KR102219738B1

KR102219738B1 - 전동공구

Info

Publication number: KR102219738B1
Application number: KR1020190020528A
Authority: KR
Inventors: 김병조; 신영훈; 이상홍; 김재홍
Original assignee: 계양전기 주식회사
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2021-02-25
Also published as: KR20200102593A

Abstract

본 발명은, 구동력을 제공하는 모터부, 상기 모터부의 구동력을 감속시키는 감속기어부가 수용되는 기어 하우징, 상기 모터부에서 구동력을 전달받아 작업을 수행하는 공구축이 구비된 전동공구로서, 상기 모터부와 상기 공구축 사이에 배치되어, 상기 모터부의 회전 구동력의 일부를 전환하여 상기 공구축의 축 방향 왕복 동작을 구현하는 임팩트 발생부; 상기 임팩트 발생부와 상기 모터부 사이에 배치되어, 상기 공구축에 전달되는 토크가 설정 토크값 이상인 경우, 공구축으로 전달되는 구동력을 차단하는 토크 리밋부; 및 상기 임팩트 발생부 및 상기 토크 리밋부의 동작을 단속하고, 상기 설정 토크값을 설정하는 원통 형상의 조작부;를 포함하고, 상기 임팩트 발생부는, 상기 공구축에 결합되는 제1 라쳇; 상기 공구축에 이동 가능하도록 결합되며, 상기 제1 라쳇과 결합되어 상기 공구축의 축 방향 왕복 운동을 발생시키는 제2 라쳇; 일단이 상기 공구축에 결합되고, 타단이 상기 제2 라쳇에 결합되어, 상기 제2 라쳇을 상기 제1 라쳇에서 멀어지는 방향으로 가압하는 라쳇 지지스프링; 및 상기 공구축에 결합되며, 상기 조작부의 회전에 의해 상기 제2 라쳇을 상기 제1 라쳇 방향으로 이동시키는 라쳇 서포터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동공구 {POWER TOOL}

본 발명은 전동공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 임팩트 모드, 드라이버 모드 및 드릴 모드를 단속하여 전환할 수 있는 전동공구에 관한 것이다.

전동공구는 유선 또는 배터리를 통해 전기를 동력원으로 하여 내장된 모터를 구동하여 해머, 드라이버 및 드릴 등의 작업 목적에 따라 선택적으로 결합된 비트를 회전시켜 나사를 체결하거나 구멍을 뚫는 등 다중작업을 할 수 있는 공구이다.

해머 모드의 경우, 공구 축의 회전 운동과 동시에 축 방향으로 지속적인 진동을 가하여 단단한 대상에 대한 작업을 용이하게 하며, 임팩트 발생 장치를 적용하여 구현한다. 그러나, 드라이버 또는 드릴 모드에서는 축 방향 진동이 방해가 되므로, 임팩트 발생 장치를 제한해야 한다.

종래의 전동공구에서는, 임팩트 발생 장치 제한을 공구축의 축 방향 이동을 제한함으로써 구현하였다. 그러나, 공구축의 축 방향 이동이 제함됨으로 인해, 드라이버 모드에서 작업시, 축 방향으로 발생되는 진동을 사용자가 그래도 전달받음으로써 사용감이 불편한 문제가 있다.

또한, 드라이버 또는 드릴 모드는, 비트에 과도한 토크가 가해짐으로 인해 볼트나 스크류 손상이나 과부하가 발생하는 것을 막기 위해 일정 토크 이상이 되면 구동력을 차단하는 토크 리밋 장치를 적용한다. 그러나, 해머 모드에서는 축 방향 왕복운동에 의해 순간적으로 높은 토크가 발생되기 때문에 토크 리밋 장치를 제한해야 한다.

이처럼, 전동공구의 모드에 따라 임팩트 발생 장치와 토크 리밋 장치를 선택적으로 활성화 시켜야 할 필요성이 있다. 임팩트 발생 기능은 축 방향 진동을 발생하는 라쳇과 같은 구성요소를 적용하고, 토크 리밋 기능은 구동력을 차단할 수 있는 클러치와 같은 구성요소를 적용하는 것이 일반적이다. 이처럼, 필요 기능별로 상이한 별도의 구성으로 분리되어 있어 이를 단속하기 위한 조작장치도 필요로 한다.

