KR102437923B1 - 토크 임펄스 렌치 - Google Patents

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Abstract

임펄스 렌치는 하우징(10), 회전자(21)를 포함한 전기 모터(16), 관성 구동 부재(26) 및 출력 샤프트(27)를 포함한 유압 펄스 유닛(18), 및 통합된 회전 구조물을 형성하기 위하여 관성 구동 부재(26)에 모터 회전자(21)를 고정되게 연결하는 커플링(28)을 포함하고, 커플링(28)은 모터 회전자(21) 상에 암형 결합 부분(24) 및 관성 구동 부재(26) 상에 수형 결합 부분(32)을 포함한다. 수형 결합 부분(32)은 커플링(28)을 형성하기 위하여 상기 암형 결합 부분(24) 내에 수용되도록 배열되고, 암형 결합 부분(24) 상에 내부 나사산 섹션(25b)과 협력하도록 외부 나사산 섹션(25a)을 갖는다. 수형 결합 부분(32)과 상기 암형 결합 부분(24)은 커플링(28)을 안정화 및 잠금하기 위하여 수형 및 암형 결합 부분(32, 24) 상의 나사산 섹션(25a, 25b)에 의해 서로 축방향으로 클램핑되도록 하는 정합 원뿔형 표면(36, 37)을 갖는다.

Description

토크 임펄스 렌치
본 발명은 토크 임펄스 렌치, 특히 회전자를 포함한 전기 모터를 지지하는 하우징, 출력 샤프트를 갖는 펄스 유닛, 및 모터 회전자를 펄스 유닛에 연결하는 커플링을 포함하는 휴대용 토크 임펄스 렌치에 관한 것이다.
모터의 회전자 및 임펄스 유닛의 관성 구동 부재가 커플링을 통해 고정되게 상호연결되어 통합된 회전 구조물을 형성하는 상기 타입의 임펄스 렌치가 이미 설명되었다. 펄스 유닛의 관성 구동 부재와 모터 회전자 사이의 이러한 강성의 연결부에 따라 단지 2개의 베어링 내에서 펄스 유닛과 모터 회전자의 전체 통합된 회전 구조물을 지지할 수 있도록 한다. 이 장치의 목적은 임펄스 렌치를 더 경량이고 컴팩트하게 구성하여 렌치의 인체공학적 특성을 향상시키데 있다. 통합된 구조물을 형성하고 단지 2개의 베어링으로 지지되는 모터 회전자 및 펄스 유닛을 갖는 이러한 유형의 임펄스 렌치는 공개된 특허 출원 제PCT-EP 2012/061317호에 기술되어 있다.
이러한 전술된 임펄스 렌치는 모터를 펄스 유닛에 연결하는 커플링에 의해 야기되는 2가지 단점을 가지고 있는데, 제1 단점은 통합된 회전 구조물의 2개의 부분 사이의 오정렬을 야기할 수 있는 커플링의 열악한 강성에 관한 것이고, 반면 다른 단점은 모터 회전자 및 하우징의 부품을 제거하지 않고 서비스를 위해 펄스 유닛을 하우징으로부터 제거하는 것을 불가능하게 하는 커플링 설계의 특징과 관련된다.
펄스 유닛의 관성 구동 부재와 모터 회전자 사이의 전술된 커플링의 제1 전술된 단점과 관련하여, 2-베어링 장치는 연장된 작업 기간에 임펄스 렌치의 완벽하고 매우 효율적인 작동을 유지시키기 위해 상당한 강성의 회전 구조물을 필요로 한다. 임펄스 렌치에서, 모터 회전자와 펄스 유닛의 관성 구동 부재 사이의 커플링이 완벽히 강성이 아는 경우, 즉 임의의 유극(play) 또는 불안정성도 없는 경우, 펄스 전달에 불리하다. 이는 모터 회전자가 관성 구동 부재와 함께 렌치로 전달되는 각각의 토크 임펄스의 에너지를 생성하는 전체 회전 관성의 활성 부분을 형성하기 때문이다. 모터 회전자와 관성 구동 부재 사이의 연결부에서의 유극은 토크 피크를 감소시키고 줄여준다.
