KR101915494B1 - 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더 - Google Patents

열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동 그라인더의 작동 및 미작동시 열전소자를 이용한 배터리의 충전을 진행하여 배터리의 사용시간 연장과 아울러 초기 작동시, 배터리의 전력 약화로 인한 구동력 미흡함을 해소하고, 아울러 기어 커버부 및 배터리에 대한 방열 및 냉각이 신속하게 이루어질 수 있도록 한 것으로, 본 발명에서는 기어 커버부에는 메인 열전소자가 부착되어 있고, 상기 메인 열전소자는 배터리팩의 배터리와 전기적으로 접점 연결되는 그라인더 본체의 메인충전접점단자와 전기 케이블로 연결되며, 상기 온-오프 전원스위치는 전기 케이블을 통해 그라인더 본체의 플러스 전원접점단자와 상기 구동모터의 플러스 접점단자에 전기적으로 연결되고, 상기 구동모터의 마이너스 접점단자는 그라인더 본체의 마이너스 전원접점단자와 전기 케이블을 통해 전기적으로 연결되는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더가 제공된다.

Description

열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더{Electric Power Grinder Having Function of Battery Charging using the Thermoelement}
본 발명은 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동 그라인더의 작동 및 미작동시 열전소자를 이용한 배터리의 충전을 진행하여 배터리의 사용시간 연장과 아울러 초기작동시, 배터리의 전력 약화로 인한 구동력 미흡함을 해소하고, 아울러 기어 커버부 및 배터리에 대한 방열과 냉각이 신속하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 전동 그라인더는 기어 커버부를 포함하고 있는 그라인더 본체와, 상기 그라인더 본체의 내부에 내장되는 구동모터와, 상기 그라인더 본체의 일측 저면에 일부 노출되는 형태로 구비되며 구동모터의 구동력을 전달받아 회전을 하게 되는 스핀들과, 상기 그라인더 본체의 타측에 분리 가능하게 장착되며 모터로 전력을 공급하는 배터리를 포함하여 구성된다.
위와 같이 구성되는 전동 그라인더는 스핀들에 결합 되어 고속으로 회전하는 디스크 타입의 연마석을 사용하여 공작물의 표면을 가공하거나 벽돌, 대리석 등의 표면 마무리 작업 및 다이아몬드 휠을 붙여서 기와, 석재 등의 홈내기, 절단 작업 등 다양한 산업 현장에 사용된다.
그러나, 위와 같이 구성되는 일반적인 전동 그라인더는 작업을 위한 구동시, 전동 그라인더에 장착되는 충전용 배터리로부터 전력을 공급받아 사용하게 됨으로써, 그라인더의 구동시에는 충전용 배터리의 전력이 점차 소진되게 되고, 통상 충전용 배터리의 완충시에 배터리의 사용시간을 더 연장할 수 없는 문제가 있었다.
특히, 배터리의 충전을 위해 사용되는 배터리 충전기를 전기적으로 연결할 수 없는 장소에서는 배터리의 충전이 불가능하여, 예를 들어 충전용 배터리의 완충시에 대한 배터리의 사용시간 이상으로 더 작업을 수행하는데 어려움이 있는 문제가 있었다.
아울러, 충전용 배터리의 완충시에 대한 배터리의 사용시간 미만으로 작업을 수행하더라도 점차 배터리의 전력이 소모되면서 전력이 약화 되어 구동력이 미흡해지는 문제도 있었다.
한편, 그라인더를 구동시, 그라인더의 기어 커버부와 배터리에서는 열이 발생하게 되고, 이러한 열을 해소하기 위하여 통상 기어 커버부와 배터리에 각각 방열공이 형성되어 있으며, 이러한 방열공을 통해 기어 커버부에 대한 방열과 배터리의 냉각을 수행하고는 있으나 단순히 자연적인 공기 소통에 의한 것이어서 방열 및 냉각이 신속하지 못한 문제가 있었다.
대한민국공개실용신안공보 공개번호 20-2013-0004065호 일본특허공보 특허제5899338호 미국출원공개 US2014/0242889 A1
본 발명은 위와 같은 문제를 해소하기 위해 개발된 것으로, 전동 그라인더의 작동 및 미작동시 열전소자를 이용한 배터리의 충전을 진행하여 배터리의 사용시간 연장과 아울러 초기 작동시, 배터리의 전력 약화로 인한 구동력 미흡함을 해소하고, 아울러 기어 커버부 및 배터리에 대한 방열과 냉각이 신속하게 이루어질 수 있도록 한 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 제공하는 목적이 있다.
