KR20160117880A - 전동 공구 - Google Patents

Abstract

모터에 의해 회전 구동력이 제공되는 전동 공구에 있어서,
하우징; 상기 하우징의 내측면에 고정되는 고정자; 상기 고정자 내부에서 회전축을 중심으로 회전하는 회전자; 상기 회전축 일단에 다수의 날개가 방사상 배치되는 냉각팬; 및 상기 고정자에서 열을 흡수하여 상기 하우징 외측으로 배출하는 보조 방열 유닛;을 포함하는 전동 공구를 제공한다.

Description

전동 공구{An electrically-drive tool}

본 발명은 전동 공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 등을 장착하여 전동 작업을 할 수 있는 전동 공구에 관한 것이다.

일반적으로 전동 공구는 유선 또는 배터리를 통해 전기를 동력원으로 하여 내장된 모터를 구동하여 드라이버 및 드릴 등의 작업 용도에 따라 선택적으로 결합된 툴을 회전시켜 나사를 체결하거나 구멍을 뚫는 등 다중 작업을 할 수 있는 공구의 하나이다.

전동 공구는 주로 회전 동력을 이용한다. 그리고, 회전 동력을 발생시키기 위해 전기 모터를 사용한다. 모터의 주요 부속품은 고정자 및 회전자이다. 고정자 내에 삽입되는 회전자는 회전축을 중심으로 회전한다.

특히, 전동 공구에 사용되는 모터는 소형이며 주로 고속으로 회전한다. 그리고, 전동 작업은 장시간이 소요될 수 있다.

따라서, 모터 내부에는 열이 발생한다. 열은 모터의 내구성을 저해할 수 있다. 그래서, 모터는 사용 용도, 성능에 따라 다르지만 냉각팬을 갖추고 있다.

냉각팬은 공랭식으로 모터를 냉각시킨다. 즉, 공기의 순환을 개선하여 고온의 열을 저온부로 이동시킨다. 또한, 시원한 바람을 일으켜 모터의 내부를 냉각시킨다.

다만, 모터가 고속으로 계속 동작하는 경우 냉각팬만으로는 열을 식히는데 한계가 있다. 또한, 심한 경우 전동 공구의 고장 등 작동 이상을 일으키는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 방열 유닛을 포함하는 전동 공구를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 모터에 의해 회전 구동력이 제공되는 전동 공구에 있어서,

하우징; 상기 하우징의 내측면에 고정되는 고정자; 상기 고정자 내부에서 회전축을 중심으로 회전하는 회전자; 상기 회전축 일단에 다수의 날개가 방사상 배치되는 냉각팬; 및 상기 고정자에서 열을 흡수하여 상기 하우징 외측으로 배출하는 보조 방열 유닛;을 포함하는 전동 공구를 제공한다.

상기 보조 방열 유닛은, 환형의 열 배출부; 상기 열 배출부의 일 측면에서 돌출되는 다수의 연결부; 및 상기 연결부 각각에 결합되는 열 흡수부;를 포함할 수 있다.

상기 열 배출부는 상기 냉각팬에 인접하여 배치되되, 상기 하우징의 내측면과 결합하고, 상기 열 흡수부는 상기 고정자의 외측면과 접촉될 수 있다.

상기 열 배출부와 마주하는 상기 하우징의 둘레에는 통공이 형성될 수 있다.

상기 열 흡수부는 일 측면에 평편한 접촉면이 형성될 수 있다.

상기 보조 방열 유닛은 금속 재질로 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 모터의 고정자에서 열을 직접 흡수하여 모터를 냉각할 수 있기 때문에 모터의 냉각 성능이 더욱 향상될 수 있다.

보조 방열 유닛은 열 전도율이 높은 금속을 이용한 열 전달 방식으로 냉각 성능이 좋다.

보조 방열 유닛 중 열 배출부를 냉각팬이 인접한 위치에 배치하기 때문에 더 신속하게 열을 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 공구를 도시한 절개 사시도
도 2는 도 1의 측면도
도 3은 도 1의 보조 방열 유닛의 사시도

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 공구를 도시한 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 공구는 하우징, 고정자, 회전자, 냉각팬 및 보조 방열 유닛을 포함한다.

전동 공구는 전기 모터 등이 내장되는 드릴, 햄머, 그라인더 또는 기타 절단 공구 등을 포함한다. 전동 공구는 모터에 의해 제공되는 회전 구동력을 사용하여 다양한 전동 작업을 할 수 있다.

하우징(100)은 모터의 주요 부품을 수용하는 케이스로 볼 수 있다. 내부에는 고정자, 회전자, 냉각팬, 보조 방열 유닛 등이 적절하게 배치되어 있다.

고정자는 회전자 주위에 고정된다. 본 발명에서 고정자는 하우징의 내측면에 고정될 수 있다. 고정자는 영구 자석 또는 에너지를 공급하기 위한 권선이 직류 전압에 의해 여자되는 방식을 사용하여 자기장을 형성한다.

회전자는 고정자 내부에 삽입되어 회전축을 중심으로 회전한다. 전압을 가하면 정류자를 통해 공급되는 전류에 의해 회전자는 플레밍의 왼손 법칙에 따라 회전력을 발생시킨다.

고정자와 회전자 사이에는 간극이 존재한다. 그리고, 간극을 통해 공기가 흐를 수 있기 때문에 공기의 순환이 가능하다.

냉각팬은 회전자의 회전축 일단에 다수의 날개가 방사상으로 배치되어 형성된다. 따라서, 냉각팬은 회전자와 일체로 회전한다. 냉각팬은 모터 내부의 공기를 강제적으로 순환시킬 수 있다. 즉, 공기의 흐름을 원활하게 하여 모터 내부의 온도를 떨어뜨린다.