모터 회전자와 펄스 유닛의 관성 구동 부재 사이의 커플링의 강성과 관련하여 렌치의 최적 효율을 얻기 위해 커플링이 절대적으로 강성이고 임의의 종류의 유극, 반경방향, 축방향 및 회전방향이 가능하지 않다. 상기 공보에 기재된 2-베어링 통합된 모터-펄스 유닛 장치가 중심 나사에 의해 축방향으로 클램핑된 조합된 육각형 및 스플라인 커플링을 이용한다. 이러한 유형의 연결은 임의의 종류의 유극이 생성되는 것을 보장하지 못하며, 이는 초기의 매우 작은 유극이 커플링의 조립을 가능하게 하고, 중심 나사가 렌치의 작동 중에 발생되는 바람직하지 못한 회전 유극 및/또는 회전 유극을 방지하지 못하는 축방향 클램핑력을 인가하기 때문이다. 초기에 매우 작은 유극이 바람직하지 못한 수준으로 쉽사리 커질 수 있다.
펄스 단위 서비스 상황에서 렌치의 불편하고 시간 소모적인 분해와 관련된 전술된 단점은 커플링을 축 방향으로 클램핑하는 중심 나사가 제거되어 렌치 하우징으로부터 펄스 유닛을 제거를 가능하게 함으로써 야기된다. 나사는 모터 회전자 내부에서만 접근할 수 있고, 이는 서비스 상황에서 장치 유닛에서 모터를 제거할 수 있고 후방 베어링이 하우징으로부터 제거될 수 있음을 의미한다. 이는 렌치 조작자를 위한 추가 서비스 비용인 불편하고 시간소모적인 추가 작업을 의미한다.
본 발명의 목적은 펄스 유닛의 관성 구동 부재에 연결된 로터를 갖는 전기 모터를 지지하는 하우징을 포함한 임펄스 렌치를 제공하는 데 있으며, 전달된 토크 임펄스는 펄스 유닛과 모터 회전자 사이에 임의의 유극이 발생되는 것을 방지하는 펄스 유닛의 관성 구동 부재와 모터 로터 사이의 연결에 의해 최적의 효율을 보장한다.
본 발명의 추가 목적은 펄스 유닛의 관성 구동 부재에 연결된 로터를 갖는 전기 모터를 지지하는 하우징을 포함한 임펄스 렌치를 제공하는 데 있으며, 펄스 유닛과 모터 회전자 사이의 연결부에 따라 하우징으로부터 모터를 제거 및/또는 분해하지 않고 하우징으로부터 펄스 유닛을 제거할 수 있다.
본 발명의 추가 목적 및 이점은 하기 명세서 및 청구항으로부터 명확해진다.
본 발명의 선호되는 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 후술된다.
도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 임펄스 렌치의 부분 단면의 측면도.
도 2는 도 1의 임펄스 렌치 내에 포함된 커플링의 확대된 상세도.
도면에 도시된 임펄스 렌치(impulse wrench)는 전력 제어 트리거(12)를 갖는 핸들(11)을 포함한 하우징(10) 및 전기 메인 또는 교체가능 배터리 유닛에 연결된 전력 수용 수단을 포함한다. 하우징(10)은 후방 섹션(B) 및 전방 섹션(A)을 포함하고, 후방 섹션(B)은 전기 모터(16)를 둘러싸며, 반면 전방 섹션(A)은 유압 펄스 유닛(18)을 둘러싼다. 전방 섹션(A)은 펄스 유닛(18)을 지지하는 정방 볼 베어링(19)을 지지한다.
펄스 유닛 및 모터는 전술된 특허 출원 제PCT-EP 2012/061317호에 기재된 바와 유사한 설계를 갖기 때문에 추가로 설명되지 않는다.
모터(16)는 전력 공급 권선을 갖는 중심 비 회전 고정자(20) 및 고정자(20)를 둘러싸는 중공 원통형 부분(23)과 전방으로 연장되는 암형 결합 부분(24)에 의해 형성된 회전자(21)를 포함한다. 상기 암형 결합 부분은 후술된 커플링(28)을 통하여 모터 토크를 펄스 유닛(18)에 전달하도록 배열된다.
