JPS6363355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、無反動電動ドライバーに関するも
のであつて、一層詳細には減速機構を含む動力源
を電動ドライバーの把持部から分離し、動力源か
らドライバービツトへの動力伝達はスプライン軸
及びユニバーサルジヨイントを介して行うことに
より、操作者の手元への反動を完全に解消すると
共に軽量でかつ極めて優れた操作性を有する電動
ドライバーに関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来より、把持部に電動モータ及び減速機構を
内蔵した電動ドライバーは、種々の形式のものが
提案され、かつ好適に産業界において使用される
に至つている。この種の電動ドライバーでは、操
作者がこれを手に把持してねじの締付作業を行う
ものであるために、手元での操作性を阻害しない
程度の重量並びに寸法を具備することが要求され
ると共に作業上協力な締付力が必要な場合は充分
な締付トルクを得るために大型のモータや減速機
を搭載することが要求されるので、この双方の要
求を如何なる調和のもとに最大限達成するか、が
解決課題として残されている。また、電動ドライ
バーを使用してねじの締付け作業を行う場合、ね
じの最終締付が終了しこれ以上ねじが回動し得な
くなつた段階に到達すると、ドライバービツトは
瞬時にその回転を阻止されるが、このドライバー
ビツトには回転慣性力がなお残存してたいるた
め、前記慣性力は不快な反動として操作者の手元
に跳返り、長時間の作業に従事した時の肉体的疲
労は労働環境上無視し得ないものがある。

このように、従来の電動ドライバーが内在して
いる固有の問題のうち、反動に関しては、本件出
願人の出願に係る発明「自動クラツチ装置付回転
締付工具」（特公昭60―137981号）によつて略完
全に解決し得たが、この発明を採用していない電
動ドライバーにおいては、反動を無くするための
種々の試みがなされているが何れも満足の行くも
のではなく、相当の反動に悩まされているのが実
情である。また、先に述べたように電動ドライバ
ーでは電動モータと減速機とをドライバー本体の
把持部中に内蔵しているものであるため、重量的
にかなりのものとなることは避けられず、これが
手元操作性を著しく阻害していると共に操作者の
肉体疲労の原因ともなつている。そこで、操作性
を良好なものとするためにモータや減速機の軽量
化を図れば、必然的に大きな締付トルクを出力と
して得ることは構造上不可能となり、また耐久性
も劣るので実用化には大きな難点がある。このた
め、大出力の電動ドライバーでは、操作性をある
程度犠性として大型の機械構造を採用しているの
が現状となつている。

そこで発明者は、自身が電動ドライバーの開発
改良に永年携わつてきた経験と、前述した従来技
術に内在する難点の認識に鑑み、鋭意検討を進め
た結果、電動ドライバーの重量の大部分を占める
電動モータ及び減速機（すなわち回転駆動源）を
把持部から分離して外方に設置し、ドライバービ
ツトへの動力伝達は適宜の伝動軸を介して行うよ
うにすれば、操作者はドライバービツトを回転自
在に支持する軽量化された把持部だけを保持して
締付作業を行えばよいので肉体疲労は一挙に軽減
され、またドライバービツト瞬停時に発生する反
動は全て外方に設置した回転駆動源にのみ戻り、
操作者には全く帰還しないことが判明した。

ところで、このように動力源と加工工具とを分
離させた道具としては、歯科技工用の所謂エンジ
ンアームや、フレキシブル研削工具等の存在が知
られている。しかし、これらの工具では何れも動
力伝達はプーリと糸ベルトまたはフレキシブルス
プリングにより行つているので、ねじの締付けに
必要な高トルクは容易に得られず、耐久性その他
のメンテナンス等の点で多くの難点がある。本発
明に係る電動ドライバーでは、この動力伝達手段
として、スラスト方向への伸縮を自在に許容する
と共に高負荷の回転を忠実に伝達するスプライン
軸と、手元での自由なドライバービツトの角度設
定を可能にするユニバーサルジヨイントとを採用
し、さらにドライバービツトを支持する把持ケー
シング内に一種のクラツチ機構を組込むことによ
つて、先に述べた在来の電動ドライバーが有して
いた欠点を一挙に解消することに成功したもので
ある。

