特許 7291602 動力工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-07

(45)【発行日】2023-06-15

(54)【発明の名称】動力工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20230608BHJP

   B25B 21/00 20060101ALI20230608BHJP

   B25B 23/157 20060101ALN20230608BHJP

【ＦＩ】

B25F5/00 C

B25B21/00 510A

B25B23/157 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019195444

(22)【出願日】2019-10-28

(65)【公開番号】P2021066003

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-08-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000227386

【氏名又は名称】日東工器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083895

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100175983

【弁理士】

【氏名又は名称】海老 裕介

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 翔太

(72)【発明者】

【氏名】榊原 隼人

【審査官】マキロイ 寛済

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－１５１６６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１１０６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０３８８４６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｆ ５／００

Ｂ２５Ｂ ２１／００

Ｂ２５Ｂ ２３／１５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転駆動軸を有する駆動部と、
加工工具が取り付けられる工具取付部を有し、該駆動部の駆動に伴って回転軸線の周りで回転駆動される出力軸と、
該回転駆動軸と該出力軸とのうちの一方に駆動連結されて回転軸線の周りで回転される第１クラッチ係合部材、該回転駆動軸と該出力軸とのうちの他方に駆動連結されて該回転軸線の周りで回転される第２クラッチ係合部材、及び該第２クラッチ係合部材に当接した変位部材を有し、該第１クラッチ係合部材と該第２クラッチ係合部材とが回転方向で係合して該回転駆動軸から該出力軸に回転トルクを伝達し、所定の最大回転トルク以上の負荷が作用したときには第１クラッチ係合部材によって該第２クラッチ係合部材が該変位部材とともに回転軸線の方向で変位されて該第１クラッチ係合部材と該第２クラッチ係合部材との該回転方向での係合が解除されて該回転トルクの伝達が解除されるようにされた、クラッチ機構と、
該変位部材の該回転軸線の方向での位置を検出する位置センサと、
該クラッチ機構が該回転トルクの伝達を解除したときの該位置センサの出力値に基づいて、該クラッチ機構の摩耗状態を判定するようにされた演算部と、
を備える動力工具。

【請求項2】

該演算部が、該クラッチ機構が該回転トルクの伝達を解除したときの該位置センサの出力値を所定の摩耗判定基準値と比較して、該出力値が該摩耗判定基準値にまで至らなかった場合にはエラー信号を発するようにされた、請求項１に記載の動力工具。

【請求項3】

該演算部が、該位置センサの出力値が所定の解除判定基準値を超えて変化してから該解除判定基準値の範囲内に戻ったときに、該クラッチ機構が該回転トルクの伝達を解除したと判断して該駆動部の駆動を停止させるとともに、該位置センサの出力値が該解除判定基準値を超えてから該解除判定基準値内に戻るまでの間の該位置センサの出力値のうちで該解除判定基準値からの差が最も大きい出力値を記憶し、該駆動部の駆動が停止された後に該駆動部の駆動開始を指示する信号を受信したときに、記憶している出力値を該摩耗判定基準値と比較して、該記憶している出力値が該摩耗判定基準値にまで至っていなかった場合には該駆動部の駆動を開始せず、該記憶している出力値が該摩耗判定基準値にまで至っていた場合には該駆動部の駆動を開始するようにされた、請求項２に記載の動力工具。

【請求項4】

該クラッチ機構が、該変位部材を介して該第２クラッチ係合部材を該回転軸線の方向で該第１クラッチ係合部材の側に付勢するクラッチスプリングをさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動力工具。

【請求項5】

該位置センサが対向する投光部と受光部を有する光電センサであり、該第２クラッチ係合部材が変位したときに該変位部材の一部が該光電センサの該投光部と該受光部との間に進入して、該投光部から該受光部に向かって投光された光を部分的に遮るようにされ、該光電センサは該受光部で受光した光量に応じて出力値が変化するようにされた、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動力工具。

