JPH0669672B2 - 電動ドライバ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は電動ドライバー、殊に出力軸の回転をロックす
るロック手段を備えるとともに、締め付けトルクの調整
のためのトルク調整手段を備えている電動ドライバーに
関するものである。

［背景技術］ 電動ドライバーにおいて、出力軸の回転をロックできる
ようにしておくことは、手まわし式としての使用を可能
とし、手の感覚による締め付けや電動力では締まりきら
ない場合の補助締め付けを行なえるようになるために、
非常に有用である。そして出力軸の回転のロックを行な
うにあたり、遊星機構を利用して、通常時はロック状態
にあるものの、モータを回転させた時には自動的にロッ
クの解除がなされるオートロックとすることで、ロック
手段を設けたことによる使用時の手間の増加をなくした
ものが、特開昭59−53164号公報に開示されている。

一方、電動ドライバーにおいては締め付けトルクの調整
を行なえる機能を持つことも、非常に有用である。この
ために、上記公報に示されたものにおいても、締め付け
トルクの調整のためのトルク調整手段を内臓させてい
る。ところが、ここで示されたものでは、ロック手段と
トルク調整手段とが互いに独立した機構として設けられ
ており、しかも、ロック解除のためのインターナルギア
の回動範囲がロック部材によって所定角度内に規制され
ていて、このインターナルギアをトルク調整に共用する
ことはできず、このために、部品数の多い複雑なものと
なるとともに、全体が大きくなっており、また組立も手
間がかかるものとなっている。

［発明の目的］ 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上記ロック手段とトルク調整手段と
の両機構の一体化による部品数の削減及び機構の小型軽
量化を図ることができる電動ドライバーを提供するにあ
る。

［発明の開示］ しかして本発明は、太陽ギアとインターナルギアとこれ
ら両者に噛み合う遊星ギアと遊星ギアを支持するキャリ
アとからなる遊星機構を動力伝達機構中に備えるととも
に、キャリアに接続された出力部と係合して出力部の各
方向回転を夫々阻止する少なくとも一対のロック部材
と、両ロック部材を出力部との係合方向に付勢する付勢
部材と、ロック部材と出力部との係合解除用として上記
遊星機構における回転自在とされたインターナルギアに
設けられている複数個のカム部材とからなるロック手段
を備え、更に上記インターナルギアに設けられた係止突
起と、インターナルギアに向けてばね付勢されて係止突
起との係合でインターナルギアの回転をトルク値に応じ
て規制する係合部材とからなるトルク調整手段を備えて
おり、トルク調整手段における係合部材と係止突起と
は、所定負荷以下においてはインターナルギアの所要角
度内の回動を許しているとともに、カム部材によるロッ
ク部材と出力部との係合解除に要する回動角度が上記所
要角度内となっていることを要旨として、インターナル
ギアを回動自在とするとともに、トルク調整手段におけ
る係合部材がインターナルギアに係合している状態で
は、ロック解除に必要な回転だけがインターナルギアに
許されるようにすることで、ロック手段とトルク調整手
段とにおいて、単一の遊星機構におけるインターナルギ
アを共用できるようにしたことに特徴を有しているもの
である。

以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、図示
例は電動ドリルとしても使用することができるようにさ
れた電動ドライバーであって、第８図に示すように、ハ
ウジング１は円筒状の本体部10とこの本体部10から突出
するグリップ部11とからなり、本体部10の前端部にはク
ラッチハンドル78を本体部10の軸まわりに回転自在に備
え、本体部10の後端には電源パック９が装着されてい
る。ドライバービットあるいはドリルビットは、本体部
10前端に配されたチャック８に取り付けられる。図中12
はスイッチハンドルである。

ハウジング１の本体部10内に配される動力系は、モータ
２、ギアケース６、上記クラッチハンドル78とチャック
８とからなるアセンブリとして構成されており、そして
ギアケース６内には、変速機能を備えた減速部３と、ロ
ック手段を備えたクラッチ部４とが配設されている。

