JPH079357A - 変速機付減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで、組み立て性が良好で、部品点
数が少なく、低コスト化が図れ、確実な変速切り換えが
できて安定した変速機付減速装置を提供する。 【構成】 変速機付減速装置において、ギアケース６に
対して軸方向に移動自在な外部操作用のハンドルを設け
る。線材からなりインターナルギア３７の移動方向に弾
性を有するレバー５５を前記ハンドルに取付ける。レバ
ー５５の先端をギアケース６に設けた移動方向に長い長
孔６３を通してインターナルギア３７の外周面に設けた
環状溝５２に係合させる。このことによりハンドル及び
レバー５５をともに軸方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速装置、特に遊星機
構を利用した変速機付減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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を固定とするか、遊星ギアを
支持するキャリアと連結してキャリアと一体に回転する
かによって変速を行うようにしたものが特開昭６２ー２
２４５８４号公報に示されている。このものではインタ
ーナルギアを固定すると、通常の遊星機構としての減速
を行うが、インターナルギアをキャリアと連結した時に
は太陽ギアとキャリアとを直結したこととなり、減速を
行わないものとすることができるという特徴を有してい
る。

【０００３】ところで、上記においては、インターナル
ギアそのものを軸方向に摺動させて、固定ギアに噛み合
わせることでインターナルギアの固定を、そして同じく
インターナルギアを摺動させてキャリアに噛み合わせる
ことでキャリアとの連結を行っている。このインターナ
ルギアをスライド移動させる方法において、従来ギアケ
ースの一部に支点を設け、ギアケースの外周に配設した
円弧形のレバーをその支点に支持して揺動操作するもの
があるが、揺動させるにはギアケースと衝突しないよう
にレバーとギアケースとの間に十分な隙間を設けること
が必要であり、装置をコンパクトにまとめることが難し
くなって装置の径が大きくなるという欠点があり、ま
た、レバーを操作する変速ハンドルと分離した構成をと
ることから（つまり、レバーは揺動、変速ハンドルはス
ライド）部品点数が増加し、且つレバーを支点に組み込
まねばならず、組み立て面、コスト面でのデメリットが
解消されない欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来例
の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とす
るところは、省スペースでコンパクトが図れ、また組み
立て性が良好で、部品点数が少なく、低コスト化が図
れ、更に、確実な変速切り換えができて安定した変速機
付減速装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決して本発明の目的を達成するため、本発明の変速機付
減速装置は、遊星機構における回転可能とされたインタ
ーナルギア又はこのインターナルギアにラジアル結合さ
れた部材をギアケース内に軸方向に移動可能に配置し、
該インターナルギア又はこのインターナルギアにラジア
ル結合された部材と係合する係合歯をギアケースとキャ
リア乃至太陽歯車とに設け、前記インターナルギア又は
これに結合された部材を移動させて、インターナルギア
をギアケースに固定するか、キャリア乃至太陽ギアに一
体化するかを切り換えて変速を行うようにしたものにお
いて、ギアケースに対して軸方向に移動自在な外部操作
用のハンドルを設け、線材からなりインターナルギアの
移動方向に弾性を有するレバーを前記ハンドルに取付け
るとともに、該レバーの先端をギアケースに設けた移動
方向に長い長孔を通してインターナルギア又はこれに結
合された部材の外周面に設けた環状溝に係合させて成る
ことを特徴とするものである。

【０００６】ここで、ハンドルをギアケースの外周面に
保持すると共に、外殻を形成するハウジングにガイドさ
れてスライド自在として成る構成とすることも好まし
い。また、ハンドルのスライド移動のクリックを現出す
るクリックアームをハンドルに設けると共に該クリック
アームに復元力を付与するクリックばね部をレバーに一
体形成することも好ましい。

【０００７】

【作用】上記のような構成の本発明によれば、ギアケー
スに対して軸方向に移動自在な外部操作用のハンドルを
設け、線材からなりインターナルギアの移動方向に弾性
を有するレバーを前記ハンドルに取付けるとともに、該
レバーの先端をギアケースに設けた移動方向に長い長孔
を通してインターナルギア又はこれに結合された部材の
外周面に設けた環状溝に係合させてあることで、ハンド
ル、レバーとも軸方向の移動として構成を簡略化するこ
とができる。

