KR102319808B1 - 임팩렌치용 개폐형 렌치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐형 렌치는, 일측이 개폐되는 헤드 바디 부재 및 상기 헤드 바디 부재의 내측에 회전 가능하게 삽입되어 볼트의 머리 혹은 너트가 삽입되는 렌치 휠부를 포함하는 렌치 헤드; 상기 렌치 휠부를 회전시키는 구동력을 전달하는 구동 전달부; 및 구동력을 발생시켜서 상기 구동 전달부에 구동력을 공급하는 구동부를 포함하고, 상기 구동 전달부는, 상기 렌치 휠부의 외주면에 형성된 휠 기어 돌기에 맞물려서 회전하는 제1 기어; 상기 제1 기어와 동축을 가지며, 상기 제1 기어와 함께 회전하는 제2 기어; 및 상기 제2 기어와 맞물려 회전하고, 상기 구동부의 척과 연결되는 제3 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 개폐형 렌치를 제공할 수 있다.

Description

임팩렌치용 개폐형 렌치{OPEN AND CLOSE TYPE WRENCH FOR IMPACT-WRENCH}
본 발명은 개폐형 렌치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동부를 이용하여 회전시킬 수 있는 임팩렌치용 개폐형 렌치에 관한 것이다.
렌치는 두 개 이상의 부품을 결합하는 숫나사 볼트, 암나사 너트, 또는 배관의 연결에 사용되는 유니온 너트 등의 부품 등을 죄거나 푸는 데 사용하는 공구를 의미한다. 렌치는 렌치 헤드의 형상과 볼트 머리 또는 너트의 다각면(예컨대, 육각면) 간의 맞물림을 이용하여 부품을 죄거나 푸는 데 필요한 토크를 전달한다. 렌치는 일반적으로 헤드의 형상에 따라 개구 렌치와 폐구 렌치로 분류될 수 있다.
개구 렌치(open end wrench)는 개구된 포크형 헤드를 가지고, 헤드 내측에 너트 등을 조일 수 있는 다면체 형상을 갖는다. 개구 렌치의 헤드는 개구부를 갖기 때문에 작업 공간 및/또는 다른 부품의 형상으로부터 비교적 자유롭게 렌치의 장착이 용이한 점이 있다. 개구 렌치의 대표적인 예로서 멍키 렌치가 알려져 있다.
도 1은 종래의 개폐형 래칫 렌치(1)의 사시도로서, 렌치 헤드(10)가 폐구된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 개폐형 래칫 렌치(1)의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 개폐형 래칫 렌치(1)는 렌치 헤드(10), 렌치 그립(20), 렌치 헤드(10)와 렌치 그립(20)를 회전 가능하게 연결하는 그립 핀(25)을 포함한다.
렌치 헤드(10)는 헤드 바디부(10a) 및 헤드 바디부(10a) 내측에 회전 가능하게 형성된 렌치 휠부(20a)를 포함할 수 있다. 헤드 바디부(10a)는 제1 헤드 바디(11a), 제1 헤드 바디(11a)에 회전 가능하게 연결된 제2 헤드 바디(12a) 및 제1 헤드 바디(11a)에 회전 가능하게 연결된 제3 헤드 바디(13a)를 포함할 수 있다.
렌치 휠부(20a)는 내주면에 구비된 맞물림 돌기(21j) 및 외주면에 구비되어 랜치 헤드(10)의 내주면에 구비된 가이드 트렌치(19)에 의해서 가이드되는 가이드 돌출부(21p)를 포함하는 4개의 서브 렌치 휠(21)을 포함할 수 있다.
또한, 서브 렌치 휠(21)의 외주면에 구비된 기어 돌기들(21g)에 맞물려 렌치 휠부(20a)를 일 방향으로만 회전 가능하게 하는 래칫 기어(40)를 포함할 수 있다. 그러나, 종래의 개구 렌치는 볼트 내지 너트를 장착한 후 렌치 그립(20)을 재차 회전시키는 반복 작업을 수행해야 볼트 내지 너트가 조여지는 불편함이 있다. 특히, 정밀한 부속을 체결하기 위한 볼트 또는 너트의 경우, 렌치와 체결이 이루어지더라도 렌치의 충분한 회전공간이 제공되기 어려운 경우라면 그립(20)을 회전시키는 반복 작업 자체가 불가할 수 있다. 즉, 종래 렌치에 의할 경우 충분한 회전공간이 제공되기 어려운 공간에서 볼트 또는 너트를 고속으로 체결하거나 분리하는 것이 불가한 문제점이 있다.
