KR101948636B1 - 전동 공구의 툴 어셈블리 및 이를 포함하는 전동 공구 - Google Patents

Abstract

하우징; 상기 하우징의 후방에 배치되는 모터; 상기 모터의 구동축에 결합되는 제1유성기어유닛; 상기 제1유성기어유닛과 결합되어 회동하는 토크증폭모듈; 상기 토크증폭모듈에 의해 타격되는 앤빌몸체부와, 상기 앤빌몸체부의 회동에 연동하며 상기 앤빌몸체부에 가해진 토크가 출력되는 앤빌렌치부를 포함하는 앤빌어셈블리; 상기 토크를 미리 설정된 전달 비율로 상기 앤빌몸체부에서 상기 앤빌렌치부로 전달시키는 제2유성기어유닛; 상기 토크를 측정하는 토크센서부;를 포함하는 전동 공구의 툴 어셈블리를 제공한다.

Description

전동 공구의 툴 어셈블리 및 이를 포함하는 전동 공구{TOOL ASSEMBLY OF ELECTRIC TOOL AND ELECTRIC TOOL HAVING THE SAME}

본 발명은 전동 공구의 선단에 장착되는 공구 툴에 토크 등의 회전력을 제공하는 전동 공구의 툴 어셈블리 및 이를 포함하는 전동 공구에 관한 것이다.

툴 어셈블리는 임팩트 기능을 갖는 전동 공구나 너트 러너에 사용되는 부품이다. 한편, 툴 어셈블리에는 임팩트에 대한 토크를 측정할 수 있는 토크 센서가 배치되어 있다. 종래 토크 센서가 장착된 툴 어셈블리에 대한 구조는 크게 3가지로 구분할 수 있다. 먼저 1) 전기 모터와 전기 모터의 출력 축과 기어 결합되어 출력 축의 회전 속도를 가감속하는 유성기어 박스와 유성기어 박스의 출력 단에 연결되어 회동하는 비트가 일 직선 방향으로 배치되는 구조가 있다. 이 때, 토크 센서는 유성기어 박스에 배치된다. 그러나, 이 구조는 임팩트가 전기 모터의 출력 토크에 전적으로 좌우되는 이유로 전기 모터의 용량이 어느 정도 이상 커져야 한다는 단점이 있었다.

그리고, 1)의 구조에서 유성기어 박스와 비트 사이에 해머/앤빌이 한 조합으로 더 개재되는 2)의 구조가 있다. 이는 1)의 단점인 전기 모터의 용량에 대한 것을 해결할 수 있으나, 비트가 유성기어 박스에 직결되는 것이 아닌 바, 토크 센서에서 측정되는 토크값이 부정확하다는 또 다른 단점이 있었다.

그리고, 2)의 단점을 보완하기 위해 유성기어 박스에 배치되던 토크 센서 대신 비트와 해머/앤빌 사이에 배치되는 슬립 링을 사용하는 3)의 구조가 있다. 그러나, 슬립 링을 사용하는 구조는 슬립 링에 생기는 노이즈나 반복적인 사용으로 인한 마모 등에 의해 토크에 대한 측정 데이터가 불규칙하다는 단점이 있었다. 또한, 슬립 링에 마찰열이 발생하는 문제점도 있었다.

대한민국 등록특허 제10-10596870호 일본 공개특허 제2008-183633호 일본 공개특허 제2008-142889호

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종래 사용되던 슬립 링을 대체할 수 있는 토크 측정 구조를 갖는 툴 어셈블리를 제공하고자 한다. 또한, 토크 측정의 정확도를 보다 향상시키고, 토크 측정이 요구되는 모든 전동 공구에 호환될 수 있는 툴 어셈블리를 제공하고자 한다. 또한, 내구성이 보다 향상될 수 있는 툴 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 하우징; 상기 하우징의 후방에 배치되는 모터; 상기 모터의 구동축에 결합되는 제1유성기어유닛; 상기 제1유성기어유닛과 결합되어 회동하는 토크증폭모듈; 상기 토크증폭모듈에 의해 타격되는 앤빌몸체부와, 상기 앤빌몸체부의 회동에 연동하며 상기 앤빌몸체부에 가해진 토크가 출력되는 앤빌렌치부를 포함하는 앤빌어셈블리; 상기 토크를 미리 설정된 전달 비율로 상기 앤빌몸체부에서 상기 앤빌렌치부로 전달시키는 제2유성기어유닛; 상기 토크를 측정하는 토크센서부;를 포함하는 전동 공구의 툴 어셈블리를 제공한다.

