KR20120033002A

KR20120033002A - 시료 핸들링 전자석 트위저

Info

Publication number: KR20120033002A
Application number: KR1020100094583A
Authority: KR
Inventors: 강훈철; 유창남
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-04-06

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저는 시료를 핸들링하기 위한 전자석 팁; 내부가 중공되게 형성되고, 상기 중공된 내부에 상기 전자석 팁이 삽입되되, 상기 전자석 팁의 일부가 외부에 노출되도록 형성하는 하우징; 및 상기 하우징의 일측에 형성되고, 상기 전자석 팁의 구동을 제어하는 스위치를 포함한다.

Description

시료 핸들링 전자석 트위저{ELECTROMAGNET TWEEZER FOR HANDLING SAMPLE}

본 발명의 실시예들은 시료를 핸들링하기 위한 전자석 트위저에 관한 것이다.

철강 및 자성 재료를 투과전자현미경(TEM)으로 관찰 시, 시료는 씬포일(Thin Foil)로 만드는 것이 일반적이다. 이처럼 매우 얇은 씬포일을 핸들링하기 위해서는 다음과 같은 종류의 트위저, 즉 금속 트위저와 와이어 진공 트위저, 휴대형 진공 트위저가 사용된다.

상기 금속 트위저는 물리적 힘으로 시료의 표면과 이면을 동시에 잡아 핸들링하는 장치이다. 상기 진공 트위저는 진공펌프에 의해 진공을 발생시켜 이 진공압력을 호스를 통해 전달하여 시료를 핸들링하는 장치이다. 상기 휴대형 진공 트위저는 신체에 진공펌프를 휴대하고 이에 연결된 호스를 통해 진공압력을 전달하여 시료를 핸들링하는 장치이다.

본 발명의 일 실시예는 전자석 방식을 도입하여 반영구적인 전자석 트위저를 개발함으로써, 시료 핸들링이 용이하고 휴대가 간편하도록 하는 시료 핸들링 전자석 트위저를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 사용범위를 씬포일 시료로 한정하지 않고 매우 작은 철강 시료 및 자성 재료의 핸들링을 가능하게 하여 그 활용 폭을 확장시킬 수 있도록 하는 시료 핸들링 전자석 트위저를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 전자석 팁은 상기 하우징 내부에 형성되되, 그 일부가 상기 하우징의 일단에 노출되도록 형성되는 철심; 및 상기 하우징 내부에 형성된 철심을 감싸도록 형성되고, 상기 스위치 및 전원과 전선을 통해 전기적으로 연결되는 코일을 포함할 수 있다.

상기 스위치는 상기 전자석 팁의 코일 및 상기 전원과 제1 전선 및 제2 전선을 통해 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전선 및 상기 제2 전선을 오픈 또는 쇼트시켜 상기 전자석 팁의 구동을 제어할 수 있다.

상기 스위치는 상기 전자석 팁에 공급되는 전류의 양을 조절하여 상기 전자석 팁의 자기력을 제어하는 가변 스위치를 포함할 수 있다.

상기 스위치는 상기 하우징의 측면에 형성될 수 있다.

상기 하우징은 내부 직경이 일정한 원통형으로 형성되는 몸체부; 및 상기 몸체부로부터 연장 형성되고, 상기 하우징의 일단으로 갈수록 점차로 내부 직경이 감소하는 원뿔형으로 형성되는 손잡이부를 포함할 수 있다.

상기 하우징의 타단에는 상기 전자석 팁의 코일에 전원을 공급하기 위한 배터리가 삽입될 수 있는 배터리 삽입부가 형성될 수 있다.

상기 시료는 씬포일(Thin Foil), 철강 시료 및 자성 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저는 상기 하우징의 타단에 형성된 배터리 삽입부에 삽입되어, 상기 전자석 팁의 코일에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저는 내부가 중공되게 형성되고, 일단에는 천공된 홀을 구비하고 타단에는 배터리 삽입부를 구비하는 하우징; 시료를 핸들링하고, 상기 하우징의 내부에 삽입되되, 일부가 상기 하우징의 홀을 통해 외부에 노출되는 전자석 팁; 상기 하우징의 일측에 형성되고, 사용자의 온 또는 오프 조작에 따라 상기 전자석 팁의 구동을 제어하는 스위치; 및 상기 하우징의 배터리 삽입부에 삽입되고, 상기 스위치의 온 또는 오프에 따라 상기 전자석 팁에 전류를 공급 또는 차단하는 배터리를 포함한다.

