KR102405190B1 - 전자석을 구비한 전동 드라이버 - Google Patents

Abstract

드라이버의 헤드 부분에 비트를 자화시키는 전자석을 구비하고, 전자석의 극성을 변경하는 스위치를 구비하여, 비트에 자화되는 극성을 변경함으로써, 비트의 자력에 의해 부착된 철가루를 제거하는, 전자석을 구비한 전동 드라이버에 관한 것으로서, 중앙 부분의 몸통부(130), 상기 몸통부(110)의 일측에 위치하여 비트(200)가 삽입되는 헤드부(120), 상기 몸통부(110)의 타측에서 하부로 연장되는 손잡이부(130)로 구분되는, 본체(100); 상기 헤드부(120)에 구비되어, 상기 비트(200)가 결합되게 구성되는 비트 결합부(10); 상기 비트 결합부(10)와 연결축으로 연결되는 모터부(20); 상기 비트 결합부(10)의 비트 삽입 측면에 구비되어, 코일에 의해 자속을 발생시켜 상기 비트(200)를 자화 시키는 자화부(30); 상기 자화부(30)의 극성을 선택하는 제1 스위치부(40); 상기 모터부(20)의 회전 방향을 선택하는 제2 스위치부(50); 상기 제1 스위치부(40) 및 상기 제2 스위치부(50)의 스위치 신호를 입력받아 상기 자화부(30) 및 상기 모터부(20)를 제어하는 제어부(60), 및, 상기 모터부(20) 및 상기 자화부(30)에 직류 전원을 공급하는 전원부(90)를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 전동 드라이버에 의하여, 전자석의 극성 변경을 통해 비트의 자화 극성을 변경함으로써, 비트에 부착된 철가루를 보다 용이하게 제거할 수 있다.

Description

전자석을 구비한 전동 드라이버 { An electric screwdriver with electromagnet }

본 발명은 드라이버의 헤드 부분에 비트를 자화시키는 전자석을 구비하고, 전자석의 극성을 변경하는 스위치를 구비하여, 비트에 자화되는 극성을 변경함으로써, 비트의 자력에 의해 부착된 철가루를 제거하는, 전자석을 구비한 전동 드라이버에 관한 것이다.

일반적으로, 드라이버(driver)는 나사류를 돌려박기 위한 공구로, 수동 또는 전동방식의 드라이버가 사용된다. 전동방식 드라이버는 모터 구동되는 드릴척이 구성되어, 그 드릴척에 비트를 장착하여 모터 동력에 의해 비트를 전동 회전시켜 된다.

이러한 종래의 드라이버의 사용은 사용자가 한 손으로 드라이버를 파지한 상태에서 다른 한 손으로 나사류를 붙잡은 상태에서 돌려박기를 수행하게 된다. 그러나, 상기와 같은 방식은 작은 크기의 나사류의 경우 사용자가 그 나사류를 잡기 불편하였으며, 이러한 불편함으로 작업 도중 나사류가 비트로부터 이탈되는 불편함이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 비트 자체에 자력을 부여하여 나사류의 부착 사용이 가능하게 하였다. 그러나, 상기와 같은 비트의 경우 강제적으로 자력을 부여하여 자석화 구성되어 있는 것인바, 일정 기간이 경과하면 그 자력이 떨어져 나사류의 부착 사용이 불가능하게 되는 등 그 자력 비트로의 수명이 현저이 낮은 단점이 있었다.

또한, 지속적으로 비트의 자화를 유지시키기 위하여, 비트를 자화시키는 장치[특허문헌 1]나, 자체에 자화 기능을 구비하는 드라이버 장치[특허문헌 2] 등이 제시되고 있다.

그러나 비트가 자화되면, 전자석의 작동이 멈추더라도 비트에 잔류 자기가 남는다. 따라서 자화된 비트에 작은 자성 물질이 달라붙을 수 있다.

특히, 철제에 대한 드릴 작업을 수행하는 경우 철가루가 다수 생성된다. 즉, 철제의 구멍에 나사가 삽입되면서 구멍 내에서 철제가 깎여 철가루가 발생된다. 철가루는 비트에 달라붙게 되고, 특히, 비트가 자화되어 잘 떨어지지 않는다. 따라서 철가루의 제거 작업이 번거러워진다. 또한, 철가루가 지속적으로 작업자의 피부에 접촉되면 피부병이 발생되는 위험이 높아진다.

또한, 철가루가 설치 부품에 들어가면 고장의 위험이 높아진다. 특히, 설치 부품이 전자 부품이면, 고장의 위험은 더욱 증가하게 되고, 철가루가 전자 부품에 닿으면 전자 부품의 수명이 짧아진다. 또한, 비트에 부착된 철가루들도 비트에 의해 자화된다. 자화된 철가루는 청소하는데 어려움을 더한다.

따라서 드릴 작업에 의해 발생된 철가루를 보다 용이하게 제거할 수 있는 기술이 필요하다.

