KR20210118632A

KR20210118632A - 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척

Info

Publication number: KR20210118632A
Application number: KR1020200035132A
Authority: KR
Inventors: 한승기
Original assignee: 한승기
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2021-10-01

Abstract

본 발명은 중장비 차량의 붐에 연결되는 브라켓(10)이 설치된 척몸체(20)와, 척몸체(20) 내측 중앙에 설치되는 코어(30)와, 코어(30)에 권회되게 설치되는 코일유니트(40)와, 코일유니트(40)가 내장되도록 척몸체(20) 바닥에 용접되는 바닥판(50)을 포함하는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척에 관한 것으로서, 척몸체(20)는, 철판을 사각 형태의 상부면(25') 및 그 상부면(25')의 4 면에서 연장되는 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 가지는 전개도(20')로 재단하고; 상부면(25')에서 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 직각 방향으로 절곡함으로서 상부판(25) 및 상기 상부판(24)에서 입체적으로 연결되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 형성하고; 상호 밀착되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 용접함으로써 제조되는 것;을 특징으로 한다.

Description

중장비 차량 탑재용 고성능 전자척{A magnetic chuck for excavator}

본 발명은 포크레인과 같은 중장비 차량에 설치되어 사용되는 중장비 차량 탑재용 전자척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경량화를 가능하게 하면서도 큰 자기력을 발생할 수 있고, 제조공정을 단순화함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는, 중장비 차량탑재용 고성능 전자척을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전자척이란, 크레인 차량이나 포크레인 차량의 붐에 설치되어 사용되는 것으로서, 철제 대상물을 자력을 이용하여 부착한 후 이동하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 중장비 차량탑재용 전자척의 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II' 선을 따른 단면도이며, 도 3은 도 2의 척몸체를 발췌하여 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 중장비 차량 탑재용 전자척은, 중장비 차량의 붐에 연결되는 브라켓(1)이 설치된 척몸체(2)와, 척몸체(2) 내측 중앙에 설치되는 코어(3)와, 코어(3)에 권회되게 설치되는 코일유니트(4)와, 코일유니트(4)가 내장되도록 척몸체(2) 바닥에 용접되는 바닥판(5)과, 척몸체(2)의 하단에 결합되어 용접되는 사각링(6)과, 척몸체(2)와 바닥판(5) 사이에 충진되어 코일유니트(4)를 위치 고정시키는 몰딩수지(7)를 포함한다.

여기서, 척몸체(2)는, 철판을 사각 형태의 상부판(2e)과, 직사각형 형태를 이루는 4 개의 측판(2a)(2b)(2c)(2d)으로 절단하고, 이후 상부판(2e)의 저면 가장자리에 4 개의 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 하나하나씩 순차적으로 용접하여 연결하여 구현되었다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 4 개의 측판(2a)(2b)(2c)(2d)의 측면에는 상호 연결을 위한 측면 용접단(6)이 형성되었다. 또한, 상부판(2e)과 측판(2a)(2b)(2c)(2d) 사이에는 상호 연결을 위한 지지용 용접단(W)이 형성되었다.

이러한 전자척에 있어서, 코일유니트(4)에 직류 전원을 인가하였을 때 자기장이 코어(3)와 척몸체(2) 사이에 형성되고, 척몸체(2) 바닥에서 척몸체 테두리와 코어(3)에서 N 극 및 S 극이 형성되어 철제 대상물을 흡착하게 된다.

한편, 전자척은 대략 500kg 의 무게를 가지는데, 주철 재질로 된 척몸체(2) 및 코어(3)의 무게는 약 200~300Kg 에 달하고, 코일유니트(4), 바닥판(5), 사각링(6) 및 몰딩수지(7)가 나머지 무게에 달하게 된다. 따라서 전자척이 브라켓(1)에 의하여 차량 붐에 매달릴 경우, 척몸체(2)를 이루는 상부판(2a)은 전자척 대부분의 무게(400~500Kg)를 지탱하여야 한다.

이러한 이유에 의하여, 척몸체(2)를 제작할 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 24mm 두께(T1)의 철판을 재단하여 정사각형의 상부판(2e)을 제작하고, 16mm 두께(T2)의 철판을 재단하여 4 장의 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 제작한 후, 상부판(2e)의 저면 가장자리에 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 밀착시켜 용접함으로써 상부판(2e)과 측판(2a)(2b)(2c)(2d)이 입체적으로 연결된 척몸체(2)를 제작한다. 이러한 척몸체(2)에 의하여, 상부판(2e)과 측판(2a)(2b)(2c)(2d) 사이에서 용접 부위가 형성되어 상부판(2e)이 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 통하여 인가되는 큰 하중을 지탱할 수 있게 된다.

