KR101895334B1 - 전동공구 감속기어장치 - Google Patents

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KR101895334B1
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Abstract

전동공구의 모터와 비트 결합부 사이에 위치하여, 상기 모터의 출력을 감속하여 상기 비트 결합부에 전달하며, 전동공구의 외부하우징에 감싸져 설치되는 전동공구 감속기어장치가 개시된다. 감속기어장치는, 기어 수납부가 형성되며, 일측면에 변속 조작공이 상기 기어수납부와 외주면을 관통하도록 형성된 기어케이스; 상기 기어수납부에 설치되며, 내주면에 링기어 기어치가 형성되며, 상기 기어케이스에 대해서 자유롭게 회동하는 무감속위치와, 상기 기어케이스에 대해서 회동이 제한되는 감속위치 사이에 상기 기어수납부에서 직선이동 가능하도록 설치된 링기어; 상기 링기어 기어치와 맞물리도록 외주면에 유성기어 기어치가 형성된 복수의 유성기어; 상기 유성기어에 둘러싸여 상기 유성기어 기어치와 맞물리는 태양기어 기어치가 형성된 태양기어; 상기 변속 조작공에 슬라이딩 가능하도록 설치된 변속 스위치; 및 일단은 상기 변속 스위치에 결합되고, 타 부위가 상기 링기어와 결합된 조작레버;를 포함하고, 상기 링기어는 원주방향으로 결합용 홈이 형성되며, 상기 조작레버는 상기 결합용 홈에 끼워져 상기 링기어와 상기 기어케이스 사이에 설치된다.

Description

전동공구 감속기어장치{Apparatus for transmission in electric power tool}
본 발명은 전동공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 출력을 감속하여 전동공구의 비트에 전달하는 전동공구 감속기어 장치에 관한 것이다.
전동공구는 드릴, 드라이버 등, 전기를 이용하여 구멍을 뚫거나, 나사를 체결하거나, 볼트 및 너트를 체결하는 등의 장비를 통칭하는 것으로서, 전동드릴, 전동 드라이버이 등이 있다.
이러한 전동공구는 전기를 이용하여 구동력을 발생시키는 전기 모터와, 상기 모터의 출력을 감속시키는 감속기어장치와, 감속기어장치의 출력단에 결합되어, 드라이버, 드릴 등의 비트와 결합되는 비트 결합부를 포함한다. 전동공구의 감속기어장치, 특히 배터리를 이용하는 휴대용 전동공구에 사용되는 감속기어장치는, 감속기어로 유성기어 장치가 하나 혹은 복수개 사용된다. 유성기어 장치는 환형의 링기어와, 링기어의 중심에 위치한 태양기어와, 태양기어와 링기어 사이를 연결하는 복수의 유성기어를 포함한다. 일반적으로 태양기어가 입력측과 결합되며, 유성기어를 연결한 캐리어가 출력측과 결합된다. 링기어가 하우징에 고정되는 경우, 감속되어 캐리어로 속도가 감속되어 출력되며, 링기어가 구속되지 않고 자유롭게 움직이게 되면, 감속되지 않고 입력속도 그대로 출력된다.
유성기어장치가 복수개 사용되는 경우, 전동공구에서 속도를 조절하기 위해서 속도를 변속할 수 있는 장치가 사용된다. 즉, 외부로 돌출된 레버를 이동시켜, 링기어의 위치를 이동시킴으로써, 변속 기능을 수행할 수 있다. 외부로 돌출된 레버를 이동시켜 링기어 전체를 이동시키기 위해서는 링기어의 변속거리와 동일한 정도로 레버를 이동시켜야 하므로, 변속이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 유성기어장치는 통상 마찰을 방지하기 위한 윤활제와 함께 기어케이스 내부에 밀봉되며, 레버는 사용자가 조작할 수 있도록 하기 위해서 기어케이스 외부에 돌출되어 있어, 기어케이스의 일부가 관통되어야 한다. 따라서, 내부에 밀봉된 윤활제가 외부로 유출될 수 있는 위험이 항상 상존하게 된다.
