JP4118569B2 - Torque transmission mechanism and electric tool using the same - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、工具回転方向に強い回転トルクを与え、ネジやナット等を強固に締めるためのねじ締め機等の電動工具に好適に用いることができるトルク伝達機構およびこれを用いた電動工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記ねじ締め機としては、一般的にインパクトドライバあるいはインパクトレンチと呼ばれ、例えば図８に示すような回転打撃機構１６０を備えたインパクト式のねじ締め機１５０が提供されていた。このねじ締め機１５０は、駆動源としての電動モータ１５１と、該電動モータ１５１の出力軸１５１ａに取り付けたピニオンギヤ１５７（サンギヤ）を介して該電動モータ１５１に連結された遊星歯車機構１５２と、該遊星歯車機構１５２を介して前記電動モータ１５１により回転するスピンドル１５９と、該スピンドル１５９の先端側に取り付けた回転打撃機構１６０を備えている。
回転打撃機構１６０は、スピンドル１５９と同軸で回転可能に支持したアンビル１６１と、前記スピンドル１５９の外周側に回転可能且つ軸方向移動可能に支持した略円筒形状をなすハンマー１６２を備えている。アンビル１６１は、本体ケース１５３の先端に取り付けたインパクトケース１５４に軸受け１５５を介して回転可能に支持されている。アンビル１６１の先端側は、インパクトケース１５４から突き出されており、この突き出し部分の先端にねじ締め用のドライバビット（図示省略）が装着される。
スピンドル１５９とハンマー１６２との間には鋼球１６４，１６４が挟み込まれている。鋼球１６４，１６４は、スピンドル１５９の外周面に形成した回転軸線に対して傾斜する側面視Ｖ字形かつ断面半円形のカム溝１５９ａと、ハンマー１６２の内周面に形成した、該カム溝１５９ａとは逆向きの側面視Ｖ字形のガイド溝１６２ａとの間に挟み込まれている。このため、ハンマー１６２は、スピンドル１５９に対して相対的に回転しつつ、軸方向に前進又は後退する。
【０００３】
又、ハンマー１６２は、圧縮ばね１６３により前進方向（図示右方）に付勢されている。このため、ハンマー１６２の後退動作は、圧縮ばね１６３の付勢力に抗してなされる。ハンマー１６２の前端面には、２個の打撃突部１６２ｂ，１６２ｂがアンビル１６１側に突き出して設けられており、これに対応してアンビル１６１の後端には２本の打撃アーム１６１ａ，１６１ａが放射方向に張り出すように設けられている。
ハンマー１６２が圧縮ばね１６３の付勢力により前進すると、上記したように該ハンマー１６２は前進しつつ回転するので、ハンマー１６２の打撃突部１６２ｂ，１６２ｂがアンビル１６１の打撃アーム１６１ａ，１６１ａに衝突し、これによりアンビル１６１に回転方向の打撃が与えられる。この打撃によりアンビル１６１はねじの締め付け方向に回転し、これによりねじが締め付けられる。
ねじ締め作業時において、ドライバビットを経てアンビル１６１に一定以上の外部トルク（ねじ締め抵抗）が付加されると、ハンマー１６２がスピンドル１５９に対して相対回転しつつ軸方向に後退して打撃突部１６２ｂ，１６２ｂがアンビル１６１の打撃アーム１６１ａ，１６１ａから外れ、これによりハンマー１６２とアンビル１６１との係合状態が解除される。ハンマー１６２とアンビル１６１との係合状態が解除されると、外部トルクはハンマー１６２に伝わらなくなり、該ハンマー１６２が圧縮ばね１６３のばね付勢力により前進しつつ回転し、ほぼ１８０゜回転した後、打撃突部１６２ｂが打撃アーム１６１ａに衝突してアンビル１６１が回転方向に打撃され、これによりアンビル１６１が回転してねじが締め付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のインパクト式ねじ締め機１５０では、ハンマー１６２の打撃突部１６２ｂ，１６２ｂをアンビル１６１の打撃アーム１６１ａ，１６１ａに対して回転方向に衝突させることによりアンビル１６１に大きな回転トルク（ねじ締めトルク）を与える構成となっていたため、打撃突部１６２ｂが打撃アーム１６１ａに衝突する際に打撃音（衝撃音）が発生し、これが当該ねじ締め機１５０の使用時における騒音となる問題があった。
そこで、本願発明は、上記した従来の回転打撃機構とは全く異なる機構であって、これを例えばねじ締め機に用いることにより従来のような打撃音を発することなく大きなねじ締めトルクを出力することができるトルク伝達機構およびこれを利用した電動工具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本願発明は、前記特許請求の範囲の欄の各請求項に記載した構成のトルク伝達機構およびこれを用いた電動工具とした。
各請求項に記載したトルク伝達機構は、下記の基本的構成を備えている。
「駆動源により回転する駆動軸と、該駆動軸が一端側に挿入され、該駆動軸が回転すると該駆動軸に巻き付いて該駆動軸と一体で回転する巻きばねと、該巻きばねの他端側に挿入され、該巻きばねが前記駆動軸と一体で回転すると該巻きばねが巻き付いて前記駆動軸と一体で回転する出力軸を備え、前記巻きばねの端部を巻き付き解除方向に変位させて該巻きばねの前記駆動軸に対する巻き付き状態を解除することにより該駆動軸を空転させ、該空転状態の駆動軸に対して前記巻きばねの端部を巻き付き方向に変位させて該巻きばねを前記駆動軸に巻き付かせることにより、前記駆動軸の空転により発生する慣性トルクを前記駆動源の出力トルクに付加して前記出力軸から出力させる構成としたトルク伝達機構」。上記の基本的構成に係るトルク伝達機構によれば、巻きばねの一端側に挿入された駆動軸がその内周側で巻き付き方向（左巻きの巻きばねの場合右回り方向）に回転すると、該駆動軸と巻きばねとの間の摩擦抵抗により巻きばねが駆動軸に巻き付いて該巻きばねが駆動軸と一体で回転する。駆動軸に巻き付いて一体で回転する巻きばねの回転は、巻きばねの他端側に挿入された出力軸に対しても巻き付き方向の回転となるので巻きばねは出力軸にも巻き付き、これにより出力軸が巻きばねを介して駆動軸と一体で回転する。
巻きばねの駆動軸に対する巻き付き状態は、巻きばねの端部を巻き付き解除方向（左巻きの巻きばねであれば、左回り方向）へ変位させることにより解除することができ、これにより駆動軸を空転させて出力軸へのトルクの伝達を遮断することができる。
なお、この明細書では、巻きばねが駆動軸または出力軸と一体で回転する状態であるときにこの巻きばねが駆動軸または出力軸に「巻き付いた」という。従って、巻きばねが駆動軸または出力軸に外見上巻き付いた状態ではあるが、駆動軸または出力軸と一体で回転しない状態すなわち両者間に滑りを生じる状態は巻き付いた状態ではなく、巻き付きが解除された状態として区別する。
【０００６】
上記したように駆動軸に対する巻きばねの巻き付き状態を解除するとにより駆動軸を空転させることができる。駆動軸が空転すると、駆動軸、この駆動軸を回転させる駆動源としての例えば電動モータあるいはその周辺の回転支持機構等の空転による慣性トルク（回転エネルギー）が発生する。また、駆動軸を空転させた状態において、巻きばねの端部を巻き付き方向（左巻きの巻きばねであれば、右回り方向）へ戻すことにより空転する駆動軸に対して巻きばねを巻き付かせることができる。このことから、巻きばねの端部を巻き付き方向に変位させて巻きばねを空転する駆動軸に巻き付かせた瞬間に、出力軸からは駆動源（電動モータ等）の出力トルクに加えて駆動軸等の空転による慣性トルクが出力される。
このように巻きばねの端部を巻き付き解除位置から巻き付き位置へ変位させて、空転する駆動軸に対して巻きばねを巻き付かせることにより瞬間的に出力軸から駆動源の出力トルクよりも大きなトルクを出力することができる。巻きばねが空転する駆動軸に巻き付くことによっては、従来のハンマーのアンビルに対する打撃時におけるような大きな衝撃音は発生しない。
このことから、このトルク伝達機構を例えばねじ締め機に適用することにより、従来のインパクト式ねじ締め機における打撃時の大きな衝撃音を発生することなく、極めて静かに瞬発的な大きなトルクを出力してねじを規定のトルクで締め付けることができる。
【０００７】
上記の基本的構成をより具体的に限定した請求項１に記載のトルク伝達機構によれば、これをねじ締め機等の電動工具に用いた場合、電動モータが起動すると、遊星歯車機構においてインターナルギヤの固定による遊星ギヤの公転によりキャリアが回転し、これにより駆動軸が回転する。駆動軸が回転すると、駆動軸と出力軸に巻きばねが巻き付いて両軸が一体で回転する。このとき、出力軸からは電動モータの出力トルクが出力される。出力軸に例えばねじ締め抵抗等の回転抵抗（反動トルク）が付加されると、この回転抵抗はインターナルギヤひいては電動工具本体を回転させる力として作用する。従って、この回転抵抗が所定範囲を超えた時点でインターナルギヤを駆動軸（キャリア）とは反対方向に回転させ、これにより巻きばねの端部を巻き付き解除方向に変位させることができ、ひいては巻きばねの駆動軸に対する巻き付き状態を解除して、駆動軸を空転させることができる。駆動軸が空転し始めると、駆動軸、電動モータおよびその周辺の回転部材が最高速度で回転し、これにより大きな慣性トルクが発生する。
一方、巻きばねの巻き付き状態が解除されて駆動軸が空転すると出力軸へトルクが伝達されなくなるので出力軸に対して上記回転抵抗が付加されなくなる。出力軸に回転抵抗が付加されなくなると、インターナルギヤを巻き付き解除方向へ回転させる力が作用しなくなるので、巻きばねの端部がその復元力により再び巻き付き方向に変位して巻きばねが駆動軸に再び巻き付く。駆動軸に巻きばねが巻き付くと、再び出力軸が駆動軸と一体で回転し始める。巻きばねが空転する駆動軸に巻き付くことにより出力軸からは、電動モータの出力トルクに加えて駆動軸等の空転により発生する慣性トルクが瞬発的に出力される。こうして電動モータの出力トルクと慣性トルクの合計トルクが出力された後、再び出力軸に大きな回転抵抗が付加されるとインターナルギヤが回転して駆動軸が空転状態になり、以後上記動作を繰り返すことにより、出力軸から上記合計トルクを断続的に出力させることができる。
【０００８】
このように、空転する駆動軸に巻きばねを巻き付かせることにより、出力軸から慣性トルクを電動モータの出力トルクに付加して出力することができるので、従来のインパクト式ねじ締め機におけるハンマーのアンビルに対する打撃時の大きな衝撃音を発生することなく、極めて静かに大きなトルクを瞬発的に出力することができる。
なお、電動工具が例えばねじ締め機である場合には、出力軸の先端にドライバビットや六角孔付ソケット等の先端工具が装着されて、これをボルト、ナットにセットした状態で当該ねじ締め機が用いられる。
また、請求項１記載のトルク伝達機構は、上記ねじ締め機に限らず孔開け用の電動ドライバ等のその他の回転工具に適用することができ、さらには出力軸を例えば往復動機構に接続することにより出力軸の回転を直線運動に変換して出力する形態の電動工具（例えば、ジグソー、レシプロソー等）に適用することができる。
【０００９】
「出力軸に付加される回転抵抗」は、例えばねじ締めの場合、ねじ締めが進行するほど大きくなるねじ締め抵抗であり、これが出力軸から出力されるトルクよりも大きくなった時点で出力軸の回転が停止される。この状態が「回転抵抗が所定の範囲を超えた場合」に相当する。出力軸の回転が停止されると、巻きばねを介して駆動軸の回転が停止され、従って遊星歯車機構におけるキャリアの回転が停止して遊星ギヤの公転が停止される。電動モータからの出力トルクが遊星ギヤに作用している状態で、遊星ギヤの公転が停止されると、遊星歯車機構の性質からインターナルギヤには電動モータの回転方向とは反対方向に回転させる力が作用し、この時のインターナルギヤの回転（回転方向の変位）を巻きばねの端部を巻き付き解除方向へ変位させるための動作として利用することができる。
インターナルギヤが工具のハウジングに固定されている状態では、出力軸に付加される回転抵抗は、工具本体を出力軸回りに回転させようとうする力として作用する。従って、この場合は、作業者が工具本体が回転しないよう保持することにより受けられる。このことから、出力軸に付加される回転抵抗によりインターナルギヤが回転し始めるタイミングは、インターナルギヤに対する回転抵抗の大きさを適切に設定することにより、作業者の負担とならないように設定されることが望ましい。
なお、インターナルギヤが回転して巻きばねの巻き付きが解除された段階で、駆動軸と出力軸間のトルク伝達は完全に遮断されていてもよいし（駆動軸の完全空転状態）、不完全な伝達状態により駆動軸の運動エネルギーが出力軸に多少伝わりつつも、駆動軸の運動エネルギーの相当量が出力軸に伝達されることなく保持される形態（不完全空転状態）であってもよい。後者の不完全空転状態では、駆動軸の回転は出力軸に実質的には伝えられないため、出力軸側の反動トルクはインターナルギアを断続的にしか回転させない。
【００１０】
請求項２記載のトルク伝達機構によれば、出力軸に大きな回転抵抗が付加されてインターナルギヤが駆動軸とは反対方向に回転すると、第２巻きばねが巻き付き方向に変位してインターナルギヤが第１巻きばねの端部に連結され、これにより第１巻きばねの端部が巻き付き解除方向に変位して駆動軸に対する第１巻きばねの巻き付き状態が解除される。
駆動軸が空転し始めてインターナルギヤが固定状態に復帰すると、第２巻きばねの巻き付き状態が解除されて第１巻きばねの端部が巻き付き方向に戻され、これにより第１巻きばねが空転する駆動軸に巻き付く。このように第２巻きばねを介して第１巻きばねの端部を巻き付き解除方向または巻き付き方向に変位させて駆動軸を空転させ、または駆動軸に第１巻きばねを巻き付かせる構成であるので、請求項１記載の構成による場合と同様の作用効果を奏する。
【００１１】
請求項３記載のトルク伝達機構によれば、ロック装置によって巻きばねの端部が巻き付き解除方向にロックされて巻きばねの駆動軸に対する巻き付きが規制され、これにより駆動軸が空転状態に保持される。このロック装置を手動操作により解除すると、巻きばねの端部が巻き付き方向に変位して巻きばねが駆動軸に巻き付き、これにより出力軸から駆動軸空転による慣性トルクと電動モータの出力トルクの合計トルクが出力される。従って、手動操作によってロック装置の規制状態を解除しない限り、駆動軸が空転して出力軸は回転しない待機状態に保持される一方、手動操作によりロック装置を解除すると巻きばねが駆動軸に巻き付いて出力軸から大きなトルクが出力される。