한국등록실용신안 제20-0490523호(2019.11.26 공고) 한국공개특허 제10-2019-0063326호(2019.06.07 공개)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드라이버의 헤드 부분에 비트를 자화시키는 전자석을 구비하고, 전자석의 극성을 변경하는 스위치를 구비하여, 비트에 자화되는 극성을 변경함으로써, 비트의 자력에 의해 부착된 철가루를 제거하는, 전자석을 구비한 전동 드라이버를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 드라이버의 몸통 부분에 정위치 및 좌우의 슬라이딩 되는 3개 모드의 제1 스위치와, 손잡이 부분의 정위치 및 위와 아래를 누르는 3개 모드의 제2 스위치를 구비하여, 각각 자화의 극성 및 비트의 회전 방향을 제어하는, 전자석을 구비한 전동 드라이버를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 드라이버에 장착된 비트를 씌울 수 있는 비트 캡을 구비하되, 드라이버 헤드 부분에 탈부착 하도록 구성하여, 탈철 작업시 철가루를 모으게 하는, 전자석을 구비한 전동 드라이버를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 관한 것으로서, 중앙 부분의 몸통부(130), 상기 몸통부(110)의 일측에 위치하여 비트(200)가 삽입되는 헤드부(120), 상기 몸통부(110)의 타측에서 하부로 연장되는 손잡이부(130)로 구분되는, 본체(100); 상기 헤드부(120)에 구비되어, 상기 비트(200)가 결합되게 구성되는 비트 결합부(10); 상기 비트 결합부(10)와 연결축으로 연결되는 모터부(20); 상기 비트 결합부(10)의 비트 삽입 측면에 구비되어, 코일에 의해 자속을 발생시켜 상기 비트(200)를 자화 시키는 자화부(30); 상기 자화부(30)의 극성을 선택하는 제1 스위치부(40); 상기 모터부(20)의 회전 방향을 선택하는 제2 스위치부(50); 상기 제1 스위치부(40) 및 상기 제2 스위치부(50)의 스위치 신호를 입력받아 상기 자화부(30) 및 상기 모터부(20)를 제어하는 제어부(60), 및, 상기 모터부(20) 및 상기 자화부(30)에 직류 전원을 공급하는 전원부(90)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 있어서, 상기 자화부(30)는, 중앙에 상기 비트(200)가 삽입될 수 있는 관통홀(33)을 구비한 결합부 본체(31)와, 상기 결합부 본체(31)의 내부 외주연에 감겨진 코일(32)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 있어서, 상기 제1 스위치부(40)는 상기 몸통부(110)의 하단 중에서 상기 손잡이부(130) 방향 부분에 설치되며, 슬라이딩 방식의 스위치로 구성되고, 탈자화 모드, 정극성 모드, 및, 역극성 모드의 3가지 모드로 동작되도록 구성되고, 상기 제2 스위치부(50)는 상기 손잡이부(130)의 파지 부분에 설치되며, 상부 또는 하부를 눌러 스위치를 동작하게 하여, 정지 모드, 정회전 모드, 및, 역회전 모드의 3가지 모드로 동작되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 있어서, 상기 자화부(30)와 상기 전원부(90) 사이에는 제1 전환 스위치(35)가 구비되고, 상기 모터부(20)와 상기 전원부(90) 사이에는 제2 전환 스위치(25)가 구비되고, 상기 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)는 제어 신호에 따라, 전원 공급을 차단하거나, 전원 공급의 극성을 변경시키고, 상기 제어부(30)는 상기 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)로 제어신호를 전송함으로써, 상기 자화부(30)의 극성을 전환하거나 전원을 차단하도록 제어하고, 상기 모터부(20)의 회전 방향을 전환하거나 전원을 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 있어서, 상기 제어부(60)는, (a) 상기 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 정지 모드인 경우, 극성 모드에 따라 정극성 또는 역극성으로 연결하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 제2 전환 스위치(25)에는 전원을 차단하도록 제어하고, (b) 상기 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 회전 모드인 경우, 극성 모드에 따라 정극성 또는 역극성으로 연결하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 회전 모드에 따라 정회전 또는 역회전으로 연결하도록 제2 전환 스위치(25)를 제어하고, (c) 상기 제1 스위치부(40)가 탈자화 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 회전 모드인 경우, 극성 모드에 따라 정극성과 역극성을 반복적으로 변경하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 상기 제2 전환 스위치(25)에는 전원을 차단하도록 제어하고, (d) 상기 제1 스위치부(40)가 탈자화 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 정지 모드인 경우, 상기 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)에 모드 전원을 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 있어서, 상기 전동 드라이버는, 작업대와 수직을 이루는지를 감지하고 상기 비트(200)를 삽입하는 비트 결합부(10)의 중심축과 평행하도록 설치되는, 수직감지부(70)를 더 포함하고, 상기 제어부(60)는 상기 수직감지부(70)에 의해 수직인 것을 감지한 경우에만, 회전 모드에 따라 정회전 또는 역회전으로 연결하도록 제2 전환 스위치(25)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석을 구비한 전동 드라이버에 있어서, 상기 전동 드라이버는, 비트캡(80)를 더 포함하되, 상기 비트캡(80)은, 원통형의 캡본체(81)와, 캡본체(81)의 타단을 덮을 수 있는 마개 받침대(84)로 구성되고, 캡본체(81)의 일단에는 상기 헤드부(120)와 탈부착하는 결합부(83)가 형성되고, 캡본체(81)의 타단에는 마개 받침대(84)와 탈부착할 수 있는 결합수단이 형성되고, 상기 마개 받침대(84)의 내부에는 영구자석(85)이 수납되어 장착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자석을 구비한 전동 드라이버에 의하면, 전자석의 극성 변경을 통해 비트의 자화 극성을 변경함으로써, 비트에 부착된 철가루를 보다 용이하게 제거할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 전자석을 구비한 전동 드라이버에 의하면, 몸통 부분의 좌우 슬라이딩 스위치와, 손잡이 부분의 누름 스위치 등 2개의 스위치 만으로 자화의 극성 및 비트의 회전 방향을 제어하게 함으로써, 복잡한 기능에도 불구하고 드라이버의 사용 편의성을 증대할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 전자석을 구비한 전동 드라이버에 의하면, 비트를 씌우는 비트 캡을 장착함으로써, 비트의 탈철 시 철가루가 흩날리지 않고 모을 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자석을 구비한 전동 드라이버에 대한 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동 드라이버의 내부 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터부의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자화부의 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 스위치부의 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 스위치부에 의한 모드를 표시한 표.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 스위치부의 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 스위치부에 의한 모드를 표시한 표.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 수직감지부의 동작 설명을 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비트캡의 구성도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 회로구성에 대한 블록도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 및 제2 스위치부의 모드에 의한 구동 동작을 나타낸 표.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.

