(57)【要約】【課題】電力や圧縮空気を必要とすることなくねじ締め等の作業を行うことができるものとする。【解決手段】ぜんまいばね４０と、このぜんまいばね４０に蓄積されたばね力で回転駆動される出力軸２と、ぜんまいばねから出力軸に至る回転動力伝達経路中にあって手動操作入力に応じて回転と回転停止とを切り換える回転断続手段２０，２２とを備える。ばね力を蓄積したぜんまいばねを動力源として出力軸を回転駆動することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ぜんまいばねと、このぜんまいばねに蓄積されたばね力で回転駆動される出力軸と、ぜんまいばねから出力軸に至る回転動力伝達経路中にあって手動操作入力に応じて回転と回転停止とを切り換える回転断続手段とを備えていることを特徴とする回転工具。
【請求項２】
回転断続手段はぜんまいばねにばね力を蓄積する方向の回転をフリーとしてい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。
【請求項３】
回転動力伝達経路中に減速比可変の変速部を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項４】
回転動力伝達経路中に制動手段を備えるとともに該制動手段は回転断続手段用の手動操作入力に応じて制動を解除するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転工具。
【請求項５】
ぜんまいばねへのばね力蓄積用の回転入力を外部から受けるための入力部を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転工具。
【請求項６】
ぜんまいばねへのばね力蓄積用の回転入力を外部から受ける際に出力部を切り離す切り離し部を備えていることを特徴とする請求項５記載の回転工具。
【請求項７】
ぜんまいばねへのばね力蓄積用の回転入力を与えるための充填器を備えるとともに、該充填器はその動力部と上記回転入力付与のための出力部との間に無断変速機を備えたものであることを特徴とする請求項５または６記載の回転工具。
【請求項８】
ぜんまいばねを内蔵するばねユニットを備えて、ぜんまいばねへのばね力蓄積状態を維持するためのロック部を備えた上記ばねユニットが出力軸を備える本体ハウジングに対して着脱自在となっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転工具。
【請求項９】
ぜんまいばねの巻き締め状態を視認することができる窓を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ締めなどに用いることができる回転工具に関するものである。
に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転工具としては電動式のものと圧縮空気を動力源とするものがあるが、後者は圧縮空気源を必要とするために携帯式のものとすることができず、前者は電池電源で作動するものであると携帯式のものとすることができるものの、火花が出ると爆発の危険などがある場所では使用することができない。
【０００３】
特開平１１−２７０５３８号公報にはぜんまいばねを利用したねじの緩み止めが示されているが、これでは回転工具として利用することはできない。
【特許文献１】特開平１１−２７０５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、電力や圧縮空気を必要とすることなくねじ締め等の作業を行うことができる回転工具を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る回転工具は、ぜんまいばねと、このぜんまいばねに蓄積されたばね力で回転駆動される出力軸と、ぜんまいばねから出力軸に至る回転動力伝達経路中にあって手動操作入力に応じて回転と回転停止とを切り換える回転断続手段とを備えていることに特徴を有している。ばね力を蓄積したぜんまいばねを動力源として出力軸を回転駆動することができる。
【０００６】
上記回転断続手段としては、ぜんまいばねにばね力を蓄積する方向の回転をフリーとしているものを用いると、ばね力の蓄積を行うことが容易となる。
【０００７】
また、回転動力伝達経路中に減速比可変の変速部を備えたものとするのも好ましい。負荷トルクが変化しても、変速によってぜんまいばねのばね力による出力軸の回転駆動を支障なく行うことができる。
【０００８】
回転動力伝達経路中に制動手段を備えるとともに該制動手段は回転断続手段用の手動操作入力に応じて制動を解除するものであってもよい。回転速度の調節が可能となる。
【０００９】
そして、ぜんまいばねへのばね力蓄積用の回転入力を外部から受けるための入力部を備えたものとすることで、ぜんまいばねのばね力を随時回復させることができる。
【００１０】
