KR102646811B1 - 전동공구의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은,전기를 동력원으로 하여 회전력을 발생시키는 모터가 형성되는 모터부와, 복수의 기어가 결합되어 모터부의 회전축에 결합되는 기어박스가 포함된 전동공구에 있어서, 상기 모터부 및 상기 기어박스를 감싸도록 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 결합되며, 상기 모터부의 전방에 배치되어 상기 복수의 기어를 수용하도록 형성되는 기어박스 케이스;를 포함하고, 상기 모터부의 팬에 의해 외부에서 흡입된 공기가 흐를 수 있도록 상기 하우징의 내주면과 상기 기어박스 케이스의 외주면 사이에 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전동공구의 냉각구조 {Cooling Structure for Power Tool}

본 발명은 전동공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동공구의 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있는 전동공구의 냉각구조에 관한 것이다.

전동공구는 모터의 회전력을 전달받아 동작을 수행하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적으로 회전축의 축 방향으로 후방에 모터(14)가 배치되고 전방에 기어박스(12)가 배치되며, 모터(14)와 기어박스(12) 사이에 팬(15)이 형성된다. 그리고, 팬(15)은 외부 공기를 흡입하여 배출되도록 함으로써, 전동공구(10)의 내부 열을 방출시키는 역할을 수행한다. 보다 상세하게, 팬(15)이 동작되면 모터(14)의 후방에서 외부 공기가 흡입되어 팬(15)의 측방향으로 배출되는 유로(16)가 형성된다. 이때, 팬(15)과 기어박스(12)는 격벽으로 공간이 분리되어 있어, 모터(14)의 후방에서 흡입된 공기는 기어박스(12) 쪽으로 흐르지 못하고 외부로 방출된다.

그러나, 전동공구(10)는 모터(14)에서 발생되는 열 이외에도, 기어박스(12)의 기구적 매커니즘에 의한 동작이 반복적으로 수행될수록 기구적 마찰에 의한 열이 발생하게 된다.

즉, 종래의 전동공구(10)는, 팬(15)과 기어박스(12)가 격벽으로 분리되어 있어 전동공구(10) 내부로 유입된 공기가 기어박스(12)로는 유입되지 못하고 배출되는 것이다.

이처럼, 기어박스(12)의 내부에 발생된 열이 배출되지 못함으로써 내부 온도가 지속적으로 증가되는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 기어박스 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 감소시킬 수 있는 전동공구의 냉각구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기를 동력원으로 하여 회전력을 발생시키는 모터가 형성되는 모터부와, 복수의 기어가 결합되어 모터부의 회전축에 결합되는 기어박스가 포함된 전동공구에 있어서, 상기 모터부 및 상기 기어박스를 감싸도록 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 결합되며, 상기 모터부의 전방에 배치되어 상기 복수의 기어를 수용하도록 형성되는 기어박스 케이스;를 포함하고, 상기 모터부의 팬에 의해 외부에서 흡입된 공기가 흐를 수 있도록 상기 하우징의 내주면과 상기 기어박스 케이스의 외주면 사이에 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 팬은 상기 모터와 상기 기어박스 사이에 배치되고, 상기 하우징은, 상기 회전축의 축 방향으로 상기 모터의 후방과 동일한 위치에 상기 하우징을 관통하여 형성되는 흡입구; 상기 회전축의 축 방향으로 상기 팬과 동일한 위치에 상기 하우징을 관통하여 형성되는 제1 토출구; 및 상기 기어박스의 전방에 인접한 위치에서 상기 유로와 연통되도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 제2 토출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 토출구는, 상기 회전축의 축 방향으로 상기 하우징을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팬은, 상기 회전축을 가로지르는 지름 방향으로 공기가 흐르도록하는 레이디얼(Radial) 팬인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 하우징은, 상기 회전축의 축 방향으로 상기 팬과 동일한 위치에서 상기 기어박스의 전방을 향해 경사지도록, 상기 하우징의 내주면에 형성되는 가이드 경사면;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 기어박스는, 상기 기어를 수용하는 기어박스 케이스; 및 상기 기어박스 케이스와 상기 팬의 사이에 배치되도록, 상기 기어박스 케이스에 결합되는 기어박스 캡;을 포함하고, 상기 하우징의 내주면을 바라보는 상기 기어박스 케이스의 외주면에는, 상기 기어박스 케이스의 외주면이 함몰되어 유로 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기어박스 캡은, 상기 팬을 바라보는 일면에서 돌출 형성되며, 일측이 상기 기어박스 캡의 둘레에 인접한 위치까지 형성되는 가이드 돌기;를 포함하며, 상기 기어박스 캡의 둘레에 인접한 상기 가이드 돌기의 모서리는 모따기로 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 기어박스 측으로 유로가 형성되도록 하여, 전동공구의 내부에서 축 방향 대류가 발생되어 방열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 레이디얼(Radial) 팬을 적용함으로써, 외부에서 유입된 공기를 지름방향으로 흐르도록 하여, 제1 토출구로 배출이 용이하도록 하는 효과가 있다.