전동 공구를 장시간 고속 회전을 요하는 작업에 사용하면 모터에 과부하가 걸린다. 이 때, 회전자에서부터 주변으로 온도 구배가 형성된다. 즉, 회전자는 매우 높은 온도를 갖게 되기 때문에 모터의 내구성에 영향을 줄 수 있다.

따라서, 냉각팬의 유무는 모터의 내구성, 성능 등과 밀접하다고 볼 수 있다. 본 발명은 쿨링 성능의 향상을 위해 냉각팬과 더불어 보조 방열 유닛을 더 포함한다.

보조 방열 유닛은 고정자에서 열을 직접 흡수하여 이를 하우징 외측으로 배출한다. 구체적으로, 보조 방열 유닛은 열 배출부, 연결부 및 열 흡수부로 구성된다.

열 배출부는 환형이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열 배출부는 두께가 비교적 작은 고리 형상에 가깝다. 다만, 열 배출부의 외측면은 각이 다수 존재하는 다각형의 모양이다.

열 배출부는 냉각팬에 인접하여 배치된다. 더 넓게는 냉각팬의 날개와 간섭이 일어나지 않는 범위에서 어디라도 위치할 수 있다.

냉각팬의 작동으로 발생되는 바람은 열 배출부의 온도를 떨어뜨린다. 따라서, 냉각팬은 열 배출에 도움이 되기 때문에, 열 배출부를 냉각팬 주변에 배치하는 것이 좋다.

또한, 열 배출부의 외측면은 하우징의 내측면과 결합할 수 있다. 따라서, 보조 방열 유닛은 열 배출부를 통해 하우징에 고정되는 것이다.

연결부는 보조 방열 유닛의 테두리면 일 측면에서 돌출되게 설치된다. 연결부는 열 흡수부에서 흡수한 열을 열 배출부로 전달한다. 연결부는 핀 모양일 수 있다. 연결부의 횡단면은 목적을 고려할 때, 단위 면적당 열 전도에 유리하면 충분하다.

한편, 연결부는 등 간격으로 다수 설치될 수 있다.

열 흡수부는 연결부에 각각 결합되어 있다. 열 흡수부는 일 측면에 평편한 접촉면이 형성되어 있다. 그리고, 접촉면은 고정자의 외측면과 접촉되는 면적을 넓게 하여 고정자의 열을 신속하게 흡수할 수 있다.

한편, 타 측면은 어떤 형상을 갖더라도 무방하다.

본 발명의 일 실시예에서 열 흡수부는 사각 플레이트로 형성되어 있으나, 반드시 이에 국한될 필요는 없고 다른 형상을 갖더라도 좋다.

보조 방열 유닛을 통한 열 전달 경로는 다음과 같다. 고정자에 분포하는 고온의 열은 열 흡수부를 통해 신속하게 흡수된다. 그러면, 흡수된 열은 보다 저온인 연결부로 이동되고, 다시 보다 더 저온인 열 배출부로 전달된다.

이 때, 열 배출부는 냉각팬의 바람 때문에 보조 방열 유닛 중 가장 낮은 온도를 유지할 수 있다.

최종적으로 열 배출부는 고온의 열을 주변으로 배출한다. 이상의 과정이 반복되면서 보조 방열 유닛은 모터 내부를 쿨링할 수 있다. 그러나, 보조 방열 유닛은 어디까지나 보조적인 역할을 할 뿐이고 주된 쿨링은 냉각팬에 의해 이루어진다.

한편, 보조 방열 유닛은 열 전도율이 우수한 금속을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 비용 등을 고려할 때 구리, 알루미늄 등이 적당하다.

그리고, 보조 방열 유닛은 열 배출부, 연결부 및 열 흡수부를 일체로 형성할 수도 있다.

또한, 열 배출부와 마주하는 하우징의 둘레에는 통공이 형성될 수 있다. 즉, 열 배출부는 통공을 통해 외기로 열을 원활하게 배출할 수 있다. 따라서, 통공은 하우징의 둘레를 따라 다수 배치되는 것이 적당하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 하우징 20: 고정자
30: 회전자 40: 냉각팬
50: 보조 방열 유닛 52: 열 배출부 54: 연결부 56: 열 흡수부 56a: 접촉면 12: 통공

Claims (6)

1. 모터에 의해 회전 구동력이 제공되는 전동 공구에 있어서,
   하우징;
   상기 하우징의 내측면에 고정되는 고정자;
   상기 고정자 내부에서 회전축을 중심으로 회전하는 회전자;
   상기 회전축 일단에 다수의 날개가 방사상 배치되는 냉각팬; 및
   상기 고정자에서 열을 흡수하여 상기 하우징 외측으로 배출하는 보조 방열 유닛을 포함하는 전동 공구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 보조 방열 유닛은,
   환형의 열 배출부;
   상기 열 배출부의 일 측면에서 돌출되는 다수의 연결부; 및
   상기 연결부 각각에 결합되는 열 흡수부를 포함하는 전동 공구.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 열 배출부는 상기 냉각팬에 인접하여 배치되되, 상기 하우징의 내측면과 결합하고,
   상기 열 흡수부는 상기 고정자의 외측면과 접촉되는 전동 공구.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 열 배출부와 마주하는 상기 하우징의 둘레에는 통공이 형성되는 전동 공구.
   
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열 흡수부는 일 측면에 평편한 접촉면이 형성되는 전동 공구.
   
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 보조 방열 유닛은 금속 재질로 형성되는 전동 공구.

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