JPH0374633A - クラッチ - 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】

本発明は電動工具に使用されてトルクリミッタ−として
作動するクラッチに関するものである。

【従来の技術】

電動工具では締め付はトルクの調整を行えるようにする
にあたり、所要の締め付はトルクに達すれば、駆動部と
出力部とを切り離してしまうクラッチが使用されている
。このようなトルクリミッタ−として作動するクラッチ
としては、遊星減速機構が減速機として使用されている
ものでは、遊星減速機構におけるインターナルギアに凹
凸面を形成するとともに、この凹凸面にばね付勢されて
係合するボールを設けたものが多用されている。 このクラッチの場合、ボールと凹凸面との係合力以上の
トルクが作用すれば、インターナルギアがボールをばね
付勢に抗して後退させて回転し始めることで、つまりは
遊星減速機構が空転を始めることで、出力部の切り離し
がなされるものであリ、そして、このような切り離しが
なされるトルク値は、ボールを凹凸面側に付勢している
ばね力を変化させることによって、つまりはボールと凹
凸面との係合力を変化させることによって調整できるよ
うにされている。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、上記構造のクラッチの場合、調整することがで
きるトルクを高いレベルにするには、ばね力をかなり大
きくしなくてはならず、調整操作が困難となる上に、低
レベルの設定が困難となるために、通常、低レベルをメ
インにばね力を設定しているのであるが、重負荷作業を
行う場合、出力部に動力が伝わらず、作業できなくなっ
てしまう。 ここにおいて、上記ばねとして、圧縮コイルばねを使用
するとともに、トルクを高くする方向に調整していった
時に、コイルばねが密着巻きとなってばね性を持たなく
なるようにすることで、つまりはクラッチの切り離しが
なされなくなるようにするこヒで重負荷に対応できるよ
うにしたものがあるが、この場合、駆動トルク以上の負
荷ト°ルクがかかってロックした場合、動力伝達系の部
材に多大な負荷がかかるために耐久性の点で問題がある
上に、ロック反動が作業者に加わるために、安全性にお
いても問題がある。 大小二つのばねを直列に並べてトルク調整範囲を大きく
したもの、あるいはモーターの回転数や電流値の変化を
センシングして駆動源を制御する電子式クラッチなども
あるが、前者の場合には大小二つのばねが直列に並ぶた
めに、どうしても大型になってしまうという問題を有し
ており、後者では電子回路やセンサ一部品が必要となる
ためにコスト高となる。 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは小型低コストでありながら、重負荷
作業に対応できるとともに、使用中のロック時の安全性
及び耐久性を確保することができるクラッチを提供する
にある。

