KR101430152B1 - 전자석 척 및 이 전자석 척의 몰딩 방법 - Google Patents

전자석 척 및 이 전자석 척의 몰딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자석 척에 관한 것으로, 상면에 장착부가 형성되고 일측면에 전기커넥터가 설치된 로딩 스테이션과, 상기 장착부에 매트릭스 형태로 배열되어 전기커넥터를 통해 공급된 전류에 의해 자성을 유도하거나 유도된 자성이 해제되는 마그네틱 블록을 포함하되, 상기 마그네틱 블록은 상기 전기커넥터와 전기적으로 연결된 자화용 코일이 감기는 보빈과, 상기 보빈의 내부에 설치되며 중심에 중공 홀이 형성되고 상기 중공 홀을 중심으로 좌우반체로 이루어진 가동자석과, 상기 보빈의 상부에 설치되며 측면에 자석 띠가 부착되며 저면에 가동자석의 중공 홀에 삽입되는 축두가 형성된 된 자기유도부 및 상기 자기유도부의 축두에 제 1 고정 홀이 형성되고, 상기 로딩 스테이션의 저면에서 가동자석의 중공 홀을 지나 제 1 고정 홀과 나사 체결되는 제 1 체결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 척이 개시된다. 이로부터, 로딩 스테이션의 저면을 관통하는 제 1 체결 부재에 의해 보빈과 가동자석 및 자기유도부가 일체로 고정되기 때문에 마그네틱 블록의 간단한 구조를 갖고 부품 수가 감소되어 마그네틱 블록의 가공 및 조립 또는 분해를 쉽고 빠르게 실시할 수 있게 된다.

Description

전자석 척 및 이 전자석 척의 몰딩 방법{MAGNETIC CHUCK AND MOLDING METHOD OF MAGNETIC CHUCK}
본 발명은 전자석 척 및 이 전자석 척의 몰딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로딩 스테이션의 저면을 관통하는 제 1 체결 부재가 보빈과 가동자석 및 자기유도부를 고정하기 때문에 마그네틱 블록의 구조가 간단하고 부품 수가 감소되어 마그네틱 블록의 가공 및 조립을 쉽고 빠르게 실시할 수 있는 전자석 척 및 상기 전자석 척의 몰딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계의 척은 공작기계의 테이블에 설치되어 공작물을 고정하는 부속장치로서, 보통척, 에어척, 콜릿척(collet chuck) 등이 있으며, 자석을 이용하여 테이블에 설치되고 공작물을 부착하여 가공할 수 있는 전자석 척이 있다.
여기서, 전자석 척은 전원을 인가받아 별도의 부재를 사용하지 않고서도 손쉽게 공작물을 부착할 수 있으며, 최근에는 알니코 자석과 희토류(네오디움 및 페라이트)자석을 조합한 전자석 척이 제안되었으며, 이러한 전자석 척은 상당히 큰 자력이 발생하므로, 자기장에 의하여 공작물을 고정하는 기능이 매우 우수하다. 상기와 같은 종래의 전자석 척을 도 1 및 도 2에 의거하여 설명한다.
도 1은 종래의 전자석 척을 나타낸 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 종래의 전자석 척(10)은 로딩 스테이션(20) 및 로딩 스테이션(20) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 마그네틱 블록(30, 혹은 마그네틱 폴)을 포함한다. 또한, 상기 전자석 척(10)은 로딩 스테이션(20)을 회전 가능하게 지지하는 지지 테이블(12)을 더 포함할 수 있다.
상기 로딩 스테이션(20)은 상부면(22)을 포함하고, 상기 상부면(22)에는 다수의 마그네틱 블록(30)이 장착되는 다수의 장착부(24)가 매트릭스 형태로 배열되어 오목하게 형성된다. 그리고, 상기 로딩 스테이션(20)의 일측면에는 전기커넥터(29)가 마련된다.
상기 전기커넥터(29)는 전자석 척(10)을 작동시키기 위한 컨트롤러(미도시)와 연결되는데, 이러한 전기커넥터(29)를 통해 다수의 마그네틱 블록(30)의 자성을 유도하거나 유도된 자성을 해제하기 위한 전류가 전자석 척(10)에 인가된다.
이와 같이 전류에 의해 자성이 유도되거나 또는 유도된 자성이 해제되는 마그네틱 블록(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 영구 자석부(32), 자기유도부(34), 제 2 영구 자석부(35), 상기 제 2 영구 자석부를 감싸는 보빈(37), 상기 보빈(37)의 둘레에 감기는 자화용 코일(36)로 구성된다. 이때, 상기 제 1 영구 자석부(32)에는 4개의 자석띠(60,61,62,63)가 마련된다.
