JPS6363353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電動ドライバー、殊に駆動軸の回転を
ロツクすることで、手動使用もできるようにした
電動ドライバーに関するものである。

電動ドライバーではドライバービツトが連結さ
れる駆動軸がモータに接続されていることから、
手動で使用したいことがあつても、この時にはハ
ウジングが空転するだけとなつたりモータと駆動
軸との間の減速輪列に過大な負荷をかけてしま
う。従つて手動での使用も考慮する場合には、駆
動軸をハウジングに対してロツクするロツク手段
が必要となる。これは電池を電源とするものにお
いて殊に望まれる。ところが従来におけるロツク
手段は、手動操作によつてロツクを行なうもので
あるとともに手動操作でロツク解除を行なうもの
であつて、使い勝手が悪かつた。このためにこの
ような点を改良するものとして遊星装置とラチエ
ツト機構とを併用し、手動操作をしなくともロツ
ク及びロツクの解除を行なえるものが提案されて
いる。これは第１図に示すように駆動軸の一端に
遊星装置における遊星ギアを支持するキヤリア１
３を形成するとともに外周面にラチエツト歯１８
を形成し、ハウジング１に一対のラチエツト爪１
４，１５を取付けて支持ピン１９で中央を支持さ
れた板ばね１７で両ラチエツト爪１４，１５を
夫々ラチエツト歯１８と係合させて、一方のラチ
エツト爪１４で駆動軸の第１図中時計まわり方向
の回転を、他方のラチエツト爪１５で駆動軸の第
１図中反時計まわり方向の回転を阻止している。
そしてこのような両ラチエツト爪１４，１５を板
ばね１７に抗して動かしてロツクを解除する手段
としてのカム１６を、太陽ギアがモータに接続さ
れ且つ遊星ギアが前記キヤリア１３に支持されて
いる遊星装置におけるインナータルギアに設けて
いる。今、モータを回転させておらない時には両
ラチエツト瓜１４，１５が共にラチエツト歯１８
と係合してキヤリア１３、すなわち駆動軸の両方
向回転を共に阻止しているが、モータを回転させ
てキヤリア１３に第１図ａに示すように時計まわ
り方向の回転力T₁を与えると、この方向の回転
がラチエツト爪１４で阻止されているために、反
力としてインターナルギアであるカム１６に反時
計まわり方向の回転力T₂が生じ、この回転力T₂
で同図ｂに示すようにカム１６が反時計まわり方
向に回転してラチエツト爪１４をラチエツト歯１
８から離す。これ以後はラチエツト爪１４との当
接でカム１６であるインターナルギアの反時計ま
わり方向の回転が阻止されるために、モータの回
転はキヤリア１３を、つまり駆動軸を回転力T₁
によつて時計まわり方向に回転させるのである。
モータの回転をとめて更に手動でねじ締めを行な
う時には、キヤリア１３にドライバービツト側か
ら第１図ｃに示すように反時計まわり方向の回転
力T₃が生じる。ところがこの方向の回転はラチ
エツト爪１５がラチエツト歯１８と係合して阻止
していることから、キヤリア１３が回転せずまた
カム１６が時計まわり方向に回転することもない
ので、ハウジング１を手動で回転させることによ
るねじ締めを行なえる。またこの状態から手動で
ねじをゆるめる時には、第１図ｄに示すようにキ
ヤリア１３に時計まわり方向の回転力T₄がドラ
イバービツト側から与えられ、キヤリア１３がこ
の方向に回転を始める。そしてキヤリアに支持さ
れた遊星ギアが噛み合つているインターナルギア
も同方向に回転してカム１６をラチエツト爪１４
から離し、ラチエツト爪１４をラチエツト歯１８
と再係合させるために第１図ａに示す状態に戻
り、手動によるねじのゆるめる動作を可能とする
ものである。モータの回転が逆方向の場合も同様
であることはもちろんである。

