JP2011125995A - 回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】入力側変速部のキャリアの脱落防止を確実に図るとともに、減速機構全体の軸方向寸法のさらなるコンパクト化も可能とする。
【解決手段】本発明の回転工具は、遊星減速機構から成る入力側変速部および出力側変速部を、軸方向に直列接続させて内蔵している。入力側変速部は、キャリアの軸方向の位置を拘束するキャリア拘束部材を備え、リングギアを軸方向にスライド自在に設けることで減速状態と非減速状態を切り替える。出力側変速部は、サンギアとこれに連結される移動部材とを軸方向にスライド自在に設けることで減速状態と非減速状態を切り替える。入力側変速部のキャリアと移動部材とは、軸方向にスライド自在に連結させる。そして、上記キャリア拘束部材は、入力側変速部のキャリアと移動部材との互いの当接面によって軸方向に挟まれる領域を除いた部分に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数段の遊星減速機構を内蔵する回転工具に関する。

複数段の遊星減速機構を内蔵する回転工具においては、遊星減速機構に備えてある構成部品を軸方向にスライドさせることで、減速比を変更自在としたものが一般的である。

例えば特許文献１に記載の回転工具においては、二段目の遊星減速機構のサンギアを駆動キャリアと一体にスライド移動させることによって、二段の遊星減速機構の減速状態と非減速状態を切り替える構造となっている。

また、特許文献２に記載の回転工具においては、一段目の遊星減速機構が有するリングギアを軸方向にスライド移動させることによって、一段目の遊星減速機構の減速状態と非減速状態を切り替える構造となっている（図５等に記載の形態２を参照）。

ところで、本発明者らは先に、図１０に示すような回転工具を発明している。この回転工具が内蔵する減速機構は、遊星減速機構から成る入力側変速部３および出力側変速部５を、軸方向に直列接続させたものである。なお、図１０に示す減速機構のさらに詳細な構造については、後述する本発明の［発明を実施するための形態］中において述べるので、ここでは簡単な説明にとどめる。

上記減速機構の入力側変速部３は、リングギア３３を軸方向にスライド自在に設けることで、入力側変速部３の減速状態と非減速状態を切り替える構造となっている。上記減速機構の出力側変速部５では、サンギア５１とこれに連結される移動部材４０（伝達キャリア４２等）とを軸方向にスライド自在に設けており、このスライドに伴って出力側変速部５の減速状態と非減速状態を切り替える構造となっている。そして、入力側変速部３のキャリア３５と上記移動部材４０とを、トルク伝達部材４１を介して軸方向にスライド自在に連結させている。

図１０に示すような減速機構を内蔵する回転工具にあっては、入力側変速部３の減速状態および非減速状態と、出力側変速部５の減速状態および非減速状態と、を適宜組み合わせることで、多様な減速比に切り替えることができる。また、上記移動部材４０のスライドに連動してドリルドライバーモードとインパクトドライバーモードとがさらに切り替わる構造にすることで、減速比の切り替え作業と同時にモード切り替えを行うことができ、機構全体の大型化も抑制されるといった利点がある。

ところで、図１０に示すような減速機構を内蔵する回転工具においては、入力側変速部３のキャリア３５が脱落することを防止するため、キャリア３５の軸方向の位置を拘束するキャリア拘束部材１０を備える必要がある。そのため、図示のように、キャリア３５の出力側端面と当接する位置に、キャリア拘束部材１０を成す保持板１７を配置していた。

しかし、キャリア拘束部材１０をこのような構成としたことで、該キャリア拘束部材１０が移動部材４０のスライド移動の邪魔となり、キャリア３５と当接する位置にまで移動部材４０をスライドさせることができないという問題があった。また、キャリア拘束部材１０をこのように構成したことで、該キャリア拘束部材１０が入力側変速部３のリングギア３３のスライド移動の邪魔ともなり、該リングギア３３を、キャリア３５を超えるような位置にまで出力側にスライドさせることができないという問題もあった。

そして、これらの問題によって、図１０に示すような減速機構を内蔵する回転工具において、軸方向の寸法の更なるコンパクト化が困難となっていた。

特許第３９１１９０５号公報 特開２００５−２８８６８２号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、入力側変速部のキャリアの脱落防止を確実に図るとともに、減速機構全体の軸方向寸法のさらなるコンパクト化も可能とすることを、課題とする。

上記課題を解決することのできる本発明の回転工具は、入力軸の回転駆動を出力軸にまで伝達する減速機構として、サンギアとプラネットギアとキャリアとリングギアとを有する遊星減速機構から成る入力側変速部および出力側変速部を、軸方向に直列接続させて内蔵している。入力側変速部は、キャリアの軸方向の位置を拘束するキャリア拘束部材を備えるとともにリングギアを軸方向にスライド自在に設けることで減速状態と非減速状態を切り替えるものである。出力側変速部は、サンギアとこれに連結される移動部材とを軸方向にスライド自在に設けることで減速状態と非減速状態を切り替えるものである。入力側変速部のキャリアと移動部材とは、軸方向にスライド自在に連結させている。そして、上記キャリア拘束部材は、入力側変速部のキャリアと移動部材との互いの当接面によって軸方向に挟まれる領域を除いた部分に配置してある。

