JPH0212053Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は小型精密機器をはじめ、テレビジヨ
ン、ステレオ、コンピユータ、カメラ等の組立作
業に使用する電動ドライバに係り、特にねじの締
付け完了時及びビツトに過負荷作用時のシヨツク
を最小限に抑えるクラツチ機構を備えた電動ドラ
イバの改良に関するものである。

〔従来の技術〕

電動ドライバは作業者の疲労を軽減し操作性を
良くするために、ビツトの回転起動時及び締付け
完了時に作業者にシヨツクを与えないこと、ねじ
のすわりを損傷する等の作業ミスを発生させない
ようにすること、しかも締付けトルクは所望の値
に制御できること等が望まれている。

そこで、本願の考案者らは既に上記の要望を満
たす電動ドライバを開発している（例えば実開昭
56−48472号参照）。

〔解決しようとする課題〕

ところが、このような電動ドライバには、ねじ
の締付け完了時のシヨツクを最小限に抑えるクラ
ツチ機構部分に若干問題点が残されていた。その
問題点についての理解を容易にするために、まず
電動ドライバの構成と動作について説明する。

第１図は従来の電動ドライバの構成図であり、
ビツトが回転していない初期状態（静止状態；起
動スイツチも停止スイツチもオフ状態）の断面図
である。図において１は電動機、２は減速ギヤ
部、３はクラツチ機構用のカムで一端には遊星ギ
ヤが取付けられており、他の一端は第２図の如く
回転方向に２つの突起状カム山（突起部）３′を
有する形状になつており、ボール６と接してい
る。４は玉軸受け、５はボール６を保持するクラ
ツチ機構用のカムガイド、７はねじの締付け完了
時に電動機１の作動を自動停止するストツプ機構
を構成するテーパリングで回転及び軸方向に移動
する。８はスラスト軸受け、９はスプリングであ
る。１０はビツトホルダで中間部でボール１１を
保持している。１２はストツプ機構用のパイロツ
トで、ビツトホルダ１０と共にピン２０に押され
て軸方向に移動し、しかもボール１１に押されて
なお軸方向に移動する。１３はストツプ機構用の
パイロツト棒であり、パイロツト１２に連動して
軸方向に移動する。１４はパイロツト棒に固定さ
れたコマ、１５はスプリング、１６，１７はスイ
ツチ（起動スイツチ、停止スイツチ）である。１
８はビツトホルダ１０を復帰させるためのスプリ
ング、１９はスプリング受け、２１は止め輪、２
２は玉軸受けである。２３はビツトで、ボール２
４により軸方向の抜けが防止されており、２５は
ボール２４を保持するリングばねである。２６は
調整ねじ、２７は締付管、２８はフレームであり
把持部となる部分、２９はカバーである。３０は
電気制御部（図示せず）に接続される電源コー
ド、３１は電源コードを保持するためのブツシン
グである。

次に、動作について説明する。

第３図、第４図及び第５図、第６図はクラツチ
機構とスイツチの動作説明図である。なお、第３
図、第４図はビツトが回転動作中（起動スイツチ
オン状態）、第５図、第６図はねじ締め完了時で
ビツトの回転が停止した状態（停止スイツチオン
状態）を示している。

ビツト２３の先端に、ねじの頭（図示せず）
をセツトし、本体をビツト側に押付けると、第
３図の如くビツトホルダ１０がスプリング１８
に抗して矢印方向に移動する。このときビツト
ホルダ１０に保持されているボール１１、パイ
ロツト１２も同様に移動し、またパイロツト棒
１３も同様に移動する。このためパイロツト棒
１３に固定されたコマ１４がスイツチ（起動ス
イツチ）１６の接触子を押し、通電状態となつ
て電動機１の回転が始まる。回転は減速ギヤ部
２を介してカム３に伝達される。このときカム
３とボール６の位置関係は第４図の如くなつて
いる。ボール６はカムガイド５の穴部で保持さ
れながら、スプリング９の軸方向の押圧力によ
り、テーパリング７のテーパ面７′に押され、
カム３の表面を押付けている。したがつて、カ
ム３の回転はボール６を介してガムガイド５に
伝わり、またこのガムガイド５と軸方向に移動
可能な接続方法（例えばキー溝）で組合わされ
ているビツトホルダ１０も回転する。このよう
にして、ねじのねじ込み作業が開始する。

