JPS5810195B2 - electric screwdriver - Google Patents

electric screwdriver

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JPS5810195B2
JPS5810195B2 JP12504978A JP12504978A JPS5810195B2 JP S5810195 B2 JPS5810195 B2 JP S5810195B2 JP 12504978 A JP12504978 A JP 12504978A JP 12504978 A JP12504978 A JP 12504978A JP S5810195 B2 JPS5810195 B2 JP S5810195B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tightening
motor
bit holder
electric screwdriver
differential
Prior art date
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Expired
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JP12504978A
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Japanese (ja)
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JPS5554181A (en
Inventor
斎藤守弘
山岸隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Industry Co Ltd filed Critical Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication of JPS5810195B2 publication Critical patent/JPS5810195B2/en
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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータによって回転させられるビットホルダに
ドライバビットを保持させるように構成された電動ドラ
イバに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electric screwdriver configured to hold a driver bit in a bit holder rotated by a motor.

従来の電動ドライバは、例えば第1図に示すように、作
業者の手に握られるハウジング11の先端にベアリング
12を介してビットホルダ13を取付け、ハウジング1
1に内蔵せしめたモータ14、の回転力を遊星ギヤを用
いた減速機構15を介してビットホルダ13に伝達する
ようにし、それによりビットホルダ13を回転させうる
ようになっている。
In a conventional electric screwdriver, for example, as shown in FIG. 1, a bit holder 13 is attached via a bearing 12 to the tip of a housing 11 that is held in the hand of an operator.
The rotational force of a motor 14 built into the bit holder 1 is transmitted to the bit holder 13 via a speed reduction mechanism 15 using planetary gears, thereby making it possible to rotate the bit holder 13.

そしてこのビットホルダ13に別部品のドライバビット
(図示せず)を取付けておくことによりねじの締付は作
業やゆるめ作業を行うことができるようになっている。
By attaching a separate driver bit (not shown) to the bit holder 13, screw tightening and loosening operations can be performed.

しかしこの第1図に示した電動ドライバの減速機構15
は、モータ14の出力軸に連結された第1段ピニオンギ
ヤ151とハウジング11に固定されたインターナルギ
ヤ152との間に第1段遊星ギヤ153を噛合させ、か
つこの第1段遊星ギヤ153を回転自在に保持した第2
段ピニオンギヤ154とインターナルギヤ152との間
に第2段遊星ギヤ155を噛合させ、さらにこの第2段
遊星ギヤ155をビットホルダ13に回転自在に保持さ
せた構造であるので、ビットホルダ13を常に所定の減
速比で回転させうる反面、ねじ締付時にはビットホルダ
13が急激に停止させられるため、モータ14のトルク
の他に可動部分の慣性による衝撃トルクが発生し、その
トルクによる反動力がハウジング11を介して作業者の
手に伝わり、非常に不快に感じられるという問題があり
、さらにその衝撃トルクは締付精度を低下させることに
もなってしまう。
However, the reduction mechanism 15 of the electric screwdriver shown in FIG.
A first stage planetary gear 153 is meshed between a first stage pinion gear 151 connected to the output shaft of the motor 14 and an internal gear 152 fixed to the housing 11, and this first stage planetary gear 153 is The second rotatably held
The second stage planetary gear 155 is meshed between the stage pinion gear 154 and the internal gear 152, and the second stage planetary gear 155 is rotatably held in the bit holder 13. Although it can always rotate at a predetermined reduction ratio, the bit holder 13 is suddenly stopped when tightening the screw, so in addition to the torque of the motor 14, an impact torque is generated due to the inertia of the moving parts, and the reaction force due to that torque is generated. There is a problem in that the impact torque is transmitted to the operator's hand via the housing 11, making the operator feel extremely uncomfortable, and furthermore, the impact torque also reduces the tightening accuracy.

またこの衝撃トルクを緩和するためにモータとビットホ
ルダとの間にねじりコイルばねを介在させることも考え
られるが、それによっても所望の締付は強さを得るには
経験による他ないため熟練を要しかつその締付精度の向
上にも限界がある。
It is also possible to interpose a torsion coil spring between the motor and the bit holder to alleviate this impact torque, but even then, the only way to obtain the desired tightening strength is through experience, so it requires skill. However, there is a limit to the improvement of the tightening accuracy.

したがって本発明の目的は、ねじ締付時に作業者に伝わ
る不快感を減じた上に、熟練を要することなく高い締付
精度を得ることができる電動ドライバを提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electric screwdriver that can reduce the discomfort conveyed to the operator when tightening screws, and can also achieve high tightening accuracy without requiring any skill.

以下第2図以降を参照して、本発明につき実施例を用い
て説明する。
The present invention will be described below using examples with reference to FIG. 2 and subsequent figures.

