KR20090036116A

KR20090036116A - 전동식 가위

Info

Publication number: KR20090036116A
Application number: KR1020097001031A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 마니와; 슈우이찌 이시이
Original assignee: 마크스 가부시기가이샤
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-04-13
Also published as: AU2007274415A1; EP2045050A4; JP5034348B2; EP2045050B1; JP2008022757A; CN101489735B; AU2007274415A2; WO2008010476A1; US8122607B2; EP2045050A1; CN101489735A; ES2391481T3; US20090241351A1

Abstract

전동식 가위는 당김 조작이 가능한 트리거와, 트리거를 당김으로써 회전하는 모터와, 모터에 연동하여 회전하는 나사축과, 나사축에 나사 결합되어 나사축의 회전에 따라서 나사축에 대해 슬라이드 가능한 너트와, 고정날과, 너트에 연결되어 고정날에 대해 이동 가능한 가동날과, 트리거의 당김 위치를 검출하는 검출부와, 검출부에 의해 검출된 상기 트리거의 당김 위치에 기초하여 상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.

전동식 가위, 트리거, 가동날, 고정날, 모터, 너트

Description

전동식 가위 {ELECTRIC SCISSORS}

본 발명은 전동식 가위에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 조원(造園)에 있어서의 가지치기나 과수 재배에 있어서의 수확, 철사나 얇은 판금, 두꺼운 종이나 로프 등의 절단 등의 작업에 사용되는 전동식 가위에 관한 것이다.

가위를 손으로 개폐하여 정원수를 가지치기하는 작업 등의 수고를 줄이기 위한 전동식 가위가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 소63-281680호 공보 참조). 전동식 가위는 고정날과 가동날을 구비하여, 고정날에 대해 가동날을 움직여서 절단 작업을 행한다. 가동날은 나사축의 회전에 의해 전후 이동하는 너트에 설치된 링크에 의해 동작한다. 트리거는 너트에 설치되어, 트리거를 당김 조작했을 때에 작동하는 모터에 의해 나사축을 회전시킴으로써 가동날의 동작이 트리거의 당김 조작과 연동한다.

따라서, 상기 전동식 가위에서는 가동날의 동작량을 트리거의 당김 위치에 기초하여 제어할 수 있다. 그러나, 너트의 이동과 함께 전후로 이동하는 트리거의 이동에 맞추어 손가락을 움직여야만 하므로, 조작감이 부자연스러웠다. 또한, 너트의 이동에 맞추어 트리거도 이동하므로, 커버에는 트리거의 이동에 대응한 개구부를 형성할 필요가 있다. 그런데, 작업 중에 분진이나 모래가 개구부로 들어가, 기계의 수명을 저하시킬 우려가 있었다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예는 트리거의 조작감을 임의로 설정할 수 있고, 조작성이 우수한 전동식 가위를 제공한다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 전동식 가위는 당김 조작이 가능한 트리거와, 트리거를 당김으로써 회전하는 모터와, 모터에 연동하여 회전하는 나사축과, 나사축과 나사 결합되어, 나사축의 회전에 따라서 나사축에 대해 슬라이드 가능한 너트와, 고정날과, 너트에 연결되어 고정날에 대해 이동 가능한 가동날과, 트리거의 당김 위치를 검출하는 검출부와, 검출부에 의해 검출된 트리거의 당김 위치에 기초하여 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비한다. 제어부는 모터의 회전을 제어함으로써 가동날의 고정날에 대한 위치를 제어한다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 모터는 브러시리스 모터라도 좋다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 전동식 가위는 너트의 위치를 검출하는 센서를 더 구비해도 좋다. 그 경우, 제어부는 센서에 의해 검출된 너트의 위치에 기초하여 모터의 회전을 제어할 수 있다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 전동식 가위는 트리거의 당김 위치에 대한 회전날의 위치의 변화율을 설정하는 스위치를 더 구비해도 좋다. 그 경우, 제어부는 스위치에 의해 설정된 변화율에 기초하여, 회전날의 위치를 제어할 수 있다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 스위치는 트리거의 당김 위치에 대한 회전날의 위치의 변화율을 일정하게 설정 가능하다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 스위치는 트리거가 당겨짐에 따라서, 트리거의 당김 위치에 대한 회전날의 위치의 변화율이 작아지도록 회전날의 위치의 변화율을 설정 가능하다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 트리거가 당겨짐에 따라서, 트리거의 당김 위치에 대한 회전날의 위치의 변화율이 커지도록 회전날의 위치의 변화율을 설정 가능하다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 전동식 가위는 트리거의 당김 조작의 방향과 역의 방향으로 트리거를 압박하는 압박 부재를 더 구비하고, 트리거는 그 선단부에 너트와 결합 가능한 결합부를 가져도 좋다. 그 경우, 전원을 온으로 했을 때에, 제어부는 모터를 회전시킴으로써, 너트가 결합부에 결합하고 트리거가 압박 부재의 압박력에 저항하여 당김 조작의 방향으로 움직일 때까지 너트를 슬라이드시킬 수 있다.

