JP2004270787A - Clutch mechanism of power tool - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電動ねじ締め機等の電動工具におけるクラッチ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特許第2867107号公報には、電動ねじ締め機のクラッチ機構に関する技術が開示されている。このクラッチ機構は、モータにより回転し軸方向に移動可能な駆動ギヤと、ハウジングに回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されたスピンドルとの間に介装されて、駆動ギヤ側の動力をスピンドルに伝達、遮断する機能を有している。
このクラッチ機構は、駆動ギヤ側に軸方向変位手段としての複数のクラッチピンを周方向に沿って傾倒可能に配置し、直立状態のクラッチピンにスピンドル側の従動側クラッチ歯を係合させることによりクラッチピンを傾倒させ、これにより駆動ギヤ側の駆動側クラッチ歯を瞬時に前進させて従動側クラッチ歯に迅速に噛み合わせる一方、ねじ締めの進行に伴って従動側クラッチ歯がクラッチピンから外れた瞬間にこのクラッチピンを直立状態に戻し、これにより駆動側クラッチ歯を瞬時に後退させて従動側クラッチ歯との間に適正なすき間を発生させる構成となっている。
このクラッチ機構によれば、駆動側クラッチ歯と従動側クラッチ歯の噛み合いおよび離脱が瞬時になされ、離脱した状態では両クラッチ歯間に適正なすき間が発生するので、駆動ギヤを静かに空転させることができ、またクラッチ歯の耐久性を高めることができた(サイレントクラッチ機構)。
【0003】
【特許文献1】
特許第2867107号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のサイレントクラッチ機構にも改善すべき点があった。すなわち、近年ねじ締め作業の迅速化を図る等の観点からスピンドルを従来よりも高速回転させる傾向が強まってきている。スピンドルを従来よりも高速回転させるために駆動ギヤひいてはクラッチピンを従来よりも高速回転させると、従動側クラッチ歯がクラッチピンの先端部に係合した時の衝撃が大きくなり、その結果従動側クラッチ歯およびクラッチピンの摩耗が従来よりも短期間で進行する。
従動側クラッチ歯およびクラッチピンの摩耗が大きくなると、ねじ締めの進行に伴って従動側クラッチ歯がクラッチピンから外れてこのクラッチピンが直立状態に戻されるタイミングが早くなり、その結果駆動側クラッチ歯が従動側クラッチ歯から離れる方向に戻されても両クラッチ歯間に充分なすき間が発生せず、従って両クラッチ歯が接触して騒音を発生する状態になる。この状態ではサイレントクラッチ機構の本来の機能が発揮されない(クラッチ機構の寿命)ため、クラッチ歯の噛み合いによる動力伝達機能(ねじ締め機の基本的な機能)は何ら損なわれていないが、従来はこの段階でねじ締め機の寿命としていた。
本発明は、この問題に鑑みなされたもので、従動側クラッチ歯とクラッチピンの双方の摩耗の進行により当該ねじ締め機の寿命とするのではなく、従動側クラッチ歯の摩耗によりクラッチ機構の機能に影響を受けないようにすることでねじ締め機等の電動工具の耐久性を高めることができるクラッチ機構を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、前記請求項に記載した構成のクラッチ機構とした。
請求項1記載のクラッチ機構によれば、従動側クラッチ歯に対するクラッチピンの噛み合い始めの位置と噛み合い外れの位置が異なっている。このため、噛み合い始めにおいて従動側クラッチ歯とクラッチピンが相互に大きな衝撃を受けることにより摩耗しても、クラッチピンは従動側クラッチ歯の異なる部位まで相対移動してこの従動側クラッチ歯から外れる。従って、噛み合い始めにおける衝撃によりクラッチピンと従動側クラッチ歯の一部(噛み合い始めの位置)が摩耗しても、クラッチピンはこれとは異なる部位(摩耗していない部位)を経て当該従動側クラッチ歯から外れるので、上記摩耗の影響をクラッチピンの摩耗のみとし、従動側クラッチ歯の摩耗には影響されないようにすることができる。このことから、従動側クラッチ歯がクラッチピンから外れるタイミングを、この従動側クラッチ歯の噛み合い始めの位置における摩耗に影響されることなく、従来よりも長期にわたって維持することができるので、当該クラッチひいては電動工具全体としての耐久性(寿命)を高めることができる。
