KR102096786B1 - 교구자석 체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 교구자석 체결장치는, 교구가 인입되도록 상기 교구의 외형과 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판; 상기 교구형상판이 안착되며, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛; 및 상기 형합홀에 하부가 인입되어 상기 교구자석의 상측에 배치된 상기 교구를 하방프레스하여, 상기 교구의 자석체결홈에 상기 교구자석을 삽입체결시키는 프레스기;를 포함한다.

Description

교구자석 체결장치{APPARATUS FOR MOUNTING MAGNET OF TEACHING TOOL}

본 발명은 교구자석 체결장치로서, 교구에 교구자석을 체결하는 교구자석 체결장치에 관한 것이다.

유아용 놀이 또는 교육을 위한 제품(이하, 교구로 통칭함)은, 놀이 또는 교육 과정에서 철로 된 보드 등에 자력으로 붙일 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 제조공정 상 교구에 자석이 삽입체결되는 작업이 필요로 하는데, 이러한 자석체결작업을 수작업으로 하는 과정에는 아래와 같은 문제점 및 한계점이 있다.

구체적으로, 교구에 대한 자석체결작업에 있어서 교구 하나 하나를 손으로 잡고 망치로 자석을 교구에 삽입체결함에 따라, 많은 교구에 자석을 체결하는 데에 있어서 많은 시간이 소요되고, 많은 노동 부하가 걸리며, 나아가 안전사고의 위험성이 큰 문제점이 있다.

아울러, 수작업으로 인하여 교구에 대한 자석의 체결이 불균일함에 따라, 불량 제품이 발생하는 한계점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0075080호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 교구에 교구자석을 자동으로 체결하는 교구자석 체결장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 교구자석 체결장치는, 교구가 인입되도록 상기 교구의 외형과 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판; 상기 교구형상판이 안착되며, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛; 및 상기 형합홀에 하부가 인입되어 상기 교구자석의 상측에 배치된 상기 교구를 하방프레스하여, 상기 교구의 자석체결홈에 상기 교구자석을 삽입체결시키는 프레스기;를 포함한다.

여기에서, 상기 자석고정유닛은, 상기 형합홀에 인입되는 상기 교구의 자석체결홈의 하측에 상기 교구자석이 위치고정되도록, 상기 자석체결홈과 대응되는 위치에 상기 고정자석이 인입되는 고정부가 형성된 자석고정판;을 구비할 수 있다.

이때, 상기 고정부는 홀 형상이며, 상기 자석고정유닛은, 상기 고정부에서 상기 고정자석이 비낙하되도록, 상기 자석고정판이 안착되는 받침판;을 더 구비할 수 있다.

아울러, 상기 형합홀은 복수 개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.

구체적으로, 상기 형합홀은, 인입된 상기 교구의 횡이동을 제한하면서도, 상기 형합홀에서 상기 교구가 낙하되어 빠지는 크기로 형성될 수 있다.

또한, 상기 형합홀은, 인입되는 상기 교구의 높이만큼 깊게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 자석체결홈에 대한 상기 교구자석의 삽입이 가이드되도록, 상기 자석체결홈의 입구테두리 또는 상기 교구자석의 상하단테두리가 모따기될 수 있다.

한편, 상기 자석고정유닛은, 상기 자석고정판과 교구형상판 사이에 배치되도록 상기 자석고정판에 안착되며, 상기 교구형상판이 슬라이드되는 슬라이드상면을 가진 비자성커버판;을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 자석고정유닛은, 자성체로서 상기 자석고정판과 비자성커버판 사이에 배치되며, 상기 자석고정판의 고정자석과 대응되는 위치에 자력통과홀이 형성되어, 상기 자력통과홀의 둘레에 미치는 상기 고정자석의 자력을 흡수하는 자성가이드판;을 더 구비할 수 있다.

나아가, 상기 자석고정유닛은, 자성체로서 상기 자석고정판과 받침판 사이에 배치되어, 상기 고정자석의 자력을 흡수하는 추가 자성가이드판;을 더 구비할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 교구형상판을 상기 자석고정유닛 상에서 센터링하고, 상기 교구형상판이 상기 자석고정유닛의 일측으로 이동 시 상기 교구형상판의 테두리를 가이드지지하는 프레임유닛;을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 프레임유닛은, 상기 자석고정유닛의 둘레에 배치되며, 상기 교구형상판의 테두리를 측방지지하도록 상방연장된 센터링지지대; 및 상기 자석고정유닛의 일측에 배치되며, 상기 교구형상판의 일측 이동을 가이드하면서 상기 교구형상판으로부터 상기 교구가 낙하하여 빠지도록, 상기 교구형상판이 인입슬라이드 시 상기 교구형상판의 양측 테두리의 측면과 하면을 지지하는 내면을 가진 가이드홈이 형성된 이동가이드;를 더 포함할 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 프레임유닛은, 상기 자석고정유닛의 둘레에 배치된 고정지지부와, 상기 고정지지부의 상부에 일측 이동되도록 설치되며 상기 교구형상판의 테두리에 배치되어 교구형상판의 테두리를 측방지지하는 이동지지부를 구비하는 센터링지지대; 및 상기 자석고정유닛의 일측에 배치되며, 상기 교구형상판과 이동지지부의 일측 이동을 가이드하면서 상기 교구형상판으로부터 상기 교구가 낙하하여 빠지도록, 상기 교구형상판과 이동지지부의 인입슬라이드 시 상기 교구형상판의 양측 테두리를 상방지지하고 상기 이동지지부의 하면을 가이드지지하는 가이드지지면을 가진 이동가이드;를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 이동지지부의 하면에는 제1 가이드형상부가 형성되고, 상기 고정지지부의 상면과 상기 가이드지지면에는 서로 이어지는 형상구조인 제2 가이드형상부가 각각 형성되며, 상기 제1 가이드형상부와 제2 가이드형상부는 서로 형합되는 요철구조이거나, 서로 대응되는 레일휠과 레일일 수 있다.

