JP3996383B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばドライバドリルのドリルモードとクラッチモード等、複数の動作モードを選択して使用可能とした電動工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、充電式のドライバドリル５０の一部縦断面図で、ハウジング５１内には、直流モータ５２と、直流モータ５２の前方（図６の右側）に連結され、遊星歯車減速機構５７を内設するギヤアッセンブリ５４とが収容される。直流モータ５２の出力軸５３は、ギヤアッセンブリ５４の第１ギヤケース５５に軸支されて遊星歯車減速機構５７の一段目の遊星歯車５８，５８・・と噛合して、出力軸５３の回転を、ギヤアッセンブリ５４の第２ギヤケース５６に軸支されるスピンドル５９へ減速して伝達可能となっている。
また、遊星歯車減速機構５７において、三段目の遊星歯車５８，５８・・が噛合するインターナルギヤ６０は、第２ギヤケース５６内で回動可能且つ軸方向へ移動可能に収容されており、インターナルギヤ６０の前面には、第２ギヤケース５６へ同心円上で等間隔に配置された５つのピン６１，６１・・が当接している。このピン６１，６１・・は、第２ギヤケース５６におけるスピンドル５９の軸支部６２へ螺合されたスプリングホルダ６３と、各ピン６１の後面に当接するフラットワッシャ６４との間に介在されたコイルバネ６５の付勢力によって、インターナルギヤ６０を後方へ押圧するもので、スプリングホルダ６３は、第２ギヤケース５６へ回動可能に装着されるチェンジリング６６と回動のみが一体に連結されている。
【０００３】
一方、第１ギヤケース５５とインターナルギヤ６０との間には、モード切替部材としてのモード切替リング６７が、後方へ押圧されるインターナルギヤ６０によって第１ギヤケース５５側へ付勢される状態で、且つハウジング５１の外部に突設されたモード切替レバー６８によって回動操作可能に設けられている。ここで、モード切替リング６７の後面には、周方向の一方を傾斜面とした複数の案内突起６９，６９・・が突設され、第１ギヤケース５５の前面には、案内突起６９，６９・・が嵌合可能な案内凹部７０，７０・・が夫々凹設され、モード切替レバー６８によるモード切替リング６７の回動操作で、各案内突起６９と各案内凹部７０とが周方向にずれて各案内突起６９が第１ギヤケース５５の前面に乗り上がり、モード切替リング６７が前進する前進位置と、両者が周方向で同位相にあって互いに嵌合し、モード切替リング６７が後退する後退位置とを移動可能となっている。また、第１ギヤケース５５の前面で案内凹部７０，７０・・の内周と、インターナルギヤ６０の後端とには、互いに噛合可能な噛み合い歯７１，７１・・及び７２，７２・・が夫々形成されており、モード切替リング６７の後退位置では、後退したインターナルギヤ６０が噛み合い歯７１，７２同士の噛み合いにより回転を規制される固定位置に、モード切替リング６７の前進位置では、前進したインターナルギヤ６０が第１ギヤケース５５と離反して回転がフリーとなる空転可能位置に夫々位置するものとなっている。
【０００４】
よって、モード切替レバー６８の操作によって、モード切替リング６７が後退し、インターナルギヤ６０が固定位置にある状態では、出力軸５３の回転は遊星歯車減速機構５７を介してスピンドル５９に伝わるドリルモードとなる。一方、モード切替リング６７が前進し、インターナルギヤ６０が空転可能位置にある状態では、インターナルギヤ６０は各ピン６１を介したコイルバネ６５の付勢力によって固定されるため、スピンドル５９への負荷がインターナルギヤ６０へのコイルバネ６５の付勢力を超えると、インターナルギヤ６０が空転してスピンドル５９への回転伝達を遮断するクラッチモードとなる。なお、クラッチモードでのコイルバネ６５の付勢力は、チェンジリング６６の回転操作によるスプリングホルダ６３の軸方向へのネジ送りによって調整可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ドライバドリル５０においては、動作モード切替の目安は、モード切替レバー６８とハウジング５１側との一方に設けた係止部と、他方に設けた被係止部との単純なクリック作用によって得ているため、モード切替レバー６８がクラッチモードとドリルモードとの中間に位置してしまう場合がある。この中間位置のまま使用すると、クラッチが作用してインターナルギヤ６０が空転し、そのまま噛み合い歯７１，７１・・が第１ギヤケース５５の噛み合い歯７２，７２・・と噛合状態に入る場合があり、噛み合い歯７１，７２が衝撃によって破損するおそれが生じる。
