JPS6039075A - 回転動力機械のためのロツク機構 - 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】 １里座産工 本発明は、回転機械、より具体的には、回（４） 転機様の部品を選択的にロックするだめのロック機構に
関するものである。

ム互弦■工皿里 種々の型式の回転動力機械、特に特定の型式の手持ち動
カニ具に関して、機械の関連部品の取外しや取換えの便
宜のだめ、機械の動力伝達部品を選択的にロックするこ
とが必要である。

たとえば、可搬型電気ドリルにおいて、工具保持チャッ
クの取外しや交換を行うために出力スピンドルをロック
することが望ましく、また手持ちグラインダ兼ポリツシ
ャおよび類似の表面処理機械において、表面処理用円板
（たとえばみがきパッド、研摩円板または研削円板）を
容易に交換することができるように、出力スピンドルを
選択的にロックすることが望ましい。

従来のロック装置および機構は、通常、引っ込んだ非ロ
ツク位置と伸長したロック位置との間に制限された距離
だけ動くことができるロックピンを工具ハウジングの中
にもうけていた。

ロックピンは通常、ばねにより、その後退（引（５） つ込み）位置の方へ付勢されており、ピンを手で押して
その内側先端を機械の動力伝達部品の一つに形成された
ピン受は穴の中に入れ、それと係合させるものである。

ピンは、軸、スピンドルまたは歯車に形成された穴に隣
接して、かつその中に挿入できるように、工具ハウジン
グ内に取付けられる。このような従来のロック装置は、
全般的には満足すべきものであるが、若干の欠点も有す
る。たとえば、高速空気または電動グラインダ兼ポリツ
シャにおいては、動力源を切った後、回転部分が完全に
停止するまで惰力回転させる時間が必要である。工具の
操作者が、回転している動力伝達部品が完全に停止する
前にうつかりしてロックピンを押すことが多い。この場
合、ロックピンは、ピン受ケ穴に入り機械を思いがけず
急激にロックしてしまう。

動力伝達部品がまだ運動している間にロックピンが急激
に係合すると衝撃負荷効果を生じ、スピンドル、歯車お
よび軸受けを損傷する。さらに、ロックピンが折れたシ
変形したりして機械（６） を動かなくすることが時々ある。

上記の問題を認識して、機械の回転部分がまだ動いてい
る間にロックピンが意図しない保合をすることを防ぐだ
めの安全機構が開発されて来た。例えば、本件出願と共
に譲渡された米国特許第３，８７２，９５１号において
は、回転機械スピンドルにばね線の開放ループを取付け
、そのワイヤルーズの引きずられている端部がロックピ
ン受は穴の入口を部分的に塞ぐようにしている。ばね線
の引きずられている端部は、手動による一連の操作を特
に行わない限りロックピンが穴に入ることを防げ、かか
る一連の操作は、機械の回転部が完全に停止した後には
じめて行うことができるようになっている。この安全ロ
ック機構によシ完全に目的は達成できるが、追加部品が
必要になると共に、安全ロック機構を収容するだめに追
加的な加工工程が必要になるためコストが増加する。

他の設計においては、円板状部材が出力歯車に隣接する
工具出力軸にキー止めまたはスブラ（７） イン止めされておシ、−表面にロックピンの伸長端部を
受け入れるだめの直径方向のそぞ穴を有している。みそ
大の間の軸方［４℃にはカム表面がもうけられ、工具部
品が運動している時にはロックピンの伸長端部はカム表
面と係合しエングはその出力軸上に取付けられた追加部
品を収容しなければならないので工具外被の「小型化」
可能な下限が制限される。

発明の要約 上述したところに鑑み、本発明の第一の目的は、機械の
動力伝達部品を選択的にロックしてその回転を止めるこ
とができる、回転動力機械、特に手持ち動カニ具のだめ
のロック機構を提供することである。

本発明の他の目的は、操作の信頼性が高く、かつ工具の
運転時または惰性回転時における不注意のロックを、完
全になくすることができないまでも大巾に減少させるこ
とができる、回転（８） 動カニ具のためのロック機構を提供することである。

本発明のさらにもう一つの目的は、部品の数が少なくか
つ組立時間が少ないため工具製造コストを全体的に減少
させることができるので従来のものに比べてより低いコ
ストで製造することができる、回転動カニ具のためのロ
ック機構を提供することである。