그러나, 전동공구, 특히 배터리를 동력으로 사용하는 전동공구의 경우 휴대성이 중요하여 작고 가볍게 만들어야 하며, 이를 위해서는 부품의 수, 크기를 줄이는 것이 중요하다. 또한, 전동공구는 다양한 부품이 조립되어 유기적으로 동작되는 만큼 제품의 신뢰성이 높이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 간단한 구조로 전동공구의 임팩트 발생 기능과 토크 리밋 기능을 선택적으로 활성화 시킬 수 있는 전동공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동력을 제공하는 모터부, 상기 모터부의 구동력을 감속시키는 감속기어부가 수용되는 기어 하우징, 상기 모터부에서 구동력을 전달받아 작업을 수행하는 공구축이 구비된 전동공구로서, 상기 모터부와 상기 공구축 사이에 배치되어, 상기 모터부의 회전 구동력의 일부를 전환하여 상기 공구축의 축 방향 왕복 동작을 구현하는 임팩트 발생부; 상기 임팩트 발생부와 상기 모터부 사이에 배치되어, 상기 공구축에 전달되는 토크가 설정 토크값 이상인 경우, 공구축으로 전달되는 구동력을 차단하는 토크 리밋부; 및 상기 임팩트 발생부 및 상기 토크 리밋부의 동작을 단속하는 원통 형상의 모드변경 핸들를 형성하며, 상기 설정 토크값을 설정하는 원통 형상의 조작부;를 포함하고, 상기 토크 리밋부는, 상기 기어 하우징의 내부에 결합되어 상기 모터부에서 구동력을 전달받으며, 상기 공구축을 바라보는 캠면에 복수의 돌부가 형성되는 링 형상의 링기어; 상기 링기어의 상기 캠면에 접촉하여 구동력을 전달하는 복수의 링기어 볼; 상기 기어 하우징의 외부에서 상기 모드변경 핸들에 고정 결합되어 상기 모드변경 핸들의 회전에 의해 함께 회전되는 가이드 플레이트; 상기 가이드 플레이트의 복수의 볼 삽입홀에 삽입되어 상기 복수의 링기어 볼로부터 전달받은 구동력을 전달하는 복수의 플레이트 볼; 상기 가이드 플레이트의 볼 삽입홀에 삽입된 상기 플레이트 볼을 상기 링기어를 향해 가압하는 클러치 플레이트; 일단이 상기 클러치 플레이트의 일면에 결합되어 상기 설정 토크값에 따라 상기 클러치 플레이트를 가압하는 토크 스프링; 및 상기 조작부에 상기 공구축의 축 방향으로 이동 가능하도록 결합되어, 상기 토크 스프링의 타단을 지지하는 토크 스프링 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 임팩트 발생부는, 상기 공구축에 결합되는 제1 라쳇; 상기 공구축에 이동 가능하도록 결합되며, 상기 제1 라쳇과 결합되어 상기 공구축의 축 방향 왕복 운동을 발생시키는 제2 라쳇; 일단이 상기 공구축에 결합되고, 타단이 상기 제2 라쳇에 결합되어, 상기 제2 라쳇을 상기 제1 라쳇에서 멀어지는 방향으로 가압하는 라쳇 지지스프링; 및 상기 공구축에 결합되며, 상기 조작부의 회전에 의해 상기 제2 라쳇을 상기 제1 라쳇 방향으로 이동시키는 라쳇 서포터;를 포함하고, 상기 모드변경 핸들은, 내주면에 형성되며, 상기 라쳇 서포터와 접하고, 상기 라쳇 서포터와 접하는 면에 경사면을 갖는 서포터 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 라쳇은, 상기 라쳇 서포터와 접촉하여, 상기 제2 라쳇이 필요이상으로 회전되는 것을 방지하는 회전 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 가이드 플레이트는, 상기 볼 삽입홀이 지름이 상기 링기어 볼 지름보다 작게 형성되고, 상기 플레이트 볼의 지름보다 얇은 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 조작부는, 내주면에 상기 토크 스프링 지지판이 결합되어 상기 설정 토크값을 설정하는 원통 형상의 토크변경 핸들;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토크 리밋부는, 상기 링기어 볼과 상기 플레이트 볼 사이에 배치되어, 구동력을 전달하는 복수의 볼 지지핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 모드변경 핸들의 회전에 의해 상기 가이드 플레이트와 상기 플레이트 볼이 함께 회전하면서, 상기 볼 지지핀과 상기 플레이트 볼의 접촉을 차단하여 상기 토크 리밋부를 비활성 시키는것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돌부는, 상기 공구축을 중심으로 대칭되도록 방사상으로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 토크 리밋부가 활성 상태일 때, 상기 링기어에 상기 설정 토크값보다 작은 토크가 가해지면, 상기 링기어 볼은 상기 캠면에 위치되고, 상기 링기어에 상기 설정 토크값보다 큰 토크가 가해지면, 상기 링기어 볼이 상기 돌부에 위치되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 의하면, 공구축의 축 방향 이동이 모든 상황에서 허용됨으로 인해, 작업시 사용자가 느끼는 진동을 저감시킬 수 있어 사용감이 향상되는 효과가 있다.

