WO2010119768A1 - 電動工具 - Google Patents

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WO2010119768A1
WO2010119768A1 PCT/JP2010/055825 JP2010055825W WO2010119768A1 WO 2010119768 A1 WO2010119768 A1 WO 2010119768A1 JP 2010055825 W JP2010055825 W JP 2010055825W WO 2010119768 A1 WO2010119768 A1 WO 2010119768A1
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WO
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internal gear
reset
stage
displaced
state
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/055825
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竜 橋本
Original Assignee
株式会社マキタ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社マキタ filed Critical 株式会社マキタ
Priority to US13/263,150 priority Critical patent/US8449425B2/en
Priority to CN201080023182.4A priority patent/CN102448673B/zh
Priority to EP10764353.8A priority patent/EP2420355B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/008—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with automatic change-over from high speed-low torque mode to low speed-high torque mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools

Definitions

  • This invention relates to an electric tool that mainly outputs rotational power, such as an electric screwdriver or a screw tightener.
  • this type of electric tool has a configuration in which the rotational power of an electric motor as a drive source is decelerated by a transmission to output a necessary rotational torque.
  • a planetary gear mechanism is used in the transmission.
  • a small torque is sufficient at the beginning of tightening, and gradually a large rotational torque is required as the tightening progresses. Therefore, at the beginning of tightening, it is possible to reduce the speed reduction ratio of the transmission to output high speed and low torque, and to increase the speed reduction ratio of the transmission and increase low speed and high torque in the middle of tightening. This is a function required from the viewpoint of performing.
  • Patent Document 2 discloses a screw tightening machine in which a transmission having a two-stage planetary gear mechanism is interposed between an output shaft of an electric motor and a spindle on which a screw tightening bit is mounted. According to this transmission, the internal gear of the output-side second planetary gear mechanism (second-stage planetary) and the carrier of the first-stage planetary gear mechanism (first-stage planetary) rotate at the beginning of the screw tightening. As a result of the integrated state, the carrier of the first stage planet and the carrier of the second stage planet are directly connected.
  • Patent Document 1 discloses a reset mechanism for returning a low-speed high-torque output state switched by automatic shift to an initial high-speed low-torque output state.
  • the transmission device is returned to the initial state (high-speed low-torque output state) by using the switch lever return operation (off operation) performed to stop the operation of the main body. Therefore, the transmission can be reset to the initial state without requiring a special operation of the user of the screw tightening machine.
  • the conventional reset mechanism is configured such that when the switch lever is turned off, the internal gear of the second stage planetary is instantaneously returned to the initial position almost at the same time.
  • the electric motor rotates due to the inertia until it completely stops, and therefore the carrier of the first stage planet rotates due to the inertia for a short time. It becomes.
  • the reset mechanism is actuated by turning off the switch lever, the internal gear of the second stage planet that has been in a rotation-restricted state with respect to the carrier of the first stage planet rotating due to inertia is meshed with the rotation.
  • an object of the present invention is to reduce the impact at the time of resetting and improve the durability of the transmission device in a reset mechanism that resets the transmission device to an initial state by using an off operation of a switch lever.
  • this invention was set as the electric tool of the structure described in each claim of a claim.
  • the electric motor when the switch lever is turned on, the electric motor is activated and the electric tool can be operated.
  • the internal gear of the second stage planetary gear mechanism When the external torque applied to the spindle increases during the operation of the power tool, the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is displaced to the rotation restricting position and its rotation is restricted, and as a result, the transmission is operated at low speed and high torque. Automatically switch to the state.
  • the internal gear of the second stage planetary gear mechanism rotates together with the carrier of the first stage planetary gear mechanism, the reduction gear ratio of the transmission is reduced, and a high speed and low torque output state is established.
  • the shift lock mechanism is released after a certain time delay after the electric motor stops, and the shift is performed.
  • the device is reset to the initial state. For this reason, the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is returned to the allowable rotation position and meshed with the carrier of the first stage planetary gear mechanism just before the electric motor stops and the inertial rotation ends or ends. Therefore, the impact at the time of meshing can be greatly reduced as compared with the prior art, and the durability of the transmission can be enhanced.
  • the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is disconnected from the carrier of the first stage planetary gear mechanism and displaced to the rotation restricting position.
  • the transmission is automatically switched to a low-speed high-torque output state.
  • This low-speed high-torque output state is locked when the lock ring is displaced to the lock position and the engagement ball engages with the second-stage internal gear.
  • Rotational torque is applied to the internal gear of the second stage planetary gear mechanism whose rotation is restricted via the planetary gear. Due to this rotational torque, the engaging ball is displaced in a direction intersecting the displacement direction of the lock ring.
  • the holding hole is formed, for example, in the shape of a long slot that is long around the axis so that the displacement of the engaging ball is allowed.
  • the engaging ball In order to be displaced to the allowable position and meshed with the carrier of the first stage planetary gear mechanism, the engaging ball needs to be displaced in the holding groove in a direction intersecting the displacement direction of the lock ring, and the time required for this is required. Only after a delay, the lock ring is returned to the unlock position, and the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is returned to the rotation allowable position.
  • the switch lever is turned off, the inertial rotation of the electric motor is completed, or just before it is finished, the internal gear of the second planetary gear mechanism is engaged with the carrier of the first stage planetary gear mechanism, and the initial state Therefore, the impact at the time of engagement of the internal gear of the second stage planetary gear mechanism with the carrier of the first stage planetary gear mechanism can be greatly reduced, and the durability of the transmission can be improved.
  • the lock ring is returned to the unlock position after a time corresponding to the idling time of the switch lever with respect to the reset arm.
  • the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is returned from the rotation restricting position to the rotation allowable position, whereby the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is meshed with the carrier of the first stage planetary gear mechanism and the speed change is performed.
  • the device is reset to the initial state.
  • the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is the first stage planetary gear. Since it is meshed with the carrier of the mechanism and reset to the initial state, the impact at the time of meshing between the internal gear and the carrier can be greatly reduced as compared with the prior art, and the durability of the transmission can be enhanced.
  • FIG. 8 is a view taken in the direction of the arrow (VIII) in FIG. 7 and is a diagram illustrating the positional relationship among the engagement ball, the holding hole, and the lock ring in the first delay mechanism.
  • the unlock position is indicated by a solid line
  • the lock position is indicated by a two-dot chain line.
  • a state where the engaging ball is located at the center of the holding hole is shown.
  • FIG. 10 (X) is a view taken in the direction of the arrow in FIG. 9 and shows a developed positional relationship among the engagement ball, the holding hole, and the lock ring in the low speed and high torque output state of the transmission in the first delay mechanism.
  • the engagement ball is shown in the state of being located at the center of the holding hole.
  • FIG. 12 is a view taken in the direction of arrow (XII) of FIG. 11 and shows a developed positional relationship among the engagement ball, the holding hole, and the lock ring in a low speed, high torque output state of the transmission in the first delay mechanism. This figure is different from FIG.
  • the switch lever is in the initial position, and therefore the reset arm is returned to the reset position and the lock ring is held in the unlock position.
  • This figure shows a stage in the middle of turning on the switch lever.
  • This figure shows a stage in which the reset arm is pushed by the arm operating portion of the switch lever and begins to tilt toward the non-reset position.
  • the lock ring is shown in a state of being located at the unlock position.
  • It is a side view of a 2nd delay mechanism This figure shows a state where the switch lever is turned on. The reset arm is shown locked in the non-reset position.
  • the lock ring at the unlock position is indicated by a solid line
  • the lock ring at the lock position is indicated by a two-dot chain line.
  • This figure shows a stage in the middle of the switch lever being turned off. This figure shows that the reset arm remains locked in the non-reset position by the latch lever and is therefore idle relative to the switch lever reset arm.
  • the lock ring at the lock position is indicated by a solid line
  • the lock ring at the unlock position is indicated by a two-dot chain line.
  • the switch lever As a result of the switch lever being returned to the initial position, the latch lever is released and the reset arm is returned to the reset position. As a result, the lock ring is returned to the unlock position. It shows the state that was done. It is an enlarged view of a partial vertical cross section of the shift lock mechanism and the first delay mechanism. This figure shows a state where the transmission is in a low-speed and high-torque output state and the internal gear of the second stage planetary gear mechanism is locked at the rotation restricting position. In this figure, the lock ring was returned to the unlocked position by the reset mechanism, but the internal ball was locked at the rotation restricting position as a result of the engagement ball being located at the end of the holding hole and being unable to escape into the recess.
  • FIG. 1 shows the entire power tool 1 according to the present embodiment.
  • a rechargeable electric driver drill is illustrated as an example of the electric tool 1.
  • This electric tool 1 can be used as an electric screw tightener by attaching a driver bit as a tip tool, and can be used as an electric drill for drilling by attaching a drill bit.
  • the electric tool 1 includes a main body 2 and a handle 3.
  • the main body portion 2 has a substantially cylindrical shape, and the handle portion 3 is provided so as to protrude sideways from the middle in the longitudinal direction (axis direction).
  • a trigger-type switch lever 4 is arranged on the front side of the base portion of the handle portion 3.
  • the electric motor 10 built in the rear part of the main body 2 is activated.
  • a battery mounting base portion 6 for mounting the battery pack 5 is provided at the tip of the handle portion 3.
  • the electric motor 10 operates using the battery pack 5 as a power source.
  • the rotational power of the electric motor 10 is decelerated by the transmission H having three planetary gear mechanisms and output to the spindle 11.
  • a chuck 12 for attaching a tip tool is attached to the tip of the spindle 11.
  • the three planetary gear mechanisms are interposed in a power transmission path from the electric motor 10 to the spindle 11.
  • the first stage planet 20, the second stage planet 30, and the third stage planet 40 are referred to from the upstream side (electric motor 10 side) of the power transmission path. Details of the first to third stage planets 20, 30, 40 are shown in FIGS.
  • the first to third stage planets 20, 30, and 40 are incorporated in a cylindrical gear housing 15 fixed to the main body 2, arranged coaxially with the output shaft 10 a of the electric motor 10, and coaxial with the spindle 11. Is arranged.
  • the rotation axis of the spindle 11 (the rotation axis of the output shaft 10a of the electric motor 10) is also referred to as the machine axis J.
  • an electric motor 10 On this axis J, an electric motor 10, first to third stage planets 20, 30, 40 and a spindle 11 are arranged.
  • the direction along the axis J is the axis direction of the electric power tool 1, and the axis direction is the longitudinal direction of the main body 2.
  • the first stage sun gear 21 of the first stage planet 20 is attached to the output shaft 10 a of the electric motor 10.
  • Three first stage planetary gears 22 to 22 are meshed with the first stage sun gear 21.
  • the three first stage planetary gears 22 to 22 are rotatably supported by the first stage carrier 23.
  • the three first stage planetary gears 22 to 22 are meshed with the first stage internal gear 24.
