JPH03221381A - 回転工具のトルク調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野１ 本発明は電動ドリルやドライバー等の回転工具に使用さ
れて締め付けのトルクを設定された所定値に保つトルク
調整装置に関するものである。 【従来の技術】 この種のトルク調整装置として、従来よりクラッチを利
用したものが提供されている。第１１図に一例を示す、
この回転工具は、モータ２の出力軸２０に取り付けられ
た太陽ギア３１と、インターナルギア３３、この両者に
噛み合う複数個の遊星ギア３２、各遊星ギア３２を支持
する軸を備えたキャリア３４、このキャリア３４に一体
に形成された太陽ギア３５、太陽ギア３５とインターナ
ルギア３３との両者に噛み合う複数個の遊星ギア３６、
そして各遊星ギア３６を支持するキャリアを兼ねた出力
軸７を備えており、そして回転自在に配されたインター
ナルギア３３の前端外周部に周方向において等間隔に複
数個の係止突起が突設されており、ギアケース６に形成
された軸方向の孔内には鋼球７４が配設され、この鋼球
７４は前記クラッチハンドル７８の内部に配されたクラ
ッチ板７７との間に配されたクラッチばね７６によって
上記インターナルギア３３の係止突起との係合方向側に
付勢されている。 クラッチハンドル７８はギアケース６に対して所定角度
内における回転が自在となるようにされたもので、その
内面にはクラッチ板７７との係合部を備え、クラッチハ
ンドル７８を回転させれば、ギアケース６の異形部との
嵌合で回転することがないようにされているクラッチ板
７７が軸方向に移動するようにされている。 インターナルギア３３は、通常時、上記鋼球７／１との
係合によってその回転が阻止されているために、２段の
遊星減速８！楕による減速を受けた動力を出力軸７側に
伝達するが、負荷トルクが設定トルクを越えたならば、
インターナルギア３３はクラッチばわ７６に抗して鋼球
７４を押し出して自転を始めるために、つまり遊星機構
部分が空転を始めるために、出力軸７への動力伝達が遮
断される。そして、上記設定トルクは、クラッチハンド
ル７８を回転させてクラッチばね７６の圧縮量を変える
ことによって調整することができる。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、上記クラッチを利用したものでは、そのトルク
精度は±１０〜２０％程度しかとることができなかった
。この要因としては、クラッチが作動する時の回転があ
る。回転数か高いと、どうしても回転慣性の影響か大き
く働くからである。 しかし、回転数を低くした状態で使用したのでは、トル
ク精度が高くなっても作業能率が大きく低下してしまう
。 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは作業能率を低下させることなく、ク
ラッチの作動トルクを高精度なものとすることかできる
回転工具のトルク′ｔＡ整装置を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

しかして本発明は、所定のトルクに達した時に作動して
動力伝達を遮断するクラッチを備えるとともに、トルク
検出手段と変速手段とから形成されて上記クラッチの作
動トルクよりも低いトルクで出力を低速側に切り換える
切換手段を備えていることに特徴を有している。 ［作用コ 本発明によれば、回転数が高い状態で使用していても、
負荷ｌ・ルクが大きくなれば、クラッチが作動する前に
出力が低速側に切り換えられるために、クラッチ作動時
には慣性の影響が少なくなっているものである。 ［実施例］ 以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、クリ
ップ部に電池電源バック１３が着脱自在に装着される本
体１は、スイッチハンドル１１と回路ユニッｌ−１０と
を備えるとともに、動力系アセンブリが組み込まれたも
のとなっている。このアセンブリは、モータ２、ソレノ
イド２５、ギアケース６、並びに締め付はトルク調整用
のクラッチハンドル７８、出力軸７、そしてチャック８
とから構成されており、ギアケース６内には、減速比が
可変となっている減速機構と、締め付け）ヘルツ１！］
整用のクラッチ部とが配設されている。 ギアケース６内に設置されている減速機構は、二段の遊