또한, 팬에 인접한 위치의 하우징 내부에 가이드 경사면을 형성하여 축 방향대류를 유도함으로써, 내부에서 대류가 용이하게 발생되도록 하는 효과가 있다.

본 발명이 상기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니며, 본 발명에 의한 다양한 효과는 상기의 효과로 한정되는 것은 아니다.

도 1은 종래의 전동공구의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전동공구의 사시도.
도 3은 도 2의 구역 Ⅲ의 확대 사시도.
도 4는 도 3의 하우징이 제거된 전동공구의 내부 사시도.
도 5는 도 4의 분해 사시도.
도 6은 도 3의 절단선 Ⅵ-Ⅵ'에 따른 단면도.
도 7은 도 6의 구역 Ⅶ의 확대 사시도.
도 8 및 도 9는 본 발명과 종래의 전동공구의 열 유동 해석을 도시한 표.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전동공구의 냉각구조를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 9는 일 실시예에 따른 전동공구의 냉각구조를 도시한 것으로서, 도 2는 본 발명에 따른 전동공구의 사시도이고, 도 3은 도 2의 구역 Ⅲ의 확대 사시도이며, 도 4는 도 3의 하우징이 제거된 전동공구의 내부 사시도이다. 그리고, 도 5는 도 4의 분해 사시도이고, 도 6은 도 3의 절단선 Ⅵ-Ⅵ'에 따른 단면도이며, 도 7은 도 6의 구역 Ⅶ의 확대 사시도이다. 또한, 도 8 및 도 9는 본 발명과 종래의 전동공구의 열 유동 해석을 도시한 표이다.

본 발명에 따른 전동공구의 냉각구조를 설명하기 이전에, 전동공구(100)에 대해 설명하되, 본 발명의 전동공구의 냉각구조와 관련된 구성요소만 설명하며, 그 외의 구성요소는 통상적인 전동공구(100)와 동일하다.

또한, 이하에서는 도면을 기준으로 상하좌우 방향을 구분하며, 좌측을 후방으로 하고 우측을 전방으로 한다. 보다 상세하게, 전방은 전동공구(100)의 비트(미도시)가 결합되는 측을 얘기한다. 그리고, 모터(141)의 회전축의 축 방향을 축방향으로 하며, 회전축을 가로지르는 방향을 지름 방향, 회전축의 회전 방향을 원주 방향으로 한다.

전동공구(100)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 작업자가 파지할 수있는 핸들부의 하측에 배터리가 장착되며, 상측에는 모터부(140), 기어박스 등이 형성된다. 보다 상세하게, 전동공구(100)의 모터부(140)는 전기를 동력원으로 하여 회전력을 발생시키는 모터(141)와 전동공구(100)의 외부에서 공기가 흡입되어 배출되도록 하는 팬(142)이 형성된다. 이때, 팬(142)은 모터(141)의 전방에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 전동공구(100)에 적용되는 팬(142)은, 지름 방향으로 공기가 흐르도록 하는 레이디얼(Radial) 팬으로서, 외부에서 유입된 공기가 후술할 유로(150)로 용이하게 흐를 수 있도록 한다. 그리고, 모터부(140)의 전방에는 기어박스(미도시)가 배치되며, 기어박스는 모터부(140)의 회전축에 결합된다.