このように手動操作によって出力軸が回転する状態と回転しない状態を任意にコントロールすることができるので、当該電動工具の使い勝手が向上する。すなわち、電動モータが起動している待機状態では、ロック装置により巻きばねの巻き付きを規制して駆動軸を空転させておき、作業で必要な場合に応じてロック装置を解除して出力軸から大きな回転トルクを得るという利用形態が可能となる。ロック装置には、例えばロック解除用のレバーを設け、このレバーを電動モータ起動用のスイッチレバーの近傍に配置しておくことにより、作業者が電動工具を把持した状態のまま電動モータの起動停止操作および駆動軸の空転状態（電動工具の待機状態）または出力軸からの出力状態（電動工具の使用状態）とに切り換えることができる。
請求項４記載の電動工具によれば、例えば回転打撃工具等の電動工具において従来のような大きな衝撃を発することなく、大トルクを出力することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１〜第３実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。以下説明する各実施形態では電動工具の一例としてねじ締め機を例示する。また、このねじ締め機で締め込まれるねじはいわゆる右ねじを例示する。従って、ねじの頭部側から見て右回転させるとねじは締め込まれ、逆に左回転させるとねじは緩められる。また、以下説明する各部材の回転方向については、特に断らない限り電動モータ２側（駆動源側）から見た回転方向を言うものとする。
さて、図１は、第１実施形態のねじ締め機１を示している。このねじ締め機１は、概ね円筒形状をなす本体ハウジング１０の内部に駆動源としての電動モータ２を内蔵した本体部３と、本体部３の側部から側方へ突き出すように設けたハンドル部４を備えている。ハンドル部４の基部にはスイッチレバー５が設けられている。このスイッチレバー５を指先でオン操作すると電動モータ２が起動し、オン操作を止めると電動モータ２は停止する。
【００１３】
電動モータ２により出力される回転力は、変速機構としての遊星歯車機構２０を経てねじ締め機構３０に伝達される。電動モータ２の出力軸２ａは、３個の遊星ギヤ２１〜２１に噛み合わされて、当該遊星歯車機構２０の太陽ギヤとして機能する。この３個の遊星ギヤ２１〜２１はキャリア２２に回転可能に支持されており、それぞれインターナルギヤ２３に噛み合わされている。このインターナルギヤ２３は、本体ハウジング１０の内面に回転可能に支持されている。一方、ハウジング１０には、圧縮ばね２４ｂにより突き出し方向に付勢されたロックピン２４ａを備えた第１ロック装置２４が取り付けられている。この第１ロック装置２４のロックピン２４ａがインターナルギヤ２３の外周面に形成した平面部２３ａ（図５参照）に突き当てられていることにより、インターナルギヤ２３には本体ハウジング１０に対する一定の回転抵抗が与えられている。
キャリア２２の前面側（図１において左側面側）には、駆動軸３１が一体に設けられている。従って、この駆動軸３１は、キャリア２２と一体で回転する。この駆動軸３１の軸線は、キャリア２２の回転軸線に一致しており、従って電動モータ２の出力軸２ａに一致している。
【００１４】
駆動軸３１の先端側にはより小径のボス部３１ａが同軸に形成されている。このボス部３１ａは出力軸３２の支持孔３２ａに相対回転自在に挿入されている。ボス部３１ａは、支持孔３２ａに対して径方向にがたつきなく挿入されている。また、ボス部３１ａには断面半円形状の溝部３１ｂがその全周にわたって形成されている。このボス部３１ａには２個の鋼球３３，３３が嵌め込まれている。この２個の鋼球３３，３３は、それぞれ出力軸３２に設けた保持孔３２ｂに保持されている。両保持孔３２ｂ，３２ｂは、相互に対向する位置において支持孔３２ａ側に貫通して設けられている。この保持孔３２ｂ，３２ｂに保持されて鋼球３３，３３が支持孔３２ａ内にはみ出しており、このはみ出した部分がボス部３１ａの溝部３１ｂに挿入されている。これにより、ボス部３１ａひいては駆動軸３１が出力軸３２に対して軸方向には相互に変位不能な状態に連結され、回転方向には相互に回転可能な状態に連結されている。なお、後述するように出力軸３２の外周側には巻きばね３５が装着されており、この巻きばね３５によって鋼球３３，３３が保持孔３２ｂ，３２ｂから外周側に脱落しないようになっている。
出力軸３２は、軸受け３４を介して本体ハウジング１０に回転可能に支持されている。この出力軸３２の先端側は本体ハウジング１０の前端から突き出されており、この突き出し部分にねじ締め用の六角ソケットあるいはねじ締め用のドライバビット等の先端工具（図示省略）が装着される。
【００１５】
次に、駆動軸３１と出力軸３２との間には、左巻きの巻きばね３５が両軸３１，３２の外周側間に跨った状態で装着されている。本実施形態において、この巻きばね３５は、断面矩形をなす線材を素材とするいわゆる角ばねであって、これが特許請求の範囲に記載した巻きバネの一実施形態に相当する。この巻きばね３５を介して駆動側の駆動軸３１の右回りの回転が従動側の出力軸３２に伝達される。すなわち、巻きばね３１を介して駆動軸３１と出力軸３２が一体で右回りに回転する。本実施形態のねじ締め機１におけるねじ締め機構３０は、この巻きばね３５の性質を利用した構成であることに大きな特徴を有している。
【００１６】
一般に、図２および図３に示すように左巻きの巻きばねｋの一端側の内周側に駆動軸ｊ１を挿入し、他端側の内周側に出力軸ｊ２を挿入したトルク伝達機構Ｔとすることにより、駆動軸ｊ１の右回りの回転が出力軸ｊ２に伝達される（駆動軸ｊ１と出力軸ｊ２が回転について一体化される）。但し、駆動軸ｊ１および出力軸ｊ２の軸径は、巻きばねｋの内径に対してがたつきなく挿入可能な径に設定されている。実際には、駆動軸ｊ１および出力軸ｊ２の軸径は、手で押して挿入できる程度（軽圧入程度）の軸径に設定されることが望ましい。
このように構成したトルク伝達機構Ｔにおいて、駆動軸ｊ１が右回転すると、巻きばねｋと駆動軸ｊ１との間の摩擦により巻きばねｋが駆動軸ｊ１に巻き付く。すなわち、駆動軸ｊ１の右回転により巻きばねｋの駆動軸部分（駆動軸ｊ１に接触する部分、以下同じ）が摩擦により図中矢印（イ）で示す方向に変位して巻き付き方向に捩じられることにより巻きばねｋの駆動軸部分が駆動軸ｊ１に巻き付く。巻きばねｋは、駆動軸ｊ１に巻き付いて駆動軸ｊ１と一体で右回転する。
巻きばねｋの右回転は、出力軸ｊ２に対して巻き付き方向の回転となるので、巻きばねｋは出力軸ｊ２にも巻き付く。すなわち、巻きばねｋが右回転すると、その出力軸部分（出力軸ｊ２に接触する部分、以下同じ）が摩擦により図中矢印（ロ）で示す方向に変位して巻き付き方向に捩じられることにより巻きばねｋの出力軸部分が出力軸ｊ２に巻き付く。出力軸ｊ２は巻きばねｋを介して駆動軸ｊ１と一体で右回転する。
このように、駆動軸ｊ１および出力軸ｊ２に対する巻きばねｋの巻き付き（摩擦抵抗による巻きばねｋの捩り）を利用して回転を伝達する構成であるので、巻きばねとして駆動軸ｊ１および出力軸ｊ２に対する接触面積がより大きい角ばねｋ（断面矩形の線材を素材とする巻きばね）を用いることが有利であるが、これに代えて断面円形等の線材を素材とする巻きばねを利用することも可能である。以上の点については、第１実施形態に限らず、後述する第２、第３実施形態おける駆動軸、出力軸等について同様である。
【００１７】
次に、駆動軸３１の基部側には、円環形状をなす作動プレート３６が相対回転可能な状態に支持されている。この作動プレート３６の図１において左側面には係合溝３６ａが形成されている。図４には、作動プレート３６の左側面（前面）が示されている。巻きばね３５の駆動軸側端部３５ａ（図示右側の端部）は、この係合溝３６ａに挿入されている。このため、作動プレート３６が回転すると巻きばね３５の駆動軸側端部３５ａは駆動軸３１の軸回りに変位する。作動プレート３６が図４において右回転すると、巻きばね３５の駆動軸側端部３５ａは巻きばね３５の巻き付き状態を解除する巻き付き解除方向に変位する。一方、作動プレート３６が図４において左回転すると、巻きばね３５の駆動軸側端部３５ａは巻きばね３５を駆動軸３１に巻き付かせる巻き付き方向へ変位する。このように、作動プレート３６の回転により巻きばね３５の駆動軸側端部３５ａを巻き付き方向と巻き付き解除方向に変位させることができ、これにより巻きばね３５を駆動軸３１に巻き付かせた状態と、巻き付きを解除して駆動軸３１を空転させる状態とに切り換えることができる。
【００１８】
また、この作動プレート３６の右側面には第２ロック装置３７が設けられている。この第２ロック装置３７は、圧縮ばね３７ａにより突き出し側に付勢された鋼球３７ｂを備えている。鋼球３７ｂは前記インターナルギヤ２３の図１において左側面に押し当てられている。インターナルギヤ２３の図１において左側面には係合凹部２３ｂが形成されている。図５には、インターナルギヤ２３の図１において左側面（前面）が示されている。この係合凹部２３ｂに鋼球３７ｂが嵌り込むことにより、インターナルギヤ２３に対する作動プレート３６の相対回転が規制されるようになっている。
巻きばね３５の出力軸側端部３５ｂ（図１において左端側）は、円環形状をなし出力軸３２に装着された保持プレート３９の図１において右側面に当接されている。この保持プレート３９は、出力軸３２に装着した止め輪３８により軸方向への移動が規制されている。これにより巻きばね３５の出力軸側端部３５ｂは軸方向への変位が規制される一方、回転方向の変位については許容されている。
【００１９】
以上のように構成した第１実施形態のねじ締め機１によれば、スイッチレバー５をオン操作して電動モータ２を起動させると、遊星歯車機構２０を経て駆動軸３１が右回転する。駆動軸３１が右回転すると、巻きばね３５の駆動軸部分が摩擦力により巻き付き方向に捩じられて駆動軸３１に巻き付き、これにより巻きばね３５が駆動軸３１と一体で右回転し始める。また、作動プレート３６は巻きばね３５と回転について一体化されているので、巻きばね３５が駆動軸３１と一体で右回転すればこの作動プレート３６もこれらと一体で右回転する。また、遊星歯車機構２０において、遊星ギヤ２１〜２１が公転する状態ではインターナルギヤ２３が本体ハウジング１０に対して固定された状態に維持されるため、作動プレート３６はこのインターナルギヤ２３に対して右回転する。作動プレート３６のインターナルギヤ２３に対する回転は、第２ロック装置３７の鋼球３７ｂを圧縮ばね３７ａに抗して押し退けながらなされる。
巻きばね３５の右回転は出力軸３２に対して巻き付き方向の回転となるので、巻きばね３５が右回転し始めると、この巻きばね３５と出力軸３２との間の摩擦により巻きばね３５の出力軸部分が巻き付き方向に捻られて、巻きばね３５の出力軸部分が出力軸３２に巻き付く。その結果、出力軸３２が巻きばね３５を介して駆動軸３１と一体で右回転し始める。出力軸３２が右回転し始めることにより、該出力軸３２に装着した六角ソケット等の先端工具（図示省略）が右回転し、これによりねじ締めを行うことができる。この段階における当該ねじ締め機１のねじ締めトルクは、電動モータ２により出力されるトルクＴＭに等しい。
【００２０】
ねじ締めトルクＴＭでねじ締めが進行して最終段階に至ることにより、出力軸３２に大きなねじ締め抵抗が付加され、これにより出力軸３２の回転が停止されると、巻きばね３５および駆動軸３１の回転が停止される。駆動軸３１ひいてはキャリア２２の回転が停止されることにより遊星ギヤ２１〜２１の公転が停止され、従って上記ねじ締め抵抗がインターナルギヤ２３を回転させる力として作用して、インターナルギヤ２３は本体ハウジング１０に対して回転する。インターナルギヤ２３の回転は、第１ロック装置２４のロックピン２４ａを圧縮ばね２４ｂに抗して後退させながらなされる。
ここで、出力軸３２に付加されるねじ締め抵抗は、第１ロック装置２４によりインターナルギヤ２３が本体ハウジング１０に対して固定されている状態では、本体部３ひいては当該ねじ締め機１全体を出力軸３２の回りに回転させようとする力として作用する。このため、出力軸３２に付加されるねじ締め抵抗は本体部３またはハンドル部４を把持する作業者が受けることとなる。第１ロック装置２４のばね付勢力に抗してインターナルギヤ２３が本体ハウジング１０に対して回転する状態では、ねじ締め機１の全体を出力軸３２の回りに回転させようとする力が発生しないので、作業者は当該ねじ締め機１を単に把持しておれば足り、作業者の負担は小さくなる。
このことから、第１ロック装置２４の圧縮ばね２４ｂの付勢力（インターナルギヤ２３の回転を阻止する力）が大きすぎると、作業者がこの大きなねじ締め抵抗を受けることになって作業者に過度の負担を強いることになる。このため、第１ロック装置２４の圧縮ばね２４ｂの付勢力は作業者にとって過度の負担を強いない範囲で適切に設定されている。
また、インターナルギヤ２３は、太陽ギヤとしての出力軸２ａひいては駆動軸３１とは反対方向に回転する。すなわち、本例の場合インターナルギヤ２３は左回転する。インターナルギヤ２３が左回転すると、作動プレート３６が第２ロック装置３７を介して左回転方向に力を受け、これにより巻きばね３５の駆動軸側端部３１ａが巻き付き解除方向へ変位して駆動軸３１に対する巻きばね３５の巻き付き状態が解除される。
【００２１】
駆動軸３１に対する巻きばね３５の巻き付き状態が解除されると、巻きばね３５を経て作用していた出力軸３２の外部トルク（ねじ締め抵抗）が駆動軸３１に作用しなくなるので、駆動軸３１は再び右回転し始める。この段階では、駆動軸３１に巻きばね３５が巻き付いていないので、駆動軸３１は空転状態となる。この空転状態では、駆動軸３１、遊星歯車機構２０および電動モータ２等はより高速で回転し、これにより大きな慣性トルクＴＩが発生する。
一方、駆動軸３１が再び右回転（空転）し始めると遊星歯車機構２０の遊星ギヤ２１〜２１が公転し始めるとともに、インターナルギヤ２３の本体ハウジング１０に対する左回転が停止され、これにより作動プレート３６に対して付加されていた左回転方向（図４において右回転方向）の力が付加されなくなる。すると、作動プレート３６および巻きばね３５の駆動軸側端部３５ａが巻きばね３５の復元力により巻き付き方向に戻され、これにより巻きばね３５が右回りに空転している駆動軸３１に対して再び巻き付く。駆動軸３１に巻きばね３５が巻き付くことにより、駆動軸３１、遊星歯車機構２０および電動モータ２の慣性トルクＴＩと電動モータ２の出力トルクＴＭの合計トルク（ＴＭ＋ＴＩ）が巻きばね３５を経て出力軸３２に伝達され、これにより前記初期段階のねじ締めトルクＴＭよりも、駆動軸３１が空転することにより発生する慣性トルクＴＩの分だけ大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）でねじが締め付けられ（増し締めされ）、これによりねじを規定のトルクで強固に締め付けることができる。
【００２２】
ねじ締め初期段階よりも大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）でねじが締め付けられると、再度出力軸３２の回転が停止され、これにより再び上記した駆動軸３１の空転状態が瞬間的に得られ、その直後に巻きばね３５が再度駆動軸３１に巻き付くことにより再び出力軸３２を経てねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）が出力される。
