KR101100922B1

KR101100922B1 - 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치

Info

Publication number: KR101100922B1
Application number: KR1020090099474A
Authority: KR
Inventors: 강철교; 김창일
Original assignee: (주)아이지; (주)지오피케이
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2012-01-02
Also published as: KR20110042687A

Abstract

자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치에 관하여 개시한다. 이것은 종래와 달리 실습판으로서 일반 철판을 사용할 수 있게 하는 것으로서, 그 철판을 흡착하는 자석(230)을 구비한다. 자석은 케이싱(210,220) 내에서 자석홀더(240)에 지지되고, 그 자석홀더가 하강하였을 때 케이싱 바닥의 자석창(211)에 위치함으로써 상기 철판을 흡착할 수 있다. 자석홀더는 조작레버(260) 또는 다른 여러 가지 형태의 조작기구들에 의해 승강되며, 그 조작레버 등을 조작하여 자석을 철판으로부터 쉽게 떼어낼 수 있다. 이와 같은 클램핑장치는 자석을 이용하므로 취급이 아주 용이하고, 특히 철판 상의 위치 제약 없이 원하는 위치에 탈 부착시킬 수 있으므로, 실습 기자재를 배치하고 실연하는 실습 교육에 있어서의 창의성 등 교육 효과를 높이는데 기여할 수 있다. 또한 철판은 종래와 달리 값이 싸고, 실습판 외의 일반 작업대 등 다른 용도로도 사용될 수 있어 경제적이고 실용적이다.

실습 기자재, 클램핑장치, 자석, 철판

Description

자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치{CLAMPING APPARATUS FOR PRACTICAL TRAINING MATERIALS USING MAGNET}

본 발명은 실습 기자재들을 배치하고 실연해 볼 수 있도록 각 실습 기자재에 부착 설치되고 실습판에 대해 고정 또는 분리될 수 있는 클램핑장치에 관한 것으로서, 특히 실습판으로서 단순한 철판을 사용하고 그 철판을 자기적 흡인력으로 부착되는 자석을 이용하는 구조에 관한 것이다.

각종 기술분야의 학술적 연구나 기술개발을 위한 실험은 물론, 학생들을 대상으로 하는 실습교육에 있어서 다양한 실험 실습 기자재가 사용되고 있다. 예컨대 생산 장비나 구조물의 자동화시스템 구현을 위한 실험 실습 기자재로서 액추에이터, 밸브, 계기 등 다양한 공압 또는 유압장비와 함께 전기전자 제어장비가 사용되며, 과제에 따라 선택된 기자재들을 이리저리 배치 및 연결하여 과제 시스템을 구현하고 그것을 실제와 같은 조건으로 동작시켜 보는 것이다.

이와 같이 실험 실습 기자재들을 배치 및 실연시키기 위해서는 기자재들의 각 위치와 상호간의 연결 상태가 안정적으로 유지되어야 한다. 기자재들을 원시적으로 고정하는 것은 시간이 너무 많이 걸리고, 그 배치를 변경하기가 용이하지 않 으므로 한정된 시간 내에 실험 실습을 마치는데 장애가 된다.

따라서 효율적인 실험 실습을 위해 각 기자재를 손쉽게 고정 또는 분리시킬 수 있는 수단이 요구되는 바, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 특정 구조의 실습판(10)과 이 실습판(10)에 탈착 가능한 본 발명의 주제와 같은 클램핑장치(20)가 사용되었다. 실습판(10)은 주로 알루미늄 재질로 압출성형물로서 일정 간격마다 일정한 폭의 슬롯 개구(11)가 있으며, 클램핑장치(20)는 각 기자재(30)와 일체적으로 결합되고, 그 슬롯 개구(11)에 대한 탈착 조작이 가능한 구조로 되어 있다.

대한민국 등록특허 10-0270567에는 경사면과 걸림턱이 있는 후크(hook) 모양의 클램프 요소와 스프링 및 레버부재를 구비한 클램핑장치가 제안되어 있다. 후크 모양의 클램프 요소는 비교적 강력한 스프링에 의해 한쪽으로 탄력을 받고 있으며, 이것을 실습판의 개구에 위치시킨 후 누르면 경사면에 의해 후크가 일시적으로 후퇴하여 개구 안쪽으로 진입하고, 개구를 통과하면 스프링에 의해 복원하여 걸림턱이 개구의 한쪽 가장자리 이면에 걸림으로써 실습판에 고정된다. 이후 레버부재를 조작하면 클램프 요소가 후퇴되어 그 걸림 상태가 해제되어 실습판으로 분리될 수 있다.

대한민국 등록특허 10-0459291에는 대략 90˚ 회전하여 그 회전위치에 따라 실습판의 슬롯 개구를 출입할 수 있는 자세와 그 개구의 양 가장자리 이면에 걸려 고정되는 자세로 전환되는 회전형 클램프 요소를 구비한 클램핑장치가 제안되어 있다. 회전형 클램프 요소는 손잡이가 달린 기어부재 한 개 또는 2 이상의 기어부재로 회전 조작된다. 즉, 손잡이 조작에 따라 클램핑 요소의 자세가 전환됨으로써 슬롯 개구에 대해 고정되거나 해제되는 것이다.

