.

가장 왼쪽의 실린더(3602)에는 자석이 접촉하는 동안 계속하여 더 강한 저항을 갖는 두 개의 종래 자석이 있다. 다른 세 개의 실린더(3604 (밀어내기 및 스냅 175V)), 3606(밀어내기 및 스냅 200V), 3608(스페이서와 함께 밀어내기 및 스냅)에는 각각 접촉 면으로부터 대략 6/10 인치 지점의 변곡점까지 계속하여 더 강한 저항을 제공하는 멀티 레벨 밀어내기 및 스냅 프로그램 자석 쌍이 있다. 이때, 저항력은 감쇠하고 대략 접촉 면으로부터 2/10 인치 지점에서 사실상 인력으로 천이하며, 그리고 나서 자석 쌍은 함께 스냅하고 결합한다. 고 및 저 전력 인력 코드에 의해 제공된 저항의 차이는 현저하게 느껴질 수 있다. 가장 오른쪽의 실린더(3608)는 '박리(breakaway) 완충' 동작을 도시하고 있다. 상기 실런더의 이동은 스페이서에 의해 제한되고, 따라서 자석 쌍은 인력 영역으로 들어갈 수 없다. 알짜 효과는 척력이 제로에 가깝게 감소하는 것이지만, 상기 실린더는 발생하였을 때의 시작 위치로 다시 돌아갈 것이다. 따라서, 새로운 완충 장치는 설정된 힘에 도달한 이후에 나누어주도록 설계될 수 있다.

현재 힘 곡선이 프로그래밍 가능하기 때문에, 설계자는 자기 동작을 어플리케이션 요구에 매치되고 새로운 자석 어플리케이션을 지원하도록 맞출 수 있다. 자석은 현재 전혀 새로운 어플리케이션 영역을 가능하게 하는 인력 및 척력의 조합을 포함할 수 있다. 프로그래밍 자석 및 그들의 힘 곡선은 제품 혁신에 대하여 강한 새로운 능력을 제공하고, 산업 전반에 효율을 증진시킨다. 일반적으로, 다양한 힘 곡선을 갖는 복수의 영역은 맞춰진 합성 힘 곡선을 생성하도록 함께 작용하도록 설계될 수 있다. 상기 합성 힘 곡선은 예컨대 분리 거리의 몇몇 범위에 거쳐 일정한 힘을 나타내는 평평한 영역을 갖고, 따라서 장치는 아주 긴 스프링과 같이 동작했다. 게다가, 앞서 설명한 바와 같이, 맥셀은 종래 자석 상에 프린트될 수 있고, 그렇게 함으로써 그 위에 표면 장을 둘 수 있다. 얇은 상관 자기 층을 이미 자기화된 기판 상에 둠으로써, 벌크 장은 원거리 장에 투사되고, 상관 자기 표면 효과는 인근 장에서 힘 곡선을 수정한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 멀티 레벨 비접촉식 부착 장치는 문, 캐비닛 문 및 서랍이 닫힐 수 있고 자기적으로 부착되나 접촉은 하지 않을 수 있도록 설계함으로써, 조용한 문 및 서랍을 만드는 데에 사용될 수 있다. 도 37a 내지 도 37c는 바람직한 캐비닛(3702), 캐비닛 문(3704), 힌지(3706, 3708) 및 닫힐 수 있으나 완전하게 닫히지는 않게 함으로써 조용하게 닫힐 수 있도록 하는 멀티 레벨 비접촉식 부착 코딩을 갖는 자기 구조(3710, 3712)를 도시하고 있다. 본 실시예에서는, 상기 자기 구조(3710, 3712)는 멀티 레벨 비접촉식 부착을 위해 코딩된다. 바람직하게는, 상기 자기 구조(3710, 3712)는 상기 캐비닛 문(3704)이 캐비닛(3702)에 겹치는 겹침 영역(3714)에 위치할 수 있다. 상기 자기 구조(3710, 3712)는 접착제, 못, 나사 등에 의해 캐비닛(3702) 및 캐비닛 문(3704)에 부착될 수 있다. 더하여, 스페이서(3716)는 만약 너무 강한 힘이 캐비닛 문(3704)이 닫히는 데에 사용될 때(예를 들면 쾅 닫힘), 자석 접촉을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 설치 가이드(3718)가 자기 구조(3710, 3712)를 캐비닛(3702) 및 캐비닛 문(3704)에 설치할 때 사용될 수 있다.