ねじ込み過程においては、以上述べた回転部
分には、それほど大きな負荷はかからないた
め、カム３とボール６はほぼ第４図の位置状態
で回転している。ビツトの負荷が重くなる（ね
じ締めが進行する）とボール６はカム３の回転
に伴う回転半径（回転位置）が広がり、上記テ
ーパ面７′に力を与えテーパリング７は第３図
に矢印で示した方向の力を受ける。したがつ
て、テーパリング７がそれと連動し回転するビ
ツトホルダ１０のトルクを強める。

ねじが完全に着座し、締付けトルクが調整用
スプリング９により定められた値に達した時点
でビツト２３、ビツトホルダ１０及びカムガイ
ド５は、ねじと共に回転を停止する。このと
き、電動機１は慣性により回転を続行するので
カム３を回転し、第６図に示したように、ボー
ル６がカム３の突起部３′により円周方向外側
へ押上げられる。このボール６の移動にしたが
い、第５図に示したようにテーパ部７′の作用
でテーパリング７が矢印方向に移動する。この
ようにしてテーパリング７が矢印方向に移動す
ると、テーパリング７のテーパ面１０′がボー
ル１１を軸中心方向に押下げ、次にこのボール
１１がパイロツト１２のテーパ面１２′に作用
し、パイロツト１２が矢印方向に移動する。パ
イロツト１２の移動にしたがつてパイロツト棒
１３も同方向に移動し、コマ１４がスイツチ
（停止スイツチ）１７に作用し、第５図の如く
なるため、電動機１が瞬間的に停止する。この
ときスプリング９の戻し圧力によりテーパリン
グ７、ボール６を介してカムガイド５は第２図
の状態に戻り、これにしたがいパイロツト１
２、パイロツト棒１３及びコマ１４も元の位置
に戻る方向に動く。ねじの締付けが完了し、完
全にビツト２３の先端がねじの頭から放たれる
と、ばね１５、ばね１８、ばね９の復帰力によ
り初期状態、つまり第１図及び第２図の状態に
戻る。

このようにしてねじ締め作業の一連の動作が完
了するのであるが、停止スイツチがオンしたとき
に第２図に示したカム３とボール６の関係位置で
停止（このときには停止スイツチ１７はオフに戻
つている）すれば正常であるが、往々にして第６
図の状態でビツト回転が止まる場合がある。即
ち、カムの突起部３′の先端部分にボール６が保
持された状態（この状態を「ボール乗り上げ」と
いう）で停止してしまう。このボール乗り上げ状
態では再起動時起動スイツチに次いで停止スイツ
チもオンしてしまう。そのために電動ドライバを
再起動させることができなくなるという不都合な
事態が発生する。しかもこのボール乗り上げ現象
は、最近ねじ締めのスピードアツプ化の要求が高
まりビツトの回転速度を上げる（2000〜
3000rpm）につれて発生率が増大している。その
うえ、起動しないと思つていたものが何かのはず
みで起動したりすると危険が伴うことになる。

このような問題を引き起こす原因を探求したと
ころ、第７図に示すクラツチ機構における摩擦が
原因していることが分かつた。即ち、玉軸受け４
の側面とそこに当接するカムガイド５との間で面
接触による滑り摩擦（滑り摩擦係数；0.15〜0.2）
が大きいことが欠点であつた。したがつて、この
部分の改善が必要になつてきた。

そこで、本考案の目的は、上記従来の問題点を
解消し、ボール乗り上げが全く発生せず、常に電
気的リセツトが確実に行われ再起動ができる電動
ドライバを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案において
は、電動機と、この電動機側からの回転力を伝達
して回転するカム、このカムを回転自在に支持す
る玉軸受け、カムの突起部に係合するボールを保
持し、そのボールを介してカム側の回転力を伝達
して回転するカムガイド及び先端側にビツトを嵌
合し、前記カムガイドと共に回転するビツトホル
ダを有し、ビツトに過負荷が作用すると作動して
ビツトへ回転力が伝達するのを阻止し、シヨツク
を最低限に抑えるクラツチ機構と、スプリングの
弾性力により前記ボールがカム側の穴部から外方
に抜け出すのを阻止すると共にねじ締付け完了時
にねじからの締付けトルクが作用するとこれを検
知して前記スプリングの弾性力に抗して軸方向に
移動するテーパリング及びこのテーパリングの移
動動作によつて作動し電動機を停止させる停止ス
イツチを有し、ねじ締付け完了時及びビツト過負
荷作用時に電動機を自動停止するストツプ機構と
を備えた電動ドライバにおいて、前記カムガイド
の玉軸受け側面との当接面である側面部分に凹状
溝を設けると共に、その凹状溝に鋼球を回転自在
に挿入し、カムガイド側面と玉軸受け側面とが面
接触するのを防止するように構成したものであ
る。