  • the first stage internal gear 24 is attached along the inner surface of the gear housing 15.
  • the first stage internal gear 24 is fixed so as not to rotate around the machine axis J and to move in the direction of the machine axis J.
  • the second stage sun gear 31 of the second stage planet 30 is integrally provided at the center of the front surface of the first stage carrier 23.
  • Three second stage planetary gears 32 to 32 are meshed with the second stage sun gear 31.
  • the three second stage planetary gears 32 to 32 are rotatably supported by the second stage carrier 33.
  • the three second stage planetary gears 32 to 32 are meshed with the second stage internal gear 34.
  • the second-stage internal gear 34 is supported along the inner surface of the gear housing 15 so as to be rotatable around the machine axis J and displaceable within a certain range in the machine axis J direction. Details of the second-stage internal gear 34 will be described later.
  • a third stage sun gear 41 of the third stage planet 40 is integrally provided at the center of the front surface of the second stage carrier 33.
  • Three third stage planetary gears 42 to 42 are meshed with the third stage sun gear 41.
  • the three third stage planetary gears 42 to 42 are rotatably supported by the third stage carrier 43.
  • the three third stage planetary gears 42 to 42 are meshed with the third stage internal gear 44.
  • the third internal gear 44 is attached along the inner surface of the gear housing 15.
  • the third internal gear 44 is fixed so as not to rotate around the machine axis J and to move in the direction of the machine axis J.
  • the spindle 11 is coaxially coupled to the center of the front surface of the third stage carrier 43.
  • the spindle 11 is rotatably supported around the machine axis J via bearings 13 and 14.
  • a chuck 12 is attached to the tip of the spindle.
  • the second-stage internal gear 34 is supported so as to be rotatable around the machine axis J and movable within a certain range in the machine axis J direction.
  • a plurality of clutch teeth 34a to 34a are provided along the circumferential direction.
  • the clutch teeth 34a to 34a are meshed with clutch teeth 23a to 23a provided on the front surface of the first stage carrier 23 along the circumferential direction.
  • FIG. 2 shows a state where the clutch teeth 34 a to 34 a of the second stage internal gear 34 are engaged with the clutch teeth 23 a to 23 a of the first stage carrier 23.
  • the second-stage internal gear 34 is located at a rotation allowable position on the rear side (left side in FIG. 2) in the direction of the axis J, and at this rotation-allowed position, the second-stage internal gear 34 is in the first position. Accordingly, the second stage sun gear 31 and the second stage internal gear 34 rotate together as a unit.
  • the second-stage internal gear 34 rotates relative to the first-stage carrier 23 to cause the clutch teeth 34a and the clutch teeth 23a.
  • the second-stage internal gear 34 is displaced forward in the direction of the axis J (right side in FIG. 2).
  • the second-stage internal gear 34 is urged toward the rotation allowable position side by a compression spring 35. For this reason, the second internal gear 34 is displaced forward in the direction of the axis J (the direction in which the clutch teeth 23a, 34a are disengaged) against the urging force of the compression spring 35. Further, based on the urging force of the compression spring 35, a constant external torque is set so that the second stage internal gear 34 is displaced forward and the reduction ratio is switched.
  • the compression spring 35 acts on the front surface of the second stage internal gear 34 with a pressing plate 36 interposed therebetween.
  • the second-stage internal gear 34 is in a direction in which the clutch teeth 34a and 23a are engaged with each other by the urging force of the compression spring 35 that acts via the annular pressing plate 36 that is in contact with the front surface of the second-stage internal gear 34. It is pressed to the position side.
  • a rolling plate 37 is disposed on the rear side of the pressing plate 36.
  • the rolling plate 37 also has an annular shape, and is supported so as to be rotatable around the axis J along the periphery of the second-stage internal gear 34.
  • a large number of steel balls 38 to 38 are sandwiched between the rolling plate 37 and the front surface of the flange portion 34 b provided on the peripheral surface of the second-stage internal gear 34.
  • the steel balls 38 to 38 and the rolling plate 37 function as a thrust bearing for applying the urging force of the compression spring 35 while rotatably supporting the second stage internal gear 34.
  • the state shown in FIGS. 1, 2, and 4 is a state in which an external torque exceeding a certain value is not applied to the spindle 11 or a no-load state, and a compression spring is applied to the second stage internal gear 34 via the pressing plate 36.
  • the second-stage internal gear 34 is held at the rotation-permitted position and is rotated integrally with the first-stage carrier 23.
  • This state is the initial state of the transmission H.
  • the second-stage internal gear 34 When the second-stage internal gear 34 is positioned at the rear-side permitted rotation position and the clutch teeth 34a to 34a are engaged with the clutch teeth 23a to 23a of the first-stage carrier 23, the second-stage internal gear 34 is used. Rotates as a unit with the first stage carrier 23, so that the reduction ratio of the second stage planetary gear mechanism 30 is reduced, so that the spindle 11 rotates at a high speed and a low torque (high speed low torque output state).
  • the external torque applied to the spindle 11 reaches a predetermined value or more and the second-stage internal gear 34 is displaced to the front rotation restricting position, the clutch teeth 34a to 34a and the first-stage carrier 23 are moved.
  • the spindle 11 rotates at a low speed and a high torque as a result of the addition of the deceleration by the second stage planet 30 to the deceleration by the first stage planet (low speed high torque output). Status). Switching between the former high-speed and low-torque output state and the latter low-speed and high-torque output state is automatically performed based on the external torque applied to the spindle 11. The low-speed high-torque output state once switched with an increase in the external torque applied to the spindle 11 is locked by a shift lock mechanism 60 described below.
  • the transmission H includes a shift lock mechanism 60 that locks the second-stage internal gear 34 at the rotation restriction position and locks the transmission H in a low-speed high-torque output state.
  • the shift lock mechanism 60 includes an annular lock ring 62 supported on the outer peripheral side of the gear housing 15.
  • the lock ring 62 is supported so as to be movable within a certain range in the axis J direction.
  • a compression spring 63 is interposed between the rear surface of the lock ring 62 and the gear housing 15 side.
  • the lock ring 62 is biased toward the front lock position by the compression spring 63.
  • FIG. 5 shows the lock ring 62 alone.
  • On the inner peripheral surface of the lock ring 62 three escape recesses 62a to 62a are provided.
  • FIG. 6 shows the gear housing 15 alone.
  • V-shaped holding holes 16 to 16 are provided at a position equally divided into three around the gear housing 15.
  • the three V-shaped holding holes 16 to 16 are arranged in such a direction that both end portions 16b and 16b are located on the front side and the central portion 16a is located on the rear side.
  • One engagement ball 61 is held in each of the three holding holes 16 to 16 so as to be displaceable between a position protruding into the gear housing 15 and a position not protruding.
  • FIG. 7 to 12 show the second stage internal gear 34, the engaging balls 61, the lock ring 62, and the like in the stage where the transmission H is switched between the high speed low torque output state and the low speed high torque output state.
  • the positional relationship (the operation state of the shift lock mechanism 60) is shown.
  • FIG. 7 shows an initial state of the transmission H (same as the state shown in FIGS. 2 and 4). In this initial state, the second-stage internal gear 34 is located at the rear-side permitted rotation position by the urging force of the compression spring 35.
  • the lock ring 62 is positioned at the rear unlock position against the compression spring 63, and is held at a position where each engagement ball 61 is released and retracted into the recess 62a and does not protrude into the gear housing 15. It has become a state. As a result, the lock ring 62 is held at the unlock position on the rear side. Since each engagement ball 61 enters the escape recess 62a and the lock ring 62 is held at the unlock position on the rear side, each engagement ball 61 has a central portion of the holding hole 16 as shown in FIG. 16a.
  • FIGS. 9 and 10 show a state in which the external torque of the spindle 11 is increased and the second-stage internal gear 34 is displaced to the front rotation restricting position against the compression spring 35.
  • the second-stage internal gear 34 is displaced forward by a distance necessary to disengage the clutch teeth 34a to 34a from the clutch teeth 23a to 23a of the first-stage carrier 23, a flange is formed from the lower side of each holding hole 16. Since the part 34b is disengaged to the front side and the engaging groove part 34c is located, each engaging ball 61 protrudes to the inner peripheral side of the gear housing 15 and enters the engaging groove part 34c.
  • each engaging ball 61 fits into the engaging groove 34 c and the projecting dimension toward the outer peripheral side of the gear housing 15 is reduced, the lock ring 62 is displaced forward by the biasing force of the compression spring 63.
  • Each engaging ball 61 surely enters the engaging groove 34c by being pushed by the end (inclined surface) of the relief recess 62a of the lock ring 62.
  • Each engaging ball 61 is pushed into the engaging groove 34c by the indirect action of the compression spring 63, whereby the second-stage internal gear 34 is displaced further forward by a slight distance (for example, 3 mm).
  • each engagement ball 61 is fixed in a state of entering the engagement groove 34c.
  • Each engagement ball 61 is fixed in the engagement groove portion 34 c, so that the second-stage internal gear 34 is locked at a position separated from the first-stage carrier 23.
  • the second stage internal gear 34 is applied with rotational torque through the meshing of the second stage planetary gears 32 to 32.
  • the second internal gear 34 is instantaneously rotated by a slight angle after being separated from the first stage carrier 23 by this rotational torque.
  • the engagement groove 34 c is provided in a certain angular range at a position corresponding to each engagement ball 61 in the circumferential direction of the second-stage internal gear 34 in three equal parts. Therefore, when the second-stage internal gear 34 is rotated by a slight angle, the three engaging balls 61 to 61 are engaged with the engaging wall portions 34d at the circumferential ends of the respective engaging groove portions 34c. In this engaged state, the second internal gear 34 rotates by a certain angle, so that each engaging ball 61 intersects the displacement direction of the lock ring 62 (axis J direction) and the holding hole 16 Displacement to one end 16b.
  • each engagement ball 61 is sandwiched between the end portion (engagement wall portion 34 d) of each engagement groove 34 c of the second-stage internal gear 34 and the end portion 16 b of the holding hole 16, whereby the second-stage internal gear 34.
  • the rotation of the null gear 34 is restricted.
  • the shift lock mechanism 60 is provided with a first delay mechanism D1 for shifting the timing of releasing the lock state by the lock ring 62 for a predetermined time with respect to the switch lever 4 being turned off.
  • a first delay mechanism D1 for shifting the timing of releasing the lock state by the lock ring 62 for a predetermined time with respect to the switch lever 4 being turned off.
  • each engagement ball 61 is displaced to the end portion 16b of the holding hole 16 by the rotational torque applied to the second-stage internal gear 34, so that each engagement ball 61 is released into the recess 62a.
  • the state is shifted in the circumferential direction (upper side in FIG. 12). For this reason, while the rotational torque is applied to the second-stage internal gear 34 via the second-stage planetary gear 32, each engagement ball 61 is held by the end 16b of the holding hole 16 and escapes into the recess 62a. Therefore, it is surely locked at the position where it has entered the engaging groove 34c.
