(57)【要約】      （修正有）【課題】多速度動力伝達装置組立体を有する動力工具内で使用されるクラッチ機構を提供すること。【解決手段】本クラッチ機構にはクラッチ部材とフォロア部材とが含まれる。クラッチ部材は、動力伝達装置組立体のねじれ入力に近接し、動力伝達装置組立体にトルク増倍動作を行わせるには回転しない位置になければならない動力伝達装置組立体の部材に結合する。フォロア部材はバイアスをかけられてクラッチ部材と係合し、相互間の相対的回転を阻止する。クラッチ部材と動力伝達装置組立体が互いに結合されると、動力伝達装置組立体はトルク増倍動作を行うことができる。しかし、クラッチ部材に作用するねじれがフォロアとクラッチ部材との間の摩擦係合を克服するのに十分なものである時、クラッチ部材と動力伝達装置組立体とは回転し、トルク増倍動作を継続する動力伝達装置の能力を阻止する。【選択図】図２９
2008275154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の歯車比を有する第１の部分と、出力歯車比を有する第２の部分とを有し、前記第１の部分が、リング歯車と、太陽歯車と、遊星歯車組立体とを伴う遊星歯車組立体を含み、前記遊星歯車組立体が遊星キャリアと、複数の遊星歯車とを有し、前記遊星キャリアが、複数の遊星歯車を回転式に支持する複数のピニオンと、出力太陽歯車とを有し、前記複数の遊星歯車が前記太陽歯車及び前記リング歯車と噛み合い係合し、前記太陽歯車がトルク入力を受け取り、前記出力太陽歯車が前記第２の部分と噛み合い係合して中間トルク出力を出力し、前記第２の部分が前記中間トルク出力を受け取り出力トルクを発生する動力伝達装置において、前記出力トルクの大きさを制限するクラッチ組立体であって、
前記リング歯車に結合される環状クラッチ部材であって、前記クラッチ部材が所定のクラッチ・プロファイルを有する環状クラッチ部材と、
フォロア部材を有する係合組立体であって、前記中間トルク出力の大きさが所定の最大トルクより小さい時、前記フォロア部材が前記クラッチ部材に当接し前記クラッチ・プロファイルと協働して前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止する係合組立体とを備えるクラッチ組立体。
【請求項２】
前記環状クラッチ部材と前記リング歯車とが一体的に形成される、請求項１に記載のクラッチ組立体。
【請求項３】
衝撃吸収構造が前記リング歯車と前記環状クラッチ部材との間に配置される、請求項１に記載のクラッチ組立体。
【請求項４】
前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つが、前記リング歯車上に形成される嵌め合い固定要素と係合する固定要素を含み、前記固定要素が前記嵌め合い固定要素と係合し、前記リング歯車と、前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つとの間の相対的回転を防止する、請求項３に記載のクラッチ組立体。
【請求項５】
前記係合組立体が、前記中間トルク出力の大きさが所定の最大トルクより小さい時前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するため前記クラッチ部材に当接して前記フォロア部材にバイアスをかけるばね部材を含む、請求項１に記載のクラッチ組立体。
【請求項６】
前記ばね部材によって前記フォロア部材に作用する力を選択的に調整する調整機構をさらに備える、請求項５に記載のクラッチ組立体。
【請求項７】
前記フォロア部材が、前記クラッチ・プロファイルに接触する球状端部部分を含む、請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
前記クラッチ・プロファイルが正弦曲線形状である、請求項１に記載のクラッチ組立体。
【請求項９】
前記クラッチ・プロファイルが複数の先細傾斜を含む、請求項１に記載のクラッチ組立体。
【請求項１０】
前記フォロア部材が、前記リング歯車の縦方向中心線に平行な軸線に沿って移動可能である、請求項１に記載のクラッチ組立体。
【請求項１１】
動力工具であって、
出力シャフトを有するモーターと、
第１の歯車比を有する第１の部分と出力歯車比を有する第２の部分とを有する動力伝達装置であって、前記第１の部分が、リング歯車と、太陽歯車と、遊星歯車組立体とを伴う遊星歯車組立体を含み、前記遊星歯車組立体が遊星キャリアと複数の遊星歯車とを有し、前記遊星キャリアが前記複数の遊星歯車を回転式に支持する複数のピニオンと出力太陽歯車とを有し、前記複数の遊星歯車が前記太陽歯車及び前記リング歯車と噛み合い係合し、前記太陽歯車が前記出力シャフトに結合され前記モーターからトルク入力を受け取り、前記出力太陽歯車が前記第２の部分と噛み合い係合し中間トルク出力を出力し、前記第２の部分が前記中間トルク出力を受け取り出力トルクを発生する動力伝達装置と、
前記出力トルクの大きさを制限するクラッチ組立体であって、前記クラッチ組立体が環状クラッチ部材と係合組立体とを有し、前記クラッチ部材が前記リング歯車に結合され、前記クラッチ部材が所定のクラッチ・プロファイルを有し前記係合組立体がフォロア部材を有し、前記中間トルク出力の大きさが所定の最大トルクより小さい時、前記フォロア部材が前記クラッチ部材に当接し前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するクラッチ組立体とを備える動力工具。
【請求項１２】
前記環状クラッチ部材と前記リング歯車とが一体的に形成される、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項１３】
衝撃吸収構造が前記リング歯車と前記環状クラッチ部材との間に配置される、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項１４】
前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つが、前記リング歯車上に形成される嵌め合い固定要素と係合する固定要素を含み、前記固定要素が前記嵌め合い固定要素と係合し、前記リング歯車と、前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との前記少なくとも１つとの間の相対的回転を防止する、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項１５】
前記係合組立体が、前記中間トルク出力の大きさが所定の最大トルクより小さい時前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するため前記クラッチ部材に当接して前記フォロア部材にバイアスをかけるばね部材を含む、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項１６】
前記ばね部材によって前記フォロア部材に作用する力を選択的に調整する調整機構をさらに備える、請求項１５に記載の動力工具。
【請求項１７】
前記フォロア部材が、前記クラッチ・プロファイルに接触する球状先端部分を含む、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項１８】
前記クラッチ・プロファイルが正弦曲線形状である、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項１９】
前記クラッチ・プロファイルが複数の先細傾斜を含む、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項２０】
前記フォロア部材が、前記リング歯車の縦方向中心線に平行な軸線に沿って移動可能である、請求項１１に記載の動力工具。
【請求項２１】
第１の歯車比を有する第１の部分と、出力歯車比を有する第２の部分とを有し、前記第１の部分がトルク入力を受け取り中間トルク出力を発生し、前記第２の部分が前記中間トルク出力を受け取り出力トルクを発生する動力伝達装置において、前記出力トルクの大きさを制限するクラッチ組立体であって、
前記中間トルク出力が当接して作用するクラッチ部材であって、前記クラッチ部材が、前記第２の部分へのトルク伝達が許容される第１の条件と、前記第２の部分へのトルク伝達が阻止される第２の条件とで動作可能であるクラッチ部材と、
前記第１の構造と係合するフォロア部材を有する係合組立体とを備え、
前記トルク入力の大きさが所定の最大トルクより小さい時、前記フォロア部材と前記クラッチ部材との間の係合が前記クラッチ部材を前記第２の条件に維持するよう動作可能であり、前記トルク入力の大きさが前記所定の最大トルクより小さくない時前記クラッチが前記第１の条件に維持されるクラッチ組立体。
【請求項２２】
動力工具であって、
出力シャフトを有するモーターと、
前記モーターの前記出力シャフトと共に回転するよう結合されるピニオンと、
複数の遊星歯車とリング歯車とを含む第１の遊星部分を有する３段、３速度遊星動力伝達装置であって、前記遊星歯車が前記ピニオン及び前記リング歯車と噛み合い係合する３段、３速度遊星動力伝達装置と、
前記３段、３速度遊星動力伝達装置のねじれ出力を制限するクラッチ組立体であって、前記クラッチ組立体が環状クラッチ部材と係合組立体とを有し、前記クラッチ部材が前記リング歯車と結合され所定のクラッチ・プロファイルを有し、前記係合組立体がフォロア部材と調整機構とを有し、前記調整機構が、前記フォロア部材が前記クラッチ部材に当接するようバイアスをかける所定の大きさのバイアス力を発生するよう構成され、前記３段、３速度遊星動力伝達装置の前記ねじれ出力が所定の最大トルクより小さい時前記フォロア部材が前記クラッチ・プロファイルと協働して前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するクラッチ組立体とを備える動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年１月２３日出願の、米国仮出願第６０／２６３，３７９号明細書の利益を請求する。本発明の他の特徴は、同じ譲受人に譲受される同時係属出願である「多速度動力工具動力伝達装置」と題された米国出願第０９／９６４，２２６号明細書、「３６０度クラッチ・カラー」と題された米国出願第０９／９６５，１０８号明細書、及び「機能的オーバモールド部材を有するハウジング」と題された米国出願第０９／９６３，９０５号明細書で論じられ請求される。
【０００２】
本発明は概して、回転式ドリル、電動スクリュードライバといった動力工具に関する。
特に、本発明は、多速度動力伝達装置の第１段から出力される大きさのトルクに基づいて作動されるクラッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、動力工具の製造業者は、可変速モーターを有する回転動力工具を導入することで、こうした工具のユーザが工具の出力速度を十分に制御でき、それによって追加専用工具に頼らずに多様な操作ができるようにしようと試みている。市販の多くの工具には、こうした工具の速度に対するよりいっそうの制御を可能にする３段、２速度動力伝達装置が含まれる。
【０００４】
