JPH1137187A - 出力軸のロック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】駆動側を停止制御したとき出力軸を自動的にロ
ック操作し、自動ロックと同時に、従動側を手動で回動
操作してロックの操作ができ、ロックの解除も駆動側を
回動することで自動的に解除することのできる出力軸の
ロック装置を提供する。 【解決手段】出力軸を駆動軸と従動軸との接続により形
成し、上記駆動軸と従動軸とを接続する接続部に、相互
の回転方向に所定の角度分動力が伝達されない遊び角を
形成し、上記従動軸側に、該従動軸に回り止めされて半
径方向内外に移動可能に保持されたロック部材をその外
周部に対設の固定部材に移動してロックするロック手段
を設け、前記駆動軸に、前記遊び角の回動量内で前記ロ
ック手段のロック部材をロック解除方向に移動させてロ
ックを解除する解除手段を設け、前記従動軸に、その正
または逆方向の回動で前記駆動軸のロック解除手段のロ
ック解除動作を解放操作してロック部材をロック位置に
操作する操作手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、モータ
の回動力を出力する出力軸において、モータを停止制御
したとき、出力軸の回動をロックすることができるよう
な出力軸のロック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電動工具の出力軸に装着するチ
ャックを、チャックハンドルを用いることなく手動で操
作リングを回動してツールを締め付けたり、また、外し
たりするトルクアップ機能を持ったチャックを使用する
場合、電動工具の出力軸はモータの電源がＯＦＦのとき
回転がフリーであるため、チャックを手締めしようとす
ると出力軸も回動して手締めができず、したがって、一
方の手で出力軸を固定する必要があり、また、チャック
の手締め、ツールの保持の作業があり、操作性が悪い問
題点を有している。そのため、電動工具の出力軸はモー
タの電源がＯＦＦのときロックが掛かっていることが望
ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、駆動側
（例えば、モータ側）を停止制御したとき出力軸を自動
的にロック操作し、さらに、自動ロックと同時に、従動
側を手動で回動操作する簡単な操作でロックの操作がで
きて、出力軸のロックが確実に動作し、また、ロックの
解除も駆動側を回動することで自動的に解除することの
でき、さらに、これらのロックおよびロック解除が確実
にできると共に、これらのロックおよびロック解除を構
成する手段がコンパクトに形成できる出力軸のロック装
置の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、出力軸を駆動軸と従動軸との接続により形成
し、上記駆動軸と従動軸とを接続する接続部に、相互の
回転方向に所定の角度分動力が伝達されない遊び角を形
成し、上記従動軸側に、該従動軸に回り止めされて半径
方向内外に移動可能に保持されたロック部材をその外周
部に対設の固定部材に移動してロックするロック手段を
設け、前記駆動軸に、前記遊び角の回動量内で前記ロッ
ク手段のロック部材をロック解除方向に移動させてロッ
クを解除するロック解除手段を設け、前記従動軸に、正
または逆方向の回動で前記駆動軸に対するロック解除手
段のロック解除動作を解放操作してロック手段のロック
部材をロック位置に操作するロック操作手段を設けた出
力軸のロック装置であることを特徴とする。

【０００５】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成に併せて、前記ロック部材にロ
ック爪を形成し、固定部材に前記ロック爪と係脱する係
合爪を形成して、ロック爪と係止爪との係合により前記
ロック手段を形成した出力軸のロック装置であることを
特徴とする。

【０００６】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成に併せて、前記ロック部材と駆
動軸側部材との一方にピンを他方にカム面を形成し、上
記カム面を、前記駆動軸の回動初期の回動で前記接続部
の遊び角が無くなる間に、前記ピンに当接してロック部
材をロック解除位置に移動させるカム面に形成し、前記
ピンとカム面とのカム操作により前記ロック解除手段を
形成した出力軸のロック装置であることを特徴とする。

【０００７】この発明の請求項４記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成に併せて、前記ロック操作手段
を、前記従動軸と駆動軸との間に差動機構を介装して、
両軸の遊び角の相対回動で差動する動作で前記ロック解
除手段を解放操作してロック部材をロック位置に操作す
るように構成した出力軸のロック装置であることを特徴
とする。

【０００８】この発明の請求項５記載の発明は、上記請
求項４記載の発明の構成に併せて、前記ロック操作手段
を、インターナルギヤと遊星ギヤとサンギヤと遊星ギヤ
を軸支するキャリアを備える遊星ギヤ差動機構で形成し
て、前記キャリアを前記従動軸に連結すると共に、前記
サンギヤを前記駆動軸に連結し、前記従動軸を回動した
ときのインターナルギヤとサンギヤとの差動で前記ロッ
ク解除手段を解放操作してロック手段のロック部材をロ
ック位置に操作するように構成した出力軸のロック装置
であることを特徴とする。

【０００９】この発明の請求項６記載の発明は、上記請
求項４記載の発明の構成に併せて、前記ロック操作手段
を、インターナルギヤと遊星ギヤとサンギヤと遊星ギヤ
を軸支するキャリアを備える遊星ギヤ差動機構で形成し
て、前記キャリアを前記従動軸に連結し、前記サンギヤ
を出力軸の停止時に固定されるブレーキ部材に連結し、
前記インターナルギヤを前記ロック解除手段に連結し、
前記従動軸を回動したときのインターナルギヤの移動と
遊星ギヤの公転との差動で前記ロック解除手段を解放操
作してロック手段のロック部材をロック位置に操作する
ように構成した出力軸のロック装置であることを特徴と
する。

【００１０】この発明の請求項７記載の発明は、上記請
求項１，２，３，４，５および６記載に記載の構成に併
せて、前記ロック部材を従動軸の円周方向に複数個配設
して前記ロック手段を形成したの出力軸のロック装置で
あることを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項８記載の発明は、上記請
求項１，２，３，４，５，６または７記載の構成に併せ
て、前記固定部材をリング状に形成して回動可能に固定
部に保持すると共に、該固定部材を所定の負荷で押圧固
定してトルクリミッタを形成した出力軸のロック装置で
あることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項９記載の発明は、上記請
求項１，２，３，４，５，６または７記載の構成に併せ
て、前記固定部材をリング状に形成して回動可能に固定
部に保持すると共に、該固定部材を所定の負荷で押圧固
定してブレーキを形成した出力軸のロック装置であるこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明によれば、出力軸を構成する駆動軸
が、例えば、モータにより駆動されると、その回動初期
で該駆動軸と従動軸との接続部の遊び角が無くなる間
に、駆動軸側のロック解除手段がロック手段のロック部
材をロック解除方向へ移動し、爾後の継続駆動でロック
部材はロック解除の位置で回動し、ロックが掛からない
状態となる。その結果、駆動軸の駆動により従動軸を回
動し、出力軸に出力が生じる。