이와 같은 기어박스는 복수의 기어가 형성되어 모터(141)에서 발생된 회전력을 감속하여 출력시키는 역할을 하는 것으로서, 복수의 기어를 수용하는 기어박스 케이스(120)와 기어박스 케이스(120)의 후방에 결합되는 기어박스 캡(130)이 형성된다. 또한 전동공구(100)는 모터부(140), 기어박스 등을 감싸도록 하우징(110)이 형성된다.

즉, 하우징(100)의 내부에는 도 5와 같이, 후방에서부터 모터(141), 팬(142), 기어박스 캡(130) 및 기어박스 케이스(120)가 배치되는 것이다. 아래에서는 도 5 내지 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 전동공구의 냉각구조를 구체적으로 설명한 후, 도 8 및 도 9를 참고하여 본 발명에 따른 전동공구의 냉각구조가 갖는 효과를 설명한다.

하우징(110)은, 앞서 언급한 바와 같이, 모터부(140), 기어박스 등을 수용하는 것으로서, 흡입구(111), 제1 토출구(112), 제2 토출구(113) 및 가이드 경사면(114)이 형성된다.

흡입구(111)는 팬(142)이 동작되면, 외부에서 공기가 흡입되는 곳으로서, 하우징(110)을 관통하여 형성된다. 이때, 흡입구(111)는 축 방향으로 모터(141)의 후방과 동일한 위치에 형성된다. 즉, 전동공구(100)가 동작되면서 팬(142)이 동작되면, 모터(141)의 후방에서 흡입구(111)를 통해 외기가 유입되는 것이다. 이와 같은흡입구(111)는 원주 방향으로 이격되어 복수의 개수로 형성될 수 있다.

제1 토출구(112) 및 제2 토출구(113)는 흡입구(111)를 통해 유입된 공기가외부로 배출되는 곳으로서, 하우징(110)을 관통하여 형성된다. 이때, 제1 토출구(112)는 축 방향으로 팬(142)과 동일한 위치에서 하우징(110)을 관통하여 형성되며, 제2 토출구(113)는 기어박스의 전방에 인접한 위치에서 하우징(110)을 관통하여 형성된다. 이와 같은 제1 토출구(111) 및 제2 토출구(113)는, 원주 방향으로 이격되어 복수의 개수로 형성될 수 있다. 다만, 제2 토출구(113)는, 후술할 유로(150)와 연통되어 형성되는 것이 바람직하다.

설명한 바와 같이, 본 발명의 전동공구(100)는, 축 방향으로 후방에서부터 흡입구(111), 제1 토출구(112) 및 제2 토출구(113)가 이격되어 형성되는 것이다. 여기서, 흡입구(111) 및 제1 토출구(112)는 지름 방향으로 하우징(110)을 관통하여 형성되되, 제2 토출구(113)는 축 방향으로 하우징(110)을 관통하여 형성되는 것이 바람직하다.

가이드 경사면(114)은, 축 방향으로 팬(142)과 동일한 위치에서 기어박스의전방을 향해 경사지도록 하우징(110)의 내주면에 형성된다. 보다 상세하게, 가이드 경사면(114)은, 후방에서 전방을 향해 낮아져 모터(141)와 인접한 측보다 기어박스에 인접한 측에서 하우징(110)의 두께가 두껍도록 하는 것이다. 이처럼, 하우징(110)의 내주면에 형성된 가이드 경사면(114)은 팬(142)에 의해 지름 방향으로 흐르는 공기가 기어박스 케이스(120)의 측면을 따라 축 방향으로 흐를 수 있도록 유도할 수 있다. 이와 관련된 내용은 뒤에서 유로(150)에 대해 후술하며 보다 상세하게 설명한다.

