CN102159366A - 动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力工具，其具有动力源(115)、变速机构(117)和顶端工具(113)。变速机构(117)具有：第1、第2转轴(123、125)，它们之间以相互平行的方式设置；第1动力传递路径(P1)，其具有第1齿轮副和第1离合器(141)；第2动力传递路径(P2)，其具有第2齿轮副和第2离合器(145)。根据作用给顶端工具(113)的载荷大小的不同，将第1、第2离合器(141、145)在动力传递状态和切断动力传递状态之间进行切换时，可在第1、第2齿轮副处于保持啮合状态不变的状态下，使传递路径在第1动力传递路径(P1)和第2动力传递路径(P2)之间进行切换。

Description

动力工具

技术领域

本发明涉及一种用于动力工具的平行轴式变速机构的改进技术。

背景技术

例如日本发明专利公开公报特公平01-58031号(专利文献1)中公开有一种具有平行轴式变速机构的电动工具。该公开公报中所记载的平行轴式变速机构的结构如下，即，其具有：第1、第2驱动齿轮，它们固定在驱动轴上而且相互之间的齿数不同；第1、第2从动齿轮，它们以可以沿从动轴的轴线方向移动的方式固定在该从动轴上，而且相互之间的齿数不同，所述从动轴与驱动轴平行。当使第1、第2从动齿轮在从动轴上滑动时，可以切换其与第1、第2驱动齿轮之间的啮合关系，从而可将电机的转速变为高速或低速的2个级别并传递给顶端工具。

但该公开公报中记载的现有技术中的平行轴式变速机构是，通过改变从动齿轮与驱动齿轮之间的相对位置而进行变速的，所以从动齿轮与驱动齿轮啮合关系难以顺畅的切换，从变速动作的顺畅性的角度而言，仍有改进的可能性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种技术方案，采用该技术方案制成的具有平行轴式变速机构的动力工具，可提高其变速动作的顺畅性。

为实现上述目的，本发明优选动力工具的结构如下，即，其具有动力源和变速机构，在完成规定的加工作业时，动力从动力源经变速机构传递给顶端工具并对其进行驱动，从而完成规定的加工作业。 本发明所述的“动力工具”包括以下各种电动工具，即，例如由转动着的锯片切割被加工件的木材加工或金属加工用圆盘锯或电动切割机，或是用转动打磨盘对被加工件进行研磨或磨削作业的打磨机，或是在制成较大直径的孔时用到的金刚石钻床，或者是使上下2个锯片沿相反方向直线往复运动而完成树篱修剪作业的树篱修剪机等。

当采用本发明优选的动力工具时，由于所述动力工具具有变速机构，并且该变速机构的结构如下，即，其具有：第1、第2转轴，它们之间以相互平行的方式设置；第1、第2齿轮副，它们分别具有成组的驱动齿轮和从动齿轮，各组的所述驱动齿轮和从动齿轮相互啮合将所述第1转轴的扭矩传递给所述第2转轴，所述第1、第2齿轮副相互之间的传动比不同。并且将经由第1齿轮副传递扭矩的传递路径设定为第1动力传递路径，而将经由第2齿轮副传递扭矩的传递路径设定为第2动力传递路径。另外，该动力工具还具有第1离合器和第2离合器，由第1离合器对所述第1动力传递路径上的动力进行传递和切断，由所述第2离合器对所述第2动力传递路径上的动力进行传递和切断。因此，根据作用给顶端工具的载荷大小的不同，利用第1离合器和第2离合器在动力传递状态和切断动力传递状态之间的切换，可使所述第1、第2齿轮副分别保持啮合状态不变的状态下，使动力传递路径在所述第1动力传递路径和第2动力传递路径之间进行切换。

另外，作为本发明中的“动力源”，较为典型的情况是采用电机。优选采用除电机以外的压缩空气发动机、发动机等动力装置。还有，本发明所述的“在第1、第2齿轮副分别保持啮合状态不变的状态下，使动力传递路径在第1动力传递路径和第2动力传递路径之间进行切换”，意为在使相互啮合的齿轮在其位置固定不变的状态下，使动力传递路径在第1动力传递路径和第2动力传递路径之间进行切换。即，当其中之一的离合器切换为动力传递状态时，另一个离合器则切换为切断动力传递状态。或者是其中之一的离合器切换为切 断动力传递状态时，另一个离合器则切换为动力传递状态。本发明所述的“第1动力传递路径和第2动力传递路径”，较为典型的情况是将其中之一设定为高速低扭矩驱动用的动力传递路径，另一个则被设定为低速大扭矩驱动用的动力传递路径。

当采用本发明所述的动力工具时，由于可以在相互啮合的齿轮副在其位置固定不变的状态下，使动力传递路径在第1动力传递路径和第2动力传递路径之间进行切换。所以可顺畅地进行变速动作，从而能够提高变速动作的顺畅性。

尤其是，如果采用现有技术中的变速机构的结构时，会出现如下问题，即，当使齿轮沿轴的轴线方向在该轴上滑动以改变齿轮之间的啮合关系而实现变速操作时，由于轴和齿轮之间因其嵌合面之间的间隙而会出现晃动，从而易于产生摩损，进而影响齿轮的耐久性。另外还有以下问题，即，在改变齿轮之间的啮合关系而分离啮合着的齿轮时，或者是在使齿轮之间开始啮合的初期，由于要由齿面较小的区域来承受扭矩，从而会出现断齿或者磨损等强度方面的问题。另外还有以下问题，即，使得齿轮之间啮合时，因齿之间的干涉而产生异响。但是采用本发明时，由于采用了使得齿轮始终处于啮合状态的结构，所以能够解决采用了改变齿轮之间的啮合关系的现有技术中出现的上述各种问题。

