JPH04223885A - 回転工具 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は出力軸の軸方向移動によ
って出力軸の回転方向が切り換わるようにした回転工具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転工具、特にタップ切りを行うための
回転工具においては、タップ切り作業が正転で所定量の
切削を行えば逆転させて少し戻すという動作を繰り返す
ものとなるために、この作業を効率良く行える回転工具
は、出力軸を対象物に押し付けると正転、離すと逆転す
るようにしたものが好ましい。

【０００３】このような構成をもつものの従来例を図１
３に示す。モータ９の回転軸に取り付けられたピニオン
９１には、ギア９２がかみ合っている。そしてこのギア
９２と一体に回転するギア９３にはギア９５がかみ合い
、ギア９５と一体のギア９６には出力ギア９７がかみ合
っている。また上記ギア９２，９３と一体に回転するギ
ア９４が出力ギア９７と同軸に配された出力ギア９８と
かみ合っいる。出力軸９９はその軸方向にスライド自在
とされているとともに、ばね９９１によって突出方向に
付勢されており、更に上記出力ギア９７，９８の対向面
には、出力軸９９から突設された係合突起９９０が選択
的に係合する係合凹所９７０，９８０が形成されている
。

【０００４】出力軸９９を対象物に押し付けて出力軸９
９をばね９９１に抗して後退させれば、係合突起９９０
が係合凹所９７０に係合するために、図１３（ｂ）　に
示す経路でモータ９の回転が出力軸９９に伝えられて出
力軸９９が正転を行う。出力軸９９を対象物から離せば
、出力軸９９はばね９９１による付勢で図１３（ａ）　
に示す状態に、つまり係合突起９９０が係合凹所９８０
に係合する状態に戻るために、モータ９の回転は図１３
（ｃ）　に示す経路で出力軸９９に伝達されて出力軸９
９が逆転を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この場合、夫々が平歯
車である多数のギアを組み合わせたものとなっているた
めに、どうしても全体が大型化してしまうものであり、
特に径方向のサイズが大きくなってしまう。またギア９
２，９３，９４及びギア９５，９６はモータ９及び出力
軸９９を結ぶ線上とは異なるところに軸を配置すること
になるために、負荷時に偏荷重がかかることになるもの
であり、更には常時全ギアを回転させるものとなってい
るために、つまり動力伝達に寄与していないギアも常時
回転するために、負荷が多く、バッテリー電源で作動す
るものでは使用可能時間が短くなってしまう。

【０００６】モータの回転方向を直接切り換えて出力軸
の回転方向を変えるようにしたものもあるが、この場合
にはモータの刷子に電気的ロスが発生してモータの寿命
が短くなってしまう。本発明はこのような点に鑑み為さ
れたものであり、その目的とするところは小型であると
ともに無用な負荷が少ないにもかかわらず、出力軸の回
転方向を容易に切り換えられる回転工具を提供するにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、モー
タから出力軸に至る動力伝達経路中に遊星機構を設けて
この遊星機構におけるキャリアもしくはリングギアに出
力軸への動力伝達部を設けるとともに、キャリアもしく
はリングギアの回転阻止で出力軸に伝達される回転の方
向を切り換える切換手段を設けていることに特徴を有し
ている。

【０００８】本発明によれば、遊星機構を利用するもの
であるために、出力軸と同軸に各部材を配置することが
できると同時に、無用な部材が回転を行っているという
状態をなくすことができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、ここで示す回転工具は、図５に示すように、出力
軸５の先端にチャック５９を介して取り付けられるツー
ル８９、たとえばタップビットによって対象物にねじ切
りを行うものであって、そのハウジング１の内部には、
図６に示すように、モータ１０、機構ブロック２、スイ
ッチ７０等が収められている。図中７は電池パック、７
１はスイッチハンドルである。

【００１０】上記モータ１０と駆動ブロック２とは、図
４に示すように単一のアセンブリとして組み立てられて
ハウジング１に組み込まれるものであり、駆動ブロック
２はモータ１０の回転軸に取り付けられたピニオン１２
を入力部、出力軸５を出力部とするものとなっている。 図中１１はモータ取付台である。図１〜図３に基づき、
上記駆動ブロック２について説明すると、これは上記モ
ータ取付台１１が後端側に連結される筒状ケース２０と
、この筒状ケース２０の先端側に連結される段付き円筒
状ケース２１とをギアケースとし、筒状ケース２０内に
減速部を、円筒状ケース２１内に回転方向切換部を収納
している。

