JP3171219U - 多段歯車切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動工具に使用する変速機構に関し、特に、高速、中速、低速を出力する多段歯車変速機能を有する多段歯車切替装置を提供する。【解決手段】本多段歯車切替装置は、主に、電動工具の歯車システム中に回転できない移動部材６の軸方向移動を制御することにより、異なる部分にそれぞれ固定し、歯車システムの伝導歯車比を変化させ、異なる回転速度を出力させるものである。また、移動部材が固定する部分の位置を歯車が装着される区域以外に設けることを許容することによって、移動部材の切替操作をさらに省力、スムーズにおこない、機械効率の損失を防ぎ、破損率を低下させる。【選択図】図２

Description

本考案は、電動工具に使用する変速機構に関し、特に、高速、中速、低速を出力する多段歯車変速機能を提供する改良機構に係る。

公知の穴あけやネジ止め等の作業に用いる電動工具の構造は、モーターの動力を歯車システムによって出力軸に伝えるもので、大部分の電動工具は、実際の作業の要望に応え、製品の使用範囲を拡大するための変速機能を備え、出力軸の回転速度をコントロールしている。また、公知の変速機構には円環状歯車を連結するか固定しており、円環状歯車の移動をコントロールして異なる歯数あるいは直径の歯車に噛み合わせることにより、等速あるいは減速を出力する二段変速機構となる。二段以上変速させたい場合は、二組以上の切替装置を取り付けなければならない。よって、電動工具の体積増加を引き起こし、歯車システム中の切替移動過程において、前記円環状歯車を破損し、機械効率の損失や損傷を招き易い。

本考案の主な目的は、公知の電動工具を二段以上変速したい場合に二組以上の切替装置を取り付けなければならず、電動工具の体積増加を引き起こし、パーツを破損し易く、機械効率の損失や損傷を招く問題点を解決することにある。

本考案の提供する多段歯車切替装置は、主に、電動工具の歯車システム中に回転しない移動部材の軸方向移動を制御することにより、異なる部分にそれぞれ固定し、歯車システムの伝導歯車比を変化させ、異なる回転速度を出力させるものである。また、移動部材が固定する部分の位置を歯車が装着される区域以外に設けることを許容することによって、移動部材の切替操作をさらに省力、スムーズにおこない、機械効率の損失を防ぎ、破損率を低下させる。

以上に基づき、本考案の提供する多段歯車切替装置は、遊星盤と、主軸と、変速遊星歯車機構と、円環状歯車と、遊び歯車部と、主動輪と、移動部材と、レバーと、外殻とを含む。

そのうち、遊星盤には、軸方向の多角孔と、軸方向に延伸する従動太陽歯車とを設ける。前記外殻は、前記各部材を収納するためのものである。レバーは外殻に枢着し、前記主軸には、多角軸を備え、該多角軸は遊星盤の多角孔に貫設されるため、遊星盤と主軸とは共に回転する。前記変速遊星歯車機構には、変速リング歯車と、複数個の遊星歯車とを備える。該変速リング歯車の内径には、複数個の環状歯を配置し、外径には複数個の突出体を設ける。該遊星歯車には、直径の比較的小さな第一段歯車と、それに相対する直径の比較的大きな第二段歯車とを備え、該変速リング歯車には、軸方向に可動状態で前記複数個の遊星歯車を連結する。前記円環状歯車の内径には複数個の内歯を設け、一辺には軸方向に突出する複数個の突出柱を備える。該円環状歯車は、外殻内に固定し、該内歯には前記第二段歯車を噛み合わせる。前記遊び歯車部には、遊び歯車盤と、複数個の遊び歯車とを備え、該遊び歯車は、遊び歯車盤の軸方向に可動状態で配置され、遊び歯車は、前記変速リング歯車の環状歯に噛み合わせる。前記主動輪の一端の機械には動力源を連結し、それに対する他端には、主動太陽歯車を配置し、主動太陽歯車は、前述した複数個の遊び歯車および第二段歯車と噛み合う。前記移動部材には、軸方向に延伸する複数個のフック部を備え、移動部材は、レバーによって軸方向移動を制御され、さらに、前記フック部が円環状歯車の突出柱を引っ掛けるか、変速リング歯車の突出体を引き掛けるか、遊び歯車盤の突出部を引っ掛けるかを制御し、主動太陽歯車の回転時に、前記歯車システムの歯車比を変化させることにより、高速、中速、低速の回転速度を出力する。

