JPH10151577A

JPH10151577A - 変速機付回転工具

Info

Publication number: JPH10151577A
Application number: JP8314353A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ishibashi; 昭宏石橋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】動作中でも変速が良好に行え、確実な変速切
り換えができる。【解決手段】遊星機構における回転可能とされたイン
ターナルギアＡをギアケース６内に軸方向に移動可能に
配置する。インターナルギアＡと係合する係合歯５１、
５３をギアケース６とキャリアＣ乃至太陽歯車４０とに
設け、前記インターナルギアＡを移動させて、インター
ナルギアＡをギアケース６に固定するか、キャリアＣ乃
至太陽ギア４０に一体化するかを切り換えて変速を行う
ようにする。ギアケース６に対して軸方向に移動自在な
外部操作用の外部操作子５８を設ける。レバー５５を外
部操作子５８に取付ける。レバー５５の先端をインター
ナルギアＡの外周面に設けた環状溝５２に係合させる。
キャリアＣの係合歯５１以外の最大外径部９０をインタ
ーナルギアＡの内周部に常に嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速装置、特に遊
星機構を利用した変速機付回転工具に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】変速装置において、遊星機構の構成部材
における遊転自在の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２２４５８４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、上記のものは図１１に示すよう
なもので、インターナルギアＡそのものを軸方向に摺動
させて、固定ギアＦに噛み合わせることでインターナル
ギアＡの固定を、そして同じくインターナルギアＡを摺
動させてキャリアＣに噛み合わせることでキャリアＣと
の連結を行っている。このインターナルギアＡのギアケ
ース６内における軸方向への摺動を良好にするために、
インアターナルギアＡ外周をギアケース６内周でガイド
しているが、このようにインターナルギアＡが軸方向に
スムーズに摺動するためにインアターナルギアＡ外周を
ギアケース６内周でガイドするためには、ギアケース６
の内周とインターナルギアＡの外周との間に十分な隙間
を設ける必要がある。このようにギアケース６の内周と
インターナルギアＡの外周との間に十分な隙間を設ける
と、インターナルギアＡとキャリアＣの係合に当たって
センターずれが生じる。特に、回転動作中のインターナ
ルギアＡの軸方向の移動、すなわち、変速では係合歯５
１がかみ合いにくい。特に、低速から高速への切換にお
いて、インターナルギアＡがギアケース６に固定されて
いる状態（低速）からインターナルギアＡをスライド操
作してギアケース６との固定を解除すると同時にインタ
ーナルギアＡがキャリアＣと同一方向に回転し始めるこ
とになり、このようにインターナルギアＡとキャリアＣ
共に同一方向に回転している為に噛み合いにくい。した
がって、変速時の衝撃音が大きく、係合歯へのストレス
も大きくなる。また、上記現象により回転動作中の変速
は出来にくく、また、寿命的にも問題が生じる。更に、
外部操作子５８でインターナルギアＡを動かす接合部が
図１２のように点接触であるため、更に、上記したセン
ターずれが助長されることになる。したがって、回転動
作中における変速及び騒音・寿命におけるデメリットが
解消されない欠点があった。図１２において５５は外部
操作子５８に取付けたレバー、５２はインターナルギア
Ａの外周部に設けた環状溝でレバー５５の脚部５５ｅが
ギアケース６の長孔６３から挿入されて脚部５５ｅの先
端が環状溝５２内に挿入されて最先端が溝底に点接触し
ている。

【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、動作中でも変速が良好に行え、確実な変速
切り換えができて安定した変速機付回転工具を提供する
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
回転工具は、遊星機構における回転可能とされたインタ
ーナルギアＡ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Ａと係合する係合歯５１、５
３をギアケース６とキャリアＣ乃至太陽歯車４０とに設
け、前記インターナルギアＡを移動させて、インターナ
ルギアＡをギアケース６に固定するか、キャリアＣ乃至
太陽ギア４０に一体化するかを切り換えて変速を行うよ
うにしたものであって、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外部操作子５８を設け、レバー
５５を前記外部操作子５８に取付け、該レバー５５の先
端をインターナルギアＡの外周面に設けた環状溝５２に
係合させたものにおいて、キャリアＣの係合歯５１以外
の最大外径部９０がインターナルギアＡの内周部に常に
嵌合されていることを特徴とするものである。このよう
な構成とすることで、ギアケース６内を軸方向に移動す
るインターナルギアＡがキャリアＣに常に嵌合保持され
ていることで、軸方向への傾きなく移動することができ
る。

