JPH0420748B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電動ドライバーに関するものであ
り、一層詳細には、ねじの締付トルクを簡単にか
つ広範囲に調整することの可能な電動ドライバー
に関するものである。

出願人は、ねじの最初の締付行程はモータの機
械力に依存し、最終の締上げ行程は人力により達
成するよう構成ししかもねじの締付トルクの調整
も行うことができる携帯に便宜な電動ドライバー
を開発し、特許出願を行つた（特公昭59−21753
号公報）。

すなわち、この電動ドライバーは、ドライバー
ビツトを着脱自在に装着するチヤツク軸の一部に
ラチエツト装置を装着し、前記チヤツク軸を、自
転しつつ公転する遊星ギアとこの遊星ギアに外接
して公転軌道を付与するインターナルギアと前記
インターナルギアを回転自在に収納する円筒ケー
シングとからなる遊星減速装置を介して電動モー
タの出力軸に接続し、さらに前記遊星減速装置に
クラツチ機能を備えるトルク調整機構を設けるこ
とにより構成されており、殊に、クラツチ機能を
備えるトルク調整機構は、第１図に示すように、
遊星減速装置１の円筒ケーシング２周壁に通孔３
を穿設してこの通孔３に鋼球４を収納し、一方イ
ンターナルギア５の外周には前記通孔３の穿設位
置と対応的に段部６を設けてこの段部６の一部に
突条７を形成し、さらに通孔３に収納した鋼球４
を円筒ケーシング２に一端部に係止した板ばね８
上を軸方向に摺動するスライダ９で押圧すること
により所望の締付トルクに達すると電動モータか
らドライバービツトへの動力伝達を遮断する構成
となつているが、スライダの摺動距離あるいは鋼
球に対する押圧力等の関係からトルクの調整範囲
ないしは調整操作の点で改良すべき点があつた。

そこで、発明者は更に改良並びに試作を重ねた
結果、前述の電動ドライバーのトルク調整機構
を、円筒ケーシングの内部に内向きフランジを備
える円筒部材を嵌着し、この円筒部材のフランジ
に通孔を穿設して鋼球を収納し、一方インターナ
ルギアの一側面に前記円筒部材の通孔穿設位置と
対応的にフランジを形成すると共にこのフランジ
の一部に半径方向に延在する突条を設け、さらに
円筒部材の通孔に収納した鋼球を電動ドライバー
の軸方向に所定の圧力でインターナルギアのフラ
ンジに押圧するように構成することによりトルク
の調整範囲が大きくできしかも調整操作も容易に
行うことができることを突き止めた。

従つて、本発明の目的は、ドライバービツトを
着脱自在に装着するチヤツク軸の一部にラチエツ
ト装置を装着し、前記チヤツク軸をインターナル
ギアに遊星歯車を噛合させた遊星減速装置を介し
て電動モータの出力軸に同軸的に接続し、前記遊
星減速装置にクラツチ機能を備えるトルク調整機
構を設けてなる電動ドライバーにおいて、トルク
の調整範囲が大きくしかも調整操作の容易なトル
ク調整機構を備える電動ドライバーを提供するこ
とにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る電動
ドライバーは、ドライバービツトを着脱自在に装
着するチヤツク軸の一部にラチエツト装置を設
け、前記チヤツク軸をインターナルギアに遊星歯
車を噛合させた遊星減速装置を介して電動モータ
の出力軸に同軸的に接続し、前記遊星減速装置に
クラツチ機能を備えるトルク調整機構を設けてな
る電動ドライバーにおいて、 前記ラチエツト装置は、チヤツク軸に設けたラ
チエツト歯車と、このラチエツト歯車を挾んで相
対向した一対のパウルと、円筒ケーシングの内周
部にこれと一対的に回動して前記一対のパウルを
選択的に押圧することによりいずれか一方のパウ
ルとラチエツト歯車との係合解除操作を行う係合
手段とを設けて、その係止方向を正逆切換可能に
構成すると共に円筒ケーシングの回転力を直接チ
ヤツク軸に伝達するよう構成し、 前記トルク調整機構は、円筒ケーシングの内部
に内向きフランジを備える円筒部材を嵌着し、こ
の円筒部材のフランジに通孔を穿設して鋼球を収
納し、前記インターナルギアの一側面に前記円筒
部材の通孔位置と対応してフランジ部を形成する
と共にこのフランジ部の一部に前記鋼球と対向し
て半径方向に延在する突条を設け、前記円筒部材
の通孔に収納した鋼球に対しこれを前記フランジ
部に対し押圧する側に押圧リングを設け、この押
圧リングと電動モータとの間にばね手段を介挿す
ると共に前記電動モータを前記ばね手段の弾力に
抗して軸方向に可調整に押圧する押圧部材を設け
て構成することを特徴とする。

