JP7330371B2

JP7330371B2 - 保持兼用着磁器

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Publication number: JP7330371B2
Application number: JP2022518214A
Authority: JP
Inventors: ヨルイ、ジェ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2023-08-21
Anticipated expiration: 2040-09-16
Also published as: US20220328227A1; WO2021054717A1; KR200490523Y1; EP4032658A4; CN114401827B; CN114401827A; JP2022549259A; EP4032658A1

Description

本発明は、保持兼用着磁器に関し、より具体的には、ドライバービットに装着してねじ作業の際に作業状況に応じて保持機能と着磁機能および消磁機能をすべて使用できるようにして、各種形態のねじ作業時に作業効率を最大化できるようにした保持兼用着磁器に関する。

一般的に、ドライバービットは、作業の利便性を考慮して自ら先端部に磁力を有するようにして製品が生産されるが、このようなドライバービットの磁力は時間が経つと次第に弱まっていくため、ねじ作業時にドライバービットからねじが簡単に離脱し、このため連続的に作業するのが困難である。

すなわち、従来のドライバービットには技術的に強力な磁力を着磁することが難しく、若干の磁力が着磁されているドライバービットも時間が経つと着磁された磁力がなくなるという問題点がある。

したがって、先端に六角、星、ボール、－、＋の形態を有するドライバービットには磁力がないか、あるいはその先端に弱い磁力を有しているため、ドライバービットに強い磁力を着磁させて各種形状のねじを磁力で保持することによって作業の利便性を向上させるための着磁器が着実に開発されている。

しかし、従来の着磁器は単にドライバービットの先端に磁力を生成する機能のみを有しており、着磁器がドライバービットの先端から遠くなると磁力が低下する問題点がある。

つまり、着磁器は、ねじの近くにあるときはドライバービットに磁力を発生させるものの、作業の際に、作業の振動によって着磁器が後方に押し出されると、ドライバービットの磁力が低下して本来の機能を発揮できない場合が多い。

そのため、一般的に強い磁力をドライバービットに着磁させるためにリング状のネオジム永久磁石を直接着磁器として使用しているが、これも１個の数量では磁力が弱いため、２～３個を接着させて使用している。しかし、このように使用する永久磁石は、作業時に衝撃によって割れ現象が発生したり、電動ドリルの振動によって永久磁石が後方に押し出されて電動ドリルのアダプタ部位にくっついたりするため、作業完了後に、電動ドリルから着磁器として使用される永久磁石を分離するのが非常に煩雑な問題点が発生し、これは電動ドリルのアダプタ部位の故障の原因となり得る。

また、従来の着磁器は、ドライバービットの先端に磁力を発生させても、その磁力はただねじを保持するだけであるため、片手だけでは作業が困難である。すなわち、天井や高所のねじ作業時には、片手ではねじを把持し、他の手ではドライバーや電動ドリルを把持しなければならないが、このとき、高所の作業時には、安全上の問題が発生することはもちろん、磁性体の磁力の強さにかかわらず、ねじの保持機能がないため、作業時にねじがドライバービットから離脱する現象が頻繁に発生して作業が不便であり、ねじを紛失するなどの作業効率性が低下する問題点がある。

このような問題のため、ねじを保持できる製品も市販されているものの、これらの製品は着磁機能がなく、単にドライバービットの先端でねじを保持する機能のみを有しているため、深い溝のねじ作業や狭い隙間のねじ作業など、磁性体がドライバービットの先端から遠ざかって使用されなければならない様々な作業状況には、不向きな短所がある。

そして、従来の着脱式磁性体をはめ込んで使用する方式の着磁器は磁力を伝導させることはできるものの、磁力を低下させることはできないため、ねじ作業時にねじの摩耗により発生した鉄粉がドライバービットに付着してねじの締結力を低下させるときに鉄粉を除去しなければならない状況や、電子機器関連作業のような着磁したドライバービットの磁気を時々弱くしなければならない状況には使用できない短所がある。