【請求項6】

該クラッチ機構が、該回転駆動軸に駆動連結されて該回転軸線の周りで回転される第１クラッチプレートと、該第１クラッチプレートに対して該回転軸線の方向で対向して配置され、該出力軸に駆動連結されて該回転軸線の周りで該出力軸と共に回転する第２クラッチプレートと、を備え、該第１クラッチプレートが該第２クラッチプレートに対向する面に保持凹部を有し、該第２クラッチプレートが該回転軸線の方向で貫通した保持孔を有し、該第１クラッチ係合部材が該保持凹部に保持されて該第１クラッチプレートとともに回転するようにされ、該第２クラッチ係合部材が該保持孔内において該回転軸線の方向で変位可能に保持されて該第２クラッチプレートとともに回転するようにされた、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の動力工具。

【請求項7】

該第１クラッチ係合部材が該回転軸線の放射方向に延びる円柱状係合部材であり、該第２クラッチ係合部材が球状係合部材である、請求項６に記載の動力工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラッチ機構を備える動力工具に関する。

【背景技術】

【0002】

電動モータを駆動部とする電動ドライバやエアモータを駆動部とするエアドリルなどの動力工具において、駆動部の回転駆動軸とドライバビットやドリルビットなどの加工工具が取り付けられる出力軸との間にクラッチ機構を設けて、駆動部から出力軸に加わる最大の回転トルクを制限するようにしたものがある（特許文献１、２）。例えば電動ドライバにクラッチ機構を設けることにより、ドライバビットを介してネジに加わる回転トルクを制限してネジが破損することを防止できる。また、ネジが着座して急激に回転トルクが大きくなることによりクラッチ機構が駆動連結を解除したときに、ねじ締めが完了したと判断してモータの駆動を停止させたりねじ締め本数をカウントしたりするようにすることもできる。

【0003】

例えば上述の電動ドライバに設けられたクラッチ機構は、出力軸側に配置したクラッチボールが回転駆動軸側のクラッチ部材に回転方向で係合するように配置され、クラッチボールをスプリングによってクラッチ部材の側に付勢してクラッチボールがクラッチ部材に係合する状態を維持するようになっている。クラッチボールがクラッチ部材に回転方向で係合している間は回転駆動軸から出力軸に回転トルクが伝達され、過大な回転トルクが作用するとクラッチボールがスプリングの付勢力に抗して回転軸線の方向に変位してクラッチボールとクラッチ部材との回転方向での係合が解除され、回転トルクの伝達が解除されるようになっている。また、クラッチボールが回転軸線の方向で変位したことをセンサで検知することによりクラッチ機構が解除されたことを検出して、モータの駆動を停止させるなどの制御を行うようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開２０１７／０３８８４６号公報

【文献】特開２０１７－４２８７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クラッチ機構は、上述のように各部品が機械的に接触しながら動作し、またクラッチ機構が解除される際には係合部材同士が強い力で擦れ合う。したがって、クラッチ機構は動作を続けるうちに各部品が摩耗していく。しかしながら、クラッチ機構を構成する部品の摩耗が進行していくと、一方の係合部材が他方の係合部材を乗り上げるときの回転軸線の方向での変位量が低下して、伝達される最大トルクが小さくなったりクラッチ機構が解除されたことを検知できなくなったりする虞がある。上述の動力工具においては、クラッチ機構の摩耗状態を確認するためには、動力工具を分解してクラッチ機構を構成する部品を直接確認する必要があるが、そのような作業は非常に煩雑である。

【0006】

そこで本発明は、動力工具を分解することなくクラッチ機構の摩耗状態を監視できるようにした動力工具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち本発明は、
回転駆動軸を有する駆動部と、
加工工具が取り付けられる工具取付部を有し、該駆動部の駆動に伴って回転軸線の周りで回転駆動される出力軸と、
該回転駆動軸と該出力軸とのうちの一方に駆動連結されて回転軸線の周りで回転される第１クラッチ係合部材、該回転駆動軸と該出力軸とのうちの他方に駆動連結されて該回転軸線の周りで回転される第２クラッチ係合部材、及び該第２クラッチ係合部材に当接した変位部材を有し、該第１クラッチ係合部材と該第２クラッチ係合部材とが回転方向で係合して該回転駆動軸から該出力軸に回転トルクを伝達し、所定の最大回転トルク以上の負荷が作用したときには第１クラッチ係合部材によって該第２クラッチ係合部材が該変位部材とともに回転軸線の方向で変位されて該第１クラッチ係合部材と該第２クラッチ係合部材との該回転方向での係合が解除されて該回転トルクの伝達が解除されるようにされた、クラッチ機構と、
該変位部材の該回転軸線の方向での位置を検出する位置センサと、
該クラッチ機構が該回転トルクの伝達を解除したときの該位置センサの出力値に基づいて、該クラッチ機構の摩耗状態を判定するようにされた演算部と、
を備える動力工具を提供する。