본 발명의 1 또는 1 이상의 실시예에 따르면, 검출부는 포텐시오미터라도 좋다.

도1은 본 발명의 실시예에 관한 전동식 가위의 사시도이다.

도2는 전동식 가위의 내부 구조를 도시하는 측면도이다.

도3은 전동식 가위의 전기적 구성을 도시하는 블럭도이다.

도4는 트리거의 각도와 가동날의 동작 위치의 관계를 나타내는 그래프이다.

도5는 전동식 가위의 동작의 흐름도이다.

도6A는 전동식 가위의 작동 형태의 설명도이다.

도6B는 전동식 가위의 작동 형태의 설명도이다.

도6C는 전동식 가위의 작동 형태의 설명도이다.

도7은 본 발명의 다른 실시예에 관한 전동식 가위의 내부 구조를 도시하는 측면도이다.

도8A는 트리거의 위치와 너트의 위치와의 정합성을 취할 때의 전동식 가위의 동작을 도시하는 설명도이다.

도8B는 트리거의 위치와 너트의 위치와의 정합성을 취할 때의 전동식 가위의 동작을 도시하는 설명도이다.

도8C는 트리거의 위치와 너트의 위치와의 정합성을 취할 때의 전동식 가위의 동작을 도시하는 설명도이다.

[부호의 설명]

1 : 트리거

2 : 가동날

3 : 고정날

4 : 모터

6 : 나사축

7 : 너트

12 : 검출 수단(포텐시오미터)

15 : 제어부

이하, 본 발명의 실시예에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 관한 전동식 가위의 커버(도시하지 않음)를 제거한 상태의 사시도를 도시한다. 전동식 가위는 트리거(1)를 당김 조작함으로써 모터(4)를 작동시켜 가동날(2)을 움직이고, 가동날(2)과 고정날(3)을 클로즈시킴으로써 절단 대상물을 절단한다. 도2에 도시한 바와 같이, 모터(4)는 복수의 기어를 갖는 감속 기구(5)를 통해 나사축(6)을 회전시킨다. 너트(7)는 나사축(6)에 나사 결합되어 나사축(6)이 회전함으로써 나사축(6)에 대해 슬라이드한다. 링크(8)는 그 일단부가 너트(7)에 연결되고, 타단부가 가동날(2)에 연결되어 있다. 이상의 구성에 의해, 모터(4)를 정역 회전시키면, 너트(7)가 통 형상의 프레임(9) 내를 전후로 이동하여, 너트(7)의 전후 이동에 연계하여 가동날(2)이 고정날(3)에 고정된 축(10)을 중심으로 상하로 회전하여, 가동날(2)과 고정날(3)이 오픈/클로즈된다.

