JP3238639B2 - 電動スクリュドライバのサイレントクラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじの締め付け作
業に用いられる電動スクリュドライバのクラッチ機構に
関し、詳しくはねじを所定深さまで締付けた時にモータ
からの回転力を遮断してねじ締めを停止するとともに、
その後モータが回転し続けても静かに空転して騒音を発
しないクラッチ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような機能を有するサイレ
ントクラッチ機構としては、例えば特公平３−５９５２
号公報に開示されているものが知られている。この従来
のクラッチ機構の構成を、同公報の図２ａを援用した図
１４に基づいて説明すると、このクラッチ機構５０は、
第１および第２のクラッチエレメント５１，５２と、中
間クラッチエレメント５３を有している。第１クラッチ
エレメント５１はスピンドル５４に回転可能に支持さ
れ、スピンドル５４は第１クラッチエレメント５１に対
して軸方向へ移動可能に支持され、中間クラッチエレメ
ント５３はスピンドル５４に軸方向移動可能に支持さ
れ、第２クラッチエレメント５２はスピンドル５４に固
定されている。

【０００３】第１クラッチエレメント５１の外周面には
駆動ギャ部５１ａが形成されて、図示省略されたモータ
のピニオンギャが噛み合わされている。また、この第１
クラッチエレメント５１の図示下面にはクラッチ歯とし
てのカムメンバ５１ｂが形成されている。中間クラッチ
エレメント５３の図示上面には、このカムメンバ５１ｂ
に噛み合うカムメンバ５３ａが形成され、図示下面には
係合メンバ５３ｂが形成されている。第２クラッチエレ
メント５２の図示上面には、この係合メンバ５３ｂに噛
み合う係合メンバ５２ａが形成されている。

【０００４】なお、第１クラッチエレメント５１と中間
クラッチエレメント５３との間には圧縮コイルバネ（図
示省略）が介装されているため、中間クラッチエレメン
ト５３は第１クラッチエレメント５１から離れる方向す
なわち第２クラッチエレメント５２に近づく方向に付勢
されている。

【０００５】このような構成により、ストッパスリーブ
５５の先端が被締付材Ｗに当接するまでの過程において
は、第１クラッチエレメント５１と中間クラッチエレメ
ント５３および中間クラッチエレメント５３と第２クラ
ッチエレメント５２とは図示するように噛み合っている
ため、このクラッチ機構５０を経てモータの回転力がス
ピンドル５４に伝達されてねじ類Ｓが被締付材Ｗに締め
込まれていく。ストッパスリーブ５５の先端が被締付材
Ｗに当接した後、さらにスピンドル５４が回転してねじ
類Ｓの締め込みが進行すると、中間クラッチエレメント
５３および第２クラッチエレメント５２がスピンドル５
４と一体となって図示下方に移動するが第１クラッチエ
レメント５１は移動しないので、第１クラッチエレメン
ト５１と中間クラッチエレメント５３は徐々に相互に離
れていく。そして、ねじ類Ｓが所定の深さまで締め込ま
れると第１クラッチエレメント５１と中間クラッチエレ
メント５３との噛合いが外れ、この瞬間に中間クラッチ
エレメント５３への回転力の伝達が遮断され、スピンド
ル５４の回転が停止される。そして、中間クラッチエレ
メント５３に対して駆動力が遮断されると、これと同時
に中間クラッチエレメント５３は圧縮コイルバネにより
第１クラッチエレメント５１から離れる方向すなわち第
２クラッチエレメント５２に近づく方向に移動し、従っ
て第１クラッチエレメント５１と中間クラッチエレメン
ト５３との間に適正な隙間が確保されて、第１クラッチ
エレメント５１は空転し、これによりクラッチ機構５０
の静かな空転状態が実現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のクラッチ機構５０にあっては、第１クラッチエ
レメント５１の空転状態を得るためには中間クラッチエ
レメント５３を不可欠の要素とする構成であるので、そ
の分だけ部品点数が増えかつ重量が増加し、またこの中
間クラッチエレメント５３を介在させるためのスペース
を必要とするため電動スクリュドライバの機長が長くな
ってしまう問題があった。さらに、中間クラッチエレメ
ント５３の両側面には第１および第２クラッチエレメン
ト５１，５２に対する噛合い歯としてのカムメンバ５３
ａおよび係合メンバ５３ｂを設ける必要があり、この点
で、この中間クラッチエレメント５３の耐久性、耐摩耗
性あるいは加工精度等について一定以上のレベルを確保
する必要があるためコスト高となる問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来の中間クラッ
チエレメントに相当する部材を排除して、重量増加、機
長の増加さらにはコストアップを招くことなく静かな空
転状態を実現できる、電動スクリュドライバのサイレン
トクラッチを提供することを目的とする。

【０００８】

【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サイレントクラッチとした。請
求項１の記載において、ピンとは、クラッチ機構におけ
る一種のクラッチ歯手段として構成されるものである。

【０００９】上記の構成によれば、駆動ギャにはスピン
ドルのクラッチ歯に向けてピンが設けられ、このピン
は、当該スクリュドライバが押し付けられてスピンドル
が相対的に後退すると、クラッチ歯が当該ピンの先端部
に係合され、これによりこのピンは直立位置から回転方
向後ろ側に傾動して傾斜位置に至るとともに該ピンがク
ラッチ歯に噛み合って回転力の伝達がなされる。

