KR101367797B1

KR101367797B1 - 영구자석 제조용 이방화 장치

Info

Publication number: KR101367797B1
Application number: KR1020130039074A
Authority: KR
Inventors: 김준우
Original assignee: 세아씰텍(주)
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-02-28

Abstract

본 발명에서 제공하는 영구자석 제조용 이방화 장치는 상면에 자석부착부품이 안착되기 위한 부품안착부가 마련되고, 상기 자석부착부품을 상방으로 탈형시키기 위한 하형코어가 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 하형금형; 상기 하형금형의 상면을 개폐시키도록 상기 하형금형의 상측에 수직방향으로 이동하도록 설치되고, 상기 자석부착부품 상에 위치하는 이방화 재료가 이방화에 의해 고무자석으로 압축 성형되기 위한 성형공간을 상기 하형금형과 함께 형성하도록 저면에 성형홈이 형성되는 상형금형; 및 상기 성형홈의 직상방에 위치하도록 상기 상형금형의 내부에 설치되고, 이방화에 필요한 자장을 형성하는 영구자석을 포함한다. 따라서 본 발명은 이방화를 위한 자장 형성을 위해 영구자석을 사용함으로써 장치의 컴팩트화가 용이하도록 하되, 이방화 재료과 다른 부품의 동시 압축이 가능하도록 하여 복합 재료의 제조를 용이하도록 하고, 영구자석과 이방화 재료의 수직 배열로 인해 이방화 재료의 두께가 감소하더라도 이방화 효율 저하를 방지하도록 하며, 제품의 탈형을 위한 스트로크 동작을 최소화할 수 있도록 하여 탈형 과정이 손쉽게 이루어지도록 하여 생산성 향상에 기여한다.

Description

영구자석 제조용 이방화 장치{MAGNETIC ALIGNMENT APPARATUS FOR MANUFACTURING PERMANENT MAGNET}

본 발명은 영구자석 제조용 이방화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이방화를 위한 자장 형성을 위해 영구자석을 사용함과 아울러, 이방화 재료와 다른 부품의 동시 압축이 가능하도록 구성된 영구자석 제조용 이방화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 영구자석의 제조를 위하여, 압축성형법과 사출성형법이 사용되고 있다. 여기서 압축성형법은 이방화 재료를 자장 내에서 압축 성형에 의해 이방화시킴으로써 영구자석을 제조하게 되고, 사출성형법은 이방화 재료를 사출하여 성형하되, 자장에 의해 이방화시킴으로써 영구자석을 제조하게 된다.

종래의 영구자석 제조 장치는 이방화를 위하여 자장코일을 사용하는 경우, 이방화 효율의 증대에 한계를 가지고, 장치의 크기가 커지게 되어, 최근에는 이방화를 위한 자장 형성을 위하여 영구자석이 사용되고 있다.

이와 같이 영구자석의 제조에 관한 기술로는 일본 특개평8-186046호의 "이방성 자석의 성형 방법 및 그 성형 장치"가 있으며, 이는 금형의 소정 위치에 소정 형상의 영구자석을 배치시켜 압축성형을 실시하는 이방성 성형 장치에 있어서, 상기 영구자석이 상기 금형의 소정 위치에 이동 가능하게 설치된다.

이와 같은 종래의 이방성 자석의 성형 장치는 이방화를 위한 자장 형성을 위하여 영구자석을 사용하는 점에서 자장코일을 사용하는 것에 비하여 장치의 크기를 줄일 수 있는 이점을 가진다.

그러나 종래의 이방성 자석의 성형 장치는 펀치와 성형실의 구조로 인해, 이방화 재료를 다른 부품과 함께 동시에 압축시키고자 하는 경우, 이러한 부품의 장착을 가능하게 하는 구성과 이러한 부품이 펀치로부터 간섭되지 않도록 하는 구성이 전혀 개시되어 있지 않아 이방화 재료를 포함하는 복합 재료의 압축 성형에 적용하기 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.