【0008】

当該動力工具においては、クラッチ機構が回転トルクの伝達を解除したときの位置センサの出力値に基づいてクラッチ機構の摩耗状態を判定するようになっている。そのため、動力工具を分解することなくクラッチ機構の摩耗状態を監視することが可能となり、この判定結果に基づいて、クラッチ機構が解除される回転トルクの大きさを再調整したり、クラッチ機構の交換やメンテナンスの必要性を判断したりすることも可能となる。

【0009】

また、該演算部が、該クラッチ機構が該回転トルクの伝達を解除したときの該位置センサの出力値を所定の摩耗判定基準値と比較して、該出力値が該摩耗判定基準値にまで至らなかった場合にはエラー信号を発するようにすることもできる。

【0010】

このような構成により、エラー信号に基づいて駆動部の駆動を停止させたり、エラー表示部にエラーを表示したりするなどの対応を取ることが可能となる。

【0011】

具体的には、該位置センサの出力値が所定の解除判定基準値を超えて変化してから該解除判定基準値の範囲内に戻ったときに、該クラッチ機構が該回転トルクの伝達を解除したと判断して該駆動部の駆動を停止させるとともに、該位置センサの出力値が該解除判定基準値を超えてから該解除判定基準値内に戻るまでの間の該位置センサの出力値のうちで該解除判定基準値からの差が最も大きい出力値を記憶し、該駆動部の駆動が停止された後に該駆動部の駆動開始を指示する信号を受信したときに、記憶している出力値を該摩耗判定基準値と比較して、該記憶している出力値が該摩耗判定基準値にまで至っていなかった場合には該駆動部の駆動を開始せず、該記憶している出力値が該摩耗判定基準値にまで至っていた場合には該駆動部の駆動を開始するようにすることができる。

【0012】

また、該クラッチ機構が、該変位部材を介して該第２クラッチ係合部材を該回転軸線の方向で該第１クラッチ係合部材の側に付勢するクラッチスプリングをさらに有するようにすることができる。

【0013】

さらに、該位置センサが対向する投光部と受光部を有する光電センサであり、該第２クラッチ係合部材が変位したときに該変位部材の一部が該光電センサの該投光部と該受光部との間に進入して、該投光部から該受光部に向かって投光された光を部分的に遮るようにされ、該光電センサは該受光部で受光した光量に応じて出力値が変化するようにすることができる。

【0014】

また、該クラッチ機構が、該回転駆動軸に駆動連結されて該回転軸線の周りで回転される第１クラッチプレートと、該第１クラッチプレートに対して該回転軸線の方向で対向して配置され、該出力軸に駆動連結されて該回転軸線の周りで該出力軸と共に回転する第２クラッチプレートと、を備え、該第１クラッチプレートが該第２クラッチプレートに対向する面に保持凹部を有し、該第２クラッチプレートが該回転軸線の方向で貫通した保持孔を有し、該第１クラッチ係合部材が該保持凹部に保持されて該第１クラッチプレートとともに回転するようにされ、該第２クラッチ係合部材が該保持孔内において該回転軸線の方向で変位可能に保持されて該第２クラッチプレートとともに回転するようにすることができる。

【0015】

この場合には、該第１クラッチ係合部材が該回転軸線の放射方向に延びる円柱状係合部材であり、該第２クラッチ係合部材が球状係合部材であるようにすることができる。

【0016】

以下、本発明に係る動力工具の実施形態を添付図面に基づき説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動ドライバの断面図である。