これらの目的およびその他の目的のために、本発明は回
転機械、特に回転動カニ具のだめのロック機構を提供す
るものであシ、該機構は工具ハウジングに取付けられた
ロックピンを有し、該ピンは、引込んだ後退位置と、工
具の動力伝達部品に形成されたピン受は穴にピンが伸長
する、伸長、ロック位置との間を運動することができる
ものである。くさび状のカム即ち傾斜表面が動力伝達部
品のピン受は穴に隣接して形成され、動力伝達部品が運
動しているときロックピンの伸長端部と係合する隆起し
た輪郭を有し、動力伝達部品が運動している間口ツクビ
ンをそ（９） の後退位置の方向へ押しつけてそれがピン受は穴に入る
ことを妨げるものである。

実施例においては、手持ち動カニ具は出力歯車を含み、
該歯車には歯車胴体部に、回転軸と平行にかつそれから
間隔をおいて少くとも１個のピン受は穴が形成されてい
る。ロックピンが出力歯車に隣接して工具ハウジング内
にもうけられ、後退位置と伸長したロック位置との間で
制限された運動をすることができ、ばねによりロックピ
ンをその後退位置の方へ弾性的に付勢している。くさび
状のカムまたは傾斜部がピン受は穴に隣接して出力歯車
上に形成されている出力歯車を含む、工具の回転部品が
運動しており、ロックピンがその伸長位置の方へ押され
ると、傾斜部がロックピンの伸長端部と係合し、ロック
ピンを出力歯車から遠ざかる方向に持ち上げてピンを後
退位置の方へ押しっけ、ピンがそのピン受は穴と意図し
ない係合をすることを妨げる。出力歯車は粉末冶金の技
術を使用して単一の構造体として形成する。′ （１０） 本発明によるロック機構は、たとえば可搬式動カニ具の
ような回転動力機械のだめの効果的に機械をロックする
ことができるロック装置を提供するものであり、この装
置は機械の回転部品が運動している間は機械をロックし
ないものであり、かつそれは従来の設計よりも部品数が
少く、かつ組立て時間が短いので、製造が比較的容易で
ある。

天’Ｍ　９１Ｊ　（７）　Ｍ’ｉ里 上記の説明および本発明の目的、特徴、および利点は、
以下の本発明の例示的な実施例の詳細な説明を添付の図
面と共に参照することによシ、より完全に理解されるで
あろう。

本発明のロックピン機構を使用した回転動力機械の一例
が第１図に一部横断面図で示されている。それは表面研
摩およびみがき作業を行うだめの手持ちグラインダ兼ポ
リツシャであり、図面においては全体的にＴで示される
。工具Ｔは、その本体部１２に取付けられた電気モータ
（特に図示しない）により駆動される歯車ヘッド１０を
含む。電気モータはその作動電力を電気コードから受け
取り、従来の方法により手動スイッチで選択的に作動さ
れる。

歯車ヘッド組立１０は出力スピンドル１４を含み、その
後端に隣接するころがり軸受１６とその上端のスリーブ
軸受１８とにより回転可能に支持されている。軸受け１
６および１８は、お互にはまり合う上部および下部サプ
ハウジング２０ａおよび２０ｂにより形成された歯車ヘ
ッドハウジング内に形成された適当な端ぐりにより支持
されている。歯車ヘッドハウジングは鋳造金属、もしく
は、より望ましくは、繊維強化プラスチックで作られる
。出力スピンドル１４は、表面処理用円板りを受け入れ
ることができるようになっており、円板りは種々の粗さ
と組成の研摩まだは研削円板およびみがき円板まだはパ
ッドを含む種々の形を取ることができる。

表面処理用円板りは出力スピンドル１４の上に取付けら
れ、スピンドルのつば部まだは肩部２４に接する板２２
とねじ山をもうけだ留め具２６との間に締めつけられて
いる。保護板２８は円板りの選□択された部分を被覆し
、被覆されない部分を加工表面に当接させるために露出
させる。

歯車ヘッド組立１０は、電気モータから表面処理用円板
りに動力を伝達する一組のかさ歯車を含む。この歯車は
、適当な固定装置（特に図示しない）により電気モータ
軸３２に固定されがさ歯車３６は、たとえばキー止め、
スプライン止め、その他の固定手段により出力スピンド
ル１４に固定され、スピンドルと共に回転する。

出力歯車３６およびそれに連結された駆動部品を選択的
にロックするだめのロックピン機構は、出力歯車の上方
に位置され、第１図および第２図に示すように、細長い
円筒状のピンＰを含み、該ピンは、その上端付近に、そ
れからは間隔をおいて形成された円周方向に伸長するつ
げ３８を含む。ロックピンＰは、歯車ヘッドハウジング
内に形成された円筒状の端ぐり４０の（１３） 中に受け入れられている。内方に延びる縁またはリム４
２が端ぐり４０の下端に形成され、ピンＰの下端が通過
して延びるすきま穴を形成する。螺旋型源コイルばね４
４は圧縮されて端ぐり４０の下方リム４２とつば部３８
との間に位置され、ロックピンＰを上方の後退位置へ弾
性的に押しつけている。ロックピンＰは端ぐりにプレス
ばめされた星形ばねクリップまだは座金４６により端ぐ
り４０の中に保持されている。