그런데 전자척은 야외에서 사용 및 보관되기 때문에, 계절 및 조석으로 발생되는 온도변화에 의한 반복적인 수축 및 팽창 작용에 의하여 상부판(2e)과 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 연결하는 용접단(W)에서 스트레스가 쌓이게 되고, 또한 사용도중에 인가되는 충격에 의하여 용접단(W)에서 스트레스가 더욱 커지게 되었다. 이에 따라 전자척을 오랜 시간동안 사용하면, 상부판(2e)과 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 연결하는 용접단(W)에서 서서히 크랙이 발생되어 내구성의 열화로 이어졌다.

또한 용접단(W)에서 점차로 증가하는 크랙은 척몸체 내부에서의 자기 모멘트의 손실로 이어져 자기장의 손실로 이어지고. 이에 따라 철체 대상물을 흡착하기 위한 자력이 점차로 작아졌다.

또한 상부판(2e))과 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 연결하는 지지용 용접단(W)을 형성하기 위하여, 측판(2b)(2c)(2d)(2e)의 밀착면을 완전하게 편평해지도록 후가공하여야 하였고, 또한 지지용 용접단(W)을 형성하는 과정에서 과도한 용접비드가 발생되지 않도록 고도의 용접기술이 요구되는등 척몸체(2)를 제작하는 과정에서 시간 및 노력이 요구되었다.

그리고 큰 하중을 지탱하기 위하여, 상부판(2e) 및 측판(2a)(2b)(2c)(2d)을 두꺼운 철판(T1)(T2)으로 제작하여야 하기 때문에 많은 제작단가가 발생되었다라는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 척몸체를 제작할 때, 상부판과 제1,2,3,4측판을 연결하는 지지용 용접단을 형성하지 않도록 함으로써 크랙이 발생되지 않도록 할 수 있고, 이에 따라 시간이 지나더라도 일정한 자력을 유지할 수 있는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 경량으로 구현함과 동시에 제조공정을 단순화함으로써 제조 단가를 낮추어 생산성을 높일 수 있는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척은, 중장비 차량의 붐에 연결되는 브라켓(10)이 설치된 척몸체(20)와, 상기 척몸체(20) 내측 중앙에 설치되는 코어(30)와, 상기 코어(30)에 권회되게 설치되는 코일유니트(40)와, 상기 코일유니트(40)가 내장되도록 척몸체(20) 바닥에 용접되는 바닥판(50)을 포함하는 전자척에 있어서, 상기 척몸체(20)는, 철판을 사각 형태의 상부면(25') 및 상기 상부면(25')의 4 면에서 연장되는 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 가지는 전개도(20')로 재단하고, 상기 상부면(25')에서 상기 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 직각 방향으로 절곡함으로서 상부판(25) 및 상기 상부판(24)에서 입체적으로 연결되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 형성하고, 상호 밀착되는 상기 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 용접함으로써 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전개도(20')에 있어서, 상기 상부면(25')의 가로 및 세로 폭을 D 라고 정의하고, 상기 철판의 두께를 T 라고 정의할 때, 마주보는 상기 제1,2측부면(21')(23') 각각의 장폭은 D-2T 의 관계가 된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1,3측판(21)(23) 각각의 양 가장자리에 상기 제2,4측판(22)(24)의 양 가장자리가 포개어진다.

본 발명에 있어서, 상기 상부판(25) 및 상기 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)은 동일 두께를 가진다.

본 발명에 있어서, 상기 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에는 자기장이 손실되지 않고 통과하도록 굴곡단(27)이 형성된다.

본 발명에 따르면, 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에서 용접부위가 존재하지 않음으로써 용접부위에서 크랙이 존재할 경우에 발생될 수 있는 자기장 손실을 방지할 수 있고, 따라서 시간이 지나더라도 큰 자력을 일정하게 발생시킬 수 있다.

또한, 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)이 상부판(25)과 한몸체를 이루기 때문에, 종래 전자척에서와 같이 상부판의 두께를 제1,2,3,4측판의 두께보다 두껍게 하지 않아도 되어 경량화시킬 수 있고, 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에서의 용접 과정을 생략하여 제조 단가를 낮추어 생산성을 높일 수 있다라는 작용효과가 있다.