또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 전자석을 구비한 전동 드라이버의 구성을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 드라이버는 본체(100), 본체 내부의 모터부(10), 비트 결합부(20), 자화부(30), 제1 스위치부(40), 제2 스위치부(50), 및, 제어부(60)로 구성된다. 추가적으로, 작업면의 수직을 감지하는 수직감지부(70), 비트(100) 부분을 씌우는 비트캡(80), 또는, 전원을 공급하는 전원부(90)를 더 포함한다.

먼저, 본체(100)는 중앙 부분의 몸통부(110), 몸통부(110)의 일측(앞측)에 위치하여 비트(100)가 삽입되는 헤드부(120), 몸통부(110)의 타측(뒷측)에서 하부로 연장되는 손잡이부(130)로 구성된다. 특히, 손잡이부(130)는 사용자의 파지 작업이 가능하게 구성된다.

먼저, 비트 결합부(10)는 헤드부(120)에 구비된다. 비트 결합부(10)는 나사류의 체결 작동이 가능하게 하는 "일자형(-)" 또는 "십자형(+)" 형태의 단부 등 다양한 조임부(미도시)를 이루는 비트(200)가 결합되게 구성된다.

다음으로, 모터부(20)는 몸통부(110) 내부에 구비된다. 특히, 모터부(20)는 비트 결합부(60)의 후면에 구비되고, 연결축(25)에 의해 축이 서로 연결된다.

또한, 모터부(20)는 직류 전원에 의해 구동되는 통상의 모터로 구성된다. 일례로서, 브러쉬리스 모터 등으로 구성될 수 있다. 도 3과 같이, 중앙에는 회전자(21)가 구성되고, 그 회전자(21)의 둘레에는 N극과 S극이 교대로 배치되는 복수의 영구자석(22)이 구성된다. 또한, 모터부(20)에는 고정자(23)가 구성되고, 고정자(23)는 회전자(21)의 주변에 형성된다. 이때, 고정자(23)에는 회전자(21)의 영구자석(22)과 반응하는 코일(24)이 권선된다. 전원부(80)의 전기는 코일(24)로 인가되게 되게 되며, 코일(24)에 인가된 전원은 자속을 발생시키고, 이에 회전자(21)의 영구자석(22)과 반응하여 회전자(21)의 회전이 가능하게 된다. 상기 브러쉬리스 모터의 실시예는 일례일 뿐이며, 다른 형태의 모터 구성도 본 발명에 적용될 수 있다.

한편, 모터부(20)는 코일(24)에 인가되는 극성(또는 전류 방향)에 따라 회전자(21)의 회전 방향이 달라진다. 예를 들어, 정 극성으로 인가되면 정방향(또는 시계 방향)으로 회전하고, 역 극성으로 인가되면 역방향(또는 반시계 방향)으로 회전한다. 정방향과 역방향은 상대적인 개념으로서, 특정 방향을 의미하지 않고 서로 다른 2개의 방향을 의미한다. 정방향과 역방향은 서로 반대 방향을 갖는 제1 방향과 제2 방향을 나타낸다.

