KR101322216B1 - 마찰 클러치를 가진 파워 툴 - Google Patents

마찰 클러치를 가진 파워 툴 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동부, 엔드 비트 장착부, 및 마찰 클러치를 포함하는 파워 툴에 관한 것이다. 구동부는 회전 구동력을 발생시키고, 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트(31)를 가진다. 엔드 비트 장착부(5)는 엔드 비트(10)를 유지하고, 회전축 주위로 회전될 수 있다. 마찰 클러치는 엔드 비트 장착부와 구동부 사이에 구비된다. 마찰 클러치는 구동 부재(241)와 종동 부재(244)를 포함한다. 구동 부재는 구동부와 함께 회전되고 구동측 접촉면을 가진다. 종동 부재는 엔드 비트 장착부와 함께 회전되고, 구동측 접촉면과 접촉할 수 있는 종동측 접촉면을 가진다. 마찰 클러치는, 출력 샤프트와 엔드 비트 장착부가 함께 회전할 수 있도록 구동측 접촉면과 종동측 접촉면 사이에서 마찰력이 발생되는 전달 위치와, 출력 샤프트와 엔드 비트 장착부가 함께 회전할 수 없는 차단 위치 사이에서 이동될 수 있다.

Description

마찰 클러치를 가진 파워 툴{POWER TOOL WITH FRICTION CLUTCH}
본 발명은 파워 툴에 관한 것이다.
종래에, 플라스터 보드(plaster board)와 같은 플레이트 재료는 스크루 구동에 의해 천장 또는 벽에 고정된다. 스크루 드라이버는 이러한 스크루 구동을 수행하기 위한 파워 툴이다. 일본 특허출원공고 H3-5952는, 모터, 및 스크루를 구동하기 위해 모터에 의해 구동되는 엔드 비트(end bit)를 포함하는 스크루 드라이버를 기술하고 있다. 스크루 드라이버는 모터와 엔드 비트 사이에 제1 클러치 부재, 중간 클러치, 및 제2 클러치 부재를 이러한 순서로 포함한다. 스크루 드라이버에 의해, 모터 측에 위치된 제1 클러치 부재 상의 캠 나사산은, 중간 클러치 상의 모터 측 캠 나사산과 결합되어 중간 클러치를 회전시키고, 중간 클러치의 결합 부재는 또한 제2 클러치 부재를 회전시킨다.
그러나, 종래의 스크루 드라이버 내의 클러치들은 모터의 최고 속도 상태에서 서로 결합된다. 따라서, 구동력이 중간 클러치에 의해 스테이지별로 전달되더라도, 큰 속도 차이와의 충돌이 어떤 스테이지에서 발생되며, 그것은 소음을 발생시키고 작동을 악화시킨다. 캠 나사산 역시 충돌에 의해 마모되어, 스크루 드라이버의 수명을 단축시킨다.
상기 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 충격이 작고 소음이 작으며 수명이 긴 파워 툴을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은, 구동부, 엔드 비트 장착부, 및 마찰 클러치를 포함하는 파워 툴에 의해 달성될 것이다. 구동부는 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트를 가진다. 엔드 비트 장착부는 엔드 비트를 유지하고, 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된다. 마찰 클러치는 상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된다. 상기 마찰 클러치는 구동 부재와 종동(follow) 부재를 포함한다. 구동 부재는 상기 구동부와 함께 회전되도록 구성되어 있고, 구동측 접촉면을 가진다. 종동 부재는 상기 엔드 비트 장착부와 함께 회전되도록 구성되어 있고, 상기 구동측 접촉면과 접촉할 수 있는 종동측 접촉면을 가진다. 상기 마찰 클러치는, 상기 출력 샤프트와 상기 엔드 비트 장착부가 함께 회전할 수 있도록 상기 구동측 접촉면과 상기 종동측 접촉면 사이에서 마찰력이 발생되는 전달 위치와, 상기 출력 샤프트와 상기 엔드 비트 장착부가 함께 회전할 수 없는 차단 위치 사이에서 이동될 수 있다.
이러한 배치에서, 구동부의 회전 구동력은 마찰 클러치의 마찰력에 의해 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있다. 이때, 회전 구동력은 구동 부재의 구동측 접촉면과 종동 부재의 종동측 접촉면 사이의 마찰력에 의해서만 전달된다. 이것은, 구동부와 엔드 비트가 비전달 상태로부터 전달 상태로 변경될 때 충격의 발생을 억제한다. 따라서, 충격이 작고 소음이 작으며 수명이 긴 파워 툴이 제공될 수 있다.
바람직하게, 상기 구동부는 전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 상기 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 파워 툴은, 상기 출력 샤프트의 상기 회전 구동력을 상기 마찰 클러치와는 다른 루트를 통해 상기 역방향으로만 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성된 제2 클러치를 더 포함한다.
이러한 배치에서, 스크루를 느슨하게 하기 위한 역방향으로의 회전 구동력은 적어도 제2 클러치에 의해 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있다. 따라서, 스크루는, 마찰 클러치를 전달 위치에 위치시키지 않고도 느슨하게 될 수 있다.
바람직하게, 상기 파워 툴은, 내부 공간을 가지며, 상기 구동 부재와 상기 종동 부재를 상기 내부 공간에 수용하는 수용부, 및 상기 수용부의 상기 내부 공간을 상기 수용부의 외부로부터 차단하는 밀봉 부재를 더 포함한다.
이러한 배치에서, 마찰 클러치는 수용부 내에서 금속 밀봉될 수 있다. 따라서, 수용부 밖으로부터의 오일 등은 마찰 클러치에 접착되는 것이 방지되고, 마찰 클러치의 마찰계수는 안정화될 수 있다.
바람직하게, 상기 구동부는 전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 상기 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있다. 상기 마찰 클러치는 제1 클러치로서 작용한다. 상기 파워 툴은, 상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된 제2 클러치를 더 포함한다. 상기 제1 클러치가 상기 전달 위치에 있을 때, 적어도 상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있다. 상기 제1 클러치가 상기 차단 위치에 있을 때, 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 엔드 비트 장착부 앞에서 차단된다. 상기 제2 클러치는, 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 상기 제1 클러치와는 다른 루트를 통해 상기 역방향으로만 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성되어 있다.
이러한 배치에서, 스크루를 느슨하게 하기 위한 역방향으로의 회전 구동력은 적어도 제2 클러치에 의해 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있다. 따라서, 스크루는, 제1 클러치를 전달 위치에 위치시키지 않고도 느슨하게 될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 클러치는, 상기 제1 클러치가 상기 전달 위치에 있을 때, 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 상기 전방 방향 및 상기 역방향으로 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성되어 있다.
이러한 배치에서, 스크루는, 제1 클러치가 전달 위치에 있을 때 제1 클러치와 제2 클러치의 2개의 전달 루트를 통해 역방향으로 회전될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 클러치는 다중 플레이트 마찰 클러치를 포함한다.
이러한 배치에서, 구동부의 회전 구동력은 다중 플레이트 마찰 클러치의 마찰력에 의해서만 엔드 비트로 전달될 수 있다. 이때, 회전 구동력은 플레이트들 사이의 마찰력에 의해서만 전달되어, 구동부와 엔드 비트가 비전달 상태로부터 전달 상태로 변경될 때 충격의 발생을 억제한다.
바람직하게, 상기 다중 플레이트 마찰 클러치는, 복수의 구동 부재와 복수의 종동 부재를 포함한다. 복수의 구동 부재는 상기 구동부와 함께 회전되며 각각 플레이트 형상을 가진다. 복수의 종동 부재는 상기 엔드 비트 장착부와 함께 회전되며 각각 플레이트 형상을 가진다. 상기 복수의 구동 부재와 상기 복수의 종동 부재는 상기 엔드 비트 장착부 측으로부터 상기 구동부 측으로 교대로 배치되어 있다. 상기 복수의 종동 부재 중 하나는 상기 엔드 비트 장착부에 가장 가까이 있다.
