JP2935338B2 - 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】本発明はクラッチの連結・解離時
の異音と衝撃の発生を改善したネジ締め機のクラッチ機
構に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】一般に、この種の電動スクリ
ュードライバなどのねじ締め機のクラッチ機構は、図１
０(a) (b) に示されるように、ドライバ本体側ａとドラ
イバビット側ｂの対向面にそれぞれ凸状のクラッチ爪２
５を形成し、これらの歯を噛合させることによりクラッ
チを繋いで動力を伝達させ、解離させることによりクラ
ッチを外して動力伝達を解除するように構成されてい
る。

【０００３】クラッチ爪２５の断面は同図(b) のように
形成され、互いに他と噛合する側面は傾斜している。し
たがって、噛合状態を維持させるためにはドライバ本体
をねじ締め側に押し付けておく必要がある。

【０００４】ところが、従来のクラッチ機構によれば、
ねじ締め作業時に例えば足場が悪くてねじ締め機に対す
る押し付け荷重が弱まってしまうと、ねじ締め途中でク
ラッチ爪が解離してしまい、必要な押し付け力が付与で
きないために再噛合ができなくなったり、無理に噛み合
わせようとすると、クラッチ爪同志がぶつかり合って異
音が発生したりする。また、クラッチ爪の噛合と解離と
が連続的に行なわれると、ドライバ本体に対する前後の
衝撃が大きくなり、作業性、操作性が悪化する。

【０００５】

【発明の目的】本発明は前記欠点を解消し、クラッチ爪
を２段階に連結・解離することにより、ねじ締め作業時
に異音の発生を防止し、衝撃を緩和することができるネ
ジ締め機のクラッチ機構をその目的とする。

【０００６】

【目的を達成するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電動スクリュードライバのクラッチ機
構は、ドライバ本体の回転駆動機構に連係するクラッチ
メントに対して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、クラッチメントとメインシャフト
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、上記メインシャフトの端部には凸状
に形成された複数の第１のクラッチ爪を上記軸心を中心
とする円周上に配置するとともに、第１のクラッチ爪の
外側の円周上には遠心力により軸を支点に回動して開閉
作動する複数の第２のクラッチ爪を配置し、該第２のク
ラッチ爪を閉じ方向にバネ付勢するとともに、上記クラ
ッチメントには、上記各第１のクラッチ爪に噛脱可能な
第１の凸状爪と上記各第２のクラッチ爪に噛脱可能な第
２の凸状爪とをそれぞれ上記軸心を中心とする内外の同
心円上に配置し、上記第１のクラッチ爪と第１の凸状爪
とが噛合してメインシャフトが回転したときに、第２の
クラッチ爪が遠心力により回動してクラッチメントの第
２の凸状爪に噛合可能に開くことを特徴とする。

【０００７】なお、前記第１のクラッチ爪は前記メイン
シャフトの端面に形成され、前記第２のクラッチ爪は前
記メインシャフトの端部の外周面上に設けるのが好まし
い。

【０００８】

【作用】前記構成によれば、ノーズ部の先端を被ネジ締
め材に押し付け移動させてドライバビットの先端をネジ
の頭部に係合させた状態でさらにノーズ部を押込むと、
第１のクラッチ爪と第１の凸状爪とが噛合してメインシ
ャフトが回転すると、第２のクラッチ爪が回転に基づく
遠心力により軸を支点に回動して開いてクラッチメント
の第２の凸状爪に噛合する。これによりクラッチが連結
し、ドライバビットが回転してネジを回転させながらノ
ーズ部の先端から被ネジ締め材中にねじ込んでいく。

【０００９】ねじ締め終了時に第２のクラッチ爪と第２
の凸状爪との噛合が外れると、クラッチが切れ、メイン
シャフトの回転が停止すると、開いた第２のクラッチ爪
はバネにより瞬時に閉じてしまい、第２の凸状爪にぶつ
かることがない。

【００１０】なお、ねじ締め作業時に例えば足場が悪く
てねじ締め機に対する押し付け荷重が弱まるようなとき
は、第２のクラッチ爪と第２の凸状爪が解離してクラッ
チが解離するが、今度はメインシャフトの第１のクラッ
チ爪とクラッチメントの第１の凸状爪とが噛合するの
で、メインシャフトが回転し、その遠心力により再度、
第２のクラッチ爪がクラッチメントの第２の凸状爪に噛
合する。

【００１１】しかも、このようにねじ締め時に押し付け
荷重を小さくすると、第２のクラッチ爪と第２の凸状爪
との噛合の外れ、第１のクラッチ爪と第１の凸状爪との
噛合、第２のクラッチ爪と第２の凸状爪との噛合、その
噛合の外れというように、噛脱が繰り返し断続的に行な
われるので、第２のクラッチ爪が第２の凸状爪に噛合す
る際にハンマーのように叩くように噛合する。

【００１２】

【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の前端のノーズ部ホルダ４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
５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）６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６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。