상기 전자석 팁은 상기 하우징 내부에 형성되되, 그 일부가 상기 하우징의 홀을 통해 외부로 노출되도록 형성되는 철심; 및 상기 하우징 내부에 형성된 철심을 감싸도록 형성되고, 상기 스위치 및 상기 배터리와 전선을 통해 전기적으로 연결되는 코일을 포함할 수 있다.

상기 스위치는 상기 전자석 팁의 코일 및 상기 배터리와 제1 전선 및 제2 전선을 통해 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전선 및 상기 제2 전선을 오픈 또는 쇼트시켜 상기 전자석 팁의 구동을 제어할 수 있다.

상기 스위치는 상기 하우징의 측면에 형성될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자석 방식을 도입하여 반영구적인 전자석 트위저를 개발함으로써, 시료 핸들링이 용이하고 휴대가 간편하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용범위를 씬포일 시료로 한정하지 않고 매우 작은 철강 시료 및 자성 재료의 핸들링을 가능하게 하여 그 활용 폭을 확장시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저의 외부 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저의 내부 구성을 도시한 도면이다.

투과전자현미경(TEM: Transmission Electron microscope)으로 철강 및 자성 재료를 관찰함에 있어서, 시료의 크기가 직경 3mm이고 수십 nm 두께를 갖도록 씬포일(Thin Foil)로 만드는 것이 일반적이다.

매우 얇은 씬포일 시료 등을 핸들링 하기 위하여, 기존에는 정밀 트위저(기계식)를 사용하거나 진공 트위저를 사용하여 왔다.

상기 정밀 트위저의 경우 수십 nm 두께의 씬포일을 핸들링하기 위해서 매우 정밀하게 트위저 팁(Tweezer Tip)이 가공되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 트위저 팁은 매우 고가이고, 사용 중에 팁의 손상이 발생되어 지속적으로 교체할 필요가 있으므로 지속적인 비용이 발생된다. 또한, 상기 트위저 팁은 시료의 핸들링이 정밀하지 못할 경우 시료의 기계적 손상을 발생시키기도 한다.

진공 트위저의 경우는 시료의 면이 매우 평탄해야 하고, 진공을 잡기 위한 공압 장치가 필수적이기 때문에 휴대성이 떨어진다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 전자석 방식을 도입하여 반영구적인 전자석 트위저를 개발함으로써, 시료 핸들링이 용이하고 휴대가 간편하며, 또한 사용범위를 씬포일 시료로 한정하지 않고 매우 작은 철강 시료 및 자성 재료의 핸들링을 가능하게 하여 그 활용 폭을 확장시킬 수 있도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 시료를 집을 수 있는 전자석 Tip과, 전자석의 구동을 가능하게 하는 온/오프(On/Off) 기능의 스위치를 트위저의 측면에 설치함으로써 시료의 핸들링을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 트위저의 일측에 배터리를 장입할 수 있도록 하여 휴대가 용이하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 트위저의 구동 방법은 전자석 방식으로 철심 주위에 솔레노이드 코일을 감아 전원이 온(On)인 상태에서 전자석 팁(철심)을 자화시켜 시료를 자기력으로 집을 수 있게 하고, 오프(Off)인 상태에서는 철심의 자기력을 제거함으로써 시료를 놓을 수 있게 한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 트위저는 씬포일 등의 매우 작은 철강 시료 및 자성 시료를 전자석 방식을 이용하여 용이하게 핸들링이 가능하게 하며, 자기력을 이용하여 시료를 핸들링하기 때문에 시료를 집는 과정에서 시료의 기계적 손상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 트위저는 전자석 방식이기 때문에 추가적인 비용 없이 반영구적인 사용이 가능하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저의 외부 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 핸들링 전자석 트위저의 내부 구성을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 트위저(100)는 전자석 팁(110), 하우징(120), 스위치(130), 및 배터리(140)를 포함할 수 있다.

상기 전자석 팁(110)은 자기력을 이용하여 시료를 핸들링하기 위한 팁이다. 여기서, 상기 시료는 씬포일 시료로 한정하지 않고 매우 작은 철강 시료 및 자성 재료 등을 포함할 수 있다.

상기 전자석 팁(110)은 철심(112) 및 코일(114)을 포함할 수 있다.

상기 철심(112)은 상기 하우징(120) 내부에 형성되되, 그 일부가 상기 하우징(120)의 일단(도면에서 좌측 끝단)에 노출되도록 형성된다. 이를 위해, 상기 하우징(120)의 일단에는 상기 철심의 삽입을 위한 홀(hole)이 형성될 수 있다.