另外，将构成本发明的第1动力传递路径的第1齿轮副的传动比(减速比)，设定得与构成第2动力传递路径的第2齿轮副的传动比不同。因此，当作用给顶端工具的载荷较小时，可在传动比较小的状况下加工作业，例如使用第1动力传递路径所进行的高速低扭矩加工作业。当作用给顶端工具的载荷较大时，则可在传动比较大的状况下加工作业，例如使用第2动力传递路径所进行的低速大扭矩加工作业。

采用本发明另一实施方式所述的动力工具时，第1和第2离合器的其中之一为滑动咬合式离合器，滑动咬合式离合器在动力传递状态和切断动力传递状态之间切换，该第1和第2离合器中的另外一 个由只能朝向1个方向转动的单向离合器构成。当滑动咬合式离合器切换为切断动力传递状态时由单向离合器传递动力。

采用本发明时，由于利用滑动咬合式离合器和单向离合器的组合来对动力传递路径进行切换，所以当滑动咬合式离合器在动力传递状态和切断动力传递状态之间切换时，可使传递路径在第1动力传递路径和第2动力传递路径之间进行切换，即，可实现变速操作，从而可制成结构更加合理的变速机构。

采用本发明另一实施方式所述的动力工具时，由于第1转轴为设置在输出轴前面的前段轴，而第2转轴为输出轴。滑动咬合式离合器设置在前段轴上，这样如上所述，滑动咬合式离合器设置比输出轴还要在高速低扭矩状态下转动的前段轴上时，可以减小作用给滑动咬合式离合器的载荷，因此，可以有效保护离合器或提高该离合器的耐久性。另外，从轴在齿轮箱中的设置情况来看，一般将前段轴设置在作为最终轴的输出轴的内侧。因此，当将径向方向上比单向离合器大的滑动咬合式离合器设置在前段轴上时，可防止齿轮箱的形状变大。这种情况下，如果动力工具为圆盘锯时，可以将从其输出轴到齿轮箱下端面的距离设定得小些，而不会影响其最大切入能力。

采用本发明另一实施方式所述的动力工具时，由于第1转轴为设置在输出轴前面的前段轴，而第2转轴为输出轴。单向离合器设置在输出轴上，而单向离合器的结构一般是设置在轴和齿轮之间的结构，作为减速侧的输出轴上的齿轮直径被设定得比前段轴上的齿轮直径大。因此，当采用将单向离合器设置在输出轴上的结构时，可以确保单向离合器的设置空间，这对设计方面是有利的。

采用本发明另一实施方式所述的动力工具时，其具有如下结构，即，具有动力工具机身和基座。其中，动力源和变速机构收装在动力工具机身中，基座设置在动力工具机身的下方并可以安放在被加工件之上。另外，顶端工具为锯刀，动力源经变速机构驱动锯刀使其转动以切割被加工件。因此，采用本发明时，可提供具有较高变 速动作顺畅性的平行轴式变速机构的切割工具(圆盘锯)。

如上所述，本发明可提供一种技术方案，采用该技术方案制成的具有平行轴式自动变速机构的动力工具，可提高变速动作的顺畅性。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式中的圆盘锯整体结构的侧视图。

图2是表示上述圆盘锯整体结构的侧视剖面图。

图3是表示从正面观察到的表示上述圆盘锯整体结构的剖面图。

图4是表示3平行轴式变速机构的展开剖面图，表示动力传递路径被切换为高速低扭矩状态。

图5是表示3平行轴式变速机构的展开剖面图，表示动力传递路径被切换为低速大扭矩状态。

图6是表示滑动咬合式离合器的外观图。

图7是沿图6中剖切线A-A剖切时的剖面图。

图8是表示滑动咬合式离合器的驱动侧离合器部件的立体图。

图9是表示滑动咬合式离合器的从动侧离合器部件的立体图。

图10是表示滑动咬合式离合器的扭力环的立体图。

图11是说明滑动咬合式离合器的动作的示意图，图11中(A)表示锥形凸台的动作形式，图11中(B)表示作为锁止部件的扭力环的动作形式。

图12是沿图6中剖切线B-B剖切时的剖面图。

图13是从离合器弹簧安装侧观察到的驱动侧离合器部件的立体图。

图14是表示止动件的立体图。

图15是表示设置在输出轴上的各个部件的侧视图。

图16是沿图15中剖切线C-C剖切时的剖面图。

图17是表示变型实施例的展开剖面图。

图18是表示本发明第2实施方式中的3平行轴式变速机构的展开剖面图，表示动力传递路径被切换为高速低扭矩状态。

图19是表示图18中的3平行轴式变速机构的展开剖面图，表示动力传递路径被切换为低速大扭矩状态。

【附图标记说明】

101圆盘锯(动力工具)；103圆盘锯机身部(动力工具机身)；104锯片罩；105电机壳体；106安全罩；107齿轮箱；107L下端面；108电池；109把手；109a扳机；111基座；111a开口；113锯片；115驱动电机；116电机轴；117变速机构；121输入轴；121a轴承；123中间轴(第1转轴)；123a轴承；125输出轴(第2转轴)；125a轴承；125A基部侧轴部；125B顶端侧轴部；125Aa端缘部；125Bb端缘部；131小齿轮；132第1中间齿轮；133第2中间齿轮；134第1从动齿轮；135第3中间齿轮；136第2从动齿轮；137键；138轴承；139键；141滑动咬合式离合器(第1离合器)；142驱动侧离合器部件；142a锥形凸台；143从动侧离合器部件；143a锥形凸台；144离合器弹簧；145单向离合器(第2离合器)；146外圈；146a凸轮槽；146b楔形面；147滚针；148弹簧；151止动机构；152扭力环；152a突部；153收装空间；153a卡合凹部；153b扭矩传递面；153c斜面；153d止动面；154扭矩限制器；155摩擦板；156板簧；161变速限制机构；163压缩螺旋弹簧；164止动件收装凹部；165环形槽；166引导销；167罩部件

