KR102663728B1 - 전동공구 - Google Patents

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KR102663728B1
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Abstract

본 발명은 모터에 의해 회전되는 샤프트(110); 상기 샤프트(110)의 일단부에서부터 삽입되는 비트(200)를 수용하도록 오목하게 형성된 비트 체결홀(190); 상기 샤프트(110)의 외부로부터 상기 비트 체결홀(190)로 관통하는 장홀(160); 상기 장홀(160)에 수용되어 상기 장홀(160) 내에서 상기 샤프트(110)의 축방향으로 이동이 가능한 볼(130); 및 상기 볼(130)이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 샤프트(110)의 외주면에 상기 장홀(160)을 감싸도록 형성되고, 원치 않은 상황에서 상기 비트(200)의 삽입 반대방향으로 움직이지 않도록 제1탄성부재(180)에 의해 탄성지지되는 슬리브(120);를 포함하고, 상기 장홀(160)에는 상기 볼(130)이 상기 비트(200)의 삽입방향으로 이동함에 따라 상기 볼(130)에 의해 탄성 변형되는 제2탄성부재(140)가 장착된, 전동공구를 제공한다.

Description

전동공구{POWER TOOL}
본 발명은 전동공구에 관한 것으로서, 특히 공구 비트를 손쉽게 장착할 수 있는 전동공구에 관한 것이다.
일반적으로 전동공구는 배터리 또는 외부에서 공급되는 전원에 의하여 작동되는 모터를 구동하여 드릴, 드라이버, 그라인더 또는 원형 톱 등의 각종 공구를 회전시켜 다중 작업을 할 수 있는 공구다.
다중 작업을 하는 전동공구의 특성상 사용자는 다수 형태의 비트를 장착 교환하며 사용한다.
종래의 전동공구는 슬리브라고 하는 부품을 잡아당겨야만 공구 비트를 교환 장착할 수 있어서 두 손을 사용하여 비트를 장착할 수 있었다.
따라서, 한 손만으로 손쉽게 비트를 장착할 수 있는 전동공구의 필요성이 생겼다.
한 손으로 공구 비트를 전동공구에 체결할 수 있는 종래기술로서, 도 1 및 도 2에 종래 전동공구의 비트 체결부의 구조가 도시된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 전동공구는 볼(30)이 체결수단으로 사용되고 비트 체결부의 외주면에 비트 슬리브(20)가 더 구비되어 볼(30)의 이동을 통해 비트(70)가 탈착될 수 있도록 하였다. 비트(70)의 외주면에는 볼(30)이 수용되도록 원주방향으로 결합홈이 형성되어 있다.
구체적으로 도 1 및 도 2를 참조하여 비트 체결부에 비트(70)를 삽입하여 체결시키는 과정을 설명한다. 먼저, 비트(70)가 육각 구멍을 갖는 체결 홈 내에 삽입되며, 이 때, 볼(30)은 비트(70)의 삽입에 의해 삽입 방향으로 이동하게 된다(도 1). 볼(30)이 비트(70)의 외주면에 오목하게 형성된 결합홈에 놓이면 비트(70)는 비트 체결부에 고정되게 된다(도 2).
그러나, 도 1 및 도 2의 전동공구는 비트(70)를 비트 체결부에 고정하기 위해 볼(30)이 비트(70) 외주면의 결합홈에 수용되어 비트(70)가 빠지는 것을 방지해야 하는데, 볼(30)이 비트의 결합홈에 수용되기 위해서 결합홈으로 이동하기 위한 별다른 원동력이 없어서 원활하게 결합홈으로 이동되지 않을 수 있다는 문제점이 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해 특허문헌 1(등록특허공보 제10-1730132호)는 비트를 밀어 넣어 비트 체결부에 체결하기 위해 판 스프링 형태의 탄성부재(20)가 탄성 복원력에 의해 비트의 결합홈에 원활히 수용될 수 있는 전동공구를 개시하고 있다.
즉, 도 3을 참조하면, 전동공구의 본체부 선단에 비트(70)가 삽입되면서 비트(70)의 외주면에 원주 방향을 따라 형성된 결합홈에 탄성부재(20)가 결림 결합되어 전동공구에 고정된다. 구체적으로, 전동공구의 하우징(100) 내측면에 비트 체결부(10)가 밀착되어 결합되고, 비트 체결부(10)의 외주면에는 회전축 방향으로 배치 홈이 형성되고 이 배치 홈에 판 스프링의 탄성부재(20)가 배치되어 전후좌우 방향으로 이동할 수 없게 고정된다. 또한, 비트(70)가 장착되거나 탈착될 때 탄성부재(20)가 가압되는데, 이 때 탄성부재(20)를 움직이지 않도록 하우징(100)과 탄성부재(20) 사이에 댐퍼(30)가 삽입되어 있다.
