JPS58149180A - 電動ドライバ− - Google Patents

電動ドライバ−

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JPS58149180A
JPS58149180A JP2983582A JP2983582A JPS58149180A JP S58149180 A JPS58149180 A JP S58149180A JP 2983582 A JP2983582 A JP 2983582A JP 2983582 A JP2983582 A JP 2983582A JP S58149180 A JPS58149180 A JP S58149180A
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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

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】 この発明は、電動ドライバーに関するものであって、一
層詳細には、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4成するよう構
成して、外形寸法を慣めて小さくコンパクトに纏め、溝
帯に便利ならしめた電動ドライバーに関するものである
従来の電動ドライバー(モータを動力源とする本の)は
、2つの型式に大別される。すなわち、その1つは商用
電#(100V)直結とするか、または変圧器で電圧を
降下させてドライバーのモータに供給する復式である。
これらの型式では、何れにしても電源との接続コードが
不可欠である。従って、大きな出力#′i得られるが、
携帯使用は不可能であり、その使用範囲はコードの延長
可能範囲に限定される。このため。
この種の電動ドライバーは主として工場等の組立生産ラ
インで使用される。
またもう1つの型式は、充電式(電池交換式も含む)の
電動ドライバーである。これは、出力に制限があるとい
う点で難点はあるが、接続コードはないので携帯使用が
可能という利点がある。しかし、従来実用化されている
この種の充電式電動ドライバーは、モータ出力を可能な
限り大きくする要請があゐため、必然的に大容量の充電
池を必要とし、このため携行に便利にという一点からの
配慮は殆んど払われていない。
すなわち、ポケットにも収納可能な程の超小蓋で、かつ
取扱いが容易であり、しかも苛酷な実用に耐え石充電式
電動ドライバーは存在しなかったといってよい。
しかし、このよりなIl!精が従来よりなかったという
訳ではないが、先に述べたようにねじ締め等の実用に供
し得る出力を得るためには、どうしても電源となる電a
全大量に使用せねばならないので、このために小屋化が
阻まれていたという事情が存在する。この場合、限られ
た電池容量でもって、大きな出力會得るため[4″i、
モータに接続する減速機の減速段数を増加すればよいが
、減装置が高すぎると出力軸の回転数が低くなり、実際
の使用に供し得なくなる。従って、携帯型の電動ドライ
バーでは、実際に必要とされる作業力と、それに見合っ
た出力を供給するに足る電源容量(ひいては電池寸法)
との均衡点において全体寸法及び設計仕様が決定され、
一般には前記作業力は相当大きなものが要求されるため
、全体的に大撤化し、「携帯型」と称されるものであっ
てもそれは片手でかろうじて持って作業が遂行し得るS
度の意味合しかなく、苛酷な実用に耐えしかも極めて小
#1軽量の電動ドライバーは設計自体が困難であった。
そこで、発明者は前述した従来技術に係る充電型の携帯
電動ドライバーに内在している欠点を解消し、極めて小
型かつ軽量でしかも実際の使用に充分供し得る電動ドラ
イバーを一発するべく、基本に立返って問題点の掌掘に
務めえ結果、次のような解決の端緒上見出した。すなわ
ち、電動ドライバーによゐ作業行程を厳密に分析すれば
、ねじの締付対象としての孔部にねじ溝が既忙螺切しで
ある場合は、ねじはその締付行程の略9011位までは
殆んど無負荷の状態でねじ込まれ、最終的な締上げ段階
においてのみ瞬間的に強力な締付力が要求されるもので
ある。
壕虎、孔部にねじfI#を同時に螺切しながらねじ込み
を行う所謂−ツビンねじでは、相蟲大きな抵抗に遭遇し
ながらもこれt克服して緩徐にねじ切りt行いつつ推進
して行くものであゐ、従って、この場合、全ねじ込み作
業に要する仕事量の大部分は前記−ツビン作業に費やさ
れ、最終練上げ時に@求される強力な締付けの丸めの仕
事量は相対的には僅かなものである。
そして、このように1つのねじ込み作業におj いて2段階の作業力が要求される場合、その全作業の略
90−を占める前段のねじ込み作業が好適に達成される
のであるならば、残りの10優程度を占める最終段の締
上げ作業は、必ずしも機械力に頼らなくとも人力で充分
間に合うことに発明者は想到した。実際、先に検討した
如く、タッピンねじを使用してねじ切りを行いつつねじ
込む作業に要求される程度の出力ならば、小型のモータ
【駆動源とし適宜の減速機に組合わせて比較的小容量の
充電池で購うことが充分可能であるが、最終段の締上げ
も機械力で賄うことにすると、必然的に機械装置並びに
電源が大型化することになる訳である。そして、従来の
携帯型電動ドライバーは何れも、1つの装置で前述した
2段階に亘る作業の全てを醜うことを前提としているの
で、小量化にも自ずから制限があり、真に小型軽量のポ
ケット型の電動ドライバーとはなし得なかった。
しかし、先に述べたように視点を変えて全作業の大部分
を占める前段のねじ込み作業(タッピン作業も含む)だ
けを機械力に依存し、最終段におけふ強力な締上げ作業
(これは極めて蝮時間になされる仕事量である)は人力
により行うようにすれば、相対的に機械寸法並びに電池
容量は小さくて済むことになり、名痰共に小聾軽量のポ
ケット戴電動ドライバーが得られることになる筈であり
