JP2006263914A - コンビネーションドリル - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブモードのトルク制限設定値に影響を与えることなく、異なる動作モード間の切り換えが可能なコンビネーションドリルが望まれている。
【解決手段】コンビネーションドリルのクラッチバイパスが、モータおよび出力スピンドルに接続されたギアボックスを有する。ギアボックスは、リングギアを含む。モータから出力スピンドルへトルクを選択的に伝達するために、ギアボックスにクラッチ機構が連結される。クラッチ機構は、リングギアに隣接して配置された少なくとも１つのリンク部材と、リンク部材に隣接して配置された回転自在のモードセレクタとを含む。モードセレクタは、バイパス部材を受け入れことができる少なくとも１つの開口部を有する。モードセレクタは、バイパス部材がリンク部材と隣接しない第１の位置と、バイパス部材がリンク部材と隣接する第２の位置とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力ツールに関し、さらに詳しく言えば、異なる動作モード間の切り換えが可能なコンビネーションドリルに関する。

従来のコンビネーションドリルには、２つ以上の動作モードを備えるものがある。例えば、ドリルモードと呼ばれる第１のモードは、ドリル動作中にトルクを制限することなく、出力スピンドルの連続回転を与える。ドライブモードと呼ばれる第２のモードは、ねじ固定時の出力トルクを制限する。ハンマーモードと呼ばれる第３のモードは、石造および他の硬い材料に穴をあけやすいように、スピンドルに往復運動を与える。

このようなコンビネーションドリルは、典型的に、モータによって駆動されるギアボックスから出力スピンドルにトルクを伝達するためのばね式クラッチを含む。スピンドルおよびドリルハウジングに接続された一対のラチェットに、ハンマー／ドライバ／ドリルが設けられてもよい。ラチェットは、ドリル動作中に往復運動を発生させるために互いに協働し得る。ドリル動作モードおよびハンマー動作モードでコンビネーションドリルを使用するとき、クラッチは、ギアボックスからスピンドルへ伝達されるトルク量を制限することなく、スピンドルを連続回転させるようにしっかりと係合させて保持される。

しかしながら、異なる用途に対してドライバモードでコンビネーションドリルを使用する場合、ねじ頭、ねじ山、またはワークピースにダメージを与える可能性をなくすようにするために、出力トルクを調節することが必要なこともある。適切なトルク設定値は、材料の種類、使用するねじのサイズによることもある。トルクが高すぎれば、ワークピースがダメージを受けたり、ねじがダメージを受けたり破損したりすることもある。したがって、ドライブ動作モードの場合、クラッチは、ドライブモードの所定のトルクで滑ってしまうこともある。ドライブモードのトルク制限は、例えば、クラッチばねの圧縮を変更するトルク調節リングを使用して調節される。トルク調節リングがより高い設定値で設定されると、トルクも高くなる。トルク調節リングがより低い設定値で設定されると、トルクも低くなる。

ドリルモードとハンマーモードでは、トルク制限を設定する必要がないため、ドライブモードのトルク制限設定値に影響を及ぼさずに、コンビネーションドリルの異なる動作モード間を切り換えることが望ましい。したがって、本発明の１つの利点は、ユーザが、ドライブ、ドリル、およびハンマー動作モード間での切り換えを行う間、ドリルの同じトルク制限設定値を維持できることである。

本発明の１つの態様において、コンビネーションドリルが提供される。コンビネーションドリルは、モータおよび出力スピンドルに接続されたギアボックスを備える。ギアボックスは、リングギアを含む。ドリルは、モータから出力スピンドルへトルクを選択的に伝達するようにギアボックスに連結されたクラッチ機構をさらに備える。クラッチ機構は、リングギアに隣接して配置された少なくとも１つのリンク部材と、リンク部材に隣接して配置されたモードセレクタとを含む。モードセレクタは、バイパス部材を受け入れるように形成された少なくとも１つの開口部を有する。モードセレクタは、バイパス部材がリンク部材と隣接しない第１の位置と、バイパス部材がリンク部材と隣接する第２の位置とをさらに有する。

本発明の別の態様において、コンビネーションドリルは、出力スピンドル上に装着されたワッシャと、モータから出力スピンドルへトルクを選択的に伝達するようにギアボックスに連結されたクラッチ機構とをさらに備える。リンク部材は、ワッシャとリングギアとの間に配置され、ワッシャと選択的に係合するために、ワッシャに隣接してブロック部材が配置される。ブロック部材は、ブロック部材がワッシャと係合する第１の位置と、ブロック部材がワッシャと係合しない第２の位置とを有する。

本発明の別の態様において、コンビネーションドリルは、モータから出力スピンドルへトルクを選択的に伝達するようにギアボックスに連結されたクラッチ機構をさらに備える。リンク部材は、リングギアに隣接して配置され、リンク部材と選択的に係合するためにリンク部材に隣接してキャプチャ部材が配置される。リンク部材は、その一端に形成されたスロットを有する。ブロック部材は、キャプチャ部材がスロットに少なくとも部分的に収容される第１の位置と、キャプチャ部材がリンク部材と係合しない第２の位置とを有する。

以下、図１〜図３を参照すると、本発明の１つの実施形態によるコンビネーションドライバ／ドリルツール１０が示されている。このツール１０は、回転またはトルクを発生するためのモータ１１を取り囲むハウジング１２を含む。クラッチ機構１６を介して出力スピンドル１８にモータ１１のシャフトを回転自在に接続するために、ハウジング１２に減速ギアボックス１４が取り付けられる。クラッチ機構１６は、以下にさらに詳細に記載するように、ドリル動作モードとドライブ動作モードとの間でツール１０を切り換えることが可能である。出力スピンドル１８は、ワークピースと係合するためのツールビットを確実に把持するように適応された従来のチャック（図示せず）に取り付けられる。

