动力工具的制作方法
【专利摘要】本发明提供即使转动构件在驱动部的驱动停止后惰性转动并在界限位置向反方向转动也能够使可动构件停止在规定的位置的动力工具。在转动构件（42）中设置的反转抑制部（46b），在驱动部使转动构件（42）转动来切换变速机构部的变速比时，通过与支承构件（47）卡合来抑制转动构件（42）由于在转动构件（42）的转动受限制的界限位置对转动构件（42）作用的反力而向反方向转动。
【专利说明】动力工具
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及切换对能够装配前端工具的旋转输出部传递旋转动力的变速机构部的变速比的动力工具。
【背景技术】
[0002]作为这种动力工具的一例，已知有电动旋具(driver)等电动工具。专利文献I?3中记载的电动工具具备:在主体外壳设置的马达；对马达的旋转进行变速的变速装置；以及以由变速装置变更后的速度旋转并且能够装配前端工具的旋转输出部。
[0003]日本特开文献I?3中记载的变速装置包括变速机构部、变速切换部以及变速用促动器，控制部驱动变速用促动器来使变速切换部工作从而切换变速机构部的变速比(减速比)。
[0004]变速切换部包括能够沿着变速器壳的外周转动的转动板(例如圆形套筒)。该转动板上沿着相对于其转动方向倾斜的方向形成有凸轮孔。变速机构部包括在例如内齿轮(ring gear)等可动构件上安装的支承构件。支承构件插通到在变速器壳上沿着轴向而形成的滑动孔、以及转动板的凸轮孔。在该结构中，转动板转动，支承构件沿着凸轮孔移动，由此可动构件在变速装置的轴向上滑动，与可动构件啮合的变速齿轮被变更。由此，切换变速机构部的变速比。这种变速装置具备自动变速功能，该自动变速功能为，控制部基于工作负荷的检测值驱动变速用促动器来切换变速比的功能。此外，变速装置包括用户能够操作的变速切换操作部，控制部根据来自变速切换操作部的操作信号来驱动变速用促动器，从而切换变速比。
[0005]专利文献1:日本特开2012 - 16760号公报
[0006]专利文献2:日本特开2012 - 30347号公报
[0007]专利文献3:日本特开2009 — 56590号公报(例如图23)
[0008]在上述的变速装置中，在变速时需要在瞄准的位置(目标容许位置)使转动板停止。例如，也有为了使变速用促动器的驱动停止而设置制动电路的结构，但若设置制动电路，则构造变得复杂。此外，根据马达的种类(例如电刷马达)，变速用促动器的结构部件(例如电刷)过早消耗，因此为了确保其寿命而需要马达的尺寸增大。结果是，也可能出现不得不使电动工具大型化的情况。
[0009]在不设置制动电路的情况下，变速用促动器的驱动停止后，转动板惰性转动。在此情况下，转动板的转动在设定于瞄准位置的界限位置受限制。然而，由于转动板惰性转动并到达界限位置后支承构件与凸轮孔的终端冲突时的反作用，有时转动板稍微向反方向转动。由于这种转动板的反转，存在转动板从瞄准的位置脱落的情况。凸轮孔包括相对于转动板的圆周方向倾斜的工作孔和在工作孔的两端连续并且沿着转动板的圆周方向的保持孔。支承构件在保持孔的终端保持为在轴向上不能移动。然而，转动板由于在保持孔的终端受到的反力而向反方向转动时，支承构件返回到工作孔附近为止。例如即使仅仅是转动板由于作业中电动工具的振动等稍微向反方向转动，支承构件也有可能返回到工作孔。其结果是，可动构件的向轴向的移动限制失效，可能发生非预期的变速比的切换。
[0010]这种课题不限于电动工具，只要是具备通过变速用促动器等驱动部来驱动的变速机构部的结构，例如在包括利用气压作为动力源的气压式工具、或利用液压作为动力源的液压式工具等的动力工具中全部共同存在这种课题。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于，提供一种动力工具，即使转动构件在驱动部的驱动停止后惰性转动并在界限位置向反方向转动，也能够使可动构件停止在规定的位置。
[0012]动力工具具备:动力源；旋转输出部，能够装配前端工具；变速机构部，对所述旋转输出部传递所述动力源的旋转动力；变速器壳，收容所述变速机构部；以及外壳，收容所述动力源以及所述变速器壳。所述变速机构部包括:变速齿轮；以及可动构件，被设为能够在所述变速齿轮的轴向上移动而相对于所述变速齿轮卡合或脱离，能够通过使所述可动构件移动来以多级切换变速比。所述变速器壳包括沿着所述轴向形成于所述变速器壳的滑动孔。所述动力工具还具备:转动构件，设置为沿着所述变速器壳的外周绕所述轴向转动自如，包括配置在与所述滑动孔部分重叠的位置的凸轮孔。所述凸轮孔具有工作孔，该工作孔在相对于所述转动构件的圆周方向倾斜的方向上延伸。所述动力工具还具备:支承构件，设置于所述可动构件，并且从所述可动构件突出而插通到所述滑动孔以及所述凸轮孔；驱动部，使所述转动构件沿着所述变速器壳的外周转动；以及反转抑制部，设置于所述转动构件，在所述驱动部使所述转动构件转动而切换所述变速比时，通过与所述支承构件卡合，来抑制所述转动构件由于在所述转动构件的转动受限制的界限位置对所述转动构件作用的反力而向反方向转动的情况。另外，与支承构件的卡合，是包括与支承构件的滑动、支承构件的约束、支承构件的卡止以及与相对于转动构件的转动方向变更反力的方向的支承构件的冲突等的概念。
[0013]在上述动力工具中，优选的是，所述转动构件在包括第I终端区域和第2终端区域的所述凸轮孔的范围内转动，所述反转抑制部在所述第I终端区域以及所述第2终端区域使所述支承构件与所述转动构件的滑动摩擦增大，对所述转动构件提供对向所述反方向的转动进行制动的制动力。
