KR101812454B1 - 중장비 차량탑재용 전자척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 는 중장비 차량탑재용 전자척에 관한 것으로서, 차량에 연결되기 위한 브라켓(15)이 형성된 지지판(10)과; 지지판(10)의 중앙에 설치된 코어(20)와; 지지판(10)의 가장자리와 연결된 외측테두리(30)와; 코어(20)와 외측테두리(30) 사이에서 지지판(10)과 연결된 내측테두리(40)와; 내측테두리(40) 내부에서 코어(20)를 감싸게 설치되는 코일유니트(60)와; 내측테두리(40)가 내장되도록 외측테두리(30)를 덮는 바닥판(70);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

중장비 차량탑재용 전자척{A magnetic chuck for excavator}
본 발명은 포크레인과 같은 중장비 차량에 설치되어 사용되는 중장비 차량탑재용 전자척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 설치된 배터리에서 공급되는 전력에 의하여 고중량의 철제 대상물을 부착 및 운반할 수 있도록 강한 자력을 발생할 수 있는 중장비 차량탑재용 전자척에 관한 것이다.
전자척이란, 크레인 차량이나 포크레인 차량의 붐에 설치되어 사용되는 것으로서, 철제 대상물을 자력으로 부착하여 이동하기 위한 것이다. 이러한 전자척은, 붐에 연결되는 척본체와, 척본체에 내장되는 코어와, 코어에 권회된 코일로 구성되며, 코일에 직류 전원을 인가함으로서 척본체 하부측 코어에 자력을 발생시킨다. 이와 관련된 선행기술이 특허등록번호 10-0859813호에 크레인차량용 전자척시스템이란 명칭으로 개시되어 있다.
한편 전자척이 큰 중량의 철제대상물을 부착 이송하기 위하여 큰 자력을 발생시켜야 하였고, 이에 따라 포크레인과 같은 중장비 차량에 설치되는 전자척을 구동하기 위하여 해당 차량에 별도의 발전기를 설치하여야 하였다.
그런데, 전자척이 사용되는 환경은 수많은 철제 대상물이 어지럽게 배치되어 있는 매우 가혹한 환경이기 때문에, 철재 대상물을 부착 및 이송하는 과정에서 다른 철재대상물과의 충돌에 의하여 발전기가 파손되는 경우가 빈번하였다.
또한 중장비 차량은 야외에 주차되기 때문에 해당 전자척을 구동하는 발전기는 비나 눈에 그대로 노출되었고, 이에 따라 시간이 지남에 따라 발전기 내부에서의 전장품 부식에 의하여 고장이 자주 발생되었다.
그리고 자력은 척본체의 테두리 부분과 코어 부분에 주로 발생되었기 때문에, 실제로 척본체 전체 바닥 면적을 대비하였을 때 철제 대상물이 부착되는 부분은 작았다. 이에 따라 여러 조각으로 나뉘어진 스크랩과 같이 철제 대상물은 한꺼번에 많이 부착시키는데 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차량에 발전기를 설치하지 않고 차량 배터리 자체만으로 고중량의 철제 대상물을 부착 및 운반할 수 있는 강한 자력을 발생할 수 있는 중장비 차량탑재용 전자척을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 철제 대상물이 부착되는 면적을 크게 함으로써, 여러 조각으로 나뉘어진 철제 스크랩을 한꺼번에 많이 부착시킬 수 있는 중장비 차량탑재용 전자척을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 중장비 차량탑재용 전자척은, 차량에 연결되기 위한 브라켓(15)이 형성된 지지판(10); 상기 지지판(10)의 중앙에 설치된 코어(20); 상기 지지판(10)의 가장자리와 연결된 외측테두리(30); 상기 코어(20)와 외측테두리(30) 사이에 상기 지지판(10)과 연결된 내측테두리(40); 상기 내측테두리(40)의 외주면에서 상기 외측테두리(30) 측으로 돌출되되, 측단부(50a) 및 상단부(50b)가 상기 외측테두리(30) 및 지지판(10)에서 이격되는 다수의 보자냉각판(50); 상기 내측테두리(40) 내부에서 상기 코어(20)를 감싸게 설치되는 코일유니트(60); 및 상기 내측테두리(40)가 내장되도록 상기 외측테두리(30)를 덮는 바닥판(70);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 있어서, 상기 외측테두리(30)의 하단에 형성된 것으로서, 현장 바닥에 충돌될 때 충격을 흡수하기 위하여 다른 부분에 비하여 두꺼운 링테두리(31)를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 코어(20) 및 외측테두리(30)의 하단은 상기 바닥판(70)의 표면에서 하방으로 돌출된다.