、そこで11発明者はこのような発想を起点として更に
思索を重ねた結果、この発1lt−実現化するに際して
は解決f:Iすb多くの問題がなお残されていゐことを
突き止めた。
問題点の縞1は、前段階のねじ締め作業のみをモー−等
の機械力に頼るとしても、後段階におけるねじの締上げ
作業をその11電動′ドライバーを把持した手の回動に
より行う際には、ねじの推進t−阻止しようとする強力
な反対抵抗に遭遇するために、ねじに尚接し九ドライバ
ービットと直結している減速装置(及びモータ)が逆転
してしまい、ねじの締上げが全く果たされないことであ
る。従って、ドライバービットと減速機出力軸との間に
は、何等かの逆転阻止機構を介在させることが必要であ
ることが判った。
なお、ドライバービットの逆転阻止だけを目的とするの
であるならば、駆動源となる直流モータの正極と負極と
をモータの回転停止時に瞬時に短絡させて、所鎮発電制
動の原理により逆転阻止全図ってもよい。
更に問題点の第2は、先に述べた前段階におけるねじ締
め作業を如何にして最吃適切な夕1ミングを見計って終
了させるかということである。仮にこの前段階のねじ締
め作業を作業者の勘に頼って手動によるスイッチのON
・01”F操作で行うとすれば、如何に熟練者でも常に
一定のタイミングで作業を終了させることは不可能であ
り、またこのように作業者の勘や熟練を必要とするよう
では、自動化機器として既に失格と61わなければなら
ない、この場合、ドライバービットに得られる回転出力
の最大の上限を、前段階のねじ締め作業の終期における
反対抵抗の大きさに合致させて、ドライバービットの回
転が機械的に阻止されるのをもってねじ締め作業の終了
とすることもできるが、これは反復作業の都度機械的に
無理な負荷が機器全体に加わるものであるから、苛酷な
使用を前提とする電動ドライバーには到底推奨し得ない
ものであることは勿論であ石。従って、前段階における
ねじ締め作業を最も適切なタイミングを見計って終了さ
せるという要請を満足するためには、所定の締付はトル
クに達したならば(このことはすなわち、所定の反対抵
抗に遭遇したことを意味する)、瞬時にドライバービッ
トの回転を自動的に停止させることがどうしても必要で
ある。
しかも、締付は対象が鋼材であるか、木材であるか1合
成JmBYI材であるか等によって、反対抵抗の大小は
様々に変化するものであるから、最適の締付トルク値で
自動停止するようトルクの可変調節が容易になされるも
のであることが不可欠である。
そこで、発明者は、前記の問題点の満足の得られる解決
策を見出すべく鋭意研究試作を重ねり結果、第1の問題
点については、一方向への回転動力の伝達のみ10容し
、反対方向への回転動力の伝達t″阻止るラチェツ)験
11にドライバービットを着脱自在に装着すゐチャック
の一部に設ければ好適であることを突き止めた。
そして、このラチェット装置には動力伝達方向の切換え
手段全配設しておけば、電動ドライバーの正転、逆転例
れの場合でもその反対方向への回転動力の伝達t−阻止
し得るので極めて便利であることを併せて確認した。
また、第2の問題点については、電動モータの出力軸に
!!続するピニオンギヤから動力伝達を受ける遊J!歯
車と、この遊星歯車に外接す′るインターナルギヤとか
ら基本的に構成される所謂遊星減速装置にクラッチ機能
を備えるトルク1111整機構を取付ければ懸案の第2
の問題点も完全に解決されることが判つ九。
従って、本発明の一般的な目的は、通常のねじ締付は作
業における実際の使用に充分耐える実用性を備えながら
も、−極めて小量でWINK便利なポケット塩の電動ド
ライバービット供するにある。
この目的を達成するため、本発明では、締付は全作業行
程の略大部分を占める前段のねじ込み作業だけ全機械力
に依存し、最終段において要求される強力な締上げ作業
を人力により行うようにしたものである。
すなわち、本発明に係る電動ドライバーは、ドライバー
ビットを着脱自在に装着すbチャック軸の一部にラチェ
ット装置を設け、前記チャック軸を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
置にクラッチ機能を備えるトルク調整機構を取付けるこ
とを特徴とする。
前述の電動ドライバーにおいて、ラチェット装置は、チ
ャックの一部に設けたラチェット歯車と、このラチェッ
ト歯車を挾んで相対向した一対のパウルと、円周方向に
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ェット歯車との保合を解
除する操作リングとから構成し、また遊星減速装置は、
電動モータの出力軸に接続するピニオンギヤから動力伝
達金堂けて自転しつつ公転する遊&歯車と、との運屋ギ
ヤに外接して公転軌道を付与するインターナルギヤと、
前記インターナルギヤを回転自在に収納する円筒ケーシ
ングとから構成する。
なお、この場合、遊星減速装置の円筒ケーシングの端部
に凹部を形成し、この凹部に電動モータの正逆転スイッ
チを収納し、ざらに前記正逆転スイッチの切換操作をラ
チェット装置の操作リングによるパウルとラチェット歯
車との保合解除操作を連動させれば構造の閉略化を図る
ことができる。
また、遊星減速装置の円筒ケーシングに通孔を穿設して
この通孔に鋼球を収納し、一方インターナルギャの外周
に前記円筒ケーシングの通孔穿設位置と対応的にノツチ
を設け、さらに前記通孔に収納した鋼球全所定の圧力で
ノツチに着座させる抑圧手段全般けるか、あるいは円筒
ゲージングの内部に内向き7ランジを備える円筒部材を
嵌着し、この円筒部材の7ランジに通孔を穿設して一球
を収納し、インターナルギャの−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し、前記7ラン
ジに半径方向に延在する突条【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
ヤの7ランジに抑圧する抑圧手段を設けて、これらの抑