이에 더하여, 상기 프레임유닛은, 상기 센터링지지대에 설치되어 상기 자석고정유닛을 상방지지하는 하부지지대;를 더 구비할 수 있으며, 본 발명은 상기 프레임유닛을 상기 프레스기까지 왕복이동시키도록, 상기 프레임유닛에 연결된 구동유닛;을 더 포함할 수 있다.

다른 실시예로서, 본 발명은 상기 자석고정유닛이 안착고정되어, 상기 자석고정유닛을 상기 프레스기까지 왕복이동시키는 이동대차;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 교구자석 체결장치는, 교구가 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판과, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛, 및 교구를 하방프레스하는 프레스기가 구성됨으로써, 많은 교구에 교구자석을 자동으로 신속하면서도 편리하게 체결시키며, 아울러 교구에 대한 교구자석의 체결불량을 최소화하고, 나아가 교구자석의 수작업 체결 시 발생하는 안전사고도 방지할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 교구를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 교구와 교구자석을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교구자석 체결장치에서 교구형상판과 자석고정유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 자석고정유닛에서 자석고정판에 고정자석이 장착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 자석고정판 위에 교구형상판이 안착된 후 교구형상판의 형합홀에 교구자석이 인입된 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 교구형상판의 형합홀에 교구가 인입된 후, 프레스기에 의해 교구가 프레스된 다음, 교구형상판이 이동되어 교구가 교구형상판으로부터 빠지는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 교구자석 체결장치에서 일례에 따른 프레임유닛을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 프레임유닛 내에서 교구형상판이 프레스되고 이동되는 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 교구자석 체결장치에서 다른 예에 따른 프레임유닛을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 프레임유닛 내에서 교구형상판이 프레스되고 이동되는 것을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교구자석 체결장치의 작동과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 교구를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 교구와 교구자석을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교구자석 체결장치에서 교구형상판과 자석고정유닛을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 자석고정유닛에서 자석고정판에 고정자석이 장착되는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 교구자석 체결장치는 교구형상판(100), 자석고정유닛(200), 및 프레스기(400)를 포함한다.

여기에서, 상기 교구형상판(100)은 교구(10)가 인입되도록 교구(10)의 외형과 형합되는 형합홀(100a)을 가진다.

또한, 상기 자석고정유닛(200)은 교구형상판(100)이 안착되며, 교구자석(20)을 자력으로 고정하는 고정자석(201)이 장착된다.

이때, 상기 교구자석(20)은 작업자가 교구형상판(100)의 형합홀(100a)에 수동으로 넣어질 수 있고, 이에 한정되지 않고 자석공급장치(미도시) 등에 의해 자동으로 인입될 수도 있다.

이와 같이 교구자석(20)이 교구형상판(100)의 형합홀(100a)에 인입되면, 하측에 배치된 자석고정유닛(200)의 고정자석(201)의 자력에 의해 형합홀(100a) 내에서 자석고정유닛(200)의 고정자석(201)에 대응되는 위치에 고정된다.

그리고, 상기 프레스기(400)는 교구(10)가 형합홀(100a)에 하부가 인입되어 교구자석(20)의 상측에 배치되면, 이러한 교구(10)를 하방프레스하여, 교구(10)의 자석체결홈(10a)에 교구자석(20)을 삽입체결시키는 역할을 수행한다.

이때, 상기 교구자석(20)은 교구(10)에 형성된 자석체결홈(10a)에 억지끼움됨으로써, 자석체결홈(10a)에 삽입되면 견고하게 체결된 상태를 유지하게 된다.

구체적으로, 상기 자석고정유닛(200)은 자석고정판(220)을 구비할 수 있다.

이러한 자석고정판(220)은 형합홀(100a)에 인입되는 교구(10)의 자석체결홈(10a) 하측에 교구자석(20)이 위치고정되도록, 자석체결홈(10a)과 대응되는 위치에 고정자석(201)이 인입되는 고정부(220a)가 형성된다.

여기에서, 상기 고정부(220a)는 고정자석(201)이 인입되어 배치될 수 있는 구조로서, 홀 형상 또는 홈 형상을 취할 수 있다.

이때, 상기 고정부(220a)가 홀 형상인 경우, 상기 자석고정유닛(200)은 받침판(210)을 더 구비할 수 있다.