【００１０】ねじ締めの進行によりクラッチ歯とピンの
噛合いは徐々に浅くなり、ねじ締めが完了した時点でク
ラッチ歯とピンの噛合いが外れる。すると、ピンは駆動
ギャとスピンドルとの間に介装された弾性部材により傾
斜位置から直立位置に戻され、ピンとクラッチ歯との間
には軸方向の隙間が発生し、従って駆動ギャは静かに空
転する。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
〜図１３に基づいて説明する。先ず、第１の実施の形態
を図１〜図６にしたがって説明する。図１は本例のクラ
ッチ機構４が適用された電動スクリュドライバ１の全体
を示している。図中２は、この電動スクリュドライバ１
のハウジングであり、このハウジング２の中央にはモー
タ３が収容されている。このモータ３はトリガ８を押し
操作している間起動し、トリガ８から指を離して押し操
作を止めると停止する。このモータ３の出力軸にはピニ
オンギャ部３ａが形成されており、このピニオンギャ部
３ａはスピンドル５の後端寄り（図示右端部寄り）に支
持された駆動ギャ１１に噛み合っている。

【００１２】スピンドル５は、軸受９ａ，９ｂを介して
ハウジング２に回転可能かつ軸方向に移動可能に支承さ
れている。上記した駆動ギャ１１は、このスピンドル５
の後端部寄りにおいて当該スピンドル５とは独立して回
転自在かつ軸方向へ移動可能に支持されており、モータ
３が起動するとこの駆動ギャ１１はスピンドル５のまわ
りを回転する。駆動ギャ１１の後面側（図示右側面側）
はスピンドル５に遊嵌されたスラスト軸受１０により支
持されており、このスラスト軸受１０は後述の圧縮コイ
ルバネ１９によって常にハウジング２に対して位置固定
されている。

【００１３】上記駆動ギャ１１の前面（図示左面）には
第１クラッチ歯１１ｂ〜１１ｂが突出形成されている。
この第１クラッチ歯１１ｂは、図２に示すように周方向
三等分位置の三箇所に放射状に形成されている。隣接す
る第１クラッチ歯１１ｂ，１１ｂ間には保持孔１３が一
箇所づつ合計三箇所に形成されており、各保持孔１３に
はピン１２が一つづつ保持されている。このピン１２
は、図３によく示されているように鍔付きピンであり、
鍔部１２ａとこの鍔部１２ａよりも小径かつ同心の円柱
体をなす本体部１２ｂとを有している。

【００１４】一方、各保持孔１３は、ピン１２の本体部
１２ｂを挿入するのに必要かつ十分な径で、駆動ギャ１
１を板厚方向に貫通して形成された孔本体１３ａと、こ
の孔本体１３ａの図示上側（駆動ギャ１１の後面側）に
は同心かつ段付き状に形成された、ピン１２の鍔部１２
ａを嵌込み可能な径の受け孔１３ｃと、ピン１２が図中
二点鎖線で示す位置（以下、「傾斜位置」という）にま
で傾動することを許容するための逃がし凹部１３ｂとか
ら構成されている。逃がし凹部１３ｂは、孔本体１３ａ
の、駆動ギャ１１の回転方向（図中矢印で示した方向）
の後ろ側に連続して、かつその側壁は孔本体１３ａの図
示上端から下端に到って一定の角度θ2で傾斜して図示
下方へ開拡状に形成されている。

【００１５】受け孔１３ｃの深さは、ピン１２の鍔部１
２ａの板厚と同一寸法に設定されているため、ピン１２
が図中実線で示す位置（以下、「直立位置」という）に
ある状態において駆動ギャ１１の後面（図示上面）と鍔
部１２ａの後面（図示上面）とはほぼ面一に揃ってい
る。また、この受け孔１３ｃの側壁１３ｄは図示するよ
うに一定の角度θ1 で図示上方へ開拡する方向に傾斜し
ており、これによりピン１２が傾斜位置に傾動する際の
鍔部１２ａに対する逃げが確保されている。この側壁１
３ｄの傾斜角度θ1 と上記逃がし凹部１３ｂの側壁の傾
斜角度θ2 は同じ角度に設定されており（θ1 ＝θ2 ＝
θ）、この傾斜角度θがピン１２の最大傾斜角度となっ
ている。従って、ピン１２が、鍔部１２ａの図示左側の
下角部１２ｃを支点として直立位置から傾斜位置に傾動
すると、鍔部１２ａの周面がそのほぼ半周にわたって受
け孔１３ｃの側壁１３ｄに当接されると同時に、本体部
１２ｂのほぼ半周にわたる周面が逃がし凹部１３ｂの側
壁に当接される。この傾斜位置にある状態においてピン
１２は駆動側のクラッチ歯として機能するのであり、従
って上記傾斜角度θは第１クラッチ歯１１ｂの歯面の傾
斜角度さらには後述する第２クラッチ歯１４ａの歯面の
傾斜角度にほぼ一致している。なお、図３ではθ1 ＝θ
2 ＝θ＝約２３°に設定されたものが例示されている。

【００１６】ところで、ピン１２が図中実線で示した直
立位置にある状態において、鍔部１２ａの後面（図示上
面）は駆動ギャ１１の図示上面に面一に揃っていること
は上記したとおりであるが、このピン１２が傾斜位置に
まで傾動されると鍔部１２ａの図示右側の上角部１２ｄ
は寸法Ｌ1 だけ図示上方へ変位する。例えば、鍔部１２
ａの直径をａ、板厚をｔとすると、ピン１２が直立位置
からθ＝２３°傾動して傾斜位置に至ると、鍔部１２ａ
の上記上角部１２ｄは、 Ｌ1 ＝ａＳｉｎθ−ｔ＋ｔＣｏｓθ ＝０．３９ａ−０．０８ｔ だけ駆動ギャ１１の図示上面から突き出た位置に変位す
る。すなわち、ａ＝７ｍｍ、ｔ＝２ｍｍとすると上記上
角部１２ｄはＬ1 ＝約２．６ｍｍだけ上方へ変位する。

