(57)【要約】【課題】減速比の切り替えを行うに当たり、可動部材をその噛み合わせる対象のギアに確実に噛み合わせ、減速比の切り替えを確実に行わせることが可能な電動工具を提供する。【解決手段】本発明に係る電動工具は、減速機構部２を内部に収容する円筒状の減速機ケース４を備える。前記減速機構部２は、遊星ギア列２１と、この遊星ギア列２１の軸方向にスライド自在とされると共に当該遊星ギア列２１に対し係合又は離脱する可動部材３２とを有する電動工具である。減速機ケース４の内外を貫通するスライド溝４２と、前記軸方向に対し傾斜した方向に沿って貫設された作動溝５１を有する回転板５と、可動部材３２から突設されると共にスライド溝４２及び作動溝５１に挿通された支持部材３４と、支持部材３４に対し、当該支持部材３４の移動方向に向いた付勢力を付与する付勢手段６とを備える。【選択図】図１
2012030312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収容されると共に駆動源となるモータと、
前記ハウジングの前端に設けられる先端工具に前記モータの回転動力を伝達する減速機構部と、
前記ハウジング内に収容されると共に、前記減速機構部を内部に収容する円筒状の減速機ケースとを備え、
前記減速機構部は、
遊星ギア列と、
この遊星ギア列の軸方向にスライド自在とされると共に当該遊星ギア列に対し係合又は離脱する可動部材とを有し、
前記可動部材を移動させることにより複数段の変速を可能とした電動工具であって、
前記減速機ケースの内外を貫通し且つ前記軸方向に沿って設けられたスライド溝と、
前記軸方向に対し傾斜した方向に沿って貫設され且つ前記スライド溝に重合される作動溝を有すると共に、前記減速機ケースの外周を前記軸回りに回転自在とされた回転板と、
前記可動部材から径外方向に突設されると共に前記スライド溝及び作動溝に挿通された支持部材と、
前記回転板を前記減速機ケースの外周に沿って駆動させる駆動部と、
前記駆動部が回転板を所定の位置まで回転駆動させたとき、前記支持部材に対し、当該支持部材の移動方向に向いた付勢力を付与する付勢手段と
を備えていることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記付勢手段は、前記可動部材が切替位置に達する直前で移動不能となった場合に、前記付勢力を発生させるものである、請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記作動溝の長手方向の両端を除く部分に設けられた弾性体である、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動工具。
【請求項４】
前記作動溝に沿うように形成され、且つ当該作動溝との間に弾性変形可能な薄肉部を生成する弾性力付与溝が設けられ、
前記付勢手段が前記薄肉部である、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動工具。
【請求項５】
前記付勢手段は、前記回転板の周方向端部と、減速機ケースとのそれぞれに互いに対向するようにして設けられた一対の永久磁石である、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具に関し、特に、遊星ギア列を備えて複数段の減速比の切り替えを可能とした電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遊星ギア列と、この遊星ギア列に対し係合又は離脱する可動部材とを備え、この可動部材を移動させることにより、複数段の変速を可能とした電動工具が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の電動工具として、例えば、図７に示されるような減速機構部を備えたものがある。この電動工具は、周方向に多数の歯部を有するキャリア９０と、前記キャリア９０の出力側ギアに噛み合うプラネットギア９１と、このキャリア９０及びプラネットギア９１に噛み合う歯部を有するリングギア９２とを備えている。このリングギア９２は、軸方向にスライド自在となっており、その歯部がキャリア９０の歯部に対し係合又は離脱する。このリングギア９２は、キャリア９０とプラネットギア９１に対して歯部同士が噛み合う位置（図７（ａ））と、キャリア９０の歯部から離脱してプラネットギア９１及びその他のギア９３に対して歯部同士が噛み合う位置（図７（ｃ））との間を移動する。なお、この例におけるその他のギア９３は、径内方向に突出した歯部を有すると共に、減速機ケースに固設されたギアであり、その歯部は、リングギア９２の外周に突設された歯部に噛み合うよう構成されている。
【０００４】
