JPH0914433A

JPH0914433A - 変速装置

Info

Publication number: JPH0914433A
Application number: JP7336355A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Ishida; 洋介石田; Koichi Hashimoto; 浩一橋本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JP3694945B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力が小さくてすむ上に、キープソレノ
イドとして小型のものを用いることができる。【解決手段】変速機構部と、この変速機構部に変速を
行わせる切換部材と、切換部材を駆動する電磁駆動部材
７とを備えるとともに、キープソレノイドで構成されて
低減速比状態から高減速比状態への駆動を行う上記電磁
駆動部材７は、高減速比状態から低減速比状態への復帰
が手動入力で行われる。復帰のための電磁駆動力が不要
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変速装置、殊に電動
工具用の電磁力によって変速動作を行う変速装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】変速装置には各種構造のものがあるが、
一般的には入力軸から出力軸に至るまでのギアの組み合
わせの変更によって減速比が異なる出力を取り出すこと
ができるようにしたものが用いられており、特に電動ド
リルドライバーのような電動工具においては、入力軸と
出力軸とを同心に配置することができるとともに得られ
る減速比に比してコンパクトにまとめることができる遊
星機構を用いた変速装置が多用されている。

【０００３】このような変速装置においては、上述のよ
うにギアの組み合わせを変更することで変速を行うわけ
であり、このために組み合わせの変更を行うための切換
部材と、この切換部材を駆動するための駆動部材とが必
要となっているわけであるが、特開平４−２６２１５１
号公報に示されているように、駆動部材として電磁アク
チュエーターであるソレノイドを用いた場合、電気的な
変速制御が可能となる。

【０００４】しかし、従来から変速装置に用いられてい
たソレノイドは、ばね付勢に抗して励磁吸引力で吸引し
たプランジャーを、励磁吸引力で保持するものであった
ことから、励磁吸引によって所定減速比に切り換えた
後、この減速比を保つには、ソレノイドに通電し続けな
ければならず、電池を電源とする機器に採用するには電
池消耗の点で問題があった。

【０００５】この点に対処するには、変速機構部に変速
を行わせる切換部材を駆動する電磁駆動部材として、キ
ープソレノイド、たとえばプランジャーの吸引状態を内
蔵永久磁石で保持するとともにプランジャーの突出状態
がばねで保持されるキープソレノイドを用いればよい。
一例を図３６に示す。モータ６の出力軸である入力軸６
０には、一体物として形成された歯数の異なる二つのサ
ンギア１１，１２が固着されており、軸方向に並ぶこれ
らサンギア１１，１２には夫々遊星ギア２１，２２が噛
み合っている。両遊星ギア２１，２２は互いに歯数が異
なるとともに、出力軸５を一体に備えたキャリア４に対
し、遊星ギア２１は軸４１で、遊星ギア２２は軸４２で
支持されており、両遊星ギア２１，２２は、同軸に並ぶ
入力軸６０及び出力軸５の回りに回転方向においてずれ
た状態で個々に自転を行なうものの、同じ公転を行なう
ものとなっている。そして上記入力軸６０と同心に配さ
れているとともに軸方向に並ぶ二つのリングギア３１，
３２のうち、リングギア３１が遊星ギア２１と噛み合っ
ており、リングギア３２が遊星ギア２２と噛み合ってい
る。

【０００６】この遊星機構を用いた変速装置では、共に
遊転自在となっている二つのリングギア３１，３２のい
ずれか一方を固定した状態から他方を固定した状態に変
更することで変速を行うことができる。図中７０は、リ
ングギア３１，３２を選択的に固定する切換部材であ
り、遊星機構の軸方向にスライド自在となっている切換
部材７０は、そのスライド動作により、リングギア３１
外周面の係合突起３５に係合してリングギア３１の回転
を止める状態と、リングギア３２外周面の係合突起３６
に係合してリングギア３２の回転を止める状態とを切り
換える。

【０００７】リングギア３１の回転を止めた時には、サ
ンギア１１と遊星ギア２１、リングギア３１、そしてキ
ャリア４を介して出力軸５に減速出力を取り出すことが
でき、この時にはリングギア３２は空転を行う。リング
ギア３２の回転を止めた時にはサンギア１２と遊星ギア
２２とリングギア３２とキャリア４を介して出力軸５に
減速出力を取り出すことができて、この時にはリングギ
ア３１は空転を行う。図示例ではサンギア１２の歯数が
サンギア１１の歯数より少なく且つ遊星ギア２２の歯数
が遊星ギア２１の歯数より多くなっていることから、前
者が高速回転低トルク出力を、後者が低速回転高トルク
出力を得られる状態となる。

【０００８】ここにおいて、そのスライド動作により変
速を行う切換部材７０は、キープソレノイド７による駆
動でスライドするものとする。このキープソレノイド７
は、吸引状態にあるプランジャー７４を永久磁石Ｍによ
って保持することができるとともに、逆極性で励磁した
時には永久磁石Ｍの磁力をほぼ打ち消すことができるタ
イプのもので、プランジャー７４の先端に上記切換部材
７０を取り付けてある。また、プランジャー７４には圧
縮コイルばね型のばね７５を初期ばね力ａが設定された
状態で装着してあり、プランジャー７４が距離ｘだけ吸
引されて永久磁石Ｍの磁力で吸着されている時、上記の
逆極性で励磁すると、ばね力ａ＋ｋｘ（ｋ：ばね定数）
によって引き出されるようになっている。