この時、ぜんまいばねへのばね力蓄積用の回転入力を外部から受ける際に出力部を切り離す切り離し部を備えていると、ぜんまいばねにばね力を蓄積する時の負荷が小さくなる上に出力軸が共回りしてしまうことを避けることができる。
【００１１】
ぜんまいばねへのばね力蓄積用の回転入力を与えるための充填器を備えるとともに、該充填器がその動力部と上記回転入力付与のための出力部との間に無断変速機を備えたものであると、ぜんまいばねへのばね力蓄積を効率良く行うことができる。
【００１２】
ぜんまいばねを内蔵するばねユニットを備えて、ぜんまいばねへのばね力蓄積状態を維持するためのロック部を備えた上記ばねユニットが出力軸を備える本体ハウジングに対して着脱自在となっていることも好ましい。複数のばねユニットを用意してばね力の蓄積は本体ハウジングから外した状態で行うことで、その間も他のばねユニットによって作業を続行することができる。
【００１３】
また、ぜんまいばねの巻き締め状態を視認することができる窓を備えていると、ばね力の蓄積状態を容易に知ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ばね力を蓄積したぜんまいばねを動力源として出力軸を回転駆動するものであり、携帯性に富むと同時に、爆発の危険性がある場合や電力を得ることができない場合にも問題なく使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図１において、前端から出力軸２を突出させている本体ハウジング１の後部内にはばねケース４１が固定されており、ばねケース４１内にはぜんまいばね４０が納められている。外周端がばねケース４１に係止されている上記ぜんまいばね４０は、その内周端がばねケース４１を貫通する駆動軸１９に固定されている。
【００１６】
上記駆動軸１９には歯数の異なる２つのギア２３，２６が固定されているとともに、ラチェット板２０とブレーキ板２２がキー２８によって固定されている。上記ギア２３，２６のうち、歯数が少ないギア２３は軸１４で支持された中間ギア２４と常時噛み合っている。
【００１７】
そして本体ハウジング１内に配設された中間軸１５にはギア２５とギア２７との一体物がキー３８によって軸方向にスライド自在に且つ回転については中間軸１５と一体に回転するものとして配設されている。本体ハウジング１の外面に一部を覗かせたスライド操作子５０のスライド操作によって中間軸１５の軸方向にギア２５，２７をスライドさせる時、図１に示すギア２５が前記中間ギア２４に噛み合う状態と、図５に示すギア２６にギア２７が噛み合う状態、そして図６に示すように、噛み合いがない状態を選択的に得ることができる。また中間軸１５には固定プーリ１１と軸方向に可動で且つばね１３によって固定プーリ１１側に付勢された可動プーリ１２とがキー３７によって取り付けられている。
【００１８】
本体ハウジング１内には更に中間軸１６が配設されている。前記出力軸２と同軸に配されているとともに、２枚のディスク４，６と両者を結合するためのボール５とからなる負荷トルク検出部を介して出力軸２に連結された中間軸１６には、固定プーリ９と軸方向に可動の可動プーリ１０とがキー３８によって取り付けられており、可動プーリ１０の片面には上記ディスク６から突設されたリング７が接している。
【００１９】
固定プーリ１１と可動プーリ１２とからなるプーリと、固定プーリ９と可動プーリ１０とからなるプーリとの間にはベルト８が架け渡されている。このベルト８は、常時は中間軸１５側で半径ｒ、中間軸１６側で半径Ｒとなっているが、出力軸２にかかる負荷トルクが増大した時、図４に示すようにディスク６が可動プーリ１０を軸方向に押圧して半径Ｒを大きくし、これに伴って可動プーリ１２がばね１３の付勢に抗して移動して半径ｒを小さくするために、減速比が大きくなる。負荷トルクが低下すれば図１に示す状態に戻るために、ベルト式ＣＶＴを構成していることになる。図中の３はディスク４と出力軸２との間に配した減速機構部である。
【００２０】
前記ラチェット板２０には図２に示すようにばね３０によって付勢された爪２８が係止しており、またブレーキ板２２には図３に示すようにばね３４によって付勢されたシュー３３が接触している。なお、シュー３３は受け片３５を備えており、爪２８をトリガー４７の操作で回動させる時、爪２８がラチェット２０から外れる位置よりも更にトリガー４７を引けば、シュー３３がブレーキ板２２から離れるようになっている。
【００２１】
前記ぜんまいばね４０の巻き締めは、駆動軸１９から延長された入力軸１８の角軸部１７にめがねレンチなどの手動工具を係合させて駆動軸１９を逆転させることで行う。この時、ラチェット２０と係合する爪２８は図２(a)に示す状態と図２(b)に示す状態とを繰り返すことで、ぜんまいばね４０への力の蓄積と不要な開放の阻止とを行う。なお、この時には別途操作部の操作によるシュー３３の退避でブレーキを開放しておく。また、正逆転切換のためのギア２５，２７は図６に示すように噛み合っていない状態としておくのが無用な負荷を無くす点で好ましい。
【００２２】