【０００６】
そこで、請求項１に記載の発明は、動作モード切替の際の部品の破損を防止して信頼性、耐久性に優れた電動工具を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【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、ハウジングの外部に窓を介して突出するモード切替レバーを備えたモード切替リングを何れか一方の切替位置へ回転付勢する付勢手段を設ける一方、モード切替レバー内に、コイルバネによって前方へ突出して窓の端縁に当接するロックレバーを設け、窓の端縁に、一方の切替位置から他方の切替位置へ行くに従って窓の前後方向の幅を徐々に狭くさせ、他方の切替位置でロックレバーを係合させてモード切替リングを付勢手段に抗して固定可能な傾斜突起を設けたことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、モード切替リングの切替位置が維持可能な範囲で、第２の係止片又は第２の係止突起を、係止片又は係止突起よりも低い高さで１つ又は複数突設したことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、モード切替リングとインターナルギヤとの間に、インターナルギヤの回転に伴いモード切替リングを同じ方向へ回転付勢する回転付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
なお、本発明でいうハウジングとは、電動工具の外側のハウジングは勿論、ハウジング内部で遊星歯車減速機構を収容するギヤケース等の内側ハウジングも含む。
【０００８】
【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。
《形態１》
図１は、充電式のドライバドリルの一部縦断面図で、ドライバドリル１は、左右に二分割される半割ハウジングを組み付けてなるハウジング２内に、直流モータ３と、直流モータ３の前方（図１の右側）でギヤアッセンブリ５とを収容してなる。ギヤアッセンブリ５の前方には、先端にドリルチャック７を装着したスピンドル６が突出している。
ギヤアッセンブリ５は、筒状の第１ギヤケース８の前方に、スピンドル６を軸支する第２ギヤケース９を組み付けて形成される。第１ギヤケース８内には、複数の遊星歯車１２，１２・・を後面で支持するキャリア１１を軸方向に３セット連結し、一段目の遊星歯車１２，１２・・と噛合する直流モータ３の出力軸４の回転を３段階に減速する周知の遊星歯車減速機構１０が形成されて、三段目のキャリア１１に、スピンドル６の後端が一体に連結されている。
【０００９】
さらに、遊星歯車減速機構１０において、三段目の遊星歯車１２，１２・・を公転させるインターナルギヤ１３は、第２ギヤケース９内で回動可能且つ軸方向へ移動可能に収容されており、インターナルギヤ１３の前面には、両側を傾斜面とした６つの突条１３ａ，１３ａ・・が放射方向に突設され、各突条１３ａ間に、第２ギヤケース９へ同心円上で等間隔に配置された６つのピン１４，１４・・が当接している。このピン１４，１４・・は、第２ギヤケース９におけるスピンドル６の軸支部１５へ螺合されたスプリングホルダ１６と、各ピン１４の後面に当接するフラットワッシャ１７との間に介在されたコイルバネ１８の付勢力によって、インターナルギヤ１３を後方へ押圧するもので、スプリングホルダ１６は、軸支部１５へ回動可能に装着されるチェンジリング１９に軸方向へ形成された溝に嵌合して、回動のみが一体に連結されている。
【００１０】