圧手段は、円筒ケーシングに一端部を係止した板ばねと
、この板ばね上を摺動して鋼球に対す為前記板ばねの押
圧力を無段階で調整する摺動部材、あゐいは円筒部材に
嵌合した抑圧リングと、との押圧リングと電動モータと
の闇に介挿したコイルばねと、前記電動モー−【前記コ
イルばねの弾力に抗して軸方向に押圧する押圧部材とか
ら構成し%後者の場合は電動モータの出力軸に@続する
ピニオンギヤを軸方向に対して弾力的に保持するよう構
成する。
本発明の他の目的および効果は以下の説明から一層明ら
かとなるであろう。
次に5本発明に係る電動ドライバーにつき、(好適ヶえ
繍例、挙げ、添付や、□3.□6以下詳細に説−する。
第1図において参照符号10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12は全体としてピス
トル形状をなし、耽把に該当する把持部11こは充電池
16が下方から弾倉式に着脱父換自在に収納されている
。前記充電池16は外装ケーシング12の本体部分に収
納したモータ18に、正逆転切換スイッチ20t−介し
て電気的に接続される。また、商用′を源に差込まれた
外部光11器(図示せず)からの充電プラグにこの充電
池16全接続することにより、繰返し充電が可能である
次に外装ケーシング120本体部には、前記モータ18
と整列して遊星減速装置22が配設収納ばれる。この遊
星減速装置22は、第2図に旺細に拡大図示するようK
、リング状部材の内側に噛合歯【刻設したインターナル
ギヤ24と、このインターナルギヤ24の内側に噛合し
て公転しつつ自転する遊Jlllll車26とから基本
的に構成され、この遊星歯車26は、円盤28に仮想配
置した正三角形の各頂点位置に植設し丸軸30に1回転
自在に計3個枢着されている。
また、前記円盤28の中心には、出力軸32が固着され
て軸線方向に延在してい為、前記3個の遊星歯車26は
、モータ18の回転軸34に固着したピニオンギヤ36
と噛合しており、また前記出力軸32は遊星減速装置2
2を囲繞すゐ円f11ケーシング38の底部中心に嵌入
固定したすべ)軸受40に1回転自在に挿通軸支されて
いる。従って、前記インターナルギヤ24が円筒ケーシ
ング38に対して固定されていb限り、モータ18の回
転はピニオンギヤ36→遊鳳歯阜26−円盤28t−経
て、出力軸32に伝達される。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。
しかし、本発明に係る電動ドライバーに組込まれる遊星
減速装置22では、インターナルギヤ24C)外径寸法
は円筒ケー′シング5Bの内径よシも若干小さく設定さ
れて、前記ケーシング38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ヤ24t−円筒ケーシン
グ58゜に対して固定する目的で、インターナルギヤ2
4の外周に少くとも1つのノツチ(団み)42を凹設し
、このノツチ42と対応する位置において円筒ケーシン
グ38に通孔44を穿設する。
前記通孔44には所定直径の鋼球46t−着脱自在に収
容し、また8112図に示すように円筒ケーシング38
と平行に板バネ48t−配設してこの板バネ48により
鋼球46t−弾力的に押圧し、前記鋼球460通孔44
からの脱落を防止する。
なお、この板バネ48による一球46に対する押圧力を
加減調節するために、第2図及び第3図に示すようにス
ライダ50を、板バネ48の上面と当接的に軸一方向へ
自在に摺動するよう配設しておく(この場合、図示しな
いがスライダ50IIi外装ケーシング12から離脱し
ない様、スライド溝等の手段により軸線方向に円滑に案
内されるよう構成しておくことは勿論である)。
そして、このスライダ50を第2図において軸線方向右
備へ摺動させれば板バネ48は鋼球46を強圧して鋼球
46を強力に前記ノツチ42中圧着座させ、またスライ
ダ50t−左方へ摺動させれば前記押圧力は無段1iI
IK緩和される。従って、インターナルギヤ24に対し
内局方向に加わる力(これは、後述する如くドライバー
ビットから逆伝達さ些る外来の反対トルクであゐ)が、
板バネ48による鋼球46の押圧力を超過すると、鋼球
46はノツチ42から浮上がって円筒ケーシング58に
対すゐインターナルギヤ24の固定を解除し、インター
ナルギヤ24は両筒ケーシング38内で空転するに至る
。これが作用効果の説明部分で後述する動力伝達の中断
である。
次に、減速機出力軸52に接続されるラチェット装置の
詳細につ自説明する。このラチェット装置の詳細を、1
11図及び@1図のW−W線断面として示される第4図
に図示する。第1図において、出力軸32には、ドライ
バービット52の迅速な着1mを行う丸めの公知のクイ
ックチャック54が職付けられている。このクイックチ
ャック54が出力−B2に挿通されるスリーブ部分の端
部には、第4図に示す如くラチェット歯車56が刻設さ
れている。また、このラチェット歯車560牛径方向外
方には、三角形状の板片からなる一対のパウル58.5
8が帽60に揺動自在に軸支されて前記ラチェット歯車
56を対向的に挾持し、パウル58の鋭角端はラチェッ
ト歯車56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5B、58にはワイヤスプリン
グ62に9kMして、夫々のパウルに第4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12にはポット型円筒キャンプ66’を
回動自在に設けて、このキャップ66内にバタル押圧レ
バー64を配設し、この抑圧レバー64の各先端部がそ
の回動角度の上限において前記一対のパウル58.58
の何れかと当接してこれを押圧し、このパウル5Bkf
m記ワイヤスプリング62により付与された弾力に抗し
て各矢印人またはB方向とは反対方向に揺動させ得るよ
う、予め寸法設定しておく、なお。