검출 수단(12)은 트리거(1)의 회전축에 설치되어, 트리거(1)의 당김 위치를 검출한다. 본 실시예에서는, 검출 수단(12)은 각도 등의 기계적 변위량을 전기 신호(전압)로 변환하는 포텐시오미터이다. 검출 수단(12)은 트리거(1)의 당김 위치를 전기적으로 검출하고, 제어부(15)는 검출 수단(12)에 의해 검출된 트리거(1)의 당김 위치에 기초하여 가동날(2)의 움직임을 제어한다. 따라서, 너트(7)의 이동에 맞추어 트리거(1)가 이동하기 위한 개구부를 커버에 형성할 필요가 없어, 전동식 가위의 형상 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 모터(4)는 브러시리스 모터이다. 도3의 블럭도에 도시한 바와 같이, 브러시리스 모터에서는 홀 센서(H1 내지 H3)가 로터의 회전 위치를 검출한다. 제어부(15)는 홀 센서(H1 내지 H3)에 의해 검출된 로터의 회전 위치에 기초하여 인버터(16)에 구동 신호를 출력하여, U상, V상, W상의 스테이터 권선(C1 내지 C3)에 구동 전류를 흐르게 한다. 구동 전류에 의해 스테이터 권선(C1 내지 C3)에 발생하는 자계와 로터에 설치한 영구 자석 사이에서 흡인 반발이 반복되어 로터가 회전한다.

또한, 제어부(15)는 홀 센서(H1 내지 H3)의 검출 결과를 기초로 하여 로터의 회전 방향, 회전수를 파악할 수 있다.

브러시리스 모터를 사용한 경우, 모터(4)의 회전량 및 회전 방향을 용이하게 판단할 수 있어, 트리거(1)의 당김 위치에 따라서 가동날(2)의 동작을 용이하게 제어할 수 있다.

제어부(15)에는 포텐시오미터(12)로부터의 검출 신호가 입력된다. 이 검출 신호는 트리거(1)의 당김 위치가 전압으로 변환된 신호로, AD 컨버터(17)에서 디지털 신호로 변환된 후에 제어부(15)에 입력된다. 이와 같이, 제어부(15)는 트리거(1)의 당김 위치를 디지털로 파악할 수 있다. 제어부(15)에서는 트리거(1)의 당김 위치에 대응하여, 모터(4)의 회전을 제어함으로써 가동날(2)의 동작을 제어할 수 있도록 프로그래밍되어 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 모터(4)의 회전수를 카운터에서 카운트하여, 카운터값과 가동날(2)의 회전 위치를 대응시키도록 가동 날(2)의 동작을 제어한다.

제어부(15)는 제어부(15)의 내부 메모리에 기억되어 있는 제어 프로그램을 기초로 하여 제어를 행한다. 예를 들어, 트리거(1)의 각도와 가동날(2)의 동작 위치의 관계를 나타내는 그래프(도4)에 나타낸 바와 같이, 포텐시오미터(12)에 의해 검출되는 트리거(1)의 각도에 대한 가동날(2)의 각도의 변화율을 일정하게 설정한 제1 제어(그래프의 선 a 참조), 가동날(2)과 고정날(3)이 클로즈됨에 따라서 가동날(2)의 움직임을 트리거(1)로 미세하게 조작할 수 있는 제2 제어(그래프의 선 b 참조), 혹은 트리거(1)를 당김 조작한 초기에는 가동날(2)의 움직임을 적게 하고, 트리거(1)를 충분히 당겼을 때에는 가동날(2)을 한번에 동작시키도록 한 제3 제어(그래프의 선 c 참조)를 설정할 수 있다.

