KR20170095857A - 파워 툴을 위한 비상 정지 장치, 전동 파워팩, 파워 툴, 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20170095857A
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KR1020177015955A
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칼 요한 라르스 엘스마크
칼 요한 라르손
니클라스 스타레
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아틀라스 콥코 인더스트리얼 테크니크 에이비
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Abstract

본 발명은 전원을 파워 툴에 해제가능하게 연결하기 위한 전원 접촉부와
상기 전원 접촉부에 연결되고 비상 정지 회로에 의해 비상 정지 신호를 수신하면 상기 전원으로부터 상기 전기 접촉부를 분리시키도록 구성된 비상 정지 회로를 포함하는 파워 툴용 비상 정지 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 파워 툴, 상기 툴을 포함하는 시스템 및 파워 툴의 비상 정지를 수행하는 방법에 관한 것이다.

Description

파워 툴을 위한 비상 정지 장치, 전동 파워팩, 파워 툴, 시스템 및 방법{An emergency stop device for a power tool, an electrical power pack, a power tool, system and method}
본 발명은 파워 툴의 비상 정지 장치, 전원 팩, 파워 툴, 시스템 및 비상 정지 방법에 관한 것이다.
인간 및 기계의 안전이 요구되는 적용 분야에서, 비상 정지 시스템은 긴급 상황에서 전력의 안전하고 신속한 분리를 제공하기 위해 사용된다.
예를 들어, 산업 조립 시스템에 사용되는 스핀들 공구와 같은 고정된 파워 툴에서, 스핀들은 비상 정지 신호를 회로를 통해 전송하도록 구성된 공통 비상 정지 버스 회로에 연결되어, 각각의 스핀들이 비상 정지를 수행하도록 한다.
고정된 공구는 높은 피크 전력으로 전기 에너지를 공급할 수 있도록 주 전원에 일반적으로 연결된다. 그러나 수퍼 커패시터 및 다른 고출력 충전 배터리 조립체의 개발로 전원 팩으로 그러한 파워 툴을 구동하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 전원 팩은 독립형으로 사용되거나 연속 또는 간헐 충전을 위해 주 전원에 연결된다.
전원 케이블에 의해 주전원에 연결된 공통의 고정된 전력 공구의 비상 정지를 수행하기 위해, 주 전원은 일반적으로 차단된다. 이 경우 공구의 전원이 즉시 차단된다. 그러나 독립형이거나 충전을 위해 주전원에 연결된 경우에도 전원을 공급하는 파워 툴이 있는 경우에는 효과가 없다. 전원 팩에서 사용할 수 있는 에너지의 양은 일정시간 동안 공구에 전원을 공급할 수 있다. 따라서 이러한 공구에 대한 비상 상황에서 안전하고 신속하게 전원을 차단할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 다수의 파워 툴이 사용되는 조립 스테이션에서 기계 및 인간의 안전을 더욱 향상시키는 것이다. 한 가지 목적은 전원 팩으로 구동되는 파워 툴이 사용되는 조립 스테이션에서 안전을 향상시키는 것이다.
따라서, 본 발명은 전원을 파워 툴에 해제 가능하게 연결하기 위한 동력 접촉부와 상기 동력 접촉부에 연결된 비상 정지 회로를 포함하는 파워 툴용 비상 정지 장치에 관한 것이다. 비상 정지 회로는 비상 정지 회로에 의해 비상 정지 신호를 수신하면 전원으로부터 전기 접촉을 차단하도록 구성된다.
이러한 비상 정지 장치를 전원 팩에 의해 동력이 공급되는 파워 툴에 연결함으로써, 상기 공구는 예를 들어, 다른 기계 및 파워 툴와 결합된 조립 스테이션에 사용될 수 있다. 그런 다음, 비상 정지 이벤트가 발생하면 파워 툴을 공통 비상 정지 버스 회로에 연결하여 파워 툴을 비활성화할 수 있다.
