CN102448673A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

对于电动螺丝拧紧机，随作用于主轴的外部扭矩的增大自动变速为低速高扭矩的输出状态，该输出状态被变速锁止机构锁止，对开关杆进行关断操作时能解除该锁止状态。将变速装置的第2级内齿轮和第1级行星架一起转动的高速低扭矩的输出状态，切换为第2级内齿轮离开第1级行星架而其转动受限的低速高扭矩的输出状态时，减小复位时第1级行星架和第2级内齿轮咬合时的冲击而提高变速装置的耐久性。由延迟机构(D1)错开变速装置被复位的时刻和对开关杆进行关断操作而使电机停止的时刻，从而在电机由于惯性而产生的转动停止后，使第2级内齿轮(34)与第1级行星架(23)咬合以减小其冲击。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，该电动工具例如为电动螺丝刀或螺丝拧紧机等，其能够输出转动动力。

背景技术

一般来讲，上述电动工具都具有变速装置，由该变速装置将作为驱动源的电机的转动动力进行减速而输出所需的转动扭矩。多数变速装置均使用行星齿轮机构。

例如，对于螺丝拧紧机，在拧紧的最初阶段仅需较小的扭矩即可，然而随着拧紧动作的进行，所需的转动扭矩也逐渐增大。因此，从能迅速并且可靠地进行螺丝拧紧动作的角度来看，要求螺丝拧紧机具有如下功能：在拧紧的最初阶段减小变速装置的减速比而输出高速低扭矩，之后在拧紧的过程中增大变速装置的减速比而输出低速高扭矩。并且从使用便捷性的角度来看有如下要求：在拧紧动作进行过程中，当经拧紧用工作头而作用于主轴(输出轴)的拧紧阻力(载荷扭矩)达到一定数值时，能自动切换减速比。

下述专利文献2中公开了一种螺丝拧紧机，其具有电机与安装有拧紧用工作头的主轴，在电机输出轴与该主轴之间安装有具有二级行星齿轮机构的变速装置。采用该变速装置时，在拧紧的最初阶段，输出端一侧的第2级行星齿轮机构(第2级行星轮)的内齿轮，与第1级行星齿轮机构(第1级行星齿轮机构)的行星架呈一起转动的状态，此时，第1级行星齿轮机构的行星架与第2级行星齿轮机构的行星架直接连接，从而能输出高速低扭矩以迅速进行拧紧动作。随拧紧动作的进行，使用者按压螺丝拧紧机的力变大时，第2级行星齿轮机构的内齿轮沿轴向移动而离开第1级行星齿轮机构的行星架并且被固定，此时，第2级行星齿轮机构的减速作用，加之第1级行星齿轮机构的减速作用，能够增大减速装置的减速比，以输出低速高扭矩而可靠地进行拧紧动作。

另外，当采用其他现有技术时，将第2级行星齿轮机构的内齿轮保持在离开第1级行星齿轮机构的行星架的位置时，能锁止上述低速高扭矩的输出状态。此时，可通过复位机构使该变速装置回复至高速低扭矩的输出状态(初始状态)，其中，由上述复位机构解除内齿轮的锁止状态，从而回复至内齿轮与第1级行星齿轮机构的行星架一起转动的初始状态。

下述专利文献1中公开有一种复位机构，其用来使因自动变速而被切换后的低速高扭矩的输出状态，回复至作为初始状态的高速低扭矩的输出状态。由于上述现有技术中的复位机构的结构为：其利用为停下机身部的动作而设置的开关杆的返回动作(关断操作)，而使得变速装置返回初始状态(高速低扭矩的输出状态)。所以无需上述螺丝拧紧机的使用者作特别操作，就能使变速装置回复至初始状态。

专利文献1：日本发明专利公报第3084138号

专利文献2：日本发明专利公报第3289958号

但上述现有技术中的复位机构具有如下问题：上述现有技术中的复位机构采用以下结构，即，对开关杆进行关断操作时，第2级行星齿轮机构的内齿轮也几乎在同时瞬间返回初始位置。另外，对开关杆进行关断操作而切断电源之后，电机由于惯性而转动直至完全停下，因此第1级行星齿轮机构的行星架也呈惯性作用下的转动状态，虽其转动时间较短。所以，对开关杆进行关断操作而使得复位机构工作时，对于因惯性而转动的第1级行星齿轮机构的行星架，使其呈转动限制状态的第2级行星齿轮机构的内齿轮会因转动而与前者咬合，咬合时产生的冲击会损害该变速装置的耐久性。

发明内容

对此，本发明的目的是通过一种电动工具，对于其利用开关杆的关断操作而使变速装置回复至初始状态的复位机构而言，降低复位时的冲击而提高该变速装置的耐久性。

为此，本发明中的电动工具采用权利要求书中各权利要求(技术方案)所记载的结构。

采用技术方案1所述的电动工具时，对开关杆进行接通操作时能起动电机而使该电动工具工作。电动工具工作时，作用于主轴的外部扭矩增大时，第2级行星齿轮机构的内齿轮移至转动限制位置而转动受限，这样使得变速装置自动切换为低速高扭矩的输出状态。第2级行星齿轮机构的内齿轮和第1级行星齿轮机构的行星架一起转动时，变速装置的减速比变小而呈高速低扭矩的输出状态，第2级行星齿轮机构的内齿轮离开第1级行星齿轮机构的行星架而转动受限时，变速装置的减速比变大而呈低速高扭矩的输出状态