星８１横によって構成されたもので、−段目の遊星機楕
番まモータ２の出力軸２０に固着された太陽ギア３１と
、ケース６１内面に固着されたインターナルギア３３、
この両者に噛み合う複数個の遊星ギア３２、そして各遊
星ギア３２を支持する軸を備えたキャリア３４とからな
り、二段目の遊星機構はキャリア３４に一体に形成され
た太陽ギア３５、インターナルギア３７、複数個の遊星
ギア３６、そして各遊星ギア３６を支持するキャリア３
８によって構成されている。 ここにおいて、インターナルギア３３は上述のようにケ
ース６１に固着されているのに対して、インターナルギ
ア３７はその軸方向に摺動自在且つ軸まわりに回転自在
とされており、そして切換ハンドル２２とこれにレバー
２７を介して連結された変速レバー５５とによる軸方向
移動によって、減速比を切り換えるのであるが、本実施
例においてはこの変速についての説明は省略する。 トルク調整用のクラッチ４は、ケース６２内に配設され
る遊星機構、つまり上記キャリア３８に一体に形成され
ている太陽ギア４０、インターナルギア４２、この両者
に噛み合う複数個の遊星ギア４１、各遊星ギア４】を支
持するキャリアを兼わた出力軸７とで槽底された遊星機
構におけるインターナルギア４２を利用している以外は
、前記従来例と同じであって、軸回りの回転が自在とさ
れているインターナルギア４２の前端外周部に周方向に
おいて等間隔に複数個の係止突起が突設されており、こ
の係止突起にクラッチばね７６で付勢された鋼球７４が
係合している。図中７７はクラッチ板であり、クラッチ
ハンドル７８の回転に伴って軸方向移動を行い、クラッ
チばね７６の圧縮量を変化させて、インターナルギア４
２が空転を始めるトルクをｒＡ整する。 さて、この回転工具におけるモータ２であるが、これは
第２図に示すように、フリークエンシージェネレータ２
１が取り付けられたものとなっているとともに、フリー
クエンシージェネレータ２１の出力波形を整形する波形
成形回路９０、積分回路９１、サンプルホールド回路９
２、サンプルホールド回路９２と可変速度設定電圧発生
回路９６とが入力側に接続された差動増幅回路９３、差
動増幅回路９３の出力と基準三角波発生回路９７とが接
続された第１コンパレータ９４ａ、そしてスイッチング
回路９５による速度制御がなされるものとなっており、
可変速度設定電圧発生回路９６の出力電圧を変えること
で、モータ２の速度を調節することができるようになっ
ている。 また、上記サンプルホールド回路９２の出力は、クラッ
チ設定電圧発生回路９８の出力が反転入力に接続されて
いる第２コンパレータ９４ｂの正転入力側にも接続され
ており、そして第２コンパレータ９４ｂの出力側は、ト
ランジスタＱ、とツェナーダイオードＤｚとを介して、
上記差動増幅回路９３の出力側に接続されている。 今、モータ２の回転速度を高速に設定して作業を開始す
るとともに、作業開始後に負荷トルクが増大してモータ
２の速度調節能力範囲を越えることでモータ２の回転数
が所要回転数まで低下すれば、第２コンパレータ９４ｂ
の出力がハイレベルとなって、トランジスタＱ１がオン
するために、第１コンパレータ９４ａの入力はツェナー
ダイオードＤｚの電圧にクランプされるものであり、こ
の結果、モータ２はその出力が小さくなるために回転速
度も低下する。従って、負荷トルクが更に増大すること
で上記クラッチ４の設定トルクに達して、クラッチ４が
作動する時には、回転速度が低速に落とされてしまって
おり、このために、回転慣性がクラッチ４の作動トルク
精度に及ぼす影響が少なくなっているものである。 上記実施例では、トルク検出をモータ２の回転数で行っ
ているが、第３図に示すように、モータ２の負荷電流を
検出することで行ってもよい０図１１１Ｒはスイッチン
グ回ｌ１１８９５に接続された電流検出用抵抗であり、
この抵抗Ｒの電圧を第２コンパレータ９４Ｂの正転入力
に入力している。大きなモータ電流が流れれば、前記実
施例と同様にモータ２の出力が小さくなり、回転速度が
低速となる。 尚、クラッチハンドル７８によってクラッチ４の１ｉ″
動トルクを調整することができるために、クラッチ設定
電圧発生回路９８で発生する電圧も、本体１に設けた調
整ボリューム２３で調整することができるようにしであ
る。クラッチハンドル７８の操作によって上記電圧も調