本発明が属する技術分野の先行技術文献には、韓国登録特許公報第１０－１６７３１５４号、韓国登録実用新案公報第２０－０２０３４１５号などがある。

韓国登録特許公報第１０－１６７３１５４号韓国登録実用新案公報第２０－０２０３４１５号

本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために案出されたものであって、着磁器がドライバービットの長さにかかわらず、ドライバービットの先端から遠くなっても同様に強い磁力を維持させるとともに、ねじ保持能力を持たせることによって、高所のねじ作業や深い溝や狭い隙間の作業などの様々な作業状況においてもねじ作業時にねじの離脱および紛失を防止でき、作業状況に応じて磁力が弱くなければならないときは磁力を減少または消滅させ得る、保持兼用着磁器を提供することにその目的がある。

本発明に係る保持兼用着磁器は、ビットに装着されて両方向に移動する磁力伝導部と、前記磁力伝導部の前方に配置され、前記ビットに磁力を付与する第１着磁部と、前記第１着磁部と斥力が発生するように前記磁力伝導部の後方に配置され、前記ビットに磁力を付与する第２着磁部と、を含む。

そして、前記第２着磁部は、第１着磁部よりもサイズが大きく、大きな磁力を有するように形成されて、前記第１着磁部が第２着磁部より前側に位置するときはビットに強い磁力を発生させ、前記第１着磁部が第２着磁部より後側に位置するときはビットに付与される磁力が減少する。

また、前記第１着磁部は前記磁力伝導部の前面に形成された埋め込み溝に埋め込まれ、前記第２着磁部は前記磁力伝導部の後面に付着される。

そして、一面が開口され、内部に前記磁力伝導部、第１着磁部、第２着磁部が収容される収容空間が形成され、前記ビットの外面に装着される本体部材と、前記本体部材に開口部を開閉しビットに装着される栓部材で構成されて、第１着磁部と第２着磁部を保護し、ビットの長さ方向に沿って往復移動しながらビットからの着脱を容易にし、ビットから容易に分離できるようにする制御部と、をさらに含む。

本発明に係る保持兼用着磁器は、ビットの長さにかかわらず、ビットの先端から遠くなっても強力な磁力を維持させ得る効果がある。

そして、ねじ固定能力を持たせてねじがビットから離脱して紛失することを防止できる保持機能があり、作業状況に応じて磁力が弱くなければならないときは磁力を減少または消滅させることができ、磁力をなくす脱磁機能の効果がある。

また、従来の着磁器は、単にドライバービットの先端に磁力のみを発生させ、ドライバービットの先端から遠くなると磁力が低下して本来の機能を使用できないのに比べて、本発明品である保持兼用着磁器は、ドライバービットの長さにかかわらず強い着磁力を維持させ、ねじを保持できる能力を持たせて狭い空間でのねじ作業や作業する部材の深さにかかわらず、作業部材の面部分までねじが揺れないように強力に保持できるため、ねじが離脱して作業者が怪我をしたりねじの紛失を防止するとともに、作業部材の面に触れたとたんに磁力で自動で後進されるため作業の仕上げの瞬間までねじが揺れることなく完璧に仕上げられる効果があり、作業状況に応じて磁力が弱くなければならないときは磁力を減少または消滅させることができ、作業時にねじの摩耗によって発生した鉄粉がドライバービットの先端に付着した場合、これを除去できる効果がある。

そして、従来の着磁器とねじホルダおよび脱磁器を別途に具備することなく簡素化された構成と小さな体積で生産性およびコストを最小化でき、ねじ作業時に必要な最大の効果を得られる。

本発明に係る保持兼用着磁器を示す分解斜視図である。本発明に係る保持兼用着磁器がビットに装着される過程を示す斜視図である。本発明に係る保持兼用着磁器がビットに装着される過程を示す斜視図である。本発明に係る保持兼用着磁器の使用例を示す断面図である。本発明に係る保持兼用着磁器における第１着磁部と第２着磁部の配置状態を反転させて着磁力を減少または消滅させた状態を示す断面図である。本発明に係る保持兼用着磁器に適用されたサイズの異なる永久磁石の斥力による磁場の変化を比較した図面である。