【図2】図１の電動ドライバの機能ブロック図である。

【図3】図１の電動ドライバのクラッチ機構の周囲の拡大図である。

【図4】出力軸の筒状軸部が押込まれた状態を示す、クラッチ機構の周囲の拡大図である。

【図5】クラッチ機構を構成する部品の上方から見た分解斜視図である。

【図6】クラッチ機構を構成する部品の下方から見た分解斜視図である。

【図7】クラッチ機構が回転トルクの伝達を解除した状態と示す、クラッチ機構の周囲の拡大図である。

【図8】摩耗状態を判定する際の動作を示すフローチャートである。

【図9】内側保持孔に小径の球状係合部材を配置したときの、クラッチ機構の周囲の拡大図である。

【図10】図９のクラッチ機構においてクラッチが回転トルクの伝達を解除した状態を示す、クラッチ機構の周囲の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施形態に係る電動ドライバ（動力工具）１は、図１に示すように、工具ハウジング１０と、工具ハウジング１０内に配置された電動モータ（駆動部）１２と、ドライバビット（加工工具）が着脱可能に取り付けられる工具取付部１４を有する出力軸１６と、電動モータ１２の回転駆動軸１８の回転を減速して伝達する遊星歯車機構２０と、遊星歯車機構２０と出力軸１６との間に配置されたクラッチ機構２２とを備える。電動モータ１２の回転トルクは、遊星歯車機構２０及びクラッチ機構２２を介して出力軸１６に伝達される。工具ハウジング１０内にはさらに、電動モータ１２の駆動を開始させるためのスタート用光電センサ２４と、電動モータ１２の駆動を停止させるためのブレーキ用光電センサ（位置センサ）２６とが設けられており、後述するようにこれらの光電センサ２４、２６の出力値に基づいて電動モータ１２の駆動と停止を制御するようになっている。

【0019】

工具ハウジング１０内に配置された制御回路２８には、図２に示すように、演算部３０と、電動モータ１２の駆動制御を行うためのモータ制御部３２と、制御プログラムや制御パラメータ等を記憶するためのメモリ３４が設けられている。スタート用光電センサ２４及びブレーキ用光電センサ２６は演算部３０に接続され、演算部３０がスタート用光電センサ２４及びブレーキ用光電センサ２６の出力値に基づいて、電動モータ１２の駆動の開始と停止を制御する。また、当該電動ドライバ１は、ＬＥＤの発光で何らかのエラーが生じたことを表示するように作業者から見やすい位置に配置されたエラー表示部３６も備える。なお、スタート用光電センサ２４は、互いに対向する投光部（図示しない）と受光部２４ａを有し、投光部から出射された光を受光部２４ａで受けて、受光部２４ａが受光した光量に応じた出力値を出力するようになっている。ブレーキ用光電センサ２６も同様に、互いに対向する投光部（図示しない）と受光部２６ａを有し、投光部から出射された光を受光部２６ａで受けて、受光部２６ａが受光した光量に応じた出力値を出力するようになっている。当該実施形態においては、スタート用光電センサ２４及びブレーキ用光電センサ２６は、受光部２４ａ、２６ａで受光する光量が低下するとそれに応じて出力値が上昇するように構成されている。

【0020】

図３に示すように、出力軸１６は、クラッチ機構２２に連結された中実軸部３８と、中実軸部３８の外周面３８ａ上を摺動するように配置された筒状軸部４０とからなる。中実軸部３８と筒状軸部４０とは回転方向では固定されている。筒状軸部４０に形成された施錠子保持孔４２内には球状の施錠子４４が配置され、筒状軸部４０の外周面４０ａ上にはスリーブ４６が配置されている。スリーブ４６が図示の位置から先端側（図で見て下側）に変位すると施錠子４４が径方向外側に変位可能となる。この状態でドライバビットを筒状軸部４０の挿入孔４８内に挿入してスリーブ４６を元の位置に戻すと、ドライバビットが出力軸１６に固定される。このように、出力軸１６の工具取付部１４は、筒状軸部４０、施錠子４４、及びスリーブ４６によって構成されている。ドライバビットが工具取付部１４に取り付けられた状態で工具ハウジング１０を把持してドライバビットをネジに押し付けるように操作すると、図４に示すように、出力軸１６の筒状軸部４０が工具ハウジング１０内に押込まれる。筒状軸部４０が押込まれると、筒状軸部４０の後端部５０に配置されたスイッチプレート５２も筒状軸部４０を一緒に変位する。そうすると、スイッチプレート５２がスタート用光電センサ２４の投光部と受光部２４ａとの間に進入して、投光部から受光部２４ａに向かって投光された光を部分的に遮るようになる。スイッチプレート５２の進入量が大きくなるに従い受光部２４ａが受光する光量が小さくなり、そうするとスタート用光電センサの出力値は上昇していく。演算部３０は、所定のスタート閾値よりも大きい出力値（駆動開始を指示する信号）をスタート用光電センサ２４から受信したときに電動モータ１２の駆動を開始する。