このように、第１実施形態のねじ締め機１によれば、ねじ締めの最終段階で巻きばね３５の駆動軸３１に対する巻き付きが解除され、これにより駆動軸３１が空転することにより、その後再度巻きばね３５が駆動軸３１に巻き付いた段階で、空転により発生する慣性トルクＴＩの分だけ大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）を発生することができ、これによりねじをより強固なトルクで締め付けることができる。
しかも、巻きばね３５の駆動軸３１に対する巻き付き状態を解除してその空転状態を実現することにより電動モータ２の出力トルクＴＭよりも大きなねじ締め力（ＴＭ＋ＴＩ）を得る構成であるので、従来のハンマー１６２のアンビル１６１に対する打撃時の衝撃により大きなねじ締め力を発生させるいわゆるインパクト工具（打撃工具）１５０のような大きな衝撃音（打撃音）は発生することなく、電動モータ２の出力トルクＴＭよりも大きなねじ締め力（ＴＭ＋ＴＩ）で静かにねじを締め付けることができる。
また、駆動軸３１および出力軸３２は、巻きばね３５に対して軽圧入程度の力で挿入される軸径に設定されている。このため、駆動軸３１が空転する状態においても、駆動軸３１と巻きばね３５との間および出力軸３２と巻きばね３５との間には僅かではあるが比較的小さな摩擦力が発生する。このため、駆動軸３１が空転する状態（巻きばね３５に対して滑る状態）であっても、この駆動軸３１の回転トルクの一部が出力軸３２に伝達され、これにより出力軸３２の先端に装着したソケットあるいはドライバビット等の先端工具にねじ締め方向の僅かな回転トルクが作用する。これによれば、出力軸３２からねじ締めのための回転トルクが出力されない状態においても、出力軸３２と先端工具との間の回転方向のがたつき（例えば、出力軸先端の四角柱部と先端工具としてのソケットの四角孔との間のクリアランス）および先端工具とねじの頭部、ボルトの頭部あるいはナットとの間の回転方向のがたつき（クリアランス）を吸収して常時ねじ締め方向に密着した状態に保持することができるので、次にねじ締めのための回転トルクが出力された時点でのトルク伝達効率を高めることができるとともに、騒音の発生を低減することができる。この点については、後述する第２実施形態のねじ締め機５０および第３実施形態のねじ締め機７０において同様である。
【００２３】
以上説明した第１実施形態には、種々変更を加えることができる。図６には、第２実施形態のねじ締め機５０が示されている。この第２実施形態のねじ締め機５０は、第１実施形態におけるインターナルギヤ２３の回転により巻きばね３５の巻き付き状態を解除するための構成が第１実施形態とは異なっている。第１実施形態と同様の構成および部材については、同位の符号を用いてその説明を省略する。
遊星歯車機構６０における３個の遊星ギヤ６２〜６２には、電動モータ２の出力軸２ａが噛み合わされている。また、３個の遊星ギヤ６２〜６２が噛み合うインターナルギヤ６３は、本体ハウジング１０に対して回転可能に支持されている。但し、本体ハウジング１０にはブレーキ装置６４が取り付けられており、このブレーキ装置６４によりインターナルギヤ６３には一定の回転抵抗が与えられている。ブレーキ装置６４は、圧縮ばね６４ａにより本体ハウジング１０の内方へ突き出す方向に付勢された押圧部材６４ｂを有しており、圧縮ばね６４ａの付勢力により押圧部材６４ｂをインターナルギヤ６３の周面に押し付けて、両者６４ｂ，６３間の摩擦によりインターナルギヤ６３に一定の回転抵抗が与えられている。
ここで、ブレーキ装置６４の圧縮ばね６４ａの付勢力は、前記第１実施形態における第１ロック装置２４と同様、出力軸５２に対して大きなねじ締め抵抗が付加された適切なタイミングでインターナルギヤ２３を回転させることにより作業者に過度の負担を強いないような値に設定されている。
遊星歯車機構６０のキャリア６１には駆動軸５１が一体に設けられ、本体ハウジング１０の先端側には軸受け３４を介して出力軸５２が回転可能に支持されている。駆動軸５１と出力軸５２との間には第１巻きばね５３が装着されている。駆動軸５１と出力軸５２は、それぞれ同じ外径で第１巻きばね５３の内周側にほぼがたつきなく挿入可能な外径に設定され、かつ相互に同軸に配置されている。
【００２４】
また、駆動軸５１と出力軸５２は、第１実施形態と同様出力軸５２の保持孔５２ａ，５２ａに保持した鋼球３３，３３が、駆動軸５１のボス部５１ａに形成した断面半円形の溝部５１ｂに嵌り込むことにより相互に回転可能かつ軸方向へは相互に移動しない状態に連結されている。両鋼球３３，３３は、第１巻きばね５３により保持孔５２ａ，５２ａから外周側へ脱落しないようになっている。
第１巻きばね５３には、第１実施形態と同様左巻きの角ばねが用いられている。第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａは、第１巻きばね５３の外周側に相対回転可能に装着した中間スリーブ５４の係合孔５４ｂに挿入されて回転方向について相互に係合されている。第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａは、そのばね復元力により常時には巻き付き方向に保持される。中間スリーブ５４が駆動軸５１に対して電動モータ２側から見て左回りに変位すると、第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａは巻き付き解除方向に変位し、これにより第１巻きばね５３の駆動軸５１に対する巻き付き状態が解除される。
第１巻きばね５３の出力軸側端部５３ｂは、第１実施形態と同様出力軸５２に装着した止め輪５５により軸方向の変位を規制された保持スリーブ５６の図示右側面に当接されている。
第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが巻き付き方向に変位した状態で駆動軸５１が右回転すると、駆動軸５１に第１巻きばね５３が巻き付いて駆動軸５１と出力軸５２が一体化され、これにより駆動軸５１の右回転が出力軸５２に伝達される。出力軸５２の先端には図示省略した六角ソケット等の先端工具が装着され、出力軸５２が右回転することによりねじ締めがなされる。
【００２５】
次に、中間スリーブ５４の大径部５４ａとインターナルギヤ６３の小径部６３ａはほぼ同じ外径を有しており、両者５４ａ，６３ａ間の外周側には第２巻きばね５７が装着されている。この第２巻きばね５７には、第１巻きばね５３とは逆の右巻きの角ばねが用いられている。この第２巻きばね５７のインターナルギヤ６３側の端部５７ａはインターナルギヤ６３の段差部６３ｂに当接されている。一方、第２巻きばね５７の中間スリーブ５４側の端部５７ｂは、本体ハウジング１０の内面に形成した係合部１０ａに係合されて右回り方向の変位が規制され、左回り方向の変位が許容されるようになっている。インターナルギヤ６３が左回転（第２角ばね５７の巻き付き方向に回転）すると、インターナルギヤ６３の小径部６３ａと中間スリーブ５４の大径部５４ａに第２巻きばね５７が巻き付き、これによりインターナルギヤ６３の左回転が第２巻きばね５７を経て中間スリーブ５４に伝達される。中間スリーブ５４が左回転すると、第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが巻き付き解除方向（左回り方向）に変位するので第１巻きばね５３の駆動軸５１に対する巻き付き状態が解除される。
【００２６】
以上のように構成した第２実施形態のねじ締め機５０によれば、スイッチレバー５をオン操作して電動モータ２を起動させると、遊星歯車機構６０の遊星ギヤ６２〜６２が公転してキャリア６１が右回転する。キャリア６１が右回転することにより駆動軸５１が右回転し、これにより第１巻きばね５３が駆動軸５１に巻き付く。第１巻きばね５３が駆動軸５１に巻き付いて第１巻きばね５３が駆動軸５１と一体で右回転することにより、第１巻きばね５３が出力軸５２に巻き付き、これにより出力軸５２が駆動軸５１に一体化されて右回転する。出力軸５２が右回転することにより、ねじ締めトルクＴＭでねじ締めがなされる。この時のねじ締めトルクＴＭは、電動モータ２の出力トルクにより得られる。
ねじ締めトルクＴＭでねじ締めが進行して最終段階に至ることにより、出力軸５２に大きなねじ締め抵抗が付加される。このねじ締め抵抗がねじ締めトルクＴＭ以上になると出力軸５２の回転が停止される。出力軸５２と駆動軸５１は第１巻きばね５３を介して一体化されているので、出力軸５２の回転が停止されると、駆動軸５１従ってキャリア６１の回転が停止される。キャリア６１の回転が停止されて遊星ギヤ６２〜６２の右回りの公転が停止されると、電動モータ２が依然として起動しているため遊星歯車機構６０の性質によりインターナルギヤ６３が左回りに回転し始める。
【００２７】
インターナルギヤ６３の回転は、ブレーキ装置６４の摩擦抵抗（回転抵抗）に抗してなされる。インターナルギヤ６３が左回転すると、右巻きの第２巻きばね５７がインターナルギヤ６３の小径部６３ａに巻き付く。第２巻きばね５７がインターナルギヤ６３に巻き付くと、第２巻きばね５７がインターナルギヤ６３と一体で左回転する。第２巻きばね５７が左回転すると、この第２巻きばね５７が中間スリーブ５４の大径部５４ａに巻き付く。従って、中間スリーブ５４とインターナルギヤ６３は第２巻きばね５７を介して一体で左回転する。
一方、中間スリーブ５４には、第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが係合されている。このため、中間スリーブ５４が左回転すると、第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが巻き付き解除方向に変位し、これにより第１巻きばね５３の駆動軸５１に対する巻き付き状態が解除される。第１巻きばね５３の駆動軸５１に対する巻き付き状態が解除されると、駆動軸５１と出力軸５２が回転について切り離されるので、駆動軸５１は再び回転可能な状態となる。
駆動軸５１が回転可能な状態になると、インターナルギヤ６３はブレーキ装置６４の回転抵抗により回転を停止するので、遊星ギヤ６２〜６２が公転してキャリア６１が回転し、従って駆動軸５１が電動モータ２により再び右回転し始める。第１実施形態と同様、この段階では駆動軸５１に第１巻きばね５３が巻き付いていないので結果的に駆動軸５１は空転する。
【００２８】
駆動軸５１が空転してインターナルギヤ６３が固定されると、第２巻きばね５７のインターナルギヤ側の端部５７ａがそのばね復元力により巻き付き解除方向に変位するので、第２巻きばね５７のインターナルギヤ６３および中間スリーブ５４に対する巻き付きが解除されて、中間スリーブ５４が第１巻きばね５３の復元力により右回り方向に戻され、これにより第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが巻き付き方向に戻されて第１巻きばね５３が空転する駆動軸５１に対して再び巻き付く。第１巻きばね５３が駆動軸５１に再び巻き付くことにより、駆動軸５１の回転が出力軸５２に伝達され、これによりねじ締め力が出力される。この段階でのねじ締め力は、駆動軸５１の空転により発生する駆動軸５１、遊星歯車機構６０および電動モータ２等の慣性トルクＴＩが電動モータ２の出力トルクＴＭに付加された合計トルク（ＴＭ＋ＴＩ）に相当し、従って慣性トルクＴＩの分だけ大きなねじ締め力（ＴＭ＋ＴＩ）でねじが締め込まれる。
ねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）でねじが締め込まれると、出力軸５２には、再び大きなねじ締め抵抗が付加されてその回転は停止されるので、インターナルギヤ６３が左回りに回転して駆動軸５１が一時的に空転し、その後再度駆動軸５１に第１巻きばね５３が巻き付き、これにより出力軸５２を介して大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）が再度出力される。以上の作動が繰り返されることにより、ねじは従来のインパクト工具のような大きな打撃音を発することなく電動モータ２の出力トルクＴＭよりも大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）で締め付けられる。
また、第２実施形態の構成によれば、中間スリーブ５４とインターナルギヤ６３との間の回転伝達が第２巻きばね５７を経て行われ、第１実施形態における第２ロック装置３７に相当する部材を介して行う構成とはなっていない。このため、駆動軸５１に第１巻きばね５３が巻き付いて中間スリーブ５４が駆動軸５１と一体で回転する状態すなわち中間スリーブ５４がインターナルギヤ６３に対して相対回転する状態（この時、中間スリーブ５４の大径部５４ａは第２巻きばね５７に対して空転する）において、第１実施形態のように球体３７ｂが係合凹部２３ｂに対して繰り返し係脱される現象が発生せず、従ってこの場合における作動音（球体３７ｂが係合凹部２３ｂに嵌り込む際に発生するカチャカチャ音）が発生しないので、この点でも当該ねじ締め機５０の高い静粛性が確保されている。この点は、以下説明する第３実施形態のねじ締め機７０にもついても同様である。
【００２９】
以上説明した第１および第２実施形態にはさらに変更を加えることができる。図７には、第３実施形態のねじ締め機７０が示されている。この第３実施形態のねじ締め機７０は、前記した第２実施形態のねじ締め機５０に中間スリーブ５４の回転を規制するための機構を付加した構成となっている。その他の構成については第２実施形態と同様に構成されているので、第２実施形態に比して変更を要しない部材および構成については同位の符号を用いて、その説明を省略する。
本体ハウジング１０の先端側下面には、支軸７２を介して上下に傾動可能にロック解除レバー７１が支持されている。このロック解除レバー７１の後端側（図７において右端側）は指を引き掛けやすいようにＵ字形に湾曲した指引き掛け部７１ａが設けられている。この指引き掛け部７１ａはスイッチレバー５の近傍に位置しており、ハンドル部４を把持したままスイッチレバー５とこのロック解除レバー７１の双方を指先で操作できるようになっている。
ロック解除レバー７１の先端側（図７において左端側）は、本体ハウジング１０に取り付けたロック装置７３に連結されている。このロック装置７３は、本体ハウジング１０に対して図示上下に移動可能に支持されたロックピン７３ａと、このロックピン７３ａを本体ハウジング１０の内部側に突き出す方向（ロック方向）に付勢するための圧縮ばね７３ｂを備えている。ロックピン７３ａは、この圧縮ばね７３ｂの付勢力によって中間スリーブ５４の側面に押圧され、この押圧状態では中間スリーブ５４の回転が禁止される（中間スリーブ５４のロック状態）。
ロックピン７３ａの後端側（図において下端側）はロック解除レバー７１の先端側に相対的に傾動可能な状態で連結されている。
【００３０】