【課題を解決するための手段】

しかして本発明は、−面が凹凸面とされた主２ラッチ部
材と、この主クラッチ部材の凹凸面にばね付勢を受けて
係合するボールとして形成された第１クラッチ部材と、
主クラッチ部材の上記凹凸面と反対側の面に形成されて
いるテーパ面に接触するテーパ面を備えた第２クラッチ
部材とを備えて、主クラッチ部材と第１クラッチ部材と
によって第１のクラッチが形成されているとともに、主
クラッチ部材と第２クラッチ部材とによって摩擦クラッ
チとしての第２のクラッチが形成されており、第１のク
ラッチはボールを付勢するばねのばね力が可変となって
いるとともに、ばねを無効とする無効手段を備えており
、第２のクラッチはその滑り出しトルクが第１のクラッ
チにおける滑り出しトルクの調整範囲中の最大値より大
きくされていることに特徴を有している。 ［作用］ 本発明によれば、第１のクラッチによって、滑り出しト
ルクの調整を行うことができる上に、この調整範囲を越
える重負荷作業については、第１のクラッチにおけるば
ねを無効としてｗ４．１のクラブチの切り離しがなされ
ないようにすることで対応することができるものであり
、そしてこのように第１のクラッチの切り離しがなされ
ないようにした時のロックについては、第２のクラッチ
が作動することによってその反動を吸収することができ
る。 ［実施例］ 以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、図示
例は電動工具における動力伝達系の部材を示している。 まずモーター３と出力軸５との間に配された減速機につ
いて説明すると、これは３段の遊星減速機構で構成され
たものであって、第１段目の遊星減速機構は、モーター
３の出力軸に取り付けられたピニオン３１と、キャリア
３２、ギアボックス３０内面に固定されたインターナル
ギア３４、そしてキャリア３２に設けられた軸３５によ
って支持されてピニオン３１とインターナルギア３４と
に噛み合う遊星ギア３３で構成されており、第２段目の
遊星減速機構は、上記キャリア３２に一体に形成された
ピニオン３６と、キャリア３７、ギアボックス３０内面
に固定されたインターナルギア３９、キャリア３７に設
けられた軸４０によって支持されてピニオン３６とイン
ターナルギア３９とに噛み合う遊星ギア３８で構成され
ている。 そして第３段目の遊星減速機構は、上記キャリア３７に
一体に設けられたビニオン４１と、出力軸５一端のキャ
リア部に設けられた軸４２で支持された遊星ギア４２、
そしてインターナルギア２０によって構成されており、
遊星ギア４２がビニオン４１とインターナルギア２０と
に噛み合っている。 クラッチは、第１のクラッチ１と第２のクラッチ２とで
構成されている。第１のクラッチ１は、−面が凹凸面１
１とされているリング状の主クラッチ部材１０と、ギア
ボックス３０に形成された孔内に配される鋼製のボール
１２と、このボール１２を主クラッチ部材１０の上記凹
凸面１１に向けて付勢する圧縮コイルばね型のばね１３
と、ばね受け１５とからなるもので、ばね１３とボール
１２との間にはスラスト板１４が配設されており、ばね
受け１５はギアボックス３０の先端部に回動自在に装着
される調整ハンドル６の内面の段部６０によって受けら
れている。 調整ハンドル６における段部６０は、第３図に示すよう
に、階段状に形成されていることから、調整ハンドル６
を回転させたならば、ばね受け１５が軸方向に移動して
、上記ばね１３の圧縮Ｉが変化する。 第２のクラッチ２は、上記主クラッチ部材１０と、前記
インターナルギア２０とからなるもので、主クラッチ部
材１０内周面のテーパ面とインターナルギア２０外周面
のテーパ面とが接触する摩擦クラッチとして形成されて
おり、この摩擦クラッチには、第１のクラッチ１におけ
るばね１３の荷重が加わっている。そしてこの第２のク
ラッチ２は、その滑り出しトルクが重負荷作業にも対応
した値となるように、テーパ面の傾斜角度αが設定され
ている。 次に動作について説明する。第２のクラッチ２を構成す
る第２クラッチ部材であるところのインターナルギア２
０は、通常時、その回転が両クラッチ１．２によって阻
止されているために、モーター３の回転は３段の遊星減
速機構を通じて出力軸５に伝達されて、出力軸５を回転
させる。 そして、出力軸５にかかる負荷トルクが増大して、ばね
１３の付勢を受けているボール１２と主クラッチ部材１
０における凹凸面１１との間に働く係合力で設定されて
いる主クラッチ部材１０が回転を始めるトルクより大き
くなれば、主クラッチ部材１０は、その凹凸面１１にお
ける凸部の側面が第６図に示すように傾斜面となってい
ることから、第４図（ａ）及び第１図における軸線より
下側に示すように、ばね１３に抗してボール１２を後退
させることで回転を始めるものであり、この時、主クラ
ッチ部材１０とインターナルギア２０とは依然として接
続されたままであるために、インターナルギア２０６回
転を始める。 このようにインターナルギア２０が回転を始めたならば
、第３段目の遊星減速機構が空転することになり、出力
軸５が切り離される。 主クラッチ部材１０が回転を始めるトルク（第１のクラ
ッチ１の滑り出しトルク）は、調整ハンドル６を回転さ
せてばね１３の圧縮量を変え、ボール１２と凹凸面１１
との係合力を変化させることによって調整することがで
きる。 そして、上記調整によって得られる最大のトルクよりも
大きい負荷トルクが働く重負荷作業を行う時には、第２
図及び第５図に示すように、調整ハンドル６によるばね
１３の圧縮が最大となるようにすればよい、この時、ば
ね１３は密着巻きの状態となって、これ以上圧縮される
ことがなくなり、本来のばね性を発揮しなくなるために
、もはや主クラッチ部材１０はボール１２を後退させて
回転することができなくなる。従って、重負荷に対応し
た作業を行うことができるものとなる。 ただし、作業中に駆動トルク以上の負荷トルクがかかっ
た時には、主クラッチ部材１ｏに対して第２クラッチ部
材であるインターナルギア２ｏが主クラッチ部材１０と
の間の摩擦抵抗に抗して滑り出して回転を始め、出力軸
５への動力伝達を中断するために、負荷トルクの急増に
よるロックの反動は、このインターナルギア２０の回転
によって吸収されることになり、作業者に反動がそのま
ま伝わることがなく、また動力伝達系部材にかかる負荷
も小さい。 第７１！Ｉ及び第８図に示す実施例は、インターナルギ
ア２０に両面がテーバ面である楔状突部を設けるととも
に、主クラッチ部材１０にこの楔状突部が納まるテーバ
溝を形成することで、第２のクラッチ２を構成する主ク
ラッチ部材１０とインターナルギア２０との間の接触面
の面積を増大させて、この接触面に働く面圧を低減でき
るようにしたものであり、このために、主クラッチ部材
１０とインターナルギア２０との材質や形状の選択に、
コストダウンの余地を含む幅のある設計を行えるものと
なっている。尚、第７！！ｌは第１のクラッチ１による
締め付はトルクの調整可能な状態を示しており、第８図
は第１のクラッチｌを連結状態に固定した時を示してい
る。

