KR20020035935A - 마그네틱 리프트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네틱 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네틱 리프트와 금속물체와의 흡착력을 높이고 마그네틱 리프트의 자중을 줄이기 위해 리프트 본체에 내입되는 영구자석의 효율적인 배치방법을 제시하고 있다.
이를 위하여 본 발명은 리프트 내부의 전기코일이 감겨진 영구자석과 또 다른 영구자석이 강자성체로 구성된 철심의 면에 대해 수직으로 배열되어 상기 전기코일이 감겨진 영구자석의 극성변환에 의해 금속과 같은 피흡착물체를 흡착 또는 탈착하는 마그네틱 리프트의 흡착력 증대와 마그네틱 리프트의 자중의 감소 및 부피 감소의 효과를 얻는 특징이 있다.
Description
본 발명은 마그네틱 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네틱 리프트의 내부구조를 개선함으로써 리프트 내부에 설치된 자석의 효율을 높여 피흡착물체와의 흡착력을 더욱 증대시키고 자중을 개선할 수 있는 마그네틱 리프트에 관한 것이다.
일반적으로 장치의 내부에 구성된 전기코일을 이용한 종래의 마그네틱 리프트는 장치내부의 자석에 감겨진 전기코일의 극성을 장치의 외부에 설치된 전력공급장치에서 공급전력의 극성을 변환하여 공급함으로써 금속물체를 흡착하거나 탈착하도록 하는 방식을 채택하고 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래 기술에 의한 마그네틱 리프트의 흡착 원리도 및 탈착 원리도로서 이는 두 강자성체 철심(13) 사이에 보자력이 큰 제 1 영구자석(11)과 보자력이 작은 제 2 영구자석(12)을 각 자석(11)(12)의 동일한 극성(S극 또는 N극)이 모두 동일한 방향으로 향하도록 강자성체 철심(13)에 대해 병렬로 설치되는 구조로 되어 있다. 보자력이란 자속을 0으로 만드는데 필요한 기자력을 말하며 보자력이 높을수록 쉽게 극성이 바뀌지 않는 물질이다. 그리고 상기 제 2 영구자석(12)의 둘레에는 전기코일(14)이 감겨져 있으며, 상기 강자성체 철심(13)과 마그네틱 리프트를 이동하기 위한 수단이 설치되는 금속판(15) 사이에는 자속의 누설을 차단하기 위한 격리 판(20)이 설치되어 있는 구조이다.
이상과 같은 구조를 가지는 종래의 마그네틱 리프트에 대한 흡착 원리를 살펴보면, 도 1a와 같이, 각 강자성체 철심(13)과 동일한 면에 접하는 제 1 및 제 2 영구자석(12)(14)의 극성을 동일하게 배치하면, 상기 제 1 및 제 2 영구자석(11)(12)의 N극에서 나온 자속은 금속물체(9)를 통하여 S극으로 흐르게 되므로 상기 강자성체 철심(13)과 금속물체(9) 사이에 흡착력이 발생되어 흡착하게 된다.
도 1b는 상기 도 1a에서 흡착된 금속물체(9)의 탈착 원리를 나타내며 상기 제 2 영구자석(12)의 둘레에 감겨져 있는 전기코일(14)의 출력을 외부에 설치된 전력공급장치(미도시)로 조절하여 상기 제 2 영구자석(12)의 극성을 바꾸게 되면 상기 강자성체 철심(13)의 동일 면에 접한 제 1 및 제 2 영구자석(11)(12)의 극성이 서로 반대가 된다. 따라서 제 1 및 제 2 영구자석(11)(12)의 N극에서 나온 자속은 금속물체(9)를 통하지 않고 강자성체 철심(13)의 동일 면에 접한 제 1 및 제 2 영구자석(12)(14)의 S극으로 흐르게 되므로 상기 강자성체 철심(13)과 금속물체(9) 사이의 흡착력이 상실되어 탈착되게 되는 것이다.
