CN103692397A - 动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变速切换操作部的操作性较佳并且能够使变速用齿轮顺畅地与啮合齿轮啮合的动力工具。变速切换操作部（25、26）能够沿着变速机构部（17）的外周面在绕推力轴的方向转动。变速切换操作部（25、26）构成为借助螺旋弹簧（65）与变速切换板（32）卡合。在变速切换板（32）的两端部形成有导孔（32a）。被收纳在环形齿轮（42、46）的外周面的周槽（42c、46b）的切换弹簧（63）的两端部（63a）卡入于导孔（32a）。当操作变速切换操作部（25、26）时，螺旋弹簧（65）被压缩从而对变速切换板（32）施加绕推力轴的方向的作用力，对切换弹簧（63）及环形齿轮（42、46）施加推力轴的轴线方向的作用力。

Description

动力工具

技术领域

本发明涉及一种动力工具，该动力工具具有用于改变驱动源的旋转速度的变速机构部和用于切换变速机构部的变速比的变速切换操作部。

背景技术

作为动力工具的一个例子的电动工具包括作为驱动源的马达、用于改变马达的旋转速度的变速机构部、能以变速机构部的变速比旋转的驱动轴以及用于切换变速机构部的变速比的变速切换操作部。专利文献1～4记载了这种电动工具的例子。例如，在记载于专利文献1的电动工具中，若变速拨片（日文：変速パドル）（变速切换操作部）在绕推力轴的方向转动，则变速切换环转动，由此，形成在该变速切换环的倾斜凸轮使推压销在推力轴的轴线方向移动。通过该推压销推压螺旋弹簧，使该螺旋弹簧产生的作用力沿推力轴的轴线方向作用于环形齿轮（变速用齿轮）。其结果，环形齿轮沿推力轴的轴线方向移动，从而改变了与环形齿轮啮合的齿轮（以下，称为啮合齿轮）。由此，能够切换变速机构部的变速比。

专利文献1：日本实用新案登录第3175818号公报（例如，权利要求1、说明书段落【0008】、【0015】、图1～图4、图8～图13等）

专利文献2：日本实开昭62-65175号公报

专利文献3：日本实开平5-80611号公报

专利文献4：日本特开2009-125909号公报

但是，在记载于专利文献1的电动工具中，若变速拨片在绕推力轴的方向转动后，环形齿轮（变速用齿轮）的齿部的山部（凸部）同啮合齿轮的齿部的山部（凸部）在周向上的位置相互一致，则由于山部之间的接触使环形齿轮无法沿推力轴的轴线方向移动。此时，为了将变速拨片转动到切换位置（操作位置），在环形齿轮的齿部的山部和啮合齿轮的齿部的山部之间接触的状态下，需要使螺旋弹簧压缩并用倾斜凸轮推压推压销。因此，变速拨片的操作性较差。

另外，在将变速拨片操作到切换位置后，变速切换环的倾斜凸轮被切换，推压销沿推力轴的轴线方向移动从而压缩着螺旋弹簧。因此，在推力轴的轴线方向对环形齿轮的施力比较大，处于环形齿轮的齿部的山部和啮合齿轮的齿部的山部之间较强地抵接的状态。在该状态下，即使驱动马达使变速机构部开始旋转，也存在环形齿轮和啮合齿轮之间无法顺畅啮合的担忧。即，产生无法顺畅地进行变速切换的情况。因此，迫切希望在改善变速切换时的操作性的同时，顺畅地进行变速用齿轮和啮合齿轮之间的啮合。该问题不限于电动工具，在包括例如由空气气压驱动的空压式工具或由液压驱动的液压式工具等在内的动力工具中也存在该问题。

发明内容

本发明是为了解决所述问题而完成的，其目的在于提供一种能够在提高变速切换操作部的操作性的同时，使变速用齿轮和啮合齿轮之间顺畅地啮合的动力工具。

本发明的一技术方案是动力工具。动力工具包括动力源和变速机构部，该动力源具有绕推力轴旋转的输出轴，该变速机构部含有能够使所述输出轴的旋转速度在多个变速比之间变化的齿轮系，在该齿轮系中，通过改变相互啮合的齿轮的组合能够切换所述变速比。此外，动力工具还包括变速切换操作部、保持弹簧、齿轮动作机构部及施力机构部，该变速切换操作部能够在绕所述推力轴的方向转动，并且能够进行操作以改变所述齿轮系的齿轮之间的组合，该保持弹簧用于保持所述变速切换操作部的操作位置，该齿轮动作机构部根据所述变速切换操作部的转动使所述齿轮系的变速用齿轮在所述推力轴的轴线方向移动，该施力机构部根据所述变速切换操作部的转动对所述齿轮动作机构部施力，以使所述变速用齿轮在所述推力轴的轴线方向移动从而与对应于所述变速比的啮合齿轮啮合。

优选的是，在所述动力工具中，所述施力机构部是与所述变速切换操作部卡合并产生绕所述推力轴的方向的作用力的转动施力机构。优选的是，在该结构中，所述转动施力机构构成为利用绕所述推力轴的方向的作用力而在所述推力轴的轴线方向对所述齿轮动作机构部施力从而使所述变速用齿轮与所述啮合齿轮之间啮合。

优选的是，在所述动力工具中，所述施力机构部是推力施力机构，该推力施力机构将所述变速切换操作部在绕所述推力轴的方向的转动变换为所述齿轮动作机构部在所述推力轴的轴线方向的移动，并且，产生所述推力轴的轴线方向的作用力。优选的是，在该结构中，所述推力施力机构构成为利用所述推力轴的轴线方向的作用力而在所述推力轴的轴线方向对所述齿轮动作机构部施力从而使所述变速用齿轮与所述啮合齿轮之间啮合。

优选的是，在所述动力工具中，所述变速用齿轮是内齿轮。优选的是，在该结构中，所述推力施力机构包括弹簧、变速切换构件以及变换机构，该弹簧能够通过与所述变速切换操作部卡合而在绕所述推力轴的方向弹性变形，该变速切换构件以借助所述弹簧能够与所述变速切换操作部卡合的方式配置在所述内齿轮的外周侧，该变换机构能够将所述变速切换构件在绕所述推力轴的方向的转动变换为所述齿轮动作机构在所述推力轴的方向的移动。