상기 장치는 적어도 하나의 릴레이를 포함할 수 있으며, 상기 비상 정지 회로는 비상 정지 신호의 수신시 상기 전기 접촉 수단을 상기 전원으로부터 분리하기 위한 적어도 하나의 릴레이를 제어할 수 있다.
상기 장치는 바람직하게는 네거티브 및 포지티브 전력 접촉 수단을 포함하고, 상기 장치는 상기 포지티브 전기 접촉 수단을 상기 전원으로부터 분리하기 위한 적어도 하나의 제 1 릴레이 및 상기 네거티브 전기 접촉 수단을 상기 전원으로부터 분리하기 위한 제 2 릴레이를 포함한다.
따라서, 비상 정지 상황시에 물리적으로 전력이 차단될 수 있어 비상 정지시의 전원 단절 보안 레벨이 높아진다.
상기 비상 정지 장치는 상기 비상 정지 신호를 수신하기 위한 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 따라서 파워 툴의 취급 및 위치 설정이 용이해 지고 공구의 휴대성이 추가된 기능에 의해 제한되지 않는다. 선택적으로, 비상 정지 장치는 유선을 통해 비상 정지 신호를 수신하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 전원을 포함하는 일체형 유닛의 형태인 파워 툴용 전원 팩 및 본 명세서에 개시된 전원 팩에 통합된 비상 정지 장치에 관한 것이다.
따라서 전원 팩은 비상 정지 기능을 제공하고 공구를 비상 정지 시스템에 연결하기 위해 파워 툴의 기존 전원 팩을 간단하게 대체할 수 있다.
비상 정지 장치는 선택적으로 전원에 연결 가능한 별도의 유닛 형태일 수 있으며, 전원은 파워 툴을 위한 별도의 전원 팩일 수 있다.
따라서, 비상 정지는 추가된 비상 정지 기능을 제공하기 위해 파워 툴의 기존 전원 팩과 함께 이용될 수 있다.
비상 정지 장치는 파워 툴 또는 전원 팩에 의해 얻어질 수 있는 식별 데이터를 포함할 수 있다. 따라서 파워 툴은 전원 팩의 정체 및/또는 공구에 연결된 비상 정지 회로를 판독하여 전원 팩 및/또는 비상 정지 회로가 연결 상태에서 벗어나거나 단절된 경우 식별된 전원 팩 및 비상 정지 회로에 해당 동작을 연결하고 작동을 방지하도록 구성될 수 있다. 작동은 필요한 공구가 작동 준비가 되었음을 공통 비상 정지 버스 회로가 인식하지 않음으로써 방지될 수 있다.
본 발명은 또한 공구 구동 유닛에 전력을 공급하기 위해 파워 툴에 연결되는, 상술한 바와 같은 공구 구동 유닛 및 전원 팩 또는 비상 정지 장치를 포함하는 파워 툴에 관한 것으로, 상기 전원 팩으로부터의 전력은 비상 정지 신호의 수용시 단절된다.
파워 툴은 즉 조립 스테이션의 고정구에 하나 이상의 파워 툴 또는 스핀들과 함께 장착된 고정된 파워 툴일 수 있다. 선택적으로, 파워 툴은 휴대용 파워 툴 예를들어 조작자를 인체 공학적으로 향상시키기 위해 지지 또는 중량 밸런스를 잡을 수 있는 무선 핸드 헬드 공구일 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 바와 같은 별도의 전원 팩 및 비상 정지 장치를 갖는 복수의 파워 툴을 포함하는 시스템에 관한 것이며, 상기 복수의 파워 툴은 공통 비상 정지 버스 회로에 연결되어, 비상 정지 신호가 공통 비상 정지 버스 회로를 통해 전송되면 버스에 연결된 각 파워 툴이 비상 정지를 시작하도록 한다.