[0014]在上述动力工具中,优选的是,所述反转抑制部包括保持孔,该保持孔与所述工作孔的两端连续并且在相对于所述转动构件的圆周方向倾斜的方向上延伸。
[0015]在上述动力工具中，优选的是，所述转动构件还包括第I孔部，该第I孔部与所述工作孔的两端连续并且在所述转动构件的圆周方向上延伸，所述反转抑制部包括斜面，该斜面设置于所述第I孔部的终端，并在所述支承构件与所述第I孔部的终端抵接时对所述支承构件赋予与所述第I孔部的长度方向交叉的方向的反力。
[0016]在上述动力工具中，优选的是，所述反转抑制部包括第2孔部，该第2孔部与所述第I孔部的终端连续，并在所述支承构件受到来自所述斜面的所述反力的方向上延伸。
[0017]在上述动力工具中,优选的是,所述转动构件还包括引导面,该引导面在所述转动构件在所述支承构件位于所述第2孔部的状态下开始转动时，将所述支承构件从所述第2孔部引导到所述第I孔部。
[0018]发明的效果[0019]根据本发明，即使转动构件在驱动部的驱动停止后惰性转动并在界限位置向反方向转动，也能够使可动构件停止在规定的位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是第I实施方式中的电动工具的侧剖视图。
[0021]图2是在图1的电动工具中设置的自动变速装置的概略结构图。
[0022]图3是表示在图2的自动变速装置中设置的变速单元的示意主视图。
[0023]图4A?4C是说明在图3的变速单元中设置的变速机构部的变速比的切换的示意首1J视图。
[0024]图5是表示在图3的变速单元(变速切换部)中设置的反转抑制部的侧视图。
[0025]图6是表示在图3的变速单元(变速切换部)中设置的另一例的反转抑制部的侧视图。
[0026]图7A以及7B是表示比较例中的变速切换部的示意侧视图。
[0027]图8是表示在第2实施方式中的变速切换部中设置的反转抑制部的侧视图。
[0028]图9是说明图8的反转抑制部的作用的侧视图。
【具体实施方式】
[0029](第I实施方式)
[0030]以下，基于图1?图6，将第I实施方式的电动工具10作为动力工具的一例进行说明。图1以将外壳13的一部分拆除了的状态示出电动工具10。
[0031]如图1所示，电动工具10是单手能够把持的手持式的，例如作为电动式钻头旋具来使用。电动工具10包括电动工具主体11、及能够装拆地装配在电动工具主体11上的电池组件12。形成电动工具主体11的外廓的外壳13包括:有底筒形状的主干部14 (其中，图1中仅图示出里侧一半)、及与主干部14连续的把手部15。把手部15从主干部14的长度方向中途向与主干部14的轴线L (轴向)交叉的方向(图1中为下方)延伸。此外，电动工具10包括在把手部15的下端部设置的四角板状的电池组件装配部15a。电池组件装配部15a中装配有电池组件12。本例的电动工具10是将电池组件12作为驱动用电源使用的充电式的。
[0032]主干部14包括基端部(图1中左端侧)，该基端部收容以来自电池组件12的电力来驱动的马达16。马达16以使其旋转轴与主干部14的轴线L大致一致的状态配置于主干部14内。马达16例如是电刷马达或无电刷马达。马达16的输出轴(图1中右侧)的旁边，配置有使马达16的旋转变速(减速)的变速单元17。
[0033]变速单元17使马达16的旋转减速并传递至动力传递机构部18。动力传递机构部18将由变速单元17减速后的旋转传递至驱动轴19。驱动轴19与在主干部14的前端部设置的旋转输出部20连结。在本实施方式中，旋转输出部20作为具有卡盘功能的卡盘部而设置，前端工具21 (钻头等)能够装拆地装配于旋转输出部20的前端部。因此，前端工具21以由变速单元17减速后的旋转速度与旋转输出部20 —起旋转。此外，虽未图示，但动力传递机构部18具备对驱动轴19施加规定值以上的负荷时切断对驱动轴19的动力的传递的转矩限制器、以及将驱动轴19锁定在不能旋转状态的锁定机构等。另外，旋转输出部20不限于卡盘部，也可以是具有能够螺接前端工具的螺丝部的输出部。
[0034]如图1所示，在把手部15的前侧在与主干部14的连接部分的略微下方的位置、即与用户握住把手部15时的手的食指相对应的位置，设置有触发开关22。触发开关22包括:在驱动电动工具10时由用户操作的触发杆23 (操作杆)、以及设置于把手部15内并根据触发杆23的操作而接通/断开的开关24。触发杆23例如以被弹簧施力的状态从把手部15向前方突出。开关24输出具有与触发杆23的操作量(拉入量)相应的值的信号。
[0035]此外，如图1所示，在主干部14上与把手部15的连接部分的附近，设置有正反切换开关25 (旋转方向切换杆)。正反切换开关25在正转与反转之间切换旋转输出部20的旋转方向时是由用户来操作的。正反切换开关25例如是能够在正转位置与反转位置之间切换的双位置开关。或者，正反切换开关25也可以是能够在正转位置、反转位置、在不使旋转输出部20时而切换到的中立位置之间进行切换的三位置开关。
[0036]进而，在主干部14的上表面，设置有用于切换变速单元17的变速比的变速切换开关26。变速切换开关26是变速切换操作部的一例。变速单元17能够将变速比切换到多级。变速切换开关26是用于对将决定旋转输出部20的旋转速度的变速比固定在所期望的一个或者进行自动变速进行切换的开关。变速切换开关26例如是滑动开关，在本实施方式中，是能够从高速低转矩驱动(H齿轮)、低速高转矩驱动(L齿轮)、自动变速(AUTO)这三个驱动模式中选择一个的三位置开关。变速切换开关26输出与从三个驱动模式中选择出的一个驱动模式对应的信号。
