JP5030601B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車機構を利用してスピンドルの回転速度を３段に切替可能とした電動ドライバやドライバドリル等の電動工具に関する。

従来、ハウジング内に収容したモータの出力軸と、ハウジング先端（前端）に配置されたスピンドルとの間に、太陽歯車を中心として、インターナルギア内で複数の遊星歯車が自転しつつ公転する構造の複数の遊星歯車機構を軸方向に並列に介在し、スピンドルの回転速度を所定の第１の速度（以下、低速という）、第１の速度よりも速い第２の速度（以下、中速という）、第２の速度よりも速い第３の速度（以下、高速という）の３段に切替可能とした電動式のドライバドリルが知られている。このようなドライバドリルは、例えば特開２００４−２３７４２２号公報（特許文献１）に開示されている。
公報に開示されたドライバドリルは、ハウジング外部からの作業者による操作によって軸方向に直線状にスライド動作される速度切替部を備えている。そしてこの速度切替部をスライドすることによって、軸方向の前後に配置される２つのインターナルギアのうちの一方のインターナルギアをハウジングに固定して非回転とする形態を選択したときは、スピンドルが低速で回転され、他方のインターナルギアをハウジングに固定して非回転とする形態を選択したときは、スピンドルが中速で回転され、両インターナルギアの回転をそれぞれ許容しつつ当該インターナルギアのいずれか一方をキャリアに結合する形態を選択したときは、スピンドルが高速で回転される構成としている。

ところで、ドライバドリルのコンパクト化を図るには、インターナルギアの外径寸法を小さく設定することが好ましい。換言すればドライバドリルのコンパクト化の要請からインターナルギアの外径を大きくできないという制約を受けることになる。このような制約のもとでは、一方の遊星歯車機構の減速比と、他方の遊星歯車機構の減速比の差を大きく設定することが難しい。その結果、インターナルギアのいずれか一方をハウジングに固定して非回転とする低速時と、いずれか他方をハウジングに固定して非回転とする中速時のスピンドルの速度差を大きく取ることが困難となる。このようなことから、ドライバドリルによる実際のねじ締め作業においては、低速から中速、あるいは中速から低速に切り替える頻度が、低速から高速、あるいは中速から高速に切り替える頻度に比べて極めて低いものとなっている。
ところが、公報に開示されたドライバドリルでは、速度切替部によるスピンドルの回転速度の切り替え操作が、低速、中速、高速の順で行われるように設定している。このため、低速から高速に切り替える際、あるいは高速から低速に切り替える際には、一旦中速に切り替えなければならず、操作が面倒であり、この点においてなお改良の余地がある。
特開２００４−２３７４２２号公報

本発明は、かかる点に鑑み、遊星歯車機構を利用してスピンドルの回転速度を３段に切替可能とした電動工具において、スピンドルの回転速度を切り替える際の操作性の向上に資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、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明に係る電動工具は、工具本体内に収容したモータと、工具本体の前端領域に回転可能に配置されたスピンドルと、モータの出力軸とスピンドルとの間に介在され、出力軸の回転を変速してスピンドルに伝達する変速機構と、を有する。変速機構は、出力軸によって回転駆動される太陽歯車、太陽歯車と噛合い係合して自転しつつ公転可能な遊星歯車、遊星歯車と噛合い係合して太陽歯車を中心として回転可能なインターナルギア、を１単位とする第１および第２のギア列と、スピンドルに接続されるとともに、第１のギア列に属する第１の遊星歯車と第２のギア列に属する第２の遊星歯車とをそれぞれ回転自在に支持するキャリアと、を有する。なお本発明における「電動工具」は、典型的には、ねじ締め作業に使用される電動ドライバ、ねじ締め作業および穴開け作業に使用されるドライバドリルあるいは穴開け作業に使用される電動ドリル等がこれに該当するが、これらに限らず先端工具を長軸方向回りに回転駆動して所定の加工作業を行う電動工具を広く包含する。なお本発明における「出力軸によって回転駆動される」とは、太陽歯車が出力軸よって直接に回転駆動される態様、あるいは中間回転部材を介して回転駆動される態様のいずれも好適に包含する。また「スピンドルに接続される」とは、スピンドルに対してキャリアが直接に接続される態様、あるいはスピンドルに対してキャリアが中間部材を介して間接的に接続される態様のいずれも好適に包含する。

