KR20220095280A - 배터리의 전원 잔량 표시부를 구비한 전동공구 - Google Patents

배터리의 전원 잔량 표시부를 구비한 전동공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 전원을 이용하여 작동하는 전동공구에 관한 것으로서, 특히 배터리의 전원 잔량을 표시하는 표시부를 장착함에 있어 구조를 단순화하고 작업자가 잔량 표시를 쉽게 인식할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배터리에서 공급되는 전원에 의해 내장된 모터가 작동하는 전동공구로서, 모터의 내부에 장착되며 모터의 외측으로 돌출된 돌출부에 배터리의 전원 잔량을 표시하는 LED가 실장된 모터PCB와, 모터PCB의 돌출부와 대응하도록 전동공구의 케이스에 장착되며 돌출부에 장착된 LED의 빛이 케이스 밖으로 노출되도록 가이드하는 가이드 커버를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

배터리의 전원 잔량 표시부를 구비한 전동공구{Power tool with power remaining indicator of battery}
본 발명은 배터리 전원을 이용하여 작동하는 전동공구에 관한 것으로서, 특히 배터리의 전원 잔량을 표시하는 표시부를 장착함에 있어 구조를 단순화하고 작업자가 잔량 표시를 쉽게 인식할 수 있도록 구성한 것이다.
통상의 전동공구는 모터의 작동에 따라 작업에 필요한 바이트 등이 반복 또는 지속적으로 작동함으로써, 작업자가 수작업으로 반복 또는 지속적으로 수행하여야 할 작업을 대신한다.
이러한 전동공구를 사용함에 따라 작업의 속도가 빨라지고 작업자의 피로도 또한 감소하게 된다.
전동공구는 모터로 작동하기 때문에 전원의 공급이 필요하다.
큰 토크가 필요로 하는 전동공구 경우에는 안정적인 전원이 지속적으로 공급되어야 함에 따라 전동공구에서 케이블로 연장된 플러그를 외부 전원공급부인 콘센트 등에 접속하여 안정적이고 지속적인 필요 전원을 공급받게 구성된다.
하지만 외부 전원공급부를 통해 전원을 공급받는 전동공구는 그 작업범위가 전동공구에서 콘센트까지 연장된 케이블의 길이로 제한됨에 따라 작업범위가 작다는 단점이 있다.
반면에, 상대적으로 작은 토크가 필요한 전동공구 경우에는 전공공구에 장착되는 배터리의 전원을 통해 모터가 작동하도록 구성된다.
이 경우에는 케이블의 길이 제한이 없어 작업범위가 넓다는 장점이 있는 반면에, 배터리에 저장된 전원을 이용함에 따라 방전의 문제점이 발생한다.
따라서 배터리가 장착되는 전동공구 경우에는 작업자가 배터리의 전원 상태를 확인할 수 있는 배터리의 전원 잔량 표시부가 장착된다.
아래에서는 종래 기술에 따른 배터리의 전원 잔량 표시부(이하 '표시부'라 함)를 구비한 전동공구에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1A는 종래 기술에 따른 전동공구를 나타낸 개념도이고, 도 1B는 전동공구에 장착되는 PCB 및 표시부를 나타낸 개념도이며, 도 1C는 모터의 홀 센서가 장착되는 PCB를 나타낸 개념도이다.
도 1A에 도시된 바와 같이, 전동공구(10)의 케이스(20) 내부에는 동력을 발생하는 모터(30)가 장착되며, 전동공구(10)의 손잡이(50) 끝단에는 배터리(60)가 탈장착 가능하게 결합된다.
표시부(40)는 케이스(20)의 측면에 장착되는데, 도 1A에 도시된 전동공구(10)에서는 손잡이(50)의 끝단에 위치하며, 표시부(40)는 배터리(60)에서 공급되는 전원 상태를 감지하여 배터리(60)의 전원 잔량을 표시한다.