通常、知られている動力伝達機構には、大径ホールソーによる穿孔、ドライウォールねじまたは大径ラグねじの設置、及び高速ドリル操作の実行といった工具の多様な操作を可能にする広範囲の出力速度及びトルクを発生できる動力伝達機構がなかった。こうした工具で一般に利用されてきた単一または二重速度動力伝達装置は通常、こうした動力伝達装置の様々な利用を可能にする十分な減速能力を有しておらず、こうした工具を高トルク動作用に設定すると、高速性能が低下する傾向があった。その上、初期のコードレス回転動力工具の多くで利用されていた充電式電池は、消費されるエネルギーの量と、動作中に動力工具がエネルギーを消費する比率のため、低速、高トルク動作で使用するにはあまり適していなかった。その結果、消費者は、穿孔及び締め付けといった「標準」適用業務用の中負荷工具と、さらに要求の厳しい作業用の低速、高トルク出力を有する高負荷工具との２つの異なった回転動力工具を購入せざるを得なくなることが多かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最新の高容量、高電圧電池の出現によって、現在は低速、高トルク動作で使用される動力工具のエネルギー需要を満たすことが可能である。しかし、当業技術分野では、比較的広範囲の減速能力を通して使用可能なクラッチ機構に対する必要が依然として存在している。
【０００６】
一般的なクラッチ機構は、工具の使用者が工具の動力伝達装置の最終段で出力されるトルクを制限することを許可する。通常、これらのクラッチ機構は、クラッチの二つの部分を係合するように付勢するバネを使用する。動力伝達装置により出力されるトルクが所定のクラッチ設定を超えるとき、バネにより働くバイアス（付勢）力は、係合状態でクラッチの部分を維持するのに十分ではなく、クラッチの一方の部分はクラッチの他方の部分に対して回転可能となる。これらの二つの部分の相対的移動は、工具の出力シャフトへのトルクの伝達を効果的に妨げる。
【０００７】
比較的広い減速範囲を有する動力伝達装置を備えるこのようなクラッチ機構の使用は、クラッチ部分が減速範囲全体にわたり適当に係合および非係合されることが許可されるようにバネにより働かされるバイアス力が十分な範囲を有しないという単純な理由により、しばしば実際的でない。よって、クラッチ機構に幾つかの異なった大きさのバネを供給することが比較的に一般的であり、使用者が与えられた作業に適当な大きさのバネを選択し設置することが必要となる。この方法は有効であるが、それにもかかわらず時間を浪費し不便である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの好適な形態では、本発明は多速度動力伝達装置組立体を有する動力工具において使用するクラッチ機構を提供する。クラッチ機構はクラッチ部材とフォロア部材を有する。クラッチ部材は、動力伝達装置組立体のねじれ入力に近接し、動力伝達装置組立体にトルク増倍動作を行わせるには回転しない位置になければならない動力伝達装置組立体の部材に結合する。フォロア部材はバイアスをかけられてクラッチ部材と係合し、相互間の相対的回転を阻止する。クラッチ部材と動力伝達装置組立体が互いに結合されると、動力伝達装置組立体はトルク増倍動作を行うことができる。しかし、クラッチ部材に作用するねじれがフォロアとクラッチ部材との間の摩擦係合を克服するのに十分なものである時、クラッチ部材と動力伝達装置組立体とは回転し、トルク増倍動作を継続する動力伝達装置の能力を阻止する。
【０００９】
本発明のさらなる利点と特徴は、添付の図面と共になされる以下の説明と付随する請求項から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面のうち図１及び図２を参照すると、本発明の教示による構造の動力工具は全体的に参符１０によって示される。当業者が認識するように、本発明の好適実施形態は、携帯型スクリュードライバまたはドリルといったコード付きまたはコードレス（電池式）何れかの装置でよい。例示される特定実施形態では、動力工具１０は、ハウジング１２と、モーター組立体１４と、多速度動力伝達装置組立体１６と、クラッチ機構１８と、出力スピンドル組立体２０と、チャック２２と、トリガ組立体２４と、電池パック２６とを有するコードレス・ドリルである。当業者が理解するように、チャック２２、トリガ組立体２４、及び電池パック２６といった動力工具１０のいくつかの構成要素はその性質上従来のものであり、本出願で特に詳細に説明する必要はない。動力工具１０の従来の機能の動作をさらに完全に理解するには、多様な公報を参照すればよい。こうした公報の１つの例は、同じ譲受人に譲受される１９９９年４月２７日発行の米国特許出願公開第５，８９７，４５４号明細書であり、その開示全体を参照として取り込まれる。
【００１１】
ハウジング１２には、エンドキャップ組立体３０と、１対の嵌め合いハンドル外殻３４を含むハンドル外殻組立体３２とが含まれる。ハンドル外殻組立体３２には、ハンドル部分３６と、駆動系または本体部分３８とが含まれる。トリガ組立体２４と電池パック２６とはハンドル部分３６に機械的に結合され、モーター組立体１４に電気的に結合される。
本体部分３８にはモーターキャビティ４０と動力伝達装置キャビティ４２とが含まれる。
モーター組立体１４はモーターキャビティ４０に収容され、動力伝達装置キャビティ４２内に延びる回転式出力シャフト４４を含む。複数の歯車の歯４８を有するモーターピニオン４６は出力シャフト４４と共に回転するよう結合される。トリガ組立体２４と電池パック２６とは、出力シャフト４４が回転する速度と方向とを制御する一般的によく知られている方法で電力をモーター組立体１４に選択的に提供するよう協働する。
【００１２】
動力伝達装置組立体１６は動力伝達装置キャビティ４２に収容され、速度選択機構６０を含む。モーターピニオン４６は動力伝達装置組立体１６を出力シャフト４４に結合し、比較的高速、低トルクの駆動入力を動力伝達装置組立体１６に伝達する。動力伝達装置組立体１６には、速度選択機構６０と選択的に係合して複数の速度比を提供する複数の減速要素が含まれる。各速度比は駆動入力の速度及びトルクを所定の方法で増倍し、動力伝達装置組立体１６の出力速度及びトルクを、比較的低速、高トルクの出力と比較的高速、低トルクの出力との間で望ましいように変化させることができる。動力伝達装置出力は出力スピンドル組立体２０に供給され、出力スピンドル組立体２０にはチャック２２が回転するよう結合されるので、トルクは工具ビット（図示せず）に伝達されるようになる。クラッチ機構１８は動力伝達装置組立体１６に結合され、駆動入力に関連するトルクの大きさを所定の選択可能なトルク限度に制限するよう動作する。
【００１３】
機能的オーバモールド（ｏｖｅｒｍｏｌｄ）
特に図２〜図９を参照すると、エンドキャップ組立体３０が図示され、それにはエンドキャップ外殻１００とオーバモールド部材１０２とが含まれる。提供される例では、エンドキャップ外殻１００は、ＡＢＳのようなプラスチック材料から射出成形される。エンドキャップ外殻１００は、ハンドル外殻組立体３２の後方に延在するモーター組立体１４の一部を受け入れるような寸法のエンドキャップ・キャビティ１０４を形成する。複数の第１及び第２の放射状タブ開口１０８及び１１０と当接面１２８とがエンドキャップ外殻１００の前方面１１４に形成され、複数のねじボス１１６がエンドキャップ・シェル１００の外周に形成される。第１及び第２の放射状タブ開口１０８及び１１０各々はそれぞれ、ハンドル外殻３４の後方面１２４に形成される第１の放射状タブ１２０と第２の放射状タブ１２２とを受け入れる寸法である。第１及び第２の放射状タブ開口１０８及び１１０は第１及び第２の放射状タブ１２２と協働してエンドキャップ外殻１００をハンドル外殻組立体３２と正しく位置合わせし、それと共に相互間の相対的回転を阻止する。エンドキャップ外殻１００の前方面１１４の弓形部分１２８は、ハンドル外殻３４の後方面１２４の当接面１３２に合致する角度である。ねじボス１１６があるため、エンドキャップ外殻１００は複数のねじ１３８によってモーターカバー１３６に固定して結合できる。モーターカバー１３６の幾何学的形状は、ハンドル外殻３４内に納まるようなものである。すなわち、エンドキャップ外殻１００をモーターカバー１３６に固定すると、エンドキャップ外殻１００はハンドル外殻組立体３２の後方面１２４に対して固定して保持され、ハンドル外殻組立体３２の後部ハンドル開口１３９を閉鎖する。
【００１４】
複数の側面開口１４０がエンドキャップ外殻１００の側部に形成され、空気がハンドル外殻組立体３２内を通って流れ、当業技術分野でよく知られているの方法でモーター組立体１４を冷却できるようにする。複数の後部開口１４４がエンドキャップ外殻１００の後部に形成され、各後部開口１４４には、エンドキャップ外殻１００の外部表面１４８に部分的にだけ延在するくぼみ部分１４６と、エンドキャップ外殻１００を通って完全に延びる貫通部分１５０とが含まれる。１対の保持タブ１５２が形成され、エンドキャップ外殻１００の内部表面１５４からエンドキャップ・キャビティ１０４の中に延びる。チャンネル１５６がエンドキャップ外殻１００の内部表面１５４に形成され、後部開口１４４及び保持タブ１５２各々と交差する。
【００１５】
オーバモールド部材１０２は、熱可塑性エラストマ（例えば、デュポン社（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造されるハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）（登録商標））のような弾性材料から形成され、射出成形工程で、エンドキャップ外殻１００と同時に形成されそれに結合される。提供される特定の例では、オーバモールド部材１０２には、複数のバンパ部材１７０と、１対の防振装置１７２と、連結部材１７４とが含まれる。各バンパ部材１７０は、エンドキャップ外殻１００の内部表面１５４にほぼ一致する点から、エンドキャップ外殻１００の外部表面１４８の後方の点まで約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ、好適には約０．７５ｍｍだけ延在する。こうした構造により、ダンパ部材１７０はある程度の衝撃吸収を提供し、工具１０が落下した場合エンドキャップ外殻１００を損傷する可能性を減らすことができる。さらに、ホールソーを利用して大径の穴を穿孔する場合のように、作業員は比較的大きな力を工具１０に加える必要があることもある。こうした状況では、作業員は身体を傾けて工具１０の後部を押し、チャック２２の軸と一致する力を加える。こうした状況では、バンパ部材１７０は作業員に比較的柔らかく快適な表面を提供し、これは滑りにくく、作業員に伝達される振動を減衰するのに役に立つ。
【００１６】
防振装置１７２は、エンドキャップ外殻１００の内部表面１５４上の保持タブ１５２の周囲に形成される。提供される例では、各防振装置１７２には、エンドキャップ外殻１００の内部表面１５４の前方に延びる環状部材１８０が含まれる。こうした構造により、エンドキャップ外殻１００は防振装置１７２を外径１４ａに係合させ、モーターハウジング１４ｃの後部表面１４ｂはモーター１４ｄをモーターカバー１３６内に固定して保持することができる。これによって、モーター組立体１４の構成要素が工具１０の縦軸線に沿って移動するのが防止されると共に、モーター組立体１４の動作中発生する振動が減衰される。連結部材１７４は各バンパ部材１７０と防振装置１７２とを固定して結合する。連結部材１７４は、バンパ部材１７０と防振装置１７２とを形成する際弾性材料が流れる流れ経路を提供する。また、連結部材１７４はバンパ部材１７０と防振装置１７２とを相互接続し、エンドキャップ外殻１００から取り外し難くする。
