KR20170069995A - 자기 공구 스탠드 - Google Patents

Abstract

강자성체에 대해 가공물 맞물림 구성 요소를 가진 공구를 지지하는 자기 베이스를 다음을 포함한다: 가공 면을 가진 적어도 2 개의 자석 유닛들 - 각각의 유닛은, 상기 가공 면이 강자성체와 접촉할 시에 강자성체에 자기적으로 부착되도록 구성됨 -; 및 지지 구조체 - 상기 지지 구조체는 적어도 2 개의 자석 유닛들에 결합되고 지지 구초제에 공구를 고정시키도록 구성된 장착 구조체를 포함하고, 지지 구조체는 지지 구조체의 주변 중앙 위치로 연장된 절개부 또는 창을 가지고, 그 결과 공구의 가공물 맞물림 구성 요소는 지지 구조체의 제 1 측면으로부터 연장되어 지지 구조체의 제 2 측면 근방에 위치된 강자성체와 맞물리도록 할 수 있고, 상기 제 2 측면은 제 1 측면과 마주하고, 적어도 2 개의 자석 유닛들은, 적어도 2 개의 자석 유닛들의 가공 면들이 일반적으로 강자성체의 평면의 (평평한) 표면 상에 위치되기 위해 동일 평면 상에 있는 제 1 동작 위치 및 적어도 2 개의 자석 유닛들의 가공 면들이 강자성체의 만곡된 표면 상에 위치하도록 서로에 대해 경사진 제 2 위치로 지지 구조체에 대해 위치될 수 있다.

Description

자기 공구 스탠드{MAGNETIC TOOL STAND}

본 발명은 휴대용 공구, 이를테면 파워 드릴, 라우터, 그라인더 및 이와 유사한 것, 또는 다른 중량 장비 또는 기구, 이를테면 비파괴 재료 및 구성 요소 테스트 장비, 측정 레이저 등을 강자성 가공물 (ferromagnetic work piece) 또는 지지 표면 상에 그리고 상기 강자성 가공물 또는 지지 표면에 지지 및 고정시키는 자석들을 이용하여 가공물에 관한 동작, 이를테면, 절단, 기계가공, 지형 측정 등을 수행하는 공구 스탠드들 (또는 베이스들)에 관한 것이다.

스탠드 (나아가, 스탠드에 의해 지지되고 그리고/또는 상기 스탠드에 장착된 파워 공구)를 강자성 가공물에 고정시키는 전자석들 또는 스위칭 가능한 영구 자석 디바이스들을 사용하는 휴대용 파워 공구들에 대한 지지 스탠드들 (및 지지 스탠드들을 갖는 공구들)이 수십년 동안 알려져 왔다.

미국 특허 제2,818,655호 (de Gaston)는 수직 기둥 안착된 중앙 스루-홀 (through-hole)이 구비된 전자기 스쿼트 (squat) 원통형 공구 홀더를 기술한다. 지지 암은 기둥에서 캔틸레버식으로 이루어지므로, 반경 방향으로 변위될 수 있다. 고정 나사 (arresting screw)는 기둥에서 암의 상대적 위치를 고정하는데 사용된다. 캔틸레버식 암 (cantilevered arm)은 그 다음으로 공구용 자유 원위 말단들 중 하나에 장착부를 가진다.

미국 특허 제2,879,678호 (Kaiser 등)는 조정 가능하고 가역성인 전자석 베이스를 구비한 드릴 스탠드를 기술한다. 박스형 베이스의 홀딩면 (holding face) (또는 가공물 맞물림 표면)은 드릴링 기계 장착 및 지지 브라켓이 변위되고 고정될 수 있는 지지 기둥 (support column)에 대해 임의의 각도로 설정될 수 있다. 지지 기둥은 그 하부 터미널 말단 근처에서 베이스의 측벽에 저널링된다 (journaled). 지지 기둥은 홀딩면 (나아가 가공물 표면)에 대해 선택 가능한 회전 위치에서 견고하게 클램핑될 수 있다. 이는 선택한 각도로 보어 홀들을 가공물에 드릴링하는 것을 허용한다. 전자석 베이스와 관련하여 드릴링 기계의 캔틸레버식 위치는 드릴링 동작들 중에 공구 상에 하향 압력이 가해질 시에 드릴 스탠드의 기울어짐을 방지하기 위해 자석이 충분히 높게 정격화되는 것을 필요로 한다. 이는 스탠드를 무겁고 다루기가 번거롭도록 만든다.

미국 특허 제3,044,321호 (Buck 등)는 조정 가능한 자기 드릴 장착부를 기술한다. 이는 일련의 중첩된 면 접촉식 슬라이드 플랜지들 (a set of intermediary, face-abutting slide flange) 또는 플레이트들을 통해 전자기 베이스 상에 구비된 드릴링 기계용 장착부를 갖는 프레임 구조체를 가진다. 일 실시예에서, 게이트 슬롯들 및 핀들은 베이스 구조체 (슬라이드 플레이트들 중 하나에 고정됨)와 프레임 구조체 (다른 슬라이드 플레이트들에 고정됨) 사이의 한 평면 및 방향으로 상대적인 병진 운동의 이동을 가능하게 하는 플랜지들에 존재한다. 클램핑 메커니즘은 슬라이드 플랜지들의 상대 위치를, 선택되고 조정된 병진 이동 위치에 서로 고정시키는데 사용된다. 클램핑의 메커니즘의 느슨함은, 프레임 구조체 (드릴링 기계에 대해 수직으로 조정 가능하고 고정 가능한 지지 브라켓을 갖는 종래의 수직 기둥을 포함함)에 지지된 드릴링 기계가 전자기 베이스에 대해 변위되어 드릴 비트를 가공물 상의 원하는 위치에 놓는 것을 허용한다.

미국 특허 제4,639,170호 (Palm)는 휴대용 공구용 자석 베이스를 기술한다. 자기 베이스는 가공물로부터 공구 장착부를 고정 및 해제하기 위해 두 개의 어셈블리들에 의해 이용 가능한 전체 자기장을 빼거나 강화하기 위해 서로에 대해 이동 될 수 있는 두 개의 중첩된 영구 자석 조립체들을 포함한다.

전술한 모든 자기 베이스들 (본 명세서에서는 스탠드들이라고도 함)에 공통적인 점은 베이스를 가공물에 자기적으로 고정시키기 위해 평면의 (또는 평평한) 스탠드 표면을 나타낸다는 점이다. 이는 플레이트 또는 빔의 웹과 같은 평평한 강자성 가공물에 파워 공구를 고정하는 데 적합하지만, 가공물이 만곡 (볼록 또는 오목) 표면을 가질 시에, 스탠드와 가공물 사이에 자기 인력에 악영향을 미치는 에어 갭을 최소화하면서 베이스의 자석들로부터 가공물로 적당하고 충분한 자속 전달을 보장하기 위한 추가적인 조치가 필요하다.

미국 특허 제4,047,827호 (Hougen)는 본질적으로 박스 형태의 전자기 공구 베이스들에 대해 경사진 액세서리 지지 플레이트들의 사용을 개시한다. 이들 플레이트들은 전자석의 하우징의 측벽들 또는 바닥 면들에 고정될 수 있고, 볼록한 형상의 가공물 (이를테면, 파이프 또는 탱크 구조체)의 표면과 접촉할 수 있도록 조정 가능 (즉, 변위 가능)하다. 본질적으로, 경사 지지된 플레이트들은 자속을 만곡 표면 가공물에 보다 효과적으로 지향시키는 (수동적인) 극 연장 부재들로서 작용한다.

자기 드릴 베이스에 대한 보다 복잡한 크레이들 형 파이프 어댑터 박스 구조체가 미국 특허 제4,390,309호 (Fangman)에 개시된다. 이는 보다 복잡한 형상의 강자성 극 연장 플레이트들을 다량 사용한다. 궁극적으로, 이러한 배치는 앞서 말한 Hougen 특허와 동일한 자속 방향 전환 원리에 의존한다.

전술한 종래 기술의 자기 베이스 및 공구 스탠드 실시예들 전체를 보면, 대부분의 베이스 구조체가 캔틸레버 방식으로 파워 공구를 지지한다는 것을 알 수 있다. 그러한 배치는 안정성이 적은 지지 배열을 제공하며, 절단 공구 (드릴 비트, 라우터 비트 등)가 가공물로 가압될 시에 기계가공 공구의 동작 중에 부딪히는 팁핑 모멘트 (tipping moment)를 대항하기 위해 보다 크고 보다 무거운 전자석들 또는 스위칭 가능한 영구 자석 유닛들이 필요하다.

더욱이, 파이프들 및 탱크들과 같은 만곡된 가공물에 사용되기 위해, 베이스에 추가 극 연장 플레이트들을 부착할 필요가 있으며, 이를 통해 베이스는 자속 소스로부터 그러한 비-평평 가공물들의 만곡된 표면에 자속 전도 경로들을 제공하도록 위치할 것이다.

상기에 언급된 문제들은, 기계가공, 측정, 용접 또는 그 외의 다른 것들 등에 의해 또 다른 것에 연결될 물체에 관련하여, 공구/기구의 공간 위치를 고정시키기 위해 자석들을 사용하는 베이스 또는 스탠드에서 지지된/그에 의해 구비된 기계가공 공구들 및 다른 유형의 기구들 모두에 적용된다. 이에 따라서, 문맥이 다르게 요구되지 않는 한, 본 명세서에 "공구"라는 용어는 드릴들, 라우터들, 그라인더들, 측정 기구들, 이를테면 광학 및 촉각 측정 프로브들 및 디바이스들, 가공물 접합 또는 분리 디바이스들, 이를테면 용접 또는 절단 토치들 등과 같은 파워 기계가공 공구들의 일반적인 표현으로 사용된다.

본 발명은 자속 소스 (magnetic flux source) 및 공구가 구비되는 스탠드 또는 베이스 구조체를 개선하고자 한다.

본 발명의 목적은 베이스에서 공구의 캔틸레버식 장착을 피하는 자기 공구 베이스 (또는 스탠드)를 적어도 하나의 실시예에 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 베이스가 평평하고 나아가 만곡된 가공물 또는 지지 표면들, 이를테면, 파이프들, 탱크들 등 상에 사용되는 것을 가능하게 하는 베이스의 구조체에 장착될 추가적인 액세서리를 필요로 하지 않는 공구용 자기 베이스를 제공하는 것이다.

후자의 경우에, 본 발명의 적어도 바람직한 실시예가 액세서리들을 필요로 함 없이, 평평하거나 만곡된 표면 가공물들 상에 사용되기 위한 간단한 방식으로 재구성될 수 있는 베이스 또는 스탠드를 제공하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 이들 및 추가의 목적, 나아가 바람직한 특징은 다음의 설명에서 명백해질 것이다.