請求項2記載のクラッチ機構によれば、クラッチピンは、噛み合い始めの位置において従動側クラッチ歯の噛み合い面に対して直交する方向に倒れるので、スピンドルに対する駆動ギヤの相対的な回転力(従動側クラッチ歯の相対的な回転力)を効率よく受けて傾倒位置まで倒される。これによれば、クラッチピン自体の摩耗を低減することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1は、本実施形態のクラッチ機構20を備えたねじ締め機1の前部を示している。本実施形態は、クラッチ機構20に特徴を有するものであり、その他ねじ締め機1の全体構成については特に変更を要しないが、以下簡単に説明する。
図1中、符号2は、ハウジングを示している。このハウジング2内には電動モータ3が内蔵されている。この電動モータ3の出力軸3aにはギヤ部3bが形成されている。このギヤ部3bには、駆動ギヤ4が噛み合わされている。この駆動ギヤ4は、駆動軸5に対して回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持されている。駆動軸5の後端部側は軸受け6を介してハウジング2に回転可能に支持されている。駆動軸5の前端部側は、スピンドル8に取り付けた軸受け7を介してスピンドル8と同軸に支持されている。この軸受け7は、スピンドル8の後面に同軸に設けた凹部8a内に収容されている。駆動軸5の前部側はこの凹部8a内に入り込んでいる。
スピンドル8は軸受け9を介してハウジング2に対して回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持されている。スピンドル8と駆動ギヤ4との間には、圧縮ばね10が介装されている。このため、スピンドル8は前進方向(図において左方)へ付勢され、駆動ギヤ4は後退方向(図において右方)にそれぞれ付勢されている。
【0007】
駆動ギヤ4の後面とハウジング2との間には、スラスト軸受け11が介装されている。このスラスト軸受け11は軸方向へは移動しない。上記圧縮ばね10によりこのスラスト軸受け11に駆動ギヤ4が押し付けられている。この駆動ギヤ4とスピンドル8の後面との間に、本実施形態のクラッチ機構20が設けられている。これについては後述する。
スピンドル8の前端部には、ねじ締め用のビット(先端工具)12が装着されている。一方、ハウジング2の前端には、ストッパスリーブ13が装着されている。このストッパスリーブ13は回転させることにより、ハウジング2に対して軸方向へ位置調整することができる。このストッパスリーブ13のハウジング2に対する軸方向の位置を調整することにより、ねじ(図示省略)の締め込み完了とクラッチ機構20の遮断とのタイミングを調整することができる。
ねじ締め機1をねじ締め方向へ押し付けてスピンドル8を圧縮ばね10に抗して相対的に後退させると、クラッチ機構20が噛み合ってスピンドル8が回転し始め、これによりねじ締めが進行する。
ねじ締めの進行に伴ってストッパスリーブ13の先端がねじ締め対象物に当接し、この状態でさらにスピンドル8が回転して前進することによりねじ締めが完了する。ねじ締めが完了した時点で、クラッチ機構20が遮断され、スピンドル8の回転が停止される。
【0008】
さて、本実施形態のクラッチ機構20は、駆動ギヤ4の前面に設けた駆動側クラッチ歯21〜21と、スピンドル8の後端面に設けた従動側クラッチ歯22〜22と、駆動ギヤ4に設けたクラッチピン23〜23を備えている。図2に示すように駆動側クラッチ歯21〜21は、駆動軸5の軸心を中心とする同一円周上の周方向三等分位置に三つ設けられている。この三つの駆動側クラッチ歯21〜21の各噛み合い面21aは、駆動軸5の軸心を中心として放射方向に沿って設けられている。
また、クラッチピン23〜23およびこれを保持する保持孔24〜24が、駆動側クラッチ歯21,21間に一組ずつ配置されている。この三組のクラッチピン23〜23および保持孔24〜24も、駆動軸5の軸心を中心として周方向三等分位置に配置されている。図4〜図6には駆動ギヤ4およびスピンドル8が周方向に展開して示されている。図4〜図6において、駆動ギヤ4の回転を図示右側への移動とすると、スピンドル8は駆動ギヤ4に対して相対的に図中白抜きの矢印で示す方向に回転すると考えることができる。
【0009】