【００１４】次に、駆動軸の駆動を停止すると（例え
ば、モータのＯＦＦ制御）、従動軸側の慣性回動で、該
従動軸には遊び角分の回動が生じる。その従動軸の回動
でロック手段のロック部材は駆動軸側のロック解除手段
の解除動作から解放されるため、ロック位置へ移動し、
該ロック部材が固定部材に係合してロックを掛け、従動
軸の回動をロックする。したがって、駆動軸の停止によ
り従動軸は自動的にロックが掛けられる。

【００１５】一方、前述のように駆動軸の駆動を停止す
ること、上述の自動ロックの作用如何にかかわらず、停
止している従動軸を手動で遊び角分回動操作すると、こ
の回動操作で、ロック操作手段が駆動軸側のロック解除
手段のロック手段に対する解除動作を解放するので、ロ
ック部材はロック位置への移動が許容されて移動し、以
降は前述の自動ロックの場合と同様に作用して、従動軸
にはロックが掛けられる。

【００１６】上述のロック操作手段を差動機構で構成
し、ことに遊星ギヤ差動機構で構成したときは、差動動
作の一方（例えば、正方向の回動出力）でロック手段の
ロック部材をロック位置側への移動を行わせ、他方（例
えば、逆方向の回動出力）で、ロック解除手段のロック
解除動作の解放操作を行わせることにより、２つの作用
を同時に行わせることができ、迅速で有効なロックが得
られる。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、出力軸の駆動を停止
すると（例えば、モータをＯＦＦ制御すると）、出力軸
の回動にロックが掛かって即回転が停止するので、例え
ば、出力軸にチャックを装着して各種のツールを取付け
て手作業を行った場合、上述のロックで、出力軸の駆動
を停止した後、即電動工具を手放しても、チャックやツ
ールの慣性力による出力軸の回転が即停止されて、何等
危険性がなく、安全な作業ができる。

【００１８】さらに、出力軸が停止しているときは、上
述のように既にロックが掛かっているので、例えば、ト
ルクアップ機能を持ったチャックの使用時に、チャック
を手締めするときに出力軸が回動しないため、手締めが
容易に、しかも確実にでき、チャックの手締め、ツール
の保持の作業等が容易となって、操作性が向上する。

【００１９】さらに、上述の自動ロックの動作とは別
に、従動軸側を回動操作すれば、従動軸にロックが掛け
られるので、前述の自動ロックの作用如何にかかわら
ず、ロックが得られ、例えば、駆動軸側に減速機構が介
装されて、トルク負荷が高く低速回動している場合に、
駆動軸側を停止しても、従動軸に慣性回動が生じないと
き、従動軸を正逆いずれかの方向に手動で僅かな量を回
動すれば、該従動軸にロックが掛けられ、確実なロック
が得られる。

【００２０】ロックの解除は出力軸を駆動することで、
自動的に解除されるので、ロック解除のための操作が全
く不要であって、安心して作業が開始できる。

【００２１】ロック手段のロック爪と固定部材の係合爪
との係脱は半径方向であるため、相互の爪数を増加し確
実性を重視して構成しても、軸芯方向の厚みが薄く形成
でき、また、ロック操作手段を遊星ギヤ差動機構で構成
したとき、該各機構部材は半径方向に組み込まれて該方
向に機能するので、軸芯方向の厚みが薄くでき、その結
果、確実なロックができるロック手段と確実なロック操
作を行うロック操作手段を結合して構成したとき、これ
らをコンパクトに構成できて、ユニット化も容易にで
き、ロック装置を小型化できる。

【００２２】さらに、ロック手段、ロック解除手段およ
びロック操作手段は、出力軸が回転するとこれらも共に
回動するので、これらに慣性が発生し、この慣性がロッ
ク手段のロック操作およびロック解除手段の解除操作の
パワーとなり、このパワーで確実なロックおよびロック
解除操作が得られる。

【００２３】さらに、ロック手段を構成しているロック
部材を所定の負荷で押圧固定するトルクリミッタやブレ
ーキ構成することでき、出力軸が回動して作業状況下に
あるとき、作業の過負荷に対するトルクリミッとして作
用する他、出力軸がロックされているときに、例えば、
出力軸にトルクアップ機能を持った手締めのチャックを
装着して、これが過負荷で締付けられたときのトルクリ
ミッタとしても作用することができる。

【００２４】

【第１の実施例】この発明の一つの実施の形態を図面に
基づいて詳述する。実施例は、ハンド式の電動工具の出
力軸に本発明の出力軸のロック装置を実施した例を示
し、図１において、出力軸１０はモータ（図示省略）の
モータ軸１１の回転により駆動されるが、このモータ軸
１１と出力軸１０との間に減速機構を含むロック装置を
介装している。

【００２５】上述のモータ軸１１は遊星歯車機構１２の
サンギヤ１３に伝動可能に接続している。上述の遊星歯
車機構は上述のサンギヤ１３の他に、該サンギヤ１３と
噛合する遊星ギヤ１４、該遊星ギヤ１４を軸支したキャ
リア１５、遊星ギヤ１４と噛合するインターナルギヤ１
６、固定リング１７により構成し、周知の通り減速機能
を有し、その減速出力はキャリア１５から出力される。