아울러, 종래 래칫의 경우 렌치가 일방향으로만 회전이 가능하도록 조작이 가능하였지만, 이는 체결을 위한 볼트 또는 너트가 일정한 마찰력으로 고정된 경우라야 하므로, 조이고 푸는 과정을 반복할 때 볼트 또는 너트가 일정한 마찰력 미만으로 임시 체결되어 있다면 볼트 또는 너트의 위치를 고정해 줄 별도의 부재 등이 요구된다. 이러한 경우에도 매우 좁은 공간으로 인해 별도의 고정 부재 등이 적용되기 어려운 경우라면 래칫 렌치를 통한 조임 또는 해체작업이 원활히 이루어질 수 없는 문제가 존재한다. 임팩렌치는 소위 전동 드릴 또는 전동 드라이버로도 불리는 공구에 해당한다. 임팩렌치는 전기에너지를 이용한 모터 또는 압축공기를 동력원으로 사용하는 것이 일반적이다. 일반적으로 전동드릴드라이버는 단순히 회전력만을 이용해 무언가를 뚫거나 척에 십자비트를 연결하여 스크류 작업등을 하는데 반하여, 임팩렌치(임팩렌치 또는 임팩드라이버)는 회전하는 방향에 일정량 이상 부하가 걸리면 내부에 있는 특수한 장치가 회전하는 방향으로 해머질을 해서 기기가 낼 수 있는 최대 출력의 토크까지 타격을 할 수 있으므로 강한 힘으로 작동이 가능하다. 볼트나 너트가 이물질이나 녹(rust)등으로 단단히 고정되어 있는 경우에 임팩렌치를 적용할 수 있다면 작업이 수월해질 수 있을 것이다.
다만, 임팩렌치를 사용하여 볼트 내지 너트를 조이는 경우 구동부가 회전하는 구동축이 연결 샤프트와 평행하지 않은 경우라면 볼트 내지 너트에 힘을 충분히 전달할 수 없는 문제점이 존재한다. 도 3a는 종래의 개폐형 래칫 렌치(100)를 임팩볼 유니버셜 조인트(700)과 결합하여 사용함으로써 임팩볼 유니버셜 조인트에 결합된 전동공구(예:전동 임팩렌치)의 회전방향에 따라 회전할 수 있도록 변형한 래쳇 렌치(100)의 분해사시도이고, 도 3b는 구동축 회전에 따른 기어 및 래칫 렌치의 회전방향을 묘사한 도면이다. 만약 도 3a와 같이 유니버셜 조인트를 통해 전동 임팩렌치의 힘을 전달한다고 할때, 상기 유니버셜조인트의 회전축이 일정한 각도로 휘어진 상태로 회전하게 된다면 유니버셜조인트의 회전축이 휘어진 상태이므로 구동축 자체의 유동에 의해서 래칫 렌치 자체가 유동하게 되므로 볼트 또는 너트를 조이는 힘을 전달하기 어려운 문제점이 존재한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 렌치 그립을 회전시키지 않더라도 볼트 또는 너트를 조이거나 풀 수 있는 렌치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 좁은 공간에 강한 힘으로 고정된 볼트 또는 너트를 조이거나 풀 수 있는 렌치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 렌치의 고리가 개방될 수 있는 렌치 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐형 렌치는, 일측이 개폐되는 헤드 바디부 및 상기 헤드 바디부의 내측에 회전 가능하게 삽입되어 볼트의 머리 혹은 너트가 삽입되는 렌치 휠부를 포함하는 렌치 헤드; 상기 렌치 휠부를 회전시키는 구동력을 전달하는 구동 전달부; 및 구동력을 발생시켜서 상기 구동 전달부에 구동력을 공급하는 구동부를 포함하고, 상기 구동 전달부는, 상기 렌치 휠부의 외주면에 형성된 휠 기어 돌기에 맞물려서 회전하는 제1 기어; 상기 제1 기어와 맞물려 회전하는 제2 기어; 상기 제2 기어와 동축을 가지며, 상기 제2 기어와 함께 회전하는 제3 기어; 및 상기 제3 기어와 가변축 상에서 맞물려 회전하고, 상기 구동부의 척과 연결되는 제4 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 개폐형 렌치를 제공할 수 있다.
상기 렌치 휠부의 제1 회전축은 상기 제1 기어의 제2 회전축과 나란한 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2 기어 및 상기 제3 기어의 제3 회전축은 상기 제4 기어의 제4 회전축과 가변 교차하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 렌치 휠부와 상기 제1 기어는 서로 평 기어를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3 기어 및 상기 제4 기어는 상기 상호 가변축 상에서 맞물려 회전하도록 구비된 베벨 기어를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2 기어 및 상기 제3 기어를 감싸는 제1 하우징; 및 상기 제4 기어의 구동축의 회전을 위한 베어링부를 내측에 구비한 제2 하우징;을 포함하고, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징은 상기 제3 기어와 상기 제4 기어가 맞닿은 접점을 포함하는 회전축에 수직한 면에 핀홀이 형성될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 렌치 그립을 회전시키지 않더라도 볼트 또는 너트를 조일 수 있는 렌치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 좁은 공간에 강한 힘으로 고정된 볼트 또는 너트를 조이거나 풀 수 있는 렌치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 렌치의 고리가 개방될 수 있는 렌치 헤드를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 종래의 개폐형 래칫 렌치(1)의 사시도로서, 렌치 헤드(10)가 폐구된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 종래의 개폐형 래칫 렌치(1)의 분해사시도이다.
