KR101413162B1 - 전동공구의 회전소켓 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓은, 회전축 및 공구소자와 결합되는 전동공구의 회전소켓에 있어서, 상기 회전축과 결합되는 회전축 결합체; 상기 공구소자와 결합되는 공구 결합체; 부시(bush)가 외면에 장착되는 부시 결합체; 상기 부시 결합체의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고 윤활유가 수용되는 제1 그루브(groove); 및 상기 부시 결합체의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고 윤활유가 수용되는 제2 그루브를 포함한다.

Description

전동공구의 회전소켓{ROTATING SOCKET OF ELECTRIC TOOL}
본 발명은 전동공구의 회전소켓에 관한 것으로 더욱 상세하게는 회전축과 공구소자를 연결하는 회전소켓의 외면에 둘 이상의 나선형 그루브(groove)가 서로 교차되는 형상으로 형성되도록 함으로써 전동공구의 회전소켓에서 발생되는 전열(電熱), 마찰열, 진동 및 소음을 저감시키는 전동공구의 회전소켓에 관한 것이다.
전동공구의 회전소켓은, 통상 실린더 형상의 회전소켓 본체의 후단에는 회전축 결합부와 결속시키기 위한 작은 직경으로 형성된 회전축 결합단자를 갖고, 선단에는 볼트 및 너트 머리에 끼워 맞춰지는 구멍 형태의 공구 결합단자를 갖는다.
예를 들면, 축 방향 일단측에 전동 드라이버, 에어 드라이버 등의 공구 결합부를 구비하고, 타단측에 너트 및 볼트 머리 등의 끼워 맞춤 구멍을 갖는 소켓부를 구비한 회전 공구용 소켓에 있어서, 상기 축부와 소켓부는 별체로 하고, 축부는 내마모성 및 인성(靭性)을 갖는 고합금 강제로 하며, 소켓부는 내마모성 고합금 강제로 함과 더불어 회전축을 회전소켓에 끼워 넣어 결합하여 일체화된 구조를 갖는다.
상술한 종래의 전동공구의 회전소켓은 회전운동 시 마찰에 의한 열이 발생되는데 이때 발생하는 마찰열로 인하여 고강도의 피가공물이 천공 및 체결되기 전에 공구소자는 열적 변형이 발생하여 금방 무디어지고, 결국 사용할 수 없게 된다.
이러한 문제로 인하여 하나의 위치에 천공 및 체결 작업을 위해서는 여러 개의 공구소자가 빈번하게 교체되어 소요되어야만 하는 문제가 있다. 또한, 각 공구소자를 이용한 천공 및 체결 작업에 있어서도 발생하는 마찰열로 인한 공구소자의 손상을 감소시키기 위하여 연속적인 천공작업 및 체결작업 시 발생하는 마찰열, 진동 및 소음을 저감하기 위하여 작업 중단하는 횟수가 많기 때문에 작업시간이 많이 소요되는 문제가 있다.
이를 위하여 종래의 전동공구의 회전소켓에는 윤활유가 첨가되는 그루브가 형성되어 있는데, 종래기술에 따른 대부분의 그루브는 단순한 일자 형태이거나 사각형 형태로만 제작되어 있어, 회전소켓의 고속회전을 고려하지 않은 설계로 인해 윤활유가 소켓에 골고루 공급되지 못하고 한쪽으로만 치우치게 첨가되어 실질적 마찰면에 공급되지 못한다는 문제점이 지적되고 있다. 이에, 회전소켓의 고속회전에 따라 발생하는 힘 벡터의 방향을 고려하여 회전소켓의 실직적 마찰면에 윤활유가 효과적으로 공급될 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 회전축과 공구소자를 연결하는 회전소켓의 외면에 둘 이상의 나선형 그루브(groove)가 서로 교차되는 형상으로 형성되도록 함으로써 전동공구의 회전소켓에서 발생되는 전열(電熱), 마찰열, 진동 및 소음을 저감시키는 전동공구의 회전소켓을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓은, 회전축 및 공구소자와 결합되는 전동공구의 회전소켓에 있어서, 상기 회전축과 결합되는 회전축 결합체; 상기 공구소자와 결합되는 공구 결합체; 부시(bush)가 외면에 장착되는 부시 결합체; 상기 부시 결합체의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고 윤활유가 수용되는 제1 그루브(groove); 및 상기 부시 결합체의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고 윤활유가 수용되는 제2 그루브를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓은 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브는 상기 부시 결합체의 외면 둘레에 각각 사인곡선(sine curve)의 형상을 갖도록 형성되고, 상기 제1 그루브의 사인곡선과 상기 제2 그루브의 사인곡선은 서로 180도의 위상차(phase difference)를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓은 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브는 각각의 단면이 'U'자형 홈으로 형성되고, 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브가 서로 교차하는 교차영역을 제1 교차경계영역 및 제1 교차중심영역으로 구분하는 경우, 상기 제1 교차경계영역은 단면이 'W'자형 홈으로 형성되며, 상기 