KR102352385B1 - 차단 메커니즘이 있는 공압식 펄스 공구 - Google Patents

차단 메커니즘이 있는 공압식 펄스 공구 Download PDF

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Abstract

자동 동력 차단기구를 구비한 공압식 토크 임펄스 전달 전동 공구(10). 상기 전동 공구는 공압 모터(11), 상기 공압 모터(11)에 의해 회전 구동되는 구동 부재(16), 상기 모터(11)에 압축 공기를 공급하는 공기 공급 채널(14), 상기 공기 공급 채널(14)에 배치된 차단 밸브(15) 및 상기 구동 부재(16)가 특정 임계 레벨 이상의 지연 크기에 노출될 때 상기 차단 밸브(15)를 차단하고 상기 공압 모터(11)로의 공기 흐름을 정지시키도록 배열된 밸브 제어 장치(17)를 포함한다. 상기 밸브 제어 장치(17)는 구동 부재와 함께 회전하도록 배치된 관성 응답 부재를 포함하며, 차단 밸브(15)가 폐쇄되지 않도록 하는 초기 위치와 밸브가 폐쇄될 수 있는 차단 위치 사이에서 구동 부재(16)에 대해 피벗회전하도록 배치된다. 상기 밸브 제어 장치(17)는, 구동 부재(16)가 공기 감쇠 이동 제한기(29)의 감쇠력에 대응하는 소정의 문턱 값 이상의 리타 데이션(retardation) 크기로 노출되었을 때만 차단 밸브(15)가 차단되도록 관성 응답 부재(18)의 차단 위치로의 이동을 방해하도록 배치된 공기 감쇠 이동 제한기(29)를 더 포함한다.

Description

차단 메커니즘이 있는 공압식 펄스 공구{PNEUMATIC PULSE TOOL WITH SHUT OFF-MECHANISM}
본 발명은 스크루 조인트를 조이고 자동 동력 차단 수단을 포함하는 공압식 토크 임펄스 공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하우징, 유압 임펄스 발생기, 임펄스 발생기에 구동 가능하게 결합된 로터를 갖는 공압 모터를 포함하는 형태의 토크 임펄스 공구에 관한 것으로, 상기 차단 수단은 모터와 연통하고 개방 상태에서 폐쇄 상태로 조절가능한 공기 입구 밸브, 로터와 함께 회전하고 관성 액추에이터를 포함하는 지연 반응 응답 수단, 및 소정의 최대 지연 크기 레벨에 도달하여 활성화 수단에 의해 활성화될 때 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 입구 밸브를 전환시키는 활성화 수단에 입구 밸브를 연결하는 연결 부재를 포함한다.
토크 전달 펄스 동력 공구는 공구 실행을 고정하기 위해 배열된 출력 샤프트에 모터 샤프트를 간헐적으로 연결하는 펄스 유닛을 포함한다. 펄스 유닛은 실린더가 회전하도록 배치된 하우징을 포함한다. 실린더는 모터에 의해 직접 또는 기어를 통해 구동되는 샤프트로 구동된다. 앤빌은 실린더 내부에 배치되어 실린더에 의해 간헐적으로 즉 펄스로 구동된다.
실린더와 앤빌은 함께 펄스 유닛을 형성한다. 다양한 종류의 유닛이 있다. 예를 들어 피스톤 유닛 및 베인 유닛이 있다. 이 두 가지 유형 모두에서, 비 압축성 또는 비 압축성에 근접한 유압 유체는 펄스 유닛의 구성 요소 사이에 펄스를 생성하는 중간 단계로 사용된다.
일부 펄스 공구에는 차단 메커니즘이 제공된다. 차단 메커니즘은 조여진 조인트에서 설정된 토크 수준에 도달하면 공구가 펄스를 전달하지 못하도록 한다. 일반적으로, 차단 메커니즘은 스프링이 관성체 상에 반력을 제공하는 관성체-스프링 구성을 포함한다. 실린더의 지연시 관성 몸체는 스프링 작용에 의해 반대되는 자체 관성에 의해 한 방향으로 강제된다. 관성이 스프링 상수 및 스프링의 현재 예압에 상응하는 특정 임계 값을 초과하면 관성 몸체가 차단 메커니즘에 작용하여 펄싱이 예를들어 모터 차단에 의해 종료된다. 스프링 위치는 원하는 토크 레벨에 대응하기 위해 차단 임계 값을 설정하도록 변경될 수 있다.