ぜんまいばね４０の巻き締め状態は、図８に示すように、本体ハウジング１に設けた窓４６からぜんまいばね４０を見ることができるようにしておくことで容易に確認することができる。また、ぜんまいばね４０の巻き締めが過剰となることを防ぐために、ここでは図７に示すようにぜんまいばね４０の外周端に係合突起４４を設けて、この係合突起４４をばねケース４１の内面に設けた凹所４５に係合させている。巻き締めが過剰となった場合、係合突起４４が凹所４５から抜け出してぜんまいばね４４が少し緩んだ状態で他の凹所４５に係合突起４４が嵌り込む。
【００２３】
ぜんまいばね４０に蓄積した力を利用したねじ締め操作については、図１に示すように正逆切換用のスライド操作子５０の操作で中間ギア２４がギア２５に噛み合っている状態とし、トリガー４７を引いて爪２８をラチェット２０から外すとともにシュー３３をブレーキ板２２から離せばよい。ぜんまいばね４０の力による駆動軸１９の回転は、ギア２３と中間ギア２４とギア２５を介して中間軸１５に伝達され、中間軸１５からベルト式ＣＶＴを介して出力軸２に伝えられる。この時、ねじ締めによる負荷の増大に伴ってベルト式ＣＶＴが変速比を変化させる。ねじを緩めたい場合は、スライド操作子５０の操作で駆動軸１９の回転がギア２６からギア２７を介して中間軸１５に伝達される図５に示す状態とすればよい。
【００２４】
図９及び図１０に他例を示す。これはぜんまいばね４０を内部に納めるとともにぜんまいばね４０の外周端が係止されたばねケース４２を本体ハウジング１内に回転自在に配設し、ばねケース４２に入力軸１８を設けたものである。図中２１はぜんまいばね４０のばね力でばねケース４２が回転してしまうことを防ぐためのラチェットであり、図１０に示すようにばね４９で付勢された爪４８が係合している。
【００２５】
入力軸１８を回転させてばねケース４２を回転させれば、内周端が駆動軸２のばね固定部４３に固定されているぜんまいばね４０が巻き締められてばね力が蓄積される。トリガー４７を引くことでねじ締めやねじを緩める作業を行うことができるのは前記実施例と同じである。
【００２６】
このものでは、たとえばねじ締めの作業中にぜんまいばね４０の巻き締め作業を行うことも可能である。なお、ぜんまいばね４０の外周端が係止されたばねケース４２を駆動軸２に固定し、ぜんまいばね４０の内周端を入力軸１８に固定して、ぜんまいばね４０の内側からばね力を蓄積し、外側から解放するようにしてもよい。
【００２７】
図１１以下に更に他の実施例を示す。これはぜんまいばね４０を備えたばねユニット６２を本体ハウジング１から取り外すことができるようにしたものであるとともに、本体ハウジング１へのばねユニット６２の装着時、ぜんまいばね４０のばね力の作用方向を逆にすることができるように、逆向きに取り付けることができるようにしたものであり、また複数のばねユニット６２を連結して駆動力を高めることができるようにしたものである。
【００２８】
このものにおける本体ハウジング１内には、図１２に示すように、ブレーキ板２２及びギア２３が固定された被動軸６５が設けられている。この被動軸６５は、角穴６７を備えるとともに角穴６７内をスライド自在となっている角軸６６を備えており、角軸６６はばね６８によってその端部が角穴６７から外部に突出する状態に付勢されている。
【００２９】
一方、ばねユニット６２は、図１３〜図１５に示すように、ぜんまいばね４０の外周端が固定されたばねケース７１と、ぜんまいばね４０の内周端が固定されてばねケース７１に対して回転自在となっている駆動軸１９と、駆動軸１９に取り付けられたラチェット板７２と、ラチェット板７２にばね７４で付勢されて係止する爪７５と、この爪７５が取り付けられているとともに軸方向に可動となっている可動軸７６と、ばねユニット６２同士の連結用のフック７９とからなるもので、駆動軸１９はその一端に角軸部１７を備え、他端に角孔部７８を備えている。また、上記可動軸７６はその両端をばねケース７１の両端面に露出させたもので、対の復帰ばね７７，７７によって中立位置に保持されている。
【００３０】
今、図１１に示すように、本体ハウジング１に設けたフック６４を利用してばねユニット６２を本体ハウジング１に連結して、駆動軸１９の一端の角軸部１７を本体ハウジング１の被動軸６５の角穴６７に差し込めば、駆動軸１９と被動軸６５とが連結される。また、この時には本体ハウジング１から突出する解除ピン６９がばねユニット６２の可動軸７６を押圧して爪７５をラチェット板７２との係止位置からずらすために、ラチェット板７２と爪７５とによるロックが解除され、ぜんまいばね４０のばね力による駆動軸１９の回転は、被動軸６５に設けたブレーキ板２２とこれに接触するシュー３３とによってロックされた状態となる。この状態からトリガー４７を引いてシュー３３をブレーキ板２２から離せば、ぜんまいばね４０のばね力によるねじ締め作業を行うことができる。
【００３１】