미국특허공보 5339908(이하, '선행문헌')는 이러한 기술을 개시하고 있다. 선행문헌에서 살펴보면, 레버에 해당하는 이동부재가 외부로 돌출되어 있고, 양측면에서 기어케이스를 관통하여 링기어에 결합되어 있다. 따라서 기어케이스의 양측면은 길게 형성된 슬롯이 형성되어야 하며, 이 부분을 통해서 그리스의 유출우려가 매우 높다. 그러므로, 가능하면, 윤활제가 외부로 유출되지 않으면서 변속을 원활하게 할 수 있는 전동공구 감속기어장치의 개발이 절실한 실정이다.
1. 미국특허공보 제5339908(1994.08.23.)
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 변속이 용이하며, 윤활제의 누유를 최대한 억제하면서, 변속을 원활하게 할 수 있는 전동공구 감속기어장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 전동공구의 모터와 비트 결합부 사이에 위치하여, 상기 모터의 출력을 감속하여 상기 비트 결합부에 전달하며, 전동공구의 외부하우징에 감싸져 설치되는 전동공구 감속기어장치에 있어서, 기어 수납부가 형성되며, 일측면에 변속 조작공이 상기 기어수납부와 외주면을 관통하도록 형성된 기어케이스; 상기 기어수납부에 설치되며, 내주면에 링기어 기어치가 형성되며, 상기 기어케이스에 대해서 자유롭게 회동하는 무감속위치와, 상기 기어케이스에 대해서 회동이 제한되는 감속위치 사이에 상기 기어수납부에서 직선이동 가능하도록 설치된 링기어; 상기 링기어 기어치와 맞물리도록 외주면에 유성기어 기어치가 형성된 복수의 유성기어; 상기 유성기어에 둘러싸여 상기 유성기어 기어치와 맞물리는 태양기어 기어치가 형성된 태양기어; 상기 변속 조작공에 슬라이딩 가능하도록 설치된 변속 스위치; 및 일단은 상기 변속 스위치에 결합되고, 타 부위가 상기 링기어와 결합된 조작레버; 및 상기 스위치 결합부와 상기 링기어 결합부 사이의 상기 조작레버를 지지하여, 상기 조작레버가 힌지회동하도록 하는 리브;를 포함한다.
또한, 상기 링기어는 원주방향으로 결합용 홈이 형성되며, 상기 조작레버는 상기 결합용 홈에 끼워져 상기 링기어와 상기 기어케이스 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 전동공구 감속기어장치를 제공한다.
상기 결합용 홈은 상기 링기어의 원주방향 전체에 걸쳐서 형성되며, 상기 조작레버는 상기 결합용 홈에 원주방향으로 감싸도록 끼워져 결합된다.
상기 기어케이스의 내주면에는 길이방향으로 이동 가이드 홈이 요입되어 형성되며, 상기 조작레버는 상기 가이드 홈에 끼워지도록 가이드 돌기가 돌출되어 형성된 것이 바람직하다.
상기 변속조작공은 상기 기어케이스의 상면에 관통되어 형성된다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예의 전동공구 감속기어장치는, 조작레버가 리브를 기준으로 힌지회동함으로써, 변속 조작을 훨씬 용이하게 할 수 있도록 한다.
또한, 조작레버가 링기어와 기어케이스 사이에 위치하여, 링기어를 길이방향으로 이동시킴으로써, 그리스의 누유우려가 매우 낮다.
특히, 조작레버가 링기어의 결합용 홈에 원주방향으로 감싸도록 끼워져 있어, 링기어에 전체적으로 힘을 가할 수 있어, 보다 원할하게 링기어를 이동시킬 수 있다.
또한, 기어 케이스의 내주면에 형성된 이동 가이드 홈에 조작레버의 가이드 돌기가 끼워져 이동되므로, 보다 신뢰성 있게 링기어를 이동시킬 수 있다.
