JPH0713980Y2 - トルク調整機構付回転電動工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は電動スクリュードライバー、或いはドリルなど
の回転電動工具、特に締付けトルクを一定に保つなど、
電動工具の主軸に伝達される駆動トルクを一定の値に調
整可能なトルク調整機構付回転電動工具の改良に関す
る。

（従来の技術） 従来、この種のトルク調整機構付回転電動工具として
は、例えば実開昭63-30476号公報に記載された技術と、
実開昭59-143670号公報に記載された技術が案出されて
いた。

いずれの技術もモータの出力軸と電動工具の主軸との間
に滑りクラッチを設け、この滑りクラッチ間の付勢力を
調整することによって、クラッチ間が滑り始めるトルク
の値、すなわち電動工具の主軸に伝達され得る最大トル
クの値を調整するものである。

ここにおいて、いずれの技術もクラッチ間の付勢力を段
階的に調整するものであり、この結果電動工具の主軸に
伝達され得る最大トルクも段階的に調整され、例えば最
大が20kgのトルク、30kgのトルク、40kgのトルクといっ
たように切換えられる。

（考案が解決しようとする課題） 従来の段階式調整手段によると、次のような問題を生じ
る。すなわち需要者によっては、例えば25kgのトルクの
ものを必要としたり、あるいは38kgのトルクのものを必
要とする場合がある。この場合、たまたま段階的に切換
え可能なトルクであれば従来技術でも対応できるが、切
換え可能な各段階の中間のトルクが必要なときには対応
ができない。

これに対処するためには、予め、例えば25kg用、38kg用
といった多種類の機種を用意しておけばよいものの、そ
れでは量産効果が挙げられない。

そこで、本考案では単一の機種で最大トルクを任意の値
に調整できるようにするとともに、この調整後の保持を
効果的になし得ることを技術的課題としたものである。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本考案はドリルビット
・ドライバビット等の各種ビットを取付ける電動工具の
主軸と、前記電動工具の主軸にトルクを付与するモータ
の出力軸との間に、所定値以上のトルクが伝達しないよ
うにクラッチ手段を備えたトルク調整機構付回転電動工
具であって、前記クラッチ手段は、前記主軸及び出力軸
の軸心と偏位されて平行に配置されかつ一方側を該主軸
に噛合されたクラッチ軸と、該クラッチ軸に遊嵌され前
記出力軸に噛合された第１のクラッチ材と、該クラッチ
軸に対しその軸方向への移動が許容されるとともに同ク
ラッチ軸と一体に回転するように取付けられかつ前記第
１のクラッチ材と噛合い状態ないし滑り状態のいずれか
の接続状態に切換え可能な第２のクラッチ材と、前記ク
ラッチ軸に軸方向への移動が許容されたバネ受け部材と
前記第２のクラッチ材との間に弾装されて前記第１と第
２のクラッチ材とを常時噛合い状態となるように付勢す
るコイルバネと、該コイルバネによる前記第１と第２の
クラッチ材間に付勢力を増減する調整手段とを有し、前
記調整手段は、前記バネ受け部材に当接するカム面を備
えた調整板と、該調整板を回動するための工具の本体ハ
ウジングの外面に前記クラッチ軸と直交方向に延出され
た調整軸と、該調整軸の本体ハウジングの外面に突出さ
れた部位に設けられかつ外周に比較的細かいセレーショ
ンが形成された調整つまみと、該調整つまみのセレーシ
ョン部位に対し弾性的に係合されかつ操作用の指掛け片
により強制的にその係合を解離される位置決め用ロック
手段とを有し、前記調整板のカム面を前記調整軸の軸心
からの半径が暫時大きくなる連続した曲面に形成して前
記バネ受け部材の軸方向への移動を介してコイルバネの
付勢力を無段階に調整したことを要旨とするものであ
る。

（作用） 上記手段によると、バネ受け部材に当接するカム面を備
えた調整板の回動によってコイルバネの付勢力を無段階
に調整することにより、両クラッチ材の噛合い状態から
滑り状態へ移行するトルクを無段階（連続状）に調整す
るものである。

また、その調整後の位置決めにあっては、調整つまみの
セレーション部位に位置決め用ロック手段を弾性的に係
合して行うとともに、調整板の回動操作にあっては、調
整つまみのセレーション部位に弾性的に係合する位置決
め用ロック手段を指掛け片により強制的に解離しなけれ
ば、該調整つまみの操作ができないものである。