指引き掛け部７１ａに指を引き掛けてロック解除レバー７１を図示反時計回り方向に傾動させる（ロック解除操作）と、ロックピン７３ａが圧縮ばね７３ｂに抗して図示下方のアンロック方向に変位し、これにより中間スリーブ５４の周面に対する押圧状態が解除される。ロックピン７３ａがアンロック方向に移動して中間スリーブ５４に対する押圧状態が解除されると、中間スリーブ５４が回転可能な状態となる。このアンロック状態では、インターナルギヤ６３が左回転すると第２巻きばね５７の巻き付きにより中間スリーブ５４が左回転し、これにより第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが巻き付き解除方向に変位して駆動軸５１の空転状態を得ることができ、その後駆動軸５１に再度第１巻きばね５３が巻き付いて出力軸５２に大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）を出力することができる。
ロック解除レバー７１の指引き掛け部７１ａから指を離すと、ロック解除レバー７１は、圧縮ばね７３ｂの付勢力によりロックピン７３ａがロック方向へ付勢されていることにより図示時計回り方向（ロック方向）に戻される。このロック状態では、中間スリーブ５４の周面にロックピン７３ａが圧縮ばね７３ｂの付勢力により押圧されて中間スリーブ５４が回転不能なロック状態となるので、インターナルギヤ６３が左回転して第２巻きばね５７が巻き付いても中間スリーブ５４が回転しない。中間スリーブ５４が回転不能にロックされた状態では、第１巻きばね５３が回転できないのでその駆動軸側端部５３ａが相対的に巻き付き解除方向に変位して駆動軸５３に巻き付くことができない。このため、駆動軸５１は空転する状態に保持される。この空転状態でロック解除レバー７１を解除操作して中間スリーブ５４を回転可能な状態とすることにより、第１巻きばね５３が駆動軸５１に巻き付き、これにより出力軸５２を経てねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）を出力することができる。
【００３１】
以上のように構成した第３実施形態のねじ締め機７０によれば、ロック解除レバー７１を解除操作しない状態では、ロックピン７３ａが圧縮ばね７３ｂにより中間スリーブ５４に押圧されるので、中間スリーブ５４の回転が禁止された状態となる。中間スリーブ５４の回転が禁止されたロック状態では、スイッチレバー５をオン操作して電動モータ２を起動させ、これにより駆動軸５１を右回転させても、第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが駆動軸５１の軸回りに回転不能な状態であるため第１巻きばね５３が回転できず、従って第１巻きばね５３は駆動軸５１に巻き付かないので駆動軸５１は空転する状態となる。
駆動軸５１が空転する状態では、駆動軸５１、遊星歯車機構６０および電動モータ２の慣性トルクＴＩが発生する。そこで、この駆動軸５１の空転状態において、ロック解除レバー７１の指引き掛け部７１ａに指を引き掛けてロック解除レバー７１をアンロック側に傾動操作し、これによりロックピン７３ａをアンロック側に移動させて中間スリーブ５４の回転禁止状態を解除すると、第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが中間スリーブ５４と一体で回転可能な状態となり、これにより駆動軸側端部５３ａがそのばね復元力により巻き付き方向に変位して第１巻きばね５３が空転する駆動軸５１に瞬時に巻き付く。
【００３２】
第１巻きばね５３が駆動軸５１に巻き付いて一体で右回転し始めると、第１巻きばね５３は瞬時に出力軸５２にも巻き付き、これにより駆動軸５１および出力軸５２が第１巻きばね５３を介して一体で右回転し始める。こうして、空転する駆動軸５１の回転が第１巻きばね５３の巻き付きにより出力軸５２に伝達される時には、駆動軸５１等の空転による慣性トルクＴＩと電動モータ２の出力トルクＴＭの合計トルク（ＴＭ＋ＴＩ）が伝達される。すなわち、出力軸５２からは、電動モータ２の出力トルクＴＭより大きなトルク（ＴＭ＋ＴＩ）が出力される。
このように、第３実施形態のねじ締め機７０は、スイッチレバー５をオン操作して電動モータ２を起動させただけでは駆動軸５１が空転して出力軸５２に動力が伝達されず、駆動軸５１が最高速で空転する状態となった後に、ロック解除レバー７１を解除操作して第１巻きばね５３を介して駆動軸５１と出力軸５２を直結することにより、駆動軸５１の空転により発生する慣性トルクＴＩ（回転エネルギー）を締め付けトルクとして変換する構成であることに大きな特徴を有している。
【００３３】
出力軸５２の右回転によりねじ締めが進行して出力軸５２に大きなねじ締め抵抗が付加されると、第２実施形態と同様に出力軸５２の回転が停止され、これにより第１巻きばね５３および駆動軸５１が停止する。駆動軸５１が停止すると遊星ギヤ６２〜６２の公転が停止するので、インターナルギヤ６３がブレーキ装置６４に抗して左回りに回転する。インターナルギヤ６３の左回りの回転は第２巻きばね５７に対して巻き付き方向の回転であるので、第２巻きばね５７はインターナルギヤ６３の小径部６３ａに巻き付いて、インターナルギヤ６３と一体で左回りに回転し始める。第２巻きばね５７の左回りの回転は、中間スリーブ５４の端部５７ｂに対して巻き付き方向の回転となるので、第２巻きばね５７は中間スリーブ５４の大径部５４ａにも巻き付く。この段階では、ロック解除レバー７１がアンロック操作されて中間スリーブ５４が回転可能な状態となっているので、第２巻きばね５７が中間スリーブ５４の大径部５４ａに巻き付くと、中間スリーブ５４が左回転して第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａが巻き付き解除方向に変位し、これにより第１巻きばね５３の駆動軸５１に対する巻き付きが解除されて駆動軸５１は空転し始める。
【００３４】
駆動軸５１が空転し始めるとインターナルギヤ６３の回転が停止するため第２巻きばね５７の巻き付き状態が解除されて中間スリーブ５４が回転可能な状態となり、ひいては第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａがばね復元力により巻き付き方向に変位して第２巻きばね５７が空転中の駆動軸５１に再度巻き付き、これにより出力軸５２を経てねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）が出力されてねじが増し締めされて規定のトルクに締め付けられる。
こうして、駆動軸５１の空転状態と第１巻きばね５３の巻き付きを繰り返すことによりねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）の出力がなされ、これが適数回なされた段階で、指引き掛け部７１ａから指を離してロック解除レバー７１のロック解除操作を止めると、ロックピン７３ａが圧縮ばね７３ｂにより中間スリーブ５４に押圧されてその回転が禁止されたロック状態に切り換わるので、以後前記した理由により駆動軸５１は空転状態を続け、従って出力軸５２は回転しない待機状態に保持される。
この場合、ロック解除レバー７１の引き操作を加減してロック解除操作を少しずつ徐々に行うことにより、駆動軸５１に対する第１巻きばね５３の巻き付きを緩やかに行うことができ、これにより出力軸５２へのトルク伝達を緩やかに開始することができる。この操作によれば、出力軸５２から出力される駆動軸５１等の慣性トルクＴＩの大きさを任意に調整することができるので、例えば必要以上に大きなねじ締めトルクの出力を避けたい場合等、様々なねじ締め形態に適応することができる。
このように第３実施形態のねじ締め機７０によっても、空転する駆動軸５１に対して第１巻きばね５３を巻き付かせることにより出力軸５２から大きなねじ締めトルク（ＴＭ＋ＴＩ）を出力する構成であるので、従来のインパクト式ねじ締め機におけるハンマーのアンビルに対する打撃時の大きな衝撃音を発生することなく、極めて静かに大トルクを出力することができる。
また、第１および第２実施形態と同様、駆動軸５１が空転する状態においても、駆動軸５１と第１巻きばね５３との間の摩擦力によりその回転トルクの一部が出力軸５２から出力されるので、出力軸５２と先端工具との間の回転方向のがたつき、および先端工具とねじの頭部等との間のがたつきを吸収して常時ねじ締め方向に密着した状態に保持することができ、これによりねじ締め時のトルク伝達効率を高めることができるとともに、出力軸５２と先端工具との間の回転方向の衝突、先端工具とねじの頭部等との間の回転方向の衝突を回避することができるので当該ねじ締め機７０の静粛性をより一層高めることができる。
さらに、第２実施形態と同様、第３実施形態のねじ締め機７０によっても、第２巻きばね５７を介してインターナルギヤ６３の回転を中間スリーブ５４ひいては第１巻きばね５３の駆動軸側端部５３ａに伝達する構成であり、第１実施形態における第２ロック装置３７に相当する部材を用いる構成とはなっていないので、第２ロック装置３７によるカチャカチャ音を発生することがない。
以上説明した第１〜第３実施形態にも種々変更を加えることができる。例えば、ねじ締め機に本願発明に係るトルク伝達機構を適用した場合を例示したが、孔開け用の電動ドリル、切断用の丸鋸盤、カンナ盤等その他の回転工具に適用することができ、さらには、回転運動を直線運動に変換する機構を有するいわゆるレシプロソーやジグソー等の直線往復動工具に適用することもできる。
また、電動モータを駆動源とする電動工具に限らず、油圧モータやエアモータを駆動源とする油空圧工具、あるいは電動工具、油空圧工具に限らず、その他様々な機械、器具、装置等のトルク伝達機構として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示す図であって、ねじ締め機の内部構造を示す側面図である。
【図２】 巻きばねを介して駆動軸の回転が出力軸に伝達される原理を説明する斜視図である。
【図３】 巻きばねを介して駆動軸の回転が出力軸に伝達される原理を説明する側面図である。
【図４】 第１実施形態における作動プレートの前面図である。
【図５】 第１実施形態におけるインターナルギヤの前面図である。
【図６】 第２実施形態のねじ締め機の内部を示す側面図である。
【図７】 第３実施形態のねじ締め機の内部を示す側面図である。
【図８】 従来の回転打撃機構を備えたねじ締め機の内部構造を側面から見た図である。
【符号の説明】
ＴＭ…電動モータの出力トルク（ねじ締めトルク）
ＴＩ…空転による慣性トルク（ねじ締めトルク）
１…ねじ締め機（第１実施形態）
２…電動モータ、２ａ…出力軸
５…スイッチレバー
１０…本体ハウジング
２０…遊星歯車機構
２３…インターナルギヤ
３０…ねじ締め機構
３１…駆動軸、３２…出力軸、３５…巻きばね、３６…作動プレート
５０…ねじ締め機（第２実施形態）
５１…駆動軸、５２…出力軸
５３…第１巻きばね、５４…中間スリーブ、５７…第２巻きばね
６０…遊星歯車機構
６３…インターナルギヤ
６４…ブレーキ装置
７０…ねじ締め機（第３実施形態）
７１…ロック解除レバー、７３…ロック装置
１５０…インパクト式ねじ締め機（従来）
１６０…回転打撃機構
１６１…アンビル
１６２…ハンマー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides, for example, a torque transmission mechanism that can be suitably used for an electric tool such as a screw tightening machine for giving a strong rotational torque in a tool rotation direction and firmly tightening a screw, a nut, or the like, and an electric tool using the same About.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, the screw tightening machine is generally called an impact driver or an impact wrench. For example, an impact type screw tightening machine 150 including a rotary impact mechanism 160 as shown in FIG. 8 has been provided. The screw tightening machine 150 includes an electric motor 151 as a drive source, a planetary gear mechanism 152 connected to the electric motor 151 via a pinion gear 157 (sun gear) attached to an output shaft 151a of the electric motor 151, A spindle 159 that is rotated by the electric motor 151 via a planetary gear mechanism 152 and a rotary striking mechanism 160 attached to the tip side of the spindle 159 are provided.
  The rotary striking mechanism 160 includes an anvil 161 that is rotatably supported coaxially with the spindle 159, and a hammer 162 having a substantially cylindrical shape that is rotatably supported on the outer peripheral side of the spindle 159 so as to be movable in the axial direction. The anvil 161 is rotatably supported via a bearing 155 on an impact case 154 attached to the tip of the main body case 153. The tip end side of the anvil 161 protrudes from the impact case 154, and a screwdriver screw (not shown) is attached to the tip of the protruding portion.
