JPH0659565B2 - 電動工具における変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電動ドリル等の電動工具における変速装置に
関する。

（従来の技術） 従来の技術としては例えば特開昭５９−２３２７７３号
公報がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は変速機構をコンパクト化しうるととも
に、高速側および低速側の回転数の設定を簡易化し、か
つ設定範囲を拡張しうる電動工具における変速装置を提
供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の電動工具における変速装置は、第１のサンギヤ
と第１の遊星ギヤと第１のインターナルギヤとを有する
第１の変速用伝動ギヤ系（Ｇ２）と、第２のサンギヤと
第２の遊星ギヤと第２のインターナルギヤとを有する第
２の変速用伝動ギヤ系（Ｇ３）とを入力軸および出力軸
の軸方向へ配列し、モータによる入力回転若しくは減速
用伝動ギヤ系による入力回転が第２のサンギヤを介して
第２の遊星ギヤに伝達されるように第２のサンギヤと入
力軸とを連係し、出力軸が第２の遊星ギヤの公転数で回
転するように第２の遊星ギヤと出力軸とを連係するとと
もに、第１のインターナルギヤの回転動作を規制して第
１の遊星ギヤの公転動作を許容したときに第２のインタ
ーナルギヤの回転動作が許容された状態で第２の遊星ギ
ヤが差動回転し、第１のインターナルギヤの回転動作を
許容して第１の遊星ギヤの公転動作を規制したときに第
２のインターナルギヤの回転動作が規制された状態で第
２の遊星ギヤが公転するように前記両変速用伝動ギヤ系
を連係し、第１および第２のインターナルギヤの何れか
一方の回転動作が規制された状態に切換えて第２の遊星
ギヤの公転数を切換える切換機構には第１および第２の
インターナルギヤに係脱する係止ピンを設けた構成を有
する。

（作用） 上記した構成を有する変速装置において、切換機構の係
止ピンを第１の変速伝動ギヤ系の第１のインターナルギ
ヤおよび第２の変速用伝動ギヤ系の第２のインターナル
ギヤの一方に選択的に係合させると、第１のインターナ
ルギヤの回転動作が規制されて第１の遊星ギヤの公転動
作が許容され、第２のインターナルギヤの回転動作が許
容された状態で第２の遊星ギヤが差動回転する状態と、
第１のインターナルギヤの回転動作が許容されて第１の
遊星ギヤの公転動作が規制され、第２のインターナルギ
ヤの回転動作が規制された状態で第２の遊星ギヤが公転
する状態とに切換えられ、第２の遊星ギヤの公転数およ
び出力回転数が切換えられる。

（実施例） 続いて、電動ドリルに適用された本発明の第１実施例を
第１図〜第４図にしたがって説明する。

電動ドリルのハウジング１内の図示上部に収納されたモ
ータ２はハウジング１内の下部に収納されたバッテリ３
で正逆に回転駆動され、モータ２の回転方向は正逆スイ
ッチ４で切換え操作される。

３系列の伝動ギヤ系Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が配列された変速
機構において、第１伝動ギヤ系（減速用伝動ギヤ系）Ｇ
１の第１サンギヤ５は入力軸となるモータ２のモータ軸
２ａに嵌着される一方、ハウジング１内の前端付近に嵌
装されたギヤケース７の後端に対し第１サンギヤ５に対
向して内嵌された第１インターナルギヤ６はその後端面
に凹設された係合凹部６ａがモータ２の前端面に取着さ
れたギヤケースカバー８に凸設した係合凸部８ａに噛合
ってギヤケースカバー８に対し遊転不能に固定されてい
る。

第１サンギヤ５および第１インターナルギヤ６に噛合さ
れた第１遊星ギヤ９〜９は、この第１遊星ギヤ９の公転
動作を出力するために第１サンギヤ５の前方に対し同心
状に対設されて遊星状に配列された支軸１０ａをもつキ
ャリヤ１０に対し支軸１０ａを介して自転動作および公
転動作可能に支持され、第１遊星ギヤ９の公転動作でキ
ャリヤ１０が減速回転される。

第２伝動ギヤ系（第１の変速用伝動ギヤ系）Ｇ２の第２
サンギヤ１１はキャリヤ１０に対し同心状で一体状に固
定され、また、第３伝動ギヤ系（第２の変速用伝動ギヤ
系）Ｇ３の第３サンギヤ１２は第２サンギヤ１１と同歯
数で第２サンギヤ１１の前方に対し一体状に連設されて
いる。

