JPH01295767A - 動力工具の締付トルク制御機構 - 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、ねじ又はナツト等の締付けに用いる締付トル
クの調整可能なエアードライバー、電動ドライバー等の
動力工具に用いる新たな構造の締付トルク調整機構に関
するものである。

（従来技術） 従来の締付トルク制御機構には、１）目的のトルクにな
ると駆動側と従動側にすべりを生じさせてトルクを規制
する方式、２）エアードライバー等では目的のトルクに
なると動力源であるエアー回路の遮断を行う方式、３）
ビットスピンドルの回転中心軸に中空孔を設け、これに
嵌挿されたカム手段を利用してクラッチの断続を行なわ
せる方式等がある。

（従来技術とその問題点） 上記従来技術のうち、１）のすベリを生じさせ、トルク
規制を行なう方式にあっては、すベリが発生している時
間の長短により締付トルクが変動したり、駆動力を何ら
かの形で遮断しない限りは工具を保持するのに大きな反
力と駆動源に対しては大きな負荷が加わり続は作業性に
悪影響を与えていた。また２）のエアーを遮断する方式
では、遮断機構（又はロック機構）の不備、あるいはば
ね選定の不良により駆動力の遮断が不安定であったすす
る場合がある。さらに３）のビットスピンドル内にカム
を設ける方式では、当然このカムは小径のものとなる。

このカムは重要な部品であるが、損耗しやすいので、寿
命の点から考えると好ましくない、同じくこのビットス
ピンドル内にカムを設ける方式では、クラッチ遮断後の
復帰時のクラッチの再接続の際にうまく再接続できない
場合もあり、この構造にも問題点がある。

（発明による問題点の解決手段） 目的のトルクになると駆動力を伝達させるためのクラッ
チを遮断することにより、変動のない締付トルクを得る
ことができるようにした。そして駆動力を遮断すること
により、締付完了後の工具を保持する反力を減少させ、
駆動源に対する負荷をも減少させて、ビットスピンドル
に対する中空孔の加工を行わない構造、すなわちその中
空孔に嵌挿するカム手段の使用を止め、別の手段でクラ
ッチの断続を制御する方式とし、クラッチの再接続に際
して強制的に再接続する構造とした。

即ち、駆動部からの駆動力が作用すると、互に軸方向に
離反する作用のある駆動側のカム手段を有し１本体ケー
シングに対して軸方向固定で、回転中心部にねじ又はナ
ツト等を締付けるビットを装着したビットスピンドルを
保持付勢するための内孔を設けたクラッチ軸と、同じく
従動側のカム手段を有し、本体ケーシングに対して回転
摺動自在で本体ケーシングに螺合されたナツトにより係
止され、押付力の調整可能なトルクばねによりクラッチ
軸方向に付勢され、内周の一部にクラッチスリーブの外
周に設けたクラッチ爪と噛合可能なクラッチ爪を有する
クラッチリングと、前記ビットスピンドル及びクラッチ
スリーブのいづれか又は両方に対して回転摺動自在に挿
着され、片側外周にはクラッチリングのクラッチ爪と噛
合可能なクラッチ爪を有し、反対側外周には分離用ボー
ルの一部が嵌り込むことのできる２条の円周溝を有し、
内周の一部にビットスピンドルのクラッチ爪と噛合可能
なクラッチ爪を設けたクラッチスリーブと、ビットスピ
ンドルに装着された複数個の分離用ボールを同一面内で
放射状に移動可能に保持し、この内側に挿入され円周溝
のピッチに相当する長さだけ軸方向に移動するクラッチ
スリーブの円周溝に対して分離用ボールを押し付け、回
転中心方向に付勢する弾性体を装着したボールホルダー
、とで動力工具の締付トルク制御機構を構成した。