前記の電動ドライバーにおいて、電動モータの
出力軸に接続するピニオンギアを軸方向に対して
弾力的に保持することにより、トルク調整機構に
よるトルク調整の範囲を更に大きく設定すること
ができる。

また、円筒ケーシングの一部に電動モータの正
逆転切換スイツチを配設し、この正逆転切換スイ
ツチの切換操作をラチエツト装置の係合手段によ
るパウルとラチエツト歯車との係合解除操作と連
動させるよう構成することにより、構造の簡略化
を図ることができる。

次に、本発明に係る電動ドライバーの好適な実
施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第２図において、参照符号２０は本発明に係る
電動ドライバーを示し、その外装ケーシング２２
は全体としてピストル形状をなし、銃把に該当す
る把持部２４には充電池２６が下方から弾倉式に
着脱交換自在に収納されている。また、外装ケー
シング２２の本体部分には電動モータ２８が収納
配置され、このモータ２８と充電池２６とは電源
スイツチ３０およびこの電源スイツチ３０と直列
に接続されかつ後述する円筒部材の凹部に配設さ
れる正逆転スイツチ３２を介して電気的に接続さ
れている。なお、充電池２６は商用電源に差し込
まれた外部充電器の充電プラグに接続することに
より繰返し充電が可能に構成されている。

外装ケーシング２２の本体部には、電動モータ
２８と整列して遊星減速装置３４が配設収納され
る。この遊星減速装置３４はリング状部材の内側
に噛合歯を刻設したインターナルギア３６と、こ
のインターナルギア３６の内側に噛合して公転し
つつ自転する第１遊星歯車３８および第２遊星歯
車４０とから基本的に構成され、前記第１遊星歯
車３８および第２遊星歯車４０は円盤４２および
チヤツク軸４６に固着される円盤４４の夫々に仮
想配置した正三角形の各頂点位置に植設した軸に
回転自在に枢着されており、前記第１遊星歯車３
８と第２遊星歯車４０とは円盤４２を一側部中央
に配設した動力伝達ギア４８を介して接続され
る。また、第１遊星歯車３８はモータ２８の出力
軸５０に摺動自在に装着したピニオンギア５２と
噛合しており、さらに円盤４４に固着され軸線方
向に延在しているチヤツク軸４６は遊星減速装置
３４を囲繞する円筒ケーシング５４の底部中心に
嵌入固定したすべり軸受５５に回転自在に挿通軸
支されている。従つて、前記インターナルギア３
６が円筒ケーシング５４に対して固定されている
限り、モータ２８の回転力はピニオンギア５２→
第１遊星歯車３８→動力伝達ギア４８→第２遊星
歯車４０→円盤４４を経てチヤツク軸４６に減速
伝達される。すなわち、この場合は減速装置その
ものとして好適に作動することが諒解されよう。

