KR101823247B1

KR101823247B1 - 얇은 판 형상의 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치 및 이를 포함하는 얇은 판 형상의 비자성체를 홀딩하여 이송하기 위한 이송 장치

Info

Publication number: KR101823247B1
Application number: KR1020160082885A
Authority: KR
Inventors: 최태광
Original assignee: 최태광
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2018-01-29
Also published as: KR20170140750A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 홀딩장치는, 적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석으로부터 야기되는 자기흐름을 내부로 순환시키는 자기회로를 형성하도록 배치되는 강자성체의 폴피스들, 상기 폴피스들 중 적어도 하나에 감기는 코일 및 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 제어장치를 포함하고, 상기 폴피스들은 적어도 2개의 홀딩면을 가지며, 상기 제어장치가 상기 코일에 인가되는 전류를 제어함으로써 상기 영구자석으로부터의 자기흐름을 내부로 순환시키거나 상기 홀딩면들로 발산시킴으로써, 상기 홀딩면에 자성체인 부착대상을 홀딩 또는 해제시키는 자성체 홀딩 장치로서, 상기 부착대상은 판 형상을 가지며, 상기 홀딩면들을 가지는 폴피스들은, 평균 두께가 상기 홀딩면의 폭 보다 크도록 형성된다.

Description

얇은 판 형상의 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치 및 이를 포함하는 얇은 판 형상의 비자성체를 홀딩하여 이송하기 위한 이송 장치{MAGNETIC SUBSTANCE HOLDING DEVICE FOR HOLDING MAGNETIC SUBSTANCE HAVING THIN PLATE SHAPE AND TRANSFERRING DEVICE FOR TRANSFERRING NON-MAGNETIC SUBSTANCE HAVING THIN PLATE SHAPE WITH THE SAME}

본 발명은 자성체 홀딩 장치 및 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 얇은 판 형상의 자성체를 홀딩하는데 효과적인 구조를 가지는 자성체 홀딩 장치 및 이를 포함하여 얇은 판 형상의 비자성체를 홀딩하여 이송하기 위한 이송 장치에 관한 것이다.

영구자석 워크홀딩 장치 (permanent magnet workholding device) 와 같은 자성체 홀딩 장치는 철과 같은 자성 물질 (magnetic material) 로 구성된 부착 대상을 자기력을 이용하여 부착시키는데 사용되는 장치로서, 오늘날 사출기의 금형 클램핑, 프레스기의 금형 클램핑, 공작 기계의 척 등에 부착되는 내부 장치 등으로 널리 사용되고 있다.

이러한 자성체 홀딩 장치는, 기본적으로 영구자석의 강한 자기력을 이용하여, 자성체인 부착 대상을 홀딩면에 부착시키게 되는데, 해제 시에는 영구자석으로부터의 자기 흐름을 제어하여 홀딩면으로 자기 흐름이 형성되지 않도록 하여 부착 대상을 홀딩면으로부터 떨어뜨린다.

도 1a 내지 도 1c는 기존의 자성체 홀딩 장치 (100) 의 개략적인 단면도들이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 기존의 자성체 홀딩 장치 (100) 는 영구자석 (110) 과, N 폴피스 (120) 와, S 폴피스 (130) 와, 연결 폴피스 (140) 와, 코일 (150) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함하여 구성된다.

N 폴피스 (120) 는 영구자석 (110) 의 N극이 접촉되고, 홀딩면 (121) 을 가지며, 철과 같은 강자성체로 이루어진다. S 폴피스 (130) 는 영구자석 (110) 의 S극이 접촉되고, 홀딩면 (131) 을 가지며, 철과 같은 강자성체로 이루어진다. 연결 폴피스 (140) 는 N 폴피스 (120) 및 S 폴피스 (130) 를 자기적으로 연결시키도록 N 폴피스 (120) 및 S 폴피스 (130) 모두에 접촉되며, 철과 같은 강자성체로 이루어진다.

도 1a를 참조하면, 코일 (150) 에 전류가 인가되지 않으면 영구자석 (110) 으로부터 야기되는 자기흐름은 N 폴피스 (120), 연결 폴피스 (140) 및 S 폴피스 (130) 를 통과해서 점선과 같이 형성된다. 이러한 경우, 홀딩면들 (121, 131) 을 통과하는 자기흐름은 형성되지 않으므로, 부착 대상 (1) 은 홀딩될 수 없다.

도 1b와 같이, 내부의 자기흐름이 형성되지 않도록 제어장치가 코일 (150) 에 전류를 인가하면, 내부에 형성되는 자기흐름이 약해지고, 이에 따라 홀딩면들 (121, 131) 을 통과하는 자기흐름이 강해지고, 홀딩면들 (121, 131) 에 부착 대상 (1) 이 홀딩될 수 있다. 이때, 점선과 같이 N 폴피스 (120), 부착 대상 (1) 및 S 폴피스 (130) 를 통과하여 형성되는 자기흐름은 코일 (150) 에 인가된 전류가 제거되더라도 유지된다.

부착 대상 (1) 을 홀딩면들 (121, 131) 로부터 해제하기 위해서는 도 1c와 같이 코일 (150) 에 전류를 인가하면 된다. 이때, 제어장치를 통해 코일 (150) 에 인가되는 전류의 방향은 도 1b와는 반대이다. 코일 (150) 에 의해 형성되는 자기장에 의해 도 1b의 점선과 같은 자기흐름은 약해지고, 영구자석 (110) 으로부터의 자기흐름은 내부로 순환하게 된다. 이때, 내부로 순환하는 자기흐름은 코일 (150) 에 전류를 인가하지 않더라도 유지된다.

이렇게 제어장치가 코일 (150) 에 인가되는 전류를 제어함으로써 부착 대상 (1) 의 홀딩 및 해제가 이루어진다.

본 출원인은 이와 유사한 원리를 가진 자성체 홀딩장치를 개시한 바가 있다 (특허문헌 1 참조).

그런데, 이러한 자성체 홀딩장치들을 개시하는 선행문헌에서는 얇은 판 형상을 가진 부착 대상을 홀딩하거나 해제하는데 최적화되어 있는 구조에 대해서 개시하고 있지는 못하다.

(특허문헌 1)

한국등록특허 KR10-1319052B

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 얇은 판 형상의 자성체를 홀딩하는데 효율적인 구조를 가지는 자성체 홀딩 장치 및 이를 포함하여 얇은 판 형상의 비자성체를 홀딩하여 이송하기 위한 이송 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 홀딩면들의 폭은, 상기 부착대상의 두께의 5배 이하이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 홀딩면을 가지는 폴피스들은 상기 홀딩면 방향으로 갈수록 두께가 작아지는 두께 감소부를 가진다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 두께 감소부는, 계단 형태를 가진다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 두께 감소부는, 두께가 점진적으로 작아지도록 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 두께 감소부는, 상기 홀딩면과 이웃한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 영구자석이 접촉되는 부분의 상기 폴피스들 간의 간격보다 상기 홀딩면들 간의 간격이 작게 형성되도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 폴피스들은, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 N극이 접촉되는 N 폴피스와, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 S극이 접촉되는 S 폴피스와, 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스와 접촉되는 연결 폴피스를 포함하여 구성됨으로써 자기 회로를 구성한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 폴피스들은, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 N극이 접촉되는 N 폴피스와, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 S극이 접촉되는 S 폴피스와, 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스를 서로 자기적으로 연결시키는 연결 폴피스를 포함하여 구성됨으로써 자기 회로를 구성하고, 상기 연결 폴피스는 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스 중 적어도 하나와 갭 (gap) 을 형성하도록 이격되어 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 폴피스들은, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 N극이 접촉되는 N 폴피스와, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 S극이 접촉되는 S 폴피스와, 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스에 모두 자기적으로 접촉되는 제1 위치와 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스에 모두 자기적으로 이격되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되는 연결 폴피스를 포함하여 구성됨으로써 자기회로를 구성한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 폴피스들은, 제1 면과 제2 면이 형성되고 상기 영구자석의 N극과 접촉되는 N 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되고 상기 영구자석의 S극과 접촉되는 S 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되는 제1 외측 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되는 제2 외측 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되는 연결 폴피스를 포함하고, 상기 N 폴피스의 제1 면은 상기 연결 폴피스의 제1 면과 대면하고, 상기 S 폴피스의 제1 면은 상기 연결 폴피스의 제2 면과 대면하고, 상기 N 폴피스의 제2 면은 상기 제1 외측 폴피스의 제1 면과 대면하고, 상기 S 폴피스의 제2 면은 상기 제2 외측 폴피스의 제1 면과 대면하며, 상기 N 폴피스, 상기 S 폴피스 및 상기 영구자석은 폴피스 어셈블리를 구성하며, 상기 폴피스 어셈블리는, 상기 연결 폴피스의 제1 면 및 제2 면이 상기 N 폴피스의 제1 면 및 상기 S 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 이격되고 상기 N 폴피스의 제2 면과 상기 S 폴피스의 제2 면이 상기 제1 외측 폴피스의 제1 면과 상기 제2 외측 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 접촉되는 제1 위치와, 상기 연결 폴피스의 제1 면 및 제2 면이 상기 N 폴피스의 제1 면 및 상기 S 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 접촉되고 상기 N 폴피스의 제2 면 및 상기 S 폴피스의 제2 면이 상기 제1 외측 폴피스의 제1 면 및 상기 제2 외측 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 이격되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 외측 폴피스에 N극이 접촉되고, 상기 제1 외측 폴피스에 S극이 접촉되는 영구자석을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 갭은 상기 N 폴피스와 상기 연결 폴피스 사이 및 상기 S 폴피스와 상기 연결 폴피스 사이에 모두 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 영구자석은 상기 연결 폴피스에 인접하여 배치되고, 상기 코일은 상기 홀딩면들에 인접하여 배치된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 N 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이, 및 상기 S 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이 중 적어도 하나에는 탄성체가 개재된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 N 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이, 상기 S 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이, 상기 N 폴피스 및 상기 제1 외측 폴피스 사이 및 상기 S 폴피스 및 상기 제2 외측 폴피스 사이 중 적어도 하나에는 탄성체가 개재된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치는, 판 형상을 가지는 비자성체인 이송 대상을 이송하기 위한 이송 장치이다. 상기 이송 장치는, 상술한 구성을 가지는 제1 자성체 홀딩 장치; 상술한 구성을 가지는 제2 자성체 홀딩 장치; 및 강자성체인 매개판; 을 포함한다. 상기 제1 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들과 상기 제2 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들은 서로 대면되도록 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 배치되며, 상기 제2 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들에 상기 매개판이 홀딩되도록, 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치와 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 이격되도록 배치되도록, 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판에 근접하게 위치되도록 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고, 상기 제2 자성체 홀딩 장치는 상기 매개판을 해제하도록 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치는 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치 중 적어도 하나가 이동되어 상기 매개판과 상기 제2 자성체 홀딩 장치 사이에 로딩 공간이 발생하도록 제어되고, 상기 로딩 공간으로 상기 이송 대상이 로딩되도록 제어되고, 상기 매개판이 상기 이송 대상에 근접되고, 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 상기 이송 대상에 근접되도록, 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고, 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판을 해재하도록 제어되고, 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 이송되도록 제어된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 장치는, 판 형상을 가지는 비자성체인 이송 대상을 이송하기 위한 이송 장치이다. 상기 이송 장치는, 상술한 구성을 가지는 자성체 홀딩 장치; 자성을 띌 수 있도록 구성되는 척; 및 강자성체인 매개판; 을 포함한다. 상기 척은 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치와 상기 척이 이격되게 배치되도록, 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판에 근접하게 위치되도록 상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치는 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척 중 적어도 하나가 이동되어 상기 매개판과 상기 척 사이에 로딩 공간이 발생하도록 제어되고, 상기 로딩 공간으로 상기 이송 대상이 로딩되도록 제어되고, 상기 매개판이 상기 이송 대상에 근접되고, 상기 척이 상기 이송 대상에 근접되도록, 상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판을 해재하도록 제어됨에 따라, 상기 척에 상기 매개판 및 상기 이송 대상이 홀딩되고, 상기 척이 이송되도록 제어된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 척은, 영구자석과, 상기 영구자석의 N극과 접촉되고 홀딩면을 가지며 강자성체로 이루어지는 N 폴피스와, 상기 영구자석의 S극과 접촉되고 홀딩면을 가지며 강자성체로 이루어지는 S 폴피스를 포함하도록 구성되고, 상기 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들과 상기 척의 홀딩면들은 서로 대면되도록 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 척이 배치되며, 상기 자성체 홀딩 장치는 상기 척의 홀딩력보다 강한 홀딩력을 가지도록 설정된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 척은 전자석 장치이다.