또한, 가이드 플레이트만 회전하여 토크 리밋부의 활성 또는 비활성 전환이 가능하도록 함으로써, 부품을 간소화 하고 구조를 간단하게 구성할 수 있으며, 전동공구의 무게를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 가이드 플레이트와 클러치 플레이트 사이에 볼을 사용함으로써, 마찰을 저감시켜 조작부의 조작성이 향상되는 효과가 있으며, 볼 지지핀을 구성함으로써 구동력을 정확하게 전달하여 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전동공구의 일부 분해 사시도.
도 2는 도 1의 모드변경 핸들의 사시도.
도 3은 도 1의 임팩트 발생부의 사시도.
도 4는 도 1의 임팩트 발생부의 활성 상태 사시도.
도 5는 도 1의 임팩트 발생부의 비활성 상태 사시도.
도 6은 도 1의 임팩트 발생부가 활성 상태일 때, 전동공구의 단면도.
도 7은 도 1의 임팩트 발생부가 비활성 상태일 때, 전동공구의 단면도.
도 8은 도 1의 링기어의 사시도.
도 9는 도 1의 가이드 플레이트의 사시도.
도 10은 도 1의 클러치 플레이트 사시도,
도 11은 도 1의 모드변경 핸들과 클러치 플레이트의 결합 사시도.
도 12는 도 1의 토크 리밋부의 활성 상태 사시도.
도 13은 도 1의 토크 리밋부의 비활성 상태 사시도.
도 14는 도 1의 토크 리밋부 활성 상태일 때, 링기어에 고토크가 걸린 상태의 사시도.
도 15는 도 1의 토크 리밋부가 활성 상태일 때, 전동공구의 단면도.
도 16은 도 1의 토크 리밋부가 비활성 상태일 때, 전동공구의 단면도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동공구를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전동공구의 일부 분해 사시도이고, 도 2 내지 도 7은 도 1의 임팩트 발생부를 도시한 것이며, 도 8 내지 도 16은 도 1의 토크 리밋부를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 전동공구는, 구동력을 제공하는 모터부(600)와 모터부(600)의 구동력을 감속시키는 감속기어부가 수용되는 기어 하우징(100)이 형성되며, 기어 하우징(100)의 전방에 모터부(600)에서 구동력을 전달받아 작업을 수행하는 공구축(200)이 구비된다. 그리고, 공구축(200)과 기어 하우징(100) 사이에 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)가 배치된다. 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)의 동작을 단속하는 조작부(500)는, 전동공구의 외관에 결합된다.

도면에 도시된 바와 같이, 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)는 서로 상이한 구성을 통해 기능이 구현되는 것으로 독립적으로 분리되어 배치되어 있으나, 조작부(500)를 통해 두 가지 기능이 함께 단속된다.

임팩트 발생부(300)는, 공구축(200)에 축 방향 진동을 발생시켜 힘을 가하는 구성으로서, 해머 모드에서 활성되고, 드라이버 및 드릴 모드에서 비활성된다. 토크 리밋부(400)는, 공구축(200)에 과도한 토크가 전달되는 것을 차단하기 위한 구성으로서, 드라이버 모드에서 활성되고, 드릴 및 해머 모드에서 비활성된다. 이와 같은 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)는 조작부(500)에 의해 함께 단속된다.

조작부(500)는, 전동공구의 외관에 결합되는 것으로서, 원통 형상으로 형성된다. 조작부(500)는 해머, 드라이버 및 드릴 모드를 변경할 수 있는 모드변경 핸들(510)과 전동공구의 최대 토크값을 변경하는 토크변경 핸들(520)로 구성된다.

모드변경 핸들(510)과 토크변경 핸들(520)은 서로 독립적으로 회전되며, 사용자가 파지하여 돌리는 동작을 통해 모드 및 토크값이 설정된다.

모드변경 핸들(510)은, 후술할 임팩트 발생부(300)의 라쳇 서포터(340)의 일단에 접촉하여 라쳇 서포터(340)를 축 방향으로 이동시킴으로써 임팩트 발생부(300)를 활성 또는 비활성 시킨다. 이를 위해, 모드변경 핸들(510)의 내주면에는 서포터 가이드(511)가 형성된다. 서포터 가이드(511)는, 라쳇 서포터(340)가 접하는 면에 경사면이 형성되어 모드변경 핸들(510)의 회전에 의해 라쳇 서포터(340)가 축 방향으로 이동되는 것이다. 이와 같은 서포터 가이드(511)는 모드변경 핸들(510)에 일체형으로 형성될 수도 있으나, 별도의 구성으로 형성되어 조립될 수도 있다.

또한, 모드변경 핸들(510)은, 후술할 토크 리밋부(400)의 가이드 플레이트(440)와 결합되어 함께 회전함으로써 토크 리밋부(400)를 활성 또는 비활성 시킨다. 모드변경 핸들(510)의 내주면에는 가이드 플레이트(440)에 결합되도록 플레이트 결합 돌기(512)가 돌출되어 형성된다.

이와 같은 구성으로 인해, 모드변경 핸들(510)을 회전시키는 것으로, 라쳇 서포터(340)가 축 방향으로 이동하면서 임팩트 발생부(300)를 활성 또는 비활성을 단속하고, 가이드 플레이트(420)가 함께 회전하면서 토크 리밋부(400)를 활성 또는 비활성을 단속한다.

토크변경 핸들(520)은 전동공구의 최대 토크값을 설정하기 위한 것으로서, 모드변경 핸들(510)의 전방에 결합되며, 후술할 토크 리밋부(400)의 토크 스프링 지지판(480)과 결합된다. 토크변경 핸들(520)의 내주면에는 나사산이 형성되어 있어, 토크 스프링 지지판(480)과 스크류 체결이 된다. 따라서, 토크변경 핸들(520)의 회전에 의해, 토크 스프링 지지판(480)이 축 방향으로 이동되면서 최대 토크값이 설정된다. 이와 관련해서는 토크 리밋부(400)와 함께 후술할 것이다.

이와 같은 기능을 갖는 조작부(500)는, 외주면에는 모드와 토크 값을 표시할 수 있다. 이처럼, 전동공구의 외주면에 사용자가 파지하여 회전시킬 수 있는 조작부(500)를 형성함으로써, 사용자는 직관적으로 모드 및 토크값을 설정할 수 있다. 또한, 간단한 구조로 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)를 단속할 수 있어 구성을 간소화 시킬 수 있는 효과가 있다.

