JP3289958B2 - 回転電動工具の変速装置 - Google Patents

回転電動工具の変速装置

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JP3289958B2
JP3289958B2 JP20557892A JP20557892A JP3289958B2 JP 3289958 B2 JP3289958 B2 JP 3289958B2 JP 20557892 A JP20557892 A JP 20557892A JP 20557892 A JP20557892 A JP 20557892A JP 3289958 B2 JP3289958 B2 JP 3289958B2
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千里 鈴木
史朗 溝端
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電動ドライバーのような
回転電動工具における変速動作を自動的に行う変速装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電動ドライバーや電動レンチ、電動ドリ
ルのような回転電動工具においては、高速回転・高トル
クで作業を行えるようになっていることが最も望ましい
わけであるが、出力には限りがあるために、実際には低
トルク・高速回転状態と、高トルク・低速回転状態とを
負荷状況に応じて切り換えることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このために、変速可能
な減速機を搭載したものが提供されているが、従来のも
のは使用者の切り換え操作によってのみ変速を行うもの
であり、またこの切り換え操作によってどの減速比(出
力特性)を選ぶかは使用者の判断によるものとなってい
る。そしてこの切り換えにあたっては、いったん作業を
中断しなくてはならない。これは、例えばネジの締め付
けのように、着座までは高速・低トルク回転、着座後は
低速・高トルク回転とすることが望まれる作業にあって
は、作業能率をかえって悪化させてしまうことになる。
【0004】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは作業途中での減速比の
切り換えが望まれる作業を、作業の中断を招くことなく
行うことができて高い作業効率を得ることができる回転
電動工具の変速装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、モー
タの出力軸に取り付けられた太陽ギア、ギアケースの内
面に固定されたインターナルギア、この太陽ギア及びイ
ンターナルギアに噛み合う複数個の遊星ギア及び遊星ギ
アを支持しているキャリアにて構成される一段目の遊星
機構と、一段目の遊星機構のキャリアに一体に設けられ
た太陽ギア、ギアケースに対して軸周りの回転が自在且
つ軸方向に可動に設けられ、その軸方向後端には一段目
の遊星機構におけるキャリアとの係合部が、軸方向前端
にはギアケースとの係合部がそれぞれ設けられたインタ
ーナルギア及び出力軸に連結されている遊星ギアにて構
成される二段目の遊星機構とを具備し、出力軸を軸方向
に付勢されると共に軸方向に前後移動可能に形成し、二
段目の遊星機構におけるインターナルギアを、出力軸の
軸方向移動と連動してギアケースに対して出力軸の移動
方向とは逆方向に移動自在に形成していることに特徴を
有している。このとき、出力軸及びギアケースが本体ケ
ースに対して軸方向に連動して移動自在とされると共に
ばねにて軸方向に付勢されており、二段目の遊星機構に
おけるインターナルギアの軸方向位置が本体ケースに対
して固定されるようにし、あるいは、出力軸がギアケー
スに対して軸方向に移動自在とされると共にばねにて軸
方向に付勢されており、二段目の遊星機構におけるイン
ターナルギアが出力軸の軸方向移動と連動してギアケー
スに対して出力軸の移動方向とは逆方向に連動して移動
自在とされており、ギアケースの軸方向位置が本体ケー
スに対して固定されるようにして構成することができ
る。
【0006】
【作用】本発明によれば、出力軸を被作業面に押し付け
る力の大小に応じて減速比が自動的に切り換えられるも
のである。
【0007】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図示例の回転電動工具は、モータ8の回転を2段
の遊星機構からなる減速機で減速してチャック90が設
けられている出力軸9に伝達するもので、上記減速機
は、モータ8の出力軸に取り付けられた太陽ギア11
と、ギアケース7の内面に固定されたインターナルギア
12、太陽ギア11とインターナルギア12とに噛み合
う複数個の遊星ギア13、これら遊星ギア13を支持し
ているキャリア14で1段目の遊星機構が構成され、上
記キャリア14に一体に設けられた太陽ギア21と、イ
ンターナルギア22、遊星ギア23で2段目の遊星機構
が構成されている。なお、遊星ギア23はギアケース7
に軸受91で支持されている上記出力軸9の後端部によ
って支持されている。
【0008】そして、上記2段目の遊星機構におけるイ
ンターナルギア22であるが、これは軸回りの回転が自
在に且つ軸方向に可動のものとして設けられているとと
もに、その軸方向後端には1段目の遊星機構におけるキ
ャリア14との係合部が、軸方向前端にはギアケース7
との係合部を備えており、図1に示すように、インター
