JP4132005B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータとスピンドルとの間に遊星歯車減速機構を配したドライバドリル等の電動工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドライバドリル等の電動工具においては、同軸に配置されたモータの出力軸とスピンドルとの間に遊星歯車減速機構が設けられる。この遊星歯車減速機構は、ギヤケース内に、インターナルギヤ内で噛合する複数の遊星歯車を支持する複数のキャリアを、次段の遊星歯車の中心で噛合するように軸方向へ連結してなり、ギヤケースをモータへ取り付けることで、出力軸のピニオンが一段目の遊星歯車の中心で噛合する。スピンドルは最終段のキャリアに連結される。
【０００３】
又、ここでは、１のインターナルギヤを回動可能且つ軸方向へ移動可能に設ける一方、本外ハウジングの外部に設けた切替部材のスライド操作等に連動して１のインターナルギヤをスライドさせる連動部材を設け、切替部材の操作により、インターナルギヤをキャリアとその次段で噛合する遊星歯車とに同時に噛合させて減速の段数を減らし、高速回転を得るスライド位置と、インターナルギヤをギヤケースの内面と係止させて回転を規制すると共に、遊星歯車のみと噛合させて減速の段数を戻して低速回転とするスライド位置とに夫々切替可能とした速度切替機構が採用されることがある。例えば、実用新案登録第２５８５７１６号公報には、ギヤケースの外面に、下端に設けたピンがギヤケースを貫通してインターナルギヤと係止する半円弧状のシフトアーム（連動部材）を設け、そのシフトアームの上端に設けた突起を、ハウジング外面でスライド可能に設けられたシフトノブ（切替部材）の溝内にスプリングを介して連結することで、シフトノブの操作によってシフトアームを軸方向にスライドさせ、インターナルギヤをスライド可能とした機構が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記速度切替機構においては、インターナルギヤをギヤケースの外に設けたシフトアーム（連動部材）とギヤケース越しに連結するものであるから、ギヤケースに透孔を設ける必要が生じ、内部からグリスが洩れたり、逆にハウジング内に進入した粉塵が更にギヤケース内に進入したりして、インターナルギヤの摺動性を悪化させてしまう。
又、ギヤケースとハウジングとの間のスペースが大きいと、その間に設けたシフトアームのピンがインターナルギヤから脱却するおそれもあり、信頼性に欠ける。
【０００５】
そこで、請求項１に記載の発明は、ギヤケースにおけるグリスの洩れや粉塵の進入といったおそれがないのに加えて、インターナルギヤを確実にスライド操作可能となって信頼性にも優れる電動工具を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、連動部材を、ギヤケース内でギヤケースの内周面と１のインターナルギヤの外周面との間にあって１のインターナルギヤの軸方向へスライド可能に設けられたスライドリングとすると共に、そのスライドリングの内周から軸心に向けて突設されたピンを、１のインターナルギヤの外周に設けた凹溝内に挿通させて１のインターナルギヤと連結し、スライドリングの上端に突設した１つの連結突起をギヤケースに形成した長溝を通して切替部材に連結する一方、スライドリングの外周面とギヤケースの内周面との何れか一方に突起を、他方に突起が嵌合するガイド溝を、ギヤケースの横断面で見て上側が多くなる配置で、夫々スライドリングの軸方向に沿って複数設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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は、電動工具の一例としてのドライバドリル１の一部断面説明図で、一対の割り型を組み付けて形成される本体ハウジング２の後方（図１の右側を前方として説明する。）には、直流モータ４が内蔵され、本体ハウジング２の下方に延設されるハンドル３の下端には、バッテリーパック５が着脱可能に装着される。ハンドル３内には、バッテリーパック５の装着状態で電気的接続される図示しないスイッチが内蔵されており、ハンドル３に設けたスイッチレバー６を押し込み操作することで、直流モータ４が駆動する。