具体实施方式

【本发明的第1实施方式】

下面，参照附图说明本发明的第1实施方式。在本实施方式中，以带电池的可充电圆盘锯为例说明动力工具。图1是表示本实施方式中的圆盘锯101的整体结构的侧视图，图2是表示圆盘锯101的整体结构的侧视剖面图，图3是表示从正面观察到的表示圆盘锯101的整体结构的剖面图。如图1～图3所示，概括地讲，本实施方式中的圆盘锯101主要包括基座111和圆盘锯机身部103。其中，基座111安放在被加工件(为方便起见省略其图示)上并且沿切割方向移 动，圆盘锯机身部103被设置在基座111的上方。圆盘锯机身部103与本发明所述的“动力工具机身”对应。

圆盘锯机身部103主要包括锯片罩104、电机壳体105、齿轮箱107和把手109。其中，由锯片罩104大致覆盖可在铅垂平面内转动的圆板状锯片(锯刀)113上半部分，电机壳体105用来收装驱动电机115，齿轮箱107用来收装变速机构117，把手109供操作人员把持并用来操作圆盘锯101。锯片113与本发明所述的“顶端工具”对应，驱动电机115与本发明所述的“动力源”对应。

在锯片罩104上附设有可以与之相对转动的安全罩106，其用来覆盖锯片113的下半部分。包括安全罩106在内的锯片113的下缘部穿过形成在基座111上的开口111a(参照图3)而向下面一侧突出。当基座111的前端部(图2中的右侧)安放在被加工件上并将应切割的该被加工件移向前方(图1和图2中的右侧方向)时，在该被加工件的推力作用下，安全罩106的前端部向后方避让并收装在锯片罩104内。把手109连接在齿轮箱107的上方并具有扳机109a，用手指拉动该扳机109a时可以使驱动电机115通电而驱动锯片113。当驱动电机115通电后，锯片113在其驱动作用下经变速机构117的变速而转动。另外，在把手109的端部以可以拆下的方式安装有电池108。还有，本实施方式中的驱动电机115具有制动器，该驱动电机可以是使用稀土材料的电机。另外，优选使用电压在42V以下的锂离子电池。

接下来，参照图4和图5说明变速机构117。本实施方式所述的变速机构117为3平行轴结构，该3平行轴分别为与驱动电机115的电机轴116同轴连接的输入轴121、用来安装锯片113的作为输出轴的锯片安装轴125和设置在输入轴121和锯片安装轴125之间的中间轴123，它们之间相互平行设置。变速机构117可实现2级别切换，即，根据作用给锯片113的载荷大小的不同，变速机构117的动力传递路径可以从高速低扭矩驱动状态自动切换为低速大扭矩驱动状态。中间轴123与本发明所述的“第1转轴”以及“前段轴” 对应，锯片安装轴125与本发明所述的“第2转轴”以及“输出轴”对应。图4和图5都是表示3平行轴式变速机构117的展开剖面图，图4表示动力传递路径被切换为高速低扭矩一侧，图5表示动力传递路径被切换为低速大扭矩一侧。另外，在以下的说明中，将锯片安装轴125称为输出轴。

变速机构117具有第1动力传递路径P1和第2动力传递路径P2。其中，在第1动力传递路径P1中，作用给输入轴121的扭矩经小齿轮131、第1中间齿轮132、中间轴123、第2中间齿轮133、第1从动齿轮134传递给输出轴125，在第2动力传递路径P2中，作用给输入轴121的扭矩经小齿轮131、第1中间齿轮132、中间轴123、第3中间齿轮135、第2从动齿轮136传递给输出轴125。第2中间齿轮133和第1从动齿轮134的传动比(减速比)设定得比第3中间齿轮135和第2从动齿轮136的传动比(减速比)小。因此，第1动力传递路径P1被设定为高速低扭矩动力传递路径，第2动力传递路径P2被设定为低速大扭矩动力传递路径。2图中分别用带箭头的粗线表示第1动力传递路径P1和第2动力传递路径P2。由第2中间齿轮133和第1从动齿轮134构成本发明所述的“第1齿轮副”，而由第3中间齿轮135和第2从动齿轮136构成本发明所述的“第2齿轮副”。

变速机构117中的输入轴121、中间轴123和输出轴125分别以可转动的方式被轴承121a、123a和125a支承在齿轮箱107上。作为驱动齿轮的小齿轮131与输入轴121形成一体。第1中间齿轮132和第3中间齿轮135不仅并列设置在中间轴123上的一端侧(驱动电机115一侧，即图中的左侧)，还通过共用的键137与中间轴123形成一体。第1中间齿轮132和小齿轮131始终处于啮合状态，第3中间齿轮135与设置在输出轴125上一端侧的第2从动齿轮136始终处于啮合状态。第2中间齿轮133经轴承138以可以与之相对转动的方式安装在输出轴125的另一端侧(锯片113一侧，即图中的右侧)。该第2中间齿轮133不仅设置在输出轴125的另一端侧， 还和第1从动齿轮134始终处于啮合状态，该第1从动齿轮134经键139与输出轴125形成一体。

在本实施方式所述的圆盘锯101中，在用锯片113对被加工件进行切割作业时，在作用给锯片113的载荷较小的初期切割作业阶段，输出轴125、即锯片113由高速低扭矩的第1动力传递路径P1驱动而转动，随切割作业的进行而作用给锯片113的载荷达到一定数值时，自动切换为由低速大扭矩的第2动力传递路径P2驱动而转动。所以能实现上述从第1动力传递路径P1向第2动力传递路径P2的切换，是因为在中间轴123上设置有滑动咬合式离合器141，和在输出轴125上设置有单向离合器145。滑动咬合式离合器141和单向离合器145与本发明所述的“第1、第2离合器”对应。

