KR20180039796A - 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구 - Google Patents

과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구 Download PDF

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KR20180039796A
KR20180039796A KR1020160130703A KR20160130703A KR20180039796A KR 20180039796 A KR20180039796 A KR 20180039796A KR 1020160130703 A KR1020160130703 A KR 1020160130703A KR 20160130703 A KR20160130703 A KR 20160130703A KR 20180039796 A KR20180039796 A KR 20180039796A
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Abstract

본 발명은 설정된 구동 과부하 이상의 구동 과부하가 감지될 경우 전동공구의 구동이 자동적으로 정지하는 기능이 발휘됨으로써 작업물의 파손 방지는 물론, 작업자의 안전사고를 미연에 방지하고, 특히 일정한 조임 체결력이 요구되는 반복적인 체결 작업시 파손 방지와 안전이 보장되는 상태로 작업할 수 있도록 한 것으로, 배터리와 전기적으로 연결되는 전원스위치, 상기 전원스위치와 전기적 전선 및 신호선을 통해 연결되는 배터리 전원공급 제어부, 상기 배터리 전원공급 제어부와 전기적 전선으로 연결되는 구동모터를 포함하여 구성되는 전동공구로서, 상기 배터리 전원공급 제어부와 구동모터 간에 연결된 전기적 전선과 전기적으로 연결되어 배터리 전원공급 제어부로부터 구동모터로 인가되는 전류값을 센싱 하는 전류 체크부, 상기 전류 체크부와 신호선으로 연결되며 상기 전류 체크부를 통해 센싱된 전류값과 사전 입력된 설정 전류값을 비교하고 센싱된 전류값이 설정 전류값 이상인 경우 배터리 전원공급 제어부로부터 구동모터로 인가되는 배터리 전력을 차단하는 전원공급 차단신호를 발생시키고 신호선을 통해 연결된 배터리 전원공급 제어부로 입력하는 구동부하 제어기; 를 포함하여 구성되는 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구가 제공된다.

Description

과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구{Power Tool Providing Automatic Stop Function Under Over Loading Conditions}
본 발명은 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 예를 들어 볼트를 조임 체결하는 과정에서 설정된 구동 과부하 이상의 구동 과부하가 감지될 경우 전동공구의 구동이 자동적으로 정지하는 기능이 발휘됨으로써 작업물의 파손 방지는 물론, 작업자의 안전사고를 미연에 방지하고, 특히 일정한 조임 체결력이 요구되는 반복적인 체결 작업시 파손 방지와 함께 안전이 보장되는 상태로 작업할 수 있도록 한 것이다.
예를 들어, 드라이버 기능을 제공하는 전동공구는 드라이버 공구를 물어주는 공구홀더, 구동모터, 구동기어로 구성되는 구동 어셈블리의 구동을 통해 볼트를 조임 체결하거나 풀림 작업을 하는 드라이버 기능이 발휘된다.
위와 같은 기능을 발휘하는 전동공구의 구성을 간략히 살펴보면, 상기 전동공구는 상기 구동 어셈블리를 수용하는 구동부 하우징과, 작동스위치가 결합되는 형태로 구비된 손잡이 하우징과, 상기 손잡이 하우징의 말단에 분리 가능하게 결합 되어 배터리의 장착시 배터리 단자와 접촉하게 되는 배터리 접점단자와, 상기 배터리 접점단자와 작동스위치 및 구동모터 간에 전기적으로 연결되는 전원공급 전선을 포함하여 구성된다.
따라서, 위와 같이 구성된 전동공구를 사용하기 위하여 작동스위치를 온 모드로 조작하게 되면, 전동공구에 장착된 배터리의 전력은 전원공급 전선을 따라 작동스위치로 흐르게 되고, 상기 작동스위치로 흐르는 전력은 구동모터로 인가되어 구동모터가 구동을 하게 됨으로써, 결과적으로 공구홀더에 물려진 드라이버 공구가 회전을 하게 된다.
그런데, 위와 같이 드라이버 기능을 제공하는 전동공구는 예를 들어, 볼트에 대한 조임 체결 작업시에 조임 체결이 완료된 경우 또는 볼트의 나사산 체결이 어긋나는 상태로 잘못 체결되어 볼트의 체결 조임 과정에서 구동 과부하가 형성되거나 조임 체결이 갑자기 중단된 경우에 대하여 작업자가 쉽게 예측할 수 없기 때문에 앞서 열거된 조임 체결 상황이 돌발적으로 발생시에 전원스위치를 오프 모드로 전환 조작하는데 짧은 시간이지만 지연이 발생하게 된다.
