KR101603781B1 - 전동식 진동연장 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 진동연장에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 삽이나 톱 등과 같은 연장의 사용시 전기를 동력원으로 하는 진동을 발생시켜 사용자의 노동력을 크게 절감할 수 있는 전동식 진동연장에 관한 것이다.
본 발명의 전동식 진동연장은 내부가 비어있는 중공 구조의 자루부와, 자루부의 내부에 삽입되는 진동로드와, 진동로드의 하부에 결합되는 연장부와, 진동로드에 진동을 발생시켜 상기 연장부를 왕복 이동시키는 진동발생수단을 구비하고, 상기 진동발생수단은 진동로드의 상부와 연결된 하우징과, 상기 하우징에 설치되는 전동모터와, 상기 전동모터의 구동축에 축결합되어 상기 하우징 내부에 설치된 제 1기어와, 상기 제 1기어의 회전중심에서 편심되도록 상기 제 1기어에 설치된 제 1편심웨이트와, 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 제 1기어와 수평한 방향으로 치합하는 제 2기어와, 상기 제 2기어의 회전중심에서 편심되도록 상기 제 2기어에 설치되는 제 2편심웨이트를 구비한다.

Description

전동식 진동연장{power vibrating tool}

본 발명은 전동식 진동연장에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 삽이나 톱 등과 같은 연장의 사용시 전기를 동력원으로 하는 진동을 발생시켜 사용자의 노동력을 크게 절감할 수 있는 전동식 진동연장에 관한 것이다.

삽은 땅을 파거나 흙을 떠내는 데 쓰이는 연장이고, 톱은 나무를 베거나 절단하는 데 쓰이는 연장이다.

삽이나 톱, 정, 끌 등과 같은 연장은 그 종류가 매우 다양하다. 이러한 연장을 이용한 작업은 비능률적일 뿐만 아니라 반복적으로 많은 힘을 들여야 하는 문제점이 있다.

예를 들어 삽을 이용하여 땅을 파는 경우 작업자가 삽날 상부의 발디딤부를 밟아 힘을 주기 때문에 작업에 많은 힘을 소모해야하고 작업량이 과다할 경우에는 많은 작업인원을 투입해야만 가능하였으며, 특히 토양이 단단하게 굳어 있거나 잔돌이 많은 곳은 작업자에게 과다한 힘의 소모가 필요했고 따라서 작업의 연속성 및 짧은 시간에 작업량 처리가 불가능하며 매우 비합리적인 단점이 있었다.

이에 따라 작업성 및 편리성을 향상시킬 수 있도록 연장에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.

대한민국 공개 실용신안 제 1996-027970호에는 엔진구동식 동력삽이 개시되어 있다.

상기 엔진구동식 동력삽은 손잡이를 조립한 하우징본체에 엔진이 설치되어 상기 엔진의 출력에 의한 캠샤프트를 회전시키고, 상기 캠샤프트에 커넥팅로드로 연결되고 삽날을 조립한 푸쉬로드가 캠연동하여 전, 후전 작동을 제공함으로 해서 엔진의 회전출력을 캠의 연동작동에 의한 전, 후진 왕복운동으로 전환하여 땅파기 작업을 행할 수 있도록 구성되었다.

하지만 상기 기술은 캠과 캠이 회전하는 커넥팅로드의 내주면 회전공간으로 인해 작동시 소음이 발생하고 장기간 사용시 캠 마모현상 발생으로 인해 소정의 왕복길이가 변화되어 굴착효과가 감소되고, 구동방식이 구동풀리와 벨트를 이용하는 방식이어서 반복 사용시 슬립현상이 발생하여 승강작동부에 상하왕복력을 제대로 전달하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 엔진을 이용하므로 무게가 무겁다는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제 10-0952537호에는 굴토 및 조경수 이식용 진동삽이 개시되어 있다.

상기 개시된 진동삽은 자루의 내부에 형성하여서 된 중공관체와, 중공관체를 관통하는 형태로 설치되는 승강작동대와, 승강작동대의 하단에 장착되는 삽날과, 승강작동대의 상단부와 연결되게 설치되어 승강작동대가 상하작동되게 한 승강작동부재와, 승강작동부재에 연결되어 승강작동부재의 구동이 이루어지도록 하는 동력전달부재로 이루어진다.

