JP4270927B2 - Electric screwdriver - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正転時のみならず逆転時にも的確に対応することができるクラッチを備えた電動スクリュードライバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開昭６１−２１９５８１号に開示されるように、従来の電動スクリュードライバとして、工具ビットと該工具ビットに回転駆動トルク（回転力）を付与するための駆動モータとをクラッチで連結することによって、ネジ締付作業時の騒音や振動を低減する技術が知られている。このクラッチによれば、締付対象であるネジが被加工材に対して一定量の締込み深さに達した場合に、当該締込み深さに基づいてクラッチによる回転トルク伝達が迅速に解除され、クラッチ歯同士の回転接触を回避することにより、騒音を抑制する構成とされている。
【０００３】
ところで上記電動スクリュードライバの利用形態の一つとして、工具ビットを逆転駆動して被着物に止着されたネジの締付を解除する場合がある。この場合、上記した従来の電動スクリュードライバでは、作業者が本体部に押圧力を作用させることによりクラッチが接続され、駆動モータの回転力が工具ビットに伝達されるとともに、ネジの締込み深さに基づいて当該クラッチを解除する構成とされている。従って、工具ビットを逆転駆動してネジ締付解除作業を行うに際し、作業者による本体部への押圧力を解除して作業する場合、あるいはネジを被加工材から引抜いて離脱させるような場合に、電動スクリュードライバにおけるクラッチの接続を維持することが困難な場合が生じ得るため、更なる改善の余地がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−２１９５８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、駆動モータの回転出力を工具ビットに解除自在に伝達するためのクラッチを備えた電動スクリュードライバにつき、正転時のみならず逆転時にも的確に対応することができる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、駆動モータ、駆動側スピンドル、駆動側クラッチカム、被動側クラッチカム、被動側スピンドルおよび工具ビットを有する電動スクリュードライバが構成される。このうち駆動モータは、本体部に収容される。本体部としては、典型的には駆動モータハウジングないしギアハウジングが該当する。また駆動モータとしては、交流駆動モータや直流ブラシレス駆動モータ等の様々な駆動モータを採用可能である。駆動側スピンドルは、駆動モータの所定の正転方向への回転力および逆転方向への回転力をいずれも受承可能に配置される。駆動モータの回転力は、周知の減速機構を適宜に用いて受承させるのが好ましい。駆動側クラッチカムは、駆動側スピンドルの回転力を受けて回転する。被動側クラッチカムは、駆動側クラッチカムと解除自在に噛み合い係合することにより駆動側クラッチカムの回転力を受承して回転する。被動側スピンドルは、被動側クラッチカムの回転に伴って回転駆動される。工具ビットは、被動側スピンドルに接続され、当該被動側スピンドルの回転力を介してネジ締付け作業およびネジ締付け解除作業を遂行する。
【０００７】
本発明における被動側スピンドルは、その軸方向に関し、被動側クラッチカムとともに本体部に対する相対移動が可能とされる。そして当該被動側スピンドルは、その軸方向に関し、前記被動側クラッチカムとともに前記本体部に対する相対移動が可能とされる。
【０００８】
駆動モータが正転駆動される場合、本体部に対する作業者の押圧力を介して駆動側クラッチカムと被動側クラッチカムが噛み合い係合し、これによって駆動モータの正転方向への回転力が工具ビットに伝達されてネジ締付作業が遂行可能とされる。一方、駆動モータが逆転駆動される場合、本体部に対する作業者の押圧力を介して駆動側クラッチカムと前記被動側クラッチカムが噛み合い係合するとともに、当該押圧力が解除された場合であっても、駆動側クラッチカムと被動側クラッチカムの係合が維持されるよう構成される。従って、駆動モータの逆転時においては、作業者の押圧力が介在しない状態であっても、駆動モータの逆転駆動力が駆動側および被動側クラッチカムの係合を介して工具ビットに伝達可能な状態が維持される。これにより、駆動モータの逆転方向への回転力が工具ビットに伝達されてネジ締付解除作業が遂行可能とされる。
【０００９】
本発明によれば、駆動モータの回転出力を工具ビットに解除自在に伝達するためのクラッチが設けられた電動スクリュードライバにおいて、駆動モータの正転時のみならず逆転時にも的確に対応することが可能な技術が提供されることとなった。
【００１０】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の電動スクリュードライバにおける被動側クラッチカムは、駆動側クラッチカムとの噛み合い係合の際に、さらに被動側スピンドルの軸方向に関し、被動側スピンドルに対する相対移動が許容される。そして駆動モータの逆転時には、本体部に対する作業者の押圧力が解除された場合であっても、被動側スピンドルの軸方向につき、駆動側クラッチカムから離間する側への被動側クラッチカムの移動動作が規制される。これにより、被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムの噛み合い係合状態が維持されるよう構成される。
【００１１】
すなわち本発明では、被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムの噛み合い係合状態の維持および解除につき、被動側スピンドルの軸方向への被動側クラッチカムの相対移動の可否を利用する構成が採用されている。従って駆動モータ逆転時における双方のクラッチカムの係合を維持するのに大掛かりな機構を組み込む必要がなく、構成の簡素性を確保することができる。
【００１２】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項２に記載の電動スクリュードライバにつき、被動側スピンドルに対する当該被動側スピンドルの軸方向への被動側クラッチカムの相対移動量は、駆動モータの正転時よりも逆転時のほうが大きくなるように設定されている。上記のように、本発明にかかる電動スクリュードライバでは、駆動モータを正転して工具ビットによるネジ締付作業を遂行する場合には、作業者が本体部に押圧力を作用させて駆動側クラッチカムと被動側クラッチカムを噛み合い係合させている。従って、駆動モータを逆転させてネジ締付解除作業を行なう際には、作業者による本体部への押圧力が作用し難い状態におかれる。このため被動側スピンドルの軸方向への被動側クラッチカムの相対移動量につき、駆動モータの正転時よりも逆転時のほうが大きくなるように設定しておく。
【００１３】
すると、本体部への作業者の押圧力の作用が解除された場合に、被動側クラッチカムが、駆動側クラッチカムから離間する側へと、被動側スピンドルに対して相対移動したとしても、被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムとの噛み合い係合が完全には解除され難くなる。換言すれば、作業者の押圧力が解除された場合であっても、両クラッチカムの噛み合い係合が維持され易い構成が得られる。従って、ネジ締付解除作業を行なう際、逆転状態とされた駆動モータの駆動力の伝達を一層確実化することが可能となる。
【００１４】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、上記請求項２または３に記載の電動スクリュードライバにつき、駆動モータの逆転時に、被動側クラッチカムが、被動側スピンドルの軸方向に関して、駆動側クラッチカムと噛み合い係合した位置から離間する側に復帰するのを規制する被動側クラッチカム保持手段が更に配設されている。「被動側クラッチカム保持手段」としては、例えば、被動側クラッチカムと被動側スピンドルの間において被動側スピンドルの長軸方向に移動可能に配置された駆動力伝達ボールと、被動側クラッチカムと被動側スピンドルの少なくとも一方に形成されて動力伝達ボールを遊嵌状に摺動させる溝部とで構成するのが好ましい。この場合、被動側スピンドルの長軸方向への動力伝達ボールの移動動作を規制する領域が当該溝部に形成される。そして被動側クラッチカムが駆動側クラッチカムに噛み合い係合した位置に保持されるように当該溝部によって動力伝達ボールを保持する。
【００１５】
本発明によれば、駆動モータを逆転駆動する際に、被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムの噛み合い係合が被動側クラッチカム保持手段によって確保されるため、ネジ締付解除作業時の駆動力伝達が一層確実化されることとなる。
【００１６】
（請求項５に記載の発明）
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４までのいずれかに記載の電動スクリュードライバにおける駆動側クラッチカムは、駆動モータの正転方向への回転力を工具ビットに伝達する際に、工具ビットに作用するトルクが所定の範囲にある場合には、被動側クラッチカムに近接したトルク伝達許容位置に置かれる。一方、当該トルクが所定の範囲を超える場合には、被動側クラッチカムから離間したトルク伝達禁止位置へとトルク伝達許容位置から後退するとともに、トルク伝達許容位置へと復帰することが規制される。
【００１７】
このように構成することで、典型的には、ネジ締付作業が実質的に完了し、ネジを含む被加工材側から工具ビットが受ける反動トルクが大きくなった場合に、被動側クラッチカムとの係合が解除されてトルク伝達禁止位置に置かれた駆動側クラッチカムがトルク伝達許容位置に復帰することが規制される。これにより、ネジ締付トルクを管理しつつ作業を遂行する際に、クラッチ係合が迅速かつ確実に解除されるとともに、解除されたクラッチが不用意に係合して振動や騒音を生じるのを確実に抑制することができる。
【００１８】
（請求項６に記載の発明）
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から４までのいずれかに記載の電動スクリュードライバにおいて、駆動側クラッチカムと被動側クラッチカムとは、相互に噛み合い係合して駆動モータの回転力を工具ビットに伝達するとともに、工具ビットに作用するトルクが所定の範囲を超える場合に相互の噛み合い係合が解除される第１の動力伝達モードと、相互に噛み合い係合して駆動モータの回転力を工具ビットに伝達するとともに、ネジ締付作業の遂行により工具ビットが本体部から所定距離離間する場合に相互の噛み合い係合が解除される第２の動力伝達モードとの間で切り替え可能に構成される。
【００１９】
このように本発明では、第１および第２の動力伝達モードを設定することにより、駆動側および被動側の各クラッチカムの噛み合い係合に関して二種類の異なる解除形態が設定されることになる。第１の解除形態として、被加工材からの反動トルクすなわちネジの締付トルクが所定範囲を超える場合、例えば所定の設定トルクを超える場合に、各クラッチカムの係合を解除する。典型的には、被加工材にネジが締め付けられることで回転が規制された工具ビット側の被動側クラッチカムと、駆動モータのトルクをさらに伝達しようとする駆動側クラッチカムとの間で係合が解除されて、両者間の接触を迅速に遮断して騒音や振動を防止するサイレントクラッチがこれに該当する。
【００２０】
また第２の解除形態として、ネジ締付作業の遂行により、工具ビットが被加工材に向かって本体部から所定距離離間することで第１および第２のクラッチ手段の係合を解除する。典型的には、工具ビットが被加工材に向かって本体部から所定距離離間すると、被動側スピンドルおよび被動側クラッチカムも、ともに本体部から所定距離離反し、これによって被動側クラッチカムが駆動側クラッチカムから離間し、両者間の係合が解除される構成がこれに該当する。
【００２１】
本発明によれば、効果的なネジ締付解除作業を遂行するとともに、ネジ締付トルクを管理してネジを締め付けるという作業形態、およびネジの締付量に応じて作業を完了させるという作業形態のいずれにも対応することが可能な実用性の高い電動スクリュードライバが提供される。
【００２２】
（請求項７に記載の発明）
請求項７に記載の発明によれば、上記請求項１または２に記載の電動スクリュードライバにおける被動側クラッチカムは、被動側スピンドルと駆動側クラッチカムの間に配置される中間クラッチとして構成される。この中間クラッチは、駆動側スピンドルの先端領域に配置された駆動側クラッチカムと噛み合い係合することで回転駆動される。さらに当該中間クラッチは、被動側スピンドルの端部領域に配置された被動クラッチと噛み合い係合することで駆動モータの回転力を被動側スピンドルに伝達する。
【００２３】
なお、駆動モータを逆転してネジ締付解除作業を行なう場合には、作業者による本体部への押圧力が解除された場合であっても、前記中間クラッチとして構成される被動側クラッチカムと前記駆動側クラッチカムとの噛み合い係合につき、当該中間クラッチが前記被動クラッチによって保持されることで維持されるよう構成するのが好ましい。このように構成すれば、駆動モータの逆転方向への回転力が確実に工具ビットに伝達され、ネジ締付解除作業が効果的に遂行可能とされる。すなわち以下の態様が構成可能である。
【００２４】
「請求項７に記載の電動スクリュードライバであって、
前記駆動モータの逆転時には、前記作業者による押圧力が解除された場合であっても、前記中間クラッチとして構成される被動側クラッチカムと前記駆動側クラッチカムとの噛み合い係合は、当該中間クラッチが前記被動クラッチによって保持されることで維持されることを特徴とする電動スクリュードライバ。」
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である電動スクリュードライバおよびその使用方法につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態に係る電動スクリュードライバ１００の要部が図１に示される。なお図１では、電動スクリュードライバ１００のうち駆動モータハウジングおよびギアハウジングよりなる本体部１１０の要部断面を示し、本体部１１０に連接されるハンドグリップについては便宜上図示を省略する。
【００２６】
電動スクリュードライバ１００は、概括的に見て、本体部１１０、被動側スピンドル１２０、駆動側スピンドル１３０、被動側クラッチカム１４０、駆動側クラッチカム１５０、クラッチ係合規制スプリング１６０、サイレントクラッチ機構１７０を主体として構成される。
【００２７】
電動スクリュードライバ１００の本体部１１０内には駆動モータ１１３および減速機構１１５が収容配置されている。駆動モータ１１３の出力軸１１３aは、減速機構１１５を経由して駆動側スピンドル１３０に連接されている。なお減速機構１１５には減速ギアを主体とした周知の機構が採用されている。
【００２８】
被動側スピンドル１２０は、駆動側スピンドル１３０と同軸上において本体部１１０の先端側（図１において左端側）に回転可能に設けられる。被動側スピンドル１２０は、本体部１１０のスリーブ１１０aに支持されつつ、駆動側スピンドル１３０との関係において、当該被動側スピンドル１２０の長軸方向に相対移動可能に構成されている。被動側スピンドル１２０の先端側には工具ビット取付用チャック１２１が設けられ、他端側（図１において右端側）には被動側クラッチカム１４０が設けられている。工具ビット取付用チャック１２１には工具ビット１２３が着脱自在に取り付けられている。
【００２９】
またスリーブ１１０ａには、工具ビット１２３の先端近傍までを覆うようにロケータ１９１が着脱自在に取り付けられる。ロケータ１９１は、本体部１１０が図２（Ａ）に示す被加工材１２５に対し所定量以上近接するのを規制し、本体部１１０が被加工材１２５へ近接するのを規制した状態で工具ビット１２３が当該被加工材１２５側へ近接するのを許容する部材である。本実施の形態では、後述するように、電動スクリュードライバ１００を設定トルク感応モード（第１の動力伝達モード）とするにはロケータ１９１をスリーブ１１０ａから取り外し、ネジ締め深さ感応モード（第２の動力伝達モード）とするにはロケータ１９１をスリーブ１１０ａに取り付ける。
【００３０】
被動側クラッチカム１４０は、被動側スピンドル１２０の駆動側スピンドル１３０に向かう側の端部に第１スチールボール１４３を介在して配置される。また被動側クラッチカム１４０の駆動側スピンドル１３０に向かう側の端部（図１において右端側）にはクラッチ歯１４１が設けられている。
第１スチールボール１４３は、被動側スピンドル１２０上に形成されたリード溝１２０ａ内において、駆動側スピンドル１３０へ向かう側の端部と、駆動側スピンドル１３０から離反する側の端部の間で移動可能に構成されている。
【００３１】
リード溝１２０ａの構成が図２（Ｂ）に模式的に示される。なお図２（Ｂ）では、外周面に当該リード溝１２０ａを有する被動側スピンドル１２０の長軸方向につき、被動側クラッチカム１４０（図１参照）が駆動側クラッチカム１５０へと向かう側を符号Ｅで示す。なお、この方向Ｅは、図２（Ａ）では右側方向とされる。また、駆動モータ１１３（図１参照）の正転方向を符号Ｆで、逆転方向を符号Ｒで示す。リード溝１２０ａは、正転方向Ｆおよび逆転方向Ｒそれぞれにつき、被動側スピンドル１２０の長軸方向Ｅに対し傾斜状に形成されてＶ字形状をなす。すなわちリード溝１２０ａは、正転方向Ｆおよび逆転方向Ｒそれぞれにつき、互いに交差する正転用作動溝部１２０ｂおよび逆転用作動溝部１２０ｃを有し、各溝部１２０ｂ、１２０ｃの両端部は、被動側スピンドル１２０の長軸方向Ｅに所定の距離を有して設定されるとともに、その径方向についても所定の距離を有して設定される。
【００３２】
さらに本実施の形態では、逆転用作動溝部１２０ｃは、被動側スピンドル１２０の長軸方向Ｅにつき、正転用作動溝部１２０ｂに対し距離Ｄだけ長く形成されている。これは、後述するように、ネジ締付解除作業の際に、作業者による電動スクリュードライバ１００への押圧力が解除され、被動側クラッチカム１４０が被動側スピンドル１２０とともに駆動側クラッチカム１５０から離間する側へ所定量相対移動した場合であっても、被動側クラッチカム１４０と駆動側クラッチカム１５０の噛み合い係合を確実に確保するためである。
【００３３】