이러한 유형의 공지 된 토크 임펄스 공구는 미국 특허 제 5,082,066 호에 기술되어 있다.
상기 및 다른 종래의 차단 메커니즘의 문제점은 특히 메커니즘의 신뢰성이다. 스프링 작용은 제어되지 않은 마찰, 좌굴 및 스프링 비틀림을 비롯한 여러 가지 이유로 인해 시간에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 종래의 스프링 제어 차단 메커니즘보다 신뢰성이 높지만, 생산 및 구현에서는 상대적으로 복잡하지 않은 차단 메커니즘이 필요하다.
본 발명의 목적은 공지된 메커니즘보다 더 신뢰성이 있는 차단 메커니즘을 구비한 공압식 동력 공구를 제공하는 것이다.
상기 목적은 자동 동력 차단기구를 구비한 공압식 토크 임펄스 동력 공구에 관한 청구항 1에 따른 발명에 의해 달성된다.
동력공구는:
공압 모터;
상기 공압 모터에 의해 회전 구동되는 구동 부재,
상기 모터에 압축 공기를 공급하는 공기 공급 채널,
상기 공기 공급 채널에 배치된 밸브; 및
상기 구동 부재가 일정한 임계 레벨 이상의 지연 크기에 노출될 때 상기 밸브를 차단하고 상기 공압 모터로의 공기 흐름을 정지시키도록 배열된 밸브 제어 장치를 포함한다. 상기 밸브 제어 장치는 관성 응답 부재를 포함하며, 구동 부재와 함께, 밸브와 간섭하지 않는 초기 위치와 밸브가 폐쇄될 수 있는 차단 위치 사이에서 회전 가능하다. 밸브 제어 장치는 관성 응답 부재의 폐쇄 위치로의 이동을 중화시키도록 배치된 공기 감쇠 이동 제한기를 더 포함하여, 구동 부재가 공기 감쇠 이동 제한기의 감쇠력에 대응하는 일정한 임계 레벨 이상으로 감속 크기에 노출될 때에만 밸브가 차단되도록 한다.
본 발명에 따른 동력 공구를 사용하면, 안정적이고 양호한 조절 가능성을 제공하는 간단한 구조를 갖는 차단기구가 달성된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 종속항 및 도시된 실시 예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 다음의 상세한 설명에서 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시 예에 따른 공압식 파워 툴.
도 2는 도 1의 동력 공구의 구동 부재의 사시도.
도 3은 도 2의 구동 부재의 측면도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선의 단면도.
도 1에는 자동 동력 차단기구를 구비한 공압 토크 임펄스 분배 동력 공구(10)가 도시되어 있다. 동력 공구(10)는 압축 공기에 의해 구동되는 공압 모터(11)를 포함한다. 가압된 공기 공급원에 연결하기 위한 공기 유입부(12)가 배치되고, 모터로부터의 공기를 배출하기 위한 공기 유출부(13)가 배치된다. 모터(11)에 압축 공기를 공급하기 위한 공기 공급 채널(14)이 배치되고 차단 밸브(15)를 포함한다.
또한, 동력 공구(10)는 공압 모터(11)에 의해 회전 구동되는 구동 부재(16)를 포함한다. 구동 부재는 육각형 연결부(20)를 통해 모터(11)의 로터(19)에 연결된다. 구동 부재(16)는 구동 부재(16)의 내부에 부분적으로 위치하는 앤빌(21)을 간헐적으로 구동하고 구동 부재의 전방 부분을 통해 연장되며 출력 샤프트(22)에 일체로 연결된다. 또한, 도시된 동력 공구(10)는 가압된 공기의 유입을 조절하는 핸들(23)과 트리거(24)를 포함한다.