上述低速高扭矩的输出状态被变速锁止机构锁止，变速装置的该锁止状态被复位机构解除而回复至初始状态，对开关杆进行关断操作时该复位机构工作。

对开关杆进行关断操作而使电机停下的时刻，和由复位机构解除变速锁止机构的锁止状态的时刻被延迟机构错开一定时间。因此，对开关杆进行关断操作后，电机因惯性而产生的转动结束后或正要结束时，变速锁止机构的锁止状态被解除，第2级行星齿轮机构的内齿轮回复至与第1级行星齿轮机构的行星架相咬合的转动容许位置。

这样采用技术方案1所述的电动工具时，低速高扭矩的输出状态的工作结束后对开关杆进行关断操作时，电机停止后经延迟一定时间而解除变速锁止机构的锁止状态，以使得变速装置回复至初始状态。因此与现有技术相比，电机停止而因惯性而产生的转动结束后或正要结束时，第2级行星齿轮机构的内齿轮回复至转动容许位置与第1级行星齿轮机构的行星架咬合时，能够大幅降低咬合时的冲击而提高该变速装置的耐久性。

这一点，由于现有技术中采用以下结构：电机停止之后或者几乎同时，在第1级行星齿轮机构的行星架因惯性而转动时与转动被限制的第2级行星齿轮机构的内齿轮咬合，所以咬合时的冲击较大，这会损害变速装置的耐久性。

采用技术方案2所述的电动工具，作用于主轴的外部扭矩增大时，第2级行星齿轮机构的内齿轮离开第1级行星齿轮机构的行星架并且移至转动限制位置时，能使该变速装置自动切换为低速高扭矩的输出状态。锁止环移至锁止位置而卡合球与第2级内齿轮卡合时能够锁止上述低速高扭矩的输出状态。转动扭矩经行星齿轮作用于转动被限制的第2级行星齿轮机构的内齿轮。在所述转动扭矩的作用下，卡合球移向与锁止环的移动方向交叉的方向。为容许该卡合球的移动，例如在机轴周围形成有较长的具有长槽孔形状的保持孔。卡合球向与锁止环的移动方向交叉的方向移动时呈不能进入避让凹部内的状态，从而保持内齿轮被锁止在转动限制位置的状态。因此，在变速装置被复位机构回复至初始状态时，即为使卡合球进入锁止环的避让凹部内而使得第2级行星齿轮机构的内齿轮从转动限制位置移至转动容许位置而与第1级行星齿轮机构的行星架咬合，需使卡合球在保持孔内移向与锁止环的移动方向交叉的方向，当延迟为此所需的时间而使锁止环回复至解锁位置时，第2级行星齿轮机构的内齿轮能回复至转动容许位置。

这样，对开关杆进行关断操作后，电机因惯性产生的转动结束或正要结束时，第2级行星齿轮机构的内齿轮与第1级行星齿轮机构的行星架咬合而回复至初始状态。这样能大幅降低第2级行星齿轮机构的内齿轮与第1级行星齿轮机构的行星架咬合时产生的冲击而提高该变速装置的耐久性。

采用技术方案3所述的电动工具时，对开关杆进行关断操作而使电机停下之后，延长相当于该开关杆与复位臂的空移时间而使锁止环回复至解锁位置，以使第2级行星齿轮机构的内齿轮从转动限制位置移至转动容许位置，此时第2级行星齿轮机构的内齿轮与第1级行星齿轮机构的行星架咬合，以使该变速装置回复至初始状态。

因此在技术方案3所述的电动工具中，也是在对开关杆进行关断操作后，电机因惯性产生的转动结束或正要结束时，第2级行星齿轮机构的内齿轮与第1级行星齿轮机构的行星架咬合而回复至初始状态，以大幅降低该内齿轮与该行星架咬合时产生的冲击而提高该变速装置的耐久性。

附图说明

图1是表示本实施方式中的整个电动工具的纵向剖视图，该图中变速装置处于初始状态。

图2是表示本实施方式中的变速装置的放大图，该图中变速装置处于初始状态、即高速低扭矩的输出状态。

图3是表示本实施方式中的变速装置的放大图，该图中变速装置被切换为低速高扭矩的输出状态。

图4是表示变速锁止机构的放大图，该图中的变速锁止机构处于解锁状态、即变速装置处于初始状态。

图5是表示锁止环单件的立体图。

图6是表示齿轮箱单件的立体图。

图7是表示变速锁止机构以及第1延迟机构的局部纵向剖面图，该图中，变速装置处于初始状态而锁止环处于位于解锁位置的状态，该图中，用双点划线表示移至锁止位置的锁止环的前部。

图8为图7中的(VIII)向视图，用来展开表示第1延迟机构的卡合球、保持孔和锁止环的位置关系，该图中用实线表示锁止环处于解锁位置，用双点划线表示锁止环处于锁止位置，该图中表示卡合球处于位于保持孔的中间部的状态。

图9是表示变速锁止机构以及第1延迟机构的局部纵向剖面图，该图中，变速装置处于低速高扭矩的输出状态、即、第2级行星齿轮机构的内齿轮移至转动限制位置的状态，另外，该图中，表示卡合球嵌入内齿轮的卡合槽部、锁止环移至锁止位置的状态。

图10为图9中的(X)向视图，用来展开表示变速装置处于低速高扭矩的输出状态下的第1延迟机构的卡合球、保持孔以及锁止环的位置关系，该图中表示卡合球处于位于保持孔的中间部的状态。

图11是表示变速锁止机构以及第1延迟机构的局部纵向剖面图，该图中，变速装置处于低速高扭矩的输出状态、即、第2级行星齿轮机构的内齿轮移至转动限制位置的状态，另外，该图中，由于卡合球移至保持孔的端部，而锁止环再向前侧移动的状态，其移动量相当于前者因移动而在机轴方向上产生的距离。

图12为图11中的(XII)向视图，用来展开表示变速装置处于低速高扭矩的输出状态下的第1延迟机构的卡合球、保持孔和锁止环的位置关系，该图与图10的不同点是卡合球移至保持孔的端部，这样它们的不同点在于锁止环再向前侧移动而由卡合壁部覆盖保持孔的中间部的状态。

