KR102212252B1

KR102212252B1 - 충격 공구

Info

Publication number: KR102212252B1
Application number: KR1020197002916A
Authority: KR
Inventors: 미첼 칼슨; 딩 펑 후; 즈창 유; 판빈 증
Original assignee: 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2021-02-03
Also published as: CN209954561U; TWM562747U; EP3468749A4; US20190232469A1; EP3468749B1; KR20190014579A; US20210379738A1; WO2018039564A1; JP6698211B2; EP3468749A1; US20240181609A1; US11097403B2; US11897095B2; JP2019520998A

Abstract

회전식 전동 공구는 메인 하우징 및 이 메인 하우징에 결합된 트랜스미션 하우징을 포함한다. 트랜스미션 하우징은 트랜스미션 하우징의 전방에 대해 개방되고 반경 방향 내향 연장 플랜지에 의해 적어도 부분적으로 획정되는 베어링 포켓을 포함한다. 회전식 전동 공구는 또한 출력 샤프트, 및 출력 샤프트를 트랜스미션 하우징 내에 회전 가능하게 지지하도록 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계로 베어링 포켓 내에 위치 설정되는 베어링을 포함한다. 회전식 전동 공구는 또한 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 대향측에서 베어링의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩되는 출력 샤프트 상의 반경 방향 외향 연장 플랜지를 포함한다. 출력 샤프트에 가해지는 축방향 반력의 작용선은 반경 방향 외향 연장 플랜지, 베어링, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향된다.

Description

충격 공구

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2016년 8월 25일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/379,393호를 우선권 주장하고, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

기술분야

본 발명은 전동 공구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격 전동 공구에 관한 것이다.

충격 전동 공구(impact power tool)는 회전 질량체에 에너지를 저장하고 에너지를 출력 샤프트에 전달함으로써 회전 충격을 고속으로 공작물에 전달할 수 있다. 그러한 충격 전동 공구는 일반적으로 공구 비트를 유지 가능하거나 가능하지 않을 수 있는 출력 샤프트를 갖는다. 회전 충격은 전기, 오일 펄스, 기계 펄스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합과 같은 다양한 기술을 사용하여 출력 샤프트를 통해 전달될 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 메인 하우징 및 이 메인 하우징에 결합된 트랜스미션 하우징(transmission housing)을 포함하는 회전식 전동 공구를 제공한다. 트랜스미션 하우징은 트랜스미션 하우징의 전방에 대해 개방되고 반경 방향 내향 연장 플랜지에 의해 적어도 부분적으로 획정되는 베어링 포켓을 포함한다. 회전식 전동 공구는 또한 출력 샤프트, 출력 샤프트를 트랜스미션 하우징 내에 회전 가능하게 지지하도록 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계로 베어링 포켓 내에 위치 설정되는 베어링, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 대향측에서 베어링의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩되는 출력 샤프트 상의 반경 방향 외향 연장 플랜지를 포함한다. 출력 샤프트에 가해지는 축방향 반력의 작용선은 반경 방향 외향 연장 플랜지, 베어링, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향된다.

다른 양태에서, 본 발명은, 메인 하우징, 모터, 및 메인 하우징에 결합된 트랜스미션 하우징을 포함하는 회전식 전동 공구를 제공하는 것으로서, 트랜스미션 하우징은 트랜스미션 하우징의 전방에 대해 개방되고 반경 방향 내향 연장 플랜지에 의해 적어도 부분적으로 획정되는 베어링 포켓을 포함한다. 전동 공구는 또한 공작물에 대한 작업을 수행하도록 공구 비트가 부착될 수 있는 출력 샤프트, 및 모터와 출력 샤프트 사이에 배치되어 모터로부터의 연속적인 토크 출력을 출력 샤프트 상의 이산적인 회전 충격으로 변환시키는 충격 메커니즘을 포함하고, 충격 메커니즘은 출력 샤프트 둘레에 동심으로 배치되어 모터로부터의 토크를 받아들이는 실린더를 포함한다. 전동 공구는 또한 출력 샤프트를 트랜스미션 하우징 내에 회전 가능하게 지지하도록 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계로 베어링 포켓 내에 위치 설정되는 베어링을 포함한다. 전동 공구는 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 대향측에서 베어링의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩되는 출력 샤프트 상의 반경 방향 외향 연장 플랜지를 더 포함한다. 출력 샤프트에 가해지는 축방향 반력의 작용선은 반경 방향 외향 연장 플랜지, 베어링, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향되고, 실린더는 반복적인 회전 충격을 출력 샤프트 상에 가한다. 출력 샤프트의 후방 단부와 실린더 사이의 공칭 축방향 틈새가 출력 샤프트에 대한 축방향 반력의 인가에 응답하여 유지된다.