【０００９】今、図３７にも示すように、プランジャー
７４が吸引されているとともに永久磁石Ｍによるところ
の無励磁吸着力ｆｍ（ｆｍ＞ばね力ａ＋ｋｘ）によって
この状態が保持されている時、切換部材７０がリングギ
ア３１を固定しているために、高速回転出力の状態とな
っている。この時、キープソレノイド７に逆極性電流を
瞬間的に流せば、逆励磁で永久磁石Ｍの磁力が打ち消さ
れてばね力ａ＋ｋｘによってプランジャー７４が引き出
されるために、切換部材７０はリングギア３２の回転を
止める位置までスライドして以降の出力を低速回転とす
る。この位置では永久磁石Ｍのプランジャー７４に対す
る磁力はほぼ零となるために、ばね力ａによってこの状
態が保持される。そして、低速回転出力となっている状
態で、キープソレノイド７を瞬間的に励磁すれば、ばね
力ａに勝る励磁吸引力ｆｃがプランジャー７４を吸引し
て、切換部材７０をリングギア３１に係合する状態と
し、以降は励磁しておかなくとも永久磁石Ｍによるとこ
ろの無励磁吸着力ｆｍによってこの状態が保持される。

【００１０】いずれの切り換えにおいても、切り換えが
完了すれば、永久磁石Ｍによるところの無励磁吸着力ｆ
ｍ又はばね力ａによってその状態が保持されることか
ら、切り換えを行う時点でキープソレノイド７に切り換
え方向に応じた極性の電流を瞬間的に流すだけでよく、
プランジャー７４の吸引状態の保持に電流を流し続けな
くてはならない通常のソレノイドを用いる場合に比し
て、消費電流がきわめて少なくてすむものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高減速比状態
から低減速比状態への移行はばね力ａ＋ｋｘの補助があ
るために、小さい励磁吸引力で可能であるが、低減速比
状態から高減速比状態への切り換え、つまりプランジャ
ー７４を引き込む動作は、ばね力ａに勝る励磁吸引力が
必要である上に、プランジャー７４に作用する励磁吸引
力は、その突出量に応じて２次関数的に減少することか
ら、非常に大型のキープソレノイドを用いなくては復帰
させることができず、携帯用電動工具に採用するにはこ
の点で問題を有していた。

【００１２】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キープソレノイドを用
いて変速を行うために変速に要する消費電力が小さくて
すむ上に、キープソレノイドとして小型のものを用いる
ことができる変速装置を提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、変速
機構部と、この変速機構部に変速を行わせる切換部材
と、切換部材を駆動する電磁駆動部材とを備えるととも
に、キープソレノイドで構成されて低減速比状態から高
減速比状態への駆動を行う上記電磁駆動部材は、高減速
比状態から低減速比状態への復帰が手動入力で行われる
ものとしたことに特徴を有している。

【００１４】電動工具用の変速装置である場合、上記電
磁駆動部材は作業中の負荷の状態変化に応じて作動し、
作業終了時もしくは次の作業開始時の手動入力で復帰す
るもの、たとえば動力源制御用のトリガースイッチの操
作入力で復帰するものとするとよい。また、電磁駆動部
材であるキープソレノイドは駆動コイルを有する本体側
の移動でプランジャーを引き込む復帰を行うものとする
とよい。

【００１５】電動工具用の変速装置である場合、変速機
構部は作業中の負荷の状態変化に応じて作動する電磁駆
動部材で変速し、次の作業開始時の手動入力で復帰する
もの、たとえば動力源制御用のトリガースイッチの操作
入力で復帰するものとするとよい。電磁駆動部材もトリ
ガースイッチの操作入力で復帰するものとしてもよい
が、トリガースイッチの復帰で復帰するものとしてもよ
い。後者の場合、電磁駆動部材であるキープソレノイド
が駆動コイルを有する本体側の移動でプランジャーを引
き込む復帰を行うものとするとよい。

【００１６】電磁駆動部材とトリガースイッチとの連係
部材としては、フックとばねや、永久磁石、カム、差動
歯車機構などを用いることができる。電磁駆動部材と切
換部材との間にはばねを介在させていることが望まし
い。また電磁駆動部材の本体がスライド移動するように
している場合、このスライド移動をガイドするリブやガ
イドピンを電磁駆動部材が収められたハウジングが備え
ていることが好ましい。電磁駆動部材は成形品である保
持台を介して取り付けられているようにしておいてもよ
い。

【００１７】さらにはトリガースイッチの操作入力で復
帰させる場合には、トリガースイッチのスライド移動を
ガイドするガイド部材も設けるとともに、この該ガイド
部材はピン同士またはピンとボールとの摺接部として形
成しておくとよい。本発明によれば、復帰のための電磁
駆動力が不要となるために、キープソレノイドとして、
小さな電磁駆動力しか持たないものを使用することがで
きる。

【００１８】電動工具用の変速装置である場合、変速機
構部は作業中の負荷の状態変化に応じて作動する電磁駆
動部材で変速し、次の作業開始時の手動入力で復帰する
もの、たとえば動力源制御用のトリガースイッチの操作
入力で復帰するものとすると、復帰させることが容易と
なるとともに、作業を常に低減速比の高速回転状態から
開始することができるものにできる。

【００１９】電磁駆動部材もトリガースイッチの操作入
力で復帰させることができるほか、トリガースイッチの
復帰で復帰するものとすることができる。後者の場合、
電磁駆動部材であるキープソレノイドが駆動コイルを有
する本体側の移動でプランジャーを引き込む復帰を行う
ものとすれば、電磁駆動部材の手動入力による復帰動作
を簡便に行わせることができる。

