JP3115938B2 - ねじ締め工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動ドライバーや電動レ
ンチのようなねじ締め工具、殊に出力軸のロックによっ
て手締め作業を可能としているねじ締め工具に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電動ドライバーや電動レンチのようなね
じ締め工具において、出力軸の回転をロックできるよう
にしておくことは、手まわし式としての使用を可能と
し、手の感覚による締め付けや電動力では締まりきらな
い場合の補助締め付けを手締めで行なえるようになるた
めに、非常に有用である。そしてこのようなロック機能
を持たせるにあたっては、特開平３−２５１３７４号公
報に示されているように、同軸上に位置する入力軸側部
材と出力軸側部材とに所定角度内の遊びをもって連結さ
れる動力伝達用の連結部を設けるともに、出力軸側部材
を囲む回転不能なリング体の内周面と出力軸側部材の外
周面との間にロック部材の噛み込みと遊動とを許す楔状
空間部を形成し、入力軸側部材には上記ロック部材を楔
状空間部における遊動領域側に押し出すリリース部材を
形成することで、ロック状態にある時にモータを回転さ
せると自動的にロックの解除がなされるオートリリース
と、モータを停止させれば自動的にロックがかかるオー
トロックとがなされるようにしておくことが使い勝手の
上で好ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の工具に
おいては、入力軸側部材に形成したリリース部材が動力
伝達用の連結部を兼ねていることから、工具本体をもっ
て回す時、出力軸が正逆両回転方向について常にロック
されてしまうために、ねじの手締めによる締め付けある
いは緩める時、工具本体をもってある角度だけ回すと、
いったん離して持ち替えるか、いったんドライバービッ
トをねじから外して手のねじれを戻してからまたドライ
バービットをねじに合わせて回さなくてはならず、いわ
ゆるラチェット機能をもたないために、手作業の際の操
作性が良くない。

【０００４】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところはオートロック及びオー
トリリース機能を備えていることはもちろん、手回しで
作業する際の操作性も優れているねじ締め工具を提供す
るにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、同軸
上に位置する入力軸側部材と出力軸側部材とに所定角度
内の遊びをもって連結される動力伝達用の連結部を設け
るともに、工具本体に対して回転不能に固定されて出力
軸側部材を囲んでいるリング体の内周面と出力軸側部材
の外周面との間に、ロック部材の噛み込みと遊動とを許
す楔状空間部を形成し、入力軸側部材には上記ロック部
材を楔状空間部における遊動領域側に押し出すリリース
部材を形成したねじ締め工具において、リリース部材と
出力軸側部材との間に両者を所定の負荷内において一体
的に結合する保持部材を設けていることに特徴を有して
いる。

【０００６】

【作用】本発明によれば、電動によるねじ締め作業に続
いて手締め作業を行う時、ロック部材を楔状空間部にお
ける遊動領域側に押し出すリリース部材が、出力軸側部
材と共に回転するために、工具本体を逆方向に回した時
のロック部材の噛み込み領域側への移動を阻止して、工
具本体に対して出力軸をフリーとするために、ラチェッ
ト機能を得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図示のねじ締め工具は、図７に示すように、出力
軸７の先端に設けたビットホルダー８にドライバービッ
ト９が取り付けられる電動ドライバーであって、その工
具本体１は前部ハウジング１ａと前部ハウジング１ａの
後端に回動自在に連結された後部ハウジング１ｂとから
なるものとして形成され、前部ハウジング１ａ内にモー
タ２等の駆動機構が、後部ハウジング１ｂには電池パッ
ク１３が配設されている。図７中の１２は回転方向切換
スイッチハンドルである。