도 3a는 종래의 개폐형 래칫 렌치(100)를 임팩볼 유니버셜 조인트(700)과 결합하여 사용함으로써 임팩볼 유니버셜 조인트에 결합된 전동공구(예:임팩 드릴)의 회전방향에 따라 회전할 수 있도록 변형한 래쳇 렌치(100)의 분해사시도이고, 도 3b는 구동축 회전에 따른 기어 및 래칫 렌치의 회전방향을 묘사한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치의 단부와 그에 결합되기 위한 임팩렌치의 렌치소켓을 도시한 도면이다.
도 5는 본 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치를 좌측 상단에서 내려다본 분해사시도이다.
도 6A는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 180도로 펴진 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 도시한 도면이다.
도 6B는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 90도로 꺾인 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 도시한 도면이다.
도 7A는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 180도로 펴진 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 위에서 내려다본 모습을 도시한 도면이다.
도 7B는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 90도로 꺾인 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 위에서 내려다본 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치의 단부와 그에 결합되기 위한 임팩렌치의 렌치소켓(BS)을 도시한 도면이고, 도 5는 본 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치를 좌측 상단에서 내려다본 분해사시도이다.
도 4를 참고하면, 제2 하우징으로부터 돌출되어 나온 제4기어의 제2 사프트(830) 및 연결 샤프트(820)와 체결되어 임팩렌치의 힘을 전달하기 위한 복스소켓(box socket)이 도시되어 있다.
도 6a 및 도 6b를 참고하면 제1 하우징(410)과 제2 하우징(500)은 핀 부재에 의하여 제3 기어(710)와 제4 기어(810)가 가변 교차하는 지점을 기준으로 회동 가능하도록 결합된 모습을 확인할 수 있다. 제1 기어(600)와 맞물려 회전하는 제2 기어(720), 제2 기어와 동축을 가지며, 제2 기어와 결합되어 함께 회전하는 제3 기어(710) 및 제3 기어(710)와 가변축 상에서 맞물려 회전하고, 구동부의 척과 연결되는 제4 기어(810)에 있어서, 제1 하우징(410)은, 각각 제2 기어 및 제3 기어를 감싸도록 구비되고, 제2 하우징(500)은, 제4 기어(810)의 구동축의 회전을 위한 베어링부(550)를 내측에 구비될 수 있다.
즉, 제3 기어와 제4 기어가 가변축 상에서 맞물려 회전함에 있어서 제1 하우징과 제2 하우징이 핀 등으로 고정되어 회전하게 되므로 별도의 유니버셜 조인트에 의한 경우보다 안정적이고 유동을 적게하여 회전력을 전달할 수 있게 된다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 180도로 펴진 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 도시한 측면에 해당하는 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 90도로 꺾인 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 도시한 도면이다.
도 6a와 도 6b를 참고하면 가변축(P)을 기준으로 제3 기어와 제4 기어가 맞물려 회전하는 것을 확인할 수 있다. 도 6a에 따르면 제3 기어와 제4 기어에 해당하는 한 쌍의 베벨기어의 회전축이 상호 90도를 이루어져 있으며, 도 6b에 따르면 제3 기어와 제4 기어의 회전축이 상호 평행하도록 배치되어 있는 모습을 확인할 수 있다. 도 6a와 도 6b를 통해 확인할 수 있듯이 제3 기어와 제4 기어의 경우 제1 하우징 및 제2 하우징의 회전에 따라 함께 회전하면서도 서로 가변축 상에서 맞물려 회전하게 됨으로써 별도의 유니버셜 조인트 없이도 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치 자체와 임팩렌치를 결합하여 회전력을 전달할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 180도로 펴진 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 위에서 내려다본 모습을 도시한 도면이고, 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 래칫 렌치가 90도로 꺾인 상태에서 하우징의 내부에 위치한 기어 및 베어링의 모습을 위에서 내려다본 모습을 도시한 도면이다. 도 7a와 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치를 위에서 내려다본 모습을 나타낸다.
렌치 헤드(200)는 볼트 머리 또는 너트 등의 조립 부품과 맞물려 회전 토크를 전달하는 부분일 수 있다. 렌치 헤드(200)는 렌치 바디부(400)의 전단에 연결되어 일체로 형성될 수 있으며, 단조강 또는 가단주철 등의 강도와 강성이 우수한 재료를 포함하여 이루어질 수 있다. 렌치 헤드(200)는 헤드 바디부헤드 바디 부재(210) 및 회전체 형상의 렌치 휠부(240)를 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 렌치 바디부(400)은 렌치 헤드(200)와 동일한 높이로 형성될 수 있다. 제1 기어가 포함된 렌치 바디부(400)는 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 랜치가 보다 깊숙한 곳에 위치한 볼트 또는 너트에 체결될 수 있도록 할 수 있다. 제1 하우징의 높이는 제3 기어와 제4 기어가 맞물리는 높이까지 연장되어 형성되어 제3 기어와 제4 기어의 회전공간을 확보할 수 있다.