本発明の回転工具では、出力側変速部の移動部材を、入力側変速部のキャリアと密着する位置にまで軸方向にスライド移動させることが可能となる。そのため、入力側変速部のキャリアの脱落防止を確実に図ったうえで、機構全体の軸方向の寸法を抑制しつつ、切り替えストロークを確保することができる。

また、本発明の回転工具において、上記キャリア拘束部材は、入力側変速部のリングギアがキャリアを超えた出力側の位置にまでスライドしたときに接触する領域を除いた部分に配置してあることが好ましい。このようにすることで、入力側変速部のリングギアを、キャリアを超えるような位置にまで軸方向にスライド移動させることが可能となる。そのため、入力側変速部のキャリアの脱落防止を確実に図ったうえで、機構全体の軸方向の寸法をさらに抑制しつつ、切り替えストロークを確保することができる。

また、上記キャリア拘束部材として、入力側変速部のキャリアよりも出力側にまで突出して位置する入力軸の先端部に、キャリアに当接する止め具を取り付けることも好ましい。このようにすることで、上記キャリア拘束部材を軽量でコンパクトな構造とすることができる。

また、入力側変速部のキャリアと移動部材とを軸方向にスライド自在に連結させるためのトルク伝達部材を該キャリアに設け、上記キャリア拘束部材として、トルク伝達部材の先端に当接するスラスト受け部を配置することも好ましい。このようにすることで、上記キャリア拘束部材を軽量でコンパクトな構造とすることができ、しかも、入力側変速部のキャリアの倒れ込みを効果的に防止することもできる。

さらに、上記スラスト受け部は、トルク伝達部材と一体に回転する回転盤を有することや、トルク伝達部材の回転を円滑化するベアリングを有することが好ましい。このようにすることで、摺動抵抗を低減させて動力伝達効率の低下を抑制することができる。

また、上記キャリア拘束部材として、入力側変速部のキャリアと移動部材との間に、弾性部材を配置することも好ましい。このようにすることで、上記キャリア拘束部材の組み込みが容易になるとともに、該弾性部材によって振動も吸収されることとなる。

また、上記移動部材に、入力側変速部のキャリアと当接する位置にまでスライドしたときに該キャリアと噛み合う噛合部を設けることも好ましい。このようにすることで、上記移動部材のガタツキを効果的に防止し、伝達効率のロスを防止することができる。

また、入力側変速部のさらに入力側には、常に減速状態で動作する減速部を、軸方向に直列接続させていることが好ましい。このように、回転数の速い側に上記減速段を配置したことで、モード切替時に歯車の破損等の不具合が生じることを防止することができる。

また、ハンマおよびアンビルから成るインパクト機構を用いたインパクトモードと、インパクト機構を機能させずに入力軸の回転駆動を出力軸にまで伝達するドリルドライバーモードとを有し、移動部材の軸方向のスライドに伴ってインパクトモードとドリルドライバーモードを切り替える切替手段を備えることもさらに好ましい。このようにすることで、移動部材のスライド移動によって減速比変更とモード切替を同時に行うことができ、機構全体の大型化が抑制される。また、使用者にとっても操作の負担が軽減される。

本発明の回転工具によれば、入力側変速部のキャリアの脱落防止を確実に図りながら、減速機構全体の軸方向寸法のさらなるコンパクト化が図られるので、使い勝手の良い回転工具を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態における第１例の回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。 同上の回転工具の、ドリルドライバーＬｏｗモードのときの側断面図である。 同上の回転工具の、インパクトモードのときの側断面図である。 本発明の実施形態における第２例の回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。 本発明の実施形態における第３例の回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。 本発明の実施形態における第４例の回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。 本発明の実施形態における第５例の回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。 同上の回転工具の、インパクトモードのときの側断面図である。 本発明の実施形態における第６例の回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。 先に発明した回転工具の、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときの側断面図である。

本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。なお、本発明の基本的な構成は、先に発明した図１０の回転工具と同様である。そのため、図１０の回転工具の構造についてまず詳述し、その後に、本発明でさらに改良を加えた特徴的な構成について、図１〜図９に基づいて順に詳述する。

図１０に示す回転工具は、インパクトモードとドリルドライバーモードとを自在に切り替えることのできるマルチインパクト回転工具である。また、このマルチインパクト回転工具は遊星減速機構を３段に備えており、そのうち２段目と３段目の遊星減速機構については、外部操作によって減速状態と非減速状態が切り替え可能になっている。

つまり、上記マルチインパクト回転工具は、ハンマ６１及びアンビル９１からなるインパクト機構６を用いたインパクトモードと、インパクト機構６にインパクト動作を行わせずに出力軸９を回転させるドリルドライバーモードとの切替を行う切替手段を、変速操作部１４を外部操作することで切替可能としている。

また、上記マルチインパクト回転工具は、モータ１３の出力を多段式減速機構部により減速したうえで駆動軸８に伝え、駆動軸８からインパクト機構６を介して（又はインパクト機構６を介さずに）出力軸９に出力を与えるものである。以下、駆動軸８に対してモータ１３が位置する側を「入力側」、その逆側を「出力側」として述べる。

上記マルチインパクト回転工具の本体外殻を成すハウジング１はグリップ部１１を有し、グリップ部１１の根元部に、モータ１３の動作スイッチであるトリガスイッチ１２を配設している。