【０００８】前部ハウジング１ａ内には、図１に示すよ
うに、モータ２の出力軸に固着された太陽ギア３１と、
ギアケース６ｂ内面に固定されたインターナルギア３３
と、この両者に噛み合う複数個の遊星ギア３２、そして
各遊星ギア３２を支持する軸３５を備えたキャリア３４
とからなる遊星機構が減速手段として設けられており、
この遊星機構におけるキャリア３４と、チャック８を備
えた出力軸７とが軸方向に同軸上で並べられている。図
中６１は出力軸を受ける滑り軸受け、６２はスラスト
板，６３は止め輪、６４，６５，６６はスラスト軸受け
を構成する鋼球とリテーナである。

【０００９】軸方向スライド自在に保持されるとともに
スラスト板６２とスラスト軸受との間に配されたコイル
ばね６７によって工具本体１前端から突出する方向に付
勢されている出力軸７は、そのキャリア３４側の端部外
周面に、ロック板４０とリリース部材３７とが取り付け
られている。ここにおけるロック板４０は、図２に示す
ように、複数本の突起４１が放射状に且つ等間隔に突設
されたもので、出力軸７における異形断面部７０に装着
されることで、出力軸７と一体に回転するようにされて
いる。

【００１０】またリリース部材３７は、出力軸７に対し
て軸回りの回転が自在となるように取り付けられている
とともに、ロック板４０との間に配した波ワッシャーか
らなる保持部材４２と、リリース部材３７の抜け止めを
行う止め輪４３とによって、所定の負荷内では摩擦抵抗
によりロック板４０と一体的に結合された状態にあっ
て、リリース部材３７がフリー状態であれば、出力軸７
及びロック板４０の回転に伴ってリリース部材３７も同
時に回転する。

【００１１】更にリリース部材３７は、出力軸７の軸方
向スライドによって、上記キャリア３４に設けられたス
プライン溝３６と係合するスプライン軸３８を具備して
いる。また、ギアケース６ａの内面には、ロック板４０
の突起４１の外周を囲むリング体５１が配設されている
のであるが、リリース部材３７は軸方向に突出してリン
グ体５１の内周面とロック板４０の外周面との間の空間
に位置する複数個の突起３９が設けられている。これら
突起３９は、図３に示すように、上記突起４１と同数の
ものが周方向において等間隔で形成されているとともに
各突起４１間に位置するように、つまり突起３９と突起
４１とが周方向に間隔をおいて並ぶようにされていて、
この両突起３９，４１で回転方向において所定角度の遊
びをもつ回転動力伝達用連結部が形成されている。つま
り、リリース部材３７は、出力軸７に取り付けられてい
るものの、電動駆動時の回転に関しては、入力軸側部材
であるキャリア３４と一体に回転して、後述するよう
に、出力軸７とロック板４０とからなる出力軸側部材に
回転を伝達をするものであり、実際上、電動駆動時の回
転の伝達という点に関しては、入力軸側部材にリリース
部材３７を設けたものとなっている。

【００１２】上記リング体５１は、ギアケース６ａ内に
おいて、軸まわりの回転が自在となるように配設された
ものであり、その軸方向の前端面には凹凸形状のクラッ
チ面が設けられている。そしてギアケース６には軸方向
の孔が設けられて、この孔内に上記クラッチ面に係合す
る鋼球７４が配設されている。またギアケース６ａの前
端部の外周には、クラッチ板７７と、クラッチばね７
６、そしてスラスト板７５が配設されている。クラッチ
板７７はギアケース６に螺合するとともに、工具本体１
の先端部に回転自在に配設されたクラッチハンドル７８
の内面に形成されている縦溝７９と係合しており、クラ
ッチハンドル７８を回転させれば、クラッチ板７７が出
力軸７の軸方向に螺進退するようになっている。上記ク
ラッチばね７６はスラスト板７５とギアケース６ａに保
持されたピン７３とを介して鋼球７４を押圧し、鋼球７
４とリング体５１のクラッチ面との係合部にばね荷重を
負荷して、リング体５１の回転を止めている。