대한민국 등록특허 10-0664976의 클램핑장치에는 앞에 설명된 클램핑장치의 회전형 클램프 요소의 회전 조작을 위해 2개의 래크와 피니언을 사용한다. 2개의 래크는 피니언 양측에 맞물려서 나란하고 한쪽을 누르면 다른 쪽이 반대로 움직이고, 클램프 요소의 자세가 전환된다. 즉 일측 래크를 누르면 피니언과 함께 클램프 요소가 회전하여 실습판 개구를 출입할 수 있는 자세가 되고, 타측 래크를 누르면 실습판 개구의 이면에 걸려 고정될 수 있는 자세로 된다.

실습 기자재를 배치 및 고정하기 위해 종래에는 슬롯이 일정 간격을 두고 형성된 실습판과 그 슬롯 개구에 삽입 및 압박하여 고정되도록 조작되는 요소를 가진 클램핑장치가 사용되었다.

종래의 실습판에 대한 실습 기자재의 배치는 그 슬롯 방향과 이에 수직한 슬롯 간격 방향으로 제한된다. 그렇기 때문에 실습 기자재를 배치하여 실연할 수 있는 과제에 한계가 있어 실습자들의 창의성을 발휘하는데 제약이 따르고 그만큼 실습 교육의 효과가 낮았다. 뿐만 아니라 슬롯이 길게 형성되는 실습판은 보통 알루미늄 압출성형물로 제작되는데 가격이 비싸고 다른 용도 예를 들면 일반 작업대 등으로 겸용할 수 없는 등 경제성과 실용성이 없었다.

또한 종래의 실습판에 대한 클램핑장치는 클램핑 요소가 항시 몸체에서 돌출되어 있어 외부 물체와의 충격에 의하여, 그리고 실습판에 대한 탈부착 조작 과정 에서 무리한 압력과 마찰로 마모되거나 부러지는 등 고장이 잦았으며, 클램핑 요소를 슬롯 개구 위치에 맞추어 출입시켜야 하므로 대체로 취급이 용이하지 않은 문제점이 지적되어 왔다.

본 발명은, 상기한 종래기술의 문제점들을 일거에 해결하기 위하여, 실습판으로서 단순한 평판 모양의 철판을 사용하게 하고, 강력 자석을 사용하여 이 철판을 자기적으로 흡착하는 원리로 실습 기자재를 안정적으로 배치 및 고정할 수 있고, 강력 자석을 쉽게 떼어 낼 수 있는 조작이 가능한 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적들을 달성하는 본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치는, 실습 기자재들을 철판 상의 임의 위치에 배치 및 고정하기 위한 것으로서, 상기 철판을 흡착하는 자력을 보유하도록 착자된 자석, 철판에 흡착된 자석을 그 철판으로부터 떼어내는 조작을 위한 조작수단, 상기 각 기자재에 고정 부착될 수 있고 상기 자석과 조작수단을 보유하는 케이싱, 상기 자석을 지지하여 상기 케이싱 내에서 상기 조작수단에 의해 승강되는 자석홀더를 포함하며, 상기 조작수단으로서 상기 케이싱에 회전요동가능하게 지지되어 외부에서 누름조작이 가능하고 그 누름 조작에 따라 상기 자석홀더를 들어 올리게 된 조작레버가 구비된 것으로 구현될 수 있다.

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또한 상기 목적들을 달성하는 본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치는, 실습 기자재들을 철판 상의 임의 위치에 배치 및 고정하기 위한 것으로서, 상기 철판을 흡착하는 자력을 보유하도록 착자된 자석, 철판에 흡착된 자석을 그 철판으로부터 떼어내는 조작을 위한 조작수단, 상기 각 기자재에 고정 부착될 수 있고 상기 자석과 조작수단을 보유하는 케이싱, 상기 자석을 지지하여 상기 케이싱 내에서 상기 조작수단에 의해 승강되는 자석홀더를 포함하며, 상기 조작수단으로서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 지지되고 그 회전에 따라 수직 변위를 갖는 캠부를 가지며 케이싱 외부로 돌출하여 회전 조작이 가능한 조작레버가 달린 캠기어, 그리고 상기 자석홀더에 형성된 캠연동부가 구비되어, 상기 조작레버를 회전 조작하는데 따라 상기 캠부와 캠연동부에 의해 상기 자석홀더가 상기 케이싱 바닥면에 대해 승강하도록 구성된 것으로 구현될 수 있다.

또한 상기 목적들을 달성하는 본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치는, 실습 기자재들을 철판 상의 임의 위치에 배치 및 고정하기 위한 것으로서, 상기 철판을 흡착하는 자력을 보유하도록 착자된 자석, 철판에 흡착된 자석을 그 철판으로부터 떼어내는 조작을 위한 조작수단, 상기 각 기자재에 고정 부착될 수 있고 상기 자석과 조작수단을 보유하는 케이싱, 상기 자석을 지지하여 상기 케이싱 내에서 상기 조작수단에 의해 승강되는 자석홀더를 포함하며, 상기 조작수단으로서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 지지되고 그 회전에 따라 수직 변위를 갖는 캠부 및 기어부를 가지는 캠기어, 상기 케이싱 내에 직선운동 가능하게 지지되고 그 직선운동으로 상기 캠기어를 회전시키도록 그 기어부와 연결되는 래크부 및 상기 케이싱 외부로 돌출하여 누름조작이 가능한 조작버튼을 가지는 푸쉬랙, 그리고 상기 자석홀더에 형성된 캠연동부가 구비되어, 상기 조작버튼을 누름 조작하는데 따라 상기 캠부와 캠연동부에 의해 상기 자석홀더가 케이싱 바닥면에 대해 승강하도록 구성된 것으로 구현될 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 종래의 슬롯이 있는 실습판 대신 자석이 흡착하는 철판을 사용하게 하고, 자석을 이용하여 실습 기자재를 철판에 탈부착 조작이 가능한 클램핑장치를 제공하는 것이다. 일반적으로 강력 자석은 철판을 강하게 흡착하여 실습 기자재를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 그러나 강력 자석은 손으로 떼어내기가 쉽지 않은데, 본 발명은 상기와 같은 조작수단으로 강력 자석을 철판으로부터 떼어낼 수 있게 창안된 것이다.