この一例の電動工具は、このリングギア９２が可動部材となっており、この可動部材を軸方向に移動させることで、減速比を変え、複数段の変速が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１０１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような構成の電動工具は、可動部材がキャリア９０から離脱し、その他のギア９３に噛み合うようにスライド移動したとき、可動部材の歯部が前記ギア９３の歯部の間に位置している場合は、それぞれの歯部同士が確実に噛み合う。しかし、その可動部材の歯部と前記ギア９３の歯部との対向面同士が当接した場合、可動部材はそれ以上移動できず、そのギア９３の歯部の対向面に当接した状態でロックされてしまう（図７（ｂ）参照）。この場合、電動工具は減速比の切り替えができないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、減速比の切り替えを行うに当たり、可動部材をその噛み合わせる対象のギアに確実に噛み合わせ、減速比の切り替えを確実に行わせることが可能な電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電動工具は、ハウジング内に収容されると共に駆動源となるモータと、前記ハウジングの前端に設けられる先端工具に前記モータの回転動力を伝達する減速機構部と、前記ハウジング内に収容されると共に、前記減速機構部を内部に収容する円筒状の減速機ケースとを備え、前記減速機構部は、遊星ギア列と、この遊星ギア列の軸方向にスライド自在とされると共に当該遊星ギア列に対し係合又は離脱する可動部材とを有し、前記可動部材を移動させることにより複数段の変速を可能とした電動工具であって、前記減速機ケースの内外を貫通し且つ前記軸方向に沿って設けられたスライド溝と、前記軸方向に対し傾斜した方向に沿って貫設され且つ前記スライド溝に重合される作動溝を有すると共に、前記減速機ケースの外周を前記軸回りに回転自在とされた回転板と、前記可動部材から径外方向に突設されると共に前記スライド溝及び作動溝に挿通された支持部材と、前記回転板を前記減速機ケースの外周に沿って駆動させる駆動部と、前記駆動部が回転板を所定の位置まで回転駆動させたとき、前記支持部材に対し、当該支持部材の移動方向に向いた付勢力を付与する付勢手段とを備えている。
【０００９】
また、本発明に係る電動工具は、前記付勢手段が、前記可動部材が切替位置に達する直前で移動不能となった場合に、前記付勢力を発生させるものであるであるのが好ましい。
【００１０】
また本発明に係る電動工具は、前記付勢手段が、前記作動溝の長手方向の両端を除く部分に設けられた弾性体であるのが好ましい。
【００１１】
また本発明に係る電動工具は、前記作動溝に沿うように形成され、且つ当該作動溝との間に弾性変形可能な薄肉部を生成する弾性力付与溝が設けられ、前記付勢手段が前記薄肉部であるのが好ましい。
【００１２】
また本発明に係る電動工具は、前記付勢手段が、前記回転板の周方向端部と、減速機ケースとのそれぞれに互いに対向するようにして設けられた一対の永久磁石であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電動工具によれば、減速比の切り替えを行うに当たり、可動部材をその噛み合わせる対象のギアに確実に噛み合わせ、減速比の切り替えを確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の減速機構部の要部断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同上のハウジングを省略した回転板周辺の要部側面図である。
【図３】本実施形態の全体側断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同上の要部拡大図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２の実施形態の要部拡大図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第３の実施形態の要部拡大図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、従来技術を説明するため参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、減速機構部２のギアの軸に沿った方向を軸方向と定義する。
【００１６】
第１の実施形態の電動工具は、図３に示されるように、筒状のハウジング１０と、このハウジング１０から側方に延出するハンドル１１とで外郭が形成されている。このハウジング１０は、その内部に、動力源であるモータ１３と、このモータ１３の回転動力を減速すると共に、減速したその動力をドライバビット等の先端工具に伝達する減速機構部２とを収容している。なお、図３中の符号１２は、モータ１３に電力を供給する電池パックを示し、符号１４は、モータ１３への電力供給を制御するスイッチを示す。
