JPH0242631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、設定トルクのばらつきを防いで一定
トルクでビス締めを行い、設定トルク到達時にモ
ータを停止させると同時に該モータによる反力が
作業者に伝わるのを防止するボールクラツチ部を
設けた電動ドライバーに関する。

「従来の技術」 従来の電動ビス締め機は、モータの回転をビス
締めビツトに伝達又は不伝達するため、一定トル
クで作動するクラツチ機構を有している。このク
ラツチ機構の噛合面に有した爪は、フライス加工
によつて形成するためその製作に熟練を要し、
又、加工が複雑なため仕上面を均一にしにくく、
その結果、噛合面の加工精度の良否によつて上記
設定トルクのばらつきが大きくなるという欠点を
有し、さらにフライス加工が複雑なため手数がか
かつて、必然的にコストアツプとなる欠点があつ
た。

「発明が解決しようとする課題」 本発明はかかる従来の欠点に鑑み、クラツチ機
構における噛合用の複雑な爪を不要にし、加工に
熟練を必要とする複雑なフライス加工をなくした
もので、その目的をするところはクラツチ部に加
工精度の均一なボールを使用することによつて設
定トルクのばらつきを防止し、さらに設定トルク
に達するとクラツチ部を切ると同時にモータを停
止し、モータその他の慣性力が作業者の手に伝わ
るのを少なくしたものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明はモータに
連結した中空モータ軸を軸心線上に位置し、該中
空モータ軸に連動したボール受シヤフトの下部に
設けた筒部に点対称に透孔を形成し、該透孔内に
前記筒部の肉厚より大なる直径をしたクラツチボ
ールを収容し、前記筒部内に軸心方向に摺動自在
に上部を嵌合した筒状のビツトホルダの上端に点
対称にボール収容溝を形成し、該ボール収容溝内
にビツトホルダの肉厚より大なる直径をした係合
ボールを収容し、前記ボール受シヤフトの筒部内
上部に取付けたストツパ内に、上方からばねで付
勢して収容した頭部を有した小径部に連なる胴部
の下部外周に凹部を設けたパイロツトを前記ビツ
トホルダ内に上下方向に摺動自在に嵌合し、ビツ
トホルダの肉厚より大なる直径をしたボールを該
ビツトホルダの中間部に設けた小孔内に収容して
前記凹部と掛脱する前記ボールを求心方向に押圧
してビツトホルダとの摩擦抵抗を高めるリングを
内面に有したスリーブを、ビツトホルダの外周に
摺動自在にスプリングで弾発して取付け、前記中
空モータ軸内に摺動自在に挿通してばねで下方に
付勢したモータ操作用のパイロツトピンの下端を
ストツパ内の前記パイロツトの頭部に掛止し、ボ
ール受シヤフトの筒部下端と前記ビツトホルダの
外周に固着した係止リングとの間にスプリングを
弾発してビツトホルダを下向きに付勢し、前記係
合ボールと周方向に係合するクラツチボールとを
同一平面上に対向させて摺鉢状のテーパー開口を
具えたテーパーリングを、ボール受シヤフトの外
周に回転自在に嵌合してトルク調整ばねで上方に
弾発して装着し、前記筒部の透孔内に収容したク
ラツチボールを介して前記ボール収容溝に収容し
た係合ボールとテーパー開口とを対向させること
を特徴とする。

「作用」 ボール受シヤフトの下部に設けた筒部に点対称
に透孔を形成し、該透孔内に収容したクラツチボ
ールと、ボール受シヤフト内に軸方向に摺動自在
に収容したビツトホルダの上部に点対称に設けた
ボール収容溝内に収容した係合ボールとからなる
ボールクラツチ部のON・OFFにより、モータの
駆動力をビツトホルダに伝達又は不伝達にする。

ビスの締付力が設定トルクに達するとボールク
ラツチ部が切れ、それと同時にトルク調整ばねを
介して前記クラツチボールが当接するテーパー開
口を有したテーパーリングを降下し、該テーパー
リングによりスリーブを下降させてビツトホルダ
に設けたボールを半径方向に移動し、ばねの弾発
力によつてパイロツトを下降する。

