(57)【特許請求の範囲】
【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、
前記従動軸と駆動軸との間に差動機構を介装し、
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側に移動し、ロック部材に形成したロック爪を固定部材に備えた係止爪に係合させ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、ロック位置にある前記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、正または逆方向の前記遊び角の回動量内の回動、あるいは前記差動機構による両軸の差動によって、前記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部材のロック位置への移動を操作するロック操作手段を設けた
出力軸のロック装置。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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，または２に記載の記載の出力軸のロック装置。
【請求項４】
前記差動機構を、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保持部材を備える遊星ギヤ差動機構で形成し、
前記ロック操作手段を、前記保持部材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、前記ロック部材のロック位置への移動を操作するように構成した
請求項１，２，あるいは３に記載の出力軸のロック装置。
【請求項５】
前記差動機構を、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保持部材を備える遊星ギヤ差動機構で形成し、
前記ロック操作手段を、前記保持部材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、前記ロック部材のロック位置への移動を操作するように構成した
請求項１，２，あるいは３に記載の出力軸のロック装置。
【請求項６】
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から５のうちいずれかに記載の出力軸のロック装置。
【請求項７】
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、所定の負荷で固定部側に押圧する押圧部材で押圧固定してブレーキを形成した
請求項１から５のうちいずれかに記載の出力軸のロック装置。
【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、前記従動軸と駆動軸との間に差動機構を介装し、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側に移動し、ロック部材に形成したロック爪を固定部材に備えた係止爪に係合させ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、ロック位置にある前記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、正または逆方向の前記遊び角の回動量内の回動、あるいは前記差動機構による両軸の差動によって、前記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部材のロック位置への移動を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、請求項１，または２に記載の構成に併せて、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、請求項１，または２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、請求項１，２，あるいは３に記載の構成に併せて、前記差動機構を、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保持部材を備える遊星ギヤ差動機構で形成し、前記ロック操作手段を、前記保持部材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、前記ロック部材のロック位置への移動を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、請求項１，２，あるいは３に記載の構成に併せて、前記差動機構を、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保持部材を備える遊星ギヤ差動機構で形成し、前記ロック操作手段を、前記保持部材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、前記ロック部材のロック位置への移動を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、請求項１から５のうちいずれかに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。
【００１０】
この発明の請求項７記載の発明は、請求項１から５のうちいずれかに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、所定の負荷で固定部側に押圧する押圧部材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。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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タとして作用する他、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。
【００２２】
【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。
【００２３】
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１６、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。
【００２４】
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２１，２１を半径方向外方のロック位置に付勢するスプリング２２，２２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。
【００２５】
図５に示すように、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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３０，３０はロック解除の操作部と称することができる。
【００２８】
図３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３０，３０が前述の保持板２４，２４の半径方向に長孔のガイド孔３２，３２（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２９，２９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。
【００２９】
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３３（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。
【００３０】
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２１，２１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ため、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ため、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
したがって、ロック板２１，２１のピン３０，３０は２枚の保持板２４，２４のガイド孔３２，３２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
前述のインターナルギヤ３６のロック板２１，２１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。
【００３７】
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。
【００３８】
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３４ａ，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。
【００３９】
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。
【００４０】
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４１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。
【００４１】
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。
【００４２】
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４８が螺合して、このナット部材４８の進退をボール４９、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。
【００４３】
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４２、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
しかし、ロック板２１，２１のロック爪３１…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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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ア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。
【００５０】
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２９，２９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。
【００５１】
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。
【００５２】
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３０，３０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。
【００５３】
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。
【００５４】
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）。
【００５５】
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。
【００５６】
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，３５ａ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。
【００５７】
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。
【００５８】
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２１，２１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。
【００５９】
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１５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。
【００６０】
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２５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で済む。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。
【００６１】
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ことで省略することができる。
【００６２】
【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。
【００６３】
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。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。
【００６４】
図１６に示すように、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。
【００６５】
さらに、上述のキャリア１５の外側（図１２、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２９，２９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、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。
【００６６】
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３０，３０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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、２４ｃは左右の保持板２４，２４を連結する連結ピンである。
【００６９】
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。
【００７０】
したがって、ロック板２１，２１のピン３０，３０は２枚の保持板２４，２４のガイド孔３２，３２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。
【００７１】
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。
【００７２】
前述のインターナルギヤ３６のロック板２１，２１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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図２０に示すように、上述のブレーキ板６２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６２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。
【００７６】
前述のブレーキ板６２の外側面は出力軸１０を支持する支持筒６４の内端と対接し、この支持筒６４の内端と前述のＣ形リング６１とによりブレーキ板６２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。
【００７７】
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。
【００７８】
そのために、出力軸１０上のＣ形リング６１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。
【００７９】
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３４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。
【００８０】
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。
【００８１】
すなわち、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、第１の実施例で説明した図５に示す如く、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。
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。
【００８２】
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。
【００８３】
すなわち、上述のモータ軸の回転はキャリア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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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３０，３０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。
【００８７】
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。
【００８８】
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３４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。
【００８９】
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３５，３５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。
【００９０】
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３８，３８の中央部分に移動させることができる。
【００９１】
また、インターナルギヤ３６は連結ピン１５ａ，１５ａでキャリア１５に連結しているので（図１６参照）、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３０，３０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。
【００９２】
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、ロック状態を得ることができる。
【００９３】
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。
【００９４】
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２１，２１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に対応し、
差動機構は、サンギヤ３４と、遊星ギヤ３５，３５と、インターナルギヤ３６とによる遊星ギヤ差動機構に対応し、
係止爪は、ギヤ３３に対応し、
カム面は、カム孔２９，２９に対応し、
保持部材は、保持板２４，２４に対応し、
ブレーキ部材は、ブレーキ板６２に対応し、
固定部は、固定リング１７に対応し、
押圧部材は、ブレーキパッドに対応するも、
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
３３…ギヤ
３４…サンギヤ
３５…遊星ギヤ
３６…インターナルギヤ
【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】
0003798893.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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