상기 제2유성기어유닛은 상기 앤빌몸체부에 상기 앤빌몸체부의 회동 방향으로 배치되는 제1단유성기어부; 일측이 상기 제1단유성기어부와 평행하게 결합되는 중간피니언기어; 상기 앤빌렌치부에 형성되며, 상기 중간피니언기어의 타측과 결합되는 제2단유성기어부; 상기 하우징에 고정되며 상기 제1단유성기어부와 결합되는 제1단링기어; 및 상기 하우징에 고정되며 상기 제2단유성기어부와 결합되는 제2단링기어;를 포함할 수 있다.

상기 제1단유성기어부와 상기 제2단유성기어부는 서로 동일한 형상의 유성기어들로 이루어질 수 있다.

상기 전달 비율은 1:1이 바람직하다.

제2유성기어유닛은 상기 앤빌몸체부의 외주면에 형성되는 제2선기어치; 상기 제2선기어치와 결합되는 제2유성기어부; 및 상기 하우징에 고정되며 상기 제2유성기어부와 결합되는 제2링기어;를 포함할 수 있다.

상기 앤빌렌치부의 후단부에는 상기 제2유성기어부의 회전축 양단이 결합되는 케이지;가 형성될 수 있다.

상기 토크센서부는 상기 앤빌렌치부의 외주연에 배치되며 일단과 타단에 기어치가 각각 형성되는 원통변형부재; 및 상기 원통변형부재의 외주면에 배치되는 변형게이지;를 포함할 수 있다.

상기 원통변형부재는 전달되는 토크에 의해 변형되며, 상기 원통변형부재의 일단에는 상기 기어치와 기어 결합되는 고정링기어;가 배치될 수 있다.

상기 고정링기어의 외주면에는 적어도 한 쌍 이상의 대향하는 절삭평면;이 형성되고, 상기 고정링기어가 위치하는 상기 하우징의 내주면은 상기 고정링기어가 고정 결합되도록 절삭내평면;이 형성될 수 있다.

상기 토크센서부는 일단이 상기 하우징에 고정되고, 타단이 상기 제2유성기어유닛과 결합될 수 있다.

전술한 전동 공구의 툴 어셈블리;를 포함하는 전동 공구를 제공한다.

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.

종래 슬립 링을 대신하여, 제2유성기어유닛과 이에 결합되는 토크센서부를 통해 측정 정확도가 향상된 토크 측정 구조를 제공할 수 있다. 또한, 이런 토크 측정 구조는 토크 측정이 요구되는 모든 전동 공구에 적용될 수 있어 호환적이다. 또한, 제2유성기어유닛은 복수 개의 유성기어들로 이루어져 반복적인 사용에도 일정 수준 이상의 내구성이 확보될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 툴 어셈블리는 모터출력단에 배치되는 제1유성기어유닛에서 뿐만 아니라, 앤빌어셈블리에 배치되는 제2유성기어유닛을 통해 감속비를 적절하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 1의 제2유성기어유닛에 대한 분해 사시도.
도 5는 도 4를 다른 방향에서 바라 본 사시도.
도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ' 방향 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서부의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 사시도.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ' 방향 단면 사시도.
도 10은 도 8의 제2유성기어유닛에 대한 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 단면도.
도 12는 도 11의 토크증폭모듈에 대한 사시도.
도 13은 도 12의 분해 사시도.
도 14는 도 12의 단면도.
도 15는 도 12의 빈공간부를 설명하기 위한 단면도.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면 사시도이며, 도 3은 도 2의 정면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 전동 공구의 툴 어셈블리는 하우징(10), 모터(20), 제1유성기어유닛(30), 토크증폭모듈(40), 앤빌어셈블리(50), 제2유성기어유닛(60), 토크센서부(70) 등을 포함한다.