본 발명에 있어서, 상기 코일유니트(60)를 구성하는 코일(61)의 단면적은 40~150 ㎟ 범위를 가진다.
본 발명에 의하면, 내측테두리와 코어 사이에 코일유니트가 배치되고, 내측테두리와 외측테두리 사이에 다수의 보자냉각판이 배치됨으로써, 바닥판 측에서 돌출된 코어는 물론 외측테두리와 내측테두리 사이의 바닥판의 넓은 면적에서 자력을 발생하게 할 수 있고, 이에 따라 한번에 여러 조각으로 나뉘어진 많은 양의 철제 스크랩을 부착 및 운반할 수 있다.
또한 코일유니트가, 절연테이프로 절연된 사각단면의 코일을 채용함으로써 링형태로 빈틈없이 촘촘히 감겨 구현할 수 있고, 이에 따라 단위면적당 코일에 많은 전류를 인가할 수 있어, 배터리로 작동함에도 불구하고 고중량의 철재 대상물을 부착 및 운반할 수 있는 강력한 자기력을 발생시킬 수 있다. 따라서 별도의 발전기를 설치하지 않아도 되므로, 발전기를 별도로 설치하기 위한 노력이나, 발전기의 고장에 의하여 작동이 멈추는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 중장비 차량탑재용 전자척의 사시도,
도 2는 도 1의 전자척의 단면도,
도 3은 도 2의 III-III' 선을 따른 단면도,
도 4는 도 1의 전자척에 있어서, 내측테두리 및 보자냉각판이 바닥판을 관통하게 설치된 것을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 코일유니트의 발췌하여 코일단면의 형상을 설명하기 위한 도면.
이하 본 발명에 따른 중장비 차량탑재용 전자척을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 중장비 차량탑재용 전자척의 사시도이고, 도 2는 도 1의 전자척의 단면도이며, 도 3은 도 2의 III-III' 선을 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 전자척에 있어서, 내측테두리 및 보자냉각판이 바닥판을 관통하게 설치된 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 2의 코일유니트의 발췌하여 코일단면의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중장비 차량탑재용 전자척은, 차량에 연결되기 위한 브라켓(15)이 형성된 지지판(10)과; 지지판(10)의 중앙에 설치된 코어(20)와; 지지판(10)의 가장자리와 연결된 외측테두리(30)와; 코어(20)와 외측테두리(30) 사이에서 지지판(10)과 연결된 내측테두리(40)와; 내측테두리(40)의 외주면에서 외측테두리(30) 측으로 돌출되는 다수의 보자냉각판(50)과; 내측테두리(40) 내부에서 코어(20)를 감싸게 설치되는 코일유니트(60)와; 내측테두리(40) 및 보자냉각판(50)이 내장되도록 외측테두리(30)를 덮는 바닥판(70);을 포함한다.
지지판(10), 코어(20) 및 외측테두리(30)는 강자성체, 예를 들면 철 재질로 되고; 바닥판(70)은 상자성체, 예를 들면 스테인레스 재질로 된다.
지지판(10) 및 바닥판(70)은 외측테두리(30) 및 내측테두리(40)의 양단에 연결되어 코어(20) 및 코일유니트(60)를 내장하는 박스 형태가 되며, 사각박스 형태 또는 원통박스 형태가 된다.
코어(20)는 지지판(10)의 중앙에 설치되며, 후술할 코일유니트(60)가 끼어져 지지된다.
외측테두리(30)는, 지지판(10)의 가장자리측에 연결된 것으로서, 하단에는 다른 부분에 비하여 두꺼운 링테두리(31)가 형성되어 있다. 이러한 링테두리(31)는, 본원의 전자척인 작업 현장에서 바닥으로 낙하되어 충돌할 때 충격을 흡수함으로써 전자척이 파손되는 것을 방지한다.
참고적으로, 본원의 전자척이 사용되는 환경은 매우 가혹하며, 전자척이 바닥으로 낙하하는 경우가 빈번하다. 이때 낙하시 발생되는 충격은 전자척의 바닥 모서리를 파손시킬 수 있기 때문에, 이러한 충격을 흡수하기 위하여 외측테두리(30)의 하단에 링테두리(31)를 형성하는 것이다.
