KR100335339B1 - 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어떠한 대상체에 따라서 어떠한 요소를 축방향으로 이동 시켜주는 동력공구에 관한 것으로, 이 동력공구가 다수의 스크류부재가 요소에 나선결합될 수 있고 상대측으로부터 간격을 두고 축선의 둘레에 배열되고, 각 스크류부재는 대상체와 상호작용할 수 있게된 제 1단부와 이에 대향된 제 2 단부를 가지며, 구동장치가 축선에 대하여 그리고 상대측에 대하여 동축상으로 배열되고 반대방향으로 회전가능한 작용구동부와 반작용구동부를 포함하고, 일측 구동부가 스크류부재의 외주면에 결합되는 반면에 타측 구동부는 스크류부재의 내주면에 결합되어 동력공구가 작동될 때 구동부들이 반대방향으로 회전되어 스크류부재를 일측의 동일방향으로 회전시킴으로서 요소를 축방향으로 이동시킬 수 있게 되어 있다.

Description

대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구와 그 방법 {A POWER TOOL FOR AND A METHOD OF MOVING AN ELEMENT RELATIVE TO AN OBJECT}

본 발명은 어떠한 대상체에 따라서 어떠한 요소를 이동시켜 주는, 예를 들어 볼트에 나선결합된 너트나 볼트의 헤드 등을 이동시켜 주는 동력공구와 그 방법에 관한 것이다.

종래 상기 언급된 일반적인 형태의 동력공구가 알려진 바 있다.

종래의 동력구동토크공구는 작용 및 반작용력을 갖는다.

통상적으로 작용력은 어떠한 요소를 회전 시킬 수 있게 된 구동부재에 의하여 가하여진다.

반작용력은 통상적으로 반작용봉에 의하여 회전될 요소에 인접한 대상체에 전달 된다.

통상적으로 반작용봉은 공구하우징에 연결된다.

따라서 반대되는 두 힘 중의 하나만이 사용 된다.

이러한 목적을 위한 동력공구가 본원 발명자의 미국특허 제 5,499,558 호에 기술 되어 있다.

이 공구는 동축상의 작용 및 반작용을 가지며, 이들 작용 및 반작용이 대상부품에 가하여 진다.

그러나 이들 중의 하나만이 회전하고 다른 하나는 정지 되어 있다.

하나 또는 여러 부재를 동일방향으로 회전 시키기 위하여 이들 부재에 동력공구의 작용 및 반작용의 대향된 회전력이 동시에 가하여지지 않는다.

본원 발명자의 미국 특허출원 제 08/957,618 호에는 다수의 기어형 스크류부재가 나선결합되는 너트부재가 기술 되어 있다.

이 미국 특허출원의 도 3 에는 기어의 외주면에 회전력을 가함으로서 스크류를 동시에 회전시키는 실시형태가 도시되어 있는 반면에 도 4 에는 기어의 내주면에 회전력을 가함으로서 스크류를 동시에 회전 시키는 실시형태가 도시 되어 있다.

이러한 형태의 공지된 동력공구에 있어서, 볼트 등이 토크를 통하여 당기어질 때 3 종류의 반대의 힘, 즉 측부부하, 굽힘력 및 비틀림의 힘이 작용 할 수 있다.

만약 토크렌치가 사용되고 스크류를 회전시키기 위하여 단 하나의 구동력이작용하는 경우 다음과 같은 3 가지의 현상이 나타난다.

- 공구가 인접한 고정대상체에 대하여 반작용하여 링형부재에 측부부하가 가하여 진다.

- 스크류의 회전마찰이 스크류부재 일측단의 접속부의 마찰을 능가하는 경우 링형부재가 회전하여 비틀림이 일어 난다.

- 한 스크류의 기어헤드가 가볍게 굽혀지고 톱니 결합된 상태에서 뛰어 넘어가는 경우 스크류가 다른 스크류와 함께 동일하게 신장되지 못하여 링형부재에 굽힘력이 가하여 진다.

따라서 본 발명의 목적은 종래기술의 결점이 없는 상기 언급된 형태의 동력공구를 제공하는데 있다.