  • each engaging ball 61 engages with the engaging wall portion 34d of the engaging groove portion 34c and is held by the end portion 16b of the holding hole 16, whereby the second internal gear 34 rotates in the front direction of the axis J. Therefore, the transmission H is locked in the low speed and high torque output state.
  • An engagement wall portion 62c is provided on the inner peripheral surface of the lock ring 62 so as to correspond to each relief recess 62a. As shown in FIG. 12, when each engaging ball 61 protrudes to the inner peripheral side of the gear housing 15 and the lock ring 62 is displaced to the locked position by the urging force of the compression spring 63, the engaging wall portion 62c is integrally formed with the front side. And the center portion 16a of the holding hole 16 is covered.
  • each engaging ball 61 cannot be displaced to the central portion 16a of the holding hole 16 by the engaging wall portion 62c, but is locked in a state held by the end portion 16b. According to this, even when the external torque applied to the spindle 11 is reduced in the low-speed high-torque output state or the load is not loaded, the lock ring 62 does not move back to the unlock position against the compression spring 63. As long as the shift lock mechanism 60 is not released, each engagement ball 61 is held at the end 16b of the holding hole 16 and is held in a state where it cannot be displaced to the center. As a result, it cannot return into the escape recess 62a.
  • the holding holes 16 for holding the respective engagement balls 61 are formed in a V shape so that each engagement ball 61 in the state engaged with the engagement groove 34c of the second-stage internal gear 34 is locked to the lock ring.
  • a configuration that is a direction that intersects the displacement direction (axis J direction) of 62 and that is displaced from the central portion 16a to the end portion 16b of the holding hole 16 corresponds to the first delay mechanism D1.
  • the lock state of the shift lock mechanism 60 is released by returning the lock ring 62 to the unlock side (initial position) by the reset mechanism 90 described below, so that the transmission H is returned to the initial state. Yes. Details of the reset mechanism 90 are shown in FIG.
  • the reset mechanism 90 is activated by turning off the switch lever 4.
  • the reset mechanism 90 includes a reset arm 91.
  • a reset arm 91 is shown in FIGS. 15 and 16. As shown in the figure, the reset arm 91 has a generally curved shape in a semicircular arc shape, and is supported along the lower half of the main body 2.
  • the reset arm 91 includes a pair of left and right operation portions 91a and 91a, an arcuate center engaging portion 91b, and a pair of left and right support holes 91c and 91c.
  • Support shafts 92, 92 provided coaxially with each other on the left and right sides of the main body 2 are inserted into the left and right support holes 91 c, 91 c, respectively, and the reset arm 91 is moved back and forth via both support shafts 92, 92. It is supported so that it can tilt.
  • the reset arm 91 is urged in a reset direction by which the operating portions 91a and 91a are displaced rearward by torsion springs 97 and 97.
  • each of the torsion springs 97 is engaged with the gear housing 15 side, and the other end side is coupled to each other and engaged with the reset arm 91 side.
  • the reset arm 91 is tilted to the reset side by the biasing force of the torsion springs 97, the lock ring 62 is returned to the unlock position, and the transmission H is reset to the initial state.
  • the engaging portion 91 b of the reset arm 91 is located on the lower surface side of the main body portion 2.
  • the reset arm 91 tilts back and forth.
  • engagement convex portions 62b and 62b are provided on both the left and right sides of the lock ring 62.
  • the left and right operating portions 91a and 91a of the reset arm 91 are in contact with the front sides of the both engaging projections 62b and 62b.
  • the engaging portion 91b is displaced forward, so that the reset arm 91 is rotated in the counterclockwise direction (reset direction, outlined in FIG. 14) about the support shafts 92, 92. Tilt in the direction indicated by the arrow.
  • the engaging projections 62b and 62b are pushed backward by the operating portions 91a and 91a, respectively, so that the lock ring 62 has two points in FIG.
  • the front lock position indicated by the chain line is returned to the rear unlock position indicated by the solid line.
  • the reset arm 91 tilts in conjunction with the on / off operation of the switch lever 4.
  • the operation state of the reset arm 91 by the on / off operation of the switch lever 4 is shown in FIGS.
  • the switch lever 4 is integrally provided with an arm operating portion 4a and a latch operating portion 4b.
  • a latch lever 93 is disposed near the base of the handle portion 3 (the lower portion of the main body 2) and between the latch operating portion 4b of the switch lever 4 and the engaging portion 91b of the reset arm 91. .
  • the latch lever 93 is supported by a lower portion of the main body 2 so as to be tiltable up and down via a support shaft 94 coupled to substantially the center in the longitudinal direction.
  • the latch lever 93 is biased by a torsion spring 95 in the clockwise direction (also referred to as a reset direction).
  • the torsion spring 95 urges the front side actuating portion (the end portion on the front side with respect to the support shaft 94) 93a of the latch lever 93 in a direction to be displaced obliquely downward, and the rear side actuating portion (rear side with respect to the support shaft 94).
  • the side end portion 93b is biased in a direction that is displaced obliquely upward.
  • the tilting range of the latch lever 93 in the clockwise direction in the figure is regulated by a stopper portion 96 provided at the lower portion of the main body portion 2.
  • FIG. 17 shows an initial state where the switch lever 4 is not turned on.
  • the switch lever 4 In this initial state, the switch lever 4 is located at the front off position by the spring biasing force. In this OFF position, the front operating portion 93a of the latch lever 93 is pushed up by the latch operating portion 4b of the switch lever 4, so that the rear operating portion 93b of the latch lever 93 is retracted obliquely downward. Yes. When the rear side operation portion 93b of the latch lever 93 is retracted obliquely downward, the rearward displacement of the engagement portion 91b of the reset arm 91 is allowed. When the switch lever 4 is pulled (turned on) from this initial state, the electric motor 10 is activated in the main body 2 and the engaging portion 91b of the reset arm 91 is moved to the switch lever 4 as shown in FIGS.
  • the reset arm 91 tilts in a direction (anti-reset direction) that displaces the actuating portions 91a, 91a to the front side.
  • the reset arm 91 is biased by the torsion springs 97, 97 in a direction (reset direction) in which the operating portions 91a, 91a are displaced rearward.
  • the switch lever 4 is turned on while the reset arm 91 is tilted in the counter-reset direction (clockwise in the figure) against the torsion springs 97, 97.
  • the switch lever 4 is turned on and the reset arm 91 tilts in the counter-reset direction through the process shown in FIGS.
  • the engaging portion 91b becomes the rear side operating portion 93b of the latch lever 93. Displaces relatively to the rear side.
  • the latch lever 93 is moved by the biasing force of the torsion spring 95 as shown in FIG. Tilt clockwise. Therefore, during the operation of the main body 2 in which the switch lever 4 is turned on, the latch lever 93 is kept in contact with the stopper portion 96 (the state shown in FIG. 19).
  • the reset arm 91 is in a state where the operating portions 91a, 91a are displaced forward, so that the lock ring 62 is displaceable to the front lock position side and the transmission H
  • the low-speed and high-torque output state can be displaced to a position to be locked.
  • the reset arm 91 is pushed by the arm operating portion 4a of the switch lever 4 and tilted in the anti-reset direction because the rear side operating portion 93b of the latch lever 93 is positioned in front of the engaging portion 91b. It is locked in the state (position shown in FIG. 19).
  • the rear operating portion 93 b is retracted obliquely downward and is disengaged from the engaging portion 91 b of the reset arm 91. Therefore, the engaging portion 91b can be displaced to the front side, and therefore the reset arm 91 is tilted in the reset direction (counterclockwise direction in the figure) by the biasing force of the torsion springs 97.
  • the reset arm 91 is tilted in the reset direction by the torsion springs 97, 97, whereby the engaging projections 62b, 62b are pushed backward by the operating portions 91a, 91a, so that the lock ring 62 is displaced to the unlock side.
  • the second delay mechanism D2 delays a predetermined time, and then the reset mechanism 90 operates to lock the lock ring 62. Is returned to the unlocked position.
  • the transmission H is reset to the initial high speed low torque output state.
  • the engaging wall portion 62c moves backward together with the lock ring 62, so that each engaging ball 61 moves to the central portion 16a of the holding hole 16. It becomes a displaceable state.
  • each engaging ball 61 when each engaging ball 61 is returned to the central portion 16a of the holding hole 16, the escape recess 62a is positioned outward in the radial direction (upper side in FIG. 23). For this reason, each engaging ball 61 is pushed out to the position (unlock position) where it does not protrude to the inner peripheral side of the gear housing 15 by the retreating operation of the second-stage internal gear 34, and the relief recess 62a as shown in FIG. Returned in. Each engagement ball 61 is returned into the escape recess 62a, and the holding hole 16 is closed by the flange portion 34b of the second-stage internal gear 34, whereby each engagement ball 61 is held in the escape recess 62a.
  • the engagement balls 61 to 61 are connected to the lock ring 62 in the shift lock mechanism 60 for locking the low speed and high torque output state of the shift lock mechanism 60.
  • the second-stage internal gear 34 is locked so as not to move in the axis J direction at the rotation restricting position by being fitted into the engagement groove 34c of the second-stage internal gear 34 from within the relief recess 62a.
  • each engaging ball 61 is displaced from the central portion 16a of the holding hole 16 to the end portion 16b in a state where the engaging ball 61 is fitted in the engaging groove portion 34c of the second step internal gear 34, whereby the second step internal gear. 34 is locked non-rotatably.
  • Each engaging ball 61 can enter the escape recess 62a only when it is located at the central portion 16a of the holding hole 16, and enters the escape recess 62a when it is located at the end 16b of the holding hole 16. It is a configuration that can not be. According to such a configuration, at the stage where the switch lever 4 is turned off and the transmission H is reset by the reset mechanism 90, the second-stage internal gear 34 is allowed to rotate after the lock ring 62 is retracted to the unlock position. The engagement balls 61 to 61 need to be returned from the end portion 16b of the holding hole 16 to the central portion 16a before returning to the position, and the second stage internal gear 34 is required for the time (20 to 30 msec).
  • the engagement of the clutch teeth 34a to 34a with the clutch teeth 23a to 23a of the first stage carrier 23 is delayed. Therefore, after the engaging balls 61 to 61 are displaced from the central portion 16a to the end portion 16b of the holding hole 16 by the rotational torque of the second-stage internal gear 34 in the rotation restricting position, the rotational torque is removed.
  • a configuration in which the compression spring 35 acting via the second-stage internal gear 34 returns to the central portion 16a from the end portion 16b of the holding hole 16 constitutes the first delay mechanism D1.
  • the first delay mechanism D1 after the switch lever 4 is turned off, the inertial rotation of the electric motor 10 and the first stage carrier 23 is stopped or just before the stop, the second stage internal to the clutch teeth 23a to 23a. Since the clutch teeth 34a to 34a of the gear 34 are engaged with each other, the impact at the time of the engagement is greatly reduced, whereby the durability of both the clutch teeth 23a to 23a, 34a to 34a and the transmission H can be improved. .
