KR20210069158A - 전동공구 및 이의 제어방법 - Google Patents

전동공구 및 이의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210069158A
KR20210069158A KR1020190158166A KR20190158166A KR20210069158A KR 20210069158 A KR20210069158 A KR 20210069158A KR 1020190158166 A KR1020190158166 A KR 1020190158166A KR 20190158166 A KR20190158166 A KR 20190158166A KR 20210069158 A KR20210069158 A KR 20210069158A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amount
current
motor
power tool
trigger
Prior art date
Application number
KR1020190158166A
Other languages
English (en)
Inventor
오성섭
Original Assignee
계양전기 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 계양전기 주식회사 filed Critical 계양전기 주식회사
Priority to KR1020190158166A priority Critical patent/KR20210069158A/ko
Publication of KR20210069158A publication Critical patent/KR20210069158A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0811—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for dc motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/108—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction clutches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

전동공구 본체와, 상기 전동공구 본체에 설치된 모터와, 상기 모터에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 사용자에 의해 작동되는 트리거와, 상기 트리거의 신호에 의해서 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 전동공구에 있어서, 상기 제어부는, 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터의 회전속도를 증대시키는 속도제어부; 및 상기 모터에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터에 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단부;를 포함하고, 상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구가 개시된다. 따라서, 별도의 기계적인 토크 클러치 장치를 사용하지 않고도, 전기적 제어만으로 원하는 체결 토크를 구현할 수 있다는 장점이 있다.

