JPS5848305B2 - 動力工具の自動変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動力工具の自動変速装置に関するものである
。

従来、ナットランナ等の動力工具において高トルクを得
る方法としては、原動機の出力を強力にする方法又は減
速機を使用する方法が用いられていた。

しかし前者は、工具本体が大形化する等の欠点を持ち、
後者は、減速比が大きくなる為に工具先端の被駆動軸の
回転数が低速になる結果、作業性が悪くなるという欠点
を持っていた。

その為、低トルク時は高速回転し、高トルク時は低速回
転する自動変速装置付の動力工具が必要となる。

自動変速装置として遊星歯車装置に一方向クラッチを具
備して、被駆動軸と駆動軸の連結と切離しをトルク感応
式クラッチにより行なって速度変換するという方法は、
従来から行なわれていた。

しかし空気駆動方式においては、切離されたクラッチを
必要時間再度連結することなく保持する方法に下記のよ
うな難点がある。

即ち保持装置として圧縮流体等の媒介エネルギを使用し
、圧縮力によって切離されたクラッチを保持する方法が
取られているが、これは、コンプレツサ、油圧装置等に
より媒介エネルギを提供しない限り使用できず、電動式
動力工具では利用できない欠点を持っている。

他に媒介エネルギを提供しないで遊星歯車装置を動作さ
せる方法もあるが、低速に変換された後は常時クラッチ
部に滑りを生じるような大きな負荷を与えながら工具を
回転させる為、機械損失が大きくなり効率が落ちる欠点
を持っている。

本発明の目的は、遊星歯車装置を使用して自動変速する
方法において、トルク感応して切離されたクラッチを、
圧縮流体等の媒介エネルギを使用することなく、しかも
機械損失も少ない方法で保持し、変速する動力工具を提
供することにある。

本発明は、カム面を有する２コのカムとクラツチスプリ
ングを用いて切替トルクの制御とクラッチの切離しを行
なうクラッチ部を設け、切離されたクラッチに回転抵抗
を与えることにより、切離されたクラッチが低速運転中
は再びかみ合わないように保持する機構を設け、これを
、クラッチがかみ合っている高速時は空転し、クラッチ
が分離された低速時は固定されるような一方向クラッチ
を具備する遊星歯車装置等の減速機構と結びつけること
により、自動変速する動力工具としている。

以下に本発明の実施例を図面によって説明する。

動力工具のハウジング１内において２は電気モータ、空
気モータ等のモータである。

モーク２には駆動軸３が直結されている。

一方ハウジング１前部には被駆動軸４が回動自在に軸支
されている。

駆動軸３と被駆動軸４との間には減速機構として遊星歯
車装置５が設けられている。

遊星歯車装置５は前記被駆動軸４を腕部として支持され
た遊星歯車６と、ハウジング１内周に一方向クラッチ７
を介して装着された固定歯車８とから構成され、この遊
星歯車６は、前記駆動軸３の先端に形成されたピニオン
９とかみ合っている。

一方駆動軸３の外周には、前端に係合部１０を持つスリ
ーブ状のかみ合いクラッチ１１が装着され、クラッチス
プリング１２により常に前方へ付勢されてクラッチ装置
を形成している。

前記被駆動軸４の後端にはかみ合いクラッチ１１とかみ
合う係合部１３が設けられている。

かみ合いクラッチ１１の外周には、漸度する段差を介し
て下方の細い部分と上方の太い部分との２段に成形され
、この外周部にメトネジ１６ スプリング１７ ライニ
ング１８からなるクラッチ保持装置１９が摺動自在に圧
接している。

次にカム装置について説明すれば、２０は駆動軸３前部
のピニオン９後部において、ピン２１とストップリング
２２によって駆動軸３に固定された原動カムである。

又前記かみ合いクラッチ１１内周には原動力ム２０に対
向する従動力ム２３が圧入かん合しており、原動力ム２
０と従動力ム２３の間にはスチールホール２４が挿入さ
れている。

原動力ム２０及び従動力ム２３は第８図に示す様な同一
のカム面、すなわち傾斜面２５、緩傾斜面２６、係止部
２７を有している。

カム作動時の軸方向変位量、すなわち前記かみ合いクラ
ッチ１１と被駆動軸４、後端の係合部１０，１３のかみ
合い量と変化の関係は第５図に示す通りである。

スチールポール２４が傾斜面２５から緩傾斜面２６へ移
る変曲点に達した時、クラッチの保合は断たれ、以後ス
チールボール２４は緩傾斜面２６上をわずかの回転力に
より移動して係止部２７に至る。

スチールボール２４はここでカム面の摺動抵抗をころが
り抵抗におき変えて、カム２ ０，２ ３のスラスト方
向、ラジアル方向へのスムーズな移動を可能とするため
に使われている。

上記の構成の作動について以下に説明する。

初めにモータ２を回転させると、トルクは駆動軸３、ピ
ン２１、原動力ム２０、スチールボール２４、従動力ム
２３、かみ合いクラッチ１１、係合部１０，１３、被駆
動軸４という径路即ち、高速回転低トルク伝達径路によ
り伝達される。

この時の伝達トルクはクラッチスプリング１２で設定さ
れる。

又前記一方向クラッチ７は時計まわり方向に回転自在に
設けられているため、被駆動軸４の回転に影響を与えな
い。

次に伝達トルクが設定トルクよりも大きくなると、原動
力ム２０は、従動力ム２３に対して相対的に回転をはじ
め、スチールボール２４を介して従動力ム２３及びかみ
合いクラッチ１１をスラスト方向へ変位させる。