상기 코일(114)은 상기 하우징(120) 내부에 형성된 철심(112)을 감싸도록 형성된다. 상기 코일(114)은 상기 스위치(130) 및 배터리(140)와 전선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

이때, 상기 코일(114)은 상기 배터리(140) 대신에 전원(상용전원)에 연결될 수도 있다. 본 실시예에서 상기 코일(114)은 솔레노이드 코일(Solenoid Coil)로 구현될 수 있다.

상기 하우징(120)은 내부가 중공되게 형성된다. 상기 하우징(120)의 중공된 내부에는 상기 전자석 팁(110)이 삽입되는데, 이때 상기 전자석 팁(110)의 철심(112) 일부는 외부에 노출된다.

즉, 상기 하우징(120)의 중공된 내부에는 상기 전자석 팁(110) 중 철심(112) 일부와 상기 철심(112)을 감싸도록 형성되는 코일(114)이 삽입된다. 그리고, 상기 철심(112)의 나머지 일부는 상기 하우징(120)의 일단에 형성되는 천공 홀을 통해 외부로 노출된다.

여기서, 상기 천공 홀은 상기 하우징(120)의 중공된 내부와 연결되어, 상기 철심(112)의 나머지 일부가 외부로 노출되도록 한다.

한편, 상기 하우징(120)의 타단(도면에서 오른쪽 끝단)에는 배터리의 삽입을 위한 배터리 삽입부(122)가 형성될 수 있다.

이러한 하우징(120)은 내부 직경이 일정한 원통형으로 형성되는 몸체부(124)와, 상기 몸체부(124)로부터 연장 형성되고, 상기 하우징(120)의 일단으로 갈수록 점차로 내부 직경이 감소하는 원뿔형으로 형성되는 손잡이부(126)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 삽입부(122)의 경우, 상기 하우징(120)의 몸체부(124) 타단 내부에 상기 배터리(140)가 삽입되도록 적절한 크기의 공간으로 형성될 수 있다.

상기 스위치(130)는 상기 하우징(120)의 일 측면에 형성된다. 본 실시예서는 도 1에서와 같이 상기 하우징(120)의 몸체부(124)와 손잡이부(126) 사이의 경계면 부근에 형성될 수 있다.

상기 스위치(130)는 상기 전자석 팁(110)의 구동을 제어하는 기능을 한다. 즉, 상기 스위치(130)는 사용자의 온(On) 또는 오프(Off) 조작에 따라 전원 공급을 조절하여 상기 전자석 팁(110)의 구동을 제어할 수 있다.

상기 스위치(130)는 상기 전자석 팁(110)의 코일(114)과 제1 전선(101)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 배터리(140)와 제2 전선(102)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 참고로, 상기 전자석 팁(110)의 코일(114)은 제3 전선(103)을 통해 상기 배터리(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이와 같은 구조를 가지는 상기 스위치(130)는 상기 사용자의 온 또는 오프 조작에 따라, 상기 제1 전선(101) 및 상기 제2 전선(102)을 쇼트(Short) 또는 오픈(Open)시켜 상기 배터리(140)의 전원 공급을 온/오프 조절함으로써 상기 전자석 팁(110)의 구동을 제어할 수 있다.

다시 말해, 상기 스위치(130)는 사용자의 온 조작에 따라 상기 배터리(140)의 전원을 상기 전자석 팁(110)에 공급하여 상기 전자석 팁에서 자기력이 발생되도록 하며, 사용자의 오프 조작에 따라 상기 배터리의 전원 공급을 차단하여 상기 전자석 팁에서 발생되는 자기력을 소멸시킬 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 스위치(130)는 상기 배터리(140) 대신에 전원(상용전원)과 상기 제2 전선(102)을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 즉, 상기 스위치(130)는 상기 전자석 팁(110)의 코일(114)과 상기 제1 전선(101)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 전원과 상기 제2 전선(102)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 스위치(130)는 상기 전자석 팁(110)에 공급되는 전류의 양을 조절하여 상기 전자석 팁(110)의 자기력을 제어하는 가변 스위치로 구현될 수도 있다.

이때, 상기 가변 스위치는 상기 배터리(140)로부터의 전류 공급량을 복수의 레벨(예: 강, 중, 약의 3단계 레벨)로 나누어 상기 전자석 팁(110)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 전자석 팁(110)은 상기의 예에서와 같이 강, 중, 약의 3단계 레벨로 자기력을 발생시킬 수 있게 된다.

상기 배터리(140)는 상기 하우징(120)의 배터리 삽입부(122)에 삽입된다. 상기 배터리(140)는 상기 스위치(130)의 온 또는 오프에 따라 상기 전자석 팁(110)에 전류를 공급 또는 차단한다.

