KR102309677B1 - 토크 드라이버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크 드라이버에 관한 것으로서, 끝단에 팁이 가공되고, 중간 단에 양 방향으로 돌출된 적어도 한 쌍의 판 스프링이 설치된 샤프트; 상기 샤프트가 회전가능하게 고정되고 작업자가 손으로 파지한 상태에서 회전시킴에 따라 상기 샤프트가 회전되도록 하는 손잡이부; 상기 손잡이부의 내부 공간부에 설치되되, 상기 샤프트의 판 스프링과 대응되는 내주 면에 일정 간격을 두고 요홈과 돌기가 순차적으로 형성된 걸림부를 포함하여 구성된다.

Description

토크 드라이버{Torque driver}

본 발명은 토크 드라이버에 관한 것으로서, 그 구조가 간단하여 제조원가가 저렴한 수동식 토크 드라이버에 관한 것이다.

일반적으로, 스크류 드라이버는 나사를 조이거나 푸는데 사용하는 공구로서, 끝단에 일자(-) 또는 십자(+) 형태의 팁이 가공된 샤프트와, 이 샤프트가 고정되고 작업자가 손으로 파지한 상태에서 회전시킴에 따라 샤프트가 회전되도록 하는 손잡이부를 포함하여 구성된다.

여기서, 샤프트의 단면은 통상적으로 사각 또는 육각 형상으로 이루어지며, 조이거나 풀고자 하는 나사의 홈 형상에 따라 해당 형상의 팁이 단부에 형성된 샤프트를 갖춘 스크류 드라이버를 이용하여 나사를 조이거나 풀게 된다.

그런데 이 경우, 나사를 조이는 과정에서 작업자의 경험치에 의한 숙련도에 따라 나사의 체결토크가 매번 달라져 여러 나사를 동일한 토크로 체결하기 어려운 문제점이 있었으며, 특히 나사를 최대로 조이는 과정에서 너무 과도하게 힘을 주게 되면, 나사 체결부위가 손상되어 체결력을 유지하지 못하게 됨은 물론, 나중에 풀기도 어렵게 되는 문제점이 있었다.

이에, 최근에는 작업자가 체결토크를 확인하면서 적절한 체결토크를 유지할 수 있도록 하는 토크 측정용 드라이버가 개시되어 있으나, 이러한 토크 측정용 드라이버를 이용하여 나사를 조이는 작업을 하는 과정에서 작업자가 토크를 측정하여 확인하는 과정이 매우 번거롭고, 특히 구석진 곳에서 나사 체결을 수행하는 경우 토크를 측정하기가 어려운 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 토크가 설정되어 작업자가 나사 체결과정에서 설정된 토크를 넘어서는 과도한 토크를 가하는 경우에는, 슬립현상의 발생으로 과도한 토크가 나사로 전달되는 것을 방지하도록 하는 토크 드라이버가 개시되어 있으며, 이러한 토크 드라이버는 전동식으로도 개시되고 있는 실정이다.

그러나, 상기한 종래의 토크 드라이버는, 그 구조가 복잡하여 고가인 경우가 대부분인 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-1886794호(2018.08.02)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 그 구조가 간단하여 제조원가가 저렴함에 따라 누구나 부담 없이 사용할 수 있도록 하는 수동식 토크 드라이버를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 레버의 간단한 조작으로 인해 다단계의 토크조절이 가능하여 사용편의성을 증대시킨 토크 드라이버를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버는, 끝단에 팁이 가공되고, 중간 단에 양 방향으로 돌출된 적어도 한 쌍의 판 스프링이 설치된 샤프트; 상기 샤프트가 회전가능하게 고정되고 작업자가 손으로 파지한 상태에서 회전시킴에 따라 상기 샤프트가 회전되도록 하는 손잡이부; 및

상기 손잡이부의 내부 공간부에 설치되되, 상기 샤프트의 판 스프링과 대응되는 내주 면에 일정 간격을 두고 요홈과 돌기가 순차적으로 형성된 걸림부를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

이 때 상기 손잡이부의 회전 시, 상기 판 스프링의 설정된 토크 이내이면 상기 손잡이부와 상기 샤프트는 연동하여 회전되고, 상기 판 스프링의 설정된 토크 이상이면, 상기 판 스프링이 상기 걸림부의돌기를 타고 넘으면서, 상기 손잡이부와 상기 걸림부는 회전되고, 상기 샤프트는 회전이 이루어지지 않게 된다.