아래에서는, 전술한 바와 같은 조작부(500)를 통해 단속되는 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)의 구성 및 동작을 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하여 임팩트 발생부(300)를 설명한다. 도 2는 도 1의 모드변경 핸들의 사시도이며, 도 3은 도 1의 임팩트 발생부의 사시도이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 도 1의 임팩트 발생부의 활성 및 비활성 상태 사시도이고, 도 6 및 도 7은 도 1의 임팩트 발생부가 활성 및 비활성 상태일 때, 전동공구의 단면도이다.

임팩트 발생부(300)는, 모터부(600)와 공구축(200) 사이에 배치되며, 모터부(600)의 구동력의 일부를 전환하여 공구축(200)의 축 방향 왕복 동작을 구현한다. 이러한 임팩트 발생부(300)는, 제1 라쳇(310), 제2 라쳇(320), 라쳇 지지스프링(330) 및 라쳇 서포터(340)로 구성된다.

제1 라쳇(310)은 공구축(200)에 고정되도록 결합되어 공구축(200)과 함께 움직인다. 제2 라쳇(320)을 바라보는 제1 라쳇(310)의 일면에는 톱니 형상이 형성되어 제2 라쳇(320)과 맞물린다.

제2 라쳇(320)은 공구축(200)에 이동 가능하도록 결합되며, 라쳇 서포터(340)에 의해 축 방향으로 이동하여 제1 라쳇(310)과 맞물린다. 이러한 제2 라쳇(320)은 제1 라쳇(310)을 바라보는 일면에 톱니 형상이 형성되며, 외주면에 회전 지지부재(321)가 돌출 형성된다. 회전 지지부재(321)는, 라쳇 서포터(340)와 접하는 측으로 돌출 형성됨으로써, 라쳇 서포터(340)에 접촉된다. 이처럼, 라쳇 서포터(340)에 회전 지지부재(321)가 접촉됨으로써, 제2 라쳇(320)은 축 방향으로만 이동이 허용되고, 회전은 차단된다.

라쳇 지지스프링(330)은 제2 라쳇(320)을 가압하는 것으로서, 일단이 공구축(200)에 결합되고, 타단이 제2 라쳇(320)의 일면에 결합된다. 보다 상세하게, 라쳇 지지스프링(330)은 제2 라쳇(320)을 제1 라쳇(310)에서 멀어지는 방향으로 가압함으로써, 제1 라쳇(310)과 제2 라쳇(320)을 분리시킨다.

이처럼 라쳇 지지스프링(330)을 구성하여 제2 라쳇(320)을 제1 라쳇(310)에서 멀어지는 방향으로 가압함으로써, 임팩트 발생부(300)가 비활성 된 상황에서 제2 라쳇(320)이 축 방향으로 이동되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

라쳇 서포터(340)는, 제2 라쳇(320)과 접하도록 공구축(200)에 결합되는 것으로서, 공구축(200)의 축 방향으로 이동하면서 제2 라쳇(320)을 제1 라쳇(310) 측으로 이동 시킨다. 이때, 라쳇 서포터(340)는 기어 하우징(100)에 의해 회전은 차단되고 축 방향 이동만 허용된다. 라쳇 서포터(340)는, 공구축(200)에 결합되는 링 형상과 링 형상의 외주면에서 연장되어 서포터 가이드(511)에 접하는 두 개의 다리가 형성된다. 라쳇 서포터(340)의 다리 형상은 모드변경 핸들(510)이 회전되면, 서포터 가이드(511)의 경사면을 따라 이동되면서 제2 라쳇(320)을 밀어내면서 축 방향으로 이동한다.

이와 같은 구성으로 형성된 임팩트 발생부(300)는 모드변경 핸들(510)의 회전을 통해 활성 상태(도 4, 도 6) 또는 비활성 상태(도 5, 도 7)로 전환된다. 임팩트 발생부(300)는, 제1 라쳇(310)과 제2 라쳇(320)을 서로 인접하게 위치시킴으로써 활성되고, 제1 라쳇(310)과 제2 라쳇(320)을 서로 떨어지게 위치시킴으로써 비활성된다.

모드변경 핸들(510)을 회전시키면, 라쳇 서포터(340)가 서포터 가이드(511)의 경사면을 따라 높은 곳에 위치하게 된다. 이때, 라쳇 서포터(340)가 축 방향으로 이동하면서 제2 라쳇(320)가 제1 라쳇(310) 인근으로 함께 이동되면서 임팩트 발생부(300)가 활성 상태(도 4, 도 6)로 전환된다. 이 상태에서 전동공구를 동작 시키면, 공구축(200)은 모터부(600)의 구동력을 전달받아 회전하게 된다. 그러나, 라쳇 서포터(340)의 회전이 차단되어 있고, 제2 라쳇(320) 또한 회전 지지부재(321)에 의해 회전이 차단된 상태에서 공구축(200)에 고정 결합된 제1 라쳇(310)이 회전하게 된다. 이때 제1 라쳇(310)과 제2 라쳇(320)이 가까이 접해 있어, 서로 마주보는 면에 형성된 톱니 형상이 맞물려 부딪히면서 회전력의 일부가 축 방향 운동으로 전환된다.

