JPS6229660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の技術分野 この発明は、遊星歯車機構を介して変速出力を
自動的に取出すようにした電動ドライバーの変速
装置に関する。

(ロ) 発明の背景 従来、使用されている小型の電動ドライバー
は、主に高速低トルク回転の比較的軽負荷の回動
操作に利用されているが、その使用条件によつて
は小型であつても高トルク出力を発揮するものが
望まれることから、近年、低速高トルク回転を兼
備した電動ドライバーが提供されている。

しかし、この場合は小型であるが故に、その構
成上トルクの出力に限界が生じ、所望の高トルク
出力が得られなかつた。そのため、幅広い回動作
業に適用できないばかりか、変速するときはいち
いち変速切換操作を要するなど作業能率が著しく
低下していた。また、その構造にあつては、多く
の歯車を要した変速機構およびその変速切換機構
のために、構造が複雑かつ大型化してコスト高と
なる問題を有していた。

(ハ) 発明の目的 そこでこの発明は、変速切換操作を要すること
なく、また構造が複雑になることのない高速と低
速との異種伝導出力を負荷に応じて自動的に切換
えることができる電動ドライバーの変速装置の提
供を目的とする。

(ニ) 発明の要約 この発明は、高速伝導出力と低速伝導出力との
両伝導出力を小型で高出力を発揮する遊星歯車機
構を介して取出し可能にかつその使用負荷に応じ
て適宜自動的に高低速の伝導出力に切換えれるよ
うにした電動ドライバーの変速装置であることを
特徴とする。

(ホ) 発明の効果 そしてこの発明によれば、インターナルギヤと
噛合するスライドギヤを介してプラネタリギヤの
軸に対し係合離脱自在に設け、このスライドギヤ
に永久磁石の磁気反発作用を行なわせることによ
り、スライドギヤを一方に磁気付勢してインター
ナルギヤとプラネタリギヤとを固定し、これらギ
ヤの一体的な回転により、プラネタリギヤは高速
公転して高速伝導出力を得ることができる。ま
た、モータの負荷が高まり、モータに大電流が流
れると、自然に補助コイルを励磁し、このコイル
の励磁作用によりスライドギヤは永久磁石の磁力
に抗した他方向にスライドされ、プラネタリギヤ
の軸との係合を解いてプラネタリギヤの自転を許
容する。これによりプラネタリギヤは低速公転の
遊星歯車減速機構となつて低速伝動出力を得るこ
とができる。

したがつて、電動ドライバーの使用時にあつて
は、比較的軽負荷の回動操作のときはモータに定
圧電流が流れて高速の低トルク伝導出力のもとで
比較的高速の被回転体に適した回動操作を行なう
ことができる。またモータに高負荷がかかつたと
きはモータに大電流が流れ、これに基づいてスラ
イドギヤが自動的にスライドして変速する低速の
高トルク伝導出力の回動操作を得ることができ
る。このように、適宜その使用条件に応じた所要
のトルク出力で回動操作を行なうことができ、特
に随時トルク変換を要する場合等に有効であり、
１つの電動ドライバーで終始一連の回動操作を行
なう作業効率のよい高能力のドライバーとなる。

しかも、変速切換機構が自動であるばかりか、
その切換機構はスライドギヤのスライド操作のみ
で行なうため、簡単な構成にて設けることができ
る。

(ヘ) 発明の実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述
する。

図面は電動ドライバーを示し、第１図におい
て、電動ドライバー１は先端にチヤツク２を有
し、このチヤツク２は各種の回転工具（図面省
略）を挾持する。

ケーシング３は筒状に形成され、その先端には
トルクリミツタの負荷を設定するための操作筒４
を備え、この操作筒４を目盛に対応させて回転さ
せることにより、出力軸の負荷を設定する。ケー
シング３の中間下部には把持部５を連設し、この
把持部５の基部前面にはトリガ６を有し、このト
リガ６は電源のON、OFFを操作する。

前述のケーシング３の中間部側面には正逆転モ
ータの正逆転切換えスイツチ７を備え、これを上
下方向に操作することによつてモータは正転・停
止・逆転が切換えられる。なお、このスイツチ７
は内部でリング状に構成されているため、ケーシ
ング３の反対側の側面にもスイツチ７は設けられ
る。

そして、この電動ドライバー１は電源に電池を
使用し、この電池はケーシング３の後端部に適宜
収納されるように設けられている。

第２図において、ケーシング３内に固定された
正逆転モータ８の出力は、高速と低速との異種変
速出力を備えた第１遊星歯車減速機構９と、その
後段に順次連設される一定速度に減速する第２、
第３…の遊星歯車減速機構１０…を介して出力軸
１１に動力伝導され、その結果、チヤツク２が回
動される。