펄스 유닛(18)은 모터 토크 수용 관성 부재(26) 및 출력 샤프트(27)를 포함하고, 출력 사프트는 비-도시된 펄스 생성 메커니즘을 통하여 관성 부재(26)에 간헐적으로 결합된다. 출력 샤프트(27)는 작동될 스크류 조인트와 결합하기 위한 너트 소켓을 수용하도록 구성된다. 관성 구동 부재(26)는 커플링(28)을 형성하기 위하여 회전자(21)의 암형 결합 부분(24)과 협력하고 이를 수용하도록 배열된 후방을 향해 연장된 동축 결합 부분(32)과 함께 형성된다.
펄스 유닛은 공지되고 기재된 설계를 가지며 이에 따라 추가로 상세히 기재되지 않는다. 예를 들어, 특허 공보 제WO 91/14541호를 참조한다.
전술된 바와 같이, 모터 회전자(21)의 암형 결합 부분(24) 및 관성 구동 부재(26)의 수형 결합 부분(32)은 커플링(28)을 함께 형성하며, 커플링(28)은 회전자(21)와 관성 구동 부재(26)가 일체형 회전 구조물을 형성하도록 관성 구동 부재(26)와 회전자(21) 사이의 강성의 연결을 형성한다. 이 구조물은 2개의 축방향으로 이격된 볼 베어링(30 및 19), 즉 출력 샤프트(27)에 위치한 전방 베어링(19) 및 커플링(28)에 위치된 후방 베어링(30)에서 하우징(10)에 대해 지지된다. 따라서, 전방 베어링(19)은 출력 샤프트(27)뿐만 아니라 후방 베어링(30)과 함께 전체 일체형 구조물의 전방 단부를 지지한다.따라서 커플 링(28)은 관성 구동 부재(26) 상의 동축 배열로 위치된 수형 결합 부분(32) 및 모터 회전자(21)상의 동축 배치로 위치된 암형 결합 부분(24)을 포함하며, 수형 결합 부분(32)은 커플링(28)을 형성하도록 암형 결합 부분(24)에 수용되도록 구성된다. 수형 결합 부분(32)은 암형 결합 부분(24) 상의 정합 내부 나사산 섹션(25b)과 결합하도록 구성된 외부 나사산 섹션(25a)이 제공되어 관성 구동 부재(26)와 회전자(21) 사이의 나사산 연결부(35)를 형성한다. 나사 연결부(34)는 관성 구동 부재(26)와 모터 회전자(21)를 결합시키기 위한 축방향 클램핑 력을 구현하도록 구성된다.
수형 결합 부분(32)은 암형 결합 부분(24) 상의 정합 내부 원뿔형 표면(37)과 협력하도록 구성된 외부 원뿔형 표면(36)을 포함하여 회전자(21)와 관성 구동 부재(26) 사이의 강성 안정 및 잠금 연결을 형성한다. 원뿔형 표면(36, 37)은 나사 연결부(34)보다 펄스 유닛(18)에 더 근접하게 위치되며, 이는 나사 연결부(34)가 원뿔형 표면(36, 37) 사이에 견인력 및 결합 작용을 수행함을 의미한다.
수형 및 암형 결합 부분(24, 32)들 사이에 2개의 축방향으로 이격된 가이드 및 지지 섹션이 제공되며, 즉 암형 결합 부분(24) 내의 내부 원통형 가이드 표면(39)과 협력하도록 배열되고 수형 결합 부분(32)의 극단부에 배열된 외부 원통형 가이드 표면(38)을 포함하는 제1 가이드 및 지지 섹션이 제공된다. 제2 가이드 및 지지 섹션은 암형 결합 부분(24) 내의 내부 원통형 표면(45)과 협력하도록 배열되고 원뿔형 표면(36)과 나사산 섹션(25a) 사이의 수형 결합 부분(32) 상에 배열된 원통형 지지 표면(41)을 포함한다. 가이드 및 지지 표면(38, 39, 41, 45)의 상호작용 표면(38, 39)에 의해 형성된 반경방향 지지부와 함께 중심에 위치된 나사산 연결부(34)는 원뿔형 표면(36, 37) 사이의 정확한 결합을 보장하고 수형 및 암형 결합 부분(32, 24)들 사이에 강성의 결합 효과를 갖는 커플링을 형성한다. 스플라인 또는 육각형 커플링과 같이 관성 구동 부재(26)와 회전자(21) 사이의 다른 유형의 연결과 대조적으로, 모터 회전자(21)와 관성 구동 부재(26)를 연결하는 본 발명에 따른 커플링(28)은 완벽히 유극이 없고 렌치의 연장된 수명에도 유극이 없는 상태로 유지한다. 이는 렌치의 지속적인 최적의 임펄스 생성 및 전력 출력을 의미한다.
