KR20200098410A

KR20200098410A - 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구

Info

Publication number: KR20200098410A
Application number: KR1020200014380A
Authority: KR
Inventors: 귀도 발렌티니 닥터.
Original assignee: 귀도 발렌티니 닥터.
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2020-08-20
Also published as: EP3693132B1; US11969850B2; CN111546199B; US20200254580A1; EP3693132C0; JP7250716B2; CN111546199A; JP2020146832A; EP3693132A1; KR102360650B1

Abstract

본 발명은 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구(1)에 관한 것이다. 공구(1)는 정적인 몸체(31), 모터(15), 모터(15)에 의해 구동되고 제1 회전 축(10)을 중심으로 회전 운동을 수행하는 편심 요소(17), 및 플레이트- 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 편심 요소(17)에 연결된 백킹 패드(9)와 유사하다. 제1 회전축(10) 및 제2 회전축(16)은 본질적으로 서로 평행하게 연장되고 서로 이격되어 있다. 특히 조용하고 진동들이 적은 전동 공구(1)를 제공하기 위해, 편심 요소(17)의 외부 원주면의 적어도 일부는 제1 회전축(10)에 대해 적어도 별개의 회전 대칭을 가지고; 상기 편심 요소(17)가 제1 회전축(10)을 중심으로 회전 가능한 방식으로 몸체(31)에 대해 가이드되도록 전동 공구(1)의 정적인 몸체(31)와 편심 요소(17)의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭적인 부분 사이에서 제공되는 적어도 하나의 제1 베어링(30)을 상기 전동 공구(1)가 포함하며; 상기 전동 공구(1)는 적어도 2개의 맞물리는 기어 휠들(27, 28, 29, 29.1, 29.2)을 갖는 기계적 기어 장치(21)를 포함하고, 이 경우 상기 기어 장치(21)는 모터(15)에 의해 구동되는 드라이브 샤프트(18)와 편심 요소(17) 사이에서 기능적으로 제공되고 상기 기어 휠들(27) 중 적어도 하나는 상기 편심 요소(17)에 토크를 전달하도록 된 방식으로 편심 요소(17)에 부착되는 것이 제안된다.

Description

핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구{Hand-Held and Hand-Guided Random Orbital Polishing or Sanding Power Tool}

본 발명은 핸드-헬드(hand-held) 및 핸드-가이드되는(hand-guided) 랜덤(random) 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구에 관한 것이다. 이러한 전동 공구는 정적인 몸체, 모터, 모터에 의해 구동되고 제1 회전축을 중심으로 회전 운동을 수행하는 편심 요소(eccentric element), 및 제2 회전축을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 편심 요소에 연결된 판형 백킹 패드(plate-like backing pad)를 포함한다. 제1 회전축 및 제2 회전축은 본질적으로 서로에 대해 평행하게 연장하고 서로로부터 이격되어 있다.

전술한 종류의 전동 공구들은 종래 기술에 공지되어 있다. 전동 공구의 정적인 몸체는 그러한 전동 공구가 작동하는 동안 제2 회전축을 중심으로 이루어지는 백킹 패드의 회전 동안 움직이지 않는 전동 공구의 고정된 부분이다. 정적인 몸체는 전동 공구의 하우징에 고정될 수 있거나 하우징 자체일 수 있다. 편심 요소를 구동하기 위한 모터는 전기 모터 또는 공기압 모터일 수 있다. 전기 모터의 경우, 그것은 전기적으로 정류되는 브러시리스 모터(brushless motor)로 구현될 수 있다. 그러한 전기 모터는 정적 외부 고정자 및 내부 회전자를 갖는 인러너(inrunner) 타입일 수 있거나, 정적 내부 고정자 및 외부 회전자를 갖는 아웃러너(outrunner) 타입일 수 있다. 편심 요소는 예를 들면 변속기 또는 기어 장치를 통해 모터에 의해 직접적으로 또는 대안적으로 간접적으로 구동될 수 있다. 편심 요소는 드라이브 샤프트에 부착되며, 드라이브 샤프트는 변속기 또는 기어 장치로부터의 모터 축 또는 출력 축일 수 있다. 드라이브 샤프트의 회전축은 편심 요소의 제1 회전축에 대응한다. 백킹 패드는 제2 회전축을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 편심 요소에 연결된다. 전동 공구가 작동하는 동안 편심 요소는 제1 회전축을 중심으로 회전한다. 제1 회전축으로부터 이격되는 제2 회전축은 또한 제1 회전축을 중심으로 회전 운동을 수행한다. 따라서 전동 공구가 작동하는 동안 백킹 패드는 그것의 연장 평면에서 편심 또는 궤도 운동을 수행한다. 백킹 패드가 제2 회전축을 중심으로 자유롭게 회전하는 가능성은 편심 또는 궤도 운동이 랜덤 궤도 운동이 되게 한다. 예를 들면, 전술한 종류의 공기압식 랜덤 궤도 전동 공구는 US 2004/0102145A1 및 US 5,319,888에 공지되어 있다. 각각의 전기 전동 공구는 예를 들면 EP0694365A1으로부터 알려져 있다.

공지된 모든 임의의 궤도 전동 공구들에 있어서 편심 요소에 부착되는 구동 샤프트가 제1 회전축을 중심으로 이루어지는 편심 요소의 회전을 허용하기 위해 전동 공구의 정적인 몸체에 대해 하나 이상의 베어링에 의해 가이드되는 것은 흔한 일이다. 토크 프루프(torque proof) 방식으로 드라이브 샤프트에 부착되는 편심 요소에는 별도의 베어링이 없다. 제1 회전축을 중심으로 이루어지는 회전 동안 편심 요소는 오로지 드라이브 샤프트에 할당되는 베어링들에 의해서 가이드된다. 공지된 전동 공구들의 이러한 종래의 구성에서, 편심 요소는 구동 샤프트에 할당된 베어링들로부터 다소 큰 거리를 갖는다. 이는 편심 요소가 그것에 임의의 측면 힘들을 가하지 않고 제1 회전축을 중심으로 단지 회전 운동을 수행하는 경우에는 문제가 되지 않을 수 있다. 하지만 이는 랜덤 궤도 전동 공구들에서의 경우가 아니다. 다소 높은 속력들(최대 12,000rpm)로 제1 회전축을 중심으로 편심 운동과 조합하여 편심 요소의 다소 높은 무게(백킹 패드와 그것에 연결되는 평형추(counter weight)를 포함하는)로 인해, 편심 요소 및 그에 부착되는 드라이브 샤프트에 가해지는 상당한 측 방향 힘들이 존재한다. 이는 드라이브 샤프트와 그것을 가이드하는 베어링들에 다소 높은 모멘트가 가해시는 것을 발생시킨다.

또한, 공지된 랜덤 궤도 전동 공구들에서 편심 요소가 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트에 고정 부착되거나 드라이브 샤프트의 일체 부분을 형성하는 것이 필수적이다. 이는 새로운 전동 공구들의 개발 및 기존 전동 공구들의 추가 개발에 상당한 한계를 내포한다.