도 38a 내지 도 38b는 멀티 레벨 척력 및 스냅 동작을 갖도록 코딩되고, 끌어당기기 층(3810) 및 밀어내기 층(3812) 사이에 스페이서(3806)를 갖는 두 개의 자석(3802, 3804)을 도시하고 있다. 힘(3814)은 척력을 극복할 수 있도록 한 측면에 적용될 수 있고, 따라서 두 개의 자석(3802, 3804)은 그 사이의 스페이서(3806)와 함께 스냅한다. 그리고는, 만약 힘(3816)이 어느 하나의 자석(3802)의 한 측면에 적용되면(예를 들면) 이는 자석(3802)이 스페이서(3806) 상에서 회전하도록 하고, 이 후 자석(3802, 3804)이 서로 밀어내도록(예를 들면 폭발하여 분리됨) 할 수 있다. 따라서, 이 배열은 두 개의 자석(3802, 3804)이 산산조각 분리되도록 하면서(예를 들면 폭발과 아주 유사한), 어떤 종류의 충격을 받을 때까지 함께 유지될 수 있는 상대적으로 불안정한 장치를 제공한다. 이와 같이, 다양한 종류의 토이(폭발 토이), 트리거 및 이와 유사한 것들은 이와 같은 장치를 사용하도록 생산될 수 있다. 스페이서(3806)의 크기, 두께, 모양 및 다른 측면은 장치의 불안정한 정도를 결정할 수 있도록 가변될 수 있다. 이러한 장치는 또한 많은 힘이 아주 작은 적용 힘과 함께 방출될 수 있는 에너지 저장 장치의 형태로 역할을 할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 멀티 레벨 장치를 이루는 적어도 하나의 자기 구조에 적용되는 외부 힘은 물리적인 힘 외에 열, 압력 또는 어떤 다른 외부 요인에 따른 결과 변화할 수 있다. 예를 들면, 멀티 레벨 장치에 연결된 바이메탈 스트립은 온도 조절 장치 또는 제 1 억제 시스템 트리거 장치의 바람직한 이력 현상을 생성하는 데에 사용될 수 있다. 유사하게, 압력은 멀티 레벨 장치가 가스가 베셀을 탈출하도록 하면서 가까운 위치에서 오픈 위치로 움직이게 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상대적인 배열의 변화에 의한 그리고 분리 거리의 기능에 따라 변하는 멀티 레벨 자성을 통한 비선형 상태에서 두 개의 자기 구조 사이의 힘을 가변시킬 수 있는 능력은, 여섯 개의 고전적인 간단한 기계(즉, 레버, 축바퀴, 도르래, 사면, 웨지 및 나사)를 포함하는 전혀 새로운 종류의 간단한 기계를 가능하게 한다. 일반적으로 새로운 비선형 설계 규모는 주어진 거리 및 배열에 대해 달라지는 힘 특성을 가능하게 한다. 더 나아가, 새로운 종류의 복잡한 기계는 새로운 간단한 기계의 조합에 근거하여 가능하다. 도 39는 표면(3904) 상에서 회전하는 하나의 끝 단을 가진 바(3902) 및 로프(3910) 또는 그와 유사한 것을 통해 매달린 추와 반대되는 끝 단 상의 도르래(3906)를 포함하는 바람직한 복합 기계(3900)를 도시하고 있다. 상기 바(3902)의 어느 지점에서, 힘(3912)은 원하는 힘 대 분리 곡선을 생성하도록 코딩된 두 개 또는 그 이상의 자기 구조인 자기력 요소(3914)에 의해 적용된다. 다양한 힘 대 분리 곡선(예를 들면 힘 곡선)을 갖는 다양한 자기 구조를 사용함으로써, 상기 복합 기계(3900)의 다양한 기능이 만들어질 수 있다. 예를 들면, 만약 힘 곡선이 확대된 사인 함수를 갖도록 프로그램되면, 추(3908)의 힘은 매우 긴 스프링의 효과와 유사하게 상기 곡선이 정확한 영역에 걸쳐 선형적일 수 있다.

아래는 상관 자기 기술을 포함하는 장치에 대한 몇몇의 추가적인 아이디어이다:

진동을 감소시키거나 제거하기 위한 멀티 레벨 비접촉식 부착 장치를 사용하는 엔진 또는 모터 마운트.

착용을 제거한 비접촉 클러치 판(clutch plate), 마찰 판.

