JP2009072903A - 電動工具および変速機構 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズの大型化を抑制しつつ変速比を２に近付けることが可能な変速機構および電動工具を得る。
【解決手段】第２プラネタリギア６３を内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとを含むダブルピニオン式とし、軸方向にスライド可能に設けられる第２キャリア６４を動かすことで、第２サンギア６１から内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂを経て第２リングギア６２に回転が伝達される減速状態と、第２サンギア６１と第２リングギア６２とが一対一で回転する非減速状態と、を切り替える切替機構９を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速機構を有する電動工具およびその変速機構に関する。

従来の電動工具として、ハウジング内に収容された駆動源としてのモータと、ハウジングの先端側に設けた出力軸との間に、変速機構付きの減速機構が設けたものがある（例えば特許文献１）。この種の電動工具では、特許文献１に開示されるように、サンギアに回転を入力しプラネタリギアのキャリアから回転を出力する遊星歯車機構を用いるのが一般的である。そして、減速しない状態（減速比＝１）と、遊星歯車機構によって減速する状態（減速比＝Ｄ）と、を切り替えることで、変速比をＤ（＝Ｄ／１）とすることができる。

ところで、この種の変速機構付きの減速機構や当該変速機構を有する電動工具では、変速比を２に近付ける程度に小さく設定するのが好ましい場合がある。しかしながら、特許文献１の遊星歯車機構のように、サンギアに回転を入力しプラネタリギアのキャリアから回転を出力するタイプでは、遊星歯車機構の構成上、減速比を２に設定することが不可能である。したがって、特許文献１の遊星歯車機構を用いて、減速しない状態と、遊星歯車機構によって減速する状態と、を切り替える構成では、変速比を２に設定することができない。

また、特許文献１の遊星歯車機構では、減速比を２に近付けるほど、リングギアとサンギアとの径の差が小さくなってプラネタリギアの径が小さくなる。しかし、プラネタリギアおよびその支軸の剛性および強度を確保する観点から、プラネタリギアの径には下限値が設定される。この点を考慮すれば、リングギアとサンギアの径を大きくするほど減速比を２に近付けやすくなるが、電動工具内に収納する遊星歯車機構のサイズという観点から、リングギアの径には上限値が設定される。したがって、実際には、特許文献１の遊星歯車機構のように、サンギアに回転を入力しプラネタリギアのキャリアから回転を出力するタイプでは、減速比の下限値は２．５程度となり、ひいては、減速しない状態と、遊星歯車機構によって減速する状態と、を切り替える場合の変速比の下限値は、２．５程度となってしまう。

これに対し、特許文献２に開示される電動工具では、減速比の異なる遊星歯車機構を２段直列に配置し、拘束するリングギアを選択的に切り替えることで、減速比を変化させるようにしている。かかる方式では、例えば、減速比が３の段と６の段とを設けてこれを切り替えるように構成することができれば、変速比２を実現することができる。
特開平７−９３５７号公報 特許２５３０６３８号公報

しかしながら、特許文献２に開示される構成は、遊星歯車機構を２段設けている分、特許文献１に比べて遊星歯車機構のサイズが軸方向に大きくなってしまう。

さらに、減速比の小さい段については、プラネタリギアの剛性および強度を確保する観点から、減速比を小さくするほどリングギアが大きくなり、減速比の大きい段については、サンギアの剛性および強度を確保する観点から、減速比を大きくするほどリングギアが大きくなるため、実際には、遊星歯車機構のサイズは径方向にも大きくなりがちである。

そこで、本発明は、サイズの大型化を抑制しつつ変速比を２に近付けることが可能な変速機構および電動工具を得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、ハウジング内に収容したモータと、ハウジングの先端側に設けた出力軸と、これらモータと出力軸との間に介在する少なくとも一つの遊星歯車機構と、を備える電動工具において、少なくとも一つの上記遊星歯車機構が、モータ側からの回転が入力されるサンギアと、出力軸側に回転を出力するリングギアと、上記サンギアに噛合する内側プラネタリギアと、上記内側プラネタリギアに噛合するとともにリングギアに噛合する外側プラネタリギアと、上記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを回転自在に保持するキャリアと、軸方向にスライド可能に設けられる少なくとも一つの切替部材を有し、当該切替部材を動かすことで、上記サンギアから上記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを経てリングギアに回転が伝達される減速状態と、サンギアとリングギアとが一対一で回転する非減速状態と、を切り替える切替機構と、を有することを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、上記非減速状態では、上記サンギアとリングギアとの間に上記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアが噛合した状態で介在するとともに、上記キャリアがサンギアおよびリングギアのうち少なくともいずれか一方と係合することで、サンギアとリングギアとが一対一で回転することを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、上記切替部材として、上記サンギア、リングギア、内側プラネタリギア、および外側プラネタリギアとは別個の連結部材を有することを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、上記切替部材は上記キャリアであることを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、上記キャリアに、上記サンギアおよびリングギアのうち非減速状態で係合相手となる方と係合する歯車状の係合部を設けたことを特徴とする。