さらに、ボールホルダーのビット先端側に、ボールホル
ダーの外側にあるカムリングの内面に向ってロック用ボ
ールを同一面内で数個弾性体により付勢させること）、
クラッチスリーブとボールホルダーが軸方向に相対移動
したとき、分離用ボールがクラッチスリーブ円周溝の溝
間の山部を乗り超える場合における該ボールを外周から
押え付けている弾性体の放射方向移動に対する逃げを防
ぐ内径と、逃げを許容する内径の２段の内径を有し、逃
げを許容する内径とは反対側の内径にロック用ボールの
一部が嵌り込むことのできる円周溝を有し、カム用ばね
によりクラッチ軸の方向に向って付勢されたカムリング
を設け、かつ本体ケーシングに嵌挿され、ビットスピン
ドルが戻しばねの力により最もビット先端側近くに戻さ
れた場合、ロック用ボールを回転中心方向に向って押し
込むためのガイド部を備えたガイドリングを設けた。

（実施例） 図面に基いて説明する。まずビット１８をねじに押付け
る前の状態を示す第１図において、駆動力を直結された
クラッチ軸３は、駆動力が作用すると、クラッチリング
８と互に軸方向に離反する作用のあるカム手段３ａ、　
８ａ　（第４図）により噛み合っている。クラッチリン
グ８は、ナツト１６の回転により、押付力の調整可能な
トルクばね１５により、ピン２４等を介してクラッチ軸
３に向って付勢されている。

しかし、クラッチリング８のクラッチ爪８ｂとクラッチ
スリーブ９のクラッチ爪９ｂは噛み合っておらず駆動力
は伝達できない。ビットスピンドル１７は戻しばね４に
よりビット１８の先端方向に付勢され、ガイドリング１
４により係止されており、ビットスピンドル１７のクラ
ッチ爪１７ｃとクラッチスリーブ９のクラッチ爪９ｃは
噛合っている。

クラッチスリーブ９はボールホルダー１９に保持され、
弾性体１１により回転中心方向に付勢された分離用ボー
ル１２により円周溝部９′を介してビット１８の先端側
に引かれているが、これをクラッチ軸３に設けられたス
トッパーリング５により阻止されている。カムリング１
０はカム用ばね２１によりクラッチリング８側に向って
付勢されており、これを止め輪２２で止めている。

この状態よりビット１８を相手ねじに押し付けると、ビ
ットスピンドル１７が押し込まれると同時にボールホル
ダー１９も移動し、分離用ボール１２を介してクラッチ
スリーブ９を押すことになる。しかし場合により、クラ
ッチ爪８ｂ、９ｂの関係位置が悪く爪が噛合う前に端面
がぶつかり合い、クラッチスリーブ９が一定以上移動し
なかった場合には、分離用ボール１２はクラッチスリー
ブ９の円周溝９′と９′の間の山部に乗り上げて、弾性
体１１を直径方向に押し広げながら軸方向に押すことに
なり、この時弾性体１１が直径方向に広がることを許容
してしまうと分離用ボール１２はボールホルダー１９に
押されてクラッチスリーブ９の円周溝９′と９′の間の
山部を乗り超え円周溝９′側に移り、クラッチ爪８ｂ、
　９ｂを噛合わせる方向に押す役目を果たさない。そこ
で弾性体１１が直径方向に広がることの障害となる内径
１０′（第１図）を持ったカムリング１０により阻止し
ており、これによりクラッチ爪８ｂ、　９ｂの関係位置
が悪い場合でも強制的に押し付けることができ、最終的
に噛合わせることを可能としである。

第２図はビット１８をねじ（図示しない）に押し付け、
ビットスピンドル１７の段付部１７ｄがクラッチ軸３に
当たるまで押込まれた直後の状態であり、クラッチスリ
ーブ９はボールホルダー１９に組込まれ、弾性体１１に
より付勢された分離用ボール１２によって円周溝９′と
９′の間の山部を介して吐動側へ軸方向に押されている
が、これをクラッチリング８の内径に設けられたストッ
パーリング７にて受けている。