제1 제어에 따르면, 자유 자재인 조작감을 사용자에게 부여할 수 있으므로, 사용자는 손 가위의 감각으로 작업을 행할 수 있다. 제2 제어에 따르면, 절단 대상물이 미세한 경우에, 가동날(2)과 고정날(3)이 클로즈되기 직전이고, 실제로 절단 상태에 들어갔을 때의 가동날(2)의 움직임을 트리거(1)로 미세하게 조작할 수 있으므로, 절단 작업을 신중하게 행할 수 있다. 제3 제어에 따르면, 절단 대상물이 아닌 것(예를 들어, 작업자의 손가락이나 금속의 막대 등)이 잘못하여 가동날(2)과 고정날(3) 사이에 삽입되었을 때에, 가동날(2)의 움직임을 즉시 정지시켜 절단 대상물이 아닌 것을 제거하는 여유가 생기는 등의 안전성의 확보를 도모할 수 있다.

이와 같은 제어에 관한 설정은 셀렉트 스위치(18)로 행할 수 있도록 해도 좋 다.

다음에, 제1 제어를 행한 경우의 전동식 가위의 동작에 대해, 도5의 흐름도 및 도6A 내지 도8C를 기초로 하여 설명한다.

도6A에 도시한 바와 같이, 트리거(1)가 당겨져 있지 않은 상태에서는, 트리거(1)는 압박 부재(11)(본 실시예에서는 스프링)에 의해 시계 방향으로 압박되어, 도시하지 않은 스토퍼에 접촉하여 회전이 저지된 상태(레스트 포지션)로 되어 있다.

전원을 온으로 하면, 트리거(1)는 레스트 포지션에 있으므로 포텐시오미터(12)의 출력 신호의 값은 0으로 되어 있다. 너트(7)는 프레임(9) 내의 전방에 위치하고, 가동날(2)은 링크(8)를 통해 최대한 상방으로 회전되어 있다. 즉, 고정날(3)과 가동날(2)은 끝까지 확장되어 있다. 이와 같은 상태로, 절단 대상물 A를 향해 전동식 가위를 이동시켜, 트리거(1)를 당김 조작한다(스텝 ST1).

트리거(1)를 당김 조작하면, 포텐시오미터(12)는 트리거(1)의 당김 위치를 검출하고, 트리거(1)의 당김 위치를 나타내는 검출 신호는 제어부(15)에 입력된다. 제어부(15)는 포텐시오미터(12)로부터의 검출 신호에 기초하여, 트리거(1)의 당김 위치(각도)를 판독한다(스텝 ST2). 제어부(15)는 이 당김 위치에 대응하여 모터(4)를 정회전시켜 너트(7)를 후방으로 슬라이드시킨다(스텝 ST3).

도6B에 도시한 바와 같이, 트리거(1)를 도중까지 당김 조작한 상태에 있어서, 포텐시오미터(12)에 의해 검출되는 트리거(1)의 각도가, 예를 들어, 도4에 도시되는 P1인 경우, 트리거(1)의 각도 P1에 대응한 가동날(2)의 회전 위치는 M1이 다. 따라서, 제어부(15)는 가동날(2)의 회전 위치가 M1이 될 때까지 모터의 회전을 계속시킨다. 가동날(2)의 회전 위치가 M1로 되었을 때(스텝 ST4), 제어부(15)는 모터(4)의 회전을 정지시키고(스텝 ST5), 스텝 ST1로 복귀되어 트리거(1)가 당김 조작되는지 여부를 계속해서 판단한다.

도6C에 도시한 바와 같이, 트리거(1)를 더 당김 조작한 상태에 있어서, 포텐시오미터(12)에 의해 검출되는 트리거(1)의 각도가 도4에 도시되는 P2인 경우, 트리거(1)의 각도 P2에 대응한 가동날(2)의 회전 위치는 M2이다. 따라서, 제어부(15)는 모터(4)를 더 회전시켜, 너트(7)를 더 후방으로 이동시킨다. 그 결과, 너트(7)의 이동에 수반하여 링크(8)가 후방으로 당겨져, 가동날(2)의 회전 위치는 M2로 된다. 즉, 가동날(2)은 축(10)을 중심으로 최대한 하방으로 회전하여, 고정날(3)과 가동날(2)이 완전히 클로즈됨으로써, 절단 대상물 A가 확실하게 절단된다.