그러므로 본 발명의 목적은 전술한 단점들을 극복하는 전술한 종류의 전동 공구를 제안하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징들을 포함하는 전동 공구에 의해 달성된다. 특히, 전술한 종류의 전동 공구에서 편심 요소의 외부 원주면의 적어도 일부는 제1 회전축에 대해 적어도 별개의(discrete) 회전 대칭을 가지고;

상기 전동 공구가 상기 편심 요소가 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 방식으로 몸체에 대해 가이드되도록 전동 공구의 정적인 몸체와 편심 요소의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭적인 부분 사이에서 제공되는 적어도 하나의 제1 베어링을 포함하며;

상기 전동 공구는 적어도 2개의 맞물리는(meshing) 기어 휠들을 갖는 기계적 기어 장치(gear arrangement)를 포함하고, 이 경우 상기 기어 장치는 모터에 의해 구동되는 드라이브 샤프트와 편심 요소 사이에서 기능적으로 제공되고 상기 기어 휠들 중 적어도 하나는 상기 편심 요소에 토크를 전달하도록 된 방식으로 편심 요소에 부착되는 것이 제안된다.

본 발명의 중요한 일 양태는 정적인 몸체에 대해 제1 회전축을 중심으로 그것이 회전하는 동안에 편심 요소를 직접적으로 가이드하기 위해 적어도 하나의 별도의 베어링을 랜덤 궤도 전동 공구의 편심 요소에 제공하는 것이다. 이러한 적어도 하나의 베어링은 회전하는 편심 요소(백킹 패드와 그것에 연결되는 평형추를 포함하는)로부터 직접적으로 측면 힘들(lateral forces)을 흡수할 수 있다. 이는 높은 속력들(최대 12,000rpm)에서 편심 요소(백킹 패드와 그것에 연결되는 평형추를 포함하는)로부터 생기는, 전동 공구가 그것이 작동하는 동안에 생기는 진동들이 상당히 감소될 수 있다는 장점을 가진다. 바람직하게, 편심 요소에는 제1 회전축 방향으로 서로 이격되는, 특히 제1 회전축을 따라 편심 요소의 대향 단부들에 위치하는 적어도 2개의 베어링들이 제공된다. 이는 2개의 지지 베어링들 사이에 큰 유효(effective) 거리를 제공할 수 있고 더 큰 기울어짐 모멘트(tilting moment)들의 흡수를 허용한다. 이러한 적어도 하나의 베어링은 바람직하게는 고리 모양의 볼 레이스(annular ball race)이다. 특히, 적어도 2개의 경사진 지지 베어링들이 O-배열(O-arrangement)로서 구성된다. 이는 또한 2개의 지지 베어링들 사이의 유효 거리를 증가시킬 수 있고 훨씬 더 큰 기울어짐 모멘트들의 흡수를 허용한다.

편심 요소의 외부 원주면은 종래 기술의 전동 공구들의 드라이브 샤프트보다 큰 직경을 가진다. 따라서 편심 요소의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭적인 부분에서 제공된 적어도 하나의 베어링은 또한 종래 기술에서의 드라이브 샤프트의 외부면에 제공된 베어링보다 큰 직경을 가진다. 더 큰 직경으로 인해 편심 요소의 정적인 몸체 사이에 제공되는 적어도 하나의 베어링은 편심 요소로부터의 진동들을 더 잘 받고 흡수할 수 있다.

편심 요소를 구동하기 위한 모터는 전기 모터 또는 공기압 모터일 수 있다. 편심 요소는 예를 들어 기계적인 기어 장치를 통해 모터에 의해 간접적으로 구동된다. 편심 요소는 기어 장치의 출력에 부착된다. 기계적 기어 장치는 모터에 의해 구동되는 드라이브 샤프트와 편심 요소 사이에서 기능적으로 제공된다. 드라이브 샤프트는 모터축이거나 모터에 의해 구동되는 임의의 다른 축일 수 있다. 기계적 기어 장치는 적어도 2개의 맞물리는 기어 휠들을 포함하고, 이 경우 기어 휠들 중 적어도 하나는 편심 요소에 토크를 전달하도록 된 방식으로 편심 요소에 부착된다. 기계적 기어 장치는 실제적으로 매우 소형인(compact), 특히 낮은 전동 공구들의 구성을 허용하는 매우 소형인 편심 장치를 생기게 하는 편심 요소로 통합된다. 또, 전동 공구의 부분들의 개수는 종래 기술에 대해 상당히 감소될 수 있다.

