KR101872544B1 - 토크 전달 드라이버 - Google Patents
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Abstract
토크 전달 드라이버가 개시된다. 토크 전달 드라이버는 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 갖는 본체를 갖고, 제1 단부 부분은 토크 발생원으로부터 토크를 수신하여 드라이버로 전달하도록 구성되고, 제2 단부 부분은 제1 단부 부분에 대향하고, 10°와 30° 사이의 테이퍼를 가지며 키 형상부와 형상이 상이한 돌출 선단부를 갖고, 돌출 선단부의 적어도 일 부분은 키 형상부의 장 치수와 실질적으로 동연한다. 키 형상부가 소형 체결구의 리세스에 끼워지도록 구성된, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버가 또한 개시된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 본원에서 참조로 통합된, 2010년 7월 7일자로 출원된 발명의 명칭이 "토크 전달 드라이버"인 미국 가특허 출원 제61/362,107호에 기초하여 우선권을 주장한다.
본 발명은 가장 현저하게는 체결구가 작은 경우에, 전동 드릴과 같은 토크 발생원으로부터 구조물 또는 장치의 조립을 위한 체결구로 토크를 전달하기 위해 사용되는 개선된 토크 전달 드라이버에 관한 것이다.
토크 전달 드라이버는 스크루 및 볼트와 같은 나사식 체결구로 구조물 및 장치를 조립하는데 일반적으로 사용되어 왔다. 그러한 토크 전달 드라이버는 조립체 내로 체결구를 나사 결합하기 위해 토크 발생기에 의해 생성된 토크를 체결구로 전달한다. 보통 함께 사용되는 체결구의 헤드 내의 리세스 또는 그로부터의 돌출부에 대해 상보적인 구동 단부의 형상을 갖는 다양한 그러한 토크 전달 드라이버가 과거에 제공되었다. 드릴 척 및 스크루 드라이버가 예이다.
예시하자면, 1946년에 허여된 미국 특허 제2,397,216호가 토크 전달 구동 시스템의 다수의 형태 또는 형상을 개시한다. 필립스®(PHILLIPS) 토크 구동 시스템과 같은 육각형 및 십자형 토크 전달 드라이버가 공지되어 있다. 또한, 미국 특허 제3,584,667호는 자동차, 항공기, 및 가전 제품 제조 시에 널리 사용되며 톡스®(TORX) 라는 상표명으로 시판되는 토크 전달 드라이버를 도시한다. 톡스® 구동 시스템과 유사한 다양한 로브형 토크 구동 시스템이 또한 1991년과 1938년 사이에 허여된 미국 특허 제5,025,688호, 제4,269,246호, 제4,006,660호, 제3,885,480호, 제2,969,250호 및 제2,083,092호에 도시되어 있다. 또한 2010년 5월 27일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 제2010/0129176호 참조.
토크 전달 드라이버에 있어서의 이전의 개발에도 불구하고, 드라이버를 체결구의 리세스에 더 신속하게 위치시켜서 결합시키고, 이전의 토크 드라이버에 비해 더 양호한 토크 전달 능력을 제공하고, 체결구의 리세스로부터의 이탈을 감소시키고 구동 토크 소실의 변동을 감소시키는 능력을 구비한 토크 전달 드라이버에 대한 필요가 남아 있다. 이러한 필요는 체결구의 헤드 내의 리세스가 장 치수(major dimension)에 있어서 2.54 mm(0.100 인치) 미만, 1.52 mm(0.060 인치) 미만인 경우의, 소형 체결구를 위한 토크 전달 드라이버에서 특히 중요하며 오랫동안 인식되어 왔다. 이러한 소형 체결구는 설치 중에 토크 전달 드라이버와 맞물리고 안정화되어 유지되기가 대체로 어려웠고, 토크 전달 드라이버와의 맞물림이 감소하여 드라이버로부터 체결구로 전달될 수 있는 토크의 양을 제한했고, 이전에 공지된 토크 드라이버에 의한 설치 중에 더 쉽게 나사산이 엇갈리고 이탈될 수 있는 미세한 나사산을 가졌다. 결과적으로, 과거에, 특수 설치 공구가 이러한 체결구에 대해 사용되어야 했고, 이는 결국 체결구를 사용하여 조립되는 구조물 또는 장치의 서비스 및 수리 능력을 제한하였다. 또한, 설치 토크의 가변성 때문에, 조립의 품질 제어는 이전의 전달 토크 드라이버에서 유지하는 것이 불가능하지는 않았더라도 어려웠다.
구동 축과, 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 갖는 본체를 포함하는 토크 전달 드라이버가 지금 개시되고, 제1 단부 부분은 토크 발생원으로부터 토크를 수신하여 드라이버로 전달하도록 구성되고, 제1 단부 부분에 대향하는 제2 단부 부분은 키 형상부 및 돌출 선단부를 갖고, 키 형상부는 체결구 내의 리세스에 끼워지며, 1.52 mm(0.06 인치) 미만의 장 치수, 및 단 치수(minor dimension)를 갖도록 구성되고, 돌출 선단부는 드라이버의 구동 축에 대해 직교하는 평면으로부터 10°와 30° 사이이며 키 형상부와 형상이 상이한 테이퍼를 갖고, 돌출 선단부의 적어도 일 부분은 키 형상부의 장 치수에서 시작한다. 대안적으로, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 15°와 25° 사이, 또는 18°와 22° 사이의 테이퍼를 가질 수 있다.