図示するように各クラッチピン23は、円柱体形状の係合部23aと半球体形状の保持部23bを有している。保持孔24は、クラッチピン23の係合部23aを収容するガイド部24aとこれに連通してクラッチピン23の保持部23bを収容する半球形状の凹部24bを有している。各クラッチピン23は、保持孔24内において、係合部23aを直立させた状態と駆動ギヤ4の回転方向後ろ側へ傾斜させた状態に傾動可能に保持されている。
このため、各保持孔24のガイド部24aは、その口元が長溝孔形状(小判形)に長く形成されている。すなわち、各ガイド部24aの口元は、図2に示すように駆動ギヤ4の回転方向(図2において反時計回り方向、図4〜図6では右側への移動)についてその前側端部24cから接線S方向に沿って回転方向後ろ側へ長く形成されている。従って、後述するように従動側クラッチ歯22がクラッチピン23の係合部23aに噛み合い始めることにより、各クラッチピン23は接線S方向に沿って倒される。
図3に示すように従動側クラッチ歯22〜22は、スピンドル8の軸心を中心とする同一円周上の六等分位置に六つ設けられている。この六つの従動側クラッチ歯22〜22の各噛み合い面22aは、スピンドル5の軸心を中心として放射方向に沿って設けられている。
【0010】
以上のように構成されたクラッチ機構20により、当該ねじ締め機が次のように動作される。図1に示すように当該ねじ締め機1の非使用状態では、駆動ギヤ4とスピンドル8は、圧縮ばね10により相互に軸方向に離れた状態となっている。このため、駆動側クラッチ歯21〜21と従動側クラッチ歯22〜22との間には、適正な距離のすき間が発生している。このため、この非使用状態で電動モータ3を起動しても、駆動側クラッチ歯21〜21と従動側クラッチ歯22〜2が噛み合っていないため、駆動ギヤ4は静かに空転し、従ってスピンドル8は回転しない。
また、圧縮ばね10により駆動ギヤ4はその後面を軸受け11に当接させた状態に押し付けられていることから、各クラッチピン23〜23は、図1に示すように直立状態に維持されている。
ビット12にねじをセットした状態で、当該ねじをねじ締め対象物にあてがい、然る後、電動モータ3を起動させると、上記したように先ず駆動ギヤ4が空転し、スピンドル8が回転しない状態となる。この状態のまま、当該ねじ締め機1をねじ締め方向へ押し付けると、スピンドル8が相対的に後退し、これにより駆動側クラッチ歯21〜21と従動側クラッチ歯22〜22との間隔が小さくなっていく。また、直立状態のクラッチピン23〜23と従動側クラッチ歯22〜22との間隔も小さくなっていく。なお、この状態でも、駆動ギヤ4は空転しており、スピンドル8は回転していない。
【0011】
さらに、ねじ締め付け機1を押し付けると、従動側クラッチ歯22〜22が、駆動ギヤ4と一体で回転(駆動軸5を中心とする公転)しているクラッチピン23〜23に係合し始める。この瞬間の状態が図4に示されている。各クラッチピン23に従動側クラッチ歯22が係合すると、駆動ギヤ4とスピンドル8との相対回転により、三つのクラッチピン23〜23が駆動ギヤ4の回転方向後ろ側へ同時に倒される。この段階の状態が図5に示されている。図示するようにクラッチピン23〜23が回転方向後ろ側へ倒されると、それぞれの保持部23bの端部が駆動ギヤ4の後端面からはみ出す。このため、駆動ギヤ4は圧縮ばね10に抗して軸受け11から距離Dだけ持ち上げられ、これにより駆動側クラッチ歯21〜21と従動側クラッチ歯22〜22が瞬時に噛み合う。この噛み合い状態では、三つの従動側クラッチ歯22〜22が三つの駆動側クラッチ歯21〜21に噛み合い、残り三つの従動側クラッチ歯22〜22がクラッチピン23〜23に噛み合っている。
以上の経過を経て駆動ギヤ4の回転動力が全てスピンドル8に伝達される状態となり、ねじ締めが進行する。
【0012】
ねじ締めが進行してストッパスリーブ13の先端がねじ締め対象物に当接し、この当接状態でスピンドル8がさらに回転してねじが締め込まれ、このねじのリードにより当該スピンドル8が圧縮ばね10により押されて徐々に前進していく。スピンドル8が圧縮ばね10により前進し始めると、従動側クラッチ歯22〜22が駆動側クラッチ歯21〜21から徐々に離れる方向に変位して相互の噛み合いは浅くなっていく。図6は、ねじ締め完了直前の様子を示している。この状態では、従動側クラッチ歯22〜22がクラッチピン23〜23に対して外れる直前の状態となっている。