또한, 모터부(20)의 회전자(21)의 회전력은 연결축(25)에 의해 비트 결합부(10)로 동력이 전달되어, 비트(200)를 결합한 결합 부위(미도시)를 회전시킨다. 이를 통해, 비트(200)가 회전된다. 또한, 제2 스위치(50)에 의해 모터부(20)에 인가되는 전류의 방향(또는 입력 극성)을 변경하여, 정회전 또는 역회전을 제어한다.

다음으로, 자화부(30)는 비트 결합부(10)의 비트(200)의 삽입측에 구비된다.

도 4에서 보는 바와 같이, 자화부(30)는 원통형의 결합부 본체(31)와, 결합부 본체(31)의 내부 외주연에 감겨진 코일(32)로 구성된다. 이때, 코일(32)에 전류가 흐르면 코일(32) 내부, 또는, 관통홀(33) 내로 자속이 발생한다. 또한, 코일(32)에 인가되는 전류의 방향에 따라, 관통홀(33) 내에 발생하는 자속의 방향이 달라진다.

한편, 자화부(30)의 관통홀(33)에 비트(200)가 삽입된 상태이면, 관통홀(33) 내부에 흐르는 자속에 의해 비트(200)가 자화된다. 자속의 방향에 따라 비트(200)의 끝단에 자화되는 극성이 달라진다. 예를 들어, 전류가 정방향으로 흐르면 자속의 방향이 정방향(또는 역방향)이 되어 비트(200)가 정 극성(또는 역 극성)으로 자화되고, 전류가 역방향으로 흐르면 자속의 방향도 역방향(또는 정방향)이 되어 비트(200)가 역 극성(또는 정 극성)이 된다. 여기서, 정방향과 역방향은 상대적인 개념으로서, 서로 반대 방향인 2개의 방향을 의미하면, 정극성과 역극성도 상대적인 개념으로서, 서로 반대 극성(N극과 S극)을 나타내는 2개의 극성을 의미한다.

다음으로, 제1 스위치부(40)는 몸통부(110)의 하단 중에서 손잡이부(130) 방향 부분에 설치되며, 슬라이딩 방식의 스위치로 구성된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 제1 스위치부(40)는 몸통부(110)를 좌우로 관통하는 부분에 설치된다. 즉, 몸통부(110)를 좌우로 관통하는 가이드부(47)가 형성되고, 가이드부(47)를 따라 슬라이딩 하는 슬라이더(41)가 구비된다.

또한, 가이드부(47) 하부는 좌우 측에 2개의 설치홈(48,49)이 이격되어 형성되고, 각각의 설치홈(48,49)에는 제1 스위치(43)과 제2 스위치(44)가 각각 이격되어 설치된다. 특히, 제1 및 제2 설치홈(48,49) 또는 제1 및 제2 스위치(43,44) 사이에 일정한 빈 공간이 존재하도록, 이격되어 설치된다.

또한, 제1 및 제2 스위치(43,44)의 하부에는 스프링 등 제1 및 제2 탄성체(45,46)가 각각 구비된다. 따라서 제1 및 제2 스위치(43,44)는 위 방향으로 돌출된 상태를 유지하다가 위에서 누르는 압력에 의하여 아래로 눌려진다. 누르는 압력이 없으면, 복원되어 위로 돌출된다. 스위치(43,44)가 눌려지면, 온(on) 신호가 발생하고, 눌려지지 않으면 오프(off) 신호가 발생된다.

또한, 슬라이더(41)의 중간에는 푸쉬 돌기(42)가 형성된다.

도 5(a)와 같이, 슬라이더(41)가 가이드부(47)의 중간에 위치하면, 푸쉬 돌기(42)는 중앙에 빈 공간에 위치한다. 따라서 푸쉬 돌기(42)는 제1 및 제2 스위치(43,44)를 누르지 않는다. 따라서 제1 및 제2 스위치(43,44)가 모두 오프(off)된 상태이다.

또한, 도 5(b)와 같이, 슬라이더(41)가 좌측으로 슬라이딩 되어 이동하면, 푸쉬 돌기(42)는 좌측으로 이동하고, 좌측에 구비된 제1 스위치(43)를 누르게 된다. 따라서 제1 스위치(43)는 온(on) 상태이고, 제2 스위치(44)는 오프(off)된 상태이다.

또한, 도 5(c)와 같이, 슬라이더(41)가 우측으로 슬라이딩 되어 이동하면, 푸쉬 돌기(42)는 우측으로 이동하고, 우측에 구비된 제2 스위치(44)를 누르게 된다. 따라서 제1 스위치(43)는 오프(off) 상태이고, 제2 스위치(44)는 온(on)된 상태이다.

따라서 도 6과 같이, 제1 스위치부(40)는 3가지 모드를 갖는다. 첫번째 모드는 제1 스위치(43)가 온(on) 상태이고 제2 스위치(44)가 오프(off) 상태이다. 이 경우의 모드는 자화부(30)에서 정극성으로 자화시키는 모드이다. 제2 스위치부(50)의 온/오프 상태와 관련없이 자화 작업이 수행된다.