내측테두리(40)는 코어(20)와 외측테두리(30) 사이에서 공간을 구획하며, 내측테두리(40)의 일측 공간에 코어(20)가 위치되게 하고 타측 공간에 보자냉각판(50)이 위치되게 한다.
보자냉각판(50)은, 내측테두리(40)의 외주면에서 방사형태로 외측테두리(30) 측으로 돌출된 것으로서, 코일유니트(60)로 전원이 인가될 때 발생되는 열을 냉각시킨다. 이에 따라 코일유니트(60)로 많은 전류를 인가시킬 수 있어 강한 자기장을 발생시킬 수 있고, 또한 시간이 지나더라도 코일유니트(60)의 코일(61)을 감싸는 절연테이프(62)가 열에 의하여 경화가 빠르게 진행되어 파손되는 것을 방지할 수 있다.
보자냉각판(50)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 측단부(50a) 및 상단부(50b)가 외측테두리(30) 및 지지판(10)에서 이격되고, 하단부(50c)는 바닥판(70)에 밀착되고, 측단부(50a) 및 상단부(50b)는 외측테두리(30) 및 지지판(10)에서 10~20mm 범위에서 이격되어 있다. 이에 따라, 보자냉각판(50)의 측단부(50a) 및 상단부(50b)와 외측테두리(30) 사이에는 상호 대향되는 자기장 분포가 형성되고, 따라서 바닥판(70)에 있어 외측테두리(30) 및 내측테두리(40)가 밀착되는 부분과, 보자냉각판(50)의 하단부(50c)가 밀착되는 부분에서, 철제 대상물을 부착하기 위한 자력을 발생한다. 즉 외측테두리(30)와 내측테두리(40) 사이의 바닥판(70) 전체면에서, 철제 대상물을 부착하기 위한 자력이 발생되는 것이다. 이에 따라 여러 조각으로 나뉘어진 철제 대상물, 예를 들면 철제 스크랩이나 분철은 코어(20)의 바닥면은 물론, 외측테두리(30)와 내측테두리(40)가 이루는 상대적으로 넓은 면적의 바닥판(70)에 부착됨으로서, 한번에 많은 양의 철제 대상물의 부착 및 운반이 가능하다.
코일유니트(60)는, 내측테두리(40) 내부에서 코어(20)를 권회하게 설치되어 자기장을 인가하는 것이다. 이러한 코일유니트(60)는 절연테이프(62)로 감싸여진 코일(61)이 링형태로 감겨져 전체적으로 도너츠 형태로 구현되며, 이때 코일(61)은 구리 또는 알루미늄 재질로 된다. 이러한 코일(61)은 원형 또는 사각단면을 가지는데, 특히 코일(61)이 사각단면을 가질 때 비어지는 공간없이 촘촘히 감겨질 수 있고, 이에 따라 코일에 많은 전류를 인가할 수 있어 상대적으로 강력한 자기장을 발생시킬 수 있다.
한편 본원의 전자척은 포크레인 차량에 탑재되어 사용되는데, 이러한 포크레인 차량에는 차랑 발전기에서 인가되는 전원을 충전하는 24V 배터리가 탑재된다. 본원의 전자척이 이러한 24V 배터리에서 인가되는 전원에 의하여 작동될 수 있도록, 코일유니트(60)를 이루는 코일의 단면적은 40~150 ㎟ 를 가진다.
만약 코일(61)의 단면적인 40㎟ 이하일 경우, 코일 저항에 의하여 충분한 전류가 인가되지 못하여 본원은 전자척은 충분한 자력을 발생하지 못하고, 코일(61)의 단면적이 150㎟ 이상일 경우 전자척의 크기가 과도하게 커짐과 동시에 중량이 많이 나가기 때문이다. 이러한 코일유니트(60)는 외부에서 제작된 후, 코어(20)에 끼어넣어 조립됨으로, 조립성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 코일유니트(60)가 코어(20)에 끼어넣은진 상태에서 움직이지 않도록, 내측테두리(40)와 코어(20) 사이에 코일유니트(60)를 완전히 내장하는 수지(A)가 충진된다.
바닥판(70)은, 내측테두리(30) 및 보자냉각판(50)이 내장되도록 외측테두리(30)를 덮는 것으로서, 상자성체의 일예인 스테인레스 재질로 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥판(70)에 내측테두리(40) 및 보자냉각판(50)에 대응되는 구멍을 형성하고, 내측테두리(40) 및 보자냉각판(50)을 구멍에 결합 및 용접할 수도 있다. 이 경우, 바닥판(70)의 하부측으로 강자성체인 내측테두리(40) 및 보자냉각판(50)이 직접 노출되어, 조각으로 나뉘어진 고중량을 철제 대상물을 보다 효과적으로 부착 및 운반할 수 있다.