請求項６の発明にあっては、上記減速状態では、上記キャリアがハウジング側に係合されることを特徴とする。

請求項７の発明にあっては、上記非減速状態では、上記サンギアとリングギアとが相互に係合して一対一で回転することを特徴とする。

請求項８の発明にあっては、上記切替部材は、上記サンギアおよびリングギアのうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする。

請求項９の発明にあっては、変速機構であって、駆動源からの回転が入力されるサンギアと、出力軸側に回転を出力するリングギアと、上記サンギアに噛合する内側プラネタリギアと、上記内側プラネタリギアに噛合するとともにリングギアに噛合する外側プラネタリギアと、上記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを回転自在に保持するキャリアと、軸方向に出力軸に設けられる少なくとも一つの切替部材を有し、当該切替部材を動かすことで、上記サンギアから上記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを経てリングギアに回転が伝達される減速状態と、サンギアとリングギアとが一対一で回転する非減速状態と、を切り替える切替機構と、を備えることを特徴とする。

請求項１または請求項９の発明によれば、サンギアとリングギアとの間に介在するプラネタリギアを、上記内側プラネタリギアと外側プラネタリギアとが相互に噛合するダブルピニオン式としたため、サンギアとリングギアとの回転方向を同一にすることができる。このため、サンギアとリングギアとが一体回転された状態と、プラネタリギアの介在よって減速された状態とを切り替える場合、回転方向を切り替えるギア等やモータ自体の回転方向を切り替えるための構成等を要することなくより円滑なギアチェンジが可能となる上、双方の場合でリングギアの回転方向が同一であるため、当該リングギアの回転を出力に利用できるようになる。サンギアに回転を入力してリングギアから回転を出力する構成は、減速比を２に設定することができる。したがって、減速比が２の状態と、減速比が１の状態と、を切り替えることで、変速比を２に設定することができる。そして、かかる構成では、上記特許文献２のように、２段の遊星歯車機構のうちいずれか一方を選択的に接続する構成に比べて、サイズを小さくすることができる。すなわち、本発明によれば、サイズの大型化を抑制しつつ変速比を２に設定することが可能な変速機構および電動工具を得ることができる。

請求項２の発明によれば、サンギアまたはリングギアとキャリアとの相対回転を無くすことで、遊星歯車機構の減速比を１（すなわち非減速状態）とすることができる。サンギアまたはリングギアとキャリアとは比較的近接して配置されるため、切替機構を比較的簡素な構成として得ることができる。

請求項３の発明によれば、サンギア、リングギア、内側プラネタリギア、および外側プラネタリギアとは別個の連結部材を設けることで、切替機構をよりコンパクトな構成として得ることができる。

請求項４の発明によれば、キャリア自体を切替部材として用いることで、部品点数を少なくすることができ、切替機構をより簡素な構成として得ることができる。

請求項５の発明によれば、キャリアの係合相手に別個に係合部を設ける必要が無い分、構成を簡素化できるとともに製造コストを低減することができる。

請求項６の発明によれば、キャリアが回転しなくなる分、慣性モーメントがより小さくなるとともに回転抵抗がより小さくなるため、駆動効率を高めることができる。

請求項７の発明によれば、サンギアとリングギアとを一体化することで、比較的簡素な構成によって遊星歯車機構の減速比を１（すなわち非減速状態）とすることができる。

請求項８の発明によれば、サンギアまたはリングギア自体を切替部材として用いることで、部品点数を少なくすることができ、切替機構をより簡素な構成として得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明を、ドリルドライバや、インパクトドライバ、オイルパルスドライバ等の可搬式の電動ドライバに適用した場合を例示する。また、以下の複数の実施形態には同様の構成要素が含まれている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）図１〜図３は、本発明の第１実施形態にかかる電動工具を示している。図１は、電動工具の非減速状態における減速部を示す断面図、図２は、電動工具の減速状態における減速部を示す断面図、図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態にかかる電動工具は、図１，図２に示すように、図中左端部に図示省略した駆動源としてのモータを備え、このモータと図中右端部の出力軸１との間に減速部２を備えて、モータ軸３の回転を減速部２で減速して出力軸１に伝達する。出力軸１の先端部にはチャック（図示せず）等によって先端工具が着脱可能に取り付けられる。

