KR20210023335A - 컨베이어용 마그네틱 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨베이어용 마그네트 커플링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨베이어 샤프트의 회전력을 향상시키며 마그네트 기어의 외경 크기를 자유롭게 조절할 수 있는 컨베이어용 마그네트 커플링에 관한 것이다.
본 발명에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링은, 단면이 사다리꼴 형상이거나 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상의 분할전극들이 교번적으로 N극 및 S극으로 착자 결합되어 원통형태를 형성시키는 마그네트와; 일면은 상기 마그네트를 고정시키며, 타면은 컨베이어에 사용되는 샤프트가 연결되는 홀더와; 상기 마그네트를 감싸는 형태로 덮으며 외측면은 상기 홀더와 맞닿는 하우징;를 포함하는 마그네트 기어가 비접촉 대향하며 쌍을 이루어 형성될 수 있다.

Description

컨베이어용 마그네틱 커플링{Magnetic coupling for conveyor}

본 발명은 컨베이어용 마그네트 커플링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨베이어 샤프트의 회전력을 향상시키며 마그네트 기어의 외경 크기를 자유롭게 조절할 수 있는 컨베이어용 마그네트 커플링에 관한 것이다.

일반적으로 종래부터 알려져 있는 기어의 전달 시스템은 기계적인 접촉을 수반하는 기어 전달 방식을 채택해 왔었다.

그러나, 이러한 기계식 기어는 기어간의 맞물려 움직이는 소음이 발생하고, 기어간의 맞물림에 의한 티끌이 발생되어 내구성 성능의 열화문제가 있고, 정기적으로 급유를 해야 한다는 문제가 있다.

이러한 기계식 기어를 대체하는 기술로서 최근에는 자기의 흡인력 및 반발력을 이용해 비접촉으로 동력을 전달하는 마그네트 기어가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 마그네트 기어는 분진, 금속입자, 소음발생에 의한 오염에 대비하여 고청정이 요구되는 LCD 제조설비, 반도체 제조설비, 제약설비, 식품 제조설비 등에 자석을 이용하여 비접촉 방식으로 동력을 전달하는 장치로 사용되고 있다.

종래의 원형통 마그네트 기어는 알루미늄이나 플라스틱 사출물 홀더을 마그네트 기어에 끼운 상태에서 알루미늄이나 플라스틱 홀더 내부의 홀 안에 샤프트를 장착하여 사용하게 된다.

즉, 원통형 마그네트는 일체형으로 형성되어 원통형의 마그네트가 사용되는 설비에 따라 외경이 달라지고, 크기가 다른 원통형의 마그네트 기어는 그 외경 크기에 따라 금형을 별도로 제작하여 마그네트 기어를 제작하게 됨으로써 그 제조단가 올라가는 문제점을 가지고 있다.

또한, 마그네트 기어를 커플링으로 조합하여 사용하는 경우 마그네트 기어에 의한 샤프트에 전달되는 회전력이 문제가 되어 이러한 부분을 개선시키려는 노력들이 계속되고 있는 추세이다.

또한, 마그네트 커플링은 기계식 커플링과 비교하여 구동부와 회전부가 완전히 분리가 가능하여 구동부의 이동이 가능하게 되어 다단구조의 컨베이어나 구동부와 회전부가 차단된 곳에 자유롭게 사용이 가능하여 마그네트 커플링의 개발은 앞으로도 꾸준하게 진행될 것이다.

KR 10-1059268 B1

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 분할 마그네트를 이용하여 다양한 외경의 원통형 마그네트를 생산하여 이를 이용한 마그네트 커플링을 제작하고자 한다.