本発明の利点および特徴、およびこれらを達成する方法は、添付の図面とともに詳細に後述される実施形態を参照することによって明らかになるであろう。

しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる様々な形態で具現され得、単に本実施形態は、本発明の開示を完全とし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、特許請求の範囲によって定義されるのみである。明細書全体にわたって同じ参照番号は、同じ構成要素を指し示す。

以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について添付した図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で具現され得、ここで述べる実施形態に限定されない。明細書全体を通して同様の部分については、同じ参照番号を付した。

図１は本発明に係る保持兼用着磁器を示す分解斜視図であり、図２および図３は本発明に係る保持兼用着磁器がビットに装着される過程を示す斜視図であり、図４は本発明に係る保持兼用着磁器の使用例を示す断面図であり、図５は本発明に係る保持兼用着磁器における第１着磁部と第２着磁部の配置状態を反転させて着磁力を減少または消滅させた状態を示す断面図であり、図６は本発明に係る保持兼用着磁器に適用されたサイズの異なる永久磁石の斥力による磁場の変化を比較した図面である。

本発明は、被穿孔物５０にねじを締結するドリル用ビットまたはドライバービット（以下、「ビット」という）に装着されて着磁させる保持兼用着磁器１であって、ビットの外面に装着される磁力伝導部１０と、磁力伝導部１０の前側に固定されてビット７０に磁力を付与する第１着磁部２０と、磁力伝導部１０の後側に固定されてビット７０に磁力を付与する第２着磁部３０と、磁力伝導部１０、第１着磁部２０、第２着磁部３０を保護する制御部４０と、を含み得る。

このような構成を含む本発明に係る保持兼用着磁器１は、ビット７０に装着されてビット７０が被穿孔物５０に引き込まれる深さにかかわらず、被穿孔物５０の面までねじなどの穿孔部材６０を保持した後、磁力により自動で後進するため、作業の瞬間にも穿孔部材６０の締結状態を肉眼で確認しつつ、保持された穿孔部材６０が被穿孔物５０に迅速かつ安定的に引き込まれるようにすることができる。

具体的には、磁力伝導部１０は、ビット７０の外面に装着され得るように中空型の胴体で形成される。

磁力伝導部１０は、磁石が付着され得るように金属材料で形成される。また、磁力伝導部１０は、一定の長さと直径を有し、自重を減らすために円形の断面を有するブロック状に形成されてビット７０に付与される第１着磁部２０と第２着磁部３０の磁力の範囲を増大させ得る。

このとき、磁力伝導部１０は、中心部１１と、中心部１１の前側に形成され、中心部１１よりも広い直径を有し、第１着磁部２０が埋め込まれて固定される埋め込み溝１２ａが形成される前面部１２と、中心部１１の後側に形成され、中心部１１よりも広い直径を有する後面部１３と、を含むことができる。このような場合、磁力伝導部１０、第１着磁部２０、第２着磁部３０の組立生産性を向上させることができる。

第１着磁部２０および第２着磁部３０はビット７０を着磁させる構成であって、それぞれＳ極とＮ極を有する永久磁石で形成され得る。

第１着磁部２０はリング状に形成され、前面部１２の埋め込み溝１２ａに固定されて磁力伝導部１０をビット７０の外面に装着する際に、ビット７０の周面を包み込んで着磁させる。

もちろん、第１着磁部２０の内径は、磁力伝導部１０の中空と同じ直径を有する。

第２着磁部３０は第１着磁部２０とは異なり、後面部１３に付着されるものの、第１着磁部２０との相互作用による斥力が発生する方向に装着される。

すなわち、第１着磁部２０と第２着磁部３０は、それぞれのＮ極が互いに対向するか、またはＳ極が互いに対向するように、前面部１２と後面部１３にそれぞれ固定されて強い磁力を発生させることができる。

