JPS60104663A - 電動ドライバ−のクラツチ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は電動モータを駆動源として、クラッチを介して
ねじ締めを行い、ねじ締めトルクが一定暗になると働く
クラッチの動きをリミットスイッチに伝え、電動モータ
を制動して締イマ］けトルクを安定させる電動ドライバ
ーのクラッチに関するものである。

’ｔ（−来例の構成とその問題点 従来の電動ドライ・・−のクラッチ構造は第１図第２図
に軍ずように、ｒ、ａ＜動カム１と従動カム２がトルク
はね３に押圧されて噛合い、ねじ（図示せず）の締付け
か一定トルクに達すると、駆動カム１のカム山１ａと、
従動カム２のカム山２ａとが離反するが、従動カム２は
ビ・ノド軸４上を摺動しながら矢印爪方向に後退する。

従動カム２はねじ締めが完了するまで１．駆動カム１の
トルクＴａ　をビット軸４にトルクＴｂ　として伝達す
るだめの回転結合手段が必要である。両者の従来の回転
結合手段はピノ）軸４に複数個のＶ溝４ａを軸方向に施
し、従動カム２の内径部のＶ溝４ａに対応する位置にそ
れと同数のＵ溝２ｂを施し、両溝間に複数個の鋼球５を
介在させる方法であった。そのためトルクＴａへの伝達
を常に安定させるためには、従動カム２をビット軸４に
対し鋼球５のころがりによって伝達することが必須条件
であり、このため両者間の嵌合部は若干のすきまを持だ
ぜ、鋼球のＵ溝２ｂとの接触部の寸法規制を行っている
。

しかしＵ溝２ｂは軸方向に深さを持ち、列数も３列のた
め、ビット軸４中心０からＵ溝２ｂ底１ての寸法Ｈ，Ｕ
溝２ｂの割振り角θに厳しい公差を必要とするため、多
大な加工コストを必要とした。

また加工後の寸法公差のずれによる摺動の不安定性から
、伝達トルクの変動をきたし、締（＝Ｊけトルクのばら
つきを太き−くしていた。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、電動ドライバークラッチ部の
従動カムのビット軸に対する回転摺動を滑かにし、伝達
トルクのばらつきを押え、ねじ締めトルクの安定化を図
るクラッチを提供するものである。

発明の構成 本発明は従動カムとビット軸の回転結合手段を鋼球のこ
ろがり摺動を基本として、従動カムの鋼球ころがり溝の
形状を寸法精度の出しやすい加工コストのかからない長
穴溝とし、鋼球の頭規制をｈ’）カラーで摺動をスムー
ズに行ったものである。

これによりモータのヒツトへのトルク伝達をクラッチを
介して行う際の伝達トルクの安定化を実現し、ねじ締め
トルクのばらつきを低減するという特有の効果を有して
いる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第３図において６はモータであり、ドライノ＜−コード
７から正逆切換えスイッチ８．スタート用リミットスイ
ッチ９を通って供給される電源で回転する。１０はギヤ
ーユニットであり、モータ６の出力を減速増力しクラッ
チユニット１１に伝える。１２はクラッチユニット１１
の働きで作動する検出用リミットスイッチ、１３はスタ
ート用レバーで、これら全体をケース１４で被覆してい
る。

第一の実施例を示す第４図〜第６図において、ギヤーユ
ニット１０の出力最終軸である駆動軸１５は、内歯車１
６との間の玉軸受１７に止め輪１８で固定されている。

駆動軸１６の端面には複数のカム山１５ａがありこれに
鋼球１９がノ・ンマーリング２０で押圧されている。駆
動軸１５とノ・ンマーリング２０に出力軸２１が貞挿し
、ノ・ツマ−リング２０の軸方向にのびる長穴溝２０ａ
と、出力軸２１軸方向にのびる■溝２１ａ間にボール２
２が介在している。ノ・ンマーリング２０にはカラー２
３かは寸り、その端面にスペーサー２４を当てリング２
５で抜は止め固定し、ボール２２の半径方向移動を規制
している。出力軸２１中心穴に摺動自在に嵌合するロッ
ド２６にはピン２７か圧入され、出力軸２１の長穴部２
１ｂを通ってノ・ンマーリング２０にリング２８で固定
されている。ノーンマーリング２０には内歯車１６に螺
合されたクラッチケース２９との間にばね座３０を介し
てトルクばね（１）３１が、ノ・ンマーリング２０には
められたリング２６．スペーサー２４との間のスリーブ
３２を介してトルクばね（２）　３３が、それぞればね
座３４．スラスト軸受３５を介して取付けられている。

