KR102455604B1

KR102455604B1 - 전동 렌치 및 이를 이용한 체결방법

Info

Publication number: KR102455604B1
Application number: KR1020210045321A
Authority: KR
Inventors: 박진우
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-10-18
Also published as: KR20220139109A

Abstract

본 발명은 볼트 및 너트를 체결하는 렌치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트 및 너트 체결에 있어 작업자의 힘이 필요 없이 단순한 동작으로 회전이 수행되도록 구성되며, 체결하고자 하는 길이에 대해 계산된 적정량의 회전수만큼만 볼트 또는 너트가 회전한 후 자동으로 정지되도록 구성됨으로써 볼트 및 너트에 가해질 수 있는 오버토크를 예방할 수 있는 장치를 제공하는 전동 렌치 및 이를 이용한 체결방법에 관한 것이다.

Description

전동 렌치 및 이를 이용한 체결방법{Electric wrench and fastening method using it}

본 발명은 볼트 및 너트를 체결하는 장치에 관한 것으로, 체결하고자 하는 부품에 최소한의 오버토크로 서로 결합시킬 수 있는 전동 렌치 및 이를 이용한 체결방법에 관한 것이다.

일반적으로 어떠한 장치를 조립이나 또는 설치 등과 같이 제작할 때 쉽고 간편한 결합 수단으로서 볼트 및 너트가 쉽게 사용되고, 볼트와 너트는 체결할 때 너트를 렌치에 끼우고 너트를 볼드에 삽입한 후 렌치를 회전시키는 것으로 볼트와 너트를 결합시켜 체결할 수 있다.

볼트와 너트는 결합 수단으로써 적절하게 사용되기 위해 일정 이상의 힘을 가하여 고정력을 형성시켜야 함으로, 볼트와 너트에는 일정 이상의 토크가 가해질 수 있도록 힘을 가하는 것이 바람직하다.

종래의 수동의 렌치를 사용할 때는 렌치의 손잡이를 지속적으로 강하게 미는 것으로 볼트 및 너트에 일정 이상의 힘을 가하도록 구성되며, 자동 렌치의 경우 사용자가 스위치를 on하면 볼트 및 너트를 파지하는 부분이 회전하게 되고 스위치를 off하면 회전을 중지하도록 구성되어, 수동 렌치에 비해 훨씬 적은 힘으로 볼트 및 너트를 결합하도록 구성된다.

그러나, 자동 렌치의 경우 장치를 사용하는 작업자가 체결되어야 하는 볼트 또는 너트의 길이를 정확하게 파악하지 못하는 경우가 빈번하며, 체결되어야 하는 길이를 아는 경우에도 작업자가 육안으로 확인하면서 가동 및 정지를 반복하며 조정하는 것으로 볼트 및 너트를 체결해야 하기 때문에 불필요한 작업 시간이 소요된다는 문제점이 있다.

또한, 체결 정도를 정확하게 파악할 수 없어 적정량 이하의 체결력을 가하는 경우 결합 수단으로써 제역할을 못하게 된다는 문제점이 있고, 적정량의 체결력 이상으로 볼트 또는 너트에 힘을 가하는 오버토크가 발생되는 경우에는, 오버토크에 의해 오히려 볼트 및 너트가 사용되는 본체에 손상이 가해지거나, 오버토크에 의해 볼트 및 너트에 손상이 발생해 장치가 고정력을 손실하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 볼트 및 너트의 결합을 용이하게 수행할 수 있되, 적정량의 토크만 가해질 수 있는 장치의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 볼트 및 너트를 체결하는데 있어 볼트 또는 너트의 회전을 자동으로 수행하도록 하여 작업을 보다 쉽게 수행할 수 있는 장치를 제공하면서, 볼트 및 너트에 적정량의 토크를 가해줌으로써 최적의 고정력을 형성하면서 장치에 손상을 입히지 않는 전동 렌치 및 이를 이용한 체결방법을 제공함에 있다.

