(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクションドライブ式の無段変速機を備えた動力工具であって、前記無段変速機と、先端工具を装着するためのスピンドルとの間に、入出力が同軸になく、減速比が固定された補助減速機構を介在させて、前記スピンドルを前記無段変速機の出力軸とは同軸にない別個の軸とし、前記補助減速機構と前記無段変速機との間に、前記先端工具の負荷トルクに基づいて回転動力を遮断するクラッチ機構を備えた動力工具。
【請求項２】
請求項１記載の動力工具であって、前記スピンドルが前記無段変速機の出力軸に対して交差する動力工具。
【請求項３】
請求項１記載の動力工具であって、前記スピンドルが前記無段変速機の出力軸に対して平行に配置された動力工具。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の動力工具であって、前記補助減速機構は、歯車減速機構である動力工具。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載の動力工具であって、前記補助減速機構は、ベルト式減速機構である動力工具。
【請求項６】
トラクションドライブ式の無段変速機を備えた動力工具であって、前記無段変速機と、先端工具を装着するためのスピンドルとの間に、入出力が同軸になく、減速比が固定された補助減速機構を介在させて、前記先端工具による加工対象物への加工方向が、前記無段変速機の出力軸に対して交差し、前記先端工具を取り付けた補助減速機構と前記無段変速機との間に、前記先端工具の負荷トルクに基づいて回転動力を遮断するクラッチ機構を備えた動力工具。
【請求項７】
請求項６記載の動力工具であって、前記先端工具として切断工具又は研削工具を装着した動力工具。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載した動力工具であって、前記無段変速機は、前記先端工具の負荷に応じて減速比が変化する動力工具。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載した動力工具であって、前記無段変速機は、差動遊星機構式である動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動モータを駆動源として内装するグラインダ、ねじ締め工具、切断工具、あるいはエンジン（内燃機関）を駆動源として内装するチェーンソー等の動力工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力工具では、駆動源の回転動力を減速（変速）するための減速歯車列や出力方向を変換するための歯車列を備えている。減速歯車列としては、平歯車列や遊星歯車機構が用いられ、出力方向を変換するためにはかさ歯車列（ベベルギヤ）が用いられる。また、例えば下記の特許文献４に開示されているようにねじ締め工具等の回転工具では減速歯車列の動力伝達経路を切り換えて、出力状態をビット（先端工具）に付加される負荷トルクに応じて高速低トルク出力モードと低速高トルク出力モードに段階的に切り換える技術が提供されている。
動力工具に限らず、回転出力の変速機構としては、上記のような歯車列の動力伝達経路を切り換えることにより低速、高速の段階的な切り換えを行う構成とするものの他に、減速比を無段階で変化させる無段変速機（CVT:Continuously Variable Trans-mission）が公知になっている。従来、この無段変速機として、いわゆるトラクションドライブ機構を利用したものが公知になっている。このトラクションドライブ式の無段変速機に関する技術が例えば下記の特許文献１〜３に開示されている。
このトラクションドライブ式の無段変速機は、複数の円錐形の遊星ローラに、入力側の太陽ローラと、出力側の推力ローラを推力機構を用いて大きな力で圧接し、これにより得られる転がり接触を利用して動力を伝達するとともに、遊星ローラの円錐面に変速ローラを圧接し、この圧接位置を小径側と大径側との間で変位させて接触径を変化させることにより出力回転数を無段階で変速する構成となっている。
特許文献１には、係る無段変速機を内装したねじ締め工具が開示されている。このねじ締め工具では、ねじ締めビットに付加される負荷トルクの増大（ねじ締めの進行）に伴って変速ローラを低速側に変位させることにより、出力モードを低速高トルク出力モードに無段階で変速することができ、これにより迅速かつ確実なねじ締め作業を楽に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平6-190740号公報