추가로, 본체의 제2 부분의 돌출 선단부는 토크가 본체의 제2 부분으로부터 돌출 선단부를 통해 체결구로 전달될 수 있도록, 체결구 내의 리세스와 정합하도록 성형된다. 돌출 선단부는 원추 형상, 돔 형상, 사다리꼴 형상, 및 다면체 형상으로 구성된 그룹으로부터 선택된 형상을 가질 수 있다. 돌출 선단부는 돌출 선단부와 체결구 사이의 접촉을 용이하게 하도록 자화될 수 있다.
본체의 제2 단부 부분 내의 키 형상부는 4-스플라인형, 5-스플라인형, 6-스플라인형, 4-로브형, 5-로브형, 6-로브형, 6각형, 및 5각형으로 구성된 그룹으로부터 선택된 형상을 가질 수 있다.
또한, 구동 축과, 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 갖는 본체를 포함하는 2.54 mm(0.1 인치) 미만의 장 치수를 구비한 리세스를 갖는 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버가 개시되고, 제1 단부 부분은 토크 발생원으로부터 토크를 수신하여 드라이버로 전달하도록 구성되고, 제1 단부 부분에 대향하는 제2 단부 부분은 키 형상부 및 돌출 선단부를 갖고, 키 형상부는 2.54 mm(0.10 인치) 미만의 장 치수, 및 단 치수를 갖고, 돌출 선단부는 드라이버의 구동 축에 대해 직교하는 평면으로부터 10°와 30° 사이이며, 키 형상부와 형상이 상이한 테이퍼를 갖고, 돌출 선단부의 적어도 일 부분은 키 형상부의 장 치수에서 시작한다. 대안적으로, 본체의 제2 단부 부분의 키 형상부는 체결구 내의 1.52 mm(0.060 인치)까지 또는 1.02 mm(0.040 인치)까지의 장 치수를 갖는 리세스에 끼워지도록 구성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예 및 추가의 이점이 아래의 설명에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 도시되어 있는 첨부된 도면이 참조된다.
도 1은 토크 전달 드라이버의 정면도이다.
도 2는 도 1의 토크 전달 드라이버의 선단부의 상세도이다.
도 3은 체결구와 결합하는 토크 전달 드라이버의 단면도이다.
도 4는 체결구와 결합하는 다른 토크 전달 드라이버의 단면도이다.
도 5는 토크 전달 드라이버의 선단부의 사시도이다.
도 6a-6g는 토크 전달 드라이버와 함께 사용하기 위한 키의 단면도이다.
도 7a-7c는 체결구의 평면도이다.
도 8a-8e는 돌출 선단부의 도면이다.
도 2는 도 1의 토크 전달 드라이버의 선단부의 상세도이다.
도 3은 체결구와 결합하는 토크 전달 드라이버의 단면도이다.
도 4는 체결구와 결합하는 다른 토크 전달 드라이버의 단면도이다.
도 5는 토크 전달 드라이버의 선단부의 사시도이다.
도 6a-6g는 토크 전달 드라이버와 함께 사용하기 위한 키의 단면도이다.
도 7a-7c는 체결구의 평면도이다.
도 8a-8e는 돌출 선단부의 도면이다.
전체적으로 도 1 내지 8을 참조하면, 가장 현저하게는 체결구가 소형인 경우에, 전동 스크루 드라이버와 같은 토크 발생원으로부터 구조물 또는 장치의 조립을 위한 체결구로 토크를 전달하도록 구성된 토크 전달 드라이버가 이제 개시된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 토크 전달 드라이버는 제1 단부 부분(12) 및 제2 단부 부분(20)을 갖는 본체(10)를 갖는다. 토크 전달 드라이버는 또한 구동 축을 갖고, 이에 대해 토크 전달 드라이버가 작동 중에 회전한다. 본체의 제1 단부 부분은 (도시되지 않은) 토크 발생원으로부터 토크를 수신하여 전달하도록 구성된다. 도 1에 도시된 제1 단부 부분(12)은 전동 드릴 또는 전동 스크루 드라이버와 같은 토크 발생원의 척 내에 고정될 수 있는 6각형 섕크(14)이다. 토크 전달 드라이버는 또한 사용자가 원하는 토크를 제공하는 경우에 수동으로 작동될 수 있다. 매우 다양한 토크 발생원이 공지되어 있고, 제1 단부 부분은 하나 이상의 원하는 토크 발생원을 수용하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 단부 부분은 다양한 구성의 공구와 함께 사용할 수 있는 원형 섕크일 수 있다. 다른 대안에서, 제1 단부 부분은 토크 발생을 제공하기 위해 사용자의 손을 수용하는 크기의 손잡이일 수 있고, 토크 전달 드라이버의 본체는 수동 작동 가능한 공구를 형성할 수 있다. 이와 같이, 지금 개시되는 토크 전달 드라이버는 수동, 전동, 및 자동 용도에서 체결구에 토크를 전달하도록 구성될 수 있다.