【００２０】電磁駆動部材と切換部材との間にばねを介
在させておけば、変速機構部の復帰動作がよりスムーズ
で且つ確実なものとなる。また電磁駆動部材の本体がス
ライド移動するようにしている場合、このスライド移動
をガイドするリブやガイドピンをハウジングに設けてお
けば、電磁駆動部材の傾きを防止できる。電磁駆動部材
が成形品である保持台を介して取り付けられているなら
ば、トリガースイッチなどとの連動を容易に行うことが
できる。

【００２１】さらにはトリガースイッチの操作入力で復
帰させる場合には、トリガースイッチのスライド移動を
ガイドするガイド部材も設けるとともに、この該ガイド
部材はピン同士またはピンとボールとの摺接部として形
成しておくと、トリガースイッチの摺動抵抗を大幅に軽
減できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図示例
に基づいて詳述すると、図４に示す電動工具は電動ドリ
ルドライバーであって、この電動工具におけるモータ６
からチャック５０に至るまでの動力伝達機構及び変速機
構についてまず説明すると、図５に示すように、ギアケ
ース１の一端開口側に配されるモータ６の出力軸６０に
は、歯数の異なる二つのサンギア１１，１２が固着され
ており、軸方向に並ぶこれらサンギア１１，１２には夫
々複数個、図示例では３個ずつの遊星ギア２１，２２が
噛み合っている。互いに歯数が異なる両遊星ギア２１，
２２は共にキャリア４によって支持されたもので、遊星
ギア２１はサンギア１１の回りに等間隔で、遊星ギア２
２はサンギア１２の回りに等間隔で支持されており、両
遊星ギア２１，２２は個々に自転を行なうものの、同じ
公転を行なうものとなっている。

【００２３】そして出力軸６０と同心に配されているリ
ングギア３１に遊星ギア２１がかみ合っており、同じく
出力軸６０と同心に配されているリングギア３２が遊星
ギア２２とかみ合っている。軸方向に並ぶこれら２つの
リングギア３１，３２のうち、リングギア３１は図９及
び図１２に示すようにその外周面に複数個の係合突起３
５が周方向において等間隔に形成されたもので、ギアケ
ース１に対して遊転自在とされている。またリングギア
３２もギアケース１に対して遊転自在とされたものであ
るとともに、このリングギア３２は、ギアケース１を外
レース３３０とするワンウェイクラッチ３３の内レース
３３１を兼ねたものとなっている。

【００２４】ここにおけるワンウェイクラッチ３３は、
上述のようにギアケース１を外レース３３０、リングギ
ア３２を内レース３３１とするとともに、両レース３３
０，３３１間に形成された楔状空間にボール（もしくは
ローラ）３３２を配したものとして形成されたフリーホ
イール型のもので、図８〜図１０に示すように、狭くな
る方向が異なる２種の楔状空間を備えるともに、両種楔
状空間の間に正逆切換リング７６から突設させた駆動片
７７を位置させており、ギアケース１に対して正逆切換
リング７６を回転させて、駆動片７７の両側に位置する
一対のボール３３２，３３２のうちのいずれを駆動片７
７で押圧するかによって、内レース３３１であるリング
ギア３２の回転可能方向を切り換えることができるもの
となっている。

【００２５】すなわち、駆動片７７が図１３に示すよう
に片側のボール３３２を楔状空間の広い方に押し込んで
いる時、他方のボール３３２はばね３３３による付勢で
楔状空間の狭い部分に位置しており、この状態では図中
の矢印Ａ方向のリングギア３２（内レース３３１）の回
転は可能であるが、図中の矢印Ｂ方向のリングギア３２
の回転は阻止される。駆動片７７によって図中右側のボ
ール３３２を図中右方に押す時には、逆に図中の矢印Ｂ
方向のリングギア３２（内レース３３１）の回転が可能
となるとともに矢印Ａ方向のリングギア３２の回転は阻
止される。

【００２６】ギアケース１内には、上記遊星機構及び正
逆切換リング７６とワンウェイクラッチ３３の他に、リ
ング状の切換部材７０が配設されている。軸方向にスラ
イド自在とされている切換部材７０は、図１０及び図１
２に示すように、一方向に移動した時にリングギア３１
外周面の上記係合突起３５と係合する突起７１を具備し
ているもので、この係合によってリングギア３１の回転
を阻止するとともに、そのスライドで係合突起３５と突
起７１との係合が解除された時、リングギア３１の回転
を許す。上記突起７１を備えた切換部材７０は、図３５
に示すように、突起７１の側面が一体につながったフラ
ンジ７０ａを備えたものとしておくことが強度の点で好
ましく、このような形態としておくことで、衝撃荷重に
対する耐久性を大幅に向上させることができる。

【００２７】上記切換部材７０の上記軸方向スライド
は、図１２及び図４に示すキープソレノイドである電磁
駆動部材７と、ギアケース１外面に軸６６によって枢支
されるとともに一端を電磁駆動部材７に、他端を切換部
材７０外周面から突設させた連結軸７２に連結させたレ
バー６５によってなされる。この点については追って詳
述する。