또한, 상기 제 1 영구 자석부(32)는 모두 네오디뮴-철-붕소 재료로 형성되고, 제 2 영구 자석부(35)는 알루미늄-니켈-코발트 재료로 형성되며, 자기유도부(34)는 철로 형성될 수 있다.
그리고, 자화용 코일(36)은 제 2 영구 자석부(35)를 둘러싸고 로딩 스테이션(20)에 마련된 전기커넥터(29)에 전기적으로 연결된다. 각각의 자화용 코일(36)은 서로 직렬 연결되어 전기커넥터(29)에 전기적으로 연결되거나, 또는 미리 정해진 수의 자화용 코일(36)이 먼저 직렬 연결되어 그룹을 형성한 후 각 그룹은 병렬로 전기커넥터(29)에 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 자화용 코일(36)에 정방향 또는 역방향 전류가 흐를 때, 제 2 영구 자석부(35)는 감응되어 상이한 극성을 가진 N극 또는 S극을 띠며, 나아가 자기유도부(34)의 자성을 변화시킨다.
이로써 인접한 2개의 자기유도부(34) 사이에 자기장을 형성하거나 또는 자기장이 형성되지 않도록 한다. 이러한 구성을 갖는 마그네틱 블록(30)은 마그네틱 블록(30)은 로딩 스테이션(20)의 장착부(24)에 설치되며, 체결수단(38, 예컨대 볼트)을 통해 로딩 스테이션(20)의 장착부(24)에 고정된다.
한편, 전자석 척(10)은 마그네틱 블록(30)의 상부에 장착되는 확장 블록(혹은 확장 폴)(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 확장 블록(40)은 강자성체로 이루어지므로 그 아래의 마그네틱 블록(30)의 자성과 동일한 자성을 유지할 수 있다.
예컨대, N극으로 자화된 마그네틱 블록(30)의 상부에 배치된 확장 블록(40)은 N극의 자성을 띠고, S극으로 자화된 마그네틱 블록(30)의 상부에 배치된 확장 블록(40)은 S극의 자성을 띠게 된다.
이때, 상기 확장 블록(40)은 확장 블록(40)을 관통하는 체결볼트(42)를 통해 마그네틱 블록(30)의 자기유도부(34)의 상면에 체결된다. 즉, 확장 블록(40)은 볼트 결합구조로 마그네틱 블록(30)에 결합된다.
이와 같은 확장 블록(40)은 공작물과 마그네틱 블록(30) 사이에 소정의 간격을 제공하여 가공작업의 편의성을 도모하는데, 특히 공작물에 대한 구멍, 포켓, 프로파일 등의 관통작업을 위해 필요하다.
그러나, 상기와 같은 종래의 전자석 척(10)은 체결수단(38)이 자기유도부(34)의 상부에서 순차적으로 제 1 영구 자석부(32), 제 2 영구 자석부(35)를 관통한 후 로딩 스테이션(20)의 장착부(24)에 고정되는 구조를 갖기 때문에 가공 및 조립에 어려움이 있다.
즉, 전자석 척(10)을 로딩 스테이션(20)에 설치하기 위해 자기유도부(34), 제 1 영구 자석부(32), 제 2 영구 자석부(35)를 소정의 형상으로 각각 가공한 후 체결수단(38)이 관통하는 관통 홀(34a)(32a)(35a)을 별도로 가공해야 한다.
이때, 자기유도부(34), 제 1 영구 자석부(32), 제 2 영구 자석부(35)에 각각 형성되는 관통 홀(34a)(32a)(35a)의 축선이 서로 일치하지 않거나 관통 홀(34a)(32a)(35a)의 크기가 서로 다른 경우 자기유도부(34), 제 1 영구 자석부(32), 제 2 영구 자석부(35)가 정확하게 조립되지 않으므로 정밀한 가공을 필요로 한다.
또한, 상기 자기유도부(34), 제 1 영구 자석부(32), 제 2 영구 자석부(35)에 관통 홀(34a)(32a)(35a)을 가공해야 하기 때문에 부품 수의 증가에 따른 가공 시간이 증가하게 되어 전자석 척(10)의 생산성을 감소시키게 된다.
그리고, 마그네틱 블록(30)이 파손되어 작동 상에 문제가 발생하여 교체 및 수리가 필요한 경우 체결수단(38)을 해제시켜 자기유도부(34), 제 1 영구 자석부(32), 제 2 영구 자석부(35)를 모두 분리해야 하기 때문에 교체 및 수리의 작업공수가 증가하는 불편함이 있다.