【００２６】図２、図３、図４にも示すように、出力軸
１０をロックするためのロック装置２０は、上述のキャ
リア１５と、これと軸芯方向で対向し、半径方向に分割
された２枚のロック板２１，２１と、ロック板２１，２
１を半径方向外方のロック位置に付勢するスプリング２
２，２２と、また、上述のロック板２１，２１の外周に
あって該ロック板２１，２１の回動をロックするために
内歯を形成し、前述の固定リング１７に連結固定された
固定内歯リング２３と、前述のロック板２１，２１を相
対する内側で保持する２枚の保持板２４，２４とで構成
しており、また、このロック装置２０には、ロック解除
動作の解放操作を行ってロックを実行させるためのロッ
ク操作機構２５を備えている。

【００２７】図５に示しすように、前述のキャリア１５
の軸芯部と出力軸１０の内端部は相互が嵌合して伝動可
能に接続しており、この嵌合構造は、出力軸１０の内端
の軸芯方向の所定範囲で、軸芯を挟んで対向する２箇所
の周面を平面に形成して連結嵌合部２６を形成し、これ
と嵌合するキャリア１５の連結嵌合部２７には、中立の
位置から正逆の回転方向にそれぞれ所定の角度θ分伝動
を行わない遊び角を形成している。

【００２８】前述の２枚の保持板２４，２４の中心部
は、前述の出力軸１０の連結嵌合部２６に遊びの無い状
態で嵌合する連結嵌合部２８を形成して、出力軸１０と
一体的に回動する（図６参照）。そして、前述のキャリ
ア１５を駆動側とすると、出力軸１０は従動側と称する
ことができ、上述の保持板２４，２４は上述の駆動側の
キャリア１５と軸芯方向で対向する受動側の出力軸１０
の内側に固定していることになる。

【００２９】さらに、図５にも示すように、上述のキャ
リア１５の内側の側面には、前述のロック板２１，２１
のロック状態を解除するために、軸芯を挟んで対向する
位置に、半径方向の外方に対し傾斜内壁面を持つほぼ三
角形状のカム孔２９，２９を形成し、このカム孔２９，
２９にはロック板２１，２１のピン３０，３０が挿入さ
れて、キャリア１５が駆動方向に回動したとき、カム孔
２９，２９の内壁面がピン３０，３０に接当して、これ
をロック板２１，２１のロック位置側から内側のロック
解除位置側に操作して移動させる。したがって、ピン３
０，３０はロック解除の操作部と称することができる。

【００３０】図３にも示すように、前述のロック板２
１，２１のそれぞれの外周部には、３枚のロック爪３１
…を形成し、それぞれロック爪３１…位置の内側位置で
３枚のロック爪３１…の中間部分には前述したピン３
０，３０を植設固定していて、このピン３０，３０が前
述の保持板２４，２４の半径方向に長孔のガイド孔３
２，３２（図６参照）に保持されることで、半径方向内
外に移動可能に保持され、このピン３０，３０の一方端
部が前述のキャリア１５のカム孔２８，２８まで延長し
て嵌入している。なお、ロック爪３１はロック板２１の
半径方向の移動で係脱できれば他の歯数であるもよい。

【００３１】上述のロック板２１，２１が半径方向の外
側に設定したロック位置側にスプリング２２，２２の付
勢力によって移動したときに、外周部のロック爪３１…
と前述の固定内歯リング２３の内周面に形成したギヤ３
３（図４参照）と噛合して、ロック板２１，２１の回動
をロックできるように設けている。

【００３２】前述の固定内歯リング２３のギヤ３３は通
常内歯車の形状で形成されているが、ロック板２１，２
１のロック爪３１…は上述のギヤ３３と噛合が一致する
形状に形成されているめた、ギヤ３３に３枚のロック爪
３１…を噛合させたとき、３枚共均等な接触で噛合する
めた、ロック時の回動負荷は３枚のロック爪３１…に均
等に受けることができ、必要な強度を得る。

【００３３】なお、ロック爪３１…を外歯車として形成
したときは、３枚のロック爪３１…の内の１枚が固定内
歯リング２３の１枚のギヤ３３に強く接して集中回動負
荷を受けるので、ギヤ３３およびロック爪３１…の強度
がより要求される。また、ロック板２１，２１の２枚を
相対向する２箇所に形成することにより、ロック時の強
度を高めることができる。

【００３４】図６は、前述の保持板２４，２４を示して
おり、該２枚の保持板２４はほぼ同一構造であるため、
その一方を図示している。上述の保持板２４はその軸芯
部に、出力軸１０の連結嵌合部２３と遊びなく嵌合して
一体回動する連結嵌合部２８を形成し、さらに、ロック
板２１，２１のピン３０，３０と対向する位置には、該
ピン３０，３０の半径方向内外への摺動をガイドする長
孔のガイド孔３２，３２を形成している。

【００３５】したがって、ロック板２１，２１のピン３
０，３０は２枚の保持板２４，２４のガイド孔３２，３
２に左右から挿入されて、ロック板２１，２１は半径方
向外側のロック位置と、内側（軸心側）のロック解除位
置とに摺動が可能に保持される。なお、保持板２４は左
右何れかの１枚でロック板２１，２１を保持することも
できるが、上述のように２枚の保持板２４，２４で保持
すると、ロック装置２０およびロック操作機構２５を含
めてユニット化でき、組付けを容易にすることができ
る。

【００３６】図７は、前述のロック操作機構２５を示
し、該機構２５は軸芯を挟んで相対向する２箇所にギヤ
を形成したサンギヤ３４と、これらのギヤに噛合する２
個の遊星ギヤ３５，３５と、この外周部にあって遊星ギ
ヤ３５，３５と噛合する一部のギヤを内歯として形成し
たインターナルギヤ３６とによる遊星ギヤ差動機構で構
成している。

【００３７】遊星ギヤ３５，３５の支軸３５ａ，３５ａ
の両端は前述の保持板２４，２４に取付けることによ
り、該保持板２４，２４をキャリアとして利用し、ま
た、前述の支軸３５ａ，３５ａを保持板２４，２４に取
付けることでロック装置２０およびロック操作機構２５
のユニット化に利用している。

【００３８】前述のインターナルギヤ３６のロック板２
１，２１のピン３０，３０に対応する位置には半径方向
の外方に対し傾斜面を持つほぼ三角形状のカム孔３８，
３８を形成して、上述のピン３０，３０を挿通してい
る。