또한 종래의 이방성 자석의 성형 장치는 이방화 재료와 영구자석이 수평으로 배열됨으로써 이방화 재료의 두께가 감소할수록 이방화 효율 증대에 불리하게 되는 문제점을 가지고 있었다.

또한 종래의 이방성 자석의 성형 장치는 탈형 과정이 복잡하여 생산성을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이방화를 위한 자장 형성을 위해 영구자석을 사용함으로써 장치의 컴팩트화가 용이하도록 하되, 이방화 재료와 다른 부품의 동시 압축이 가능하도록 하여 복합 재료의 제조를 용이하도록 하고, 이방화 재료의 두께가 감소하더라도 이방화 효율 저하를 방지하도록 하며, 탈형 과정이 손쉽게 이루어지도록 하여 생산성 향상이 기여하도록 하는 영구자석 제조용 이방화 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서 제공하는 영구자석 제조용 이방화 장치는 상면에 자석부착부품이 안착되기 위한 부품안착부가 마련되고, 상기 자석부착부품을 상방으로 탈형시키기 위한 하형코어가 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 하형금형; 상기 하형금형의 상면을 개폐시키도록 상기 하형금형의 상측에 수직방향으로 이동하도록 설치되고, 상기 자석부착부품 상에 위치하는 이방화 재료가 이방화에 의해 고무자석으로 압축 성형되기 위한 성형공간을 상기 하형금형과 함께 형성하도록 저면에 성형홈이 형성되는 상형금형; 및 상기 성형홈의 직상방에 위치하도록 상기 상형금형의 내부에 설치되고, 이방화에 필요한 자장을 형성하는 영구자석을 포함한다.

상기 하형금형은 상기 상형금형의 하측에 설치되는 하형의 중심부에 상기 하형코어가 슬라이딩 가능하도록 설치되고, 상기 부품안착부가 상기 하형코어의 둘레에 위치하도록 상기 하형의 상면에 형성되며, 상기 하형코어의 상면 가장자리에 상기 부품안착부에 안착된 자석부착부품의 일부가 수용되기 위한 수용홈이 형성됨이 바람직하다.

상기 상형금형은 상기 하형코어와 수직방향으로 일렬로 배열되고, 상기 영구자석이 외주면 둘레를 따라 설치되는 축부재; 상기 축부재를 상기 영구자석과 함께 감싸도록 결합되는 상형; 상기 상형의 하부에 결합되고, 하면에 상기 성형홈이 링 형상으로 형성되는 상형코어; 상기 영구자석의 상측에 위치하여 상기 영구자석의 자계를 차폐하도록 상기 축부재의 둘레에 설치되는 차폐부재; 및 상기 차폐부재의 하면에 설치되고, 상기 영구자석이 고정되는 고정부재를 포함함이 바람직하다.

상기 상형코어는 티타늄 재질로 이루어지고, 상기 축부재가 장착되도록 중심부에 장착홀이 형성되며, 상기 영구자석이 삽입되도록 상면에 삽입홈이 형성됨이 바람직하다.

상기 영구자석은 사마륨 자석으로 이루어지고, 링 형상을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 이방화를 위한 자장 형성을 위해 영구자석을 사용함으로써 장치의 컴팩트화가 용이하도록 하되, 이방화 재료와 다른 부품의 동시 압축이 가능하도록 하여 복합 재료의 제조를 용이하도록 한다.

둘째, 영구자석과 이방화 재료의 수직 배열로 인해 이방화 재료의 두께가 감소하더라도 이방화 효율 저하를 방지하도록 한다.

셋째, 제품의 탈형을 위한 스트로크 동작을 최소화할 수 있도록 하여 탈형 과정이 손쉽게 이루어지도록 하여 생산성 향상에 기여한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치의 상형 금형 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치의 탈형 과정을 설명하기 위한 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치(100)는 압축성형장치에 상하로 각각 설치되는 하형금형(110) 및 상형금형(120), 그리고 상형금형(120) 내에 설치되는 영구자석(130)을 포함한다.

