KR20200029152A - 영구자석 내장형 마그네틱 척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀링 또는 연삭 등의 대상 가공물을 부동하게 지지하는 마그네틱 척에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 테이블 구조, 가공 형태, 가공 방식 등에 맞춰서 가공물의 자세를 다양하게 변경할 수 있고, 강한 영구자석을 내장하여 자력을 더욱 강화할 수 있으며, 구조의 단순화를 통해 제작 공정과 원가를 크게 절감할 수 있는 마그네틱 척에 관한 것으로, 자화성 코어와, 상기 자화성 코어의 둘레를 감싸는 도전성 코일; 상기 자화성 코어와 나란하게 배치되는 하나 또는 다수의 영구자석; 상기 자화성 코어 및 영구자석의 각 일단과 연결되는 제1도자체; 상기 제1도자체와 나란하게 마주하도록 배치되어서 자화성 코어 및 영구자석의 각 타단과 연결되는 제2도자체; 상기 제1도자체와 제2도자체 사이에서 자화성 코어와 도전성 코일과 영구자석을 감싸 자로를 차단하는 절연체;를 포함하는 것이다.

Description

영구자석 내장형 마그네틱 척{MAGNETIC CHUCK HAVING PERMANENT MAGNET}

본 발명은 밀링 또는 연삭 등의 대상 가공물을 부동하게 지지하는 마그네틱 척에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 테이블 구조, 가공 형태, 가공 방식 등에 맞춰서 가공물의 자세를 다양하게 변경할 수 있고, 강한 영구자석을 내장하여 자력을 더욱 강화할 수 있으며, 구조의 단순화를 통해 제작 공정과 원가를 크게 절감할 수 있는 마그네틱 척에 관한 것이다.

일반적인 가공장비인 연삭기, 범용 밀링, CNC 머시닝센터, 직립볼반, 레디알볼반 등은, 가공물이 정밀하게 가공되도록 지정된 위치에 부동하게 지지하는 지그가 요구된다.

지그는 가공장비의 테이블에서 지정된 위치에 돌출하게 배치된 구조의 고정형과, 작업자가 필요에 따라 지그의 위치를 조정할 수 있는 이동형으로 크게 분류된다. 여기서 이동형 지그는, 볼팅 등의 체결수단을 이용해서 테이블과 탈착하는 타입의 지그와, 전기 인가의 온/오프 제어에 따라 생성되는 전자력을 이용해서 테이블과 탈착하는 타입의 지그(이하 '마그네틱 척')로 분류된다.

그런데 종래 마그네틱 척은 테이블과의 고정 상태를 유지시키기 위해서 전기를 종래 마그네틱 척에 지속적으로 공급해야 하므로, 가공량에 비해 전력 소비가 상대적으로 크다는 문제가 있었다. 또한 드릴링이나 밀링 가공 등의 작업 중에 단전이 발생하면, 가공물을 제 위치에 잡아두는 종래 마그네틱 척의 고정이 해제되어 자칫 안전 사고가 발생하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 후술할 특허문헌1 등의 종래 마그네틱 척이 개발되었다.

특허문헌1의 종래 마그네틱 척(200)은 알니코 자석(224)을 자화성 코어로 구성하므로, 충분한 전기가 인가된 이후에는 단전을 해도 하판(202)에 안착된 가공물에 자기적으로 흡착되어 그 위치를 고정하기 위한 자력이 유지되었다.

또한 종래 마그네틱 척(200)은 도 21a 내지 도 21c에 도시된 바와 같이, 환봉 형태의 가공물 뿐만 아니라, 본체부(210) 및 하판(202)에 소정의 요홈을 형성시켜서 가공물의 각도가공이 가능했다.

그런데, 종래 마그네틱 척(200)은, 자화성 코어에 상응하는 알니코 자석(224)이 입설되고, 절연 도전성 코일(222)은 알니코 자석(224)을 중심으로 횡방향으로 권선되어 그 범위만큼 전후 폭이 넓어져서, 마그네틱 척(200)의 크기가 커지고 중량 또한 증가할 수밖에 없었다.

더욱이 전술한 종래 마그네틱 척(200)의 구조는 전후 폭에 비해 높이가 낮으므로, 높이가 높은 가공물에 대한 수직 가공의 안정성을 떨어뜨렸다.

또한, 본체부(210)는 알니코 자석(224)의 상단과 연결되고, 지지부재(204)는 알니코 자석(224)과 나란하게 배치되므로, 종래 마그네틱 척(200)은 알니코 자석(224)을 중심으로 비대칭한 구조를 이루었다. 종래 마그네틱 척(200)의 이러한 비대칭 구조는, 절연수단(220) 충진용 액상 수지 또는 에폭시 그라나이트 등을 충진하기 위한 성형틀 구조를 복잡하게 했고, 절연수단(220)의 유입 공정 또한 어렵게 했다. 물론 이러한 문제는 마그네틱 척(200)의 제작 단가를 높이고 생산효율 또한 저해하는 원인이 되었다.

또한, 종래 마그네틱 척(200)은, 가공물과 마그네틱 척(200) 모두를 얹을 수 있는 하판(202)을 구성해야 하며, 하판(202)은 알니코 자석(224)의 하단과 볼트로 체결되어야 한다. 더욱이 하판(202)은 가공물을 함께 얹을 수 있도록 마그네틱 척(200)의 전후 폭(도 1 참조, 기준 표시)보다 넓은 판 형상을 이루어야 하므로, 사실상 종래 마그네틱 척(200)의 구성 부재 수는 많고 구조 또한 복잡했다. 특히 하판(202)은 가공물의 크기에 맞춰 넓은 면적을 갖추어야 하므로, 마그네틱 척의 중량과 제작 단가까지 증가시켰다.

또한 종래 마그네틱 척(200)은 절연 도전성 코일(222)에 전류를 인가하는 즉시 발생한 자력에 의해 가공장비의 테이블에 바로 고정되므로, 도전성 코일(222)에 전류를 인가하는 중에는 테이블에서 종래 마그네틱 척(200)의 이동이 불가능했다. 따라서, 작업자는 테이블에서 마그네틱 척(200)의 위치를 지정된 위치에 우선 배치한 이후에야 도전성 코일(222)에 전류를 인가해서 사용해야 하므로, 작업자는 가공 작업이 번거롭고 불편할 수밖에 없었다.

결국 종래 마그네틱 척(200)은 마그네틱 척(2000) 자체의 제작 공정이 복잡하고 조립 생산 원가 또한 높았으며, 가공 부품의 가공과 조립 및 공수를 증가시키는 원인이 되었다.

한편, 알니코 자석(224)을 코어로 구성한 종래 마그네틱 척(200)은 알니코 자석(224)의 발생 자력에만 의존해서 가공물을 고정할 수밖에 없었다. 따라서 상기 자력 이상의 힘을 가하는 가공장비로 가공물을 가공할 경우엔 종래 마그네틱 척(200) 외에 별도의 고정수단이 추가로 요구되는 불합리함이 있었다.

더욱이 가공물의 크기가 종래 마그네틱 척(200)의 크기보다 상대적으로 작은 경우에는, 추가되는 고정수단이 가공장비에 간섭을 주지 않도록 가공물의 크기에 맞춰 고정수단의 크기도 다양하게 제작하여 상비해야 했다.

이외에도 종래 마그네틱 척(200)은 발생 자력이 코어로 활용되는 알니코 자석(224)의 사양에 한정되므로, 종래 마그네틱 척(200)의 발생 자력은 항시 일정할 수밖에 없었다. 즉, 종래 마그네틱 척(200)은 가공물 가공에 사용되는 가공장비의 출력과 가공물의 크기와 중량 등에 맞춰서 자력을 조정할 수 없었다.