【００３９】また、上述のカム孔３８，３８は、遊星ギ
ヤ３５，３５が中立の位置から正または逆の公転方向に
遊び角θ分公転した移動量で、サンギヤ３４とインター
ナルギヤ３６が均等のギヤ数を移動したときのインター
ナルギヤ３６側の移動量（回動量）で、ピン３０，３０
を介してロック板２１，２１をロック解除位置からロッ
ク位置までの移動を作用させる大きさに設定して形成し
ている。なお、カム孔３８，３８の形状は図示とは逆向
きの三角形状で構成することもできる。

【００４０】前述のサンギヤ３４は２本のピン３４ａ，
３４ａによって前述のモータ軸１１側のキャリア１５と
連結し、そのため、このサンギヤ３４とキャリア１５と
の間に位置する保持板２４（内側に相当）のピン３４
ａ，３４ａに対応する位置には該ピン３４ａ，３４ａが
遊び角θの回動を許容するように盗み２４ａ，２４ａ
（図６の仮想線参照）が形成される。

【００４１】さらに、サンギヤ３４の中心部、すなわ
ち、出力軸１０が挿通される部分は、キャリア１５の連
結嵌合部２７と対応させて、出力軸１０が遊び角θ分回
動ができる対応形状に形成している。

【００４２】図１、図２、図８に示すように、前述の遊
星歯車機構１２において、インターナルギヤ１６は固定
リング１７に対して遊転可能に支持し、該インターナル
ギヤ１６の外端は凹凸面４０に形成し、これにボール４
１を圧接してインターナルギヤ１６を固定板４２側に押
圧して、その回動を規制することですることで、トルク
リミッタを構成している。

【００４３】上述のボール４１は複数個（例えば６個）
が対接し、上記インターナルギヤ１６の外端と対向する
位置には固定部材４３を対接し、該固定部材４３の前述
のインターナルギヤ１６と対向する側であって、前述の
ボール４１と対応する位置には収納穴３９を形成して前
述のボール４１を押圧するためのスプリング４４を収納
し、このスプリング４４の外端は受け部材４５の支持ピ
ン４６が挿入されて保持されている。

【００４４】上述の固定部材４３の外周部には角ネジに
よるネジ４７を形成し、このネジ４７にはナット部材４
８が螺合して、このナット部材４８の進退をボール４
９、リング５０を介して前述の受け部材４５を軸方向に
移動させて、スプリング４４の弾性を調節することで、
前述のボール４１とインターナルギヤ１６の凹凸面４０
によるトルクリミッタのトルクを調整することができ
る。

【００４５】なお、上述のナット部材４８は操作カバー
５１に対して、例えば、スプライン嵌合のように、軸方
向への摺動が許容された状態で回転が伝達されるように
接続し、操作カバー５１を回動操作することで、ナット
部材４８を回動操作することができる。また、固定板４
２、固定リング１７および固定部材４３は適宜の連結機
構により一体的に連結して、固定状態に構成している。

【００４６】上述のように構成した出力軸１０のロック
装置２０の動作を説明する。図１、図７、図９におい
て、モータ軸１１は停止しており、ロック板２１，２１
のピン３０，３０とキャリア１５のカム孔２９，２９と
の位置は、図５に示すカム孔２９の中央上部にピン３０
が配置する状態の位置し、ロック板２１，２１はスプリ
ング２２，２２で半径方向の外側に付勢され、そのため
ロック板２１，２１のロック爪３１…は回動が規制され
た固定内歯リング２３のギヤ３３と噛合して、ロック状
態にある。

【００４７】したがって、この状態で出力軸１０側か
ら、例えば、手動で正または逆方向の回動を付与する
と、この回動はキャリア１５には遊び角θがあるため、
これを回動することはないが、保持板２４との間には遊
び角θがないので、この保持板２４に出力軸１０の回動
力を受け、該保持板２４のガイド孔３２，３２、ロック
板２１，２１のピン３０を介してロック板２１，２１に
回動力を伝動する。

【００４８】しかし、ロック板２１，２１のロック爪３
１…は、前述したようにスプリング４４の弾性で回動が
規制されたインターナルギヤ１６に固定された固定内歯
リング２３ののギヤ３３と噛合しているので、回動され
ることがない。したがって、出力軸１０はロック状態に
あり、手動で回動することが防止される。

【００４９】なお、上述のロック爪３１にかかる回動負
荷は円周方向であり、ロック爪３１の噛合方向は半径方
向であるため、回動負荷でロック爪３１がギヤ３３から
外れたり、ギヤ３３に食い込んで離脱不可になることは
ない。

【００５０】上述の出力軸１０の手動による回動がスプ
リング４４による弾性力を越えたときは、インターナル
ギヤ１６がスプリング４４の押圧に抗して回動して、ト
ルクリミッタが機能する。前述のように出力軸１０の回
動がロック状態にあると、出力軸１０が回動しないの
で、この出力軸１０にツールを取付けることが簡単とな
る。

【００５１】上述のようにして、ロック状態にある出力
軸１０を駆動するときは、このロック状態のままモータ
を駆動してモータ軸１１を所定の駆動方向に回動する
と、上述のロック状態が自動的に解除される。図１０に
示すように、上述のモータ軸１１の回動は遊星歯車機構
１２で減速されてキャリヤ１５から出力されるが、該キ
ャリア１５と出力軸１０との連結嵌合部２７，２６には
遊び角θがあるため、この遊び角θ分キャリア１５が回
動してから回動力を出力軸１０に伝達することになる。

【００５２】上述のキャリア１５が遊び角θ分回動する
間に、キャリア１５のカム孔２９，２９の傾斜内壁面が
ロック板２１，２１のピン３０，３０を半径方向内側の
ロック解除位置側に移行させる。上述のカム孔２９，２
９の作用によりロック板２１，２１はスプリング２２，
２２に抗して軸芯側のロック解除位置に移行し、ロック
爪３１は固定内歯リング２３のギヤ３３から外れ出力軸
１０の回動が許容され、ロック状態から解除される。