본 발명에서는 기어 커버부와 온-오프 전원스위치를 결합하고 있는 그라인더 본체, 상기 그라인더 본체의 내에 구비되는 구동모터, 상기 그라인더 본체에 일부 인출되는 형태로 구비되고 구동모터의 구동력을 기어부를 통해 전달받아 회전하는 스핀들, 상기 그라인더 본체에 분리 가능하게 장착되어 구동모터로 전력을 공급하는 배터리를 구비한 배터리팩이 포함된 전동 그라인더로서, 상기 기어 커버부에는 메인 열전소자가 부착되어 있고, 상기 메인 열전소자는 배터리팩의 배터리와 전기적으로 접점 연결되는 그라인더 본체의 메인충전접점단자와 전기 케이블로 연결되며, 상기 온-오프 전원스위치는 전기 케이블을 통해 그라인더 본체의 플러스 전원접점단자와 상기 구동모터의 플러스 접점단자에 전기적으로 연결되고, 상기 구동모터의 마이너스 접점단자는 그라인더 본체의 마이너스 전원접점단자와 전기 케이블을 통해 전기적으로 연결되는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 통해 목적을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 온-오프 전원스위치와 플러스 전원접점단자 간에 연결된 전기 케이블은 검출신호선을 통해 전류검출부와 연결되고, 상기 전류검출부는 제어부와 전기적 신호선을 통해 연결되며, 상기 제어부는 축전지를 포함하고 있는 축전지 전원공급장치와 전기적 신호선을 통해 연결되고, 상기 축전지 전원공급장치는 전기 케이블을 통해 그라인더 본체의 서브충전접점단자와 연결되어 있으며, 상기 제어부는 전류검출부로부터 입력되는 검출신호의 전류 값이 제어부에 사전 입력된 전류 값을 초과할 경우 충전차단제어신호를 축전지 전원공급장치로 인가하게 하여 축전기 전원공급장치를 오프 모드로 전환시켜 축전지에 저장된 전력이 서브충전접점단자를 통해 배터리로 충전되는 것을 차단하는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 통해 목적을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제어부는 전류검출부로부터 입력되는 검출신호의 전류 값이 제어부에 사전 입력된 전류 값과 동일 또는 미만인 경우 충전시작제어신호를 축전지 전원공급장치로 인가하게 하여 축전기 전원공급장치를 온 모드로 전환시켜 축전지에 저장된 전력이 서로 전기적으로 연결되어 있는 서브충전접점단자를 통해 배터리로 충전되도록 하는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 통해 목적을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에서 배터리팩과 면 밀착하게 되는 그라인더 본체에는 열전도부재가 결합 되어 있고, 상기 열전도부재에는 서브 열전소자가 구비되어 있으며, 상기 서브 열전소자의 전기 케이블은 축전기와 전기적으로 연결되어 있는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 통해 목적을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 사용하게 되면, 전동 그라인더의 작동 및 미작동시에 열전소자를 이용한 배터리의 충전이 진행됨으로써 배터리의 사용시간 연장과 아울러 초기 작동시, 배터리의 전력 약화로 인한 구동력 미흡함이 해소될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 사용하게 되면, 기어 커버부 및 배터리에 대한 방열과 냉각이 보다 신속하게 게 이루어질 수 있게 되고, 그에 따른 작동 상에 안전성을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더를 나타낸 도면이다.
아래에서는 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 전동 그라인더(이하, 전동 그라인더라 침함)는 도면에서 보듯이 전동 그라인더(10)는 기어 커버부(12)와 온-오프 전원스위치(14)를 각각 결합하고 있는 그라인더 본체(16)와, 상기 그라인더 본체(16)의 내에 구비되는 구동모터(18)와, 상기 그라인더 본체(16)의 일 측에 일부인출되는 형태로 구비되고 구동모터(18)의 구동력을 기어부(20)가 전달받아 회전을 하게 되는 스핀들(22)과, 상기 그라인더 본체(16)의 타 측에 분리 가능하게 장착되고 구동모터(18)로 전력을 공급하는 충전용 배터리(24)가 내장된 배터리팩(30)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 기어 커버부(12)의 내면에는 메인 열전소자(26)가 부착되어 있고, 상기 메인 열전소자(26)의 전기 케이블(28)은 배터리(24)와 전기적으로 접점 연결되는 그라인더 본체(16)의 메인충전접점단자(32)와 연결되어 있다.
