(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収容したモータの前方に、複数の遊星歯車を支持するキャリアを複数段軸方向へ連設し、最終段のキャリアをその後方から組み付けた軸受で軸支してなる遊星歯車減速機構を設け、前記最終段のキャリアが支持する最終段の遊星歯車が遊星運動するインターナルギヤを、回転可能且つ軸方向へスライド可能に設けて、前記インターナルギヤを、前記軸受より後方で前記最終段のキャリアに設けたギヤ部と前記最終段の遊星歯車とに跨って噛合する前進位置と、前記最終段の遊星歯車のみに噛合して前記ハウジング内で回転規制される後退位置とを選択してスライド操作することで、前記最終段のキャリアから出力される回転速度を変更可能とした電動工具であって、
前記ギヤ部を、前記軸受の組み付け後に前記最終段のキャリアに後方から組み付けられる別体のギヤで形成すると共に、前記最終段のキャリアの外径を、歯先を含む前記別体のギヤの外径よりも小径としたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記別体のギヤを、前記最終段のキャリアと前記最終段の遊星歯車との間で、前記最終段の遊星歯車を支持する支持ピンを貫通させて組み付けたことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最終出力軸への回転速度を切替可能な速度切替機構を備えたインパクトドライバ等の電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
インパクトドライバ等の電動工具においては、モータの出力軸の回転を、その前方に設けた遊星歯車減速機構を介して減速し、スピンドルやアンビル等への最終出力軸へ回転伝達するものがよく知られている。この遊星歯車減速機構は、例えば特許文献１に示すように、遊星歯車を支持するキャリアを軸方向に複数段連設してなり、最終段のキャリア（スピンドルと一体に設けた大径のキャリア部）は、後方から組み付けられるボールベアリング等の軸受で軸支されている。
また、この遊星歯車減速機構には、速度切替機構が併設されている。この速度切替機構は、遊星歯車が遊星運動する一のインターナルギヤを軸方向へ回転且つスライド可能に設けて、当該インターナルギヤをハウジング外部からスライド操作するもので、遊星歯車とそのキャリアの外周に設けたギヤ部とに同時に噛合させるスライド位置では、遊星歯車による減速をキャンセルする高速モードとなり、遊星歯車のみに噛合してハウジング内で回転規制されるスライド位置では、遊星歯車による減速を得る低速モードとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４６８７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この速度切替機構を最終段の遊星歯車とそのキャリアとの間で設ける場合、キャリアにギヤ部を設けても後方から軸受が組み付けられるように、ギヤ部を除くキャリアの径をギヤ部よりも大径とする必要がある。このため、キャリア及び軸受の径が大きくなり、ひいてはハウジングの外径も大きくなってコンパクト化を阻害してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、速度切替機構を形成するキャリアやその軸受の大径化を防止して、ハウジングのコンパクト化を達成することができる電動工具を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ギヤ部を、軸受の組み付け後に最終段のキャリアに後方から組み付けられる別体のギヤで形成すると共に、最終段のキャリアの外径を、歯先を含む別体のギヤの外径よりも小径としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、別体のギヤを、最終段のキャリアと最終段の遊星歯車との間で、最終段の遊星歯車を支持する支持ピンを貫通させて組み付けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、ギヤの外径にかかわらず最終段のキャリア及びその軸受の大きさを設定することができる。よって、速度切替機構を形成するキャリアや軸受の大径化を防止してハウジングのコンパクト化を達成することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ギヤを別体にしても部品点数を増やすことなく簡単に組み付け可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インパクトドライバの一部縦断面図である。
