(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング(10)と、回転モータと、出力軸(12, 18)と、駆動クラッチ半体(16)を含んだトルク制限解放クラッチ（１１）と、バネ付勢従動クラッチ半体(18)と、トルク伝達カム手段(17、19)を設けたスラスト要素(20)とを備え、前記トルク伝達カム手段(17、19)が、所望の出力トルクに達した際に前記バネ付勢に対して前記スラスト要素（20）を押し切って偏倚させるために配置され、更にハウジング(10)の前方端で軸線方向に案内される接触部材(31)と係合するネジベッド(32)とを備えた、タッピンねじの締付け用動力型スクリュードライバーにおいて、
軸線方向に不動なロックスリーブ（36）が、前記スラスト要素（20）を囲み、二個かそれ以上のロック球体（39）が、前記ロックスリーブ（36）によって支持され、且つ前記スラスト要素（20）と係合可能であり、
軸線方向に偏倚可能なシフトスリーブ（42）が、前記ロックスリーブ（36）囲み且つ、前記球体をその内側へシフトさせスラスト要素（20）にロックするための前方位置と、前記ロック球体（39）をその外側へスラスト要素（20）とのアンロック位置へ放射方向にシフトさせるための後方位置との間で、偏倚するように配置され、
前記シフトスリーブ（42）は、前記接触部材（31）に接続され且つ、接触部材（31）がネジベッド（32）と接触するとハウジング（10）に関して後方に偏倚させる際に、後方位置へシフトするように配置されること、
を特徴とする動力型スクリュードライバー。
【請求項２】
前記シフトスリーブ（42）が、前記接触部材（31）に二個かそれ以上の作用ピン（46）を介して接続され、内周溝(43)を有し、内周溝(43)により、前記シフトスリーブ(42)の後方変位により内側のスラスト要素(20)のロック位置からと外側のスラスト要素(20)のアンロック位置へ前記球体(39)を半径方向に動かさせることを特徴とする請求項１に記載の動力型スクリュードライバー。
【請求項３】
バネ（47）が、前記シフトスリーブ(42)に前方向きの軸方向偏倚力を加え、接触部材（31）がネジベッドとの係合から外れると、スラスト要素（20）のロック位置に確実に保持するように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の動力型スクリュードライバー。
【請求項４】
前記接触部材(31)が、前記出力軸(12, 18)と同軸に配置された管要素から成っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力型スクリュードライバー。
【請求項５】
前記出力軸(12, 18)と平行でしかも前記出力軸(12, 18)に対してずれた方向に長手方向に変位する二つ以上の作用ピン（46）が、ハウジング(10)に取り付けられ、それにより前記接触部材(31)と前記シフトスリーブ(42)との間で相互接続することを特徴とする請求項２に記載の動力型スクリュードライバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、動力型スクリュードライバー、特にタッピンねじ締め付け用の動力型スクリュードライバーに関する。
【０００２】
本発明が解決する問題は、板金部材の組立体においてタッピンねじの締め付けに関連して、最初にねじ山形成段階の出力トルクは、所望の最後に与えられるトルクより高い。もし、電動工具にねじ山形成段階で充分高い最大出力トルク供給されると、ほとんどの場合トルクが高過ぎて結果的にねじ山の形が崩れる。
【０００３】
この問題を解決する一つの方法は、トルク制限ラチェットクラッチを備えるスクリュードライバーを用いることであり、それは解放トルクレベルでパルス出力トルクを作る。必要なねじ山形成トルクは、スクリュードライバーで２、３秒間ねじに回転力をかけることで達成され、パルス出力トルクの大きな力はねじ山形成段階の状態によって、ねじ込み動作に効果的である。ねじ山形成が終了すると、ねじ込みはノンパルストルクによって停止して、組み立て板金要素の表面台に対して固定される。更に重要なことであるが、オペレーターは充分に用心して素早く、スクリュードライバーが、固定されたねじに過剰なトルク衝撃を与えないようにする。もしそれが行われると、形成されたねじ山の形が崩れる。
【０００４】
問題を解決する別の方法は、高いねじ山形成トルクと低トルクで安全な最終締め付けを行う方法は、早期解放防止用に深さに対応したロック手段を有するトルク制限解放クラッチを備えることである。動力型スクリュードライバーは、米国特許番号第3,934,629号み開示してある手段から成る。この以前から知られているスクリュードライバーは連続して配置された二つの解放クラッチから成り、その一方は、所望の最終的な締め付けトルクで解放するようにセットされ、もう一方は安全クラッチであり、ねじ山形成中にねじが動かなくなった場合、解放するようにセットされている。ロック手段は、スクリューベッド支持スリーブに関連して出力シャフトが軸方向に移動することに対応しており、ねじ山形成段階で最終トルククラッチの解放を妨げるために配置されている。
