CN1215812A

CN1215812A - 输出轴的自锁装置

Info

Publication number: CN1215812A
Application number: CN97122403.XA
Authority: CN
Inventors: 中村大治郎
Original assignee: TECHNOLOGY GENERAL INST CO Ltd
Current assignee: TECHNOLOGY GENERAL INST CO Ltd
Priority date: 1997-10-11
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-05-05
Also published as: EP0909614A1; US6010426A

Abstract

一种输出轴的自锁装置,通过驱动轴与从动轴的连接而形成有输出轴,在连接所述驱动轴与从动轴的连接部,形成有相互旋转方向上不传递规定角度动力的间隙角,在所述从动轴一侧设有将止转在该从动轴上并向半径方向的内外可移动地被支承的自锁构件移动到固定构件上而进行自锁的自锁机构,在所述驱动轴上设有在所述间隙角的转动量内使自锁构件沿解除自锁方向移动并解除自锁的自锁解除机构。该装置能可靠、顺利地进行自锁。

Description

输出轴的自锁装置

本发明涉及例如当在输出电动机转动力的输出轴中控制电动机停止时可使输出轴迅速停止的输出轴的自锁装置。

在例如将卡盘安装在电动工具的输出轴上并安装各种工具而进行手工操作的场合，即使将电源开关置于OFF，也由于因卡盘和工具的惯性力而使输出轴继续旋转，故一旦在旋转中放掉电动工具，则因工具正在旋转而是非常危险的。因此，最好在将电源开关置于OFF后迅速使输出轴停止。

另外，在上述卡盘中，已有不使用卡盘扳手而用手动方法来转动操作环以夹紧或取下工具的具有扭矩上升功能的卡盘，但在使用带有这种扭矩上升功能的卡盘的场合，由于在电动机电源关闭时电动工具的输出轴是自由旋转的，故想用手紧固卡盘因输出轴也转动而不能用手紧固，因此，必须用一只手固定输出轴，另外，用手紧固卡盘、夹持工具的作业有着操作性恶化的问题。因此，最好在电动机的电源关闭时电动工具的输出轴受到自锁作用。

本发明的目的在于，提供一种输出轴的自锁装置，该装置当控制输出轴停止后可使自锁发生作用、以便迅速停止输出轴且该输出轴一旦停止输出轴就不转动、而且能可靠地进行自锁动作、顺利地进行自锁解除动作。

为达到上述目的，本发明的输出轴的自锁装置，其特点在于，通过驱动轴与从动轴的连接而形成有输出轴，在连接所述驱动轴与从动轴的连接部，形成有相互旋转方向上不传递规定角度动力的间隙角，在所述从动轴一侧，设置有将止转在该从动轴上并向半径方向的内外可移动地被支承的自锁构件移动到与其外周部相对设置的固定构件上而进行自锁的自锁机构，在所述驱动轴上，设置有在所述间隙角的转动量内使所述自锁机构的自锁构件沿解除自锁方向移动并解除自锁的自锁解除机构。

附图的简要说明

图1是第1实施例的输出轴的自锁装置的剖视图。

图2是自锁装置部分的局部分解图。

图3是支座的主视图。

图4是自锁环的主视图。

图5是内齿轮的主视图。

图6是支承板的主视图。

图7是表示自锁装置自锁状态的主视图。

图8是扭力限度器机构部分的分解图。

图9是表示自锁装置自锁状态的剖视图。

图10是表示自锁装置解除自锁状态的主视图。

图11是表示自锁装置解除自锁状态的剖视图。

图12是第2实施例的输出轴的自锁装置的剖视图。

图13是自锁装置部分的局部分解图。

图14是自锁板的主视图。

图15是固定内齿圈的主视图。

图16是支座的主视图。

图17是支承板的主视图。

图18是自锁操作机构的主视图。

图19是表示自锁装置自锁状态的主视图。

图20是表示自锁装置解除自锁状态的主视图。

图21是表示自锁操作机构的作用状态的剖视图。

图22是第3实施例的输出轴的自锁装置的剖视图。

图23是自锁机构及自锁解除机构部分的剖视图。

图24是表示沿图23中A-A线向视的自锁装置自锁状态的主视图。

图25是表示自锁装置解除自锁状态的主视图。

图26是支座的主视图。

图27是支承板的主视图。

图28是沿图23中B-B线向视的自锁操作机构的主视图。

图29是自锁操作机构内的恒星齿轮的主视图。

图30是制动板的主视图。

第1实施例

根据附图来详述本发明的一实施例。图1～图11表示第1实施例，本实施例揭示了在手动式的电动工具的输出轴上安装了本发明输出轴的自锁装置的例子，图1中，由电动机(图示省略)的电动机轴11的旋转来驱动输出轴10，而在该电动机轴11与输出轴10之间安装含有减速机构的自锁装置。

