KR20090059461A - 리벳팅용 전동공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 리벳팅용 전동공구는, 모터와 연결되어 정역 회전 가능하며, 일부 측면에 나사산 혹은 나사홈이, 리벳 축방향이 나사 진행 방향이 되도록 형성된 결합부를 가지는 후방 회전부; 하우징에 설치되며 블라인드 리벳에 회전력을 전달하도록 설치되는 전방 회전부; 후단에는 결합부와 나사결합되는 나사결합부를 가지며, 전방 회전부에는 전방 회전부의 회동 가능 여부에 따라 전방 회전부와 함께 회동하거나 리벳 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 전단에는 블라인드 리벳의 리벳 심을 파지하는 심부 척을 가지는 이동 심부; 하우징 내에 제1 위치 및 제2 위치를 오가도록 설치되어 상기 제1 위치에서는 상기 전방 회전부와 이격되어 상기 전방 회전부의 회전을 가능하게 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 전방 회전부와 결합되어 상기 전방 회전부의 회전을 방지하는 클러치부;를 가져서,

드릴링 머신과 별도로 리벳팅 공구 또는 리벳팅 머신을 번갈아가며 사용해야 하는 번거로움을 없애고, 작업시간을 줄일 수 있으며, 리벳 심을 자동적으로 배출할 수 있게 되어 작업의 편리성을 높이고, 작업시간을 줄일 수 있다.

Description

리벳팅용 전동공구{ELECTRIC APPARATUS FOR RIVETING}

본 발명은 리벳팅용 전동공구에 관한 것이다. 특히 본 발명은 블라인드 리벳을 전동공구의 노즐에 삽입 고정한 후 블라인드 리벳의 드릴날을 이용하여 접합할 두 개 이상의 판재에 체결구멍을 천공하고, 전동공구 내부의 인발 척으로 블라인드 리벳 심을 잡아당겨 리벳의 확장 원통이 확장되면서 판재들을 결합시킬 수 있도록 하는 리벳팅용 전동공구에 관한 것이다.

통상적으로 리벳이라 함은 2개 이상의 재료를 맞대어 체결하기 위한 기계요소로서, 체결하고자 하는 판재에 체결구멍을 천공하고, 리벳을 끼워 넣은 다음 망치나 기타 기계적인 장치로 걸림 턱 즉, 머리를 형성하여 리벳 결합을 완료하게 된다. 이러한 리벳 결합을 실시하는 리벳팅 작업은 대개 수작업에 의해 이루어지므로 연결과정이 복잡하고 작업자의 숙련도에 따라 불량률이 크게 좌우된다.

따라서 최근에는 리벳팅 작업을 간편하면서도 효율적으로 할 수 있도록 여러 형태의 리벳이 개발되고 있다. 개발된 리벳 가운데 대표적인 예로서 블라인드 리벳을 들 수 있다.

통상 블라인드 리벳은 헤드, 리벳 몸체 및 절단 홈을 가지는 리벳 심과, 리 벳 심에 가결합되며 확장 원통과 플랜지로 이루어진 확장 원통체로 구성된다. 블라인드 리벳을 체결하기 위해서는 두 개 이상의 판재를 맞댄 부분에 체결구멍을 천공하고, 이 체결구멍에 블라인드 리벳의 헤드 부분을 삽입하여 플랜지 부분이 판재에 닿도록 한 다음, 별도의 공구를 이용하여 리벳 심을 당겨 확장 원통체의 헤드측 단부가 확장되도록 한다. 이때, 확장 원통체가 확장되는 최종 단계에서 리벳 심에서 리벳 몸체가 절단 홈을 기점으로 분리되며 리벳 결합이 완료된다.

그러나, 이런 리벳팅 작업에서는 드릴링 작업을 하기 위한 공구와 별도로 리벳 심을 잡아당기는 공구가 사용되므로, 리벳팅 작업 전에 반드시 맞대어진 판재에 체결구멍을 천공하는 별도의 작업을 거쳐야 한다.

따라서 블라인드 리벳을 이용하는 경우, 리벳팅 작업은 종래의 일반 리벳 형성을 위한 수작업에 비해 수월하지만, 여전히 체결구멍을 여전히 수작업으로 천공해야 하는 불편함이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 결합대상 판재에 블라인드 리벳을 사용하여 리벳팅 전 천공작업과 리벳팅 작업을 하나의 공구로 연속으로 수행할 수 있는 리벳팅용 전동공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 블라인드 리벳을 사용하여 하나의 공구로 천공 작업과 리벳팅 작업을 실시한 뒤 공구에서 블라인드 리벳의 절단되어 남은 리벳 심을 제거하는 작업도 연속적으로 수행할 수 있는 리벳팅용 전동공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 리벳팅용 전동공구는, 하우징; 하우징 내에 설치되는 정방향 또는 역방향으로 회전하는 모터; 모터와 연결되어 정역 회전 가능하며, 일부 측면에 나사산 혹은 나사홈이, 리벳 축방향이 나사 진행 방향이 되도록 형성된 결합부를 가지는 후방 회전부; 하우징에 설치되며 블라인드 리벳에 회전력을 전달하도록 설치되는 전방 회전부; 후단에는 결합부와 나사결합되는 나사결합부를 가지며, 전방 회전부에는 전방 회전부의 회동 가능 여부에 따라 전방 회전부와 함께 회동하거나 리벳 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 전단에는 블라인드 리벳의 리벳 심을 파지하는 심부 척을 가지는 이동 심부; 하우징 내에 제1 위치 및 제2 위치를 오가도록 설치되어 상기 제1 위치에서는 상기 전방 회전부와 이격되어 상기 전방 회전부의 회전을 가능하게 하고, 상 기 제2 위치에서는 상기 전방 회전부와 결합되어 상기 전방 회전부의 회전을 방지하는 클러치부;를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 모터의 역회전시에는 전방 회전부의 회전을 막도록 전방 회전부를 지지하는 일 방향 베어링이 더 구비될 수 있다.