이러한 배치에서, 엔드 비트 장착부 또는 엔드 비트 장착부와 회전되는 부재는, 엔드 비트 장착부에 가장 가까이 위치되는 종동 부재와 접촉되며, 구동부의 출력 샤프트와 회전되는 부재는, 구동부에 가장 가까이 위치되는 구동 부재와 접촉된다. 따라서, 엔드 비트 장착부에 가장 가까이 위치되는 종동 부재는 인접 구동 부재로부터만 마찰력을 받으며, 그것은 엔드 비트 장착부에 가장 가까운 종동 부재와 엔드 비트 장착부 측에 있는 부재 사이의 마찰의 발생을 억제한다. 유사하게, 구동부에 가장 가까이 위치되는 구동 부재는 인접 종동 부재로부터만 마찰력을 받으며, 그것은 구동부에 가장 가까운 구동 부재와 구동부 측에 있는 부재 사이의 마찰의 발생을 억제한다.
바람직하게, 상기 파워 툴은, 상기 출력 샤프트의 회전을 감속시키도록 상기 출력 샤프트에 의해 회전 가능하게 구동되는 기어 메커니즘, 및 상기 엔드 비트 장착부에 연결되어 있고, 상기 엔드 비트와 동축으로 회전되도록 구성되어 있는 샤프트를 더 포함한다. 상기 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 기어 메커니즘과 상기 샤프트 사이에 배치되어 있다.
이러한 배치에서, 샤프트, 엔드 비트, 및 기어 메커니즘은 동축으로 배치될 수 있어, 컴팩트 파워 툴이 제공될 수 있다.
바람직하게, 상기 엔드 비트 장착부는 상기 샤프트에 장착되어 있다.
이러한 배치에서, 엔드 비트 장착부로부터 구동부로 향한 방향에서의 파워 툴의 길이는 단축될 수 있다.
바람직하게, 상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 다중 플레이트 마찰 클러치를 통해서만 상기 엔드 비트 장착부로 전달된다. 상기 전방 방향으로의 상기 회전 구동력의 전달 효율은 상기 축방향으로의 상기 다중 플레이트 마찰 클러치의 이동에 따라 변경된다.
이러한 배치에서, 다중 플레이트 마찰 클러치의 전달 효율은, 공작물에 대한 파워 툴의 누르는 힘을 변경함으로써, 클러치의 작동의 정도(미끄러짐의 정도)를 조절하도록 변경될 수 있다. 따라서, 스크루를 구동하는 세기에 따라 바람직한 회전이 유지될 수 있다.
바람직하게, 상기 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 엔드 비트 장착부의 상기 회전축과 동축으로 배치되어 있다. 이러한 배치에서, 파워 툴은 더욱 컴팩트하게 될 수 있다.
바람직하게, 상기 파워 툴은, 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 배치되어 있는 복수의 스프링을 더 포함한다. 상기 복수의 스프링은 상기 다중 플레이트 마찰 클러치를 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 하나 이상을 향해 가압하도록 구성되어 있다. 상기 복수의 스프링 중 하나 이상은, 소정량보다 큰 양만큼 압축되는 것이 방지되어, 상기 복수의 스프링이 소정량에서 변경되는 결합된 스프링 상수를 가지게 한다.
이러한 배치에서, 파워 툴이 공작물에 대해 눌려질 때, 공작물에 대한 파워 툴의 누르는 힘과 다중 플레이트 마찰 클러치의 작동의 정도 사이의 관계가 변경될 수 있다. 더욱 구체적으로, 스프링이 소정양만큼 압축될 때까지 파워 툴이 공작물에 대해 눌려지기 때문에, 다중 플레이트 마찰 클러치가 용이하게 작동되도록 스프링 상수가 더 작은 값으로 설정된다. 다음에는, 스프링이 소정양만큼 압축된 뒤에, 다중 플레이트 마찰 클러치가 용이하게 록킹되지 않도록 스프링 상수가 더 큰 값으로 설정된다. 스프링이 엔드 비트 측에 있으면, 스프링은 다중 플레이트 마찰 클러치를 구동부 측으로 가압한다. 스프링이 구동부 측에 있으면, 스프링은 다중 플레이트 마찰 클러치를 엔드 비트 측으로 가압한다. 스프링이 양쪽에 있으면, 스프링은 다중 플레이트 마찰 클러치를 각각의 반대쪽으로 가압한다.
바람직하게, 상기 복수의 스프링은 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 직렬로 배치되어 있다. 또는, 상기 복수의 스프링은 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 병렬로 배치되어 있다.
이러한 배치에서, 스프링이 직렬로 배치되면, 파워 툴의 회전축 방향에 대해 직각인 방향으로의 폭은 더 작게 될 수 있다. 스프링이 병렬로 배치되면, 파워 툴의 회전축 방향의 길이가 더 작게 될 수 있다.
바람직하게, 상기 마찰 클러치는, 상기 축방향으로 이동될 수 있도록 구성된 다중 플레이트 마찰 클러치를 포함한다. 상기 다중 플레이트 마찰 클러치는, 상기 엔드 비트가 공작물에 대해 눌려진 상태에서 상기 구동 샤프트의 상기 회전 구동력을 상기 엔드 비트로 전달하기 위해 상기 축방향으로 이동되도록 구성되어 있다.
이러한 배치에서, 구동부의 회전 구동력은 다중 플레이트 마찰 클러치의 마찰력에 의해서만 엔드 비트로 전달될 수 있다. 이때, 회전 구동력은 플레이트들 사이의 마찰력에 의해서만 전달되고, 그것은, 구동부와 엔드 비트가 비전달 상태로부터 전달 상태로 변경될 때 충격의 발생을 억제한다.
바람직하게, 상기 엔드 비트 장착부는, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동될 수 있도록 구성되어 있다. 상기 구동 부재는, 상기 구동측 접촉면으로서 작용하는 제1 결합부를 가진다. 상기 종동 부재는, 상기 제1 결합부와 결합될 수 있고 상기 종동측 접촉면으로서 작용하는 제2 결합부를 가진다. 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제1 위치에 있을 때에는 서로 결합되지 않고, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제2 위치에 있을 때에는 서로 결합되도록 구성되어 있다. 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 하나는 원추형 볼록부를 가지고, 다른 하나는 원추형 오목부를 가진다.
이러한 배치에서, 회전하는 제1 결합부 및 제1 결합부로부터 회전 구동력이 전달되는 제2 결합부는 원추형 볼록부와 원추형 오목부에 의해 구성된다. 제1 결합부와 제2 결합부 사이의 회전의 전달로 인한 소음을 억제하면서, 회전의 전달 효율이 향상될 수 있다.
다른 측면에 따라, 본 발명은 또한 구동부, 엔드 비트 장착부, 제1 클러치, 및 제2 클러치를 포함하는 파워 툴을 제공한다. 구동부는 전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있다. 구동부는, 상기 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트를 가진다. 엔드 비트 장착부는 엔드 비트를 유지하고 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된다. 제1 클러치 및 제2 클러치는 상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된다. 상기 제1 클러치는, 적어도 상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력이 상기 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있는 전달 위치와, 상기 구동부의 상기 회전 구동력이 상기 엔드 비트 장착부 앞에서 차단되는 차단 위치 사이에서 이동될 수 있다. 상기 제2 클러치는, 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 제1 클러치와는 다른 루트를 통해 역방향으로만 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성되어 있다.
이러한 배치에서, 스크루를 느슨하게 하기 위한 역방향으로의 회전 구동력은 적어도 제2 클러치에 의해 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있다. 스크루는 제1 클러치를 전달 위치에 위치시키지 않고도 느슨하게 될 수 있다.