하우징(10)은 툴 어셈블리의 각 종 구성 요소들이 수용되도록 한다. 하우징(10)은 전체적으로 원통 형상이며 내부가 중공되어 있다. 하우징(10)은 일체로서 형성될 수 있고, 복수 개의 서브하우징이 서로 결합되어 형성될 수도 있다.

예를 들어, 하우징(10)은 모터(20), 제1유성기어유닛(30), 토크증폭모듈(40) 등이 수용되는 기어박스하우징(16)과, 기어박스하우징(16)의 전방에 결합되며 앤빌어셈블리(50), 제2유성기어유닛(60), 토크센서부(70) 등이 수용되는 기어박스캡(17)이 순차적으로 결합되어 형성될 수 있다.

모터(20)는 하우징(10)의 후방에 배치된다. 모터(20)의 구동축은 축 방향으로 회동하면서 토크를 발생시킨다. 구동축의 단부에는 제1피니언기어(32)가 압입 결합되어 있다. 그리고, 제1피니언기어(32)의 외주연에는 제1피니언기어(32)와 기어 결합되는 제1유성기어부(33)가 배치된다. 한편, 제1유성기어부(33)의 외주연에는 제1유성기어부(33)와 기어 결합되는 제1링기어(34)가 하우징(10)에 고정 결합되도록 배치된다. 그 결과, 구동축의 회전 속도는 제1유성기어유닛(30)을 통해 미리 설정되는 감속비로 변경될 수 있다.

토크증폭모듈(40)은 제1유성기어유닛(30)과 결합되어 회동한다. 이 때, 토크증폭모듈(40)은 모터(20)에서 발생되는 토크를 증폭하여 전달할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 토크증폭모듈(40)는 앤빌어셈블리(50)에 토크를 전달하는 임팩터(42)와, 일측이 임팩터(42)와 볼(미도시)을 매개로 결합되고, 타측에는 모터(20)의 구동축과 제1피니언기어(32)가 각각 수용되며 제1유성기어부(33)가 설치되는 캐리어가 일체로 형성되는 스핀들(44)을 포함한다.

구체적으로, 모터(20)에서 발생되는 동력은 모터(20)의 구동축, 제1피니언기어(32), 제1유성기어부(33)로 전달되며, 이는 다시 제1유성기어부(33)가 설치된 스핀들(44)을 종동시키면서 임팩터(42)를 통해 앤빌어셈블리(50) 측으로 전달된다.

이 때, 임팩터(42)의 전방면에는 날개 형상의 타격돌부(42a)가 돌출 형성되어 있다. 그리고, 스핀들(44)의 외주면에는 볼의 이동 경로 예를 들어, V 형상의 가이드홈(45)이 형성된다. 또한, 스핀들(44)의 외주연에는 탄성스프링(46)이 배치된다. 구체적으로, 탄성스프링(46)은 일단이 임팩터(42)의 후방면에서 전방으로 형성되는 수용공간의 내측 단부에 접촉하고, 타단이 제1유성기어유닛(30) 측에 접촉하도록 배치된다.

임팩터(42)는 볼에 의해 스핀들(44)과 기계적으로 결합되어 스핀들(44)을 통해 전달되는 토크를 앤빌어셈블리(50) 측으로 전달할 수 있다. 한편, 임팩터(42)는 볼(미도시), 가이드홈(45), 탄성스프링(46)에 의해 스핀들(44)의 전후 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 임팩터(42)가 후방으로 이동하게 되면 임팩터(42)는 탄성스프링(46)의 복원력에 의해 전방으로 가압된다.

