JPH0653350B2 - 回転工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は電動ドライバーや電動レンチのような回転工
具、殊に出力軸のオートロック及びオートリリースが可
能な回転工具に関するものである。

【従来の技術】

電動ドライバーや電動レンチのような回転工具におい
て、出力軸の回転ロックできるようにしておくことは、
手まわし式としての使用を可能とし、手の感覚による締
め付けや電動力では締まりきらない場合の補助締め付け
を手締めで行なえるようになるために、非常に有用であ
る。そしてこのようなロック機能を持たせるにあたって
は、ロック状態にある時にモータを回転させると自動的
にロックの解除がなされるオートリリースと、モータを
停止させれば自動的にロックがかかるオートロックとが
なされるようにしておくことが使い勝手の上で好まし
い。 このようなオートロック及びオートリリース機能を備え
たものは、従来より種々の形態のものが提案されている
が、機械的に構成されたものとしては、スイッチハンド
ルのオンオフ操作をロック部分にまで機械的に伝達する
ことでオートロック及びオートリリースを行うものと、
特開昭６２−２８７９７９号公報等において示されてい
るように遊星歯車装置のインターナルギアの動きを利用
して、ラチェット爪によるロックとこのロックの解除を
行うものとに大別される。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、前者はスイッチハンドルの操作で離れたところ
に位置するロック部分に配されたロック部材を機械的に
遠隔操作するための部材が必要であり、構造が複雑とな
りやすく、またスイッチの配設位置に規制が生じたり、
コンパクトにまとめにくい等の問題を有している。 後者の場合には、ラチェット爪の作動音が発生したり、
ラチェット爪を支持する部材の強度がとりにくかったり
するとともに、部材形状がどうしても複雑化し、コスト
アップとなる問題を有している。 特公昭４７−４９３６０号公報に示されたもの、つまり
回転工具本体に固定された内盤と、モータ軸及びドライ
バーシャフトに連結されて内盤の外周を囲む円筒状のは
ずみ車と、内盤外周に形成された楔状切欠部とはずみ車
内周面との間に配置されたコロ状のロック部材とを備え
て、モータの回転時にはロック部材が楔状切欠部内の広
い遊動領域で自由に滑動しつつ、内盤からはずみ車を介
してドライバーシャフトを回転駆動し、モータを停止さ
せた状態で回転工具本体を持って回転させると、工具本
体と一体の内盤がはずみ車に対して回転してロック部材
が楔状切欠部の狭い狭搾部に入り込み、この結果、はず
み車の内周面にロック部材が圧接してはずみ車が工具本
体を回す方向と同じ方向に一体に回転するように、つま
り工具本体に対してドライバーシャフトがロックされた
状態となって手締めが行えるようにしたものもあるが、
このものではオートロック及びオートリリースの両機能
を備えるものの、モータで回転駆動する場合も手動で回
転させる場合も一方向の回転のみが許容されるものであ
るために、ねじの締め付けだけ、あるいはねじの緩め作
業にだけしか使用できず、実使用上、きわめて不便であ
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両回転方向についてのオートロック
及びオートリリースを簡単な構造で行えるとともに、信
頼性も高い電動ドライバーもしくは電動レンチのような
回転工具を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

しかして本発明は、回転駆動源に連結された入力軸側部
材と、この入力軸側部材と同軸上に位置する出力軸側部
材とに所定角度内の遊びをもって連結される動力伝達用
の連結部を設けるともに、工具本体に対して回転不能に
固定されて上記出力軸側部材を囲むリング体の内周面と
出力軸側部材の外周面との間にロック部材の噛み込みと
遊動とを許す楔状空間部を形成し、入力軸側部材には上
記ロック部材を楔状空間部における遊動領域側に押し出
すリリース部材を形成したものであって、連結部は出力
軸側部材に設けられた径方向に突出する突起と、入力軸
側部材に設けられた軸方向に突出するリリース部材を兼
ねた突起とからなり、ロック部材が配設された楔状空間