또한, 다양한 컨베이어 장치에 적용될 수 있는 마그네트 커플링의 구조를 개시하고 이에 따른 제품의 산업적 접근을 용이하게 하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링은, 단면이 사다리꼴 형상이거나 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상의 분할전극들이 교번적으로 N극 및 S극으로 착자 결합되어 원통형태를 형성시키는 마그네트와; 일면은 상기 마그네트를 고정시키며, 타면은 컨베이어에 사용되는 샤프트가 연결되는 홀더와; 상기 마그네트를 감싸는 형태로 덮으며 외측면은 상기 홀더와 맞닿는 하우징;를 포함하는 마그네트 기어가 비접촉 대향하며 쌍을 이루어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 홀더의 일면에는 상기 마그네트가 끼워질 수 있도록 원주방향으로 원주홈이 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 마그네트 기어는 6극, 8극, 10극, 12극 14극, 16극의 분할전극들의 결합체일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링은, 한쪽은 제1 샤프트가 연결되며 다른쪽은 제1 마그네트 및 제1 하우징이 연결되는 제1 홀더와, 상기 제1 홀더에 조립되는 제1 하우징과, 상기 제1 하우징의 내경쪽으로 N,S극을 갖는 분할전극들을 교차 조립시킨 제1 마그네트를 포함하는 외륜 마그네트 기어와; 한쪽은 제2 샤프트가 연결되며 다른쪽은 제2 마그네트 및 제2 하우징이 연결되는 제2 홀더와, 상기 제2 홀더에 조립되는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징의 내경과 상기 제2 홀더의 외경사이에 N,S극을 갖는 분할전극들을 교차 조립시킨 제2 마그네트를 포함하는 내륜 마그네트 기어;를 포함하고, 상기 내륜 마그네트 기어는 상기 외륜 마그네트 기어의 내측으로 비접촉식 삽입되어 형성되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

여기서, 상기 내륜 마그네트 기어의 선단에는 하우징 캡이 씌워 자력특성을 극대화하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 외륜 및 내륜 마그네트 기어의 분할전극들 각각은 단면이 사다리꼴 형상이거나 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상을 갖는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 외륜 및 내륜 마그네트 기어 각각은 6극, 8극, 10극, 12극 14극, 16극의 분할전극들의 결합체일 수 있다.

여기서, 상기 외륜 또는 내륜 마그네트 기어의 분할전극의 N, S극 착자방식은 어느 하나의 분할전극의 외층을 N극으로 할때 , 내층을 S극으로, 좌우측 분할전극의 외층은 S극, 내층은 N극으로 교번적으로 착자되도록 구현하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 하우징은 강자성체로 이루어지며, 상기 제2 하우징은 비자성체로 이루어져 자력특성을 효과적으로 발휘하도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 분할 마그네트를 이용하여 다양한 외경의 원통형 마그네트를 생산하여 이를 이용한 마그네트 커플링을 제작하는 것이 가능하게 되며, 또한 다양한 컨베이어 장치에 적용될 수 있는 마그네트 커플링의 구조를 적용시켜 산업적 이용가능성을 높이는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨베이어용 마그네틱 커플링의 구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨베이어용 마그네틱 커플링에 적용된 분할전극의 착자 구조를 보인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링의 구조 및 작용효과를 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링의 구조를 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 단면도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링(100)은 좌우 한쌍이 비접촉식으로 대향하여 위치된다.

대향된 한 쌍의 커플링(100)는 내부의 마그네트에 의해 자기의 흡인력 및 반발력을 이용해 비접촉으로 쌍방에 동력을 전달하여 샤프트를 회전하게 된다. 즉, 컨베이어 등에 설치된 구동모터의 구동력이 하나의 마그네트 기어(101)에 전달되면 마그네트(101) 및 이에 연결된 샤프트(103)가 회전하고 다른 하나의 마그네트 기어(102)에 자기의 흡인력 및 반발력이 전달되어 다른 하나의 마그네트 기어(102)와 이에 연결된 샤프트(104)가 회전하게 된다.

마그네트 기어(101)는 내부에 마그네트(130)가 삽입 고정될 수 있도록 하는 하우징(110)과, 다수개의 분할전극들(131)이 결합된 마그네트(130)와, 마그네트(130)를 덮으며 한쪽은 샤프트와 연결될 수 있는 체결구(121)가 형성된 홀더(120)를 포함하여 이루어진다.

