KR102018372B1 - 조작 레버의 로크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로크 및 로크 해제가 용이하고, 또한, 로크 상태에 있어서 조작 레버에 불필요한 외력이 가해진 경우라 하더라도 안정적으로 로크 상태를 유지할 수 있는 조작 레버의 로크 구조를 제공한다.
기어(6)와 걸림 이탈 전환부(8)에 의해 로크 구조(4)가 구성되어 있다. 기어(6)는 조작 레버(103)의 회동 중심(103b)과 동심(同心)으로 배치되어 있다. 걸림 이탈 전환부(8)에는, 기어(6)에 대해 진퇴 이동이 가능하도록 걸림고정 클로(12)가 설치되어 있다. 걸림고정 클로(12)는 걸림 이탈 전환부(8)의 본체부(10)에 축지지된 전환 레버(16)와 대략 T자형으로 연결되어 있으며, 전환 레버(16)의 요동 조작에 의해 조작 레버(103)의 로크 상태와 해제 상태가 전환된다. 걸림결합 상태에 있어서, 기어(6)의 톱니 홈(7)과 걸림고정 클로(12)의 사이에는, 조작 레버(103)가 느슨해지는 쪽에 개방각(α)의 간극이 형성된다.

Description

조작 레버의 로크 구조

[0001] 본 발명은, 가선(架線) 공사에 있어서, 고전압이 인가되어 있는 가선이나 그 밖의 부품을 원격 조작으로 안전하게 파지(把持)하는 원격 조작용 집게(tongs)의 조작 레버의 로크(lock) 구조에 관한 것이다.

[0002] 일반적으로, 가선 공사에서는, 작업자의 안전을 고려해, 원격 조작 공구가 이용된다. 특히, 대상물을 파지하는 경우에는, 선단(先端) 공구로서 집게가 부착된 원격 조작용 집게가 이용된다.

[0003] 그런데, 집게 등의 파지구(把持具)는, 일정한 작업 상태를 유지하기 위해 파지 상태를 유지해야 하는 상황이 많다. 그러나, 원격 조작용 집게의 경우, 집게가 원격 조작봉의 선단에 부착되어 있기 때문에, 쥐고 돌리는 것만으로도 작업자의 부담이 큰 데다가, 파지 상태를 유지해야 하게 되면, 작업자의 피로가 커진다. 또, 작업자의 부담이 크면, 안전성이나 작업 효율의 저하가 문제가 된다.

[0004] 따라서, 종래에는, 파지 상태를 로크할 수 있는 간접 활선(活線) 파지공구(예컨대, 원격 조작용 집게)가 고려된 바 있다. 도 6에, 종래의 원격 조작용 집게(100)의 일례를 나타낸다.

[0005] 도 6에 나타낸 원격 조작용 집게(100)에서는, 절연 재료로 형성된 주축(101a)과, 이 주축(101a)에 대략 평행하게 부설(付設)된 조작축(101b)으로 이루어지는 원격 조작봉(101)의 선단에, 파지구인 집게(102)가 부착되어 있다. 주축(101a)의 손잡이 측에는, 조작 레버(103)가 축지지(회동(回動) 중심(103b))되어 있으며, 이 조작 레버(103)의 작용점(103a)에 일단이 연결된 조작축(101b)을 통해 집게(102)를 개폐 조작할 수 있다. 그리고, 조작 레버(103)의 근방에는, 파지 대상을 파지한 상태를 로크할 수 있는 로크 구조(104)가 구비되어 있다. 이 조작 레버(103)의 주변 구조의 확대도를 도 7에 나타낸다.

[0006] 도 7에 나타낸 바와 같이, 원격 조작용 집게(100, 도 6 참조)는, 조작 레버(103)의 축지지 위치의 주변에 로크 구조(104)를 구비하고 있다. 이 로크 구조(104)는, 조작 레버(103)와 일체로 설치된 래칫 기어(105a)와, 이 래칫 기어(105a)에 걸림결합 가능하게 설치된 래칫 클로(ratchet claw; 105b)로 이루어지는 일방향 회전 기구(105)를 구비하고 있다.

[0007] 이와 같이 구성되어 있으므로, 파지 대상을 파지한 상태에 있는 조작 레버(103)와 일체로 설치되어 있는 래칫 기어(105a)에 래칫 클로(105b)를 걸림결합시키면, 작업자가 조작 레버(103)로부터 손을 떼어도 파지 상태가 유지된다. 이로써, 가선 공사에 있어서 작업 효율의 향상이 도모된다. 이 원격 조작용 집게(100)와 같은 간접 활선 파지공구는, 특허문헌 1에 개시되어 있다.

[0008] 일본 특허공개공보 H11-205929호

[0009] 상술한 바와 같은 원격 조작봉(101)에는, 가요성을 가지는 FRP재 등의 절연부재가 이용되는 경우가 많다. 또, 작업 부담을 경감하기 위하여, 가능한 한 지름이 작은 주축(101a) 및 조작축(101b)이 이용되는 경향이 있다.

[0010] 그런데, 도 6의 원격 조작용 집게(100)와 같이, 조작 레버(103)를 좁혀 조작축(101b)을 당김으로써 집게(102)를 닫는 구성에서는, 활에 줄을 거는 것과 같은 힘이 생긴다. 즉, 주축(101a)에 굽힘 방향의 힘이 발생한다.

[0011] 따라서, 상기와 같이, 지름이 작고, 가요성을 갖는 부재에 의해 구성된 원격 조작봉(101)에서는, 작기는 하지만, 주축(101a)에 휨이 발생하게 된다.

[0012] 로크 구조(104)의 일방향 회전 기구(105)는, 이러한 주축(101a)의 휨에 근거하는 복원력이 손잡이에 전달되어, 래칫 기어(105a)와 래칫 클로(105b)의 사이에서 균형을 이룸으로써 파지 상태를 로크하는 것이다.