キャップ66は適宜のクリックストップ機構により、正
転、固定及び逆転の各位置で確lIK停止するよう構成
する。
前述し九ラチェット装置において、いま抑圧レバー64
を反時計方向に摺動させれば、抑圧レバー64の一端部
はパウル5B(薦4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58の鋭
jlUIIはラチェット歯車56との保合を解除され石
、従って、この場合、ラチェット歯車56を時計方向に
回転させようとすゐと、*4図で右mに図示した他方の
パウル58は反時計方向に揺動して(ワイヤスプリング
62により付与された弾力に抗して)ラチェット歯車5
601つの歯セグメントから離脱し、ラチェット歯車を
時計方向に1つの歯セグメント分だけ片送りする0次い
で、パ9ル58は隣接する次の歯セグメントに前記ワイ
ヤスプリング62による弾性作用下に洛ち込んで係合し
、同様の手順を繰り返す結果ラチェット歯車56(ひい
てはドライバービット52)の時針方向への片送りが達
成される。
しかし、逆にこのラチェット歯車56を反時計方向に回
転させようとすると、縞4図で右側に図示したパウル5
8は他部材の肉厚部分に当接してその揺動を阻止され、
従ってラチェット歯車56はパウル58と噛み合い、反
時針方向への回転は阻止されることになる。また、押圧
レバー64に一時針方向に摺動させbと、前述したとこ
ろとは逆にラチェット歯車56は反時針方向への片送り
が許容されると共に1時計方向への回転が阻止されるこ
とになり、更に押圧し/(−64t−中間位置に設定す
れば両方向への回転力阻止されて固定状−になることが
1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′)き説明する。先ずラチェット装置は正
転位置に設定し、またスライダ50を調節して適宜の鋼
球押圧力が得られるよう設定しておいて、ねじの締付け
を開始する・ねじの締付けが進行して、前述した前段の
ねじ締付行程の終期に近づくと被締付対象における反対
抵抗は斬増し、所定の締付トルク値に達成する。このと
き、ドライバービット52を経て逆伝達された前記反対
抵抗に起因する反対負荷は出力軸32−円盤28−遊星
歯車26−インターナルギヤ24−h鋼球46−円筒ケ
ーシング3Bの願に伝達される。そして、この反対負荷
が板バネ48によるラジアル方向への鋼球押圧力を克服
すると、鋼球46はインターナルギヤ24の外周に設け
たノツチ42から強制的に退去させられ、結果的に円筒
ケーシング38に対するインターナルギヤ24の固定を
解除する忙至る。このためピニオンギヤ36からの動力
伝達はここで遮断され出力軸32は瞬時に回転を停止す
る。従って、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瞬停し、熟練や勘を全
く必要とすることがな1      いO この状態で、最終段の締上げ行程に入るが、この場合は
手動で把持部14全回動させれば、ドライバービット5
2は正転方向にラチェット接続されているので、そのt
ま締上げが達成される。通常は、この締上げは把持部1
4會角凌にして30f8度回動するだけで足りるが、何
度か十電のひねり動作を反復するときは、ラチェット装
置は逆転方向にはフリーとなっているので、ドライバー
ビット52′ftねじのすり割に嵌合させた1まで操作
しても、ねじを#オ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、強固に締め上がったねじt
−緩めるときは、ラチェットを逆転方向に切換えておけ
ば、最初は人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力に依存することがで
きる。
第5図および第6図は、本発明に係る電動ドライバーの
別の実施例を示すものである。
この実施例においては、外装ケーシング12の把持部1
4上方に電動モータ18の電源スィッチ68を操作する
操作部材69t−配設し、一方、この電源スィッチ6B
と直列に接続し九前記竜動モータ18の正逆転切換スイ
ッチ20を円筒ゲージング38の端部に形成した凹部に
収納配置し、前記切換スイッチ20を円筒キャップ66
の内部に配設した一対の操作片70,70(第5図参照
)の間に臨ませて円筒キャン1660回動操作によるパ
ウル5B 、58とラチェット歯車56との係合解除操
作と前記切換スイッチ20の切換操作とを連動させる。
また、遊星減速装置22け、前記実施例の遊星減速装置
の円盤28の軸部に動力伝達ギヤ72を設けると共にこ
のギヤ721C第2遊鳳ギヤ74を噛合させ、さらに前
記jl!2遊星ギヤ74を軸支する円盤76を出力軸3
2に固着してなぁ二段階減速方式の装置を採用する。こ
の遊星減速装置220円筒円筒ゲージングの内部にはイ
ンターナルギヤ24に隣接して内向きフランジ77全備
える円線部材78を嵌着すると共にその7ランジ77に
穿設した通孔80に鋼球82會収容し、一方インターナ
ルギャ24の一側面にはフランジ84を周設してこのフ
ランジ84に半径方向に延在する突条86【設ける。ま
た、前記円筒部材78には押圧リング88を嵌合してこ
の押圧りング88と電動モータ18との間にコイルばね
90を介挿し、さらに外装ケーシング12に回動キャッ
プ92t−螺着してこの回動キャップ92を適宜回動さ
せbことにより電動モータ18、コイルばね90および
押圧リング88を介して円筒部材7Bの通孔80に収容
した鋼球82を所定の圧力でインターナルギヤ24の7
ランジ8417c押圧するよう構成する。なお、この場
合、電動モータ18の回転軸34にはコイルばね94i
嵌挿してピニオンギヤ36′に軸方向に対して弾力的に
保持するのが好ましい。
このように構成した本夾施例に係る電動ドライバーを使
用するに際しては、まず、円筒キャップ66を回動して
ラチェット装置および切換スイッチ20を夫々正転位置
に設定すふと共に回動キャップ92を調節して鋼球82