【００５３】出力軸１０の回動が継続されると、カム孔
２９，２９により、ピン３０，３０をロック解除位置に
規制して、ロック板２１，２１のロック解除が維持され
て、出力軸１０はモータ軸１１の駆動力で回動される。
なお、出力軸１０の駆動状態下で該出力軸１０に過負荷
が作用して、この負荷がスプリング４４による弾性力を
越えたときは、インターナルギヤ１６がスプリング４４
の押圧に抗して回動して、トルクリミッタが機能する。

【００５４】次に、駆動状態にあるモータを停止してモ
ータ軸１１の回動を停止すると、モータ軸１１のトルク
が低下することで、出力軸１０側の慣性が大きくなった
とき（モータ軸１１の停止により反動）、キャリア１５
に対し出力軸１０の回動が先行することになり、この先
行でその相互の遊び角θが逆行してキャリア１５のカム
孔２９，２９によるロック板２１，２１のピン３０，３
０の規制が解かれてスプリング２２，２２の付勢力でロ
ック板２１，２１は外方のロック位置に移行する。その
結果、ロック板２１，２１のロック爪３１は回動が規制
された固定内歯リング２３のギヤ３３と噛合して、ロッ
ク状態なる。したがって、出力軸１０はモータ軸１１が
停止すると、自動的にロックが掛けられて、即回転が停
止され、惰性による回転がなくなり、安全性が高められ
る。

【００５５】なお、出力軸１０の惰性による回動がスプ
リング４４による弾性力を越えたときは、インターナル
ギヤ１６がスプリング４４の押圧に抗して回動して、ト
ルクリミッタが機能する。上述の自動ロックの作用は出
力軸１０に慣性により回動が生じることにより確実な作
用を得る。しかし、モータ軸１１の遊星歯車機構１２の
負荷が高く、かつ低速で駆動したときは、上述の慣性に
よる回動が生じない場合も考えられる。

【００５６】前述したロック操作機構２５は上述の自動
ロックの作用の如何にかかわらず、手動でロックを掛け
ることができる。すなわち、出力軸１０にロックが作用
しないときは、ロック板２１，２１のピン３０，３０が
きキャリア１５のカム孔２９，２９の傾斜内壁面でロッ
ク解除の位置に規制された状態で停止していることにな
る（図５のピン３０，３０の仮想線参照）。

【００５７】図１１は、ロックが作用しない状態で停止
した状態を示し、そのため、ロック板２１，２１のピン
３０，３０はロック解除位置（半径方向の内側）に位置
している。

【００５８】この状態で出力軸１０を矢印Ｘで示した慣
性方向（反時計方向）へ遊び角θ分を手動で回動する。
この回動力は、保持板２４，２４から支軸３５ａ，３５
ａを介して、遊星ギヤ３５，３５を矢印Ｘ方向（反時計
方向）に公転させることになる。

【００５９】上述の遊星ギヤ３５，３５の公転により、
サンギヤ３４とインターナルギヤ３６との負荷がほぼ均
等であれば、両者は相反する方向に回動（サンギヤ３４
は時計方向でキャリア１５のカム孔２９がピン３０から
離れる方向に回動、また、インターナルギヤ３６は反時
計方向であって図１１のカム孔３８がピン３０を引っ張
る方向に回動）する。また、サンギヤ３４とインターナ
ルギヤ３６との一方に負荷が高ければ、負荷の軽い方を
増量して回動する。

【００６０】したがって、サンギヤ３４が時計方向に回
動すれば、ピン３４ａ，３４ａを介してキャリア１５を
そのカム孔２９，２９の規制位置からロック板２１，２
１のピン３０，３０と離して中央位置に回動させること
ができるので、ピン３０，３０の規制が解かれ、ロック
板２１，２１はロック位置に移動することができて、ロ
ックが掛けられる。

【００６１】また、インターナルギヤ３６が反時計方向
に回動すれば、そのカム孔３８，３８でロック板２１，
２１のピン３０，３０を引っ張って、これをキャリア１
５のカム孔２９，２９の規制位置から離して中央位置に
回動させることができて、ピン３０，３０の規制が解か
れ、ロック板２１，２１はロック位置に移動することが
できて、ロックが掛けられる（なお、カム孔３８，３８
が図示とは逆の三角形状であれば、カム孔３８，３８で
ピン３０，３０をロック位置側に移行させることもでき
る）。このように回動軸１０側を慣性方向に遊び角θ分
回動することで、ロックを掛けることができる。

【００６２】なお、実際の操作に当たって、操作する者
にとっては出力軸１０の慣性方向が不明であるときは、
出力軸１０を遊び角θ分正逆両方向に回動すれば、いず
れかの回動側でロックが掛けられるので、操作に戸惑い
はない。また、出力軸１０の回動量はロック操作機構２
５を構成する遊星ギヤ差動機構で増量されるので、ロッ
ク操作のための出力軸１０の回動量は極わずかて済む。
また、ロック操作機構２５の遊星ギヤ差動機構はラジア
ル方向に構成しているが、これはスラスト方向の差動機
構で構成しても等価な作用を得ることができる。

【００６３】前述の実施例において、インターナルギヤ
１６の内端面の凹凸面４０を平面に形成し、さらに、ボ
ール４１をブレーキパッドに変更すると、該部にブレー
キ機構が構成でき、前述のトルクリミッタをブレーキ機
構として構成することができる。さらに、固定内歯リン
グ２３はインターナルギヤ１６に直接内歯を形成すると
で省略することができる。

【００６４】

【第２の実施例】図１２〜図２０は、第２の実施例を示
し、先の第１の実施例と同じ機能を有する構成要素には
同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

【００６５】この実施例も、ハンド式の電動工具の出力
軸に本発明の出力軸のロック装置を実施した例を示し、
図１２、図１３、図１４に示すように、出力軸１０をロ
ックするためのロック装置２０は、キャリア１５と、半
径方向に分割された２枚のロック板２１，２１と、ロッ
ク板２１，２１を半径方向外方のロック位置に付勢する
コイル状のスプリング２２，２２と、固定リング１７に
連結固定された固定内歯リング２３と、前述のロック板
２１，２１を相対する内側で保持する２枚の保持板２
４，２４とで構成しており、また、このロック装置２０
には、ロック解除動作の解放操作を行ってロックを実行
させるためのロック操作機構２５を備えている。ただ、
この実施例の場合、ロック操作機構２５の配設位置がロ
ック装置２０の外側（図１２において左側）に設けてい
る。