특허문헌 1의 종래 전동공구에서는 비트의 결합홈에 복원력을 갖는 판 스프링 형태의 탄성부재(20)가 걸림 결합되어 비트(70)가 전동공구에 손쉽고 원활하게 결합되지만, 이를 구현하기 위해 판 스프링 형태의 탄성부재(20)를 배치하기 위해 하우징(100) 내측면에 비트 체결부(10)를 형성해야 하고, 가압되는 탄성부재(20)를 고정하기 위해 댐퍼(30)가 추가로 장착되어야 하는 등 부가적인 구성요소들이 많이 필요하게 되는 단점이 있다.
등록특허공보 제10-1730132호(공고일: 2017.04.26)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구성요소의 추가만으로 비트가 삽입되어 체결될 때 체결수단으로 사용되는 볼이 비트의 외주면에 형성된 비트 결합홈에 신속히 이동되어 비트 체결이 한 손만으로 원활히 이루어지게 하는 전동공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구는, 모터에 의해 회전되는 샤프트; 상기 샤프트의 일단부에서부터 삽입되는 비트를 수용하도록 오목하게 형성된 비트 체결홀; 상기 샤프트의 외부로부터 상기 비트 체결홀로 관통하는 장홀; 상기 장홀에 수용되어 상기 장홀 내에서 상기 샤프트의 축방향으로 이동이 가능한 볼; 및 상기 볼이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 샤프트의 외주면에 상기 장홀을 감싸도록 형성되고, 원치 않은 상황에서 상기 비트의 삽입 반대방향으로 움직이지 않도록 제1탄성부재에 의해 탄성지지되는 슬리브;를 포함하고, 상기 장홀에는 상기 볼이 상기 비트의 삽입방향으로 이동함에 따라 상기 볼에 의해 탄성 변형되는 제2탄성부재가 장착될 수 있다.
또한, 상기 슬리브의 내측면에는 상기 비트가 삽입될 때 상기 볼을 수용할 수 있는 슬리브 홈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2탄성부재는 상기 장홀에서 상기 슬리브 홈과 인접한 부위에 상기 볼과 접촉되게 장착될 수 있다.
또한, 상기 제2탄성부재는 상기 비트 체결홀의 외부 원주방향으로 감겨지면서 상기 비트 체결홀의 길이방향으로 연장되도록 형성된 스프링일 수 있다.
또한, 상기 비트가 상기 비트 체결홀에 삽입되면서 상기 볼은 상기 비트의 삽입방향으로 이동하면서 상기 제2탄성부재가 압축 변형될 수 있다.
또한, 상기 비트가 계속 삽입됨에 따라 상기 볼은 상기 슬리브 홈을 향해 이동하고, 상기 제2탄성부재는 상기 볼의 이동에 의해 상기 슬리브 홈 방향으로 밀려 벌어지면서 인장 변형될 수 있다.
또한, 상기 비트가 완전히 삽입되면 상기 볼은 상기 제2탄성부재의 인장 변형에 의한 탄성 복원력에 의해 상기 비트의 외주면에 오목하게 형성된 비트 결합홈을 향해 가압되어 이동할 수 있다.
또한, 상기 볼은 상기 비트 결합홈을 향해 이동하여 안착됨과 동시에 상기 제2탄성부재의 압축 변형에 의한 탄성 복원력에 의해 상기 비트의 삽입방향과 반대방향으로 가압되어 원위치로 복귀할 수 있다.
또한, 상기 장공은 2개 형성되고, 상기 볼은 2개 형성되어 2개의 상기 장공에 각각 수용될 수 있다.
또한, 상기 제2탄성부재는 상기 슬리브 홈을 향해 변형되는 판 스프링일 수 있다.
또한, 상기 제2탄성부재가 판 스프링 형태인 경우, 상기 비트가 상기 비트 체결홀에 삽입되면서 상기 볼은 상기 비트의 삽입방향으로 이동하면서 상기 제2탄성부재가 상기 슬리브 홈을 향해 벌어지면서 탄성 변형될 수 있다.
또한, 상기 비트가 계속 삽입됨에 따라 상기 볼은 상기 슬리브 홈을 향해 이동하고, 상기 제2탄성부재는 상기 볼의 이동에 의해 상기 슬리브 홈을 향해 밀려 더 벌어지면서 탄성 변형될 수 있다.