【0021】

クラッチ機構２２は、遊星歯車機構２０を介して電動モータ１２の回転駆動軸１８に駆動連結された第１クラッチプレート５４と、出力軸１６の中実軸部３８に固定して駆動連結された第２クラッチプレート５６とを備える。第１クラッチプレート５４と第２クラッチプレート５６とは、それぞれ回転軸線Ｒの周りで回転可能に配置されている。また第２クラッチプレート５６は第１クラッチプレート５４に対して対向するように配置されている。図５及び図６に示すように、第２クラッチプレート５６に対向する第１クラッチプレート５４の対向面５５には、径方向に延びる保持溝（保持凹部）５８が形成されており、保持溝５８内において回転軸線Ｒの放射方向に延びる円柱状係合部材（第１クラッチ係合部材）６０が回転可能に保持されるようになっている。第２クラッチプレート５６には、回転軸線Ｒの方向で貫通した２つの内側保持孔６２と、内側保持孔６２よりも径方向外側の位置で回転軸線Ｒの方向で貫通した２つの外側保持孔６４が形成されている。外側保持孔６４は、内側保持孔６２よりも大径となっている。内側保持孔６２には小径の球状係合部材（第２クラッチ係合部材）６６が保持されるようになっており、外側保持孔６４には小径の球状係合部材６６よりも大径とされた大径の球状係合部材（第２クラッチ係合部材）６８が保持されるようになっている。ただし、使用されるのは一方の係合部材だけであり、当該電動ドライバ１を組み立てる際に、内側保持孔６２に対応した小径の球状係合部材６６と外側保持孔６４に対応した大径の球状係合部材６８とのうちの一方の係合部材を選択して、選択された係合部材のみを対応した保持孔内に配置する。図１及び図３においては、外側保持孔６４に大径の球状係合部材６８が選択的に配置されている。図６に示すように、第１クラッチプレート５４の対向面５５には、内側保持孔６２内に小径の球状係合部材６６が配置されたときに小径の球状係合部材６６と係合する内側係合面５５ａと、外側保持孔６４内に大径の球状係合部材６８が配置されたときに大径の球状係合部材６８と係合する外側係合面５５ｂとが形成されている。内側係合面５５ａは、小径の球状係合部材６６と大径の球状係合部材６８との直径の差の分だけ、外側係合面５５ｂよりも第２クラッチプレート５６の側に突出している。これにより、内側保持孔６２内に小径の球状係合部材６６を配置したときに小径の球状係合部材６６が第２クラッチプレート５６から突出する高さと、外側保持孔６４内に大径の球状係合部材６８を配置したときに大径の球状係合部材６８が第２クラッチプレート５６から突出する高さとが同じになる。

【0022】

図３に示すように、クラッチ機構２２はさらに、第２クラッチプレート５６及び出力軸１６の中実軸部３８に対して回転軸線Ｒの方向で変位可能に配置された変位部材７０を備える。変位部材７０は、中実軸部３８の外周面３８ａ上を回転軸線Ｒの方向に摺動するスライド部材７２と、ベアリング７４によってスライド部材７２に対して回転可能とされたスラスト受け部材７６と、スプリング７８によってスラスト受け部材７６に押圧されてスライド部材７２及びスラスト受け部材７６と共に回転軸線Ｒの方向で変位するように配置されたセンサピン８０とを有する。変位部材７０のスラスト受け部材７６は、クラッチスプリング８２によって伝達ピン８４を介して第２クラッチプレート５６の側に押圧されている。大径の球状係合部材６８は、スライド部材７２の係合面７２ａに当接しているため、スラスト受け部材７６及びスライド部材７２を介して第１クラッチプレート５４及び円柱状係合部材６０の側に付勢されている。