제1 교차중심영역은 단면이 하나의 'U'자형 홈으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전동공구의 회전소켓에 따르면, 두개의 나선형 그루브를 180도의 위상차로 서로 교차되는 형상으로 형성시킴으로써, 회전소켓의 고속회전에 따라 발생하는 힘 벡터의 방향을 고려하여 회전소켓의 실직적 마찰면에 윤활유가 효과적으로 공급될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 전동공구의 회전소켓에 따르면, 모터와 회전축의 구동으로 인하여 발생된 전열(電熱)이 회전소켓에 전달되는 것을 저감하고, 회전소켓에 내부에서 발생되는 마찰열 및 소음을 저감하여 전동공구의 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 일단에 결합되는 회전소켓과 부시를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓을 전개한 전개도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓에 형성된 제1 그루브 및 제2 그루브를 부분단면하여 나타낸 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동공구의 회전소켓에 형성된 제3 그루브 및 제4 그루브를 부분단면하여 나타낸 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전동공구의 회전소켓에 형성된 제5 그루브 및 제6 그루브를 부분단면하여 나타낸 부분 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구를 도시한 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 회전축 및 공구소자가 결합되는 전동공구(100)의 회전소켓(200)은, 전동공구(100)의 내부에 형성된 모터(110), 회전축(120), 부시 (130), 및 공구소자(140)와 결합되거나 연결될 수 있다.
모터(110)가 구동되어 회전축(120)이 회전될 수 있다. 회전축(120)은 회전소켓(200)의 후단영역과 결합되고, 회전축(120)의 회전운동이 전달되어 회전소켓(200)이 회전운동 될 수 있다. 상기 회전운동 시 회전소켓(200)에는 마찰열이 발생될 수 있다. 회전소켓(200)의 중앙영역에는 부시(130)가 장착될 수 있다. 회전소켓(200)의 선단영역에는 공구소자(140)가 설치될 수 있다.
모터는(110)는 정회전 및 역회전으로 구동되고, 회전소켓(200)의 선단영역에 결합되는 공구소자(140)도 정회전 및 역회전으로 회전되어 볼트 및 너트가 체결 및 풀림 될 수 있다. 또한, 모터(110)가 전기를 공급받아 회전운동을 하면서 생성된 전열(電熱)이 회전축(120)으로 전달되고, 상기 전열은 회전축(120)에서 회전소켓(200)으로 전달될 수 있다. 회전소켓(200)의 중앙영역에 설치된 부시(130)로 인해 회전소켓(200)이 회전운동을 하게 되면 마찰열, 진동 및 소음이 발생될 수 있다. 이와 같이 발생하는 전열, 마찰열, 진동 및 소음을 최소화하기기 위해 도 2에 도시된 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)에 형성된 유로에 윤활유가 수용될 수 있다. 회전소켓(200)에 대하여는 도 2를 참조하여 보다 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 일단에 결합되는 회전소켓과 부시를 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 전동공구(100)의 회전소켓(200)은 세 영역으로 구분될 수 있다. 후단영역에는 회전축 결합부(210)가 형성될 수 있다. 중앙영역에는 부시 결합체(220)가 형성될 수 있다. 부시 결합체(220)가 형성된 중앙영역에는 부시 (130)가 설치될 수 있다. 선단영역에는 공구 결합부(230)가 형성될 수 있다. 그루브(220)가 형성된 중앙영역에는 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)가 형성될 수 있다.
부시 결합체(220)의 외면 둘레에는 부시(130)가 설치될 수 있다. 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)는 부시(130)의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고, 윤활유가 수용되어 회전소켓(200)이 회전운동 시 마찰열을 저감시켜 줄 수 있다. 상기 윤활유는 부시 결합체(220)의 외면과 부시(130)의 내면에 직접적으로 접촉되지 못하게 유막(油膜)을 형성하고, 회전 시 발생되는 마찰열, 진동 및 소음이 저감될 수 있다. 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)의 내부에 수용된 상기 윤활유는 부시(130)와 접촉되는 부분에 균일하게 유막이 형성되도록 하고, 부시 결합체(220)와 부시(130)간의 마찰계수를 줄여주어 회전소켓(200)이 원활하게 회전운동 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓을 전개한 전개도이다.