上述电动机轴11与行星齿轮机构12的恒星齿轮13可传动地连接。上述行星齿轮机构12除了上述恒星齿轮13外还由下述构成：与该恒星齿轮13啮合的行星齿轮14、对该行星齿轮14进行轴支承的支座15、与行星齿轮14啮合的内齿轮16及固定环17，并具有众所周知的减速功能，其减速输出由支座15输出。

如图2也所示，用于自锁输出轴10的自锁装置20包括：上述的支座15；以轴心方向与其相对的自锁环21；从两侧将其支承的2片圆板状的支承板24、24；对自锁环21的转动进行自锁用的上述的内齿轮16。

如图3所示，相互嵌合并可传动地连接有上述的支座15的轴心部与输出轴10的内端部，这种嵌合结构以输出轴10的内端轴心方向的规定范围而将轴心两边相对的2个周面形成平面，从而形成连接嵌合部26，在与其嵌合的支座15的连接嵌合部27，形成有不从中立位置分别向正反旋转方向传动规定角度θ的间隙角。

图2中，所述2片支承板24、24的中心部，形成以无间隙的状态与所述输出轴10的连接嵌合部23进行嵌合的连接嵌合部28(参照图6)，并与输出轴10一体转动。

而且，一旦将上述的支座15作为驱动侧，则输出轴10可称为从动侧，且上述的支承板24就固定在以轴心方向与上述驱动侧支座15相对的从动侧的输出轴10内端侧。

此外，如图3也所示，在上述支座15的外侧(图中左侧)侧面，为解除所述自锁环21的自锁状态，在轴心两边相对的位置上形成具有倾斜内壁面且朝向同一方向的凸轮孔29、29，在该凸轮孔29、29中***有后述的自锁环21的销30、30，并在支座15向驱动方向转动后，凸轮孔29、29的倾斜内壁面与销30、30抵接，从而使其从自锁环21的自锁位置一侧移动到自锁解除位置一侧。因此，凸轮孔29与销30形成自锁解除机构。

如图4也所示，在所述自锁环21的轴心两边而相对的2个外周部，分别形成5个自锁爪31…，分别在自锁爪31…位置的内侧位置且在5个自锁爪31…的中间部分设置、固定有所述的销30、30，且其一端部延长到所述支座15的凸轮孔29、29。

上述自锁环21设置成：其一侧的自锁爪31…一侧(例如图中上方一侧)偏心移动到设定于半径方向外侧的自锁位置一侧后，该自锁爪31…与在所述内齿轮16内周面形成的齿轮33(参照图5)啮合，从而可对自锁环21的转动进行自锁。因此，自锁爪31与齿轮33形成自锁机构。

所述的内齿轮16的齿轮33以常规内齿轮的形状而形成，但由于使自锁环21的自锁爪31…形成与上述齿轮33一致啮合的形状，故当使5个自锁爪31…与齿轮33啮合后，以5个都均等的接触来啮合，自锁时的转动负荷可均等地由5个自锁爪31…承受，获得必要的强度。

此外，自锁爪31…形成为外齿轮后，由于5个自锁爪31…中的1个与内齿轮16的1个齿轮33强烈接触而承受集中转动负荷，故要求齿轮33及自锁爪31…更高的强度。

另外，在自锁环21的相对的2个部位形成自锁爪31…后，除了使该自锁环21旋转时在向心运动中朝中心部的自锁解除位置移动外，还在装配时向2个方向允许自锁环21的方向性，从而使得装配容易，并且，万一一侧的自锁爪31…发生不良情况，也可使用相反一侧的自锁爪31…。

图6表示所述支承板24、24，由于该2片支承板24、24为相同结构，故只图示其一个。

在上述支承板24的轴心部，形成有与输出轴10的连接嵌合部26无间隙嵌合而一体转动的连接嵌合部28，再在与自锁环21的销30、30相对的位置上，形成有对该销30、30半径方向内外的滑动进行导向的长孔的导向孔32、32。

因此，自锁环21的销30、30从左右***2片支承板24、24的导向孔32、32中，从而自锁环21在半径方向外侧的自锁位置与内侧(轴心一侧)的自锁解除位置间可保持滑动。

此外，支承板24可用左右任何1片来支承自锁环21。

如图7也所示，在所述自锁环21上，在内周部与输出轴10的连接嵌合部26的平面部分之间，安装有向自锁位置一侧对自锁环21的一侧(自锁一侧)的自锁爪31…附加力的呈牛角状的弹簧构件22。

如图1、图2、图8所示，在所述的行星齿轮机构12中，内齿轮16可空转地支承在固定环17上，该内齿轮16的外端形成凹凸面40，通过将钢球41与其压接，并将内齿轮16按压到固定板42一侧，以限制其转动，从而构成扭力限度器。

