KR101294580B1 - 회전 방향을 전환하기 위한 조정 장치 - Google Patents

회전 방향을 전환하기 위한 조정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전동 손 공구(2)는 고정자 하우징(16)을 갖춘 고정자(12)를 구비하는 전기 모터(4) 그리고 상기 모터(4)의 회전 방향을 전환하기 위한 조정 장치(26)를 포함하며,
상기 고정자(12)의 고정자 권선(14)과 전기 접속하기 위한 필드 콘택 수단(32) 및 상기 필드 콘택 수단(32)과 전기 접속된 고정 콘택 수단(42a, 42b)을 포함하고 해체 가능한 연결 수단을 통해 상기 고정자 하우징(16)에 회전 불가능하게 설치된 콘택 지지부(28), 그리고
상기 콘택 지지부(28)에 대하여 회전 가능한 브러시 지지부(30)를 구비하며, 상기 브러시 지지부(30)에 2개의 탄소 가이드부(48), 및 상기 콘택 지지부(28)의 고정 콘택 수단(42a, 42b)과 전기 접속될 수 있고 상기 탄소 가이드부(48)와 전기 접속된 스위칭 콘택 수단(52a, 52b)이 제공된다. 상기 고정자 하우징(16)이 상기 브러시 지지부(30)를 위한 축 방향 스토퍼를 포함하는 것이 제안된다.

Description

회전 방향을 전환하기 위한 조정 장치 {ADJUSTING DEVICE FOR REVERSING THE DIRECTION OF ROTATION}
도 1은 본 발명에 따른 전동 손 공구의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 전동 손 공구의 콘택 지지부를 도 1의 방향 Ⅱ로부터 바라보고 도시한 평면도이다.
도 3은 전동 손 공구의 브러시 지지부를 도 1의 방향 Ⅲ으로부터 바라보고 90°회전시켜 도시한 평면도이다.
도 4는 평면 Ⅳ-Ⅳ에서 도 3에 따른 브러시 지지부를 절단한 단면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2: 전동 손 공구 4: 전기 모터
12: 고정자 16: 고정자 하우징
26: 조정 장치 28: 콘택 지지부
30: 브러시 지지부 32: 필드 콘택 수단
42a, 42b: 고정 콘택 수단 48: 탄소 가이드부
52a, 52b: 스위칭 콘택 수단 56: 경사면
58a, 58b: 회전 스토퍼 60: 설치면
66: 루우프 트랙 70: 판 스프링
72: 단부
본 발명은 고정자 하우징을 갖춘 고정자를 포함하는 전기 모터 그리고 상기 모터의 회전 방향을 전환하기 위한 조정 장치를 구비한 전동 손 공구에 관한 것이다. 상기 조정 장치는 해체 가능한 연결 수단에 의해서 고정자 하우징에 회전 불가능하게 설치된 콘택 지지부를 포함한다. 상기 콘택 지지부에는 고정자의 고정자 권선과 전기 접속하기 위한 필드 콘택 수단 및 상기 필드 콘택 수단과 전기 접속된 고정 콘택 수단이 제공된다. 상기 조정 장치는 또한 콘택 지지부에 대하여 회전 가능한 브러시 지지부를 포함하며, 상기 브러시 지지부에는 2개의 탄소 가이드부 및 상기 탄소 가이드부와 전기 접속된 스위칭 콘택 수단이 제공되어 있다. 이 경우 상기 스위칭 콘택 수단들은 각각 상기 조정 장치의 회전 최종 위치에서 상기 콘택 지지부의 고정 콘택 수단과 전기 접속될 수 있다.
상기와 같은 유형의 전동 손 공구는 정류자를 갖춘 유니버설 모터를 포함하고, 상기 정류자는 탄소 브러시를 통해 탄소 가이드부 내부에 전기적으로 접촉된다. 모터의 두 가지 회전 방향을 위한 최적의 정류 상태에 도달하기 위해, 상기 두 개의 탄소 가이드부는 자신을 지지하는 브러시 지지부와 함께, 우측 주행으로부터 좌측 주행으로 전환될 때에 그리고 그 반대로 전환될 때에, 외부로부터 접근 가능한 손잡이에 의해서 원주 방향으로 회전된다. 이와 같은 상기 브러시 지지부의 회전 동작과 동시에 상기 고정 콘택 수단에 대한 탄소 브러시의 극 전환이 이루어짐으로써, 모터의 회전 방향이 변동된다.