に対して所望の押圧力が櫓られるよう設定する。
次いで、電源スイッチ68會操作してねじの締付を開始
し、この締付作業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
付トルク値に達成する。このとき、ドライバービット5
2t−経て逆伝達された前記反対抵抗に起因する反対負
荷は、出力軸32−円盤76t−介して第2遊星ギヤ7
4に伝達され、さらにこの第2遊星ギヤ74(この場合
、負荷は伝達ギヤ7−にも伝導されるが抵抗が大きいた
め第2遊星ギヤ74に伝達される)からインターナルギ
ヤ24−突条86→鋼球82の順に伝達される。そして
、この反対負荷が押圧リング88によるスフスト方向へ
の鋼球押圧力を克服すると、鋼球82はインターナルギ
ヤ24の7ランジ84に設けた突条86を乗り越え、円
筒ケーシング38に対するインターナルギヤ24の固定
を解除するに至る。このため、ピニオンギヤ36からの
動力伝達はここで遮断され出力軸32は一時に回転を停
止す・る。
従って、本実施例においても、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がなく、また最
終段の締上げ行程も前記実施例と同様に容具に行うこと
ができる。
また、円筒キャンプによるラチェット装置の切換操作と
電動モータの正逆転スイッチの切換操作とを連動させた
ので取扱い操作の容易化を図ることができ、遊星減速装
置M吃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。
先に述べたように、本発明に係る電動ドライバーによれ
ば、必然的に充電池の容量、個数も少なくすることがで
き、全体寸法を極めて小さくして携行Kf利なハンディ
なものとして#!品化することが可能となる利点を有す
る。
以上本発明に係る電動ドライバーにつき、好適な実施例
を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限定される
ものではなく1発明のS?2Fの範囲内で多くの改良変
更をなし得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1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2図は本発明に使用する遊星減速装置の
拡大図、t83図はjlK1図に示すドライバーの外装
ケーシングの一部省略頂一部切欠断面図、第6図は第5
図のvr−vr線断面図である。 10・・・電動ドライバー  12・・・外装ケーシン
グ14・・・把  持  部  16・・・充  電 
 池18・・・モ − タ 20・・・正逆転切換スイッチ 22・・・減 速 装 置  24・・・インターナル
ギヤ26・・・遊星歯車 28・・・円  盤30・・
・ 軸    32・・・出 力 軸34・・・回 転
 軸  36・・・ピニオンギヤ38・・・円筒ケーシ
ング  40・・・すべり軸受42・・・ノ ツ チ 
44・・・通   孔46・・・鋼   球 48・・
・板 バ ネ50 ・・・ ス ラ イ  ダ   5
2 ・・・ ドライバービット54・・・クイックチャ
ック   56・・・ ラチェット歯車58 ・・・ 
ノ櫂   ウ   ル    60  ・・・   申
出62・・・ワイヤスプリング  64・・・押圧レバ
ー66・・・円筒キャップ  6日・・・電源スィッチ
70・・・操 作 片  72・・・動力伝達ギヤ74
・・・第2遊星ギヤ  76・・・円    盤78・
・・円筒部材 80・・・通  孔82・・・鋼   
球 84・・・7ランジ86・・・突   条 88・
・・押圧リング90・・・フィルばね  92・・・回
動キャップ94・・・コイルばね 特許出願人   戸 津 勝 行 図面の浄書(内容に変更なし) FIG、1 0 4υ     Z6 特開昭58−149180(9) FIG、3 6 FIG、4 手続補正書關 昭和57年 4月 1日 特許庁長官 島 1)春樹  殿 1、緒の餘 057年特許順第29835号2、発明の
名称  電動 ド ラ イ バ −3、補正をする者 緒とのI  特許出願人 イ」三iすj     IBIIaシatロmミら1−
17−8酩  戸11を勝行 4、代理人 5、補正の対象 ill  図面 手続補正書咀宛) 昭和58年5月271−1 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第 29835  号2、発明の名称
     電動ドライバー3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 (m  東京都墨田区東向島1−17−8酩  戸津 
勝行 4、代理人 +11  全文訂正明細書cAl財し8寸)。 (2)昭和57年4月1日付提出の手続補正書の第1図
乃至第3図を″”A+am寸通り補正し、第4図乃至第
6図を削除します。 全文訂正明細書 1、発明の名称 電動ドライバー 2、特許請求の範囲 ill  ドライバービットを着脱自在に装着するチャ
ック軸の一部にラチェット装置を装着し、前記チして電
動モータの出力軸に接続し、さらに前記遊星減速装置に
クラッチsmを備えるトルク調整機の通孔に収納した鋼
球を所定の圧力でインターナ(褐 ラチェット装置は、
チャックの軸部に設けたラチェット歯車と、このラチェ
ット歯車を挾んで相対向した一対のバウルと、円周方向
に回動して前記一対のバウルを遣択的に押圧することに
よりいずれか一方のバウルとラチェット歯車との保合を
解除する操作リングとから構成す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(5)  円筒
ケーシングの一部に電動モータの正逆転切換スイッチを
配設し、前記正逆転切換スイッチの切I!!e作をラチ
ェット装置の操作リングによるバウルとラチェット歯車