도 1B에 도시된 메인PCB(70)는 전동공구(10)의 작동을 제어하기 위한 것으로 손잡이(50)의 하단에 위치하며, 메인PCB(70)의 측면에 위치한 표시부(40)의 PCB(41)는 메인PCB(70)와 별도로 구성되어 전동공구(10)의 케이스(20) 측면으로 노출되게 장착된다.
이와 같이 표시부(40)가 케이스(20) 측면에 장착됨에 따라 도 1B에는 도시하지 않았으나 표시부(40)의 PCB(41)에서 연장된 케이블이 메인PCB(70)에 접속시켜야 하는 구조이다. 따라서 메인PCB(70)를 장착하기 위한 공간과 표시부(40)의 PCB(41)를 장착하기 위한 공간을 별도로 형성하고 설계하여야 함에 따라 전동공구(10)의 설계가 어렵고 전동공구(10)의 크기가 증대되는 문제점이 있다.
설령, 메인PCB(70)에 LED를 실장할 경우에 공간을 축소시킬 수 있지만, 평판 구조를 갖는 메인PCB(70)에 실장된 LED는 메인PCB(70)의 평면 상에 위치함에 따라 LED가 케이스(20)의 측면에 위치한 표시부에 노출되도록 구성하기에, 구조적으로 메인PCB(70)의 위치 확보에 어려움이 있다.
한편, 도 1C에 도시된 바와 같이 배터리(60)에서 공급된 전원을 이용하여 전동공구(10)의 동력을 발생하는 모터(30)에는 모터(30)의 작동을 제어하기 위한 홀 센서가 장착되는데, 홀 센서를 장착하기 위한 모터PCB(31)가 모터(30)의 내부에 내장된다.
이와 같이 종래의 전동공구에는 모터(30)의 내부에 위치하는 모터PCB(31), 배터리(60)의 전원 잔량을 표시하는 표시부(40)의 PCB(41), 그리고 전동공구의 작동을 제어하는 메인PCB(70)가 위치하게 되며, 각각의 PCB(31, 41, 70) 장착을 위해 별도의 공간이 확보되어야 함에 따라 전동공구의 설계가 어렵고, 전동공구의 크기가 커지는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2012-0065313호(공개일자 2012년06월20일)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 배터리의 전원 잔량을 표시하는 표시부를 장착함에 있어 구조를 단순화하고 작업자가 잔량 표시를 쉽게 인식할 수 있도록 구성한 전동공구를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배터리에서 공급되는 전원에 의해 내장된 모터가 작동하는 전동공구로서, 모터의 내부에 장착되며 모터의 외측으로 돌출된 돌출부에 배터리의 전원 잔량을 표시하는 LED가 실장된 모터PCB와, 모터PCB의 돌출부와 대응하도록 전동공구의 케이스에 장착되며 돌출부에 장착된 LED의 빛이 케이스 밖으로 노출되도록 안내하는 가이드 커버를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모터PCB는 홀 센서가 장착되며, 모터PCB는 모터의 축과 수직하게 위치한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모터의 하부 쪽에 전동공구의 손잡이가 형성되며, 모터의 외측으로 돌출된 모터PCB의 돌출부는 전동공구의 케이스 상부를 향해 돌출된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가이드 커버는, 그 저면에 모터PCB의 돌출부가 삽입되도록 형성된 삽입구와, 삽입구에 모터PCB의 돌출부가 삽입됨에 따라 삽입구의 안쪽에 위치하는 LED를 감싸며 상부 방향으로 개방된 홈을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 돌출부에는 복수의 LED가 실장되고, 각각의 LED에 대응하여 홈들이 형성되며, 홈과 홈의 사이에는 격벽이 형성되어 격벽의 랜드면은 돌출부와 접하며, 홈은 가이드 커버의 상면과 하면을 관통해 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전동공구의 케이스는 좌측 케이스와 우측 케이스가 정합되는 구조이며, 좌측 케이스와 우측 케이스의 사이에는 가이드 커버가 위치하고, 좌측 케이스와 우측 케이스에는 가이드 커버가 위치할 시트 홈이 각각 형성되며, 가이드 커버의 측면에는 슬롯이 형성되어 시트 홈의 가장자리가 삽입되어 좌측 케이스와 우측 케이스가 정합한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가이드 커버의 상면에는 투명커버가 부착되어 각 홈을 폐쇄한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리의 전원 잔량 표시부를 구비한 전동공구는 모터PCB의 일부가 모터의 외부로 돌출되고, 모터의 외부로 돌출된 모터PCB의 돌출된 부위에 표시부의 LED가 장착되며, 전동공구의 케이스에는 내부에 위치한 표시부의 LED에서 발하는 빛이 케이스의 외부로 조사될 수 있도록 구성함으로써, 작업자는 배터리의 전원 잔량을 쉽게 확인할 수 있으면서 동시에 전동공구에 장착되는 PCB를 단순화하여 전동공구의 설계를 쉽도록 구성한다. 또한 PCB의 개수를 줄이고 단순화하여 전동공구의 크기를 축소시킬 수 있고 단가를 감소시킬 수 있다.