따라서, 이러한 전원 팩 또는 비상 정지 장치에 의해 전력이 공급되는 임의의 파워 툴은 예를 들어, 다른 기계 및 파워 툴와 결합된 조립 스테이션, 공통 비상 정지 버스 회로에 연결되어 비상 정지 이벤트시 파워 툴 및 기타 파워 툴을 비활성화한다.
시스템 내의 복수의 파워 툴의 각각의 파워 툴은 각각의 별도의 전원 팩을 연속적으로 충전하기 위한 별도의 전원 팩 및 충전 연결부를 포함할 수 있다. 충전 연결은 저전압 유형 일 수 있으며 피크 전류를 제공할 필요가 없다. 그 대신에, 충전 연결은 독립적인 전원 팩을 연속적으로 충전하도록 구성되어, 전원 팩이 충전되어 필요시 피크 전류를 제공할 수 있게 한다. 각 파워 툴에 피크 전류를 동시에 제공할 수 있는 케이블 대신 비교적 작은 충전 연결만을 필요로 한다는 사실은 케이블의 필요성을 획기적으로 줄여 시스템 구현을 용이하게 한다.
상술한 전원 팩 또는 비상 정지 장치를 갖는 파워 툴은 공통 비상 정지 버스 회로에 확인 응답 신호를 보내어, 상기 파워 툴이 동작 가능하고 비상 정지 가능하다는 것을 표시하도록 구성되어, 시스템이 작동 가능하고 비상 정지 가능하다도록 한다.
복수의 파워 툴은 예를들어 조립 스테이션에서 파워 툴의 고정구를 포함할 수 있다.
비상 정지 신호는 유선 또는 무선으로 전송될 수 있다.
상기 시스템은 공통 비상 정지 버스 회로와 통신하는 장애 상태를 나타내도록 구성된 비상 정지 버튼 및/또는 센서를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상술한 바와 같은 전원 팩으로 파워 툴의 비상 정지를 수행하는 방법에 관한 것으로, 비상 정지 회로에 의한 비상 정지 신호의 수신시에, 전원 팩의 전력 접촉 수단으로부터 전원 팩을 제거함으로써, 전력 공구의 비상 정지를 수행한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 파워 툴용 파워 툴 및 전원 팩.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 팩을 갖는 파워 툴 및 비상 정지 장치.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 파워 툴 및 파워 툴용 전원 팩.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전원 팩 및 파워 툴의 상세한 설명이 제공된다.
도 1에서, 파워 툴(2)에 연결하기 위한, 전원 팩 형태의 비상 정지 장치(1)가 도시되어 있다. 파워 툴은 물리적으로 단절되어 있으나 파워 툴의 동작시 물리적으로 연결된 유닛을 형성하는 전원 팩과 함께 도시된다. 파워 툴은 조립 스테이션에서 너트를 조이기 위한 너트 러너로 표시되지만 드라이버, 드릴링 공구, 절삭 공구, 연삭 공구, 리벳 공구, 라우팅 또는 샌딩 공구 등도 마찬가지로 적용가능하다.
파워 툴은 구동 유닛(7),예를들어 파워 툴의 회전 가능한 공구 헤드(9)를 구동하기 위한 회전 전기 모터를 포함하는 본체를 포함한다. 파워 툴은 예를 들어, 구동 수단의 작동을 제어하기 위한 권총 손잡이(10)의 형태인 작동 수단에 의해 제어될 수 있다. 선택적으로 상기 공구는 원격 작동된다. 파워 툴의 몸체는 전원 팩(1)으로부터 전력을 수신하기 위한 네거티브(negative)(8) 및 포지티브(positive)(8') 전기 접촉부 형태의 전기 접촉부를 포함한다.