따라서, 위와 같이 돌발적으로 발생하는 조임 체결 상황에서 전원스위치의 오프 모드에 대한 조작 지연이 발생하게 되면, 짧지만 조작이 지연되는 동안 전동공구의 강한 회전력은 드라이버 공구로 전달되는 상태이므로 볼트의 변형으로 인한 손상과 함께 볼트가 체결되는 제품이 파손되고, 자칫 드라이버 공구가 볼트에 박히는 상태로 정지하게 될 경우 상대적으로 전동공구가 회전을 하게 되어 작업자가 다치게 되는 문제가 있었다.
대한민국공개특허공보 공개번호 특2000-0012975호
본 발명은 배경기술에서 제시된 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하려는 과제는 볼트를 조임 체결하는 과정에서 설정된 구동 과부하 이상의 구동 과부하가 감지될 경우 전동공구의 구동이 자동적으로 정지하는 기능이 발휘됨으로써 작업물의 파손 방지는 물론, 작업자의 안전사고를 미연에 방지하고, 특히 일정한 조임 체결력이 요구되는 반복적인 체결 작업시 파손 방지와 함께 안전이 보장되는 상태로 작업할 수 있도록 한 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 해결하는 과제를 달성하기 위한 본 발명은 분리 가능한 상태로 장착되는 배터리와 전기적으로 연결되는 전원스위치, 상기 전원스위치와 전기적 전선 및 신호선을 통해 연결되는 배터리 전원공급 제어부, 상기 배터리 전원공급 제어부와 전기적 전선으로 연결되는 구동모터를 포함하여 구성되는 전동공구로서, 상기 배터리 전원공급 제어부와 구동모터 간에 연결된 전기적 전선과 전기적으로 연결되어 배터리 전원공급 제어부로부터 구동모터로 인가되는 전류값을 센싱 하는 전류 체크부, 상기 전류 체크부와 신호선으로 연결되며 상기 전류 체크부를 통해 센싱된 전류값과 사전 입력된 설정 전류값을 비교하고 센싱된 전류값이 설정 전류값 이상인 경우 배터리 전원공급 제어부로부터 구동모터로 인가되는 배터리 전력을 차단하는 전원공급 차단신호를 발생시키고 신호선을 통해 연결된 배터리 전원공급 제어부로 입력하는 구동부하 제어기; 를 포함하여 구성되는 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구를 통해 목적을 달성할 수 있다.
또한, 상기 전원스위치의 오프 모드에 대한 신호가 배터리 전원공급 제어부로 입력될 때 배터리 전원공급 제어부로 초기화 신호를 입력시켜 상기 배터리 전원공급 제어부가 초기 상태로 설정될 수 있도록 상기 배터리 전원공급 제어부와 신호선으로 연결되는 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부를 포함하여 구성되는 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구를 통해 목적을 달성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구를 사용하게 되면, 볼트를 조임 체결 작업하는 과정에서 설정된 구동 과부하 이상의 구동 과부하가 감지될 경우 전동공구의 구동이 자동 정지되어 작업물의 파손 방지는 물론, 작업자의 안전사고를 미연에 방지하고, 특히 일정한 조임 체결력이 요구되는 반복적인 체결 작업시 구동부하를 이용한 자동정지 기능을 통해 제품을 파손 없이 용이하게 작업할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구에 대한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 분리 가능한 상태로 전동공구에 장착되는 배터리(10)와 전기적으로 연결되는 전동공구의 전원스위치(12), 상기 전원스위치(12)와 전기적 전선(14) 및 신호선(16)을 통해 연결되는 배터리 전원공급 제어부(18), 상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 전기적 전선(20)으로 연결되는 구동모터(22)를 포함하여 구성되는 드라이버 기능을 제공하는 전동공구에 있어, 전동공구의 자동정지 시스템(24, 이하 자동정지 시스템으로 칭함)은 상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 구동모터(22) 간에 연결된 전기적 전선(20)과 전기적으로 연결되는 전류 체크부(26), 상기 전류 체크부(26)와 신호선(28)으로 연결되는 구동부하 제어기(30), 상기 구동부하 제어기(30)와 부하구동 자동정지 온/오프 조작부(32) 및 배터리 전원공급 제어부(18) 간에 각각 전기적으로 연결되는 신호선(34, 36)과
상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 신호선(40)을 통해 전기적으로 연결되는 전원스위치 온/오프 모드 연결 정보부(38)를 포함하여 구성된다.