本発明の電動工具は、工具本体の外部からの作業者による操作を介して工具本体の長軸方向にスライド動作される速度切替部を有する。なお「作業者による操作を介して」とは、速度切替部が作業者によって直接にスライドされる態様、あるいは作業者が他の部材を操作することで速度切替部がスライドされる態様のいずれも好適に包含する。また他の部材を操作する態様では、当該他の部材の作業者による操作方向については、適宜に設定することが可能である。また「工具本体の長軸方向」とは、第１のギア列と第２のギア列の並び方向をいう。
速度切替部は、第１のギア列に属する第１のインターナルギアを工具本体に固定して当該第１のインターナルギアの回転を規制するとともに、第２のギア列に属する第２のインターナルギアを工具本体に固定することなく回転を許容する第１の変速位置、第２のインターナルギアを工具本体に固定して当該第２のインターナルギアの回転を規制するとともに、第１のインターナルギアを工具本体に固定することなく回転を許容する第２の変速位置、および第１のインターナルギアと第２のインターナルギアとを相互に結合するとともに工具本体に固定することなく回転を許容して当該第１および第２のインターナルギアが一体回転することを可能とする第３の変速位置間で移動可能とされている。そして速度切替部が第１の変速位置に置かれたときは、キャリアが第１のギア列の減速比により規定される所定の第１の速度で回転され、速度切替部が第２の変速位置に置かれたときは、キャリアが第２のギア列の減速比により規定される第１の速度よりも速い所定の第２の速度で回転され、速度切替部が第３の変速位置に置かれたときは、キャリアが第２の速度よりも速い所定の第３の速度で第１および第２の太陽歯車とともに一体回転される構成とされる。また速度切替部は、そのスライド動作方向における一端側に第１の変速位置が設定され、他端側に第２の変速位置が設定され、第１の変速位置と第２の変速位置との中間に第３の変速位置が設定されていることを特徴としている。

本発明によれば、速度切替部を、第１の変速位置、第２の変速位置および第３の変速位置間でスライド動作することにより、キャリアの回転速度、すなわちスピンドルの回転速度を、第１の速度、当該第１の速度より速い第２の速度、当該第２の速度より速い第３の速度の３段に切り替えることができる。ところで、複数の遊星歯車機構を用いてスピンドルの回転速度を３段に切り替える構成の場合、電動工具のコンパクト化を図るには、インターナルギアの外径を極力小さくしたいという要請がある。このような要請のもとでは、一方の遊星歯車機構の減速比と、他方の遊星歯車機構の減速比の差を大きく設定することが難しい。そのため、第１の速度で回転するときの回転速度と第２の速度で回転するときの回転速度の速度差を大きく取り難く、他方、第２の速度で回転するときの回転速度と第３の速度で回転するときの回転速度の速度差については、これを大きく設定することが容易である。このようなことから、電動工具による実際の加工作業時には、速度差が小さい第１の速度から第２の速度、あるいは第２の速度から第１の速度に切り替える頻度が、速度差が大きい第１の速度から第３の速度、あるいは第２の速度から第３の速度に切り替える頻度に比べて極めて低いものとなる。
本発明によれば、速度切替部は、そのスライド操作方向において、スピンドルが第３の速度で回転される第３の変速位置を中間位置とし、当該第３の変速位置を挟んで一方にスピンドルが第１の速度で回転される第１の変速位置が設定され、他方に第２の速度で回転される第２の変速位置が設定されている。このため、電動工具による加工作業時において、切替頻度が高い第１の速度から第３の速度および第３の速度から第１の速度への切替操作を、わざわざ第２の速度域を経由することなく行うことができる。また切替頻度が高い第２の速度と第３の速度間での切替操作についても第１の速度域を経由することなく行うことができる。このため、変速のための切替操作が楽になり、操作性が向上する。