상기 받침판(210)은 자석고정판(220)이 안착되어 자석고정판(220)의 고정부(220a)에서 고정자석(201)이 낙하되는 것을 차단하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 교구형상판(100)은 교구(10)가 인입되는 형합홀(100a)이 형성되는데, 이러한 형합홀(100a)은 복수 개가 서로 이격되어 배치됨으로써, 프레스기(400)에 의해 한번에 많은 교구(10)에 교구자석(20)이 삽입체결될 수 있다.

여기에서, 상기 형합홀(100a)은 인입된 교구(10)의 횡이동을 제한하면서도, 형합홀(100a)에서 교구(10)가 낙하되어 빠지는 크기로 형성될 수 있다.

즉, 상기 형합홀(100a)은 인입된 교구(10)가 횡이동되지 않는 크기로 형성되고, 아울러 종이동을 제한하지 않는 크기로 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 형합홀(100a)은 교구(10)의 외형과 대응되게 형성되어 교구(10)가 인입 시 교구(10)의 횡이동이 제한됨으로써, 형합홀(100a) 내의 자석고정판(220) 상측에서 교구(10)의 위치를 고정시킴에 따라, 프레스기(400)로 교구(10)를 프레스 시 교구(10)가 움직이지 않는 안정된 상태를 유지하게 된다.

그런데, 상기 교구(10)는 프레스기(400)에 의해 프레스된 후, 자석고정유닛(200)에 안착된 교구형상판(100)이 이동되어 자석고정유닛(200)으로부터 벗어남으로써, 교구형상판(100)의 하측에 아무것도 없게 되면 교구형상판(100)으로부터 떨어져서 교구수거함(1)에 수거되는데, 이와 같은 교구(10)의 낙하를 위해 형합홀(100a)은 인입된 교구(10)가 낙하되어 빠질 수 있는 크기로 형성된다.

또한, 상기 형합홀(100a)은 인입되는 교구(10)의 높이만큼 깊게 형성될 수 있다.

상기 프레스기(400)는 하면이 교구형상판(100)의 형합홀(100a) 주위의 부분에 접하면서 하측 이동이 정지됨에 따라, 교구(10)의 상면이 교구형상판(100)의 상면과 높이가 같게 될 때 교구(10)의 자석체결홈(10a)에 교구자석(20)이 모두 삽입되어 체결완료가 될 수 있도록, 그 깊이가 교구(10)의 높이와 동일하게 수치를 이루는 것이 바람직하다.

한편, 상기 자석체결홈(10a)에 대한 교구자석(20)의 삽입이 가이드되도록, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 자석체결홈(10a)의 입구테두리 또는 교구자석(20)의 상하단테두리가 모따기될 수 있다.

상기 교구자석(20)은 프레스기(400)에 의해 교구(10)가 프레스되어 교구(10)의 자석체결홈(10a)에 억지끼움되는데, 이러한 체결방식으로 인하여 교구자석(20)의 횡면적 크기가 자석체결홈(10a)의 횡면적 크기보다 약간 작게 형성된다.

그런데, 상기 교구(10)가 교구형상판(100)의 형합홀(100a)에 인입되기 전에 형합홀(100a)에는 교구자석(20)이 인입되기 때문에, 이때 형합홀(100a)에 작업자가 교구(10)를 인입하더라도 교구자석(20)의 간섭으로 인하여 교구(10)가 형합홀(100a)에 모두 인입되지 않고 하부만이 인입된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 교구(10)의 자석체결홈(10a)에 교구자석(20)이 프레스기(400)에 의해 원활하면서도 용이하게 삽입체결되기 위해서는, 자석체결홈(10a)의 입구테두리 또는 교구자석(20)의 상하단테두리가 모따기된 것이 바람직하다.

즉, 상기 자석체결홈(10a)의 입구테두리 또는 교구자석(20)의 상하단테두리가 모따기된 형상을 취하게 되면, 프레스기(400)의 프레스에 의해 교구(10)가 내려가면서 교구(10)의 자석체결홈(10a)에 교구자석(20)이 쉽게 인입될 수 있다.

참고로, 상기 교구(10)의 탄성재질인 경우 교구자석(20)이 자석체결홈(10a)에 억지끼움 시 자석체결홈(10a)의 테두리가 일정정도 외측으로 탄성변형됨에 따라, 교구(10)가 더욱더 원활하게 자석체결홈(10a)에 삽입되어 체결될 수 있다.

한편, 상기 자석고정유닛(200)은 비자성커버판(240)을 더 구비할 수 있다.

이러한 비자성커버판(240)은 자석고정판(220)과 교구형상판(100) 사이에 배치되도록 자석고정판(220)에 안착되며, 교구형상판(100)이 슬라이드되는 슬라이드상면을 가진다.

만약, 상기 자석고정판(220)과 교구형상판(100) 사이에 비자성커버판(240)이 배치되지 않고 자석고정판(220)에 교구형상판(100)이 바로 안착된다면, 교구자석(20)이 교구형상판(100)의 교구(10)형합홀(100a) 내에서 자석고정판(220)의 고정자석(201)에 직접 접촉되어 고정됨으로써, 프레스기(400)에 의해 교구(10)가 프레스 시 교구자석(20) 또는 고정자석(201)이 프레스 압력으로 깨지는 등 손상문제가 발생할 수 있다.