바람직한 제1 실시예에 따르면, 기계적인 기어 장치는 태양 기어 휠, 링 기어 휠 및 태양 기어 휠 및 링 기어 휠과 맞물리는 복수의 유성 기어 휠들을 포함하는 유성 기어 장치(arrangement)로서 설계된다. 유성 기어 휠들은 편심 요소에 자유롭게 회전 가능한 방식으로 부착된다. 바람직하게, 태양 기어 휠은 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트에 부착되고 링 기어 휠은 토크 프루프 방식으로 전동 공구의 정적 본체에 부착되거나 또는 링 기어 휠은 전동 공구의 정적인 몸체의 일체형 부분을 형성한다. 전동 공구의 작동 동안, 즉 드라이브 샤프트의 회전 동안에, 태양 기어 휠은 회전하고 유성 기어 휠들에 회전 운동을 전달하며, 이러한 유성 기어 휠들은 정적인 링 기어 휠 위에서 구른다. 이는 제1 회전축을 중심으로 유성 기어 휠들의 유성 캐리어가 회전하게 한다. 편심 요소가 유성 캐리어로서의 역할을 하기 때문에, 편심 요소는 제1 회전축을 중심으로 움직이게 된다. 편심 요소의 회전 속력은 각각 드라이브 샤프트와 태양 기어 휠의 회전 속력에 의존하고, 다양한 기어 휠들의 톱니의 개수에 의존한다. 바람직하게, 편심 요소는 태양 기어 휠보다 낮은 속력으로 회전하여 더 높은 토크 출력을 생성한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 기계적인 기어 장치는 제1 중앙 기어 휠, 제1 중앙 기어 휠과 맞물리는 복수의 제1 피니언(pinion) 기어 휠들, 토크 프루프 방식으로 제1 피니언 기어 휠들 중 하나에 각각 부착되고 각각의 제1 피니언 기어 휠의 일체형 부분을 형성하는 복수의 제2 피니언 기어 휠들, 및 제2 피니언 기어 휠들과 맞물리는 제2 중앙 기어 휠을 포함한다. 제2 중앙 기어 휠은 토크 프루프 방식으로 편심 요소에 부착되거나 제2 중앙 기어 휠은 편심 요소의 일체형 부분을 형성한다. 바람직하게, 제1 중앙 기어 휠은 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트에 부착되거나 드라이브 샤프트의 일체형 부분을 형성하고, 복수의 제1 피니언 기어 휠 각각은 각각의 제2 피니언 기어 휠과 함께 자유롭게 회전하는 방식으로 전동 공구의 몸체에 부착된다. 제1 중앙 기어 휠과 제2 중앙 기어 휠은 기어 장치 내에서 중심이 같게 위치한다. 전동 공구가 작동하는 동안, 즉 드라이브 샤프트의 회전 동안, 제1 중앙 기어 휠은 제1 회전축과 동축인 회전축을 중심으로 회전하고 제1 피니언 기어 휠들을 회전하게 만들며, 이는 제2 피니언 기어 휠들을 회전하게 만들고, 이는 또한 제2 중앙 기어 휠과 편심 요소를 제1 회전축을 중심으로 움직이게 한다. 제1 피니언 기어 휠 및 제2 피니언 기어 휠이 자유롭게 회전 가능한 방식으로 전동 공구의 몸체에 부착된다는 사실은, 고정식으로 부착되는 편심 요소와 함께 제2 중앙 기어 휠의 회전을 유발한다. 편심 요소의 회전 속력은 각각 드라이브 샤프트와 제1 중앙 기어 휠의 회전 속력과, 다양한 기어 휠들의 톱니의 개수에 의존한다. 바람직하게, 편심 요소는 더 높은 토크 출력을 발생시키는 제1 중앙 기어 휠보다 낮은 속력으로 회전한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 베벨(bevel) 피니언 휠 및 베벨 피니언 휠과 맞물리는 크라운 휠을 포함하는 베벨 기어 장치로서 기계적 기어 장치가 설계되는 것이 제안된다. 크라운 휠은 토크 프루프 방식으로 편심 요소에 부착되거나 크라운 휠이 편심 요소의 일체형 부분을 형성한다. 바람직하게, 베벨 피니언 휠은 드라이브 샤프트에 토크 프루프 방식으로 부착되거나 드라이브 샤프트의 일체형 부분을 형성한다. 이 실시예에서, 드라이브 샤프트의 회전축은 제1 회전축에 대해 일정한 각도를 두고 달린다. 바람직하게, 그러한 각도는 약 90°이다. 이러한 기어 장치는 특히 각도 전동 공구(angular power tool)들, 특히 각도 그라인더(angular grinder)들과 각도 폴리셔(angular polisher)들을 실현하도록 된다. 전동 공구가 작동하는 동안, 즉 드라이브 샤프트의 회전 동안 베벨 피니언 휠은 제1 회전축에 대해 일정한 각도를 두고 연장하는 회전축을 중심으로 회전하고, 크라운 휠 및 편심 요소를 제1 회전축을 중심으로 움직이게 한다. 편심 요소의 회전 속력은 드라이브 샤프트 및 베벨 피니언 휠의 회전 속력과, 베벨 피니언 휠과 크라운 휠의 톱니의 개수에 의존한다. 바람직하게, 편심 요소는 제1 중앙 기어 휠보다 낮은 속력으로 회전하여 더 높은 토크 출력을 발생시킨다.

적어도 하나의 베어링에 의해 편심 요소의 직접적인 가이드를 허용하기 위해, 적어도 하나의 베어링이 제공되는, 편심 요소의 외부 원주면의 적어도 일부가 제1 회전축에 대해 적어도 별개의 회전 대칭을 가진다. 특정 지점(2D) 또는 축(3D)과 관련하여, n차(n-fold) 회전 대칭이라고도 하는 차수(order) n의 회전 대칭 또는 객체(object)의 n차 차수의 별개의 회전 대칭은 360°/n의 각도 만큼의 객체의 회전이 그러한 객체를 변경하지 않는다는 것을 의미한다. "1차(1-fold)" 대칭은 모든 객체들이 360°의 회전 후와 마찬가지이기 때문에 대칭이 아니다. 바람직하게, 편심 요소의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭적인 부분은 임의의 각도만큼 제1 회전축을 중심으로 회전하는 것에 대하여 회전 대칭을 가진다(소위 원형 대칭). 이는 편심 요소의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭적인 부분은 원통형 형태를 가진다는 것을 의미하고, 이러한 원통형 축은 편심 요소의 제1 회전축에 대응한다. 적어도 하나의 베어링이 편심 요소의 원통형 부분 상에 제공되고 전동 공구의 정적인 몸체(예컨대, 하우징 또는 하우징에 부착되는 별도의 섀시(chassis))에 관하여 편심 요소를 가이드한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 편심 요소가 받침점 핀(fulcrum pin)이 삽입되고 제2 회전축을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 가이드되는 편심 시트(seat)를 포함하는 것이 제안된다. 받침점 핀은 예컨대 백킹 패드가 해제 가능하게 부착될 수 있는 확대된 헤드부(head portion)와 같은 부착 수단을 포함한다. 이를 위해, 오목부(recess)의 내부 원주 형태가 부착 수단의 외부 원주 형태에 대응하는, 백킹 패드의 상면(top surface) 상에 오목부가 제공된다. 이러한 부착 수단은 나사 또는 자기력에 의해 축 방향으로 백킹 패드의 오목부에 붙들려 있다. 바람직하게, 편심 요소는 편심 시트에서 적어도 하나의 제2 베어링을 포함하고 받침점 핀이 제2 회전축을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 편심 요소에 관하여 가이드되도록 편심 요소와 받침점 핀 사이에서 작용한다. 대안적으로, 받침점 핀은 또한 백킹 패드의 상면 상의 구멍(bore)에서 제공된 내부 나삿니(internal thread)에 대응하는 외부 나삿니를 포함할 수 있다. 이러한 식으로, 백킹 패드는 받침점 핀을 백킹 패드의 구멍 내로 나사 조임을 행함으로써 받침점 핀에 부착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1 베어링 또는 제1 베어링들 중 적어도 하나가 적어도 하나의 제2 베어링의 적어도 일부를 둘러싸는 방식으로 편심 요소의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭인 부분 상에 위치하는 것이 제안된다. 다시 말해, 제1 베어링 또는 제1 베어링들 중 적어도 하나와 제2 베어링은 백킹 패드의 연장 평면에 대해 평행하고 제1 회전축에 대해 수직으로 연장하는 동일한 수평 평면에 위치한다. 이는 적어도 하나의 제2 베어링에서 가이드되는, 받침점 핀을 통해 백킹 패드에 의해 편심 요소로 도입되는 측면 힘들의 특별히 양호하고 효과적인 흡수를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전동 공구의 모터는 전기 권선을 갖는 고정자와 영구 자석들을 갖는 회전자를 포함하는 전기 모터인 것이 제안된다. 이러한 전기 모터는 바람직하게는 전기 정류된 브러시리스 모터이다. 바람직하게, 이러한 전기 모터는 전기 고정자 권선들과 회전자의 영구 자석들 사이의 자기장이 본질적으로 방사 방향으로 연장되는 방사형의 것이다. 이러한 전기 모터는 소위 아웃러너(outrunner)와 소위 인러너(inrunner)일 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전동 공구는 그것에 연결된 백킹 패드 쪽으로 향하는 편심 요소의 일부 상의 편심 요소의 일체형 부분에 부착되거나 그러한 일체형 부분을 형성하는 팬(fan) 또는 터빈(turbine)을 포함하는 것이 제안된다. 그러한 터빈은 복수의 핀들을 포함하고, 이러한 복수의 핀들은 제1 회전축을 중심으로 터빈이 회전시 방사상 또는 축방향 공기 흐름을 생성한다. 그러한 공기 흐름은 전동 공구의 내부 구성요소들(예컨대, 전기 모터, 전자 제어 유닛, 전자 밸브들 및 스위치들, 전기 인덕터들 등과 같은 전자 구성요소들, 또는 공기압 모터, 공기압 밸브들 및 스위치들와 같은 공기압 구성요소들)을 냉각시키기 위해 및/또는 전동 공구로 현재 작업중인 표면 및/또는 주변 환경으로부터의 먼지 및 기타 작은 입자들(예컨대, 분쇄 먼지, 연마 먼지, 연마제로부터의 입자들)을 흡인하기 위해 및 전동 공구 또는 외부 먼지 추출 시스템(예컨대, 진공 클리너)에 부착된 필터 유닛 또는 카트리지에 흡인된 먼지와 다른 작은 입자들을 운반하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 실시예는 편심 요소, 기계식 기어 장치 및 터빈을 포함하는 유닛이 특히 소형이며 평평한 디자인을 갖는 이점을 갖는다. 이러한 유닛은 매우 작은 공간에 복수의 상이한 구성요소들을 통합한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에에서는 전동 공구가 그것에 연결된 백킹 패드 쪽으로 향하는 편심 요소의 부분 상에 편심 요소 또는 터빈의 일체형 부분에 부착되거나 그러한 일체형 부분을 형성하는 평형추를 포함하는 것이 제안된다. 이러한 평형추는 예를 들면 나사에 의해 편심 요소에 부착되고 고정되는 별도의 요소일 수 있다. 대안적으로, 그러한 평형추는 만약 터빈이 존재한다면 편심 요소 또는 터빈의 일체형 부분으로서 형성될 수 있다.