일 양태에 따라서, 본 발명은 강자성체에 대해 공구를 지지 및 고정시키는 자기 공구 스탠드를 제공하고, 상기 자기 공구 스탠드는 다음을 포함한다:

a) 제 1 및 제 2 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들, 바람직하게 유사하거나 동일한 자기률 (magnetic rating)을 가진 자석 유닛들 - 각각의 유닛은 자속원 및 상기 유닛의 가공 면 (working face)에서 적어도 한 쌍의 반대 양극성 극 편들 (oppositely polarisable pole shoes)을 가지고, 상기 극 편들은 강자성체 접촉 상태에서 그리고 강자성체 접촉 시에 각각의 유닛에서 폐쇄식 자기 회로를 제공하고, 상기 강자성체에 상기 유닛을 자기적으로 부치시키기 위해 배치됨 -;

b) 지지 구조체 - 상기 지지 구조체는 상기 지지 구조체에 공구를 해제가능하게 또는 영구적으로 고정시키는 장착 구조체가 제공된 제 1 측면, 상기 제 1 측면과 대향하고, 상기 공구 스탠드의 사용 시에, 상기 공구 스탠드가 고정되는 강자성체를 대면하기 위해 의도된 제 2 측면, 및 바람직한 실시예에서 상기 강자성체와 상호 작용하는 공구의 가공물 상호 작용 구성 요소 또는 상기 제 2 측면에 근접하여 위치된 가공물을 허용하는, 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면 사이에서 연장된 절개부 또는 창 (window)을 가지고, 상기 지지 구조체에 연장된 창 또는 절개부는 바람직하게 상기 지지 구조체의 중앙 위치 주위에 또는 말단들에 위치됨-; 및

c) 상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들 각각을 상기 지지 구조체에 해제 가능하게 고정시키는 제 1 및 제 2 장착부들 - 상기 2 개의 장착부들은 그렇게 존재하는 창 또는 절개부의 대향 측면 상에서 서로에 대해 이격된 관계로 위치되고, 상기 제 1 및 제 2 장착부들은, 상기 강자성체의 적어도 하나의 평면의 표면 상에 상기 극 편 쌍들을 위치시키기 위해, 상기 자석 유닛들 둘 다의 가공 면들이 동일 평면에 있거나 또는 평행한 평면들에 연장된 제 1 위치, 및 상기 강자성체의 만곡 표면 상에 양쪽 자석 유닛들의 극 편 쌍들을 위치시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들의 가공 면들이 서로 경사진 제 2 위치를 포함한 동작 위치 범위로 상기 자석 유닛들의 가공 면들이 회전되는 것을 가능하게 하는, 상기 지지 구조체에서의 각각의 자석 유닛에 대한 적어도 하나의 회전 이동 자유도 (degree of freedom of rotational movement)를 제공하도록 구성되어, 각각의 자석 유닛에 있는 극 편 쌍들이 폐쇄식 자기 회로를 상기 강자성체에 제공하는 것을 가능하게 함 -.

또 다른 양태에 따라서, 본 발명은 강자성체에 공구를 자기적으로 고정시키는 자기 베이스를 제공하고, 상기 자기 베이스는 다음을 포함한다:

공구, 이를테면 파워 공구 또는 기구 이를테면 측정 디바이스가 장착 구조체를 통해 제거 가능하게 고정되거나, 영구적으로 일체형으로 되는 제 1 측면, 및 상기 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 가진 지지 구조체;

가공 면을 가진 한 쌍의 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 - 각각의 유닛은 상기 가공 면들 중 적어도 하나가 강자성체에 접촉할 시에, 상기 공구 또는 기구를 강자성체에 자기적으로 고정시키기 위해 정격화됨 (rated) -; 및

서로 이격된 관계로 상기 지지 구조체에 있는 한 쌍의 장착부들 - 상기 장착부들은 (i) 상기 지지 구조체에 한 쌍의 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 각각을 고정시키고, (ii) 각각의 자석 유닛에 대한 적어도 하나의 회전 이동 자유도를 허용하며, 그리고 (iii) 상기 자석 유닛들의 이동을 선택적으로 고정시키도록 구성되고, 적어도 하나의 회전 이동 자유도로 인해, 상기 자석 유닛들은 상기 지지 구조체 및 상기 지지 구조체의 제 2 측면에 근접한 강자성체에 대해 개별적으로 다양한 동작 위치들로 위치가능하고 고정 가능하고, 이때 상기 동작 위치들은 일반적으로 서로 동일 평면 또는 평행한 평면으로 연장된 양쪽 자석 유닛들의 가공면들에 의해 특징이 지어져서, 지지 구조체가 강자성체의 하나 이상의 평면 (평평한) 표면 (들)에 자기적으로 유지되는 것을 가능하게 하는 제 1 동작 위치, 및 서로에 대해 경사진 2 개의 자석 유닛들의 가공면들에 의해 특징이 지어져서, 양쪽 자석 유닛들이 강자성체의 만곡된 표면 상에 위치되어 상기 강자성체에서 상기 지지 구조체를 자기적으로 보유하는 것을 가능하게 하는 제 2 위치를 포함한다.

본 발명의 여전히 또 다른 양태에서, 공구가 강자성체의 표면 상에 지지되고 해제 가능하게 고정될 수 있는 스탠드를 갖는 파워 공구가 제공되고, 상기 스탠드를 갖는 파워 공구는 다음을 포함한다:

상기 공구의 모터가 해제 가능하게 장착 또는 일체형으로 되는 지지 구조체 - 상기 모터는 상기 공구의 비트 또는 기구 상에 작동 (motion)을 부여함;

강자성체 상에 해제 가능한 방식으로 상기 파워 공구를 자기적으로 보유 및 고정시키기에 충분한 인력을 전달하는 한 쌍의 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 - 상기 각각의 유닛은 상기 강자성체의 표면 상에 상기 지지 구조체를 견디는 역할을 하는 상기 유닛의 가공 면에서 적어도 한 쌍의 반대 양극성 극 편들을 가지고, 상기 한 쌍의 극 편들은 상기 자석 유닛들의 온 상태에서 상기 강자성체와 함께 폐쇄식 자기 회로를 생성함 -;

상기 지지 구조체에서 상기 자석 유닛들 각각에 대한 장착부- 상기 장착부들은 상기 지지 구조체에 각각의 구비된 자석 유닛을 고정시키기 위해 배치되고, 상기 장착부들은 상기 지지 구조체의 대향 측면들 상에, 그리고 바람직하게 상기 지지 구조체의 상부 측면 (또는 면)과 하부 측면 사이에 연장되는 절개부 또는 창의 대향 측면들 상에 이격된 관계로 위치되고, 각각의 장착부는 상기 지지 구조체에 고정된 자석 유닛 각각에 대해 적어도 하나의 회전 이동 자유도를 제공하도록 구성되어, 상기 자석 유닛들의 가공 면들은 양쪽 자석 유닛들의 극 편 쌍들을 갖는 가공 면들이 공통 평면 또는 평행 평면들로 되어 있어 상기 지지 구조체가 상기 강자성체의 평면 표면 상에 위치되는 것을 가능하게 하는 제 1 위치 및 양쪽 자석 유닛들이 상기 강자성체의 단일-곡률 표면 상에 위치될 시에 자석 유닛들의 가공 면들이 서로 경사지고 2 개의 자석 유닛들의 극편 쌍들 각각이 폐쇄식 자기 회로를 제공할 수 있는 제 2 위치를 포함한 동작 위치들의 범위로 회전될 수 있다.

여전히 본 발명의 추가적인 양태에 있어서, 공구가 강자성체의 표면에 지지되고 해제 가능하게 고정될 수 있는 공구 스탠드가 제공되고, 상기 공구 스탠드는 다음을 포함한다:

공구가 지지 또는 구비된 지지 구조체;

강자성체 상에 해제 가능한 방식으로 상기 지지 구조체를 자기적으로 고정 및 부착시키는 한 쌍의 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 - 상기 각각의 유닛은 상기 강자성체의 표면 상에 상기 지지 구조체를 견디는 역할을 하는 상기 유닛의 가공 면에서 적어도 한 쌍의 반대 양극성 극 편들을 가지고, 상기 극 편들은 상기 자석 유닛들의 온 상태에서 상기 강자성체와 함께 폐쇄식 자기 회로를 생성하는 역할을 함-;

서로 이격된 관계로 상기 지지 구조체에서 각각의 자석 유닛을 고정시키는 각각의 자석 유닛 장착부 - 상기 장착부들 둘 다는 상기 지지 구조체에서 상기 자석 유닛의 적어도 하나의 회전 이동 자유도를 제공하도록 구성되고, 옵션으로 하나 또는 둘의 장착부들은 상기 지지 구조체에서 관련 자석 유닛에 병진 운동의 적어도 하나의 자유도를 제공하면서, 지지 구조체에 고정되도록 구성되고, 한 쌍의 자석 유닛들의 가공 면들 사이의 공간에서 그리고 선형 공간에서 회전 자세는, 상기 자석 유닛들의 가공 면들이 상기 강자성체의 적어도 하나의 평면 표면 상에 위치될 수 있기 위해, 이들에 대해 서로 동일 평면이거나 평행한 제 1 위치, 및 자석 유닛들의 극 편 쌍들을 갖는 가공 면들이 서로 경사져서 상기 지지 구조체를 상기 자석 유닛들을 통해 상기 강자성체의 단일-곡률 표면 상에 위치시키는 것을 가능하게 하는 제 2 위치를 포함한 동작 위치들의 범위에서 변화될 수 있고, 이때 각각의 자석 유닛의 극 편 쌍들은 상기 자석 유닛들의 온 상태에서 상기 강자성체와 함께 폐쇄식 자기 회로를 제공한다.

바람직하게, 전술된 실시예들 모두에서, 지지 구조체, 및 보다 구체적으로, 스위칭 가능한 자석 유닛들에 대한 장착부들은 지지 구조체에서 자석 유닛들 각각의 동작 위치들 중 선택된 하나를, 선택적으로 그리고 해제 가능하게 고정시키는 체결구들 또는 다른 고정 요소들 또는 메커니즘을 가질 것이다.

통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 지지 구조체는, 예를 들어 수직 운동 제어형 플런지 (plunge) 드릴링용 핸드 파워 드릴의 제거 가능한 장착을 허용하는 스탠드들을 갖는 경우와 같이, 전체 동작 공구가 별도로 제거 가능하게 장착될 수 있는 별도의 구성 요소 (즉, 공구 액세서리)일 수 있다. 다른 한편으로는, 스탠드는 예를 들면 가변 속도 플런지 라우터들을 갖는 경우와 같이, 공구의 '일체형' 부분으로 이루어질 수 있고, 이 경우에 공구는 전체로서 모터, 상기 모터에 결합된 라우터 척 (router chuck), 상기 척에 장착될 수 있는 교환 가능한 비트들, 가공물 맞물림 플레이트, 및 상기 플레이트의 상부 면에 고정되고 플레이트 (이로써 플레이트가 위치한 가공물)에 관한 이동을 제어하기 위해 모터 및 척이 장착되는 2 개의 평행 수직 지지 기둥들을 포함한다. 다시 말하면, 본 발명은 이들 적용들 중 일 측의 것 또는 타측의 것에 제한되지 않는다.

유의한 바와 같이, 기구/공구 및 그의 구성 요소들에 의존하여, 소정의 자유 이동도를 허용하는 방식으로 온-오프 스위칭 가능한 자석 디바이스들을 고정시키는 장착부들을 갖는, 본 발명에 따른 지지 구조체는, 이하에서 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 완전한 기능적 엔티티인 공구를 해제 가능하게 장착시키는 별도의 액세서리일 수 있고, 상기 액세서리는, 스탠드로서 지지 구조체를 사용하기 위해 필요할 시에 강자성체에 자기적으로 공구가 고정될 수 있는 수단을 제공한다. 이는 동일하게, 예를 들면 플런지 드릴들 또는 라우터들을 갖는 경우에서와 같이, 공구의 기능성이 손상되거나 공구의 의도된 동작이 불가능함 없이 공구의 일체형 부분일 수 있다.

바람직한 실시예에서, 베이스는 2 개의 자석 유닛들을 가질 것이고, 지지 구조체는 단지 2 개의 장착부들을 가질 것이다. 인식할 수 있는 바와 같이, 2 개의 자석 유닛들 (이때 자석 유닛들 각각은 유닛들의 가공 면에서 그러한 유닛을 강자성체에 자기적으로 고정시키기 위해 한 쌍의 극 편들을 각각 가짐)을, 지지 구조체의 대향 측면들 상에, 특히 바람직하게 공구의 가공물 맞물림 요소가 가공물에 도달할 수 있는 중앙 창 (또는 절개부)의 대향 경계부들에, 배치함으로써, 전체적으로 보다 안정적이고 고정된 스탠드가 달성될 수 있다.