除在图4和图5中表示滑动咬合式离合器141的结构之外，图6～图10中也有表示。图6是表示滑动咬合式离合器141的外观图。图7是沿图6中剖切线A-A剖切时的剖面图。另外，图8是表示驱动侧离合器部件142的立体图，图9是表示从动侧离合器部件143的立体图，图10是表示扭力环152的立体图。如图6所示，滑动咬合式离合器141主要包括驱动侧离合器部件142和从动侧离合器部件143以及离合器弹簧144，其中，驱动侧离合器部件142和从动侧离合器部件143沿着中间轴123的轴线方向以呈相互面对的方式设置，由离合器弹簧144对驱动侧离合器部件142施加向从动侧离合器部件143方向推压的弹力。如图8、图9所示，驱动侧离合器部件142和从动侧离合器部件143采用如下结构，即，在它们相互面对的侧表面上沿圆周方向分别形成有多个(例如3个)呈凸台形状的锥形凸台142a、143a。当这些锥形凸台142a、143a相互咬合时可传递扭矩(参照图4和图6)，咬合解除状态时可切断扭矩的传递(参照图5)。

驱动侧离合器部件142以可活动的方式与中间轴123嵌合。即，其以可相对于中间轴123周向及轴向滑动的方式装在中间轴123上。驱动侧离合器部件142由压入固定在中间轴123上的作为扭矩传递 部件的扭力环152驱动而转动。如图10所示，在扭力环152圆周方向的等分位置上具有沿着径向外侧方向突出的作为扭矩传递部的多个(3个)突部152a。在驱动侧离合器部件142的形成有锥形凸台142a一侧的侧表面，形成有形状与扭力环152的外形形状大致对应的收装空间153。扭力环152收装在收装空间153中，并且不能与之沿圆周方向相对移动。因此，当扭力环152与中间轴123一起转动时，驱动侧离合器部件142向圆周方向推压与收装空间153中的扭力环152的突部152a卡合的卡合凹部153a(参照图8)径向方向的壁面、即、扭矩传递面153b而与之形成一体转动。另外，从动侧离合器部件143与第2中间齿轮133形成一体。

在由作为弹性部件的压缩螺旋弹簧形成的离合器弹簧144的弹力作用下，驱动侧离合器部件142被施以其锥形凸台142a可与从动侧离合器部件143的锥形凸台143a相互咬合而处于动力传递状态的位置一侧方向的弹力，即，驱动侧离合器部件142被施以朝向动力传递位置一侧方向的弹力。另外，离合器弹簧144以压缩状态设置在驱动侧离合器部件142和第1中间齿轮132之间。

在使用第1动力传递路径P1驱动锯片113而使其转动的状态下，作用给该锯片113的载荷超过离合器弹簧144的弹力而达到一定数值以上时，在锥形凸台142a、143a的斜面上的轴向分力的作用下，驱动侧离合器部件142朝向离开从动侧离合器部件143的方向移动(即，产生后退动作)，即，驱动侧离合器部件142向解除动力传递位置移动，从而呈解除锥形凸台142a、143a的咬合状态的切断动力传递状态。图11中(A)表示滑动咬合式离合器141从动力传递状态变为切断动力传递状态时的情况。当滑动咬合式离合器141被切换为切断动力传递状态时单向离合器145开始工作，从而可以将动力传递路径从高速低扭矩的第1动力传递路径P1切换为低速大扭矩的第2动力传递路径P2。

接着说明单向离合器145。在图15和图16中表示有单向离合器145的结构。图15是表示设置在输出轴125上的各个部件的侧视图， 图16是沿着图15中剖切线C-C剖切时的剖面图。单向离合器145主要包括外圈146、滚针147和弹簧148。其中，外圈146与第2从动齿轮136一起转动，滚针147介于外圈146和输出轴125之间而且数量为多个。滚针147以可以转动的方式设置在沿外圈146的圆周方向隔开一定间隔而形成的凸轮槽146a内，弹簧148对滚针147施以使其与楔形面146b卡合位置一侧方向的弹力。

因此，当外圈146与第1从动齿轮134一起向图16中的顺时针方向相对于输出轴125转动时，在弹簧148的弹力作用下，滚针147顶在楔形面146b和输出轴125之间，在楔固作用下驱动输出轴125转动。该状态表示在图16中。另外，当输出轴125的转速比外圈146的转速大时，则形成外圈146向图中的逆时针方向与输出轴125相对转动的情况。因此滚针147离开楔形面146b，此时外圈146与输出轴125相对空转。即，当滑动咬合式离合器141处于动力传递状态时，因形成外圈146向图中的逆时针方向与输出轴125相对转动的情况，所以单向离合器145产生空转而不传递动力。

当采用具有上述结构的变速机构117时，如果驱动电机115处于停止状态时，在离合器弹簧144的作用下，滑动咬合式离合器141的驱动侧离合器部件142向接近从动侧离合器部件143一侧移动。即，锥形凸台142a、143a保持相互咬合，2个离合器部件142、143处于动力传递状态。在该状态下为切割被加工件对驱动电机115通电而进行驱动时，由驱动电机115产生的扭矩经第1动力传递路径P1传递给输出轴125。即，锯片113在高速低扭矩状态下被驱动而转动，此时的扭矩经小齿轮131、第1中间齿轮132、中间轴123、滑动咬合式离合器141、第2中间齿轮133、第1从动齿轮134传递给输出轴125。

此时，扭矩经中间轴123、第3中间齿轮135、第2从动齿轮136而转动单向离合器145的外圈146，但如上所述，由于输出轴125的转速大于外圈146的转速，所以外圈146产生空转。