또한, 트리거(1)의 당김 위치에 대해, 가동날(2)이 선형으로 동작하는 제1 제어를 행한 경우의 전동식 가위의 동작에 대해 설명하였으나, 트리거(1)의 당김 조작의 초기에 가동날(2)이 크게 동작하는 제2 제어 및 트리거(1)의 당김 조작의 후기에 가동날(2)이 크게 동작하는 제3 제어도 마찬가지로, 트리거(1)의 당김 위치를 포텐시오미터(12)로 검출하고, 제어부(15)가 포텐시오미터(12)로 검출한 트리거(1)의 당김 위치를 판단하여 가동날(2)이 소정의 위치까지 회전하도록 모터(4)의 회전량, 회전 방향을 제어한다. 따라서, 가동날(2)의 회전을 임의의 위치에서 멈출 수 있어, 조작성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예의 전동식 가위는 브러시리스 모터를 사용하여 나사축(6)의 회전 방향 및 회전량이 제어되나, 모터(4)는 브러시리스 모터로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도7에 도시한 바와 같이 너트(7)의 상면에 적어도 1개의 자석(25)을 배치하고, 프레임(9)의 내벽면의 자석(25)의 이동 궤적에 대응하는 위치에 복수의 홀 센서(26)를 배치해도 좋다. 이 경우, 모터(4)의 종류에 관계없이, 홀 센서(26)로부터의 검출 신호에 기초하여 너트(7)의 위치를 판단하여 모터(4)의 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 트리거(1)의 당김 조작에 대응하여 가동날(2)의 회전 위치를 용이하게 제어할 수 있다.

그런데, 일반적으로 전동식 가위는 손 가위와 마찬가지로, 비사용 시에는 가동날(2)과 고정날(3)이 적어도 어느 정도 클로즈된 상태로 보관되고, 사용 시에는 가동날(2)을 움직여 가동날(2)과 고정날(3)을 오픈하게 한다.

전동식 가위의 비사용 시에는[즉, 트리거(1)가 당겨져 있지 않은 상태에서는], 상술한 바와 같이, 트리거(1)는 압박 부재(11)에 의해 압박되어 레스트 포지션에 있다. 그러나, 가동날(2)과 고정날(3)이 어느 정도 클로즈된 상태이므로, 트리거(1)의 당김 위치와 가동날(2)의 회전 위치가, 도4의 그래프에 나타낸 바와 같은 대응 관계에 있지 않다. 즉, 너트(7)가 나사축(6)의 선단부에는 위치하고 있지 않으므로, 이 상태로 트리거(1)를 당김 조작한 경우, 트리거(1)의 당김 위치에 대응한 각도까지 모터(4)를 회전시켜 가동날(2)을 움직이고자 해도, 너트(7)의 후방 이동이 로크되어 버린다. 따라서, 전원을 온으로 했을 때에는, 너트(7)의 위치와 트리거(1)의 당김 위치와의 정합성을 취할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도8A에 도시한 바와 같이, 트리 거(1)의 레스트 포지션은 각도 0°보다도 약간(예를 들어, θ°) 마이너스로 설정되어 있다. 또한, 트리거의 선단부에는 너트(7)에 결합하는 결합부(1a)가 형성되어 있다. 전원을 온으로 했을 때에, 제어부(15)는 모터(4)를 역회전시켜 너트(7)를 전방으로 송출하고, 너트(7)가 결합부(1a)에 결합하여 트리거(1)를 움직인다. 도8B에 도시한 바와 같이, 트리거(1)의 각도가 0°로 되었을 때[즉, 포텐시오미터(12)가 0°를 검출했을 때], 제어부(15)는 모터(4)를 정지시키는 동시에, 트리거(1)의 당김 위치가 원점에 있는 것을 인식한다. 이 상태에서는 너트(7)가 나사축(6)의 최전방부에 위치하고 있으므로, 가동날(2)은 최대한 개방된 상태로 되어 있다.