优选的是，在所述动力工具中，所述变速用的齿轮是内齿轮。优选的是，在该结构中，所述推力施力机构包括移动构件、变换部以及切换弹簧，该移动构件与所述变速切换操作部卡合，该变换部将所述变速切换操作部在绕所述推力轴的方向的转动变换为所述移动构件在所述推力轴的轴线方向的移动，该切换弹簧配置在所述内齿轮的外周侧，该切换弹簧固定于所述移动构件并且卡止在所述内齿轮的外周部。

采用本发明，能够在不损害变速切换操作部的操作性的情况下，顺畅地改变变速用齿轮和啮合齿轮之间的啮合。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电动工具的局部侧剖视图。

图2是表示图1的电动工具的变速切换操作部的周边的局部俯视图。

图3的（a）～图3的（d）是表示速度模式与变速操作部的操作位置之间的对应关系的示意图。

图4是表示变速机构部及变速切换机构部的侧剖面图。

图5是表示一级速度模式的变速机构部及变速切换机构部的侧剖面图。

图6是表示三级速度模式的变速机构部及变速切换机构部的侧剖面图。

图7是表示四级速度模式的变速机构部及变速切换机构部的侧剖面图。

图8是表示变速机构部及变速切换机构部的立体图。

图9是表示变速机构部及变速切换机构部的分解立体图。

图10是表示变速机构部及变速切换机构部的主剖面图。

图11是表示变速机构部及变速切换机构部的侧视图。

图12是表示在操作部的操作位置与图11中的操作部的操作位置不同的状态下变速机构部及变速切换机构部的侧视图。

图13是表示第二实施方式的变速机构部及变速切换机构部的立体图。

图14是表示变速机构部及变速切换机构部的侧视图。

图15是表示变速机构部及变速切换机构部的俯视图。

图16是表示变速机构部及变速切换机构部的分解立体图。

图17是表示变速机构部及变速切换机构部的主剖面图。

具体实施方式

（第一实施方式）

以下，基于图1～图12对第一实施方式进行说明。图1示意性地示出了作为动力工具的一个例子的电动工具11。

如图1所示，第一实施方式的电动工具11是能用一只手把持的手持式工具，例如能用作混凝土用电动式驱动器（日文：コンクリート用電動式ドライバー）。电动工具11包括作为外部的主体外壳12。主体外壳12具有有底筒状的胴部13（在图1中仅图示了左半部）和手柄部14，该手柄部14从胴部13向与胴部13的轴线交叉的一个方向（图1中是下方）延伸出去。

在胴部13内的胴部13的基端侧（在图1中是左侧）的位置收纳有马达15。马达15包括输出轴16，该输出轴16具有与胴部13的轴线一致的旋转轴线，并且向胴部13的前端侧（在图1中是右侧）突出。该马达15例如是有刷马达或无刷马达。在与马达15的输出轴16相邻的位置配置有用于使马达15的输出轴16的旋转变速的变速机构部17。变速机构部17例如是减速机构部。

在图1所示的例子中，变速机构部17使马达15的旋转减速，并且将该减速后的旋转向传动机构部18传递。传动机构部18在胴部13的前端侧（在图1中是右侧）被收纳在胴部13内。传动机构部18将通过变速机构部17减速后的旋转向设置在胴部13的前端侧的旋转输出部19的驱动轴20传递。在传动机构部18设有动力中断机构（扭矩限制器）及锁定机构等，该动力中断机构用于在对驱动轴20施加设定值以上的负载时切断向驱动轴20的动力的传递，该锁定机构用于在电动工具11处于停止状态下锁定驱动轴20使其不能旋转。

在从旋转输出部19的前端突出的驱动轴20（旋转轴）安装有能够拆卸的前端工具21。在本例中，驱动轴20具有筒状的前端部，在该筒状的前端部的内周面和外周面分别形成有螺纹部20a（在图1中只示出了形成在外周面的螺纹部20a）。前端工具21旋装在驱动轴20的内周面和外周面中的任意一者的螺纹部20a。驱动电动工具11时，前端工具21与旋转输出部19同轴旋转。另外，为了安装前端工具21而设在驱动轴20的装卸部也可以是卡盘部来代替螺纹部20a。

如图1所示，在手柄部14设置有供操作者在驱动电动工具11时操作的扳机手把22（操作杆）。另外，在手柄部14内的与扳机手把22相对应的位置配置有用于根据扳机手把22的操作来切换马达15的开启/关闭的触发开关23。另外，电动工具11包括供操作者在切换前端工具21的旋转的正反方向时操作的切换手柄24（正反指示杆）和用于切换变速机构部17的变速比的多个（在本例中是两个）变速切换操作部25、26。

如图1所示，在手柄部14的下端部可拆卸地安装有具有呈大致四边箱状的收纳壳体的的电池组安装部27。在电池组安装部27的收纳壳体内收纳有作为二次电池的电池组28（电池组）。本例的电动工具11将电池组28作为驱动电源来工作。即，马达15是由电池组28所供给的电力来驱动的。

电动工具11利用变速机构部17以根据两个变速切换操作部25、26的操作位置而选择的减速比来减小马达15的输出轴16的旋转速度，并以该减速后的旋转速度及转矩来驱动驱动轴20。第一实施方式的变速机构部17包括圆筒状的齿轮箱29和收纳在齿轮箱29内的四级变速齿轮机构30（参照图4）。变速齿轮机构30基于两个变速切换操作部25、26的操作位置的组合选择四个变速比中的一个变速比。变速齿轮机构30是齿轮系的一个例子。

如图1所示，在手柄部14内的下端附近位置配置有控制板C。控制板C用于控制马达15的驱动等。控制板C经由触发开关23及配线23a与马达15电连接起来。另外，根据切换手柄24的操作切换前端工具21的旋转方向的未图示的开关电路也与控制板C电连接起来。操作者按压扳机手把22时，马达15被驱动而向与切换手柄24的位置相对应的旋转方向旋转。另外，操作者按压扳机手把22时，变速机构部17以与变速切换操作部25、26的操作位置的组合相对应的减速比减小马达15的旋转速度，使驱动轴20以该减速后的旋转速度旋转。另外，传动机构部18也可以具有锤机构（日文：ハンマー機能），在施加于驱动轴20的负载超过规定的负载时，通过利用受到弹簧的作用力的锤敲打驱动轴20的基端，从而使驱动轴20输出高转矩。

