KR101700425B1 - 긴급 차단장치를 구비한 휴대용 전동공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원에 의해 회전하는 모터가 내장된 휴대용 전동공구에 관한 것으로서, 상기 휴대용 전동공구에 구비되어 상기 휴대용 전동공구의 추락을 감지하는 낙하감지 센서 및 상기 낙하감지 센서로부터 송신되는 신호를 수신하여 상기 휴대용 전동공구의 추락 여부를 판정하고, 상기 휴대용 전동공구가 추락하는 또는 추락한 것으로 판정되면 상기 모터에 공급되는 전원을 제어하여 상기 모터를 사전에 정해진 시간 동안 역회전시킨 후 상기 전원을 강제적으로 차단하는 제어부를 포함한다.

Description

긴급 차단장치를 구비한 휴대용 전동공구{Portable electric power tool having emergency shut off device}

본 발명은 모터의 회전에 의해 드릴, 드라이버 또는 그라인더 작업이 가능한 휴대용 전동공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자가 전동공구를 손에서 놓쳤을 때 이를 감지하고 자동으로 전동공구의 작동을 긴급 차단함으로써 회전하는 공구날에 의한 손상이나 부상의 위험을 방지할 수 있도록 한 휴대용 전동공구에 관한 것이다.

휴대용 전동공구는 내장된 배터리 또는 외부에서 공급되는 전원에 의하여 작동되는 모터가 케이스 내부에 장착되고, 모터의 회전축으로부터 연장된 공구장착용 소켓에 드릴, 드라이버, 그라인더 또는 원형 톱 등의 각종 공구를 장착한 구조로 이루어진다.

휴대용 전동공구는 휴대가 간편하여 전원이 공급되는 곳이면 장소에 상관없이 드릴, 드라이버, 그라인더 또는 절삭 작업을 편리하게 수행할 수 있는 장점이 있다. 특히 충전식 배터리가 내장되어 있는 경우에는 전원이 공급되지 않는 곳이거나, 전원공급용 연장케이블을 설치하여 사용하기에는 작업공간의 구조가 복잡하거나 층별로 이동하며 작업해야 하기 때문에 작업성이 좋지 않은 곳에서도 쉽게 사용할 수 있기 때문에 최근에는 다양한 충전식 휴대용 전동공구가 소개되고 있다.

이러한 휴대용 전동공구에는 내장된 모터로 공구를 정역 구동시키는 기본적인 기능 이외에 토크 단을 설정할 수 있도록 하거나 임팩트 기능을 부여하는 등 사용자가 작업 상황에 맞춰 편리하게 사용할 수 있도록 다양한 기능을 가진 것들이 많이 있다.

그런데 휴대용 전동공구는 들고다니면서 사용할 수 있을 정도로 경량화가 많이 되어 있지만 그래도 어느 정도의 중량을 가지고 있으며, 특히 충전식 배터리가 있는 휴대용 전동공구는 충전식 배터리 자체의 무게도 상당히 나가기 때문에 오랜 시간 동안 작업을 계속하면 손과 팔에 피로가 생길 수밖에 없다. 이 때문에 작업 중 휴대용 전동공구를 손에서 놓쳐 떨어뜨리는 경우가 종종 생긴다.

이처럼 작업 도중에 휴대용 전동공구를 떨어뜨리게 되면 고속으로 회전하는 전동공구의 모터는 관성에 의해 어느 정도 계속 회전하기 때문에 회전하는 공구날에 의해 더 큰 손상이나 부상을 당할 위험이 있다.

특히 전동공구의 조작 스위치가 온/오프 스위치이거나 또는 작동이 유지되는 홀드 상태로 조작 스위치를 조정하여 사용하고 있는 중에 휴대용 전동공구를 떨어뜨리게 되면 공구날은 떨어진 상태에서도 계속 회전하기 때문에 손상과 부상의 위험은 더욱 클 수밖에 없으며, 간혹 낙하의 충격에 의해 조작 스위치가 오작동할 수도 있기 때문에 전동공구를 놓쳤을 경우를 상정한 안전수단을 마련하는 것은 사용자에게 상당한 도움을 줄 수 있음에도 아직은 이러한 안전장치를 구비한 휴대용 전동공구를 찾아보기는 어려운 실정이다.