또 다른 측면에 따라, 본 발명은 또한 구동부, 엔드 비트 장착부, 및 다중 플레이트 마찰 클러치를 포함하는 파워 툴을 제공한다. 구동부는 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트를 가진다. 엔드 비트 장착부는 엔드 비트를 유지하고, 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된다. 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된다. 상기 다중 플레이트 마찰 클러치는, 상기 엔드 비트가 공작물에 대해 눌려진 상태에서 상기 출력축의 상기 회전 구동력을 상기 엔드 비트로 전달하기 위해 상기 축방향으로 이동되도록 구성되어 있다.
이러한 배치에서, 구동부의 회전 구동력은 다중 플레이트 마찰 클러치의 마찰력에 의해서만 엔드 비트로 전달될 수 있다. 이때, 회전 구동력은 플레이트들 사이의 마찰력에 의해서만 전달되고, 그것은 구동부와 엔드 비트가 비전달 상태로부터 전달 상태로 변경될 때 충격의 발생을 억제한다.
또 다른 측면에 따라, 본 발명은 또한 구동부, 엔드 비트 장착부, 구동 부재, 및 종동 부재를 포함하는 파워 툴을 제공한다. 구동부는, 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있다. 엔드 비트 장착부는 엔드 비트를 유지하고, 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된다. 엔드 비트 장착부는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 축방향으로 이동될 수 있도록 구성된다. 구동 부재는 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 받으며, 상기 회전 구동력에 의해 회전될 수 있다. 구동 부재는 제1 결합부를 가진다. 종동 부재는, 상기 제1 결합부와 결합될 수 있는 제2 결합부를 가진다. 종동 부재는 회전 가능하다. 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제1 위치에 있을 때에는 서로 결합되지 않고, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제2 위치에 있을 때에는 서로 결합되도록 구성되어 있다. 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 하나는 원추형 볼록부를 가지고, 다른 하나는 원추형 오목부를 가진다.
이러한 배치에서, 회전하는 제1 결합부 및 제1 결합부로부터 회전 구동력이 전달되는 제2 결합부는 원추형 볼록부와 원추형 오목부에 의해 구성된다. 제1 결합부와 제2 결합부 사이의 회전의 전달로 인한 소음을 억제하면서, 회전의 전달 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파워 툴을 구현하는 스크루 드라이버의 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 스크루 드라이버의 클러치 드럼의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 스크루 드라이버의 클러치 드럼의 정면도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 스크루 드라이버의 스플라인 샤프트의 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 스크루 드라이버의 제1 클러치 플레이트의 정면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 스크루 드라이버의 제2 클러치 플레이트의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파워 툴을 구현하는 스크루 드라이버의 관련 부품을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파워 툴을 구현하는 스크루 드라이버의 단면도이다.
도 9는 스크루 구동 작동 동안에 제3 실시예에 따른 스크루 드라이버를 도시하는 단면도이다.
(제1 실시예)
본 발명의 제1 실시예에 따른 파워 툴을 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 본 실시예의 파워 툴은 스크루 드라이버에 적용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스크루 드라이버(1)는 주로 하우징(2), 모터(3), 클러치부(4), 및 엔드 비트 장착부(5)를 포함한다. 엔드 비트로서 작용하는 비트(10)는 엔드 비트 장착부(5)에 장착된다. 비트(10)가 장착되는 측은 스크루 드라이버(1)의 전방 측으로 정의되고, 뒤에 설명될 손잡이(21) 측은 스크루 드라이버(1)의 후방 측으로 정의된다.
하우징(2)은 스크루 드라이버(1)의 외부 셀(shell)을 구성하고, 후방 단부에 손잡이부로서 작용하는 손잡이(21)를 포함한다. 손잡이(21)에, 모터(3)의 구동 제어를 수행하기 위한 방아쇠(21A), 및 모터(3)의 회전 방향(전방 및 역방향)의 제어를 수행하기 위한 스위치(21D)가 구비된다. 손잡이(21)에 또한, 외부 파워 소스(도시되지 않음)에 연결되는 파워 코드(21B)가 구비된다. 회로부(21C)는, 파워 코드(21B)를 방아쇠(21A)를 통해 모터(3)에 전기 접속하기 위해 손잡이(21) 내에 구비된다.
모터(3)는 손잡이(21)의 전방 측에서 하우징(2) 내에 배치된다. 모터(3)는, 출력 샤프트로서 작용하며 전후 방향으로 연장되는 회전축 주위로 회전될 수 있는 회전 샤프트(31)를 가진다. 회전 샤프트(31)는 베어링(31A)을 통해 하우징(2)에 의해 지지되며, 말단부(전방 단부)에 피니온(32)을 가진다. 팬(fan)(33)은 회전 샤프트(31)와 동축으로 회전되기 위해 회전 샤프트(31)의 인접 단부(후방 단부)에 고정된다. 회전 샤프트(31) 및 회전 샤프트(31)에 의해 회전 구동되는 부품들에 대해, 스크루를 체결하기 위한 구동을 위한 회전은 전방 회전으로 정의되고, 스크루를 느슨하게 하기 위한 회전은 역방향 회전으로 정의된다.
도 2에 도시되었듯이, 클러치부(4)는 주로 클러치 드럼(41), 스플라인 샤프트(42), 구동 부재로서 작용하는 10개의 제1 클러치 플레이트(43), 종동 부재로서 작용하는 제2 클러치 플레이트(44), 및 일방향 클러치(45)를 포함한다. 클러치 드럼(41)은 전방 측에 수용부(41D)를 포함하며, 수용부(41D)는 실질적으로 중공 원통형 형상을 가지고, 수용부(41D)에 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)를 수용하는 공간이 형성된다. 클러치 드럼(41)은, 중공 원통형 수용부(41D)의 축 주위로 회전될 수 있도록, 제1 베어링으로서 작용하는 베어링(47A)과 베어링(47B)을 통해 하우징(2)에 의해 지지된다(도 1). 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기어(41A)는, 수용부(41D)의 후방 단부에 위치되는 클러치 드럼(41)의 일부분의 외부 둘레부에 구비된다. 기어(41A)는 피니온(32)과 맞물린다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 축방향으로 연장되는 복수의 볼록부(41B)는, 둘레 방향으로 규칙적 간격으로 수용부(41D)의 내부 표면에 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 벽부(41C)는 수용부(41D) 내의 볼록부(41B)의 후방 단부에 구비된다. 일방향 클러치(45)는 벽부(41C)에 장착된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구멍(41a)은, 일방향 클러치(45)의 후방 측에서 클러치 드럼(41)의 부분에 형성되며, 클러치 드럼(41)의 부분은 베어링(47A)에 의해 지지된다. 스프링(46)(도 1 및 도 2)은 구멍(41a) 내에 배치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스플라인 샤프트(42)는 엔드 비트 장착부(5)와 동축으로 회전될 수 있도록 엔드 비트 장착부(5)에 고정된다. 스플라인 샤프트(42)는 클러치 드럼(41)의 중공 원통형 부분 내에서 일방향 클러치(45)에 의해 지지된다. 스플라인 샤프트(42)의 후방 단부는, 스플라인 샤프트(42)가 스프링(46)에 의해 전방으로 가압되도록, 스프링(46)과 접촉된다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 축방향으로 연장되는 복수의 볼록부(42A)는, 클러치 드럼(41) 내에 노출되는 부분에서 스플라인 샤프트(42)의 표면에 배치되며, 스플라인 샤프트(42)는 원주 방향으로 규칙적 간격으로 배치된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 오목부(43a)는 클러치 드럼(41)의 볼록부(41B)와 맞물리기 위해, 제1 클러치 플레이트(43) 각각의 외부 둘레부를 따라 형성된다. 스플라인 샤프트(42)가 연장되는 개구(43b)는 제1 클러치 플레이트(43)의 각각의 내부에 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 클러치 플레이트(43) 각각은, 제2 클러치 플레이트(44)와 접촉되는 구동측 접촉면을 가지는 플레이트 형상을 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오목부(43a)가 볼록부(41B)와 맞물리도록 제1 클러치 플레이트(43)가 클러치 드럼(41) 내에 정렬되어 장착된 상태에서, 제1 클러치 플레이트(43)는 클러치 드럼(41)에 대해 축방향으로는 이동될 수 있지만, 클러치 드럼(41)에 대해 원주 방향으로는 회전이 금지된다. 제1 클러치 플레이트(43) 중에서, 최후방 위치에 있는 제1 클러치 플레이트(43)는 벽부(41C)와 접촉될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 클러치 플레이트(44) 각각은, 제2 클러치 플레이트(44)가 볼록부(41B)와 간섭하지 않게 하는 직경을 가진 원형 디스크 형상을 가진다. 제2 클러치 플레이트(44) 각각은, 제1 클러치 플레이트(43)와 접촉하는 종동측 접촉면을 가진다. 스플라인 샤프트(42)가 연장되는 개구(44b)는 각각의 제2 클러치 플레이트(44)의 중앙부에 형성되며, 개구(44b)는, 볼록부(42A)와 맞물리는 복수의 오목부(44a)를 가진다. 오목부(44a)가 볼록부(42A)와 맞물리도록 제2 클러치 플레이트(44)가 스플라인 샤프트(42)에 장착되는 상태에서, 제2 클러치 플레이트(44)는 스플라인 샤프트(42)에 대해 축방향으로는 이동될 수 있지만, 스플라인 샤프트(42)에 대해 원주 방향으로는 회전이 금지된다. 10개의 제2 클러치 플레이트(44) 중에서, 최전방 위치에 있는 제2 클러치 플레이트(44)는, 엔드 비트 장착부(5)의 후방 단부인 뒤에 설명될 접촉부(51A)와 접촉될 수 있다.