このように、手動と電動とを切り換えるために
何ら操作を必要とせずに、モータの回転と、ドラ
イバービツト側からの駆動軸との回転とによつて
自動的に切り換えがなされるのであるが、このも
のにおいてはなお次のような問題点を有してい
る。すなわち手動で操作する場合には何ら問題は
ないのであるが、電動で動かす場合、常にカムに
よつて押されていない一方のラチエツト爪がラチ
エツト歯と係合状態にあり、駆動軸の回転に伴な
つてラチエツト歯との当り音で騒音を発生し、ま
た負荷損失を招くことになる。

本発明はこれらの点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは電動使用と手動使用
とに応じて自動的の駆動軸のロツク及びロツク解
除を行なえることはもちろん、電動使用時におい
てラチエツト音が生じることのない電動ドライバ
ーを提供するにある。

以下本発明について説明すると、本発明は太陽
ギアとインターナルギアとキヤリアで支持された
遊星ギアとの３部材で構成されていずれかの一部
材がモータに、他の一部材がドライバービツトと
連結される駆動軸に接続され且つ残る一部材がハ
ウジングに対する回転が特定範囲内で自由とされ
た遊星装置を具備するとともに、上記駆動軸に周
方向に形成されている複数個の係合部のうちのい
ずれかの係合部に係合して駆動軸の正逆両回転を
阻止するロツク手段と、上記遊星装置における自
由回転部材に設けられて自由回転部材の回動でロ
ツク手段を係合部から切り離して駆動軸の正逆両
回転を自由とするカムとを具備している電動ドラ
イバーであつて、ロツク手段は正回転阻止用のピ
ンと逆回転阻止用のピンとからなり、カムは正逆
回転に伴なつて一方のピンを駆動してロツクを外
すロツク解除用のカムと、他方のピンを駆動して
退避させる退避用のカムとからなることに特徴を
有して、ロツク解除用のカムが一方のピンを係合
部から切り離して一方向回転についてのロツクの
解除を行なう時、退避用のカムが他方のピンを退
避させてしまうようにしたものであり、以下図示
の実施例に基いて詳述する。第２図に示すよう
に、手動ドライバーとしての操作性の点から細長
い円筒状とされたハウジング１を有して軸方向一
端にドライバービツト８を取付けるようにしたこ
の電動ドライバーは外周面にスイツチハンドル４
５とスイツチロツクボタン４６とを備え、前端部
に後述するクラツチのための荷重調整ハンドル３
１が設けられている。７はドライバービツト８を
装着する駆動軸である。後端部内に蓄電池（図示
せず）を装填しているハウジング１の前部内に
は、モータ２、クラツチ、２段遊星減速装置、そ
して本発明に係るロツク手段とその制御用の遊星
装置を軸方向に順次収納している。ハウジング１
内に圧入した歯車ケース２９に収納されたこれら
の機構のうち、まずロツク手段とその制御用の遊
星装置について説明すると、遊星装置は２段遊星
減速装置の出力部に設けた太陽ギア３と、歯車ケ
ース２９内に回転自在に収納したインターナルギ
ア５と、太陽ギア３及びインターナルギア５に噛
み合う複数個の遊星ギア４とで構成され、各遊星
ギア４の支持軸を備えたキヤリア６は駆動軸７の
後端に一体に設けられ、更にはキヤリア６の外周
面に複数個の係合部１０が歯車状に設けられてい
る。この係合部１０に係合することで駆動軸７の
ハウジング１に対する正逆両回転を阻止するロツ
ク手段は、本実施例においては一対のピン１１，
１２と板ばね１７とで構成している。両ピン１
１，１２は第４図及び第５図に示すように、ハウ
ジング１に固定した歯車ケース２９に設けた孔４
７に回転自在に挿入される軸部４８，４８を有
し、また歯車状の係合部１０に係合する係止爪５
０，５０に隣接して傾斜面４９，４９を有するも
のであり、歯車ケース２９内に突設した支持ピン
１９で中央が支持された板ばね１７の両端で夫々
係止爪５０，５０を係合部１０に係合する方向に
付勢されている。ここで両ピン１１，１２のう
ち、一方のピン１１は駆動軸７の第４図中におけ
る時計まわり方向の回転を、他方のピン１２は反
時計まわり方向の回転を係合部１０との係合で阻
止するものである。一方、自由回転部材としての
インターナルギア５は、その軸方向一端面から優
円弧状のロツク解除用のカム９ａと、このカム９
ａの両端間に位置する退避用のカム９ｂとを一体
に延設しており、カム９ａの両端とカム９ｂの両
端間に各ピン１１，１２が位置するようにしてい
る。従つて、第４図中においてインターナルギア
５が時計まわり方向に回動すればカム９ａの一端
がピン１２を押し上げて係合部１０からカム１２
を切り離すと同時にカム９ｂがピン１１の傾斜面
４９を押圧してカム１１を係合部１０から切り離
すものであり、インターナルギア５が反時計まわ
り方向に回動すればカム９ａがピン１１を、カム
９ｂがピン１２を夫々係合部１０から切り離すも
のである。