【特許文献２】特開2002-59370号公報
【特許文献３】特公平3-73411号公報
【特許文献４】特許第3289958号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
係る無段変速機は、入力軸と出力軸を同軸に備えるものであるので、駆動源としての電動モータの出力軸と、ねじ締めビットを装着するスピンドル（動力工具の出力軸）とが同軸に配置されるねじ締め機には比較的容易に介装することができる。しかしながら、動力工具には、駆動源の出力軸とスピンドルとが同軸ではない関係にあるものも多数存在する。例えば前記したディスクグラインダは、電動モータの出力軸に対してスピンドルが直交（交差）する位置に配置されており、携帯マルノコ等の切断機では、電動モータの出力軸に対してスピンドルが平行にずれた位置に配置されている。
また、スピンドルに装着した先端工具の加工対象物に対する加工方向について着目すると、ディスクグラインダ、携帯マルノコ、あるいはチェーンソーの場合は、円形の砥石、円形の鋸刃、あるいはチェーンの加工方向が駆動源の出力軸若しくは減速機構の出力軸に対して交差する関係に配置されている。
本発明は、駆動源の出力軸とスピンドルが相互に同軸の関係にない動力工具や、先端工具の加工方向が駆動源の出力軸に交差する関係にある動力工具についても無段変速機を用いることにより、従来よりも幅広い形態の動力工具について迅速かつ確実な加工がなされてその機能をより一層高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、以下の各発明により解決される。
第１の発明は、トラクションドライブ式の無段変速機を備えた動力工具であって、無段変速機の出力軸とは同軸にない別個の軸を、先端工具を装着するためのスピンドルとする動力工具である。
第１の発明によれば、駆動源の動力がトラクションドライブ式の無段変速機で減速されてスピンドルに出力される。スピンドルは、無段変速機の出力軸とは同軸ではなく、例えば携帯マルノコのように一定距離変位して平行に配置され、あるいはディスクグラインダのように交差する状態に配置されている。
このように、従来のねじ締め機や孔明け用ドリルのように無段変速機の出力軸に対してスピンドルが同軸に配置された動力工具ばかりではなく、ディスクグラインダや携帯マルノコのようにスピンドルが一定の軸間距離で平行に配置され、あるいは交差する形態の動力工具についてもトラクションドライブ式の無段変速機を用いて、その機能及び付加価値を一層高めることができる。
無段変速機の出力軸とスピンドルが同軸に配置された構成には、当該出力軸と当該スピンドルが同軸に直結されて一体で回転する構成である場合の他、当該両軸間に例えば遊星歯車機構が介在されて当該両軸が相互に同一の軸線を中心軸線として異なる回転数で回転する構成である場合が含まれる。
これに対して、スピンドルが無段変速機の出力軸とは同軸にない別個の軸である構成には、両軸間に例えば平歯車列が介在されて当該両軸が相互に平行で異なる軸線を中心軸線として同じ回転数若しくは異なる回転数で回転する構成である場合、あるいは両軸間に例えばかさ歯車列が介在されて当該両軸が相互に直交若しくは一定角度で交差する異なる軸線を中心軸線として同じ回転数若しくは異なる回転数で回転する構成である場合を含む。
このように、電動モータや内燃機関（エンジン）を駆動源とし、スピンドルの軸線方向について様々な形態の動力工具の全般について、当該駆動源とスピンドルとの間にトラクションドライブ式の無段変速機を備えることにより、加工状況に応じて適切な動力（回転数及び出力トルク）を出力可能となり、ひいては従来よりも広範な動力工具についてその機能及び付加価値を高めることができる。
第２の発明は、第１の発明において、スピンドルが無段変速機の出力軸に対して交差する動力工具である。
第２の発明によれば、例えばディスクグラインダについてトラクションドライブ式の無段変速機によるメリットを持たせることができる。
第３の発明は、第１の発明において、スピンドルが無段変速機の出力軸に対して平行に配置された動力工具である。
第３の発明によれば、例えば携帯マルノコについてトラクションドライブ式の無段変速機によるメリットを持たせることができる。
第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明において、無段変速機とは別に、減速比が固定された補助減速機構を備えた動力工具である。