従動側クラッチ歯22〜22がクラッチピン23〜23から外れると、クラッチピン23〜23を倒しておくための外力が付加されなくなるため、各クラッチピン23〜23は、駆動ギヤ4が圧縮ばね10により後退して軸受け11に当接し、これにより駆動ギヤ4と軸受け11との間にすき間がなくなることにより直立位置に戻される。こうして、従動側クラッチ歯22〜22のクラッチピン23〜23に対する係合状態が解除された瞬間に、駆動ギヤ4が後退し、これにより従動側クラッチ歯22〜22に対する駆動側クラッチ歯21〜21の噛み合い状態が瞬時に解除され、かつ両クラッチ歯21,22間に瞬時に適正なすき間があけられた状態となって、駆動ギヤ4は静かに空転する。
【0013】
以上のように構成したねじ締め機1によれば、ねじ締め機1の押し付けによるスピンドル8の後退により従動側クラッチ歯22〜22が直立状態のクラッチピン23〜23に係合し、これによりクラッチピン23〜23が駆動ギヤ4の回転方向後ろ側へ倒される。クラッチピン23〜23の倒れる方向は、当該クラッチピン23〜23がその係合部23aを保持するガイド部24aの口元に沿って倒れることから、ガイド部24aの回転方向前端部24cにおける接線S方向となる。従って、クラッチピン23は、従動側クラッチ歯22の噛み合い面22aに対して直交する方向へ倒れる。この点が図2において、従動側クラッチ歯22の噛み合い面22aの面方向を表す線Mに対する接線Sが、クラッチピン23の倒れる方向に相当する当該クラッチピン23の軸線Jに一致していることにより理解できる。
これに対して、従動側クラッチ歯22〜22は円弧移動する。このため、従動側クラッチ歯22が係合し始めた瞬間(図4)における噛み合い面22aに対するクラッチピン23の接触位置(噛み合い始め位置)と、従動側クラッチ歯22が外れる瞬間(図6)における噛み合い面22aに対するクラッチピン23の接触位置(噛み合い外れ位置)は、スピンドル8の径方向外側へ大きくずれることとなる。
【0014】
すなわち、図7に示すように、従動側クラッチ歯22の噛み合い面22aに対するクラッチピン23の噛み合い始めの位置は内周側に位置し、噛み合い外れ位置は外周側に位置し、その間クラッチピン23の当たり点はクラッチピン23の傾倒に伴っておよび従動側クラッチ歯22〜22の駆動側クラッチ歯21〜21からの離間に伴って徐々に外周側へ変位する。
図7では、従動側クラッチ歯22がクラッチピン23に噛み合い始めてから外れるまでの間における、噛み合い面22aに対するクラッチピン23の接触点の移動軌跡Lが実線で示されている。図7において、符号(A)を付して示した位置は、直立状態のクラッチピン23に対して従動側クラッチ歯22が噛み合い始めた瞬間(図4)における当該クラッチピン23の噛み合い面22aに対する噛み合い始め位置を示している。また、符号(B)を付して示した位置は、クラッチピン23が傾倒位置に倒されて駆動側クラッチ歯21〜21がスピンドルクラッチ歯22〜22に完全に噛み合った状態(図5)における当該クラッチピン23の噛み合い面22aに対する噛み合い位置を示している。さらに、符号(C)を付して示した位置は、ねじ締めが進行して従動側クラッチ歯22が駆動側クラッチ歯21から外れる瞬間(図6)における当該クラッチピン23の噛み合い面22aに対する噛み合い外れ位置を示している。
【0015】
この移動軌跡Lに対して、破線で示した移動軌跡L′は図8に示す従来構造のクラッチ機構30によるもので、従動側クラッチ歯22に対するクラッチピン31の接触点の移動軌跡を示している。この移動軌跡L′は、噛み合い始め位置(A)から噛み合い位置(B′)を経て噛み合い外れ位置(C′)に至る軌跡であり、噛み合い始め位置(A)と噛み合い外れ位置(C′)とは、ほとんど同じ位置となっている。
図8に示すように従来のクラッチ機構30におけるクラッチピン31は、噛み合い始め位置(A)において、従動側クラッチ歯22の噛み合い面22a(線Mで示す方向)に対して直交する方向(接線方向S)に沿って倒れる構成とはなっていなかった。
従来のクラッチピン31は、従動側クラッチ歯22がクラッチピン31に噛み合っている間に移動する当該従動側クラッチ歯22の円弧形状の移動軌跡に対する弦と一致若しくは平行な軸線Jに沿って倒れる構成となっていた。このため、従来のクラッチ機構30では、円弧形状の軌跡に沿って移動する従動側クラッチ歯の噛み合い面に対するクラッチピン31の接触位置は、噛み合い始め位置(A)と噛み合い外れ位置(C′)とでほとんど変位せず、従ってクラッチピンは噛み合い始め位置の摩耗の影響を大きく受けた状態でクラッチ歯22から離脱し、その結果クラッチピン31の従動側クラッチ歯22に対する噛み合い外れのタイミングが早くなってしまう問題があった。クラッチピンの従動側クラッチ歯に対する噛み合い外れが早くなると、クラッチピンが直立位置に戻されて駆動ギヤが後退するタイミングが早くなるので、駆動ギヤが後退した時点で駆動側クラッチ歯と従動側クラッチ歯との間に適正なすき間が発生せず、その結果両クラッチ歯が接触して異音を発生し、これではサイレントクラッチ機構の特徴である静音空転機能を果たさなくなってしまう。