これら各々の減速機構９，１０…はケーシング
３に内嵌された外ギヤケース１２内に収納される
ものであり、上述の第１遊星歯車減速機構９は、
外ギヤケース１２の内側に固定した内ギヤケース
１３内にモータ８と対設して内蔵される。

この第１遊星歯車減速機構９は、モータ８の主
軸１４端部に軸着した第１サンギヤ１５に第１プ
ラネタリギヤ１６を周方向に３個等配して噛合
し、これら第１プラネタリギヤ１６は第１インタ
ーナルギヤ１７と噛合して公転が許容される。

上述の第１プラネタリギヤ１６は、その各ギヤ
軸が第１キヤリヤ１８に固定され、これらギヤ１
６の公転出力がこの第１キヤリヤ１８と一体の中
間出力軸１９を介して後段の第２遊星歯車減速機
構１０に動力伝導される。

前述のモータ８の主軸１４にはその軸方向にス
ライドするスライドギヤ２０が外嵌され、このス
ライドギヤ２０は第１インターナルギヤ１７と噛
合し、一端面には第１プラネタリ軸２２の突出部
２１を嵌合するための凹部２３を備え、他端面に
は永久磁石２４と係止突起２５とを備えている。

上述の突出部２１は、先端を錐状体に形成して
これと対応する凹部２３に対し、軽く嵌合させて
容易に離脱するようなすべり作用を生じさせる役
目をする。

上述の永久磁石２４は、スライドギヤ２０の中
央部端面に露出した状態に一体に嵌込んで設けて
おり、これと対向するモータ８側のボス部８ａ端
面にも同様に永久磁石２６を露出した状態で一体
に嵌込んで設けており、これら双方の永久磁石２
４，２６の磁気反発作用で離間し、この磁気反発
作用と後述する磁気回路の作用とによつてスライ
ドギヤ２０は主軸１４に沿つて任意方向へスライ
ド操作される。

上述の相対向する永久磁石２４，２６は互いに
同磁極どうしを対向させた磁気反発状態に設定し
ており、そのため通常はスライドギヤ２０がモー
タ８側と離反する方向に磁気付勢され、スライド
ギヤ２０の反対側の端面凹部２３で第１プラネタ
リ軸２２の突出部２１を嵌合してロツクし、第１
プラネタリギヤ１６の自転をロツクした状態にあ
る。したがつて、この状態で動力伝導すれば、こ
の第１プラネタリギヤ１６の高速公転のみが許容
された高速伝導出力となる。

そして、低速電導出力を得る場合は、スライド
ギヤ２０がスライドして双方の永久磁石２４，２
６が対接した状態のとき設けられるものであり、
この場合はスライドギヤ２０の係止突起２５が、
モータ８側の端面に刻設された係止部２７に係止
されてスライドギヤ２０は回転停止された固定状
態に設けられ、またこのときスライドギヤ２０は
第１プラネタリ軸２２に対するロツクが解除さ
れ、第１プラネタリギヤ１６の自転が許容され、
この状態で動力伝導することにより比較的低速の
伝導出力が得られる。

上述の係止突起２５は、バネを備えてその対応
側に進退可能に設け、これと対応する係止部２７
との係止時に安定した衝撃吸収作用を促すように
構成している。

上述のスライドギヤ２０のスライド操作は、主
軸１４のボス部８ａ外周囲に環状枠体２８を介し
て巻着したスライドギヤ誘導用の補助コイル２９
を励磁することにより行なうものであり、これは
モータ８内部の主コイルと電気的に接続すべくモ
ータ内部より発生した電流は、導電体であるモー
タケース８ｂ、内ギヤケース１３環状枠体２８、
第１インターナルギヤ１７、スライドギヤ２０、
両永久磁石２４，２６、ボス部８ａのそれぞれを
流通するいわゆる補助コイル２９を周回する磁気
回路が構成され、この磁気回路の発生により補助
コイル２９は励磁される。

ところで、補助コイル２９が励磁されるとき
は、電動ドライバー１の使用時において、被回転
体の負荷が高まり、これに伴つてモータ８に大電
流が発生したとき、永久磁石の磁気反発力より大
なる磁気回路を発生して補助コイル２９を励磁
し、この磁気回路の励磁作用によりスライドギヤ
２０はスライドされる。

なお、スライドギヤ２０とボス部８ａとの離間
動作にあつては、永久磁石に代えてバネを介在さ
せて利用することも考えられるが、この場合はバ
ネ両端の支持接触面における摩擦抵抗が高くなる
ので好ましくなく、永久磁石の利用が適してい
る。