본 발명의 볼트와 너트를 체결하는 전동 렌치에 있어서, 볼트와 너트를 체결하는 전동 렌치에 있어서, 상기 볼트 및 상기 너트 중 어느 하나 이상의 체결체를 거치하는 체결부; 일방향으로 길이를 가지며 상기 체결부의 중심축과 동일선상에 위치되는 회전축 및 상기 회전축의 회전 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부; 외부로부터 상기 볼트에서 나사산이 형성된 나사부의 길이와, 피치를 상기 입력값으로 수신하고, 상기 입력값을 이용해 상기 모터의 회전수를 계산하는 입력부; 및 상기 입력부가 계산한 상기 회전수를 수신하고, 상기 회전수에 기초하여 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 볼트와 상기 너트 사이에 모재가 끼움되는 경우, 상기 입력부는, 상기 모재의 두께를 상기 입력값으로 수신하고, 상기 나사부의 길이에서 상기 두께를 뺀 후 상기 피치로 나눈 값을 상기 회전수로 계산하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이때, 상기 회전수는, 상기 나사부의 길이를 상기 피치로 나눈 값인 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 제어부는, 상기 회전수와 대응되는 회전수로 상기 회전축이 회전하는 구동력을 상기 모터에 제공하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 체결부에 상기 너트가 거치되는 경우, 상기 체결부는, 내측이 일방향으로 소정 이상의 길이를 가지며 함몰 형성되고, 타단의 내주면에 상기 너트의 외주면이 접하며 상기 너트가 거치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부에 상기 볼트가 거치되는 경우, 상기 체결부의 양 측에 한 쌍의 지지대가 배치되고, 상기 지지대는 압력이 가해지면 길이가 짧아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부 근방에 배치되고, 상기 체결부로부터 전방의 장애물의 길이를 측정하는 초음파센서를 더 포함하며, 상기 초음파센서는 측정한 길이를 상기 입력부에 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 전동 렌치를 이용한 체결 방법에 있어서, 상기 체결부에 상기 체결체를 거치하고, 체결되는 상기 볼트에 나사산이 형성된 나사부의 길이와 피치를 상기 입력값으로 상기 입력부가 수신하는 준비단계; 상기 입력부가 상기 입력값을 이용하여 상기 회전수를 계산하고, 계산된 상기 회전수를 상기 제어부에 전달하는 계산단계; 및 상기 모터가 상기 회전축에 회전 구동력을 제공하되, 상기 제어부에 의해 상기 모터가 상기 회전축에 상기 회전수에 해당하는 구동력을 제공한 후 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 구동단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 전동 렌치 및 이를 이용한 체결방법은 및 너트 결합에 있어 작업자의 힘이 필요 없이 단순한 동작으로 회전이 수행되면서 계산된 적정량의 회전수만큼만 회전한 후 자동으로 정지되도록 구성됨으로써, 작업자가 작업에 있어 별도로 신경 쓰지 않아도 손쉽게 볼트 및 너트를 결합할 수 있어 작업자에게 편의성을 제공하면서 작업시간을 감소시키는 효과가 있고, 볼트 및 너트에 부가될 수 있는 오버토크를 방지할 수 있어 장치 손상을 예방할 수 있으면서 최적의 결합력을 가지며 결합시킬 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 볼트 및 너트의 측면도
도 2는 전동 렌치의 측면도
도 3은 전동 렌치 내부의 구성도
도 4는 체결부의 다른 일실시예
도 5는 지지대를 포함하는 전동 렌치의 사용도 일실시예