한편, 상기 판 스프링은, 상기 샤프트의 길이 방향으로 제1 판 스프링과 제2 판 스프링이 일정 간격만큼 이격되게 설치되고, 상기 걸림부는 상기 손잡이부 내부 공간부에서 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 직선 이동하여 상기 제1 판 스프링 또는 제2 판 스프링과 선택적으로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

이 경우 상기 걸림부의 일 면에는 결합공이 형성되고, 상기 손잡이부에서 상기 결합공과 대응되는 위치에는 길이 방향으로 슬라이드공이 형성되며, 상기 결합공과 그 단부가 결합된 상태에서 상기 슬라이드공을 따라 직선이동됨에 따라 상기 걸림부를 직선 이동시키는 레버를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버에 의하면, 그 구조가 간단하여 제조원가가 저렴함에 따라 누구나 부담 없이 사용할 수 있는 효과가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버에 의하면, 레버의 간단한 조작으로 인해 다단계의 토크조절이 가능하여 사용편의성이 향상되는 효과도 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버의 사시도.
도 2는 도 1의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 내부 구성을 나타내기 위한 종 단면도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버의 사시도.
도 6은 도 5의 분리 사시도.
도 7a 및 도 7b는 도 5의 내부 구성을 나타내기 위한 종 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 내부 구성을 나타내기 위한 종 단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)는, 끝단에 일자 또는 십자 형태의 팁(112)이 가공된 샤프트(110)와, 이 샤프트(110)가 회전가능하게 고정되고 작업자가 손으로 파지한 상태에서 회전시킴에 따라 샤프트(110)가 회전되도록 하는 손잡이부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 샤프트(110)는 그 중간 단에 양 방향으로 일정 길이만큼 연장된 한 쌍의 판 스프링(120)이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)는, 손잡이부(200)의 내부 빈 공간부(202)에 삽입되는 케이싱부(210)와, 이 케이싱부(210)의 빈 공간에 삽입되어 샤프트(110)에 설치된 한 쌍의 판 스프링(120)과 걸림이 이루어지는 걸림부(220) 및 케이싱부(210)의 빈 공간에 삽입되되 샤프트(110)에 축설되어 샤프트(110)가 손잡이부(200)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 하는 지지부(230)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

손잡이부(200)에는 샤프트(110)의 일부와 케이싱부(210), 그리고 걸림부(220) 및 지지부(230)의 일부가 삽입된 상태에서 배치되기 위한 공간부(202)가 형성되며, 이 공간부(202)의 일측으로는 그 단면적이 좁은 통과 홀(204)이 형성된 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 통과 홀(204)에는 샤프트(110)와 지지부(230)의 지지봉(234)만 통과되는데, 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다.

케이싱부(210)는 샤프트(110)의 선단 일부가 통과되기 위한 일정 지름의 삽입 홀(212)이 형성되고, 이 삽입 홀(212)의 일측으로는 2단으로 단차지게 형성되어 각각 일정 지름의 공간이 형성되는데, 1단의 공간에는 걸림부(220)가 삽입되어 고정되고, 2단의 공간에는 지지부(230)의 지지턱(232)이 삽입될 수 있다.

이러한 케이싱부(210)는 손잡이부(200)의 공간부(202)에 삽입된 상태에서 손잡이부(200)와 고정되게 결합되어 연동이 이루어지고, 케이싱부(210)의 1단 공간에 삽입되는 걸림부(220) 또한 케이싱부(210)와 고정되게 결합되어 연동이 이루어지게 된다.

반면에, 지지부(230)는 샤프트(110)와 고정되게 결합되어 샤프트(110)와 연동이 이루어지되, 케이싱부(210)에 대해서는 연동이 이루어지지 않게 결합될 수 있다.

또한, 손잡이부(200)의 통과 홀(204)에 삽입되는 샤프트(110) 및 지지부(230)와, 케이싱부(210)의 삽입 홀(212)에 삽입되는 샤프트(110)는 판 스프링(120)의 설정된 토크 이내에서는 손잡이부(200)와 연동하여 회전이 이루어지되, 판 스프링(120)의 설정된 토크 이상일 경우에는 케이싱부(210) 및 손잡이부(200)에 대하여 연동이 이루어지지 않게 결합될 수 있다.

한편, 걸림부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 내주 면에 일정 간격을 두고 요홈(222)과 돌기(224)가 순차적으로 형성된 기어부가 형성되는데, 이 기어부의 돌기(224)는 샤프트(110)에 설치되는 판 스프링(120)과 걸림이 이루어지되, 설정된 크기 이상의 토크가 가해지는 경우 탄성에 의해 판 스프링(120)이 돌기(224)를 타고 넘을 수 있게 된다.