  • the second delay mechanism D ⁇ b> 2 mainly including the latch lever 93 is interposed between the switch lever 4 and the reset arm 91.
  • the time required for the latch lever 93 to tilt at a certain angle against the torsion spring 95 when the switch lever 4 is turned off has elapsed.
  • the reset arm 91 is tilted in the reset direction by the torsion springs 97, 97, and the lock ring 62 is returned to the unlock position. For this reason, after the switch lever 4 is turned off, the time for the lock ring 62 to return to the unlocked position is delayed until the latch lever 93 tilts at a certain angle.
  • an engagement wall portion 62c is provided on the inner peripheral side of the lock ring 62 corresponding to each relief recess 62a, and the center portion 16a of the holding hole 16 is covered with this engagement wall portion 62c, whereby By restricting the return to the central portion 16a, it is possible to prevent the lock state by the shift lock mechanism 60 from being inadvertently released (without depending on the reset mechanism 90).
  • the transmission H is reset by turning off the switch lever 4 and is reset without causing a large impact by the second delay mechanism D2.
  • each engaging ball 61 is displaced in the end 16b of the holding hole 16 in the direction intersecting the displacement direction (axis J direction) of the lock ring 62, and the second-stage internal gear 34 is rotated.
  • the transmission H is locked in the low speed and high torque output state.
  • the stroke (displacement amount) between the lock position and the unlock position of the lock ring 62 is reduced, the entry of each engagement ball 61 into the escape recess 62a is restricted and more reliably. Since the lock state can be ensured, the stroke of the lock ring 62 can be reduced, and as a result, even when the pulling operation amount of the switch lever 4 is insufficient (when the trigger is not pulled easily), the stroke can be ensured.
  • a shift lock state can be realized.
  • first and second delay mechanisms D1 and D2 a configuration including only one of the delay mechanisms may be employed.
  • first delay mechanism D1 the configuration in which the holding hole 16 is formed in a V shape is illustrated, but a holding hole having a long groove shape that is long in the circumferential direction may be used.
  • an engagement wall portion 62c extending in a certain range in the circumferential direction is provided on the inner peripheral side of the lock ring 62, and the center portion 16a of the holding hole 16 is covered with the engagement wall portion 62c, whereby the center of the engagement ball 61 is provided.
  • a restricting convex portion 62d is integrally provided on the inner peripheral side of the lock ring 62 as shown by a two-dot chain line in FIG. It is good also as a structure. Returning the engaging sphere 61 to the central portion 16a can be restricted by setting the restricting convex portion 62d to protrude from the central portion 16a of the holding hole 16, and the illustrated engaging wall portion 62c and Similar effects can be obtained.
  • the present invention can be similarly applied to the case where the electric tool 1 is used as a screw tightening machine and the spindle 11 is rotated in the reverse direction.
  • the rotation direction of the second-stage internal gear 34 is reversed. It is displaced to one end portion 16b (for example, the lower end portion 16b in FIG. 8).

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Abstract

　電動ねじ締め機において、スピンドルの外部トルクの増大に伴って自動的に低速高トルク出力状態に変速され、この出力状態が変速ロック機構によってロックされ、このロック状態はスイッチレバーのオフ操作によりリセットされる構成を備え、変速装置の第２段インターナルギヤが第１段キャリアと一体で回転する高速低トルク出力状態と、第２段インターナルギヤが第１段キャリアから切り離されてその回転が規制されることにより低速高トルク出力状態に切り換わる構成とした場合に、リセット時における第１段キャリアと第２段インターナルギヤの噛み合い時の衝撃を低減して変速装置の耐久性を高める。　スイッチレバーのオフ操作による電動モータ停止のタイミングに対して変速装置がリセットされるタイミングを遅延機構（Ｄ１）によりずらして、惰性回転停止後に第１段キャリア（２３）に第２段インターナルギヤ（３４）を噛み合わせてその衝撃を低減する。

Description

電動工具
　この発明は、例えば電動ドライバやねじ締め機等の主として回転動力を出力する電動工具に関する。
　一般にこの種の電動工具は、駆動源としての電動モータの回転動力を変速装置によって減速して必要な回転トルクを出力する構成を備えている。多くの場合変速装置には、遊星歯車機構が用いられている。
　例えば、ねじ締め機では、締め付け当初は小さなトルクで足り、締め付けが進行するに従って徐々に大きな回転トルクが必要となる。このため、締め付け当初では変速装置の減速比を小さくして高速低トルクを出力し、締め付け途中で変速装置の減速比を大きくして低速高トルクを出力することが、迅速かつ確実なねじ締めを行う観点で要求される機能となる。しかも、締め付け途中の段階で、ねじ締めビットを経てスピンドル（出力軸）に付加される締め付け抵抗（負荷トルク）が一定値に達した時点で自動的に減速比が切り換わることが使い勝手の点で要求される。
　下記の特許文献２には、電動モータの出力軸とねじ締めビットを装着したスピンドルとの間に２段階の遊星歯車機構を有する変速装置を介装したねじ締め機が開示されている。この変速装置によれば、ねじ締め当初では出力側の２段目の遊星歯車機構（第２段遊星）のインターナルギヤと１段目の遊星歯車機構（第１段遊星）のキャリアが回転について一体化された状態とすることにより第１段遊星のキャリアと第２段遊星のキャリアが直結される結果、高速低トルクが出力されて迅速なねじ締めがなされる。ねじ締めが進行して使用者がねじ締め機の押し付け力を強くすると、第２段遊星のインターナルギヤが軸方向へ相対変位して第１段遊星のキャリアから回転について切り離されて固定されることにより、第２段遊星での減速が有効となって第１段遊星での減速に加わる結果当該変速装置の減速比が大きくなって低速高トルクが出力されて確実なねじ締めがなされる。
　また、別の従来技術によれば、この低速高トルク出力状態は、第２段遊星のインターナルギヤを第１段遊星のキャリアから切り離した位置に保持することによってロックされる。この場合、リセット機構により、インターナルギヤのロック状態を解除して第１段遊星のキャリアに回転について一体化された初期位置に戻すことによって当該変速装置が高速低トルク出力状態（初期状態）にリセットされる。
　下記の特許文献１には、自動変速により切り換わった低速高トルク出力状態を初期状態の高速低トルク出力状態に戻すためのリセット機構が開示されている。この従来のリセット機構によれば、本体部の動作を停止させるためになされるスイッチレバーの戻し動作（オフ操作）を利用して変速装置を初期状態（高速低トルク出力状態）に戻す構成であるので、当該ねじ締め機の使用者の特別の操作を必要とすることなく、変速装置を初期状態にリセットすることができる。
特許第３０８４１３８号公報 特許第３２８９９５８号公報
　しかしながら、これら従来のリセット機構には次のような問題があった。従来のリセット機構は、スイッチレバーをオフ操作すると、これとほぼ同時に第２段遊星のインターナルギヤが初期位置に瞬時に戻される構成となっていた。一方、スイッチレバーのオフ操作により電源が遮断された直後では、電動モータが完全に停止するまでの間惰性により回転し、従って第１段遊星のキャリアが僅かな時間であるが惰性により回転する状態となる。このため、スイッチレバーのオフ操作によりリセット機構が作動すると、惰性により回転する第１段遊星のキャリアに対して回転規制状態であった第２段遊星のインターナルギヤが回転について噛み合わされることとなって、この噛み合い時の衝撃が当該変速装置の耐久性を損なうおそれがあった。