先ず第2図は本発明による電動ドライバの一実施例とし
て、第1図に示した従来の電動ドライバを改良したタイ
プのものを示している。
First, FIG. 2 shows an improved type of the conventional electric screwdriver shown in FIG. 1 as an embodiment of the electric screwdriver according to the present invention.

それにおいては、ドライバビット16を保持するビット
ホルダ13は、ハウジング11にねじ込まれる締付環1
7にベアリング12を介して回転自在に保持されている
In that case, a bit holder 13 holding a driver bit 16 has a tightening ring 1 screwed into the housing 11.
7 via a bearing 12 so as to be rotatable.

またこのビットホルダ13とモータ14との間に介在す
る減速機構15のインターナルギヤ152は、一端をハ
ウジング11にベアリング18を介して支持されかつ他
端を締付環17にベアリング19を介して支持されるこ
とにより回転可能な構成で組込まれている。
Further, an internal gear 152 of the reduction mechanism 15 interposed between the bit holder 13 and the motor 14 has one end supported by the housing 11 via a bearing 18 and the other end supported by the tightening ring 17 via a bearing 19. It is built in such a way that it can be rotated by being supported.

このためこの減速機構15は全体として差動装置と実質
的に同等な構成になっている。
Therefore, this reduction mechanism 15 as a whole has a configuration substantially equivalent to a differential gear.

即ち減速機構15の第1段ピニオンギヤ151が差動装
置の入力軸を構成し、第2段遊星ギヤ155をビットホ
ルダ13に保持させている部分が差動装置の一方の出力
軸を構成し、インターナルギヤ152が差動装置の他方
の出力軸を構成している。
That is, the first stage pinion gear 151 of the speed reduction mechanism 15 constitutes the input shaft of the differential device, and the portion where the second stage planetary gear 155 is held by the bit holder 13 constitutes one output shaft of the differential device, Internal gear 152 constitutes the other output shaft of the differential.

さらに第3図をも参照して、インターナルギヤ152の
外周面には互いに成る角度をなす複数箇所に永久磁石2
1が接着固定され、一方、ハウジング11のうちインタ
ーナルギヤ152の外周面に間隔をおいて対向する部分
111の内面には互いに成る角度をなす複数箇所に永久
磁石21と同数のコイル装置(ヨークに巻線を施したも
の)22が固定されている。
Furthermore, with reference to FIG.
On the other hand, on the inner surface of the portion 111 of the housing 11 that faces the outer peripheral surface of the internal gear 152 at intervals, coil devices (yokes) of the same number as the permanent magnets 21 are installed at multiple locations forming angles with each other. 22 is fixed.

こうして永久磁石21とコイル装置22とで発電機が構
成され、インターナルギヤ152が回転したときにはコ
イル装置22に回転速度に比例した交流電圧が誘起され
る。
In this way, the permanent magnet 21 and the coil device 22 constitute a generator, and when the internal gear 152 rotates, an alternating current voltage proportional to the rotation speed is induced in the coil device 22.

その上、この発電電圧に第4図に示すように直列抵抗R
を入れると電流Iが流れ、この電流に比例したトルクを
発生し、このトルクがインターナルギヤ152に作用す
る。
Moreover, as shown in Fig. 4, a series resistance R is applied to this generated voltage.
When the current I is turned on, a current I flows and a torque proportional to this current is generated, and this torque acts on the internal gear 152.

ここで永久磁石21が発電機の回転子を構成し、一方、
コイル装置22が発電機の固定子を構成することについ
ては言うまでもないであろう。
Here, the permanent magnet 21 constitutes the rotor of the generator, while
It goes without saying that the coil device 22 constitutes a stator of the generator.

上述した構造の電動ドライバによってねじの締付作業を
行うには、先端を予め少しねじ込まれたねじのねじ頭に
ドライバビット16の先端を押し当て、そして電源スィ
ッチ23を投入する。
To tighten a screw using the electric screwdriver having the above-described structure, the tip of the driver bit 16 is pressed against the screw head of a screw that has been slightly screwed in beforehand, and the power switch 23 is turned on.

するとモータ14が駆動されて第1段ピニオンギヤ15
1を回転させる。
Then, the motor 14 is driven and the first stage pinion gear 15
Rotate 1.

インターナルギヤ152には発電ブレーキのような制動
力が働いているので、これはゆっくりとしか回転せず、
このため第1段遊星ギヤ153はインターナルギヤ15
2内で円軌道運動を行い、それにしたがって第2段ピニ
オンギヤ154を回転させる。
Since the internal gear 152 has a braking force similar to a dynamic brake, it rotates only slowly.
Therefore, the first stage planetary gear 153 is the internal gear 15.
2 and rotate the second stage pinion gear 154 accordingly.

さらに第2段遊星ギヤ155もインターナルギヤ152
内で円軌道運動を行い、それにしたがってビットホルダ
13を減速回転させる。
Furthermore, the second stage planetary gear 155 is also an internal gear 152.
The bit holder 13 is rotated at a reduced speed accordingly.