图13是表示变速锁止机构中的复位机构的侧视图，该图中表示锁止环位于前侧的锁止位置的状态。

图14是表示变速锁止机构中的复位机构的侧视图，该图中表示锁止环回复至后侧的解锁位置的状态。

图15是表示复位臂单件的立体图。

图16是表示从前侧观察复位臂的图。

图17是表示第2延迟机构的侧视图，该图中，开关杆位于初始位置，因此复位臂回复至复位位置，锁止环呈被保持在解锁位置的状态。

图18是表示第2延迟机构的侧视图，该图表示开关杆处于接通操作中，另外，该图表示复位臂被开关杆的臂工作部推压而开始向非复位位置摆动的状态，还有，该图表示锁止环位于解锁位置的状态。

图19是表示第2延迟机构的侧视图，该图表示对开关杆进行了接通操作的状态，表示复位臂被锁止在非复位位置的状态，另外，该图中，用实线表示锁止环处于解锁位置，用双点划线表示锁止环处于锁止位置。

图20是表示第2延迟机构的侧视图，该图表示开关杆处于关断操作中，另外，该图中表示复位臂被锁杆(Latch lever，下同)锁止在非复位位置的状态不变而开关杆与复位臂相对空移的状态，该图中，用实线表示锁止环处于解锁位置，用双点划线表示锁止环处于锁止位置。

图21是表示第2延迟机构的侧视图，该图所表示的状态与图17所表示的状态相同，开关杆回复至初始位置，锁杆离开而复位臂回复至复位位置，这样，锁止环处于回复至解锁位置的状态。

图22是表示变速锁止机构以及第1延迟机构的局部纵向剖面图，该图中，表示变速装置处于低速高扭矩的输出状态、即、第2级行星齿轮机构的内齿轮呈被锁止在转动限制位置的状态，该图中，锁止环被复位机构回复至解锁位置，但因卡合球为位于保持孔的端部而无法进入到避让凹部内，这样内齿轮保持被锁止在转动限制位置的状态而不变。

图23是表示变速锁止机构以及第1延迟机构的局部纵向剖面图，该图中，锁止环被复位机构回复至解锁位置，去除作用于第2级行星齿轮机构的内齿轮的转动扭矩时，卡合球会回复至保持孔的中间部，这样，表示卡合球即将从内齿轮的卡合槽回复至避让凹部内之前的瞬间的状态。

具体实施方式

下面根据图1～图23说明本发明的实施方式。图1表示本实施方式中的整个电动工具1。作为电动工具1的一个例子，在本实施方式中例举了充电式电动螺丝刀。电动工具1上安装作为顶端工具的拧紧用工作头时可用作电动螺丝拧紧机，而安装钻头时可用作打孔用的电钻。

上述电动工具1具有机身部2与把手部3。机身部2大致呈圆柱体形状，其长度方向(机轴方向)的大致中间位置设有侧向突出的把手部3。

在把手部3的基部前侧设有扳机式开关杆4。使用者用指尖扣动操作(接通操作)该开关杆4时，内置于机身部2的后部的电机10起动。另外，在把手部3的底端设有用于安装电池组件5的电池安装基座部6。由该电池组件5构成电源以使电机10工作。

电机10的转动动力由具有3个行星齿轮机构的变速装置H减速后输出给主轴11。在主轴11的顶端安装有用于安装顶端工具的卡盘12。

3个行星齿轮机构都位于从电机10到主轴11的动力传递路径中。下面，将这3个行星齿轮机构从动力传递路径的上游侧(电机10一侧)向下依次称为第1级行星齿轮机构20、第2级行星齿轮机构30、第3级行星齿轮机构40。所述第1～第3级行星齿轮机构20、30、40的具体结构如图2和图3所示。第1～第3级行星齿轮机构20、30、40组装在固定于机身部2上的圆筒形齿轮箱15内且与电机10的输出轴10a同轴设置，或与主轴11同轴设置。下面也会将主轴11的转动轴线(电机10的输出轴10a的转动轴线)称为机轴J。在该机轴J上设置有电机10和第1～第3级行星齿轮机构20、30、40和主轴11。顺着该机轴J的方向为电动工具1的机轴方向，该机轴方向为机身部2的长度方向。

第1级行星齿轮机构20的第1级太阳轮21安装在电机10的输出轴10a上。在该第1级太阳轮21上啮合着3个第1级行星轮22。该3个第1级行星轮22支承在第1级行星架23上且可转动。此外，该3个第1级行星轮22与第1级内齿轮24啮合。第1级内齿轮24沿着齿轮箱15的内表面安装。该第1级内齿轮24被固定下来，其不仅不能绕机轴J转动还不能沿机轴J轴向移动。

在第1级行星架23的前端面中心处固定着第2级行星齿轮机构30的第2级太阳轮31。在该第2级太阳轮31上啮合着3个第2级行星轮32。该3个第2级行星轮32支承在第2级行星架33上且可转动。另外，该3个第2级行星轮32与第2级内齿轮34啮合。该第2级内齿轮34沿齿轮箱15的内表面支承且能绕机轴J转动，并且能沿机轴J的轴向在一定范围内移动。关于该第2级内齿轮34的详细情况将在后面叙述。

在第2级行星架33的前端面中心处固定着第3级行星齿轮机构40的第3级太阳轮41。在该第3级太阳轮41上啮合着3个第3级行星轮42。该3个第3级行星轮42支承在第3级行星架43上且可转动。另外，该3个第3级行星轮42与第3级内齿轮44啮合。该第3级内齿轮44沿着齿轮箱15的内表面安装，其不仅不能绕机轴J转动还不能沿机轴J轴向移动。