임팩터(42)는 모터(20)에서 발생되어 스핀들(44)로 전달되는 토크가 타격돌부(42a)와 맞물려 있는 앤빌어셈블리(50)를 구동시키기 위한 토크 보다 작으면 탄성스프링(46)의 탄성력을 극복하고 후방으로 밀려 이동하게 된다.

즉, 토크증폭모듈(40)는 구동축에 결합되는 제1피니언기어(32)의 회전 구동에 의해 스핀들(44)과, 볼을 매개로 스핀들(44)에 결합된 임팩터(42)가 동시에 회동하면서 앤빌어셈블리(50)로 토크를 제공한다. 다만, 작업 대상에 따라 볼트 등의 체결 부재에 걸리는 부하의 크기 차이로 인해 앤빌어셈블리(50)에 걸리는 토크가 모터(20)에서 발생되어 전달되는 토크보다 크면 전동 공구는 그 때부터 펄스 토크 즉, 임팩트를 제공할 수 있다.

앤빌어셈블리(50)는 토크가 토크증폭모듈(40)에서 앤빌렌치부(54) 측으로 전달되게 한다. 이를 위해, 앤빌어셈블리(50)는 앤빌몸체부(52)와 앤빌렌치부(54)를 포함한다. 구체적으로 앤빌몸체부(52)의 일단에는 토크증폭모듈(40)에 의해 타격되는 앤빌날개(53a)가 일체로 형성된다. 이 때, 앤빌렌치부(54)는 앤빌몸체부(52)의 회동에 연동하며 앤빌몸체부(52)에 가해진 토크가 미리 설정된 전달 비율에 따라 출력되도록 한다.

이 때, 제2유성기어유닛(60)은 토크를 미리 설정된 전달 비율로 앤빌몸체부(52)에서 앤빌렌치부(54)로 전달시킨다. 이를 위해, 제2유성기어유닛(60)은 적어도 2단계 이상의 기어비를 이용하여 앤빌몸체부(52)에 가해진 토크가 그대로 앤빌렌치부(54)로 전달되도록 한다. 제1 실시예에 따른 전달 비율은 1:1이 바람직하다.

도 4는 도 1의 제2유성기어유닛에 대한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4를 다른 방향에서 바라 본 사시도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 제2유성기어유닛(60)은 앤빌몸체부(52)에 앤빌몸체부(52)의 회동 방향으로 배치되는 제1단유성기어부(61)와, 일측이 제1단유성기어부(61)와 평행하게 결합되는 중간피니언기어(62)와, 앤빌렌치부(54)에 형성되며 중간피니언기어(62)의 타측과 결합되는 제2단유성기어부(63)를 포함한다.

이 때, 중간피니언기어(62)는 전단에 제1단유성기어부(61)가 결합되고 후단에 제2단유성기어부(63)가 결합되어 토크의 전달 매개체로 기능한다. 여기서, 결합은 일반적으로 기어치가 물리적으로 서로 맞물리는 기어 결합을 의미한다.

제1단유성기어부(61)는 복수 개의 유성기어들로 이루어진다. 또한, 제2단유성기어부(63) 역시 복수 개의 유성기어들로 이루어진다. 이는, 토크의 전달 과정에서 유성기어의 개수만큼 토크를 분배시키는 효과를 발휘할 수 있어 내구성 향상에 효과적이다.

다만, 토크의 전달 비율이 1:1인 경우, 특히 제1단유성기어부(61)와 제2단유성기어부(63)를 구성하는 각 유성기어들은 서로 동일한 형상을 갖는다. 그 결과, 제1단유성기어부(61)와 중간피니언기어(62) 사이의 기어비와 중간피니언기어(62)와 제2단유성기어부(63) 사이의 기어비는 서로 역수 관계에 의해 전체적으로 입력과 출력 사이에는 1:1의 기어비가 형성될 수 있다.

한편, 제1단유성기어부(61)와 제2단유성기어부(63)는 환형으로 이격 배치되어 중간피니언기어(62)의 외주면과 각각 기어 결합된다. 그 결과, 토크는 앤빌몸체부(52)의 제1단유성기어부(61)에서 중간피니언기어(62)를 거치고, 다시 제2단유성기어부(63)를 통해 앤빌렌치부(54)로 전달될 수 있다.