第２Ａ図に示すように、星形クリップ４６は全体的に円
形であり、ロックピンが上方に延びるだめの同心すきま
穴と、等間隔のみぞ穴まだはくぼみ４８とを有している
。星形クリップ４６は、まずその直径を小さくするだめ
に円周上の縁をその中心部に関して下方に変形して端ぐ
りの中に挿入してから縁を解放する。解放されたクリッ
プ４６の円周部分は端ぐり４０の側壁にくい込むかまだ
はその他の態様で側壁と係合する。たとえば第２Ｂ図に
示すように、リムまたはへりを端ぐり４０にアプセット
またはピーン（１４） する方法を含み、他の固定方法も使用することができる
。従って、ロックピンＰは、ばね４４の復元力に打勝つ
ために矢印Ｆの方向に手で押しつけることができる。

第２図および第３図の細部図に示すように、出力歯車３
６は、歯車の胴体部に、回転軸から選択された半径”ｒ
”の位置において形成された少くとも１個のロックピン
受は穴Ｂを有し、該受は穴は回転軸にほぼ平行に配置さ
れている。

ピン受は穴Ｂの直径゛ｄ”は、ピンＰの軸と受け穴Ｂと
が一直線になったときにピンＰを選択されたすき間を持
って穴に出し入れすることができる大きさであシ、ロッ
クピンを手で押して挿入し、その結果出力歯車およびそ
れと連結された部品をロックすることができる。回転軸
からの半径”ｒ”は、係合されたロックピンＰにかかる
トルクの有効モーメントアームを表わす。

半径”ｒ”が大きくなる程ロックピンにかかる力が小さ
くなり、半径”ｒ”が小さくなるほどその力は増加する
。

第２図および第３図に示すように、出力歯車３６は、ロ
ックピン受は穴Ｂのそれぞれに隣接して形成されたくさ
び状のカム表面または傾斜部Ｒを有する。各傾斜部Ｒは
、それぞれ、関連ロックピン受は穴Ｂの直径と少く８等
しい巾を有し、選択された角度において歯車の回転軸の
まわりに延びて対応する長さを有し、歯車の局部面から
選択された高さ”ｈ”だけ隆起している。傾斜部Ｒは、
それぞれ、高い方の端部がロックピン受は穴Ｂに隣接し
てもうけられ、低い方の先端を選択された回転方向に引
きする形となっている。傾斜部表面は選択された上昇角
度を有し直線であることが望ましいが、以下に述べるよ
うに、希望する機能を果すことができれば曲線であって
もよい。

出力歯車３６、ロックピン受は穴Ｂおよび関連傾斜部Ｒ
は、粉末金属焼結技術を利用して一体構成体として形成
される。即ち金属粉末を適当な寸法の鋳型に入れて固め
焼結に充分な温度まで加熱すると希望する一体部品が出
来上る。

粉末金属焼結の方法によれば完全な一体形成の歯車を一
工程で製作することができ、傾斜部のためのコストの増
加を最少限にとどめることができる。

第４Ａ図から第４Ｅ図までに連続的に示したように、傾
斜部Ｒは、工具Ｔが惰性回転している間、もしくはその
動力運転中に、意図しないでロックピンＰが出力歯車３
６のピン受は穴Ｂに入り、その結果動力伝達部品がロッ
クされることを防ぐ。工具部品が回転している間にうつ
かりしてロックピンを挿入すると、工具の種々の部品に
望ましくない衝撃負荷がかかるため、歯車、軸受、スピ
ンドルおよびハウジングを損傷し、ロックピンが折れた
り曲ったすする。また電動工具が動力運転中に意図しな
いでロックされると、モータ巻線に望ましくない過大電
流が生じる。

第４Ａ図に示すように、ロックピンＰを押すとピンは傾
斜部Ｒの低い方の先端またはその付近において出力歯車
３６の表面に接触し、出力（１７） 歯車の回転により傾斜部の隆起表面に乗り上げる。容易
に理解できるように、傾斜部Ｒの低い方の先端から出力
歯車の表面への移動は、意図しない跳ね上りを防ぐため
に出来るだけなだらかにする。出力歯車３６が回転を続
けると、傾斜部Ｒの隆起した輪郭によりロックピンは第
４Ｂ図に矢印で示した方向にその後退位置へ押される。