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 전동 렌치(1000)를 이용하여 체결하고자 하는 볼트(10) 및 너트(20)를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 상기 전동 렌치(1000)의 측면도로, 이를 참고하여 설명하면, 본 발명의 상기 볼트(10)와 상기 너트(20)를 체결하는 상기 전동 렌치(1000)에 있어서, 상기 볼트(10) 및 너트(20) 중 어느 하나 이상의 대상체를 거치하는 체결부(100), 일방향으로 길이를 가지며 상기 체결부(100)의 중심축과 동일선상에 위치되는 회전축(210) 및 상기 회전축(210)의 회전 구동력을 제공하는 모터(220)를 포함하는 구동부(200), 입력값을 이용해 상기 모터(220)의 회전수()를 계산하는 입력부(300), 상기 입력부(300)가 계산한 상기 회전수(N)를 수신하고, 상기 회전수(N)에 기초하여 상기 모터(220)를 제어하는 제어부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 2를 참고하여 설명하면, 상기 전동 렌치(1000)는 상기 체결부(100)에 상기 볼트(10) 및 너트(20) 중 어느 하나 이상을 거치하는 것으로, 작업자가 작업시 사용해야 하는 피결체를 상기 전동 렌치(1000)에 장착하는 구성인 것을 특징으로 한다. 상기 전동 렌치(1000)는 작업자가 상기 전동 렌치(1000)를 파지하기 용이한 손잡이를 포함하는 형태의 하우징으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 체결부(100)는 상기 전동 렌치(1000)의 전단부분에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 체결부(100)는 상기 볼트(10) 및 상기 너트(20) 중 어느 하나를 고정시킬 수 있는 형태이면 상관없으나, 상기 체결부(100)는 별도 구성인 다양한 형태의 고정수단이 상기 체결부(100)에 결합될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 상기 고정수단은 복수의 볼트(10) 및 너트(20)의 크기와 형태에 각각 적용될 수 있는 다양한 크기 및 형태로 형성될 수 있으며, 작업자의 필요에 따라 선택되는 어떠한 종류의 상기 고정수단을 상기 체결부(100)에 결합시키고 상기 고정수단에 상기 볼트(10) 및 너트(20) 중 어느 하나를 거치하는 것으로 상기 전동 렌치(1000)를 사용할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 체결부의 일실시예로 도 3을 참고하여 설명하면, 상기 전동 렌치(1000)에 상기 볼트(10)를 거치하려는 경우, 상기 체결부(120)는 상기 볼트(10)의 헤드 모양의 단면과 대응되게 형성되어, 상기 헤드가 상기 체결부(110)에 끼움 되는 것으로 상기 볼트(10)가 거치될 수 있도록 형성될 수 있으며, 이때 상기 볼트(10)의 외주면이 상기 체결부(110)의 내주면과 접하며 형성되는 형태가 바람직하다. 또한, 상기 헤드에 돌출 형상 또는 함몰 형상이 형성되는 경우, 돌출 또는 함몰 형상과 대응되는 함몰 형상 또는 돌출 형상으로 형성되어, 상기 볼트(10)가 상기 체결부(110)에 거치되도록 형성될 수 있다. 상기 체결부(110)에 상기 볼트(10)가 끼움 되고, 상기 회전축(210)이 회전함으로써 상기 볼트(10)와 상기 너트(20)를 결합하는 것을 특징으로 한다.

도 5를 참고하여 설명하면, 이때, 상기 체결부(110)는 양측에 배치되는 한 쌍의 지지대(111)를 더 포함할 수 있으며, 상기 지지대(111)는 상기 볼트(10)가 수직하게 이동되도록 가이드하기 위해 구비되는 것으로, 상기 지지대(111)는 압력을 받으면 길이가 조정될 수 있는 장치로 형성될 수 있다. 상기 지지대(111)는 상기 너트(20)에 상기 볼트(10)가 수직을 유지하며 삽입될 수 있도록 보조하는 효과를 제공하기 위한 것이며, 상기 지지대(111)가 외부의 지지면적에 지지되고, 상기 지지면적에 지지된 상기 지지대(111)가 작업자 또는 외부에 의해 압력이 가해지면 상기 지지대(111)의 길이가 줄어들고, 압력을 제거하면 원래의 길이로 되돌아가도록 구성될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 상기 볼트(10)와 상기 너트(20) 사이에 모재가 위치되는 경우 상기 지지대(111)는 모재에 지지될 수 있으며, 상기 체결부(110)의 회전으로 인해 상기 볼트(10)가 상기 너트(20)와 체결되며 상기 모재와 상기 체결부(110)의 길이가 점차 감소함에 따라 상기 지지대(111)의 길이가 함께 줄어들도록 구성될 수 있으며, 상기 지지대(111)는 상기 볼트(10) 및 너트(20)의 체결이 완료된 후 상기 전동 렌치(1000)를 상기 모재에서 제거함으로써 상기 지지대(111)가 원래의 길이로 돌아오도록 구성될 수 있다.