第２伝動ギヤ系Ｇ２の第２インターナルギヤ１３はギヤ
ケース７内の中央部付近に対し第２サンギヤ１１に対向
して遊転可能に嵌装されて第１インターナルギヤ６の前
方にリング１４を介して並設され、その外周面前部には
周方向に沿って凹設された後係合溝１３ａ〜１３ａが等
間隔で配列されている。

第３伝動ギヤ系Ｇ３の第３インターナルギヤ１５はギヤ
ケース７内の前端付近に対し第３サンギヤ１２に対向し
て遊転可能に嵌装されて第２インターナルギヤ１３の前
方に隣接して並設され、その外周面の中央部付近には第
２インターナルギヤ１３の後係合溝１３ａと等長で等間
隔に配列された前係合溝１５ａが凹設されるとともに、
その外周面の後部には前後係合溝１５ａ，１３ａの間に
介在させるために全周にわたって凹設された逃げ部１５
ｂが平坦状に形成されている。

第２サンギヤ１１と第２インターナルギヤ１３とに対し
自転動作および公転動作可能に噛合された第２伝動ギヤ
系Ｇ２の第２遊星ギヤ１６〜１６は第３インターナルギ
ヤ１５の後端面に突設されて遊星状に配列された支軸１
５ｃにそれぞれ嵌装されて第３インターナルギヤ１５に
連繋され、第２インターナルギヤ１３の回転動作を規制
したときに第２サンギヤ１１の回転で公転して第３イン
ターナルギヤ１５が回転駆動される。

第３サンギヤ１２と第３インターナルギヤ１５とに対し
自転動作および公転動作可能に噛合された第３伝動ギヤ
系Ｇ３の第３遊星ギヤ１７〜１７は出力軸となるスピン
ドル２５の後端面に突設された遊星状に配列された支軸
２５ａにそれぞれ嵌装されてスピンドル２５の連繋さ
れ、第３インターナルギヤ１５の回転動作および第２遊
星ギヤ１６の公転動作を規制し、かつ、第２インターナ
ルギヤ１３の回転規制を解除したときには第３遊星ギヤ
１７が第３サンギヤ１２の回転で公転してスピンドル２
５が第３遊星ギヤ１７の公転数で減速回転し、また、第
２インターナルギヤ１３の回転を規制しかつ第３インタ
ーナルギヤ１５の回転規制および第２遊星ギヤ１６の公
転規制を解除したときには第２遊星ギヤ１６が第２サン
ギヤ１１の回転で公転するとともに、第３遊星ギヤ１７
には第３インターナルギヤ１５の回転と第３サンギヤ１
２の回転とがそれぞれ伝達されて第３遊星ギヤ１７が第
２遊星ギヤ１６の公転規制時の公転数より増速された回
転数で差動状に公転し、この第３遊星ギヤ１７の公転数
でスピンドル２５が変速回転される。

第２インターナルギヤ１３の回転動作、若しくは、第３
インターナルギヤ１５の回転動作を一方的に規制するた
めに設けた切換レバー１８はハウジング１の前部下端付
近に対し前後方向へのスライド操作可能に内装され、そ
の上面の前後端付近にそれぞれ突設された前後１対の突
片１８ａ，１８ａ間にはコイルスプリング１９が挟装さ
れる一方、その一側に突設された側片１８ｂの外壁面に
はこの側片１８ｂとハウジング１との間に介装された平
面ほぼへ型状のリーフスプリング２０の曲折部を弾性係
入して切換レバー１８を前進端若しくは後退端で係止す
るためにそれぞれ凹設された係止部２１，２１が前後に
離隔して並設され、さらに、その下面には切換レバー１
８をスライド操作するためにハウジング１外へ一部露出
されたつまみ１８ｃが突設されている。

切換レバー１８上に並装されたスライダ２２はその下端
中央部に対し前後方向に沿って凹設されたスライド溝２
２ａに切換レバー１８の両突片１８ａが嵌挿されて切換
レバー１８に対し前後方向へのスライド可能に連繋さ
れ、スライド溝２２ａの中央部には両突片１８ａ間のコ
イルスプリング１９を嵌入するために幅が若干拡張され
たスプリング溝２３が形成される一方、スライダ２２の
上面には第２インターナルギヤ１３の後係合溝１３ａ
と、第３インターナルギヤ１５の前係合溝１５ａとに対
し中立位置となる逃げ部１５ｂを通過して選択的に係合
し、第２インターナルギヤ１３の回転、若しくは、第３
インターナルギヤ１５の回転動作を一方的に規制するた
めにギヤケース７の下端に貫設された長孔状の通し孔７
ａに貫挿された係止ピン２４が突設されていて、切換レ
バー１８を前方若しくは後方へ押動操作したときにはス
ライダ２２がコイルスプリング１９に押圧されて係止ピ
ン２４が中立位置を通過して前係合溝１５ａ、若しくは
後係合溝１３ａに係合し、第３インターナルギヤ１５の
回転動作、若しくは、第２インターナルギヤ１３の回転
動作が一方的に規制されてスピンドル２５が低速回転、
若しくは、高速回転してスピンドル２５の先端に固定さ
れたチャック２６、および、このチャック２６に挿着さ
れるドリルビットの回転数を２段に変速することができ
る。

