KR20210064502A - 댐핑 기능이 향상된 전동 해머드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해머 작동시 전방의 비트로부터 되돌아오는 반동을 효과적으로 감쇄하여 본체 내부 기능 요소들의 손상과 작업의 불편함을 최소화할 수 있도록 하는 댐핑 기능이 향상된 전동 해머드릴을 개시한다.
본 발명의 해머드릴은, 회전홀더(16); 상기 회전홀더(16)의 내부에 전후방향으로 이동 가능하게 수용되어 비트(18)를 타격하는 앤빌(24); 상기 앤빌(24)의 후방에서 상기 회전홀더(16)의 내부에 전후방향으로 이동 가능하게 수용되는 것으로서, 상기 앤빌(24)의 후퇴시 부딪히게 되는 플랜지(30) 및 상기 플랜지(30)의 후방으로 연장되어 상기 회전홀더(16)와의 사이에 공간(40)을 형성하는 결합부(28)를 구비하는 제1 부시(32); 상기 제1 부시(32)의 후방에서 상기 회전홀더(16)에 고정되어 상기 공간(40)의 후방을 막는 제2 부시(36); 상기 결합부(28)의 외면을 감싸 두르는 형태로 상기 공간(40) 내에 배치되어 상기 제1 부시(32)의 후퇴에 의해 축 방향으로 탄성 압축되어 충격을 흡수하는 링 형태의 복수의 댐퍼(42); 를 포함하며, 상기 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레 또는 상기 회전홀더(16)의 내면 둘레에는, 상기 댐퍼(42)가 축방향으로 탄성 압축될 때 반지름 방향으로 탄성으로 밀려 들어갈 수 있도록 하는 복수의 탄성변형홈부(50)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

댐핑 기능이 향상된 전동 해머드릴{Electric Hammer-Drill with Improved Damping Performance}

본 발명은 전동 해머드릴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해머 작동시 전방의 비트로부터 되돌아오는 반동을 효과적으로 감쇄하여 본체 내부 기능 요소들의 손상과 작업의 불편함을 최소화할 수 있도록 하는 댐핑 기능이 향상된 전동 해머드릴에 관한 것이다.

일반적으로 전동공구 중 해머드릴은, 모터의 회전력과 스트라이커의 왕복운동을 비트의 회전운동이나 타격력으로 변환시켜 콘크리트 또는 암석 등을 파쇄하거나 천공하는 공구이다.

전동 해머드릴에서, 해머 기능은 모터의 회전운동을 실린더의 직선왕복 운동으로 전환하고, 실린더의 왕복 운동에 의한 공기의 압축 및 해제에 의해 실린더 내부의 스트라이커에 타격력을 발생하여 비트를 타격하는 것으로 수행된다. 드릴 기능은 모터의 회전에 의해 회전 홀더를 회전시켜 그것에 장착되어 있는 비트를 회전시키는 것으로 수행된다.

이러한 해머드릴에는 스트라이커가 비트를 타격했을 때 콘크리트나 암석으로부터 비트를 통해 되돌아오는 반동 및 그것에 의한 충격을 완화하기 위한 댐핑 구조가 갖추어져 있다.

이를 첨부도면 도 1 내지 도 2를 참조하여 간략히 설명하면, 해머드릴(10)은 도시하지 않은 손잡이를 구비하고 모터가 내장되어 있는 본체 하우징(12)과, 상기 본체 하우징(12)의 전단부분(14)에 결합 되는 툴 홀더(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다.

통상적으로 상기 본체 하우징(12)의 내부에는 중공형의 회전홀더(16)가 회전 가능하게 결합 되어 있고, 상기 전단부분(14)에 위치하는 회전홀더(16)의 선단에 비트(18)를 삽입하여 툴 홀더를 조여 고정하게 된다.

또한, 상기 회전홀더(16)의 내부에는 실린더(22)가 전후방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 있고, 실린더(22)의 내부에는 스트라이커(20)가 설치되어 있다. 상기 스트라이커(20)와 비트(18) 사이에는 비트(18)를 타격하기 위한 앤빌(24)이 전후방향으로 이동가능하게 설치되어 있다.

상기 앤빌(24)의 중간 부분에는, 그 외면 둘레를 따라 걸림 돌기(26)가 돌출 형성되어 있다.