　そこで、本発明は、スイッチレバーのオフ操作を利用して変速装置を初期状態にリセットするリセット機構において、リセット時の衝撃を低減して当該変速装置の耐久性を高めることを目的とする。
　このため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成の電動工具とした。
　請求項１記載の電動工具によれば、スイッチレバーをオン操作すると電動モータが起動して当該電動工具を動作させることができる。電動工具の動作中、スピンドルに付加される外部トルクが増大すると、第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転規制位置に変位してその回転が規制され、その結果変速装置が低速高トルク出力状態に自動的に切り換わる。第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアと一体で回転することにより変速装置の減速比が小さくなって高速低トルク出力状態となり、第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアから切り離されて回転が規制されることにより変速装置の減速比が大きくなって低速高トルク出力状態となる。
　この低速高トルク出力状態は変速ロック機構によってロックされ、このロック状態は、スイッチレバーのオフ操作により作動するリセット機構により解除されて変速装置が初期状態にリセットされる。
　スイッチレバーのオフ操作によりなされる電動モータの停止のタイミングと、リセット機構によりなされる変速ロック機構の解除のタイミングが遅延機構によって時間的にずれている。このため、スイッチレバーのオフ操作後、電動モータが惰性回転を終了した後若しくは終了する間際に、変速ロック機構が解除されて第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合う回転許容位置に戻される。
　このように、請求項１記載の電動工具によれば、低速高トルク出力状態での作動終了後にスイッチレバーをオフ操作すると、電動モータが停止後、一定時間遅れて変速ロック機構が解除されて変速装置が初期状態にリセットされる。このため、電動モータが停止してその惰性回転が終了若しくは終了する間際になって、第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転許容位置に戻されて第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合わされることから、噛み合い時における衝撃を従来よりも大幅に低減して当該変速装置の耐久性を高めることができる。
　この点、従来は、電動モータが停止した直後若しくはほぼ同時であって、第１段遊星歯車機構のキャリアが惰性回転する段階で、回転が規制された第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが噛み合わされる構成であったので、噛み合い時の衝撃が大きく、その結果変速装置の耐久性が損なわれていた。
　請求項２記載の電動工具によれば、スピンドルに付加される外部トルクが増大すると第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアから切り離されて回転規制位置に変位することにより当該変速装置が低速高トルク出力状態に自動的に切り換わる。この低速高トルク出力状態は、ロックリングがロック位置に変位して係合球が第２段インターナルギヤに係合することによってロックされる。回転が規制された第２段遊星歯車機構のインターナルギヤには、遊星ギヤを経て回転トルクが付加される。この回転トルクによって係合球が、ロックリングの変位方向に対して交差する方向に変位する。この係合球の変位が許容されるように保持孔が例えば機軸回りに長い長溝孔形状に形成されている。係合球がロックリングの変位方向に交差する方向に変位すると、逃がし凹部内へ進入不能となって当該係合球によりインターナルギヤが回転規制位置にロックされた状態に保持される。このため、リセット機構により変速装置が初期状態にリセットされる段階であって、ロックリングの逃がし凹部内に係合球が収容されて第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転規制位置から回転許容位置に変位して第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合わされるためには、係合球が保持溝内をロックリングの変位方向に交差する方向に変位する必要があり、そのために要する時間だけ遅れてロックリングがアンロック位置に戻されて第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転許容位置に戻される。
　このことから、スイッチレバーのオフ操作後、電動モータの惰性回転が終了し、若しくは終了する間際に、第２遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合わされて初期状態にリセットされることから、第１段遊星歯車機構のキャリアに対する第２段遊星歯車機構のインターナルギヤの噛み合い時点での衝撃を大幅に低下させて当該変速装置の耐久性を高めることができる。
　請求項３記載の電動工具によれば、スイッチレバーのオフ操作により電動モータが停止した後、リセットアームに対する当該スイッチレバーの空走時間に相当する時間だけおくれてロックリングがアンロック位置に戻されて第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転規制位置から回転許容位置に戻され、これにより第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合わされて当該変速装置が初期状態にリセットされる。
　このため、請求項３記載の電動工具においても、スイッチレバーのオフ操作後、電動モータの惰性回転が停止し、若しくは停止する間際に第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合わされて初期状態にリセットされることから、当該インターナルギヤとキャリアとの噛み合い時点での衝撃を従来よりも大幅に低減して当該変速装置の耐久性を高めることができる。
本実施形態の電動工具の全体の縦断面図である。本図は、変速装置の初期状態を示している。 本実施形態に係る変速装置の拡大図である。本図は、変速装置の初期状態であって高速低トルク出力状態を示している。 本実施形態に係る変速装置の拡大図である。本図は、変速装置が低速高トルク出力状態に切り換わった状態を示している。 変速ロック機構の拡大図である。本図は、変速ロック機構のアンロック状態であって変速装置の初期状態を示している。 ロックリング単体の斜視図である。 ギヤハウジング単体の斜視図である。 変速ロック機構及び第１遅延機構の一部縦断面の拡大図である。本図では、変速装置の初期状態であってロックリングがアンロック位置に位置する状態を示している。本図では、ロック位置に移動したロックリングの前部が二点鎖線で示されている。 図７の(VIII)矢視図であって、第１遅延機構における係合球と保持孔とロックリングの位置関係を展開して示す図である。本図では、ロックリングの位置についてアンロック位置が実線で示され、ロック位置が二点鎖線で示されている。本図では、係合球が保持孔の中央に位置する状態が示されている。 変速ロック機構及び第１遅延機構の一部縦断面の拡大図である。本図では、変速装置の低速高トルク出力状態であって第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転規制位置に変位した状態が示されている。また、本図では、係合球がインターナルギヤの係合溝部に嵌り込んで、ロックリングがロック位置に変位した状態が示されている。 図９の(X)矢視図であって、第１遅延機構における変速装置の低速高トルク出力状態における係合球と保持孔とロックリングの位置関係を展開して示す図である。本図では、係合球が保持孔の中央に位置する状態で示されている。 変速ロック機構及び第１遅延機構の一部縦断面の拡大図である。本図では、変速装置の低速高トルク出力状態であって第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転規制位置に変位した状態が示されている。また、本図は、係合球が保持孔の端部に変位したことによる機軸方向の距離に相当する距離だけロックリングがさらに前側へ変位した状態を示している。 図１１の(XII)矢視図であって、第１遅延機構における変速装置の低速高トルク出力状態における係合球と保持孔とロックリングの位置関係を展開して示す図である。本図は、図１０と比較すると係合球が保持孔の端部に変位している点で異なっており、その結果ロックリングがさらに前側へ変位して係合壁部によって保持孔の中央部が覆われた状態となっている点で異なっている。 変速ロック機構におけるリセット機構の側面図である。本図は、ロックリングが前側のロック位置に位置する状態を示している。 変速ロック機構におけるリセット機構の側面図である。本図は、ロックリングが後ろ側のアンロック位置に戻された状態を示している。 リセットアーム単体の斜視図である。 リセットアームを前側から見た図である。 第２遅延機構の側面図である。本図では、スイッチレバーが初期位置に位置し、従ってリセットアームはリセット位置に戻されてロックリングがアンロック位置に保持された状態で示されている。 第２遅延機構の側面図である。本図では、スイッチレバーがオン操作される途中の段階が示されている。本図では、リセットアームがスイッチレバーのアーム作動部で押されて非リセット位置に向けて傾動し始めた段階が示されている。また、本図では、ロックリングがアンロック位置に位置する状態で示されている。 第２遅延機構の側面図である。本図では、スイッチレバーがオン操作された状態が示されている。リセットアームが非リセット位置にロックされた状態で示されている。また、本図では、アンロック位置のロックリングが実線で示され、ロック位置のロックリングが二点鎖線で示されている。 第２遅延機構の側面図である。本図では、スイッチレバーがオフ操作される途中の段階が示されている。本図では、リセットアームがラッチレバーによって非リセット位置にロックされた状態のままであり、従ってスイッチレバーリセットアームに対して空走していることが示されている。本図では、ロック位置のロックリングが実線で示され、アンロック位置のロックリングが二点鎖線で示されている。 第２遅延機構の側面図である。本図では、図１７に示す状態と同じであって、スイッチレバーが初期位置に戻された結果、ラッチレバーが外れてリセットアームがリセット位置に戻され、その結果ロックリングがアンロック位置に戻された状態を示している。 変速ロック機構及び第１遅延機構の一部縦断面の拡大図である。本図では、変速装置の低速高トルク出力状態であって第２段遊星歯車機構のインターナルギヤが回転規制位置にロックされた状態が示されている。本図は、リセット機構によりロックリングがアンロック位置に戻されたが、係合球が保持孔の端部に位置するため逃がし凹部に退避できない結果、インターナルギヤが回転規制位置にロックされた状態のままであることが示されている。 変速ロック機構及び第１遅延機構の一部縦断面の拡大図である。本図では、リセット機構によってロックリングがアンロック位置に戻され、第２段遊星歯車機構のインターナルギヤに対する回転トルクが除去された結果係合球が保持孔の中央部に戻され、その結果、係合球がインターナルギヤの係合溝から逃がし凹部内に戻される直前の瞬間的な状態を示している。
　次に、本発明の実施形態を図１～図２３に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電動工具１の全体を示している。本実施形態では、電動工具１の一例として充電式電動ドライバドリルを例示する。この電動工具１は、先端工具としてドライバビットを装着することにより電動ねじ締め機として用いることができ、ドリルビットを装着することにより孔明け加工用の電動ドリルとして用いることができる。
　この電動工具１は、本体部２とハンドル部３を備えている。本体部２は概ね円柱体形状を有するもので、その長手方向（機軸方向）の中程から側方へ突き出す状態にハンドル部３が設けられている。