ギアボックス１４は、少なくとも１つを含み、モータ１１の回転またはトルクの伝達およびモータ１１の減速を行うための従来構造を有する一対の遊星ギアセット２０および２２を含むように示されている。モータ１１のシャフトは、第２の遊星ギアセット２２を駆動する第１の遊星ギアセット２０と回転自在に係合する。当業者であれば認識できるように、第１および第２の遊星ギアセット２０および２２は、モータ１１の出力シャフトと、第２の遊星ギアセット２２のピニオンギア３４との間で二段ギア減速を行うために、後方ギアボックスハウジング２６内に配設される。高速ドリルおよびドライブ用途では高速レンジを選択し、または高出力およびトルク用途では低速レンジを選択するために、後方ギアボックスハウジング２６上に速度セレクタスイッチ（図示せず）が設けられてもよい。高速レンジでツール１０を使用する場合、速度は上がり、ドリルのトルクは低くなる。低速レンジでツール１０を使用する場合、速度は下がり、ドリルのトルクは高くなる。

ギアボックス１４は、スピンドル１８を回転させるようにクラッチ機構１６と協働するために、前方ギアボックスハウジング２８内に配設される第３の遊星ギアセット２４をさらに含んでもよい。第３の遊星ギアセット２４は、リングギア３０と、遊星ギアセット３２とを含む。リングギア３０は、前方ギアボックスハウジング２８の本体部分２８ａ内に回転自在に配置される。前方ギアボックスハウジング２８の本体部分２８ａは、後方ギアボックスハウジング２６に固定され、例えば、本体部分２８ａの外面上に形成されたねじ孔と、後方ギアボックスハウジング２６のフランジ上に形成された対応する貫通孔とに入れられるファスナ２９を用いて固定される。遊星ギア３２は、リングギア３０と、第２の遊星ギアセット２２のピニオンギア３４と噛み合う。遊星ギア３２は、遊星キャリア３６の軸方向突出部３６ａに回転自在に支持され、遊星キャリア３６は、スピンドル１８の後端部に連結されて共に回転する。スピンドル１８は、前方ギアボックスハウジング２８のショルダ部分２８ｂ内に回転自在に収容される。

このようにして、第２の遊星ギアセット２２のピニオンギア３４は、第３の遊星ギアセット２４の遊星ギア３２を駆動するように、太陽ギアとして動作する。リングギア３０が前方ギアボックスハウジング２８の本体部分２８ａ内に回転自在に固定されれば、遊星ギア３２は、ピニオンギア３４の周りを回り、キャリア３６およびスピンドル１８がピニオンギア３４の軸周りで回転するように駆動する。このように配設することで、ピニオン３４からスピンドル１８へトルクが確実に伝達される。対比的に、リングギア３０が、前方ギアボックスハウジング２８内で回転またはアイドリングすることがあれば、ピニオンギア３４は、スピンドル１８へトルクを伝達しないこともあり、その代わり、遊星ギア３２が、キャリア３６の軸方向突出部３６ａ上で遊星ギア自体の軸周りで滑るように駆動してもよい。

以下にさらに詳細に記載するように、リングギア３０が前方ギアボックスハウジング２８に対して選択的に回転できないようにするために、クラッチ機構１６と協働するためのリングギア３０の外側ショルダ上に、複数の突出部３０ａが円周状に形成される。突出部３０ａは、前方ギアボックスハウジング２８の本体部分２８ａに円周状に形成され、本体部分２８ａを貫通して延在する開口部セット３８と対称形で配設される。

クラッチ機構１６は、リンク部材セット４６、モードセレクタ４０、およびバイパス部材セット４４を含む。本体部分２８ａにある各開口部３８は、少なくとも１つのリンク部材４６、例えば、円筒状または球状部材を移動可能に収容する。例えば、リング形のモードセレクタ４０は、前方ギアボックスハウジング２８のショルダ部分２８ｂ上に回転自在に取り付けられ、本体部分２８ａに直接隣接したショルダ部分２８ｂ上に軸方向に固定される。以下にさらに詳細に記載するように、モードセレクタ４０には、異なる位置間で回転すると、モードセレクタ４０を固定するように、本体部分２８ａ上に形成された１つ又はそれ以上のノッチ３７と協働するノッチスプリング３９が設けられる。

本体部分２８ａにある貫通開口部３８と対称形で、モードセレクタ４０上に、１つの開口部、または図示するように、複数の開口部４２が円周状に形成される。モードセレクタ４０にある各開口部４２は、バイパス部材４４を移動可能に収容し、この部材の形は、例えば、球状部材、六角形、四角形、または円形の断面を有するピン、または他の形状である。このようにして、リンク部材４６は、本体部分２８ａの一端でリングギア３０のショルダと、本体部分の他端でバイパス部材４４と当接する。

モードセレクタ４０の前方にある前方ギアボックスハウジング２８のショルダ部分２８ｂ上に、止めワッシャ４８およびばね５０が緩く支持される。ばね５０は、バイアス部材４４をリンク部材４６と係合するように止めワッシャ４８を押圧して、リングギア３０のショルダに対してリンク部材４６にバイアスをかける。

ばね５０は、止めワッシャ４８と、前方ギアボックスハウジング２８のショルダ部分２８ｂ上に非回転自在に嵌められた環状のばね座５２との間に配置される。ばね座５２の内面およびショルダ部分２８ｂの外面は、ばね座５２がショルダ部分２８ｂに対して軸方向にのみ移動可能であるように形成された協働面を有する。例えば、ばね座５２の内面上に形成された放射状の突出部は、ショルダ部分２８ｂ上に形成された対応する軸方向スロットまたは溝に収容される。

ばね座５２は、止めワッシャ４８上に作用する力を変えるために、トルク調節リング５４の螺装された内側部分と係合するための螺装された外側部分を有する。トルク調節リング５４は、トルク調節リング５４の前端部上に配置されたエンドワッシャ５６を使用して、前方ギアボックスハウジング２８に軸方向に固定される。エンドワッシャ５６は、前方ギアボックスハウジング２８のショルダ部分２８ｂの前面に形成された取り付け孔に対応するように配設された貫通孔セットを規定する。トルク調節リング５４を軸方向に前方ギアボックスハウジング２８に固定するように、ショルダ部分２８ｂの取り付け孔に、エンドワッシャ５６の貫通孔に差し込まれたファスナセット５７が入れられる。