또한, 종래의 마그네틱 블록(30)은 확장 블록(40)이 설치될 때 자기유도부(34)의 상면에 확장 블록(40)을 설치하기 위한 체결 홀(34b)이 관통 홀(34a)을 중심으로 다수 형성되기 때문에 자기유도부(34) 및 확장 블록(40)에 대한 체결 홀(34b)(40a)의 가공이 필요해 가공 공수의 증가로 인해 전자석 척(10)의 생산성이 감소하게 된다.
특히, 확장 블록(40)이 마그네틱 블록(30)의 자기유도부(34)의 상부에 조립되지 않고 사용되는 경우 전자석 척(10)에 부착된 공작물을 가공할 때 발생하는 스크랩 등이 자기유도부(34)에 형성된 체결 홀(34b)에 유입되며, 이렇게 자기유도부(34)의 체결 홀(34b)로 유입된 스크랩은 자기유도부(34)의 상면을 오염시키기 때문에 다른 공작물이 자기유도부(34)의 상면에 안치될 때 스크랩이 자기유도부(34)의 상면에 존재하게 됨으로써 공작물이 평탄하게 안치되지 않아 정밀한 가공을 어렵게 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마그네틱 블록이 간단한 구조를 갖도록 함으로써, 부품 수를 감소시켜 마그네틱 블록의 가공 및 조립을 쉽고 빠르게 실시할 수 있도록 하는 전자석 척을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 유입될 수 있는 체결 홀을 최소화시켜 스크랩에 의한 자기유도부의 오염을 최소화시킬 수 있는 전자석 척을 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 로딩 스테이션의 상면에 형성된 장착부에 마그네틱 블록을 안정적으로 유지시킬 수 있는 전자석 척의 몰딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 상면에 장착부가 형성되고 일측면에 전기커넥터가 설치된 로딩 스테이션과, 상기 장착부에 매트릭스 형태로 배열되어 전기커넥터를 통해 공급된 전류에 의해 자성을 유도하거나 유도된 자성이 해제되는 마그네틱 블록을 포함하되, 상기 마그네틱 블록은 상기 전기커넥터와 전기적으로 연결된 자화용 코일이 감기는 보빈과, 상기 보빈의 내부에 설치되며 중심에 중공 홀이 형성되고 상기 중공 홀을 중심으로 좌우반체로 이루어진 가동자석과, 상기 보빈의 상부에 설치되며 측면에 자석 띠가 부착되고 저면에 가동자석의 중공 홀에 삽입되는 축두가 형성된 된 자기유도부 및 상기 자기유도부의 축두에 제 1 고정 홀이 형성되고, 상기 로딩 스테이션의 저면에서 가동자석의 중공 홀을 지나 제 1 고정 홀과 나사 체결되는 제 1 체결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 척에 의해 달성된다.
여기서, 상기 가동자석은 상기 중공 홀을 중심으로 비대칭의 형상을 갖는 좌우반체로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 자기유도부는 그 상면 중앙에 제 2 고정 홀이 형성되고, 상기 제 2 고정 홀은 자기유도부의 상부에 마련되는 확장 블록을 관통하는 제 2 체결 부재와 나사체결되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 자기유도부는 측면 각각에 내측을 향하는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부 각각에 자석띠가 고정되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 로딩 스테이션의 상면에 형성된 장착부에 매트릭스 형태로 다수의 마그네틱 블록이 배열되고, 상기 로딩 스테이션의 일측면에 전기커넥터가 설치되어 상기 전기커넥터를 통해 마그네틱 블록에 전류가 공급되어 마그네틱 블록의 자성을 유도하거나 유도된 자성을 해제하는 전자석 척에 있어서, 상기 마그네틱 블록이 매트릭스 형태로 배열된 로딩 스테이션의 장착부에 함침제를 충진시켜 경화시키는 함침제 충진단계와, 상기 함침제 충진단계 후 경화된 함침제의 상부로 조형제를 충진시켜 경화시키는 조형제 충진단계 및 상기 조형제 충진단계 후 마그네틱 블록의 상면과 경화된 조형제를 평탄하게 연마하는 연마단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 척의 몰딩 방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 함침제 충진단계는 상기 마그네틱 블록의 보빈이 함침제에 완전히 잠기도록 충진시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 조형제 충진단계는 에폭시와 경화제를 4:1의 비율로 교반하여 조형제를 형성하는 조형제 형성단계와, 상기 조형제 형성단계 후 조형제를 경화된 함침제의 상부에 주입시키는 조형제 주입단계 및 상기 조형제 주입단계 후 로딩 스테이션을 오븐에 위치시킨 후 열을 가하여 조형제를 열 경화시키는 조형제 경화단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 조형제 주입단계는 상기 마그네틱 블록의 상면보다 조형제가 0.5~1㎜ 높게 충진되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전자석 척에 의하면, 로딩 스테이션의 장착부에 보빈과 가동자석 및 자기유도부가 안치되어 로딩 스테이션의 저면을 관통하는 제 1 체결 부재에 의해 보빈과 가동자석 및 자기유도부가 일체로 고정되기 때문에 마그네틱 블록이 간단한 구조를 갖고 부품 수가 감소되어 마그네틱 블록의 가공 및 조립을 쉽고 빠르게 실시할 수 있게 된다.