上述的钢球41对称地设置多个(例如6个)，在与所述内齿轮16外端相对的位置上对接、设置固定构件43，且该固定构件43是与所述的内齿轮16相对的一侧，在与所述的钢球41对应的位置上形成放置孔39，以放置按压所述钢球41用的弹簧44，该弹簧44的外端被***承力构件45的支承销46而支承。

在上述的固定构件43的外周部形成方牙螺纹的螺纹47，在该螺纹47上旋合螺母构件48，通过该螺母构件48的进退利用钢球49、环50而使所述的承力构件45向轴向移动，并调节弹簧44的弹性，从而可调整所述钢球41与内齿轮16凹凸面40所产生的扭力限度器的扭矩。

此外，上述的螺母构件48与操作盖51连接，以便例如花键嵌合、以允许向轴向滑动的状态传递旋转，通过对操作盖51进行转动操作，则可对螺母构件48进行转动操作。另外，利用适当的连接机构将固定板42、固定环17及固定构件43连接成一体而构成固定状态。

现对上述构成的输出轴10的自锁装置20的工作原理进行说明。

图1、图7、图9中，电动机轴11停止，自锁环21的销30、30与支座15的凸轮孔29、29的位置处于销30配置在图3所示的凸轮孔29中央上部的状态位置，则用弹簧构件22对自锁环21向半径方向外侧附加力，因此，自锁环21的自锁一侧的自锁爪31与被限制转动的内齿轮16的齿轮33啮合，从而成为图7所示的自锁状态。

当以这种状态从输出轴10一侧例如用手动方法给予正或反向的转动时，由于在支承板24之间无间隙角θ，故该支承板24承受输出轴10的转动力，且该支承板24的导向孔32，通过自锁环21的销30而将转动力传动到自锁环21上。

但是，由于自锁环21的自锁一侧的自锁爪31如上述那样，与由弹簧44的弹性限制转动的内齿轮16的齿轮33啮合，故不能转动。因此，输出轴10处于自锁状态，且可防止用手动方法转动。

如上所述，一旦输出轴10的转动处于自锁状态，则将工具安装在该输出轴10上时，输出轴10不能转动，安装就方便。

此外，由于作用于上述的自锁爪31上的转动负荷为圆周方向，自锁爪31的啮合方向为半径方向，故不会因转动负荷而使自锁爪31脱离齿轮33，或与齿轮33啮合成为不可脱离。

当由手动方法上述输出轴10而产生的转动超过弹簧44所产生的弹性力后，内齿轮16与弹簧44的按压相抗衡而转动，并且扭力限度器发挥功能。

按上述那样，当驱动处于自锁状态的输出轴10时，仍保持这种自锁状态地驱动电动机，并且一旦向规定驱动方向转动电动机轴11，则自动解除上述自锁状态。

如图10、图11所示，用行星齿轮机构12使上述电动机轴11的转动减速并由支座15输出，但由于在该支座15与输出轴10的连接嵌合部26、27有间隙角θ，故该间隙角θ在支座15转动后就将转动力传递到输出轴10。

在上述支座15进行间隙角θ的转动期间，支座15的凸轮孔29、29的倾斜内壁面使自锁环21的销30、30移动到半径方向内侧的自锁解除位置一侧。利用上述凸轮孔29、29的作用，自锁环21与弹簧构件22相抗衡而移动到轴心一侧的自锁解除位置，且自锁爪31脱离内齿轮16的齿轮33允许输出轴10转动。

这种场合，当转动力传递到自锁环21时(从支承板24一侧传递)，由于该自锁环21的圆周形成大致均等的环，故利用其转动，向心力发生作用并在与输出轴10同心位置上转动，从而其外周的自锁爪31不会与内齿轮16的齿轮33卡合。

结果，解除自锁环21的自锁状态被维持，用电动机轴11的驱动力转动输出轴10。此外，在输出轴10的驱动状态下，该输出轴10上过负荷发生作用，当该负荷超过弹簧44所产生的弹性力后，内齿轮16与弹簧44的按压相抗衡而转动，并且扭力限度器发挥功能。

接着，一旦将处于驱动状态的电动机停止，以停止电动机轴11的转动，则因电动机轴11的扭矩降低，故输出轴10一侧的惯性变大后，相对支座15就先行转动输出轴10，用这种转动，倒行相互的间隙角θ而解除支座15的凸轮孔29、29所产生的对自锁环21的销30、30的限制，并用离心力和弹簧构件22的弹簧力使销30、30回复到中立的位置，自锁环21移动到处于偏心位置一侧的自锁位置。结果，自锁环21的自锁一侧的自锁爪31就与被限制转动的内齿轮16的齿轮33啮合而处于自锁状态。

因此，一旦电动机轴11停止，输出轴10立即停止转动，惯性所产生的转动就消失，从而提高安全性。

此外，当输出轴10未发生惯性而停止后，通过用手动方法使输出轴10向惯性方向转动，可获得与上述相同的自锁作用。另外，当输出轴10的惯性所产生的转动超过弹簧44所产生的弹性力后，内齿轮16与弹簧44的按压相抗衡而转动，并且扭力限度器发挥功能。

