(57)【要約】【課題】ねじ締め機等の電動工具の変速装置において、スピンドルに付加される外部トルクに基づいて高速低トルクモードから低速高トルクモードへ自動変速され、これがロックされる場合に、従来初期状態にリセットするためにオフ操作時のスイッチレバーの動きを利用する構成であったので、当該スイッチレバーのオン操作が重くなってその操作性が損なわれる問題があった。本発明では、スイッチレバーの操作性を損なうことなく、変速装置が自動的にリセットされるようにする。【解決手段】スイッチレバーとは別に、リセットモータ９２を駆動源として作動するリセットアーム９１を設け、このリセットアーム９１の傾動動作によってロックリング８２が第２段インターナルギヤの回転を許容するアンロック位置に戻されて高速低トルクモードにリセットされる構成とする。これにより、スイッチレバーのオン操作性を損なうことなく、変速装置が初期状態にリセットされる。【選択図】図１５
2010110887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチレバーの引き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段遊星歯車機構と、該第２段遊星歯車機構のインターナルギヤの軸回りの回転を規制するインターナル規制部材を備えて、
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、前記インターナルギヤの回転が許容され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、前記インターナルギヤの回転が前記インターナル規制部材により規制されて前記スピンドルに低速高トルクを出力する状態へ自動的に切り換わる構成とされ、
該自動的に切り換わった低速高トルク出力状態を、その後の外部トルクの変化に関係なく保持するモードロック機構と、該モードロック機構を解除して動作モードを前記初期状態に戻すためのリセット機構を備え、
該リセット機構は前記スイッチレバーとは別に設けたアクチュエータを駆動源として作動する構成とした電動工具。
【請求項２】
請求項１記載の電動工具であって、前記モードロック機構は、前記インターナル規制部材を規制位置にロックするロックリングと、該ロックリングをロック側に付勢する付勢手段を備え、前記リセット機構は、該付勢手段に抗して前記ロックリングをアンロック側に戻すリセットアームを備え、該リセットアームを前記アクチュエータとしてのリセットモータを駆動源としてリセット側に移動させる構成とした電動工具。
【請求項３】
請求項２記載の電動工具であって、前記スイッチレバーのオフ操作による前記電動モータの停止後、一定時間をおいて前記リセットモータを起動させる構成とした電動工具。
【請求項４】
請求項１記載の電動工具であって、前記モードロック機構は前記変速装置の前記低速高トルク出力状態への切り換わりに伴ってロック位置側に移動するロックリングを備えており、該ロックリングが前記ロック位置に位置する状態でのみ前記リセット機構を作動させる構成とした電動工具。
【請求項５】
請求項４記載の電動工具であって、前記ロックリングの位置をセンサにより検知して、該センサの出力信号に基づいて前記リセット機構を作動させる構成とした電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、出力軸に付加される締め付け抵抗（外部トルク）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二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、ねじ締め当初では二段目遊星歯車機構のインターナルギヤを介して一段目遊星のキャリアと二段目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、二段目遊星歯車機構のインターナルギヤが軸方向へ相対変位して一段目遊星歯車機構のキャリアから切り離される一方、その回転が固定されることにより第２段遊星での減速が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。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０８４１３８号公報
【特許文献２】特許第３２８９９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のリセット機構によれば、オフ位置に戻されるスイッチレバーがリセットレバーを押すことにより変速用インターナルギヤを反転ばねに抗して初期値に戻す構成であったため、スイッチレバーには反転ばねに抗してリセットレバーを押すに足る十分大きな付勢力を持たせる必要があり、その結果この大きな戻し付勢力に抗して当該スイッチレバーを引き操作することとなって、その操作性が損なわれる問題があった。
本発明は係る従来の問題を解消するためになされたもので、電動工具の変速装置において、スイッチレバーの操作性を損なうことなく初期状態にリセットされるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、駆動源としての電動モータの回転動力は、第１及び第２遊星歯車機構を有する変速装置によって二段階で変速されてスピンドルに出力される。スピンドルに付加される外部トルクが増大すると、第２遊星歯車機構のインターナルギヤの回転がインターナル規制部材により規制されて、スピンドルに低速高トルクが出力される状態に自動的に変速される。
この自動的に切り換わった低速高トルク出力状態は、モードロック機構によってロックされる。この低速高トルク出力状態は、リセット機構によって初期状態（高速低トルク出力状態）に戻される。このリセット機構は、従来のようにスイッチレバーのオフ位置への戻し操作を利用して作動するのではなく、別途設けたアクチュエータを駆動源として作動する。このため、スイッチレバーの戻し操作力を大きくする必要がないので、その操作性を損なうことなく、変速装置を初期状態に戻すことができる。
請求項２記載の電動工具によれば、アクチュエータとしてのリセットモータが起動するとリセットアームを介してロックリングがアンロック側に戻されて変速装置が初期状態にリセットされる。
請求項３記載の電動工具によれば、スイッチレバーがオフ操作されて電動モータが停止した後、一定時間が経過することにより両遊星歯車機構を構成するギヤ列が完全に停止した状態でリセット機構が作動してインターナルギヤが回転可能な状態にリセットされることから、当該インターナルギヤが回転中（空転中）に他のギヤに噛み合わされることがなく、これにより当該変速装置の耐久性を高めることができる。
請求項４記載の電動工具によれば、変速装置の低速高トルク出力状態がロック機構のロックリングがロック位置に移動することによりロックされる。リセット機構は、このロックリングがロック位置に位置することが確認されれば自動的に作動し、確認されない場合には作動しない。このようにロックリングの位置を確認することにより間接的に低速高トルク出力状態であることを確認した上でリセット機構が作動するのであり、高速低トルク出力状態ではリセット機構が作動しないことから、不必要時の無駄な動作（変速装置が高速低トルク出力状態であるにもかかわらず、これを同状態に戻そうとする空動作）を省略して当該電動工具を即座に使用可能な状態とすることができる。
このように、リセット機構は、変速装置が低速高トルク出力状態に切り換わった状態でのみ作動し、初期状態である高速低トルク出力状態では作動しないので、例えば試し回転をした場合であって無負荷状態のまま当該電動工具を停止させた場合には作動しない。このため、試し回転停止の直後に使用可能な状態となって再起動を迅速に行うことができるので、この点当該電動工具の使い勝手を従来よりもよくすることができる。
リセット機構の作動中は、変速装置が低速高トルク出力状態から高速低トルク出力状態に戻される過程であるので、その損傷等を防止する観点から当該変速装置に対する回転動力の入力が停止され、従ってその間当該電動工具の起動が停止される。上記試し回転の場合等には、この再起動停止時間であってリセット機構の作動時間を省略することができる。
請求項５記載の電動工具によれば、ロックリングがロック位置に位置して変速装置が低速高トルク出力状態であることがセンサにより検知され、このセンサの出力信号によってリセット機構が作動する。このため、リセット機構は、変速装置が低速高トルク出力状態に切り換わった状態でのみ作動し、試し回転等をした場合であって変速装置をリセットする必要がない場合には当該リセット機構は作動しないことから、不必要時に当該リセット機構の無駄な動作を省略して、当該電動工具を迅速に再起動させることができ、これによりその使い勝手を従来よりもよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】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。