이에 따라, 상기 비자성커버판(240)은 자석고정판(220)과 교구형상판(100) 사이에 배치됨으로써, 상술된 바와 같은 손상문제를 방지할 수 있으며, 나아가 프레스 작업 후 교구형상판(100)이 이동 시 원활하면서도 용이하게 이동될 수 있도록 교구형상판(100)이 안착되어 슬라이드되는 슬라이드상면을 가질 수 있다.

나아가, 이러한 비자성커버판(240)은 교구형상판(100)이 이동 시 고정자석(201)의 자력에 영향을 받지 않고 원활하게 이동되도록 비자성재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 자석고정유닛(200)은 자성가이드판(230)을 더 구비할 수 있다.

상기 자성가이드판(230)은 자석고정판(220)과 비자성커버판(240) 사이에 배치되며, 자석고정판(220)의 고정자석(201)과 대응되는 위치에 자력통과홀(230a)이 형성되어, 자력통과홀의 둘레에 미치는 고정자석의 자력을 흡수하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 자성가이드판(230)은 고정자석(201)의 자력이 비자성커버판(240)을 사이에 두고 거의 자력통과홀(230a)을 통해서만 반대 측으로 미치도록 하는 역할을 수행한다.

일반적으로, 자석의 자력은 비자성체를 통과하지만, 자성체에는 많이 흡수되어 거의 통과하지 않는다.

일 실험예로서 바닥에 쇠못을 두고 비자성체판을 덮었을 때, 비자성체판 위에 자석을 안착시킨 후 자석을 위로 올리는 경우, 비자성체판이 끼인 상태로 쇠못도 따라 올라간다.

이에 반하여, 다른 실험예로서 바닥에 쇠못을 두고 자성체판(철판)을 덮었을 때, 자성체판(철판) 위에 자석을 안착시킨 후 자석을 위로 올리는 경우, 자성체판만 들어올려지고 쇠못은 올라가지 않는다.

위의 실험예들에서 보듯이, 자석의 자력은 비자성체를 통과하여 쇠못을 끌어당기지만, 자성체에는 흡수됨에 따라 자성체를 거의 통과하지 못하여 쇠못을 끌어당기지 못하게 된다.

상술된 기술적인 원리를 활용하여, 본 발명에서는 자석고정판(220)의 고정자석(201)과 대응되는 위치에만 자력이 미치도록, 자석고정판(220)과 비자성커버판(240) 사이에 자성가이드판(230)이 배치되며, 이러한 자성가이드판(230)에는 자석고정판(220)의 고정자석(201)과 대응되는 위치에 자력통과홀(230a)이 형성된다.

상기 고정자석(201)은 일반적인 자석과 같이 자기장이 수직방향(NS방향)으로 형성되고, 이와 함께 나비날개와 같이 양측으로도 형성되는데, 이때 수직방향의 자기장에 의한 고정자석(201)의 자력은 자성가이드판(230)의 자력통과홀(230a)을 통해서만 영향을 미치고, 양측의 주변 자기장에 의한 고정자석(201)의 자력은 자력통과홀(203a)의 둘레에서 막고 있는 자성가이드판(230)에 흡수됨으로써 자성가이드판(230)의 위로는 거의 영향을 미치지 못하고 자력이 차단되는 효과를 가진다.

이에 따라, 상기 고정자석(201)으로부터 자력통과홀(230a)을 통하여 비자성커버판(240)의 반대 측으로 미치는 자력이, 자력통과홀(230a) 둘레에 생기는 자력보다 상대적으로 더욱더 커짐으로써, 교구자석(20)이 교구형상판(100)의 형합홀(100a)에 인입되면, 하측에 배치된 자석고정판(220)의 고정자석(201) 자력에 의해 형합홀(100a) 내에서 고정자석(201)에 대응되는 위치에 더욱더 정확하게 위치고정될 수 있다.

나아가, 이러한 자성가이드판(230)은 고정자석(201)의 주변 자기장에 의한 자력을 흡수함에 따라, 자석고정판(220)의 복수 개 고정자석(201)끼리 서로 자력영향을 받지 않도록 자력을 차단하는 기능도 가진다.

그리고, 상기 자석고정유닛(200)은 상술된 자성가이드판(230)에 더하여, 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 자성체로서 자석고정판(220)과 받침판(210) 사이에 배치되어, 고정자석(201)의 자력을 흡수하는 추가 자성가이드판(미도시)을 더 구비할 수 있다.

이러한 추가 자성가이드판은 고정자석(201)의 N극이 S극보다 하측에 위치된 경우, N극(+극)으로부터 하측으로 나와서 상측의 S극(-극)으로 향하면서 형성되는 나비날개와 같은 자기력선을 사전에 흡수하여 차단할 수 있는데, 이로 인하여 상측에 배치된 자성가이드판(230)의 자력통과홀(230a) 둘레에 생기는 고정자석(201)의 주변 자기장에 의한 자력을 더욱더 감소시킬 수 있다. 참고로, 상기 추가 자성가이드판은 별도의 자력통과홀이 형성되지 않는다.