상기 코어(20) 및 외측테두리(30)의 하단은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥판(70)의 표면에서 하방으로 돌출된다. 이에 따라, 작업현장에서 본 발명의 전자척이 작업 현장 바닥으로 낙하할 때 바닥판(70)이 현장 바닥과 충돌되는 것을 방지하여 파손되는 것을 방지함으로써, 코일유니트(60)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 구조에 의하여, 코일유니트(60)에서 발생되는 자기장은, 바닥판(70) 측에서 돌출된 코어(20)에 일극을 형성하고, 외측테두리(30), 내측테두리(40) 및 보자냉각판(50)에 다른 극을 형성함으로써, 철제 대상물을 부착하기 위한 자력을 바닥판(70)의 넓은 면적에서 발생되게 할 수 있다.
또한 코일유니트(60)가 절연테이프(62)로 감싸여진 사각단면의 코일(61)이 링형태로 감겨져 전체적으로 도너츠 형태로 구현됨으로서, 절연테이프(62)로 절연된 코일(61)이 빈틈없이 촘촘하게 감겨진다. 이에 따라 단위면적당 코일에 많은 전류를 인가할 수 있어, 배터리로 작동함에도 불구하고 고중량의 철재 대상물을 부착 및 운반할 수 있는 강력한 자기력을 발생시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 내측테두리(40)와 코어(20) 사이에 코일유니트(60)가 배치되고, 내측테두리(40)와 외측테두리(30) 사이에 내측테두리(40)와 연결된 다수의 보자냉각판(50)이 배치됨으로써, 바닥판(70) 측에서 돌출된 코어(20)는 물론 외측테두리(30)와 내측테두리(40) 사이의 바닥판(70)의 넓은 면적에서 자력을 발생하게 할 수 있고, 이에 따라 한번에 여러 조각으로 나뉘어진 많은 양의 철제 스크랩이나 분철등을 부착 및 운반할 수 있다.
또한 코일유니트(60)가, 절연테이프(62)로 절연된 사각단면의 코일(61)을 채용함으로써 링형태로 빈틈없이 촘촘히 감겨 구현할 수 있고, 이에 따라 단위면적당 코일에 많은 전류를 인가할 수 있고, 이에 따라 배터리로 작동함에도 불구하고 고중량의 철재 대상물을 부착 및 운반할 수 있는 강력한 자기력을 발생시킬 수 있다. 따라서 별도의 발전기를 설치하지 않아도 되므로, 발전기를 별도로 설치하기 위한 노력이나, 발전기의 고장에 의하여 작동이 멈추는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 지지판 15 ... 브라켓
20 ... 코어 30 ... 외측테두리
40 ... 내측테두리 50 ... 보자냉각판
60 ... 코일유니트 61 ... 사각단면 코일
62 ... 절연테이프 70 ... 바닥판

Claims (6)

  1. 차량에 연결되기 위한 브라켓(15)이 형성된 지지판(10);
    상기 지지판(10)의 중앙에 설치된 코어(20);
    상기 지지판(10)의 가장자리와 연결된 외측테두리(30);
    상기 코어(20)와 외측테두리(30) 사이에 상기 지지판(10)과 연결된 내측테두리(40);
    상기 내측테두리(40)의 외주면에서 상기 외측테두리(30) 측으로 돌출되되, 측단부(50a) 및 상단부(50b)가 상기 외측테두리(30) 및 지지판(10)에서 이격되는 다수의 보자냉각판(50);
    상기 내측테두리(40) 내부에서 상기 코어(20)를 감싸게 설치되는 코일유니트(60); 및
    상기 내측테두리(40)가 내장되도록 상기 외측테두리(30)를 덮는 바닥판(70);을 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 차량탑재용 전자척.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외측테두리(30)의 하단에 형성된 것으로서, 현장 바닥에 충돌될 때 충격을 흡수하기 위하여 다른 부분에 비하여 두꺼운 링테두리(31)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 차량탑재용 전자척.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코어(20) 및 외측테두리(30)의 하단은 상기 바닥판(70)의 표면에서 하방으로 돌출된 것을 특징으로 하는 중장비 차량탑재용 전자척.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코일유니트(60)를 구성하는 코일(61)의 단면적은 40~150 ㎟ 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 중장비 차량탑재용 전자척.
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