一方、第１ギヤケース８とインターナルギヤ１３との間には、ロックワッシャ２０及びモード切替部材としてのモード切替リング２１が設けられている。ロックワッシャ２０は、周縁に形成された図示しない突起が、第２ギヤケース９の内面で軸方向へ形成された溝に嵌合することで、回り止めされた状態で軸方向へ移動可能となっている。また、モード切替リング２１の後面で同心円上には、円周方向の一方の側面を傾斜面とした８つの案内突起２２，２２・・が等間隔に突設されている。同様に、第１ギヤケース８の前面には、モード切替リング２１の案内突起２２，２２・・と同心円上にあり、案内突起２２と逆の円周方向側面が傾斜面となって各案内突起２２が嵌合可能な８つの案内凹部２３，２３・・が等間隔に凹設されている。
【００１１】
２４は、モード切替リング２１の操作用のモード切替レバーで、モード切替レバー２４は、第２ギヤケース９の後縁に設けられたスリット２５を貫通してモード切替リング２１と連結され、図２に示すように、第２ギヤケース９の周面に沿った円弧状に形成されるスライド板２６と、そのスライド板２６の上面中央部に立設され、ハウジング２に形成された窓２７を貫通して外部に露出するレバー部２８とからなる。よって、レバー部２８を窓２７内で左右にスライド操作することで、モード切替リング２１が所定量回動可能となっている。
【００１２】
ここで、レバー部２８が窓２７の左端（図２の実線で示す位置）に位置する場合、モード切替リング２１は、案内突起２２と案内凹部２３とが夫々周方向に同位相となるため、案内突起２２と案内凹部２３との嵌合を許容し、コイルバネ１８の付勢によってインターナルギヤ１３と共に後退する（第１の切替位置）。インターナルギヤ１３の後面と第１ギヤケース９の前面における案内凹部２３の内周側とには、インターナルギヤ１３の後退位置で互いに噛合する噛み合い歯２９，２９・・及び３０，３０・・が周方向に８つずつ形成されていることから、この後退位置では、図１の上側に示すように噛み合い歯２９，３０同士の噛合によってインターナルギヤ１３の回転はロックされる（ドリルモード）。一方、レバー部２８が窓２７の右端（図２の二点鎖線で示す位置）に位置する場合、モード切替リング２１は、案内突起２２と案内凹部２３とが周方向にずれる位置にあるため、傾斜面同士の案内によって案内突起２２が第１ギヤケース８の前面に乗り上がり、図１の下側に示すようにインターナルギヤ１３と共に前進する（第２の切替位置）。この前進位置では、噛み合い歯２９，３０同士を離反させるため、インターナルギヤ１３の回転はフリーとなり、コイルバネ１８の付勢力によって固定される状態となる（クラッチモード）。
【００１３】
但し、モード切替レバー２４は、第２ギヤケース９の側面に突設された突起３１と、スライド板２６の端部との間に張設された付勢手段としてのテンションスプリング３２によって、レバー部２８が窓２７の左端に位置するスライド位置、すなわちドリルモードの位置に付勢されている。
また、レバー部２８は、前方が開口する筒状体を呈しており、その内部には、ロックレバー３３がスライド可能に嵌入されて、レバー部２８に内設したコイルバネによって前方へ向けて突出し、図３にも示すように、窓２７の長手端縁に常に当接している。当該長手端縁の中央部には、レバー部２８がドリルモード側からクラッチモード側へ行くに従って窓２７の短手方向の幅を徐々に狭くさせる傾斜突起３４が突設されているため、レバー部２８が図３のクラッチモードに位置する場合には、突出するロックレバー３３が傾斜突起３４に係合する。よって、テンションスプリング３２による引張に拘わらず、ロックレバー３３をレバー部２８に押し込まない限りドリルモード側へスライドできない構造となっている。すなわち、モード切替レバー２４のロックレバー３３と傾斜突起３４とでモード切替リング２１を任意に固定可能な固定手段を形成したものである。
【００１４】
以上の如く構成されたドライバドリル１においては、直流モータ３が駆動すると、出力軸４の回転が遊星歯車減速機構１０を介してスピンドル６に伝わり、ドリルチャック７に装着したビットを回転させる。このとき、モード切替レバー２４のレバー部２８のスライド操作によってドリルモードを選択していると、モード切替リング２１が、第１ギヤケース８との間で案内突起２２と案内凹部２３とが嵌合する後退位置にあって、インターナルギヤ１３を固定位置に後退させる。よって、ビットからスピンドル６に加わる負荷がインターナルギヤ１３に伝わっても、インターナルギヤ１３は固定されているため、スピンドル６は回転を継続する。
