JPH0459112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は遊星機構による変速装置を備えた電動
工具に関するものである。

［背景技術］ 変速装置において、遊星機構の構成部材におけ
るインターナルギアの回転を制御することで変速
を行なうにあたり、インターナルギアを固定とす
るか、遊星ギアを支持するキヤリアと連結してキ
ヤリアと一体に回転するかによつて、変速を行な
うようにしたものが、実公昭51−47185号公報に
示されている。ところがこのものではインターナ
ルギアを固定とした時には、通常の遊星機構とし
ての減速を行なうが、インターナルギアをキヤリ
アと連結した時には、太陽ギアとキヤリアとを直
結したこととなるために、減速が行なわれず、変
速できるとはいえ、電動工具という比較的大きな
減速比を要求するものについては、実際上変速が
有効ではない。

また、変速に際してインターナルギアとこれの
固定用部材との係合がスムーズでなく、これが変
速の操作性を損なうものとなつている。

［発明の目的］ 本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは複数の変速比を選択
することができる変速装置を備えた電動工具を提
供するにある。

［発明の開示］ しかして本発明は、太陽ギアとインターナルギ
アとこれら両者に噛み合う遊星ギアと遊星ギアを
支持するキヤリアとからなる遊星機構を２段に設
置した変速装置を備え、いずれか一方の遊星機構
におけるインターナルギアを軸方向に摺動自在に
且つ軸まわりに回転自在とし、これら遊星機構を
収容したギアケース内面に設けた係合突起と、キ
ヤリア乃至太陽ギアに設けた係合突起とに、上記
インターナルギアをその軸方向移動で係合自在と
したものであつて、コ字型であり且つ中央部にイ
ンターナルギアの軸方向移動用操作部材が連結さ
れるとともに両側片が回動自在に支持されたレバ
ーの両側片先端がインターナルギアの両側に連結
されているとともに、このレバーが線材にて形成
されてばね性を有するものとなつていることに特
徴を有するものであり、一方の遊星機構を直結し
た時にも他方の遊星機構における変速が有効であ
るようにするとともに、変速のためのインターナ
ルギアの移動が変速操作部からばね性を有するレ
バーを介してインターナルギアに伝達されてなさ
れるようにしたものである。

以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述する
と、図示例は電動ドリルドライバーの動力系アセ
ンブリにおける減速器３に組み込まれたもので、
このアセンブリは第１０図に示すように、モータ
２、ギアケース６並びに締め付けトルク調整用の
クラツチハンドル７８とチヤツク８とから構成さ
れている。そしてギアケース６内には、変速機能
を備えた減速部３と、ロツク手段を備えたトルク
調整用クラツチ部４とが配設されている。

第１図及び第２図に基づいて、これら減速部３
とクラツチ部４について説明する。まず、ギアケ
ース６は、円筒状のケース６１と、このケース６
１の前端に取付ねじ６４によつて連結されるケー
ス６２、そしてケース６１の後端に取り付けられ
るモータ取付台６０とから形成されている。また
ケース６１には軸方向に長い一対の長孔６３と、
外面より突出する一対の支持ピン６５とが設けら
れ、ケース６２には軸方向に貫通する複数個の孔
６７が設けられているとともに、前端より断面形
状が非円形とされた異形台部６６が一体に突設さ
れている。

ギアケース６におけるケース６１内に設置され
ている減速部３は、二段の遊星機構によつて構成
されたもので、一段目の遊星機構はモータ２の出
力軸２０に固着された太陽ギア３１と、ケース６
１内面に固着されたインターナルギア３３、この
両者に噛み合う複数個の遊星ギア３２、そして各
遊星ギア３２を支持する軸を備えたキヤリア３４
とからなり、二段目の遊星機構はキヤリア３４に
一体に形成された太陽ギア３５、インターナルギ
ア３７、複数個の遊星ギア３６、そして各遊星ギ
ア３６を支持するキヤリア３８によつて構成され
ている。