減速部２は、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６、および第３の遊星歯車機構７の合計三組の遊星歯車機構を備えている。本実施形態では、これらのうち、第２の遊星歯車機構６で変速するようになっており、当該第２の遊星歯車機構６には、減速状態と非減速状態とを切り替える切替機構９が設けてある。

なお、第１の遊星歯車機構５は一定減速用、第３の遊星歯車機構７はトルク調整用としてある。第３の遊星歯車機構７の出力回転がロック機構８を介して出力軸１に伝達される。

第１の遊星歯車機構５は、第１サンギア５１、第１リングギア５２、第１プラネタリギア５３、および第１キャリア５４を備え、サンギア入力−キャリア出力となっている。具体的には、第１サンギア５１はモータ軸３の先端部に圧入される一方、第１リングギア５２はギアケース４の内周に圧入固定されている。そして、第１キャリア５４は第１サンギア５１と第１リングギア５２との間に配置した第１プラネタリギア５３を保持している。

第３の遊星歯車機構７は、第１の遊星歯車機構５と同様、第３サンギア７１、第３リングギア７２、第３プラネタリギア７３、および第３キャリア７４を備え、サンギア入力−キャリア出力となっている。第３リングギア７２は、図示省略したクラッチを介してギアケース４の内周に支持されており、第３キャリア７４の出力回転がロック機構８に伝達される。

第２の遊星歯車機構６は、第２サンギア６１、第２リングギア６２、第２プラネタリギア６３、および第２キャリア６４を備えている。

第２サンギア６１は、第１キャリア５４から一体に形成してあり、モータからの回転、つまり、第１の遊星歯車機構５の出力回転を入力する。

第２リングギア６２は、ギアケース４の内周に回転自在に嵌合してあり、その第２リングギア６２と第３サンギア７１とを一体に形成して、第２の遊星歯車機構６の出力回転を第３の遊星歯車機構７に出力する。

第２プラネタリギア６３は、図３に示すように、対を成す内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとで構成してある。

内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂは相互に噛合している。また、内側プラネタリギア６３Ａは第２サンギア６１の外歯６１ａに噛合し、外側プラネタリギア６３Ｂは第２リングギア６２の内歯６２ａに噛合している。よって、第２サンギア６１の回転が、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂを介して第２リングギア６２に伝達される。もちろん、内側プラネタリギア６３Ａは第２リングギア６２とは噛合しておらず、外側プラネタリギア６３Ｂは第２サンギア６１とは噛合していない。本実施形態では、このように第２プラネタリギア６３をダブルピニオン式とすることで、第２サンギア６１と第２リングギア６２との回転方向が同一方向となっている。

なお、本実施形態では、これら内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂが、周方向に略等間隔をもって三組を配置してある。また、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂは、それぞれが同歯数（同径）となっている。ただし、内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとを同じ歯数とすることは必須ではない。

第２キャリア６４は、第２サンギア６１の外周に摺動自在にかつ相対回転自在に嵌合する厚肉円盤状に形成されており、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂの配置部分を一部切欠いてある。そして、その切欠き部分６４ａに両プラネタリギア６３Ａ、６３Ｂを配置して、それぞれの支軸６３Ａａ、６３Ｂａを第２キャリア６４に結合して支持してある。

そして、この第２の遊星歯車機構６には、減速状態と非減速状態とに切り替えて低速段と高速段を得る切替機構９を設けてある。すなわち、本実施形態では、変速機構は、第２の遊星歯車機構６と切替機構９とを含んで構成されている。

切替機構９は、第２キャリア６４を軸方向（図中左右方向）にスライドさせるキャリアスライド部９１と、第２キャリア６４をギアケース４の外部からスライド操作する操作部材としての変速ハンドル９２と、第２キャリア６４とギアケース４とを係脱自在に係合する第１の係合部９３と、第２キャリア６４と第２リングギア６２とを係脱自在に係合する第２の係合部９４と、を備えて構成してある。本実施形態では、第２キャリア６４を軸方向にスライドさせて減速状態を非減速状態とを切り替える。すなわち、第２キャリア６４が切替部材Ｃに相当する。