본 발명의 추가 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 더 상세하세 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 전동 공구의 일 예를 사시도로 보여주는 도면.
도 2는 도 1의 전동 공구를 통한 개략적인 종단면도.
도 3은 기계적인 기어 장치와 평형추를 포함하는, 제1 실시예에 따른 도 1의 전동 공구의 편심 장치의 사시도.
도 4는 도 3의 편심 장치의 수직 단면도.
도 5는 기계적인 기어 장치와 평형추를 포함하는, 제2 실시예에 따른 도 1의 전동 공구의 편심 장치의 사시도.
도 6은 도 5의 편심 장치의 수직 단면도.
도 7은 기계적인 기어 장치와 평형추를 포함하는, 제3 실시예에 따른 도 1의 전동 공구의 편심 장치의 사시도.
도 8은 도 7의 편심 장치의 수직 단면도.

도 1은 본 발명에 따른 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 전동 공구(1)의 일 예를 사시도로 보여준다. 도 2는 도 1의 전동 공구(1)를 통한 개략 종단면도를 보여준다. 전동 공구(1)는 랜덤 궤도 연마 기계(polishing machine)(또는 연마기)로서 구현된다. 물론, 전동 공구(1)는 또한 랜덤 궤도 샌딩(sanding) 기계(또는 샌더(sander))로서 구현될 수 있거나 전동 공구(1)가 작동하는 동안 랜덤 궤도 운동을 수행하는 백킹 패드를 갖는 임의의 다른 전동 공구(1)로 구현될 수 있다. 연마기(1)는 본질적으로 플라스틱 재료로 만들어진 하우징(2)을 가진다. 하우징(2)에는 공구(1)의 사용자가 공구(1)의 의도된 사용 동안에 양손으로 공구(1)를 잡고 그립(4)에 일정량의 하향 압력을 가할 수 있도록 후단에 핸들(3)과 전단에 그립(4)이 제공된다. 원위 단부에 전기 플러그가 있는 전력 공급 라인(5)은 핸들(3)의 후방 단부에서 하우징(2)을 빠져 나간다. 핸들(3)의 바닥측에서는 전동 공구(1)를 활성화시키고 비활성화시키기 위한 스위치(6)가 제공된다. 이러한 스위치(6)는 측면 누름 버튼(7)에 의해 그것의 활성화된 위치에서 계속해서 붙들려 있을 수 있다. 전동 공구(1)에는 원하는 값으로 공구의 전기 모터(15)(도 2 참조)의 회전 속력을 설정하기 위한 조정 수단(13)(예컨대, 회전식 전위차계를 제어하기 위한 널링 휠(knurled wheel))이 제공될 수 있다. 하우징(2)에는 하우징(2) 내부에 위치한 전자 구성요소들 및/또는 전기 모터(15)로부터의 열이 주위 환경으로 소산되고/소산되거나 주위 환경으로부터의 냉각 공기가 하우징(2)으로 유입되도록 허용하는 냉각 개구들(8)이 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 전동 공구(1)는 전기 모터(15)를 가진다. 대안적으로, 전동 공구(1)는 또한 공기압 모터를 가질 수 있다. 그러한 경우 전기 케이블(5) 대신 전동 공구(1)에는 공기압 튜브 등을 통해 공기압 모터를 구동하기 위한 고압의 공기가 공급될 수 있다. 전기 모터(15)는 바람직하게는 브러시리스 타입의 것이다. 전동 공구(1)를 전기 케이블(5)에 의해 주 전원에 연결하는 대신, 공구(1)가 하우징(2) 안쪽에 적어도 부분적으로 위치한 재충전 가능한 또는 교환 가능한 배터리(미도시)를 추가적으로 또는 대안적으로 구비할 수 있다. 그러한 경우 전기 모터(15)를 구동하고 공구(1)의 다른 전자 구성요소들을 작동시키기 위한 전기 에너지는 배터리에 의해 제공될 것이다. 배터리의 존재에도 불구하고 전기 케이블(5)이 여전히 존재한다면, 배터리는 전동 공구(1)의 작동 전, 작동 중 또는 작동 후에 주 전원으로부터의 전류로 충전될 수 있다. 배터리의 존재는 주 전원 전압(유럽에서는 230V 또는 미국과 다른 국가들에서는 110V)에서 작동하지 않지만, 예를 들면 배터리에 의해 제공된 전압에 의존적인 12V, 24V, 36V 또는 42V의 감소된 전압으로 작동하는 전기 모터(15)의 사용을 허용한다.