제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)는 벽부(41C)의 위치로부터 전방 측을 향해 교대로 배치되어 제1 클러치를 구성한다. 상술한 바와 같이, 제1 클러치 플레이트(43)과 제2 클러치 플레이트(44)는 각각 축방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 최전방 위치에 있는 제2 클러치 플레이트(44)가 엔드 비트 장착부(5)의 후방 단부와 접촉되고 후방으로 가압될 때, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)는 후방으로 이동되고(전달 위치), 제1 클러치 플레이트(43)의 구동측 접촉면과 제2 클러치 플레이트(44)의 종동측 접촉면 중에서 인접 한 것들 사이에 마찰이 발생된다. 이러한 방식으로 발생된 마찰로 인해, 클러치 드럼(41)과 스플라인 샤프트(42)는 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)를 통해 동축으로 함께 회전된다(공동 회전). 대조적으로, 최전방 위치에 있는 제2 클러치 플레이트(44)가 후방으로 가압되지 않는(차단 위치(cutoff position)) 상태에서는, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 중에서 인접한 것들 사이에 마찰이 전혀 또는 거의 발생하지 않는다. 따라서, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)를 통한 클러치 드럼(41)과 스플라인 샤프트(42)의 공동 회전은 억제된다. 이러한 배치에서, 구동력은 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이의 마찰력에 의해 전달되어, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 중 하나에 인가되는 마찰력과 같은 응력이 감소되고, 그것은 클러치부(4)의 수명을 증가시킨다. 최후방 위치에 있는 제1 클러치 플레이트(43)는, 제1 클러치 플레이트(43)와 함께 회전하는 벽부(41C)와 접촉되고, 최전방 위치에 있는 제2 클러치 플레이트(44)는, 제2 클러치 플레이트(44)와 함께 회전하는 접촉부(51A)와 접촉되는 것에 유의하여야 한다. 따라서, 최후방 위치에 있는 제1 클러치 플레이트(43)와 벽부(41C) 사이에 마찰이 발생하지 않고, 최전방 위치에 있는 제2 클러치 플레이트(44)와 엔드 비트 장착부(5) 사이에 마찰이 발생하지 않는다. 이것은, 벽부(41C)를 가진 클러치 드럼(41)의 내구성 및 엔드 비트 장착부(5)의 내구성을 향상시킨다.
스플라인 샤프트(42)는 뒤에 설명될 베어링(47A)(제1 베어링)과 베어링(52)(제2 베어링)에 의해 간접 지지되어, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)는 베어링(47A)과 베어링(52) 사이에 위치된다. 따라서, 마찰이 발생될 때 스플라인 샤프트(42)에 하중 또는 응력이 가해지더라도, 스플라인 샤프트(42)의 양쪽 단부가 지지되기 때문에 채터(chatter) 또는 워블(wobble)의 발생이 억제된다.
일방향 클러치(45)는 벽부(41C)에 장착되어 스플라인 샤프트(42)의 후방 단부를 지지한다. 클러치 드럼(41)이 역방향으로 회전될 때, 일방향 클러치(45)는 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)로부터 다른 루트에 의해 스플라인 샤프트(42)에 구동력을 전달한다. 대조적으로, 클러치 드럼(41)이 전방으로 회전될 때, 일방향 클러치(45)는 구동력을 스플라인 샤프트(42)로 전달할 수 없다. 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)는, 마찰력이 발생되지 않는 한, 클러치 드럼(41)으로부터 스플라인 샤프트(42)로 전방으로 또는 역방향으로 구동력을 전달할 수 없다. 그러나, 클러치 드럼(41)이 역방향으로 회전될 때 일방향 클러치(45)는 구동력을 항상 클러치 드럼(41)으로부터 스플라인 샤프트(42)로 전달하기 때문에, 엔드 비트 장착부(5)는, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이에 마찰이 발생하지 않을 때에도, 역방향으로 회전될 수 있다.
클러치 드럼(41)과 엔드 비트 장착부(5)의 직경(회전축에 대해 직각)을 비교하며, 클러치 드럼(41)의 직경은 엔드 비트 장착부(5)의 직경보다 크며, 클러치 드럼(41)은 구동력을 스플라인 샤프트(42)로 전달하기 위해 구동측에 있다. 따라서, 하우징(2)은 엔드 비트 장착부(5)에서 작은 직경을 가지도록 구성될 수 있어, 좁은 장소에서 스크루 구동 작동을 가능하게 한다. 또한, 제1 클러치 플레이트(43)와 함께 회전되는 클러치 드럼(41)의 관성질량은 크게 될 수 있다. 따라서, 전달 위치에서 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이에 마찰력이 발생될 때, 클러치 드럼(41)과 클러치 드럼(41)에 연결되는 모터(3)의 회전 속도가 떨어지는 것이 억제될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 부재(48)는, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)를 수용하는 수용부(41D)의 개구부에 구비된다. 제1 밀봉 부재(48)는, 수용부(41D)의 내부를 밀봉 상태로 유지하기 위해(즉, 수용부(41D)의 내부를 수용부(41D)의 외부로부터 차단하기 위해), 수용부(41D)와 뒤에 설명될 소켓(51) 사이의 틈새를 채운다. 소켓(51)은 뒤에 설명될 베어링(52)에 의해 회전 가능하게 지지되기 때문에, 회전 저항을 감소시키기 위해 소켓(51) 주위에 그리스가 채워진다. 그리스가 수용부(41D)에 들어가서 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)에 접착되면, 마찰계수가 변경되어, 구동력은 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)를 통해 클러치 드럼(41)으로부터 스플라인 샤프트(42)로 효율적으로 전달될 수 없다. 따라서, 그리스가 수용부(41D)로 들어가는 것을 방지하기 위해 제1 밀봉 부재(48)를 구비함으로써, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이의 마찰계수의 변경이 방지될 수 있고, 안정된 스크루 구동 작동이 수행될 수 있다.
엔드 비트 장착부(5)는 주로 소켓(51)을 포함한다. 소켓(51)의 전방 단부에, 비트(10)가 장착되는 장착 구멍(51a)이 형성되며, 소켓(51)의 후방 단부는 스플라인 샤프트(42)에 장착되어 연결된다. 소켓(51)은 하우징(2)에 구비되는 베어링(52)(제2 베어링)에 의해 지지되어, 원주방향으로 회전되고 축방향으로 이동될 수 있다. 소켓(51)이 스플라인 샤프트(42)에 장착되기 때문에, 엔드 비트 장착부(5)와 스플라인 샤프트(42)의 전체 길이는 단축될 수 있어, 스크루 드라이버(1)의 전체 길이가 감소된다.