독일 공개 특허 출원서 제 195 45 651 A1호는 가역적인 전동기를 구비한 전동 손 공구를 개시한다. 상기 간행물에서는 콘택 플레이트 및 브러시 지지부를 포함하는 탄소 브러시를 조정하기 위한 장치가 제공되었다. 상기 콘택 플레이트는 삽입 연결부를 통해 상기 전동기의 고정자에 영구적으로 고정된다. 또한 상기 콘택 플레이트로부터는 후크 부재가 돌출하며, 상기 후크 부재는 브러시 홀더 뒤에 결합되어 상기 브러시 홀더를 콘택 플레이트에서 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이 경우 콘택 플레이트 내부에는 하나의 그루우브가 형성되어 있으며, 상기 그루우브 내에는 최종 조립된 상태에서 탄소 브러시의 극 전환을 위해 스위칭 가능한 콘택 시스템이 배치되어 있으며, 상기 콘택 플레이트의 빈 측면에는 상기 브러시 지지부의 스텝 형상 에지가 밀봉을 위해 인접한다.
상기와 같은 방식으로 한편으로는 콘택 시스템 내부로의 먼지 유입이 방지되고, 다른 한편으로는 브러시 지지부가 축 방향으로 고정된다. 이 경우 모터, 콘택 플레이트 및 브러시 지지부는 별도로 제조되고 용이하게 조립될 수 있으며, 이와 같은 사실은 전동 손 공구의 제조 비용을 줄여준다.
상기 공지된 조정 장치의 단점은, 회전 가능성을 보장하기 위해서는 브러시 지지부와 콘택 플레이트 사이에 소정의 유격이 유지되어야만 한다는 것이다. 또한, 특별히 삽입 연결 수단을 통한 고정시에는 고정자에 대한 콘택 플레이트의 위치도 마찬가지로 소정의 유격 그리고 제조 허용오차를 갖는다. 전체적으로 볼 때, 정류자에 대한 탄소 브러시의 피팅 위치(fitting position)는 허용 오차에 상대적으로 강하게 의존하며, 이와 같은 사실은 정류 작용을 보다 악화시키고, 탄소 브러시의 마모를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 과제는, 전동 손 공구에서 전술한 단점들을 방지하고, 저렴한 제조와 더불어 정류자에 대한 탄소 브러시의 정확한 피팅 위치를 보장하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 고정자 하우징이 브러시 지지부를 위한 축 방향 스토퍼를 형성함으로써 해결된다. 그에 의해 브러시 지지부가 고정자 하우징에 직접 인접함으로써, 상기 고정자 하우징이 브러시 지지부의 피팅 위치를 결정하게 된다. 이 경우 고정자 하우징은 고정자 권선의 지지부 하우징에 의해서 또는 고정자가 그 내부에 내장된 모터 하우징에 의해서 형성될 수 있다. 이와 같은 방식으로 브러시 지지부가 고정자에 대하여 정확하게 정렬됨으로써, 재차 정류자에 대한 탄소 브러시의 매우 정확한 피팅 위치가 성취된다. 그 결과, 보다 우수한 정류 작용 및 보다 낮은 탄소 브러시 마모도가 얻어진다.
특히 바람직한 한 실시예에서는 상기 축 방향 스토퍼가 고정자의 방향으로 형성된 홀딩 리브에 의해 형성되며, 상기 홀딩 리브를 따라 상기 탄소 가이드부가 이동 가능하다. 그에 의해 탄소 가이드부가 자체적으로 고정자 하우징에 지지됨으로써, 정류자에 대한 탄소 브러시의 피팅 위치는 보다 정확하게 확정될 수 있다. 이 경우 상기 루우프 트랙은 연속으로 형성되거나 또는 2개의 분리된 부분 섹션으로 형성될 수 있다.
