JP2900978B2 - ネジ締め機のクラッチ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はネジ締め機においてねじ
締め作業時に回転駆動機構の動力の伝達をドライバビッ
トに対して断続させるクラッチ機構に関する。

【０００２】

【従来技術】一般に、ネジ締め機にはネジを締め込むド
ライバビットとその回転駆動機構とが設けられていると
ともに、両者間の動力伝達を断続させるクラッチ機構が
設けられている。

【０００３】従来のクラッチ機構は図９(a) のように、
ドライバビット側のクラッチ手段と回転駆動機構側のク
ラッチ手段とにそれぞれ互いに噛脱可能な爪２５、２６
を設け、両方の爪２５、２６を噛脱させるころにより動
力の伝達を断続させるものである。これらの爪２５、２
６は台形に形成され、その噛み合う角部は鈍角に形成さ
れ、両クラッチ手段の爪２５、２６を噛合させることに
よりドライバビットと回転駆動機構とを連結させ、ネジ
締め終了時に両クラッチ手段の噛合を解離させることに
より上記連結を解除させるように構成されていた。

【０００４】ところで、両方の爪２５、２６が噛合して
回転駆動機構のトルクがドライバビットに伝達される
と、ネジ締め中は常にネジ締め機本体後ろ側に反力ｆ´
が働くため、作業者は上記反力ｆ´に抗してネジ締め機
を押し付けていなければならなかった。

【０００５】そして、ネジ締め途中でネジ締め機の押し
付けを緩めたり、ネジ締め終了時にはネジ締め機をネジ
から離したりすると、ネジ締め機に対する押付け荷重が
小さくなるので、同図(b) のように、クラッチ手段の爪
２５、２６の噛合が極端に浅くなり、噛合と解離が短時
間で繰り返されて異常な機械音や振動が連続的に発生
し、作業者に不快感を与えたり、クラッチ手段の摩耗を
早める原因となったりしていた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は前記欠点を解消し、異常な機械
音や振動の発生がなく、耐久性を向上させることができ
るネジ締め機のクラッチ機構を提供することをその目的
とする。

【０００７】

【目的を達成するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るネジ締め機のクラッチ機構は、ネジ締
め機のクラッチ機構は、ネジ締め用のドライバビットを
保持するメインシャフトと回転駆動機構に連結されたク
ラッチ板とをドライバビットの軸心方向に摺動可能に配
置するとともに、クラッチ板とメインシャフトの端面と
を対向させ、両者を連結、解離するネジ締め機のクラッ
チ機構において、クラッチ板とメインシャフトの対向面
にそれぞれ互いに噛脱可能で、噛み合う角部が略直角の
凸状爪を形成するとともに、メインシャフトをクラッチ
板から離反させる方向に付勢する第１のバネと、クラッ
チ板をメインシャフト側に付勢する第２のバネと、所定
のねじ込み深さに達する直前にクラッチ板を第１のバネ
に抗してメインシャフトから強制的に離反させるように
移動させる戻し手段と、戻し手段とクラッチ板との間に
配置される第３のバネとを設け、通常時はメインシャフ
トとクラッチ板とを離反させておき、ネジにドライバビ
ットを押し付けることによりドライバビットとともに第
１のバネに抗して移動したメインシャフトの端面の凸状
爪とクラッチ板の凸状爪とを噛合連結させ、所定のねじ
込み深さに達したときに戻し手段と第３のバネとによっ
て第２のバネに抗してクラッチ板をメインシャフトから
離反させて上記凸状爪の噛合連結を解除させることを特
徴とする。

【０００８】なお、前記第３のバネに代えて、戻し手段
とクラッチ板とに互いに反発するように配置された磁性
体を設けてもよい。

【０００９】

【作用】通常時はメインシャフトとクラッチ板とは離反
している。ネジ締めにあたり、ドライバビットの先端を
ネジに係合した状態で第１のバネに抗して押し込むと、
メインシャフトの端面の凸状爪とクラッチ板の凸状爪と
が噛合し、クラッチ機構が連結され、回転駆動機構のト
ルクがメインシャフトに伝達されるのでドライバビット
が回転し、ネジを回転させながらノーズ部の先端から押
し出して被ネジ締め材中にねじ込んでいく。