ナルギア22がキャリア14と係合している状態にある
時は、1段目の遊星機構におけるキャリア14と2段目
の遊星機構におけるキャリアである出力軸9とを直結す
ることになるために、出力軸9は低トルク高速回転で駆
動され、インターナルギア22が前進してギアケース7
と係合する時には、2段目の遊星機構における減速もな
されることから、出力軸9は高トルク低速回転で駆動さ
れることになる。
【0009】また、インターナルギア22の外周面に
は、環状の溝が形成されていて、ここにギアケース7外
面において軸70,70で保持されている弾性を有する
コ字状の変速レバー51の両端が係合している。この変
速レバー51の両端部は、図1から明らかなように、本
体ケース1内面に設けた係合部52にも係合しているも
のとなっている。
【0010】ここにおいて、モータ8とモータ8が固着
されたギアケース7とは、本体ケース1に対して出力軸
9の軸方向に移動自在となるように収納されているとと
もに、モータ8の後端面に当接するばね3によって、軸
方向に付勢されたものとなっている。これに伴って、出
力軸9もばね3による付勢を受けた状態で軸方向に移動
自在となっており、ギアケース7の先端部に軸回りの回
動が自在となるように取り付けられているハンドル6
も、軸方向に移動自在となっている。
【0011】また上記ばね3の後端は、本体ケース1の
後端部内に配設した雄ねじ30に螺合しているナット3
1によって受けられているのであるが、このナット31
と係合する円板32が設けられているとともに、円板3
2に設けたレバー部33が、図2及び図4に示すよう
に、本体ケース1に設けた周方向に長い長孔36から外
部に露出している。図2中の19は本体ケース1のグリ
ップ部内に着脱自在に収納される電池パック、18はモ
ータ8の回転方向を切り換えるための切換スイッチであ
る。
【0012】しかして、この回転電動工具においては、
通常時は上記ばね3による付勢のために、モータ8やギ
アケース7及び出力軸9が本体ケース1内において前進
した位置にあり、本体ケース1内面に設けられた係合部
52に変速レバー51を介して連結されているインター
ナルギア22は相対的に後退した位置にある。従ってこ
の状態で図2に示すトリガースイッチ40を引いてモー
タ8を作動させたならば、減速機が小減速比の設定状態
にあるために、出力軸9は前述のように高速回転・低ト
ルク状態で駆動される。
【0013】しかし、ビス締め作業においてビスが着座
した後のように、回転電動工具を被作業面に押し付ける
力を大きくすると、本体ケース1に対して出力軸9やギ
アケース7、モータ8がばね3に抗して後退するもので
あり、この時、図6に示すように、インターナルギア2
2が相対的に前進して低速回転・高トルク状態の大減速
比に切り換える。被作業面に押し付ける力を弱めれば、
ばね3による付勢でモータ8やギアケース7及び出力軸
9が復帰するために、高速回転・低トルク状態に復帰す
る。変速動作がなされる押し付け荷重値は、上記レバー
部33を操作することで円板32を回転させてばね3の
一端を受けているナット31を螺進退させることで調整
することができる。
【0014】また、この回転電動工具では、前記ハンド
ル6を回転させることで、上記自動変速をキャンセルし
て、高速回転・低トルク状態、あるいは低速回転・高ト
ルク状態に固定することもできるようになっている。す
なわち、ギアケース7に取り付けられることでギアケー
ス7と共に軸方向に可動となっているハンドル6の外周
面には、図3に示すように、ピン61を突設してあり、
本体ケース1の先端部内面には、このピン61が嵌まる
係合凹部62を設けてある。この係合凹部62は、図5
に示すように、周方向の中央部で前後幅が長く、一端で
前方寄りに、他端で後方寄りに溝幅が狭くなっているも
ので、ピン61が係合凹部62の中央部に位置する時、
上記自動変速動作を許すものの、ハンドル6を回転させ
てピン61を係合凹部62の前方寄りの溝幅の狭いとこ
ろに位置させると、ハンドル6の後退が許されなくなる
ために、つまりはギアケース7や減速機の後退が許され
なくなるために、高速回転・低トルク状態にロックされ
てしまうものであり、ハンドル6を逆方向に回転させて
ピン61を係合凹部62の後方寄りの溝幅の狭いところ
に位置させると、ハンドル6やギアケース7が後退位置
に固定され、減速比も低速回転・高トルクの大減速比状
態にロックされるものである。
【0015】図7及び図8に他の実施例を示す。ここで
はモータ8及びギアケース7は本体ケース1内に固定し
てあるが、出力軸9とこれを支持している支持体95と
ハンドル6とを本体ケース1に対して軸方向に移動自在
とするとともに、ギアケース7と支持体95との間にば
ね3を配して出力軸9を前方側へと付勢している。そし
て、図8に示すように、上記支持体95と変速レバー5
1の中央部とを連結バー55で連結してある。なお、減
速機における2段目の遊星機構の遊星ギア23を支持し
ているキャリア24と出力軸9とをスプライン結合させ
ている。
【0016】このものにおいては、通常時、ばね3によ
る付勢で支持体95が前進しているために、ギアケース
7外面の軸70で支持された変速レバー51も中央部が
前進し、インターナルギア22に連結された両端部が後
退位置にあるために、高速回転・低トルク状態となって
いる。そして押し付け荷重を増大させてばね3に抗して
出力軸3及び支持体95を後退させれば、変速レバー5
1の中央部が後退するとともにインターナルギア22に