（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の電動工具において、キャリアの回転速度につき、第１の速度と第２の速度の速度差が、第２の速度と第３の速度の速度差よりも小さく設定されていることを特徴としている。このように第１の速度と第２の速度の速度差を第２の速度と第３の速度の速度差よりも小さく設定する構成としたときは、当該第１の速度を得るための第１のギア列の減速比と、第２の速度を得るための第２のギア列の減速比の差を小さくすることが許容される。つまり遊星歯車機構の構成部材であるインターナルギアの外径を小さく設定することが許容される。その結果として、遊星歯車機構を収容する工具本体の外形寸法を小さくして電動工具のコンパクト化を図ることが可能となる。

本発明によれば、遊星歯車機構を利用してスピンドルの回転速度を３段に切替可能とした電動工具において、スピンドルの回転速度を切り替える際の操作性の向上に資する技術が提供されることとなった。

以下、本発明の実施形態につき、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として充電式のドライバドリルを用いて説明する。図１は本実施の形態に係るドライバドリルの全体構成を示す断面図である。図２〜図４はそれぞれドライバドリルの主要部を示す断面図であり、図２は遊星歯車減速機構が１速（低速）に切り替えられた状態が示され、図３は遊星歯車減速機構が２速（中速）に切り替えられた状態が示され、図４は遊星歯車減速機構が３速（高速）に切り替えられた状態が示される。図１に示すように、本実施の形態に係るドライバドリル１は、概括的に見て、ドライバドリル１の外郭を形成する本体部１Ａと、当該本体部１Ａの前端領域（図１において右側）に配置されたビット把持用のチャック１Ｃと、本体部１Ａに連接された作業者が握るハンドグリップ１Ｂとを主体として構成されている。なおハンドグリップ１Ｂは、本体部１Ａの長軸方向と交差する方向に延在され、その延在端部にはモータ３の電源となるバッテリが収容されたバッテリケース２５が装着されている。

本体部１Ａは、モータ３を収容したハウジング２と、当該ハウジング２の前方に（図１の右側）に配置された多段筒状の第１ギアケース５と、当該第１ギアケース５の前方に配置されたスピンドル７を軸支する第２ギアケース６とを主体として構成され、それらは互いに固定状に連接される。本体部１Ａは、本発明における「工具本体」に対応する。両ギアケース５，６内には、遊星歯車減速機構８が設けられ、第２ギアケース６の前方領域には、クラッチ機構９が設けられる。遊星歯車減速機構８は、本発明における「変速機構」に対応する。

図２〜図４に示すように、遊星減速歯車機構８は、それぞれ３つまたは４つの遊星歯車を後面側で支持する第１キャリア１０から第３キャリア１２までの３つのキャリアを軸方向（前後方向）に３段連設してなり、第１キャリア１０の遊星歯車１３をモータ３の出力軸４に嵌着されたピニオン１４に噛合い係合させ、第３キャリア１２をスピンドル７と一体に連結することで、出力軸４のトルクを減速してスピンドル７へ伝達可能としている。このスピンドル７の先端にドライバビットあるいはドリルビット等の工具ビットを着脱自在に把持するチャック１Ｃが装着されている。

第１キャリア１０の出力軸１５は、後方が大径となる太径と小径の歯車１５ａ，１５ｂを有しており、これら大径と小径の歯車１５ａ，１５ｂに噛合い係合する遊星歯車も、径が異なる小歯車１６と大歯車１７との前後２つでなって、それぞれ単独で回転可能に第２キャリア１１へ同軸で支持され、小歯車１６が出力軸１５の大径の歯車１５ａと、大歯車１７が小径の歯車１５ｂとそれぞれ噛合い係合している。よって、後方から数えて二段目のインターナルギアも、小歯車１６が公転する第２インターナルギア１９（後方から数えて１段目に位置する第１インターナルギア１８は、第１キャリア１０の遊星歯車１３を公転させる）と、大歯車１７が公転する第３インターナルギア２０との一組となって前後に並設されている。なお各インターナルギア１８，１９，２０は、内周に内歯を有し、それぞれが当該遊星歯車１３，１６，１７と噛合い係合する。