또한, 상기 자기유도부의 상면 중앙에 제 2 고정 홀이 형성되고 상기 제 2 고정 홀에 확장 블록을 관통하는 제 2 체결 부재가 나사 체결되어 고정되기 때문에 제 2 고정 홀이 확장 블록에 의해 은폐되어 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 제 2 고정 홀로 유입되는 것을 차단하여 자기유도부가 오염되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 전자석 척의 몰딩 방법에 의하면, 로딩 스테이션의 상면에 형성된 장착부에 마그네틱 블록을 함침제와 조형제가 안정적으로 유지시킬 뿐만 아니라 마그네틱 블록과 블록 간에 형성된 틈새를 막아 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 로딩 스테이션의 장착부로 유입되는 것을 차단해 전자석 척의 오작동 및 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 전자석 척을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자석 척을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자석 척 중 마그네틱 블록을 확대하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전자석 척의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전자석 척 중 마그네틱 블록의 상부에 확장 블록이 설치되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전자석 척 중 마그네틱 블록의 상부에 확장 블록이 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전자석 척 중 가동자석의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전자석 척 중 자기유도부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 전자석 척의 몰딩 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 전자석 척의 몰딩 방법 중 조형제 충진단계를 나타낸 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전자석 척을 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전자석 척 중 마그네틱 블록을 확대하여 나타낸 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전자석 척의 단면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전자석 척(100)은 크게 상면에 장착부(112)가 형성되고 일측면에 전기커넥터(114)가 설치된 로딩 스테이션(110)과, 상기 장착부(112)에 매트릭스 형태로 배열되어 전기커넥터(114)를 통해 공급된 전류에 의해 자성을 유도하거나 유도된 자성이 해제되는 마그네틱 블록(120)으로 구성된다.
특히, 상기 마그네틱 블록(120)은 상기 전기커넥터(114)와 전기적으로 연결된 자화용 코일(122)이 감기는 보빈(121)과, 상기 보빈(121)의 내부에 설치되며 중심에 중공 홀(123a)이 형성되고 상기 중공 홀(123a)을 중심으로 좌우반체로 이루어진 가동자석(123)과, 상기 보빈(121)의 상부에 설치되며 측면에 자석 띠(124)가 부착되고 저면에 가동자석(123)의 중공 홀(123a)에 삽입되는 축두(125a)가 형성된 된 자기유도부(125) 및 상기 자기유도부(125)의 축두(125a)에 제 1 고정 홀(125b)이 형성되고, 상기 로딩 스테이션(110)의 저면에서 가동자석(123)의 중공 홀(123a)을 지나 제 1 고정 홀(125b)과 나사 체결되는 제 1 체결 부재(126)로 구성된다.
부연하자면, 상기 로딩 스테이션(110)은 공작기계의 테이블(미도시)에 설치되는 것으로, 상기 로딩 스테이션(110)의 상면에는 다수의 마그네틱 블록(120)이 매트릭스 형태로 배열될 수 있게 장착부(112)가 형성되며, 상기 로딩 스테이션(110)의 측면에는 마그네틱 블록(120)에 전류를 공급하기 위한 전기커넥터(114)가 형성된다.
상기 전기커넥터(114)는 컨트롤러(미도시)와 전기적으로 연결되어 아래에서 더욱 자세히 설명될 마그네틱 블록(120)의 보빈(121)에 감긴 자화용 코일(122)에 전류의 공급을 단속하여 마그네틱 블록(120)의 자성을 유도하거나 유도된 자성을 해제하게 된다.