如上所述，使用第1动力传递路径P1在高速低扭矩状态下利用 锯片113开始对被加工件进行切割作业。伴随着切割作业的进行，作用给锯片113的载荷超过由滑动咬合式离合器141的离合器弹簧144设定的切换设定值时，滑动咬合式离合器141被切换为切断动力传递状态。即，如图11中(A)所示，在经锥形凸台142a、143a楔形面(斜面)作用给驱动侧离合器部件142的轴向分力的作用下，驱动侧离合器部件142反抗离合器弹簧144的弹力而离开从动侧离合器部件143，从而锥形凸台142a、143a之间的咬合状态得到解除。于是，滑动咬合式离合器141被切换为切断动力传递状态，当输出轴125的转速低于单向离合器145的外圈146的转速时，在弹簧148的弹力作用下，滚针147顶在楔形面146b和输出轴125之间并且在楔固作用下驱动输出轴125而使其转动。因此，驱动电机115的扭矩传递路径从第1动力传递路径P1切换为第2动力传递路径P2，锯片113在低速大扭矩状态下被驱动而转动，所述低速大扭矩转动状态是由小齿轮131和第1中间齿轮133的传动比，以及第3中间齿轮135和第2从动齿轮136的传动比确定的。

如上所述，采用本实施方式时，在作用给锯片113的载荷较小的初始状态下，使用减速比较小的第1动力传递路径P1在高速低扭矩条件下进行被加工件的切割作业，但是在有较大的载荷作用给锯片113的状态下，可以使用减速比较大的第2动力传递路径P2在低速大扭矩条件下进行切割作业。

由于变速机构采用上述结构，即，由于可以根据作用给锯片113的载荷大小的不同将高速低扭矩的第1动力传递路径P1自动切换为低速大扭矩的第2动力传递路径P2，所以与没有变速机构的圆盘锯相比，不仅有助于防止出现驱动电机115烧损的情况，还可提高电池108每充电1次时所能完成的切割作业量。

尤其是在本实施方式中，由于能在构成变速机构117的齿轮副中各个齿轮保持啮合的状态、即各个齿轮的位置被固定下来的状态下，从第1动力传递路径P1切换为第2动力传递路径P2，因此能顺畅地进行变速动作，从而可以提高变速动作的顺畅性。

另外，采用本实施方式时，由于既在中间轴123上设置有滑动咬合式离合器141，还在输出轴125上设置有单向离合器145，所以只需对滑动咬合式离合器141的动作进行控制，就能实现将使用传递路径从第1动力传递路径P1切换为第2动力传递路径P2的目的，从而可制成结构更加合理的变速机构117。

还有，采用本实施方式时，由于将滑动咬合式离合器141设置在相比输出轴125在高速低扭矩条件下转动的中间轴123上，所以能够减小作用给滑动咬合式离合器141的载荷。因此可有效保护离合器或提高其耐久性。另外，从各轴设置在齿轮箱107上的情况来看，由于中间轴123设置在靠近齿轮箱107的中央位置上，因此与单向离合器145相比，将形状较大的滑动咬合式离合器141设置在中间轴123上时，可有效地防止齿轮箱的形状变大。

如图2所示，圆盘锯101的最大切入深度(锯片111的下缘部从基座111的下表面向下突出的量)是这样确定的，即，操作人员下压把手109而使圆盘锯机身部103以设置在基座111的前端部的转轴(为方便起见省略其图示)为转动支点而转动时，虽然为方便而省略了其图示，但当设置在齿轮箱107上的最大切入深度限制部与基座111上的止动件抵接时即可确定圆盘锯101的最大切入深度。因此，如果将外径较大的滑动咬合式离合器141设置在输出轴125上，则会导致从输出轴125的中心到齿轮箱107的下端面107L的距离变大，从而影响圆盘锯101的最大切入能力。即，降低其最大切入能力。采用本实施方式时，由于采用将滑动咬合式离合器141设置在中间轴123上的结构，所以可将从输出轴125到齿轮箱107的下端面107L的距离设定得较小，因而不会影响圆盘锯101的最大切入能力。

另外，单向离合器145设置在输出轴125上。位于减速侧的输出轴125上的第2从动齿轮136的直径被设定得比中间轴123上的第3中间齿轮135的直径大。因此，将单向离合器145设置在输出轴125和第2从动齿轮136之间时，易于确保单向离合器145的设置空间， 从而能容易地组装单向离合器145。

但是采用根据作用给锯片113的载荷大小的不同自动切换滑动咬合式离合器141的咬合状态的结构，如果作用在锯片113上的载荷在由离合器弹簧144设定的切换设定值附近变动时，滑动咬合式离合器141的咬合状态就会频繁切换。因此，为解决该技术问题，本实施方式所述的变速机构117具有锁止机构151和复位机构。滑动咬合式离合器141被切换为切断动力传递状态时，由止动机构151保持所述切换状态，当切割作业停止后(驱动电机115停止时)，由复位机构将其复位到初始状态、即、动力传递状态。

下面，主要参照图7、图8、图10以及图11说明止动机构151。当滑动咬合式离合器141的驱动侧离合器部件142移至切断动力传递位置时，由止动机构151将驱动侧离合器部件142保持在该切断动力传递位置上。更详细地讲，切断动力传递位置是指驱动侧离合器部件142的锥形凸台142a处于离开从动侧离合器部件143锥形凸台143a的位置(留有一定间隔而相互面对的位置)。上述扭力环152是止动机构151的主要构件。