전원 팩(1)은 파워 툴에 연결 가능한 일체형 유닛을 형성하고, 충전식 배터리 또는 수퍼 커패시터의 형태인 전원을 포함한다. 전원 팩을 파워 툴의 본체에 연결하기 위한 인터페이스는 전원을 파워 툴에 연결하기 위한 네거티브(4) 및 포지티브(4') 전기 접촉부를 포함한다. 선택적으로, 전원 팩은 충전 회로(16) 및 케이블(17)을 통해 연속 또는 간헐 충전을 위해 주 전원에 연결될 수 있다.
전원 팩은 비상 정지 신호를 수신하면 전력 공급원으로부터 전기 접점을 분리하는 수단을 포함하는 비상 정지 회로(5)를 포함하는데, 이는 전원으로부터 네거티브(4) 및 포지티브(4') 전기 접촉부를 물리적으로 단절시키는 릴레이 세트의 형태이다. 전원 팩은 외부 제어 유닛으로부터 비상 정지 신호를 수신하기 위한 통신 회로를 더 포함한다. 통신 회로는 무선 통신 네트워크를 통해 비상 정지 신호를 수신하기 위한 무선 통신 회로이거나 케이블(17)을 통해 비상 정지 버스 회로에 연결될 수 있다. 비상 정지 회로는 릴레이를 개방하여 통신 회로로부터의 비상 정지 신호를 수신시 전기 접촉부를 전원으로부터 물리적으로 차단하도록 구성된다.
파워 툴의 작동 중에, 공구의 구동 유닛이 너트와 같은 패스너를 고정하도록 작동된다. 그후 구동 유닛에 전원 팩의 전원이 공급된다.
그러나, 비상 정지가 검출되고 비상 정지 회로가 비상 정지 신호를 수신하면, 비상 정지 회로는 전원으로부터 전기 접촉을 차단하여, 파워 툴의 구동 유닛에 대한 전력을 차단한다. 따라서 전원 팩으로 전원이 공급되는 파워 툴의 경우에도 비상 정지 이벤트가 발생하면 즉시 파워 툴의 전원이 차단될 수 있다.
도 2에서, 별도의 유닛 형태의 비상 정지 장치(1')는 파워 툴의 기존 전원 팩(3)에 연결될 수 있다. 비상 정지 장치는
파워 툴의 몸체상의 전기 접촉부(8, 8')에 연결하기 위한 전기 접촉부(4, 4') 및 공구의 기존 전원 팩(3)의 접촉부(15, 15')에 연결하기 위한 전기 접촉부(14, 14')를 포함한다. 따라서, 비상 정지 장치는 전원 팩(3)과 파워 툴 사이에 전기적 및 기계적으로 배치된 별도의 유닛(1')을 형성한다. 비상 정지 장치(1')는 도 1과 관련하여 설명한 비상 정지 회로(5) 및 통신 회로(11)를 포함한다. 상기 솔루션의 장점은 추가 비상 정지 기능을 갖춘 기존의 파워 툴 및 전원 팩 쌍이 제공될 수 있다는 것이다. 파워 툴은 전원 팩의 정체 및/또는 공구에 연결된 비상 정지 회로를 판독하여 전원 팩 및/또는 비상 정지 회로가 연결 상태에서 벗어나거나 단절된 경우 식별된 전원 팩 및 비상 정지 회로에 해당 동작을 연결하고 작동을 방지하도록 구성될 수 있다.
도 3은 도 1과 관련하여 기술된 것과 유사한 전원 팩 형태의 비상 정지 장치(1")를 도시한다. 상기 장치는 상술한 바와 같이 무선 통신 회로(11')가 파워 툴 본체에 포함되어 있고 비상 정지 신호 파워 툴와 전원 팩 사이의 접촉부(12, 13)쌍의 형태로 통신 인터페이스를 통해 비상 정지 회로에 의해 수신되는 것과는 다르다. 따라서, 비상 정지 장치는 각 장치에 무선 통신 회로를 포함할 필요는 없지만, 파워 툴의 무선 통신 회로를 사용할 수 있다.