このように配設することで、トルク調節リング５４がハウジング２８に対して回転できるようになる。トルク調節リング５４が回転すると、その螺装された内側部分が、ばね座５２と係合し、軸方向に移動させる。トルク調節リング５４の回転方向は、止めワッシャ４８に作用する力を増減するために、ばね５０に対してばね座５２が送り出されているか、または離されているかを決定する。

ツール１０のドリルモードにおいて、モードセレクタ４０は、モードセレクタ４０にある開口部４２、およびその開口部に入れられたバイパス部材４４が、本体部分２８ａにある開口部３８から離れる方向に向けられるように、第１の位置へ回転する。このようにして、開口部３８内のリンク部材４６は、リングギア３０のショルダとモードセレクタ４０との間で軸方向に阻止される。このように配設すると、リングギア３０のショルダ上にある突出部３０ａがリンク部材４６と確実に係合することで、リングギア３０は、前方ギアボックスハウジング２８内で回転することができない。したがって、モータ１１は、リングギア３０をトルク制限することなく、回転を持続させるようにスピンドル１８を駆動する。

ツール１０のドライブモードにおいて、モードセレクタ４０は、モードセレクタに形成された開口部４２が、本体部分２８ａにある開口部３８と整列するように、第１の位置とは異なる第２の位置へ回転する。その結果、リンク部材４６およびバイパス部材４４は、止めワッシャ４８およびばね５０の力に対して軸方向に前方に配置され得る。スピンドルにかかる負荷が、リング３０にかかるトルクを打ち消すのに十分であれば、リングギア３０は、前方ギアボックスハウジング２８内で回転するように、突出部３０上にリンク部材４６を持ち上げる。特に、突出部３０ａは、リングギア３０が回転すると、軸方向にリンク部材４６にバイアスをかけるための傾斜表面を有する。リングギア３０がこのように回転可能にされると、モータ１１は、スピンドル１８にトルクを伝達しない。ドライブモードにおいて、リングギア３０のトルク制限は、上述したように、止めワッシャ４８に作用するばね力を変えるために、トルク調節リング５４を回転することによって調節される。

したがって、上述したように、リンク部材４６を阻止するためにモードセレクタ４０を使用して、クラッチ機構１６をこのように配設することで、ユーザは、ドライブモードのトルク制限設定値に影響を与えることなく、ドリル動作モードとドライブ動作モードとの間で切り換えを行うことができる。

図４〜図６に示す別の態様において、ドライバ／ドリルツール１０は、ハンマー動作モードを提供するハンマー機構をさらに含む。クラッチ機構１６は、以下にさらに記載するように、ドライブ、ドリル、およびハンマーの動作モード間でツール１０を切り換えることが可能である。

ハンマー機構は、前方ギアボックスハウジング２８のショルダ部分２８ｂ内に非回転自在に取り付けられた第１のラチェット部材５８を含む。第１のラチェット部材５８は、ショルダ部分２８ｂの内面に軸方向に形成されたスロット２８ｃに入れられる外周に形成された複数の垂直アライメントアーム５８ａを有する。本体部分２８ａに隣接するショルダ部分２８ｂの端部には、第１のラチェット部材の後ろ向きの軸運動を制限するために、第１のラチェット部材５８より実質的に小さい直径を有する環状ストップ面が形成される。スピンドル１８は、ショルダ部分２８ｂのストップ面内でプレス嵌合されるベアリング（図示せず）上で軸支される。

第１のラチェット部材５８と反対のスピンドル１８上に、第２のラチェット部材６０が非移動可能かつ非回転自在に取り付けられる。ラチェット５８、６０の対向する面上に複数の歯が形成されて、ラチェット５８、６０が回転係合状態にされると、軸方向に往復運動を発生させる。第１および第２のラチェット部材５８、６０は、以下にさらに詳細に記載するように、スピンドル１８に往復運動を与えるように選択的に係合され得る。

第２のラチェット部材６０の前方にあるスピンドル１８上に直接、一対のリング部材６２および６４が移動可能かつ回転自在に取り付けられる。リング部材６２および６４の間のスピンドル１８上に、コイルばね（図示せず）が支持される。コイルばねの端部は、リング部材６２および６４に取り付けられる。第２のリング部材６４の前方にあるスピンドル１８上に、カラー６８が固定される。コイルばねは、ばね部材６２および６４を軸方向に互いから離されることによって、第２のラチェット部材６０に対して第１のリング部材６２を、カラー６８に対して第２のリング部材６４にバイアスをかける。

第１のリング部材６２は、ショルダ部分２８ｂの内側部分のスロット２８ｃに入れられる外周に形成された連結アームセット６２ａを有することで、スピンドル１８がショルダ部分２８ｂ内で軸支されるときにショルダ部分２８ｂ内で第１のリング部材６２を回転自在に固定する。このように配設することで、スピンドル１８および第２のラチェット部材６０は、第１のラチェット部材５８に対して回転できるようになる。第１のリング部材６２の連結アーム６２ａはまた、スピンドル１８がショルダ部分２８ｂ内に軸支されるとき、第１のラチェット部材５８の垂直方向のアライメントアーム５８ａと隣接することによって、第１のラチェット部材５８および第２のラチェット部材６０は、通常、係合解除される。

第２のラチェット部材６０を第１のラチェット部材５８と係合状態にするために、第２のリング部材６４は、ショルダ部分２８ｂ内に緩く取り付けられる。特に、第２のリング部材６４は、第２のリング部材６４が回転できるようにショルダ部分２８ｂの内側部分のスロット２８ｃに緩く入れられる、外周に形成されたタブセット６４ａを含む。コイルばねの端部は、第２のリング部材６４が第１のリング部材６２の方へ軸方向に配置できないようにするために、連結アーム６２ａがタブ６４ａと当接するように、リング部材６２および６４を反対方向に回転させて促す。ばねのねじれ抵抗に対して第２のリング部材６４を回転すると、連結アーム６２との係合を解除するようにタブ６４ａを移動させる。タブ６４ａおよび連結アーム６２の係合が解除されるとき、スピンドル１８の軸方向の負荷により、カラー６８は、コイルばねを圧縮するように第２のリング部材６４を押圧することによって、スピンドル１８および第２のラチェット部材６０を第１のラチェット部材５８の方へ移動させ、ラチェット部材５８および６０の対向面をスピンドル１８の往復運動を発生するように係合状態にする。