〔発明の目的〕

従つて、本発明の目的は、動力部を把持部から
分離し、動力部からドライバービツトへの動力伝
達機構を改善することにより、ねじ締め作業時に
おいて把持部への反動を極めて有効に解消するこ
とができる無反動電動ドライバーを提供するにあ
る。

〔発明の要点〕

前記の目的を達成するため、本発明は、内蔵さ
れた駆動源により回転駆動力を出力する出力軸を
設け、この出力軸線に対し回転不能に支持体に懸
吊支持された動力部と、この動力部の出力軸に結
合するスリーブ本体と、このスリーブ本体にばね
作用で弾力的に保持されると共に、前記スリーブ
本体に対して回転不能に挿通係合された摺動軸と
からなるスプライン組立体と、このスプライン組
立体にユニバーサルジヨイントを介して接続した
駆動軸と、この駆動軸に対し係脱自在に結合して
ドライバービツトへ回転駆動力を伝達するクラツ
チ機構と、前記駆動軸及びクラツチ機構を回転自
在に支持する把持部とから構成することを特徴と
する。

前記の無反動電動ドライバーにおいて、クラツ
チ機構は、駆動軸と対向させて把持部に回転自在
に軸支し、先端にドライバービツトを保持する保
持軸を設け、これら両軸の対向面に夫々嵌入刃部
とスリ割溝部とを設け、前記嵌入刃部とスリ割溝
部には同一の軸線上に孔部を夫々穿設してこれら
孔部内に連結杆を弾性押圧状態で挿通配置すれば
好適である。

また、支持体は、ベース上に立設したスタンド
に上下動可能に固定された支持部から突出した支
幹と、この支幹により左右に揺動自在に支持され
ると共に、動力部を前後に揺動自在に支持するブ
ラケツトとで構成すれば好適である。

また、本発明の電動ドライバーに使用する回転
駆動源に、本出願人の発明に係る「電動回転工具
の自動通電遮断装置」（特公昭60―3960号）を採
用すれば、電動モータ自体への反動帰還が解消さ
れると共に締付作業終了毎にモータへの通電が自
動的に遮断されるので、モータの保護及び操作性
向上の観点からより望ましいものとなる。

〔発明の実施例〕

次に、本発明に係る無反動電動ドライバーにつ
き好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

第１図は本発明の電動ドライバーの全体構造を
示すものであつて、図示しない電動モータ及び減
速機を内蔵した動力部１０と、この動力部１０か
らの出力軸１２（これは減速機の出力軸である）
に接続したスプライン組立体１４と、このスプラ
イン組立体１４に伸縮自在に結合されたユニバー
サルジヨイント１６を介して屈曲自在に接続した
把持部１８とから基本的に構成される。動力部１
０中に内蔵される電動モータは、各種仕様によつ
て、100Vの商用電源により直接駆動される交流
モータであつたり、商用電源を変圧器により低電
圧に降下させると共に直流に整流した低圧直流に
より駆動される直流モータであつたりする。この
モータは動力部内で減速機に接続されているが、
この減速機としては、モータの回転軸と減速機出
力軸とが同一方向に整列可能であり、かつ比較的
コンパクトに組込み易いという理由により、遊星
減速機構が一般に採用されている。

この動力部１０は、第１図及び第２図に示すよ
うにベース２２上に立設したスタンド２４に上下
動可能に固定された支持部（以下リング２６と称
する）から突出した支幹２８と、この支幹２８に
左右に揺動自在に枢着された音叉状のブラケツト
２０とで構成される支持体により動力部の中心軸
線に対し回転不能に懸吊支持されている。