토크 전달 드라이버의 본체(10)는 제1 단부 부분(12)에 대향하는 제2 단부 부분(20)을 갖는다. 본체(10)는 제1 단부 부분(12)과 제2 단부 부분(20)을 작동식으로 연결하는 연장부(16)를 가질 수 있다. 연장부(16)는 제2 단부 부분(20)의 제1 단부 부분(12)으로부터의 거리를 연장시키거나, 체결구를 작업편 또는 조립체 내로 나사 결합시키기 위한 체결구의 리세스에 대한 결합을 용이하게 하도록 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 토크 전달 드라이버의 제2 단부 부분(20)은 확대된 정면도로 도시되어 있다. 본체의 제2 단부 부분(20)은 체결구 내의 리세스에 끼워지도록 구성된 키 형상부(22)를 갖고, 키 형상부와 형상이 상이하며 체결구 내의 리세스의 적어도 일 부분과 정합하도록 구성된 테이퍼를 갖는 돌출 선단부(24)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 제2 단부 부분(20)은 토크 전달 체결구의 본체의 연장부(16) 또는 다른 지지 구조물에 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출 선단부(24)의 적어도 일 부분은 키 형상부의 장 치수에서 시작한다. 테이퍼는 제2 단부 부분의 키 형상부의 로브와 정렬된 돌출 선단부의 부분과 같은, 돌출 선단부의 적어도 일 부분에 대해 키 형상부의 장 치수까지 연장할 수 있다. 일 실시예에서, 돌출 선단부는 키 형상부의 장 치수에서 시작하고, 체결구 내의 리세스의 적어도 일 부분과 정합하도록 테이퍼진다.
제2 단부 부분(20)의 키 형상부(22)는 체결구 내의 소켓 리세스의 베어링 표면으로 토크력을 전달하도록 구성된다. 도 6 및 7을 참조하여 아래에서 설명되는 바와 같이, 본체 내의 제2 단부 부분(20)은 본 토크 전달 드라이버에 따라 토크를 전달하기 위해 체결구 내의 소켓 리세스와 결합하도록 다양한 키 형상부로 형성될 수 있다. 키 형상부(22)의 표면은 토크 전달 드라이버의 종축에 대해 평행하도록 설계될 수 있다. 토크 전달 드라이버가 구동 축에 대해 회전되면, 키 부분(22)은 체결구로 토크를 전달하기 위해 체결구 내의 소켓 리세스의 벽 또는 축방향 베어링 표면과 맞물린다.
토크 전달 드라이버는 특히 소형 체결구를 구동하도록 구성될 수 있고, 여기서 제2 단부 부분(20)은 체결구 내의 약 2.54 mm(0.100 인치)까지의 장 치수를 갖는 리세스에 끼워지도록 구성된 키 형상부(22)를 갖는다. 예를 들어, 키 형상부(22)는 대응하는 체결구 리세스에 끼워지도록 구성된 T3 톡스® 브랜드 비트의 크기일 수 있다. 대안적으로, 키 형상부(22)는 대응하는 체결구 리세스에 끼워지도록 구성된 T1 톡스® 브랜드 비트 또는 더 작은 크기를 가질 수 있다. 대안적으로, 제2 단부 부분은 장 치수에서 약 1.02 mm(0.040 인치) 또는 약 1.52 mm(0.060 인치)까지의 장 치수를 갖는 체결구 내의 리세스와 같은, 더 작거나 더 큰 리세스에 끼워지도록 구성된 키 형상부를 가질 수 있다. 각각의 경우에, 키 형상부의 구성은 장치, 구조물, 또는 다른 조립체 내에서 체결구를 설치 또는 제거하기 위해 체결구의 리세스에 끼워져서 토크 전달 드라이버로부터 체결구로 토크를 전달하기 위한 것이다.
모든 경우에, 본체의 제2 단부 부분(20)은 돌출 선단부(24)를 갖는다. 돌출 선단부(24)는 체결구 내의 리세스의 적어도 일 부분과 정합하도록 구성된, 각도(θ)에 의해 도시된 테이퍼를 갖는다. 대안적으로, 돌출 선단부(24)는 체결구 내의 리세스의 대부분과 정합하도록 구성된 테이퍼를 가질 수 있다. 돌출 선단부(24)는 토크가 본체의 제2 부분으로부터 돌출 선단부를 통해 체결구로 전달될 수 있도록, 체결구 내의 리세스와 상보적이도록 성형될 수 있다. 돌출 선단부(24)는 제2 단부 부분(20)의 키 형상부(22)로부터 연장한다. 이와 같이, 돌출 선단부(24)는 토크 전달 드라이버의 단부 부분으로서 전체적으로 도시될 수 있다. 돌출 선단부(24)는 팁(26)을 가질 수 있다. 팁(26)은 예리하거나 라운딩될 수 있다. 팁(26)의 라운딩은 토크 전달 드라이버가 사용 시에 체결구 내의 리세스로 진입할 때 스크래치 또는 다른 원치 않는 마모를 감소시키고, 드라이버의 사용 수명을 연장시키기 위해 바람직할 수 있다.