第２のリング部材６４には、タブ６４ａの１つから放射状外向きに延在する作動レバー７０が設けられる。ショルダ部分２８ｂの内側部分のスロット２８ｃが、作動レバー７０を収容するように、ショルダ部分２８ｂの長さの少なくとも一部分にわたって軸方向に延在する開いた溝を形成する。タブ６４ａの反対にある作動レバー７０の端部は、その上に形成されたグラブ部材７２を含む。グラブ部材７２は、前方ギアボックスハウジング２８に隣接するモードセレクタ４０の内側円周状ショルダの周囲に形成されたレセス４１に収容される。

ツール１０のハンマーモードにおいて、モードセレクタ４０は、トルク調節リング５４を何ら調節することなく、第３の位置に回転する。特に、レセス４１は、グラブ部材７２と係合することなく、ドリルモードに対応する第１の位置と、ドライブモードに対応する第２の位置との間でモードセレクタ４０が回転できるような寸法である。モードセレクタ４０の第３の位置において、レセス４１の内面は、第２のリング部材６４を回転するようにグラブ部材７２と係合して、連結アーム６２との係合を解除するようにタブ６４ａを移動させる。このようにして、スピンドル１８の軸方向の負荷により、スピンドル１８の往復運動を発生させるために、ラチェット部材５８および６０を互いに係合状態にする。

したがって、上述したように、リンク部材４６を阻止するためにモードセレクタ４０を使用して、クラッチ機構１６をこのように配設すると、ユーザは、ドライブモードのトルク制限設定値に影響を及ぼすことなく、ドリル、ドライブ、およびハンマーの動作モード間で切り換えできるようにする。

本発明の別の実施形態によれば、ドリルツール１１０が、図７〜図１０に示すように、モータ（図示せず）のシャフトをクラッチ機構１１６を介して出力スピンドル１１８に回転自在に接続するためのギアボックス（図示せず）を含む。クラッチ機構１１６は、以下にさらに詳細に記載するように、ドリルモードとドライブモードとの間でツール１１０を切り換えることが可能である。出力スピンドル１１８は、ワークピースと係合するためのツールビットを確実に把持するように適応された従来のチャック（図示せず）に取り付けられる。

上述したように、ギアボックスは、モータの回転またはトルクの伝達およびモータの減速を行うための従来構造を有する一対の遊星ギアセット２０および２２を含む。ギアボックスは、上述したように、クラッチ機構１１６の制御下でスピンドル１１８を回転するように、前方ギアボックスハウジング１２８内に配設される第３の遊星ギアセット２４をさらに含む。第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０には、リングギア３０が前方ギアボックスハウジング１２８に対して選択的に回転できないようにするために、クラッチ機構１１６と協働する複数の隆起突出部３０ａが円周状に形成される。

クラッチ機構１１６は、ブロックアセンブリ１４０およびリンク部材１４６を含む。リンク部材１４６は、任意の適切な形状、例えば、四角形、六角形、または円形の断面を有する球状の部材またはピンの形をしたものであってもよい。リンク部材１４６は、前方ギアボックルハウジング１２８の本体部分１２８ａ上に円周状に形成され、貫通して延在する開口部セット１３８に移動可能に収容される。前方ギアボックスハウジング１２８のショルダ部分１２８ｂ上のリンク部材１４６に隣接して、止めワッシャ１４８が移動可能に装着されることによって、リンク部材１４６は、本体部分１２８ａの一端で第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０と、本体部分１２８ａの他端で止めワッシャ１４８と当接する。

止めワッシャ１４８と環状ばね座５２との間に位置するばね５０が、ワッシャ１４８をリンク部材１４６および前方ギアボックスハウジング１２８の本体部分１２８ａとに対して促すようにワッシャ１４８に作用する。このようにして、リンク部材１４６は、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０の前面に対してバイアスがかけられる。上述したように、環状ばね座５２は、止めワッシャ１４８およびリンク部材１４６上に作用するバイアス力を変化させるように、トルク調節リング５４と係合する。

ブロックアセンブリ１４０は、止めワッシャ１４８に隣接した前方ギアボックスハウジング１２８上に配設される。ブロックアセンブリ１４０は、リンク部材１４６が軸方向に変位しないように止めワッシャ１４８を選択的に係合するために、例えば、押しピン、ロッド、ジベル、またはリベットの形をしたブロック部材１４２を含む。ワッシャ１４８から離れるようにブロック部材１４２にバイアスをかけるように、ブロック部材１４２上に戻りばねが取り付けられてもよい。

ツール１１０のドリルモードにおいて、ブロックアセンブリ１４０は、図８および図１０に示すように、ブロック部材１４２がワッシャ１４８と隣接するように手動で押し下げられる。このようにして、ワッシャ１４８は、前方ギアボックスハウジング１２８の本体部分１２８ａと、ブロック部材１４２との間で軸方向に係合される。その結果、リンク部材１４６は、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０と、ワッシャ１４８との間で阻止され、リングギア３０上の隆起突出部３０ａと確実に係合する。このように配設することで、上述したように、前方ギアボックスハウジング２８内の第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０が回転自在に固定される。したがって、モータは、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０のトルクを制限することなく、回転を持続させるようにスピンドル１８を駆動する。