【図２】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自動変速モードにおける高速低トルク出力状態を示している。
【図３】自動変速モード位置に切り換えた状態のモード切り換えリングの側面図である。本図は、高速低トルク出力状態を示している。
【図４】本実施形態に係る変速装置の拡大図である。本図は、自動変速モードにおける低速高トルク出力状態を示している。
【図５】自動変速モード位置に切り換えた状態のモード切り換えリングの側面図である。本図は、低速高トルク出力状態を示している。
【図６】本実施形態に係る変速装置の拡大図である。本図は、高速固定モードに切り換えた状態を示している。
【図７】高速固定モード位置に切り換えた状態のモード切り換えリングの側面図である。
【図８】本実施形態に係る変速装置の拡大図である。本図は、低速固定モードに切り換えた状態を示している。
【図９】低速固定モード位置に切り換えた状態のモード切り換えリングの側面図である。
【図１０】本実施形態に係る変速装置の各動作モードを一覧表で表した図である。
【図１１】モードロック機構の拡大図である。本図は、モードロック機構のアンロック状態を示している。
【図１２】モードロック機構の拡大図である。本図は、モードロック機構のロック状態を示している。本図では、第２段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。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るモードロック機構の拡大図である。本図は、第２段インターナルギヤが回転規制位置においてワンウェイクラッチにより回転ロックされた状態を示している。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るモードロック機構の拡大図である。本図は、モードロック機構のアンロック状態を示している。
【図１５】第３実施形態のモード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、ロックリングがロック位置に位置する状態を示している。
【図１６】第３実施形態のモード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、ロックリングがアンロック位置に戻された状態を示している。
【図１７】リセットアーム単体の斜視図である。
【図１８】リセット機構を前側から見た図である。
【図１９】第４実施形態のモード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。
【図２０】第４実施形態のモード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。
【図２１】第４実施形態のモードロック機構におけるリセット機構の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、本発明の実施形態を図１〜図２１に基づいて説明する。図１は、第１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ライバ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。本体部２とハンドル部３は、機軸方向（図１において左右方向）に対して左右に二分された２つ割りハウジングを相互に突き合わせて結合したハウジングを備えている。以下、本体部２のハウジングを本体ハウジング２ａと言い、ハンドル部３のハウジングをハンドルハウジング３ａと称して必要に応じて区別する。
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すると電動モータ１０が起動する。また、ハンドル部４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は、本体部２の後部に内蔵されている。この電動モータ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から第１段遊星歯車機構２０、第２段遊星歯車機構３０、第３段遊星歯車機構４０と言う。第１〜第３段遊星歯車機構２０，３０，４０の詳細が図２に示されている。第１〜第３遊星歯車機構２０，３０，４０は、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（電動モータ１０の出力軸１０ａの回転軸）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段遊星歯車機構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。
【０００８】
電動モータ１０の出力軸１０ａに第１段遊星歯車機構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、本体ハウジング２ａ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本体ハウジング２ａ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は本体ハウジング２ａ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を介して本体ハウジング２ａに対して機軸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。
【０００９】
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。このクラッチ歯２３ａ，３４ａの噛み合い状態を経て、第２段インターナルギヤ３４が第１段キャリア２３と一体で回転する。このクラッチ歯２３ａ，３４ａの噛み合い状態は、第１段キャリア２３に対して相対回転させるための外部トルクが第２段インターナルギヤ３４に付加されて当該第２段インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向前側（第１段キャリア２３から離れる方向）に変位することによって外れる。
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。
【００１０】
前側の押圧板３６と後側の転動板３７との間には、上下２本のモード切り換え部材３９，３９が挟み込まれている。この２本のモード切り換え部材３９，３９には２本の長尺な軸（ピン）が用いられている。この２本のモード切り換え部材３９，３９は、押圧板３６と転動板３７の間の上部と下部において、図２において紙面に直交する方向で相互に平行に挟み込まれている。この２本のモード切り換え部材３９，３９の両端部は、それぞれ本体ハウジング２ａの外部に突き出されている。図３に示すように、両モード切り換え部材３９，３９の両端部は、それぞれ本体ハウジング２ａの両側部に設けた挿通溝孔２ｂ〜２ｂを経て外部に突き出されている。上下２本のモード切り換え部材３９，３９は、それぞれ本体ハウジング２ａの両側部間に跨った状態で相互に平行に支持されている。合計４箇所の挿通溝孔２ｂ〜２ｂは、モード切り換え部材３９を挿通可能な溝幅で、機軸Ｊ方向に長く形成されている。このため、上下２本のモード切り換え部材３９，３９は、それぞれその両端部が挿通溝孔２ｂ，２ｂ内において変位可能な範囲で機軸Ｊ方向前後に平行移動可能となっている。上下２本のモード切り換え部材３９，３９は、後述するモード切り換えリング５０によって同時に同じ方向へ平行移動する。図２に示す初期状態（スピンドルに外部トルクが付加されていない状態）では、第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５によって回転許容位置に位置しており、従ってこの状態では両モード切り換え部材３９，３９が後側に位置して押圧板３６と転動板３７との間にほぼ挟まれた状態となる。