また、クラッチピンの従動側クラッチ歯に対する噛み合い外れのタイミングが早くなると、ねじ締めが完了していない時点で動力の伝達が遮断されてしまい、その結果ねじ込み不良が発生する。
【0016】
このように、本実施形態のクラッチ機構20によれば、従動側クラッチ歯22の噛み合い面22aに対するクラッチピン23の噛み合い位置(係合位置)が、噛み合い始めと噛み合い外れの段階で大きく異なっている。このため、駆動ギヤ4を高速回転させた状態で、従動側クラッチ歯22〜22をクラッチピン23〜23に繰り返し噛み合わせることにより従動側クラッチ歯22〜22の噛み合い始め位置(A)およびクラッチピン23がその衝撃により摩耗しても、クラッチピン23は噛み合い始め位置(A)から径方向外側へ変位してほとんど摩耗のない噛み合い外れ位置(C)から外れる。
このことから、噛み合い始め位置(A)とほぼ同じ位置から噛み合いが外れる従来構成に比して、従動側クラッチ歯22からクラッチピン23が外れるタイミングを長期間にわたって適正なタイミングに維持することができ、これによりサイレントクラッチ機構20としての機能を長期間にわたって維持することができ、ひいてはねじ締め機1としての寿命を長くすることができる。
また、クラッチピン23は噛み合い始め位置から接線S方向(線Mで示す噛み合い面22aに対して直交する方向)へ倒れるので、クラッチピン23の従動側クラッチ歯22に対する噛み合い角度(噛み合い面22aの衝突によりクラッチピン23に付加される回転力の作用方向)とクラッチピン23の倒れ方向(接線S方向)を一致させることができ、これによりスピンドル側の相対回転力を効率よく受けてクラッチピンを傾倒位置まで効率よく倒すことができるるとともに、クラッチピン23の摩耗そのものを従来よりも少なくすることができる。
【0017】
以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、各クラッチピン23を噛み合い始め位置(A)において従動側クラッチ歯22の噛み合い面22a(線M)に対して直交する方向へ傾倒させる構成を例示したが、本発明に掛かるクラッチピンはその他の角度方向へ傾倒させる構成とすることができる。従来の傾倒方向(図8における線J方向)に対して外側(径方向外側)へ傾倒させる場合のみならず、内側(回転中心側)へ傾倒させる構成としてもよい。要は、クラッチピンの従動側クラッチ歯に対する当たり角度(図8において線Mと軸線Jがなす角度)を適切に設定して、当該クラッチピンの従動側クラッチ歯22に対する接触位置が噛み合い始めの接触位置から大きく変位して(例えば図7において(A)から(C)へ変位)、当該クラッチ歯22の噛み合い面22aの摩耗の少ない部位からクラッチピン23が離脱されるように構成すればよい。
また、三つのクラッチピン23〜23を設けた構成を例示したが、二つまたは四つ以上のクラッチピンを設ける構成としてもよい。
また、クラッチピン23〜23および駆動側クラッチ歯21〜21を駆動ギヤ4に直接設けて当該駆動ギヤ4を軸方向へ変位させる構成を例示したが、駆動ギヤ4とは別に例えばクラッチ板を軸方向へ移動可能かつ駆動ギヤ4と一体で回転可能に設け、このクラッチ板にクラッチピンおよび駆動側のクラッチ歯を設ける構成としてもよい。この場合、駆動ギヤは軸方向へ変位しない構成とすることができる。
さらに、電動工具としてねじ締め機を例示したが、その他の電動工具のクラッチ機構にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す図であって、ねじ締め機前部の内部構造を示す側面図である。
【図2】駆動ギヤの前面図であって、駆動側クラッチ歯および直立状態のクラッチピンの平面図である。本図では、各クラッチピンが傾倒位置に倒れた状態が示されている。
【図3】スピンドルの後面図であって、従動側クラッチ歯の平面図である。
【図4】クラッチ機構の展開図である。本図は、従動側クラッチ歯がクラッチピンに噛み合い始めた瞬間の状態を示している。クラッチピンは倒される直前の状態であって直立状態を示している。