돌출 선단부(24)는 키 형상부(22)로부터 연장하는 대체로 원추형 형상을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출 선단부(24)는 라운딩된 팁(26)을 구비한 대체로 원추형 형상을 갖는다. 돌출 선단부(24)의 다른 구성이 또한 본 발명에서 가능하다. 예시적으로, 돌출 선단부에 대한 다양한 구성이 도 8a-8e에 도시되어 있다. 돌출 선단부는 예리한 원추형 형상(81) 또는 라운딩된 원추형 형상(82)을 가질 수 있다. 돌출 선단부는 사다리꼴 단면(83)을 가질 수 있거나 돔 형상(84)을 가질 수 있다. 명백할 바와 같이, 돌출 선단부의 테이퍼는 대체로 키 형상 부분으로부터 돌출 선단부의 적어도 일 부분을 통해 연장하지만; 테이퍼는 도시된 사다리꼴 또는 돔 구성에서와 같이 돌출 선단부의 전체 길이에 걸쳐 완전히 연장할 필요는 없다. 추가로, 돌출 선단부는 도 4에 도시된 바와 같은 무단 개방(tamper) 방지 개구를 구비할 수 있다. 돌출 선단부의 단면 및 길이는 원하는 구성을 제공하도록 변경될 수 있다.
몇몇 대안에서, 돌출 선단부는 대체로 다면체 구성을 가질 수 있다. 도 8e에 도시된 바와 같이, 돌출 선단부는 돌출 선단부의 적어도 일 부분에 대해 테이퍼형 6각 구성(85)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 돌출 선단부는 본체의 제2 단부 부분의 키 형상부의 테이퍼에 일치할 수 있다. 대안적으로, 돌출 선단부는 제2 단부 부분의 키 형상부와 상이한 테이퍼 단면을 가질 수 있다. 표시된 바와 같이, 돌출 선단부(24)는 체결구 내의 리세스의 적어도 일 부분과 상보적이도록 구성된 테이퍼를 구비한 다양한 구성을 가질 수 있다.
사용 중에, 토크 전달 드라이버는 도 3에 도시된 바와 같이, 체결구 내의 리세스 내로 삽입된다. 체결구(40)는 리세스를 갖는 헤드(42) 및 (도시되지 않은) 나사산을 갖는 샤프트(53)를 갖는다. 토크 전달 드라이버의 제2 부분(20)은 토크 전달 드라이버가 구동 축에 대해 회전될 때, 토크가 체결구(40)로 전달될 수 있도록, 체결구 헤드(42)의 리세스 내로 삽입될 수 있다. 제2 부분(20)의 키 형상부(22)는 헤드의 축방향 베어링 표면(46)과 작동식으로 맞물려서, 체결구의 조립체 내로의 나사 결합을 용이하게 한다. 제2 부분(20)의 돌출 선단부(24)는 키 형상부(22)로부터 연장하고, 체결구(40)의 헤드(42) 내의 리세스의 하부 부분(48)과 같은, 리세스의 적어도 일 부분과 상보적일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 돌출 선단부(24)의 테이퍼는 리세스의 하부 부분(48)의 테이퍼 또는 기울기와 실질적으로 유사할 수 있다.
체결구로의 결합 중에, 돌출 선단부(24)의 테이퍼는 토크 전달 드라이버의 체결구 헤드(42)의 리세스에 대한 정렬을 증진시킬 수 있다. 토크 전달 드라이버가 체결구 리세스로부터 탈중심으로 삽입되면, 돌출 선단부(24)의 테이퍼는 토크 전달 드라이버의 체결구의 헤드 내의 리세스와의 중심 설정 또는 정렬을 증진시킨다. 이러한 중심 설정 과정은 결합 시간을 감소시키고, 토크 전달 드라이버의 생산성을 개선할 수 있다.
또한, 토크 전달 드라이버의 제2 단부 부분(20)의 돌출 선단부(24)는 드라이버로부터 체결구로의 토크의 전달을 보조하기 위해 체결구(40)의 헤드(42) 내의 리세스의 하부 부분(48)의 적어도 일 부분과 접촉한다. 많은 체결구, 특히 1.27 mm(0.050 인치) 미만 또는 0.76 mm(0.030 인치) 미만의 장 치수를 갖는 소형 체결구의 리세스 또는 소켓은 원하는 소켓 구성을 생성하고 리세스의 축방향 베어링 표면을 형성하기 위해 공구로 헤드를 펀칭 또는 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 그러한 공구는 펀칭 또는 스탬핑 작업을 용이하게 하고, 도 3에 도시된 리세스의 하부 부분(48)과 같은 축방향 베어링 표면 아래로 연장하는 공동을 생성하기 위해 대체로 비스듬하다. 토크 전달 드라이버의 제2 단부 부분(20)의 돌출 선단부(24)는 그러므로 드라이버로부터 체결구로의 토크의 전달을 보조하기 위해 체결구(40)의 헤드(42) 내의 소켓 리세스를 형성하기 위해 사용되는 공구의 테이퍼와 근사할 수 있다.