【０００６】また、インターナルギアＡが隣合う遊星歯
車列の出力キャリアＤの最大外径部９１とも嵌合してい
ることが好ましい。このような構成とすることで、ギア
ケース６内を軸方向に移動するインターナルギアＡが前
後のキャリアＣ、Ｄにより嵌合保持された状態で軸方向
への傾きなく移動することができる。また、インターナ
ルギアＡの歯溝９９と、該歯溝９９と係合するキャリア
Ｃの係合歯５１との間に転位量の設定でラジアル方向の
クリアランスを大きくすることも好ましい。このような
構成とすることで、各部品のばらつきによるセンターず
れを吸収して十分な変速が可能となる。

【０００７】また、インターナルギアＡの外周面の環状
溝５２を外部操作子で安定接触係合させるようにレバー
５５の先端にインターナルギアＡの環状溝５２に沿って
延長された係合部５５ｇを設けることも好ましい。この
ような構成とすることで、外部操作子でインターナルギ
アＡを動かす接合部が点接触でなく、環状溝５２に沿っ
て延長された係合部５５ｇによる接触により行われるの
で、軸方向への傾きなくインターナルギアＡを移動する
ことができることになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態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１乃至図４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。

【０００９】図１乃至４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６１には軸方向に貫通する複数個の孔が設
けられているとともに、前端より雄ねじ形状の突起部６
６が一体に突設されている。

【００１０】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Ｂ、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Ｄとからなり、二段目の遊星機構はキャリ
アＤに一体に形成された太陽ギア３５、インターナルギ
アＡ、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Ｃによって構成されている。

【００１１】ここにおいて、インターナルギアＢ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Ａ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５４が周方向において等間隔に設けられてお
り、インターナルギアＡの内周には歯溝９９が設けられ
ている。

【００１２】インターナルキア３７の軸方向移動はイン
ターナルギアＡ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外部操作子５８に取り付け
てある。すなわち、外部操作子５８は、図６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、この外部操作子５８の両
側にはクリック突起５８ａを有するクリックアーム５８
ｂが設けてあり、また、該外部操作子５８の下面部には
凹部５８ｃが設けてあり、外部操作子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５
８ｄ、５８ｅが設けてあり、また、上記クリック突起５
８ａ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５５
ｂ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１
０（ｂ）に示すように、レバー５５の主体部５５ｂを外
部操作子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５５の主
体部５５ｂが外部操作子５８の下面部に取り付けられ、
外部操作子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も外部操作子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Ａの環状溝５２と係合しているものである。

【００１３】ここで、レバー５５両側の略Ｌ状をした脚
部５５ｅ先端部を屈曲してインターナルギアＡの外周面
の環状溝５２と安定接触係合するための係合部５５ｇが
設けてある。環状溝５２と安定接触係合するための係合
部５５ｇの形状としては、図７、図８に示すような環状
溝５２の溝底の円弧に沿うような円弧状となったもの
や、図９、図１０に示すように脚部５５ｅ先端部をほぼ
直角に屈曲して形成したものである。なお、円弧状とし
たものの場合、図７、図８に示すように両側の係合部５
５ｇがそれぞれ環状溝５２の外周の略１／４の長さと
し、両係合部５５ｇを環状溝５２の略半周にわたって係
合するようにするのが好ましい。このように脚部５５ｅ
の先端部を屈曲して環状溝５２と安定接触係合するため
の係合部５５ｇを形成することで、外部操作子でインタ
ーナルギアを動かす接合部が点接触でなく、環状溝５２
に沿って延長された係合部５５ｇによる接触により行わ
れることになって、軸方向への傾きなくインターナルギ
アＡを移動することができることになる。