キャリアスライド部９１は、第２サンギア６１の外周に摺動自在に嵌合する第２キャリア６４の中心穴として形成してある。

変速ハンドル９２は、ギアケース４に形成したスライド穴４ａを摺動自在に貫通し、操作部９２ａをギアケース４の外側面に配置するとともに、スライド穴４ａからギアケース４内に挿入した先端部を、第２キャリア６４の外周に形成した周溝６４ｃに摺動自在に係合してある。

第１の係合部９３は、ギアケース４の内周に形成したケース内歯４ｂと、第２キャリア６４の外周片側に形成した第１キャリア外歯６４ｄと、によって構成されており、第２キャリア６４を図中左方向へスライドさせると、これら内歯４ｂと第１キャリア外歯６４ｄとが互いに係合するようになっている。

また、第２の係合部９４は、第２リングギア６２の内歯６２ａと、第２キャリア６４の外周他側に形成した歯車状の第２キャリア外歯６４ｅと、によって構成されており、第２キャリア６４を図中右方向へスライドさせると、これら内歯６２ａと第２キャリア外歯６４ｅとが互いに係合するようになっている。すなわち、第２キャリア外歯６４ｅは、歯車状の係合部に相当する。

ここで、この切替機構９では、第１の係合部９３の係合と第２の係合部９４の係合とを選択的に切り替えられるようになっている。すなわち、変速ハンドル９２の操作部９２ａの操作によって、第２キャリア６４が図１に示すように軸方向一方側（図中右側）移動されると、第１の係合部９３の係合が解除されるとともに第２の係合部９４が係合され、第２キャリア６４が図２に示すように軸方向他方側（図中左側）移動されると、第２の係合部９４の係合が解除されるとともに第１の係合部９３が係合される。なお、軸方向とは、各歯車の回転軸の方向（全て平行、図中左右方向）である。

変速ハンドル９２を図中左方へスライドさせると（図１→図２）、上述したように、第２キャリア６４が同方向へスライドされ、第１の係合部９３が係合されるのであるが、このとき第２キャリア６４とともに内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂも同方向へスライドすることになる。しかし、本実施形態では、この状態でも、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂが、第２サンギア６１と第２リングギア６２との間に噛合した状態で介在するようにしてある。

以上の構成において、図２に示すように、変速ハンドル９２の操作部９２ａを図中左側へスライドさせると、第１の係合部９３が係合され、第２キャリア６４はハウジング側のギアケース４側に係合されて回転不能となる。しかし、第２サンギア６１の回転は、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂを介して第２リングギア６２に伝達され、当該第２リングギア６２から第３の遊星歯車機構７を介して出力軸１側に回転が出力される。

すなわち、このとき第２の遊星歯車機構６は減速状態となり、第２サンギア６１の歯数をａ、第２リングギア６２の歯数をｃとした場合に、減速比Ｄ＝ｃ／ａとなる。したがって、ｃ＝２×ａとすることで、減速比Ｄを２に設定することができる。かかる設定は、各ギアの剛性および強度を十分に確保しながら、第２リングギア６２のサイズを特に大型化することなく実現可能である。

また、図１に示すように、変速ハンドル９２の操作部９２ａを図中右側へスライドさせると、第２の係合部９４が係合される。そして、このときには、上述したように、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂが第２サンギア６１と第２リングギア６２との間に噛合された状態で介在している。したがって、第２キャリア６４の第２リングギア６２に対する相対回転が不能となり、かつ内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂも回転不能となるため、この状態では、結局、第２サンギア６１、第２プラネタリギア６３、第２リングギア６２、および第２キャリア６４が全て一体となって回転することになる。したがって、このとき第２の遊星歯車機構６は非減速状態となり、減速比は１となる。したがって、本実施形態では、変速比を２に設定することができる。

以上の本実施形態によれば、第２サンギア６１と第２リングギア６２との間に介在する第２プラネタリギア６３を、上記内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとが相互に噛合するダブルピニオン式としたため、第２サンギア６１と第２リングギア６２との回転方向を同一にすることができる。このため、第２サンギア６１と第２リングギア６２とが一体回転された状態と、第２プラネタリギア６３の介在よって減速された状態とを切り替える場合、回転方向を切り替えるギア等やモータ自体の回転方向を切り替えるための構成等を要することなくより円滑なギアチェンジが可能となる上、双方の場合で第２リングギア６２の回転方向が同一であるため、当該第２リングギア６２の回転を出力に利用できるようになる。サンギアに回転を入力してリングギアから回転を出力する場合、減速比を２に設定することができるため、上述したように、減速比が２の状態（減速状態）と、減速比が１の状態（非減速状態）と、を切り替えることで、変速比を２に設定することができる。そして、かかる構成では、上記特許文献２のように、２段の遊星歯車機構のうちいずれか一方を選択的に接続する構成に比べて、サイズを小さくすることができる。すなわち、本実施形態によれば、サイズの大型化を抑制しつつ変速比を２に設定することが可能な変速機構ひいては電動工具を得ることができる。