[0013] 그러나, 예컨대, 로크 상태에 있는 조작 레버(103)로부터 작업자가 손을 떼고 원격 조작용 집게(100)를 쥐고 돌릴 때, 조작 레버(103)가 무언가에 부딪혀, 순간적으로 조작 레버(103)의 폐쇄방향으로 외력(外力)이 가해질 가능성이 있다.

[0014] 이때, 충격에 의해 조작 레버(103)를 폐쇄방향으로 회동시키는 외력이, 작용점(103a)을 선단 측으로 끌어당기는 반대방향의 힘(주축(101a)의 복원력에 근거하는 힘)을 상회(上廻)하면, 일방향 회전 기구(105)의 작용에 의해 래칫 클로(105b)는, 회동이 허용된 폐쇄 측의 톱니로 이동하기 때문에 떠오르게 된다.

[0015] 다만, 실제로는, 이러한 움직임은 순간적으로 이루어진다. 즉, 걸림결합하고 있던 래칫 클로(105b)가 인접하는 폐쇄 측의 톱니로 이동하려고 일순간 떠올랐을 때, 착지하는 것보다도 빨리 래칫 기어(105a)가 돌아오게 되면, 래칫 클로(105b)는 원래의 걸림결합 위치보다 느슨한 위치로 걸림결합 위치가 바뀌게 된다. 이러한 느슨함의 정도는, 설령, 톱니 1개 분량(分)이라 하더라도, 집게(102)에 의한 파지력(把持力)은 저하되기 때문에, 파지 상태가 불안정해질 우려가 있다. 또, 이러한 사상(事象)은 순간적으로 일어나기 때문에, 작업자가 자각하지 못한 채로 작업을 계속하는 경우도 있어 위험하기도 하다.

[0016] 여기서, 상기와 같은 로크 상태가 느슨해지는 상황의 발생을 방지하기 위하여, 로크 클로가 쉽게 풀어지지 않도록 구성할 때, 작업 효율이 현저히 저하되는 예를 도 8에 나타낸다.

[0017] 도 8은, 로크 상태의 걸림고정 클로(112)와 기어(106)의 관계를 모식적으로 나타내고 있다. 기어(106)는 도 6에 나타낸 바와 같은 조작 레버(103)와 일체로 구성되어 있는 것으로 하며, 도 7의 래칫 클로(105b)는 걸림고정 클로(112)로 치환하여 설명한다. 도 8의 (a)~(c)에 나타내는 상태는, 모두 로크 상태에 포함되지만, 걸림결합의 깊이가 각각 다르다. 이러한 도 8에 나타낸 로크 구조에 있어서는, 기어(106)로부터 걸림고정 클로(112)가 떠오르기 어려워지도록, 톱니 홈의 폭과 걸림고정 클로(112)의 둘레 방향의 폭이 대략 같은 사이즈가 되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성되어 있으면, 위에서 설명한 바와 같이, 휜 주축(101a)의 복원력에 근거하여 기어(106)를 개방 측으로 되돌리려고 하는 회전력(120)이, 걸림고정 클로(112)를 둘레 방향(개방 측의 방향)으로 누르는 힘으로서 작용한다.

[0018] 구체적으로는, 톱니 홈을 구성하는 톱니면(齒面, tooth surface) 중, 집게(102, 도 6 참조)를 여는 조작 레버(103)의 회동 방향에 면(面)한 개방방향 톱니면(107a)으로부터 걸림고정 클로(112)로 회전력(120)이 가해진다. 또, 이러한 회전력(120)에 의해 걸림고정 클로(112)의 선단이 개방 측으로 요동되므로, 대략 같은 사이즈로 형성된 톱니 홈 내에서는, 걸림고정 클로(112)가 개방방향 톱니면(107a) 및 폐쇄방향 톱니면(107b)의 양면으로 가압하는 것과 같은 압력이 생긴다. 이로써, 폐쇄방향 톱니면(107b)으로부터 걸림고정 클로(112)로 반력(122)이 발생한다. 이 때문에, 걸림고정 클로(112)에는, 개방방향 톱니면(107a) 및 폐쇄방향 톱니면(107b)의 양 톱니면의 사이에 큰 마찰이 발생한다.

[0019] 다음으로, 도 8의 (a)의 로크 상태로부터 걸림고정 클로(112)를 빼내어 도 8의 (b)의 상태로 이행시키는 경우를 생각한다.

[0020] 도 8의 (b)에 나타낸 상태에서는, 걸림고정 클로(112)가 톱니 홈의 톱니 바닥(齒底, tooth root; 107c)으로부터 근소하게 이격되어 있다. 이 때문에, 개방방향 톱니면(107a) 및 폐쇄방향 톱니면(107b)과 걸림고정 클로(112) 간의 접촉 면적은 도 8의 (a)의 상태보다 작게 되어 있다. 그러나, 톱니 홈 내에서 걸림고정 클로(112)를 개방 측의 방향으로 요동하도록 작용하는 힘은 여전히 발생되어 있기 때문에, 회전력(120)과 반력(122)의 작용에 의해, 마찬가지로 마찰력이 크게 영향을 준다.

[0021] 나아가 도 8의 (c)의 상태까지 걸림고정 클로(112)가 빼내어졌다 하더라도, 개방방향 톱니면(107a) 및 폐쇄방향 톱니면(107b)의 양면으로부터 걸림고정 클로(112)가 마찰력을 받는 상황은 변함이 없다.

[0022] 이상과 같이, 도 8과 같은 구성을 채용하면, 로크 상태는 매우 안정된 상태를 유지할 수 있지만, 걸림고정 클로(112)를 빼낼 때에 마찰력이 크게 작용하므로, 로크의 해제는 어렵다. 특히, 도 8의 (a)의 상태에 있어서는, 맞물림이 현저하기 때문에, 도 8의 (b)의 상태로 이행시키는 것조차도 어려워, 작업 효율이 저하된다.

