KR101676460B1 - 소형 전동드라이버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나사못을 전동으로 체결하는 과정에서 드라이브비트의 토크가 약할 때 몸체를 나사못 쪽으로 누르면 구동링과 종동링을 연결하는 볼의 스프링 압력이 증가하여 토크가 강해지고, 또한 수동 체결시 몸체를 나사못 쪽으로 눌러 구동링과 종동링이 밀착된 상태에서 몸체와 드라이브비트가 강제적으로 연결되도록 하면 수동으로 회전시킬 수 있으므로 토크조절 및 수동조작이 몸체 내부의 스프링 압력변화에 따라 조절되어 몸체를 소형으로 제작할 수 있으며, 또한 몸체 외부로 별도의 구조물이 돌출되지 않으므로 구조가 간소화되는 소형 전동드라이버에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 원통형으로 손바닥에 놓이는 소형의 몸체 내부에 배터리, 모터 및 감속기가 차례로 내장되고, 상기 감속기의 모터축에 끼워지고 내부에는 다수의 볼스프링 및 볼이 구비되는 구동링이 구비되며; 상기 구동링과 떨어진 상태에서 상기 다수의 볼이 끼워지는 볼자리를 통하여 상기 구동링과 결합되는 종동링이 구비되고; 그리고 상기 몸체의 선단에는 상기 종동링과 연결되는 드라이브비트가 구비된 소형 전동드라이버에 있어서, 상기 드라이브비트는 비트홀더에 끼워지는데, 상기 비트홀더는 상기 종동링의 중앙에 형성된 육각홈에 육각돌기가 끼워져 축방향으로 이동가능하게 구비되고; 상기 육각홈에는 상기 육각돌기를 밀어서 상기 비트홀더의 외주면에 형성된 다수의 요부가 상기 몸체 내주면에 형성된 다수의 철부에서 떨어지도록 하는 홀더스프링이 구비되며; 상기 홀더스프링은 상기 볼스프링보다 압축력이 상대적으로 강하여 상기 볼스프링이 압축되어 상기 볼이 볼자리에 강하게 밀착되고 상기 구동링과 종동링의 토크가 증가 될 때 상기 요부와 철부는 떨어진 상태가 유지되도록 한 특징이 있다.

Description

소형 전동드라이버{Small electric screwdriver}

본 발명은 소형 전동드라이버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나사못을 전동으로 체결하는 과정에서 드라이브비트의 토크가 약할 때 몸체를 나사못 쪽으로 누르면 구동링과 종동링을 연결하는 볼의 스프링 압력이 증가하여 토크가 강해지고, 또한 수동 체결시 몸체를 나사못 쪽으로 눌러 구동링과 종동링이 밀착된 상태에서 몸체와 드라이브비트가 강제적으로 연결되도록 하면 수동으로 회전시킬 수 있으므로 구조가 간소화되는 소형 전동드라이버에 관한 것이다.

일반적으로 전동드라이버는 모터의 힘으로 드라이브비트를 회전시켜 나사체결하는 방식인데, 대부분 별도의 손잡이를 구비하고 있으므로 소형으로 제작하기 어렵다. 또한 드라이브비트에 과부하가 걸리더라도 모터에는 계속 전원이 공급되므로 모터의 수명이 단축되는 등의 단점이 있었다.

손잡이가 없는 막대형의 전동드라이버도 있으나, 큰 힘을 요구하므로 내장된 모터 및 배터리가 커서 휴대하기 불편하고 또한 소형의 전자제품을 풀고 조이는데 적합하지 않았다. 소형의 전자제품에 적합한 전동드라이버가 없기 때문에 연구소 및 개발실에서 소형의 전자제품에 나사를 반복적으로 풀고 조이는 작업을 하다 보면 손목에 무리가 오고 작업성이 떨어지는 등의 문제점이 있다.

이를 감안하여 종래 실용등록 제423429호는 소형 전동드라이버를 제안한 바 있다. 이는 휴대용 볼펜 크기로써 내부에 소형 모터가 내장되고 선단에 드라이브비트가 구비된 것이다. 그러나 종래 실용 제품의 경우 나사체결과정에서 드라이브비트에 과부하가 걸리더라도 모터는 계속 회전되려 하므로 모터의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

종래 특허 제800041호는 구동부와 종동부를 볼로 연결하여 드라이브비트에 과부하가 걸릴 경우 상기 볼을 타고 넘으면서 구동부가 헛돌게 함으로써, 모터의 과부하를 막는 기술이 제안된 바 있다. 그리고 구동부와 종동부의 토크를 다단으로 조절하기 위한 수단으로 조정링이 외부에 별도로 구비되어 스틸볼의 압력이 제1,2단계로 가변되도록 한 것이다.