在上述实施例中，一旦内齿轮16的内端面的凹凸面40形成平面，再将钢球41变更为制动垫片时，则在该部可构成制动机构，且可将所述的扭力限度器构成为制动机构。

又，在支座15一侧设置销30，在自锁环21一侧设置呈倒三角状的凸轮孔29，也可构成自锁解除机构。

第2实施例

图12～图21表示第2实施例，对于与先前第1实施例有相同功能的结构要素标上同一符号，并省略其详细说明。

本实施例也揭示了在手动式的电动工具的输出轴上安装了本发明输出轴的自锁装置的例子，如图12、图1 3、图14及图15所示，用来自锁输出轴10的自锁装置20包括：上述的支座15；以轴心方向与其相对、向半径方向被分割成2片的自锁板21、21；向半径方向外方的自锁位置对该自锁板21、21附加力的螺旋弹簧状的弹簧构件22、22；而在上述自锁板21、21的外周为了对该自锁板21、21的转动进行自锁而形成内齿、与所述固定环17连接固定的固定内齿圈23；在相对的内侧支承所述自锁板21、21的2片支承板24、24，另外，该自锁装置20具有对自锁解除动作进行解除操作而用来实现自锁的自锁操作机构25。

如图16所示，所述支座15的轴心部与输出轴10的内端部，各自的连接嵌合部26、27形成不从中立位置分别向正反旋转方向传动规定角度θ的间隙角，并相互嵌合、可传动地连接。

所述2片支承板24、24的中心部，形成以无间隙状态与所述输出轴10的连接嵌合部26进行嵌合的连接嵌合部28，并与输出轴10一体转动(参照图17)。

而且，一旦将上述的支座15作为驱动侧，则输出轴10可称为从动侧。

又如图16也所示，在上述支座15的外侧(图中左侧)侧面，为解除所述自锁板21、21的自锁状态，在轴心两边相对的位置上，形成有在半径方向的外方具有倾斜内壁面的大致三角状的凸轮孔29、29，在该凸轮孔29、29中***自锁板21、21的销30、30，并在支座15向驱动方向转动后，凸轮孔29、29的内壁面与销30、30抵接，从而使其从自锁板21、21的自锁位置一侧移动到内侧的自锁解除位置一侧。因此，由凸轮孔29与销30构成自锁解除机构。

如图14也所示，在所述的自锁板21、21的各自的外周部，形成3个自锁爪31…，分别在自锁爪31…位置的内侧位置且在3个自锁爪31…的中间部分设置、固定有所述的销30、30，通过该销30、30沿所述支承板24、24的半径方向支承在长孔的导向孔32、32(参照图17)内，则向半径方向的内外可移动地支承，且该销30、30的一端部延长到所述支座15的凸轮孔29、29并嵌入。另外，若自锁爪31在自锁板21的半径方向的移动能系脱的话，也可是其他的齿数。

在利用弹簧构件22、22的弹簧力而将上述的自锁板21、21移动到设定于半径方向外侧的自锁位置一侧后，外周部的自锁爪31…与在所述固定内齿圈23的内周面形成的齿轮33(参照图15)啮合，并可对自锁板21、21的转动进行自锁。因此，由自锁爪31与齿轮33来构成自锁机构。

图17表示所述支承板24、24，由于该2片支承板24的结构大致相同，故图示其一侧的支承板24。

在上述支承板24的轴心部，形成有无间隙地与输出轴10的连接嵌合部26嵌合而一体转动的连接嵌合部28，再在与自锁板21、21的销30、30相对的位置上，形成有对该销30、30半径方向内外的滑动进行导向的长孔的导向孔32、32。

因此，自锁板21、21的销30、30从左右***2片支承板24、24的导向孔32、32中，从而自锁板21、21在半径方向外侧的自锁位置与内侧(轴心一侧)的自锁解除位置可保持滑动。

此外，支承板24可用左右任何1片来支承自锁板21、21。但如上所述，当用2片支承板24来支承时，含有自锁装置20及自锁操作机构25可单元化，从而可容易组装。

图18表示所述的自锁操作机构25，该机构25由行星齿轮差动机构构成，而行星齿轮差动机构包括：在轴心两边相对的2个部位形成齿轮的恒星齿轮34；与这些齿轮进行啮合的2个行星齿轮35、35；在该外周部与行星齿轮35、35进行啮合的一部分齿轮形成为内齿的内齿轮36。

通过将行星齿轮35、35的支承轴35a、35a两端安装在所述的支承板24、24上，并通过将该支承板24、24用作为支座、而将所述的支承轴35a、35a安装在支承板24、24上，从而将自锁装置20及自锁操作机构25单元化。

在与所述内齿轮36的自锁板21、21的销30、30对应的位置上形成有在半径方向的外方具有倾斜内壁面的大致三角状的凸轮孔38、38，并将上述的销30、30贯通***。