  Steel balls 164 and 164 are sandwiched between the spindle 159 and the hammer 162. The steel balls 164 and 164 are cam grooves 159a formed in the outer peripheral surface of the spindle 159 and having a V-shaped side view and a semicircular cross-sectional view, and the cam grooves 159a formed in the inner peripheral surface of the hammer 162. Is sandwiched between a guide groove 162a having a V-shape in a side view opposite to that of the guide groove 162a. For this reason, the hammer 162 moves forward or backward in the axial direction while rotating relative to the spindle 159.
[0003]
  The hammer 162 is urged in the forward direction (rightward in the drawing) by the compression spring 163. For this reason, the backward movement of the hammer 162 is performed against the urging force of the compression spring 163. Two hitting protrusions 162b and 162b are provided on the front end surface of the hammer 162 so as to protrude toward the anvil 161, and correspondingly, two hitting arms 161a and 161a are provided at the rear end of the anvil 161. It is provided so as to project in the radial direction.
  When the hammer 162 moves forward by the urging force of the compression spring 163, the hammer 162 rotates while moving forward as described above, so that the hitting protrusions 162b and 162b of the hammer 162 collide with the hitting arms 161a and 161a of the anvil 161, Thereby, a blow in the rotation direction is given to the anvil 161. By this striking, the anvil 161 rotates in the screw tightening direction, whereby the screw is tightened.
  When a certain external torque (screw tightening resistance) is applied to the anvil 161 through the driver bit during the screw tightening operation, the hammer 162 retreats in the axial direction while rotating relative to the spindle 159 to hit the impact projection. 162b and 162b are disengaged from the striking arms 161a and 161a of the anvil 161, whereby the engaged state between the hammer 162 and the anvil 161 is released. When the engagement state between the hammer 162 and the anvil 161 is released, the external torque is not transmitted to the hammer 162, and the hammer 162 rotates while being advanced by the spring biasing force of the compression spring 163, and is rotated by approximately 180 °. The striking protrusion 162b collides with the striking arm 161a, and the anvil 161 is struck in the rotation direction, whereby the anvil 161 rotates and the screw is tightened.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, in the conventional impact type screw tightening machine 150, the hitting protrusions 162b and 162b of the hammer 162 are caused to collide with the hitting arms 161a and 161a of the anvil 161 in the rotation direction, whereby a large rotational torque (screw tightening) is applied to the anvil 161. Torque), a striking sound (impact sound) is generated when the striking protrusion 162b collides with the striking arm 161a, and this causes a problem of noise during use of the screw tightener 150. .
  Therefore, the present invention is a mechanism that is completely different from the conventional rotary hitting mechanism described above, and outputs a large screw tightening torque without generating a hitting sound as in the prior art by using this mechanism, for example, in a screw tightening machine. An object of the present invention is to provide a torque transmission mechanism that can perform the above and an electric tool using the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  For this reason, the present invention provides a torque transmission mechanism having a configuration described in each claim in the claims and an electric tool using the torque transmission mechanism.
  The torque transmission mechanism described in each claim has the following basic configuration.
“A drive shaft that is rotated by a drive source, a winding spring that is inserted into one end side, winds around the drive shaft when the drive shaft rotates, and rotates integrally with the drive shaft, and the other end of the winding spring And an output shaft that is wound around when the winding spring rotates together with the drive shaft and rotates together with the drive shaft, and the end of the winding spring is displaced in the winding release direction. The drive shaft is idled by releasing the winding state of the winding spring with respect to the drive shaft, and the end of the winding spring is displaced in the winding direction with respect to the idle drive shaft to drive the winding spring. A torque transmission mechanism having a configuration in which an inertia torque generated by idling of the drive shaft is added to an output torque of the drive source and output from the output shaft by being wound around the shaft. According to the torque transmission mechanism according to the above basic configuration, when the drive shaft inserted into one end side of the winding spring rotates in the winding direction (clockwise direction in the case of a left-handed winding spring) on the inner peripheral side, the drive shaft The coil spring is wound around the drive shaft by the frictional resistance between the shaft and the coil spring, and the coil spring rotates integrally with the drive shaft. The rotation of the winding spring that is wound around the drive shaft and rotates integrally with the output shaft inserted in the other end of the winding spring also rotates in the winding direction. The shaft rotates integrally with the drive shaft via a winding spring.
  The winding state of the winding spring with respect to the drive shaft can be released by displacing the end of the winding spring in the winding release direction (in the case of a left-handed winding spring, the counterclockwise direction), thereby causing the drive shaft to idle. Thus, transmission of torque to the output shaft can be cut off.
  In this specification, it is said that the coil spring is “wound” around the drive shaft or the output shaft when the coil spring rotates together with the drive shaft or the output shaft. Therefore, although the winding spring is apparently wound around the drive shaft or output shaft, the state where it does not rotate integrally with the drive shaft or output shaft, that is, the state where slippage occurs between them is not a wound state, and the winding is released. Distinguish as a state.
[0006]
  As described above, the drive shaft can be idled by releasing the winding state of the winding spring with respect to the drive shaft. When the drive shaft idles, inertia torque (rotational energy) is generated due to idling of the drive shaft, for example, an electric motor as a drive source for rotating the drive shaft or a rotation support mechanism in the vicinity thereof. In addition, when the drive shaft is idling, the winding spring is wound around the idling drive shaft by returning the end of the winding spring in the winding direction (or the clockwise direction if it is a left-handed winding spring). Can do. Therefore, at the moment when the end of the winding spring is displaced in the winding direction and the winding spring is wound around the drive shaft that idles, the output shaft starts to drive the drive shaft in addition to the output torque of the drive source (electric motor, etc.). Inertia torque due to idling is output.
  By displacing the end of the winding spring from the winding release position to the winding position in this way and winding the winding spring around the idle driving shaft, the torque instantaneously larger than the output torque of the driving source from the output shaft Can be output. By winding the winding spring around the idling drive shaft, a large impact sound is not generated as in the conventional hammer hitting the anvil.
  Therefore, by applying this torque transmission mechanism to, for example, a screw tightening machine, a large instantaneous torque can be output very silently without generating a large impact sound at the time of impact in a conventional impact screw tightening machine. The screw can be tightened with a specified torque.
[0007]
  More specifically limited the basic configuration aboveClaim1According to the torque transmission mechanism described in the above, when this is used for an electric tool such as a screw tightener, when the electric motor is started, the carrier rotates due to the revolution of the planetary gear by the fixation of the internal gear in the planetary gear mechanism, As a result, the drive shaft rotates. When the drive shaft rotates, a winding spring is wound around the drive shaft and the output shaft so that both shafts rotate as a unit. At this time, the output torque of the electric motor is output from the output shaft. When a rotational resistance (reaction torque) such as a screw tightening resistance is applied to the output shaft, this rotational resistance acts as a force for rotating the internal gear and, in turn, the power tool body. Therefore, when the rotational resistance exceeds a predetermined range, the internal gear is rotated in the direction opposite to the drive shaft (carrier), whereby the end of the winding spring can be displaced in the winding release direction, and thus the winding The winding state of the spring with respect to the drive shaft can be released, and the drive shaft can be idled. When the drive shaft starts to idle, the drive shaft, the electric motor, and the surrounding rotating members rotate at the maximum speed, thereby generating a large inertia torque.
  On the other hand, when the winding state of the winding spring is released and the drive shaft idles, torque is not transmitted to the output shaft, so that the rotational resistance is not added to the output shaft. When the rotational resistance is not added to the output shaft, the force that rotates the internal gear in the winding release direction does not work, so the end of the winding spring is displaced again in the winding direction by the restoring force, and the winding spring is driven to the drive shaft. Wrap again. When the winding spring is wound around the drive shaft, the output shaft starts to rotate together with the drive shaft again. When the winding spring is wound around the idling drive shaft, the output shaft instantaneously outputs inertia torque generated by idling of the drive shaft or the like in addition to the output torque of the electric motor. After the total torque of the output torque and inertia torque of the electric motor is output in this way, when a large rotational resistance is added to the output shaft again, the internal gear rotates and the drive shaft is idled. Thereafter, the above operation is repeated. Thus, the total torque can be intermittently output from the output shaft.
[0008]
  In this way, by winding a winding spring around the idling drive shaft, inertia torque can be added to the output torque of the electric motor and output from the output shaft. A large torque can be instantaneously output silently without generating a large impact sound when hitting the anvil.
  If the power tool is a screw tightener, for example, a tip tool such as a driver bit or a hexagon socket is attached to the tip of the output shaft, and this screw tightener is set in a bolt or nut. Is used.
  Claims1The described torque transmission mechanism can be applied not only to the above-described screw tightening machine but also to other rotary tools such as an electric driver for drilling, and further, by connecting the output shaft to, for example, a reciprocating mechanism, The present invention can be applied to an electric tool (for example, a jigsaw, a reciprocating saw, or the like) that outputs rotation after converting it into linear motion.
[0009]
  For example, in the case of screw tightening, the “rotational resistance added to the output shaft” is a screw tightening resistance that increases as the screw tightening progresses, and when this becomes larger than the torque output from the output shaft, The rotation is stopped. This state corresponds to “when the rotational resistance exceeds a predetermined range”. When the rotation of the output shaft is stopped, the rotation of the drive shaft is stopped via the winding spring, so that the rotation of the carrier in the planetary gear mechanism is stopped and the revolution of the planetary gear is stopped. When the revolution of the planetary gear is stopped with the output torque from the electric motor acting on the planetary gear, the internal gear is rotated in the opposite direction to the rotation direction of the electric motor due to the nature of the planetary gear mechanism. A force acts, and the rotation (displacement in the rotation direction) of the internal gear at this time can be used as an operation for displacing the end of the winding spring in the winding release direction.
  In a state where the internal gear is fixed to the tool housing, the rotational resistance applied to the output shaft acts as a force for rotating the tool body around the output shaft. Therefore, in this case, the operator can receive it by holding the tool body from rotating. Therefore, the timing at which the internal gear starts to rotate due to the rotational resistance added to the output shaft is set so as not to be a burden on the operator by appropriately setting the magnitude of the rotational resistance with respect to the internal gear. It is desirable.
  The torque transmission between the drive shaft and the output shaft may be completely cut off when the internal gear is rotated and the winding of the winding spring is released (completely idle state of the drive shaft) or incomplete The kinetic energy of the drive shaft may be transmitted to the output shaft to some extent depending on the state of transmission, but a considerable amount of the kinetic energy of the drive shaft may be retained without being transmitted to the output shaft (incomplete idling state). . In the latter incomplete idling state, the rotation of the drive shaft is not substantially transmitted to the output shaft, so the reaction torque on the output shaft side only rotates the internal gear intermittently.
[0010]
  Claim2According to the described torque transmission mechanism, when a large rotational resistance is added to the output shaft and the internal gear rotates in the direction opposite to the drive shaft, the second winding spring is displaced in the winding direction and the internal gear is It is connected to the end portion of the winding spring, whereby the end portion of the first winding spring is displaced in the winding release direction, and the winding state of the first winding spring with respect to the drive shaft is released.
  When the drive shaft starts to idle and the internal gear returns to the fixed state, the winding state of the second winding spring is released and the end of the first winding spring is returned to the winding direction, whereby the first winding spring idles. Wrap around the drive shaft. Since the end of the first winding spring is displaced in the winding release direction or the winding direction via the second winding spring in this way, the drive shaft is idled or the first winding spring is wound around the drive shaft. , Claims1The same operational effects as in the case of the described configuration are obtained.
[0011]
  Claim3According to the described torque transmission mechanism, the end of the winding spring is locked in the winding release direction by the locking device, and the winding of the winding spring with respect to the drive shaft is restricted, whereby the drive shaft is held in the idling state. When this locking device is released by manual operation, the end of the winding spring is displaced in the winding direction, and the winding spring is wound around the drive shaft, whereby the total torque of the inertia torque due to idling of the drive shaft from the output shaft and the output torque of the electric motor Is output. Therefore, unless the restriction state of the lock device is released by manual operation, the drive shaft is idled and the output shaft is held in a standby state where it does not rotate. On the other hand, when the lock device is released by manual operation, the winding spring is wound around the drive shaft. A large torque is output from the output shaft.
  As described above, since the state where the output shaft rotates and the state where the output shaft does not rotate can be arbitrarily controlled by manual operation, the usability of the electric tool is improved. In other words, in the standby state where the electric motor is activated, the winding of the winding spring is restricted by the lock device and the drive shaft is idled. A use form of obtaining rotational torque is possible. The locking device is provided with a lever for unlocking, for example, and this lever is placed in the vicinity of the switch lever for starting the electric motor, so that the electric motor can be started and stopped while the operator holds the electric tool. The operation and the idle state of the drive shaft (standby state of the power tool) or the output state from the output shaft (use state of the power tool) can be switched.
  Claim4According to the described electric tool, for example, an electric tool such as a rotary impact tool can output a large torque without generating a large impact as in the prior art.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, first to third embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment described below, a screw tightener is illustrated as an example of an electric tool. Moreover, the screw tightened with this screwing machine illustrates what is called a right screw. Accordingly, the screw is tightened when it is rotated clockwise as viewed from the head side of the screw, and is loosened when it is rotated counterclockwise. In addition, the rotation direction of each member described below is the rotation direction viewed from the electric motor 2 side (drive source side) unless otherwise specified.
  Now, FIG. 1 has shown the screwing machine 1 of 1st Embodiment. The screw tightening machine 1 includes a main body 3 having an electric motor 2 as a driving source built in a main body housing 10 having a substantially cylindrical shape, and a handle portion provided so as to protrude from the side of the main body 3 to the side. 4 is provided. A switch lever 5 is provided at the base of the handle portion 4. When the switch lever 5 is turned on with the fingertip, the electric motor 2 is started, and when the on operation is stopped, the electric motor 2 is stopped.
[0013]
  The rotational force output by the electric motor 2 is transmitted to the screw tightening mechanism 30 through the planetary gear mechanism 20 as a speed change mechanism. The output shaft 2 a of the electric motor 2 is meshed with the three planetary gears 21 to 21 and functions as a sun gear of the planetary gear mechanism 20. The three planetary gears 21 to 21 are rotatably supported by the carrier 22 and meshed with the internal gear 23, respectively. The internal gear 23 is rotatably supported on the inner surface of the main body housing 10. On the other hand, the housing 10 is provided with a first lock device 24 having a lock pin 24a urged in a protruding direction by a compression spring 24b. Since the lock pin 24a of the first locking device 24 is abutted against a flat surface portion 23a (see FIG. 5) formed on the outer peripheral surface of the internal gear 23, the internal gear 23 has a certain amount with respect to the main body housing 10. Rotational resistance is given.