Description

전동공구 및 이의 제어방법{Power tool and method for controlling for the same}
본 발명은 전동공구 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기를 이용하여 작동되는 드라이버, 드릴등을 포함하는 전동공구에 관한 것이다.
일반적으로 전동공구는 유선 또는 배터리를 통해 전기를 동력원으로하여 내장된 모터를 구동하여 드라이버 및 드릴 등의 작업용도에 따라 선택적으로 결합된 툴을 회전시켜 나사를 체결하거나 구멍을 뚫는 등 다중작업을 할 수 있는 공구의 하나이다.
전동공구를 사용하여 볼트 나사 등을 체결시 체결되는 피체결물의 재질이나, 체결되는 부위에 요구되는 결합력의 차이에 따라서, 체결되는 토크를 단계별로 설정할 수 있도록 형성된다. 이러한 체결되는 토크를 단계별로 설정할 수 있도록 하는 기능을 전동공구의 클러치 기능이라고 통상 칭한다.
종래의 클러치 기능은 스프링과 볼 등을 사용하여 기계적으로 구현되 있었다. 그러나, 이러한 기계적 방식의 클러치 기능은 많은 구성부품을 사용하여야 하므로 원가가 증대되며, 불필요한 고장의 원인이 되었다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 고장의 원인을 제거할 수 있는 전동공구를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 전동공구 본체와, 상기 전동공구 본체에 설치된 모터와, 상기 모터에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 사용자에 의해 작동되는 트리거와, 상기 트리거의 신호에 의해서 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 전동공구에 있어서, 상기 제어부는, 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터의 회전속도를 증대시키는 속도제어부; 및 상기 모터에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터에 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단부;를 포함하고, 상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구를 제공한다.
상기 전동공구는 상기 차단전류량을 상기 사용자가 단계별로 설정할 수 있도록 상기 전동공구 본체에 구비된 클러치 설정부;를 더 포함하고, 상기 차단전류량은 상기 단계별로 상이하도록 설정된다.
상기 속도제어부는, 상기 트리거의 눌림량에 비례하여 상기 모터의 회전속도를 증대시키며, 상기 차단전류량은 상기 트리거의 눌림량에 반비례하도록 설정된다.
한편, 본 발명의 다른 카테고리로서, 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터의 회전속도를 증대시키는 속도제어단계; 및 상기 모터에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터의 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단단계;를 포함하고, 상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구의 제어방법이 제시된다.
상기 전동공구는 상기 차단전류량을 상기 사용자가 단계별로 설정할 수 있도록 상기 전동공구 본체에 구비된 클러치 설정부;를 더 포함하고, 상기 차단전류량은 상기 단계별로 상이하도록 설정된다.
상기 속도제어단계는, 상기 트리거의 눌림량에 비례하여 상기 모터의 회전속도를 증대시키며, 상기 차단전류량은 상기 트리거의 눌림량에 반비례하도록 설정된다.
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.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동공구 및 이의 제어방법은 별도의 기계적인 토크 클러치 장치를 사용하지 않고도, 전기적 제어만으로 원하는 체결 토크를 구현할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 트리거의 눌림량에 맞춰 차단전류량을 상이하게 함으로써, 보다 정밀하게 토크를 제어할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 전동공구의 개념도
도 2는 도 1의 제어부의 블록도
도 3은 클러치 단수에 따른 차단 전류량을 도시한 그래프
도 4는 모터의 회전속도와 차단전류량의 관계를 도시한 그래프
도 5는 도 1의 전동공구를 제어하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 전동공구의 개념도, 도 2는 도 1의 제어부의 블록도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동공구는, 전동공구 본체(100)와, 상기 전동공구 본체(100)에 설치된 모터(110)와, 상기 모터(110)에 전원을 공급하는 전원공급장치(120)와, 사용자에 의해 작동되는 트리거(130)와, 상기 트리거의 신호에 의해서 상기 모터를 제어하는 제어부(200);를 포함한다.
전동공구는 드릴, 드라이버, 렌치 등 전기로 구동되는 다양한 공구가 해당될 수 있다. 전원공급장치(120)는 유선으로 직접 교류 전류를 공급받거나, 배터리를 이용하여 전류를 공급할 수 있다.
모터(110)는 전원공급장치(120)로 부터 전류를 공급받아 회전력을 발생시키는 것으로서 다양한 종류의 모터가 사용될 수 있다. 모터(110)의 출력축(111)에는 모터의 출력 속도를 감속하는 기어박스(112)가 설치되며, 기어박스(112)의 출력축(113)에는 공구의 비트가 체결될 수 있는 비트 체결부(114)가 형성된다.
트리거(130)는, 사용자가 권총의 방아쇠처럼 검지로 당겨서, 작동될 수 있도록 전동공구 본체(100)에 결합된다.
제어부(200)는, 상기 트리거(130)의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터(110)의 회전속도를 증대시키는 속도제어부(210)와, 상기 모터(110)에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터에 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단부(220)를 포함한다.
속도제어부(210)는 통상 트리거(130)의 눌림량이 증대되면, 모터에 공급되는 전류량을 증대시켜 모터의 회전속도를 증대시킨다. 이와 같은 방식으로 구현하는 방법을 가변저항을 사용하여, 트리거(130)의 눌림량이 증가되면, 가변저항의 크기를 증감함으로써, 공급되는 전류의 량을 조절할 수 있다.
이외에도 BLDC 모터와 같이 위치나 속도제어가 가능한 경우, 트리거(130)의 눌림량에 따라서, 모터의 속도를 직접적으로 증대시키는 방법도 가능하다.
전류 차단부(220)는 단순한 모터의 과전류 유입 방지를 위한 기능을 수행하는 것이 아니며, 모터에 일정 토크 이상의 값이 가해지면, 일정값 이상의 전류가 흐르게 되고, 전류를 차단함으로써, 결과적으로 전동공구에 가해지는 토크값이 일정값 이상을 초과하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로 종래에 기계적인 방식으로 구현되던 클러치 기능을 전기적으로 구현하여, 구성부품의 감소 및 불필요한 고장의 원인을 제공할 수 있다.
전동공구의 제한 토크값이 하나이면, 차단전류량은 하나로 결정될 수도 있지만, 전동공구에 제한 토크값을 설정할 수 있도록 한다면, 차단전류량을 이에 맞춰 복수개 설정될 수 있다. 즉, 도 1과 같이, 상기 전동공구가 상기 차단전류량을 상기 사용자가 단계별로 설정할 수 있도록 상기 전동공구 본체(100)에 구비된 클러치 설정부(150)를 더 포함하는 경우에, 상기 차단전류량은 상기 단계별로 상이하도록 설정될 수 있다.
즉, 도 3과 같이, 클러치 단수(제한 토크값)가 복수개 설정되어 있으면, 각 단계별로 맞춰 차단 전류량은 상이하게 설정된다.
여기서, 클러치되는 토크량의 정확성을 높이기 위해서, 차단전류량은 트리거의 눌림량에 따라서, 변화되도록 설정될 필요가 있다. 트리거의 눌림량에 따라서, 모터의 회전속도가 상이하다. 모터의 회전속도가 높은 경우, 모터 자체의 관성모멘트로 인해서, 적은 전류로도 높은 토크 체결이 가능하다. 따라서, 회전속도가 높은 경우, 차단전류량을 낮게 설정해야 회전속도가 낮은 경우와 동일한 정도의 토크 체결이 가능하다.
도 4는 모터의 회전속도와 차단전류량의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량(모터의 회전속도)이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된다. 즉, 상기 속도제어부(210)는, 상기 트리거(140)의 눌림량에 비례하여 상기 모터의 회전속도를 증대시키며, 상기 차단전류량은 상기 트리거(140)의 눌림량에 반비례하도록 설정된다.
도 5는 도 1의 전동공구를 제어하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전동공구의 제어방법은, 상기 트리거(130)의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터(110)의 회전속도를 증대시키는 속도제어단계(S100)와, 상기 모터(110)에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터의 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단단계(S200)를 포함한다.
전류 차단단계(S200)는, 모터(110)에 공급되는 공급 전류량이 차단전류량을 초과하는 지 여부를 판단하는 전류량 판단단계(S210)와, 전류량 판단단계(S210)에서 공급전류량이 차단전류량을 초과하는 경우 모터에 공급되는 전류를 차단하는 전류 공급 중단단계(S220)을 포함한다.
상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된다.
상기 속도제어단계(S100)는, 상기 트리거의 눌림량에 비례하여 상기 모터의 회전속도를 증대시키며, 상기 차단전류량은 상기 트리거의 눌림량에 반비례하도록 설정된다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동공구 및 이의 제어방법은 별도의 기계적인 토크 클러치 장치를 사용하지 않고도, 전기적 제어만으로 원하는 체결 토크를 구현할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 트리거의 눌림량에 맞춰 차단전류량을 상이하게 함으로써, 보다 정밀하게 토크를 제어할 수 있다는 장점이 있다.
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.
100: 전동공구 본체 110: 모터
111: 출력축 112: 기어박스
114: 비트 체결부 120: 전원공급장치
130: 트리거 200: 제어부
210: 속도제어부 220: 전류차단부