一方、第１スチールボール１４３は、正転用作動溝部１２０ｂおよび逆転用作動溝部１２０ｃのいずれにも移動可能に配置される。図２（Ｂ）において第１スチールボール１４３が置かれた符号Ａで示される位置は本発明における「トルク伝達禁止位置」に対応する。また符号Ｂで示される位置は、駆動モータ１１３（図１参照）を正転駆動した際の「トルク伝達許容位置」に対応し、符号Ｃで示される位置は、駆動モータ１１３（図１参照）を逆転駆動した際の「トルク伝達許容位置」に対応する。正転側および逆転側双方において、作動溝部１２０ｂ、１２０ｃの両端部間で移動可能とされた第１スチールボール１４３を介し、被動側クラッチカム１４０は、駆動モータ１１３の正転時および逆転時のいずれにおいても、被動側スピンドル１２０に対し当該被動側スピンドル１２０の軸方向に相対移動することが許容される。また被動側クラッチカム１４０は、第１スチールボール１４３がリード溝１２０ａの作動溝部１２０ｂ、１２０ｃの両端間で移動する範囲においては、被動側スピンドル１２０に対し相対的に回転することを許容されるが、第１スチールボール１４３がリード溝１２０ａの駆動側クラッチカム１５０に近接する側の端部、すなわちトルク伝達許容位置Ｂ，Ｃに置かれると、第１スチールボール１４３が当該リード溝１２０ａ端部に当接規制されることにより、被動側クラッチカム１４０は被動側スピンドル１２０と一体に回転するよう規制される。
【００３４】
かくして被動側クラッチカム１４０は、ネジ締付作業時に、工具ビット１２３の先端にネジ１２４を取り付けた状態で被加工材１２５（図２（Ａ）参照）に押し当てながら作業者が電動スクリュードライバ１００に押し込み荷重を付加することにより、被動側スピンドル１２０とともに、当該押し込み荷重に対する被加工材側からの反力によって駆動側スピンドル１３０方向（図中右方向）に移動することになる。これらの動作の詳細については後述する。
【００３５】
駆動側クラッチカム１５０は、駆動側スピンドル１３０の被動側スピンドル１２０に向かう側の端部（図１において左側端部）に第２スチールボール１５３を介在して配置される。駆動側クラッチカム１５０の被動側スピンドル１２０に向かう側の端部にはクラッチ歯１５１が設けられている。第２スチールボール１５３は、駆動側スピンドル１３０上に設けられたカム溝１３０ａ内において、被動側スピンドル１２０方向に向かう端部を限界位置として移動し、これにより駆動側クラッチカム１５０の位置規定部材としての役割を果たす。駆動側クラッチカム１５０は、この第２スチールボール１５３により、駆動側スピンドル１３０に対し当該駆動側スピンドル１３０の軸方向に円滑に相対移動することが許容されるとともに、駆動側スピンドル１３０と一体に回転するように構成されている。なお第２スチールボール１５３について上記両端部間を軸方向に移動可能とする構成は機能上必ずしも必要ではないものの、駆動側クラッチカム１５３の駆動側スピンドル１３０に対する円滑な摺動動作を確保する観点から、本実施の形態では、上記のように両端部間を移動可能に構成している。
【００３６】
図１に示すように、被動側クラッチカム１４０と駆動側クラッチカム１５０との間には、クラッチ係合規制スプリング１６０が配置される。クラッチ係合規制スプリング１６０は、被動側クラッチカム１４０と駆動側クラッチカム１５０とが互いに離反する方向に付勢力を生じる。換言すればクラッチ係合規制スプリング１６０は、その付勢力により、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４１と、駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１が確実に係合解除するとともに、係合解除後に不用意に接触しないように確実に離間させる役割を果たす。
【００３７】
サイレントクラッチ機構１７０は、付勢スプリング１７１、ストッパー１８１、ストッパー作動用ピン１８３、ストッパー係合溝１８５、リングスプリング１８７、ストッパー作動用スプリング１８９を主体として構成される。付勢スプリング１７１は、駆動側クラッチカム１５０と付勢スプリング支持ワッシャ１７９との間に装着されて、駆動側クラッチカム１５０が被動側クラッチカム１４０へ向かうように付勢力を付与する。ストッパー１８１はスチールボールによって構成される。ストッパー作動用ピン１８３は、リングスプリング１８７を介在して被動側スピンドル１２０に設けられるとともに、ストッパー作動用スプリング１８９によって駆動側スピンドル１３０に向かう方向に付勢される。ストッパー作動用ピン１８３の途上にはストッパー係合溝１８５が形成され、このストッパー係合溝１８５にストッパー１８１が嵌着して配置される。ストッパー係合溝１８５のストッパー１８１への当接面は曲面ないしテーパ面とされており、ストッパー作動用スプリング１８９の付勢力によってストッパー作動用ピン１８３が軸方向に移動することにより、ストッパー１８１は駆動側スピンドル１３０の周面から出没可能に突出するように構成されている。しかしながら、図１に示す状態では、ストッパー１８１の上方に駆動側クラッチカム１５０の脚部が位置し、ストッパー１８１はこの駆動側クラッチカム１５０の脚部に邪魔をされることにより、駆動側スピンドル１３０の周面から突出することが規制されている。
【００３８】
付勢スプリング１７１の駆動側クラッチカム１５０に対する付勢力は、設定トルク調整リング１７３、設定トルク調整用ピン１７５、設定トルク調整用スリーブ１７７および付勢スプリング支持ワッシャ１７９の協働によって適宜変更調整することができる。具体的には、本体部１１０の長軸回りに設定トルク調整リング１７３を回転させることにより、当該設定トルク調整リング１７３に本体部１１０の長軸方向（図１においては左右方向）に微小距離だけ相対移動させる。設定トルク調整リング１７３は、設定トルク調整用ピン１７５を介して設定トルク調整用スリーブ１７７に連結されており、設定トルク調整用スリーブ１７７は、設定トルク調整リング１７３とともに本体部１１０の長軸方向に相対移動する。
【００３９】
設定トルク調整用スリーブ１７７の端部には付勢スプリング支持ワッシャ１７９が取り付けられており、結果的に駆動側スピンドル１３０上における付勢スプリング支持ワッシャ１７９の配置位置が、駆動側スピンドル１３０の長軸方向に変化する。これにより付勢スプリング支持ワッシャ１７９と駆動側クラッチカム１５０間の付勢スプリング１７１の長さを適宜変更し、該付勢スプリング１７１の付勢力を変更する。本実施の形態では、付勢スプリング１７１の付勢力を調節することにより、後述する設定トルク感応モードにおける設定トルク値の調整が可能となる。さらに本実施の形態では、設定トルク調整用スリーブ１７７の移動動作を利用して、後述する設定トルク感応モードとネジ締め深さ感応モードとの切り替えが可能となる。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る電動スクリュードライバ１００の作用および使用方法について説明する。電動スクリュードライバ１００は、ネジの反動トルク（すなわちネジの締付トルク）が所定のトルクに達することに応じて駆動モータ１１３から工具ビット１２３へのトルク伝達を解除する設定トルク感応モードと、被加工材に対するネジの締め込み量に応じて駆動モータ１１３から工具ビット１２３へのトルク伝達を解除するネジ締め深さ感応モードとで切り替え可能とされる。設定トルク感応モードは本発明の「第１の動力伝達モード」に対応し、ネジ締め深さ感応モードは本発明の「第２の動力伝達モード」に対応する。
【００４１】
（設定トルク感応モード：ネジ締付作業）
まず設定トルク感応モード（第１の動力伝達モード）について説明する。電動スクリュードライバ１００のうち、被動側スピンドル１２０、駆動側スピンドル１３０、被動側クラッチカム１４０、駆動側クラッチカム１５０を主体とした要部の構成が図２（Ａ）から図６（Ｂ）までに示される。なお、図１に示すクラッチ係合規制スプリング１６０については、便宜上図示を省略している。このうち図２（Ａ）は、本実施の形態に係る電動スクリュードライバ１００につき、被加工材１２５に対しネジ１２４の締付作業を開始しようとする初期状態を示す。設定トルク感応モードでは、図１に示すロケータ１９１はスリーブ１１０ａから取り外されている。
【００４２】
図２（Ａ）に示す状態では、正転方向に駆動された駆動側スピンドル１３０は、駆動モータ１１３（図１参照）の回転トルクを被動側クラッチカム１４０および被動側スピンドル１２０に伝達することなく、駆動側クラッチカム１５０とともに遊転する。なお駆動モータ１１３の正転時には、駆動側スピンドル１３０は、駆動モータ１１３側から被動側スピンドル１２０方向に見た場合、右回りに回転している。図２（Ａ）に示す状態では、クラッチ係合規制スプリング１６０（図１参照）の付勢力により、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４１と駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１とは相互に離間した状態が維持される。このとき第１スチールボール１４３は、図２（Ｂ）に示すようにトルク伝達禁止位置に置かれている。またこの時、駆動側クラッチカム１５０は付勢スプリング１７１によって被動側クラッチカム１４０側に付勢され、第２スチールボール１５３がカム溝１３０ａの被動側クラッチカム１４０に近接する側の端部に置かれ、駆動側スピンドル１３０上における駆動側クラッチカム１５０の相対的位置が規定されている。
【００４３】
さらに図２（Ａ）に示す状態では、ストッパー１８１の上部に駆動側クラッチカム１５０の脚部が位置するため、ストッパー１８１は当該駆動側クラッチカム１５０の脚部によって抑えられて駆動側スピンドル１３０の周面から突出するのを規制されている。
【００４４】
図２（Ａ）に示す初期状態からネジ締付作業を開始する場合、ネジ１２４を被加工材１２５へ進入させるべく、作業者は電動スクリュードライバ１００を被加工材１２５方向（図中左方向）へ押し込んでいく。これにより被動側スピンドル１２０および被動側クラッチカム１４０は、工具ビット１２３と一体となって、被加工材１２５側からの押圧に対する反力により、駆動側スピンドル１３０方向（図中右方向）へ押圧され、電動スクリュードライバ１００側（本体部側）へと相対的に移動していく。この状態が図３（Ａ）に示される。また図３（Ａ）に示す状態では、ストッパー１８１は駆動側クラッチカム１５０の脚部によって外方に突出するのを規制されているため、被動側スピンドル１２０が図中右方向に移動した場合、ストッパー作動用ピン１８３に形成されたストッパー係合溝１８５がストッパー１８１に当接し、ストッパー作動用ピン１８３の駆動側スピンドル１３０方向（図中右方向）への移動を規制する。従って、押し込み荷重の反力によってストッパー作動用スプリング１８９は圧縮されていくことになる。
【００４５】
作業者による押圧力により、図４（Ａ）に示すように両クラッチ歯１４１，１５１が噛み合い係合し、駆動モータ１１３（図１参照）の回転トルクが、駆動側スピンドル１３０、第２スチールボール１５３、駆動側クラッチカム１５０、駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４１、被動側クラッチカム１４０、第１スチールボール１４３、リード溝１２０ａ、被動側スピンドル１２０、工具ビット取付用チャック１２１、工具ビット１２３を経由して、ネジ１２４に伝達される。このとき図４（Ｂ）に示すように、第１スチールボール１４３はリード溝１２０ａ内の正転用作動溝部１２０ｂを通じてトルク伝達許容位置Ｂへと移動した状態とされる。
【００４６】
図４（Ａ）に示す状態にてネジ１２４の被加工材１２５に対する締付作業が進行すると、図５（Ａ）に示すようにネジ１２４の頭部着座面１２４ａが被加工材１２５に着座し、ネジ１２４の締付作業が最終段階に至るとともに、工具ビット１２３におけるネジ締付トルクが過大となる。このとき第１スチールボール１４３は、図５（Ｂ）に示すようにトルク伝達許容位置に置かれた状態が維持されている。この状態において、駆動モータ１１３（図１参照）の回転トルクを更に伝達しようとする駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１が、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４１に乗り上げる状態となる。その結果、駆動側クラッチカム１５０は、トルク伝達許容位置から、付勢スプリング１７１の付勢力に抗しつつ被動側クラッチカム１４０から離反し、図中右方向のトルク伝達規制位置へと移動する。
【００４７】
なお図５（Ａ）では、第２スチールボール１５３は、カム溝１３０ａ内において、被動側スピンドル１２０（被動側クラッチカム１４０）に向かう側の端部から離反移動することにより、駆動側クラッチカム１５０が円滑に移動するのをアシストする。
【００４８】
駆動側クラッチカム１５０がトルク伝達許容位置から図中右方向に移動すると、ストッパー１８１の上方に位置していた駆動側クラッチカム１５０の脚部が図中右方向に退くことになる。一方、ストッパー作動用ピン１８３は、圧縮されたストッパー作動用スプリング１８９の付勢力によって図中右方向に押圧された状態とされている。そのためストッパー１８１は、図６（Ａ）に示すように、ストッパー作動用ピン１８３が右方向へ移動するのに伴い、ストッパー係合溝１８５に押し出されて駆動側スピンドル１３０の周面から外方に突出する。
【００４９】
図６（Ａ）では、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４１と、駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１の噛み合い係合が解除された状態が示される。この状態において、第１スチールボール１４３は、図６（Ｂ）に示すようにリード溝１２０ａ内の正転用作動溝部１２０ｂを移動してトルク伝達許容位置Ｂからトルク伝達禁止位置Ａへと復帰動作する。すると、便宜上特に図示しないクラッチ係合規制スプリング１６０（図１参照）の付勢力を介し、図６（Ａ）に示す被動側クラッチカム１４０は、被動側スピンドル１２０上を当該正転用作動溝部１２０ｂの軸方向長さ分だけ駆動側クラッチカム１５０から離反する方向に移動する。これにより、被動側クラッチカム１４０と駆動側クラッチカム１５０の係合が迅速かつ確実に解除され、サイレントクラッチとしての機能が奏される。
【００５０】
一方、駆動側クラッチカム１５０が図中右方向へ移動すると、上述のように、ストッパー１８１に対する駆動側クラッチカム１５０脚部による抑えがなくなり、ストッパー１８１は駆動側スピンドル１３０外方へ突出する。従ってストッパー作動用ピン１８３は、ストッパー作動用スプリング１８９の付勢力により被動側スピンドルと対向する方向（図中右方向）へと移動し、ストッパー１８１が駆動側クラッチカム１５０の内側凹部に入り込んだ状態となる。この状態では、駆動側クラッチカム１５０は、付勢スプリング１７１の付勢力が付加されるにも拘わらず、駆動側スピンドル１３０の周面から突出したストッパー１８１により被動側クラッチカム１４０方向へ復動するのが規制される。換言すれば、ネジ１２３の締付トルクが過大となってクラッチ歯１４１，１５１の係合が解除され、駆動側クラッチカム１５０がクラッチ係合規制スプリング１６０の付勢力によって被動側クラッチカム１４０から離反する方向へ移動した場合、駆動側クラッチカム１５０は、ストッパー１８１によって被動側クラッチカム１４０から離反したトルク伝達禁止位置に係止維持されることになる。そして不用意な押し込み荷重付加によって、被動側クラッチカム１４０が被動側スピンドル１２０とともに駆動側クラッチカム１５０方向へ近接したとしても、クラッチ歯１４１，１５１同士の噛み合い係合が確実に回避される。
【００５１】
ネジ１２４の締付作業が終了すると、作業者は電動スクリュードライバ１００に対する押し込み荷重を緩める。すると被動側スピンドル１２０は、被動側クラッチカム１４０とともに、駆動側スピンドル１３０から離反し、図２（Ａ）に示す初期状態へ復帰する。なお本実施の形態では、押し込み荷重がクラッチ係合規制スプリング１６０の付勢力以下に減少した場合に被動側スピンドル１２０の復帰が許容されることになる。
【００５２】
（設定トルク感応モード：ネジ締付解除作業）
次に、上記設定トルク感応モードにおいて、駆動モータ１１３（図１参照）を逆転駆動し、被加工材１２５に締め付けられたネジ１２４を緩め作業する場合（ネジ締付解除作業という）について、図７（Ａ）から図１１（Ｂ）までを参照しつつ説明する。なお、図１に示すクラッチ係合規制スプリング１６０については、便宜上図示を省略している。
図７（Ａ）においては、駆動モータ１１３を逆転駆動することにより、駆動側スピンドル１３０が上記ネジ締付作業時とは反対方向に回転している状態が示される。このときクラッチ歯１４１，１５１は噛み合い係合しておらず、従って駆動側スピンドル１３０は、駆動モータ１１３の回転トルクを被動側スピンドル１２０に伝達することなく遊転している。このとき便宜上図示を省略したクラッチ係合規制スプリング１６０（図１参照）は、被動側クラッチカム１４０および駆動側クラッチカム１５０が互いに離反するように付勢力を作用させている。この状態で、作業者は電動スクリュードライバ１００を保持しつつ、被加工材１２５に既に締め付けられたネジ１２４のネジ頭に工具ビット１２３の先端をあてがう。そして作業者は、被加工材１２５に向かって電動スクリュードライバ１００に押圧力を作用する。この時、リード溝１２０ａにおける第１スチールボール１４３は、図７（Ｂ）に示すトルク伝達禁止位置Ａにおかれた状態が維持される。
【００５３】
すると図８（Ａ）に示すように、当該押圧力に対する反力として工具ビット１２３に作用する被加工材１２５側からの負荷により、工具ビット１２３、被動側スピンドル１２０、被動側クラッチカム１４０が、駆動側スピンドル１３０側へと相対移動し、クラッチ歯１４１，１５１が互いに当接し合う。この時、リード溝１２０ａにおける第１スチールボール１４３は、図８（Ｂ）に示すトルク伝達禁止位置Ａにおかれた状態が維持される。
【００５４】
この時、静止状態とされたクラッチ歯１４１が、回転駆動されたクラッチ歯１５１に巻き込まれるように係合することにより、被動側クラッチカム１４０が駆動側クラッチカム１５０へと移動しつつ、リード溝１２０ａにおける第１スチールボール１４３が、トルク伝達禁止位置Ａから、逆転用作動溝部１２０ｃを経由してトルク伝達許容位置Ｃへと移動していく。この状態が図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示される。図９（Ａ）では、クラッチ歯１４１，１５１が互いに噛み合い係合した状態が示される。この時、リード溝１２０ａにおける第１スチールボール１４３は、図９（Ｂ）に示すように、逆転用作動溝部１２０ｃの端部側のトルク伝達禁止位置Ｃに位置している。