【００１０】そして、所定のネジ締め深さに達したとき
に戻し手段と第３のバネとにより第２のバネに抗してク
ラッチ板をメインシャフトから離反させることにより、
クラッチ板とメインシャフトの凸状爪の噛合を解除させ
る。

【００１１】ねじ締め作業終了後にドライバビットをネ
ジから離すと、第１のバネによりメインシャフトはクラ
ッチ板から離反するように移動する。同時にクラッチ板
も第２のバネにより、戻し手段も第３のバネによりそれ
ぞれ元の位置に復帰移動しようとするが、クラッチ板に
対する第３のバネによる押圧力は極く短時間であるが残
り、このためクラッチ板の復帰移動が遅延するから、凸
状爪の解離が完全になり、その後全体が初期状態に復帰
する。

【００１２】なお、上記第３のバネに代えて、戻し手段
とクラッチ板とに互いに反発するように配置された磁性
体を設ける構成としても同じ作用が期待できる。

【００１３】

【実施例】図１はネジ締め機の縦断面図で、符号１はネ
ジ締め機本体、２はノーズ部である。ネジ締め機本体１
の内部にはネジ締め用のドライバビット３とその回転駆
動機構（図示せず）が設けられ、ノーズ部２はネジ締め
機本体１に対してドライバビット３の軸心方向に相対的
に移動可能に設けられ、バネ４により常時離反方向に付
勢されている。ノーズ部２の先端にはネジ（連結ネジ）
５が供給されている。そして、回転駆動機構によりドラ
イバビット３を回転させた状態でノーズ部２を被ネジ締
め材に対して押し付けて後退移動させることにより相対
的に前方に移動したドライバビット３が突出してネジ頭
部に係合し、ネジを回転させながらノーズ部２の先端か
ら押し出して被ネジ締め材中にねじ込むものである。

【００１４】ところで、ドライバビット３と回転駆動機
構との間にはクラッチ機構が設けられている。このクラ
ッチ機構は、ドライバビット３を保持するメインシャフ
ト６と回転駆動機構に連結されたクラッチ板７とをドラ
イバビット３の軸心方向に摺動可能に配置するととも
に、クラッチ板７とメインシャフト６の端面とを対向さ
せ、両者を連結、解離させるものである。

【００１５】メインシャフト６の前側にはドライバビッ
ト３の挿入孔８が形成されている。この挿入孔８はドラ
イバビット３の断面と同じ多角形状に形成されている。
このため、ドライバビット３の回転はメインシャフト６
の回転に追従する。メインシャフト６の後側には回転駆
動機構のギア軸１０の挿入孔９が形成されている。ま
た、メインシャフト６はネジ締め機本体１に固定された
シャフトガイド１１の内側に回転自在に案内支持されて
いる。なお、シャフトガイド１１の外側には筒状の戻し
手段１２が同軸上に摺動自在に嵌合している。この戻し
手段１２の外周には鍔部１３が形成され、また、鍔部１
３の一部からＬ字形の連結片１４が延長形成されてい
る。

【００１６】これに対し、回転駆動機構を構成する最終
ギア１５のギア軸１０は上述のようにメインシャフト６
の後側の挿入孔９に挿入されている。そして、ギア軸１
０と挿入孔９の底壁との間には第１のバネ１５が配置さ
れている。第１のバネ１５により、メインシャフト６は
常時前方側（クラッチ板７から離反させる方向）に付勢
されている。

【００１７】次に、上記ギア軸１０にはクラッチ板７が
ギア軸１０の軸心方向に摺動可能に貫通支持されてい
る。また、クラッチ板７の中央の貫通孔１６とクラッチ
板７の摺動範囲におけるギア軸１０の断面はＤ形に形成
され、クラッチ板７はギア軸１０に追従して回転するよ
うに設けられている。さらに、クラッチ板７と上記最終
ギア１５の前面との間には第２のバネ１７が配置され、
第２のバネ１７によりクラッチ板７は常時前方（クラッ
チ板７をメインシャフト６側に付勢する方向）に付勢さ
れている。

【００１８】また、クラッチ板７の外周にはクラッチリ
ング１８が配置され、クラッチリング１８と上記シャフ
トガイド１１上の戻し手段１２の鍔部１３との間には第
３のバネ１９が配置されている。