바람직하게 상기 탄소 가이드부에는 경사면이 제공되어 있으며, 상기 경사면은 모터의 두 가지 반대 회전 방향이 스위칭 되는 두 가지 회전 최종 위치에서 상응하게 기울어진 인접면에 의해 접하게 되며, 상기 인접면은 각각 고정자 하우징으로부터 돌출하는 회전 스토퍼에 형성되는 동시에 고정자 하우징을 향하고 있다. 이 경우 탄소 가이드부는 상기 축 방향 스토퍼를 향해 프레스 된다. 이와 같은 방식으로, 탄소 가이드부는 두 가지 회전 최종 위치에서 한 편으로는 원주 방향으로 고정되는 동시에 축 방향으로 콘택 지지부에 대항하여 초기 응력을 받게 된다. 그럼으로써 조정 장치의 매우 안정적이고 정확한 회전 최종 위치에 도달하게 되며, 상기 회전 최종 위치는 전동 손 공구의 동작 중에 나타나는 진동 또는 충격에서도 우수한 정류 작용을 보장해준다.
그밖에, 원주 방향으로 서로 마주 놓인 두 가지 위치에서 브러시 지지부와 콘택 지지부 사이에 방사 방향으로 반대로 작용하는 스프링 수단이 제공되는 것이 유리하다. 상기 스프링 수단에 의해서는, 브러시 지지부가 콘택 지지부 및 고정자 하우징에 대하여 매우 정확하게 센터링 될 수 있다.
바람직하게, 상기 스프링 수단은 브러시 지지부에 지지된 판 스프링의 2개의 라운딩 처리된 단부에 의해서 형성되며, 상기 2개의 단부는 각각 상기 브러시 지지부의 관통 개구를 통과하여 콘택 지지부에 지지된다. 그럼으로써, 브러시 지지부의 센터링은 브러시 지지부 내에 있는 베어링에 의해 더욱 간단하게 장착될 수 있는 저렴한 판 스프링에 의해서 성취된다.
또 다른 장점은, 고정 콘택 수단이 주둥이 형태로 배치된 콘택 설형부에 의해 형성되고, 상기 콘택 설형부 사이에 각각 하나의 스위칭 콘택 수단이 클램핑 될 수 있다는 것이다. 이와 같은 장점에 의해서는 스위칭 콘택 수단과 고정 콘택 수단 사이에 매우 안정적인 전기 접속이 성취되며, 이와 같은 접속은 진동 및 충격에 대해서도 둔감하다.
추가의 장점은, 브러시 지지부가 고정자로부터 떨어져서 마주보는 측면에서 전동 손 공구의 장치 하우징에 축 방향으로 지지되어 있다는 것이다. 이와 같은 장점에 의하여 브러시 지지부가 매우 간단한 방식으로 스토퍼에 의해 제 2 축 방향에 대해서도 고정될 수 있음으로써, 탄소 가이드부는 루우프 트랙에 영구적으로 지지될 수 있다. 이 경우 상기 축 방향 스토퍼는 예를 들어 하우징 리브 또는 스텝에 의해서 형성될 수 있으며, 축 방향 조립시에 브러시 지지부가 상기 하우징 리브(rib) 또는 스텝에 인접한다.
본 발명은 실시예를 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 상세하게 도시되지 않은 공구 수용부(6)를 구동시키기 위한 전기 모터(4)를 구비한 예컨대 콤비 드릴링-스크루-장치와 같은 전동 손 공구(2)를 보여준다. 모터(4)는 회전자(8)와 회전 가능하게 연결된 정류자(10)를 포함하고, 상기 정류자는 동작 중에 정류자 축(K)을 중심으로 회전한다. 회전자(8) 둘레에는 고정자 권선(14)을 갖는 고정자(12)가 배치되어 있으며, 상기 고정자는 부분적으로 파선으로 표시된 고정자 하우징(16) 내부에 설치되어 있고, 상기 고정자 하우징은 재차 전동 손 공구(2)의 장치 하우징(18) 내부에 회전 불가능하게 삽입되어 있다.