【００１７】また、ピン１２が直立位置にある時には、
その本体部１２ｂは駆動ギャ１１の前面（図示下面）か
ら寸法Ｌ2 だけ突出され、この寸法Ｌ2 は上記した第１
クラッチ歯１１ｂの高さと一致している（図４の分図
(a) 、図５の分図(a)(b)、図６の分図(e) 参照）。一
方、ピン１２が鍔部１２ａの下角部１２ｃを支点として
角度θだけ傾動されてその傾斜位置に至った状態におい
ては、本体部１２ｂは駆動ギャ１１の図示下面から寸法
Ｌ3 だけ突出され、この寸法Ｌ3 は、図からも明らかな
ように上記寸法Ｌ2 よりも小さく（Ｌ2 ＞Ｌ3 ）、従っ
てクラッチ歯１１ｂの高さよりも小さくなる（図５の分
図(c) 、図６の分図(d) 参照）。しかも、鍔部１２ａの
径は本体部１２ｂの径よりも大きいことから、Ｌ1 ＞Ｌ
2 −Ｌ3 となる。

【００１８】次に、図１に戻って上記説明した駆動ギャ
１１の前方（図示左方）であって、スピンドル５の軸方
向ほぼ中央にはフランジ部１４が一体に形成され、この
フランジ部１４の後面（図示右側面）には、上記第１ク
ラッチ歯１１ｂに噛み合う第２クラッチ歯１４ａ〜１４
ａが形成されている。なお、このフランジ部１４と上記
駆動ギャ１１との間に前記した圧縮コイルバネ１９が装
着されている。

【００１９】上記第２クラッチ歯１４ａは、図２におい
て二点鎖線で示したように周方向六等分位置に放射状に
配置されている。また、この第２クラッチ歯１４ａのフ
ランジ部１４からの突出高さは、第１クラッチ歯１１ｂ
と同じ寸法Ｌ2 となっている。ここで、この第２クラッ
チ歯１４ａ〜１４ａの、第１クラッチ歯１１ｂ〜１１ｂ
およびピン１２〜１２に対する位置関係について説明す
る。図５の各分図には駆動ギャ１１およびフランジ部１
４の展開図が示されているが、同図の分図(b)に示す状
態は、当該スクリュドライバ１をねじＳの締め込み方向
に押し付けることによりスピンドル５ひいてはフランジ
部１４が駆動ギャ１１に押し付けられているが、ピン１
２は未だ直立位置にあってクラッチ機構４が接続されて
いない状態であり、この時には各第２クラッチ歯１４ａ
は第１クラッチ歯１１ｂとピン１２との間にそれぞれ一
つづつ入り込み、第１クラッチ歯１１ｂと第２クラッチ
歯１４ａは噛み合っていない。ところが、分図(c) に示
す状態は上記状態から、駆動ギャ１１がフランジ部１４
に対して回転方向（図中矢印で示した方向）に相対的に
変位して第２クラッチ歯１４ａによりピン１２が直立位
置から傾斜位置に傾動され、これにより駆動ギャ１１の
回転力がピン１２と第２クラッチ歯１４ａとの噛合いを
経てスピンドル５に伝達されている状態であり、しかも
ピン１２を傾動させている第２クラッチ歯１４ａに隣接
する第２クラッチ歯１４ａと駆動側の第１クラッチ歯１
１ｂが噛み合った状態が示されている。このように、従
動側の第２クラッチ歯１４ａ〜１４ａは、駆動ギャ１１
側のピン１２を傾動させて回転力が伝達される状態にお
いて、同時に第１クラッチ歯１１ｂと噛み合うよう、第
１クラッチ歯１１ｂおよびピン１２に対する位置関係が
設定されている。

【００２０】以上説明した第１クラッチ歯１１ｂ〜１１
ｂ、ピン１２〜１２と第２クラッチ歯１４により当該ス
クリュドライバ１におけるサイレントクラッチ機構４が
構成されており、これは後述するように作動する。

【００２１】次に、スピンドル５の先端側には軸孔１５
が形成されており、この軸孔１５にドライバビット１６
の後端部が挿入されてこのドライバビット１６が当該ス
クリュドライバ１の先端に装着される。装着されたドラ
イバビット１６は、ストッパスリーブ６に支持されつつ
スピンドル５と一体に回転し、かつ軸方向に移動する。
一方、ハウジング２の先端には、ねじ部２ａを経てアジ
ャストスリーブ７が取付けられており、このアジャスト
スリーブ７の先端に上記したストッパスリーブ６が着脱
可能に取付けられている。このため、アジャストスリー
ブ７を回転させることによりこのストッパスリーブ６は
ハウジング２に対して軸方向の位置を調整可能でありか
つ任意の位置で固定できるようになっている。なお、ア
ジャストスリーブ７の後部とハウジング２との間には圧
縮コイルバネ７ａが装着されているため、ストッパスリ
ーブ６が振動等により位置ズレすることなく、またスム
ーズな位置調整がなされるようになっている。また、ス
ピンドル５の先端部には、スチールボール１７ａとリー
フスプリング１７ｂを主体とするストッパ機構１７が設
けられて、ドライバビット１６の抜け止めがなされるよ
うになっている。さらに、図中１８は防塵リングであ
り、アジャストスリーブ７内に侵入したゴミ等の異物が
機器内（ハウジング２の内部）に侵入しないようになっ
ている。

【００２２】以上のように構成された電動スクリュドラ
イバ１におけるクラッチ機構４は次のように作動する。
なお、以下図４、図５および図６に基づいて説明する
が、図４の各分図(a) 〜(d) はそれぞれ図５の分図(a)
〜(c) および図６の分図(d) に対応している。

【００２３】さて、図４には、実際のねじ締め作業に伴
うクラッチ機構４の動作が順に示されている。先ず、分
図(a) はドライバビット１６にねじＳをセットし、この
ねじＳを被締付材Ｗのねじ込み位置にあてがった状態で
あるが未だスクリュドライバ１は締め込み方向に押し付
けられていない状態を示している。この状態において
は、スピンドル５ひいてはフランジ部１４は圧縮コイル
バネ１９の付勢力により駆動ギャ１１から離れているた
め、第１クラッチ歯１１ｂと第２クラッチ歯１４ａは噛
み合っておらず、かつピン１２は直立位置にあって当該
クラッチ機構４は遮断された状態にある。この遮断状態
におけるクラッチ機構４が図５の分図(a)に展開図で示
されている。