[0023] 따라서, 본 발명은, 상술한 바와 같은 문제를 감안하여, 로크 및 로크 해제가 용이하고, 또한, 로크 상태에 있어서 조작 레버에 불필요한 외력이 가해진 경우라 하더라도 안정적으로 로크 상태를 유지할 수 있는 조작 레버의 로크 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[0024] 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 조작 레버의 로크 구조는, 손잡이 측에 조작 레버가 축지지된 주축과, 상기 주축에 부설되고 일단이 상기 조작 레버의 작용점에 연결된 조작축에 의해 선단 측에 설치된 집게를 원격 조작하는 원격 조작용 집게의 조작 레버의 로크 구조로서, 상기 조작 레버의 회동 중심 둘레에 원호 형상으로 톱니 줄(齒列, row of teeth)이 형성되어 있고, 상기 톱니 줄을 구성하는 각 톱니 홈에는, 둘레 방향으로 면하여 쌍을 이루는 톱니면끼리의 사이에 톱니 바닥이 형성되어 있는 피(被)걸림결합부와, 상기 원호의 지름 확대 측으로부터 상기 톱니 홈으로 걸림 및 이탈이 가능하게 배치되며, 상기 조작 레버가 상기 집게를 여는 방향에 면한 개방방향 톱니면과, 닫는 방향에 면한 폐쇄방향 톱니면 및 상기 톱니 바닥과의 경계의 필렛(fillet)부에 대하여 걸림결합 상태에 있어서 접촉 가능한 걸림고정 클로를 구비하며, 상기 폐쇄방향 톱니면과 상기 톱니 바닥이 이루는 각(角)이, 상기 개방방향 톱니면과 상기 톱니 바닥이 이루는 각보다 큰 것을 특징으로 한다.

[0025] 또, 본 발명의 조작 레버의 로크 구조는, 상기 구성에 추가하여, 상기 폐쇄방향 톱니면은, 상기 필렛부를 중심으로 하여 지름 확대 측이 기울도록, 상기 톱니 바닥의 법선(法線)을 기준으로 하여, 상기 집게를 여는 방향으로 소정의 각도로 경사져 있으며, 상기 걸림고정 클로의 상기 필렛부에 접촉하는 쪽의 측면은, 상기 톱니 바닥의 법선과 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

[0026] 또, 본 발명의 조작 레버의 로크 구조는, 상기 구성에 추가하여, 상기 폐쇄방향 톱니면은, 상기 필렛부를 중심으로 하여 지름 확대 측이 기울도록, 상기 톱니 바닥의 법선을 기준으로 하여, 상기 집게를 여는 방향으로 소정의 각도로 경사져 있으며, 상기 걸림고정 클로의 상기 필렛부에 접촉하는 쪽의 측면은, 상기 폐쇄방향 톱니면과 같은 쪽으로, 상기 톱니 바닥의 법선을 기준으로 하여 상기 소정의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

[0027] 이상과 같이, 본 발명에 의하면, 기어(톱니 홈)와의 걸림결합 상태에 있어서, 걸림고정 클로는, 집게를 여는 방향에 면한 개방방향 톱니면과, 닫는 방향에 면한 폐쇄방향 톱니면 측의 필렛부에 접촉한다. 이로써, 집게를 열고자 하는 힘이 작용할 때에, 개방방향 톱니면으로부터 걸림고정 클로에 압력이 가해진다. 이때, 걸림고정 클로의 선단은 집게의 개방방향(둘레 방향)으로 회전력을 받지만, 접촉한 필렛부로부터는 폐쇄방향으로의 반력(反力)이 발생하기 때문에, 양 방향으로의 힘은 균형을 이룬다. 이와 같이 걸림결합 상태에 있어서의 걸림고정 클로에 기어로부터 둘레 방향으로의 힘(특히, 집게를 열고자 하는 방향으로의 회전력)이 가해진 경우라 하더라도, 걸림고정 클로에는 톱니 홈으로부터 이탈하는 지름 확대 방향으로의 힘은 발생하지 않기 때문에, 로크 상태가 안정된다.

[0028] 또, 본 발명에 의하면, 상기 효과에 추가하여, 톱니 홈을 구성하는 면 중 폐쇄방향 톱니면과 걸림고정 클로의 사이에는, 걸림결합 상태에 있어서 지름 확대 측으로 벌어지는 틈새가 형성된다. 이로써, 걸림고정 클로를 지름 확대 방향으로 근소하게 이동시키는 것만으로, 닫는 쪽으로부터 걸림고정 클로에 작용하는 힘이 즉시 해제된다. 따라서, 로크 해제 조작이 용이해진다. 또, 로크 조작에 있어서는, 톱니 홈의 지름 확대 측이, 톱니 바닥의 면적보다 크게 벌어져 있기 때문에, 걸림결합 조작도 용이해져, 작업 효율의 향상이 도모된다.

[0029] 또, 본 발명에 의하면, 상기 효과에 추가하여, 톱니 홈을 구성하는 면 중 폐쇄방향 톱니면은, 걸림고정 클로의 측면과 같은 소정의 각도가 되도록, 톱니 바닥의 법선에 대해서 개방방향으로 경사져 있다. 이로써, 걸림결합 상태에 있어서, 톱니 홈의 폐쇄방향 톱니면과 걸림고정 클로의 폐쇄방향 측의 측면은 면접촉 상태가 된다. 따라서, 걸림결합 상태에 있어서, 예컨대, 조작 레버에 충격이 가해지는 등에 의해, 피걸림결합부로부터 걸림고정 클로 측으로 둘레 방향을 따른 힘이 크게 변화한 경우라 하더라도, 걸림고정 클로는 톱니 홈의 폐쇄방향 톱니면으로부터 받는 힘을 면에 분산할 수 있으므로, 걸림결합이 해제되기 어려우며, 로크 상태가 안정된다.