한국공개특허 제2013-0078129호 (2013.07.10. 공개) 한국공개특허 제2014-0106189호 (2014.09.03. 공개)

본 발명의 목적은 작업자가 휴대용 전동공구를 손에서 놓쳤을 때 이를 감지하고 자동으로 전동공구의 작동을 긴급 차단함으로써 회전하는 공구날에 의한 손상이나 부상의 위험을 방지할 수 있도록 한 휴대용 전동공구를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 전원에 의해 회전하는 모터가 내장된 휴대용 전동공구에 관한 것으로서, 상기 휴대용 전동공구에 구비되어 상기 휴대용 전동공구의 추락을 감지하는 낙하감지 센서 및 상기 낙하감지 센서로부터 송신되는 신호를 수신하여 상기 휴대용 전동공구의 추락 여부를 판정하고, 상기 휴대용 전동공구가 추락하는 또는 추락한 것으로 판정되면 상기 모터에 공급되는 전원을 제어하여 상기 모터를 사전에 정해진 시간 동안 역회전시킨 후 상기 전원을 강제적으로 차단하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 낙하감지 센서는 가속도 센서이고, 상기 제어부는 상기 가속도 센서로부터 송신되는 신호가 중력가속도에 대응하는 값 이상일 때 상기 휴대용 전동공구가 추락하는 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 낙하감지 센서는 중력 센서로서, 상기 중력 센서는 하부가 하방으로 볼록하게 만곡진 볼록 만곡면으로 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에서 중력에 의해 이동되는 볼 형태의 중력이동유닛과, 상기 하우징의 측면 및 상면에 각각 형성된 감지부를 포함하고, 상기 하우징의 전후좌우 움직임에 따라 상기 중력이동유닛이 상기 감지부와 접촉하여 신호를 발생하게 되며, 상기 제어부는 상기 중력 센서로부터 수신되는 신호의 단위시간당 개수가 사전에 설정된 개수 이상인 경우 상기 휴대용 전동공구가 추락한 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 상기 제어부에 의해 강제적으로 차단된 전원을 복구시키기 위한 리셋 스위치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 낙하감지 센서의 작동을 온/오프 조작하기 위한 설정 스위치를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 휴대용 전동공구는 작업자가 전동공구를 손에서 놓쳤을 때 이를 감지하고 자동으로 전동공구의 작동을 긴급 차단할 수 있기 때문에 떨어진 전동공구의 회전하는 공구날에 의한 손상이나 부상의 위험을 현저히 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 전동공구의 전체적인 구조를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 휴대용 전동공구에 적용 가능한 중력 센서의 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 긴급 차단장치의 작동에 관한 구성을 블록도로 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 전동공구의 전체적인 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 긴급 차단장치의 작동에 관한 구성을 블록도로 도시한 도면으로서, 이를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 전원에 의해 회전하는 모터(12)가 내장된 휴대용 전동공구(10)에 관한 것으로서, 특히 휴대용 전동공구(10)의 추락을 감지하는 낙하감지 센서(100)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

낙하감지 센서(100)는 그 용어 그대로 휴대용 전동공구(10)가 사용자의 손에서 벗어나 바닥으로 추락하는 또는 추락한 상태에 있는지를 판정하기 위해 구비되는 센서를 의미하는 것으로서, 그 센서가 감지하는 물리량이나 상태가 무엇이든지 간에 이를 이용하여 휴대용 전동공구(10)의 낙하 여부를 판단할 수 있는 센서를 포괄하는 개념이다. 본 발명의 실시예에서는 두 종류의 센서를 낙하감지 센서(100)로 적용하는 실시형태를 제시하고 있으며, 이에 대한 상세한 내용은 후술한다.