との保合解除操作と連動させることからなる特許請求の
範囲第4項記載の電動ドライバー。 3、発明の詳細な説明 この発明は電動ドラ3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、ねじの最初の締付は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 昭和55年9月1
3日付で特願昭55−127510号として特許出願を
行った。 すなわち、この電動ドライバーは、ドライバービットを
着脱自在に装着するチャック軸の一部にラチェット装置
を装着し、前記チャック軸を、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
クラッ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、クラッ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に一端部を係止した板ばね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ッ
トへの動力伝達を遮断する構成となっているが、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
があった。 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。 従って、本発明の一般的な目的は、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にある。 この目的を達成するため、本発明はドライバービットを
IF説自在に装着するチャック軸の一部にラチェット装
置を装着し、前記チャック軸を自転しつつ公(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
クラッチ機能を備えるトルク調整機構を設けた電動ドラ
イバーにおいて、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
に押圧する押圧手段を設けることにより構成することを
特徴とする。 前述の電動ドライ只−において、押圧手段は円筒部材に
嵌合した押圧リングと、この押圧リングと電動モータと
の間に介挿したコイルばねと、前記電動モータを前記コ
イルばねの弾力に抗しで押圧する押圧部材により構成し
、さらに電動モータの出力軸に接続するピニオンギアを
軸方向に弾力的に保持すればトルク調整の範囲を更に大
きく設定できるので好適である。 また、ラチェット装置は、チャックの軸部に設けたラチ
ェット歯車と、このラチェット歯車を挾んで相対向した
一対のバウルと、円周方向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バウルと
ラチェット歯車との保合を解除する操作リングとから構
成し、さらに円筒ケーシングの一部に電動モータの正逆
転切換スイッチを配設し、前記正逆転切換スイッチの切
換操作をラチェット装置の操作リングによるパウルとラ
チェット歯車との保合解[1作と連動させれば構造の簡
略化を図ることができる。 本発明の他の目的および利点は以下の説明から層明らか
となるであろう。 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1      
   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
は電源スィッチ30およびこの電源スィッチ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
逆転スイッチ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が配役収納される。この遊星減
速装置34はリング状部材の内側に噛合歯を創設したイ
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1m里歯車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
出力軸46に固着される円盤44の夫々に仮想配置し7
た1三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38と第2遊星歯車40
とは円盤42の一例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、11m里歯車38はモータ
28の回転軸50に摺動自在に装着したピニオンギア5
2と噛合しており、さらに円1144に固着され軸線方
向に延在している出力軸46は遊星減速装置34を囲繞
する円筒ケーシング54の底面中心に嵌入固定したすべ
り軸受56に回転自在に挿通軸支されている。従って、
前記インターナルギア36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を経て出力軸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36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64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6Gとモータ28との間にコイルばね6
8を介挿し、さらに外装ケーシング22に回動キャップ
70を螺着してこの回動キャップ70jr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36のフラ
ンジ62に軸方向の力で押圧するよう構成する。従って