【００２８】上記両遊星ギア２１，２２を支持している
キャリア４は、サンギア４１を一体に備えており、この
サンギア４１の回転はサンギア４１とリングギア４３と
に噛み合う遊星ギア４２を支持しているキャリア４４に
伝達され、更にキャリア４４の回転はオートロック機構
５５を通じて出力軸５に伝達される。ここにおけるオー
トロック機構５５は、モータの回転を止めた時に出力軸
５をギアケース１６に対して自動的にロックしてしま
い、モータを回転させればこのロックを自動的に解除す
る機能をもつものであるが、この点については説明を省
略する。また、上記リングギア４３も遊転自在として、
このリングギア４３にクラッチばね４７のばね圧力でボ
ール４８を係合させることで、負荷トルクが所定値以上
になった時に出力軸５とサンギア４１とを切り離してし
まうトルクリミッターを構成しているのであるが、この
点についても説明を省略する。

【００２９】今、図１２(a)に示すように、切換部材７
０がリングギア３１の回転を阻止しており、且つリング
ギア３２が図中矢印で示す方向について回転可能にワン
ウェイクラッチ３３が設定されている時、モータ６を回
転させれば、その回転出力は、回転が阻止されているリ
ングギア３１と噛み合った遊星ギア２１を通じてキャリ
ア４に伝達される。この時、リングギア３２は出力軸５
と逆方向に空転するが、この空転は図中矢印で示す回転
が許されている方向である。

【００３０】そして、モータ６の回転数検出手段等によ
って検出される負荷の増大に応じて電磁駆動部材７が作
動し、図１２(b)に示すように切換部材７０が移動して
係合突起３５と突起７１との係合を解除すれば、リング
ギア３１がフリーとなるとともに、負荷につながったキ
ャリア４の停止がサンギア１１，１２に噛み合う遊星ギ
ア２１，２２の自転でリングギア３１，３２を回転させ
ようとするが、この時のリングギア３２の回転方向は、
上記空転時とは逆方向に、つまりワンウェイクラッチ３
３によって回転が阻止されている方向となるために、こ
の時点からリングギア３２と噛み合った遊星ギア２２を
通じてキャリア４、そして出力軸５に動力が伝達され
る。

【００３１】サンギア１２の歯数がサンギア１１の歯数
より少なく且つ遊星ギア２２の歯数が遊星ギア２１の歯
数より多くなっていることから、高速回転低トルク状態
から低速回転高トルク状態に切り換えられたことにな
る。しかもこの変速は、ワンウェイクラッチ３３を利用
してリングギア３２の回転を止めるために、リングギア
３１の係止突起３５から切換部材７０が離れるだけで、
リングギア３２の回転阻止のために衝突が生じる部材が
存在しておらず、従って動作中の変速であるにもかかわ
らず、スムーズで且つ騒音の無い変速がなされるもので
ある。なお、低速回転高トルク状態から高速回転低トル
ク状態への復帰は、上記電磁駆動部材７の復帰によって
行われる。この点については後述する。

【００３２】正逆切換リング７６を回転させることで、
ワンウェイクラッチ３３による回転規制方向を逆にする
とともにモータ６の回転方向を逆にした時には、当初、
切換部材７０によって回転が止められているリングギア
３１に噛み合う遊星ギア２１を通じてキャリア４に動力
が伝達され、この時、リングギア３２はワンウェイクラ
ッチ３３における回転可能方向に空転する。負荷の増大
の検出で電磁駆動部材７が作動してリングギア３１がフ
リーとなれば、ワンウェイクラッチ３３によって回転が
阻止されているリングギア３２とこれに噛み合う遊星ギ
ア２２を通じてキャリア４に動力が伝達される。ワンウ
ェイクラッチ３３は一つだけであるものの、その回転阻
止方向を切り換えられるようにすることで、電動ドリル
ドライバーに求められる正転と逆転とにおいて、同じ動
作を得られるようにしているわけである。

【００３３】なお、図示例における正逆切換リング７６
は、図１４に示す回転方向切換ロッド８と、ギアケース
１に軸９１で軸支されて一端を回転方向切換ロッド８
に、他端を正逆切換リング７６に係合させた切換レバー
９０とによってなされる。ここにおける回転方向切換ロ
ッド８は、図４に示すスイッチユニットＳＷとも連動し
ており、モータ６の回転方向の切り換えも同時になされ
る。スイッチユニットＳＷは、トリガースイッチ９を引
いた際のモータ６への通電制御や、トリガースイッチ９
を引く量に応じたモータ６の回転速度制御も行うもので
あるが、この点については説明を省略する。

【００３４】図６から図１１までは、ギアケース１への
各部品の組み込み順を示しており、切換レバー９０及び
蓋部材１０を装着した後、図７に示すように、正逆切換
リング７６とキャリア４を納め、次いで図８に示すよう
に、遊星ギア２２及びリングギア３２とワンウェイクラ
ッチ構成部材、図９に示すように、遊星ギア２１とリン
グギア３１、さらに図１０に示すように切換部材７０を
順に納めた後、図１１に示すようにスラスト板１９を装
着して組み立てる。図中の突部１３は、正逆切換リング
７６の動作空間を確保しつつ正逆切換リング７６とリン
グギア３２との間の摺動抵抗を無くして機構ロスの低減
を図るために、リングギア３２のスラスト受け面として
機能するものであり、ギアケース１の一端に嵌合する蓋
部材１０に一体に形成されている。なお、図示例におい
て３個設けられている突部１３は、ギアケース１に対す
る蓋部材１０の位置決め並びに心出しの機能も有するも
のとなっている。

【００３５】また上記スラスト板１９は図１１に示すよ
うにその外径がギアケース１の内径にほぼ一致している
とともに、図５に示すように、ギアケース１内にはめ込
まれてギアケース１内面に接する弾性屈曲片１９０を外
縁に備えていてギアケース１には軽い圧入で取り付けら
れており、このためにスラスト板１９自体の抜け止めは
もちろんギアケース１内のギアブロックの抜け落ちも防
がれている。また弾性屈曲片１９０は、正逆切換リング
７６のスラスト方向移動を規制するものともなってお
り、正逆切換リング７６とリングギア３２との接触干渉
が防止されている。リングギア３２が回転する時のスラ
スト面摺動抵抗が低減されているわけである。