[0037]如图1所示，在电池组件装配部15a内配设有控制部27。控制部27例如是控制基板，负责马达16的控制等，经由触发开关22以及布线与马达16电连接。此外，正反切换开关25以及变速切换开关26也与控制部27连接。为此，在用户对触发杆23进行了拉入操作时，马达16在与正反切换开关25的操作位置相应的旋转方向上旋转。此外，在用户对触发杆23进行了拉入操作时，以与变速切换开关26的操作位置相应的变速比通过变速单元17对马达16的旋转进行减速，旋转输出部20以该被减速后的速度旋转。另外，动力传递机构部18也可以具备冲击功能，该冲击功能为，在对驱动轴19施加的负荷超过规定值时，锤在弹簧的施力的作用下敲击砧，从而使旋转输出部20输出高转矩的功能。
[0038]接下来，使用图2以及图3来说明对变速单元17的变速比进行切换的结构。
[0039]如图2所示，与马达16的旋转轴连结的变速单元17包括:变速器31、变速切换部32、及作为驱动变速切换部32的驱动部的一例的变速用促动器33。变速器31包括可动构件的一例即内齿轮RG (内齿轮)。变速切换部32使内齿轮RG在轴向上移动来切换变速器31的变速比。进行电动工具10的总括控制的控制部27与变速切换开关26、触发开关22、正反切换开关25等的输入系统的部件电连接。
[0040]控制部27基于来自触发开关22的输入信号驱动马达驱动电路34来进行马达16的起动、停止、旋转速度的调整。控制部27以与触发开关22的操作量(触发杆23的拉入量)相应的旋转速度控制马达16的旋转速度。
[0041]此外，控制部27驱动变速驱动电路35来使变速用促动器33在与指定的变速比对应的驱动位置动作，从而将变速单元17切换为指定的变速比。控制部27对变速驱动电路35供给控制信号，由此控制变速用促动器33的旋转方向、及通过PWM控制来供给的驱动电力。[0042]另外，控制部27在自动变速模式(自动变速控制)下，基于马达16的电流值和变速单元17的变速比，检测对在旋转输出部20装配的前端工具21施加的负荷转矩，通过变速用促动器33的驱动来切换为与负荷转矩的检测值相应的变速比。此外，控制部27基于负荷转矩的检测值和马达16的旋转速度的检测值中的至少一方检测出马达16的锁定时，使马达16的驱动停止。
[0043]如图2以及图3所示，变速器31包括大致筒状的40、及收容于变速器壳40内的变速机构部41。本实施方式的变速机构部41例如由三级的行星齿轮机构构成。另外，在图3中，变速机构部41仅示出了内齿轮RG。
[0044]变速机构部41包括多个变速齿轮及内齿轮RG，该内齿轮RG具有能够与多个变速齿轮的齿部相啮合的齿部。变速机构部41使内齿轮RG在驱动轴19 (参照图1)的轴向(在图2中左右方向)上移动来与规定的变速齿轮啮合，从而能够将变速比切换为两个阶段。
[0045]如图2以及图3所示，在内齿轮RG的外周侧，作为凸轮构件的转动板42配置成能够绕内齿轮RG的轴向转动(能够摆动)。转动板42形成为圆周方向的一部分缺少的半圆筒状(圆弧状)。转动板42包括:沿着内齿轮RG的外表面配置的半圆筒状的主体部43、及从主体部43向径向外侧(图2、图3中为下侧)突出设置的卡合部44。
[0046]在图2中，为了使内齿轮RG在轴向上移动来切换变速比而驱动变速用促动器33。变速用促动器33包括:能够在正反方向上旋转的变速用马达33a、使变速用马达33a的驱动力减速的减速部33b、及在经由减速部33b传递的驱动力的作用下旋转的输出齿轮33c。
[0047]如图3所示，输出齿轮33c与卡合部44的齿部44a啮合。为此，在变速用促动器33正反转时，经由输出齿轮33c和卡合部44的啮合，转动板42在规定的角度范围内往复转动。变速切换部32包括对转动板42的转动范围进行限制的挡块45。在本例中，在能够与卡合部44的转动方向的两端面抵接的位置设置有一对挡块45。在图3中，在转动板42向顺时针方向转动了时，通过与卡合部44的左端面抵接的左侧的挡块45来限制转动板42的转动。此时，内齿轮RG位于第I卡合位置(图2中的虚线的位置)。另一方面，在转动板42向逆时针方向转动了时，通过与卡合部44的右端面抵接的右侧的挡块45限制转动板42的转动。此时，内齿轮RG位于第2卡合位置(图2中的双点划线的位置)。
[0048]另外，只要挡块45能够限制转动板42的转动范围，其配置位置以及限制机构能够任意变更。例如，也可以以与转动板42的主体部43抵接的方式配置挡块。在此情况下，转动板42也可以为，包括孔或缺口等插通部并且挡块具有能够插通到插通部的棒状。在该结构中，挡块触碰在插通部的内端面，从而转动板42的转动范围受限制。此外，挡块也可以同与转动板42 —起转动的其他的构件抵接来限制转动板的转动范围。
[0049]如图2以及图3所示，在主体部43的靠圆周方向两端的部分，形成有一对凸轮孔46。如图2所示，凸轮孔46包括:在相对于转动板42的圆周方向而倾斜的方向上延伸的工作孔46a、以及与工作孔46a的两端连续并且在大致圆周方向上延伸的保持孔46b。保持孔46b是第I实施方式中的反转抑制部的一例。
[0050]如图3所示，内齿轮RG在轴向上能够移动地收容于变速器壳40内。在内齿轮RG的外周面，沿着圆周方向形成有槽部RGa。槽部RGa中卡入了由金属制的线材构成的支承构件47。支承构件47包括圆弧状部分、及从圆弧状部分的两端向径向外侧突出的一对突出部分。在本例中，支承构件47包括:沿着内齿轮RG的外周面配置的半圆弧状的支承部47a、及从支承部47a的两端向径向外侧以直线状延伸的一对突出部47b。变速器壳40中，在与转动板42的一对凸轮孔46分别局部重叠的位置贯穿设置有一对滑动孔40a。滑动孔40a在变速器壳40的轴向上延伸(参照图5以及图6)。支承构件47的各突出部47b经由变速器壳40上的对应的滑动孔40a，插通到转动板42上的对应的凸轮孔46。例如，滑动孔40a是在轴向上延伸的长孔或缺口。