上記インパクト機構６は、駆動軸８と、ハンマ６１と、アンビル９１と、ハンマ６１をアンビル９１側に付勢する付勢ばね６３と、付勢ばね６３を後端側で受けるばね受け６４と、で構成されている。

さらに具体的に述べると、上記インパクト機構６では、駆動軸８の外周に設けた溝状のカムとハンマ６１の内周に設けた溝状のカムとに鋼球６５を係合させて、駆動軸８の回転と共にハンマ６１を回転可能としている。そして、回転時にはハンマ６１の出力側に延設された突部６２がアンビル９１に係合してアンビル９１及び出力軸９を回転させ、出力軸９側のトルクが増したときに、ハンマ６１が駆動軸８に対して回転しながら、カムのリードに従い付勢ばね６３に抗して後退するように設けている。

ここで、突部６２がアンビル９１を乗り越えると、付勢ばね６３の付勢によってハンマ６１はカムのリードに従って前進し、突部６２によってアンビル９１に対して回転方向の打撃を加える。

また、減速機構を成す１段目の減速部２は、常に減速状態で動作する遊星減速機構であり、２段目の減速部３と３段目の減速部５が、減速状態と非減速状態が切り替え可能な遊星減速機構である。そのため、以下においては、２段目の減速部３を「入力側変速部３」といい、３段目の減速部５を「出力側変速部５」という。上記変速部３，５の状態を切り替えることで、両変速部３，５の一方のみを減速状態にした高速モード及び中速モードと、両方の変速部３，５を減速状態にした低速モードと、の３速モードに変速可能である。

上記減速部２は、モータ１３によって回転する入力軸１３２に固着された第１サンギア２１と、第１リングギア２３と、上記第１サンギア２１及び第１リングギア２３に噛み合う第１プラネットギア２２と、で構成される。上記第１リングギア２３はモータ取付台１３１に固定されており、減速部２は常にモータ１３からの回転を減速するように動作する。

第１プラネットギア２２には第１伝達軸２４が固着されており、この第１伝達軸２４を通じて、第１キャリア２５に減速された回転が伝達される。そして、上記第１キャリア２５の駆動軸８側には、入力側変速部３の第２サンギア３１が一体に形成されている。

上記入力側変速部３は、減速部２の第１サンギア２１と同心で配設された上記第２サンギア３１と、軸方向に沿ってスライド自在に配置された第２リングギア３３と、上記第２サンギア３１及び第２リングギア３３に噛み合う第２プラネットギア３２と、で構成される。第２プラネットギア３２には、第２キャリア３５に対してトルクを伝達する第２伝達軸３４が固着されている。第２キャリア３５は、軸受１５を介して、入力軸１３２に対して回転自在に支持されている。

第２リングギア３３は、軸方向に沿ってスライドすることで、モータ１３側の位置である入力側位置と、駆動軸８側の位置である出力側位置と、の二つの位置に切り替え自在となっている。上記の二位置間での切り替え作業は、変速操作部１４を成す入力側変速ハンドル１４１を外部操作し、変速ばね（図示せず）を介して第２リングギア３３を軸方向に沿ってスライドすることで行う。

図１０には、第２リングギア３３が出力側位置にあるときを示している。このとき、第２キャリア３５に形成された外歯３５１に第２リングギア３３が相対回転不能に噛み合い、非減速状態となっている。

これに対して、入力側変速ハンドル１４１を入力側に移動させたときには、第２リングギア３３が入力側位置に移動し、第２キャリア３５の外歯３５１と第２リングギア３３の噛み合いが解除されるとともに、第２リングギア３３の軸方向に延設された係合部３３１が、第１リングギア２３の係合部２３１に対して回転不能に係合する。両係合部２３１，３３１の係合により、第２リングギア３３は第１リングギア２３に保持されて回転不能となる。これにより、入力側変速部３は減速状態となる。

さらに、上記第２リングギア３３の出力側には保持用ピン１６が設けてある。この保持用ピン１６によって、第２リングギア３３を出力側位置に移動させた際の位置決めと、第２リングギア３３の出力側への脱落防止を図っている。

また、第２キャリア３５から、出力側に向けてピン状のトルク伝達部材４１が軸方向に沿って複数突設されている。トルク伝達部材４１には、伝達キャリア４２が軸方向にスライド自在に配置されている。

上記伝達キャリア４２は、モータ１３側の位置である入力側位置と、駆動軸８側の位置である出力側位置の二つの位置に、軸方向に沿ってスライド自在となっている。伝達キャリア４２には、上記いずれの位置であっても第２キャリア３５からのトルクがトルク伝達部材４１を通じて伝達される。上記伝達キャリア４２のスライド移動は、変速操作部１４を成す出力側変速ハンドル１４２を外部操作することで、変速ばね（図示せず）を介して行われる。

上記伝達キャリア４２の出力側には、出力側変速部５の第３サンギア５１が一体に形成されている。

上記第３サンギア５１は、伝達キャリア４２が出力側位置にある状態において、出力側変速部５の第３プラネットギア５２に噛み合う。そして、伝達キャリア４２が入力側位置に移動すると、第３プラネットギア５２との噛み合いを解除する。そのため、出力側変速部５は、伝達キャリア４２の移動に伴って減速と非減速の切り替えを行う。