통상적으로, 본원에 개시된 파워 툴은 하나 이상의 고정된 공구 또는 스핀들을 포함하는 고정구와 같은 복수의 파워 툴을 포함하는 시스템에 사용된다. 시스템의 파워 툴은 공통 비상 정지 버스 회로에 연결된다. 버스 회로 전체에서 비상 정지 신호는 비상 정지 이벤트시 전송될 수 있어, 상기 버스에 연결된 각 파워 툴이 비상 정지를 시작하게 된다. 시스템은 통상적으로 하나 이상의 비상 정지 버튼 및/또는 공통 비상 정지 버스 회로와 통신하는 장애 상태를 나타내도록 구성된 센서를 포함한다. 이에 따라, 하나 이상의 비상 정지 버튼의 작동 및/또는 센서에 의한 고장 상태가 표시될 때, 비상 정지 신호가 버스 회로를 통해 전송되어 공통 비상 정지 버스 회로에 연결된 모든 공구 및 다른 기계를 정지시킨다.

Claims (10)

  1. 전원(3)을 상기 파워 툴에 해제 가능하게 연결하기 위한 전원 접촉부(4, 4')와,
    전원 접촉부에 연결되고 비상 정지 회로(5)에 의한 비상 정지 신호의 수신시 전원(3)으로부터 상기 전기 접촉부(4, 4')를 분리하도록 구성된 비상 정지 회로(5)를 포함하는 파워 툴용 비상 정지 장치(1, 1', 1 ")에 있어서,
    상기 비상 정지 장치는 네거티브(4) 및 포지티브(4') 전기 접촉부를 포함하고, 상기 장치는 상기 전원으로부터 상기 포지티브 전기 접촉부를 분리하기 위한 적어도 하나의 제 1 릴레이와, 네거티브 전기 접촉부를 전원으로부터 분리시키기 위한 제 2 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 정지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비상 정지 신호를 수신하기 위한 무선 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 정지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전원에 연결 가능한 개별 유닛의 형태인 것을 특징으로 하는 비상 정지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전원은 상기 파워 툴을 위한 별도의 전원 팩인 것을 특징으로 하는 비상 정지 장치.
  5. 전원(3) 및 파워 팩에 통합된 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 비상 정지 장치를 포함하는 일체형 유닛 형태의 파워 툴용 전원 팩.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 공구 구동 유닛 및 비상 정지 장치 또는 제 5 항에 따른 전원 팩을 포함하는 파워 툴에 있어서, 상기 전원 팩은 상기 공구 구동 유닛에 전력을 공급하기 위해 상기 파워 툴에 연결되고, 상기 전원 팩으로부터의 전력은 비상 정지 신호의 수신시에 차단되는 것을 특징으로 하는 파워 툴.
  7. 제 6 항에 따른 다수의 파워 툴을 포함하는 시스템에 있어서, 상기 복수의 파워 툴은 공통 비상 정지 버스 회로에 연결되어, 비상 정지 신호가 상기 공통 비상 정지 버스 회로를 통해 송신될 때, 각각의 전력 버스에 연결된 공구가 비상 정지를 시작하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 공통 비상 정지 버스 회로와 통신하여 장애 상태를 나타내도록 구성된 비상 정지 버튼 및/또는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 파워 툴의 각각의 파워 툴이 각각의 개별 전원 팩을 연속적으로 충전하기 위한 별도의 전원 팩 및 충전 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 6 항에 따른 파워 툴의 비상 정지를 수행하기 위한 방법에 있어서, 상기 비상 정지 회로에 의한 비상 정지 신호의 수신시, 상기 전력 접촉 수단으로부터 상기 전원을 차단하여 파워 공구의 비상 정지를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 툴의 비상 정지 방법.
KR1020177015955A 2014-12-19 2015-12-07 파워 툴을 위한 비상 정지 장치, 전동 파워팩, 파워 툴, 시스템 및 방법 KR20170095857A (ko)

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