이러한 앤빌(24)에는 중공형의 제1 부시(32)가 이동 가능하게 결합 되어 있다. 이 제1 부시(32)는 상기 앤빌(24)이 이동 가능하게 삽입되는 결합부(28)와, 상기 회전홀더(16)의 내측에 이동 가능하게 끼워지는 플랜지(30)를 구비한다. 상기 결합부(28)의 내측에는 상기 앤빌(24)의 걸림 돌기(26)를 마주보는 대향 돌기(28a)가 형성되어 있어, 앤빌(24)이 반동에 의해 후퇴할 때, 앤빌(24)의 걸림 돌기(26)가 제1 부시(32)의 대향 돌기(28a)에 부딪혀 저지되도록 하고 있다.

또한, 상기 제1 부시(32)는, 그것의 플랜지(30)가 회전홀더(16)의 단턱(34)에 막혀 전방으로의 이동이 제한된다.

또한, 상기 제1 부시(32) 후방에는 중공형의 제2 부시(36)가 설치되어 있다. 제2 부시(36)는, 회전홀더(16)의 내면에 미끄럼 접촉하는 플랜지(38)를 구비하는데, 이 플랜지(38) 후방의 회전홀더(16)에는 고정링(37)이 끼워져 고정되어 있어서, 제2 부시(36)의 플랜지(38)가 고정링(37)에 의해 막혀 후방으로 밀리지 않게 되어 있다.

또한, 제2 부시(36)에는, 제1 부시(32)의 결합부(28)가 미끄럼 이동으로 들어갈 수 있는 구조를 취하고 있다.

또한, 상기 제1 부시(32)의 플랜지(30)와 제2 부시(36)의 플랜지(38) 사이에 형성되는 공간(40)에는, 탄성체로 이루어진 댐퍼(42)(도 1 및 도 2에서는 2개)가 설치되어 있다.

상기 스트라이커(20)가 앤빌(24)을 타격하면, 앤빌(24)은 그 타격력을 받아 전진하여 비트(18)를 타격하고, 비트(18)는 콘크리트나 암석 등의 작업대상물을 타격하게 된다. 이처럼 비트(18)가 작업대상물을 타격하면, 비트(18)는 곧바로 작업대상물로부터 반발력을 받아 후퇴하여 앤빌(24)에 충격을 가하며, 앤빌(24)은 그 충격에 의해 후퇴하는데, 앤빌(24)의 후퇴로 인해 앤빌(24)의 걸림 돌기(26)가 제1 부시(32)의 대향 돌기(28a)에 부딪혀서 제1 부시(32)를 후퇴시키게 된다.

위와 같이 제1 부시(32)가 비트(18)로부터 되돌아오는 반동에 의해 타격을 받아 제2 부시(36) 방향으로 이동함에 따라, 제1 부시(32)와 제2 부시(36) 사이에 있는 댐퍼(42)가 탄성으로 압축되고, 그 탄성 압축이 진행되는 과정에서 충격이나 진동이 감쇄 또는 완화된다.

그런데, 도면에 도시된 바와 같이 댐퍼(42)가 설치되는 공간(40)이 매우 협소하여 댐퍼(40)의 탄성 압축 변형의 양과 방향에 한계가 있어 충격이 충분히 감쇄되지 못하고, 그에 따라 감쇄되지 못한 많은 여력이 제2 부시(36)와 회전 홀더(16)에 그대로 작용하게 되며, 이처럼 회전 홀더(16)에 작용한 충격이 내부 부품에 작용하여 공구 전체의 수명을 단축시키게 되는 한편, 작업자의 손에도 그대로 전달되어 원활한 작업을 수행하기 어렵게 만든다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해, 댐퍼(42)의 크기를 증대시키거나 수량을 증가시키고, 그에 따라 공간(40)의 폭도 넓히게 되면, 공구의 전체 사이즈와 무게가 커지는 문제가 발생한다.

등록특허 제10-0621721호 공보(2006.08.31.)