기어박스 케이스(120)는, 복수의 기어가 수용되는 것으로서, 측면에 유로홈(121)이 형성된다. 유로 홈(121)은, 기어박스 케이스(120)의 외주면이 함몰되어 형성되는 것으로서, 보다 상세하게, 하우징(110)의 내주면을 바라보는 일면에 형성되는데, 전술한 가이드 경사면(114)에 인접한 곳에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 회전축에서 동일한 지름 방향을 갖는 위치에 형성되는 것이다. 따라서, 가이드 경사면(114)에 의해 유도된 공기가 유로 홈(121)으로 흐를 수 있도록 하는 것이다. 이와 같은 유로 홈(121)은 충분한 폭으로 형성되어 공기가 용이하게 흐를 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

기어박스 캡(130)은, 기어박스 케이스(120)의 후방에 결합되는 것으로서, 기어박스 케이스(120)의 내부에 수용된 복수의 기어가 이탈되지 않도록 한다. 이와 같은 기어박스 캡(130)이 팬(142)을 바라보는 일면에는 가이드 돌기(131)가 돌출되어 형성된다.

가이드 돌기(131)는, 기어박스 캡(130)의 일면에서 기어박스 캡(130)을 가로질러 지름 방향으로 길게 형성되는데, 단부가 기어박스 캡(130)의 둘레에 인접한 위치까지 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 가이드 돌기(131)가 형성되는 위치는, 가이드 경사면(114) 및 유로 홈(121)과 동일한 지름 방향을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한 기어박스 캡(130)의 둘레에 인접한 가이드 돌기(131)의 단부의 모서리는 모따기로 경사면이 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 모서리의 경사면은 전술한 가이드 경사면(114)의 경사와 유사하게 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 가이드 경사면(114), 가이드 돌기(131)의 모서리 경사면 및 유로 홈(121)에 의해 팬(142)에서 지름 방향으로 흐르는 공기의 일부가 축 방향으로 흐르면서 기어박스 케이스(120)의 측면으로 유입되는 유로(150)가 형성된다. 즉, 기어박스 케이스(120)의 외주면과 하우징(110)의 내주면 사이에 유로(150)가 형성되는 것이다. 이때, 유로(150)는 축 방향으로 형성되며, 제2 토출구(113)가 연통되어 유로(150)로 유입된 공기가 제2 토출구(113)를 통해 외부로 배출되는 것이 다. 여기서, 앞서 언급한 바와 같이, 제2 토출구(113)를 하우징(110)을 축 방향으로 관통하여 형성되도록 함으로써, 유로(150)를 통해 유입된 공기가 보다 용이하게배출될 수 있는 것이다.

설명한 바와 같이, 본 발명은 흡입구(111)를 통해 유입된 공기가 모터(141)를 지나 제1 토출구(112)로 배출되는 경로(A)와, 기어박스 케이스(120)의 유로 홈(121)을 통해 유로(150)로 유입되어 제2 토출구(113)로 배출되는 경로(B)로 공기가 흐르게 된다. 즉, 모터(141)의 후방에서 공기가 유입되어 모터(141)를 지나면서 방열이 되는 것에 더해, 기어박스 케이스(120)의 외주면으로 대류가 발생되어 방열이 되도록 하는 것이다.

더욱이 도 8에 도시된 바와 같이, 팬(142)에서 지름방향으로 발생되는 공기흐름이 하우징(110)의 가이드 경사면(114)과 가이드 돌기(131)의 모서리에 형성된 경사면에 의해 유로(150)로 유입되도록 함으로써, 하우징(110) 내부에서 보다 용이하게 대류가 발생되도록 할 수 있다.