본 발명에서 이동 심부는 전단에 좁은 구간을 형성하여 심부척이 전방으로 이탈되는 것을 막도록 이루어진 실린더형 전단캡과 이 전단캡의 후단에 고정 결합되며, 나사결합부를 구비하는 심부 후단을 구비하여 이루어질 수 있고, 심부척은 축 중심을 향해 오무라드는 힘이 작용하는 복수의 압착편을 가지고 전단캡 내에 설치될 수 있다. 또한, 이동 심부에는 심부 후단과 심부척 사이에 심부척을 전단캡의 좁은 구간으로 밀되 외력에 의해 압축될 수 있는 심부 스프링이 더 구비될 수 있다.

본 발명에서 전방 회전부는 전체적으로 원통형으로 이루어지며, 일부 측벽 구간에는 리벳 심의 축방향으로 슬릿이 형성된 슬릿형성부가 있고, 이동 심부에는 슬릿에 삽입되도록 외측으로 돌출되는 돌출 팁이 형성되어, 모터의 정회전시 클러치부가 제1 위치에 있을 때에는 이동 심부가 전방 회전부에 모터의 회전력을 전달하도록 하고, 클러치부가 제2 위치에 있을 때에는 슬릿 및 돌출 팁이 이동 가이드 역할을 하여 이동 심부가 전방으로 슬라이드 이동하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에서 전방 회전부의 전단에는 리벳 심이 출입할 수 있으며 후단이 뾰죽하게 돌출되어 심부척을 이루는 압착편이 리벳심을 파지하는 압력을 줄일 수 있도록 형성된 전단 팁이 설치될 수 있다.

본 발명에서 전방 회전부의 전단에 리벳 심이 출입할 수 있도록 홀이 형성된 전단 팁을 가질 때, 이 전단 팁이 리벳 심에 회전력을 전달할 수 있도록 전단 팁의 홀은 리벳 심의 횡단면 크기 및 형태와 대응되는 크기와 형태로 이루어지고, 리벳의 종류에 따라 전단 팁을 교체할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 모터의 정회전에 의해 전방 회전부에 리벳이 장착된 상태로 리벳 끝단의 드릴부에 의해 블라인드 리벳을 위한 천공 작업이 끝나면 모터의 회전을 정방향에서 역방향으로 바꾸는 신호를 발생시키는 정역 전환 스위치가 구비될 수 있다. 또한, 블라인드 리벳을 위한 인발에 의한 리벳팅 작업이 끝나고 리벳 심이 파단된 상태에서 모터의 회전을 역방향에서 정방향으로 바꾸는 신호를 발생시키는 정역 전환 스위치가 구비될 수도 있다.

본 발명에서 클러치부는 하우징 내에서 일정 위치에 고정되는 고정부와 고정부에 제1 위치 및 제2 위치 사이를 오가는 일정 범위에서 가동가능하게 결합되는 이동부를 구비하며, 이동부는 이동 심부가 최전단에 있을 때에는 전방 회전부와 결합이 떨어져 전방 회전부가 회동가능하게 되는 제1 위치에 있게 되고, 이동 심부가 최후단에 있을 때에는 전방 회전부와 결합이 이루어져 전방 회전부가 회동불가능하게 되는 제2 위치에 있게 되도록 형성될 수 있다.

가령, 전방 회전부는 전체적으로 원통형으로 이루어지며, 일부 측벽 구간에는 리벳 심의 축방향으로 슬릿이 형성된 슬릿형성부가 있고, 이동 심부에는 슬릿에 삽입되도록 외측으로 돌출되는 돌출 팁이 형성되는 경우, 이동 심부가 후단에서 최전단으로 이동할 때에는 돌출 팁이 이동부를 밀어 제1 위치에 있도록 전환시키고, 이동 심부가 전단에서 최후단으로 이동할 때에는 돌출 팁이 이동부를 밀어 제2 위치로 전환시키도록 이루어질 수 있다.

또는, 자동화를 위한 모터 회전 방향에 대한 정역 전환 스위치가 구비된 상태에서 각각의 정역 전환 스위치가 이동 심부의 위치를 감지하여 클러치의 이동부의 위치 전환이 이루어지고, 동시에 모터 회전 방향 전환이 이루어지면서 천공, 인발, 리벳 심 제거의 작업이 연속적으로 이루어질 수도 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 용접 접합이 어려운 박판이나 비철금속 판재 또는 수지종류의 판재를 두 개 이상 접합하기 위해 블라인드 리벳 작업을 할 때, 작업에서 별도의 드릴링 머신으로 판재를 천공한 다음 블라인드 리벳을 삽입하고 별도의 핸드 리벳팅 공구 또는 여러 형태의 리벳팅 머신을 번갈아가며 사용해야 하는 번거로움을 없애고, 작업시간을 줄일 수 있다.

또한, 블라인드 리벳 작업 후에 심부 척에 의해 당겨지고, 남겨진 리벳 심을 자동적으로 배출할 수 있게 되어 작업의 편리성을 높이고, 작업시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도1 및 도2에는 본 발명의 일 실시예를 이루는 리벳팅용 전동공구 구성이 개 시된다. 실시예의 리벳팅용 전동공구는 통상의 전동 드릴과 같이 본체부(100)와 손잡이부(10)를 가지는 권총 형상으로 이루어진다. 권총 형상의 본체부(100)에 특히 총신 부분에 구성요소의 대부분이 공통의 축방향(총신의 길이 방향)으로 차례로 설치되며, 총신 부분 후방에 모터(110) 및 변속기(120)가, 손잡이부(10)에는 조절 스위치(15)) 등 조절 수단이 설치되어 있다.