【００２４】この状態から当該スクリュドライバ１を圧
縮コイルバネ１９に抗してねじＳの締め込み方向に押し
付けると、分図(b) に示すようにハウジング２とともに
ストッパスリーブ６は前方（図示左方）に移動するが、
ドライバビット１６ひいてはスピンドル５は移動せず、
従って相対的に後退すなわち図示右方に移動し、これに
よりフランジ部１４は駆動ギャ１１に押し付けられる。
この状態において、各第２クラッチ歯１４ａは図５の分
図(b) に示すように駆動側である第１クラッチ歯１１ｂ
とピン１２の間にそれぞれ入り込んだ状態となってい
る。この状態においては、ピン１２は未だ直立位置にあ
り、かつ第１クラッチ歯１１ｂと第２クラッチ歯１４ａ
は回転方向（図示左方）について噛み合っていない。

【００２５】上記状態に至った後、トリガ８を押し操作
してモータ３を起動すると駆動ギャ１１が回転し、この
回転力がクラッチ機構４を経てスピンドル５に伝達さ
れ、ねじ締めが進行する。ここで、この段階におけるク
ラッチ機構４の状態を考えると、図５の分図(c) に示す
ように駆動ギャ１１はフランジ部１４に対して回転方向
（図示矢印方向）に変位している。このため、ピン１２
の図面に向かって左側に入り込んでいた第２クラッチ歯
１４ａが相対的に図示右方（逆転方向）に移動し、これ
によりピン１２の下端部が図示右方に押され、従ってピ
ン１２はその鍔部１２ａの下角部１２ｃを支点として図
面に向かって反時計回り方向に傾動され、最終的にその
傾斜位置に到っている。この傾斜位置に位置する状態に
おいては、前記したように鍔部１２ａの周面のほぼ半周
が受け孔１３ｃの側壁１３ｄに押し付けられ、かつ本体
部１２ｂの周面のほぼ半周が逃がし凹部１３ｂの側壁に
押し当てられている。この状態は、従動側である第２ク
ラッチ歯１４ａと駆動側であるピン１２が言わば噛み合
った状態であり、この時点で始めて、クラッチ機構４が
連結された状態となり、よって駆動ギャ１１の回転力が
スピンドルに伝達される。

【００２６】しかも、上記のようにしてピン１２が傾斜
位置に至ると、前記したようにその鍔部１２ａの上角部
１２ｄが寸法Ｌ1 だけ駆動ギャ１１の後面から突き出す
方向に変位するので、軸方向に移動しないスラスト軸受
１０との間には寸法Ｌ1 の隙間が発生し、従って駆動ギ
ャ１１はその反動によってフランジ部１４ひいてはスピ
ンドル５と一体となって同寸法Ｌ1 だけ前方に押し出さ
れる（実際には、当該スクリュドライバ１が持ち上が
る）。

【００２７】さらに、駆動ギャ１１とフランジ部１４が
周方向に変位することにより、上記したようにピン１２
と第２クラッチ歯１４ａが噛み合う他、ピン１２の図面
に向かって右側に位置していた第２クラッチ歯１４ａが
第１クラッチ歯１１ｂと噛み合う。こうして、モータ３
が起動されることにより駆動ギャ１１が回転し、回転し
始めた直後において駆動ギャ１１に押し付けられていた
フランジ部１４が相対的に逆転方向に変位することで、
ピン１２、第１クラッチ歯１１ｂと第２クラッチ歯１４
ａとの噛合い状態が実現される。

【００２８】以上のようにしてクラッチ機構４が連結さ
れた状態が保持されてねじ締めが進行していくと、スト
ッパスリーブ６が被締付材Ｗに当接する。当接したま
ま、残り僅かな締め込み量をさらに締込んでいくことに
より、ねじＳの締め込みが完了する。この完了した状態
が分図(d) に示されている。ここで、ストッパスリーブ
６が被締付材Ｗに当接した後においてねじ締めをさらに
進行していくと、ストッパスリーブ６ひいては当該スク
リュドライバ１はもはや移動しないのであるが、スピン
ドル５は第１クラッチ歯１１ｂからの回転トルクによっ
て第２クラッチ歯１４ａの斜面に沿って前方に押し出さ
れて、締め込まれるねじＳに追従してその軸方向に移動
する。このため、フランジ部１４は駆動ギャ１１から徐
々に離れていくこととなり、従ってピン１２および第１
クラッチ歯１１ｂに対する第２クラッチ歯１４ａの噛合
いは徐々に浅くなっていく。そして、図４および図６の
両分図(d) に示すようにねじＳの締め込みが完了した時
点で、先ずピン１２と第２クラッチ歯１４ａの噛合いが
外れる。ところが、図６の分図(d) によく示されている
ようにこの時点で、第１クラッチ歯１１ｂは未だ第２ク
ラッチ歯１４ａと噛み合っている。これは、前記したよ
うに傾斜位置にあるピン１２の、駆動ギャ１１の前面か
らの突出寸法Ｌ3 は直立位置にあるときの突出寸法Ｌ2
よりも小さく、かつこの突出寸法Ｌ2 は第１クラッチ歯
１１ｂの突出高さに一致しているため、第１クラッチ歯
１１ｂの突出高さよりも低い状態にあることによる。従
って、この時点における第１クラッチ歯１１ｂと第２ク
ラッチ歯１４ａとの噛合い深さは、同図に示したように
寸法（Ｌ2 −Ｌ3 ）となる。