【図２】内部機構の分解斜視図である。
【図３】本体ハウジング以外のハウジングの分解斜視図である。
【図４】インパクトドライバの一部縦断面図である（インパクトモード）。
【図５】インパクトドライバの一部縦断面図である（ドリルモード）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、電動工具の一例であるインパクトドライバ１を示し、図２にその内部機構の一部を示す。このインパクトドライバ１は、左右の半割ハウジング３，３を組み付けて形成される本体ハウジング２を有し、本体ハウジング２内に、後方（図１の右側を前方とする。）からモータ４、遊星歯車減速機構６、スピンドル７がそれぞれ収容されている。また、本体ハウジング２の前部には、スピンドル７と共に打撃機構９を収容した筒状のインナーハウジング８が組み付けられて、スピンドル７の前方同軸上に配置されたアンビル１０が、インナーハウジング８及びその前端に固定される前ハウジング１２に軸支されて前方へ突出している。１３は、前ハウジング１２の前端に嵌着されたゴム製リング状のバンパである。本体ハウジング２の下方には、ハンドル１４が下向きに延設され、ハンドル１４内には、トリガー１６を備えたスイッチ１５が収容されている。
【００１０】
遊星歯車減速機構６は、本体ハウジング２内に組み付けられる筒状のギヤハウジング１７内に収容されている。ギヤハウジング１７の後部には、モータ４の出力軸５に嵌着したピニオン１８が軸支されてギヤハウジング１７内に突出している。遊星歯車減速機構６は、第１インターナルギヤ１９内で遊星運動する一段目の遊星歯車２１，２１・・を保持する第１キャリア２０と、第２インターナルギヤ２２内で遊星運動する二段目の遊星歯車２４，２４・・を保持する第２キャリア２３とを備え、ピニオン１８に一段目の遊星歯車２１，２１・・を噛合させている。また、最終段の第２キャリア２３は、スピンドル７の後端へ一体に形成されてインナーハウジング８内で軸受としてのボールベアリング２５に軸支されている。
【００１１】
ここで、第１インターナルギヤ１９は、内周前側に、周方向へ所定間隔で複数の内歯２６，２６・・を備える一方、第２インターナルギヤ２２は、外周前側にリング状の係合溝２７を、外周後側に、周方向へ所定間隔で突設した複数の外歯２８，２８・・をそれぞれ備えている。また、第２インターナルギヤ２２は、第２キャリア２３の後方へ一体に連結したスパーギヤ２９と二段目の遊星歯車２４との双方に噛合する前進位置と、第１インターナルギヤ１９の内歯２６に外歯２８を係合させて二段目の遊星歯車２４のみに噛合する後退位置との間でスライド可能に設けられている。
【００１２】
このスパーギヤ２９は、遊星歯車２４を支持する支持ピン３０に貫通されて第２キャリア２３と遊星歯車２４との間に位置する別体のギヤで、第２キャリア２３の外径は、歯先を含むスパーギヤ２９の外径よりも小径となっている。ここで、スパーギヤ２９が第２キャリア２３と一体であれば、ボールベアリング２５を組み付けるために第２キャリア２３の外径をスパーギヤ２９の外径よりも大きくして大径のボールベアリング２５を用いる必要がある。しかし、スパーギヤ２９を第２キャリア２３と別体としたことで、ボールベアリング２５を組み付けた後にスパーギヤ２９を組み付けることができ、第２キャリア２３の外径及びボールベアリング２５の内径をスパーギヤ２９より大きくする必要がなくなるのである。このように第２キャリア２３及びボールベアリング２５が径方向に大きくならないので、ギヤハウジング１７やインナーハウジング８、ひいては本体ハウジング２の径方向でのコンパクト化に寄与できる。３６は、ギヤハウジング１７内でボールベアリング２５を保持する保持リングである。
【００１３】
第２インターナルギヤ２２の外側には、ギヤハウジング１７及びインナーハウジング８の内周面に沿って前後へスライド可能なスライドリング３１が設けられて、スライドリング３１の外側から半径方向に貫通する係合ピン３２が、第２インターナルギヤ２２の係合溝２７と係合している。スライドリング３１の上部外周には、ギヤハウジング１７の上部に突出する突起３３が設けられて、この突起３３が、本体ハウジング２に前後へスライド可能に設けたスライドボタン３４に、前後のコイルバネ３５，３５を介して保持されている。
