KR19990037283A - 툴 비트 자화 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 툴 비트(tool bit)를 자화(magnetizing)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 하우징이 자성(magnetically attractive) 툴 비트 둘레에 제거가능하게 설치되고, 하우징 내에 복수개의 자석이 배치되어 비트에 대한 자석의 자성 결합 강도를 강화시키도록 비트의 표면과 접촉하도록 적용된다. 장치는 비트를 사용하는 동안 비트상에 잔존하는 것이 바람직하며, 특히 고속 운용분야에 사용되기에 적합하다.

Description

툴 비트 자화 장치 및 방법

본 발명은 툴 비트 자화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 비트상에 자성 결합된 패스너를 유지하게 하기 위하여 장치가 부착된 상태로 툴 비트의 자화 상태를 유지하도록 비트에 부착될 수 있는 자화 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 스크류나 볼트 등의 패스너를 작업편에 설치할 때 패스너가 작업편에 그 자체를 지지할 수 있도록 충분히 자리잡기 이전에, 패스너 결합을 시작하는 동안 중력에 대하여 패스너를 유지하는데 필요하다. 예로서, 수동 스크류 드라이버를 사용할 때, 스크류 드라이버가 적합한 위치를 유지하여 스크류를 적소에 유지하며 스크류가 떨어지는 것을 방지하도록 한손의 손가락으로 스크류을 유지하고 다른 한손으로 스크류 드라이버로 스크류를 돌리는 것은 친숙한 일이며, 때때로 성가신일이기도 하다. 전기 또는 공압식 구동 툴을 사용할 때 툴과 일치된 위치에 패스너를 적절하게 유지하는 소정의 독립적인 수단이 제공될 필요가 있는 것이 일반적이다.

이 문제점을 해결하기 위한 하나의 방법은 영구적으로 자화된 철을 함유한 금속 비트를 철을 함유한 금속제 패스너와 함께 사용하여, 패스너가 비트에 자성결합되도록 하는 것이다. 그러나, 이 방법은 네오디뮴(neodymium) 자석 같은 더 양호한 자석의 자화 강도와 비교할 때 철을 함유한 금속 비트에 부여되는 자화 강도가 작다는 단점이 있다. 부가적으로, 이런 강도가 강한 자성 재료는 경도, 강도 또는 인성이 비트 자체로서 사용되기에 적합하지 않다.

따라서, 툴 비트에 향상된 자화 강도를 제공하는 툴 비트 자화 장치 및 방법이 필요하다.

본 발명의 툴 비트 자화 방법 및 장치는 상술한 문제점들을 해결하며 자성을 띌 수 있는(또는 자성이 투과할 수 있는) 툴 비트 둘레에 제거가능하게 설치되도록 사용되는 하우징과, 툴 비트의 표면과 접촉하도록 사용되며 하우징내에 배치되어있는 복수개의 자석을 제공함에 의해 상술한 요구들을 만족시킨다. 하우징은 비트를 수용하도록 뚫려져 있는 개구와 외주를 갖는다. 각각의 자석은 제 1 극성을 가진 면과 제 2 극성을 가진 대향 면을 구비한다. 자석은 제 1 극성을 가진 모든 면이 구멍을 통해 연장되어 툴 비트와 접촉하도록 하우징 내에 배치되고, 제 2 극성을 가진 면은 외주를 향해 구멍으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 자석은 자석이 하우징내에 수납되는 대신 자석이 개구의 중앙을 향해 방사방향으로 내향 이동하는 것을 허용하도록 하우징 내의 포켓에 대응하는 하우징내에 미끄럼 가능하게 수용된다.

세 개의 네오디뮴 자석이 사용되는 것이 바람직하며, 상기 세 개의 자석은 실질적으로 동일한 각도 간격이 되도록 하우징 둘레에 이격되어 배치된다. 비트와 접촉하도록 하기 위하여, 자석은 그 최대 자장 강도를 전달하고, 자력선은 공기를 통한 자력선의 이동을 최소화 하면서 제 1 극성으로 부터 비트와 공기를 통해 제 2 극성으로 들어가도록 순환한다.