用来收装扭力环152形成的驱动侧离合器部件142的收装空间153中形成有斜面153c，其位于用来与扭力环152的突部152a卡合的卡合凹部153a的顺着转动方向的前方区域，其呈越朝前方越高的倾斜状态。驱动侧离合器部件142从动力传递位置移至切断动力传递位置并呈切断动力传递状态时，扭力环152从收装空间153中脱出并使其突部152a升到斜面153c上，由此可使驱动侧离合器部件142的锥形凸台142a与从动侧离合器部件143锥形凸台143a分离。此时的动作形式表示在图11中。图11中(A)表示离合器的动作，图11中(B)表示作为锁止部件的扭力环152的动作。另外，为使扭力环152的突部152a顺畅地升到斜面153c上，将突部152a的与斜面153c面对的表面制成斜平面或圆弧形曲面。

如图11中最上部所示，当驱动侧离合器部件142处于动力传递位置而锥形凸台142a、143a处于咬合状态时，如上所述，扭力环152 的突部152a与卡合凹部153a的扭矩传递面153b卡合而保持该扭矩传递状态。在该状态下，当作用给锯片113的载荷大小超过由离合器弹簧144设定的一定数值，驱动侧离合器部件142朝向切断动力传递位置后退时，固定在中间轴123上的扭力环152与驱动侧离合器部件142产生相对移动，扭力环152朝向轴线方向、即从收装空间153中脱出(浮出)的方向移动。因此，扭力环152的突部152a从卡合凹部153a中脱出，当突部152a与扭矩传递面153b分离时，不受扭矩作用的驱动侧离合器部件142和扭力环152之间产生转速差。所以，扭力环152沿圆周方向与驱动侧离合器部件142相对移动，扭力环152的突部152a升至斜面153c的端部上(参照图11中从上数第2部分)。当突部152a升起时可在轴线方向上推压驱动侧离合器部件142。即，有外力作用给驱动侧离合器部件142，施力方向为使锥形凸台142a离开从动侧离合器部件143的锥形凸台143a的方向(轴线方向)。因此这有助于使锥形凸台142a、143a分离。这样可减小作用给锥形凸台142a、143a的楔形面的载荷，从而可降低锥形凸台142a、143a之间的磨耗，甚至可遏制由离合器弹簧144设定的切换设定值的变动。

驱动侧离合器部件142进一步后退，锥形凸台142a、143a之间的咬合状态得到解除时，扭力环152沿着圆周方向进一步与驱动侧离合器部件142相对移动。因此突部152a在斜面153c上进一步上升。即，即使锥形凸台142a、143a之间的咬合状态已被解除，该升起动作也会使锥形凸台142a、143a继续进一步分离，因此驱动侧离合器部件142进一步与从动侧离合器部件143分离，从而在锥形凸台142a、143a之间产生轴向间隙。升到斜面153c上的突部152a与垂直竖立在前方的止动面153d卡合，此后扭力环152和驱动侧离合器部件142形成一体而转动。该状态表示在图11中(B)的最下部。

即，当驱动侧离合器部件142从动力传递状态被切换为切断动力传递状态时，扭力环152移到可以确保在锥形凸台142a、143a之间产生一定轴向间隙的隔离位置并保持处于该隔离位置的状态。该隔 离位置指比驱动侧离合器部件142的锥形凸台142a离开从动侧离合器部件143的锥形凸台143a的切断动力传递位置进一步后移的位置。因此，当切换到切断动力传递状态时，与此后作用给锯片113的载荷无关，滑动咬合式离合器141保持该切断动力传递状态，所以，即使作用给锯片113的载荷的大小在由离合器弹簧144设定的切换设定值附近变动时，也可以使用第2动力传递路径P2在低速大扭矩状态下平稳地进行切割作业。另外，由于驱动侧离合器部件142移至隔离位置并保持在该隔离位置时，可确保在锥形凸台142a、143a之间产生一定轴向间隙，从而能获得可靠的切断动力状态，进而能防止因锥形凸台142a、143a之间抵接而产生异响或振动的情况出现。

另外，当完成切割作业而使驱动电机115停止驱动时，该驱动电机115的制动器开始工作，因此在与转速降低的中间轴123形成一体转动的扭力环152和因惯性矩作用而要保持其转速的驱动侧离合器部件142之间产生转速差，该2个部件沿圆周方向相对转动。其方向为扭力环152的突部152a从驱动侧离合器部件142的斜面153c下落的方向。因此，突部152a嵌入收装空间153的卡合凹部153a中。即，扭力环152复原(恢复)到初始位置。由此可以自动解除将滑动咬合式离合器141保持在切断动力传递下的状态。即，可利用驱动电机115的制动器和驱动侧离合器部件142的惯性就可实现复位机构的功能。另外，解除由扭力环152实现的保持切断动力传递的状态时，在离合器弹簧144的弹力作用下，驱动侧离合器部件142移至动力传递位置，从而可顺利的为下一次切割作业做好准备。

另外，对于本实施方式所述的变速机构117，起动驱动电机115时如果锯片113质量和惯性较大，滑动咬合式离合器141有可能出现误动作，即，由动力传递状态被切换为切断动力传递状态。为了解决该技术问题，本实施方式所述的变速机构117具有变速限制机构161，由其对起动驱动电机115时的变速进行限制。

下面，主要参照图12～图14来说明变速限制机构161。图12是沿图6中剖切线B-B剖切时的剖面图，图13是从离合器弹簧安装侧 观察到的驱动侧离合器部件142的立体图，图14是表示止动件162的立体图。本实施方式所述的变速限制机构161主要包括放射状设置在驱动侧离合器部件142上的多个(例如3个)止动件162以及作为弹性部件的压缩螺旋弹簧163。