これに対して、両モード切り換え部材３９，３９が前側へ平行移動すると、押圧板３６が圧縮ばね３５に抗して前側へ平行移動される。押圧板３６が前側へ平行移動されると、圧縮ばね３５が第２段インターナルギヤ３４に作用しなくなる。圧縮ばね３５の付勢力が第２段インターナルギヤ３４に作用しない状態では、クラッチ歯３４ａとクラッチ歯２３ａとの噛み合い状態を保持する力がなくなるため、当該第２段インターナルギヤ３４に回転方向の僅かな外力（例えば電動モータ１０の起動トルク）が付加されると、即座に第１段キャリア２３に対して相対回転し、その結果当該第２段インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向前側へ変位する。
【００１１】
上下２本のモード切り換え部材３９，３９は、前記したモード切り換えリング５０の回転操作によって外部から簡単に移動操作することができる。このモード切り換えリング５０は円環形状を有するもので、本体ハウジング２ａの外周側に機軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。このモード切り換えリング５０の周囲１箇所には使用者が回転操作時に摘むツマミ部５０ａが一体に設けられている。
このモード切り換えリング５０を機軸Ｊ回りに一定の角度範囲で回転操作することにより、当該電動工具１の回転出力が、スピンドル１１に付加される外部トルクが前記圧縮ばね３５の付勢に基づいて設定された一定値に達した時点で「高速低トルク」出力状態（高速低トルクモード）から「低速高トルク」出力状態（低速高トルクモード）に自動的に切り換わる自動変速モードと、「高速低トルク」出力状態に固定された高速固定モードと、「低速高トルク」出力状態に固定された高トルク固定モードの３つの動作モードを任意に切り換えることができる。
図３に示すようにこのモード切り換えリング５０には、本体ハウジング２ａの４箇所の挿通溝孔２ｂ〜２ｂに対応して（整合する位置に）４つの切り換え溝部５１〜５１が設けられている。各切り換え溝部５１に、上下２本のモード切り換え部材３９，３９の各端部であって本体ハウジング２ａから突き出された部分が進入している。
各切り換え溝部５１は、機軸Ｊ回り方向に長い高速固定モード用の後側溝部５１ｂと、同じく機軸Ｊ回り方向に長い高トルク固定モード用の前側溝部５１ｃと、両溝部５１ｂ，５１ｃを連通する自動変速モード用の中間溝部５１ｄを有する概ねクランク形（Ｓ字形）に形成されている。機軸Ｊ方向の位置について、後側溝部５１ｂが後側（図３において左側）に、前側溝部５１ｃがこれよりも前側（図３において右側）に、概ね溝幅分だけずれて配置されている。
【００１２】
後側溝部５１ｂと前側溝部５１ｃを連通する中間溝部５１ｄは、機軸Ｊ方向の長さについて、本体ハウジング２の挿通溝孔２ｂとほぼ同じ長さで機軸Ｊ方向に長く形成されている。図３は、上下２本のモード切り換え部材３９，３９のそれぞれの両端部がこの中間溝部５１ｄ内の後ろ側に位置した状態を示している。この場合、モード切り換えリング５０は、自動変速モードに切り換えられている。図３では、各モード切り換え部材３９の端部が中間溝部５１ｄの後側に位置している。この状態では、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。
この初期状態では、圧縮ばね３５の付勢力の全部若しくは一部が、上下２本のモード切り換え部材３９，３９が切り換え溝部５１〜５１の後端部に押圧されることにより受けられるように当該切り換え溝部５１〜５１の位置（当該後端部の機軸Ｊ方向の位置）が設定されている。このため、電動モータ１０の起動直後のアイドリング状態（無負荷時）では、第２段インターナルギヤ３４に対して圧縮ばね３５の付勢力がほとんど付加されず、若しくは一部のみが付加される状態となることから、当該第２段インターナルギヤ３４を回転させるために必要なトルク（回転抵抗）が小さくなり、その結果当該電動工具１の消費電力（電流値）を下げることができるようになっている。
この自動変速モードでは、上下２本のモード切り換え部材３９，３９がそれぞれ中間溝部５１ｄ内を機軸Ｊ方向に変位可能な状態となるため、スピンドル１１に一定値以上の外部トルクが付加されると、第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５に抗して機軸Ｊ方向前側の回転規制位置に変位する。この状態が図４及び図５に示されている。スピンドル１１に付加される外部トルクが一定値以下に低下すると、後述するモードロック機構６０の解除により第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５によって機軸Ｊ方向後側の回転許容位置に戻されて、第１段キャリア２３と一体で回転可能な初期状態に戻される。この状態が図２及び図３に示されている。
【００１３】
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。
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２段遊星歯車機構３０の減速比は大きくなる結果、スピンドル１１は低速かつ高トルクで回転する。自動変速モードでは、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。前者の高速低トルク出力状態では、モード切り換え部材３９，３９は、図３に示すように中間溝部５１ｄの後側に位置する。後者の低速高トルク出力状態では、モード切り換え部材３９，３９は、図５に示すように中間溝部５１ｄの前側に位置する。すなわち、上下２本のモード切り換え部材３９，３９は、第２段インターナルギヤ３４と一体となって機軸Ｊ方向に変位する。
モード切り換えリング５０を図２〜図５に示す自動変速モード位置から、図７に示す高速固定モード位置に回転操作すると、変速装置Ｈの動作が高速固定モードに切り換わる。この場合、モード切り換えリング５０を使用者から見て時計回り方向（図３及び図５においてツマミ部５０ａを紙面手前に倒す方向）に一定角度回転操作すると自動変速モードから高速固定モードに切り換わる。モード切り換えリング５０を高速固定モードに切り換えると、上下２本のモード切り換え部材３９，３９の両端部がそれぞれ後側溝部５１ｂ内に相対的に進入した状態となる。この状態では、両モード切り換え部材３９，３９は機軸Ｊ方向後側の位置に固定され、前側へ変位不能な状態となる。このため、スピンドル１１に一定値以上の外部トルクが付加された場合であっても、図６に示すように第２段インターナルギヤ３４は回転許容位置に保持されて第２段遊星歯車機構３０は減速比の小さな状態に保持され、その結果スピンドル１１には高速低トルク状態が出力される。このようにモード切り換えリング５０を図７に示す高速固定モードに切り換えると、変速装置Ｈの出力状態は高速低トルク出力状態に固定される。
また、この高速固定モードでは、上下２本のモード切り換え部材３９，３９が、自動変速モードにおける初期状態と同様モード切り換え溝部５１の後端部に当接し、これにより圧縮ばね３５の付勢力の全部若しくは一部がこのモード切り換え部材３９，３９で受けられることから、第２段インターナルギヤ３４の回転抵抗を小さくすることができ、ひいては当該電動工具１の消費電力（電流値）を下げることができる。
【００１４】
モード切り換えリング５０を図３及び図５に示す自動変速モード位置あるいは図７に示す高速固定モード位置から、図９に示す高トルク固定モード位置に回転操作すると、変速装置Ｈの動作が高トルク固定モードに切り換わる。この場合、モード切り換えリング５０を使用者から見て反時計回り方向（図３、図５及び図７においてツマミ部５０ａを紙面奥側へ倒す方向）に一定角度回転操作すると自動変速モード若しくは高速固定モードから高トルク固定モードに切り換わる。モード切り換えリング５０を高トルク固定モードに切り換えると、上下２本のモード切り換え部材３９，３９の両端部がそれぞれ前側溝部５１ｃ内に相対的に進入した状態となる。この状態では、両モード切り換え部材３９，３９は機軸Ｊ方向前側へ圧縮ばね３５に抗して変位し、この前側の位置に保持されて後側へ変位不能な状態となる。このため、第２段インターナルギヤ３４に対して圧縮ばね３５の付勢力が作用しない状態となる。この状態では、スピンドル１１に対して僅かな外部トルクが付加された時点（電動モータ１０が起動した時点）で、第２段インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向前側の回転規制位置に変位して後述するモードロック機構６０によって回転不能な状態に固定される結果、スピンドル１１に低速高トルクが出力される状態に固定される。この状態が図８に示されている。この高トルク状態では、実質的に第２段インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向前側の回転規制位置に固定された状態となり、従って低速高トルクの出力状態に固定された状態となる。