大径の歯車１５ａと小径の歯車１５ｂを有する第１キャリア１０の出力軸１５は、本発明における「太陽歯車」に対応し、小径の歯車１５ｂは、本発明における「第１のギア列に属する第１の太陽歯車」に対応し、大径の歯車１５ａは、本発明における「第２のギア列に属する第２の太陽歯車」に対応する。また小径の歯車１５ｂと、これに噛合い係合する大歯車１７と、この大歯車１７に噛合い係合する第３インターナルギア２０とによって、本発明における「第１のギア列」が構成され、大径の歯車１５ａと、これに噛合い係合する小歯車１６と、この小歯車１６に噛合い係合する第２インターナルギア１９とによって、本発明における「第２のギア列」が構成される。また第３インターナルギア２０は、本発明における「第１のギア列に属する第１のインターナルギア」に対応し、第２インターナルギア１９は、本発明における「第２のギア列に属する第２のインターナルギア」に対応する。

第２、第３インターナルギア１９，２０は、共にその外径を第１インターナルギア１８の外径と等しくされ、第１ギアケース５の内壁２２と第１インターナルギア１８との間で前後移動を規制されて、それぞれ単独で回転可能となっている。また、第２インターナルギア１９および第３インターナルギア２０の外周には、同数同形状の外歯２３，２４が周設されている。

第２および第３インターナルギア１９，２０の外側には、切替部材としての切替スリーブ２６が配置されている。切替スリーブ２６は、第２および第３インターナルギア１９，２０に回転可能にかつ軸方向（前後方向）への移動可能に装着され、その前方側内周面には、軸方向の所定領域にわたって第２および第３インターナルギア１９，２０の外歯２３，２４とそれぞれ個別に噛合い係合可能な内歯２７が形成されている。一方、切替スリーブ２６の前端部外周には、外歯２８が形成され、また切替スリーブ２６の後端部内周側には、前記内歯２７よりも径の大きい大径内歯３１が形成されている。そして切替スリーブ２６は、軸方向に移動されることで、外歯２８が第１ギアケース５の内周に軸方向で周設された係合歯２９と噛合い係合されたとき、および大径内歯３１が第１インターナルギア１８の外周に形成された係合歯３２と噛合い係合されたときには、その回転が規制され、いずれの係合歯２９，３２とも噛合い係合されないときには、回転が許容される構成とされる。なお第１インターナルギア１８は、第１ギアケース５に固定されている。

一方、第１ギアケース５内において、切替スリーブ２６の後方には、当該切替スリーブ２６よりも大径の連結部材としての連結スリーブ３０が嵌挿されている。この連結スリーブ３０は、外周で軸方向に突出した便宜上図示を省略する４つの突条と、第１ギアケース５内面に形成された便宜上図示を省略する凹溝との嵌合によって、回転を規制されて軸方向へ移動可能に設けられ、前端で中心側へ向けて半径方向に等間隔で設けられた４つのピン３３の先端を、切替スリーブ２６の略中央外周に形成された周方向のリング溝３４内に挿入することで、切替スリーブ２６の回転を許容しつつ軸方向への移動を一体としている。すなわち、切替スリーブ２６は、連結スリーブ３０に対して周方向の相対移動が許容された状態でかつ軸方向には相対移動が規制された状態で当該連結スリーブ３０と連結されている。

なお連結スリーブ３０および切替スリーブ２６の移動ストロークにおいて、前方へとスライドされた前端のスライド位置では、連結スリーブ３０の前端が第１ギアケース５の内壁２２に当接する１速となる（図２参照）。前端のスライド位置は、本発明における「第１の変速位置」に対応し、１速は、本発明における「第１の速度」に対応する。この１速位置では、切替スリーブ２６の内歯２７が第３インターナルギア２０の外歯２４のみに噛合い係合し、外歯２８が第１ギアケース５の係合歯２９に噛合い係合し、大径内歯３１が第１インターナルギア１８の係合歯３２から外れる。一方、後方へとスライドされた後端のスライド位置では、切替スリーブ２６の後端が第１インターナルギア１８に近接する２速となる。後端のスライド位置は、本発明における「第２の変速位置」に対応し、２速は、本発明における「第２の速度」に対応する（図３参照）。この２速位置では、切替スリーブ２６の内歯２７が第２インターナルギア１９の外歯２３のみに噛合い係合し、大径内歯３１が第１インターナルギア１８の係合歯３２に噛合い係合し、外歯２８が第１ギアケース５の係合歯２９から外れる。なお１速位置と２速位置との中間にスライドされた中間のスライド位置では、切替スリーブ２６の内歯２７が第２インターナルギア１９の外歯２３および第３インターナルギア２０の外歯２４に跨って同時に噛合い係合するとともに、外歯２８が第１ギアケース５の係合歯２９から外れ、大径内歯３１が第１インターナルギア１８の係合歯３２から外れる（図４参照）。中間のスライド位置は、本発明における「第３の変速位置」に対応し、３速は、本発明における「第３の速度」に対応する。