그러나 이상과 같이 살펴본 마그네틱 리프트의 종래 기술에 대한 첫 번째 예의 경우, 두 강자성체 철심(13) 사이에 제 1 영구자석(11)과 제 2 영구자석(12)이 수평하게 병렬로 배치되어 있기 때문에 마그네틱 리프트의 높이가 증가하게 되고, 증가된 높이로 인한 상기 마그네틱 리프트의 자중 또한 증가하게 된다. 이렇게 증가된 높이를 줄이기 위해서는 영구자석(11)(12)의 두께를 줄여야 되는데, 상기 영구자석(11)(12)의 두께를 줄이게 되면 자속이 감소하기 때문에 리프트의 흡착력이떨어지게 된다. 따라서 일정한 흡착력을 유지하기 위해서는 영구자석(11)(12)들의 최소한의 두께를 유지해야되는 단점이 있다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래 기술에 의한 마그네틱 리프트의 두 번째 예에 따른 흡착원리도 및 탈착원리도로서, 다수의 강자성체 철심(33)들 사이에는 보자력이 큰 제 1 영구자석(31)(31a)이 설치되어 있고, 상기 강자성체 철심(33)을 고정시키고 마그네틱 리프트를 이동하기 위한 수단이 설치되는 금속판(35)과 상기 강자성체 철심(33)들 사이에는 제 1 영구자석(31)(31a)에 비해 상대적으로 보자력이 작은 제 2 영구자석(32)(32a)이 설치되어 있으며, 상기 제 2 영구자석(32)(32a)의 둘레에는 전기코일(34)이 감겨져 있는 구조이다.
이상과 같은 구조를 가지는 마그네틱 리프트의 흡착 원리를 살펴보면, 도 2a와 같이, 하나의 강자성체 철심(33)을 사이에 두고 서로 마주보는 두 제 1 영구자석(31)(31a)의 극성을 동일하게 배치하고, 상기 각 강자성체 철심(33)과 접하고 있는 각 제 1 영구자석(31)(31a)의 극성과 동일한 극성이 강자성체 철심(33)에 접하도록 구성된 제 2 영구자석(32)(32a)을 상기 강자성체 철심(33)과 금속판(35) 사이에 배치하면, 상기 각 제 1 영구자석(31)(31a)과 제 2 영구자석(32)(32a)의 N극에서 나온 자속은 강자성체 철심(33)과 금속물체(9)를 통과하여 상기 제 1 영구자석(31)(31a)의 S극과 접해있는 강자성체 철심(33)과 금속판(35)을 통하여 상기 제 1 영구자석(31)(31a) 및 제 2 영구자석(32)(32a)의 S극에 이르게 되는 자속 흐름을 형성하므로 상기 강자성체 철심(33)과 금속물체(9) 사이에 흡착력이 발생하여 흡착하게 된다.
도 2b는 상기 도 2a에서 흡착된 금속물체(9)의 탈착 원리를 나타내며, 제 2 영구자석(32)(32a)의 둘레에 감겨 있는 전기코일(14)의 극성을 외부에 설치된 전력공급장치(미도시)로 조절하여 제 2 영구자석(32)(32a)의 극성을 바꾸게 되면, 상기 제 1 영구자석(31)(31a)의 N극에서 나온 자속은 상기 제 2 영구자석(32)(32a)의 S극으로 들어가게 되며, 상기 금속판(35)과 접하고 있는 제 2 영구자석(32)(32a)의 N극에서 나온 자속은 인접한 제 2 영구자석(32)(32a)의 S극 및 강자성체 철심(33)을 지나 제 1 영구자석(31)(31a)의 S극으로 들어가는 자속 흐름을 형성하게 되므로 상기 강자성체 철심(3c)과 금속물체(9) 사이의 흡착력이 제거되어 탈착되게 된다.