도 1은 종래의 중장비 차량탑재용 전자척의 사시도,
도 2는 도 1의 II-II' 선을 따른 단면도,
도 3은 도 2의 척몸체를 발췌하여 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척의 사시도,
도 5는 도 4의 V-V'선을 따른 단면도,
도 6은 도 5의 척몸체를 발췌하여 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 척몸체의 전개도,
도 8은 도 6의 척몸체에 있어서 제1,3측판과 제2,4측판이 겹쳐지는 부분을 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 6의 척몸체에 있어서 제1,3측판과 제2,4측판이 다른 방식으로 겹쳐지는 것을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 4의 전자척을 구성하는 제1,2,3,4측판이 용접된 것을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명에 따른 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척의 사시도이고, 도 5는 도 4의 V-V'선을 따른 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척은, 중장비 차량의 붐에 연결되는 브라켓(10)이 설치된 척몸체(20)와, 상기 척몸체(20) 내측 중앙에 설치되는 코어(30)와, 상기 코어(30)에 권회되게 설치되는 코일유니트(40)와, 코일유니트(40)가 내장되도록 척몸체(20) 바닥에 용접되는 바닥판(50)과, 척몸체(20)의 하단에 결합되어 용접되는 사각링(60)과, 척몸체(20)와 바닥판(50) 사이에 충진되어 코일유니트(40)를 위치 고정시키는 몰딩수지(70)를 포함한다. 여기서, 척몸체(20) 및 코어(30)는 강자성체, 예를 들면 주철 재질로 되고, 바닥판(50)은 상자성체, 예를 들면 스테인레스 재질로 된다.

코어(30)는 척몸체(20)의 중앙에 용접으로 고정되고, 코일유니트(40)는 전체적으로 링 형태를 이루어 척몸체(20) 내부에서 코어(30)에 끼어진다. 이러한 코어(30) 및 코일유니트(40)는 당업계에서 일반적으로 사용되는 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

사각링(60)은 척몸체(20) 바닥 가장자리측에 끼어진 후 용접으로 고정된 것으로서, 척몸체(20)의 가장자리측의 폭을 크게 하여 철제 대상물이 흡착할 수 있는 공간을 크게 하고, 또한 전자척 바닥 모서리측이 작업 과정에서 인가되는 충격에 의하여 손상되는 것을 방지한다.

도 6은 도 5의 척몸체를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 척몸체의 전개도이고, 도 7은 도 6의 척몸체에 있어서 제1,3측판과 제2,4측판이 겹쳐지는 부분을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 8은 도 6의 척몸체에 있어서 제1,3측판과 제2,4측판이 다른 방식으로 겹쳐지는 것을 설명하기 위한 도면이다.

척몸체(20)는 특정 두께의 철판, 본 실시예에서는 12mm 두께의 철판을 재단한 후 절곡하여 구현된다. 이러한 척몸체(20)를 제작하기 위하여, 철판을 사각 형태의 상부면(25') 및 상기 상부면(25')의 4 면에서 연장되는 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 가지는 전개도(20')로 재단하고, 이후 상부면(25')에서 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 직각 방향으로 절곡함으로서 상부판(25) 및 그 상부판(25)에서 입체적으로 연결되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 형성하고, 이후 상호 밀착되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 용접함으로써 제조된다. 이러한 척몸체(20)에 있어서, 상부판(25) 및 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)은 하나의 철판을 절곡하여 이루어지는 것이기 때문에 동일 두께를 가지게 된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

척몸체(20)를 제조하기 위한 전개도(20')에 있어서, 정사각형 형태인 상부면(25')의 가로 및 세로 폭을 D 라고 정의하고, 철판의 두께를 T 라고 정의할 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 마주보는 제1,3측부면(21')(23') 각각에서의 장폭은 D-2T 의 관계가 된다. 즉, 상기 관계에 의하여, 제2,4측부면(22')(24')의 장폭은 상기 제1,3측부면(21')(23')의 장폭보다 2T 가 큰 것이다.

상기 전개도(20')에 의하여, 제1,3측부면(21')(23')을 직각 방향으로 절곡하고, 이후 제2,4측부면(22')(24')을 직각 방향으로 절곡하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1,3측판(21)(23) 각각의 양 가장자리에 제2,4측판(22)(24)의 양 가장자리가 포개어진 형태가 되고, 이에 따라 제1,3측판(21)(23) 각각의 장폭과 제2,4측판(22)(24) 각각의 장폭은 동일해져 정사각형을 이루게 되는 것이다.