ボールホルダー１９のボス部に組み込まれたロック用ば
ね２０により、円の外周に向って放射状に付勢されたロ
ック用ボール１３は、カムリング１０の内面に設けられ
た溝部１０′に球体の一部が嵌り込むことになり、ボー
ルホルダー１９がビット１８の先端側に移動する場合、
カムリング１０も同時にビット先端側へ動かす為の準備
動作となる。これらによりクラッチ８ｂと９ｂ及び９Ｃ
と１７ｃ、カム手段３ａと８８が全て噛合った状態とな
り、締付作業を行うことができる。

第３図は設定トルクになり、さらに駆動力が作用し、互
に軸方向に離反する作用のあるカム手段３ａ、　８ａ　
（第４図）が離反した直後の状態である。

クラッチリング８はカム手段３ａ、　８ａによりトルク
ばね１５の駆動側に付勢する力に打ち勝ってビット先端
方向へ移動し、これによりストッパーリング７を介して
クラッチスリーブ９を同じくビット先端方向へ強制移動
させることになり、クラッチ爪９ｃと１７ｃの噛合が断
たれ、駆動力の伝達が遮断される。この場合ボールホル
ダー１９はビットホルダー１７により駆動側に押し付け
られている為に、クラッチスリーブ９がビット先端方向
へ移動すると１分離用ボール１２はクラッチスリーブ９
の円周溝９′と９１の間の山部を乗り超えることになる
。この位置でのカムリング１０の内径は分離用ボール１
２を付勢している弾性体１１が直径方向に広がるのに充
分な逃げを許容する内径１０〜側であり、分離用ボール
は円周溝９′の谷径の位置まで移動付勢される。この直
後は互に離反する作用のあるカム手段３ａ、　８ａが動
作を遮断されることによりトルクばね１５に押されて元
に戻り、クラッチ爪８ｂ、　９ｂの噛合も断つことにな
る。

さらに、ビット１８をねじに押付けることを止め、ビッ
トスピンドル１７が戻しはね４に押されて最もビット先
端側に移動する過程において、クラッチスリーブ９はク
ラッチ軸３に装着されたストッパーリング５により係止
され、ボールホルダー１９により保持された分離用ボー
ル１２はクラッチスリーブの円周溝９′と９１の間の山
部を乗り超えることになり、再度弾性体１１の広がり方
向に対して直径方向の逃げが必要となる。これに備えて
カムリング１０は内周に設けられた溝１０’に内側より
付勢されたロック用ボール１３の作用により、ビットス
ピンドル１７の移動と同時にビット先端方向へ移動する
構造となっており、分離用ボール１２が当山部を乗り超
えるまでは当ボール位置に対して弾性体の逃げとなるべ
き内径１０″の第２図の関係を保持し、同じく当ボール
が当日周溝の９′の谷部に移動、付勢された後にロック
用ボール１３がガイドリング１４のガイド１４′により
、当ボールを回転中心方向に押し込まれる構造とし、カ
ムリング１０をカム用ばね２１の作用により第１図の状
態に戻す構造となっている。