헤드 바디헤드 바디 부재(210)는 상호 결합되어 고리를 형성하는 복수의 헤드 바디헤드 바디 부재로 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 헤드 바디헤드 바디 부재(210)는 오목한 제1 내측면을 갖는 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a) 및 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)의 일측에 회전 가능하게 결합되고 오목한 제2 내측면을 갖는 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)를 포함할 수 있다. 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)는 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)의 타측에 착탈 가능하게 체결되어 고정될 수 있으며, 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a) 및 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)는 원형의 고리를 형성할 수 있다. 도 3을 참고하면, 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)는 헤드 바디헤드 바디 부재(210)과 연결된 상태에서 180도 범위의 회전이 가능도록 구비될 수 있다. 마찬가지로 제1 헤드바디(210a)와 제2 헤드바디(210b)의 경우 핀으로 결합된 상태에서 180도 범위의 회전이 가능하도록 구비될 수 있다. 제2 헤드바디(210b)와 헤드 바디헤드 바디 부재(210)의 경우 클립부(300)에 의해 체결되어 고정될 수 있으며, 제2 헤드바디(210b)와 헤드 바디헤드 바디 부재(210)가 맞닿은 면이 서로 밀착되어 결합될 수 있다. 헤드 바디헤드 바디 부재(210)에는 클립부(300)와 힌지결합될 수 있는 홈이 형성될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 힌지결합될 수 있는 홈의 내측에는 전자석이 구비될 수 있다. 클립부(300)는 극성을 띈 자성체로 구비될 수 있으며 결합력을 제공하기 위한 경우 금속소재의 헤드 바디헤드 바디 부재(210)의 홈에 강하게 결합할 수 있다. 이때, 볼트 또는 너트의 체결이 완료된 후 클립부(300)가 헤드 바디헤드 바디 부재(210)의 홈으로부터 이탈될 수 있도록 홈의 내측에 전자석에 전류가 흐르도록 하여 클립부(300)와 반대 자성을 띄도록 함으로써 클립부(300)가 헤드 바디헤드 바디 부재(210)의 홈으로부터 이탈될 수 있다.
앞서 클립부(300)가 헤드 바디헤드 바디 부재(210)에 포함되도록 기술하였으나, 이에 한정되지 않으며, 클립부(300)가 제2 헤드바디(210b)의 일단에 형성되고, 상기 헤드 바디헤드 바디 부재(210)에 클립부(300)가 삽입되어 고정되기 위한 홀이 형성되도록 구비될 수 있다. 이 경우 헤드 바디헤드 바디 부재(210)에 형성된 홀의 내측에는 상기 클립부(300)와 반대되는 극성을 띄도록 구비된 전자석이 포함되도록 하여 클립부(300)가 홈으로부터 용이하게 이탈할 수 있도록 할 수 있다.
상기 제1 헤드바디(210a), 제2 헤드바다(210b) 및 헤드 바디헤드 바디 부재(210)의 체결에 따라 제1 헤드바디(210a)의 단면이 삽입될 수 있는 면적의 틈새가 있는 곳의 볼트 또는 너트를 감싸도록 할 수 있게 되므로 매우 좁은 곳에 위치한 볼트 또는 너트의 체결을 가능하도록 할 수 있다. 특히, 이하 서술하는 렌치휠(240)의 경우 적어도 4 이상의 조각으로 나뉘어진 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d)로 구비될 수 있으므로 상기 제1 헤드바디(210a), 제2 헤드바다(210b) 및 헤드 바디헤드 바디 부재(210)가 좁은 곳의 볼트 또는 너트를 감싸도록 한 이후 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d)이 삽입될 수 있으므로 매우 좁은 곳에 위치한 볼트 또는 너트의 체결과 분리가 가능하도록 할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 각각의 서브 렌치 휠이 서로 맞닿은 면에는 상호 결합력을 강화하기 위한 한 쌍의 돌출부와 함입부가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 렌치 휠(240a)의 단부에는 반구형 돌출부가 형성되고 제1 서브 렌치 휠(240a)의 단부와 접하는 제2 서브 렌치휠(240b)의 단부에는 제1 서브 렌치 휠(240a)에 형성된 반구형 돌출부와 결합되기 위한 반구형 함입부가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제3 서브 렌치휠(240c) 및 제4 서브 렌치휠(240d)의 경우에 상호간 및 제2 서브 렌치휠(240b)과 제1 서브렌치휠(240a)과 맞닿은 면에 돌출부와 함입부가 상응하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 돌출부 또는 함입부는 네오디뮴자석이 포함되어 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)는 렌치 바디부(400)에 연결되어 일체로 형성될 수 있다. 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)는 렌치 바디부(400)에 연통하는 연통홀(230)을 포함할 수 있다. 연통홀(230)에 대해한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
헤드 바디헤드 바디 부재(210)는 내측면에 렌치 휠부(240)를 가이드하는 가이드 트렌치(220)을 포함할 수 있다. 가이드 트렌치(220)는 내측면에 오목하게 형성된 홈 형상으로 이뤄질 수 있으며, 후술할 렌치 휠부(240)의 서브 렌치 휠(240a-240d)을 가이드 레일 기능을 수행할 수 있다.
