JP5017186B2 - 動力工具 - Google Patents

Description

本発明は、動力工具に用いられる平行軸式変速機構の改良技術に関する。

平行軸式変速機構を備えた電動工具は、例えば、特公平０１−５８０３１号公報（特許文献１）に開示されている。上記公報に記載の平行軸式変速機構は、駆動軸上に固定した互いに歯数の異なる第１及び第２の駆動ギアと、駆動軸と平行な被動軸上に長軸方向に移動可能に取付けられた互いに歯数の異なる第１及び第２の被動ギアとを備え、第１及び第２の被動ギアを被動軸上に沿ってスライドさせて第１及び第２の駆動ギアに対する噛み合い係合を切替えることによってモータの回転速度を高速と低速の２段に変速して先端工具に伝達する構成である。

上記公報に記載されている従来の平行軸式変速機構によれば、駆動ギアに対する被動ギアの相対位置を変えて変速する際、駆動ギアと被動ギアの噛み合い係合が円滑に行なわれ難いものであり、変速動作の円滑性という点で、なお改良の余地がある。
特公平０１−５８０３１号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、平行軸式の変速機構を備えた動力工具において、変速動作の円滑性を向上するとともに、変速後には当該変速状態を維持する技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係る動力工具の好ましい形態は、動力源と、変速機構を有し、動力源から変速機構を介して駆動される先端工具に所定の加工作業を遂行させる構成とされる。本発明における「動力工具」は、回転運動する鋸刃によって被加工材の切断作業を行なう木工用あるいは金工用の丸鋸や電動カッター、回転運動するサンディングディスクによって被加工材に研磨あるいは研削作業を行なうサンダー、比較的大径の穴明け作業に用いられるダイヤコアドリル、上下２枚のブレードを互いに逆方向に直線状に往復移動させ、生垣の刈り込み作業等を遂行するヘッジトリマ等、各種の電動工具を広く包含する。

本発明に係る動力工具の好ましい形態によれば、変速機構を有する。変速機構は、互いに平行に配置された第１及び第２の回転軸と、互いに噛合い係合されるとともに第１の回転軸のトルクを第２の回転軸に伝達する駆動ギアと被動ギアの組み合わせを１単位とし、かつ互いにギア比が異なる第１及び第２のギア列を有する。そして、第１のギア列を経由するトルクの伝達経路が第１の動力伝達経路として定められ、第２のギア列を経由するトルクの伝達経路が第２の動力伝達経路として定められている。また、第１の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第１のクラッチ、及び第２の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第２のクラッチを更に有する。そして、先端工具に加わる負荷に応じた、第１及び第２のクラッチの動力伝達状態と動力遮断状態の間での切替わりによって第１及び第２のギア列の噛合い係合状態のままで第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路間で伝達経路の切替えがなされる構成とした。

なお、本発明における「動力源」としては、典型的には、電動モータがこれに該当するが、電動モータ以外のエアーモータ、エンジン等の原動機を好適に包含する。また、本発明における「第１及び第２のギア列の噛み合い係合状態のままで第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路間で伝達経路の切替えがなされる」とは、互いに噛み合い係合するギアの位置を固定したままの状態で、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路間での伝達経路の切替えがなされる態様、すなわち一方のクラッチが動力伝達状態に切替わったときに、他方のクラッチが動力遮断状態に切替わり、また一方のクラッチが動力遮断状態に切替わったときに、他方のクラッチが動力伝達状態に切替わる態様がこれに該当する。また、本発明における第１及び第２の動力伝達経路は、典型的には、そのいずれか一方が高速低トルク用の動力伝達経路として設定され、他方が低速高トルク用の動力伝達経路として設定される。

本発明によれば、噛み合い係合するギア列の位置を固定したままで、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路間で伝達経路を切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。
特に、従来の変速機構のように、ギアを軸に沿ってスライドさせてギアの噛み合いを切替えることで変速する構成の場合であれば、軸とギアの嵌合面のクリアランスによるがたつきがあり、摩耗を生じ易く、ギアの耐久性に問題がある。また、ギアの噛み合いを切替える際、ギアが切り離される間際、及びギアが噛み合う初期に、歯面の微小な領域でトルクを受けることから、歯の欠けあるいは摩耗といった強度上の問題が生ずることになり、更には、噛み合うときには、歯の干渉によって異音が発生するといった問題もある。しかしながら、本発明によれば、ギアを常時噛み合い式とすることで、ギアの噛み合いを切替える従来方式に見受けられる上記の各問題を解決することができる。
また、本発明における第１の動力伝達経路の構成要素である第１のギア列のギア比（減速比）と、第２の動力伝達経路の構成要素である第２のギア列のギア比は、互いに異なるように設定される。このため、例えば先端工具に作用する負荷が小さい状態では、ギア比の小さい、例えば第１の動力伝達経路を用いて高速低トルクで加工作業を行い、負荷が大きい状態では、ギア比の大きい、第２の動力伝達経路を用いて低速高トルクで加工作業を行なうことができる。

本発明に係る動力工具の好ましい形態によれば、特徴的構成として、変速機構は、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路の間で伝達経路が切替えられた際、動力源が停止されるまで当該切替えられた状態を保持する切替保持機構を有する構成とした。先端工具に加わる負荷の大きさに応じて第１の動力伝達経路から第２の動力伝達経路に自動的に切替わる変速機構においては、先端工具に加わる負荷が切替設定値付近で変動すると、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路の間で切替わりが頻繁に発生することになる。
本発明によれば、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路の間で一旦伝達経路が切替えられると、切替保持機構によって切替えられた状態に保持されるため、その後は先端工具に加わる負荷が減っても再び動力伝達経路が切替わることがない。このため、頻繁な切替わりによる耐摩耗性への悪影響あるいは振動の発生といった問題が解消される。

本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、第１及び第２のクラッチの少なくとも一方は、第１または第２の回転軸上において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材によって構成されるとともに、駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材のいずれか一方が、互いに噛み合い係合して動力伝達状態とされる動力伝達位置と、噛み合い係合を解除して動力遮断状態とされる動力遮断位置の間で長軸方向にスライド動作する摺動式噛み合いクラッチによって構成されている。そして、切替保持機構は、駆動側クラッチ部材または被動側クラッチ部材が動力遮断位置に移動されたとき、当該移動されたスライド側のクラッチ部材と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持するラッチ部材を有する構成とされる。
本発明によれば、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動されたとき、ラッチ部材によってスライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持できるため、クラッチの動力遮断状態を確実なものとすることができる。
先端工具に加わる負荷の大きさに応じてクラッチが動力伝達位置と動力遮断位置との間で切替わる構成の場合、先端工具に加わる負荷が切替設定値付近で変動すると、クラッチが頻繁に切替わることになり、それに伴い耐久性に悪影響を及ぼす、あるいは動力工具に振動を発生させることにつながる。しかるに、本発明によれば、ラッチ部材によってクラッチが動力遮断状態に保持されることで、上記の問題を解消することができる。

本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、スライド側のクラッチ部材の側面には、凹部が形成されている。ラッチ部材は、第１または第２の回転軸に固定されるとともに、凹部に対し周方向に相対移動不能に収容され、これにより第１または第２の回転軸とスライド側のクラッチ部材の間でトルクを伝達する構成とされている。そして、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際には、当該移動動作に基づき凹部から脱出するとともに、当該脱出によって生ずるスライド側のクラッチ部材との回転速度差により回転方向に相対移動してスライド側のクラッチ部材の側面と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成とした。