また、遊星減速装置３４のインターナルギア３
６の外径寸法は円筒ケーシング５４の内径寸法よ
りも若干小さく設定されて、前記ケーシング５４
内に回転自在に収納されている。更にこのインタ
ーナルギア３６に隣接して内向きフランジ５６を
備える円筒部材５８を円筒ケーシング５４に嵌着
すると共にそのフランジ５６に穿設した通孔５９
に鋼球６０を収容し、一方インターナルギア３６
の一側面にはフランジ６２を周設してこのフラン
ジ６２の一部に半径方向に延在する一つの突条６
４を設ける。また、前記円筒部材５８には押圧リ
ング６６を嵌合してこの押圧リング６６とモータ
２８との間にコイルばね６８を介挿し、さらに外
装ケーシング２２に回動キヤツプ７０を螺着して
この回動キヤツプ７０を適宜回動させることによ
り電動モータ２８、コイルばね６８および押圧リ
ング６６を介して円筒部材５８の通孔５９に収容
した鋼球６０を所定の圧力でインターナルギア３
６のフランジ６２に軸方向の力で押圧するよう構
成する。従つて、インターナルギア６に対し円周
方向に加わる力（これは、後述する如くドライバ
ービツトから逆伝達される外来の反対トルクであ
る）が、コイルばね６８による鋼球６０の押圧力
を超過すると、鋼球６０はインターナルギア３６
のフランジ６２に設けた突条６４を乗り越えて円
筒ケーシング５４に対するインターナルギア３６
の固定を解除し、インターナルギア３６は円筒ケ
ーシング５４内で空転するに至る。すなわち、こ
れがクラツチ機能であり、後に作用効果の部分で
述べるように、動力の伝達を中断させる。これが
作用効果の部分で後述するる動力伝達の中断であ
る。なお、この場合、電動モータ１８の出力軸５
０にはコイルばね５１を嵌挿してピニオンギア５
２を軸方向に対して弾力的に保持するのが好まし
い。

次に、チヤツク軸４６に接続されるラチエツト
装置の詳細につき説明する。すなわち、チヤツク
軸４６にはドライバービツト７２の迅速な着脱を
行うための公知のクイツクチヤツク７４が取着さ
れている。このクイツクチヤツク７４がチヤツク
軸４６に挿通されるスリーブ部分の端部には第３
図に示す如くラチエツト歯車７６が刻設されてい
る。また、このラチエツト歯車７６の半径方向外
方には三角形状の板片からなる一対のパウル７
８，７８が軸８０，８０に揺動自在に軸支されて
前記ラチエツト歯車７６を対向的に挾持し、パウ
ル７８，７８の鋭角端はラチエツト歯車７６と係
合している。なお、このように対向的に配設され
た一対のパウル７８，７８にはワイヤスプリング
８２，８２を係着して夫々のパウルに第３図にお
いて矢印Ａ，Ｂで示す方向への弾性復元力を付与
する。また、外装ケーシング２２の内周部にはポ
ツト型円筒キヤツプ８４をこれと一体的に回動自
在に装着して、このキヤツプ８４内部に肉厚状に
湾曲したパウル押圧レバー８６を配設し、この押
圧レバー８６の両端部がその回動角度の上限にお
いて前記一対のパウル７８，７８の何れかと当接
してこれを押圧し、このパウル７８，７８を前記
ワイヤスプリング８２，８２により付与された弾
力に抗して各矢印ＡまたはＢ方向とは反対方向に
揺動させ得るよう寸法設定しておく。なお、キヤ
ツプ８４は適宜のクリツクストツプ機構により正
転、固定および逆転の各位置で確実に停止するよ
うに構成すると共に押圧レバー８６と対向する位
置に一対の操作片８８，８８を配設して円筒キヤ
ツプ８４の回動操作によるパウル７８，７８とラ
チエツト歯車７６との係合解除操作と前記操作片
８８，８８による電動モータ２８の正逆転スイツ
チ３２の切換操作とが連動するよう構成する。

前述したラチエツト装置において、いま押圧レ
バー８６を反時計方向に摺動させれば、押圧レバ
ー８６の一端部はパウル７８（第３図において左
側）を押圧してこれを若干反時計方向に揺動させ
る。このためパウル７８の鋭角端はラチエツト歯
車７６との係合を解除される。従つて、この場合
ラチエツト歯車７６を時計方向に回転させようと
すると、第３図で右側に図示した他方のパウル７
８は反時計方向に揺動して（ワイヤスプリング８
２により付与された弾力方向）回転しようとする
が、その回転は円筒キヤツプ８４の係合部８９に
当接して阻止され、従つてラチエツト歯車７６の
時計方向への回転は許容されない。反面、ラチエ
ツト歯車７６が反時計方向へ回転しようとすると
きは、右方のパウル７８の鋭角端はラチエツト歯
車７６と係合はしているものの、ワイヤスプリン
グ８２の弾性に抗して反Ｂ方向に揺動してその回
転を許容することになる。以上のようにこの状態
では、本体（外装ケーシング２２）を回動させて
その回転をラチエツト歯車７６を介してドライバ
ービツト７２に伝達しようとするとき、反時計方
向への回転のみが伝達され、時計方向への回転が
伝達されず空転するので、反時計方向への片送り
が達成される。また、押圧レバー８６を時計方向
に摺動させると、前述したところは逆にラチエツ
ト歯車７６は時計方向への片送りが許容される
が、反時計方向への回転が阻止さることになり、
更に押圧レバー８６を中間位置に設定すれば両方
への回転が阻止されて固定状態になることが諒解
されよう。