【０００８】そして、ハンドルをギアケースの外周面に
保持すると共に、外殻を形成するハウジングにガイドさ
れてスライド自在として成る構成としたり、ハンドルの
スライド移動のクリックを現出するクリックアームをハ
ンドルに設けると共に該クリックアームに復元力を付与
するクリックばね部をレバーに一体形成する構成とする
ことで、簡単な構成でコンパクトな装置としたり、組み
立て性の良い装置とすることができることになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて詳述する。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部３に組み込まれたもので、こ
のアセンブリは図１０（ａ）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ッチハ
ンドル７８とチャック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
ック手段を備えたトルク調整用クラッチ部４とが配設さ
れている。

【００１０】図１及び図２に基づいて、これら減速部３
とクラッチ部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６１の前端に取
付ねじ６４によっ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。

【００１１】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って構成さ
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６１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
備えたキャリア３４とからなり、二段目の遊星機構はキ
ャリア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を支持するキャリア３８によって構成されてい
る。

【００１２】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によって受けられている。

【００１３】インターナルキア３７の軸方向移動はイン
ターナルギア３７の外周面に形成されている環状溝５２
に両端部を係合させているレバー５５によってなされる
ものであり、該レバー５５はハウジング１００に対して
スライド移動自在に取り付けたハンドル５８に取り付け
てある。すなわち、ハンドル５８は、図４、図９、図１
０に示すように、ハウジング１００のガイド１００ａに
沿ってスライド移動自在に取り付けてあり、このハンド
ル５８の両側にはクリック突起５８ａを有するクリック
アーム５８ｂが設けてあり、また、該ハンドル５８の下
面部には凹部５８ｃが設けてあり、ハンドル５８の下面
部の凹部５８ｃのスライド方向の両端部にはそれぞれ係
止部５８ｄ、５８ｅが設けてあり、また、上記クリック
突起５８ａは該凹部５８ｃの両側に位置している。一
方、レバー５５は線材により構成してあって弾性を有し
ており、主体部５５ｂが線材を折り返して２条の線材部
分が略平行になった部分により構成してあり、この２条
の線材部分よりなる主体部５５ｂの略中間部において２
条の線材部分からそれぞれ側方に向けて突部５５ｃが突
曲してあり、また、主体部５５ｂの折り返し基部部分を
両側に突曲して被係止部５５ｄを設けてあり、更に、主
体部５５ｂを構成する２条の平行な線材部分の先端から
それぞれ略Ｌ状に脚部５５ｅが連出してあり、この脚部
５５ｅの連出基部が被係止部５５ｆとなっている。そし
て、図１０（ｂ）に示すように、レバー５５の主体部５
５ｂをハンドル５８の下面部の凹部５８ｃに位置させ、
係止部５８ｄ、５８ｅを被係止部５５ｄ、５５ｆに係止
し、更に、突部５５ｃをクリック突起５８ａの背部のは
め込み凹所５８ｆにはめ込む。このようにしてレバー５
５の主体部５５ｂがハンドル５８の下面部に取り付けら
れ、ハンドル５８をガイド１００ａに沿ってスライド移
動することで、レバー５５もハンドル５８と同じ方向に
移動することになる。ここで、ハウジング１００のガイ
ド１００ａの両側面にはクリック突起５８ａが弾性的に
係止自在な突部又は凹部（図示せず）が形成してある。
そして、突部５５ｃをクリック突起５８ａの背部のはめ
込み凹所５８ｆにはめ込んでクリック突起５８ａを内側
から押圧するように設定してあるので、クリック突起５
８ａは弾性を有する線材よりなるレバー５５の弾性力に
よりクリック性が付与されることになる。また、このよ
うに突部５５ｃをクリック突起５８ａの背部のはめ込み
凹所５８ｆにはめ込んで弾接していることで主体部５５
ｂが凹部５８ｃから抜けないようになっている。レバー
５５の両側の略Ｌ状をした脚部５５ｅ先端部はケース６
１に形成された長孔６３，６３を通じてインターナルギ
ア３７の環状溝５２と係合しているものである。