【００１３】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８と回転駆動機構に連係されたクラッチメント９とを
ドライバビット３の軸心Ｐの方向に摺動可能に配置する
とともに、クラッチメント９とメインシャフト８とを対
向させ、両者を連結、解離させるものである。

【００１４】メインシャフト８の前側にはドライバビッ
ト３の挿入孔１０が形成されている。この挿入孔１０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８の回転に追従する。また、メインシャフト８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。

【００１５】次に、図２、図３に示されるように、上記
メインシャフト８の後端部の端面には凸状に形成された
複数の第１のクラッチ爪１２が上記軸心Ｐを中心とする
円周上に配置されている。第１のクラッチ爪１２の一端
面（後述の第１の凸状爪と噛合する面）には傾斜面が形
成されている。

【００１６】また、メインシャフト８の端部の外周面に
は凹部１３が形成され、各凹部１３には複数の第２のク
ラッチ爪１４が配置されている。第２のクラッチ爪１４
は第１のクラッチ爪１２の外側の円周上に、第１のクラ
ッチ爪１２に対して約２０度ほどずれた位置に配置さ
れ、一端は軸１５によって回動自在に支持され、捩りコ
イルバネ１６（図２参照）により閉じ方向にバネ付勢さ
れているとともに、メインシャフト８が回転したときは
その遠心力により図４のように開き作動するように構成
されている。第２のクラッチ爪１４の先端面１４ａ（後
述の第２の凸状爪と噛合する面）には傾斜面が形成され
ている。

【００１７】これに対し、回転駆動機構を構成する最終
ギア１７（図１参照）のギア軸１８の端部は断面Ｄ字形
に形成され、この部位にはクラッチメント９が嵌合固定
され、最終ギア１７と一体に回転するように構成されて
いる。クラッチメント９のメインシャフト８に対向する
側の端部は、筒状に形成され、その内側にメインシャフ
ト８の各第１のクラッチ爪１２に噛脱可能な第１の凸状
爪１９と上記各第２のクラッチ爪１４に噛脱可能な第２
の凸状爪２０とが、それぞれ上記軸心Ｐを中心とする内
外の同心円上に配置されている。第１の凸状爪１９の一
端面（前記第１のクラッチ爪１２と噛合する面）と第２
の凸状爪２０の一端面（前記第２のクラッチ爪１４と噛
合する面）とには傾斜面が形成されている。

【００１８】なお、第１のクラッチ爪１２と第１の凸状
爪１９とは互いに簡単に解離するように各爪の高さは小
さく形成されている。また、第２の凸状爪２０の他端は
２段に形成されている。

【００１９】上記メインシャフト８とクラッチメント９
との間にはバネ２１が配置されている。このバネ２１に
より、メインシャフト８は常時前方側（クラッチメント
９から離反する方向）に付勢されている。

【００２０】さらに、ネジ締め機本体１のノーズ部ホル
ダの前端にはアジャストロッド２２が前後方向に摺動可
能に設けられ、このアジャストロッド２２にはアジャス
トナット２３が螺合している。これにより、アジャスト
ナット２３を回転させることにより、アジャスナット２
３とノーズ部２の後端面２４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。

【００２１】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のようにバネ２１が伸
びた状態にあり、メインシャフト８とクラッチメント９
とは離反している。そこで、ノーズ部２に供給されたネ
ジ６をネジ締めするにあたり、回転駆動機構を作動させ
て図５のようにノーズ部２の先端を被ネジ締め材７に押
し付けて後退移動させると、やがてドライバビット３の
先端がネジ６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、バネ２１のバネ力に抗してメインシ
ャフト８の端面の第１のクラッチ爪１２とクラッチメン
ト９の第１の凸状爪１９とが噛合して回転駆動機構のト
ルクがメインシャフト８に伝達されるのでメインシャフ
ト８が回転する。メインシャフト８が回転すると、第１
のクラッチ爪１２と第１の凸状爪１９との噛合は外れて
しまうが、図６のように回転の遠心力によりメインシャ
フト８の第２のクラッチ爪１４が開き作動してその外周
面から突出するので、図７、図８のように第２のクラッ
チ爪１４がクラッチメント９の第２の凸状爪２０に噛合
する。なお、第１のクラッチ爪１２と第１の凸状爪１９
との噛合が外れないうちに第２のクラッチ爪１４が開い
て第２の凸状爪２０に噛合する場合もある。このように
してクラッチ機構が連結され、ドライバビット３が回転
してネジ６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７中にねじ込んでいく。

【００２２】そして、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。その後のねじ込みによって負荷トルクがかかる
と、メインシャフト８はバネ２１により前進するので、
図９のように第２のクラッチ爪１４と第２の凸状爪２０
との噛合が外れてクラッチが解離し、ねじ締め作業が終
了する。このときメインシャフト８の回転が停止する
と、開いた第２のクラッチ爪１４は捩りコイルバネ１６
により瞬時に閉じてしまい、第２の凸状爪２０にぶつか
ることがないので、異音を発することがなく、前後への
衝撃も発生しない。