또 다른 양태에서, 본 발명은, 메인 하우징, 모터, 및 메인 하우징에 결합된 트랜스미션 하우징을 포함하는 충격 전동 공구를 제공하는 것으로서, 트랜스미션 하우징은 반경 방향 내향 연장 플랜지를 포함한다. 충격 전동 공구는 공작물에 대한 작업을 수행하도록 공구 비트가 부착될 수 있는 출력 샤프트, 및 트랜스미션 하우징 내에 배치되어 트랜스미션 하우징 내에 출력 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함하고, 베어링은 반경 방향 내향 연장 플랜지와 접경 관계에 있다. 충격 전동 공구는 모터와 출력 샤프트 사이에 배치되어 모터로부터의 연속적인 토크 출력을 출력 샤프트 상의 이산적인 회전 충격으로 변환시키는 충격 메커니즘, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 대향측에서 출력 샤프트 상에 있는 반경 방향 외향 연장 플랜지를 더 포함한다. 반경 방향 외향 연장 플랜지는 출력 샤프트에 가해진 축방향 반력의 인가에 응답하여 발생하는 출력 샤프트의 변위에 응답하여 베어링과 접경 가능하고, 이에 의해, 출력 샤프트에 가해진 축방향 반력의 작용선은 반경 방향 외향 연장 플랜지 부분, 베어링, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향된다.

다른 양태에서, 본 발명은, 모터, 공작물에 대한 작업을 수행하도록 공구 비트가 부착될 수 있는 출력 샤프트, 및 모터와 출력 샤프트 사이에 배치되어 모터로부터의 연속적인 토크 출력을 출력 샤프트 상의 이산적인 회전 충격으로 변환시키는 충격 메커니즘을 포함하는 회전식 전동 공구를 제공한다. 충격 메커니즘은, 출력 샤프트 둘레에 동심으로 배치되는 실린더 조립체, 실린더 조립체 내에 형성되어 유압 유체를 수용하는 공동, 및 제1 폐쇄 단부, 제1 폐쇄 단부의 반대측에 있는 제2 폐쇄 단부, 및 제1 폐쇄 단부와 제2 폐쇄 단부 사이에 획정되고 가스가 충전된 내부 체적을 포함하는 수축식 블래더(bladder)를 포함한다. 블래더는 공동 내에서의 끼워맞춤에 의해 공동의 형상과 일치하는 형상으로 유지되며, 제1 페쇄 단부와 제2 폐쇄 단부는 서로 분리되어 있다. 제1 폐쇄 단부와 제2 폐쇄 단부 각각은 이음매가 없다.

본 발명의 다른 피쳐 및 양태는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 고려하면 명백해질 것이다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 충격 전동 공구의 전방 사시도이다.
도 2는 도 1의 충격 전동 공구의 일부의 조립된 단면도이다.
도 3는 도 1의 충격 전동 공구의 유압 토크 충격 메커니즘의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 충격 메커니즘의 출력 샤프트의 단면도이다.
도 5는 도 1의 충격 전동 공구의 일부의 다른 조립된 단면도이다.
도 6은 충격 메커니즘의 수축식 공기 블래더의 사시도이다.
도 7는 도 6의 수축식 공기 블래더의 단면도이다.
도 8는 도 1의 충격 전동 공구의 다른 실시예의 일부의 확대 단면도이다.
본 발명의 임의의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 그 용례에 있어서 이하의 설명에 기재되거나 이하의 도면에 예시된 구성요소의 구성 및 배열의 상세 내용으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방식으로 실시되거나 실행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 어구 및 전문 용어는 설명의 목적을 위한 것이고 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다는 점을 이해해야 한다.