【００１５】
このように、外部から回転操作可能なモード切り換えリング５０の操作により、変速装置Ｈの動作モードを、自動変速モード又は高速固定モード又は高トルク固定モードに任意に切り換えることができる。各モードと、切り換え溝５１内におけるモード切り換え部材３９の位置との関係が図１０にまとめて示されている。自動変速モードでは、スピンドル１１に付加される外部トルクが一定値に達すると、減速比が小さな高速低トルクモードから減速比が大きな低速高トルクモードに自動的に切り換わる。この低速高トルクモードは以下説明するモードロック機構６０によってロックされる。
これに対してモード切り換えリング５０を高速低トルクモード位置に回転操作すると、上下２本のモード切り換え部材３９，３９の機軸Ｊ方向の位置が後側に固定される結果、第２段インターナルギヤ３４は回転許容位置にロックされ、従ってスピンドル１１には外部トルクの変化に関係なく常時高速低トルクが出力される。
逆に、モード切り換えリング５０を低速高トルクモード位置に回転操作すると、上下２本のモード切り換え部材３９，３９の機軸Ｊ方向の位置が前側に固定される結果、第２段インターナルギヤ３４に対して圧縮ばね３５の付勢力が作用しない状態となる。このため、電動モータ１０を起動すると、第２段インターナルギヤ３４がその起動トルク等の僅かな外部トルクによって瞬時に回転規制位置に変位し、この回転規制位置で以下説明するモードロック機構６０によってロックされる。このため、この低速高トルクモードでは、第２段インターナルギヤ３４が実質的に常時回転規制位置にロックされた状態となり、従ってスピンドル１１に付加される外部トルクの変化に関係なく常時低速高トルクが出力される。
【００１６】
次に、第２段インターナルギヤ３４の回転規制位置（機軸Ｊ方向前側の位置）は、モードロック機構６０によって保持されるようになっている。このモードロック機構６０の詳細が図１１及び図１２に示されている。図１１は、このモードロック機構６０が外れて第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に保持された状態（クラッチ歯２３ａ，３４ａが噛み合った状態）を示しており、図１２がこのモードロック機構６０によって第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置に保持された状態（クラッチ歯２３ａ，３４ａの噛み合いが外れた状態）を示している。
このモードロック機構６０は、第２段インターナルギヤ３４を機軸Ｊ方向前側の回転規制位置に保持する機能と、この回転規制位置に位置する第２段インターナルギヤ３４を回転不能にロックする機能を有している。
第２段インターナルギヤ３４の外周面であってフランジ部３４ｂの後側には、係合溝部３４ｃが全周にわたって設けられている。この係合溝部３４ｃ内の、周方向３等分位置には係合壁部３４ｄ〜３４ｄが設けられている。一方、本体ハウジング２ａには、その周方向の三等分位置に１つずつ係合球６１が保持されている。この三つの係合球６１〜６１が特許請求の範囲に記載したインターナル規制部材の一実施形態に相当するもので、それぞれ本体ハウジング２ａに設けた保持孔２ｃ内に保持されている。この保持孔２ｃ内において各係合球６１は、本体ハウジング２ａの内周側に出没可能に保持されている。三つの係合球６１〜６１の周囲には、円環形状のロックリング６２が配置されている。このロックリング６２は、機軸Ｊ回りに回転可能な状態で本体ハウジング２ａの外周に沿って支持されている。
このロックリング６２の内周面には、周方向に深さが変化するカム面６２ａ〜６２ａが三つの係合球６１〜６１に対応して周方向三等分位置に設けられている。各カム面６２ａに１つの係合球６１が摺接されている。各カム面６２ａに対する係合球６１の摺接作用によりロックリング６２が機軸Ｊ回りに一定の範囲で回転すると、各係合球６１が保持孔２ｃ内において本体ハウジング２ａの内周側に突き出さない退避位置（図１１に示す位置）と、突き出す係合位置（図１２に示す位置）との間を移動する。
【００１７】
ロックリング６２は、本体ハウジング２ａとの間に介装された捩りコイルばね６３によって、機軸Ｊ回り方向の一方（ロック側）に付勢されている。このロックリング６２の、捩りコイルばね６３による付勢方向は、各係合球６１を係合位置側に変位させる方向にカム面６２ａが回転する方向（ロック側）に付勢されている。図１１に示すように第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に位置する状態では、そのフランジ部３４ｂが保持孔２ｃを塞ぐ位置に位置しているため、各係合球６１〜６１が退避位置に押され、その結果ロックリング６２が捩りコイルばね６３に抗してアンロック側に戻された状態となっている。
これに対して、図１２に示すように第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５に抗して、若しくは圧縮ばね３５の付勢力が作用しない結果、回転規制位置に移動すると、各保持孔２ｃに対してフランジ部３４ｂが外れて係合溝部３４ｃが位置する状態となる。このため、各係合球６１が本体ハウジング２ａの内周側へ変位して係合溝部３４ｃ内に嵌り込み、この嵌り込み状態が捩りコイルばね６３の付勢力によって保持される。各係合球６１が係合溝部３４ｃ内に嵌り込んだ状態に保持されることにより、第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置に保持されるとともに、各係合球６１が係合壁部３４ｄに係合されることによりその機軸Ｊ回りの回転がロックされた状態となる。なお、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ると、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に保持される。
【００１８】
また、各係合球６１〜６１は、それぞれカム面６２ａを介して捩りコイルばね６３の付勢力が作用することによって間接的に係合位置側に付勢されている。この各係合球６１の係合位置側への付勢力によって各係合球６１がそれぞれ係合溝部３４ｃ内に嵌り込むと、当該付勢力が当該係合球６１の球体形状及び係合溝部３４ｃの傾斜面との相互作用を経て作用する結果、第２段インターナルギヤ３４に対して回転規制位置側への付勢力としてさらに間接的に作用する。この捩りコイルばね６３の間接的付勢力が、第２段インターナルギヤ３４に対して回転規制位置側への付勢力として作用することにより、当該第２段インターナルギヤ３４がスピンドル１１を経て戻される外部トルクによって回転許容位置から回転規制位置側へ変位し始めると、瞬時に各係合球６１が係合溝部３４ｃ内に嵌り込み、従って当該第２段インターナルギヤ３４が瞬時に回転規制位置側に大きく移動する。このため、図１２に示すように第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置に移動した状態では、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との間には適切なクリアランスが発生した状態となる。このため、機軸Ｊ回り方向に回転する第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ〜２３ａが、回転固定された第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａに対して接触することがなく、高トルク側へ変速後においても静かに動作させることができる。
ロックリング６２のロック位置は、捩りコイルばね６３に保持されることから、当該変速装置１０は低速高トルク側に保持される。ロックリング６２のロック位置は、使用者の手動操作により解除することができる。使用者は、ロック位置に保持されたロックリング６２を手動操作により捩りコイルばね６３に抗してアンロック位置に回転操作すると、各係合球６１が退避位置に退避可能となるため、第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５によって回転許容位置に戻される。第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に戻されると、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に噛み合わされた状態になる。また、第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に戻されると、そのフランジ部３４ｂによって保持孔２ｃが塞がれるため各係合球６１が退避位置に保持される。このため、使用者はその後ロックリング６１から指先を離しても当該ロックリング６２が捩りコイルばね６３に抗してアンロック位置に保持される。このようにロックリング６２をアンロック位置（初期位置）に戻すための構成として手動操作により行う構成とする場合の他、例えば前記したトリガ形式のスイッチレバー４の操作によって自動的にアンロック位置に戻す構成とすることができる。