在第3级行星架43的前端面中心处同轴地连接着主轴11。主轴11被轴承13、14支承且能绕机轴J转动。在该主轴的顶端安装着卡盘12。

[自动变速装置H]

如上所述，第2级内齿轮34能绕机轴J转动且能沿机轴J的轴向在一定范围内移动。该第2级内齿轮34的后端面上沿周向方向设有多个咬合齿34a。多个咬合齿34a与沿着同样周向方向设置在第1级行星架23的前端面上的多个咬合齿23a咬合。图2表示第2级内齿轮34的多个咬合齿34a与第1级行星架23的多个咬合齿23a咬合的状态。在该状态下，第2级内齿轮34位于机轴J方向上的后侧(图2中的左侧)的转动容许位置，在该转动容许位置第2级内齿轮34与第1级行星架23一起转动。

若有一定数值以上的外部扭矩经主轴11作用于第2级内齿轮34，第2级内齿轮34与第1级行星架23产生相对转动而解除多个咬合齿34a与多个咬合齿23a的咬合状态，这样，第2级内齿轮34向机轴J的轴向前侧(图2中的右侧)移动。

第2级内齿轮34被压缩弹簧35向上述转动容许位置加载。因此，第2级内齿轮34克服压缩弹簧35的加载力向机轴J的轴向前侧(解除咬合齿34a与23a的咬合状态的方向)移动。另外，根据压缩弹簧35的加载力而设定一定的外部扭矩，以使第2级内齿轮34向前侧移动从而切换加速比。

压缩弹簧35经推压板36作用于第2级内齿轮34的前端面上。即，第2级内齿轮34经与其前端面接触的圆环形推压板36而受到压缩弹簧35的加载力，方向为使多个咬合齿34a与23a咬合的方向，即、第2级内齿轮34的转动容许位置一侧。

在推压板36的后侧设置着转动板37。转动板37也呈圆环形，支承在第2级内齿轮34的周围并能绕机轴J转动。在该转动板37与设置在第2级内齿轮34周面上的凸缘部34b的前端面之间安装有多个钢珠38。第2级内齿轮34支承在多个钢珠38与转动板37上且能转动，多个钢珠38与转动板37还具有使压缩弹簧35起到作用的推力轴承的作用。

图1、2、4所示的状态为无一定数值以上的外部扭矩作用于主轴11的状态或空载状态，压缩弹簧35的加载力经由推压板36作用于第2级内齿轮34，这样第2级内齿轮34被保持在转动容许位置而呈与第1级行星架23一起转动的状态。该状态为变速装置H的初始状态。

第2级内齿轮34位于后侧的转动容许位置时，在其多个咬合齿34a与第1级行星架23的多个咬合齿23a咬合的状态下，第2级内齿轮34与第1级行星架23一起转动，因此，第2级行星齿轮机构30的减速比变小，这样主轴11高速低扭矩转动(高速低扭矩的输出状态)。相反，作用于主轴11的外部扭矩达到一定数值以上时，第2级内齿轮34移至前侧的转动限制位置，在其多个咬合齿34a与第1级行星架23的多个咬合齿23a咬合状态被解除的状态下，在第1级行星齿轮机构的减速作用基础上加上第2级行星齿轮机构的减速作用时，主轴11低速高扭矩转动(高速低扭矩的输出状态)，前者的高速低扭矩的输出状态以及后者的低速高扭矩的输出状态之间的切换，根据作用于主轴11上的外部扭矩自动切换。

随着作用于主轴11的外部扭矩的增大，被切换后的低速高扭矩的输出状态被下面将要说明的变速锁止机构60锁止。

[变速锁止机构60]

接下来，变速装置H具有变速锁止机构60，其用来将第2级内齿轮34锁止在转动限制位置以使变速装置H锁止为低速高扭矩的输出状态。

该变速锁止机构60具有支承在齿轮箱15外周侧的圆环形锁止环62，该锁止环62被支承为能沿机轴J的轴向在一定范围内移动的状态。该锁止环62的后端面以及齿轮箱15一侧之间安装有压缩弹簧63。由该压缩弹簧63对锁止环62向前侧的锁止位置一侧加载。

图5中单独表示有锁止环62。该锁止环62的内周面设有3个避让凹部62a，该3个避让凹部62a设置在绕机轴J的圆周方向上的3等分位置。

图6单独表示齿轮箱15。在齿轮箱15的周围3等分位置上设有3个V字形保持孔16。该3个V字形保持孔16的设置朝向为：各自的2个两端部16b位于前侧，中间部16a位于后侧。该3个保持孔16内分别保持有1个卡合球61，其可在向齿轮箱15内突出的位置和不向齿轮箱15内突出的位置之间移动。

图7～图12中表示在变速装置H在高速低扭矩的输出状态以及低速高扭矩的输出状态之间切换时，第2级内齿轮34和各卡合球之间的位置关系(变速锁止机构60的工作状态)。

图7中表示该变速装置H的初始状态(同于图2和图4所示的状态)。在该初始状态中，第2级内齿轮34因压缩弹簧35的加载力而位于后侧的转动容许位置。因此，锁止环62克服压缩弹簧63的弹力而位于后侧的解锁位置，各卡合球61进入到避让凹部62a内而呈保持为不向齿轮箱15内突出的位置的状态。这样，锁止环62呈被保持在后侧的解锁位置的状态。由于各卡合球61进入避让凹部62a内而锁止环62被保持在后侧的解锁位置，所以，如图8所示，各卡合球61被保持在保持孔16的中间部16a处。