제2 부분(20)의 돌출 선단부(24)의, 도 2에 도시된 바와 같은 테이퍼의 각도(θ)는 원하는 범위 내에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 테이퍼의 각도(θ)는 10°와 30° 사이일 수 있다. 대안적으로, 테이퍼의 각도(θ)는 15°와 25° 사이, 또는 18°와 22° 사이일 수 있다. 일례에서, 테이퍼의 각도(θ)는 체결구(40)의 헤드(42) 내의 리세스의 하부 부분(48)에 실질적으로 일치하도록 대략 20°일 수 있다. 모든 경우에, 돌출 선단부(24)는 체결구 헤드(42)의 하부 부분(48)의 적어도 일 부분과 접촉한다.
사용 중에, 토크 전달 드라이버가 구동 축에 대해 회전되면, 토크가 본체의 제2 부분(20)으로부터 돌출 선단부(24)를 통해 체결구(40)로 부분적으로 전달된다. 돌출 선단부(24)는 체결구로의 토크의 전달을 보조하기 위해 체결구 헤드(42) 내의 리세스의 하부 부분(48)의 적어도 일 부분과 마찰식으로 맞물려서, 드라이버로부터 체결구(40)로의 더 크고, 더 효율적인 토크 전달을 제공하기 위해 제2 단부 부분(20)의 키 형상부(22)를 통해 전달되는 토크를 보충한다. 몇몇 예에서, 돌출 선단부(24)는 체결구 헤드(42) 내의 리세스의 하부 부분(48)의 대부분과 마찰식으로 맞물릴 수 있다. 토크가 인가되는 총 표면적을 증가시키는 것 또한 토크 전달 드라이버 상의 마모를 감소시키거나, 체결구(40) 상의 마모를 감소시키기나, 이들 모두를 감소시키고, 나사산 엇갈림 및 체결구로부터의 이탈에 대한 잠재성을 감소시킬 수 있다. 체결구로의 더 큰 총 토크의 인가 또한 토크 전달 드라이버와 체결구 사이의 맞물림을 증가시킴으로써 지금 개시되는 토크 전달 드라이버에서 가능할 수 있다. 돌출 선단부(24)는 체결구 헤드 내의 리세스와의 원하는 접촉 지점들을 증가시키도록 돌출 선단부를 구성함으로써와 같이, 체결구 헤드 내의 리세스의 하부 부분(48)에 대한 돌출 선단부(24)의 맞물림을 증가시키도록 구성될 수 있다.
돌출 선단부는 또한 돌출 선단부와 체결구 사이의 접촉 및 결합을 용이하게 하도록 자화될 수 있다. 자화된 돌출 선단부는 체결구가 조립체 내에서의 체결구의 나사 결합 중에 드라이버의 돌출 선단부와 체결구의 헤드 사이에서 더 신속하게 접촉하여 연결을 유지하도록 허용한다.
도 4를 참조하면, 무단 개방 방지 체결구(41)와 함께 사용하도록 구성된 다른 토크 전달 드라이버가 도시되어 있다. 일례에서, 무단 개방 방지 체결구(41)는 핀(45)과 같은 무단 개방 방지 특징부를 갖는 체결구 헤드(43)를 가질 수 있다. 토크 전달 장치는 토크 전달 드라이버가 체결구(41)의 리세스 내로 삽입되어 체결구와 작동식으로 맞물릴 수 있도록, 핀(45)을 수납하도록 구성된 개구(32)를 갖는 제2 단부 부분(30)을 가질 수 있다. 토크 전달 드라이버의 개구(32)는 본체의 제2 단부 부분(30)의 돌출 선단부(34) 내에 위치될 수 있고, 핀(45)을 수용하기 위해 제2 단부 부분(30) 내로 필요하다면 연장할 수 있다. 도시된 바와 같이, 체결구(41)의 리세스 내의 핀(45)은 대응하는 개구(32)를 포함하지 않는 토크 전달 드라이버의 삽입을 저해할 것이다. 핀(45) 및 개구(32)의 길이 및 단면은 체결구와 토크 전달 드라이버 사이의 관계를 확립하도록 원하는 대로 선택될 수 있다.
지금 개시되는 토크 전달 드라이버는 다양한 키 형상부에 대해 구성될 수 있다. 도 5 및 6a에 도시된 바와 같이, 토크 전달 드라이버의 본체의 제2 단부 부분(50)은 공간 또는 안티로브(54)와 교대하는 돌출부 또는 로브(52)에 의해 표시된 바와 같은 6-로브형 키 형상부를 가질 수 있다. 돌출 선단부(56)는 제2 부분(50)의 키 형상부로부터 연장할 수 있다. 제2 단부 부분(50)의 키 형상부와 제2 단부 부분의 돌출 선단부(56) 사이의 전이부(58)는 키 형상부로부터 돌출 선단부의 테이퍼로 전이하도록 원하는 대로 구성될 수 있다. 돌출 선단부(56)의 적어도 일 부분의 테이퍼는 대향하는 로브(52)들 사이의 키 형상부의 장 치수에서 시작할 수 있다.