【００２９】このように、第２クラッチ歯１４ａがピン
１２から外れる一方、第１クラッチ歯１１ｂとは噛み合
っている状態が瞬間的に現れるのであるが、ピン１２が
第２クラッチ歯１４ａから外れると、このピン１２は傾
斜位置から直立位置すなわち軸方向に沿った位置に瞬時
に戻される。この現象は、駆動ギャ１１が圧縮コイルバ
ネ１９によりスラスト軸受１０側に押し付けられている
ため、両者１１，１０間の隙間（寸法Ｌ1 ）がゼロにな
る方向、すなわちピン１２の鍔部１２ａの上角部１２ｄ
が受け孔１３ｃ内に戻される方向に付勢されていること
による。このため、第２クラッチ歯１４ａによる押し付
けが解除されるとこのピン１２は間接的に圧縮コイルバ
ネ１９の付勢力によって傾斜位置から直立位置に戻され
るのである。

【００３０】ピン１２が直立位置に戻されると同時に、
駆動ギャ１１はスラスト軸受１０に押し付けられ、従っ
てフランジ部１４から遠ざかる方向に寸法Ｌ1 だけ後退
する。この時点で第２クラッチ歯１４ａと第１クラッチ
歯１１ｂの噛合いが外れる。この状態が、図６の分図
(e) に示されている。ここで、駆動ギャ１１がＬ1 だけ
後退すると同時にピン１２の突出し寸法はＬ2 −Ｌ3 だ
け大きくなるのであるが、前記したようにＬ1 ＞Ｌ2 −
Ｌ3 の関係にあることから駆動ギャ１１が後退するとピ
ン１２の先端と第２クラッチ歯１４ａとの間にＬ1 −
（Ｌ2 −Ｌ3 ）に相当する隙間Ｌ4 が発生する。また、
第１クラッチ歯１１ｂと第２クラッチ歯１４ａとの間に
も同じ距離の隙間Ｌ4 が発生する。このように、駆動ギ
ャ１１が距離Ｌ1 だけ後退すると、第１クラッチ歯１１
ｂと第２クラッチ歯１４ａの噛合いが外れるばかりでな
く、第１クラッチ歯１１ｂ、ピン１２と第２クラッチ歯
１４ａとの間には図示するように適正な隙間Ｌ4 が発生
し、これにより駆動ギャ１１が回転していても第１クラ
ッチ歯１１ｂ、ピン１２と第２クラッチ歯１４ａとの干
渉は発生せず、よってクラッチ機構４の静かな空転状態
が実現される。

【００３１】以上説明したように、本例のクラッチ機構
４によれば、従来サイレントクラッチ機構に必須の部材
であった中間クラッチエレメント５３に相当する部材を
用いることなく静かな空転状態を実現できるので、その
ためのスペースを必要とすることなく従って機長を長く
することなくサイレントクラッチ機構４を備えた電動ス
クリュドライバ１を提供できる。また、第１クラッチ歯
１１ｂあるいは第２クラッチ歯１４ａは、それぞれ駆動
ギャ１１あるいはフランジ部１４の片面にのみ形成して
おけば足りるので、従来の中間クラッチエレメント５３
のように両面に形成する場合に比して耐久性、耐摩耗性
あるいは加工精度等の点について簡略化を図り、これに
よりコストダウンを図ることができる。

【００３２】さらに、ピン１２が摩耗等した場合にはこ
のピン１２だけを交換することができ、駆動ギャ１１等
はそのまま使用できるのでメンテナンスコストが低下す
る。この点、従来であれば、例えば片面のクラッチ歯が
摩耗した場合であっても中間クラッチエレメント５３を
一体で交換する必要があったため、メンテナンスコスト
が割高になっていた。

【００３３】また、後述する第２の実施の形態とは違っ
て、ピン１２および第１クラッチ歯１１ｂの双方が第２
クラッチ歯１４ａに噛み合って回転力が伝達される構成
であるので、ピン１２と第２クラッチ歯１４ａとの噛合
いのみによって回転力を伝達する構成（第２の実施の形
態）に比してより強固な回転力の伝達を行うことがで
き、かつピン１２の負担を低減してその耐久性を高める
ことができる。従って、これらの点を改善することを目
的とする場合には、以上説明した第１の実施の形態を採
用することが望ましい。

【００３４】なお、本例ではピン１２は三本の場合を例
示したが、ピン１２の数については二本あるいはスペー
スが許すならば四本以上であってもよく、任意に設定す
ればよい。ただし、第２クラッチ歯１４ａはピン１２の
数に対応して設け、全てのピン１２が同時に傾動される
構成とすることがクラッチ機構の強度あるいは伝達効率
の点で望ましい。

【００３５】次に、第２の実施の形態を図７にしたがっ
て説明する。前記第１の実施の形態における第１クラッ
チ歯１１ｂは必ずしも必要なものではなく、ピン１２と
第２クラッチ歯１４ａとの噛合いのみによって回転力を
伝達することが可能である。そこで、第２実施例におけ
るクラッチ機構２０は、図７に示すように前記第１の実
施の形態における駆動ギャ１１側の第１クラッチ歯１１
ｂをなくした構成であり、その他については同様であ
る。従って変更を要しない点については説明を省略する
とともに以下の説明及び図では第１の実施の形態と同位
の符号を用いる。

【００３６】駆動ギャ２１の前面（図示下面）には三本
のピン１２〜１２のみが突き出されており、前記第１ク
ラッチ歯１１ｂに相当するものは設けられていない。一
方、スピンドル５に一体形成されたフランジ部１４の後
面（図示上面）には第２クラッチ歯１４ａ〜１４ａが全
く同様に形成されている。このような構成によってもク
ラッチ機構２０はほぼ同様に機能する。