従つて、動力部１０はベース２２にブラケツト
２０を介して自由懸吊されていると共に必要に応
じ外力を加えることによつて前後左右に、あたか
もジンバルの如く方向転換がなされるものである
ことが了解されよう。

動力部１０から延出している出力軸１２に接続
されるスプライン組立体１４の詳細を第３図に示
す。このスプライン組立体１４は、スリーブ本体
３０と摺動軸（以下スプライン軸３２と称する）
とから構成されている。すなわち、スプライン軸
３２はその軸方向外周に数条のスプライン溝３４
を有し、スリーブ本体３０下端に形成されたスプ
ライン穴３５に摺動自在かつ円周方向への回動不
能に挿通係合されている。

なお、第３図から容易に判明するように、スリ
ーブ本体３０内に臨んでいるスプライン軸３２の
先端にはスリーブ内径より若干小径の円板３６が
固着されると共に、スプライン軸３２の外周には
圧縮ばね３８を介装して、このスプライン軸３２
をスリーブ本体３０内に引込む力を付与してお
く。この圧縮ばね３８を設ける理由は、後述する
ように把持部１８を操作者が手で持つて締付対象
物に近づけるときは容易にスプライン軸３２がス
リーブ本体３０から延伸し、手を離してやれば第
１図に示すようにベース２２面から所定高さを保
持して自由懸吊状態に置かれるようにするためで
あるから、この目的に適うように前記圧縮ばね３
８の弾力は予め最も適当なものに設定しておくの
が好ましい。なお、スリーブ本体３０は、適宜の
締結手段により動力部１０から延出する出力軸１
２にしつかりと固着されている。

次に、前記スプライン組立体１４の先端に接続
される把持部１８の詳細につき説明する。第４図
に示すように、把持部１８は把持した際の触感に
優れた材質（例えばプラスチツク材料）を適宜の
形状に形成した中空ケーシングからなり、このケ
ーシング中に駆動軸４０が軸方向に挿通されて上
下２個所に配設された軸受４２，４４により回転
自在に支持される。駆動軸４０の上端部は、ユニ
バーサルジヨイント１６を介してスプライン組立
体１４のスプライン軸３２に固着されている。こ
の駆動軸４０の下端部には、第５図に示すような
クラツチ機構（後述）が設けられるので、第４図
に示すように駆動軸下端部は中空ケーシング内で
終端している。この駆動軸４０の下方には、これ
と整列して保持軸４６が、軸受４８，５０により
回転自在かつ軸方向へ摺動自在に配設軸支されて
いる。但し、この保持軸４６の頂部にはフランジ
状の頭部５２が一体的に成形されていて下方への
移動を限界付けている。保持軸４６の下部には、
ドライバービツト５４の迅速な着脱固定を行うチ
ヤツク５６が固定されている。