본 발명에 따라서, 어떠한 대상체에 따라서 어떠한 요소를 축방향으로 이동시켜 주는 동력공구가 제공되는 바, 이 동력공구는 요소에 나선결합 될 수 있고 상대측으로부터 간격을 두고 축선의 둘레에 배열된 다수의 스크류부재와, 축선에 대하여 그리고 상대측에 대하여 동축상으로 배열되고 반대방향으로 회전 가능한 작용구동부와 반작용구동부를 포함하는 구동수단으로 구성되고, 각 스크류부재는 대상체와 상호작용 할 수 있게된 제 1단부와 이에 대향된 제 2 단부를 가지며, 일측 구동부가 스크류부재의 외주면에 결합되는 반면에 타측 구동부는 스크류부재의 내주면에 결합되어 동력공구가 작동 될 때 구동부들이 반대방향으로 회전 되어 스크류부재를 일측의 동일방향으로 회전 시킴으로서 요소를 축방향으로 이동 시킬 수 있게 되어 있음을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 방법에 관한 것으로, 이에 따라 다수의 스크류부재가 예를 들어 한 볼트 단부의 너트와 같은 요소에 나선결합 될 수 있고 상대측으로부터 간격을 두도록 축선의 둘레에 배열되고, 각 스크류부재의 제 1 단부가 대상체에 대하여 접속 될 수 있게 되어 있으며, 스크류부재의 일측 구동부가 스크류부재의 외주면에 결합되고 타측 구동부가 내주면에 결합되게 동축상의 반대방향으로 회전하는 작용 및 반작용 구동부에 의하여 결합되어 구동부들이 반대방향으로 회전할 때 스크류부재가 일측의 동일방향으로 회전하여 요소를 축방향으로 이동 시킨다.

본 발명에 따라서, 동력공구가 구성되고 방법이 수행될 때, 동력공구의 작용구동부 및 반작용구동부의 반대회전력이 하나 또는 여러 부재를 동일방향으로 회전시키도록 이들에 동시에 가하여진다.

공구의 작용력은 스크류부재의 외주연측에 가하여지는 반면에 공구의 반작용력은 스크류부재의 내주연측에 가하여진다.

요소에는 더 이상 측부부하, 비를림 또는 굽힘력이 가하여지지 않는다.

스크류가 요소에 나선결합 될 때 요소는 축방향으로 이동할 것이다.

양작용구동부와 반작용구동부의 동시회전은 반작용력이 회전하거나 정지하여 있을 것이므로 공구의 반작용력이 공구작업자의 손에 전달되지 않을 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 각 스크류부재에는 기어가 구비되어 기어의링이 구성되고 구동부가 기어의 링의 외주연과 내주연에 결합 된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 각 기어는 상이한 기어특성을 가지고 해당 구동부에 의하여 결합되는 축방향으로 간격을 둔 두 개의 기어부분으로 구성된다.

기어의 링의 외주면이 기어의 링의 내주면 보다 크므로 각 스크류부재의 단부에 단일 기어를 이용한다고 하더라도 작용 및 반작용구동부 사이의 회전속도는 상이할 것이다.

상이한 기어특성을 갖는 두 기어부분을 이용함으로서 작용 및 반작용구동부의 회전속도가 각각 조절 될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 동력공구의 부분 단면도.

도 2 는 본 발명 동력공구의 다른 실시형태를 보인 부분 단면도.

도 3 은 본 발명 동력공구의 한 부분의 상세도.

도 4 는 본 발명 동력공구의 여러 부분으로 구성된 조립체를 보인 평단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

2 : 중심축, 3 : 중심기어, 4 : 중심디스크, 5 : 환상부재,

9 : 스크류 12, 19 : 기어

본 발명의 방법에 따라 작동하는 본 발명에 따른 동력공구는 하우징(1)을 갖는다.

메인 구동장치가 이 하우징(1)에 수용되고 예를 들어 회전작용을 발생하기 위한 외부회전요소가 구비된 예를 들어 수압작동형 실린더-피스턴장치로 구성 된다.

동력공구는 작용구동부와 반작용구동부를 구비한다.

상기 구동부의 하나는 메인 구동장치의 회전요소에 연결된 중심축(2)을 포함한다.

대향측 단부에서 축(2)은 외부톱니를 갖는 중심기어(3)에 연결된다.

다른 구동부는 예를 들어 스플라인의 형태로 구성된 외부결합부가 구비된 중심디스크(4)와 이 중심디스크(4)의 외부스플라인에 결합하는 내부스플라인을 갖는 환상부재(5)를 포함한다.

축(2)은 축(2)과 중심디스크(4)가 상대측에 대하여 독립적인 회전을 허용 할 수 있도록 중간에 간극을 두고 중심디스크(4)를 통하여 중앙에 연장 된다.

중심디스크(4)는 하우징(1)에 고정적으로 연결 될 수 있다.

중심축(2)과 중심기어(3)로 구성되는 구동부와 중심디스크(4)와 환상부재(5)로 구성되는 구동부는 서로 동축상이고 중심축선(A)을 갖는다.

본 발명에 따른 동력공구는 어떠한 대상체에 대하여 어떠한 요소의 축방향 운동이 이루어질 수 있도록 하는데 사용된다.

도 1 에서 보인 실시형태에서 이 요소는 예를 들어 플랜지와 같은 구성의 어떠한 대상체(8)를 통하여 연장된 볼트(7)에 나선결합된 너트(6)인 것으로 도시되어 있다.