【０００５】
この公知のスクリュードライバーは、ダブルクラッチの配置だけでなく、出力シャフトの軸方向に移動可能であるという理由からも設計を複雑にしている。
【０００６】
本発明の主要な目的は、構成上簡単なタッピンねじ用の動力型スクリュードライバーを提供することであり、スクリュードライバーはねじ接続部の最終的な締め付け時に、安全なねじ山崩れ防止用トルク制限解放クラッチと、前記のねじ山形成段階中に解放クラッチの解放を防ぐことによって出力トルクを増加させる手段から成る。
【０００７】
別の目的と利点は、前記の特許請求の範囲と後記の説明に記載されている。
【０００８】
【実施例】
添付図面を参照して、後記に本発明の好ましい実施例を詳細に示す。
【０００９】
図１に本発明に関して、ねじ山形成状態における動力型スクリュードライバーの前部分の縦断面図が示されている。
【００１０】
図２には、最終締め付け状態におけるスクリュードライバーの図１と同じ部分が示されている。
【００１１】
図示されている動力型スクリュードライバーは、ハウジング１０と、圧力空気入口弁（図示せず）を有する空気回転モータと、トルク制限解放クラッチ１１と、出力シャフト１２から成る。出力シャフト１２は、その前端部でプレーン軸受１３に接続されており、共通の方法でスクリュードライバービット１５の六角形ドライブ端部を受ける六角形ソケット部分１４を形成する。
【００１２】
カム面17の軸方向に形成された駆動クラッチ半体１６、上記出力シャフト１２と一体型に形成された従動クラッチ半体１８、カム表面１７と共動する複数個を組み合わせた球体１９および、上記球体１９に対して圧力用ばねによる軸方向の偏倚力で移動するように配置された球体スプライン２１によって、従動クラッチ半体１８に回動可能に固定された環状スラスト要素２０とから構成された解放クラッチ１１は、米国特許第5,201,374号に開示された基本的な形態である。スプリング２２の上記偏倚力とクラッチ１１の解放トルクレベルは、上記出力シャフト１２にねじ締めして嵌合された可動支持リング２３によって調節でき得る。駆動スピンドル２４は、上記駆動トルクで上記モータから直線歯状のクラッチ２４を介して、上記駆動クラッチ半体１６へ移動する。
【００１３】
上記解放クラッチ１１は圧搾空気入口弁（図示せず）と動力切断機構とが組み合わさって共動する。この切断機構は上述の米国特許第5,201,374号に述べられている従来型のもので、また本発明の部分を形成しないものなので、更なる詳細な説明は行わない。しかしながらその主要部は、従動クラッチ半体１８内の内腔へ横切るように可動とされたラッチプランジャ２６、駆動クラッチ半体１６内のポケット内に位置決めされた数個の球体２７および、工具作動中に上記ラッチプランジャ２６に端部に関して支持され、そして上記空気入口弁に接続された作用ロッド２８である。上記駆動クラッチ半体１６及び従動クラッチ半体１８の回転に関連して、上記球体２７は上記ラッチプランジャ１６を上記作用ロッド２８が解放されて前方方向に動かし、それによって上記モータが切られそして空気入口弁の閉鎖される位置に移動する。このことは従来の上記引用した米国特許に開示されている。
【００１４】
上記ハウジング１０はその先端において、環状スリーブの形をした接触部材３１から移動可能に案内された接触部に入れられた首部３０とによって形成される。スクリュードライバービット部１５の前方へ延長した上記接触部材３１は最終的な締め付け段階が開始する前、上記ねじベットに形成された上記ねじベッド表面３２に対して接触状態となるように意図されている。接触部材３１の前進動作はスリーブ部材３３によって制限されており、ハウジングの首部３０の前方端にスリーブ部材３３がねじ込まれ、そして後方肩部３４が接触部材３１で噛み合っている。
【００１５】
解放クラッチ１１には、ロック手段が設けられている。このロック手段は、接触部材１３に連結され、締付行程のネジ山形成段階の間にクラッチ１１が解放するのを防止し、また、最終的な締付け段階の間はクラッチ１１が自由に解放できるように構成されている。このロック手段は薄壁のロックスリーブ３６を備えている。このロックスリーブ３６は、ロックリング３７によって駆動クラッチ半体１６に固定され、スラスト要素２０の周囲を前方に伸びている。ロックスリーブ３６には径方向孔３８が円周方向に間隔を開けて形成されており、各孔３８でボール３９を支持している。スラスト要素２０は、外側円周溝４１を有し、この溝４１でスラスト要素２０がロック位置にある時にボール３９を部分的に受け止める。孔３８及びボール３９の数は、スラスト要素２０をバランスよく支持するために２つ又はそれ以上にするべきである。