また、本実施形態によれば、非減速状態を、第２サンギア６１と第２リングギア６２との間に内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂが噛合した状態で介在させるとともに、第２キャリア６４と第２リングギア６２とを第２の係合部９４で係合させることで、得るようにした。第２リングギア６２と第２キャリア６４とは軸方向に隣接して配置されるため、第２の係合部９４（切替機構９）を比較的簡素な構成として得ることができる。

また、本実施形態では、第２キャリア６４自体を切替部材Ｃとして用いたため、別途部材を設けて切り替える構成とする場合に比べて、切替機構９の部品点数を少なくすることができ、より簡素な構成として得ることができる。

また、本実施形態では、第２キャリア６４に、第２リングギア６２と係合する歯車状の係合部として第２キャリア外歯６４ｅを設けたため、第２リングギア６２の内歯６２ａを利用することができ、当該第２リングギア６２に別個に係合部を設ける必要が無い分、構成を簡素化できるとともに製造コストを低減することができる。

また、本実施形態では、減速状態では第２キャリア６４をギアケース４と係合させて回転させないようにしたため、慣性モーメントをより小さくするとともに回転抵抗をより小さくして、駆動効率を高めることができる。

また、本実施形態では、第２キャリア６４を軸方向一方側にスライドさせたときに当該第２キャリア６４を第２リングギア６２に係合し、第２キャリア６４を軸方向他方側にスライドさせたときに当該第２キャリア６４をハウジング側のギアケース４に係合させるようにし、かつこれら一方側と他方側との間で第２キャリア６４をスライドさせる間において第２プラネタリギア６３と第２リングギア６２とが噛合したままとなるようにしたため、非減速状態と駆動効率の良好な減速状態とを切り替える切替機構９を、比較的簡素な構成として得ることができる。

（第２実施形態）図４、図５は本発明の第２実施形態を示している。図４は、電動工具の非減速状態における減速部を示す断面図、図５は、電動工具の減速状態における減速部を示す断面図である。

本実施形態の電動工具は、図４および図５に示すように、基本的に第１実施形態と同様に、減速部２は、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６、および第３の遊星歯車機構７の合計三組の遊星歯車機構を備えている。また、本実施形態でも、第２の遊星歯車機構６で変速するようになっており、当該第２の遊星歯車機構６に、減速状態と非減速状態とを切り替える切替機構９が設けてある。

本実施形態でも、第２の遊星歯車機構６の第２プラネタリギア６３を、対を成す内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとで構成（図３参照）し、第２サンギア６１と第２リングギア６２との回転方向を同一として、第２サンギア６１に回転を入力し、第２リングギア６２の回転を出力するようにしてある。

ただし、本実施形態にかかる切替機構９Ａでは、連結部材１００を軸方向にスライドさせることで、減速状態と非減速状態とを切り替えるようにしている。

連結部材１００は、第２キャリア６４の外周を囲繞するリング状に形成されている。その内周には、歯車状の連結部材内歯１００ａが形成されており、この連結部材内歯１００ａは、第２キャリア６４の外周に形成したキャリア外歯６４ｆに、軸方向のスライドを自在に係合してある。なお、これら連結部材内歯１００ａとキャリア外歯６４ｆとの係合状態は、連結部材１００のスライド区間全域において維持されるようになっている。

変速ハンドル９２は、第１実施形態と同様にギアケース４に形成したスライド穴４ａを摺動自在に貫通し、操作部９２ａをギアケース４の外側面に配置するとともに、スライド穴４ａからギアケース４内に挿入した先端部を、連結部材１００の外周に形成した周溝１００ｂに摺動自在に係合してある。

第３の係合部９５は、ギアケース４の内周に形成したケース内歯４ｃと、連結部材１００の外周に形成した連結部材外歯１００ｃと、によって構成されており、連結部材１００を図中左方向へスライドさせると、これらケース内歯４ｃと連結部材外歯１００ｃとが互いに係合するようになっている。