다시 모드변경 핸들(510)을 회전시키면, 라쳇 서포터(340)가 서포터 가이드(511)의 경사면을 따라 낮은 곳으로 위치하게 된다. 이때, 라쳇 서포터(340)가 축 방향으로 이동하게 되고, 제2 라쳇(320)이 라쳇 지지스프링(330)에 의해 제1 라쳇(310)과 멀어지게 되면서 임팩트 발생부(300)가 비활성 상태(도 5, 도 7)로 전환된다. 임팩트 발생부(300)가 비활성 상태일 때는, 라쳇 지지스프링(330)의 스프링력에 의해, 제2 라쳇(320)과 라쳇 서포터(340)는 축 방향 이동이 차단된다.

설명한 바와 같이, 제2 라쳇(320)의 후방에 라쳇 서포터(340)를 배치하여 모드변경 핸들(510)의 회전에 의해 제2 라쳇(320)을 축 방향으로 이동시키는 것으로서 임팩트 발생부(300)를 활성 또는 비활성 상태로 변경시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 구성으로 임팩트 발생부(300)의 기능을 구현함으로써, 구성을 간소화 하여 필요 부품을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 라쳇 지지스프링(330)을 통해 제2 라쳇(320)을 제1 라쳇(310)에서 멀어지는 방향으로 가압함으로써, 간단하게 제2 라쳇(320)의 위치를 고정시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 임팩트 발생부(300)가 비활성 상태일 때, 제2 라쳇(320)의 축 방향 이동을 차단함으로써, 오작동을 방지하여 전동공구의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 임팩트 발생부(300)가 비활성 상태일 때에도 공구축(200)은 축 방향 이동이 자유롭기 때문에, 임팩트 발생부(300)가 비활성되는 드라이버 및 드릴 모드에서 전동공구의 사용감이 증가되는 효과가 있다.

도 8 내지 도 16을 참조하여 토크 리밋부(400)를 설명한다. 도 8 내지 도 11은 토크 리밋부(400)의 부분 사시도이고, 도 12 및 도 13은 도 1의 토크 리밋부의 활성 및 비활성 상태 사시도이다. 그리고, 도 14는 도 1의 토크 리밋부 활성 상태일 때, 링기어에 고토크가 걸린 상태의 사시도이고, 도 15 및 도 16은 도 1의 토크 리밋부가 활성 및 비활성 상태일 때, 전동공구의 단면도이다.

토크 리밋부(400)는, 임팩트 발생부(300)와 모터부(600) 사이에 배치되어 공구축(200)에 전달되는 토크가 설정 토크값 이상인 경우 공구축(200)으로 전달되는 구동력을 차단하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 토크 리밋부(400)는, 링기어(410), 링기어볼(420), 볼 지지핀(430), 가이드 플레이트(440), 플레이트 볼(450), 클러치 플레이트(460), 토크 스프링(470) 및 토크 스프링 지지판(480)으로 구성된다. 이러한 토크 리밋부(400)의 구성요소는, 가이드 플레이트(440)를 기준으로 모터부(600) 측으로는 모터부(600)로부터 전달받은 구동력을 전달하기 위한 구성이고, 공구축(200) 측으로는 사용자의 선택에 의한 설정 토크값으로 가이드 플레이트(400)를 가압하기 위한 구성이다. 모터부(600) 측으로는 링기어(410), 링기어볼(420) 및 볼 지지핀(430)이 배치되고, 공구축(200) 측으로는 클러치 플레이트(460), 토크 스프링(470) 및 토크 스프링 지지판(480)이 배치된다.

링기어(410)는, 기어 하우징(100) 내부에 수용되는 감속기어부에 결합되는 것으로서, 감속된 모터부(600)의 구동력을 공구축(200)으로 전달한다. 링기어(410)는 공구축(200)을 바라보는 캠면(411)에 돌부(412)가 형성된다. 돌부(412)는, 복수 개로 형성되며, 공구축(200)을 중심으로 대칭되도록 방사상으로 배치되어 형성된다.

링기어 볼(420)은 링기어(410)의 캠면(411)에 접촉되도록 결합되며, 구동력을 공구축(200)을 향해 전달한다. 링기어 볼(420)은 복수 개로 형성되며, 돌부(412)와 같이 공구축(200)을 중심으로 대칭되도록 방사상으로 배치된다. 그리고, 링기어 볼(420)은 돌부(412)가 아닌 곳에서 캠면(411)에 접촉되는 것을 기본으로 한다.

볼 지지핀(430)은 링기어 볼(420)과 접하는 위치에서 기어 하우징(100)을 관통하여 결합되는 것으로서, 링기어 볼(420)을 통해 전달받은 구동력을 전달한다. 볼 지지핀(430) 역시 링기어 볼(420)과 동일한 개수로 형성되는 것이 바람직하다.