【００１１】上記減速部は、モータ１０のピニオン１２
に噛み合う複数個の遊星ギア１３、これら遊星ギア１３
が噛み合うリングギア１４、遊星ギア１３を支持してい
るキャリア１５、キャリア１５と一体に形成されたサン
ギアと噛み合う遊星ギア１６、これら遊星ギア１６が噛
み合うリングギア１７、遊星ギア１６を支持しているキ
ャリア１８とからなる２段の遊星機構で構成されたもの
で、上記両リングギア１４，１７のうち、リングギア１
４は筒状ケース２０に固着されているのに対して、リン
グギア１７は軸方向のスライド動作が可能とされており
、図１及び図２に示す状態ではリングギア１７が遊星ギ
ア１６のみにかみ合っている。そして図３に示すスライ
ドハンドル２５によってばね２６及びレバー２７を介し
てリングギア１７を後退させれば、リングギア１７とキ
ャリア１５とが係合して両者が一体化され、この結果、
モータ１０からキャリア１８に至る減速部における減速
比が変化する。

【００１２】円筒状ケース２１内に収納された回転方向
切換部は、上記キャリア１８と一体に形成されたサンギ
ア１９の外周に遊転自在に配されたプレート３０と、サ
ンギア１９と噛み合う複数個の遊星ギア３１、これら遊
星ギア３１が噛み合うリングギア３２、各遊星ギア３１
を支持しているキャリア３３、そして一対のスライドレ
バー４とからなるものとして形成されている。

【００１３】ここにおけるプレート３０は、キャリア３
３から突設されて遊星ギア３１を支持している軸３３０
の先端が嵌まる軸孔３００を備えてキャリア３３と一体
に回転するもので、その外周面には複数個の係合突起３
０１が等間隔で突設されている。そして、キャリア３３
はその内周面にスプライン３３０を備えたものとなって
おり、更に上記リングギア３２はその外周面に複数個の
係合突起３２１が等間隔で突設されるとともに一端内周
面にスプライン３２０が形成されたものとなっている。

【００１４】前記スライドレバー４は、その後端に係止
突起４１を、中程に係止突起４２を備えて、円筒状ケー
ス２１に対して前後方向にスライド自在に支持されると
ともに、ばね４０によって前方側へと付勢されたもので
、前進時にはその係止突起４１を上記プレート３０の係
合突起３０１に、後退時には係止突起４２をリングギア
３２の係合突起３２１に係合させ、プレート３０の回転
あるいはリングギア３２の回転を止めるものとなってい
る。

【００１５】一方、円筒状ケース２１に軸受２２を介し
て回転自在に且つ軸方向にスライド自在に支持されてい
る出力軸５は、その後端側にスプライン軸５０を備え、
先端寄りにフランジ５１を備えたもので、その後端には
前記キャリア１８内に収められた圧縮ばね５２が接して
前方側へと付勢されたものとなっており、この前方側へ
の移動時にはリングギア３２のスプライン３２０のスプ
ライン軸５０を係合させ、圧縮ばね５２に抗して後退し
た時にはキャリア３３のスプライン３３０にスプライン
軸５０を係合させるものとなっている。また上記フラン
ジ５１の後端側の面には、前記スライドレバー４の先端
面がスラスト板５３を介して接している。

【００１６】図中８１，８２はスラスト板、８３は出力
軸５の抜けを防ぐための止め輪、８４は止め輪８３と軸
受２２との間に配されるリングである。しかして、この
回転工具においては、出力軸５を対象物に押し付けて出
力軸５を圧縮ばね５２に抗して後退させたならば、図２
に示すように、出力軸５のスプライン軸５０がキャリア
３３のスプライン３３０に係合して、キャリア３３と出
力軸５とが回転を一体に行う状態となるとともに、出力
軸５のフランジ５１によって押圧されてばね４０に抗し
て後退するスライドレバー４は、その中程の係止突起４
２をリングギア３２の係合突起３２１に係合させてリン
グギア３２の回転を止める。

【００１７】この状態でモータ１０を回転させたならば
、前記減速部の出力、つまりキャリア１８と一体のサン
ギア１９の回転は、このサンギア１９と回転が止められ
たリングギア３２とに噛み合ってサンギア１９の回転に
伴い自転と公転とを行う遊星ギア３１の公転の動きをキ
ャリア３３が出力軸５に伝達するものであり、この結果
、出力軸５は正転を行う。