생물 의학적 적용: 기계적인 성분 및 생물학적인 성분 사이의 인터페이스를 위하여 그리고 두 개의 생물학적인 성분 사이의 인터페이스를 위하여 비접촉식 부착 능력을 사용함. 그 이유는, 만약 피부와 같은 생물학적 조직 상에 너무 강한 압력이 가해진 경우, 이는 모세혈관이 상기 조직에 영양분을 주는 것을 방해하여 한 시간 이내로 죽도록 할 수 있기 때문임. 허혈 압력 괴사(ischemic pressure necrosis)인 이러한 현상은, 기계적인 성분 및 생물학적인 성분을 접속시키고 -그리고 보통 스티치 또는 다른 방법으로 매우 어렵게 영구적으로 결합되기를 원하지 않는 두 개의 생물학적 성분을 접속시킴. 비접촉식 부착은 이러한 문제를 해결하기 위한 강력한 도구임. 기계적-생물학적 부착에 대한 잠재적인 적용은 부착 보철을 포함하고, 하나의 자석은 치과 임플란트를 유지하기 위한 방법으로 외부 축소 펌프를 부착하면서, 그리고 턱관절(TMJ)에 의한 이 갈이를 피하고, 제자리에 의치를 유지하고 배열시키기 위한 방법으로 어떤 것을 부착하면서 자석 중의 하나를 피부 아래에 심음. 생물학적-생물학적 부착을 위하여, 아이디어는 수면성 무호흡을 위해 부드러운 입천장 및 상위 뼈에 심어지는 자석을 포함하고, 요실금을 치료하는 데에 사용됨. 상관 자기는 위산 역류를 치료하기 위해, 이를 가라앉을 수 있도록 할 수 있는 위의 상부에 위치한 판막의 주성분이 될 수 있음.

만성 부비강 문제를 가진 사람의 부비강에 비접촉식 부착의 상관 자기 시스템을 심음. 그리고 나서 부비강이 팽창되고 내부 유체가 흐를 수 있도록 또 다른 상관 자석을 볼에 유지할 수 있음.

인공 관절 치환술(무릎, 추간원판 등) - 비접촉식 부착을 이용하기 때문에 착용이 없음.

앞서 설명한 것으로부터, 당업자라면 본 발명은 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 포함하고, 상기 멀티 레벨 상관 자기 시스템은 (a)복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및 (b)복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 포함하고, (c)상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하며, (d)상기 제 1 영역이 각각 상기 제 2 영역보다 빠른 장 소멸 속도를 가짐에 반하여, 상기 제 1 영역은 각각 상기 제 2 영역보다 높은 피크 힘(force)을 생성하고, 따라서 (1)상기 제 1 영역은, 완화 거리과 같은 거리로 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 분리될 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 자기력에 의해 사라지는 자기력을 생성하고, (2)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 상기 완화 거리보다 좁은 분리 거리를 가질 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 강한 자기력을 생성하며, (3)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 구조 사이의 상기 분리 거리가 상기 완화 거리보다 넓을 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 약한 자기력을 생성하는 것을 알 수 있을 것이다.

일 실시예에 따르면, 제 1 상관 자기 구조의 복수의 코딩된 자기 소스는 제 1 장 방출 소스를 포함하고, 제 2 상관 자기 구조의 복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스는 제 2 장 방출 소스를 포함한다. 원하는 공간력 함수에 대한 위치 및 극성을 갖는 각각의 장 방출 소스는 장의 범위 내에서 제 1 및 제 2 상관 자기 구조의 상대적인 배열에 대응하고, 상기 공간력 함수는 코드에 따르며, 상기 코드는 제 1 장 방출 구조의 코드 모듈 및 제 2 장 방출 구조의 상보적인 코드 모듈에 대응한다. 상기 코드는 제 2 장 방출 구조의 상보적인 코드 모듈과 함께 제 1 장 방출 구조의 코드 모듈의 확실한 배열에 대응하는 피크 공간력을 정의하고, 상기 코드는 또한 제 1 장 방출 구조의 코드 모듈 및 제 2 장 방출 구조의 상보적인 코드 모듈의 복수의 다양한 배열 불량에 대응하는 복수의 오프 피크 공간력을 정의하며, 복수의 오프 피크 공간력은 가장 큰 오프 피크 공간력을 가지며, 상기 가장 오프 피크 공간력은 피크 공간력의 반보다 작다.

본 발명의 여러 개의 실시예가 첨부된 도면에 도시되고 전술된 상세한 설명에 기술되어 있지만, 본 발명은 개시된 실시예에 의하여 한정되는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이고, 후술될 청구항에 의해 개시되고 정의되는 것으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 재배열, 수정 및 대체가 가능하다. 또한, 여기에서 언급된 "본 발명" 또는 "발명"은 바람직한 실시예와 관련된 것이고, 모든 실시예가 첨부되는 청구항에 의해 포함되는 것은 아님을 알 수 있을 것이다.

