JP4486790B2 - 多段ギヤ装置を具える電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内に配置された多段ギヤ装置と、該ギヤ装置を現在の変速段から別の変速段に切換えるためのシフト機構とを具える電動工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述の構成を有する電動工具は、スクリュービット、ドリル等の使用工具の回転速度を基本条件に適合させるために、ギヤハウジング内に多段ギヤ装置と、このギヤ装置の変速比を切換えるためのシフト機構とを配置している。
【０００３】
【特許文献１】
ドイツ特許出願公開公報ＤＥ３９０４０８５Ａ１
【０００４】
ドイツ特許出願公開公報ＤＥ３９０４０８５Ａ１（特許文献１）には、ギヤハウジング内に多段ギヤ装置と、このギヤ装置の変速比を切換えるためのシフト機構とを配置した電動工具を記載している。このギヤ装置は、複数の変速段に移行可能なばね負荷型のシフト部材と、このシフト部材により作動可能となり、軸線方向に変位可能とされたシフトホイールに作用する、弾性的に形成されたシフトフォークとを有する。
【０００５】
上述した従来技術は、ギヤ装置を切換えるために常に信頼し得るギヤ切換えが確実に可能である点で有利であるが、３段以上のギヤ装置の場合、複数のシフト部材を必要とする点で不利である。
【０００６】
【発明の課題】
本発明の課題は、構造が簡潔で経済的に製造可能な多段ギヤ装置を具える電動工具を提案することにある。
【０００７】
【課題の解決手段】
この課題を解決するために，本発明は，ハウジング内に配置された多段ギヤ装置と，該ギヤ装置を現在の変速段から別の変速段に切換えるためのシフト機構とを具え，シフト機構が複数の変速段に移行可能なばね負荷型のシフト部材と，該シフト部材により作動可能となり，軸線方向に変位可能とするシフトホイールに作用する弾性的に形成されたシフトフォークとを有する電動工具において，ギヤ装置が軸線方向に変位可能なシフトホイールを具え，各シフトホイールがシフトフォークと協働すると共に，シフトフォークが，ギヤハウジングに対して不動の旋回軸線を有すると共に，シフト部材により作動可能とされていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば，複数のシフトホイールを使用することにより，ギヤ装置を３段以上とすることが可能である。更に，シフト部材を作動すると全てのシフトフォークが作動可能となり，優れた操作性が確保される。シフト部材が軸線方向に変位することにより，ギヤ装置を現在の変速段から別の変速段に確実に切換えることができる。シフトフォークは弾性的に形成されているため，特に，ギヤ装置の停止状態において確実な切換えが可能となる。これは，シフトフォークが，最も遅い時点でもギヤ装置の駆動に際してギヤ装置の対応する部分を係合させるからである。
【０００９】
本発明において，シフトフォークは，ギヤハウジングに対して不動の旋回軸線を有する構成とされている。それにより，シフトホイールの正確なシフト位置及び確実な切換えが保証される。シフトフォークを案内するために軸受部材をギヤハウジングに配置し，特に，シフトフォークを領域的に受けるために，貫通孔を配置するのが有利である。更に，シフトフォークをレバー作用により旋回可能としてギヤハウジングに担持させることができる。ギヤハウジングにおける旋回軸線の位置決めに応じて，シフト部材に作用する作動力と，各シフトホイールに作用する調整力との間で力の伝達が可能となる。
【００１０】
各シフトフォークは、少なくとも１個の係合部分と、対応するシフトホイールを切換えるための少なくとも１個の切換え部分とを有する構成とするのが有利である。係合部分が対応するシフトホイールと協働するのに対し、切換え部分は作動力をシフト部材から係合部分へ伝達する手段として機能する。
【００１１】
シフト部材は、切換え部分を担持するために、少なくとも１個の凹所を具えるのが好適である。それにより、ギヤ装置のコンパクト構造が可能となる。更に、凹所の経済的な加工が可能となり、ギヤ装置の最終的な組立てが容易となる。
【００１２】
凹所は、ギヤ装置の長手方向軸線に対して直角に、シフトホイールに対しては略接線方向に配置するのが好適である。それにより、シフト部材内に切換え部分を最終的に組み込む作業が容易となり、確実に案内することが可能となる。
【００１３】
凹所は、長手方向で旋回軸線を中心にシフトフォークを旋回させるための制御リンクを具えるのが有利である。それにより、シフト部材を介して構造的に簡単かつ経済的なシフトフォークの制御が可能となる。制御リンクは、シフト部材の位置に応じて、各シフトフォークを旋回させると共に、シフトフォークにそれぞれ対応するシフトホイールを変位させる。