出力歯車３６が回転を続けると、ロックピンＰは傾斜部
の最大の高さｈ″まで持上げられ、その時点においてロ
ックピンは、傾ＩＲの高い方の端部から「弾き出される
」、即ち飛び出すことになる。出力歯車３６の回転速度
、高さ”ｈ”および傾斜部表面の輪郭およびロックピン
Ｐの体積如何によっては、ロックピンは傾斜部の端部か
ら飛び出した後もその後退位置の方向へ運動を続けるこ
とができる。ロックピンＰが傾斜部の端部から離れだ後
、出力歯車３６が回転を継続している間に、ロックピン
を挿入する力Ｆをかけ続けると、ロックピンの運動方向
が逆になシ再び出力歯車の表面に接触する。

（１８） しかし々から、出力歯車３６は回転を継続しているので
、ロックピンは出力歯車に接触してもロックピン受は穴
Ｂには係合せず、従って出力歯車の運動中におけるロッ
クピンの挿入が防止される。当業者が容易に理解できる
ように、ロックピンに対する一切の下方への合理的な作
動力に対して、選択された回転速度以上の場合にはロッ
クピンＰがそのピン受は穴Ｂに入ることを防げられるよ
うに、傾斜部Ｒの高さ”ｈ”とロックピンの慣性質量を
容易に調節することができる。勿論、選択回転速度は、
低く、望ましくはゼロ近くの速度まで選択される。

上記に説明し第１図乃至第４Ｅ図に示した傾斜部は動力
伝達部品が一方向のみに駆動される回転動カニ具および
類似の機械に使用するのに適している。たとえば逆転可
能電気ドリルのように二方向に駆動される機械には、第
５図に示したような２個の相対する傾斜部を有する構成
が適当である。図に示したように、傾斜部ＲおよびＷが
、ピン受は穴Ｂに隣接して、それらの高い方の端部が穴
の入り口を横切ってお互に相対するようにもうけられる
。ロックピンＰをうつかり押した場合でも、出力歯車の
回転方向によりピンは傾斜部のいずれか一方と係合し、
傾斜部の傾斜輪郭の上に乗り上げ、ピン受は穴を飛び越
し、他方の傾斜部の下方表面において歯車と再接触する
。

回転軸と平行にかつそれから選択された半径位置に形成
されたロックピン受は穴に挿入されるロックピンに関し
てロックピン機構を例示した。容易に理解されるように
、ロックピン受は穴は、軸、スピンドル、つば、その他
類似の回転機械部品において、ロックピン受は穴に隣接
してその円周上部材として構成された関連傾斜部と整列
させることは容易であり、その場合、ロックピンはほぼ
半径方向に、往復運動するように取付けられてピン受は
穴と選択的に係合する。

本発明のロックピン機構は、部品が回転している間、回
転動力機械、特に手持ち動カニ具の動力伝達部を、その
回転中の不注意によるロックの可能性を出来るだけ少く
するかまたほとんど無くしながらロックして回転を止め
る手段を提供するものである。さらに、このロックピン
機構は、単一工程の粉末金属技術を利用して一体構成の
多機能部品により製作することができる。