추가로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 창 또는 절개부 상에 고정되거나 지지 구조체의 일체형 부분을 형성하는 갠트리-유형 공구 장착 구조체를 사용함으로써, 추가 이점들은 달성된다.

그러한 갠트리 유형 장착 구조체는 지지 구조체에서의 상기 창 또는 절개부 상에 걸치기 위해, 창/절개부의 양쪽 측면에 위치된, 하나 이상의 측면 지지 직립부들 또는 장대들 상에 구비된 공구 장착부를 포함할 수 있다. 바람직하게, 공구 장착부는 상기 측면 지지 직립부들을 따라 상하 병진 운동을 위해 고정되며, 그리고 상기 창/절개부 상에 정의된 위치들에서 고정될 수 있다. 이러한 장치는 자기 스탠드 상에 공구의 편심 장착이 없는 경우에, 캔틸레버 모멘트가 실질적으로 감소되거나 모두 함께 회피되며, 그리고 기계가공 (또는 다른) 동작 중에 공구 상에 하향력이 가해지질 시에, 그러한 힘이 동일하게 가공물로부터 자기 베이스를 떼어내는 경향이 있는 바람직하지 않은 모멘트를 야기시키기 않을 것을 확보한다. 따라서, 베이스의 지지 구조체는 베이스에 장착된 공구의 풋 프린트를 내부에 포함하는 풋 프린트를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 구조/레이아웃 특징들은 또한 비교가능한 동작 사양의 캔틸레버식 공구 장착부들을 갖는 종래 기술의 자기 공구 베이스들에 비해 작은 정격 자석 유닛들 선택을 가능하게 한다. 지지 구조체 내의 창/절개부 상의 공구의 중앙 위치는, 가공물을 기계가공할 시에 (기계가공 중에 하향 압력이 베이스에 구비된 공구 상에 가해짐) 자석들이 종래 기술의 자기 베이스들에 존재하는 실질적인 캔틸레버 모멘트에 대응할 필요가 없다는 것을 의미한다. 결과적으로, 보다 작은 (보다 적은) 정격 자석들은 유지력을 희생함 없이 사용될 수 있어서, 종래 기술의 자기 베이스들과 비교하여 전체 스탠드를 가볍게 만든다.

더욱이, 하나 또는 양쪽 유닛들 중 회전 및 옵션의 병진 운동 변위에 의해 (극 편들이 존재하는) 유닛들의 작동 (또는 맞물림) 면이 재배향되는 것을 허용하는 방식으로 지지 구조체에 자석 유닛을 장착시킴으로써, 액세서리 플레이트들 및 이와 유사한 구조물에 대한 필요성을 없애준다.

가장 간단한 구현예에서, 장착부들은 크레이들 장착부이며, 이에 따라 자석 유닛들은 지지 구조체의 대향하는 웹들 또는 레그들 사이에서 연장되는 각각의 선회 축에 대해 각각 회전할 수 있도록 지지 구조체에 고정될 것이다. '크레이들 유형' 장착부는 회전 이동에 대해 하나의 자유도를 제공하여 자석 유닛들이 단일 선회 축에 대해 재배향할 수 있도록 확보함으로써 양쪽 유닛들의 극 편들이 만곡된 가공물들과 가깝게 일치시키는 것을 가능하게 한다.

짐벌 장착부가 지지 구조체에서 자석 유닛을 위해 제공될 수도 있지만, 지지 구조체에서 자석 유닛들의 이동 자유도를 증가시키기 위해, 병진 운동뿐만 아니라 각각의 자석 유닛의 선회 축에 대한 하나의 회전 이동 자유도도 허용하는 곡선 또는 경사 슬롯들의 사용은 공구들을 위한 자기 베이스들 (스탠드들)의 대부분의 적용에 충분할 것이다.

전술한 바와 같이, 공구들 또는 기구들에 관해 언급할 시에, 용어는 본 명세서에서 가공물 기계가공 동작에 사용되는 전기식으로 (배터리 또는 주요 파워), 공압식으로, 유압식으로 또는 달리 구동되는 파워 공구, 이를테면 드릴들, 라우터들, 그라인더들 등을 배타적으로 언급하는데 사용되지 않는다. 상기 용어는 오히려 보다 광범위하게 사용되되, 예컨대, 강자성 가공물 또는 별도의 강자성 지지 표면 상에 기계가공 또는 측정 동작을 하는 동안 이동에 맞서 고정되어야 하는 가공물 표면 및 다른 공구들 및 기구들을 측정하기 위한 (물리적 또는 광학적) 프로브를 필요로 하는 측정 공구들의 맥락에서, 사용된다.

바람직한 실시예에 따르면, 지지 구조체에서의 자석 유닛들을 위한 장착부들 중 적어도 하나, 바람직하게는 양쪽 모두는 창의 양쪽 측면 상에서 자석 유닛들의 상대적인 병진 운동 변위가 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀어지는 것을 허용하도록 더 구성된다. 병진 운동 변위는 직선, 곡선 또는 둘 다일 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는, 가공물이 기계가공되거나 그렇지 않으면 작업되는 강자성 물체 또는 별도의 강자성체에서, 자기 공구 베이스의 일치성을 증가시키도록 자석 유닛들의 조정의 자유도를 증가시키다.

바람직한 실시예에서, 지지 구조체는 상부 플레이트, 및 서로로부터 평행하기 이격되고 상부 플레이트로부터 수직으로, 바람직하게는 상부 플레이트의 폭 방향 말단들에서 수직으로 연장되는 적어도 한 쌍의 레그 플레이트들을 포함할 것이며, 자석 유닛들은 그 후에 창 또는 절개부의 양쪽 측면 상의 레그 플레이트들 사이에서 위치 및 지지될 것이다. 지지 구조체는 단일체 성질 (unitary nature), 예컨대 주조체 (cast body)일 수도 있고, 또는 예컨대, 단일체 지지 플랫폼으로 용접함으로써, 다수의 플레이트 요소들로부터 조립되거나, 또는 그렇지 않으면 볼트들 또는 다른 고정 요소들을 사용하여 서로 고정된 개별 구성 요소들로부터 조립될 수 있다.

지지 구조체에서의 자석 유닛들의 이동 및 안정성의 우수한 제어도는 다음을 포함하기 위해 각각의 자석 유닛에 대한 장착부를 구성함으로써 달성될 수 있다: (a) 한 쌍의 동일한 슬롯들 - 각각의 슬롯은 미러식 위치 (mirrored locations)로 대향 레그 플레이트 각각에 위치함 -, 및 (b) 한 쌍의 지지 볼트들 또는 핀들 - 상기 한 쌍의 지지 볼트들 또는 핀들은 각각의 자석 유닛의 축 방향 대향 말단 면들에 고정되고 상기 동일한 슬롯들 내에 수용되되, (i) 동일한 슬롯들에 수용된 지지 볼트들 또는 핀들 사이에서 연장된 선회 축 주위로 각각의 자석 유닛의 회전, 나아가 (ii) 상기 슬롯들을 따른 병진 운동 변위를 허용하는 방식으로 수용되고, 이 경우에 동일한 슬롯들은 직선일 수 있고, (지지 구조체의) 상부 플레이트를 포함한 평면에 평행하게 연장되거나 또는 평면에 대해 기울어질 수 있다. 이러한 배치/레이아웃은 또한 하나의 그리고 동일한 자석베이스가 다양한 직경의 원통형 가공물들에서 공구를 자기적으로 고정 및 지지하도록 사용되는 것을 허용할 것이며, 슬롯들의 길이는 1 차 직경 조정 범위를 제공하는 반면, 튜브형 또는 원통형 가공물의 만곡 표면에 맞선 자석 유닛들의 맞물림 각도는, 이들이 선회 축들 각각에 대한 유닛들의 회전의 결과로서 상기 표면과 맞물리게 될 시에, 자석 유닛들의 가공 면에서의 극 편들의 간격 및 단면의 상관관계 (function)로 주로 이루어질 것이다.

본 발명에 따른 자기 공구 베이스의 단순화된 실시예는 각각의 자석 유닛에 대한 장착부가 다음을 포함하는 것에 관한 것이다: (a) 대향 레그 플레이트들에 동축으로 위치된 한 쌍의 관통 홀들 및 (b) 한 쌍의 동축으로 정렬된 관통 홀들 (전술한 실시예에서 존재하는 추가적인 병진 운동의 이동 자유를 제공하지 않음)에 의해 정의된 선회 축 주위로 각각의 자석 유닛의 회전을 허용하는 방식으로 상기 관통 홀들 내에 수용되고 각각의 자석 유닛의 축 방향 대향 말단 면들에 고정된 한 쌍의 지지 볼트들 또는 핀들. 지지 구조체에서의 자석 유닛들의 회전 및 지지의 보다 큰 제어도는, 다음을 가진 장착부들에 의해 달성될 수 있다: (a) 레그 플레이트들에서의 한 쌍의 미러-이미징 만곡형 슬롯들 - 만곡형 슬롯들은 각각의 자석 유닛의 선회 축을 각각의 곡률 중심으로서 가짐 - 및 (b) 자석 유닛의 축 방향 대향 말단 면들에 고정되고, 선회 축 주위에서 상기 자석 유닛의 회전을 위한 경로 안내부 (gated guide)를 제공하는 방식으로, 상기 만곡형 슬롯들에 수용되는 한 쌍의 추종 (follower) 핀들 또는 볼트들.

바람직하게는, 자기 공구 베이스가 강자성 가공물 (또는 다른 지지체)에 자기적으로 고정될 시에 안전성을 증가시키기 위해, 상기 베이스는, 상기 유닛들이 강자성체 (가공물 그 자체일 수 있음)의 평평하거나 만곡 표면 상에 양쪽 극 편들 (바람직하게는 사다리꼴 단면을 가진 극 레일임)과 접촉하는 동작 위치들에 있을 시에 이동에 맞서 자석 유닛들을 해제 가능하게 고정시키기 위해, 자석 유닛들과 지지 구조체 사이에서 동작하는 고정 메커니즘을 포함할 것이다. 특히 바람직한 형태에서, 고정 메커니즘은 경우에 따라 핸들에 의해 동작 가능한 클램핑 장치, 특히 지지부 또는 추종 볼트들을 사용하여 클램핑이 수행되는 클램핑 장치를 포함할 것이며, 상기 자석 유닛들의 이동의 고정은 레그 플레이트들에 맞서 상기 지지부 또는 추종 볼트들의 헤드 부분의 마찰 맞물림에 의해 수행된다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 자석 유닛들은 자속 전달 (즉, 활성화 또는 온) 상태와, 극 편들에서 전혀 인력이 발생되지 않거나 최소의 인력만 발생될 오프 상태 사이에서 기계적으로 스위칭될 수 있는 영구 자석들을 포함한다.

특히 바람직한 실시예에서, 자석 유닛들은 다음을 포함할 수 있다: (a) 사다리꼴, 특히 자석 유닛들이 지지 구조체에 지지되는 직사각형 축 방향 말단 면들을 갖는 실질적인 박스형 육면체 외부 하우징, (b) 적어도 한 쌍의 적층되고 직경 방향으로 양극화된 원통형 영구 자석들 - 각각의 쌍은 하우징 내의 원통형 캐비티 내에 수용되고, 원통형 영구 자석들은 자석들의 북극 및 남극 각각이 동작 위치들을 통해 순환될 수 있도록 서로에 대해 자석들의 상대 회전을 허용하도록 캐비티에 유지되고, 이때 상기 동작 위치들은 양쪽 자석들의 북극과 남극이 일치하고 양쪽 자석들의 자기장들이 동일한 방향으로 배향되고 자속이 자석들로부터 하우징의 측벽들을 통해 극 편들로 통과하는 '온' 위치 및 적층된 자석들의 북극 및 남극이 서로 대향하고 적층된 자석들의 자기장들이 서로 반대로 배향되고, 실질적으로 어떠한 자속도 극 편들에 존재하지 않는 '오프' 위치를 포함하며, 상기 상대 회전을 수행하고 옵션으로 상기 동작 위치들 중 하나로 자석들을 고정시키는 수단이 제공된다.