さらに、連結スリーブ３０の後端上面には、第１ギアケース５の後端で軸方向に形成したスリット３５を貫通する連結突起３６が形成されて、ハウジング１０３に前後方向へスライド可能に設けられたスライド部材としてのスライドプレート３７と連結されている。この連結突起３６とスライドプレート３７との連結は、スライドプレート３７の下面に凹設した凹部３８内に挿入させた連結突起３６を、当該連結突起３６の前後に配置したコイルバネ３９で挟持することでなされており、スライドプレート３７の上面に突設した操作突起４０を把持してスライドプレート３７を前後移動させることで、連結スリーブ３０と切替スリーブ２６とをハウジング１０３の外部から前後移動操作可能となっている。切替スリーブ２６、連結スリーブ３０およびスライドプレート３７によって切替手段が構成され、この切替手段は、本発明における「速度切替部」に対応する。

次にクラッチ機構９について説明する。後方から数えて３段目に位置する第４インターナルギア２１は、第２ギアケース６内で回転可能に設けられて、第４インターナルギア２１の前面には、第２ギアケース６を軸方向に貫通する複数のピン４１が当接している。このピン４１が、第２ギアケース６に螺合されたスプリングホルダ４２との間に介在されるコイルバネ４３によって、ワッシャ４４を介して後方へ付勢されている。このため、第４インターナルギア２１は、コイルバネ４３に付勢されるピン４１との係合でその回転を規制されることになる。すなわち、ネジの締め終わり等でスピンドル７への負荷が高まり、コイルバネ４３の付勢で設定されるクラッチ作動トルクを超えた際に、第４インターナルギア２１がその前面でピン４１を乗り越えさせて空転し、スピンドル７へのトルク伝達を遮断するものである（ドライバモード）。

なお第２ギアケース６には、回転操作によってスプリングホルダ４２を軸方向へネジ送りするチェンジリング４５が外装されており、このチェンジリング４５の回転操作に伴うスプリングホルダ４２のネジ送りで、コイルバネ４３の付勢力を変えてドライバモードでのクラッチ作動トルクを調整可能としている。

上記の如く構成されたドライバドリル１の作用につき説明する。操作突起４０を利用してスライドプレート３７を図２に示す１速位置にスライドさせると、前述のように、連結スリーブ３０および切替スリーブ２６が前進位置に移動して、切替スリーブ２６を第１ギアケース５および第３インターナルギア２０に噛合い係合させる。このため、第２インターナルギア１９がフリー（回転許容状態）となり、第３インターナルギア２０が固定される。よって、この状態でモータ３を駆動させると、出力軸４の回転は、ピニオン１４から第１キャリア１０に伝わるが、当該第１キャリア１０の出力軸１５と噛合い係合する遊星歯車のうち、小歯車１６はその外周の第２インターナルギア１９がフリーであるため、第３インターナルギア２０が固定される大歯車１７が公転し、第２キャリア１１はその公転と同調して回転する。そして第２キャリア１１が次段の遊星歯車４６を介して第３キャリア１２を回転させ、当該第３キャリア１２と一体のスピンドル７を回転させる。このように１速位置では、第２キャリア１１へは大歯車１７を介してトルクが伝達される。このときのスピンドル７の回転速度は、出力軸１５の小径の歯車１５ｂの歯数と第３インターナルギア２０の歯数で定められる減速比に基づく速度、すなわち最も遅い低速となる。