정류자(10)는 회전자(8)로부터 떨어져서 마주보는 단부에서 베어링 스탠드(20)에 지지되어 있으며, 상기 베어링 스탠드는 고정자 하우징(16)의 정면(22)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 홀딩 리브(24)에 의해서 지지된다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 전동 손 공구(2)의 조립시에는 전체적으로 도면 부호 (26)으로 표시된 조정 장치가 정류자(10) 및 상기 홀딩 리브(24) 둘레에서 베어링 하우징(16)의 정면(22)에 설치된다. 상기 조정 장치는 링 형상의 콘택 지지부(28) 그리고 마찬가지로 링 형상의 브러시 지지부(30)를 포함한다.
상기 콘택 지지부(28)는, 이 콘택 지지부(28)에 제공된 필드 콘택 수단(32)이 조립선(M1)에 상응하게 콘택 개구(34) 내부로 삽입되고, 상기 콘택 개구가 고정자 하우징(16)의 정면(22)에 끼워지도록 상기 고정자 하우징(16)에 설치된다. 상기 콘택 개구(34) 내부에는 도시되지 않은 콘택 설형부가 존재하며, 상기 콘택 설형부는 고정자 권선(14)과 연결되어 있다. 추가적으로, 상기 콘택 지지부(28)는 도시되지 않은 나사에 의해서 정면(22)에 회전 불가능하게 고정적으로 나사 결합되며, 이 경우에는 나사를 수용하기 위하여 콘택 지지부(28) 및 정면(22)에 나사용 보어(36)가 제공되어 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 필드 콘택 수단(32)은 주둥이 형태의 콘택 쌍에 의해서 형성되며, 상기 콘택 쌍 사이에는 고정자 권선(14)의 도시되지 않은 콘택 설형부가 클램핑 된다. 필드 콘택 수단(32)은 콘택 지지부(28)에서, 장치 스위치(40)(도 1 참조)를 콘택팅 하기 위한 스위치 와이어(38)와 전기 접속될 뿐만 아니라 주둥이 형태의 고정 콘택 수단(42a, 42b)과도 전기 접속되며, 상기 고정 콘택 수단들은 링 형상 콘택 지지부(28)의 개구 내부에 배치되어 있고, 원주 방향으로 개방되어 있다. 이 경우 상기 고정 콘택 수단(42a, 42b)과 필드 콘택 수단(32) 사이에는 장애 억제 수단(44)이 제공되어 있다.
도 3 및 4에 상세하게 도시된 브러시 지지부(30)는 장치 하우징(18) 외부로부터 접근 가능한 손잡이(46)의 동작에 의해서 선회 방향(S)을 따라, 두 가지 회전 최종 위치에서 상기 고정자(12) 및 콘택 지지부(28)에 대하여 회전될 수 있다. 이 경우 브러시 지지부(30)는 2개의 탄소 가이드부(48)를 포함하며, 상기 탄소 가이드부 내에서는 각각 하나의 탄소 브러시(50)가 상기 링형 브러시 지지부(30)의 중심 쪽으로 정류자(10)를 콘택팅 할 목적으로 초기 응력을 받는다.
이 경우 상기 탄소 가이드부(48)로부터는 선회 방향(S)으로 양 측면에서 각각 하나의 스위칭 콘택 수단(52a, 52b)이 콘택 설형부의 형태로 돌출한다. 브러시 지지부(30)의 회전시에는, 회전 방향에 있는 2개 탄소 가이드부(48)의 상기 스위칭 콘택 수단(52a; 52b)이 각각 회전 방향과 반대로 있는 주둥이 형태의 개별 고정 콘택 수단(42a; 42b) 내부로 밀려 들어가서 상기 고정 콘택 수단 내부에 클램핑 된다.