なお、本発明における「ラッチ部材」は、典型的には、外周面に放射状に突出するトルク伝達用としての複数の突部を周方向等分位置に備えた形状に形成されるが、第１または第２の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間でのトルクの伝達を可能とする形状であれば、上記の形状以外の形状であってもよい。また、本発明における「脱出によって生ずるスライド側のクラッチ部材との回転速度差」とは、ラッチ部材が凹部から脱出することに伴い第１または第２の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間でのラッチ部材によるトルク伝達が不能とされる結果、第１または第２の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間に生ずる回転速度の差をいう。

本発明によれば、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動され、クラッチが動力遮断状態に切替わると、ラッチ部材が動力遮断位置へと移動されたスライド側のクラッチ部材の側面と係合することで、当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持することができる。特に、本発明においては、ラッチ部材が第１または第２の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間でトルクの伝達を行なう部材を兼用する構成のため、部品点数が減少し、構造の簡素化を図ることができる。

本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、変速機構を収容するギアハウジングを有し、またスライド側のクラッチ部材の外周面には、係合部が形成されている。切替保持機構は、ギアハウジングに径方向への移動可能に設けられてスライド側のクラッチ部材の外周面に径方向から当接するラッチ部材と、当該ラッチ部材をスライド側のクラッチ部材に当接させる方向へと付勢する付勢部材を有する。そして、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際、ラッチ部材が係合部と係合し、これにより当該移動されたスライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成とした。なお、本発明における「係合部」は、典型的にはスライド側のクラッチ部材の外周面を長軸方向に段付き形状に形成し、当該段付き形状とした際の径方向の壁面によって構成される。また、本発明における「ラッチ部材」は、球体あるいは先端が球面に形成された柱状体によって構成することが好ましい。また、「付勢部材」は、典型的にはバネによって構成されるが、ゴムを好適に包含する。
本発明によれば、切替保持機構の構成部材である、ラッチ部材及び付勢部材がギアハウジングに配置されている。このため、スライド側のクラッチ部材を単純な形状とすることができる。

本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、動力源が停止された際に、切替保持機構を初期状態に戻すリセット機構を有する構成とした。本発明によれば、リセット機構を備えたことにより、動力源の再起動時に変速機構が支障なく駆動される。

本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、ラッチ部材は、動力源を停止するべく当該動力源にブレーキが作用した際、スライド側のクラッチ部材とラッチ部材の間に生ずる回転速度差によって凹部に戻される構成とした。すなわち、本発明では、動力源は、典型的には、ブレーキ付きモータとして構成され、当該モータのブレーキを利用したリセット機構を構成することで、ラッチ部材の初期位置へのリセットを合理的に行わせることができる。

本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、動力源及び変速機構を収容する動力工具本体と、動力工具本体の下方に配置されるとともに、被加工材上に載置可能なベースとを有する。そして先端工具は、動力源により変速機構を介して回転駆動されることで被加工材を切断する鋸刃として構成されている。
本発明によれば、変速動作の円滑性の高い平行軸式の変速機構を備えた切断工具を提供することができる。例えば、丸鋸のような切断工具においては、切断作業中に動力伝達経路の切替わりが頻繁に行なわれ、鋸刃の回転速度が頻繁に変速すると、被加工材の切断面に悪影響を及ぼす可能性がある。しかるに、本発明によれば、変速後には当該変速状態に維持されるため、切断面に対する悪影響が回避される。

以上のように、本発明によれば、平行軸式の変速機構を備えた動力工具において、変速動作の円滑性を向上するとともに、変速後には当該変速状態を維持する技術が提供されることとなった。

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、動力工具の一例としてバッテリを搭載した充電式の丸鋸を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る丸鋸１０１の全体構成を示す側面図であり、図２は丸鋸１０１の全体構成を示す側断面図であり、図３は丸鋸１０１の全体構成を示す正面から見た断面図である。図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る丸鋸１０１は、概括的に見て、被加工材（便宜上図示を省略する）上に載置されて切断方向に移動されるベース１１１と、当該ベース１１１の上方に配置される丸鋸本体部１０３を主体として構成される。丸鋸本体部１０３は本発明における「動力工具本体」に対応する。

丸鋸本体部１０３は、鉛直面内で回転される円板状のブレード（鋸刃）１１３の概ね上半分を覆蓋するブレードケース１０４、駆動モータ１１５を収容するモータハウジング１０５、変速機構１１７を収容するギアハウジング１０７、及び作業者が把持して丸鋸１０１を操作するハンドグリップ１０９を主体として構成される。ブレード１１３は、本発明における「先端工具」に対応し、駆動モータ１１５は、本発明における「動力源」に対応する。

ブレードケース１０４には、ブレード１１３の下半分を覆うセーフティカバー１０６が回動自在に付設されている。そして当該セーフティカバー１０６を含めたブレード１１３の下縁部が、ベース１１１に形成された開口１１１ａ（図３参照）を通して下面側に突出されている。セーフティカバー１０６は、被加工材を切断するべくベース１１１の前端部（図２において右側）を被加工材上に載置して前方（図１及び図２において右方向）へ移動させたとき、当該被加工材によって前端部を押されることで退避し、ブレードケース１０４内に収容される。ハンドグリップ１０９は、ギアハウジング１０７の上方に連接されるとともに、引き操作することによって駆動モータ１１５を通電駆動するトリガスイッチ１０９ａを備えている。ブレード１１３は、駆動モータ１１５が通電駆動されると、変速機構１１７を介して回転駆動される。またハンドグリップ１０９の端部には、バッテリ１０８が着脱自在に装着される。なお、本実施の形態に係る駆動モータ１１５は、ブレーキ付きモータであって、また希土類モータが用いられている。また、バッテリ１０８としては、４２ボルト以下のリチウムイオンバッテリを用いることが好ましい。

次に変速機構１１７につき、図４及び図５を参照して説明する。本実施の形態に係る変速機構１１７は、駆動モータ１１５のモータ軸１１６に同軸で接続された入力軸１２１、ブレード１１３が取付けられる出力軸としてのブレード取付軸１２５、及び入力軸１２１とブレード取付軸１２５の間に配置された中間軸１２３が、互いに平行に配置された平行３軸式であり、ブレード１１３に作用する負荷の大きさに応じて自動的に動力伝達経路が高速低トルクから低速高トルクに切替わる２段切替式として構成される。中間軸１２３は、本発明における「第１の回転軸」及び「前段軸」に対応し、ブレード取付軸１２５は、本発明における「第２の回転軸」及び「出力軸」に対応する。図４及び図５は平行３軸式の変速機構１１７の展開断面図であり、図４は動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示し、図５は動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。なお、以下の説明では、ブレード取付軸１２５を出力軸という。