[0030] 도 1은 본 발명의 제1 실시형태와 관련되는 원격 조작용 집게의 조작 레버의 로크 구조에 있어서, (a)는 로크 상태를 나타내고, (b)는 로크 해제 상태를 나타내는 확대도이다.
도 2는 도 1의 로크 구조에 대하여 (a)는 걸림고정 클로를, (b)는 기어를 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 1의 로크 구조의 작용을 나타내며, (a)는 로크 상태를, (b)는 걸림고정 클로가 톱니 홈의 톱니 바닥으로부터 이격된 상태를, (c)는 걸림고정 클로가 톱니 바닥으로부터 더 이격된 상태를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태와 관련되는 원격 조작용 집게의 로크 구조에 대하여 (a)는 걸림고정 클로를, (b)는 기어를 나타낸 확대도이다.
도 5는 도 4의 로크 구조의 작용을 나타내며, (a)는 로크 상태를, (b)는 걸림고정 클로가 톱니 홈의 톱니 바닥으로부터 이격된 상태를, (c)는 걸림고정 클로가 톱니 바닥으로부터 더 이격된 상태를 나타낸 모식도이다.
도 6은 종래의 원격 조작용 집게의 전체도이다.
도 7은 도 6의 원격 조작용 집게의 조작 레버 주변을 확대한 도면이다.
도 8은 종래의 로크 구조의 작용을 나타내며, (a)는 로크 상태를, (b)는 걸림고정 클로가 톱니 홈의 톱니 바닥으로부터 이격된 상태를, (c)는 걸림고정 클로가 톱니 바닥으로부터 더 이격된 상태를 나타낸 모식도이다.

[0031] 본 발명의 실시형태와 관련되는 원격 조작용 집게의 조작 레버의 로크 구조에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 로크 구조 이외의 구성에 대해서는, 도 6에 나타낸 원격 조작용 집게(100)와 마찬가지이므로, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하고, 전체 구성에 대해서는, 적절히 도 6을 참조하는 것으로 한다.

[0032] (제1 실시형태)

먼저, 도 1을 이용해 본 발명의 제1 실시형태와 관련되는 조작 레버(103)의 로크 구조(4)의 각 구성에 대해 설명한다. 도 1에는, 원격 조작용 집게의 손잡이 측에 축지지된 조작 레버(103)의 회동 중심(103b) 및 그 주변에 설치된 로크 구조(4)를 확대하여 나타내고 있다. 도 1의 (a)에는 조작 레버(103)의 로크 상태를, 도 1의 (b)에는 조작 레버(103)의 로크 해제 상태를 나타내고 있다.

[0033] 여기서 일단 도 6을 참조해, 전체 구성을 확인한다. 본 실시형태와 관련되는 원격 조작용 집게에서는, 원격 조작봉(101)이, 주축(101a)과, 이 주축(101a)에 부설된 조작축(101b)으로 구성되어 있다. 이 원격 조작봉(101)의 선단 측에는, 집게(102)가 부착되어 있다. 그리고, 조작축(101b)의 손잡이 측의 일단은, 조작 레버(103)의 작용점(103a)에 연결되어 있다. 이러한 구성에 의해, 조작 레버(103)를 회동시키면, 조작축(101b)을 통해 집게(102)를 개폐 조작할 수가 있다.

[0034] 도 1의 (a)로 돌아와서, 조작 레버(103)에는, 회동 중심(103b)과 동심(同心)의 배치로 기어(6; 피걸림결합부)가 설치되어 있다. 이와 같이, 조작 레버(103)의 회동 중심(103b) 둘레에 원 형상으로 톱니 줄(6a)을 구성하는 기어(6)의 각 톱니 홈(7)에는, 둘레 방향으로 면하여 쌍을 이루는 톱니면끼리의 사이에 톱니 바닥(7c)(이후에 도 2를 이용해 설명한다)이 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태와 관련되는 기어(6)의 톱니 홈(7)은, 이른바 V자형이 아닌, 직사각형에 가까운 형상으로 형성되어 있다.

[0035] 또한, 여기에서는, 각각의 톱니 홈(7)에 있어서 기어(6)의 둘레 방향으로 면하여 쌍을 이루는 톱니면에 대해서는, 조작 레버(103)의 회동 중심(103b) 중 집게(102)를 여는 방향에 면한 톱니면을 개방방향 톱니면(7a)이라 부르고, 반대로 닫는 방향에 면한 톱니면을 폐쇄방향 톱니면(7b)이라 부르기로 한다. 톱니 홈(7)의 형상에 대해서는, 이후에 도 2를 이용해 자세하게 기술하도록 한다.

[0036] 한편, 상기 기어(6)와는 별도로, 기어(6)의 원형으로 나란한 톱니 줄(6a)의 지름 확대 측에는, 톱니 홈(7)에 대해 걸림 및 이탈이 가능해지도록 걸림고정 클로(12)가 설치되어 있다. 이 걸림고정 클로(12)는, 걸림 이탈 전환부(8) 내에 설치되어 있다. 걸림 이탈 전환부(8)에 대해서는, 설명의 편의상, 내부의 구성을 알 수 있도록 본체부(10)가 일부 파단(破斷)된 상태로 표현되어 있다.

[0037] 걸림고정 클로(12)는 자신의 외주에 설치된 스프링(14)에 의해 기어(6)를 향해 가세(付勢, bias)되어 있다. 이로써 걸림고정 클로(12)는 스프링(14)의 힘에 의해 밀려나와 기어(6)의 톱니 홈(7) 중의 하나에 걸림결합할 수 있게 된다. 걸림고정 클로(12)의 후단(後端) 측(기어(6)에서 볼 때 지름 확대 측)은, 전환 레버(16)에 대해서 상대 회동이 가능하도록 대략 T자형으로 연결되어 있다.

[0038] 전환 레버(16)는, 대략 중앙 부분이 걸림 이탈 전환부(8)의 본체부(10)에 대해서, 회전축(16c)에 의해 축지지되어 있다. 이로써, 전환 레버(16)의 노브(knob)부(16a)를 회동 조작하면, 지렛대의 작용에 의해, 걸림고정 클로(12)가 기어(6)를 향해 진퇴 이동을 한다.