본 발명의 자성체 홀딩 장치에 따르면, 얇은 판 형상의 자성체를 효과적으로 홀딩 또는 해제할 수 있다. 또한, 본 발명의 이송 장치에 따르면, 얇은 판 형태의 비자성체를 안정적이고 효과적으로 이송할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 기존의 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 2d는 다른 형태의 두께 감소부를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 2e는 다른 형태의 영구자석의 배치와 두께 감소부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 3d는 다른 형태의 갭의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 5e는 도 5a 내지 도 5d의 자성체 홀딩 장치에서 코일의 배치만을 달리한 변형예이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치를 이용하여 비자성체인 판 형상의 이송 대상을 이송시키는 과정을 설명한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송장치를 이용하여 비자성체인 판 형상의 이송 대상을 이송시키는 과정을 설명한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

1. 자성체 홀딩 장치

먼저, 판 형상의 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치의 구성을 여러가지 실시예를 통해 설명한다.

본 발명의 자성체 홀딩 장치는 기본적으로 기존에 본 출원인이 출원하였던 선행 발명의 구성을 비제한적으로 채용할 수도 있다. 구체적으로, 한국등록특허 제10-1130218호, 제10-1319052호, 제10-1430383호, 제10-1427066호, 제10-1553168호, 제10-1498864호, 제10-1512610호의 구성을 이용하여 본 발명의 자성체 홀딩 장치가 구성될 수 있다.

이러한 자성체 홀딩 장치는 공통적으로, 적어도 하나의 영구자석, 이 영구자석으로부터 야기되는 자기흐름을 내부로 순환시키는 자기회로를 형성하도록 배치되는 강자성체의 폴피스들, 이 폴피스들 중 적어도 하나에 감기는 코일 및 이 코일에 인가되는 전류를 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된다. 이러한 폴피스들은 적어도 2개의 홀딩면을 가지며, 제어장치가 코일에 인가되는 전류를 제어함으로써 영구자석으로부터의 자기흐름을 내부로 순환시키거나 홀딩면들로 발산시킴으로써, 홀딩면에 자성체인 부착대상을 홀딩 또는 해제시킨다.

이러한 자성체 홀딩 장치는 다양한 실시 형태를 가질 수 있는데, 위에서 언급한 등록특허들에 이러한 실시 형태들이 개시되어 있다. 이러한 등록특허들에 개시된 실시 형태를 가지는 자성체 홀딩 장치들은, 부착 대상을 특별한 형상으로 한정하지 않고 개발되었는데, 이 발명의 발명자 (곧, 출원인) 는 부착 대상이 판 형상일 경우, 특별한 조건 하에서 최적의 성능을 보이는 것을 알아내었다.

이하에서는 실시형태를 나누어 판 형태의 부착 대상의 홀딩 및 해제에 적합한 자성체 홀딩 장치의 구성을 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2a 내지 도 2e를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치에 대해서 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 2d는 다른 형태의 두께 감소부를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 2e는 다른 형태의 영구자석의 배치와 두께 감소부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (1000) 는 영구자석 (1100) 과, N 폴피스 (1200) 와, S 폴피스 (1300) 와, 연결 폴피스 (1400) 와, 코일 (1500) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함하여 구성된다.

N 폴피스 (1200) 는 영구자석 (1100) 의 N극이 접촉되고, 홀딩면 (1201) 을 가지며, 철과 같은 강자성체로 이루어진다. S 폴피스 (1300) 는 영구자석 (1100) 의 S극이 접촉되고, 홀딩면 (1301) 을 가지며, 철과 같은 강자성체로 이루어진다. 연결 폴피스 (1400) 는 N 폴피스 (1200) 및 S 폴피스 (1300) 를 자기적으로 연결시키도록 N 폴피스 (1200) 및 S 폴피스 (1300) 모두에 접촉되며, 철과 같은 강자성체로 이루어진다.

본 실시예에서는, N 폴피스 (1200), S 폴피스 (1300) 및 연결 폴피스 (1400) 가 별도의 부재로 구비되는 것을 예시하나, 일체적으로 형성되어도 무방하다.

N 폴피스 (1200) 는 그 홀딩면 (1201) 방향 (도 2a에서 하측 방향) 으로 갈수록 두께가 줄어드는 두께감소부 (1210) 를 가진다. 이에 따라, 홀딩면 (1201) 의 폭은 N 폴피스 (1200) 의 기본 두께 혹은 평균 두께보다 작아진다.

S 폴피스 (1300) 는 그 홀딩면 (1301) 방향 (도 2a에서 하측 방향) 으로 갈수록 두께가 줄어드는 두께감소부 (1310) 를 가진다. 이에 따라, 홀딩면 (1301) 의 폭은 S 폴피스 (1300) 의 기본 두께 혹은 평균 두께보다 작게 설정된다.

본 발명의 발명자는 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭은 부착 대상인 판 (2) 의 두께의 5배 이하로 형성하는 것이 바람직하다는 것을 알게 되었다. 예를 들어, 판 (2) 의 두께가 0.4mm인 경우, 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭은 2mm 이하인 것이 바람직하며, 판 (2) 의 두께가 0.6mm인 경우, 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭은 3mm 이하인 것이 바람직하며, 판 (2) 의 두께가 0.8mm인 경우, 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭은 4mm 이하인 것이 바람직하며, 판 (2) 의 두께가 1mm인 경우, 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭은 5mm 이하인 것이 바람직하다.

만약, 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭이 판 (1) 의 두께의 5배를 초과하면 홀딩력이 급격히 감소하는 것을 알 수 있었다.

두께 감소부 (1210, 1310) 는 본 실시예에서와 같이 홀딩면 (1201, 1301) 과 이격되어 점진적으로 감소되도록 형성될 수도 있지만, 도 2d의 (a) 와 같이, 홀딩면 (1201, 1301) 과 이웃하도록 형성될 수도 있고, 도 2d의 (b) 와 같이, 계단 형태를 가지도록 형성될 수도 있다.

도 2d의 (a) 와 같이 두께 감소부 (1210', 1310') 를 형성한 경우, 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭이 N 폴피스 (1200) 및 S 폴피스 (1300) 의 평균 두께와 동일한 경우 (도 1a 내지 도 1c 참조) 와 대비하여 약 10~20%의 홀딩력이 증가되는 것을 알 수 있었다. 이는 두께가 얇은 판의 경우, 작은 홀딩면에 자기흐름이 집중되어야 자기력이 손실없이 판 (2) 을 통과하여 흐름으로써 홀딩력이 증가되는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 본 실시예 및 도 2d의 (b) 와 같이 두께 감소부 (1210, 1310, 1210'', 1310'') 를 형성한 경우, 도 2d의 (a) 와 같이 두께 감소부 (1210', 1310') 를 형성한 경우와 대비하여 약 10~20%의 홀딩력이 증가되는 것을 알 수 있었다. 이는 두께 감소부 (1210', 1310') 의 외측면과 판 (2) 과 거리가 가깝기 때문에 홀딩력이 분산됨으로써 야기된다고 보여진다.