【００１３】ここにおいて、上記ロック板４０における
突起４１の両側の外周面は、夫々突起４１側が低くなる
傾斜面となっているために、突起４１の両側には上記外
周面とリング体５１の内周面との間に楔状空間部が形成
されており、そして突起４１の両側で且つリリース部材
３７の突起３９と突起４１との間に夫々設けられている
これら楔状空間部には、ローラ状のロック部材５０ａ，
５０ｂが夫々配設されてロック手段が形成されている。
尚、ロック部材５０ａは一方向回転のロック用、ロック
部材５０ｂは他方向回転のロック用である。このロック
部材５０ａ，５０ｂの直径は、楔状空間部の突起４１側
の部分の高さより小さく、突起３９側の部分の高さより
大きくなっているために、ロック部材５０ａ，５０ｂは
突起４１側に位置する時は遊動状態にあるものの、突起
４１から離れると、ロック板４０外周面とリング体５１
内周面との間に噛み込んで出力軸７をロックする。

【００１４】次に動作について説明する。ビットホルダ
ー８に装着したビット９を被締め付け部材であるビスに
押し当てて、コイルばね６７に抗して出力軸７を後退さ
せたならば、出力軸７とロック板４０とリリース部材３
７とが後退し、リリース部材３７のスプライン軸３８が
キャリア３４のスプライン溝３６と係合する。また出力
軸７に設けたスラスト軸受に連結されているスライド板
２０も出力軸７と共に後退し、スイッチ操作板２４を介
してスイッチを投入するために、モータ２が回転を始め
る。この出力は、遊星機構において減速されて、キャリ
ア３４及びリリース部材３７の回転となり、リリース部
材３７の突起３９は図３に示すようにロック部材５０ｂ
を介してロック板４０の突起４１を押圧して、出力軸７
を回転させる。この時、突起４１両側の楔状空間部に位
置する一対のロック部材５０ａ，５０ｂのうち、ロック
部材５０ｂは突起３９で押されることによって楔状空間
部における遊動領域、つまり突起４１寄りの部分に位置
し、ロック部材５０ａはその慣性によって楔状空間部に
おける遊動領域に位置するものであり、このためにロッ
ク部材５０ａ，５０ｂが出力軸７の回転を妨げることが
ない。

【００１５】特に，ここでは突起４１及び突起３９を外
周側の幅が内周側の幅よりも広く且つこの差が半径位置
の違いで生じる差よりも大きくなっている略扇形として
いることから、突起３９，４１はいずれもローラ状であ
るロック部材５０ａ，５０ｂをロック板４０の外周面側
に押し付ける力を発生するものであり、ロック部材５０
ａ，５０ｂが回転不能な状態にあるリング体５１の内周
面に接することによる力のロスを招くこともない。

【００１６】電動による上記締め付け作業の後、ドリル
ビット９のビスへの押し付けを解除すれば、出力軸７と
スライド板２０と操作板２４とが復帰してモータ２がオ
フとなり、リリース部材３７もモータ２から切り離され
る。この状態で、工具本体１の側面に配したストッパー
２５を操作することで、スライド板２０の後退、つまり
出力軸７の後退を阻止し、工具本体１をもって手動によ
る締め付けを行えば、工具本体１、つまりはリング体５
１とロック板４０との間に生じる相対回転で、図５(a)
に示すように、ロック部材５０ｂは突起４１寄りの遊動
領域に位置したままの状態を保つものの、ロック部材５
０ａは上記相対回転に伴う転動で突起４１から離れて楔
状空間部における噛み込み部分側に移るために、リング
体５１と出力軸７とが一体化される。つまり出力軸７の
自由回転がロック部材５０ａによってロックされてしま
って工具本体１と共に回転する状態となり、ビスやナッ
トの手締めが可能となる。そして、このロック状態への
移行は上述のように自動的になされるものである。