그러나 토크를 조절하기 위한 수단이 몸체 외부에 구비되기 때문에 몸체의 부피를 소형으로 제작하는데 한계가 있으며, 또한 토크 조절을 위한 조정링의 회전안내구조가 필요하므로 구조가 복잡한 등의 문제점이 있었다.

종래 실용신안공보 제20-1992-0006474호에는 전동드라이버를 수동으로 회전시키기 위한 구성이 제안된 바 있다. 이는 몸체 외부에 별도의 전환레버가 구비되고, 이 전환레버를 밀면 브라켓휠의 외면부가 커버의 고정돌부로 끼워져 수동으로 전환되는데, 이때 전환레버를 강제로 원위치시키기 전까지 복스렌치는 몸체와 일체화되는 구성이다.

그러나 종래 실용은 수동조작을 위한 수단으로 전환레버가 몸체의 외부에 마련되기 때문에 전동드라이버를 소형으로 제작하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 나사못을 전동으로 체결하는 과정에서 드라이브비트의 토크가 약할 때 몸체를 나사못 쪽으로 누르면 구동링과 종동링을 연결하는 볼의 스프링 압력이 증가하여 토크가 강해지고, 또한 수동 체결시 몸체를 나사못 쪽으로 눌러 구동링과 종동링이 밀착된 상태에서 몸체와 드라이브비트가 강제적으로 연결되도록 하면 수동으로 회전시킬 수 있으므로 토크조절 및 수동조작이 몸체 내부의 스프링 압력변화에 따라 조절되어 몸체를 소형으로 제작할 수 있으며, 또한 몸체 외부로 별도의 구조물이 돌출되지 않으므로 구조가 간소화되는 소형 전동드라이버를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 원통형으로 손바닥에 놓이는 소형의 몸체 내부에 배터리, 모터 및 감속기가 차례로 내장되고, 상기 감속기의 모터축에 끼워지고 내부에는 다수의 볼스프링 및 볼이 구비되는 구동링이 구비되며; 상기 구동링과 떨어진 상태에서 상기 다수의 볼이 끼워지는 볼자리를 통하여 상기 구동링과 결합되는 종동링이 구비되고; 그리고 상기 몸체의 선단에는 상기 종동링과 연결되는 드라이브비트가 구비된 소형 전동드라이버에 있어서, 상기 드라이브비트는 비트홀더에 끼워지는데, 상기 비트홀더는 상기 종동링의 중앙에 형성된 육각홈에 육각돌기가 끼워져 축방향으로 이동가능하게 구비되고; 상기 육각홈에는 상기 육각돌기를 밀어서 상기 비트홀더의 외주면에 형성된 다수의 요부가 상기 몸체 내주면에 형성된 다수의 철부에서 떨어지도록 하는 홀더스프링이 구비되며; 상기 홀더스프링은 상기 볼스프링보다 압축력이 상대적으로 강하여 상기 볼스프링이 압축되어 상기 볼이 볼자리에 강하게 밀착되고 상기 구동링과 종동링의 토크가 증가 될 때 상기 요부와 철부는 떨어진 상태가 유지되도록한 특징이 있다.

본 발명에 따르면 몸체에 내장된 소형 모터는 최대 토크 이상의 힘이 가해질 때 이를 차단하는 수단이 마련된다. 즉 모터와 드라이브비트는 스프링으로 탄압되는 볼을 통하여 간접적으로 연결되는데 일종의 볼클러치가 구비된다. 볼의 힘으로 모터와 드라이브비트가 연결되어 전동력이 전달되다가 드라이브비트에 큰 힘이 걸리면 모터가 이를 극복할 수 없는 상황이 발생되고 이때 볼클러치가 단락되면서 모터가 헛돌게 된다. 따라서 재질이 약한 소재를 체결할 때 소재의 파손이 방지되는 이점이 있다.