결국 종래 마그네틱 척(200)은 작은 자력만으로도 가공물을 고정하기에 충분한 가공작업에서, 자력 발생을 위하여 종래 마그네틱 척(200)에 불필요한 전력을 인가시켜 소모해야 하는 불합리함이 있었다.

선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2013-0108868호(2013.10.07 공개)

이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 자화성 코어로 구성된 알니코 자석의 사양을 변경하지 않아도 동일 크기의 전류 인가만으로 더 큰 자력을 발생시킬 수 있고, 이를 통해 더욱 강한 고정력으로 가공물을 고정할 수 있는 영구자석 내장형 마그네틱 척의 제공이 해결하고자 하는 과제이다.

또한, 고정 대상의 가공물에 따라 발생 자력을 조정할 수 있는 영구자석 내장형 마그네틱 척의 제공이 해결하고자 하는 다른 과제이다.

구성 부재 수를 줄이고 구조를 단순화해서 제조 공정과 원가를 획기적으로 절감할 수 있으며, 작업을 위하여 가공물의 자기적 흡착 고정이 전,후면과 양측면과 상,하면 어느 곳에나 가능하므로, 작업상의 편익을 극대화할 수 있고 마그네틱의 N,S극 양 극간에 넓이보다 넓은 가공물도 안정적으로 가공할 수 있는 영구자석 내장형 마그네틱 척의 제공이 해결하고자 하는 다른 과제이다.

또한, 크기가 크거나 중량이 무거운 가공물을 테이블의 지정된 위치에 미리 안치시켜 놓고 전기가 인가된 상태의 마그네틱 척을 가공물에 맞춰 이동시킬 수도 있는 영구자석 내장형 마그네틱 척의 제공이 해결하고자 하는 다른 과제이다.

또한, 높이가 높은 가공물의 수직 가공에 대한 안정도가 증가하는 영구자석 내장형 마그네틱 척의 제공이 해결하고자 하는 또 다른 과제이다.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

자화성 코어;

상기 자화성 코어의 둘레를 감싸는 도전성 코일;

상기 자화성 코어와 나란하게 배치되는 하나 또는 다수의 영구자석;

상기 자화성 코어 및 영구자석의 각 일단과 연결되는 제1도자체;

상기 제1도자체와 나란하게 마주하도록 배치되어서 자화성 코어 및 영구자석의 각 타단과 연결되는 제2도자체; 및

상기 제1도자체와 제2도자체 사이에서 자화성 코어와 도전성 코일과 영구자석을 감싸 자로를 차단하는 절연체;

를 포함하는 영구자석 내장형 마그네틱 척이다.

상기의 본 발명은,

한 쌍의 영구자석을 자화성 코어와 나란히 배치해서 가공물에 자력을 가하므로, 상기 자화성 코어로 구성된 알니코 자석 자체의 사양을 변경하지 않아도 동일 크기의 전류 인가만으로 더 큰 자력을 발생시킬 수 있고, 인가 전류의 크기를 줄여도 영구자석의 자력을 통해 충분한 자력을 가공물에 가할 수 있으므로, 소비 전력을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 고정 대상의 가공물과 그 중량 등에 따라 영구자석 또는 영구자서 및 알리코 자석의 자력을 선택해 활용할 수 있으므로, 자력 조정 효과도 기대할 수 있다.

또한, 구성 부재 수를 줄이고 구조를 단순화해서 제조 공정과 원가를 획기적으로 절감할 수 있고, 작업을 위하여 가공물의 자기적으로 흡착 고정이 전,후면과 양측면과 상,하면 어느 곳에나 가능하므로, 작업상의 편익을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마그네틱 척의 자화성 코어 및 영구자석이 제1도자체와 제2도자체 사이에서 횡축 구조를 이루므로, 상기 자화성 코어를 감싸는 도전성 코일이 종방향으로 배치되어 마그네틱 척의 전후 폭이 좁아지는 효과가 있다.

또한, 크기가 크거나 마그네틱 척의 양 극간의 넓이보다 넓은 큰 가공물과 중량이 무거운 가공물을 테이블에 미리 안치시켜 놓고 전기가 인가된 상태에서도 마그네틱 척을 가공물에 맞춰 이동시켜서 가공물과 마그네틱 척과 테이블을 자력에 의해 부착 고정시키는 효과가 있다.

또한, 마그네틱 척의 높이가 높아져 가공물의 수직 가공에 대한 안정도가 증가하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제1 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 마그네틱 척의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 다른 실시의 단면도,
도 4는 상기 제1 실시예의 구동모습과 가공물의 자기적으로 흡착 과정을 순차 도시한 단면도,
도 5는 가공물에 대한 상기 제1 실시예의 다른 사용 모습을 도시한 단면도,
도 6은 가공물에 대한 상기 제1 실시예의 또 다른 사용 모습을 도시한 단면도,
도 7은 도 6에 도시한 마그네틱 척의 다른 실시 모습을 도시한 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제2 실시예를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 마그네틱 척의 배치 자세를 변경한 제3 실시예를 도시한 단면도,
도 10은 상기 제3 실시예의 다른 사용 모습을 도시한 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제4 실시예를 도시한 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 마그네틱 척의 입체 모습을 도시한 사시도이고,
도 13은 도 12에 도시한 마그네틱 척에 받침대의 설치 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 14는 도 12에 도시한 마그네틱 척에 지지대의 설치 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 15는 상기 받침대 및 지지대가 설치된 마그네틱 척에 가공물의 고정 모습을 도시한 사시도이고,
도 16는 본 발명에 따른 마그네틱 척이 구성된 플랜지의 일실시 예을 도시한 사시도,
도 17은 도 16에서 보인 지그의 설치 모습을 도시한 단면도와, 도 16의 (c)도면의 평면 모습을 도시한 도면,
도 18는 상기 제4 실시예의 다른 실시 모습을 도시한 단면도,
도 19는 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제5 실시예를 도시한 단면도,
도 20은 가공물에 대한 상기 제5 실시예의 다른 실시 모습을 도시한 단면도,
도 21은 상기 제5 실시예의 또 다른 실시 모습을 도시한 사시도,
도 22은 지그형 볼트를 이용해서 도자체와 피체의 체결 구조를 도시한 단면도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

본 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 기술되는 '자로'는 '磁路'로 표기되는 한자어로서, 영구자석의 자력 또는 자기장유도에 의해 생성된 자력의 흐름이다.

본 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 기술되는 '도자성'과 '도자체'의 '도자'는 '導磁'로 표기되는 한자어로서, '자로'의 형성을 의미한다.

본 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 기술되는 '자화'는 전기 인가를 통한 자기장유도로 자력을 갖게 됨을 의미한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제1 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 마그네틱 척의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 다른 실시의 단면도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은, 자화성 코어(11)와, 자화성 코어(11)의 둘레를 감싸는 도전성 코일(15)과, 자화성 코어(11)와 나란하게 배치되는 하나 이상의 영구자석(11a, 11b)과, 자화성 코어(11) 및 영구자석(11a, 11b) 각각의 일단과 볼트, 용접, 리베트, 수지 접착 등의 고정수단(미도시)을 매개로 결합되는 제1도자체(12; 導磁體)와, 제1도자체(12)와 나란하게 마주하도록 자화성 코어(11) 및 영구자석(11a, 11b) 각각의 타단과 상기 고정수단을 매개로 결합되는 제2도자체(14)와, 제1도자체(12)와 제2도자체(14) 사이에서 자화성 코어(11)와 도전성 코일(15)과 영구자석(11a, 11b)을 감싸 자로(磁路)를 차단하는 절연체(16)를 포함한다.

본 발명에 따른 마그네틱 척(10)은 가공물(W)이 배치되어야 할 위치와, 마그네틱 척(10) 및 가공물(W)이 배치되는 테이블(T)의 구조 등에 따라 제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 종방향으로 직립할 수도 있고, 횡방향으로 배치할 수도 있다.