【００１５】
一方、ドリルモードからクラッチモードへ切り替える場合、モード切替レバー２４を右端側へスライドさせると、ロックレバー３３が傾斜突起３４に沿ってレバー部２８内に押し込まれつつモード切替レバー２４のスライドを許容し、モード切替レバー２４がクラッチモード位置に達すると、傾斜突起３４を乗り越えたロックレバー３３が突出して傾斜突起３４と係止し、テンションスプリング３２によるモード切替レバー２４のスライドを阻止する。なお、このモード切替の際、ロックレバー３３が傾斜突起３４を乗り越える前にモード切替レバー２４から手を離すと、モード切替レバー２４はテンションスプリング３２の付勢によって左端のドリルモード位置へ復帰し、モード切替リング２１を後退させる。
【００１６】
このクラッチモードでは、スピンドル６からインターナルギヤ１３に伝わる負荷が、ピン１４を介したコイルバネ１８による固定力を超えると、インターナルギヤ１３は各ピン１４に各突条１３ａを乗り越えさせて空転し、スピンドル６へのトルク伝達を遮断する。なお、このクラッチが働くトルクの上限は、チェンジリング１９の回動操作によってスプリングホルダ１６を軸方向にネジ送りし、コイルバネ１８の付勢力を変更することで調整可能となっている。
なお、クラッチモードからドリルモードへ切り替える場合は、先述のようにロックレバー３３をレバー部２８内に押し込み、傾斜突起３４との干渉を解消させると、テンションスプリング３２の付勢によってモード切替レバー２４は右端へスライドし、ドリルモードへ切り替わる。
【００１７】
このように上記形態１のドライバドリル１によれば、固定手段としてのモード切替レバー２４のロックレバー３３及び傾斜突起３４とによってクラッチモードの選択も可能としつつ、付勢手段としてのテンションスプリング３２によってモード切替リング２１をドリルモード位置へ付勢するようにしたことで、モード切替リング２１が中間位置で停止することがなくなる。よって、モード切替が確実に行え、クラッチの作動時にインターナルギヤ１３が回転しながら噛み合い歯２９を第１ギヤケース８の噛み合い歯３０と噛合させるようなことがなくなり、噛み合い歯２９，３０の破損を防止可能となって、耐久性や信頼性が向上する。
【００１８】
なお、付勢手段はテンションスプリング３２による引っ張りに限らず、反対側からコンプレッションスプリングによって押圧する構造も採用できる。また、上記形態では、常態でドリルモードとなるように付勢しているが、逆に常態でクラッチモードとなるようにテンションスプリングやコンプレッションスプリングを用いて付勢しても差し支えない。
【００１９】
《形態２》
以下に、第２発明の実施の形態を説明する。なお、ドライバドリル１やギヤアッセンブリ５の基本的な構造は上記形態１と同様のため、重複する説明は省略し、形態１と異なる構造を中心に説明する。
図４において、モード切替レバー３５は、第２ギヤケース９の周面に沿ったスライド板３６と、そのスライド板３６の上面中央に立設されたレバー部３７とからなり、スライド板３６の右側端部には、係止部としての係止片３８が形成されている。一方、第２ギヤケース９の外面には、モード切替レバー３５のクラッチモードの切替位置で係止片３８が係止可能な被係止部としての係止突起３９が突設されて、モード切替レバー３５のクラッチモードでのクリック作用を得ている。さらにここでは、第２ギヤケース９の外面において、係止突起３９の円周方向でドリルモード位置寄りに、係止突起３９よりも低い第２の係止突起４０を突設して、係止片３８を係止突起３９，４０間でも係止可能としている。この第２の係止位置でも、モード切替リング２１の案内突起２２は、周方向へ若干ずれるものの、第１ギヤケース８の前面への乗り上がりは維持してモード切替リング２１を前進させ得るため、インターナルギヤ１３も前進位置が維持可能となっている。
【００２０】