部は、出力軸側部材における突起とこの突起の両側に夫
々配置されている入力軸側部材の突起との間に夫々設け
られており、出力軸側部材の突起の両側に位置している
とともに出力軸側部材の外周面が突起に向かって出力軸
側部材の中心方向に傾斜することで形成されている両楔
状空間部は、上記傾斜方向が互いに相反して、共に突起
寄りが遊動領域、突起から離れる側が噛み込み領域とな
っており、この両楔状空間部のうちの一方に配されたロ
ック部材が正転ロック用、他方に配されたロック部材が
逆転ロック用となっていることに主たる特徴を有してい
る。 ［作用］ 本発明によれば、ロック部材とこのロック部材の噛み込
みと遊動とを許す楔状空間部とによってオートロック
が、そして入力軸側部材に設けられたリリース部材によ
ってオートリリースが可能なものであり、しかも楔状空
間部が異なる傾斜を持つ２種で形成されているために、
オートロック及びオートリリースを両回転方向について
共に行うことができ、更にはこれら各部材の形成はシン
プルなものでよい。 ［実施例］ 以下本発明の図示の実施例に基づいて詳述すると、モー
タ２の出力軸２０に固着された太陽ギア３１と、ギアケ
ース６内面に固定されたインターナルギア３３と、この
両者に噛み合う複数個の遊星ギア３２、そして各遊星ギ
ア３２を支持する軸３５を備えたキャリア３４とからな
る遊星機構が減速手段として設けられており、この遊星
機構におけるキャリア３４と、チャック８を備えた出力
軸７とが軸方向に同軸上で並べられている。図中６はギ
アケース、６１は出力軸を受ける滑り軸受け、６２はス
ラスト板，６３は止め輪、６４，６５，６６はスラスト
軸受けを構成する鋼球とリテーナである。 上記出力軸７のキャリア３４側の端部外周面からは、第
２図に示すように、複数本の突起７０が放射状に且つ等
間隔に突設されている。またギアケース６の内面には、
上記突起７０の外周を囲むリング体５１が固着されてい
る。そして、キャリア３４の端面には、軸方向に突出し
てリング体５１の内周面と出力軸７の外周面との間の空
間に位置する複数個の突起３６が設けられている。これ
ら突起３６は、上記突起７０と同数のものが周方向にお
いて等間隔で形成されているとともに出力軸７の各突起
７０間に位置するように、つまり突起３６と突起７０と
が周方向に間隔をおいて並ぶようにされていて、この両
突起３６，７０で回転方向において所定角度の遊びをも
つ回転動力伝達用連結部が形成されている。 ここにおいて、出力軸７における突起７０の両側の外周
面は、夫々突起７０側が低くなる傾斜面７１となってい
るために、突起７０の両側には上記外周面とリング体５
１の内周面との間に楔状空間部が形成されており、そし
て突起７０の両側で且つキャリア３４の突起３６と突起
７０との間に夫々設けられているこれら楔状空間部に
は、ローラ状のロック部材５０ａ，５０ｂが夫々配設さ
れてロック手段５が形成されている。尚、ロック部材５
０ａは一方向回転のロック用、ロック部材５０ｂは他方
向回転のロック用である。このロック部材５０ａ，５０
ｂの直径は、楔状空間部の突起７０側の部分の高さより
小さく、突起３６側の部分の高さより大きくなっている
ために、ロック部材５０ａ，５０ｂは突起７０側に位置
する時は遊動状態にあるものの、突起７０から離れる
と、出力軸７外周面とリング体５１内周面との間に噛み
込んで出力軸７をロックする。 第６図は外観を示しており、図中１は本体、９はチャッ
ク８に装着されたビット、１１はスイッチハンドル、１
２は回転方向切換ハンドル、１３は電源パックである。 次に動作について説明する。今、モータ２を回転させた
ならば、この出力は遊星機構において減速されて、キャ
リア３４の回転となり、キャリア３４の突起３６は第２
図に示すようにロック部材５０ｂを介して出力軸７の突
起７０を押圧して、出力軸７を回転させる。この時、突
起７０両側の楔状空間部に位置する一対のロック部材５
０ａ，５０ｂのうち、ロック部材５０ｂは突起３６で押
されることによって楔状空間部における遊動領域、つま
り突起７０寄りの部分に位置し、ロック部材５０ａはそ
の慣性によって楔状空間部における遊動領域に位置する
ものであり、このためにロック部材５０ａ，５０ｂが出
力軸７の回転を妨げることがない。 特に、ここでは突起７０及び突起３６を外周側の幅が内
周側の幅よりも広く且つこの差が半径位置の違いで生じ
る差よりも大きくなっている略扇形とされていることか