장치는 비트에 설치되어 비트를 자화시킨다. 만약, 장치가 제거된다면 비트는 자화된 상태로 남아있게 되지만, 자장은 즉시 강도가 감소되고, 더욱이 시간의 경과에 따라 신속하게 감쇠된다. 그러므로, 비트가 떨어져 나갈 때까지 비트상에 장치를 남겨두는 것이 바람직하다. 이 때문에, 장치는 특히 고속 회전용 전기 및 공압식 툴에 사용된다. 비트가 영구적으로 자화되었을때만 비트의 자성은 이동안 완전한 강도로 남아있게 된다. 그러나, 종래의 영구 자화 툴 비트에 비하여 본 발명은 강도, 경도, 인성 등의 일반적인 기계적 특성을 가진 툴 비트에 충분히 더 강한 자성을 제공할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 주된 목적은 신규하며 개선된 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 툴 비트 자화시에 개선된 자성 강도를 제공하는 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일반적인 기계적 특성을 가진 툴 비트에 이런 개선된 자성 강도를 제공하는 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 툴 비트의 사용할 때에 상술한 개선된 장점을 유지시키는 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고속의 전기 또는 공압식 툴에 사용되도록 적용되는 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마모된 툴 비트를 제거하고 새로운 툴 비트로 교체하는 것이 용이한 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감소된 비용으로 상술한 목적과 특성과 장점을 제공하는 툴 비트 자화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상술한 바 및 다른 목적과 특성과 장점은 하기에서 첨부된 도면과 연관된 본 발명의 세부적인 설명을 통해 보다 용이하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 방법에 따라 툴 비트(tool bit)에 부착되어 있는 본 발명에 따른 툴 비트 자화(magnetizing) 장치와 툴 비트를 도시하는 도면.

도 2는 도 1의 장치의 평면도.

도 3a는 포켓내의 일예가 되는 위치에 도시되어있는 두 개의 자석을 따라 본 발명에 따른 툴 비트 자화 장치의 제 1 부분을 도시하는 평면도.

도 3b는 도 3a의 3B-3B 선을 따라 취한 도 3a의 장치의 반쪽의 단면도.

도 4a는 쌍을 이루는 도 3a의 장치의 제 2 부분의 평면도.

도 4b는 도 4a의 반쪽의 측면 입면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 하우징 14 : 외주

16 : 구멍 18 : 툴 비트

19 : 툴 20 : 자석

22 : 면 24 : 대향면

26 : 포켓 28 : 개방 단부

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자성 툴 비트(18; magnetically attractive tool bit) 자화 장치(10)의 선택된 실시예는 외주(14)와 하우징을 통한 중앙 구멍(16)을 구비하고, 상기 구멍은 툴(19)의 비트(18)를 수용한다. 참조를 위해, 구멍(16)은 중앙축 "L"을 갖는다. 툴(19)은 전기식, 공압식 또는 스크류 드라이버 등의 수동식 툴을 포함하지만 그것들만에 제한되지는 않으며, 작업편을 통해 자성 패스너(fastener)를 적용하기 위해 사용되는 소정의 툴일 수 있다. 여기에서, 자성 재료는 대부분의 철을 함유한 금속 등의 자계에 의해 당겨질 수 있는 재료이다.

일반적으로, 구멍은 원형 단면의 비트(18)에 고정되도록 원형이고, 원형 외주(14)를 갖는다. 일반적으로, 하기에 기술될 이유 때문에 하우징(12)의 형상은 방사형 대칭 형상을 사용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 비트가 원형 단면이 아니더라도 외주(14)가 원형인 것이 바람직하다. 게다가, 하우징은 본 발명의 원리에서 벗어나지 않는 장식적인 신규한 형상을 포함하는 다른 형상으로 형성될 수 있다.