変速機構１１７は、入力軸１２１のトルクがピニオンギア１３１から第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４を経て出力軸１２５に伝達される第１動力伝達経路Ｐ１と、入力軸１２１のトルクがピニオンギア１３１から第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第３中間ギア１３５、第２被動ギア１３６を経て出力軸１２５に伝達される第２動力伝達経路Ｐ２を有する。そして、第２中間ギア１３３と第１被動ギア１３４のギア比（減速比）が第３中間ギア１３５と第２被動ギア１３６のギア比（減速比）よりも小さく設定されている。これにより、第１動力伝達経路Ｐ１が高速低トルクの動力伝達経路として定められ、第２動力伝達経路Ｐ２が低速高トルクの動力伝達経路として定められている。第１動力伝達経路Ｐ１及び第２動力伝達経路Ｐ２が矢印付き太線によって示される。第２中間ギア１３３と第１被動ギア１３４により、本発明における「第１のギア列」が構成され、第３中間ギア１３５と第２被動ギア１３６により、本発明における「第２のギア列」が構成される。

変速機構１１７における、入力軸１２１、中間軸１２３及び出力軸１２５は、それぞれ軸受１２１ａ，１２３ａ，１２５ａを介してギアハウジング１０７に回転自在に支持される。駆動ギアとしてのピニオンギア１３１は、入力軸１２１に一体に形成されている。第１中間ギア１３２と第３中間ギア１３５は、中間軸１２３上の一端側（駆動モータ１１５側であって、図示左側）に並列に配置されるとともに、共通のキー１３７を介して中間軸１２３と一体化されており、第１中間ギア１３２がピニオンギア１３１に常時に噛み合い係合され、第３中間ギア１３５が出力軸１２５上の一端側に設けられた第２被動ギア１３６と常時に噛み合い係合する構成とされる。第２中間ギア１３３は、出力軸１２５上の他端側（ブレード１１３側であって、図示右側）に軸受１３８を介して相対回転可能に取付けられており、出力軸１２５の他端側に配置されるとともにキー１３９を介して当該出力軸１２５と一体化された第１被動ギア１３４と常時に噛み合い係合している。

本実施の形態に係る丸鋸１０１においては、ブレード１１３による被加工材の切断作業時において、ブレード１１３に作用する負荷が小さい切断作業の初期段階では、出力軸１２５、すなわちブレード１１３を、高速低トルクの第１動力伝達経路Ｐ１によって回転駆動し、切断作業の進行に伴いブレード１１３に加わる負荷が一定値以上に達したときには、自動的に低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２に切替わるように構成される。このような第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２への切替わりは、中間軸１２３上に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設け、出力軸１２５上にはワンウェイクラッチ１４５を設けることで実現されている。摺動式噛み合いクラッチ１４１及びワンウェイクラッチ１４５は、本発明における「第１及び第２のクラッチ」に対応する。

摺動式噛み合いクラッチ１４１の構成が図４及び図５の他、図６〜図１０に示される。図６は摺動式噛み合いクラッチ１４１の外観図であり、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。また図８は駆動側クラッチ部材１４２を示し、図９は被動側クラッチ部材１４３を示し、図１０はトルクリング１５２を示している。摺動式噛み合いクラッチ１４１は、図６に示すように、中間軸１２３の長軸方向において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材１４２及び被動側クラッチ部材１４３と、駆動側クラッチ部材１４２を被動側クラッチ部材１４３に向けて押圧付勢するクラッチバネ１４４を主体として構成される。駆動側クラッチ部材１４２と被動側クラッチ部材１４３は、図８及び図９に示すように、互いに対向する側面にそれぞれ周方向に複数（例えば３個）の略台形状の山形カム１４２ａ，１４３ａを有し、それら山形カム１４２ａ，１４３ａが互いに噛み合い係合することによってトルクを伝達し（図４及び図６参照）、噛み合い係合が解除することでトルク伝達が遮断される構成とされる（図５参照）。

駆動側クラッチ部材１４２は、中間軸１２３に遊嵌状に嵌合されている。すなわち、中間軸１２３に対し周方向及び長軸方向に摺動自在に取付けられており、当該中間軸１２３に圧入固定されたトルク伝達部材としてのトルクリング１５２を介して回転駆動される構成とされる。トルクリング１５２は、図１０に示すように、周方向等分位置に外径方向に突出する複数（３個）のトルク伝達部としての突部１５２ａを備えている。駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが形成されている方の側面には、トルクリング１５２の外形形状に概ね対応する形状の収容空間１５３が形成されており、当該収容空間１５３にトルクリング１５２が周方向への相対移動不能に収容されている。従って、中間軸１２３と共にトルクリング１５２が回転されると、駆動側クラッチ部材１４２は、収容空間１５３における当該トルクリング１５２の突部１５２ａと係合する係合凹部１５３ａ（図８参照）の径方向の壁面、すなわちトルク伝達面１５３ｂを周方向に押圧されることで一体状に回転する。一方、被動側クラッチ部材１４３は、第２中間ギア１３３に一体化されている。

駆動側クラッチ部材１４２は、弾性部材としての圧縮コイルバネからなるクラッチバネ１４４によって、山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａに噛み合い係合して動力伝達状態とされる位置、すなわち動力伝達位置へと付勢されている。なお、クラッチバネ１４４は、駆動側クラッチ部材１４２と第１中間ギア１３２の間に弾発状に配置されている。

第１動力伝達経路Ｐ１によってブレード１１３が回転駆動されている状態において、当該ブレード１１３にクラッチバネ１４４の付勢力を超える一定値以上の負荷が作用すると、山形カム１４２ａ，１４３ａの斜面に作用する長軸方向成分の力で駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３から離間する方向へと移動（後退動作）される。すなわち、駆動側クラッチ部材１４２は、動力解除位置へと移動され、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除されて動力遮断状態とされる。図１１（Ａ）には摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態から動力遮断状態に変化する態様が示される。そして、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替わると、ワンウェイクラッチ１４５が作動し、動力伝達経路が高速低トルクの第１動力伝達経路Ｐ１から低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２へと切り替えられる。

次にワンウェイクラッチ１４５につき説明する。ワンウェイクラッチ１４５の構成が図１５及び図１６に示される。図１５は出力軸１２５に設けられた各部材を示す側面図であり、図１６は図１５におけるＣ−Ｃ線断面図である。ワンウェイクラッチ１４５は、第２被動ギア１３６と共に回転する外輪１４６と、外輪１４６と出力軸１２５の間に介在される複数の針状ころ１４７及びバネ１４８を主体として構成されている。針状ころ１４７は、外輪１４６の周方向に所定間隔で形成されたカム溝１４６ａ内に転動可能に配置され、バネ１４８によってカム面１４６ｂの噛み合い位置に向かって付勢されている。

従って、第１被動ギア１３４と共に外輪１４６が出力軸１２５に対して図１６において右回りに回転されると、バネ１４８の付勢力によって針状ころ１４７がカム面１４６ｂと出力軸１２５との間に噛み込み、楔作用によって出力軸１２５を駆動する。この状態が図１６に示される。一方、出力軸１２５が外輪１４６よりも高速で回転するときには、外輪１４６が出力軸１２５に対し相対的に図示左回りに回転することになる。このため、針状ころ１４７は、カム面１４６ｂから離れ、外輪１４６が出力軸１２５に対し空転する。つまり、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態にあるときは、外輪１４６が出力軸１２５に対し相対的に図示左回りに回転されるため、ワンウェイクラッチ１４５は、空転し、動力伝達をしない。