【００１９】
次に、この電動工具１では、変速装置Ｈが自動変速モードに切り換えられた状態で、高速低トルクモードから低速高トルクモードに切り換わる際に発生する慣性モーメントＩによって使用者がハンドル部３を把持した当該電動工具１が機軸Ｊ回りに振られないようにするための工夫がなされている。図１に示すように本実施形態では、１８Ｖ電源タイプのバッテリパック５（質量Ｍ＝０．６ｋｇ）が用いられており、このバッテリパック５の重心Ｇの機軸Ｊからの距離Ｌが１９５ｍｍに設定されている。このため、当該電動工具１を機軸Ｊ回りに回転させるために必要な慣性モーメントＩ（ｋｇ・ｍｍ2）は、
Ｌ2×Ｗ＝（１９５ｍｍ）2×０．６ｋｇ＝約２３，０００（ｋｇ・ｍｍ2）
この点、自動変速装置を備えた従来の電動工具では、バッテリパックの重心の機軸からの距離が比較的短かったため、機軸Ｊ回りに振るために必要な慣性モーメントＩが小さく設定されていた。このため、自動変速により動作モードが高速低トルクモードから低速高トルクモードに切り換わると、これにより発生する慣性モーメントにより電動工具が機軸Ｊ回りに振られやすく、その結果ハンドル部を把持しが使用者が当該電動工具１を振られないように大きな力で保持しておかなければならず、この点で使い勝手が悪い問題があった。
本実施形態に係る電動工具１によれば、機軸Ｊ（スピンドル１１の回転中心）から従来よりも離れた位置にバッテリパック５の重心Ｇが位置するように設定されて、機軸Ｊ回りの慣性モーメントＩが従来よりも大きく設定されているので、自動変速により発生する機軸Ｊ回りの反動によっては振り回されにくくなり、従って使用者は従来よりも小さな力でハンドル部３を把持しておけば当該電動工具１の位置を楽に保持しておく（機軸Ｊ回りに振られることなく静止させておく）ことができ、この点で使い勝手が従来よりも向上している。
このトルク変動に対する振り回し防止の効果は、機軸Ｊからバッテリパック５の重心Ｇまでの距離Ｌが大きいほど高くなり、またバッテリパック５の質量Ｍが大きくなるほど高くなる。
【００２０】
以上のように構成した本実施形態の電動工具１によれば、変速装置Ｈを構成する第１〜第３段遊星歯車機構２０，３０，４０のうち、第２段遊星歯車機構２０における第２段インターナルギヤ３４が機軸Ｊ方向の回転許容位置と回転規制位置との間を移動することによって減速比を二段階で切り換え、これにより高速低トルク出力状態（高速低トルクモード）と低速高トルク出力状態（低速高トルクモード）とに切り換えることができる。この２出力状態は、モード切り換えリング５０を自動変速モード位置に切り換えた状態では、モード切り換え部材３９，３９が機軸Ｊ方向に移動可能な状態となるため、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切り換えられる。このため、使用者は何ら特別の切り換え操作をすることなく、例えばねじ締め当初では高速低トルクで迅速にねじ締めを進行させ、ねじ締め後半であってスピンドル１１に付加される外部トルク（ねじ締め抵抗）が一定値に達した時点以降では、低速高トルクでいわゆるカムアウトや締め残しを発生させることなく確実にねじ締めを完了させることができる。
しかも、本実施形態の場合、変速装置Ｈが低速高トルク出力状態に切り換わると、モードロック機構６０によってその出力状態（第２段インターナルギヤ３４の回転規制位置）が自動的にロックされるので、従来のように両出力状態間で動作状態がばたつくことがなく、安定した品質の作業を効率よく行うことができる。
【００２１】
また、モード切り換えリング５０を高速固定モード位置に切り換えると、モード切り換え部材３９，３９が機軸Ｊ方向後側に固定されるため、第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に固定され、従って当該変速装置Ｈを外部トルクに関係なく高速低トルク出力状態で用いることができる。逆に、モード切り換えリング５０を低速固定モード位置に切り換えると、モード切り換え部材３９，３９が機軸Ｊ方向前側に固定されるため、第２段インターナルギヤ３４が実質的に回転規制位置に固定され、従って当該変速装置Ｈを外部トルクに関係なく低速高トルク出力状態で用いることができる。この低速高トルク出力状態においても、モードロック機構６０によって第２段インターナルギヤ３４が確実に回転規制位置に保持される。
さらに、本実施形態に係るモードロック機構６０によれば、第２段インターナルギヤ３４に設けた係合溝部３４ｃ内に係合球６１〜６１が捩りコイルばね６３の間接的付勢力により嵌め込まれることにより、第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置から十分な距離だけ機軸Ｊ方向前側へ前進してクラッチ歯３４ａ〜３４ａと第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ〜２３ａとの間に十分なクリアランスが発生した状態となる。このため、回転する第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ〜２３ａに対して回転固定された第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａ〜３４ａが接触することを確実に回避することができ、これにより低速高トルク出力状態における当該電動工具１の静音化を図ることができる。
また、主として自動変速モード及び高速固定モードにおいて、圧縮ばね３５の付勢力の全部若しくは一部が２本のモード切り換え部材３９，３９によって受けられることから、初期状態等の無負荷時（アイドリング時）における第２段インターナルギヤ３４の必要回転トルクを小さくすることができ、これにより当該電動工具１の消費電力（電流値）を小さくすることができる。
【００２２】
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２段インターナルギヤ３４が回転規制位置に移動した低速高トルク出力状態において、第２段インターナルギヤ３４の係合溝部３４ｃに係合球６１〜６１が嵌り込んでそれぞれ係合壁部３４ｄに係合されることによりその回転を規制する構成としたモードロック機構６０（第１実施形態）を例示したが、当該第２段インターナルギヤ３４の回転を規制するための手段としては別の機構を用いることができる。図１３には、第２実施形態のモードロック機構７０が示されている。第１実施形態では、係合溝部３４ｃに係合球６１〜６１を嵌り込ませることによって第２段インターナルギヤ３４の軸方向の変位をロックし、かつ各係合球６１が係合壁部３４ｄに係合されることにより当該第２段インターナルギヤ３４の回転動作の双方をロックする構成となっていたが、第２実施形態では第２段インターナルギヤ３４の回転動作については別途設けたワンウェイクラッチ７１によってロックされる構成となっている点で異なっている。
この第２実施形態に係るモードロック機構７０では、回転規制位置における第２段インターナルギヤ３４の回転を規制するための手段としてワンウェイクラッチ７１が用いられている。また、この第２実施形態のモードロック機構７０では、第２段インターナルギヤ３４の全周にわたって同様の係合溝部７２が設けられているが、第１実施形態における係合壁部３４ｄに相当する部位が省略されている。その他の構成については第１実施形態と同様に構成されているため、同位の符号を用いてその説明を省略する。
第２実施形態の場合、ワンウェイクラッチ７１そのものの構成については従来公知の技術であるので詳細な説明は省略する。このワンウェイクラッチ７１が、第２段インターナルギヤ３４と本体ハウジング２ａとの間に介装されている。このワンウェイクラッチ７１により規制（ロック）される回転方向は、回転許容位置における第２段インターナルギヤ３４の回転方向とは逆方向に設定されている。第２段インターナルギヤ３４がトルクの増大により軸方向に移動して第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ〜２３ａと第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａ〜３４ａが切り離されると、遊星歯車機構の特性から第２段インターナルギヤ３４の回転方向が逆になり、この逆方向の回転がワンウェイクラッチ７１によってロックされる。以上のことから、第２段インターナルギヤ３４は回転許容位置から回転規制位置に移動すると、結果的に何れの方向にも回転せず、本体ハウジング２ａ側に回転について固定された状態となる。