또한 각각의 탄소 가이드부(48)에서는 양 측면에서 선회 방향(S)으로 각각 하나의 장착 부재(54a, 54b)가 돌출하며, 상기 장착 부재는 하나의 경사면(56)(도 1 참조)을 형성한다. 상기 장착 부재(54a, 54b)는 4개의 회전 스토퍼들 중에서 각각 하나의 회전 스토퍼(58a, 58b)와 상호 작용하며, 상기 회전 스토퍼는 도 1에 서 알 수 있는 바와 같이 고정자 하우징(16)의 정면(22)으로부터 브러시 지지부(30)의 방향으로 대략 L자 형태로 돌출한다. 이 경우 상기 회전 스토퍼(58a, 58b)는 상기 고정자 하우징(16)의 정면(22)을 향하고 있는 각각 하나의 장착면(60)을 형성한다.
따라서 손잡이(46)의 작동에 의해서는, 브러시 지지부(30)가 고정자 하우징(16) 및 콘택 지지부(28)에 대하여 선회 방향(S)을 따라 두 가지 회전 최종 위치에서 회전될 수 있으며, 상기 회전 최종 위치에서는 각각 선회 방향(S)에 있는 상기 탄소 가이드부(48)의 장착 부재(54a; 54b)가 상응하는 회전 스토퍼(58a; 58b)와 접하게 된다. 이와 같은 방식으로 변동될 수 있는 고정 콘택 수단(42a, 42b)과 스위칭 콘택 수단(52a, 52b) 사이의 콘택팅에 의해서는, 탄소 브러시(50)의 극 전환 그리고 그와 더불어 모터(4) 및 공구 수용부(6)의 회전 방향(D)의 전환이 야기된다. 그와 동시에 탄소 브러시(50)는 두 가지 회전 최종 위치에서, 개별 회전 방향을 위한 최적의 정류 작용이 성취되는 한 가지 위치를 취하게 된다.
상기 장착면(60)을 향해 프레스 된 경사면(56)을 통해서는, 브러시 지지부(30)가 전체적으로 고정자(12)에 대하여 축 방향으로 초기 응력을 받는다. 그럼으로써, 탄소 가이드부(48)는 두 가지 회전 최종 위치에서 하나의 바닥 시이트(64)의 각각 하나의 지지 영역(62)에서 루우프 트랙(66)을 향해 프레스 된다(도 3 및 4 그리고 조립선(M2) 참조). 상기 루우프 트랙은 홀딩 리브(24) 사이에 서로 마주 놓인 2개의 아아크 형태 에지에 의해 형성됨으로써, 상기 홀딩 리브는 각각 탄소 가이드부(48)들 중에서 하나의 탄소 가이드부를 위한 축 방향 스토퍼를 고정자(12)의 방향으로 형성한다.
이와 같은 방식으로 상기 탄소 가이드부(48) 및 탄소 브러시(50)가 정류자(10)에 대한 상기 브러시 지지부(30)의 두 가지 회전 최종 위치에서 선회 방향(S)으로뿐만 아니라 축 방향으로도 정류자 축(K)에 대하여 평행하게 정확하게 고정됨으로써, 정류자(10)에 대한 탄소 브러시(50)의 안전한 장착 위치 및 그에 더불어 계속적으로 우수한 정류 작용이 보장된다.
회전 최종 위치 밖에서 고정자로부터 멀어지도록 설정된 축 방향에서도 충분한 고정을 성취하기 위하여, 브러시 지지부(30)는 상응하게 형성된, 장치 하우징(18)의 도시되지 않은 지지 부재에 지지될 수 있다. 상기와 같은 지지 부재는 예를 들어 도 1에 도시된 하우징 커버(68)에 형성될 수 있는데, 상기 하우징 커버가 조정 장치를 뒤로 지지함으로써 지지 영역(62)에 있는 탄소 가이드부(48)가 루우프 트랙(66)에 영구적으로 인접하게 된다.