접촉부(51A)는 소켓(51)의 후방 단부에(즉, 소켓(51)과 스플라인 샤프트(42) 사이의 연결부에 인접한 위치에) 구비되어, 제2 클러치 플레이트(44)와 최전방 위치에서 접촉될 수 있다. 엔드 비트 장착부(5)가 후방으로 이동되면, 접촉부(51A)는 제2 클러치 플레이트(44)와 최전방 위치에서 접촉되게 되어, 제2 클러치 플레이트(44)를 제1 클러치 플레이트(43)에 대해 누른다.
제2 밀봉 부재(53)는, 소켓(51) 주위에 채워지는 그리스가 외부로 흐르는 것을 방지하기 위해 베어링(52)의 전방 측에서 소켓(51)에 구비된다. 덮개(54)는 소켓(51)과 제2 밀봉 부재(53) 주위에 구비된다. 덮개(54)는 용이하게 분리될 수 있으며, 또한, 덮개(54)는, 비트(10)의 팁이 덮개(54)의 전방 단부를 통해 약간 노출되도록 구성된다.
엔드 비트 장착부(5)의 전방 단부에 장착되는 비트(10)가 스크루(도시되지 않음)에 접촉되어 스크루의 반력에 의해 후방으로 눌려질 때, 엔드 비트 장착부(5)는 후방으로 이동되어, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이에 마찰이 발생된다. 그러나, 스크루(도시되지 않음)가 구동되어 공작물(도시되지 않음)에 매몰된 상태에서는, 스크루를 더 이상 구동시킬 필요가 없다. 따라서, 이러한 상태에서는, 덮개(54)의 전방 단부가 공작물(도시되지 않음)과 접촉되어, 스크루로부터 비트(10)에 작용하는 반력을 제거하고, 따라서, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이의 마찰을 감소시켜, 비트(10)에 대한 구동력의 전달을 차단시킨다.
상술한 스크루 드라이버(1)가 스크루를 구동하기 위해 사용될 때, 사용자는 비트(10)를 스크루(도시되지 않음)의 헤드와 정렬시키고 비트(10)를 스크루에 대해 누른다. 스크루로부터 비트(10)에 작용하는 반력으로 인해, 소켓(51)은 클러치 드럼(41) 쪽으로 이동되고, 접촉부(51A)는 제2 클러치 플레이트(44)와 최전방 위치에서 접촉되어, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이에 마찰이 발생된다. 이러한 방식으로, 클러치 드럼(41)과 스플라인 샤프트(42)는 함께 회전되어, 모터(3)로부터의 출력을 전방으로 소켓(51)과 비트(10)로 전달할 수 있다. 이때, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이의 마찰력은 서서히 증가되어, 클러치 드럼(41)과 스플라인 샤프트(42)가 함께 회전하기 시작할 때 발생하는 충격을 상당히 억제하여, 소음을 감소시킨다. 또한, 스크루에 대한 비트(10)의 누르는 힘에 따라 마찰력이 변경되기 때문에, 사용자는 누르는 힘을 조절함으로써 비트(10)의 회전을 용이하게 제어할 수 있다.
스크루 구동이 완료된 뒤에 비트(10)가 스크루로부터 분리될 때, 스프링(46)의 가압력으로 인해 스플라인 샤프트(42)와 소켓(51)은 전방으로 이동된다. 이러한 이동으로 인해, 접촉부(51A)와 제2 클러치 플레이트(44)의 최전방 위치 사이의 접촉이 종료되고, 그것은 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이의 마찰을 감소시켜, 모터(3)로부터 소켓(51)으로의 출력의 전달을 억제한다.
스크루(도시되지 않음)가 잘못된 위치로 구동되었을 때 스크루를 공작물(도시되지 않음)로부터 뽑아내기 위해, 사용자는 모터(3)를 역방향으로 회전시키기 위해 스위치(21D)를 반대쪽으로 회전시킨다. 이때 스크루의 헤드가 공작물로부터 돌출되면, 스크루로부터 비트(10)에 작용하는 반력으로 인해 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이에 마찰이 발생한다. 따라서, 역방향으로의 구동력이 비트(10)에 전달되어, 스크루가 효율적으로 뽑힐 수 있게 한다. 그러나, 스크루의 헤드가 공작물로부터 돌출되지 않으면(즉, 스크루가 공작물 내에 매몰되면), 덮개(54)는 비트(10)가 스크루와 충분한 힘으로 접촉하는 것을 막는다. 비트(10)가 스크루와 접촉하더라도, 비트(10)는 스크루로부터 충분한 반력을 받지 못하여, 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44) 사이에 충분한 마찰력이 발생되지 못할 수 있다. 이 경우에, 구동력은 제1 클러치 플레이트(43)와 제2 클러치 플레이트(44)를 통해 클러치 드럼(41)으로부터 스플라인 샤프트(42)로 전달될 수 없다. 그러나, 구동력이 역방향이기 때문에, 구동력은 일방향 클러치(45)를 통해 클러치 드럼(41)으로부터 스플라인 샤프트(42)로 전달될 수 있다. 따라서, 비트(10)가 모터(3)의 역회전 동안에 스크루로부터 반력을 받지 못할 때에도, 스크루는 효율적으로 뽑혀질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 파워 툴을 도 7을 참조하면서 설명한다. 본 실시예의 파워 툴은 스크루 드라이버에 적용된다. 도 7에 도시된 스크루 드라이버(101)는, 제1 실시예에 따른 스크루 드라이버(1)의 구조와 동일한 기본 구조를 가진다.
모터(도시되지 않음)의 회전 샤프트(131)는 베어링(131A)을 통해 하우징(102)에 의해 지지되며, 말단부(전방 단부)에 피니온(132)을 가진다. 팬(133)은 회전 샤프트(131)의 인접 단부(후방 단부)에 고정된다. 클러치부(104)는 주로 클러치 드럼(141), 스플라인 샤프트(142), 구동 부재로서 작용하는 제1 클러치 플레이트(143), 종동 부재로서 작용하는 제2 클러치 플레이트(144), 및 일방향 클러치(145)를 포함한다. 기어(141A)는 피니온(132)과 맞물리도록 클러치 드럼(141)의 일부의 외부 둘레부에 구비된다. 클러치 드럼(141)은, 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144)를 수용하는 공간이 형성되는 수용부(141E)를 포함한다. 클러치 드럼(141)은 베어링(147A)을 통해 하우징(102)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 스플라인 샤프트(142)의 후방 단부는, 스플라인 샤프트(142)가 스프링(146)에 의해 전방으로 가압되도록, 스프링(146)과 접촉된다. 소켓(151)은 원주방향으로 회전 가능하고 축방향으로 이동될 수 있도록 베어링(152)에 의해 지지된다. 밀봉 부재(153)는 베어링(152)의 전방 측에서 소켓(151)에 구비된다. 덮개(154)는 소켓(151)과 밀봉 부재(153) 주위에 구비된다.
클러치 드럼(141)의 벽부(141c)에, 제1 스프링(141D)(스프링 상수: k1)이 배치되는 홈이 형성된다. 제1 스프링(141D)의 전방 단부는 클러치 드럼(141)의 표면으로부터 돌출되고, 표면은 제1 클러치 플레이트(143)와 최후방 위치에서 대향한다. 따라서, 제1 스프링(141D)의 전방 단부는 제1 클러치 플레이트(143)와 최후방 위치에서 접촉될 수 있다.
제2 스프링(151A)은 소켓(151)과 제2 클러치 플레이트(144)의 최전방 위치 사이에 배치된다. 이러한 배치에서, 소켓(151)의 후방 이동으로 인해, 제2 클러치 플레이트(144)는 최전방 위치에서 후방으로 가압된다.