본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치는 실습판으로서의 철판 위에 그저 올려놓으면 흡착 고정되며 상기 조작수단을 조작하여 철판으로부터 분리할 수 있어, 그 조작이 매우 간편하며, 특히 실습판인 철판 상의 원하는 위치와 방향으로 배치 고정할 수 있으므로, 다양한 과제에 대한 실연이 가능하고 실습자의 창의성을 높이는 등 실습 교육의 효과를 한층 높일 수 있다.

본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치에 있어서의 자석은 케이싱에서 꼭 돌출하지 않아도 되며, 또 철판과 마찰하지도 않는다. 그러므로 종래와 같이 몸체에서 돌출된 클램프 요소로 인한 고장의 염려가 없고, 그만큼 장수명이 기대되는 것이다.

본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치에 의하면, 철판 포함한 자화가능한 철 함유 금속이면 그 재질이나 모양에 관계없이 실습판으로서 사용가능하다. 실습판을 보다 저렴하게 제공할 수 있음은 물론 다양한 작업대를 겸하는 용도로도 구현이 가능하여 그 실용성을 높일 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치의 다양한 실시예가 도 2 이하에 예시되었다. 예시된 도면의 실시예들은 어디까지나 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 각 도면에 있어서 일부 구성요소가 생략되거나 과장되는 등 실제와 차이가 있을 수 있다. 또한 이하에 설명하는 각 구성 요소의 명칭 등 용어는 각 요소의 기능이나 형상을 이해시키기 위한 것일 뿐, 그 용어의 의미로 본 발명의 기술 사상을 한정하는 것은 아니다.

도 2 내지 5는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 이른 바 레버 연동형으로 조작되는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치에 관한다.

도 2에서 실선은 본 실시예에 따른 클램핑장치(200)의 외관을 보인 것이며, 가상선은 클램핑장치에 탑재되는 실습 기자재(부호 생략)를 묘사한다. 클램핑장치(200)는 별도의 볼트 요소(도시 생략)로 실습 기자재와 체결될 수 있는 케이싱(210,220)을 구비하며, 케이싱(210,220)에는 4개의 자석(230) 그리고 전술한 조작수단의 일부 구성요소로 구비된 좌우 2개의 조작레버(260)가 설치된다.

도 3을 참조하면, 케이싱(210,220)은 비자성체인 합성수지 사출성형물이고 상자 모양인 케이싱 본체(210)와 덮개(220)로 조립된다. 케이싱 본체(210)와 덮개(220)는 둘레면 수개 소에 형성된 볼트체결용 구멍(214,223)을 통해 별도의 볼트 요소(도 2에 도시되고 부호는 생략됨)로 상호 체결되며(도 5 참조), 그중 일부를 통해서 전술한 도 2에 가상선으로 도시된 바와 같은 실습 기자재와도 체결될 수 있다.

케이싱 본체(210)의 바닥면에 형성된 자석창(211)은 내부에 수용된 4개의 자석(230)에 대응하여 각 자석을 외부의 전술한 철판과 접촉 또는 가까이 접근하도록 돌출 또는 노출시키기 위한 것이다. 비자성체인 케이싱 본체(210)의 바닥면 두께에도 불구하고 철판에 대한 자석(230)의 흡착력이 충분하다면 자석창(211)은 없어도 된다. 케이싱 본체(210)와 덮개(220)의 각 좌우 측면부가 접하는 부분에 형성된 반할 힌지홈(212,221)은 조작레버(260)를 회전 요동가능하게 지지하기 위한 것이고, 그 아래쪽 케이싱 본체(210)의 측면부에 형성된 개구부(213)는 그 조작레 버(260)의 회전 요동 운동을 수용하여 그 조작레버(260)의 일부분을 케이싱 내부로 출입시키기 위한 것이다.

4개의 자석(230)은 각각 상기 철판에 대해 수직한 방향으로 착자된 영구자석으로서, 바람직하게는 안정된 흡착 고정을 위해 흔히 강력 자석이라 불리는 고자력 희토류 자석을 사용하며, 바람직한 지지구조로서 2개씩 쌍을 이루어 별도의 자성체인 요크(250)에 부착되고 이 요크(250)와 함께 자석홀더(240)에 지지됨으로써 일시에 나란히 움직일 수 있게 설치된다. 여기서 요크(240)는 자석(230)으로부터 철판을 향하는 방향이 아닌 다른 방향으로의 누설자속을 차단하여 그 주위, 예컨대 해당 실습 기자재나 주변 가까이에 배치되는 다른 실습 기자재에 장착될 수 있는 솔레노이드 기기나 회로 또는 철 함유 금속체들에 영향을 미치지 않게 하는데 유용하다.