【００３７】すなわち、図７の分図(a) に示すようにス
ピンドル５ひいてはフランジ部１４が駆動ギャ２１に押
し付けられていない状態においては、各ピン１２は直立
位置にあり、スクリュドライバを押し付けてフランジ部
１４が駆動ギャ２１に押し付けられると第２クラッチ歯
１４ａがピン１２，１２間に入り込む。然る後、モータ
３を起動して駆動ギャ２１を回転すると駆動ギャ２１
は、分図(b) に示すようにフランジ部１４に対して回転
方向（図示左方）に変位し、このためピン１２はその本
体部１２ｂの先端部（図示下端部）を第２クラッチ歯１
４ａに押されて直立位置から傾斜位置に傾動される。そ
して、本例の場合、駆動ギャ２１に伝達された回転力は
三本のピン１２〜１２と三つの第２クラッチ歯１４ａ〜
１４ａとの噛合いのみによってスピンドルに伝達され
る。

【００３８】ねじ締めが進行して第２クラッチ歯１４ａ
とピン１２の噛合いが外れると、その瞬間ピン１２は圧
縮コイルバネ１９の間接的作用により直立位置に戻さ
れ、これと同時に駆動ギャ２１が圧縮コイルバネ１９に
より寸法Ｌ1 だけ後退してスラスト軸受１０に押し付け
られ、従ってフランジ部１４から遠ざけられる。ピン１
２が外れるとともに、駆動ギャ２１がさらに寸法Ｌ1 だ
け遠ざけられるのでピン１２と第２クラッチ歯１４ａと
の間には第１実施例と同様に適正な隙間（図５の分図
(e) のＬ4を参照）が発生し、よってクラッチ機構２０
の静かな空転状態を実現できる。

【００３９】このように第２の実施の形態に係るクラッ
チ機構２０によっても前記第１の実施の形態と同様に、
従来の中間クラッチエレメントに相当する部材を用いる
ことなくねじ締め完了後におけるクラッチの静かな空転
状態を得ることができ、しかも本例の場合第１クラッチ
歯１１ｂを設ける構成ではないので、第１の実施の形態
に比してより簡易かつ低コストのサイレントクラッチを
備えた電動スクリュドライバを提供できる。従って、サ
イレントクラッチをより簡易かつ低コストとする場合に
は、本例の構成を適用することが有用である。

【００４０】なお、図では第２クラッチ歯１４ａを６箇
所に設けた場合を例示したが、周方向３等分の合計３箇
所に設けておけば、駆動力の伝達というクラッチ本来の
機能は果たせる。

【００４１】次に、本発明の第３の実施の形態を図８に
したがって説明する。本例は、図８に示すように前記第
２実施例における保持孔１３の逃がし凹部１３ｂを、駆
動ギャ３１の回転方向の前側（図示左側）および後ろ側
（図示右側）の双方に形成した実施の形態である。すな
わち、本例の保持孔３２は、ピン１２の鍔部１２ａが収
容される受け孔３２ａと、この受け孔３２ａの軸心に対
して駆動ギャ３１の回転方向の前側と後ろ側の双方に相
互に連続して形成された二つの逃がし凹部３２ｂ，３２
ｂから構成されている。この点、前記第１および第２の
実施の形態では、逃がし凹部１３ｂは各保持孔１３にお
いて、駆動ギャ１１の回転方向の後ろ側の一方にのみ形
成されていた。両逃がし凹部３２ｂ，３２ｂは受け孔３
２ａの軸心に対して前後（図示左右）対称に形成されて
おり、それぞれフランジ部１４側の第２クラッチ歯１４
ａの歯面の傾斜角度と同じ角度で傾斜して図示下方へ開
拡状に形成されている。なお、本例の場合、回転方向の
前後双方に逃がし凹部３２ｂが相互に連続して形成され
ているので、第１および第２実施例における孔本体１３
ａに相当する孔はなく、その他については第２の実施の
形態と同様であり、その余の構成は、第１および第２の
実施の形態でその説明を省略し、以下の説明及び図では
同位の符号を用いる。

【００４２】このような保持孔３２によれば、ピン１２
は駆動ギャ３１の回転方向の前後双方に傾動可能であ
り、従って正転・逆転の両方向に回転力を伝達すること
ができる。図８の分図(a) はピン１２が直立位置にある
状態を、分図(b) は回転方向後ろ側の傾斜位置（正転用
の傾斜位置）に傾動した状態を、分図(c) は回転方向前
側の傾斜位置（逆転用の傾斜位置）に傾動した状態を示
している。

【００４３】すなわち、分図(a) に示すようにドライバ
ビット、スピンドルを経てフランジ部１４が駆動ギャ３
１に押し付けられていない状態にあっては、各ピン１２
は直立位置に位置しているが、ドライバビット１６の先
端にねじＳをセットして当該スクリュドライバ１をねじ
Ｓの締め込み方向に押し付けると、フランジ部１４は駆
動ギャ３１に押し付けられ、この時点で第２クラッチ歯
１４ａ，１４ａ間にピン１２が入り込んだ状態となる
（図５分図(b) 参照）。この状態からトリガ８を押し操
作してモータ３を正転方向に起動すると、駆動ギャ３１
は図示左方の正転方向に回転するのであるが、この回転
開始直後において駆動ギャ３１が正転方向へ変位するこ
とによりピン１２の図示左側に位置している第２クラッ
チ歯１４ａが相対的に図示右方に変位し、これにより当
該ピン１２が図示右方に傾動されて図示右側の逃がし凹
部３２ｂの壁面に押し付けられ、傾斜位置に至る。以上
の点については前記第１および第２の実施の形態と同様
である。