구성을 보다 상세히 설명하면, 권총 형상의 하우징(40) 내에서 정방향 또는 역방향 회전하는 모터(110)는 본체부(100)의 최후방, 총신 부분에 대해 후방에 배치된다. 모터(110)의 전단에 있는 모터축(111)에는 변속기(120)의 한 쪽 기어(125)가 결합되고, 변속기의 다른 한 쪽 기어(123)에 연결된 변속기 축(121)이 원통형 후방 회전부(140)의 후단에 고정된다.

원통형 후방 회전부는 원통(실린더)의 내벽면에 나사홈을 가지며, 외벽면은 하우징(40) 내에서 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다.

전방 회전부(150)는 전체적으로 원통형 혹은 전방이 부분적으로 폐쇄된 캡형으로 되어있고, 후단부(151)와 전단부(155)로 나눌 수 있다. 전단부(155)와 후단부(151) 사이의 측벽 일부 구간에는 슬릿(159)이 리벳 축방향으로 형성된 슬릿형성부를 가진다. 전단부(155)의 전방 끝은 전단 팁(157)에 의해 부분적 폐쇄된다. 전단 팁(157)은 그 중앙에 블라인드 리벳의 심(26)이 통과하도록 리벳 심(26)과 대응하는 형태 및 크기의 홀을 가진다. 전단 팁(157)은 리벳 심의 크기와 횡단면 형태에 따라 그에 대응하는 홀을 가지기 위해 여러 가지 종류를 구비하고 교체하면서 사용할 수 있다. 즉, 전단 부(155) 전단에 전단 팁이 결합되어 쉽게 교체할 수 있 으며, 블라인드 리벳의 리벳 심의 크기가 커지면 그에 따라 작은 홀을 가진 전단 팁을 전단부 전단에서 제거하고, 큰 홀을 가지는 전단 팁(157)을 전단부 전단에 나사결합 형태로 혹은 소켓 결합 형태로 끼워 사용하게 된다. 전단 팁(157)의 후방 단부는 홀 주변이 둔각으로 뾰족하게 후방으로 돌출되도록 형성되어 있다.

전방 회전부(150)는 주변에 하우징(40)에 고정된 지지 베어링(171,175)에 의해 회동가능하게 지지된다. 전방 회전부(150)를 지지하는 일부 베어링은 클러치 베어링 등 일 방향(one way) 베어링(173)으로 이루어져, 전방 회전부(150)가 정방향으로 회전하는 것은 가능하지만 역방향으로는 회전하지 못하도록 되어있다. 일 방향 베어링(173)은 통상 하우징과 전방 회전부 사이에 설치되어 결국 하우징(40)이전방 회전부(150)를 지지하도록 형성되지만, 일 방향 베어링(173)이 반드시 하우징(40)에 직접 결합될 필요는 없다.

원통형 전방 회전부(150)의 내측 공간에는 이동 심부(160)가 리벳 심 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 이동 심부(160)는 크게 심부 후단(161)과 전단캡(165)과 전단캡(165) 내측에 설치되는 심부 척(167) 및 심부 스프링(163)을 구비하여 이루어진다. 심부 후단(161)은 본체(161d), 본체 전방에 위치하며 전단캡(165)와 결합되는 연결부(161a), 본체에서 외측으로 돌출되어 전방 회전부(150)의 슬릿 형성부의 슬릿(159)에 삽입되는 돌출팁(165c), 원기둥형으로 본체 후방에 위치하며 표면에 나사산이 형성되어 실린더형 후방 회전부(140)의 내벽 나사홈에 나사결합되는 나사결합부(161c)를 구비하여 이루어진다.

전단캡(165)은 대략 실린더 형태, 바람직하게는 원형 실린더 형태이며, 그 최전단을 블라인드 리벳의 심(26)이 통과하여 인입된다. 리벳 심(26)이 인입되는 최전단에서 이후 일정 구간 그 내경이 확장되고 측벽이 두께가 얇아지는 테이퍼 구간(165a)을 가진다. 테이퍼 구간을 설치하는 대신 전단캡(165)의 최전단에 단순히 목부(neak) 형태로 실린더 내경이 좁은 짧은 구간을 형성하는 것도 가능하다.

전단캡(165)의 후단 개부에는 심부 후단부(161)의 연결부(161a)가 압입되어 고정된다. 고정은 단순 소켓형 결합으로 이루어질 수도 있지만 고정을 용이하게 하기 위해 결합면에 서로 맞물리는 기어 톱니 형태의 홈과 돌출부를 형성할 수도 있다.

도3을 참조하면, 심부척(167)은 심부척 본체(167b) 전방에 복수의 압착편(167a)을 설치하여 압착편이 외측으로 벌어지면 리벳 심(26)이 끼워지거나 빠지고, 압착편(167a)이 내측으로 오무라들면 리벳 심(26)을 단단히 고정하도록 이루어진다. 압착편은 평시에 탄성에 의해 오무라드는 경향을 가지도록 형성되며, 이동 심부(160)가 전단캡(165) 내에서 전방으로 밀리면 전단캡의 테이퍼 구간(165a)에 압착편(167a)이 끼워지는 형태를 취하게 된다. 심부척(167)과 연결부(161a) 사이에는 압축코일 스프링 형태의 심부 스프링(163)이 설치되어 통상, 심부척 본체(167b) 및 압착편(167a)을 전단캡(165) 내의 전방으로 밀착되도록 미는 작용한다. 그러나, 전단캡 전단에서는 전방 회전부의 전단부(155)에 설치된 전단 팁(157)의 후방으로 뾰죽하게 돌출된 부분이 쐐기처럼 압착편을 외측으로 다소간 벌려 리벳 심이 심부척의 압착편 사이로 들어가 고정되는 것을 용이하게 한다. 리벳 심이 인입될 때 리벳 심과 닿는 부분에서 압착편은 리벳 심을 받아들이기 용이하도록 완만한 경사를 이루도록 한다. 이 상태에서 압착편은 단순히 미끄러지지 않을 정도의 압력으로 리벳 심을 파지하는 작용을 한다.