하형금형(110)은 상면에 자석부착부품(20)이 안착되기 위한 부품안착부(112a)가 마련되고, 자석부착부품(20)을 상방으로 탈형시키기 위한 하형코어(111)가 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다.

하형금형(110)은 상형금형(120)의 하측에 대향되도록 설치되는 하형(112)의 중심부에 하형코어(111)가 슬라이딩 가능하도록 설치되고, 부품안착부(112a)가 하형코어(111)의 둘레에 위치하도록 하형(112)의 상면에 형성되며, 하형코어(111)의 상면 가장자리에 부품안착부(112a)에 안착된 자석부착부품(20)의 일부가 수용되기 위한 수용홈(111a)이 형성된다.

하형코어(111)는 압축성형장치에서 제품의 탈형을 위하여 유압이나 공압으로 동작하는 실린더에 의해 구동하거나 모터 등에 의해 구동하는 이젝트구동부(미도시)에 연결되고, 이젝트구동부의 구동에 의해 상방으로 이동하여 수용홈(111a) 내에 위치하는 자석부착부품(20)의 일부를 상방으로 밀어냄으로써 자석부착부품(20)과 함께 이방화를 마친 고무자석(10A; 도 3에 도시)이 상방으로 분리되도록 한다. 여기서 하형코어(111)는 하형(122)에 형성된 슬라이딩결합홀(112b) 내에서 정해진 범위 내에서 상하로 이동하도록 설치된다.

한편, 이방화 재료(10)는 이방화에 의해 영구자석, 예컨대 고무자석을 제조하기 위한 원재료로서, 고무자석을 이루게 되는 고형물일 수 있고, 본 발명에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치(100)에 의해 이방화와 압축에 의해서 원하는 자장을 발생시키는 고무자석으로서 제조될 수 있으며, 제조를 마치면 자석부착부재(20) 상에 부착되어 자동차에서 ABS 브레이크의 구성부품으로 사용될 수 있고, N극과 S극의 자장으로 브레이크를 잡아주는 기능을 수행할 수 있다. 또한 이방화 재료(10) 및 자석부착부품(20)은 상기한 바와 달리 다양한 재질 및 구조로 이루어져서, 이방화 및 압축 성형 후 다양한 기능을 구현하는데 사용되는 부품으로 제품화될 수 있다.

상형금형(120)은 하형금형(110)의 상면을 개폐시키도록 하형금형(110)의 상측에 수직방향으로 이동하도록 설치되고, 자석부착부품(20) 상에 위치하는 이방화 재료(10)가 이방화에 의해 고무자석(10A; 도 3에 도시)으로 압축 성형되기 위한 성형공간을 하형금형(110)과 함께 형성하도록 저면에 성형홈(123a)이 형성된다.

상형금형(120)은 압축성형장치에 마련된 압축구동부(미도시)에 의해 수직방향으로 상하 운동을 함으로써 하형금형(110)의 상면을 개폐시키도록 하되, 부품안착부(112a) 내의 자석부착부품(20) 상에 놓여진 이방화 재료(10)를 압축 성형하도록 한다. 여기서 압축구동부는 유압 또는 공압으로 동작하는 실린더를 포함하여 실린더의 왕복 행정에 의해 상형금형(120)을 정해진 위치로 상승 및 하강시킨다. 또한 상형금형(120)은 축부재(121), 상형(122), 상형코어(123) 차폐부재(124) 및 고정부재(125)를 포함할 수 있다.

축부재(121)는 하형코어(111)와 수직방향으로 일렬로 배열되고, 영구자석(130)이 외주면 둘레를 따라 설치되며, 일례로 압축성형장치의 압축구동부(미도시)에 연결될 수 있고, 나트륨과 칼륨의 이원합금인 NaK 재질로 제조될 수 있다.