【００５５】
図９（Ａ）に示す状態では、クラッチ歯１４１，１５１は、互いに噛み合い係合しながら周方向に回転駆動され、互いの摩擦力を通じて連結されている。この状態において作業者が電動スクリュードライバ１００の被加工材１２５方向への押圧力を解除した場合、被動側クラッチカム１４０は、被動側スピンドル１２０とともに、駆動側クラッチカム１５０から離反する側へと移動しようとする。このとき上記のようにリード溝１２０ａにおける逆転用作動溝部１２０ｃの長軸方向長さは正転用作動溝部１２０ｂよりも長く形成されており、被動側クラッチカム１４０が駆動側クラッチカム１５０から多少離間したとしても、図１０（Ａ）に示すように両クラッチ歯１４１，１５１の係合が維持可能とされている。なお図１０（Ａ）に示す状態では、被加工材１２５に締付けられたネジ１２４からの負荷（回転に対する抵抗力）が作用したクラッチ歯１４１に対し、駆動モータ１１３（図１参照）の逆転駆動力を伝達しようとするクラッチ歯１５１との間に摩擦力が作用している。この摩擦力により、両クラッチ歯１４１，１５１は係合が完全に解除されることが効果的に防止されている。この状態で、ネジ締付解除方向へと回転駆動される工具ビット１２３を介して、被加工材１２５からネジ１２４を逆転状に抜き出していく。この場合、第１スチールボール１４３は、図１０（Ｂ）に示すように、逆転用作動溝部１２０ｃの端部側の逆転時トルク伝達許容位置Ｃに置かれている。
【００５６】
工具ビット１２３の逆転動作を介し、図１１（Ａ）に示すように、ネジ１２４が被加工材１２５から完全に抜き出されようとする場合、被加工材１２５側からの抵抗力がネジ１２４に作用しなくなるため、クラッチ歯１４１，１５１間での摩擦力が減少し、両クラッチ歯１４１，１５１の噛み合い係合が解除される。このとき被動側クラッチ１４０は、便宜上図示を省略したクラッチ係合規制スプリング１６０の付勢力により、駆動側クラッチ１５０から離反動作する。同時に、第１スチールボール１４３は、図１０（Ｂ）に示す逆転時トルク伝達許容位置Ｃから、図１１（Ｂ）に示すトルク伝達許容位置Ａへと逆転用作動溝部１２０ｃを移動する。これによりクラッチ歯１４１，１５１の迅速かつ確実な係合解除がなされ、クラッチ解除に伴う異音や振動を発生することなくネジ締付解除作業を円滑に完了することが可能とされる。
【００５７】
なお、図１１（Ａ）の説明から理解されるように、ネジ１２４が被加工材１２５から完全に抜き出されるに至るまでは、当該ネジ１２４の回転に対する抵抗力が工具ビット１２３および被動側スピンドル１２０を介して被動側クラッチカム１４０のクラッチ歯１４１に作用している。このため、例えば被加工材１２５が金属板等で構成され、ネジ１２４を引抜き側へと引っ張らないと被加工材１２５から抜き出せないような作業形態においても、当該ネジ１２４の締付解除が完全に遂行されるまで、上記クラッチ歯１４１，１５１の噛み合い係合を確実に維持することが可能とされる。
【００５８】
（ネジ締め深さ感応モード：ネジ締付作業）
次に本実施の形態に係る電動スクリュードライバ１００のネジ締め深さ感応モード（第２の動力伝達モード）について、図１２（Ａ）から図１６（Ｂ）を参照しつつ説明する。なおネジ締め深さ感応モードでは、上記した設定トルク感応モードにおいて用いたリード溝１２０ａ（図２（Ｂ）参照）に関し、その変更形態を用いつつ説明する。具体的には、図１２（Ｂ）に示すように、変更形態に係るリード溝２２０ａは、駆動モータ１１３（図１参照）の正転方向Ｆおよび逆転方向Ｒに対し、それぞれ第１スチールボール１４３の移動を許容する正転用作動溝部２２０ｂおよび逆転用作動溝部２２０ｃを有するとともに、さらに保持溝部２２０ｄが逆転用作動溝部２２０ｃに付設されて構成される。保持溝部２２０ｄは、本発明における「被動側クラッチカム保持手段」に対応する要素であり、被動側スピンドル１２０の長軸方向Ｅと概ね直交方向に延在することにより、当該保持溝部２２０ｄ内に位置する第１スチールボール１４３が被動側スピンドル１２０の長軸方向Ｅへ移動するのを規制する。図１２（Ｂ）において第１スチールボール１４３が置かれた符号Ａで示される位置は本発明における「トルク伝達禁止位置」に対応する。また符号Ｂで示される位置は、駆動モータ１１３（図１参照）を正転駆動した際の「トルク伝達禁止位置」に対応し、符号Ｄで示される位置は、駆動モータ１１３（図１参照）を逆転駆動した際の「トルク伝達禁止位置」に対応する。
【００５９】
設定トルク感応モードに置かれた電動スクリュードライバ１００をネジ締め深さ感応モードに切り替えるには、まず図１２（Ａ）に示すようにスリーブ１１０ａにロケータ１９１を取り付ける。スリーブ１１０ａに取り付けられたロケータ１９１は、当該スリーブ１１０ａの先端部からロケータ１９１の先端部１９２に至るまで、符号Ｌで示される有効長を有する。この状態で、工具ビット１２３の先端領域は、ロケータ１９１の先端から符号ＣＬ１で示す量だけ被加工材１２５側へと突出する。
【００６０】
さらに設定トルク調整用リング１７３を適宜操作することにより、設定トルク調整用ピン１７５を介して、トルク伝達許容位置に置かれた駆動側クラッチカム１５０に対し、設定トルク調整用スリーブ１７７を移動して当接させる。これにより駆動側クラッチカム１５０は、上記したトルク伝達許容位置からトルク伝達禁止位置へと後退（図中右方向）するのが規制されることになる。換言すればトルク伝達許容位置に置かれた駆動側クラッチカム１５０は、設定トルク調整用スリーブ１７７により、被動側スピンドル１２０および被動側クラッチカム１４０から離反する方向へと駆動側スピンドル１３０上を移動するのを規制されることになる。すなわち設定トルク調整用スリーブ１７７は、上記した設定トルク感応モードでは付勢スプリング１７１の付勢力を変化させてクラッチ解除のための設定トルク値を調整するのに用いられたが、ネジ締め深さ感応モードでは駆動側クラッチカム１５０の後退を規制するのに用いられる。すなわち設定トルク調整用スリーブ１７７は、設定トルク感応モードにおいては、付勢スプリング１７１を介して駆動側クラッチカム１５０を噛み合い側へと付勢する力を適宜に調整可能とする一方、ネジ締め深さ感応モードにおいては駆動側クラッチカム１５０に対する後退動作規制手段に対応する。なおネジ締め深さ感応モードにおいては付勢スプリング１７１の付勢力はクラッチ係合ないし係合解除に影響を与えないことになる。
【００６１】
上記のようにロケータ１９１をスリーブ１１０ａに取り付け、設定トルク調整用スリーブ１７７を駆動側クラッチカム１５０に当接することでネジ締め深さ感応モードへの切り替えが完了する。この時、第１スチールボール１４３は、図１２（Ｂ）に示すようにリード溝２２０ａにおけるトルク伝達禁止位置Ａに置かれている。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すネジ締め深さ感応モードの初期状態からネジ締付作業を開始する場合、図１３（Ａ）に示すように、ネジ１２４を被加工材１２５へ進入させるべく、作業者は電動スクリュードライバ１００を被加工材１２５方向（図中左方向）へ押し込んでいく。作業者が電動スクリュードライバ１００に押し込み荷重を加えることにより、被動側スピンドル１２０および被動側クラッチカム１４０は、工具ビット１２３とともに、被加工材１２５側からの押し込み荷重に対する反力により駆動側スピンドル１３０方向（図中右方向）へ押圧され本体部１００側へと相対的に移動していく。図１３（Ａ）では、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４０と、駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１とが噛み合い係合する寸前の状態が示される。この時、第１スチールボール１４３は、図１３（Ｂ）に示すようにトルク伝達禁止位置Ａに置かれている。
【００６２】
図１３（Ａ）に示す状態において更に電動スクリュードライバ１００を被加工材１２５側に押し込むことで、図１４（Ａ）に示すように、工具ビット１２３が更にセットバックＣＬ２だけ押し込まれ、被動側クラッチカム１４０側のクラッチ歯１４１と駆動側クラッチカム１５０側のクラッチ歯１５１とが噛み合い係合する。この噛み合い係合に伴い、図１４（Ｂ）に示すように、第１スチールボール１４３がリード溝２２０ａの正転用作動溝部２２０ｂ端部の正転時トルク伝達許容位置Ｂへと移動する。そして被動側クラッチカム１４０は、この正転用作動溝部２２０ｂにおける被動側スピンドル長軸方向長さ分だけ駆動側クラッチカム１５０側へと移動し、これによってクラッチ歯１４１，１５１が互いに完全に噛み合い係合する。かくして図１に示す駆動モータ１１３の駆動トルクが駆動側スピンドル１３０、駆動側クラッチカム１５０、第２クラッチ歯１５１、第１クラッチ歯１４１、被動側クラッチカム１４０、被動側スピンドル１２０および工具ビット１２３を介してネジ１２４に伝達され、当該ネジ１２４が被加工材１２５に締め込まれていく。なお、この時点ではロケータ１９１の先端部１９２は被加工材１２５に当接していない。また電動スクリュードライバ１００への上記押し込み荷重により、工具ビット１２３がロケータ先端部１９２より幾らか本体部１１０側に後退して入り込むことにより、ロケータ先端部１９２とネジ１２４頭部における被加工材１２５への着座面１２４ａとの間にはセットバックＣＬ２が形成される。
【００６３】
ネジ１２４が被加工材１２５に締め込まれていくと、図１５（Ａ）に示すように、ロケータ１９１の先端部１９２が被加工材１２５に当接し、電動スクリュードライバ１００の更なる被加工材１２５側への近接を規制する。図１５（Ａ）に示す状態では、ロケータ１９１によって本体部１１０が被加工材１２５へ近接規制された状態で、更にネジ１２４の締め込みが行われた状態を示す。具体的には、工具ビット１２３、被動側スピンドル１２０および被動側クラッチカム１４０は、ロケータ１９１が被加工材１２５に当接した後においても、ネジ１２４のリードにより、駆動側クラッチカム１５０および駆動側スピンドル１３０に対し、図１２（Ａ）および図１４（Ａ）に示す工具ビット１２３の突出量ＣＬ１およびセットバックＣＬ２だけ相対的に被加工材１２５側に移動していく。このとき第１スチールボール１４３は、図１５（Ｂ）に示すようにトルク伝達許容位置に置かれた状態が維持される。
【００６４】
かくして被加工材１２５に対するネジ１２４の締め深さが所定量に達した段階で、クラッチ歯１４１，１５１の噛み合い係合が解除される。このとき図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１スチールボール１４３がリード溝２２０ａの正転用作動溝部２２０ｂを移動してトルク伝達禁止位置Ａに至り、これとともに、被動側クラッチカム１４０が正転用作動溝部２００ｂの軸方向距離だけ駆動側クラッチカム１５０から離間する。両クラッチカム１４０，１５０の離間動作は、便宜上図示を省略したクラッチ係合規制スプリング１６０の付勢力により迅速かつ確実に行われ、噛み合い解除時のクラッチ歯１４１，１５１同士の接触による異音や振動の発生が効果的に防止され、サイレントクラッチとしての実効性が確保される。
【００６５】
（ネジ締め深さ感応モード：ネジ締付解除作業）
次に、上記ネジ締め深さ感応モードにおいて、駆動モータ１１３を逆転駆動し、被加工材１２５に締め付けられたネジ１２４を緩め作業する場合（ネジ締付解除作業という）について、図１７（Ａ）から図２２（Ｂ）までを参照しつつ説明する。なお、図１に示すクラッチ係合規制スプリング１６０については、便宜上図示を省略している。ネジ締め深さ感応モードにある電動スクリュードライバ１００においてネジ締付解除作業を行なう場合、ロケータ１９１を用いて工具ビット１２３を被加工材１２５側へと所定距離だけ相対移動させてネジ締付作業を行なうこととの関係上、ネジ締め解除の過程で電動スクリュードライバ２００に押圧力を作用させた状態を維持することが困難である。従って本実施の形態では、ネジ締付解除作業を行なう場合、被動側クラッチカム１４０と駆動側クラッチカム１５０の常時係合のための準備作業を行なう。具体的には、作業者は図１７（Ａ）に示すように、電動スクリュードライバ１００を保持しつつ、その工具ビット１２３を壁や床等の作業場設置物１２６に適宜押し当てる。作業場設置物１２６は、ネジが締付けられた被加工材自体であってもよい。
【００６６】
図１７（Ａ）においては、駆動モータ１１３（図１参照）を逆転駆動することにより、駆動側スピンドル１３０が上記ネジ締付作業時とは反対方向に回転している状態が示される。このときクラッチ歯１４１，１５１は噛み合い係合しておらず、従って駆動側スピンドル１３０は、駆動モータの回転トルクを被動側スピンドル１２０に伝達することなく逆転状に遊転している。このとき便宜上図示を省略したクラッチ係合規制スプリング１６０（図１参照）は、被動側クラッチカム１４０および駆動側クラッチカム１５０が互いに離反するように付勢力を作用させている。その状態を保ったまま電動スクリュードライバ１００に押圧力を作用させることで、図１８（Ａ）に示すように、工具ビット１２３、被動側スピンドル１２０および被動側クラッチカム１４０が、駆動側クラッチカム１５０に向かって相対的に近接動作する。このとき図１８（Ｂ）に示すように、第１スチールボール１４３はリード溝２２０ａ内のトルク伝達禁止位置Ａに置かれている。
【００６７】
クラッチ歯１４１，１５１が互いに当接すると、図１９（Ａ）に示すように、被動側クラッチカム１４０は、被動側スピンドル１２０の長軸方向につき、駆動側クラッチカム１５０側へと相対的に移動動作し、クラッチ歯１４１，１５１は完全に噛み合い係合することとなる。このとき図１９（Ｂ）に示すように、第１スチールボール１４３はリード溝２２０ａ内の逆転用作動溝部２２０ｃを移動するとともに、更に保持溝部１２０ｄの端部側に設定されたトルク伝達許容位置Ｄへと進む。保持溝部２２０ｄは被動側スピンドル１２０の長軸方向と概ね直交する方向へと延在状に形成されているため、逆転時トルク伝達許容位置Ｄに置かれた第１スチールボール１４３は、トルク伝達禁止位置Ａ側へと復帰動作することが規制される。従って、逆転時トルク伝達許容位置Ｄに置かれた被動側クラッチカム１４０は、駆動側クラッチカム１５０から離間することが規制されることとなる。これによって被動側クラッチカム１４０と駆動側クラッチカム１５０の常時係合状態が得られ、ネジ締付解除作業を行なう準備が完了する。
【００６８】
次に図２０（Ａ）に示すように、被加工材１２５に締付けられたネジ１２４のヘッド部に工具ビット１２３の先端部をあてがいつつ、ロケータ１９１の先端を被加工材１２５の表面に当接させる。このとき電動スクリュードライバ１００への作業者による押圧力が作用しないことから、特に図示しないクラッチ係合規制スプリング１６０（図１参照）の付勢力を介して、被動側クラッチカム１４０が駆動側クラッチカム１５０から離間するように移動し得るが、図２０（Ｂ）に示すように、トルク伝達許容位置Ｄに置かれた第１スチールボール１４３は、保持溝部２２０ｄによりトルク伝達禁止位置Ａへと復帰することが規制されており、従って、クラッチ歯１４１，１５１の総合の噛み合い係合が維持される。
【００６９】
この状態で、駆動モータの逆転駆動力が、駆動側スピンドル１３０、駆動側クラッチカム１５０、被動側クラッチカム１４０および被動側スピンドル１２０を通じて工具ビット１２３に伝達され、図２１（Ａ）に示すように、ネジ１２４が被加工材１２５から抜き出されていく。この時、第１スチールボール１４３は図２１（Ｂ）に示すようにトルク伝達許容位置Ｄに置かれた状態が維持される。
【００７０】
そして図２２（Ａ）に示すように、ネジ１２４が被加工材１２５から完全に離脱した状態に至ることによりネジ締付解除作業が完了する。このとき第１スチールボール１４３は、図２２（Ｂ）に示すようにトルク伝達許容位置Ｄに置かれた状態が維持される。なお被加工材１２５からネジ１２４を引き抜き状に離脱させた場合であっても、保持溝部２２０ｄによりクラッチ歯１４１，１５１の噛み合い係合が良好に維持可能である。その後、駆動モータの逆転駆動が停止された場合であっても、被動側スピンドル１２０の長軸方向へと第１スチールボール１４３が移動するのを保持溝部２２０ｄが規制するため、当該第１スチールボール１４３は保持溝部２２０ｄ内に保持され、被動側クラッチカム１４０および駆動側クラッチカム１５０の係合が維持されることとなる。このため、ネジ１２４の締付解除作業を終了して、作業者が電動スクリュードライバ１００を被加工材１２５から離脱させた場合もクラッチ係合状態が維持されており、ネジ締め解除作業を連続的に行なうような場合であっても、その都度、各クラッチカム１４０，１５０の常時係合のための準備作業を行なう必要がなく、ネジ締付解除作業の能率を大幅に向上することが可能とされる。一方、駆動モータ１１３（図１参照）を正転側に駆動すれば、第１スチールボール１４３は保持溝部２２０ｄから容易に離脱可能であり、ネジ締付解除作業を遂行した後でネジ締付作業を行なう場合にも容易に対応可能である。
【００７１】
（変更例）
上記実施の形態における電動スクリュードライバ１００では、被動側スピンドル１２０と被動側クラッチカム１４０との間において、被動側スピンドル１２０の外周面に形成されたリード溝１２０ａ内に第１スチールボール１４３を転動可能に配置する構成を採用した。この点については、図２３（Ａ）から図２３（Ｄ）に示すように、被動側スピンドル１２０の外周面に形成された第１のリード溝１２０ｇと、被動側クラッチカム１４０の内周面に形成された第２のリード溝１４０ｇの間にて、第１スチールボール１４３を転動可能に挟着する構成を採用することができる。このうち、図２３（Ａ）はクラッチ歯１４１，１５１の間に間隙ａが形成されて未だ噛み合い係合していない状態、図２３（Ｂ）は噛み合い係合が開始される直前の状態、図２３（Ｃ）は噛み合い係合し、被動側クラッチカム１４０が被動側スピンドル１２０とともに回転駆動されている状態、図２３（Ｄ）はネジ締付解除作業を遂行する際に、クラッチ歯１４１がクラッチ歯１５１から所定量離間するように移動した上で噛み合い係合を維持し、その状態で被動側クラッチカム１４０が被動側スピンドル１２０とともに回転駆動されている状態をそれぞれ模式的に示す。
【００７２】
この変更例では、双方のリード溝１２０ｇ，１４０ｇの組合せによって、上記実施の形態において用いられたリード溝１２０ａにおける正転用作動溝部１２０ｂ（２２０ｂ）、逆転用作動溝部１２０ｃ（２２０ｃ）、更には保持溝部２２０ｄと同等の機構を形成し、第１スチールボール１４３をトルク伝達禁止位置およびトルク伝達許容位置との間で移動させることが可能とされる。二つの溝１２０ｇ、１４０ｇを組合せることにより、被動側スピンドル１２０の長軸方向に関し、リード溝形成に必要な設計寸法を比較的コンパクトに抑えることが可能とされ、被動側クラッチカム１４０のコンパクト化に資することになる。