本考案の外殻には、前外殻体と後外殻体とを備え、該後外殻体の内径には軸方向に延伸し、前記移動部材のフック部をその中でスライドさせる複数個のスライド溝を設ける。

本考案では、外殻の後外殻体の相対する両側に、軸方向に延伸する切り込みと、径方向に延伸する二つの枢軸とを配置する。二つの枢軸には、レバーを枢着し、該レバーには、前記移動部材を連結し、該レバーを動かすことによって、該移動部材の軸方向移動を制御する。

本考案では、移動部材の相対する両側にそれぞれピンを配置し、前記レバーの相対する両側に、それぞれ長穴を備え、該ピンを該長穴に通すことにより、レバーと移動部材とを連結する。

本考案では、変速遊星歯車機構に、さらに端板を備え、該端板は変速リング歯車に配置し、可動状態で変速リング歯車に取り付けられる遊星歯車の端部を被覆する。

本考案は、レバーを操作して、それに従動される移動部材が第一位置に移動すると、フック部は円環状歯車の端面の突出柱を引っ掛け、円環状歯車を回転できないようにする。この状況において、動力源によって駆動される主動太陽歯車が反時計回りに回転する時、円環状歯車は回転できない状態にあるため、主動太陽歯車と、変速遊星歯車機構と、円環状歯車とは遊星歯車システムを形成し、変速遊星歯車機構を低速度での逆時計回りに回転する。しかも、遊星盤は、回転と同時に、主動太陽歯車と変速遊星歯車機構の影響を受けて、反時計回りに回転する。前記変速遊星歯車機構と遊星盤がいずれも反時計回りで回転するため、主軸の回転速度は加速され、高速回転を出力する。

本考案は、レバーを操作して、それに従動される移動部材が第二位置に移動すると、フック部は変速リング歯車外周の突出体を引っ掛け、変速遊星歯車機構全体を回転できないようにする。この状況において、動力源によって駆動される主動太陽歯車が反時計回りに回転する時、変速遊星歯車機構全体は回転できない状態にあるため、この時の動力は、ただ遊星歯車を通して動かされる遊星盤に伝送されるだけとなり、主軸は、1：1の等回転速度を出力する（中速出力）。

本考案は、レバーを操作して、それに従動される移動部材が第三位置に移動すると、フック部は遊び歯車盤外周の突出部を引っ掛け、遊び歯車盤を回転できないようにする。この状況において、動力源によって駆動される主動太陽歯車が反時計回りに回転すると、遊び歯車の影響を受けて、変速遊星歯車機構中の変速リング歯車には、低速度の時計回り回転が発生する。しかも、遊星盤は、回転と同時に、主動太陽歯車と変速遊星歯車機構の異なる回転方向の影響を受けて、反時計回りに減速回転する。反時計回りと時計回りの回転が互いの力を消しあい、主軸は低回転速度を出力する。

本考案の多段歯車切替装置は、主に、電動工具の歯車システム中に回転できない移動部材の軸方向移動を制御することにより、異なるパーツにそれぞれ固定して歯車システムの伝導歯車比を変化させ、異なる回転速度を出力させるものである。また、移動部材が固定するパーツの位置を歯車が装着される区域以外に設けることを許容することによって、移動部材の切替操作をさらに省力、スムーズにおこない、機械効率の損失を防ぎ、破損率を低下させる効果を備える。

本考案の実施例に関する主な部材についての組み合わせ関係を示した分解斜視図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、高速出力に切り替えた状態を示した立体断面図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、高速出力に切り替えた状態を示した一部立体断面図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、高速出力に切り替えた状態を示した平面断面図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、中速出力に切り替えた状態を示した立体断面図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、中速出力に切り替えた状態を示した平面断面図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、低速出力に切り替えた状態を示した立体断面図である。 本考案の実施例に関する部材を組み立てた後の構造と、低速出力に切り替えた状態を示した平面断面図である。