두번째 모드는 제1 스위치(43)가 오프(off) 상태이고 제2 스위치(44)가 온(on) 상태이다. 이 경우의 모드는 자화부(30)에서 역극성으로 자화시키는 모드이다. 제2 스위치부(50)의 온/오프 상태와 관련없이 자화 작업이 수행된다.

마지막 모드는 제1 및 제2 스위치(43,44)가 모두 오프(off) 상태이다. 이 경우의 모드는 자화부(30)의 극성 변경을 반복적으로 수행하여 탈자화 시키는 모드이다. 특히, 탈자화 모드는 제2 스위치부(50)의 온(on)된 상태인 경우에만 탈자화 작업이 수행된다.

다음으로, 제2 스위치부(50)는 손잡이부(130)의 전면 또는 파지 부분에 설치되며, 2개의 스위치바(또는 푸쉬바)가 V자로 붙여진 형태의 스위치로 구성된다.

도 7에서 보는 바와 같이, 제2 스위치부(50)는 푸쉬부(51)와, 제3 및 제4 스위치(53,54)로 구성되며, 이들은 손잡이부(130)의 파지 부분에 형성된 장착홈(57)에 구비된다.

장착홈(57)의 하부에는 서로 이격되는 설치홈(58,59)이 형성되고, 설치홈(58,59)에는 제3 스위치(53)과 제4 스위치(54)가 각각 이격되어 설치된다. 특히, 제3 및 제4 설치홈(58,59) 또는 제3 및 제4 스위치(53,54) 사이에 일정한 빈 공간이 존재하도록, 이격되어 설치된다.

또한, 제3 및 제4 스위치(53,54)의 하부에는 스프링 등 제3 및 제4 탄성체(55,56)가 각각 구비된다. 따라서 제3 및 제4 스위치(53,54)는 위 방향으로 돌출된 상태를 유지하다가 위에서 누르는 압력에 의하여 아래로 눌려진다. 누르는 압력이 없으면, 복원되어 위로 돌출된다. 스위치(53,54)가 눌려지면, 온(on) 신호가 발생하고, 눌려지지 않으면 오프(off) 신호가 발생된다.

푸쉬부(51)는 그 일부가 장착홈(57) 내에 삽입되고 설치홈(58,59)의 윗 부분에 구비된다. 특히, 푸쉬부(51)는 상부와 하부가 서로 대칭되는 V 형태 구조로 형성된다. 또한, 푸쉬부(51)의 중앙 부분에 축(52)이 형성되어 푸쉬부(51)는 축(52)을 중심으로 일정한 각도 내에서 회전한다.

도 7(a)와 같이, 푸쉬부(51)의 상부와 하부가 눌려지지 않은 상태이면, 상부와 하부가 모두 제3 및 제4 스위치(53,54)에 닿지 않은 상태를 유지한다. 따라서 푸쉬부(51)는 제3 및 제4 스위치(53,54)를 누르지 않는다. 따라서 제3 및 제4 스위치(53,54)가 모두 오프(off)된 상태이다.

또한, 도 7(b)와 같이, 사용자가 푸쉬부(51)의 상부를 누르면, 푸쉬부(51)는 축(52)을 중심으로 회전하여, 푸쉬부(51)의 상부가 눌려져서 제3 스위치(53)를 누르게 된다. 따라서 제3 스위치(53)는 온(on) 상태이고, 제4 스위치(54)는 오프(off)된 상태이다.

또한, 도 7(c)와 같이, 사용자가 푸쉬부(51)의 하부를 누르면, 푸쉬부(51)는 축(52)을 중심으로 회전하여, 푸쉬부(51)의 하부가 눌려져서 제4 스위치(54)를 누르게 된다. 따라서 제3 스위치(53)는 오프(off)이고, 제4 스위치(54)는 온(on) 상태된 상태이다.

따라서 도 8과 같이, 제2 스위치부(50)는 3가지 모드를 갖는다.

첫번째 모드는 제3 및 제4 스위치(53,54)가 모두 오프(off) 상태이다. 이 경우의 모드는 정지 모드로서, 모터부(20)가 정지된다.

두번째 모드는 제3 스위치(53)가 온(on) 상태이고 제4 스위치(54)가 오프(off) 상태이다. 이 경우의 모드는 모터부(20)를 정방향으로 회전시키는 모드이다. 그런데, 제1 스위치부(40)에 의해 정극성 또는 역극성 모드인 경우에만 회전 모드가 동작된다.

세번째 모드는 제3 스위치(53)가 오프(off) 상태이고 제4 스위치(54)가 온(on) 상태이다. 이 경우의 모드는 모터부(20)를 역방향으로 회전시키는 모드이다. 그런데, 제1 스위치부(40)에 의해 정극성 또는 역극성 모드인 경우에만 회전 모드가 동작된다.

다음으로, 수직감지부(70)는 레이저 포인트 등으로서, 작업대와 수직을 이루는지를 감지하는 센서이다.

바람직하게는, 도 9와 같이, 수직감지부(70)는 레이저 등을 발광하고 반사된 레이저 등을 수광하여, 반사 각도를 감지하고, 감지된 반사 각도로 작업대와 수직을 이루는지를 판단한다.