【００１７】
当業者が認識するように、本発明のこの態様は、２つかそれ以上の構成要素の間を封止し、振動を減衰し、また１つの構成要素を別の構成要素に対して位置決めするため、ハンドル組立体３２内の様々な他の位置に組み込まれてもよい。そうした例の１つを図１０及び図１１に例示するが、そこでは防振装置１７２はエンドキャップ・キャビティ１０４の一部の外周に沿って延在するように変更され、モーター１４ｄの後部表面１４ｂに封止するように接触する。防振装置１７２はエンドキャップ外殻１００とモーター組立体１４との間の界面を封止し、バンパ部材１７０はエンドキャップ外殻１００中の後部開口１４４を封止する。防振装置１７２によって形成される空間１８８はモーター電機子軸受１９０を潤滑するグリースまたは別の適切な潤滑材によって充填される。
【００１８】
動力伝達装置組立体
図１２を参照すると、動力伝達装置スリーブ２００と、減速歯車セット組立体２０２と、速度選択機構６０とを含む３段、３速動力伝達装置である動力伝達装置組立体１６が示される。さらに図１３から図１７を参照すると、動力伝達装置スリーブ２００には、内部に減速ギアセット組立体２０２が配置される、動力伝達装置ボアまたは中空キャビティ２１２を全体的に形成する壁部材２１０が含まれる。動力伝達装置スリーブ２００には本体２１４と基部２１６とが含まれる。動力伝達装置スリーブ２００の本体２１４の直径はほぼ均一であり、全体的に基部２１６より小さい直径である。基部２１６の内径はモーターカバー１３６の円筒形先頭部分２２０を受け入れる寸法である。
【００１９】
複数の突出ランド２２６が基部２１６に形成される。突出ランド２２６は、基部２１６の外部表面２３０の複数の第１の溝２２８と、基部２１６の内部表面の複数の第２の溝２３２とを形成する。第１の溝２２８は位置合せリブ２３８を受け入れるような構成であるが、この位置合せリブ２３８は、ハンドル外殻３４の内部表面２４２に形成され、動力伝達装置スリーブ２００をハンドル外殻３４に位置合せし、動力伝達装置スリーブ２００とハウジング１２との間の相対的回転を阻止する。好適には、第１の溝２２８と位置合せリブ２３８とは、動力伝達装置スリーブ２００が１つの方向にだけハンドル外殻３４に組み合される（すなわち、第１の溝２２８と位置合せリブ２３８との構成によって動力伝達装置スリーブ２００がハンドル外殻３４に対して定位置から１８０°回転するのが防止される）ように構成される。第２の溝２３２は以下さらに詳細に論じられる。
【００２０】
動力伝達装置スリーブ２００の本体２１４は、円筒形本体部分２４６とピン・ハウジング部分２４８とを含むことが示される。例示される特定実施形態では、円筒形本体部分２４６には、選択器カム・ガイド２５０と、複数の潤滑材溝２５２と、リング係合歯の第１及び第２の組２５４及び２５６とが含まれる。選択器カム・ガイド２５０は全体的に矩形の断面で、本体部分２４６の外部表面２５８の最上部から外向きに延在する。潤滑材溝２５２は本体部分２４６の外周の上半分に沿って同心円状に形成される。潤滑材溝２５２は、本体部分２４６の外周の上半分に、グリースのような潤滑材を保持する約０．０２５４ｍｍ（約０．０１ｉｎｃｈ）から約０．０７６２ｍｍ（約０．０３０ｉｎｃｈ）の深さを有する。選択器カム・ガイド２５０と潤滑材溝２５２との動作は以下詳細に説明される。
【００２１】
突出ビード２６４は本体部分２４６の内部を第１及び第２の部分２６０及び２６２に分離する。リング係合歯の第１の組２５４は本体部分２４６の内部表面２６６に形成され、突出ビード２６４から基部２１６に向かって後方に延在する。リング係合歯の第２の組２５６も本体部分２４６の内部表面に形成されるが、これは突出ビード２６４から前方に延在する。リング係合歯の第１及び第２の組２５４及び２５６の歯２６８は本体部分２４６の内部表面２６６に沿って均一の間隔に置かれている。リング係合歯の第１及び第２の組２５４及び２５６の各歯２６８の形状は、各歯とも突出ビード２６４から延び、１対の平行な係合表面２７０を有し、先端部分２７２を終点とする点で同様である。以下詳細に説明されるように、各歯２６８の先端部分２７２は、減速歯車セット組立体２０２の一部と噛み合い係合する能力を向上するため、丸みを付けられかつ先細になっている。
【００２２】
ピン・ハウジング部分２４８は本体部分２４６の長さのかなりの部分にわたって本体部分２４６から下向きに延在する。アクチュエータ開口２７４はピン・ハウジング部分２４８に形成され、動力伝達装置スリーブ２００の基部２１６を通って後方に延在する。例示される特定実施形態では、アクチュエータ開口２７４には段が付けられ、動力伝達装置スリーブ２００の後部の第１の直径を有する第１の部分２７６と、動力伝達装置スリーブ２００の前部のより小さい第２の直径を有する第２の部分２７８とを有する。図示される例では、アクチュエータ開口２７４の第１の部分２７６は第１のハウジング部分２６０の壁を突破して、基部２１６の内部表面２３４に溝２８０を形成する。ピン・ハウジング部分２４８は以下さらに詳細に論じられる。
【００２３】
第１の対のクリップ・スロット２８４と第２の対のクリップ・スロット２８６が動力伝達装置スリーブ２００に形成され、動力伝達装置スリーブ２００の縦軸線と平行に動力伝達装置スリーブ２００の側面に沿って延在する。第１の対のクリップ・スロット２８４は突出ビード２６４の後方の本体部分２４６の側面を通って形成され、基部２１６に向かって後方に延在する。第１の対のクリップ・スロット２８４の深さは、第１の対のクリップ・スロット２８４が基部２１６を形成する壁部材２１０の一部を通って延びないようなものである。第２の対のクリップ・スロット２８６も本体部分２４６の側面を通って形成され、突出ビード２６４の前方から始まり動力伝達装置スリーブ２００の前部面２８８を通って延在する。
【００２４】
図１２、図１３、図１８及び図２３を参照すると、減速歯車セット組立体２０２には第１の減速歯車セット３０２と、第２の減速歯車セット３０４と、第３の減速歯車セット３０６とが含まれる。第１と、第２と、第３との減速歯車セット３０２、３０４及び３０６は作動モードと非作動モードとで動作する。作動モードでの動作では減速歯車セットは速度低減及びトルク増倍動作を行い、減速歯車セットの非作動モードでの動作では減速歯車セットはその減速歯車セットに提供される回転入力の速度及びトルクとほぼ等しい速度及びトルクを有する出力を提供する。例示される特定実施形態では、第１と、第２と、第３との減速歯車セット３０２、３０４及び３０６は各々遊星歯車セットである。しかし、当業者が認識するように、減速歯車セット組立体２０２を形成する１つかそれ以上の減速歯車セットの代わりに当業技術分野でよく知られている様々な他の種類の減速歯車セットを代用してもよい。
【００２５】
図示されるように、第１の減速歯車セット３０２には、第１の減速要素またはリング歯車３１０と、第１の組の遊星歯車３１２と、第１の減速キャリア３１４とが含まれる。第１のリング歯車３１０は環状構造であり、内径に沿って形成される複数の歯車の歯３１０ａを有する。クラッチ面３１６は第１のリング歯車３１０の前部面３１８の外周に形成されるが、これは以下さらに詳細に論じられる。第１のリング歯車３１０は基部２１６によって形成される中空キャビティ２１２の一部の中に配置される。第１のリング歯車３１０の前部面３１８は動力伝達装置スリーブ２００の中に形成される段差３２０と接触することで、第１のリング歯車３１０が中空キャビティ２１２の中で前方に移動できないように制限している。
【００２６】
第１の減速キャリア３１４は平らな円筒の形状に形成され、その後方面３２４から延在する複数のピン３２２を有する。複数の歯車の歯３１４ａが第１の減速キャリア３１４の外周のほぼ全体に形成され、隣接する歯車の歯３１４ａの各対の間に谷３１４ｂが形成される。歯車の歯３１４ａの間隔のため、谷の１つ（すなわち谷３１４ｂ’）は、第１の減速キャリア３１４の外周の歯３１４ａが省略されていることによって残りの谷３１４ｂより比較的大きい。例示される特定実施形態では、第１の減速キャリア３１４の歯車の歯３１４ａは、第１のリング歯車３１０の歯車の歯３１０ａと噛み合い係合しないような形状である。
【００２７】
特に図１９及び図２０を参照すると、歯車の歯３１４ａの外形がさらに詳細に示される。図示されるように、各歯車の歯３１４ａは第１の減速キャリア３１４の前方面３２８では緩やかな丸み３２６を終点とするが、第１の減速キャリア３１４の後方面３２４では急激に終点をなす。また、歯車の歯３１４ａの間の谷３１４ｂにも丸み３３０が形成される。
【００２８】
図１２、図１３、図１５、図１８及び図２３に戻ると、第１の環状部分３３４と、第２の環状部分３３６と、複数の保持タブ３３８とを有する第１のスラスト座金３３２が第１の減速歯車セット３０２の後方に配置される。保持タブ３３８は動力伝達装置スリーブ２００の基部２１６の第２の溝２３２に係合するので、第１のスラスト座金３３２と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転が阻止される。基部２１６の内径はモーターカバー１３６を受け入れる寸法であるので、モーターカバー１３６の前部面３４０は第１のスラスト座金３３２の軸方向運動を阻止する。第１の環状部分３３４は第１のリング歯車３１０の後部面３４２に接触して磨耗表面を提供し、第１のリング歯車３１０が軸方向に移動できる量を制御する。第２の環状部分３３６は第１の環状部分３３４から軸方向に間隔を開けており、第１の環状部分３３４の前方に延在し、第１の組の遊星歯車３１２に対する磨耗表面を提供し、やはりそれらが軸方向に移動できる量を制御している。
【００２９】
第１の組の遊星歯車３１２には複数の遊星歯車３４４が含まれるが、その各々は全体的に円筒形の形状であり、外周に形成される複数の歯車の歯３４４ａと、中心に形成されるピン開口３４６とを有する。各遊星歯車３４４は関連する１つのピン３２２と第１の減速キャリア３１４との上に回転式に支持され、その歯３４４ａが第１のリング歯車３１０の歯３１４ａと噛み合い係合するように配置される。突出部分３４８が各遊星歯車３４４の前部及び後部面３５０及び３５２に形成されるので、歯３４４ａが第１の減速キャリア３１４と第１のスラスト座金３３２とを摩擦して、動力伝達装置組立体１６の性能を損ない動作寿命を短くしうる塵埃または破片を発生するのが阻止される。また、出力シャフト４４上のモーターピニオン４６の歯４６ａは遊星歯車３４４の歯３４４ａと噛み合い係合するので、モーターピニオン４６は第１の減速歯車セット３０２に対する太陽歯車の役目を果たす。
【００３０】
第２の減速歯車セット３０４は第１のハウジング部分２６０によって形成される中空キャビティ２１２の一部の中に配置され、第２の太陽歯車３５８と、第２の減速要素またはリング歯車３６０と、第２の組の遊星歯車３６２と、第２の減速キャリア３６４とを含む。第２の太陽歯車３５８は第１の減速キャリア３１４と共に回転するよう固定される。第２の太陽歯車３５８には、第１の減速キャリア３１４の前方面３２８の前方に延在する複数の歯車の歯３５８ａが含まれる。