한편, 상술된 자석고정유닛(200)의 받침판(210), 자석고정판(220), 자성가이드판(230), 및 비자성커버판(240) 각각은 코너에 조립홀(200a)이 형성됨으로써, 볼트와 같은 체결부재(미도시)로 모두 연결고정하여 하나의 어셈블리로서 활용될 수 있다.

이와 같이 자석고정유닛(200)의 구성들이 하나의 어셈블리로 조립됨으로써, 서로에 대한 움직임이 없어짐에 따라 자석고정판(220)의 고정부(220a)와 자성가이드판(230)의 자력통과홀(230a)이 서로 대응되는 위치에서 벗어나지 않게 되는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 교구자석 체결장치는 도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임유닛(300)을 더 포함할 수 있다.

상기 프레임유닛(300)은 교구형상판(100)을 자석고정유닛(200) 상에서 센터링하고, 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 일측으로 이동 시 교구형상판(100)의 테두리를 가이드지지하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 프레임유닛(300)은 일례로서 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 센터링지지대(310)와 이동가이드(320)를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 센터링지지대(310)는 자석고정유닛(200)의 둘레에 배치되며, 교구형상판(100)의 테두리를 측방지지하도록 상방연장된 구조를 이룬다.

즉, 상기 센터링지지대(310)는 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 상면에 안착 시 움직이지 않고 위치고정되도록, 자석고정유닛(200)의 둘레에서 상방연장되어 교구형상판(100)의 테두리를 측방지지하는 구조를 취한다.

일례로서, 상기 센터링지지대(310)는 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 일측으로만 이동될 수 있도록 자석고정유닛(200)의 일측 부분만 측방지지하지 않고, 나머지 방향의 측부분은 측방향에서 지지함으로써, 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 위에 정위치되어 움직이지 않도록 교구형상판(100)을 센터링할 수 있음에 따라, 교구형상판(100)의 형합홀(100a)이 자석고정유닛(200)의 고정자석(201)과 서로 대응되는 지점에 정확하게 위치될 수 있다.

참고로, 상기 교구형상판(100)의 이동하는 방향인 일측은 한 방향을 지칭하는 것으로서, 자석고정유닛(200)의 위에서 측방향 중 한 방향을 의미함에 따라, 실질적으로 전후좌우 중 어떠한 방향도 선택될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 이동가이드(320)는 자석고정유닛(200)의 일측에 배치되며, 교구형상판(100)의 일측 이동을 가이드하면서 교구형상판(100)으로부터 교구(10)가 낙하하여 빠지도록, 교구형상판(100)이 인입슬라이드 시 교구형상판(100)의 양측 테두리의 측면과 하면을 지지하는 내면을 가진 가이드홈(320a)이 형성된다.

상기 프레스기(400)에 의해 프레스되어 교구자석(20)이 체결된 완성품으로서의 교구(10)를, 교구형상판(100)으로부터 빼내기 위해서는 교구형상판(100)을 자석고정유닛(200)의 위로부터 벗어나게 일측으로 이동하여 하측에 빈 공간이 위치되도록 해야 한다.

이를 위해, 상기 이동가이드(320)는 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 일측으로 이동 시 교구형상판(100)의 하측이 비어 있도록 교구형상판(100)의 양측 테두리만을 지지하는데, 이때 양측 테두리의 하면을 지지함으로써 교구형상판(100)이 떨어지지 않도록 하고, 양측 테두리의 측면을 지지함으로써 교구형상판(100)이 흔들리지 않고 설정된 루트로만 원활하면서도 안정적으로 가이드이동될 수 있도록 한다.

이때, 상기 교구형상판(100) 양측 테두리의 하면과 측면을 지지하는 부분은, 이동가이드(320)의 가이드홈(320a)으로서, 일측 가이드홈(320a)의 내면이 ㄴ자 형상을 취하고 타측 가이드홈(320a)의 내면이 좌우측으로 역ㄴ자 형상을 취함에 따라, 교구형상판(100) 양측 테두리의 하면과 측면을 안정적이면서도 견고하게 지지하면서 교구형상판(100)이 원활하게 슬라이드할 수 있다.

그리고, 상기 센터링지지대(310)와 이동가이드(320)는 도면에서 두 개의 부재로서 도시되어 있지만, 서로 연결된 구조를 취하여 배치되거나 일체형 구조를 배치될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 교구형상판(100)은 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 일측 이동 시 작업자에게 파지되어 당겨질 수 있도록, 일측부에 손잡이가 형성될 수 있다.

한편, 상기 프레임유닛(300)은 다른 예로서 도 10 내지 도 12에 도시된 센터링지지대(310)와 이동가이드(320)를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 센터링지지대(310)는 고정지지부(311)와 이동지지부(312)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 고정지지부(311)는 자석고정유닛(200)의 둘레에 배치된다.

또한, 상기 이동지지부(312)는 고정지지부(311)의 상부에 일측 이동되도록 설치됨으로써, 교구형상판(100)으로부터 교구(10)를 낙하시켜 빼내기 위해 교구형상판(100)을 일측 이동 시 교구형상판(100)을 밀어서 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 이동지지부(312)는 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 일측 이동 시 작업자에게 파지되어 당겨질 수 있도록, 일측부에 손잡이가 형성될 수 있다.