수직감지부(70)는 비트(200)를 삽입하는 비트 결합부(10)의 축과 평행하도록 몸통부(110)의 상단에 설치된다. 따라서 수직감지부(70)에서 작업대와 수직인 것을 감지되면, 비트(200)가 작업대와 수직으로 장착된 것임을 알 수 있다.

또한, 수직감지부(70)의 발광부 및 수광부는 정면을 향하도록 설치된다.

다음으로, 비트캡(80)은 장착된 비트(200)를 수납하는 용기로서, 헤드부(120)에 탈부착된다. 바람직하게는, 자화부(30)의 일단에 결합부(미도시)에 탈부착된다. 이때, 결합부는 나선형 결합이나, 끼움 결합 등 통상의 결합 수단을 채용할 수 있다.

도 10에서 보는 바와 같이, 비트캡(80)은 원통형의 캡본체(81)와, 캡본체(81)의 타단을 덮을 수 있는 마개 받침대(84)로 구성된다.

캡본체(81)의 일단에는 헤드부(120)와 결합하는 결합부(83)가 형성된다. 또한, 캡본체(81)의 타단에는 마개 받침대(84)와 결합할 수 있는 결합수단(미도시)이 형성된다. 일례로서, 캡본체(81)의 타단의 내주연에 나선 홈이 형성되어, 마개 받침대(84)와 나선 결합을 할 수 있다. 또는, 캡본체(81)의 타단과, 마개 받침대(84)의 상단에, 끼움홈과 끼움돌기 등의 끼움 수단이 형성되는 결합수단을 구비할 수 있다.

또한, 마개 받침대(84)는 캡본체(81)와 탈부착되며, 부착된 경우 마개로서의 역할을 한다. 이를 위해, 마개 받침대(84)의 상단(캡본체를 덮는 방향의 부분)의 외주연 또는 내주연에 탈부착 결합 수단이 구비될 수 있다. 예를 들어, 끼움수단이나 나선 결합 수단이 형성될 수 있다.

또한, 마개 받침대(84)의 내부에는 영구자석(85)이 수납되어 장착된다. 장착된 비트(200)에서 제거된 철가루들이 영구자석(85)에 의해 마개 받침대(84)의 상단부에 달라붙게 된다. 따라서 제거된 철가루들이 흩어지지 않고, 재차 비트(200)에 달라붙지 않게 된다.

또한, 마개 받침대(84)는 탈부착 가능하므로, 철가루들이 집진되면 캡본체(81)로부터 분리하여 철가루를 용이하게 버릴 수 있다.

다음으로, 전원부(90)는 전원을 공급하는 장치로서, 바람직하게는, 충전부로 구성된다. 전원부(90)는 직류 전원을 공급한다. 따라서 2개의 라인, 즉, 전원 라인 및 접지 라인(또는 중성 라인)으로 전원을 공급한다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른, 전동 드라이버의 회로 구성 및, 제어부(60)의 동작에 대하여 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.

도 11에서 보는 바와 같이, 자화부(30)와 모터부(20)에는 각각 전원부(90)로부터 직류 전원을 공급받는다. 이때, 자화부(30)와 전원부(90) 사이에는 제1 전환 스위치(35)가 구비되고, 모터부(20)와 전원부(90) 사이에는 제2 전환 스위치(25)가 구비된다.

제1 및 제2 전환 스위치(35,25)는 제어 신호에 따라, 전원 공급을 차단하거나, 전원 공급의 극성을 변경시킨다. 즉, 자화부(30) 또는 모터부(20)의 2개의 단자에 각각 2개의 공급 라인(전원라인/접지라인)을 직접 연결하거나 교차 연결하여, 극성을 변환시킬 수 있다. 이때, 2개의 극성을 교차 연결할 수 있는 2가지의 모드를 정극성, 역극성이라 부르기로 한다.

또한, 특히, 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)는 제어부(60)로부터 제어 신호를 받아, 제어 신호에 따라, 전원 차단, 정극성 연결(정회전 연결), 역극성 연결(역회전 연결) 중 어느 하나를 처리(차단 또는 연결)한다.

또한, 제어부(60)는 제1 및 제2 스위치부(40,50)로부터 스위치 신호를 수신하여, 스위치 신호에 따라 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)를 제어한다. 또한, 바람직하게는, 수직감지부(70)로부터 수직 여부의 신호를 받아, 제어 판단에 활용한다.

제어부(60)의 제1 및 제2 스위치부(40,50)의 신호에 의한 제어 규칙을 도 12에 도시되고 있다.

도 12에서 보는 바와 같이, 제1 스위치부(40)의 신호에 의해 극성 모드 또는 탈자화 모드를 판단하고, 제2 스위치부(50)의 신호에 의해 정지 모드 또는 회전 모드를 판단한다. 그리고 이들의 모드 조합에 따라 구동 동작을 수행하기 위한 제어 신호를 출력한다.