Claims (6)

  1. 전동공구 본체와, 상기 전동공구 본체에 설치된 모터와, 상기 모터에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 사용자에 의해 작동되는 트리거와, 상기 트리거의 신호에 의해서 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 전동공구에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터의 회전속도를 증대시키는 속도제어부; 및
    상기 모터에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터에 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단부;
    를 포함하고,
    상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동공구는 상기 차단전류량을 상기 사용자가 단계별로 설정할 수 있도록 상기 전동공구 본체에 구비된 클러치 설정부;를 더 포함하고,
    상기 차단전류량은 상기 단계별로 상이하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 속도제어부는, 상기 트리거의 눌림량에 비례하여 상기 모터의 회전속도를 증대시키며,
    상기 차단전류량은 상기 트리거의 눌림량에 반비례하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구.
  4. 전동공구 본체와, 상기 전동공구 본체에 설치된 모터와, 상기 모터에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 사용자에 의해 작동되는 트리거를 포함하는 전동공구의 제어방법에 있어서,
    상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서, 상기 모터의 회전속도를 증대시키는 속도제어단계; 및
    상기 모터에 공급되는 전류량이 정해진 차단전류량을 초과하는 경우 상기 모터의 공급되는 전류를 차단하는 전류 차단단계;
    를 포함하고,
    상기 차단전류량은 상기 상기 트리거의 눌림량이 증대함에 따라서 감소하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전동공구는 상기 차단전류량을 상기 사용자가 단계별로 설정할 수 있도록 상기 전동공구 본체에 구비된 클러치 설정부;를 더 포함하고,
    상기 차단전류량은 상기 단계별로 상이하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구의 제어방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 속도제어단계는, 상기 트리거의 눌림량에 비례하여 상기 모터의 회전속도를 증대시키며,
    상기 차단전류량은 상기 트리거의 눌림량에 반비례하도록 설정된 것을 특징으로 하는 전동공구의 제어방법.
KR1020190158166A 2019-12-02 2019-12-02 전동공구 및 이의 제어방법 KR20210069158A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190158166A KR20210069158A (ko) 2019-12-02 2019-12-02 전동공구 및 이의 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190158166A KR20210069158A (ko) 2019-12-02 2019-12-02 전동공구 및 이의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210069158A true KR20210069158A (ko) 2021-06-11

Family

ID=76376607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190158166A KR20210069158A (ko) 2019-12-02 2019-12-02 전동공구 및 이의 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210069158A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11161227B2 (en) Electric working machine and method for controlling motor of electric working machine
US10427282B2 (en) Rotary impact tool and method for controlling the same
US6971454B2 (en) Pulsed rotation screw removal and insertion device
US20160107297A1 (en) Electric power tool
JP6128037B2 (ja) 電動工具
US11213933B2 (en) Electric working machine
US11247323B2 (en) Electric working machine and method of controlling rotational state of motor of electric working machine
US20190047131A1 (en) Electric working machine and method of controlling rotational state of motor of electric working machine
GB2406005A (en) Torque limiting device for an electric motor
JP5895211B2 (ja) 電動工具及び電動工具の制御装置
JP4563259B2 (ja) 電動工具
JP2839853B2 (ja) 可搬型工作機械用モータ
JPWO2020137916A1 (ja) 電動作業機
US20210234481A1 (en) Motor braking coil for a power tool
US20200189048A1 (en) Electric pulse tool
JP2017205834A (ja) 電動作業機
KR20210069158A (ko) 전동공구 및 이의 제어방법
US9331625B2 (en) Electronic device
TWI807578B (zh) 用於控制無刷直流馬達的換向的方法、電動工具及用於控制開關陣列的控制器
KR102452854B1 (ko) 전기 펄스 공구
JP6421835B2 (ja) 電動工具
US20240075600A1 (en) Electric tool, method for controlling electric tool, and program
EP4368345A1 (en) Power tool, control method, and program
WO2023238593A1 (ja) 電動工具システム
US20240139916A1 (en) Impact tool including an electronic clutch

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application