上記のように構成された変速機構１１７によれば、駆動モータ１１５の停止状態では、摺動式噛み合いクラッチ１４１は、クラッチバネ１４４の付勢力で駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３と接近する側へと移動されている。すなわち、両クラッチ部材１４２，１４３の山形カム１４２ａ，１４３ａが互いに噛み合い係合する動力伝達状態に保持されている。かかる状態で、被加工材の切断作業を行なうべく駆動モータ１１５が通電駆動されると、駆動モータ１１５のトルクは、第１動力伝達経路Ｐ１を経て出力軸１２５に伝達される。すなわち、ピニオンギア１３１、第１中間ギア１３２、中間軸１２３、摺動式噛み合いクラッチ１４１、第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４及び出力軸１２５を経てブレード１１３が高速低トルクで回転駆動される。

このとき、中間軸１２３から第３中間ギア１３５及び第２被動ギア１３６を経てワンウェイクラッチ１４５の外輪１４６も回転されるが、前述したように、外輪１４６の回転速度よりも出力軸１２５の回転速度が高速であるため、外輪１４６は空転する。

上記のように、ブレード１１３による被加工材の切断作業は、第１動力伝達経路Ｐ１を使用しての高速低トルクで開始する。そして、切断作業が進行し、ブレード１１３に作用する負荷が摺動式噛み合いクラッチ１４１のクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値を超えると、当該摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替わる。すなわち、図１１の（Ａ）に示すように、駆動側クラッチ部材１４２に対し山形カム１４２ａ，１４３ａのカム面（斜面）を経て作用する長軸方向成分で駆動側クラッチ１４２がクラッチバネ１４４の付勢力に抗して被動側クラッチ部材１４３から離間され、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除される。かくして、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替わり、出力軸１２５の回転速度がワンウェイクラッチ１４５の外輪１４６の回転速度を下回ると、バネ１４８の付勢力によって針状ころ１４７がカム面１４６ｂと出力軸１２５との間に噛み込み、楔作用によって出力軸１２５を駆動する。これにより駆動モータ１１５のトルクの伝達経路が第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２に切替わり、ブレード１１３は、ピニオンギア１３１と第１中間ギア１３のギア比、及び第３中間ギア１３５と第２被動ギア１３６とのギア比で定められた低速高トルクで回転駆動される。

上記のように、本実施の形態によれば、ブレード１１３に作用する負荷が小さい状態では、減速比の小さい第１動力伝達経路Ｐ１を使用して高速低トルクで被加工材の切断作業を遂行し、一方、ブレード１１３に大きな負荷が加わる状態では、ギア比の大きい第２動力伝達経路Ｐ２を使用して低速高トルクで切断作業を行なうことができる。
このように、ブレード１１３に作用する負荷に応じてトルクの伝達経路が高速低トルクの第１動力伝達経路Ｐ１から低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２に自動的に切替わる構成としたことにより、変速機構を有しない丸鋸に比べて、駆動モータ１１５の焼損防止が図れるとともに、バッテリ１０８の１充電当たりの切断作業量を向上することができる。

特に、本実施の形態においては、変速機構１１７を構成するギア列における各ギアの噛み合い係合を保持した状態、すなわち各ギアの位置を固定した状態で、第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２に切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。

また、本実施の形態によれば、中間軸１２３上に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設ける一方、出力軸１２５上にワンウェイクラッチ１４５を設けているため、摺動式噛み合いクラッチ１４１の動作をコントロールすることのみで第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２への使用伝達経路の切替えが実現されることになり、合理的な変速機構１１７を構築することができる。

また、本実施の形態では、摺動式噛み合いクラッチ１４１を出力軸１２５よりも高速低トルクで回転する中間軸１２３上に設けたので、摺動式噛み合いクラッチ１４１に作用する負荷を小さくできる。このため、クラッチの保護あるいは耐久性を向上する上で有効となる。また、ギアハウジング１０７に対する各軸の配置から見て、中間軸はギアハウジング１０７の中央寄りに配置される。このため、ワンウェイクラッチ１４５に比べて径方向に大型の摺動式噛み合いクラッチ１４１を中間軸１２３上に配置することで、ギアハウジング１０７の大型化を抑えることが可能になる。
ところで、丸鋸１０１の最大切り込み深さ（ベース１１１下面からのブレード１１１の下縁部の突出量）は、図２において、作業者が、ハンドグリップ１０９を下向きに押し下げて丸鋸本体部１０３を、ベース１１１の前端部に設定された回動軸（便宜上図示を省略する）を回動支点にして回動させたとき、便宜上図示を省略するが、ギアハウジング１０７に設けられた最大切り込み深さの規制部がベース１１１のストッパに当接することで規定される。従って、例えば外径の大きい摺動式噛み合いクラッチ１４１を出力軸１２５に設けたときは、出力軸１２５の中心からギアハウジング１０７の下端面１０７Ｌまでの距離が大きくなってしまい、最大切り込み能力に影響する。つまり最大切り込み能力が低下することになるが、本実施の形態によれば、中間軸１２３に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設ける構成としたことにより、出力軸１２５からギアハウジング１０７の下端面１０７Ｌまでの距離を小さく設定することが可能なため、最大切り込み能力に影響しない。

一方、ワンウェイクラッチ１４５は、出力軸１２５上に設けている。減速側である出力軸１２５上の第２被動ギア１３６は、中間軸１２３上の第３中間ギア１３５よりも大径に設定される。このことから、ワンウェイクラッチ１４５を出力軸１２５と第２被動ギア１３６の間に設ける構成とすることで、ワンウェイクラッチ１４５の配置スペースが確保し易く、ワンウェイクラッチ１４５を容易に組み込むことが可能になる。

さて、ブレード１１３に加わる負荷に応じて自動的に摺動式噛み合いクラッチ１４１の切替えを行なう構成の場合、ブレード１１３に加わる負荷がクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合、摺動式噛み合いクラッチ１４１が頻繁に切替わることになる。そこで、かかる課題を解決するべく、本実施形態に係る変速機構１１７は、摺動式噛み合いクラッチ１４１が一旦動力遮断状態に切替わった後は、当該切替わった状態に保持するラッチ機構１５１、及び切断作業の停止後（駆動モータ１１５の停止時）には、初期状態すなわち動力伝達状態に戻すリセット機構を有している。ラッチ機構１５１は、本発明における「切替保持機構」に対応する。

以下、ラッチ機構１５１につき、主に図７、図８、及び図１０、図１１を参照して説明する。ラッチ機構１５１は、摺動式噛み合いクラッチ１４１における駆動側クラッチ部材１４２が動力遮断位置へと移動した際に、当該駆動側クラッチ部材１４２を動力遮断位置、詳しくは駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから引き離された位置（隙間を置いて対向する位置）に保持する機構として備えられる。ラッチ機構１５１は、前述のトルクリング１５２を主体として構成されている。トルクリング１５２は、本発明における「ラッチ部材」に対応する。