1) 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고, 제2 스위치부(50)가 정지 모드이면, 자화 동작만을 동작한다. 즉, 극성 모드에 따라 정극성 또는 역극성으로 연결하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 제2 전환 스위치(25)에는 전원을 차단하도록 제어한다.

2) 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고, 제2 스위치부(50)가 회전 모드이면, 자화 동작과 회전 동작을 모두 동작한다. 즉, 극성 모드에 따라 정극성 또는 역극성으로 연결하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 회전 모드에 따라 정회전 또는 역회전으로 연결하도록 제2 전환 스위치(25)를 제어한다.

3) 제1 스위치부(40)가 탈자화 모드이고, 제2 스위치부(50)가 회전 모드이면, 탈자화 동작만을 동작한다. 즉, 극성 모드에 따라 정극성과 역극성을 반복적으로 변경하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 제2 전환 스위치(25)에는 전원을 차단하도록 제어한다.

바람직하게는, 정극성과 역극성을 사전에 정해진 주기에 따라 일정하게 반복적으로 변경시킨다. 자속의 변화를 일정한 주기로 반복함으로써, 비트(200)에 자화된 상태를 탈자화 시킬 수 있다.

4) 제1 스위치부(40)가 탈자화 모드이고, 제2 스위치부(50)가 정지 모드이면, 모든 동작을 정지한다. 즉, 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)에 모드 전원을 차단하도록 제어한다.

한편, 바람직하게는, 제어부(60)는 수직감지부(70)의 감지 신호에 따라 수직인 것으로 감지되는 경우에만, 제2 전환 스위치(25)에 연결 신호를 출력한다. 즉, 앞서 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고, 제2 스위치부(50)가 회전 모드인 경우, 자화 동작을 동작시키되, 회전 동작은 수직으로 감지된 경우에만 동작시킨다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 드릴 작업과 탈철 작업 등을 위한 전동 드라이버의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 드릴 작업을 수행하는 과정을 설명한다.

사용자는 제1 스위치부(40)를 극성 모드로 설정한다. 극성 모드는 정극성 모드 또는 역극성 모드 중 하나로 설정된다. 이때의 극성 모드를 제1 극성 모드라 부르기로 한다. 그리고 비트(200)를 장착한 전동 드라이버를 파지하고 드릴 작업을 수행한다. 회전이 필요할 때, 제2 스위치부(50)를 눌러 회전 시킨다. 푸쉬부(51)의 상단을 눌러 정회전으로 회전시키고, 하단을 눌러 역회전으로 회전시킨다. 이때, 제1 스위치부(40)는 극성 모드로 설정되기 때문에, 회전 동작을 하던 정지 하던 비트(200)는 자화가 지속된다.

또한, 바람직하게는, 전동 드라이버를 작업대와 수직하게 세워야만 회전 동작이 구동된다. 즉, 수직 감지부(70)에 의해 수직으로 감지된 경우에만 회전 동작이 구동된다.

다음으로, 탈철 작업을 수행하는 과정을 설명한다.

드릴 작업을 수행한 후, 비트(200)의 자화에 의해 비트(200)의 끝단에 철가루들이 부착된다. 이때, 철가루를 떨어뜨리기 위해 탈철 작업을 수행한다.

사용자는 비트캡(80)을 전동 드라이브에 장착(결합)시킨다. 이때, 비트캡(80)은 마개받침대(84)가 결합되어 바닥 부분이 닫혀진 상태이다. 그리고 비트캡(80)이 결합된 상태에서, 비트캡(80)의 마개받침대(84)가 바닥을 향하도록, 전동 드라이버를 세운다.

그리고 첫번째 방식으로서, 제1 스위치부(40)의 극성을 변환 시킨다. 즉, 제1 스위치부(40)의 슬라이더(41)의 돌출 부분(슬라이더의 끝단으로서, 몸통부로부터 외부로 돌출된 부분)을 반대로 밀어, 극성 모드를 전환한다. 이때, 극성 모드가 전환되면, 비트(200)에 자화되는 극성이 변환되면서, 비트(200)에 달라붙은 철가루들이 떨어진다. 그리고 떨어진 철가루들은 마개 받침대(84)에 내장된 영구자석(85)에 의해 비트캡(80)의 바닥 또는 마개받침대(84)의 상부면에 부착된다.

또 다른 방식(두번째 방식)으로서, 사용자는 제1 스위치부(40)를 탈자화 모드로 설정한다. 즉, 제1 스위치부(40)의 슬라이더(41)의 돌출 부분을 눌러 중간에 위치시킨다. 그리고 사용자는 제2 스위치(50)의 상부 또는 하부를 눌러 탈자화 모드를 실행시킨다. 이때, 비트(200)는 일정한 주기로 자화의 극성이 전환됨에 따라, 달라붙은 철가루들이 떨어진다. 이때에도 비트캡(80) 내에 철가루들이 집진된다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10 : 비트 결합부 20 : 모터부
30 : 자화부 40 : 제1 스위치부
50 : 제2 스위치부 60 : 제어부
70 : 수직감지부 80 : 비트캡
90 : 전원부
100 : 본체 110 : 몸통부
120 : 헤드부 130 : 손잡이부
200 : 비트