도 2의 마그네틱 척(10)은 제1도자체(12)와 제2도자체(14)를 종방향으로 직립한 모습을 도시한 것이며, 본 발명에 따른 마그네틱 척(10)을 해당 실시에 따라 설명한다.

제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 테이블(T) 상에 직립시, 제1도자체(12)의 일단 또는 제2도자체(14)의 일단 중 하나의 자로를 차단하기 위해서 테이블(T)과 접하지 않도록 공극(G)이 형성된 것이다.

마그네틱 척(10)의 각 구성요소에 대하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

자화성 코어(11)는 도전성 코일(15)에 인가된 전류에 의해 자기장이 유도되도록 일반적인 자화성 재질일 수도 있고, 알니코(Alnico) 재질일 수도 있다.

영구자석(11a, 11b)은 자화성 코어(11)와 나란하게 배치되며, 자화성 코어(11)의 도자에 의해 형성되는 자로과 나란한 방향으로 자로가 형성되도록 N극과 S극이 배치된다. 따라서 영구자석(11a, 11b)의 N극은 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14)와 접촉하게 연결되고, S극은 남은 하나의 도자체와 접촉하게 연결된다.

한편, 영구자석(11a, 11b)은 가공물(W)을 고정하기 위해 충분한 자력을 갖추는 것이 바람직하므로, 본 실시의 영구자석(11a, 11b)은 자력이 우수한 네오디움(NS)으로 제작된다. 하지만 본 발명에 따른 영구자석(11a, 11b)은 네오디움 재질에 한정하지 않으며, 사마륨코발트와 페라이트 등의 다양한 재질이 적용될 수 있다.

제1도자체(12)와 제2도자체(14)는 도자성 재질이며, 자화성 코어(11)를 중심으로 서로 마주하도록 자화성 코어(11)의 양단과 볼트, 용접, 리베트, 수지 접착 등의 고정수단을 매개로 각각 걸합하여 나란히 배치된다. 이렇게 배치된 제1도자체(12)와 제2도자체(14) 중 선택된 하나 이상은 도 1과 같이 가공물(W) 또는 테이블(T)과 접하고, 마그네틱 척(10)의 기능인 가공물(W)을 부착 고정하기 위해서 제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 테이블(T) 상에 직립하도록 배치된다. 따라서, 양단이 각각 제1,2도자체(12, 14)에 결합하는 자화성 코어(11)는 테이블(T)과 나란한 횡축 구조(도 2 참조)를 이루게 된다.

이때, 제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 테이블(T)에 직립시, 제1도자체(12)의 일단 또는 제2도자체(14)의 일단 중 하나가 자로 차단을 위한 자기적 절연을 위해서 테이블(T)과 접하지 않도록 공극(G)이 형성된다.

본 실시는 도 2의 (a)도면과 같이, 제1도자체(12)는 테이블(T)과 접하지 않도록 일단에 공극(G)을 형성하고, 제2도자체(14)는 테이블(T)과 접한다. 따라서 도전성 코일(15)에 전기가 인가되어도 마그네틱 척(10) 자체와 테이블(T) 간에 자로를 형성하지 못하며, 이로 인해 마그네틱 척(10)은 테이블(T)과 자력에 의해 고정됨 없이 자유로운 이동이 가능하다.

도전성 코일(15)은 자화성 코어(11)의 둘레를 감싸며, 전류 인가를 위해 인출된 전선 또는 커넥터(미도시)를 구성한다. 결국, 도전성 코일(15)에 전류가 인가되면, 자화성 코어(11)를 중심으로 자기장이 유도되고, 이를 통해 제1도자체(12) 및 제2도자체(14)는 자기장이 도자된다. 즉, 자화성 코어(11)는 자기장 유도를 통해 제1도자체(12) 및 제2도자체(14)에 자로를 형성하는 것이다.

한편, 본 실시의 영구자석(11a, 11b)은 도전성 코일(15)의 외곽에 배치되었으나, 도전성 코일(15) 내에 배치될 수도 있다.

절연체(16)는 제1도자체(12)와 제2도자체(14) 사이에서 자화성 코어(11)와 도전성 코일(15) 및 영구자석(11a, 11b)을 감싸 자로를 절연한다. 따라서 본 실시의 자화성 코어(11)와 도전성 코일(15) 및 영구자석(11a, 11b)은 외부에 노출되지 않는다. 결국, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 4각의 제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 자화성 코어(11)와 도전성 코일(15) 및 영구자석(11a, 1b)을 감싸고 마주하여 전,후면을 이루면서, 절연체(16)는 제1도자체(12)와 제2도자체(14) 사이에 충진됨으로써, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 육면체 형상을 이루게 된다.

참고로, 도 2의 (b)도면과 같이, 절연체(16)를 형성하는 수지 등의 절연물질이 제1,2도자체(12, 14) 사이에 충진되면, 상기 절연물질이 제1도자체(12)에 형성된 공극(G)으로 유입되어 매꿔진다. 이를 통해 제1도자체(12)와 테이블(T) 간에 자로가 차단되어서 자기적으로 절연된다.

한편, 본 실시의 마그네틱 척(10)은, 도 2의 (c)도면과 같이, 공극(G)에 삽입해 결합되어 자로 차단을 위한 절연성을 보강하는 비도자성 피체(13)를 더 포함한다.

본 실시의 비도자성 피체(13)는 제1도자체(12) 일단의 자로를 차단하기 위해서 상기 일단에 결합된다. 이때 비도자성 피체(13)는 비도자(非導磁) 재질로 이루어지며, 제1도자체(12)에 형성된 자로가 테이블(T)로 전달되는 것을 차단한다.

본 실시에서 비도자성 피체(13)는 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14)에 형성된 공극(G)에만 끼워지는 것으로 했으나, 도 3의 (a)도면과 같이 비도자성 피체(13')는 절연체(16)의 일면을 마감하는 형태일 수 있다. 이 경우에 비도자성 피체(13')는 외면이 제1도자체(12)와 제2도자체(14)에 각각 접촉하도록 고정된다.

또한 본 실시에서 공극(G)이 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14)에서 일측단에만 형성되도록 했으나, 이외에도 도 3의 (b)와 같이 제1도자체(12)의 양측단에 각각 형성되고, 해당 공극(G)에 비도자성 피체(13', 13")가 마감하는 형태로 설치될 수 있다.

도 3에서 보인 비도자성 피체(13', 13")에 관한 예시는 아래에서 좀 더 상세히 설명한다.

도 4는 상기 제1 실시예의 구동모습과 가공물의 자기적으로 흡착 과정을 순차 도시한 단면도이다.

전술한 대로 본 실시의 마그네틱 척(10)은, 횡방향으로 배치된 자화성 코어(11)의 양단에 각각 제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 서로 마주하도록 결합한다. 또한 자화성 코어(11)와 나란하도록 횡방향으로 배치된 한 쌍의 영구자석(11a, 11b)의 양단이 제1도자체(12)와 제2도자체(14)에 각각 결합한다. 따라서 제1도자체(12)와 제2도자체(14)는 도시한 바와 같이 테이블(T) 상에 입설된 자세를 이룰 수 있다. 이때, 영구자석(11a, 11b)은 전기 인가 여부에 상관없이 마그네틱 척(10)에 자로를 형성하므로, 마그네틱 척(10)과 접촉한 가공물(W)은 영구자석(11a, 11b)의 자력만으로도 마그네틱 척(10)에 접착할 수 있다.