上述の第２遊星歯車減速機構１０は、中間出力
軸１９に軸着された第２サンギヤ３０と、このギ
ヤと噛合して周方向に３個等配した第２プラネタ
リギヤ３１と、第２プラネタリギヤ３１と噛合す
る第２インターナルギヤ３２と、第２プラネタリ
軸３３と一体の第２キヤリヤ３４とから構成され
る。

そして、中間出力軸１９からの減速回転力をこ
れら各ギヤを介してさらに減速して第２キヤリヤ
３４に動力伝導し、この第２キヤリヤ３４を介し
て第３の遊星歯車減速機構（図面省略）を連設
し、出力軸１１が所定の減速回転数になるよう設
ける。

上述の第２インターナルギヤ３２のモータ８と
対向する側面周囲にはボール係止突部３５が形成
され、これら突部３５間にはボール支持プレート
３６で支持されたボール３７が接当し、このボー
ル３７は受板３８を介してスプリング３９でボー
ル係止突部３５側に付勢されて、ボールクラツチ
４０が構成されている。

上述のボールクラツチ４０は、スプリング３９
の付勢力を調節することにより、トルクリミツタ
設定ができ、スプリング３９の付勢力の調節は第
２インターナルギヤ３２をボール側へ移動させる
量の調節によつて行なわれる。

図中４１，４２，４３はスペーサ、４４は軸受
けである。

第３図は電気回路であつて、正逆転切換えスイ
ツチ７は正逆転モータ８の極性を切換えることに
よつて正逆転制御する。補助コイル２９は電池４
５のプラス側とトリガ６との間に介挿されてい
る。

このように構成した電動ドライバーを使用して
ボルトまたはナツト等の締結操作を行なう場合、
正逆転切換えスイツチを中立の停止位置から正ま
たは逆の所望の回転方向に操作し、その後トリガ
６をONする。トリガ６の操作によりモータ８が
正転または逆転方向に回動すると、モータ８から
の出力は順次第１、第２…の遊星歯車減速機構
９，１０…を介して出力軸１１に動力伝導され
る。

このとき、第１遊星歯車減速機構９において、
スライドギヤ２０は磁気付勢されて第１プラネタ
リギヤ１６の自転をロツクした高速伝導出力の状
態にあり、軽負荷の回動を許容したいわゆるボル
ト等の初期締結に適した高速回動の条件下で締付
操作し、一気に締結する。

そして、しだいに締結負荷が高まると、自動的
に補助コイル２９が励磁され、これに伴い、スラ
イドギヤ２０は磁気回路の発生に基づいてスライ
ドし、このスライドギヤ２０に係止されていた第
１プラネタリギヤ１６のロツクが解除されてこの
ギヤ１６の自転が許容され、低速公転移動して十
分に減速した低速高トルク伝導出力に切換えられ
る。したがつて、ボルト等の締結操作にあつて
は、締付時の最後に要求される高トルクが自動的
に得られ、１つの電動ドライバーで締結操作に適
した回動操作が得られる。

なお、上述の一実施例においては、ボルト等の
被回転体の締結操作を例にとつて示したが、これ
に限らずボルト等の取外し時はもちろんその他の
トルク交換が望まれるような被回転体の回動操作
に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は電
動ドライバーの側面図。第２図はその変速装置の
要部拡大縦断面図。第３図はその電気回路図であ
る。 １…電動ドライバー、９…第１遊星歯車減速機
構、１５…第１サンギヤ、１６…第１プラネタリ
ギヤ、１７…第１インターナルギヤ、１８…第１
キヤリア、２０…スライドギヤ、２２…第１プラ
ネタリ軸、２３…凹部、２４，２６…永久磁石、
２９…補助コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータの主軸に連結したサンギヤとこれに噛
   合するプラネタリギヤおよびプラネタリギヤに噛
   合するインターナルギヤを備え、プラネタリギヤ
   を軸支するキヤリアから変速出力を取出す遊星歯
   車減速機構を備えた電動ドライバーの変速装置で
   あつて、 前記インターナルギヤと噛合すると共に、この
   噛合を保持した状態で前記プラネタリギヤの軸と
   係合離脱すべくスライドし、離脱時には当該スラ
   イドギヤの回動が停止される停止用係合部と係合
   するスライドギヤと、 前記スライドギヤと前記モータのボス部との相
   互の対向面にそれぞれ同一の磁極で対向させた一
   対の永久磁石と、 前記スライドギヤを含めた磁気回路を形成し、
   モータの負荷が高まりモータに大電流が流れるこ
   とに基づいて磁気回路を励磁し、永久磁石の磁力
   に抗してスライドギヤを、プラネタリギヤの軸と
   の係合を解く方向にスライドさせる補助コイルと
   を備えた電動ドライバーの変速装置。