【００３１】
第２のリング歯車３６０は環状構造であり、内径に沿って形成される複数の歯車の歯３６０ａを有する。歯車の歯３６０ａは第２のリング歯車３６０の後部面３６６では大きく面取りされるが前部面３６８では急激に終点をなすものでもよい。さらに好適には、大きな丸み３６９が各歯車の歯３６０ａの後部面３６６と側面とに形成されるが、その際、歯車の歯３６０ａ上の大きな丸み３６９は第２のリング歯車３６０と第１の減速キャリア３１４との間のさらに良好な係合を提供するので、大きな面取りでなく大きな丸み３６９が利用される。
【００３２】
複数のスリーブ係合歯３７０が第２のリング歯車３６０の外周に形成される。スリーブ係合歯３７０は第２のリング歯車３６０の前部面３６８に向かって前方に延在し、前方及び内向きに丸みを付けられ先細になった先端部分３７２で終点をなす。また、環状クリップ溝３７４が第２のリング歯車３６０の外周に形成される。例示される例では、クリップ溝３７４は、１対の側壁３７６を有する矩形のスロットである。クリップ溝３７４は以下さらに詳細に論じられる。
【００３３】
第２の減速キャリア３６４は平らな円筒の形状に形成され、その後方面３８０から延在する複数のピン３７８を有する。第２の組の遊星歯車３６２が複数の遊星歯車３８２を含むことが示される。各遊星歯車３８２は全体的に円筒形の形状で、外周に形成される複数の歯車の歯３８２ａと、中心に形成されるピン開口３８４とを有する。各遊星歯車３８２は関連する１つのピン３７８と第２の減速キャリア３６４との上に回転式に支持され、遊星歯車３８２の歯車の歯３８２ａが第２のリング歯車３６０の歯車の歯３６０ａと噛み合い係合するように配置される。また、第２の太陽歯車３５８の歯車の歯３５８ａは、遊星歯車３８２の歯車の歯３８２ａと噛み合い係合する。
【００３４】
第３の減速歯車セット３０６は、第２のハウジング部分２６２によって形成される中空キャビティ２１２の一部の中に配置され、第３の太陽歯車３９８と、第３の減速要素またはリング歯車４００と、第３の組の遊星歯車４０２と、第３の減速キャリア４０４とを含む。第３の太陽歯車３９８は第２の減速キャリア３６４と共に回転するよう固定される。
第３の太陽歯車３９８には、第２の減速キャリア３６４の前部面４０６の前方に延在する複数の歯車の歯３９８ａが含まれる。
【００３５】
第３のリング歯車４００は環状構造であり、内径に沿って形成される複数の歯車の歯４００ａを有する。歯車の歯４００ａは第３のリング歯車４００の前部面４１２では大きく面取りされるが後部面４１４では急激に終点をなすものでもよい。さらに好適には、大きな丸み４０７が各歯車の歯４００ａの前部面４１２と側面とに形成されるが、その際、歯車の歯４００ａ上の大きな丸み４０７は第３のリング歯車４００と第３の減速キャリア４０４との間のさらに良好な係合を提供するので、大きな面取りでなく大きな丸み４０７が利用される。複数のスリーブ係合歯４１８が第３のリング歯車４００の外周に形成される。スリーブ係合歯４１８は第３のリング歯車４００の後部面４１４に向かって後方に延在し、後方及び内向きに丸みを付けられ先細になった先端部分４２０で終点をなす。また、環状クリップ溝４２２が第３のリング歯車４００の外周に形成される。例示される例では、クリップ溝４２２は、１対の側壁４２４を有する矩形のスロットである。クリップ溝４２２は以下さらに詳細に論じられる。
【００３６】
第３の減速キャリア４０４は平らな円筒の形状に形成され、その後方面４３０から延在する複数のピン４２８を有する。複数の歯車の歯４０４ａが第３の減速キャリア４０４の外周のほぼ全体に形成され、隣接する歯車の歯４０４ａの各対の間に谷４０４ｂが形成される。歯４０４ａの間隔のため、谷の１つ（すなわち谷４０４ｂ’）は、第３の減速キャリア４０４の外周の歯４０４ａが省略されていることによって残りの谷４０４ｂより比較的大きい。例示される特定実施形態では、第３の減速キャリア４０４の歯車の歯４０４ａは、第２の遊星歯車３８２の歯車の歯３８２ａと噛み合い係合しないような形状である。
【００３７】
さらに図２１及び図２２を簡単に参照すると、歯車の歯４０４ａの外形がさらに詳細に例示される。図示されるように、第３の減速キャリア４０４の後部面４３０は面取りされ、大きな丸み４３４が歯４０４ａと谷４０４ｂとの各側面に形成される。各歯車の歯４０４ａは第３の減速キャリア４０４の前方面４３６で急激に終点をなす。
【００３８】
図１２、図１３、図１５、図１８及び図２３に戻ると、第３の組の遊星歯車４０２が複数の遊星歯車４３８を含むことが示される。各遊星歯車４３８は全体的に円筒形の形状であり、外周に形成される複数の歯車の歯４３８ａと、中心を通して形成されるピン開口４４０とを有する。各遊星歯車４３８は関連する１つのピン４２８と第３の減速キャリア４０４との上に回転式に支持され、遊星歯車４３８の歯車の歯４３８ａが第３のリング歯車４００の歯車の歯４００ａに噛み合い係合するよう配置される。突出部分４４２が遊星歯車４３８の前部及び後部面各々に形成されるので、歯車の歯４３８ａが第３の減速キャリア４０４を摩擦して、動力伝達装置組立体１２の性能を損ない動作寿命を短くしうる塵埃または破片を発生するのが阻止される。第２のスラスト座金４５０が第３の太陽歯車３９８の周囲に配置され、第３の太陽歯車３９８の歯３９８ａは遊星歯車４３８の歯車の歯４３８ａと噛み合い係合する。第２のスラスト座金４５０には複数の保持タブ４５２が含まれるが、これは、動力伝達装置スリーブ２００の本体部分２４６の内部表面２６６に形成される対応するタブ溝４５４（図１３）と係合するよう構成される。保持タブ４５２とタブ溝４５４とは協働して、第２のスラスト座金４５０と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転を阻止する。
【００３９】
出力スピンドル組立体２０には動力伝達手段４５８が含まれ、第３の減速キャリア４０４と共に回転するようにスピンドル４６０を結合して、駆動トルクを減速歯車セット組立体２０２からチャック２２に伝達するようにする。この動力伝達手段４５８は当業技術分野でよく知られており、本発明の動力伝達装置組立体に容易に適応できる。従って、動力伝達手段４５８の詳細な議論は本出願には含まれない。
【００４０】
図１３、図１３ａ、図１３ｂ、図１６、図１７、図１８、及び図２３から図２８を参照すると、速度選択機構６０は第１の位置５００と、第２の位置５０２と、第３の位置５０４との間で移動可能であり、速度変更入力を受け取るスイッチ部分５１０と、速度変更入力に応じて減速歯車セット組立体２０２を操作するアクチュエータ部分５１２とを含む。
アクチュエータ部分５１２は減速歯車セット組立体２０２に機能的に結合され、第１と、第２と、第３との位置５００、５０２及び５０４の間でのスイッチ部分５１０の移動に応答して作動及び非作動モードの間で第２及び第３減速歯車セット３０４及び３０６を移動させる。例示される特定実施形態では、アクチュエータ部分５１２には、回転選択器カム５２０と、複数のワイヤ・クリップ５２２と、ばね部材５２３とが含まれる。各ワイヤ・クリップ５２２は、半円形５２４に曲げられた丸いワイヤから形成され、半円５２４から外向きに延在しほぼ半円５２４の中心線上に配置される１対のタブ５２６を有する。半円５２４は、それぞれ第２及び第３のリング歯車３６０及び４００のクリップ溝３７４及び４２２に収まる寸法である。この点に関して、半円５２４は関連する１つのリング歯車（３６０、４００）の外側に半径方向に延びることはなく、クリップ溝（３７４、４２２）の側壁（３７６、４２４）にひっかかることもない。提供される例では、クリップ溝（３７４、４２２）の側壁（３７６、４２４）は約０．１２７ｍｍ（０．０５ｉｎｃｈ）の間隔を有し、ワイヤ・クリップ５２２を形成するワイヤの直径は約０．１０１６ｍｍ（０．０４ｉｎｃｈ）である。
【００４１】
ワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は中空キャビティ２１２の外側に延在し、動力伝達装置スリーブ２００に形成されるクリップ・スロット（２８４、２８６）の関連する１つに入る。タブ５２６は動力伝達装置スリーブ２００の本体２１４の外部表面２５８の外側に延在する十分な長さであるが、動力伝達装置スリーブ２００の基部２１６の第１のクリップ・スロット２８４の部分の外側に半径方向に延在することはない。ワイヤ・クリップ５２２のこのような形状によって、ワイヤ・クリップ５２２を第２及び第３のリング歯車３６０及び４００に設置し、その後でこれらの組立体を動力伝達装置スリーブ２００の縦軸線に沿って中空キャビティ２１２内に挿入することが可能になるので、動力伝達装置組立体１６の組立が容易になる。
【００４２】
特に図１３、及び図２７ａから図２７ｃを参照すると、弓形の選択器本体５３０と、スイッチ・タブ５３２と、複数の間隔部材５３４とを含む回転選択器カム５２０が例示される。１対の第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂと、１対の第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂと、ばね開口５４６と、ガイド開口５４８とが選択器本体５３０を通じて形成される。選択器本体５３０は動力伝達装置スリーブ２００の本体部分２４６の外径にすべりばめ式に係合する寸法である。ガイド開口５４８は全体的に矩形の形状で、選択器カム・ガイド２５０の前部及び後部表面に係合する寸法である。ガイド開口５４８は選択器カム・ガイド２５０の幅よりかなり大きく、回転選択器カム５２０が動力伝達装置スリーブ２００上で、第１の回転位置と、第２の回転位置と、第３の回転位置との間で回転できるような寸法である。選択器カム・ガイド２５０はガイド開口５４８と協働して、回転選択器カム５２０が動力伝達装置スリーブ２００上で回転できる量を制限するが、その際、回転選択器カム５２０が第１の回転位置に配置されている時選択器カム・ガイド２５０の第１の横側面はガイド開口５４８の第１の横側面に接触し、回転選択器カム５２０が第３の回転位置に配置されている時選択器カム・ガイド２５０の第２の横側面はガイド開口５４８の第２の横側面に接触するようになる。
【００４３】
第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂは各々、第２のリング歯車３６０に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６の１つを受け入れる寸法である。例示される特定実施形態では、第１のカム・スロット５４０ａには、第１の区分５５０と、第２の区分５５２と、中間の区分５５４とが含まれる。第１の区分５５０は、回転選択器カム５２０の縦軸線に対して垂直な基準平面５５８から第１の所定の距離だけ離れた位置にあり、第２の区分５５２は基準平面５５８から第２の所定の距離だけ離れた位置にある。中間の区分５５４は第１と第２との区分５５０及び５５２を互いに結合する。第１のカム・スロット５４０ｂの形状は第１のカム・スロット５４０ａと同一であるが、第１のカム・スロット５４０ｂ中の第１、第２、及び中間の区分５５０、５５２及び５５４が各々、第１のカム・スロット５４０ａ中の第１、第２及び中間の区分５５０、５５２及び５５４から１８０°離れて位置するように、回転選択器カム５２０に対して回転している点が異なっている。