제2유성기어유닛(60)은 하우징(10)에 각각 고정되며, 제1단유성기어부(61)와 기어 결합되는 제1단링기어(64)와 제2단유성기어부(63)와 기어 결합되는 제2단링기어(65)를 더 포함한다. 이 때, 제2단링기어(65)에는 앤빌어셈블리(50)에 가해지는 토크에 따라 중간피니언기어(62)의 회전 방향과 동일한 방향의 토크가 전달된다. 이 때, 제2단링기어(65)에 전달되는 토크의 크기를 측정함으로써 이를 앤빌어셈블리(50)에 전달되는 토크의 크기로 간주할 수 있다.

한편, 앤빌렌치부(54)의 후단부에는 중간피니언기어(62)의 단부가 끼움 결합되는 끼움돌기(55)가 앤빌렌치부(54)의 몸체와 일체로서 형성된다. 이에 대응하여 중간피니언기어(62)에는 끼움돌기(55)가 수용되는 돌기홈이 더 형성될 수 있다. 또한, 끼움돌기(55)와 돌기홈 사이에는 베어링이 더 개재될 수 있다. 또한, 앤빌렌치부(54)의 몸체 전단에는 공구가 결합되는 공구결합부가 형성된다.

한편, 토크증폭모듈(40)에서 가해지는 토크는 제2유성기어유닛(60)에 의해 앤빌렌치부(54) 측으로 전달된다. 이 때, 토크는 제2단링기어(65)와 기어 결합되어 있는 토크센서부(70) 측으로도 전달된다.

도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ' 방향 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서부의 분해 사시도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 토크센서부(70)는 일단이 하우징(10)에 고정되고 타단이 제2유성기어유닛(60) 중 특히 제2단링기어(65)와 결합된다. 즉, 토크센서부(70)의 일단은 고정되어 있는 바, 토크센서부(70)는 제2단링기어(65)로부터 전달되는 토크에 의해 순간적으로 비틀릴 수 있다. 이 때, 비틀림 변형을 측정하면 앤빌렌치부(54)를 통해 출력되는 토크의 크기를 측정할 수 있다.

구체적으로, 토크센서부(70)는 앤빌렌치부(54)의 전방 측 외주연에 배치되며, 일단과 타단 외주면에 방사 방향으로 돌출된 기어치가 각각 형성되는 원통변형부재(72)를 포함한다. 또한, 토크센서부(70)는 원통변형부재(72)의 외주면에 배치되는 변형게이지(74)를 포함한다.

한편, 원통변형부재(72)의 일단을 하우징(10)에 고정시키기 위해 고정링기어(80)가 사용된다. 즉, 토크센서부(70)의 일단은 고정링기어(80)와 기어 결합되어 하우징(10)에 고정될 수 있다. 이 때, 고정링기어(80)의 외주면에는 적어도 한 쌍 이상의 대향하는 절삭평면(82)이 형성되고, 고정링기어(80)가 위치하는 하우징(10)의 내주면은 고정링기어(80)가 끼움 결합되도록 절삭내평면(12)이 형성된다. 그 결과, 고정링기어(80)가 하우징(10)에 결합되면 토크 등이 전달되더라도 위치 등의 변화없이 고정될 수 있다.

원통변형부재(72)는 금속 재질로 형성된다. 또한, 원통변형부재(72)의 일단은 이에 형성된 기어치가 고정링기어(80)와 기어 결합에 의해 맞물려서 고정되어 있지만, 타단은 회동 가능한 제2단링기어(65)와 기어 결합되어 있다. 그 결과, 원통변형부재(72)는 전달되는 토크에 의해 변형될 수 있다. 즉, 원통변형부재(72)는 제2단링기어(65)로부터 전달되는 토크에 의해 순간적인 비틀림 변형이 발생할 수 있다.