另外，如图1所示，在变速机构部17的齿轮箱29的外周侧设有两个变速切换机构部31。在切换变速机构部17的减速比时，两个变速切换机构部31分别将变速切换操作部（以下也简称为操作部）25、26所对应的操作力向变速机构部17的变速齿轮机构30内所对应的变速齿轮传递。与操作部25、26相连结的变速切换机构部31分别具有作为变速切换构件的一个例子的变速切换板32。变速切换板32例如是半环板状，配置在变速机构部17和操作部25、26中所对应的一个操作部之间。变速切换板32与操作部25、26连动，能够沿着齿轮箱29的外周面在绕推力轴的方向上的规定角度范围内往复转动。变速切换机构部31将操作部25、26的绕推力轴的方向的转动操作力转换为推力轴的轴线方向的力并将其向变速机构部17内的变速齿轮传递。

如图2所示，两个操作部25、26在胴部13的长度方向（推力轴的轴线方向，图2中的上下方向）相互邻近地配置。操作部25、26包括分别暴露于两个矩形状的开口部13a的手推部（日文：ノブ部）25a，26a（操作凸部），该开口部13a在主体外壳12的上表面（图2中的近前侧的表面）开口。各手推部25a，26a能够在开口部13a内沿周向（在图2中是左右方向）操作，即能够在图2中的左右方向的两个操作位置之间切换。

操作部25的手推部25a能够在作为两个操作位置的“开”和“关”之间切换，操作部26的手推部26a能够在作为两个操作位置的“1级”和“2级”之间切换。根据两个手推部25a、26a的操作位置的组合，能够使变速机构部17的变速比在四个等级之间（即，四个速度之间）切换。

例如，如图3的（a）所示，在手推部25a位于“关”位置、手推部26a位于“1级”位置的状态下，选择一级速度模式（一级齿轮）。另外，如图3的（b）所示，在手推部25a位于“关”位置、手推部26a位于“2级”位置的状态下，选择二级速度模式（二级齿轮）。另外，如图3的（c）所示，在手推部25a位于“开”位置、手推部26a位于“1级”位置的状态下，选择三级速度模式（三级齿轮）。另外，如图3的（d）所示，在手推部25a位于“开”位置、手推部26a位于“2级”位置的状态下，选择四级速度模式（四级齿轮）。另外，一级速度模式和二级速度模式均与高转矩低速旋转相对应，三级速度模式和四级速度模式均与低转矩高速旋转相对应。

接着，参照图4对变速机构部17及变速切换机构部31进行说明。首先，对变速机构部17的结构进行说明。

如图4所示，收纳在变速机构部17内的变速齿轮机构30包括四级行星齿轮机构33～36。第一级行星齿轮机构33包括能够与马达15的输出轴16一体旋转的太阳齿轮41、作为内齿轮的一个例子的环形齿轮42（外侧齿轮）、多个（在本例中是三个）行星齿轮43（参照图8）以及用于保持行星齿轮43的行星架44。第二级行星齿轮机构34包括能够与太阳齿轮41一体旋转的太阳齿轮45、能够在推力轴的轴线方向移动的环形齿轮42、作为内齿轮的一个例子的环形齿轮46（外侧齿轮）、多个（在本例中是三个）行星齿轮47以及用于保持行星齿轮47的行星架48。第三级行星齿轮机构35包括与行星架48设置为一体的多个太阳齿轮49、环形齿轮46、多个（在本例中是六个）行星齿轮50以及用于保持行星齿轮50的行星架51。第四级行星齿轮机构36包括与行星架51设置为一体的太阳齿轮52、环形齿轮53、环形齿轮54、多个（在本例中是六个）行星齿轮55以及用于保持行星齿轮55的行星架56。

如图4所示，行星架56的输出通过从行星架56突出的联动销57、配置在驱动轴20的外周的锁定板58以及位于锁定板58和联动销57之间的锁定构件（未图示）向驱动轴20传递。马达15停止后，联动销57、锁定板58、锁定构件以及锁定环59使驱动轴20相对于齿轮箱29固定。另外，第四级行星齿轮机构36的环形齿轮53、54通常处于不能旋转的状态，当紧固转矩超过设定转矩时，环形齿轮53、54开始旋转从而切断向驱动轴20的动力传递。环形齿轮53、54是构成用于限制紧固转矩的转矩限制器的结构要素。

第一级行星齿轮机构33的环形齿轮42被设置为不能绕轴旋转但是能够在轴线方向移动。在该环形齿轮42的轴线方向后侧（在图4中是左侧）的内周面形成有齿部42a，该齿部42a能够与第一级行星齿轮机构33的行星齿轮43（参照图8）啮合。在环形齿轮42的轴线方向前侧（在图4中是右侧）的内周面形成有齿部42b，该齿部42b能够与第二级行星齿轮机构34的行星齿轮47啮合。

另外，第二级行星齿轮机构34的环形齿轮46被设置为能够绕轴自由旋转并且能够在轴线方向移动。在环形齿轮46移动到轴线方向后侧（在图4中是左侧）时，形成在该环形齿轮46的内周面的齿部46a能够与第二级行星齿轮机构34的行星架48的外周部的齿部啮合。另外，在环形齿轮46移动到轴线方向前侧（在图4中是右侧）时，齿部46a能够与第三级行星齿轮机构35的行星齿轮50啮合。

接着，利用图4～图7对变速机构部17的变速动作进行说明。在变速机构部17中，基于在四级变速齿轮机构30内环形齿轮42、46分别在推力轴的轴线方向的两个位置之间移动而得到的四个位置的组合，能够选择四个速度模式中的一个速度模式，即，能够选择一级速度模式、二级速度模式、三级速度模式以及四级速度模式中的一个速度模式。

如图5所示，在一级速度模式下，环形齿轮42与位于轴线方向前侧（在图5中是右侧）的行星齿轮47啮合，环形齿轮46与位于轴线方向前侧（在图5中是右侧）的行星齿轮50啮合。在该状态下，第二级行星齿轮机构34和第三级行星齿轮机构35均进行减速动作。因此，驱动轴20在一级速度模式下以高转矩低速旋转被驱动。