여기서, 토크의 크기는 판 스프링(120)의 길이와 너비 또는 두께 등에 의해 결정될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 토크 드라이버(100)를 이용하여 나사 등을 체결하기 위하여 샤프트(110)의 팁(112)을 나사의 홈에 맞춘 상태에서 작업자가 손잡이부(200)를 잡고 회전시키게 되면, 손잡이부(200)의 회전에 따라 케이싱부(210) 및 걸림부(220)가 연동하여 회전이 이루어지게 된다.

이 때, 샤프트(110)의 판 스프링(120)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 양 단부가 걸림부(220)의 돌기(224)에 걸림된 상태를 이루게 됨으로써, 샤프트(110)는 손잡이부(200)와 함께 연동하면서 회전이 이루어지게 되는바, 샤프트(110)의 팁(112)과 결합된 나사가 회전되면서 나사체결이 이루어지게 된다.

즉, 손잡이부(200)를 회전시킴에 따라 나사를 회전시키는 토크의 크기가 판 스프링(120)의 길이 및 두께에 의해 결정된 토크보다 작은 경우, 샤프트(110)는 손잡이부(200)와 함께 연동하면서 회전이 이루어지게 되면서, 나사를 체결시키게 된다.

이와 같이 나사체결이 이루어져서 나사가 더 이상 설정된 토크의 크기에서 더 이상 회전이 이루어지지 않은 상태에서, 작업자가 설정된 토크 이상으로 힘을 가하여 손잡이부(200)를 회전시키게 되면, 판 스프링(120)은 걸림부(220)의 돌기(224)를 타고 넘게 되는바, 손잡이부(200)와 케이싱부(210) 및 걸림부(220)만 회전이 이루어지고, 샤프트(110)는 더 이상 회전이 이루어지지 않게 된다.

따라서, 나사는 설정된 토크 이상의 힘이 가해지게 될 때, 더 이상 체결이 이루어지지 않게 됨으로써, 체결부위의 손상 등이 발생되지 않게 되며, 여러 개의 나사를 체결하는 경우 모두 동일한 체결력으로 체결이 이루어지게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 분리 사시도이며, 도 7a 및 도 7b는 도 5의 내부 구성을 나타내기 위한 종 단면도이다.

참고로, 본 발명의 다른 실시 예를 설명함에 있어서, 앞선 실시 예에서와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)의 경우, 앞선 실시 예와 비교할 때, 샤프트(110)의 중간 단에 서로 다른 토크를 갖는 두 쌍의 판 스프링(120)이 설치될 수 있다.

즉, 길이와 너비 또는 두께가 상이하여 서로 다른 토크 크기를 갖는 두 쌍의 판 스프링(120)이 각각 샤프트(110)의 길이를 따라 이격되게 설치될 수 있다.

이 때, 한 쌍을 이루는 제1 판 스프링(120a)과 다른 한 쌍을 이루는 제2 판 스프링(120b)은 샤프트(110)의 길이를 따라 이격되게 설치되되, 샤프트(110)의 원주 둘레 방향으로 따라 서로 교차되게 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)에 제공되는 걸림부(220)의 경우, 후술되는 레버(250)의 조작에 의해 케이싱부(210) 내 공간에서 길이 방향으로 이동함에 따라 제1 판 스프링(120a) 또는 제2 판 스프링(120b)과 걸림이 이루어질 수 있다.

이 때, 걸림부(220)의 외면 일측에는 결합공(226)이 형성되고, 케이싱부(210)의 일측에는 걸림부(220)의 결합공(226)과 대응되는 위치에 길이 방향으로 통과공(214)이 형성되며, 손잡이부(200)의 일측에도 걸림부(220)의 결합공(226) 및 케이싱부(210)의 통과공(214)과 대응되는 위치에 길이 방향으로 슬라이드공(206)이 형성될 수 있다.

그리고, 손잡이부(200)의 슬라이드공(206)과 케이싱부(210)의 통과공(214)을 통과하여 걸림부(220)의 결합공(226)에 그 단부가 결합되되, 슬라이드공(206) 및 통과공(214)을 따라 길이방향으로 간격이동이 이루어지는 레버(250)가 구비될 수 있다.

따라서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 레버(250)를 길이 방향으로 이동시킴에 따라 레버(250)가 슬라이드공(206) 및 결합공(226) 상에서 직선이동이 이루어지게 되는바, 레버(250)의 단부와 결합된 걸림부(220)는 케이싱부(210) 내 공간에서 일정 간격만큼 직선 이동이 이루어질 수 있게 된다.