[0051]在图2中，变速用促动器33通过使变速切换部32的转动板42转动，来在轴向上变更内齿轮RG的位置。进而，变速用促动器33通过变更与内齿轮RG啮合的变速齿轮来切换变速机构部41的变速比。变速用促动器33包括位置检测部33d，该位置检测部33d根据输出齿轮33c的旋转量来检测出内齿轮RG已变更到正确的目标位置的情况。控制部27在内齿轮RG达到目标位置之前基于位置检测部33d的检测信号来驱动变速用促动器33，在内齿轮RG达到目标位置后，使变速用促动器33的驱动停止。在此情况下，控制部27也可以考虑对变速用促动器33的电力供给切断后的惰性旋转，而在要达到目标位置的稍前使变速用促动器33的驱动停止。
[0052]在本实施方式中，内齿轮RG在移动到图2中以虚线表示的第I卡合位置后，与H齿轮(高速侧的变速齿轮)卡合。此时，变速单元17设定于高速低转矩模式(以下，也简单地称为“高速模式”)。内齿轮RG从第I卡合位置向前方移动,从而与H齿轮的卡合被解除。进而，内齿轮RG移动到图2中以双点划线表示的第2卡合位置后，与L齿轮(低速侧的变速齿轮)卡合。此时，变速单元17设定于低速高转矩模式(以下，简单地称为“低速模式”)。
[0053]接下来，使用图4A?4C对变速机构部41的结构进行说明。
[0054]如图4A所示，变速器31的收容于变速器壳40内的变速机构部41由包括多级(作为一例为三级)的行星齿轮列51?53的行星齿轮变速机构构成。第一级的行星齿轮列51包括太阳齿轮54、多个行星齿轮55、托架56、以及内齿轮57。太阳齿轮54位于输入侧并且由马达16驱动。多个行星齿轮55配置于太阳齿轮54的周围。托架56旋转自如地支承行星齿轮55，内齿轮57位于行星齿轮55的外周。托架56具有中央齿轮部58、及从外周向径向外侧突出的齿部。中央齿轮部58作为第二级的行星齿轮列52的输入齿轮而设置。
[0055]第二级的行星齿轮列52包括:在中央齿轮部58的周围配置的多个行星齿轮59、旋转自如地支承行星齿轮59的托架60、及在行星齿轮59的外侧配置并且在轴向上滑动自如的上述内齿轮RG。托架60具有中央齿轮部61。第三级的行星齿轮列53包括:在中央齿轮部61的周围配置的多个行星齿轮62、旋转自如地支承行星齿轮62的托架63、及在行星齿轮62的外侧配置并与行星齿轮62啮合的内齿轮64。托架63通过行星齿轮62的公转而旋转。托架63具有输出轴65，该输出轴65以与此时的变速比相应的旋转速度旋转。
[0056]在第一级的行星齿轮列51中设置的内齿轮57以不能旋转的方式固定设置在变速器壳40的内壁面。在第二级的行星齿轮列52中设置的内齿轮RG包括:内周面，具有向径向内侧突出的齿部；以及外周面，在输出侧的端部具有凹没(日语:凹没)于径向内侧的齿部。
[0057]在变速器壳40的内壁面设置有向径向内侧突出的固定齿部66。内齿轮RG在与托架56的齿部以及行星齿轮59的齿部啮合的位置和与行星齿轮59的齿部以及固定齿部66啮合的位置之间移动。另外，在本例中，通过托架56、行星齿轮59以及固定齿部66，构成内齿轮RG卡合或脱离的变速齿轮。
[0058]如图4A所示，在内齿轮RG与托架56以及行星齿轮59啮合时，电动工具10设定于高速低转矩模式(非减速模式)。此外，如图4C所示，在内齿轮RG与行星齿轮59以及固定齿部66啮合时，电动工具10设定于低速高转矩模式(减速模式)。
[0059]在行星齿轮62的外侧配设的内齿轮64固定设置于变速器壳40。如图4A所示，行星齿轮55在太阳齿轮54与内齿轮57之间啮合。行星齿轮59在托架56的中央齿轮部58与内齿轮RG之间啮合。行星齿轮62在托架60的中央齿轮部61与内齿轮64之间啮合。
[0060]被卡入到内齿轮RG的槽部RGa中的支承构件47的一对突出部47b贯通变速器壳40的一对滑动孔40a (参照图5)后向变速器壳40的外方突出。
[0061]通过支承构件47的突出部47b沿着滑动孔40a在轴向上移动，内齿轮RG —边旋转一边在轴向上滑动。
[0062]如图5所示,如上所述,转动板42的各凸轮孔46包括:在相对于圆周方向(转动方向)倾斜的方向上延伸的工作孔46a、及与工作孔46a的两端连续并且在大致圆周方向上延伸的保持孔46b。换言之，各凸轮孔46具有二个保持孔46b作为第I终端区域以及第2终端区域。转动板42以各凸轮孔46部分重叠于变速器壳40上的对应的滑动孔40a的方式相对于变速器壳40设置。插通到各滑动孔40a中的突出部47b被插通到对应的凸轮孔46。
[0063]转动板42沿着变速器壳40的外周面转动时，支承构件47的突出部47b沿着工作孔46a移动。其结果是，突出部47b沿着滑动孔40a在轴向上移动。而且，追踪于突出部47b的移动，如图2以及图4A?4C所示，内齿轮RG在轴向上移动。
[0064]如图5所示，突出部47b位于凸轮孔46的第I终端(图5中的L侦D时，内齿轮RG与行星齿轮59以及变速器壳40的固定齿部66啮合。由此，低速高转矩模式得以设定。此夕卜，突出部47b位于凸轮孔46的第2终端(图5中的H侧)时，内齿轮RG与托架56以及行星齿轮59啮合。由此，高速低转矩模式得以设定。
[0065]接下来，使用图5以及图6对第I实施方式中的反转抑制部的结构进行说明。