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 공구의 사이즈를 증대시키거나 댐퍼의 수량을 증가시키지 않으면서 해머 작동시 전방의 비트로부터 되돌아오는 반동에 대한 감쇄기능을 극대화할 수 있는 댐핑 기능이 향상된 전동 해머드릴을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 댐핑 기능이 향상된 해머드릴은, 회전홀더(16); 상기 회전홀더(16)의 내부에 전후방향으로 이동 가능하게 수용되어 비트(18)를 타격하는 앤빌(24); 상기 앤빌(24)의 후방에서 상기 회전홀더(16)의 내부에 전후방향으로 이동 가능하게 수용되는 것으로서, 상기 앤빌(24)의 후퇴시 부딪히게 되는 플랜지(30) 및 상기 플랜지(30)의 후방으로 연장되어 상기 회전홀더(16)와의 사이에 공간(40)을 형성하는 결합부(28)를 구비하는 제1 부시(32); 상기 제1 부시(32)의 후방에서 상기 회전홀더(16)에 고정되어 상기 공간(40)의 후방을 막는 제2 부시(36); 상기 결합부(28)의 외면을 감싸 두르는 형태로 상기 공간(40) 내에 배치되어 상기 제1 부시(32)의 후퇴에 의해 축 방향으로 탄성 압축되어 충격을 흡수하는 링 형태의 복수의 댐퍼(42); 를 포함하며, 상기 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레 또는 상기 회전홀더(16)의 내면 둘레에는, 상기 댐퍼(42)가 축방향으로 탄성 압축될 때 반지름 방향으로 탄성으로 밀려 들어갈 수 있도록 하는 복수의 탄성변형홈부(50)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해머드릴에 있어서, 상기 복수의 탄성변형홈부(50)는, 상기 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레를 따라 형성되는 제1 탄성변형홈부(52)와, 상기 회전홀더(16)의 내면 둘레를 따라 형성되는 제2 탄성변형홈부(54)를 포함하며, 하나의 댐퍼(42)마다 상기 제1 탄성변형홈부(52)나 제2 탄성변형홈부(54) 중 적어도 어느 하나가 대응하여 구비된다.

본 발명에 따른 해머드릴에 있어서, 상기 탄성변형홈부(50)의 지름(R)은 상기 댐퍼(42)의 반지름(R1)보다 크고 상기 댐퍼(42)의 지름(R2)보다 작게 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 해머드릴에 있어서, 상기 탄성변형홈부(50)의 내면은 원호형 곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 해머드릴에 따르면, 댐퍼가 축 방향으로 탄성 압축되는 한편, 탄성변형홈부에 의해 반지름 방향으로 탄성으로 밀려 들어가 압축되는 변형을 유도함으로써, 댐퍼의 탄성 변형량이 증가하고 변형이 이루어지는 시간을 증가시키게 됨으로써, 댐퍼나 공간의 크기를 증가시키지 않고 공구의 사이즈를 증가시키지 않으면서도 감쇄 효과를 극대화할 수 있다.

도 1은, 종래기술에 따른 해머드릴을 보여주는 주요부 단면도이다.
도 2는, 도 1의 'A' 부분에 대한 확대도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 해머드릴을 보여주는 주요부 단면도이다.
도 4는, 도 3의 'B' 부분에 대한 확대도로서, 댐퍼가 탄성 변형하기 전의 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는, 도 4로부터 탄성 변형한 후의 모습을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 댐핑 기능이 향상된 해머드릴의 실시형태를 자세하게 설명한다. 이하에서는, 앞에서 설명한 도 1 및 도 2와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 부여하고 불필요한 중복된 설명은 생략한다. 따라서, 아래에서 미처 설명되지 않은 구성 요소는 도 1 및 도 2의 설명을 참조하면 된다.

도 3 내지 도 4는, 본 발명에 따른 해머드릴을 나타내는 것으로서, 도 3에는 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 'B' 부분을 확대한 도면이 도시되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해머드릴(10)을 구성하고 있는 본체 하우징(12)의 내부에는, 앞의 도 1 및 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 중공형의 회전홀더(16)가 회전 가능하게 결합 되어 있다.

또한, 회전홀더(16)의 내부에는 실린더(22)가 전후방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 있고, 실린더(22)의 내부에는 스트라이커(20)가 설치되어 있으며, 스트라이커(20)와 비트(18) 사이에는 앤빌(24)이 설치되어 있다.

앤빌(24) 후방의 회전홀더(16)의 내부에는 제1 부시(32)가 전후방향으로 이동 가능하게 수용되어 있다. 이 제1 부시(32)는, 앤빌(24) 후퇴시에 부딪히게 되는 플랜지(30), 그리고 플랜지(30)의 후방으로 연장되어서 회전홀더(16)와의 사이에 공간(40)을 형성하는 결합부(28)를 구비한다.

제1 부시(32)의 후방에는 상기 공간(40)의 후방을 막는 제2 부시(36)가 배치되어 상기 회전홀더(16)에 고정되어 있다.

그리고 상기 제1 부시(32)의 플랜지(30)와 결합부(28), 제2 부시(36), 회전홀더(16)의 내면에 의해 형성되는 상기 공간(40)에는, 복수의 댐퍼(42)가 설치되어 있다.