도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구(100)의 회전소켓(200)의 일측을 절개하여 전개한 도면이 도시되어 있다. 회전소켓(200)은 세 영역으로 구분된다. 이 중 중앙영역에 해당되는 부시 결합체(220)에는 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)가 형성될 수 있다. 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)는 부시 결합체(220)의 외면 둘레에 각각 사인곡선(sine curve)의 형상을 갖도록 형성되고, 제1 그루브(221)의 사인곡선과 제2 그루브(222)의 사인곡선은 서로 180도의 위상차(phase difference)를 갖도록 형성될 수 있다.
제1 그루브(221)의 사인곡선과 제2 그루브(222)의 사인곡선 유로에 수용된 윤활유가 회전소켓(200)의 회전운동 시 상기 유로를 통해서 확산 및 응집되는 반복적인 동작을 함으로써 부시 결합체(220)의 외면 둘레와 부시(130)의 내면 둘레에 유막이 형성될 수 있다. 상기 유막으로 인해 마찰열, 진동 및 소음이 저감되고, 내마모성이 향상될 수 있다. 부시(130)는 반복적인 회전운동 시 부시 결합체(220)의 외면 둘레에 수용된 상기 윤활유가 외부로 누유되는 것을 방지하고, 마모방지, 충격 및 진동을 흡수 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 전동공구(100)의 회전소켓(200)에는 두 개의 그루브가 각각 나선형으로 180도의 위상차를 가지면서 서로 교차되도록 형성됨으로써, 회전소켓(200)의 고속회전에 따라 발생하는 원심력과 와류 현상에 상관없이 실질적 마찰면에 윤활유가 고르게 분포될 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
도 3의 전개도에서는 제1 그루브(221)의 사인곡선과 제2 그루브(222)의 사인곡선이 두번 교차하는 형상을 예로 들어 설명하지만, 제1 그루브(221)의 사인곡선과 제2 그루브(222)의 사인곡선의 교차점 개수, 즉 회전소켓(200)에 형성되는 제1 그루브(221)의 사인곡선의 주기값과 제2 그루브(222)의 사인곡선의 주기값은 당업자의 판단에 따라 다양한 값으로 변형되어 구현될 수 있음은 자명하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 회전소켓에 형성된 제1 그루브 및 제2 그루브를 부분단면하여 나타낸 부분 단면도이다.
(1)번 섹션은 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)는 각각의 단면을 나타낸 도면이다. 상기 단면은 'U'자형 홈으로 형성되고, 선정된(determined) 기울기를 갖고 기울어져서 형성될 수 있다. (2)번 섹션은 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)가 서로 교차하는 교차영역을 제1 교차경계영역(223)을 나타낸다. 제1 교차경계영역(223)은 단면이 'W'자형 홈으로 형성될 수 있다. (3)번 섹션은 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)가 서로 교차하는 교차영역을 제1 교차중심영역(224)을 나타낸다. 제1 교차중심영역(224)은 단면이 하나의 'U'자형 홈으로 형성될 수 있다.
회전소켓(200)이 회전운동 시 회전소켓(200)이 정지 시 제1 그루브(221) 및 제2 그루브(222)는 각각의 단면이 'U'자형 홈 내부에 수용된 윤활유는 정차(停車)될 수 있다. 상기 'U'자형 홈에 수용된 상기 윤활유는 하나의 와류(渦流)를 형성하며 회전되고, 상기 윤활유를 균일하게 확산 및 응집의 반복적인 동작을 통해서 부시 결합체(220)의 외면 둘레와 부시(130)의 내면 둘레에 유막이 형성될 수 있다. 상기 유막으로 인해 마찰열, 진동 및 소음이 저감되고, 내마모성이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동공구의 회전소켓에 형성된 제3 그루브 및 제4 그루브를 부분단면하여 나타낸 부분 단면도이다.