【００４４】ここで、スクリュドライバ１を逆転操作し
ていわゆる逆ねじを締め込む場合を考える。例えば、正
逆切換えスイッチを逆転側に切り換えた上で、トリガ８
を押し操作してモータ３を起動すると駆動ギャ３１は上
記とは反対の逆転方向（図示右方）に回転する。従っ
て、この場合には分図(c) に示すようにピン１２の図示
右側に位置している第２クラッチ歯１４ａが相対的に図
示左方に変位し、これにより当該ピン１２は押されて図
示左方に傾動され、然る後、図示左側の逃がし凹部３２
ｂの壁面に押し付けられて当該ピン１２が上記とは反対
側の傾斜位置に至る。ピン１２が傾斜位置に至ると、こ
のピン１２を経て上記とは逆方向の回転力がスピンドル
５に伝達され、従って逆ねじが締め込まれる。ストッパ
スリーブ６が被締付材Ｗに当接した後、逆ねじの締め込
みが完了するとピン１２は第２クラッチ歯１４ａから外
れて傾斜位置から直立位置に戻されるので、駆動ギャ３
１が後退し、これによりピン１２と第２クラッチ歯１４
ａとの間に適正な隙間Ｌ4 が生じ、静かな空転状態が得
られる。

【００４５】このように第３の実施の形態の構成によれ
ば、通常の右ねじＳのみならずいわゆる逆ねじを締め込
む場合にもサイレントクラッチ機構４を機能させること
ができ、従ってこの点を目的とする場合にはこの第３の
実施の形態の構成を採用することが望ましい。

【００４６】次に、本発明の第４の実施の形態を図９か
ら図１３にしたがって説明する。この実施の形態におい
て、図９は、本例のクラッチ機構４０を適用した電動ス
クリュドライバ１の全体を示している。本例は、図１０
および図１１に示すようにピン４１およびこのピン４１
を駆動ギャ４３に所定の状態に保持するための保持孔４
２の別の実施の形態である。従って、その他の点につい
ては前記第１ないし第３の実施の形態と同様であるので
説明を省略するとともに以下の説明および図では同位の
符号を用いる。

【００４７】図１１に示すように本例のクラッチ機構４
０におけるピン４１は、半球体をなす頭部４１ａとこの
頭部４１ａの頂部から図示下方に立設状に一体形成され
た、円柱体をなす本体部４１ｂとから構成されている。
本体部４１ｂの形状あるいは寸法は前記ピン１２の本体
部１２ｂと同じである。

【００４８】保持孔４２は、上記ピン４１の頭部４１ａ
を図示下方から受けるべく同一径の半球状の凹部をなす
受け孔４２ａと、この受け孔４２ａに貫通して形成さ
れ、ピン４１の本体部４１ｂが挿通される孔本体４２ｃ
と、この孔本体４２ｃの図示右側すなわち駆動ギャ４３
の回転方向後ろ側に連続して形成された逃がし凹部４２
ｂとから構成されている。逃がし凹部４２ｂにより本体
部４１ｂひいてはピン４１は駆動ギャ４３の回転方向後
ろ側に傾動可能であり、傾動する際にはピン４１の頭部
４１ａが受け孔４２ａの湾曲壁面に摺接される。すなわ
ち、ピン４１の頭部４１ａはその側面のほぼ全面を受け
孔４２ａの湾曲壁面に当接した状態に保持され、この点
で頭部４１ａは保持孔４２の受け孔４２ａに対して面当
たりで受けられるので、より大きな回転力を伝達する場
合のピン４１および保持孔４２の耐久性が高める点で有
用である。これに対して前記ピン１２は、鍔部１２ａの
下角部１２ｃを支点として傾動し、この状態で回転力を
受ける構成であるので、鍔部１２ａは受け孔１３ｃに対
してほぼ点当たりで受けられる。このように、本例の構
成によればピン４１および保持孔４２の耐久性が高めら
れるので、第１〜第３の実施の形態に比してピン４１お
よび保持孔４２の耐久性を高めることを目的とする場合
にはこの第４の実施の形態の構成を用いることが有利で
ある。

【００４９】図１２および図１３は本例のクラッチ機構
４０の作動を示している。前記各実施の形態と大きな差
異はないが以下簡単に説明する。図１２の分図(a) はス
クリュドライバ１を押し付けていない状態であり、フラ
ンジ部１４と駆動ギャ４３は圧縮コイルバネ１９によっ
て離れている。この時、ピン４１は圧縮コイルバネ１９
の間接的作用により直立位置に位置している。この状態
から当該スクリュドライバ１を押し付けると、分図(b)
に示すようにフランジ部１４が駆動ギャ４３に押し付け
られ、これにより第２クラッチ歯１４ａ，１４ａ間にピ
ン４１が入り込む。然る後、トリガ８を押し操作してモ
ータ３を起動すると駆動ギャ４３が回転し、回転し始め
た直後おいて駆動ギャ４３は分図(c) に示すようにフラ
ンジ部１４に対して回転方向に変位し、従って第２クラ
ッチ歯１４ａは図示右方の回転方向後ろ側に相対的に変
位してピン４１の先端部を同後ろ側に押し、最終的にピ
ン４１が傾斜位置に傾動される。また、これと同時に第
１クラッチ歯４３ａと第２クラッチ歯１４ａが噛み合
う。この時点で、ピン４１、第１クラッチ歯４３ａと第
２クラッチ歯１４ａとの噛合いを経て駆動ギャ４３から
フランジ部１４ひいてはスピンドル５に回転力が伝達さ
れ、ねじ締めが行われる。

【００５０】ねじ締めが進行してストッパスリーブ６が
被締付材Ｗに当接するとスピンドル５だけが軸方向に移
動し、従って第２クラッチ歯１４ａに対するピン４１お
よび第１クラッチ歯４３ａの噛合い深さが徐々に浅くな
って、ねじ締めがほぼ完了した時点で図１３の分図(d)
に示すようにピン４１と第２クラッチ歯１４ａとの噛合
いが外れる。ピン４１が第２クラッチ歯１４ａから外れ
ると、図１３の分図(e) に示すようにこのピン４１は圧
縮コイルバネ１９の間接的作用により即座に直立位置に
戻され、従って駆動ギャ４３は圧縮コイルバネ１９の付
勢力により距離Ｌ1 だけ後退してスラスト軸受１０との
間の隙間Ｌ1 は零になる。このようにピン４１が第２ク
ラッチ歯１４ａから外れるとその瞬間に駆動ギャ４３が
十分な距離Ｌ1 だけ後退してフランジ部１４から十分に
遠ざかるので、ピン４１、第１クラッチ歯４３ａと第２
クラッチ歯１４ａとの間に適正な隙間Ｌ4 が発生し、よ
って当該クラッチ機構４０の静かな空転状態が実現され
る。