그러나 이상과 같이 살펴본 종래 기술의 두 번째 예의 경우, 상기 첫 번째 예의 단점인 마그네틱 리프트의 높이를 낮추어 자중을 줄일 수가 있으나 내부의 복잡한 구성으로 인해 제작비용이 증가되는 단점이 있다. 또한 상기 제 2 영구자석(32)(32a)이 강자성체 철심(33)과 금속판(35) 사이에 설치되어 있어 상기 강자성체 철심(33)에 금속물체(9)를 흡착시키는 경우 흡착시의 충격으로 인한 제 2 영구자석(32)(32a)의 파손 우려도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점인 마그네틱 리프트의 구조적인 비효율성을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 마그네틱 리프트의 내부구조를 개선하여 자석의 리프트의 흡착력을 증대시키고, 또한 장치의 자중을 개선하여 제작비용의 절감효과를 가지는 마그네틱 리프트를 제공하는데 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래 기술의 첫 번째 예에 따른 흡착원리도 및 탈착원리도
도 2a 및 도 2b는 각각 종래 기술의 두 번째 예에 따른 흡착원리도 및 탈착원리도
도 3a는 본 발명에 따른 마그네틱 리프트의 구조와 흡착 원리를 도시한 사시도
도 3b는 본 발명에 따른 마그네틱 리프트의 탈착 원리를 도시한 사시도
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 응용에 따른 탈착 원리를 설명하는 평면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
13, 33, 43 : 강자성체 철심 15, 35, 45 : 금속판
9 : 금속 물체20, 46 : 격리 판
11, 31, 41 : 제 1 영구 자석12, 32, 42 : 제 2 영구 자석
14, 34, 44 : 전기코일
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다수의 영구자석의 자력에 의해 금속과 같은 피흡착물체를 흡착 또는 탈착시키는 마그네틱 리프트의 내부구성에 있어서, 마그네틱 리프트를 이동하기 위한 수단이 설치되는 금속판과; 일 끝단이 금속물체와 접하는 다수개의 강자성체 철심과; 상기 강자성체 철심 사이에 위치하여 자속을 차단하는 격리판과; 상기 다수개의 강자성체 철심 중 임의의 두 강자성체 철심과 수직으로 접하는 제 1 영구자석과; 상기 다수개의 강자성체 철심 중 임의의 두 강자성체 철심과 수직으로 접하는 제 2 영구자석과; 상기 제 2 영구자석의 둘레를 감싸는 전기코일로 구성된 마그네틱 리프트를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.
도 3a는 본 발명에 따른 마그네틱 리프트의 구조와 흡착 원리를 도시한 사시도로서, 기둥형태의 강자성체 철심(43)이 사각형태의 각 꼭지점에 배치되고, 상기 강자성체 철심(43)사이에는 각 강자성체 철심(43)을 연결하고, 자계방향이 강자성체 철심(43)의 면에 대해 수직 즉, N극과 S극이 마그네틱 리프트의 하면에 대해 수평방향으로 배열된 4개의 영구자석(41)(41a)(42)(42a)이 위치하고 있다. 상기 4개의 영구자석은 서로 마주보는 방향끼리 제 1 영구자석(41)(41a)과 제 2 영구자석(42)(42a)으로 구분할 수 있으며, 상기 제 1 영구자석(41)(41a)은 보자력이 큰 자석인데 반하여 상기 제 2 영구자석(42)(42a)은 보자력이 작은 것이 바람직하며 그 둘레에는 전기코일(44)이 감겨져 있다. 상기 강자성체 철심(43)과금속판(45)과의 사이에는 비자성체인 격리판(46)이 위치하고 있다. 상기 금속판(45)에는 아이볼트와 같은 마그네틱 리프트를 이동하기 위한 수단(미도시)이 있음은 물론이며 필요에 따라 여러 가지 형상을 가질 수 있는 이동수단은 본 발명의 요지와는 무관하다.
상기 강자성체 철심(43)은 상기 두 개의 영구자석의 끝단이 접촉하기 위하여 측면에는 적어도 2개의 평면을 가지는 것이 바람직하며, 필요와 응용에 따라 다수의 면을 가질 수도 있음은 당연하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 도시한 바와 같이, 상기 강자성체 철심(43)은 측면에 4개의 평면을 가진 사각기둥모양을 가진다.