次に２段遊星減速装置とクラツチについて説明
する。２段遊星減速装置はモータ２の回転軸に取
付けた第１太陽ギア２１、回転自在で且つ軸方向
に摺動自在とされたインターナルギア２２、第１
太陽ギア２１とインターナルギア２２とに噛み合
う複数個の第１遊星ギア２３、これら第１遊星ギ
ア２３を支持する第１キヤリア２４、第１キヤリ
ア２４に一体に形成した第２太陽ギア２５、第２
太陽ギア２５と前記インターナルギア２２とに噛
み合う複数個の第２遊星ギア２６、そして第２遊
星ギア２６を支持する第２キヤリア２７とから構
成され第２キヤリア２７に前記太陽ギア３が設け
られている。そして、この２段遊星減速装置にお
けるインターナルギア２２を１部材として滑り出
しの荷重調整を行なえるクラツチは、第６図に示
すように構成されている。すなわちインターナル
ギア２２の後端面には複数個の突起３４が略等間
隔に設けられており、またこのインターナルギア
２２の後端面とモータ２の前端面との間には複数
個の鋼球３５を孔４３において保持している鋼球
受け３６と座金３８とがモータ２の前端面に固着
してある取付台４０に対して軸方向に摺動自在で
且つ回り止めされた状態で配設され、また鋼球受
け３６と座金３８との間には取付台４０に対して
摺動及び回転が自在な座金３７が配設されてい
る。この座金３７は、取付台４０の位置決め孔４
２に取付けた複数個の圧縮ばね３９のばね力を座
金３８を介して受けて、鋼球受け３６の後方側に
おいて鋼球３５に接触する。鋼球受け３６の前方
側においては、インターナルギア２２の前記突起
３４が設けられている後端面が鋼球３５に接触す
る。図中４１は取付台４０に圧入固定されるスト
ツパである。そして歯車ケース２９の前端には異
形嵌合により歯車ケース２９に対して軸方向に摺
動自在で且つ回転しないようにされた調整体３０
が配置され、ハウジング１の前端に回転自在に配
置した荷重調整ハンドル３１に調整体３０が螺合
しており、調整体３０とインターナルギア２２の
前端との間には、歯車ケース２９を貫通する複数
個のシヤフトピン３２と、座金３３とが配設され
ている。