如图4所示，在二级速度模式下，在环形齿轮46处于被保持在一级速度模式中的位置（轴线方向前侧位置（在图4中是右侧位置））的状态下，环形齿轮42后退（向图4中的左侧方向移动）从而位于轴线方向后侧，如图8所示那样与行星齿轮43啮合。在该状态下，只有第三级行星齿轮机构35进行减速动作。因此，驱动轴20在二级速度模式下以高转矩低速旋转被驱动。

如图6所示，在三级速度模式下，环形齿轮42位于轴线方向前侧（在图6中是右侧）而与行星齿轮47啮合，环形齿轮46位于轴线方向后侧（在图6中是左侧）而与行星架48啮合。在该状态下，只有第二级行星齿轮机构34进行减速动作。因此，驱动轴20在三级速度模式下以低转矩高速旋转被驱动。

如图7所示，在四级速度模式下，在环形齿轮46处于被保持在三级速度模式中的位置（轴线方向后侧位置（图7中的左侧位置））的状态下，环形齿轮42后退（向图7中的左侧方向移动），如图8所示那样与行星齿轮43啮合。在该状态下，第一级行星齿轮机构33的行星架44和第三级行星齿轮机构35的行星架51直接连结。因此，驱动轴20在四级速度模式下以低转矩高速旋转被驱动。另外，用于切换减速比的变速齿轮机构30的结构不限于该例，也可以使用其他的公知的齿轮机构。

接着，利用图8～图11对变速切换机构部31的结构进行说明。由于两个变速切换机构部31的结构实质上是相同的，所以，以下对操作部25所对应的变速切换机构部31的结构进行说明。

如图8所示，变速切换机构部31的变速切换板32与操作部25（26）的背面卡合，并且被设置为能够沿着齿轮箱29的外周面在周向（绕推力轴的方向）滑动。在各变速切换板32的长度方向（周向）的两端部形成有两个导孔32a。图8只示出了一端部侧的导孔32a。导孔32a在绕推力轴的方向延伸并且具有在相对于推力轴的轴线方向以及绕推力轴的方向倾斜的方向延伸的路径。在导孔32a卡入有切换弹簧63的从齿轮箱29向外侧突出的端部63a。实际上，切换弹簧63的两端部63a都从齿轮箱29突出，但图8只示出了一个端部63a。另外，在操作部25（26）和齿轮箱29之间安装有用于保持操作部25（26）的操作位置的棘爪簧62。棘爪簧62例如是板簧。在第一实施方式中，棘爪簧62是用于保持操作部25（26）的操作位置的保持弹簧的一个例子。

图9是局部地表示图8所示的变速机构部17及变速切换机构部31的分解立体图。在图9中，为了能够看见变速机构部17内的变速齿轮机构30，用假想线表示齿轮箱29。另外，图10是表示在环形齿轮42的位置剖切后的变速机构部17及变速切换机构部31的主剖面图。如图9及图10所示，在环形齿轮42的外周面沿周向形成有圆环状的周槽42c，在环形齿轮46的外周面沿周向形成有圆环状的周槽46b。在各周槽42c、46b内收纳有切换弹簧63。切换弹簧63例如是半环状的细簧。切换弹簧63的两端部63a从周槽42c、46b向环形齿轮42、46的径向外侧突出。

如图10及图11所示，切换弹簧63的两端部63a经由齿轮箱29的开口部29a向外侧突出，并卡入变速切换板32的导孔32a。另外，从环形齿轮42的外周面向径向外侧呈大致放射状地突出的多个凸部42d与多个引导槽29b卡合，该多个引导槽29b在齿轮箱29的内周面与轴线方向平行地延伸。因此，环形齿轮42不能在绕推力轴的方向旋转但是能在推力轴的轴线方向移动。

如图11所示，齿轮箱29的开口部29a设在与切换弹簧63的两端部63a相对应的位置，并且开口部29a在与轴线方向平行的方向上具有比环形齿轮42、46的可动距离长一些的长度。通过沿着开口部29a在推力轴的轴线方向引导切换弹簧63的两端部63a，能够使环形齿轮42、46与切换弹簧63一起向推力轴的轴线方向移动。

如图9所示，在变速切换板32的外周面的周向中央部设有四边框状的收纳部64。在收纳部64收纳有作为弹性体的一个例子的螺旋弹簧65。该螺旋弹簧65具有与变速切换板32的周向的切线方向平行的轴线，并能够在该切线方向弹性变形。在收纳部64的与螺旋弹簧65的轴线方向的两端部相对的位置形成一对开口64a。各开口64a例如是通过做成切口而形成的。在操作部25的背面形成有在操作方向（周向）延伸的一对板部25b，该一对板部25b具有能够插入开口64a的板厚。该一对板部25b在周向隔着规定的间隔相对，在操作部25安装在变速切换板32的状态下，该一对板部25b隔着开口64a位于螺旋弹簧65的轴线方向两端部。同样，在操作部26的背面形成有在周向隔着规定的间隔相对的一对板部26b，该一对板部26b在操作部26安装在变速切换板32的状态下隔着开口64a位于螺旋弹簧65的轴线方向两端部。

因此，如图10所示，若操作部25（26）向一侧转动，则一对板部25b（26b）中的一个板部进入开口64a从而推压螺旋弹簧65的一端部。由此，螺旋弹簧65被压缩。借助螺旋弹簧65及收纳部64将该操作部25（26）的操作力（转动力）向变速切换板32传递。此时，即使环形齿轮42的齿部42a、环形齿轮42的齿部42b、环形齿轮46的齿部46a接触到应该与其啮合的齿轮（啮合齿轮）的齿部而无法在推力轴的轴线方向移动，通过弹性压缩螺旋弹簧65也能顺畅地操作操作部25（26）使其到达所希望的操作位置。

如图9所示，棘爪簧62在轴线方向上与变速切换板32邻近的位置固定在齿轮箱29的外周面上部。棘爪簧62在其长度方向中央部具有卡止凸部62a。在操作部25的背面，在其长度方向（周向）中央部附近形成有一对卡止凹部25c。该一对卡止凹部25c在周向上隔着规定的间隔地设置。同样，操作部26的背面也形成有一对卡止凹部26c。因此，当操作部25（26）向一侧移动，一对卡止凹部25c（26c）中的一个卡止凹部同与其对应的卡止凹部62a相卡止时，操作部25（26）被保持在一侧的操作位置。另外，当操作部25（26）向另一侧移动，一对卡止凹部25c（26c）中的另一个卡止凹部同与其对应的卡止凸部62a相卡止时，操作部25（26）被保持在另一侧的操作位置。