판 (2) 이 홀딩되어 있다가 해제되는 경우, 홀딩면 (1201, 1301) 을 통과하던 자기흐름의 방향이 자성체 홀딩 장치 (1000) 내부로 전환되어야 하는데, 본 실시예와 도 2d의 (a) 와 같이 점진적으로 두께가 감소되는 경우에 자기흐름이 부드럽게 빠져나갈 수 있어, 해제 속도가 빠르다. 반면 도 2d의 (b) 와 같은 경우에는 본 실시예와 도 2d의 (a) 와 대비하여 해제 속도는 다소 느리다.

따라서, 본 실시예와 같이 두께 감소부 (1210, 1310) 를 형성하는 것이 홀딩 및 해제에 있어서 가장 유리하지만, 설계 시의 요구조건 등을 고려하여 두께 감소부의 형태 및 위치를 결정하면 된다.

또한, 본 실시예에서와 같이 영구자석 (1100) 이 N 폴피스 (1200) 와 접촉하는 면이 두께 감소부 (1210) 와 적어도 일부 대향하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 영구자석 (1100) 이 S 폴피스 (1300) 와 접촉하는 면이 두께 감소부 (1310) 와 적어도 일부 대향하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이런 방식으로 영구자석 (1100) 및 두께 감소부 (1210, 1310) 를 배치하는 것이, 홀딩 및 해제의 전환을 쉽게 할 수 있다.

코일 (1500) 은 N 폴피스 (1200), S 폴피스 (1300) 및 연결 폴피스 (1400) 중 적어도 하나에 감긴다. 본 실시예에서와 같이 코일 (1500) 은 영구자석 (1100) 과 연결 폴피스 (1400) 사이에 N극과 인접하여 배치되는 것이 자기흐름의 제어에 적합하여 바람직하지만, 이에 국한되는 것은 아니고, 폴피스들 (1200, 1300, 1400) 의 어느 부분에 배치되어도 무방하다.

도 2a를 참조하면, 코일 (1500) 에 전류가 인가되지 않으면 영구자석 (1100) 으로부터 야기되는 자기흐름은 N 폴피스 (1200), 연결 폴피스 (1400) 및 S 폴피스 (1300) 를 통과해서 점선과 같이 형성된다. 이러한 경우, 홀딩면들 (1201, 1301) 을 통과하는 자기흐름은 형성되지 않으므로, 판 (2) 은 홀딩될 수 없다.

도 2b와 같이, 내부의 자기흐름이 형성되지 않도록 제어장치가 코일 (1500) 에 전류를 인가하면, 내부에 형성되는 자기흐름이 약해지고, 이에 따라 홀딩면들 (1201, 1310) 을 통과하는 자기흐름이 강해지고, 홀딩면들 (1201, 1301) 에 판 (2) 이 홀딩될 수 있다. 이때, 점선과 같이 N 폴피스 (1200), 판 (2) 및 S 폴피스 (1300) 를 통과하여 형성되는 자기흐름은 코일 (1500) 에 인가된 전류가 제거되더라도 유지된다.

이때, 영구자석 (1100) 으로부터의 자기흐름이 작은 홀딩면들 (1201, 1301) 에 집중되어 단위면적당 큰 홀딩력이 제공되며, 홀딩면들 (1201, 1301) 의 폭이 판 (2) 의 두께의 5배 이하의 값을 가짐으로써, 이러한 자기흐름이 온전히 판 (2) 을 통과할 수 있게 된다. 이에 따라, 얇은 판 형상을 가진 부착 대상의 홀딩이 강고하게 이루어질 수 있다.

부착 대상인 판 (2) 을 해제하기 위해서는 도 2c와 같이 코일 (1500) 에 전류를 인가하면 된다. 이때, 제어장치를 통해 코일 (1500) 에 인가되는 전류의 방향은 도 2b와는 반대이다. 코일 (1500) 에 의해 형성되는 자기장에 의해 도 2b의 점선과 같은 자기흐름은 약해지고, 영구자석 (1100) 으로부터의 자기흐름은 내부로 순환하게 된다. 이때, 내부로 순환하는 자기흐름은 코일 (1500) 에 전류를 인가하지 않더라도 유지된다.

도 2e를 참조하면, 영구자석 (1100) 이 연결 폴피스 (1400) 에 근접하고, 코일 (1500) 이 홀딩면 (1201) 에 근접하게 배치될 수도 있다. 영구자석 (1100) 의 배치를 달리하면, 판 (2) 의 홀딩 및 해제의 특성을 조절할 수 있다.

예를 들어, 도 2a 내지 도 2c와 같이 영구자석 (1100) 을 배치할 경우에는 영구자석 (1100) 이 판 (2) 과 가깝게 위치되어 홀딩력은 강해지는 반면, 해제 특성에서는 손해를 볼 수 있다. 즉, 해제에 더 큰 전류가 필요하거나, 해제되더라도 비교적 큰 잔류 자기가 발생할 가능성이 더 높다.

반면, 도 2e와 같이 영구자석 (1100) 을 배치할 경우에는 영구자석 (1100) 이 판 (2) 과 멀어짐으로써 홀딩력이 상대적으로 약해지지만, 해제 특성은 좋아진다. 즉, 해제가 더 작은 전류만으로 가능해지며, 해제 후에도 잔류 자기가 약하게 형성될 가능성이 더 높다.

따라서, 강한 홀딩력이 필요하지만 해제 시 잔류 자기가 있어도 되는 상황이라면, 도 2a 내지 도 2c와 같은 영구자석 (1100) 의 배치를 선택하고, 홀딩력을 키울 필요는 없지만 잔류 자기를 최소화해야 하는 상황이라면, 도 2e와 같은 영구자석 (1100) 의 배치를 선택하면 된다.

또한, 도 2e에서는 홀딩면 (1201, 1301) 의 폭 L1 이 폴피스들 (1200, 1300) 의 기본두께 L2 혹은 평균두께보다 작게 형성되면서도, 영구자석 (1100) 이 접촉되는 부분의 폴피스들 간의 간격 L3보다 홀딩면들 (1201, 1301) 간의 간격 L4가 작게 형성된 폴피스들 (1200, 1300) 의 구성이 개시된다. 이러한 구성을 가질 경우, 폴피스들 (1200, 1300) 간의 평균적 간격은 넓어지고, 홀딩면들 (1201, 1301) 간의 간격이 좁아짐으로써, 판 (2) 을 홀딩하기 위한 자기흐름이 홀딩면들 (1201, 1301) 에 집중될 수 있다. 이에 따라, 영구자석 (1100) 으로부터 야기되는 자기력을 효과적으로 판 (2) 에 집중시킬 수 있어, 홀딩력이 강해진다.

이러한 도 2d 및 도 2e의 구성은 아래에 설명될 실시예들에 비제한적으로 적용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 3d는 다른 형태의 갭의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (2000) 는 영구자석 (2100) 과, N 폴피스 (2200) 와, S 폴피스 (2300) 와, 연결 폴피스 (2400) 와, 코일 (2500) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함하여 구성된다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (2000) 에 있어서, 영구자석 (2100), N 폴피스 (2200), S 폴피스 (2300), 코일 (2500) 및 제어장치 각각은 도 2a 내지 도 2c의 영구자석 (1100), N 폴피스 (1200), S 폴피스 (1300), 코일 (1500) 및 제어장치와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서, 연결 폴피스 (2400) 는 N 폴피스 (2200) 와 직접 접촉하지 않고 갭 (gap, G) 을 형성하며 이격된다. 물론 이와 달리 연결 폴피스 (2400) 는 S 폴피스 (2300) 와 갭을 형성할 수도 있다. 또한, 도 3d와 같이 갭 (G) 은 연결 폴피스 (2400) 와 N 폴피스 (2200) 사이 및 연결 폴피스 (2400) 와 S 폴피스 (2300) 사이에 모두 형성될 수도 있다.

갭 (G) 의 크기는, 갭 (G) 을 통과하여 자기흐름이 형성될 수 있을 정도로 설정되어야 한다. 갭 (G) 이 2배로 늘어나면 갭 (G) 사이를 통과하는 자기흐름의 세기는 1/4로 줄어든다. 이러한 점을 고려하여 갭 (G) 의 크기를 적절히 선정하면 되는데, 예를 들어, 갭 (G) 은 0.2mm, 0.5mm, 0.8mm, 1mm 등 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 갭 (G) 에는 본 실시예에서와 같이 공기가 채워질 수도 있으나, 자성에 영향을 미치지 않거나 거의 미치지 않는 비자성물질이 개재될 수도 있다. 예를 들어, 갭 (G) 에는 나무, 고무, 플라스틱, 알루미늄 등의 물체가 개재될 수 있다. 이에 대해서는 도 3d를 참조하여 추후 다시 설명한다.

도 3a를 참조하면, 코일 (2500) 에 전류가 인가되지 않더라도 갭 (G) 을 통과하여 내부로 순환되는 자기흐름이 형성될 수 있다. 그러나, 도 3a에서 형성되는 자기흐름보다는 약하게 내부 순환 자기흐름이 형성되고, 홀딩면 (2201, 2301) 으로도 일부 자기흐름이 흘러, 홀딩면 (2201, 2301) 에 어느 정도의 잔류가 형성될 수 있다. 이때, 이러한 잔류를 없애기 위해서는 코일 (2500) 에 도 3c와 같은 방향의 전류를 약간 흘려주면 된다.

도 3b와 같이 코일 (2500) 에 전류를 인가하면, 앞서 설명한 것과 동일한 원리로 자기흐름이 판 (2) 을 통과하여 형성됨으로써 판 (2) 이 홀딩된다. 이때, 갭 (G) 이 형성되어 있음으로써, 도 2b에서의 전류보다 약한 전류로도 내부 순환 자기흐름이 제거될 수 있다. 따라서, 홀딩이 앞선 제1 실시예보다 적은 전류로 빠른 시간 내에 이루어질 수 있다.