上記第３プラネットギア５２は、第３サンギア５１に噛み合う大径ギア部５２１と、大径ギア部５２１よりも小径であって第３リングギア５３に噛み合う小径ギア部５２２と、からなる段付プラネットギアとなっている。つまり、出力側変速部５は、２Ｋ−Ｈ型遊星減速機構の中でＩＶ型遊星と呼ばれる減速機構となっている。

上記第３プラネットギア５２は、小径ギア部５２２と大径ギア部５２１とが同心で且つ相対回転不能な２段の外歯を備えた歯車である。第３プラネットギア５２の自転中心には、第３キャリア５５に駆動を伝達する第３伝達軸５４を装着させている。

また、出力側変速部５の出力側には、クラッチ機構７を配設している。第３リングギア５３には、クラッチ山７１を出力側に突設している。上記クラッチ機構７は、クラッチ山７１の間に位置した鋼球７２をクラッチばね７４がスラスト板７３を介して付勢するものであり、設定値を越えたトルクがかかるとクラッチ山７１が鋼球７２を出力側に押し返し、第３リングギア５３を空転させるように機能する。なお、符号７５はクラッチ調節ねじである。

第３リングギア５３の入力側には保持用ピン１６が設けてあり、クラッチ機構７の鋼球７２に押されて第３リングギア５３が入力側にずれることを防止している。

上記出力側変速部５の第３キャリア５５の出力側には、円筒形状の中間出力軸５６を固着させており、第３キャリア５５からのトルクは中間出力軸５６にまで伝達される。上記中間出力軸５６の前端には、駆動軸８の後端を相対回転不能に係合させており、さらに駆動軸８に対してまでトルクが伝達される構造となっている。なお、上記第３キャリア５５と中間出力軸５６とは一体に成形してあってもよい。

また、上記伝達キャリア４２の内周には、連結軸４３の入力側端部が固着されており、伝達キャリア４２と連結軸４３と第３サンギア３１とが一体回転するようになっている。上記連結軸４３の出力側端部は、上記中間出力軸５６の内周に対して回転自在に挿通されている。上記連結軸４３は、伝達キャリア４２のスライド移動に伴って、第３サンギア３１と共にスライド移動する。つまり、上記伝達キャリア４２と連結軸４３とで、第３サンギア３１に連結されて一体に回転及びスライドする移動部材４０を形成している。

連結軸４３の出力側端部の外周面には、中間軸直結部４３１を形成している。この中間軸直結部４３１が、中間出力軸５６の内周入力側に設けた直結用係合部５６１に対して、回転不能に係合可能となっている。ただし、中間軸直結部４３１と直結用係合部５６１との係合は、伝達キャリア４２が出力側位置から入力側位置に移動して第３サンギア５１が第３プラネットギア５２との噛み合いを解除した状態でのみ、行われる。

中間軸直結部４３１と直結用係合部５６１とが係合することで、伝達キャリア４２は出力側変速部５を介さず、中間出力軸５６に対して直接トルクを伝達する。なお、上記係合状態では、出力側変速部５が非減速状態で、且つトルクを伝達しない非使用状態になっており、クラッチ機構７は無効化されている。

出力側変速ハンドル１４２の外部操作により、伝達キャリア４２が図１０に示す出力側位置に戻ると、中間軸直結部４３１と直結用係合部５６１との係合が解除される。このとき、第３サンギア５１は第３プラネットギア５２に噛み合い、出力側変速部５が減速状態となるとともに、クラッチ機構７が有効になる。

なお、伝達キャリア４２がスライド移動する空間Ｓには、入力側および出力側の端部位置に、保持板１７を設けてある。このうち入力側の保持板１７は、入力側変速部３が有する第２キャリア３５の脱落を防止するためのキャリア拘束部材１０を成すものである。上記第２リングギア３３の出力側にある保持用ピン１６は、保持板１７の位置決めを行っている。また、出力側の保持板１７は、出力側変速部５が有する第３プラネットギア５２の脱落を防止するためのものである。

また、中間出力軸５６からトルクを伝達される駆動軸８は、軸方向両端が開口するように形成した貫通孔内に、回転自在且つ軸方向にスライド自在となるように、切替ピン４５を配置している。上記切替ピン４５の出力側端部には、モード切り替えを行うための連結部材４４から成る切替手段を、回転自在に且つ軸方向に移動不能に設けている。

上記連結部材４４は、駆動軸８の上記貫通孔に形成した駆動軸側係合部８１と、アンビル９１に形成したアンビル側係合部９２とに対して、回転不能に且つ軸方向にスライド自在に係合可能となっている。なお、上記両係合部８１，９２自体は、直接的には互いに干渉せず相対回転するものであるが、連結部材４４が介在したときには、一体に回転するように連結される。

つまり、駆動軸側係合部８１とアンビル側係合部９２の両方に連結部材４４が係合すると、両係合部８１、９２が連結部材４４により相対回転不能に保持され、これにより駆動軸８とアンビル９１が連結される。そして、連結部材４４が両係合部８１，９２の一方との係合を解除すると、再び相対回転可能な状態に戻る構造である。

切替ピン４５の入力側端部は、連結軸４３の内周に圧入されている。そのため、切替ピン４５は連結軸４３を介して伝達キャリア４２と共に回転し、且つ伝達キャリア４２のスライドに伴って共にスライドするものとなっている。