【００７３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電動スクリュードライバ２００につき、図２４から図２７を参照しつつ説明する。この実施形態は、上記第１の実施形態における駆動側スピンドル１３０から被動側スピンドル１２０へと駆動モータ１１３の駆動力を伝達するクラッチ機構部の変更形態に関し、他の構成については第１の実施形態と実質的に同等の構成とされている。このクラッチ機構部は、特に図示しない駆動モータに接続されて回転駆動される駆動側スピンドル２３０と、当該駆動側スピンドル２３０の先端領域に設定された駆動側ギア２５０と、ネジ２２４を被加工材２２５に締付け、あるいは締付解除するための工具ビット２２３を一端側に有する被動側スピンドル２２０と、この被動側スピンドル２２０の他端側に設定された被動側クラッチ２４０と、当該被動側クラッチ２４０と駆動側ギア２５０の間に配置される中間クラッチ２６０を主体として構成される。
【００７４】
駆動側ギア２５０の先端部にはクラッチ歯２５１が設けられている。被動側クラッチ２４０の先端部には、正転時係合部２４０ａおよび逆転時係合部２４０ｂ（図２４，２６参照）が形成されている。中間クラッチ２６０の回転面のうち、駆動側ギア２５０側には、上記クラッチ歯２５１と噛み合い係合可能な係合歯２６１が形成され、被動側クラッチ２４０側には、当該被動側クラッチ２４０の正転時係合部２４０ａと係合可能な正転時係合部２６２ａ、および当該被動側クラッチ２４０の逆転時係合部２４０ｂと係合可能な逆転時係合部２６２ｂ（図２４，２６参照）が形成されている。
【００７５】
中間クラッチ２６０の正転時係合部２６２ａと被動側クラッチ２４０の正転時係合部２４０ａが係合する場合、図２４，２５に示すように、被動側クラッチ２４０と中間クラッチ２６０の間にはクリアランスａが形成される。一方、図２６に示すように、中間クラッチ２６０の逆転時係合部２６２ｂと被動側クラッチ２４０の逆転時係合部２４０ｂとが係合する場合、両クラッチ２４０，２６０の間にはクリアランスｂが形成される。本実施の形態では、クリアランスａよりもクリアランスｂの方が大きくなるように構成されている。
【００７６】
（ネジ締付作業）
上記電動スクリュードライバ２００を用いてネジ２２４を被加工材２２５に締付作業する場合の作用について説明する。ネジ締付作業を行なう場合、作業者が電動スクリュードライバ２００に押圧力を作用させる。これにより、特に図示しない駆動モータの正転方向への駆動力を受けて回転駆動される駆動側スピンドル２３０および駆動側ギア２５０に対し、被動側スピンドル２２０および被動側クラッチ２４０が相対的に近接することで、中間クラッチ２６０の係合歯２６１と、駆動側ギア２５０の係合歯２５１とが互いに係合し、これによって駆動モータの駆動力が工具ビット２２３に伝達され、ネジ締付作業が遂行される。被加工材２２５に対するネジ２２４の締付作業が最終段階に至ると、図２４に示すように、中間クラッチ２６０、被動側クラッチ２４０、被動側スピンドル２２０および工具ビット２２３が、ロケータ２９１を介して駆動側ギア２５０から離間するように移動していく。これにより図２５に示すように、両係合歯２５１，２６１の噛み合い係合が解除されるのと同時に、正転時係合部２４０ａ，２６２ａ間の係合が解除され、中間クラッチ２６０がクリアランスａの分だけ被動側クラッチ２４０側へと移動し、これによってサイレントクラッチとしての機能が奏される。
【００７７】
（ネジ締付解除作業）
一方、上記電動スクリュードライバ２００を用いて被加工材２２５に締付けられたネジ２２４の締付解除作業する場合の作用について図２６および図２７に基づいて説明する。ネジ締付解除作業を行なう場合、その準備として、工具ビット２２３の先端を被加工材２２５（あるいは作業現場における壁や床等）に当接させながら、作業者が電動スクリュードライバ２００に押圧力を作用させる。これにより、特に図示しない駆動モータの逆転方向への駆動力を受けて回転駆動される駆動側スピンドル２３０および駆動側ギア２５０に対し、中間クラッチ２６０、被動側スピンドル２２０および被動側クラッチ２４０が近接することで、駆動側ギア２５０の係合歯２５１と中間クラッチ２６０の係合歯２６１とが係合し、同時に被動側クラッチ２４０の逆転時係合部２４０ｂと中間クラッチ２６０の逆転時係合部２６２ｂとが係合する。このとき、両係合部２４０ｂ、２６２ｂとは、両者が面状の接触状態に置かれ、作業者が電動スクリュードライバ２００への押圧を解除しても、被動側クラッチ２４０と中間クラッチ２６０の係合状態が良好に維持される。
【００７８】
この状態で、図２７に示すように、被加工材２２５に締付けられたネジ２２４に工具ビット２２３をあてがう。このとき作業者による押圧が解除されていることに起因して、中間クラッチ２６０が、被動側スピンドル２２０および被動側クラッチ２４０とともに駆動側ギア２５０から離間する側へと移動しようとするが、
両係合部２４０ｂ、２６２ｂの面接触により、中間クラッチ２６０の離間動作が規制されて係合状態が維持される。そして駆動モータの逆転駆動力が、駆動側スピンドル２３０、駆動側ギア２５０、中間クラッチ２６０、被動側クラッチ２４０、被動側スピンドル２２０および工具ビット２２３を通じてネジ２２４に伝達され、当該ネジ２２４の締付解除作業を遂行する。
【００７９】
本実施の形態によれば、駆動側スピンドル２３０と被動側スピンドル２２０との間に中間クラッチを介在させて駆動モータのトルクを工具ビット２２０に伝達するタイプのクラッチ機構を有する電動スクリュードライバ２００においても、ネジ締付解除作業を容易かつ確実に遂行することが可能とされることとなった。
【００８０】
本発明の趣旨に鑑み、下記のような態様を構成することも可能である。
（態様１）
「請求項２に記載の電動スクリュードライバであって、
前記被動側クラッチカムと前記被動側スピンドルとの間には、リード溝に配置されるとともに、当該リード溝の端部を介して可動範囲が規定されたボール部材が配置されており、
当該ボール部材が前記リード溝内を相対的に転動することにより、前記被動側クラッチカムが前記被動側スピンドルの軸方向に相対移動するよう構成されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。」
このように構成すれば、被動側スピンドルに対する被動側クラッチカムの相対的な移動動作の確実性を容易に担保することが可能とされる。
【００８１】
（態様２）
「態様１に記載の電動スクリュードライバであって、
前記駆動モータの逆転時において、前記被動側クラッチカムが前記駆動側クラッチカムに噛み合い係合した場合に、前記ボール部材が前記被動側スピンドルの軸方向に関し前記リード溝内を移動することが規制され、これによって前記被動側クラッチカムが、前記被動側スピンドルの軸方向に関して、前記駆動側クラッチカムと噛み合い係合した位置から離間する側に復帰するのが規制されることを特徴とする電動スクリュードライバ。」
このように構成すれば、ボール部材がリード溝内を移動することを規制することで、被動側クラッチカムの復帰動作を確実に規制することが可能となる。
【００８２】
（態様３）
「態様２に記載の電動スクリュードライバであって、
前記リード溝は概ね前記被動側クラッチカムの概ね周方向に延在する部分を有するとともに、前記ボール部材が当該部分に位置することにより、前記駆動モータの逆転時において、前記被動側クラッチカムが前記駆動側クラッチカムに噛み合い係合した場合に、前記ボール部材が前記被動側スピンドルの軸方向に関し前記リード溝内を移動することが規制されることを特徴とする電動スクリュードライバ。」
このように構成すれば、リード溝のうち被動側クラッチカムの概ね周方向に延在する箇所にボール部材が位置した場合に、当該ボール部材の移動を容易かつ確実に規制することができるので、駆動モータ逆転時に、作業者の押圧力が作用しない場合であっても、被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムとの噛み合い係合を効果的に維持することが可能とされる。
【００８３】
（態様４）
「請求項６に記載の電動スクリュードライバであって、
前記第２の動力伝達モードに置かれた前記駆動側クラッチカムにつき、前記駆動側スピンドルの軸方向に関し前記被動側クラッチカムから離反する側へ後退するのが規制されるよう構成されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。」
このように構成すれば、駆動側クラッチカムに対する被動側クラッチカムの位置を不変とし、駆動側および被動側クラッチカムの係合および係合解除につき、工具ビット、被動側スピンドルおよび被動側クラッチカムの被加工材側への相対的な移動量に係らしめることができるため、第２の動力伝達モードを容易に実現することが可能となる。
【００８４】
（態様５）
「請求項６に記載の電動スクリュードライバであって、
前記第２の動力伝達モードにおいて、前記本体部が被加工材に対して所定量以上に近接するのを規制する本体部近接規制手段をさらに有し、当該本体部近接規制手段により前記本体部の前記被加工材への所定量以上の近接が規制された状態でネジの締付作業が遂行され、前記被動側スピンドルが前記被動側クラッチカムとともに、前記本体部に対し相対的に前記被加工材側へ近接することにより、前記駆動側クラッチカムと前記被動側クラッチカムの係合が解除されることを特徴とする電動スクリュードライバ。」
このように構成すれば、本体部の被加工材に対する所定量以上の近接を規制した状態でネジの締付作業を遂行することにより、被動側スピンドルは、被動側クラッチカムとともに、本体部に対し相対的に被加工材側へ近接し、これによって被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムとの係合が解除されることになる。従ってネジの締付量に応じて作業を完了させる作業形態に好適な構成を容易に得ることが可能となる。なお本体部近接規制手段として、例えば電動スクリュードライバの被動側スピンドルにロケータを被着し、ネジ締付に際して本体部を被加工材側に押し込んだ場合に、ロケータが被加工材と本体部との間に介在することにより、本体部の被加工材に対する所定量以上の近接を規制するといった構成が可能である。
【００８５】
（態様６）
「請求項１から７までのいずれかに記載の電動スクリュードライバであって、
前記被動側クラッチカムおよび駆動側クラッチカムは、それぞれ対向する箇所に互いに噛み合い係合するクラッチ歯を有することを特徴とする電動スクリュードライバ。」
【００８６】
このように構成すれば、クラッチ歯同士の噛み合い係合を介した確実な駆動モータのトルク伝達が可能となる。またトルク伝達を解除するに際しても、被動側クラッチカムおよび駆動側クラッチカムの各クラッチ歯の一方が、相対的に他方に対し滑って乗り上げていくので、確実なトルク伝達の解除が可能であり、サイレントクラッチとしての実用性を確保することが可能な構成とされる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動モータの回転出力を工具ビットに解除自在に伝達するためのクラッチを備えた電動スクリュードライバにつき、正転時のみならず逆転時にも的確に対応することができる技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態である電動スクリュードライバの要部の構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態である電動スクリュードライバを設定トルク感応モードで用いる場合の初期状態を示す。
【図３】作業者がネジ締付のための押し込み荷重を付加したことにより、被動側クラッチカムのクラッチ歯と、駆動側クラッチカム側のクラッチ歯とが噛み合い係合しようとする状態を示す。
【図４】両クラッチ歯が噛み合い係合し、駆動モータのトルクが工具ビット側に伝達されてネジ締付作業を遂行している状態を示す。
【図５】ネジ締付作業が最終段階に至り、締付トルクが過大となったことにより、駆動側クラッチカムが後方に移動した状態を示す。
【図６】被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムとが係合解除され、クラッチ係合規制スプリングにより駆動側クラッチカムが被動側クラッチカムから離反する方向に移動し、ストッパーが突出した状態を示す。
【図７】設定トルク感応モードにおいて、ネジ締付解除作業を行なうための初期状態を示す。
【図８】作業者がネジ締付のための押し込み荷重を付加したことにより、被動側クラッチカムのクラッチ歯と、駆動側クラッチカム側のクラッチ歯とが噛み合い係合しようとする状態を示す。
【図９】被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムとが互いに係合し、ネジ締付解除作業のための準備が完了した状態を示す。
【図１０】実際にネジ締付解除作業を遂行している最中の状態を示す。
【図１１】ネジ締付解除作業が完了した際の状態を示す。
【図１２】ネジ締め深さ感応モードの初期状態を示す。
【図１３】作業者がネジ締付のための押し込み荷重を付加したことにより、被動側スピンドルが駆動側スピンドル方向に移動した状態を示す。
【図１４】両クラッチ歯が噛み合い係合し、駆動モータのトルクが工具ビット側に伝達されてネジ締付作業を遂行している状態を示す。
【図１５】ロケータ着座後、さらにネジが被加工材に締めこまれていく状態を示す。
【図１６】ネジ締付作業が完了し、被動側クラッチカムと駆動側クラッチカムの係合が解除された状態を示す。
【図１７】ネジ締め深さ感応モードにおけるネジ締付解除作業の準備開始状態を示す。
【図１８】工具ビットを押し込むことで、駆動側クラッチカムと被動側クラッチカムを噛み合わせようとする状態を示す。
【図１９】両クラッチカムが噛み合い係合し、ネジ締付解除作業の準備が整った状態を示す。
【図２０】実際にネジ締付解除作業を開始した状態を示す。
【図２１】ネジ締付解除作業が進行していく状態を示す。
【図２２】ネジ締付解除作業が終了段階に至った状態を示す。
【図２３】本実施の形態の変更例の構成を示す。このうち（Ａ）はクラッチ歯１４１，１５１が未だ噛み合い係合していない状態、（Ｂ）は噛み合い係合が開始される直前の状態、（Ｃ）は噛み合い係合し、被動側クラッチカム１４０が被動側スピンドル１２０とともに回転駆動されている状態、（Ｄ）はネジ締付解除作業を遂行する際に、クラッチ歯１４１がクラッチ歯１５１から所定量離間するように移動した上で噛み合い係合を維持している態様をそれぞれ模式的に示す。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係る電動スクリュードライバの主要部の構成を模式的に示す。図２４では、正転時において、駆動側ギア２５０と中間クラッチ２６０の噛み合い係合が解除される直前の状態を示す。
【図２５】図２４に示す正転駆動状態において、被動側クラッチ２４０の正転時係合歯２４１ａに対する中間クラッチ２６０の正転時係合歯２６２ａの係合が解除され、中間クラッチ２６０が駆動側ギア２５０から離間してクラッチ解除された状態が示される。
【図２６】第２の実施形態に係る電動スクリュードライバにつき、ネジ締付解除作業を行なう際の準備段階の構成を示す。
【図２７】第２の実施形態に係る電動スクリュードライバにつき、ネジ締付解除作業が遂行される状態を示す。
【符号の説明】
１００ 電動スクリュードライバ
１１０ 駆動モータハウジング（本体部）
１１０ａ スリーブ
１１３ 駆動モータ
１１５ 減速機構
１２０ 被動側スピンドル
１２０ａ リード溝
１２０ｂ 正転用作動溝部
１２０ｃ 逆転用作動溝部
１２０ｄ 保持溝部
１２１ 工具ビット取付用チャック
１２３ 工具ビット
１２４ ネジ
１２４ａ ネジ頭部着座面
１２５ 被加工材
１３０ 駆動側スピンドル
１３０ａ カム溝
１４０ 被動側クラッチカム
１４１ クラッチ歯
１４３ 第１スチールボール
１５０ 駆動側クラッチカム
１５１ クラッチ歯
１５３ 第２スチールボール
１６０ クラッチ係合規制スプリング
１７０ サイレントクラッチ機構
１７１ 付勢スプリング
１７３ 設定トルク調整リング
１７５ 設定トルク調整用ピン
１７７ 設定トルク調整用スリーブ
１７９ 付勢スプリング支持ワッシャ
１８１ ストッパー
１８３ ストッパー作動用ピン
１８５ ストッパー係合溝
１８７ リングスプリング
１８９ ストッパー作動用スプリング
１９１ ロケータ
１９２ ロケータ先端部
２２０ 被動側スピンドル
２３０ 駆動側スピンドル
２４０ 被動側ギア
２４１ａ 正転時係合歯
２４１ｂ 逆転時係合歯
２５０ 駆動側ギア
２５１ 係合歯
２６０ 中間クラッチ
２６１ 駆動側ギア係合歯
２６２ａ 正転時係合部
２６２ｂ 逆転時係合部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric screwdriver including a clutch capable of accurately dealing with not only forward rotation but also reverse rotation.
[0002]
[Prior art]
For example, as disclosed in JP-A-61-219581, as a conventional electric screwdriver, a tool bit and a drive motor for applying a rotational drive torque (rotational force) to the tool bit are connected by a clutch. Thus, a technique for reducing noise and vibration during screw tightening work is known. According to this clutch, when the screw to be tightened reaches a certain amount of tightening depth with respect to the workpiece, the rotational torque transmission by the clutch is quickly released based on the tightening depth. The noise is suppressed by avoiding rotational contact between the clutch teeth.