ところで、第４図において仮に保持軸４６を配
設しないで、駆動軸４０をさらに長く延在させ、
この駆動軸にチヤツク５６を直結するようにした
とすると、先に述べたように駆動軸４０は把持部
１８に対して回転自在に支持されているので、ド
ライバービツト５４を、被締結物に仮止めしたね
じのスリ割に嵌合させるべく位置決めしようとし
ても把持部１８はドライバービツト５４に対して
空転してしまい、このため位置決めが全くなし得
ないという不都合が生じる。そこで、このような
不都合を解消するため、第４図及び第５図に示す
ようなクラツチ機構が採用されている。すなわ
ち、前記駆動軸４０の下端部には嵌入刃部５８が
突設されると共に保持軸４６の頭部５２には対応
的にスリ割状の溝部６０が穿設され、嵌入刃部５
８はスリ割溝部６０に嵌入係合及び離脱自在とな
つている。さらに、駆動軸４０及び保持軸４６に
は、第４図に示すように同一軸線上に所定深度の
盲孔６２及び６４を夫々穿設し、この２つの盲孔
６２，６４に夫々連結杆６６を遊嵌する。この場
合駆動軸４０及び保持軸４６は整列並びに心出し
をさせておく。連結杆６６の頂部には鋼球６８を
載置し、かつ盲孔６２中に収納した圧縮ばね７０
により、押圧子７２を介して前記鋼球６８を弾力
的に押圧するようにしておく。このように構成す
ることによつて、保持軸４６が軸方向上方に押圧
されて移動すれば、スリ割溝部６０に嵌入刃部５
８が嵌入係合して駆動軸４０と保持軸４６とは直
結され、前記押圧力を解除すれば圧縮ばね７０の
弾力作用下に保持軸４６は駆動軸４０から離脱す
る。このとき、保持軸４６は、その頂部５２が軸
受４８の固定側と当接し、かつ連結杆６６を介し
て前記圧縮ばね７０により押圧力を付与されてい
るので、摩擦係合作用下に保持軸４６は把持部１
８と一体化され、従つて把持部１８を手で回動さ
せることによりドライバービツト５４も同時に回
動し、ねじのスリ割への位置決めが容易化される
ことが了解されよう。

なお、第４図に示すように把持部１８の所定位
置には、動力源の駆動回路の開閉を行うための主
スイツチ７４を配置すると共に、回転方向（正
逆）の切換えを行う逆転スイツチ７６を設けてお
く。さらに、第４図中参照符号７８は主スイツチ
７４の操作レバーを示し、また参照符号８０は主
スイツチ７４及び逆転スイツチ７６に接続する電
線を集中的に一括整理するためのコネクタを示
す。

このように構成した本発明に係る無反動電動ド
ライバーの作用につき、次に説明する。ねじの締
付作業に際し、操作者は第１図に示す状態にある
電動ドライバーの把持部１８を握り、先端のドラ
イバービツト５４をベース２２上に載置した被加
工物に仮止めしたねじ（何れも図示せず）に向け
て下降させる。このとき、把持部１８は、スプラ
イン組立体１４により動力部１０と接続されてい
るから、把持部１８に下方への力を加えることに
よりスプライン軸３２がスリーブ本体３０から延
伸し（第３図参照）、所定距離降下する。ドライ
バービツト５４がねじのスリ割溝部に嵌合する
と、把持部１８中の保持軸４６は若干上昇して、
先に述べたようにスリ割溝６０中に嵌入刃部５８
が嵌入し、結局保持軸４６は駆動軸４０と直結す
ることになる。この状態で主スイツチ７４を投入
すれば、動力部１０は駆動されて、減速出力はス
プライン組立体１４及びユニバーサルジヨイント
１６を経て駆動軸４０に伝達され、好適にねじ締
付作業を達成する。

このように本発明では動力部を把持部から分離
したものであるから、理論上極めて強力な大容量
のモータをも駆動源とすることができる。また、
本実施例では、動力部１０をブラケツト２０を介
してベース２２に直立したスタンド２４から懸吊
する方式を採用したが、それ以外にも天井等から
方向転換自在に懸吊する等の手段も適宜採り得る
ものである。

さらに、本発明に係る電動ドライバーでは、そ
の重量の大部分を占める動力部を把持部から分離
したため、この把持部にねじ自動供給用の口金を
装着しても重量増加は僅かなものであり、従つて
操作性を害することなくねじの自動供給、締付け
を連続的に達成することができる。例えば、外部
にねじの自動フイーダを設けてこのフイーダから
可撓性パイプを介して整列したねじを空気により
前記口金にまで送給し、送られたねじをドライバ
ービツトにより自動チヤツキングするよう構成す
れば好適である。