[0066]如图5所不，凸轮孔46的各保持孔46b相对于转动板42的圆周方向以规定角度Θ倾斜。在图5所示的例子中，各保持孔46b向与工作孔46a倾斜的方向相反侧的方向倾斜。具体而言，各保持孔46b包括在宽度方向(轴向)上对峙的一对内壁面(第I以及第2内壁面)46c，各内壁面46c以规定角度Θ倾斜。例如，在将变速单元17向L齿轮切换的情况下，转动板42惰性转动并到达转动界限位置(以下，简称为界限位置)时，突出部47b与凸轮孔46的第I终端(L侧)冲突。其结果是，转动板42上反方向的转动力起作用。在此，转动板42向反方向转动时，突出部47b与第I内壁面46c (图5中的左侧的内壁面46c)滑动。其结果是，由于突出部47b与第I内壁面46c之间的滑动摩擦(滑动阻力)，转动板42因在突出部47b与凸轮孔46的第I终端(L侧)冲突时产生的反作用而向反方向转动的情况得以抑制。同样地，在将变速单元17向H齿轮切换的情况下也是，转动板42到达界限位置并因突出部47b与凸轮孔46的第2终端(H侧)冲突时产生的反作用而向反方向转动时，突出部47b与第I内壁面46c (图5中的右侧的内壁面46c)滑动。其结果是，通过与第I内壁面46c的滑动摩擦，转动板42向反方向转动的情况得以抑制。这样，在图5所示的例子中，保持孔46b作为反转抑制部发挥功能。
[0067]另外，作为反转抑制部的保持孔46b，不限定于图5所示的结构，也可以如例如图6所示那样构成。在图6中，各保持孔46b向与工作孔46a倾斜的方向相同的方向倾斜。具体而言，各保持孔46b包括相对于转动板42的圆周方向以规定角度Θ倾斜的第I以及第2内壁面46d。在该结构中，在将变速单元17向L齿轮切换的情况下，转动板42到达界限位置从而突出部47b与凸轮孔46的第I终端(L侧)冲突时，突出部47b与第I内壁面46d(图6中的右侧的内壁面46d)滑动。其结果是，通过与第I内壁面46d的滑动摩擦，转动板42向反方向转动的情况得以抑制。同样地，在向H齿轮切换的情况下也是，转动板42到达界限位置从而突出部47b与凸轮孔46的第2终端(H侧)冲突时，突出部47b与第I内壁面46d (图6中的左侧的内壁面46d)滑动。其结果是，通过与第I内壁面46d的滑动摩擦，转动板42向反方向转动的情况得以抑制。
[0068]规定角度Θ被设定为，在转动板42惰性转动并通过在界限位置与突出部47b冲突时的反作用向反方向转动时，使保持孔46b的第I内壁面46c或46d与突出部47b之间的滑动阻力增大的角度。通过该滑动阻力，转动板42的转动被制动。其结果是，与工作孔46a相比在更靠保持孔46b终端处保持突出部47b。
[0069]作为一例，规定角度Θ为I度以上30度以下的优选的。尤其是3度以上15度以下是优选的。规定角度Θ小于I度的情况下，通过相当于保持孔46b的宽度与突出部47b的外径之差的间隙，突出部47b能够在保持孔46b的第I内壁面46c或46d几乎不滑动的情况下移动。此外，即使在滑动了的情况下，滑动阻力较小，因此几乎得不到必要的制动力。在规定角度Θ小于3度的情况下，虽然是容许范围，但得不到足够的制动力。为此，突出部47b的从保持孔46b的终端向工作孔46a的移动可能未被充分抑制。若规定角度Θ为3度以上，容易地获得足够的滑动阻力。为此，能够适当地将突出部47b保持在保持孔46b的终端附近。
[0070]另外，为了获得滑动阻力，希望将规定角度Θ设定为，能够确保保持孔46b的长度方向的两端间的轴向的偏移比相当于保持孔46b的宽度与突出部47b的外径之差的间隙大。在本例中，也考虑根据电动工具10中的设计容许值来决定的上述间隙的值，确定获得必要的滑动阻力的规定角度Θ。
[0071]规定角度Θ超过30度的情况下，在使转动板42转动的过程中突出部47b与保持孔46b的第I内壁面46c或46d的滑动阻力变得过大。其结果是，变速用马达33a的驱动负荷变大，变速单元17的顺畅的变速变得稍微困难。若规定角度Θ为30度以下，则能够抑制过大的滑动阻力并且能够进行比较顺畅的变速。尤其是若规定角度Θ为15度以下，则获得适度的滑动阻力，能够显著地实现顺畅的变速。
[0072]此外，在考虑由作业中的电动工具10的振动引起的转动板42的转动偏移时，保持孔46b的长度方向的长度设定为突出部47b的外径的例如2倍以上是优选的。在此情况下，在规定角度Θ被设定为超过15度的值时，在突出部47b由于转动板42的转动偏移而在保持孔46b内偏移了时，内齿轮RG可能在轴向上偏移。出于这种将内齿轮RG的轴向的偏移抑制得较小的观点也优选规定角度Θ为15度以下。当然，规定角度Θ不限定于30度以下，只要能够获得效果，能够适宜选择任意的角度。
[0073]接下来，对如上述那样构成的电动工具10的作用进行说明。
[0074]在触发杆23被操作后，旋转输出部20以及其上装配的前端工具21旋转。由此，能够进行与前端工具21相应的作业。例如若前端工具21为旋具尖，则通过旋具进行螺丝的紧固，若前端工具21为钻头尖，则通过钻头进行穿孔等。
[0075]在触发杆23的操作时，马达16的旋转经由变速单元17而被变速(减速)，该变速后的旋转被传递到动力传递机构部18以及旋转输出部20。此时，相应于正反切换开关25的选择位置，前端工具21正转或反转。
[0076]在要使电动工具10变速时，用户对变速切换开关26进行操作。例如要以低速模式驱动时，将变速切换开关26切换到低速位置。此时，从变速切换开关26对控制部27供给低速选择信号。此外，在要以高速模式驱动时，将变速切换开关26切换到高速位置。此时，从变速切换开关26对控制部27供给高速选择信号。