【００１４】
シフトフォークは、結合部分として機能する切換え部分を介して凹所を把持する構成とするのが有利である。
【００１５】
最適な切換えを保証するため、ギヤ装置の長手方向軸線に対して直角方向に見た凹所の高さは、遊びを含む切換え部分の直径にほぼ一致するように設計するのが好適である。ギヤ装置の製造に際して、遊びは大きな許容誤差を可能にすると共に、製造コストの低減に効果的である。
【００１６】
制御リンクは，２つの変速段を有し，対応する別の変速段をランプを介して互いに結合する構成とするのが有利である。
【００１７】
【好適な実施形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００１８】
図示の電動工具のギヤ装置１には、スクリュービット等の工具を把持するための工具ホルダ１１が作動方向Ａで接続する。ギヤ装置１は、プラスチック等の材料を略円筒形状に成形したギヤハウジング６と、ギヤ装置１を現在の変速段から別の変速段に切換えるためのシフト機構とを具える。更に、ギヤ装置１は、図１ａ〜図３ａに示すように、３つの変速段に移行可能なばね負荷型のシフト部材３と、軸線方向に変位可能な対応するシフトホイール４ａ，４ｂにそれぞれ作用する第１及び第２シフトフォーク５ａ，５ｂとを具える。
【００１９】
図５は、１個の切換え部分１５と２個の係合部分１４とを具えるＵ字形状のシフトフォーク５ａ，５ｂを示している。両係合部分１４は、それぞれシフトフォーク５ａ，５ｂの遊端１４ａを形成し、切換え部分１５は両係合部分１４を互いに結合する。係合部分１４の遊端１４ａは残りの係合部分１４に対して約９０°だけ曲げられているため、シフトフォーク５ａ，５ｂの遊端１４ａは互いに対向すると共に、シフトフォーク５ａ，５ｂに割り当てたシフトホイール４ａ，４ｂに設けた環状溝４ｃとして形成された対応する凹所内に移行可能である。両係合部分１４の遊端１４ａでは、それぞれ対応する直角対向位置に配置され、軸線方向に延在する長穴１８を介してギヤハウジング６を把持する。シフトフォーク５ａ，５ｂは、ばね鋼等から弾性的に形成される。シフトフォーク５ａ，５ｂを旋回可能に担持するために、ギヤハウジング６は貫通孔を有する２個の軸受素子１８ａ，１９ｂを具える。軸受素子１９ａ，１９ｂは、旋回軸線Ｓを中心として旋回可能とするシフトフォーク５ａ，５ｂをギヤハウジング６に担持する。シフトフォーク５ａ，５ｂの切換え部分１５は、シフト部材３の脇で２個の対応する貫通孔をそれぞれ把持する。
【００２０】
図６に示すシフト部材３は、ほぼ直方体に近似した外形形状を有する。このシフト部材３は、軸線方向に変位可能としてギヤハウジング６に担持されると共に、ギヤ装置１の長手方向軸線Ｌに対しては直角に、シフトホイール４ａ，４ｂに対しては一貫して略接線方向に形成した制御リンク２０とする凹所を具える。制御リンク２０はギヤ装置１に対して軸線方向に延在すると共に、ギヤハウジング６に担持させるためのテーパ２１を長手方向両端部に有する。シフトフォーク５ａ，５ｂはそれぞれ切換え部分１５により制御リンク２０を把持すると共に、旋回軸線Ｓに対して旋回可能として制御リンク２０内に配置される。両方の切換え部分１５が制御リンク２０内で確実に旋回可能とするために、ギヤ装置の長手方向軸線に対して直角方向に見た制御リンクの高さｈは、遊びｓを含む切換え部分１５の直径にほぼ一致する。更に、制御リンク２０は２個の変速段２２，２３を具え、互いに対応する別の変速段２２ａ，２３ａはランプ２４ａを介して結合する。ギヤハウジング６に背向する側面では、シフト部材３を調整する作動素子２５がシフト部材３に配置される。
【００２１】
シフト部材３により、ギヤ装置１は異なる３つの変速段の間で切換え可能となる。図１ｂ〜図３ｂは、制御リンク２０を具えたシフト部材３を示している。切換え部分１５の断面を示すことで、制御リンク２０における切換え部分の位置を異なる３段の中で明確にする。図１ａに示すように、ギヤ装置１は第１変速段に入り、シフトフォーク５ａ，５ｂはギヤ装置１の長手方向軸線Ｌに対して直角に位置する。図１ａ及び図１ｂとは異なり、図２ｂに示すシフト部材３は作動方向Ａに変位し、ギヤ装置１は第２変速段に入っている。第２シフトフォーク５ｂの切換え部分１５でシフト部材３を把持する領域は、制御リンク２０の第２変速段位置２３に移行する。その結果、第２シフトフォーク５ｂは旋回軸線Ｓを中心として角度αだけ旋回する。特に係合部分１４とするシフトフォーク５ｂの旋回により、第２シフトホイール４ｂは軸線方向に移動する。
【００２２】