次に、このように構成した本発明に係る電動ド
ライバーの作用効果につき説明する。

使用に際しては、まず、円筒キヤツプ８４を回
動してラチエツト装置および切換スイツチ３２を
夫々正転位置に設定すると共に回動キヤツプ７０
を回動して所望の鋼球押圧力（設定トルク値）が
得られるよう設定しておいて、操作部材９０を操
作して電源スイツチ３０をON動作させ電動モー
タ２８を回動させてビツト７２によるねじの締付
けを開始する。ねじの締付けが進行して締付行程
の終期に近ずくと被締付対象における反対抵抗が
漸増し、遂には所定の締付トルク値に達する。こ
のとき、ドライバービツト７２を経て逆伝達され
る前記反対抵抗に起因する反対負荷は、出力軸４
６→円盤４４を介して第２遊星ギア４０（この場
合、力学的にいつて負荷の大部分はインターナル
ギア３６に伝達される）からインターナルギア３
６→突条６４→鋼球６０の順に伝達される。そし
て、この反対負荷が押圧リング６６によるスラス
ト方向への鋼球押圧力を克服すると、鋼球６０は
インターナルギア３６のフランジ６２に設けた突
条６４を乗り越え、円筒ケーシング５４に対する
インターナルギア３６の固定を解除するに至る。
このため、ピニオンギア５２からの動力伝達はこ
こで遮断され、出力軸４６は自動的に瞬停し、熟
練や勘を全く必要とすることがない。

この状態で、電源スイツチ３０を切り、モータ
を停止させた後、最終段の締上げ行程に入るが、
この場合は手動で把持部２４を回動させれば、ド
ライバービツト７２は正転方向にラチエツト接続
されているので、そのまま締上げが達成される。
通常は、この締上げは把持部２４を角度にして30
度程度回動するだけでで足りるが、何度は手首の
ひねり動作を反復するときは、ラチエツト装置は
逆転方向にはフリーとなつているので、ドライバ
ービツト７２をねじのすり割に嵌合させたままで
操作しても外装ケーシング２２の反転の影響を受
けることなく、またドライバービツト７２から停
止中のモータ２８に至るまでの伝動機構の中間に
おいて前述したクラツチ機能を有するインターナ
ルギア３６と円筒ケーシング５４の間の固定は解
除され遊び状態が保持されているので停止中のモ
ータよりも影響も受けることがないからねじを緩
ませることなくひねり動作を把持部に加えること
ができる。また、強固に締め上つたねじを緩める
ときは、最初は入力により強力な緩め力を付与す
ることができ、その後の行程はモータの機械械力
に依存することができる。

前述した実施例から明らかなように、本発明に
よれば、トルク調整機構は円筒ケーシングの内部
に内向きフランジを備える円筒部材を嵌着し、こ
の円筒部材のフランジに通孔を穿設して鋼球を収
納し、インターナルギアの一側面に前記円筒部材
の通孔位置と対応的にフランジを形成し、前記フ
ランジの一部に半径方向に延在する突条を設け、
さらに前記円筒部材の通孔に収納した鋼球を所定
の圧力でインターナルギアのフランジを所定の押
圧手段で押圧するよう構成することにより、比較
的簡単な構成でトルクの調整範囲を大きくするこ
とができ、しかも調整操作も簡便に達成すること
ができる。