복수개의 자석(20)이 하우징내에 제공되어 비트를 자화시키고 장치(10)를 비트상에 견고하게 유지한다. 자석은 하기에 기술될 바와 같이 하우징(12)의 내부 둘레에 분배된다. 예로서, 네오디뮴(neodymium)으로 형성된 세 개의 고강도(high strength) 자석(20a, 20b, 20c)이 사용되는 것이 바람직하다.

각각의 자석은 임의로 선택된 N 극 또는 S 극중 하나의 극성을 가진 면(22)과, 이에 관련하여 S 극 또는 N 극을 각각 가지는 대향면(24)을 포함한다. 자석은 비트(18)가 구멍(16)내로 삽입되었을 때 각각의 자석이 비트(18)와 접촉할 수 있도록 하우징내에서 방향이 설정된다. 자석의 외부면(24)은 하우징의 외주(14)를 향해 연장된다. 자석의 남북 축 "N/S"은 축 "L"에 수직으로 배치된다.

동일한 자극성을 가진 면(22)은 자연적으로 서로 상쇄된다. 그러나, 비트(19)가 구멍(16)내로 삽입되었을 때, 면(22)은 비트를 향해 당겨지고, 그에의해 비트와 접촉하도록 방사방향으로 내측을 향하여 당겨진다. 자석의 면(22)과 비트 사이의 결과적인 공간의 부족은 그 사이의 자성 결합을 향상시켜서 더 강한 자화 강도를 제공한다. 자력선은 공기를 통한 자력선의 이동 거리를 최소화하면서 각 자석의 하나의 극으로부터 직접적으로 및 비트와 공기를 통해서 나머지 하나의 극으로 들어간다.

자석은 하우징내에 고착될 수 있고, 면(22)은 구멍(16)의 외주와 실질적으로 합동이 될 수 있거나 다른 소정의 형상이 될 수 있으며, 구멍(16)내부로 연장된다. 그러나, 자석은 조합된 포켓(26)속에 존재하는 것이 바람직하다. 포켓은 다수의 기능을 제공한다. 먼저 포켓은 어떠한 비트도 구멍(16)을 통해 삽입되지 않고 면(22)이 서로 상쇄될 때, 장치(10)가 비트에 설치되기 용이하도록 구멍(16)의 외측을 향해 자석들을 편심시킨다. 두 번째로, 포켓은 비트가 구멍내에 존재할 때 비트(18)와 접촉하도록 자석이 구멍내로 방사방향으로 내향 이동하는 것을 허용한다. 세 번째로, 포켓은 자석의 면(22) 사이의 간격을 유지한다. 네 번째로, 포켓은 하우징내에서 최적의 각도 관계로 자석을 수용한다.

특히, 상술한 기능의 첫 번째 및 두 번째 기능을 참조하면, 포켓은 그 N/S 축을 따라 자석을 미끄럼가능하게 수용하도록 사용된다. 외주(14) 근방에서, 포켓은 자석이 실질적으로 완전히 하우징의 내부에 수용될 수 있도록 구멍(16)으로부터 충분한 거리로 연장된다. 이 위치가 도 3a의 자석(20b)으로 도시되어 있고, 이 위치는 비트가 구멍내에 존재하지 않을 때의 모든 자석의 위치이다.

포켓은 구멍(16)에서 개방 단부(28)를 구비하고, 개방 단부는 자석이 비트에 접촉하도록 구멍내로 면(22)의 적어도 일부에서 미끄러지는 것을 허용한다. 이 위치는 도 3a의 자석(20a)으로 도시되고, 상기 위치는 비트가 구멍내에 존재할 때 모든 자석의 위치이다. 개방 단부(28)는 완전히 개방되어 전체 면(22)이 포켓의 외부와 구멍 내부로 미끄러지는 것을 허용할 수 있고, 선택적으로 단지 면(22)의 일부만이 구멍내로 미끄러질 수 있도록 도 3a에 도시된 바와 같이 부분적으로 개방될 수 있다. 후자의 장점중 한가지는 외관이 단정하다는 것이다. 리지(ledges; 28b)는 자석이 구멍(16)내로 추가적으로 이동하는 것을 억제한다.