  A drive shaft 31 is integrally provided on the front side of the carrier 22 (left side in FIG. 1). Accordingly, the drive shaft 31 rotates integrally with the carrier 22. The axis of the drive shaft 31 coincides with the rotation axis of the carrier 22, and therefore coincides with the output shaft 2 a of the electric motor 2.
[0014]
  A boss portion 31a having a smaller diameter is formed coaxially on the distal end side of the drive shaft 31. The boss portion 31a is inserted into the support hole 32a of the output shaft 32 so as to be relatively rotatable. The boss portion 31a is inserted into the support hole 32a without rattling in the radial direction. Further, a groove 31b having a semicircular cross section is formed in the boss 31a over the entire circumference. Two steel balls 33, 33 are fitted into the boss portion 31a. The two steel balls 33 and 33 are respectively held in holding holes 32 b provided in the output shaft 32. Both holding holes 32b and 32b are provided penetrating to the support hole 32a side at positions facing each other. The steel balls 33, 33 are held in the holding holes 32b, 32b so as to protrude into the support hole 32a, and the protruding portions are inserted into the grooves 31b of the boss 31a. As a result, the boss 31a and thus the drive shaft 31 are connected to the output shaft 32 in a state in which they are not mutually displaceable in the axial direction, and are connected in a state in which they are mutually rotatable in the rotational direction. As will be described later, a winding spring 35 is mounted on the outer peripheral side of the output shaft 32, and the winding spring 35 prevents the steel balls 33, 33 from dropping off from the holding holes 32b, 32b to the outer peripheral side. .
  The output shaft 32 is rotatably supported by the main body housing 10 via a bearing 34. The front end side of the output shaft 32 protrudes from the front end of the main body housing 10, and a tip tool (not shown) such as a screw tightening hexagon socket or screw tightening driver bit is attached to the protruding portion.
[0015]
  Next, a left-handed spring 35 is mounted between the drive shaft 31 and the output shaft 32 so as to straddle between the outer peripheral sides of the shafts 31 and 32. In the present embodiment, the winding spring 35 is a so-called square spring made of a wire having a rectangular cross section, and this corresponds to an embodiment of the winding spring described in the claims. The clockwise rotation of the drive side drive shaft 31 is transmitted to the driven side output shaft 32 via the winding spring 35. That is, the drive shaft 31 and the output shaft 32 are integrally rotated clockwise through the winding spring 31. The screw tightening mechanism 30 in the screw tightening machine 1 of the present embodiment has a great feature in that it has a configuration using the properties of the winding spring 35.
[0016]
  In general, as shown in FIGS. 2 and 3, a torque transmission mechanism T in which a drive shaft j1 is inserted on the inner peripheral side on one end side of the left-handed winding spring k and an output shaft j2 is inserted on the inner peripheral side on the other end side. Thus, the clockwise rotation of the drive shaft j1 is transmitted to the output shaft j2 (the drive shaft j1 and the output shaft j2 are integrated with respect to the rotation). However, the shaft diameters of the drive shaft j1 and the output shaft j2 are set such that they can be inserted without rattling with respect to the inner diameter of the winding spring k. Actually, it is desirable that the shaft diameters of the drive shaft j1 and the output shaft j2 are set to shaft diameters that can be inserted by pushing by hand (about light press-fit).
  In the torque transmission mechanism T configured as described above, when the drive shaft j1 rotates to the right, the winding spring k is wound around the drive shaft j1 by friction between the winding spring k and the drive shaft j1. That is, when the drive shaft j1 rotates to the right, the drive shaft portion of the winding spring k (the portion that contacts the drive shaft j1, the same applies hereinafter) is displaced by friction in the direction indicated by the arrow (A) in the figure and twisted in the winding direction. As a result, the drive shaft portion of the winding spring k is wound around the drive shaft j1. The winding spring k is wound around the drive shaft j1 and rotates clockwise with the drive shaft j1.
  Since the clockwise rotation of the winding spring k is a rotation in the winding direction with respect to the output shaft j2, the winding spring k also winds around the output shaft j2. That is, when the winding spring k rotates to the right, its output shaft portion (the portion that contacts the output shaft j2, the same applies hereinafter) is displaced in the direction indicated by the arrow (b) in the figure by friction and twisted in the winding direction. The output shaft portion of the winding spring k is wound around the output shaft j2. The output shaft j2 rotates clockwise with the drive shaft j1 via the winding spring k.
  Thus, since it is the structure which transmits rotation using the winding of the winding spring k with respect to the drive shaft j1 and the output shaft j2 (torsion of the winding spring k by frictional resistance), the drive shaft j1 and the output shaft j2 are used as the winding springs. It is advantageous to use a square spring k (a coil spring made of a wire having a rectangular cross section) having a larger contact area with respect to the wire, but instead of this, a coil spring made of a wire having a circular cross section or the like may be used. Is possible. The above points are not limited to the first embodiment, and the same applies to a drive shaft, an output shaft, and the like in second and third embodiments described later.
[0017]
  Next, on the base side of the drive shaft 31, an annular working plate 36 is supported in a relatively rotatable state. An engagement groove 36a is formed on the left side surface of the operation plate 36 in FIG. FIG. 4 shows the left side surface (front surface) of the operation plate 36. A drive shaft side end portion 35a (right end portion in the drawing) of the winding spring 35 is inserted into the engagement groove 36a. For this reason, when the operation plate 36 rotates, the drive shaft side end portion 35 a of the winding spring 35 is displaced around the axis of the drive shaft 31. When the actuating plate 36 rotates clockwise in FIG. 4, the drive shaft side end portion 35 a of the winding spring 35 is displaced in the winding release direction for releasing the winding state of the winding spring 35. On the other hand, when the operation plate 36 rotates counterclockwise in FIG. 4, the drive shaft side end portion 35 a of the winding spring 35 is displaced in the winding direction in which the winding spring 35 is wound around the drive shaft 31. In this manner, the drive shaft side end portion 35a of the winding spring 35 can be displaced in the winding direction and the winding release direction by the rotation of the operation plate 36, whereby the winding spring 35 is wound around the drive shaft 31. Then, the winding can be released and the drive shaft 31 can be switched to the idling state.
[0018]
  A second locking device 37 is provided on the right side surface of the operating plate 36. The second locking device 37 includes a steel ball 37b urged toward the protruding side by a compression spring 37a. The steel ball 37b is pressed against the left side surface of the internal gear 23 in FIG. An engagement recess 23b is formed on the left side surface of the internal gear 23 in FIG. 5 shows the left side surface (front surface) of the internal gear 23 in FIG. By fitting the steel ball 37b into the engagement recess 23b, the relative rotation of the operation plate 36 with respect to the internal gear 23 is restricted.
  The output shaft side end portion 35b (left end side in FIG. 1) of the winding spring 35 is in an annular shape and is in contact with the right side surface of the holding plate 39 attached to the output shaft 32 in FIG. The holding plate 39 is restricted from moving in the axial direction by a retaining ring 38 attached to the output shaft 32. Thereby, the output shaft side end portion 35b of the winding spring 35 is restricted from being displaced in the axial direction, but is allowed to be displaced in the rotational direction.
[0019]
  According to the screw tightening machine 1 of the first embodiment configured as described above, when the switch motor 5 is turned on to activate the electric motor 2, the drive shaft 31 rotates clockwise through the planetary gear mechanism 20. When the drive shaft 31 rotates to the right, the drive shaft portion of the winding spring 35 is twisted in the winding direction by frictional force and winds around the drive shaft 31, whereby the winding spring 35 starts to rotate clockwise with the drive shaft 31. Further, since the operating plate 36 is integrated with the winding spring 35 for rotation, if the winding spring 35 rotates clockwise with the drive shaft 31, the operating plate 36 also rotates clockwise with these. In the planetary gear mechanism 20, when the planetary gears 21 to 21 revolve, the internal gear 23 is maintained in a fixed state with respect to the main body housing 10. Turn right. The operation plate 36 is rotated with respect to the internal gear 23 while pushing the steel ball 37b of the second lock device 37 against the compression spring 37a.
  Since the clockwise rotation of the winding spring 35 is a rotation in the winding direction with respect to the output shaft 32, when the winding spring 35 starts to rotate to the right, the output of the winding spring 35 is caused by friction between the winding spring 35 and the output shaft 32. The shaft portion is twisted in the winding direction, and the output shaft portion of the winding spring 35 is wound around the output shaft 32. As a result, the output shaft 32 begins to rotate clockwise with the drive shaft 31 via the winding spring 35. When the output shaft 32 starts to rotate to the right, a tip tool (not shown) such as a hexagon socket attached to the output shaft 32 rotates to the right, whereby screw tightening can be performed. The screw tightening torque of the screw tightening machine 1 at this stage is equal to the torque TM output by the electric motor 2.
[0020]
  When the screw tightening torque TM is advanced and the final stage is reached, a large screw tightening resistance is added to the output shaft 32. When the rotation of the output shaft 32 is stopped by this, the winding spring 35 and the drive shaft 31 are stopped. The rotation of is stopped. When the rotation of the drive shaft 31 and the carrier 22 is stopped, the revolution of the planetary gears 21 to 21 is stopped. Therefore, the screwing resistance acts as a force for rotating the internal gear 23, and the internal gear 23 is the main body. Rotates relative to the housing 10. The internal gear 23 is rotated while the lock pin 24a of the first lock device 24 is retracted against the compression spring 24b.
  Here, the screw tightening resistance applied to the output shaft 32 is that when the internal gear 23 is fixed to the main body housing 10 by the first lock device 24, the main body 3 and the screw tightening machine 1 as a whole are fixed. This acts as a force to rotate around the output shaft 32. For this reason, the screw tightening resistance added to the output shaft 32 is received by an operator who holds the main body 3 or the handle 4. In a state where the internal gear 23 rotates relative to the main body housing 10 against the spring biasing force of the first locking device 24, a force is generated to rotate the entire screw tightener 1 around the output shaft 32. Therefore, it is sufficient for the operator to simply hold the screwing machine 1, and the burden on the operator is reduced.
  For this reason, if the urging force of the compression spring 24b of the first locking device 24 (the force that prevents the rotation of the internal gear 23) is too large, the operator will receive this large screwing resistance, and the operator An excessive burden is imposed. For this reason, the urging force of the compression spring 24b of the first locking device 24 is appropriately set in a range that does not place an excessive burden on the operator.
  Further, the internal gear 23 rotates in the direction opposite to the output shaft 2 a as a sun gear and thus the drive shaft 31. That is, in this example, the internal gear 23 rotates counterclockwise. When the internal gear 23 rotates counterclockwise, the actuating plate 36 receives a force in the counterclockwise direction via the second locking device 37, and thereby the driving shaft side end 31a of the winding spring 35 is displaced in the winding release direction and driven. The winding state of the winding spring 35 around the shaft 31 is released.
[0021]
  When the winding state of the winding spring 35 with respect to the drive shaft 31 is released, the external torque (screw tightening resistance) of the output shaft 32 that has acted via the winding spring 35 does not act on the drive shaft 31. Start turning right again. At this stage, since the winding spring 35 is not wound around the drive shaft 31, the drive shaft 31 is in an idling state. In this idling state, the drive shaft 31, the planetary gear mechanism 20, the electric motor 2 and the like rotate at a higher speed, thereby generating a large inertia torque TI.
  On the other hand, when the drive shaft 31 begins to rotate rightward (idling) again, the planetary gears 21 to 21 of the planetary gear mechanism 20 begin to revolve, and the left rotation of the internal gear 23 relative to the main body housing 10 is stopped. The force in the left rotation direction (right rotation direction in FIG. 4) applied to 36 is not applied. Then, the drive shaft side end portion 35a of the actuating plate 36 and the winding spring 35 is returned to the winding direction by the restoring force of the winding spring 35, whereby the winding spring 35 is again rotated with respect to the drive shaft 31 rotating in the clockwise direction. Wrap around. When the winding spring 35 is wound around the drive shaft 31, the total torque (TM + TI) of the inertia torque TI of the drive shaft 31, the planetary gear mechanism 20 and the electric motor 2 and the output torque TM of the electric motor 2 is output via the winding spring 35. As a result, the screw is tightened with a screw tightening torque (TM + TI) larger than the initial stage screw tightening torque TM by an inertia torque TI generated by the idling of the drive shaft 31 (retightening). Thus, the screw can be tightened firmly with a specified torque.
[0022]
  When the screw is tightened with a screw tightening torque (TM + TI) larger than the initial stage of screw tightening, the rotation of the output shaft 32 is stopped again, and thereby the idling state of the drive shaft 31 is instantaneously obtained again immediately after that. When the winding spring 35 is wound around the drive shaft 31 again, the screw tightening torque (TM + TI) is output through the output shaft 32 again.
  As described above, according to the screw tightening machine 1 of the first embodiment, the winding of the winding spring 35 to the drive shaft 31 is released at the final stage of the screw tightening. When the spring 35 is wound around the drive shaft 31, it is possible to generate a screw tightening torque (TM + TI) that is larger than the inertia torque TI generated by idling, and thereby the screw can be tightened with a stronger torque.
  Moreover, since the winding state of the winding spring 35 with respect to the drive shaft 31 is canceled and the idling state is realized, a screw tightening force (TM + TI) larger than the output torque TM of the electric motor 2 is obtained. A large impact sound (striking sound) such as a so-called impact tool (striking tool) 150 that generates a large screw tightening force due to a shock at the time of striking 162 against the anvil 161 does not occur and is higher than the output torque TM of the electric motor 2. Screws can be tightened gently with a large screw tightening force (TM + TI).