各个止动件162和压缩螺旋弹簧163都收装在止动件收装凹部164中，并且可沿径向方向移动。其中，止动件收装凹部164形成在驱动侧离合器部件142上的离合器弹簧安装面侧(与锥形凸台142a相反的一侧)侧表面圆周方向上的等分位置上。各个止动件162不仅其内径侧顶端部与中间轴123的外周面面对，而且被压缩螺旋弹簧163推向中间轴123一侧。在中间轴123的外周面上的与止动件162面对的区域形成有周向方向的环形槽165。当驱动侧离合器部件142处于动力传递位置时，各个止动件162的径向方向的顶端部沿径向方向以被压缩的状态突入环形槽165中并与之卡合，由此可使驱动侧离合器部件142保持在动力传递位置上。该状态表示在图12和图4中。

另外，在设置在止动件162上的引导销166的引导作用下，有助于使压缩螺旋弹簧163的推压动作更稳定。还有，如图4和图5所示，在驱动侧离合器部件142的侧表面上安装有罩部件167，其用于覆盖收装在止动件收装凹部164中的止动件162以及压缩螺旋弹簧163。罩部件167还起到对离合器弹簧144一端进行支承的弹簧支承部件的作用。

本实施方式所述的变速限制机构161具有上述结构。当驱动电机115处于停止状态时，滑动咬合式离合器141则处于动力传递状态。因此，止动件162与中间轴123上的环形槽165处于卡合状态。所以，当起动驱动电机115时，在与中间轴123的环形槽165卡合着的止动件162的作用下，限制驱动侧离合器部件142沿轴线方向产生移动，该驱动侧离合器部件142保持在动力传递位置上，此时，锥形凸台142a与从动侧离合器部件143的锥形凸台143a处于相互咬合的状态。因此，可防止起动电机时滑动咬合式离合器141出现 误动作。

于是，起动驱动电机115并且其转速升高时，随作用给与驱动侧离合器部件142一起转动的止动件162在离心力的作用下，该止动件162会反抗压缩螺旋弹簧163的推力而移向外侧并且从环形槽165中脱出(参照图5)，由此解除驱动侧离合器部件142的被止动件162限制了移动的状态，从而许可驱动侧离合器部件142根据作用给锯片113的载荷大小的不同而从动力传递状态切换为切断动力传递状态。

如上所述，采用本实施方式所述的变速限制机构161时，对于其锯片113的惯性较大的圆盘锯101，由于不会出现在起动驱动电机115时因锯片113的惯性作用使变速机构117产生变速的情况，因此，可充分发挥变速机构117的优势。另外，上述变速限制机构161并不局限于用于圆盘锯101中，还可有效地适用于顶端工具的质量较大的动力工具中，例如用于进行打磨、研磨作业的研磨机，或是制成较大直径的孔时用到的金刚石钻床等。

在低速大扭矩条件下的切割作业中，有可能会有过大载荷作用给锯片113的情况。因此，为应对有过大载荷作用的情况，在输出轴125上设定有扭矩限制器154。图17是表示在输出轴125上安装有扭矩限制器154的示意图。输出轴125在其轴线方向上分为2段，分别为基部侧轴部125A和顶端侧轴部125B。其中，基部侧轴部125A安装在第1、第2从动齿轮134、136上，而锯片113则安装在顶端侧轴部125B上。而且，输出轴125利用位于2个分段之间的扭矩限制器154而连接成1个整体。

输出轴125的基部侧轴部125A和顶端侧轴部125B以共轴的方式设置，它们分别通过圆形突起和圆形凹部以可相对活动的方式相互嵌合在一起。在端部它们分别具有端缘部125Aa和125Ba，2个端缘部125Aa以及125Ba互相面对。扭矩限制器154由摩擦板155以及板簧156构成，其中，摩擦板155被夹在基部侧轴部125A的端缘部125Aa和顶端侧轴部125B的端缘部125Ba之间，由板簧156产 生使2个端缘部125Aa和125Ba互相推压方向的弹力，由板簧156确定该动力工具的最大传递扭矩。

如上所述，由于通过作为最终轴的输出轴125上的扭矩限制器154来管理最大传递扭矩，所以在切割作业中有过大载荷作用给锯片113时，使摩擦板155在2个端缘部125Aa和125Ba之间与之相对滑动时，即可应对有过大载荷作用的情况。

【本发明的第2实施方式】

下面参照图18和图19说明本发明的第2实施方式。本实施方式中采用如下结构，即，滑动咬合式离合器141设置在输出轴125上，并在输出轴125上进行变速操作。此外的结构与上述第1实施方式中的相同。因此，对于图18和图19中所示的各个构成部件，标记相同的符号而省略其说明。另外，图18以及图19是表示变速机构117的结构的展开剖面图。

滑动咬合式离合器141设置在输出轴125上，通过采用上述设置结构，可用键139将设置在中间轴123上的第2中间齿轮133固定在该中间轴123上，与该第2中间齿轮133始终处于啮合状态的第1从动齿轮134经轴承138支承在输出轴125上。

另外，滑动咬合式离合器141主要包括驱动侧离合器部件142、从动侧离合器部件143和离合器弹簧144。这与上述第1实施方式中的相同，但是与采用将滑动咬合式离合器141设置在中间轴123上的第1实施方式中的情况相比，本实施方式中的动力传递方向与之相反。即，与第1从动齿轮134一起转动的离合器部件143成为驱动侧，而经扭力环152与输出轴125一起转动的离合器部件142则成为从动侧。离合器弹簧144设置在从动侧离合器部件142和安装有单向离合器145的第2从动齿轮136之间，对该从动侧离合器部件142施以使其接近驱动侧离合器部件143方向的力。

因此，当作用给锯片113的载荷较小时，驱动电机115的扭矩经第1动力传递路径P1传递给锯片113，所述第1动力传递路径P1由输入轴121上的小齿轮131、第1中间齿轮132、中间轴123、第 2中间齿轮133、第1从动齿轮134、滑动咬合式离合器141和输出轴125构成。这样，锯片113在高速低扭矩状态下被驱动而转动。上述状态表示在图18中。