（実施例） 次に、本考案を具体化した一実施例を図面にしたがって
説明する。

図示した電動式スクリュードライバーにおいて中空状の
ハウジング10は上部の本体ハウジング12と下部のハンド
ルハウジング14とから一体状に形成されている。

本体ハウジング12内の後方側には正逆転可能な電動モー
タ16が装設されており、この電動モータ16の出力軸18の
回転は出力軸18に固定された駆動歯車20を介して前方下
部に配置されたクラッチ機構22に伝達され、さらにこの
クラッチ機構22より前方上部に配置された電動工具の主
軸（以下、スピンドルともいう）24に従動歯車26を介し
て伝達されるように構成されている。

クラッチ機構22は本体ハウジング12に対し前記出力軸18
と平行状態で軸受28,30を介して回転可能に支承された
クラッチ軸32を有しており、このクラッチ軸32は一方側
にスプライン軸部34を、他方側には中空軸部36を、さら
にこれらの中間部に大径軸部38を有している。中空軸部
36には上記出力軸18の駆動歯車20と噛合う外周歯部を備
えた第１クラッチ円板40が遊嵌されており、この第１ク
ラッチ円板40の前方側の面にはクラッチボール42,42の
一部が遊合する凹所44,44が直径方向に相対して一対設
けられている。大径軸部38には上記第１クラッチ円板40
に対面してクラッチボール42,42を相互間に挟持する皿
状の第２クラッチ円板46が遊嵌されており、また軸方向
に沿う長穴48が軸方向に対し直角方向に貫設されてい
る。この長穴48には両端が第２クラッチ円板46の外周部
に相対して形成された図示しない一対の切欠き溝に係合
するクラッチピン50が遊嵌されている。スプライン軸部
34は上記従動歯車26と噛合うスプライン52を前部に有し
ており、このスプライン52の後部にはスプライン軸部34
に沿って軸方向に摺動可能なバネ受け部材54が装着され
ている。バネ受け部材54はスライダ56とスラストニード
ルゲージ60とディスク62とを有しており、このバネ受け
部材54と上記第２クラッチ円板46との間には該第２クラ
ッチ円板46を第１クラッチ円板40に向けて付勢する第１
コイルスプリング64が介在している。なお、クラッチ軸
32の大径軸部38には上記第１コイルスプリング64よりも
短くかつ小径の第２コイルスプリング66が嵌装されてい
る。

クラッチ機構22は上記構成により電動モータ16の出力軸
18の正逆回転を駆動歯車20,第１クラッチ円板40からク
ラッチボール42,42と第２クラッチ円板46のクラッチピ
ン50との係合を介してクラッチ軸32に伝達し、同クラッ
チ軸32のスプライン軸部34と従動歯車26との噛合いによ
りスピンドル24を正逆回転させる。またスピンドル24に
過大負荷が生じてその回転が阻止されると、クラッチ軸
32側の回転が阻止されるため、電動モータ16の出力軸18
とともに回転されている第１クラッチ円板40のクラッチ
ボール42,42がクラッチピン50の外周上に乗り上げて同
クラッチピン50、第２クラッチ円板46を第１コイルスプ
リング64のばね圧に抗して軸方向前方に移動させ、第１
クラッチ円板40から第２クラッチ円板46への回転伝達が
絶たれ、駆動歯車20はクラッチ軸32に対し空転する。

そして、前記本体ハウジング12内の前方部下側には前記
第１コイルスプリング64のばね圧を調整する調節機構68
が装設されている。

調節機構68は本体ハウジング12に回動可能に支承されて
一端が前記クラッチ機構22のクラッチ軸32のスプライン
軸部34に近接し、他端が本体ハウジング12から外部に突
出する調整軸70を有している。この調整軸70の上記一端
側には前記第１コイルスプリング64のばね圧を調整する
制御部を構成する調整板72が一体形成されている。この
調整板72の外周にはカム面72aが形成されかつ下面は本
体ハウジング12内の段差面12aに対面しており、前記カ
ム面72aは上記バネ受け部材54のスライダ56の前面に相
対して位置している。

カム面72aとスライダ56の前面との間にはスライダ56に
一体固定されたＬ字状の当部材74の短片74aが介在され
ており、この当部材74の二又状の長片74b（図は一方の
みを示す）は前記クラッチ軸32のスプライン軸部34の外
周軸方向に沿って本体ハウジング12に対し摺動自在に保
持されている。従ってスライダ56の前面は上記第１コイ
ルスプリング64により当部材74を介して常にカム面72a
に向けて圧接されており、調整軸70を回動させると対応
するカム面72aの進退に伴ってスプライン軸部34に沿っ
て軸方向に動く。