바람직한 실시예에서, 자석 유닛들 각각은 적어도 3 쌍의 적층되고 직경 방향으로 양극화된 (polarised) 원통형 영구 자석들을 포함하고, 각각의 쌍은 하우징 내의 각각의 원통형 캐비티 내에 수용되며, 상기 캐비티들은 반자성 분리 구역을 포함한 웹에 의해 서로 분리되고, 상기 하우징은, 적층된 자석 쌍들에 대한 수동 자기 재료 극 연장부들을 제공하고 자석 유닛의 가공물 맞물림 면에서 측벽들 각각에 극 편들 각각을 교환 가능하게 고정시키는 장착 수단을 포함하는 대향 측벽들을 포함한다.

그러한 유형의 스위칭 가능한 영구 자석 유닛들은 미국 콜로라도의 Magswitch Technology Inc에서 구입할 수 있다. Magswitch 'Magsquare' 및 'MLAY'는 최대 이탈력 (또는 유지력), 자기 포화 깊이, 하우징 풋 프린트 등에 관한 사양들이 서로 다른 유닛들의 브랜드이다. 그러한 Magswitch-브랜드의 스위칭 가능한 영구 자석 유닛들의 구성 및 동작 원리는 미국 특허 제6,707,360호 및 제7,012,495호에 기술되어 있으며, 그 내용은 구체적으로 본 명세서에서 교차 참조되고 간략한 상호 참조로써 병합된다.

더욱이, 얇은 벽 튜브, 플레이트들 등과 같이 제한된 두께의 가공물에 증가된 유지력 및 감소된 자기장 침투 깊이를 필요로 하는 적용들에 있어서, (선형) 어레이에 배치된 다수의 개별 자석 유닛들을 포함하고 이를테면 Magswitch에 의해 MLAY aaaXz 명칭하에 배포되고 본 출원인의 국제 특허 출원 PCT/IB2013/001102 (WO 2013/179126 A1으로 공개됨)에도 예시된 스위칭 가능한 영구 자석 유닛들은 본 발명의 자기 공구 베이스의 자석 유닛들로서 사용될 수 있다. 자기장 션팅 (shunting) 및 자속 전달 상태들로 스위칭될 수 있고 유닛의 가공물 맞물림 구성 요소를 제공하는 한 쌍의 레일형 극 편들을 갖는 박스형 하우징에 수용되는 다수의 원통형의 직경 방향으로 양극화된 영구 자석들을 갖는 자석 유닛을 기술하는 것과 관련하여, 상기 WO-문헌의 내용은 본 명세서에서 간략한 상호 참조에 의해 구체적으로 병합된다.

본 발명의 추가적인 바람직한 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 제공된 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자석 베이스의 제 1 실시예의 등각도이고;
도 2는 도 1의 자석 베이스의 정면도이고;
도 3은 도 1의 자석 베이스의 측면도이고;
도 4는 도 1의 자석 베이스의 상부 평면도이고;
도 5는 도 1의 자석 베이스의 부분적인 분해도이고;
도 6은 핸드 헬드 파워 드릴을 장착 구조체에 고정하기 위해 베이스에 조립 된 파워 공구 장착 구조체를 갖는 도 1의 자석 베이스의 추가적인 등각도이고;
도 7a 및 7b는 시트 재료 가공물 및 튜브형 강자성 가공물 각각에 자기적으로 부착된 도 1의 자석 베이스의 추가적인 등각도들이고;
도 8은 본 발명에 따른 자기 베이스의 제 2 실시예의 등각도이고;
도 9는 도 8의 자기 베이스의 상부 평면도이고;
도 10은 베이스에 고정된 파워 공구 장착 구조체의 제 2 실시예 및 장착 구조체에 장착된 핸드 헬드 파워 드릴을 구비한, 본 발명에 따른 자기 베이스의 제 3 실시예의 등각도이고;
도 11a 내지 도 11d 각각은 본 발명에 따른 자기 베이스의 제 4 실시예의 등각 투영, 측면도, 정면도 및 상부 평면도이고;
도 12a 및 도 12b 각각은 본 발명의 제 5 실시예로서 본 발명에 따른 자기 스탠드를 갖는 플런저 드릴 공구를 (a) 약간 위 및 약간 측면 및 (b) 약간 아래 및 약간 측면으로부터의 등각도이고;
도 13은 (다른 구성 요소들이 없는) 도 12에 도시된 드릴 공구의 2 개의 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 및 지지 플레이트의 분해 사시도이며; 그리고
도 14는 본 발명에 따른 자기 베이스의 제 6 실시예로서 도 11a와 유사한 등각도이다.

통상의 기술자는, 각각의 경우에서, 베이스 (10, 110, 210, 310, 410)가 동일한 구성 및 정격화 (rating)의 한 쌍의 자석 유닛들 (12, 312)을 포함한다는 점 (이하에서 기술됨)에서 다수의 특징들 및 유사성들을, 본 발명에 따른 자기 베이스 또는 스탠드 (10, 110, 210, 310, 410)의 서로 다른 실시예들이 공유하는 첨부된 도면들로부터 바로 인식할 것이다. 이들 자석 유닛들 (12)은 지지 구조체 (14 (도 1-7), 114 (도 8-10), 214 (도 11), 314 (도 12 및 13) 및 414 (도 14))에 장착/고정되고, 상기 지지 구조체는 파워 또는 다른 공구를 베이스 (10, 110, 210, 310, 410)에 고정시키기 위해, 고정 수단을 구비하거나, 그렇지 않으면, 공구 부착 또는 장착 구조체 (30, 130, 330)를 통합시키기 위한 수단을 구비한다.

도 1, 도 8, 도 10, 도 11 및 도 12를 비교함으로써 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 공구 장착 구조체 (30, 130, 330)는 이하에 설명될 바와 같이, 서로 다른 방식들로 구현될 수 있다. 결과적으로, 모든 실시예들에 대해 공통인 구조적 또는 기능적 등가 특징들을 나타내기 위해 서로 다른 도면들에서 동일한 참조 번호 (및 참조 번호 100 씩 증가)가 사용된다.

마찬가지로, 인식될 바와 같이, 공간 용어 및 기준 평면 / 축 용어, 이를테면, '상부', '하부', '길이 방향', '횡 방향', '폭 방향'의 사용은 단지, 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 필수적인 양상을 나타내는 것이 아니라, 자기 베이스 (10) 및 그 부품들 및 구성 요소들의 형성 및 레이아웃의 이해를 용이하게 하는 것으로 의도된다.

본 발명에 우선적으로 사용된 자석 유닛들 (12) (도 5 참조)은 생산 코드 MLAY 시리즈 하에 Magswitch Technology Inc.에 의해 제조된 수동적으로 스위칭 가능한 영구 자석 블록들이다. 이들 유닛들 (12)은 박스형 육면체 외부 하우징 (40) 내에 수용된 영구 자석들의 장치를 포함한다. 도 1 내지 도 11에 도시된 실시예에서, 자석 유닛들은 적층되고 직경 방향으로 양극화된 3 쌍의 원통형 영구 자석들을 갖는 MLAY 1000x3 유형이며, 각각의 쌍은 하부 하우징부 (41) 내의 각각의 직립 원통형 캐비티 내에 수용되고, 상기 캐비티는 반자성 분리 구역 (diamagnetic separation zone)을 포함한 웹에 의해 서로 분리된다. 원통형 영구 자석 쌍들은 캐비티들에 수용되어 각 쌍의 상부 자석의 상대적인 회전을 허용하고, 그 결과 자석들의 각각의 북극 및 남극은 서로 다른 동작 위치들을 통해 순환될 수 있다 (cycled). 이들 위치들은 각각의 쌍의 양쪽 자석들의 북극 및 남극이 일치하고 양쪽 자석들의 자기장들이 동일한 방향으로 배향되는 '온 (on)' 위치를 포함하고, 그 결과 자속은 자석들로부터 하우징 (40)의 대향하는 길이 방향 측 벽들 (42a 및 42b) 내로 흐르고, 그리고 그로부터 한 쌍의 극 연장 레일들 (pole extension rails) (48a, 48b)로 흐를 수 있고, 이때 상기 극 연장 레일들은 하우징 (40)의 하부 가공 면 (46)에 교체 가능한 방식으로 평행하게 이격된 관계로 장착되고, 하우징 (40)의 축 방향 말단 (또는 터미널 (terminal)) 면들 (44) 사이에서 연장된다. 이들 위치들은 또한, 각각의 쌍의 적층된 자석들의 북극 및 남극이 서로 대향하고 적층된 자석들의 자기장들이 서로 반대 방향으로 배향되고 실질적으로 어떠한 자속도 극 연장 레일들 (48) - 자기장에서 극 편들이라고도 함 -에 존재하지 않는 "오프 (off)" 위치를 포함한다.

도 5로부터 또한, 얻을 수 있을 바와 같이, 유닛들 (12)의 상부 하우징 부 (50)는, 3 쌍 자석들의 가동 (movable) 자석들이 온 및 오프 상태 사이에서 동기식으로 스위칭될 수 있는 방식으로 미-도시된 구동 트레인 (drive train)을, 그리고 유닛들 (12)의 수동 스위칭을 활성 및 비활성 자기 상태들로 수행하도록 작용하는 하우징 (40)의 상부 측면에 장착된 핸들 (52)을 수용한다. 그러한 MLAY 자석 유닛들 (12)의 동작 원리, 레이아웃 및 구성에 대한 보다 상세한 내용은 특허 문헌 WO 2013/179126 A1을 참조하며, 그 특허 문헌의 내용은 상호 참고 문헌으로 본 명세서에 포함된다.

스위칭 가능한 자석 유닛들은 대안적으로 Magswitch Technology Inc.의 특허 문헌 WO 2015/071878에 개시 및 기술된 것과 같은 설계일 수 있으며, 그 특허 문헌의 내용은 상호-참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

그 후, 도 1 내지 도 7, 특히 도 1 내지 도 5에 도시된 제 1 베이스 (스탠드) 실시예를 참조하면, 자기 베이스 (10)는 바람직하게 단일 구성의 지지 구조체 (14)를 포함하고, 이때 상기 지지 구조체는 주조된 비-자기 금속체 또는 스탬핑/단조 금속 플레이트에 의해 제공되고, 각각의 경우에 도 3에 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 실질적인 U-형상의 단면을 나타낸 굽은 형상으로 되어 있다. 지지 구조체 (14)는 상부 플레이트 (15)의 직경 방향 대향 측면들에 반경 방향 외측으로 연장되는 하향 만곡식 삼각형 웹 부분들 (16, 17)을 가진 환형 구성의 상부 플레이트 (15)를 포함하고, 이때 상기 상부 플레이트는, 환형 상부 플레이트 (15)가 연장된 평면에 대해 수직으로 연장된 각각의 레그 플레이트들 (19, 20)과 연결된다 (즉, 상기 레그 플레이트들 내로 안내된다). 삼각형 절개부 (triangular cut out) (22)는 각각의 레그 플레이트 (18 및 20)의 터미널의 자유 하부 에지 (23)에서 대략 중앙에 제공된다.