또한, 상기 온-오프 전원스위치(14)는 각 전기 케이블(34a, 34b)을 통해 그라인더 본체(16)의 플러스 전원접점단자(36)와 전기적으로 연결되어 있고, 아울러 구동모터(18)의 플러스 접점단자(38)와 전기적으로 연결되어 있다.
상기 구동모터(18)의 마이너스 접점단자(40)는 전기 케이블(42)을 통해 그라인더 본체(16)의 마이너스 전원접점단자(44)와 전기적으로 연결되어 있다.
한편, 상기 온-오프 전원스위치(14)와 플러스 전원접점단자(36) 간에 연결되는 전기 케이블(34a)은 검출신호선(46)을 통해 전류 량을 수치로 검출하는 전류검출부(48)와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 전류검출부(48)는 제어부(50)와 전기적 신호선(52)을 통해 전기적으로 신호 연결되어 있다.
상기 제어부(50)는 축전지(54)를 포함하고 있는 축전지 전원공급장치(56)와 전기적 신호선(58)을 통해 전기적으로 연결되어 있고, 상기 축전지 전원공급장치(56)는 전기 케이블(60)을 통해 그라인더 본체(16)의 서브충전접점단자(62)와 전기적으로 연결되어 있다.
상기 배터리(24)를 내장하고 있는 배터리팩(30)을 장착시, 배터리팩(30)과 면 밀착되는 그라인더 본체(16)에는 동판으로 이루어진 열전도부재(64)가 결합 되어 있고, 상기 열전도부재(64)의 일면에는 서브열전소자(66)가 구비되어 있으며, 상기 서브열전소자(66)의 전기 케이블(68)은 축전지(54)와 전기적으로 연결되어 있다.
하기에서는 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더에 대한 작동에 대하여 설명하기로 한다.
[온-오프 스위치(14)가 온 모드로 전환시]
그라인더 본체(16)에 배터리팩(30)을 장착시킨 상태에서 온-오프 스위치(14)를 온 모드로 전환하게 되면, 배터리팩(30)의 배터리(24)의 전력은 그라인더 본체(16)의 플러스 접점단자(38)로부터 전기 케이블(34a, 34b)을 통해 온-오프 스위치(14)를 거쳐 구동모터(18)의 플러스 접점단자(38)로 인가되고, 동시에 그라인더 본체(16)의 마이너스 전원접점단자(44)로부터 전기 케이블(42)을 통해 구동모터(18)의 마이너스 접점단자(40)로 공급되어 구동모터(18)가 회전을 하게 되는 것으로 스핀들(22)이 회전을 하게 된다.
위와 같이 전동 그라인더(10)의 동작시, 온-오프 스위치(14)와 플러스 전원점전단자(36) 간에 연결된 전기 케이블(34a)로 흐르는 전류 량은 검출 신호선(46)을 통해 전류검출부(48)가 전류 값을 검출하고, 그에 대한 검출신호를 제어부(50)로 인가하게 된다.
상기 제어부(50)에서는 입력되는 검출신호의 전류 값과 제어부(50)에 사전 입력 설정된 전류 값을 비교하게 된다. 이때 입력 설정된 전류 값을 초과할 경우, 그에 해당하는 충전차단제어신호를 발생하고 이와 같이 발생 된 충전차단제어신호를 축전지 전원공급장치(56)로 인가하게 된다.
상기 축전지 전원공급장치(56)로 충전차단제어신호가 입력되면, 축전지 전원공급장치(56)는 오프 모드로 전환되어 축전지(54)에 저장된 전력이 서브충전접점단자(62)를 통해 배터리(24)로 충전되는 것을 차단하게 된다.
위와 같이 전동 그라인더(10)가 작동시, 기어부(20)에서 발생하는 열과 그라인더 본체(16) 내에 존재하는 열은 메인 열전소자(26)가 흡열하여 전기에너지로 변환시켜 배터리(24)와 전기적으로 접점 연결되는 그라인더 본체(16)의 메인충전접점단자(32)를 통해 배터리(24)를 충전시키게 된다.