가이드 트렌치(220)는 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)의 내측면에 형성된 제1 가이드 트렌치(220a)와, 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)의 내측면에 형성된 제2 가이드 트렌치(220b)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 렌치 휠부(240)는 렌치 헤드(200)의 원형의 고리의 내측에서 중앙이 비어있는 고리 형상의 회전체일 수 있다. 렌치 휠부(240)는 복수의 서브 렌치 휠들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 렌치 휠부(240)는 상호 동일한 형상과 크기를 갖는 2개, 3개, 또는 4개의 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d)으로 구성될 수 있다. 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d) 각각은 중심각이 90도인 원 호를 형성할 수 있다. 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)와 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)는 헤드 바디헤드 바디 부재(210) 상호간 힌지 결합하고 또한, 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)는 헤드 바디헤드 바디 부재(210)와 힌지 결합하게 되므로 일정한 유격이 형성될 수 있다. 이때 힌지 결합을 용이하게 하면서도 4개의 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d)이 용이하게 삽입, 분리되면서도 회전토크의 손실을 받지 않을 수 있도록 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a)와 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)의 경우 85도 이하의 원 호를 형성하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 어느 서브 렌치 휠의 중심각이 90도 보다 클 경우, 두 개의 힌지를 갖는 헤드 바디헤드 바디 부재(210)로부터 서브 렌치 휠을 슬라이드하여 분리하는 것이 곤란할 수 있다. 또, 렌치 휠부가 중심각이 90도 보다 작은 5개 이상의 서브 렌치 휠로 이루어진 경우, 각 서브 렌치 휠(210)의 슬라이딩 분리가 곤란할 수 있으며, 서브 렌치 휠의 개수가 지나치게 커질 경우 렌치 휠부(240)가 원활하게 회전하지 못해 회전 토크의 손실을 유발할 수 있다.
렌치 휠부(240)는 볼트의 머리 또는 너트가 끼워져서 고정될 수 있도록 내주면에 형성된 복수개의 맞물림 돌기(251)을 포함할 수 있다. 복수개의 맞물림 돌기(251)는 렌치 휠부(240)의 내주면에 다면체를 이룰 수 있다. 예를 들어, 렌치 휠부(240)의 내주면은 복수개의 맞물림 돌기(251)에 의해서 12개의 꼭지를 갖는 다면체를 이룰 수 있다.
렌치 휠부(240)는 헤드 바디부헤드 바디 부재(210)의 고리에 삽입 배치되어 회전 가능하게 결합될 수 있다. 각각의 서브 렌치 휠(240a-240d)들은 제1 헤드 바디헤드 바디 부재(210a) 및 제2 헤드 바디헤드 바디 부재(210b)에 각각 2개씩 회전 가능하도록 슬라이드 결합될 수 있다.
서브 렌치 휠(240a)의 외주면은 원 호의 일부를 형성할 수 있다. 구체적으로, 렌치 휠부(240)는 헤드 바디헤드 바디 부재(210)의 내측면에 형성된 오목면을 따라 회전 가능하도록 구비된 복수의 서브 렌치 휠로 구성되고, 상기 각 서브 렌치 휠의 외주면은 원 호의 일부를 형성하고, 그 중심각의 합은 360도가 되도록 구비될 수 있다.
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이하, 하나의 서브 렌치 휠(240a)을 기준으로 설명한다. 각각의 서브 렌치 휠(240a)은 외주면에 가이드 돌출부(252) 및 복수의 휠 기어 돌기(253)를 포함할 수 있다.
가이드 돌출부(252)는 전술한 가이드 트렌치(220)에 삽입 배치되어 가이드 트렌치(220)에 의해 가이드될 수 있다. 또, 가이드 돌출부(252)는 가이드 트렌치(220)의 단면 형상과 상응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 가이드 돌출부(252)는 가이드 트렌치(220)의 홈에 상응하는 돌출된 형상으로 이뤄질 수 있다.
가이드 트렌치(220)와 가이드 돌출부(252)를 통해 슬라이드 결합된 헤드 바디부헤드 바디 부재(210)와 각 서브 렌치 휠(240a-240d)은 서로 간의 슬라이딩을 통해서만 결합 및 분리될 수 있다.
휠 기어 돌기(253)은 후술할 구동 전달부(420)에 연동하여 구동력을 전달받으며, 렌치 휠부(240)를 헤드 바디부헤드 바디 부재(210) 내측에서 상대적으로 회전 운동하도록 구동력을 전달한다.
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도 6A 내지 도 7b를 참조하면, 제1 기어는 렌치 휠부(240)의 제1 회전축(C1)과 나란한 제2 회전축(C2)을 가질 수 있다. 제1 기어는 평 기어로서, 렌치 휠부(240)와 맞물려 회전할 수 있다. 제1 기어는 렌치 휠부(240)의 외주면에 형성된 휠 기어 돌기(253)에 맞물릴 수 있도록 외주면에 돌출된 복수개의 제1 기어돌기(421a)를 포함할 수 있다. 제1 기어의 피치원지름(r1)은 렌치 휠부(240)의 피치원지름(r2) 보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
제2 기어는 제1 기어와 제3 기어의 사이에 배치되어 힘을 전달하는 한편, 렌치 휠부(240)과 일정한 이격거리를 두고 제2 하우징이 배치될 수 있도록 한다.
제3 기어는 제2 기어와 동일한 제3 회전축(C3)으로 회전하며, 제2 기어와 함께 회전할 수 있도록 제1 샤프트(730)로 서로 연결될 수 있다. 제3 기어는 제2 기어의 상측에 형성될 수 있다. 제3 기어와 제2 기어는 서로 별개의 부재로 형성될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있다.