ツール１１０のドライブモードにおいて、ブロック部材１４２は、図７および図９に示すように、ブロック部材１４２が止めワッシャ１４８との係合から引かれるように解除される。このように配設することで、リンク部材１４６は、ワッシャ１４８に作用するばね５０の力に対して軸方向に移行できる。このようにして、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０は、上述したように、スピンドル１１８の負荷がリングギア３０にかかるトルクを打ち消すのに十分であるとき、スピンドル１１８の代わりに、モータがリングギア３０を駆動できるように、前方ギアボックスハウジング１２８内で回転可能になる。ドライブモードにおいて、リングギア３０のトルク制限は、図１および図４に示す止めワッシャ４８を参照して上述したように、止めワッシャ１４８に作用するばね力を変えるように、トルク調節リング５４を回転することによって調節される。

ツール１１０はまた、スピンドル１１８に往復運動を選択的に与えるためのハンマー機構を含んでもよい。例えば、上述したように、ハンマー機構は、ラチェット部材５８および６０が回転係合状態にあるときに往復運動を発生するように、前方ギアボックスハウジング１２８内に取り付けられた一対のラチェット部材５８および６０を含む。ラチェット部材５８および６０を選択的に係合するために、上述したように、ラチェット部材５８および６０の前方にあるスピンドル１１８上に、一対のリング部材６２および６４が取り付けられる。第２のリング部材６４には、例えば、ワッシャ１４８とトルク調節リング５４との間に位置する、例えば、リングの形をしたハンマーモードセレクタ（図示せず）によって回転自在に係合可能な作動レバー７０が設けられる。このようにして、ハンマーモードセレクタを一方向に回転させると、第２のリング部材６４を回転させるために作動レバー７０と係合することによって、上述したように、スピンドル１１８の軸方向の負荷により、ラチェット部材５８および６０が回転係合状態になる。同様に、ハンマーモードを反対方向に回転させると、ラチェット部材５８および６０が回転係合状態にならないようにするために、作動レバー７０との係合を解除する。当業者であれば、作動レバー７０は、他の形態として、トルク調節リング５４によって係合されて、追加のハンマーモードセレクタの必要性をなくすことができるを認識できるであろう。このような配設において、ラチェット部材５８および６０を回転係合状態にしたり、その状態から解除したりするためには、トルク調節リングの回転が必要である。

別の態様において、ブロックアセンブリ１４０は、図１１および図１２に示すように、ブロックリング１６０を含む。ブロックアセンブリ１４０は、ワッシャ１４８上に回転自在に取り付けられ、前方ギアボックスハウジング１２８の本体部分１２８ａに軸方向に固定される。ワッシャ１４８の前方に軸方向に延在するように、リング１６０の内側ショルダ上に、突出部１６２が形成される。突出部１６２を受け入れるために、ワッシャ１４８の外面に、軸方向スロット１４９が設けられる。

突出部１６２がワッシャ１４８の表面と隣接するようにリング１６０が回転すると、ワッシャ１４８は、リング１６０と本体部分１２８ａとの間で軸方向に係合される。その結果、リンク部材１４６は、リングギア上で隆起突出部と確実に係合し、前方ギアボックスハウジング２８内でリングギアを回転自在に固定するように、第３の遊星ギアのリングギアとワッシャ１４８との間で阻止される。したがって、このような配設は、モータが、リングギアのトルクを制限することなく、回転を持続させるようにスピンドル１８を駆動するツール１１０のドリルモードに対応する。

突出部１６２およびスロット１４９が同軸方向に整列されるようにリング１６０が回転すると、ワッシャ１４８は、前方ギアボックスハウジング１２８の本体部分１２８ａ上で軸方向に移動可能である。このように配設することで、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０が、前方ギアボックスハウジング１２８内で回転自在であるように、リンク部材１４６は、軸方向に移行することができる。したがって、この配設は、ツール１１０のドライブモードに対応する。

本発明の別の実施形態によれば、ドリルツール２１０が、図１３〜図２１に示すように、モータ（図示せず）のシャフトをクラッチ機構２１６を介して出力スピンドル２１８に回転自在に接続するためのギアボックス（図示せず）を含む。クラッチ機構２１６は、以下にさらに詳細に記載するように、ドリルモードとドライブモードとの間でツール２１０を切り換えることが可能である。出力スピンドル２１８は、ワークピースと係合するためのツールビットを確実に把持するように適応された従来のチャック（図示せず）に取り付けられる。

上述したように、ギアボックスは、モータの回転またはトルクの伝達およびモータの減速を行うための従来構造を有する一対の遊星ギアセットを含む。ギアボックスは、上述したように、クラッチ機構２１６の制御下でスピンドル２１８を回転するように、前方ギアボックスハウジング２２８内に配設される第３の遊星ギアセット（図示せず）をさらに含む。第３の遊星ギアセットのリングギアには、リングギアが前方ギアボックスハウジング２２８に対して選択的に回転できないようにするために、クラッチ機構２１６と協働する複数の隆起突出部が円周状に形成される。

クラッチ機構２１６は、キャプチャアセンブリ２４０およびスロット付きリンク部材セット２４６を含む。各リンク部材２４６は、図１７〜図１９に示すように、その一端にスロット２４６ａを含む。例えば、リンク部材２４６は、その一端に溝を有するピンの形をしたものであってもよい。リンク部材２４６は、前方ギアボックスハウジング２２８の本体部分２２８ａに形成され、貫通して延在する開口部セット２３８に移動可能に収容される。前方ギアボックスハウジング２２８のショルダ部分２２８ｂ上のリンク部材２４６の前方に、止めワッシャ２４８が移動可能に装着されることによって、リンク部材２４６は、本体部分２２８ａの一端で第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０と、本体部分２２８ａの他端で止めワッシャ２４８と当接する。

止めワッシャ２４８と環状ばね座５２との間に位置するばね５０が、ワッシャ２４８をリンク部材２４６に対して促すようにワッシャ２４８に作用する。このようにして、リンク部材２４６は、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０の前面に対してバイアスがかけられる。図１および図４に示す止めワッシャ４８を参照しながら上述したように、環状ばね座５２は、止めワッシャ２４８およびリンク部材２４６上に作用するバイアス力を変えるように、トルク調節リング５４と係合する。