아울러, 상기 이동지지부(312)는 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 상면에 안착 시 움직이지 않고 위치고정되도록, 교구형상판(100)의 둘레에 배치되어 교구형상판(100)의 테두리를 측방지지하는 구조를 취한다.

일례로서, 상기 이동지지부(312)는 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 일측으로만 이동될 수 있도록 자석고정유닛(200)의 일측 부분만 측방지지하지 않고, 나머지 방향의 측부분은 측방향에서 지지함으로써, 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 위에 정위치되어 움직이지 않도록 교구형상판(100)을 센터링할 수 있음에 따라, 교구형상판(100)의 형합홀(100a)이 자석고정유닛(200)의 고정자석(201)과 서로 대응되는 지점에 정확하게 위치될 수 있다.

참고로, 상기 교구형상판(100)의 이동하는 방향인 일측은 한 방향을 지칭하는 것으로서, 자석고정유닛(200)의 위에서 측방향 중 한 방향을 의미함에 따라, 실질적으로 전후좌우 중 어떠한 방향도 선택될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 이동가이드(320)는 자석고정유닛(200)의 일측에 배치되며, 교구형상판(100)과 이동지지부(312)의 일측 이동을 가이드하면서 교구형상판(100)으로부터 교구(10)가 낙하하여 빠지도록, 교구형상판(100)과 이동지지부(312)의 인입슬라이드 시 교구형상판(100)의 양측 테두리를 상방지지하고 이동지지부(312)의 하면을 가이드지지하는 가이드지지면(320b)을 가진다.

여기에서, 상기 이동지지부(312)의 하면에는 제1 가이드형상부(G1)가 형성되고, 고정지지부(311)의 상면과 이동가이드(320)의 가이드지지면(320b)에는 서로 이어지는 형상구조인 제2 가이드형상부(G2)가 각각 형성될 수 있다.

상기 프레스기(400)에 의해 프레스되어 교구자석(20)이 체결된 완성품으로서의 교구(10)를, 교구형상판(100)으로부터 빼내기 위해서는 교구형상판(100)을 자석고정유닛(200)의 위로부터 벗어나게 일측으로 이동하여 하측에 빈 공간이 위치되도록 해야 한다.

이를 위해, 상기 이동가이드(320)는 교구형상판(100)이 자석고정유닛(200)의 일측으로 이동 시 교구형상판(100)의 하측이 비어 있도록 교구형상판(100)의 양측 테두리만은 지지하는데, 이때 양측 테두리의 하면을 가이드지지면(320b)으로 지지함으로써 교구형상판(100)이 떨어지지 않도록 한다.

아울러, 상기 교구형상판(100)을 밀면서 함께 이동하는 이동지지부(312)가 교구형상판(100)의 양측 테두리의 측면을 지지함과 동시에, 이러한 이동지지부(312)에는 제1 가이드형상부(G1)가 형성되고 가이드지지면(320b)에는 제1 가이드형상부(G1)와 서로 형합되거나 대응되는 제2 가이드형상부(G2)가 형성됨으로써, 교구형상판(100)이 흔들리지 않고 설정된 루트로만 원활하면서도 안정적으로 가이드이동될 수 있도록 한다.

이때, 상기 제1 가이드형상부(G1)와 제2 가이드형상부(G2)는 도면에 도시된 바와 같이 서로 형합되는 요철구조로서 예를 들어 제1 가이드형상부(G1)는 요철돌기이고 제2 가이드형상부(G2)는 요철홈일 수 있다.

또는, 상기 제1 가이드형상부(G1)와 제2 가이드형상부(G2)는 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 서로 대응되는 레일휠과 레일일 수 있다.

그리고, 상술된 프레임유닛(300)은 센터링지지대(310)에 설치되어 자석고정유닛(200)을 상방지지하는 하부지지대(미도시)를 더 구비할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 받침틀(510)과 구동유닛(520)을 더 포함할 수 있다.

참고로, 도 13 및 도 14에서는 받침틀(510) 상에 설치된 프레임유닛, 상기 프레임유닛 내측에 배치되는 자석고정유닛, 및 상기 자석고정유닛 상에 안착된 교구형상판이 도시되지 않았으며, 이러한 프레임유닛, 자석고정유닛, 및 고정형상판은 도 8 내지 도 10으로부터 적용될 수 있다.

여기에서, 상기 받침틀(510)은 프레임유닛(300)이 상부에 설치되며, 일측부에는 자석고정유닛(200)이 안착되도록 하부가 폐쇄되고 타측부에는 교구가 교구형상판(100)으로부터 빠져서 낙하되도록 하부가 개방된다.

또한, 상기 구동유닛(520)은 받침틀(510)을 프레스기(400)까지 왕복이동시키도록, 받침틀(510)에 연결된다.

구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이 구동유닛(520)으로서 활용되는 실린더에서 실린더로드가 프레스기(400)의 외측으로 신장됨으로써, 받침틀(510)을 프레스기(400)로부터 외측으로 빼내게 된다.

이러한 상태가 프레스기(400)에 의해 교구가 프레스되기 전이라면, 자석고정유닛(200)에 안착된 교구형상판(100)의 형합홀에 교구자석을 넣고, 이어서 형합홀에 교구를 인입시키는 작업이 이루어지게 된다.