리벳 심(26)이 리벳 형성을 위한 인발 단계에서 모터의 힘에 의해 뒤로 당겨지면 이동 심부(160) 전체는 전단 팁에서 이격되어 심부척 압착편(167a)은 전단 팁(157)의 외측으로 벌리려는 힘을 받지 않기 때문에 삽입된 리벳 심을 더욱 단단히 고정할 수 있다.

한편, 전방 회전부(150)의 전단에는 리벳 심(26)이 출입할 수 있으며 후단이 뾰죽하게 돌출되어 압착편(167a)이 상기 리벳 심을 파지하는 압력을 줄일 수 있도록 형성된 전단 팁(157)이 설치되므로 정회전시 압착편은 리벳 심을 단순히 잡아주는 정도이고, 전단 팁의 홀이 리벳 심의 크기와 형태에 대응되도록 선택되므로 주로 전단 팁이 리벳 심에 회전력을 전달하는 역할을 하게 된다.

그러나, 인발 단계에서는 압착편이 리벳 심을 단단히 잡아야 하므로 리벳 심의 횡단면이 다각형으로 이루어진다면, 복수의 압착편(167a)도 리벳 심을 파지할 때 리벳 심과의 접촉부가 리벳 심의 횡단면에 대응하는 다각형 횡단면을 가지도록 이루어지는 것이 바람직하다.

클러치부(130)는 하우징(40) 내에서 일정 위치에 고정되는 고정부(131)와 고정부에 제1 위치 및 제2 위치 사이를 오가는 일정 범위에서 가동가능하게 결합되는 이동부(133)를 구비하여 이루어진다. 이동부(133)가 제1 위치와 제2 위치를 오가도록 하기 위해 고정부(131)에는 고정부 표면에서 내측을 향해 볼록 튀어나오도록 볼(1315)이 설치된 볼 설치부가 있다. 이때 볼 설치부는 고정부(131)의 일 위치에 형성된 원형 일정 직경의 홈(1311)에 압축코일 스프링(1313)을 내설하되 스프링(1313) 위에 홈(1311)의 직경과 거의 같은 볼(1315)을 놓아 볼(1315)이 홈 밖으로 튀어나올 수 있도록 스프링(1313)의 길이 및 탄성을 조절하고, 볼(1315) 위로는 볼이 홈(1311)에서 이탈되는 것을 방지하도록 볼의 직경보다 작은 직경을 가지는 링(1317)을 홈 입구에 설치하는 방법으로 형성할 수 있다. 고정부 내측 표면에는 리벳 심 축방향으로 고정부 내측 표면을 미끌어져 이동할 수 있도록 이동부(133)가 설치된다. 리벳 심 축방향으로만 이동하도록 서로 마주보는 면에는 홈과 리브 등을 이용하여 가이드 수단이 설치될 수 있다. 이런 가이드 수단을 겸하여 혹은 이런 가이드 수단과 별도로 이동부(133)의 고정부(131) 표면과 접하는 표면에는 두 안착홈(1331,1333)과 이들 두 안착홈 사이의 연결부(1335)가 형성될 수 있다.

두 안착홈(1331,1333)은 리벳 축 방향으로 일정 거리 이격되어 있으며, 각 안착홈은 고정부의 표면 볼 설치부에서 볼이 튀어나온 크기에 대응하는 크기로 이루어져 볼의 튀어나온 부분이 이들 안착홈에 있을 때에는 외부의 충격이나 힘이 작용하지 않는 한 이동부와 고정부는 서로 안정적으로 위치를 유지하려 한다.

그러나, 이동부(133)에 외부의 힘이나 충격이 작용하면 이동부(133)는 이동하게 되며, 따라서, 볼(1315)이 한 안착홈에서 다른 안착홈으로 이동하여 안착된다. 볼은 볼 설치부의 스프링(1313)에 의해 최대한 튀어나오려고 하므로 안착홈과 안착홈 사이에 안착홈보다 얕은 홈으로 이루어지거나, 아예 홈을 가지지 않는 전이 구간에서는 이동부(133)는 고정부(131)에 안정되게 결합되지 못하고, 두 안착홈 가운데 한 안착홈에 볼이 안착될 때까지 움직이게 된다.

이동부(131) 전단의 전단리브(1334)에는 후방 측면에 기어 형성부(1339)가 있고, 전방 회전부(150)의 전단 캡(165) 후단에도 플랜지 부분이 있어서 플랜지 부분의 전방측 면에 기어 형성부(1339)에 대응하는 다른 기어 형성부(1551)가 있다. 따라서, 이동부가 상대적으로 전방으로 이동한 제1 위치에서는 기어 형성부(1339,1551)끼리 결합하지 않은 상태가 되어 전방 회전부(150)가 이동 심부(160)를 통해 모터(110)의 회전력을 전달 받을 때에는 전방 회전부(150)는 이동 심부(160)와 함께 회전하게 되지만, 이동부(133)가 상대적으로 후방으로 이동한 제2 위치에서는 기어 형성부끼리 결합되어 클러치부(130)가 전방 회전부(150)의 회전을 막는 상태가 된다.