【００１４】一方、ギアケース６側には係合歯５３が設
けられ（実施形態においてはギアケース６に固定した第
１段目の遊星機構におけるインターナルギアＢの端面に
係合歯５３が設けられる）、第２段目の遊星機構におけ
るキャリアＣには係合歯５１が設けられる。そして、イ
ンターナルギアＡが軸方向の前方に摺動した時、インタ
ーナルギアＡの内周面の歯溝９９とキャリアＣの係合歯
５１とが係合し、インターナルギアＡが軸方向の後方に
摺動した時、インタナルギアＡの端面の係合歯５４とギ
アケース６側に設けた係合歯５３とが係合するようにな
っている。そして、レバー５５を前進させることによっ
て、インターナルギアＡを前進させて、インターナルギ
アＡの内周の歯溝９９と２段目のキャリアＣに設けられ
た係合歯５１と係合させた時には、インターナルギアＡ
とキャリアＣに一体に設けた太陽ギア３５とを結合させ
るものである。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、図１に示すよ
うにギアケース６側に設けた係合歯５３とインタナルギ
アＡの係合突起５４とが係合することで、インターナル
ギアＡはその回転が阻止される。尚、いずれの場合も、
インターナルギアＡと遊星ギア３６との噛み合いは保た
れている。

【００１５】後者の場合には、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、前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
Ｃ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】ここで、本発明においては、第２段目の遊
星機構におけるキャリアＣの係合歯５１以外の最大外径
部９０が図１に示すように第２段目の遊星機構における
インターナルギアＡの内周部に常に嵌合されており、ま
た、第２段目の遊星機構におけるインターナルギアＡの
内周部に隣合う第１段目の遊星機構におけるキャリアＤ
の最大外径部９１が常に嵌合されている状態となるよう
に設定してある。したがって、ギアケース内を軸方向に
移動するインターナルギアＡがキャリアＣ、キャリアＤ
に常に嵌合保持されていることで、軸方向への傾きなく
移動することができるようになっている。

【００１７】また、本発明においては、第２段目の遊星
機構におけるインターナルギアＡの歯溝９９と、該歯溝
９９と係合するキャリアＣの係合歯４１との間に転位量
の設定でラジアル方向のクリアランスを大きく取ってあ
る。図５にはこの一実施形態が示してあり、図５におけ
るΔｄ＝０．５３５ｍｍ、ΔＤ＝１．３３ｍｍとなるよ
うに転位量の設定がしてある。図５においてＰはピッチ
円を示す。このように歯溝９９と係合するキャリアＣの
係合歯４１との間に転位量の設定でラジアル方向のクリ
アランスを大きく取ることで、各部品のばらつきによる
センターずれを吸収して十分な変速が可能となるもので
ある。

【００１８】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６１内に配設さ
れる遊星機構は、上記キャリアＣ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。

【００１９】そしてロック手段は、モータ２の回転を止
めた時に出力軸５をギアケース６に対して自動的にロッ
クしてしまい、モータ２を回転させればこのロックを自
動的に解除する機能をもつものであるが、この点につい
ては従来から公知の機構であるので、説明を省略する。
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６１に形成された前記複数個の孔内に配
設された鋼球７４、クラッチ板７７、クリック板７５、
クラッチばね７６、アジャストねじ７９及び前記クラッ
チ外部操作子７８で構成されており、クラッチ板７５を
介して鋼球７４がインターナルギア４２に形成されてい
る係止突起４８と係合するようになっており、負荷トル
クが所定値以上になった時に出力軸５と太陽ギア４０と
を切離してしまうトルクリミッターが構成してある。そ
して、クラッチ外部操作子７８を回転してクラッチばね
７６による鋼球７４への押圧力を調整することで、トル
ク調整を行うようになっている。