위와 같이 전동 그라인더(10)가 동작하는 동안 메인 열전소자(26)를 이용하여 배터리(24)를 충전이 이루어지게 되면, 배터리(24)의 전력 소모량을 늦출 수 있게 되어 배터리(30)의 사용시간을 연장할 수 있게 된다. 그와 더불어 기어부(20)는 물론, 그라인더 본체(16) 내의 열에 대한 방열과 냉각이 신속하게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 상기 배터리(24)에서 발생하는 열은 배터리팩(30)과 면밀차ㅎ하고 있는 열전도부재(64)가 흡수하고, 열전도부재(64)로 전도된 열은 서브 열전소자(66)가 전기 에너지로 변환시켜 이와 전기적으로 연결된 축전지(54)로 저장하게 된다. 위와 같이 열전도률이 높은 열전도부재(64)가 배터리(24)는 물론 배터리팩(30)의 열을 빠르게 흡열하게 되어 배터리(24)는 물론 배터리팩(30)에 대한 냉각이 적극적으로 이루어지게 된다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이 상기 축전지 전원공급장치(56)가 오프 모드로 전환되어 있어 축전지(54)에 저장된 전력이 그라인더 본체(16)의 서브충전접점단자(62)를 통해 배터리(30)로 충전되는 것이 차단된다.
[온-오프 스위치(14)가 모드 모드로 전환시]
그라인더 본체(16)에 배터리(30)를 장착시킨 상태에서 온-오프 스위치(14)를 오프 모드로 전환하게 되면, 온-오프 스위치(14)의 오프 모드의 전환으로 인해 구동모터(18)로 공급되는 전력이 차단되어 구동모터(18)는 정지된 상태를 유지하게 된다.
위와 같이 전동 그라인더(10)의 미 동작시, 온-오프 스위치(14)와 플러스 전원점전단자(36) 간에 연결된 전기 케이블(34a)로 흐르는 전류 량은 검출신호선(46)을 통해 전류검출부(48)가 전류 값을 검출하고, 그에 대한 검출신호를 제어부로 인가하게 된다.
상기 제어부(50)에서는 입력되는 검출신호의 전류 값과 제어부(50)에 사전 입력된 전류 값과 비교하게 된다. 이때, 입력된 전류 값과 동일하거나 미만인 경우, 그에 해당하는 충전시작제어신호를 발생하고, 이와 같이 발생 된 충전시작제어신호를 축전지 전원공급장치(56)로 인가하게 된다.
상기 축전지 전원공급장치(56)로 충전시작제어신호가 입력되면, 축전지 전원공급장치(56)는 온 모드로 전환되어 축전지(54)에 저장된 전력이 축전지 전원공급장치(56)와 전기 케이블(60)로 연결된 서브충전접점단자(62)를 통해 배터리(24)로 충전되게 된다.
위와 같이 전동 그라인더(10)가 미작동시, 점차 기어부(20)에서 발생하는 열과 그라인더 본체(16) 내에 존재하는 열이 식으면서 앞서 설명된 메인 열전소자(26)를 통해서는 배터리(24) 충전이 이루어지지 않게 된다.
위와 같이 전동 그라인더(10)가 미 작동하는 동안 서브 열전소자(66)를 이용하여 배터리(24) 충전이 이루어지게 되면, 배터리(24)의 전력 소모로 인한 배터리(24)의 전력 약화에 따른 초기 구동 시에 구동력 미약함이 방지된다. 아울러 배터리(24)를 구비하고 있는 배터리팩(30)을 별도의 배터리 충전장치에 결합하여 완충을 위한 충전시 배터리(24)의 충전시간을 최소화할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 전동 그라인더는 전동 그라인더의 작동 및 미작동시 열전소자를 이용한 배터리의 충전을 진행하여 배터리의 사용시간 연장되어 충전용 배터리의 완충시에 대한 배터리의 사용시간 이상으로 더 작업을 수행할 수 있게 된다.