구동 부재(16)는 도 2에서 사시도로 도시된다. 밸브 제어 장치(17)는 구동 부재(16) 상에 배치되어 구동 밸브(15)를 차단하여 구동 부재(16)가 임의의 임계 레벨 이상의 지연 크기에 노출될 때 공압 모터(11)로 가는 공기 흐름을 차단한다. 밸브 제어 장치(17)는 구동 부재(16)와 함께 회전하도록 배치되고 구동 부재(16)에 대해 피봇 식으로 배치된 관성 응답 부재(18)를 포함한다. 관성 응답 부재(18)는 차단 밸브(15)가 폐쇄되지 않게 하는 초기 위치와 차단 밸브(15)가 폐쇄되도록 하는 폐쇄 위치 사이에서 피봇회전한다. 차단 밸브(15)는 로터(19)의 중앙을 관통하고 밸브(15)의 밸브 요소(26)에 연결된 작동 핀(25)을 통해 작동된다. 밸브 제어 장치(17)의 작동은 밸브 요소(26)가 밸브 시트(27)와 유체 접촉하여 밸브(15)를 폐쇄하게 한다. 도 1 참조. 밸브 제어 장치(17)가 작동하면, 밸브 요소(26)는 공기 공급 채널(14) 내의 가압된 공기의 작용에 의해 폐쇄 위치로 강제된다. 스프링(미도시)은 바람직하게는 밸브 요소 트리거(24)가 폐쇄되고 압력이 공기 공급 채널(14)에서 완화됨에 따라 밸브 요소(26)를 개방 위치로 가압한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 제어 장치(17)는 구동 부재(16)의 후단에 배치된다. 구동 부재(16)의 중앙 후방 부분에서 로터에 연결하기 위한 육각형 연결부(20)가 보여진다. 육각형 연결부(20)의 중심에는 보어(28)가 배치된다. 작동 핀(25)(도 1 참조)은 보어(28)를 관통하도록 배치된다.
구동 부재(16)와 밸브 제어 장치(17)의 상호 작용은 구동 부재(17)가 모터(11)의 로터(19)에 의해 구동되어 도 2에서 볼 때, 시계 방향으로 회전하도록 한다. 구동 부재(17)가 앤빌(21) 및 출력 샤프트(22)로의 동력 전달로 인해 지연될 때, 관성 응답 부재(18)는 그 본래의 관성으로 인해 그 회전을 계속하게 된다.
이제, 본 발명의 기능은 도 3의 선 IV-IV를 따른 구동 부재(16)의 단면도인도 4를 참조하여 설명된다.
밸브 제어 장치(17)는 차단 위치를 향해 관성 응답 부재(18)의 이동을 방해하도록 배치된 공기 감쇠 이동 제한기(29)를 포함한다. 차단 밸브(15)는 구동 부재(16)가 공기 댐핑된 운동 제한기(29)의 감쇠력에 대응하는 소정의 임계 레벨 이상의 지연 크기에 노출 될 때에만 차단된다.
관성 응답 부재(18)의 지연 크기가 공기 감쇠 이동 제한기(29)의 감쇠력을 초과하면, 관성 응답 부재(18)는 리세스(34)가 작동 핀(25)의 위치와 정렬되어 위치되도록 구동 부재(33)를 내향으로 가압하는 차단 위치로 구동 부재(16)에 대한 회전을 허용한다. 이에따라, 작동 핀(25)은 차단 밸브(15)가 폐쇄되고 로터(19)로의 공기 흐름이 차단되도록 리세스(34)로 들어가게 된다.