한편, 권총 형태의 하우징(40)의 전단 총구 부분에는 도4와 같이 모터의 회전 방향 전환이 자동적으로 이루어질 수 있게 하는 정역 전환 스위치(180)가 센서를 겸하여 설치될 수 있다. 정역 전환 스위치는 가령, 접촉단(181), 스프링(183), 이동 접점(185a), 걸림턱(185b), 이동축(185), 고정 접점(187), 내측 케이스(189b) 외측케이스(189a)를 구비하여 이루어질 수 있다. 블라인드 리벳(20)을 이용하여 드릴링 작업이 완료되면 리벳팅용 전동공구 자체가 결합되는 판에 다가가게 되고, 전방으로 돌출 설치된 접촉단(181)이 판재(30)에 닿으면 접촉단(181)이 스프링(183)의 압력에 불구하고 후방으로 밀리면서 접촉단(181)과 이동축(185)으로 연결된 이동 접접(185a)이 함께 후방으로 이동하여 고정 접점(187)에 닿아 전류가 통전된다. 즉, 정역 전환 스위치 온(on) 상태가 된다.

미도시된 연결 전선에 전류가 흐르면 전류신호가 모터(110)를 조절하는 미도 시된 콘트롤러에 입력되어 모터(110)의 회전 방향이 전환된다. 리벳팅용 전동공구가 리벳 심 인발을 통해 리벳팅을 완료하고 리벳 심 파단에 따라 판재(30)에서 이격되면 스프링(183)은 원래의 형태로 복원되면서 이동축(185)의 걸림턱(185b)을 외측 케이스(189a) 측으로 밀어 이동축(185)에 고정되어 있는 이동 접점(185a), 접촉단(181)을 모두 전방으로 이동시키고, 이동 접점(185a)과 내측 케이스(189b)의 고정 접점(187)도 이격되어 스위치 오프(off)가 된다.

그러나, 통상은 이런 정역 전환 스위치는 한번 온 상태가 되면 스위치 접점의 오프에 상관없이 한 번의 펄스 신호를 내고 펄스 신호가 전자적으로 모터 조절기에 작용하여 모터를 역전시키는 형태가 될 것이다. 이때, 정역 전환 스위치가 오프되는 것은 스위치 오프에 의해 회로 상의 콘텐서 등의 구성요소를 통해 비로소 다음 스위치 온 상태에서 펄스 신호를 낼 상태를 마련한다는 점에서 의미가 있다.

한편, 본 실시예에서는 클러치부(130)가 제2 위치로 전환될 때 작동되는 정역 전환 스위치(190)가 하나 더 구비된다. 이 정역 전환 스위치(190)도 하우징(40)의 전단에 설치된 정역 전환 스위치(180)와 거의 동일한 구성을 가진다. 모터(110)의 역방향 회전에 의해 이동 심부(160)의 돌출팁(161b)이 후방으로 움직이면서 클러치부의 이동부(133)의 후방리브(1336)를 후방으로 밀면 이동부(133)는 제2 위치로 이동하면서 정역 전환 스위치(190)의 접촉단을 후방으로 누르게 된다. 정역 전환 스위치의 접점에서 스위치가 온 상태가 된다. 펄스 신호가 모터(110)의 조절부로 전달된다. 모터(110)는 다시 역방향 회전에서 정방향 회전 상태가 된다.

이하, 본 발명의 실시예에서 브라인드 리벳(20)을 이용한 리벳팅 작업이 이 루어지는 과정을 살펴본다.

먼저, 작업자가 블라인드 리벳(20)의 리벳 심(26)을 전단 팁(157)을 통해 리벳팅용 전동공구의 심부척 압착편(167a)에 끼운다. 원래, 압착편은 탄성에 의해 중심쪽으로 오무라드는 경향을 가지므로 리벳 심을 압착편 사이에 쉽게 끼우기 어렵다. 그러나, 심부 스프링(163)이 심부척(167)을 전단캡(165)의 전단, 즉, 테이퍼 구간(165a)의 내경이 작은 곳으로 밀고 있으므로 여기서 압착편은 전단 팁(157) 후단의 영향으로 외측으로 약간 벌어진 상태가 되어 리벳 심을 비교적 용이하게 압착편 사이에 끼울 수 있다.

리벳심이 심부척에 끼워지면 작업자는 리벳심을 놓고, 심부척은 심부 스프링(163)에 의해 전방으로 밀린 상태로 유지되고, 전단캡 전단에서 리벳심은 압착편들 사이에, 심부척에 고정된다. 이때, 전단 팁(157) 후단의 둔각으로 돌출된 부분이 압착편(167a)에 닿게 되므로, 리벳심(26)은 심부척(167)의 압착편(167a)에 단단히 고정되는 것은 아니다. 차라리 리벳심 축방향으로 힘을 주면 어느 정도 축방향 미끄럼이 가능하도록 고정된다고 볼 수 있다. 그러나, 정회전이 될 때에는 리벳 심(26)은 주로 리벳 심에 대응되는 홀을 가진 전단 팁(157)으로부터 회전력을 받아 판재에 천공작업을 하게 되므로 심부척(167)에 단단히 고정될 필요는 없게 된다. 그러나, 복수의 압축편(167a)도 리벳 심(26)을 파지하는 형태가 각형을 이루면서 리벳 심을 파지하게 되어 리벳 심이 겉돌게 되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

다음으로, 손잡이부(10)의 조절 스위치(15)를 변위시켜 모터(110)를 정방향으로 회전시키면, 모터의 회전력이 변속기(120)를 통해 후방 회전부(140)로 전달된 다.

후방 회전부(140)는 정방향으로 회전하고, 후방 회전부(140)의 원통형 측벽의 내측면의 나사홈과 나사결합을 이루는 이동 심부(160)의 나사결합부(161c)도 최전방까지 이동된 상태이므로 더이상의 리벳 심 방향 이동은 불가능하고, 후방 회전부(140)부와 함께 회전하려 한다.