상기 체결부의 다른 일실시예로 도 4를 참고하여 설명하면, 상기 전동 렌치(1000)에 상기 너트(20)를 거치하려는 경우, 상기 체결부(110)는 소정 면적, 상세히는 상기 너트(20)의 지름 크기 이상의 면적으로 일방향으로의 길이를 가지며 형성되되, 상기 체결부(110)의 길이를 따라 상기 체결부(110)의 내측이 일방향으로 소정 길이로 함몰 형성될 수 있으며, 상기 체결부(110)의 타측 내주면에 상기 너트(20)의 외주면이 접촉되며 상기 체결부(110)에 상기 너트(20)가 거치되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 너트(20)는 상기 체결부(110)의 타측 위치에 고정되는 것이 바람직하고, 고정된 위치에서만 회전하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이에, 상기 체결부(110)의 타측에 상기 너트(20)가 거치되고, 거치된 상기 너트(20)에 결합시키고자 하는 상기 볼트(10)와 나사산의 위치를 조정한 후 상기 구동부(200)를 동작시켜 상기 체결부(110)가 회전할 때, 상기 너트(20)는 상기 체결부(110)의 위치에서 고정되며 회전하고 상기 볼트(10)가 상기 너트(20)와 맞물려 회전되며 상기 체결부(110)의 내측으로, 즉 일방향으로 삽입되는 것으로 상기 볼트(10) 및 너트(20)가 체결되도록 구성될 수 있다.

도 3을 참고하여 설명하면, 상기 구동부(200)는 상기 체결부(100)를 회전시키는 것으로, 상기 체결부(100)의 중심과 연결되는 상기 회전축(210)과, 상기 회전축(210)과 연결되는 상기 모터(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 회전축(210) 및 상기 모터(220)는 상기 전동 렌치(1000)의 외면을 형성하는 프레임 내측에 위치되는 것이 바람직하며, 상기 회전축(210)이 상기 모터(220)로부터 구동력을 전달받아 회전하는 것으로 상기 체결부(100)가 회전하도록 구성되는 것이면 배치 및 위치 상관없이 상기 프레임 내부에 형성될 수 있다. 본 발명의 일례로 상기 전동 렌치(1000)의 크기를 최소한으로 구성하며 상기 모터(220)의 동력 효율을 최대한으로 사용하기 위해 상기 체결부(100), 상기 회전축(210) 및 상기 모터(220)는 모두 일직선상에 위치하도록 배치될 수 있고, 각각의 사이간격을 최소화하며 배치될 수 있다.

상기 모터(220)는 외부로부터 전원 신호를 받으면 상기 회전축(210)에 회전 구동력을 전달하도록 구성될 수 있으며, 또는 상기 모터(220)와 연결되는 스위치를 상기 전동 렌치(1000) 프레임에 별도로 구비하여 상기 스위치를 on/off 하는 것으로 상기 모터(220)가 동작하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 모터(220)는 상기 회전축(210)에 상기 볼트(10) 및 너트(20)가 체결되는 방향인 정방향으로의 회전 구동력을 제공할 수 있으며, 또는 상기 볼트(10) 및 너트(20)가 해제되는 방향인 역방향으로의 회전 구동력을 제공할 수 있고, 이는 작업자의 선택에 따라 스위치에 의해 선택되거나, 외부의 신호를 전달받아 선택되어 동작되도록 구성될 수 있다.

상기 회전축(210)은 상기 모터(220)와 상기 체결부(100) 사이에 위치하는 것으로, 상기 모터(220)로부터 전달받은 회전 구동력에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 상기 체결부(100)를 회전시키는 것을 특징으로 한다. 상기 회전축(210)은 상기 체결부(100)의 중심과 연결되는 것으로, 일방향으로 길이를 가지는 것이면 재질, 형태 및 크기 상관없이 사용될 수 있다. 정방향 또는 역방향으로 회전하는 상기 회전축(210)에 의해 상기 체결부(100)가 회전하게 되고, 상기 체결부(100)에 거치된 상기 볼트(10) 또는 상기 너트(20)가 서로 쌍을 이루는 상기 너트(20) 또는 상기 볼트(10)와 나사 결합 또는 해제할 수 있다.