よって、スライドボタン３４の前後へのスライド操作により、スライドリング３１を介して第２インターナルギヤ２２の位置を前後へ切替可能となる。すなわち、図１及び図４に示す第２インターナルギヤ２２の前進位置では、第２インターナルギヤ２２がスパーギヤ２９と一体回転することで遊星歯車２４の遊星運動をキャンセルした高速モードとなり、図５に示す第２インターナルギヤ２２の後退位置では、第２インターナルギヤ２２が固定されて遊星歯車２４を遊星運動させる低速モードとなる。
【００１４】
そして、打撃機構９は、アンビル１０の後端に設けた一対のアーム１１，１１にハンマーを係脱させる構造であるが、ここでのハンマーは、スピンドル７の前端に外装され、アーム１１，１１に係合する一対の爪４１，４１を前面に突設した筒状のメインハンマー４０と、そのメインハンマー４０の後方でスピンドル７に同軸で遊挿されて前方が開口する有底筒状で、周壁４３がメインハンマー４０に後方から外装されるサブハンマー４２とに分割されている。つまり、メインハンマー４０とサブハンマー４２の周壁４３とを合わせた径が従前のハンマーの外径と等しくなっている。
まず、メインハンマー４０は、その内周面に前端から後方へ向けて凹設されて後端が先細りとなる山形溝４４，４４と、スピンドル７の外周面で先端を前方に向けて凹設されたＶ字溝４５，４５とに跨って嵌合するボール４６，４６を介してスピンドル７と連結されている。
【００１５】
一方、メインハンマー４０とサブハンマー４２との間でスピンドル７には、コイルバネ４７が外装されて、メインハンマー４０を爪４１がアーム１１に係合する前進位置へ付勢する一方、サブハンマー４２を後方へ付勢している。サブハンマー４２と第２キャリア２３との間でスピンドル７には、ワッシャー４８が外装され、サブハンマー４２の後面に凹設されたリング溝４９には、後面から突出する複数のボール５０，５０・・が収容されてスラスト軸受を形成している。よって、コイルバネ４７によって後方へ付勢されるサブハンマー４２は、ボール５０がワッシャー４８に当接する後方位置へ回転可能な状態で押圧されることになる。
【００１６】
また、サブハンマー４２の周壁４３の内周面には、前端から軸方向で後方へ伸びる複数の案内溝５１，５１・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されており、メインハンマー４０の外周には、案内溝５１よりも短い複数の長円溝５２，５２・・が、周方向に案内溝５１と同じ間隔で形成されて、案内溝５１と長円溝５２とに跨って円柱状の連結ピン５３，５３・・が嵌合している。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とは、連結ピン５３により、軸方向への移動はそれぞれ許容された状態で、回転方向へは一体に連結される。
さらに、メインハンマー４０の外周面で後端際には、周方向にリング状の嵌合溝５４が凹設される一方、サブハンマー４２の周壁４３において、案内溝５１の後端位置で案内溝５１，５１の間には、半径方向に貫通する複数の円形孔５５，５５・・が形成されて、その円形孔５５にボール５６がそれぞれ嵌合している。
【００１７】
そして、サブハンマー４２の周壁４３には、切替リング５７が外装されている。この切替リング５７は、後側が周壁４３の外周面に摺接する小径部５８、前側が周壁４３の外周面から半径方向へ離間する大径部５９となる二段径を有し、小径部５８の外周面には、リング状の凹溝６０が形成されている。また、切替リング５７は、インナーハウジング８の内周に設けた前側段部６１と、周壁４３の後端外周に設けた後側段部６２との間でのみ前後へスライド可能となっている。
一方、インナーハウジング８には、図３に示すように、本体ハウジング２の前方に位置する操作スリーブ６４を前端外周へ一体回転可能に装着した連結スリーブ６３が外装されている。連結スリーブ６３の外周で点対称位置には、前後方向の長円となる一対の貫通孔６５，６５が形成され、各貫通孔６５に沿った外周面には、貫通孔６５より一回り大きい四角形状の案内凹部６６が形成されている。
【００１８】