、インターナルギア36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ッ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、−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は円筒グーシンク5
4内で空転するに至る。これが作用効果の部分で後述す
る動力伝達の中断である。なお、この場合、電動モーフ
18の回転軸50にはコイルばね5】を嵌挿してピニオ
ンギア52を軸方向に幻して弾力的に保持するのが好ま
しい。 次に、出力軸46に接続されるラチェット装置の詳細に
つき説明する。すなわち、出力軸46にはドライバービ
ット72の迅速な着脱を行うための公知のクイックチャ
ック74が取着されている。 このクイックチャック74が出力軸46に挿通されるス
リーブ部分の端部には第3図に示す如くラチェット歯車
76が刻設されている。また、このラチェット歯車76
の半径方向外方には三角形状の板片からなる一対のバウ
ル78.78が軸80.80に揺動自在に軸支されて前
記ラチェット歯車76を対向的に挾持し、バウル78.
78の鋭角端はラチェット歯車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バウル78.
78にはワイヤスプリング82.82を係着して夫々の
バウルに第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にはポッ
ト型円筒キャップ84を回動自在に装着してこのキャッ
プ84内部に肉厚状に湾曲したパウル抑圧レバー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バウル78.78の何れかと当
接してこれを押圧し、このバウル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、キャップ84は適宜のりIj
ツクストップ機構により正転、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
筒キャ、ツブ84の回動操作によるバウル78.78と
ラチェット歯車76との保合解除操作と前記操作片゛ 
° 8B、88による電動モータ28の正逆転スイッチ
32の切換操作とが連動するよう構成する。 前述したラチェット装置において、いま押圧レバー86
を反時針方向に摺動させれば、押圧レバー86の一端部
はバウル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。このためバウル78の鋭
角端はラチェット歯車76との係合を解除される。従っ
て、この場合ラチェット歯車76を時針方向に回転させ
ようとすると、第3図で右側に図示した他方のバウル7
8は反時計方向に揺動して(ワイヤスプリング82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
1円筒キャップ84の係合部89に当接して阻止され、
従ってラチェット歯車76の時計方向への回転は許容さ
れない1反面、ラチェット歯車76が反時針方向へ回転
しようとするときは、右方のバウル78の鋭角端はラチ
ェット歯車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0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ェ
ット歯車76を介してドライバービット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
計方向への回転は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を時針
方向に摺動させると、前述したところとは逆にラチェッ
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れることになり、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、薫ず、円筒キャップ84を回動してラ
チェット装置および切換スイッチ32を夫々正転位置に
設定すると共に回動キャップ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を操作して電渾スイッチ30をON動作
させ電動モータ2Bを回動させてビット72によるねじ
の締付を開始する。ねじの締付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
ービット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46−円1i44を介して第2遊
星ギア40(この場合、力学的にいって負荷の大部分は
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36−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、電源スィッチ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を回動さセれば、ドライバービット72は
正転方向にラチェット接続されているので、そのまま締
F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
度回動するだけで足りるが、何度か手首のひねり動作を
反復するときは、ラチェット装置は逆転方向にはフリー
となっているので、ドライバービット72をねじのすり
割に嵌合させたままで操作と7でも外装ケーシング22
の反転の影響を受けることなく、またドライバービット
72から停止中のモータ28に至るまでの伝動機構の中
間において前記クラッ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の影響も受