그리고, 휴대용 전동공구(10)에는 제어부(200)가 포함되는데, 이 제어부(200)는 낙하감지 센서(100)로부터 송신되는 신호(측정신호)를 수신하여 휴대용 전동공구(10)의 추락 여부를 판정하고, 만일 그 판정 결과 휴대용 전동공구(10)가 추락하는 또는 추락한 것으로 나타나면 휴대용 전동공구(10)에 내장된 모터(12)에 공급되는 전원을 제어하여 모터(12)를 사전에 정해진 짧은 시간 동안 역회전시킨 후 모터(12)에 공급되는 전원을 강제적으로 차단하는 제어를 수행한다.

즉, 제어부(200)는 낙하감지 센서(100)로부터 송신되는 신호에 기반하여 휴대용 전동공구(10)의 추락 여부를 주기적으로 감시하며, 감시하는 도중 추락하는 상태 또는 추락된 상태임이 감지되면 우선 모터(12)에 공급되는 전원을 끊어 더 이상 정회전(추락 직전의 회전방향을 정회전이라 함)하지 않도록 하면서 짧은 시간 동안 역회전을 시킴으로써 관성에 의한 회전까지 충분히 상쇄시키고, 짧은 시간의 역회전이 끝나면 모터(12)에 공급되는 전원을 강제적으로 차단시킴으로써 충격에 의한 오작동까지도 방지하는 제어를 하는 것이다. 여기서 "모터(12)에 공급되는 전원을 강제적으로 차단"한다는 것은 모터(12)를 구동시키는 조작 스위치(14)가 온 상태에 있거나 또는 오작동하더라고 모터(12)가 구동되지 않도록 모터(12)에 공급되는 전원을 원천적으로 차단하는 것을 말한다.

그리고, 낙하감지 센서(100)에 대해 구체적으로 설명한다면, 본 발명의 일 실시형태에서 낙하감지 센서(100)는 가속도 센서(105)이다. 가속도 센서(105)는 부착된 물체의 속도 변화를 측정할 수 있는 센서로서, 본 발명에서는 낙하하는 휴대용 전동공구(10)가 중력가속도를 가진다는 점을 이용하고자 가속도 센서(105)를 적용하는 실시형태를 마련하였다.

따라서, 낙하감지 센서(100)가 가속도 센서(105)인 경우, 제어부(200)는 가속도 센서(105)로부터 송신되는 신호가 중력가속도에 대응하는 값 이상일 때 휴대용 전동공구(10)가 추락하는 것으로 판정하여 전술한 긴급차단 제어를 수행하게 된다. 여기서 "중력가속도에 대응하는 값"이란 중력가속도(9.8 ㎨) 값과 완전히 동일하지는 않더라도 중력가속도라고 인정할 수 있을 수준의 가속도(예를 들면, 중력가속도의 90% 수준)를 의미하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 실시형태에서 낙하감지 센서(100)는 중력 센서(110)일 수 있는데, 이 중력 센서(110)는 도 2에 간략히 도시된 구조로 만들어질 수 있다. 여기서, 중력 센서(110)란 중력 자체를 측정하는 센서가 아니라 중력을 이용한 센서로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 중력 센서(110)는 하부가 하방으로 볼록하게 만곡진 볼록 만곡면(114)으로 형성된 하우징(112)과, 상기 하우징(112) 내에서 중력에 의해 이동되는 볼 형태의 중력이동유닛(116)과, 상기 하우징(112)의 측면 및 상면에 각각 형성된 감지부를 포함한다. 하부의 볼록 만곡면(114) 이외의 측면과 상면은 평편을 이루고 있는데, 볼록 만곡면(114)은 중력 센서(110)가 기울지 않은 상태에 있을 때 볼 형태의 중력이동유닛(116)이 감지부에 닿지 않고 안정상태(볼록 만곡면의 중앙으로 돌아오려는 상태)에 있도록 하기 위해 마련된 하부면이다.

이러한 중력 센서(110)의 구성에 의하면, 하우징(112)의 전후좌우 움직임에 따라 상기 중력이동유닛(116)이 상기 감지부와 접촉하여 신호를 발생하게 된다. 다시 말하면, 하우징(112)이 연직방향에 대해 기울어진 정도에 따라 중력이동유닛(116)이 어느 감지부에도 닿지 않거나(똑바른 상태), 좌우측 어느 하나의 감지부에만 닿거나(약간 기운 상태), 좌우측 어느 하나의 감지부와 상측 감지부에 동시에 닿거나(많이 기운 상태), 상측 감지부에만 닿게(뒤집힌 상태) 된다.