【００３６】次にキープソレノイドである電磁駆動部材
７の動作、殊に復帰動作について図１〜図３に基づき説
明する。ここにおける電磁駆動部材７は、前述のように
モータ６の回転数検出手段等によって検出した負荷が増
大した時に作動してプランジャー７４を突出させるとと
もに、前記トリガースイッチ９の操作に連動して復帰す
るもので、トリガースイッチ９の操作方向と同方向にス
ライド自在に配設されており、モータ６のオフ時、つま
りトリガースイッチ９を引いていない状態においては、
図１(a)に示すように、トリガースイッチ９に引かれて
前進した位置にあるとともに、プランジャー７４が引き
込まれた状態にあり、前記変速機構部は、切換部材７０
がリングギア３１と係合しておらず、低速回転高トルク
状態Ｌにセットされている。

【００３７】この状態からトリガースイッチ９を引け
ば、図１(b)及び図１(c)に示すように、電磁駆動部材７
はトリガースイッチ９との間に配されたばね９３に押さ
れて後退する。この後退によりレバー６５を介して切換
部材７０を移動させてリングギア３１に係合させ、高速
回転低トルク状態Ｈにセットする。トリガースイッチ９
を引くことによってスイッチユニットＳＷがモータ６へ
の通電を開始するが、トリガースイッチ９とスイッチユ
ニットＳＷとの間に設けた遊びＺのために、モータ６へ
の通電は高速回転低トルク状態Ｈにセットされた後に開
始される。

【００３８】そして負荷が増大したことによって電磁駆
動部材７が作動すれば、図２(a)に示すように、プラン
ジャー７４が突出して変速機構部は低速回転高トルク状
態Ｌに切り変えられる。作業が終了してトリガースイッ
チ９から指を離せば、復帰ばね９４のばね力ＦT とばね
９３のばね力ＦX とによるトリガースイッチ９の復帰に
伴い、モータ６が停止し、次いでトリガースイッチ９の
フック９５に引かれて電磁駆動部材７が前進し、この前
進により、プランジャー７４は電磁駆動部材７における
コイルを備えた本体側に引き込まれ、図１(a)に示す状
態に復帰する。トリガースイッチ９の復帰に伴って電磁
駆動部材７が復帰するものであり、また変速機構部にお
ける低速回転高トルク状態Ｌから高速回転低トルク状態
Ｈへの復帰はトリガースイッチ９を引く際になされるわ
けである。図３に復帰ばね９４のばね力Ｆ_Tとばね９３
のばね力Ｆ_X、電磁駆動部材７のばね７５のばね力
Ｆ_P，Ｆ_Sの関係を示す。図中の１ａ，１ｂ，１ｃ，２
ａ，２ｂは図１(a)(b)(c)及び図２(a)(b)に夫々対応し
ている。

【００３９】図１５〜図１７に他例を示す。ここでは電
磁駆動部材７は固定されており、そのプランジャー７４
とトリガースイッチ９とには互いに吸着する永久磁石９
６，９７が設けられている。図１５(a)に示す初期状態
においては、電磁駆動部材７のプランジャー７４が突出
した状態にあり、変速機構部は低速回転高トルク状態Ｌ
にセットされている。この状態からトリガースイッチ９
を引けば、図１５(b)に示すように、永久磁石９６，９
７が互いに吸着しているためにプランジャー７４も後退
して電磁駆動部材７の復帰がなされるとともに変速機構
部が高速回転低トルク状態Ｈに切り換えられ、図１６
(a)に示すように更にトリガースイッチ９を引けば、モ
ータ６への通電が開始されるとともに、この時、永久磁
石９６，９７が切り離される。

【００４０】そして負荷が増大したことによって電磁駆
動部材７が作動すれば、図１６(b)に示すように、プラ
ンジャー７４が突出して変速機構部は低速回転高トルク
状態Ｌに切り変えられる。作業が終了してトリガースイ
ッチ９から指を離せば、トリガースイッチ９の復帰に伴
い、図１７(a)に示すようにモータ６が停止し、次いで
図１７(b)に示すように、トリガースイッチ９とプラン
ジャー７４とが再度永久磁石９６，９７によって接続さ
れる。

【００４１】このものでは、トリガースイッチ９を引く
操作によって電磁駆動部材７の復帰がなされるととも
に、変速機構部における低速回転高トルク状態Ｌから高
速回転低トルク状態Ｈへの復帰もなされるわけである。
図１８に永久磁石９６，９７相互間の磁気吸引力Ｆ
_Mと、復帰ばね９４のばね力Ｆ_Tと、電磁駆動部材７の
ばね７５のばね力Ｆ_P，Ｆ_Sの関係を示す。図中の１５
ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは図１５
(a)(b)と図１６(a)(b)と図１７(a)(b)に夫々対応してい
る。