另外，上述凸轮孔38、38设定成：以行星齿轮35、35从中立位置向正或反的公转方向公转间隙角θ后的移动量、并以恒星齿轮34与内齿轮36移动均等齿数后的内齿轮36一侧的移动量(转动量)，通过销30、30而使自锁板21、21从自锁解除位置移动到自锁位置发挥作用的大小。此外，凸轮孔38、38的形状也可用与图示相反方向的三角形状构成。

所述的恒星齿轮34利用2根销34a、34a而与所述电动机轴11一侧的支座15连接，因此，在与位于该恒星齿轮34与支座15之间的支承板24(相当于内侧)的与销34a、34a相对应的位置上，形成小尺寸的盲孔部分24a、24a(参照图17的假想线)，以允许该销34a、34a转动间隙角θ。

此外，恒星齿轮34的中心部，即贯通***输出轴10的部分，形成为与支座15的连接嵌合部27对应并且输出轴10可转动间隙角θ的对应形状。

现对上述结构的输出轴10的自锁装置20的工作原理进行说明。

图12、图18及图19中，电动机轴11停止，自锁板21、21的销30、30与支座15的凸轮孔29、29的位置处于销30配置在图16所示的凸轮孔29中央上部的状态，则用弹簧构件22、22对自锁板21、21向半径方向外侧附加力，因此，自锁板21、21的自锁爪31…与被限制转动的固定内齿圈23的齿轮33啮合，从而成为自锁状态。

因此，当以这种状态从输出轴10一侧例如用手动给予正或反向的转动时，由于在与支承板24之间无间隙角θ，故该支承板24承受输出轴10的转动力，且该支承板24的导向孔32、32，通过自锁板21、21的销30而将转动力传动到自锁板21上。

然而，由于自锁板21、21的自锁爪31…如上述那样，与固定在由弹簧44的弹性限制转动的内齿轮16上的固定内齿圈23的齿轮33啮合，故不能转动。

因此，输出轴10处于自锁状态，且可防止用手动转动。

如图20所示，用行星齿轮机构12使上述电动机轴11的转动减速并由支座15输出，但由于在该支座15与输出轴10的连接嵌合部26、27有间隙角θ，故该间隙角在支座15转动后就将转动力传递到输出轴10。

在上述支座15进行间隙角θ的转动期间，支座15的凸轮孔29、29的倾斜内壁面使自锁板21、21的销30、30移动到半径方向内侧的自锁解除位置一侧。利用上述凸轮孔29、29的作用，自锁板21、21与弹簧构件22、22相抗衡而移动到轴心一侧的自锁解除位置，且自锁爪31脱离固定内齿圈23的齿轮33允许输出轴10转动，解除自锁状态。

当继续转动输出轴10时，通过凸轮孔29、29将销30、30限制在自锁解除位置，并保持自锁板21、21的自锁解除，从而用电动机轴11的驱动力使输出轴10转动，因此，就可操作工具。

接着，一旦将处于驱动状态的电动机停止，以停止电动机轴11的转动，则因电动机轴11的扭矩降低，故输出轴10一侧的惯性变大后，相对支座15就先行转动输出轴10，用这种转动，倒行其相互的间隙角θ而解除支座15的凸轮孔29、29所产生的自锁板21、21的销30、30的限制，并用弹簧构件22、22的弹簧力使自锁板21、21移动到外方的自锁位置。结果，自锁板21、21的自锁爪31就与被限制转动的固定内齿圈23的齿轮33啮合而处于自锁状态。

因此，一旦电动机轴11停止，输出轴10就自动自锁，并立即停止转动，惯性所产生的转动就消失，从而提高安全性。

上述自动自锁的作用，通过由惯性在输出轴10上产生转动而获得可靠的作用。然而，还考虑了如下的情况：电动机轴11的行星齿轮机构12的负荷高且以低速驱动后，不产生由上述的惯性所带来的转动。

不管上述的自动自锁的作用如何，所述的自锁操作机构25都可用手动方法来进行自锁。

也就是说，当自锁未作用于输出轴10时，自锁板21、21的销30、30就在支座15的凸轮孔29、29倾斜内壁面以被限制在自锁解除位置的状态而停止(参照图16的销30、30的假想线)。

图21表示未发生自锁作用的状态而处于停止后的状态，因此，自锁板21、21的销30、30处于自锁解除位置(半径方向的内侧)。

以这种状态，用手动方法向箭头X所示的惯性方向(逆时针方向)把输出轴10转动间隙角θ。该转动力，从支承板24、24通过支承轴35a、35a而使行星齿轮35、35向箭头X方向(逆时针方向)公转。

若通过上述行星齿轮35、35的公转，恒星齿轮34与内齿轮36的负荷大致均等，则两者向相反的方向转动(恒星齿轮34是顺时针方向、且向图16中假想线表示的销30脱离支座15的凸轮孔29的方向而转动，另外，内齿轮36是逆时针方向、且向把图21的销30拉入凸轮孔38的方向而转动)。