【００１４】一方、第１段目の遊星機構におけるキャリ
ア３４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の内周面の歯と
係合歯５１とに夫々係合するものであって、レバー５５
を前進させることによっ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を後退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
ャリア３４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とキャリア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。

【００１５】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３５とキャリア
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、従って減速比が小さく
なる。

【００１６】また、インターナルギア３７は、キャリア
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によって受けられてい
て摩擦負荷の増加は少なく低騒音となっている。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は弾性によっ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５
３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。

【００１７】次に、トルク調整用のクラッチ部４につい
て説明する。このクラッチ部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ック
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、上記キャリア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
するキャリア４３とで構成されている。

【００１８】そしてロック手段は、インターナルギア４
２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ックピン４５a,４５
b、中央部がケース６２で支持されるとともに両端を各
ロックピン４５ａ，４５ｂに接触させるばね４６、キャ
リア４３とともに出力軸７に一体的に回転するように結
合されているロックリング４４とから構成されている。

【００１９】各ロックピン４５ａ，４５ｂは、各先端を
対向させた状態でロックリング４４の外周面の歯にラチ
ェットを構成するように係合し、一方のロックピン４５
ａはロックリング４４の、つまりは出力軸７の一方向の
回転を阻止し、ロックピン４５ｂは出力軸７の他方向の
回転を阻止する。両ロックピン４５ａ，４５ｂが共にロ
ックリング４４と係合している時には、先端にチャック
８が取付ねじ８０によっ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ックされた状態となっている
わけである。

【００２０】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７４、ケース６２の
異形台部６６に被せられるスラスト板７５、クラッチば
ね７６、クラッチ板７７及び前記クラッチハンドル７８
で構成されている。

【００２１】クラッチハンドル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、その内面にはクラッチ板７
７との係合部を備え、クラッチハンドル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ッチ板７７が軸方向に移
動するようにされている。クラッチばね７６はこのクラ
ッチ板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。

【００２２】クラッチ部４におけるロック手段及びトル
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、一対のロックピン４
５ａ，４５ｂが共にロックリング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ック
された状態となっている。従って、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はロッ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がクラッチばね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が一対のロック
ピン４５ａ，４５ｂのうち、回転方向に応じて一方のロ
ックピンを押してこれをロックリング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。
他方のロックピンは出力軸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。

【００２３】以後、ロッ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。

【００２４】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ックピン４５ａとカ
ム突起４７との干渉は、ロックピン４５ａ，４５ｂ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ックピン４５
ａ，４５ｂに接しようと、ばね４６に抗してロックピン
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（キャリア３８）とに両端が差し込まれ
るピンである。

【００２５】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
星機構のキャリア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ったものを示したが、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
機構のキャリア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。

【００２６】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は電池パッ
ク、１０は本体部、１１はハンドル、１２はスイッチハ
ンドルである。変速のためのハンドル５８は本体部１０
の上面に配設されている。なお、上記の実施例にあって
は、遊星機構における回転可能とされたインターナルギ
ア３７をギアケース６内に軸方向に移動可能に配置し、
該インターナルギア３７と係合する係合歯をギアケース
６とキャリア３４とに設け、前記インターナルギア３７
を移動させて、インターナルギア３７をギアケース６に
固定するか、キャリア３４に一体化するかを切り換えて
変速を行うようにした実施例につき説明したが、遊星機
構における回転可能とされたインターナルギア３７にラ
ジアル結合された部材をギアケース６内に軸方向に移動
可能に配置し、インターナルギア３７にラジアル結合さ
れた部材を移動させて、インターナルギア３７をギアケ
ース６に固定するか、キャリア３４乃至太陽ギアに一体
化するかを切り換えて変速を行うようにしたものでもよ
く、この場合にはインターナルギア３７にラジアル結合
された部材の外周面に環状溝５２を設け、ギアケース６
に軸方向に移動自在取り付けた外部操作用のハンドル５
８に取り付けた線材からなり且つインターナルギア３７
の移動方向に弾性を有するレバー５５の先端をギアケー
スに設けた移動方向に長い長孔６３を通してインターナ
ルギア３７にラジアル結合された部材の外周面に設けた
環状溝５２に係合させるようにしてもよいものである。