이와 같이 로딩 스테이션(110)의 상면에 형성되는 장착부(112)는 도면에 도시된 바와 같이 단일의 영역으로 형성될 수도 있지만 경우에 따라서는 로딩 스테이션(110)의 상면에 다수의 영역으로 구획되고, 구획된 영역의 장착부(112)마다 마그네틱 블록(120)이 매트리스 형태로 배열될 수도 있을 것이다.
또한, 상기 로딩 스테이션(110)의 하부에는 로딩 스테이션(110)을 회전 가능하게 지지하는 회전 테이블(미도시)이 형성되고, 상기 회전 테이블은 공작기계의 테이블에 설치될 수도 있을 것이다.
상기와 같은 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에는 다수의 마그네틱 블록(120)이 매트릭스 형태로 배열되는데, 상기 마그네틱 블록(120)은 크게 자화용 코일(122)이 감기는 보빈(121)과, 상기 보빈(121) 내에 설치되는 가동자석(123)과, 상기 가동자석(123)의 상부에 설치되는 자기유도부(125) 및 상기 로딩 스테이션(110)의 저면에서 가동자석(123)을 관통하여 자기유도부(125)와 나사 체결되는 제 1 체결 부재(126)로 구성된다.
부연하자면, 상기 보빈(121)은 대략 중공된 원기둥의 형상을 갖고 외주면으로 자화용 코일(122)이 감기게 된다. 이때, 상기 자화용 코일(122)은 로딩 스테이션(110)의 측면에 형성된 전기커넥터(114)와 전기적으로 연결되어 상기 전기커넥터(114)를 통해 공급되는 전류가 자화용 코일(122)로 공급된다.
또한, 상기 보빈(121)의 내부에는 가동자석(123)이 설치되는데, 상기 가동자석(123)은 그 중심에 중공 홀(123a)이 형성되며, 상기 중공 홀(123a)을 중심으로 좌우반체로 이루어진다.
이러한 가동자석(123)은 바람직하게 영구자석으로 이루어져 자화용 코일(122)에 전류가 공급되면 가동자석(123)의 자기력이 증가하여 가동자석(123)의 상부에 위치하는 자기유도부(125)의 상부로 자기장의 범위가 확대되어 금속 재질로 이루어진 공작물을 자기유도부(125)의 상면에 부착시키게 된다.
이와 같은 가동자석(123)은 도면에 도시된 바와 같이 그 중심에 중공 홀(123a)이 형성되어 아래에서 설명되는 자기유도부(125)의 축두(125a)가 중공 홀(123a)에 삽입된다. 이때, 상기 가동자석(123)은 보빈(121)의 중공과 동일한 부피를 갖게 됨으로써 보빈(121)에 감긴 자화용 코일(122)에 전류가 공급되어도 가동자석(123)은 보빈(121) 내에서 움직이지 않고 안정적으로 위치할 수 있게 된다.
특히, 상기 가동자석(123)의 중심에는 중공 홀(123a)이 형성되며, 상기 중공 홀(123a)을 중심으로 가동자석(123)이 좌우반체로 이루어져 보빈(121)의 중공 및 자기유도부(125)의 축두(125a) 삽입을 용이하게 할 수 있다. 즉, 가동자석(123)이 좌우반체로 이루어짐으로써 자기유도부(125)의 저면에 형성된 축두(125a)의 양측에서 각각의 가동자석(123)이 조립되고 이러한 상태로 보빈(121)의 중공에 가동자석(123)이 삽입되기 때문에 조립을 간편하게 할 수 있다.
이때, 상기 가동자석(123)은 도면에 도시된 바와 같이 중공 홀(123a)을 중심으로 대칭되게 양분된 형상으로 이루어질 수도 있지만 도 8에 도시된 바와 같이 상기 가동자석(123)이 중공 홀(123a)을 중심으로 비대칭의 형상을 갖는 좌우반체로 이루어질 수도 있다. 이와 같이 비대칭의 좌우반체로 가동자석(123)이 형성되면 자극의 활성을 균일화시킬 수 있어 전자석 척(100)의 성능을 안정화시키게 된다.
한편, 상기 가동자석(123)의 중공 홀(123a)에 삽입되는 축두(125a)가 형성된 자기유도부(125)는 보빈(121)의 상부에 설치된다. 이러한 자기유도부(125)는 대략 사각형의 형상을 갖고 그 측면에 자석 띠(124)가 부착된다.
이때, 상기 자기유도부(125)는 철과 같은 재질의 금속으로 이루어진다. 또한, 상기 자기유도부(125)의 측면에 부착되는 자석 띠(124)를 밀착시킬 수 있도록 함몰부(125d)가 형성된다.