전체적으로 도 6b-6g를 참조하면, 토크 전달 드라이버와 함께 사용하기 위한 복수의 대안적인 키 형상부들이 도시되어 있다. 명백할 바와 같이, 토크 전달 드라이버의 키 형상부는 원하는 체결구의 소켓 리세스와 정합하도록 선택된다. 유사하게, 키 크기는 원하는 체결구의 소켓 크기와 정합하도록 선택된다. 이와 같이, 일정 범위의 원하는 체결구를 수용하기 위한 복수의 키 형상부 및 크기를 포함하는 토크 전달 드라이버들의 세트가 생성될 수 있다.
도 6a-6c를 참조하면, 토크 전달 드라이버의 본체의 제2 단부 부분의 키 형상부는 다중 로브형 구성을 가질 수 있다. 다중 로브형 구성은 각각 도 6a-6c에 도시된 바와 같이, 6-로브형(61), 5-로브형(62), 또는 4-로브형(63)일 수 있다. 로브들은 도시된 바와 같이 실질적으로 대칭일 수 있지만; 다른 다중 로브형 구성이 현재 이용 가능하고 토크 전달 드라이버와 함께 사용될 수 있다. 6-로브형(61) 및 5-로브형(62) 키가 현재 톡스® 브랜드로 공급된다. 대안적으로, 다중 로브형 키 형상부는 스타 키 또는 스타 드라이버로 불릴 수 있다.
도 6d-6e를 참조하면, 토크 전달 드라이버의 본체의 제2 단부 부분의 키 형상부는 실질적인 다각형 구성과 같은, 다면 구성을 가질 수 있다. 다각형 구성은 도 6d에 도시된 바와 같은 6각 키(64)일 수 있다. 6각 키(64)는 또한 헥스 키 또는 알렌(Allen) 키로 공지되어 있다. 5각형(65)과 같은 다른 다각형 형상이 도 6e에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 다면 구성은 실질적으로 직선 측면 부분을 가질 수 있다. 다면 키의 코너는 원하는 대로 각질 수 있거나 라운딩될 수 있다. 몇몇 예에서, 코너의 라운딩은 본체의 제2 단부 부분의 체결구 내의 소켓 리세스 내로의 삽입을 용이하게 하고 체결구, 작업편, 또는 사용자의 스크래칭을 방지하기 위해 필요할 수 있다.
도 6f-6g에 도시된 바와 같이, 4-스플라인형(66) 및 6-스플라인형(67) 구성을 포함한, 키의 2개의 예시적인 다중 스플라인형 형상이 도시되어 있다. 5-스플라인 또는 5-스플라인형 설계, 및 다른 개수의 스플라인을 포함하는 설계와 같은 다른 형상이 또한 선택될 수 있다. 다중 스플라인형 형상은 또한 브리스톨(Bristol) 키 또는 드라이브로서 공지될 수 있다. 명백할 바와 같이, 스플라인의 개수 및 형상은 주어진 용도에 대해 선택된 체결구의 소켓 리세스 또는 리세스와 정합하도록 선택될 수 있다.
본체의 제2 단부 부분의 다른 키 형상이 지금 개시되는 토크 전달 드라이버와 함께 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 추가의 키 형상은 3각형, 이중 6각, 3중 정사각, 폴리드라이브(polydrive), 3각형 리세스(TP3), 및 3중 날개를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 전용 또는 맞춤 키 형상부가 또한 정합하는 체결구 소켓 리세스와 함께 사용하도록 선택될 수 있다. 명백할 바와 같이, 키 형상부는 체결구로의 토크의 원하는 인가 및 동시에 설치 중의 체결구로부터의 이탈을 방지하도록 선택될 수 있다. 추가로, 각각의 키 설계는 또한 앞서 설명된 바와 같이, 무단 개방 방지 종류에서 제공될 수 있다.
예시적으로, 체결구 리세스의 선택은 도 7a-7c에 도시되어 있다. 도 7a에 도시된 체결구 소켓 리세스는 도 6a의 6-로브형 키(61)와 함께 사용하기에 적절한 6-로브형 소켓(71)이다. 대안적으로, 도 7b에 도시된 체결구 소켓 리세스는 도 6d의 6각 키(64) 또는 알렌 키와 함께 사용하기에 적절한 6각형 형상부(72)이다. 도 7c에 도시된 체결구 소켓 리세스는 도 6b에 도시된 5-로브형 키(62)와 함께 사용하기에 적절한 5-로브형 소켓(73)이다. 명백할 바와 같이, 각각의 키 형상부는 원하는 체결구 내의 하나 이상의 소켓 리세스에 끼워진다.
모든 경우에, 체결구 소켓 리세스는 도 7a에 도시된 바와 같이 장 치수(M) 및 단 치수(N)를 갖는다. 장 치수(M)는 도시된 6-로브형 소켓 상의 대향하는 로브(74, 75)들 사이에서 연장하는 소켓의 치수이다. 단 치수(N)는 대향하는 공간들, 또는 로브들 사이의 안티로브(76, 77)들 사이에서 연장하는 소켓의 치수이다.