本説明書を閲読後、当該技術の熟知者がこれに基づく実施を可能とするために、次に、図面及び部材の符号を組み合わせ、本考案の実施方式についての詳細説明をおこなう。

図１は、本考案の実施例に関する主な部材についての組み合わせ関係を示した分解斜視図である。次に説明する部材にはすべて、第一端とその逆方向の第二端を備え、前記第一端とは、同方向（即ち、電動工具前方に向かう出力軸方向）を指し、前記第二端とは、別の同方向（即ち、電動工具後方に向かうモーターの歯車方向）を指す。

本考案の多段歯車切替装置に関する実施例には、前外殻体３Ａと後外殻体３Ｂによって構成される外殻３を含む。そのうち、前外殻体３Ａ内には、主軸１Ａと、第一軸受２Ａと、第二軸受２Ｂと、遊星盤５とを装着し、該遊星盤５には、多角孔５１と、第二端に設け軸方向に延伸する従動太陽歯車５２とを備える。主軸１Ａの第二端には、端面が多角孔５１に対応する多角軸１Ａ１を設け、多角軸１Ａ１は、第一軸受２Ａに挿入した後、多角孔５１を貫通する。遊星盤５には第二軸受２Ｂを係合させて前外殻体３Ａに組み合わせ、これにより、多角軸１Ａ１と遊星盤５は同時に前外殻体３Ａ内で回転する。

また、図１には、さらに、本考案の後外殻体３Ｂ内に、主動輪１Ｂと、遊び歯車部９と、変速遊星歯車機構８と、円環状歯車７と、外殻３内に設ける移動部材６とを備え、後外殻体３Ｂの外側にはレバー４を配置することを示している。そのうち、後外殻体３Ｂの内径には軸方向に延伸する複数個のスライド溝３１を設け、後外殻体３Ｂの相対する両側には、軸方向に延伸する切り込み３３と、径方向に延伸する枢軸３２とを備える。主動輪１Ｂの第一端中央には軸方向に延伸する主動太陽歯車１Ｂ１を配置し、第二端のモーターによって駆動される歯車動力システム（未図示）は機械に連結される。遊び歯車部９は、遊び歯車盤９１と、遊び歯車９２とを備え、遊び歯車盤９１中央には貫通孔９０を備え、外径を星形状とし、複数個の突出部９１２を備える。遊び歯車盤９１の第一端は複数個の軸棒９１１を備え、遊び歯車９２それぞれを軸棒９１１に挿設し、遊び歯車９２は、軸棒９１１に対して自由に回転し、貫通孔９０を通過した後の主動太陽歯車１Ｂ１は、各遊び歯車９２と噛み合う。変速遊星歯車機構８には、変速リング歯車８３と、遊星歯車８２と、端板８１とを備える。該変速リング歯車８３の第一端には、軸方向に延伸する複数個の突出軸８３１を設置し、第二端には内空間を設ける。該内空間の内径には、複数個の環状歯８３３を配置し、変速リング歯車８３の外径には複数個の突出体８３２を設ける。前記遊星歯車８２には、直径の比較的小さな第一段歯車８２１と、それに相対する直径の比較的大きな第二段歯車８２２とを備え、遊星歯車８２は、突出軸８３１に挿入し、各突出軸８３１を端板８１の穴８１１に挿入し、端板８１で遊星歯車８２の端部を被覆して遊星歯車８２を定位させる。さらに、変速遊星歯車機構８を後外殻体３Ｂ内に組み合わせて、主動太陽歯車１Ｂ１を各第二段歯車８２２に噛み合わせ、第一段歯車８２１のそれぞれを、前記従動太陽歯車５２に噛み合わせる。前記円環状歯車７は環状形体とし、その内径には複数個の内歯車７２を設け、その一辺（即ち、第二端）には軸方向に突出し、等間隔に配列する突出柱７１を設ける。円環状歯車７を後外殻体３Ｂの内径に固定した後、内歯車７２は、第二段歯車８２２と噛み合う。実施例では、前記移動部材６は環状形体を備え、環状形体の周囲エッジには第二端に向かい軸方向に延伸するフック部６１を設ける。そのうち、相対する両側に位置するフック部６１には、さらに対称となるピン６２を備え、移動部材６は外殻３内に取り付けられる。これにより、フック部６１は、可動状態で後外殻体３Ｂのスライド溝３１に組み合わせられ、ピン６２は切り込み３３をスライドするため、外殻３内での移動部材６は、自由に軸方向に移動できる。前記レバー４は、コの字型をなし、相対する両側にはそれぞれ丸穴４１を設け、自由端に近い箇所には長穴４２を設け、丸穴４１は可動状態で後外殻体３Ｂの枢軸３２に組み合わせるため、レバー４は後外殻体３Ｂに対して回転可能となる。後外殻体３Ｂ内に組み合わせた移動部材６のピン６２は、切り込み３３を貫通した後、長穴４２を通過して、レバー４と移動部材６の連結を完成させる。また、レバー４を動かすことにより、移動部材６の軸方向移動を制御する。