아울러, 초기 작동시 배터리의 전력 약화로 인한 구동력 미흡함이 해속되어 초기 작업시 불안정한 작업을 을 해소하고, 아울러 기어 커버부 및 배터리에 대한 방열 및 냉각이 신속하게 이루어지게 되어 배터리를 포함하는 전동그라인더의 작동 안정성과 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 여러 가지로 변경 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시 예들의 변형 또는 변경은 본 발명의 기술적 범위를 벗어날 수 없을 것이다.
10 : 전동 그라인더
12 : 기어 커버부
16 : 그라인더 본체
18 : 구동모터
20 : 기어부
22 : 스핀들
24 : 배터리
26 : 메인 열전소자
28, 34, 42, 60, 68 : 전기 케이블
30 : 배터리팩
32 : 메인충전접점단자
36a, 36b : 플러스 전원접점단자
38 : 플러스 접점단자
40 : 마이너스 접점단자
44 : 마이너스 전원접점단자
46 : 검출신호선
48 : 전류검출부
50 : 제어부
52, 58 : 전기적 신호선
54 : 축전지
56 : 축전지 전원공급장치
62 : 서브충전접점단자
64 : 열전도부재
66 : 서브열전소자

Claims (4)

  1. 기어 커버부(12)와 온-오프 전원스위치(14)를 결합하고 있는 그라인더 본체(16), 상기 그라인더 본체(16)의 내에 구비되는 구동모터(18), 상기 그라인더 본체(16)에 일부 인출되는 형태로 구비되고 구동모터(18)의 구동력을 기어부(20)를 통해 전달받아 회전하는 스핀들(22), 상기 그라인더 본체(16)에 분리 가능하게 장착되어 구동모터(18)로 전력을 공급하는 배터리(24)를 구비한 배터리팩(30)이 포함된 전동 그라인더로서,
    상기 기어 커버부(12)에는 메인 열전소자(26)가 부착되어 있고, 상기 메인 열전소자(26)는 배터리팩(30)의 배터리(24)와 전기적으로 접점 연결되는 그라인더 본체(16)의 메인충전접점단자(32)와 전기 케이블(28)로 연결되며,
    상기 온-오프 전원스위치(14)는 전기 케이블(34a, 34b)을 통해 그라인더 본체(16)의 플러스 전원접점단자(36)와 상기 구동모터(18)의 플러스 접점단자(38)에 전기적으로 연결되고,
    상기 구동모터(18)의 마이너스 접점단자(40)는 그라인더 본체(16)의 마이너스 전원접점단자(44)와 전기 케이블(42)을 통해 전기적으로 연결되며,
    상기 온-오프 전원스위치(14)와 플러스 전원접점단자(36) 간에 연결된 전기 케이블(34a)은 검출신호선(46)을 통해 전류검출부(48)와 연결되고, 상기 전류검출부(48)는 제어부(50)와 전기적 신호선(52)을 통해 연결되며,
    상기 제어부(50)는 축전지(54)를 포함하고 있는 축전지 전원공급장치(56)와 전기적 신호선(58)을 통해 연결되고, 상기 축전지 전원공급장치(56)는 전기 케이블(60)을 통해 그라인더 본체(16)의 서브충전접점단자(62)와 연결되며,
    상기 제어부(50)는 전류검출부(48)로부터 입력되는 검출신호의 전류 값이 제어부(50)에 사전 입력된 전류 값을 초과할 경우 충전차단제어신호를 축전지 전원공급장치(56)로 인가하게 하여 축전지 전원공급장치(56)를 오프 모드로 전환시켜 축전지(54)에 저장된 전력이 서브충전접점단자(62)를 통해 배터리(24)로 충전되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(50)는 전류검출부(48)로부터 입력되는 검출신호의 전류 값이 제어부(50)에 사전 입력된 전류 값과 동일 또는 미만인 경우 충전시작제어신호를 축전지 전원공급장치(56)로 인가하게 하여 축전지 전원공급장치(56)를 온 모드로 전환시켜 축전지(54)에 저장된 전력이 서로 전기적으로 연결되어 있는 서브충전접점단자(62)를 통해 배터리(24)로 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리팩(30)과 면 밀착되는 그라인더 본체(16)에는 열전도부재(64)가 결합 되어 있고, 상기 열전도부재(64)에는 서브 열전소자(66)가 구비되어 있으며, 상기 서브 열전소자(66)의 전기 케이블(68)은 축전지(54)와 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 배터리 충전 기능이 구비된 전동 그라인더.
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