따라서, 기본적으로 도 2의 중력 센서(110)는 이를 구비하는 대상물이 기운 정도와 방향을 감지하는 센서이지만, 본 발명의 경우에는 휴대용 전동공구(10)가 추락하여 바닥에 부딪혔을 때에 충격이 발생하는 것을 이용하여, 제어부(200)가 중력 센서(110)로부터 수신되는 신호의 단위시간당 개수가 사전에 설정된 개수 이상인 경우를 휴대용 전동공구(10)가 추락한 것으로 판정하도록 구성하였다. 즉, 낙하 충돌에 의한 충격이 중력 센서(110)에 전달되면 이에 따라 중력이동유닛(116)이 하우징(112) 안에서 짧은 시간 동안 빠르게 진동하면서 여러 감지부에 수차례 닿게 되므로, 이러한 현상을 이용하여 휴대용 전동공구(10)의 추락을 감지하도록 한 것이다.

이러한 구성을 가진 본 발명의 휴대용 전동공구(10)는 사용자가 원하는 때에만 긴급 차단기능을 선택할 수 있도록 낙하감지 센서(100)의 작동을 온/오프 조작하기 위한 설정 스위치(400)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 제어부(200)에 의해 강제적으로 차단된 전원을 복구시켜 다시 사용할 수 있도록 하기 위한 리셋 스위치(300)를 포함할 수 있는데, 실시형태에 따라서는 모터(12)를 구동시키는 조작 스위치(14)의 온/오프 조작을 1회나 2회 반복함으로써 소프트웨어적으로 리셋시키는 등 다양한 방식을 적용시킬 수도 있을 것이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

10: 휴대용 전동공구 12: 모터
14: 조작 스위치 100: 낙하감지 센서
105: 가속도 센서 110: 중력 센서
112: 하우징 114: 볼록 만곡면
116: 중력이동유닛
118L, 118R, 118U: 감지부
200: 제어부 300: 리셋 스위치
400: 설정 스위치

Claims (5)

1. 전원에 의해 회전하는 모터가 내장된 휴대용 전동공구에 있어서,
   상기 휴대용 전동공구에 구비되어 상기 휴대용 전동공구의 추락을 감지하되, 하부가 하방으로 볼록하게 만곡진 볼록 만곡면으로 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에서 중력에 의해 이동되는 볼 형태의 중력이동유닛과, 상기 하우징의 측면 및 상면에 각각 형성된 감지부를 포함하고, 상기 하우징의 전후좌우 움직임에 따라 상기 중력이동유닛이 상기 감지부와 접촉하여 신호를 발생하게 되는 중력센서로 구현되는 낙하감지 센서; 및
   상기 낙하감지 센서로부터 송신되는 신호를 수신하여 상기 휴대용 전동공구의 추락 여부를 판정하고, 상기 휴대용 전동공구가 추락하는 또는 추락한 것으로 판정되면 상기 모터에 공급되는 전원을 제어하여 상기 모터를 사전에 정해진 시간 동안 역회전시킨 후 상기 전원을 강제적으로 차단하되, 상기 중력 센서로부터 수신되는 신호의 단위시간당 개수가 사전에 설정된 개수 이상인 경우 상기 휴대용 전동공구가 추락한 것으로 판정하는 제어부
   를 포함하는 휴대용 전동공구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 낙하감지 센서는 가속도 센서이고, 상기 제어부는 상기 가속도 센서로부터 송신되는 신호가 중력가속도에 대응하는 값 이상일 때 상기 휴대용 전동공구가 추락하는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전동공구.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부에 의해 강제적으로 차단된 전원을 복구시키기 위한 리셋 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전동공구.
5. 제4항에 있어서,
   상기 낙하감지 센서의 작동을 온/오프 조작하기 위한 설정 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전동공구.

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