더 일반적으로, 체결구의 장 치수는 체결구의 종축 상에서 중심 설정되고, 종축으로부터 체결구의 종축으로부터 가장 먼 소켓 리세스의 주연부 상의 지점까지 연장하는 반경을 갖는 원의 직경으로서 정의될 수 있다. 단 치수는 체결구의 종축 상에서 중심 설정되고, 종축으로부터 체결구의 종축에 가장 가까운 소켓 리세스의 주연부 상의 지점까지 연장하는 원의 직경으로서 정의될 수 있다. 예시적으로, 6각형 소켓 리세스(72)는 도 7b에 도시된 바와 같은 장 치수(M) 및 단 치수(N)를 갖는다. 5-로브형 소켓(73)은 도 7c에 도시된 바와 같은 장 치수(M) 및 단 치수(N)를 갖는다.
토크 전달 드라이버는 다양한 방식으로 만들어질 수 있다. 본체의 제1 단부는 토크 전달 드라이버의 섕크 또는 손잡이를 제작하기 위한 종래의 방법에 의해 제작될 수 있다. 일례에서, 토크 전달 드라이버의 제2 단부 부분은 블랭크 스톡으로부터 기계 가공될 수 있다. 대안적으로, 돌출 선단부(24)는 원하는 테이퍼를 제공하도록 키 형상 부분의 단부를 기계 가공함으로써와 같이, 기존의 키 형상 부분의 단부 상에 형성될 수 있다.
지금 개시되는 토크 전달 드라이버는 체결구 리세스 내에 안착되는 드라이버의 능력을 개선함으로써 더 빠른 설치를 허용하고, 그러므로 드라이버-리세스 결합 시간을 감소시키고 연결을 유지할 수 있다. 본 토크 전달 드라이버는 또한 표준 드라이버에 비해 개선된 비틈 능력을 제공하고, 체결구 리세스로부터의 이탈을 감소시키고, 드라이버 토크가 소실되는 변동을 감소시켜서, 체결구의 작업편 또는 조립체 내로의 더 일관되고 신뢰할 수 있는 삽입을 제공할 수 있다. 토크 전달 드라이버는 또한 종래의 드라이버에 비해 개선된 공구 수명을 제공할 수 있다.
본 토크 전달 드라이버의 이점을 예시하기 위해, 드라이버 토크 소실 시험이 본 발명의 토크 전달 드라이버를 사용하여 수행되었고, 3개의 종래의 드라이버 설계의 구동 토크 소실과 비교되었다. 결과가 아래의 표 1에 도시되어 있다.
샘플 # | 십자 | 톡스 | 편평 | 원추 | ||
1 | 1.157 * | 1.597 ** | 1.973 + | 1.774 + |
|
* 리세스 파손 |
2 | 0.962 * | 1.590 ** | 2.046 * | 1.661 + | ** 비트 파손 | |
3 | 1.044 * | 1.588 ** | 1.956 + | 1.719 + | + 나사산 파손 | |
4 | 1.290 * | 1.573 ** | 1.840 + | 1.661 + |
|
|
5 | 1.011 * | 1.925 ** | 1.630 + | 1.701 + | ||
6 | 0.916 * | 1.597 ** | 1.845 + | 1.644 + | ||
7 | 1.082 * | 1.635 ** | 1.743 + | 1.748 + | ||
8 | 0.933 * | 1.785 ** | 1.763 + | 1.719 ** | ||
9 | 1.119 * | 1.661 ** | 1.825 + | 1.752 + | ||
10 | 1.077 * | 1.734 ** | 1.714 + | |||
샘플 | 10 | 10 | 10 | 9 | ||
평균 | 1.059 | 1.669 | 1.834 | 1.709 | ||
표준 편차 | 0.113 | 0.114 | 0.129 | 0.046 | ||
X +3STD | 1.399 | 2.01 | 2.219 | 1.846 | ||
X -3STD | 0.719 | 1.327 | 1.448 | 1.572 | ||
최대 | 1.29 | 1.925 | 2.046 | 1.774 | ||
최소 | 0.916 | 1.573 | 1.63 | 1.644 |
표 1을 참조하면, "십자"(JCIS 또는 필립스® 스크루 드라이버), "톡스"(종래의 톡스® 드라이버), 및 "편평"을 포함한, 3개의 종래의 드라이버 설계가 시험되었다. "편평"은 돌출 선단부(24)가 없이 평탄한 단부를 갖는 설계였다. "원추"는 돌출 선단부(24)가 앞서 설명된 바와 같이 원추 구성을 포함하는, 본 발명의 토크 전달 드라이버를 나타낸다. 표 1에서 보이는 바와 같이, 십자 드라이버의 각각의 시험은 체결구 리세스의 파손을 일으켰다. 톡스® 드라이버의 각각의 시험은 드라이버 비트의 파손을 일으켰다. 지금 개시되는 드라이버의 구동 토크 소실의 표준 편차는 종래 기술의 드라이버에 비교하여 대략 60% 개선되었다.