第１図及び第２図に基づいて、これら減速部３とクラッ
チ部４について説明する。まず、ギアケース６は、円筒
状のケース61と、このケース61の前端に取付ねじ64によ
って連結されるケース62、そしてケース61の後端に取り
付けられるモータ取付台60とから形成されている。また
ケース61には軸方向に長い一対の長孔63と、外面より突
出する一対の支持ピン65とが設けられ、ケース62には軸
方向に貫通する複数個の孔67が設けられているととも
に、前端より断面形状が非円形とされた異形台部66が一
体に突設されている。

ギアケース６におけるケース61内に設置されている減速
部３は、二段の遊星機構によって構成されたもので、一
段目の遊星機構はモータ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、遊星ギア36、そして
キャリア38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
はその軸まわりに回転自在とされて、その外周面にはこ
のインターナルギア37を囲む摺動リング50が連結されて
いる。この摺動リング50は、その内周面に複数個の係合
突起51を周方向において等間隔に備えているものであ
り、インターナルギア37の外周面に形成された係合溝に
係合突起51を係合させることによって、インターナルギ
ア37と一体に回転するようにされているとともに、イン
ターナルギア37に対する軸方向の摺動が自在とされてい
る。尚、摺動リング50はその摺動にかかわらず、常時イ
ンターナルギア37と係合している。また、摺動リング50
の外周面は、ケース61内周面に間隔をおいて配される複
数個のローラピン71によって受けられている。

摺動リング50の軸方向移動は、摺動リング50の外周面に
形成されている環状溝52にローラ56を介して先端を係合
させているレバー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が連結されるレバー55は、ケース
61の外面に突設された一対の支持ピン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Ｕ字状に折り
返された先端部にローラ56が装着されて、ケース61に形
成された長孔63を通じて摺動リング50と係合しているも
のであり、線材で形成されていることにより、ばね性を
有したものとなっている。

一方、キャリア34の外周面とケース61の内面とに夫々複
数個の係合突起54,53が設けられている。これら係合突
起54,53は、摺動リング50が軸方向に摺動した時に、選
択的に係合突起51と係合するものであって、レバー55の
中央部を後退させることによって摺動リング50を前進さ
せて、係合突起51をケース61に設けられた係合突起53と
係合させた時には、摺動リング50がインターナルギア37
の回転を阻止する。逆にレバー55の中央部を前進させる
ことにより摺動リング50を後退させてキャリア34の係合
突起54に係合突起51を係合させた時には、キャリア34に
一体に設けられている太陽ギア35とインターナルギア37
とを係合させる。

前者の場合には、二段目の遊星機構においても減速が有
効に行なわれることから、大減速比となり、後者の場合
には遊星ギア36がその軸まわりの回転（自転）を行なう
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、減速比が小さくなる。変速機能を備え
たものとなっているわけである。

次に、本発明にかかるクラッチ部４について説明する。
このクラッチ部４も上記減速部３と同様に遊星機構を利
用したもので、まずケース62内に配設される遊星機構
は、上記キャリア38に一体に形成されている太陽ギア4
0、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41を支持するキャリア43とで構
成されている。

そしてロック手段は、インターナルギア42の前端内周部
に周方向において等間隔に突設された複数個のカム突起
47と、ケース62内面に回動自在となるように取り付けら
れた一対のロックピン45a,45b、中央部がケース62で支
持されるとともに両端を各ロックピン45a,45bに接触さ
せるばね46、キャリア43とともに出力軸７に一体的に回
転するように結合されているロックリング44とから構成
されている。

各ロックピン45a,45bは、第４図に示すように、各先端
を対向させた状態でロックリング44の外周面の歯に係合
してラチェットを構成し、一方のロックピン45aはロッ
クリング44の、つまりは出力軸７の図中反時計まわり方
向の回転を阻止し、ロックピン45bは出力軸７の図中時
計まわり方向の回転を阻止する。両ロックピン45a,45b
が共にロックリング44と係合している時には、先端にチ
ャック８が取付ねじ80によって固着されている出力軸７
は、その両方向回転について共にロックされた状態とな
っているわけである。