전동 공구(1)는 제1 회전축(10)을 중심으로 회전 가능한 판 형상(plate like) 백킹 패드(9)를 가진다. 특히, 도 1에 도시된 공구(1)의 백킹 패드(9)는 제1 회전축(10)을 중심으로 랜덤 궤도 회전 운동(11)을 수행한다. 랜덤 궤도 운동(11)을 가지고 백킹 패드(9)는 제1 회전축(10)을 중심으로 제1 회전 운동을 수행한다. 제1 회전축(10)으로부터 이격되어 제2 회전축(16)(도 2 참조)이 규정되는데, 이러한 제2 회전축(16)을 중심으로 백킹 패드(9)가 제1 회전축(10)을 중심으로 백킹 패드(9)의 회전과는 독립적으로 자유롭게 회전 가능하다. 제2 축(16)은 백킹 패드(9)의 균형점을 통해 그리고 제1 회전축(10)에 대해 평행하게 달린다. 랜덤 궤도 운동(11)은 모터(15)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 구동되고 공구(1)의 작동 동안에 제1 회전축(10)을 중심으로 회전 운동을 수행하는 편심 요소(17)에 의해 실현된다. 받침점 핀(19)은 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 편심 요소(17)에서 붙들려 있다. 받침점 핀(19)의 부착 부재(20)(예컨대, 확대된 헤드부)는 백킹 패드(9)의 상면에 제공되고, 예컨대 나사(미도시)에 의해 또는 자력에 의해 해제 가능한 방식으로 그것에 부착된 오목부(22) 내로 삽입된다. 편심 요소(17)는 토크를 편심 요소(17)에 전달하도록 된 방식으로 기계적 기어 장치(21)의 적어도 하나의 기어 휠에 직접적으로 부착될 수 있다. 기계적 기어 장치(21)는 드라이브 샤프트(18)와 편심 요소(17) 사이에 기능적으로 제공되어 회전 운동뿐만 아니라 드라이브 샤프트(18)로부터의 토크를 편심 요소(17)에 전달한다.

백킹 패드(9)는 단단한(rigid) 재료로 만들어지는데, 바람직하게는 이는 한편으로는 전동 공구(1)의 의도된 사용 동안 표면에서 원하는 작업(예컨대, 차량 몸체, 보트 또는 항공기 선체의 표면 연마 또는 샌딩)을 수행하기 위한 공구 액세서리(12)를 운반 및 지지하고 하향 방향으로 그리고 본질적으로 제1 회전축(10)에 대해 평행하게 백킹 패드(9)와 공구 액세서리(12)에 힘을 인가하기에 충분히 단단하고, 다른 한편으로는 백킹 패드(9) 또는 공구 액세서리(12)에 의해 작업이 이루어질 표면의 손상 또는 스크래칭(scratching)을 회피하기에 충분히 구부리기 쉬운 플라스틱 재료로 만들어진다. 예를 들면, 전동 공구(1)가 연마기인 경우에서는 공구 액세서리(12)가 폼(foam) 또는 스펀지 패드, 마이크로화이버(microfiber) 패드, 및 실제 또는 합성 양모 패드를 포함하지만 이에 제한되지 않는 연마 재료일 수 있다. 도 1에서 공구 액세서리(12)는 폼 또는 스펀지 패드로서 구현된다. 전동 공구(1)가 샌더(sander)인 경우, 공구 액세서리(12)는 샌딩 페이퍼(paper), 그리고 샌딩 텍스타일(textile) 또는 직물(fabric)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 샌딩 또는 연마 재료일 수 있다. 백킹 패드(9)와 공구 액세서리(12)는 각각 바람직하게는 회전축(16)에 대해 평행한 보기(view)에서 원형 형태를 가진다.

백킹 패드(9)의 바닥 표면에는 그것에 공구 액세서리(12)를 해제 가능하게 부착하기 위한 수단이 제공된다. 이러한 부착 수단은 공구 액세서리(12)의 상면에 후크-및-루프 패스너(hook-and-loop fastener)의 대응하는 제2 층이 제공되는, 백킹 패드(9)의 바닥 표면 상에 후크-및-루프 패스너(또는 Velcro

)의 제1 층을 포함할 수 있다. 후크-및-루프 패스너의 2개의 층들은 백킹 패드(9)의 바닥 표면에 해제 가능하게 하지만 공구 액세서리(12)를 안전하게 고정하기 위해 상호 작용할 수 있다. 물론, 다른 타입의 전동 공구들(1)에 있어서는 백킹 패드(9)와 공구 액세서리(12)가 상이하게 구현될 수 있다.

이제 도 2에 도시된 전동 공구(1)의 안쪽으로 돌아가면, 전기 모터(15)가 편심 요소(17)를 직접적으로 구동하지 않는다는 것을 볼 수 있다. 오히려, 모터(15)의 모터축(23) 또는 드라이브 샤프트(18)는 토크 프루프 방식으로 모터축(23)에 직접적으로 결합되는 경우 기계적인 베벨 기어 장치(21)용 입력축(input shaft)을 구성한다. 베벨 기어 장치(21)의 출력 기어 휠(27)의 회전 출력 운동은 편심 요소(17)에 전달된다. 베벨 기어 장치(21)는 세로축(24) 중심의 모터 축(23)의 회전 운동을 제1 회전축(10) 중심의 편심 요소(17)의 회전 운동으로 바꾸는 역할을 한다. 모터 축(23)과 편심 요소(17)의 회전 속력들은 동일할 수 있거나(베벨 기어 장치(21)는 1의 기어비를 가진다) 서로 상이할 수 있다(베벨 기어 장치(21)는 1이 아닌 기어비를 가진다). 베벨 기어 장치(21)는 도시된 전동 공구(1)가, 모터 축(23)의 세로축(24)이 편심 요소(17)의 제1 회전축(10)에 관하여 일정한 각도(α)(바람직하게는 90°와 180°미만 사이)만큼 달리는 각도 연마기(angular polisher)이기 때문에 필수적이다. 도시된 실시예에서 그 각도는 정확히 90°이다. 물론 다른 전동 공구들(1)에서는 2개의 축들(24, 10)이 평행하거나 축이 같고 따라서 베벨 기어 장치(21)에 대한 필요성이 존재하지 않는 것이 가능할 수도 있다.

본 발명은 특히 편심 요소(17)의 특별한 설계에 관한 것이다. 종래 기술에서는 편심 요소(17)가 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트(25)에 고정되게 부착된다. 드라이브 샤프트(25)는 전동 공구(1)의 정적인 몸체(31)(도 3 내지 도 8 참조)에 관해 하나 이상의 베어링들에 의해 가이드된다. 정적인 몸체(31)는 전동 공구(1)의 하우징(2)에 고정될 수 있거나 하우징(2) 자체의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 베어링들은 제1 회전축(10)을 중심으로 드라이브 샤프트(25)가 회전하는 것을 허용한다. 편심 요소(17)는 별도의 베어링들을 가지지 않는다. 제1 회전축(10)을 중심으로 회전하는 동안, 편심 요소(17)는 오로지 드라이브 샤프트(25)에 할당된 베어링들에 의해 가이드된다. 알려진 전동 공구들(1)의 이러한 기존 구성에서는 편심 요소(17)가 드라이브 샤프트(25)에 할당된 베어링들로부터 다소 멀리 이격된다. 다소 높은 속력들(최대 12,000rpm)으로 제1 회전축(10) 중심으로의 편심 운동과 조합하여 편심 요소(17)(백킹 패드(9), 공구 액세서리(12) 및 그것에 연결된 평형추를 포함하는)의 다소 높은 무게로 인해, 편심 요소(17)에 발휘되는 상당한 측면 힘들과 그것이 부착되는 드라이브 샤프트(25)에 발휘되는 모멘트들이 존재한다. 이는 상당한 진동들을 야기할 수 있고 드라이브 샤프트(25)와 그것을 가이드하는 각각의 베어링들에 발휘되는 다소 높은 기계적 하중(load)을 초래할 수 있다.