【００４２】図１９〜図２２に更に他の例を示す。本例
における電磁駆動部材７も固定であり、そのプランジャ
ー７４とトリガースイッチ９とを連係させるものとし
て、ここではトリガースイッチ９に揺動自在であり且つ
ばね９９ａ，９９ｂで付勢されたカム９８を設けてあ
る。図２０(a)に示す初期状態においては、電磁駆動部
材７のプランジャー７４が突出した状態にあり、変速機
構部は低速回転高トルク状態Ｌにセットされている。こ
の状態からトリガースイッチ９を引けば、図２０(b)に
示すように、カム９８によってプランジャー７４が押さ
れて後退し、電磁駆動部材７の復帰がなされるとともに
変速機構部が高速回転低トルク状態Ｈに切り換えられ、
更にトリガースイッチ９を引けば、図２１(a)及び図２
１(b)に示すように、カム９８はばね９９ａに抗して一
旦倒れた後、プランジャー７４との係合状態から外れる
とともに、モータ６への通電が開始される。

【００４３】そして負荷が増大したことによって電磁駆
動部材７が作動すれば、図２２(a)に示すように、プラ
ンジャー７４が突出して変速機構部は低速回転高トルク
状態Ｌに切り変えられる。作業が終了してトリガースイ
ッチ９から指を離せば、トリガースイッチ９の復帰に伴
い、図２２(b)(c)に示すように、カム９８とプランジャ
ー７４とが再度係合する状態に戻るとともに、モータ６
が停止する。このものにおいても、トリガースイッチ９
を引く操作によって電磁駆動部材７の復帰がなされると
ともに、変速機構部における低速回転高トルク状態Ｌか
ら高速回転低トルク状態Ｈへの復帰もなされる。

【００４４】図２３〜図２５に別の例を示す。ここで示
した電磁駆動部材７は、図１で示した例における電磁駆
動部材７と同様にスライド自在に配設されており、その
側面にはラック１００が設けられている。またこのラッ
ク１００と対面するラック１０１がスライド自在に配設
されている。一方、トリガースイッチ９には上記両ラッ
ク１００，１０１に同時に噛み合うピニオン１０２を支
持したスライダー１０３を駆動するための一対の突起１
０４ａ，１０４ｂと、上記ラック１０１をスライドさせ
るための突起１０５とが設けられている。

【００４５】図２４(a)に示す初期状態においては、電
磁駆動部材７は前進した位置にあるとともにプランジャ
ー７４を引き込んだ状態にあり、変速機構部は低速回転
高トルク状態Ｌにセットされている。この状態からトリ
ガースイッチ９を引けば、図２４(b)に示すように、突
起１０４ａ，１０４ｂとスライダー１０３との遊びの分
だけトリガースイッチ９が後退した後、突起１０４ａに
押されてスライダー１０３も後退し、この時、図２４
(c)に示すように、ピニオン１０２に噛合しているラッ
ク１００，１０１も当初は共に後退して変速機構部が高
速回転低トルク状態Ｈにセットされるとともに、モータ
６への通電が開始される。この状態から更にトリガース
イッチ９を引けば、ラック１０１が更に後退する。

【００４６】そして負荷が増大したことによって電磁駆
動部材７が作動すれば、図２５(a)に示すように、プラ
ンジャー７４が突出して変速機構部は低速回転高トルク
状態Ｌに切り変えられる。作業が終了してトリガースイ
ッチ９から指を離せば、トリガースイッチ９の復帰に伴
い、まず突起１０５に押されたラック１０１が前進し、
ラック１０１がラック１００と並ぶ図２５(b)に示す位
置においてモータ６が停止する。この位置からは突起１
０４ｂがスライダー１０３を押す上に突起１０５でラッ
ク１０１も押されるために、スライダー１０３のピニオ
ン１０２はラック１００を前進させて、図２５(c)に示
す状態に戻り、この時、プランジャー７４は電磁駆動部
材７に引き込まれる。トリガースイッチ９の復帰に伴っ
て電磁駆動部材７が復帰し、変速機構部における低速回
転高トルク状態Ｌから高速回転低トルク状態Ｈへの復帰
はトリガースイッチ９を引く際になされる。

【００４７】ところで、変速機構部を低速回転高トルク
状態Ｌから高速回転低トルク状態Ｈに復帰させること
は、前述のように切換部材７０をリングギア３１に係合
させることであり、この場合、リングギア３１の回転位
置によっては切換部材７０の突起７１がリングギア３１
の係合突起３５に当たって、切換部材７０の移動が妨げ
られることが生ずる。このために、電磁駆動部材７のプ
ランジャー７４と、一端を切換部材７０に係合させたレ
バー６５との係合部は、図２６に示すように、プランジ
ャー７４の軸方向に遊びを持たせた状態で係合させると
ともに、ばね１１０を介在させたものとしてある。

【００４８】図２７(a)に示すように、切換部材７０が
リングギア３１と係合していない状態からレバー６５を
作動させて切換部材７０をリングギア３１側へと移動さ
せるにあたり、図２７(b)に示すように突起７１と係合
突起３５との当接で切換部材７０の移動が妨げられた時
には、ばね１１０が圧縮され、モータ６への通電でリン
グギア３１が回転を始めれば、図２７(c)に示すよう
に、ばね１１０のばね力によってレバー６５を介して切
換部材７０がリングギア３１側へと移動してリングギア
３１の回転を阻止する状態となるものである。

【００４９】これに伴って、以上の各例ではいずれもト
リガースイッチ９を引いた際に変速機構部を低速回転高
トルク状態Ｌから高速回転低トルク状態Ｈへの復帰をモ
ータ６への通電開始より先になされるようにしている
が、モータ６への通電が先になされるものであってもよ
い。もっとも、この場合には突起７１と係合突起３５と
の衝突による異音が発生するおそれがある。