도시된 실시 예에서, 공기 감쇠 이동 제한기(29)는 공기 챔버(31) 내에서 활주하도록 배열된 기밀 원통형 햇(30)을 포함한다. 구동 부재(16)의 지연 중에 관성 응답 부재(18)는 공기 챔버(31) 내부의 공기를 압축하도록 원통형 햇(30) 방향으로 작용한다. 이 지점에서 공기 챔버(31) 내부의 공기의 압력은 관성 응답 부재의 폐쇄 위치로의 이동을 방해하는 감쇠력을 제공한다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 덕트(32)는 공기 챔버(31)로부터 배열된다. 덕트(32)는 공기 챔버로부터 공기 유동을 제한하기 위해 특정 저항에서 공기 챔버로부터 공기를 방출하는 제한 밸브로서 기능 할 수 있다. 또한, 덕트(32)는 관통하는 흐름을 제어하고 차례로 앤빌(21)에 의해 특정 전달된 토크에 대응하는 관성 응답 부재(18)상의 특정 지연력에 상응하는 특정 임계 값에 흐름을 적응시키도록 조정될 수 있다.
공기 챔버(31) 내의 공기를 가압하기 위해 공기 공급 채널(14)로부터 공기 챔버(31)로 가압된 공기를 이동하고, 관성 응답 부재(18)의 운동을 방해하는 방향으로 원통형 햇(30)을 가압할 수 있다. 이러한 실시 예에서 덕트는 공기 공급 채널(14)의 공기 압력에 비례하여 공기 챔버(31) 내부의 공기 압력을 조절하도록 설정될 수 있고, 이에따라 관성 응답 부재(18)에 대한 원하는 반력을 나타내는 공기 챔버(31) 내부에 원하는 공기 압력을 제공할 수 있는 비례 밸브를 포함한다. 공기 챔버 내부의 공기를 가압할 수 있도록 하는 것은 원통형 햇(30)을 그 초기 위치로 재설정할 수 있도록 한다는 점에서 유용하다.
도시된 실시예에서, 밸브 제어 장치(17)는 초기 위치를 향해 관성 응답 부재(18)에 작용하도록 배치된 스프링(35)을 포함하여, 공기 감쇠 이동 제한기(29)의 감쇠력에 추가하여 스프링(35)의 스프링 작용이 밸브를 폐쇄하도록 관성 응답 부재(18)를 차단 위치로 이동시키기 위해 관성 응답 부재(18)에 작용하는 지연력으로 극복될 필요가 있도록 한다.
두 개의 병렬 시스템을 갖는 장점은 시스템을 보다 안정적으로 만들고 변동성을 감소시킬 수 있다. 특히 모든 유형의 기계적 기능에는 일반적으로 표준 편차 곡선을 따르는 성능 편차가 포함된다. 그러므로, 스프링의 경우, 스프링 작용은 자연적인 변동으로 인해 대부분의 경우 허용되는 간격 내에 있지만, 일정 비율의 스프링 작동에 대해서는 스프링 작용이 허용 가능한 최저치보다 낮아 조기 차단을 초래할 수 있다. 그 반대의 경우도 발생할 수 있는데, 즉 임계 토크가 충족 되었더라도 모터가 차단되지 않을 수 있다.
공기 감쇠 이동 제한기의 감쇠 효과는 표준 편차 곡선을 따른다. 그러나 두 가지가 결합된 경우, 조인트 스프링과 공기 감쇠기의 편차의 합은 대부분의 경우 조인트가 스프링에 의해 전달된 힘과 역작용하고 공기 감쇠 이동 제한기가 단일 시스템중 어느 하나보다 더 높은 비율의 허용가능한 인터벌로 존재하도록 균등하게 된다.
도시된 실시예에서, 스프링(35)은 원통형 햇(30) 상에 외측으로 작용하도록 공기 챔버(31) 내에 배열된다. 원통형 햇(30)은 스프링(35)이 끼워져 굽힘으로부터지지되는 관형 부분(36)과, 스프링(35)의 단부를 지지하고 공기 챔버(31)의 부피 범위를 정하는 단부 부분(37)을 포함한다. 여기서 관성 응답 부재(18)가 공기 감쇠 이동 제한기(29)에 작용할 때, 스프링(35)의 스프링 작용 및 공기 감쇠 이동 제한기(29)의 감쇠력을 모두 극복해야한다.
이상, 본 발명을 특정 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 당해 기술 분야의 당업자에게있어서, 본 발명은 하기의 청구 범위에 의해 규정되는 보호 범위 내에서 추가의 실시 양태를 포함한다는 것이 명백하다.