整することができるユうにすれば、更に好ましいものと
なる。また、クラ・・ｌチ設定電圧の決定にあたっては
、クラッチ４の設定トルクの７０〜９０％のトルクに相
当するレベルに設定することが望ましい。 第４図以下に更に他の実施例を示す、これは上記二つの
実施例が変速をモータ２自体の回転数を低下させる電気
的処理で行っていたのに対して、機械的な変速で行うよ
うにしたものであって、減速機構における減速比の切換
部分についてまず説明すると、前記インターナルギア３
７はその軸方向に摺動自在且つ軸まわりに回転自在とさ
れているとともに、外周面に環状の溝が形成され、外周
面一端側には複数個の係合歯５１が周方向において等間
隔に設けられたものとなっている。 このインターナルギア３７の軸方向移動は、インターナ
ルギア３７外周面の溝に夫々ローラ５６゜５６を介して
画先端を係合させている変速レバー５５によってなされ
る。コ字型であり且つ中央部にハンドル５８が連結され
る変速レバー５５は、第５図及び第６図に示すように、
ケース６１の外面に軸６５によって両側片が回動自在に
支持され、そして両側片の各先端に上記ローラ５６，５
６が夫々装着されて、ケース６１に形成された長孔を通
じてインターナルギア３７と係合している。 一方、第１段目の遊星機構におけるキャリア３４の外周
面には係合突起５４が、ケース６１の内周面には複数個
の係合突起５３が設けられている。 これら係合突起５４．５３＋よ、インターナルギア３７
が軸方向に摺動した時に、インターナルギア３７の内周
面の歯と保合歯５１とに夫々選択的に係合するものであ
って、変速レバー５５の中央部を後退させることによっ
てインターナルギア３７を前進させて、第９図及び第１
０図に示すように、係合歯５１をケース６１に設けられ
た係合突起５３とｆ県会させた時には、インターナルギ
ア３７はその回転が阻止される。 逆に変速レバー５５の中央部を前進させることによりイ
ンターナルギア３７を後退させて、第７図及び第８図に
示すように、キャリア３４の係合突起５４にインターナ
ルギア３７を係合させた時には、インターナルギア３７
とキャリア３４に一体に設けられている太陽ギア３５と
が結合する。 尚、いずれの場合も、インターナルギア３７と遊星ギア
３６との噛み合いは保たれている。 前者の場合には、二段目の遊星機構においてら減速が有
効に行なわれることから、大減速比となり、後者の場合
には遊星キア３６がその軸まわりの回転（自転）を行な
うことがなく、太陽ギア３５とキャリア３８とが直結さ
れたかたちとなるために、第１段目の遊星機構の減速の
みが有効となり、従って減速比が小さくなる。 上記変速レバー５５は、ここではモータ２上に設置され
たソレノイド２５によって駆動される。 このソレノイド２５は、そのアクチエエータ２６と、上
記変速レバー５５とが駆動レバー２７によって連結され
たものであり、第２図あるい４Ｊ第３図に示した！・ラ
ンジスタＱ１に接続されて、負ｄ：ｊ　ｈルクが増大す
ることでトランジスタＱ、がオンとなった時に作動して
変速レバー５５を介し、前記減速機構の減速比の切り替
えを行い、クラッチ１１が作動する直前に低速に変速す
る。

【発明の効果】

以上のように本発明においては、作業能率の高い回転数
で作業を行っていてし、クラッチが作動して動力伝達を
遮断する時には、回転速度が低速になっているために、
クラッチが作動するトルク精度を回転慣性の影響の少な
い高精度なものとすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図は同上のブ
ロック回路図、第３図は他側のブロック回路図、第４図
は池の実施例の縦断面図、第５［謂は同上の斜視図、第
６図は第４図中のＸ−Ｘａ断面図、第７図及び第８図は
減速比を小とした時の縦断面図と横断面図、第９図及び
第１０図は減速比を大とした時の縦断面図と横断面図、
第１１図は従来例の断面図であって、２（まモータ、４
（まクラッチを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のトルクに達した時に作動して動力伝達を遮
   断するクラッチを備えるとともに、トルク検出手段と変
   速手段とから形成されて上記クラッチの作動トルクより
   も低いトルクで出力を低速側に切り換える切換手段を備
   えていることを特徴とする回転工具のトルク調整装置。