그리고 승강작동대를 상하방향으로 승강시키기 위한 승강작동부재는 동력전달부재의 회전력이 전달되는 구동축과, 구동축에 축부가 편심되게 설치되어 회동되고 리테이너에 의해 같은 간격을 유지하도록 되어 있는 볼이 내륜과 외륜 사이에 끼워져 있는 회동자와, 회동자의 외주면에 고정결합된 결합링의 일측에 연결되어 승강작동대를 승강시키는 작동로드로 이루어진다.

상기 진동삽은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 회동자와 작동로드에 의해 구동축의 회전운동을 상하 직선운동으로 바꾸므로 구성이 복잡하며, 부피가 커지는 문제점이 있다.

둘째, 작동로드를 통해 구동축의 동력을 승강작동대에 전달하는 구조이므로 동력 손실이 크고 소음이 발생한다는 문제점이 있다.

1. 대한민국 공개 실용신안 제 1996-027970호: 엔진구동식 동력삽 2. 대한민국 등록특허 제 10-0952537호: 굴토 및 조경수 이식용 진동삽

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 한쌍의 기어에 설치된 편심웨이트를 이용하여 기어의 회전운동을 상하 직선운동으로 직접 바꾸어 에너지 손실을 감소시키고 부피와 소음발생을 줄일 수 있는 전동식 진동연장을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 삽 외에도 톱, 끌, 정 등과 같은 다양한 연장을 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써 다양한 용도로 편리하게 사용할 수 있는 전동식 진동연장을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동식 진동연장은 내부가 비어있는 중공 구조의 자루부와; 상기 자루부의 내부에 삽입되는 진동로드와; 상기 진동로드의 하부에 결합되는 연장부와; 상기 진동로드에 진동을 발생시켜 상기 연장부를 왕복 이동시키는 진동발생수단;을 구비하고, 상기 진동발생수단은 상기 진동로드의 상부와 연결된 하우징과, 상기 하우징에 설치되는 전동모터와, 상기 전동모터의 구동축에 축결합되어 상기 하우징 내부에 설치된 제 1기어와, 상기 제 1기어의 회전중심에서 편심되도록 상기 제 1기어에 설치된 제 1편심웨이트와, 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 제 1기어와 수평한 방향으로 치합하는 제 2기어와, 상기 제 2기어의 회전중심에서 편심되도록 상기 제 2기어에 설치되는 제 2편심웨이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 자루부의 상부와 결합되며 상기 하우징이 내측에 위치하도록 형성된 파지프레임과, 일측이 상기 하우징에 결합되고 타측이 상기 파지프레임에 결합되어 상기 하우징을 지지하는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지부는 상기 하우징으로부터 상기 파지프레임으로 전달되는 진동을 감쇄시키기 위한 방진부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 진동로드의 외주면에는 상하로 길게 볼수용홈이 형성되며, 상기 볼수용홈에는 상기 자루부의 내주면과 접촉하는 회전볼이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 연장부는 상기 진동로드의 하부에 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 하부에 형성된 삽날을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 삽날의 측면에는 다수의 톱니가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 삽날의 하부에는 단부가 뾰족한 다수의 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 연장부는 상기 진동로드의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 하부에 형성된 톱날을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 연장부는 상기 진동로드의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 하부에 형성된 끌을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 연장부는 상기 진동로드의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 하부에 형성된 정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 한 쌍의 기어에 설치된 편심웨이트를 이용하여 기어의 회전운동을 상하 직선운동으로 직접 바꾸므로 에너지 손실을 감소시킬 수 있으며, 장치의 부피와 소음발생을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 연장을 사용하는 데 있어서 동력을 이용한 진동을 발생시키므로 사용자의 노동력과 작업시간을 크게 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 삽, 톱, 끌, 정 등과 같은 다양한 연장을 손쉽게 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써 다양한 작업용도에 맞추어 편리하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 진동연장을 나타내는 분리 사시도이고,
도 2는 도 1에 적용된 요부의 정면도이고,
도 3은 도 1에 적용된 다른 요부를 나타낸 단면도이고,
도 4는 제 1 및 제 2기어의 모습을 나타낸 사시도이고,
도 5 및 도 6은 제 1 및 제 2기어의 작용을 보여주는 개략적인 그림이고,
도 7은 도 1에 적용된 또 다른 요부를 나타낸 단면도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 적용된 연장부의 모습을 나타낸 정면도이고,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 적용된 연장부의 모습을 각각 나타낸 사시도이고,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 적용된 연장부의 모습을 나타낸 정면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전동식 진동연장에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 전동식 진동연장은 크게 자루부(10)와, 진동로드(20)와, 진동발생수단(30)과, 연장부(60)를 구비한다.