즉, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 자기유도부(125)의 측면이 평탄하게 형성되어 자석 띠(124)가 자기유도부(125)의 측면 둘레에 따라 부착될 수도 있지만 도 9에 도시된 바와 같이 자기유도부(125)의 측면 각각에 자기유도부(125)의 내측을 향해 오목하게 들어간 함몰부(125d)를 형성하여 자석 띠(124)를 부착할 수도 있다.
이와 같이 자기유도부(125)의 측면 둘레에 함몰부(125d)가 형성되고, 상기 함몰부(125d)에 자석 띠(124)가 부착됨으로써, 마그네틱 블록(120)의 자기력이 증가되어 자기유도부(125)의 상면에 위치하는 공작물의 고정을 더욱 견고히 할 수 있게 된다.
또한, 상기 자기유도부(125)의 저면에 형성된 축두(125a)에는 제 1 고정 홀(125b)이 형성되며, 상기 제 1 고정 홀(125b)은 상기 로딩 스테이션(110)의 저면에서 가동자석(123)의 중공 홀(123a)을 지나는 제 1 체결 부재(126)와 나사 체결되어 보빈(121)과 가동자석(123) 및 자기유도부(125)가 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)와 일체로 고정된다.
이에 따라서, 로딩 스테이션(110)의 저면을 관통하는 제 1 체결 부재(126)의 조이거나 푸는 것에 의해 보빈(121)과 가동자석(123) 및 자기유도부(125)의 고정 및 해제를 간편하게 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 제 1 체결 부재(126)에 의해 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 마그네틱 블록(120)이 설치되면 상기 마그네틱 블록(120)의 자기유도부(125) 상면에 공작물을 안치시킨 상태에서 보빈(121)의 자화용 코일(122)에 전류를 공급하게 되면 가동자석(123)의 자기력이 증가하여 자기유도부(125)의 상부로 자기장의 범위가 확대되어 금속 재질로 이루어진 공작물을 자기유도부(125)의 상면에 견고히 부착할 수 있게 된다.
한편, 공작물에 대한 구멍, 포켓, 프로파일 등의 관통작업이 필요한 경우 확장 블록(127)을 자기유도부(125)의 상부에 설치하여 공작물과 마그네틱 블록(120) 사이에 소정의 간격을 마련해야 한다.
이를 위해 본 발명의 전자석 척(100)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 자기유도부(125)의 상면 중앙에 제 2 고정 홀(125c)이 형성되고, 상기 제 2 고정 홀(125c)은 가동자석(123)의 상부에 마련되는 확장 블록(127)을 관통하는 제 2 체결 부재(128)와 나사 체결되어 확장 블록(127)을 마그네틱 블록(120)의 상부에 설치할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 전자석 척(100)은 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 보빈(121)과 가동자석(123) 및 자기유도부(125)가 안치되어 로딩 스테이션(110)의 저면을 관통하는 제 1 체결 부재(126)에 의해 보빈(121)과 가동자석(123) 및 자기유도부(125)가 일체로 고정되기 때문에 마그네틱 블록(120)의 간단한 구조를 갖고 부품 수가 감소되어 마그네틱 블록(120)의 가공 및 조립을 쉽고 빠르게 실시할 수 있다.
또한, 상기 자기유도부(125)의 상면 중앙에 제 2 고정 홀(125c)이 형성되고 상기 제 2 고정 홀(125c)에 확장 블록(127)을 관통하는 제 2 체결 부재(128)가 나사 체결되어 고정되기 때문에 제 2 고정 홀(125c)이 확장 블록(127)에 의해 은폐되어 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 제 2 고정 홀(125c)로 유입되는 것을 차단하여 자기유도부(125)가 오염되는 것을 방지하게 된다.
한편, 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 매트릭스 형태로 배열된 마그네틱 블록(120)과 블록 사이가 벌어져 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 장착부(112)로 유입된다. 따라서, 스크랩의 장착부(112)로 유입되는 것을 차단하기 위하여 마그네틱 블록(120)이 설치된 장착부(112)는 몰딩된다. 이를 도 10 및 도 11에 의거하여 설명한다.
이를 위해, 본 발명의 전자석 척(100)은 상기 마그네틱 블록(120)이 매트릭스 형태로 배열된 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 함침제(130)를 충진시켜 경화시키는 함침제 충진단계(S110)와, 상기 함침제 충진단계(S110) 후 경화된 함침제(130)의 상부로 조형제(140)를 충진시켜 경화시키는 조형제 충진단계(S120) 및 상기 조형제 충진단계(S120) 후 마그네틱 블록(120)의 상면과 경화된 조형제(140)를 평탄하게 연마하는 연마단계(S130)가 실시되는 전자석 척(100)의 몰딩 방법이 개시된다.