Claims (7)

1. 중앙 부분의 몸통부(110), 상기 몸통부(110)의 일측에 위치하여 비트(200)가 삽입되는 헤드부(120), 상기 몸통부(110)의 타측에서 하부로 연장되는 손잡이부(130)로 구분되는, 본체(100);
   상기 헤드부(120)에 구비되어, 상기 비트(200)가 결합되게 구성되는 비트 결합부(10);
   상기 비트 결합부(10)와 연결축으로 연결되는 모터부(20);
   상기 비트 결합부(10)의 비트 삽입 측면에 구비되어, 코일에 의해 자속을 발생시켜 상기 비트(200)를 자화 시키는 자화부(30);
   상기 자화부(30)의 극성을 선택하는 제1 스위치부(40);
   상기 모터부(20)의 회전 방향을 선택하는 제2 스위치부(50);
   상기 제1 스위치부(40) 및 상기 제2 스위치부(50)의 스위치 신호를 입력받아 상기 자화부(30) 및 상기 모터부(20)를 제어하는 제어부(60), 및,
   상기 모터부(20) 및 상기 자화부(30)에 직류 전원을 공급하는 전원부(90)를 포함하고,
   상기 제1 스위치부(40)는 상기 몸통부(110)의 하단 중에서 상기 손잡이부(130) 방향 부분에 설치되며, 슬라이딩 방식의 스위치로 구성되고, 탈자화 모드, 정극성 모드, 및, 역극성 모드의 3가지 모드로 동작되도록 구성되고,
   상기 제2 스위치부(50)는 상기 손잡이부(130)의 파지 부분에 설치되며, 상부 또는 하부를 눌러 스위치를 동작하게 하여, 정지 모드, 정회전 모드, 및, 역회전 모드의 3가지 모드로 동작되도록 구성되고,
   상기 자화부(30)와 상기 전원부(90) 사이에는 제1 전환 스위치(35)가 구비되고, 상기 모터부(20)와 상기 전원부(90) 사이에는 제2 전환 스위치(25)가 구비되고, 상기 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)는 제어 신호에 따라, 전원 공급을 차단하거나, 전원 공급의 극성을 변경시키고,
   상기 제어부(60)는 상기 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)로 제어신호를 전송함으로써, 상기 자화부(30)의 극성을 전환하거나 전원을 차단하도록 제어하고, 상기 모터부(20)의 회전 방향을 전환하거나 전원을 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 드라이버.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자화부(30)는, 중앙에 상기 비트(200)가 삽입될 수 있는 관통홀(33)을 구비한 결합부 본체(31)와, 상기 결합부 본체(31)의 내부 외주연에 감겨진 코일(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 드라이버.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제어부(60)는,
   (a) 상기 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 정지 모드인 경우, 극성 모드에 따라 정극성 또는 역극성으로 연결하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 제2 전환 스위치(25)에는 전원을 차단하도록 제어하고,
   (b) 상기 제1 스위치부(40)가 극성 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 회전 모드인 경우, 극성 모드에 따라 정극성 또는 역극성으로 연결하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 회전 모드에 따라 정회전 또는 역회전으로 연결하도록 제2 전환 스위치(25)를 제어하고,
   (c) 상기 제1 스위치부(40)가 탈자화 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 회전 모드인 경우, 극성 모드에 따라 정극성과 역극성을 반복적으로 변경하도록 제1 전환 스위치(35)를 제어하고, 상기 제2 전환 스위치(25)에는 전원을 차단하도록 제어하고,
   (d) 상기 제1 스위치부(40)가 탈자화 모드이고 상기 제2 스위치부(50)가 정지 모드인 경우, 상기 제1 및 제2 전환 스위치(35,25)에 모드 전원을 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 드라이버.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 전동 드라이버는, 작업대와 수직을 이루는지를 감지하고 상기 비트(200)를 삽입하는 비트 결합부(10)의 중심축과 평행하도록 설치되는, 수직감지부(70)를 더 포함하고,
   상기 제어부(60)는 상기 수직감지부(70)에 의해 수직인 것을 감지한 경우에만, 회전 모드에 따라 정회전 또는 역회전으로 연결하도록 제2 전환 스위치(25)를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자석을 구비한 전동 드라이버.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 전동 드라이버는, 비트캡(80)를 더 포함하되, 상기 비트캡(80)은, 원통형의 캡본체(81)와, 캡본체(81)의 타단을 덮을 수 있는 마개 받침대(84)로 구성되고, 캡본체(81)의 일단에는 상기 헤드부(120)와 탈부착하는 결합부(83)가 형성되고, 캡본체(81)의 타단에는 마개 받침대(84)와 탈부착할 수 있는 결합수단이 형성되고, 상기 마개 받침대(84)의 내부에는 영구자석(85)이 수납되어 장착되는 것을 특징으로 하는 전자석을 구비한 전동 드라이버.
   

Images