【００６６】図１６に示しすように、前述のキャリア１
５の軸芯部と出力軸１０の内端部とは、それぞれの連結
嵌合部２６、２７が、中立の位置から正逆の回転方向に
それぞれ所定の角度θ分伝動を行わない遊び角を形成し
て、相互が嵌合し伝動可能に接続している（図５の第１
実施例参照）。なお、このキャリア１５と後述するイン
ターナルギヤ３６とは連結ピン１５ａにより連動するよ
うに連結している。

【００６７】さらに、上述のキャリア１５の外側（図１
２、図１３において左側）の側面には、半径方向の外方
に対し傾斜内壁面を持つほぼ三角形状のカム孔２９，２
９を形成し、このカム孔２９，２９にはロック板２１，
２１のピン３０，３０が挿入されて、キャリア１５が駆
動方向に回動したとき、カム孔２９，２９の内壁面がピ
ン３０，３０に接当して、これをロック板２１，２１の
ロック位置側から内側のロック解除位置側に操作して移
動させる。したがって、カム孔２９と、ピン３０とによ
ってロック解除機構を構成している。

【００６８】図１４、図１５にも示すように、前述のロ
ック板２１，２１のそれぞれの外周部には、３枚のロッ
ク爪３１…を形成し、それぞれロック爪３１…位置の内
側位置で３枚のロック爪３１…の中間部分には前述した
ピン３０，３０を植設固定していて、このピン３０，３
０が前述の保持板２４，２４のガイド孔３２，３２（図
２７参照）に保持されることで、半径方向内外に移動可
能に保持され、このピン３０，３０の一方端部が前述の
キャリア１５のカム孔２９，２９まで延長して嵌入して
いる。

【００６９】上述のロック板２１，２１が半径方向の外
側に設定したロック位置側にスプリング２２，２２の付
勢力によって移動したとき、外周部のロック爪３１…と
前述の固定内歯リング２３の内周面に形成したギヤ３３
と噛合して、ロック板２１，２１の回動をロックできる
ように設けている。

【００７０】図１７は前述の保持板２４，２４を示して
おり、該２枚の保持板２４はほぼ同一構造であるため、
図１２、図１３の左側に図示した保持板２４を示す。た
だし、右側の保持板２４には遊星ギヤ３５の支軸３５ａ
はない。図中２４ｂは前述の連結ピン１５ａの盗み、２
４ｃは左右の保持板２４，２４を連結する連結ピンであ
る。

【００７１】上述の保持板２４はその軸芯部に、出力軸
１０の連結嵌合部２３と遊びなく嵌合して一体回動する
連結嵌合部２８を形成し、さらに、ロック板２１，２１
のピン３０，３０と対向する位置には、該ピン３０，３
０の半径方向内外への摺動をガイドする長孔のガイド孔
３２，３２を形成している。

【００７２】したがって、ロック板２１，２１のピン３
０，３０は２枚の保持板２４，２４のガイド孔３２，３
２に左右から挿入されて、ロック板２１，２１は半径方
向外側のロック位置と、内側（軸心側）のロック解除位
置とに摺動が可能に保持される。図１８は、前述のロッ
ク操作機構２５を示し、該機構２５は前述のロック装置
２０の外側（図１２、図１３において左側）に配設して
いる。該機構２５は円周全域にギヤを形成したサンギヤ
３４と、これらのギヤに噛合する２個の遊星ギヤ３５，
３５と、この外周部にあって遊星ギヤ３５，３５と噛合
する一部のギヤを内歯として形成したインターナルギヤ
３６とによる遊星ギヤ差動機構で構成している。

【００７３】そして、遊星ギヤ３５，３５の支軸３５ａ
は前述の保持板２４（図１２、図１３において左側、図
１７参照）に取付けることにより、該保持板２４をキャ
リアとして利用している。

【００７４】前述のインターナルギヤ３６のロック板２
１，２１のピン３０，３０に対応する位置には半径方向
の外方に対し傾斜面を持つほぼ三角形状のカム孔３８，
３８を形成して、上述のピン３０，３０を挿通してい
る。また、上述のカム孔３８，３８は、前述のキャリア
１５に形成したカム孔２９，２９とほぼ同一の形状に形
成している。

【００７５】図１２、図１３、図１９に示すように、前
述のサンギヤ３４は出力軸１０に対して遊嵌状態に嵌合
される。このサンギヤ３４はギヤ部の外側が円盤状をな
し、その外周縁の外側の側面には係合爪３４ｂ…を形成
している。そして、サンギヤ外側の出力軸１０にはＣ形
のリング６１が嵌着されている。

【００７６】上述のＣ形リング６１の外側には円形状の
ブレーキ板６２の内側面が対接するように出力軸１０に
嵌着し、該出力軸１０に対しては遊嵌状態に嵌合してい
る。

【００７７】図２０に示すように、上述のブレーキ板６
２の外周部分には前述のサンギヤ３４の円盤部の係止爪
３４ｂに対応させて係合爪６３を形成し、これら相互の
係合爪３４ｂ，６３を係合させることで、ブレーキ板６
２にブレーキが作用した時、サンギヤ３４にもブレーキ
が作用して、この回転を停止または固定する。

【００７８】前述のブレーキ板６２の外側面は出力軸１
０を支持する支持筒６４の内端と対接し、この支持筒６
４の内端と前述のＣ形リング６１とによりブレーキ板６
２が挟持されることで、該ブレーキ板６２にブレーキが
作用する。

【００７９】図１２に示すように、上述の挟持作用を行
わせるために、支持筒６４の先端側にスラストベアリン
グ６５を介して皿状バネ６６が出力軸１０の鍔部６７と
の間に介装しており、この皿状バネ６６は出力軸１０に
外方向（図２２において左方）の付勢力を付与してい
る。

【００８０】そのために、出力軸１０上のＣ形リング６
１は出力軸１０と同様に外方向の付勢力が作用するの
で、Ｃ形リング６１はブレーキ板６２を支持筒６４の内
端面に押し当てて、ブレーキを作用させる。