다수의 스크류(9)가 너트(6)의 나선공에 나선결합되며 축선(A)의 둘레에 주연방향으로 간격을 두고 배치된다.

각 스크류는 예를 들어 대상체(8)에 직접 또는 간접적으로 상호작용토록, 예를 들어 대상체(8)에 대하여 접속하거나 대상체(8)에 결합되거나 또는 너트(6)와 대상체(8)사이에 배치된 와샤에 접속 될 수 있게된 제 1 단부(10)와, 대향된 타측단부(11)를 갖는다.

중심축(2)과 중심기어(3)로 구성되는 구동부는 내측부에서 스크류(9)의 내측에 결합토록 배열되는 반면에 중심디스크(4)와 환상부재(5)로 구성되는 구동부는 외측부에서 스크류(9)의 외측에 결합토록 배열된다.

이를 위하여, 제 1 단부(10)로부터 타측단부(11)를 향하여 축방향으로 간격을 둔 위치에서 각 스크류(9)에는 예를 들어 적어도 하나의 기어(12)가 구비되어 있다.

이들 기어(12)는 축선의 둘레에서 주연방향으로 서로 간격을 두고 있으며 이들이 함께 링 또는 기어셋트를 형성한다.

도시된 바와 같이, 중심축(2)과 중심기어(3)로 구성되는 제 1 구동부의 중심기어(3)는 내주연에서 내측으로 기어(12)의 링에 결합한다.

다시 말해서 방사상 내측에서 각 기어(12)에 결합한다.

중심디스크(4)와 환상부재(5)로 구성되는 다른 구동부의 환상부재(5)는 기어의 링의 외주연에 결합한다.

다시 말해서 방사상 외측에서 각 기어(12)에 결합한다.

도 2 는 본 발명의 다른 실시형태를 보이고 있다.

도 2 에서 보인 동력공구의 부분이 도 1 에서 보인 동력공구와 유사한 부분에 대하여서는 동일한 부호로 표시였다.

이 실시형태에서 동력공구의 기어는 상이하게 구성되었다.

각 기어(19)는 축방향으로 상호 간격을 둔 두 개의 기어부재(20)(21)를 갖는다.

각 기어(19)의 기어부재(20)는 중심축(2)과 중심기어(3)로 구성되는 제 1 구동부의 중심기어(3)에 의하여 결합되는 반면에, 각 기어(19)의 기어부재(21)는 중심디스크(4)와 환상부재(5)로 구성되는 다른 구동부의 환상부재(5)에 의하여 결합된다.

이 기어(19)의 기어부재(20)(21)는 예를 들어 상이한 직경, 상이한 톱니수, 상이한 피치 등 상이한 기어특성을 갖는다.

이들 상이한 기어특성은 중심축(2)과 중심기어(3)로 구성되는 구동부와 중심디스크(4)와 환상부재(5)로 구성되는 다른 구동부의 회전속도를 조절하기 위하여 선택 될 수 있다.

물론 기어(12) 또는 기어(19)는 스크류(9)에 일체로 구성할 필요는 없다.

도 3 에서 보인 바와 같이, 기어(12')가 별도로 구성 될 수 있다.

이 기어에는 다각형 내부개방부가 구비되고 스크류(9')의 다각형 돌출부에 착설 될 수 있다.

본 발명 동력공구의 여러 구성부분은 도 4 에서 보인 단일유니트로 구성 될 수 있다.

기어(12')가 중심기어(3)와 환상부재(5) 사이에 회전가능하게 고정된다.

환상부재(5)가 중심디스크(4)에 착설될 때, 중심기어(3)는 동시에 축(2)에 착설 될 수 있다.

동력공구는 조립된 유니트와 함께 다각형 스크류(9')에 적용된다.

일부분의 수정이 가능함을 이해할 것이다.

예를 들어 축(2)이 동력공구의 하우징에 고정적으로 연결 될 수 있는 반면에, 중심기어(3)는 동력공구의 회전요소에 의하여 회전 될 수 있다.

환상부재(5)가 하우징에 고정적으로 연결 될 수 있고 중심디스크(4)가 생략 될 수 있다.

본 발명에 따른 동력공구의 작동은 다음과 같다.

동력공구가 작동될 때, 메인 구동장치는 도시하지 않은 회전요소를 통하여 축(2)이 일측 방향으로 회전되게 하고 이로써 중심축(2)과 중심기어(3)로 구성되는 제 1 구동부의 중심기어(3)를 회전시킨다.

반작용의 결과로서, 동력공구의 하우징(1)은 반대방향으로 회전하며 이러써 중심디스크(4)가 회전하여 환상부재(5)를 반대방향으로 회전 시킨다.