【００４４】
第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂの各々は、対応する１つのワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６の１つを受け入れる寸法である。例示される特定実施形態では、第２のカム・スロット５５４ａには、第１の区分５６０と、第２の区分５６２と、第３の区分５６４と、１対の中間区分５６６及び５６８とが含まれる。第１及び第３の区分５６０及び５６４は基準平面から第３の所定の距離だけ離れた位置にあり、第２の区分５６２は基準平面５５８から第４の所定の距離だけ離れた位置にある。中間の区分５６６ａは第１と第２との区分５６０及び５６２を互いに結合し、中間の区分５６８は第２と第３との区分５６２及び５６６を互いに結合する。第２のカム・スロット５４４ｂの形状は第２のカム・スロット５４４ａと同一であるが、第２のカム・スロット５４４ｂ中の第１、第２、第３及び中間の区分５６０、５６２、５６４及び５６６及び５６８が各々、第２のカム・スロット５４４ａ中の第１、第２、第３及び中間の区分５６０、５６２、５６４及び５６６及び５６８から１８０°離れて位置するように、回転選択器カム５２０に対して回転している点が異なっている。
【００４５】
ワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６が第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂと、第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂとに係合するため、回転選択器カム５２０は、動力伝達装置スリーブ２００上の第１と、第２と、第３との位置５００、５０２及び５０４の間で回転することができ、第２及び第３のリング歯車３６０及び４００をそれぞれ第１及び第３の減速キャリア３１４及び４０４に選択的に係合及び分離させる。回転選択器カム５２０が回転する間、第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂと第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂとは関連するワイヤ・クリップ５２２のワイヤ・タブ５２６を制限し、ワイヤ・タブ５２６が、第１及び第２のクリップ・スロット２８４及び２８６の関連する１つの中で動力伝達装置スリーブ２００の縦軸線に沿って移動するようにする。すなわち、回転選択器カム５２０は、回転方向入力を軸方向出力に変換するよう動作し、ワイヤ・クリップ５２２が所定の方法で軸方向に移動するようにする。潤滑材（特に図示せず）が動力伝達装置スリーブ２００の本体部分２４６に形成された潤滑材溝２５２に塗布され、動力伝達装置スリーブ２００と回転選択器カム５２０との間の界面を潤滑するよう利用される。
【００４６】
回転選択器カム５２０を第１の回転位置５００に配置すると、第２のリング歯車３６０に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂの第１の区分５５０中に配置され、第３のリング歯車４００に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂの第１の区分５６０中に配置される。すなわち、回転選択器カム５２０を第１の回転位置に配置すると、第２及び第３のリング歯車３６０及び４００はそれぞれ第２及び第３の遊星歯車３６２及び４０２と噛み合い係合する配置となる。図２３に示されるように、第２及び第３のリング歯車３６０及び４００が第２及び第３の遊星歯車３６２及び４０２と噛み合い係合するのと同時に、第２及び第３のリング歯車３６０及び４００のスリーブ係合歯３７０及び４１８はそれぞれ第１及び第２の組のリング係合歯２５４及び２５６と噛み合い係合する配置となって、第２及び第３のリング歯車３６０及び４００と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転を阻止し、動力伝達装置組立体１６に第１の総合歯車減速または速度比５７０を提供する。当業者が認識するように、第１及び第２の組のリング係合歯２５４及び２５６の歯２６８の先端部分２７２と、スリーブ係合歯３７０及び４１８の先端部分３７２及び４２０とはそれぞれ丸められ先細になっているので、動力伝達装置組立体１６の縦軸線に沿った軸の位置移動に応答して噛み合い係合する能力が改善される。
【００４７】
回転選択器カム５２０を第２の回転位置５０２に配置すると、第２のリング歯車３６０に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂの第１の区分５５０中に配置され、第３のリング歯車４００に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂの第２の区分５６２中に配置される。すなわち、回転選択器カム５２０を第２の回転位置に配置すると、第２のリング歯車３６０は第２の遊星歯車３６２と噛み合い係合するが、第３のリング歯車４００は第３の遊星歯車４０２と第３の減速キャリア４０４との両方と噛み合い係合する。また、回転選択器カム５２０を第２の回転位置５０２に配置すると、第２のリング歯車３６０のスリーブ係合歯３７０は第１の組のリング係合歯２５４と噛み合い係合する配置となり、第３のリング歯車４００のスリーブ係合歯４１８は第２の組のリング係合歯２５６と噛み合い係合しない。すなわち、図２４に例示されるように、第２のリング歯車３６０と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転は阻止されるが、第３のリング歯車４００と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転は許容されるので、動力伝達装置組立体１６に第２の総合歯車減速または速度比５７２を提供する。
【００４８】
回転選択器カム５２０を第３の回転位置５０４に配置すると、第２のリング歯車３６０に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂの第２の区分５５２中に配置され、第３のリング歯車４００に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂの第３の区分５６４中に配置される。すなわち、回転選択器カム５２０を第３の回転位置に配置すると、第２のリング歯車３６０は第２の遊星歯車３６２と第１の減速キャリア３１４との両方と噛み合い係合するが、第３のリング歯車４００は第３の遊星歯車４０２とだけ噛み合い係合する。また、回転選択器カム５２０を第３の回転位置５０４に配置すると、第２のリング歯車３６０上のスリーブ係合歯３７０は第１の組のリング係合歯２５４と噛み合い係合しない配置となり、第３のリング歯車４００上のスリーブ係合歯４１８は第２の組のリング係合歯２５６と噛み合い係合するので、第２のリング歯車３６０と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転は阻止されるが第３のリング歯車４００と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転は許容され、動力伝達装置組立体１６に第３の総合歯車減速または速度比５７４を提供する。
【００４９】
図１３、図２７ｂ及び図２８に示される例では、ばね部材５２３は、ばね鋼の平らな矩形の部片から形成され、扁平Ｚ形部分５８０と突出部分５８４とを含む。扁平Ｚ形部分５８０は、ばね開口５４６内に延在する２つの補強バー５８６に巻き付く構成なので、突出部分５８４は所定の位置に維持され、ばね力が回転選択器カム５２０とばね部材５２３との間で伝達される。さらに図２８を参照すると、ばね部材５２３の突出部分５８４は、出力スピンドル組立体２０のハウジング５９２中に形成される内部切り欠き５９０に係合する寸法である。回転選択器カム５２０から円周に沿って間隔の開いたランド５９４が切り欠き５９０の間に形成される。出力スピンドル組立体２０が動力伝達装置組立体１６の上に配置され、速度選択機構６０が第１と、第２と、第３との回転位置５００、５０２及び５０４の１つに配置されると、ばね部材５２３の突出部分５８４は切り欠き５９０の１つと係合する。突出部分５８４とランド５９４と間の接触に応答して突出部分５８４が回転選択器カム５２０の方向に下向きに移動する時ばね部材５２３によって生成される力は速度選択機構６０の意図せぬ回転を阻止するよう作用する。さらに、突出部分５８４が切り欠き５９０内に配置されると、ユーザには回転選択器カム５２０の位置の触覚による表示が提供される。
【００５０】
図１３及び図２７ｃに例示される特定実施形態では、突出した中空で矩形の選択器ボタン６０２が内部に形成された弓形バンド６００を含むスイッチ部分５１０が示される。弓形バンド６００はプラスチック材料から形成され、回転選択器カム５２０の外径に一致する形状である。選択器ボタン６０２の開放端部はスイッチ・タブ５３２を受け入れる構成なので、スイッチ部分５１０と回転選択器カム５２０は互いに留め具なしで結合される。
複数の間隔部材５３４は、回転選択器カム５２０に形成された突出部分であり、選択器本体５３０と同軸で半径方向に外向きに延在する。間隔部材５３４は弓形バンド６００を持ち上げ、弓形バンドが第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂ内のワイヤ・タブと接触するのを防止する。また、間隔部材５３４は、第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂに隣接する範囲といった回転選択器カム５２０の一部を選択的に補強するのに利用してもよい。
【００５１】
当業者が理解するように、回転選択器カム５２０（すなわち、第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂと第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂと）は幾分異なる構成とし、第２のリング歯車３６０が第２の遊星歯車３６２と第１の減速キャリア３１４との両方と噛み合い係合する一方で第３のリング歯車４００が第３の遊星歯車４０２と第３の減速キャリア４０４との両方と噛み合い係合するようにして、動力伝達装置組立体１６に第４の総合歯車減速または速度比を提供してもよい。
【００５２】
また、当業者が理解するように、本出願で例示された選択機構６０の代わりに他の構成の選択機構を代用してもよい。こうした選択機構は、回転または摺動運動によって作動するアクチュエータを含んでもよく、動力伝達装置スリーブ２００に対して第２と第３のリング歯車３６０及び４００を摺動させる当業技術分野でよく知られている連動装置、カムまたは他の装置を含んでもよい。また、当業者が理解するように、第２と第３とのリング歯車３６０及び４００は作動モードと非作動モードとの間で独立して移動できる（すなわち、第２及び第３のリング歯車３６０及び４００の一方の配置は第２及び第３のリング歯車３６０及び４００のもう一方の配置を決定しない）ように、スイッチ機構６０は第２及び第３のリング歯車３６０及び４００を互いに独立して配置するよう構成してもよい。