도 3c와 같이 코일 (2500) 에 전류를 인가함으로써, 홀딩이 해제될 수 있다. 해제 시에는 갭 (G) 으로 인하여 제1 실시예보다 큰 전류가 필요하다.

판 (2) 에 적합한 두께 감소부 (2210, 2310) 의 형상 및 배치 등에 관한 설명은 제1 실시예에서 서술되었으므로, 생략한다. 제1 실시예에서 설명한 바대로, 두께 감소부로는 도 2d의 두께 감소부 (1210', 1310', 1210'', 1310'') 가 채용될 수 있음은 물론이다.

도 3d는 다양한 갭과 영구자석의 배치를 예시한 단면도이다.

도 3d의 (a) 는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 자성체 홀딩 장치 (2000) 의 구성과 영구자석의 배치만을 달리한 자성체 홀딩 장치 (2000') 의 단면도이고, 도 3d의 (b) 는 도 3d의 (a) 의 자성체 홀딩 장치 (2000') 의 갭 (G) 보다 2배 큰 갭 (G) 을 가지는 자성체 홀딩 장치 (2000'') 의 단면도이고, 도 3d의 (c) 는 갭 (G) 이 한 쌍 구비된 자성체 홀딩 장치 (2000''') 의 단면도이다.

발명자는 각 자성체 홀딩 장치 (2000', 2000'', 2000''') 의 다른 조건은 모두 동일하게 고정하고, 갭 (G) 의 배치 및 폭을 달리하여 실험을 진행하였다. 자성체 홀딩 장치 (2000') 의 갭 (G) 의 크기는 1.5mm로 설정하고, 자성체 홀딩 장치 (2000'') 의 갭 (G) 의 크기는 2.0mm로 설정하고, 자성체 홀딩 장치 (2000''') 의 갭 (G) 의 크기는 1.0mm로 설정하였다.

코일 (2500) 에 전류를 전혀 인가하지 않은 경우, 자성체 홀딩 장치 (2000'') 는 자성체 홀딩 장치 (2000') 보다 갭 (G) 이 크므로, 약 3% 큰 홀딩력을 가지게 된다. 홀딩력은 자성체 홀딩 장치 (2000''') 가 월등하게 크게 측정되었는데, 자성체 홀딩 장치 (2000'') 에 비해 약 11% 큰 홀딩력을 가진다.

도 3a와 같이 해제한 후에 코일 (2500) 에 전류를 인가하지 않은 경우, 홀딩력 대비 잔류자기에 의한 잔존힘은, 자성체 홀딩 장치 (2000') 는 37%이고, 자성체 홀딩 장치 (2000'') 는 44% 이며, 자성체 홀딩 장치 (2000''') 는 46%로 측정되었다. 즉, 갭 (G) 이 크거나 많을수록, 잔류 자기에 의한 잔존힘은 커짐을 알 수 있다.

이는 약점으로 작용할 수 있으나, 이러한 잔류 자기를 없애는 방향으로 코일 (2500) 에 전류를 인가함으로써 잔존힘을 줄이는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 3c와 같은 방향의 전류를 어느 정도 인가해주면 잔류 자기를 줄일 수 있다. 잔류 자기를 줄이기 위해 동일한 전압과 전류값을 가지는 전기흐름을 코일 (2500) 에 인가할 경우 자성체 홀딩 장치들 (2000', 2000'', 2000''') 의 잔존힘은 각각 6%, 5%, 5%로 측정되어, 큰 차이가 발생하지 않았다.

종합적으로 판단해보면, 자성체 홀딩 장치 (2000''') 가 홀딩력이 가장 강한 대신, 해제 시 잔류 자기를 없애기 위해 적은 전류를 인가하더라도 잔류 자기를 5% 정도로 효과적으로 줄일 수 있어, 가장 우수한 성능을 보였다.

한편, 도 3d에서는 도 3a 내지 도 3c에서와 달리, 갭 (G) 에 비자성물질로 이루어지는 스페이서 (2001) 가 개재되는 것을 예시하고 있다. 이러한 스페이서 (2001) 로서 각 폴피스들 (2200, 2300, 2400) 간의 결합력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 갭 (G) 의 크기도 일정하게 유지시킬 수 있다.

이렇듯, 영구자석 (2100) 의 배치, 코일 (2500) 의 배치, 갭 (G) 의 배치 등은 다양하게 설정될 수 있으며, 이는 판 (2) 의 두께, 자성체 홀딩 장치들의 요구 크기 등에 따라 적절히 선정하면 된다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (3000) 는 영구자석 (3100) 과, N 폴피스 (3200) 와, S 폴피스 (3300) 와, 연결 폴피스 (3400) 와, 코일 (3500) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함하여 구성된다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (3000) 에 있어서, 영구자석 (3100), N 폴피스 (3200), S 폴피스 (3300), 코일 (3500) 및 제어장치 각각은 도 2a 내지 도 2c의 영구자석 (1100), N 폴피스 (1200), S 폴피스 (1300), 코일 (1500) 및 제어장치와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (3000) 에서, 연결 폴피스 (3400) 는, N 폴피스 (3200) 및 S 폴피스 (3300) 에 모두 자기적으로 접촉되는 제1 위치와, N 폴피스 (3200) 및 S 폴피스 (3300) 에 모두 자기적으로 이격되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된다.

여기서, '자기적으로 접촉한다'라는 의미는 도 4a 및 도 4c에 도시된 것과 같이 직접 접촉함으로써 자기적으로 연결되는 것을 포함하지만, 직접 접촉하지 않더라도 고무 재질의 탄성체 (완충재) 가 개재되어 접촉되는 것도 포함한다. 즉, 폴피스 간에 이격되더라도 폴피스 간에 인력이 접촉되었을 때와 대비하여 예를 들어 80% 이상 (이는 90% 이상, 70% 이상 등일 수도 있다) 이 된다면 자기적으로 접촉된 상태라 할 수 있다.

또한, '자기적으로 이격된다'라는 의미는 인력이 서로 크게 작용하지 않을 정도로 이격되는 것을 의미한다. 예를 들어, 폴피스들이 접촉되었을 때의 인력과 대비하여 예를 들어 10% 이하 (이는 20% 이하, 5% 이하 등일 수도 있다) 의 인력이 작용하도록 이격된 것이라면 자기적으로 이격되었다 할 수 있다.

연결 폴피스 (3400) 는 볼트 (3410) 에 의해 N 폴피스 (3200) 및 S 폴피스 (3300) 에 연결된다. 볼트 (3410) 의 헤드 부분이 연결 폴피스 (3400) 에 형성된 카운터 보어 (C-Bore) 에 의해 걸림으로써 이격거리가 제한된다.

또한, 연결 폴피스 (3400) 와 N 폴피스 (3200) 사이 및 연결 폴피스 (3400) 와 S 폴피스 (3300) 사이에는, 연결 폴피스 (3400) 와 N 폴피스 (3200)/S 폴피스 (3300) 를 서로 멀어지게 탄성력을 제공하는 탄성부재 (3420) 가 개재된다. 탄성부재 (3420) 로는, 스프링이 채용될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 연결 폴피스 (3400) 가 제1 위치에 위치되면, 영구자석 (3100) 으로부터의 자기흐름은 자성체 홀딩 장치 (3000) 내부로 형성됨에 따라, 홀딩면 (3101, 3201) 에는 판 (2) 이 홀딩될 수 없다.

판 (2) 을 홀딩하기 위해서는 도 4b와 같이 코일 (3500) 에 전류를 인가하면 된다. 도 4b와 같이 코일 (3500) 에 전류가 인가되면, 내부로 순환되는 자기흐름이 약해지게 되고, 탄성부재 (3420) 의 탄성력에 따라 연결 폴피스 (3400) 는 제2 위치로 이동된다. 연결 폴피스 (3400) 가 N 폴피스 (3200) 및 S 폴피스 (3300) 와 이격되면, 내부 순환 자기흐름은 더욱 완벽히 차단되어 홀딩면 (3201, 3301) 에서의 홀딩력은 더 강해질 수 있다.

판 (2) 을 해제하기 위해서는 도 4c와 같이 코일 (3500) 에 전류를 인가하면 된다. 도 4c와 같이 코일 (3500) 에 전류가 인가되면, 내부로 순환되는 자기흐름이 강해지게 되고, 탄성부재 (3420) 의 탄성력보다 연결 폴피스 (3500) 및 N 폴피스 (3200)/S폴피스 (3300) 간의 인력이 강해지면, 연결 폴피스 (3500) 가 제1 위치로 이동된다. 연결 폴피스 (3400) 가 N 폴피스 (3200) 및 S 폴피스 (3300) 와 접촉되면, 내부 순환 자기흐름은 더욱 강하게 형성되어 홀딩면 (3201, 3301) 에서의 잔류는 작아지게 된다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (3000) 의 구성은 등록특허 제10-1319052호에 개시된 자성체 홀딩 장치의 구성을 비제한적으로 채용할 수 있음에 유의해야 한다.

판 (2) 에 적합한 두께 감소부 (3210, 3310) 의 형상 및 배치 등에 관한 설명은 제1 실시예에서 서술되었으므로, 생략한다. 제1 실시예에서 설명한 바대로, 두께 감소부로는 도 2d의 두께 감소부 (1210', 1310', 1210'', 1310'') 가 채용될 수 있음은 물론이다.

한편, 미도시하였으나, N 폴피스 (3200) 및 연결 폴피스 (3400) 사이 및/또는 S 폴피스 (3300) 및 연결 폴피스 (3400) 사이에는 탄성체가 개재될 수 있다. 탄성체로서는 고무, 탄성을 가진 중합체들, 스프링 등이 사용될 수 있다. 탄성체를 구비함으로써, 연결 폴피스 (3400) 와 각 폴피스들 (3200, 3300) 간의 충격을 완화시킬 수 있어, 소음을 줄일 수도 있고, 내구성 향상에도 도움이 된다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 5e는 도 5a 내지 도 5d의 자성체 홀딩 장치에서 코일의 배치만을 달리한 변형예이다.