또한, 상기 비트가 완전히 삽입되면 상기 볼은 상기 제2탄성부재의 탄성 변형에 의한 탄성 복원력에 의해 상기 비트의 외주면에 오목하게 형성된 비트 결합홈을 향해 가압되어 원위치로 복귀할 수 있다.
또한, 상기 장공은 2개 형성되고, 상기 볼은 2개 형성되어 2개의 상기 장공에 각각 수용되며, 상기 제2탄성부재는 2개 형성되어 상기 2개의 볼에 각각 접촉되게 장착될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전동공구는 간단하게 탄성부재의 추가만으로 비트가 삽입되어 체결될 때 체결수단으로 사용되는 볼이 비트의 외주면에 형성된 비트 결합홈에 신속히 이동되어 비트 체결이 한 손만으로 원활히 이루어지게 하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타내는 도,
도 3은 다른 종래 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타내는 도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타내는 도,
도 5 내지 도 8은 도 4의 전동공구에 비트를 삽입하여 체결하는 과정을 나타내는 도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타내는 도,
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타내는 도,
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타내는 도이다.
이하에서는, 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 전동공구를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 비트 체결부의 구조를 나타낸다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구의 비트 체결부를 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전동공구(1)는 공구 비트가 삽입된 상태에서 모터에 의해 회전되는 샤프트(110)를 포함하고, 샤프트(100) 일단부에서부터 공구 비트가 삽입되어 비트를 수용하는 공간으로서 비트의 길이방향으로 길게 오목하게 형성된 비트 체결홀(190)이 형성되어 있다.
비트를 체결하기 위한 수단으로서 볼(130)이 사용된다. 상기 샤프트(110)에는 상기 샤프트(110)의 외부로부터 상기 비트 체결홀(190)로 관통하는 장홀(160)이 형성되어, 이 장홀(160)에 상기 볼(130)이 수용된다. 상기 장홀(160)에 수용된 상기 볼(130)은 상기 장홀(160) 내에서 상기 샤프트(110)의 축방향으로 이동이 가능하다. 상기 장홀(160)에서 상기 비트 체결홀(190)과 연결되는 부위는 상기 볼(130)이 상기 비트 체결홀(190)에 빠지지 않는 크기로 형성된다.
상기 샤프트(110)의 외주면에는 상기 장홀(160)을 감싸는 슬리브(120)가 장착된다. 상기 슬리브(120)에 의해서 볼(130)이 외부로 이탈되는 것이 방지된다. 상기 슬리브(120)의 일단부는 상기 샤프트(110)의 일단부에 장착된 C링(181)과 이에 인접하게 배치된 와셔(182)에 의해 일단부가 고정된 제1탄성부재(180)의 탄성력에 의해 비트가 삽입되는 방향으로 가압된다. 이렇게 함으로써 상기 슬리브(120)가 원치 않는 상황에서 비트가 삽입되는 방향과 반대방향으로 움직이지 않도록 상기 제1탄성부재(180)의 탄성력으로 상기 슬리브(120)를 밀어낼 수 있다. 상기 슬리브(120)의 타단부는 스토퍼(183)에 의해 고정된다.
상기 슬리브(120)의 내측면에는 상기 볼(130)을 수용할 수 있는 슬리브 홈(160a)이 형성되어 있다. 비트가 삽입될 때 비트에 의해 볼(130)이 이동하면서 상기 슬리브 홈(160a)에 수용된다.
상기 장홀(160)에는 상기 슬리브 홈(160a)과 인접한 부위에 상기 볼(130)과 접촉되게 제2탄성부재(140)가 장착되며, 비트가 삽입되면서 상기 볼(130)이 상기 슬리브 홈(160a)을 향하여 이동할 때 상기 제2탄성부재(140)는 상기 볼(130)에 의해 압축된다. 상기 제2탄성부재(140)는 상기 비트 체결홀(190)의 외부 원주방향으로 감겨지면서 상기 비트 체결홀(190)의 길이방향으로 연장되도록 형성된 스프링일 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 도 3의 실시예에 따른 전동공구(1)에 비트를 삽입하여 체결하는 과정을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 공구 비트(200)가 전동공구의 비트 체결홀(190)에 삽입되면서 상기 볼(130)이 상기 비트(200)의 접촉력에 의해 삽입방향으로 밀리게 된다. 상기 볼(130)은 외측에 설치된 상기 슬리브(120)에 의해 외부로 빠져나가는 것이 방지되기 때문에 상기 비트(200)의 접촉력에 의해 비트의 삽입방향으로 이동한다. 이 때, 상기 볼(130)은 접촉된 제2탄성부재(140)를 비트의 삽입방향으로 밀게 되고 상기 제2탄성부재(140)는 압축된다.