도면들 중의 도 1을 참조하면, 충격 전동 공구(10), 또는 충격 드라이버가 도시되어 있다. 충격 드라이버(10)는 메인 하우징(14), 메인 하우징(14)에 고정된 트랜스미션 하우징(18), 및 트랜스미션 하우징(18) 내의 유압 토크 충격 메커니즘(22; 도 2 및 도 3)을 포함한다. 충격 드라이버(10)는 또한 전기 모터(24; 예를 들어, 브러시리스 직류 모터), 및 모터와 충격 메커니즘(22) 사이에 위치 설정되는 변속기(예를 들어, 단단 또는 다단 유성 기어 변속기)를 포함한다. 충격 메커니즘(22)은 변속기의 출력부와 함께 회전하도록 결합되고 트랜스미션 하우징(18) 내에서 회전하도록 배치된 실린더(26)를 포함한다. 따라서, 실린더(26)는 변속기의 출력부와 동축인 길이 방향 축선(34)(도 3)을 중심으로 회전될 수 있다. 충격 메커니즘(22)은 또한 길이 방향 축선(34)을 중심으로 실린더와 함께 회전하도록 실린더(26)에 부착되는 캠샤프트(38)를 포함하고, 캠샤프트의 목적은 아래에서 상세하게 설명된다. 캠샤프트(38)는 실린더(26)와 별개의 구성요소로서 도시되어 있지만, 캠샤프트(38)는 대안적으로 실린더(26)와 단일체로서 일체형으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 실린더(26)는 공동(46)을 부분적으로 획정하는 원통형 내표면(42)과, 길이 방향 축선(34)의 대향측에서 내표면(42)으로부터 연장되는 한쌍의 반경 방향 내향 연장 돌출부(50)를 포함한다. 바꿔 말해서, 돌출부(50)들은 서로 180도만큼 이격되어 있다. 충격 메커니즘(22)은 출력 샤프트(54; 도 2 내지 도 4)를 더 포함하고, 출력 샤프트의 후방부(58)는 공동(46) 내에 배치되고 출력 샤프트의 전방부(62)는 공구 비트를 수용하기 위한 내부의 육각형 리셉터클(66)에 의해 트랜스미션 하우징(18)으로부터 연장된다. 충격 메커니즘(22)은 또한 실린더(26)의 내표면(42)에 접하도록 출력 샤프트(54)로부터 돌출되는 한쌍의 펄스 블레이드(70; 도 3)를 포함하고 한쌍의 볼 베어링(74)이 캠샤프트(38)와 각각의 펄스 블레이드(70) 사이에 위치 설정된다. 출력 샤프트(54)는 이중 유입 오리피스(78; 도 4)를 갖고, 각각의 오리피스는 공동(46)과 출력 샤프트(54) 내의 별개의 고압 공동(82) 사이에서 연장되어 선택적으로 유체 연통한다. 출력 샤프트(54)는, 또한 오리피스 나사(90)(도 2 및 도 3)에 의해 가변적으로 차단됨으로써, 출력 샤프트 공동(82)으로부터 오리피스(86)를 통해 실린더 공동(46)으로 배출될 수 있는 유압 유체의 체적 유동을 제한하는 이중 유출 오리피스(86)를 포함한다. 캠샤프트(38)는 유출 샤프트 공동(82) 내에 배치되고 유입 오리피스(78)를 선택적으로 밀봉하도록 구성된다.

도 2를 참조하면, 공동(46)은 블래더 공동(94)과 연통하는데, 블래더 공동은 실린더(26; 집합적으로 "실린더 조립체"로서 지칭됨)와 함께 회전하도록 부착된 단부 캡(98)에 의해 획정되고, 공동(46)에 인접하게 배치되며, 공동(46, 94) 사이에 유압 유체를 연통하기 위한 구멍(108)을 갖는 플레이트(102)에 의해 분리되어 있다. 대기 온도 및 압력에서의 공기와 같은 가스로 채워진 내부 체적(142)(도 7)을 갖는 수축식 블래더104; collapsible bladder)가 블래더 공동(94) 내에 위치 설정된다. 블래더(104)는 성능 특성에 악영향을 미칠 수 있는, 충격 메커니즘(22)의 작동 중 유압 유체의 열 팽창을 보상하기 위해 수축 가능하도록 구성된다.

수축식 블래더(104)는 고무 또는 임의의 다른 적절한 엘라스토머로 형성될 수 있다. 일례로서, 수축식 블래더(104)는 75 +/- 5의 쇼어 A 듀로미터를 갖는 플루오로실리콘 고무로 형성된다. 수축식 블래더(104)를 형성하기 위해, 고무를 압출하여 대향 개방 단부를 갖는 대체로 직선형의 중공 튜브를 형성한다. 이어서, 중공 튜브는 제조후 가황 프로세스를 받고, 가황 프로세스에서는 개방 단부들이 또한 열 밀봉되거나 열 융착되어 양단부를 폐쇄시킨다. 이 방식으로, 대향 단부는 개방 단부가 이전에 존재했던 가시적인 이음매를 남기는 일 없이(도 6 및 도 7 참조) 그리고 이전에 개방된 2개의 대향 단부를 폐쇄하기 위해 접착제를 사용하는 일 없이 폐쇄된다. 밀봉 프로세스 중에, 대기 온도 및 압력에서의 공기와 같은 가스가 수축식 블래더(104)의 제1 폐쇄 단부(146)와 제2 폐쇄 단부(150) 사이에 획정된 내부 체적(142) 내에 포획된다(도 7 참조). 그러나, 내부 체적(142)은 다른 가스로 채워질 수 있다. 폐쇄 단부(146, 150)에 이음매가 없기 때문에, 내부 체적(142) 내의 가스는 폐쇄 단부를 통해 누출될 수 없으며, 공동(46, 94) 내의 유압 유체의 반복된 열 사이클 후에 폐쇄 단부(146, 150)가 재개방될 가능성이 매우 낮다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단부 캡(98)이 실린더(26) 내로 나사 체결되기 전에, 수축식 블래더(104)는 환형 형상으로 벤딩되어 또한 환형인 블래더 공동(94) 내로 세팅된다. 대안으로, 수축식 블래더(104)는 블래더가 공동(94)과의 끼워맞춤에 의해 설정되게 하고 공동(46, 94) 내의 유압 유체의 열 팽창을 여전히 효과적으로 보상하게 하는 임의의 형상을 취할 수 있다. 단부 캡(98)이 실린더(26)에 나사 체결된 후에, 수축식 블래더(104)는 공동(94) 내에서의 끼워맞춤을 통해 포획되어, 공동(94) 자체의 형상에 의해 유지되는 그 환형 형상을 갖는다.