이들 결점들은 본 발명에 따른 전동 공구(1)와 그것의 특별한 편심 요소(17)에 의해 극복된다. 특히, 기계적 기어 장치(21)의 적어도 하나의 기어 휠(27)이 편심 요소(17)에 토크가 전달될 수 있는 방식으로 편심 요소(17)에 부착된다. 적어도 하나의 기어 휠(27)은 제1 회전축(10)에 관해 축이 같게 토크 프루프 방식으로 또는 제1 회전축(10)에 대해 평행하게 연장하고 제1 회전축(10)으로부터 옆으로 옮겨지는 회전축을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 편심 요소(17)에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 기어 장치(21)는 편심 요소(17)에 적어도 부분적으로 통합되어 특별히 소형인 편심 장치(편심 요소(17)와 기계적인 기어 장치(21)를 포함하는)와 따라서 또한 특히 편평한 구성을 가지는 매우 소형인 전동 공구(1)를 생성한다. 본 발명에서 기어 장치(21)와 편심 요소(17) 사이에 제공된 종래 기술의 전동 공구들(1)의 드라이브 샤프트(25)는 생략된다.

이후 도 3 내지 도 8을 참조하여 편심 장치의 다양한 실시예들이 더 상세하게 설명된다. 도 3 및 도 4에 도시된 제1 바람직한 실시예에 따르면, 기계적 기어 장치(21)는 태양 기어 휠(28), 링 기어 휠(29) 및 태양 기어 휠(28) 및 링 기어 휠(29)과 맞물리는 복수의 유성 기어 휠들(27)을 포함하는 유성 기어 장치로서 설계된다. 유성 기어 휠들(27)은 회전축들(40)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 편심 요소(17)에 부착된다. 바람직하게, 태양 기어 휠(28)은 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트(18)에 부착된다. 대안적으로, 태양 기어 휠(28)은 드라이브 샤프트(18)의 일체형 부분을 또한 형성할 수 있다. 링 기어 휠(29)은 토크 프루프 방식으로 전동 공구(1)의 정적인 몸체(31)에 바람직하게 부착된다. 대안적으로, 링 기어 휠(29)은 또한 정적인 몸체(31)의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 전동 공구(1)가 작동하는 동안, 즉 제1 회전축(10)을 중심으로 드라이브 샤프트(18)가 회전하는 동안, 태양 기어 휠(28)은 회전하고 정적인 링 기어 휠(29) 위를 구르는 유성 기어 휠들(27)에 회전 운동을 전달한다. 이는 제1 회전축(10)을 중심으로 유성 기어 휠들(27)의 유성 캐리어의 회전을 초래한다. 편심 요소(17)가 유성 캐리어의 역할을 하기 때문에, 편심 요소(17)는 제1 회전축(10)을 중심으로 움직이게 설정된다. 편심 요소(17)의 회전 속력은 드라이브 샤프트(18)와 태양 기어 휠(28)의 회전 속력에 각각 의존하고, 다양한 기어 휠들(27, 28, 29)의 톱니의 개수에 의존한다. 바람직하게, 편심 요소(17)는 태양 기어 휠(28)보다 낮은 속력으로 회전하여 더 높은 토크 출력을 초래한다. 도 3에서는 전동 공구(1)의 정적인 몸체(31)는 도시되지 않는다.

본 발명에 따르면, 편심 요소(17)의 외부 원주면의 적어도 일부가 제1 회전축(10)에 대해 적어도 별개의 회전 대칭을 가지는 것과; 편심 요소(17)가 제1 회전축(10)을 중심으로 회전 가능한 방식으로 몸체(31)에 대해 가이드되도록 편심 요소(17)의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭인 부분과 전동 공구(1)의 정적인 몸체(31)(도 4 참조) 사이에 제공된 적어도 하나의 제1 베어링(30)을 전동 공구(1)가 포함한다는 것이 제안된다.

본 발명의 중요한 일 양태는 랜덤 궤도 전동 공구(1)의 편심 요소(17)에 제1 회전 축(10)을 중심으로 회전하는 동안 편심 요소(17)를 직접 가이드하기 위한 적어도 하나의 개별 베어링(30)을 제공하는 것이다. 베어링(30)은 회전하는 편심 요소(17)(백킹 패드(9), 공구 액세서리(12) 및 이에 연결된 평형추 포함)로부터 직접 측면 힘들을 흡수할 수 있다. 이는 편심 요소(17)(백킹 패드(9), 공구 액세서리 (12) 및 이에 연결된 평형추 포함)로부터 고속(최대 12,000rpm)으로 인해 생기는 그것의 작동 중의 전동 공구(1)의 진동들이 상당히 감소될 수 있다는 이점을 갖는다. 바람직하게, 편심 요소(17)는 제1 회전 축(10)의 방향으로 서로 이격되어 있고, 특히 제1 회전 축(10)을 따라 편심 요소(17)의 대향 단부들에 위치된 적어도 2개의 베어링(30)을 구비한다. 베어링들(30)은 바람직하게는 고리 모양 볼 레이스들로서 구현된다. 특히, 2개의 베어링들(30)은 O-배열로 구성된 경사진 지지 베어링들인 것이 제안된다. 이것은 2개의 베어링들(30) 사이의 유효 거리를 증가시킬 수 있고 더 큰 기울어짐 모멘트의 흡수를 허용한다.

베어링들(30)에 의해 편심 요소(17)를 직접 가이드하는 것을 허용하기 위해, 베어링들(30)이 제공되는 편심 요소(17)의 외부 원주면의 적어도 일부는 제1 회전축(10)에 대해 적어도 별개의(discrete) 회전 대칭을 갖는다. 바람직하게는, 편심 요소(17)의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭인 부분은 임의의 각도(소위 원형 대칭)에 의한 제1 회전 축(10) 주위의 회전에 대한 회전 대칭을 갖는다. 이는 편심 요소(17)의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭인 부분이 원통형을 가지며, 실린더 축은 편심 요소(17)의 제1 회전 축(10)에 대응한다는 것을 의미한다. 베어링들(30)은 편심 요소(17)의 원통형 부분 상에 제공되고 편심 요소(17)를 전동 공구(1)의 정적인 몸체(31)(예컨대, 하우징 또는 하우징에 부착된 별도의 섀시)에 대해 가이드한다.