또한, 상기 배터리(140)는 상기 스위치(130)가 상기 가변 스위치로 구현되는 경우, 상기 스위치(130)의 레벨 조절에 따라 상기 전자석 팁(110)에 다단계 레벨로 전류를 공급할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 전자석 방식을 도입하여 트위저의 팁을 전자석 팁으로 구현함으로써, 트위저를 반영구적으로 사용할 수 있으며, 시료 핸들링이 용이하고 휴대가 간편할 뿐만 아니라, 사용범위를 씬포일 시료로 한정하지 않고 매우 작은 철강 시료 및 자성 재료의 핸들링을 가능하게 하여 그 활용도를 높일 수 있도록 한다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 전자석 트위저
101: 제1 전선
102: 제2 전선
103: 제3 전선
110: 전자석 팁
112: 철심
114: 코일
120: 하우징
122: 배터리 삽입부
124: 몸체부
126: 손잡이부
130: 스위치
140: 배터리

Claims

시료를 핸들링하기 위한 전자석 팁;
내부가 중공되게 형성되고, 상기 중공된 내부에 상기 전자석 팁이 삽입되되, 상기 전자석 팁의 일부가 외부에 노출되도록 형성하는 하우징; 및
상기 하우징의 일측에 형성되고, 상기 전자석 팁의 구동을 제어하는 스위치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제1항에 있어서,
상기 전자석 팁은
상기 하우징 내부에 형성되되, 그 일부가 상기 하우징의 일단에 노출되도록 형성되는 철심; 및
상기 하우징 내부에 형성된 철심을 감싸도록 형성되고, 상기 스위치 및 전원과 전선을 통해 전기적으로 연결되는 코일
을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제2항에 있어서,
상기 스위치는
상기 전자석 팁의 코일 및 상기 전원과 제1 전선 및 제2 전선을 통해 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전선 및 상기 제2 전선을 오픈 또는 쇼트시켜 상기 전자석 팁의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제1항에 있어서,
상기 스위치는
상기 전자석 팁에 공급되는 전류의 양을 조절하여 상기 전자석 팁의 자기력을 제어하는 가변 스위치인 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제1항에 있어서,
상기 스위치는
상기 하우징의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제1항에 있어서,
상기 하우징은
내부 직경이 일정한 원통형으로 형성되는 몸체부; 및
상기 몸체부로부터 연장 형성되고, 상기 하우징의 일단으로 갈수록 점차로 내부 직경이 감소하는 원뿔형으로 형성되는 손잡이부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 타단에는
상기 전자석 팁의 코일에 전원을 공급하기 위한 배터리가 삽입될 수 있는 배터리 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 타단에 형성된 배터리 삽입부에 삽입되어, 상기 전자석 팁의 코일에 전원을 공급하는 배터리
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
내부가 중공되게 형성되고, 일단에는 천공된 홀을 구비하고 타단에는 배터리 삽입부를 구비하는 하우징;
시료를 핸들링하고, 상기 하우징의 내부에 삽입되되, 일부가 상기 하우징의 홀을 통해 외부에 노출되는 전자석 팁;
상기 하우징의 일측에 형성되고, 사용자의 온 또는 오프 조작에 따라 상기 전자석 팁의 구동을 제어하는 스위치; 및
상기 하우징의 배터리 삽입부에 삽입되고, 상기 스위치의 온 또는 오프에 따라 상기 전자석 팁에 전류를 공급 또는 차단하는 배터리
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제9항에 있어서,
상기 전자석 팁은
상기 하우징 내부에 형성되되, 그 일부가 상기 하우징의 홀을 통해 외부로 노출되도록 형성되는 철심; 및
상기 하우징 내부에 형성된 철심을 감싸도록 형성되고, 상기 스위치 및 상기 배터리와 전선을 통해 전기적으로 연결되는 코일
을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제10항에 있어서,
상기 스위치는
상기 전자석 팁의 코일 및 상기 배터리와 제1 전선 및 제2 전선을 통해 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전선 및 상기 제2 전선을 오픈 또는 쇼트시켜 상기 전자석 팁의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제9항에 있어서,
상기 스위치는
상기 전자석 팁에 공급되는 전류의 양을 조절하여 상기 전자석 팁의 자기력을 제어하는 가변 스위치인 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제9항에 있어서,
상기 스위치는
상기 하우징의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.
제9항에 있어서,
상기 하우징은
내부 직경이 일정한 원통형으로 형성되는 몸체부; 및
상기 몸체부로부터 연장 형성되고, 상기 하우징의 일단으로 갈수록 점차로 내부 직경이 감소하는 원뿔형으로 형성되는 손잡이부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 핸들링 전자석 트위저.