[0039] 전환 레버(16)에 있어서 회전축(16c)을 넘어 노브부(16a)와 반대 측에 위치하는 단부(端部; 16b)에는, 본체부(10)에 설치된 유지부(18)가 접촉 가능하게 되어 있다. 이 유지부(18)는, 스프링(14)의 가세에 대항하여 걸림고정 클로(12)를 기어(6)로부터 퇴피시킨, 로크 해제 상태에 있는 전환 레버(16)를 유지하기 위해 설치되어 있다.

[0040] 유지부(18)는 본체부(10)에 대해서 약 90도의 범위에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 도 1의 (a)의 배치에서는, 유지부(18)는 전환 레버(16)로부터 떨어져 있으며, 걸림고정 클로(12)가 기어(6)에 걸림결합 상태로 되어 있다. 이에 대하여, 도 1의 (b)의 배치에서는, 전환 레버(16)의 노브부(16a)와 반대 측의 단부를 스프링(14)의 가세에 대항하여 유지부(18)가 들어올린 배치로 되어 있어, 걸림고정 클로(12)가 기어(6)로부터 이격되어 있다. 이로써, 도 1의 (b)에 나타낸 상태에 있어서는, 조작 레버(103)는 자유 회전이 가능하다.

[0041] 계속해서, 도 2에 걸림고정 클로(12) 및 기어(6)(로크 구조(4))의 형상을 나타낸다. 도 2의 (a)는 걸림고정 클로(12)의 선단의 형상을 나타낸 확대도이고, 도 2의 (b)는 기어(6)의 전체도이다.

[0042] 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(4)의 걸림고정 클로(12)의 선단은, 직사각형으로 형성되어 있다. 즉, 기어(6)와의 걸림결합 상태에 있어서, 상술한 개방방향 톱니면(7a) 및 폐쇄방향 톱니면(7b)과 각각 대향하는 양 측면(12a 와 12b)은 대략 평행하게 형성되어 있으며, 선단면(12c)은 이들 양 측면(12a, 12b)에 대해서 대략 직각으로 형성되어 있다.

[0043] 도 2의 (b)에서는, 조작 레버(103)가 집게(102)를 닫는 쪽으로 회동하는 방향을 폐쇄 측으로 하고, 반대로 여는 쪽으로 회동하는 방향을 개방 측으로 하여 나타내고 있다. 도 2의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 기어(6)에서는, 개방 측과 폐쇄 측에서 톱니(6b)의 형상이 비대칭으로 형성되어 있다.

[0044] 구체적으로는, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(4)에 있어서는, 톱니 홈(7)을 형성하는 개방방향 톱니면(7a)과 톱니 바닥(7c)이 이루는 각도는 90도로 형성되어 있다. 이에 대하여, 폐쇄방향 톱니면(7b)과 톱니 바닥(7c)이 이루는 각도는 99도로 형성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태와 관련되는 기어(6)에서는, 톱니 홈(7)은 폐쇄 측보다 개방 측으로 약간 크게 벌어져 있다. 도 2의 (b)에서는, 톱니 바닥(7c)의 법선(7d)에 대하여 폐쇄방향 톱니면(7b)이 개방 측으로 기울어진 소정의 각도를 개방각(α(α=9°))으로서 나타내고 있다.

[0045] 다음으로, 로크 구조(4)의 작용에 대해, 도 3을 이용해 설명한다.

[0046] 도 3은, 기어(6)의 톱니 줄(6a)을 형성하는 톱니 홈(7)의 하나와, 걸림고정 클로(12)의 선단부분만을 확대하여 모식적으로 나타내고 있다(도 1 참조). 도 3의 (a)~(c)에 나타낸 상태는 모두 로크 상태이며, 각각에는 걸림결합의 깊이가 다른 상태가 도시되어 있다. 도 3의 (a)는 걸림고정 클로(12)가 톱니 홈(7)의 톱니 바닥(7c)에 접촉하는 위치까지 끼움결합된 상태를 나타내고 있다. 이에 대하여 도 3의 (b)는, 걸림고정 클로(12)의 선단이 톱니 바닥(7c)으로부터 근소하게 이격된 상태를 나타내고 있다. 도 3의 (c)는, 걸림고정 클로(12)와 톱니 바닥(7c) 간의 간격이, 도 3의 (b)보다 더 벌어진 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 3에서는, 시계방향을, 집게(102)가 닫히는 쪽의 조작 레버(103)의 회동 방향으로서 나타내고 있다.

[0047] 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 조작 레버(103)의 로크 상태에 있어서는, 걸림고정 클로(12)의 선단부분은, 톱니 홈(7)의 개방방향 톱니면(7a)과 톱니 바닥(7c)에 접해 있으며, 폐쇄방향 톱니면(7b)과의 사이는, 지름 확대 측을 향해 간극(間隙; G)이 벌어지도록 형성되어 있다. 즉, 걸림고정 클로(12)는, 폐쇄 측에 대해서는, 폐쇄방향 톱니면(7b)과 톱니 바닥(7c) 사이의 필렛(fillet)부(7e)에만 접촉되어 있다. 이 때문에, 로크 상태에 있어서는, 주축(101a)의 휨에 근거하는 복원력은, 기어(6)를 개방 측으로 회전시키는 힘으로서 작용하므로, 개방방향 톱니면(7a)이 걸림고정 클로(12)의 측방을 가압한다.

[0048] 여기서, 걸림고정 클로(12)의 선단은 폐쇄방향 톱니면(7b)의 필렛부(7e)에 접촉하고 있기 때문에, 이 필렛부(7e)로부터는 화살표로 나타낸 반력(22)이 작용하는 동시에, 개방방향 톱니면(7a)으로부터는 반대방향의 화살표로 나타낸 회전력(20)이 작용한다. 이와 같이, 로크 상태에 있어서, 걸림고정 클로(12)에는, 기어(6)의 둘레 방향에 대해서 양측으로부터 힘이 가해지고 있으므로, 로크 상태가 안정된다.