トルクリング１５２を収容するべく形成された駆動側クラッチ部材１４２の収容空間１５３において、トルクリング１５２の突部１５２ａが係合する係合凹部１５３ａの回転方向前方領域には、前方に向かって上り勾配で傾斜する斜面１５３ｃが形成されている。そして、トルクリング１５２は、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達位置から動力遮断位置側へと移動して動力遮断状態とされる際、収容空間１５３から脱出して突部１５２ａが斜面１５３ｃ上に乗り上げ、これにより駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａを被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから引き離すように構成されている。このときの動作態様が図１１に示される。図１１における（Ａ）がクラッチの動作を示し、（Ｂ）がラッチ部材としてのトルクリング１５２の動作を示している。なお、トルクリング１５２の突部１５２ａの斜面１５３ｃへの乗り上げを円滑化するべく、突部１５２ａの斜面１５３ｃとの対向面は、斜面あるいは円弧状の曲面で形成されている。収容空間１５３は、本発明における「凹部」に対応する。

図１１の最上段に示すように、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達位置に置かれた山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合状態では、前述のようにトルクリング１５２の突部１５２ａが係合凹部１５３ａのトルク伝達面１５３ｂと係合し、トルク伝達状態に保持されている。かかる状態において、クラッチバネ１４４にて設定された一定値以上の負荷がブレード１１３に作用し、駆動側クラッチ部材１４２が動力遮断位置に向かって後退動作すると、中間軸１２３に固定されているトルクリング１５２が駆動側クラッチ部材１４２に対し長軸方向、すなわち収容空間１５３から抜け出る（浮き上がる）方向に相対移動する。これにより、トルクリング１５２の突部１５２ａが係合凹部１５３ａから抜け出し、トルク伝達面１５３ｂから外れると、トルクを受けなくなった駆動側クラッチ部材１４２とトルクリング１５２との間に回転速度差が生じる。このため、トルクリング１５２が駆動側クラッチ部材１４２に対し周方向に相対移動し、トルクリング１５２の突部１５２ａが斜面１５３ｃの端部に乗り上げる（図１１の上から２段目参照）。この突部１５２ａの乗り上げ動作により、駆動側クラッチ部材１４２が長軸方向に押される。すなわち、駆動側クラッチ部材１４２に対し山形カム１４２ａを被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから切り離す方向（長軸方向）に力が加えられ、これにより、山形カム１４２ａ，１４３ａの切り離しがアシストされる。その結果、山形カム１４２ａ，１４３ａのカム面に作用する負荷が軽減されることになる。このことは、山形カム１４２ａ，１４３ａの摩耗を低減することが可能となり、ひいてはクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の変動を抑制できる。

駆動側クラッチ部材１４２が更に後退動作し、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除されると、トルクリング１５２が駆動側クラッチ部材１４２に対し周方向に更に相対移動する。このため、突部１５２ａが斜面１５３ｃに更に乗り上げる。すなわち、この乗り上げによる山形カム１４２ａ，１４３ａの切り離しのアシストは、当該山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合の解除後も継続される。これにより、駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３から更に離間され、山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向の隙間が生ずる。斜面１５３ｃに乗り上げた突部１５２ａは、斜面１５３ｃ前方に直立するストッパ面１５３ｄに係止し、その後、トルクリング１５２と駆動側クラッチ部材１４２は一体となって回転する。この状態が図１１（Ｂ）の最下段に示される。
すなわち、トルクリング１５２は、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達状態から動力遮断状態へと切替わる際、当該駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから離間する動力遮断位置よりも更に後退移動された位置、つまり山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向の所定の隙間が確保される隔離位置へと移動させて当該隔離位置に保持する。このように、摺動式噛み合いクラッチ１４１は、一旦動力遮断側に切替わると、その後ブレード１１３に加わる負荷の如何に拘わらず動力遮断状態を保持するため、ブレード１１３に加わる負荷がクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合であっても、第２動力伝達経路Ｐ２を使用しての低速高トルクでの安定した切断作業を遂行することが可能となる。また、駆動側クラッチ部材１４２が隔離位置へと移動されて当該隔離位置に保持されることで、山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向に一定の隙間が確保されるので、確実な動力遮断状態が得られ、山形カム１４２ａ，１４３ａの当接による異音あるいは振動の発生を防止できる。

一方、切断作業後、駆動モータ１１５の通電駆動を停止すると、当該駆動モータ１１５のブレーキが作動する。これにより回転速度が減速される中間軸１２３と一体に回転するトルクリング１５２と、慣性トルクによって回転速度を維持しようとする駆動側クラッチ部材１４２の間には回転速度差が生じ、両部材が周方向に相対的に回動する。この周方向の相対回動は、トルクリング１５２の突部１５２ａが駆動側クラッチ部材１４２の斜面１５３ｃから下りる方向である。このため、突部１５２ｃが収容空間１５３の係合凹部１５３ａに嵌り込む。すなわち、トルクリング１５２は、初期位置へと復帰（リセット）することになり、これにより摺動式噛み合いクラッチ１４１の動力遮断状態の保持が自動的に解除される。つまり、駆動モータ１１５のブレーキ及び駆動側クラッチ部材１４２の慣性を利用したリセット機構が構成されている。そして、リセット機構の働きによりトルクリング１５２による動力遮断状態保持が解除されると、駆動側クラッチ部材１４２は、クラッチバネ１４４の付勢力によって動力伝達位置へと移動されることになり、次の切断作業に支障なく備えることができる。

また、本実施の形態に係る変速機構１１７の場合、駆動モータ１１５が起動する際、ブレード１１３の質量が大きく、慣性が大きいと、摺動式噛み合いクラッチ１４１が誤動作、すなわち、動力伝達状態から動力遮断状態に切替わり、変速する可能性がある。このような不具合を解決するべく本実施の形態に係る変速機構１１７は、起動時の変速を規制する変速規制機構１６１を備えている。

以下、変速規制機構１６１につき、主に図１２〜１４を参照して説明する。図１２は図６におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図１３は駆動側クラッチ部材１４２をクラッチバネ装着側から見た斜視図であり、図１４はストッパ１６２を示す斜視図である。本実施の形態に係る変速規制機構１６１は、駆動側クラッチ部材１４２に放射状に配置された複数（例えば３個）のストッパ１６２及び弾性部材としての圧縮コイルバネ１６３を主体として構成されている。

各ストッパ１６２及び圧縮コイルバネ１６３は、駆動側クラッチ部材１４２のクラッチバネ装着面側（山形カム１４２ａと反対側）の側面周方向等分位置に形成されたストッパ収容凹部１６４に収容され、径方向に移動可能とされている。各ストッパ１６２は、内径側の先端部が中間軸１２３の外周面と対向するとともに、圧縮コイルバネ１６３によって中間軸１２３側に向かって押圧付勢されている。中間軸１２３の外周面には、ストッパ１６２と対向する領域に周方向の環状溝１６５が形成されている。そして、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達位置に置かれたとき、各ストッパ１６２の径方向の先端部が中間軸１２３外周の環状溝１６５に径方向から突入されて弾発状に係合され、これにより駆動側クラッチ部材１４２を動力伝達位置に保持する構成とされる。この状態が図１２及び図４に示される。

なお、圧縮コイルバネ１６３は、ストッパ１６２に設けたガイドピン１６６によって動作の安定化が図られている。また、駆動側クラッチ部材１４２の側面には、図４及び図５に示すように、ストッパ収容凹部１６４に収容されたストッパ１６２及び圧縮コイルバネ１６３を覆うカバー部材１６７が取付けられ、このカバー部材１６７は、クラッチバネ１４４の一端を支持するバネ受け部材としても機能している。