포켓(26)을 포함하는 형태는 비트의 크기 변화를 수용하도록 자석의 위치를 조절하는 것을 허용하지만, 그럼에도 불구하고 특정한 비트 크기용의 하우징을 제조하는 것이 종종 상업적으로 필요하다. 그후, 구멍의 크기가 비트의 최대 공차의 단면 직경보다 조금 크게 제조된다. 이것은 장치(10)의 외관을 깔끔하게 하고, 단지 제조 공차를 흡수하기 위해 상술한 형상에 부합된다.

특히, 상술한 포켓의 네 번째 기능을 참조하면, 포켓은 축 "L"에 대하여 하우징의 내부 둘레에 실질적으로 동일한 각도 간격으로 자석을 분배하도록 배치되는 것이 바람직하다. 세 개의 자석(20)에서, 자석은 축 "L" 둘레에서 서로 120°간격으로 이격되어 배치된다.

도 3a 및 도 4a를 다시 참조하면, 보완적인 하우징(12)의 반쪽 부분(12a, 12b)은 장치(10)를 조립하는데 사용되는 것이 바람직하다. 반쪽(12a, 12b)은 예로서, 경 플라스틱의 압축성형으로 제조되고, 예로서, 평면(22, 24)을 가진 대략 1/4" 길이와 대략 1/4" 직경의 네오디뮴 자석을 원통형으로 성형하여 설치하도록 일체형으로 형성된 포켓(26)을 구비한다. 반쪽은 개재핀(interfering pin; 30)을 보완적인 구멍(32)내에 배치함에 의해 자석(20) 둘레에 결합되거나, 초음파 용접 또는 접착제 본딩 같은 다른 공지된 다른 기술 수단에 의해 결합되어 하우징(12)을 형성할 수 있다. 하우징(12) 및 다른 형상의 포켓과 자석을 제조하기 위한 다른 수단이 본 발명의 원리에서 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 장치(10)는 비트(18)위에 배치되고, 사용동안 적소에 남아있는 것이 바람직하다. 그후, 장치가 적소에 배치되어 있는 상태로 툴이 패스너의 배치를 시작 및 완료하도록 사용된다. 장치는 전기 및 공압식 공구의 예로서 8,000RPM 등의 고속 회전을 허용하는 고속 운용분야에 적용된다. 네오디뮴 자석은 그 질량에 대하여 높은 자장 강도를 제공하며, 하우징의 경 플라스틱은 장치상에서 부가적인 원심력을 감소시킨다. 더욱이, 상술한 바와 같이, 장치(10)의 무게 중심이 실질적으로 구멍(16)의 중앙에 배치되도록 자석이 실질적으로 동일한 각도 간격으로 하우징(12) 둘레에 배치되고, 방사상 대칭 또는 다른 형상을 갖는 것이 바람직하다. 원형 구멍(16) 및 원형 단면 비트(18)에서, 구멍의 중앙은 비트의 중앙과 일치하고, 그래서 장치는 비트와 자기적으로 결합되었을 때 양호한 동역학적 균형을 갖게 된다.

특징적인 툴 비트 자화 방법 및 장치는 예시의 목적으로 도시된 것이며, 본 발명의 원리에서 벗어나지 않고 이미 언급한 형상에 부가하여 다른 형상이 사용될 수 있다. 예로서, "비트"라는 용어가 패스너를 구동하기 위해 패스너에 결합되는 툴의 일부를 나타내기 위해 사용되었지만, 금속 생크(shank) 또는 공구의 다른 부분도 본 발명의 원리에서 벗어나지 않고 장치를 사용하여 자화될 수 있다. 더욱이, 하우징은 본 발명의 원리에서 벗어나지 않는 상술한 바와 다른 재료로 다른 수단으로 성형될 수 있다. 그때, 본 발명의 원리에 일치하는 상술한 구조를 적용하게 되는 것은 제조 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다.