도 5a 내지 5d를 참조하면, 제4 실시예의 자성체 홀딩 장치 (4000) 는 폴피스 어셈블리 (4100) 와, 제1 외측 폴피스 (4200) 와, 제2 외측 폴피스 (4300) 와, 연결 폴피스 (4400) 와, 코일 (4500) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

폴피스 어셈블리 (4100) 는, N 폴피스 (4110) 와, S 폴피스 (4120) 와, 영구자석 (4130) 을 포함한다. N 폴피스 (4110) 는 철과 같은 강자성체이고, 제1 면 (4111) 및 제2 면 (4112) 을 구비한다. 또한, S 폴피스 (4120) 는 철과 같은 강자성체이고, 제1 면 (4121) 및 제2 면 (4122) 을 구비한다. 영구자석 (4130) 은 N 폴피스 (4110) 에 N극이 접촉되고, S 폴피스 (4120) 에 S극이 접촉되도록 배치된다.

폴피스 어셈블리 (4100) 는 후술할 외측 폴피스들 (4200, 4300) 과 연결 폴피스 (4400) 사이에서 이동되도록 구성되므로, N 폴피스 (4110) 와 S 폴피스 (4120) 가 서로 고정되도록 적어도 하나의 고정 수단 (4101) 이 구비되는 것이 바람직하다. 고정 수단 (4101) 은 자기흐름에 영향을 미치지 않는 비자성의 재질이거나 약하게 영향을 미치는 알루미늄과 같은 상자성체로 이루어지는 것이 바람직하며, N 폴피스 (4110) 와 S 폴피스 (4120) 의 내부 공간의 점유를 최소화하도록 헤드가 없는 무두 볼트인 것이 바람직하다.

제1 외측 폴피스 (4200) 는 제1 면 (4201) 및 제2 면 (4202) 을 구비하고, 철과 같은 강자성체로 이루어진다. 또한, 제2 외측 폴피스 (4300) 은 제1 면 (4301) 및 제2 면 (4302) 을 구비하고 철과 같은 강자성체로 이루어진다. 또한, 연결 폴피스 (4400) 는 제1 면 (4401) 및 제2 면 (4402) 을 구비하고, 철과 같은 강자성체로 이루어진다.

N 폴피스 (4110) 의 제1 면 (4111) 은 연결 폴피스 (4400) 의 제1 면 (4401) 과 대면한다. S 폴피스 (4120) 의 제1 면 (4121) 은 연결 폴피스 (4400) 의 제2 면 (4402) 과 대면한다. N 폴피스 (4110) 의 제2 면 (4112) 은 제1 외측 폴피스 (4200) 의 제1 면 (4201) 과 대면한다. S 폴피스 (4120) 의 제2 면 (4122) 은 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제1 면 (4301) 과 대면한다. 이러한 면들간의 대면이 이루어지도록 폴피스들 (4110, 4120, 4200, 4300, 4400) 이 배치됨으로써, 자기흐름의 회로가 제공될 수 있다.

폴피스 어셈블리 (4100) 는 제1 위치 (도 5a 및 도 5b에서의 위치) 와 제2 위치 (도 5c 및 도 5d에서의 위치) 사이에서 이동 가능하게 구성된다. 여기서, 제1 위치란 연결 폴피스 (4400) 의 제1 면 (4401) 및 제2 면 (4402) 이 N 폴피스 (4110) 의 제1 면 (4111) 과 S 폴피스 (4120) 의 제1 면 (4121) 에 각각 자기적으로 이격되고 N 폴피스 (4110) 의 제2 면 (4112) 및 S 폴피스 (4120) 의 제2 면 (4122) 이 제1 외측 폴피스 (4200) 의 제1 면 (4201) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제1 면 (4301) 과 각각 자기적으로 접촉되는 폴피스 어셈블리 (4100) 의 위치를 의미한다. 또한, 제2 위치란 연결 폴피스 (4400) 의 제1 면 (4401) 및 제2 면 (4402) 이 N 폴피스 (4110) 의 제1 면 (4111) 및 S 폴피스 (4120) 의 제1 면 (4121) 과 각각 자기적으로 접촉되고 N 폴피스 (4110) 의 제2 면 (4112) 및 S 폴피스 (4120) 의 제2 면 (4122) 이 제1 외측 폴피스 (4200) 의 제1 면 (4201) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제1 면 (4301) 과 각각 자기적으로 이격되는 폴피스 어셈블리 (4100) 의 위치를 의미한다.

여기서, '자기적으로 접촉한다'라는 의미는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 것과 같이 직접 접촉함으로써 자기적으로 연결되는 것을 포함하지만, 직접 접촉하지 않더라도 고무 재질의 완충재가 개재되어 접촉되는 것도 포함한다. 즉, 폴피스 간에 이격되더라도 폴피스 간에 인력이 접촉되었을 때와 대비하여 예를 들어 80% 이상 (이는 90% 이상, 70% 이상 등일 수도 있다) 이 된다면 자기적으로 접촉된 상태라 할 수 있다.

폴피스 어셈블리 (4100) 의 이동은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서와 같이 폴피스 어셈블리 (4100) 를 관통하는 가이드 봉 (4001) 이 채용될 수 있다. 가이드 봉 (4001) 은 자기 흐름에 영향을 미치지 않도록 비자성체 또는 상자성체로 이루어지는 것이 바람직하다. 폴피스 어셈블리 (4100) 의 이동은 이외에도 레일, 리니어 가이드 (linear guide) 등의 공지의 이송 방법에 의해 이루어질 수도 있다.

코일 (4500) 은 N 폴피스 (4110), S 폴피스 (4120), 제1 외측 폴피스 (4200), 제2 외측 폴피스 (4300) 및 연결 폴피스 (4400) 중 적어도 하나에 감긴다. 코일 (4500) 에 전류가 공급되면 자기장이 형성되어 감겨진 폴피스들 (4110, 4120, 4200, 4300 또는 4400) 내부의 자기흐름에 영향을 미치게 된다.

코일 (4500) 은 자기흐름의 제어가 가능하고, 또한 용이한 지점에 위치된다. 예를 들어, 코일 (4500) 은 본 실시예에서와 같이 영구자석 (4130) 을 사이에 두고 N 폴피스 (4110) 및 S 폴피스 (4120) 에 각각 하나 씩 배치될 수 있다. 이외의 코일 (4500) 의 배치는 후술한다.

제어장치 (미도시) 는 코일 (4500) 에 인가되는 전류의 방향 및 세기를 제어한다. 제어장치는 코일 (4500) 에 직류를 공급함으로써, 코일 (4500) 주변에 자기장을 형성한다.

이하에서는 상술한 구성을 가진 자성체 홀딩 장치 (4000) 의 작동 방법에 대해 설명한다.

도 5a를 참조하면, 폴피스 어셈블리 (4100) 가 제1 위치에 배치되면, 영구자석 (4130) 에 의해 제1 외측 폴피스 (4200) 의 제2 면 (4202) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제2 면 (4302) 이 자화됨으로써, 제2 면들 (4202, 4302) 의 외측으로 자기장이 형성된다. 즉, 제2 면들 (4202, 4302) 의 외측에 자성체나 영구자석이 위치하면 인력 또는 척력을 받게 된다. 예를 들어, 폴피스 어셈블리 (4100) 가 도 5a와 같은 상태에 있다면, 제2 면들 (4202, 4302) 에 철과 같은 자성체인 판 (2) 이 홀딩될 수 있다. 판 (2) 이 홀딩되면, 점선과 같은 자기흐름이 형성된다 (도 5a와 같은 상태를 '자기장 인가 상태'라 지칭함, 이는 곧 '홀딩 상태'와 동일).

제1 외측 폴피스 (4200) 의 제2 면 (4202) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제2 면 (4302) 에 의해 형성되는 자기장을 최소화하거나 없애기 위해서는, 도 5b와 같이 제어장치가 코일 (4500) 에 전류를 인가하면 된다.

코일 (4500) 에 인가되는 전류의 방향은 도 5a의 점선과 같은 자기흐름을 감소시키고, 영구자석 (4130) 으로부터의 자기흐름이 연결 폴피스 (4400) 를 향하게 유도하도록 설정된다.

코일 (4500) 에 인가되는 전류의 세기가 세질수록 도 5a의 점선의 자기흐름은 약해지며, 기설정된 전류의 세기에서는 외측 폴피스들 (4200, 4300) 로 향하는 자기흐름은 거의 없어지게 된다. 이런 경우, 영구자석 (4130) 으로부터의 자기흐름은 N 폴피스 (4110) 의 제1 면 (4111) 및 S 폴피스 (4120) 의 제1 면 (4121) 을 향하게 되어, N 폴피스 (4110) / S 폴피스 (4120) 및 연결 폴피스 (4400) 간에는 인력이 작용된다. 이에 따라 폴피스 어셈블리 (4100) 는 제2 위치로 이동되어, 연결 폴피스 (4400) 에 접촉하게 된다.