又、直流モータ４の前方には、図２にも示すユニット７が配置されている。このユニット７は、後方の第１ギヤケース８内に遊星歯車減速機構１０を、前方の第２ギヤケース９にトルク調整機構１１を夫々構成し、第１ギヤケース８の後面が直流モータ４の前面にネジ止めされる一方、トルク調整機構１１のチェンジリング３８が本体ハウジング２の前端で回動可能に把持されることで本体ハウジング２への組み付けがなされている。
【０００８】
遊星歯車減速機構１０は、筒状の第１ギヤケース８内に、３つの遊星歯車１２，１２・・を夫々軸方向に支持するキャリア１３，１４，１５を、夫々前段の遊星歯車１２，１２・・の中心で噛合するように軸方向に三段連結してなり、ユニット７の組み付け状態で、直流モータ４の出力軸４ａのピニオンが一段目の遊星歯車１２，１２・・の中心で噛合し、三段目のキャリア１５にスピンドル１６が同軸でスプライン結合されている。
又、第１ギヤケース８内において、各段の遊星歯車１２，１２・・は、リング状のインターナルギヤ１７，１８，１９の内周と夫々噛合して公転することとなるが、二段目のインターナルギヤ１８は、第１ギヤケース８内で回動可能且つ軸方向へ移動可能に収納されており、その外周には、第１ギヤケース８の内周面に設けた歯２０，２０・・と噛合可能な係合歯２１，２１・・と、その係合歯２１の後方で周方向にリング状となる凹溝２２とが形成されている。即ち、インターナルギヤ１８は、前進位置では二段目の遊星ギヤ１２，１２・・と噛合した状態で係合歯２１，２１・・が第１ギヤケース８の歯２０，２０・・と噛合し、後退位置では、二段目の遊星歯車１２，１２・・と噛合した状態で一段目のキャリア１３の外周に設けた歯２３，２３・・と噛合するようになっている。
【０００９】
そして、第１ギヤケース８内でインターナルギヤ１８の外周には、図３にも示す如く、連動部材としてのスライドリング２４が軸方向へ移動可能に外装されている。このスライドリング２４は、左右の点対称位置で外周から軸心に向けて貫通される一対の頭付ピン２５，２５を有し、各頭付ピン２５の先端をインターナルギヤ１８の凹溝２２内に挿通させるもので（図１，２，４では頭付ピン２５の挿通状態の説明のために便宜上スライドリング２４の下方に表示している。）、この頭付ピン２５，２５によってスライドリング２４とインターナルギヤ１８とは軸方向への移動が一体となる。尚、各頭付ピン２５の頭部２６の外方には第１ギヤケース８の内周面が近接しているため、頭付ピン２５は外方へ抜け止めされる。
又、スライドリング２４の外周には、軸方向に突設される３つの突起２７，２７・・が等間隔（但し、突起の２つは上半分に配置されている。）で配されて、第１ギヤケース８の内周面の対応位置に凹設されたガイド溝２８，２８・・内に夫々嵌合している。この突起２７とガイド溝２８との嵌合により、スライドリング２４は第１ギヤケース８内での回転を規制されて軸方向へのスライドがガイドされることとなる。
更に、スライドリング２４の上端でやや後方には、軸方向に連結突起２９が突設されて、第１ギヤケース８の上端に形成された長溝３０から第１ギヤケース８の外部へ突出している。本体ハウジング２の上方には、切替部材としての速度切替スイッチ３１が軸方向へ前後移動可能に設けられており、連結突起２９は、この速度切替スイッチ３１内で前後に収納されたコイルバネ３２，３２に挟まれる格好で弾性的に連結されている。
【００１０】