パイロツトの降下によりパイロツトピンも下降
し、操作ピンがばねで押下げられてスイツチレバ
ーの押圧を解除してリミツトスイツチを切り、モ
ータの回転を停止する。

「実施例」 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図において、電動ドライバー１はハウジン
グの本体２内に設けた後記する電源入力部３と駆
動部４と減速機構部５及びボールクラツチ部６と
で構成されている。

電源入力部３を第１図により説明すると、１１
は外部電源（図示せず）に接続するコードで、電
源入力のON、OFF切換と正逆回転切換を兼ねた
スイツチ１２と共に本体２の上端に取付ける。

１３は本体２内に位置する基板１４に取付けた
リミツトスイツチ、１５はスイツチ１３を操作す
る操作子、１６は図示しないばね作用で常に操作
子１５と当接状態にあるスイツチレバー、１７は
本体２内に固着した取付板で、その中央上方に設
けた凹部１８内に下向きに付勢したばね１９を収
容し、下部にやや大径な頭部２０を有して収容す
る操作ピン２１の上端を凹部１８外に突出し、前
記スイツチレバー１６の一端と掛止している。

駆動部４を第１図により説明すると、本体２内
に定着させたケーシングに収容したモータ（図示
せず）に連結する中空モータ軸２５は、ケーシン
グの中心部に軸心線上に貫通し、その上端にはモ
ータ冷却用のフアン２６を軸着し、駆動部４の下
部に固着したホルダ２７の中心に位置した軸受２
８によつて中空モータ軸２５の下部を軸承し、該
中空モータ軸をホルダ２７の下方から突出する。

減速機構部５を第１図により説明すると、３０
は中空モータ軸２５の下端に固定したピニオン、
３２はホルダ２７の内面に固定し、内周面に内歯
歯車３１を有した円筒体３２で、クラツチケース
３３の上部を円筒体３２に固着させてホルダ２７
と円筒体３２とクラツチケース３３とを一体に固
着する。中空モータ軸２５内を挿通したパイロツ
トピン４２に遊嵌したピニオン３６と一体に形成
した円盤３７に複数の遊星歯車３４を個別にピン
３５で取付け、内歯歯車３１とピニオン３０とに
噛合した遊星歯車３４がピニオン３０の回りを自
転且つ公転する。

３８は内歯歯車３１とピニオン３６とに噛合し
てピニオン３６の回りを自転且つ公転する複数の
遊星歯車、４０はボール受シヤフト４５と一体に
回転できるよう前記パイロツトピン４２の回りに
位置するボス部３９に遊星歯車３４を個別に支持
したピンで、ボス部３９とクラツチケース３３の
間に軸受４１を装着する。ボス部３９の中心部に
はパイロツトピン４２に遊嵌したボール受シヤフ
ト４５を固定し、同シヤフト４５の下面からパイ
ロツトピン４２の下端を突出する。

次に、ボールクラツチ部６を第１，２，６図に
基づいて説明する。

ボール受シヤフト４５の中心に位置する孔と同
心状に下方から設けた凹入部４６内に、後記する
パイロツト５３のストツパ４７を取付ける。スト
ツパ４７内には上方からばね４８を付勢させてパ
イロツトの頭部４９を収容し、該頭部に連なる小
径部５０をストツパ４７の下方から突出させる。
小径部５０の下部に連続して長尺に形成したやや
大径でやや長尺な胴部５１の下部外周に凹部５２
を形成したパイロツト５３をビツトホルダ５８内
に軸心方向に嵌合する。ボール受シヤフト４５の
下部に設けた筒部５５の上部に、点対称に形成し
た透孔５６内に筒部５５の肉厚より大なる直径を
したクラツチボール５７を半径方向に進退動自在
に収容する。