폴피스 어셈블리 (4100) 와 연결 폴피스 (4400) 가 접촉하면, 도 5c의 점선과 같은 자기흐름이 형성된다. 이러한 자기흐름은 자성체 홀딩 장치 (4000) 의 내부에 순환되므로, 내부 순환 자기흐름이라 정의한다. 이 내부 순환 자기흐름이 일단 형성되면, 영구자석 (4130) 으로부터 야기되는 자기흐름은 장치 (4000) 외부로의 유출이 최소화된다. 특히, N 폴피스 (4110) 의 제2 면 (4112) 및 S 폴피스 (4120) 의 제2 면 (4122) 에는 어느 정도의 잔류 자기가 형성될 수 있으나, N 폴피스 (4110) 및 S 폴피스 (4120) 는 제1 외측 폴피스 (4200) 와 제2 외측 폴피스 (4300) 와 각각 이격되므로, 제1 외측 폴피스 (4200) 와 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제2 면들 (4202, 4302) 로는 잔류 자기가 거의 형성되지 않거나, 0이 될 수 있다 (도 5c와 같은 상태를 '자기장 비인가 상태'라 지칭함, 이는 곧 '해제 상태'와 동일).

다시 도 5a와 같은 상태, 즉 자기장 인가 상태를 만들기 위해서는 도 5d와 같이 코일 (4500) 에 전류를 인가하면 된다. 이 때, 코일 (4500) 에 인가되는 전류의 방향은 도 5b에서의 코일 (4500) 에 인가되는 전류의 방향과 반대이다. 도 5d와 같이 전류가 인가되면 내부 순환 자기흐름은 약해지고, 다시 폴피스 어셈블리 (4100) 가 제1 위치로 이동된다. 이에 따라, 제1 외측 폴피스 (4200) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제2 면들 (4202, 4302) 외측으로 자기장이 형성된다.

상술한 바와 같이, 제어장치는 코일 (4500) 에 인가되는 전류를 제어함으로써, 폴피스 어셈블리 (4100) 를 제1 위치와 제2 위치 간에 이동할 수 있게 하고, 이에 따라 제1 외측 폴피스 (4200) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제2 면들 (4202, 4302) 외측에 자기장을 형성을 최대화하거나 최소화할 수 있다 (즉, 자기장 인가 상태와 비인가 상태의 전환이 가능함).

이때, 코일 (4500) 에 전류가 인가될 필요가 있을 때는, 자기장 인가 상태와 비인가 상태를 전환할 때 뿐이며, 자기흐름의 경로를 바꿔줄 정도의 전류만을 인가하면 된다. 도 5a와 같은 자기장 인가 상태와 도 5c와 같은 비인가 상태에서는 어떠한 전류의 소모도 필요치 않으므로, 전기의 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 코일 (4500) 에 전류의 인가가 차단되는 비상 시에도 자기장 인가 상태와 비인가 상태가 변환되지 않을 뿐이지, 현 상태를 유지하게 되므로, 안전성 측면에서도 우수하다.

한편, 코일 (4500) 의 배치는 다양하게 설정될 수 있는데, 도 5e의 자성체 홀딩 장치 (4000') 와 같이, 제1 외측 폴피스 (4200), 제2 외측 폴피스 (4300) 및 연결 폴피스 (4400) 에도 코일 (4500) 이 배치될 수 있다. 예를 들어, 코일 (4500) 은 하나만 배치될 수도 있다. 코일 (4500) 이 도 5e와 같이 폴피스 어셈블리 (4100) 에 감기지 않도록 배치되는 경우에는 폴피스 어셈블리 (4100) 가 가벼워져 이동에 있어서 유리하다.

이렇듯, 코일 (4500) 은, 폴피스 어셈블리 (4100) 가 도 5c와 같은 제2 위치에 위치될 경우 형성되는 내부 순환 자기흐름의 경로 상에 위치되는 적어도 하나의 제1 코일과, 영구자석 (4130) 과 제1 외측 폴피스 (4200) 의 제2 면 (4202) 사이 또는 영구자석 (4130) 과 제2 외측 폴피스 (4300) 의 제2 면 (4302) 사이에 위치되는 적어도 하나의 제2 코일을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 5a 내지 도 5d의 실시예에서, 제1 코일은 N 폴피스 (4110) 에 감겨있는 코일이며, 도 5e의 실시예에서, 제1 코일은 연결 폴피스 (4400) 에 감겨있는 코일이다. 또한 도 5a 내지 도 5d의 실시예에서, 제2 코일은 S 폴피스 (4120) 에 감겨있는 코일이며, 도 5e의 실시예에서, 제2 코일은 제2 외측 폴피스 (4300) 에 감겨있는 코일이다.

코일 (4500) 의 배치는 예시된 것 이외에도 다양하게 설졍될 수 있다. 코일 (4500) 의 개수가 많을수록 자기장 인가 상태와 비인가 상태의 전환을 위한 전류의 크기가 작을 수 있고, 또한 코일 (4500) 의 감김수를 줄일 수도 있다. 그러나, 코일 (4500) 의 개수가 많아질수록, 배선이 복잡해지고 공간의 점유가 커질 수 있다. 따라서, 코일 (4500) 의 개수와 배치는, 자기장 인가 상태와 비인가 상태를 전환할 수 있으면서, 제어가 용이하고, 내부 공간의 점유도 최소화할 수 있는 조건으로 최적화되어야 한다. 이는 영구자석 (4130) 의 개수, 세기, 폴피스들 (4110, 4120, 4200, 4300, 4400) 의 두께, 길이 등을 고려하여 실험에 의해 결정하면 된다.

한편, 제1 내지 제3 실시예와 달리, 두께 감소부 (4210, 4310) 는 제1 외측 폴피스 (4200) 및 제2 외측 폴피스 (4300) 에 형성된다. 판 (2) 에 적합한 두께 감소부 (4210, 4310) 의 형상 및 배치 등에 관한 설명은 제1 실시예에서 서술되었으므로, 생략한다. 제1 실시예에서 설명한 바대로, 두께 감소부로는 도 2d의 두께 감소부 (1210', 1310', 1210'', 1310'') 가 채용될 수 있음은 물론이다.

한편, 미도시하였으나, N 폴피스 (4110) 및 연결 폴피스 (4400) 사이 및/또는 S 폴피스 (4120) 및 연결 폴피스 (4400) 사이에는 탄성체가 개재될 수 있다. 또한, N 폴피스 (4110) 및 제1 외측 폴피스 (4200) 사이 및/또는 S 폴피스 (4120) 및 제2 외측 폴피스 (4200) 사이에는 탄성체가 개재될 수 있다. 탄성체로서는 고무, 탄성을 가진 중합체들, 스프링 등이 사용될 수 있다. 탄성체를 구비함으로써, 연결 폴피스 (4400) 와 각 폴피스들 (4110, 4120) 간 및 각 폴피스들 (4110, 4120) 과 각 외측 폴피스들 (4200, 4300) 간의 충격을 완화시킬 수 있어, 소음을 줄일 수도 있고, 내구성 향상에도 도움이 된다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 자성체 홀딩 장치의 개략적인 단면도이다.

도 6a 내지 6d를 참조하면, 제5 실시예의 자성체 홀딩 장치 (5000) 는 폴피스 어셈블리 (5100) 와, 제1 외측 폴피스 (5200) 와, 제2 외측 폴피스 (5300) 와, 연결 폴피스 (5400) 와, 코일 (5500) 과, 외측 영구자석 (5600) 과, 제어장치 (미도시) 를 포함한다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (5000) 의 폴피스 어셈블리 (5100), 제1 외측 폴피스 (5200), 제2 외측 폴피스 (5300), 연결 폴피스 (5400), 코일 (5500) 및 제어장치 각각은 제4 실시예의 자성체 홀딩 장치 (4000) 의 폴피스 어셈블리 (4100), 제1 외측 폴피스 (4200), 제2 외측 폴피스 (4300), 연결 폴피스 (4400), 코일 (4500) 및 제어장치와 동일한 구성이다.

본 실시예에서, 자성체 홀딩 장치 (5000) 는 도 5a 내지 도 5d의 자성체 홀딩 장치 (4000) 와 대비하여 외측 영구자석 (5600) 을 더 포함한다. 이 외측 영구자석 (5600) 은 N극이 제2 외측 폴피스 (5300) 에 접촉되고, S극이 제1 외측 폴피스 (5200) 에 접촉되도록 배치된다.

본 실시예의 자성체 홀딩 장치 (5000) 는, 제4 실시예와는 달리, 폴피스 어셈블리 (5100) 가 도 6a와 같이 제1 위치에 배치되는 경우에 판 (2) 을 해제하고, 도 6c와 같이 제2 위치에 배치되는 경우에 판 (2) 을 홀딩하게 된다. 이러한 차이점 이외의 원리는 제4 실시예와 동일하므로, 구체적 설명은 생략한다.

한편, 미도시하였으나, N 폴피스 (5110) 및 연결 폴피스 (5400) 사이 및/또는 S 폴피스 (5120) 및 연결 폴피스 (5400) 사이에는 탄성체가 개재될 수 있다. 또한, N 폴피스 (5110) 및 제1 외측 폴피스 (5200) 사이 및/또는 S 폴피스 (5120) 및 제2 외측 폴피스 (5200) 사이에는 탄성체가 개재될 수 있다. 탄성체로서는 고무, 탄성을 가진 중합체들, 스프링 등이 사용될 수 있다. 탄성체를 구비함으로써, 연결 폴피스 (5400) 와 각 폴피스들 (5110, 5120) 간 및 각 폴피스들 (5110, 5120) 과 각 외측 폴피스들 (5200, 5300) 간의 충격을 완화시킬 수 있어, 소음을 줄일 수도 있고, 내구성 향상에도 도움이 된다.

한편, 본 실시예에서 연결 폴피스 (5400) 는 N 폴피스 (5110) 및 S 폴피스 (5120) 의 평균 두께보다 얇게 두께를 설정하는 것이 바람직하다. 자성체 홀딩 장치 (5000) 가 얇은 판 (2) 을 홀딩하고 있는 경우, 많은 자기흐름이 판 (2) 을 통해 순환되지 않기 때문에 잔여 자기흐름의 영향으로 폴피스 어셈블리 (5100) 가 연결 폴피스 (5400) 방향으로 끌리게 된다. 이때, 끌리는 힘을 최소화하기 위해서는 연결 폴피스 (5400) 가 얇은 것이 바람직하다.