【００５３】
クラッチ機構
図２３、図２６及び図２８から図３０では、クラッチ部材７００と、係合組立体７０２と調整機構７０４とを含むクラッチ機構１８が示される。クラッチ部材７００は、第１のリング歯車３１０の外径に固定され、そこから半径方向外向きに延在する環状構造であることが示される。クラッチ部材７００には、第１のリング歯車３１０の前部面３１８に形成される弓形クラッチ面３１６が含まれる。クラッチ部材７００の外径は、動力伝達装置スリーブ２００の基部２１６によって形成される中空キャビティ２１２の一部の中で回転する寸法である。特に図２９を簡単に参照すると、例示される例のクラッチ面３１６は、約１８°の角度によって形成される一連の傾斜を形成するように互いに配置される複数の山７１０と谷７１２とによって形成されることが示される。しかし、当業者が理解するように、正弦曲線形状のクラッチ３１６’（図２９ａ）といった、他のクラッチ面形状を利用してもよい。
【００５４】
第１のリング歯車３１０とクラッチ部材７００とは一体型（すなわち一体的に形成された）構造として示されているが、当業者が認識するように、異なる構造としてもよい。そうした実施形態の１つが図２９ｂに例示されているが、そこでは第１のリング歯車３１０’は環状カラー１０００と複数のタブ開口１００２とを含むことが示される。環状カラー１０００は、二重の傾斜側面を有するが、それ以外は平らである複数の傾斜１００４を含むよう例示される。第１のリング歯車３１０’はそれ以外は第１のリング歯車３１０と同一である。環状ダンパ１００８は環状カラー１０００に当接し、第１のリング歯車３１０’のタブ開口１００２と係合してダンパ１００８が第１のリング歯車３１０’に対して回転するのを防止する複数のタブ部材１０１０を含む。ダンパ１００８には、環状カラー１０００の輪郭と一致するような形状であり、ひいては各傾斜１００４と係合する形状の複数の嵌め合い傾斜部分１０１４を含む本体部分１０１２を含む。ダンパ１００８は、アセチル（ａｃｅｔｙｌ）のような適切な衝撃減衰材料から形成される。クラッチ部材７００’は、８６２０硬化鋼のような耐磨耗材料から形成される環状部材であり、ダンパ１００８の上に配置される。ダンパ１００８と同様、クラッチ部材７００’には、タブ開口１００２内に固定され第１のリング歯車３１０’に対する回転を防止する複数のタブ部材１０２０と、複数の嵌め合い傾斜部分１０２２とが含まれる。しかし、クラッチ部材７００’の嵌め合い傾斜部分１０２２は、ダンパ１００８の嵌め合い傾斜部分１０１４と嵌め合い係合する。こうした構造は前に説明した実施形態と比較して高価であるが、クラッチ機構１８の動作に関連する高い衝撃力に対する許容度が高い。
【００５５】
例示される特定実施形態では、係合組立体７０２には、ピン部材７２０と、フォロアばね７２２と、フォロア７２４とが含まれる。ピン部材７２０には、動力伝達装置スリーブ２００のピン・ハウジング部分２４８に形成されるアクチュエータ開口２７４の第２の部分２７８内にすべりばめできる寸法の外径を有する円筒形本体部分７３０が含まれる。また、ピン部材７２０には、先端部分７３２と頭部部分７３４とが含まれる。先端部分７３２は、調整機構７０４と係合する形状であり、図示される例では、ピン部材７２０の本体部分７３０の端部に形成され、球面半径によって形成される。頭部部分７３４は本体部分７３０の先端部分７３２とは反対側の端部に結合され、アクチュエータ開口２７４の第１の部分２７６内にすべりばめできる寸法の平らな円筒またはバレルの形状である。すなわち、頭部部分７３４はピン部材７２０がアクチュエータ開口２７４から前方に動くのを防止する。
【００５６】
フォロアばね７２２は圧縮ばねであり、その外径はアクチュエータ開口２７４の第１の部分２７６内にすべりばめできる寸法である。フォロアばね７２２の前方端部はピン部材７２０の頭部部分７３４に接触し、フォロアばね７２２の反対側の端部はフォロア７２４に接触する。フォロア７２４の端部部分７４０は円筒形の形状で、フォロアばね７２２の内径の中にすべりばめできる寸法である。この点に関して、フォロアの端部部分７４０は、圧縮される時フォロアばね７２２が曲がるのを防止するばねフォロアの役目を果たす。
また、フォロア７２４には、円筒形本体部分７４６と、先端部分７４８と、フランジ部分７５０とを有するフォロア部分７４４が含まれる。本体部分７４６は、アクチュエータ開口２７４の第１の部分２７６内にすべりばめできる寸法である。先端部分７４８はクラッチ面３１６と係合する形状であり、図示される例では、フォロア７２４の本体部分７４６の端部に形成され、球面半径によって形成される。フランジ部分７５０は本体部分７４６と端部部分７４０との間の交点に形成される。フランジ部分７５０は全体的に平らで、フォロアばね７２２の作用によるバイアス力を受け取る構成である。
【００５７】
また、調整構造７６０と設定カラー７６２とを含む調整機構７０４が示される。調整構造７６０は、出力スピンドル組立体２０のハウジング部分７６６に収まる寸法の、全体的に中空の円筒の形態である。調整構造７６０には、内部に調整プロファイル７７０が形成される環状面７６８が含まれる。調整プロファイル７７０には、先頭の調整区分７７２と、末尾の調整区分７７４と、複数の中間調整区分７７６と、先頭及び末尾の調整区分７７２及び７７４の間の傾斜部分７７８とが含まれる。例示される実施形態では、第２の傾斜部分７７９が、末尾の中間調整区分７７６ｚと末尾の調整区分７７４との間に含まれる。
また、例示される特定実施形態では、調整プロファイル７７０の先頭の調整区分７７２から末尾の１つの中間調整区分７７６ｚまでの部分は一定の勾配を有する傾斜として形成される。すなわち、出力スピンドル組立体２０のハウジング部分７６６に結合されるフォロア７８０は、調整構造７６０の内径に向かって半径方向外向きにバイアスがかけられており、そこで調整機構７０４（例えば、設定カラー７６２）に形成された複数のデテント（ｄｅｔｅｎｔ）７８２に当接して作用する。フォロア７２４と複数のデテント７８２とは協働して工具１０のユーザに調整プロファイル７７０の位置についての触覚による表示を提供すると共に、調整構造７６０の自由な回転を阻止して調整プロファイル７７０の位置を望ましい１つの調整区分７７２、７７４及び７７６に維持するようにする。
【００５８】
設定カラー７６２は調節構造７６０の外側に結合され、複数の突出グリップ表面７９０を含むので、工具１０のユーザは、設定カラー７６２と調整構造７６０との両方を楽に回転させて、調整プロファイル７７０を望ましい１つの調整区分７７２、７７４及び７７６に設定できる。設定表示器７９２は、出力スピンドル組立体２０のハウジング部分７６６に対する調整プロファイル７７０の位置を表示するよう利用される。提供される例では、設定表示器７９２には、出力スピンドル組立体２０のハウジング部分７６６に形成される矢印７９４と、設定カラー７６２の周囲に記される目盛り７９６とが含まれる。
【００５９】
工具１０が動作する際、最初の駆動トルクがモーターピニオン４６によってモーター組立体１４から第１の組の遊星歯車３１２に伝達され、第１の組の遊星歯車３１２を回転させる。第１の組の遊星歯車３１２の回転に応答して、第１の中間トルクが第１のリング歯車３１０に加えられる。クラッチ機構１８によって加えられるクラッチ・トルクがこのトルクに抵抗する。クラッチ・トルクは第１のリング歯車３１０の自由な回転を阻止して第１の中間トルクが第１の減速キャリア３１４と減速歯車セット２０２の残りの部分とに加わるようにし、スイッチ機構６０の設定に応じた所定の方法で第１の中間トルクを増倍する。この点に関して、クラッチ機構１８は作動モードで第１の減速歯車セット３０２にバイアスをかける。
【００６０】
クラッチ・トルクの大きさは調整機構７０４、特に、ピン部材７２０の先端部分７３２と接触する調整区分７７２、７７４または７７６の相対高さによって決定される。調整機構７０４を所定の１つの調整区分７７２、７７４または７７６に配置すると、ピン部材７２０はアクチュエータ開口２７４内で後方に押され、フォロアばね７２２を圧縮してクラッチ力を発生する。クラッチ力はフォロア７２４のフランジ部分７５０に伝達され、フォロア７２４の先端部分７４８をクラッチ面３１６に係合させてクラッチ力を生じる。フォロア７２４の先端部分７４８をクラッチ面３１６の谷７１２の１つに配置すると、クラッチ・トルクの大きさが第１の中間トルクを越える時動力伝達装置スリーブ２００に対する第１のリング歯車３１０の回転を阻止する動作となる。しかし、第１の中間トルクがクラッチ・トルクを越える時は、第１のリング歯車３１０は動力伝達装置スリーブ２００に対して回転できる。クラッチ面３１６の形状によっては、第１のリング歯車３１０の回転によってクラッチ力がそれ以上の回転を阻止する十分な量まで増大することもある。こうした状況では、第１のリング歯車３１０は、第１の中間トルクの大きさが減少すると反対方向に回転し、フォロア７２４の先端部分７４８をクラッチ面３１６の谷７１２の１つに位置合せする。第１のリング歯車３１０の回転によってクラッチ力が第１のリング歯車３１０の回転に完全に抵抗するのに十分なだけ増大しない場合、第１の減速歯車セット３０２は非作動モードに配置され、第１のリング歯車３１０は、第１の減速キャリア３１４への第１の中間トルクの伝達を阻止するよう回転する。こうした状況では、第１の組の遊星歯車３１２の前方に位置する動力伝達装置組立体１６の部分（例えば、第１の減速キャリア３１４、第２の太陽歯車３５８、第２の組の遊星歯車３６２）を通じてトルクが伝達されることはない。
【００６１】
この方法でクラッチ機構１８を構成することは、クラッチ・トルクが、多減速動力伝達装置組立体１６によって発生しチャック２２を通じて伝達される工具１０の出力トルクではなく、第１の中間トルクに抵抗する大きさとなる点で非常に有利である。この点に関して、クラッチ機構１８を比較的小さな寸法にすることができ、工具１０に組み込みまたはパッケージする能力が改善される。その上、第１のリング歯車３１０の後すなわちその下流で速度または歯車比が変更されるので、クラッチ機構１８は比較的広い範囲の出力トルクにわたって動作可能である。動力伝達装置の出力トルクを制限するよう動作する従来のクラッチ機構と比較すると、こうした装置は比較的狭いトルク幅で動作し、出力トルクの大きさを大幅に変更したい場合クラッチばねの交換が必要になる。それと対照的に、本発明のクラッチ機構１８は、単に動力伝達装置組立体１６を異なる（すなわち、低いかまたは高い）歯車比で動作させることで、工具１０の出力トルクの大きさの大幅な変更に対応できる。
【００６２】
工具１０のような回転動力工具が動作する際、工具１０を使用して穴の穿孔とその後その穴にねじを設置する作業とを同時に行う場合のように、２つのクラッチ設定の切り換えが望ましいことが多い。従って、調整機構７０４は、出力スピンドル組立体２０に対して回転して調整機構７０４を望ましい１つの調整区分７７２、７７４及び７７６に配置して第１の操作を行い、その後で第２の１つの調整区分７７２、７７４及び７７６に回転して第２の操作を行ってもよい。知られているクラッチ機構と異なって、本発明の調整機構７０４は、調整構造７６０と設定カラー７６２とが３６０°の角度で回転できるような構成である。調整構造７６０が中間調整区分７７６ｘに配置されていると想定すると、調整機構７０４を３６０°の角度で回転させるということは、調整構造７６０が他の中間調整区分７７６と共に先頭及び末尾の調整区分７７２及び７７４と傾斜部分７７８とを通り過ぎて回転し，調整構造７６０が再び中間調整区分７７６ｘに配置されるということである。