【００５１】なお、本実施の形態においても前記したと
同様で、第１クラッチ歯４３ａは必ずしも必要ではな
く、また逃がし凹部４２ｂは駆動ギャ４３の回転方向前
側にも設ける構成として逆ねじの締付けをも可能とする
ことができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、従来の中間クラッチエ
レメントに相当する部材を用いることなく、駆動ギャの
静かな空転状態を実現できるので、従来に比して機長を
短縮し、軽量化を図り、しかも低コストを実現した、サ
イレントクラッチを備えた電動スクリュドライバを提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、電動スクリ
ュドライバの要部を破断して示した全体図である。

【図２】駆動ギャの正面図である。

【図３】第１の実施の形態におけるピンの保持状態を示
した側面図である。

【図４】サイレントクラッチの動作状態を示し、分図
(a) はスクリュドライバの非押付け状態におけるクラッ
チの状態、分図(b) は押付け状態におけるクラッチの状
態、分図(c) はねじ締め中におけるクラッチの噛合い状
態、分図(d) はねじ締め完了時におけるクラッチの状態
を示す。

【図５】サイレントクラッチの噛合い状態を示し、分図
(a) はスクリュドライバの非押付け時、分図(b) は押付
け時、分図(c) はねじ締め中における状態を示す。

【図６】同じく、サイレントクラッチの噛合い状態を示
し、分図(d) はねじ締め完了時における状態、分図(e)
は空転時における状態を示す。

【図７】第２の実施の形態のサイレントクラッチの動作
状態を示し、分図(a) はスクリュドライバの非押付け時
における状態、分図(b) はねじ締め中における状態を示
す。

【図８】第３の実施の形態のサイレントクラッチの動作
状態を示し、分図(a) はスクリュドライバの非押付け時
における状態、分図(b）はねじ締め中における状態、分
図(c) は逆ねじの締付中における状態を示している。

【図９】第４の実施の形態にかかるサイレントクラッチ
が装備されたスクリュドライバの先端部の縦断面図であ
る。

【図１０】第４の実施の形態のサイレントクラッチにお
ける駆動ギャの正面図である。

【図１１】第４の実施の形態のサイレントクラッチにお
けるピンの動作状態を示す側面図である。

【図１２】第４の実施の形態のサイレントクラッチの動
作状態を示し、分図(a) はスクリュドライバの非押付け
時における状態、分図(b) は押付け時の状態、分図(c)
はねじ締め中の状態を示す。

【図１３】第４の実施の形態のサイレントクラッチの動
作状態を示し、分図(d) はねじ締め完了時点の状態、分
図(e) は空転時の状態を示す。

【図１４】従来のサイレントクラッチを示し、特公平３
−５９５２号公報の図２ａを援用した図である。

【符号の説明】

４…クラッチ機構（第１の実施の形態） ５…スピンドル ６…ストッパスリーブ ７…アジャストスリーブ １１…駆動ギャ １２…ピン １２ａ…鍔部 １２ｂ…本体部 １３…保持孔 １３ｂ…逃がし凹部 １３ｃ…受け孔 １３ｄ…受け孔の側壁 １４ａ…第２クラッチ歯 １６…ドライバビット、１９…圧縮コイルバネ ２０…クラッチ機構（第２の実施の形態） ３０…クラッチ機構（第３の実施の形態） ４０…クラッチ機構（第４の実施の形態） Ｌ1 …駆動ギャとスラスト軸受との隙間 Ｌ2 …直立位置にあるピンの突出し寸法 Ｌ3 …傾斜位置にあるピンの突出し寸法 Ｌ4 …クラッチ空転時におけるピンと第２クラッチ歯と
の隙間 Ｓ…ねじ Ｗ…被締付材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25B 21/00 530 B25B 23/14 610 B25B 23/157 F16D 43/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動スクリュドライバ本体の回転駆動機
   構に連係する駆動ギャとドライバビットが装着されるス
   ピンドルとを、該ドライバビットの軸心上に整合して対
   向させるとともに、このスピンドルを前記電動スクリュ
   ドライバ本体に対して軸方向移動可能に支持して前記駆
   動ギャに対して接近、離間可能かつ離反方向にバネ付勢
   して設けた電動スクリュドライバのサイレントクラッチ
   において、 前記スピンドルの駆動ギャに対向する端面には前記軸心
   を中心とする円周上に複数のクラッチ歯を配設し、前記
   駆動ギャには、先端部が前記クラッチ歯に噛合及び解離
   可能なピンを、前記軸心に直交する方向を傾動支点とし
   て前記クラッチ歯と正対する状態から一定量だけ傾動可
   能に配置するとともに、常には正対状態となるように付
   勢し、前記電動スクリュドライバ本体のねじ締め方向への押し
   付け操作による前記スピンドルの前記駆動ギャ側への相
   対移動により前記クラッチ歯を前記ピンに 噛合させて、
   該ピンを傾動させた状態に保持しつつ前記駆動ギャとス
   ピンドルとを連結して該スピンドルにねじ締め力を伝達
   する一方、 ねじ締めの進行に伴う前記スピンドルの前記電動スクリ
   ュドライバ本体に対する前記駆動ギャから離間する方向
   への相対移動により前記 クラッチ歯とピンとの噛合を解
   離させて、該ピンを付勢力により正対状態に戻して前記
   駆動ギャと前記スピンドルとを解離するように構成した
   ことを特徴とする電動スクリュドライバのサイレントク
   ラッチ。