連結された両端部が前進するために、低速回転・高トル
ク状態に切り換えられる。
【0017】図9に示すように、モータ8に流れる負荷
電流値を電流検出回路80で監視し、負荷電流が比較回
路81において予め設定してある基準電流値を越えた時
にブザー等の報知手段を作動させる報知回路82を設け
ておくと、変速時期を使用者が確認することができる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明においては、2段目
の遊星機構におけるインターナルギアがキャリアと係合
している状態にあるときには、1段目の遊星機構におけ
るキャリアと出力軸とを直結することとなるために、出
力軸は低トルク高速回転で駆動され、この状態から、ビ
ス締め作業においてビスが着座した後のように、回転電
動工具を被作業面に押し付ける力を大きくすると、本体
ケースに対して出力軸が後退し、これに伴い二段目の遊
星機構におけるインターナルギアがギアケースに対して
軸方向に前進することにより、ギアケースと係合して、
2段目の遊星機構における減速もなされることから、出
力軸は高トルク低速回転で駆動されることとなり、出力
軸を被作業面に押し付ける力の大小に応じて減速比が自
動的に切り換えられるものであり、そしてネジの締め付
け作業等においては、負荷トルクが小さい時には押し付
け荷重も小さくてすみ、負荷トルクが大きい時には押し
付け荷重も大きくするのが通常であることから、作業途
中での減速比の切り換えが望まれる作業を、作業の中断
を招くことなく行うことができて高い作業効率を得るこ
とができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の断面図である。
【図2】同上の回転電動工具全体を示す側面図である。
【図3】同上の破断側面図である。
【図4】同上の横断面図である。
【図5】ロック用の係合凹部の正面図である。
【図6】同上の変速時の状態を示す断面図である。
【図7】他の実施例の断面図である。
【図8】同上の破断側面図である。
【図9】他例のブロック回路図である。
【符号の説明】1 本体ケース 7 ギアケース 8 モータ 9 出力軸11 太陽ギア 12 インターナルギア 13 遊星ギア 14 キャリア 21 太陽ギア 22 インターナルギア 23 遊星ギア 51 変速レバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−34275(JP,A) 特開 昭64−34678(JP,A) 特開 昭62−224584(JP,A) 特開 平4−262151(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25B 21/00 B25B 21/00 520

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータの出力軸に取り付けられた太陽ギ
    ア、ギアケースの内面に固定されたインターナルギア、
    この太陽ギア及びインターナルギアに噛み合う複数個の
    遊星ギア及び遊星ギアを支持しているキャリアにて構成
    される一段目の遊星機構と、一段目の遊星機構のキャリ
    アに一体に設けられた太陽ギア、ギアケースに対して軸
    周りの回転が自在且つ軸方向に可動に設けられ、その軸
    方向後端には一段目の遊星機構におけるキャリアとの係
    合部が、軸方向前端にはギアケースとの係合部がそれぞ
    れ設けられたインターナルギア及び出力軸に連結されて
    いる遊星ギアにて構成される二段目の遊星機構とを具備
    し、出力軸を軸方向に付勢されると共に軸方向に前後移
    動可能に形成し、二段目の遊星機構におけるインターナ
    ルギアを、出力軸の軸方向移動と連動してギアケースに
    対して出力軸の移動方向とは逆方向に移動自在に形成し
    て成ることを特徴とする回転電動工具の変速装置。
  2. 【請求項2】 出力軸及びギアケースが本体ケースに対
    して軸方向に連動して移動自在とされると共にばねにて
    軸方向に付勢されており、二段目の遊星機構におけるイ
    ンターナルギアの軸方向位置が本体ケースに対して固定
    されていることを特徴とする請求項1記載の回転電動工
    具の変速装置。
  3. 【請求項3】 出力軸がギアケースに対して軸方向に移
    動自在とされると共にばねにて軸方向に付勢されてお
    り、二段目の遊星機構におけるインターナルギアが出力
    軸の軸方向移動と連動してギアケースに対して出力軸の
    移動方向とは逆方向に連動して移動自在とされており、
    ギアケースの軸方向位置が本体ケースに対して固定され
    ていることを特徴とする請求項1記載の回転電動工具の
    変速装置。
  4. 【請求項4】 変速動作を禁止するロック手段を備えて
    いることを特徴とする請求項1記載の回転電動工具の変
    速装置。
  5. 【請求項5】 ばねのばね荷重を変更する調整手段を備
    えていることを特徴とする請求項2または3記載の回転
    電動工具の変速装置。
  6. 【請求項6】 変速時期を検知してこれを報知する報知
    手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の回転
    電動工具の変速装置。
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