가이드 플레이트(440)는, 모드변경 핸들(510)에 고정 결합되어 모드변경 핸들(510)의 회전에 의해 함께 회전하면서 토크 리밋부(400)를 활성 및 비활성 상태로 전환시킨다. 가이드 플레이트(440)의 외주면에는 모드변경 핸들(510)의 내주면에 형성된 플레이트 결합 돌기(512)가 삽입되는 핸들 결합홈(442)이 형성된다. 플레이트 결합 돌기(512)가 핸들 결합홈(442)에 삽입됨으로써, 모드변경 핸들(510)이 회전될 때, 가이드 플레이트(440)가 함께 회전하게 되는 것이다. 이러한 가이드 플레이트(440)는 원형의 링 형상으로 기어 하우징(100) 외부에 결합되며, 플레이트 볼(450)이 삽입되는 볼 삽입홀(441)이 복수 개 형성된다. 볼 삽입홀(441)은, 링기어 볼(420)이 가이드 플레이트(440)를 통과해 이탈되지 않도록 링기어 볼(420)의 지름보다 작게 형성되되, 볼 지지핀(430)의 지름보다는 크게 형성 것이 바람직하다. 또한, 플레이트 볼(450)의 지름보다 작은 폭으로 형성되어 플레이트 볼(450)이 클러치 플레이트(460)에 접하도록 한다.

플레이트 볼(450)은 볼 지지핀(430)과 동일한 개수로 구성되며, 동일한 각도를 갖는 방사상의 배치로 형성된다. 볼 삽입홀(441)에 삽입됨으로써 볼 지지핀(430)과 접하고, 가이드 플레이트(440)의 일면에서 돌출됨으로써 클러치 플레이트(460)의 일면으로 구동력을 전달한다. 플레이트 볼(450)은 가이드 플레이트(440)의 회전에 의해 함께 이동하면서 위치에 따라 선택적으로 볼 지지핀(430)과 접촉된다. 즉, 가이드 플레이트(440)는 플레이트 볼(450)이 볼 지지핀(430)과 접하도록 하여 클러치 플레이트(460)로 구동력이 전달 가능하도록 하는 위치와, 플레이트 볼(450)이 볼 지지핀(430)과 접하지 않도록 하여 클러치 플레이트(460)로 구동력을 전달하지 않는 위치 사이를 회전하는 것이다.

클러치 플레이트(460)는, 원 형의 링 형상으로 기어 하우징(100)의 외부에 결합되며, 일면이 플레이트 볼(450)에 접하고, 타면에는 토크 스프링(470)이 결합된다. 이때, 토크 스프링(470)이 결합되는 타면에는 스프링 결합핀(461)이 형성됨으로써, 토크 스프링(470)이 결합되도록 한다. 토크 스프링(470)이 결합된 클러치 플레이트(460)는, 토크 스프링(470)의 힘에 의해 플레이트 볼(450)을 링기어(410)를 향해 가압한다.

이처럼, 클러치 플레이트(460)의 타면에 스프링 결합핀(461)을 형성함으로써, 토크 스프링(470)을 견고하게 지지할 수 있어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

토크 스프링(470)은, 일단은 클러치 플레이트(460)의 스프링 결합핀(461)에 결합되고, 타단은 토크 스프링 지지판(480)에 결합된다. 이때, 토크 스프링(470)은 설정 토크값에 따라 클러치 플레이트(460)를 가압하게 되는데, 설정 토크값은 토크 스프링 지지판(480)의 위치에 따라 가변된다.

토크 스프링 지지판(480)은, 토크변경 핸들(520)에 결합되는 것으로서, 토크 변경 핸들(520)의 회전에 따라 공구축(200)의 축 방향으로 이동하게 된다. 즉, 토크 스프링 지지판(480)이 클러치 플레이트(460)와 가까워지는 방향으로 이동되면, 토크 스프링(470)이 압축되면서 설정 토크값이 증가되고, 클러치 플레이트(460)와 멀어지는 방향으로 이동되면, 토크 스프링(470)의 압축이 풀리면서 설정 토크값이 감소된다. 따라서, 사용자가 토크변경 핸들(520)을 회전키면 토크 스프링 지지판(480)이 회전하면서 토크 스프링(470)을 선택적으로 가압하여 토크값을 변경 시키는 것이다.

이때, 변경되는 설정 토크값은, 전동공구에 허용되는 최대 토크값이 되는 것이다. 보다 상세하게, 토크 리밋부(400)는 활성 상태일 때, 설정 토크값을 판단의 기준으로 하여, 그 이상의 토크값이 발생되면 공구축(200)으로 전달되는 구동력을 차단한다. 따라서, 설정 토크값은 토크 리밋부(400)가 활성 상태일 때, 공구축(200)으로 전달 가능한 최대 토크값이 되는 것이다.

토크 리밋부(400)는, 모드변경 핸들(510)에 의해 활성 상태(도 12, 도 14, 도 15)와 비활성 상태(도 13, 도 16)로 전환된다. 활성 상태에서 구동력 전달 여부 판단의 기준이 되는 토크값은 토크변경 핸들(520)의 회전에 의해 설정된다.