次にスライドスリーブ３７を図３に示す２速位置にスライドさせると、前述のように、連結スリーブ３０および切替スリーブ２６が後端位置に移動して、切替スリーブ２６を第１インターナルギア１８および第２インターナルギア１９に噛合い係合させる。このため、第３インターナルギア２０がフリーとなり、第２インターナルギア１９が固定される。よって、この状態でモータ３を駆動させると、第１キャリア１０の出力軸１５は、第２インターナルギア１９内で小歯車１６を公転させ、第２キャリア１１をその公転と同調して回転させる。このように２速位置では、第２キャリア１１へは小歯車１６を介してトルクが伝達される。第２キャリア１１以降のトルク伝達は、１速位置と同様であるが、スピンドル７の回転速度は、出力軸１５の大径の歯車１５ａの歯数と第２インターナルギア１９の歯数で定められる減速比に基づく速度、すなわち低速よりも速い中速となる。

さらにスライドプレート３７を図４に示す３速位置にスライドさせると、前述のように、連結スリーブ３０および切替スリーブ２６が中間位置に移動して、切替スリーブ２６を第２インターナルギア１９および第２インターナルギア２０にそれぞれ噛合い係合させるとともに、第１ギアケース５および第１インターナルギア１８の係合歯２９，３２からそれぞれ離間させる。このため、第２および第３インターナルギア１９，２０がフリー状態で、かつ互いに周方向に関して一体化され、第１キャリア１０と第２キャリア１１が直結される。よって、この状態でモータ３を駆動させると、第１キャリア１０と第２キャリア１１が同速で回転される。第２キャリア１１以降のトルク伝達は、２速位置と同様であるが、ここでは第１キャリア１０と第２キャリア１１との間で減速が行なわれないので、スピンドル７の回転速度は、最も速い高速となる。

このように、本実施の形態によれば、第２、第３インターナルギア１９，２０の回転をそれぞれ個別に規制可能で、かつ第２、第３インターナルギア１９，２０を一体回転可能に連結する切替手段の採用により、各インターナルギア１８〜２１をスライドさせることなく、第２、第３インターナルギア１９，２０間の噛合い係合の切替のみで３段変速が可能となる。よって、全体的に部品点数の少ない構造となって、製造コストや組み付けの手間が低減されるとともに、確実な切替も期待できる。特に、前後２つの遊星歯車を支持する１つのキャリア１１と２つのインターナルギア１９，２０とからなる１段のギアセットがあれば、３段変速の切替が可能な構成であるため、ギアセットを減らすことができ、構造の簡略化は効果的に実現できる。

そして切替手段を、スライドプレート３７の操作で３つのスライド位置が選択される切替スリーブ２６を用いて構成しているから、スライドプレート３７（切替スリーブ２６）の単純な前後移動で速度の選択が可能となり、操作性にも優れる。一方、クラッチ機構９よりもトルク伝達に関して前段に遊星歯車減速機構８を配する格好となるため、設定したクラッチ作動トルクが遊星歯車減速機構８の切替によって変動することがなくなり、使い勝手が良くなるという効果も得られる。

また本実施の形態では、切替スリーブ２６とスライドプレート３７とを、コイルバネ３９で弾性保持される連結スリーブ３０を介して連結することにより、切替スリーブ２６のスライド移動に伴う第２および第３インターナルギア１９，２０との噛合い係合、あるいは第１ギアケース５および第１インターナルギア１８との噛合い係合を円滑に行うことができる。

ところで、複数の遊星歯車減速機構８を用いてスピンドル７の回転速度を３段に切り替える構成の場合、ドライバドリル１のコンパクト化を図るには、各インターナルギアの外径を極力小さくしたいという要請がある。このような要請のもとでは、出力軸１５の小径の歯車１５ｂの歯数と第３インターナルギア２０の歯数で定められる１速（低速）時の減速比と、出力軸１５の大径の歯車１５ａの歯数と第２インターナルギア１９の歯数で定められる２速（中速）時の減速比の差を大きく設定することが難しい。すなわち、低速時の回転速度と中速時の回転速度の速度差を大きく取ることが困難となる。一方、中速時の回転速度と３速（高速）時の回転速度の速度差については、これを大きく設定することが容易である。このようなことから、ドライバドリル１による実際のねじ締め作業あるいは穴開け作業時には、低速から中速、あるいは中速から低速に切り替える頻度が、低速から高速、あるいは中速から高速に切り替える頻度に比べて極めて低いものとなる。