마그네틱 척(10)의 구동 과정을 좀 더 상세하게 순차로 설명하면, 도전성 코일(15)로의 전기 인가를 통해 자화성 코어(11)에 유도된 자력은 제1도자체(12)과 제2도자체(14)에 각각 자로를 잇도록 도자하고, 제2도자체(14)의 자로는 테이블(T)로 이어진다. 그런데, 제1도자체(12)과 테이블(T)은 비도자성 피체(13)에 의해 자로가 차된되므로, 자화성 코어(11)에 의해 유도된 자화성 코어(11)의 자력은 제1도자체(12)과 테이블(T)과 제2도자체(14)을 경유하는 선순환 형태의 자로를 형성하지 못한다. 따라서 도전성 코일(15)에 전기가 인가됐음에도 불구하고 마그네틱 척(10)은 테이블(T)에 자기적으로 흡착되지 못하고, 도 4의 (a)도면과 같이 작업자는 테이블(T)에서 마그네틱 척(10)을 이동킬 수 있다.

또한 본 실시의 마그네틱 척(10)에 구성된 영구자석(11a, 11b)의 형성 자로 역시, 비도자성 피체(13)에 의한 절연에 의해 선순환 형태의 자로를 형성하지 못하므로, 영구자석(11a, 11b)의 자력으로도 마그네틱 척(10)은 도 4의 (a)도면과 같이 영구자석(11a, 11b)과 제1도자체(12)와 자화성 코어(11) 및 제2도자체(14)를 경유하는 순환 형태의 자로만을 형성한다. 결국, 마그네틱 척(10)은 테이블(T)과 자기적인 흡착 없이 작업자에 의해 자유롭게 이동할 수 있다.

따라서, 크기가 크거나 중량이 무거운 가공물(W)을 테이블(T)에 미리 안치시켜 놓고, 전기가 인가된 상태의 마그네틱 척(10)을 가공물에 맞춰 이동시킬 수 있다.

그런데, 도 4의 (b)도면과 같이 가공물(W)을 비도자성 피체(13)로 마감된 제1도자체(12)에 접합하면, 자화성 코어(11)의 자력은 제1도자체(12), 가공물(W), 테이블(T), 제2도자체(14) 순으로 선순환 형태의 자로를 이루게 된다. 결국, 마그네틱 척(10)과 가공물(W)과 테이블(T)은 자력에 의해 서로 자기적으로 흡착해서, 마그네틱 척(10)은 물론 가공물(W)을 테이블(T)의 안치된 위치에 고정시키고, 작업자는 가공물(W)에 대한 연삭, 밀링, 절삭 등과 같은 가공 작업을 수행할 수 있다.

더불어 영구자석(11a, 11b)의 자력은 자화성 코어(11)의 자력과 함께 동일한 방향으로 선순환 형태의 자로를 이루고, 이를 통해 더욱 강력한 자력으로 가공물(W)을 고정할 수 있다. 결국, 도전성 코일(15)에 상대적으로 낮은 전류를 인가해도, 가공물(W)의 고정을 위한 충분한 자력을 일으켜서 가공물(W)을 고정할 수 있으므로, 마그네틱 척(10)의 사용을 위한 소비전력을 절감할 수 있다.

참고로, 도 4의 (a)도면에 도시한 자화성 코어(11)의 자로 방향과, 도 4의 (b)도면에 도시한 자화성 코어(11)의 자로 방향이 서로 반대를 이룬다. 이는 도전성 코일(15)에 인가되는 전류의 방향을 작업자가 필요에 따라 조정해서, 자화성 코어(11)의 자로 방향을 조정했기 때문이다. 이러한 조정은 자화성 코어(11) 및 영구자석(11a, 11b)에 의해 발생한 자로를 필요에 따라 서로 상쇄시키거나 부가시켜서, 마그네틱 척(10)을 보다 효율적으로 사용하기 위함이다.

도 5는 가공물에 대한 상기 제1 실시예의 다른 사용 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 가공물에 대한 상기 제1 실시예의 또 다른 사용 모습을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시한 마그네틱 척의 다른 실시 모습을 도시한 단면도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은 도 5의 (a)도면과 같이, 가공물(W)을 제1도자체(12)과 제2도자체(14)의 상단과 접하도록 부착할 수 있다. 이 경우 도전성 코일(15)에 전류를 인가하면 자화성 코어(11)의 유도 자력과 영구자석(11a, 11b)의 자력은 제1도자체(12), 가공물(W), 제2도자체(14) 및 자화성 코어(11) 순으로 이어지는 선순환 형태의 자로를 형성하게 된다. 따라서 가공물(W)은 마그네틱 척(10)의 발생 자력에 의해 마그네틱 척(10)의 상면에 자기적으로 흡착된다. 여기서 본 실시의 마그네틱 척(10)은 가공물(W)의 기준 위치를 잡기 위한 도자성 기준대(10a)를 구성한다. 여기서 도자성 기준대(10a)는 마그네틱 척(10)의 상면에서 가공물(W)이 기준 위치에 정확히 위치할 수 있도록 받침 기능을 하며, 필요에 따라 작업자가 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14)에 설치할 수 있도록, 도자성 기준대(10a)는 제1,2도자체(12, 14)와 탈착 가능하게 설치된다.

본 실시에서 도자성 기준대(10a)는 제1도자체(12)의 측면에서 상부로 돌출하게 설치되었다. 이를 통해 도 5의 (b)도면과 같이 가공물(W)이 마그네틱 척(10)의 상면에서 스토퍼(S)가 위치한 지점과 맞춰져 기준 위치에 정확히 배치되었다.

한편, 제1도자체(12)와 제2도자체(14)와 테이블(T)은 비도자성 피체(13)의 자로 차단에 의해서, 자화성 코어(11)의 유도 자력과 영구자석(11a, 11b)의 자력이 제1도자체(12)와 테이블(T)과 제2도자체(14)를 따라 순환하는 자로가 형성되지 못하므로, 마그네틱 척(10)은 테이블(T)에 자력을 가하지 못한다. 따라서 작업자는 테이블(T)에서 마그네틱 척(10)을 이동시킬 수 있어서, 가공물(W)을 자기적으로 흡착한 마그네틱 척(10)의 위치를 지정된 위치로 이동시킬 수 있다.

그러나 도 5의 (b)도면과 같이, 테이블(T)에 돌출하게 구성된 스토퍼(S)를 제1도자체(12)에 도자가 가능하게 접합하면, 자화성 코어(11)의 유도 자력과 영구자석(11a, 11b)의 자력은 제1도자체(12), 스토퍼(S), 테이블(T), 제2도자체(14) 및 자화성 코어(11) 순으로 이어지는 선순환 형태의 자로를 형성하게 된다. 따라서 마그네틱 척(10)의 발생 자력은 테이블(T)에도 가해져서, 마그네틱 척(10)이 테이블(T)의 해당 위치에 자기적으로 흡착 고정된다.

한편, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 기준대(10a')가 제1도자체(12) 및 제2도자체(14) 간에 도자가 가능하도록 설치한다. 따라서 도 6의 (a)도면과 같이 가공물(W)과 스토퍼(S)가 각각 제1도자체(12)와 제2도자체(14)에 접촉하면, 마그네틱 척(10)은 영구자석(11a, 11b)의 자력에 의해 가공물(W) 및 스토퍼(S)에 자기적으로 흡착한다. 물론, 영구자석(11a, 11b)의 자력만으로도 해당 가공물(W)의 고정이 충분하면, 도전성 코일(15)에 전류를 불필요하게 인가하지 않아도 될 것이나, 가공물(W)의 고정이 영구자석(11a, 11b)의 자력만으로 충분하지 않다면, 작업자는 도 6의 (b)도면과 같이 도전성 코일(15)에 전류를 인가해서 유도 자력으로 가공물(W)에 대한 흡착력을 높일 수 있다.

참고로, 도 6의 마그네틱 척(10)은 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14)가 테이블(T)과 접촉하는 스토퍼(S) 또는 가공물(W)과 접촉하지 않았다면, 영구자석(11a, 11b)의 자력은 비도자성 피체(13)에 의해 선순환하는 자로의 형태를 이루지 못하므로, 작업자가 테이블(T)에서 자유롭게 이동시킬 수 있다.