편심 요소(17)는 받침 핀(19)이 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 삽입되고 가이드되는 편심 시트(33)를 포함한다. 받침점 핀(19)은 예컨대 백킹 패드(9)가 해제 가능하게 부착될 수 있는 확대된 헤드부와 같은 부착 수단(20)을 포함한다. 이를 위해, 오목부(22)는 백킹 패드(9)의 상면에 제공되며, 오목부(22)의 내부 원주 형태는 부착 수단(20)의 외부 원주 형태에 대응한다. 받침점 핀(19)은 나사식 구멍(threaded bore)(36)을 가지며, 이 구멍에 부착 수단(20)을 백킹 패드(9)의 오목부(22)에 삽입한 후 나사를 조일 수 있어 백킹 패드(9)를 받침점 핀(19)에 해제 가능하게 고정시킨다. 바람직하게, 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 받침점 핀(19)이 편심 요소(17)에 대해 가이드되도록 편심 요소(17)는 편심 시트(33)에 적어도 하나의 제2 베어링(37)을 포함하고 편심 요소(17)와 받침 핀(19) 사이에 제공된다. 제2 베어링(37)은 또한 고리 모양 볼 레이스(annular ball race)로서 구현될 수 있다.

제1 베어링들(30) 중 적어도 하나는 그것이 편심 시트(33) 및 제2 베어링(37)의 적어도 일부를 각각 둘러싸도록 편심 요소(17)의 외부 원주면의 회전 가능하게 대칭인 부분 상에 위치되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 편심 요소(17)의 바닥을 향해 위치된 제1 베어링(30)과 제2 베어링(37)은 동일한 수평면에 위치된다. 이는 제2 베어링(37)에서 가이드되는 받침점 핀(19)을 통해 백킹 패드(9)에 의해 편심 요소(17)로 도입된 측 방향(lateral) 힘들의 특히 양호하고 효과적인 흡수를 제공한다. 편심 시트(33)의 반대쪽에 있는 제1 회전축(10)의 측면에는 별개의 평형추(38)가 제공될 수 있다. 평형추(38)는 편심 요소(17)의 일체형 부분일 수 있다. 바람직하게, 평형추(38)는 편심 요소(17)와 분리되어 예를 들어 하나 이상의 나사(도시되지 않음)에 의해 부착된 부분이다.

도 5 및 도 6에 도시된 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 기계식 기어 장치(21)는 제1 중앙 기어 휠(28), 제1 중앙 기어 휠(28)과 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어 휠(29.1), 제1 피니언 기어 휠(29.2) 중 하나에 토크 프루프 방식으로 각각 부착되거나(본 경우에서와 같이) 각각의 제1 피니언 기어 휠(29.1)의 일체형 부분을 형성하는 복수의 제2 피니언 기어 휠들(29.2), 및 제2 피니언 기어 휠(29.2)을 맞물리는 제2 중앙 기어 휠(27)을 포함한다. 제2 중앙 기어 휠(27)은 편심 요소(17)에 토크 프루프 방식으로 부착된다. 대안적으로, 제2 중앙 기어 휠(27)은 또한 편심 요소(17)의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 바람직하게, 제1 중앙 기어 휠(28)은 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트(18)에 부착된다. 대안적으로, 이는 또한 드라이브 샤프트(18)의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 각각의 제2 피니언 기어 휠(29.2)과 함께 복수의 제1 피니언 기어 휠들(29.1) 각각은 제1 회전 축(10)에 본질적으로 평행하게 연장되는 회전 축(40)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 전동 공구(1)의 몸체(31)에 부착된다. 이를 위해, 가이드 핀들(41)이 몸체(31)에 부착되고 제1 및 제2 피니언 기어 휠(29.1, 29.2)의 중앙 개구를 통과한다. 제1 및 제2 중앙 기어 휠(27, 28)은 기어 장치(21) 내에 동심으로 위치된다. 전동 공구(1)의 작동 동안, 즉 드라이브 샤프트(18)의 회전 동안, 제1 중앙 기어 휠(28)은 제1 회전 축(10)과 동축인 회전축을 중심으로 회전하고, 제1 피니언 기어 휠(29.1)을 회전시키고 이는 제2 피니언 기어 휠들(29.2)이 회전하게 하며, 이는 제2 중앙 기어 휠(27) 및 편심 요소(17)가 제1 회전축(10)을 중심으로 운동하게 한다. 제1 및 제2 피니언 기어 휠(29.1, 29.2)이 전동 공구(1)의 몸체(31)에 자유롭게 회전 가능한 방식으로 부착된다는 사실은, 제2 중앙 기어 휠(27)이 그것이 고정되게 부착되는 편심 요소(17)와 함께 회전하게 한다. 편심 요소(17)의 회전 속력은 각각 드라이브 샤프트(18) 및 제1 중앙 기어 휠(28)의 회전 속력 및 다양한 기어 휠들(27, 28, 29.1, 29.2)의 톱니 개수에 의존한다. 바람직하게, 편심 요소(17)는 제1 중앙 기어 휠(28)보다 저속으로 회전하여 더 높은 토크 출력을 발생시킨다.

도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 기계적 기어 장치(21)는 베벨 피니언 휠(28)과 베벨 피니언 휠(28)을 맞물리는 크라운 휠(27)을 포함하는 베벨 기어 장치로서 설계된다는 사실이 제안된다. 크라운 휠(27)은 토크 프루프 방식으로 편심 요소(17)에 부착된다. 대안적으로, 크라운 휠(27)은 또한 편심 요소(17)의 일체형 부분을 형성할 수 있다. 바람직하게, 베벨 피니언 휠(28)은 토크 프루프 방식으로 드라이브 샤프트(18)에 부착되거나(본 예에서와 같이) 드라이브 샤프트(18)의 일체형 부분을 형성한다. 이 실시예에서, 드라이브 샤프트(18)의 회전축(24)은 제1 회전축(10)에 대해 일정한 각도를 형성하여 연장된다. 바람직하게 그 각도는 약 90°이다. 이 기어 장치(21)는 각도 전동 공구들(1), 특히 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 각도 분쇄기(angular grinder)들 및 각도 연마기(angular polisher)들을 실현하도록 된다. 전동 공구(1)의 작동 동안, 즉 드라이브 샤프트(18)의 회전 동안, 베벨 피니언 휠(28)은 제1 회전축(10)에 대해 일정한 각도로 연장되는 회전축(24)을 중심으로 회전하고 크라운 휠(27) 및 편심 요소(27)를 제1 회전축(10)을 중심으로 운동하게 설정한다. 편심 요소(17)의 회전 속력은 각각 드라이브 샤프트(18) 및 베벨 피니언 휠(28)의 회전 속력과 베벨 피니언 휠(28) 및 크라운 휠(27)의 톱니 개수에 의존한다. 바람직하게, 편심 요소(17)는 제1 중앙 기어 휠(28)보다 저속으로 회전하여 더 높은 토크 출력을 발생시킨다. 이 실시예에서, 편심 시트(33)에는 2개의 별개의 제2 베어링들(37.1 및 37.2)이 제공된다.