一方、トルク調整機構１１においては、三段目の遊星歯車１２，１２・・と噛合するインターナルギヤ１９が第２ギヤケース９内で回動自在に設けられ、そのインターナルギヤ１９の前方に、ボール３３，３３と、第２ギヤケース９の前方でスピンドル１６を軸支する筒状部３４に外嵌するワッシャー３５とが設けられる。一方、筒状部３４には、スライドスリーブ３６が螺合されてワッシャー３５との間にコイルバネ３７が配されており、スライドスリーブ３６と回転のみ一体のチェンジリング３８の回転操作によってスライドスリーブ３６を軸方向にネジ送りし、コイルバネ３７によるインターナルギヤ１９への押圧力を変更することで、その押圧力を超える負荷がスピンドル１６へ加わった場合にはインターナルギヤ１９を空転させてトルク伝達を遮断するようになっている（ドライバモード）。尚、スライドスリーブ３６がワッシャー３５に当接するネジ送り位置では、コイルバネ３７による弾性は働かないため、大きな負荷が加わってもインターナルギヤ１９の空転は阻止され、スピンドル１６への回転伝達が継続される（ドリルモード）。３９はスピンドル１６の先端に装着されたドリルチャックである。
【００１１】
以上の如く構成されたドライバドリル１においては、スイッチレバー６の操作で直流モータ４を駆動させると、出力軸４ａの回転は遊星歯車減速機構１０で減速されてスピンドル１６に伝えられるが、ここで、速度切替スイッチ３１を前方へスライドさせると、図２に示すように、連結突起２９を介して連結されるスライドリング２４も前進し、更に頭付ピン２５，２５を介して連結されるインターナルギヤ１８を前進させる。すると、インターナルギヤ１８外周の係合歯２１，２１・・が第１ギヤケース８の歯２０，２０・・に係合する。よって、この場合は、一段目の遊星歯車１２，１２・・及びキャリア１３で減速された回転が二段目、三段目の遊星歯車１２，１２・・及びキャリア１４，１５で順次減速され、スピンドル１６は低速回転することとなる（低速モード）。尚、連結突起２９はコイルバネ３２，３２によって速度切替スイッチ３１と弾性的に連結されているので、係合歯２１と歯２０との噛み合いが最初になされなくても、速度切替スイッチ３１のスライドを許容しつつスライドリング２４とインターナルギヤ１８とを前方へ付勢し、直流モータ４の駆動の際にインターナルギヤ１８が若干回転することで直ちに両者は噛合する。
【００１２】
一方、速度切替スイッチ３１を後方へスライドさせると、図４に示すようにスライドリング２４は後退し、インターナルギヤ１８を後退させる。すると、インターナルギヤ１８の内周が二段目の遊星歯車１２，１２・・と噛合したまま一段目のキャリア１３と同時に噛合して両者を一体回転させるため、ギヤ比が変化して、出力軸４ａの回転は一段目の遊星歯車１２，１２・・及びキャリア１３と三段目の遊星歯車１２，１２・・及びキャリア１５とで二段に減速され、スピンドル１６は高速回転することとなる（高速モード）。
【００１３】
このように上記形態によれば、インターナルギヤ１８をスライドさせる連動部材を、第１ギヤケース８内で第１ギヤケース８の内周面とインターナルギヤ１８の外周面との間にあってインターナルギヤ１８の軸方向へスライド可能に設けられ、インターナルギヤ１８と連結されるスライドリング２４としたことで、第１ギヤケース８への穿設部分が長溝３０の一箇所のみとなる。よって、内部からグリスが洩れたり、逆に本体ハウジング２内に進入した粉塵が更に第１ギヤケース８内に進入したりするおそれがなくなり、スライドリング２４とインターナルギヤ１８との好適な摺動性が維持される。又、頭付ピン２５，２５が第１ギヤケース８の内周面で抜け止めされる格好となるため、頭付ピン２５，２５がインターナルギヤ１８の凹溝２２から脱却するおそれがなく、インターナルギヤ１８を確実にスライド操作可能となって信頼性に優れる。更に、スライドリング２４とインターナルギヤ１８との距離が近くなるため、従来のようにギヤケースの外からインターナルギヤと連結させていた構造に比べて頭付ピン２５の寸法が短くて済み、その分頭付ピンの強度が確保されて耐久性も向上する。
【００１４】
そして、連動部材をリング体のスライドリング２４とすると共に、第１ギヤケース８の内周面とスライドリング２４との間に互いに嵌合する３つの突起２７とガイド溝２８とを夫々スライドリング２４の軸方向に設けたことで、スライドリング２４の摺動性をより高めることができる。特にここでは、３つの突起２７とガイド溝２８とのうち、２つを上側（連結突起２９側）に配置しているから、連結突起２９一箇所でスライド操作される際に傾きが生じやすい上側をバランス良くガイド可能となる。
【００１５】
なお、スライドリングにおいては、突起とガイド溝との数を増やしたり、上記形態と逆にスライドリングにガイド溝を、第１ギヤケースに突起を夫々設けたりすることもできる。