또한 도 3 및 4에서 알 수 있는 바와 같이, 판 스프링(70)이 브러시 지지부(30)에 지지되고, 상기 브러시 지지부의 루우프 형태로 라운딩 처리된 단부(72)는 브러시 지지부(30)에서 서로 마주 놓인 2개의 리세스(74)를 방사 방향 외부로 통과한다. 상기 리세스는 내장된 상태에서 2개의 오목한 지지면(76)에 서로 반대로 지지되며, 상기 지지면은 콘택 지지부(28)에 형성되어 있다(도 2 참조). 이와 같은 방식으로 브러시 지지부(30)는 콘택 지지부(28)에 대하여 추가로 센터링 될 수 있다.
회전 최종 위치에서는 또한 선회 방향(S)으로 움직인 스위칭 콘택 수단(52a; 52b)이 개별 고정 콘택 수단(42a, 42b) 내부에 고정 클램핑 됨으로써, 진동 및 충격에 대하여 둔감한 전기 접속이 보장된다.
본 발명에 의해서는, 저렴한 제조와 더불어 정류자에 대한 탄소 브러시의 정확한 피팅 위치가 보장되었다.

Claims (7)

  1. 전동 손 공구(2)로서,
    고정자 하우징(16)을 갖춘 고정자(12)를 포함하는 전기 모터(4) 및 상기 전기 모터(4)의 회전 방향을 전환하기 위한 조정 장치(26),
    상기 고정자(12)의 고정자 권선(14)과의 전기 접속을 위한 필드 콘택 수단(32) 및 상기 필드 콘택 수단(32)과 전기 접속된 고정 콘택 수단(42a, 42b)을 포함하고, 해체 가능한 연결 수단을 통해 상기 고정자 하우징(16)에 회전 불가능하게 설치된 콘택 지지부(28), 그리고
    상기 콘택 지지부(28)에 대하여 회전 가능한 브러시 지지부(30)를 구비하며, 상기 브러시 지지부(30)에 2개의 탄소 가이드부(48), 및 상기 콘택 지지부(28)의 상기 고정 콘택 수단(42a, 42b)과 전기 접속될 수 있고 상기 탄소 가이드부(48)와 전기 접속된 스위칭 콘택 수단(52a, 52b)이 제공되고,
    상기 고정자 하우징(16)은 상기 브러시 지지부(30)가 상기 고정자 하우징(16)에 직접 인접하도록 상기 브러시 지지부(30)를 위한 축 방향 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축 방향 스토퍼가 고정자(12)의 방향으로 형성된 홀딩 리브(24)에 의해 형성되며, 상기 홀딩 리브를 따라 상기 탄소 가이드부(48)가 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄소 가이드부(48)에 경사면(56)이 제공되며, 상기 경사면이 두 가지 회전 최종 위치에서 상응하게 기울어진 설치면(60)과 인접하고, 상기 설치면은 각각 상기 고정자 하우징(16)으로부터 돌출하는 회전 스토퍼(58a, 58b)에 형성되어 상기 고정자 하우징(16) 쪽을 향하고 있으며, 상기 탄소 가이드부(48)가 상기 축 방향 스토퍼를 향하여 프레스 되는 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    원주 방향으로 서로 마주 놓인 두 가지 위치에서 상기 브러시 지지부(30)와 상기 콘택 지지부(28) 사이에서 방사 방향으로 반대로 작용하는 스프링 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스프링 수단이 상기 브러시 지지부(30)에 고정된 판 스프링(70)의 라운딩 처리된 2개의 단부(72)에 의해서 형성되고, 상기 2개 단부는 상기 브러시 지지부(30)의 각각 하나의 관통 개구(74)를 통과하여 상기 콘택 지지부(28)에 지지되는 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고정 콘택 수단(42a, 42b)이 각각 주둥이 형태로 배치된 콘택에 의해 형성되고, 상기 콘택 사이에 각각 하나의 상기 스위칭 콘택 수단(52a, 52b)이 클램핑 될 수 있는 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 브러시 지지부(30)가 상기 고정자(12)로부터 떨어져서 마주보는 측면에서 상기 전동 손 공구(2)의 장치 하우징(18)에 축 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 전동 손 공구.
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