참고로, 상기 부하구동 자동정지 온/오프 조작부(32)는 토글 타입 또는 누름 타입의 온, 오프 모드 전환스위치가 사용되는 것이 좋다.
하기에서는 본 발명에 따른 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구를 구체적으로 설명하기로 한다.
[과부하구동 자동정지 오프 모드시]
먼저, 전동공구에 배터리(10)를 장착하고, 전동공구에 구비된 부하 구동 자동 정지 온/오프 조작부(32)에서 오프 모드를 선택한다.
위와 같이 상기 구동 자동 정지 온/오프 조작부(32)에서 오프 모드를 선택하게 되면, 상기 부하 구동 자동 정지 온/오프 조작부(32)에서 발생된 오프 모드에 대한 신호는 신호선(34)을 통해 구동부하 제어기(30)로 입력되고, 상기 구동부하 제어기(30)에서는 오프 모드 신호에 해당하는 사전 입력된 프로그램이 실행되어 부하구동 자동정지 기능이 종료되는 상태가 된다.
위와 같은 상태에서 전동공구의 전원스위치(12)를 오프 모드에서 온 모드로 조작하게 되면, 상기 전동공구에 장착된 배터리(10)의 전력은 전원스위치(12)를 통해 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되고, 그와 동시에 신호선(16)을 통하여 전원스위치(12)로부터 온 모드에 대한 신호가 상기 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력된다.
그에 따라 상기 전원스위치(12)로부터 온 모드에 대한 신호와 배터리의 전력이 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되고, 상기 구동부하 제어기(30)로부터 전원공급차단 신호가 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되지 않은 경우, 상기 배터리 전원공급 제어부(18)에서는 사전 입력된 해당 프로그램이 실행되어 배터리 전원공급 제어부(18)로 공급된 전력을 구동모터(22)로 인가하게 된다.
그에 따라 상기 구동모터(22)의 구동과 함께 드라이버 공구가 회전을 하게 됨으로써 드라이버 기능을 제공받게 된다.
[과부하 구동 자동 정지 온 모드시]
먼저, 전동공구에 배터리(10)를 장착하고 상기 전동공구에 구비된 부하구동 자동정지 온/오프 조작부(32)에서 온 모드를 선택하게 되면, 상기 부하구동 자동정지 온/오프 조작부(32)에서 발생된 온 모드에 대한 신호는 신호선(34)을 통해 구동부하 제어기(30)로 입력되게 된다.
상기 구동부하 제어기(30)에서는 입력되는 부하구동 자동정지 온/오프 조작부(32)의 온 모드 신호에 해당하는 사전 입력 프로그램이 실행되어 부하구동 자동정지 온 모드에 대한 기능을 사용하게 되는 상태로 활성화되게 되고, 그에 따라 상기 배터리 전원공급 제어부(18)로부터 구동모터(22)로 인가되는 전기적 전선(20)의 전류값을 전류 체크부(26)가 센싱 하게 된다.
상기 전류 체크부(26)에서 센싱된 전류값에 대한 신호는 신호선(28)을 통해 구동부하 제어기(30)로 입력되고, 상기 구동부하 제어기(30)에서는 사전 입력된 전류 설정값과 센싱된 전류값을 비교하게 된다.
이때에는 작업자가 상기 전원스위치(12)를 온 모드로 조작한 상태가 아닌 오프 모드 상태이므로 센싱된 전류값은 구동부하 제어기(30)에 사전 입력된 전류 설정값 미만으로 판단되어 구동부하 제어기(30)로부터 전원공급차단 신호가 발생하지 않게 된다.
위와 같은 상태에서 작업자가 전동공구의 전원스위치(12)를 온 모드로 조작하게 되면, 상기 전동공구에 장착된 배터리(10)의 전력은 전원스위치(12)를 통해 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되고, 그와 동시에 전원스위치(12)로부터 온 모드에 대한 신호가 신호선(16)을 통해 상기 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력된다.