キャプチャアセンブリ２４０は、止めワッシャ２４８に隣接した前方ギアボックスハウジング２２８上に配設される。特に、キャプチャアセンブリ２４０は、前方ギアボックスハウジング２２８に対して軸方向にリンク部材２４６を固定するために、リンク部材２４６のスロット２４６ａの少なくとも１つに選択的に収容された少なくとも１つのキャプチャ部材２４２を含む。

１つの態様において、キャプチャアセンブリ２４０は、図１３〜図１５に示すように、その一端に形成された少なくとも１つのブラケット２４２ａを含むプッシュボタン２４２を備える。ブラケット２４２ａは、リンク部材２４６を軸方向に捕捉するための遊びがなくても、リンク部材２４６の溝またはスロット２４６ａに密接に収容される寸法である。リンク部材２４６から離れるようにプッシュボタン２４２にバイアスをかけるために、キャプチャセンブリ２４０上に戻りばねが取り付けられてもよい。

ツール２１０のドリルモードにおいて、プッシュボタン２４２は、リンク部材２４６の溝またはスロット２４６ａにブラケット２４２ａと係合するように手動で押し下げられる。このように配設すると、リンク部材２４６は、前方ギアボックスハウジング２２８内で第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０を回転自在に固定するように軸方向に捕捉される。したがって、モータは、リングギア３０のトルクを制限することなく、回転を持続させるようにスピンドル２１８を駆動する。

ツール２１０のドライブモードにおいて、プッシュボタン２４２は、ブラケット２４２ａがリンク部材２４６の溝またはスロット２４６ａから引き出されるように解除される。このように配設することで、リンク部材２４６は、軸方向に移行することができる。このようにして、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０は、前方ギアボックスハウジング２２８内で回転自在にされる。

別の態様において、キャプチャアセンブリ２４０は、図１６に示すように、リンク部材２４６を収容するために円周状に形成された円弧状の開口部２４５を含むリング２４４を備える。リング２４４は、リンク部材２４６の溝またはスロット２４６ａの周りに開口部２４５が位置するように、止めワッシャ２４８の後方にショルダ部分２２８ｂの上に回転自在に取り付けられる。各円弧状の開口部２４５は、リンク部材１４６を固定するように遊びがなく円周状の溝またはスロット２４６ａに密接に収容されるような寸法であるテーパ部分２４５ａを含む。

ツール２１０のドリルモードにおいて、リング２４４は、開口部２４５のテーパ部分２４５ａ内でリンク部材２４６を捕捉するように、第１の方向に回転することによって、前方ギアボックスハウジング２８内に第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０を回転自在に固定する。

ツール２１０のドライブモードにおいて、リング２４４は、リング部材２４６が開口部２４５を介して軸方向に移動可能であるように、開口部２４５のテーパ部分２４５ａからリンク部材２４６の係合を解除するように、反対の方向に回転する。このようにして、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０は、前方ギアボックスハウジング１２８内で回転自在にされる。

別の態様において、スロット２４６ａは、図２０〜図２１に示すように、その一端でリンク部材２４６の長手軸と交差して形成された貫通孔を備える。キャプチャアセンブリ２４０は、リンク部材２４６を軸方向に捕捉するように、リンク部材２４６の貫通孔またはスロット２４６ａに収容されたピン２４３を含む。リンク部材２４６から離れるようにピン２４３にバイアスをかけるためのキャプチャアセンブリ２４０上に、戻りばねが取り付けられてもよい。

ツール２１０のドリルモードにおいて、キャプチャアセンブリ２４０は、リンク部材２４６の貫通孔またはスロット２４６ａにおいてピン２４３と係合するように押し下げられる。このように配設することで、リンク部材１４６は、前方ギアボックスハウジング２２８内で第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０を回転自在に固定するように軸方向に捕捉される。したがって、モータは、リングギア３０のトルクを制限することなく、回転を持続させるようにスピンドル２１８を駆動する。

ツール２１０のドライブモードにおいて、キャプチャアセンブリ２４０は、ピン２４３が、リンク部材２４６の貫通孔またはスロット２４６ａから引き出されるように解除される。このように配設することで、リンク部材２４６は、軸方向に移行することができる。このようにして、第３の遊星ギアセット２４のリングギア３０は、前方ギアボックスハウジング２２８内で回転自在にされる。

ツール２１０はまた、スピンドル２１８に往復運動を選択的に与えるためのハンマー機構を含んでもよい。例えば、上述したように、ハンマー機構は、ラチェット部材５８および６０が回転係合状態になるときに往復運動を発生するように、前方ギアボックスハウジング２２８内に取り付けられた一対のラチェット部材５８および６０を含む。ラチェット部材５８および６０を選択的に係合するために、上述したように、ラチェット部材５８および６０の前方にあるスピンドル２１８上に、一対のリング部材６２および６４が取り付けられる。第２のリング部材６４には、例えば、ワッシャ２４８とトルク調節リング５４との間に位置する、例えば、リングの形をしたハンマーモードセレクタ（図示せず）によって回転自在に係合可能な作動レバー７０が設けられる。このようにして、ハンマーモードセレクタを一方向に回転させると、第２のリング部材６４を回転させるために作動レバー７０と係合することによって、上述したように、スピンドル２１８の軸方向の負荷により、ラチェット部材５８および６０が回転係合状態になる。同様に、ハンマーモードを反対方向に回転させると、ラチェット部材５８および６０が回転係合状態にならないようにするために、作動レバー７０との係合を解除する。当業者であれば、作動レバー７０は、他の形態として、トルク調節リング５４によって係合されて、追加のハンマーモードセレクタの必要性をなくすことができることを認識するであろう。このような配設において、ラチェット部材５８および６０を回転係合状態にしたり、その状態から解除したりするためには、トルク調節リングの回転が必要である。