そして、上記切替ピン４５のスライドによって、連結部材４４は、アンビル側係合部９２に係合せずに駆動軸側係合部８１にのみ係合する状態と、駆動軸側係合部８１及びアンビル側係合部９２の両方に係合する状態と、に切り替わる。

連結部材４４が駆動軸側係合部８１にのみ係合する状態では、両係合部８１，９２が相対回転可能であり、駆動軸８に伝達されたトルクがインパクト機構６を介してアンビル９１及び出力軸９に伝わるインパクトモードとなる。また、連結部材４４が両係合部８１，９２に係合する状態では、駆動軸８とアンビル９１が相対回転不能に連結され、インパクト機構６を介さずに駆動軸８のトルクがアンビル９１及び出力軸９に直接伝わるドリルドライバーモードとなる。

図１０に示す状態は、入力側変速ハンドル１４１と出力側変速ハンドル１４２を共に出力側にスライド操作した状態である。このとき、入力側変速部３では第２リングギア３３が出力側位置にあり、非減速状態となる。また、出力側変速部５では伝達キャリア４２が出力側位置にあり、減速状態になるとともに、連結部材４４は両係合部８１，９２に係合するので、ドリルドライバーモードとなる。

これに対し、図示はしないが、例えば入力側変速ハンドル１４１だけを入力側にスライドさせると、入力側変速部３が減速状態に切り替わり、全ての遊星減速機構が減速状態の最低速モードとなる。なお、このとき伝達キャリア４２は出力側位置にあるので、ドリルドライバーモードである。

さらに、同じく図示はしないが、さらに出力側変速ハンドル１４２を入力側にスライドさせると、伝達キャリア４２の入力側位置へのスライド移動によって出力側変速部５が非減速状態に切り替わり、さらに連結部材４４が駆動軸側係合部８１にのみ係合するインパクトモードに切り替わる。

上記マルチインパクト回転工具においては、入力側変速部３が出力側変速部５より小さな減速比となるように設定しているので、ドリルドライバーＨｉｇｈモード（図１０に示すモード）よりも、インパクトモードのほうが高速モードとなる。逆に、入力側変速部３が出力側変速部５より大きな減速比となるように設定すれば、ドリルドライバーＨｉｇｈモードよりも、インパクトモードのほうが低速モードとなる。

以上、図１０に示す回転工具の構成について述べた。以下においては、この回転工具にさらに改良を加えた本発明の回転工具について述べる。なお、図１０に示す回転工具と同様の構成については図面中の符号や詳しい説明を一部省略し、この回転工具とは相違する特徴的な構成（改良部分）についてのみ、以下に詳述する。

図１〜図３には、本発明の実施形態における第１例の回転工具を示している。第１例の回転工具は、図１０の回転工具と同様のマルチインパクト回転工具であって、図１には、図１０と同様のドリルドライバーＨｉｇｈモードにある場合を示している。図２には、ドリルドライバーＬｏｗモードにある場合を示し、図３には、インパクトモードにある場合を示している。

図１に示すドリルドライバーＨｉｇｈモードは、入力側変速ハンドル１４１と出力側変速ハンドル１４２が共に出力側位置にあり、入力側変速部３が非減速状態、出力側変速部５が減速状態となったドリルドライバーモードである。図２に示すドリルドライバーＬｏｗモードは、入力側変速ハンドル１４１が入力側位置、出力側変速ハンドル１４２が出力側位置にあり、入力側変速部３と出力側変速部５が共に減速状態となったドリルドライバーモードである。図３に示すインパクトモードは、入力側変速ハンドル１４１と出力側変速ハンドル１４２が共に入力側位置にあり、入力側変速部３が減速状態、出力側変速部５が非減速状態となったインパクトモードである。

そして、第１例の回転工具にあっては、入力側変速部３を構成する第２キャリア３５の軸方向の位置を拘束するキャリア拘束部材１０として、図１０の回転工具のように空間Ｓの外周側を軸方向に仕切るように保持板１７を配置するのではなく、入力軸１３２の先端部に、Ｃ字状の輪部材である止め具１０１を取付固定している。入力軸１３２の出力側の先端部外周面には、周方向沿って凹溝を形成しており、該凹溝内に嵌合させることで止め具１０１を入力軸１３２に固定させている。

入力軸１３２は、入力側変速部３の第２キャリア３５よりも出力側にまでその先端部が突出するように設けてあり、該先端部に装着した上記止め具１０１のＣ字状をなす入力側端面が、第２キャリア３５の出力側端面に係止することで、第２キャリア３５の出力側（空間Ｓ側）への脱落を防止している。

さらに、伝達キャリア４２の内周に固着される連結軸４３には、入力軸１３２と軸方向に対向する部分に、該入力軸１３２の先端部と止め具１０１とが没入可能な凹所４３２を設けている。該凹所４３２は、止め具１０１よりも僅かに大径の断面円形状を有している。

上記構成を具備することにより、第１例の回転工具では、止め具１０１から成るキャリア拘束部材１０の配置箇所を、入力側変速部３の第２キャリア３５と伝達キャリア４２との互いの当接面３５２，４２１によって軸方向に挟まれる領域を除いた部分に配置してある。

そのため、伝達キャリア４２が入力側にスライド移動し、図３に示すインパクトモードに切り替わると、入力軸１３２の先端部と止め具１０１とが連結軸４３の凹所４３２に没入し、入力側変速部３の第２キャリア３５と伝達キャリア４２とが互いの当接面３５２，４２１で密着するようになっている。