另外，若在恒星齿轮34与内齿轮36中的一方负荷较高，则使负荷轻的一方增速地转动。

因此，若恒星齿轮34向顺时针方向转动，则由于通过销34a、34a可使自锁板21、21的销30、30脱离支座15的凸轮孔29、29的限制位置而转动到中央位置，故可解除销30、30的限制，可使自锁板21、21移动到自锁位置而进行自锁。

另外，若内齿轮36向逆时针方向转动，则由于将自锁板21、21的销30、30拉入所述的凸轮孔38、38中，可使其脱离支座15的凸轮孔29、29的限制位置而转动到中央位置，故可解除销30、30的限制，可使自锁板21、21移动到自锁位置而进行自锁。

如此，通过把输出轴10向惯性方向转动间隙角θ，则可进行自锁。

此外，在实际操作中，当操作员不明白输出轴10的惯性方向时，若向间隙角θ的正反两方向转动输出轴10，则因向任何的转动一侧都可自锁，故操作时不会不知所措。

另外，由于输出轴10的转动量用构成自锁操作机构25的行星齿轮差动机构来增加，故自锁操作用的输出轴10的转动量用极少的量即可。

另外，虽然径向方向构成自锁操作机构25的行星齿轮差动机构，但其用推力方向的差动机构构成也可获得等价的作用。

第3实施例

图22～图30表示第3实施例，对于与先前第1及第2实施例有相同功能的结构要素标上同一符号，并省略其详细说明。

本实施例也揭示了在手动式的电动工具的输出轴上安装了本发明输出轴的自锁装置的例子，如图22、图23及图24所示，用来自锁输出轴10的自锁装置20包括：支座15；向半径方向被分割成2片的自锁板21、21；向半径方向外方的自锁位置对自锁板21、21附加力的螺旋弹簧状的弹簧构件22、22；与固定环17连接固定的固定内齿圈23；在相对的内侧支承所述自锁板21、21的2片支承板24、24，另外，该自锁装置20具有进行操作自锁解除动作用来实现自锁的自锁操作机构25。但在本实施例的场合，自锁操作机构25的配设位置，设在自锁装置20的外侧(图22中左侧)。

如图26所示，所述支座15的轴心部与输出轴10的内端部，各自的连接嵌合部26、27形成不从中立位置分别向正反旋转方向传动规定角度θ的间隙角，并相互嵌合、可传动地连接(参照图16的第2实施例)。

另外，所述支座15与后述的内齿轮36通过连接销15a而连接成可联动。

此外，在上述支座15的外侧(图22、图23中左侧)的侧面，形成有在半径方向的外方具有倾斜内壁面的大致三角状的凸轮孔29、29，在该凸轮孔29、29中***有自锁板21、21的销30、30，并在支座15向驱动方向转动后，凸轮孔29、29的内壁面与销30、30抵接，从而使其从自锁板21、21的自锁位置一侧移动到内侧的自锁解除位置一侧。因此，由凸轮孔29与销30构成自锁解除机构。

如图24、图25也所示，在所述的自锁板21、21的各自的外周部，形成3个自锁爪31，分别在自锁爪31…位置的内侧位置且在3个自锁爪31…的中间部分设置、固定有所述的销30、30，通过该销30、30支承在所述支承板24、24的导向孔32、32(参照图27)内，则向半径方向的内外可移动地支承，且该销30、30的一端部延长到所述支座15的凸轮孔29、29并嵌入。

在利用弹簧构件22、22的弹簧力而将上述的自锁板21、21移动到设定于半径方向外侧的自锁位置一侧后，外周部的自锁爪31…与在所述固定内齿圈23的内周面形成的齿轮33啮合，并设置成可对自锁板21、21的转动进行自锁。

图27表示所述的支承板24、24，且因该2片支承板24的结构大致相同，故图示表示为图22、图23左侧的支承板24。而在右侧的支承板24上无行星齿轮35的支承轴35a。图中24b是前述连接销15a的小尺寸的盲孔部分，24c是连接左右支承板24、24的连接销。

在上述支承板24的轴心部，形成有无间隙地与输出轴10的连接嵌合部23嵌合而一体转动的连接嵌合部28，再在与自锁板21、21的销30、30相对的位置上，形成有对该销30、30半径方向内外的滑动进行导向的长孔的导向孔32、32。

图28表示所述的自锁操作机构25，该机构25配设在所述自锁装置20的外侧(图22、图23中左侧)。该机构25由行星齿轮差动机构构成，而行星齿轮差动机构包括：在圆周整个区域形成的恒星齿轮34；与这些齿轮进行啮合的2个行星齿轮35、35；在该外周部与行星齿轮35、35进行啮合的一部分齿轮形成为内齿的内齿轮36。