도 7a로부터 볼 수 있는 바와 같이, 자기 베이스 (10) (이하에서 설명됨)의 사용에서, 지지/스탠드 베이스 (10)는 평평한 (즉 평면의 또는 편평한) 강자성 시트 금속 가공물 PWP 상에 레그 플레이트들 (19, 20)에 의해 위치될 수 있는 반면, 삼각형 절개부들 (22) (도 11a 내지 도 11d의 자기 베이스 실시예에 도시된 바와 같이 만곡될 수 있음)은 레그 플레이트들 (19, 20)의 하부 에지 (23)와 만곡된 가공물 CWP, 이를테면 스틸 파이프의 만곡된 외부 표면 사이의 틈새 갭 (clearance gap)을 제공하는 역할을 할 것이며, 이는 도 7b에 도시될 수 있는 바와 같이 베이스 (10)가 가공물 CWP 에 부착될 시에 그러하다.

파워 공구 PT (또는 지지 구조체 (14)에서 지지된 장비의 다른 부분)가 베이스 (10)에 장착될 시에, 환형 상부 플레이트 (15)는 상부 플레이트 (14)의 제 1 (상부)면으로부터 대향하는 (하부)면으로 공구 요소 TE (예컨대, 도 6 및 7 참조)가 통과하는 것을 허용할 지지 구조체 (14)에서 중앙 원형 창 (18)을 제공한다.

또한, 추가로 유의할 바와 같이, 상부 플레이트 (15)는 환형 상부 플레이트 (15) 주위로 고르게 이격된 복수의 장착 홀들 (25)을 포함한다. 장착 홀들 (25)은 볼트들 및 너트들 (미도시)에 의해, 공구 장착 구조체 (30) (도 1 내지 도 7의 실시예에 따라)를 지지 구조체 (14)에 고정/체결하는 역할을 한다. 도 1 내지 도 5에는 도 6 및 도 7을 참조하여 간단히 도시 및 기술된 공구 장착 구조체 (30)의 일부를 형성하는 한 쌍의 지지로드들 (32, 34)만이 도시된다.

다음에 특히 도 4 및 도 5를 참조하면, 볼 수 있는 바와 같이, 2 개의 자석 유닛들 (12)은 대면한 레그 플레이트들 (19, 20) 사이의 창 (18)의 양쪽 측면 상에 위치되고, 유닛들 (12)이 각각의 선회 축들 (swivel axes) SA에 주위로 단일 회전 자유도 (그러나 병진 운동도는 없음)를 허용하는 방식으로 레그 (19, 20)에서 지지된다.

이를 위해, 각각의 유닛 (12)은 터미널 축 말단 면들 (44) (평면도 상에 사각형이지만 단차 표면을 가짐) 둘 다에서 제공되고, 이때 각각의 동일한 장착 플레이트들 (54)는 유닛들 (12)의 하우징 (40)의 단차형 터미널 표면 (44)과 일치하는 하나의 면, 및 전체적으로 평평한 대향 면을 가진다. 카운터성크 관통 보어들 (Countersunk through bores) (56)은 장착 플레이트들 (54)의 2 개의 하부 코너들에서 하부 터미널 에지 근방에 제공되고, 상기 보어를 통해, 각각의 숄더 볼트들 (shoulder bolts) (58)은 연장되어 자석 유닛 하우징 (40)의 말단 면들 (44)의 하부 코너들 근방의 각각의 나사산 보어들 (45)에 맞물려서, 장착 플레이트들 (54)을 유닛들 (12)에 고정시킨다. 장착 플레이트들 (54)은 각각의 상부 코너 근방에서 나사산 보어 (62)를 더 가질 수 있고, 이때 상기 나사산 보어는 지지 및 축 볼트 (axle bolt) (64) 및 안내 볼트 (guiding bolt) (66) (또는 안내 핀 (68), 이하 참조) 각각을 수용 및 고정시키기 위한 역할을 한다.

각각의 자석 유닛 (12)에 대해, 2 개의 지지 및 축 볼트들 (64)은 평행하게 이격된 레그 플레이트 (19, 20) 둘 다의 협동 쌍방식 동축 관통 홀들 (cooperating, pair-wise co-axial through holes) (70)을 통해 삽입되고 연장되며, 레그 플레이트 (19, 20)의 대향하는 길이 방향에 하나씩 위치되어 총 4 개가 제공된다. 축 볼트들 (64) 및 관통 홀들 (70)의 샤프트들의 직경들은, 각각의 축 볼트들 (64)이 장착 플레이트들 (54)의 협동 나사산 보어들 (62) 각각 내로 나사산식으로 고정될 시에, 자석 유닛들 (12)은 이들 협동 요소들에 의해 정의된 선회 축 SA 주위에 자유롭게 회전하도록 하면서, 레그 플레이트들 (19, 20) 사이에서 고정 지지되도록, 글라이드 핏 (glide fit)을 제공하기 위해 선택된다. 본질적으로, 그러한 장착부는 단일 축의 '크레이들 (cradle)' 장착부 또는 단일 축 짐벌 (gimbal) 장착부 ("완전 짐벌 (true gimbal)"은, 서로에 대해 수직이고 그러한 완전 짐벌에서 회전을 위해 지지되는 몸체의 (회전) 축 대해 상호 수직한 2 개의 회전 축을 갖는 장착부를 포함함을 유의함)로서 적절히 기술될 수 있되, 유닛들 (12)이 단 한 번의 회전 자유도를 허용하는 지지 구조체 (14)에 고정되는 방식으로, 그러하다.

추가로 유의할 바와 같이, 각각의 자석 유닛 (12)에 대해, 하나의 안내 볼트 (66) 및 하나의 안내 핀 (68)이 제공되고, 평행하게 이격된 레그 플레이트들 (19, 20) 둘 다의 협동 쌍방식 미러 이미지 만곡형 안내 슬롯들 (72)을 통해 각각 삽입 및 연장되고, 이때 상기 슬롯들은 레그 플레이트 (19, 20) 둘 다의 길이 방향 말단들 각각 근방에 하나씩 위치되어 총 4 개가 제공된다. 만곡형 슬롯들 (72)의 (아크) 곡률의 궤적 및 중심은 관통 홀들 (70)의 위치 (오히려 선회 축 SA) 및 길이에 관련되고, 만곡형 슬롯들 (72)의 시작 및 종료 점들은 자석 유닛들 (12)이 지지 구조체 (14)에서 수행할 수 있는 회전 이동의 범위를 제한 및 결정할 것이다. 또한 허용된 회전 이동은, 자석 유닛 (12)의 하우징 (40)의 하부 가공 면 (58)이 각각의 말단 배향들 사이의 상기 회전 동안 겪게 될 재-배향의 범위를 결정할 것이다.

도 2로부터 최적으로 이해될 수 있는 바와 같이, 각각의 안내 슬롯 (72)의 상부 말단은, 선회 축 SA (즉, 이웃 축 볼트 (64)의 축)과 연결되고 레그 플레이트들 (19, 20)의 하부 에지 (23)와 평행하게 진행하는 라인에 있는 것이 바람직할 것이다. 상기와 같은 경우에서, 지지 구조체 (14)에서 유닛들 (12)의 회전의 한 말단 (멈춤) 위치는 유닛들 (12)의 가공 면 (46)에 의해 특징지어지며, 상기 가공 면은 한 쌍의 평행하게 이격된 극 편들 (48) (사다리꼴 단면을 가지고, 이로 인해 자석 유닛들 (12)의 이들 2 개의 가공물 맞물림 요소들 사이에 평평한 오목 구역을 정의함)이 지지 구조체 (14)의 레그 플레이트들 (19, 20) 둘 다의 하부 에지들 (23)을 둘러싸는 지지 (또는 스탠딩) 평면과 평행하게 배향되도록 제거 가능한 방식으로 장착된다. 예를 들어, 아크 길이가 60 도인 경우, 이는 유닛들 (12)의 가공 면들 (46)의 다른 말단 배향이 지지 평면에 대해 60도 기울어 지도록 지시한다.

인식할 바와 같이, 안내 볼트들 (66) 및 안내 핀들 (68)의 샤프트들의 직경은 안내 슬롯들 (72)에 수용될 시에 느슨한 글라이드 핏을 제공하도록 선택된다. 더욱이, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 예를 들어, 각각의 자석 유닛 (12)의 안내 핀들 (68)은, 각각의 자석 유닛 가공 면 (46)의 공간적 배향이 임의의 위치에 추가 이동에 맞서 해제 가능하게 고정될 수 있는 반면, 핀 (68)이 안내 슬롯들 (72)에 의해 제공된 아크 경로를 따라 이동하는 방식으로, 암 나사산 클램핑 또는 정지 핸들 (arresting handle) (74)과 협력하도록 고안된다. 이를 위해, 클램핑 핸들 (74)은, 핸들 (74)과 레그 플레이트들 (19, 20)의 외측 면 사이에 위치된 중간 와셔로 안내 핀 (68)의 터미널의 나사산 자유 말단과 맞물리고, 레그 플레이트 (19, 20)에 맞서 와셔를 마찰적으로 고정시키기 위해 죄여지거나, 또는 풀어지기 위해 죄여짐이 풀어질 수 있다.

이로써, 지지 구조체 (14)에서 자석 유닛들 (12)의 기술된 장착부들은 자석 유닛들 (12)이 서로 다른 회전 (동작) 위치를 달성하는 것을 허용하여, 자기 베이스 (10)는 양쪽 유닛들 (12)의 모든 극 편들 (48)로 부착되기 위해 전개되어, 도 7a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 플레이트형 강자성 가공물 PWP과 맞물리고 변위에 맞서 자기적으로 고정될 수 있다. 장착부들은 또한 양쪽 유닛들 (12)의 2 개의 극 편들 (48)에 의해 원통형 파이프 (CWP)의 만곡된 외부 표면 상에 맞물리고 자기적으로 부착하도록 베이스 (10)의 (재)배치를 가능하게 하며, 이때 상기 2 개의 극편들은 그러한 맞물림을 허용하는 위치 내로 선회하는 유닛들 (12)에 의해 가공물과 접촉한다.

다음으로, 도 6을 참조하여 보면, 자기 공구 베이스 (10)의 지지 구조체 (14)의 상부 플레이트 (15)에 고정된 공구 장착 구조체 (30)의 일 실시예가 도시된다. 상부 플레이트 (15)의 장착 홀들 (25)을 통해 연장된 나사산 장착 볼트들이 제공된 하부 터미널 단자들을 가진 2 개의 평행 직립 기둥들 (31, 34)은 적절한 너트들 (미도시)을 사용하여 지지 구조체 (14)에 고정된다. 대안적으로, 장착 홀들 (25) 그 자체들은 나사산으로 이루어질 수 있다.

기둥 (32)은 기둥 (32)의 축 방향 연장부를 따라 부분적으로 연장된 고정식 치형 레일 (35)을 가진다. 기둥들 (32 및 34)은 파워 공구 PT를 위한 갠트리 유형 (gantry-type) 장착부의 일부를 형성하며, 그리고 기둥들 (32, 34)이 연장되는 2 개의 원통형 관통 홀들 및 파워 공구 PT의 앞면 말단이 지지 구조체 (14)의 중앙 창 (18)을 향한 지점으로 관통하는 중앙 절개부 (미도시)를 가진, 일반적인 플레이트형 구성의 공구 장착 브라켓 (36)을 변위 가능한 방식으로 지지하는 역할을 한다. 파워 공구 PT는 변위에 맞서 고정되고, 볼트를 사용하여 플레이트 (36)에 죄여질 수 있는 클램핑 브레이스 (clamping brace) (37)에 의해 갠트리 플레이트 (36)에 고정된다. 최종적으로, 갠트리 플레이트 (36)는 또한, 핸들 휠 (38) (도시되지 않은 피니온 휠에 결합됨)의 선회 시에, 기둥들 (32, 34)을 따라 갠트리 플레이트 (36)의 전후 이동을 제어하기 위한 랙 및 피니온 드라이브를 제공하기 위해, 치형 레일 (35)과 맞물리는 피니온 휠 (미도시)을 장착시키기 위한 역할을 한다.