在图9及图10中，在因齿部之间的接触而不能完全进行环形齿轮42、46与啮合齿轮之间的啮合的情况下，配置在变速切换板32和操作部25、26之间的螺旋弹簧65利用变速切换板32的导孔32a的倾斜从而在推力轴的轴线方向对环形齿轮42、46施力。由此，在绕推力轴的方向产生了使输出轴16旋转的动力时，能够使环形齿轮42、46顺畅地与啮合齿轮啮合从而恰当地进行变速动作。

另外，即使在利用了变速切换板32和切换弹簧63仍未能使齿轮之间的啮合顺畅进行的情况下，齿轮之间的接触抵抗力也能被螺旋弹簧65吸收。因此，通过设置螺旋弹簧65，能够在不损害操作部25、26的操作性的情况下，容易地进行变速动作。

接着，对与操作部25、26的操作相应地切换构成为上面所述那样的变速机构部17的减速比的变速切换机构部31的结构进行说明。由于两个变速切换机构部31的结构实质上是相同的，所以，以下对与操作部25对应的变速切换机构部31的结构进行说明。

如图9所示，各变速切换机构部31包括用于将操作部25（26）卡止并保持在操作位置的棘爪簧62、与将操作部25（26）操作到操作位置时的转动量相应地进行弹性变形的螺旋弹簧65以及借助螺旋弹簧65与操作部25（26）卡合的半环板状的变速切换板32。

另外，如图9所示，变速切换机构部31还包括半环状的切换弹簧63，该切换弹簧63与环形齿轮42、46的外周面的一部分卡合从而能够将推力轴的轴线方向的力向环形齿轮42、46传递。切换弹簧63的两端部63a从齿轮箱29的左右两侧部（在图9中只图示了一侧部）的开口部29a向外侧突出，并卡入形成在变速切换板32的长度方向两端部的一对导孔32a。如图11所示，导孔32a在绕推力轴的方向延伸并且具有在相对推力轴的轴线方向以及绕推力轴的方向倾斜的方向延伸的路径。

导孔32a发挥凸轮的作用，切换弹簧63的卡入导孔32a的端部63a发挥凸轮从动件的作用。例如，当操作部25从图11所示的一侧的操作位置转动到图12所示的另一侧的操作位置时，变速切换板32在绕推力轴的方向转动。于是，切换弹簧63的各端部63a被沿着所对应的导孔32a引导，使变速切换板32在绕推力轴的方向的转动变换为切换弹簧63在推力轴的轴线方向的移动。并且，切换弹簧63在该推力轴的轴线方向的移动力被传递到环形齿轮42、46。由此，环形齿轮42、46在推力轴的轴线方向移动。在第一实施方式中，一对导孔32a以及切换弹簧63的两端部63a构成变换机构。另外，变速切换板32以及螺旋弹簧65构成施力机构部。该施力机构部是转动施力机构的一个例子及推力施力机构的一个例子。此外，切换弹簧63、开口部29a以及周槽42c、46b构成齿轮动作机构部。

接着，对构成为上面所述那样的电动工具11的作用进行说明。

操作扳机手把22时，电动工具11被驱动从而驱动轴20旋转，安装在驱动轴20的前端工具21旋转。由此，能够进行与前端工具21相应的作业。如果前端工具21是螺丝刀，则能够利用螺丝刀进行混凝土用螺钉的紧固等作业。或者，如果前端工具21是钻孔机钻头，则能够利用钻孔机进行混凝土的打孔等作业。

在操作扳机手把22时，马达15的输出轴16的旋转借助变速机构部17而变速（减速），该变速后的旋转借助传动机构部18传递到旋转输出部19。其结果，安装在驱动轴20的前端工具21按照变速机构部17的变速比旋转。此时，前端工具21根据切换手柄24的选择位置进行正转或反转。

在使电动工具11变速时，需要操作两个操作部25、26中的至少一个操作部。在第一实施方式的电动工具11中，若切换操作部25、26的手推部25a、26a中的至少一个的操作位置，基于手推部25a、26a的操作位置的组合，能够选择四个速度模式中的一个速度模式。

例如，在电动工具11（马达15）的驱动停止状态时进行变速切换操作。由于驱动轴20在马达15处于驱动停止状态下并不旋转，因此，有时环形齿轮4或环形齿轮46的齿部的山部与应该与该环形齿轮42或环形齿轮46啮合的啮合齿轮的齿部的山部一致。在该情况下，无法使环形齿轮42或环形齿轮46再向推力轴的轴线方向移动。在第一实施方式中，如图10所示，一对板部25b（或一对板部26b）中的一个板部推压螺旋弹簧65的一端部。此时，由于环形齿轮42或环形齿轮46无法再移动，因此，在变速切换板32无法在绕推力轴的方向移动的状态下，螺旋弹簧65与操作部25或操作部2526的转动量相应地进行压缩变形。因此，变速切换板32在绕推力轴的方向受到该压缩变形后的螺旋弹簧65的作用力。也就是说，借助导孔32a以及端部63a卡入该导孔32a的切换弹簧63而在推力轴的轴线方向对环形齿轮42或环形齿轮46施力。

另外，在操作部25（或操作部26）转动到操作位置时，棘爪簧62的卡止凸部62a卡止于卡止凹部25c（或卡止凹部26c），从而将操作部25（或操作部26）保持在该操作位置。因此，保持利用压缩变形后的螺旋弹簧65在绕推力轴的方向对变速切换板32施力的状态，并且保持利用切换弹簧63在推力轴的轴线方向对环形齿轮42或环形齿轮46施力的状态。