2. 비자성체인 판 형상의 이송 대상을 이송시키기 위한 이송장치

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치를 이용하여 비자성체인 판 형상의 이송 대상을 이송시키는 과정을 설명한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 이송장치 (10000) 는 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 와, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 와, 매개판 (13000) 을 포함하여 구성된다.

제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 및 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 로는 상술한 제1 내지 제5 실시예의 자성체 홀딩 장치 (1000, 2000, 3000, 4000, 5000) 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 와 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 는 동일한 구성일 수도 있으나, 서로 다른 구성을 가질 수도 있음에 유의해야 한다.

도 7에서는 도면의 복잡성을 피하기 위해, 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 및 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 의 구체적 구성은 도시 생략하며, 단지 홀딩면의 배치만 도시한다.

제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 와 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 는, 홀딩면들 (11001, 11002, 12001, 12002) 이 서로 대면되도록 배치된다. 특히, 본 실시예에서와 같이, N극을 띄게 되는 홀딩면 (11001, 12002) 과 S극을 띄게 되는 홀딩면 (11002, 12001) 이 서로 마주보도록 배치되는 것이 바람직하다.

참고로, 도 7에서, 색이 칠해진 홀딩면들은 홀딩 상태를 나타내며, 색이 칠해지지 않은 홀딩면들은 해제 상태를 나타낸다.

매개판 (13000) 은 철과 같은 강자성체의 판으로서 두께는 예를 들어, 0.1mm, 0.3mm, 0.5mm, 1mm 등일 수 있다.

도 7의 (a) 를 참조하면, 매개판 (13000) 은 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 의 홀딩면들 (12001, 12002) 에 홀딩되도록, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 제어된다. 즉, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 의 홀딩면들 (12001, 12002) 을 통과하여 자기흐름이 통과될 수 있도록 제어한다.

다음으로, 도 7의 (b) 를 참조하면, 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 가 매개판 (13000) 에 근접하게 위치되도록 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 및 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 중 적어도 하나가 이동되게 제어된다. 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 는 매개판 (13000) 에 접촉될수도 있으나, 약간 떨어져서 위치될 수도 있다. 본 실시예에서는 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 가 하강하는 것으로 예시되나 이는 예시에 불과할 뿐, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 상승할 수도 있다.

제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 가 매개판 (13000) 에 근접하게 위치되면, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 는 매개판 (13000) 을 해제하도록 제어되고, 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 는 매개판 (13000) 을 홀딩하도록 제어된다. 이러한 과정에 의해, 매개판 (13000) 은 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 로부터 떨어져 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 에 홀딩된다.

다음으로, 도 7의 (c) 를 참조하면, 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 및 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 중 적어도 하나가 이동되어 매개판 (13000) 과 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 사이에 로딩 공간 (L) 이 발생하도록 제어한다. 본 실시예에서는 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 가 상승하는 것으로 예시되나 이는 예시에 불과할 뿐, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 하강할 수도 있다.

도 7의 (c) 와 같이, 로딩 공간 (L) 이 발생되면, 도 7의 (d) 와 같이 이 로딩 공간 (L) 으로 비자성체인 이송 대상 (3) 이 로딩되도록 제어한다. 여기서, 비자성체인 이송 대상 (3) 은 유리 재질, 합성 수지 재질일 수도 있으며, 구체적으로는 OLED 기판일 수도 있다.

다음으로, 도 7의 (e) 를 참조하면, 매개판 (13000) 이 이송 대상 (3) 에 근접되고, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 이송 대상 (3) 에 근접되도록 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 및 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 중 적어도 하나가 이동되도록 제어한다. 본 실시예에서는 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 만 이동되는 것으로 예시되나 이는 예시에 불과할 뿐, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 이동될 수도 있다. 한편, 이송 대상 (3) 의 로딩 시에 이송 대상 (3) 이 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 의 홀딩면 (12001, 12002) 위에 얹혀지도록 로딩시킬 수도 있다.

다음으로, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 매개판 (13000) 을 홀딩하도록 제어하고, 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 가 매개판 (13000) 을 해제하도록 제어한다. 이에 따라, 도 7의 (f) 와 같이 매개판 (13000) 은 제1 자성체 홀딩 장치 (11000) 로부터 떨어지게 되고, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 는 매개판 (13000) 과의 인력으로 이송 대상 (3) 을 고정시킬 수 있게 된다.

이후, 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 를 이송시킴으로써 이송 대상 (3) 을 원하는 위치로 이송할 수 있다.

본 실시예의 이송 장치 (10000) 는 OLED 디스플레이 생산 공정 등에 활용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송장치를 이용하여 비자성체인 판 형상의 이송 대상을 이송시키는 과정을 설명한 도면이다.

도 8의 이송장치 (20000) 는 도 7의 이송장치 (10000) 의 제2 자성체 홀딩 장치 (12000) 가 척 (22000) 으로 대체되는 것 이외의 구성은 동일하다. 이하에서는 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고 차이점에 대해서 구체적으로 서술한다.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 이송장치 (20000) 는 자성체 홀딩 장치 (21000) 와, 척 (22000) 과, 매개판 (23000) 을 포함하여 구성된다.

자성체 홀딩 장치 (21000) 로는 상술한 제1 내지 제5 실시예의 자성체 홀딩 장치 (1000, 2000, 3000, 4000, 5000) 중 어느 하나가 채용될 수 있다.

도 8에서는 도면의 복잡성을 피하기 위해, 자성체 홀딩 장치 (21000) 의 구체적 구성은 도시 생략하며, 단지 홀딩면의 배치만 도시한다.

척 (22000) 은 영구자석 (22100) 과, 이 영구자석 (22100) 의 N극과 접촉되고 홀딩면 (22201) 을 가지며, 강자성체로 이루어지는 N 폴피스 (22200) 와, 이 영구자석 (22100) 의 S극과 접촉되고 홀딩면 (22301) 을 가지며, 강자성체로 이루어지는 S 폴피스 (22300) 를 포함한다.

한편, 척 (22000) 은 N 폴피스 (22200) 및 S 폴피스 (22300) 와 접촉되는 비자성체인 연결체 (22400) 를 더 구비할 수도 있다.

자성체 홀딩 장치 (21000) 와 척 (22000) 은, 홀딩면들 (21001, 21002, 22201, 22301) 이 서로 대면되도록 배치된다. 특히, 본 실시예에서와 같이, N극을 띄게 되는 홀딩면 (21001, 22301) 과 S극을 띄게 되는 홀딩면 (21002, 22201) 이 서로 마주보도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 자성체 홀딩 장치 (21000) 는 홀딩 시에 척 (22000) 의 홀딩력보다 강한 홀딩력을 가지도록 구성된다.

한편, 척 (22000) 의 구성은 본 실시예에서와 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 척 (22000) 은 공지의 전자석 장치로 구성될 수도 있음에 유의해야 한다.

도 8의 (a) 를 참조하면, 매개판 (23000) 은 척 (22000) 에 홀딩되도록 제어된다. 이는 매개판 (23000) 을 척 (22000) 의 홀딩면 (22201, 22301) 에 올려놓는 식으로 행하여진다.

다음으로, 도 8의 (b) 를 참조하면, 자성체 홀딩 장치 (21000) 가 매개판 (23000) 에 근접하게 위치되도록 자성체 홀딩 장치 (21000) 및 척 (22000) 중 적어도 하나가 이동되게 제어된다. 자성체 홀딩 장치 (21000) 는 매개판 (23000) 에 접촉될수도 있으나, 약간 떨어져서 위치될 수도 있다. 본 실시예에서는 자성체 홀딩 장치 (21000) 가 하강하는 것으로 예시되나 이는 예시에 불과할 뿐, 척 (22000) 이 상승할 수도 있다.

자성체 홀딩 장치 (21000) 가 매개판 (23000) 에 근접하게 위치되면, 자성체 홀딩 장치 (21000) 는 매개판 (23000) 을 홀딩하도록 제어된다. 자성체 홀딩 장치 (21000) 의 척 (22000) 의 인력보다 더 강하므로, 매개판 (23000) 은 척 (22000) 로부터 떨어져 자성체 홀딩 장치 (21000) 에 홀딩된다.

다음으로, 도 8의 (c) 를 참조하면, 자성체 홀딩 장치 (21000) 및 척 (22000) 중 적어도 하나가 이동되어 매개판 (23000) 과 척 (22000) 사이에 로딩 공간 (L) 이 발생하도록 제어한다. 본 실시예에서는 자성체 홀딩 장치 (21000) 가 상승하는 것으로 예시되나 이는 예시에 불과할 뿐, 척 (22000) 이 하강할 수도 있다.

도 8의 (c) 와 같이, 로딩 공간 (L) 이 발생되면, 도 8의 (d) 와 같이 이 로딩 공간 (L) 으로 비자성체인 이송 대상 (3) 이 로딩되도록 제어한다. 여기서, 비자성체인 이송 대상 (3) 은 유리 재질, 합성 수지 재질일 수도 있으며, 구체적으로는 OLED 기판일 수도 있다.

다음으로, 도 8의 (e) 를 참조하면, 매개판 (23000) 이 이송 대상 (3) 에 근접되고, 척 (22000) 가 이송 대상 (3) 에 근접되도록 자성체 홀딩 장치 (21000) 및 척 (22000) 중 적어도 하나가 이동되도록 제어한다. 본 실시예에서는 자성체 홀딩 장치 (21000) 만 이동되는 것으로 예시되나 이는 예시에 불과할 뿐, 척 (22000) 이 이동될 수도 있다. 한편, 이송 대상 (3) 의 로딩 시에 이송 대상 (3) 이 척 (22000) 의 홀딩면 (22001, 22002) 위에 얹혀지도록 로딩시킬 수도 있다.