ここにおいて、インターナルギア３３は上述の
ようにケース６１に固着されているのに対して、
インターナルギア３７はその軸方向に摺動自在且
つ軸まわりに回転自在とされており、そして外周
面中央部には環状溝５２が形成されているととも
に、外周面一端側には複数個の係合歯５１が周方
向において等間隔に設けられている。またインタ
ーナルギア３７の外周面は、第３図に示すよう
に、ケース６１内周面に間隔をおいて配される複
数個のローラピン７１によつて受けられている。

インターナルギア３７の軸方向移動は、インタ
ーナルギア３７外周面の環状溝５２に夫々ローラ
５６，５６を介して両先端を係合させているレバ
ー５５によつてなされる。コ字型であり且つ中央
部にハンドル５８が連結されるレバー５５は、第
４図及び第１０図に示すように、ケース６１の外
面に突設された一対の支持ピン６５によつて、両
側片が回動自在に支持され、そして両側片のＵ字
状に折り返された先端部に夫々ローラ５６，５６
が装着されて、ケース６１に形成された長孔６
３，６３を通じてインターナルギア３７と係合し
ているものであり、線材で形成されることによ
り、ばね性を有したものとなつている。

一方、第１段目の遊星機構におけるキヤリア３
４の外周面には係合突起５４が、ケース６１の内
周面には複数個の係合突起５３が設けられてい
る。これら係合突起５４，５３は、インターナル
ギア３７が軸方向に摺動した時に、インターナル
ギア３７の内周面の係合歯５１とに夫々係合する
ものであつて、レバー５５の中央部を後退させる
ことによつてインターナルギア３７を前進させ
て、第５図及び第６図に示すように、係合歯５１
をケース６１に設けられた係合突起５３と係合さ
せた時には、インターナルギア３７はその回転が
阻止される。逆にレバー５５の中央部を前進させ
ることによりインターナルギア３７を後退させ
て、第７図及び第８図に示すように、キヤリア３
４の係合突起５４にインターナルギア３７を係合
させた時には、インターナルギア３７とキヤリア
３４に一体に設けられている太陽ギア３５とを結
合させる。尚、いずれの場合も、インターナルギ
ア３７と遊星ギア３６との噛み合いは保たれてい
る。

前者の場合には、二段目の遊星機構においても
減速が有効に行なわれることから、大減速比とな
り、後者の場合には遊星ギア３６がその軸まわり
の回転（自転）を行なうことがなく、太陽ギア３
５とキヤリア３８とが直結されたかたちとなるた
めに、第１段目の遊星機構の減速のみが有効とな
り、従つて減速比が小さくなる。ちなみに両太陽
ギア３１，３５の歯数をZ₃₁，Z₃₅、両インターナ
ルギア３３，３７の歯数をZ₃₃，Z₃₇とすると、前
者の場合の減速部３全体の減速比P₁と後者の場
合の減速比P₂とは次のようになる。

P₁＝１／１＋（Z₃₃／Z₃₁）×１／１＋（Z₃₇／Z₃₅） P₂＝１／１＋（Z₃₃／Z₃₁） また、インターナルギア３７は、キヤリア３４
と連結された時、常時回転することになるが、前
述のように外周面がローラピン７１によつて受け
られており、インターナルギア５５との結合部に
もローラ５６が設けられているために、摩擦負荷
の増加は少なく低騒音となつている。更にインタ
ーナルギア３７を動かすためのレバー５５の動き
は、レバー５５自身が備えているばね性を介して
インターナルギア３７に伝達される。つまりイン
ターナルギア３７は弾性によつて押されることで
移動を行なうものであり、インターナルギア３７
の係合歯５１と係合突起５３の個数を少なくし
て、インターナルギア３７と係合突起５３との係
合をスムーズ且つ確実なものとすることが可能で
ある。