자루부(10)는 내부가 비어있는 중공 구조로 형성된다. 자루부(10)의 내부에 형성된 중공은 진동로드(20)의 외형과 대응되는 형상으로 이루어진다.

자루부(10)의 외측면에는 손으로 파지시 손과의 마찰력을 높임과 동시에 손으로 전달되는 진동을 감소시키기 위해 커버(15)가 설치될 수 있다. 커버(15)는 고무나 실리콘, 연성의 합성수지 등과 같은 플렉시블한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

진동로드(20)는 진동발생수단(30)에서 발생된 진동을 연장부(60)로 전달하는 역할을 한다.

진동로드(20)는 자루부(10)의 내부에 형성된 중공에 삽입되어 설치된다. 진동로드(20)는 봉 형상으로 이루어진다. 진동로드(20)는 자루부(10)의 길이보다 더 길게 형성된다. 따라서 자루부(10)에 삽입된 진동로드(20)의 상단과 하단은 자루부(10)의 바깥으로 각각 노출된다. 자루부(10)의 상단은 진동발생수단(30)과 연결되고, 하단은 연장부(60)와 연결된다.

진동로드(20)가 자루부(10)에 삽입된 상태에서 진동발생수단(30)에 의해 상하로 진동할 수 있도록 진동로드(20)와 자루부(10) 사이에는 회전볼(25)이 설치되는 것이 바람직하다. 도 7에 도시된 바와 같이 진동로드(20)의 외주면에는 상하로 길게 볼수용홈(23)이 형성된다. 볼수용홈(23)에는 하나 또는 둘 이상의 회전볼(25)이 수용된다. 볼수용홈(23)에 수용된 회전볼(25)의 외주면은 자루부(10)의 내주면과 접촉하도록 설치된다. 진동로드(20)가 상하로 이동시 회전볼(25)이 회전하면서 자루부(10)와의 마찰력을 감소시켜 진동로드(20)가 원활하게 작동됨과 동시에 동력손실과 소음발생을 줄인다.

진동로드(20)의 하부에는 연장부(60)가 결합된다. 연장부(60)는 삽, 톱, 정, 끌 등과 같은 다양한 연장이 적용될 수 있다.

도시된 연장부(60)의 일 예로 진동로드(20)의 하부에 결합되는 결합부(61)와, 결합부(61)에 형성된 삽날(60)을 구비한다.

결합부(61)는 진동로드(20)와 탈부착이 가능하도록 상부에 나사산부(63)가 형성된다. 나사산부(63)의 외주면에 나사산이 형성된다. 나사산부(63)가 진동로드(20)와 결합될 수 있도록 진동로드(20)의 하부에는 나사홀(미도시)이 형성된다. 나사산부(63)는 진동로드(20)의 나사홀에 삽입되어 나사결합된다.

삽날(65)은 통상적인 삽에 적용되는 것과 동일하다. 그리고 도 8에 도시된 바와 같이 삽날(65)의 다른 예로 측면에 다수의 톱니(67)가 형성될 수 있다. 톱니(67)는 삽날(65)의 일측면에만 형성되거나 좌우 양측면 모두에 형성될 수 있다. 삽날(65)에 톱니(67)를 형성함으로써 관목을 자르는 것과 같은 간단한 절단작업이 가능하다.

그리고 도 12에 도시된 바와 같이 삽날(65)의 또 다른 예로 하부에 다수의 돌기(69)가 형성될 수 있다. 각 돌기(69)의 단부는 뾰족하게 형성된다. 이와 같이 다수의 돌기(69)가 뾰족하게 형성된 삽날(65)은 흙이 단단하게 다져진 땅을 팔 때나 자갈이 섞여 있는 땅을 팔 때 효과적이다.

상술한 연장부(60)는 진동로드(20)와 탈부착이 용이하게 가능하므로 작업의 용도에 맞게 다양한 형태의 연장부를 교체하여 사용할 수 있다. 다양한 연장부의 모습을 도 9 내지 도 11에 나타내고 있다.

도 9에 도시된 연장부(70)는 진동로드의 하부에 결합되는 결합부(71)와, 결합부(71)의 하부에 형성된 끌(75)을 구비한다. 결합부(71)의 상부에 나사산부(73)가 형성되어 진동로드와 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다.