【００１８】そして出力軸５を対象物から離そうとすれ
ば、出力軸５が圧縮ばね５２によって復帰するために、
図１に示すように、そのスプライン軸５０がリングギア
３２のスプライン３２０と係合してリングギア３２と出
力軸５とが一体に回転する状態となるとともに、スライ
ドレバー４のばね４０による復帰に伴ってスライドレバ
ー４の後端の係止突起４１が上記プレート３０の係合突
起３０１に係合してプレート３０及びキャリア３３の回
転が止められる。このために、サンギア１９の回転は、
自転のみを行う遊星ギア３１を介してリングギア３２及
び出力軸５に伝えられ、出力軸５は逆転を行う。

【００１９】尚、サンギア１９の歯数をＺａ，リングギ
ア３２の歯数をＺｃとすれば、正転時のサンギア１９に
対する出力軸５の減速比Ｐｎは Ｐｎ＝Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｃ） となり、逆転時のサンギア１９に対する出力軸５の減速
比Ｐｒは Ｐｒ＝Ｚａ／Ｚｃ となる。

【００２０】この時の上記両減速比の設定は、正転時よ
りも逆転時の方が出力軸５の回転数が多くなるようにす
ることが望ましい。ねじ締めにしてもドリル穿孔作業に
しても、更にタップ切り作業においても正転させる場合
の方が強いトルクが必要となるからである。図７〜図９
に他の実施例を示す。これは出力軸５に設けたスプライ
ン軸５０とリングギア３２に設けたスプライン３２０と
が常時係合するものとするとともに、キャリア３３を軸
方向にスライド自在で且つキャリア１８内に配された圧
縮ばね５２で前方側へ付勢されたものとし、更に出力軸
５の後端面が接するキャリア３３の前面に、前方へ移動
した時にリングギア３２の内壁に形成した係合凹部３２
２と係合する係止突起３３２を設けたものである。また
、ここにおけるプレート３０は円筒状ケース２１に固定
されて回転することがないようになっている上に、キャ
リア３３が圧縮ばね５２に抗して後退した時のみ、遊星
ギア３１を支持する軸３３０が軸孔３００に嵌まり込ん
でキャリア３３の回転を止めるようになっている。 尚、前記実施例におけるスライドレバー４に相当する部
材は備えていない。

【００２１】このものにおいては、出力軸５を後退させ
たならば、図８に示すように、出力軸５で押されたキャ
リア３３が圧縮ばね５２に抗して後退して、リングギア
３２とキャリア３３との係合が解除されるとともに、キ
ャリア３３の回転がプレート３０を介して止められた状
態となるものであり、サンギア１９の回転は遊星ギア３
１の自転によってリングギア３２に伝達され、リングギ
ア３２と一体に出力軸５が正転方向に回転する。この時
のサンギア１９に対する出力軸５の減速比ＰｎはＰｎ＝
１／Ｚｃ／Ｚａ となる。

【００２２】出力軸５を対象物に押し付ける力をなくせ
ば、図７に示すように、圧縮ばね５２によってキャリア
３３及び出力軸５が前進し、キャリア３３はプレート５
による回転固定状態から解放されると同時にリングギア
３２との係合でリングギア３２と一体に回転するものと
なる。つまりサンギア１９と噛み合う遊星ギア３１を支
持しているキャリア３３がリングギア３２を介して出力
軸５に直結されるために、サンギア１９の回転がそのま
ま出力軸５に伝達されて、出力軸５が逆転を行う。つま
りサンギア１９に対する出力軸５の減速比Ｐｒは１とな
る。逆転が正転よりも高速になされるものであり、タッ
プ切り作業を考えた場合、戻し操作を素早く行えること
になる。

【００２３】図１０〜図１２に更に他の実施例を示す。 これは前記第１の実施例にトルクリミッター（安全クラ
ッチ）を付加したものであって、段付き円筒状ケース２
１の段付き部を貫通する孔に鋼球７０を配置するととも
に、この鋼球７０と出力軸５のフランジ５１との間にば
ね７１を配設し、更にリングギア３２の先端面に上記鋼
球７０が係合する係合部３２５を形成している。

【００２４】今、出力軸５を対象物に押し付けることで
出力軸５を後退させれば、図１１に示すように、出力軸
５のスプライン軸５０がキャリア３３のスプライン３３
０に係合して、キャリア３３と出力軸５とが回転を一体
に行う状態となるとともに、出力軸５のフランジ５１に
よって押圧されたばね７１が鋼球７０をリングギア３２
の係合部３２５に強く押し付けるために、リングギア３
２の回転が止められるものであり、この状態でモータ１
０を回転させたならば、サンギア１９の回転は、このサ
ンギア１９と回転が止められたリングギア３２とに噛み
合ってサンギア１９の回転に伴い自転と公転とを行う遊
星ギア３１の公転の動きがキャリア３３によって出力軸
５に伝達され、出力軸５は正転を行う。