また、第２段インターナルギヤ３４が回転規制位置に移動すると、その全周にわたって形成された係合溝部７２内に３つの係合球６１〜６１が進入して、当該第２段インターナルギヤ３４の回転許容位置への変位（機軸Ｊ方向の移動）が規制された状態となる。
このように構成された第２実施形態に係るモードロック機構７０によっても、第２段インターナルギヤ３４が回転許容位置に位置する状態では、これが第１段キャリア２３と一体で回転することにより高速低トルクが出力される。この高速低トルクモードで加工が進行してスピンドル１１に一定以上の外部トルクが付加された時点で第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５に抗して回転規制位置に移動し、この段階で第２段インターナルギヤ３４がワンウェイクラッチ７１によってその回転がロックされるとともに、係合溝部７２内に係合球６１〜６１が進入することによりその機軸Ｊ方向の移動が規制され、これにより当該変速装置Ｈが低速高トルクモードでロックされる。このことから、変速装置Ｈにおいて一旦切り換わったモードがモードロック機構７０によって確実に維持されることから、第１実施形態と同様に従来よりも作業効率を向上させ、また使用者が変わった場合でも安定した作業品質を確保することができる。
【００２３】
以上説明した第１及び第２実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、第３段遊星歯車機構４０は省略してもよい。
また、第１段遊星歯車機構２０も省略することができ、変速装置として一組の遊星歯車機構を用いて実施することができる。この場合、電動モータ１０の出力軸１０ａに取り付けた第２段太陽ギヤ３１にフランジ部を設け、このフランジ部の前面に例示したクラッチ歯２３ａ〜２３ａに相当するクラッチ歯を設けて、このクラッチ歯に対して第２段インターナルギヤ３４のクラッチ歯３４ａ〜３４ａを離脱可能に噛み合わせる構成とすることができる。
さらに、モード切り換え部材として上下２本の軸（ピン）を例示し、これを外部操作により機軸Ｊ方向に変位させることによって圧縮ばね３５の付勢力が第２段インターナルギヤ３４に作用する状態と作用しない状態を切り換える構成を例示したが、これとは異なる態様で係る機能を実現することができる。また、モード切り換えリング５０の回転操作によりモード切り換え部材を機軸Ｊ方向に変位させる構成を例示したが、モード切り換えリング５０を省略して使用者が直接モード切り換え部材を機軸Ｊ方向に移動させ、その位置を保持する構成としてもよい。
さらに、インターナル規制部材として周方向三等分位置に係合球６１〜６１を配置する構成を例示したが、これに換えて係合軸あるいは係合突起等を用いてもよい。また、モードロック機構６０として周方向に深さが変化するカム面６２ａを有するロックリング６２と、これを機軸Ｊ回りに付勢する捩りコイルばね６３を用いる構成を例示したが、その他の態様で同等の機能を実現することができる。例えば、本体ハウジング２ａの周方向適数カ所にインターナル規制部材としてのディテント機構を配置して第２段インターナルギヤ３４を回転規制位置において回転不能に固定する構成とすることができる。
また、電動工具１としてドライバドリルを例示したが、穴明け用の電動ドライバあるいは電動ねじ締め機との単能機に適用することもできる。さらに、電動工具は例示した充電式バッテリを電源とするものの他、交流電源を電源とするものであってもよい。
【００２４】
次に、図１４〜図１８には、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を低速高トルクモードにロックする第３実施形態のモードロック機構８０が示されている。この第３実施形態のモードロック機構８０は、ロックリング８２をアンロック側（初期位置）に戻すリセット機構９０を備えている。前記第１又は第２実施形態のモードロック機構６０，７０と同様の構成若しくは部材については同位の符号を用いてその説明を省略する。
前記第１実施形態のモードロック機構６０におけるロックリング６２は、機軸Ｊ回りに回転可能に支持されて、その内周面に周方向に深さが変化するカム面６２ａ〜６２ａを周方向三等分位置に備え、捩りコイルばね６３によって機軸Ｊ回りの回転方向についてロック側に付勢された構成を備えていた。この点、第３実施形態のモードロック機構８０のロックリング８２は、機軸Ｊ方向に一定の範囲で移動可能に支持されており、その内周面に機軸Ｊ方向に深さが変化するカム面８２ａを全周にわたって備えている。このカム面８２ａは、図示するように当該ロックリング８２の前端側（図１４において右端側）が最も深く、後部に至るほど徐々に浅くなる方向に傾斜している。
このカム面８２ａに三つの係合球８１〜８１（インターナル規制部材）が摺接されている。三つの係合球８１〜８１は前記各実施形態と同様、本体ハウジング２ａの周方向三等分位置に設けた保持孔２ｃ〜２ｃ内に保持されている。図示するようにロックリング８２が前側のロック位置に位置する状態では、各係合球８１がカム面８２ａの最も深い位置に摺接されるため、各係合球８１は、本体ハウジング２ａの内周側に突き出さない状態となる。前記したようにこの状態では、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高速低トルクモードに切り換わる。
ロックリング８２の後面と、本体ハウジング２ａとの間には、圧縮ばね８３が介装されている。この圧縮ばね８３によってロックリング８２は、前側のロック位置側に付勢されている。このため、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に位置する状態では、そのフランジ部３４ｂが保持孔２ｃを塞ぐ位置に位置しているため、各係合球８１〜８１は退避位置（本体ハウジング２ａ内に突き出さない位置）に保持され、従ってロックリング８２は、圧縮ばね８３に抗して後側のアンロック位置（初期位置）に保持される。
第２段インターナルギヤ３４が圧縮ばね３５に抗して、若しくは圧縮ばね３５の付勢力が作用しない結果、回転規制位置に移動すると、各保持孔２ｃに対してフランジ部３４ｂが外れて係合溝部３４ｃが位置する状態となるため、各係合球８１が本体ハウジング２ａの内周側へ変位して係合溝部３４ｃ内に嵌り込んで低速高トルクモードにロックされ、このロック状態が圧縮ばね８３の付勢力によって保持される。
【００２５】
このモードロック機構８０のロック状態はリセット機構９０によって自動的に解除されて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１５以降に示されている。このリセット機構９０は、リセットアーム９１とこれを作動させるリセットモータ９２を備えている。本実施形態ではリセットモータ９２として小形の電動モータが用いられている。このリセットモータ９２が特許請求の範囲に記載したアクチュエータの一例に相当する。
図１７及び図１８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、ほぼ中央部の係合部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の左右側部に設けた支軸９８，９８がそれぞれ挿入されて、当該リセットアーム９１が両支軸９８，９８を介して前後に傾動可能に支持されている。
図１８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が前後に移動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。
リセットモータ９２は、本体部２の下面側であってハンドル部３の基部付近に内装されている。このリセットモータ９２の回転動力は減速ヘッド９３を経て減速されて出力される。減速ヘッド９３の出力軸９３ａにはねじ軸９４が取り付けられている。このねじ軸９４には作動ナット９５が噛み合わされている。リセットモータ９２が起動するとねじ軸９４がその軸回りに回転することにより作動ナット９５が前後に移動する。
作動ナット９５は、本体ハウジング２ａの下部であってハンドルハウジング３ａの基部付近に設けた支持台座部９６に支持されている。支持台座部９６に前後に沿って相互に平行なガイドレール９７，９７が設けられている。この左右のガイドレール９７，９７を介して作動ナット９５がその軸回りには回転しないよう回り止めされた状態で、前後に一定の範囲で平行移動可能に支持されている。