상술한 명세서에서 사용된 용어와 표현들은 설명을 위한 용어로서 사용된 것일뿐 도시되고 기술된 특성에 제한적인 의미를 갖는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 하기될 청구범위에 의해서만 규정되고 제한된다.

본 발명에 따라서 툴 비트 자화시에 개선된 자성 강도를 제공하고, 일반적인 기계적 특성을 가진 툴 비트에 개선된 자성 강도를 제공하며, 고속의 전기 또는 공압식 툴에 사용되기에 적합하며, 툴 비트의 교체가 용이한 개선된 툴 비트 자화 방법 및 장치가 제공된다.

Claims (10)

1. 자성 툴 비트(magnetically attractive tool bit)와 함께 사용되는 자화(magnetizing) 장치에 있어서,

   비트를 수용하기 위한 구멍을 가지는 하우징과, 적어도 부분적으로 상기 하우징내에 배치되어 있는 복수개의 자석을 포함하고,

   상기 복수개의 자석은 N 극과 S 극을 각각 가지고, 상기 각 자석의 상기 N 극 및 S 극 중 동일한 한 종류의 극성은 상기 구멍에 면하여 상기 하우징내에 배치되고, 상기 하우징과 상기 자석은 상기 자석들 중 하나 이상이 비트에 접촉되도록 협력하는 툴 비트 자화 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍은 비트가 그 내부에 느슨하게 설치되는 크기로 비트에 대하여 크기 설정되고,

   상기 자석은 상기 하우징내의 대응 포켓내에 이동 가능하게 배치되며,

   상기 포켓은 상기 구멍내로 개방되어 있는 대응 단부를 구비하고, 상기 자석이 상기 단부를 통하여 상기 구멍내로 이동되어 비트와 접촉하게 되는 것을 허용하는 툴 비트 자화 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 자석은 구멍의 중앙으로부터 동일한 방사상 거리에 위치되며,

   상기 장치의 무게 중심은 실질적으로 상기 구멍의 중앙에 위치되는 툴 비트 자화 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 자석은 상기 하우징 둘레에서 실질적으로 동일한 각도 간격으로 배치되는 툴 비트 자화 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 하우징의 둘레에 세 개의 자석이 대략 120°의 각도 간격으로 서로 이격되어 배치되어 있는 툴 비트 자화 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 자석은 네오디뮴(neodymium)을 포함하는 자화 장치.
7. 비트의 크기가 변화될 수 있는 자성 툴 비트를 자화하는 방법에 있어서,

   비트를 수용하는 구멍을 가지는 하우징과, 각각 N 극 및 S 극을 가지고 상기 N 극 및 S 극 중 동일한 한 종류의 극성이 상기 구멍을 향하도록 상기 하우징내에 배치되어 있으며 적어도 부분적으로 하우징 내부에 이동가능하게 배치되어 있는 복수개의 자석을 포함하는 자화 장치를 제공하는 단계와,

   자화 장치가 비트에 자성 부착되도록 하나 이상의 상기 자석이 이동하여 비트와 접촉하게 상기 구멍내에 비트를 배치하는 단계를 포함하는 툴 비트 자화 방법.
8. 자성 비트를 자화하기 위한 방법에 있어서,

   비트를 수용하는 구멍과, 각각 N 극과 S 극을 가지고 상기 N 극 및 S 극중 동일한 한 종류의 자성이 상기 구멍을 향하여 상기 하우징내에 배치되어 있는 복수개의 자석을 포함하고, 상기 하우징 및 상기 자석이 상기 자석중 하나 이상이 비트와 접촉하는 것을 허용하도록 협력하는 자화 장치를 제공하는 단계와,

   자화 장치가 비트에 자성 결합되도록 상기 구멍내에 비트를 배치하는 단계를 포함하는 자성 비트 자화 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 하나 이상의 상기 자석은 비트와 접촉하도록 이동되는 자성 비트 자화 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 자화 장치가 결합된채 남아있는 상태로 비트를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 자성 비트 자화 방법.