이외에도 마그네틱 척(10)은 도 7과 같이, 제1도자체(12)의 양단에 비도자성 피체(13)가 각각 구성되어서, 자화성 코어(11)와 영구자석(11a, 11b) 각각의 일단이 연결된 제1도자체(12)는 자로가 완전히 차단된 상태를 이룬다. 하지만 가공물(W)이 기준대(10a')와 제1도자체(12)를 자성적으로 연결하도록 기준대(10a')와 제1도자체(12)에 직접 접촉하면, 자화성 코어(11) 및 영구자석(11b)에 의해 형성된 자로는 기준대(10a') 및 가공물(W)을 통해 폐순환 형태를 이룬다.

또한 가공물(W)이 제1도자체(12)와 접촉하며 테이블(T)에 안착된 상태에서, 테이블(T)이 제2도자체(14)와 자성적으로 연결되면, 자화성 코어(11) 및 영구자석(11b)에 의해 형성된 자로는 테이블(T) 및 가공물(W)을 통해 폐순환 형태를 이룬다.

결국, 가공물(W)은 가공을 위한 충분한 고정력으로 마그네틱 척(10) 및 테이블(T)에서 보다 단단히 접착될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은, 마그네틱 척(10)을 테이블에 고정할 수 있도록, 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14) 중 하나 이상에 플랜지(19, 19')가 형성된다.

플랜지(19, 19')는 테이블(T)에 대한 마그네틱 척(10)의 체결 위치 등에 따라 다양한 형태를 이룰 수 있으며, 도 8의 (a)도면과 같이 플랜지(19)가 제2도자체(14)와 'L' 형태로 구부러지게 형성될 수도 있고, 도 8의 (b)도면과 같이 플랜지(19')가 제2도자체(14)의 길이방향으로 연장되게 형성될 수도 있다.

예시한 형태의 플랜지(19, 19')는 제2도자체(14)에서 구부러지거나 길이방향으로 연장되게 형성된 것이나, 이외에도 그 형태와 형상은 다양할 수 있다.

또한 본 실시에서 플랜지(19, 19')가 구성된 도자체는 비도자성 피체(13)와 연결되지 않은 제2도자체(14)인 것으로 했으나, 비도자성 피체(13)가 연결되는 제1도자체(12)에도 형성될 수 있다(도 11 참조).

플랜지(19, 19')는 도시한 바와 같이, 볼트 등의 체결수단(B)을 매개로 테이블(T)에 체결되어서, 마그네틱 척(10)을 테이블(T)의 일지점에 고정하는 브래킷 기능을 수행한다. 하지만, 플랜지(19, 19')와 테이블(T)은 일반적인 체결수단(B) 이외에도 용접 또는 접착 등의 다양한 방법으로 체결할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 마그네틱 척의 배치 자세를 변경한 제3 실시예를 도시한 단면도이고, 도 10은 상기 제3 실시예의 다른 사용 모습을 도시한 단면도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은 제1도자체(12)와 제2도자체(14)가 테이블(T)에 횡방향으로 배치되도록 한 것으로, 도 6에 도시한 마그네틱 척(10)을 테이블(T)에 눕혀 자세를 변경한 것이다.

여기서 도 9는 한 쌍의 비도자성 피체(13', 13")가 제1도자체(12)의 양단에 각각 배치되도록 마감하므로, 테이블(T)과 접촉하는 가공물(W)이 마그네틱 척(10)의 측면과 접촉하지 않는다면, 작업자가 마그네틱 척(10)을 테이블(T)에서 자유롭게 이동시킬 수 있다.

물론, 도 9와 같이 제2도자체(14)와 접촉하는 기준대(10a')가 테이블(T)과 접촉하도록 구성되면, 영구자석(11a, 11b)의 자력에 의한 선순환 형태의 자로는 기준대(10a')를 경유하면서 테이블(T)에 마그네틱 척(10)을 자기적으로 흡착시킨다. 따라서 기준대(10a')는 제2도자체(14)와 착탈 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

도 10의 마그네틱 척(10)은 도 9의 마그네틱 척(10)을 뒤집어서 테이블(T)에 배치한 것으로, 테이블(T)에 접촉한 제2도자체(14)의 양단에 각각 한쌍의 기준대(10a', 10a")가 설치된다. 따라서 이러한 마그네틱 척(10)의 배치 자세는 비도자성 피체(13', 13")가 노출된 상면에 가공물(W)이 안착되지 않는 한, 비도자성 피체(13', 13")에 의해 영구자석(11a, 11b)의 자력 역시 선순환 형태의 자로를 형성시키지 못하므로, 작업자는 마그네틱 척(10)을 테이블(T)에서 자유롭게 이동시킬 수 있다.

그러나, 도 10과 같이 마그네틱 척(10)의 상면에 가공물(W)이 안착되면, 영구자석(11a, 11b)의 자력은 물론 자화성 코어(11)의 유도된 자력은 가공물(W)을 경유하는 선순환 형태의 자로를 형성하므로, 마그네틱 척(10)이 테이블(T)에 자기적으로 흡착되며, 가공물(W) 역시 마그네틱 척(10)에 자기적으로 흡착된다.

참고로, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 자화성 코어(11)를 관통하여 테이블(T)에 고정되는 앵커(A)를 매개로 테이블(T)에 물리적인 고정이 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

도 11은 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제4 실시예를 도시한 단면도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은, 플랜지(19)를 받쳐 지지하도록, 상단이 플랜지(19)에 연결되고, 하단이 테이블(T)에 안착되는 서포트(17)를 더 포함한다.

플랜지(19)는 도 8과 같이 테이블(T)에 안착해서 체결수단(B)을 매개로 고정되는 브래킷 기능과 더불어, 도 11과 같이 마그네틱 척(10)에 비해 상대적으로 폭인 큰 가공물(W)을 받치는 받침대 기능을 겸한다.

받침대 기능의 경우, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 플랜지(19)가 제1도자체(12)의 타단에 형성되어서, 플랜지(19)가 마그네틱 척(10)의 상부에 위치한다. 결국, 마그네틱 척(10)의 상면 넓이가 확장되어서, 마그네틱 척(10)의 상면에 안착된 가공물(W)을 안정하게 고정할 수 있다.

그런데, 플랜지(19)가 상부에 위치하도록 마그네틱 척(10)을 구성 및 배치하면, 마그네틱 척(10)의 하부에 비해 상부가 상대적으로 넓은 상광 하협한 형태를 이루게 된다.

이러한 구조의 마그네틱 척(10)은 그 하중이 플랜지(19)가 위치한 부분으로 편중되어서, 마그네틱 척(10) 자체가 테이블(T)에서 안정한 자세를 유지하지 못하고 기울어질 수 있다. 뿐만 아니라 가공물(W)을 가공하는 중에는 가공물(W)에 가해지는 압력이 매우 크고 가해지는 압력의 크기 또한 유동적인데, 이는 마그네틱 척(10)에 심한 진동을 유발하게 되고, 이 과정에서 가공물(W) 역시 가공 진동으로 심하게 흔들리면서 정밀한 가공을 할 수 없게 한다.

따라서, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 상단이 플랜지(19)에 결합하고, 하단이 테이블(T) 상에 안착하도록 입설되는 서포트(17)를 더 포함해서, 플랜지(19)가 안정하게 받쳐 지지되도록 한다.

서포트(17)는 도 11과 같이 플랜지(19)를 받쳐서 마그네틱 척(10)의 기울어짐을 방지하므로, 플랜지(19)를 포함한 마그네틱 척(10)의 상면에 가공물(W)이 얹혀져도, 제1도자체(12)의 연장부(19)를 견고히 지지하여 가공 중에도 마그네틱 척(10) 자체가 기울어짐 없이 제 자세를 유지하고, 가공 중에 발생할 수 있는 심한 진동도 방지할 수 있다.