[0049] 다음으로 도 3의 (b)를 참조한다. 도 3의 (a)의 로크 상태로부터, 도 1에 나타낸 전환 레버(16)를 조작하여 걸림고정 클로(12)를 톱니 홈(7)으로부터 이탈시키도록 힘을 가하면, 도 3의 (b)와 같이, 걸림고정 클로(12)와 톱니 바닥(7c)의 사이가 이격된 상태가 된다. 이때, 도 3의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 걸림고정 클로(12)의 선단은, 폐쇄방향 톱니면(7b)의 필렛부(7e)로부터 이격되어 있다. 따라서, 걸림고정 클로(12)에 작용하는 둘레 방향의 힘은, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 받는 회전력(20)뿐이게 된다.

[0050] 즉, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(4)에 있어서는, 걸림고정 클로(12)가 톱니 바닥(7c)에 접촉하는 상태에서 기어(6)와 걸림결합하고 있는 경우, 톱니 홈(7)과 대향하는 톱니면(개방방향 톱니면(7a) 및 폐쇄방향 톱니면(7b))으로부터 걸림고정 클로(12)의 양 측면(12a, 12b)을 가압하는 힘이 생겨 로크 상태가 안정된다. 이에 대해, 걸림고정 클로(12)의 퇴피 방향(기어(6)의 지름 확대 방향)으로 힘이 가해진 경우에는, 폐쇄방향 톱니면(7b) 및 필렛부(7e)로부터 받는 반력(22)은 즉시 소실되고, 개방방향 톱니면(7a)으로부터의 회전력(20)만 남으므로, 인발(引拔, drawing) 저항이 저감되어 용이하게 로크를 해제할 수가 있다. 바꾸어 말하면, 일방(一方)의 반력(22)이 소실됨에 따라 맞물림 상태가 해소되므로, 로크 해제 작업이 용이해진다.

[0051] 계속해서, 도 3의 (c)를 참조한다. 도 3의 (c)에서는 걸림고정 클로(12)와 톱니 바닥(7c) 간의 간격이 더 벌어져 있다. 그러나, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 걸림고정 클로(12)에 대해 둘레 방향으로 가해지는 회전력(20)은 도 3의 (b)의 상태로부터 거의 일정하다. 이로써, 전환 레버(16)를 조작하여 걸림고정 클로(12)를 톱니 홈(7)으로부터 빼내는 경우, 거동이 안정되므로, 숙련자가 아니어도 작업이 용이하게 된다.

[0052] 또한, 도 3의 모델에서는, 걸림 이탈 전환부(8) 내에 있어서의 걸림고정 클로(12)의 백래시(backlash)에 대해서는 고려되어 있지 않다. 만일, 걸림 이탈 전환부(8) 내에서 걸림고정 클로(12)의 백래시가 있을 경우, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 회전력(20)을 받음에 따라, 걸림고정 클로(12)의 선단 측은 개방 측으로 근소하게 요동한다. 이 경우, 걸림고정 클로(12)가 톱니 바닥(7c)으로부터 이격된 상태라 하더라도, 걸림고정 클로(12)의 선단 측이 개방 측으로 기울어, 폐쇄방향 톱니면(7b)에 슬라이딩 접촉할 가능성이 있다. 그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 폐쇄방향 톱니면(7b)은, 지름 확대 측을 향함에 따라 개방 측으로 소정의 각도로 경사지도록 형성되어 있다. 즉, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 걸림고정 클로(12)를 가압하는 회전력(20)이 개방 측으로 빠져나가기 쉬운 구조로 되어 있다. 따라서, 걸림 이탈 전환부(8) 내의 걸림고정 클로(12)에 다소의 백래시가 있었다 하더라도, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(4)에 의하면, 맞물림의 작용을 효과적으로 저감하는 것이 가능하다.

[0053] (제2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태와 관련되는 조작 레버(103)의 로크 구조(54)에 대하여, 도 4, 5를 이용해 설명한다. 또한, 제1 실시형태에 나타낸 것과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 설명하고, 원격 조작용 집게의 전체 구성에 대해서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 적절히 도 6을 참조하는 것으로 한다.

[0054] 도 4를 참조하여, 도 4의 (a)는 걸림고정 클로(62)의 선단의 형상을 나타낸 확대도이고, 도 4의 (b)는 기어(6)의 전체도를 나타내고 있다. 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(54)에 있어서의 걸림고정 클로(62)의 선단은, 제1 실시형태와는 달리, 직사각형은 아니다. 이에 대하여, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기어(6)의 형상에 대해서는, 제1 실시형태와 같다.

[0055] 본 실시형태와 관련되는 걸림고정 클로(62)는, 걸림결합 상태에 있어서 톱니 홈(7)의 개방방향 톱니면(7a) 측에 면하는 측면(62a)과 선단면(62c)이 이루는 각도가 대략 직각으로 형성되어 있는 데 대하여, 톱니 홈(7)의 폐쇄방향 톱니면(7b) 측에 면하는 측면(62b)과 선단면(62c)이 이루는 각도는 직각보다 근소하게 커지도록 형성되어 있다. 이와 같이 근소하게 커지도록 형성된 각도는 도면 중에 경사각(β; 소정의 각도)으로 나타내어져 있다.

[0056] 구체적으로는, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(54)에 있어서는, β=α가 되도록 구성되어 있다. 이로써, 걸림고정 클로(62)가 톱니 홈(7)에 끼움결합한 상태에 있어서, 측면(62a)은 개방방향 톱니면(7a)에, 선단면(62c)은 톱니 바닥(7c)에, 또한, 측면(62b)은 필렛부(7e)뿐만 아니라, 폐쇄방향 톱니면(7b)에도 접촉한다.

[0057] 다음으로, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(54)의 작용에 대해, 도 5를 이용하여 설명한다.