제3 기어는 베벨 기어로서, 제3 회전축(C3)으로부터 소정 피치원추각을 가지는 제1 경사면에 형성된 제3 기어돌기를 포함할 수 있다. 제3 기어의 피치원지름은 제2 기어의 피치원지름(r1) 보다 작게 형성될 수 있다.
제4 기어는 제3 기어에 맞물려 회전할 수 있다. 제3 기어는 베벨 기어로서, 제3 회전축(C3)으로부터 소정 피치원추각을 가지는 제2 경사면에 형성된 제3 기어돌기를 포함할 수 있다. 제4 기어돌기는 제3 기어돌기에 맞물리며, 제4 기어의 회전에 의하여 제3 기어가 회전된다.
제4 기어 및 제3 기어의 관계는 제롤 베벨 기어, 직선 베벨 기어, 스파이럴 베벨 기어, 하이포이드 베벨기어 중 어느 하나 일 수 있다.
바람직하게 제4 기어의 피치원지름은 제3 기어의 피치원지름 보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 제4 기어의 제4 회전축은 제3 회전축(C3)과 교차할 수 있으며, 제4 회전축 및 제3 회전축(C3) 사이의 교차각은 직각, 예각, 둔각 중 어느 하나일 수 있으나 직각인 것이 회전력의 전달 측면에서 바람직하다. 도 6a 및 도 6b를 참고하면, 제4 회전축은 X1과 X2축 사이 중 임의의 위치에 형성될 수 있다.
제4 기어는 제4 회전축을 가지는 제2 샤프트(830)를 가질 수 있다. 제2 샤프트는 원통 형상을 가질 수 있으며, 끝단에 원통 형상 혹은 다각의 형상을 가지는 연결 샤프트(820)를 포함할 수 있다. 연결 샤프트는 제2 하우징의 내측에 구비되거나 외부에 노출될 수 있다.
도 4를 참고하면, 구동부(미도시)는 모터의 회전력을 전달하는 복스소켓(BS)를 포함할 수 있다. 복스소켓은 연결 샤프트가 삽입될 수 있는 연결 중공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 제1 헤드바디(210a), 제2 헤드바다(210b) 및 헤드 바디헤드 바디 부재(210)가 좁은 곳의 볼트 또는 너트를 감싸도록 한 이후 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d)이 삽입될 수 있으므로 매우 좁은 곳에 위치한 볼트 또는 너트의 체결과 분리가 가능하도록 할 수 있다. 또한 연결 샤프트가 모터의 힘으로 회전하게 되므로 볼트 또는 너트를 매우 빠른 속도로 체결하거나 또는 분리할 수 있다. 특히 임팩렌치의 강한 힘을 전달할 수 있으므로 매우 강하게 체결되어 있는 볼트 또는 너트를 효과적으로 분리할 수 있다.
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이때, 제2 하우징의 내측에는 연결 샤프트의 회전축이 견고하게 유지되면서도 원활한 회전이 일어날 수 있도록 베어링(550)이 구비될 수 있다. 베어링은 제2 하우징의 내측면 및 연결 샤프트와 각각 외륜 및 내륜과 맞닿도록 구비되고 외륜 및 내륜의 내측에는 마찰력 감소를 위한 볼이 적어도 하나 이상 포함될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 볼의 위치를 일정하게 유지하기 위한 케이지가 외륜과 내륜 사이에 형성될 수 있다.
렌치 휠부(240)는 볼트의 머리 또는 너트가 끼워져서 고정될 수 있도록 내주면에 형성된 복수개의 맞물림 돌기(251)을 포함할 수 있다. 복수개의 맞물림 돌기(251)는 렌치 휠부(240)의 내주면에 다면체를 이룰 수 있다. 예를 들어, 렌치 휠부(240)의 내주면은 복수개의 맞물림 돌기(251)에 의해서 12개의 꼭지를 갖는 다면체를 이룰 수 있다.
렌치 휠부(240)는 헤드 바디부(210)의 고리에 삽입 배치되어 회전 가능하게 결합될 수 있다. 각각의 서브 렌치 휠(240a-240d)들은 제1 헤드 바디(210a) 및 제2 헤드 바디(210b)에 각각 2개씩 회전 가능하도록 슬라이드 결합될 수 있다.
서브 렌치 휠(240a)의 외주면은 원 호의 일부를 형성할 수 있다. 구체적으로, 렌치 휠부(240)는 헤드 바디(210)의 내측면에 형성된 오목면을 따라 회전 가능하도록 구비된 복수의 서브 렌치 휠로 구성되고, 상기 각 서브 렌치 휠의 외주면은 원 호의 일부를 형성하고, 그 중심각의 합은 360도가 되도록 구비될 수 있다.
이하, 하나의 서브 렌치 휠(240a)을 기준으로 설명한다. 각각의 서브 렌치 휠(240a)은 외주면에 가이드 돌출부(252) 및 복수의 휠 기어 돌기(253)를 포함할 수 있다.