当作用给锯片113的载荷超过由离合器弹簧144设定的切换设定值时，从动侧离合器部件142反抗离合器弹簧144的作用力而从动力传递位置移至切断动力传递位置。因此，从动侧离合器部件142离开驱动侧离合器部件143，从而锥形凸台142a、143a之间的咬合状态得到解除。此时驱动电机115的扭矩经由第2动力传递路径P2传递给锯片113，所述第2动力传递路径P2由输入轴121上的小齿轮131、第1中间齿轮132、中间轴123、第3中间齿轮135、第2从动齿轮136、单向离合器145和输出轴125构成。这样，锯片113在低速大扭矩状态下被驱动而转动。该状态表示在图19中。

如上所述，与上述第1实施方式相同，在本实施方式中，由于也可以在构成变速机构117的齿轮副的各个齿轮保持相互啮合的状态，即，各个齿轮的位置被固定的状态下，从第1动力传递路径P1切换为第2动力传递路径P2，所以能顺畅地进行变速动作，从而可提高变速动作的顺畅性。

还有，在本实施方式中，举例说明了3平行轴式变速机构117。但变速机构也可以只具有相互平行的输入轴和输出轴，即，2平行轴式变速机构。另外，也可将单向离合器145设置在中间轴123一侧。还有，在本实施方式中，以可充电圆盘锯101为例说明了动力工具，但本发明并不局限于此，作为圆盘锯，也可适用于使用AC电源代替电池的圆盘锯，或者除了图示的手提式圆盘锯之外，也可以适用于将被加工件安放在设置于基座上的工作台上进行切割作业的台式圆盘锯或者台式滑动圆盘锯，或者可使用木材加工用圆盘锯或金属加工用圆盘锯。另外，也可适用于圆盘锯以外的切割工具。例如可以适用于电动切割机，或者可适用于往复式锯床或线锯等顶端工具作直线往复运动的切割工具。还有，除了适用于切割工具以外的动力工具，还可以适用于例如具有由转动打磨盘或砂轮对被加工件进 行研磨或磨削作业的打磨机或磨床，或者进行拧紧螺丝、打孔作业时用到的电钻，或进行拧紧螺丝作业时用到的钻或扳子，进行打孔作业时用到的各种钻，或者是使上下2个锯片沿着相反方向作直线往复运动而完成树篱修剪作业的树篱修剪机等各种电动工具。

还有，可以有效适用于作用给顶端工具的载荷不同的动力工具。例如打磨机或金刚石钻床等1台动力工具中，由于进行加工时所用的顶端工具的尺寸不同，或者因被加工件的不同，作用给该顶端工具的载荷也会不同。

另外，在本实施方式中设置有止动机构151，在滑动咬合式离合器141切换为切断动力传递状态时，由止动机构151保持其处于该切换后的状态。但是，本发明也可改为采用不具有该止动机构151的结构。

Claims (5)

1.一种动力工具，其具有动力源和变速机构，在完成规定的加工作业时，所述动力源经由所述变速机构对顶端工具进行驱动，其特征在于，

所述变速机构的结构如下，具有：第1、第2转轴，它们之间以相互平行的方式设置；第1、第2齿轮副，它们分别具有成组的驱动齿轮和从动齿轮，各成组的所述驱动齿轮和从动齿轮相互啮合将所述第1转轴的扭矩传递给所述第2转轴，所述第1、第2齿轮副相互之间的传动比不同，

经由所述第1齿轮副传递扭矩的动力传递路径设定为第1动力传递路径，而经由所述第2齿轮副传递扭矩的传递路径设定为第2动力传递路径，

所述动力工具还具有第1离合器和第2离合器，由所述第1离合器对所述第1动力传递路径上的动力进行传递和切断，由所述第2离合器对所述第2动力传递路径上的动力进行传递和切断，

所述第1离合器和第2离合器，根据作用给所述顶端工具的载荷大小的不同，实现动力传递状态和切断状态之间的切换，由此使所述第1、第2齿轮副分别保持啮合状态不变的状态下，使动力传递路径在所述第1动力传递路径和第2动力传递路径之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于，

所述动力工具具有如下结构，即，所述第1和第2离合器的其中之一为滑动咬合式离合器，该滑动咬合式离合器由驱动侧离合器部件和从动侧离合器部件构成，所述驱动侧离合器部件和从动侧离合器部件在所述第1或第2转轴上，沿轴线方向以相互面对且可咬合的方式设置，其中的一方可在轴上，于动力传递位置和切断动力传递位置之间滑动，滑动到动力传递位置时，驱动侧离合器部件与从动侧离合器部件相互咬合，此时，滑动咬合式离合器处于所述动力传递状态，滑动到切断动力传递位置时，驱动侧离合器部件与从动侧离合器部件之间的咬合状态得到解除，此时，滑动咬合式离合器处于所述切断动力传递状态，

所述第1和第2离合器中的另外一个由只能朝向1个方向转动的单向离合器构成，当所述滑动咬合式离合器切换为切断动力传递状态时由所述单向离合器传递动力。

3.根据权利要求2所述的动力工具，其特征在于，

所述第1转轴为设置在输出轴前面的前段轴，

所述第2转轴为输出轴，

所述滑动咬合式离合器设置在所述前段轴上。

4.根据权利要求2所述的动力工具，其特征在于，

所述第1转轴为设置在输出轴前面的前段轴，

所述第2转轴为输出轴，

所述单向离合器设置在所述输出轴上。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的动力工具，其特征在于，

所述动力工具具有动力工具机身和基座，其中，

所述动力源以及所述变速机构收装在该动力工具机身中，

基座设置在所述动力工具机身的下方且可安放在被加工件之上，

所述顶端工具为锯刀，所述动力源经由所述变速机构对锯刀进行驱动使其转动以切割被加工件。

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