本考案での多段歯車切替制御および多種回転速度出力の操作方式について、次に説明をおこなう。

図２及び図４には、本考案の実施例に関する多段歯車切替装置の部材を組み立てた後の構造と、高速出力に切り替えた状態を示す。図のとおり、使用者がレバー４を第二端方向に動かすと、それに従って移動する移動部材６は、第一端方向の第一位置（一般には第一端の極限位置）まで移動し、移動部材６のフック部６１が円環状歯車７の端面の突出柱７１に引っ掛かり、円環状歯車７は回転できなくなる。この状態において、動力源によって駆動される主動太陽歯車１Ｂ１が反時計回りに回転する時、円環状歯車７は回転できない状態にあるため、主動太陽歯車１Ｂ１と、変速遊星歯車機構８と、円環状歯車７とは遊星歯車システムを形成し、変速遊星歯車機構８を低速度での逆時計回りに回転する。しかも、遊星盤５は、回転と同時に、主動太陽歯車１Ｂ１と変速遊星歯車機構８の影響を受けて、反時計回りに回転する。前記変速遊星歯車機構８と遊星盤５がいずれも反時計回りで回転するため、主軸１Ａの回転速度は加速され、高速回転で出力される（第一段回転速度出力）。

図５および図６には、本考案の実施例に関する多段歯車切替装置を等速出力に切り替えた状態を示す。図に示すとおり、使用者がレバー４を操作すると、移動部材６は、第二位置（即ち、第一端と第二端の中間位置）まで移動し、フック部６１は変速リング歯車８３外周の突出体８３２に引っ掛かり、変速遊星歯車機構８全体は回転できなくなる。この状態において、動力源によって駆動される主動太陽歯車１Ｂ１が反時計回りに回転すると、変速遊星歯車機構８全体が回転できないため、この時の動力は、ただ遊星歯車８２を通して動かされる遊星盤５に伝送されるだけとなり、従動される主軸１Ａに1：1の中速（等回転速度）出力（第二段回転速度出力）が発生する。

図７及び図８には、本考案の実施例に関する多段歯車切替装置の部材を低速出力に切り替えた状態を示す。図のとおり、使用者がレバー４を操作すると、移動部材６は、第三位置（一般には第二端の極限位置）まで移動し、フック部６１は遊び歯車盤９１外周の突出部９１２に引っ掛かり、遊び歯車盤９１は回転できなくなる。この状態において、動力源によって駆動される主動太陽歯車１Ｂ１が反時計回りに回転すると、遊び歯車９２の影響を受けて、変速遊星歯車機構８中の変速リング歯車８３は、低速度で時計回りに回転する。しかも、遊星盤５は、回転と同時に、主動太陽歯車１Ｂ１と変速遊星歯車機構８の異なる回転方向の影響を受けて、反時計回りに減速回転する。反時計回りと時計回りの回転が互いの力を消しあい、主軸１Ａは低回転速度を出力する（第三段回転速度出力）。