图9和图10中表示作用于主轴11的外部扭矩增大，第2级内齿轮34克服压缩弹簧35的弹力而移至前侧的转动限制位置的状态。第2级内齿轮34向前侧移动，其移动距离为使其多个离合齿34a和第1级行星架23的多个离合齿23a脱离而所需的距离时，凸缘部34b从各保持孔16的下侧向前侧移开而呈卡合槽部34c位于该处的状态，所以各卡合球61呈向齿轮箱15的内周侧突出而进入卡合槽部34c的状态。由于各卡合球61嵌入卡合槽部34c中而其突出到齿轮箱15的外周侧的尺寸变小，所以，锁止环62因压缩弹簧63的加载力而向前侧移动。

各卡合球61因被锁止环62的避让凹部62a的端部(斜面)推压而可靠地进入卡合槽部34c内。在压缩弹簧63的间接作用下，各卡合球61被推入卡合槽部34c内时，第2级内齿轮34会再向前侧移动较短的距离(例如3mm)。

将各卡合球61推入卡合槽部34c内的同时，锁止环62因压缩弹簧63而移至前侧的锁止位置时，如图10所示，相对于各卡合球61，由于避让凹部62a向前侧移动，所以各卡合球61呈固定于卡合槽部34c中的状态。由于各卡合球61被固定在卡合槽部34c内，所以第2级内齿轮34被锁止在离开第1级行星架23的位置。

离开第1级行星架23后，转动扭矩经3个第2级行星轮32的啮合作用而作用于第2级内齿轮34。第2级内齿轮34由于该转动扭矩而在离开第1级行星架23后瞬间转动较小的角度。另外，对应于各卡合球61，由于卡合槽部34c在一定范围内设在第2级内齿轮34的周向上的3等分位置。所以，第2级内齿轮34转动较小的角度时，3个卡合球61分别与各卡合槽部34c的周向端部的卡合壁部34d卡合，在保持该卡合状态不变的状态下第2级内齿轮34转动一定角度时，各卡合球61向与锁止环62的移动方向(机轴J方向)交叉的方向移动，即、向保持孔16的端部16b移动。这样，各卡合球61位于第2级内齿轮34的各卡合槽部34c的端部(卡合壁部34d)和保持孔16的端部16b之间时，呈该第2级内齿轮34的转动受限的状态。

[第1延迟机构D1]

变速锁止机构60具有第1延迟机构D1，其用来使由锁止环62实现的解除锁止状态的时刻与开关杆4的关断操作时刻错开一定时间。

如上所述，由于各保持孔16形成向前侧敞口的V字形，因第2级内齿轮34的转动扭矩(转动动作)，各卡合球61移至保持孔16的端部16b处，所以第2级内齿轮34会再向前侧移动较短的距离(例如1.5mm)。该状态表示在图11和图12中。

如图12所示，因作用于第2级内齿轮34的转动扭矩，各卡合球61移至保持孔16的端部16b处，所以各卡合球61呈在周向(图12中的上侧)上与避让凹部62a错开的状态。因此，在转动扭矩经第2级行星轮32作用于第2级内齿轮34的过程中，由于各卡合球61被保持在保持孔16的端部16b而无法进入到避让凹部62a内，所以能将各卡合球61可靠地锁止在进入卡合槽部34c内的位置。这样，各卡合球61与卡合槽部34c的卡合壁部34d卡合，而且保持在保持孔16的端部16b处，所以，第2级内齿轮34被锁止在机轴J轴向前侧的转动限制位置，因此能够将该变速装置H锁止为低速高扭矩的输出状态。

另外，对应于各避让凹部62a，在锁止环62的内周面设有卡合壁部62c。如图12所示，各卡合球61向齿轮箱15的内周侧突出而锁止环62因压缩弹簧63的加载力而移至锁止位置时，卡合壁部62c与之一起移向前侧而呈覆盖保持孔16的中间部16a的状态。因此，在卡合壁部62c的作用下，各卡合球61无法移至保持孔16的中间部16a处而被锁止在保持在其端部16b处的状态。这样，在低速高扭矩的输出状态中，即使作用于主轴11的外部扭矩减小或呈空载状态时，只要锁止环62不克服压缩弹簧63的弹力而退至解锁位置(只要变速锁止机构60的锁止状态未被解除)，各卡合球61被保持为保持在保持孔16的端部16b而无法移向中间部16a的状态，这样，由于各卡合球61无法回复至避让凹部62a内，从而保持为向齿轮组15的内周侧突出而嵌入卡合槽部34c内的状态。所以，即使作用于主轴11的外部扭矩减小等，第2级内齿轮34也会保持在转动限制位置而不变，进而使该变速装置H保持在低速高扭矩的输出状态。

由于卡合球61从保持孔16的端部16b回复至中间部16a之后，该卡合球61进入到避让凹部62a内时能解除变速锁止机构60的锁止状态，所以使该变速装置H复位为初始状态时，卡合球61会延迟(滞后)从保持孔16的端部16b回复至中间部16a所需的时间。因此，将用来保持卡合球61的保持孔16形成为V字形，将与第2级内齿轮34的卡合槽部34c卡合的的各卡合球61，向与锁止环62的移动方向(机轴J方向)交叉的方向移动、即从该保持孔16的中间部16a移至端部16b，这部分结构相当于第1延迟机构D1。

[复位机构90]

由下面将要说明的复位机构90使锁止环62回复至解锁一侧(初始位置)时，能解除变速锁止机构60的锁止状态，此时该变速装置H会回复至初始状态。该复位机构90的详细情况表示在图13之后的图中。对开关杆4进行关断操作时该复位机构90工作。所述复位机构90具有复位臂91。