クラッチケース２９に明けられた複数個の穴内に介在す
るピン３６はクラッチケース２９に螺合されたナツト３
７とばね座３０との間に位置し、ナツト３７の回転に伴
ないクラッチケース２９中を摺動しトルクはね（１）３
１を伸縮する。出力軸２１はクラッチケース２９に固定
された玉軸受３８ａ　、３８ｂに軸支され、先端に長穴
部２１ｃを形成し、リング３９とつ丑み４０間に張られ
たばね４１が、出力軸２１中に介在する鋼球４２をつま
み４ｏの斜面で押すようになっている。４３は玉軸受３
８ａを固定する出力軸２１に固定された止め輪、４４は
玉軸受３８ａ　、３８ｂ間に位置するスペーサー、４６
は玉軸受３８ｂを固定するクラッチケース２９に固定さ
れた止め輪、４６はクラッチケース２９とナツト３７間
に介在する０リングである。第３図において、モータ６
２．ギューユニット１０中心にスイッチロッド４７が貫
挿し一端がロッド２６に他端がピン４８を中心に回動す
る検出レバー４９に当接している。５０はピン５１を中
心に回動又はこれをガイドに回動なスタート用レバー１
３と検出レバー間にイ」勢されたばね、６２は全体を吊
すハンガーである。

次に作用について説明する。

第３図に赴いて、モータ６は停止状態にあるがスタート
用レバー１３を押すとスタート用リミットスイッチ９が
入り、第１０図の電気回路図に示すＳＷ２が■側に倒れ
てブリッジダイオ−１−ＢＤｌｌｉ−力電圧がモ〜りＭ
に加わり回転を始める。モータ６の出力は遊星歯車減速
機構を通して減速増力され、その最終駆動軸１５に伝わ
り、駆動軸端面のカム山１５ａに鋼球１９が当りハンマ
ーリング２０が回される。ハンマーリング２０と出力軸
２１はボール２２で互いに摺動はするが回転方向には拘
束状態となるようになっているため、モータ６の出力が
ビｙトヘ伝達される。ねじ（図示せず）が所定のトルク
で締ると出力軸２１が停止するだめ、ハンマーリング２
ｏがトルクばね（１）３１０弾性力により鋼球１９をカ
ム山１５ａに押え刊けるが、駆動軸１５はモータ６のト
ルクでさらに回り続けようとするプζめ、鋼球１９はカ
ム山１５ａを登る。

この動きにつれハンマーリング２ｏはトルクばね（１）
３−１を圧縮しながら出力軸２１上を摺動する。

ハンマーリング２０はモータ６のトルクを受けなから出
力軸２１上を摺動するため、両者の摺動まさつ抵抗の大
小かねじに与えるトルクに大きく影響を及ぼす。従って
この摺動まさっを減らし、その抵抗値をトルクばね圧に
対し格段小さいものにすることが、ねじ締めトルクの安
定化を図る絶対条件となる。本発明の第一の実施例の両
者間にボール２２金入れころがり接触をさせたものであ
るが、ボール２２の外形規制をするカラー２３とハンマ
ーリング２ｏの長穴溝でボール２２の回転規制をし、こ
ろがりの滑らかさを出している。

ハンマーリング２０の出力軸２１に対する移動が行われ
ると、ハンマーリング２０とロッド２６に貫通したピン
２７が出力軸２１の長穴部２４ｂを移動するため、スイ
ッチロッド４７はスタート用レバー１３と検出レバー４
９１ｆＪ７に張られたばね６ｏによって、スイッチロッ
ド４７が移動する分だけ検出レバー４９が回動する。こ
の時検出用リミットスイッチ１２が入る。第１０図に示
すＭＳが検出用リミットスイッチでこれが入るとリレー
ＲＹが働きブリッジダイオードＢｌ）からモータへの電
流が遮断される。と同時に、リレーＲＹのもう一方の接
点によりモ〜り１４に閉ループ回路か出来、モータＭに
短絡電流が流れてモータＭが、＠、停止する。

第６図は鋼球１９がカム山１５ａにのり上がった瞬間を
表わしたもので、スイッチ口、ド４７か矢印Ｂ方向に移
動、これに伴い検出レバーが矢印Ｃ方向に回動して検出
用リミットスイッチ１２が働クシくみになっている。そ
の後鋼球はカム山１５ａを下シ元の状態に戻る。

以上のように本実施例によれば、ハンマーリング２ｏの
出力軸２１に対する摺動が、ボール２２の浮上作用によ
り完全なころがり接触となり１さつ抵抗が減９、それが
トルクはねのばね圧に比し極めて小さいものとなるが、
このボール２２の浮上構造を出力軸２１上のＶ溝２１ａ
と、・・ンマーリング２０中の長穴溝２Ｏａ間にボール
２２を介在させ、かつノ・ンマーリング２１外径側にボ
ール２２の頭規制カラー２３を設けて構成したことにヨ
リ、ハンマーリング２Ｑのボール２２のガイド溝となる
複数個長穴溝２０　ａの軸心に対する平行度２割出し角
度２幅公差の加工精度が上り、加工コストを低下させ、
従来以上のスムーズな摺動効果を得ることができる。