이와 같이, 철판을 상기 전개도(20')를 재단한 후 절곡함으로써 상부판(25)에 입체적으로 연결되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 형성하고, 이후 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)의 측면에는 상호 연결을 위한 측면 측면용접단(26)이 형성됨으로서 척몸체(20)를 완성할 수 있게 된다.

한편, 척몸체(20)에 있어, 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에는 자기장이 손실되지 않고 통과하도록 굴곡단(27)이 형성된다. 굴곡단(27)은, 코일유니트(40)에서 발생된 자기장이 상부판(25)에서 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에 형성될 때 곡면을 형성함으로서 자기장 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 척몸체(20) 바닥에서 척몸체 테두리와 코어(30) 사이에서 자력의 크기를 극대화할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 척몸체(20)는, 마주보는 제1,3측부면(21')(23')의 양 가장자리의 폭이, 제2,4측부면(22')(24') 보다 2T 가 작게 재단함으로써 구현되었으나, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')의 폭을 동일하게 하고 상호 접하는 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')의 가장자리를 45ㅀ각도로 모따기한 후 용접함으로써 구현될 수 있음은 물론이다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 척몸체(20)는 철판을 사각 형태의 상부면(25') 및 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')으로 구성되는 전개도로 재단한 후 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 상부면(25')으로부터 절곡 및 용접함으로써 구현되기 때문에, 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에 용접부위를 없앨 수 있고, 이에 따라 계절 및 조석으로 발생되는 온도변화에도 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에서 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에서 용접부위가 존재하지 않음으로써 전술한 바와 같은 자기장 손실을 방지할 수 있고, 시간이 지나더라도 큰 자력을 일정하게 발생시킬 수 있는 고성능의 전자척을 구현할 수 있다.

또한, 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)이 상부판(25)과 한몸체를 이루기 때문에, 종래 전자척에서와 같이 상부판의 두께를 제1,2,3,4측판의 두께보다 두껍게 하지 않아도 되어 경량화시킬 수 있고, 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에서의 용접 과정을 생략하여 제작단가를 낮추어 생산성을 높일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 ... 브라켓 20 ... 척몸체
21,22,23,24 ... 제1,2,3,4측판 21',22',23',24' ... 제1,2,3,4측부면
25 ... 상부판 25' ... 상부면
26 ... 측면용접단 27 ... 굴곡단
30 ... 코어 40 ... 코일유니트
50 ... 바닥판 60 ... 사각링
70 ... 몰딩수지

Claims

중장비 차량의 붐에 연결되는 브라켓(10)이 설치된 척몸체(20)와, 상기 척몸체(20) 내측 중앙에 설치되는 코어(30)와, 상기 코어(30)에 권회되게 설치되는 코일유니트(40)와, 상기 코일유니트(40)가 내장되도록 척몸체(20) 바닥에 용접되는 바닥판(50)을 포함하는 전자척에 있어서,
상기 척몸체(20)는,
철판을 사각 형태의 상부면(25') 및 상기 상부면(25')의 4 면에서 연장되는 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 가지는 전개도(20')로 재단하고;
상기 상부면(25')에서 상기 제1,2,3,4측부면(21')(22')(23')(24')을 직각 방향으로 절곡함으로서 상부판(25) 및 상기 상부판(24)에서 입체적으로 연결되는 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 형성하고;
상호 밀착되는 상기 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)을 용접함으로써 제조되는 것;을 특징으로 하는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척.
제1항에 있어서,
상기 전개도(20')에 있어서, 상기 상부면(25')의 가로 및 세로 폭을 D 라고 정의하고, 상기 철판의 두께를 T 라고 정의할 때, 마주보는 상기 제1,2측부면(21')(23') 각각의 장폭은 D-2T 의 관계가 되는 것을 특징으로 하는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척.
제1항에 있어서,
상기 제1,3측판(21)(23) 각각의 양 가장자리에 상기 제2,4측판(22)(24)의 양 가장자리가 포개어진 것을 특징으로 하는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척.
제1항에 있어서,
상기 상부판(25) 및 상기 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24)은 동일 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척.]
제1항에 있어서,
상기 상부판(25)과 제1,2,3,4측판(21)(22)(23)(24) 사이에는 자기장이 손실되지 않고 통과하도록 굴곡단(27)이 형성된 것을 특징으로 하는 중장비 차량 탑재용 고성능 전자척.