[0003]
By the way, as one of the usage forms of the electric screw driver, there is a case where the tightening of the screw fixed to the adherend is released by driving the tool bit in the reverse direction. In this case, in the conventional electric screwdriver described above, the clutch is connected by the operator applying a pressing force to the main body, the rotational force of the drive motor is transmitted to the tool bit, and the screw tightening depth is Based on the above, the clutch is released. Therefore, when releasing the screw tightening by driving the tool bit in the reverse direction, when the operator releases the pressing force to the main body, or when the screw is pulled out of the workpiece and removed. Since it may be difficult to maintain the clutch connection in the electric screwdriver, there is room for further improvement.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-61-219581
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points. An electric screwdriver provided with a clutch for releasably transmitting the rotational output of a drive motor to a tool bit can be accurately used not only during forward rotation but also during reverse rotation. It aims at providing the technique which can respond to.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the first aspect of the present invention, an electric screwdriver having a drive motor, a drive side spindle, a drive side clutch cam, a driven side clutch cam, a driven side spindle, and a tool bit is configured. Of these, the drive motor is housed in the main body. A drive motor housing or a gear housing typically corresponds to the main body. As the drive motor, various drive motors such as an AC drive motor and a DC brushless drive motor can be employed. The drive-side spindle is disposed so as to be able to receive both the rotational force in the predetermined forward rotation direction and the rotational force in the reverse rotation direction of the drive motor. The rotational force of the drive motor is preferably received using a known speed reduction mechanism as appropriate. The drive side clutch cam rotates upon receiving the rotational force of the drive side spindle. The driven clutch cam rotates by receiving the rotational force of the drive side clutch cam by meshingly engaging with the drive side clutch cam. The driven spindle is driven to rotate as the driven clutch cam rotates. The tool bit is connected to the driven spindle, and performs a screw tightening operation and a screw tightening releasing operation through the rotational force of the driven spindle.
[0007]
The driven spindle in the present invention can be moved relative to the main body together with the driven clutch cam in the axial direction. The driven spindle can be moved relative to the main body together with the driven clutch cam in the axial direction.
[0008]
When the drive motor is driven in the forward direction, the driving side clutch cam and the driven side clutch cam are engaged with each other through the pressing force of the operator against the main body, and the rotational force of the drive motor in the forward direction is thereby changed. The screw tightening work can be performed by being transmitted to the bit. On the other hand, when the drive motor is driven in the reverse direction, the driving clutch cam and the driven clutch cam are engaged with each other via the pressing force of the operator against the main body, and the pressing force is released. Also, the engagement of the drive side clutch cam and the driven side clutch cam is maintained. Therefore, when the drive motor rotates in the reverse direction, the reverse drive force of the drive motor can be transmitted to the tool bit through the engagement of the drive side and driven side clutch cams even when the pressing force of the operator is not present. State is maintained. Thereby, the rotational force of the drive motor in the reverse direction is transmitted to the tool bit, and the screw tightening release operation can be performed.
[0009]
According to the present invention, in an electric screwdriver provided with a clutch for releasably transmitting the rotation output of the drive motor to the tool bit, it is possible to accurately cope with not only forward rotation but also reverse rotation of the drive motor. A possible technology was provided.
[0010]
(Invention of Claim 2)
According to the invention described in claim 2, the driven clutch cam in the electric screwdriver according to claim 1 further relates to the axial direction of the driven spindle when engaged with the driving clutch cam. Relative movement with respect to the driven spindle is allowed. When the driving motor rotates in the reverse direction, the driven clutch cam moves toward the side away from the driving clutch cam in the axial direction of the driven spindle even if the operator's pressing force on the main body is released. Is regulated. Thereby, the meshing engagement state of the driven side clutch cam and the driving side clutch cam is maintained.
[0011]
That is, the present invention employs a configuration that utilizes the relative movement of the driven clutch cam in the axial direction of the driven spindle for maintaining and releasing the meshing engagement state of the driven clutch cam and the driving clutch cam. Yes. Therefore, it is not necessary to incorporate a large-scale mechanism for maintaining the engagement of both clutch cams when the drive motor reversely rotates, and the simplicity of the configuration can be ensured.
[0012]
(Invention of Claim 3)
According to the third aspect of the present invention, in the electric screwdriver according to the second aspect, the relative movement amount of the driven clutch cam in the axial direction of the driven spindle with respect to the driven spindle is a positive value of the drive motor. It is set to be larger during reverse rotation than during rotation. As described above, in the electric screwdriver according to the present invention, when the screw is tightened by the tool bit by rotating the drive motor in the forward direction, the operator applies a pressing force to the main body to drive the clutch on the drive side. The cam and the driven clutch cam are engaged with each other. Therefore, when the screw tightening release operation is performed by reversing the drive motor, it is difficult for the operator to exert a pressing force on the main body. For this reason, the relative movement amount of the driven clutch cam in the axial direction of the driven spindle is set to be larger at the time of reverse rotation than at the time of forward rotation of the drive motor.
[0013]
Then, even if the driven clutch cam moves relative to the driven spindle toward the side away from the drive side clutch cam when the action of the operator's pressing force on the main body is released, The meshing engagement between the side clutch cam and the drive side clutch cam is not completely released. In other words, it is possible to obtain a configuration in which the meshing engagement of both clutch cams is easily maintained even when the pressing force of the operator is released. Therefore, when performing the screw tightening release operation, it becomes possible to further ensure the transmission of the driving force of the drive motor in the reverse rotation state.
[0014]
(Invention of Claim 4)
According to the fourth aspect of the present invention, in the electric screwdriver according to the second or third aspect, when the drive motor is reversely rotated, the driven side clutch cam is different from the driving side clutch cam in the axial direction of the driven side spindle. Driven side clutch cam holding means is further provided for restricting the return to the side away from the engaged and engaged position. The “driven clutch cam holding means” includes, for example, a driving force transmission ball disposed so as to be movable in the longitudinal direction of the driven spindle between the driven clutch cam and the driven spindle, and the driven clutch cam and the driven It is preferable that the groove is formed on at least one of the side spindles and allows the power transmission ball to slide freely. In this case, a region for restricting the movement operation of the power transmission ball in the major axis direction of the driven spindle is formed in the groove portion. The power transmission ball is held by the groove so that the driven clutch cam is held in a position engaged with and engaged with the driving clutch cam.
[0015]
According to the present invention, when the drive motor is driven in the reverse direction, the meshing engagement between the driven clutch cam and the drive clutch clutch is ensured by the driven clutch cam holding means. Transmission is further ensured.
[0016]
(Invention of Claim 5)
According to the fifth aspect of the present invention, the drive-side clutch cam in the electric screwdriver according to any of the first to fourth aspects transmits the rotational force of the drive motor in the normal rotation direction to the tool bit. In addition, when the torque acting on the tool bit is within a predetermined range, it is placed at a torque transmission allowable position close to the driven clutch cam. On the other hand, when the torque exceeds the predetermined range, the torque transmission prohibition position separated from the driven clutch cam is retracted from the torque transmission allowable position and the return to the torque transmission allowable position is restricted.
[0017]
With this configuration, typically, when the screw tightening operation is substantially completed and the reaction torque received by the tool bit from the workpiece side including the screw increases, the driven clutch cam and The drive-side clutch cam placed in the torque transmission prohibiting position after being disengaged is restricted from returning to the torque transmission allowable position. As a result, when performing the work while managing the screw tightening torque, the clutch engagement is quickly and reliably released, and the released clutch is inadvertently engaged to generate vibration and noise. It can be surely suppressed.
[0018]
(Invention of Claim 6)
According to the sixth aspect of the present invention, in the electric screwdriver according to any one of the first to fourth aspects, the drive side clutch cam and the driven side clutch cam are engaged with each other to engage with each other. A first power transmission mode in which the rotational force is transmitted to the tool bit and the mutual meshing engagement is released when the torque acting on the tool bit exceeds a predetermined range, and the drive motor by meshing engagement with each other Is switched to the second power transmission mode in which the meshing engagement is released when the tool bit is separated from the main body by a predetermined distance by performing the screw tightening operation. Configured to be possible.
[0019]
As described above, in the present invention, by setting the first and second power transmission modes, two different release modes are set with respect to the meshing engagement of the clutch cams on the driving side and the driven side. As a first release mode, when the reaction torque from the workpiece, that is, the screw tightening torque exceeds a predetermined range, for example, exceeds a predetermined set torque, the engagement of each clutch cam is released. Typically, it is engaged between a driven-side clutch cam on the tool bit side whose rotation is restricted by tightening a screw on the workpiece and a driving-side clutch cam that further attempts to transmit the torque of the driving motor. This is a silent clutch that releases noise and quickly blocks contact between the two to prevent noise and vibration.
[0020]
As a second release mode, the engagement of the first and second clutch means is released by separating the tool bit from the main body part by a predetermined distance toward the workpiece by performing a screw tightening operation. Typically, when the tool bit is separated from the main body by a predetermined distance toward the work piece, the driven spindle and the driven clutch cam are also separated from the main body by a predetermined distance, whereby the driven clutch cam is moved to the drive side. A configuration in which the clutch cam is separated and the engagement between the two is released corresponds to this.
[0021]
According to the present invention, an effective screw tightening release operation is performed, the screw tightening torque is controlled and the screw is tightened, and the task is completed according to the screw tightening amount. Therefore, a highly practical electric screwdriver that can handle any of the above is provided.
[0022]
(Invention of Claim 7)
According to the seventh aspect of the present invention, the driven clutch cam in the electric screwdriver according to the first or second aspect is configured as an intermediate clutch disposed between the driven spindle and the driving clutch cam. . The intermediate clutch is rotationally driven by meshing with and engaging with a drive side clutch cam disposed in a tip end region of the drive side spindle. Further, the intermediate clutch meshes with and engages with a driven clutch disposed in the end region of the driven spindle, thereby transmitting the rotational force of the drive motor to the driven spindle.
[0023]
When the screw tightening release operation is performed by reversing the drive motor, even if the pressing force applied to the main body by the operator is released, The meshing engagement with the drive side clutch cam is preferably configured to be maintained by the intermediate clutch being held by the driven clutch. If comprised in this way, the rotational force to the reverse direction of a drive motor will be reliably transmitted to a tool bit, and a screw fastening cancellation | release operation | work can be performed effectively. That is, the following aspects can be configured.
[0024]
"Electric screwdriver according to claim 7,
At the time of reverse rotation of the drive motor, even if the pressing force by the operator is released, the meshing engagement between the driven side clutch cam configured as the intermediate clutch and the drive side clutch cam is the intermediate clutch. Is maintained by being held by the driven clutch. "
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electric screwdriver which is an embodiment of the present invention and a method of using the same will be described in detail with reference to the drawings. The principal part of the electric screwdriver 100 according to the present embodiment is shown in FIG. FIG. 1 shows a cross section of a main part 110 of the electric screwdriver 100 including a drive motor housing and a gear housing, and a handgrip connected to the main body 110 is not shown for convenience.
[0026]
The electric screwdriver 100 generally includes a main body 110, a driven spindle 120, a driving spindle 130, a driven clutch cam 140, a driving clutch cam 150, a clutch engagement regulating spring 160, and a silent clutch mechanism 170. Configured as the subject.
[0027]
A drive motor 113 and a speed reduction mechanism 115 are accommodated in the main body 110 of the electric screwdriver 100. An output shaft 113 a of the drive motor 113 is connected to the drive-side spindle 130 via the speed reduction mechanism 115. The speed reduction mechanism 115 employs a known mechanism mainly including a speed reduction gear.
[0028]
The driven spindle 120 is rotatably provided on the tip side (left end side in FIG. 1) of the main body 110 on the same axis as the driving spindle 130. The driven spindle 120 is supported by the sleeve 110 a of the main body 110, and is configured to be relatively movable in the major axis direction of the driven spindle 120 in relation to the driving spindle 130. A tool bit mounting chuck 121 is provided on the distal end side of the driven spindle 120, and a driven clutch cam 140 is provided on the other end side (right end side in FIG. 1). A tool bit 123 is detachably attached to the tool bit attaching chuck 121.
[0029]
A locator 191 is detachably attached to the sleeve 110a so as to cover the vicinity of the tip of the tool bit 123. The locator 191 regulates the tool bit while restricting the main body 110 from approaching the workpiece 125 shown in FIG. 2A by a predetermined amount or more and restricting the main body 110 from approaching the workpiece 125. 123 is a member that allows the workpiece 123 to approach the workpiece 125 side. In the present embodiment, as described later, in order to set the electric screwdriver 100 to the set torque sensitive mode (first power transmission mode), the locator 191 is removed from the sleeve 110a, and the screw tightening depth sensitive mode (second In order to switch to the power transmission mode, the locator 191 is attached to the sleeve 110a.
[0030]
The driven-side clutch cam 140 is disposed at the end of the driven-side spindle 120 toward the drive-side spindle 130 with a first steel ball 143 interposed. Clutch teeth 141 are provided at the end of the driven-side clutch cam 140 toward the drive-side spindle 130 (the right end in FIG. 1).
The first steel ball 143 is movable between an end portion toward the drive side spindle 130 and an end portion away from the drive side spindle 130 in a lead groove 120 a formed on the driven spindle 120. It is configured.
[0031]
The configuration of the lead groove 120a is schematically shown in FIG. In FIG. 2B, the side of the driven-side clutch cam 140 (see FIG. 1) toward the driving-side clutch cam 150 is indicated by the symbol E in the major axis direction of the driven-side spindle 120 having the lead groove 120a on the outer peripheral surface. It shows with. The direction E is the right direction in FIG. Further, the forward rotation direction of the drive motor 113 (see FIG. 1) is indicated by a symbol F and the reverse rotation direction is indicated by a symbol R. The lead groove 120a is formed in an inclined shape with respect to the major axis direction E of the driven spindle 120 in each of the forward rotation direction F and the reverse rotation direction R, and has a V shape. In other words, the lead groove 120a has a forward operation groove 120b and a reverse operation groove 120c that intersect each other in each of the forward direction F and the reverse direction R, and both end portions of each of the groove portions 120b and 120c are connected to the driven spindle 120. The major axis direction E is set with a predetermined distance, and the radial direction is also set with a predetermined distance.
[0032]
Further, in the present embodiment, the reverse operation groove portion 120c is formed longer than the normal rotation operation groove portion 120b by a distance D in the major axis direction E of the driven spindle 120. As will be described later, when the screw tightening is released, the pressing force applied to the electric screwdriver 100 by the operator is released, and the driven clutch cam 140 is separated from the driving clutch cam 150 together with the driven spindle 120. This is to ensure the meshing engagement between the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150 even when the relative movement is made by a predetermined amount.
[0033]
On the other hand, the first steel ball 143 is movably disposed in both the forward operation groove 120b and the reverse operation groove 120c. In FIG. 2B, the position indicated by the symbol A where the first steel ball 143 is placed corresponds to the “torque transmission prohibition position” in the present invention. The position indicated by symbol B corresponds to the “torque transmission allowable position” when the drive motor 113 (see FIG. 1) is driven forward, and the position indicated by symbol C is the drive motor 113 (see FIG. 1). This corresponds to the “torque transmission allowable position” when the is driven in reverse. On both the forward and reverse sides, the driven-side clutch cam 140 is moved during the forward and reverse rotations of the drive motor 113 via the first steel balls 143 that are movable between both ends of the operating groove portions 120b and 120c. In any case, relative movement in the axial direction of the driven spindle 120 is allowed with respect to the driven spindle 120. The driven-side clutch cam 140 is allowed to rotate relative to the driven-side spindle 120 in a range in which the first steel ball 143 moves between both ends of the operating grooves 120b and 120c of the lead groove 120a. When the first steel ball 143 is placed at the end of the lead groove 120a on the side close to the drive side clutch cam 150, that is, at the torque transmission allowable positions B and C, the first steel ball 143 is placed at the end of the lead groove 120a. Due to the contact restriction, the driven clutch cam 140 is restricted to rotate integrally with the driven spindle 120.
[0034]
Thus, the driven-side clutch cam 140 is pressed by the operator with the electric screwdriver 100 while pressing against the workpiece 125 (see FIG. 2A) with the screw 124 attached to the tip of the tool bit 123 during the screw tightening operation. By applying a pushing load to the driven spindle 120, the driven spindle 120 moves in the direction of the driving spindle 130 (right direction in the figure) by a reaction force from the workpiece side with respect to the pushing load. Details of these operations will be described later.
[0035]
The drive-side clutch cam 150 is disposed at the end (the left end in FIG. 1) of the drive-side spindle 130 toward the driven-side spindle 120 with the second steel ball 153 interposed. Clutch teeth 151 are provided at the end of the drive side clutch cam 150 facing the driven spindle 120. The second steel ball 153 moves within the cam groove 130a provided on the driving side spindle 130 with the end portion directed toward the driven side spindle 120 as a limit position, thereby serving as a position defining member for the driving side clutch cam 150. To play a role. The drive-side clutch cam 150 is allowed to move smoothly relative to the drive-side spindle 130 in the axial direction of the drive-side spindle 130 by the second steel ball 153 and rotates integrally with the drive-side spindle 130. Is configured to do. The second steel ball 153 is not necessarily functionally required to move between the both end portions in the axial direction, but from the viewpoint of ensuring a smooth sliding operation of the drive side clutch cam 153 with respect to the drive side spindle 130. In this embodiment, it is configured to be movable between both end portions as described above.
[0036]
As shown in FIG. 1, a clutch engagement restriction spring 160 is disposed between the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150. The clutch engagement restricting spring 160 generates a biasing force in a direction in which the driven clutch cam 140 and the driving clutch cam 150 are separated from each other. In other words, the clutch engagement regulating spring 160 reliably disengages the clutch teeth 141 on the driven clutch cam 140 side and the clutch teeth 151 on the drive side clutch cam 150 side, and releases the engagement. It plays the role of ensuring separation so as not to inadvertently come into contact later.