도 10에 도시된 연장부(80)는 진동로드의 하부에 결합되는 결합부(81)와, 결합부(81)의 하부에 형성된 정(85)을 구비한다. 결합부(81)의 상부에 나사산부(83)가 형성되어 진동로드와 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다.

도 11에 도시된 연장부(90)는 진동로드의 하부에 결합되는 결합부(91)와, 결합부(91)의 하부에 형성된 톱날(95)을 구비한다. 결합부(91)의 상부에 나사산부(93)가 형성되어 진동로드와 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다.

도 9 내지 도 11에 도시된 연장부 외에도 다양한 용도와 형태를 갖는 연장부가 적용될 수 있음은 물론이다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 자루부(10) 상부에는 파지프레임(50)이 형성된다.

파지프레임(50)은 사각의 형태로 형성되어 사용자가 손으로 잡을 수 있도록 구성된다. 파지프레임(50)은 사각 외에도 타원형, 원형, 삼각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 파지프레임(50)의 상부에는 손으로 잡기 편하도록 손잡이부(53)가 마련될 수 있다.

진동발생수단(30)은 상하 방향의 진동을 발생시켜 진동로드(20)를 왕복이동시킨다.

진동발생수단(30)은 진동로드(20)의 상부와 연결된 하우징(31)과, 하우징(31)에 설치되는 전동모터(33)와, 전동모터(33)의 구동축(35)에 축결합되는 제 1기어(41)와, 제 1기어(41)에 설치된 제 1편심웨이트(43)와, 제 1기어와 치합하는 제 2기어(45)와, 제 2기어(45)에 설치되는 제 2편심웨이트(47)를 구비한다.

하우징(31)은 파지프레임(50)의 내측에 위치하도록 설치된다. 하우징(31)의 전면에는 2개의 원형 홀이 형성되어 있고, 각 원형 홀에는 제 1캡(5)과 제 2캡(7)이 결합되어 하우징(31)의 내부를 밀폐시킨다. 제 1캡(5)과 제 2캡(7)은 제 1기어(41)와 제 2기어(45)의 회전축의 단부를 회전가능하게 지지한다.

하우징(31)은 지지부에 의해 파지프레임(50)에 지지될 수 있다. 지지부는 하우징(31)의 좌우 양측에 각각 설치된다. 지지부는 일측이 하우징(31)에 결합되고 타측이 파지프레임(50)에 결합된다.

상하로 진동하는 하우징(31)으로부터 파지프레임(50)으로 전달되는 진동을 감쇄시키기 위해 지지부는 방진부재(59)를 포함할 수 있다. 가령, 지지부는 하우징(31)의 측면에 결합되는 제 1브라켓(55)과, 파지프레임(50)의 내측면에 결합된 제 2브라켓(57)과, 일측이 제 1브라켓(55)에 고정되고 타측이 제 2브라켓(57)에 고정된 방진부재(59)로 이루어진다. 방진부재(59)로 고무소재를 적용할 수 있다.

하우징(31)의 하부에 진동로드(20)가 결합된다.

전동모터(33)는 하우징(31)의 외측에 설치된다. 이와 달리 하우징(31)의 내측에 전동모터(33)가 설치될 수 있음은 물론이다.

전동모터(33)는 전원과 연결되어 작동한다. 전동모터(33)에 전원을 공급하기 위해 하우징(31)의 외측에 배터리팩(39)이 설치될 수 있다. 배터리팩(39) 내부에 배터리가 수용되어 전동모터(33)와 전기적으로 연결된다. 도시되지 않았지만 배터리로부터 전동모터로 전원을 공급하거나 차단하기 위해 온/오프 스위치가 하우징(31) 또는 파지프레임(50) 또는 자루부(10)에 설치될 수 있다.

제 1기어(41)와 제 2기어(45)는 하우징(31)의 내부에 나란하게 설치된다. 제 1기어(41)와 제 2기어(45)는 하우징(31) 내부에 회전가능하게 지지된다. 제 1기어(41)와 제 2기어(45)는 좌우 방향으로 수평하게 위치한다. 제 1기어(41)는 전동모터(33)의 구동축(35)에 축결합된다. 그리고 제 2기어(45)는 제 1기어(41)와 치합하도록 설치된다.