소형 전동드라이버의 경우 모터가 소형이므로 약한 재질의 체결에는 유리하나 큰 힘을 필요로할 때 불리한 단점이 있다. 본 발명은 이를 감안하여 전동으로 나사못을 체결하다가 좀 더 큰 토크를 필요로할 때 몸체를 살짝 눌러주면 볼을 누르고 있는 스프링이 압축되면서 스프링의 압력이 증가된다. 따라서 볼에 의해 연결된 구동링과 종동링의 결합이 강화되어 회전을 전달하는 힘이 강해지므로 나사못을 좀더 강하게 조일 수 있다.

또한 수동 조작시 몸체를 누르면 드라이브비트와 몸체가 연결된다. 즉 몸체를 누르는 과정에서 볼을 가압하는 스프링이 압축되어 구동링과 종동링이 밀착된 상태가 되고, 계속해서 누르면 드라이브비트를 눌러주는 스프링이 최종적으로 압축되어 몸체와 드라이브비트가 한 몸체로 연결된다. 따라서 나사를 큰 힘으로 조이거나 풀 필요가 있을 때 모터와 무관하게 수동조작이 가능하다.

그리고 본 발명 한 실시예는 전동으로 사용하거나 수동으로 사용할 때 몸체를 단계별로 누르면 내부의 스프링이 압축되면서 토크가 증가하거나 또는 몸체와 드라이브비트가 연결되는 간단한 구성이므로 종래 토크조절 및 수동조작을 위해 몸체 외부에 별도의 구조물을 만들 필요가 없으므로 구성이 간소화되고 몸체를 소형으로 제작할 수 있는 이점이 있다.

또한 상기 몸체에는 배터리를 충전할 때 보호하는 충전보호회로가 구비되어 배터리의 수명이 단축되지 않으며, 별도의 충전기가 제공되므로 사용이 편리한 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 전동드라이버의 분리 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 전동드라이버의 조립 단면도
도 3은 본 발명 한 실시예의 전동드라이버의 전동사용을 나타낸 단면도
도 4는 도 3에서 토크를 증가시킨 상태의 단면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 전동드라이버의 수동사용을 나타낸 단면도
도 6은 본 발명 한 실시예의 전동드라이버의 충전기를 나타낸 분리 사시도
도 7은 본 발명 한 실시예의 전동드라이버의 충전기 결합상태 사시도

도 1 내지 도 5에서 본 발명 한 실시예의 소형 전동드라이버는 볼펜 타입으로 손바닥에 놓이는 원통형의 몸체(10)가 양분된 상태에서 양쪽면이 나사체결되어 하나의 몸체(10)로 구성되는데, 몸체(10)의 내부에는 충전단자(25), 충전보호회로(24), 배터리(23) 및 모터(20)가 일렬로 놓여 회로적으로 연결되며, 상기 모터(20)의 앞쪽에는 감속기(21)가 구비된다.

그리고 감속기(21)의 전면 중앙에 구비된 모터축(22)에는 구동링(30)이 결합되는데, 상기 구동링(30)의 전면에는 볼스프링(31)으로 탄압되는 다수의 볼(32)이 구비된다. 또한 상기 다수의 볼(32)과 볼자리(42)를 통하여 결합되는 종동링(40)이 구비되는데, 상기 종동링(40)은 외주면에 메탈베어링(14)이 끼워져 몸체(10) 내주면에서 회전지지되며, 또한 토크를 증가시키기 위하여 몸체(10)를 나사못 쪽으로 가압하면 볼스프링(31)이 압축되고 구동링(30)과 종동링(40)의 대향면이 밀착되도록 종동링(40)은 몸체(10) 내부에서 축방향으로 이동 가능하게 메탈베어링(14)에 끼워진다.

상기 구동링(30)과 종동링(40)은 볼스프링(31) 및 볼(32)을 통하여 연결되는 볼클러치의 구성을 갖는다. 또한 상기 종동링(40)의 내부에는 육각홈(41)이 구비되고, 상기 몸체(10)의 선단에는 여러 형태의 드라이브비트(60)를 교체할 수 있는 비트홀더(50)가 구비된다. 상기 비트홀더(50) 역시 외주면에 메탈베어링(14)이 끼워져 몸체(10)의 내주면에서 회전지지된다.

그리고 상기 비트홀더(50)의 후단에는 상기 종동링(40)의 육각홈(41)으로 끼워지는 육각돌기(51)가 구비되며, 상기 육각돌기(51)의 외주연에는 다수의 요부(52)가 구비된다. 또한 상기 몸체(10)의 내부에는 상기 요부(52)와 맞물리는 철부(11)가 구비되며, 상기 육각홈(41)의 내부에는 상기 요부(52) 및 철부(11)가 떨어지도록 하는 홀더스프링(53)이 구비된다.