회전자(21) 및 관성 구동 부재(26)를 집중화하고 고정하기 위한 수단을 포함하는 전술된 커플링(28)에 의해, 두 부분 사이에 매우 안정화되고 유극이 없는 구현될 뿐만 아니라 펄스 유닛(18)에 대한 서비스 작동을 용이하게 하는 이점이 있다. 나사 연결부(34)의 중심 위치로 인해, 펄스 유닛(18)은 모터 회전자(21)로부터 분리되어 모터 및 하우징(10)의 임의의 다른 부분을 풀거나 또는 제거하지 않고 하우징(10)으로부터 제거될 수 있다. 펄스 유닛(18)을 제거할 때 전방 베어링(19)을 포함하는 하우징(10)의 전방 섹션(A)은 하우징(10)의 나머지 부분으로부터 분리될 수 있고 관성 구동 부재(26)는 나사 연결부(34)를 느슨하게 함으로써 회전자(21)로부터 결합해제될 수 있다. 나사 연결부(34)를 느슨하게 할 때 회전자(21)가 회전하는 것을 방지하기 위해 하나 이상의 고정 핀이 하우징(10)에 대한 회전에 대해 회전자(21)를 고정하기 위해 삽입될 수 있게 하도록 회전자(21)의 주연부에 및 하우징(10) 내에 비도시된 개구의 쌍이 제공된다.
본 발명은 상술한 예시에 한정되지 않고 청구항의 범위 내에서 자유롭게 변경될 수 있음을 알아야 한다.

Claims (2)

  1. 하우징(10), 회전자(21)를 포함한 전기 모터(16), 관성 구동 부재(26) 및 출력 샤프트(27)를 포함한 유압 펄스 유닛(18), 및 통합된 회전 구조물을 형성하기 위하여 관성 구동 부재(26)에 모터 회전자(21)를 고정되게 연결하는 커플링(28)을 포함하는 임펄스 렌치로서,
    커플링(28)은 모터 회전자(21) 상에 암형 결합 부분(24) 및 관성 구동 부재(26) 상에 수형 결합 부분(32)을 포함하고,
    상기 수형 결합 부분(32)은 상기 커플링(28)을 형성하기 위하여 상기 암형 결합 부분(24) 내에 수용되도록 배열되고,
    상기 수형 결합 부분(32)은 외부 나사산 섹션(25a)을 가지며, 상기 암형 결합 부분(24)은 내부 나사산 섹션(25b)을 가지며, 축방향 클램핑력은 관성 구동 부재(26) 및 모터 회전자(21)의 상대 회전 시에 구현되고,
    상기 수형 결합 부분(32)과 상기 암형 결합 부분(24)은 관성 구동 부재(26)와 모터 회전자(21) 사이의 강성의 연결부를 형성하기 위하여 상기 축방향 클램핑력에 의해 함께 이동하는 정합 원뿔형 표면(36, 37)이 제공하는 임펄스 렌치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수형 결합 부분(32)은 이의 극단부에 외부 원통형 가이드 표면(38)이 제공되고, 상기 암형 결합 부분(24)은 관성 구동 부재(26)와 모터 회전자(21) 사이에 반경방향 지지부를 제공하기 위하여 수형 결합 부분(32) 상의 외부 원통형 가이드 표면(38)을 수용하도록 구성된 내부 원통형 가이드 표면(39)이 제공되는 임펄스 렌치.
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