つまり、止め具１０１が邪魔になることもなく、伝達キャリア４２を第２キャリア３５に密着するまで入力側にスライドさせることのできる構造であるため、機構全体の軸方向の寸法は抑制しつつ、切り替えストロークを確保することが可能である。

加えて、第１例の回転工具では上記構成を具備することにより、止め具１０１から成るキャリア拘束部材１０の配置箇所は、入力側変速部３の第２リングギア３３が第２キャリア３５を超えた出力側の位置にまでスライドしたときに接触する領域を除いた部分ともなっている。

そのため、図１に示すドリルドライバーＨｉｇｈモードにあるときには、止め具１０１が邪魔になることもなく、第２リングギア３３はその出力側先端部がキャリア３５の出力側端面を超える位置にまでスライド移動できる。これによっても、機構全体の軸方向の寸法は抑制しつつ、切り替えストロークが確保されることになる。

次に、本発明の実施形態における第２例の回転工具について、図４に基づいて説明する。図４は、ドリルドライバーＨｉｇｈモードを示している。なお、図１０に示す回転工具や第１例の回転工具と同様の構成については詳しい説明を省略し、特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

第２例の回転工具にあっては、入力側変速部３が有する第２キャリア３５の軸方向の位置を拘束するキャリア拘束部材１０として、トルク伝達部材４１の出力側端面に当接する円環板状のスラスト受け部１０２を配置している。なお、既述のようにトルク伝達部材４１は、入力側変速部３の第２キャリア３５と伝達キャリア４２とを軸方向にスライド自在に連結させるためピン状部材であり、その入力側端部を第２キャリア３５に固着させ、その出力側端部を、伝達キャリア４２において軸方向に貫設した連結孔４２２内にスライド自在に貫通させている。

スラスト受け部１０２は、出力側変速部５が有する第３プラネットギア５２の脱落を防止する保持板１７を兼ねている。つまり、この仕切り板状のスラスト受け部１０２は、伝達キャリア４２がスライド移動する空間Ｓ（第２キャリア３５と第３プラネットギア５２に挟まれる空間）の出力側端部に配置され、その円環状を成す滑らかな入力側端面にトルク伝達部材４１の出力側端面を当接させ、同じく円環状を成す出力側端面に第３プラネットギア５２の入力側端面を当接させている。トルク伝達部材４１の出力側端面は、スラスト受け部１０２の入力側端面に対して円滑に摺動する。

第２例の回転工具では、上記構成を具備することにより、スラスト受け部１０２から成るキャリア拘束部材１０の配置箇所を、入力側変速部３のキャリア３５と伝達キャリア４２との互いの当接面３５２，４２１によって軸方向に挟まれる領域と、入力側変速部３の第２リングギア３３が第２キャリア３５を超えた出力側の位置にまでスライドしたときに接触する領域と、を除く部分に配置してある。したがって、このスラスト受け部１０２が邪魔になることなく、伝達キャリア４２は第２キャリア３５に密着する位置までスライドすることができ、また、第２リングギア３３は図４のように第２キャリア３５を超える位置までスライドすることができる。そのため、機構全体の軸方向の寸法は抑制しつつ、切り替えストロークを確保することが可能である。

なお、図示はしないが、伝達キャリア４２が入力側にスライド移動してインパクトモードに切り替わるとき、入力軸１３２の先端部が連結軸４３の凹所４３２に没入し、入力側変速部３のキャリア３５と伝達キャリア４２との密着を可能にすることは勿論である。

また、上記スラスト受け部１０２の入力側端面に、トルク伝達部材４１の先端が摺動可能に配置される円環状のガイド溝を形成してあってもよい。上記ガイド溝を形成してあれば、トルク伝達部材４１の摺動はさらに円滑化される。

次に、本発明の実施形態における第３例の回転工具について、図５に基づいて説明する。図５は、ドリルドライバーＨｉｇｈモードを示している。なお、第３例の回転工具は第２例の回転工具を基本とするものであるため、第２例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第２例とは異なる構成についてのみ以下に詳述する。

第３例の回転工具にあっては、キャリア拘束部材１０を成すスラスト受け部１０２を、円環薄板状の保持板１７と、トルク伝達部材４１と一体に回転する円環状の回転盤１０３と、で形成している。保持板１７と回転盤１０３とは、互いの対向面が摺動自在となるように密着配置させており、保持板１７は、その出力側端面に第３プラネットギア５２の入力側端面を当接させて脱落を防止している。また、回転盤１０３はその入力側端面に円形の凹溝を形成し、該凹溝内に、円柱状のトルク伝達部材４１の出力側先端部を嵌合させている。

回転盤１０３は、保持板１７に対して周方向に摺接しながら、トルク伝達部材４１や伝達キャリア４２と一体に回転駆動される。上記回転盤１０３を有するスラスト受け部１０２にあっては、円滑な回転を確保しながらトルク伝達部材４１を介して第２キャリア３５の脱落を防止することができる。また、伝達キャリア４２の倒れ込みも効果的に防止することができる。

なお、第３例では第１例の場合等に比べて入力軸１３２を短く形成し、さらに第２キャリア３５等の内径を大きく形成することで、機構全体の一層の軽量化を図っている。上記軽量化は、第１例のような留め具１０１をキャリア拘束部材１０として用いない構成であることから可能となる。