【００８１】なお、出力軸１０がツールを装着して作業
状態にある時は、その作業によって、出力軸１０が内方
向（図１２において右方向）に反力を受けるため、Ｃ形
リング６１の押圧が解除されて、ブレーキ板６２に対す
るブレーキが作用することはない。そのためサンギヤ３
４の回動が許容され、駆動下にある出力軸１０の回動を
阻害することはない。

【００８２】上述のように構成した出力軸１０におい
て、ロック装置２０の動作は先の第１の実施例と同様に
作用するため、その詳細な説明を省略するが、そのロッ
ク状態は図１４に示す如くである。

【００８３】すなわち、ロック板２１，２１のピン３
０，３０とキャリア１５のカム孔２９，２９との位置
は、第１の実施例で説明した図５に示す如く、カム孔２
９の中央上部にピン３０が配置する状態の位置し、ロッ
ク板２１，２１はスプリング２２，２２で半径方向の外
側に付勢され、そのためロック板２１，２１のロック爪
３１…は回動が規制された固定内歯リング２３のギヤ３
３と噛合して、ロック状態にある。したがって、出力軸
１０はロック状態にあり、手動で回動することが防止さ
れる。

【００８４】上述のようにして、ロック状態にある出力
軸１０を駆動するときは、このロック状態のままモータ
を駆動してモータ軸を所定の駆動方向に回動すると、上
述のロック状態が自動的に解除される。このロック状態
の自動解除の動作は、先の第１の実施例と同様であるた
め、その詳細な説明は省略するが、ロック解除の状態は
図１５に示す如くである。

【００８５】すなわち、上述のモータ軸の回転はキャリ
ヤ１５から出力されるが、該キャリア１５と出力軸１０
との連結嵌合部２７，２６には遊び角θがあるため、キ
ャリア１５が遊び角θ分回動する間に、キャリア１５の
カム孔２９，２９の傾斜内壁面がロック板２１，２１の
ピン３０，３０を半径方向内側のロック解除位置側に移
行させる。上述のカム孔２９，２９の作用によりロック
板２１，２１はスプリング２２，２２に抗して軸芯側の
ロック解除位置に移行し、ロック爪３１は固定内歯リン
グ２３のギヤ３３から外れ出力軸１０の回動が許容さ
れ、ロック状態から解除される。

【００８６】出力軸１０の回動が継続されると、カム孔
２９，２９により、ピン３０，３０をロック解除位置に
規制して、ロック板２１，２１のロック解除が維持され
て、出力軸１０はキャリア１５の駆動力で回動される。
なお、ブレーキ板６２は皿状バネ６６が作業の反力で圧
縮されていないので、ブレーキの作用はない。したがっ
て、ツールによる作業が可能となる。

【００８７】なお、図１５のロック解除状態から図１４
のロック状態にするには、モータ軸の駆動を停止すれば
よい。この自動ロックの動作も、先の第１の実施例と同
様であるため、その詳細な説明を省略する。

【００８８】さらに、前述したロック操作機構２５は、
上述の自動ロックの作用の如何にかかわらず、手動でロ
ックを掛けることができる。例えば、出力軸１０に前述
のロック装置２０のロックが作用しないときは、図１６
の仮想線で示すように、ロック板２１，２１のピン３
０，３０がキャリア１５のカム孔２９，２９の傾斜内壁
面でロック解除の位置に規制された状態で停止している
ことになり、また、図１８で示すロック操作機構２５
も、ロック板２１，２１のピン３０，３０も仮想線で示
すロック解除の規制位置で停止していることになる。

【００８９】図１８において、この状態で出力軸１０を
手動で矢印Ｙ方向（時計方向）に回動させると、この回
動は、保持板２４，２４を介してロック操作機構２５の
遊星ギヤ３５，３５をＹ方向に回転されることになる。

【００９０】一方、サンギヤ３４は、皿状バネ６６の付
勢力でブレーキ板６２がＣ形リング６１と支持筒６４の
内端とで挟持されてブレーキが作用しているので、サン
ギヤ３４は固定状態にある。したがって、前述のように
遊星ギヤ３５，３５がＹ方向に公転すると、サンギヤ３
４のギヤ上を転がることになり、インターナルギヤ３６
が遊星３５，３５の公転より増速されてＹ方向に回転す
る。

【００９１】上述のように、増速して回転差を持ってイ
ンターナルギヤ３６がＹ方向に回転すると、遊星ギヤ３
５，３５の公転（保持板２４，２４の回転と同じ）より
回転差分速く回転（移動）するので、この回転は、保持
板２４，２４の回転に連動して回動するロック板２１，
２１のピン３０，３０より速くインターナルギヤ３６が
Ｙ方向に回転する（移動量が多い）ことになる。

【００９２】その結果、インターナルギヤ３６のカム孔
３８，３８の規制位置よりピン３０，３０が（相互の相
対移動で）外れて、該ピン３０，３０をカム孔３８，３
８の中央部分に移動させることができる。

【００９３】また、インターナルギヤ３６は連結ピン１
５ａ，１５ａでキャリア１５に連結しているので（図１
６参照）、このキャリア１５もインターナルギヤ３６と
同量にＹ方向に回動し、該キャリア１５のカム孔２９，
２９の規制位置よりロック板２１，２１のピン３０，３
０が外れて、該ピン３０，３０をカム３８，３８の中央
部分に移動させることができる。

【００９４】このようにしてロック板２１，２１のピン
３０，３０がキャリア１５のカム孔２９，２９のロック
解除の規制位置から中央に移動すると、バネ部材２２，
２２の弾性力により、ロック板２１，２１は半径方向外
方のロック位置に移行することができ、そのロック爪３
１は回動が規制された固定内歯リング２３のギヤ３３と
噛合して、ロック状態を得ることができる。

【００９５】なお、実際の操作に当たって、操作する者
にとって出力軸１０の回転方向Ｙが不明であるときは、
出力軸１０を正逆両方向に回動すれば、いずれかの回動
側（トルクが軽い回転方向）でロックが掛けられるの
で、操作に戸惑いはない。なお、上述の第３の実施例で
は、先の第１の実施例の図８で示したトルクリミッタを
付設していない例を開示したが、これを付設することも
可能である。