따라서, 기어(12)는 각 기어(12)에 방사상 내외측으로 가하여진 회전력의 작용하에 일측의 동일방향으로 회전된다.

기어(12)의 회전에 응답하여 스크류(9)는 너트(6)를 축방향으로 이동시켜 대상체(8)의 볼트(7)를 조이거나 풀도록 회전방향에 따라서 축방향으로 대상체를 향하여 또는 대상체에 대하여 멀어지는 방향으로 이동된다.

본 발명의 동력공구는 대상체에 대하여 상이한 직경의 요소(너트, 볼트 등)를 이동시키는데 이용 될 수 있으므로 동력공구의 해당부분은 상이한 직경을 갖는 부품으로 교체 될 수 있다.

예를 들어 축(2)에 일체로 구성되는 대신에 중심기어(3)는 상호결합되는 다각형 구성부에 의하여 축에 분리가능하게 착설 될 수 있으며 필요에 따라 상이한직경의 중심기어로 교체 될 수 있다.

중심디스크(4)와/또는 환상부재(5)는 하우징에 분리가능하게 착설 될 수 있고 상이한 직경의 중심디스크와/또는 환상부재로 교체 될 수 있다.

이상의 각 구성요소는 이들의 둘 또는 그 이상의 것이 상기 언급된 형태와는 상이한 다른 구성형태에 적용 할 수 있음이 이해될 것이다.

이상의 본 발명이 어떠한 요소를 이동시키기 위하여 동력공구에 실시되는 것으로 설명 되었으나 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니며 청구범위의 기술사상과 범위를 벗어나지 않는 한 여러 가지 수정이나 구조적인 변경이 가능하다.

Claims (9)

1. 어떠한 대상체에 따라서 어떠한 요소를 축방향으로 이동시켜 주는 동력공구에 있어서, 이 동력공구가 요소에 나선결합될 수 있고 상대측으로부터 간격을 두고 축선의 둘레에 배열된 다수의 스크류부재와, 상기 축선에 대하여 그리고 상대측에 대하여 동축상으로 배열되고 반대방향으로 회전가능한 작용구동부와 반작용구동부를 포함하는 구동수단으로 구성되고, 상기 각 스크류부재는 대상체와 상호작용할 수 있게된 제 1 단부와 이에 대향된 제 2 단부를 가지며, 상기 일측 구동부가 상기 스크류부재의 외주면에 결합되는 반면에 상기 타측 구동부는 상기 스크류부재의 내주면에 결합되어 동력공구가 작동 될 때 상기 구동부들이 반대방향으로 회전되어 상기 스크류부재를 일측의 동일방향으로 회전시킴으로서 상기 요소를 축방향으로 이동 시킬 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 스크류부재에 기어의 링을 구성시켜주는 하나 이상의 기어가 구비되고, 상기 구동부가 상기 기어의 링의 외주연과 내주연에 결합함을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 기어가 축방향으로 간격을 둔 제 1 기어부재와 제 2 기어부재를 가지고 상기 작용구동부와 상기 반작용구동부의 회전속도를 조절하기 위하여 상이한 기어특성을 가짐을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 일측 구동부가 외측으로부터 상기 각 기어에 결합하는 부분을 가지고 있는 환상부재를 포함함을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 일측 구동부가 상기 환상부재가 외측으로부터 상기기어에 결합하는 위치로부터 간격을 둔 축방향 위치에서 내측으로부터 상기 환상부재에 결합하는 중심디스크를 가짐을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 타측 구동부가 내측으로부터 상기 각 기어에 결합하는 중심기어를 포함함을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 타측 구동부가 상기 중심기어에 연결된 중심축을 가짐을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 타측 구동부가 중심축과 내측으로부터 상기 기어에결합하는 중심기어를 가지고, 상기 중심축이 중간에 방사상 거리를 두고 상기 환상부재의 내측에 배치되는 상기 디스크를 통하여 자유롭게 연장됨을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 동력공구.
9. 동력공구를 이용하여 어떠한 대상체에 따라서 어떠한 요소를 축방향으로 이동시켜 주는 방법에 있어서, 이 방법이 다수의 스크류부재를 요소에 나선결합하는 단계, 스크류부재의 일측단부에 의하여 대상체에 상호작용토록 하는 단계, 일측 구동부가 스크류부재의 내주면에 결합되고 타측 구동부가 외주면에 결합되게 동축상의 반대방향으로 회전하는 작용 및 반작용 구동부에 의하여 스크류부재를 결합하는 단계와, 스크류부재를 일측의 동일방향으로 회전시켜 요소를 축방향으로 이동시키도록 구동부를 반대방향으로 회전시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 대상체에 따라서 요소를 이동시켜 주는 방법.