JP4557673B2 - 締付け工具 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示されたサイレントクラッチは、モータによって駆動される駆動側クラッチ体と、スピンドルと一体に回転するスピンドル側クラッチ体との間に、中間クラッチ体を介在し、モータの回転力が駆動側クラッチ体から中間クラッチ体を経てスピンドル側クラッチ体に伝達される構成である。中間クラッチ体は、駆動側クラッチ体およびスピンドル側クラッチ体との双方に噛み合う(係合する)ことで回転力を伝達し、駆動側クラッチ体との噛み合いが解除されることで動力の伝達を遮断する構成とされている。そして駆動側クラッチ体に対する噛み合いが解除されたときに、バネによる付勢力によって中間クラッチ体が当該駆動側クラッチ体から離間されて中間クラッチ体と当該駆動側クラッチ体との間に所定の間隙が確保され、これによって駆動側クラッチ体が空転する構成である。
他方、特許文献2に開示されたサイレントクラッチは、モータによって回転される駆動ギアに適数本のピンを設け、当該ピンを傾斜状態とすることで駆動ギアのクラッチ歯をスピンドル側のクラッチ歯に噛み合わせて回転力を伝達し、直立状態に変位させることによってスピンドル側のクラッチ歯に対する駆動ギアのクラッチ歯の噛み合いを解除して動力伝達を遮断する。そしてスピンドル側のクラッチ歯と駆動ギアのクラッチ歯との噛み合いが解除されたときに、駆動ギアがバネの付勢力によってスピンドルのクラッチ歯から離れる方向へ移動され、これにより駆動ギアのクラッチ歯とスピンドル側のクラッチ歯との間に所定の間隙が確保され、これによって駆動ギアが空転する構成である。
請求項1に記載の発明によれば、モータと、工具ビットと、工具ビットにモータの回転力を伝達し、あるいは工具ビットに対するモータの回転力の伝達を遮断するクラッチ機構と、を有する締付け工具が構成される。締付け工具としては、典型的にはネジの締付け作業に用いられる電動スクリュドライバがこれに該当する。
本発明におけるクラッチ機構は、モータによって回転される駆動側クラッチ体と、当該駆動側クラッチ体に設けられた駆動側クラッチ部と、駆動側クラッチ体に対向状に配置されるとともに工具ビットに回転力を伝達する被動側クラッチ体と、当該被動側クラッチ体に設けられた被動側クラッチ部と、被動側クラッチ体に対向状に配置された補助クラッチ体と、当該補助クラッチに設けられた補助クラッチ部と、を有する。補助クラッチ体は、常時には駆動側クラッチ体と共に回転可能とされ、当該補助クラッチ体の周方向に所定の荷重が作用したときには当該駆動側クラッチ体に対し周方向の所定範囲につき相対移動することが許容される構成とされる。
そして被動側クラッチ体と駆動側クラッチ体が互いに接近する方向に相対移動することで駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部が係合し、これによって駆動側クラッチ体の回転力が被動側クラッチ体に伝達され、また被動側クラッチ体と駆動側クラッチ体が互いに離間する方向に相対移動することで駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部との係合が解除され、これによって回転力の伝達が遮断される構成とされている。一方、補助クラッチ体は、被動側クラッチ体と駆動側クラッチ体が互いに接近する方向へと相対移動されたとき、駆動側クラッチ部が被動側クラッチ部に互いに係合する動作に先立って被動側クラッチ部に補助クラッチ部を介して係合するとともに、当該係合に基づき補助クラッチ体の周方向に作用する荷重によって前記駆動側クラッチ体に対し前記許容された所定範囲内で回転が遅れる方向へと移動し、これによって当該駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部が互いに係合することを許容する構成とされている。ここで「係合する」とは、クラッチ部同士が回転方向につき互いに接触して連結する状態をいう。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の締付け工具における補助クラッチ体は、駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部が互いに係合した状態で当該駆動側クラッチ体に対し回転が遅れる方向への更なる移動が許容されている構成とした。かかる構成によれば、駆動側クラッチ部が被動側クラッチ部に係合した後は、補助クラッチ部に作用する荷重が軽減されることとなり、当該補助クラッチ部を保護する上で有効となる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の締付け工具における駆動側クラッチ体は、被動側クラッチ体に向かう端面側に凹部を有しており、当該凹部内に補助クラッチ体を当該補助クラッチ体の端面が駆動側クラッチ体の端面と面一となるように収容配置した。