本実施の形態に係る変速規制機構１６１は、上記のように構成されている。駆動モータ１１５の停止状態では、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態にある。このため、ストッパ１６２が中間軸１２３の環状溝１６５に係合されている。従って、駆動モータ１１５の起動時においては、中間軸１２３の環状溝１６５に係合するストッパ１６２によって駆動側クラッチ部材１４２の長軸方向の移動が規制されることになり、当該駆動側クラッチ部材１４２は、山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａと噛み合い係合する動力伝達位置に保持される。これにより、モータ起動時の摺動式噛み合いクラッチ１４１の誤動作を防止することができる。

しかして、駆動モータ１１５が起動し、回転数が上昇すると、それに伴い駆動側クラッチ部材１４２とともに回転するストッパ１６２に作用する遠心力によって当該ストッパ１６２が圧縮コイルバネ１６３の付勢力に抗して外側に移動し、環状溝１６５から脱出する（図５参照）。これにより駆動側クラッチ部材１４２のストッパ１６２による移動規制が解除され、駆動側クラッチ部材１４２のブレード１１３に加わる負荷に応じた動力伝達状態から動力遮断状態への切替わりが許容される。

このように、本実施の形態に係る変速規制機構１６１によれば、ブレード１１３の慣性が大きい丸鋸１０１において、駆動モータ１１５の起動時にブレード１１３の慣性で変速機構１１７が変速するといった誤動作が発生せず、これにより変速機構１１７の利点を十分に活用することが可能になる。また、このような変速規制機構１６１は、丸鋸１０１に限らず、研磨、研削作業に用いられるグラインダや比較的大径の穴明け作業に用いられるダイヤコアドリルのように、先端工具の質量が大きい動力工具において特に有効である。

（本発明の第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態につき、図１７及び図１８を参照して説明する。本実施の形態は、出力軸１２５上に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設け、出力軸１２５上で変速を行う構成としたものであり、この構成以外については、前述した第１の実施形態と同様に構成される。従って、図１７及び図１８に示された各構成部材については、同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。なお、図１７及び図１８は変速機構１１７の構成を示す展開断面図である。

摺動式噛み合いクラッチ１４１は、出力軸１２５上に取付けられている。このような配置構成としたことにより、中間軸１２３上に配置される第２中間ギア１３３が当該中間軸１２３にキー１３９によって固定され、当該第２中間ギア１３３と常時に噛み合い係合する第１被動ギア１３４は、出力軸１２５に軸受１３８を介して回転自在に支持される。

また、摺動式噛み合いクラッチ１４１は、駆動側クラッチ部材１４２と被動側クラッチ部材１４３とクラッチバネ１４４を主体として構成されることについては、前述した第１の実施形態の場合と同様であるが、中間軸１２３上に配置する構成とした第１の実施形態の場合とは、動力の伝達方向が逆転している。つまり、第１被動ギア１３４と共に回転するクラッチ部材１４３が駆動側とされ、トルクリング１５２を介して出力軸１２５と共に回転するクラッチ部材１４２が被動側となる。そしてクラッチバネ１４４は、被動側クラッチ部材１４２と、ワンウェイクラッチ１４５が組み付けられる第２被動ギア１３６との間に介在され、当該被動側クラッチ部材１４２を駆動側クラッチ部材１４３に接近させる方向に付勢している。

従って、ブレード１１３に加わる負荷が小さい状態では、駆動モータ１１５のトルクは、入力軸１２１のピニオンギア１３１、第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４、摺動式噛み合いクラッチ１４１及び出力軸１２５によって構成される第１動力伝達経路Ｐ１を経てブレード１１３に伝達され、ブレード１１３は、高速低トルクで回転駆動される。この状態が図１７に示される。

そして、クラッチバネ１４４にて定められる切替設定値を超える負荷がブレード１１３に作用すると、被動側クラッチ部材１４２がクラッチバネ１４４に抗して動力伝達位置から動力遮断位置へ移動される。これにより被動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが駆動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから離間して噛み合い係合が解除される。すると、駆動モータ１１５のトルクは、入力軸１２１のピニオンギア１３１、第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第３中間ギア１３５、第２被動ギア１３６、ワンウェイクラッチ１４５及び出力軸１２５によって構成される第２動力伝達経路Ｐ２を経てブレード１１３に伝達され、ブレード１１３は、低速高トルクで回転駆動される。この状態が図１８に示される。

上記のように、本実施の形態においても、前述した第１の実施形態と同様、変速機構１１７を構成するギア列における各ギアの噛み合い係合を保持した状態、すなわち各ギアの位置を固定した状態で、第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２に切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。

（本発明の第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態につき、図１９〜図２１を参照して説明する。この実施形態は、摺動式噛み合いクラッチ１４１が一旦動力遮断状態に切替わった後は、当該切替わった状態に保持するラッチ機構２５１に関する変形例である。ラッチ機構２５１以外については、前述した第１の実施の形態と同様に構成される。従って、図１９及び図２０に示されたラッチ機構２５１に関係しない変速機構１１７の各構成部材については、同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。なお、図１９及び図２０は展開断面図として示され、図２１は図１９のＤ部の拡大図である。

本実施の形態に係るラッチ機構２５１は、ギアハウジング１０７に設置する構成としたものであって、ボール２５２、スライドブロック２５３及び圧縮コイルバネ２５４を主体として構成される。ボール２５２は、本発明における「ラッチ部材」に対応し、圧縮コイルバネ２５４は、本発明における「付勢部材」に対応する。ギアハウジング１０には、摺動式噛み合いクラッチ１４１に接近する形でラッチ機構２５１を取付けるべく、ラッチ装着領域１０７ａが設定されている。ボール２５２は、摺動式噛み合いクラッチ１４１における駆動側クラッチ部材１４２の外周と対向する部位において、ギアハウジング１０７のラッチ装着領域１０７ａに形成された径方向に貫通するボール保持孔２５５に挿入され、駆動側クラッチ部材１４２の長軸方向（中間軸１２３の長軸方向）と交差する方向への移動が許容されている。なお、圧縮コイルバネ２５４のバネ定数は、クラッチバネ１４４のバネ定数よりも大きく設定されている。

また、ボール２５２は、スライドブロック２５３を介して圧縮コイルバネ２５４によりラッチ装着領域１０７ａの外側から内側に向かって付勢され、駆動側クラッチ部材１４２の外面に対し径方向に弾発状に押し付けられている。駆動側クラッチ部材１４２は、被動側クラッチ部材１４３に近い方の外径が遠い方の外径よりも小径に形成された段付き円柱状に形成されており、小径部と大径部との連接領域が凹状の曲面２５６によって形成されている。なお、曲面２５６は、斜面に置き換えることも可能である。曲面２５６は、本発明における「係合部」に対応する。圧縮コイルバネ２５４によって内径方向に押圧されるボール２５２は、曲面２５６を介して駆動側クラッチ部材１４２に対し山形カム１４２ａを被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから切り離す方向（長軸方向）に力を加え、これにより、山形カム１４２ａ，１４３ａの切り離しをアシストする。この切り離しのアシストは、駆動側クラッチ部材１４２の後退動作の途中位置から開始され、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除されて両山形カム１４２ａ，１４３ａ間に所定量の隙間が形成されるまで継続されるように曲面２５６の幅（長軸方向長さ）が設定されている。