다시 말해, 상기 전원스위치(12)로부터 온 모드에 대한 신호와 배터리(10)의 전력이 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되고, 상기 구동부하 제어기(30)로부터 전원공급차단 신호가 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되지 않는 경우, 상기 배터리 전원공급 제어부(18)에서는 사전 입력된 해당 프로그램이 실행되어 배터리 전원공급 제어부(18)로 공급된 전력을 구동모터(22)로 인가시켜 구동모터(22)의 구동을 통해 드라이버 기능을 제공받게 된다.
위와 같이 상기 구동모터(22)의 구동이 시작되면서, 앞서 설명된 바와 같이 상기 전류 체크부(26)는 전류값을 센싱 하게 되는데, 이때 배경 기술에서 설명한 바와 같이 볼트에 대한 조임 체결이 완료되었거나 또는 볼트의 나사산 체결이 어긋나는 상태로 잘못 체결되어 볼트의 체결 조임이 원활하지 않거나 또는 볼트의 조임 체결이 갑자기 중단된 경우 구동모터(22)에서 구동 과부하가 발생하게 된다.
위와 같이 구동 과부하가 발생하게 되면, 상기 전류 체크부(26)에서 센싱 되는 전류값은 높게 측정되고, 센싱된 전류값은 상기 구동부하 제어기(30)에서 사전 입력된 전류 설정값과 비교하게 된다. 이때, 상기 전류 체크부(30)로부터 센싱된 전류값이 구동부하 제어기(30)에 사전 입력된 전류 설정값 미만으로 판단될 경우, 구동부하 제어기(30)에서 전원공급 차단신호가 발생하지 않게 되지만 반대로 전류 설정값 이상인 경우, 상기 구동부하 제어기(30)에서 전원공급차단신호가 발생하게 된다.
상기 구동부하 제어기(30)에서 발생된 전원공급차단 신호는 신호선(36)을 통해 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되게 되고, 상기 배터리 전원공급 제어부(18)에서는 전원공급차단 신호가 입력될 경우 사전 입력된 해당 프로그램이 실행되어 전원스위치(12)가 온 모드 상태이더라도 배터리 전원공급 제어부(18)에서 구동모터(22)로 인가되는 전원을 차단시켜 구동모터(22)의 구동을 멈추게 한다.
위와 같이 상기 구동부하 제어기(30)에서 발생된 전원공급차단 신호에 의해 구동모터(22)가 멈추게 되면, 그 상태에서도 상기 전류 체크부(26)에서 센싱된 전류값은 구동부하 제어기(30)로 입력된다. 이때 배터리 전원공급 제어부(18)와 구동모터(22) 간에 전력이 차단된 상태이므로 센싱된 전류값은 상기 구동부하 제어기(30)에 사전 입력된 전류 설정값 미만으로 판단되어 구동부하 제어기(30)로부터 전원공급차단 신호가 발생하지 않지만 상기 배터리 전원공급 제어부(18)는 전원공급차단 신호에 의해 구동모터(22)로 인가되는 배터리(10)의 전력이 차단된 경우 구동부하 제어기(30)로부터 전원공급차단 신호가 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되지 않더라도 처음 상태로 초기화되지 않고 구동모터(22)로 전력의 공급 차단 실행 상태를 계속 유지하게 된다.
한편, 위와 같이 구동부하 제어기(30)로부터 발생 된 전원공급차단 신호에 의해 전동공구의 구동모터(22)가 멈춘 후, 전동공구의 구동모터(22)를 재구동시키고자 할 경우, 작업자가 온 모드 상태의 전원스위치(12)를 조작하여 오프 모드로 조작하게 되면, 오프 모드에 대한 신호가 신호선(16)을 통해 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력되게 된다.
상기 배터리 전원공급 제어부(18)로 전원스위치(12)의 오프 모드에 대한 신호가 입력되면, 상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 신호선(16)으로 연결된 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부(38)가 전원스위치(12)의 오프 모드에 대한 신호를 감지하게 된다.
상기 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부(38)가 오프 모드에 대한 신호를 감지하게 되면, 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부(38)에서 발생한 배터리 전원공급 제어부(18)의 초기화 신호를 신호선(40)을 통해 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력시키게 된다.
상기 배터리 전원공급 제어부(18)에 초기화 신호가 입력되면, 배터리 전원공급 제어부(18)에서 실행된 모든 프로그램의 종료와 함께 처음 상태로 초기화된다. 반대로, 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부(38)에서 온 모드에 대한 신호가 감지될 경우 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부(38)에서 배터리 전원공급 제어부(18)를 처음 상태로 되돌리기 위한 초기화 신호가 발생하지 않게 됨으로써 배터리 전원공급 제어부(18)의 현재 실행 상태를 그대로 유지하게 된다.