부연하자면, 상기 함침제 충진단계(S110)에서 사용되는 함침제(130)는 보빈(121)과 가동자석(123)이 움직이지 않도록 고정하는 한편, 보빈(121)에 감긴 자화용 코일(122)을 보호하고 절연시키는 역할을 수행하게 된다.
이러한, 함침제(130)는 바람직하게 에폭시와 경화제의 혼합에 의해 이루어져 마그네틱 블록(120)이 매트릭스 형태로 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 배열된 후 상기 장착부(112)에 함침제(130)가 주입되어 경화됨으로써, 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 설치된 마그네틱 블록(120)을 견고히 지지할 수 있게 된다.
이때, 상기 함침제 충진단계(S110)에서는 마그네틱 블록(120)의 보빈(121)이 함침제(130)에 완전히 잠기도록 함침제(130)가 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 충진되어 보빈(121)과 자화용 코일(122) 및 가동자석(123)이 경화된 함침제(130)에 완전히 감싸이게 된다.
한편, 조형제 충진단계(S120)에서 사용되는 조형제(140)는 경화된 함침제(130)의 상부에 위치하여 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 마그네틱 블록(120)과 블록 사이로 유입되는 것을 차단하게 된다.
특히, 상기 조형제 충진단계(S120)는 에폭시와 경화제를 4:1의 비율로 교반하여 조형제(140)를 형성하는 조형제 형성단계(S122)와, 상기 조형제 형성단계(S122) 후 조형제(140)를 경화된 함침제(130)의 상부에 주입시키는 조형제 주입단계(S124) 및 상기 조형제 주입단계(S124) 후 로딩 스테이션(110)을 오븐에 위치시킨 후 열을 가하여 조형제(140)를 열 경화시키는 조형제 경화단계(S126)로 이루어진다.
이때, 상기 조형제 형성단계(S122)에서는 에폭시와 경화제를 4:1의 비율로 교반하여 에폭시와 경화제가 잘 섞이도록 교반하게 된다. 이렇게, 조형제 형성단계(S122)가 완료되면 교반된 조형제(140)를 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 충진된 함침제(130)의 상부에 위치하게 주입시키는 조형제 주입단계(S124)가 실시된다.
이때, 상기 조형제 주입단계(S124)에서는 조형제(140)를 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 주입할 때 주입된 조형제(140)가 마그네틱 블록(120)의 상면보다 0.5~1㎜ 높게 충진되도록 함으로써, 아래에서 설명되는 연마단계(S130)에서 경화된 조형제(140)와 마그네틱 블록(120)의 상면 즉, 자기유도부(125)의 상면을 함께 연마시킴으로써 마그네틱 블록(120)과 블록 사이에 위치하는 조형제(140)가 자기유도부(125)의 표면과 동일한 높이를 갖게 되어 평탄면을 형성할 수 있게 된다.
상기와 같이 조형제(140)가 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 주입되면 조형제(140)를 신속하게 경화시키기 위해 열 경화를 하는 조형제 경화단계(S126)가 실시된다. 이때, 상기 로딩 스테이션(110)은 오븐과 같은 열이 로딩 스테이션(110)에 가해지는 장치에 넣고 가열시킴으로써 조형제(140)를 신속하게 경화시킬 수 있게 된다.
즉, 로딩 스테이션(110)에 주입된 조형제(140)가 상온에서 경화될 때에는 대략 24~48시간(상온이 대략 25℃일 때)이 소요되지만 상기와 같이 오븐에 의해 열 경화를 하는 경우 대략 5~6시간(오븐 온도가 대략 50℃)이 소요된다.
경우에 따라서는 더욱 신속하게 조형제(140)를 경화시키기 위해 오븐의 온도를 상승시켜 경화시간을 단축시킬 수도 있다. 이때, 상기 오븐의 온도는 60℃를 넘지 않도록 하여 조형제의 경화시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
예를 들어, 오븐의 온도가 대략 60℃인 경우 조형제(140)가 경화되는 시간이 대략 1.5~2시간으로 단축시킬 수 있게 된다. 그러나, 오븐의 온도가 70℃ 이상이 되면 조형제(140)가 조밀하게 경화되지 않고 크랙이 발생하기 때문에 조형제의 열 경화시 70℃가 넘지 않도록 한다.