スライドブロック２５３は、ラッチ装着領域１０７ａの外面に駆動側クラッチ部材１４２の長軸方向と平行する方向にスライド可能に取り付けられ、圧縮コイルバネ２５４によって押圧付勢されている。+スライドブロック２５３は、ラッチ装着領域１０７ａの外壁面との接触面、すなわちスライド面２５３ａによってボール２５２を駆動側クラッチ部材１４２側に向かって押圧可能とされ、このスライド面２５３ａの先端側（圧縮コイルバネ２５３と反対側）には、ボール２５２の押圧を解除する切欠部２５３ｂが形成されている。

摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態にあるとき、すなわち駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３側へと移動された動力伝達位置にあるとき、ボール２５２は、駆動側クラッチ部材１４２の大径部外面に押されてギアハウジング１０７の外に突出し、その外面がスライドブロック２５３の切欠部２５３ｂの縁に当接している。この状態がラッチ機構２５１の初期位置として定められる。この状態が図１９に示される。

本実施の形態に係るラッチ機構２５１は、上記のように構成されている。従って、駆動モータ１１５のトルクが変速機構１１７の第１動力伝達経路Ｐ１を経てブレード１１３に伝達されている高速低トルクでの駆動状態では、ラッチ機構２５１は初期状態を保持している。ブレード１１３による切断作業に伴いクラッチバネ１４４にて設定された一定値以上の負荷がブレード１１３に作用すると、駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３から離間する動力遮断位置へと後退動作（山形カム１４２ａ，１４３ａの斜面係合によるものであり、前述した第１の実施の形態と同様である）され、これにより摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替えられ、ブレード１１３に対するトルクの伝達経路が第１動力伝達経路Ｐ１から低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２に切替わる。

そして、駆動側クラッチ部材１４２が動力遮断位置へと移動されたとき、すなわち、駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから離間して噛み合い係合が解除されたとき、ボール２５２が駆動側クラッチ部材１４２の大径部と小径部の連接領域である曲面２５６と係合し、これにより駆動側クラッチ部材１４２が動力遮断位置に保持される。この状態が図２０に示される。

本実施の形態においては、駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから離間する手前（例えば、図１１（Ａ）における上側から２段目ないし３段目に示す位置）の段階に達したときに、曲面２５６の後退方向の先端部にボール２５２が差し掛かるように設定されている。すると、スライドブロック２５３を介して圧縮コイルバネ２５４の付勢力を受けるボール２５２は、曲面２５６を径方向から押圧し、そのとき曲面２５６に作用する長軸方向成分によって駆動側クラッチ部材１４２をクラッチバネ１４４の付勢力に抗して更に後退動作させる。これにより、駆動側クラッチ部材１４２は、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除される動力遮断位置よりも更に被動側クラッチ部材１４３から離間する隔離位置へと後退動作される。これにより、前述した第１の実施形態の場合と同様、駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａと、被動側クラッチカム１４３の山形カム１４３ａに長軸方向に一定の隙間を形成することができる（図１１（Ａ）における最も下段参照）。

また、曲面２５６に係合された状態のボール２５２は、スライドブロック２５３のスライド面２５３ａに当接されて径方向外側への移動が規制されるため、摺動式噛み合いクラッチ１４１の動力遮断状態を確実に保持できる。なお、ボール２５２により動力遮断状態に保持された駆動側クラッチ部材１４２の動力伝達状態（初期状態）への復帰は、スライドブロック２５３を、手指により圧縮コイルバネ２５４に抗してスライドさせ、スライド面２５３ａによるボール２５２のロックを解除することで達成される。また、この実施の形態では、駆動側クラッチ部材１４２と中間軸１２３との間に介在されるトルクリング１５２は、トルク伝達部材としてのみ機能するように構成されている。

上述のように、本実施の形態に係るラッチ機構２５１によれば、摺動式噛み合いクラッチ１４１が、一旦動力遮断側に切替わると、その後ブレード１１３に加わる負荷の如何に拘わらず動力遮断状態を保持させることができるため、ブレード１１３に加わる負荷がクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合であっても、第２動力伝達経路Ｐ２を使用しての低速高トルクでの安定した切断作業を遂行することが可能となる。また、山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向に一定の隙間が形成された状態に保持できるため、確実な動力遮断状態が得られ、山形カム１４２ａ，１４３ａの相互干渉による異音あるいは振動の発生を防止できる。

なお、本実施の形態に係る変速機構１１７は、３軸平行式の場合で説明したが、入力軸と出力軸との２本の平行軸から構成される２軸式であっても成立する。また、ワンウェイクラッチ１４５を中間軸１２３側に設けても成立する。また、本実施の形態は、動力工具の例として充電式の丸鋸１０１の場合で説明したが、これに限られるものではない。丸鋸であっても、バッテリの代わりにＡＣ電源を用いる形式の丸鋸、あるいは図示のような手持式のほか、ベースに設置されたテーブル上に被加工材を載せて切断作業を行なう卓上丸鋸や卓上スライド丸鋸に適用できるし、木工用、金工用のいずれにも適用することが可能である。また丸鋸以外の切断工具、例えば、電動カッターに適用することが可能であるし、レシプロソーやジクソー等のように先端工具が直線往復運動を行なう切断工具に適用することが可能である。更には切断工具以外の動力工具、例えば回転運動するサンディングディスクや砥石によって被加工材に研磨あるいは研削作業を行なうサンダーやグラインダ、あるいは締め付け作業に用いられるドライバやレンチ、または穴明け作業を行なう各種ドリル、更には上下２枚のブレードを互いに逆方向に直線状に往復移動させ、生垣の刈り込み作業等を遂行するヘッジトリマ等、各種の電動工具を広く適用可能である。
更にまた、サンダーやダイヤコアドリル等のように、一台の動力工具において、作業に用いる先端工具の寸法の相違や被加工材の相違等により、先端工具に加わる負荷が相違する動力工具に用いると有効である。

なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の如き態様を構成することができる。
（態様１）
「請求項３に記載の動力工具であって、
前記スライド側のクラッチ部材の側面には、前記凹部の回転方向前方領域と連接する斜面が更に形成されており、
前記ラッチ部材は、前記スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際には、当該移動動作に基づき前記凹部から脱出するとともに、当該脱出によって生ずる前記スライド側のクラッチ部材との回転速度差によって前記斜面に乗り上げ、これにより動力遮断位置へと移動された前記スライド側のクラッチ部材を対向側のクラッチ部材から更に引き離すように移動させて当該移動させた隔離位置に保持する構成としたことを特徴とする動力工具。」
態様１に記載の発明によれば、スライド側のクラッチ部材を、噛み合い係合が解除される動力遮断位置よりも更に離間した隔離位置へと移動させて保持する構成であり、このため、確実な動力遮断状態が得られ、駆動側と被動側のクラッチ部材の相互干渉による異音あるいは振動の発生を防止できる。