【発明の効果】

以上のように本発明においては、第１のクラッチによっ
て滑り出しトルクの調整を行うことができる上に、この
調整範囲を越える重負荷作業については、第１のクラッ
チにおけるばねを無効として第１のクラッチの切り離し
がなされないようにすることで対応することができるも
のであり、そしてこのように第１のクラッチの切り離し
がなされないようにした時のロックについては、第２の
クラッチが作動することによってその反動を吸収するこ
とができるために、ロック反動に対する安全性及び耐久
性を確保することができるものであり、しかも第２のク
ラッチは、第１のクラッチと主クラッチ部材を共有する
摩擦クラッチとして形成しているために、小型低コスト
で実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明一実施例の縦断面図、第３図
は同上のクラッチ部分の分解斜視図、第４図（ａ）　（
ｂ）及び第５図は同上の第１のクラッチの動作説明の断
面図、第６５１Ｕは主クラッチ部材の凹凸面とボールを
示す正面図、第７図及び第８図は他の実施例の縦断面図
であって、１は第１のクラッチ、２は第２のクラッチ、
１０は主クラッチ部材、１２はボール、１３はばね、２
０はインターナルギアを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一面が凹凸面とされた主クラッチ部材と、この主
   クラッチ部材の凹凸面にばね付勢を受けて係合するボー
   ルとして形成された第１クラッチ部材と、主クラッチ部
   材の上記凹凸面と反対側の面に形成されているテーパ面
   に接触するテーパ面を備えた第２クラッチ部材とを備え
   て、主クラッチ部材と第１クラッチ部材とによつて第１
   のクラッチが形成されているとともに、主クラッチ部材
   と第２クラッチ部材とによつて摩擦クラッチとしての第
   ２のクラッチが形成されており、第１のクラッチはボー
   ルを付勢するばねのばね力が可変となつているとともに
   、ばねを無効とする無効手段を備えており、第２のクラ
   ッチはその滑り出しトルクが第１のクラッチにおける滑
   り出しトルクの調整範囲中の最大値より大きくされてい
   ることを特徴とするクラッチ。