第４の発明によれば、無段変速機により無段階で変速された出力が減速比固定式の減速機構により再度減速されてスピンドルに出力される。減速比固定式の減速機構としてかさ歯車列を用いることによりスピンドルを無段変速機の出力軸に対して交差させることができる。あるいは減速比固定式の減速機構として平歯車列を用いることによりスピンドルを無段変速機の出力軸に対して一定の軸間距離をおいて平行に配置させることができる。さらに、減速比固定式の減速機構として遊星歯車列を用いることによりスピンドルを無段変速機の出力軸に対して同軸に配置させることができる。
【０００６】
第５の発明は、第４の発明において、減速機構は、歯車減速機構である動力工具である。
第５の発明によれば、例えば携帯マルノコにおいて駆動源としての電動モータとスピンドルとの間にトラクションドライブ式の無段変速機を介在させて、当該無段変速機の出力軸に対してスピンドルを一定の軸間距離をおいて平行に配置することができる。この場合、駆動源の動力は、無段変速機により無段階で変速され、かつ減速機構によってさらに減速されてスピンドルに出力される。
第６の発明は、第４の発明において、減速機構は、ベルト式減速機構である動力工具である。
第６の発明によれば、駆動源としての電動モータとスピンドルとの間にトラクションドライブ式の無段変速機を介在させて、当該無段変速機の出力軸に対してスピンドルを一定の軸間距離をおいて平行に配置することができる。この場合、駆動源の動力は、無段変速機により無段階で変速され、かつ当該無段変速機の出力軸とスピンドルにそれぞれ取り付けた有効径の異なるプーリー間にベルトを掛け渡して動力を伝達する構成としたベルト式減速機構によりさらに減速されてスピンドルに出力される。
第７の発明は、トラクションドライブ式の無段変速機を備えた動力工具であって、スピンドルに装着した先端工具による加工対象物への加工方向が、無段変速機の出力軸に対して交差する動力工具である。
第７の発明によれば、上記のようにスピンドルの軸線方向に着目する場合の他、先端工具の加工対象物に対する加工方向に着目し、当該加工方向について多様な動力工具の変速機としてトラクションドライブ式の無段変速機を備えることにより、従来よりも広範な動力工具について当該無段変速機のメリットを付加することができる。
先端工具の加工対象物に対する加工方向とは、ディスクグラインダであれば回転する砥石の接線方向であり、携帯形マルノコ若しくは卓上形の丸鋸盤であれば回転する鋸刃の接線方向であり、チェーンソーであればチェーンの移動方向であり、これらは通常スピンドルに対して直交している。従って、当該加工方向が無段変速機の出力軸に対して交差する構成には、当該出力軸に対してスピンドルが同軸に配置された構成、同軸ではなく一定の軸間距離をおいて平行に配置された構成、若しくは交差する構成が含まれる。
第８の発明は、第７の発明において、先端工具として切断工具又は研削工具を装着した動力工具である。
第８の発明によれば、先端工具として切断工具を装着する場合は、例えば携帯マルノコ等の切断機のスピンドルに円形の回転鋸刃を装着する場合であり、先端工具として研削工具を装着する場合には、例えばディスクグラインダのように円形の砥石を装着する場合が含まれる。これらの先端工具の場合は、その加工方向が無段変速機の出力軸に対して交差し、若しくは平行となる。
第９の発明は、第１〜第８の何れか一つの発明において、無段変速機は、先端工具の負荷に応じて減速比が変化する動力工具である。
第９の発明によれば、当該トラクションドライブ式の無段変速機における変速ローラを変位させることにより減速比が変化する。このため、先端工具に付加される負荷トルクに応じて変速ローラを変位させることにより、先端工具に対して適切な回転数及びトルクで動力を出力することができる。変速ローラの変位は、手動操作により行う構成とする場合の他、先端工具の負荷トルクを例えばセンサ等で検知し、あるいは駆動源の負荷を検知等し、これに基づいて変速ローラを例えばアクチュエータを用いて自動的に変位させる構成とすることができる。
第１０の発明は、第１〜第９の何れか一つの発明において、無段変速機は、差動遊星機構式である動力工具である。
第１０の発明によれば、遊星ローラに対して入力側の太陽ローラと出力側の推力ローラと変速ローラを圧接させたいわゆる３点圧接式のトラクションドライブ機構を備える無段変速機をスピンドルの軸線方向あるいは先端工具の加工方向について多様な動力工具に適用することにより、従来よりも広範な動力工具についてこの種の無段変速機によるメリットを付加することができる。
差動遊星機構式の無段変速機では、変速ローラを遊星ローラの大径側に変位させると減速比が大きくなって出力状態は低速高トルク出力状態となり、小径側に変位させると減速比が小さくなって出力状態は高速低トルク出力状態に切り換わる。