자석홀더(240)는 비자성체인 합성수지 사출성형물로서 그 둘레가 케이싱 본체(210)의 내측 벽면을 따라 안내되면서 용이하게 승강될 수 있는 모양으로 제작되며, 4개의 자석(230)을 각각 끼워서 고정할 수 있는 4개의 자석(230)에 대응한 자석설치구멍(241)을 가진다. 자석설치구멍(241) 또한 전술한 자석창(211)의 경우처럼 꼭 개구될 필요가 없음은 물론, 그 구멍 대신 인서트 몰드 방식으로 직접 매립될 수도 있다.

좌우 2개의 조작레버(260)는 비자성체인 합성수지 사출 성형물로서 좌우 양측이 서로 대칭하게 배치되는 동일한 모양이며, 각각 전술한 케이싱 본체(210)와 덮개(220)의 반할 힌지홈(216,217) 사이에 끼워서 회전 요동가능하게 지지되는 힌 지부(231), 이 힌지부(261)에서 밑으로 연장되어 케이싱 본체(210)의 바깥쪽 측면 일부를 점유하고 외부에서 누를 수 있게 형성된 누름부(262), 이 누름부(262) 하단에서 케이싱 본체(210)의 개구부(213)를 통과하여 안쪽으로 뻗도록 연장되어 상기한 자석홀더(240)를 떠받치게 형성된 받침부(263)로 이루어진다. 받침부(262)의 좌우 양측에 접하여 누름부(262) 내측 면에 형성된 돌기(264)는 케이싱 본체(210)의 개구부(213)에 노출된 보강리브(reinforcement rib) 구조물 일부의 단부(214)와 접촉하여 누름부(262)가 과하게 누름 및 요동하는 것을 방지하기 위한 것이다.

케이싱 덮개(220)의 스프링지지부(222)와 자석홀더(240) 사이에 개재되는 스프링(280)은 자석홀더(240)를 항상 아래로 누르는 탄력을 보유한다. 이 스프링(250)에 의해 자석홀더(240)는 케이싱 본체(210)의 내부 바닥면에 언제나 밀착되어지고, 4개의 자석(230)은 케이싱 본체(210)의 자석창(211)에 놓인다. 이와 동시에 좌우 2개의 조작레버(260)는 받침부(263)가 자석홀더(240)에 의해 아래로 눌려서 힌지부(261)를 중심으로 회동하여 누름부(262)가 각각 좌우 양측으로 비스듬히 벌어진 상태가 된다(도 4 참조). 케이싱 본체(210)의 바닥이 지면을 향하면 자석홀더(240)는 자중에 의해 하강하여 4개의 자석(230)이 자연히 자석창(211)에 위치하게 되지만, 스프링(280)은 그 같은 초기 상태를 안정적으로 유지하여 주기 위한 것으로 꼭 필요한 것은 아니다.

본 실시예에 따른 클램핑장치(200)는 전술한 초기 상태에서 실습판인 철판의 원하는 위치에 놓이면 그 순간 도 4에 나타난 바와 같이 케이싱 본체(210)의 자석창(211)에 위치된 4개의 자석(230)이 철판(100)을 접촉하거나 약간 이격된 상태에 서 흡착하여 그 위치에 고정된다. 4개의 자석(230)에 의한 흡착 고정 상태는 매우 견고하여 쉽게 유동되거나 떨어지지 않는다. 따라서 클램핑장치(200)에 탑재된 실습 기자재의 고정 배치 상태가 안정적으로 유되는 것이다.

이후, 케이싱(210)의 좌우 양측에 설치된 조작레버(260)의 누름부(232)를 케이싱 본체(210) 안쪽으로 누르면 도 4에 가상선으로 나타낸 바와 같이 좌우 양측 조작레버(260)가 힌지부(231)를 중심으로 회동하여 받침부(233)가 위쪽으로 회전 이동되고 자석홀더(240)는 받침부(233)에 의해 위로 상승시키려는 작용력을 받는다. 이 좌우 양측의 조작레버(260)에 의한 그 작용력은 상기 스프링(280)의 탄력을 포함한 4개의 자석(230)의 흡착력보다 세며 따라서 자석홀더(240)가 위로 들려지고 자석(230)은 철판(100)으로부터 멀리 이격되어 그 흡착력이 약화된다. 그리하여 클램핑장치(200) 전체를 힘들이지 않고 들어 올려서 철판(100)으로부터 쉽게 분리해 낼 수 있는 것이다.

도 5를 참조하면, 케이싱 본체(210)의 볼트체결용 구멍(214)은 밑으로 넓게 확장된 상태로 개방되어 있으며, 그 확장 부분에 완충 겸 미끄럼 방지구(290)가 끼워진다. 완충 겸 미끄럼 방지구(290)는 고무 재질로서, 그 볼트체결구멍(214)에 밑에서 위로 빠지지 않게 끼어져 결합되고, 그 하단면이 케이싱 본체(210)의 밑면에서 돌출되고 또 전술한 자석(230) 보다도 조금 더 돌출한다. 즉, 전술한 4개의 자석(230)에 의해 철판(100)에 흡착 고정된 상태에서 완충 겸 미끄럼 방지구(290)는 그 하단면이 철판(100)에 가압된 상태로 접촉함으로써 자석에 의한 흡착 순간 철판과의 충격을 흡수하는 것을 물론 그 이후 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하 고 또 그 외부의 충격에 의해 옆으로 미끄러지는 것을 억제한다.

다음의 도 6부터 도 12까지는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 이른 바 캠기어 연동형으로 조작되는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치에 관한다.