けることがないからねし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、強固に締め上っ
たねじを緩めるときは、最初は人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力
に依存することができる。 先に述べたように、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通締付トルク値で電動1′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ャッ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、円筒キャップによるラチェット装
置の切換操作と電動モータの正逆転スイッチの切換操作
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5に得
ることができる等積々の利点を有する。 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7得ることは勿1命である。 4、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1′ライバーの要
部断面説明図、第2図は本発明に係る電動1ライバーの
概略を示t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2
4・・把持部      2G・・充電池28・・電動
モータ    30・・電源スィッチ32・・正逆転切
換スイッチ 34・・遊星減速装置36・・インターナ
ルギア 38・・第1遊屋歯車40・・第2遊星歯車 
  42.44・・円盤46・・出力軸      4
8・・伝達ギ°150・・回転軸      51・・
コイルばね52・・ピニオンギア   54・・円筒ケ
ーシング561・・すべり軸受    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・・回動キャップ   72
・・ドライバービット74・・クイックチャック 76
・・ラチェット歯車78・・バウル     80・・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  ドライバービットを着脱自在に装着すbチャ
    ック軸の一部にラチェット装置を装着し、前記チャック
    軸を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ッチ機能を備えるトル
    ク調整機構を取付けること1に特徴とする電動ドライバ
    − ■ ラチェット装置は、チャックの軸部に設けたラチェ
    ット歯車と、このラチェット歯車を挾んで相対向した一
    対のパウルと、円周方向に回動して前記一対のパウルを
    選択的に押圧すゐことによりいずれか一方のパウルとラ
    チェット歯車との保合を解除する操作リングとから構成
    すゐことを特徴とする特許請求の範111E1.JI記
    載の電動ドライバー。 印 遊星減速装置は、電動モータの出力軸に接続するピ
    ニオンギヤから動力伝達を受けて自転しつつ公転する遊
    星歯車と、この遊星ギヤに外接して公転軌道を付与する
    インターナルギヤと、前記インターナルギヤを回転自在
    に収納する円筒ケーシングとから構成することからなる
    特許請求の範囲第1項又は第2項のいずれかに記載の電
    動ドライバー。 (4)円筒ケーシングの端部に凹部を形成し、この凹部
    に電動モータの正逆転スイッチを収納し、さらに前記正
    逆転スイッチの切換操作をラチェット装置の操作リング
    によるパウルとラチェット歯車との保合解除操作と連動
    させることからなる特許請求の範il!fi第3項記載
    の電動ドライバー。 6)円筒ケーシングに通孔を穿設してこの通孔に鋼球を
    収納し、一方インターナルギャの外周に前記円筒ケーシ
    ングの通孔穿設位置と対応的にノツチを設け、さらに前
    記通孔に収納した鋼球を所定の圧力でノツチに着座させ
    る抑圧手段を設けることt−%黴とする特許請求の範囲
    113項記載の電動ドライバー。 囚 抑圧手段は1円筒ケーシングに一端部を係止し丸板
    ばねと、この板ばね上を摺動して鋼球に対する前記板ば
    ねの押圧力を無段階で調整する摺動部材とからな2、特
    許請求の範囲第5項記載の電動ドライバー― σ)円筒ケーシングの内部に内向1i7ランジを備える
    円筒部材を嵌着し、この円筒部材の7ランジに通孔を穿
    設して鋼球を収納し、インターナルギヤの一側W/iに
    前記円筒部材の通孔穿設位置と対応的に7ランジを形成
    し、前記7ランジに半径方向に砥在する央条を設け。 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
    でインターナルギヤの7ランジに押圧すゐ抑圧手段を設
    けることからなる特許請求のlEi!1g4項記載の電
    動ドライバー。 4B)  ?llill膜圧、円筒部材に嵌合した押圧
    リングと、この押圧りングと電動モータとの間に1  
          介挿した・イーばねを、前記電動モー−を
    前記コイルばねの弾力に抗して軸方向に押圧する押圧部
    材とからなる特許請求の範囲第7項記載の電動ドライバ
    ー。 (9)電動モータの出力軸に接続するピニオンギヤを軸
    方向に対して弾力的に保持することからなる特許請求の
    範囲第8項記載の電動ドライノイー。
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Cited By (2)

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