수축식 블래더(104)는 제1 및 제2 폐쇄 단부(146, 150)가 공동(94) 내에서 일정 거리만큼 떨어져 있거나, 공동(94) 내에서 만나거나, 공동(94) 내에서 중첩되도록 공동(94) 내에 배치될 수 있다. 수축식 블래더(104)가 취하고 있는 형상과 관계없이 그리고 제1 및 제2 폐쇄 단부(146, 150) 사이의 공간 관계에 관계없이, 제1 및 제2 폐쇄 단부(146, 150)는 독립적으로 유지되고 서로 분리되어 있다. 바꿔 말하면, 블래더(104)의 폐쇄 단부(146, 150)는 연결되지 않거나 달리 (예를 들어, 접착제를 사용하여) 유닛화되어 연속적인 링을 획정한다. 대안으로, 폐쇄 단부(146, 160)는 열 밀봉 또는 열 융착 프로세스를 사용하여 영구적으로 결합되어 폐쇄 단부(146, 160)를 상호 연결함으로써 환형 공동(94) 내로 삽입하기 위한 링을 형성할 수 있다.

도 2를 참조하면, 트랜스미션 하우징(18)은 트랜스미션 하우징(18)의 전방에서 개방된 베어링 포켓(106)을 포함하는데, 이 베어링 포켓 내에는 출력 샤프트(54)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(30)이 수용되어 있다. 베어링 포켓(106)은 트랜스미션 하우징의 전방으로부터 돌출하는 원통형의 축방향 연장 림(110) 및 림(110)에 인접한 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)에 의해 획정된다. 충격 드라이버의 도시된 실시예에서, 베어링(30)은 베어링 포켓(106)에 억지 끼워맞춤되고 트랜스미션 하우징(18)의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)에 맞닿는 외측 레이스(118), 및 구형 롤러(124)에 의해 외측 레이스로부터 분리된 내측 레이스(122)를 갖는 반경 방향 구형 롤러 베어링으로서 구성된다. 대안으로, 베어링(30)은 비-구형 롤러(예를 들어, 원통형 롤러)를 가질 수 있다. 또는, 베어링(30)이 솔리드 부싱(solid bushing)으로 구성되고 롤러가 완전히 생략될 수도 있다.

계속해서 도 2를 참조하면, 충격 드라이버(10)는, 베어링(30)의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩되고 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)에 대해 베어링(30)의 대향측에 배치되는 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)를 더 포함한다. 구체적으로, 베어링의 외측 레이스(118)는 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)에 인접하여 접경 관계에 있으며, 베어링의 내측 레이스(122)는 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)에 의해 중첩된다. 도시된 실시예에서, 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)는 베어링(30)의 내측 레이스(122)와 출력 샤프트(54) 사이에 배치되는 원통형 슬리브(130)와 일체로 형성된다. 슬리브(130)는 출력 샤프트(54)와 베어링의 내측 레이스(122) 사이의 반경 방향 간극을 차지하도록 스페이서로서 기능한다. 그리고, 공칭 반경 방향 틈새(C1)가 출력 샤프트(54)와 슬리브(130) 사이에 유지되는 반면, 슬리브(130)는 베어링(30)의 내측 레이스(122)에 억지 끼워맞춤된다.

출력 샤프트(54)는 슬리브(130)의 바로 전방에 원주 방향 홈(134)을 포함하고, 클립(138)(예를 들어, C-클립)이 홈(134) 내에서 출력 샤프트(54)에 대해 축방향으로 고정된다. 공칭 틈새(C1)가 출력 샤프트(54)와 슬리브(130) 사이에 존재하기 때문에, 클립(138)은 출력 샤프트(54)의 후방 변위에 응답하여(즉, 도 2의 기준 프레임으로부터 좌측으로) 슬리브(130) 상에서 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)와 접경 가능하다. 그러한 출력 샤프트(54)의 후방 변위는 파스너 구동 작동 중에 출력 샤프트(54)에 가해지는 반력의 인가에 응답하여 발생한다. 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)와 베어링의 내측 레이스(122) 사이의 반경 방향 중첩의 결과로서, 그러한 반력(F)의 작용선(140)은 클립, 슬리브의 반경 방향 외향 연장 플랜지(126), 베어링(30)을 통해 트랜스미션 하우징의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)를 향해 지향된다.