참고로, 서포트(17)는 볼트 또는 핀 등의 체결수단(B1)을 매개로 플랜지(19)와 탈착 가능하게 결합되므로, 마그네틱 척(10)의 배치 자세에 따라 서포트(17)를 플랜지(19)에 결합하거나 분리할 수 있다.

한편, 서포트(17)가 결합된 마그네틱 척(10)이 도전성 코일(15)에 전류가 인가되어 유도된 자력과 영구자석(11a, 11b)의 자력으로 각각 생성된 자로가 테이블(T)과 차단되도록, 서포트(17)는 비도자성 재질인 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시와 같이 제1도자체(12)에 비도자성 피체(13)와 플랜지(19)가 구성되고, 비도자성 재질의 서포트(17)가 플랜지(19)를 받치는 구조의 마그네틱 척(10)은, 도자성 재질의 스토퍼(S'; 도 21 참조)를 제2도자체(14)과 가공물(W)이 부착하도록 테이블(T)에 배치한다. 결국, 자화성 코어(11)의 유도 자력과 영구자석(11a, 11b)의 자력은 제2도자체(14), 스토퍼(S'), 가공물(W), 플랜지(19), 제1도자체(12) 및 자화성 코어(11) 순으로 이어지는 선순환 형태의 자로를 형성하고, 이를 통해 가공물(W)이 마그네틱 척(10)의 자력에 의해 마그네틱 척(10)에 자기적으로 흡착하며, 마그네틱 척(10) 자체는 스토퍼(S')에 자기적으로 흡착 고정된다.

도 12는 본 발명에 따른 마그네틱 척의 입체 모습을 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시한 마그네틱 척에 받침대의 설치 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 14는 도 12에 도시한 마그네틱 척에 지지대의 설치 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 15는 상기 받침대 및 지지대가 설치된 마그네틱 척에 가공물의 고정 모습을 도시한 사시도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은 전술한 단면 형태의 구조를 이루며, 필요에 따라 배치 위치를 달리하며 가공물(W)을 고정할 수 있도록 다면체 형태를 이룬다. 참고로 도 12의 (a)도면과 (c)도면에서 V1 방향과 V2 방향은 도 4에 도시한 마그네틱 척(10)의 모습을 이루고, 도 12의 (c)도면에서 V3 방향은 도 8과 도 11에 각각 도시한 마그네틱 척(10)의 모습을 이룬다. 따라서 마그네틱 척(10) 자체만으로도 전술한 가공물(W) 고정 기능을 수행할 수 있다.

도 12의 (a)도면과 (b)도면 및 (c)도면에 도시된 마그네틱 척(10)은 배치 자세를 달리할 뿐 동일한 것이며, 제1도자체(12)는 최소한 2개의 측면이 비도자성 피체(13)에 의해 절연된 구조를 이룬다. 이때, 비도자성 피체(13)는 제1도자체(12)와 제2도자체(14) 사이를 절연하는 절연체(16)와 일체일 수 있다.

계속해서 제2도자체(14)는 일측에 플랜지(19)가 형성된다. 플랜지(19)의 기능은 도 11을 참조하여 전술한 바 있으므로, 여기서는 플랜지(19)에 대한 추가 설명은 생략한다.

전술한 구조를 이루는 마그네틱 척(10)은 받침대(20)와 지지대(30)를 부가해서 가공물(W)에 대한 고정 기능을 수행할 수 있다.

도 13에 도시된 받침대(20)는 도 12의 (a)도면 및 (b)도면의 평면과 접하도록 결합된다. 이때, 받침대(20)는 마그네틱 척(10)과의 결합 시 일부분이 노출되어 턱 부분(21)을 이루도록 마그네틱 척(10)이 받침대(20)에 안착된다. 이때, 제1도자체(12)는 비도자성 피체(13)에 의해 받침대(20)와 절연되도록 마그네틱 척(10)이 안착되고, 이를 통해 제1도자체(12)와 받침대(20) 간에 자로가 차단된다.

받침대(20)에 마그네틱 척(10)을 안착하고, 도 14와 같이 제1도자체(12)에 지지대(30)를 연결한다. 이때, 지지대(30)는 받침대(20)와 접하지 않도록 이격시켜서, 받침대(20)와 지지대(30) 간에 자로를 차단한다. 이러한 결합 구조에서 제1도자체(12)는 제2도자체(14)와 자로가 차단되므로, 지지대(30)는 자체 고정을 위한 충분한 크기의 자력을 받지 못하고 제1도자체(12)와 분리된다. 따라서 지지대(30)를 별도의 체결수단(B)을 매개로 제1도자체(12)와 연결한다. 참고로, 지지대(30)를 받침대(20)와 접하도록 제1도자체(12)에 연결하면, 제1도자체(12)와 지지대(30)와 받침대(20) 및 제2도자체(14)를 경유하는 자로가 형성되므로, 받침대(20)와 지지대(30)는 자력을 통해 상호 간에 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다. 하지만, 마그네틱 척(10)의 발생 자력이 받침대(20) 고정을 위해 분산되므로, 가공물(W)에 가해지는 자력이 상대적으로 감소할 수 있다.

한편, 지지대(30)는 마그네틱 척(10)의 제1도자체(12)와 결합 시 일부분이 돌출되어 턱 부분(31)을 이루도록 된다. 이렇게 돌출된 턱 부분(31)은 도 15와 같이 가공물(W)의 일측면과 맞닿게 되고, 가공물(W)은 턱 부분(31)을 기준으로 마그네틱 척(10)에 정확히 고정된다.

도 15와 같이 가공물(W)은 지지대(30)와 제2도자체(14)에 각각 접하도록 배치되어서, 제1도자체(12)와 지지대(30)와 가공물(W)과 제2도자체(14)로 이어지는 자로를 형성하고, 이를 통해 가공물(W)은 마그네틱 척(10)의 자력으로 견고히 결합된다.

이상 설명한 본 실시의 마그네틱 척(10)과 받침대(20) 및 지지대(30) 간에 결합 모습은 일 실시 예에 불과하며, 가공물(W)의 형태와 가공 자세에 따라 받침대(20) 및 지지대(30) 중 선택된 하나 이상을 결합해서 해당 가공물(W)을 마그네틱 척(10)에 고정할 수 있다.

미 설명 인출부호 '10b'는 도전성 코일(15)에 전류를 인가하기 위한 '커넥터'로, 코일(15)과 외부 전선을 전기적으로 연결시키기 위한 기구이다.

도 16는 본 발명에 따른 마그네틱 척이 구성된 플랜지의 일실시 예를 도시한 사시도이고, 도 17은 도 16에서 보인 지그의 설치 모습을 도시한 단면도와, 도 16의 (c)도면의 평면 모습을 도시한 도면이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은, 도 16의 (a)도면과 같이, 서포트(17)와의 탈착을 위한 체결수단(B1)이 끼워지는 관통홀(19a)은 물론, 플랜지(19) 상에 안착된 가공물(W)을 부동하게 지지하는 지그(J) 삽탈용 너트홀(19b)이 하나 이상 형성된다.

전술한 바와 같이, 플랜지(19)에는 마그네틱 척(10)에 비해 상대적으로 대형 가공물(W)을 안착할 수도 있지만, 도 16의 (b)도면과 같이 다수 개의 소형 가공물(W)을 안착할 수도 있다. 이때, 다수의 소형 가공물(W)을 일정 간격으로 배열시킬 수 있으며, 정밀한 상기 간격을 잡기 위해서 플랜지(19)에 지그(J)를 연결한다.

이를 위해 플랜지(19)는 지그(J)가 끼워지는 다수의 너트홀(19b)을 구성하며, 다수의 너트홀(19b)은 지정된 간격으로 배열되게 형성된다. 이때, 플랜지(19)에 구성되는 너트홀(19b)은 그 간격이 다양할 수 있고, 따라서 작업자는 필요한 위치에 지그(J)를 끼워 고정하고, 해당 지그(J)에 맞춰서 가공물(W)을 플랜지(19) 상에 안착할 수 있다.