가이드 돌출부(252)는 전술한 가이드 트렌치(220)에 삽입 배치되어 가이드 트렌치(220)에 의해 가이드될 수 있다. 또, 가이드 돌출부(252)는 가이드 트렌치(220)의 단면 형상과 상응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 가이드 돌출부(252)는 가이드 트렌치(220)의 홈에 상응하는 돌출된 형상으로 이뤄질 수 있다.
가이드 트렌치(220)와 가이드 돌출부(252)를 통해 슬라이드 결합된 헤드 바디부(210)와 각 서브 렌치 휠(240a-240d)은 서로 간의 슬라이딩을 통해서만 결합 및 분리될 수 있다.
휠 기어 돌기(253)은 후술할 구동 전달부(420)에 연동하여 구동력을 전달받으며, 렌치 휠부(240)를 헤드 바디부(210) 내측에서 상대적으로 회전 운동하도록 구동력을 전달한다.
도 6A 내지 도 7b를 참조하면, 제1 기어는 렌치 휠부(240)의 제1 회전축(C1)과 나란한 제2 회전축(C2)을 가질 수 있다. 제1 기어는 평 기어로서, 렌치 휠부(240)와 맞물려 회전할 수 있다. 제1 기어는 렌치 휠부(240)의 외주면에 형성된 휠 기어 돌기(253)에 맞물릴 수 있도록 외주면에 돌출된 복수개의 제1 기어돌기(421a)를 포함할 수 있다. 제1 기어의 피치원지름(r1)은 렌치 휠부(240)의 피치원지름(r2) 보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
제2 기어는 제1 기어와 제3 기어의 사이에 배치되어 힘을 전달하는 한편, 렌치 휠부(240)과 일정한 이격거리를 두고 제2 하우징이 배치될 수 있도록 한다.
제3 기어는 제2 기어와 동일한 제3 회전축(C3)으로 회전하며, 제2 기어와 함께 회전할 수 있도록 제1 샤프트(730)로 서로 연결될 수 있다. 제3 기어는 제2 기어의 상측에 형성될 수 있다. 제3 기어와 제2 기어는 서로 별개의 부재로 형성될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있다.
제3 기어는 베벨 기어로서, 제3 회전축(C3)으로부터 소정 피치원추각을 가지는 제1 경사면에 형성된 제3 기어돌기를 포함할 수 있다. 제3 기어의 피치원지름은 제2 기어의 피치원지름(r1) 보다 작게 형성될 수 있다.
제4 기어는 제3 기어에 맞물려 회전할 수 있다. 제3 기어는 베벨 기어로서, 제3 회전축(C3)으로부터 소정 피치원추각을 가지는 제2 경사면에 형성된 제3 기어돌기를 포함할 수 있다. 제4 기어돌기는 제3 기어돌기에 맞물리며, 제4 기어의 회전에 의하여 제3 기어가 회전된다.
제4 기어 및 제3 기어의 관계는 제롤 베벨 기어, 직선 베벨 기어, 스파이럴 베벨 기어, 하이포이드 베벨기어 중 어느 하나 일 수 있다.
바람직하게 제4 기어의 피치원지름은 제3 기어의 피치원지름 보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 제4 기어의 제4 회전축은 제3 회전축(C3)과 교차할 수 있으며, 제4 회전축 및 제3 회전축(C3) 사이의 교차각은 직각, 예각, 둔각 중 어느 하나일 수 있으나 직각인 것이 회전력의 전달 측면에서 바람직하다. 도 6a 및 도 6b를 참고하면, 제4 회전축은 X1과 X2축 사이 중 임의의 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치는 제1 헤드바디(210a), 제2 헤드바다(210b) 및 헤드 바디(210)가 좁은 곳의 볼트 또는 너트를 감싸도록 한 이후 서브 렌치 휠(240a, 240b, 240c, 240d)이 삽입될 수 있으므로 매우 좁은 곳에 위치한 볼트 또는 너트의 체결과 분리가 가능하도록 할 수 있다. 또한 연결 샤프트가 모터의 힘으로 회전하게 되므로 볼트 또는 너트를 매우 빠른 속도로 체결하거나 또는 분리할 수 있다. 특히 임팩렌치의 강한 힘을 전달할 수 있으므로 매우 강하게 체결되어 있는 볼트 또는 너트를 효과적으로 분리할 수 있다.