[0077]控制部27在检测到变速切换开关26的操作切换时，驱动变速用促动器33来使转动板42转动，从而使内齿轮RG滑动。例如，控制部27接收低速选择信号后，对变速用马达33a进行正转驱动。由此，变速单元17被从H齿轮切换到L齿轮。此外，控制部27接收高速选择信号后，对变速用马达33a进行反转驱动。由此，变速单元17被从L齿轮切换至H齿轮。在变速用马达33a的驱动中，控制部27通过位置检测部33d检测到输出齿轮33c仅旋转规定旋转角度并到达目标位置的情况后，使变速用马达33a的驱动停止。
[0078]在此，变速用马达33a没有制动器功能(通过再生二极管等在电源切断后立刻使马达停止的功能)的情况下，在电源切断后还进行惰性旋转。为此，通过变速用马达33a的惰性旋转，转动板42也惰性转动。通过该惰性转动，转动板42与挡块45冲突，或突出部47b与保持孔46b的终端冲突。而且，通过转动板42到达界限位置时产生的反作用，转动板42上向反方向的转动力起作用。此外，例如冲突时一瞬间弯曲了转动板42复原时的力也作为向反方向的转动力在转动板42上起作用。
[0079]然而，如图5或图6所示，保持孔46b相对于转动板42的圆周方向(S卩转动方向)以规定角度Θ倾斜。为此，在转动板42想要向反方向转动时，突出部47b在第I内壁面46c或46d上比较强地滑动。为此,滑动阻力作为使转动板42的反方向的转动制动的制动力起作用。此外，规定角度Θ被设定为，突出部47b不会返回到工作孔46a的附近而停留在容许范围内的位置的值。其结果是，转动板42的反方向的转动得以抑制，转动板42不会相对于目标位置较大地偏移。即，突出部47b停止在容许范围内的位置，并保持于保持孔46b内的终端附近。
[0080]图7A以及图7B示出了凸轮孔的保持孔在转动板的圆周方向上延伸的情况下(规定角度Θ = O度)的比较例。如图7A所示，在转动板70上形成的凸轮孔71包括:在相对于轴向以及圆周方向倾斜的方向上延伸的工作孔71a、及在转动板70的圆周方向上延伸的(即规定角度Θ = O)保持孔71b。
[0081]在此，与上述相同，变速比切换时(例如要切换到L齿轮的情况下)，变速用马达33a在电源切断后也惰性旋转。因此，通过转动板70在界限位置与突出部47b冲突时的反作用，在转动板70上反方向的转动力起作用。此时，转动板70的保持孔71b在圆周方向上延伸，所以转动板70在不会从支承构件47的突出部47b受到那么大的滑动阻力的情况下向反方向转动。其结果是，例如如图7B所示，突出部47b在保持孔71b内移动到工作孔71a的附近为止。在此情况下，即使转动板70仅仅是由于例如作业中的电动工具10的振动而稍微转动了，突出部47b也到达工作孔71a，支承构件47的向轴向的移动限制失效。为此，通过作业中的电动工具10的振动，突出部47b容易沿着工作孔71a移动。其结果是，也可能发生由内齿轮RG的滑动带来的非预期的变速比的切换。
[0082]然而，在为第I实施方式中的具有凸轮孔46的转动板42的情况下，在转动板42由于界限位置处的冲突时的反作用而要向反方向转动时，转动板42受到由突出部47b与第I内壁面46c或46d之间的滑动阻力带来的制动力。为此，即使转动板42向反方向转动了，也能够将该向反方向的转动量(返回量)抑制得较小。其结果是，突出部47b位于凸轮孔46的保持孔46b的终端附近。为此，即使转动板42由于例如作业中的电动工具10的振动而稍微转动，突出部47b还是保持于保持孔46b内。其结果是，支承构件47的向轴向的移动受限制。因此，避免内齿轮RG在轴向上滑动的情况，能够抑制非预期的变速比的切换。另夕卜，在对变速用促动器33的电力供给切断后的转动板42的惰性转动时，突出部47b与保持孔46b的第2内壁面46c或46d滑动。例如，在图5中，在将变速单元17向L齿轮切换的情况下，突出部47b与第2内壁面46c (图5中的右侧的内壁面46c)滑动。转动板42的转动速度由于该第2内壁面46c与突出部47b之间的滑动摩擦(滑动阻力)而减速。这种转动板42的减速效果也有助于将突出部47b保持在保持孔46b的终端附近。在此省略说明，但在图5中向H齿轮切换的情况下、图6的结构的情况下，也是同样的。
[0083]此外，当在变速切换开关26处于AUTO位置的状态下操作触发开关22时，控制部27根据作业负荷(负荷转矩)的检测值来驱动变速用促动器33，从而根据作业负荷自动切换变速单元17的变速比。在此情况下也同样地，支承构件47的突出部47b，在保持孔46b的终端附近保持于容许范围内的位置。
[0084]第I实施方式具有以下的优点。
[0085](I)转动板42在对变速用促动器33的电力供给切断后惰性转动。为了抑制转动板42通过在界限位置与支承构件47的突出部47b冲突时的反作用而向反方向转动的情况，凸轮孔46的各保持孔46b作为反转抑制部而设置。各保持孔46b相对于转动板42的圆周方向以规定角度Θ倾斜而延伸。为此，通过突出部47b与保持孔46b的第I内壁面46c或46d之间的滑动(卡合的一例)，对转动板42的反方向的转动进行抑制的制动力(滑动阻力)被提供给转动板42。其结果是，能够将转动板42的向反方向的转动量抑制得较小。为此，即使不设置制动电路，也能够抑制转动板42的反方向的转动。因此，能够使转动板42停止在容许范围内的目标位置。由此即使在作业中转动板42由于电动工具10的振动而稍微向反方向转动，突出部47b也保持于保持孔46b内，因此能够避免非预期的变速比的切换。
[0086](2)反转抑制部由相对于转动板42的圆周方向以规定角度Θ倾斜的保持孔46b构成。因此，能够通过仅仅变更转动板42的凸轮孔46的形状来比较简单地构成反转抑制部。