댐퍼(42)는, 제1 부시(32)의 제1 결합부(28) 외면을 감싸 두르는 링(ring) 형태로 구성되어 있다. 이러한 댐퍼(42)는, 제1 부시(32)의 후퇴에 의해 축 방향으로 탄성 압축되어 충격을 흡수한다.

또한, 앤빌(24)의 중간 부분에는, 그 외면 둘레를 따라 걸림 돌기(26)가 돌출 형성되어 있고, 제1 부시(32)에는 대향 돌기(28a)가 형성되어 있어, 앤빌(24)이 반동에 의해 후퇴할 때, 앤빌(24)의 걸림 돌기(26)가 제1 부시(32)의 대향 돌기(28a)에 부딪히도록 하고 있다.

도 4를 참조하면, 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레 또는 회전홀더(16)의 내면 둘레에는, 본 고안의 주요 구성인 탄성변형홈부(50)가 형성되어 있다.

탄성변형홈부(50)는, 댐퍼(42)가 축방향으로 탄성 압축될 때 반지름 방향으로 탄성으로 밀려 들어갈 수 있도록 하는 공간을 제공하는 것으로서, 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레를 따라 파낸 환형의 홈 형태, 회전홀더(16)의 내면 둘레를 파낸 환형의 홈 형태이다.

탄성변형홈부(50)는, 각 댐퍼(42)의 위치에 맞추어, 하나의 댐퍼(42)에 적어도 하나의 탄성변형홈부(50)가 대응되게 한다. 즉, 하나의 댐퍼(42)에는 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레를 따라 파낸 제1 탄성변형홈부(52)나 회전홀더(16)의 내면 둘레를 파낸 제2 탄성변형홈부(54) 중 어느 하나의 홈부가 대응하여 마련되거나, 두 개의 홈부가 모두 대응하여 마련될 수 있다.

도 4에 도시된 실시 예에서는, 전방 측의 댐퍼(42)에 대응하여서는 제1 탄성변형홈부(52)가 마련되고, 후방 측의 댐퍼(42)에 대응하여서는 제2 탄성변형홈부(54)가 마련되어 있다.

이와는 달리, 전방 측의 댐퍼(42)에 대응하여서 제2 탄성변형홈부(54)가 마련되고, 후방 측의 댐퍼(42)에 대응하여서 제1 탄성변형홈부(54)가 마련되어도 좋다.

또한, 전방 측의 댐퍼(42)에 대응하여서 제1 탄성변형홈부(52)와 제2 탄성변형홈부(54)가 모두 마련되고, 전방 측의 댐퍼(42)에 대응하여서도 제1 탄성변형홈부(52)와 제2 탄성변형홈부(54)가 모두 마련되어도 좋다.

이러한 탄성변형홈부(50), 즉 제1 탄성변형홈부(52)와 제2 탄성변형홈부(54)는, 그것의 지름(R)이, 도 4에 도시된 바와 같이, 댐퍼(42)의 반지름(R1)보다 크고 댐퍼(42)의 지름(R2)보다 작게 설정되는 것이 좋다.

예컨대, 탄성변형홈부(50)의 지름(R)이 댐퍼(42)의 반지름(R1)보다 작으면 댐퍼(42)가 탄성 변형할 때 탄성변형홈부(50) 방향으로 밀려 들어가는 양, 즉, 반지름방향으로의 탄성 변형량이 부족하여 완충 효과(충격 에너지 감쇄 효과)가 충분치 못할 염려가 있다.

반대로, 탄성변형홈부(50)의 지름(R)이 댐퍼(42)의 지름(R2)보다 크면, 탄성변형홈부(50)로 밀려 들어갈 때의 탄성 저항이 지나치게 작아져서 완충 효과가 충분치 못할 염려가 있다.

또한, 탄성변형홈부(50)의 내면은, 원호형 곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다.

탄성변형홈부(50)의 내면을 댐퍼(42)의 외면과 같이 원호형의 곡면으로 구성함으로써, 댐퍼(42)로부터 작용되는 압력이 골고루 균일하게 분산되는 효과가 있다.

해머드릴의 작동에 임하여, 스트라이커(20)가 앤빌(24)을 타격하면, 앤빌(24)은 그 타격력을 받아 전진하여 비트(18)를 타격하고, 비트(18)는 콘크리트나 암석 등의 작업대상물을 타격하게 된다.