[0037]
The silent clutch mechanism 170 is mainly composed of an urging spring 171, a stopper 181, a stopper operating pin 183, a stopper engaging groove 185, a ring spring 187, and a stopper operating spring 189. The urging spring 171 is mounted between the driving side clutch cam 150 and the urging spring support washer 179 and applies an urging force so that the driving side clutch cam 150 is directed toward the driven side clutch cam 140. The stopper 181 is constituted by a steel ball. The stopper operating pin 183 is provided on the driven-side spindle 120 with a ring spring 187 interposed therebetween, and is biased in the direction toward the driving-side spindle 130 by the stopper operating spring 189. A stopper engaging groove 185 is formed in the middle of the stopper operating pin 183, and the stopper 181 is fitted and disposed in the stopper engaging groove 185. The contact surface of the stopper engaging groove 185 with the stopper 181 is a curved surface or a tapered surface, and the stopper operating pin 183 is moved in the axial direction by the biasing force of the stopper operating spring 189, so that the stopper 181 is driven. It is configured to protrude from the peripheral surface of the side spindle 130 so as to be able to appear and retract. However, in the state shown in FIG. 1, the leg portion of the drive side clutch cam 150 is positioned above the stopper 181, and the stopper 181 is obstructed by the leg portion of the drive side clutch cam 150, thereby causing the drive side spindle 130 to be obstructed. Protrusions from the peripheral surface are restricted.
[0038]
The urging force of the urging spring 171 to the drive side clutch cam 150 is appropriately changed and adjusted by the cooperation of the setting torque adjusting ring 173, the setting torque adjusting pin 175, the setting torque adjusting sleeve 177, and the urging spring support washer 179. Can do. Specifically, by rotating the set torque adjustment ring 173 about the major axis of the main body 110, the set torque adjustment ring 173 is moved to the set torque adjustment ring 173 by a minute distance in the major axis direction of the main body 110 (left and right in FIG. 1). Move relative. The set torque adjusting ring 173 is connected to a set torque adjusting sleeve 177 via a set torque adjusting pin 175, and the set torque adjusting sleeve 177 together with the set torque adjusting ring 173 is arranged in the longitudinal direction of the main body 110. Move relative.
[0039]
A biasing spring support washer 179 is attached to the end of the set torque adjusting sleeve 177. As a result, the position of the biasing spring support washer 179 on the driving side spindle 130 is determined by the long axis of the driving side spindle 130. Change direction. As a result, the length of the urging spring 171 between the urging spring support washer 179 and the drive side clutch cam 150 is appropriately changed, and the urging force of the urging spring 171 is changed. In the present embodiment, by adjusting the urging force of the urging spring 171, it is possible to adjust the set torque value in the set torque sensitive mode described later. Furthermore, in the present embodiment, it is possible to switch between a setting torque sensitive mode and a screw tightening depth sensitive mode, which will be described later, using the moving operation of the set torque adjusting sleeve 177.
[0040]
Next, the operation and usage method of the electric screwdriver 100 according to the present embodiment will be described. The electric screwdriver 100 includes a set torque sensitive mode in which torque transmission from the drive motor 113 to the tool bit 123 is released in response to the screw reaction torque (ie, screw tightening torque) reaching a predetermined torque, and the workpiece It is possible to switch between a screw tightening depth sensitive mode in which torque transmission from the drive motor 113 to the tool bit 123 is released in accordance with the amount of screw tightening with respect to the material. The set torque sensitive mode corresponds to the “first power transmission mode” of the present invention, and the screw tightening depth sensitive mode corresponds to the “second power transmission mode” of the present invention.
[0041]
(Setting torque sensitive mode: Screw tightening work)
First, the set torque sensitivity mode (first power transmission mode) will be described. Among the electric screwdriver 100, the configuration of the main part mainly composed of the driven spindle 120, the driving spindle 130, the driven clutch cam 140, and the driving clutch cam 150 is shown in FIGS. 2 (A) to 6 (B). Indicated. Note that illustration of the clutch engagement restriction spring 160 shown in FIG. 1 is omitted for convenience. Among these, FIG. 2A shows an initial state in which the electric screwdriver 100 according to the present embodiment is about to start the tightening operation of the screw 124 with respect to the workpiece 125. In the set torque sensitive mode, the locator 191 shown in FIG. 1 is removed from the sleeve 110a.
[0042]
In the state shown in FIG. 2A, the drive-side spindle 130 driven in the forward direction does not transmit the rotational torque of the drive motor 113 (see FIG. 1) to the driven-side clutch cam 140 and the driven-side spindle 120. Rotate together with the drive side clutch cam 150. When the drive motor 113 is rotating forward, the drive-side spindle 130 rotates clockwise when viewed from the drive motor 113 side toward the driven-side spindle 120. In the state shown in FIG. 2 (A), the clutch teeth 141 on the driven clutch cam 140 side and the clutch teeth 151 on the drive side clutch cam 150 side are mutually separated by the urging force of the clutch engagement regulating spring 160 (see FIG. 1). Are maintained apart from each other. At this time, the first steel ball 143 is placed at the torque transmission prohibition position as shown in FIG. At this time, the driving side clutch cam 150 is urged toward the driven side clutch cam 140 by the urging spring 171, and the second steel ball 153 is placed at the end of the cam groove 130 a on the side close to the driven side clutch cam 140. The relative position of the drive side clutch cam 150 on the drive side spindle 130 is defined.
[0043]
Further, in the state shown in FIG. 2A, since the leg portion of the drive side clutch cam 150 is positioned above the stopper 181, the stopper 181 is restrained by the leg portion of the drive side clutch cam 150, and Protruding from the peripheral surface is restricted.
[0044]
When the screw tightening operation is started from the initial state shown in FIG. 2A, the operator moves the electric screwdriver 100 toward the workpiece 125 in the direction of the workpiece 125 (left direction in the drawing) in order to enter the screw 124 into the workpiece 125. Push in. As a result, the driven spindle 120 and the driven clutch cam 140 are united with the tool bit 123 and pressed in the direction of the driving spindle 130 (right direction in the figure) by the reaction force against the pressing from the workpiece 125 side. Then, it moves relatively to the electric screwdriver 100 side (main body part side). This state is shown in FIG. Further, in the state shown in FIG. 3A, the stopper 181 is restricted from protruding outward by the leg portion of the driving side clutch cam 150, so that when the driven side spindle 120 moves to the right in the figure, A stopper engaging groove 185 formed in the stopper operating pin 183 contacts the stopper 181 and restricts the movement of the stopper operating pin 183 in the direction of the drive side spindle 130 (right direction in the figure). Therefore, the stopper operating spring 189 is compressed by the reaction force of the pushing load.
[0045]
As shown in FIG. 4 (A), both clutch teeth 141 and 151 are engaged and engaged by the pressing force by the operator, and the rotational torque of the drive motor 113 (see FIG. 1) is changed to the drive side spindle 130 and the second steel ball. 153, driving side clutch cam 150, driving side clutch cam 150 side clutch teeth 151, driven side clutch cam 140 side clutch teeth 141, driven side clutch cam 140, first steel ball 143, lead groove 120a, driven side spindle 120 The tool bit is attached to the screw 124 via the tool bit attaching chuck 121 and the tool bit 123. At this time, as shown in FIG. 4B, the first steel ball 143 is moved to the torque transmission allowable position B through the forward rotation operating groove 120b in the lead groove 120a.
[0046]
When the tightening operation of the screw 124 on the workpiece 125 proceeds in the state shown in FIG. 4A, the head seating surface 124a of the screw 124 is seated on the workpiece 125 as shown in FIG. As the tightening operation of the screw 124 reaches the final stage, the screw tightening torque in the tool bit 123 becomes excessive. At this time, the first steel ball 143 is maintained in the torque transmission allowable position as shown in FIG. In this state, the clutch teeth 151 on the side of the drive side clutch cam 150 to further transmit the rotational torque of the drive motor 113 (see FIG. 1) ride on the clutch teeth 141 on the side of the driven clutch cam 140. As a result, the drive side clutch cam 150 moves away from the driven clutch cam 140 from the torque transmission allowable position while resisting the biasing force of the biasing spring 171 and moves to the torque transmission restriction position in the right direction in the figure.
[0047]
In FIG. 5A, the second steel ball 153 moves away from the end on the side toward the driven spindle 120 (driven clutch clutch 140) in the cam groove 130a, thereby driving the drive clutch cam 150. Assists in moving smoothly.
[0048]
When the drive side clutch cam 150 moves in the right direction in the figure from the torque transmission allowable position, the leg portion of the drive side clutch cam 150 located above the stopper 181 is retracted in the right direction in the figure. On the other hand, the stopper operating pin 183 is pressed rightward in the drawing by the urging force of the compressed stopper operating spring 189. Therefore, as shown in FIG. 6A, the stopper 181 is pushed out by the stopper engaging groove 185 and moved outward from the peripheral surface of the driving spindle 130 as the stopper operating pin 183 moves to the right. Protruding.
[0049]
FIG. 6A shows a state in which the meshing engagement between the clutch tooth 141 on the driven clutch cam 140 side and the clutch tooth 151 on the driving clutch cam 150 side is released. In this state, as shown in FIG. 6 (B), the first steel ball 143 moves along the forward rotation operating groove 120b in the lead groove 120a and returns to the torque transmission prohibited position A from the torque transmission allowable position B. . Then, for the sake of convenience, the driven clutch cam 140 shown in FIG. 6 (A) is moved on the driven spindle 120 of the forward rotation operating groove 120b via an urging force of a clutch engagement regulating spring 160 (see FIG. 1) not particularly shown for convenience. It moves in the direction away from the drive side clutch cam 150 by the length in the axial direction. As a result, the engagement of the driven side clutch cam 140 and the driving side clutch cam 150 is quickly and reliably released, and a function as a silent clutch is achieved.
[0050]
On the other hand, when the drive side clutch cam 150 moves in the right direction in the figure, as described above, there is no suppression by the leg part of the drive side clutch cam 150 with respect to the stopper 181, and the stopper 181 protrudes outward from the drive side spindle 130. Accordingly, the stopper operating pin 183 is moved in the direction facing the driven spindle (rightward in the figure) by the biasing force of the stopper operating spring 189, and the stopper 181 enters the inner recess of the driving clutch cam 150. It becomes. In this state, the drive-side clutch cam 150 is moved back in the direction of the driven-side clutch cam 140 by the stopper 181 protruding from the peripheral surface of the drive-side spindle 130 even though the biasing force of the biasing spring 171 is applied. Is regulated. In other words, the tightening torque of the screw 123 becomes excessive, the engagement of the clutch teeth 141 and 151 is released, and the driving side clutch cam 150 is separated from the driven side clutch cam 140 by the urging force of the clutch engagement regulating spring 160. In this case, the drive side clutch cam 150 is locked and maintained at the torque transmission prohibition position separated from the driven side clutch cam 140 by the stopper 181. Even if the driven clutch cam 140 approaches the driving clutch clutch 150 together with the driven spindle 120 due to an inadvertent pushing load, the mesh engagement of the clutch teeth 141 and 151 is reliably avoided.
[0051]
When the tightening operation of the screw 124 is completed, the operator loosens the pushing load on the electric screwdriver 100. Then, the driven spindle 120 is separated from the driving spindle 130 together with the driven clutch cam 140, and returns to the initial state shown in FIG. In the present embodiment, when the pushing load decreases below the urging force of the clutch engagement restriction spring 160, the driven spindle 120 is allowed to return.
[0052]
(Setting torque sensitive mode: Screw tightening release work)
Next, in the set torque sensing mode, when the drive motor 113 (see FIG. 1) is driven in reverse to loosen the screw 124 fastened to the workpiece 125 (referred to as screw tightening release work), FIG. This will be described with reference to FIGS. Note that illustration of the clutch engagement restriction spring 160 shown in FIG. 1 is omitted for convenience.
FIG. 7A shows a state in which the drive side spindle 130 rotates in the opposite direction to that during the screw tightening operation by driving the drive motor 113 in the reverse direction. At this time, the clutch teeth 141 and 151 are not meshed and engaged, and therefore the drive side spindle 130 is idle without transmitting the rotational torque of the drive motor 113 to the driven side spindle 120. At this time, a clutch engagement restriction spring 160 (see FIG. 1), not shown for convenience, applies an urging force so that the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150 are separated from each other. In this state, the operator holds the electric screwdriver 100 and applies the tip of the tool bit 123 to the screw head of the screw 124 already fastened to the workpiece 125. Then, the operator applies a pressing force to the electric screwdriver 100 toward the workpiece 125. At this time, the first steel ball 143 in the lead groove 120a is maintained in the torque transmission prohibition position A shown in FIG.
[0053]
Then, as shown in FIG. 8 (A), the tool bit 123, the driven spindle 120, and the driven clutch cam 140 are caused by a load from the workpiece 125 side acting on the tool bit 123 as a reaction force against the pressing force. The clutch teeth 141 and 151 come into contact with each other as they move relative to the drive side spindle 130 side. At this time, the first steel ball 143 in the lead groove 120a is maintained in the torque transmission prohibition position A shown in FIG.
[0054]
At this time, the clutch teeth 141 brought into a stationary state are engaged so as to be caught in the rotationally driven clutch teeth 151, whereby the driven clutch cam 140 moves to the drive clutch clutch 150 and the lead groove The first steel ball 143 at 120a moves from the torque transmission prohibition position A to the torque transmission allowable position C via the reverse operation groove 120c. This state is shown in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows a state where the clutch teeth 141 and 151 are engaged with each other. At this time, as shown in FIG. 9B, the first steel ball 143 in the lead groove 120a is located at the torque transmission prohibition position C on the end side of the reverse operation groove 120c.
[0055]
In the state shown in FIG. 9A, the clutch teeth 141 and 151 are rotationally driven in the circumferential direction while being engaged with each other, and are connected through the frictional force of each other. When the operator releases the pressing force of the electric screwdriver 100 in the direction of the workpiece 125 in this state, the driven side clutch cam 140 moves to the side away from the driving side clutch cam 150 together with the driven side spindle 120. try to. At this time, the long axis direction length of the reverse operation groove 120c in the lead groove 120a is longer than the forward operation groove 120b as described above, and the driven clutch cam 140 is somewhat separated from the drive clutch cam 150. However, as shown in FIG. 10 (A), the engagement of both clutch teeth 141 and 151 can be maintained. In the state shown in FIG. 10A, the drive motor 113 (see FIG. 1) is driven in reverse rotation with respect to the clutch teeth 141 on which a load (resistance force against rotation) from the screw 124 fastened to the workpiece 125 acts. A frictional force is acting between the clutch teeth 151 to transmit the force. This frictional force effectively prevents the clutch teeth 141 and 151 from being completely disengaged. In this state, the screw 124 is extracted from the workpiece 125 in a reverse direction via the tool bit 123 that is rotationally driven in the screw tightening release direction. In this case, as shown in FIG. 10 (B), the first steel ball 143 is placed at the reverse rotation torque transmission allowable position C on the end side of the reverse rotation operating groove 120c.
[0056]
When the screw 124 is to be completely extracted from the workpiece 125 through the reverse rotation operation of the tool bit 123, as shown in FIG. 11A, the resistance force from the workpiece 125 side is applied to the screw 124. Since it does not act, the frictional force between the clutch teeth 141 and 151 decreases, and the meshing engagement of both clutch teeth 141 and 151 is released. At this time, the driven clutch 140 is separated from the driving clutch 150 by the urging force of the clutch engagement regulating spring 160 (not shown for convenience). At the same time, the first steel ball 143 moves the reverse rotation operating groove 120c from the reverse rotation torque transmission allowable position C shown in FIG. 10 (B) to the torque transmission allowable position A shown in FIG. 11 (B). As a result, the clutch teeth 141 and 151 can be quickly and surely disengaged, and the screw tightening release operation can be smoothly completed without generating any noise or vibration associated with the clutch release.
[0057]
As understood from the description of FIG. 11A, until the screw 124 is completely extracted from the workpiece 125, the resistance force against the rotation of the screw 124 is affected by the tool bit 123 and the driven spindle. It acts on the clutch teeth 141 of the driven clutch cam 140 via 120. For this reason, for example, even in a work mode in which the workpiece 125 is made of a metal plate and the screw 124 cannot be pulled out from the workpiece 125 unless the screw 124 is pulled to the drawing side, the tightening release of the screw 124 is completely performed. It is possible to reliably maintain the meshing engagement of the clutch teeth 141 and 151 until it is performed.
[0058]
(Screw depth sensitive mode: Screw tightening operation)
Next, a screw tightening depth sensitive mode (second power transmission mode) of the electric screwdriver 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 12 (A) to 16 (B). In the screw tightening depth sensitive mode, the lead groove 120a (see FIG. 2B) used in the set torque sensitive mode described above will be described using the modified form. Specifically, as shown in FIG. 12 (B), the lead groove 220a according to the modified form has the first steel balls 143 with respect to the forward rotation direction F and the reverse rotation direction R of the drive motor 113 (see FIG. 1), respectively. The forward rotation operating groove portion 220b and the reverse rotation operating groove portion 220c are permitted, and a holding groove portion 220d is attached to the reverse rotation operating groove portion 220c. The holding groove portion 220d is an element corresponding to the “driven clutch cam holding means” in the present invention, and extends in a direction substantially orthogonal to the major axis direction E of the driven spindle 120, thereby being positioned in the holding groove portion 220d. The first steel ball 143 is restricted from moving in the long axis direction E of the driven spindle 120. In FIG. 12B, the position indicated by the symbol A where the first steel ball 143 is placed corresponds to the “torque transmission prohibition position” in the present invention. The position indicated by the symbol B corresponds to the “torque transmission prohibition position” when the drive motor 113 (see FIG. 1) is driven forward, and the position indicated by the symbol D is the drive motor 113 (see FIG. 1). This corresponds to the “torque transmission prohibition position” when the is driven in reverse.