【００５０】また、復帰のための操作入力として、以上
の各例ではトリガースイッチ９を利用して、作業開始時
には常に高速回転低トルク状態Ｈでの作業が可能となる
ようにしたが、チャック５０に装着されたビットを作業
対象に押し付ける動作を利用しても同様にすることがで
きる。作業対象にビットを押し付ける時、出力軸５がば
ね付勢に抗して後退するようにしておくとともに、出力
軸５の後退を利用して電磁駆動部材７を復帰させるので
ある。

【００５１】図２８はワンウェイクラッチ３３の組立性
を向上させたものを示している。すなわち、正逆切換リ
ング７６の駆動片７７の両側に位置する一対のボール
（ローラ）３３２，３３２と付勢用のばね３３３，３３
３とをＵ字形であって両端が駆動片７７に係止される保
持ばね３３４によって囲むことで、これらの組み立てに
際して、一対のボール（ローラ）３３２，３３２及び付
勢用のばね３３３，３３３を駆動片７７を備えた正逆切
換リング７６と一体のものとして扱うことができるよう
にしている。また駆動片７７及び保持ばね３３４には、
ボール（ローラ）３３２のばね３３３を圧縮する方向に
おける移動量を制限することになる突起７７０，３３５
を設けている。ボール（ローラ）３３２によってばね３
３３が極度に圧縮される状態を避けることができるため
に、ばね３３３の寿命を向上させることができると同時
にばね３３３の設計の自由度が大きくなる。

【００５２】図２９〜図３２は前記図１で示した実施の
形態の場合の電磁駆動部材７の支持を、保持台２００を
介して行ったものを示している。ここにおける保持台２
００は、その凹所に電磁駆動部材７をはめ込んだ時に電
磁駆動部材７を固定するフック２０１と、両サイドに突
出する複数のガイド突起２０２とを備えるとともに、一
端がトリガースイッチ９に連結されるフック９５とばね
９３とが取り付けられたもので、電磁駆動部材７が装着
されて電磁駆動部材７と共にスライドする保持台２００
を設けることによって他の部材と電磁駆動部材７との連
動を容易に行えるようにしたものであり、また図３２に
示すように、電動工具のハウジング内面に突設された２
条のリブ２１０，２１０間に上記ガイド突起２０２を位
置させることで、電磁駆動部材７そのものがスライド移
動する際の傾きをなくしてこの動きをスムーズなものと
している。

【００５３】電磁駆動部材７及び保持台２００のスライ
ドガイドについては、図３３及び図３４に示すように、
電動工具のハウジングの内側にガイドピン２０５を設け
て、このガイドピン２０５に上記ガイド突起２０２が摺
接するようにしてもよい。図中２０６は上記ハウジング
内面に突出してガイドピン２０５を支持しているリブで
ある。

【００５４】図３３においては、トリガースイッチ９の
スライド動作をスムーズなものとするためのガイドピン
２０７も設けて、このガイドピン２０７にトリガースイ
ッチ９に配したピン（もしくはボール）２０８を摺接さ
せている。なお、電磁駆動部材７におけるプランジャー
７４の突出部には、図３１に示すように、含油フェルト
カラー２２０や樹脂カラー２２１を配することで、電磁
駆動部材７内部への異物の侵入を防ぐようにしておくこ
とが、電磁駆動部材７の機能低下の防止の点で好まし
い。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、電磁駆
動部材の高減速比状態から低減速比状態への復帰を手動
入力で行われるものとしているために、復帰のための電
磁駆動力が不要となるものであり、このためにキープソ
レノイドとして小さな電磁駆動力しか持たないものを使
用することができるものであり、携帯用電動工具への採
用に際して大きな利点を有するものである。

【００５６】そして電動工具用の変速装置である場合、
変速機構部は作業中の負荷の状態変化に応じて作動する
電磁駆動部材で変速し、作業終了時もしくは次の作業開
始時の手動入力で復帰するもの、たとえば動力源制御用
のトリガースイッチの操作入力で復帰するものとする
と、復帰専用の操作入力を必要としない上に、復帰させ
ることが容易なものであり、しかも電動工具による作業
を常に低減速比の高速回転低トルク状態から開始するこ
とができるものにできて、作業に際して都合が良いもの
となる。

【００５７】また、電磁駆動部材そのものの復帰はトリ
ガースイッチの復帰でなされるようにした場合、電磁駆
動部材を復帰させるための力が操作力として不要となる
ものであり、特に電磁駆動部材であるキープソレノイド
が駆動コイルを有する本体側の移動でプランジャーを引
き込む復帰を行うものとしておくならば、電磁駆動部材
を復帰させるための構造が簡単となるともに復帰動作を
簡便に行わせることができるものとなる。

【００５８】さらに電磁駆動部材と切換部材との間にば
ねを介在させておく時、変速機構部の復帰動作がよりス
ムーズで且つ確実なものとなって、良好な動作を得るこ
とができる。また電磁駆動部材の本体がスライド移動す
るようにしている場合、このスライド移動をガイドする
リブやガイドピンをハウジングに設けておけば、電磁駆
動部材の傾きを防止できて軽快で確実な動作を得ること
ができる。電磁駆動部材は成形品である保持台を介して
取り付けられているようにしておくならば、トリガース
イッチなどとの連動を容易に行うことができる。

【００５９】さらにはトリガースイッチの操作入力で復
帰させる場合には、トリガースイッチのスライド移動を
ガイドするガイド部材も設けるとともに、この該ガイド
部材はピン同士またはピンとボールとの摺接部として形
成しておくと、トリガースイッチの摺動抵抗を大幅に軽
減できる上に、粉塵などの異物が上記摺接部に侵入した
場合にもスムーズな動作を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、(a)
(b)(c)は夫々トリガースイッチと電磁駆動部材との動作
説明図である。