이때, 제2 하우징의 내측에는 연결 샤프트의 회전축이 견고하게 유지되면서도 원활한 회전이 일어날 수 있도록 베어링이 구비될 수 있다. 베어링은 제2 하우징의 내측면 및 연결 샤프트와 각각 외륜 및 내륜과 맞닿도록 구비되고 외륜 및 내륜의 내측에는 마찰력 감소를 위한 볼이 적어도 하나 이상 포함될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 볼의 위치를 일정하게 유지하기 위한 케이지가 외륜과 내륜 사이에 형성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 연통홀은 제1 기어가 렌치 휠부(240)의 휠 기어 돌기(253)에 맞물리는 공간에 해당한다. 본 발명의 실시예에 따른 임팩렌치용 개폐형 렌치의 경우 임팩렌치의 구동부의 회전에 의존하여 조임 또는 풀림작업이 수행될 수 있으므로, 종래 렌치와 달리 래칫 기어가 불필요하므로 내구성이 증가할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 임팩렌치용 개폐형 렌치에 있어서, 상기 렌치는
    일측이 개폐되는 헤드 바디부헤드 바디 부재 및 상기 헤드 바디부헤드 바디 부재의 내측에 회전 가능하게 삽입되어 볼트의 머리 혹은 너트가 삽입되는 렌치 휠부를 포함하는 렌치 헤드; 상기 렌치 휠부를 회전시키는 구동력을 전달하는 구동 전달부; 및 구동력을 발생시켜서 상기 구동 전달부에 구동력을 공급하는 구동부를 포함하고, 상기 구동 전달부는, 상기 렌치 휠부의 외주면에 형성된 휠 기어 돌기에 맞물려서 회전하는 제1 기어; 상기 제1 기어와 맞물려 회전하는 제2 기어; 상기 제2 기어와 동축을 가지며, 상기 제2 기어와 함께 회전하는 제3 기어; 및 상기 제3 기어와 가변축 상에서 맞물려 회전하고, 상기 구동부의 척과 연결되는 제4 기어를 포함하고,
    상기 제2 기어 및 상기 제3 기어의 제3 회전축은 상기 제4 기어의 제4 회전축과 가변 교차하고, 상기 제3 기어 및 상기 제4 기어는 상기 상호 가변축 상에서 맞물려 회전하도록 구비된 베벨 기어를 형성하고, 상기 제2 기어 및 상기 제3 기어를 감싸는 제1 하우징; 및 상기 제4 기어의 구동축의 회전을 위한 베어링부를 내측에 구비한 제2 하우징;을 포함하고, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징은 상기 제3 기어와 상기 제4 기어가 맞닿은 접점을 포함하는 회전축과 수직한 면에 핀홀이 형성되고,
    상기 제4 기어의 회전축 방향과 상기 제2 기어의 회전축 방향이 서로 수직한 경우, 상기 제2 하우징의 상기 핀홀 타측 단부는 상기 제2 기어와의 간섭을 피하면서도 상기 제1 하우징에 접하도록 구비된 꺽인 형상으로 구비되고,
    상기 헤드 바디부헤드 바디 부재는 상호 결합되어 고리를 형성하는 복수의 헤드 바디헤드 바디 부재로 구성되고, 상기 복수의 헤드 바디헤드 바디 부재 중 적어도 하나의 2 이상의헤드 바디헤드 바디 부재는 클립부와 클립홈을 통하여 가역적으로 결합하도록 구비되고, 상기 복수의 헤드 바디헤드 바디 부재 및 상기 클립홈에 결합된 상태의 상기 클립부는 동일한 곡률을 갖는 원 호 형상의 매끄러운 외주면을 형성하고,
    상기 헤드 바디부복수의 헤드 바디 부재는,
    오목한 제1 내측면을 갖는 제1 헤드 바디헤드 바디 부재, 상기 제1 헤드 바디헤드 바디 부재를 기준으로와 회전 가능하게 결합되고, 오목한 제2 내측면을 갖는 제2 헤드 바디헤드 바디 부재, 및 그리고 상기 제2 헤드 바디헤드 바디 부재를 기준으로와 회전 가능하게 결합되고, 오목한 제3 내측면을 가지며, 상기 제1 헤드 바디헤드 바디 부재 및 상기 제2 헤드 바디헤드 바디 부재와 함께 상기 고리를 형성하는 제3 헤드 바디헤드 바디 부재를 포함하고, 상기 렌치 휠부는 상기 제1 헤드 바디헤드 바디 부재, 상기 제2 헤드 바디헤드 바디 부재 및 상기 제3 헤드 바디헤드 바디 부재에 형성된 오목면을 따라 회전가능하도록 구비된 복수의 서브 렌치 휠로 구성되고,
    상기 각 서브 렌치 휠의 외주면은 원 호의 일부를 형성하고, 그 중심각의 합은 360도이고, 상기 렌치 휠부는 그 중심각이 90도인 4개의 서브 렌치 휠으로 구성되고,
    상기 제1 헤드 바디헤드 바디 부재, 상기 제2 헤드 바디헤드 바디 부재 및 상기 제3 헤드 바디헤드 바디 부재가 상기 고리를 형성한 상태에서, 상기 서브 렌치 휠의 상기 기어 돌기들은 상기 제1 내측면, 상기 제2 내측면 및 상기 제3 내측면과 이격되고, 상기 제1 내측면, 상기 제2 내측면 및 상기 제3 내측면은 각각 가이드 트렌치를 가지고, 상기 각 서브 렌치 휠의 외주면은 상기 가이드 트렌치와 상응하는 형상의 가이드 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임팩렌치용 개폐형 렌치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌치 휠부의 제1 회전축은 상기 제1 기어의 제2 회전축 및 상기 제2 기어의 제3 회전축과 나란한 것을 특징으로 하는 임팩렌치용 개폐형 렌치.
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  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌치 휠부와 상기 제1 기어는 서로 평 기어를 형성하는 것을 특징으로 하는 임팩렌치용 개폐형 렌치.
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  6. 삭제
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