원한다면, 추가적인 고정 메커니즘은 기둥들 (32, 34)의 연장부를 따라 임의의 원하는 위치에 공구 PT의 위치를 고정시키는 장착 구조체 (30)에 제공될 수 있다. 유의할 바와 같이, 이러한 장착 구조체 (30)는 파워 드릴 PT의 드릴 비트 (공구 요소 TE)가 가공물의 기계가공을 수행하기 위해, 지지 구조체 (14)의 중앙 창 (18)을 통해 상하로 이동하여 가공물 PWP 또는 CWP (도 7에 따름)과의 맞물림 및 풀림을 이루도록 한다. 동등하게 인식될 바와 같이, 공구가 갠트리 유형 공구 장착 장치 (30)의 2 개의 직립부들 (32, 43)에 고정되는 방식으로, 파워 공구의 하우징의 일부의 특정 기하학적인 구성/형상에 구성된 다른 유형의 장착부들과 공구 장착 브라켓 (플레이트) (36)을 교환하는 것이 가능하다.

사용시, 베이스 (10)를 가공물 상에 고정시키기 위해, 클램핑 핸들들 (74)은 자석 유닛들 (12)이 그들 각각의 선회 축들 SA 주위에서 자유롭게 회전할 수 있도록 느슨해진다. 유닛들 (12)의 무게 중심에 대해 선회 축 SA의 비-중심 위치로 인해, 유닛들 (12)의 터미널 말단 면들 (44)의 상부 코너 근방에 위치된 장착 플레이트들 (54)의 나사산 보어들 (64)로 인해, 유닛들 (12)은, 극 편들 (48)이 공통 평면에 위치된 것으로부터 오프셋된 회전 위치 내로, 도 6에 도시된 것과 유사한 위치 내로, 즉 유닛들 (12)의 가공 면들 (46)이 공통 평면에 대해 경사진 위치 내로 회전하는 경향이 있을 수 있고, 안내 볼트들 (66) 및 안내 핀들 (68)은 아치형 슬롯 (72)의 하부에서 또는 그 근방에 놓이게 될 것이다. 이는, 베이스 (10)가 평평한 가공물 상에 위치되고, 유닛들 (12)이 (핸들들 (74)을 사용하여) 정확한 자세 위치로 회전되어 모든 극 연장 레일들 (48)이 도 7a에 도시된 바와 같이 가공물의 평평한 표면 상에 평행하게 위치될 수 있는 경우에는 문제가 되지 않는다. 베이스가 만곡된 가공물 상에 위치되어야 하는 경우, 유닛들 (12)의 가공 면 (46)을 가진 극 레일들의 (재-) 배향은 각각의 유닛 (12)의 양쪽 레일들이 만곡된 가공물 표면 (도 7b를 따름)과 적절하게 접촉하는 것을 확보하기 위해 손쉽게 조정될 수 있다. 어느 경우이든, 가공물 상에 위치되면, 자석 유닛들 (12)은 자석 유닛 스위칭 핸들 (52)의 적당한 조작에 의해 자기적으로 인력이 가해지는 'ON' 상태로 전환될 수 있고, 유닛들 (12)과 가공물 사이의 외부 자기 회로를 폐쇄시켜, 베이스 (10)를 가공물 PWP 또는 CWP에 자기적으로 고정시킬 것이다. 작업자는 그 후에 지지 구조체 (14)의 측면 레그들에 맞서 정지 핸들들 (14)을 조임으로써, 지지 구조체 (14)에서 유닛들 (12)의 회전 위치를 고정시킬 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 도 1 내지 도 7에 도시 된 베이스 (10)와 도 8 및 도 9에 도시된 베이스 (110)의 본질적인 차이점은 지지 구조체 (114)의 구성에 있다. 결과적으로, 관련된 차이만이 이하에서 기술될 것이고, 추가적인 상세한 설명에 대해서는 이전 실시예를 참조한다.

지지 구조체 (114)는 도 1에 도시된 바와 같은 환형이기 보다는 오히려, 평면도에서 일반적으로 U-형인 상부 플레이트 (115)를 포함한다. 즉 중앙 원형 창을 가지기 보다는 오히려, 상부 플레이트 (115)는 u-형 절개부 (118)를 정의할 것이고, 이때 상기 u-형 절개부 (118)는 평행 플레이트 부분들 (레그들) (115a 및 115b) 사이의 플레이트 (115)의 하나의 에지로부터 연장되고, 평행 플레이트 부분들 (115a 및 115b)을 연결하는 아크 부분 (115c)에 의해 경계가 지어진 중앙 위치에서 종결된다. 결과적으로 또한, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같은 레그 플레이트 (19)는, 평행 플레이트 부분들 (115a 및 115b)의 연장부에 일체형으로 형성되고 이들 각각과 수직을 이뤄 경사진 2 개의 레그 플레이트들 (119a 및 119b)로 대체된다. 다른 레그 플레이트 (120)는 도 1 내지 도 7에 대해 기술된 바와 같은 구성과 동일하다. 본질적으로, 중앙 절개부 (118)가 도 1의 구조의 레그 플레이트 (19)의 중앙 웹 부분을 이등분하고 대체하는 3 개의 레그 지지 구조체 (114)가 제공된다.

이러한 유형의 지지 구조체 (114)로, 가공물 맞물림 요소를 가진 파워 공구를 베이스 (110)에 장착 및 고정시키기 위해 2 개의 직립 공구 장착 장대들 (132, 134)이 사용되는 것이 가능하고, 이때 상기 가공물 맞물림 요소의 치수는 창 (18)의 직경보다 크고, 예컨대 직립 장대들 (132, 134)을 따라 플런저형 변위 (plunger-like displacement)를 위해 장착될 수 있고 상기 창의 직경으로 인해 레그 부분들 (119a 및 119b) 사이에 연장된 연속적인 웹의 존재에 의해 방해받을 수 있는 원형 톱 파워 공구 (미도시)의 원형 톱날의 치수는 상기 창의 직경보다 크다.

도 10은 본질적으로 도 8 및 도 9를 참조하여 기술된 바와 같은 자기 베이스 (110)를 도시하며, 이들 도면의 도시와 달리 공구 장착 구조물 (130)은 도 6에 도시된 것과 동일하지만, 직립 기둥들 (132, 134)의 하부 터미널 말단들이 고정된 각각의 선회 장착부들 (139)을 포함한다. 즉, 선회 장착부들 (139)은, 기둥들 (132, 134)의 터미널 말단들이 수직으로 수용되는 각각의 레그 부분 (115a, 115b)에서 장착 홀들 (125)을 사용하여 상부 플레이트 (115)에 고정된다. 선회 장착부들 (139)은 기둥들 (132, 134)이 수직 (상부 플레이트 (115)의 평면과 수직을 이룸)에 대해 경사지도록 하여, 파워 공구 PT의 공구 맞물림 부분 TE가 선회 경로 A를 따라 수직으로부터 원하는 경사 배향으로 선회하여 가공물 상에 비-수직 기계가공 동작을 수행하도록 한다.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 자기 공구 지지 베이스 (210)의 추가 (제 4) 실시예를 도시한다. 이전에 기술된 제 1 실시예와 유사한 반면, 이전 실시예에서 자석 유닛들 (12)의 단일 회전 자유도를 제공한 지지 구조체에서의 장착부는 도 11d의 화살표 A에 따라 직선 경로 (TA) (병진 운동 축)를 따라 서로를 향해 또는 서로 멀어지는 유닛들 (12)의 병진 운동의 하나의 (추가) 자유도를 제공하기 위해 변형된다.

지지 구조체 (214)는 또한 중앙 원형 창 (218)을 가진 환형 상부 플레이트 (215)와 함께, 비-자기 금속 (또는 합금)의 단일 부분 주조체 (single-piece cast body)이다. 환형 상부 플레이트 (215)는, 상부 플레이트 (215)와 동일 평면 상에 있는 정반대의 대향 말단들에서 삼각형 웹 부분들 (216 및 217) 내로 연장된다. 한 쌍의 평행 레그 플레이트들 (219 및 220)은 삼각형 웹 부분들 (216, 217)의 폭 방향 에지들에서 상부 플레이트 (215)에 대해 수직으로 연장되어, 제 1 실시예 (도 3에 도시된 바와 같음)와 비교할 시에, 단면에서 보다 '윤곽이 뚜렷한 (edgy)' u-형상 구성 (도 11b에 도시된 바와 같음)이 제공된다.

이러한 실시예에서 또한, 전술된 바와 같이, 2 개의 자석 유닛들 (12)은 대면 평행 레그 플레이트들 (219, 220) 사이에 지지 및 고정된다. 그러나, 장착부는 이전에 기술된 것과는 다르다.

자석 유닛들 (12)의 하우징 (40)의 축 방향 말단 면들에 고정된 장착 플레이트들 (254)은, 도 5에 도시된 것과 전반적으로 구성이 유사하되, 다음을 제외하고 유사하다. 장착 플레이트들 (254)를 하우징 (40)에 고정시키는 숄더 볼트들 (58)을 수용하는 카운터 성크 보어들 사이의 중앙에 위치된 단일 나사산 보어 (162) (2 개 대신)의 존재; 도 1 내지 도 10의 실시예에서, 장착 플레이트 (58)의 각각의 상부 코너들에 위치된 2 개의 나사산 보어들.

2 개의 미러 대칭의 직선 안내 및 장착 슬롯들 (272)은 각각의 레그 플레이트 (219, 220)의 하부 에지 (223)의 만곡된 절개부 (222)의 양측에 제공되어 상기 에지 (223)에 평행하게 연장된다. 이로써, 슬롯들 (272)은 도 1 내지 도 10의 실시예의 4 개의 동축 관통 홀들 (70)을 대체한다. 샤프트들이 슬롯들 (272) 내에 수용될 시에 슬라이드-핏을 제공하기 위한 직경을 가진 축 숄더 볼트들 (264)은 각각의 슬롯 (272)을 통해 연장되고, 각각의 장착 플레이트 (254)에 존재한 나사산 보어 (162)에 조여지게 되어, 각각의 유닛 (12)에서 2 개의 동축 연장된 축 숄더 볼트들 (264) 사이에 정의된 선회 축 SA 주위의 각각의 유닛 (12)의 회전 및 안내 슬롯들 (272)을 따른 병진 운동의 움직임 둘 다를 허용하는 방식으로, 지지 구조체 (214)의 레그 플레이트들 (219 및 220) 사이에 자석 유닛들 (12)을 지지한다. 인식될 수 있는 바와 같이, 안내 및 장착 슬롯들 (272)은 또한 레그 플레이트들 (219 및 220)의 하부 에지들 (223)에 의해 걸친 평면에 대해 작거나 큰 경사도로 배향될 수 있고, 이는 그 후에 2 개의 자석 유닛들 (12)의 가공 면 (46) (및 결과적으로 2 개의 극 연장 레일들 (48))이 레그 플레이트들 (219, 220)의 하부 (스탠딩) 에지 (223)에 대해 상하로 조정되도록 하되, 슬롯들 (272)에 의해 제공된 안내 경로를 따라 유닛들 (12)을 이동시킴으로써 조정되도록 한다.