また、第４の係合部９６は、第２リングギア６２の外周に形成したリングギア外歯６２ｂと、連結部材１００の連結部材内歯１００ａと、によって構成されており、連結部材１００を図中右方向へスライドさせると、これらリングギア外歯６２ｂと連結部材内歯１００ａとが互いに係合するようになっている。

ここで、この切替機構９Ａでも、第３の係合部９５の係合と第４の係合部９６の係合とを選択的に切り替えられるようになっている。すなわち、変速ハンドル９２の操作部９２ａの操作によって、連結部材１００が図４に示すように軸方向一方側（図中右側）移動されると、第３の係合部９５の係合が解除されるとともに第４の係合部９６が係合され、連結部材１００が図５に示すように軸方向他方側（図中左側）移動されると、第４の係合部９６の係合が解除されるとともに第３の係合部９５が係合される。なお、軸方向とは、各歯車の回転軸の方向（全て平行、図中左右方向）である。

以上の構成において、図５に示すように、変速ハンドル９２の操作部９２ａを図中左側へスライドさせると、上記第１実施形態の減速状態と同様の減速状態となる。すなわち、第３の係合部９５の係合によって、第２キャリア６４は連結部材１００を介してハウジング側のギアケース４側に係合されて回転不能となる。しかし、第２サンギア６１の回転は、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂを介して第２リングギア６２に伝達され、当該第２リングギア６２から第３の遊星歯車機構７を介して出力軸１側に回転が出力される。

また、図４に示すように、変速ハンドル９２の操作部９２ａを図中右側へスライドさせると、上記第１実施形態の非減速状態と同様の非減速状態となる。すなわち、第４の係合部９６の係合によって、第２キャリア６４および第２リングギア６２が連結部材１００を介して係合されて相対回転不能となり、かつ内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂが第２サンギア６１と第２リングギア６２との間に噛合された状態で介在することになるため、結局、第２サンギア６１、第２プラネタリギア６３、第２リングギア６２、第２キャリア６４、および連結部材１００が全て一体となって回転する状態となる。

以上の本実施形態によれば、切替部材Ｃとして、第２サンギア６１、第２リングギア６２、内側プラネタリギア６３Ａ、外側プラネタリギア６３Ｂとは別個の連結部材１００を設けることで、切替機構９Ａをよりコンパクトな構成として得ることができる。

すなわち、第２キャリア６４をスライドさせる必要が無くなるため、第２キャリア６４のスライドスペースを省略できるとともに、第２リングギア６２の歯厚（軸方向寸法）を薄くできるため、第２の遊星歯車機構６および切替機構９Ａを含む変速機構、ひいては減速部２ならびに電動工具の軸方向全長を短縮化して小型化することが可能となる。

（第３実施形態）図６、図７は本発明の第３実施形態を示している。図６は、電動工具の減速状態における減速部を示す断面図、図７は、電動工具の非減速状態における減速部を示す断面図である。

本実施形態の電動工具は、図６および図７に示すように、基本的に各実施形態と同様に、減速部２は、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６、第３の遊星歯車機構７の三組合計三組の遊星歯車機構を備えている。また、本実施形態でも、第２の遊星歯車機構６で変速するようになっており、当該第２の遊星歯車機構６に、減速状態と非減速状態とを切り替える切替機構９Ｂが設けてある。

本実施形態でも、第２の遊星歯車機構６の第２プラネタリギア６３を、対を成す内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとで構成（図３参照）し、第２サンギア６１と第２リングギア６２との回転方向を同一として、第２サンギア６１に回転を入力し、第２リングギア６２の回転を出力するようにしてある。

ただし、本実施形態にかかる切替機構９Ｂでは、第２サンギア６１を軸方向にスライドさせることで、減速状態と非減速状態とを切り替えるようにしている。

すなわち、切替機構９Ｂは、第２サンギア６１を軸方向にスライド可能に支持するサンギアスライド部としてのスプライン嵌合部９７と、第２サンギア６１をギアケース４の外部からスライド操作する操作部材としての変速ハンドル９２と、第２キャリア６４をギアケース４に固定するキャリア固定部９８と、第２サンギア６１と第２リングギア６２とを係脱自在に係合する第５の係合部９９と、を備えている。本実施形態では、第２サンギア６１を軸方向にスライドさせて減速状態を非減速状態とを切り替える。すなわち、第２サンギア６１が切替部材Ｃに相当する。