よって、この形態２においても、モード切替リング２１がクラッチモードを維持可能な範囲でモード切替レバー３５の第２の係止位置を設けたことで、モード切替レバー３５がクラッチモードの位置に完全にスライドしていなくても、図４の二点鎖線で示すように係止突起３９，４０間の第２の係止位置で係止していれば、クラッチモードが維持でき、ドリルモードへ切り替わるおそれがない。よって、モード切替は確実に行え、クラッチが作用して空転するインターナルギヤ１３と第１ギヤケース８との噛み合い歯２９，３０同士が噛合することがなく、噛み合い歯２９，３０の破損は防止され、耐久性と信頼性とが維持可能となっている。
【００２１】
なお、新たな係止突起は、クラッチモードの維持が可能であれば、元の係止突起ともっと距離をおいて設けても良いし、２以上の新たな係止突起を設けて、新たな係止位置を２以上設定することもできる。また、上記形態２では、第２ギヤケース９の外面側に複数の係止突起を突設し、モード切替レバー３５のスライド板３６側に１の係止片３８を形成しているが、これと逆に、スライド板３６側に複数の係止片を形成し、第２ギヤケース９の外面側に１の係止突起を突設しても、同様に複数の係止位置は得られる。
【００２２】
《形態３》
以下に、第３発明の実施の形態を説明する。この形態３では、モード切替リング２１に形態１，２のような付勢手段や新たな係止位置の設定はなく、従来のクリックによるスライドの目安にとどまる。ここでは、図５に示すように、インターナルギヤ１３とモード切替リング２１との間で、ロックワッシャ２０の内周側に、回転付勢手段としての２枚のフラットワッシャ４１，４１が軸方向に重ね合わせた状態で回動可能に配置されている。また、前側のフラットワッシャ４１がインターナルギヤ１３に、後側のフラットワッシャ４１がモード切替リング２１に夫々当接して、モード切替リング２１の進退動に伴い、両フラットワッシャ４１がインターナルギヤ１３と共に前後移動可能となっている。よって、クラッチモードの際、インターナルギヤ１３が空転すると、フラットワッシャ４１，４１もインターナルギヤ１３間とフラットワッシャ４１，４１間の摩擦によって同じ方向へ追従して回転可能となっている。
【００２３】
よって、クラッチモードでクラッチが作用してインターナルギヤ１３が空転すると、フラットワッシャ４１，４１と当接するモード切替リング２１にも、後側のフラットワッシャ４１との間の摩擦によって同方向への回転付勢が与えられる。この回転付勢は、クラッチモード側へ、すなわち、第１ギヤケース８の各案内凹部２３に対して、各案内突起２２を周方向にずらせて第１ギヤケース８の前面への乗り上がり状態を維持させようとする方向へ働く回転付勢であるため、クラッチモードにある限り、モード切替リング２１がドリルモード側に回転してインターナルギヤ１３を後退させることはない。よって、モード切替は確実に行え、クラッチが作用して空転するインターナルギヤ１３と第１ギヤケース８との噛み合い歯２９，３０同士が噛合するおそれがなく、噛み合い歯２９，３０の破損は防止され、耐久性と信頼性とが維持可能となっている。
【００２４】
なお、上記形態３では、フラットワッシャ４１，４１と２枚設けているが、１枚でも良いし、フラットワッシャ４１，４１に代えて、インターナルギヤ１３の後面にリング状の突条を突設し、モード切替リング２１に当接させても良い。この場合、ロックワッシャ２０をなくすこともできる。さらに、スピンドル６が正逆回転で使用される場合は、インターナルギヤの後面とモード切替リングの前面との間に、一方向の噛み合いクラッチを形成して、モード切替リングをクラッチモード側へ付勢する回転付勢のみを伝達させることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、モード切替リングが２つの切替位置の中間位置で停止することがなくなる。よって、モード切替は確実に行え、インターナルギヤが回転しながらハウジングと噛み合い歯同士を噛合させるおそれが解消し、噛み合い歯の破損は防止されて耐久性と信頼性とが維持可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドライバドリルの一部縦断面図である。
【図２】モード切替レバー部分を前方から見た横断面説明図である。
【図３】ハウジング前端部分の平面図である。