またトルク調整手段は、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突設された複数個の係止突
起48と、ケース62に形成された前記複数個の孔67内に配
設された鋼球74、ケース62の異形台部66に被せられるス
ラスト板75、クラッチばね76、クラッチ板77及び前記ク
ラッチハンドル78で構成されている。

クラッチハンドル78はギアケース６の先端面とこのギア
ケース６に取付ねじ81で取り付けられる取付板79との間
で、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、ケース62の異形台
部66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。クラ
ッチばね76はこのクラッチ板77とスラスト板75との間に
配される圧縮コイルばねであり、スラスト板75を介して
鋼球74と接触する。鋼球74はインターナルギア42に形成
されている前記係止突起48と係合する。なお、係止突起
48は鋼球74の直径よりも大きい間隔で設けられているた
めに、インターナルギア42は常時ある角度内の回転が可
能となっている。

クラッチ部４におけるロック手段及びトルク調整手段の
動作について説明する。モータ２を回転させておらない
停止状態においては、一対のロックピン45a,45bが共に
ロックリング44に係合しており、前述のように出力軸７
はその両方向回転についてロックされた状態となってい
る。従って、締め付け作業を手動で行なうことができ
る。今、この状態からモータ２を回転させて、出力軸７
を第４図中にT₁で示す時計まわり方向に回転させようと
すると、出力軸７はロックされているために、この駆動
力は遊星ギア41を介してインターナルギア42に伝えら
れ、インターナルギア42が図中T₂で示す反時計まわり方
向に回転を始める。そしてインターナルギア42の係止突
起48がクラッチばね76による付勢を受けている鋼球74に
接してその回転が止められた時には、第５図に示すよう
に、インターナルギア42における複数個のカム突起47の
うちの２つが一対のロックピン45a,45bを共に押し上げ
てこれらをロックリング44から離し、出力軸７に対する
回転規制を解除する。このため、出力軸７はモータ２か
らの動力による回転を開始する。また、この時、両ロッ
クピン45a,45bが共にロックリング44から離れているた
めに、ラチェット音が発生したり、ラチェット負荷が生
じたりすることはない。

以後、ロック手段においてはこの状態を維持するのであ
るが、締め付けトルクが所定値に達したならば、その反
力を受けているインターナルギア42は、回転を始める。
つまり、ばね付勢されている鋼球74を係止突起48が乗り
越えて回転を始める。この結果、出力軸７に伝えられる
トルクはその自転で制限されてしまい、出力軸７が停止
するものである。

また、この時、ロック手段においてはカム突起47が回転
するために、ばね46で付勢されているロックピン45a,45
bがロックリング44に再係合する時点が生じるが、この
時には出力軸７は停止しているのであるから、問題を生
じることはない。また、ここに示したものでは、インタ
ーナルギア42の係止突起48が鋼球74と接する位置にある
時、いずれかのカム突起47がロックピン45a,45bとロッ
クリング44との係合を解除している位置にあるように、
係止突起48とカム突起47とを対応させて設けていること
から、出力軸７が不用意にロックされてしまうようなこ
とはない。

尚、ロックピン45a,45bにおけるカム突起47の当接部
は、弧状面49とすることによって、カム突起47がどちら
の方向からロックピン45a,45bに接しようと、ばね46に
抗して各ロックピン45a,45bはスムーズに押し上げられ
るようになっている。

次に回転させていたモータ２を停止させた時には、この
時点でカム突起47が第５図に図示の状態にあれば、ばね
46による付勢力Fa,Fbを受けている両ロックピン45a,45b
は、その弧状面49,49でカム突起47を押すことで、イン
ターナルギア42を図中矢印で示す方向に、つまりは当初
とは逆方向に回転させる。この結果、両ロックピン45a,
45bは再度ロックリング44と係合して、出力軸７の両方
向の回転を共に阻止する。