도 1A는 종래 기술에 따른 전동공구를 나타낸 개념도이고,
도 1B는 전동공구에 장착되는 PCB 및 표시부를 나타낸 개념도이며,
도 1C는 모터의 홀 센서가 장착되는 PCB를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동공구를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2에 도시된 전동공구의 분해사시도이며,
도 4는 도 3에 도시된 모터의 분해사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 가이드 커버를 나타낸 사시도이며,
도 6은 도 2에 도시된 전동공구의 단면도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 배터리 전원의 잔량 표시부를 구비한 전동공구의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 전동공구를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전동공구의 분해사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 모터의 분해사시도이다. 그리고 도 5는 도 3에 도시된 가이드 커버를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 2에 도시된 전동공구의 단면도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전동공구(100)의 선단에는 바이트 등을 장착할 수 있는 척(101)이 위치하며, 전동공구(100)의 케이스(120) 내부에는 척(101)에 연결된 모터(110)가 장착되고, 모터(110)에서 발생한 동력에 의해 척(101)이 회전하며 작업이 수행된다.
그리고 모터(110)의 아래 방향으로는 전동공구(100)의 손잡이(131)가 케이스(120)의 일부분으로 형성되며, 손잡이(131)의 하단에는 배터리(140)가 장착된다.
도면에는 도시하지 않았으나, 배터리(140)가 손잡이(131)의 하단에 장착됨에 따라 배터리(140)의 전원이 케이스(120)의 내부에 내장된 메인PCB를 통해 모터(110)에 인가된다.
한편, 모터(110)의 후단에 장착된 모터PCB(111)의 상단 일부가 모터(110) 상부로 돌출되며, 모터(110)의 상부로 돌출된 모터PCB(111)의 돌출부(113)에는 복수의 LED(115)가 실장된다.
그리고 돌출부(113)와 대응하는 가이드 커버(150)가 케이스(120)에 장착되며, 가이드 커버(150)는 각 LED(115)에서 발하는 빛이 다른 LED의 빛과 섞이지 않고 케이스(120)의 외부로 노출되게 구성된다.
아래에서는 이와 같이 구성된 전동공구에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(110)는 고정자(stator)가 내부에 위치하는 하우징(117)과, 하우징(117)의 후단을 폐쇄하는 커버(119)와, 커버(119)의 안쪽면에 장착되어 자기장의 방향과 크기를 감지하는 홀 센서가 실장된 모터PCB(111)를 포함한다.
여기에서 모터PCB(111)는 상부 방향으로 돌출된 돌출부(113)가 형성되며, 돌출부(113)에는 복수의 LED(115)가 실장되며 돌출부(113)는 하우징(117)의 외측으로 돌출된다.
모터(110)는 전동공구(100)의 케이스(120) 안쪽에 장착되는데, 모터PCB(111)의 돌출부(113)가 전동공구(100)의 상부를 향하도록 케이스(120)의 내부에 장착된다.