【００１６】
ロックスリーブ３６の外面で、シフトスリーブ４２が移動可能に案内される。シフトスリーブ４２の後端近傍には内側円周溝４３が形成されている。この溝４３は、スラスト要素２０がアンロック位置にある時にボール３９を部分的に受け止める。また、前記シフトスリーブ４２の前端部には内側環状フランジ４４が形成されている。この内側環状フランジ４４は、軸線方向に向けられた長手方向に移動可能な複数の作用ピン４６に係止する。前記した作用ピン４６は、出力軸用ベアリング１３と並行に伸びるハウジング１０の貫通孔内で支持され、接触部材３１の後端で止まる。ばね手段４７は、シフトスリーブ４２に前方へのバイアス力を及ぼす。
【００１７】
作業状態において、工具はスクリュードライバビット１５を用いてタッピンねじに利用され（図１参照）、モータには空気入口弁を介して原動力圧縮空気が供給される。この時、前記空気入口弁は、ラッチプランジャ２６に支持された作用ロッド２８によって開弁位置に維持される。
【００１８】
締付行程のネジ山形成段階の間、接触部材３１はねじベッドの表面３２と接触せず、接触部材３１だけでなくピン４６及びシフトスリーブ４２も、スプリング４７のバイアス力の下で、それらの最前端位置に位置する（図１参照）。これは、シフトスリーブ４２の内側円周溝４３がボール３９とずれ、球体３９がその内側位置に確実に維持され、それにより、球体３９がスラスト要素２０の外側円周溝４１と係合していることを意味する。
【００１９】
シフトスリーブ４２が上記した位置にある間、スラスト要素２０は、ボール３９及びロックスリーブ３６によって、駆動クラッチ半体１６に対して軸線方向にロックされ、カム面１７と共働する連結球体１９はスラスト要素２０を移動できず、クラッチ１１を解放することができない。これにより、ネジ山形成締付段階の間の増大するトルク抵抗によってクラッチ１１が解放されることはない。
【００２０】
ねじの頭部がねじベッドの表面３２に近づくにつれて、接触部材３１が表面３２に達し、スクリュードライバハウジング１０に対して後方に移動される。これにより、ピン４６及びシフトスリーブ４２が連続して後方に移動し、その結果、ねじの頭部がねじベッドの表面３２に達した時に、シフトスリーブ４２の内側円周溝４３と球体３９が合致して、球体３９が外方に動けるようになり、スラスト要素２０の軸線方向の移動に対するロックを解除して、クラッチ１１が解放できるようになる（図２参照）。この時、ねじの最終的な締付は、所望のトルクレベルに仕上げられ、この所望のトルクレベルでクラッチ１１が解放して過剰な締付は防止される。
【００２１】
クラッチ１１が解放されると、駆動クラッチ半体１６と従動クラッチ半体１８とが相対的に回転し、その結果ラッチプランジャ２６が移動して、作用ロッド２８が前方に移動できるようになり、モータへの原動力空気供給を遮断する。
【００２２】
締付が完了すると、スクリュードライバはねじから引き上げられ、それにより、ばね手段４７がシフトスリーブ４２、ピン４６及び接触部材３１をそれらの前方位置まで押す。シフトスリーブ４２の溝４３は移動されて球体３９とずらされ、球体３９は再び溝４１に係止する。これにより、スラストスリーブ２０は、軸線方向の移動に対してロックされ、クラッチ１１が次のネジ山形成締付行程の間に解放するのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関して、ねじ山形成状態における動力型スクリュードライバーの前部分の縦断面図。
【図２】最終的な締め付け状態におけるスクリュードライバーの図１と同じ部分の縦断面図。
【符号の説明】
１０    ハウジング
１１    解放クラッチ
１２    出力シャフト
１３    出力軸用ベアリング
１５    スクリュードライバビット
１６    駆動クラッチ半体
１７    カム面
１８    従動クラッチ半体
１９    連結球体
２０    スラスト要素（スラストスリーブ）
２１    球体スプライン
２３    可動支持リング
２６    ラッチプランジャ
２４    クラッチ
２８    作用ロッド
３０    首部
３１    接触スリーブ
３２    ねじベッド
３３    スリーブ部材
３４    肩部
３６    薄壁のロックスリーブ
３７    ロックリング
３８    径方向孔
３９    球体:ball
４１    外側円周溝
４２    摺動スリーブ
４３    内側円周溝
４４    内側環状フランジ
４６    作用ピン
４７    ばね手段
【図１】
0004077896.tif 000002
【図２】
0004077896.tif 000003