한편, 원통변형부재(72)의 외주면에는 비틀림 변형을 측정할 수 있는 변형게이지(74)가 더 배치될 수 있다. 즉, 토크센서부(70)는 변형게이지식 토크센서일 수 있다.

제1 실시예에 따른 전동 공구는 전술한 전동 공구의 툴 어셈블리를 포함한다. 이런 전동 공구는 임팩트 기능을 갖는 전동 공구 이외에도 너트 러너 등 토크를 제공하며 동시에 그에 대한 측정이 요구되는 모든 전동 공구를 포함한다.

즉, 제1 실시예에 따른 툴 어셈블리는 제2유성기어유닛(60)과 앤빌어셈블리(50)의 외주연에 배치되는 토크센서부(70)를 통한 토크 측정 구조를 통해 토크 측정이 요구되는 전동 공구에 모두 적용될 수 있어 호환적이다.

[제2 실시예]

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 사시도이고, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ' 방향 단면 사시도이며, 도 10은 도 8의 제2유성기어유닛에 대한 분해 사시도이다. 본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예에서 제2유성기어유닛(60)의 구조가 변경된 것으로 제1 실시예에서 상술한 동일 구성에 대해서는 이하 구체적 설명을 생략한다.

제2유성기어유닛(160)은 일종의 감속 장치로 제2선기어(162), 제2유성기어부(164) 및 제2링기어(166)를 포함한다. 특히, 제2선기어(162)는 앤빌몸체부(52)의 외주면에 형성된다. 한편, 제2 실시예에서, 앤빌몸체부(52)의 일단에는 토크전달모듈(40)에 의해 타격되는 앤빌날개(53)가 형성되며, 타측 방향으로 연장되는 주축의 외주면에는 그 연장 방향과 나란하게 제2선기어(162)가 형성된다. 또한, 앤빌몸체부(52)의 타측 단부에는 주축에서 전방으로 돌출되며 주축의 직경보다 더 작은 크기를 갖는 거치축(53b)이 형성된다.

이 때, 제2링기어(166)의 외주면은 하우징(10)의 내주면과 소정 간극을 두고 배치되며, 제2링기어(166)에는 앤빌몸체부(52)에 가해지는 토크에 따라 제2선기어(162)의 회전 방향과 동일 방향을 갖는 토크가 전달될 수 있다.

앤빌몸체부(52)의 전방에는 제2유성기어부(164)의 회동에 연동하여 토크가 전달되는 앤빌렌치부(54)가 더 배치된다. 그리고, 앤빌렌치부(54)의 후단부에는 제2유성기어부(164)의 회전축 양단이 결합되는 케이지(54b)가 앤빌렌치부(54)에 일체로서 형성된다. 또한, 앤빌렌치부(54)의 후단에는 앤빌몸체부(40)의 거치축(53b)이 수용되는 거치홈(54c)이 더 형성될 수 있다. 이 때, 거치홈(54c)과 거치축(53b) 사이에는 내륜이 거치축(53b)의 외주면에 끼움 결합되고, 외륜이 거치홈에 끼움 결합되는 베어링이 개재될 수 있다.

한편, 토크증폭모듈(40)에서 가해지는 토크는 앤빌몸체부(40)의 제2선기어(162), 제2선기어(162)와 기어 결합되는 제2유성기어부(164)를 통해 앤빌렌치부(70) 측으로 전달된다. 동시에, 토크는 제2링기어(166)와 기어 결합되어 있는 토크센서부(70) 측으로 전달된다.

제2 실시예에 따른 제2유성기어유닛을 통해 앤빌렌치부(54)의 감속비를 제어할 수 있으며, 제2유성기어유닛(160)과 결합되는 토크센서부(70)를 통한 토크 측정 구조는 토크의 정확도가 높을 뿐만 아니라 토크 측정이 요구되는 전동 공구에 모두 적용될 수 있어 호환적이라는 장점을 갖는다.