前述した説明は、本考案の実施例を解釈するためのものであり、本考案に対して、いずれかの形式上の制限を設けるためのものではない。よって、同様の創作精神に基づいてなされた本考案に関するいかなる修飾および変更もすべて、本考案の意図する保護範囲に含まれることを、ここに明記する。

１Ａ 主軸
１Ａ１ 多角軸
１Ｂ 主動輪
１Ｂ１ 主動太陽歯車
２Ａ 第一軸受
２Ｂ 第二軸受
３ 外殻
３Ａ 前外殻体
３Ｂ 後外殻体
３１ スライド溝
３２ 枢軸
３３ 切り込み
４ レバー
４１ 丸穴
４２ 長穴
５ 遊星盤
５１ 多角孔
５２ 従動太陽歯車
６ 移動部材
６１ フック部
６２ ピン
７ 円環状歯車
７１ 突出柱
７２ 内歯車
８ 変速遊星歯車機構
８１ 端板
８１１ 穴
８２ 遊星歯車
８２１ 第一段歯車
８２２ 第二段歯車
８３ 変速リング歯車
８３１ 突出軸
８３２ 突出体
８３３ 環状歯車
９ 遊び歯車部
９１ 遊び歯車盤
９１１ 軸棒
９１２ 突出部
９２ 遊び歯車

Claims (5)

1. 軸方向の多角孔と、軸方向に延伸する従動太陽歯車とを設ける遊星盤と、
   多角軸を備え、該多角軸を前記多角孔に貫通設置する主軸と、
   変速リング歯車と、複数個の遊星歯車とを備え、該変速リング歯車の内径には、複数個の環状歯を配置し、外径には複数個の突出体を設け、該遊星歯車には、直径の比較的小さな第一段歯車と、それに相対する直径の比較的大きな第二段歯車とを備え、該変速リング歯車には、軸方向に可動状態で前記複数個の遊星歯車を連結する変速遊星歯車機構と、
   内径には複数個の内歯を設け、一辺には軸方向に突出する複数個の突出柱を備え、該内歯には前記第二段歯車を噛み合わせる円環状歯車と、
   遊び歯車盤と、複数個の遊び歯車とを備え、該遊び歯車は、遊び歯車盤の軸方向に可動状態で配置され、遊び歯車を前記変速リング歯車の環状歯車に噛み合わせる遊び歯車部と、
   一端には動力源を連結し、それに対する他端には主動太陽歯車を配置し、該主動太陽歯車は、前述した複数個の遊び歯車および第二段歯車と噛み合う主動輪と、
   軸方向に延伸する複数個のフック部を備え、該移動部材は軸方向移動を制御され、さらに、前記フック部が円環状歯車の突出柱を引っ掛けるか、変速リング歯車の突出体を引っ掛けるか、遊び歯車盤の突出部を引っ掛けるかを制御する移動部材と、
   前記の各部材をその内部に組み合わせて収納する外殻と、を備える多段歯車切替装置。
2. 前記外殻は、前外殻体と後外殻体とを備え、該後外殻体の内径には軸方向に延伸し、前記移動部材のフック部をその中でスライドさせる複数個のスライド溝を設けることを特徴とする請求項１記載の多段歯車切替装置。
3. 前記後外殻体の相対する両側に、軸方向に延伸する切り込みと、径方向に延伸する二つの枢軸とを配置し、該枢軸にはレバーを枢着し、該レバーには前記移動部材を連結し、該レバーによって、該移動部材の軸方向移動を制御することを特徴とする請求項２記載の多段歯車切替装置。
4. 前記移動部材の相対する両側にそれぞれピンを配置し、前記レバーの相対する両側に、それぞれ長穴を備え、該ピンを該長穴に貫通させて前記レバーと移動部材とを連結することを特徴とする請求項３記載の多段歯車切替装置。
5. 前記変速遊星歯車機構には、さらに端板を備え、該端板を変速リング歯車に配置し、遊星歯車の端部を被覆することを特徴とする請求項１記載の多段歯車切替装置。

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