지지 구조체 (214)에서 각각의 유닛 (12)의 병진 운동 및 회전 이동의 자유도 중 하나 또는 둘 모두가 고정되고 설정될 수 있는 방식으로 별도의 클램핑 및/또는 고정 메커니즘을 제공하기보다는 오히려, 레그 플레이트의 대면 표면에 작은 틈새 갭을 유지하는 볼트 헤드들로 고정된 일측 레그 플레이트 (219)에 일측 세트의 축 숄더 볼트들 (264)을 가지면서, 타측 레그 플레이트 (220)에 타측 세트의 축 숄더 볼트들 (264)을 볼트 헤드와 레그 플레이트 (220) 사이에 개재 클램핑 와셔에 제공하는 것이 바람직하며, 이는 자석 유닛 하우징 (40)의 장착 플레이트 (254)에서 장착 보어들에 숄더 볼트들 (264)을 죄이거나 느슨하게 함으로써, 볼드 헤드와 레그 플레이트 표면 사이에 마찰적으로 맞물림/풀림이 이루어지게 수 있거나, 또는 숄더 볼트의 길이가 이를테면 레그 플레이트 (220)의 대면 측면에 직접 맞서 그의 헤드와의 죄임을 허용하도록 선택되는 것을 확보한다.

인식할 수 있는 바와 같이, 도 6에 도시된 것과 같은 공구 장착 구조체는 이전에 기술된 바와 같이 상부 플레이트 (215)에 장착될 수 있다.

도 11의 자기 공구 베이스 실시예는 지지 구조체 (214)에서 자석 유닛들 (12)을 고정하는 숄더 볼트들 (264)을 수용한 안내 및 장착 슬롯들 (272)의 장치/레이-아웃을 가지고, 이때 상기 자석 유닛들 (12)은 동일한 자석 베이스 (210)가 가변 직경의 원통형 가공물들에서 공구를 자기적으로 고정 및 지지하기 위해 사용되는 것을 가능하게 하며, 슬롯들의 길이는 1 차 직경 조정 범위를 제공하는 반면, 튜브형 또는 원통형 가공물의 만곡된 표면에 맞서 자석 유닛들의 맞물림 각도는 자석 유닛들의 가공 면에서 극 편들의 간격 및 단면과 상관관계가 주로 있을 것이되, 자석 유닛의 하우징에 고정된 숄더 볼트들 (264)에 의해 제공된 그들 각각의 선회 축들 주위에서 상기 유닛들의 회전의 결과로서, 이들이 상기 표면과 맞물리게 될 시에 그러할 것이다.

도 12a, 12b 및 13은 추가적인, 본 발명의 제 5 실시예를 도시한다. 가장 최근에 기술된 실시예, 즉 도 8을 참조하여 기술된 제 2 실시예와의 관련 차이가 이하에서 설명될 것이다. 추가 세부 사항을 위해 이전 실시예에 대한 설명을 참조한다.

우선, 자석 유닛들 (312)은, MLAY 1000x3 유닛 (12)과 유사하지만 대신에 5 쌍의 적층식 직경 방향의 양극화된 (stacked, diametrically polarised) 원통형 영구 자석을 가진 MLAY 1000x5 유형이고, 이때 상기 각각의 쌍은 도 12b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 하부 하우징부 (341) 내의 각각의 직립 원통형 캐비티 내에 수용된다. 이들 유닛들은 증가된 자속을 제공하고, 이로써 온 위치에 있을 시에 힘을 유지한다.

다음으로 유의할 바와 같이, 자기 베이스 (310)는 지지 구조체 (314), 및 상기 지지 구조체의 상부 면 상에 용접된 공구 지지 받침대 유닛 (339)을 포함한다.

지지 구조체 (314)는, 도 13에 가장 잘 도시 된 바와 같이 절단 및 굽혀진 형상의 패턴으로 형성되고 공구 (PT)의 동작 하중 및 중량을 전달하기 위한 적절한 게이지를 갖는 스틸 시트 금속 부분으로 만들어진다. 도 8 및 도 9의 지지 구조체 (114)와 표면적으로 유사하지만, 이는 받침대 유닛 (339)이 용접에 의해 지지 및 고정된 상부 면 상에, 그리고 직사각형 풋 프린트 주위에 중앙 상부 플레이트 부분 (315)을 포함한다. 하나의 (길이 방향) 말단에서의 t 형 연장 웹 (319)은 구조체의 스탠드 레그들 중 하나를 제공하도록 아래로 구부러진다; 삼각형 절개부 (322)는 직립 웹/레그 부분 (319)의 하부 터미널 에지에서 중앙에 존재한다. 상부 플레이트 부분 (315)의 반대 길이 방향의 말단 상에서, 플레이트 부분 (315)으로 단지 짧은 거리만 연장되고 나팔 모향 부분 (322')을 포함한 반 원형 절개부 (318)는, 도 8 및 9를 참조하여 이전에 기술된 바와 같이 (절개부 (318)가 플레이트 부분 (315)으로 연장된 범위를 제외함), 2 개의 수직 웹 레그들 (319a 및 319b)을 제공하기 위해 아래로 구부려진 다른 t-형 웹을 초래한다.

더 유의할 수 있는 바와 같이, 도 8의 실시예와 비교할 시에, 장착/선회 축 볼트들 (364)의 경로가 선회 축 SA 주위에서 단일 이동 회전도로 베이스 구조체 (310)에서 자석 유닛들 (312)을 지지하도록 역할하는 장착 홀들 (370)은 상부 플레이트 부분 (315)의 평면에 평행한 횡 방향으로 다소 길게 형성된다 (원형은 아님). 이는 2 개의 자석 유닛들 (312) 사이의 간격이 서로 향해 그리고 서로 멀어지도록 하는 일부 병진 운동 조정을 가능하게 한다.

더욱이, 별도 쌍의 안내 슬롯들 (도 5, 참조 번호 72 참조), 선회 운동 고정/클램핑 핸들들을 가지기보다는, 선회 축 볼트들 (364)은 선회 축을 정의하고, 나아가 지지 구조체 (310)에 자석 유닛들 (312)의 원하는 회전 자세를 고정하기 위한 선회 운동 고정 체결구들의 이중 기능을 수행한다.

이전에 기술된 바와 같이, 박스형 받침대 타워 (330)는 상부 플레이트 부분 (315)의 상부 면 상에 용접되고, 한 쌍의 일체형 (또는 별도로 부착) 수직 안내 레일들 (334)을 포함하고, 이때 상기 수직 안내 레일들은 PT로 개략적으로 도시된 플런저 (plunger) 드릴 공구의 모터를 공지된 방식으로 장착하는 공구 캐리지 (336)에 안내된다. 랙 및 피니언 (또는 다른) 구동 트레인과 협력하는 3 개의 암 핸들 (338)은 상부 플레이트 부분 (315) (및 나아가 지지 구조체 (314))에 대해 공구 캐리지 (336)를 상하로 이동시키는 역할을 하고, 이로 인해, 작업자가 공구 모터의 스핀들에 결합된 척 (chuck)에서 운반식 기계가공 비트 (미도시)를, 자기 베이스 (310)가 위치되고 고정될 수 있는 가공물과의 제어된 맞물림 결합 및 분리로 이룰 수 있도록 한다.

유의할 바와 같이, 절개부 (318)가 상부 플레이트 부분 (315)의 중앙 영역에 연장되지 않아서, 공구 PT가 지지 플랫폼 (315)에 대해 중심을 벗어나지만, 받침대 (330)는, 예를 들면 공구에 의해 기계가공될 강자성 가공물에서 자석 유닛들 (312)의 자기 부착을 해제시키려는 (pray-off) 경향이 있을 수 있는 편심 하중을 최소화시키기 위해 무겁게 될 수 있다.

마지막으로, 도 13 및 14는 본 발명의 추가 (제 6) 실시예를 도시한다. 도 12a 및 12b에 도시된 제 5 실시예와의 유일한 차이점은 (a) 상부 플레이트 (315)와 일체형인 공구 장착부의 부재, (b) 일체형 지지 구조체 (414)의 상부 플레이트 (415)에서의 절개부 (418)의 구성 및 크기, 및 (c) 도 8 및 9의 스탠드 실시예와 유사하게, 서로 다른 유형들의 공구 장착 구조체들 (미도시됨)이 손쉽게 교환 가능한 방식으로 자기 베이스 (410)에 장착 및 고정될 수 있는 4 개의 장착 홀들 (425)의 존재에 있다. 이로써, 추가 세부 사항을 위해 이전 실시예에 대한 설명을 참조한다.

본 발명의 기본 개념의 변형이 서로 다른 실시예들과 관련하여 언급된 서로 다른 특징들을 조합함으로써 구현될 수 있음을, 본 발명의 서로 다른 실시예들의 전술한 설명으로부터 인식할 수 있을 것이다.

Claims (23)