모드변경 핸들(510)이 회전하면서 가이드 플레이트(440)가 함께 회전함으로써, 플레이트 볼(450)이 볼 지지핀(430)과 접촉하는 위치에 놓이게 되면, 링기어(410)에서 전달되는 구동력이 링기어 볼(420), 볼 지지핀(430), 플레이트 볼(450)을 통해 클러치 플레이트(460)로 전달되도록 함으로써 토크 리밋부(400)가 활성 상태로 전환된다. 이후, 링기어(410)에 의해 클러치 플레이트(460)를 가압하는 회전력이, 설정 토크값에 의해 클러치 플레이트(460)를 가압하는 토크 스프링(470)의 힘(최대 토크값)보다 작을 경우 링기어(410)의 회전이 방지되면서 회전력이 그대로 공구축(200)으로 전달된다.

그러나, 어느 순간 링기어(410)에 걸리는 회전력이 증가되어, 클러치 플레이트(460)를 가압하는 토크 스프링(470)의 힘(최대 토크값)보다 클 경우 토크 스프링(470)이 수축되면서 클러치 플레이트(460)가 밀려나게 된다. 그리고, 플레이트 볼(450), 볼 지지핀(430) 및 링기어 볼(420)이 함께 밀려나면서 링기어(410)가 회전하게 되고, 돌부(412)가 링기어 볼(420)을 타고 넘어가게 된다. 즉, 클러치 플레이트(460)가 밀려남과 동시에, 링기어(410)가 회전하게 되면서 구동력이 공구축(200)으로 전달되지 못하고 차단된다.

이처럼, 클러치 플레이트(460)를 설정 토크값으로 가압하면서 링기어(410)에 걸리는 회전력을 확인함으로써, 설정 토크값 이상의 구동력은 차단시켜버리는 것이다.

그러나, 순간적으로 높은 토크를 필요로 하는 해머 모드나 드릴 모드에서는 이러한 토크 리밋부(400)가 비활성되어야 한다. 토크 리밋부(400)의 비활성 상태는 모드변경 핸들(510)을 회전시켜 가이드 플레이트(440)를 회전시킴으로써, 볼 지지핀(430)과 플레이트 볼(450)을 분리시키는 것으로 전환될 수 있다. 가이드 플레이트(440)가 회전되면, 볼 지지핀(430)은 플레이트 볼(450)이 아닌 가이드 플레이트(440)를 가압하게된다. 이때는, 링기어(410)에 설정 토크값 이상의 회전력이 발생하더라도, 볼 지지핀(430)과 링기어 볼(420)이 가이드 플레이트(440)에 막혀 이동하지 못하게 된다. 그리고, 링기어(410)는, 돌부(411)에 의해 링기어 볼(420)과 간섭이 발생하게 되면서 회전하지 못하게 되고, 링기어(410)의 회전력이 공구축(200)으로 그대로 전달되는 것이다.

상기와 같이, 토크 리밋부(400)는, 모드변경 핸들(510)의 회전에 의해 가이드 플레이트(440)를 회전시킴으로써, 플레이트 볼(450)과 볼 지지핀(430)의 접촉 여부에 따라 활성 또는 비활성 상태로 전환될 수 있다.

이처럼, 회전되는 가이드 플레이트(440)와 토크 스프링(470)에 의해 가압되는 클러치 플레이트(460)를 별도로 구성함으로써, 클러치 플레이트(460)는 토크 리밋부(400)의 활성 또는 비활성 전환에 의해 회전되지 않아도 된다. 즉, 가이드 플레이트(440)만 회전하는 것으로 토크 리밋부(400)의 활성 또는 비활성 전환을 구현함으로써, 부품을 간소화 하고 구조를 간단하게 구성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 플레이트 볼(450)을 사용함으로써, 가이드 플레이트(440) 회전시 마찰을 줄일 수 있어 조작성이 향상되는 효과가 있다. 그리고, 플레이트 볼(450)과 링기어 볼(420) 사이에 볼 지지핀(430)을 구성함으로써, 구동력이 정확하게 전달될 수 있어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

전술한 바와 같이, 하나의 전동공구에서 임팩트 발생부(300)와 토크 리밋부(400)를 함께 구성함으로써, 다양한 모드로 변경하여 작업을 할 수 있다. 또한, 각 기능을 구현하기 위한 구성요소가 독립적으로 구동됨으로써, 조작성이 간편해 사용이 용이한 효과가 있다. 또한, 간단한 구성요소로 기능을 구현함으로써, 부품을 간소화하고 구조를 단순화 함으로써 전동공구의 크기를 축소시키고 무게를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 전동공구의 휴대성이 증가되는 효과가 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 기어 하우징 200 : 공구축
300 : 임팩트 발생부 310 : 제1 라쳇
320 : 제2 라쳇 321 : 회전 지지부재
330 : 라쳇 지지스프링 340 : 라쳇 서포터
400 : 토크 리밋부 410 : 링기어
411 : 캠면 412 : 돌부
420 : 링기어 볼 430 : 볼 지지핀
440 : 가이드 플레이트 441 : 볼 삽입홀
442 : 핸들 결합홈 450 : 플레이트볼
460 : 클러치 플레이트 461 : 스프링 결합핀
480 : 토크 스프링 지지판 500 : 조작부
510 : 모드변경 핸들 511 : 서포터 가이드
512 : 플레이트 결합 돌기 520 : 토크변경 핸들
600 : 모터부