나사결합부(161c)는 이동 심부 후단부(161)의 본체(161d)와 연결되고, 본체의 외측으로 돌출된 돌출팁(161b)이 전방 회전부(150)의 슬릿형성부 슬릿(159)에 끼워져 있어 전방 회전부(150)도 함께 회전한다. 슬릿(159)과 돌출팁(161b)을 사용하는 대신 전방 회전부(150)와 이동 심부(160)의 서로 대응되는 부분을 원통형과 원기둥 대신 각통형과 각기둥형으로 대체하면 역시 리벳 축방향으로 슬라이드 가능하고, 회전시 회전력을 전달할 수 있는 구성이 가능하게 된다.

가공상의 어려움이 있지만 심부척(167) 부분, 가령 심부척 본체(167b)와 전단캡(165) 내의 심부척 대응부가 각형으로 이루어진다면 회전시 심부척과 전단캡 사이의 미끄러짐 가능성은 더욱 완전하게 해소될 수 있다.

도6은 본 발명을 통해 사용되는 블라인드 리벳의 한 예를 나타내는 종단면도 및 리벳심 부분의 횡단면도이다.

리벳은 드릴날(21), 리벳 심부, 확장원통부(27)로 이루어지고, 리벳 심부는 인발시 절단되는 취약부인 절단홈(25)을 중심으로 헤드(23) 및 리벳 심(26)으로 나누어진다. 확장원통부(27)는 후단에서 리벳 구멍 천공시 스토퍼의 역할을 하고, 리벳의 머리를 형성하는 플랜지부(27a)와 확장원통부 몸체로 구분될 수 잇다.

이동 심부(160)의 심부척(167)에 끼워진 리벳 심(26)도 각형으로 되어 있고, 리벳 심을 파지하는 압착편도 각형에 맞는 형태로 리벳 심을 고정하고 있으므로 회전시 리벳 심(26)은 결국 모터(110)의 회전력을 전달받아 회전하게 된다.

블라인드 리벳(20)의 전단은 강한 재질로 뾰죽한 드릴날(21)을 이루므로 결합되기 위해 겹쳐진 복수의 판재(30)에 천공작업을 쉽게 할 수 있다.

천공 작업이 이루어지면서 블라인드 리벳(20)의 헤드(23)부터 점차 판재를 통과하고, 마침내 확장원통부(27)의 후단에 형성된 외측 확장부 즉, 플랜지부(27a)가 판재(30)에 닿으면 천공 작업은 완료된다. 이때부터는 리벳 심(26)을 뒤로 당기는 인발작업이 필요하게 된다.

인발 작업을 위해 리벳 심(26)을 뒤로 당기는 동력도 모터(110)에 의해 공급될 수 있다. 먼저, 권총 모양의 본 실시예의 총구부분 전단에 있는 정역 전환 스위치(180)는 확장 원통의 후단 플랜지부(27a)가 판재(30)에 닿으면 접촉단(181) 및 이동 접점(185a)이 후방으로 밀리면서 이동 접점이 고정 접점(187)과 닿아 전류신호를 흘릴 수 있다. 즉, 정역 전환 스위치(180)의 접점이 붙어 온 되도록 형성된다. 이를 위해 정역 전환 스위치(180)에는 돌출된 접촉단(181)의 돌출 정도를 조절하기 위한 조절나사(미도시)를 가질 수도 있다. 정역 전환 스위치의 예시적 구성은 이미 도1,2를 통한 실시예 구조 설명에서 이루어졌다.

정역 전환 스위치 온에 따라 정역 전환 스위치로부터 펄스 신호가 모터의 조절 회로에 입력되면 회로 내의 스위칭 수단에 의해 모터(110)의 회전방향이 역방향으로 바뀌게 된다. 후방 회전부(140)도 역방향으로 회전하게 된다.

그러나, 전방 회전부(150)는 일 방향 베어링(173)에 의해 회전 방향이 제어되므로 역방향의 회전은 할 수가 없다. 따라서 회전 정지 상태가 된다. 전방 회전부(150)와 후방 회전부(140)는 물리적으로 서로 접촉되지 않거나, 서로 미끄럼 가능하게 결합되어 전방 회전부의 정지 상태는 후방 회전부의 회전에 영향을 미치지 않는다.

동시에 후방 회전부와 나사 결합된 이동 심부(160)의 나사결합부(161c)는 후방 회전부의 역방향 회전에 따라 축방향 후방으로 슬라이드 이동하게 된다. 돌출팁(161b)편은 슬릿형성부 구간의 슬릿(159)에 의해 인도되면서 이동할 수 있으므로 전방 회전부는 이동하지 않는 상태에서 이동 심부는 전방 회전부의 방해 없이 그 내부 공간에서 후방으로 슬라이드 이동하게 된다.

이런 이동은 이동 심부가 후퇴함에 따라 리벳 심(26)을 단단히 잡게 되는 심부척(167)에도 해당되며, 리벳 심부의 전단인 헤드(23)는 리벳 전단의 드릴날(21) 부분 혹은 확장원통부(27) 전단 부분과 결합되어 고정되므로 심부척(167)이 후방으로 이동하려면 리벳 심에 인장력이 작용하여 일단 확장원통부의 플랜지부(27a)를 그대로 둔 상태에서 드릴날 부분과 확장원통부의 전단 부분을 잡아당기게 된다. 확장원통부(27)는 상대적으로 무른 금속으로 형성되므로 인장력에 의해 변형되면서 외측으로 확대되어 플랜지부(27a)와 반대편의 리벳 머리를 형성하게 된다.

그리고, 인장력이 계속 작용하면 새로 형성된 리벳 머리는 판재의 천공구멍을 통과할 수 없으므로 리벳 심에 대한 인장력이 커져 상대적으로 약한 부분인 절단 홈이 파단된다. 이때 리벳팅 작업은 완료가 되어 리벳이 판재를 결합하도록 형 성된다. 그러나, 리벳심은 아직 본 실시예의 리벳팅용 전동공구의 이동 심부(160)의 심부척(167)에 잔류된 상태이다.