또는, 이러한 상태가 프레스기(400)에 의해 교구가 프레스된 후라면, 자석고정유닛(200)에 안착된 교구형상판(100)을 당겨서 교구형상판(100)으로부터 교구를 낙하시켜 빼는 작업이 이루어진게 된다.

그리고, 도 14에 도시된 바와 같이 구동유닛(520)으로 활용되는 실린더에서 실린더로드가 프레스기(400)의 내측으로 수축됨으로써, 받침틀(510)을 프레스기(400) 측으로 당겨서 프레스기(400)의 하측에 위치시키게 된다.

이러한 상태에서, 프레스기(400)가 교구를 프레스함으로써, 교구에 교구자석이 삽입체결되는 작업이 이루어지게 된다.

이후, 도 13에 도시된 바와 같은 작업이 반복된다.

한편, 본 발명은 다른 실시예로서 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 이동대차를 더 포함할 수 있다.

상기 이동대차는 자석고정유닛이 설치고정되어, 교구형상판이 자석고정유닛에 안착고정된 후 자석고정유닛을 프레스기까지 왕복이동시키는 역할을 수행하며, 이러한 이동대차는 수동으로 이동될 수 있고, 나아가 구동부재가 장착되어 자동으로 왕복이동될 수도 있다.

결과적으로, 상술된 바와 같이 본 발명은 교구(10)가 형합되는 형합홀(100a)을 가진 교구형상판(100)과, 교구자석(20)을 자력으로 고정하는 고정자석(201)이 장착된 자석고정유닛(200), 및 교구(10)를 하방프레스하는 프레스기(400)가 구성됨으로써, 많은 교구(10)에 교구자석(20)을 자동으로 신속하면서도 편리하게 체결시키며, 아울러 교구(10)에 대한 교구자석(20)의 체결불량을 최소화하고, 나아가 교구자석(20)의 수작업 체결 시 발생하는 안전사고도 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 교구 10a : 자석체결홈
20 : 교구자석
100 : 교구형상판 100a: 형합홀
200 : 자석고정유닛 200a : 조립홀
201 : 고정자석 210 : 받침판
220 : 자석고정판 220a : 고정부
230 : 자성가이드판 230a : 자력통과홀
240 : 비자성커버판
300 : 프레임유닛 310 : 센터링지지대
311 : 고정지지부 G2 : 제2 가이드형상부
312 : 이동지지부 G1 : 제1 가이드형상부
320 : 이동가이드 320a : 가이드홈
320b : 가이드지지면
400 : 프레스기
510 : 받침틀 520 : 구동유닛

Claims (16)

1. 교구가 인입되도록 상기 교구의 외형과 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판;
   상기 교구형상판이 안착되며, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛; 및
   상기 형합홀에 하부가 인입되어 상기 교구자석의 상측에 배치된 상기 교구를 하방프레스하여, 상기 교구의 자석체결홈에 상기 교구자석을 삽입체결시키는 프레스기;를 포함하며,
   상기 자석고정유닛은,
   상기 형합홀에 인입되는 상기 교구의 자석체결홈의 하측에 상기 교구자석이 위치고정되도록, 상기 자석체결홈과 대응되는 위치에 상기 고정자석이 인입되는 고정부가 형성된 자석고정판;을 구비하며,
   상기 자석고정유닛은,
   상기 자석고정판과 교구형상판 사이에 배치되도록 상기 자석고정판에 안착되며, 상기 교구형상판이 슬라이드되는 슬라이드상면을 가진 비자성커버판;을 더 구비하며,
   상기 자석고정유닛은,
   자성체로서 상기 자석고정판과 비자성커버판 사이에 배치되며, 상기 자석고정판의 고정자석과 대응되는 위치에 자력통과홀이 형성되어, 상기 자력통과홀의 둘레에 미치는 상기 고정자석의 자력을 흡수하는 자성가이드판;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
2. 교구가 인입되도록 상기 교구의 외형과 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판;
   상기 교구형상판이 안착되며, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛; 및
   상기 형합홀에 하부가 인입되어 상기 교구자석의 상측에 배치된 상기 교구를 하방프레스하여, 상기 교구의 자석체결홈에 상기 교구자석을 삽입체결시키는 프레스기;를 포함하며,
   상기 자석고정유닛은,
   상기 형합홀에 인입되는 상기 교구의 자석체결홈의 하측에 상기 교구자석이 위치고정되도록, 상기 자석체결홈과 대응되는 위치에 상기 고정자석이 인입되는 고정부가 형성된 자석고정판;을 구비하며,
   상기 고정부는 홀 형상이며,
   상기 자석고정유닛은,
   상기 고정부에서 상기 고정자석이 낙하되는 것을 차단하도록, 상기 자석고정판이 안착되는 받침판; 및
   자성체로서 상기 자석고정판과 받침판 사이에 배치되어, 상기 고정자석의 자력을 흡수하는 추가 자성가이드판;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부는 홀 형상이며,
   상기 자석고정유닛은,
   상기 고정부에서 상기 고정자석이 낙하되는 것을 차단하도록, 상기 자석고정판이 안착되는 받침판;
   을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 형합홀은 복수 개가 서로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 형합홀은, 인입된 상기 교구의 횡이동을 제한하면서도, 상기 형합홀에서 상기 교구가 낙하되어 빠지는 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 형합홀은, 인입되는 상기 교구의 높이만큼 깊게 형성된 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 자석체결홈에 대한 상기 교구자석의 삽입이 가이드되도록, 상기 자석체결홈의 입구테두리 또는 상기 교구자석의 상하단테두리가 모따기된 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 자석고정유닛은,
   상기 자석고정판과 교구형상판 사이에 배치되도록 상기 자석고정판에 안착되며, 상기 교구형상판이 슬라이드되는 슬라이드상면을 가진 비자성커버판;
   을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 자석고정유닛은,
   자성체로서 상기 자석고정판과 비자성커버판 사이에 배치되며, 상기 자석고정판의 고정자석과 대응되는 위치에 자력통과홀이 형성되어, 상기 자력통과홀의 둘레에 미치는 상기 고정자석의 자력을 흡수하는 자성가이드판;
   을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
   