そして、図面には、第１着磁部２０と第２着磁部３０のＮ極が互いに対向するように固定された例を示した。

第２着磁部３０もリング状に形成されて磁力伝導部１０をビット７０の外面に装着する際に、ビット７０の周面を包み込んで着磁させる。

もちろん、第２着磁部３０の内径は磁力伝導部１０の中空と同じ直径を有するように形成される。

前述したように、第１着磁部２０と第２着磁部３０の磁力は磁力伝導部１０を介してビット７０に伝導されるため、ビット７０に付与される着磁の範囲や磁力の強さが増大する。

また、第２着磁部３０は、第１着磁部２０よりも大きな直径と磁力を有するように形成される。

制御部４０は、磁力伝導部１０、第１着磁部２０、第２着磁部３０を保護し、磁力伝導部１０に磁力でのみ付着された第２着磁部３０を磁力伝導部１０に定着させながらも、ビット７０の長さ方向に容易に往復移動できるようにし、ビット７０の振動によって第２着磁部３０が電動ドリルにくっついても分離が容易となるようにしたものであり、本体部材４１、栓部材４２を含むことができる。

このとき、本体部材４１および栓部材４２はプラスチックまたはアルミニウム材質で形成され得る。

本体部材４１は、後面が開放され、内部に収容空間が形成される。

したがって、第１着磁部２０が埋め込まれた磁力伝導部１０に第２着磁部３０を付着して収容空間に収容した後、栓部材４２で本体部材４１の開口部を閉鎖すれば、磁力伝導部１０、第１着磁部２０、第２着磁部３０を保護できる。

このとき、栓部材４２は本体部材４１の開口部に締りばめの方式ではめ込み固定され得る。

さらに、磁力伝導部１０の前面部１２および第１着磁部２０が本体部材４１の前面内壁に接触し、第２着磁部３０が開口部側に位置する。

そして、本体部材４１の前面には、第１着磁部２０の一定領域を露出させるための露出ホール４１ａが形成される。

このとき、露出ホール４１ａは、その幅が第１着磁部２０と対向する一端から他端に行くほど徐々に広がるように形成され得る。このような露出ホール４１ａにより、第１着磁部２０に穿孔部材６０を付着することが可能となる。

また、露出ホール４１ａは、穿孔部材６０の端部を包み込んで保持させる機能も遂行する。

また、栓部材４２は、ビット７０の外面に装着されるように中空を有する。

このとき、栓部材４２、磁力伝導部１０、第１着磁部２０、第２着磁部３０の中空は、すべて同じ直径を有するように形成される。したがって、栓部材４２、磁力伝導部１０、第１着磁部２０、第２着磁部３０はすべて、ビット７０の外面に密着する。

以上で説明した制御部４０は、ビット７０の長さ方向に沿って往復移動し、本体部材４１は、図４のように、前面が被穿孔物５０に接触して穿孔部材６０が被穿孔物５０に引き込まれると同時に自動で後進することになるため、穿孔部材６０の引き込み状態を確認できる。

すなわち、制御部４０がビット７０の前側に位置して穿孔部材６０を保持した後に、被穿孔物５０に接触すると同時に磁力により自動で後進して穿孔部材６０が被穿孔物５０に達したことをすぐに分かり、安定的かつ迅速な仕上げができるようにする。また、被穿孔物５０の引き込み深さが深くても同じ機能で作業を仕上げることができる。

そして、引き込み深さが深いところのねじを解体しなければならない場合のように、作業状況に応じて保持機能を使用せずに着磁機能を使用する場合には、制御部４０をビット７０の長さ方向の後側に移動させればよい。このとき、制御部４０の位置がビット７０の長さ方向の前側に近く位置するか、または後側に位置しても、ビット７０の露出する長さにかかわらず一定の磁力が伝達される。

次に、本発明に係る保持兼用着磁器の動作および効果について説明する。

本発明に係る保持兼用着磁器１は、第１着磁部２０と第２着磁部３０は互いに斥力が発生するように配置され、第２着磁部３０は第１着磁部２０よりも大きな直径と磁力を有するように形成されて、第１着磁部２０が第２着磁部３０の前側に位置し、第１着磁部２０と第２着磁部３０との間には磁力伝導部１０が位置して、ねじ締結方向であるビット７０の左側先端が第２着磁部３０と磁力伝導部１０と第１着磁部２０の順に通過しながら、ビット７０の磁力の強さを増加させることができる。