【００２０】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明にあって
は、上述のように、ギアケースに対して軸方向に移動自
在な外部操作用の外部操作子を設け、レバーを前記外部
操作子に取付け、該レバーの先端をインターナルギアの
外周面に設けた環状溝に係合させたものにおいて、キャ
リアの係合歯以外の最大外径部がインターナルギアの内
周部に常に嵌合されているので、インターナルギアが傾
かずに移動できて、従来例に比べて、インターナルギア
とキャリアとの係合が容易で且つ確実に切り換えを行う
ことができ、また、変速時の騒音も少なく長寿命で良好
な変速装置を提供できるものである。

【００２１】また、請求項２記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、インターナルギ
アが隣合う遊星歯車列の出力キャリアの最大外径部とも
嵌合しているので、よりいっそうインターナルギアが傾
かずに移動できて、インターナルギアとキャリアとの係
合が容易で且つ確実に切り換えを行うことができるもの
である。

【００２２】また、請求項３記載の発明にあっては、上
記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、イ
ンターナルギアの歯溝と、該歯溝と係合するキャリアの
係合歯との間に転位量の設定でラジアル方向のクリアラ
ンスを大きくしてあるので、各部品のばらつきによるセ
ンターずれが生じてもこれを吸収して確実に変速ができ
るものである。

【００２３】また、請求項４記載の発明にあっては、上
記請求項１乃至請求項３のいずれかい記載の発明の効果
に加えて、インターナルギアの外周面の環状溝を外部操
作子で安定接触係合させるようにレバーの先端にインタ
ーナルギアの環状溝に沿って延長された係合部を設けて
あるので、軸方向へ傾きなく移動することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の断面図である。

【図２】同上のギアケース部分の正面図である。

【図３】同上のギアケースにクラッチ外部操作子及びチ
ャックを取付けた状態の正面図である。

【図４】同上の分解斜視図である。

【図５】同上の歯溝と係合歯との間に転位量の設定でラ
ジアル方向のクリアランスを大きく取った例を示す説明
図である。

【図６】同上の外部操作子とレバーとの取り付けを示す
下面図である。

【図７】同上のギアケースとインターナルギアと外部操
作子とレバーとを示す分解斜視図である。

【図８】同上の環状溝にレバーの先端の係合部を係合し
た部分を示す断面図である。

【図９】同上のギアケースとインターナルギアと外部操
作子とレバーとを示す他の実施形態の分解斜視図であ
る。

【図１０】同上の環状溝にレバーの先端の係合部を係合
した部分を示す断面図である。

【図１１】従来例の断面図である。

【図１２】従来例の環状溝にレバーの先端を係合した部
分を示す断面図である。

【符号の説明】

ＡインターナルギアＣキャリアＤキャリア６ギアケース４０太陽ギア５１係合歯５２環状溝５３係合歯５５レバー５５ｇ係合部５８外部操作子９０最大外径部９１最大外径部９９歯溝

Claims

【特許請求の範囲】

【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であって、ギアケースに
対して軸方向に移動自在な外部操作用の外部操作子を設
け、レバーを前記外部操作子に取付け、該レバーの先端
をインターナルギアの外周面に設けた環状溝に係合させ
たものにおいて、キャリアの係合歯以外の最大外径部が
インターナルギアの内周部に常に嵌合されていることを
特徴とする変速機付回転工具。
【請求項２】インターナルギアが隣合う遊星歯車列の
出力キャリアの最大外径部とも嵌合していることを特徴
とする請求項１記載の変速機付回転工具。
【請求項３】インターナルギアの歯溝と、該歯溝と係
合するキャリアの係合歯との間に転位量の設定でラジア
ル方向のクリアランスを大きくして成ることを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の変速機付回転工具。
【請求項４】インターナルギアの外周面の環状溝を外
部操作子で安定接触係合させるようにレバーの先端にイ
ンターナルギアの環状溝に沿って延長された係合部を設
けて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の変速機付回転工具。