【図5】クラッチ機構の展開図である。本図は、従動側クラッチ歯が駆動側クラッチ歯に噛み合った状態を示している。クラッチピンは、傾倒位置まで倒された状態を示している。
【図6】クラッチ機構の展開図である。本図は、従動側クラッチ歯が倒された状態のクラッチピンから外れる直前の状態を示している。
【図7】図3の(7)−(7)線矢視図であって、噛み合い面に対するクラッチピンの接触位置の移動軌跡を示す正面図である。
【図8】従来のクラッチ機構を示す図であって、駆動ギヤの前端面の平面図である。本図では、各クラッチピンが傾倒位置に倒れた状態が示されている。
【符号の説明】
1…ねじ締め機(電動工具)
2…ハウジング
3…電動モータ、3a…出力軸、3b…ギヤ部
4…駆動ギヤ
5…駆動軸
6,7…軸受け
8…スピンドル、8a…凹部
9…軸受け
10…圧縮ばね
11…スラスト軸受け
12…ビット(先端工具)
13…ストッパスリーブ
20…クラッチ機構(サイレントクラッチ機構)
21…駆動側クラッチ歯、21a…噛み合い面
22…従動側クラッチ歯、22a…噛み合い面
23…クラッチピン、23a…係合部、23b…保持部
24…保持孔、24a…ガイド部、24b…凹部、24c…前側端部
(A)…噛み合い始め位置
(B)…噛み合い位置
(C)…噛み合い外れ位置
D…駆動ギヤのリフト量
L…噛み合い面22aに対するクラッチピン23の接触点の移動軌跡
30…従来のクラッチ機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a clutch mechanism in an electric tool such as an electric screwdriver.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent No. 2867107 discloses a technique related to a clutch mechanism of an electric screwdriver. The clutch mechanism is interposed between a drive gear that is rotated by a motor and can move in the axial direction and a spindle that is rotatably and axially movably supported on the housing, and supplies power on the drive gear side to the spindle. It has the function of transmitting and blocking to
In this clutch mechanism, a plurality of clutch pins as axial displacement means are arranged on the drive gear side so as to be tiltable in the circumferential direction, and the clutch pins in the upright state are engaged with the driven clutch teeth on the spindle side. The clutch pin is tilted, whereby the driving clutch teeth on the driving gear side are immediately moved forward to quickly mesh with the driven clutch teeth, while the driven clutch teeth are disengaged from the clutch pins as the screw tightening progresses. The clutch pin is instantly returned to the upright state, whereby the drive-side clutch teeth are instantaneously retracted to generate an appropriate gap with the driven-side clutch teeth.