[제3 실시예]

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 단면도이고, 도 12는 도 11의 토크증폭모듈에 대한 사시도이며, 도 13은 도 12의 분해 사시도이고, 도 14는 도 12의 단면도이며, 도 15는 도 12의 빈공간부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 11 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는 제1 실시예에서 토크증폭모듈(40)의 구조가 변경된 것으로 제1 실시예에서 상술한 동일 구성에 대해서는 이하 구체적 설명을 생략한다. 제3 실시예에서 사용되는 토크증폭모듈(140)은 공지된 기술인 오일 펄스의 원리를 채택한다. 이하, 토크증폭모듈(140)에 대해 간략하게 설명한다.

토크증폭모듈(140)은 제1유성기어유닛(30)과 결합되어 회동한다. 토크증폭모듈(140)은 앤빌어셈블리(50)로 토크를 전달하는 토크전달축(142)을 포함한다. 이런 토크전달축(142)의 일측 상하면에는 장공 모양의 홈이 형성된다. 또한, 각각의 홈에는 스프링에 의해 블레이드(144)가 결합된다. 블레이드(144)는 스프링의 탄성력에 의해 상하 방향으로 작동된다.

토크전달축(142)의 외주연에는 임팩터(146)가 배치된다. 한편, 임팩터(146)의 내부에는 타원형의 빈공간부(146a)가 형성되어 있다. 구체적으로, 빈공간부는 크게 4개의 섹터로 분리되며, 각 섹터에는 비압축성 유체인 오일로 충진된다. 이 때, 각 섹터에 충진된 오일은 블레이드(144)에 의해 서로 차단될 수 있다. 그러나, 임팩터(146)의 회전에 따라 블레이드(144)가 작동하면 각 섹터에서 유압 차이가 발생하게 되고, 오일이 유동을 시작하면 유동 에너지가 발생하고, 이는 토크전달축(142)에 충격 에너지로 전달하게 된다.

또한, 토크증폭모듈(140)은 오링(O-ring)(149) 등의 의해 오일의 누유가 방지되도록 임팩터(146)와 결합되며, 제1유성기어부(33)가 설치되는 캐리어(148)를 포함할 수 있다.

토크증폭모듈(140)의 작동을 간략하게 살펴보면, 제1유성기어유닛(30)에 의해 회동하는 임팩터(146)는 그 내부에 충진되어 있는 오일의 압력을 순간적으로 상승시키고, 동시에 강한 펄스가 블레이드(144)에 작용하여 토크전달축(142)을 구동시키면서 앤빌어셈블리(50)로 증폭된 토크를 제공한다.

이를 위해, 토크전달축(142)의 선단에는 앤빌몸체부(52)와 결합되는 기어치(52b) 등이 형성될 수 있다. 이에 대응하여 앤빌몸체부(52)에는 토크전달축(142)의 선단이 삽입되어 결합될 수 있는 구조가 더 형성된다. 따라서, 앤빌몸체부(52)에는 제1 실시예나 제2 실시예와 달리 앤빌날개(53)가 형성되지 않는다.

이와 같이 토크증폭모듈(140)에 오일 펄스의 원리를 적용하면 저소음, 저진동에 따른 쾌적한 작업 환경을 구현할 수 있고, 마모 등의 부품 손실이 없어 내구성이 향상되며, 동시에 토크 정확성을 향상시킬 수 있다.

[제4 실시예]

도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전동 공구의 툴 어셈블리에 대한 단면도이다. 제4 실시예는 제2 실시예에서 토크증폭모듈(40)의 구조가 변경된 것으로 제1 실시예 내지 제3 실시예에서 이미 상술한 동일 구성에 대해서는 이하 구체적 설명을 생략한다. 제4 실시예에서 사용되는 토크증폭모듈(140)은 제3 실시예에서 개시한 오일 펄스의 원리를 그대로 채택하였다.

또한, 토크증폭모듈(140)과 제1유성기어유닛(30) 사이의 결합 관계는 제1 실시예 및 제3 실시예와 동일 유사하며, 토크증폭모듈(140)과 앤빌어셈블리(50) 사이의 결합 관계는 제2 실시예 및 제3 실시예와 동일 유사한 바, 이하 구체적 설명을 생략한다.