【００１７】
減速機構部２は、減速機ケース４に収容されており、この減速機ケース４と共にハウジング１０内に収容されている。この減速機構部２は、図１に示されるように、複数列の遊星ギア列２１により構成されている。一段目の遊星ギア列２１は、入力側に位置しモータ１３により駆動するサンギア２２と、このサンギア２２の周囲に配置される複数のプラネットギア２３と、このプラネットギア２３を回転自在に支持するキャリア２４と、プラネットギア２３の外周に位置するリングギア２５とを備えている。このキャリア２４は、外周に径外方向に突出する歯部を有しており、その回転中央に二段目の遊星ギア列２１の入力となる中央ギア部２６を有している。この一段目のキャリア２４の中央ギア部２６の周囲には、二段目の遊星ギア列２１のプラネットギア２７が配置される。
【００１８】
この二段目のプラネットギア２７は、二段目のキャリア２８に回転自在に軸支されている。二段目のキャリア２８は、出力側の中央に、中央ギア部２９を有しており、この中央ギア部２９の周囲に、プラネットギア３０（三段目のプラネットギア３０）が配置されている。このプラネットギア３０は、三段目のキャリア３８に回転自在に軸支されており、その外側に配設された三段目のリングギア３３との間で噛み合いを生じるようになっている。三段目のキャリアは、この三段目のプラネットギア３０の公転により回転するようになっており、その中心から出力軸（図示せず）が突設され、当該出力軸へと回転動力を伝達する。
【００１９】
一段目の遊星ギア列２１は、一段目のプラネットギア２３の周囲に設けられたリングギア２５を有する。この一段目のリングギア２５は、減速機ケース４に固設されており、回転しないようになっている。二段目の遊星ギア列２１は、二段目のプラネットギア２７の周囲に、軸方向に沿ってスライド移動自在なリングギア３１を有している。この二段目のリングギア３１は、その内周に径内方向に突出する歯部３２０を有すると共に、出力側の端部の外周面に径内方向に凹没する歯部３２１を有している。この二段目のリングギア３１は、一段目のキャリア２４の歯部及び二段目のプラネットギア２７の歯部に対して噛み合う位置から、二段目のプラネットギア２７の歯部及び減速機ケース４に径内方向へ突設された固定歯部４１に対して噛み合う位置の範囲で移動する。本実施形態の電動工具は、二段目のリングギア３１が、一段目のキャリア２４及び二段目のプラネットギア２７に対して噛合する位置にあるときが非減速モードとされている（図１（ａ）参照）。また、二段目のプラネットギア２７及び固定歯部４１に対して噛合する位置が減速モードとされている（図１（ｃ）参照）。本実施形態の電動工具は、この二段目のリングギア３１が可動部材３２を構成している。また、三段目の遊星ギア列２１における三段目のプラネットギア３０の外周に配設された三段目のリングギア３３は、減速機ケース４に固設されている。
【００２０】
一段目の複数のプラネットギア２３は、図１に示されるように、サンギア２２と、一段目のリングギア２５との間で噛み合いを生じる。二段目の複数のプラネットギア２７は、一段目のキャリア２４の中央ギア部２６と、二段目のリングギア３１との間で噛み合いを生じる。三段目の複数のプラネットギア３０は、二段目のキャリア２８の中央ギア部２６と、三段目のリングギア３３との間で噛合いを生じる。
【００２１】
二段目のリングギア３１は、径外方向に突出する支持部材３４を有しており、この支持部材３４を軸方向に沿って移動させることで、スライド移動するようになっている。本実施形態の二段目のリングギア３１は、その外周面に環状に形成された凹溝３５が設けられており、支持部材３４をこの凹溝３５内に嵌入している。これによりリングギア３１は、回転しながら、支持部材３４の軸方向の移動に追従できる。この支持部材３４は、減速機ケース４を内外に貫通するようにして設置される。
【００２２】
減速機ケース４は、円筒形状をしており、その内部に上記構成の減速機構部２を収容する。減速機ケース４は、支持部材３４に対応する部分にスライド溝４２が内外を貫通するようにして穿設されており、このスライド溝４２は軸方向に沿った長孔状となっている。支持部材３４は、スライド溝４２を挿通して減速機ケース４の外方に突出している。
【００２３】
本実施形態の電動工具は、図２に示されるように、減速機ケース４の外周を軸回り方向に回動自在な回転板５を備えている。この回転板５は、軸方向に対して傾斜した方向（側面視において軸方向に対して約４５°傾斜した方向）に沿って作動溝５１が穿設されている。回転板５は、この作動溝５１が、減速機ケース４のスライド溝４２と重なるようにして取り付けられる。すなわち支持部材３４は、スライド溝４２及び作動溝５１の両者を貫通している。