【００１９】なお、初期状態では第３のバネ１９よりも
第２のバネ１７のバネ力の方が大きく、そして図４、図
５の状態では第２のバネ１７よりも第３のバネ１９のバ
ネ力の方が大きくなるように設定されている。

【００２０】次に、クラッチ板７の前面はメインシャフ
ト６の後面と対向し、メインシャフト６とクラッチ板７
の対向面には、図３に示されるように、それぞれ互いに
噛脱可能な凸状爪２０、２１が形成されている。これら
の凸状爪２０、２１は噛み合う角部が略直角に形成され
ている。上記角部は直角であるのが望ましい。

【００２１】さらに、ネジ締め機本体１とノーズ部２と
の間には、上記戻し手段１２の駆動機構が設けられてい
る。この駆動機構は、前後に移動可能に配置されたアジ
ャストロッド２２の前部にアジャストナット２３を螺合
し、アジャストナット２３をノーズ部２の後端面に当接
可能に配置するとともに、アジャストロッド２２の後端
面に上記戻し手段１２の連結片１４の端部を当接させた
もので、アジャストロッド２２はネジ締め機本体１に固
定されたホルダ２４に螺合されている。

【００２２】なお、ホルダ２４の中間部は切欠きされ、
この空間部に、アジャストロッド２２とともに回転する
ように（前記クラッチ板７とギア軸１０と同じ構成によ
り）形成されたアジャストリング２５が配置されてい
る。また、アジャストナット２３の端部には、図２のよ
うにＶ字溝２６が形成され、Ｖ字溝２６はネジ締め機本
体１に形成された凸条２７に係合し、アジャストナット
２３は回転しないように構成されている。したがって、
アジャストリング２５を回転させることにより、アジャ
ストロッド２２が回転するが、アジャストナット２３は
回転しないので、アジャストナット２３はアジャストロ
ッド２２の軸方向に沿って移動する。これにより、アジ
ャストナット２３とノーズ部２の後端面とが所定のネジ
締め深さに達する直前に当接するように当接位置を調整
することができる。

【００２３】次に、前記構成のネジ締め機の作動態様に
ついて説明すると、通常時は図１のように第２のバネ１
７が伸び切った状態にあり、メインシャフト６とクラッ
チ板７とは離反している。そこで、ノーズ部２に供給さ
れた連結ネジの先端ネジ２８をネジ締めするにあたり、
回転駆動機構を作動させて図３のようにノーズ部２の先
端を被ネジ締め材２９に押し付けて後退移動させると、
ドライバビット３の先端がネジ２８の頭部に係合する。
その状態でさらにノーズ部２を押込むとメインシャフト
６の端面の凸状爪２０とクラッチ板７の凸状爪２１とが
噛合し（図７参照）、クラッチ機構が連結され、回転駆
動機構のトルクがメインシャフト６に伝達されるのでド
ライバビット３が回転し、ネジ２８を回転させながらノ
ーズ部２の先端から押し出して被ネジ締め材２９中にね
じ込んでいく。このとき、ドライバビット３の押込み荷
重により第１のバネ１５が撓む。

【００２４】なお、ネジ締めの途中でネジ締め機に対す
る押し付け荷重を小さくしても、凸状爪２０、２１間に
は両者を離反させようとする反力は生じないとともに、
凸状爪２０、２１間の噛合による摩擦力のため、噛合が
解除するようなことはない。

【００２５】そして、図４に示すように、所定のねじ込
み深さに達する直前にノーズ部２の後端面２４がアジャ
ストナット２３に当接するが、それ以上ノーズ部２を後
退移動すると、アジャストナット２３とともにアジャス
トロッド２２が後退移動し、同時に戻し手段１２を後退
させる。所定のねじ込み深さに達したとき、図５に示さ
れるように、戻し手段１２が第３のバネ１９を介してク
ラッチ板７を第２のバネ１７に抗して強制的にメインシ
ャフト６から離反させる。このため、メインシャフト６
とクラッチ板７の凸状爪２０、２１の噛合が解除し始め
る。クラッチ機構が解離した瞬間、凸状爪２０、２１の
噛合による摩擦抵抗がなくなるので、第３のバネ１９が
さらにクラッチ板７をメインシャフト６から離反させて
凸状爪２０、２１を引き離す方向に作用する。