  Further, the drive shaft 31 and the output shaft 32 are set to shaft diameters that are inserted into the winding spring 35 with a force of light press fitting. For this reason, even when the drive shaft 31 is idling, a small but relatively small frictional force is generated between the drive shaft 31 and the winding spring 35 and between the output shaft 32 and the winding spring 35. For this reason, even if the drive shaft 31 is idle (sliding with respect to the winding spring 35), a part of the rotational torque of the drive shaft 31 is transmitted to the output shaft 32, thereby the tip of the output shaft 32. A slight rotational torque in the screw tightening direction acts on a tip tool such as a socket or a driver bit attached to the screw. According to this, even in a state where the rotational torque for screw tightening is not output from the output shaft 32, the rotational direction rattling between the output shaft 32 and the tip tool (for example, the square column portion at the tip of the output shaft) The clearance between the square hole of the socket as the accessory tool) and the backlash in the rotational direction between the accessory tool and the screw head, bolt head or nut (clearance) is absorbed and the screw tightening direction at all times Since the torque transmission efficiency at the time when the rotational torque for screw tightening is output next can be increased, the generation of noise can be reduced. This is the same in the screw tightening machine 50 according to the second embodiment and the screw tightening machine 70 according to the third embodiment described later.
[0023]
  Various modifications can be made to the first embodiment described above. FIG. 6 shows a screw tightening machine 50 according to the second embodiment. The screw tightening machine 50 of the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration for releasing the winding state of the winding spring 35 by the rotation of the internal gear 23 in the first embodiment. About the structure and member similar to 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted using a code | symbol of a peer.
  The output shaft 2 a of the electric motor 2 is meshed with the three planetary gears 62 to 62 in the planetary gear mechanism 60. Further, the internal gear 63 in which the three planetary gears 62 to 62 are engaged with each other is supported so as to be rotatable with respect to the main body housing 10. However, a brake device 64 is attached to the main body housing 10, and a constant rotational resistance is given to the internal gear 63 by the brake device 64. The brake device 64 includes a pressing member 64b that is biased in a direction protruding inward of the main body housing 10 by the compression spring 64a, and the pressing member 64b is pressed against the peripheral surface of the internal gear 63 by the biasing force of the compression spring 64a. The internal gear 63 is given a certain rotational resistance by the friction between the two parts 64b and 63.
  Here, the urging force of the compression spring 64a of the brake device 64 is the internal gear at an appropriate timing when a large screwing resistance is added to the output shaft 52, as in the first lock device 24 in the first embodiment. It is set to a value that does not place an excessive burden on the operator by rotating 23.
  A drive shaft 51 is integrally provided on the carrier 61 of the planetary gear mechanism 60, and an output shaft 52 is rotatably supported on the front end side of the main body housing 10 via a bearing 34. A first winding spring 53 is mounted between the drive shaft 51 and the output shaft 52. The drive shaft 51 and the output shaft 52 have the same outer diameter, are set to have an outer diameter that can be inserted into the inner peripheral side of the first winding spring 53 without rattling, and are arranged coaxially with each other.
[0024]
  In addition, the drive shaft 51 and the output shaft 52 have a semicircular cross section formed by the steel balls 33 and 33 held in the holding holes 52a and 52a of the output shaft 52 in the boss portion 51a of the drive shaft 51 as in the first embodiment. By being fitted in the groove 51b, they are connected so that they can rotate with each other and do not move in the axial direction. Both steel balls 33, 33 are prevented from dropping from the holding holes 52 a, 52 a to the outer peripheral side by the first winding spring 53.
  As the first winding spring 53, a left-handed square spring is used as in the first embodiment. The drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 is inserted into the engagement hole 54b of the intermediate sleeve 54 mounted on the outer peripheral side of the first winding spring 53 so as to be relatively rotatable, and is engaged with each other in the rotational direction. Yes. The drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 is always held in the winding direction by the spring restoring force. When the intermediate sleeve 54 is displaced counterclockwise with respect to the drive shaft 51 as viewed from the electric motor 2 side, the drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 is displaced in the winding release direction. The winding state on the drive shaft 51 is released.
  The output shaft side end portion 53b of the first winding spring 53 is in contact with the right side of the holding sleeve 56 shown in the drawing, the displacement of which is restricted in the axial direction by a retaining ring 55 attached to the output shaft 52 as in the first embodiment. Yes.
  When the drive shaft 51 rotates clockwise with the drive shaft side end 53a of the first winding spring 53 displaced in the winding direction, the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51 and the drive shaft 51 and the output shaft 52 are integrated. As a result, the right rotation of the drive shaft 51 is transmitted to the output shaft 52. A tip tool such as a hexagon socket (not shown) is attached to the tip of the output shaft 52, and the output shaft 52 is rotated to the right to be screwed.
[0025]
  Next, the large diameter portion 54a of the intermediate sleeve 54 and the small diameter portion 63a of the internal gear 63 have substantially the same outer diameter, and a second winding spring 57 is mounted on the outer peripheral side between the both 54a and 63a. Yes. As the second winding spring 57, a right-handed square spring opposite to the first winding spring 53 is used. An end portion 57 a of the second winding spring 57 on the internal gear 63 side is in contact with a stepped portion 63 b of the internal gear 63. On the other hand, the end 57b of the second winding spring 57 on the intermediate sleeve 54 side is engaged with an engaging portion 10a formed on the inner surface of the main body housing 10, and the clockwise displacement is restricted, and the counterclockwise displacement is suppressed. It is allowed. When the internal gear 63 rotates counterclockwise (rotates in the winding direction of the second square spring 57), the second winding spring 57 is wound around the small-diameter portion 63a of the internal gear 63 and the large-diameter portion 54a of the intermediate sleeve 54. The left rotation of the null gear 63 is transmitted to the intermediate sleeve 54 via the second winding spring 57. When the intermediate sleeve 54 rotates counterclockwise, the drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 is displaced in the winding release direction (counterclockwise direction), so that the winding state of the first winding spring 53 with respect to the drive shaft 51 is released.
[0026]
  According to the screw tightening machine 50 of the second embodiment configured as described above, when the switch motor 5 is turned on to start the electric motor 2, the planetary gears 62 to 62 of the planetary gear mechanism 60 revolve to revolve the carrier. 61 rotates to the right. When the carrier 61 rotates to the right, the drive shaft 51 rotates to the right, whereby the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51. When the first coil spring 53 is wound around the drive shaft 51 and the first coil spring 53 is rotated clockwise with the drive shaft 51, the first coil spring 53 is wound around the output shaft 52. Integrate with 51 and rotate right. When the output shaft 52 rotates to the right, the screw is tightened with the screw tightening torque TM. The screw tightening torque TM at this time is obtained from the output torque of the electric motor 2.
  When screw tightening proceeds with the screw tightening torque TM and reaches the final stage, a large screw tightening resistance is added to the output shaft 52. When the screw tightening resistance becomes equal to or greater than the screw tightening torque TM, the rotation of the output shaft 52 is stopped. Since the output shaft 52 and the drive shaft 51 are integrated via the first winding spring 53, when the rotation of the output shaft 52 is stopped, the rotation of the drive shaft 51 and thus the carrier 61 is stopped. When the rotation of the carrier 61 is stopped and the clockwise revolution of the planetary gears 62 to 62 is stopped, the electric motor 2 is still activated, so that the internal gear 63 rotates counterclockwise due to the nature of the planetary gear mechanism 60. Begin to.
[0027]
  The internal gear 63 is rotated against the frictional resistance (rotational resistance) of the brake device 64. When the internal gear 63 rotates counterclockwise, the right-handed second winding spring 57 is wound around the small diameter portion 63 a of the internal gear 63. When the second winding spring 57 is wound around the internal gear 63, the second winding spring 57 rotates counterclockwise integrally with the internal gear 63. When the second winding spring 57 rotates counterclockwise, the second winding spring 57 is wound around the large diameter portion 54 a of the intermediate sleeve 54. Therefore, the intermediate sleeve 54 and the internal gear 63 are integrally rotated counterclockwise via the second winding spring 57.
  On the other hand, the drive shaft side end portion 53 a of the first winding spring 53 is engaged with the intermediate sleeve 54. For this reason, when the intermediate sleeve 54 rotates counterclockwise, the drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 is displaced in the winding release direction, whereby the winding state of the first winding spring 53 with respect to the drive shaft 51 is released. When the winding state of the first winding spring 53 with respect to the drive shaft 51 is released, the drive shaft 51 and the output shaft 52 are separated from each other for rotation, so that the drive shaft 51 becomes rotatable again.
  When the drive shaft 51 is in a rotatable state, the internal gear 63 stops rotating due to the rotational resistance of the brake device 64, so that the planetary gears 62 to 62 revolve and the carrier 61 rotates, so that the drive shaft 51 is electrically driven. The motor 2 starts to rotate right again. As in the first embodiment, since the first winding spring 53 is not wound around the drive shaft 51 at this stage, the drive shaft 51 idles as a result.
[0028]
  When the drive shaft 51 is idled and the internal gear 63 is fixed, the end 57a on the internal gear side of the second winding spring 57 is displaced in the winding release direction by its spring restoring force. Winding of the internal gear 63 and the intermediate sleeve 54 is released, and the intermediate sleeve 54 is returned in the clockwise direction by the restoring force of the first winding spring 53, whereby the drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 is restored. Is returned to the winding direction, and the first winding spring 53 is wound again on the drive shaft 51 that is idling. When the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51 again, the rotation of the drive shaft 51 is transmitted to the output shaft 52, thereby outputting a screw tightening force. The screw tightening force at this stage is the total torque (TM + TI) obtained by adding the inertia torque TI of the drive shaft 51, the planetary gear mechanism 60, and the electric motor 2 generated by the idling of the drive shaft 51 to the output torque TM of the electric motor 2. Therefore, the screw is tightened with a large screw tightening force (TM + TI) corresponding to the inertia torque TI.
  When the screw is tightened with the screw tightening torque (TM + TI), a large screw tightening resistance is again applied to the output shaft 52 and its rotation is stopped, so that the internal gear 63 rotates counterclockwise and the drive shaft 51 temporarily idles, and then the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51 again, whereby a large screw tightening torque (TM + TI) is output again via the output shaft 52. By repeating the above operation, the screw is tightened with a screw tightening torque (TM + TI) larger than the output torque TM of the electric motor 2 without generating a loud hitting sound as in a conventional impact tool.
  Further, according to the configuration of the second embodiment, the rotation transmission between the intermediate sleeve 54 and the internal gear 63 is performed via the second winding spring 57, which corresponds to the second locking device 37 in the first embodiment. It is not the structure performed via a member. Therefore, the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51 and the intermediate sleeve 54 rotates integrally with the drive shaft 51, that is, the intermediate sleeve 54 rotates relative to the internal gear 63 (at this time, the intermediate sleeve 54), the phenomenon that the spherical body 37b is repeatedly engaged and disengaged with respect to the engaging recess 23b does not occur as in the first embodiment. In this case, the operation noise (the rattling sound generated when the spherical body 37b fits into the engaging recess 23b) does not occur, and thus the high silence of the screw tightening machine 50 is ensured also in this respect. This also applies to the screw tightening machine 70 of the third embodiment described below.
[0029]
  Further modifications can be made to the first and second embodiments described above. FIG. 7 shows a screw tightening machine 70 according to the third embodiment. The screw tightening machine 70 according to the third embodiment is configured by adding a mechanism for restricting the rotation of the intermediate sleeve 54 to the screw tightening machine 50 according to the second embodiment. Since other configurations are configured in the same manner as in the second embodiment, members and configurations that do not need to be changed as compared with the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  A lock release lever 71 is supported on the lower surface on the front end side of the main body housing 10 via a support shaft 72 so as to be tiltable up and down. On the rear end side (right end side in FIG. 7) of the lock release lever 71, a finger hooking portion 71a curved in a U shape is provided so that the finger can be easily hooked. The finger hooking portion 71a is located in the vicinity of the switch lever 5, so that both the switch lever 5 and the lock release lever 71 can be operated with the fingertip while the handle portion 4 is held.
  The distal end side (left end side in FIG. 7) of the lock release lever 71 is connected to a lock device 73 attached to the main body housing 10. The lock device 73 is configured to urge the lock pin 73a so as to be movable up and down with respect to the main body housing 10 and the direction in which the lock pin 73a protrudes to the inside of the main body housing 10 (lock direction). A compression spring 73b is provided. The lock pin 73a is pressed against the side surface of the intermediate sleeve 54 by the urging force of the compression spring 73b. In this pressed state, the rotation of the intermediate sleeve 54 is prohibited (the intermediate sleeve 54 is locked).
  The rear end side (the lower end side in the drawing) of the lock pin 73a is connected to the front end side of the lock release lever 71 in a relatively tiltable state.
[0030]
  When the lock release lever 71 is tilted counterclockwise in the drawing (lock release operation) by hooking a finger on the finger hooking portion 71a (lock release operation), the lock pin 73a is displaced in the unlocking direction below the drawing against the compression spring 73b. As a result, the pressing state on the peripheral surface of the intermediate sleeve 54 is released. When the lock pin 73a moves in the unlocking direction and the pressing state against the intermediate sleeve 54 is released, the intermediate sleeve 54 becomes rotatable. In this unlocked state, when the internal gear 63 rotates counterclockwise, the intermediate sleeve 54 rotates counterclockwise due to the winding of the second winding spring 57, whereby the drive shaft side end 53a of the first winding spring 53 is displaced in the winding release direction. Thus, the idling state of the drive shaft 51 can be obtained, and then the first winding spring 53 is again wound around the drive shaft 51 and a large screw tightening torque (TM + TI) can be output to the output shaft 52.
  When the finger is released from the finger hooking portion 71a of the lock release lever 71, the lock release lever 71 is rotated in the clockwise direction (lock direction) as the lock pin 73a is urged in the lock direction by the urging force of the compression spring 73b. ). In this locked state, the lock pin 73a is pressed against the peripheral surface of the intermediate sleeve 54 by the urging force of the compression spring 73b, and the intermediate sleeve 54 is in a locked state in which it cannot rotate. Even if the winding spring 57 is wound, the intermediate sleeve 54 does not rotate. In a state where the intermediate sleeve 54 is locked so as not to rotate, the first winding spring 53 cannot rotate, so that the drive shaft side end portion 53a is relatively displaced in the winding release direction and cannot be wound around the drive shaft 53. For this reason, the drive shaft 51 is held in the idling state. In this idling state, the unlocking lever 71 is released to make the intermediate sleeve 54 rotatable so that the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51, and thereby the screw tightening torque (TM + TI is passed through the output shaft 52. ) Can be output.