스크루 드라이버(101)에 의한 스크루 구동 작동 동안에, 비트(110)가 스크루(도시되지 않음)에 대해 눌려질 때, 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144)는 제1 스프링(141D)과 제2 스프링(151A) 사이에 끼인다. 이때, 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144) 사이의 마찰력은, 제1 클러치 플레이트(143)가 거리(L)만큼 후방으로 이동될 때까지, 제1 스프링(141D)과 제2 스프링(151A)의 결합 스프링 상수(k1·k2/(k1+k2))를 비례계수로 하여 증가된다. 제1 클러치 플레이트(143)가 거리(L)만큼 후방으로 이동된 뒤에, 제1 클러치 플레이트(143)는 최후방 위치에서 벽부(141C)와 접촉되어, 제1 스프링(141D)의 가압력의 효과를 제거한다. 이 지점으로부터, 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144) 사이의 마찰력은 제2 스프링(151A)의 스프링 상수(k2)를 비례계수로 하여 증가된다. 여기에서, 제2 스프링(151A)의 스프링 상수(k2)는 제1 스프링(141D)과 제2 스프링(151A)의 결합 스프링 상수(k1·k2/(k1+k2))보다 크다. 따라서, 제1 클러치 플레이트(143)가 소정 거리(L)만큼 후방으로 이동될 때까지(즉, 제1 스프링(141D)이 소정 압축량(L)만큼 압축될 때까지) 스크루 드라이버(101)(더욱 구체적으로는, 비트(110))가 스크루(도시되지 않음)에 대해 눌려지기 때문에, 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144)를 위한 스프링 상수는, 클러치부(104)가 용이하게 작동되도록, 더 작은 값으로 설정된다. 다음에, 제1 클러치 플레이트(143)가 소정 거리(L)만큼 후방으로 이동된 후에(즉, 제1 스프링(141D)이 소정 압축량(L)만큼 압축된 후에), 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144)를 위한 스프링 상수는, 클러치부(104)가 용이하게 록킹되지 않도록(즉, 제1 클러치 플레이트(143)와 제2 클러치 플레이트(144)가 용이하게 슬립하지 않도록), 더 큰 값으로 설정된다.
상술한 제2 실시예에서, 제1 스프링과 제2 스프링은 직렬로 배치된다. 그러나, 제1 스프링(스프링 상수(k1))과 제2 스프링(스프링 상수(k2))은 병렬로 배치될 수 있다. 이러한 수정예에서, 제1 클러치 플레이트는 최후방 위치에서 클러치 드럼의 벽부와 접촉된다. 소켓이 소정 거리만큼 이동될 때까지, 제1 스프링만 제2 클러치 플레이트와 최전방 위치에서 접촉하여 가압한다. 소켓이 소정 거리만큼 이동된 후에, 제1 스프링과 제2 스프링 모두 제2 클러치 플레이트와 최전방 위치에서 접촉하여 가압한다. 이러한 배치에서, 소켓이 소정 거리만큼 이동될 때까지, 클러치 플레이트들 사이의 마찰력은 스프링 상수(k1)를 비례계수로 하여 증가한다. 소켓이 소정 거리만큼 이동된 후에는, 클러치 플레이트들 사이의 마찰력은 스프링 상수(k1+k2)를 비례계수로 하여 증가한다. 따라서, 제2 실시예의 효과와 유사한 효과가 얻어질 수 있다.
제2 실시예에서 제1 스프링과 제2 스프링이 직렬로 배치될 때, 스크루 드라이버의 회전축 방향에 대해 직각인 방향에서의 폭은 더 작게 될 수 있다. 대조적으로, 제1 스프링과 제2 스프링이 병렬로 배치될 때, 스크루 드라이버의 회전축 방향에서의 길이는 더 작게 될 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예에 따른 파워 툴을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 본 실시예의 파워 툴은 스크루 드라이버에 적용된다.
도 8은 제3 실시예에 따른 스크루 드라이버(201)를 도시하고 있다. 스크루 드라이버(201)는, 외부 셀로서 작용하고 여러 가지 컴포넌트를 수용하는 하우징(202)을 포함한다. 하우징(202)은 모터(203)를 수용하는 모터 하우징(202A), 클러치부(204)를 수용하는 클러치 하우징(202B), 및 실질적으로 D자 형상을 가지며 사용자가 잡는 손잡이로서 작용하는 손잡이 하우징(202C)을 포함한다. 손잡이 하우징(202C)은 모터 하우징(202A)의 후방 측에 구비되고, 클러치 하우징(202B)은 모터 하우징(202A)의 전방 측에 구비된다.
방아쇠(221A)는 손잡이 하우징(202C)의 D자 형상의 내부 둘레면에 구비된다. 파워 코드(221B)는 손잡이 하우징(202C)의 하부 측에 구비된다.
모터(203)는 하우징(202)(모터 하우징(202A))에 의해 지지된다. 모터(203)는, 모터(203)의 주 본체로부터 전방으로 연장되고 회전 구동력을 출력하는 출력 샤프트를 가진다. 피니온(232)은 출력 샤프트에 구비된다. 구동 부재(241)는 클러치 하우징(202B) 내에 회전 가능하게 구비된다. 기어(241A)는 끼워맞춤에 의해 구동 부재(241)의 외부 둘레면에 고정되어, 피니온(232)과 맞물린다. 구동 부재(241)의 중앙에 중공 공간이 형성된다. 엔드 비트 장착부(205) 금속 베어링(252)을 통해 클러치 하우징(202B)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 샤프트(242)에 엔드 비트 장착부(205)가 일체로 형성된다. 샤프트(242)는 구동 부재(241)의 중공 공간 내에 삽입된다. 종동 부재(244)는 끼워맞춤에 의해 샤프트(242)에 고정된다. 엔드 비트(210)는 엔드 비트 장착부(205)에 의해 볼(251)에 의해 유지된다.
구동 부재(241)는 그 전방부에서 원추형부(243)를 가진다. 원추형부(243)는, 전방 측을 향하고 원추형상을 가지는 볼록부(243S)(구동측 접촉면)를 가진다. 종동 부재(244)는, 소정 두께를 가지는 원추형 플레이트 부재이다. 종동 부재(244)는, 후방 측을 향하고 볼록부(243S)의 원추형상에 맞는 원추형상을 가지는 오목부(244S)(종동측 접촉면)를 가진다.
제3 실시예에 따른 스크루 드라이버(201)의 작동을 도 9를 참조하여 설명한다.
파워 코드(221B)가 파워에 연결되고 엔드 비트(210)가 스크루(S)와 결합된 상태에서 사용자가 방아쇠(221B)를 누를 때, 모터(203)는 전기가 공급되어 회전을 시작한다. 피니온(232) 역시 회전되고, 구동 부재(241)의 기어(241A)와 맞물리기 때문에 회전을 구동 부재(241)에 전달한다.
스크루(S)가 벽(W)에 대해 눌려질 때, 엔드 비트(210)와 엔드 비트 장착부(205)는 하우징(202)에 대해 후방으로 이동된다. 이때, 엔드 비트 장착부(205)가 일체로 구비되는 샤프트(242) 역시 하우징(202)에 대해 후방으로 이동된다. 샤프트(242)에 고정되는 종동 부재(244) 역시 하우징(202)에 대해 후방으로 이동된다.
이러한 방식으로, 종동 부재(244)의 후방 이동으로 인해, 구동 부재(241)의 원추형 볼록부(243S)는 종동 부재(244)의 원추형 오목부(244S)에 접촉하여 결합된다. 이러한 결합으로 인해, 회전은 구동 부재(241)로부터 종동 부재(244)로 전달된다. 여기에서, 구동 부재(241)와 종동 부재(244) 사이의 결합은 원추형 볼록부(243S)와 원추형 오목부(244S)에 의해 달성된다. 따라서, 결합(접촉)의 표면적은 더 커져, 마찰력에 의한 전달은 더욱 효율적으로 수행될 수 있다.