この貫通孔６５に、外側端部が案内凹部６６に嵌合する正方形状のフランジ部６８に形成される筒状のガイドホルダ６７が貫通して、半径方向で連結スリーブ６３の軸心側へ突出すると共に、案内凹部６６によるフランジ部６８の案内により、前後方向へ移動可能となっている。インナーハウジング８には、ガイドホルダ６７が貫通し、貫通孔６５の前端に対応する位置で周方向に形成される前側溝７０と、貫通孔６５の後端に対応する位置で周方向に形成される後側溝７１と、前側溝７０と後側溝７１とを連通させる傾斜溝７２とからなるガイド溝６９が形成されている。ガイドホルダ６７には、インナーハウジング８の軸心側からガイドピン７３が差し込まれて、ガイドピン７３の頭部７４を切替リング５７の凹溝６０に嵌合させている。
【００１９】
よって、操作スリーブ６４を回転操作して連結スリーブ６３を前方から見て右回転させると、ガイドホルダ６７も周方向へ右回転方向へ移動する。そして、ガイドホルダ６７がガイド溝６９内を移動して後側溝７１に達すると、ガイドホルダ６７は貫通孔６５の後端に位置する。すると、ガイドピン７３を介してガイドホルダ６７に連結される切替リング５７は、図４に示すように、大径部５９をボール５６の外側に位置させる後退位置（第１のスライド位置）となる。この後退位置でボール５６は、周壁４３の内周面に没入してメインハンマー４０の嵌合溝５４から離間する解除位置へ移動することができ、メインハンマー４０の後退を許容するインパクトモードとなる。
【００２０】
一方、操作スリーブ６４を回転操作して連結スリーブ６３を前方から見て左回転させると、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動する。そして、ガイドホルダ６７がガイド溝６９内を移動して前側溝７０に達すると、ガイドホルダ６７は貫通孔６５の前端に位置する。すると、切替リング５７は、図５に示すように、小径部５８をボール５６の外側に位置させる前進位置（第２のスライド位置）となる。この前進位置でボール５６は、小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定されるため、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制するドリルモードとなる。
【００２１】
なお、アンビル１０は、後面軸心に形成した軸受孔７５に、スピンドル７の前端に突設した小径の先端部７６を嵌合させて、スピンドル７の前端を同軸で軸支している。軸受孔７５には、コイルバネ７７によって先端部７６の端面に押圧されてスラスト方向の荷重を受けるボール７８が収容されている。
さらに、前ハウジング１２から突出するアンビル１０の前端には、ビットの装着孔７９が形成されると共に、装着孔７９に挿入されたビットを抜け止め装着するために、アンビル１０に設けたボール８１（図２）を後退位置で装着孔内へ押圧するスリーブ８０等を備えたチャック機構が設けられている。
【００２２】
以上の如く構成されたインパクトドライバ１においては、まず操作スリーブ６４の回転操作によって切替リング５７を後退位置に移動させた図４のインパクトモードでの動作を説明する。ハンドル１４に設けたトリガー１６を操作してモータ４を駆動させると、出力軸５の回転が遊星歯車減速機構６を介してスピンドル７に伝わり、スピンドル７を回転させる。スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させるため、アンビル１０の先端に装着したビットによってネジ締め等が可能となる。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。
【００２３】
ネジ締めが進んでアンビル１０のトルクが高まると、メインハンマー４０の回転とスピンドル７の回転とにずれが生じるため、メインハンマー４０は、ボール４６がＶ字溝４５に沿って転動することで、スピンドル７に対して相対的に回転しながらコイルバネ４７の付勢に抗して後退する。このときサブハンマー４２は、メインハンマー４０の後退を許容しつつ連結ピン５３を介してメインハンマー４０と一体に回転する。
そして、メインハンマー４０の爪４１がアーム１１から外れると、メインハンマー４０はコイルバネ４７の付勢により、ボール４６がＶ字溝４５の先端に向けて転動することで回転しながら前進する。よって、メインハンマー４０の爪４１が再びアーム１１に係合して回転打撃力（インパクト）を発生させる。このアンビル１０への係脱を繰り返すことで増し締めが行われる。