さらに、上述したギアボックス１４の配設は、制限ではなく例示的であることを意味する。当業者であれば、本発明により、他のギアボックスシステムでも、モータ１１の回転またはトルクを伝達でき、モータ１１を減速することができることを認識するであろう。例えば、ギアボックス１４は、前方ギアボックスハウジング２８に対して第１の遊星ギアセットのリングギアが回転自在に固定されるときのみ、スピンドル１８にトルクが伝達されるように配設された第１、第２、および第３の遊星ギアセットを含んでもよい。第１の遊星ギアセットのリングギアが、前方ギアボックスハウジング２８内で回転またはアイドリングすることがあれば、スピンドル１８、１１８、または２１８にトルクが伝達されなくてもよい。この配設において、リンク部材４６、１４６、または２４６は、リンク部材４６、１４６、または２４６が、第１の遊星ギアセットのリングギアおよびトルク調節リング５４と当接するように、前方ギアボックスハウジング２８上に形成されたガイド開口部または溝を通過してもよい。第１の遊星ギアセットのリングギアは、上述したように、前方ギアセットハウジング２８に対してリングギアが選択的に回転できないようにするために、クラッチ機構１６、１１６、または２１６と協働するために円周状に形成された突出部を有してもよい。

したがって、前述した詳細な記載は、制限的なものではなく例示的なものとしてみなされるべきであることを意図したものであり、本発明の趣旨および範囲を規定するように意図されたすべての均等物を含む特許請求の範囲であることを理解されたい。

本発明の１つの実施形態によるコンビネーションドライバ／ドリルの部分拡大図である。 図１のドライバ／ドリルの別の部分拡大図である。 図１のドライバ／ドリルの部分断面を示した側面図である。 ハンマー機構を備えた図１のドライバ／ドリルの部分拡大図である。 図４のドライバ／ドリルのハンマー機構を示す別の部分拡大図である。 図４のドライバ／ドリルのハンマー機構を示す別の部分拡大図である。 ドライバモードにあるブロックアセンブリを示す、本発明の別の実施形態によるクラッチ機構の部分断面を示した斜視図である。 ドリルモードにあるブロックアセンブリを示す、図７のクラッチ機構の部分断面を示した斜視図である。 図７のクラッチ機構の断面を示した部分側面図である。 図８のクラッチ機構の断面を示した部分側面図である。 図７のクラッチ機構の別の態様による、ドライバモードにあるブロックアセンブリの部分側面図である。 ドリルモードにある図１１のブロックアセンブリの部分側面図である。 ドライバモードにあるキャプチャアセンブリを示す、本発明の別の実施形態によるクラッチ機構の部分断面を示した斜視図である。 ドリルモードにあるキャプチャアセンブリを示す、図１３のクラッチ機構の部分断面を示した斜視図である。 図１４のキャプチャアセンブリの断面を示した部分側面図である。 図１３のクラッチ機構の別の態様によるキャプチャアセンブリの部分側面図である。 図１３のクラッチ機構のリンク部材の側面図である。 図１３のクラッチ機構の別のリンク部材の側面図である。 図１３のクラッチ機構の別のリンク部材の側面図である。 図１３のクラッチ機構の別の態様によるキャプチャアセンブリの部分側面図である。 図２０のクラッチ機構のリンク部材の平面図である。

符号の説明

１０ コンビネーションドライバ／ドリルツール
１１ モータ
１２ ハウジング
１４ 減速ギアボックス
１６ クラッチ機構
１８ 出力スピンドル
２０、２２、２４ 遊星ギアセット
２６ 後方ギアボックスハウジング
２８ 前方ギアボックスハウジング
２８ｂ 前方ギアボックスのショルダ部分
２９ ファスナ
３０ リングギア
３４ ピニオンギア
３６ 遊星キャリア
３６ａ 遊星キャリアの軸方向突出部
３８ 開口部セット
４０ モードセレクタ
４４ バイパス部材セット
４６ リンク部材
４８ 止めワッシャ
５０ ばね
５２ ばね座
５４ トルク調節リング

Claims (19)