【００２３】なお、ねじ締め作業時に例えば足場が悪く
てねじ締め機に対する押し付け荷重が弱まるようなとき
は、押し付けに対する反力が大きくなって第２のクラッ
チ爪１４と第２の凸状爪２０との噛合が外れてクラッチ
が解離するが、メインシャフト８の端面の第１のクラッ
チ爪１２とクラッチメント９の第１の凸状爪１９とが噛
合する程度の押し付け荷重が加えられることにより再び
メインシャフト８が回転し、その遠心力により再度第２
のクラッチ爪１４がクラッチメント９の第２の凸状爪２
０に噛合する。この連続動作がスムーズに行なわれるの
で、この場合も、異音が発生したり前後方向への衝撃が
生じることはない。

【００２４】しかも、このようにねじ締め時に押し付け
荷重を小さくすると、第２のクラッチ爪１４と第２の凸
状爪２０との噛合の外れ、第１のクラッチ爪１２と第１
の凸状爪１９との噛合、第２のクラッチ爪１４と第２の
凸状爪２０との噛合、その噛合の外れというように、噛
合と噛合の外れとが繰り返し断続的に行なわれる際に、
第２のクラッチ爪１４が第２の凸状爪２０に噛合する際
にハンマーのように叩くように噛合するので、インパク
トドライバ的に使用することができ、特に締め付けトル
クを必要とする作業には効果を発揮する。

【００２５】

【効果】本発明によれば、第１のクラッチ爪と第１の凸
状爪とが噛合してメインシャフトが回転することによ
り、第２のクラッチ爪が遠心力により開いてメインシャ
フトの端部の外周面から突出してクラッチメントの第２
の凸状爪に噛合して、クラッチメントからドライバビッ
トへ動力が伝達され、ねじ込み作業が可能となる。とこ
ろで、第２のクラッチ爪と第２の凸状爪との噛合が外れ
てクラッチが解離すると、メインシャフトの回転が停止
し、開いた第２のクラッチ爪は瞬時に閉じてしまい、第
２の凸状爪にぶつかることがないので、異音を発するこ
とがなく、前後への衝撃も発生しない。

【００２６】また、ねじ締め作業時に例えば足場が悪く
てねじ締め機に対する押し付け荷重が弱まっても、第２
のクラッチ爪と第２の凸状爪との噛合の外れ、第１のク
ラッチ爪と第１の凸状爪との噛合という連続動作がスム
ーズに行なわれるので、この場合も異音が発生したり前
後方向への衝撃が生じたりすることはない。

【００２７】しかも、このようにねじ締め時に押し付け
荷重を小さくすると、第２のクラッチ爪が第２の凸状爪
に噛合する際にハンマーのように叩くように噛合するの
で、インパクトドライバ的に使用することができ、特に
締め付けトルクを必要とする作業には効果を発揮する。

【００２８】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。

【００２９】なお、第１のクラッチ爪をメインシャフト
の端面に形成し、第２のクラッチ爪をメインシャフトの
端部の外周面上に設けた場合は、メインシャフトの回転
に基づく遠心力による第２のクラッチ爪の開閉動作が円
滑に行なわれる。

【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
クラッチメントの対向面の斜視図

【図４】第２のクラッチ爪の開き状態を示す斜視図

【図５】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６】図５のＹーＹ線上の断面図

【図７】第２のクラッチと第２の凸状爪との噛合状態を
示す縦断面図

【図８】図７のＺーＺ線上の断面図

【図９】ネジ締め終了時のクラッチ機構の作動状態の縦
断面図

【図１０】(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 ８ メインシャフト ９ クラッチメント １２ 第１のクラッチ爪 １４ 第２のクラッチ爪 １９ 第１の凸状爪 ２０ 第２の凸状爪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B25B 21/00 530 B25B 23/14 B25B 23/157 F16D 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライバ本体の回転駆動機構に連係する
   クラッチメントに対して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、クラッチメントとメイン
   シャフトとを対向させ、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、 上記メインシャフトの端部には凸状に形成された複数の
   第１のクラッチ爪を上記軸心を中心とする円周上に配置
   するとともに、第１のクラッチ爪の外側の円周上には遠
   心力により軸を支点に回動して開閉作動する複数の第２
   のクラッチ爪を配置し、該第２のクラッチ爪を閉じ方向
   にバネ付勢するとともに、 上記クラッチメントには、上記各第１のクラッチ爪に噛
   脱可能な第１の凸状爪と上記各第２のクラッチ爪に噛脱
   可能な第２の凸状爪とをそれぞれ上記軸心を中心とする
   内外の同心円上に配置し、 上記第１のクラッチ爪と第１の凸状爪とが噛合してメイ
   ンシャフトが回転したときに、第２のクラッチ爪が遠心
   力により回動してクラッチメントの第２の凸状爪に噛合
   可能に開く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１のクラッチ爪は前記メインシャ
   フトの端面に形成され、前記第２のクラッチ爪は前記メ
   インシャフトの端部の外周面上に設けられた請求項１記
   載のネジ締め機のクラッチ機構。