【図４】形態２におけるモード切替レバー部分を前方から見た横断面説明図である。
【図５】（Ａ）形態３におけるギヤアッセンブリの一部縦断面図である。（Ｂ）フラットワッシャ部分の横断面説明図である。
【図６】従来のドライバドリルの一部縦断面図である。
【符号の説明】
１・・ドライバドリル、２・・ハウジング、５・・ギヤアッセンブリ、６・・スピンドル、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、１３・・インターナルギヤ、２１・・モード切替リング、２２・・案内突起、２３・・案内凹部、２４・・モード切替レバー、２８・・レバー部、２９，３０・・噛み合い歯、３２・・テンションスプリング、３３・・ロックレバー、３８・・係止片、３９，４０・・係止突起、４１・・フラットワッシャ。

Claims (3)

1. ハウジング内でスピンドルの前段に配された遊星歯車減速機構のうちの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、前記インターナルギヤと前記ハウジングとの間に、前記インターナルギヤの後退位置で互いに噛合可能な噛み合い歯を夫々形成する一方、前記ハウジングに、前記ハウジングに形成された窓を介して外部へ突出させたモード切替レバーの左右へのスライド操作によって、前記インターナルギヤを後退させて前記噛み合い歯同士を噛合させる第１の切替位置と、前記インターナルギヤを前進させて前記噛み合い歯同士を離反させる第２の切替位置との間を回転可能なモード切替リングを設けた電動工具であって、
   前記モード切替リングを前記何れか一方の切替位置へ回転付勢する付勢手段を設ける一方、前記モード切替レバー内に、コイルバネによって前方へ突出して前記窓の端縁に当接するロックレバーを設け、前記窓の端縁に、前記一方の切替位置から他方の切替位置へ行くに従って前記窓の前後方向の幅を徐々に狭くさせ、前記他方の切替位置で前記ロックレバーを係合させて前記モード切替リングを前記付勢手段に抗して固定可能な傾斜突起を設けたことを特徴とする電動工具。
2. ハウジング内でスピンドルの前段に配された遊星歯車減速機構のうちの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、前記インターナルギヤと前記ハウジングとの間に、前記インターナルギヤの後退位置で互いに噛合可能な噛み合い歯を夫々形成する一方、前記ハウジングに、前記ハウジングの外部からの操作によって、前記インターナルギヤを後退させて前記噛み合い歯同士を噛合させる第１の切替位置と、前記インターナルギヤを前進させて前記噛み合い歯同士を離反させる第２の切替位置との間を回転可能なモード切替リングを設け、前記モード切替リング又は前記ハウジングの何れか一方に係止片を、他方に係止突起を夫々突設して、前記モード切替リングの前記少なくとも一方の切替位置で前記係止片と係止突起とが弾性係止可能とした電動工具であって、
   前記モード切替リングの前記切替位置が維持可能な範囲で、第２の係止片又は第２の係止突起を、前記係止片又は係止突起よりも低い高さで１つ又は複数突設したことを特徴とする電動工具。
3. ハウジング内でスピンドルの前段に配された遊星歯車減速機構のうちの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、前記インターナルギヤと前記ハウジングとの間に、前記インターナルギヤの後退位置で互いに噛合可能な噛み合い歯を夫々形成する一方、前記ハウジングに、前記ハウジングの外部からの回動操作によって、前記インターナルギヤを後退させて前記噛み合い歯同士を噛合させる第１の切替位置と、前記インターナルギヤを前進させて前記噛み合い歯同士を離反させる第２の切替位置との間を移動可能なモード切替リングを設けた電動工具であって、
   前記モード切替リングとインターナルギヤとの間に、前記インターナルギヤの回転に伴い前記モード切替リングを同じ方向へ回転付勢する回転付勢手段を設けたことを特徴とする電動工具。

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