かかる構成によれば、駆動側クラッチ体と被動側クラッチ体との間に補助クラッチ体が介在される構成でありながら、クラッチ機構における軸方向長さを、補助クラッチ体を有しない構成の場合と同等の長さまで短縮することが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜3のいずれかに記載の締付け工具において、補助クラッチ体および駆動側クラッチ体を被動側クラッチ体に対し接近または離間させる方向へ移動させる軸方向変位手段を有する構成とされる。本発明における「軸方向変位手段」は、典型的には、駆動側クラッチ体と補助クラッチ体との間に介在され、当該駆動側クラッチ体に対して補助クラッチ体が周方向に相対移動するときに、溝に沿って周方向に移動しつつ斜面を介して軸方向に移動されるスチールボール(鋼球)を主体にして構成される。
軸方向変位手段は、補助クラッチ部および駆動側クラッチ部が被動側クラッチ部に係合する際には、補助クラッチ体が駆動側クラッチ体に対し回転が遅れる方向へ移動する動作に基づき、補助クラッチ体および駆動側クラッチ体を被動側クラッチ体に対して接近する方向へと移動させ、これによって被動側クラッチ部に対する補助クラッチ部および駆動側クラッチ部の軸方向の係合深さを確保する。これによって、モータの回転出力を工具ビットに確実に伝達することができる。また軸方向変位手段は、補助クラッチ部および駆動側クラッチ部に対する被動側クラッチ部の係合が解除されたときには、補助クラッチ体および駆動側クラッチ体を被動側クラッチ体から離間する方向へと移動させ、これによって補助クラッチ部および駆動側クラッチ部と、被動側クラッチ部との間に軸方向の間隙を形成する。かかる間隙を設けることによって、係合解除後における駆動側クラッチ部および補助クラッチ部に対する被動側クラッチ部の係合解除状態を維持することが可能となり、これによって駆動側クラッチ部および補助クラッチ部に対し被動側クラッチ部が不測に干渉することを回避し、いわゆるサイレントクラッチとしての機能を好適に奏することができる。
またクラッチカム137が駆動側クラッチ部材133に対して回転方向とは逆方向(回転が遅れる方向)へ移動されたときには、スチールボール151は当該クラッチカム137のカム面155に押されてリード溝153内を溝底153aの浅い方へと移動され、その一部が駆動側クラッチ部材133の後面133cからスラスト軸受147側に向って突出され、このことによって相対的に駆動側クラッチ部材133が圧縮コイルバネ149に抗して前方(スピンドル側クラッチ部材135に近づく方向)へと移動される構成とされる。なおクラッチカム137の駆動側クラッチ部材133に対する回転が遅れる方向への移動は、クラッチカム137の補助クラッチ歯137aがスピンドル側クラッチ部材135の被動側クラッチ歯135aに噛み合うことによって、当該スピンドル側クラッチ部材135から周方向の荷重を受けることに起因する。このように、スチールボール151は、圧縮コイルバネ149と共同して駆動側クラッチ部材133を軸方向に移動させる軸方向変位手段を構成している。そしてクラッチカム137が駆動側クラッチ部材133に対して回転が遅れる方向へ移動することで、スチールボール151がリード溝153内を溝底153aの浅い方へと移動されたときには、補助クラッチ歯137aと駆動側クラッチ歯133a間に設定された前記角度αの位相差がゼロとなり、駆動側クラッチ歯133aが被動側クラッチ歯135aに噛み合う。この場合の噛み合いの態様としては、駆動側クラッチ歯133aのみが被動側クラッチ歯135aに噛み合って動力を伝達するように構成する態様と、駆動側クラッチ歯133aと補助クラッチ歯137aとの双方が被動側クラッチ歯135aに噛み合って動力を伝達するように構成する態様があり、動力の伝達上からは後者が好適である。
以上述べたことから、本実施の形態にかかるクラッチ機構131によれば、クラッチ噛み合い時の衝撃を低減することが可能となり、このことによって駆動側クラッチ部材133、クラッチカム137、およびスピンドル側クラッチ部材135の耐久性を向上して延命化を達成することができる。
103 本体部
105 モータハウジング
106 ファンハウジング
107 クラッチハウジング
109 ハンドグリップ
111 駆動モータ(モータ)
113 出力軸
115 ピニオンギア
117 スピンドル
117a フランジ部
119 ドライバビット(工具ビット)
121 トリガ
123 アジャスタスリーブ
125 ストッパスリーブ
127 ストッパリング
131 クラッチ機構
133 駆動側クラッチ部材(駆動側クラッチ体)
133a 駆動側クラッチ歯
133b 円形凹部(凹部)
133c 後面
134 駆動ギア
135 スピンドル側クラッチ部材(被動側クラッチ体)