이처럼 비트(18)가 작업대상물을 타격하면, 비트(18)는 곧바로 작업대상물로부터 반발력을 받아 후퇴하여 앤빌(24)에 충격을 가하며, 앤빌(24)은 그 충격에 의해 후퇴하여 제1 부시(32)를 타격하게 된다.

도 5에는, 위와 같이 제1 부시(32)가 타격을 받아 제2 부시(36)의 방향으로 후퇴함에 따라 발생된 댐퍼(42)의 변형 상태가 도시되어 있다.

제1 부시(32)가 타격을 받아 제2 부시(36)의 방향으로 후퇴하면, 댐퍼(42)는 1차적으로 축 방향으로 탄성 압축되고, 그 축 방향의 탄성 압축에 의해 수반되는 반지름 방향의 팽출력이 동반되어 탄성변형홈부(50)로 탄성으로 밀려들어가 2차적으로 탄성 압축되는 과정이 차례로 일어나게 된다.

이처럼 본 발명에 의해 댐퍼(42)에 축 방향의 탄성 압축과 반지름 방향의 탄성 압축이 차례로 이루어지도록 유도됨으로써, 댐퍼(42)의 탄성 변형량이 증가하고 방향이 분산되며, 변형이 이루어지는 시간도 증가 됨으로써, 그 과정에서 충격 에너지가 충분히 감쇄될 수 있다.

결국, 댐퍼나 공간의 크기를 증가시키지 않고, 또한 공구의 사이즈를 증가시키지 않으면서도, 충격 감쇄 효과를 극대화할 수가 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

10 : 해머드릴
12 : 본체 하우징
14 : 전단부분
16 : 회전홀더
18 : 비트
20 ; 스트라이커
22 : 실린더
24 : 앤빌
26 : 걸림 돌기
28 : 결합부
30, 38 : 플랜지
32 : 제1 부시
34 : 단턱
36 : 제2 부시
40 : 공간
42 : 댐퍼
44 : 고정링
50 : 탄성변형홈부
52 : 제1 탄성변형홈부
54 : 제2 탄성변형홈부

Claims (4)

1. 회전홀더(16);
   상기 회전홀더(16)의 내부에 전후방향으로 이동 가능하게 수용되어 비트(18)를 타격하는 앤빌(24);
   상기 앤빌(24)의 후방에서 상기 회전홀더(16)의 내부에 전후방향으로 이동 가능하게 수용되는 것으로서, 상기 앤빌(24)의 후퇴시 부딪히게 되는 플랜지(30) 및 상기 플랜지(30)의 후방으로 연장되어 상기 회전홀더(16)와의 사이에 공간(40)을 형성하는 결합부(28)를 구비하는 제1 부시(32);
   상기 제1 부시(32)의 후방에서 상기 회전홀더(16)에 고정되어 상기 공간(40)의 후방을 막는 제2 부시(36);
   상기 결합부(28)의 외면을 감싸 두르는 형태로 상기 공간(40) 내에 배치되어 상기 제1 부시(32)의 후퇴에 의해 축 방향으로 탄성 압축되어 충격을 흡수하는 링 형태의 복수의 댐퍼(42); 를 포함하며,
   상기 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레 또는 상기 회전홀더(16)의 내면 둘레에는, 상기 댐퍼(42)가 축방향으로 탄성 압축될 때 반지름 방향으로 탄성으로 밀려 들어갈 수 있도록 하는 복수의 탄성변형홈부(50)가 형성되는 것을 특징으로 댐핑 기능이 향상된 해머드릴.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 탄성변형홈부(50)는,
   상기 제1 부시(32)의 결합부(28)의 외면 둘레를 따라 형성되는 제1 탄성변형홈부(52)와, 상기 회전홀더(16)의 내면 둘레를 따라 형성되는 제2 탄성변형홈부(54)를 포함하며,
   하나의 댐퍼(42)마다 상기 제1 탄성변형홈부(52)나 제2 탄성변형홈부(54) 중 적어도 어느 하나가 대응하여 구비되는 것을 특징으로 하는 댐핑 기능이 향상된 해머드릴.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 탄성변형홈부(50)의 지름(R)은 상기 댐퍼(42)의 반지름(R1)보다 크고 상기 댐퍼(42)의 지름(R2)보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 댐핑 기능이 향상된 해머드릴.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 탄성변형홈부(50)의 내면은 원호형 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 댐핑 기능이 향상된 해머드릴.

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