【００２４】
この回転板５を減速機ケース４に沿って軸回り方向に回転させると、作動溝５１の縁部は、支持部材３４を軸方向に押圧し、当該支持部材３４をスライド溝４２に沿って移動させる。支持部材３４が作動溝５１における長手方向の一方の端部に位置しているとき（図１（ａ）参照）には、二段目のリングギア３１は、一段目のキャリア２４及び二段目のプラネットギア２７と噛合する（図１（ａ）参照）。また、支持部材３４が作動溝５１における長手方向の他方の端部に位置しているとき（図２（ｃ）参照）には、二段目のリングギア３１は、二段目のプラネットギア２７及び減速機ケース４の固定歯部４１と噛合する（図１（ｃ）参照）。
【００２５】
回転板５は付勢手段６を備えている。この付勢手段６は、回転板５を所定の位置まで回転駆動させたときに、支持部材３４に対して当該支持部材３４の移動方向に向いた付勢力を付与する。具体的には、回転板５を所定の位置まで回転駆動させた場合において、二段目のリングギア３１が、その歯部と固定歯部４１との対向面同士が当接してしまって、それ以上移動不能となったときに、支持部材３４に対し付勢力を付与し続ける。また、回転板５を上記とは逆に回転駆動させた場合において、二段目のリングギア３１が、その歯部と一段目のキャリア２４の歯部との対向面同士が当接してしまって、それ以上移動不能となったときに、支持部材３４に対し付勢力を付与し続ける。
【００２６】
本実施形態の付勢手段６は、図４に示されるように、作動溝５１の対向する長辺に沿って設けられた一対の弾性体６１で構成されている。この弾性体６１は、当該作動溝５１の長手方向の両端を除く部分に設けられている。一対の弾性体６１は、対向する面によって作動溝５１の各長辺を形成している。弾性体６１は、ある程度の硬度を有しており、可動部材３２が移動可能な状態では、支持部材３４を押圧しても大きく弾性変形しない。一方、可動部材３２が移動不能となった状態で弾性体６１に支持部材３４を押圧させると、支持部材３４が弾性体６１を押し返し、弾性体６１は弾性変形する。このとき弾性体６１は、支持部材３４の移動方向（切替位置に向かう方向）に付勢力を与え続けることになる。
【００２７】
本実施形態の電動工具は、この回転板５を軸回りに駆動させる駆動部７を備えている。この駆動部７は、回転板５を減速機ケース４の外周に沿って一定の範囲で往復するように揺動させる。本実施形態の駆動部７は、正逆回転可能な小型モータによって構成されている。
【００２８】
このような構成の電動工具は、減速比の異なる複数段の変速が可能となっており、その減速比の変更は、以下のようにして行なう。
【００２９】
非減速モードから減速モード切り替えるには、図２（ａ）の位置にある回転板５を、図２（ｃ）の位置に向けて、駆動部７により回転移動させる。すると、回転板５の作動溝５１に押圧された支持部材３４がスライド溝４２に沿って移動する。このときこの支持部材３４の移動に追従して二段目のリングギア３１が移動する。二段目のリングギア３１が固定歯部４１に当接した場合（ロックされた場合）、当該リングギアが固定歯部４１側に移動不能となるが、回転板５はそのまま回転駆動が継続される。それにより作動溝５１の縁部の弾性体６１が弾性変形する。すると、当該弾性体６１は、その復元力により支持部材３４を固定歯部４１側に押圧し続ける。
【００３０】
このとき駆動源のモータ１３が駆動すると、二段目のリングギア３１は、弾性体６１からの付勢力を受けながら回転する。すると二段目のリングギア３１と固定歯部４１との対向面同士が当接した状態からこれらが相互にずれて、噛み合う位置までリングギア３１が回転し、弾性体６１の付勢力により、リングギア３１が切替位置にまで押し込まれる。これにより、二段目のリングギア３１と固定歯部４１とが噛合し、当該リングギア３１の回転が規制されるため、出力軸の回転が減速され、電動工具は非減速モードから減速モードに切り替えられる。
【００３１】
なお、減速モードから非減速モードへの切り替えは、上記と逆の操作を行なうだけであるので、その説明を省略する。なおこの場合、二段目のリングギア３１のかみ合い対象の部材は一段目のキャリア２４の歯部であり、上記説明とは可動部材３２の押圧方向が反転したような状態となる。
【００３２】
上記構成の電動工具は、減速比の切り替え時に、可動部材３２が噛み合い対象の部材（固定歯部４１又は一段目のキャリア２４の歯部）の対向面と当接し一時的に移動不能となったとしても、支持部材３４に対しその移動方向へ付勢力を付与し続けることができる。これにより、可動部材３２と噛み合い対象の部材との対向面同士がずれたときにこれらを噛み合せることができ、この結果、これらを確実に噛み合わせることができる。
【００３３】