모터의 역방향 회전이 계속되면 이동 심부(160)는 후방으로 계속 이동하게 되고, 그 과정에서 이동 심부의 돌출팁(161b)가 클러치부(130)의 이동부 후방리브(1336)와 닿아 후방 리브(1336)를 후방으로 밀어 이동시킨다. 이동부가 후방으로 이동하면 이동부의 전방리브(1334)에 형성된 기아 형성부(1339)가 전방 회전부(150)의 기아 형성부(1551)에 맞물려 결합된다.

동시에 이동부 후방 리브는 다른 정역 전환 스위치(190)를 온 상태로 변화시킨다. 온 상태에서 정역 전환 스위치(190)는 모터의 회전을 조절하는 조절 회로에 펄스 신호를 전달하여 모터의 회전 방향을 정방향으로 바꾼다. 후방 회전부(140)도 따라서 정방향으로 회전하게 된다.

이때, 이동부는 고정부와의 관계에서 리벳 축 방향의 일정 범위 이동은 가능하지만 회전이동은 불가능하므로 이동부의 기아 형성부(1339)에 결합된 전방 회전부(150)도 회전이 불가능한 상태가 되며, 모터의 역방향 회전때와는 반대로 후방 회전부가 정방향 회전함에 따라 이동심부의 나사결합부(161c)는 전방으로 슬라이드 이동하게 된다. 이동 심부가 최전방까지 이동하게 되면 이동 심부는 전방 회전부(150)의 전단 팁(157)에 의해 더 이상의 이동이 차단된다. 이때 전단 팁의 후방으로 둔각으로 돌출된 부분에 의해 이동 심부의 심부척의 압착편은 충돌시 벌어지는 형태가 되며 이 벌어진 틈으로 리벳심은 축방향의 이동이 가능한 상태가 된다. 따라서, 이동 심부가 전방 회전부 내에서 전방으로 이동하던 관성에 의해 이동 심 부는 이동이 차단되지만 리벳심은 계속 이동하여 대부분이 전단 팁의 전방측으로 노출되게 되거나, 완전히 전동공구로부터 배출될 수 있게 된다.

정역 전환 스위치들(180,190)의 작동시에는 즉, 정역 전환 스위치에 의해 모터의 회전 방향이 바뀔 때에는 사용자들이 명확히 인지할 수 있도록 섬광신호나 음성신호를 발생하도록 보조적인 알람 장치를 정역 전환 스위치와 함께 더 설치할 수 있다.

한편, 명확히 도시되지 않지만 모터의 회전을 위해서는 전원이 필요하고, 전원을 모터에 인가하거나 회전 방향을 전환시킬 수 있는 조절 스위치(15)가 필요하다. 조절 스위치(15)는 권총 형태의 하우징(40)에서 손잡이부(10)에 설치되는 것이 편리하다. 손잡이 부분의 전원 스위치 혹은 조절 스위치(15)는 정역 전환 스위치를 감안할 때 단순 온/오프 기능만 하는 것도 가능하지만, 정역 전환 스위치가 없거나 고장나거나 특별한 필요에 의해 수동으로 조정할 수 있는 가능성을 고려하여 정방향 역방향 조절 기능을 하는 것이 바람직하다.

이상 실시예에서는 모터의 역회전시에는 전방 회전부의 회전을 막도록 전방 회전부를 지지하는 일 방향 베어링이 핵심적인 역할을 하고 있으나, 일방향 베어링의 역할은 클러치부에서도 할 수 있는 것이므로 본 발명에서 일방향 베어링이 필수불가결한 것은 아니다. 그러나, 이런 경우, 클러치부에서 이동부의 위치를 시기에 맞게 옮겨줄 정역전환스위치와 유사한 형태의 전환수단이 필요하거나, 그때그때 사용자가 조작에 의해 클러치부의 이동부를 기능에 맞게 옮겨줄 수단이 필요하게 되므로 구성이 복잡해질 수 있다.

도시되지 않지만 모터(110)의 정방향 및 역방향 회전을 조절하고, 정역 전환 스위치(180)나 조절 스위치(15) 등과의 상호 작용 조절을 위해 PCB 등에 형성되는 콘트롤러 등 조절 회로가 구비될 수 있다. 정역 전환 스위치에 의해 모터의 정방향 및 역방향 회전이 전환되는 조절 회로 구성은 회로 분야에서 간단히 여러 가지 방법으로 이루어질 수 있는 것이며, 본 발명의 핵심적인 부분은 아니므로 구체적인 회로 구성의 예시는 생략하도록 한다.

또한, 여기서 모터(11) 등 요소는 별도의 브라켓이나 기타 고정장치에 의해 하우징 내에 고정 설치되는데, 이하에서는 모터(11)와 마찬가지로 하우징(40) 내에 고정이 필요한 구성요소에 대한 고정구조에 대한 구체적인 설명은 통상의 기술 범위이므로 생략하기로 한다.

도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리벳팅용 전동공구의 천공 단계 및 인발 완료 단계를 각각 나타내는 정단면도들,

도3은 본 발명의 일 실시예에서 이동 심부에 리벳 심이 삽입 고정되는 형태를 나타내는 이동 심부의 부분 정면도,

도4는 본 발명의 일 실시예에서 정역 전환 스위치를 나타내는 부분 정면도,

도5는 본 발명의 일 실시예의 클러치부를 후방에서 본 부분 측면도,

도6은 본 발명과 관련된 블라인드 리벳의 일 예의 구성을 나타내는 종 단면도 및 횡단면도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:손잡이부 15:조절 스위치