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.

10: 하우징 20: 모터
30: 제1유성기어유닛 40, 140: 토크증폭모듈
50: 앤빌어셈블리 60: 제2유성기어유닛
70: 토크센서부 61: 제1단유성기어부
62: 중간피니언기어 63: 제2단유성기어부
64: 제1단링기어 65: 제2단링기어
52: 앤빌몸체부 53a: 앤빌날개
54: 앤빌렌치부 72: 원통변형부재
74: 변형게이지 80: 고정링기어
82: 절삭평면 12: 절삭내평면
66: 제2선기어 67: 제2유성기어부
68: 제2링기어 53b: 거치축
142: 토크전달축 144: 블레이드
146: 임팩터 148: 캐리어

Claims (11)

1. 하우징;
   상기 하우징의 후방에 배치되는 모터;
   상기 모터의 구동축에 결합되는 제1유성기어유닛;
   상기 제1유성기어유닛과 결합되어 회동하는 토크증폭모듈;
   상기 토크증폭모듈에 의해 타격되는 앤빌몸체부와, 상기 앤빌몸체부의 회동에 연동하며 상기 앤빌몸체부에 가해진 토크가 출력되는 앤빌렌치부를 포함하는 앤빌어셈블리;
   상기 토크를 미리 설정된 전달 비율로 상기 앤빌몸체부에서 상기 앤빌렌치부로 전달시키는 제2유성기어유닛;
   상기 제2유성기어유닛에 결합되어, 상기 앤빌렌치부를 통해 출력되는 상기 토크를 측정하는 토크센서부;를 포함하는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2유성기어유닛은
   상기 앤빌몸체부에 상기 앤빌몸체부의 회동 방향으로 배치되는 제1단유성기어부;
   일측이 상기 제1단유성기어부와 평행하게 결합되는 중간피니언기어;
   상기 앤빌렌치부에 형성되며, 상기 중간피니언기어의 타측과 결합되는 제2단유성기어부;
   상기 하우징에 고정되며 상기 제1단유성기어부와 결합되는 제1단링기어; 및
   상기 하우징에 고정되며 상기 제2단유성기어부와 결합되는 제2단링기어;를 포함하는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1단유성기어부와 상기 제2단유성기어부는 서로 동일한 형상의 유성기어들로 이루어지는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 전달 비율은 1:1인 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
5. 제 1항에 있어서, 제2유성기어유닛은
   상기 앤빌몸체부의 외주면에 형성되는 제2선기어치;
   상기 제2선기어치와 결합되는 제2유성기어부; 및
   상기 하우징에 고정되며 상기 제2유성기어부와 결합되는 제2링기어;를 포함하는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 앤빌렌치부의 후단부에는 상기 제2유성기어부의 회전축 양단이 결합되는 케이지;가 형성되는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 토크센서부는 일단이 상기 하우징에 고정되고, 타단이 상기 제2유성기어유닛과 결합되는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
8. 제 1항에 있어서, 상기 토크센서부는
   상기 앤빌렌치부의 외주연에 배치되며 일단과 타단에 기어치가 각각 형성되는 원통변형부재; 및
   상기 원통변형부재의 외주면에 배치되는 변형게이지;를 포함하는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 원통변형부재는 전달되는 토크에 의해 변형되며, 상기 원통변형부재의 일단에는 상기 기어치와 기어 결합되는 고정링기어;가 배치되는 전동 공구의 툴 어셈블리.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 고정링기어의 외주면에는 적어도 한 쌍 이상의 대향하는 절삭평면;이 형성되고, 상기 고정링기어가 위치하는 상기 하우징의 내주면은 상기 고정링기어가 고정 결합되도록 절삭내평면;이 형성되는 전동 공구의 툴 어셈블리.
    
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 전동 공구의 툴 어셈블리;를 포함하는 전동 공구.

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