【0023】

図４に示すように出力軸１６の筒状軸部４０が押込まれて電動モータ１２の駆動が開始されると、電動モータ１２の回転駆動軸１８に遊星歯車機構２０を介して駆動連結された第１クラッチプレート５４及び円柱状係合部材６０が回転軸線Ｒの周りで回転される。そうすると、円柱状係合部材６０が球状係合部材６８と回転方向で係合して、球状係合部材６８を介して回転トルクが第２クラッチプレート５６に伝達される。第２クラッチプレート５６は、出力軸１６の中実軸部３８に固定されているため、回転トルクは出力軸１６に伝達される。円柱状係合部材６０と球状係合部材６８は曲面で係合しており、回転トルクが伝達されている状態では、球状係合部材６８は円柱状係合部材６０から回転軸線Ｒの方向で円柱状係合部材６０から離れる向きに力を受ける。一方で、球状係合部材６８はクラッチスプリング８２によって第１クラッチプレート５４の側に付勢されている。そのため、円柱状係合部材６０から受ける力がクラッチスプリング８２の付勢力の範囲内である間は球状係合部材６８は回転軸線Ｒの方向に変位せず、円柱状係合部材６０と球状係合部材６８とが回転方向で係合して回転トルクが伝達される状態が維持される。

【0024】

クラッチ機構２２に所定の最大回転トルク以上の負荷が作用すると、球状係合部材６８は円柱状係合部材６０によって回転軸線Ｒの方向に押されて、クラッチスプリング８２を圧縮しながら変位部材７０とともに第１クラッチプレート５４から離れる向き（図で見て下向き）に変位する。図７に示すように、球状係合部材６８が円柱状係合部材６０に完全に乗り上げた状態にまで変位すると、円柱状係合部材６０と球状係合部材６８との回転方向での係合が解除され、第１クラッチプレート５４から第２クラッチプレート５６への回転トルクの伝達も一時的に解除される。このとき、変位部材７０のセンサピン８０がブレーキ用光電センサ２６の投光部と受光部２６ａとの間に進入する。これにより、投光部から受光部２６ａに向かって投光された光をセンサピン８０が部分的に遮るようになる。当該実施形態においては、受光部２６ａで受光される光量が低下すると、その低下した光量に応じてブレーキ用光電センサ２６の出力値が上昇するようになっている。そのため、演算部３０は、ブレーキ用光電センサ２６の出力値に基づいて、投光部と受光部２６ａとの間におけるセンサピン８０の位置を検出することができる。演算部３０は、ブレーキ用光電センサ２６の出力値が所定の解除判定基準値を超えたときに、クラッチ機構２２が回転トルクの伝達を解除したと判断し、電動モータ１２の駆動を停止する。

【0025】

クラッチ機構２２において、特に円柱状係合部材６０と球状係合部材６８とは比較的に大きな力を受けながら擦れ合う。そのため、当該電動ドライバ１を繰り返し使用していくと、円柱状係合部材６０及び球状係合部材６８が徐々に摩耗していく。また、球状係合部材６８とスライド部材７２との間や、スライド部材７２とスラスト受け部材７６との間でも互いに擦れ合う動きが生じ得るため、これら部材も摩耗していく虞がある。このようにしてクラッチ機構２２を構成する部材が摩耗していくと、円柱状係合部材６０に球状係合部材６８が乗り上げてクラッチ機構２２による回転トルクの伝達が解除されたときにセンサピン８０がブレーキ用光電センサ２６の投光部と受光部２６ａとの間に進入する量が小さくなっていく。当該電動ドライバ１においては、演算部３０がブレーキ用光電センサ２６の出力値を監視しており、ブレーキ用光電センサ２６の出力値に基づいて投光部と受光部２６ａとの間でセンサピン８０の位置を検出して、クラッチ機構２２の摩耗状態を判定するようになっている。