(4)번 섹션은 제3 그루브(300) 및 제4 그루브(301)는 각각의 단면을 나타낸 도면이다. 상기 단면은 오각형 홈으로 형성되고, 선정된(determined) 기울기를 갖고 기울어져서 형성될 수 있다. (5)번 섹션은 제3 그루브(300) 및 제4 그루브(301)가 서로 교차하는 교차영역을 제2 교차경계영역(302)을 나타낸다. 제2 교차경계영역(302)은 단면이 한 변이 접하는 대칭된 오각형 홈으로 형성될 수 있다. (6)번 섹션은 제3 그루브(300) 및 제4 그루브(301)가 서로 교차하는 교차영역을 제2 교차중심영역(303)을 나타낸다. 제2 교차중심영역(303)은 단면이 하나의 오각형 홈으로 형성될 수 있다.
회전소켓(200)이 회전운동 시 회전소켓(200)이 정지 시 제3 그루브(300) 및 제4 그루브(301)는 각각의 단면이 기울어진 오각형 홈 내부에 수용된 윤활유는 정차(停車)될 수 있다. 상기 기울어진 오각형 홈에 수용된 상기 윤활유는 하나 이상의 와류(渦流)를 형성하며 회전되고, 상기 윤활유를 균일하게 확산 및 응집의 반복적인 동작을 통해서 부시 결합체(220)의 외면 둘레와 부시(130)의 내면 둘레에 유막이 형성될 수 있다. 상기 유막으로 인해 마찰열, 진동 및 소음이 저감되고, 내마모성이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전동공구의 회전소켓에 형성된 제5 그루브 및 제6 그루브를 부분단면하여 나타낸 부분 단면도이다.
(7)번 섹션은 제5 그루브(400) 및 제6 그루브(401)는 각각의 단면을 나타낸 도면이다. 상기 단면은 평행사변형 홈으로 형성될 수 있다. (8)번 섹션은 제5 그루브(400) 및 제6 그루브(401)가 서로 교차하는 교차영역을 제3 교차경계영역(402)을 나타낸다. 제3 교차경계영역(402)은 단면이 사다리꼴형 홈으로 형성될 수 있다. (9)번 섹션은 제5 그루브(400) 및 제6 그루브(401)가 서로 교차하는 교차영역을 제3 교차중심영역(403)을 나타낸다. 제3 교차중심영역(403)은 단면이 하나의 사각형 홈으로 형성될 수 있다.
회전소켓(200)이 회전운동 시 회전소켓(200)이 정지 시 제5 그루브(400) 및 제6 그루브(401)는 각각의 단면이 평행사변형 홈 내부에 수용된 윤활유는 정차(停車)될 수 있다. 상기 평행사변형 홈에 수용된 상기 윤활유는 하나 이상의 와류(渦流)를 형성하며 회전되고, 상기 윤활유를 균일하게 확산 및 응집의 반복적인 동작을 통해서 부시 결합체(220)의 외면 둘레와 부시(130)의 내면 둘레에 유막이 형성될 수 있다. 상기 유막으로 인해 마찰열, 진동 및 소음이 저감되고, 내마모성이 향상될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 전동공구 110: 모터
120: 회전축 130: 부시(bush)
140: 공구소자 200: 회전소켓
210: 회전축 결합체 220: 부시 결합체
221: 제1 그루브 222: 제2 그루브
223: 제1 교차경계영역 224: 제2 교차중심영역
230: 공구 결합체 300: 제3 그루브
301: 제4 그루브 302: 제2 교차경계영역
303: 제2 교차중심영역 400: 제5 그루브
401: 제6 그루브 402: 제3 교차경계영역
403: 제3 교차중심영역

Claims (3)

  1. 회전축 및 공구소자와 결합되는 전동공구의 회전소켓에 있어서,
    상기 회전축과 결합되는 회전축 결합체;
    상기 공구소자와 결합되는 공구 결합체;
    부시(bush)가 외면에 장착되는 부시 결합체;
    상기 부시 결합체의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고 윤활유가 수용되는 제1 그루브(groove); 및
    상기 부시 결합체의 외면 둘레에 걸쳐 나선형으로 형성되고 윤활유가 수용되는 제2 그루브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구의 회전소켓.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브는 상기 부시 결합체의 외면 둘레에 각각 사인곡선(sine curve)의 형상을 갖도록 형성되고, 상기 제1 그루브의 사인곡선과 상기 제2 그루브의 사인곡선은 서로 180도의 위상차(phase difference)를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전동공구의 회전소켓.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브는 각각의 단면이 'U'자형 홈으로 형성되고, 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브가 서로 교차하는 교차영역을 교차경계영역 및 교차중심영역으로 구분하는 경우, 상기 교차경계영역은 단면이 'W'자형 홈으로 형성되며, 상기 교차중심영역은 단면이 하나의 'U'자형 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동공구의 회전소켓.
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