次に、トルク調整用のクラツチ部４について説
明する。このクラツチ部４は上記減速部３と同様
に遊星機構を利用したものであるとともに、トル
ク調整手段のほかに、出力軸７の両方向の回転を
阻止するロツク手段も組み込まれているもので、
ケース６２内に配設される遊星機構は、上記キヤ
リア３８に一体に形成されている太陽ギア４０、
インターナルギア４２、この両者に噛み合う複数
個の遊星ギア４１、各遊星ギア４１を支持するキ
ヤリア４３とで構成されている。

そしてロツク手段は、インターナルギア４２の
前端内周部に周方向において等間隔に突設された
複数個のカム突起４７と、ケース６２内面に回動
自在となるように取り付けられた一対のロツクピ
ン４５ａ，４５ｂ、中央部がケース６２で支持さ
れるとともに両端を各ロツクピン４５ａ，４５ｂ
に接触させるばね４６、キヤリア４３とともに出
力軸７に一体的に回転するように結合されている
ロツクリング４４とから構成されている。

各ロツクピン４５ａ，４５ｂは、各先端を対向
させた状態でロツクリング４４の外周面の歯にラ
チエツトを構成するように係合し、一方のロツク
ピン４５ａはロツクリング４４の、つまりは出力
軸７の一方向の回転を阻止し、ロツクピン４５ｂ
は出力軸７の他方向の回転を阻止する。両ロツク
ピン４５ａ，４５ｂが共にロツクリング４４と係
合している時には、先端にチヤツク８が取付ねじ
８０によつて固着される出力軸７は、その両方向
回転について共にロツクされた状態となつている
わけである。

またトルク調整手段は、インターナルギア４２
の前端外周部に周方向において等間隔に突設され
た複数個の係止突起４８と、ケース６２に形成さ
れた前記複数個の孔６７内に配設された鋼球７
４、ケース６２の異形台部６６に被せられるスラ
スト板７５、クラツチばね７６、クラツチ板７７
及び前記クラツチハンドル７８で構成されてい
る。

クラツチハンドル７８はギアケース６の先端面
とこのギアケース６に取付ねじ８１で取り付けら
れる取付板７９との間で、所定角度内における回
転が自在となるようにされたもので、その内面に
はクラツチ板７７との係合部を備え、クラツチハ
ンドル７８を回転させれば、ケース６２の異形台
部６６との嵌合で回転することがないようにされ
ているクラツチ板７７が軸方向に移動するように
されている。クラツチばね７６はこのクラツチ板
７７とスラスト板７５との間に配される圧縮コイ
ルばねであり、スラスト板７５を介して鋼球７４
と接触する。鋼球７４はインターナルギア４２に
形成されている前記係止突起４８と係合する。

クラツチ部４におけるロツク手段及びトルク調
整手段の動作について説明する。モータ２を回転
させておらない停止状態においては、一対のロツ
クピン４５ａ，４５ｂが共にロツクリング４４に
係合しており、前述のように出力軸７はその両方
向回転についてロツクされた状態となつている。
従つて、締め付け作業を手動で行なうことができ
る。今、この状態からモータ２を回転させて、出
力軸７を一方向に回転させようとすると、出力軸
７はロツクされているために、この駆動力は遊星
ギア４１を介してインターナルギア４２に伝えら
れ、この結果インターナルギア４２は逆方向に回
転し、そして係止突起４８がクラツチばね７６に
よる付勢を受けている鋼球７４に接してその回転
が止められた時には、インターナルギア４２にお
けるカム突起４７が一対のロツクピン４５ａ，４
５ｂのうち、回転方向に応じて一方のロツクピン
を押してこれをロツクリング４４から離し、出力
軸７に対する一方向の回転に対する規制を解除す
る。他方のロツクピンは出力軸７のこの方向の回
転を阻止するものではないために、出力軸７はモ
ータ２からの動力による回転を開始する。