【００１７】この手締め作業に際して、手のねじれを戻
すために工具本体１を逆方向に回転させれば、図５(b)
に示すように、リング体５１とロック板４０との間に生
じる相対回転でロック部材５０ａが楔状空間部における
遊動領域側に動いて、出力軸７のロックを解除する。ま
た、本来ならば、この回転方向の出力軸７のロックを行
うロック部材５０ｂは、保持部材４２によって与えられ
たロック板４０とリリース部材３７との間の摩擦抵抗で
リリース部材３７が出力軸７及びロック板４０と一体化
された状態にあって、リリース部材３７とロック板４０
との間の相対位置が変化しないために、つまりロック部
材５０ｂが突起３９，４１間に挟まれたままの状態にあ
るために、噛み込み領域側へ移動することがない。従っ
て、モータ２から切り離された状態にある出力軸７は、
工具本体１に対してスムーズに空転するものであり、こ
れ故にラチェット機能が得られるものである。

【００１８】モータ２の回転方向が逆の場合には、図４
に示すように、突起３９はロック部材５０ａと突起４１
とを介して出力軸７に動力を伝達して出力軸７を回転さ
せるものであり、この時も、両ロック部材５０ａ，５０
ｂは夫々楔状空間部における遊動領域側に位置するため
に、ロックがなされることはない。

【００１９】ビスやナットを緩めるために工具本体１を
逆方向に回した時には、図６(a) に示すように、ロック
部材５０ｂが出力軸７のロックを行い、手戻しを可能と
するとともに、手のねじれを戻すために工具本体１を正
転方向に回す時には、図６(b) に示すように、ロック部
材５０ｂが遊動領域側に戻るとともにリリース部材３７
の突起３９がロック部材５０ａの噛み込み領域側への移
動を阻止するために、この時もラチェット機能を得るこ
とができる。

【００２０】上記のように出力軸７がロックされた状態
で出力軸７を押し込むことで再度モータ２を回転させた
ならば、出力軸７の回転で突起４１の方がロック部材５
０ａ，５０ｂに接近してロックのための噛み込み位置に
あったロック部材５０ａ，５０ｂを楔状空間部における
遊動領域に戻すために、もしくは、キャリア３４と一体
に回転する状態となっているリリース部材３７における
突起３９が噛み込み位置にあるロック部材５０ａ，５０
ｂを楔状空間部の遊動領域側に押し戻すために、ロック
の解除が自動的になされる。

【００２１】また、出力軸７をロックさせた状態で手回
しによる手締めを行うにあたり、ビスやナットを回転さ
せるのに必要な負荷トルクが小さい時には、前述のよう
に、リング体５１と鋼球７４との係合状態が維持されて
リング体５１の回転が止められているが、上記ばね荷重
によるところの設定トルクよりも負荷トルクが大きくな
れば、リング体５１はクラッチ面で鋼球７４をクラッチ
ばね７６に抗して押し返しつつ回転を始めるものであ
り、そしてこの工具本体１に対するリング体５１の空転
で手締めによる力が出力軸７に伝達されなくなるため
に、ビスやナットの締め付けトルクは設定トルクに制限
される。

【００２２】クラッチハンドル７８を回転させれば、前
述のように、クラッチ板７７が軸方向に移動し、この結
果、クラッチばね７６の圧縮量が変化するために、上記
設定トルクを調整することができる。