ら、突起３６，７０はいずれもローラ状であるロック部
材５０ａ，５０ｂを出力軸７の外周面に押し付ける力を
発生するものであり、ロック部材５０ａ，５０ｂがリン
グ体５１の内周面に接することによる力のロスを招くこ
ともない。リング体５１を非磁性体で形成するととも
に、ロック部材５０ａ，５０ｂと出力軸７とを両者の間
に磁性吸引力が働くようにして、磁気吸引力でロック部
材５０ａ，５０ｂとリング体５１との接触を防ぐようし
てもよい。 モータ２の回転方向が逆の場合には、第３図に示すよう
に、突起３６はロック部材５０ａと突起７０とを介して
出力軸７に動力を伝達して出力軸７を回転させるもので
あり、この時も、両ロック部材５０ａ，５０ｂは夫々楔
状空間部における遊動領域側に位置するために、ロック
状がなされることはない。 そして、モータ２を停止させた状態で、手動による締め
付けを行うために本体１を出力軸７の軸回りに締め付け
方向に回転させたならば、本体１、つまりはリング体５
１と出力軸７との間に生じる相対回転で、第４図に示す
ように、ロック部材５０ｂは突起７０寄りの遊動領域に
位置したままの状態を保つものの、ロック部材５０ａは
上記相対回転に伴う転動で突起７０から離れて楔状空間
部における噛み込み部分側に移るために、リング体５１
と出力軸７とが一体化される。つまり出力軸７の自由回
転がロック部材５０ａによってロックされてしまって本
体１と共に回転する状態となり、ビスやナットの手締め
が可能となる。そして、このロック状態への移行は上述
のように自動的になされるものである。 ビスやナットを緩めるために本体１を逆方向に回した時
には、第５図に示すように、ロック部材５０ｂが出力軸
７のロックを行い、手戻しを可能とする。 そして、このようにロックされた状態で再度モータ２を
回転させたならば、出力軸７の回転で突起７０の方がロ
ック部材５０ａ，５０ｂに接近してロックのための噛み
込み位置にあったロック部材５０ａ，５０ｂを楔状空間
部における遊動領域に戻すために、もしくは、キャリア
３４における突起３６が噛み込み位置にあるロック部材
５０ａ，５０ｂを楔状空間部の遊動領域側に押し戻すた
めに、ロックの解除が自動的になされる。突起３６は動
力伝達部材であるとともに、リリース部材ともなってい
るわけであり、部品数の削減によるコストダウンを得る
ことができるようになっている。 第７図〜第１０図に他の実施例を示す。これはオートロ
ック及びオートリリースのための構造は同じであるが、
締め付けトルクの調整用クラッチが組み込まれている点
で上記実施例で示したものと異なっている。 すなわち、ここではインターナルギア３３が軸まわりに
回転自在とされているとともに、インタールギア３３の
軸方向の前端面には凹凸形状のクラッチ面３７が設けら
れている。そしてギアケース６には軸方向の孔６２が設
けられて、この孔６２内に上記クラッチ面３７に係合す
る鋼球７４が配設されている。またギアケース６の前端
面の外周には、クラッチ板７７と、クラッチばね７６、
そしてスラスト板７５が配設されており、クラッチ板７
７は本体１の先端部に回転自在に配設されたクラッチハ
ンドル７８の内面に形成された階段状突起８０に係合し
ている。図中７９はクラッチハンドル７８の取付プレー
トである。 上記クラッチばね７６はスラスト板７５を介して鋼球７
４を押圧し、鋼球７４とクラッチ面３７との係合部にば
ね荷重を負荷して、インターナルギア３３の回転を止め
ている。ビスやナットを回転させるのに必要な負荷トル
クが小さい時には、インターナルギア３３と鋼球７４と
の係合状態が維持されてインターナルギア３３の回転が
止められているために、モータ２の回転は前記実施例の
場合と同様に減速されて出力軸７側へと伝えられる。し
かし、上記ばね荷重によるところの設定トルクよりも負
荷トルクが大きくなれば、インターナルギア３３はクラ
ッチ面３７で鋼球７４をクラッチばね７６に抗して押し
返しつつ回転を始めるものであり、そしてこのインター
ナルギア３３の空転で出力軸７側への動力伝達が遮断さ
れてしまうために、ビスやナットの締め付けトルクは設
定トルクに制限される。 クラッチハンドル７８を回転させれば、クラッチハンド
ル７８内面の階段状突起８０と軸回りの回転が止められ
ているクラッチ板７７と係合位置が変化してクラッチ板
７７が軸方向に移動し、クラッチばね７６の圧縮量が変
化するために、上記設定トルクを調整することができ