그리고, 상기와 같이 함침제 충진단계(S110)와 조형제 충진단계(S120)가 실시된 후에는 연마단계(S130)가 수행된다. 이러한 연마단계(S130)는 마그네틱 블록(120)의 상면과 경화된 조형제(140)를 평탄하게 하여 공작물이 마그네틱 블록(120)의 상면에 안치되었을 때 안정적으로 위치할 수 있게 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 전자석 척의 몰딩 방법에 의하면, 로딩 스테이션(110)의 상면에 형성된 장착부(112)에 마그네틱 블록(120)을 함침제(130)와 조형제(140)가 안정적으로 유지시킬 뿐만 아니라 마그네틱 블록(120)과 블록 간에 형성된 틈새를 막아 공작물 가공시 발생하는 스크랩이 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)로 유입되는 것을 차단해 전자석 척의 오작동 및 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
110 : 로딩 스테이션 112 : 장착부
114 : 전기커넥터 120 : 마그네틱 블록
121 : 보빈 122 : 자화용 코일
123 : 가동자석 123a : 중공 홀
124 : 자석 띠 125 : 자기유도부
125a : 축두 125b : 제 1 고정 홀
125c : 제 2 고정 홀 125d : 함몰부
126 : 제 1 체결 부재 127 : 확장 블록
128 : 제 2 체결 부재 130 : 함침제
140 : 조형제

Claims (8)

  1. 상면에 장착부(112)가 형성되고 일측면에 전기커넥터(114)가 설치된 로딩 스테이션(110); 상기 장착부(112)에 매트릭스 형태로 배열되어 전기커넥터(114)를 통해 공급된 전류에 의해 자성을 유도하거나 유도된 자성이 해제되는 마그네틱 블록(120);을 포함하되, 상기 마그네틱 블록(120)은, 상기 전기커넥터(114)와 전기적으로 연결된 자화용 코일(122)이 감기는 보빈(121); 상기 보빈(121)의 내부에 설치되며 중심에 중공 홀(123a)이 형성되는 가동자석(123); 상기 보빈(121)의 상부에 설치되며 측면에 자석 띠(124)가 부착되고 제 1 고정 홀(125b)이 형성되는 자기유도부(125); 및 상기 로딩 스테이션(110)의 저면에서 가동자석(123)의 중공 홀(123a)을 지나 제 1 고정 홀(125b)과 나사 체결되는 제 1 체결 부재(126);를 포함하는 것에 있어서,
    상기 가동자석(123)은 중공 홀(123a)을 중심으로 좌우반체로 이루어지고, 상기 자기유도부(125)의 저면에는 가동자석(123)의 중공 홀(123a)에 삽입되는 축두(125a)가 형성되며, 상기 자기유도부(125)는 측면 각각에 내측을 향하는 함몰부(125d)가 형성되고, 상기 함몰부(125d) 각각에 자석 띠(124)가 고정되는 것을 특징으로 하는 전자석 척.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동자석(123)은,
    상기 중공 홀(123a)을 중심으로 비대칭의 형상을 갖는 좌우반체로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자석 척.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 로딩 스테이션(110)의 상면에 형성된 장착부(112)에 매트릭스 형태로 다수의 마그네틱 블록(120)이 배열되고, 상기 로딩 스테이션(110)의 일측면에 전기커넥터(114)가 설치되어 상기 전기커넥터(114)를 통해 마그네틱 블록(120)에 전류가 공급되어 마그네틱 블록(120)의 자성을 유도하거나 유도된 자성을 해제하는 전자석 척에 있어서, 상기 마그네틱 블록(120)이 매트릭스 형태로 배열된 로딩 스테이션(110)의 장착부(112)에 함침제(130)를 충진시켜 경화시키는 함침제 충진단계(S110)를 포함하되,
    상기 함침제 충진단계(S110) 후 경화된 함침제(130)의 상부로 조형제(140)를 충진시켜 경화시키는 조형제 충진단계(S120); 및 상기 조형제 충진단계(S120) 후 마그네틱 블록(120)의 상면과 경화된 조형제(140)를 평탄하게 연마하는 연마단계(S130);를 더 포함하고,
    상기 조형제 충진단계(S120)는, 에폭시와 경화제를 4:1의 비율로 교반하여 조형제(140)를 형성하는 조형제 형성단계(S122); 상기 조형제 형성단계(S122) 후 조형제(140)를 경화된 함침제(130)의 상부에 주입시키는 조형제 주입단계(S124); 및 상기 조형제 주입단계(S124) 후 로딩 스테이션(110)을 오븐에 위치시킨 후 열을 가하여 조형제(140)를 열 경화시키는 조형제 경화단계(S126);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자석 척의 몰딩 방법.
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