而且，通过将行星齿轮35、35的支承轴35a安装在所述的支承板24(在图22、图23中左侧，参照图27)上，并将该支承板24用作为支座。

另外，上述的凸轮孔38、38，形成为与形成在所述支座15上的凸轮孔29、29大致同样形状。

如图22、图23及图29所示，所述恒星齿轮34与输出轴10嵌合成滑嵌状态。该恒星齿轮34的齿轮部外侧构成圆盘状，且在其外周缘的外侧侧面形成卡合爪34b…。并且，在恒星齿轮外侧的输出轴10上嵌装有C形环61。

圆形状的制动板62的内侧面与上述C形环61的外侧对接设置，并嵌装在输出轴10上，且相对于该输出轴10嵌合成滑嵌状态。

如图30所示，在上述的制动板62的外周部分，使其与所述恒星齿轮34的圆盘部的卡合爪34b对应而形成卡合爪63，通过使这些卡合爪34b、63相互卡合，则在制动板62上发生制动作用时，在恒星齿轮34上也发生制动作用，从而使其旋转停止或固定。

所述制动板62的外侧面与支承输出轴10的支承套64的内端对接，通过由该支承套64的内端与所述C形环61夹持制动板62，在该制动板62上就发生制动作用。

如图22所示，为进行上述的夹持作用，在支承套64的前端一侧通过推力轴承65为媒介而在与输出轴10的凸缘部67之间装设有盘状弹簧66，该盘状弹簧66把向外方(图22中左方)的弹簧力作用在输出轴10上。

因此，由于输出轴10上的C形环61与输出轴10同样地作用了向外方的弹簧力，故C形环61将制动板62按压且碰到支承套64的内端面，从而使制动发生作用。

此外，在输出轴10安装工具并处于作业状态时，由于输出轴10向内方(图22中向右方)受到反力，故C形环61的按压被解除，从而不会对制动板62发生制动作用。因此，允许恒星齿轮34转动，不会妨碍处于驱动下的输出轴10的转动。

在如上构成的输出轴10中，由于自锁装置20的工作原理与先前第2实施例相同，故省略其详细说明，但其自锁状态是如图24所示。

即，自锁板21、21的销30、30与支座15的凸轮孔29、29的位置，如第2实施例中说明的图16所示，处于销30配置在凸轮孔29中央上部的状态，且用弹簧构件22、22对自锁板21、21向半径方向的外侧附加力，因此，自锁板21、21的自锁爪31…与可限制转动的固定内齿圈23的齿轮33啮合，从而成为自锁状态。

因此，输出轴10处于自锁状态，且可防止用手动转动。

按如上所述，当驱动处于自锁状态的输出轴10时，仍保持这种自锁状态地驱动电动机，并且一旦向规定驱动方向转动电动机轴，则自动解除上述自锁状态。

由于该自锁状态的自动解除的工作原理与先前第2实施例相同，故省略其详细说明，但自锁解除的状态是如图25所示。

也就是说，上述电动机轴的转动由支座15输出，但由于在该支座15与输出轴10的连接嵌合部26、27有间隙角θ，故在上述支座15进行间隙角θ的转动期间，支座15的凸轮孔29、29的倾斜内壁面使自锁板21、21的销30、30移动到半径方向内侧的自锁解除位置一侧。利用上述凸轮孔29、29的作用，自锁板21、21与弹簧构件22、22相抗衡而移动到轴心一侧的自锁解除位置，且自锁爪31脱离固定内齿圈23的齿轮33允许输出轴10转动，解除自锁状态。

当继续转动输出轴10时，通过凸轮孔29、29将销30、30限制在自锁解除位置，并保持自锁板21、21的自锁解除，从而用支座15的驱动力可使输出轴10转动。

此外，由于制动板62未被盘状弹簧66的操作的反力而压缩，故无制动作用，因此，就可操作工具。

另外，欲从图25的自锁解除状态处于图24的自锁状态，则停止电动机轴的驱动即可。由于这种自动自锁的动作也与先前第2实施例相同，故省略其详细说明。

又，不管上述的自动自锁的作用如何，所述的自锁操作机构25都可用手动方法来进行自锁。

例如，如图26的假想线所示，当所述自锁装置20的自锁未作用于输出轴10时，自锁板21、21的销30、30就在支座15的凸轮孔29、29倾斜内壁面以被限制在自锁解除位置的状态而停止，另外，图28所示的自锁操作机构25、自锁板21、21的销30、30都在用假想线所示的自锁解除的限制位置而停止。