벽(W) 내로의 스크루(S)의 구동이 완료될 때, 스토퍼(254)는 벽(W)과 맞대어져, 회전력은 엔드 비트(210)로부터 스크루(S)로 전달되지 않는다.
상술한 실시예에서, 원추형 볼록부(243S)는 구동 부재(241)에 구비되고, 원추형 오목부(244S)는 종동 부재(244)에 구비된다. 그러나, 원추형 오목부가 구동 부재에 구비되고, 원추형 볼록부가 종동 부재에 구비될 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서, 원추형 볼록부(243S)는 단일 구동 부재(241)에 구비되고, 원추형 오목부(244S)는 단일 종동 부재(244)에 구비된다. 그러나, 복수의 원추형 볼록부가 복수의 단일 구동 부재 각각에 구비되고, 복수의 원추형 오목부가 복수의 종동 부재 각각에 구비될 수도 있다. 유사하게, 복수의 원추형 오목부가 복수의 단일 구동 부재 각각에 구비되고, 복수의 원추형 볼록부가 복수의 종동 부재 각각에 구비될 수도 있다.
본 발명은 상기 측면을 참조하여 상세히 설명되었으나, 청구범위의 범위로부터 이탈함이 없이 본 발명에 대해 여러 가지 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
예를 들면, 상술한 실시예에서, 본 발명의 파워 툴은 스크루 드라이버에 적용된다. 그러나, 본 발명의 파워 툴은, 구동부의 회전 구동력을 드릴과 같은 엔드 비트에 전달하는 다른 종류의 파워 툴에 적용될 수 있다.
1, 101, 201: 스크루 드라이버 2, 102, 202: 하우징
3, 203: 모터 4, 104, 204: 클러치부
5, 205: 엔드 비트 장착부 10, 110, 210: 비트
21: 손잡이 21A, 221A: 방아쇠
21B, 221B: 파워 코드 21C: 회로부
21D: 스위치 31, 131, 231: 회전축
31A, 131A: 베어링 32, 132, 232: 피니온
33, 133: 팬 41, 141: 클러치 드럼
41A, 141A, 241A: 기어 41B: 볼록부
41C, 141C: 벽부 41D, 141E: 수용부
41a: 구멍 42, 142, 242: 스플라인 샤프트
42A: 볼록부 43a: 볼록부
43b: 개구 43, 143: 제1 클러치 플레이트
44, 144: 제2 클러치 플레이트 44a: 오목부
44b: 개구 45, 145: 일방향 클러치
46, 146: 스프링 47A, 147A: 베어링
47B: 베어링 48: 제1 밀봉 부재
51, 151: 소켓 51A: 접촉부
51a: 장착 구멍 52, 152, 252: 베어링
53: 제2 밀봉 부재 54, 154, 254: 덮개
141D: 제1 스프링 151A: 제2 스프링
241: 구동 부재 243: 원추형부
243S: 볼록부 244: 종동 부재
244S: 오목부 251: 볼

Claims (28)

  1. 사용자에 의해 파지되도록 구성된 손잡이,
    회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트를 가진 구동부,
    엔드 비트(bit)를 유지하고, 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된 엔드 비트 장착부, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된 마찰 클러치
    를 포함하며,
    상기 엔드 비트 장착부는 공작물에 대해 사용자가 상기 엔드 비트를 가압함에 따라 축방향으로 이동가능하며,
    상기 마찰 클러치는,
    상기 구동부에 의해 구동되고, 구동측 접촉면을 가진 구동 부재, 및
    상기 엔드 비트 장착부가 상기 구동부를 향해 상기 축방향으로 이동할 때, 상기 구동측 접촉면과 접촉할 수 있는 종동측(follow-side) 접촉면을 가지고 상기 구동측 접촉면에 대하여 슬라이딩 이동가능한 종동 부재
    를 포함하고,
    공작물에 대하여 상기 엔드 비트를 가압하도록 사용자에 의해 상기 손잡이가 파지되면, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 구동부를 향해 축방향으로 이동되며, 상기 구동측 접촉면과 상기 종동측 접촉면 사이의 마찰력이 증가되어 상기 엔드 비트가 회전되는, 파워 툴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 상기 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고,
    상기 파워 툴은, 상기 출력 샤프트의 상기 회전 구동력을 상기 마찰 클러치와는 다른 루트를 통해 상기 역방향으로만 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성된 제2 클러치를 더 포함하는,
    파워 툴.
  3. 제1항에 있어서,
    내부 공간을 가지며, 상기 구동 부재와 상기 종동 부재를 상기 내부 공간에 수용하는 수용부, 및
    상기 수용부의 상기 내부 공간을 상기 수용부의 외부로부터 차단하는 밀봉 부재
    를 더 포함하는, 파워 툴.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 상기 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고,
    상기 마찰 클러치는 제1 클러치로서 작용하며,
    상기 파워 툴은, 상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된 제2 클러치를 더 포함하고,
    상기 제1 클러치가, 상기 출력 샤프트와 상기 엔드 비트 장착부가 함께 회전되는 전달 위치에 있을 때, 적어도 상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있으며,
    상기 제1 클러치가, 상기 출력 샤프트와 상기 엔드 비트 장착부가 함께 회전되지 않는 차단 위치에 있을 때, 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 엔드 비트 장착부 앞에서 차단되고,
    상기 제2 클러치는, 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 상기 제1 클러치와는 다른 루트를 통해 상기 역방향으로만 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성되어 있는,
    파워 툴.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 클러치는, 상기 제1 클러치가 상기 전달 위치에 있을 때, 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 상기 전방 방향 및 상기 역방향으로 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성되어 있는, 파워 툴.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 클러치는 다중 플레이트 마찰 클러치를 포함하는, 파워 툴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는,
    상기 구동부와 함께 회전되며 각각 플레이트 형상을 가진 복수의 구동 부재, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 함께 회전되며 각각 플레이트 형상을 가진 복수의 종동 부재
    를 포함하며,
    상기 복수의 구동 부재와 상기 복수의 종동 부재는 상기 엔드 비트 장착부 측으로부터 상기 구동부 측으로 교대로 배치되어 있고,
    상기 복수의 종동 부재 중 하나는 상기 엔드 비트 장착부에 가장 가까이 있는,
    파워 툴.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 출력 샤프트의 회전을 감속시키도록 상기 출력 샤프트에 의해 회전 가능하게 구동되는 기어 메커니즘, 및
    상기 엔드 비트 장착부에 연결되어 있고, 상기 엔드 비트와 동축으로 회전되도록 구성되어 있는 샤프트를 더 포함하며,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 기어 메커니즘과 상기 샤프트 사이에 배치되어 있는,
    파워 툴.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 엔드 비트 장착부는 상기 샤프트에 장착되어 있는, 파워 툴.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 다중 플레이트 마찰 클러치를 통해서만 상기 엔드 비트 장착부로 전달되며,
    상기 전방 방향으로의 상기 회전 구동력의 전달 효율은 상기 축방향으로의 상기 다중 플레이트 마찰 클러치의 이동에 따라 변경되는,
    파워 툴.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 엔드 비트 장착부의 상기 회전축과 동축으로 배치되어 있는, 파워 툴.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 배치되어 있는 복수의 스프링을 더 포함하며,
    상기 복수의 스프링은 상기 다중 플레이트 마찰 클러치를 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 하나 이상을 향해 가압하도록 구성되어 있고,
    상기 복수의 스프링 중 하나 이상은, 소정량보다 큰 양만큼 압축되는 것이 방지되어, 상기 복수의 스프링이 소정량에서 변경되는 결합된 스프링 상수를 가지게 하는,
    파워 툴.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 스프링은 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 직렬로 배치되어 있는, 파워 툴.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 스프링은 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 병렬로 배치되어 있는, 파워 툴.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 클러치는, 상기 축방향으로 이동될 수 있도록 구성된 다중 플레이트 마찰 클러치를 포함하며,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는, 상기 엔드 비트가 공작물에 대해 눌려진 상태에서 상기 구동 샤프트의 상기 회전 구동력을 상기 엔드 비트로 전달하기 위해 상기 축방향으로 이동되도록 구성되어 있는,