【００２７】

【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、ギア
ケースに対して軸方向に移動自在な外部操作用のハンド
ルを設け、線材からなりインターナルギアの移動方向に
弾性を有するレバーを前記ハンドルに取付けるととも
に、該レバーの先端をギアケースに設けた移動方向に長
い長孔を通してインターナルギア又はこれに結合された
部材の外周面に設けた環状溝に係合させてあるので、ハ
ンドル、レバーとも軸方向の移動であって、ハンドルの
軸方向の移動をレバーの揺動に変換するようにした従来
例に比べて、インターナルギアにかかる負荷が小さく、
しかも容易に且つ確実に切り換えを行うことができ、ま
た、径方向にコンパクトになり、安価で組み立て性の良
好な変速装置を提供できるものである。

【００２８】また、請求項２記載の発明にあっては、ハ
ンドルをギアケースの外周面に保持すると共に、外殻を
形成するハウジングにガイドされてスライド自在として
あるので、よりコンパクト化が図れることになる。ま
た、請求項３記載の発明にあっては、ハンドルのスライ
ド移動のクリックを現出するクリックアームをハンドル
に設けると共に該クリックアームに復元力を付与するク
リックばね部をレバーに一体形成する構成とするので、
ばね性を有するレバーのばね力を利用してクリックアー
ムにクリック性を付与することができるとともにレバー
をばね性を利用してハンドルに取り付けることができ
て、構成が簡略化され、組み立て性も良好となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の縦断面図である。

【図２】同上の分解斜視図である。

【図３】図１のＸ−Ｘ線における横断面図である。

【図４】図１のＹ−Ｙ線における横断面図である。

【図５】インターナルギアを固定とした時の縦断面図で
ある。

【図６】インターナルギアを固定とした時の横断面図で
ある。

【図７】インターナルギアをキャリア（太陽ギア）に連
結した時の縦断面図である。

【図８】インターナルギアをキャリア（太陽ギア）に連
結した時の横断面図である。

【図９】ハンドルの取り付け部分を示す断面図である。

【図１０】ハンドルとレバーとの取り付けを示す図面
で、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は下面図であ
る。

【図１１】同上の動力系アセンブリを備えた電動工具の
斜視図である。

【符号の説明】

６ ギアケース ３４ キャリア ３７ インターナルギア ５２ 環状溝 ５５ レバー ５８ ハンドル ６３ 長孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遊星機構における回転可能とされたイン
   ターナルギア又はこのインターナルギアにラジアル結合
   された部材をギアケース内に軸方向に移動可能に配置
   し、該インターナルギア又はこのインターナルギアにラ
   ジアル結合された部材と係合する係合歯をギアケースと
   キャリア乃至太陽歯車とに設け、前記インターナルギア
   又はこれに結合された部材を移動させて、インターナル
   ギアをギアケースに固定するか、キャリア乃至太陽ギア
   に一体化するかを切り換えて変速を行うようにしたもの
   において、ギアケースに対して軸方向に移動自在な外部
   操作用のハンドルを設け、線材からなりインターナルギ
   アの移動方向に弾性を有するレバーを前記ハンドルに取
   付けるとともに、該レバーの先端をギアケースに設けた
   移動方向に長い長孔を通してインターナルギア又はこれ
   に結合された部材の外周面に設けた環状溝に係合させて
   成ることを特徴とする変速機付減速装置。
2. 【請求項２】 ハンドルをギアケースの外周面に保持す
   ると共に、外殻を形成するハウジングにガイドされてス
   ライド自在として成ることを特徴とする請求項１記載の
   変速機付減速装置。
3. 【請求項３】 ハンドルのスライド移動のクリックを現
   出するクリックアームをハンドルに設けると共に該クリ
   ックアームに復元力を付与するクリックばね部をレバー
   に一体形成して成ることを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の変速機付減速装置。