【００２４】
このとき、サブハンマー４２もメインハンマー４０に追従して回転するため、両ハンマー４０，４２を合わせた質量でアンビル１０へ係脱することになる。従って、ハンマーを分割しても回転打撃力が低下することはない。また、回転時には後面のボール５０がワッシャー４８の前面を転動することで回転抵抗が軽減されるため、メインハンマー４０の前後動に伴ってコイルバネ４７が伸縮してもサブハンマー４２はスムーズに回転できる。さらに、メインハンマー４０がインパクト発生時に前後動を繰り返しても、サブハンマー４２は後方位置を維持して前後へ移動することはないため、インパクト発生時の振動は抑えられる。
【００２５】
一方、操作スリーブ６４の回転操作によって切替リング５７を前進位置に移動させた図５のドリルモードでは、トリガー１６を操作してモータ４を駆動させると、スピンドル７の回転に伴ってメインハンマー４０及びサブハンマー４２が回転し、アンビル１０を一体に回転させる。
そして、アンビル１０のトルクが高まっても、メインハンマー４０はボール５６によって後退が規制されるため、メインハンマー４０はアンビル１０に対して係脱動作を行わない。よって、インパクトは発生せず、アンビル１０はスピンドル７と一体回転することになる。
【００２６】
このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、ギヤ部を、ボールベアリング２５の組み付け後に第２キャリア２３に組み付けられる別体のスパーギヤ２９で形成したことで、スパーギヤ２９の外径にかかわらず第２キャリア２３及びボールベアリング２５の大きさを設定することができる。よって、速度切替機構を形成する第２キャリア２３やボールベアリング２５の大径化を防止して本体ハウジング２のコンパクト化を達成することができる。
特にここでは、スパーギヤ２９を、第２キャリア２３と遊星歯車２４との間で、遊星歯車２４を支持する支持ピン３０を貫通させて組み付けるようにしているので、スパーギヤ２９を別体にしても部品点数を増やすことなく簡単に組み付け可能となる。
【００２７】
なお、上記形態では、スパーギヤを支持ピンを利用して第２キャリアに組み付けているが、支持ピンと別にネジ止め等の他の手段を採用してもよい。
また、遊星歯車減速機構は、キャリアが三段以上連設されるものであっても、最終段のキャリアと遊星歯車との間に速度切替機構が設けられる構造であれば、同様に本発明の採用は可能である。最終段のキャリアの軸受も、ボールベアリングに限らず、ニードルベアリング等の他の軸受であっても差し支えない。
【００２８】
その他、例えばハウジングについては、インナーハウジングがないものや、インナーハウジングや前ハウジングもなく、本体ハウジングの前方に打撃機構を収容したハンマーケースが結合されるものでもよい。勿論インパクトドライバ以外に、アングルインパクトドライバやインパクトレンチ、電動ドライバ等の他の電動工具であっても本発明は採用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・インパクトドライバ、２・・本体ハウジング、４・・モータ、５・・出力軸、６・・遊星歯車減速機構、７・・スピンドル、８・・インナーハウジング、９・・打撃機構、１０・・アンビル、１１・・アーム、１２・・前ハウジング、１７・・ギヤハウジング、１９・・第１インターナルギヤ、２０・・第１キャリア、２１，２４・・遊星歯車、２２・・第２インターナルギヤ、２３・・第２キャリア、２５・・ボールベアリング、２９・・スパーギヤ、３０・・支持ピン、３１・・スライドリング、３４・・スライドボタン、４０・・メインハンマー、４１・・爪、４２・・サブハンマー、４３・・周壁、４７・・コイルバネ、４８・・ワッシャー、４９・・リング溝、５０，５６・・ボール、５３・・連結ピン、５４・・嵌合溝、５５・・円形孔、５７・・切替リング、５８・・小径部、５９・・大径部、６３・・連結スリーブ、６４・・操作スリーブ、６５・・貫通孔、６７・・ガイドホルダ、６９・・ガイド溝、７３・・ガイドピン。
【図１】
0005744639.tif 000002
【図２】
0005744639.tif 000003
【図３】
0005744639.tif 000004
【図４】
0005744639.tif 000005
【図５】
0005744639.tif 000006