以後、ロツク手段においてはこの状態を維持す
るのであるが、締め付けトルクが所定値に達した
ならば、その反力を受けているインターナルギア
４２は、回転を始める。つまり、ばね付勢されて
いる鋼球７４を係止突起４８が乗り越えて回転を
始める。この結果、出力軸７に伝えられるトルク
はその時点で制限されてしまい、出力軸７が停止
するものである。

尚、インターナルギア４２がトルク調整のため
に回転を始めた場合におけるロツクピン４５ａと
カム突起４７との干渉は、ロツクピン４５ａ，４
５ｂにおけるカム突起４７の当接部を弧状面（図
示せず）として、カム突起４７がどちらの方向か
らロツクピン４５ａ，４５ｂに接しようと、ばね
４６に抗してロツクピン４５ａ，４５ｂが押し上
げられるようにすることで防いでいる。第２図中
の７０，７２は座金、７３は出力軸７と太陽ギア
４０（キヤリア３８）とに両端が差し込まれるピ
ンである。

また、第９図はギアケース６におけるケース６
１とモータ取付台６０との結合構造を示してい
る。すなわち、ケース６１の後端部の内周面に、
一端が溝８６を通じてケース６１後端面に開口す
る係止溝８７を複数個設けるとともに、モータ取
付台６０からは複数個の突起８５を突設し、ケー
ス６１内への各部品の組み込みと、モータ取付台
６０へのモータ２の固定とモータ２出力軸２０へ
の太陽ギア３１の圧入固定を行なつた後、モータ
取付台６０における突起８５をケース６１の溝８
６に入れ、次いでケース６１に対してモータ取付
台６０を回転させて突起８５を係止溝８７に移す
ことで、ケース６１とモータ取付台６０とのバヨ
ネツト式結合がなされるようにしているものであ
る。この場合、結合させるためのモータ取付台６
０の回転に際して、太陽ギア３１と遊星ギア３２
との噛み合いが同時に図られることになり、この
点においても取付ねじによる連結を行なう場合に
比して、組立の手間が少なくてすむものであり、
特に図示例においては、キヤリア３４にモータ２
の出力軸２０先端が嵌まるセンター孔８８が形成
されて、太陽ギア３１と遊星ギア３２との噛み合
いの前に出力軸２０がこのセンター孔８８に入る
ようにされていることから、太陽ギア３１をセン
ターに位置決めすることが容易となつている。ケ
ース６１内に配される遊星変速装置はその太陽ギ
ア１，３５が入力側、キヤリア３４，３８が出力
側となつていて、ケース６１内への部品の組み込
みを入力側の開口から順次行なえるようにしてい
ることもあつて、組立性が非常に優れたものとな
つているわけである。尚、ケース６２内への部品
の組み込みも同様に入力側の開口から順次行なえ
るようにしていることから、やはり組立が容易で
ある。また、ケース６１とケース６２との間にも
上記のような組立構造を用いてもよい。いずれに
しても、ギアケース６を軸方向に連結される３部
品で構成して、ケース６１，６２内に各部品を、
そしてモータ取付台６０にモータ２を取り付けた
後、これを組み合わせればよいものとしてあるた
めに、良好な組立性を発揮している。

以上の実施例においては、２段目の遊星機構の
インターナルギア３７を軸方向移動が自在であり
且つ回転が自在なものとし、これを太陽ギア３５
に連結するにあたり、太陽ギア３５を一体に備え
ている初段の遊星機構のキヤリア３４を利用する
ことで、部品の配置の合理化による小型化を図つ
たものを示したが、インターナルギア３７を太陽
ギア３５にではなく、２段目の遊星機構のキヤリ
ア３８と連結するようにしてもよい。この場合、
係合突起５３はインターナルギア３３と一体に設
けるのが好ましい。また初段の遊星機構のインタ
ーナルギア３３を軸方向に移動自在且つ回転自在
なものとしてもよい。