　ハンドル部３の基部前側には、トリガ形式のスイッチレバー４が配置されている。このスイッチレバー４を使用者が指先で引き操作（オン操作）すると、本体部２の後部に内蔵された電動モータ１０が起動する。また、ハンドル部３の先端には、バッテリパック５を取り付けるためのバッテリ取り付け台座部６が設けられている。このバッテリパック５を電源として電動モータ１０が作動する。
　電動モータ１０の回転動力は、三つの遊星歯車機構を有する変速装置Ｈにより減速されてスピンドル１１に出力される。スピンドル１１の先端には、先端工具を装着するためのチャック１２が取り付けられている。
　三つの遊星歯車機構は電動モータ１０からスピンドル１１に至る動力伝達経路に介在されている。以下、動力伝達経路の上流側（電動モータ１０側）から第１段遊星２０、第２段遊星３０、第３段遊星４０と言う。この第１～第３段遊星２０，３０，４０の詳細が図２及び図３に示されている。第１～第３段遊星２０，３０，４０は、本体部２に固定した円筒形のギヤハウジング１５内に組み込まれて、電動モータ１０の出力軸１０ａに同軸に配置され、またスピンドル１１に同軸に配置されている。以下、スピンドル１１の回転軸線（電動モータ１０の出力軸１０ａの回転軸線）を機軸Ｊとも言う。この機軸Ｊ上に電動モータ１０、第１～第３段遊星２０，３０，４０及びスピンドル１１が配置されている。この機軸Ｊに沿った方向が当該電動工具１の機軸方向であり、この機軸方向が本体部２の長手方向となる。
　電動モータ１０の出力軸１０ａに第１段遊星２０の第１段太陽ギヤ２１が取り付けられている。この第１段太陽ギヤ２１には三つの第１段遊星ギヤ２２～２２が噛み合わされている。この三つの第１段遊星ギヤ２２～２２は、第１段キャリア２３に回転自在に支持されている。また、この三つの第１段遊星ギヤ２２～２２は、第１段インターナルギヤ２４に噛み合わされている。第１段インターナルギヤ２４は、ギヤハウジング１５の内面に沿って取り付けられている。この第１段インターナルギヤ２４は、機軸Ｊ回りに回転不能かつ機軸Ｊ方向に移動不能に固定されている。
　第１段キャリア２３の前面中心には、第２段遊星３０の第２段太陽ギヤ３１が一体に設けられている。この第２段太陽ギヤ３１には三つの第２段遊星ギヤ３２～３２が噛み合わされている。この三つの第２段遊星ギヤ３２～３２は、第２段キャリア３３に回転自在に支持されている。また、この三つの第２段遊星ギヤ３２～３２は、第２段インターナルギヤ３４に噛み合わされている。この第２段インターナルギヤ３４は、機軸Ｊ回りに回転可能かつ機軸Ｊ方向に一定の範囲で変位可能な状態でギヤハウジング１５の内面に沿って支持されている。この第２段インターナルギヤ３４の詳細については後述する。
　第２段キャリア３３の前面中心には、第３段遊星４０の第３段太陽ギヤ４１が一体に設けられている。この第３段太陽ギヤ４１には三つの第３段遊星ギヤ４２～４２が噛み合わされている。この三つの第３段遊星ギヤ４２～４２は、第３段キャリア４３に回転自在に支持されている。また、この三つの第３段遊星ギヤ４２～４２は、第３段インターナルギヤ４４に噛み合わされている。この第３段インターナルギヤ４４はギヤハウジング１５の内面に沿って取り付けられている。この第３段インターナルギヤ４４は、機軸Ｊ回りに回転不能かつ機軸Ｊ方向に移動不能に固定されている。
　第３段キャリア４３の前面中心にスピンドル１１が同軸に結合されている。スピンドル１１は、軸受け１３，１４を介して機軸Ｊ回りに回転自在に支持されている。このスピンドルの先端にチャック１２が取り付けられている。
［自動変速装置Ｈ］
　前記したように第２段インターナルギヤ３４は、機軸Ｊ回りに回転可能かつ機軸Ｊ方向に一定の範囲で移動可能に支持されている。この第２段インターナルギヤ３４の後面には、周方向に沿って複数のクラッチ歯３４ａ～３４ａが設けられている。このクラッチ歯３４ａ～３４ａは、第１段キャリア２３の前面に同じく周方向に沿って設けたクラッチ歯２３ａ～２３ａに噛み合わされている。図２は、第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａ～３４ａが第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ～２３ａに噛み合った状態を示している。この噛み合い状態では、第２段インターナルギヤ３４は機軸Ｊ方向について後側（図２において左側）の回転許容位置に位置しており、この回転許容位置では第２段インターナルギヤ３４は第１段キャリア２３と一体で回転し、従ってこの場合には第２段太陽ギヤ３１と第２段インターナルギヤ３４が一体で回転する。
　スピンドル１１を経て第２段インターナルギヤ３４に一定以上の外部トルクが付加されると、第１段キャリア２３に対して第２段インターナルギヤ３４が相対回転してクラッチ歯３４ａとクラッチ歯２３ａの噛み合いが外れ、その結果第２段インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向前側（図２において右側）へ変位する。
　第２段インターナルギヤ３４は、圧縮ばね３５によって上記回転許容位置側へ付勢されている。このため、第２段インターナルギヤ３４はこの圧縮ばね３５の付勢力に抗して機軸Ｊ方向前側（クラッチ歯２３ａ，３４ａが外れる方向）へ変位する。また、この圧縮ばね３５の付勢力に基づいて、第２段インターナルギヤ３４が前側へ変位して減速比が切り換わるための一定の外部トルクが設定されている。
　圧縮ばね３５は、第２段インターナルギヤ３４の前面に対して押圧板３６を介在させて作用している。すなわち、第２段インターナルギヤ３４は、その前面に当接された円環形状の押圧板３６を介して作用する圧縮ばね３５の付勢力によってクラッチ歯３４ａ，２３ａが噛み合う方向であって回転許容位置側に押し付けられている。
　押圧板３６の後側には転動板３７が配置されている。転動板３７も円環形状を有しており、第２段インターナルギヤ３４の周囲に沿って機軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。この転動板３７と、第２段インターナルギヤ３４の周面に設けたフランジ部３４ｂの前面との間には、多数の鋼球３８～３８が挟み込まれている。この鋼球３８～３８と転動板３７が、第２段インターナルギヤ３４を回転自在に支持しつつ圧縮ばね３５の付勢力を作用させるためのスラスト軸受けとして機能する。
　図１，２，４に示す状態は、スピンドル１１に一定値以上の外部トルクが作用していない状態若しくは無負荷状態であって、押圧板３６を介して第２段インターナルギヤ３４に圧縮ばね３５の付勢力が作用し、その結果当該第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に保持されて第１段キャリア２３と一体で回転する状態となっている。この状態が変速装置Ｈの初期状態である。
　第２段インターナルギヤ３４が後側の回転許容位置に位置することによりそのクラッチ歯３４ａ～３４ａが第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ～２３ａに噛み合った状態では、第２段インターナルギヤ３４が第１段キャリア２３と一体で回転し、従って第２段遊星歯車機構３０の減速比は小さくなる結果、スピンドル１１は高速かつ低トルクで回転する（高速低トルク出力状態）。これに対して、スピンドル１１に付加される外部トルクが一定値以上に達して第２段インターナルギヤ３４が前側の回転規制位置に変位することによりそのクラッチ歯３４ａ～３４ａと第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ～２３ａとの噛み合いが外れた状態では、第１段遊星による減速に第２段遊星３０による減速が付加される結果、スピンドル１１は低速かつ高トルクで回転する（低速高トルク出力状態）。前者の高速低トルク出力状態と後者の低速高トルク出力状態との切り換えがスピンドル１１に付加される外部トルクに基づいて自動的になされる。
　スピンドル１１に付加される外部トルクの増大に伴って一旦切り換わった低速高トルク出力状態は、以下説明する変速ロック機構６０によりロックされる。
［変速ロック機構６０］
　次に、変速装置Ｈは、第２段インターナルギヤ３４を回転規制位置にロックして当該変速装置Ｈを低速高トルク出力状態にロックする変速ロック機構６０を備えている。
　この変速ロック機構６０は、ギヤハウジング１５の外周側に支持された円環形状のロックリング６２を備えている。このロックリング６２は、機軸Ｊ方向に一定の範囲で移動可能に支持されている。このロックリング６２の後面と、ギヤハウジング１５側との間には、圧縮ばね６３が介装されている。この圧縮ばね６３によってロックリング６２は、前側のロック位置側に付勢されている。
　図５には、ロックリング６２が単独で示されている。このロックリング６２の内周面には、３つの逃がし凹部６２ａ～６２ａが設けられている。この３つの逃がし凹部６２ａ～６２ａは、機軸Ｊ回りの周方向３等分位置に配置されている。
　図６にはギヤハウジング１５が単独で示されている。ギヤハウジング１５の周囲３等分位置には、Ｖ字形の保持孔１６～１６が設けられている。この３つのＶ字形の保持孔１６～１６は、それぞれその両端部１６ｂ，１６ｂを前側に位置させ、中央部１６ａを後ろ側に位置させた向きに配置されている。この３つの保持孔１６～１６内に、それぞれ１つの係合球６１が、ギヤハウジング１５内に突き出す位置と突き出さない位置との間を変位可能な状態で保持されている。
　図７～図１２には、変速装置Ｈが高速低トルク出力状態と低速高トルク出力状態との間で切り換わる段階における、第２段インターナルギヤ３４と各係合球６１とロックリング６２との位置関係（変速ロック機構６０の動作状態）が示されている。
　図７には、当該変速装置Ｈの初期状態（図２及び図４に示す状態と同じ）が示されている。この初期状態では、第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５の付勢力によって後ろ側の回転許容位置に位置している。このため、ロックリング６２は圧縮ばね６３に抗して後ろ側のアンロック位置に位置して、各係合球６１が逃がし凹部６２ａ内に退避してギヤハウジング１５内に突き出さない位置に保持された状態となっている。その結果、ロックリング６２は、後ろ側のアンロック位置に保持された状態となっている。各係合球６１が逃がし凹部６２ａ内に進入してロックリング６２が後ろ側のアンロック位置に保持されていることから各係合球６１は、図８に示すように保持孔１６の中央部１６ａに保持される。
　図９及び図１０には、スピンドル１１の外部トルクが高まって第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５に抗して前側の回転規制位置に変位した状態が示されている。第２段インターナルギヤ３４が、そのクラッチ歯３４ａ～３４ａを第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ～２３ａから離脱させるために必要な距離だけ前側へ変位すると、各保持孔１６の下側からフランジ部３４ｂが前側へ外れて係合溝部３４ｃが位置する状態となるため、各係合球６１がギヤハウジング１５の内周側へ突き出して係合溝部３４ｃ内に進入した状態となる。各係合球６１が係合溝部３４ｃ内に嵌り込んでギヤハウジング１５の外周側への突き出し寸法が小さくなることにより、ロックリング６２が圧縮ばね６３の付勢力によって前側へ変位する。
　各係合球６１は、ロックリング６２の逃がし凹部６２ａの端部（傾斜面）に押されることによって確実に係合溝部３４ｃ内に進入する。各係合球６１が圧縮ばね６３の間接作用によって係合溝部３４ｃ内に押し込まれることにより、第２段インターナルギヤ３４がさらに僅かな距離（例えば３ｍｍ）だけ前側へ変位する。
　各係合球６１を係合溝部３４ｃ内に押し込みつつ、ロックリング６２が圧縮ばね６３によって前側のロック位置に変位すると、図１０に示すように各係合球６１に対して逃がし凹部６２ａが前側へ外れるため、各係合球６１が係合溝部３４ｃ内に進入した状態に固定される。各係合球６１が係合溝部３４ｃ内に固定されることにより、第２段インターナルギヤ３４が第１段キャリア２３から切り離された位置にロックされる。