그리고, 변속조작공이 기어케이스의 상면에 관통되어 형성됨으로써, 그리스의 누유를 훨씬 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 전동공구의 개념도
도 2는 본 발명의 일실시예의 감속기어장치의 일부 파단 사시도
도 3은 도 2의 링기어가 무감속위치에 있을 때의 파단 사시도
도 4는 링기어가 감속위치에 있을 때의 파단 사시도
도 5는 도 2의 변속 스위치 및 고정플레이트의 사시도
도 6은 도 2의 변속 스위치의 측면도
도 7은 도 5의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도
도 8은 도 2의 링기어 및 변속스위치의 분리사시도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 전동공구의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 전동공구는, 배터리 혹은 외부 전원이 결합되어 전동공구에 전기를 공급하는 전원 공급부(30)와, 작동스위치(21)가 설치되어, 전원공급부(30)로부터 공급되는 전원을 이용하여 전동공구를 제어하는 손잡이부(20)와, 직접 비트(11)를 구동하는 구동부(10)를 포함한다. 전원공급부(30), 손잡이부(20) 및 구동부(10)는 전체가 외부하우징(1)으로 감싸져 있다.
구동부(10)는 전원공급부(30)로부터 공급받은 전원을 이용하여 구동력을 발생시키는 모터(12)와, 모터(12)의 출력축(13)과 결합되어 속도를 감속하여 비트결합부(14)에 전달하는 전동공구 감속기어장치(100)와, 비트(11)와 결합되는 비트 결합부(14)를 포함한다. 전동공구 감속기어장치(100)는 전동공구의 모터(12)와 비트 결합부(14) 사이에 위치하여, 상기 모터(12)의 출력을 감속하여 상기 비트 결합부(14)에 전달하며, 전동공구의 외부하우징(1)에 감싸져 설치된다. 본 발명의 특징은 감속기어장치(100)에 있으므로, 아래에서는 감속기어장치(100)에 대해서만 설명을 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 감속기어장치의 일부 파단 사시도, 도 3은 도 2의 링기어가 무감속위치에 있을 때의 파단 사시도, 도 4는 링기어가 감속위치에 있을 때의 파단 사시도, 도 5는 도 2의 변속 스위치 및 고정플레이트의 사시도, 도 6은 도 2의 변속 스위치의 측면도, 도 7은 도 5의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동공구 감속기어장치(100)는, 기어 수납부(111)가 형성되며, 일측면에 변속 조작공(113)이 상기 기어수납부(111)와 외주면을 관통하도록 형성된 기어케이스(110)와, 상기 기어수납부(111)에 설치되며, 내주면에 링기어 기어치(121)가 형성되며, 상기 기어케이스(110)에 대해서 자유롭게 회동하는 무감속위치(도 3)와, 상기 기어케이스(110)에 대해서 회동이 제한되는 감속위치(도 4) 사이에 상기 기어수납부(111)에서 직선이동 가능하도록 설치된 링기어(120)와, 상기 링기어 기어치(121)와 맞물리도록 외주면에 유성기어 기어치(131)가 형성된 복수의 유성기어(130)와, 상기 유성기어(130)에 둘러싸여 상기 유성기어 기어치(131)와 맞물리는 태양기어 기어치(141)가 형성된 태양기어(140)와, 상기 변속 조작공(113)에 슬라이딩 가능하도록 설치된 변속 스위치(150)와, 일단은 상기 변속 스위치(150)에 결합되고, 타 부위가 상기 링기어(130)와 결합된 조작레버(160)를 포함한다.
기어케이스(110)는, 기어 수납부(111)가 중공으로 형성되며, 상면에 변속 조작공(113)이 관통되어 형성된다. 변속 조작공(113)이 형성된 부위에 변속 스위치(150)를 설치할 수 있도록 고정플레이트 삽입 슬롯(114)이 길이방향으로 형성되며, 고정플레이트 삽입 슬롯(114)의 중앙부위 폭(d1)에 비해 양단의 폭(d2)이 넓어지도록 형성되어, 후술하는 고정플레이트(155)가 끼워진 후 고정될 수 있도록 한다.
변속 조작공(113)을 가로지르는 방향으로 상기 조작레버(160)가 힌지회동하도록 하는 리브(101)를 포함한다. 즉, 리브(101)는 조작레버(160)의 양측면, 즉 조작레버(160)의 스위치 결합부(161)와 상기 링기어 결합부(162) 사이의 상기 조작레버 양측면을 지지하여, 스위치 결합부의 전후진시, 리브(101)를 중심으로 링기어 결합부(162)가 힌지회동하게 된다. 따라서, 스위치 결합부(161)의 전후 방향의 운동을 지렛대 원리를 이용하여 링기어 결합부(162)의 반대방향 전후 운동으로 변환하며, 그 결과 보다 쉽게 변속이 이루어지도록 한다. 본 발명의 실시예에서는 리브(101)가 기어 케이스에 형성된 것을 예시로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 고정 플레이트(155)에 형성될 수도 있다.