도 2 및 4를 참고하여 설명하면, 상기 입력부(300)는, 입력값을 이용해 상기 모터(220)의 회전수(N)를 계산하는 것으로, 외부로부터 상기 입력값을 수신하여 수신한 입력값을 처리하는 장치인 것을 특징으로 한다. 상기 전동 렌치(1000)의 프레임 외면에 입력패드를 더 포함할 수 있으며, 상기 입력부(300)는 작업자가 직접 상기 입력패드에 입력값을 입력함으로써 입력값을 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전동 렌치(1000)는 외부의 장치와 유/무선 통신으로 정보를 송수신 하도록 구성될 수 있고, 상기 입력부(300)는 외부의 장치에서 전달하는 입력값을 정보로 수신하는 것으로 입력값을 수신하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 전동 렌치(1000)는 작업자의 편의를 위해 상기 입력부(300)의 입력값과 상기 입력값이 계산하는 모터(220)의 회전수(N)를 포함하는 정보들을 작업자가 직접적으로 확인할 수 있도록 상기 전동 렌치(1000) 외면에 디스플레이를 더 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이는 상기 입력부(300) 및 제어부(400)와 연결되어 상기 전동 렌치(1000)의 다양한 정보를 표기하도록 구성될 수 있다.

상기 입력부(300)는 상기 입력부(300)를 통해 상기 회전수(N)를 계산하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 일실시예로 상기 입력부(300)는 작업자가 체결하고자 하는 상기 볼트(10) 및 너트(20) 중, 체결체 또는 피체결체에 해당할 수 있는 상기 볼트(10)의 정보를 수신할 수 있으며, 상기 회전수(N)는 상기 회전축(210)이 회전하는 횟수일 수 일 수 있다. 일반적으로 볼트(10)는 볼트(10) 헤드와 복수의 나사산을 포함하고 있으며, 본 발명은 상기 볼트(10) 헤드를 제외한 볼트(10)의 길이방향에서 나사산이 형성된 만큼의 길이를 지칭하는 나사부 길이(l)와, 이웃하는 상기 나사산 사이의 길이인 피치(P)를 상기 입력값으로 수신할 수 있다. 이때, 상기 나사부의 길이(l)는 상기 볼트(10)에 형성된 나사부의 전체 길이이거나 또는 작업자가 체결하고자 하는 나사부의 길이의 값일 수 있다. 상기 입력부(300)는 수신한 상기 나사부의 길이(l)와 상기 피치(P)의 값을 이용해 상기 회전수(N)를 계산할 수 있으며, 보다 상세히 상기 나사부의 길이(l)를 상기 피치(P)의 값으로 나눈 값을 상기 회전수(N)로 계산할 수 있다. 또한, 상기 입력부(300)는 외부로부터 입력된 상기 입력값과 그에 대한 상기 회전수(N)의 값을 기록할 수 있는 데이터베이스를 더 포함할 수 있으며, 작업자가 상기 데이터베이스의 정보 중 어느 정보를 단순 선택하는 것으로 상기 회전수(N)가 선택될 수 있도록 구성될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 볼트(10) 및 너트(20)의 체결에 있어서, 상기 볼트(10) 및 너트(20) 사이에 모재가 배치될 수 있으며, 이때, 상기 입력부(300)는 모재의 두께(t)를 입력값으로 더 수신하도록 구성될 수 있다. 보다 상세히, 상기 입력부(300)는 복수의 상기 회전수(N) 계산 모듈을 포함할 수 있으며, 이는 상기 모재가 상기 볼트(10) 및 너트(20) 사이에 배치되는 경우를 포함할 수 있다. 외부의 신호 또는 작업자의 선택에 의해 상기 입력부(300)는 상기 모재를 포함하는 모듈로 선택되면, 상기 입력부(300)는 외부에서 상기 모재의 두께(t)에 대한 입력값을 추가로 입력받게 되며, 상기 입력부(300)는 상기 나사부의 길이(l)에서 상기 모재의 두께(t)를 뺀 후, 상기 값을 상기 피치(P)의 값으로 나눠서 상기 회전수(N)로 계산하여 상기 제어부(400)에 전달할 수 있다.