마그네트(130)는 다수개의 분할전극(131)의 결합으로 이루어지며 N극과 S극이 교번적으로 배열된다. 다수개의 분할전극(131)은 바람직하게는 6극, 8극, 10극, 12극, 14극 또는 16극 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

분할전극(131)의 형상은 단면이 부채꼴, 사다리꼴, 원형 또는 사각형, 다각형 또는 단면이 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상으로 구현이 가능하다.

바람직하게는 단면이 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상으로서 축방향으로 긴 막대 형상을 갖도록 할 수 있다. 이러한 분할전극(131)은 동일한 크기로 제작되어 있어, 그 수를 조절함으로써 전체 마그네트의 외경을 조정할 수 있는 장점을 갖는다. 도시된 마그네트는 12극이며, 이때의 외경을 D라 할 때 2개의 분할전극을 빼서 10극으로 만들면 외경 D 보다 적은 D1의 외경을 갖는 마그네트를 형성할 수 있고, 반대로 2개의 분할전극을 더해서 14극으로 만들면 외경 D보다 큰 D2의 외경을 갖는 마그네트를 형성할 수 있게 된다.

도 3를 참조하면, 도 3은 마그네트 커플링의 단면도를 보인 것으로서, 마그네트(300)는 하우징(310)과 마그네트(330)와 홀더(320)가 결합되어 좌우 대향하여 비접촉식으로 위치되며, 각각 양측에는 샤프트(340)가 장착되는구조를 갖는다.

하우징(310)는 마그네트(330)의 한쪽면을 완전히 감싸는 형태로 이루어지며, 마그네트(330)를 보호하면서 고정하는 역할을 한다. 재질은 알루미늄이나 SUS, PVC와 같은 비자성체 재질을 사용할 수 있다.

홀더(320)는 자석이 안착되는 부분(원주홈, 321)으로서 샤프트(340)에 고정시키는 역할을 하며, 재질은 자석인 붙는 자성체를 사용하여 뒤쪽으로의 자성 누출을 방지하고 제품의 특성을 높여주는 것이 바람직하다. 샤프트(340)의 형상에 따라 D-cutting 방식, Set skew 방식 또는 Powder lack 방식 등으로 변경할 수 있음은 당연하다.

분할전극으로 사용되는 자석의 재질은 NdFeB 소결자석, SmCo 소결자석, NdFeB 본드 자석등 상용화된 강자성체를 이용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링의 구조를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 제2실시예는 도 1에 도시된 제1 실시예와 동일한 구조를 가지며 다만, 샤프트가 장착되는 체결구(221)의 형상만이 다른 구조를 갖는다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링의 구조를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 제3 실시예의 단면도를 도시한 것이며, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨베이어용 마그네틱 커플링에 적용된 분할전극의 착자 구조를 보인 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨베이어용 마그네트 커플링(400)은 외륜 마그네트 기어(410)와 내륜 마그네트 기어(420)의 비접촉식 결합으로 이루어진다.

외륜 마그네트 기어(410)는 제1 홀더(412)와 제1 마그네트(413)와 제1 하우징(424)으로 이루어지며, 내륜 마그네트 기어(420)는 제2 홀더(422)와 제2 마그네트(423)와 제2 하우징(424)과 하우징 캡(425)으로 이루어진다.

도 4 및 도 5를 참조하여 외륜 마그네트 기어(410)의 조립구조를 살펴보면, 제1 홀더(412)의 일면은 제1 마그네트(413)와 맞닿으며 제1 하우징(414)이 덮여지는 제1 접속구(412b)에 의해 제1 마그네트(413)와 제1 하우징(414)이 결합되고, 타면은 제1 샤프트(411)가 장착되며 제1 고정체(412a)에서 무드볼트로 제1 샤프트(411)를 고정시킨다.

도 4 및 도 5를 참조하여 내륜 마그네트 기어(420)의 조립구조를 살펴보면, 제2 홀더(422)의 일면은 제2 마그네트(423)가 장착되는 제2 접속구(422b)가 형성되며, 제2 하우징(424)에 의해 제2 마그네트(423)와 제2 접속구(422b)가 덮여져 고정되며, 타면은 제2 샤프트(421)가 장착되며 제2 고정체(422a)에서 무드볼트로 제2 샤프트(421)를 고정시킨다.