다음으로, 자성체 홀딩 장치 (21000) 가 매개판 (23000) 을 해제하도록 제어함으로써 매개판 (23000) 이 척 (22000) 에 홀딩되도록 한다. 이에 따라, 도 8의 (f) 와 같이 매개판 (23000) 은 자성체 홀딩 장치 (21000) 로부터 떨어지게 되고, 척 (22000) 는 매개판 (23000) 과의 인력으로 이송 대상 (3) 을 고정시킬 수 있게 된다.

이후, 척 (22000) 을 이송시킴으로써 이송 대상 (3) 을 원하는 위치로 이송할 수 있다.

본 실시예의 이송 장치 (20000) 는 OLED 디스플레이 생산 공정 등에 활용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1100, 2100, 3100, 4130, 5130, 5600...영구자석
1200, 2200, 3200, 4110, 5110...N 폴피스
1210, 1310, 2210, 2310, 3210, 3310, 4210, 4220, 5210, 5220...두께 감소부
1300, 2300, 3300, 4120, 5120...S 폴피스
1400, 2400, 3400, 4400, 5400...연결 폴피스
1500, 2500, 3500, 4500, 5500...코일
4100, 5100...폴피스 어셈블리
1000, 2000, 3000, 4000, 5000...자성체 홀딩 장치
10000, 20000...이송 장치

Claims

적어도 하나의 영구자석, 상기 영구자석으로부터 야기되는 자기흐름을 내부로 순환시키는 자기회로를 형성하도록 배치되는 강자성체의 폴피스들, 상기 폴피스들 중 적어도 하나에 감기는 코일 및 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 제어장치를 포함하고, 상기 폴피스들은 적어도 2개의 홀딩면을 가지며, 상기 제어장치가 상기 코일에 인가되는 전류를 제어함으로써 상기 영구자석으로부터의 자기흐름을 내부로 순환시키거나 상기 홀딩면들로 발산시킴으로써, 상기 홀딩면에 자성체인 부착대상을 홀딩 또는 해제시키는 자성체 홀딩 장치에 있어서,
상기 부착대상은 판 형상을 가지며,
상기 홀딩면들을 가지는 폴피스들은, 평균 두께가 상기 홀딩면의 폭 보다 크도록 형성되며,
상기 홀딩면들의 폭은, 상기 부착대상의 두께의 5배 이하인, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 홀딩면을 가지는 폴피스들은 상기 홀딩면 방향으로 갈수록 두께가 작아지는 두께 감소부를 가지는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제3 항에 있어서,
상기 두께 감소부는, 계단 형태를 가지는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제3 항에 있어서,
상기 두께 감소부는, 두께가 점진적으로 작아지도록 형성되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제5 항에 있어서,
상기 두께 감소부는, 상기 홀딩면과 이웃하는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 영구자석이 접촉되는 부분의 상기 폴피스들 간의 간격보다 상기 홀딩면들 간의 간격이 작게 형성되도록 구성되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 폴피스들은, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 N극이 접촉되는 N 폴피스와, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 S극이 접촉되는 S 폴피스와, 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스와 접촉되는 연결 폴피스를 포함하여 구성됨으로써 자기 회로를 구성하는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 폴피스들은, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 N극이 접촉되는 N 폴피스와, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 S극이 접촉되는 S 폴피스와, 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스를 서로 자기적으로 연결시키는 연결 폴피스를 포함하여 구성됨으로써 자기 회로를 구성하고,
상기 연결 폴피스는 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스 중 적어도 하나와 갭 (gap) 을 형성하도록 이격되어 배치되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 폴피스들은, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 N극이 접촉되는 N 폴피스와, 홀딩면을 가지고 상기 영구자석의 S극이 접촉되는 S 폴피스와, 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스에 모두 자기적으로 접촉되는 제1 위치와 상기 N 폴피스 및 상기 S 폴피스에 모두 자기적으로 이격되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되는 연결 폴피스를 포함하여 구성됨으로써 자기회로를 구성하는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제1 항에 있어서,
상기 폴피스들은, 제1 면과 제2 면이 형성되고 상기 영구자석의 N극과 접촉되는 N 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되고 상기 영구자석의 S극과 접촉되는 S 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되는 제1 외측 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되는 제2 외측 폴피스와, 제1 면과 제2 면이 형성되는 연결 폴피스를 포함하고,
상기 N 폴피스의 제1 면은 상기 연결 폴피스의 제1 면과 대면하고, 상기 S 폴피스의 제1 면은 상기 연결 폴피스의 제2 면과 대면하고, 상기 N 폴피스의 제2 면은 상기 제1 외측 폴피스의 제1 면과 대면하고, 상기 S 폴피스의 제2 면은 상기 제2 외측 폴피스의 제1 면과 대면하며,
상기 N 폴피스, 상기 S 폴피스 및 상기 영구자석은 폴피스 어셈블리를 구성하며,
상기 폴피스 어셈블리는, 상기 연결 폴피스의 제1 면 및 제2 면이 상기 N 폴피스의 제1 면 및 상기 S 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 이격되고 상기 N 폴피스의 제2 면과 상기 S 폴피스의 제2 면이 상기 제1 외측 폴피스의 제1 면과 상기 제2 외측 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 접촉되는 제1 위치와, 상기 연결 폴피스의 제1 면 및 제2 면이 상기 N 폴피스의 제1 면 및 상기 S 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 접촉되고 상기 N 폴피스의 제2 면 및 상기 S 폴피스의 제2 면이 상기 제1 외측 폴피스의 제1 면 및 상기 제2 외측 폴피스의 제1 면과 각각 자기적으로 이격되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제11 항에 있어서,
상기 제2 외측 폴피스에 N극이 접촉되고, 상기 제1 외측 폴피스에 S극이 접촉되는 영구자석을 더 포함하는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제9 항에 있어서,
상기 갭은 상기 N 폴피스와 상기 연결 폴피스 사이 및 상기 S 폴피스와 상기 연결 폴피스 사이에 모두 형성되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제8 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영구자석은 상기 연결 폴피스에 인접하여 배치되고, 상기 코일은 상기 홀딩면들에 인접하여 배치되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제10 항에 있어서,
상기 N 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이, 및 상기 S 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이 중 적어도 하나에는 탄성체가 개재되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
제11 항 또는 제12 항에 있어서,
상기 N 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이, 상기 S 폴피스 및 상기 연결 폴피스 사이, 상기 N 폴피스 및 상기 제1 외측 폴피스 사이 및 상기 S 폴피스 및 상기 제2 외측 폴피스 사이 중 적어도 하나에는 탄성체가 개재되는, 판 형상 자성체를 홀딩하기 위한 자성체 홀딩 장치.
판 형상을 가지는 비자성체인 이송 대상을 이송하기 위한 이송 장치로서,
제1 항의 구성을 가지는 제1 자성체 홀딩 장치;
제1 항의 구성을 가지는 제2 자성체 홀딩 장치; 및
강자성체인 매개판; 을 포함하며,
상기 제1 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들과 상기 제2 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들은 서로 대면되도록 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 배치되며,
상기 제2 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들에 상기 매개판이 홀딩되도록, 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치와 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 이격되도록 배치되도록, 제어되고,
상기 제1 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판에 근접하게 위치되도록 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고, 상기 제2 자성체 홀딩 장치는 상기 매개판을 해제하도록 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치는 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고,
상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치 중 적어도 하나가 이동되어 상기 매개판과 상기 제2 자성체 홀딩 장치 사이에 로딩 공간이 발생하도록 제어되고,
상기 로딩 공간으로 상기 이송 대상이 로딩되도록 제어되고,
상기 매개판이 상기 이송 대상에 근접되고, 상기 제2 자성체 홀딩 장치가 상기 이송 대상에 근접되도록, 상기 제1 자성체 홀딩 장치 및 상기 제2 자성체 홀딩 장치 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고,
상기 제2 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고, 상기 제1 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판을 해재하도록 제어되고,
상기 제2 자성체 홀딩 장치가 이송되도록 제어되는, 이송 장치.
판 형상을 가지는 비자성체인 이송 대상을 이송하기 위한 이송 장치로서,
제1 항의 구성을 가지는 자성체 홀딩 장치;
자성을 띌 수 있도록 구성되는 척; 및
강자성체인 매개판; 을 포함하며,
상기 척은 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치와 상기 척이 이격되게 배치되도록, 제어되고,
상기 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판에 근접하게 위치되도록 상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고, 상기 자성체 홀딩 장치는 상기 매개판을 홀딩하도록 제어되고,
상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척 중 적어도 하나가 이동되어 상기 매개판과 상기 척 사이에 로딩 공간이 발생하도록 제어되고,
상기 로딩 공간으로 상기 이송 대상이 로딩되도록 제어되고,
상기 매개판이 상기 이송 대상에 근접되고, 상기 척이 상기 이송 대상에 근접되도록, 상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척 중 적어도 하나가 이동되도록 제어되고,
상기 자성체 홀딩 장치가 상기 매개판을 해재하도록 제어됨에 따라, 상기 척에 상기 매개판 및 상기 이송 대상이 홀딩되고,
상기 척이 이송되도록 제어되는, 이송 장치.
제18 항에 있어서,
상기 척은, 영구자석과, 상기 영구자석의 N극과 접촉되고 홀딩면을 가지며 강자성체로 이루어지는 N 폴피스와, 상기 영구자석의 S극과 접촉되고 홀딩면을 가지며 강자성체로 이루어지는 S 폴피스를 포함하도록 구성되고,
상기 자성체 홀딩 장치의 홀딩면들과 상기 척의 홀딩면들은 서로 대면되도록 상기 자성체 홀딩 장치 및 상기 척이 배치되며,
상기 자성체 홀딩 장치는 상기 척의 홀딩력보다 강한 홀딩력을 가지도록 설정되는, 이송 장치.
제18 항에 있어서,
상기 척은 전자석 장치인, 이송 장치.