このような着磁方式は、クーロンの法則（Ｃｏｕｌｏｍｂ’ｓＬａｗ）と連続方程式（ＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙＥｑｕａｔｉｏｎ）を適用し、レンツの法則（Ｌｅｎｚ’s Ｌａｗ）を利用したものであって、永久磁石の斥力およびサイズを用いる着磁方式である。

図６（ａ）を参照すると、同じサイズの永久磁石８０ａ、８０ｂ２個を同じ極同士で対向するように一定間隔離隔して配置すると、斥力が発生して磁場は同一に分離されてそれぞれの永久磁石８０の領域にのみ別々に存在することになるため、他のところに磁力を伝導することなく、それぞれの永久磁石８０の磁場の範囲内でのみ磁力が発生し、その他の空間には影響を与えない。

しかし、図６（ｂ）のように、サイズの異なる２個の永久磁石８０ｃ、８０ｄに斥力を適用する場合、大きな磁力を有する永久磁石８０ｄが小さな磁力を有する永久磁石８０ｃを斥力で押し出すことになり、小さな永久磁石８０ｃの磁場はＡ方向に伸びる。

このとき、２個の永久磁石８０ｃ、８０ｄの間に金属材質の磁力伝導部１０を配置して両永久磁石８０ｃ、８０ｄが磁力によって磁力伝導部１０に付着されるようにし、両永久磁石８０ｃ、８０ｄによって発生する磁場の最大範囲を一定に維持しつつ、磁力を最大限に増加および維持させることができる。

また、永久磁石８０ｃ、８０ｄを移動させると磁場が移動することになるが、このとき、磁場に水の流速と同一に連続方程式（ＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙＥｑｕａｔｉｏｎ）が適用されて、第２着磁部３０の磁場が第１着磁部２０の方向に連続して流れるとき、磁場の速度は永久磁石８０ｃ、８０ｄの断面積に反比例するため、第１着磁部２０方向の磁場の速度は速くなり、磁場の密度が高くなる。

この結果、斥力が発生するように配置された小さな永久磁石８０ｃと大きな永久磁石８０ｄが共に大きな永久磁石８０ｄの方向、すなわちＢ方向に移動すると、大きな永久磁石８０ｄが小さな永久磁石８０ｃを押し出す斥力により、小さな永久磁石８０ｃがあるＡ方向に磁場が伸びると同時に、連続方程式（ＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙＥｑｕａｔｉｏｎ）が適用されてＡ方向には磁場の密度が高くなって磁場の強度が強くなり、これによって大きな永久磁石８０ｄの磁場もＡ方向に移動することになる。

また、大きな永久磁石８０ｄの斥力の反対方向であるＢ方向の磁場は弱くなる。このように発生した磁場は、両永久磁石８０ｃ、８０ｄの斥力によって持続的に維持される。

すなわち、小さな永久磁石８０ｃを第１着磁部２０として適用し、大きな永久磁石８０ｄを第２着磁部３０として適用して本発明を具現したとき、図４に示すように、第１着磁部２０がビット７０の左側に位置し、第２着磁部３０が右側に位置するように装着すると、保持兼用着磁器１をビット７０の左側から右側方向に移動させるとき、ビット７０の左側先端が向いている方向の磁場の強度ははるかに増加してビット７０の左側先端に強い磁力が着磁されるが、これはレンツの法則が適用されてビット７０の左側先端内の小さな磁力が同じ方向に整列しながら磁場を作って第１着磁部２０の磁場と重なるためである。

したがって、このように強く生成された磁力は、サイズが異なる第１着磁部２０と第２着磁部３０の斥力によって持続的に維持される。

これにより、本発明に係る保持兼用着磁器１は、手動ドライバや電動ドリルに各種ビット７０を締結してねじ作業をする際に、ビット７０の長さにかかわらず強い着磁力を持続的に維持させることができるため、ねじの保持機能を優れたものにすることができる。また、作業時にねじが離脱して落下および紛失する恐れをなくし、作業環境に合わせて最良の作業効果を得るようにすることができる。