【００２５】この出力軸５の正転中に、出力軸５の回転
を止めようとする負荷トルクが増大した時には、出力軸
５に同期するキャリア３３にも制動力が働き、キャリア
３３を駆動するのが困難になれば、遊星ギア３１がリン
グギア３２に与える駆動力も増大するものであり、遊星
ギア３１がリングギア３２を駆動しようとする力がリン
グギア３２と鋼球７０との間に働いている摩擦力より大
きくなった時には、リングギア３２が鋼球７０をばね７
１に抗して押し返しつつ回転を始めるために、出力軸５
への駆動力の伝達がなされなくなる。

【００２６】出力軸５を対象物に押し付けて正転させて
いる状態から出力軸５を対象物から離そうとすれば、出
力軸５がばね７０によって復帰するために、図１０に示
すように、そのスプライン軸５０がリングギア３２のス
プライン３２０と係合してリングギア３２と出力軸５と
が一体に回転する状態となるとともに、スライドレバー
４のばね４０による復帰に伴ってスライドレバー４の後
端の係止突起４１が上記プレート３０の係合突起３０１
に係合してプレート３０及びキャリア３３の回転が止め
られる。また、この時点ではばね７０による鋼球７１の
押圧力がなくなるために、リングギア３２の回転はフリ
ーとなる。このために、サンギア１９の回転は、自転の
みを行う遊星ギア３１を介してリングギア３２及び出力
軸５に伝えられ、出力軸５は逆転を行う。

【００２７】第１の実施例におけるスライドレバー４に
設けた係止突起４２に代えて、トルクリミッターによる
リングギア３２の押圧固定を利用しているわけである。 尚、以上の各実施例では、いずれも出力軸５を対象物に
押し付けた時の出力軸５の軸方向移動で正転と逆転とが
切り換えられるものを示したが、別途切換操作用の操作
子を設けて、この操作子の手動操作により、出力軸５を
対象物に押し付けているか否かに関係なく、正逆転を切
り換えられるようにすることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明においては、遊星機
構を利用するものであるために、出力軸と同軸に各部材
を配置することができて小型化、特に小径化を図ること
が容易なものであり、しかも無用な部材が回転を行って
いるという状態をなくすことができるために、負荷が小
さく、バッテリー電源で動作するものにおいても長時間
にわたる使用を可能とする。またモータそのものの回転
方向を変えるのではないために、モータの長寿命化を得
られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の逆転時を示すもので、（ａ）　は縦
断面図、（ｂ）　はＡ−Ａ線断面図である。

【図２】一実施例の正転時を示すもので、（ａ）　は縦
断面図、（ｂ）　はＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】一実施例の分解斜視図である。

【図４】一実施例のモータと機構ブロックの断面図であ
る。

【図５】一実施例の側面図である。

【図６】一実施例の破断側面図である。

【図７】他の実施例の逆転時を示すもので、（ａ）　は
縦断面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図である。

【図８】他の実施例の正転時を示すもので縦断面図であ
る。

【図９】他の一実施例の分解斜視図である。

【図１０】別の実施例の逆転時を示すもので、（ａ）　
は縦断面図、（ｂ）　はＤ−Ｄ線断面図である。

【図１１】別の実施例の正転時を示す縦断面図である。

【図１２】別の一実施例の分解斜視図である。

【図１３】従来例を示すもので、（ａ）　は断面図、（
ｂ）　は正転時の説明図、（ｃ）　は逆転時の説明図で
ある。

【符号の説明】

５　　出力軸 ３２　　リングギア ３３　　キャリア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　モータから出力軸に至る動力伝達経路
   中に遊星機構を設けてこの遊星機構におけるキャリアも
   しくはリングギアに出力軸への動力伝達部を設けるとと
   もに、キャリアもしくはリングギアの回転阻止で出力軸
   に伝達される回転の方向を切り換える切換手段を設けて
   いることを特徴とする回転工具。
2. 【請求項２】　　切換手段は出力軸の軸方向移動で作動
   するものであることを特徴とする請求項１記載の回転工
   具。
3. 【請求項３】　　出力軸の逆転速度を正転速度より高速
   とする減速比となっていることを特徴とする請求項１記
   載の回転工具。
4. 【請求項４】　　出力軸はタップ切り用ツールが装着さ
   れるものであり、遊星機構は負荷トルクの増大時に出力
   軸をモータ側から切り離す安全クラッチの構成部材を兼
   ねていることを特徴とする請求項１記載の回転工具。