その結果、ドライバビット16によってねじが締付けら
れる。
As a result, the screw is tightened by the driver bit 16.

さてねじの締付終了寸前においてはねじ頭が着座するこ
とになるので、ドライバビット16の回転速度は急激に
低下させられ、極めて低速になる。
Now, just before the end of tightening the screw, the screw head is seated, so the rotational speed of the driver bit 16 is rapidly reduced to an extremely low speed.

このためインターナルギヤ152がその発電ブレーキの
ような制動作用に打ち勝って高速回転を開始する。
For this reason, the internal gear 152 overcomes the braking action such as a dynamic brake and starts high-speed rotation.

したがってモータ14が従前どおり回転を継続していて
も、ドライバビット16に作用する衝撃的な逆方向トル
クはきわめて小さく抑えられ、そしてハウジング11に
まで伝わることはほとんどないし、またねじがその衝撃
力によって必要以上に締付けられてしまうこともない。
Therefore, even if the motor 14 continues to rotate as before, the impactful reverse torque acting on the driver bit 16 is suppressed to an extremely low level, and is almost never transmitted to the housing 11. It will not be tightened more than necessary.

なおねじ頭が着座した瞬間ではインターナルギヤ152
の回転は極めて低速もしくは零であるため、前述した発
電作用によるトルクが発生することもなく、したがって
このことによるショックがハウジングン11に伝わるこ
ともない。
At the moment the screw head is seated, the internal gear 152
Since the rotation speed is extremely low or zero, no torque is generated due to the above-mentioned power generation effect, and therefore no shock due to this is transmitted to the housing 11.

ところでこうしてインターナルギヤ152が高速回転す
ると、前述したように電流Iが流れるとともに、この電
流Iに比例したトルクが発生し、このトルクが第2段遊
星ギヤ153を介してドライバビット16に伝達され、
ねじがしっかりと締付けられる。
By the way, when the internal gear 152 rotates at high speed in this way, the current I flows as described above, and a torque proportional to this current I is generated, and this torque is transmitted to the driver bit 16 via the second stage planetary gear 153. ,
The screws are securely tightened.

即ちねじの最終的な締付力は、インターナルギヤ152
の回転による発電の結果として発生したトルクによって
決定される。
That is, the final tightening force of the screw is determined by the internal gear 152.
is determined by the torque generated as a result of the rotation of the

ここでねじ締付完了時には、ドライバビット16の回転
が必ず停止されるためインターナルギヤ152の回転速
度は一定となり、一定の電圧を発生するので、抵抗Rの
抵抗値を定めることにより電流Iも一定となり、この電
流Iに比例して発生するトルクも一定となる。
When the screw tightening is completed, the rotation of the driver bit 16 is always stopped, so the rotational speed of the internal gear 152 is constant, and a constant voltage is generated. Therefore, by determining the resistance value of the resistor R, the current I can also be adjusted. The current I becomes constant, and the torque generated in proportion to this current I also becomes constant.

したがって最終的な締付力にバラツキが生じることはな
く、常に一定の締付力をもってねじが締付けられる。
Therefore, there is no variation in the final tightening force, and the screw is always tightened with a constant tightening force.

さらにこの締付力の調整は、抵抗R7の抵抗値を変える
ことにより行うことができる。
Furthermore, this tightening force can be adjusted by changing the resistance value of the resistor R7.

即ち抵抗Rを大きくするとそれに逆比例して電流Iが低
下し、発生トルクも減少するので締付力が小さくなり、
一方、抵抗Rを小さくすると全く逆な現象により締付力
が大きくなる。
That is, when the resistance R is increased, the current I decreases inversely proportional to it, and the generated torque also decreases, so the tightening force becomes smaller.
On the other hand, when the resistance R is decreased, the tightening force increases due to the completely opposite phenomenon.

この点に鑑み、抵抗Rとして可変抵抗を用い、締付力を
任意の値に調節できるようにすることは好ましい。
In view of this point, it is preferable to use a variable resistor as the resistor R so that the tightening force can be adjusted to an arbitrary value.

また締付完了時の電流Iによる電圧を検出して第4図に
示すようにこれを基準電圧と比較し、このことによって
得られる信号に基いてモータ電源オフ−リレー24等を
駆動してモータ14の駆動を自動的に停止するようにも
実施できる。
Furthermore, the voltage caused by the current I when the tightening is completed is detected and compared with the reference voltage as shown in FIG. It is also possible to automatically stop the drive of 14.

これによれば基準電圧Eを適宜に変えて選ぶことにより
、所望の締付力が得られたときにモータ14を停止し、
それにより一定の締付力を得るとともに、モータ14の
無駄な電力消費を防止することができる。
According to this, by appropriately changing and selecting the reference voltage E, the motor 14 is stopped when the desired tightening force is obtained,
This makes it possible to obtain a constant tightening force and to prevent wasteful power consumption of the motor 14.