[0059]
In order to switch the electric screwdriver 100 placed in the set torque sensitive mode to the screw tightening depth sensitive mode, first, a locator 191 is attached to the sleeve 110a as shown in FIG. The locator 191 attached to the sleeve 110a has an effective length indicated by a symbol L from the tip of the sleeve 110a to the tip 192 of the locator 191. In this state, the tip region of the tool bit 123 protrudes from the tip of the locator 191 toward the workpiece 125 by an amount indicated by reference sign CL1.
[0060]
Further, by appropriately operating the set torque adjusting ring 173, the set torque adjusting sleeve 177 is moved to the drive side clutch cam 150 placed at the torque transmission allowable position via the set torque adjusting pin 175. Make contact. As a result, the drive-side clutch cam 150 is restricted from moving backward (rightward in the figure) from the torque transmission allowable position to the torque transmission prohibited position. In other words, the driving side clutch cam 150 placed at the torque transmission allowable position moves on the driving side spindle 130 in a direction away from the driven side spindle 120 and the driven side clutch cam 140 by the set torque adjusting sleeve 177. Will be regulated. That is, the set torque adjusting sleeve 177 was used to adjust the set torque value for releasing the clutch by changing the biasing force of the biasing spring 171 in the above-described set torque sensing mode. In the mode, it is used to regulate the backward movement of the drive side clutch cam 150. That is, the set torque adjusting sleeve 177 can appropriately adjust the force for urging the drive side clutch cam 150 to the meshing side via the urging spring 171 in the set torque sensing mode. In the sensitive mode, it corresponds to the backward movement restricting means for the drive side clutch cam 150. In the screw tightening depth sensitive mode, the urging force of the urging spring 171 does not affect the clutch engagement or disengagement.
[0061]
As described above, the locator 191 is attached to the sleeve 110a, and the setting torque adjusting sleeve 177 is brought into contact with the drive side clutch cam 150, thereby completing the switching to the screw tightening depth sensitive mode. At this time, the first steel ball 143 is placed at the torque transmission prohibition position A in the lead groove 220a as shown in FIG. When the screw tightening operation is started from the initial state of the screw tightening depth sensitive mode shown in FIGS. 12A and 12B, the screw 124 is moved to the workpiece 125 as shown in FIG. In order to enter, the operator pushes the electric screwdriver 100 toward the workpiece 125 (left direction in the figure). When the operator applies a pushing load to the electric screwdriver 100, the driven spindle 120 and the driven clutch cam 140, together with the tool bit 123, are driven in the direction of the driving spindle 130 by the reaction force against the pushing load from the workpiece 125 side. It is pressed (rightward in the figure) and moves relatively toward the main body 100 side. FIG. 13A shows a state just before the clutch teeth 140 on the driven clutch cam 140 side and the clutch teeth 151 on the drive side clutch cam 150 are in meshing engagement. At this time, the first steel ball 143 is placed at the torque transmission prohibition position A as shown in FIG.
[0062]
When the electric screwdriver 100 is further pushed into the workpiece 125 in the state shown in FIG. 13A, the tool bit 123 is further pushed in by the setback CL2 as shown in FIG. The clutch teeth 141 on the cam 140 side and the clutch teeth 151 on the drive side clutch cam 150 are meshed and engaged. With this meshing engagement, as shown in FIG. 14B, the first steel ball 143 moves to the forward rotation torque transmission allowable position B at the end of the forward rotation operating groove 220b of the lead groove 220a. Then, the driven clutch cam 140 moves toward the driving clutch cam 150 by the length of the driven spindle long axis direction in the forward rotation operating groove 220b, whereby the clutch teeth 141 and 151 are completely engaged with each other. To do. Thus, the drive torque of the drive motor 113 shown in FIG. 1 causes the drive side spindle 130, the drive side clutch cam 150, the second clutch tooth 151, the first clutch tooth 141, the driven side clutch cam 140, the driven side spindle 120 and the tool bit 123. The screw 124 is transmitted to the workpiece 124, and the screw 124 is tightened into the workpiece 125. At this time, the tip 192 of the locator 191 is not in contact with the workpiece 125. Further, the tool bit 123 is slightly retracted from the locator tip 192 toward the main body 110 due to the pushing load applied to the electric screwdriver 100, so that the workpiece 125 at the head of the locator tip 192 and the screw 124 is transferred to the workpiece 125. A setback CL2 is formed between the seating surface 124a.
[0063]
When the screw 124 is tightened into the workpiece 125, the tip 192 of the locator 191 comes into contact with the workpiece 125 as shown in FIG. The proximity to the 125 side is regulated. The state shown in FIG. 15A shows a state in which the screw 124 is further tightened in a state where the main body 110 is regulated to approach the workpiece 125 by the locator 191. Specifically, the tool bit 123, the driven spindle 120, and the driven clutch cam 140 are connected to the driving clutch cam 150 and the driving side by the lead of the screw 124 even after the locator 191 contacts the workpiece 125. With respect to the spindle 130, the tool bit 123 shown in FIGS. 12A and 14A moves toward the workpiece 125 relatively by the protrusion amount CL1 and the setback CL2. At this time, the first steel ball 143 is maintained in a state where the first steel ball 143 is placed at the torque transmission allowable position as shown in FIG.
[0064]
Thus, when the tightening depth of the screw 124 with respect to the workpiece 125 reaches a predetermined amount, the meshing engagement of the clutch teeth 141 and 151 is released. At this time, as shown in FIGS. 16A and 16B, the first steel ball 143 moves through the forward operation groove 220b of the lead groove 220a to reach the torque transmission prohibition position A, and at the same time, the driven clutch cam 140 Is separated from the drive-side clutch cam 150 by the axial distance of the forward-operation groove 200b. The separating operation of both clutch cams 140 and 150 is performed quickly and reliably by the urging force of the clutch engagement regulating spring 160 (not shown for convenience), and abnormal noise and vibration due to contact between the clutch teeth 141 and 151 at the time of disengagement. Is effectively prevented and the effectiveness as a silent clutch is secured.
[0065]
(Screw depth sensitive mode: Screw tightening release work)
Next, in the above-described screw tightening depth sensitive mode, when the drive motor 113 is driven in reverse to loosen the screw 124 fastened to the workpiece 125 (referred to as screw tightening release operation), FIG. Will be described with reference to FIG. Note that illustration of the clutch engagement restriction spring 160 shown in FIG. 1 is omitted for convenience. When the screw tightening release operation is performed in the electric screwdriver 100 in the screw tightening depth sensitive mode, the tool bit 123 is relatively moved to the workpiece 125 side by a predetermined distance using the locator 191 to perform the screw tightening operation. It is difficult to maintain a state in which a pressing force is applied to the electric screwdriver 200 in the process of releasing the screw tightening due to the relationship with the performance. Therefore, in the present embodiment, when performing the screw tightening release work, a preparation work for always engaging the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150 is performed. Specifically, as shown in FIG. 17A, the worker appropriately presses the tool bit 123 against a work place installation 126 such as a wall or a floor while holding the electric screwdriver 100. The work place installation 126 may be a workpiece itself to which a screw is tightened.
[0066]
FIG. 17A shows a state in which the drive-side spindle 130 rotates in the opposite direction to that during the screw tightening operation by driving the drive motor 113 (see FIG. 1) in the reverse direction. At this time, the clutch teeth 141 and 151 are not meshed and engaged, so that the drive side spindle 130 rotates in the reverse direction without transmitting the rotational torque of the drive motor to the driven side spindle 120. At this time, a clutch engagement restriction spring 160 (see FIG. 1), not shown for convenience, applies an urging force so that the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150 are separated from each other. By applying a pressing force to the electric screwdriver 100 while maintaining this state, as shown in FIG. 18A, the tool bit 123, the driven spindle 120, and the driven clutch cam 140 are connected to the driving clutch cam 150. Moves relatively close to each other. At this time, as shown in FIG. 18B, the first steel ball 143 is placed at the torque transmission prohibition position A in the lead groove 220a.
[0067]
When the clutch teeth 141 and 151 come into contact with each other, the driven clutch cam 140 moves relatively to the driving clutch cam 150 side in the major axis direction of the driven spindle 120 as shown in FIG. In operation, the clutch teeth 141 and 151 are completely meshed and engaged. At this time, as shown in FIG. 19 (B), the first steel ball 143 moves in the reverse operation groove 220c in the lead groove 220a, and further, the torque transmission allowable position D set on the end side of the holding groove 120d. Proceed to Since the holding groove 220d is formed to extend in a direction substantially perpendicular to the long axis direction of the driven spindle 120, the first steel ball 143 placed at the torque transmission allowable position D during reverse rotation is prohibited from torque transmission. The return operation to the position A side is restricted. Accordingly, the driven-side clutch cam 140 placed at the reverse rotation torque transmission allowable position D is restricted from being separated from the driving-side clutch cam 150. As a result, the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150 are always engaged, and the preparation for performing the screw tightening release operation is completed.
[0068]
Next, as shown in FIG. 20A, the tip of the locator 191 is brought into contact with the surface of the workpiece 125 while the tip of the tool bit 123 is applied to the head of the screw 124 fastened to the workpiece 125. Let At this time, since the pressing force by the operator to the electric screwdriver 100 does not act, the driven clutch cam 140 is driven by the driving clutch clutch via the urging force of a clutch engagement regulating spring 160 (see FIG. 1) (not shown). Although it can move away from 150, as shown in FIG. 20 (B), the first steel ball 143 placed at the torque transmission allowable position D returns to the torque transmission prohibited position A by the holding groove 220d. Therefore, the overall meshing engagement of the clutch teeth 141 and 151 is maintained.
[0069]
In this state, the reverse driving force of the driving motor is transmitted to the tool bit 123 through the driving side spindle 130, the driving side clutch cam 150, the driven side clutch cam 140, and the driven side spindle 120, as shown in FIG. The screw 124 is extracted from the workpiece 125. At this time, the state in which the first steel ball 143 is placed at the torque transmission allowable position D is maintained as shown in FIG.
[0070]
Then, as shown in FIG. 22A, the screw tightening release operation is completed when the screw 124 is completely detached from the workpiece 125. At this time, the first steel ball 143 is maintained in the torque transmission allowable position D as shown in FIG. Even when the screw 124 is pulled out from the workpiece 125, the meshing engagement of the clutch teeth 141 and 151 can be satisfactorily maintained by the holding groove 220d. Thereafter, even when the reverse rotation driving of the driving motor is stopped, the holding groove 220d restricts the movement of the first steel ball 143 in the long axis direction of the driven spindle 120, so that the first steel ball 143 is held in the holding groove 220d, and the engagement of the driven clutch cam 140 and the drive side clutch cam 150 is maintained. For this reason, the clutch engagement state is maintained even when the tightening release operation of the screw 124 is finished and the operator releases the electric screwdriver 100 from the workpiece 125, and the screw tightening release operation is continuously performed. In this case, it is not necessary to perform a preparatory work for always engaging the clutch cams 140 and 150 each time, and the efficiency of the screw tightening releasing work can be greatly improved. Is done. On the other hand, if the drive motor 113 (see FIG. 1) is driven to the forward rotation side, the first steel ball 143 can be easily detached from the holding groove 220d, and the screw tightening operation is performed after the screw tightening release operation is performed. It is possible to easily cope with this.
[0071]
(Example of change)
In the electric screwdriver 100 in the above embodiment, the first steel ball 143 rolls in the lead groove 120a formed on the outer peripheral surface of the driven spindle 120 between the driven spindle 120 and the driven clutch cam 140. Adopted the arrangement to be possible. In this regard, as shown in FIGS. 23 (A) to 23 (D), the first lead groove 120g formed on the outer peripheral surface of the driven spindle 120 and the inner peripheral surface of the driven clutch cam 140 are provided. It is possible to adopt a configuration in which the first steel ball 143 is sandwiched between the formed second lead grooves 140g so as to be able to roll. 23A shows a state in which a gap a is formed between the clutch teeth 141 and 151 and the mesh engagement is not yet engaged, and FIG. 23B shows a state just before the mesh engagement is started. 23 (C) is engaged and engaged, and the driven clutch cam 140 is rotationally driven together with the driven spindle 120. FIG. 23 (D) shows that the clutch teeth 141 are engaged when the screw tightening is released. A state in which the meshing engagement is maintained after moving away from the tooth 151 by a predetermined amount and the driven clutch cam 140 is driven to rotate together with the driven spindle 120 in this state is schematically shown.
[0072]
In this modified example, a combination of both the lead grooves 120g and 140g allows the forward operation groove 120b (220b), the reverse operation groove 120c (220c), and the holding groove in the lead groove 120a used in the above embodiment. A mechanism equivalent to 220d is formed, and the first steel ball 143 can be moved between the torque transmission prohibited position and the torque transmission allowable position. By combining the two grooves 120g and 140g, the design dimension required for forming the lead groove in the longitudinal direction of the driven spindle 120 can be kept relatively compact, and the driven clutch cam 140 can be made compact. Will contribute.
[0073]
(Second Embodiment)
An electric screwdriver 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment relates to a modification of the clutch mechanism that transmits the driving force of the drive motor 113 from the drive-side spindle 130 to the driven-side spindle 120 in the first embodiment, and the other configurations are the first embodiment. The configuration is substantially the same. This clutch mechanism part is connected to a driving motor (not shown) and is driven to rotate, a driving side gear 250 set in the tip region of the driving side spindle 230, a screw 224 and a workpiece 225. A driven spindle 220 having a tool bit 223 on one end side for tightening or releasing the tightening, a driven clutch 240 set on the other end side of the driven spindle 220, the driven clutch 240 and the drive The intermediate clutch 260 disposed between the side gears 250 is mainly configured.
[0074]
Clutch teeth 251 are provided at the tip of the drive side gear 250. A forward rotation engagement portion 240a and a reverse rotation engagement portion 240b (see FIGS. 24 and 26) are formed at the tip of the driven side clutch 240. Of the rotational surface of the intermediate clutch 260, an engagement tooth 261 that can be engaged with and engaged with the clutch tooth 251 is formed on the drive side gear 250 side, and a positive side of the driven side clutch 240 is formed on the driven side clutch 240 side. A forward rotation engagement portion 262a that can be engaged with the rotation engagement portion 240a, and a reverse rotation engagement portion 262b that can be engaged with the reverse rotation engagement portion 240b of the driven clutch 240 (see FIGS. 24 and 26). Is formed.
[0075]
When the forward engaging portion 262a of the intermediate clutch 260 and the forward engaging portion 240a of the driven clutch 240 are engaged, as shown in FIGS. 24 and 25, the intermediate clutch 260 is interposed between the driven clutch 240 and the intermediate clutch 260. A clearance a is formed. On the other hand, as shown in FIG. 26, when the reverse rotation engagement portion 262b of the intermediate clutch 260 and the reverse rotation engagement portion 240b of the driven clutch 240 are engaged, there is a clearance b between the clutches 240 and 260. It is formed. In the present embodiment, the clearance b is larger than the clearance a.
[0076]
(Screw tightening work)
The operation when the screw 224 is fastened to the workpiece 225 using the electric screw driver 200 will be described. When performing the screw tightening operation, the operator applies a pressing force to the electric screw driver 200. Thereby, the driven spindle 220 and the driven clutch 240 are relatively close to the driving spindle 230 and the driving gear 250 that are rotationally driven by receiving a driving force in the forward rotation direction of a driving motor (not shown). As a result, the engaging teeth 261 of the intermediate clutch 260 and the engaging teeth 251 of the driving gear 250 are engaged with each other, whereby the driving force of the driving motor is transmitted to the tool bit 223 and the screw tightening operation is performed. Is done. When the tightening operation of the screw 224 to the workpiece 225 reaches the final stage, the intermediate clutch 260, the driven clutch 240, the driven spindle 220, and the tool bit 223 are driven via the locator 291 as shown in FIG. It moves away from the side gear 250. As a result, as shown in FIG. 25, the meshing engagement of the engagement teeth 251 and 261 is released, and at the same time, the engagement between the forward rotation engaging portions 240a and 262a is released, and the intermediate clutch 260 is cleared. It moves to the driven side clutch 240 side by the amount a, and thereby a function as a silent clutch is achieved.
[0077]
(Screw release work)
On the other hand, an operation when the tightening release operation of the screw 224 tightened to the workpiece 225 using the electric screw driver 200 will be described with reference to FIGS. 26 and 27. When performing the screw tightening release operation, as a preparation, the operator applies a pressing force to the electric screwdriver 200 while bringing the tip of the tool bit 223 into contact with the workpiece 225 (or a wall or floor at the work site). Make it work. Accordingly, the intermediate clutch 260, the driven spindle 220, and the driven clutch 240 are close to the driving spindle 230 and the driving gear 250 that are rotationally driven by receiving a driving force in the reverse rotation direction of a driving motor (not shown). Thus, the engagement teeth 251 of the drive side gear 250 and the engagement teeth 261 of the intermediate clutch 260 are engaged, and at the same time, the reverse engagement portion 240b of the driven clutch 240 and the reverse engagement portion 262b of the intermediate clutch 260 are engaged. And engage. At this time, both the engagement portions 240b and 262b are placed in a planar contact state, and even if the operator releases the pressure on the electric screwdriver 200, the engagement between the driven clutch 240 and the intermediate clutch 260 is achieved. Good condition is maintained.
[0078]
In this state, as shown in FIG. 27, a tool bit 223 is applied to a screw 224 fastened to the workpiece 225. At this time, the intermediate clutch 260 tries to move to the side away from the driving side gear 250 together with the driven side spindle 220 and the driven side clutch 240 due to the release of the pressing by the operator.
Due to the surface contact between the two engaging portions 240b and 262b, the separating operation of the intermediate clutch 260 is restricted and the engaged state is maintained. The reverse driving force of the drive motor is transmitted to the screw 224 through the drive side spindle 230, the drive side gear 250, the intermediate clutch 260, the driven side clutch 240, the driven side spindle 220, and the tool bit 223, and the tightening of the screw 224 is released. Carry out the work.