之后，当操作扳机手把22时，驱动马达15而使输出轴16旋转。因此，在变速机构部17产生旋转力。当变速机构部17产生旋转力时，环形齿轮42或环形齿轮46的齿部（山部）与啮合齿轮的齿部（山部）之间在推力轴的轴线方向抵接的状态被解除，环形齿轮42或环形齿轮46的山部与啮合齿轮的谷部（凹部）一致。此时，环形齿轮42或环形齿轮46在推力轴的轴线方向受到螺旋弹簧65的作用力。因此，环形齿轮42或环形齿轮46在推力轴的轴线方向顺畅地移动而与啮合齿轮啮合。这样一来，即使在待相互啮合的两个齿轮（环形齿轮和啮合齿轮）的山部之间在推力轴的轴线方向抵接时，在压缩变形后的螺旋弹簧65的作用力的作用下也能使这两个齿轮顺畅地转变到啮合状态。

第一实施方式具有以下的优点。

（1）各操作部25、26的操作位置由棘爪簧62保持。当操作各操作部25、26时，螺旋弹簧65被压缩，变速切换板32在绕推力轴的方向受到该压缩后的螺旋弹簧65的作用力。也就是说，变速切换板32在周向受到弹性的作用力。该螺旋弹簧65的作用力保持环形齿轮42、46的齿部（山部）与啮合齿轮的齿部（山部）之间在推力轴的轴线方向抵接的状态。之后，当操作触发开关23而驱动马达15时，在变速机构部17产生旋转力。当产生该旋转力时，环形齿轮42、46在螺旋弹簧65的作用力的作用下在推力轴的轴线方向移动。其结果，环形齿轮42、46的齿部与啮合齿轮的齿部顺畅地啮合。这样一来，能够顺畅地进行变速机构部17的变速动作。另外，还能够改善操作部25、26的变速时的操作性。

（2）螺旋弹簧65以其轴线方向与绕推力轴的方向的切线方向平行的方式配置。因此，能够一边使各操作部25、26与各自所对应的螺旋弹簧65卡合并压缩该螺旋弹簧65，一边操作各操作部25、26使其到达所希望的操作位置。

（3）采用了将操作部25、26在绕推力轴的方向的移动变换为环形齿轮42、46在推力轴的轴线方向的移动的变换机构。变换机构是由导孔32a和切换弹簧63的两端部63a构成，该导孔32a形成于变速切换板32，该导孔32a在绕推力轴的方向延伸并且具有相对于推力轴的轴线方向及绕推力轴的方向倾斜的路径，该切换弹簧63被收纳于环形齿轮42的外周面的周槽42c和环形齿轮46的外周面的周槽46b，该切换弹簧63的两端部63a卡入导孔32a。采用该结构，能够顺畅地进行电动工具11的变速动作。例如，在所述专利文献1所记载的电动工具中，若环块转动，则与推压销接触的倾斜凸轮被切换，由弹簧在推力轴的轴线方向上向变速内齿轮作用有比较大的作用力。在该情况下，变速内齿轮的山部和啮合齿轮的山部之间的抵接压力变得过大。这使得变速内齿轮和啮合齿轮之间难以顺畅地啮合。相对于此，在第一实施方式中，在环形齿轮42的齿部42a、42b的山部和环形齿轮46的齿部46a的山部与各自所对应的啮合齿轮的齿部的山部在推力轴的轴线方向接触的状态下，即使操作部25、26被操作到操作位置，切换弹簧63的端部63a也能被保持在导孔32a的倾斜路径内的移动开始位置或移动中途位置。因此，能够在环形齿轮42的齿部42a、42b的山部和环形齿轮46的齿部46a的山部与各自所对应的啮合齿轮的山部以适当的弹力抵接的状态下，在推力轴的轴线方向对环形齿轮42、46施力。

（4）作为施力机构部的一个例子的螺旋弹簧65与操作部25（26）卡合，并在绕推力轴的方向对变速切换板32施力。因此，螺旋弹簧65作为转动施力机构发挥作用。通过作为齿轮动作机构部的一个例子的切换弹簧63与导孔32a卡合，由螺旋弹簧65对变速切换板32所施加的在绕推力轴的方向的作用力使该切换弹簧63在推力轴的轴线方向移动，从而在环形齿轮42、46与啮合齿轮之间啮合的方向对环形齿轮42、46施力。因此，能够改善变速时的操作部25、26的操作性，能够实现顺畅的变速动作。

（5）变速切换机构部31和螺旋弹簧65还作为推力施力机构发挥作用。借助螺旋弹簧65与操作部25（26）卡合的变速切换板32通过作为凸轮的导孔32a和作为凸轮从动件的切换弹簧63之间的卡合将操作部25（26）在绕推力轴的方向的转动力变换为切换弹簧63在推力轴的轴线方向的作用力。因此，在变速机构部17产生了旋转力时，在切换弹簧63的在推力轴的轴线方向的作用力的作用下，能够使环形齿轮42、46顺畅地与啮合齿轮啮合。

（6）推力施力机构包括螺旋弹簧65、变速切换板32以及变换机构（导孔32a以及两端部63a），该变速切换板32借助螺旋弹簧65与操作部25（26）卡合，并且配置在环形齿轮42、46的外周侧，该变换机构能将变速切换板32的转动变换为切换弹簧63在推力轴的轴线方向的移动。由于变速切换板32配置在环形齿轮42、46的外周侧，所以，即使是环形齿轮42、46被设置为变速用齿轮的结构，推力施力机构的布局也不那么困难。另外，由于将变速切换板32在绕推力轴的方向的转动变换为切换弹簧63在推力轴的轴线方向的移动的变换机构是由导孔32a和切换弹簧63的两端部63a构成，所以简化了变换机构的结构。

（7）采用能够实现四个速度模式的变速齿轮机构30。该变速齿轮机构30包括两个操作部25、26和两个变速切换机构部31，这两个操作部25、26能够分别在两个不同的操作位置之间切换，这两个变速切换机构部31分别与操作部25、26相对应地设置。采用该结构，无论将各操作部25、26操作到的操作位置如何，都能够顺畅地进行变速动作。

（第二实施方式）

接着，利用图13～图17对第二实施方式进行说明。在该第二实施方式中，对第一实施方式的变速切换机构部31的结构进行了变更。以下，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，而省略说明。另外，在图13、图16以及图17中，变速齿轮机构30只示出了在变速时移动的环形齿轮42、46，省略了其他的齿轮群。