しかして、モータ５を回転させて駆動軸２８を
回転させる際には、インターナルギア２２も回転
しよとするが、このインターナルギア２２の回転
は圧縮ばね３９のばね力によつてインターナルギ
ア２２の後端面に接している鋼球３５と、インタ
ーナルギア２２後端面の突起３４との当接により
阻止されるために、モータ２の回転が太陽ギア３
に伝達され、この結果第７図ａに示すように一対
のピン１１，１２で正逆両回転が阻止されたキヤ
リア６に回転力T₁が加えられるとともにインタ
ーナルギア５に反力として回転力T₂が発生する。
この回転力T₂で回転するインターナルギア５は、
第７図ｂに示すようにカム９ａでピン１１を、カ
ム９ｂでピン１２を係合部１０から切り離し、こ
れ以後は係合部１０に何ら係合するものがない状
態でモータ２により駆動軸７が回転駆動されるも
のである。こうして電動にてねじ締め作業を行な
つている際に負荷トルクに応じてインターナルギ
ア２２に生じる逆転トルクが、突起３４が鋼球３
５を圧縮ばね３９に抗して後退させて鋼球３５を
のり越えるのに必要なトルク以上の値となれば、
インターナルギア２２が回転して、すなわちクラ
ツチがすべりだしてモータ２に過負荷が加わつて
しまうことを防ぐ。これは電動による締め付けト
ルクが所定値にまで達したことにもなる。更に高
い締め付けトルクでねじを締めたい場合には、モ
ータ２の回転をとめて手動でハウジング１を回転
させてやればよい。モータ２の回転停止でインタ
ーナルギア５に発生する反力T₂がなくなるため
に、板ばね１７が第７図ｃに示すように両ピン１
１，１２を共に押し下げて係合部１０に夫々係合
させて、ハウジング１に対して駆動軸７の正逆回
転を阻止する。従つてハウジング１を回転させる
ことで駆動軸７及び駆動軸７に装着連結したドラ
イバービツト８をまわせるものである。駆動軸７
の正逆両回転が共に阻止されるのであるから、こ
の時にはねじ締めはもちろん、ねじをゆるめるこ
とも手動で行なえる。モータ２を回転させる方向
が逆である時には、カム９ａがピン１２を、カム
９ｂがピン１１を係合部１０から切り離す点を除
けば、同様であることはもちろんである。クラツ
チのすべり出しトルク、つまりは電動使用時にお
ける締め付けトルクの調整は、荷重調整ハンドル
３１を回転させて調整体３０を前後に移動させる
とともにシヤフトピン３２及び座金３３を介して
インターナルギア２２を移動させることで、圧縮
ばね３９の圧縮量を変化させることによつて行な
うことができる。

第８図以下にロツク手段及びその制御機構の他
の実施例を示す。係合部１０と係合して駆動軸７
の正逆両回転を阻止する部材として、一対のピン
１１，１２を使用し、これらを板ばね１７で係合
部１０と係合するようにしている点で前記実施例
と同じであるが、両ピン１１，１２から第９図に
示すように夫々リンク突起５５，５６を突設し
て、一方のリンク突起５５先端に、他方のリンク
突起５６先端に設けた長孔５８に挿通係合される
軸５７を設けてある。そして自由回転部材である
インターナルギア５から軸方向に優円弧状のカム
９を一体に延設してある。このカム９は前記実施
例におけるカム９ａに相当する。第８図に示すと
ころの板ばね１７で両ピン１１，１２が係合部１
０に係合して駆動軸７の正逆両回転を阻止してい
る状態からインターナルギア５がいずれかの方向
に回転して、カム９のいずれか一端がピン１１若
しくはピン１２を押し上げると、両リンク突起５
５，５６の係合によつて他方のピン１２若しくは
ピン１１も動いて第１０図に示すように駆動軸７
は両ピン１１，１２から解放されるものである。
前記実施例におけるカム９ｂの役を、両リンク突
起５５，５６が担つているわけである。