る。 ここにおいて、上記のようにインターナルギア３３が空
転を始めることで締め付けトルクの制限がなされた時に
は、第２図もしくは第３図に示した状態と同じくロック
が解除された状態にあるが、このままで、つまりモータ
２をオンさせた状態のままで本体１そのものをねじ締め
方向に回すと、本体１の回転、つまりリング体５１の回
転で第９図に示すように、それまでフリーで且つ楔状空
間部の遊動領域にあったロック部材５０ａが噛み込み位
置に移動し、出力軸７をロックするために、手締め作業
にそのまま移行することができる。 そして、モータ２をオンさせた状態のままで引き続い
て、本体１を逆方向にまわせば、第１０図に示すよう
に、ロック部材５０ａによるロックが解除された状態と
なるとともに、本来ならばこの時点でロック部材５０ｂ
がロック位置に移行するものの、この時にはインターナ
ルギア３３の空転の反動でキャリア３４の突起３６が図
中矢印で示すようにロック部材５０ｂを突起７０側に押
しているためにロック状態に移行せず、この逆回転につ
いてのオートロックが働かない。このためにスイッチハ
ンドル１１を操作してモータ２を作動させた状態のまま
での手締めは、ラチェットドライバーあるいはラチェッ
トレンチのようなラチェット締め付けとして行うことが
できるものである。 第１１図乃至第１３図に他の実施例を示す。これは出力
軸７の後端部に異形断面部を設けるとともに、この異形
断面部に嵌合する孔を備えた複数枚、ここでは２枚の剛
体からなるプレート８０と１枚の弾性体からなるプレー
ト８１を装着して、これらプレート８０，８１で突起７
０を形成したものである。特に、ここでは弾性体からな
るプレート８１の最大径を除く外径を、これをはさんで
いる２枚の剛体からなるプレート８０よりも少し大きく
している。ロック部材５０ａ，５０ｂが弾性体からなる
プレート８１に当接するようにして、確実なロックを得
られるようにしているわけである。 第１４図に示すように、出力軸７の異形断面部と、突起
７０を備えたプレート８３における嵌合孔８４との間に
隙間ｃを設けて、この隙間ｃによるがたつきを利用し
て、確実なロックを得られるようにしてもよい。この場
合、滑り軸受け６１とリング体５１とのセンター合わせ
に精度をさほど必要としなくなるとともに、組立性も向
上する。 第１５図〜第１７図に別の実施例を示す。これはキャリ
ア３４における軸３５の一端をキャリア３４の端面より
出力軸７側に突出させるとともに、ロック部材５０ａ，
５０ｂの一端を出力軸７の端面よりもキャリア３４側に
突出させて、回転方向において対のロック部材５０ａ，
５０ｂの間に位置する軸３５が両ロック部材５０ａ，５
０ｂに当接自在となるようにしたものである。 この場合、ローラ状に形成されているロック部材５０
ａ，５０ｂにグリスが付着して、ロック部材５０ａ，５
０ｂが突起７０の両側面にグリスの粘性で引っ付いてし
まったとしても、本体１を回すことで手動による手絞め
を行う時には、本体１とともに出力軸７に対してまわる
キャリア３４における軸３５が、第１６図に示すよう
に、ロック部材５０ａと当接してこれを押すことで突起
７０から引き離すために、ロック部材５０ａは楔状空間
部における噛み込み位置に移動することが妨げられるこ
とがなく、確実にロックがなされるものであり、また本
体１を逆方向にまわす時には、第１７図に示すように、
軸３５がロック部材５０ｂを押して突起７０から引き離
すために、この時もロック部材５０ｂによる出力軸７の
ロックが確実になされる。 遊星機構の部分に充填するグリスがロック部材５０ａ，
５０ｂに付着してしまったとしても、ロック部材５０
ａ，５０ｂが突起７０に引っ付いたままとなって出力軸
７のロック機能が損なわれてしまうというような事態を
招くことがなくなるわけであり、逆にロック部材５０
ａ，５０ｂの配設部にグリスを配して音の低減を図ると
いうことも可能となっているわけである。 尚、ここでは遊星ギア３２を支持している軸３５を利用
しているが、キャリア３４の端面に別途凸部を設けて、
この凸部がロック部材５０ａ，５０ｂと当接するように
してもよい。

【発明の効果】

以上のように本発明においては、出力軸側部材の外周面
と回転不能なリング体の内周面との間に形成された楔状
空間部にロック部材が噛み込むことによる出力軸のロッ
クが、出力軸側部材とリング体との相対回転に応じて自