また、本発明に係る電動ドライバーによれば、
予め設定しておいた最適締付トルク値で電動ドラ
イバーの出力軸は自動的に停止するので熟練や勘
を全く必要とすることなくねじ締めができるだけ
でなく最終段の締上げ行程も同様に行うことがで
き、また、外装ケーシングの尾部に配置したキヤ
ツプの回動操作でコイルばねによる鋼球に対する
押圧力を調整するように構成したのでトルク調整
の範囲を適宜設定でき調整作業も容易にできる。
さらに、円筒キヤツプによるラチエツト装置の切
換操作と電動モータの正逆転スイツチの切換操作
とを連動させたので取扱操作が簡単となり、遊星
減速装置も二段減速型式を採用したので所望の出
力を容易に得ることができる等種々の利点を有す
る。

以上、本発明に係る電動ドライバーの好適な実
施例につき説明したが、本発明はこの実施例に限
定されるものではなく本発明の精神を逸脱しない
範囲内において種々の設計変更をなし得ることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人の先願にかかる電動ドライバ
ーの要部断面説明図、第２図は本発明に係る電動
ドライバーの概略を示す一部切欠断面図、第３図
は第２図の−線断面図である。 ２０……電動ドライバー、２２……外装ケーシ
ング、２４……把持部、２６……充電池、２８…
…電動モータ、３０……電源スイツチ、３２……
正逆転切換スイツチ、３４……遊星減速装置、３
６……インターナルギア、３８……第１遊星歯
車、４０……第２遊星歯車、４２，４４……円
盤、４６……チヤツク軸、４８……伝達ギア、５
０……出力軸、５１……コイルばね、５２……ピ
ニオンギア、５４……円筒ケーシング、５６……
内向きフランジ、５８……円筒部材、５９……通
孔、６０……鋼球、６２……フランジ、６４……
突条、６６……押圧リング、６８……コイルば
ね、７０……回動キヤツプ、７２……ドライバー
ビツト、７４……クイツクチヤツク、７６……ラ
チエツト歯車、７８……パウル、８０……軸、８
２……ワイヤスプリング、８４……円筒キヤツ
プ、８６……押圧レバー、８８……操作片、８９
……係合部、９０……操作部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドライバービツトを着脱自在に装着するチヤ
   ツク軸の一部にラチエツト装置を設け、前記チヤ
   ツク軸をインターナルギアに遊星歯車を噛合させ
   た遊星減速装置を介して電動モータの出力軸に同
   軸的に接続し、前記遊星減速装置にクラツチ機能
   を備えるトルク調整機構を設けてなる電動ドライ
   バーにおいて、 前記ラチエツト装置は、チヤツク軸に設けたラ
   チエツト歯車と、このラチエツト歯車を挾んで相
   対向した一対のパウルと、円筒ケーシングの内周
   部にこれと一体的に回動して前記一対のパウルを
   選択的に押圧することによりいずれか一方のパウ
   ルとラチエツト歯車との係合解除操作を行う係合
   手段とを設けて、その係止方向を正逆切換可能に
   構成すると共に円筒ケーシングの回転力を直接チ
   ヤツク軸に伝達するよう構成し、 前記トルク調整機構は、円筒ケーシングの内部
   に内向きフランジを備える円筒部材を嵌着し、こ
   の円筒部材のフランジに通孔を穿設して鋼球を収
   納し、前記インターナルギアの一側面に前記円筒
   部材の通孔位置と対応してフランジ部を形成する
   と共にこのフランジ部の一部に前記鋼球と対向し
   て半径方向に延在する突条を設け、前記円筒部材
   の通孔に収納した鋼球に対しこれを前記フランジ
   部に対し押圧する側に押圧リングを設け、この押
   圧リングと電動モータとの間にばね手段を介挿す
   ると共に前記電動モータを前記ばね手段の弾力に
   抗して軸方向に可調整に押圧する押圧部材を設け
   て構成することを特徴とする電動ドライバー。 ２ 電動モータの出力軸に接続するピニオンギア
   を軸方向に対して弾力的に保持してなる特許請求
   の範囲第１項記載の電動ドライバー。 ３ 円筒ケーシングの一部に電動モータの正逆転
   切換スイツチを配設し、この正逆転切換スイツチ
   の切換操作をラチエツト装置の係合手段によるパ
   ウルとラチエツト歯車との係合解除操作と連動さ
   せるよう構成してなる特許請求の範囲第１項記載
   の電動ドライバー。