如图13及图14所示，第二实施方式的变速切换机构部71设置在各操作部25、26和变速机构部17之间，能将各操作部25、26的绕推力轴的方向的操作力变成推力轴的轴线方向的力而向变速机构部17内的变速齿轮机构30（参照图4）传递，从而使变速机构部17变速。

变速切换机构部71包括切换弹簧72，该切换弹簧72是由半环状的细簧构成并设置在图13所示的各操作部25、26和变速机构部17之间。切换弹簧72沿着齿轮箱29的外周面在周向延伸。如图13及图14所示，切换弹簧72卡合于操作部25、26的背面。各切换弹簧72的长度方向的两端部72a插入从齿轮箱29开口的开口部29a。另外，如图14及图17所示，切换弹簧72的插入到开口部29a的两端部72a卡入被凹设在环形齿轮42的外周面的周槽42c和被凹设在环形齿轮46的外周面的周槽46b。

如图16所示，在切换弹簧72的上部固定有在周向延伸的长方体形状的引导构件73。引导构件73含有与操作部25、26相对的相对面（图16中的上表面），从该相对面突出有圆柱状的凸部73a。在操作部25、26的与凸部73a相对的背面形成有引导槽25d。引导槽25d具有相对于推力轴的轴线方向和绕推力轴的方向这两个方向倾斜的槽路径。当操作部25、26安装在齿轮箱29的上部时，引导构件73的凸部73a会卡入引导槽25d、26d。在该状态下，若操作部25的一对卡止凹部25c中的任意一个卡止凹部与其所对应的棘爪簧62的卡止凸部62a卡止，则操作部25的操作位置被保持。同样，若操作部26的一对卡止凹部26c中的任意一个卡止凹部与其所对应的棘爪簧62的卡止凸部62a卡止，则操作部26的操作位置被保持。

如图14所示，在齿轮箱29的外周面设置有用于在推力轴的轴线方向（图14中的左右方向）引导引导构件73的导轨部74。引导构件73能够沿着导轨部74在推力轴的轴线方向的规定范围内往复运动。

如图15所示，形成在操作部25、26的背面的引导槽25d、26d如上面所述那样相对于推力轴的轴线方向及绕推力轴的方向这两个方向倾斜。当沿周向操作操作部25、26时，引导槽25d、26d引导引导构件73的凸部73a的移动从而使引导构件73在推力轴的轴线方向移动。因此，变速切换机构部71通过引导构件73的凸部73a的沿着引导槽25d、26d的移动，将操作部25、26在绕推力轴的方向的操作力（转动力）变换为切换弹簧72在推力轴的轴线方向的力。当切换弹簧72在推力轴的轴线方向移动时，环形齿轮42、46与切换弹簧72一起在推力轴的轴线方向移动。

在第二实施方式中，引导构件73是移动构件的一个例子。另外，引导构件73的凸部73a发挥凸轮的作用，引导槽25d、26d发挥凸轮从动件的作用。引导槽25d、26d和引导构件73的凸部73a构成变换部。另外，引导槽25d、引导槽26d、引导构件73以及切换弹簧72构成施力机构部。该施力机构部作为推力施力机构发挥作用。另外，引导槽29b、导轨部74、开口部29a以及周槽42c、46b等构成齿轮动作机构部。

接着，对电动工具11的作用进行说明。

当使操作部25（26）的手推部25a（26a）在绕推力轴的方向移动从而操作操作部25（26）使其到达所希望的操作位置时，引导构件73的凸部73a被沿着引导槽25d（26d）的倾斜路径引导。由此，引导构件73在推力轴的轴线方向移动。此时，若环形齿轮42的齿部42a、42b的山部和环形齿轮46的齿部46a的山部与为了变速而需要同其啮合的啮合齿轮的齿部的山部在推力轴的轴线方向抵接，则环形齿轮42、46无法在推力轴的轴线方向移动。在该情况下，例如在图14所示的状态下，大致维持切换弹簧72的两端部72a的位置不变，该切换弹簧72卡入在环形齿轮42的周槽42c或环形齿轮46的周槽46b，在该维持状态下，固定在引导构件73的切换弹簧72的上端部在推力轴的轴线方向（图14中的左右方向）移动。因此，在图14的侧视状态下，切换弹簧72以倾斜地延伸的方式变形。利用该切换弹簧72的变形对环形齿轮42或环形齿轮46向引导构件73所移动的方向施力。也就是说，通过切换弹簧72的上端部在推力轴的轴线方向移动，从而利用切换弹簧72的弹性在推力轴的轴线方向对环形齿轮42或环形齿轮46施力。

另外，在将操作部25或操作部26操作到操作位置时，棘爪簧62的卡止凸部62a卡止于卡止凹部25c或卡止凹部26c。由此，操作部25或操作部26的操作位置被保持。因此，保持利用压缩变形后的螺旋弹簧65在绕推力轴的方向对变速切换板32施力并且在推力轴的轴线方向对环形齿轮42或环形齿轮46施力的状态。

当在操作操作部25、26使其到达所希望的速度模式所对应的操作位置后，按压扳机手把22时，开始驱动马达15。于是，马达15的输出轴16旋转从而在变速机构部17产生旋转力。当变速机构部17产生旋转力时，环形齿轮42或环形齿轮46的齿部（山部）与啮合齿轮的齿部（山部）在推力轴的轴线方向抵接的状态被解除，环形齿轮42或环形齿轮46的山部与啮合齿轮的谷部一致。此时，弹性变形后的切换弹簧72在推力轴的轴线方向对环形齿轮42或环形齿轮46施力。因此，环形齿轮42或环形齿轮46在推力轴的轴线方向顺畅地移动从而与啮合齿轮啮合。这样一来，即使在待相互啮合的两个齿轮（环形齿轮和啮合齿轮）的山部之间在推力轴的轴线方向抵接时，在压缩变形后的螺旋弹簧65的作用力的作用下也能使这两个齿轮顺畅地转变到啮合状态。由此，能够适宜地进行变速机构部17的变速动作。

另外，即使在利用了切换弹簧72和操作部25、26仍未能使齿轮之间的啮合顺畅进行的情况下，齿轮之间的接触抵抗力也能被切换弹簧72的弹力吸收。因此，能够在不损害操作部25、26的操作性的情况下，容易地实现变速动作。