【0026】

当該電動ドライバ１における摩耗状態の判定は、具体的には図８のフローチャートに示す動作により行われる。当該電動ドライバ１を電源に接続すると演算部３０が起動する（Ｓ１０）。演算部３０は、スタート用光電センサ２４の出力値を監視し、スタート用光電センサ２４の出力値が所定のスタート閾値よりも大きくなったら（Ｓ１２）、工具取付部１４に取り付けられたドライバビットが押し込まれたと判断して電動モータ１２の回転駆動を開始する（Ｓ１４）。次に演算部３０は、ブレーキ用光電センサ２６の出力値を監視して、ブレーキ用光電センサ２６の出力値が所定の解除判定基準値よりも大きくなり（Ｓ１６）その後に解除判定基準値以下の値に戻ったときに（Ｓ１７）、その間の出力値のうちの解除判定基準値からの差が最も大きい最大出力値をメモリ３４に記憶して（Ｓ１８）、電動モータ１２の駆動を停止させる（Ｓ２０）。演算部３０は、再びスタート用光電センサ２４の出力値を監視し、スタート用光電センサ２４の出力値がスタート閾値よりも大きい値にまで変化したら（Ｓ２２）、メモリ３４に記憶されているブレーキ用光電センサ２６の最大出力値を所定の摩耗判定基準値と比較する（Ｓ２４）。最大出力値が摩耗判定基準値にまで上昇して摩耗判定基準値以上となっていた場合には、センサピン８０は十分に大きく変位していてクラッチ機構２２はそれほど摩耗していないと判断して、電動モータ１２の駆動を再び開始する（Ｓ１４）。一方で、最大出力値が摩耗判定基準値にまで至っておらず、よって摩耗判定基準値よりも小さい場合には、センサピン８０が十分に変位しておらずクラッチ機構２２が摩耗していると判断して、エラー信号を発する（Ｓ２６）。エラー信号が発せられると、クラッチ機構２２の摩耗が一定以上進行していることを示すようにエラー表示部３６が発光する。またこの場合には電動モータ１２の駆動は開始されない。なお、スタート用光電センサ２４及びブレーキ用光電センサ２６は、受光部２６ａで受光する光量が低下したときに出力値が低下するようになっていてもよい。この場合には、スタート用光電センサ２４の出力値がスタート閾値よりも小さな値にまで変化したときに電動モータ１２の駆動が開始される。またブレーキ用光電センサ２６の出力値が、解除判定基準値よりも小さな値にまで変化してから解除判定基準値以上の値に戻ったときにクラッチ機構２２が解除されたと判断し、その間の出力値のうちの解除判定基準値からの差が最も大きい最小出力値が摩耗判定基準値以下にまで至らず摩耗判定基準値よりも大きい値であった場合にはエラー信号が発せられる。

【0027】

図９及び図１０に示すように、大径の球状係合部材６８に代えて、小径の球状係合部材６６を内側保持孔６２内に選択的に配置して組み立てることもできる。上述のように、内側保持孔６２内に配置された小径の球状係合部材６６は、第１クラッチプレート５４の対向面５５において、外側係合面５５ｂよりも突出した内側係合面５５ａと係合する。これにより、クラッチ機構２２が解除されていない図９の状態において、クラッチ機構２２の変位部材７０は、大径の球状係合部材６８を配置した図３の状態と同じ位置となる。よって、ブレーキ用光電センサ２６に対するセンサピン８０の位置も同じになる。一方で、クラッチ機構２２が解除された図１０の状態においては、大径の球状係合部材６８を配置した図７の状態よりも変位部材７０の変位量が小さい。よって、センサピン８０がブレーキ用光電センサ２６の投光部と受光部２６ａとの間に進入する量は、図７の場合よりも小さい。そのため、小径の球状係合部材６６を選択的に配置した場合には、解除判定基準値と摩耗判定基準値は大径の球状係合部材６８を選択的に配置したときに比べて、大きな値に設定される。