また、前述したように、第１着磁部２０がビット７０の左側に位置し、第２着磁部３０がビット７０の右側に位置している場合、ビット７０全体に強い着磁力を維持させることができるところ、制御部４０の機能を使用しないときには制御部４０をビット７０の後側に移動させた後に作業をすればよい。

一方、図５に示すように、第２着磁部３０がビット７０の左側に位置し、第１着磁部２０がビット７０の右側に位置するように装着した後、保持兼用着磁器１をビット７０の左側先端から右側に移動させると、ビット７０の左側先端に残っている磁力が第２着磁部３０と第１着磁部２０の斥力によってビット７０の右側部分に移動することになり、ビット７０の左側部分は磁力が減少または消滅することになる。つまり、ビット７０の左側先端が第２着磁部３０の磁場の範囲にあるときは磁力が残っており、ビット７０の左側先端が保持兼用着磁器１と遠くなるほどクーロンの法則（Ｃｏｕｌｏｍｂ’ｓＬａｗ）によって磁力が距離に反比例することになるため、弱く残っていた磁力さえも失われることになる。そして、このような状態も第２着磁部３０と第１着磁部２０の斥力によって持続的に維持される。

すなわち、このような場合には、ビット７０の着磁力を低下または消滅させることができるため、電子製品のような対象物にねじ作業をする場合、すなわち、ビット７０の磁力が過度に強くないことを望む場合に有用に使用できる。

さらに、ねじ作業が完了して保持兼用着磁器１をビット７０から分離してもビット７０には磁力が残っているようになるが、ビット７０でねじ作業をする際に、ねじの摩耗により発生した鉄粉がビット７０の先端に多く付着されてねじとビット７０の締結力を低下させる場合が頻繁に発生する。

このような場合、栓部材４２をビット７０に接触または斥力が発生する距離まで近接させると、ビット７０に生成された磁力の極性と第２着磁部３０の極性との間に斥力が発生してビット７０に整列していた磁場を不規則に分散させることになり、このとき、ビット７０に維持されていた磁力が瞬間的に相殺されることによって脱磁現象が発生し、これにより、ビット７０の先端に付着されている鉄粉を容易に除去できる。

本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特定を変更することなく、他の具体的な形態で実施され得ることが理解できるであろう。したがって、前述した実施形態は、すべての点で例示的なものであり、限定的ではないものと理解されるべきである。本発明の範囲は、前記の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、そしてその均等概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１：保持兼用着磁器
１０：磁力伝導部
１１：中心部
１２：前面部
１２ａ：埋め込み溝
１３：後面部
２０：第１着磁部
３０：第２着磁部
４０：制御部
４１：本体部材
４１ａ：露出ホール
４２：栓部材
５０：被穿孔物
６０：穿孔部材
７０：ビット
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ：永久磁石

Claims

ビットに装着されて両方向に移動する磁力伝導部と、
前記磁力伝導部の前方に配置され、前記ビットに磁力を付与する第１着磁部と、
前記第１着磁部と斥力が発生するように前記磁力伝導部の後方に配置され、前記ビットに磁力を付与する第２着磁部と、を含む構成において、
前記第２着磁部は第１着磁部よりもサイズが大きく、大きな磁力を有するように形成されて、前記第１着磁部が第２着磁部より前側に位置するときはビットに強い磁力を発生させ、前記第１着磁部が第２着磁部より後側に位置するときはビットに付与される磁力が減少する、保持兼用着磁器。
前記第１着磁部は前記磁力伝導部の前面に形成された埋め込み溝に埋め込まれ、
前記第２着磁部は前記磁力伝導部の後面に付着される、請求項１に記載の保持兼用着磁器。
一面が開口され、内部に前記磁力伝導部、第１着磁部、第２着磁部が収容される収容空間が形成され、前記ビットの外面に装着される本体部材と、前記本体部材に開口部を開閉し、ビットに装着される栓部材で構成されて、ビットの長さ方向に沿って往復移動する制御部と、をさらに含む、請求項１に記載の保持兼用着磁器。