충격 드라이버(10)의 다른 실시예에서, 클립이 생략될 수 있고 슬리브(130)는 (예를 들어, 억지 끼워맞춤에 의해) 출력 샤프트(54)에 축방향으로 고정될 수 있다. 이 실시예에서, 출력 샤프트(54) 상의 축방향 반력(F)의 작용선은 슬리브의 반경 방향 외향 연장 플랜지(126), 베어링(30)을 통해 트랜스미션 하우징의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)를 향해 지향된다.

충격 드라이버(10)의 또 다른 실시예에서, 클립(138)이 채용될 수 있지만 슬리브(130)가 제거되어, 베어링(30) 자체가 출력 샤프트(54)와 직접 접촉하여 그 사이에 공칭 반경 방향 틈새를 허용한다. 이 실시예에서, 클립(138)의 직경은 베어링(30)의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩하기에 충분히 크고, 이에 의해 전술한 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)의 기능을 수행한다. 따라서, 이 실시예에서, 출력 샤프트(54) 상의 축방향 반력(F)의 작용선은 클립(138)(반경 방향 외향 연장 플랜지로서 기능함), 베어링(30)을 통해 트랜스미션 하우징(18)의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)를 향해 지향된다.

도 8에 도시된 충격 드라이버의 다른 실시예에서, 슬리브(130) 및 클립(138)이 모두 생략될 수 있고, 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)는 출력 샤프트(54)와 단일체로서 일체로 형성되게 된다. 예를 들어, 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)는 (도 2의 기준 프레임으로부터) 베어링(30)의 전방에서 출력 샤프트(54) 상의 숄더에 의해 획정되어 베어링(30)에 의해 지지되는 출력 샤프트(54)의 부분보다 큰 직경을 가질 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 출력 샤프트(54) 상의 축방향 반력(F)의 작용선은 숄더(반경 방향 외향 연장 플랜지(126)로서 기능함), 베어링(30)을 통해 트랜스미션 하우징(18)의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)를 향해 지향된다.

작동 시에, (예를 들어, 트리거를 누름으로써) 전기 모터(24)가 활성화되면, 모터(24)로부터의 토크는 변속기를 통해 실린더(26)로 전달되고, 이에 의해 실린더(26)와 캠샤프트(38)가 출력 샤프트(54)에 대해 공동으로 회전하게 되어, 출력 샤프트(26) 상의 돌출부(50)가 각각의 펄스 블레이드(70)에 충격을 가하여 제1 회전 충격을 출력 샤프트(54) 및 작업이 수행되는 공작물(예를 들어, 파스너)에 전달한다. 제1 회전 충격 직전에, 유입 오리피스(78)는 캠샤프트(38)에 의해 차단되어, 비교적 높은 압력으로 출력 샤프트 공동(82) 내의 유압 유체를 밀봉하고, 이에 의해 볼 베어링(74)과 펄스 블레이드(70)가 반경 방향 외향으로 편향되어 펄스 블레이드(70)를 실린더의 내표면(42)과 접촉 상태로 유지한다. 돌출부(50)와 펄스 블레이드(70) 사이의 초기 충격 후에 짧은 시간(예를 들어, 1 ms) 동안, 실린더(26)와 출력 샤프트(54)는 공동으로 회전하여 공작물에 토크를 가한다.

또한, 이때에, 유압 유체는 오리피스 나사(90)의 위치에 의해 결정되는 비교적 느린 속도로 유출 오리피스(86)를 통해 배출됨으로써, 펄스 블레이드(70)의 반경 방향 내향 이동을 감쇠시킨다. 볼 베어링(74)이 돌출부(50)의 크기에 대응하는 거리만큼 내향으로 변위되면, 펄스 블레이드(70)가 돌출부(50) 위로 이동하고 토크는 더 이상 출력 샤프트(54)로 전달되지 않는다. 캠샤프트(38)는 이 지점 이후에 다시 출력 샤프트(54)와는 독립적으로 회전하고, 더 이상 유입 오리피스(78)를 밀봉하지 않는 위치로 이동함으로써 유체가 출력 샤프트 공동(82) 내로 흡인되게 하고 볼 베어링(74) 및 펄스 블레이드(70)가 다시 한번 반경 방향 외향으로 변위되게 한다. 이어서, 실린더(26)가 계속해서 회전함에 따라 사이클이 반복되는데, 실린더의 각 360도 회전 중에 2회의 토크 전달이 발생한다. 이러한 방식으로, 출력 샤프트(54)는 실린더(26)로부터 이산적인 토크 펄스를 받아들여 공작물(예를 들어, 패스너)에 대한 작업을 수행하도록 회전할 수 있다.