第２図はカム面72aの詳細を示したものである。以下に
カム面72aの形状を決定する手順を説明する。

図中Ｏはカムの回転中心点であり、まずOAにカムの最少
半径をとる。ここでこの最小半径OAは調整可能な最大ト
ルクの範囲中最少のものに対応して設定する。次にOAか
ら時計回りにそれぞれ22.5°の角をなして線OB1,OC1,OD
1,…を引く。そしてOB1上にOA＋h,OC1上にOA＋2h,OD1上
にOA＋3h,のそれぞれ距離の点にB2,C2,D2,…をとる。さ
らに、B2を通るOB1の垂線B3,C2を通るOC1の垂線C3,D2を
通るOD1の垂線D3…をとる。次にＡを通ってB3に接する
円を描き、B3に接する点をB4とする。次にB4を通ってC3
に接する円を描き、C3に接する点をC4とする。以下同様
にD4,E4,…をとる。得られたB4,C4,D4,E4…をつなぐス
ムースな曲線を描くことにより、カム面72aが決定され
る。このようなカム面によるとカムの回転量に比較例し
て、第１コイルスプリング64を圧縮することができる。
なお、第２図に示されるように本カム面72aは270°以上
の範囲にわたって有効なカム面をなしている。

一方、第１図に示すように、調整軸70の調整板72の他端
側には本体ハウジング12の外部に突出する部位に外部か
らの操作可能な操作部を構成する調整つまみ82が嵌着さ
れており、この調整つまみ82は第３図に示すように、外
周全域に細かいセレーション82aが刻設され、また上面
に設定トルクを表示する目盛82bが放射状に付されてお
り、本体ハウジング12の後述する基準位置に対して設定
トルクの目盛82bを合せれば必要な最大伝達トルクが得
られるようになっている。

そして、前記調整つまみ82の外周に対向する本体ハウジ
ング12の前方部下側の段差部位には取付孔12bが穿設さ
れ、この取付孔12b内には前記設定トルクの目盛82bの基
準位置を兼用する位置決め用のロック手段84が装設され
ている。このロック手段84は取付孔12b内に摺動可能に
挿通される一方端を開放したブロック状の本体86と、該
本体86の他方端面に形成されかつ前記調整つまみ82外周
のセレーション82aと係脱可能に対向された少なくとも
２つの爪部88と、該本体86の上面に一体的に突出形成さ
れた指掛け片90と、本体86の開放した一方端から前記取
付孔12b内の底部にかけて弾装されかつ常には２つの爪
部88が調整つまみ82の外周のセレーション82aに係合す
るように押圧付勢すスプリング92とから構成されてい
る。

しかして、調節機構68は上記構成により第１図に示すよ
うに、ロック手段84を動作しない状態では本体86がスプ
リング92の付勢力によりその２つの爪部88が調整つまみ
82外周のセレーション82aに係合した状態が維持されて
いるため、調整つまみ82とともに調整軸70が位置固定さ
れ、また逆方向にロック手段84の指掛け片90を介して本
体86をスプリング92の付勢力に抗して図示右方向に移動
すると、２つの爪部88の調整つまみ82外周のセレーショ
ン82aとの係合状態が解離されるため、調整つまみ82と
ともに調整軸70はフリー状態となる。従ってフリー状態
で調整軸70を調整つまみ82を介して任意の回転位置に設
定し、ロック手段84の爪部88を調整つまみ82外周のセレ
ーション82aに係合させることによりバネ受け部材54の
スプライン軸部34に沿う軸方向の進退位置を固定し、第
１コイルスプリング64のばね圧を調整できる。このよう
なばね圧の調整により上記クラッチ機構22が噛合い状態
から滑り状態へ移行するトルクを無段階的に調整でき
る。なお、バネ受け部材54がスプライン軸部34に沿い軸
方向後方に所定の位置まで動くとバネ受け部材54に第２
コイルスプリング66の前端が当接し、以後第２クラッチ
円板46に対しさらに第２コイルスプリング66のばね力が
加わることとなる。このようにして設定最大トルクが比
較的低い範囲では、第１コイルスプリングが調整つまみ
82の回転角にほぼ比例して圧縮されるため、調整つまみ
82の回転にほぼ比例して最大トルクが変えられる。これ
に対し、設定最大トルクが比較的高い範囲では、第２コ
イルスプリング66のばね力が加わるために、コイルスプ
リングの単位圧縮長あたりのトルク増大率は大きくな
り、高トルク域では調整つまみ82の回転角を大きくとら
なくても所期のトルクに調整される。すなわち、スプリ
ング系の非線形特性と定リフト連続カムの特性を巧みに
組合せることにより調整つまみ82の有効回転角270°程
度で所期のトルク調整を実現することができる。