이 때, 걸림부(220)의 직선 이동에 의해 걸림부(220)는 샤프트(110)에 설치되는 제1 판 스프링(120a) 또는 제2 판 스프링(120b)과 선택적으로 대응되는 위치에 배치될 수 있게 된다.

참고로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)의 경우 샤프트(110)가 착탈 가능하게 분리되는 것으로 도시하였는데, 이는 다양한 팁(112)을 갖는 샤프트(110)를 착탈하여 범용적으로 사용할 수 있도록 한 것으로서, 이의 구조는 앞선 실시 예에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)의 경우, 체결하고자 하는 나사의 토크 크기에 따라 레버(250)를 이동시켜서 서로 다른 토크를 갖는 나사들을 범용적으로 체결시킬 수 있게 된다.

예를 들어, 제1 판 스프링(120a)의 설정된 토크가 제2 판 스프링(120b)의 설정된 토크보다 클 경우, 상대적으로 큰 토크에 의해 체결이 이루어지는 나사는 제1 판 스프링(120a)이 대응되는 위치에 걸림부(220)를 배치시킨 상태에서 나사체결을 수행하고, 상대적으로 작은 토크에 의해 체결이 이루어지는 다른 나사는 제2 판 스프링(120b)이 대응되는 위치에 걸림부(220)를 배치시킨 상태에서 나사체결을 수행하면 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)의 경우, 서로 다른 토크로 설정된 제1 판 스프링(120a)과 제2 판 스프링(120b)이 샤프트(110)에 각각 설치되고, 걸림부(220)가 직선 이동되면서 제1 판 스프링(120a) 또는 제2 판 스프링(120b)과 대응되는 위치에 배치됨에 따라 토크의 크기가 다른 나사들을 선택적으로 나사체결하도록 한 것에만 차이가 있을 뿐, 그 외의 나머지 구성 및 작동관계는 앞선 실시 예에서와 동일하므로, 이에 대한 구성 및 작동관계의 반복설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토크 드라이버(100)의 경우, 설정된 토크가 다르도록 제1 판 스프링(120a)과 제2 판 스프링(120b)이 샤프트(110)에 설치된 것을 일 예로 설명하였으나, 이는 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 판 스프링(120)을 3단 이상의 다단으로 설치하여 더욱 범용적인 나사 체결에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 토크 드라이버 110 : 샤프트
112 : 팁 120 : 판 스프링
120a : 제1 판 스프링 120b : 제2 판 스프링
200 : 손잡이부 202 : 공간부
204 : 통과 홀 206 : 슬라이드공
210 : 케이싱부 212 : 삽입 홀
214 : 통과공 220 : 걸림부
222 : 요홈 224 : 돌기
226 : 결합공 230 : 지지부
232 : 지지턱 234 : 지지봉
250 : 레버

Claims (4)

1. 끝단에 팁이 가공되고, 중간 단에 양 방향으로 돌출된 적어도 한 쌍의 판 스프링이 설치된 샤프트;
   상기 샤프트가 회전가능하게 고정되고 작업자가 손으로 파지한 상태에서 회전시킴에 따라 상기 샤프트가 회전되도록 하는 손잡이부;
   상기 손잡이부의 내부 공간부에 설치되되, 상기 샤프트의 판 스프링과 대응되는 내주 면에 일정 간격을 두고 요홈과 돌기가 순차적으로 형성된 걸림부를 포함하되,
   상기 판 스프링은,
   상기 샤프트의 길이 방향으로 제1 판 스프링과 제2 판 스프링이 일정 간격만큼 이격되게 설치되고,
   상기 걸림부는 상기 손잡이부 내부 공간부에서 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 직선 이동하여 상기 제1 판 스프링 또는 제2 판 스프링과 선택적으로 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 드라이버.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 손잡이부의 회전 시,
   상기 판 스프링의 설정된 토크 이내이면 상기 손잡이부와 상기 샤프트는 연동하여 회전되고,
   상기 판 스프링의 설정된 토크 이상이면, 상기 판 스프링이 상기 걸림부의 돌기를 타고 넘으면서, 상기 손잡이부와 상기 걸림부는 회전되고, 상기 샤프트는 회전이 이루어지지 않는 것을 특징으로 하는 토크 드라이버.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 걸림부의 일 면에는 결합공이 형성되고,
   상기 손잡이부에서 상기 결합공과 대응되는 위치에는 길이 방향으로 슬라이드공이 형성되며,
   상기 결합공과 그 단부가 결합된 상태에서 상기 슬라이드공을 따라 직선이동됨에 따라 상기 걸림부를 직선 이동시키는 레버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 드라이버.

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