출력 샤프트(54)가 회전되고 공구 비트를 지지하는 출력 샤프트의 전방부(62)가 표면 또는 물체(예를 들어, 파스너)에 적용될 때에, 물체 또는 표면으로부터의 축방향 반력(F)은 도 2에 도시된 작용선(140)을 따라 후방 축방향으로 출력 샤프트(54)를 따라 지향된다. 충격 드라이버(10)의 도시된 실시예에서, 축방향 반력(F)의 작용선(140)은 출력 샤프트(54)를 통해 클립(138), 슬리브 상의 반경 방향 외향 연장 플랜지(126), 베어링(30)을 향해 지향되고, 그리고 메인 하우징에 고정되는 트랜스미션 하우징의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114)를 향해 지향된다. 메인 하우징(14)은 사용자에 의해 파지되기 때문에, 축방향 반력(F)은 이후에 사용자의 손에 의해 흡수된다. 전술한 바와 같이, 클립(138), 슬리브(130), 출력 샤프트(54) 상의 숄더, 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)를 구현하는 다양한 옵션이 있다. 이들 옵션들 각각은 베어링(30)의 적어도 일부와 중첩되는 반경 방향 외향 연장 플랜지를 초래하고, 이에 의해 출력 샤프트(54)에 가해진 축방향 반력(F)의 작용선(140)을 베어링(30)을 통해 트랜스미션 하우징(18)의 반경 방향 내향 연장 플랜지(114) - 이 플랜지에서 축방향 반력이 메인 하우징(14)에 대한 사용자의 파지에 의해 최종적으로 흡수됨 - 를 향해 지향시킨다.

축방향 반력이 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)를 통해 트랜스미션 하우징(18)으로 지향되기 때문에, 실린더(26)에 대한 출력 샤프트(54)의 축방향 이동이 제한된다. 이로 인해, 달리 마찰을 유발하고 모터(24)의 전류 소모를 증가시켜 잠재적으로 충격 드라이버(10)의 조기 셧다운을 야기할 수 있는, 출력 샤프트(54)의 후방부(58)와 실린더(26) 사이의 예기치 않고 바람직하지 않은 접촉이 방지된다. 대신에, 축방향 반력(F)이 반경 방향 외향 연장 플랜지(126)를 통해 트랜스미션 하우징(18)으로 지향되기 때문에, 공칭 축방향 틈새(C2)가 출력 샤프트(54)의 후방부(58)와 실린더(26) 사이에서 유지된다. 이로 인해, 실린더(26)가 출력 샤프트(54) 둘레에서 자유롭게 회전되어, 충격 드라이버(10)가 보다 효과적이고도 효율적으로 작동하게 한다.

본 발명의 다양한 특징은 아래의 청구범위에 기술된다.