当業者には明らかなように、特許請求の範囲およびそれ
らの法律的均等物から逸脱することなく、ここに開示し
たロックピン機構の実施例に対し種々の変更を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のロック機構を使用した手持ち動カニ
具の１例の、一部横断面にした部分的側立面図。 第２図は、第１図の手持ち動カニ具の出力歯車およびそ
れと協力するロックピン組立の、一部横断面にしだ倒立
面図。 第２Ａ図は、第２図の実施例においてロックピンを保持
するために使用される、星形座金の（２１） 平面図。 第２Ｂ図は、ロックピンを保持するためのもう一つの機
構を示す、ロックピン組立の一部横断面にした部分的側
立面図。 第３図は、第１図および第２図に示した出力歯車の等角
膜像で、複数のロックピン受は穴およびそれと協力する
くさび状の傾斜部を示す。 第４Ａ図から第４Ｅ図は、第１図および第２図の出力歯
車の一部の連続立面図で、出力歯車が回転中にロックさ
れようとする場合の、ロックピン受は穴、関連するくさ
び状傾斜部およびロックピンの相対位置を示す。 第５図は第４Ａ図から第４Ｅ図の出力歯車の一部の立面
図で、ピン受は穴の両側にもうけられたくさび状傾斜部
を示す。 １０・・・歯車ヘッド、１４・・・出力スピンドル、３
６・・・出力歯車、３８・・・つば部、４０・・・端ぐ
シ、４４・・・コイルばね、４６・・・ばね座金、Ｔ・
・・回転動カニ具、Ｄ・・・円板、Ｐ・・・ロックピン
、Ｂ・・・ピン受は穴、ＲｌＷ・・・傾斜部 （２２） 手続補正書翰発） 昭和５９年　７月１７日 特許庁長官志賀学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特　許第１２３５１５号 ２、発明の名称 回転動力機械のだめのロック機構 ３、　補正をする者 ６、　補正により増加する発明の数 （１）図面の浄書（内容に変更なし）。 （１） ４４５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）回転動力の動力源とハウジング内に収納された出
   力スピンドルを含む工具の回転動力伝達部品を選択的に
   ロックするだめのロック機構を有する回転動カニ具であ
   って、 回転動力源と出力スピンドルとの間に少くとも１個の一
   体の回転動力伝達部品が連結されており、該動力伝達部
   品はその中に少くとも１個のロックピン受は穴を有し、 ロックピン手段が工具ハウジングに取付けられて、後退
   した非ロツク位置と伸長したロック位置との間を運動す
   ることができ、ロック位置においては前記ロックピンは
   前記ロックピン受は穴の中に受け入れられて動力伝達部
   品をロックしてその運動を止めることができ、かつ傾斜
   部が前記動力伝達部品の一部として形成され前記ロック
   ピン受は穴と隣接して位置され、（１） 前記動力伝達部品の第一方向への回転中に伸長したロッ
   クピンと係合して該ピンをその非ロツク位置の方向へ動
   かす、 回転動カニ具。 （２）前記動力伝達部品が回転軸のまわりに回転可能に
   取付けられ、前記ロックピン受は穴が回転軸にほぼ平行
   に形成されかつ回転軸から選択された半径の間隔を有し
   ている、特許請求の範囲第１項記載の回転動カニ具。 （８）前記動力伝達部品が歯車から成る、特許請求の範
   囲第２項記載の回転動カニ具。 （４）前記歯車がかさ歯車から成る、特許請求の範囲第
   ３項記載の回転動カニ具。 （５）前記歯車が粉末金属技術により製作される、特許
   請求の範囲第３項記載の動カニ具。 （６）前記ロックピンが前記工具ハウジング内に形成さ
   れた端ぐりの中に取付けられ、その後退した非ロツク位
   置とその伸長したロック位置との間を動くことができる
   、特許請求の範囲第１項記載の回転動カニ具。 （２） （γ）前記ロックピンが円筒状穴の内壁と係合しそれに
   関して摺動する、直径の大きくなった肩部と、前記ロッ
   クピンを前記穴の中に保持する、円周上に伸長可能なば
   ね座金とを含む、特許請求の範囲第６項記載の回転動カ
   ニ具。 （８）前記ロックピンが円筒状の穴の内壁と係合しそれ
   に関して摺動する、直径の大きくなった肩部を含み、穴
   縁のアプセット部によって前記円筒状穴の内壁内に保持
   されている、特許請求の範囲第６項記載の回転動カニ具
   。 （９）前記動力伝達部品が前記第一の回転方向とは反対
   の方向に回転する際にロックピンの伸長端部と係合する
   だめの第二の傾斜部が、前記動力伝達部品の一部として
   形成され、前記第一の傾斜部の反対側に位置されて、前
   記ロックピンをその非ロツク位置の方向に動かす、特許
   請求の範囲第１項記載の回転動カニ具。 （１０）後退した非ロツク位置と、伸長したロック位置
   との間を選択的に動くことができるロックピンを有する
   回転動力機械の動力伝達部品として（３） 使用するだめの、一体形成の歯車であって、歯車の胴体
   部が回転軸のまわりを回転する回転体として形成されそ
   の周辺のまわりに間隔をおいてもうけられた複数の歯を
   有し、 該歯車胴体部が、伸長したロックピンの端部を受け入れ
   る寸法を有する少くとも１個の開口を有し、 少くとも１個の傾斜部が前記歯車胴体部と一体構造とし
   て形成され、前記少くとも１個の開口に隣接して位置さ
   れ、前記歯車胴体部がその回転軸のまわシを運動してい
   る時に伸長したロックピンの端部と係合し該伸長したロ
   ックピンをロックピン受は穴から離れる方向に動かす、
   一体形成の歯車。 （１１）前記歯車が粉末金属により一体構造として形成
   される、特許請求の範囲第１０項記載の一体形成歯車。