この特徴は、比較的高いクラッチ設定と比較的低いクラッチ設定との間でクラッチ設定を変更する必要がある時特に好都合である。この点に関して、傾斜部分７７８は、設定カラー７６２（及び調整構造７６０）が、末尾の調整区分に対応する最高のクラッチ設定から、先頭の調整区分に対応する最低のクラッチ設定まで、クラッチ機構１８を中間クラッチ設定の１つに設定せずに回転することを許容している。すなわち、工具１０のユーザは、設定カラー７６２ａを比較的小さい量だけ回転させることで、最大の設定から最小の設定へ変化させることができる。
【００６３】
上記で調整プロファイル７７０は一定の傾斜を有するものとして説明されたが、当業者が認識するように、本発明は、より広範な態様で、幾分異なる構成としてもよい。例えば、調整プロファイル７７０’は、先頭と、末尾と、中間との調整区分７７２’、７７４’及び７７６’の各々に図３１に例示されるようなデテント（移動止め）を付けて形成してもよい。この配置では、調整区分７７２’、７７４’及び７７６’が係合組立体７０２と協働して工具１０のユーザに調整プロファイル７７０’の位置の触覚による表示を提供すると共に調整構造７６０の自由な回転を阻止するので、調整構造７６０のデテント７８２と、出力スピンドル組立体２０のハウジング部分７６６のフォロア７８０とは必要ない。
【００６４】
別の例が図３２に例示されるが、そこでは調整プロファイル７７０”は、傾斜部分７７９が省略され、末尾の中間調整区分７７６ｚが末尾の調整区分７７４にすぐ隣接する点以外は全体的に調整プロファイル７７０と同様である。
【００６５】
本発明は、好適実施形態を参照して、明細書中で説明され図面中で例示されたが、当業者が認識するように、請求項中で定義される本発明の範囲から離れることなく様々な変更を行い要素の置換を行われることは可能である。さらに、本発明の本質的な範囲から離れることなく特定の状況または材料に適応するため本発明の教示に多くの修正が可能である。従って、本発明は、本発明を実行するために現在考慮される最良の形態として図面によって例示され明細書中で説明された特定実施形態に制限することを意図するものではなく、本発明には添付の請求項の説明の範囲内にある任意の実施形態が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の教示による構造の動力工具の側面図である。
【図２】図１の動力工具の一部の分解斜視図である。
【図３】エンドキャップ組立体の後部を例示する図１の動力工具のハウジングの一部の斜視図である。
【図４】エンドキャップ組立体の正面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った断面図である。
【図６】エンドキャップ組立体が取り外された図１の動力工具の一部の背面図である。
【図７】エンドキャップが取り外された図１の動力工具の一部の側面図である。
【図８】図４とほぼ同様であるが、オーバモールド操作の前のエンドキャップ・シェルを例示する図である。
【図９】図５とほぼ同様であるが、オーバモールド操作の前のエンドキャップ・シェルを例示する図である。
【図１０】図４とほぼ同様であるが、オーバモールド部材の代替構造を例示する図である。
【図１１】図１０に例示されるような構造のオーバモールド部材を有するエンドキャップ組立体を利用する動力工具の部分断面図である。
【図１２】動力伝達装置組立体をさらに詳細に例示する、図１の動力工具の一部の分解斜視図である。
【図１３】減速歯車セット組立体と、動力伝達装置スリーブと、ハウジングの一部と、クラッチ機構の一部とをさらに詳細に例示する、図１の動力工具の一部の分解斜視図である。
【図１３ａ】第２のリング歯車の縦軸線に沿った断面図である。
【図１３ｂ】第３のリング歯車の縦軸線に沿った断面図である。
【図１４】動力伝達装置スリーブの側面図である。
【図１５】動力伝達装置スリーブの背面図である。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿った断面図である。
【図１７】図１５の線１７−１７に沿った断面図である。
【図１８】減速歯車セット組立体の分解図である。
【図１９】減速歯車セット組立体の一部をさらに詳細に例示する、図１の動力工具の縦軸線に沿った断面図である。
【図２０】第１の減速キャリアの一部の正面図である。
【図２１】減速歯車セット組立体の一部をさらに詳細に例示する、図１の動力工具の縦軸線に沿った断面図である。
【図２２】第３の減速キャリアの一部の背面図である。
【図２３】第１の速度比に配置された動力伝達装置組立体を例示する、図１の動力工具の縦軸線に沿った断面図である。
【図２４】図２３とほぼ同様であるが、第２の速度比に配置された動力伝達装置組立体を例示する断面図である。
【図２５】図２３とほぼ同様であるが、第３の速度比に配置された動力伝達装置組立体を例示する断面図である。
【図２６】速度選択機構をさらに詳細に例示する、図１の動力工具の一部の上面図である。
【図２７ａ】回転選択器カムの側面図である。
【図２７ｂ】回転選択器カムの上面図である。
【図２７ｃ】速度選択機構の中心軸を通る断面図である。
【図２８】出力スピンドル組立体の背面図である。
【図２９】クラッチ機構の分解斜視図である。
【図２９ａ】クラッチ部材の別の構成を例示するクラッチ機構の一部の斜視図である。
【図２９ｂ】第１のリング歯車とクラッチ部材について組合せ構造を例示する分解斜視図である。
【図３０】「平面に展開した」状態の調整構造の概略例示である。
【図３１】図３０と同様であるが、調整プロファイルの代替構造を示す概略例示である。
【図３２】図３０と同様であるが、調整プロファイルの別の代替構造の一部を示す概略例示である。
【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１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２７ｃ】
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【図２８】
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【図２９】
2008275154.tif 000035
【図２９ａ】
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【図２９ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年5月20日(2008.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力工具であって、
該動力工具の後部に配設されたモーターであって出力シャフトを有するモーターと、
前記動力工具の前部に配設された出力スピンドルと、
第１の歯車比を有する第１の部分と出力歯車比を有する第２の部分とを有する動力伝達装置であって、前記第１の部分が、リング歯車と、第１の太陽歯車と、遊星歯車組立体とを伴う遊星歯車組立体を含み、前記リング歯車が前記動力伝達装置の前記第２の部分と共用されず、前記遊星歯車組立体が単一の遊星キャリアと複数の遊星歯車とを有し、前記遊星キャリアが前記複数の遊星歯車を回転式に支持する複数のピンと第２の太陽歯車とを有し、前記複数の遊星歯車が前記第１の太陽歯車及び前記リング歯車と噛み合い係合し、前記第１の太陽歯車が前記出力シャフトと結合し前記モーターからトルク入力を受け取り、前記第２の太陽歯車が前記第２の部分と噛み合い係合し中間トルク出力を出力し、前記第２の部分が複数の歯車部材を有し、前記第２の部分が前記中間トルク出力を受け取り出力トルクを発生する動力伝達装置と、
前記動力工具のトルク出力を制限するクラッチ組立体であって、前記クラッチ組立体が環状クラッチ部材と係合組立体とを有し、前記クラッチ部材が前記リング歯車の周囲に結合され、前記クラッチ部材が、前記動力伝達装置の前記第２の部分の方に向く所定のクラッチ・プロファイルを有し前記係合組立体がフォロア部材を有し、前記中間トルク出力の大きさが所定の最大値トルクより小さい時だけ、前記フォロア部材が前記クラッチ部材に当接し前記クラッチ・プロファイルと協働して前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するクラッチ組立体とを備え、
前記フォロア部材は、前記第１の部分及び前記第２の部分の歯車部材に接触することなく前記クラッチ部材に当接するように前記動力工具の前部から後方に延在し前記リング歯車の半径方向外側に配設される、動力工具。
【請求項２】
前記環状クラッチ部材と前記リング歯車とが一体的に形成される、請求項１に記載の動力工具。
【請求項３】
衝撃吸収構造が前記リング歯車と前記環状クラッチ部材との間に配置される、請求項１に記載の動力工具。
【請求項４】
前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つが、前記リング歯車上に形成される嵌め合い固定要素と係合する固定要素を含み、前記固定要素が前記嵌め合い固定要素と係合し、前記リング歯車と、前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つとの間の相対的回転を防止する、請求項３に記載の動力工具。
【請求項５】
前記係合組立体が、前記中間トルク出力の大きさが所定の最大トルクより小さい時前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するため前記クラッチ部材に対して前記フォロア部材を付勢するばね部材を含む、請求項１に記載の動力工具。
【請求項６】
前記ばね部材によって前記フォロア部材に作用する力を選択的に調整する調整機構であって前記動力工具の前部に配設された調節機構をさらに備える、請求項５に記載の動力工具。
【請求項７】
前記フォロア部材が、前記クラッチ・プロファイルに接触する球状先端部分を含む、請求項１に記載の動力工具。
【請求項８】
前記クラッチ・プロファイルが正弦曲線形状である、請求項１に記載の動力工具。
【請求項９】
前記クラッチ・プロファイルが複数の先細傾斜を含む、請求項１に記載の動力工具。
【請求項１０】
前記フォロア部材が、前記リング歯車の縦方向中心線に平行な軸線に沿って移動可能である、請求項１に記載の動力工具。
【請求項１１】
動力工具であって、
該動力工具の後部に配設されたモーターであって出力シャフトを有するモーターと、
前記動力工具の前部に配設された出力スピンドルと、
前記モーターの前記出力シャフトと共に回転するよう結合されるピニオンと、
３段、３速度遊星動力伝達装置であって、前記３段、３速度遊星動力伝達装置の出力段に関連しない第１の遊星部分を有し、前記第１の遊星部分が複数の遊星歯車とリング歯車とを含み、前記遊星歯車が前記ピニオン及び前記リング歯車と噛み合い係合し、前記リング歯車が前記３段、３速度遊星動力伝達装置の何れの他の段によっても共用されない３段、３速度遊星動力伝達装置と、