Claims

충격 전동 공구(impact power tool)로서,
메인 하우징;
모터;
상기 메인 하우징에 결합된 트랜스미션 하우징(transmission housing)으로서, 트랜스미션 하우징은, 트랜스미션 하우징의 전방에 대해 개방되고 반경 방향 내향 연장 플랜지에 의해 적어도 부분적으로 획정되는 베어링 포켓을 포함하는 것인 트랜스미션 하우징;
출력 샤프트;
상기 출력 샤프트 둘레에 동심으로 배치되고 상기 모터로부터 토크를 받아들여 상기 출력 샤프트가 회전되게 하는 실린더;
상기 출력 샤프트를 상기 트랜스미션 하우징 내에 회전 가능하게 지지하도록 상기 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계로 상기 베어링 포켓 내에 위치 설정되는 베어링;
상기 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 반대측에서 베어링의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩되는, 상기 출력 샤프트 상의 반경 방향 외향 연장 플랜지
를 포함하고, 상기 출력 샤프트에 가해지는 축방향 반력의 작용선은 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지, 상기 베어링, 및 상기 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 상기 트랜스미션 하우징으로 지향되며,
상기 실린더는 반복적인 회전 충격을 상기 출력 샤프트에 가하고,
상기 출력 샤프트의 후방 단부와 상기 실린더 사이의 축방향 틈새는, 상기 작용선이 상기 트랜스미션 하우징으로 지향되는 것에 의해, 상기 출력 샤프트에 대한 축방향 반력의 인가에 대해 유지되는 것인 충격 전동 공구.
삭제
제1항에 있어서,
상기 베어링은, 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계에 있는 외측 레이스, 및 내측 레이스를 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 내측 레이스와 반경 방향으로 중첩되는 것인 충격 전동 공구.
제1항에 있어서,
상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 출력 샤프트에 축방향으로 고정되는 클립인 것인 충격 전동 공구.
제1항에 있어서,
상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 출력 샤프트와 단일체로서 일체형으로 형성되는 것인 충격 전동 공구.
제1항에 있어서,
상기 베어링과 상기 출력 샤프트 사이에 배치되는 슬리브(sleeve)
를 더 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 슬리브와 단일체로서 일체형으로 형성되는 것인 충격 전동 공구.
제6항에 있어서,
상기 슬리브는 억지 끼워맞춤을 통해 상기 출력 샤프트에 축방향으로 고정되는 것인 충격 전동 공구.
제6항에 있어서,
상기 출력 샤프트에 축방향으로 고정되는 클립
을 더 포함하고, 상기 출력 샤프트와 상기 슬리브 사이에 틈새가 존재하며, 상기 클립은, 출력 샤프트에 가해진 축방향 반력의 인가에 응답하여 발생하는 출력 샤프트의 변위에 응답하여 반경 방향 외향 연장 플랜지와 접경 가능하고, 이에 의해, 출력 샤프트에 가해진 축방향 반력의 작용선은 클립, 슬리브의 반경 방향 외향 연장 플랜지, 베어링, 및 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향되는 것인 충격 전동 공구.
제8항에 있어서,
상기 출력 샤프트는 원주 방향 홈을 포함하고, 상기 클립은 상기 원주 방향 홈 내에서 출력 샤프트에 축방향으로 고정되는 것인 충격 전동 공구.
제8항에 있어서,
상기 베어링은, 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계에 있는 외측 레이스, 및 내측 레이스를 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 내측 레이스와 반경 방향으로 중첩되는 것인 충격 전동 공구.
제10항에 있어서,
상기 슬리브는 상기 내측 레이스에 억지 끼워맞춤되는 것인 충격 전동 공구.
회전식 전동 공구로서,
메인 하우징;
모터;
상기 메인 하우징에 결합된 트랜스미션 하우징으로서, 트랜스미션 하우징은, 트랜스미션 하우징의 전방에 대해 개방되고 반경 방향 내향 연장 플랜지에 의해 적어도 부분적으로 획정되는 베어링 포켓을 포함하는 것인 트랜스미션 하우징;
공작물에 대한 작업을 수행하도록 공구 비트가 부착될 수 있는 출력 샤프트;
상기 모터와 상기 출력 샤프트 사이에 배치되어 모터로부터의 연속적인 토크 출력을 출력 샤프트 상의 이산적인(discrete) 회전 충격으로 변환시키는 충격 메커니즘으로서, 충격 메커니즘은, 출력 샤프트 둘레에 동심으로 배치되어 모터로부터의 토크를 받아들이는 실린더를 포함하는 것인 충격 메커니즘;
상기 출력 샤프트를 상기 트랜스미션 하우징 내에 회전 가능하게 지지하도록 상기 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계로 상기 베어링 포켓 내에 위치 설정되는 베어링;
상기 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 반대측에서 베어링의 적어도 일부와 반경 방향으로 중첩되는, 상기 출력 샤프트 상의 반경 방향 외향 연장 플랜지
를 포함하고, 상기 출력 샤프트에 가해지는 축방향 반력의 작용선은 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지, 상기 베어링, 및 상기 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향되며,
