JP3677190B2 - ドライバドリルのクラッチ機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバドリルに設けられ、遊星歯車減速機構において回動自在に備えたインターナルギヤの固定力を調整することで出力トルクの上限を設定可能としたクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドライバドリルには、出力トルクの上限を設定可能なクラッチ機構が備えられている。このクラッチ機構としては、図３（Ａ）に示す如く、スピンドルへトルク伝達を行う遊星歯車減速機構の１つのインターナルギヤ３０を回動自在に設けて、インターナルギヤ３０の端面に、インターナルギヤ３０の周方向を傾斜案内面としての傾斜凹面３２，３２としたカム突起３１を突設する一方、インターナルギヤ３０の端面には、図示しないコイルバネ等の付勢手段によって押圧部材（ここではボール３３，３３）を押圧し、図３（Ｂ）のようにカム突起３１をボール３３に干渉させてインターナルギヤ３０を固定するものが知られている。３４はコイルバネの端部を受けるフラットワッシャである。
よって、このクラッチ機構によれば、コイルバネによる押圧力を超える負荷がインターナルギヤ３０に加わると、ボール３３，３３が傾斜凹面３２からカム突起３１を乗り越えてインターナルギヤ３０を空転させ、スピンドルへのトルク伝達を遮断することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クラッチ機構では、クラッチが作動しないように、フラットワッシャ３４をストッパ等の規制部材で直接押圧し、スピンドルへの負荷に関係なくインターナルギヤ３０の回転を規制してスピンドルの回転を維持するドリルモードへの切替も可能となっている。この場合、部品間に生じるクリアランスによって、負荷が加わると同図（Ｃ）のようにボール３３が傾斜凹面３２から離れて浮き上がることがあるが、カム突起３１を乗り越えることはない。
しかし、このようなボール３３と傾斜凹面３２との関係では、ボール３３の接点Ｐの位置が同図（Ｂ）（Ｃ）何れにおいてもカム突起３１の頂点にあって変わらないため、ボール３３が浮き上がることでカムの見かけ上の角度が小さくなり（同図（Ｂ）の角度αと同図（Ｃ）の角度βとがα＞βとなる）、その分軸方向への力（ボール３３やフラットワッシャ３４を押し上げる力）が大きくなる。よって、ボール３３が偶発的にカム突起３１を乗り越え、クラッチを作動させてしまうおそれが生じる。これは押圧部材の下端が球面のピンであっても変わらない。又、このように軸方向への力が増えることで、軸力を受けるストッパ等の部品に損傷や摩耗等の影響を与えることにもなる。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、ドリルモードにおけるクラッチの作動を確実に防止でき、衝撃により他の部品への影響も生じさせないドライバドリルのクラッチ機構を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、押圧部材を、カム突起と同数同間隔でインターナルギヤの端面と直交状に配置され、インターナルギヤ側の端部にカム突起の傾斜案内面と同じ角度の円錐状の傾斜面を有し、前記カム突起の移動に伴い、前記傾斜案内面上を相対的に摺動して前記端面からの離反方向へ移動可能な軸体としたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ドライバドリルの一部縦断面図で、ドライバドリル１は、本体ハウジング２の後方（図の右側を前方として説明する。以下同じ）にモータ３を内蔵し、ハンドル下端に装着された図示しないバッテリーパックから電源を得て駆動する。モータ３の前方には、複数の遊星ギヤ６，６・・と、各遊星ギヤ６を支持するキャリア７，７・・と、遊星ギヤ６の外周で噛合するインターナルギヤ８，９，１０とからなる周知の遊星歯車減速機構５が配置されて、モータ３の出力軸４の回転を最下段のキャリア７に連結したスピンドル１１へ三段に減速して伝達可能となっている。１２は出力軸４に固定されて最初の遊星ギヤ６に噛合するピニオンである。