第二实施方式除了具有与第一实施方式的优点相同的优点，还具有以下的优点。

（8）利用由细簧构成的切换弹簧72的弹力使环形齿轮42、46在推力轴的轴线方向移动。因此，不需要第一实施方式的变速切换板32。因此，减少了构件的数量从而能够以比较简单的结构做成变速切换机构部31。

（9）在操作部25、26的背面形成有引导槽25d、26d。引导槽25d、26d与固定有切换弹簧72的引导构件73的凸部73a卡合从而引导引导构件73的在推力轴的轴线方向的移动。凸部73a和引导槽25d、26d作为变换部发挥作用。变换部能将操作部25、26在绕推力轴的方向的转动变换为引导构件73在推力轴的轴线方向的移动。由此，切换弹簧72能够对环形齿轮42、46施加沿推力轴的轴线方向的作用力。

也可以将所述实施方式改变为以下所示的方式。

·在第一实施方式中，也可以在变速切换板32形成引导用的切口来代替变速切换板32的导孔32a。或者，也可以在变速切换板32的长度方向的两端面形成引导用的凸轮面。该切口或凸轮面也能够根据操作部25、26的操作在推力轴的轴线方向引导切换弹簧63的两端部63a。

·在第一实施方式中，也可以使用比较粗的、刚性较高的金属制或合成树脂制的线材来代替切换弹簧63。

·在第一实施方式中，也可以代替切换弹簧63而使固定在环形齿轮42、46的圆柱状的突起卡入导孔。环形齿轮42、46与突起之间的固定方法能够使用一体成形或旋装等公知的固定方法。

·变速切换构件不限定于变速切换板32那样的半环板状，也可以适当地改变其形状，例如使用倒U字形的块构件等。

·变速机构部不限定于减速机构，也可以是加速机构，还可以是既能够减速又能够加速的变速机构。

·在所述的各实施方式中，变速齿轮机构30构成为能够切换四个速度模式，但也可以是能够切换两个速度模式（低转矩高速旋转、高转矩低速旋转），或者能够切换三个速度模式或五个以上的速度模式。

·采用了能够使设于具有四个速度模式的电动工具的两个变速切换操作部25、26中的一个变速切换操作部在绕推力轴的方向转动的转动操作方式，另一方面也可以采用能够在推力轴的轴线方向滑动的以往的滑动操作方式。在采用了其他的多级变速模式的情况下，多个变速切换操作部25、26中的至少一个变速切换操作部采用转动操作方式即可。

·电动工具虽然为充电式，但也可以将所述各实施方式应用于非充电式的AC电动工具。

·另外，所述各实施方式不限于混凝土用电动式驱动器，也能够同样应用于使用马达为驱动源的其他电动工具。例如，也能够将所述各实施方式应用于电动式的冲击起子（日文：インパクトドライバー）、锤钻、冲击扳手（日文：インパクトレンチ）、圆锯、线锯、螺丝起子（スクリュードライバー）、振动起子（日文：振動ドライバー）、研磨机以及打钉机等。在该情况下，电动工具不限定于混凝土用，工作对象的材质也可以是木头、塑料、金属以及陶瓷等。

·动力工具不限定于电动工具，也可以是以空气气压为动力来进行驱动的装置。另外，动力工具还可以是以液压为动力来进行驱动的装置。即，动力工具是由利用电力、空气气压、液压等公知的方式得到的动力来进行驱动的装置即可。

Claims (5)

1.一种动力工具，该动力工具包括：

动力源，该动力源具有绕推力轴旋转的输出轴；

变速机构部，该变速机构部含有能够使所述输出轴的旋转速度在多个变速比之间变化的齿轮系，在该齿轮系中，通过改变相互啮合的齿轮的组合能够切换所述变速比，

所述动力工具的特征在于，其包括：

变速切换操作部，该变速切换操作部能够在绕所述推力轴的方向转动，并且能够进行操作以改变所述齿轮系的齿轮之间的组合；

保持弹簧，该保持弹簧用于保持所述变速切换操作部的操作位置；

齿轮动作机构部，该齿轮动作机构部根据所述变速切换操作部的转动使所述齿轮系的变速用齿轮在所述推力轴的轴线方向移动；

施力机构部，该施力机构部根据所述变速切换操作部的转动对所述齿轮动作机构部施力，以使所述变速用齿轮在所述推力轴的轴线方向移动从而与对应于所述变速比的啮合齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于，

所述施力机构部是与所述变速切换操作部卡合并产生绕所述推力轴的方向的作用力的转动施力机构，该转动施力机构构成为利用绕所述推力轴的方向的作用力而在所述推力轴的轴线方向对所述齿轮动作机构部施力从而使所述变速用齿轮与所述啮合齿轮之间啮合。

3.根据权利要求2所述的动力工具，其特征在于，

所述施力机构部是推力施力机构，该推力施力机构将所述变速切换操作部在绕所述推力轴的方向的转动变换为所述齿轮动作机构部在所述推力轴的轴线方向的移动，并且，产生所述推力轴的轴线方向的作用力，该推力施力机构构成为利用所述推力轴的轴线方向的作用力而在所述推力轴的轴线方向对所述齿轮动作机构部施力从而使所述变速用齿轮与所述啮合齿轮之间啮合。

4.根据权利要求3所述的动力工具，其特征在于，

所述变速用齿轮是内齿轮，

所述推力施力机构包括：

弹簧，该弹簧能够通过与所述变速切换操作部卡合而在绕所述推力轴的方向弹性变形；

变速切换构件，该变速切换构件以借助所述弹簧能够与所述变速切换操作部卡合的方式配置在所述内齿轮的外周侧；

变换机构，该变换机构能够将所述变速切换构件在绕所述推力轴的方向的转动变换为所述齿轮动作机构在所述推力轴的方向的移动。

5.根据权利要求3所述的动力工具，其特征在于，

所述变速用齿轮是内齿轮，

所述推力施力机构包括：

移动构件，该移动构件与所述变速切换操作部卡合；

变换部，该变换部将所述变速切换操作部在绕所述推力轴的方向的转动变换为所述移动构件在所述推力轴的轴线方向的移动；

切换弹簧，该切换弹簧配置在所述内齿轮的外周侧，该切换弹簧固定于所述移动构件并且卡止在所述内齿轮的外周部。

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