JPS6020154B2 - 電動回転工具のクラツチ装置の改良 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、クラッチ式電動回転工具の改良に関するも
のであって、正転時においては所定の反対負荷を受ける
とクラッチが作動して動力の伝達を遮断し、一方逆転時
においてはクラッチが作動しないようにこれを係止して
動力をそのまま伝達するよう横成した電動回転工具に関
するものである。

騒動ドライバー等の電動回転工具において、電動モータ
の出力軸と工具の作業軸との間に摩擦クラッチ装置を介
在させて、動力伝達を遮断したり入力したりするものは
従来より知られているが、構成が複雑で嵩張り、耐久度
が劣る等の難点がある。

そこで、発明者はインターナルギャとこのインターナル
ギャ内周を公転しつつ自転する遊星ギャとからなる遊星
減速装置において、所定の反対負荷を工具の作業軸に受
けた際に、前記インターナルギャが減速装置のケーシン
グに対して空転するよう構成することにより、駆動源で
あるモータからの動力の伝達が中断される事実に着眼し
、自動クラッチ装置付回転締付工具として特許出願を行
った（特関昭５４−３６６９叫号）。前記発明に係るク
ラッチ装置は、これを例えば電動ドライバーに内蔵して
使用する場合、ねじの縦付けが完了し始めると徐々に反
対負荷がドライバー作業軸に逆伝達され、所定の反対負
荷量に達すると遊星減速装置のィターナルギャは装置ケ
ーシングに対する係止を解かれて空転して動力の伝達を
瞬時に遮断するものである。ところで、この構成では、
モータを逆転させてねじを緩めるに際し、ねいま被緊縦
物に強固に締め付けられているのが通常であるため、そ
のままクラッチが作動しインターナルギャが空転するに
至るので、ねじの緩め作業には有効でない欠点がある。
そこで、本発明の目的は、モータ正転時には、その本釆
のねじ締め時に逆伝達される過大な反対負荷によりクラ
ッチ作動させて動力伝達を遮断する所定のトルクコント
ロールを行い、モータの逆転時にはインターナルギャが
減速装置のケーシングに対してラチェツト係止乃至スプ
リングにより続上げ係止されて、動力の伝達′をそのま
ま継続するよう構成してねじの緩め作業を有効にした電
動回転工具のクラッチ装置を提供するにある。前記の目
的を達成するため、本発明においては、一端部に閉鎖さ
れた円筒状ケーシングと、このケーシングに鯛支されて
外方へ延在する出力軸と、前記ケーシング内に装着され
る駆動軸を備えた電動モータと、前記駆動軸と出力軸と
を連結する自動クラッチ制御を行う遊星歯車機構とを備
え、この遊星歯車機構は前記ケーシング内に片送り装置
を介して一方向の回転のみ許容し得るよう設けられたイ
ンターナルギャとこのインターナルギャに噛合する複数
の遊星ギヤとからなり、前記遊星ギャを出力軸の円盤支
持体に支持すると共に駆動軸のピニオンギャに噛合し、
前記インターナルギヤの一側部を閉塞してその外側に弾
力係合クラッチ手段を設け、ねじ締め操作時において所
定レベル以下のトルクに際し前記インターナルギヤをケ
ーシングに対し静止状態に保持すると共に所定レベル以
上のトルクに際し前記インターナルギャをケーシングに
対し相対的に回転し得るよう礎成し、さらにねじ緩め操
作時において前記片送り装置によりインターナルギャと
ケーシングとが一体的に係合するよう横成することを特
徴とする。

次に、本発明に係るクラッチ装置につき、添付図面を参
照しながら以下詳細に説明する。第１図において、参照
符号１０は好適な実施例としての電動ドライバーの要部
断面を示す。電動ドライバー１０の円筒状ケーシング１
２内には遊星減速装置１４が組込まれ、電動モータ１６
の回転軸１８から得られる出力をここで減速増強して従
動輪２０‘こ伝達するよう構成されている。この遊星減
速装贋１４は、ケーシング１２内に同軸的に収納される
リング状部材の内側に噛合歯を刻設してなるインターナ
ルギヤ２２とこのインターナルギヤの内歯と噛合して自
転しつつこのギャの内側を公転する遊星歯車２４とから
基本的に構成される。遊星歯車２４は、円盤２６に仮想
的に配置した正三角形の各頂点位置において軸２８を介
して回転自在に枢着した３個の歯車群からなり、前記円
盤２６にはその中心において前記従動軸２０が固定接続
されている。この３個の遊星歯車２４には、モータ１６
の回転軸１８に固着したピニオンギャ３０が噛合し、ま
た前記従動軸２０はケーシング１２に設けたボス３２に
回転自在に挿通軸支されている。従って、このインター
ナルギャ２２がケーシング１２の内壁に固定されている
限り電動モータ１６の回転は、ピニオンギャ３０→遊星
歯車２４→インターナルギャ２２を経て従動軸２０１こ
伝達される。なお、インターナルギャ２２は、そのリン
グ状部村の外径をケーシング１２の円筒状内壁の内径よ
りも若干小さめに設定された状態で、ケーシング１２内
に回転自在に収納されるものとする。