以上、本発明に係る無反動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、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。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明に
係る無反動電動ドライバーは、動力部を左右に揺
動自在な支持体に、前記動力部の出力軸線に対し
て回動不能に懸吊支持すると共に、把持部自体が
スプライン組立体に対してユニバーサルジヨイン
トにより接続されているので、ベース上の被加工
物に対して如何なる位置からの締付作業も容易に
なし得る利点を有し、さらに、ねじ締作業が完了
しても、なお動力部の出力軸が回動を続けると、
ドライバービツトから放出される慣性力は反動と
して逆伝達されるが、この反動はユニバーサルジ
ヨイント、スプライン組立体を介して全て動力部
に伝達され、操作者が握つている把持部には全く
伝達されず、操作者への完全な無反動が達成さ
れ、作業能率の向上に資すると共に肉体的疲労を
極力小さく抑えることができる利点を有する。

特に、本発明に係る無反動電動ドライバーにお
いて、把持部内に設けられたクラツチ機構は、ド
ライバービツトによるねじスリ割への位置決め作
業時にはドライバービツトが把持部に対して空転
しないよう構成してあるから、ねじスリ割溝部へ
の位置決めも極めて容易となる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る無反動電動ドライバーの
好適な一実施例の全体構成を示す側面図、第２図
は本発明の構成の一部を占める動力部の懸吊構造
を示す斜視図、第３図は本発明に使用するスプラ
イン組立体の内部構造を示す一部切欠斜視図、第
４図は本発明に使用する把持部の縦断面図、第５
図は駆動軸と保持軸とにより構成されるクラツチ
機構の概略を示す説明斜視図、第６図は本発明に
係るドライバーにねじ自動供給用の口金を装着し
た状態の概略斜視図である。 １０…動力部、１２…出力軸、１４…スプライ
ン組立体、１６…ユニバーサルジヨイント、１８
…把持部、２０…ブラケツト、２２…ベース、２
４…スタンド、２６…リング、２８…支幹、３０
…スリーブ本体、３２…スプライン軸、３４…ス
プライン溝、３５…スプライン穴、３６…円板、
３８…圧縮ばね、４０…駆動軸、４２，４４…軸
受、４６…保持軸、４８，５０…軸受、５２…フ
ランジ状頭部、５４…ドライバービツト、５６…
チヤツク、５８…嵌入刃部、６０…スリ割溝部、
６２，６４…盲孔、６６…連結杆、６８…鋼球、
７０…圧縮ばね、７２…押圧子、７４…主スイツ
チ、７６…逆転スイツチ、７８…操作レバー、８
０…コネクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内蔵された駆動源により回転駆動力を出力す
   る出力軸を設け、この出力軸線に対し回転不能に
   支持体に懸吊支持された動力部と、この動力部の
   出力軸に結合するスリーブ本体と、このスリーブ
   本体にばね作用で弾力的に保持されると共に、前
   記スリーブ本体に対して回転不能に挿通係合され
   た摺動軸とからなるスプライン組立体と、このス
   プライン組立体にユニバーサルジヨイントを介し
   て接続した駆動軸と、この駆動軸に対し係脱自在
   に結合してドライバービツトへ回転駆動力を伝達
   するクラツチ機構と、前記駆動軸及びクラツチ機
   構を回転自在に支持する把持部とから構成するこ
   とを特徴とする無反動電動ドライバー。 ２ クラツチ機構は、駆動軸と対向させて把持部
   に回転自在に軸支し、先端にドライバービツトを
   保持する保持軸を設け、これら両軸の対向面に
   夫々嵌入刃部とスリ割溝部とを設け、前記嵌入刃
   部とスリ割溝部には同一軸線上に孔部を夫々穿設
   してこれら孔部内に連結杆を弾性押圧状態で挿通
   配置してなる特許請求の範囲第１項記載の無反動
   電動ドライバー。 ３ 支持体は、ベース上に立設したスタンドに上
   下動可能に固定された支持部から突出した支幹
   と、この支幹により左右に揺動自在に支持される
   と共に、動力部を前後に揺動自在に支持するブラ
   ケツトとで構成してなる特許請求の範囲第１項記
   載の無反動電動ドライバー。