（効果） 本発明の締付トルク制御機構によれば、設定トルクにて
確実に伝達トルクを遮断するので、２重にクラッチを断
つことも可能である。又クラッチ遮断後の再接続も失敗
することが少ない構造であるから、取扱作業者がちがっ
ても、常に安定したトルクで作動し、締付完了後は反動
を最小限とし、余分な動力を消費することのない良好な
作業環境を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における締付トルク゛制御機
構の断面図。 第２図、第３図は同じく締付トルク制御機構の異なった
作動状態における断面図。 第４図はカム手段部の正面図。 第５図はボールホルダ一部の正面図。 第６図は第１図のＶＩ−ＶＩ断面図。 第７図は第１図の■−■断面図。 図において； １　駆動部　　　　　　２　本体ケーシング３　クラッ
チ軸　　　４　戻しばね ５　ストッパーリング６　軸受 ７　ストッパーリング８　クラッチリング９　クラッチ
スリーブ１０　　カムリング１１　　弾性体　　　　　
１２　　分離用ボール１３　　ロック用ボール　１４　
　ガイドリング１５トルクばね　　　１６　　ナツト １７　　ビットスピンドル１８　　ビット１９　　ボー
ルホルダー　２０　　ロック用ばね２１　　カム用ばね
　　　２２　　止め輪２３　　止め＠２４　　ピン 以上 出願人　有限会社信濃エンジニアリング代理人　弁理士
　大　橋　　　勇 第３図 第４図　　　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）駆動部（１）からの駆動力が作用すると、互に軸方
   向に離反する作用のある駆動側のカム手段（３ａ）を有
   し、本体ケーシング（２）に対して軸方向固定で、回転
   中心部にねじ又はナット等を締付けるビット（１８）を
   装着したビットスピンドル（１７）を保持付勢するため
   の内孔を設けたクラッチ軸（３）と、同じく従動側のカ
   ム手段（Ｂａ）を有し、本体ケーシング（２）に対して
   回転摺動自在で本体ケーシング（２）に螺合されたナッ
   ト（１６）により係止され、押付力の調整可能なトルク
   ばね（１５）によりクラッチ軸（３）方向に付勢され、
   内周の一部にクラッチスリーブ（９）の外周に設けたク
   ラッチ爪（９ｂ）と噛合可能なクラッチ爪（８ｂ）を有
   するクラッチリング（８）と、前記ビットスピンドル（
   １７）及びクラッチスリーブ（９）のいづれか又は両方
   に対して回転摺動自在に挿着され、片側外周にはクラッ
   チリング（８）のクラッチ爪（８ｂ）と噛合可能なクラ
   ッチ爪（９ｂ）を有し、反対側外周には分離用ボール（
   １２）の一部が嵌り込むことのできる２条の円周溝（９
   ′と９″）を有し、内周の一部にビットスピンドル（１
   ７）のクラッチ爪（１７ｃ）と噛合可能なクラッチ爪（
   ９ｃ）を設けたクラッチスリーブ（９）と、ビットスピ
   ンドル（１７）に装着された複数個の分離用ボール（１
   ２）を同一面内で放射状に移動可能に保持し、この内側
   に挿入され円周溝（９′、９″）のピッチに相当する長
   さだけ軸方向に移動するクラッチスリーブ（９）の円周
   溝（９′又は９″）に対して分離用ボール（１２）を押
   し付け、回転中心方向に付勢する弾性体（１１）を装着
   したボールホルダー（１９）、とよりなることを特徴と
   する動力工具の締付トルク制御機構。 ２）ボールホルダー（１９）のビット先端側に、ボール
   ホルダー（１９）の外側にあるカムリング（１０）の内
   面に向ってロック用ボール（１３）を同一面内で数個弾
   性体により付勢させることゝ、クラッチスリーブ（９）
   とボールホルダー（１９）が軸方向に相対移動したとき
   、分離用ボール（１２）がクラッチスリーブ円周溝（９
   ′と９″）の溝間の山部を乗り超える場合における該ボ
   ールを外周から押え付けている弾性体（１１）の放射方
   向移動に対する逃げを防ぐ内径（１０″）と、逃げを許
   容する内径（１０″）の２段の内径を有し、逃げを許容
   する内径（１０″）とは反対側の内径にロック用ボール
   （１３）の一部が嵌り込むことのできる円周溝（１０′
   ）を有し、カム用ばね（２１）によりクラッチ軸（３）
   の方向に向って付勢されたカムリング（１０）を設け、
   かつ本体ケーシング（２）に嵌挿され、ビットスピンド
   ル（１７）が戻しばね（４）の力により最もビット先端
   側近くに戻された場合、ロック用ボール（１３）を回転
   中心方向に向って押し込むためのガイド部（１４′）を
   備えたガイドリング（１４）を設けたことを特徴とする
   請求項１）記載の動力工具の締付トルク制御機構。