このインターナルギャ２２の外周には、第１図に示すよ
うに断面コ字状の環状溝３４を周設し、一端部を前記ケ
ーシング１２の内壁に固定したコイルスプリング３６を
前記環状溝に密着的に巻放す。このコイルスプリング３
６の巻付方向は、後述するように電動モータ１６の正転
時において反対負荷を受けてインターナルギャ２２が空
転する方向と逆向に設定しておく。従って、いまインタ
ーナルギヤ２２をコイルスプリング３６の巻付方向と同
じ方向に回転させようとすると、既に述べたようにコイ
ルスプリング３６は環状溝３４に密着巻付されているか
ら、更にコイルスプリング３６を巻締めすることになり
、インターナルギヤ２２の回動は阻止される。反対にイ
ンターナルギヤ２２をコイルスプリング３６の巻付方向
と逆方向に回転させると、コイルスプリング３６はその
巻付力を緩和させられ、自由に回動することが諒解され
よう。また、インターナルギャ２２の外底面には最溝３
８を中心から半径方向に１本乃至複数本削切し、この最
澄３８中にはローラ４０を転勤自在に懐挿する。

このとき、ローラ４０はその転動面半体を長溝３８から
外方へ突出するよう予じめ設定して、インターナルギャ
外底面をクラッチ面として構成する。また、このインタ
ーナルギャ２２のクラッチ面が指向するケーシング１２
の内底面には、１つ乃至複数の通孔４２を穿設し、この
道孔４２にはケーシング１２の外底部板厚より充分大径
の鋼球４４を収容する。この鋼球４４がケーシング１２
から脱落するのを防止すると共にこれをインターナルギ
ャ２２のクラッチ面に強制的に押付ける目的で、フラン
ジ付スリーブ４６をボス３２の外周に挿通しフランジ４
８により鋼球４４を支持する。スリーブ４６の外周には
コイルスプリング５０を駿挿し、ケーシング１２の外底
面に設けたカラー５２に着脱自在に取付けたキャップ５
４によりコイルスプリング５０を圧縮保持する。その結
果、スリーブ４６はケーシング１２の外底面に向けて弾
力的に押圧され、鋼球４４を通孔４２内に支持する。こ
のとき、鋼球４４は通孔４２の深さより充分大径である
から、その半体部はケーシング１２内に臨み、ローラ４
０の転勤面と接触する。従って、インターナルギャ２２
はこれに配設したローラ４０を介して、鋼球４４により
ケーシング１２に対して固定保持される。この構成によ
れば、従動軸２川こ過大な反対負荷が加わると、インタ
ーナルギヤ２２はケーシング２２内を回動し、ローラ４
０は鋼球４４をスリーブ４６と共にコイルスプリング５
０の押圧力に抗して鞠線方向に押し下げ、遂にはインタ
ーナルギャ２２を連続的に空転させ、出力の伝達を遮断
するものである。次に、このように構成した本発明に係
るクラッチ式電動回転工具の作用および効果について説
明する。

これを第１図に示すクラッチ式電動ドライバーにつき観
察すると、ローラ４川ま鋼球４４により係止されている
ため、インターナルギャ２２はケーシング１２内に固定
支持されモータ出力は従動軸２０に減速増強されて直接
伝達される。しかるに、ボルト縦付が完了してボルト（
図示せず）の回動が停止すると、強力な反対負荷が外来
トルクとして従動藤２０‘こ逆伝達される。この反対負
荷が所定のモーメントを超過すると、インターナルギヤ
２２はローラ４川こよる鋼球４４との係止、すなわち全
体的にはケーシング１２に対する固定を解かれる（この
とき、鋼球４２はローフ４０により押し下げられる）。
このため、前記インターナルギヤ２２には、これをケー
シング１２に対して回敷させようとする力が作用する。
既に説明したように、インターナルギャ２２の環状溝３
４にはコイルスプリング３６が巻放してあり、その巻付
方向はこのインターナルギャ２２が回動しようとする方
向と逆に設定されているから、インターナルギャ２２は
コイルスプリング３６の縦付けを緩和し、自由回転する
に至る。すなわち、ここにおいてモータ出力の伝達は中
断され従動軸２０は回転を停止し、過剰な反対トル外こ
よる弊害を防止する。次に、緊締されたボルトを緩める
ために電動モータを逆転操作する場合につき、観察する
。