또한 가공 작업 과정에서 가공물(W)이 강한 압력을 받아 밀릴 수 있는데, 이를 다방향에서 잡아 지지하도록, 플랜지(19)에는 걸림대(미도시)가 돌출하게 형성될 수 있다.

본 실시는 플랜지(19)의 너트홀(19b)이 일정한 간격으로 1열을 이루도록 배치 구성될 수 있으나, 이외에도 다수의 너트홀이 하나의 열을 이루되 각 열별로 너트홀의 간격이 서로 다른 다열을 이룰 수도 있다. 따라서 가공물(W)의 크기 또는 작업자의 필요에 따라 지그(J)를 서로 다른 간격과 위치에 맞춰 배치하고 가공물(W)을 가공할 수 있다.

이와 더불어, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 너트홀(19b)에 상응하는 너트홀(14b)을 제2도자체(14)의 상면에 형성해서, 플랜지(19)에 고정된 지그(J)와 함께 가공물(W)을 받치는 지그(J')를 추가 구성한다. 따라서, 가공물(W)은 플랜지(19)에 설치된 지그(J)와 함께 제2도자체(14)에 설치된 지그(J')가 가공물(W)의 좌측면을 양쪽에서 각각 잡아 지지하므로, 가공물(W)을 더욱 안정적으로 받쳐 안치할 수 있다.

참고로, 본 실시의 지그(J, J')는 너트홀(14b, 19b)에 끼워 탈착 가능하게 고정할 수 있는 볼트 형태이면서 헤드가 가공물(W)을 좌측면에서 지지할 수 있도록, 마그네틱 척(10)의 표면에 돌출되면 그 형태에 제한 없이 가능하다. 그러나 지그(J, J')의 안정된 고정성과 가공물(W)에 대한 지지력 보장을 위해서, 바람직한 본 실시의 지그(J, J')는 도 17의 (a)도면과 같이 나사산부(J1)와 테이퍼부(J2)와 헤드부(J3)로 구성된다. 이와 더불어 너트홀(14b, 19b) 역시 나사산부(J1)와 나사결합하는 나사산부와, 테이퍼부(J2)와 접하는 테이퍼부를 구성한다. 따라서 지그(J, J')의 나사산부(J1)가 너트홀(14b, 19b)의 나사산부에 맞물려 고정되면, 지그(J, J')의 테이퍼부(J2)는 너트홀(14b, 19b)의 테이퍼부에 밀착되고, 지그(J, J')의 헤드부(J3)는 마그네틱 척(10)의 표면에 돌출된다. 이러한 구조는 테이퍼부가 지그(J, J')의 좌우 흔들림을 제한하면서 제 위치를 유지할 수 있게 하므로, 도 17의 (b)도면과 같이 가공 과정에서 커터(C)가 다방향으로 가하는 가압력에 대응하여 가공물(W)의 흔들림을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시의 마그네틱 척(10)은 도 16의 (c)도면과 같이, 마그네틱 척(10)의 상면에서 가공물(W)을 지정 위치에 받침할 수 있는 도자성 기준대(10a)를 더 구성한다. 따라서 다수의 가공물(W)을 마그네틱 척(10)의 상면에서 일정한 간격과 위치에 나란하게 정확히 배치할 수 있고, 제2도자체(14)에서 도자성 기준대(10a)를 경유하는 자로에 의해 가공물(W)을 강력한 자력으로 고정할 수 있다.

본 실시의 전술한 구조는 전술한 대로 다수의 가공물(W)을 일정 간격으로 배열해 고정할 수 있게 하므로, 가공물(W)에 대한 가공 작업을 무인 자동화하면서 인건비 절감은 물론 다량의 가공물(W)을 정밀하면서도 신속히 처리할 수 있다.

도 18는 상기 제4 실시예의 다른 실시 모습을 도시한 단면이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은 제1도자체(12)에 1개의 비도자성 피체(13)가 설치된 도 11의 마그네틱 척(10)과 달리, 제1도자체(12)의 양단에 한 쌍의 비도자성 피체(13', 13")가 설치된다. 따라서 테이블(T)과 접촉한 도자성 재질의 물품이 제1도자체(12)에 접촉하지 않으면, 영구자석(11a, 11b)의 자력은 선순환 형태의 자로를 형성하지 못하므로, 테이블(T) 상에서 이동이 가능하다. 물론, 제2도자체(14)가 스토퍼(S')에 접촉하여도 선순환 형태의 자로는 형성되지 않으므로, 마그네틱 척(10)의 이동성은 보장된다.

그러나 본 실시에서 'ㄱ' 형태의 플랜지(19')가 제1도자체(12)와 접촉하도록 배치되면, 영구자석(11a, 11b)의 자력은 플랜지(19')를 경유하는 선순환 형태의 자로를 형성하므로, 테이블(T)에 자기적으로 흡착된다. 더욱이 스토퍼(S')가 제2도자체(14)와 접촉하면, 마그네틱 척(10)은 스토퍼(S')에 자기적으로 흡착되어서 현재의 배치 상태를 유지하게 된다.

더불어서, 가공물(W)이 마그네틱 척(10) 및 플랜지(19')의 상면에 안착되면, 유도된 자력 및 영구자석(11a, 11b)의 자력은 플랜지(19')와 가공물(W)을 경유하는 선순환 형태의 자로를 형성해서, 가공물(W)이 마그네틱 척(10)에 자기적으로 흡착된다.

도 19는 본 발명에 따른 마그네틱 척의 제5 실시예를 도시한 단면도이고, 도 20은 가공물에 대한 상기 제5 실시예의 다른 실시 모습을 도시한 단면도이다.

본 실시의 마그네틱 척(10)은, 도 19의 (a)도면 및 (b)도면과 같이, 제1도자체(12)의 일단 또는 제2도자체(14)의 일단에 결합된 비도자성 피체(13')와 엇갈리도록, 남은 한 도자체의 타단에는 비도자성 피체(13') 또는 도자성 피체(18)가 결합된다.

따라서 도 19의 (a)도면과 같이, 제1도자체(12)의 일단은 비도자성 피체(13')에 의해 마감되고, 제2도자체(14)의 타단은 도자성 피체(18)에 의해 각각 마감되어서, 마그네틱 척(10)의 배치 자세에 따라 비도자성 피체(13')가 테이블(T)과 접할 수 있다.

또한, 도 19의 (b)도면과 같이, 제1도자체(12)의 일단은 비도자성 피체(13')에 의해 마감되고, 제2도자체(14)의 타단 역시 비도자성 피체(13')에 의해 각각 마감될 수 있다. 이 경우에 제2도자체(14)의 타단을 마감한 비도자성 피체(13')는 가공물(W)과의 자로를 차단하게 된다. 따라서 도자성 기준대(10a)를 제2도자체(14)에 연결해서 도자성 기준대(10a)가 가공물(W)과 제2도자체(14) 간에 자로를 형성시켜 강한 자력으로 가공물(W)을 흡착 고정시킴은 물론, 가공물(W)의 가공을 위한 기준 위치 기능도 수행한다.

이상 설명한 제1,2도자체(12, 14)와 피체(13', 18) 간의 연결을 위해서는, 비도자성 피체(13')와 도자성 피체(18)가 각각 제1도자체(12) 및 제2도자체(14)와 탈착 가능하게 결합되어야 한다. 이를 위해 본 실시의 피체(13', 18)는 볼트 등의 체결수단(B3)을 매개로 제1,2도자체(12, 14)와 탈착한다.