[0087](3)使规定角度Θ为I?30度的范围，所以能够产生适度的滑动阻力。因此，能够避免过度的滑动阻力引起的变速用马达33a的过负荷，能够实现顺畅的变速比的切换。尤其在将规定角度Θ设定在3?15度的范围的情况下，能够更适度地对转动板42提供由滑动阻力带来的制动力。因此，能够更顺畅地切换变速比。
[0088](第2实施方式)
[0089]接下来，使用图8以及图9对第2实施方式进行说明。在该第2实施方式中，凸轮孔的终端区域的形状不同。以下，对于与第I实施方式相同的结构标注同一符号并省略说明，仅对不同的部分特别说明。
[0090]如图8所示，第2实施方式的凸轮孔46包括与第I实施方式相同的工作孔46a。进而，凸轮孔46包括:作为第I孔部的一例的一对保持孔46b、及作为第2孔部的一例的一对延伸孔46e。保持孔46b与工作孔46a的两端连续并且在转动板42的圆周方向上延伸。延伸孔46e与保持孔46b的终端连续并且在与转动板42的圆周方向(保持孔46b的长度方向)交叉的方向上延伸。在各保持孔46b的终端，形成有斜面46f。该斜面46f在支承构件47的突出部47b与终端(斜面46f)冲突时，对突出部47b赋予与保持孔46b的长度方向交叉的方向的反力。在图8所示的例子中，斜面46f赋予使与斜面46f冲突的突出部47b向延伸孔46e移动的反力。换言之，延伸孔46e在突出部47b受到来自保持孔46b的终端(斜面46f)的反力的方向上延伸。
[0091]此外，在延伸孔46e中，在与斜面46f对置的地方，设置有引导面46g。在从突出部47b位于延伸孔46e内的状态起转动板4为了变速比切换而开始转动时，该引导面46g将突出部47b引导到保持孔46b。
[0092]接下来，对第2实施方式中的变速单元17的作用进行说明。
[0093]在变速比切换时，变速用马达33a在电源供给切断后也惰性旋转，由此转动板42惰性转动。其结果是，位于转动板42的保持孔46b的终端的斜面46f与突出部47b冲突。此时，突出部47b从斜面46f受到与保持孔46b的长度方向交叉的方向(图8、图9中的白箭头方向)的反力。因此，突出部47b向延伸孔46e移动，并如图9中用双点划线所示那样保持于延伸孔46e内。
[0094]此外，转动板42在突出部47b与斜面46f冲突时受到与其转动方向交叉的方向(图8以及图9中为左方向)的反力。该反力减轻使转动板42向反方向转动的力。由此，在突出部47b向延伸孔46e移动时，转动板42的向反方向的转动速度降低。其结果是，突出部47b恰当地保持于延伸孔46e。
[0095]突出部47b保持于延伸孔46e内，由此转动板42的向反方向的转动受限制，突出部47b保持于保持孔46b的终端。此外，突出部47b保持于延伸孔46e内，所以即使例如作业中的电动工具10振动，转动板42的转动也受限制。因此，能够避免非预期的变速比的切换。
[0096]第2实施方式具有以下的优点。
[0097](4)反转抑制部包括在保持孔46b的终端形成的斜面46f。该斜面46f对与斜面46f触碰了的突出部47b赋予与保持孔46b的长度方向交叉的方向的反力。因此，转动板42的向反方向的转动力减弱，所以能够抑制转动板42的反转。
[0098](5)反转抑制部还包括延伸孔46e。该延伸孔46e在突出部47b从保持孔46b的终端(斜面46f)受到反力的方向上延伸。因此，将与斜面46f抵接的突出部47b保持在延伸孔46e内，能够抑制转动板42的向反方向的转动。
[0099](6)凸轮孔46包括引导面46g，该引导面46g在从突出部47b被保持于延伸孔46e内的状态起为了变速比的切换而转动板42开始转动时，将突出部47b从延伸孔46e引导到保持孔46b。因此，能够顺畅地进行转动板42的转动，进而能够顺畅地进行变速比的切换。
[0100]另外，上述实施方式也可以如以下地变更。
[0101]在所述第I实施方式中，也可以使保持孔46b的第2内壁面46c与圆周方向平行地延伸。即使是该结构，在转动板42向反方向转动时，突出部47b与第I内壁面46c之间的滑动阻力(制动力)被提供给转动板42。或者，也可以使第2内壁面46c形成为，具有与圆周方向平行的非倾斜部分、及以规定角度Θ倾斜的倾斜部分。通过该结构，直到对变速用促动器33的电力供给被切断为止，突出部47b沿着第2内壁面46c的非倾斜部分而移动，电力供给被切断后，突出部47b —边沿着第2内壁面46c的倾斜部分滑动一边移动。因此，能够将变速用促动器33的驱动中的负荷抑制得较小，并且能够对惰性转动的转动板42提供由滑动阻力带来的制动力。
[0102]在所述第I实施方式中，图5、图6所示的第I内壁面46c、46d的形状也可以代替直线状(平坦面)而设为曲线状(曲面)。保持孔46b的内壁面即使是曲面，也能够将突出部47b与内壁面之间的滑动阻力提供给转动板42。在此情况下，希望曲面形成为例如越靠近保持孔46b的终端则规定角度Θ (在此情况下，在转动板47的圆周方向延伸的虚拟线与和曲面相接的虚拟线所成的角度)越大。通过该结构，进一步容易地将突出部47b保持于保持孔46b的终端附近。
[0103]在所述第2实施方式中，也可以省略延伸孔46e (第2孔部)。这是由于，通过对与斜面46f冲突的突出部47b作用的反力(与圆周方向交叉的方向的力)，转动板42的向反方向的转动量得到减轻。
[0104]在所述第2实施方式中，也可以设为与从保持孔46b起延伸孔46e延伸的朝向相反。即，一对延伸孔46e也可以在轴向(例如图8中为左右方向)上在互相接近的方向上延伸。即使是该结构，也获得与第2实施方式同样的效果。