５８はボール受シヤフトの筒部５５内に、上部
を摺動自在に嵌合させた筒状のビツトホルダで、
該ビツトホルダ５８の上端にはボール収容溝５９
を前記透孔５６に合せて点対称に設ける。ボール
収容溝５９内には、ビツトホルダの肉厚より大な
る直径をした係合ボール６０を半径方向に進退動
自在に収容し、係合ボール６０がパイロツト５３
の小径部５０に合致した時、クラツチボール５７
と係合ボール６０とが半径方向に一直線上に並び
（第６図）、両者は周方向の係合が外れる。

ビツトホルダ５８の中間部に設けた小孔６１内
に、同ホルダ５８の肉厚より大なる直径をしたボ
ール６２を半径方向に進退動自在に収容し、更
に、ビツトホルダ５８の下端内部に、ビス回転用
のビツト９５を収容する収容部６３を形成する。
６４はビツド９５をビツトホルダ５８内に保持す
るための保持ボールで、板ばね６５によつて求心
方向に押圧されている。ビツトホルダ５８の板ば
ね６５の若干上部に固着したスナツプリング６６
によりビツトホルダがクラツチケース３３から脱
出するのを防止する。

第２，３図において、７０はボール受シヤフト
４５の外側に上下動且つ回動自在に装着させたテ
ーパリングで、上部内部に摺鉢状のテーパー開口
７１を設け、ボール受シヤフト４５の筒部５５に
存する透孔５６に収容したクラツチボール５７と
当接する。７３はクラツチケース３３の下部に設
けた係止段部７４に、上下方向に設けた通孔７５
内に挿通した調節ピンで、クラツチケース３３の
下部に螺合させたアジヤストリング７６を回動さ
せて昇降動し、調節ピン７３と係合する下部係止
環７７と、ボール受シヤフト４５の中間部外周に
設けた段部４４にボール７８を介してストツプリ
ング７９で固定した上部係止環８０との間に装着
したトルク調整ばね８１の圧縮量を調整して設定
トルクを任意に調整することができる。

ボール受シヤフトの筒部５５の下端と、ビツト
ホルダの小孔６１よりやや上部に固着させた係止
リング８２との間にスプリング８３を弾発して下
向きに付勢したビツトホルダ５８の外周には、小
孔６１に収容したボール６２を求心方向に押圧す
るためのスリーブ８４を上下方向に摺動自在に装
着し、スリーブ８４の内面にはビツトホルダ５８
との間の摩擦抵抗を増すリング８５を装着する。

次に、本実施例の作用について説明する。

第１図に示すビツトホルダ５８に下方からビツ
ト９５を挿入すると、ビツトの軸杆は板バネ６５
の弾発力に抗して保持ボール６４を半径方向に押
出し、その後、板ばね６５の弾発力により保持ボ
ール６４を軸杆外周に形成した周溝に係合させて
ビツト９５をビツトホルダ５８に保持する。

この場合、操作ピン２１及びパイロツト５３は
ばね１９，４８によつて押下げられており、係合
ボール６０はパイロツト５３の小径部５０に合致
してビツトホルダの外周面より外方には突出しな
い。そのため、係合ボール６０とクラツチボール
５７とは第６図に示す如く直線上に位置してクラ
ツチ部６はOFFの状態を保つ。

ついでコード１１を外部電源に接続してスイツ
チ１２を入れると、操作ピン２１及びパイロツト
ピン４２がばね１９，４８によつて押下げられ、
スイツチレバー１６も下降し、リミツトスイツチ
１３はOFFの状態にある。

第３図において、ビツト９５の先端をビス頭部
の溝孔（図示せず）に合致させて本体２を押下げ
ると、ビツトホルダ５８はスプリング８３を圧縮
しながら上昇する。ビツトホルダ５８とスリーブ
８４間の摩擦抵抗によつて該スリーブ８４が上昇
すると、ビツトホルダ５８に装着したボール６２
はスリーブ８４によつて求心方向に押出されたま
まパイロツトの凹部５２と掛止し、ばね４８に抗
してパイロツトピン４２は上昇する。従つて、パ
イロツトピンの頭部４９はパイロツトピン４２を
介し、又、第１図に示すばね１９に抗して操作ピ
ン２１を押上げ、該操作ピンの上端でレバー１６
を押上げてリミツトスイツチ１３をONにし、モ
ータ（図示せず）の駆動を開始する。モータの回
転は中空モータ軸２５から減速機構部５に伝達
し、同機構部５を構成する歯車群を介してボール
受シヤフト４５に伝達する。