According to this clutch mechanism, the drive-side clutch teeth and the driven-side clutch teeth are instantaneously engaged and disengaged. In the disengaged state, an appropriate gap is generated between the two clutch teeth. And improved the durability of the clutch teeth (silent clutch mechanism).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2867107 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned conventional silent clutch mechanism also has a point to be improved. That is, in recent years, there has been an increasing tendency to rotate the spindle at a higher speed than in the past, from the viewpoint of speeding up the screw tightening operation. If the drive gear and, consequently, the clutch pin are rotated at a higher speed than before in order to rotate the spindle at a higher speed than before, the impact when the driven clutch teeth engage with the tips of the clutch pins will increase, and as a result, the driven clutch The wear of the teeth and the clutch pins progresses in a shorter time than before.
As the wear of the driven clutch teeth and the clutch pins increases, the timing at which the driven clutch teeth are disengaged from the clutch pins and the clutch pins are returned to the upright state with the progress of the screw tightening becomes earlier. Is returned in the direction away from the driven clutch teeth, a sufficient gap is not generated between the two clutch teeth, and the two clutch teeth come into contact with each other to generate noise. In this state, the original function of the silent clutch mechanism is not exhibited (lifetime of the clutch mechanism), so that the power transmission function (basic function of the screw tightening machine) by the engagement of the clutch teeth is not impaired at all, but conventionally, The life of the screw tightening machine was at the stage.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problem, and the function of the clutch mechanism is not limited to the life of the screw tightening machine due to the progress of wear of both the driven clutch teeth and the clutch pin, but to the wear of the driven clutch teeth. It is an object of the present invention to provide a clutch mechanism capable of increasing the durability of a power tool such as a screw tightening machine by preventing the influence of the power tool.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the present invention provides a clutch mechanism having the configuration described in the claim.
According to the clutch mechanism of the first aspect, the position where the clutch pin starts to engage with the driven clutch teeth and the position where the clutch pin disengages are different. For this reason, even if the driven clutch teeth and the clutch pin are worn by receiving a large impact from each other at the beginning of the engagement, the clutch pin relatively moves to a different portion of the driven clutch tooth and disengages from the driven clutch tooth. Therefore, even if the clutch pin and a part of the driven clutch teeth (the position where the meshing starts) are worn due to the impact at the start of the meshing, the clutch pin passes through a different part (a part that is not worn) from the driven clutch teeth. Therefore, the above-mentioned wear can be affected only by the wear of the clutch pin and not by the wear of the driven clutch teeth. From this, the timing at which the driven clutch teeth disengage from the clutch pins can be maintained for a longer period of time than before without being affected by the wear at the position where the driven clutch teeth start to mesh, so that the clutch The durability (life) of the power tool as a whole can be improved.
According to the clutch mechanism of the second aspect, the clutch pin falls down in the direction orthogonal to the meshing surface of the driven clutch teeth at the position where the meshing starts, so that the relative rotational force of the drive gear with respect to the spindle (the driven gear) The relative rotation force of the clutch teeth) is efficiently received, and the clutch is tilted to the tilting position. According to this, the wear of the clutch pin itself can be reduced.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a front part of a
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a housing. An
The
[0007]
A thrust bearing 11 is interposed between the rear surface of the
At the front end of the
When the
As the screw tightening progresses, the tip of the
[0008]
The
Further, the
[0009]
As shown in the drawing, each
For this reason, the
As shown in FIG. 3, six driven
[0010]
With the
Further, since the
When the screw is set to the
[0011]
Further, when the
Through the above process, all the rotational power of the
[0012]
As the screw tightening proceeds, the tip of the
When the driven
[0013]
According to the
On the other hand, the driven
[0014]
That is, as shown in FIG. 7, the position where the
In FIG. 7, the movement trajectory L of the contact point of the
[0015]
A movement trajectory L 'indicated by a broken line with respect to the movement trajectory L is due to the
As shown in FIG. 8, the
The conventional
Also, if the timing of disengagement of the clutch pin from the driven clutch teeth is advanced, the transmission of power is interrupted at the time when the screw tightening is not completed, and as a result, poor screwing occurs.