도 6에 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치(300)는 케이싱(310,320), 4개의 자석(330), 그리고 케이싱 전면측 개구부(315)를 통해 돌출한 조작레버(364)를 포함한 조작수단으로 이뤄지고, 가상선 도시와 같은 실습 기자재 밑에 부착 결합 사용가능하다.

도 7을 참조하면, 케이싱(310,320)은 비자성체인 합성수지 사출성형물이고 상자 모양인 케이싱 본체(310)와 덮개(320)로 이루어진다. 케이싱 본체(310)와 덮개(312)는 각 모퉁이 측 모서리 부분 안쪽에 형성된 볼트체결용 구멍(314,321)을 통해 별도의 볼트 요소(도 6에 도시되고 부호는 생략됨)로 상호 체결되며, 덮개(320)에 형성된 다른 볼트체결용 구멍(324)을 통해서 전술한 도 6에 가상선으로 도시된 바와 같은 기자재와 체결될 수 있다. 케이싱 본체(310)의 바닥면에 형성된 자석창(311)은 앞의 실시예에 있어서의 그것과 같다. 케이싱 본체(310)의 내부 바닥에 형성된 3개의 기어 지지부(312)와 이에 대응한 위치의 덮개(320) 내측 천장 면에 형성된 3개의 기어 지지부(321)는 전술한 조작수단을 구성하는 전후 2개의 캠기어(360a,360b)와 아이들러(370)로 조합된 기어 트레인을 수용하여 회전가능하게 지지하기 위한 것이며, 그 전방측인 케이싱 본체(310)의 전면부를 절결하여 형성된 개구부(315)는 전위측 캠기어(360a)에 달린 조작레버(364)를 조작할 수 있게 외부로 돌출시키기 위한 것이다. 또한 케이싱 본체(310)의 각 모퉁이 부근에 형성된 완충 지지부(317)는 도 11과 같은 별도의 완충 겸 미끄럼 방지구(390)를 끼워서 지지하기 위한 것이다. 한편, 케이싱 본체(310)의 후위측 지지부(312)에 형성된 2개의 소공(316)은 거기에 지지되는 후위측 캠기어(360b)의 회전을 일시적으로 제어하기 위한 것으로 나중에 다시 설명될 것이다.

4개의 자석(330)은, 앞의 실시예처럼, 고자력 희토류 자석을 사용하고, 요크(350)와 함께 자석홀더(340)에 지지된다. 이 자석홀더(340)는 케이싱 본체(310)에 맞추어 앞의 실시예와는 다른 모양이고, 상기 기어 트레인에 대응한 캠연동 지지부(342)와 원통 지지부(344)가 형성된 것 외에는 자석설치구멍(341) 등 앞의 실시예와 마찬가지로 구성된다. 캠연동 지지부(342)는 기어 트레인을 구성하는 2개의 캠기어(360a,360b)의 각 축부(361)를 통과시키는 동시에 그 축부(361) 주위에 형성되는 캠부(363)와의 연동을 위해 형성된 것이고, 가운데의 원통 지지부(344)는 아이들러(370)의 축부를 통과 및 지지하기 위한 것이다.

2개의 캠기어(360a,360b)와 아이들러(370)로 이루어진 기어 트레인은 전술한 자석홀더(340)의 캠연동 지지부(342)와 함께 전술한 조작수단으로서 구비된다. 2개의 캠기어(360a,360b)는 각각 축부(361)와 기어부(362) 및 캠부(363)는 로 이루어지고, 그중 전위측 캠기어(360a)에 조작레버(364)가 달려 있다. 2개의 캠기어(360a,360b) 사이에 기어 연결되는 아이들러(370)는 대략 같은 모양의 축부와 기어부(부호 생략)로 이루어진 것으로, 전위측 캠기어(360a)의 조작에 따른 회전운동을 후위측 캠기어(360b)로 전달한다. 즉, 2개의 전후위 캠기어(360a,360b)는 같은 방향으로 회전 조작되며, 따라서 각 캠부(363)도 동일한 모양이다. 캠부(363)는 축부(361) 둘레를 따라 연속되는 톱니 모양으로 자석홀더(340)의 대응하는 캠연동 지지부(342)를 그 톱니 모양을 따라 반복적으로 상승시킨 후 원래 위치로 하강시키는 간헐적 캠 작용을 하도록 형성된다.

케이싱 덮개(320)의 스프링지지부(322)와 자석홀더(340) 사이에 개재되는 2개의 스프링(380)은 앞의 실시예의 경우와 마찬가지다.

본 실시예에 따른 클램핑장치(300)의 초기 상태는 도 8의 실선 도시와 같으며, 이러한 초기 상태에서는 도 10에 나타낸 바와 같이 자석홀더(340)가 하강하여 4개의 자석(330)이 케이싱 본체(310)의 자석창(311)에 위치된다. 따라서 이와 같은 초기 상태에서 클램핑장치(300)가 실습판인 철판(100)의 원하는 위치에 놓이면 그 순간 도 9에 나타난 바와 같이 케이싱 본체(310)의 자석창(311)에 위치된 4개의 자석(330)이 철판(100)을 흡착하여 그 위치에 고정되어진다.