도 6을 참조하면, 상기 비트(200)가 계속 삽입됨에 따라 상기 볼(130)은 상기 비트(200)의 삽입방향으로 이동하다가 상기 슬리브(200)의 내주면에 형성된 슬리브 홈(160a)으로 밀려 들어간다. 이 때, 상기 볼(130)과 접촉되어 압축된 상기 제2탄성부재(140)는 상기 볼(130)과 함께 상기 슬리브 홈(160a)을 향해 변형된다. 이 변형은 이미 상기 비트(200)의 이동에 의해 삽입방향으로 압축 변형된 상태의 제2탄성부재(140)가 상기 슬리브 홈(160a) 방향으로 밀려 벌어지면서 생기는 인장 변형이다.
도 7을 참조하면, 상기 비트(200)가 완전히 삽입되면 상기 비트(200)의 외주면에 형성된 비트 결합홈(210)이 상기 볼(130)에 근접하게 되고 상기 볼(130)은 상기 제2탄성부재(140)의 인장 변형에 의한 탄성 복원력에 의해 상기 비트 결합홈(210)을 향해 가압되어 신속히 이동된다. 이러한 탄성 복원력이 없는 종래기술의 경우는 볼이 비트 결합홈에 신속히 이동되지 않는다.
도 8을 참조하면, 상기 가압된 볼(130)은 상기 비트 결합홈(210)에 안착됨과 동시에, 상기 제2탄성부재가 상기 비트(200)의 삽입방향으로 압축 변형되어 생긴 탄성 복원력에 의해 비트의 삽입방향의 반대방향으로 상기 볼(130)을 2차로 가압하여 상기 볼(130)은 압축되기 전 원위치로 복귀한다. 이 상태에서는 상기 비트 결합홈(210)에 안착되어 걸림 결합된 상기 볼(130)은 상기 슬리브(120)에 의해 외부 방향으로 이동이 방지되고 상기 비트(200)가 삽입 반대방향으로 빠지는 것을 방지한다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동공구(1)는 비트(200)가 삽입되면서 비트(200)의 외주면에 형성된 비트 결합홈(210)에 걸림 결합되는 볼(130)이 이동되는 방향과 반대방향으로 탄성력이 작용하도록 상기 볼(130)과 접촉하는 제2탄성부재(140)를 단순히 추가 장착함으로써 볼(130)이 비트 결합홈(210)에 신속히 이동됨으로써 비트 체결이 원활히 이루어질 수 있다.
도 9는 샤프트(110)에 2개의 장공(160)이 형성되고, 각 장공(160)에 볼(130)이 수용되는 전동공구(2)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 5 내지 도 8의 실시예와는 장공(160)과 볼(130)의 개수가 각 2개로 형성된 것이 차이가 있지만, 비트(200)가 삽입되면서 체결되는 과정은 동일하다. 비트(200)의 비트 체결홈(210)에 걸림 결합되는 볼(130)이 2개 형성되어 있으면 1개 형성된 실시예보다는 비트의 체결이 좀더 확실하게 그리고 견고하게 될 수 있다.
도 10은 비트(200)가 삽입되면서 볼(130)에 의해 하나의 방향으로만 탄성 변형되는 제2탄성부재(141)를 포함하는 전동공구(3)의 또다른 실시예를 도시한다. 구체적으로, 상기 제2탄성부재(141)는 슬리브 홈(160a)을 향하는 방향으로 벌어지면서 탄성 변형될 수 있도록 상기 슬리브 홈(160a) 방향으로 경사지게 형성된 판 스프링으로 이루어진다.
상기 비트(200)가 삽입되면서 상기 볼(130)이 비트 삽입방향으로 이동됨에 따라 상기 제2탄성부재(141)가 상기 볼(130)에 의해 상기 슬리브 홈(160a)방향으로 벌어지면서 탄성 변형된다. 상기 비트(200)가 더 삽입됨에 따라 상기 볼(130)은 상기 슬리브 홈(160a)으로 이동하며, 이 때 상기 제2탄성부재(141)는 상기 볼(130)의 이동에 따라 상기 슬리브 홈(160a) 방향으로 더 벌어지면서 탄성 변형된다. 상기 비트(200)의 삽입이 완료된 후에는 상기 제2탄성부재(141)의 탄성 복원력에 의해 상기 볼(130)은 비트(200)의 비트 체결홈(210)으로 신속히 이동하여 걸림으로써 상기 비트(200)의 체결이 완성된다.