    파워 툴.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는,
    상기 구동부와 함께 회전되며 각각 플레이트 형상을 가진 복수의 구동 부재, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 함께 회전되며 각각 플레이트 형상을 가진 복수의 종동 부재
    를 포함하며,
    상기 복수의 구동 부재와 상기 복수의 종동 부재는 상기 엔드 비트 장착부 측으로부터 상기 구동부 측으로 교대로 배치되어 있고,
    상기 복수의 종동 부재 중 하나는 상기 엔드 비트 장착부에 가장 가까이 있는,
    파워 툴.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 출력 샤프트의 회전을 감속시키도록 상기 출력 샤프트에 의해 회전 가능하게 구동되는 기어 메커니즘, 및
    상기 엔드 비트 장착부에 연결되어 있고, 상기 엔드 비트와 동축으로 회전되도록 구성되어 있는 샤프트를 더 포함하며,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 기어 메커니즘과 상기 샤프트 사이에 배치되어 있는,
    파워 툴.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 엔드 비트 장착부는 상기 샤프트에 장착되어 있는, 파워 툴.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 구동부는 전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 상기 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고,
    상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력은 상기 다중 플레이트 마찰 클러치를 통해서만 상기 엔드 비트 장착부로 전달되며,
    상기 전방 방향으로의 상기 회전 구동력의 전달 효율은 상기 축방향으로의 상기 다중 플레이트 마찰 클러치의 이동에 따라 변경되는,
    파워 툴.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 다중 플레이트 마찰 클러치는 상기 엔드 비트 장착부의 상기 회전축과 동축으로 배치되어 있는, 파워 툴.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 배치되어 있는 복수의 스프링을 더 포함하며,
    상기 복수의 스프링은 상기 다중 플레이트 마찰 클러치를 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 하나 이상을 향해 가압하도록 구성되어 있고,
    상기 복수의 스프링 중 하나 이상은, 소정량보다 큰 양만큼 압축되는 것이 방지되어, 상기 복수의 스프링이 소정량에서 변경되는 결합된 스프링 상수를 가지게 하는,
    파워 툴.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 스프링은 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽 또는 양쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 직렬로 배치되어 있는, 파워 툴.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 스프링은 상기 엔드 비트 측과 상기 구동 측 중 어느 한 쪽에서 상기 다중 플레이트 마찰 클러치에 인접하여 병렬로 배치되어 있는, 파워 툴.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 엔드 비트 장착부는, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동될 수 있도록 구성되어 있고,
    상기 구동 부재는, 상기 구동측 접촉면으로서 작용하는 제1 결합부를 가지며,
    상기 종동 부재는, 상기 제1 결합부와 결합될 수 있고 상기 종동측 접촉면으로서 작용하는 제2 결합부를 가지며,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제1 위치에 있을 때에는 서로 결합되지 않고, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제2 위치에 있을 때에는 서로 결합되도록 구성되어 있으며,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 하나는 원추형 볼록부를 가지고, 다른 하나는 원추형 오목부를 가지는,
    파워 툴.
  25. 사용자에 의해 파지되도록 구성된 손잡이,
    전방 방향 및 역방향에서 선택적으로 회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트를 가진 구동부,
    엔드 비트를 유지하고 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된 엔드 비트 장착부, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된 제1 클러치 및 제2 클러치
    를 포함하며,
    상기 엔드 비트 장착부는 공작물에 대해 사용자가 상기 엔드 비트를 가압함에 따라 축방향으로 이동가능하며,
    상기 제1 클러치는 마찰 클러치이고, 적어도 상기 전방 방향으로의 상기 구동부의 상기 회전 구동력이 상기 엔드 비트 장착부로 전달될 수 있는 전달 위치와, 상기 구동부의 상기 회전 구동력이 상기 엔드 비트 장착부 앞에서 차단되는 차단 위치 사이에서 이동될 수 있고,
    상기 제2 클러치는, 상기 구동부의 상기 회전 구동력을 제1 클러치와는 다른 루트를 통해 역방향으로만 상기 엔드 비트 장착부로 전달하도록 구성되어 있고,
    공작물에 대하여 상기 엔드 비트를 가압하도록 사용자에 의해 상기 손잡이가 파지되면, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 구동부를 향해 축방향으로 이동되며 상기 제1 클러치에서의 마찰력이 증가되어 상기 엔드 비트가 회전되는, 파워 툴.
  26. 사용자에 의해 파지되도록 구성된 손잡이,
    회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 회전 구동력을 출력시키는 출력 샤프트를 가진 구동부,
    엔드 비트를 유지하고, 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있도록 구성된 엔드 비트 장착부, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 구비된 다중 플레이트 마찰 클러치를 포함하며,
    상기 엔드 비트 장착부는 공작물에 대해 사용자가 상기 엔드 비트를 가압함에 따라 축방향으로 이동가능하며,
    공작물에 대하여 상기 엔드 비트를 가압하도록 사용자에 의해 상기 손잡이가 파지되면, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 구동부를 향해 축방향으로 이동되고 상기 다중 플레이트 마찰 클러치의 마찰력이 증가되어 상기 엔드 비트가 회전되는, 파워 툴.
  27. 사용자에 의해 파지되도록 구성된 손잡이,
    회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있는 구동부,
    엔드 비트를 유지하고, 축방향으로 연장된 회전축 주위로 회전될 수 있으며, 공작물에 대해 사용자가 상기 엔드 비트를 가압함에 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 축방향으로 이동될 수 있도록 구성된 엔드 비트 장착부, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 제공되는 마찰 클러치
    를 포함하고, 상기 마찰 클러치는:
    상기 구동부의 상기 회전 구동력을 받으며, 상기 회전 구동력에 의해 회전될 수 있고, 제1 결합부를 가진 구동 부재, 및
    상기 제1 결합부와 결합될 수 있는 제2 결합부를 가지는 종동 부재
    를 포함하고,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제1 위치에 있을 때에는 서로 결합되지 않고, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제2 위치에 있을 때에는 서로 결합되도록 구성되어 있으며,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 하나는 원추형 볼록부를 가지고, 다른 하나는 원추형 오목부를 가지고,
    공작물에 대하여 상기 엔드 비트를 가압하도록 사용자에 의해 상기 손잡이가 파지되면, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 제2 위치로 축방향으로 이동되고, 상기 원추형 볼록부와 상기 원추형 오목부 사이에서 생성된 마찰력의 증가에 의해 상기 엔드 비트 장착부로 전달되는 상기 구동부의 회전 구동력이 증가되는, 파워 툴.
  28. 사용자에 의해 파지되도록 구성된 손잡이,
    회전 구동력을 발생시키도록 구성되어 있는 구동부,
    엔드 비트를 유지하고, 공작물에 대해 사용자가 상기 엔드 비트를 축방향으로 가압함에 따라 축방향으로 이동가능하도록 구성된 엔드 비트 장착부,
    상기 구동부에 의해 구동되는 구동 부재, 및
    상기 엔드 비트 장착부와 상기 구동부 사이에 제공되는 종동 부재
    를 포함하고,
    상기 종동 부재는, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 구동부를 향해 축방향으로 이동할 때 상기 구동 부재와 접촉할 수 있고 상기 구동 부재에 대하여 슬라이딩 이동가능하며,
    공작물에 대하여 상기 엔드 비트를 가압하도록 사용자에 의해 상기 손잡이가 파지되면, 상기 엔드 비트 장착부가 상기 구동부를 향해 축방향으로 이동되어, 상기 구동 부재와 상기 종동 부재 사이에 발생하는 마찰력이 증가됨으로써 상기 엔드 비트 장착부에 전달되는 상기 회전 구동력이 증가되는, 파워 툴.
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