이후, 케이싱 본체(310) 전면에 개구부(315)를 통해 외부로 돌출한 조작레버(364)를 초기 위치에서 도 8의 가상선(1점쇄선)으로 나타낸 조작 위치로 대략 90°회전시키면, 전위측 캠기어(360a)가 회전 조작되고 이와 동시에 아이들러(370)를 통해 연결된 후위측 캠기어(360b)도 같은 방향으로 회전된다. 이러한 전후위의 캠기어(360a,360b)의 회전에 따라 캠부(363)와 캠연동 지지부(342)의 캠 작용에 의해 자석홀더(340)가 상승하게 되고, 자석(330)이 강제로 들어 올려져 철판(100)에 대한 그 흡착력이 약화된다. 따라서 도 10에 가상선으로 나타낸 바와 같이 클램핑장치(300) 전체를 들어 올려서 철판(100)으로부터 분리할 수 있다.

다시 조작레버(364)를 초기 위치로 되돌리면 상기 자석홀더(340)가 하강하여 4개의 자석(330)이 케이싱 본체(310)의 자석창(311)에 위치됨으로써 철판(100)을 흡착할 수 있는 초기 상태로 된다.

도 11을 참조하면, 앞의 실시예와 마찬가지로 케이싱 본체(310)의 완충 지지부(317)에 완충 겸 미끄럼 방지구(390)가 삽입되어 철판(100)에 대한 자석 흡착시시와 그 이후의 외부 충격을 흡수하고 또 실연중 미끄러짐을 방지한다.

도 12를 참조하면, 후위측 캠기어(360b)의 기어부(361) 저면 일측에 위로 오목하게 파인 스토퍼 홀(365)이 형성되어 있고, 이에 대응하여 케이싱 본체(310)에는 도 8에 나타난 바와 같이 그 회전 반경 위치에 대략 90°간격을 두고 2개의 소공(316)이 형성되어 있다. 캠기어(360b)의 스토퍼 홀(365)에는 스프링(366)과 함께 스토퍼 볼(367)이 삽입되고, 소공(316)은 그 스토퍼 볼(367) 보다 직경이 작다. 소공(316)의 2개소 위치는 전술한 조작레버(364)에 의한 캠기어(360b)의 초기 위치와 조작 위치에 대응되며, 각 위치에서 스토퍼 볼(367)을 구속하여 캠기어(360b)가 임의로 회전 요동하지 못하게 한다. 이와 같이 캠기어(360b)를 각 위치에서 구속하며, 자석홀더(340)를 상승 또는 하강 위치에서 유지시킬 수 있고, 따라서 운반이나 보관시 자석홀더(340)의 임의 하강에 의해 다른 물체를 끌어 당겨 흡착하는 것을 방지할 수 있다.

다음의 도 13 이하는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 이른 바 푸쉬랙 연동형으로 조작되는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치에 관한다.

도 13에 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치(400)는 케이싱(410,420), 4개의 자석(430), 그리고 케이싱 전면측 개구 부(415)를 통해 돌출한 랙버튼(472)을 포함한 조작수단으로 이뤄지고, 가상선 도시와 같은 실습 기자재 밑에 부착 결합 사용가능하다.

도 14를 참조하면, 케이싱(410,420)은 비자성체인 합성수지 사출성형물이고 상자 모양인 케이싱 본체(410)와 덮개(420)로 이루어진다. 케이싱 본체(410)와 덮개(412)는 각 모퉁이 측 모서리 부분 안쪽에 형성된 볼트체결용 구멍(414,423)을 통해 별도의 볼트 요소(도 13에 도시되고 부호는 생략됨)로 상호 체결되며, 덮개(420)에 형성된 다른 볼트체결용 구멍(424)을 통해서 전술한 도 13에 가상선으로 도시된 바와 같은 기자재와 체결될 수 있다. 케이싱 본체(410)의 바닥면에 형성된 자석창(411)은 앞의 실시예들에 있어서의 그것들과 같다. 케이싱 본체(410)의 내부 바닥에 형성된 2개의 기어 지지부(412)와 이에 대응한 위치의 덮개(420) 내측 천장 면에 형성된 기어 지지부(421)는 전술한 조작수단을 구성하는 좌우 대칭한 2개의 캠기어(460a,460b)를 수용하여 회전가능하게 지지하기 위한 것이며, 그 전방측인 케이싱 본체(310)의 전면부를 절결하여 형성된 개구부(415)는 좌우 2개의 캠기어(460a,460b) 사이에 개재된 푸쉬랙(470) 전단의 조작버튼(472)을 누름 조작할 수 있게 외부로 돌출시키기 위한 것이다. 또한 케이싱 본체(410)의 각 모퉁이 부근에 형성된 완충 지지부(417)는 도 18과 같은 별도의 완충 겸 미끄럼 방지구(490)를 끼워서 지지하기 위한 것이며, 이것은 앞의 두 번째 실시예와 실질적으로 동일하다. 또한 케이싱 본체(410)의 기어 지지부(412) 사이에 돌출한 돌기(419)는 후술하는 푸쉬랙(470)의 슬라이드 이동을 안내하면서 그 좌우 양측 래크부(471)와 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)의 각 기어부(462)가 맞물려 연동할 때 휨 변형 등을 방지하여 안정적인 기어 연동을 꾀하기 위한 것이다. 한편, 덮개(420)의 천장면 중심부에 형성된 안내기둥(425)은 자석홀더(440)의 안내구멍(444)에 삽입되는 부분으로 그 자석홀더(440)의 승강을 안내하기 위한 것이다(도 16 참조).