そして、本体ハウジング１に対して図１８に示すように、ばねユニット６２を逆向けに装着すれば、ばねユニット６２の駆動軸１９における角孔部７８に被動軸６５から突出する角軸６６が嵌合して駆動軸１９と被動軸６５との連結がなされるものであり、この時にも解除ピン６９がばねユニット６２の可動軸７６を押圧して爪７５をラチェット板７２との係止位置からずらすために、トリガー４７を引けば、出力軸２が逆向きに回転駆動される。
【００３２】
また、ばねユニット６２は他のばねユニット６２に同じ向きで連結することができる。駆動軸１９における角孔部７８に他のばねユニット６２の角軸部１７が嵌ることで、
両ユニット６２，６２の駆動軸１９，１９が連結されるものであり、また解除ピン６９によるロック解除は、両ユニット６２，６２の可動軸７６，７６を同時に移動させることでなされる。ちなみに、図１７は出力軸２を正転させる状態でのばねユニット６２，６２の連結状態を、図１９は出力軸２を逆転させる状態でのばねユニット６２，６２の連結状態を示している。ばねユニット６２，６２同士の連結状態は、ばねケース７１，７１同士を連結しているフック７９を解除釦８０の操作で外すことで行う。ちなみに、本体ハウジング１に対するばねユニット６２の取り外しは、図２０に示すように、本体ハウジング１におけるフック６４の図中矢印箇所を押圧しつつばねユニット６２を引き抜くことで行う。
【００３３】
ばねユニット６２のぜんまいばね４０の巻き締めは、駆動軸１９に手動工具を連結して駆動軸１９をばねケース７１に対して回転させることで行うほか、図１４及び図１６に示す電動の充填器６３を使ってもよい。ここで示した充填器６３は、モータ８９と減速器８８とモータ駆動回路９０とからなるもので、減速器８８の出力部はばねユニット６２の駆動軸１９における角軸部１７が嵌合する角孔８７を備えており、この角孔８７に角軸部１７を差し込んだ状態でＡＣ電源にてモータ８９を作動させることで、ぜんまいばね４２を巻き締める。なお、この時のラチェット板７２の回転方向は、ラチェット板７２が爪７３を動かす方向となるために、ラチェット板７２と爪７３との係止を別途外す操作を必要としない。図１４中の９１，９２はモータ８９のオンオフ用の釦である。
【００３４】
また、電動の充填器６３を用いる場合、減速器８８としてＣＶＴ減速器を備えたものとするとともに、モータ１９の駆動を図２２に示すように急速充填モードとエコ（エコノミー）充填モードとを切り換えることができるようにしておくのが好ましい。
【００３５】
急速充填モードにおいては、ＣＶＴの減速比をぜんまいばね４０の巻き締めに必要な最小に調整した状態でモータ８９を駆動し、エコ充填モードにおいてはモータ電流を監視してモータ電流の大小に応じたＣＶＴの減速比の随時変更を行いつつモータ８９を駆動する。そしてモータ駆動電流からトルクを計算して該トルクからぜんまいばね４０の巻き締めが完了したと判断された時点でモータ８９を停止させるのである。上記エコ充填モードでは、ぜんまいばね４０を巻き締めるに従って減速比が大きくなるために、モータ８９の消費電流を抑えた状態で巻き締めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態の一例の縦断面図である。
【図２】(a)(b)(c)は同上のラチェット板と爪の動作を示す断面図である。
【図３】(a)(b)(c)は同上のブレーキ板とシューと爪の動作を示す断面図である。
【図４】同上の減速比が変化した状態を示す縦断面図である。
【図５】同上の正逆切換を行った状態を示す断面図である。
【図６】同上の中立位置とした状態を示す断面図である。
【図７】(a)(b)は同上のばねケースとぜんまいばねの断面図である。
【図８】(a)(b)は同上のぜんまいばねの巻き締め状態の確認用の窓を示す背面図である。
【図９】他の実施例の縦断面図である。
【図１０】同上のばねケース用のラチェット板と爪を示す断面図である。
【図１１】他の実施の形態の一例を示す縦断面図である。
【図１２】同上の本体ハウジングの縦断面図である。
【図１３】同上のばねユニットの縦断面図である。
【図１４】同上のばねユニットと充填器の斜視図である。
【図１５】同上のばねユニットの断面図である。
【図１６】同上の充填器の縦断面図である。
【図１７】同上のばねユニットを複数連結した状態を示す縦断面図である。
【図１８】同上のばねユニットを逆向きに装着した状態を示す縦断面図である。
【図１９】同上のばねユニットを逆向きに複数連結した状態を示す縦断面図である。
【図２０】(a)(b)は本体ハウジングとばねユニットとの連結部分の断面図である。
【図２１】同上のばねユニットを充填器に連結した状態を示す縦断面図である。
【図２２】同上の充填器の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  本体ハウジング
２  出力軸
１９  駆動軸
２０  ラチェット板
２２  ブレーキ板
４０  ぜんまいばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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