[0016]
As described above, according to the
Thus, the timing at which the
Further, since the
[0017]
Various modifications can be made to the embodiment described above. For example, although the configuration in which each
Further, the configuration in which the three
In addition, the
Furthermore, although the screw tightening machine has been exemplified as the electric tool, the present invention can be similarly applied to a clutch mechanism of another electric tool.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a side view showing an internal structure of a front part of a screw tightening machine.
FIG. 2 is a front view of a drive gear, and is a plan view of drive-side clutch teeth and clutch pins in an upright state. In this drawing, a state is shown in which each clutch pin has fallen to the inclined position.
FIG. 3 is a rear view of the spindle and a plan view of a driven clutch tooth.
FIG. 4 is a development view of a clutch mechanism. This figure shows a state at the moment when the driven clutch teeth start engaging with the clutch pins. The clutch pin is in an upright state immediately before being brought down.
FIG. 5 is a development view of a clutch mechanism. This figure shows a state in which the driven clutch teeth mesh with the drive clutch teeth. The clutch pin is shown in a state where the clutch pin is tilted to the tilt position.
FIG. 6 is a development view of a clutch mechanism. This drawing shows a state immediately before disengagement from the clutch pin in a state where the driven clutch teeth are tilted.
FIG. 7 is a front view showing a movement trajectory of a contact position of a clutch pin with respect to an engagement surface, which is a view taken along line (7)-(7) of FIG. 3;
FIG. 8 is a view showing a conventional clutch mechanism, and is a plan view of a front end face of a drive gear. In this drawing, a state is shown in which each clutch pin has fallen to the inclined position.
[Explanation of symbols]
1. Screwdriver (power tool)
2 ...
13: stopper sleeve 20: clutch mechanism (silent clutch mechanism)
Reference numeral 21: drive side clutch teeth, 21a: meshing surface 22: driven side clutch teeth, 22a: meshing surface 23: clutch pin, 23a: engaging portion, 23b: holding portion 24: holding hole, 24a: guide portion, 24b: concave portion .., 24c... Front end (A)... Meshing start position (B)... Meshing position (C). Conventional clutch mechanism
Claims (2)
前記駆動ギヤは、前記スピンドルに向けて直立する直立位置と、当該駆動ギヤの回転方向後ろ側に傾倒した傾倒位置との間を傾倒可能に保持したクラッチピンを備え、
該クラッチピンが、前記従動側クラッチ歯との噛み合いにより前記傾倒位置に傾倒すると前記駆動側クラッチ歯が前記従動側のクラッチ歯に接近して両者のクラッチ歯が噛み合う一方、前記クラッチピンが前記従動側クラッチ歯から外れて該クラッチピンが前記直立位置に戻されると前記駆動側クラッチ歯が前記従動側クラッチ歯から離間して両クラッチ歯間にすき間が発生する構成としたクラッチ機構において、
前記クラッチピンは、前記直立位置から前記傾倒位置に向けて傾倒すると、前記従動側クラッチ歯に対する接触位置が変位して、噛み合い始めの接触位置とは異なる位置において前記従動側クラッチ歯から外れる構成としたクラッチ機構。A drive clutch tooth on the drive gear side and a driven clutch tooth on the spindle side interposed between a drive gear rotated by a motor and a spindle rotatably and axially movably supported by a housing. A clutch mechanism of an electric tool for transmitting rotation of the drive gear to the spindle by meshing with the spindle.
The drive gear includes a clutch pin that is tiltably held between an upright position that stands upright toward the spindle and a tilt position that is tilted rearward in the rotation direction of the drive gear,
When the clutch pin is tilted to the tilted position due to meshing with the driven clutch teeth, the driving clutch teeth approach the driven clutch teeth and both clutch teeth are engaged, while the clutch pin is driven by the driven pin. When the clutch pin is disengaged from the side clutch teeth and the clutch pin is returned to the upright position, the drive side clutch teeth are separated from the driven side clutch teeth and a gap is generated between the two clutch teeth.
When the clutch pin is tilted from the upright position toward the tilt position, the contact position with respect to the driven clutch tooth is displaced, and the clutch pin is disengaged from the driven clutch tooth at a position different from the contact position at which meshing starts. Clutch mechanism.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003061648A JP2004270787A (en) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | Clutch mechanism of power tool |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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2003
- 2003-03-07 JP JP2003061648A patent/JP2004270787A/en active Pending
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