图28中，当以这种状态，用手动方法向箭头Y方向(顺时针方向)将输出轴10转动时，该转动通过支承板24、24而使自锁操作机构25的行星齿轮35、35向Y方向转动。

另一方面，由于用盘状弹簧66的弹簧力将制动板62夹持在C形环61与支承套64的内端而对恒星齿轮34进行了制动，故恒星齿轮34处于固定状态。

因此，如上所述，当行星齿轮35、35向Y方向公转时，就在恒星齿轮34的齿轮上转动，内齿轮36的增速超过行星齿轮35、35的公转并向Y方向旋转。

如上所述，当增速而产生旋转差、内齿轮36向Y方向旋转时，由于比行星齿轮35、35的公转(与支承板24、24的旋转相同)快旋转差地进行旋转，故该旋转与支承板24、24的旋转联动且比转动的自锁板21、21的销30、30快，从而使内齿轮36向Y方向旋转。

结果，销30、30脱离内齿轮36的凸轮孔38、38的限制位置，并可使该销30、30向凸轮孔38、38的中央部分移动。

另外，由于用连接销15a、15a将内齿轮36与支座15连接(参照图26)，故该支座1 5也与内齿轮36同速地向Y方向转动，且自锁板21、21的销30、30脱离该支座15的凸轮孔29、29的限制位置，并可使该销30、30向凸轮孔38、38的中央部分移动。

如此，当自锁板21、21的销30、30从支座15的凸轮孔29、29的自锁解除的限制位置向中央移动时，可利用弹簧构件22、22的弹簧力而使自锁板21、21移动到半径方向外方的自锁位置，其自锁爪31与可限制转动的固定内齿圈23的齿轮33啮合，从而可获得自锁状态。

此外，在实际操作中，当操作员不明白输出轴10的旋转方向Y时，若向正反两方向转动输出轴10，则因向任何的转动一侧(扭矩较轻的旋转方向)都可自锁，故操作时不会不知所措。

另外，在上述第3实施例中，虽然揭示了未装设先前第1实施例中图8所示的扭力限度器的例子，但将其装设也是可以的。

Claims

1．一种输出轴的自锁装置，其特征在于，

通过驱动轴与从动轴的连接而形成有输出轴，

在连接所述驱动轴与从动轴的连接部，形成有相互旋转方向上不传递规定角度动力的间隙角，

在所述从动轴一侧，设置有将止转在该从动轴上并向半径方向的内外可移动地被支承的自锁构件移动到与其外周部相对设置的固定构件上而进行自锁的自锁机构，

在所述驱动轴上，设置有在所述间隙角的转动量内使所述自锁机构的自锁构件沿解除自锁方向移动并解除自锁的自锁解除机构。

2．如权利要求1所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，在所述自锁构件上形成自锁爪，在固定构件上形成与所述自锁爪进行系脱的卡合爪，通过自锁爪与卡合爪的卡合而形成所述自锁机构。

3．如权利要求1所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

在所述自锁构件与驱动轴一侧构件的一方形成销在另一方的凸轮面，

所述凸轮面形成有用所述驱动轴的转动初期的转动而在所述连接部无间隙角时与所述销抵接并使自锁构件移动到自锁解除位置的凸轮面，用所述销与凸轮面的操作而形成有所述自锁解除机构。

4．如权利要求1、2或3所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

在所述从动轴上，设置有用正或反方向的转动对所述驱动轴的自锁解除机构的自锁解除动作进行解除操作从而将自锁构件操作到自锁位置的自锁操作机构。

5．如权利要求4所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

在所述从动轴与驱动轴之间装设有差动机构，以便用两轴间隙角的相对转动所进行差动的动作对所述自锁解除机构进行解除操作从而将自锁构件操作到自锁位置地构成所述自锁操作机构。

6．如权利要求4或5所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

由具有内齿轮、行星齿轮、恒星齿轮和对行星齿轮进行轴支承的支座的行星齿轮差动机构形成所述自锁操作机构，所述支座与所述从动轴连接，所述恒星齿轮与所述驱动轴连接，

由转动从动轴后的内齿轮与恒星齿轮的差动对所述自锁解除机构进行解除操作从而将自锁构件操作到自锁位置地构成所述自锁操作机构。

7．如权利要求4或5所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

由具有内齿轮、行星齿轮、恒星齿轮和对行星齿轮进行轴支承的支座的行星齿轮差动机构形成所述自锁操作机构，所述支座与所述从动轴连接，所述恒星齿轮与输出轴停止时所固定的制动构件连接，所述内齿轮与所述自锁解除机构连接，且由转动从动轴后的内齿轮的移动与行星齿轮的公转之差动对所述自锁解除机构进行解除操作从而将自锁构件操作到自锁位置地构成所述自锁操作机构。

8．如权利要求1、2、3、4、5、6及7所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，将所述自锁构件多个配设在从动轴的圆周方向上而形成所述自锁机构。

9．如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

所述固定构件形成环状并可转动地支承在固定部上，并且用规定的负荷按压固定该固定构件而形成扭力限度器。

10．如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的输出轴的自锁装置，其特征在于，

所述固定构件形成环状并可转动地支承在固定部上，并且用规定的负荷按压固定该固定构件而形成制动器。