图15和图16中表示有复位臂91。如图所示，该复位臂91大致呈弯曲的半圆弧形形状，支承在机身部2的大致下侧半周。该复位臂91具有其两端部的左右成对的工作部91a、大致位于圆弧中间的卡合部91b和左右成对的支承孔91c。位于机身部2的左右侧部的2个呈同轴状态的支承轴92分别插入左右支承孔91c中，复位臂91支承在2个支承轴92上且能前后摆动。

复位臂91被2个扭簧97施以使其2个工作部91a朝向后侧移动的复位方向的弹力。2个扭簧97的各自的一端侧卡合在齿轮箱15一侧，另一端侧相互接合而卡合在复位臂91一侧。该复位臂91因该2个扭簧97的加载力而向复位一侧摆动时，锁止环62回复至解锁位置而使上述变速装置H回复至初始状态。

如图13和图14所示，复位臂91的卡合部91b位于机身部2的下面一侧。该卡合部91b前后移动时可使该复位臂91前后摆动。

另外，在锁止环62的左右两侧部，分别设有卡合凸部62b。复位臂91的左右2个工作部91a分别与该2个卡合凸部62b的前侧抵接。如后所述，对开关杆4进行关断操作而使卡合部91b向前侧移动时，复位臂91以2个支承轴92为中心向图示的逆时针方向(复位方向、图14中的空白箭头所示的方向)摆动。复位臂91向图14中空白箭头所示的复位方向摆动时，由于2个卡合凸部62b分别被2个工作部91a向后侧推压，所以锁止环62从图14中双点划线所示的前侧的锁止位置，回复至实线所示的解锁位置。

该复位臂91与对开关杆4的接通关断操作联动而摆动。对开关杆4进行接通关断操作时的复位臂91的工作状态表示在图17～图21中。在开关杆4上一体设置有臂工作部4a和止动工作部4b。另外，在把手部3的基部附近(机身部2的下部)、即、在该开关杆4的止动工作部4b和复位臂91的卡合部91b之间设有锁杆93。该锁杆93经其长度方向上的大致中间位置接合的支承轴94支承在机身部2的下部且能上下摆动。该锁杆93被扭簧95向图示顺时针方向(也称复位方向)加载。在该扭簧95的作用下，锁杆93的前侧工作部(相对于支承轴94的前侧的工作部)93a被向斜向下方移动的方向加载，后侧工作部(相对于支承轴94的后侧的工作部)93b被向斜向上方移动的方向加载。锁杆93的图示顺时针方向上的摆动范围被设在机身部2的下部的止动部96限制。

图17表示未对开关杆4进行关断操作的初始状态。该初始状态下，开关杆4因弹簧加载力而位于前侧的关断位置。在该关断位置，锁杆93的前侧工作部93a呈被开关杆4的止动工作部4b上举的状态，因此，锁杆93的后侧工作部93b呈向斜向下方避让的状态。因锁杆93的后侧工作部93b呈向斜向下方避让的状态，所以容许复位臂91的卡合部91b向后方移动。

在该初始状态下扣动操作(接通操作)开关杆4时，不仅机身部2中的电机10会起动，而且如图18和图19所示，复位臂91的卡合部91b被开关杆4的臂工作部4a推向后侧，这样复位臂91向使其2个工作部91a朝向前侧移动的方向(相反于复位方向)摆动。如上所述，复位臂91被2个扭簧97朝向使2个工作部91a向后侧移动的方向(复位方向)加载。因此，对开关杆4进行的接通操作，克服2个扭簧97的弹力而使复位臂91向相反于复位方向(图中的顺时针方向)摆动。

另外，对开关杆4进行接通操作，复位臂91经图17→图18→图19的过程而向相反于复位方向摆动时，相对于锁杆93的后侧工作部93b，卡合部91b向后侧移动。另外，对开关杆4进行接通操作，相对于锁杆93的前侧工作部93a，止动工作部4b向后侧移开时，如图19所示，锁杆93因扭簧95的加载力而向顺时针方向摆动。因此，在开关杆4被接通操作的机身部2的工作中，呈锁杆93与止动部96抵接的状态(图19所示的状态)。如图所示，该状态下，由于复位臂91呈使其2个工作部91a朝向前侧移动的状态，所以锁止环62呈能移向前侧的锁止位置的状态，从而呈能移向使变速装置H的低速高扭矩的输出状态锁止的位置移动的状态。因复位臂91被开关杆4的臂工作部4a推压，而且锁杆93的后侧工作部93b位于卡合部91b的前侧，所以能将复位臂91锁止为摆动到该相反于复位方向的状态(图19所示的位置)。

[第2延迟机构D2]

在图19所示的机身部2的工作中，变速装置H从高速低扭矩的输出状态被变速为低速高扭矩的输出状态，变速锁止机构60的锁止环62移至图19中的双点划线所示的前侧的锁止位置时能保持上述锁止状态。即使在作用于主轴11的载荷扭矩减小的状态下(例如呈空载状态)，也能保持上述变速锁止状态。

复位机构90根据对开关杆4进行的关断操作而工作，由该复位机构90来对上述变速锁止状态进行解锁。复位机构90根据对开关杆4进行关断操作而工作，其工作情况表示在图20和图21中。

在上述变速装置H被锁止为低速高扭矩的输出状态，开关杆4因关断操作而向前侧移动时，其臂工作部4a移向前侧而离开复位臂91的卡合部91b。但是，由于此时锁杆93的后侧工作部93b尚未位于卡合部91b的前侧，所以复位臂91仍保持相反于复位方向，因此锁止环62位于图中实线所示的前侧的锁止位置。这样，对开关杆4进行关断操作的最初阶段，其相对于复位臂91空移一定距离，而复位工作也延长上述空移一定距离所需的时间。该结构构成第2延迟机构D2。

如图21所示，开关杆4被关断操作而再向前侧移动并且回复至初始位置时，其止动工作部4b会进入锁杆93的前侧工作部93a的下侧，以此来上举该前侧工作部93，这样，锁杆93克服扭簧95的弹力而向图示的逆时针方向摆动。