【００９６】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の出力軸、駆動軸および従動軸は、
実施例のモータ軸１１側のキャリア１５と、出力軸１０
に対応し、以下同様に、接続部は、出力軸１０とキャリ
ア１５との連結嵌合部２６，２７に対応し、ロック部材
は、ロック板２１，２１に対応し、固定部材は、固定内
歯リング２３に対応し、ロック手段は、ロック装置２０
に示すロック板２，２１と固定内歯リング２３に対応
し、ロック解除手段は、キャリア１５のカム孔２９に対
応し、ロック操作手段は、ロック操作機構２５に対応す
るも、この発明は上述の実施例の構成のみに限定される
ものではなく、発明の技術的思想に基づいて応用され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の出力軸のロック装置の断面
図。

【図２】 ロック装置部分の部分分解図。

【図３】 ロック板の正面図。

【図４】 固定内歯リングの正面図。

【図５】 キャリアの正面図。

【図６】 保持板の正面図。

【図７】 ロック操作機構の正面図。

【図８】 トルクリミッタ機構部分の分解図。

【図９】 ロック装置のロック状態を示す正面図。

【図１０】 ロック装置のロック解除状態を示す正面
図。

【図１１】 ロック操作機構の作用状態を示す断面図。

【図１２】 第２の実施例の出力軸のロック装置の断面
図。

【図１３】 ロック機構およびロック解除機構部分の断
面図。

【図１４】 図１３のＡ−Ａ線視でロック装置のロック
状態を示す正面図。

【図１５】 ロック装置のロック解除状態を示す正面
図。

【図１６】 キャリアの正面図。

【図１７】 保持板の正面図。

【図１８】 図１３のＢ−Ｂ線視でロック操作機構の正
面図。

【図１９】 ロック操作機構内のサンギヤの正面図

【図２０】 ブレーキ板の正面図。

【符号の説明】

１０…出力軸 １１…モータ軸 １５…キャリア ２０…ロック装置 ２１…ロック板 ２４…保持板 ２５…ロック操作機構 ２６，２７…連結嵌合部 ２９，３８…カム孔 ３０…ピン ３４…サンギヤ ３５…遊星ギヤ ３６…インターナルギヤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力軸を駆動軸と従動軸との接続により形
   成し、上記駆動軸と従動軸とを接続する接続部に、相互
   の回転方向に所定の角度分動力が伝達されない遊び角を
   形成し、上記従動軸側に、該従動軸に回り止めされて半
   径方向内外に移動可能に保持されたロック部材をその外
   周部に対設の固定部材に移動してロックするロック手段
   を設け、前記駆動軸に、前記遊び角の回動量内で前記ロ
   ック手段のロック部材をロック解除方向に移動させてロ
   ックを解除するロック解除手段を設け、前記従動軸に、
   正または逆方向の回動で前記駆動軸に対するロック解除
   手段のロック解除動作を解放操作して前記ロック手段の
   ロック部材をロック位置に操作するロック操作手段を設
   けた出力軸のロック装置。
2. 【請求項２】前記ロック部材にロック爪を形成し、固定
   部材に前記ロック爪と係脱する係合爪を形成して、ロッ
   ク爪と係止爪との係合により前記ロック手段を形成した
   請求項１記載の出力軸のロック装置。
3. 【請求項３】前記ロック部材と駆動軸側部材との一方に
   ピンを他方にカム面を形成し、上記カム面を、前記駆動
   軸の回動初期の回動で前記接続部の遊び角が無くなる間
   に、前記ピンに当接してロック部材をロック解除位置に
   移動させるカム面に形成し、前記ピンとカム面とのカム
   操作により前記ロック解除手段を形成した請求項１記載
   の出力軸のロック装置。
4. 【請求項４】前記ロック操作手段を、前記従動軸と駆動
   軸との間に差動機構を介装して、両軸の遊び角の相対回
   動で差動する動作で前記ロック解除手段を解放操作して
   ロック部材をロック位置に操作するように構成した請求
   項１記載の出力軸のロック装置。
5. 【請求項５】前記ロック操作手段を、インターナルギヤ
   と遊星ギヤとサンギヤと遊星ギヤを軸支するキャリアを
   備える遊星ギヤ差動機構で形成して、前記キャリアを前
   記従動軸に連結すると共に、前記サンギヤを前記駆動軸
   に連結し、前記従動軸を回動したときのインターナルギ
   ヤとサンギヤとの差動で前記ロック解除手段を解放操作
   してロック手段のロック部材をロック位置に操作するよ
   うに構成した請求項４記載の出力軸のロック装置。
6. 【請求項６】前記ロック操作手段を、インターナルギヤ
   と遊星ギヤとサンギヤと遊星ギヤを軸支するキャリアを
   備える遊星ギヤ差動機構で形成して、前記キャリアを前
   記従動軸に連結し、前記サンギヤを出力軸の停止時に固
   定されるブレーキ部材に連結し、前記インターナルギヤ
   を前記ロック解除手段に連結し、前記従動軸を回動した
   ときのインターナルギヤの移動と遊星ギヤの公転との差
   動で前記ロック解除手段を解放操作してロック手段のロ
   ック部材をロック位置に操作するように構成した請求項
   ４記載の出力軸のロック装置。
7. 【請求項７】前記ロック部材を従動軸の円周方向に複数
   個配設して前記ロック手段を形成した請求項１，２，
   ３，４，５および６記載の出力軸のロック装置。
8. 【請求項８】前記固定部材をリング状に形成して回動可
   能に固定部に保持すると共に、該固定部材を所定の負荷
   で押圧固定してトルクリミッタを形成した請求項１，
   ２，３，４，５，６または７記載の出力軸のロック装
   置。
9. 【請求項９】前記固定部材をリング状に形成して回動可
   能に固定部に保持すると共に、該固定部材を所定の負荷
   で押圧固定してブレーキを形成した請求項１，２，３，
   ４，５，６または７記載の出力軸のロック装置。