상기 실린더는 반복적인 회전 충격을 상기 출력 샤프트에 가하고,
상기 출력 샤프트의 후방 단부와 상기 실린더 사이의 축방향 틈새는, 상기 작용선이 상기 트랜스미션 하우징으로 지향되는 것에 의해, 상기 출력 샤프트에 대한 축방향 반력의 인가에 대해 유지되는 것인 회전식 전동 공구.
제12항에 있어서,
상기 베어링은, 반경 방향 내향 연장 플랜지에 인접하여 접경 관계에 있는 외측 레이스, 및 내측 레이스를 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 내측 레이스와 반경 방향으로 중첩되는 것인 회전식 전동 공구.
제12항에 있어서,
상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 출력 샤프트에 축방향으로 고정되는 클립인 것인 회전식 전동 공구.
제12항에 있어서,
상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 출력 샤프트와 단일체로서 일체형으로 형성되는 것인 회전식 전동 공구.
제12항에 있어서,
상기 베어링과 상기 출력 샤프트 사이에 배치되는 슬리브
를 더 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 슬리브와 단일체로서 일체형으로 형성되는 것인 회전식 전동 공구.
충격 전동 공구로서,
메인 하우징;
모터;
상기 메인 하우징에 결합되고, 반경 방향 내향 연장 플랜지를 포함하는 트랜스미션 하우징;
공작물에 대한 작업을 수행하도록 공구 비트가 부착될 수 있는 출력 샤프트;
상기 트랜스미션 하우징 내에 배치되어 트랜스미션 하우징 내에 출력 샤프트를 회전 가능하게 지지하고, 상기 반경 방향 내향 연장 플랜지와 접경 관계에 있는 베어링;
상기 모터와 상기 출력 샤프트 사이에 배치되어 모터로부터의 연속적인 토크 출력을 출력 샤프트 상의 이산적인 회전 충격으로 변환시키는 충격 메커니즘으로서, 상기 출력 샤프트 둘레에 동심으로 배치되고 상기 모터로부터 토크를 받아들이는 실린더를 포함하는 충격 메커니즘;
상기 반경 방향 내향 연장 플랜지에 대해 베어링의 반대측에서 출력 샤프트 상에 있는 반경 방향 외향 연장 플랜지
를 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 출력 샤프트에 가해진 축방향 반력의 인가에 응답하여 발생하는 출력 샤프트의 변위에 응답하여 베어링과 접경 가능하고, 이에 의해, 출력 샤프트에 가해진 축방향 반력의 작용선은 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지 부분, 상기 베어링, 및 상기 반경 방향 내향 연장 플랜지를 통해 트랜스미션 하우징으로 지향되며,
상기 실린더는 반복적인 회전 충격을 상기 출력 샤프트에 가하고,
상기 출력 샤프트의 후방 단부와 상기 실린더 사이의 축방향 틈새는, 상기 작용선이 상기 트랜스미션 하우징으로 지향되는 것에 의해, 상기 출력 샤프트에 대한 축방향 반력의 인가에 대해 유지되는 것인 충격 전동 공구.
제17항에 있어서,
상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 출력 샤프트에 축방향으로 고정되는 클립인 것인 충격 전동 공구.
제17항에 있어서,
상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 출력 샤프트와 단일체로서 일체형으로 형성되는 것인 충격 전동 공구.
제17항에 있어서,
상기 베어링과 상기 출력 샤프트 사이에 배치되는 슬리브
를 더 포함하고, 상기 반경 방향 외향 연장 플랜지는 상기 슬리브와 단일체로서 일체형으로 형성되는 것인 충격 전동 공구.
회전식 전동 공구로서,
모터;
공작물에 대한 작업을 수행하도록 공구 비트가 부착될 수 있는 출력 샤프트;
상기 모터와 상기 출력 샤프트 사이에 배치되어 모터로부터의 연속적인 토크 출력을 출력 샤프트 상의 이산적인 회전 충격으로 변환시키는 충격 메커니즘
을 포함하고, 상기 충격 메커니즘은,
상기 출력 샤프트 둘레에 동심으로 배치되는 실린더 조립체,
상기 실린더 조립체 내에 형성되어 유압 유체를 수용하는 공동, 및
제1 폐쇄 단부, 상기 제1 폐쇄 단부의 반대측에 있는 제2 폐쇄 단부, 및 상기 제1 폐쇄 단부와 상기 제2 폐쇄 단부 사이에 획정되고 가스가 충전된 내부 체적을 포함하는 수축식 블래더(bladder)
를 포함하고, 상기 수축식 블래더는 공동 내에서의 끼워맞춤에 의해 공동의 형상과 일치하는 형상으로 유지되며, 상기 제1 페쇄 단부와 상기 제2 폐쇄 단부는 서로 분리되어 있고,
상기 제1 폐쇄 단부와 상기 제2 폐쇄 단부 각각은 이음매가 없는 것인 회전식 전동 공구.
제21항에 있어서,
상기 공동은 블래더 공동이고, 상기 실린더 조립체는 실린더 공동을 획정하는 실린더 및 상기 실린더에 결합되어 실린더와 함께 회전하는 캡을 포함하며, 상기 캡은 블래더 공동을 획정하고, 상기 충격 메커니즘은 블래더 공동과 실린더 공동 사이에 배치되는 플레이트를 더 포함하며, 상기 플레이트는 구멍을 갖고, 상기 실린더 공동은 상기 구멍을 통해 블래더 공동과 연통하는 것인 회전식 전동 공구.
제21항에 있어서,
각각의 공동 및 블래더는 환형인 것인 회전식 전동 공구.
제21항에 있어서,
상기 블래더의 제1 폐쇄 단부와 제2 폐쇄 단부는 공동 내에서 서로 분리되어 있는 것인 회전식 전동 공구.
제21항에 있어서,
상기 제1 폐쇄 단부와 상기 제2 폐쇄 단부는 공동 내에서 상호 연결되어 있는 것인 회전식 전동 공구.