여기서, 제1 하우징(414)는 제1 마그네트(413)를 고정시키는 역할을 하며, 나아가 마그네트간 작용하는 자력을 외부로 빠져나가지 못하게 하기 위해 강자성체의 재질로 구현하는 것이 바람직하며, 제2 하우징(424)는 제2 마그네트(423)를 고정시키는 역할을 하고 외륜 마그네트 기어(410)의 제1 마그네트(413)와 제2 마그네트(423)간의자력의 작용에 영향이 없도록 비자성체를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 마그네트(413) 및 제2 마그네트(423)은 다수개의 N, S극이 교차된 분할전극의 결합체이며, 분할전극(413a, 423a)은 단면이 다각형 형상으로 제작이 모두 가능하며, 바람직하게는 사다리꼴 또는 단면이 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상으로 구현할 수 있다.

도 5를 참조하면, 외륜 및 내륜 마그네트(410, 420)을 결합한 상태에서의 단면 구조에서 외륜 또는 내륜 마그네트 기어의 분할전극의 N, S극 착자방식은 어느 하나의 분할전극의 외층을 N극으로 할때 , 내층을 S극으로, 좌우측 분할전극의 외층은 S극, 내층은 N극으로 교번적으로 착자되는 구조를 갖는다.

이렇게 결합시킨 커플링은 내륜 마그네트(420)부분이 샤프트에 고정된 후 외륜 마그네트(410) 부분이 접근하여 커플링(400) 내부의 자석 중앙에 자동으로 위치를 잡게 되며, 위치를 잡은 이후 내륜 마그네트(420)와 외륜 마그네트(410) 사이에 회전 토크 방향쪽으로는 힘이 작용하고, 내륜 마그네트(420)와 외륜 마그네트(410)의 샤프트간의 인력은 작용하지 않게 되어 원하는 방향으로의 회전력을 전달할 수 있는 구조를 갖게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

1. 한쪽은 제1 샤프트가 연결되며 다른쪽은 제1 마그네트 및 제1 하우징이 연결되는 제1 홀더와, 상기 제1 홀더에 조립되는 제1 하우징과, 상기 제1 하우징의 내경쪽으로 N,S극을 갖는 분할전극들을 교차 조립시킨 제1 마그네트를 포함하는 외륜 마그네트 기어와;
   한쪽은 제2 샤프트가 연결되며 다른쪽은 제2 마그네트 및 제2 하우징이 연결되는 제2 홀더와, 상기 제2 홀더에 조립되는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징의 내경과 상기 제2 홀더의 외경사이에 N,S극을 갖는 분할전극들을 교차 조립시킨 제2 마그네트를 포함하는 내륜 마그네트 기어;를 포함하고,
   상기 내륜 마그네트 기어는 상기 외륜 마그네트 기어의 내측으로 비접촉식 삽입되어 형성되는, 컨베이어용 마그네트 커플링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내륜 마그네트 기어의 선단에는 하우징 캡이 씌워지는, 컨베이어용 마그네트 커플링.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외륜 및 내륜 마그네트 기어의 분할전극들 각각은 단면이 사다리꼴 형상이거나 외측의 장호(長弧)와 내측의 단호(短弧)를 갖는 부채꼴 형상인, 컨베이어용 마그네트 커플링.
4. 제3항에 있어서,
   상기 외륜 및 내륜 마그네트 기어 각각은 6극, 8극, 10극, 12극 14극, 16극의 분할전극들의 결합체인, 컨베이어용 마그네트 커플링.
5. 제1항에 있어서,
   상기 외륜 또는 내륜 마그네트 기어의 분할전극의 N, S극 착자방식은 어느 하나의 분할전극의 외층을 N극으로 할 때, 내층을 S극으로, 좌우측 분할전극의 외층은 S극, 내층은 N극으로 교번적으로 착자되는, 컨베이어용 마그네트 커플링.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 하우징은 강자성체로 이루어지며, 상기 제2 하우징은 비자성체로 이루어지는, 컨베이어용 마그네트 커플링.

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