이상과 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 마그네틱 리프트의 흡착원리를 살펴보면, 외부에 설치된 전력공급장치의 출력을 조절하여 하나의 강자성체 철심(43)과 접하는 제 1, 제 2 영구자석(41)(42)의 극성을 동일하게 조정하면, 상기 제 1, 제 2 영구자석(41)(42)의 N극에서 나온 자속은 상기 제 1, 제 2 영구자석(41)(42)의 N극과 접해 있는 각 강자성체 철심(43)과 금속물체(9)를 지나 상기 제 1, 제 2 영구자석(41)(42)의 S극과 접해 있는 다른 강자성체 철심(43)을 통해 상기 제 1, 제 2 영구자석(41)(42)의 S극으로 들어가는 자속의 흐름을 형성하게 되어 금속물체(9)를 흡착하게 된다.
도 3b는 본 발명에 따른 마그네틱 리프트의 탈착 원리를 도시한 사시도로서, 상기 제 2 영구자석(42)(42a)의 둘레에 감겨져 있는 전기코일(44)과 연결된 전력공급장치의 출력을 조절하여 상기 제 2 영구자석(42)(42a)의 극성을 바꾸게 되면, 동일한 강자성체 철심(43)에 접하고 있는 제 1 및 제 2 영구자석(41)(42)의 극성이 서로 반대가 된다. 따라서 상기 제 1 및 제 2 영구자석(41)(42)의 N극에서 나온 자속은 금속물체(9)를 통하지 않고 상기 제 1 및 제 2 영구자석(41)(42)이 동시에 접하고 있는 강자성체 철심(43)을 지나 상기 제 1 및 제 2 영구자석(41)(42)의 S극으로 흐르게 되므로 상기 강자성체 철심(43)과 금속물체(9) 사이의 흡착력이 상실되어 탈착되게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 리프트의 응용 예를 도시하고 있으며, 강자성체 철심(43)과 상기 강자성체철심(43)들을 연결하는 제 1, 제 2 영구자석(41)(42)의 개수를 더욱 늘려 다양한 크기와 구조를 가지는 마그네틱 리프트의 제작이 가능할 것이며 그 흡착 원리와 탈착 원리는 상기 실시 예와 동일함은 당연하다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 이는 예시이며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이러한 변형과 변화는 모두 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위를 통해 알 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예에서는 다수의 영구자석을 다수의 강자성체 철심들 사이에 수평으로 배치하는 구조를 가짐으로써 기존의 전기코일과 영구자석을 이용한 마그네틱 리프트의 문제점이던 높이와 자중을 대폭개선하는 효과를 얻을 수 있으며, 각각의 영구자석과 피흡착물체와의 자속 경로가 짧아짐으로 인해 흡착력이 더욱 증가하는 효과도 아울러 얻게 된다.
Claims (2)
- 이동하기 위한 수단이 구비된 금속판(45)과;상기 금속판의 하면에 접하는 격리 판(46)과;상면이 상기 격리 판(46)의 하면에 접하고 하면이 피흡착물체(9)와 접하며 다각형태를 이루도록 다수개가 배열되는 기둥형의 강자성체 철심(43)과;상기 다수개의 강자성체 철심(43) 중 임의의 두 강자성체 철심(43)을 연결하며 좌우로 극성이 양분되는 다수개의 제 1 영구자석(41)(41a)과;상기 제 1 영구자석(41)(41a)이 접한 강자성체 철심의 타 일면에 접하고, 좌우로 극성이 양분되며 둘레에는 전기코일(44)이 감겨진 다수개의 제 2 영구자석(42)(42a)을 포함하고 있으며,상기 제 2 영구자석(42)(42a)의 둘레에 감겨져 있는 전기코일(44)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어 상기 제 2 영구자석(42)(42a)의 극성을 변환하여 피흡착물체를 흡착하거나 탈착하는 마그네틱 리프트
- 제 1 항에 있어서,상기 강자성체 철심(43)에는 다수개의 제 1 영구자석(41)(41a) 및/또는 다수개의 제 2 영구자석(42)(42a)이 동시에 접하는 마그네틱 리프트
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