한편, 케이스(120)는 좌측 케이스(120L)와 우측 케이스(120R)가 상호 정합되는 구조를 가지며, 정합된 케이스(120)에 있어서 모터(110)의 아래쪽에 손잡이(131)가 형성되고, 손잡이(131)의 하단에 배터리(140)가 장착된다.
모터 하우징(117)의 상부로 돌출된 돌출부(113)는 좌측 케이스(120L)와 우측 케이스(120R)의 사이에 끼워져 위치하는 가이드 커버(150)와 대응한다.
보다 구체적으로 가이드 커버(150)는 그 저면에 돌출부(113)가 삽입되는 삽입구(151)가 형성되고, 삽입구(151)의 전방에는 돌출부(113)에 실장된 각 LED(115)와 대응하는 홈(153)이 형성되며, 홈(153)과 홈(153)의 사이에는 격벽(155)이 형성되어 각 홈(153)에 위치한 LED(115)가 발광할 때에 발생하는 빛이 옆에 위치한 LED(115)의 빛이 섞이지 않도록 격벽(155)에 의해 차단된다.
상기 홈(153)은 가이드 커버(150)의 상면과 하면을 관통한 구조로서, 돌출부(113)가 삽입구(151)에 삽입되면 홈(153)과 홈(153)을 구획하는 격벽(155)의 랜드면(155L)은 돌출부(113)의 측면과 접하게 된다.
여기에서 모터PCB(111)는 모터의 축과 직각을 이루도록 수직하게 위치한다. 따라서 모터PCB(111)의 돌출부(113)에 실장된 복수의 LED(115)는 모터PCB(111)가 수직하게 위치함에 따라 수직면에 돌출된 형태로 위치하게 되고, 가이드 커버(150)의 홈(153)들은 가이드 커버(150)의 상면과 하면을 관통하는 구조로 구성됨에 따라 돌출부(113)가 가이드 커버(150)의 삽입구(151)에 삽입됨에 있어 각 LED(115)는 홈(153)의 하단을 통해 홈(153)을 따라 상부로 이동하여 홈(153)의 중간부에 위치한다.
이 상태에서 격벽(155)의 랜드면(155L)이 모터PCB(111)의 돌출부(113)와 접하게 되면서 각 LED(115)의 빛은 홈(153)을 따라 상부와 하부로 조사되고, 각 LED(115)의 측부에 위치한 격벽(155)에 의해 LED(115)의 빛이 측방향으로 조사되는 것을 차단된다. 따라서 각 LED(115)의 빛은 복수의 빛과 섞이지 않고 홈(153)의 상부와 하부로 조사된다.
한편, 홈(153)의 하부로 조사된 빛은 케이스(120)의 내부를 향하므로 작업자에게 노출되지 않지만, 홈(153)의 상부로 조사된 빛은 케이스(120)의 외부로 비춰지면서 작업자가 홈(153)의 안쪽에 발광하는 LED(115)의 색상을 인식할 수 있게 된다.
따라서 작업자가 전동공구(100)의 손잡이(131)를 파지하고 작업하는 중에 복수의 LED(115)에서 발광하는 빛의 색상에 따라 배터리(140)의 전원 잔량을 확인할 수 있다.
특히 가이드 커버(150)는 전동공구(100)의 모터(110) 후단에 위치함에 따라 전동공구(100)의 손잡이(131)를 파지한 작업자의 시야에 쉽게 노출된다. 종래와 같이 전동공구의 케이스 측면에 표시부가 장착된 경우에는 작업자가 전동공구를 바라보는 시야 범위에서 벗어나거나 케이스에 간섭되어 표시부에서 발광하는 빛을 확인하기 어렵지만, 본 발명에 따른 표시부는 전동공구의 상부에 위치함에 따라 작업자가 쉽게 인식할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 전동공구(100)는 종래의 표시부 PCB를 구성하지 않고 모터(110)에 존재하는 모터PCB(111)를 이용함에 따라 전동공구(100)의 설계가 보다 단순해지고 쉽다는 장점과 더불어 제조단가를 절감할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측 케이스(120L)와 우측 케이스(120R)가 정합할 때에 좌측 케이스(120L)와 우측 케이스(120R)의 사이에 가이드 커버(150)가 위치할 수 있게 좌측 케이스(120L)와 우측 케이스(120R)에는 각각 시트 홈(153)이 형성된다.