　第２段インターナルギヤ３４には、第１段キャリア２３から切り離された後には、第２段遊星ギヤ３２～３２の噛み合いを経て回転トルクが付加されている。この回転トルクによって第２インターナルギヤ３４は、第１段キャリア２３から切り離された後に瞬間的に僅かな角度だけ回転する。一方、係合溝部３４ｃは、各係合球６１に対応して第２段インターナルギヤ３４の周方向３等分位置に一定の角度範囲で設けられている。このため、第２段インターナルギヤ３４が僅かな角度だけ回転することによって、３つの係合球６１～６１がそれぞれ各係合溝部３４ｃの周方向端部の係合壁部３４ｄに係合され、この係合状態のまま第２インターナルギヤ３４が一定角度だけ回転することにより、各係合球６１がロックリング６２の変位方向（機軸Ｊ方向）に交差する方向であって保持孔１６の一方の端部１６ｂに変位する。こうして各係合球６１が、第２段インターナルギヤ３４の各係合溝部３４ｃの端部（係合壁部３４ｄ）と、保持孔１６の端部１６ｂに挟み込まれることにより当該第２段インターナルギヤ３４の回転が規制された状態となる。
［第１遅延機構Ｄ１］
　変速ロック機構６０には、ロックリング６２によるロック状態を解除するタイミングについて、スイッチレバー４のオフ操作に対して一定時間ずらすための第１遅延機構Ｄ１が付加されている。
　前記したように各保持孔１６は前側へ開いたＶ字形に形成されていることから、各係合球６１が第２段インターナルギヤ３４の回転トルク（回転動作）によって保持孔１６の端部１６ｂに変位することによって、第２段インターナルギヤ３４が前側へ僅かな距離（例えば１．５ｍｍ）だけさらに変位する。この状態が図１１及び図１２に示されている。
　図１２に示すように各係合球６１が第２段インターナルギヤ３４に付加された回転トルクにより保持孔１６の端部１６ｂに変位することによって、当該各係合球６１が逃がし凹部６２ａに対して周方向（図１２では上側）にずれた状態となる。このため、第２段インターナルギヤ３４に第２段遊星ギヤ３２を経て回転トルクが付加されている間は、各係合球６１が保持孔１６の端部１６ｂに保持されて逃がし凹部６２ａ内に退避できないことから係合溝部３４ｃ内に進入した位置に確実にロックされる。こうして各係合球６１が係合溝部３４ｃの係合壁部３４ｄに係合し、かつ保持孔１６の端部１６ｂに保持されることにより、第２インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向前側の回転規制位置にロックされ、従って当該変速装置Ｈが低速高トルク出力状態にロックされた状態となる。
　また、ロックリング６２の内周面には各逃がし凹部６２ａに対応して係合壁部６２ｃが設けられている。図１２に示すように各係合球６１がギヤハウジング１５の内周側に突き出してロックリング６２が圧縮ばね６３の付勢力によってロック位置に変位すると、これと一体で係合壁部６２ｃが前側に変位して保持孔１６の中央部１６ａを覆う状態になる。このため、各係合球６１は係合壁部６２ｃによって保持孔１６の中央部１６ａに変位できず、その端部１６ｂに保持された状態にロックされる。これによれば、低速高トルク出力状態において、スピンドル１１に付加される外部トルクが低下し、若しくは無負荷状態になっても、ロックリング６２が圧縮ばね６３に抗してアンロック位置まで後退しない限り（変速ロック機構６０が解除されない限り）、各係合球６１は保持孔１６の端部１６ｂに保持されて中央に変位できない状態に保持され、その結果逃がし凹部６２ａ内に戻ることができないためギヤハウジング１５の内周側に突き出して係合溝部３４ｃ内に嵌り込んだ状態に保持される。このため、スピンドル１１の外部トルクが低下等しても第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置にそのまま保持されて当該変速装置Ｈが低速高トルク出力状態に維持される。
　変速ロック機構６０のロック状態は、係合球６１が保持孔１６の端部１６ｂから中央部１６ａに戻された後に、当該係合球６１が逃がし凹部６２ａ内に退避することにより解除されることから、当該変速装置Ｈの初期状態へのリセットは、係合球６１が保持孔１６の端部１６ｂから中央部１６ａまで戻るのに必要な時間だけ遅れる。このことから、各係合球６１を保持する保持孔１６をＶ字形に形成して、第２段インターナルギヤ３４の係合溝部３４ｃに係合した状態の各係合球６１を、ロックリング６２の変位方向（機軸Ｊ方向）に交差する方向であって当該保持孔１６の中央部１６ａから端部１６ｂに変位させる構成が第１遅延機構Ｄ１に相当する。
［リセット機構９０］
　変速ロック機構６０のロック状態は、以下説明するリセット機構９０によってロックリング６２がアンロック側（初期位置）に戻されることにより解除されて、当該変速装置Ｈが初期状態に戻されるようになっている。このリセット機構９０の詳細が図１３以降に示されている。このリセット機構９０は、スイッチレバー４のオフ操作によって作動する。このリセット機構９０は、リセットアーム９１を備えている。
　図１５及び図１６に、リセットアーム９１が示されている。図示するようにこのリセットアーム９１は、概ね半円弧形に湾曲した形状を有しており、本体部２の下側ほぼ半周に沿って支持されている。このリセットアーム９１は、その両端部に左右対をなす作動部９１ａ，９１ａと、円弧中央の係合部９１ｂと左右一対の支持孔９１ｃ，９１ｃを備えている。左右の支持孔９１ｃ，９１ｃに、本体部２の左右側部に相互に同軸に設けた支軸９２，９２がそれぞれ挿入されて、当該リセットアーム９１が両支軸９２，９２を介して前後に傾動可能に支持されている。
　リセットアーム９１は、捩りばね９７，９７によってその作動部９１ａ，９１ａを後ろ側へ変位させるリセット方向に付勢されている。両捩りばね９７，９７のそれぞれの一端側はギヤハウジング１５側に係合され、他端側は相互に結合されてリセットアーム９１側に係合されている。この捩りばね９７，９７の付勢力によって当該リセットアーム９１がリセット側に傾動することにより、ロックリング６２がアンロック位置に戻されて当該変速装置Ｈが初期状態にリセットされる。
　図１３及び図１４に示すようにリセットアーム９１の係合部９１ｂは、本体部２の下面側に位置している。この係合部９１ｂが前後に変位することによって当該リセットアーム９１が前後に傾動する。
　一方、ロックリング６２の左右両側部には、係合凸部６２ｂ，６２ｂが設けられている。この両係合凸部６２ｂ，６２ｂの前側にリセットアーム９１の左右両作動部９１ａ，９１ａが当接される。後述するようにスイッチレバー４のオフ操作により係合部９１ｂが前側へ変位することによりリセットアーム９１が支軸９２，９２を中心にして図示反時計回り方向（リセット方向、図１４中白抜きの矢印で示す方向）に傾動する。リセットアーム９１が図１４中白抜きの矢印で示すリセット方向に傾動すると、係合凸部６２ｂ，６２ｂがそれぞれ作動部９１ａ，９１ａによって後ろ側へ押されるためロックリング６２が、図１４中二点鎖線で示す前側のロック位置から実線で示す後ろ側のアンロック位置に戻される。
　このリセットアーム９１は、スイッチレバー４のオンオフ操作に連係して傾動する。スイッチレバー４のオンオフ操作によるリセットアーム９１の動作状態が図１７～図２１に示されている。スイッチレバー４には、アーム作動部４ａとラッチ作動部４ｂが一体に設けられている。また、ハンドル部３の基部付近（本体部２の下部）であってこのスイッチレバー４のラッチ作動部４ｂとリセットアーム９１の係合部９１ｂとの間には、ラッチレバー９３が配置されている。このラッチレバー９３は、その長手方向ほぼ中央に結合した支軸９４を介して本体部２の下部に上下に傾動可能に支持されている。このラッチレバー９３は、捩りばね９５によって図示時計回り方向（リセット方向とも言う）に付勢されている。この捩りばね９５によって、ラッチレバー９３の前側作動部（支軸９４に対して前側の端部）９３ａは斜め下方へ変位する方向に付勢され、後ろ側作動部（支軸９４に対して後ろ側の端部）９３ｂは斜め上方へ変位する方向に付勢されている。このラッチレバー９３の図示時計回り方向の傾動範囲は、本体部２の下部に設けたストッパ部９６によって規制されている。
　図１７は、スイッチレバー４をオン操作していない初期状態を示している。この初期状態では、スイッチレバー４はばね付勢力によって前側のオフ位置に位置している。このオフ位置では、ラッチレバー９３の前側作動部９３ａがスイッチレバー４のラッチ作動部４ｂで押し上げられた状態であり、従ってラッチレバー９３の後ろ側作動部９３ｂが斜め下方に退避した状態となっている。ラッチレバー９３の後ろ側作動部９３ｂが斜め下方に退避することによって、リセットアーム９１の係合部９１ｂの後方への変位が許容される。
　この初期状態からスイッチレバー４を引き操作（オン操作）すると、本体部２において電動モータ１０が起動するとともに、図１８及び図１９に示すようにリセットアーム９１の係合部９１ｂがスイッチレバー４のアーム作動部４ａによって後ろ側へ押されることにより当該リセットアーム９１がその作動部９１ａ，９１ａを前側へ変位させる方向（反リセット方向）に傾動する。前記したようにリセットアーム９１は、捩りばね９７，９７によってその作動部９１ａ，９１ａを後ろ側へ変位させる方向（リセット方向）に付勢されている。このため、スイッチレバー４のオン操作は、捩りばね９７，９７に抗してリセットアーム９１を反リセット方向（図において時計回り方向）に傾動させつつなされる。
　また、スイッチレバー４がオン操作されてリセットアーム９１が図１７→図１８→図１９に示す過程を経て反リセット方向に傾動することによってその係合部９１ｂがラッチレバー９３の後ろ側作動部９３ｂに対して相対的に後ろ側へ変位する。一方、スイッチレバー４がオン操作されてそのラッチ作動部４ｂがラッチレバー９３の前側作動部９３ａに対して後ろ側へ外れる結果、図１９に示すようにラッチレバー９３は捩りばね９５の付勢力によって時計回り方向に傾動する。このことから、スイッチレバー４がオン操作された本体部２の作動中は、ラッチレバー９３がストッパ部９６に当接した状態（図１９に示す状態）に保持される。この状態では、図示するようにリセットアーム９１がその作動部９１ａ，９１ａを前側へ変位させた状態であることから、ロックリング６２が前側のロック位置側へ変位可能な状態であって変速装置Ｈの低速高トルク出力状態をロックする位置へ変位可能な状態となっている。リセットアーム９１は、スイッチレバー４のアーム作動部４ａで押され、かつその係合部９１ｂの前側にラッチレバー９３の後ろ側作動部９３ｂが位置していることにより、当該反リセット方向に傾動した状態（図１９に示す位置）にロックされている。
［第２遅延機構Ｄ２］
　図１９に示す本体部２の動作中において、変速装置Ｈが高速低トルク出力状態から低速高トルク出力状態に変速し、この状態が変速ロック機構６０のロックリング６２が図１９中二点鎖線で示すように前側のロック位置に変位することによりロックされる。この変速ロック状態は、スピンドル１１の負荷トルクが低下した状態（例えば無負荷状態）に移行しても保持される。
　この変速ロック状態は、スイッチレバー４をオフ操作することによって動作するリセット機構９０によってリセットされる。スイッチレバー４をオフ操作することによりなされるリセット機構９０の動作が図２０及び図２１に示されている。
　この変速装置Ｈが低速高トルク出力状態にロックされた状態において、スイッチレバー４がオフ操作によって前側へ変位すると、そのアーム作動部４ａが前側へ変位してリセットアーム９１の係合部９１ｂから離間する。しかしながら、この段階ではラッチレバー９３の後ろ側作動部９３ｂが未だ係合部９１ｂの前側に位置しているため、リセットアーム９１は反リセット方向に保持されており、従ってロックリング６２は図中実線で示す前側のロック位置に位置している。このことから、スイッチレバー４のオフ操作当初は、リセットアーム９１に対して一定距離だけ空走することになり、その時間だけリセット動作が遅れるようになっている。係る構成が第２遅延機構Ｄ２を構成している。
　図２１に示すようにスイッチレバー４がさらに前側へオフ操作されて初期位置に戻されると、そのラッチ作動部４ｂがラッチレバー９３の前側作動部９３ａの下側へ進入し、これにより当該前側作動部９３ａが上方へ押し上げられることによってラッチレバー９３が捩りばね９５に抗して図示反時計回り方向に傾動する。
　ラッチレバー９３が図２０から図２１に示す過程を経て図示反時計回り方向に傾動すると、その後ろ側作動部９３ｂが斜め下方に退避して、リセットアーム９１の係合部９１ｂから外れる。このため、係合部９１ｂは前側へ変位可能となり、従って当該リセットアーム９１が捩りばね９７，９７の付勢力によってリセット方向（図中反時計回り方向）へ傾動する。リセットアーム９１が捩りばね９７，９７によってリセット方向へ傾動し、これによりその作動部９１ａ，９１ａによって係合凸部６２ｂ，６２ｂが後ろ側へ押されることにより、ロックリング６２がアンロック側へ変位する。