상기 제어부(400)는 상기 모터(220)의 회전을 제어하는 것으로, 상기 입력부(300)가 계산한 상기 회전수(N)의 정보를 수신하고, 상기 회전수(N)에 기초하여 상기 모터(220)의 회전을 제어하는 것을 특징으로 한다. 보다 상세히 상기 입력부(300)가 계산한 상기 회전수(N)를 상기 제어부(400)에 전달하면, 상기 제어부(400)는 수신한 상기 회전수(N)에 따라 상기 모터(220)에 상기 회전수(N)와 대응되는 구동력을 전달하여, 상기 회전축(210)이 상기 회전수(N)만큼 회전하고 자동으로 중지하는 것으로 상기 모터(220)를 제어하는 것을 특징으로 한다. 상기 제어부(400)에 의해 상기 입력값에 입력된 상기 나사산의 길이만큼 까지만 상기 너트(20)가 체결될 수 있으며, 또한 상기 볼트(10) 및 너트(20) 사이에 모재가 끼움 된 겨우, 상기 모재에 접촉되는 면 까지만 상기 너트(20)가 체결될 수 있어, 상기 볼트(10) 및 너트(20)의 결합에 오버토크를 예방할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 작동 방법에 대해 일실시예를 들어 설명하면, 본 발명은 먼저 체결하고자 하는 상기 볼트(10) 및 너트(20) 중 상기 볼트(10)의 나사부의 길이(l)와 피치(P)를 파악하여 작업자가 해당 값을 상기 입력부(300)에 입력할 수 있다. 상기 입력부(300)는 입력된 상기 나사부의 길이(l)의 값을 상기 피치(P)의 값으로 나눠 상기 회전수(N)를 계산하고, 상기 입력부(300)는 계산된 상기 회전수(N)를 상기 제어부(400)에 전달할 수 있다. 상기 제어부(400)는 상기 입력부(300)로부터 수신한 상기 회전수(N)만큼 상기 회전축(210)이 회전하도록 상기 회전수(N)와 대응되는 구동력의 값으로 상기 모터(220)가 작동되도록 제어하게 되며, 상기 제어부(400)에 따라 상기 회전축(210)이 상기 회전수(N)만큼만 회전하며 상기 볼트(10) 및 너트(20)를 체결하는 것을 특징으로 한다. 이에, 상기 볼트(10) 및 너트(20)를 체결함에 있어서 상기 볼트(10) 또는 상기 너트(20)의 회전이 자동으로 수행되기 때문에 작업자에게 편의를 제공할 수 있다는 장점이 있으며, 계산된 상기 회전수(N) 및 상기 제어부(400)에 의해 상기 볼트(10) 또는 너트(20)가 상기 볼트(10)에 형성된 나사부의 길이 또는 작업자가 체결하고자 하는 나사부의 길이 까지만 체결되고 이후 자동으로 중지됨으로써 상기 볼트(10) 및 너트(20)에 가해지는 오버토크를 예방할 수 있다. 따라서 작업자가 체결 작업에 있어 작업시간의 효율을 최대로 사용할 수 있으며, 볼트(10) 및 너트(20)에 대한 최적의 결합력을 제공하는 동시에 오버토크에 의해 발생될 수 있는 장치 파손을 예방할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 전동 렌치(1000)는 상기 체결부(100) 근방에 초음파센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 초음파센서는 상기 체결부(100)의 최전방 위치에 위치되거나, 상기 볼트(10) 또는 상기 너트(20)가 상기 체결부(100) 내측에 삽입되는 일측 끝단의 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 초음파센서는 전방의 장애물과의 길이를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 초음파센서는 측정한 거리를 상기 입력부(300)에 전달하여 상기 입력부(300)가 상기 나사부의 길이(l) 대신 선택하여 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 볼트(10)와 상기 너트(20) 사이에 상기 모재가 위치되면, 상기 모재에 의해 상기 볼트(10)의 상기 나사부의 길이(l)보다 짧은 길이로 상기 너트(20)가 체결될 수 있으며, 이때 상기 초음파센서로 상기 모재와의 거리를 측정하고, 해당 값을 상기 입력부(300)로 전달하며, 상기 입력부(300)는 상기 초음파센서가 측정한 상기 모재와의 거리 값을 상기 나사부의 길이(l) 대신 선택하여 상기 회전수(N) 계산에 사용되도록 구성될 수 있다. 더불어, 상기 입력부(300)에 입력된 상기 나사부의 길이(l)와 비교하여 상기 입력부(300)가 계산한 상기 회전수(N)가 적절한지 판단하도록 구성될 수 있다. 이에 상기 나사부의 길이(l) 보다 상기 볼트(10) 및 너트(20)가 짧은 길이로 체결되는 경우, 작업자가 해당 길이를 직접 측정하지 않아도 상기 초음파센서에 의해 간편하게 길이를 측정할 수 있으며 이를 자동적으로 상기 입력부(300)에 입력하고 상기 회전수(N)로 계산할 수 있기 때문에 작업자에게 작업의 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