【００２６】ねじ締め作業終了後にドライバビット３を
ネジから離すと、第１のバネ１５によりメインシャフト
６はクラッチ板７から離反するように移動する。同時に
クラッチ板７も第２のバネ１７により、戻し手段１２も
第３のバネ１９によりそれぞれ元の位置に復帰移動しよ
うとするが、図６に示されるようにクラッチ板７に対す
る第３のバネ１９による押圧力は極く短時間ではあるが
残る。このため、クラッチ板７の復帰移動が遅延するか
ら、メインシャフト６とクラッチ板７との距離は開き、
凸状爪２０、２１の解離が完全になり、機械音等は発生
しない。その後全体が初期状態に復帰する。

【００２７】なお、前記実施例において、第３のバネ１
９に代えて、図９のように、永久磁石１９ａ、１９ｂの
ような磁性体に置き換えてもよい。もちろん、上記磁石
１９ａ、１９ｂは同じ磁極が互いに向き合って反発する
ように配置される。

【００２８】

【効果】本発明のクラッチ機構によれば、凸状爪の噛み
合う角部が略直角に形成されているので、ネジ締め時に
反力を受けない。このため、従来のクラッチ機構を備え
たネジ締め機よりも押し付け荷重が小さくなる。

【００２９】また、ネジ締め終了時にはメインシャフト
とクラッチ板とは第３のバネにより確実に解離させられ
るので、凸状爪がぶつかり合って異常な機械音や振動が
連続的に発生し、作業者に不快感を与えることがない。
したがって、ねじ締め作業を快適に行なうことができ
る。

【００３０】さらに、凸状爪が連続的にぶつかり合うこ
とによる摩耗が防止されるので、クラッチ機構の耐久性
が向上する。

【００３１】なお、上記第３のバネを互いに反発するよ
うに配置された磁性体に代えても、同じ効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクラッチ機構を有するネジ締め機
の要部の縦断面図

【図２】図１のＸーＸ線上の断面図

【図３】上記クラッチ機構を構成するメインシャフトと
クラッチ板の対向面の斜視図

【図４】ネジ締め初期の上記クラッチ機構の作動状態の
縦断面図

【図５】ネジ締め終了直後の上記クラッチ機構の作動状
態の縦断面図

【図６】ネジ締め終了後の上記クラッチ機構の作動状態
の縦断面図

【図７】凸状爪の噛合状態の拡大図

【図８】他の実施例の要部の断面図

【図９】(a) (b) は従来のクラッチ機構の作動説明図

【符号の説明】

３ ドライバビット ６ メインシャフト ７ クラッチ板 １５ 第１のバネ １７ 第２のバネ １９ 第３のバネ ２０ 凸状爪 ２１ 凸状爪

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネジ締め用のドライバビットを保持する
   メインシャフトと回転駆動機構に連結されたクラッチ板
   とをドライバビットの軸心方向に摺動可能に配置すると
   ともに、クラッチ板とメインシャフトの端面とを対向さ
   せ、両者を連結、解離するネジ締め機のクラッチ機構に
   おいて、 クラッチ板とメインシャフトの対向面にそれぞれ互いに
   噛脱可能で、噛み合う角部が略直角の凸状爪を形成する
   とともに、 メインシャフトをクラッチ板から離反させる方向に付勢
   する第１のバネと、クラッチ板をメインシャフト側に付
   勢する第２のバネと、所定のねじ込み深さに達する直前
   にクラッチ板を第１のバネに抗してメインシャフトから
   強制的に離反させるように移動させる戻し手段と、戻し
   手段とクラッチ板との間に配置される第３のバネとを設
   け、 通常時はメインシャフトとクラッチ板とを離反させてお
   き、ネジにドライバビットを押し付けることによりドラ
   イバビットとともに第１のバネに抗して移動したメイン
   シャフトの端面の凸状爪とクラッチ板の凸状爪とを噛合
   連結させ、 所定のねじ込み深さに達したときに戻し手段と第３のバ
   ネとによって第２のバネに抗してクラッチ板をメインシ
   ャフトから離反させて上記凸状爪の噛合連結を解除させ
   ることを特徴とするネジ締め機のクラッチ機構。
2. 【請求項２】 前記第３のバネに代えて、戻し手段とク
   ラッチ板とに互いに反発するように配置された磁性体を
   設けた請求項１記載のネジ締め機のクラッチ機構。