1. 강자성체 (ferromagnetic body)에 대해 공구를 지지 및 고정시키는 자기 공구 스탠드에 있어서,
   (a) 제 1 및 제 2 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 - 각각의 자석 유닛은 적어도 한 쌍의 반대 양극성 극 편들 (oppositely polarisable pole shoes)을 상기 유닛의 가공 면에서 가지고, 상기 극 편들은 강자성체 접촉 상태에서 그리고 강자성체 접촉 시에 각각의 유닛에서 폐쇄식 자기 회로를 제공하고, 상기 강자성체에 공구 베이스를 자기적으로 부착시키기 위해 배치됨 -;
   (b) 지지 구조체 - 상기 지지 구조체는 (i) 상기 지지 구조체에 공구를 해제 가능하게 또는 영구적으로 고정시키는 장착 구조체가 제공된 제 1 측면, 및 (ii) 상기 제 1 측면과 대향하고, 상기 공구 스탠드의 사용 시에, 상기 공구 스탠드가 고정되는 강자성체를 대면한 제 2 측면을 가짐 -; 및
   (c) 상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들 각각을 해제 가능하게 상기 지지 구조체에 고정시키는 제 1 및 제 2 장착부들 - 상기 2 개의 장착부들은 서로에 대해 이격된 관계로 위치되고, 상기 제 1 및 제 2 장착부들은, 상기 강자성체의 적어도 하나의 평면의 표면 상에 상기 극 편 쌍들을 위치시키기 위해 상기 자석 유닛들의 가공 면들이 동일 평면에 있거나 또는 평행하게 있는 제 1 위치, 및 상기 강자성체의 만곡 표면 상에 양쪽 자석 유닛들의 극 편 쌍들을 위치시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들의 가공 면들이 서로 경사진 제 2 위치를 포함한 동작 위치 범위로 상기 가공 면들이 회전되는 것을 가능하게 하는, 상기 지지 구조체에서의 상기 자석 유닛들 각각에 대한 적어도 하나의 회전 이동 자유도 (degree of freedom of rotational movement)를 제공하도록 구성됨 -을 포함하는, 자기 공구 스탠드.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지 구조체 내의 창 (window)은 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면 사이에서 연장되고, 상기 제 1 자석 유닛과 상기 제 2 자석 유닛 사이에 위치되고, 상기 창의 크기는 상기 공구의 가공물 상호 작용 구성 요소가 상기 강자성체와 상호 작용하는 것을 허용하거나, 상기 제 2 측면에 근접하게 위치된 가공물을 허용하기 위해 정해지고, 상기 창은 상기 지지 구조체의 대략 중앙 위치에 바람직하게 위치되는, 자기 지지 베이스.
3. 청구항 1에 있어서,
   절개부는 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면 사이에서 연장되되, 상기 지지 구조체의 에지에서 연장되고, 상기 제 1 자석 유닛과 상기 제 2 자석 유닛 사이에 위치되고, 상기 절개부의 크기는 상기 공구의 가공물 상호 작용 구성 요소가 상기 강자성체와 상호 작용하는 것을 허용하거나, 상기 제 2 측면에 근접하게 위치된 가공물을 허용하기 위해 정해지는, 자기 지지 베이스.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 장착부들은, 상기 자석 유닛들이 상기 지지 구조체에 고정되는 크레이들 (cradle) 장착부들이고, 그 결과 상기 장착부들 각각은 상기 지지 구조체의 대향 웹들 (webs) 또는 레그들 사이에서 연장된 각각의 선회 축 주위에서 회전 가능한, 자기 지지 베이스.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 장착부들 중 적어도 하나는, 상기 자석 유닛들이 서로 향해 그리고 서로 멀어지도록 하는 상대 병진 운동 변위 (relative translatory displacement)를 추가로 허용하면서, 상기 지지 구조체에 고정되도록 더 구성되는, 자기 지지 베이스.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 병진 운동 변위는 직선형, 만곡형, 또는 이들 둘 다인, 자기 지지 베이스.
7. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 지지 구조체는 상부 플레이트, 및 서로 평행하게 이격 연장되고 상기 상부 플레이트로부터 수직을 이룬 적어도 한 쌍의 레그 플레이트들을 포함하고, 상기 자석 유닛들은 상기 창 또는 절개부의 양쪽 측면 상의 레그 플레이트들 사이에 위치 및 지지되는, 자기 지지 베이스.
8. 청구항 5 또는 청구항 7에 있어서,
   각각의 자석 유닛에 대한 장착부는, (a) 미러식 위치 (mirrored locations)로 대향 레그 플레이트 각각에 슬롯들이 하나씩 있는 한 쌍의 동일한 (congruent) 슬롯들, 및 (b) 상기 자석 유닛의 축 방향 대향 말단 면들에 고정되고 상기 동일한 슬롯들 (congruent slots) 내에 다음의 (i) 및 (ii)의 허용 방식으로 수용되는 한 쌍의 지지 볼트들 또는 핀들을 포함하는, 자기 지지 베이스.
   (i) 상기 자석 유닛 각각이 상기 동일한 슬롯들에 수용된 상기 지지 볼트들 또는 핀들 사이에서 연장된 선회 축 주위로 회전하는 방식, 및
   (ii) 상기 슬롯들을 따라 병진 운동 변위 방식.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 동일한 슬롯들은 직선형이며, 그리고 상기 상부 플레이트를 포함한 평면에 대해 평행하게, 또는 상기 평면에 대해 경사져 연장되는, 자기 지지 베이스.
10. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
    각각의 자석 유닛에 대한 장착부는 (a) 상기 대향 레그 플레이트들에 동축으로 위치된 한 쌍의 관통 홀들 및 (b) 상기 자석 유닛의 축 방향 대향 말단 면들에 고정되고, 동축으로 정렬된 상기 한 쌍의 관통 홀들에 의해 정의된 선회 축 주위에서 상기 자석 유닛이 회전하는 허용 방식으로, 상기 관통 홀들 내에 수용되는 한 쌍의 지지 볼트들 또는 핀들을 포함하는, 자기 지지 베이스.
11. 청구항 10에 있어서,
    각각의 자석 유닛에 대한 장착부는,
    (a) 상기 레그 플레이트들 내의 한 쌍의 미러-이미징 만곡형 슬롯들 - 상기 만곡형 슬롯들은 상기 자석 유닛 각각의 선회 축을, 각각의 곡률 중심으로서 가짐 -, 및
    (b) 상기 자석 유닛의 축 방향 대향 말단 면들에 고정되고, 선회 축 주위에서 상기 자석 유닛의 회전을 위한 경로 안내부 (gated guide)를 제공하는 방식으로, 상기 만곡형 슬롯들에 수용되는 한 쌍의 추종 (follower) 핀들 또는 볼트들을 더 포함하는, 자기 지지 베이스.
12. 청구항 1, 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 자석 유닛들은, 사다리꼴, 특히 직사각형 축 방향 말단 면들을 갖는 실질적인 박스형 육면체 형상의 외부 하우징을 포함하고, 상기 극 편들은 한 쌍의 강자성 극 레일들에 의해 제공되고, 이때 상기 극 레일들의 단면은 사다리꼴이고, 상기 극 레일은 상기 외부 하우징의 한 측면에서 제공된 가공 면 상에서 이격된 관계로 상기 하우징의 축 방향 길이를 따라 실질적으로 연장되는, 자기 지지 베이스.
13. 청구항 7에 있어서,
    상기 지지 플레이트는, 상기 창을 제공한 중앙 스루-홀을 갖는 환형 상부 플레이트를 포함하며, 그리고
    상기 레그 플레이트들은, 상기 지지 플레이트와 일체형으로 되고 평행하게 이격된 관계로 그리고 상기 지지 플레이트의 폭 방향 터미널 에지들 (width-ward terminal edges)을 따라 지지 플레이트에 수직으로 연장되는 한 쌍의 웹들을 포함하고, 상기 지지 구조체는 전체적으로 u-형상 단면을 가진, 자기 지지 베이스.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 웹들은 상기 웹들의 하부 자유 터미널 에지를 따라 실질적으로 삼각형 또는 만곡된 오목부를 포함하는, 자기 지지 베이스.
15. 청구항 7에 있어서,
    상기 지지 구조체는, 상기 절개부가 횡 방향 웹 부분에 의해 연결된 한 쌍의 제 1 웹 부분들 사이에 위치되는 U 형상의 상부 플레이트를 포함하고,
    상기 레그 플레이트들은 (i) 상기 U 형상의 지지 플레이트의 상기 한 쌍의 제 1 웹 부분들의 터미널 말단들에서, 상기 터미널 말단들에 대해 수직으로 연장된 한 쌍의 제 1 터미널 웹들 및 (ii) 상기 횡 방향 웹 부분의 터미널 말단에 위치되고, 상기 터미널 말단들에 대해 수직으로 연장된 제 2 터미널 웹을 포함하고,
    상기 한 쌍의 제 1 터미널 웹들 및 상기 제 2 터미널 웹은 평행하게 이격된 관계로 그리고 상기 지지 플레이트의 폭 방향 터미널 에지들을 따라 연장되고, 상기 자석 유닛 각각은 상기 제 2 터미널 웹 부분, 및 상기 제 1 터미널 웹들 중 하나에 지지되는, 자기 지지 베이스.
16. 청구항 1에 있어서,
    상기 동작 위치에 있을 시에, 이동에 맞서 상기 자석 유닛들을 해제 가능하게 고정시키기 위해, 상기 자석 유닛들과 상기 지지 구조체 사이에 동작하는 고정 메커니즘 (arresting mechanism)을 더 포함하는, 자기 지지 베이스.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 고정 메커니즘은 핸들에 의해 동작가능한 클램핑 장치를 포함하는, 자기 지지 베이스.
18. 청구항 1에 있어서,
    상기 자석 유닛들은, 상기 극 편들을 통해 상기 자석 유닛과 상기 강자성체 사이로 자속이 통과하는 온 상태, 및 어떠한 자속도 상기 극 편들에 존재하지 않은 오프 상태 사이에서 스위칭 가능한 영구 자석 유닛들인, 자기 지지 베이스.
19. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 장착 구조체는 체결구들에 의해 지지 구조체에 제거 가능하게 고정되고, 상기 장착 구조체는 상기 창 또는 절개부에 걸쳐지도록 상기 지지 구조체의 제 1 측면으로부터 연장되는 측면 지지체들 상에 구비된 공구 장착부를 포함하고,
    상기 공구 장착부는 상기 측면 지지체들을 따라 병진 운동을 위해 바람직하게 고정되고, 옵션으로 정의된 위치를 상기 측면 지지체들에 고정시키는 것을 허용하는, 자기 지지 베이스.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 장착 구조체는 상기 측면 지지체들을 따라 상기 공구 장착부를 이동시키는 랙 및 피니온 드라이브를 더 포함하는, 자기 지지 베이스.
21. 청구항 1에 있어서,
    상기 자기 공구 스탠드는 상기 지지 구조체에 장착되거나 상기 지지 구조체와 일체형으로 된 파워 공구와 결합되고, 이때 상기 파워 공구는 가공물을 기계가공하도록 구성되는, 자기 지지 베이스.
22. 강자성체에 공구를 고정시키는 자기 베이스에 있어서,
    가공 면을 가진 제 1 및 제 2 자석 유닛들 - 각각의 유닛은 강자성체와 접촉할 시에, 상기 강자성체 상에 위치될 수 있고, 해제 가능한 방식으로 강자성체에 자기적으로 부착가능함 -; 및
    상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들을 가진 지지 구조체 - 상기 지지 구조체는 상기 지지 구조체에 공구를 고정시키는 장착 구조체를 포함함 -를 포함하며,
    상기 지지 구조체는 바람직하게 옵션으로 지지 구조체의 대략적인 중앙 위치에 있는 창 또는 상기 중앙 위치에서 연장된 절개부를 가지고, 이때 상기 창 또는 상기 절개부를 통해 가공물 맞물림 또는 측정 기구가 상기 지지 구조체의 제 1 측면으로부터 상기 지지 구조체의 제 2 측면으로 연장될 수 있고,
    상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들은 이격된 관계로 그리고 선회 축들 각각 주위에 회전 가능하게 상기 지지 구조체에 장착되고, 이때 상기 선회 축은, 상기 제 1 및 제 2 자석 유닛들의 가공 면들이 상기 강자성체의 평평한 표면 상에 위치된 공통 평면 또는 평행 평면들에 일반적으로 위치한 제 1 위치, 및 적어도 2 개의 자석 유닛들의 가공 면들이 상기 강자성체의 만곡된 표면 상에 위치되기 위해 서로에 대해 경사진 제 2 위치를 포함한 동작 위치들 사이에서, 상기 지지 구조체에 대해 상기 가공 면들의 배향을 변화시키는 것을 가능하게 하는, 자기 베이스.
23. 공구가 강자성체의 표면 상에 지지되고, 상기 표면에 해제 가능하게 고정될 수 있는 스탠드를 갖는 파워 공구에 있어서,
    상기 공구의 모터가 지지되거나 구비되는 지지 구조체 - 상기 모터는 상기 공구의 재료 절단 기구 상에 작동 (motion)을 부여함 -;
    강자성체 상에 해제 가능한 방식으로 상기 공구를 자기적으로 고정 및 부착시키는 적어도 2 개의 온-오프 스위칭 가능한 자석 유닛들 - 각각의 유닛은, 상기 강자성체의 표면 상에 상기 지지 구조체를 견디고 상기 자석 유닛들의 온 상태에서 상기 강자성체와 함께 폐쇄식 자기 회로를 생성하도록 하는 상기 유닛의 가공 면에 있는 적어도 한 쌍의 반대 양극성 극 편들을 가짐 -;
    상기 자석 유닛들 각각에 대해 상기 지지 구조체의 별도의 장착부 - 상기 장착부들은 상기 지지 구조체에서 이격된 관계로 그리고 상기 지지 구조체의 상부 측면과 하부 측면 사이에서 연장된 절개부 또는 창의 대향 측면들 상에 바람직하게 위치되고, 각각의 장착부는 상기 지지 구조체에 고정된 각각의 자석 유닛에 대한 선회 축 주위로 적어도 하나의 회전 이동 자유도를 제공하도록 구성되고, 극 편 쌍들의 2 개의 자석 유닛들은, 상기 극 편 쌍들의 적어도 2 개의 자석 유닛들이 공통 평면에 위치되고 상기 강자성체의 평면의 표면 상에 위치될 수 있는 제 1 위치, 및 상기 극편 쌍들의 적어도 2 개의 자석 유닛들이 상기 강자성체의 만곡된 표면 상에 위치될 수 있고 서로에 대해 경사진 제 2 위치를 포함한 복수의 동작 위치들에서 회전 및 고정될 수 있음 -; 및
    상기 지지 구조체에서 상기 적어도 2 개의 자석 유닛들 각각의 동작 위치들 중 선택된 하나를 선택적으로 그리고 해제 가능하게 고정시키는 체결구들을 포함하는, 스탠드를 갖는 파워 공구.

Images