本実施の形態によれば、スライドプレート３７は、そのスライド操作方向において、スピンドル７が高速で回転される３速位置を中間位置とし、当該中間位置を挟んで前方にスピンドル７が低速で回転される１速位置が設定され、後方に中速で回転される２速位置が設定された構成としている。このため、ドライバドリル１による加工作業時において、切替頻度が高い低速から高速および高速から低速への切替操作を、わざわざ中速域を経由することなく行うことができる。また切替頻度が高い中速と高速間での切替操作についても低速域を経由することなく行うことができる。このため、速度の切替操作が楽になり、操作性を向上することができる。

また本実施の形態においては、切替スリーブ２６が前方のスライド位置へ移動されたときは、前方側外周に設けた係合部としての外歯２８を第１ギアケース５の係合歯２９に噛合い係合することで第３インターナルギア２０を固定し、切替スリーブ２６が後方のスライド位置へ移動されたときは、後方側内周に設けた係合部としての大径内歯３１を第１インターナルギア１８の係合歯３２に噛合い係合することで第３インターナルギア２０を第１ギアケース５に固定する構成としている。その結果、切替スリーブ２６と連結スリーブ３０とのピン３３による連結箇所をスライド方向の中間位置に設定することが可能となる。このように、ピン３３による連結箇所がスライド方向の中間位置にあることで、切替スリーブ２６をこじることなく円滑に切替動作することができる。

なお本実施の形態では、３段の遊星歯車減速機構８に切替手段を採用したが、切替手段は、前後２つの遊星歯車を支持するキャリア１１と２つのインターナルギア１９，２０とからなる１段のギアセットがあれば適用できるので、２段は勿論、１段のギアセットのみであっても実現可能である。例えば、１段のギアセットでは、モータ３の出力軸４に、ピニオン１４に変えて第１キャリア１０の出力軸１５、すなわち大径の歯車１５ａと小径の歯車１５ｂを有する太陽歯車を設ければよい。
また本実施の形態は、電動工具としてドライバドリル１の場合で説明したが、これに限らず、工具ビットを長軸方向回りに回転駆動して所定の加工作業を行う電動ドライバ、電動ドリル等の、その他の電動工具に適用しても構わない。

なお本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することが可能である。
（態様１）
「請求項１または２に記載の電動工具であって、
前記速度切替部は、前記工具本体の外側にスライド操作可能に配置されたスライド部材と、前記第１および第２のインターナルギアの外周側で回転可能かつ軸方向に移動可能に配置されるとともに、前記スライド部材に対して周方向の相対移動が許容された状態でかつ軸方向には相対移動が規制された状態で当該スライド部材と連結された切替部材とを有し、
前記切替部材は、移動方向の各端部に前記工具本体と係合可能な係合部をそれぞれ有し、一方あるいは他方の係合部が前記工具本体と係合して前記第１のインターナルギアあるいは第２のインターナルギアの回転を規制する構成とされるとともに、前記スライド部材との連結箇所が移動方向の中間部に設定されていることを特徴とする電動工具。」

態様１に記載の発明によれば、切替部材の移動方向の各端部に、工具本体と係合して第１あるいは第２のインターナルギアの回転を規制する係合部を備えた構成とすることにより、切替部材に設けられるスライド部材との連結箇所を、当該切替部材の移動方向の中間位置に定めることが可能となる。このように、連結箇所が移動方向の中間位置にあることで、切替部材をこじることなく円滑に切替動作することができる。

本実施の形態に係るドライバドリルの全体構成を示す側断面図である。 ドライバドリルの主要部を示す断面図であり、遊星歯車減速機構が１速（低速）に切り替えられた状態が示される。 ドライバドリルの主要部を示す断面図であり、遊星歯車減速機構が２速（中速）に切り替えられた状態が示される。 ドライバドリルの主要部を示す断面図であり、遊星歯車減速機構が３速（高速）に切り替えられた状態が示される。