1. モータおよび出力スピンドルに接続され、リングギアを含むギアボックスと、
   前記モータから前記出力スピンドルにトルクを選択的に伝達するように、前記ギアボックスに連結されたクラッチ機構とを備えるコンビネーションドリルであって、前記クラッチ機構が、
   前記リングギアに隣接して配置された少なくとも１つのリンク部材と、
   前記少なくとも１つのリンク部材に隣接して配置され、バイパス部材を受け入れるための少なくとも１つの開口部があり、前記バイパス部材が前記少なくとも１つのリンク部材と隣接しない第１の位置と、前記バイパス部材が前記少なくとも１つのリンク部材と隣接する第２の位置とをさらに有するモードセレクタとを含む、コンビネーションドリル。
2. 前記モードセレクタに隣接して配置されたワッシャと、前記ワッシャと同軸に取り付けられたばね座と、前記ばね座を軸方向に移動させるために前記ばね座上に回転自在に取り付けられたトルク調節リングと、前記第２の位置において前記少なくとも１つのリンク部材に対してバイアス力をかけるために、前記ワッシャと前記ばね座との間に配置されたばねとを含むトルク調節機構をさらに備え、前記トルク調節リングが回転すると、前記ばね座が軸方向に移動して、前記バイアス力を変化させる、請求項１に記載のコンビネーションドリル。
3. ギアボックスハウジングに非回転自在に取り付けられ、前記出力スピンドル上に固定して取り付けられた第２のラチェットから前記第１および第２の位置において間隔を置いて設けられた第１のラチェットを含むハンマー機構をさらに備え、前記モードセレクタが、前記バイパス部材が前記少なくとも１つのリンク部材から離れて回転する第３の位置をさらに有し、前記第２のラチェット部材が、前記出力スピンドルの往復運動を発生するために、前記第１のラチェット部材と係合するような位置に設けられる、請求項１に記載のコンビネーションドリル。
4. 前記ギアボックスが、前記モータの回転を伝達し、前記モータを減速するために、第１の遊星ギアセットおよび第２の遊星ギアセットを含む、請求項１に記載のコンビネーションドリル。
5. 前記ギアボックスが、前記リングギアを回転自在に配置した第３の遊星ギアセットをさらに含む、請求項４に記載のコンビネーションドリル。
6. 前記ギアボックスが、前記少なくとも１つのリンク部材を受け入れるために、円周状に形成された少なくとも１つの開口部をさらに有し、前記リングギアが、前記リングギアを選択的に回転自在に固定するように前記少なくとも１つのリンク部材を係合するために、円周状に形成された少なくとも１つの突出部を含む、請求項１に記載のコンビネーションドリル。
7. モータおよび出力スピンドルに接続され、リングギアを含むギアボックスと、
   前記出力スピンドルに隣接して取り付けられたワッシャと、
   前記モータから前記出力スピンドルにトルクを選択的に伝達するように、前記ギアボックスに連結されたクラッチ機構とを備えるコンビネーションドリルであって、前記クラッチ機構が、
   前記ワッシャと前記リングギアとの間に配置された少なくとも１つのリンク部材と、
   前記ワッシャと選択的に係合するために前記ワッシャに隣接して配置されたブロック部材とを含み、前記ブロック部材が、前記ブロック部材が前記ワッシャと係合する第１の位置と、前記ブロック部材が前記ワッシャと係合しない第２の位置と有する、コンビネーションドリル。
8. 前記ワッシャと同軸に取り付けられたばね座と、前記ばね座を軸方向に移動させるために前記ばね座上に回転自在に取り付けられたトルク調節リングと、前記第２の位置において前記少なくとも１つのリンク部材に対してバイアス力をかけるために、前記ワッシャと前記ばね座との間に配置されたばねとを含むトルク調節機構をさらに備え、前記トルク調節リングが回転すると、前記ばね座が軸方向に移動して、前記バイアス力を変化させる、請求項７に記載のコンビネーションドリル。
9. ギアボックスハウジングに非回転自在に取り付けられ、前記出力スピンドル上に固定して取り付けられた第２のラチェットから前記第１および第２の位置において間隔を置いて設けられた第１のラチェットを含むハンマー機構と、前記ギアボックスハウジング上に取り付けられ、前記ブロック部材の前記第１の位置において前記出力スピンドルの往復運動を発生するように、前記第２のラチェット部材が前記第１のラチェット部材と係合可能な状態になる第３の位置を有するハンマーモードセレクタとをさらに備える、請求項７に記載のコンビネーションドリル。
10. 前記ブロック部材が、押しピンを含み、前記押しピンが、前記ワッシャと軸方向に係合するために前記ワッシャの前方において手動で押し下げられると、前記押しピンが前記ワッシャと隣接する、請求項７に記載のコンビネーションドリル。
11. 前記クラッチ機構が、前記ワッシャから離れるように前記押しピンを促すために、前記押しピン上に取り付けられた戻りばねをさらに備える、請求項１０に記載のコンビネーションドリル。
12. 前記ブロック部材が、前記ワッシャ上に回転自在に取り付けられたブロックリングを含み、前記ブロックリングが、前記ワッシャを軸方向に係合するために、前記ワッシャの前方に延在する、前記ブロックリングに形成された突出部を含む、請求項７に記載のコンビネーションドリル。
13. モータおよび出力スピンドルに接続され、リングギアを含むギアボックスと、
    前記モータから前記出力スピンドルにトルクを選択的に伝達するように、前記ギアボックスに連結されたクラッチ機構とを備えるコンビネーションドリルであって、前記クラッチ機構が、
    前記リングギアに隣接して配置され、スロットを有する少なくとも１つのリンク部材と、
    前記少なくとも１つのリンク部材を選択的に係合するために前記少なくとも１つのリンク部材に隣接して配設されたキャプチャ部材とを含み、前記キャプチャ部材が前記スロットに少なくとも部分的に受け入れられる第１の位置と、前記キャプチャ部材が前記少なくとも１つのリンク部材と係合しない第２の位置とを有する、コンビネーションドリル。
14. 前記少なくとも１つのリンク部材に隣接して前記出力スピンドルに装着されたワッシャと、前記ワッシャと同軸に取り付けられたばね座と、前記ばね座を軸方向に移動させるために前記ばね座上に回転自在に取り付けられたトルク調節リングと、前記第２の位置において前記少なくとも１つのリンク部材に対してバイアス力をかけるために、前記ワッシャと前記ばね座との間に配置されたばねとを含むトルク調節機構をさらに備え、前記トルク調節リングが回転すると、前記ばね座が軸方向に移動して、前記バイアス力を変化させる、請求項１３に記載のコンビネーションドリル。
15. ギアボックスハウジングに非回転自在に取り付けられ、前記出力スピンドル上に固定して取り付けられた第２のラチェットから前記第１および第２の位置において間隔を置いて設けられた第１のラチェットを含むハンマー機構と、前記ギアボックスハウジング上に取り付けられ、前記ブロック部材の前記第１の位置において前記出力スピンドルの往復運動を発生するように、前記第２のラチェット部材が前記第１のラチェット部材と係合可能な状態になる第３の位置を有するハンマーモードセレクタとをさらに備える、請求項１３に記載のコンビネーションドリル。
16. 前記少なくとも１つのリンク部材が、円周状の溝を規定する端部分を有するピンを含む、請求項１３に記載のコンビネーションドリル。
17. 前記キャプチャ部材が、前記スロットにおいて前記少なくとも１つのリンク部材と係合するための少なくとも１つのブラケットを有するプッシュボタンを含む、請求項１６に記載のコンビネーションドリル。
18. 前記キャプチャ部材が、前記少なくとも１つのリンク部材を受け入れるための円弧状の開口部を規定するリングを含み、前記円弧状の開口部が、前記スロットにおいて前記少なくとも１つのリンク部材と係合するためのテーパ部分を有する、請求項１６に記載のコンビネーションドリル。
19. 前記スロットが、貫通孔を規定する端部分を含み、前記キャプチャ部材が、前記少なくとも１つのリンク部材と係合するための前記貫通孔に受け入れられるピンを含む、請求項１３に記載のコンビネーションドリル。