動的になされるものであって、オートロックとなってい
る上に、出力軸側部材に対する入力軸側部材の遊びの範
囲内での回転や入力軸側部材に設けられたリリース部材
によってオートリリースもなされるものであり、しかも
楔状空間部は、連結部を構成しているところの出力軸側
部材における突起とこの突起の両側に夫々配置されてい
る入力軸側部材のリリース部材を兼ねた突起との間に夫
々設けられて、互いに相反する傾斜方向をもつ両楔状空
間部の一方に配されたロック部材が正転ロック用、他方
に配されたロック部材が逆転ロック用となっているため
に、オートロック及びオートリリースが両回転方向につ
いて働くものであり、これ故に電動ドライバー、あるい
は電動レンチのような回転工具として非常に使い勝手が
良く、しかもこれら各部材の形状はシンプルなものでよ
く、信頼性も高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の縦断面面、第２図〜第５図は
第１図中のＸ−Ｘ線断面図であって、第２図は正転回転
時のリリース状態を示す断面図、第３図は逆転回転時の
リリース状態を示す断面図、第４図は手締め時のロック
状態を示す断面図、第５図は手戻し時のロック状態を示
す断面図、第６図は同上の側面図、第７図は他の実施例
の側面図、第８図は同上の縦断面図、第９図及び第１０
図は同上の動作を示す横断面図、第１１図は他例の分解
斜視図、第１２図は同上の端面図、第１３図は第１２図
中のＹ−Ｙ線断面を破断で示した破断側面図、第１４図
(a)(b)は別の例の分解斜視図と端面図、第１５図は他の
実施例の縦断面図、第１６図及び第１７図は第１５図中
のＺ−Ｚ線断面図であって、７は出力軸、３６は突起、
５０ａ，５０ｂはロック部材、５１はリング体、７０は
突起を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源に連結された入力軸側部材と、 この入力軸側部材と同軸上に位置する出力軸側部材とに
   所定角度内の遊びをもって連結される動力伝達用の連結
   部を設けるとともに、工具本体に対して回転不能に固定
   されて上記出力軸側部材を囲むリング体の内周面と出力
   軸側部材の外周面との間にロック部材の噛み込みと遊動
   とを許す楔状空間部を形成し、入力軸側部材には上記ロ
   ック部材を楔状空間部における遊動領域側に押し出すリ
   リース部材を形成したものであって、連結部は出力軸側
   部材に設けられた径方向に突出する突起と、入力軸側部
   材に設けられた軸方向に突出するリリース部材を兼ねた
   突起とからなり、ロック部材が配設された楔状空間部
   は、出力軸側部材における突起とこの突起の両側に夫々
   配置されている入力軸側部材の突起との間に夫々設けら
   れており、出力軸側部材の突起の両側に位置していると
   ともに出力軸側部材の外周面が突起に向かって出力軸側
   部材の中心方向に傾斜することで形成されている両楔状
   空間部は、上記傾斜方向が互いに相反して、共に突起寄
   りが遊動領域、突起から離れる側が噛み込み領域となっ
   ており、この両楔状空間部のうちの一方に配されたロッ
   ク部材が正転ロック用、他方に配されたロック部材が逆
   転ロック用となっていることを特徴とする回転工具。
2. 【請求項２】入力軸側に遊星減速機構が配されていると
   ともに、この遊星減速機構における遊転自在なインター
   ナルギアがクラッチばねにて弾性的に回転固定されてお
   り、出力軸側部材とリング体との間には傾斜方向の異な
   る楔状空間部が設けられて、各楔状空間部に正転ロック
   用のロック部材と逆転ロック用のロック部材とが配され
   ていることを特徴とする請求項１記載の回転工具。
3. 【請求項３】リング体が非磁性体で形成され、ロック部
   材と出力軸側部材とが相互に磁気吸引力が作用する部材
   で形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転
   工具。
4. 【請求項４】突起を備えた出力軸側部材は出力軸に固定
   されたプレートであって、このプレートとリング体の少
   なくとも一方は、剛体と弾性体との積層物として形成さ
   れているとともに、剛体部分よりも弾性体部分が外部に
   突出していることを特徴とする請求項１記載の回転工
   具。