상기 기어케이스의 내주면에는 길이방향으로 이동 가이드 홈(112)이 요입되어 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 양측면에 2개의 이동 가이드 홈(112)이 길이방향으로 형성된다. 또한, 기어케이스(110)의 내주면의 일부분에는 링기어를 고정하는 고정용 요철(115)이 돌출되어 형성된다. 고정용 요철(115)은 기어치형으로 형성되거나, 단순 요철로 형성될 수 있다. 기어케이스의 기어수납부(111)에 그리스와 같은 윤활을 위한 윤활제가 채워진다.
링기어(120)는, 복수개 배치되어 다단으로 형성되거나, 하나만 배치될 수 있으나, 변속이 가능하려면 2 단이상으로 배치되는 것이 일반적이다. 본 발명의 실시예에서는, 2단으로 배치된 링기어 중 변속을 위해서 기어케이스(110)의 기어수납부에서 직선이동 가능하게 설치된 링기어(120)만 설명을 위해서 도시된다. 링기어(120)는 내주면에 링기어 기어치(121)가 형성되며, 외주면에 원주방향으로 결합용 홈(122)이 형성된다. 결합용 홈(122)은 원주방향 전체에 걸쳐서 길게 형성되며, 링기어의 외주면의 적어도 일부분에 고정용 요철(115)가 맞물리는 링기어 고정용 요철(123)이 돌출되어 형성된다. 즉, 링기어 고정용 요철(123)이 고정용 요철(115)과 맞물리는 위치가 감속위치에 해당하며, 링기어 고정용 요철(123)이 고정용 요철(115)과 맞물리는 않는 위치에 있어 자유롭게 기어케이스(110)에 대해서 회동하는 위치가 무감속 위치이다.
유성기어(130)에는 별도로 도시하지 않았지만, 3개의 유성기어와 함께 고정되는 케리어가 구비되며, 상기 케리어는, 비트 결합부에 결합되어 출력측으로 전달된다.
태양기어(140)는 도시되지 않은 모터 출력축 혹은 앞단에 위치한 유성기어와 결합된 케리어에 축결합되어, 동력이 전달된다.
상기 조작레버(160)는 상기 결합용 홈(122)에 끼워져 상기 링기어(120)와 상기 기어케이스(110) 사이에 설치된다. 상기 조작레버(160)는 상기 결합용 홈(122)에 원주방향으로 감싸도록 끼워져 결합된다. 자세히 살펴보면, 조작레버(160)는 전체적으로 반원 형상의 와이어 형태로 형성되며, 변속 스위치(150)에 끼워질 수 있도록 돌출된 스위치 결합부(161)와, 스위치 결합부(161)의 양측에 대칭으로 반원 형상으로 형성되며, 결합용 홈(122)에 끼워지는 링기어 결합부(162)와, 링기어 결합부(162) 끝단에서 측방으로 돌출된 가이드 돌기(163)를 포함한다.
변속 스위치(150)는 고정플레이트(155)에 슬라이딩 가능하도록 결합되며, 고정 플레이트(155)는 고정플레이트 삽입슬롯(114)에 삽입되어 고정될 수 있는 형상으로 형성된다. 즉, 고정플레이트(155)는 삽입슬롯(114)에 끼워질 수 있는 사각 판상으로 형성되며, 중앙에는 스위치 삽입홈(158)이 길이방향으로 관통되어 형성된다.
고정플레이트(155)의 양단은 삽입슬롯(114)에 끼워져 양단이 고정될 수 있도록 점진적으로 벌어지도록 형성되며, 삽입시 탄성 변형 가능하도록 탄성변형공(159)이 관통되어 형성된다.