Claims (24)

1. 복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및
   복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 포함하고,
   상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하며,
   상기 제 1 영역이 각각 상기 제 2 영역보다 빠른 장 소멸 속도를 가짐에 반하여, 상기 제 1 영역은 각각 상기 제 2 영역보다 높은 피크 힘을 생성하고, 따라서 (1)상기 제 1 영역은, 완화 거리과 같은 거리로 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 분리될 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 자기력에 의해 사라지는 자기력을 생성하고, (2)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 상기 완화 거리보다 좁은 분리 거리를 가질 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 강한 자기력을 생성하며, (3)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조 사이의 상기 분리 거리가 상기 완화 거리보다 넓을 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 약한 자기력을 생성하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 영역은 자기 인력을 생성하고 상기 제 2 영역은 자기 척력을 생성하며, 따라서 (1)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 넓은 거리로 분리될 때 서로를 밀어내고, (2)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리와 동일한 거리로 분리될 때 서로를 밀어내거나 끌어당기지 않고, (3)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 작은 거리로 분리될 때 서로를 끌어당기는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 작은 거리로 분리될 때 함께 스냅되며, 그리고 나서 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 회전되면 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 서로를 밀어내는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 영역은 자기 척력을 생성하고 상기 제 2 영역은 자기 인력을 생성하며, 따라서 (1)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 넓은 거리로 분리될 때 서로를 끌어당기고, (2)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리와 동일한 거리로 분리될 때 서로를 밀어내거나 끌어당기지 않고, (3)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 작은 거리로 분리될 때 서로를 밀어내는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 상관 자기 구조를 상기 제 2 상관 자기 구조에 부착시키는 하나 또는 그 이상의 이동 속박 구조를 더 포함하고,
   상기 하나 또는 그 이상의 이동 속박 구조는 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 서로 나란하게 되는 동안 오직 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 서로에게 다가가거나 서로로부터 멀어지게만 할 수 있는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조에 완전하게 접촉되는 것을 방지하기 위하여 상기 제 1 상관 자기 구조 또는 상기 제 2 상관 자기 구조에 부착되는 스페이서를 더 포함하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 상관 자기 구조는 제 1 종래 자석 상에 상기 코딩된 자기 소스를 나타내는 맥셀(maxels)을 프린트함으로써 생성되고, 상기 제 2 상관 자기 구조는 제 2 종래 자석 상에 상기 코딩된 자기 소스를 나타내는 프린트된 맥셀에 의해 생성되는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 제 3 영역을 포함하고, 상기 제 3 영역은 복수의 코딩된 자기 소스를 가지며;
   상기 제 2 상관 자기 구조는 상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 제 3 영역을 포함하고, 상기 제 3 영역은 복수의 코딩된 자기 소스를 가지며;
   상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 함께 배열되어 상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역이 각각 서로의 반대편에 위치하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 상관 자기 구조의 상기 제 2 영역은 복수의 코딩된 자기 소스를 포함하고, 상기 제 2 상관 자기 구조의 상기 제 2 영역은 복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 포함하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 코딩된 자기 소스는 제 1 장 방출 소스를 포함하고, 상기 복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스는 제 2 장 방출 소스를 포함하며, 각각의 상기 장 방출 소스는 장 범위 내에서 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조의 상대적인 배열에 대응하는 원하는 공간력 함수에 의한 위치 및 극성을 갖고, 상기 공간력 함수는 코드에 따르며, 상기 코드는 상기 제 1 장 방출 소스의 코드 모듈 및 상기 제 2 장 방출 소스의 상보적인 코드 모듈에 대응하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코드는 상기 제 2 장 방출 소스의 상기 상보적인 코드 모듈과 함께 상기 제 1 장 방출 소스의 상기 코드 모듈의 확실한 배열에 대응하는 피크 공간력을 정의하고, 상기 코드는 또한 상기 제 1 장 방출 구조의 상기 코드 모듈 및 상기 제 2 장 방출 구조의 상기 상보적인 코드 모듈의 복수의 다양한 배열 불량에 대응하는 복수의 오프 피크 공간력을 정의하며, 상기 복수의 오프 피크 공간력은 가장 큰 오프 피크 공간력을 가지며, 상기 가장 큰 오프 피크 공간력은 상기 피크 공간력의 반보다 작은 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 장 방출 구조 각각의 상기 위치 및 상기 극성은 적어도 하나의 상관 함수에 의해 결정되는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 상관 함수는 상기 코드에 따르는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 