第１１図は上記動力系アセンブリを備えた電動
ドリルドライバーを示している。図中９は電池パ
ツク、１０は本体部、１１はハンドル、１２はス
イツチハンドルである。変速のためのハンドル５
８は本体部１０の上面に配設されている。

第１２図は、上記減速部３を直列に２段配置し
たものであり、この場合には、各減速部３につい
ての変速操作を個別に行なうことによつて、都合
４段の変速を行なうことができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、２段の遊星機
構のうちの一方を直結した時にも、他方の遊星機
構による変速が有効であるために、複数の変速比
を得ることができるものであり、電動工具として
共に好ましい値の変速比を得ることができるもの
であり、またばね性をもつレバーを設けているこ
とから、インターナルギアを軸方向に動かすこと
で変速を行うにあたり、この変速動作をスムーズ
且つ確実なものとすることができるものであり、
しかも操作部材とインターナルギアとを連結して
いる連動部材であるレバーにばね性を持たせてい
ることから、インターナルギアの部分に別途ばね
を配置する必要がないのはもちろん、インターナ
ルギアの移動方向を問うことなくばね性を利用す
ることができものであり、またレバーの両側片先
端をインターナルギアの両側に夫々連結している
ことから、この点においても操作部材からの入力
によるインターナルギアの動きがスムーズになつ
ているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図は
同上の分解斜視図、第３図は第１図中のＸ−Ｘ線
における横断面図、第４図は第１図中のＹ−Ｙ線
における横断面図、第５図及び第６図はインター
ナルギアを固定とした時の縦断面図及び横断面
図、第７図及び第８図はインターナルギアをキヤ
リア（太陽ギア）に連結した時の縦断面図及び横
断面図、第９図ａ，ｂは同上の分解斜視図及び斜
視図、第１０図は同上の動力系アセンブリ全体を
示す斜視図、第１１図は同上を動力系アセンブリ
を備えた電動工具の斜視図、第１２図は同上の減
速部を複数個備えた動力系アセンブリの斜視図で
あつて、 ２はモータ、３は減速部、６はギアケース、７
は出力軸、３１，３５は太陽ギア、３２，３６は
遊星ギア、３３，３７はインターナルギア、３
４，３８はキヤリア、５１は係合歯、５３，５４
は係合突起、６０はモータ取付台、６１，６２は
ケースを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽ギアとインターナルギアとこれら両者に
   噛み合う遊星ギアと遊星ギアを支持するキヤリア
   とからなる遊星機構を２段に設置した変速装置を
   備え、いずれか一方の遊星機構におけるインター
   ナルギアを軸方向に摺動自在に且つ軸まわりに回
   転自在とし、これら遊星ギアを収容したギアケー
   ス内面に設けた係合突起と、キヤリア乃至太陽ギ
   アに設けた係合突起とに、上記インターナルギア
   をその軸方向移動で選択的に係合自在としたもの
   であつて、コ字型であり且つ中央部にインターナ
   ルギアの軸方向移動用操作部材が連結されるとと
   もに両側片が回動自在に支持されたレバーの両側
   片先端がインターナルギアの両側に連結されてい
   るとともに、このレバーが線材にて形成されてば
   ね性を有するものとなつていることを特徴とする
   電動工具。 ２ ギアケースは上記変速装置を備えた第１のケ
   ースと、この第１のケースの一端側に連結される
   モータ取付台と、最終段減速部が収容されている
   とともに上記第１のケースの他端側に連結される
   第２のケースとから構成されており、変速装置に
   おける各遊星機構は太陽ギアが入力側、キヤリア
   が出力側とされて、２段目の遊星機構の太陽ギア
   を一体に備えた初段の遊星機構のキヤリアが、２
   段目の遊星機構におけるインターナルギアに係合
   自在とされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電動工具。