Claims

구동력을 제공하는 모터부(600), 상기 모터부(600)의 구동력을 감속시키는 감속기어부가 수용되는 기어 하우징(100), 상기 모터부(600)에서 구동력을 전달받아 작업을 수행하는 공구축(200)이 구비된 전동공구로서,
상기 모터부(600)와 상기 공구축(200) 사이에 배치되어, 상기 모터부(600)의 회전 구동력의 일부를 전환하여 상기 공구축(200)의 축 방향 왕복 동작을 구현하는 임팩트 발생부(300);
상기 임팩트 발생부(300)와 상기 모터부(600) 사이에 배치되어, 상기 공구축(200)에 전달되는 토크가 설정 토크값 이상인 경우, 공구축(200)으로 전달되는 구동력을 차단하는 토크 리밋부(400); 및
상기 임팩트 발생부(300) 및 상기 토크 리밋부(400)의 동작을 단속하는 원통 형상의 모드변경 핸들(510)를 형성하며, 상기 설정 토크값을 설정하는 원통 형상의 조작부(500);
를 포함하고,
상기 토크 리밋부(400)는,
상기 기어 하우징(100)의 내부에 결합되어 상기 모터부(600)에서 구동력을 전달받으며, 상기 공구축(200)을 바라보는 캠면(411)에 복수의 돌부(412)가 형성되는 링 형상의 링기어(410);
상기 링기어(410)의 상기 캠면(411)에 접촉하여 구동력을 전달하는 복수의 링기어 볼(420);
상기 기어 하우징(100)의 외부에서 상기 모드변경 핸들(510)에 고정 결합되어 상기 모드변경 핸들(510)의 회전에 의해 함께 회전되는 가이드 플레이트(440);
상기 가이드 플레이트(440)의 복수의 볼 삽입홀(441)에 삽입되어 상기 복수의 링기어 볼(420)로부터 전달받은 구동력을 전달하는 복수의 플레이트 볼(450);
상기 가이드 플레이트(440)의 볼 삽입홀(441)에 삽입된 상기 플레이트 볼(450)을 상기 링기어(410)를 향해 가압하는 클러치 플레이트(460);
일단이 상기 클러치 플레이트(460)의 일면에 결합되어 상기 설정 토크값에 따라 상기 클러치 플레이트(460)를 가압하는 토크 스프링(470); 및
상기 조작부(500)에 상기 공구축(200)의 축 방향으로 이동 가능하도록 결합되어, 상기 토크 스프링(470)의 타단을 지지하는 토크 스프링 지지판(480);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 1에 있어서,
상기 임팩트 발생부(300)는,
상기 공구축(200)에 결합되는 제1 라쳇(310);
상기 공구축(200)에 이동 가능하도록 결합되며, 상기 제1 라쳇(310)과 결합되어 상기 공구축(200)의 축 방향 왕복 운동을 발생시키는 제2 라쳇(320);
일단이 상기 공구축(200)에 결합되고, 타단이 상기 제2 라쳇(320)에 결합되어, 상기 제2 라쳇(320)을 상기 제1 라쳇(310)에서 멀어지는 방향으로 가압하는 라쳇 지지스프링(330); 및
상기 공구축(200)에 결합되며, 상기 조작부(500)의 회전에 의해 상기 제2 라쳇(320)을 상기 제1 라쳇(310) 방향으로 이동시키는 라쳇 서포터(340);
를 포함하고,
상기 모드변경 핸들(510)은,
내주면에 형성되며, 상기 라쳇 서포터(340)와 접하고, 상기 라쳇 서포터(340)와 접하는 면에 경사면을 갖는 서포터 가이드(511);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 라쳇(320)은,
상기 라쳇 서포터(340)와 접촉하여, 상기 제2 라쳇(320)이 필요이상으로 회전되는 것을 방지하는 회전 지지부재(321);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드 플레이트(440)는,
상기 볼 삽입홀(441)이 지름이 상기 링기어 볼(420) 지름보다 작게 형성되고, 상기 플레이트 볼(450)의 지름보다 얇은 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 4에 있어서,
상기 조작부(500)는,
내주면에 상기 토크 스프링 지지판(480)이 결합되어 상기 설정 토크값을 설정하는 원통 형상의 토크변경 핸들(520);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
삭제
청구항 5에 있어서,
상기 토크 리밋부(400)는,
상기 링기어 볼(420)과 상기 플레이트 볼(450) 사이에 배치되어, 구동력을 전달하는 복수의 볼 지지핀(430);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 7에 있어서,
상기 모드변경 핸들(510)의 회전에 의해 상기 가이드 플레이트(440)와 상기 플레이트 볼(450)이 함께 회전하면서, 상기 볼 지지핀(430)과 상기 플레이트 볼(450)의 접촉을 차단하여 상기 토크 리밋부(400)를 비활성 시키는것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 8에 있어서,
상기 돌부(412)는,
상기 공구축(200)을 중심으로 대칭되도록 방사상으로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전동공구.
청구항 9에 있어서,
상기 토크 리밋부(400)가 활성 상태일 때,
상기 링기어(410)에 상기 설정 토크값보다 작은 토크가 가해지면, 상기 링기어 볼(420)은 상기 캠면(411)에 위치되고,
상기 링기어(410)에 상기 설정 토크값보다 큰 토크가 가해지면, 상기 링기어 볼(420)이 상기 돌부(412)에 위치되는 것을 특징으로 하는 전동공구.