〔作用〕

このように構成すると、玉軸受けとガムガイド
の間は鋼球による転がり摩擦（転がり摩擦係数；
0.001）が存在するのみで、従来の面接触状態で
の摩擦に比べ大幅に摩擦力が減少し、カムガイド
が非常に軽く回転するようになり、ボール乗り上
げ状態で停止することが皆無になる。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例について説明する。

第８図は、本考案によるクラツチ機構及びスト
ツプ機構の一部断面図である。

クラツチ機構の一部を構成する玉軸受け４の略
リング状の側面とこれに対面するカムガイド５の
略リング状の側面間に鋼球３２を配設した。即
ち、鋼球３２はカムガイド５の端部に外形リング
状であつて、かつ断面凹状に設けた凹状溝３３の
中に連続的に多数個のものが回転自在に保持され
ており、これによつてカムガイド５の側面と玉軸
受け４の側面とが面接触しないようになつてい
る。このように構成すると、鋼球３２はスラスト
ボールベアリングと同様の働きをし、カムガイド
５の回転が非常に円滑で軽くなり、摩擦力を大幅
に減殺できる。なお、他の部分の構成は、第１図
に示した従来のものと同じで良い。

〔効果〕

以上説明したように、本考案の電動ドライバ
は、クラツチ機構に改良を加え、摩擦ロスが大幅
に減少しカムガイドの回転が滑らかになつたの
で、それに保持されるボールがカムの突起部に乗
り上げた状態でビツトの回転を停止することがな
くなり、確実に再起動が行われるようになつた。

そして、本考案の電動ドライバはストツプ機構
を備えた高速形（回転数2000〜3000rpm）のもの
において、特にその効果を発揮している。

【図面の簡単な説明】

第１図は電動ドライバの構成を示す断面図、第
２図は第１図におけるＡ−A′の断面図、第３図
乃至第６図はクラツチ機構とスイツチの動作説明
図、第７図は従来のクラツチ機構部の断面図、第
８図は本考案のクラツチ機構部の断面図である。 １……電動機、３……カム、３′……カムの突
起部、４……玉軸受け、５……カムガイド、６…
…ボール、７……テーパリング、９……スプリン
グ、１０……ビツトホルダ、１７……スイツチ
（停止スイツチ）、２３……ビツト、３２……鋼
球、３３……凹状溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電動機１と、 この電動機１側からの回転力を伝達して回転す
   るカム３、このカム３を回転自在に支持する玉軸
   受け４、カム３の突起部３′に係合するボール６
   を保持しそのボール６を介してカム３側の回転力
   を伝達して回転するカムガイド５及び先端側にビ
   ツト２３を嵌合し前記カムガイド５と共に回転す
   るビツトホルダ１０を有し、ビツト２３に過負荷
   が作用すると作動してビツト２３へ回転力が伝達
   するのを阻止し、シヨツクを最低限に抑えるクラ
   ツチ機構と、 スプリング９の弾性力により前記ボール６がカ
   ム３側の穴部から外方に抜け出すのを阻止すると
   共にねじ締付け完了時にねじからの締付けトルク
   が作用するとこれを検知して前記スプリング９の
   弾性力に抗して軸方向に移動するテーパリング７
   及びこのテーパリング７の移動動作によつて作動
   し電動機１を停止させる停止スイツチを有し、ね
   じ締付け完了時及びビツト２３過負荷作用時に電
   動機１を自動停止するストツプ機構と を備えた電動ドライバにおいて、 前記カムガイド５の玉軸受け４側面との当接面
   である略リング状の側面部分に凹状溝３３をリン
   グ状に設けると共に、 そのリング状の凹状溝３３に鋼球３２を回転自
   在に多数個挿入・配設し、 カムガイド５側面と玉軸受け４側面とが面接触
   するのを防止するように構成したことを特徴とす
   る電動ドライバ。