図３ａ及び図３ｂに示したシフト部材３の作動方向Ａで更にシフト部材３が移動すると、ギヤ装置１は第３変速段に切換えられる。第１シフトフォーク５ａの切換え部分１５は、ランプ２４ａを介して制御リンク２０の第２変速段位置まで移動する。それにより、第１シフトフォーク５ａは旋回軸線Ｓを中心として旋回（角度β）する。
【００２３】
図４に示したギヤ装置１は、従来技術におけると同様に、ギヤ装置１の長手方向Ｌに相前後して配置した２個の遊星歯車機構を具える。
【００２４】
図７に示す別の実施形態において、ギヤ装置１は、直列配置した２個の遊星歯車機構の代わりに、１個の遊星歯車機構３１と１個の平歯車３２とを具える。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明の一実施形態によるギヤ装置を第１変速段において示す側面図である。
【図１ｂ】 図１ａに示したシフト部材における第１及び第２切換え部分を示す側面図である。
【図２ａ】 本発明によるギヤ装置を第２変速段において示す側面図である。
【図２ｂ】 図２ａに示したシフト部材における第１及び第２切換え部分を示す側面図である。
【図３ａ】 本発明によるギヤ装置を第３変速段において示す側面図である。
【図３ｂ】 図３ａに示したシフト部材における第１及び第２切換え部分を示す側面図である。
【図４】 図１ａに示したギヤ装置を一部破断して示す平面図である。
【図５】 シフトフォークを示す斜視図である。
【図６】 シフト部材を示す斜視図である。
【図７】 １個の遊星歯車と１個の平歯車とを具える第２実施形態によるギヤ装置を長手方向に破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ギヤ装置
２ シフト機構
３ シフト部材
４ａ，４ｂ シフトホイール
５ａ，５ｂ シフトフォーク
６ ギヤハウジング
１４ 係合部分
１４ａ 遊端
１５ 切換え部分
１８ 長穴
１９ａ，１９ｂ 軸受素子
２０ 制御リンク
２１ テーパ
２２，２３ 変速段
２３ａ 第２変速段
２４ａ ランプ
２５ 作動素子
３１ 遊星歯車
３２ 平歯車
Ａ 作動方向
Ｌ 長手方向軸線
Ｓ 旋回軸線

Claims (8)

1. ハウジング（６）内に配置された多段ギヤ装置（１）と，該ギヤ装置（１）を現在の変速段から別の変速段に切換えるためのシフト機構（２）とを具え，前記シフト機構（２）は複数の変速段に移行可能なばね負荷型のシフト部材（３）と，該シフト部材（３）により作動可能となり，軸線方向に変位可能とするシフトホイール（４）に作用する弾性的に形成されたシフトフォーク（５）とを有する電動工具において，ギヤ装置（１）が軸線方向に変位可能なシフトホイール（４ａ，４ｂ）を具え，各シフトホイール（４ａ，４ｂ）がシフトフォーク（５ａ，５ｂ）と協働すると共に，シフトフォーク（５ａ，５ｂ）が，ギヤハウジング（６）に対して不動の旋回軸線（Ｓ）を有すると共に，シフト部材（３）により作動可能とされていることを特徴とする電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具において，各シフトフォーク（５ａ，５ｂ）が，少なくとも１個の係合部分（１４）と，対応するシフトホイール（４ａ，４ｂ）を切換えるための少なくとも１個の切換え部分（１５）とを有することを特徴とする電動工具。
3. 請求項１又は２に記載の電動工具において，シフト部材（３）が，切換え部分（１５）を担持するために少なくとも１個の凹所を具えることを特徴とする電動工具。
4. 請求項３記載の電動工具において，前記凹所がギヤ装置（１）の長手方向軸線（Ｌ）に対して交差すると共に，シフトホイール（４ａ，４ｂ）に対しては略接線方向に配置されていることを特徴とする電動工具。
5. 請求項３又は４に記載の電動工具において，前記凹所が，前記旋回軸線（Ｓ）を中心にシフトフォーク（５ａ，５ｂ）を旋回させるための制御リンク（２０）を長手方向で具えることを特徴とする電動工具。
6. 請求項３〜５の何れか一項に記載の電動工具において，シフトフォーク（５ａ，５ｂ）が，切換え部分（１５）を介して凹所を把持することを特徴とする電動工具。
7. 請求項５記載の電動工具において，ギヤ装置の長手方向軸線（Ｌ）に対して直角方向に見た凹所の高さ（ｈ）が，遊び（ｓ）を含む切換え部分（１５）の直径に対応することを特徴とする電動工具。
8. 請求項５に記載の電動工具において，前記制御リンク（２０）が２つの変速段（２２，２３）を有し，互いに対応する別の変速段（２２ａ，２３ａ）がランプ（２４ａ）を介して互いに結合されていることを特徴とする電動工具。

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