かみ合いクラッチ１１の保合部１０が第５図Ｃに示す様
に離れた後、かみ合いクラッチ１１は回転方向の規制を
解かれて駆動軸３とともに回転しようとし、従動力ム２
３も同様に原動力ム２０と同時に回転しようとする。

しかしこの時前記クラッチ保持装置１９によりかみ合い
クラッチ１１には回転抵抗が与えられているため、駆動
軸３と共まわりせず、従ってカムは第５図ｄに示す様に
係止部２７にスチールボール２４を介して係合し、回転
を続ける。

一方、かみ合いクラッチ１１のかみ合いが断たれた時点
から、遊星歯車装置５が作動を始める。

すなわち、ピニオン９から遊星歯車６に伝達されたトル
クは固定歯車８を回転させようとするか一方向クラッチ
７が反時計方向に固定される様に設けられているため固
定歯車８もハウジング１に固定される。

従って遊星歯車６の公転が被駆動軸４に伝達さへ所謂低
速回転の高トルク伝達径路となって低速大トルクによる
ボルト締付が行われる。

締付終了後、モータ２を停止させると、原動力ム２０か
ら従動力ム２３へ働らいていた回転方向の押圧力はなく
なるから、クラッチスプリング１２により原動力ム２０
と従動力ム２３、スチールボール２４は第５図ａに示す
状態へ自動的に復帰する。

前記カム面において、傾斜面２５は締付トルクのコント
ロールのために設定されるが、緩傾斜面２６は従動力ム
２３からクラッチスプリング１２によって生じる原動力
ム２０に対する回転方向の抵抗を減じるために設けられ
ている。

つまり傾斜面２５のみの場合には、従動力ム２３を復帰
させる様に働く回転方向の分力が大きく、原動力ム２０
はこれに打勝って回転しなければならないからトルクの
伝達損失が大きくなる。

これに対し、緩傾斜面２６をさらに軸心と直角な平面に
すれば回転方向の分力はＯになるが、工具を停止した時
、に、カムが自動的に初めの状態に復帰するための力が
失われる。

従ってこの場合には、カムを復帰させるリセット装置が
別に必要となる。

前記かみ合いクラッチ１１が被駆動軸４と係合している
時、クラッチ保持装置１９はかみ合いクラッチ１１外径
の細い部分１４と係合し、スプリング１７の抑圧力は殆
んど働かない。

そして、係合が外れた時、初めてクラッチ保持部１９は
かみ合いクラッチ１１外径の太い部分１５に係合し、こ
れに回転抵抗を与える。

この様にして、高速低トルク伝達時のトルク伝達効率の
低下を防止している。

本発明は上記の様に減速機構を有する回転動力工具にお
いて、伝達トルクに応じて駆動軸と被駆動軸とを切離さ
せるカム装置と、カム装置に連動して軸方向に変位し、
駆動軸と被駆動軸とを切離して、新たに減速機構を介し
て駆動軸と被駆動軸を接続させるクラッチ装置と、前記
クラッチ装置に回転抵抗を与えて、クラッチ装置の切離
し状態を維持するクラッチ保持装置とを備え適宜伝達ト
ルクの変動に対応してトルク伝達径路を自動変換するよ
う構成したから、何ら別の媒介エネルギーを使用せずに
、締付トルクに応じた自動変速が可能となる。

又、締付が終了してモータを停止すればカム、クラッチ
装置は自動的に初めの状態に復帰するから、ボルト等の
連続締付を効率よく、かつ誤動作の恐れなしに行うこと
ができる。

さらにカム装置とクラッチ装置を別体に設け、これをク
ラッチ保持装置により保持しているため、高速低トルク
から低速大トルクへの動力伝達の切換を確実かつスムー
ズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動変速装置の一実施例を示す断
面図、第２図は第１図におけるＡ一人断面図、第３図は
同じくＢ−Ｂ断面図、第４図は同じ＜Ｃ−Ｃ断面図であ
る。 第５図は爪のカミアイと カム面上の回転体のころがり
運動の関係図である。 第６図はクラッチカム２０の正面図、第７図はそのＤ−
Ｄ断面図である。 第８図はクラッチカム２０とスピンドルカム１７のカム
面の展開図である。 １・・・・・・ハウジング、２・・・・・・モータ、３
・・・・・・駆動軸、４・・・・・・被駆動軸、５・・
・・・・減速機構、１０，ＩＬ１２，１３・・・・・・
クラッチ装置、１９・・・・・・クラッチ保持装置、２
０ ，２３ ，２４・・・・・・カム装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジングと、該ハウジング内のモータ駆動力を出
   力する駆動軸及び該駆動軸により駆動される被駆動軸と
   を有する動力工具の前記駆動軸と被駆動軸間に配設され
   る自動変速装置であって、前記駆動軸に噛合して前記被
   駆動軸に装着された遊星歯車と前記ハウジング内壁に一
   方クラッチを介して装着された固定歯車とより成る遊星
   歯車装置と、前記駆動軸の外周に、伝達トルクが一定値
   に達した時前記駆動軸と被駆動軸とを切離すカム装置を
   介し装着されて前記被駆動軸の後端とかみ合い、低トル
   ク時の動力伝達径路を成すクラッチ装置と、該クラッチ
   装置の噛合いが前記カム装置の作動により外れる高トル
   ク時には前記クラッチ装置の外径の太い部分に抑圧係合
   しその回転抵抗により前記クラッチ装置の切離０を維持
   して前記遊星歯車を介し高トルク伝達径路となし、常時
   は前記外径の太い部分から漸変ずる段差を介して形成さ
   れた細い部分に接触し前記クラッチ装置を介して低トル
   ク伝達系路を成さしめるクラッチ保持装置とを有して構
   成され、伝達トルクの変動に応じて適宜トルク伝達径路
   を変換することを特徴とする自動変速装置。