スプライン嵌合部９７は、第１の遊星歯車機構５の第１サンギア５１から中心軸上に突設した軸部５１ａと、第２サンギア６１に形成して軸部５１ａに嵌合する中心穴６１ｂとを有し、第１サンギア５１の回転を第２サンギア６１に伝達するとともに、第２サンギア６１をスライド可能に保持している。

変速ハンドル９２は、上記各実施形態と同様に、ギアケース４に形成したスライド穴４ａを摺動自在に貫通し、操作部９２ａをギアケース４の外側面に配置するとともに、スライド穴４ａからギアケース４内に挿入した先端部を、第２サンギア６１の一端部（図中左端部）から軸直角方向に突設した鍔部６１ｃの外周に形成した周溝６１ｄに摺動自在に係合してある。

キャリア固定部９８は、ギアケース４の内周に形成したケース内歯４ｄと、第２キャリア６４の外周に形成したキャリア外歯６４ｇと、によって構成されており、これらケース内歯４ｄとキャリア外歯６４ｇとの係合により、第２キャリア６４をハウジング側のギアケース４に常時固定する。

第５の係合部９９は、第２サンギア６１の他端部（図中右端部）から中心軸上に突設した軸部６１ｅの先端部外周に形成したサンギア外歯６１ｆとリングギア内歯７１ｂによって構成されている。第３の遊星歯車機構７の第３サンギア７１の中心部には、軸部６１ｅを相対移動自在に嵌合する中心穴７１ａが形成されている。

サンギア外歯６１ｆとリングギア内歯７１ｂは、第２サンギア６１が軸方向一方側（図中右側）にあるときには非係合状態にあり、第２サンギア６１が軸方向他方側（図中左側）にあるときには係合状態となる。

また、本実施形態では、第２サンギア６１が上記軸方向一方側（図中右側）にある時、第２サンギア６１と内側プラネタリギア６３Ａとが噛合状態となり、第２サンギア６１が上記軸方向他方側（図中左側）にある時、第２サンギア６１が内側プラネタリギア６３Ａから離脱して互いに非噛合状態となる。

以上の構成において、図７に示すように、変速ハンドル９２の操作部９２ａを図中左側へスライドさせると、第５の係合部９９が係合するとともに、第２サンギア６１と第２プラネタリギア６３（内側プラネタリギア６３Ａ）との噛合が解除される。すなわち、この場合は、第２サンギア６１と第２リングギア６２とが一体に回転する非減速状態となる。

また、図６に示すように、変速ハンドル９２の操作部９２ａを図中右側へスライドさせると、第５の係合部９９の係合が解除されるとともに、第２サンギア６１と第２プラネタリギア６３（内側プラネタリギア６３Ａ）とが噛合する。よって、第２サンギア６１の回転は、内側プラネタリギア６３Ａおよび外側プラネタリギア６３Ｂを介して第２リングギア６２に伝達され、当該第２リングギア６２から第３の遊星歯車機構７を介して出力軸１側に回転が出力される。すなわち、この場合は、第２サンギア６１、第２プラネタリギア６３、および第２リングギア６２が噛合して減速される減速状態となる。

以上の本実施形態でも、第２サンギア６１と第２リングギア６２との間に介在する第２プラネタリギア６３を、上記内側プラネタリギア６３Ａと外側プラネタリギア６３Ｂとが相互に噛合するダブルピニオン式としたため、第２サンギア６１と第２リングギア６２との回転方向を同一にすることができる。このため、第２サンギア６１と第２リングギア６２とが一体回転された状態と、第２プラネタリギア６３の介在よって減速された状態とを切り替える場合、回転方向を切り替えるギア等を要することなくより円滑なギアチェンジが可能となる上、双方の場合で第２リングギア６２の回転方向が同一であるため、当該第２リングギア６２の回転を出力に利用できるようになる。サンギアに回転を入力してリングギアから回転を出力する場合、減速比を２に設定することができるため、減速比が２の状態（減速状態）と、減速比が１の状態（非減速状態）と、を切り替えることで、変速比を２に設定することができる。したがって、本実施形態によっても、サイズの大型化を抑制しつつ変速比を２に設定することが可能な変速機構および電動工具を得ることができる。

また、本実施形態では、第２サンギア６１と第２リングギア６２とを一体化することで、比較的簡素な構成によって遊星歯車機構の減速比を１（すなわち非減速状態）とすることができる。