第３，４，７図において、パイロツト５３が上
昇するとビツトホルダ５８のボール収容溝５９に
収容した係合ボール６０は、小径部５０に連なる
パイロツトの胴部５１によつて半径方向に押出さ
れる。クラツチボール５７はトルク調整ばね８１
の弾発力によつて上方に最大限に押上げられてい
るテーパーリングのテーパー開口７１によつて求
心方向に突出されているため、モータ駆動により
回転するボール受シヤフト４５の透孔５６に収容
したクラツチボール５７が、ビツトホルダ５８の
半径方向に突出した係合ボール６０と周方向に係
合し、係合ボール６０を介してビツトホルダ５８
に固着したビツト９５を時計方向に回転させてビ
ス（図示せず）を締付ける（第７図）。

第４図において、ビツト９５の回転により締付
けられたビスがトルク調整ばね８１で設定された
トルクに達すると、係合ボール６０と周方向に係
合するクラツチボール５７は半径方向に最大限に
押出されて係合が外れ（第８図）、トルク調整ば
ね８１の弾発力に抗してテーパーリング７０を押
下げ、ボール受シヤフト４５と一体に回転するク
ラツチボール５７は係合ボール６０の外側を空転
するのみとなり、ボール受シヤフト４５の回転は
ビツトホルダ５８に伝わらない。従つて、ボール
受シヤフト４５が回転を継続しても作業者の手に
反動が伝わらない。

テーパーリング７０によつてスリーブ８４を押
下げ、ボール６２に対する求心方向への押圧を解
除してパイロツト下端の凹部５２からボール６２
を外すと、パイロツト５３はばね４８の弾発力に
よつて頭部４９がストツパ４７に掛止するまで押
下げられ、パイロツトピン４２も下降して操作ピ
ン２１がばね１９によつて押下げられ、スイツチ
レバー１６の押圧を解除し、リミツトスイツチ１
３をOFFにしてモータを停止する。

この場合、第５図において係合ボール６０は再
びパイロツトの小径部５０と合致してボール収容
溝５９内を求心方向に移動し、透孔５６内のクラ
ツチボール５６も半径方向への押出力が解除さ
れ、その結果、トルク調整ばね８１によつてテー
パーリング７０を上昇し、テーパー開口７１によ
りクラツチボール５７を求心方向へ移動させる。

第９図において、係合ボール６０とクラツチボ
ール５７の係合が外れ（クラツチが切れた状態）、
本体２を持上げてビツト９５をビスから離すと、
ビツトホルダ５８はスプリング８３によつて押下
げられ、その時、スリーブ８４はリング８５とビ
ツトホルダ５８との摩擦抵抗によりビツトホルダ
５８と共に降下するが、一定位置まで下降すると
スリーブ８４はクラツチケース３３の係合段部７
４に当接して降下が止まる。さらに、ビツトホル
ダ５８だけがスプリング８３の作用によつて引続
いて降下し、ボール６２をビツトホルダ５８の求
心方向に突出させてパイロツトの凹部５２に合致
してパイロツト５３を保持し、さらに、ビツトホ
ルダ５８の下部外周に固着したスナツプリング６
６は、クラツチケース３３とビツトホルダ５８と
の間に介在させたブツシユ６７の上端に掛止して
ビツトホルダ５８の下降は停止する。

「発明の効果」 本発明は、以下のような効果を有している。

モータの回転によりボール受シヤフトに生じ
たトルクを、ビツトホルダへの伝達又は不伝達
を切換えるボールクラツチ部は、ボール受シヤ
フトの筒部に設けた透孔内に係合したクラツチ
ボールと、ビツトホルダの上部に設けたボール
収容溝内に収容した係合ボールとによつて構成
してあり、加工精度が高く均一なボールを用い
るため、トルクの一定化が極めて容易である。