【0028】

クラッチ機構２２が解除されるときの変位部材７０の変位量が小さい方がより小さい回転トルクでクラッチ機構２２が解除されることになる。また円柱状係合部材６０に対して球状係合部材６６、６８が係合する位置が、回転軸線Ｒに対してより径方向内側にある方がより小さい回転トルクでクラッチ機構２２が解除されることになる。したがって、小径の球状係合部材６６を内側保持孔６２に選択的に配置した場合には、大径の球状係合部材６８を外側保持孔６４に選択的に配置した場合に比べて、より小さな回転トルクでクラッチ機構２２が解除されることになる。すなわち、大径の球状係合部材６８を外側保持孔６４に配置するか、小径の球状係合部材６６を内側保持孔６２に配置するかで、クラッチ機構２２が伝達可能な最大回転トルクの大きさを変更することが可能となる。

【0029】

当該電動ドライバ１においては、クラッチ機構２２が回転トルクの伝達を解除したときのブレーキ用光電センサ２６の出力値に基づいてクラッチ機構２２の摩耗状態を判定するようになっている。この判定結果に基づいて、クラッチスプリング８２の圧縮量を大きくしてクラッチ機構２２が解除される際の回転トルクの大きさを調整したり、クラッチ機構２２の交換やメンテナンスの必要性を判断したりすることが可能となる。なお、摩耗状態の判定は、摩耗が一定量を超えたか否かの２つの状態だけを示すのではなく、ブレーキ用光電センサ２６の出力値に基づいて摩耗の進行具合を３段階以上またはアナログ的に無段階で示すようにしてもよい。

【0030】

以上に本発明の実施形態について説明をしたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、第１クラッチ係合部材としての円柱状係合部材は、円柱形状ではなく例えば球状とするなど他の形状の部材としてもよいし、第１クラッチプレートと一体に形成して第１クラッチプレートから突出した突部としてもよい。第２クラッチ係合部材としての球状係合部材も同様に、他の形状としたり変位部材と一体に形成したりしてもよい。また、第１クラッチ部材を出力軸に駆動連結し、第２クラッチ係合部材を電動モータの回転駆動軸に駆動連結して、クラッチ機構が解除されるときに変位部材が回転駆動軸側に変位するように構成することもできる。さらには、変位部材の位置を検出するための位置センサとして、磁気センサやメカニカルスイッチなどの他の形態のセンサを使用することもできる。さらには、上記実施形態においては本発明にかかる動力工具を、電動モータを駆動部とする電動ドライバを例として説明をしているが、例えば電動ドリルや電動研磨機などの電動ドライバ以外の電動工具とすることもできるし、エアモータを駆動部とするエアー工具のような他の動力工具とすることもできる。

【符号の説明】

【0031】

１ 電動ドライバ（動力工具）
１０ 工具ハウジング
１２ 電動モータ（駆動部）
１４ 工具取付部
１６ 出力軸
１８ 回転駆動軸
２０ 遊星歯車機構
２２ クラッチ機構
２４ スタート用光電センサ
２４ａ 受光部
２６ ブレーキ用光電センサ（位置センサ）
２６ａ 受光部
２８ 制御回路
３０ 演算部
３２ モータ制御部
３４ メモリ
３６ エラー表示部
３８ 中実軸部
３８ａ 外周面
４０ 筒状軸部
４０ａ 外周面
４２ 施錠子保持孔
４４ 施錠子
４６ スリーブ
４８ 挿入孔
５０ 後端部
５２ スイッチプレート
５４ 第１クラッチプレート
５５ 対向面
５５ａ 内側係合面
５５ｂ 外側係合面
５６ 第２クラッチプレート
５８ 保持溝（保持凹部）
６０ 円柱状係合部材（第１クラッチ係合部材）
６２ 内側保持孔
６４ 外側保持孔
６６ 小径の球状係合部材（第２クラッチ係合部材）
６８ 大径の球状係合部材（第２クラッチ係合部材）
７０ 変位部材
７２ スライド部材
７２ａ 係合面
７４ ベアリング
７６ スラスト受け部材
７８ スプリング
８０ センサピン
８２ クラッチスプリング
８４ 伝達ピン
Ｒ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】