次に、本発明の実施形態における第４例の回転工具について、図６に基づいて説明する。図６は、ドリルドライバーＨｉｇｈモードを示している。なお、第４例の回転工具は第３例と同様、第２例の回転工具を基本とするものである。そのため、第２例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第２例とは異なる構成についてのみ以下に詳述する。

第４例の回転工具にあっては、キャリア拘束部材１０を成すスラスト受け部１０２を、円環薄板状の保持板１７と、保持板１７に密着固定したベアリング１０４と、で形成している。ベアリング１０４は円環状のスラストベアリングであり、その入力側端面にトルク伝達部材４１の出力側端面が押圧されるように配置している。ベアリング１０４としてはコロ軸受けを用いることが好ましい。

上記ベアリング１０４を有するスラスト受け部１０２にあっては、円滑な回転を確保しながらトルク伝達部材４１を介して第２キャリア３５の脱落を防止することができる。また、伝達キャリア４２の倒れ込みも効果的に防止することができる。

なお、上記ベアリング１０４と第３例の回転盤１０３を組み合わせてスラスト受け部１０２を形成してもよい。この場合、例えば、回転盤１０３と保持板１７との間にベアリング１０４を挟持する配置となる。

次に、本発明の実施形態における第５例の回転工具について、図７、図８に基づいて説明する。図７はドリルドライバーＨｉｇｈモードを示し、図８は、インパクトモードを示している。なお、図１０に示す回転工具や第１例の回転工具と同様の構成については詳しい説明を省略し、特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

第５例の回転工具にあっては、第２キャリア３５の脱落を防止するキャリア拘束部材１０として、伝達キャリア４２や連結軸４３がスライド移動する空間Ｓの軸中心部に、圧縮コイルばねから成る弾性部材１０５を配置している。

第５例では、第１例と同様に、入力軸１３２の先端部を第２キャリア３５よりも出力側にまで突出するように設けており、連結軸４３の入力軸１３２先端と対向する部分には、該入力軸１３２の先端部が没入可能な凹所４３２を設けている。凹所４３２は、コイル状の弾性部材１０５よりも僅かに大径の断面円形状を有している。

そして、コイル状の弾性部材１０５の入力側端部を、入力軸１３２の第２キャリア３５からの突出部分に嵌合させ、該弾性部材１０５の出力側端部を、連結軸４３の凹所４３２内に嵌入させて配置している。

したがって、伝達キャリア４２が入力側にスライド移動し、図８に示すインパクトモードに切り替わると、弾性部材１０５が軸方向に圧縮されるとともに入力軸１３２の先端部は連結軸４３の凹所４３２に没入し、入力側変速部３のキャリア３５と伝達キャリア４２とが互いの当接面３５２，４２１で密着する。このとき、最大の圧縮状態にある弾性部材１０５はその全体が凹所４３２内に没入される。なお、インパクトモードにおいて伝達キャリア４２は弾性部材１０５により出力側へと付勢力を受けるが、伝達キャリア４２は変速ばね（図示せず）により拘束されるので、その位置は問題なく保持される。

上記構成を具備する第５例の回転工具では、弾性部材１０５から成るキャリア拘束部材１０の配置箇所を、入力側変速部３のキャリア３５と伝達キャリア４２との互いの当接面３５２，４２１によって軸方向に挟まれる領域と、入力側変速部３の第２リングギア３３が第２キャリア３５を超えた出力側の位置にまでスライドしたときに接触する領域と、を除く部分に配置してある。したがって、弾性部材１０５が邪魔になることなく、伝達キャリア４２は第２キャリア３５と密着する位置（図８参照）までスライドすることができる。また、第２リングギア３３は第２キャリア３５を超える位置（図７参照）までスライドすることができる。そのため、機構全体の軸方向の寸法は抑制しつつ、切り替えストロークを確保することが可能である。

次に、本発明の実施形態における第６例の回転工具について、図９に基づいて説明する。図９はインパクトモードを示している。なお、なお、第６例の回転工具は第１例の回転工具を基本とするものであるため、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第１例とは異なる構成についてのみ以下に詳述する。

第６例の回転工具にあっては、伝達キャリア４２に、入力側変速部３の第２キャリア３５と当接する位置にまでスライドしてインパクトモードに切り替わったときに該第２キャリア３５の外歯３５１と噛み合う噛合部４２３を設けている。噛合部４２３は、伝達キャリア４２の外周部分から入力側に向けて歯状に突設されたものであり、インパクトモード以外では第２キャリア３５の外歯３５１と噛み合わない構造にしている。

つまり、第２キャリア３５の外歯３５１は、ドリルドライバーＨｉｇｈモードのときには出力側にスライドされた第２リングギア３３に対して相対回転不能に噛み合い、インパクトモードにあるときには入力側にスライドされた伝達キャリア４２の噛合部４２３に対して相対回転不能に噛み合う。そのため、インパクトモードにあるときには、インパクト機構６で生じる打撃によっても伝達キャリア４２にガタツキを生じることがなくなり、伝達ロスが低減される。