[0105]在所述各实施方式中，反转抑制部也可以通过卡止支承构件来抑制转动构件的反方向的转动。例如在保持孔46b的终端形成具有与突出部47b的外周面大致相同的曲率并能够卡止突出部47b的凹曲面。在该结构中，转动板42到达了界限位置时，突出部47b卡止于保持孔46b的终端(凹曲面)。
[0106]在所述各实施方式中，在界限位置对转动板42的转动进行限制的限制部的结构不限定于挡块45、保持孔46b的终端。只要能够在界限位置限制转动板的转动，限制部的结构不特别限定。
[0107]转动构件不限定于如转动板42的板形状。例如，也可以是具有沿着变速器壳40的外周的凹曲面的转动式的块构件。
[0108]用于切换变速比的变速机构部41不限定于行星齿轮机构，也可以变更为其他的公知的齿轮机构。在此情况下，可动构件不限定于内齿轮，只要能够进行与齿轮机构内的变速齿轮的卡合/脱离，也可以是其他的构件。此外，可动构件的移动方向不限定于变速器壳的轴向，只要能够进行变速比的切换，也可以是径向。
[0109]驱动部不限定于具有马达的促动器，可以是马达单体、电动汽缸、电磁线圈、电伸缩式促动器等，只要能够输出使转动板转动的动力并且能够用控制部进行控制即可。
[0110]在所述各实施方式中，变速单元17 (变速机构部41)具有双变速模式(低速高转矩、高速低转矩)，但也能够采用3速模式以上，例如4速模式、5速模式或者6速模式。在此情况下，转动板上，能够如专利文献I?3那样设置多个凸轮孔。而且，也可以在多个凸轮孔中的至少一方，采用图5或图6所示的凸轮孔46或采用图8以及图9所示的凸轮孔46。
[0111]在所述各实施方式中，变速机构部41为减速机构，但也可以为增速机构，也可以是具有减速机构和增速机构这两方的变速机构。进而，变速机构部41可以包括等速机构。
[0112]也可以将电动工具应用于不是充电式的AC电动工具。
[0113]电动工具不限于电动式钻头旋具，能够将本发明应用于如下的任意的电动工具，即通过变速用促动器等的驱动部的动力使转动构件沿着变速器壳的外周转动，由此对动力源的动力进行变速的变速机构部的可动构件移动，并通过该可动构件的移动进行变速机构部的变速比的切换的任意的电动工具。例如，电动工具可以应用于电动式的冲击旋具、锤钻、冲头、圆锯、竖锯、螺丝钻、振动旋具、研磨机、钉枪等。
[0114]动力工具不限于电动工具，也可以是将空气压作为动力来驱动的动力工具。除此之外，也可以是将液压作为动力来驱动的动力工具。即，只要是变速机构部的变速比的切换通过驱动部(作为一例促动器)的动力来进行的结构，输出用于使变速机构部变速的动力的动力源可以是电气式、空气压式、液压式等公知的方式。
【权利要求】
1.一种动力工具，具备: 动力源； 旋转输出部，能够装配前端工具； 变速机构部，对所述旋转输出部传递所述动力源的旋转动力； 变速器壳，收容所述变速机构部；以及 外壳，收容所述动力源以及所述变速器壳， 该动力工具的特征在于， 所述变速机构部包括变速齿轮以及可动构件，该可动部件被设为能够在所述变速齿轮的轴向上移动而相对于所述变速齿轮卡合或脱离，所述变速机构部能够通过使所述可动构件移动来以多级切换变速比，所述变速器壳包括沿着所述轴向形成于所述变速器壳的滑动孔， 所述动力工具还具备: 转动构件，设置为沿着所述变速器壳的外周绕所述轴向转动自如，包括配置在与所述滑动孔部分重叠的位置 的凸轮孔，所述凸轮孔具有在相对于所述转动构件的圆周方向倾斜的方向上延伸的工作孔； 支承构件，设置于所述可动构件，并且从所述可动构件突出而插通到所述滑动孔以及所述凸轮孔； 驱动部，使所述转动构件沿着所述变速器壳的外周转动；以及反转抑制部，设置于所述转动构件，在所述驱动部使所述转动构件转动而切换所述变速比时,通过与所述支承构件卡合,从而抑制所述转动构件由于在所述转动构件的转动受限制的界限位置对所述转动构件作用的反力而向反方向转动的情况。
2.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于， 所述转动构件在包括第I终端区域和第2终端区域的所述凸轮孔的范围内转动， 所述反转抑制部在所述第I终端区域以及所述第2终端区域使所述支承构件与所述转动构件的滑动摩擦增大，对所述转动构件提供对向所述反方向的转动进行制动的制动力。
3.如权利要求1或2所述的动力工具，其特征在于， 所述反转抑制部包括保持孔，该保持孔与所述工作孔的两端连续并且在相对于所述转动构件的圆周方向倾斜的方向上延伸。
4.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于， 所述转动构件还包括第I孔部，该第I孔部与所述工作孔的两端连续并且在所述转动构件的圆周方向上延伸， 所述反转抑制部包括斜面，该斜面设置于所述第I孔部的终端，并在所述支承构件与所述第I孔部的终端抵接时对所述支承构件赋予与所述第I孔部的长度方向交叉的方向的反力。
5.如权利要求4所述的动力工具，其特征在于， 所述反转抑制部包括第2孔部，该第2孔部与所述第I孔部的终端连续，并在所述支承构件受到来自所述斜面的所述反力的方向上延伸。
6.如权利要求5所述的动力工具，其特征在于， 所述转动构件还包括引导面，该引导面在从所述支承构件位于所述第2孔部的状态起所述 转动构件开始转动时将所述支承构件从所述第2孔部引导到所述第I孔部。
【文档编号】B25F5/00GK103963029SQ201410043183
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】松本宏司 申请人:松下电器产业株式会社