코드는 의사 난수의(pseudorandom) 코드, 결정론적(deterministic) 코드 또는 디자인(designed) 코드 중 어느 하나인 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 코드는 일차원 코드, 이차원 코드, 삼차원 코드 또는 사차원 코드 중 어느 하나인 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 각각의 장 방출 구조는 상기 원하는 공간력 함수에 따라 결정되는 대응 장 방출 진폭 및 벡터 방향을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 자기 장 방출 구조 사이의 분리 거리 및 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조의 상대적인 배열은 상기 원하는 공간력 함수에 따라 공간력을 생성하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공간력은 적어도 하나의 공간 인력 또는 공간 척력을 포함하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
18. 제 10 항에 있어서,
    상기 장 범위는, 상기 제 2 자기장 방출 구조의 상기 제 2 장 방출 소스에서의 상기 제 2 자기장 방출과 상호작용하는 상기 제 1 장 방출 구조의 상기 장 방출 소스에서의 제 1 자기장 방출에 대응하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
19. 제 10 항에 있어서,
    상기 장 방출 소스의 상기 극성은 적어도 하나의 N-S 극성 또는 양-음 극성을 포함하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
20. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 상기 장 방출 소스는 자기장 방출 소스 또는 전기장 방출 소스를 포함하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
21. 제 10 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 장 방출 소스는 영구 자석, 전자석, 일렉트릿(electret), 자화 강자성 물질, 자화 강자성 물질의 일부분, 유연한(soft) 자기 물질 또는 초전도 자기 물질을 포함하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템.
22. 복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조;
    복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조; 및
    상기 제 1 상관 자기 구조가 상기 제 2 상관 자기 구조와 완전히 접촉되는 것을 방지하는 스페이서를 포함하고,
    상기 제 1 상관 자기 구조는 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열되어 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 각각 서로의 반대편에 위치하며,
    상기 스페이서는, 상기 제 1 및 제 2 상과 자기 구조가 서로 부착된 경우 힘이 상기 제 1 상관 자기 구조 또는 상기 제 2 상관 자기 구조에 적용되면 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 서로를 밀어내도록 하는 크기인 장치.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 영역이 각각 상기 제 2 영역보다 빠른 장 소멸 속도를 가짐에 반하여, 상기 제 1 영역은 각각 상기 제 2 영역보다 높은 피크 힘을 생성하고, 따라서 (1)상기 제 1 영역은, 완화 거리과 같은 거리로 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 분리될 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 자기력에 의해 사라지는 자기력을 생성하고, (2)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 상기 완화 거리보다 좁은 분리 거리를 가질 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 강한 자기력을 생성하며, (3)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조 사이의 상기 분리 거리가 상기 완화 거리보다 넓을 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 약한 자기력을 생성하고,
    상기 제 1 영역은 자기 인력을 생성하고 상기 제 2 영역은 자기 척력을 생성하며, 따라서 (1)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 넓은 거리로 분리될 때 서로를 밀어내고, (2)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리와 동일한 거리로 분리될 때 서로를 밀어내거나 끌어당기지 않고, (3)상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조는 상기 완화 거리보다 작은 거리로 분리될 때 서로를 끌어당기는 장치.
24. 복수의 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 1 상관 자기 구조; 및 복수의 상보적으로 코딩된 자기 소스를 갖는 제 1 영역 및 하나 또는 그 이상의 자기 소스를 갖는 제 2 영역을 포함하는 제 2 상관 자기 구조를 갖는 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 제공하는 단계; 및
    상기 제 1 상관 자기 구조를 상기 제 2 상관 자기 구조와 배열하여 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역이 각각 서로의 반대편에 위치하게 하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 영역이 각각 상기 제 2 영역보다 빠른 장 소멸 속도를 가짐에 반하여, 상기 제 1 영역은 각각 상기 제 2 영역보다 높은 피크 힘을 생성하고, 따라서 (1)상기 제 1 영역은, 완화 거리과 같은 거리로 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 분리될 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 자기력에 의해 사라지는 자기력을 생성하고, (2)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 자기 구조가 상기 완화 거리보다 좁은 분리 거리를 가질 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 강한 자기력을 생성하며, (3)상기 제 1 영역은, 상기 제 1 및 제 2 상관 구조 사이의 상기 분리 거리가 상기 완화 거리보다 넓을 때 상기 제 2 영역에 의해 생성된 상기 자기력보다 약한 자기력을 생성하는 멀티 레벨 상관 자기 시스템을 사용하는 방법.
    

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