また、伝達キャリア４２の外周部分には、入力側に向けて突出するオーバーラップ部４２４を設けている。このオーバーラップ部４２４は、入力側変速部３の第２キャリア３５と伝達キャリア４２とが密着するインパクトモードにあるとき、第２キャリア３５の外周側の少なくとも一部を覆うように形成している。このオーバーラップ部４２４が設けてあることで、伝達キャリア４２の外周面に凹溝状の変速ばね係合部４２５を形成するための寸法を確保したうえで、伝達キャリア４２の他部分においては軸方向の厚みを極力薄く形成することができる。そのため、機構全体の軸方向の寸法をさらに抑制することが可能となっている。

なお、第６例にて特徴的に具備する上記構成を、第２〜第５例の回転工具においてさらに採用してもよいことは勿論である。

以上、第１例〜第６例の回転工具について説明した。いずれの回転工具においても、入力側変速部３および出力側変速部５を、軸方向に直列接続させて内蔵しており、入力側変速部３のさらに入力側には、常に減速状態で動作する減速部２を、軸方向に直列接続させている。上記減速部２は、モータ１３からのトルクを直接受ける回転数の速い減速段であり、これを変速することのない減速段としたことで、モード切替時に歯車の破損等の不具合が生じることを防止している。

また、いずれの回転工具においても、インパクト機構６を用いたインパクトモードと、インパクト機構６を機能させずに入力軸１３２の回転駆動を出力軸９にまで伝達するドリルドライバーモードとを有し、伝達キャリア４２や連結軸４３から成る移動部材４０の軸方向のスライドに伴ってインパクトモードとドリルドライバーモードを切り替える切替手段を備えている。そのため、移動部材４０のスライド移動によって減速比を変更すると同時にモード切替を行うことができ、機構全体の大型化が抑制されるとともに、使用者にとっては減速比変更とモード切替を別々の作業として行う必要がなく、ハンドル操作の負担が軽減される等の利点がある。なお、設ける変速段の数は二つに限定されず、三つ以上設けてインパクトモードを２速以上とすることや、ドリルドライバーモードを３速以上としてもよい。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。

１３２ 入力軸
２ 減速部
２１ 第１サンギア
２２ 第１プラネットギア
２３ 第１リングギア
２５ 第１キャリア
３ 入力側変速部
３１ 第２サンギア
３２ 第２プラネットギア
３３ 第２リングギア
３５ 第２キャリア
３５２ 当接面
４０ 移動部材
４１ トルク伝達部材
４２ 伝達キャリア
４２１ 当接面
４２３ 噛合部
４３ 連結軸
４４ 連結部材
５ 出力側変速部
５１ 第３サンギア
５２ 第３プラネットギア
５２１ 大径ギア部
５２２ 小径ギア部
５３ 第３リングギア
５５ 第３キャリア
６ インパクト機構
８ 駆動軸
１０ キャリア拘束部材
１０１ 留め具
１０２ スラスト受け部
１０３ 回転盤
１０４ ベアリング
１０５ 弾性部材

Claims (10)

1. 入力軸の回転駆動を出力軸にまで伝達する減速機構として、サンギアとプラネットギアとキャリアとリングギアとを有する遊星減速機構から成る入力側変速部および出力側変速部を、軸方向に直列接続させて内蔵しており、入力側変速部は、キャリアの軸方向の位置を拘束するキャリア拘束部材を備えるとともにリングギアを軸方向にスライド自在に設けることで減速状態と非減速状態を切り替えるものであり、出力側変速部は、サンギアとこれに連結される移動部材とを軸方向にスライド自在に設けることで減速状態と非減速状態を切り替えるものであり、入力側変速部のキャリアと移動部材とを軸方向にスライド自在に連結させて成る回転工具であって、上記キャリア拘束部材は、入力側変速部のキャリアと移動部材との互いの当接面によって軸方向に挟まれる領域を除いた部分に配置してあることを特徴とする回転工具。
2. 上記キャリア拘束部材は、入力側変速部のリングギアがキャリアを超えた出力側の位置にまでスライドしたときに接触する領域を除いた部分に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
3. 上記キャリア拘束部材として、入力側変速部のキャリアよりも出力側にまで突出して位置する入力軸の先端部に、キャリアに当接する止め具を取り付けることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転工具。
4. 入力側変速部のキャリアと移動部材とを軸方向にスライド自在に連結させるためのトルク伝達部材を該キャリアに設け、上記キャリア拘束部材として、トルク伝達部材の先端に当接するスラスト受け部を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転工具。
5. 上記スラスト受け部は、トルク伝達部材と一体に回転する回転盤を有することを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
6. 上記スラスト受け部は、トルク伝達部材の回転を円滑化するベアリングを有することを特徴とする請求項４又は５に記載の回転工具。
7. 上記キャリア拘束部材として、入力側変速部のキャリアと移動部材との間に、弾性部材を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転工具。
8. 上記移動部材に、入力側変速部のキャリアと当接する位置にまでスライドしたときに該キャリアと噛み合う噛合部を設けることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転工具。
9. 入力側変速部のさらに入力側には、常に減速状態で動作する減速部を、軸方向に直列接続させていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転工具。
10. ハンマおよびアンビルから成るインパクト機構を用いたインパクトモードと、インパクト機構を機能させずに入力軸の回転駆動を出力軸にまで伝達するドリルドライバーモードとを有し、移動部材の軸方向のスライドに伴ってインパクトモードとドリルドライバーモードを切り替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転工具。
    

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