锁杆93经图20至图21的过程而朝向图示的逆时针方向摆动时，其后侧工作部93b向斜向下方避让并离开复位臂91的卡合部91b。因此，卡合部91能向前侧移动，这样，该复位臂91因2个扭簧97的加载力而向复位方向(图中逆时针方向)摆动。复位臂91由于2个扭簧97而向复位方向摆动，因2个工作部91a向后侧推压2个卡合凸部62b，这样锁止环62向解锁一侧移动。

这样，作用于主轴11的外部扭矩减小、或因去除而呈空载状态时，对开关杆4进行关断操作时，在由第2延迟机构D2延迟一定时间之后，复位机构90工作而锁止环62回复至解锁位置。锁止环62克服压缩弹簧63的弹力而回复至解锁位置时，变速装置H被复位为其初始状态的高速低扭矩的输出状态。

如图22所示，锁止环62因复位机构90而回复至解锁位置时，由于卡合壁部62c也一起后退，所以各卡合球61呈能移至保持孔16的中间部16a的状态。另外，由于作用于主轴11的外部扭矩减小或呈空载状态，所以呈没有较大的转动扭矩经3个第2级行星轮34作用于第2级内齿轮34的状态。因此对于各卡合球61，呈无外力经第2级行星轮34作用于它以使其保持在保持孔16的端部16b处的状态。这样，锁止环62甚至卡合壁部62c后退时，第2级行星轮34因压缩弹簧35的加载力开始向转动容许位置一侧后退，嵌入卡合槽部34c内的各卡合球61随之被推至保持孔16的中间部16a处。

如图23所示，当各卡合球61回复至保持孔16的中间部16a处时，避让凹部62a位于其径向方向的外侧(图23中的上侧)。因此各卡合球61因第2级行星轮34的后退动作而被推至不向齿轮箱15的内周侧突出的位置(解锁位置)，如图7所示，进而回复至避让凹部62a内。各卡合球61回复至避让凹部62a内，保持孔16被第2级行星轮34的凸缘部34b覆盖，这样，将各卡合球61保持在避让凹部62a内，因此锁止环62被锁止在后侧的解锁位置。像这样，用复位机构90解除变速锁止机构60的锁止状态，因此，第2级行星轮34回复至转动容许位置，该变速装置H复位为图2、4、7所示的初始状态。

采用具有上述结构的变速装置H的电动工具1时，对于其用来锁止变速锁止机构60的低速高扭矩的输出状态的变速锁止机构60，多个卡合球61从锁止环62的避让凹部62a嵌入第2级内齿轮34的卡合槽部34c内时，能将该第2级内齿轮34锁止在转动限制位置，其不能沿机轴J轴向移动。另外在各卡合球61在嵌入第2级内齿轮34的卡合槽部34c内的状态下从保持孔16的中间部16a移至端部16b处时，能锁止该第2级内齿轮34以使其不能转动。只有在各卡合球61位于保持孔16的中间部16a处的状态下才能进入避让凹部62a内，而在位于保持孔16的端部16b处的状态下无法进入避让凹部62a内。

采用上述结构时，对开关杆4进行关断操作而用复位机构90使变速装置H复位时，使锁止环62退至解锁位置之后，直至第2级内齿轮34回复至转动容许位置，其间需要使多个卡合球61从保持孔16的端部16a回复至中间部16a，这样第2级内齿轮34的多个咬合齿34a和第1级行星架23的多个咬合齿23a的咬合时刻被延迟，延迟时间为上述使多个卡合球61从保持孔16的端部16a回复至中间部16a所需的时间(20～30msec)。

因此，在转动限制位置，多个卡合球61因作用于第2级内齿轮34的转动扭矩而从保持孔16的中间部16a移至端部16b，去除该转动扭矩时，因经第2级内齿轮34而作用的压缩弹簧35的加载力而由保持孔16的端部16b回复至中间部16a，由该结构构成第1延迟机构D1。

采用上述第1延迟机构D1，在对开关杆4进行关断操作之后，电机10和第1级行星架23因惯性产生的转动停止时或正要停止时，由于第2级内齿轮34的多个咬合齿34a与该第1级行星架23的多个咬合齿23a咬合，能大幅减小该咬合时的冲击，这样能提高2组多个咬合齿23a、34a甚至变速装置H的耐久性。

另外，采用例示的复位机构90时，在开关杆4以及复位臂91之间安装有以锁杆93为主要部件的第2延迟机构D2。采用该第2延迟机构D2，对开关杆4进行关断操作时，经过了该锁杆93克服扭簧95的弹力而摆动到一定角度时所需的时间(开关杆4的空移时间)之后，复位臂91因2个扭簧97而朝向复位方向摆动并使锁止环62回复至解锁位置。因此，在对开关杆4进行关断操作之后，使锁止环62回复至解锁位置的时刻延迟了锁杆93摆动到一定角度所需的时间，所以，电机10和第1级行星架23因惯性产生的转动停止时或正要停止时，使第2级内齿轮34的多个咬合齿34a与该第1级行星架23的多个咬合齿23a咬合，这样能够进一步可靠地减小该咬合时的冲击而提高变速装置H的耐久性。