本発明の第１の実施形態に係る丸鋸の全体構成を示す側面図である。 丸鋸の全体構成を示す側断面図である。 丸鋸の全体構成を示す正面から見た断面図である。 平行３軸式の変速機構の展開断面図であり、動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示す。 平行３軸式の変速機構の展開断面図であり、動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。 摺動式噛み合いクラッチの外観図である。 図６のＡ−Ａ線断面図である。 摺動式噛み合いクラッチにおける駆動側クラッチ部材を示す斜視図である。 摺動式噛み合いクラッチにおける被動側クラッチ部材を斜視図である。 摺動式噛み合いクラッチにおけるトルクリングを示す斜視図である。 摺動式噛み合いクラッチの動作を説明する図であり、（Ａ）は山形カムの動作態様を示し、（Ｂ）はラッチ部材としてのトルクリングの動作態様を示す。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 駆動側クラッチ部材をクラッチバネ装着側から見た斜視図である。 ストッパを示す斜視図である。 出力軸に設けられた各部材を示す側面図である。 図１５のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る平行３軸式の変速機構を示す展開断面図であり、動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示す。 同じく平行３軸式の変速機構を示す展開断面図であり、動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。 本発明の第３の実施形態に係るラッチ機構を示す展開断面図であり、変速機構の動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示す。 同じくラッチ機構を示す展開断面図であり、変速機構の動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。 図１９のＤ部拡大図である。

符号の説明

１０１ 丸鋸（動力工具）
１０３ 丸鋸本体部（動力工具本体）
１０４ ブレードケース
１０５ モータハウジング
１０６ セーフティカバー
１０７ ギアハウジング
１０７Ｌ 下端面
１０７ａ ラッチ装着領域
１０８ バッテリ
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ トリガ
１１１ ベース
１１１ａ 開口
１１３ ブレード
１１５ 駆動モータ
１１６ モータ軸
１１７ 変速機構
１２１ 入力軸
１２１ａ 軸受
１２３ 中間軸（第１の回転軸）
１２３ａ 軸受
１２５ 出力軸（第２の回転軸）
１２５ａ 軸受
１３１ ピニオンギア
１３２ 第１中間ギア
１３３ 第２中間ギア
１３４ 第１被動ギア
１３５ 第３中間ギア
１３６ 第２被動ギア
１３７ キー
１３８ 軸受
１３９ キー
１４１ 摺動式噛み合いクラッチ（第１のクラッチ）
１４２ 駆動側クラッチ部材
１４２ａ 山形カム
１４３ 被動側クラッチ部材
１４３ａ 山形カム
１４４ クラッチバネ
１４５ ワンウェイクラッチ（第２のクラッチ）
１４６ 外輪
１４６ａ カム溝
１４６ｂ カム面
１４７ 針状ころ
１４８ バネ
１５１ ラッチ機構（切替保持機構）
１５２ トルクリング（ラッチ部材）
１５２ａ 突部
１５３ 収容空間（凹部）
１５３ａ 係合凹部
１５３ｂ トルク伝達面
１５３ｃ 斜面
１５３ｄ ストッパ面
１６１ 変速規制機構
１６２ ストッパ
１６３ 圧縮コイルバネ
１６４ ストッパ収容凹部
１６５ 環状溝
１６６ ガイドピン
１６７ カバー部材
２５１ ラッチ機構（切替保持機構）
２５２ ボール（ラッチ部材）
２５３ スライドブロック
２５３ａ スライド面
２５３ｂ 切欠部
２５４ 圧縮コイルバネ（付勢部材）
２５５ ボール保持孔
２５６ 曲面（係合部）

Claims (7)

1. 動力源と、変速機構を有し、前記動力源から前記変速機構を介して駆動される先端工具に所定の加工作業を遂行させる動力工具であって、
   前記変速機構は、互いに平行に配置された第１及び第２の回転軸と、互いに噛合い係合されるとともに前記第１の回転軸のトルクを第２の回転軸に伝達する駆動ギアと被動ギアの組み合わせを１単位とし、かつ互いにギア比が異なる第１及び第２のギア列を有し、前記第１のギア列を経由するトルクの伝達経路が第１の動力伝達経路として定められ、前記第２のギア列を経由するトルクの伝達経路が第２の動力伝達経路として定められており、前記第１の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第１のクラッチ、及び前記第２の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第２のクラッチを更に有し、
   前記先端工具に加わる負荷に応じた、前記第１及び第２のクラッチの動力伝達状態と動力遮断状態の間での切替わりによって前記第１及び第２のギア列の噛合い係合状態のままで前記第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路間で伝達経路の切替えがなされる構成とされており、
   前記変速機構は、前記第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路の間で伝達経路が切替えられた際、前記動力源が停止されるまで当該切替えられた状態を保持する切替保持機構を有することを特徴とする動力工具。
2. 請求項１に記載の動力工具であって、
   前記第１及び第２のクラッチの少なくとも一方は、前記第１または第２の回転軸上において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材によって構成されるとともに、前記駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材のいずれか一方が、互いに噛み合い係合して動力伝達状態とされる動力伝達位置と、噛み合い係合を解除して動力遮断状態とされる動力遮断位置の間で長軸方向にスライド動作する摺動式噛み合いクラッチによって構成されており、
   前記切替保持機構は、前記駆動側クラッチ部材または被動側クラッチ部材が動力遮断位置に移動されたとき、当該移動されたスライド側のクラッチ部材と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持するラッチ部材を有することを特徴とする動力工具。
3. 請求項２に記載の動力工具であって、
   前記スライド側のクラッチ部材の側面には、凹部が形成されており、
   前記ラッチ部材は、前記第１または第２の回転軸に固定されるとともに、前記凹部に対し周方向に相対移動不能に収容され、これにより第１または第２の回転軸と前記スライド側のクラッチ部材の間でトルクを伝達する構成とされており、前記スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際には、当該移動動作に基づき前記凹部から脱出するとともに、当該脱出によって生ずる前記スライド側のクラッチ部材との回転速度差により回転方向に相対移動してスライド側のクラッチ部材の側面と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成としたことを特徴とする動力工具。
4. 請求項２に記載の動力工具であって、
   前記変速機構を収容するギアハウジングを有し、
   前記スライド側のクラッチ部材の外周面には、係合部が形成されており、
   前記切替保持機構は、前記ギアハウジングに径方向への移動可能に設けられて前記スライド側のクラッチ部材の外周面に径方向から当接するラッチ部材と、当該ラッチ部材を前記スライド側のクラッチ部材に当接させる方向へと付勢する付勢部材を有し、前記スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際、前記ラッチ部材が前記係合部と係合し、これにより当該移動されたスライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成としたことを特徴とする動力工具。
5. 請求項１に記載の動力工具であって、
   前記動力源が停止された際に、前記切替保持機構を初期状態に戻すリセット機構を有することを特徴とする動力工具。
6. 請求項３に記載の動力工具であって、
   前記ラッチ部材は、前記動力源を停止するべく当該動力源にブレーキが作用した際、前記スライド側のクラッチ部材と前記ラッチ部材の間に生ずる回転速度差によって前記凹部に戻される構成としたことを特徴とする動力工具。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の動力工具であって、
   前記動力源及び前記変速機構を収容する動力工具本体と、
   前記動力工具本体の下方に配置されるとともに、被加工材上に載置可能なベースと、を有し、
   前記先端工具は、前記動力源により前記変速機構を介して回転駆動されることで被加工材を切断する鋸刃として構成されていることを特徴とする動力工具。

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