4개의 자석(430)은, 앞의 실시예들처럼, 고자력 희토류 자석을 사용하고, 요크(450)와 함께 자석홀더(440)에 지지된다. 이 자석홀더(440)는 케이싱 본체(410)에 맞추어 앞의 실시들과는 다른 모양이고, 상기 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)에 대응한 캠연동 지지부(442)와 상기 덮개(420)에 형성된 안내기둥(425)을 관통시키는 안내구멍(444)이 형성된 것 외에는 자석설치구멍(441) 등 앞의 실시예들과 마찬가지로 구성된다. 여기서 캠연동 지지부(342)는 후술하는 바와 같은 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)의 각 축부(461)를 통과시키는 동시에 그 축부(461) 주위에 형성되는 캠부(463)와의 연동을 위해 형성된 것이고, 가운데의 안내구멍(444)은 상기 덮개(420)에 형성된 안내기둥(425)을 끼워서 그 승강작동시 안내 받기 지지하기 위한 것이다.

좌우 2개의 캠기어(460a,460b)와 푸쉬랙(470)은 전술한 자석홀더(440)의 캠연동 지지부(442)와 함께 전술한 조작수단으로서 구비된다. 2개의 캠기어(460a,460b)는 각각 축부(461)와 기어부(462) 및 캠부(463)로 이루어지고, 좌우가 서로 대칭한 모양으로 된다. 2개의 캠기어(460a,460b) 사이에 개재된 푸쉬랙(470)은 좌우 양측에 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)의 각 기어부(462)와 연결되는 래크부(471)와 전단에 형성되고 케이싱 본체(410)의 개구부(415) 밖으로 돌출하는 조작버튼(472)을 가진다. 즉, 조작버튼(472)을 누르거나 당기는데 따라 푸쉬 랙(470)이 전진 또는 후진하게 되고 와 동시에 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)가 서로 반대방향으로 회전 요동하게 된다. 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)의 각 캠부(463)는 좌우가 대칭한 것 외에 앞의 두 번째 실시예에 의한 것과 실질적으로 동일하며, 따라서 그 회전에 따라 자석홀더(440)에 형성된 캠연동 지지부(442)가 승강된다.

케이싱 덮개(420)의 스프링지지부(422)와 자석홀더(440) 사이에 개재되는 2개의 스프링(480)은 앞의 실시예들의 경우와 마찬가지다.

본 실시예에 따른 클램핑장치(400)의 초기 상태는 도 15의 실선 도시와 같으며, 이러한 초기 상태에서는 도 16에 나타낸 바와 같이 자석홀더(440)가 하강하여 4개의 자석(430)이 케이싱 본체(410)의 자석창(411)에 위치된다. 따라서 이와 같은 초기 상태에서 클램핑장치(400)가 실습판인 철판(100)의 원하는 위치에 놓이면 그 순간 도 17에 나타난 바와 같이 케이싱 본체(410)의 자석창(411)에 위치된 4개의 자석(430)이 철판(100)을 흡착하여 그 위치에 고정되어진다.

이후, 케이싱 본체(410) 전면에 개구부(415)를 통해 외부로 돌출한 조작버튼(470)을 초기 위치에서 도 15의 가상선(1점쇄선)으로 나타낸 조작 위치로 누르면, 푸쉬랙(470)이 전진하고 이와 동시에 좌우 2개의 캠기어9460a,460b)가 서로 반대 방향으로 회전된다. 이러한 좌우 2개의 캠기어(460a,460b)의 회전에 따라 캠부(463)와 캠연동 지지부(442)의 캠 작용에 의해 자석홀더(440)가 상승하게 되고, 자석(430)이 강제로 들어 올려져 철판(100)에 대한 그 흡착력이 약화된다. 따라서 도 17에 가상선으로 나타낸 바와 같이 클램핑장치(400) 전체를 들어 올려서 철 판(100)으로부터 분리할 수 있다.

다시 조작버튼(472)을 당겨주면 상기 자석홀더(440)가 하강하고 4개의 자석(430)이 케이싱 본체(410)의 자석창(411)에 위치하여 재차 철판(100)을 흡착할 수 있는 초기 상태로 된다.

도 18을 참조하면, 앞의 실시예들과 마찬가지로 케이싱 본체(410)의 완충 지지부(417)에 완충 겸 미끄럼 방지구(490)는 철판(100)에 대한 자석 흡착시시와 그 이후의 외부 충격을 흡수하고 또 실연중 미끄러짐을 방지한다.

이상의 실시예들에 있어서, 4개의 자석이 구비된 것이 설명되었으나, 그보다 많게 또는 적은 수가 사용될 수 있으며, 이에 따라 전술한 각 실시예에 있어서의 자석창과 자석홀더는 그리고 각 조작수단 또한 적절히 변경될 수 있다.

각 실시예들의 조작수단을 구현함에 있어서는, 예컨대 전술한 두 번째 실시예에 있어서의 기어트레인의 경우, 한 개의 캠기어만으로도 가능하고, 또 아이들러 없이 세 번째 실시예에 의한 전후 2개의 캠기어를 직접 맞물리는 구성으로도 대체가능하다.

이와 같이 본 발명은 이상의 실시예들에 의한 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구범위에 기재된 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 다른 형태로의 변형 또는 변용하는 실시가 가능할 것이다.