電動モーター６を逆転すると、従動軸２０も逆回転する
訳であるが、締上げられたボルトは強力な静止トルクを
有するから、これがすなわち反対負荷として従動軸２川
こ伝達される。このため、本発明に係る構成を有しない
クラッチ装置では、その反対負荷がインターナルギャ２
２を回動させるに必要なモーメントを超過するとクラッ
チが作動してしまい、モータ出力の伝達は中断される。
しかし、本発明によれば、インターナルギャの環状溝３
４に密着的に巻放されたコイルスプリング３６の巻付方
向は、モータ１６の逆転時においてインターナルギャ２
２が回動しようとする方向と同じに設定されているから
、この場合インターナルギャ２２はコイルスプリング３
６を更に巻締めることとなる。既に説明したように、コ
イルスプリング３６はその一端部をケ−シング１２の内
周に固着してあるから、結局インターナルギャ２２はケ
ーシング１２に対してその回動を阻止され、このためモ
ータ１６の出力は遮断されることなく従動軸２０１こ伝
達され、ボルトの緩め作業を好適に達成することができ
る。なお、電動モータの逆転時におけるインターナルギ
ャ２２の回動を阻止するための手段としては、第２図に
示すようにインターナルギャ２２の外周に多数のラチェ
ツト歯５６を刻設しケーシング１２に揺動自在に枢着し
た爪５８をこのラチェット歯に当援ごせてなるラチェッ
ト式の片送り機構を採用してもよい。

このように、本発明に係る構成によれば、電動回転工具
の正転時には、その本来の作業達成時に逆伝達される過
大な反対負荷によりクラッチを作動せしめて動力伝達を
遮断し、工具および被緊縦物双方の保護を図って作業性
を向上させ、また電動回転工具の逆転時には反対負荷を
作業軸先端に受けてもクラッチが作動しないので、強力
に動力を伝達して緩め作業等を能率的に達成し得るもの
であって、極めて有益な効果を奏するものである。

以上、本発明に係る電動回転工具のクラッチ装置につき
、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発明の精神の範囲内で多くの
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回転工具のクラッチ装置の好
適な一実施例の要部断面図、第２図は第１図に示すクラ
ッチ装置に代替的に使用される一構成部材としてのラチ
ェット機構の斜視図である。 １０……電動ドライバー〜 亀２……ケーシング、１４
……遊星減速装置、１６・・・・・・電動モータ、１８
・・・・・・回転軸、２０……従動軸、２２…・・・イ
ンターナルギャ、２４・・・・・・遊星歯車、２６・…
・．円盤、２８……鞄、３０…・・・ピニオンギャ、３
２・・・・・・ボス、３４・・・…環状溝、３６……コ
イルスプリング、３８…・・・長溝、４０…・・・ロー
ラ、４２・・・…通孔、４４……鋼球、４６・・…・ス
リーブ、４８……フランジ、５０……コイルスプリング
、５２……カラーｔ５４……キヤツプ、５６……ラチエ
ット歯、５８・・・・・・爪。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部に閉鎖された円筒状ケーシングと、このケー
   シングに軸支されて外方へ延在する出力軸と、前記ケー
   シング内に装着される駆動軸を備えた電動モータと、前
   記駆動軸と出力軸とを連結する自動クラツチ制御を行う
   遊星歯車機構とを備え、この遊星歯車機構は前記ケーシ
   ング内に片送り装置を介して一方向の回転のみ許容し得
   るよう設けられたインターナルギヤとこのインターナル
   ギヤに噛合する複数の遊星ギヤとからなり、前記遊星ギ
   ヤを出力軸の円盤支持体に支持すると共に駆動軸のピニ
   オンギヤに噛合し、前記インターナルギヤの一側部を閉
   塞してその外側に弾力係合クラツチ手段を設け、ねじ締
   め操作時において所定レベル以下のトルクに際し前記イ
   ンターナルギヤをケーシングに対し静止状態に保持する
   と共に所定レベル以上のトルクに際し前記インターナル
   ギヤをケーシングに対し相対的に回転し得るよう構成し
   、さらにねじ緩め操作時において前記片送り装置により
   インターナルギヤとケーシングとが一体的に係合するよ
   う構成することを特徴とする電動回転工具のクラツチ装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のクラツチ装置において
   、片送り装置は、インターナルギヤの外周に設けた環状
   溝に密着巻付けしたコイルスプリングからなり、このコ
   イルスプリングはその一端部をケーシング内壁に固定す
   ると共に他端部は前記環状溝に巻放してなる電動回転工
   具のクラツチ装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のクラツチ装置において
   、片送り装置は、インターナルギヤの外周に刻設したラ
   チエツト歯と、ケーシング内壁に揺動自在に枢着した爪
   とからなる電動回転工具のクラツチ装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のクラツチ装置において
   、弾力係合クラツチ手段は、インターナルギヤとケーシ
   ングの閉鎖端部との対向面にそれぞれ装着されたローラ
   と鋼球とからなる電動回転工具のクラツチ装置。