소정의 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 변화가 이루어질 수 있고 등가물이 대체될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 많은 변형이 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 이루어질 수 있다.
Claims (16)
- 장 치수가 1.52 mm(0.06 인치) 미만인 체결구 내의 리세스에 끼워지도록 구성된 토크 전달 드라이버이며,
구동 축과, 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 구비한 본체를 갖는 토크 전달 드라이버
를 포함하고,
제1 단부 부분은 토크 발생원으로부터 토크를 수신하여 드라이버로 전달하도록 구성되고,
제1 단부 부분에 대향하는 제2 단부 부분은, 평행한 측벽을 갖는 5-로브형 또는 6-로브형의 키 형상부와, 돌출 선단부를 갖고,
키 형상부는 체결구 내의 리세스에 끼워지도록 구성되고, 1.52㎜(0.06 인치) 미만의 장 치수, 및 단 치수를 갖고,
돌출 선단부는 장 치수 및 단 치수에 의해 규정되며, 장 치수가 드라이버의 구동 축에 대해 직교하는 평면으로부터 10°내지 30°사이의 테이퍼 각도로 테이퍼링되고, 돌출 선단부의 적어도 일 부분은 키 형상부의 장 치수에서 시작하며, 돌출 선단부의 단 치수는, 돌출 선단부의 전이부에 대해서 키 형상부의 단 치수와 동일하고, 돌출 선단부의 나머지 부분에 대해서 돌출 선단부의 장 치수와 합치며,
돌출 선단부의 나머지 부분은, 상기 테이퍼 각도로, 상기 전이부로부터 토크 전달 드라이버의 팁을 형성하는 라운딩된 단부까지 신장하는,
토크 전달 드라이버. - 제1항에 있어서, 본체의 제2 부분의 돌출 선단부는 토크가 본체의 제2 부분으로부터 돌출 선단부를 통해 체결구로 전달될 수 있도록, 체결구 내의 리세스와 정합하도록 성형되는, 토크 전달 드라이버.
- 제1항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 15°와 25° 사이의 테이퍼 각도를 갖는, 토크 전달 드라이버.
- 제3항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 18°와 22° 사이의 테이퍼를 갖는, 토크 전달 드라이버.
- 제1항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 자화되는, 토크 전달 드라이버.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 돌출 선단부는 체결구 내의 리세스의 일 부분과 정합하도록 구성된 테이퍼를 갖는, 토크 전달 드라이버.
- 2.54 mm(0.1 인치) 미만의 장 치수를 구비한 리세스를 갖는 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버이며,
구동 축과, 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 구비한 본체를 갖는 토크 전달 드라이버
를 포함하고,
제1 단부 부분은 토크 발생원으로부터 토크를 수신하여 드라이버로 전달하도록 구성되고,
제1 단부 부분에 대향하는 제2 단부 부분은, 평행한 측벽을 갖는 5-로브형 또는 6-로브형의 키 형상와, 돌출 선단부를 갖고,
키 형상부는 체결구 내의 리세스에 끼워지도록 구성되고, 2.54 mm(0.1 인치) 미만의 장 치수, 및 단 치수를 갖고,
돌출 선단부는 장 치수 및 단 치수에 의해 규정되며, 장 치수가 드라이버의 구동 축에 대해 직교하는 평면으로부터 10°내지 30°사이의 테이퍼 각도로 테이퍼링되고, 돌출 선단부의 적어도 일 부분은 키 형상부의 장 치수에서 시작하며, 돌출 선단부의 단 치수는, 돌출 선단부의 전이부에 대해서 키 형상부의 단 치수와 동일하고, 돌출 선단부의 나머지 부분에 대해서 돌출 선단부의 장 치수와 합치며,
돌출 선단부의 나머지 부분은, 상기 테이퍼 각도로, 상기 전이부로부터 토크 전달 드라이버의 팁을 형성하는 라운딩된 단부까지 신장하는,
소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버. - 제8항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 토크가 본체의 제2 부분으로부터 돌출 선단부를 통해 체결구로 전달될 수 있도록, 체결구 내의 리세스와 정합하도록 성형되는, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버.
- 제8항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 15°와 25° 사이의 테이퍼 각도를 갖는, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버.
- 제10항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 18°와 22° 사이의 테이퍼를 갖는, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버.
- 제8항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 돌출 선단부는 자화되는, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버.
- 삭제
- 제8항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 키 형상부는 체결구 내의 1.52 mm(0.060 인치)까지의 장 치수를 갖는 리세스에 끼워지도록 구성되는, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버.
- 제8항에 있어서, 본체의 제2 단부 부분의 키 형상부는 체결구 내의 1.02 mm(0.040 인치)까지의 장 치수를 갖는 리세스에 끼워지도록 구성되는, 소형 체결구를 구동하도록 구성된 토크 전달 드라이버.
- 제8항에 있어서, 돌출 선단부는 체결구 내의 리세스의 일 부분과 정합하도록 구성된 테이퍼를 갖는, 토크 전달 드라이버.
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