[0058] 도 5는, 기어(6)의 톱니 줄(6a)을 형성하는 톱니 홈(7) 중의 하나와, 걸림고정 클로(62)의 선단부분만을 확대해 모식적으로 나타내고 있다(도 1 참조). 도 5의 (a)~(c)에 나타낸 상태는 모두 로크 상태이며, 각각에는 걸림결합 깊이가 다른 상태가 도시되어 있다. 도 5의 (a)는 걸림고정 클로(62)가 톱니 홈(7)의 톱니 바닥(7c)에 접촉하는 위치까지 끼움결합된 상태를 나타내고 있다. 이에 대하여, 도 5의 (b)는, 걸림고정 클로(62)의 선단이 톱니 바닥(7c)으로부터 근소하게 이격된 상태를 나타내고 있다. 도 5의 (c)는, 걸림고정 클로(62)와 톱니 바닥(7c) 간의 간격이, 도 5의 (b)보다 더 벌어진 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 5에서는, 시계방향을, 집게(102)가 닫히는 쪽의 조작 레버(103)의 회동 방향으로서 나타내고 있다.

[0059] 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 조작 레버(103)의 로크 상태에 있어서는, 걸림고정 클로(62)의 선단부분 중, 측면(62a)과 선단면(62c)은, 각각 톱니 홈(7)의 개방방향 톱니면(7a)과 톱니 바닥(7c)에 접해 있다. 또, 위에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(54)에서는, 폐쇄방향 톱니면(7b)의 개방각(α, 도 4의 (b) 참조)과 걸림고정 클로(62)의 경사각(β)이 동일해지도록 형성되어 있기 때문에, 폐쇄방향 톱니면(7b)은, 개방 측으로 경사각(β)만큼 경사진 걸림고정 클로(62)의 측면(62b)과 영역(R)의 범위에서 접촉하고 있다. 이러한 점에 있어서, 걸림고정 클로(62)와 폐쇄방향 톱니면(7b)의 사이에 간극이 형성되어 있던 제1 실시형태의 구성과는 다르다.

[0060] 제1 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 파지대상을 파지함으로써 휨이 발생한 주축(101a)의 복원력이, 기어(6)의 개방방향 톱니면(7a)으로부터 걸림고정 클로(12)를 개방 측으로 가압하는 힘으로서 작용한다. 이 힘은 도 5에 있어서 회전력(70)으로서 나타내어져 있다.

[0061] 또, 회전력(70)이 가해짐에 따라, 걸림고정 클로(62)에는 후단 측을 중심으로 하여 선단 측을 개방 측으로 기울이는 것과 같은 힘이 작용한다. 이로써, 걸림고정 클로(62)의 측면(62b)은 걸림결합한 톱니 홈(7)의 폐쇄방향 톱니면(7b)에 가압되므로, 걸림고정 클로(62)의 측면(62b)에는 폐쇄방향 톱니면(7b)으로부터 영역(R)으로 반력(72)이 발생한다.

[0062] 즉, 걸림고정 클로(62)에 기어(6)의 둘레 방향을 따른 힘이 작용한 경우, 걸림고정 클로(62)의 양 측면(62a, 62b)에는 톱니 홈(7)의 개방방향 톱니면(7a) 및 폐쇄방향 톱니면(7b)으로부터 회전력(70) 및 반력(72)이 작용하기 때문에, 접촉면에 마찰력이 생긴다. 이로써, 걸림고정 클로(62)가 톱니 홈(7)으로부터 탈락하는 일 없이, 로크 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다. 따라서, 파지 대상을 집게(102)에 의해 파지한 상태가 조작 레버(103)의 로크 구조(54)에 의해 로크된 상태에 있어서, 원격 조작용 집게를 쥐고 돌리고 있을 때에, 주변의 장비와의 간섭에 의해, 조작 레버(103)에 충격이 가해진 경우라 하더라도, 둘레 방향으로 가해지는 힘에 대해서는 걸림결합이 해제되기 어려운 구조로 되어 있으므로 로크 상태는 유지되어, 작업의 안전성이 확보된다.

[0063] 다음으로 도 5의 (b)를 참조한다. 도 5의 (a)의 로크 상태로부터, 도 1에 나타낸 전환 레버(16, 도 1 참조)를 조작하여 걸림고정 클로(62)를 톱니 홈(7)으로부터 이탈시키도록 힘을 가하면, 걸림고정 클로(62)와 톱니 바닥(7c) 사이가 이격된 상태가 된다. 이때, 도 5의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 걸림고정 클로(62)의 선단은, 폐쇄방향 톱니면(7b)의 영역(R)의 부분으로부터 이격된다. 따라서, 걸림고정 클로(62)에 작용하는 힘은, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 받는 회전력(70)뿐이게 된다.

[0064] 즉, 제1 실시형태에 있어서 도 3의 (b)를 이용하여 로크 구조(4)에 대해 설명한 것과 마찬가지로, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(54)에 있어서도, 인발(引拔) 조작 등에 있어서, 걸림고정 클로(62)의 진퇴 방향(기어의 지름방향)으로 힘이 가해진 경우에는, 폐쇄방향 톱니면(7b)으로부터 받는 힘은 즉시 소실되고, 개방방향 톱니면(7a)으로부터의 회전력(70)만 남는다. 이로써, 걸림고정 클로(62)의 인발 저항이 저감되어 용이하게 로크를 해제할 수가 있다. 바꾸어 말하면, 일방(一方)의 반력(72)이 조기에 소실됨에 따라 맞물림 상태가 해소되므로, 로크 해제 작업이 용이해진다.

[0065] 계속해서, 도 5의 (c)를 참조한다. 도 5의 (c)에서는 걸림고정 클로(62)와 톱니 바닥(7c)의 간격이 더 벌어져 있다. 그러나, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 걸림고정 클로(62)에 대해 둘레 방향으로 가해지는 회전력(70)은, 도 5의 (b)의 상태로부터 거의 일정하다. 이로써, 전환 레버(16)를 조작하여 걸림고정 클로(62)를 톱니 홈(7)으로부터 빼내는 경우, 거동이 안정되므로, 숙련자가 아니어도 작업이 용이하게 된다.