따라서, 재구동시 온 모드 상태인 상기 전원스위치(12)를 오프 모드로 전환하여 배터리 전원공급 제어부(18)를 처음 상태로 초기화시킨 후, 전원스위치(12)를 온 모드로 재 전환하는 것으로 재구동시키게 되며, 재구동시에 상기 부하 구동 자동 정지 온/오프 조작부(32)의 온 또는 오프 모드에 조작에 따라 앞서 설명된 [부하 구동 자동 정지 오프 모드시] 또는 [부하 구동 자동 정지 오프 모드시]의 일련의 동작을 반복하게 된다.
결론적으로, 일반적인 전동공구는 작업자가 전원스위치를 온 모드에서 오프 모드로 전환하는데 조작 지연이 발생할 경우 배경기술에서 거론한 문제가 있었으나, 본 발명은 작업자가 전원스위치를 온 모드에서 오프 모드로 전환하는데 조작 지연이 발생하더라도 설정된 구동 과부하 이상 시 전동공구의 구동모터가 자동으로 멈추게 됨으로써 작업물의 파손 방지는 물론, 작업자의 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
나아가, 일정한 조임 체결력이 요구되는 반복적인 체결 작업시 앞서 설명된 [부하 구동 자동 정지 온 모드시] 기능을 적용할 경우, 조임 체결이 완료되면 전원스위치가 온 모드 상태이더라도 구동이 자동 정지하게 됨으로써 작업물의 파손 방지는 물론, 작업자의 안전사고를 방지하면서 반복적인 볼트의 체결 작업을 보다 용이하게 작업할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 여러 가지로 변경 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시 예들의 변형 또는 변경은 본 발명의 기술적 범위를 벗어날 수 없을 것이다.
10 : 배터리
12 : 전원스위치
14, 20 : 전기적 전선
16, 28, 32, 34, 36, 40 : 신호선
18 : 배터리 전원공급 제어부
22 : 구동모터
24 : 자동정지 시스템
26 : 전류 체크부
30 : 구동부하 제어기
32 : 구동부하 자동정지 온/오프 조작부
38 : 전원스위치 온 오프 모드 연결정보부

Claims (3)

  1. 분리 가능한 상태로 장착되는 배터리(10)와 전기적으로 연결되는 전원스위치(12), 상기 전원스위치(12)와 전기적 전선(14) 및 신호선(16)을 통해 연결되는 배터리 전원공급 제어부(18), 상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 전기적 전선(20)으로 연결되는 구동모터(22)를 포함하여 구성되는 전동공구로서,
    상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 구동모터(22) 간에 연결된 전기적 전선(20)과 전기적으로 연결되어 배터리 전원공급 제어부(18)로부터 구동모터(22)로 인가되는 전류값을 센싱 하는 전류 체크부(26),
    상기 전류 체크부(26)와 신호선(28)으로 연결되며 상기 전류 체크부(26)를 통해 센싱된 전류값과 사전 입력된 설정 전류값을 비교하고 센싱된 전류값이 설정 전류값 이상인 경우 배터리 전원공급 제어부(18)로부터 구동모터(22)로 인가되는 배터리 전력을 차단하는 전원공급 차단신호를 발생시키고 신호선(36)을 통해 연결된 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력하는 구동부하 제어기(30);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부하 제어기(30)는 부하구동 자동정지 기능에 대한 동작 여부를 선택할 수 있도록 부하구동 자동정지 온/오프 조작부(32)와 신호선(34)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원스위치(12)의 오프 모드에 대한 신호가 배터리 전원공급 제어부(18)로 입력될 때 배터리 전원공급 제어부(18)로 초기화 신호를 입력시켜 상기 배터리 전원공급 제어부(18)가 초기 상태로 설정될 수 있도록 상기 배터리 전원공급 제어부(18)와 신호선(40)으로 연결되는 전원스위치 온 오프 모드 연결 정보부(38)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과부하 조건 하에서 자동정지 기능을 제공하는 전동공구.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110900502A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 南京德朔实业有限公司 冲击扳手以及电动工具
KR20210085653A (ko) 2019-12-31 2021-07-08 원유협 전동공구 안전장치 및 그 운용 방법
KR20230010099A (ko) * 2021-07-08 2023-01-18 계양전기 주식회사 전동공구의 제어방법

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