상형(122)은 축부재(121)를 영구자석(130)과 함께 감싸도록 결합되고, 스테인레스스틸 재질을 비롯하여 다양한 금속이나 금속합금으로 제조될 수 있다.

상형코어(123)는 이방화 재료(10)의 성형을 수행하도록 하는 부재로서, 상형(122)의 하부에 결합되고, 하면에 성형홈(123a)이 부품안착부(112a)에 상응한 링 형상으로 형성된다. 또한 상형코어(123)는 티타늄 재질로 이루어질 수 있고, 축부재(121)가 장착되도록 중심부에 장착홀(123b)이 형성될 수 있으며, 영구자석(130)의 하단이 삽입되도록 상면에 삽입홈(123c)이 형성될 수 있고, 이로 인해 장치(100)의 컴팩트화에 기여하도록 한다.

차폐부재(124)는 영구자석(130)의 상측에 위치하여 영구자석(130)의 자계를 차폐하도록 함으로써 하방으로 고효율의 자장 형성에 유리하도록 축부재(121)의 둘레에 설치된다. 또한 차폐부재(124)는 일례로 링형태의 원판으로 이루어지도록 스테인레스스틸 재질로 제작될 수 있다.

고정부재(125)는 차폐부재(124)의 하면에 설치되고, 영구자석(130)이 하면에 고정되도록 하고, 일례로 탄소강으로 제작될 수 있다.

영구자석(130)은 성형홈(123a)의 직상방에 위치하도록 상형금형(120)의 내부에 설치되고, 이방화에 필요한 자장을 형성하도록 한다. 영구자석(130)은 본 실시예에서처럼 잔류자속밀도와 보자력이 매우 높은 사마륨(samarium) 자석으로 이루어지도록 함으로써 이방화 효율 증진에 크게 기여하고, 온도에 대한 안정성이 높아 높은 온도에서 자력 손실없이 강한 자장을 발생시키도록 한다. 영구자석(130)은 본 실시예에서처럼 축부재(121)의 둘레를 따라 연속적으로 설치됨으로써 성형홈(123a)의 형상과 상응하는 형상을 가지도록 링 형상을 가질 수 있고, 다른 예로서 축부재(121)의 둘레를 따라 다수개가 간격을 두고서 배열됨으로써 비연속적으로 설치될 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치(100)에 의해서, 이방화 재료(10)에 대한 이방화와 압축에 의해 고무자석의 제조를 위하여, 먼저 도 2에 도시된 바와 같이 압축성형장치의 압축구동부(미도시)에 의해 상형금형(120)이 하형금형(110)으로부터 상방으로 이동하여 정해진 위치에 정지하면, 부품안착부(112a)에 자석부착부품(20)을 위치시킴과 아울러, 자석부착부품(20) 상에 이방화 재료(10)를 위치시킨다. 그런 다음 압축구동부(미도시)의 구동에 의해 상형금형(120)을 하강시킴으로써 이방화 재료(10)를 압축시키는데, 이때 영구자석(130)으로부터 발생되는 자장에 의해 이방화 재료(10)를 이방화시킴으로써 고무자석(10A; 도 3에 도시)으로 제조하게 된다. 이 과정에서 고무자석(10A)은 재질적인 특성과 압축에 의해 자석부착부품(20)에 압착되어 부착될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이방화 재료(10; 도 1 및 도 2에 도시)에 대한 이방화 및 압축을 마침으로써 제조된 고무자석(10)은 압축성형장치의 이젝트구동부(미도시)에 의해 하형코어(111)가 상방으로 이동함으로써 상방이 개방된 하형(112)으로부터 자석부착부품(20)과 함께 이젝트된다.