이처럼, 본 발명은, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 모터부(140) 측에서만 대류가 발생되지 않고 기어박스 측으로도 대류가 발생되도록 함으로써, 전동공구(100)의 발열을 보다 효과적으로 해소할 수 있다. 즉, 기어박스 측에서 발생되는 열을 대류에 의해 방출되도록 함으로써, 전동공구(100)의 발열을 감소시켜, 내구성을 향상시키고, 지속적인 사용에도 발열이 적도록 하여 장시간 사용에도 작업자가 용이하게 작업을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 전동공구 110 : 하우징
111 : 흡입구 112 : 제1 토출구
113 : 제2 토출구 114 : 가이드 경사면
120 : 기어박스 케이스 121 : 유로 홈
130 : 기어박스 캡 131 : 가이드 돌기
140 : 모터부 141 : 모터
142 : 팬

Claims (7)

1. 전기를 동력원으로 하여 회전력을 발생시키는 모터(141)가 형성되는 모터부(140)와, 복수의 기어가 결합되어 모터부(140)의 회전축에 결합되는 기어박스가 포함된 전동공구(100)에 있어서,
   상기 모터부(140) 및 상기 기어박스를 감싸도록 형성되는 하우징(110); 및
   상기 하우징(110)의 내부에 결합되며, 상기 모터부(140)의 전방에 배치되어상기 복수의 기어를 수용하도록 형성되는 기어박스 케이스(120);
   를 포함하고,
   상기 모터부(140)의 팬(142)에 의해 외부에서 흡입된 공기가 흐를 수 있도록 상기 하우징(110)의 내주면과 상기 기어박스 케이스(120)의 외주면 사이에 유로(150)가 형성되며,
   상기 팬(142)은, 상기 회전축을 가로지르는 지름 방향으로 공기가 흐르도록 하는 레이디얼(Radial) 팬이며,
   상기 기어박스는,
   상기 기어를 수용하는 기어박스 케이스(120); 및
   상기 기어박스 케이스(120)와 상기 팬(142)의 사이에 배치되도록, 상기 기어박스 케이스(120)에 결합되는 기어박스 캡(130);
   을 포함하고,
   상기 하우징(110)의 내주면을 바라보는 상기 기어박스 케이스(120)의 외주면에는, 상기 기어박스 케이스(120)의 외주면이 함몰되어 유로 홈(121)이 형성되며,
   상기 기어박스 캡(130)은,
   상기 팬(142)을 바라보는 일면에서 돌출 형성되며, 일측이 상기 기어박스캡(130)의 둘레에 인접한 위치까지 형성되는 가이드 돌기(131);
   를 포함하며,
   상기 기어박스 캡(130)의 둘레에 인접한 상기 가이드 돌기(131)의 모서리는 모따기로 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동공구의 냉각구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 팬(142)은 상기 모터(141)와 상기 기어박스 사이에 배치되고,
   상기 하우징(110)은,
   상기 회전축의 축 방향으로 상기 모터(141)의 후방과 동일한 위치에 상기 하우징(110)을 관통하여 형성되는 흡입구(111);
   상기 회전축의 축 방향으로 상기 팬(142)과 동일한 위치에 상기 하우징(110)을 관통하여 형성되는 제1 토출구(112); 및
   상기 기어박스의 전방에 인접한 위치에서 상기 유로(150)와 연통되도록 상기 하우징(110)을 관통하여 형성되는 제2 토출구(113);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구의 냉각구조.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 토출구(113)는,
   상기 회전축의 축 방향으로 상기 하우징(110)을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전동공구의 냉각구조.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징(110)은,상기 회전축의 축 방향으로 상기 팬(142)과 동일한 위치에서 상기 기어박스의 전방을 향해 경사지도록, 상기 하우징(110)의 내주면에 형성되는 가이드 경사면(114);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구의 냉각구조.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 가이드 돌기(131)가 형성되는 위치는 상기 가이드 경사면(114)과 동일한 지름방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 전동공구의 냉각구조.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 가이드 돌기(131)가 형성되는 위치는 상기 유로 홈(121)과 동일한 지름 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 전동공구의 냉각구조.

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