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 교구형상판을 상기 자석고정유닛 상에서 센터링하고, 상기 교구형상판이 상기 자석고정유닛의 일측으로 이동 시 상기 교구형상판의 테두리를 가이드지지하는 프레임유닛;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
    
12. 교구가 인입되도록 상기 교구의 외형과 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판;
    상기 교구형상판이 안착되며, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛; 및
    상기 형합홀에 하부가 인입되어 상기 교구자석의 상측에 배치된 상기 교구를 하방프레스하여, 상기 교구의 자석체결홈에 상기 교구자석을 삽입체결시키는 프레스기;를 포함하며,
    상기 교구형상판을 상기 자석고정유닛 상에서 센터링하고, 상기 교구형상판이 상기 자석고정유닛의 일측으로 이동 시 상기 교구형상판의 테두리를 가이드지지하는 프레임유닛;을 더 포함하며,
    상기 프레임유닛은,
    상기 자석고정유닛의 둘레에 배치되며, 상기 교구형상판의 테두리를 측방지지하도록 상방연장된 센터링지지대; 및
    상기 자석고정유닛의 일측에 배치되며, 상기 교구형상판의 일측 이동을 가이드하면서 상기 교구형상판으로부터 상기 교구가 낙하하여 빠지도록, 상기 교구형상판이 인입슬라이드 시 상기 교구형상판의 양측 테두리의 측면과 하면을 지지하는 내면을 가진 가이드홈이 형성된 이동가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
    
13. 교구가 인입되도록 상기 교구의 외형과 형합되는 형합홀을 가진 교구형상판;
    상기 교구형상판이 안착되며, 교구자석을 자력으로 고정하는 고정자석이 장착된 자석고정유닛; 및
    상기 형합홀에 하부가 인입되어 상기 교구자석의 상측에 배치된 상기 교구를 하방프레스하여, 상기 교구의 자석체결홈에 상기 교구자석을 삽입체결시키는 프레스기;를 포함하며,
    상기 교구형상판을 상기 자석고정유닛 상에서 센터링하고, 상기 교구형상판이 상기 자석고정유닛의 일측으로 이동 시 상기 교구형상판의 테두리를 가이드지지하는 프레임유닛;을 더 포함하며,
    상기 프레임유닛은,
    상기 자석고정유닛의 둘레에 배치된 고정지지부와, 상기 고정지지부의 상부에 일측 이동되도록 설치되며 상기 교구형상판의 테두리에 배치되어 교구형상판의 테두리를 측방지지하는 이동지지부를 구비하는 센터링지지대; 및
    상기 자석고정유닛의 일측에 배치되며, 상기 교구형상판과 이동지지부의 일측 이동을 가이드하면서 상기 교구형상판으로부터 상기 교구가 낙하하여 빠지도록, 상기 교구형상판과 이동지지부의 인입슬라이드 시 상기 교구형상판의 양측 테두리를 상방지지하고 상기 이동지지부의 하면을 가이드지지하는 가이드지지면을 가진 이동가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 이동지지부의 하면에는 제1 가이드형상부가 형성되고,
    상기 고정지지부의 상면과 상기 가이드지지면에는 서로 이어지는 형상구조인 제2 가이드형상부가 각각 형성되며,
    상기 제1 가이드형상부와 제2 가이드형상부는 서로 형합되는 요철구조이거나, 서로 대응되는 레일휠과 레일인 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
    
15. 제11항에 있어서,
    상기 프레임유닛이 상부에 설치되며, 일측부에는 상기 자석고정유닛이 안착되도록 하부가 폐쇄되고 타측부에는 상기 교구가 상기 교구형상판으로부터 빠져서 낙하되도록 하부가 개방된 받침틀; 및
    상기 받침틀을 상기 프레스기까지 왕복이동시키도록, 상기 받침틀에 연결된 구동유닛;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
    
16. 제1항에 있어서,
    상기 자석고정유닛이 안착고정되어, 상기 자석고정유닛을 상기 프레스기까지 왕복이동시키는 이동대차;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교구자석 체결장치.
    

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