【００２６】
作動ナット９５の前側に、上記リセットアーム９１の係合部９１ｂが当接されている。一方、前記モードロック機構８０のロックリング８２の左右側部にはそれぞれ係合凸部８２ｂが設けられている。両係合凸部８２ｂ，８２ｂは側方へ突き出す状態に設けられている。リセットアーム９１の両作動部９１ａ，９１ａは、それぞれこのロックリング８２の係合突部８２ｂの前側に当接されている。前記したようにロックリング８２は圧縮ばね８３によって前側（ロック位置側）に付勢されている。このため、両係合凸部８２ｂ，８２ｂの前側にそれぞれ当接された作動部９１ａは、この圧縮ばね８３の間接作用によって前側へ付勢されている。左右の作動部９１ａ，９１ａが前側へ付勢されている結果、リセットアーム９１は支軸９８，９８を中心にして図１５において時計回り方向に傾動する方向であって、係合部９１ｂを後側へ変位させる方向に付勢されている。
図１５に示すように、ロックリング８２が圧縮ばね８３の付勢力によってロック側へ移動すると、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（ロック側）に傾動する。リセットアーム９１のロック側への傾動は、作動ナット９５が後側の初期位置に戻された状態にリセットされていることによりなされる。
これに対して、リセットモータ９２が起動して作動ナット９５が前側へ移動すると、係合部９１ｂが前側へ押されるためリセットアーム９１がその作動部９１ａ，９１ａを後側へ変位させる方向に傾動する。左右の作動部９１ａ，９１ａが後側へ変位すると、ロックリング８２が圧縮ばね８３の付勢力に抗してアンロック側（初期位置側）へリセットされる。このことから、リセットアーム９１のリセット側への傾動は、圧縮ばね８３の間接付勢力に抗してなされ、従ってリセットモータ９２の起動による作動ナット９５の前側へ変位は、圧縮ばね８３の間接付勢力に抗してなされる。
このように変速装置Ｈの初期状態（高速低トルクモード）へのリセットはリセットモータ９２の作動によって自動的になされる。このリセットモータ９２は、スイッチレバー４のオフ操作に連動して起動するように電動モータ１０の制御回路に組み込まれている。本実施形態では、低速高トルクモードで運転中に、スイッチレバー４の引き操作を解除して電動モータ１０への給電が停止された後、一定時間経過後にこのリセットモータ９２が起動するようにその制御回路が構成されている。使用者がスイッチレバー４をオフ操作して低速高トルクモードでの運転を停止した後、一定時間経過後にリセットモータ９２が起動してロックリング８２が後側のアンロック位置に戻され、これにより第２段インターナルギヤ３４が後側へ戻される結果当該本体部２の動作モードが初期状態の高速低トルクモードにリセットされる。このため、次回のねじ締め動作では、本体部２が高速低トルクモードで起動する。なお、リセットモータ９２の起動中は、スイッチレバー４の操作は無効になるようその制御回路が構成されている。
【００２７】
また、リセットモータ９２の回転数及び回転方向は、検知されてその結果に基づいて動作するよう制御される。スイッチレバー４のオフ操作後リセットモータ９２が起動して動作モードが高速低トルクモードに戻される。リセットモータ９２の回転方向及び回転数は、作動ナット９５が前側へ適切な距離だけ移動するための回転数及び回転方向に制御される。作動ナット９５の前側への移動距離は、リセットアーム９１を介してなされるロックリング８２の後退距離であって係合球８１〜８１が保持孔２ｃから内周側へ突き出さない状態となるために必要な距離に設定されている。リセットモータ９２の回転数及び回転方向に基づいて作動ナット９５の前側への移動距離が検知され、この移動距離に基づいてリセットモータ９２の動作が反転（逆転）する。
作動ナット９５が必要距離だけ前進してロックリング８２が後退すると、係合球８１〜８１が第２段インターナルギヤ３４を介して間接的に作用する圧縮ばね３５の付勢力によってカム面８２ａの深い部位に変位し、これにより第２段インターナルギヤ３４が後退して高速低トルクモードにリセットされる。第２段インターナルギヤ３４の後退位置が圧縮ばね３５により保持されるので、ロックリング８２は圧縮ばね８３に抗して後側のロック位置に保持される。このため、動作モードが初期状態にリセットされた後、リセットモータ９２が逆転して作動ナット９５が後退してもリセットアーム９１は、図１５に示す位置に保持される。リセットモータ９２は、その回転数に基づいて作動ナット９５の前進距離を検知し、その後に、一定回転数だけ逆転して当該作動ナット９５を後側へ戻す。このため、次回の使用時に変速装置Ｈは初期状態（高速低トルクモード）で起動する。
【００２８】
以上のように構成したリセット機構９０を備えたモードロック機構８０によれば、リセットモータ９２によってロックリング８２が後側のアンロック位置に戻され、これにより第２段インターナルギヤ３４が後側に戻されて動作モードが高速低トルクモード（初期状態）にリセットされる。このため、例えばリンクアーム等を用いることによりスイッチレバー４のオフ位置側への移動を利用してロックリング８２を圧縮ばね８３に抗して後側のアンロック位置に戻す構成とした場合には、スイッチレバー４の戻し力を十分に大きくする必要がある結果、その引き操作力が大きくなってその操作性が低下してしまう問題があるが、例示したリセット機構９０によればスイッチレバー４とは別に設けたリセットモータ９２によりロックリング８２を戻す構成であるので、スイッチレバー４の操作性を損なうことがない。
また、スイッチレバー４とは別に設けたリセットモータ９２によってロックリング８２を戻す構成であるので、リセットモータ９２の動作を適切に制御することによって、スイッチレバー４のオフ操作タイミングに対してロックリング８２の戻しタイミングを適切に設定することが容易になる。初期状態に戻すタイミングを、電動モータ４の停止後一定時間後に設定することにより、第１段キャリア２３が完全に停止した後にクラッチ歯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が噛み合わされるため、第１段キャリア２３が空転中に第２段インターナルギヤ３４が後側に戻されて第１段キャリア２３のクラッチ歯２３ａ〜２３ａと第２段インターナルギヤ３４のクラッチ３４ａ〜３４ａが衝突し、その結果当該変速装置Ｈの耐久性が低下するといった問題を生じない。
【００２９】
次に、図１９〜図２１には、第４実施形態のモードロック機構１００が示されている。この第４実施形態のモードロック機構１００は、前記リセット機構９０に変更を加えたリセット機構１０１を備えている。第４実施形態に係るモードロック機構１００は、リセット機構１０１について異なる特徴を備えている。従って、変更を要しない部材及び構成については第３実施形態と同位の符号を用いてその説明を省略する。
第４実施形態のモードロック機構１００におけるリセット機構１０１は、当該変速装置Ｈが低速高トルクモードに切り換わった状態でのみ作動する構成を備えている。
図１９及び図２０に示すようにロックリング８２の外周には、磁気センサ１０２が取り付けられている。一方、本体ハウジング２ａ側には、鋼板製の検知板１０３が取り付けられている。磁気センサ１０２によってロックリング８２の位置（ロック位置又はアンロック位置）が検知される。図２０において実線で示すようにロックリング８２が後ろ側のアンロック位置に位置する高速低トルク出力状態では、磁気センサ１０２が検知板１０３の下方から外れてオフ状態となる。これに対して図１９に示すようにスピンドル１１の負荷トルクが高まってロックリング８２が前側のロック位置に変位した低速高トルク出力状態では、磁気センサ１０２が検知板１０３の下方に進入して当該磁気センサ１０２がオンする。磁気センサ１０２のオン信号は、リセット制御回路Ｃに出力される。
リセット制御回路Ｃには、上記磁気センサ１０２のオン信号の他、スイッチレバー４のオフ操作（電動モータ１０の停止）の情報が入力される。これにより、当該リセット機構１０１は、変速装置Ｈの出力状態と電動モータ１０の動作状態に基づいて動作する。第４実施形態では、変速装置Ｈが低速高トルク出力状態に切り換わった状態でのみ、当該リセット機構１０１が動作するようにリセット制御回路Ｃが構成されている。リセット機構１０１の動作フローが図２１に示されている。