상기 전동 렌치(1000)를 이용한 체결 방법에 있어서, 상기 체결부(100)에 상기 체결체를 거치하고, 체결되는 상기 볼트(10)에 나사산이 형성된 나사부의 길이와 피치를 상기 입력값으로 상기 입력부(300)가 수신하는 준비단계, 상기 입력부(300)가 상기 입력값을 이용하여 상기 회전수(N)를 계산하고, 계산된 상기 회전수(N)를 상기 제어부(400)에 전달하는 계산단계, 및 상기 모터(220)가 상기 회전축(210)에 회전 구동력을 제공하되, 상기 제어부(400)에 의해 상기 모터(220)가 상기 회전축(210)에 상기 회전수(N)에 해당하는 구동력을 제공한 후 상기 모터(220)의 작동이 중지되도록 제어하는 구동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 계산단계에서 상기 볼트(10) 및 너트(20) 사이에 상기 모재가 끼움되는 경우, 상기 입력부(300)는 상기 모재의 두께(t)를 상기 입력값으로 추가 수신하여 상기 회전수(N)를 계산하도록 구성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 볼트 20 : 너트
1000 : 전동 렌치
100, 110, 120 : 체결부
200 : 구동부 210 : 회전축
220 : 모터
300 : 입력부
400 : 제어부

Claims

볼트와 너트를 체결하는 전동 렌치에 있어서,
상기 볼트 및 상기 너트 중 어느 하나 이상의 체결체를 거치하는 체결부;
일방향으로 길이를 가지며 상기 체결부의 중심축과 동일선상에 위치되는 회전축 및 상기 회전축의 회전 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부;
외부로부터 상기 볼트에서 나사산이 형성된 나사부의 길이와, 피치를 입력값으로 수신하고, 상기 입력값을 이용해 상기 모터의 회전수를 계산하는 입력부; 및
상기 입력부가 계산한 상기 회전수를 수신하고, 상기 회전수에 기초하여 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 볼트와 상기 너트 사이에 모재가 끼움되는 경우,
상기 입력부는, 상기 모재의 두께를 상기 입력값으로 수신하고,
상기 나사부의 길이에서 상기 두께를 뺀 후 상기 피치로 나눈 값을 상기 회전수로 계산하는 것을 특징으로 하는 전동 렌치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 회전수는,
상기 나사부의 길이를 상기 피치로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 전동 렌치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전수와 대응되는 회전수로 상기 회전축이 회전하는 구동력을 상기 모터에 제공하는 것을 특징으로 하는 전동 렌치.
제 1항에 있어서,
상기 체결부에 상기 너트가 거치되는 경우,
상기 체결부는, 내측이 일방향으로 소정 이상의 길이를 가지며 함몰 형성되고, 타단의 내주면에 상기 너트의 외주면이 접하며 상기 너트가 거치되는 것을 특징으로 하는 전동 렌치.
제 1항에 있어서,
상기 체결부에 상기 볼트가 거치되는 경우,
상기 체결부의 양 측에 한 쌍의 지지대가 배치되고, 상기 지지대는 압력이 가해지면 길이가 짧아지는 것을 특징으로 하는 전동 렌치.
제 1항에 있어서,
상기 체결부 근방에 배치되고, 상기 체결부로부터 전방의 장애물의 길이를 측정하는 초음파센서를 더 포함하며,
상기 초음파센서는 측정한 길이를 상기 입력부에 전달하는 것을 특징으로 하는 전동 렌치.
제 1항의 상기 전동 렌치를 이용한 체결 방법에 있어서,
상기 체결부에 상기 체결체를 거치하고, 체결되는 상기 볼트에 나사산이 형성된 나사부의 길이와 피치를 상기 입력값으로 상기 입력부가 수신하는 준비단계;
상기 입력부가 상기 입력값을 이용하여 상기 회전수를 계산하고, 계산된 상기 회전수를 상기 제어부에 전달하는 계산단계; 및
상기 모터가 상기 회전축에 회전 구동력을 제공하되, 상기 제어부에 의해 상기 모터가 상기 회전축에 상기 회전수에 해당하는 구동력을 제공한 후 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 구동단계;
를 포함하는 전동 렌치를 이용한 체결 방법.