また、本実施形態では、第２プラネタリギア６３を回転させない分、慣性モーメントがより小さくなるとともに回転抵抗が減るため、駆動効率を高めることができる。

また、本実施形態では、第２サンギア６１自体を切替部材Ｃとして用いたため、別途部材を設けて切り替える構成とする場合に比べて、切替機構９Ｂの部品点数を少なくすることができ、より簡素な構成として得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、減速部２を合計三組の遊星歯車機構５，６，７で構成したが、減速部２を構成する遊星歯車機構の数はこれには限定されない。

また、上記第１および第２実施形態では、プラネタリギアによる噛合状態を維持しながらキャリアとリングギアとを相互に係合することで非減速状態を得たが、プラネタリギアによる噛合状態を維持しながらキャリアとサンギアとを相互に係合することでも同様に非減速状態を得ることができる。この場合には、キャリアに、サンギアと係合する歯車状の係合部を設ければ、サンギアの歯を係合部として共用できる分、構成を簡素化することができる。

また、上記第３実施形態では、サンギアを軸方向にスライド可能な切替部材として用いたが、リングギアを軸方向にスライド可能に構成して当該リングギアを切替部材として用いてもよいし、また、プラネタリギアによる噛合状態を維持しながらサンギアとリングギアとを相互に係合することで、非減速状態を得るようにしてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる電動工具の非減速状態における減速部を示す断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具の減速状態における減速部を示す断面図である。 図１中Ａ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる電動工具の非減速状態における減速部を示す断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる電動工具の減速状態における減速部を示す断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる電動工具の減速状態における減速部を示す断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる電動工具の非減速状態における減速部を示す断面図である。

符号の説明

１ 出力軸
２ 減速部
３ モータ軸
４ ギアケース
５，６，７ 遊星歯車機構
６ 第２の遊星歯車機構（変速機構の一部）
６１ 第２サンギア
６２ 第２リングギア
６２ａ リングギアの内歯
６３ 第２プラネタリギア
６３Ａ 内側プラネタリギア
６３Ｂ 外側プラネタリギア
６４ 第２キャリア
６４ｅ 第２キャリア外歯（歯車状の係合部）
９，９Ａ，９Ｂ 切替機構
１００ 連結部材
Ｃ 切替部材

Claims (9)

1. ハウジング内に収容したモータと、ハウジングの先端側に設けた出力軸と、これらモータと出力軸との間に介在する少なくとも一つの遊星歯車機構と、を備える電動工具において、
   少なくとも一つの前記遊星歯車機構が、
   モータ側からの回転が入力されるサンギアと、
   出力軸側に回転を出力するリングギアと、
   前記サンギアに噛合する内側プラネタリギアと、
   前記内側プラネタリギアに噛合するとともにリングギアに噛合する外側プラネタリギアと、
   前記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを回転自在に保持するキャリアと、
   軸方向にスライド可能に設けられる少なくとも一つの切替部材を有し、当該切替部材を動かすことで、前記サンギアから前記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを経てリングギアに回転が伝達される減速状態と、サンギアとリングギアとが一対一で回転する非減速状態と、を切り替える切替機構と、
   を有することを特徴とする電動工具。
2. 前記非減速状態では、前記サンギアとリングギアとの間に前記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアが噛合した状態で介在するとともに、前記キャリアがサンギアおよびリングギアのうち少なくともいずれか一方と係合することで、サンギアとリングギアとが一対一で回転することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記切替部材として、前記サンギア、リングギア、内側プラネタリギア、および外側プラネタリギアとは別個の連結部材を有することを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
4. 前記切替部材は前記キャリアであることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
5. 前記キャリアに、前記サンギアおよびリングギアのうち非減速状態で係合相手となる方と係合する歯車状の係合部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
6. 前記減速状態では、前記キャリアがハウジング側に係合されることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の電動工具。
7. 前記非減速状態では、前記サンギアとリングギアとが相互に係合して一対一で回転することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
8. 前記切替部材は、前記サンギアおよびリングギアのうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
9. 駆動源からの回転が入力されるサンギアと、
   出力軸側に回転を出力するリングギアと、
   前記サンギアに噛合する内側プラネタリギアと、
   前記内側プラネタリギアに噛合するとともにリングギアに噛合する外側プラネタリギアと、
   前記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを回転自在に保持するキャリアと、
   軸方向に出力軸に設けられる少なくとも一つの切替部材を有し、当該切替部材を動かすことで、前記サンギアから前記内側プラネタリギアおよび外側プラネタリギアを経てリングギアに回転が伝達される減速状態と、サンギアとリングギアとが一対一で回転する非減速状態と、を切り替える切替機構と、
   を備えることを特徴とする変速機構。

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