また本実施形態の付勢手段６は、可動部材３２が切替位置に達する直前で移動不能となった場合に付勢力を発生させるものであるから、不要な力を発生させないで確実に減速比の切り替えを行なうことができる。さらにこの付勢手段６は、弾性体６１により構成されたものであるから、シンプルな構造となっており、電動工具の大型化を防ぐことができる。
【００３４】
次に、第２の実施形態について図５に基づいて説明する。なお本実施形態は、第１の実施形態と付勢手段６の構成のみが異なり、それ以外は同じ構成であるため、同じ部分の説明は省略し、主に異なる部分について説明する。
【００３５】
本実施形態の電動工具は、回転板５に設けられた作動溝５１に沿って、弾性力付与溝６３が穿設されている。この弾性力付与溝６３は、作動溝５１をその中間に挟むように一対設けられており、当該作動溝５１の一端から他端に対応する部位に設けられている。弾性力付与溝６３は、作動溝５１に対して略平行となっており、作動溝５１との間に薄肉部６２を形成する。
【００３６】
この薄肉部６２は、それぞれの弾性力付与溝６３側に弾性変形可能となっており、弾性変形すると復元力を発生させる。
【００３７】
これにより、可動部材３２がその噛み合い対象の部材（固定歯部４１又は一段目のキャリア２４の歯部）の対向面と当接し一時的に移動不能となったとしても、支持部材３４に対しその移動方向へ付勢力を付与し続けることができる。この結果、可動部材３２とその噛み合い対象の部材とを確実に噛み合わせることができる。
【００３８】
さらに本実施形態の電動工具は、付勢手段６が、弾性力付与溝６３によって形成された薄肉部６２によって構成されているから、弾性体６１等の別部材の材料を必要としない。これにより、部品点数の削減を図ることができる。
【００３９】
次に、第３の実施形態について図６に基づいて説明する。なお本実施形態は、第１の実施形態と付勢手段６の構成のみが異なり、それ以外は同じ構成であるため、同じ部分の説明は省略し、主に異なる部分について説明する。
【００４０】
本実施形態の電動工具は、回転板５の一端に磁石８０が設けられており、減速機ケース４における回転板５の一端に対向する部分にも磁石８１が設けられている。この一対の磁石８０，８１は、互いに磁着するよう相互に異なる磁極を有している。本実施形態の電動工具は、この磁石８０，８１が永久磁石で構成されている。
【００４１】
これにより、可動部材３２がその噛み合い対象の部材（固定歯部４１又は一段目のキャリア２４の歯部）の対向面と当接し一時的に移動不能となったとしても、磁力による付勢力により、回転板５の回転力を付与し続けることができる。回転板５が図６における下方に向けて力を受けると、作動溝５１は、支持部材３４に対してその移動方向に付勢力を付与し続けることができるから、可動部材３２とその噛み合い対象の部材とを確実に噛み合わせることができる。
【００４２】
しかも本実施形態の電動工具は、第１及び第２の実施形態のように、弾性体６１や薄肉部６２といった部材を変形させるほどの力は不要である。つまり、本実施形態の電動工具は、駆動部７による強い力でなく、磁力で回転板５を回転させるだけなので、支持部材３４と作動溝５１との間に過剰な摩擦力を発生させない。これにより過剰な摩擦が生じる部分を低減させることができ、部品の劣化を防ぐことができる。
【００４３】
以上、本発明の電動工具を説明したが、本発明の電動工具は上記実施形態の構成に限定されるものではない。また上記実施形態の電動工具は、可動部材３２としてリングギア３１が用いられていたが、本発明の電動工具は、可動部材としてリングギアにのみ限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
２      減速機構部
２１    遊星ギア列
２２    サンギア
２３    一段目のプラネットギア
２４    一段目のキャリア
２５    一段目のリングギア
２６    中央ギア部
２７    二段目のプラネットギア
２８    二段目キャリア
２９    二段目キャリアの中央ギア部
３０    三段目のプラネットギア
３１    二段目のリングギア
３２    可動部材
３３    三段目リングギア
３４    支持部材
３６    三段目キャリア
４      減速機ケース
４１    固定歯部
４２    スライド溝
５      回転板
５１    作動溝
６      付勢手段
６１    弾性体
７      駆動部
【図１】
2012030312.tif 000003
【図２】
2012030312.tif 000004
【図３】
2012030312.tif 000005
【図４】
2012030312.tif 000006
【図５】
2012030312.tif 000007
【図６】
2012030312.tif 000008
【図７】
2012030312.tif 000009