前記３段、３速度遊星動力伝達装置のねじれ出力を制限するクラッチ組立体であって、前記クラッチ組立体が環状クラッチ部材と係合組立体とを有し、前記クラッチ部材が前記リング歯車の周囲に結合され所定のクラッチ・プロファイルを有し、前記係合組立体がフォロア部材と調整機構とを有し、前記調整機構が、前記フォロア部材が前記クラッチ部材に当接するようバイアスをかける所定の大きさのバイアス力を発生するよう構成され、前記第１の遊星部分の前記ねじれ出力が所定の最大トルクより小さい時前記フォロア部材が前記クラッチ・プロファイルと協働して前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するクラッチ組立体とを備え、
前記調節機構は、前記動力工具の前部に配設され、
前記フォロア部材は、前記動力工具の歯車部材に接触することなく前記クラッチ部材に当接するように前記動力工具の前部から後方に延在し前記リング歯車の半径方向外側に配設される、動力工具。
【請求項１２】
動力工具であって、
ハウジングと、
前記動力工具の後部に配設されたモーターであって前記ハウジング内に配置されたモーターと、
前記動力工具の前部に配設された出力スピンドルと、
動力伝達装置スリーブと、第１の部分と、第２の部分とを有する動力伝達装置であって、前記動力伝達装置スリーブが、第１のスリーブ部分と第２のスリーブ部分と中央ボアとアクチュエータ開口とを有し、前記中央ボアは前記第１のスリーブ部分と前記第２のスリーブ部分とを貫通して延在し、前記アクチュエータ開口は、前記中央ボアの長手軸線と略平行に前記第２のスリーブ部分から前記第１のスリーブ部分内へ延在し、前記動力伝達装置の前記第１の部分は前記第１のスリーブ部分内に少なくとも部分的に受容され、前記動力伝達装置の前記第２の部分は前記第２のスリーブ部分内に少なくとも部分的に受容され、前記動力伝達装置の前記第１の部分が前記モーターに結合されそこからのトルク入力を受け入れ、前記動力伝達装置の第２の部分が前記出力スピンドルに結合され、前記動力伝達装置の前記第１の部分が少なくとも１つの段を有し、前記少なくとも１つの段がリング歯車を伴う第１の段を含み、前記リング歯車が前記動力伝達装置の前記第２の部分または前記動力伝達装置の前記第１の部分の何れの他の部分によっても共用されず、前記動力伝達装置の前記第１の部分が中間トルクを前記動力伝達装置の前記第２の部分に出力し、前記第２の部分は複数の歯車部材を有し、前記動力伝達装置の前記第２の部分が前記中間トルクを受け取り、それに応答して前記出力スピンドルに中断されずに伝達される出力トルクを発生する動力伝達装置と、
前記動力伝達装置に結合されるクラッチ組立体であって、前記クラッチ組立体が環状クラッチ部材と係合組立体とを含み、前記環状クラッチ部材が前記リング歯車の周囲に結合され、前記動力伝達装置の前記第２の部分の方に向く所定のクラッチ・プロファイルを有し、前記係合組立体が、前記動力伝達装置スリーブの前記アクチュエータ開口に収容され前記クラッチ部材に当接するフォロア部材を有し、前記中間トルクの大きさが所定の最大トルクより小さい時だけ前記フォロア部材が前記クラッチ・プロファイルと協働して前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するクラッチ組立体とを備え、
前記フォロア部材は、前記第１の部分及び前記第２の部分の歯車部材と接触することなく前記クラッチ部材と当接するように前記動力工具の前部から後方に延在し前記リング歯車の半径方向外側に配設される、動力工具。
【請求項１３】
動力工具であって、
前記動力工具の後部に配設されたモーターと、
前記動力工具の前部に配設された出力スピンドルと、
第１の部分と第２の部分とを有する動力伝達装置であって、前記動力伝達装置の前記第２の部分が前記出力スピンドルに結合し、前記第１の部分がリング歯車を含む複数の歯車を伴う１つの段を有し、前記リング歯車が単一セットの遊星歯車のみと係合し、前記単一セットの遊星歯車が共通の遊星キャリア上に取り付けられ、前記第１の部分が前記モーターに結合されそこからトルク入力を受け取り、前記第１の部分が中間トルクを前記動力伝達装置の前記第２の部分に出力し、前記第２の部分は複数の歯車部材を有し、前記動力伝達装置の前記第２の部分が前記中間トルクを受け取り、それに応答して前記出力スピンドルに中断されずに伝達される出力トルクを発生する動力伝達装置と、
前記動力伝達装置に結合されるクラッチ組立体であって、前記クラッチ組立体が環状クラッチ部材と係合組立体とを含み、前記環状クラッチ部材が前記リング歯車の周囲に結合され前記動力伝達装置の前記第２の部分の方に向く所定のクラッチ・プロファイルを有し、前記係合組立体が、前記クラッチ部材に軸線方向に当接するフォロア部材を有し、前記中間トルクの大きさが所定の最大トルクより小さい時だけ前記フォロア部材が前記クラッチ・プロファイルと協働して前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するクラッチ組立体とを備え、
前記フォロア部材は、前記第１の部分及び前記第２の部分の歯車部材に接触することなく前記クラッチ部材に当接するように前記動力工具の前部から後方に延在し前記リング歯車の半径方向外側に配設される、動力工具。
【請求項１４】
前記環状クラッチ部材と前記リング歯車とが一体的に形成される、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項１５】
衝撃吸収構造が前記リング歯車と前記環状クラッチ部材との間に配置される、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項１６】
前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つが、前記リング歯車上に形成される嵌め合い固定要素と係合する固定要素を含み、前記固定要素が前記嵌め合い固定要素と係合し、前記リング歯車と、前記環状クラッチ部材と前記衝撃吸収構造との少なくとも１つとの間の相対的回転を防止する、請求項１５に記載の動力工具。
【請求項１７】
前記係合組立体が、前記中間トルクの大きさが前記所定の最大トルクより小さい時前記クラッチ部材と前記フォロア部材との間の相対的回転を阻止するため前記クラッチ部材に対して前記フォロア部材を付勢するばね部材を含む、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項１８】
前記ばね部材によって前記フォロア部材に作用する力を選択的に調整する調整機構であって前記動力工具の前部に配設された調節機構をさらに備える、請求項１７に記載の動力工具。
【請求項１９】
前記フォロア部材が、前記クラッチ・プロファイルに接触する球状端部部分を含む、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項２０】
前記フォロア部材が、前記球状端部部分の寸法を形成する半径より大きい長さを有する、請求項１９に記載の動力工具。
【請求項２１】
前記クラッチ・プロファイルが正弦曲線形状である、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項２２】
前記クラッチ・プロファイルが複数の先細傾斜を含む、請求項１３に記載の動力工具。
【請求項２３】
前記フォロア部材が、前記リング歯車の縦方向中心線に平行な軸線に沿って移動可能である、請求項１３に記載の動力工具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
第１の組の遊星歯車３１２には複数の遊星歯車３４４が含まれるが、その各々は全体的に円筒形の形状であり、外周に形成される複数の歯車の歯３４４ａと、中心に形成されるピン開口３４６とを有する。各遊星歯車３４４は関連する１つのピン３２２と第１の減速キャリア３１４との上に回転式に支持され、その歯３４４ａが第１のリング歯車３１０の歯３１０ａと噛み合い係合するように配置される。突出部分３４８が各遊星歯車３４４の前部及び後部面３５０及び３５２に形成されるので、歯３４４ａが第１の減速キャリア３１４と第１のスラスト座金３３２とを摩擦して、動力伝達装置組立体１６の性能を損ない動作寿命を短くしうる塵埃または破片を発生するのが阻止される。また、出力シャフト４４上のモーターピニオン４６の歯４６ａは遊星歯車３４４の歯３４４ａと噛み合い係合するので、モーターピニオン４６は第１の減速歯車セット３０２に対する太陽歯車の役目を果たす。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂの各々は、対応する１つのワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６の１つを受け入れる寸法である。例示される特定実施形態では、第２のカム・スロット５５４ａには、第１の区分５６０と、第２の区分５６２と、第３の区分５６４と、１対の中間区分５６６及び５６８とが含まれる。第１及び第３の区分５６０及び５６４は基準平面から第３の所定の距離だけ離れた位置にあり、第２の区分５６２は基準平面５５８から第４の所定の距離だけ離れた位置にある。中間の区分５６６ａは第１と第２との区分５６０及び５６２を互いに結合し、中間の区分５６８は第２と第３との区分５６２及び５６４を互いに結合する。第２のカム・スロット５４４ｂの形状は第２のカム・スロット５４４ａと同一であるが、第２のカム・スロット５４４ｂ中の第１、第２、第３及び中間の区分５６０、５６２、５６４及び５６６及び５６８が各々、第２のカム・スロット５４４ａ中の第１、第２、第３及び中間の区分５６０、５６２、５６４及び５６６及び５６８から１８０°離れて位置するように、回転選択器カム５２０に対して回転している点が異なっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
回転選択器カム５２０を第３の回転位置５０４に配置すると、第２のリング歯車３６０に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第１のカム・スロット５４０ａ及び５４０ｂの第２の区分５５２中に配置され、第３のリング歯車４００に係合するワイヤ・クリップ５２２のタブ５２６は第２のカム・スロット５４４ａ及び５４４ｂの第３の区分５６４中に配置される。すなわち、回転選択器カム５２０を第３の回転位置に配置すると、第２のリング歯車３６０は第２の遊星歯車３６２と第１の減速キャリア３１４との両方と噛み合い係合するが、第３のリング歯車４００は第３の遊星歯車４０２とだけ噛み合い係合する。また、回転選択器カム５２０を第３の回転位置５０４に配置すると、第２のリング歯車３６０上のスリーブ係合歯３７０は第１の組のリング係合歯２５４と噛み合い係合しない配置となり、第３のリング歯車４００上のスリーブ係合歯４１８は第２の組のリング係合歯２５６と噛み合い係合するので、第２のリング歯車３６０と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転は許容されるが第３のリング歯車４００と動力伝達装置スリーブ２００との間の相対的回転は阻止され、動力伝達装置組立体１６に第３の総合歯車減速または速度比５７４を提供する。
【外国語明細書】
2008275154000001.pdf