設定トルクに達するとクラツチボールと係合
ボールからなるボールクラツチ部が切れ、パイ
ロツトピンを介してモータを停止するため、モ
ータ受シヤフトの慣性力が作業者の手に伝わら
ないので疲労を防止でき、作業能率を向上でき
る。

ボール加工は簡単で精度が高いため量産効果
が図れるし、さらに本装置の構成上ボールの交
換が容易であるから保守点検が簡便となつて耐
久性を高めてコストダウンに貢献することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示したもので、第１
図は全体の縦断面図、第２，３，４，５図は作動
状態を順に示した要部断面図、第６図は第２図Ａ
−Ａ線断面図、第７図は第３図Ｂ−Ｂ線断面図、
８図は第４図Ｃ−Ｃ線断面図、第９図は第５図Ｄ
−Ｄ線断面図である。 ２……本体、６……ボールクラツチ部、２５…
…中空モータ軸、４２……パイロツトピン、４５
……ボール受シヤフト、４８……ばね、５０……
小径部、５２……凹部、５３……パイロツト、５
５……筒部、５６……透孔、５７……クラツチボ
ール、５８……ビツトホルダ、５９……ボール収
容溝、６０……係合ボール、６２……ボール、７
０……テーパーリング、７１……テーパー開口、
８１……トルク調整ばね、８２……係止リング、
８３……スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モータに連結した中空モータ軸を軸心線上に
   位置し、該中空モータ軸に連動したボール受シヤ
   フトの下部に設けた筒部に点対称に透孔を形成
   し、該透孔内に前記筒部の肉厚より大なる直径を
   したクラツチボールを収容し、前記筒部内に軸心
   方向に摺動自在に上部を嵌合した筒状のビツトホ
   ルダの上端に点対称にボール収容溝を形成し、該
   ボール収容溝内にビツトホルダの肉厚より大なる
   直径をした係合ボールを収容し、前記ボール受シ
   ヤフトの筒部内上部に取付けたストツパ内に、上
   方からばねで付勢して収容した頭部を有した小径
   部に連なる胴部の下部外周に凹部を設けたパイロ
   ツトを前記ビツトホルダ内に上下方向に摺動自在
   に嵌合し、ビツトホルダの肉厚より大なる直径を
   したボールを該ビツトホルダの中間部に設けた小
   孔内に収容し、前記凹部と掛脱する前記ボールを
   求心方向に押圧してビツトホルダとの摩擦抵抗を
   高めるリングを内面に有したスリーブを、ビツト
   ホルダの外周に摺動自在にスプリングで弾発して
   取付け、前記中空モータ軸内に摺動自在に挿通し
   てばねで下方に付勢したモータ操作用のパイロツ
   トピンの下端をストツパ内の前記パイロツトの頭
   部に掛止し、ボール受シヤフトの筒部下端と前記
   ビツトホルダの外周に固着した係止リングとの間
   にスプリングを弾発してビツトホルダを下向きに
   付勢し、前記係合ボールと周方向に係合するクラ
   ツチボールとを同一平面上に対向させて摺鉢状の
   テーパー開口を具えたテーパーリングを、ボール
   受シヤフトの外周に回転自在に嵌合してトルク調
   整ばねで上方に弾発して装着し、前記筒部の透孔
   内に収容したクラツチボールを介して前記ボール
   収容溝に収容した係合ボールとテーパー開口とを
   対向させてなり、該ビツトホルダのトルクが設定
   トルクに達するとトルク調整ばねに抗してテーパ
   ーリングを降下して半径方向に押出されたクラツ
   チボールと係合ボールとの係合が外れ、降下する
   テーパーリングによりスリーブを降下してパイロ
   ツトの凹部に掛止するボールを半径方向に後退
   し、ばねの弾発力によりパイロツトと共にパイロ
   ツトピンを降下してモータを停止する電動ドライ
   バー。