更に、頭付ピンに代えて、スライドリングの内周面へ一体にピンを突設させても差し支えない。この場合、先述したようにインターナルギヤとの距離が近くなって強度が確保できるため、合成樹脂製でも耐久性に問題は生じない。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、連動部材を、ギヤケース内でギヤケースの内周面と１のインターナルギヤの外周面との間にあって１のインターナルギヤの軸方向へスライド可能に設けられたスライドリングとすると共に、そのスライドリングの内周から軸心に向けて突設されたピンを、１のインターナルギヤの外周に設けた凹溝内に挿通させて１のインターナルギヤと連結し、スライドリングの上端に突設した１つの連結突起をギヤケースに形成した長溝を通して切替部材に連結する一方、スライドリングの外周面とギヤケースの内周面との何れか一方に突起を、他方に突起が嵌合するガイド溝を、ギヤケースの横断面で見て上側が多くなる配置で、夫々スライドリングの軸方向に沿って複数設けたことで、内部からグリスが洩れたり、逆に本体ハウジング内に進入した粉塵が更にギヤケース内に進入したりするおそれがなくなり、スライドリングとインターナルギヤとの好適な摺動性が維持される。又、ピンがインターナルギヤから脱却するおそれがなく、インターナルギヤを確実にスライド操作可能となって信頼性に優れる。更に、スライドリングとインターナルギヤとの距離が近くなるためピンの寸法が短くて済み、その分ピンの強度が確保されて耐久性も向上する。
そして、突起とガイド溝との配置形態により、連結突起一箇所でスライド操作される際に傾きが生じやすい上側をバランス良くガイド可能となり、スライドリングの摺動性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドライバドリルの全体説明図である。
【図２】低速モードでのユニットの拡大断面説明図である（上は連結突起付近の部分平面を示す）。
【図３】第１ギヤケースの拡大断面説明図である。
【図４】高速モードでのユニットの拡大断面説明図である（上は連結突起付近の部分平面を示す）。
【符号の説明】
１・・ドライバドリル、２・・本体ハウジング、４・・直流モータ、７・・ユニット、８・・第１ギヤケース、９・・第２ギヤケース、１０・・遊星歯車減速機構、１１・・トルク調整機構、１６・・スピンドル、１７〜１９・・インターナルギヤ、２４・・スライドリング、２５・・頭付ピン、３１・・速度切替スイッチ。

Claims (1)

1. 本体ハウジング内に設けられるモータとスピンドルとの間に、ギヤケース内に収納され、インターナルギヤ内で公転する複数の遊星歯車と、それらの遊星歯車を支持するキャリアとを夫々複数段備えてなる遊星歯車減速機構を配し、前記インターナルギヤの１つを前記ギヤケース内で回動可能且つ軸方向へスライド可能に設けると共に、前記本体ハウジングの外部に設けた切替部材の操作に連動して前記１のインターナルギヤをスライドさせる連動部材を設け、前記１のインターナルギヤのスライド位置の選択によってギヤ比を変化させ、前記スピンドルの回転速度を変更可能とした電動工具であって、
   前記連動部材を、前記ギヤケース内で前記ギヤケースの内周面と前記１のインターナルギヤの外周面との間にあって前記１のインターナルギヤの軸方向へスライド可能に設けられたスライドリングとすると共に、そのスライドリングの内周から軸心に向けて突設されたピンを、前記１のインターナルギヤの外周に設けた凹溝内に挿通させて前記１のインターナルギヤと連結し、前記スライドリングの上端に突設した１つの連結突起を前記ギヤケースに形成した長溝を通して前記切替部材に連結する一方、
   前記スライドリングの外周面とギヤケースの内周面との何れか一方に突起を、他方に前記突起が嵌合するガイド溝を、前記ギヤケースの横断面で見て上側が多くなる配置で、夫々前記スライドリングの軸方向に沿って複数設けたことを特徴とする電動工具。

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