[0066] 도 5에 있어서도, 도 3과 마찬가지로, 걸림 이탈 전환부(8) 내에 있어서의 걸림고정 클로(62)의 백래시에 대해서는 고려되어 있지 않다. 그러나, 제1 실시형태와 마찬가지로, 본 실시형태와 관련되는 로크 구조(54)에 있어서도, 기어(6)의 폐쇄방향 톱니면(7b)이 개방 측으로 소정의 각도로 경사져 있음에 따라, 개방방향 톱니면(7a)으로부터 가해지는 회전력(70)이 개방 측으로 빠져나가기 쉬운 구조로 되어 있다. 이 때문에, 걸림 이탈 전환부(8) 내의 걸림고정 클로(62)에 다소의 백래시가 있었다 하더라도, 맞물림의 작용을 효과적으로 저감할 수가 있다.

[0067] 또한, 상기의 각 실시형태에서는, 기어(6)의 톱니 홈(7)을 형성하는 톱니면(7a, 7b) 중, 조작 레버(103)를 여는 쪽에 면한 개방방향 톱니면(7a)과 톱니 바닥(7c)이 이루는 각도는 90도인 데 대하여, 닫는 쪽에 면한 폐쇄방향 톱니면(7b)과 톱니 바닥(7c)이 이루는 각도는 99도인 구성을 예로서 나타내었다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 폐쇄방향 톱니면(7b)과 톱니 바닥(7c)이 이루는 각도 쪽이, 개방방향 톱니면(7a)과 톱니 바닥(7c)이 이루는 각도보다 크게 설정되어 있으면, 다른 각도여도 무방하다.

[0068] 또, 상기의 각 실시형태에서는, 조작 레버(103)의 회동 중심(103b) 둘레(도 6 참조)에 원 형상으로 톱니 줄(6a)이 형성된, 이른바 기어(6)가 배치된 구성을 예로서 나타내었다. 그러나, 로크가 필요하게 되는 회동 범위에만 원호 형상으로 톱니 줄(6a)을 설치하는 구성이어도 무방하다.

(산업상의 이용 가능성)

[0069] 본 발명의 조작 레버의 로크 구조는, 조작 레버의 회동 방향으로 충격이 가해진 경우라 하더라도 안정적으로 로크 상태를 유지할 수 있으며, 또한, 로크 구조를 구성하는 걸림고정 클로와 기어 사이의 맞물림이 생기기 어렵기 때문에, 플라이어(pliers)형의 파지 공구를 선단에 부착한 원격 조작용 파지공구의 분야에 있어서 유용하다.

[0070] 4, 54; 로크 구조
6; 기어(피(被)걸림결합부)
6a; 톱니 줄(齒列, row of teeth)
6b; 톱니
7; 톱니 홈
7a; 개방방향 톱니면(齒面)
7b; 폐쇄방향 톱니면
7c; 톱니 바닥(齒底)
7d; (톱니 바닥의) 법선
7e; 필렛(fillet)부
8; 걸림 이탈 전환부
10; 본체부
12, 62; 걸림고정 클로
12a, 12b, 62a, 62b; 측면
12c, 62c; 선단면
12d; 개방 측 모서리부(角部)
14; 스프링
16; 전환 레버
16a; 노브(knob)부
16b; 단부(端部)
16c; 회전축
18; 유지부
20, 70; 회전력
22, 72; 반력
100; 원격 조작용 집게
101; 원격 조작봉
101a; 주축
101b; 조작축
102; 집게
103; 조작 레버
103a; 작용점
103b; 회동 중심
104; 로크 구조
105; 일방향 회전 기구
105a; 래칫 기어
105b; 래칫 클로
106; 기어
107a; 개방방향 톱니면
107b; 폐쇄방향 톱니면
107c; 톱니 바닥
112; 걸림고정 클로
120; 회전력
122; 반력
G; 간극
R; 영역
α; 개방각
β; 경사각

Claims (3)

1. 손잡이 측에 조작 레버가 축지지된 주축과, 상기 주축에 부설(付設)되고 일단(一端)이 상기 조작 레버의 작용점에 연결된 조작축에 의해 선단 측에 설치된 집게(tongs)를 원격 조작하는 원격 조작용 집게의 조작 레버의 로크(lock) 구조로서,
   상기 조작 레버의 회동 중심 둘레에 원호 형상으로 톱니 줄(齒列)이 형성되어 있고, 상기 톱니 줄을 구성하는 각 톱니 홈에는, 둘레 방향으로 면(面)하여 쌍을 이루는 톱니면(齒面)끼리의 사이에 톱니 바닥(齒底)이 형성되어 있는 피(被)걸림결합부와,
   상기 원호의 지름 확대 측으로부터 상기 톱니 홈으로 걸림 및 이탈이 가능하게 배치되며, 상기 조작 레버가 상기 집게를 여는 방향에 면(面)한 개방방향 톱니면과, 닫는 방향에 면한 폐쇄방향 톱니면 및 상기 톱니 바닥과의 경계의 필렛(fillet)부에 대하여 걸림결합 상태에 있어서 접촉 가능한 걸림고정 클로(claw)
   를 구비하며, 상기 폐쇄방향 톱니면과 상기 톱니 바닥이 이루는 각(角)이, 상기 개방방향 톱니면과 상기 톱니 바닥이 이루는 각보다 큰 것을 특징으로 하는
   조작 레버의 로크 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폐쇄방향 톱니면은, 상기 필렛부를 중심으로 하여 지름 확대 측이 기울도록, 상기 톱니 바닥의 법선(法線)을 기준으로 하여, 상기 집게를 여는 방향으로 소정의 각도로 경사져 있으며,
   상기 걸림고정 클로의 상기 필렛부에 접촉하는 쪽의 측면은, 상기 톱니 바닥의 법선과 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   조작 레버의 로크 구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 폐쇄방향 톱니면은, 상기 필렛부를 중심으로 하여 지름 확대 측이 기울도록, 상기 톱니 바닥의 법선을 기준으로 하여, 상기 집게를 여는 방향으로 소정의 각도로 경사져 있으며,
   상기 걸림고정 클로의 상기 필렛부에 접촉하는 쪽의 측면은, 상기 폐쇄방향 톱니면과 같은 쪽으로, 상기 톱니 바닥의 법선을 기준으로 하여 상기 소정의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는
   조작 레버의 로크 구조.

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