그리고 시트 홈(153)에 가이드 커버(150)가 대응하게 위치한 상태에서 좌우측 케이스(120L, 120R) 정합하면, 가이드 커버(150)의 측면 둘레를 따라 형성된 슬롯(157)을 좌우측 케이스(120L, 120R)의 시트 홈(153) 가장자리가 삽입되어 정합된 케이스(120)의 중앙 상단에 가이드 커버(150)가 위치하게 된다.
가이드 커버(150)의 상면에는 투명커버(159)가 부착되어 홈(153)을 통해 이물질의 유입되는 것을 차단한다.
100 : 전동공구
101 : 척
110 : 모터
111 : 모터PCB
113 : 돌출부
115 : LED
117 : 하우징
119 : 커버
120 : 케이스
121 : 시트 홈
131 : 손잡이
140 : 배터리
150 : 가이드 커버
151 : 삽입구
153 : 홈
155 : 격벽
159 : 투명커버

Claims (7)

  1. 배터리에서 공급되는 전원에 의해 내장된 모터가 작동하는 전동공구로서,
    모터(110)의 내부에 장착되며 모터(110)의 외측으로 돌출된 돌출부(113)에 배터리(140)의 전원 잔량을 표시하는 LED(115)가 실장된 모터PCB(111)와,
    모터PCB(111)의 돌출부(113)와 대응하도록 전동공구(100)의 케이스(120)에 장착되며 돌출부(113)에 장착된 LED(115)의 빛이 케이스(120) 밖으로 노출되도록 안내하는 가이드 커버(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
  2. 제1항에 있어서,
    모터PCB(111)는 홀 센서가 장착되며, 모터PCB(111)는 모터(110)의 축과 수직하게 위치하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    모터(110)의 하부 쪽에 전동공구(100)의 손잡이(131)가 형성되며, 모터(110)의 외측으로 돌출된 모터PCB(111)의 돌출부(113)는 전동공구(100)의 케이스(120) 상부를 향해 돌출된 것을 특징으로 하는 전동공구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    가이드 커버(150)는,
    그 저면에 모터PCB(111)의 돌출부(113)가 삽입되도록 형성된 삽입구(151)와,
    삽입구(151)에 모터PCB(111)의 돌출부(113)가 삽입됨에 따라 삽입구(151)의 안쪽에 위치하는 LED(115)를 감싸며 상부 방향으로 개방된 홈(153)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
  5. 제4항에 있어서,
    돌출부(113)에는 복수의 LED(115)가 실장되고, 각각의 LED(115)에 대응하여 홈(153)들이 형성되며, 홈(153)과 홈(153)의 사이에는 격벽(155)이 형성되어 격벽(155)의 랜드면(155L)은 돌출부(113)와 접하며, 홈(153)은 가이드 커버(150)의 상면과 하면을 관통해 형성된 것을 특징으로 하는 전동공구.
  6. 제5항에 있어서,
    전동공구(100)의 케이스(120)는 좌측 케이스(120)와 우측 케이스(120)가 정합되는 구조이며, 좌측 케이스(120)와 우측 케이스(120)의 사이에는 가이드 커버(150)가 위치하고, 좌측 케이스(120)와 우측 케이스(120)에는 가이드 커버(150)가 위치할 시트 홈(153)이 각각 형성되며, 가이드 커버(150)의 측면에는 슬롯(157)이 형성되어 시트 홈(153)의 가장자리가 삽입되어 좌측 케이스(120)와 우측 케이스(120)가 정합하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
  7. 제5항에 있어서,
    가이드 커버(150)의 상면에는 투명커버(159)가 부착되어 각 홈(153)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 전동공구.
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