상기 홀더스프링(53)은 상기 볼스프링(31) 보다 압축력이 상대적으로 크게 구성되는데, 전동으로 나사못을 회전시키는 과정에서 토크를 증가시키기 위하여 몸체(10)를 눌러 볼스프링(31)이 압축되도록 할 때 상기 홀더스프링(53)은 상기 볼스프링(31)보다 작게 압축된다. 따라서 상기 요부(52)와 철부(11)가 떨어진 상태로 전동 토크를 증가시킬 수 있다.

그리고 몸체(10)의 충전단자(25)와 결합되는 충전기(26)가 구비되는데, 상기 충전기(26)에는 몸체(10)가 끼워지는 내주면에 돌기(26a)가 구비되고, 몸체(10)에는 홈(25a)이 마련되어서 충전단자(25)의 방향성을 부여한다. 또한 충전기(26)에는 배터리(26b)가 구비되는데, 배터리(26b)를 미리 충전시켜 두면 외부 전원 없이도 몸체(10)를 충전시킬 수 있다. 미설명부호 13은 몸체(10)의 외주면에 구비된 버튼, 12는 모터(20)로 전원을 공급하기 위하여 상기 버튼(13)으로 작동되는 스위치 이다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예는 상기 몸체(10) 내부에 모터(20)로 작동되는 감속기(21)가 구비되고, 상기 감속기(21)의 중앙으로 구비된 모터축(22)에는 구동링(30)이 결합되어 모터(20)의 전동력으로 구동링(30)이 회전된다. 상기 구동링(30)은 종동링(40)과 볼클러치 타입으로 연결되는데, 이들 구동링(30)과 종동링(40)의 대향면에 다수의 볼스프링(31)과 볼(32)이 구비되고, 상기 종동링(40)에는 상기 볼(32)이 놓이는 볼자리(42)가 구비되어 볼(32)이 볼자리(42)에 끼워진 상태에서 볼스프링(31)으로 가압되어 구동링(30)과 종동링(40)이 결합된다. 이때 구동링(30)에는 볼스프링(31) 및 볼(32)이 끼워지는 홈(33)이 마련된다.

도 3은 전동력으로 나사못을 체결하는 과정을 나타낸 것인데, 몸체()를 나사못 쪽으로 가압하지 않고 잡고만 있는 경우 구동링(30)과 종동링(40)은 간격(E)만큼 떨어진 상태를 유지하고, 몸체(10)의 철부(11)와 비트홀더(50)의 요부(52)는 간격(H)만큼 떨어진 상태를 유지한다. 따라서 모터(20)의 작동으로 구동링(30)이 회전되면 볼(32)이 홈(33)에 끼워진 상태에서 볼자리(42)와 맞물려 있으므로 종동링(40)이 함께 회전된다.

만약 종동링(40)에 과부하가 걸리면 볼(32)이 볼자리(42)에서 이탈되고 다시 다른 볼자리(42)에 끼워졌다가 이탈되는 과정이 반복되면서 구동링(30)이 헛돌게 되므로 종동링(40)에는 모터(20)의 전동력이 전달되지 않아 모터(20)가 보호된다. 각 볼자리(42)는 원주방향으로 다수개 구비되고, 또한 볼(32) 역시 원주방향으로 다수개 구비된 것이므로 볼(32)이 볼자리(42)들을 타고 넘으면서 회전되어 모터(20)가 보호된다.

상기 종동링(40)에는 중앙으로 육각홈(41)이 형성되고 여기에 육각돌기(51)가 끼워진 비트홀더(50)가 종동링(40)과 함께 회전된다. 또한 비트홀더(50)에는 드라이브비트(60)가 꼽혀있으므로 소형 나사못을 전동으로 회전시킬 수 있다. 상기 버튼(13)은 모터(20)를 정회전 또는 역회전시키기 위하여 두개로 구성되며 스위치(12) 역시 두개로 구성된다. 따라서 한쪽 버튼(13)을 누르면 모터(20)의 정회전으로 나사를 조일 수 있으며, 반대쪽 버튼(13)을 누르면 역회전으로 나사를 풀수 있다.