電動モータ１０の停止状態であって変速装置Ｈの初期状態では、作動ナット９５は後退してリセットアーム９１をリセット側（作動部９１ａを後ろ側へ移動させる方向）に押していない状態（リセット機構１０１の初期状態）となっている（ステップ（以下、ＳＴと略記する）００）。スイッチレバー４の引き操作により電動モータ１０が起動した直後であって変速装置Ｈの高速低トルク出力状態では、ロックリング８２が後ろ側のアンロック位置に保持され、従って作動ナット９５は依然として後退位置に保持されている（ＳＴ０１、ＳＴ０２）。ＳＴ００〜ＳＴ０２では、ロックリング８２がアンロック位置に位置しているため、磁気センサ１０２は検知板１０３の下方から外れた位置に位置している。このため、リセット制御回路Ｃに磁気センサ１０２のオン信号は入力されていない。
【００３０】
ねじ締め若しくは孔明け加工が進行してスピンドル１１の負荷トルクが増大した結果、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切り換わると（ＳＴ０３）、図１９に示すようにロックリング８２が圧縮ばね８３により前側のロック位置に移動するため、磁気センサ１０２が検知板１０３の下側に変位する。磁気センサ１０２は、検知板１０３の下側に変位することによりオン信号をリセット制御回路Ｃに出力する。
この低速高トルク出力状態であって磁気センサ１０２のオン状態で、スイッチレバー４の引き操作を解除（オフ操作）すると、電動モータ１０が停止する（ＳＴ０４）。リセット制御回路Ｃにおいて、磁気センサ１０２のオン信号と、電動モータ１０の停止信号が入力されると、リセットモータ９２が正転側に起動してリセット機構１０１が動作する（ＳＴ０５）。図２０に示すようにリセットモータ９２が正転側に起動すると、作動ナット９５が前側へ移動して係合部９１ｂが前側へ押される。係合部９１ｂが前側へ押されることによりリセットアーム９１が支軸９８，９８を中心にしてリセット側（作動部９１ａ，９１ａを後ろ側へ変位させる方向）に傾動する。リセットアーム９１がリセット側に傾動すると、係合部９１ｂ，９１ｂによって係合凸部８２ｂ，８２ｂが後ろ側へ押されることにより、ロックリング８２が圧縮ばね８３に抗して後ろ側のアンロック位置に移動する。ロックリング８２がアンロック位置に戻されると、係合球６１が本体ハウジング２ａ内に突き出さないアンロック位置に変位可能となるため、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初期位置（クラッチ歯３４ａがクラッチ歯２３ａに噛み合う位置）に戻される。
こうして第２段インターナルギヤ３４が後側へ戻される結果当該本体部２の動作モードが初期状態の高速低トルクモードに自動的にリセットされる。このため、次回の孔明け加工若しくはねじ締め動作では、変速装置Ｈの初期状態（高速低トルクモード）で当該電動工具１を起動させることができる。
【００３１】
また、ロックリング８２がアンロック位置に戻されると、磁気センサ１０２が検知板１０３の下方から後ろ側へ退避するため、当該磁気センサ１０２のオン信号がリセット制御回路Ｃに入力されない状態となる。ロックリング８２がアンロック位置に戻されて変速装置Ｈが初期状態に戻されたことが作動ナット９５の回転方向及び回転数によって検知されると、リセットモータ９２が逆転して作動ナット９５が後ろ側へ後退する（ＳＴ０６）。リセットモータ９２の回転方向及び回転数に基づいて作動ナット９５が後退位置に戻されたことが検知されるとリセットモータ９２が停止して（ＳＴ０７）、当該リセット機構１０１の一連の動作が完了する（ＳＴ００）。なお、リセットモータ９２の起動中は、スイッチレバー４を引き操作しても電動モータ１０が起動しないようにリセット制御回路Ｃ及び電動モータ１０の制御回路が構成されている。
これに対して、例えば当該電動工具１の電源供給状態あるいはスピンドル１１の回転方向等の確認のために当該電動工具１を試し回転させ、その後当該電動工具１を一旦停止させる場合には、変速装置Ｈは高速低トルク状態のままであるので、当該リセット機構１０１は作動しない。この場合、図２１に示すように初期状態（ＳＴ００）からスイッチレバー４を引き操作して電動モータ１０を起動させる（ＳＴ０１）。この段階では、無負荷状態であるので変速装置Ｈは高速低トルク出力状態で動作する（ＳＴ０２）。この高速低トルク出力状態では、ロックリング８２が後ろ側のアンロック位置に保持されることから、磁気センサ１０２はオンせず、従ってそのオン信号がリセット制御回路Ｃに入力されない。磁気センサ１０２のオン信号がリセット制御回路Ｃに入力されない状態のまま、スイッチレバー４の引き操作を解除すると、電動モータ１０が停止のみで、リセット機構１０１は動作しない。このため、ＳＴ０５〜ＳＴ０７の動作及び制御が省略されるため、当該電動工具１はより短時間で初期状態（ＳＴ００）に戻される。
【００３２】
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、モードロック機構１００のロック状態を解除して初期状態に戻すためのリセット機構１０１は、当該変速装置Ｈが低速高トルク出力状態に切り換わった状態でのみ作動し、高速低トルク状態のままである場合には作動しない構成となっている。このため、例えば当該電動工具１の電源供給状態を確認し、あるいはビットの回転方向を確認するために無負荷で起動（試し回転）させる場合にはリセット機構１０１は作動しないため、リセットモータ９２の正転、逆転による作動ナット９５の往復動及びこれに伴うリセットアーム９１の傾動動作等のリセット機構１０１の一連の動作を省略することができ、これにより試し回転直後に迅速に電動工具１を再起動（電動モータ１０を起動）して実際の作業に移行することができる。
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、ロックリング８２のロック位置側への移動を磁気センサ１０２を用いて検知する構成を例示したが、マイクロスイッチや反射型の光センサ等その他のセンサを用いる構成としてもよい。
また、係るセンサ及びリセット制御回路Ｃを用いた電気制御ではなく、レバー部材等を用いた機械的構成によって当該ロックリングのロック位置側への移動を検知してリセット機構を作動させる構成としてもよい。
さらに、例示したリセット機構９０，１０１は、第３段遊星歯車機構４０を備えない変速装置についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…電動工具
２…本体部、２ａ…本体ハウジング、２ｂ…挿通溝孔、２ｃ…保持孔
Ｊ…機軸（スピンドルの回転軸）
３…ハンドル部、３ａ…ハンドルハウジング
４…スイッチレバー
５…バッテリパック、Ｇ…重心、Ｍ…質量
１０…電動モータ、１０ａ…出力軸
１１…スピンドル
１２…チャック
１３，１４…軸受け
Ｈ…変速装置
２０…第１段遊星歯車機構
２１…第１段太陽ギヤ
２２…第１段遊星ギヤ
２３…第１段キャリア、２３ａ…クラッチ歯
２４…第１段インターナルギヤ
３０…第２段遊星歯車機構
３１…第２段太陽ギヤ
３２…第２段遊星ギヤ
３３…第２段キャリア
３４…第２段インターナルギヤ
３４ａ…クラッチ歯、３４ｂ…フランジ部、３４ｃ…係合溝部、３４ｄ…係合壁部
３５…圧縮ばね、３６…押圧板、３７…転動板、３８…鋼球
３９…モード切り換え部材
４０…第３段遊星歯車機構
４１…第３段太陽ギヤ、４２…第３段遊星ギヤ、４３…第３段キャリア
４４…第３段インターナルギヤ
５０…モード切り換えリング、５０ａ…ツマミ部
５１…切り換え溝部
５１ｂ…後側溝部（高速固定モード用）
５１ｃ…前側溝部（高トルク固定モード用）
５１ｄ…中間溝部（自動変速モード用）
６０…モードロック機構（第１実施形態）
６１…係合球
６２…ロックリング、６２ａ…カム面
６３…捩りコイルばね
７０…モードロック機構（第２実施形態）
７１…ワンウェイクラッチ
７２…係合溝部
Ｌ…機軸Ｊからバッテリパックの重心までの距離
８０…モードロック機構（第３実施形態）
８１…係合球
８２…ロックリング、８２ａ…カム面、８２ｂ…係合凸部
８３…圧縮ばね
９０…リセット機構
９１…リセットアーム、９１ａ…作動部、９１ｂ…係合部、９１ｃ…支持孔
９２…リセットモータ
９３…減速ヘッド、９３ａ…出力軸
９４…ねじ軸
９５…作動ナット
９６…支持台座部
９７…ガイドレール
９８…支軸
１００…モードロック機構（第４実施形態）
１０１…リセット機構
１０２…磁気センサ
１０３…検知板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010110887.tif 000018
【図１７】
2010110887.tif 000019
【図１８】
2010110887.tif 000020
【図１９】
2010110887.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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