135a 被動側クラッチ歯
137 クラッチカム(補助クラッチ)
137a 補助クラッチ歯
141 軸受
143 支持軸
145 軸受
147 スラスト軸受
149 圧縮コイルバネ(弾性部材)
151 スチールボール(軸方向変位手段)
153 リード溝
153a 溝底
155 カム面
161 噛み合い促進機構
162 スチールボール
163 筒部
164 貫通孔
165 係合凹部
165a テーパ面
166 段差
166a テーパ面
167 小径部
168 大径部
186 支持リング
Claims (4)
- モータと、
工具ビットと、
前記工具ビットに前記モータの回転力を伝達し、あるいは工具ビットに対するモータの回転力の伝達を遮断するクラッチ機構と、を有する締付け工具であって、
前記クラッチ機構は、
前記モータによって回転される駆動側クラッチ体と、
前記駆動側クラッチ体に設けられた駆動側クラッチ部と、
前記駆動側クラッチ体に対向状に配置されるとともに前記工具ビットに回転力を伝達する被動側クラッチ体と、
前記被動側クラッチ体に設けられた被動側クラッチ部と、
前記被動側クラッチ体に対向状に配置された補助クラッチ体と、
前記補助クラッチに設けられた補助クラッチ部と、を有し、
前記補助クラッチ体は、常時には前記駆動側クラッチ体と共に回転可能とされ、当該補助クラッチ体の周方向に所定の荷重が作用したときには当該駆動側クラッチ体に対し周方向の所定範囲につき相対移動することが許容される構成とされ、
前記被動側クラッチ体と前記駆動側クラッチ体が互いに接近する方向に相対移動することで駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部が係合し、これによって駆動側クラッチ体の回転力が被動側クラッチ体に伝達され、前記被動側クラッチ体と前記駆動側クラッチ体が互いに離間する方向に相対移動することで前記駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部との係合が解除され、これによって前記回転力の伝達が遮断される構成とされ、
前記補助クラッチ体は、前記被動側クラッチ体と駆動側クラッチ体が互いに接近する方向へと相対移動されたとき、前記駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部が互いに係合する動作に先立って前記被動側クラッチ部に前記補助クラッチ部を介して係合するとともに、当該係合に基づき補助クラッチ体の周方向に作用する荷重によって前記駆動側クラッチ体に対し前記許容された所定範囲内で回転が遅れる方向へと移動し、これによって当該駆動側クラッチ部と被動側クラッチ部が互いに係合することを許容する構成とされており、
更に前記補助クラッチ部は、前記被動側クラッチ部と周方向において面当りで係合するとともに、当該面当たりによる係合状態を前記被動側クラッチ部が前記駆動側クラッチ部に係合するまで維持する構成としたことを特徴とする締付け工具。 - 請求項1に記載の締付け工具であって、
前記補助クラッチ体は、前記駆動側クラッチ部と前記被動側クラッチ部が互いに係合した状態で当該駆動側クラッチ体に対し回転が遅れる方向への更なる移動が許容されている構成としたことを特徴とする締付け工具。 - 請求項1または2に記載の締付け工具であって、
前記駆動側クラッチ体は、前記被動側クラッチ体に向かう端面側に凹部を有しており、当該凹部内に前記補助クラッチ体を当該補助クラッチ体の端面が前記駆動側クラッチ体の端面と面一となるように収容配置したことを特徴とする締付け工具。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の締付け工具であって、
前記補助クラッチ体および前記駆動側クラッチ体を前記被動側クラッチ体に対し接近または離間させる方向へ移動させる軸方向変位手段を有し、
当該軸方向変位手段は、前記補助クラッチ部および前記駆動側クラッチ部が前記被動側クラッチ部に係合する際には、前記補助クラッチ体が前記駆動側クラッチ体に対し回転が遅れる方向へ移動する動作に基づき、前記補助クラッチ体および前記駆動側クラッチ体を前記被動側クラッチ体に対して接近する方向へと移動させ、これによって前記被動側クラッチ部に対する前記補助クラッチ部および駆動側クラッチ部の軸方向の係合深さを確保し、
前記補助クラッチ部および前記駆動側クラッチ部に対する前記被動側クラッチ部の係合が解除されたときには、前記補助クラッチ体および前記駆動側クラッチ体を前記被動側クラッチ体から離間させる方向へと移動させ、これによって前記補助クラッチ部および駆動側クラッチ部と、前記被動側クラッチ部との間に軸方向の間隙が形成される構成としたことを特徴とする締付け工具。
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