【図２】(a)(b)は夫々トリガースイッチと電磁駆動部材
との動作説明図である。

【図３】同上のばね力の関係を示すタイムチャートであ
る。

【図４】同上の部分破断側面図である。

【図５】同上の変速機構部の縦断面図である。

【図６】同上のギアケースと蓋部材の背面図である。

【図７】同上のギアケースに正逆切換リングとキャリア
とを組み込んだ状態の背面図である。

【図８】同上のギアケースにさらにワンウェイクラッチ
構成部材とリングギア及び遊星ギアを組み込んだ状態の
背面図である。

【図９】同上のギアケースに他のリングギア及び遊星ギ
アを組み込んだ状態の背面図である。

【図１０】同上のギアケースにさらに係止リングを組み
込んだ状態の背面図である。

【図１１】同上のギアケースにさらにスラスト板を装着
した状態の背面図である。

【図１２】同上の動作を示すもので、(a)は変速前を示
す斜視図、(b)は変速後を示す斜視図である。

【図１３】同上のワンウェイクラッチの回転方向切り換
え部分の説明図である。

【図１４】同上の回転方向切換操作部を示す断面図であ
る。

【図１５】他の例を示すもので、(a)(b)は夫々動作説明
図である。

【図１６】(a)(b)は同上の動作説明図である。

【図１７】(a)(b)は同上の動作説明図である。

【図１８】同上のばね力と磁気力との関係を示すタイム
チャートである。

【図１９】更に他の例の破断斜視図である。

【図２０】(a)(b)は同上の動作説明図である。

【図２１】(a)(b)は同上の動作説明図である。

【図２２】(a)(b)(c)は同上の動作説明図である。

【図２３】別の例の斜視図である。

【図２４】(a)(b)(c)は同上の動作説明図である。

【図２５】(a)(b)(c)は同上の動作説明図である。

【図２６】プランジャーとレバーとの係合部の斜視図で
ある。

【図２７】(a)(b)(c)はプランジャーとレバーとの係合
部に配したばねの動作説明図である。

【図２８】ワンウェイクラッチ部の他例の斜視図であ
る。

【図２９】電磁駆動部材の支持構造の一例を示す側面図
である。

【図３０】(a)は電磁駆動部材と保持台の平面図、(b)は
保持台の正面図である。

【図３１】(a)は電磁駆動部材の平面図、(b)は正面図で
ある。

【図３２】同上の断面図である。

【図３３】電磁駆動部材の支持構造の他例を示す破断側
面図である。

【図３４】同上の断面図である。

【図３５】切換部材の他例の斜視図である。

【図３６】従来例の概略図である。

【図３７】同上の動作説明図である。

【符号の説明】

７電磁駆動部材９トリガースイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速機構部と、この変速機構部に変速を
行わせる切換部材と、切換部材を駆動する電磁駆動部材
とを備えるとともに、キープソレノイドで構成されて低
減速比状態から高減速比状態への駆動を行う上記電磁駆
動部材は、高減速比状態から低減速比状態への復帰が手
動入力で行われるものであることを特徴とする変速装
置。
【請求項２】電動工具用の変速装置であって、変速機
構部は作業中の負荷の状態変化に応じて作動する電磁駆
動部材で変速し、作業終了時もしくは次の作業開始時の
手動入力で復帰するものであることを特徴とする請求項
１記載の変速装置。
【請求項３】手動入力が動力源制御用のトリガースイ
ッチの操作入力であることを特徴とする請求項１または
２記載の変速装置。
【請求項４】電磁駆動部材はトリガースイッチの操作
入力で復帰するものであることを特徴とする請求項３記
載の変速装置。
【請求項５】電磁駆動部材はトリガースイッチの復帰
で復帰するものであることを特徴とする請求項３記載の
変速装置。
【請求項６】電磁駆動部材であるキープソレノイドは
駆動コイルを有する本体側の移動でプランジャーを引き
込む復帰を行うものであることを特徴とする請求項５記
載の変速装置。
【請求項７】電磁駆動部材とトリガースイッチとの連
係部材がフックとばねであることを特徴とする請求項３
記載の変速装置。
【請求項８】電磁駆動部材とトリガースイッチとの連
係部材が永久磁石であることを特徴とする請求項３記載
の変速装置。
【請求項９】電磁駆動部材とトリガースイッチとの連
係部材がカムであることを特徴とする請求項３記載の変
速装置。
【請求項１０】電磁駆動部材とトリガースイッチとの
連係部材が差動歯車機構であることを特徴とする請求項
３記載の変速装置。
【請求項１１】電磁駆動部材と切換部材との間にばね
を介在させていることを特徴とする請求項１記載の変速
装置。
【請求項１２】電磁駆動部材の本体のスライド移動を
ガイドするリブを電磁駆動部材が収められたハウジング
が備えていることを特徴とする請求項６記載の変速装
置。
【請求項１３】電磁駆動部材の本体のスライド移動を
ガイドするガイドピンを電磁駆動部材が収められたハウ
ジングが備えていることを特徴とする請求項６記載の変
速装置。
【請求項１４】電磁駆動部材は成形品である保持台を
介して取り付けられていることを特徴とする請求項６記
載の変速装置。
【請求項１５】トリガースイッチのスライド移動をガ
イドするガイド部材を備えているとともに、該ガイド部
材はピン同士またはピンとボールとの摺接部として形成
されていることを特徴とする請求項３記載の変速装置。