그 후, 도8C에 도시한 바와 같이, 트리거(1)를 당김 조작하면, 제어부(15)는 포텐시오미터(12)로부터의 검출 신호에 기초하여 하여 모터(4)를 회전시켜, 가동날(2)의 회전 위치를 트리거(1)의 당김 각도에 대응시켜 움직일 수 있다.

또한, 트리거(1)의 당김 위치와 너트(7)의 위치와의 정합성을 취하기 위한 구성은, 상술한 구성으로는 한정되지 않는다. 예를 들어, 너트(7)의 초기 위치를 검출하는 센서를 설치해도 좋다. 이 경우, 전원 투입 시에 모터(4)를 역회전시켜 너트(7)를 초기 위치를 향해 이동시키고, 센서가 온으로 된 시점에서 모터(4)를 멈춤으로써, 트리거(1)의 당김 위치와 너트(7)의 위치와의 정합성을 취할 수 있다.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 추가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.

본 출원은 2006년 7월 20일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2006-197860호 공보)을 기초로 하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 취입된다.

본 발명에 따르면, 트리거의 조작감을 임의로 설정할 수 있고, 조작성이 우수한 전동식 가위를 제공할 수 있다.

Claims

당김 조작이 가능한 트리거와,

상기 트리거를 당김으로써 회전하는 모터와,

상기 모터에 연동하여 회전하는 나사축과,

상기 나사축에 나사 결합되어, 상기 나사축의 회전에 따라서 상기 나사축에 대해 슬라이드 가능한 너트와,

고정날과,

상기 너트에 연결되어, 상기 고정날에 대해 이동 가능한 가동날과,

상기 트리거의 당김 위치를 검출하는 검출부와,

상기 검출부에 의해 검출된 상기 트리거의 당김 위치에 기초하여 상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 제어부는 상기 모터의 회전을 제어함으로써 상기 가동날의 상기 고정날에 대한 위치를 제어하는 전동식 가위.
제1항에 있어서, 상기 모터는 브러시리스 모터인 전동식 가위.
제1항에 있어서, 상기 너트의 위치를 검출하는 센서를 더 구비하고,

상기 제어부는 상기 센서에 의해 검출된 상기 너트의 위치에 기초하여 상기 모터의 회전을 제어하는 전동식 가위.
제1항에 있어서, 상기 트리거의 당김 위치에 대한 상기 회전날의 위치의 변화율을 설정하는 스위치를 더 구비하고,

상기 제어부는 상기 스위치에 의해 설정된 변화율에 기초하여, 상기 회전날의 위치를 제어하는 전동식 가위.
제4항에 있어서, 상기 스위치는 상기 회전날의 위치의 변화율을 일정하게 설정 가능한 전동식 가위.
제4항에 있어서, 상기 스위치는 상기 트리거가 당겨짐에 따라서, 상기 회전날의 위치의 변화율이 작아지도록 상기 회전날의 위치의 변화율을 설정 가능한 전동식 가위.
제4항에 있어서, 상기 스위치는 상기 트리거가 당겨짐에 따라서, 상기 회전날의 위치의 변화율이 커지도록 상기 회전날의 위치의 변화율을 설정 가능한 전동식 가위.
제1항에 있어서, 상기 트리거의 당김 조작의 방향과 역의 방향으로 상기 트리거를 압박하는 압박 부재를 더 구비하고,

상기 트리거는 그 선단부에 상기 너트와 결합 가능한 결합부를 갖고,

전원을 온으로 했을 때에, 상기 제어부는 상기 모터를 회전시킴으로써, 상기 너트가 상기 결합부에 결합하고 상기 트리거가 상기 압박 부재의 압박력에 저항하여 당김 조작의 방향으로 움직일 때까지 상기 너트를 슬라이드 시키는 전동식 가위.
제1항에 있어서, 상기 검출부는 포텐시오미터인 전동식 가위.