以下本発明の第二の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。

第二の実施例は第一の実施例と基本的動作・作用は同じ
であるが、ハンマーリング５３と出力軸５４の軸心に貫
挿しロッド６５に圧入されたピン５６には２個の玉軸受
５７ａ　、５７ｂが嵌合し、その外＠は出力軸５４の長
穴溝５４ａｌＣ接している。

モータ６のトルクがねじ（図示せず）に伝わシ設定のト
ルクに達すると、ハンマーリング５３は第９図のように
鋼球１９がカム山１５ａを登るに従い矢印り方向に出力
軸６４上を移動する。ハンマーリング５３は出力軸５４
にトルク伝達しながら摺動するが、そのまさつ抵抗は玉
軸受５７ａ。

ｓ７ｂによって非常に小さいものであり、摺動抵抗の変
動に基因するねじ締めトルクのばらつきが減少し均一な
締刊けに大きく貢献する。

ハンマーリング５３のこの移動に伴ないロフト５５が動
き、スイッチロッド４７を移動、検出レバー４９を作動
して検出用リミットスイッチ１２を働かせ、モータ６を
停止さぜるのば第一の実施例と全く同様である。

以上のように、出力軸６４中の軸方向の長穴前に玉軸受
を介在し、ハンマーリング５３に固定されたピン５６で
トルク伝達させながら移動する摺動機構は、ハンマーリ
ング５３．出力軸５４ともに極めて簡単な構造なため安
価である一方で安定したねし締めトルクの得ら？Ｌるク
ラッチ構造であるＯ なお第一の実施例において、ホール２２は図面上３個３
列で表わしているが、ボール数はさらに多くても良く列
数も３列にこだわらなくてもよい。

また、第二の実施例において、玉軸受５７ａ。

５７ｂは外輪を円筒状で表わしているが、球面とずれば
接触抵抗はさらに低くなり効果的である。

発明の効果 以上のように本発明は電動ドライ・・−のクラッチユニ
ットにおけるトルクの伝達手段をなすハンマーリングと
出力軸の摺動構造を、１さつ抵抗が小さくかつ変動の少
いころかり運動とする点にポイントを置き、かつ従来の
加工コストの高い構造を簡素化しコスト、ダウンする点
に着眼して、量産性の良いトルク精度の高いメカニズム
として提供し、電動ドライバーの心臓部に応用すること
で実用的効果は大なるものかある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクラッチ構造を示す一部断面図、第２図
は第１図のＸ−Ｘ断面図、第３図は本発明の全体を示す
断面図、第４図は本発明の第一の実施例における電動ド
ライバーのクラッチ構造を持つ電動ドライバ一本体の全
断面図、第５図は第４図のＹ−Ｙ断面図、第６図は第一
の実施例のトルク遮断時を示す部分図、第７図は本発明
の第二の実施例における電動ドライバーのクラッチ構造
を示す要部断面図、第８図は第７図のＺ−Ｘ断面図、第
９図は第二の実施例のトルク遮断時を示す部分図、第１
０図は本発明の実施例に丸・ける心気回路図である。 １５・・・・・・駆動軸、２１．５４・・・・・・出力
軸、２０゜５３・・・・・・ハンマーリング、３１，３
３・・・・・・トルクばね、２２・・・・・・ボール、
２３・・・・・カラー、５３　・・・・ピン、５７ａ　
、５７ｂ・・・・・・玉軸受。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ム 第２図 第　４　図 ｆ：！Ｓ５　口 ｎ 第６図 ｒｉ　７　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ねし締めトルクが一定値に達すると、モータのね
   じへのトルクを遮断するクラッチ内蔵電動ドライバーに
   おいて、駆動：ｉｌ＋と、前記駆動Ｉｌｌ＋に嵌合し先
   端にビットを保持する出力軸と、前記出力軸上を摺動自
   在で前記駆動軸と係脱自在な・・ンマーリングと、前記
   ノ・ンマーリングを前記駆動軸に押圧するトルクばねと
   、前記出力軸と・・ンマーリングの回転結合手段とから
   なり、前記回転結合手段を出力軸のＶ溝とハンマーリン
   グの＋１１１１方向にあけられた長穴溝と、前記両溝間
   に介在する鋼球と、ハンマーリングの長穴（１４−を被
   い銅球の半径方向移動を規制するカラーとで構成する電
   動ドライノ・−のクラッチ。
2. （２）前記回転結合手段を出力軸の軸方向にあけられた
   長穴溝と、ハンマーリングの半径方向に貫通するビンと
   、ピンに回転自在に嵌合し出力軸の長穴溝中に介在する
   ローラとで構成する特許請求の範囲第１項記載の電動ド
   ライバーのクラッチ。