还有，在锁止环62的内周侧设有对应于各避让凹部62a的卡合壁部62c，用该卡合壁部62c覆盖保持孔16的中间部16a以限制各卡合球61返回中间部16a处。这样能防止不经意间由该变速锁止机构60解除锁止状态的情况出现。因此，即使作用于主轴11的外部扭矩减小或呈空载状态，也不会解除第2级内齿轮34被锁止在转动限制位置的状态。因此能够保持该变速装置H处于低速高扭矩的输出状态。采用上述结构时，将该电动工具1用作打孔钻时的穿透作业，或用作螺丝拧紧机时的拆卸螺丝作业时，能够防止在随作业的推进而作用于主轴11的外部扭矩减小或呈空载状态时刻(载荷消失的时刻)，变速装置H复位为初始状态的情况发生。此时，变速装置H因对开关杆4进行关断操作而被复位，而且还能因第2延迟机构D2而在不产生较大的冲击的状态下进行复位。

另外，各卡合球61向与锁止环62的移动方向(机轴J方向)交叉的方向移动，即、向该保持孔16的端部16b移动，由此可将第2级内齿轮34锁止在转动限制位置，这样该变速装置H被锁止为低速高扭矩的输出状态。采用上述结构时，即使减小锁止环62的锁止位置以及解锁位置之间的距离(移动量)，也能限制各卡合球61进入避让凹部62a内而更可靠地确保锁止状态，所以本发明能减小锁止环62的移动距离，甚至在开关杆4的扣动量不足(对扳机的扣动太轻)时，也能实现可靠的变速锁止状态。

可对上面说明的实施方式进行各种变更。例如，上面例示了具有第1和第2延迟机构D1、D2的结构，但是也可采用只具有其中之一延迟机构的结构。

另外，在第1延迟机构D1中，例示了将保持孔16形成为V字形的结构，但保持孔也可以是只沿周向形成的长槽孔形状。

还有，上面例示了以下结构：在锁止环62的内周侧设置沿周向在一定范围内延伸的卡合壁部62c，用该卡合壁部62c来覆盖保持孔16的中间部16a，以限制卡合球61返回中间部16a处。但是也可以用如图12中双点划线所示的、将限制凸部62d一体设置在锁止环62的内周侧的结构，以代替上述卡合壁部62c。使上述限制凸部62d呈向保持孔16的中间部16a突出的状态时，能限制卡合球61返回中间部16a处，这样也能取得与例示的卡合壁部62c同样的作用效果。

另外，上面说明了使主轴11正转的情况，但是本发明同样适用于将所述电动工具1用作螺丝拧紧机时使主轴11反转的情况。使主轴11反转时，由于第2级内齿轮34的转动方向相反，所以在由变速锁止机构60实现的低速高扭矩的输出状态被锁止的状态下，各卡合球61向保持孔16的另一侧端部16b(例如图8中的下侧端部)移动。

Claims (3)

1.一种电动工具，内置有电机与变速装置，对开关杆进行接通操作时所述电机起动，所述电机的转动动力由上述变速装置减速后输出到主轴，其特征在于，

上述变速装置包括位于动力传递路径上游侧的第1级行星齿轮机构和下游侧的第2级行星齿轮机构，随着作用于上述主轴的外部扭矩的增大，上述变速装置由向上述主轴输出高速低扭矩的初始状态自动切换为向上述主轴输出低速高扭矩的状态，其中，处于所述的向上述主轴输出高速低扭矩的初始状态时，上述变速装置的上述第2级行星齿轮机构的内齿轮位于转动容许位置，在该转动容许位置，上述第2级行星齿轮机构的内齿轮与上述第1级行星齿轮机构的行星架相咬合，而处于所述的向上述主轴输出低速高扭矩的状态时，上述变速装置的上述第2级行星齿轮机构的内齿轮移至转动限制位置，在转动限制位置，上述第2级行星齿轮机构的内齿轮与上述第1级行星齿轮机构的行星架之间的咬合状态被解除，

上述电动工具具有变速锁止机构和复位机构，由该变速锁止机构锁止上述变速装置的上述低速高扭矩的输出状态，上述复位机构根据对上述开关杆进行的关断操作而解除上述变速锁止机构的锁止状态，以使上述变速装置回复至上述初始状态，

上述电动工具还具有延迟机构，由其错开上述电机停止的时刻和解除上述变速锁止机构的锁止状态的时刻，其中，对上述开关杆进行关断操作时上述电机停止，由上述复位机构来解除上述变速锁止机构的锁止状态。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

上述变速锁止机构具有卡合球和锁止环，其中，该卡合球保持在收装有上述第2级行星齿轮机构的齿轮箱的保持孔内，上当述内齿轮移至上述转动限制位置时，所述卡合球与该内齿轮卡合而将该内齿轮锁止在该转动限制位置，上述锁止环在以下2个位置之间移动：锁止位置，此时将上述卡合球锁止在与上述内齿轮相卡合的状态下；解锁位置，此时上述卡合球进入避让凹部内而使得该卡合球离开上述内齿轮，

由上述延迟机构错开以下2个时刻：在上述卡合球与上述内齿轮卡合的状态下，使该卡合球向与上述锁止环的移动方向交叉的方向移动，从而使上述锁止环移至上述解锁位置时的时刻；上述卡合球进入上述避让凹部内，从而使上述内齿轮移至上述转动容许位置时的时刻。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

上述变速锁止机构具有在以下2个位置之间移动的锁止环：锁止位置，该锁止环移至该锁止位置时将上述内齿轮锁止在上述转动限制位置；解锁位置，该锁止环移至该解锁位置时，容许上述内齿轮移至上述转动容许位置，

上述复位机构具有复位杆，随着对上述开关杆进行的关断操作，由该复位杆使上述锁止环移至上述解锁位置，

上述延迟机构具有以下结构：在上述开关杆和上述复位杆之间安装有锁杆，利用该锁杆，使上述开关杆被关断操作而移动的距离与上述锁止环移至上述解锁位置的距离相比形成一空移的距离，从而使对上述开关杆进行关断操作时使上述电机停止的时刻与使上述锁止环移至上述解锁位置时解除上述变速锁止机构锁止状态的时刻错开。

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