이와 같은 본 발명에 따른 영구자석 제조용 이방화 장치(100)는 이방화를 위한 자장 형성을 위해 영구자석(130)을 사용함으로써 컴팩트화가 용이하도록 하되, 이방화 재료(10)와 다른 부품, 예컨대 자석부착부품(20)의 동시 압축이 가능하도록 하여 복합 재료의 제조를 용이하도록 한다. 또한 영구자석(130)과 이방화 재료(10)의 수직 배열로 인해 이방화 재료(10)의 두께, 예컨대 10~15mm 이하로 감소하더라도 영구자석(130)과 대향되는 이방화 재료(10)의 평면적인 영역은 줄지 않아 이방화 효율의 저하를 방지하게 된다. 또한 하형코어(111)에서 자석부착부품(20)의 일부, 예컨대 자석부착부품(20)의 수직부분이 수용되는 수용홈(111a)을 형성함으로써, 하형코어(111)가 상방으로 이동시 자석부착부품(20)이 고무자석(10A)과 함께 상방으로 정확하게 분리되고, 제품인 고무자석(10A)의 탈형을 위한 하형코어(111)의 스트로크 동작을 최소화할 수 있도록 하여 탈형 과정이 손쉽게 이루어지도록 하며, 생산성 향상에 기여한다.

10 : 이방화 재료 10A : 고무자석
20 : 자석부착부품 110 : 하형금형
111 : 하형코어 111a : 수용홈
112 : 하형 112a : 부품안착부
112b : 슬라이딩결합홀 120 : 상형금형
121 : 축부재 122 : 상형
123 : 상형코어 123a : 성형홈
123b : 장착홀 123c : 삽입홈
124 : 차폐부재 125 : 고정부재
130 : 영구자석

Claims

상면에 자석부착부품이 안착되기 위한 부품안착부가 마련되고, 상기 자석부착부품을 상방으로 탈형시키기 위한 하형코어가 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 하형금형;
상기 하형금형의 상면을 개폐시키도록 상기 하형금형의 상측에 수직방향으로 이동하도록 설치되고, 상기 자석부착부품 상에 위치하는 이방화 재료가 이방화에 의해 고무자석으로 압축 성형되기 위한 성형공간을 상기 하형금형과 함께 형성하도록 저면에 성형홈이 형성되는 상형금형; 및
상기 성형홈의 직상방에 위치하도록 상기 상형금형의 내부에 설치되고, 이방화에 필요한 자장을 형성하는 영구자석;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 제조용 이방화 장치.
청구항 제1항에 있어서, 상기 하형금형은,
상기 상형금형의 하측에 설치되는 하형의 중심부에 상기 하형코어가 슬라이딩 가능하도록 설치되고, 상기 부품안착부가 상기 하형코어의 둘레에 위치하도록 상기 하형의 상면에 형성되며, 상기 하형코어의 상면 가장자리에 상기 부품안착부에 안착된 자석부착부품의 일부가 수용되기 위한 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 제조용 이방화 장치.
청구항 제2항에 있어서, 상기 상형금형은,
상기 하형코어와 수직방향으로 일렬로 배열되고, 상기 영구자석이 외주면 둘레를 따라 설치되는 축부재;
상기 축부재를 상기 영구자석과 함께 감싸도록 결합되는 상형;
상기 상형의 하부에 결합되고, 하면에 상기 성형홈이 링 형상으로 형성되는 상형코어;
상기 영구자석의 상측에 위치하여 상기 영구자석의 자계를 차폐하도록 상기 축부재의 둘레에 설치되는 차폐부재; 및
상기 차폐부재의 하면에 설치되고, 상기 영구자석이 고정되는 고정부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 제조용 이방화 장치.
청구항 제3항에 있어서, 상기 상형코어는,
티타늄 재질로 이루어지고, 상기 축부재가 장착되도록 중심부에 장착홀이 형성되며, 상기 영구자석이 삽입되도록 상면에 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 제조용 이방화 장치.
청구항 제1항 내지 청구항 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영구자석은,
사마륨 자석으로 이루어지고, 링 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 영구자석 제조용 이방화 장치.