【００２３】図８及び図９に他の実施例を示す。これは
上記実施例のように出力軸７を押し込むことでスイッチ
が入るいわゆるプッシュスタート機能は備えておらず、
これに伴ってリリース部材３７とキャリア３４とが切り
離し自在とはなっていないが、キャリア３４とリリース
部材３７との対向面に夫々円弧状の溝４４を形成して、
この溝４４内に配したボール４５を通じて入力軸側部材
であるキャリア３４の回転がリリース部材３９側に伝達
されるようにしてある。つまり、キャリア３４とリリー
ス部材３９との間に、円弧状の溝４４の中心角にほぼ等
しい角度の遊びを持たせて、前記ラチェット動作がこの
遊び内でなされるようにしているものである。なお、ロ
ック板４０とリリース部材３７とを所定の負荷内におい
て一体的に結合する保持部材４２として、波ワッシャー
を用いているのは上記実施例と同じである。尚、この保
持部材４２は、モータ２による駆動時には、その負荷が
大であるために、ロック板４０とリリース部材３７との
間の前記ロック用の遊びの角度内における相対回転を妨
げない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明においては、リリー
ス部材と出力軸側部材との間に両者を所定の負荷内にお
いて一体的に結合する保持部材を設けていることから、
電動によるねじ締め作業に続いて手締め作業を行う時、
ロック部材を楔状空間部における遊動領域側に押し出す
リリース部材が、出力軸側部材と共に回転して、工具本
体を逆回しにした時のロック部材の噛み込み領域側への
移動を阻止するために、工具本体に対して出力軸をフリ
ーとなってラチェット機能を得ることができるものであ
り、手締め（手戻し）の作業性をきわめて良好なものと
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の縦断面図である。

【図２】同上の出力軸とロック板の斜視図である。

【図３】同上の正転回転時のリリース状態を示す断面図
である。

【図４】同上の逆転回転時のリリース状態を示す断面図
である。

【図５】(a) は同上の手締め時のロック状態を示す断面
図、(b) はラチェット動作時の断面図である。

【図６】(a) は同上の手戻し時のロック状態を示す断面
図、(b) はラチェット動作時の断面図である。

【図７】同上の側面図である。

【図８】他の実施例の縦断面図である。

【図９】同上のキャリア（リリース部材）の正面図であ
る。

【符号の説明】

７ 出力軸 ３７ リリース部材 ４２ 保持部材 ５０ａ ロック部材 ５０ｂ ロック部材 ５１ リング体

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上に位置する入力軸側部材と出力軸
   側部材とに所定角度内の遊びをもって連結される動力伝
   達用の連結部を設けるともに、工具本体に対して回転不
   能に固定されて出力軸側部材を囲んでいるリング体の内
   周面と出力軸側部材の外周面との間に、ロック部材の噛
   み込みと遊動とを許す楔状空間部を形成し、入力軸側部
   材には上記ロック部材を楔状空間部における遊動領域側
   に押し出すリリース部材を形成したねじ締め工具におい
   て、リリース部材と出力軸側部材との間に両者を所定の
   負荷内において一体的に結合する保持部材を設けている
   ことを特徴とするねじ締め工具。
2. 【請求項２】 入力軸側部材に形成されているとともに
   動力伝達用の連結部を兼ねているリリース部材が入力軸
   側部材に対して切り離し自在となっていることを特徴と
   する請求項１記載のねじ締め工具。
3. 【請求項３】 入力軸側部材に形成されているとともに
   動力伝達用の連結部を兼ねているリリース部材が入力軸
   側部材に対して所定の角度内の遊びをもって連結されて
   いることを特徴とする請求項１記載のねじ締め工具。
4. 【請求項４】 保持部材はリリース部材と出力軸側部材
   とを摩擦結合させる摩擦部材であることを特徴とする請
   求項１記載のねじ締め工具。
5. 【請求項５】 リリース部材が軸方向にスライド自在と
   されて、このスライドで入力軸側部材に対する切り離し
   と連結とがなされることを特徴とする請求項２記載のね
   じ締め工具。
6. 【請求項６】 リリース部材は出力軸を含む出力軸側部
   材と一体に軸方向スライドを行うとともに、出力軸側部
   材のスライドに連動してスライドして電源スイッチの開
   閉を行うスライド板を備えていることを特徴とする請求
   項５記載のねじ締め工具。
7. 【請求項７】 出力軸側部材のスライドを不能とするス
   トッパーを具備していることを特徴とする請求項６記載
   のねじ締め工具。