又、スピンドル１１は、本体ハウジング２の前方に連結されるギヤケース１２の小径部１３を遊挿して、小径部１３内のボールベアリング１５，１５に軸支され、小径部１３の前方でドリルチャック１６が連結されている。
【０００７】
一方、ギヤケース１２には、クラッチ機構１７が設けられる。１８はクラッチ機構１７の設定を行うチェンジリングで、小径部１３へ回動自在に装着されている。又、小径部１３には、雄ネジ部１９が形成されると共に、内周に雌ネジ部２１を形成した規制手段としてのストッパ２０が螺合して、ストッパ２０前端のフランジ２２が、チェンジリング１８の内周へ軸方向に形成された溝２３に係止しており、チェンジリング１８を回転させると、ストッパ２０が一体に回転して小径部１３に沿ってネジ送りされるようになっている。
更に、小径部１３の基端には、フラットワッシャ２４が外装され、フラットワッシャ２４とストッパ２０のフランジ２２との間に介在されたコイルバネ２５によって、小径部１３の後方へ延設された大径部１４側に付勢されている。ここで大径部１４には、軸体としての円柱状のピン２６，２６・・が、小径部１３を囲む同心円周上に等間隔で遊挿されているため、各ピン２６は、フラットワッシャ２４を介して後方へ付勢され、後端を遊星歯車減速機構５における最下段のインターナルギヤ１０の前面へ直交状に押圧させている。
【０００８】
そして、インターナルギヤ１０の前面には、図２（Ａ）に示すように、インターナルギヤ１０の半径方向に突設され、周方向の前後面を傾斜案内面としてのテーパ面２９，２９としたカム突起２８が、ピン２６と同数同間隔で突設されている。同様に各ピン２６の後端（図２では下側）には、傾斜面として、カム突起２８のテーパ面２９と同じテーパ角度のテーパ２７が形成されている。
【０００９】
以上の如く構成されたドライバドリル１においては、チェンジリング１８の回転操作により、ストッパ２０をフラットワッシャ２４に当接しない何れかの位置へネジ送りさせることで、コイルバネ２５の押圧力のみでインターナルギヤ１０の回転が規制されるクラッチモードとなる。よって、モータ３を駆動させると、遊星歯車減速機構５のインターナルギヤ１０には、その内周側の遊星ギヤ６，６・・の公転に伴いその公転と逆の回転方向への力が加わるが、図２（Ｂ）のように、各カム突起２８とピン２６との係合によりインターナルギヤ１０の回転は規制されるため、スピンドル１１へのトルク伝達は行われ、スピンドル１１先端のドリルチャック１６に把持させたドライバビットを回転させてネジ締め等を行うことができる。
【００１０】
そして、ネジの締め終わり等でスピンドル１１への負荷が増大し、インターナルギヤ１０の回転方向への力がコイルバネ２５による押圧力を超えると、図２（Ｃ）のようにカム突起２８がテーパ面２９に沿ってピン２６のテーパ２７を摺動させてピン２６とフラットワッシャ２４とを前方へ押し上げ、そのままピン２６にカム突起２８へ乗り上げさせて（図１における中心線下側部分）、インターナルギヤ１０の空転を許容するため、スピンドル１１へのトルク伝達は遮断される。この乗り越え動作は負荷がコイルバネ２５による押圧力を超える限り繰り返されることになる。
【００１１】
一方、チェンジリング１８の回転操作でストッパ２０の後端をフラットワッシャ２４に当接させると（図１の中心線上側に二点鎖線で示す）、フラットワッシャ２４はストッパ２０によって直接前方への移動を規制され、各ピン２６も同様に移動規制されるドリルモードとなる。よって、インターナルギヤ１０は強固に固定され、スピンドル１１に負荷が加わってもトルク伝達が遮断されることはない。
そして、この状態で負荷が加わると、各部品間のクリアランスにより、図２（Ｃ）のように、ピン２６はテーパ２７の摺動によってカム突起２８に対して平行移動しつつ軸方向へ移動する。よって、ピン２６端部とテーパ面２９との接点Ｐも平行移動してカムの見かけ上の角度を変化させない（図２（Ｂ）の角度αと同図（Ｃ）の角度βとが等しい）ため、接点Ｐがテーパ面２９上を摺動する限りピン２６への軸方向及び回転方向への力が一定に作用することとなり、テーパ面２９の上端近くに摺動したピン２６が偶発的にカム突起２８を乗り越えてインターナルギヤ１０を空転させてしまうことはない。又、軸方向への力、即ちフラットワッシャ２４を介してストッパ２０や小径部１３に伝わる衝撃が大きくならないため、これらの部品の損傷や摩耗といった不具合の発生も少なくて済む。