次に、上記した構成をもつ実施例の作用と効果を説明す
る。

まず、第１伝動ギヤ系Ｇ１では第１サンギヤ５の回転
数、すなわち、入力軸の回転数をＮ０とし、第１サンギ
ヤ５と第１インターナルギヤ６との歯数比Ｔ６／Ｔ５を
Ｒ１としたときに第１遊星ギヤ９の公転数Ｎ１はＮ０／
（Ｒ１＋１）となり、ギヤホルダ１０，第２サンギヤ１
１および第３サンギヤ１２はＮ１で減速回転する。

そして、切換レバー１８を操作して第３インターナルギ
ヤ１５の回転動作、すなわち、第２遊星ギヤ１６の公転
動作を規制し、かつ、第２インターナルギヤ１３の回転
規制を解除したときには第２遊星ギヤ１６が定位置で自
転して第２インターナルギヤ１３が空転する一方、第３
遊星ギヤ１７は第３インターナルギヤ１５が固定されて
いるため、第３サンギヤ１２の回転で自転および公転し
てスピンドル２５がこの第３遊星ギヤ１７の公転数で減
速回転される。したがって、第２サンギヤ１１と第２イ
ンターナルギヤ１３との歯数比Ｔ１３／Ｔ１１をＲ２、
第３サンギヤ１２と第３インターナルギヤ１５との歯数
比Ｔ１５／Ｔ１２をＲ３としたときに第３遊星ギヤ１７
の公転数、すなわち、スピンドル２５の回転数Ｎは N＝N1/(R3+1)＝N0/(R1+1)(R3+1)…(A) となる。

一方、第２インターナルギヤ１３の回転動作を規制し、
かつ、第３インターナルギヤ１５の回転規制を解除した
ときには第２遊星ギヤ１６が第２サンギヤ１１の回転で
自転および公転し、第３インターナルギヤ１５は第２遊
星ギヤ１６の公転数で回転する。この第３インターナル
ギヤ１５の回転数、すなわち、第２遊星ギヤ１６の公転
数Ｎ２はＮ２＝Ｎ１／（Ｒ２＋１）＝Ｎ０／（Ｒ１＋
１）（Ｒ２＋１）となり、さらに、第３遊星ギヤ１７の
公転数、すなわち、スピンドル２５の出力回転数Ｎ′は となる。上記（Ａ），（Ｂ）二式においてＮ＜Ｎ′であ
るため、第３インターナルギヤ１５の回転を規制した場
合の方が減速比は大となり、このときのスピンドル２５
の出力回転数Ｎは第２伝動ギヤ系Ｇ２の歯数比Ｒ２とは
無関係で、第１および第３伝動ギヤ系Ｇ１，Ｇ３の歯数
比Ｒ１，Ｒ３によって増減するため、Ｒ１，Ｒ３をそれ
ぞれ適宜選定して所望の出力回転数Ｎを設定することが
できる。また、（Ｂ）式における出力回転数Ｎ′はＲ
１，Ｒ３を設定してからＲ２を適宜選定することにより
設定することができる。

したがって、低速側減速回転数および高速側減速回転数
の設定が容易となり、かつそれぞれの設定範囲を拡張し
うるとともに、変速機構全体をコンパクト化することが
できる。

次に、本発明の第２実施例を第５図にしたがって説明す
ると、本例では第２伝動ギヤ系Ｇ２と第３伝動ギヤ系Ｇ
３の配置が第１実施例とは逆で、第３伝動ギヤ系Ｇ３が
第１伝動ギヤＧ１と第２伝動ギヤ系Ｇ２との間に介在さ
れ、また、第２サンギヤ１１Ａがスピンドル２５Ａの後
部に連設され、かつ、第３遊星ギヤ１７Ａがスピンドル
２５Ａの後端に嵌着したキヤリヤ２７に対し自転動作お
よび公転動作可能に軸支されている外は第１実施例とほ
ぼ同様に構成してある。