변속스위치(150)는, 사각 바 형상으로 형성되며, 스위치 결합부(161)가 끼워지도록 저면에 스위치 결합홈(150)이 형성되며, 측면에는 고정플레이트(155)에 형성된 스위치 삽입홈(158)의 내측면이 끼워지는 가이드 홈(152)이 형성된다. 저면에 형성된 스위치 결합홈(150)은 아치 형상으로 형성되어, 조작레버(160)가 링기어를 보다 부드럽게 이동시킬 수 있도록 한다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동공구 감속기어장치는, 조작레버(160)가 리브를 기준으로 힌지회동함으로써, 변속을 훨씬 용이하게 할 수 있도록 한다. 즉, 변속 스위치의 이동거리가 링기어의 이동 거리보다 훨씬 짧게 구현함으로써, 변속 조작이 훨씬 쉽다는 장점이 있다.
조작레버가 링기어와 기어케이스 사이에 위치하여, 링기어를 길이방향으로 이동시킴으로써, 그리스의 누유우려가 매우 낮다.
특히, 조작레버가 링기어의 결합용 홈에 원주방향으로 감싸도록 끼워져 있어, 링기어에 전체적으로 힘을 가할 수 있어, 보다 원할하게 링기어를 이동시킬 수 있다.
또한, 기어 케이스의 내주면에 형성된 이동 가이드 홈에 조작레버의 가이드 돌기가 끼워져 이동되므로, 보다 신뢰성 있게 링기어를 이동시킬 수 있다.
그리고, 변속조작공이 기어케이스의 상면에 관통되어 형성됨으로써, 그리스의 누유를 훨씬 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
12: 모터 14: 비트 결합부
1: 외부하우징 100: 전동공구 감속기어장치
111: 기어 수납부 113: 변속 조작공
110: 기어케이스 121: 링기어 기어치
120: 링기어 131: 유성기어 기어치
130: 유성기어 141: 태양기어 기어치
140: 태양기어 150: 변속 스위치
101: 리브 160: 조작레버
122: 결합용 홈 112: 이동 가이드 홈
163: 가이드 돌기

Claims (5)

  1. 전동공구의 모터와 비트 결합부 사이에 위치하여, 상기 모터의 출력을 감속하여 상기 비트 결합부에 전달하며, 전동공구의 외부하우징에 감싸져 설치되는 전동공구 감속기어장치에 있어서,
    기어 수납부가 형성되며, 일측면에 변속 조작공이 상기 기어수납부와 외주면을 관통하도록 형성된 기어케이스;
    상기 기어수납부에 설치되며, 내주면에 링기어 기어치가 형성되며, 상기 기어케이스에 대해서 자유롭게 회동하는 무감속위치와, 상기 기어케이스에 대해서 회동이 제한되는 감속위치 사이에 상기 기어수납부에서 직선이동 가능하도록 설치된 링기어;
    상기 링기어 기어치와 맞물리도록 외주면에 유성기어 기어치가 형성된 복수의 유성기어;
    상기 유성기어에 둘러싸여 상기 유성기어 기어치와 맞물리는 태양기어 기어치가 형성된 태양기어;
    상기 변속 조작공에 슬라이딩 가능하도록 설치된 변속 스위치;
    일단은 상기 변속 스위치에 결합되는 스위치 결합부와, 타 부위가 상기 링기어와 결합된 링기어 결합부를 포함하는 조작레버; 및
    상기 스위치 결합부와 상기 링기어 결합부 사이의 상기 조작레버를 지지하여, 상기 조작레버가 힌지회동하도록 하는 리브;
    를 포함하고,
    상기 링기어는 원주방향으로 결합용 홈이 형성되며,
    상기 조작레버는 반원 형상의 와이어의 형태로 일체로 형성되어, 상기 결합용 홈에 끼워져 상기 링기어와 상기 기어케이스 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 전동공구 감속기어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합용 홈은 상기 링기어의 원주방향 전체에 걸쳐서 형성되며,
    상기 조작레버는 상기 결합용 홈에 원주방향으로 감싸도록 끼워져 결합된 것을 특징으로 하는 전동공구 감속기어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어케이스의 내주면에는 길이방향으로 이동 가이드 홈이 요입되어 형성되며,
    상기 조작레버는 상기 가이드 홈에 끼워지도록 가이드 돌기가 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 전동공구 감속기어장치.
  5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변속조작공은 상기 기어케이스의 상면에 관통되어 형성된 것을 특징으로 하는 전동공구 감속기어장치.
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