[0079]
According to the present embodiment, also in the electric screwdriver 200 having the clutch mechanism of the type that transmits the torque of the drive motor to the tool bit 220 by interposing the intermediate clutch between the drive side spindle 230 and the driven side spindle 220. Therefore, the screw tightening release operation can be easily and reliably performed.
[0080]
In view of the gist of the present invention, it is possible to configure the following aspects.
(Aspect 1)
“Electric screwdriver according to claim 2,
Between the driven clutch cam and the driven spindle, a ball member is arranged in a lead groove and a movable range is defined via an end of the lead groove,
An electric screwdriver characterized in that the driven clutch cam is relatively moved in the axial direction of the driven spindle when the ball member rolls relatively in the lead groove. "
With this configuration, it is possible to easily ensure the certainty of the relative movement operation of the driven clutch cam with respect to the driven spindle.
[0081]
(Aspect 2)
“Electric screwdriver according to aspect 1,
During the reverse rotation of the drive motor, the ball member is restricted from moving in the lead groove in the axial direction of the driven spindle when the driven clutch cam is engaged with and engaged with the driving clutch cam. This restricts the driven clutch cam from returning from the position engaged with and engaged with the drive-side clutch cam in the axial direction of the driven-side spindle. . "
If comprised in this way, it will become possible to restrict | limit the return operation | movement of a driven side clutch cam reliably by restrict | limiting that a ball member moves in a lead groove | channel.
[0082]
(Aspect 3)
“Electric screwdriver according to aspect 2,
The lead groove has a portion extending generally in the circumferential direction of the driven clutch cam, and the ball member is positioned in the portion, so that the driven clutch cam is rotated when the drive motor is rotated in reverse. An electric screwdriver characterized in that the ball member is restricted from moving in the lead groove in the axial direction of the driven spindle when engaged with and engaged with a driving clutch cam. "
If constituted in this way, when the ball member is positioned at a location extending in the circumferential direction of the driven clutch cam in the lead groove, the movement of the ball member can be easily and reliably regulated. Even when the pressing force of the operator does not act at the time of reverse rotation of the drive motor, the meshing engagement between the driven clutch cam and the drive clutch clutch can be effectively maintained.
[0083]
(Aspect 4)
“Electric screwdriver according to claim 6,
The drive side clutch cam placed in the second power transmission mode is configured to be restricted from moving backward from the driven side clutch cam in the axial direction of the drive side spindle. Features an electric screwdriver. "
With this configuration, the position of the driven clutch cam with respect to the driving clutch cam is not changed, and the engagement of the driving side and the driven clutch cam and the disengagement of the tool bit, the driven spindle, and the driven clutch cam are performed. Since the amount of movement relative to the workpiece can be related, the second power transmission mode can be easily realized.
[0084]
(Aspect 5)
“Electric screwdriver according to claim 6,
In the second power transmission mode, the apparatus further includes a main body proximity restricting means for restricting the main body from approaching a predetermined amount or more with respect to the workpiece, and the main body proximity controlling means controls the main body A screw tightening operation is performed in a state where the proximity of the workpiece to the workpiece is restricted by a predetermined amount or more, and the driven spindle is moved relative to the main body together with the driven clutch cam. An electric screwdriver characterized in that the engagement of the drive side clutch cam and the driven side clutch cam is released by approaching to the side. "
If comprised in this way, by performing the screw | tightening operation | work in the state which restricted the proximity | contact of the main-body part with respect to the workpiece to the predetermined amount or more, a driven-side spindle with respect to a main-body part with a driven-side clutch cam is carried out. As a result, the engagement between the driven-side clutch cam and the driving-side clutch cam is released. Therefore, it is possible to easily obtain a configuration suitable for a work form in which work is completed according to the tightening amount of the screw. For example, when the locator is attached to the driven spindle of an electric screwdriver, and the main body is pushed into the workpiece side during screw tightening, the locator is connected between the workpiece and the main body. By interposing them in between, a configuration in which the proximity of a predetermined amount or more with respect to the workpiece of the main body portion is regulated is possible.
[0085]
(Aspect 6)
"Electric screwdriver according to any one of claims 1 to 7,
The driven-side clutch cam and the driving-side clutch cam have clutch teeth that engage and engage with each other at opposite positions. "
[0086]
If comprised in this way, the torque transmission of a drive motor through the meshing engagement of clutch teeth will be attained. Also, when releasing the torque transmission, one of the clutch teeth of the driven side clutch cam and the driving side clutch cam slides relative to the other, so that reliable torque transmission can be released. It is set as the structure which can ensure the utility as a silent clutch.
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, for an electric screwdriver including a clutch for releasably transmitting the rotation output of a drive motor to a tool bit, a technique capable of accurately responding not only during forward rotation but also during reverse rotation is provided. It was to be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of an electric screwdriver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an initial state when the electric screwdriver according to the present embodiment is used in a set torque sensitive mode.
FIG. 3 shows a state where the clutch teeth of the driven clutch cam and the clutch teeth of the driving clutch cam are in meshing engagement with each other when the operator applies a pushing load for screw tightening.
FIG. 4 shows a state in which both clutch teeth are engaged and engaged, and torque of the drive motor is transmitted to the tool bit side to perform a screw tightening operation.
FIG. 5 shows a state where the drive side clutch cam has moved rearward because the screw tightening operation has reached the final stage and the tightening torque has become excessive.
FIG. 6 shows a state where the driven clutch cam and the driving clutch cam are disengaged, the driving clutch cam is moved away from the driven clutch cam by the clutch engagement regulating spring, and the stopper protrudes. .
FIG. 7 shows an initial state for performing a screw tightening release operation in the set torque sensitive mode.
FIG. 8 shows a state where the clutch teeth of the driven clutch cam and the clutch teeth on the drive side clutch cam are in meshing engagement with each other when the operator applies a pushing load for screw tightening.
FIG. 9 shows a state where the driven clutch cam and the drive side clutch cam are engaged with each other and the preparation for the screw tightening release operation is completed.
FIG. 10 shows a state in the middle of actually performing a screw tightening release operation.
FIG. 11 shows a state when the screw tightening release operation is completed.
FIG. 12 shows an initial state of a screw tightening depth sensitive mode.
FIG. 13 shows a state in which the driven spindle has moved in the direction of the driving side spindle by the operator applying a pushing load for screw tightening.
FIG. 14 shows a state in which both clutch teeth are engaged and engaged, and the torque of the drive motor is transmitted to the tool bit side to perform the screw tightening operation.
FIG. 15 shows a state in which the screw is further tightened on the workpiece after the locator is seated.
FIG. 16 shows a state where the screw tightening operation is completed and the engagement of the driven clutch cam and the driving clutch cam is released.
FIG. 17 shows a preparation start state of the screw tightening release operation in the screw tightening depth sensitive mode.
FIG. 18 shows a state where the driving side clutch cam and the driven side clutch cam are engaged with each other by pushing in the tool bit.
FIG. 19 shows a state in which both clutch cams are engaged and engaged, and preparation for screw tightening release work is ready.
FIG. 20 shows a state in which a screw tightening release operation is actually started.
FIG. 21 shows a state in which the screw tightening release operation proceeds.
FIG. 22 shows a state where the screw tightening release operation has reached the end stage.
FIG. 23 shows a configuration of a modified example of the present embodiment. Among these, (A) is a state where the clutch teeth 141 and 151 are not yet engaged and engaged, (B) is a state immediately before the engagement is started, and (C) is engaged and engaged, and the driven clutch cam 140 is engaged. (D) shows a state where the clutch teeth 141 are moved away from the clutch teeth 151 by a predetermined amount when the screw tightening release operation is performed. Each of the maintained modes is schematically shown.
FIG. 24 schematically shows a configuration of a main part of an electric screwdriver according to a second embodiment of the present invention. FIG. 24 shows a state immediately before the meshing engagement between the drive side gear 250 and the intermediate clutch 260 is released during forward rotation.
FIG. 25 shows that the forward engagement teeth 262a of the intermediate clutch 260 are disengaged from the forward engagement teeth 241a of the driven clutch 240 in the forward drive state shown in FIG. 24, and the intermediate clutch 260 is driven. A state where the clutch is released after being separated from the side gear 250 is shown.
FIG. 26 shows a configuration of a preparation stage when performing screw tightening release work for the electric screwdriver according to the second embodiment.
FIG. 27 shows a state in which a screw tightening release operation is performed for the electric screwdriver according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
100 Electric screwdriver
110 Drive motor housing (main body)
110a sleeve
113 Drive motor
115 Deceleration mechanism
120 Driven spindle
120a Lead groove
120b Operation groove for forward rotation
120c Reverse rotation working groove
120d Holding groove
121 Chuck for mounting tool bits
123 Tool bit
124 screw
124a Screw head seating surface
125 Workpiece
130 Drive side spindle
130a Cam groove
140 Driven clutch cam
141 clutch teeth
143 1st steel ball
150 Drive side clutch cam
151 clutch teeth
153 2nd steel ball
160 Clutch engagement restriction spring
170 Silent clutch mechanism
171 Biasing spring
173 Setting torque adjustment ring
175 Pin for setting torque adjustment
177 Set torque adjustment sleeve
179 Biasing spring support washer
181 Stopper
183 Stopper operation pin
185 Stopper engagement groove
187 ring spring
189 Spring for stopper operation
191 Locator
192 Locator tip
220 Driven spindle
230 Drive spindle
240 Driven side gear
241a Engaging teeth during normal rotation
241b Engaging teeth during reverse rotation
250 Drive side gear
251 engaging teeth
260 Intermediate clutch
261 Drive side gear engaging teeth
262a Forward rotation engaging part
262b Reverse rotation engaging part

Claims (7)

本体部に収容された駆動モータと、前記駆動モータの所定の正転方向への回転力および逆転方向への回転力をいずれも受承可能に配置された駆動側スピンドルと、前記駆動側スピンドルの回転力を受けて回転する駆動側クラッチカムと、前記駆動側クラッチカムと解除自在に噛み合い係合することにより前記駆動側クラッチカムの回転力を受承して回転する被動側クラッチカムと、前記被動側クラッチカムの回転に伴って回転駆動される被動側スピンドルと、前記被動側スピンドルに接続され、当該被動側スピンドルの回転力を介してネジ締付け作業およびネジ締付け解除作業を遂行可能な工具ビットを有し、
前記被動側スピンドルは、その軸方向に関し、前記被動側クラッチカムとともに前記本体部に対する相対移動が可能とされ、
前記駆動モータの正転時には、前記本体部に対する作業者の押圧力を介して前記駆動側クラッチカムと前記被動側クラッチカムが噛み合い係合し、これによって前記駆動モータの正転方向への回転力が前記工具ビットに伝達されてネジ締付作業が遂行可能とされ、
前記駆動モータの逆転時には、前記本体部に対する作業者の押圧力を介して前記駆動側クラッチカムと前記被動側クラッチカムが噛み合い係合するとともに、当該押圧力が解除された場合であっても、前記駆動側クラッチカムと前記被動側クラッチカムの係合が維持され、これによって駆動モータの逆転方向への回転力が前記工具ビットに伝達されてネジ締付解除作業が遂行可能に構成されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。A drive motor housed in the main body, a drive spindle arranged to receive both the rotational force in the predetermined forward direction and the rotational force in the reverse direction of the drive motor; and A drive-side clutch cam that rotates in response to a rotational force; a driven-side clutch cam that rotates by receiving the rotational force of the drive-side clutch cam by releasably engaging with and engaging with the drive-side clutch cam; A driven spindle that is driven to rotate with the rotation of the driven clutch cam, and a tool bit that is connected to the driven spindle and that can perform screw tightening and screw tightening work via the rotational force of the driven spindle. Have
The driven-side spindle is capable of relative movement with respect to the main body portion along with the driven-side clutch cam with respect to the axial direction thereof.
During forward rotation of the drive motor, the drive-side clutch cam and the driven-side clutch cam are engaged with each other through the pressing force of the operator against the main body, and thereby the rotational force of the drive motor in the forward rotation direction. Is transmitted to the tool bit so that the screw tightening work can be performed,
At the time of reverse rotation of the drive motor, even if the drive side clutch cam and the driven side clutch cam are engaged and engaged through the pressing force of the operator against the main body, and the pressing force is released, The engagement of the driving side clutch cam and the driven side clutch cam is maintained, whereby the rotational force of the driving motor in the reverse direction is transmitted to the tool bit so that the screw tightening releasing operation can be performed. An electric screwdriver characterized by that. 請求項１に記載の電動スクリュードライバであって、
前記被動側クラッチカムは、前記駆動側クラッチカムとの噛み合い係合の際に、さらに前記被動側スピンドルの軸方向に関し、当該被動側スピンドルに対する相対移動が許容されるとともに、
前記駆動モータの逆転時には、前記本体部に対する作業者の押圧力が解除された場合であっても、前記被動側スピンドルの軸方向に関し、前記被動側クラッチカムの前記駆動側クラッチカムから離間する方向への移動動作が規制されることで、前記被動側クラッチカムと前記駆動側クラッチカムの噛み合い係合状態が維持されるよう構成されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。The electric screwdriver according to claim 1,
The driven-side clutch cam is allowed to move relative to the driven-side spindle with respect to the axial direction of the driven-side spindle when engaged with the driving-side clutch cam.
Even when the pressing force of the operator on the main body is released during the reverse rotation of the drive motor, the direction in which the driven clutch cam separates from the drive clutch clutch with respect to the axial direction of the driven spindle An electric screwdriver configured to maintain the meshing engagement state of the driven-side clutch cam and the driving-side clutch cam by restricting the movement operation to the drive-side clutch cam. 請求項２に記載の電動スクリュードライバであって、
前記被動側スピンドルに対する当該被動側スピンドルの軸方向への前記被動側クラッチカムの相対移動量は、前記駆動モータの正転時よりも逆転時のほうが大きくなるように設定されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。The electric screwdriver according to claim 2,
The relative movement amount of the driven-side clutch cam in the axial direction of the driven-side spindle with respect to the driven-side spindle is set to be larger at the time of reverse rotation than at the time of forward rotation of the drive motor. Electric screwdriver to do. 請求項２または３に記載の電動スクリュードライバであって、
前記駆動モータの逆転時に、前記被動側クラッチカムが、前記被動側スピンドルの軸方向に関して、前記駆動側クラッチカムと噛み合い係合した位置から離間する側に復帰するのを規制する被動側クラッチカム保持手段が更に配設されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。The electric screwdriver according to claim 2 or 3,
A driven-side clutch cam holding that restricts the driven-side clutch cam from returning from a position engaged with and engaged with the driving-side clutch cam with respect to the axial direction of the driven-side spindle when the drive motor rotates in the reverse direction. An electric screwdriver, further comprising means. 請求項１から４までのいずれかに記載の電動スクリュードライバであって、
前記駆動側クラッチカムは、前記駆動モータの正転方向への回転力を前記工具ビットに伝達する際に、前記工具ビットに作用するトルクが所定の範囲にある場合には、前記被動側クラッチカムに近接したトルク伝達許容位置に置かれ、前記トルクが所定の範囲を超える場合には、前記被動側クラッチカムから離間したトルク伝達禁止位置へと前記トルク伝達許容位置から後退するとともに、前記トルク伝達許容位置へと復帰することが規制されることを特徴とする電動スクリュードライバ。The electric screwdriver according to any one of claims 1 to 4,
When the torque acting on the tool bit is within a predetermined range when transmitting the rotational force of the drive motor in the normal rotation direction to the tool bit, the drive side clutch cam is in the driven clutch cam. When the torque exceeds a predetermined range, when the torque exceeds a predetermined range, the torque transmission prohibition position separated from the driven clutch cam is retracted from the torque transmission permission position, and the torque transmission is performed. An electric screwdriver characterized in that return to an allowable position is restricted. 請求項１から４までのいずれかに記載の電動スクリュードライバであって、
前記駆動側クラッチカムと前記被動側クラッチカムとは、
相互に噛み合い係合して前記駆動モータの回転力を前記工具ビットに伝達するとともに、前記工具ビットに作用するトルクが所定の範囲を超える場合に相互の噛み合い係合が解除される第１の動力伝達モードと、
相互に噛み合い係合して前記駆動モータの回転力を前記工具ビットに伝達するとともに、ネジ締付作業の遂行により前記工具ビットが前記本体部から所定距離離間する場合に相互の噛み合い係合が解除される第２の動力伝達モードとの間で切り替え可能に構成されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。The electric screwdriver according to any one of claims 1 to 4,
The driving side clutch cam and the driven side clutch cam are:
A first power that meshes with each other and transmits the rotational force of the drive motor to the tool bit, and when the torque acting on the tool bit exceeds a predetermined range, the meshing engagement is released. Transmission mode,
The meshing engagement is performed to transmit the rotational force of the drive motor to the tool bit, and the meshing engagement is released when the tool bit is separated from the main body by a predetermined distance by performing a screw tightening operation. An electric screwdriver characterized in that it can be switched between the second power transmission mode. 請求項１または２に記載の電動スクリュードライバであって、
前記被動側クラッチカムは、駆動側スピンドルの先端領域に配置された駆動側クラッチカムと噛み合い係合することで回転駆動されるとともに、前記被動側スピンドルの端部領域に配置された被動クラッチと噛み合い係合することで前記駆動モータの回転力を前記被動側スピンドルに伝達する中間クラッチとして構成されていることを特徴とする電動スクリュードライバ。The electric screwdriver according to claim 1 or 2,
The driven clutch cam is rotationally driven by meshing engagement with a drive side clutch cam disposed in a tip end region of the drive side spindle, and meshes with a driven clutch disposed in an end region of the driven spindle. An electric screwdriver characterized by being configured as an intermediate clutch that engages to transmit the rotational force of the drive motor to the driven spindle.
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