以上の実施例においては、ロツク手段として駆
動軸７の正回転及び逆回転を夫々阻止する一対の
ピン１１，１２と板ばね１７とで構成したものを
示したが、ロツク手段として他に、駆動軸７の軸
方向に動く正逆両回転の同時阻止用のピンを設け
てこのピンの軸方向移動を自由回転部材としての
インターナルギア５に伴なつて動く面カムで制御
し、ばね付勢によつてピンが一方向に移動した時
には係合部１０にピンが係合して駆動軸７の正逆
両回転を阻止し、ロツク解除用と退避用とを兼用
することになる面カムによつてピンが他方向に押
圧移動した時にはピンが係合部から完全に離脱し
て駆動軸７の正逆両回転を自由とするようにして
もよい。この場合、面カムの起伏量はピンの移動
可能範囲より小さくしておくことで、実施例とし
て述べたものと全く同様にピンでインターナルギ
ア５の回転範囲が規制されるものとなる。更に、
上記実施例においては遊星装置での自由回転部材
としてインターナルギア５を用いたものを示した
が、遊星装置の特性上、他の部材に設けても良い
のは明らかである。また、いずれの部材を駆動軸
７やモータ２に接続するのかも任意である。例え
ば、太陽ギア３をモータ２に、インターナルギア
５を駆動軸７に接続し、遊星ギア４を自由回転部
材として、正確にはリテーナ６を自由回転部材と
してリテーナ６にカム９を設けても良く、またイ
ンターナルギア５をモータ２に、太陽ギア３を駆
動軸７に接続し、遊星ギア４のキヤリア６にカム
９を設ける等の構成であつても良い。もつとも減
速比や自由回転部材に働く回転力等を考慮すれ
ば、図示実施例の構成のものが好ましい。またイ
ンターナルギア５から軸方向にカム９を延設する
図示実施例の構成は、構造が簡単ですむ利点を有
している。尚、第４図中に示す駆動軸７に設けた
鋼球６０はドライバービツト８の固定用であり、
６２はこの鋼球６０の付勢用のばね、駆動軸７の
後端に配置した鋼球６１はスラスト力の支持用で
ある。また６３は軸受メタルを示す。

以上のように本発明にあつてはハウジングに対
する駆動軸のロツク及びロツク解除の動作が、そ
の電動又は手動の使用状態によつて自動的に切り
換わるものであり、切り換え操作を必換としない
上に、一方向回転に対するロツクの解除がなされ
る時には、他方向回転のロツクのためのピンの退
避も同時になされるものであつて、第１図に示し
たもののようにラチエツト音の発生による騒音を
招いたり、負荷損失が生じたりすることがないも
のであり、モータの回転をとめて手締め確認をし
たり、電動力では不足の締め付けトルクを得るた
めの手締めを行なうことや締めすぎを手動でゆる
めたりする等の操作に関して良好な使用性を有す
るとともに低騒音で高効率となつているものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは従来例の動作説明図、
第２図は本発明一実施例の外観を示す斜視図、第
３図は同上の縦断面図、第４図は第３図中の―
線横断面図、第５図は同上のロツク手段とその
制御機構の破断分解斜視図、第６図は同上のクラ
ツチの分解斜視図、第７図ａ，ｂ，ｃは同上の動
作説明図、第８図は他の実施例の横断面図、第９
図は同上のピンの斜視図、第１０図は同上の動作
説明図であり、１はハウジング、２はモータ、３
は太陽ギア、４は遊星ギア、５はインターナルギ
ア、６はリテーナ、７は駆動軸、８はドライバー
ビツト、９，９ａ，９ｂはカム、１０は係合部、
１１，１２はピン、１７は板ばねを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 太陽ギアとインターナルギアとキヤリアで支
   持された遊星ギアとの３部材で構成されていずれ
   かの一部材がモータに、他の一部材がドライバー
   ビツトと連結される駆動軸に接続され且つ残る一
   部材がハウジングに対する回転が特定範囲内で自
   由とされた遊星装置を具備するとともに、上記駆
   動軸に周方向に形成されている複数個の係合部の
   うちのいずれかの係合部に係合して駆動軸の正逆
   両回転を阻止するロツク手段と、上記遊星装置に
   おける自由回転部材に設けられて自由回転部材の
   回動でロツク手段を係合部から切り離して駆動軸
   の正逆両回転を自由とするカムとを具備している
   電動ドライバーであつて、ロツク手段は正回転阻
   止用のピンと逆回転阻止用のピンとからなり、カ
   ムは正逆回転に伴なつて一方のピンを駆動してロ
   ツクを外すロツク解除用のカムと、他方のピンを
   駆動して退避させる退避用のカムとからなること
   を特徴とする電動ドライバー。