이러한 구성과 구조를 통해서, 도 20의 (a)도면과 같이 가공물(W)에 구성된 돌기(미도시)가 마그네틱 척(10)과의 접합에 간섭을 줄 경우, 마그네틱 척(10)의 배치 자세를 변경하면서 상기 돌기에 간섭을 주는 피체를 분리할 수 있고, 또한, 도 20의 (b)도면과 같이, 테이블(T)에 설치된 스토퍼(S')와 제2도자체(14)에 구성된 플랜지(19) 및 가공물(W)의 배치 위치 등에 따라 요구되는 유도 자력의 순환 경로를 현장에서 작업자가 직접 조합 조정할 수도 있다.

한편, 도 20의 (a)도면 및 (b)도면과 같이, 제1도자체(12) 또는 제2도자체(14) 중 하나 이상에는 너트 타입의 고정홀(12a, 14a)이 형성된다. 이러한 고정홀(12a, 14a)은 도 20의 (b)도면과 같이, 마그네틱 척(10)에 형성된 관통홀(S1)과 연통하는 위치에 형성된다. 따라서, 마그네틱 척(10)이 스토퍼(S')에 자기적으로 흡착하면 관통홀(S1)과 고정홀(14a)을 체결수단(B2)을 매개로 결속시켜서, 마그네틱 척(10)의 자체 자력과 더불어서 마그네틱 척(10)이 스토퍼(S')에 견고히 고정되도록 한다.

마그네틱 척(10)과 스토퍼(S') 간에 탈착을 위해서, 고정홀(12a, 14a)은 너트 타입을 이루고, 체결수단(B2)은 이에 대응하는 볼트인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

도 21은 상기 제5 실시예의 또 다른 실시 모습을 도시한 사시도이고, 도 22는 지그형 볼트를 이용해서 도자체와 피체의 체결 구조를 도시한 단면도이다.

도 20의 (b)도면과 같이, 비도자성 피체(13')에 지그(J')가 설치되는 하나 이상의 제1지그홀(13a)과 제2지그홀(13b)을 형성한다. 여기서 제1지그홀(13a)은 도 22의 (a)도면과 같이 제1,2도자체(12, 14)와 직접 결합됨 없이 비도자성 피체(13')에만 체결되어서, 가공물(W)이 제 위치를 유지하도록 지지한다.

한편, 제2지그홀(13b)은 도 22의 (b)도면과 같이 상하로 관통하게 형성되어서, 지그(J')가 제1,2도자체(12, 14)와 직접 결합되도록 한다. 이때, 제2지그홀(13b, 13b')의 하단은 지그(J')의 테이퍼부(J2)가 걸리도록 홀의 직경을 좁게 형성해서, 지그(J')를 매개로 비도자성 피체(13')와 제1,2도자체(12, 14)가 서로 체결된다.

본 실시에서 제2지그홀(13b)은 비도자성 피체(13')의 양단에만 각각 구성하고, 제1지그홀(13a)은 비도자성 피체(13')의 중앙부에 구성했으나, 그 위치는 실시 예에 한정하는 것은 아니다.

또한 제1지그홀(13a)과 같이 지그(J')가 비도자성 피체(13')에만 결합되는 것으로 한정하지 않고, 지그(J')의 나사산부(J1)를 제1,2도자체(12, 14)까지 연장해서, 지그(J')가 갖는 지지수단 기능 외에도 비도자성 피체(13')와 제1,2도자체(12, 14)를 서로 체결시키는 체결수단의 기능도 갖도록 할 수 있다. 이 경우 지그(J')는 자로에 대한 절연성을 갖는 재질인 것이 바람직하다.

또한 본 실시의 피체는 비도자성 피체(13')로만 예시했으나, 도자성 피체(18)와 제1,2도자체(12, 14) 간에 결합에도 동일한 구조가 적용된다.

또한, 피체와 도자체 간에 체결을 위한 수단으로 지그(J')를 예시했으나, 피체와 도자체 간에 체결 수단은 일반적인 렌치볼트 등의 볼트가 적용될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 마그네틱 척 11; 자화성 코어 11a, 11b; 영구자석
12; 제1도자체 12a; 고정홀
13, 13', 13"; 비도자성 피체 14; 제2도자체
14a; 고정홀 14b 너트홀 15; 도전성 코일
16; 절연체 17; 서포터 18; 도자성 피체
19, 19'; 플랜지 19a; 관통홀 19a, 19b; 너트홀
C; 커터 G; 공극 J, J'; 지그
S, S'; 스토퍼 T; 테이블 T1; 돌기
W; 가공물

Claims (11)

1. 자화성 코어;
   상기 자화성 코어의 둘레를 감싸는 도전성 코일;
   상기 자화성 코어와 나란하게 배치되는 하나 또는 다수의 영구자석;
   상기 자화성 코어 및 영구자석의 각 일단과 연결되는 제1도자체;
   상기 제1도자체와 나란하게 마주하도록 배치되어서 자화성 코어 및 영구자석의 각 타단과 연결되는 제2도자체; 및
   상기 제1도자체와 제2도자체 사이에서 자화성 코어와 도전성 코일과 영구자석을 감싸 자로를 차단하는 절연체;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1도자체의 일단과 제2도자체의 타단 중 하나 중 선택된 하나 이상에서 자로의 차단을 위해 공극이 형성된 것;
   을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1도자체의 일단 또는 제2도자체의 타단에 자로의 차단을 위한 공극이 형성되고;
   상기 제1도자체와 제2도자체 간에 자로가 형성되도록, 상기 공극이 형성된 제1도자체의 일단과 제2도자체의 타단 또는 제2도자체의 타단과 제1도자체의 일단을 서로 연결하는 도자성 기준대;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1도자체의 일단 및 타단에 공극이 각각 형성되고;
   상기 제2도자체의 타단 또는 양단과 자로가 형성되도록 연결되되, 상기 공극을 중심으로 제1도자체의 일단 또는 양단과 이격하도록 배치되는 도자성 기준대;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공극에 삽입해 결합되어서 자로 차단을 위한 절연성을 보강하는 비도자성 피체;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 마그네틱 척을 테이블에 고정하도록, 상기 제1도자체와 제2도자체 중 하나 이상에 구부러지도록 형성된 플랜지; 및
   상기 플랜지를 받쳐 지지하도록, 상단이 상기 플랜지에 연결되고 하단이 테이블에 안착되는 비도자성 재질의 서포트;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1도자체의 양단에 자로의 차단을 위한 공극이 각각 형성되고;
   상기 제1도자체에 접촉하는 'ㄱ'형태의 도자성 플랜지;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 플랜지에 다수의 너트홀이 일정 간격으로 열을 이루며 배치 구성되고;
   상기 플랜지에 안착된 가공물을 측면에서 잡아 지지하도록, 상기 너트홀에 탈착 가능하게 고정되는 지그;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1도자체의 일단과 제2도자체의 타단에 공극이 각각 형성되고, 상기 제1도자체의 일단과 제2도자체의 타단 모두에 비도자성 피체가 각각 삽입해 결합되거나, 상기 비도자성 피체와 도자성 피체가 각각 삽입해 결합되는 것;
   을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
10. 자화성 코어;
    상기 자화성 코어의 둘레를 감싸는 도전성 코일;
    상기 자화성 코어와 나란하게 배치되는 하나 또는 다수의 영구자석;
    상기 자화성 코어 및 영구자석의 각 일단과 연결되는 제1도자체;
    상기 제1도자체와 나란하게 마주하도록 배치되어서 자화성 코어 및 영구자석의 각 타단과 연결되는 제2도자체; 및
    상기 제1도자체와 제2도자체 사이에서 자화성 코어와 도전성 코일과 영구자석을 감싸 자로를 차단하고, 제1도자체의 측면들 중 적어도 둘 이상의 측면을 덮어 절연하는 절연체;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1도자체와 제2도자체 중 하나 이상에 구부러지도록 형성된 플랜지;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 내장형 마그네틱 척.

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