上述ではねじの締付けについて説明したが、ねじをゆる
めることをも可能にするには、インターナルギヤ152
を回転自在に支持したベアリング18と19として、一
方向のみの回転を許し他方向の回転は阻止するものを用
いればよいことが理解されよう。
The above description has been about tightening the screws, but in order to also loosen the screws, the internal gear 152
It will be understood that it is sufficient to use bearings 18 and 19 that rotatably support the bearings 18 and 19, which allow rotation in only one direction and prevent rotation in the other direction.

以上実施例を用いて説明したように、本発明による電動
ドライバにおいては、差動装置のビットホルダに連結さ
れた出力軸に停止力が加わると差動装置の他方の出力軸
が高速で回転するようになっているので、ねじ締付時に
発生しようとする衝撃トルクは小さく抑えられ、このた
め締付精度が安定するとともに、作業者が手で握って作
業する場合にも手に伝わるショックが少なくて楽に作業
でき、また最終的な締付力は上記他方の出力軸の回転を
利用した発電機の作用によって発生させられるものであ
るので、モータ自体を制御することなく簡単に一定の締
付力を得ることができ、作業者が交替しても同じ締付力
が得られ、しかもこの締付力を発生させる部分には摩耗
部分がほとんどないため耐久性においても優れている。
As explained above using the embodiments, in the electric screwdriver according to the present invention, when a stopping force is applied to the output shaft connected to the bit holder of the differential, the other output shaft of the differential rotates at high speed. As a result, the impact torque that is generated when tightening screws is suppressed to a small level, which stabilizes the tightening accuracy and reduces the shock that is transmitted to the hands of the operator when he or she grips the screws while working. The final tightening force is generated by the action of a generator that utilizes the rotation of the other output shaft, so it is easy to generate a constant tightening force without controlling the motor itself. Even if the operator changes, the same tightening force can be obtained, and the part that generates this tightening force has almost no wear parts, so it has excellent durability.

なお上述の実施例においては、従来の電動ドライバの減
速機構を改良してなる差動装置を用いているが、他の構
成の差動装置を用いても同等な効果を得ることができる
のはもちろんである。
Although the above-mentioned embodiment uses a differential device that is an improved deceleration mechanism of a conventional electric screwdriver, it is possible to obtain the same effect by using a differential device with other configurations. Of course.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の電動ドライバの一例を部分断面にして内
部機構をも示した図、第2図は本発明による電動ドライ
バの一実施例を部分断面にして内部機構をも示した図、
第3図は第2図中の■−■線に沿った断面図、第4図は
発電機による電流の応用例を示した概略回路図である。 11・・・・・・ハウジング、13・・・・・・ビット
ホルダ、14・・・・・・モータ、15・・・・・・減
速機構、16・・・・・・ドライバビット、21・・・
・・・永久磁石、22・・・・・・コイル装置、23・
・・・・・電源スィッチ、152・・・・・・インター
ナルギヤ。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an example of a conventional electric screwdriver, showing the internal mechanism. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an example of an electric screwdriver according to the present invention, also showing the internal mechanism.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing an example of application of current by a generator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Housing, 13...Bit holder, 14...Motor, 15...Deceleration mechanism, 16...Driver bit, 21...・・・
... Permanent magnet, 22 ... Coil device, 23.
...Power switch, 152...Internal gear.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 モータによってビットホルダを回転させる電動ドラ
イバにおいて、上記モータとビットホルダとの間に介在
する差動装置を含み、該差動装置の入力軸を上記モータ
に連結し、かつ該差動装置の一方の出力軸を上記ビット
ホルダに連結し、さらに該差動装置の他方の出力軸に永
久磁石を固定し、かつ該他方の出力軸に間隔をおいて対
向する固定部の該対向面にコイル装置を配置し、該コイ
ル装置と上記永久磁石とで発電機を構成させたことを特
徴とする電動ドライバ。
1. An electric driver that rotates a bit holder with a motor, including a differential device interposed between the motor and the bit holder, an input shaft of the differential device being connected to the motor, and one of the differential devices the output shaft of the differential gear is connected to the bit holder, a permanent magnet is fixed to the other output shaft of the differential device, and a coil device is attached to the opposing surface of the fixed part facing the other output shaft with a space therebetween. An electric screwdriver characterized in that the coil device and the permanent magnet constitute a generator.
JP12504978A 1978-10-13 1978-10-13 electric screwdriver Expired JPS5810195B2 (en)

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JP12504978A JPS5810195B2 (en) 1978-10-13 1978-10-13 electric screwdriver

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JPS5554181A JPS5554181A (en) 1980-04-21
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