そして、切換レバー１８Ａを操作して係止ピン２４Ａを
後退させ、第３インターナルギヤ１５Ａの回転動作を規
制して第２遊星ギヤ１６Ａの公転動作を規制すると、ス
ピンドル２５Ａの出力回転数Ｎは第２サンギヤ１１Ａの
回転数，第３遊星ギヤ１７Ａの公転数と同じで N＝N1/(R3+1)＝N0/(R1+1)(R3+1) となり、この時、第２インターナルギヤ１３Ａは第２遊
星ギヤ１６Ａの自転動作で空転する。

一方、係止ピン２４Ａを前進させて第２インターナルギ
ヤ１３Ａの回転動作を規制すると、第２遊星ギヤ１６Ａ
の公転数、すなわち、第３インターナルギヤ１５Ａの回
転数Ｎ２はスピンドル２５Ａの回転数をＮ′とすると、 Ｎ２＝Ｎ′／（Ｒ２＋１） また、第３サンギヤ１２Ａ，第３インターナルギヤ１５
Ａ，キャリヤ２７がそれぞれ回転しているので第３サン
ギヤ１２Ａの回転数をＮ３とすると Ｎ３−Ｎ′＝Ｒ３（Ｎ′−Ｎ２）となり、 N2＝N′／(R2+1),N3=N0/(R1+1)であるから N′＝N0(R2+1)/(R1+1)(R2R3+R2+1) となり、Ｎ＜Ｎ′であるから第３インターナルギヤ１５
Ａの回転動作を規制した場合にスピンドル２５Ａがより
低速で減速回転する。

（発明の効果） 本発明は前記したように構成してあるので、高速回転数
と低速回転数との設定が容易となりかつ回転数の設定範
囲を拡大することができるとともに、変速機構および切
換機構をコンパクト化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図は伝動ドリルの要部破断側面図、第２図は第１図の
Ｘ−Ｘ線断面図、第３図（イ），（ロ）はそれぞれ切換
レバーの切換動作を説明する要部の縦断面図、第４図は
変速装置の分解斜視図、第５図は第２実施例を示す要部
の縦断面図である。 Ｇ１…第１伝動ギヤ系（減速用伝動ギヤ系） ５，５Ａ…第１サンギヤ ６，６Ａ…第１インターナルギヤ ９，９Ａ…第１遊星ギヤ Ｇ２…第２伝動ギヤ系（第１の変速用伝動ギヤ系） １１，１１Ａ…第２サンギヤ（第１のサンギヤ） １３，１３Ａ…第２インターナルギヤ（第１のインター
ナルギヤ） １６，１６Ａ…第２遊星ギヤ（第１の遊星ギヤ） Ｇ３…第３伝動ギヤ系（第２の変速用伝動ギヤ系） １２，１２Ａ…第３サンギヤ（第２のサンギヤ） １５，１５Ａ…第３インターナルギヤ（第２のインター
ナルギヤ） １７，１７Ａ…第３遊星ギヤ（第２の遊星ギヤ） １８…切換レバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のサンギヤと第１の遊星ギヤと第１の
   インターナルギヤとを有する第１の変速用伝動ギヤ系
   （Ｇ２）と、第２のサンギヤと第２の遊星ギヤと第２の
   インターナルギヤとを有する第２の変速用伝動ギヤ系
   （Ｇ３）とを入力軸および出力軸の軸方向へ配列し、モ
   ータによる入力回転若しくは減速用伝動ギヤ系による入
   力回転が第２のサンギヤを介して第２の遊星ギヤに伝達
   されるように第２のサンギヤと入力軸とを連係し、出力
   軸が第２の遊星ギヤの公転数で回転するように第２の遊
   星ギヤと出力軸とを連係するとともに、第１のインター
   ナルギヤの回転動作を規制して第１の遊星ギヤの公転動
   作を許容したときに第２のインターナルギヤの回転動作
   が許容された状態で第２の遊星ギヤが差動回転し、第１
   のインターナルギヤの回転動作を許容して第１の遊星ギ
   ヤの公転動作を規制したときに第２のインターナルギヤ
   の回転動作が規制された状態で第２の遊星ギヤが公転す
   るように前記両変速用伝動ギヤ系を連係し、第１および
   第２のインターナルギヤの何れか一方の回転動作が規制
   された状態に切換えて第２の遊星ギヤの公転数を切換え
   る切換機構には第１および第２のインターナルギヤに係
   脱する係止ピンを設けたことを特徴とする電動工具にお
   ける変速装置。