Claims (7)

  1. - 공압 모터(11);
    - 상기 공압 모터(11)에 의해 회전 구동되는 구동 부재(16);
    - 상기 모터(11)에 압축 공기를 공급하는 공기 공급 채널(14);
    - 상기 공기 공급 채널(14)에 배치된 차단 밸브(15); 및
    - 상기 구동 부재(16)가 특정 임계 레벨 이상의 지연 크기에 노출될 때 상기 차단 밸브(15)를 차단하고 상기 공압 모터(11)로의 공기 흐름을 정지시키도록 배열된 밸브 제어 장치(17)를 포함하여 구성되고, 상기 밸브 제어 장치(17)는 구동 부재와 함께 회전하도록 배치된 관성 응답 부재를 포함하며, 차단 밸브(15)가 폐쇄되지 않도록 하는 초기 위치와 밸브가 폐쇄될 수 있는 차단 위치 사이에서 구동 부재(16)에 대해 피벗회전하도록 배치되는 자동 동력 차단기구를 구비한 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구(10)에 있어서,
    상기 밸브 제어 장치(17)가,
    구동 부재(16)가 공기 감쇠 이동 제한기(29)의 감쇠력에 대응하는 소정의 문턱 값 이상의 리타 데이션(retardation) 크기로 노출되었을 때만 차단 밸브(15)가 차단되도록 관성 응답 부재(18)의 차단 위치로의 이동을 방해하도록 배치된 공기 감쇠 이동 제한기(29)를 더 포함하고,
    상기 공기 감쇠 이동 제한기(29)는 공기 챔버(31) 내에서 활주하도록 구성된 기밀식 원통형 햇(30)을 포함하고, 관성 응답 부재(18)는 공기 챔버(31) 내의 공기를 압축하도록 원통형 햇(30)상의 방향으로 작용하고, 공기 챔버(31) 내부의 공기의 압력은 차단 위치를 향하여 관성 응답 부재(18)의 이동과 역작용하는 감쇠력을 제공하는 것을 특징으로 하는 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 챔버(31)로부터 제한된 공기 흐름을 허용하도록 덕트(32)가 배치되는 것을 특징으로 하는 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 덕트(32)는 조절 가능한 밸브를 포함하여 공기 챔버(31)로부터의 공기의 흐름을 제어하는 것이 가능하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구.
    .
  5. 제 3 항에있어서, 상기 덕트(32)가, 상기 공기 챔버(31) 내의 공기를 가압하여 상기 관성 응답 부재 (18)의 이동을 방해하는 방향으로 원통형 햇(30)을 푸시하도록 공기 공급 채널(14)로부터 가압 공기를 선택적으로 공기 챔버(31)에 전달하기 위하여 상기 공기 챔버(31)와 상기 공기 공급 채널(14)을 연결하는 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구.
  6. 제 1 항, 또는 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에있어서, 상기 밸브 제어 장치(17)는 상기 초기 위치를 향해 상기 관성 응답 부재 (18)에 작용하도록 배치된 스프링 (35)을 더 포함하며, 공기 감쇠 이동 제한기(29)의 감쇠력에 더하여 스프링(35)의 스프링 작용이 차단 밸브(15)를 폐쇄하도록 차단위치로 관성 응답 부재(18)를 움직이기 위하여 관성 응답 부재(18)에 작용하는 지연력에 의해 극복될 필요가 있는 것을 특징으로 하는 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스프링 (35)은 상기 공기 챔버(31)의 내부에 배치되어 상기 원통형 햇(30) 외부로 작용하고, 원통형 햇(30)은 스프링(35)이 굽힘으로부터 지지되도록 견고하게 끼워지는 관형 부분(36)과, 스프링 (35)의 단부를 지지하고 공기 챔버(31)의 부피를 한정하는 단부 부분(37)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 토크 임펄스 전달 동력 공구.
KR1020167033532A 2014-05-28 2015-05-20 차단 메커니즘이 있는 공압식 펄스 공구 KR102352385B1 (ko)

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