도 1은 종래의 실습 기자재용 실습판과 클램핑장치에 의한 배치예를 개략적으로 나타낸 평면도,

도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치의 외관을 보인 사시도,

도 3은 도 2에 보인 클램핑장치를 분해한 사시도,

도 4는 도 2에 보인 클램핑장치의 동작을 나타낸 종단면도,

도 5는 도 2에 보인 클램핑장치의 부분 단면도,

도 6은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치의 외관을 보인 사시도,

도 7은 도 6에 보인 클램핑장치를 분해한 사시도,

도 8은 도 6에 보인 클램핑장치 케이싱 내 일부 요소의 배치와 동작을 나타낸 평면도,

도 9는 도 6에 표시된 Ⅸ-Ⅸ 선상에서의 구조와 동작을 나타낸 단면도,

도 10은 도 6에 표시된 Ⅹ-Ⅹ 선상에서의 구조와 동작을 보인 단면도,

도 11은 도 6에 표시된 ⅩⅠ- ⅩⅠ선상에서의 구조를 보인 부분 단면도,

도 12는 도 6에 표시된 ⅩⅡ- ⅩⅡ선상에서의 구조를 보인 부분 단면도,

도 13은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치의 외관을 보인 사시도,

도 14는 도 13에 보인 클램핑장치를 분해한 사시도,

도 15는 도 13의 클램핑장치 케이싱 내 일부 요소의 배치와 동작을 나타낸 평면도,

도 16은 도 13에 표시된 ⅩⅥ-ⅩⅥ 선상에서의 구조와 동작을 나타낸 단면도,

도 17은 도 13에 표시된 ⅩⅦ-ⅩⅦ 선상에서의 구조와 동작을 보인 단면도,

도 18은 도 13에 표시된 ⅩⅧ-ⅩⅧ 선상에서의 구조를 보인 부분 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 철판

210,310,410: 케이싱 본체

211,311,411: 자석창

230,330,430: 자석

240,430,440: 자석홀더

250,350,450: 요크

260: 조작레버

360a,360b,460a,460b: 캠기어

470: 푸쉬랙

Claims

삭제
실습 기자재들을 철판 상의 임의 위치에 배치 및 고정하기 위한 것으로서, 상기 철판을 흡착하는 자력을 보유하도록 착자된 자석, 철판에 흡착된 자석을 그 철판으로부터 떼어내는 조작을 위한 조작수단, 상기 각 기자재에 고정 부착될 수 있고 상기 자석과 조작수단을 보유하는 케이싱, 상기 자석을 지지하여 상기 케이싱 내에서 상기 조작수단에 의해 승강되는 자석홀더를 포함하며, 상기 조작수단으로서 상기 케이싱에 회전요동가능하게 지지되어 외부에서 누름조작이 가능하고 그 누름 조작에 따라 상기 자석홀더를 들어 올리게 된 조작레버가 구비된 것을 특징으로 하는 실습 기자재용 실습 기자재용 클램핑장치.
실습 기자재들을 철판 상의 임의 위치에 배치 및 고정하기 위한 것으로서, 상기 철판을 흡착하는 자력을 보유하도록 착자된 자석, 철판에 흡착된 자석을 그 철판으로부터 떼어내는 조작을 위한 조작수단, 상기 각 기자재에 고정 부착될 수 있고 상기 자석과 조작수단을 보유하는 케이싱, 상기 자석을 지지하여 상기 케이싱 내에서 상기 조작수단에 의해 승강되는 자석홀더를 포함하며, 상기 조작수단으로서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 지지되고 그 회전에 따라 수직 변위를 갖는 캠부를 가지며 케이싱 외부로 돌출하여 회전 조작이 가능한 조작레버가 달린 캠기어, 그리고 상기 자석홀더에 형성된 캠연동부가 구비되어, 상기 조작레버를 회전 조작하는데 따라 상기 캠부와 캠연동부에 의해 상기 자석홀더가 상기 케이싱 바닥면에 대해 승강하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.
실습 기자재들을 철판 상의 임의 위치에 배치 및 고정하기 위한 것으로서, 상기 철판을 흡착하는 자력을 보유하도록 착자된 자석, 철판에 흡착된 자석을 그 철판으로부터 떼어내는 조작을 위한 조작수단, 상기 각 기자재에 고정 부착될 수 있고 상기 자석과 조작수단을 보유하는 케이싱, 상기 자석을 지지하여 상기 케이싱 내에서 상기 조작수단에 의해 승강되는 자석홀더를 포함하며, 상기 조작수단으로서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 지지되고 그 회전에 따라 수직 변위를 갖는 캠부 및 기어부를 가지는 캠기어, 상기 케이싱 내에 직선운동 가능하게 지지되고 그 직선운동으로 상기 캠기어를 회전시키도록 그 기어부와 연결되는 래크부 및 상기 케이싱 외부로 돌출하여 누름조작이 가능한 조작버튼을 가지는 푸쉬랙, 그리고 상기 자석홀더에 형성된 캠연동부가 구비되어, 상기 조작버튼을 누름 조작하는데 따라 상기 캠부와 캠연동부에 의해 상기 자석홀더가 케이싱 바닥면에 대해 승강하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.
청구항 2 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱에 상기 자석을 외부에 노출 또는 돌출시키기 위한 자석창이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.
청구항 2 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자석으로부터 외부로의 누설자속을 차단하기 위한 요크가 구비된 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.
청구항 2 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자석홀더를 항상 케이싱 바닥을 향해 누르는 탄력을 보유한 스프링이 구비된 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.
청구항 2 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱 바닥에 설치되어 외부의 충격을 흡수하고 미끄러짐을 방지하기 위한 완충 겸 미끄럼 방지구가 구비된 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.
청구항 2 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자석이 간격을 두고 설치되는 둘 이상으로 구비된 것을 특징으로 하는 자석을 이용하는 실습 기자재용 클램핑장치.