しかして、トルク設定後は前記ロック手段84の図示右方
向への移動を解除することにより、本体86がスプリング
92の付勢力によって図示左方向へ移動され、その２つの
爪部88が調整つまみ82外周のセレーション82aにそのま
ま対応して係合される。これにより、調整つまみ82とと
もに調整軸70が位置固定されてその状態が保持されるも
のである。

（考案の効果） このように、本考案によると、モータの出力軸と電動工
具の主軸（スピンドル）との間に該両軸の軸心と偏位さ
れた部位にクラッチ手段を設け、調整手段におけるカム
面を備えた調整板の回動によって該クラッチ手段の噛合
い状態から滑り状態へ移行するトルクを無段階（連続
状）に調整することができる。

このため、本考案を回転電動工具であるドライバーに適
用すれば、ビス等の締付けにあって任意の締付トルクが
簡易に得られる他、各種設定トルクを必要とする回転電
動工具を単一の部品構成で実現でき、高い量産効果を発
揮することができる。

しかも、その調整後の位置決めにあっては、調整つまみ
のセレーション部位に位置決め用ロック手段を弾性的に
係合して行うので、トルクを無段階（連続状）に調整す
る調整手段の位置決めとして最も効果的に機能すること
ができ、さらには調整板の回動操作にあっては、調整つ
まみのセレーション部位に弾性的に係合する位置決め用
ロック手段を指掛け片により強制的に解離しなければ、
該調整つまみの操作することができず、調整つまみの不
用意な回動を阻止するとともに設定トルクの維持を確実
なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示し、第１図は本例回転電動工
具の断面要部説明図、第２図は調整板のカム面の説明
図、第３図は調整つまみとロック手段との関係を示す説
明図である。 10……ハウジング 12……本体ハウジング 12a……ハウジング部分 16……電動モータ 18……出力軸 20……駆動歯車 22……クラッチ機構 24……スピンドル 32……クラッチ軸 34……スプライン軸部 40……第１クラッチ円板 42……クラッチボール 46……第２クラッチ円板 50……クラッチピン 52……スプライン 54……バネ受け部材 64……第１コイルスプリング 66……第２コイルスプリング 68……調整機構 70……調整軸 74……当部材 82……調整つまみ 82a……セレーション 84……ロック手段 88……爪部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ドリルビット・ドライバビット等の各種ビ
   ットを取付ける電動工具の主軸と、前記電動工具の主軸
   にトルクを付与するモータの出力軸との間に、所定値以
   上のトルクが伝達しないようにクラッチ手段を備えたト
   ルク調整機構付回転電動工具であって、 前記クラッチ手段は、前記主軸及び出力軸の軸心と偏位
   されて平行に配置されかつ一方側を該主軸に噛合された
   クラッチ軸と、該クラッチ軸に遊嵌され前記出力軸に噛
   合された第１のクラッチ材と、該クラッチ軸に対しその
   軸方向への移動が許容されるとともに同クラッチ軸と一
   体に回転するように取付けられかつ前記第１のクラッチ
   材と噛合い状態ないし滑り状態のいずれかの接続状態に
   切換え可能な第２のクラッチ材と、前記クラッチ軸に軸
   方向への移動が許容されたバネ受け部材と前記第２のク
   ラッチ材との間に弾装されて前記第１と第２のクラッチ
   材とを常時噛合い状態となるように付勢するコイルバネ
   と、該コイルバネによる前記第１と第２のクラッチ材間
   に付勢力を増減する調整手段とを有し、 前記調整手段は、前記バネ受け部材に当接するカム面を
   備えた調整板と、該調整板を回動するための工具の本体
   ハウジングの外面に前記クラッチ軸と直交方向に延出さ
   れた調整軸と、該調整軸の本体ハウジングの外面に突出
   された部位に設けられかつ外周に比較的細かいセレーシ
   ョンが形成された調整つまみと、該調整つまみのセレー
   ション部位に対し弾性的に係合されかつ操作用の指掛け
   片により強制的にその係合を解離される位置決め用ロッ
   ク手段とを有し、 前記調整板のカム面を前記調整軸の軸心からの半径が暫
   時大きくなる連続した曲面に形成して前記バネ受け部材
   の軸方向への移動を介してコイルバネの付勢力を無段階
   に調整したことを特徴とするトルク調整機構付回転電動
   工具。