　このようにスピンドル１１の外部トルクが低下し、若しくは除去された無負荷状態でスイッチレバー４をオフ操作すると、第２遅延機構Ｄ２によって一定時間遅れた後に、リセット機構９０が作動してロックリング６２がアンロック位置に戻される。ロックリング６２が圧縮ばね６３に抗してアンロック位置に戻されると、変速装置Ｈが初期状態の高速低トルク出力状態にリセットされる。
　図２２に示すようにロックリング６２がリセット機構９０によってアンロック位置に戻されると、これと一体で係合壁部６２ｃが後退するため、各係合球６１が保持孔１６の中央部１６ａへ変位可能な状態となる。一方、スピンドル１１の外部トルクが低下し、若しくは無負荷状態であることから、第２段インターナルギヤ３４には第２段遊星３２～３２を経て大きな回転トルクが付加されない状態となっている。このため、第２段インターナルギヤ３４を介して各係合球６１に対して保持孔１６の端部１６ｂに保持するための外力が付加されない状態となっている。このことから、ロックリング６２ひいては係合壁部６２ｃが後退すると、第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５の付勢力によって回転許容位置側に後退し始め、これに伴って係合溝部３４ｃに嵌り込んだ各係合球６１が保持孔１６の中央部１６ａへ押される。
　図２３に示すように各係合球６１が保持孔１６の中央部１６ａへ戻されると、その径方向外方（図２３では上側）に逃がし凹部６２ａが位置している。このため、各係合球６１が第２段インターナルギヤ３４の後退動作によってギヤハウジング１５の内周側へはみ出さない位置（アンロック位置）に押し出されて図７に示すように逃がし凹部６２ａ内に戻される。各係合球６１が逃がし凹部６２ａ内に戻されて、保持孔１６が第２段インターナルギヤ３４のフランジ部３４ｂで塞がれることにより、各係合球６１が逃がし凹部６２ａ内に保持され、従ってロックリング６２が後ろ側のアンロック位置にロックされる。こうしてリセット機構９０により変速ロック機構６０が解除され、これにより第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に戻されて当該変速装置Ｈが図２，４，７に示す初期状態にリセットされる。
　以上のように構成した変速装置Ｈを備えた電動工具１によれば、変速ロック機構６０の低速高トルク出力状態をロックするための変速ロック機構６０において、係合球６１～６１がロックリング６２の逃がし凹部６２ａ内から第２段インターナルギヤ３４の係合溝部３４ｃ内に嵌り込むことにより、当該第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置において機軸Ｊ方向に移動不能にロックされる。また、各係合球６１が第２段インターナルギヤ３４の係合溝部３４ｃ内に嵌り込んだ状態で保持孔１６の中央部１６ａから端部１６ｂへ変位することによって当該第２段インターナルギヤ３４が回転不能にロックされる。各係合球６１は、保持孔１６の中央部１６ａに位置する状態でのみ逃がし凹部６２ａ内に進入可能であり、保持孔１６の端部１６ｂに位置する状態では、逃がし凹部６２ａ内に進入することができない構成となっている。
　係る構成によれば、スイッチレバー４をオフ操作してリセット機構９０により変速装置Ｈをリセットする段階では、ロックリング６２をアンロック位置に後退させた後、第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に戻されるまでの間に、係合球６１～６１が保持孔１６の端部１６ｂから中央部１６ａへ戻される必要があり、そのための時間（２０～３０msec）だけ第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａ～３４ａと第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ～２３ａの噛み合いが遅れるようになっている。
　このことから、係合球６１～６１が回転規制位置における第２段インターナルギヤ３４の回転トルクによって保持孔１６の中央部１６ａから端部１６ｂに変位し、当該回転トルクが除去された後には第２段インターナルギヤ３４を経て作用する圧縮ばね３５の付勢力によって保持孔１６の端部１６ｂから中央部１６ａに戻される構成が第１遅延機構Ｄ１を構成している。
　この第１遅延機構Ｄ１によって、スイッチレバー４のオフ操作後に、電動モータ１０及び第１段キャリア２３の惰性回転が停止した後若しくは停止間際にそのクラッチ歯２３ａ～２３ａに対して第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａ～３４ａが噛み合わされることから当該噛み合わせ時の衝撃が大幅に低減され、これにより両クラッチ歯２３ａ～２３ａ、３４ａ～３４ａひいては変速装置Ｈの耐久性を高めることができる。
　また、例示したリセット機構９０によれば、スイッチレバー４とリセットアーム９１との間にラッチレバー９３を主体とする第２遅延機構Ｄ２が介装されている。この第２遅延機構Ｄ２によれば、スイッチレバー４のオフ操作時に、当該ラッチレバー９３が捩りばね９５に抗して一定角度傾動するために必要な時間（スイッチレバー４の空走時間）が経過した後にリセットアーム９１が捩りばね９７，９７によってリセット方向に傾動してロックリング６２がアンロック位置に戻される。このため、スイッチレバー４のオフ操作後、ラッチレバー９３が一定角度傾動するまでの時間だけロックリング６２がアンロック位置に戻される時間が遅くなることから、電動モータ１０及び第１段キャリア２３の惰性回転停止後若しくは停止間際に当該第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ～２３ａに第２段インターナルギア３４のクラッチ歯３４ａ～３４ａが噛み合わされることとなってより一層確実に噛み合わせ時の衝撃を低減して当該変速装置Ｈの耐久性を高めることができる。
　さらに、ロックリング６２の内周側に各逃がし凹部６２ａに対応して係合壁部６２ｃを設け、この係合壁部６２ｃによって保持孔１６の中央部１６ａを覆うことにより各係合球６１の中央部１６ａへの戻りを規制し、これにより当該変速ロック機構６０によるロック状態が不用意（リセット機構９０に依らないで）に解除されてしまわないようにすることができる。このことから、スピンドル１１の外部トルクが低減し若しくは無負荷状態になっても第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置にロックされた状態は解除されず、従って当該変速装置Ｈが低速高トルク出力状態に維持される。係る構成によれば、当該電動工具１を孔明けドリルとして用いる場合における貫通作業、あるいはねじ締め機として用いる場合におけるねじ外し作業において、作業の進行に伴ってスピンドル１１に対する外部トルクが低減し、若しくは無負荷状態になった時点（負荷が抜けた時点）で、変速装置Ｈが初期状態にリセットされてしまうことを防止することができる。この場合、スイッチレバー４のオフ操作によって変速装置Ｈがリセットされ、且つ第２遅延機構Ｄ２によって大きな衝撃を生ずることなくリセットされる。
　また、各係合球６１が、ロックリング６２の変位方向（機軸Ｊ方向）に交差する方向であって当該保持孔１６の端部１６ｂに変位して第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置にロックされ、これにより当該変速装置Ｈが低速高トルク出力状態にロックされる構成となっている。係る構成によれば、ロックリング６２のロック位置とアンロック位置との間のストローク（変位量）を小さくしても、各係合球６１の逃がし凹部６２ａ内への進入を規制してより確実なロック状態を確保することができるので、ロックリング６２のストロークを小さくすることができ、ひいてはスイッチレバー４の引き操作量が不十分な場合（トリガの引きが甘い場合）であっても確実な変速ロック状態を実現することができる。
　以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、第１及び第２遅延機構Ｄ１，Ｄ２を備える構成を例示したが、いずれか一方の遅延機構のみを備える構成としてもよい。
　また、第１遅延機構Ｄ１において、保持孔１６をＶ字形に形成する構成を例示したが、単に周方向に長い長溝孔形状の保持孔としてもよい。
　さらに、ロックリング６２の内周側に周方向に一定の範囲で延びる係合壁部６２ｃを設け、この係合壁部６２ｃによって保持孔１６の中央部１６ａを覆うことにより係合球６１の中央部１６ａへの戻りを規制する構成を例示したが、この係合壁部６２ｃに代えて例えば図１２において二点鎖線で示すように規制凸部６２ｄをロックリング６２の内周側に一体に設ける構成としてもよい。この規制凸部６２ｄが保持孔１６の中央部１６ａに張り出された状態とすることによってに係合球６１の中央部１６ａへの戻りを規制することができ、例示した係合壁部６２ｃと同様の作用効果を得ることができる。
　また、スピンドル１１を正転させる場合について説明したが、当該電動工具１をねじ締め機として用いる場合であってスピンドル１１を逆転させる場合についても同様に適用することができる。スピンドル１１を逆転させる場合には、第２段インターナルギヤ３４の回転方向が逆になることから変速ロック機構６０による低速高トルク出力状態のロック状態では各係合球６１が保持孔１６のもう一方の端部１６ｂ（例えば図８において下側の端部１６ｂ）に変位する。

Claims (3)

  1. スイッチレバーのオン操作により起動する電動モータと、該電動モータの回転動力を減速してスピンドルに出力するための変速装置を内蔵した電動工具であって、
    　前記変速装置は、動力伝達経路の上流側の第１段遊星歯車機構と、下流側の第２段遊星歯車機構を備えて、前記スピンドルに付加される外部トルクの増大に伴って、前記第２段遊星歯車機構のインターナルギヤを前記第１段遊星歯車機構のキャリアに噛み合わせた回転許容位置に位置させて前記スピンドルに高速低トルクを出力する初期状態から前記第２段遊星歯車機構のインターナルギヤを前記第１段遊星歯車機構のキャリアに対する噛み合いを切り離して回転が規制される回転規制位置に変位させて前記スピンドルに低速高トルクを出力する状態に自動的に切り換わる構成とされ、
    　該変速装置の前記低速高トルク出力状態をロックする変速ロック機構と、前記スイッチレバーのオフ操作に基づいて該変速ロック機構を解除して前記変速装置を前記初期状態にリセットするリセット機構を備え、
    　前記スイッチレバーのオフ操作によりなされる前記電動モータの停止のタイミングと、前記リセット機構によりなされる前記変速ロック機構の解除のタイミングを時間的にずらすための遅延機構を備えた電動工具。
  2. 請求項１記載の電動工具であって、前記変速ロック機構は、前記第２段遊星歯車機構を収容するギヤハウジングの保持孔内に保持されて、前記インターナルギヤが前記回転規制位置に変位すると該インターナルギヤに係合して該インターナルギヤを該回転規制位置にロックする係合球と、該係合球を前記インターナルギヤに係合させた状態にロックするロック位置と前記係合球を逃がし凹部内に収容して前記インターナルギヤから離脱させたアンロック位置との間を変位するロックリングを備え、
    　前記遅延機構は、前記係合球を前記インターナルギヤに係合させた状態で前記ロックリングの変位方向に交差する方向に変位させて、前記ロックリングの前記アンロック位置へ変位するタイミングと、前記係合球が前記逃がし凹部内へ収容されて前記インターナルギヤが前記回転許容位置に変位するタイミングを時間的にずらす構成とした電動工具。
  3. 請求項１記載の電動工具であって、前記変速ロック機構は、ロック位置に変位して前記インターナルギヤを前記回転規制位置にロックする一方、前記アンロック位置に変位して前記インターナルギヤの前記回転許容位置への変位を許容するアンロック位置との間を変位するロックリングを備え、
    　前記リセット機構は、前記スイッチレバーのオフ操作に伴って前記ロックリングを前記アンロック位置に変位させるリセットレバーを備え、
    　前記遅延機構は、前記スイッチレバーと前記リセットレバーとの間にラッチレバーを介装し、該ラッチレバーを介して前記ロックリングの前記アンロック位置への変位に対する前記スイッチレバーのオフ操作による変位について空走距離を設定して、前記スイッチレバーのオフ操作によりなされる前記電動モータの停止のタイミングと、前記ロックリングの前記アンロック位置への変位によりなされる前記変速ロック機構の解除のタイミングを時間的にずらす構成とした電動工具。
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