[0031]
  According to the screw tightening machine 70 of the third embodiment configured as described above, when the lock release lever 71 is not released, the lock pin 73a is pressed against the intermediate sleeve 54 by the compression spring 73b. Rotation is prohibited. In the locked state in which the rotation of the intermediate sleeve 54 is prohibited, even if the switch lever 5 is turned on to activate the electric motor 2 and thereby the drive shaft 51 is rotated clockwise, the end of the first winding spring 53 on the drive shaft side The first winding spring 53 cannot rotate because the portion 53a cannot rotate around the axis of the drive shaft 51. Therefore, since the first winding spring 53 does not wind around the drive shaft 51, the drive shaft 51 idles. Become.
  In a state where the drive shaft 51 is idle, inertia torque TI of the drive shaft 51, the planetary gear mechanism 60, and the electric motor 2 is generated. Therefore, in the idling state of the drive shaft 51, a finger is hooked on the finger hooking portion 71a of the lock release lever 71, and the lock release lever 71 is tilted to the unlock side, whereby the lock pin 73a is moved to the unlock side. When the rotation prohibition state of the intermediate sleeve 54 is released by moving it, the drive shaft side end portion 53a of the first winding spring 53 becomes rotatable together with the intermediate sleeve 54, so that the drive shaft side end portion 53a becomes the spring. The first winding spring 53 is instantly wound around the drive shaft 51 which is displaced in the winding direction by the restoring force and the first winding spring 53 idles.
[0032]
  When the first winding spring 53 is wound around the drive shaft 51 and starts to rotate integrally to the right, the first winding spring 53 is instantaneously wound around the output shaft 52, whereby the drive shaft 51 and the output shaft 52 are wound around the first winding spring 53. Begin to turn right as a unit. Thus, when the rotation of the idling drive shaft 51 is transmitted to the output shaft 52 by the winding of the first winding spring 53, the total torque (TM + TI) of the inertia torque TI due to the idling of the drive shaft 51 and the output torque TM of the electric motor 2. ) Is transmitted. That is, a torque (TM + TI) larger than the output torque TM of the electric motor 2 is output from the output shaft 52.
  As described above, in the screw tightening machine 70 according to the third embodiment, the drive shaft 51 idles and power is not transmitted to the output shaft 52 simply by turning on the switch lever 5 and starting the electric motor 2. After the shaft 51 is idling at the highest speed, the unlocking lever 71 is released and the drive shaft 51 and the output shaft 52 are directly connected via the first winding spring 53. It has a great feature in that the generated inertia torque TI (rotational energy) is converted as a tightening torque.
[0033]
  When the tightening of the output shaft 52 proceeds to the right and a large screw tightening resistance is applied to the output shaft 52, the rotation of the output shaft 52 is stopped as in the second embodiment. And the drive shaft 51 stops. Since the revolution of the planetary gears 62 to 62 stops when the drive shaft 51 stops, the internal gear 63 rotates counterclockwise against the brake device 64. Since the counterclockwise rotation of the internal gear 63 is a rotation in the winding direction with respect to the second winding spring 57, the second winding spring 57 is wound around the small diameter portion 63 a of the internal gear 63 and integrated with the internal gear 63. To start turning counterclockwise. Since the counterclockwise rotation of the second winding spring 57 is a rotation in the winding direction with respect to the end portion 57 b of the intermediate sleeve 54, the second winding spring 57 is also wound around the large diameter portion 54 a of the intermediate sleeve 54. At this stage, the unlocking lever 71 is unlocked and the intermediate sleeve 54 is in a rotatable state. Therefore, when the second winding spring 57 is wound around the large diameter portion 54a of the intermediate sleeve 54, the intermediate sleeve 54 is rotated. Is rotated counterclockwise and the drive shaft side end 53a of the first winding spring 53 is displaced in the winding release direction, whereby the winding of the first winding spring 53 with respect to the drive shaft 51 is released and the drive shaft 51 starts to idle.
[0034]
  When the drive shaft 51 starts to idle, the rotation of the internal gear 63 stops, so that the winding state of the second winding spring 57 is released and the intermediate sleeve 54 can be rotated. As a result, the driving shaft side of the first winding spring 53 is reached. The end portion 53a is displaced in the winding direction by the spring restoring force, and the second winding spring 57 is wound again around the drive shaft 51 that is idling. As a result, the screw tightening torque (TM + TI) is output via the output shaft 52, and the screw is increased. Tightened to the specified torque.
  In this way, by repeating the idling state of the drive shaft 51 and the winding of the first winding spring 53, the screw tightening torque (TM + TI) is output, and when this is done several times, the finger is separated from the finger hooking portion 71a. When the unlocking operation of the unlocking lever 71 is stopped, the lock pin 73a is pressed against the intermediate sleeve 54 by the compression spring 73b to switch to a locked state in which the rotation is prohibited. Therefore, the output shaft 52 is kept in a standby state where it does not rotate.
  In this case, by gradually adjusting the pulling operation of the unlocking lever 71 and gradually performing the unlocking operation, the first winding spring 53 can be gently wound around the drive shaft 51, thereby the output shaft 52. Torque transmission to can be started gradually. According to this operation, the magnitude of the inertia torque TI of the drive shaft 51 and the like output from the output shaft 52 can be arbitrarily adjusted. For example, when it is desired to avoid the output of a screw tightening torque that is larger than necessary. Various screw tightening forms can be applied.
  As described above, the screw tightening machine 70 according to the third embodiment also outputs a large screw tightening torque (TM + TI) from the output shaft 52 by winding the first winding spring 53 around the idling drive shaft 51. Therefore, a large torque can be output very quietly without generating a large impact sound when the hammer hits the anvil in the conventional impact type screw tightener.
  Similarly to the first and second embodiments, even when the drive shaft 51 is idle, a part of the rotational torque is output from the output shaft 52 by the frictional force between the drive shaft 51 and the first winding spring 53. Therefore, the backlash in the rotational direction between the output shaft 52 and the tip tool and the backlash between the tip tool and the head of the screw, etc. are absorbed, and are always in close contact with the screw tightening direction. Thus, the torque transmission efficiency at the time of screw tightening can be increased, and the collision between the output shaft 52 and the tip tool in the rotational direction, the rotation between the tip tool and the screw head, etc. Since the collision of directions can be avoided, the silence of the screwing machine 70 can be further enhanced.
  Further, similarly to the second embodiment, the screw tightening machine 70 of the third embodiment also rotates the internal gear 63 via the second winding spring 57 and drives the end of the first winding spring 53 on the drive shaft side. Since it is a structure which transmits to the part 53a and is not the structure which uses the member equivalent to the 2nd locking device 37 in 1st Embodiment, the clackiness sound by the 2nd locking device 37 does not generate | occur | produce.
  Various modifications can be made to the first to third embodiments described above. For example, the case where the torque transmission mechanism according to the present invention is applied to a screw tightening machine is illustrated, but it can be applied to other rotary tools such as an electric drill for drilling, a circular saw machine for cutting, a cannula board, Furthermore, the present invention can also be applied to a linear reciprocating tool such as a so-called reciprocating saw or jigsaw having a mechanism for converting rotational motion into linear motion.
  Moreover, not only an electric tool using an electric motor as a drive source, but also an oil / pneumatic tool using a hydraulic motor or an air motor as a drive source, or not only an electric tool or an hydraulic / pneumatic tool, but also various other machines, instruments, devices, etc. It can be applied as a torque transmission mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention and a side view showing an internal structure of a screw tightening machine.
FIG. 2 is a perspective view for explaining the principle that rotation of a drive shaft is transmitted to an output shaft via a winding spring.
FIG. 3 is a side view for explaining the principle that rotation of a drive shaft is transmitted to an output shaft via a winding spring.
FIG. 4 is a front view of an operation plate in the first embodiment.
FIG. 5 is a front view of an internal gear according to the first embodiment.
FIG. 6 is a side view showing the inside of the screw tightening machine of the second embodiment.
FIG. 7 is a side view showing the inside of the screw tightening machine of the third embodiment.
FIG. 8 is a side view of the internal structure of a screw tightening machine provided with a conventional rotary impact mechanism.
[Explanation of symbols]
TM: Output torque of the electric motor (screw tightening torque)
TI: Inertia torque due to idling (screw tightening torque)
1 ... Screw tightening machine (first embodiment)
2 ... Electric motor, 2a ... Output shaft
5 ... Switch lever
10 ... Main body housing
20 ... Planetary gear mechanism
23 ... Internal gear
30 ... Screw tightening mechanism
31 ... drive shaft, 32 ... output shaft, 35 ... coil spring, 36 ... acting plate
50. Screw tightening machine (second embodiment)
51 ... Drive shaft, 52 ... Output shaft
53 ... First winding spring, 54 ... Intermediate sleeve, 57 ... Second winding spring
60 ... Planetary gear mechanism
63 ... Internal gear
64 ... Brake device
70: Screw tightening machine (third embodiment)
71 ... Lock release lever, 73 ... Lock device
150 ... Impact type screw tightener (conventional)
160: Rotating impact mechanism
161 ... Anvil
162 ... Hammer

Claims (4)

駆動源により回転する駆動軸と、該駆動軸が一端側に挿入され、該駆動軸が回転すると該駆動軸に巻き付いて該駆動軸と一体で回転する巻きばねと、該巻きばねの他端側に挿入され、該巻きばねが前記駆動軸と一体で回転すると該巻きばねが巻き付いて前記駆動軸と一体で回転する出力軸を備え、前記巻きばねの端部を巻き付き解除方向に変位させて該巻きばねの前記駆動軸に対する巻き付き状態を解除することにより該駆動軸を空転させ、該空転状態の駆動軸に対して前記巻きばねの端部を巻き付き方向に変位させて該巻きばねを前記駆動軸に巻き付かせることにより、前記駆動軸の空転により発生する慣性トルクを前記駆動源の出力トルクに付加して前記出力軸から出力させる構成としたトルク伝達機構であって、
前記駆動源としての電動モータと前記駆動軸との間に遊星歯車機構を介在させ、
前記駆動軸は、該遊星歯車機構のキャリアに設けてインターナルギヤの回転停止状態における前記キャリアの回転により回転する構成とし、
前記インターナルギヤが、前記出力軸に加わる回転抵抗が所定の範囲を超えた時に、当該回転抵抗によって前記駆動軸とは反対の巻き付き解除方向へ回転することにより、前記巻きばねの端部を巻き付き解除方向に変位させて、前記駆動軸に対する前記巻きばねの巻き付き状態を解除して前記駆動軸を空転させ、該空転状態により前記インターナルギアの回転が再び停止した時に、前記巻きばねの端部を巻き付き方向に変位させて前記駆動軸に巻き付かせることにより前記駆動軸の空転により発生する慣性トルクを前記電動モータの出力トルクに付加して前記出力軸から出力させる構成としたトルク伝達機構。A drive shaft that is rotated by a drive source; a drive spring that is inserted into one end side; and a winding spring that is wound around the drive shaft when the drive shaft rotates and rotates integrally with the drive shaft; And when the winding spring rotates integrally with the drive shaft, the winding spring is wound and the output shaft rotates integrally with the drive shaft, and the end of the winding spring is displaced in the winding release direction to The drive shaft is idled by releasing the winding state of the winding spring with respect to the drive shaft, and the end of the winding spring is displaced in the winding direction with respect to the idle drive shaft so that the winding spring is moved to the drive shaft. A torque transmission mechanism configured to add an inertia torque generated by idling of the drive shaft to an output torque of the drive source and output the output from the output shaft,
By interposing a planetary gear mechanism between the electric motor and the drive shaft as the drive source,
The drive shaft is provided on the carrier of the planetary gear mechanism and is configured to rotate by the rotation of the carrier in the internal gear rotation stop state,
Said internal gear is, when the rotational resistance applied to the output shaft exceeds a predetermined range, and the drive shaft by the rotational resistance by rotating in the opposite winding releasing direction, winding the end portion of the coil spring Displacement in the release direction releases the winding state of the winding spring with respect to the drive shaft and causes the drive shaft to idle, and when the rotation of the internal gear stops again due to the idle state, the end of the winding spring is A torque transmission mechanism configured to add inertia torque generated by idling of the drive shaft to the output torque of the electric motor and output the output shaft from the output shaft by being displaced in the winding direction and wound around the drive shaft. 請求項１記載のトルク伝達機構であって、前記駆動軸と前記出力軸との間に介装したトルク伝達用の第１巻きばねと、該第１巻きばねの端部と前記インターナルギアとの間に、該第１巻きばねとは巻き方向が反対の第２巻きばねを介装し、前記インターナルギアが前記駆動軸とは反対方向へ回転したときに前記第２巻きばねを介して前記第１巻きばねの端部と前記インターナルギヤを回転について連結させて前記第１巻きばねの端部を巻き付き解除方向へ変位させる構成としたトルク伝達機構。A torque transmission mechanism according to claim 1, wherein a first coil spring for torque transmission which is interposed between the output shaft and the drive shaft, the end portion of the first coil spring and said internal gear In the meantime, a second winding spring having a winding direction opposite to that of the first winding spring is interposed, and when the internal gear rotates in a direction opposite to the driving shaft, the second winding spring is interposed through the second winding spring. A torque transmission mechanism configured to connect an end portion of one winding spring and the internal gear for rotation to displace the end portion of the first winding spring in a winding release direction. 請求項１または２に記載したトルク伝達機構であって、前記巻きばねの前記駆動軸への巻き付きを規制して該駆動軸を空転状態に保持するためのロック装置を備え、該ロック装置による前記巻きばねの巻き付き規制状態を手動操作により解除して、前記駆動軸の空転により発生する慣性トルクを駆動源の出力トルクに付加して前記出力軸から出力させるタイミングを任意に制御可能な構成としたトルク伝達機構。 3. The torque transmission mechanism according to claim 1, further comprising: a lock device for restricting winding of the winding spring around the drive shaft to hold the drive shaft in an idling state, the winding restricted state of the coil spring and released by manual operation, and the arbitrarily controlled configurable timing for output from the output shaft by adding inertia torque generated by the idling of the drive shaft to the output torque of the driving source Torque transmission mechanism. 請求項１〜３のいずれか１項に記載したトルク伝達機構を用いた電動工具。An electric tool using the torque transmission mechanism according to any one of claims 1 to 3 .
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