Claims

핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구(hand-held and hand-guided random orbital polishing or sanding power tool)(1)에 있어서,
정적인 몸체(static body)(31), 모터(15), 상기 모터(15)에 의해 구동되고 제1 회전축(10)을 중심으로 회전 운동을 수행하는 편심 요소(eccentric element)(17)와, 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 상기 편심 요소(17)에 연결되는 판 형상 백킹 패드(plate-like backing pad)(9)를 포함하고, 상기 제1 회전축(10) 및 상기 제2 회전축(16)은 본질적으로 서로에 대해 평행하게 연장하고 서로로부터 이격되어 있으며,
상기 편심 요소(17)의 외부 원주면(external circumferential surface)의 적어도 일부는 상기 제1 회전축(10)에 대해 적어도 별개의 회전 대칭성(discrete rotational symmetry)을 가지고,
상기 편심 요소(17)가 상기 제1 회전축(10)을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 몸체(31)에 대해 가이드되도록 상기 전동 공구(1)는 상기 편심 요소(17)의 상기 외부 원주면의 상기 회전 가능하게 대칭적인 부분과 상기 전동 공구(1)의 상기 정적인 몸체(31) 사이에 제공되는 적어도 하나의 제1 베어링(30)을 포함하고,
상기 전동 공구(1)는 적어도 2개의 맞물리는 기어 휠들(27, 28, 29, 29.1, 29.2)을 갖는 기계적 기어 장치(mechanical gear arrangement)(21)를 포함하고, 상기 기어 장치(21)는 상기 모터(15)에 의해 구동되는 드라이브 샤프트(18)와 상기 편심 요소(17) 사이에서 기능하도록 제공되고 상기 기어 휠들(27) 중 적어도 하나는 토크를 상기 편심 요소(17)에 전달하도록 된 방식으로 상기 편심 요소(17)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항에 있어서,
상기 편심 요소(17)의 상기 외부 원주면의 상기 회전 가능하게 대칭적인 부분은 임의의 각도만큼 상기 제1 회전축(10)을 중심으로 이루어지는 회전에 대해 회전 대칭성을 가지는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 베어링(30)은 볼 레이스(ball race)인, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전동 공구(1)는 상기 편심 요소(17)의 상기 외부 원주면의 상기 회전 가능하게 대칭적인 부분과 상기 전동 공구(1)의 상기 정적인 몸체(31) 사이에 제공되는 적어도 2개의 제1 베어링들(30)을 포함하고, 상기 적어도 2개의 제1 베어링들(30)은 상기 제1 회전축(10)을 따르는 방향으로 서로로부터 이격되어 있는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편심 요소(17)는 상기 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 상기 편심 요소(17)에 연결되고 상기 백킹 패드(9)의 상면(top surface) 상에 제공되는 각각의 오목부(22) 내로의 삽입을 위해 그리고 상기 백킹 패드(9)가 받침점 핀(flucrum pin)(19)으로 해제 가능하게 부착될 수 있게 된 확대된 헤드부(20)를 포함하는 상기 받침점 핀(19)을 포함하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제5 항에 있어서,
상기 편심 요소(17)는 상기 받침점 핀(19)이 상기 제2 회전축(16)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 방식으로 상기 편심 요소(17)에 대해 가이드되도록 상기 편심 요소(17)와 상기 받침점 핀(19) 사이에 제공되는 적어도 하나의 제2 베어링(37; 37.1, 37.2)을 포함하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제6 항에 있어서,
상기 제1 베어링(30) 또는 상기 제1 베어링들(30) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 제2 베어링(37; 37.1, 37.2)의 적어도 일부를 둘러싸는 방식으로 상기 편심 요소(30)의 상기 외부 원주면의 상기 회전 가능하게 대칭적인 부분 상에 위치하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전동 공구(1)는 연결되는 상기 백킹 패드(9) 쪽으로 향하는 상기 편심 요소(17)의 측(side) 상의 상기 편심 요소(17)의 일체형 부분(integral part)에 부착되거나 그러한 일체형 부분을 형성하는 터빈을 포함하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전동 공구(1)는 상기 편심 요소(17)의 일체형 부분에 부착되거나 그러한 일체형 부분을 형성하는 평형추(counter weight)(38) 또는 연결되는 상기 백킹 패드(9) 쪽으로 향하는 상기 편심 요소(17)의 측 상의 상기 터빈을 포함하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기계적 기어 장치(21)는 태양 기어 휠(sun gear wheel)(28), 링 기어 휠(ring gear wheel)(29) 및 상기 태양 기어 휠(28)과 상기 링 기어 휠(29)을 맞물리는 복수의 유성 기어 휠(planetary gear wheel)들(27)을 포함하는 유성 기어 장치로서 설계되고, 상기 유성 기어 휠들(27)은 자유롭게 회전 가능한 방식으로 상기 편심 요소(17)에 부착되는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제10 항에 있어서,
상기 태양 기어 휠(28)은 토크 프루프 방식(torque proof manner)으로 상기 드라이브 샤프트(18)에 부착되거나 상기 드라이브 샤프트(18)의 일체형 부분을 형성하고 상기 링 기어 휠(29)은 토크 프루프 방식으로 상기 전동 공구(1)의 상기 정적인 몸체(31)에 부착되거나 상기 링 기어 휠(29)은 상기 전동 공구(1)의 상기 정적인 몸체(31)의 일체형 부분을 형성하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기계적 기어 장치(21)는 제1 중앙 기어 휠(28), 상기 제1 중앙 기어 휠(28)과 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어 휠들(29.1), 상기 제1 피니언 기어 휠들(29.1) 중 하나에 축이 같게 각각 위치하고 토크 프루프 방식으로 부착되거나 각각의 제1 피니언 기어 휠(29.1)의 일체형 부분을 형성하는 복수의 제2 피니언 기어 휠들(29.2), 및 상기 제2 피니언 기어 휠들(29.2)을 맞물리는 제2 중앙 기어 휠(27)을 포함하고, 상기 제2 중앙 기어 휠(27)은 토크 프루프 방식으로 상기 편심 요소(17)에 부착되거나 상기 제2 중앙 기어 휠(27)은 상기 편심 요소(17)의 일체형 부분을 형성하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제12 항에 있어서,
상기 제1 중앙 기어 휠(28)은 토크 프루프 방식으로 상기 드라이브 샤프트(18)에 부착되거나 상기 드라이브 샤프트(18)의 일체형 부분을 형성하고, 상기 복수의 제1 피니언 기어 휠들(29.1) 각각은 각각의 제2 피니언 기어 휠(29.2)과 함께 자유롭게 회전 가능한 방식으로 상기 전동 공구(1)의 상기 몸체(31)에 부착되는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기계적 기어 장치(21)는 베벨 피니언 휠(bevel pinion wheel)(28)과 상기 베벨 피니언 휠(28)과 맞물리는 크라운 휠(crown wheel)(27)을 포함하는 베벨 기어 장치로서 설계되고, 상기 크라운 휠(27)은 토크 프루프 방식으로 상기 편심 요소(17)에 부착되거나 상기 크라운 휠(27)이 상기 편심 요소(17)의 일체형 부분을 형성하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.
제14 항에 있어서,
상기 베벨 피니언 휠(28)은 토크 프루프 방식으로 상기 드라이브 샤프트(18)에 부착되거나 상기 드라이브 샤프트(18)의 일체형 부분을 형성하는, 핸드-헬드 및 핸드-가이드되는 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 전동 공구.