도 4는 전동으로 나사못을 체결하다가 토크를 증가시킬 필요가 있을 때 몸체(10)를 눌러 볼스프링(31)이 압축되도록 한 것이다. 이때 구동링(30)과 종동링(40)의 간격(E)이 없어지면서 이들이 밀착되고 볼(32)은 볼스프링(31)의 압축력을 받아 볼자리(42)에 강하게 끼워진다. 그리고 볼스프링(31)이 압축되는 동안 볼스프링(31)보다 큰 압축력을 갖는 홀더스프링(53)도 약간 압축되면서 철부(11)와 요부(52) 사이의 간격(H')이 좁혀진다. 하지만 철부(11)와 요부(52)는 결합되지 않은 상태이다. 따라서 볼()이 볼스프링()의 압축력을 받아 구동링()과 종동링()의 결합력이 강화되므로 좀더 강한 토크로 나사못을 조일 수 있다.

도 5는 수동조작을 나타낸 것인데, 드라이브비트(60)가 나사못에 물린 상태로 몸체(10)를 누르면 볼스프링(31)과 홀더스프링(53)이 순차적으로 압축되면서 구동링(30)과 종동링(40)의 대향면이 밀착되어 간격(E)이 없어지고, 또한 철부(11)와 요부(52)의 간격(H')이 없어지면서 몸체(10)의 내주면에 형성된 다수의 철부(11)가 비트홀더(50)의 요부(52)와 맞물린다. 따라서 몸체(10)를 수동으로 회전시키면 드라이브비트(60)를 원하는 방향으로 회전시킬 수 있다. 그리고 몸체(10)를 누르지 않으면 볼스프링(31) 및 홀더스프링(53)의 복원력에 의해 요부(52) 및 철부(11)가 떨어져 간격(H)이 유지되고, 또한 구동링(30)과 종동링(40)의 간격(E)이 유지되어 원상태로 된다.

10 : 몸체 11 : 철부
12 : 스위치 13 : 버튼
20 : 모터 21 : 감속기
22 : 모터축 23 : 배터리
24 : 충전보호회로 25 : 충전단자
30 : 구동링 31 : 볼스프링
32 : 볼 33 : 홈
40 : 종동링 41 : 육각홈
42 : 볼자리 50 : 비트홀더
51 : 육각돌기 52 :
53 : 홀더스프링
60 : 드라이브비트

Claims (2)

1. 원통형으로 손바닥에 놓이는 소형의 몸체 내부에 배터리, 모터 및 감속기가 차례로 내장되고, 상기 감속기의 모터축에 끼워지고 내부에는 다수의 볼스프링 및 볼이 구비되는 구동링이 구비되며; 상기 구동링과 떨어진 상태에서 상기 다수의 볼이 끼워지는 볼자리를 통하여 상기 구동링과 결합되는 종동링이 구비되고; 상기 몸체의 선단에는 상기 종동링과 연결되는 드라이브비트가 구비되며; 상기 드라이브비트는 비트홀더에 끼워지는데, 상기 비트홀더는 상기 종동링의 중앙에 형성된 육각홈에 육각돌기가 끼워져 축방향으로 이동 가능하게 구비되고; 상기 육각홈에는 상기 육각돌기를 밀어서 상기 비트홀더의 외주면에 형성된 다수의 요부가 상기 몸체 내주면에 형성된 다수의 철부에서 떨어지도록 하는 홀더스프링이 구비된 소형 전동드라이버에 있어서,
   상기 홀더스프링은 상기 볼스프링보다 압축력이 상대적으로 강하게 구성되어서 상기 몸체를 눌러 상기 볼스프링의 압축으로 상기 볼이 볼자리에 강하게 밀착되고 상기 구동링과 종동링의 토크가 증가 될 때 상기 요부와 철부는 떨어진 상태를 유지하며;
   상기 종동링 및 비트홀더는 각각의 외주면에 메탈베어링이 구비되어서 상기 몸체의 내주면에 회전 가능하게 구비됨과 동시에 상기 몸체를 누르면 상기 메탈베어링이 상기 종동링 및 비트홀더의 외주면을 타고 축방향으로 미끄러지게 구비되며;
   상기 몸체를 누르는 과정에서 상기 볼스프링의 압축으로 상기 구동링과 종동링의 대향면이 밀착되고, 계속해서 상기 홀더스프링의 압축으로 상기 철부와 요부가 결합되면 상기 몸체를 수동조작할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 소형 전동드라이버.
2. 삭제

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