符号の説明

１ ドライバドリル
１Ａ 本体部
１Ｂ ハンドグリップ
１Ｃ チャック
２ ハウジング
３ モータ
４ 出力軸
５ 第１ギアケース
６ 第２ギアケース
７ スピンドル
８ 遊星歯車減速機構
９ クラッチ機構
１０ 第１キャリア
１１ 第２キャリア
１２ 第３キャリア
１３ 遊星歯車
１４ ピニオン
１５ 出力軸
１５ａ 大径の歯車
１５ｂ 小径の歯車
１６ 小歯車
１７ 大歯車
１８ 第１インターナルギア
１９ 第２インターナルギア
２０ 第３インターナルギア
２１ 第４インターナルギア
２２ 内壁
２３ 外歯
２４ 外歯
２５ バッテリケース
２６ 切替スリーブ
２７ 内歯
２８ 外歯
２９ 係合歯
３０ 連結スリーブ
３１ 大径内歯
３２ 係合歯
３３ ピン
３４ リング溝
３５ スリット
３６ 連結突起
３７ スライドプレート
３８ 凹部
３９ コイルバネ
４０ 操作突起
４１ ピン
４２ スプリングホルダ
４３ コイルバネ
４４ ワッシャ
４５ チェンジリング
４６ 遊星歯車

Claims (2)

1. 工具本体内に収容したモータと、
   前記工具本体の前端領域に回転可能に配置されたスピンドルと、
   前記モータの出力軸と前記スピンドルとの間に介在され、前記出力軸の回転速度を変えて前記スピンドルに伝達する変速機構と、を有し、
   前記変速機構は、前記出力軸によって回転駆動される太陽歯車、前記太陽歯車と噛合い係合して自転しつつ公転可能な遊星歯車、前記遊星歯車と噛合い係合して前記太陽歯車を中心として回転可能なインターナルギア、を１単位とする第１および第２のギア列と、
   前記スピンドルに接続されるとともに、前記第１のギア列に属する第１の遊星歯車と前記第２のギア列に属する第２の遊星歯車とをそれぞれ回転自在に支持するキャリアと、を有する電動工具であって、
   前記工具本体の外部からの作業者による操作を介して前記工具本体の長軸方向にスライド動作される速度切替部を有し、
   前記速度切替部は、前記第１のギア列に属する第１のインターナルギアを前記工具本体に固定して当該第１のインターナルギアの回転を規制するとともに、前記第２のギア列に属する第２のインターナルギアを前記工具本体に固定することなく回転を許容する第１の変速位置、前記第２のインターナルギアを前記工具本体に固定して当該第２のインターナルギアの回転を規制するとともに、前記第１のインターナルギアを前記工具本体に固定することなく回転を許容する第２の変速位置、および前記第１のインターナルギアと前記第２のインターナルギアとを相互に結合するとともに前記工具本体に固定することなく回転を許容して当該第１および第２のインターナルギアが一体回転することを可能とする第３の変速位置間で移動可能とされ、
   前記速度切替部が前記第１の変速位置に置かれたときは、前記キャリアが前記第１のギア列の減速比により規定される所定の第１の速度で回転され、前記速度切替部が前記第２の変速位置に置かれたときは、前記キャリアが前記第２のギア列の減速比により規定される前記第１の速度よりも速い所定の第２の速度で回転され、前記速度切替部が前記第３の変速位置に置かれたときは、前記キャリアが前記第２の速度よりも速い所定の第３の速度で前記第１および第２の太陽歯車とともに一体回転される構成とされ、
   また前記速度切替部は、そのスライド動作方向における一端側に前記第１の変速位置が設定され、他端側に前記第２の変速位置が設定され、前記第１の変速位置と第２の変速位置との中間に前記第３の変速位置が設定されていることを特徴とする電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具であって、
   前記キャリアの回転速度につき、前記第１の速度と前記第２の速度の速度差が、前記第２の速度と前記第３の速度の速度差よりも小さく設定されていることを特徴とする電動工具。

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