20: 블라인드 리벳 21: 드릴날

23: 헤드 25:절단홈

27:확장원통부 27a: 플랜지부

26: 리벳심 40: 하우징

110 : 모터 130: 클러치부

131: 고정부 1311: 홈

1313: 스프링 1315: 볼

1317: 링 133: 이동부

1311,1313: 안착홈 1334: 전방리브

1336 : 후방리브 1235: 연결부

1338: 전단턱 1339: 기어 형성부

140: 후방 회전부 150: 전방 회전부

151: 후단부 155: 전단부

157: 전단 팁 159: 슬릿

1551: 기어 형성부 160: 이동 심부

161:심부 후단 161a: 연결부

161b:돌출팁 161c: 나사결합부

161d: 본체 163: 심부 스프링

165: 전단캡 165a: 테이퍼 구간

167: 심부 척 167a: 압착편

167b: 본체 171,175,177,179: 지지 베어링

173: 일 방향 베어링 180,190: 정역 전환 스위치

181: 접촉단 183: 스프링

185a:이동 접점 185b:걸림턱

185: 이동축 187:고정 접점

Claims (8)

1. 하우징;

   상기 하우징 내에 설치되는 정방향 또는 역방향으로 회전하는 모터;

   상기 모터와 연결되어 정역 회전 가능하며, 일부 측면에 나사산 혹은 나사홈이, 리벳 축방향이 나사 진행 방향이 되도록 형성된 결합부를 가지는 후방 회전부;

   상기 하우징에 설치되며 블라인드 리벳에 회전력을 전달하도록 설치되는 전방 회전부;

   후단에는 상기 결합부와 나사결합되는 나사결합부를 가지며, 상기 전방 회전부에는 상기 전방 회전부의 회동 가능 여부에 따라 상기 전방 회전부와 함께 회동하거나 상기 리벳 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 전단에는 상기 블라인드 리벳의 리벳 심을 파지하는 심부 척을 가지는 이동 심부;

   상기 하우징 내에 제1 위치 및 제2 위치를 오가도록 설치되어 상기 제1 위치에서는 상기 전방 회전부와 이격되어 상기 전방 회전부의 회전을 가능하게 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 전방 회전부와 결합되어 상기 전방 회전부의 회전을 방지하는 클러치부;를 가지는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 심부는 전단에 좁은 구간을 형성하여 상기 심부척이 전방으로 이탈되는 것을 막도록 이루어진 실린더형 전단캡과 상기 전단캡의 후단에 고정 결합 되며, 상기 나사결합부를 구비하는 심부 후단을 가지며,

   상기 심부척은 축 중심을 향해 오무라드는 힘이 작용하는 복수의 압착편을 가지고 상기 전단캡 내에 설치되며,

   상기 심부 후단과 상기 심부척 사이에는 상기 심부척을 상기 전단캡의 상기 좁은 구간으로 밀되 외력에 의해 압축될 수 있는 심부 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전방 회전부는 전체적으로 원통형으로 이루어지며, 일부 측벽 구간에는 리벳 심의 축방향으로 슬릿이 형성된 슬릿형성부가 있고,

   상기 이동 심부에는 상기 슬릿에 삽입되도록 외측으로 돌출되는 돌출 팁이 형성되어 상기 모터의 정회전시 상기 클러치부가 상기 제1 위치에 있을 때에는 상기 이동 심부가 상기 전방 회전부에 상기 모터의 회전력을 전달하도록 하고, 상기 클러치부가 상기 제2 위치에 있을 때에는 상기 슬릿 및 상기 돌출 팁이 이동 가이드 역할을 하여 상기 이동 심부가 전방으로 슬라이드 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 전방 회전부의 전단에는 상기 리벳 심이 출입할 수 있도록 홀이 형성된 전단 팁이 교체 가능하도록 설치되며,

   상기 홀은 상기 전단 팁이 상기 리벳 심에 회전력을 전달할 수 있도록 상기 리벳 심의 횡단면 크기 및 형태와 대응되는 크기와 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 클러치부는 상기 하우징 내에서 일정 위치에 고정되는 고정부와 상기 고정부에 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이를 오가는 일정 범위에서 가동가능하게 결합되는 이동부를 구비하며,

   상기 이동부는 상기 이동 심부가 최전단에 있을 때에는 상기 전방 회전부와 결합이 떨어져 상기 전방 회전부가 회동가능하게 되는 제1 위치에 있게 되고, 상기 이동 심부가 최후단에 있을 때에는 상기 전방 회전부와 결합이 이루어져 상기 전방 회전부가 회동불가능하게 되는 제2 위치에 있게 되는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전방 회전부는 전체적으로 원통형으로 이루어지며, 일부 측벽 구간에는 리벳 심의 축방향으로 슬릿이 형성된 슬릿형성부가 있고, 상기 이동 심부에는 상기 슬릿에 삽입되도록 외측으로 돌출되는 돌출 팁이 형성되며,

   상기 이동 심부가 후단에서 최전단으로 이동할 때에는 상기 돌출 팁이 상기 이동부를 밀어 상기 제1 위치에 있도록 전환시키고, 상기 이동 심부가 전단에서 최 후단으로 이동할 때에는 상기 돌출 팁이 상기 이동부를 밀어 상기 제2 위치로 전환시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 블라인드 리벳을 위한 천공 작업이 끝나면 상기 모터의 회전을 정방향에서 역방향으로 바꾸는 신호를 발생시키는 정역 전환 스위치 및

   상기 블라인드 리벳을 위한 인발에 의한 리벳팅 작업이 끝나면 상기 모터의 회전을 역방향에서 정방향으로 바꾸는 신호를 발생시키는 정역 전환 스위치가 구비되며,

   상기 모터의 회전을 역방향에서 정방향으로 바꾸는 신호를 발생시키는 상기 정역전환 스위치는 상기 이동부가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 전환되면서 작동되는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터의 역회전시에는 상기 전방 회전부의 회전을 막도록 상기 전방 회전부를 지지하는 일 방향 베어링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 리벳팅용 전동공구.

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