モータ２の回転方向を逆とした時には、上記各回転方向
が逆となるだけであるために、説明は省略する。尚、ロ
ック手段におけるロックピン45a,45bは、第７図に示す
ように、対称に設けられる二対とすると、出力軸７のロ
ックが回転中心に対してバランスの良いものとなるため
に、ロック強度が向上する。ロック解除の際には、これ
ら二対のロックピン45a,45bがすべてカム突起47で押し
あげられるようになっているのはもちろんである。

第２図中の70,72は座金、73は出力軸７と太陽ギア40と
に両端を夫々差し込むピンである。

以上の実施例においては、ロック部材であるところのロ
ックピン45a,45bが係合する部材として、ロックリング4
4を設けたものを示したが、このロックリング44は出力
軸７と一体に回転する部材であるとともに、キャリア43
とも一体に回転する部材であることから明らかなよう
に、ロックピン45a,45bはキャリア43に係合するもの、
あるいは出力軸７に直接係合するものとしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、係合部材を係合させる
とともに回動自在とすることでトルク調整手段と利用し
ているインターナルギアを、係合部材がインターナルギ
アに係合している状態では、ロック解除に必要な回転だ
けがインターナルギアに許されるようにしているため
に、ロック手段とトルク調整手段とにおいて、単一の遊
星機構におけるインターナルギアを共用できたものであ
り、２つの遊星機構を個別に必要とした従来例に比し
て、部品数の削減と構造の簡略化、組立性の工場並びに
機構の小型軽量化を得られるものであり、またロック解
除用のカム部材を複数設けているために、ロック解除を
始動に伴って迅速に且つ確実に行えるものである。

【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図は同上の分
解斜視図、第３図は同上のロックピン及びばねの斜視
図、第４図は第１図中のＡ−Ａ線における横断面図、第
５図は同上の動作を示す横断面図、第６図は同上のイン
ターナルギアの斜視図、第７図はロック手段の他の実施
例を示す横断面図、第８図は同上の全体を示す斜視図で
あって、２はモータ、３は減速部、４はクラッチ部、６
はギアケース、７は出力軸、40は太陽ギア、41は遊星ギ
ア、42はインターナルギア、43はキャリア、44はロック
リング、45a,45bはロックピン、46はばね、47はカム突
起、48は係止突起、74は鋼球、76はクラッチばねを示
す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽ギアとインターナルギアとこれら両者
   に噛み合う遊星ギアと遊星ギアを支持するキャリアとか
   らなる遊星機構を動力伝達機構中に備えるとともに、 キャリアに接続された出力部と係合して出力部の各方向
   回転を夫々阻止する少なくとも一対のロック部材と、両
   ロック部材を出力部との係合方向に付勢する付勢部材
   と、ロック部材と出力部との係合解除用として上記遊星
   機構における回転自在とされたインターナルギアに設け
   られている複数個のカム部材とからなるロック手段を備
   え、 更に上記インターナルギアに設けられた係止突起と、イ
   ンターナルギアに向けてばね付勢されて係止突起との係
   合でインターナルギアの回転をトルク値に応じて規制す
   る係合部材とからなるトルク調整手段を備えており、 トルク調整手段における係合部材と係止突起とは、所定
   負荷以下においてはインターナルギアの所要角度内の回
   動を許しているとともに、カム部材によるロック部材と
   出力部との係合解除に要する回動角度が上記所要角度内
   となっていることを特徴とする電動ドライバー。
2. 【請求項２】インターナルギアに設けられたカム部材と
   係止突起とは互いに対応するとともにロック部材に対し
   て複数のカム部材が同時係合する位置に配されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電動ドライ
   バー。
3. 【請求項３】ロック手段は出力部に対して対称に複数対
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電動ドライバー。