제 1기어(41)의 회전중심에서 일측 방향으로 편심된 제 1편심웨이트(43)가 제 1기어(41)에 설치된다. 그리고 제 2기어(45)의 회전중심에서 일측 방향으로 편심된 제 2편심웨이트(47)가 제 2기어(45)에 설치된다.

제 1 및 제 2기어(41)(45)의 회전시 제 1 편심웨이트(43)가 제 1기어(41)의 하부에 위치할 경우 제 2편심웨이트(47) 역시 제 2기어(41)의 하부에 위치한다. 그리고 제 1 편심웨이트(43)가 제 1기어(41)의 상부에 위치할 경우 제 2편심웨이트 (47) 역시 제 2기어(45)의 상부에 위치한다.

전동모터(39)에 전원이 공급되면, 제 1기어(41)와 제 2기어(45)가 서로 반대방향으로 회전한다. 제 1 및 제 2기어(41)(45)의 회전시 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2편심웨이트(43)(47)가 상부로 위치하면 상방으로 진동이 발생한다. 그리고 제 1 및 제 2편심웨이트(43)(47)가 상부에 위치하다가 도 6에 도시된 바와 같이 하부에 위치하면 하방으로 진동이 발생한다.

그리고 제 1 및 제 2편심웨이트(43)(47)가 회전하면서 좌측이나 우측에 위치하면 서로 반대방향으로 각각 진동이 발생하고, 이때 발생된 진동은 서로 상쇄되어 좌우진동은 발생하지 않는다.

이와 같이 본 발명은 제 1 및 제 2기어에 설치된 제 1 및 제 2편심웨이트를 이용하여 회전운동을 상하 직선운동으로 직접 바꿀 수 있으므로 에너지 손실을 감소시키고 부피와 소음발생을 줄일 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 자루부 15: 커버
20: 진동로드 30: 진동발생수단
31: 하우징 33: 전동모터
41: 제 1기어 43: 제 1편심웨이트
45: 제 2기어 47: 제 2편심웨이트
50: 파지프레임 60: 연장부

Claims (10)

1. 내부가 비어있는 중공 구조의 자루부(10)와;
   상기 자루부(10)의 내부에 삽입되는 진동로드(20)와;
   상기 진동로드(20)의 하부에 결합되는 연장부(60)와;
   상기 진동로드(20)에 진동을 발생시켜 상기 연장부(60)를 왕복 이동시키는 진동발생수단(30);을 구비하고,
   상기 진동발생수단(30)은 상기 진동로드(20)의 상부와 연결된 하우징(31)과, 상기 하우징(31)에 설치되는 전동모터(33)와, 상기 전동모터(33)의 구동축에 축결합되어 상기 하우징(31) 내부에 설치된 제 1기어(41)와, 상기 제 1기어(41)의 회전중심에서 편심되도록 상기 제 1기어(41)에 설치된 제 1편심웨이트(43)와, 상기 하우징(31) 내부에 설치되어 상기 제 1기어(41)와 수평한 방향으로 치합하는 제 2기어(45)와, 상기 제 2기어(45)의 회전중심에서 편심되며 상기 제 1편심웨이트가 상부 또는 하부에 위치 시 상기 제1편심웨이트와 같이 상부 또는 하부에 위치되도록 상기 제 2기어(25)에 설치되는 제 2편심웨이트(43)를 구비하며,
   상기 자루부(10)의 상부와 결합되며 상기 하우징(31)이 내측에 위치하도록 형성된 파지프레임(50)과, 일측이 상기 하우징(31)에 결합되고 타측이 상기 파지프레임(50)에 결합되어 상기 하우징(31)을 지지하는 지지부를 구비하며,
   상기 지지부는 상기 하우징(31)으로부터 상기 파지프레임(50)으로 전달되는 진동을 감쇄시키기 위한 방진부재(59)를 포함하고,
   상기 진동로드(20)의 외주면에는 상하로 길게 볼수용홈(23)을 형성하고,
   상기 볼수용홈(23)에는 상기 자루부(10)의 내주면과 접촉하는 회전볼(25)을 설치하며, 상기 연장부(60)는 상기 진동로드(20)의 하부에 결합되는 결합부(61)와, 상기 결합부(61)의 하부에 형성된 삽날(65)을 구비하고, 상기 삽날의 측면에는 다수의 톱니(67)를 형성한 것을 특징으로 하는 전동식 진동연장.
   
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