【００１２】
このように上記形態のクラッチ機構１７によれば、押圧部材を、インターナルギヤ１０の端面と直交状に配置され、カム突起２８の移動に伴い、傾斜案内面２９上を相対的に摺動してインターナルギヤ１０端面からの離反方向へ移動可能なテーパ２７を有するピン２６としたことで、ドリルモードの際にピン２６がカム突起２８によって浮き上がることがあっても、カム突起２８の乗り越えを阻止してクラッチの作動防止を確実に行うことができる。又、軸方向への力が大きくならないため、衝撃によるストッパ２０や小径部１３等の部品への影響も少なくなる。
又、ピン２６のテーパ２７をカム突起２８の傾斜案内面２９と同じテーパ角としたことで、カム突起２８に対するピン２６の動作が安定し、ドリルモード及びクラッチモード何れにおいてもクラッチ機構１７の作動性が良好となる。
【００１３】
尚、ピンにおけるインターナルギヤ端面との接触部分の面積は、小さい方が、クラッチモードの際にピンがカム突起の上端に偶発的に乗り上げたまま停止するおそれが少なくなって好ましい。
更に、軸体は、上記円柱状のピンに限らず、角柱状であっても良い。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、押圧部材を、カム突起と同数同間隔でインターナルギヤの端面と直交状に配置され、インターナルギヤ側の端部にカム突起の傾斜案内面と同じ角度の円錐状の傾斜面を有し、カム突起の移動に伴い、傾斜案内面上を相対的に摺動して端面からの離反方向へ移動可能な軸体としたことで、ドリルモードの際に押圧部材がカム突起によって浮き上がることがあっても、カム突起の乗り越えを阻止してクラッチの作動防止を確実に行うことができる。又、軸方向への力が大きくならないため、衝撃による規制部材等の部品への影響も少なくなる。特に、軸体の傾斜面をカム突起の傾斜案内面と同じ角度としたことで、カム突起に対する軸体の動作が安定し、ドリルモード及びクラッチモード何れにおいてもクラッチ機構の作動性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドライバドリルの一部縦断面図である。
【図２】（Ａ）クラッチ機構の動作状態を示す説明図である。
（Ｂ）クラッチ機構の動作状態を示す説明図である。
（Ｃ）クラッチ機構の動作状態を示す説明図である。
【図３】（Ａ）従来のクラッチ機構の動作状態を示す説明図である。
（Ｂ）従来のクラッチ機構の動作状態を示す説明図である。
（Ｃ）従来のクラッチ機構の動作状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・ドライバドリル、２・・本体ハウジング、３・・モータ、５・・遊星歯車減速機構、８，９，１０・・インターナルギヤ、１１・・スピンドル、１７・・クラッチ機構、１８・・チェンジリング、２０・・ストッパ、２４・・フラットワッシャ、２６・・ピン、２７・・テーパ、２８・・カム突起、２９・・テーパ面。

Claims (1)

1. ハウジング内に備えた遊星歯車減速機構の１つのインターナルギヤを回動自在に設け、前記インターナルギヤの軸方向の端面に、傾斜案内面を備えた複数のカム突起を同心円周上に等間隔で突設すると共に、所定の付勢手段によって押圧部材を前記端面に押圧させ、前記押圧部材を前記カム突起の傾斜案内面と干渉させて前記インターナルギヤを固定可能とする一方、前記押圧部材の前記端面からの離反方向への移動を任意に規制可能な規制手段を設けたドライバドリルのクラッチ機構であって、
   前記押圧部材を、前記カム突起と同数同間隔で前記インターナルギヤの端面と直交状に配置され、前記インターナルギヤ側の端部に前記カム突起の傾斜案内面と同じ角度の円錐状の傾斜面を有し、前記カム突起の移動に伴い、前記傾斜案内面上を相対的に摺動して前記端面からの離反方向へ移動可能な軸体としたことを特徴とするドライバドリルのクラッチ機構。

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