도 4 내지 도 9의 제2탄성부재(140)는 비트(200)가 삽입됨에 따라 1차적으로 비트(200)의 삽입방향으로 압축 변형되다가 슬리브 홈(160a) 방향으로 벌어지면서 인장 변형되는 것과 달리, 도 10의 제2탄성부재(141)는 비트(200)의 삽입 정도에 관계없이 즉, 볼(130)이 비트(200)의 삽입방향으로 이동될 때나 슬리브 홈(160a) 방향으로 이동될 때 모두 한 방향, 즉 슬리브 홈(160a)을 향하는 방향으로 벌어지면서 탄성 변형된다는 점이 차이가 있다. 이렇게 제2탄성부재(141)가 한 방향으로만 탄성 변형되는 구조에서는 이 탄성 변형에 의한 복원력에 의해 볼(130)을 비트 체결홈(210)으로 이동시켜 비트를 체결하는 반복 과정의 재현성이 높아지는 효과가 있다.
도 11은 도 9와 같이 장홀(160)과 볼(130)이 2개씩 형성된 실시예에 도 10과 같은 판 스프링 형태의 제2탄성부재(141)가 2개 형성된 전동공구(4)의 또다른 실시예를 도시한다. 비트의 체결 과정은 도 10의 경우와 거의 동일하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1, 2, 3, 4: 전동공구
110: 샤프트
120: 슬리브
130: 볼
140, 141: 제2탄성부재
160: 장홀
160a: 슬리브 홈
180: 제1탄성부재
181: C링
182: 와셔
183: 스토퍼
190: 비트 체결홀
200: 비트
210: 비트 결합홈

Claims (14)

  1. 모터에 의해 회전되는 샤프트(110);
    상기 샤프트(110)의 일단부에서부터 삽입되는 비트(200)를 수용하도록 오목하게 형성된 비트 체결홀(190);
    상기 샤프트(110)의 외부로부터 상기 비트 체결홀(190)로 관통하는 장홀(160);
    상기 장홀(160)에 수용되어 상기 장홀(160) 내에서 상기 샤프트(110)의 축방향으로 이동이 가능한 볼(130);
    상기 볼(130)이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 샤프트(110)의 외주면에 상기 장홀(160)을 감싸도록 형성되고, 원치 않은 상황에서 상기 비트(200)의 삽입 반대방향으로 움직이지 않도록 제1탄성부재(180)에 의해 탄성지지되는 슬리브(120); 및
    상기 슬리브(120)의 내측면에는 상기 비트(200)가 삽입될 때 상기 볼(130)을 수용할 수 있는 슬리브 홈(160a);을 포함하고,
    상기 장홀(160)에는 상기 볼(130)이 상기 비트(200)의 삽입방향으로 이동함에 따라 상기 볼(130)에 의해 탄성 변형되는 제2탄성부재(141)가 장착되고,
    상기 제2탄성부재(141)는 상기 장홀(160)에서 상기 슬리브 홈(160a)과 인접한 부위에 상기 볼(130)과 접촉되게 장착되고,
    상기 제2탄성부재(141)는 상기 비트(200)의 삽입 정도에 관계없이 상기 볼(130)이 상기 비트(200)의 삽입방향으로 이동될 때나 상기 슬리브 홈(160a) 방향으로 이동될 때 모두 상기 슬리브 홈(160a)을 향하는 하나의 방향으로 변형되는 판 스프링인, 전동공구.
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  11. 제1항에 있어서,
    상기 비트(200)가 상기 비트 체결홀(190)에 삽입되면서 상기 볼(130)은 상기 비트(200)의 삽입방향으로 이동하면서 상기 제2탄성부재(141)가 상기 슬리브 홈(160a)을 향해 벌어지면서 탄성 변형되는, 전동공구.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비트(200)가 계속 삽입됨에 따라 상기 볼(130)은 상기 슬리브 홈(160a)을 향해 이동하고, 상기 제2탄성부재(141)는 상기 볼(130)의 이동에 의해 상기 슬리브 홈(160a)을 향해 밀려 더 벌어지면서 탄성 변형되는, 전동공구.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 비트(200)가 완전히 삽입되면 상기 볼(130)은 상기 제2탄성부재(141)의 탄성 변형에 의한 탄성 복원력에 의해 상기 비트(200)의 외주면에 오목하게 형성된 비트 결합홈(210)을 향해 가압되어 원위치로 복귀하는, 전동공구.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장홀(160)은 2개 형성되고, 상기 볼(130)은 2개 형성되어 2개의 상기 장홀(160)에 각각 수용되며, 상기 제2탄성부재(141)는 2개 형성되어 상기 2개의 볼(130)에 각각 접촉되게 장착되는, 전동공구.
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