これに対して、遊星ローラを出力側に備える２点圧接式のトラクションドライブ機構では、変速ローラを遊星ローラの大径側に変位させると減速比は小さくなって出力状態は高速低トルク出力状態となり、小径側に変位させると減速比は大きくなって出力状態は低速高トルク出力状態に切り換わる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】無段変速機を備えた携帯マルノコの概略の構成を示す図である。
【図２】無段変速機を備えたディスクグラインダの概略の構成を示す図である。
【図３】３点圧接式のトラクションドライブの側面図である。
【図４】無段変速機を備えたディスクグラインダの全体斜視図である。
【図５】無段変速機を備えたディスクグラインダの内部構造を示す縦断面図である。
【図６】エンジンチェーンソーの左側面図である。
【図７】図６中(VII)-(VII)線断面矢視図である。本図は、エンジンチェーンソーの内部構造を下側から見た図である。
【図８】無段変速機とクラッチを備えたねじ締め工具の内部構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。以下説明する実施形態は、多様な動力工具についてトラクションドライブ式の無段変速機を備えることを特徴とするもので、当該トラクションドライブ式の無段変速機そのものについては従来公知であることから詳細な説明を省略する。
図１及び図２には、手持ち式の電動工具であって、トラクションドライブ式の無段変速機１を備える電動工具の概略の構成が示されている。図１は携帯マルノコ１０を示し、図２はディスクグラインダ２０を示している。
図１に示すようにこの携帯マルノコ１０は、駆動源としての電動モータ１１を備えている。この電動モータ１１の出力軸に無段変速機１が接続されている。電動モータ１１の出力はこの無段変速機１によって減速される。無段変速機１の出力軸１ａには、駆動側の平歯車１３ａが取り付けられている。この平歯車１３ａに従動側の平歯車１３ｂが噛み合わされている。この平歯車１３ｂはスピンドル１２に取り付けられている。この平歯車１３ａ，１３ｂによって減速比が一定に固定された減速歯車列１３が構成されている。従って、無段変速機１により減速された回転動力は、この減速歯車列１３によってさらに減速されてスピンドル１２に出力される。スピンドル１２には、円形の切断刃（鋸刃）１５が取り付けられている。減速歯車列１３によってスピンドル１２の回転軸線Ｊ１は、無段変速機１の出力軸１ａの回転軸線Ｊ０に対して一定の軸間距離をおいて平行に配置されている。無段変速機１の出力軸１ａは、電動モータ１１の出力軸と同軸に配置されている。
図２に示すようにディスクグラインダ２０は、駆動源としての電動モータ２１を備えている。この電動モータ２１の出力軸に無段変速機１が接続されている。電動モータ２１の出力はこの無段変速機１によって減速される。無段変速機１の出力軸１ａには、駆動側のかさ歯車２２ａが取り付けられている。このかさ歯車２２ａには、従動側のかさ歯車２２ｂが噛み合わされている。このかさ歯車２２ｂはスピンドル２３に取り付けられている。このかさ歯車２２ａ，２２ｂによって減速比が一定に固定された減速歯車列２２が構成されている。従って、無段変速機１により減速された回転動力は、この減速歯車列２２によってさらに減速されてスピンドル２３に出力される。スピンドル２３には、円形の砥石２４が取り付けられている。減速歯車列２２によってスピンドル２３の回転軸線Ｊ２は、無段変速機１の出力軸１ａの回転軸線Ｊ０に対して直交（９０°で交差）する状態に配置されている。無段変速機１の出力軸１ａは、電動モータ２１の出力軸と同軸に配置されている。
このように、携帯マルノコ１０及びディスクグラインダ２０等の動力工具において、先端工具としての鋸刃１５を取り付けたスピンドル１２の回転軸線Ｊ１が無段変速機１の出力軸１ａの回転軸線Ｊ０に対して同軸ではなく一定の軸間距離をおいた平行である場合、あるいは砥石２４を取り付けたスピンドル２３の回転軸線Ｊ２が無段変速機１の出力軸１ａの回転軸線Ｊ０に対して同軸ではなく直交する場合についてもそれぞれトラクションドライブ式の無段変速機１を備えることにより、その切断負荷や研削負荷（加工状況）に応じて適切な動力（回転数及び出力トルク）を出力可能となり、ひいては従来よりも広範な動力工具についてその機能及び付加価値を高めることができる。
【０００９】
図３には、上記無段変速機１の具体的な内部構造が示されている。以下、概略の構成について説明する。この無段変速機１は、３点圧接式の無段変速機で、駆動源側に接続される入力軸３と、入力軸３に取り付けた太陽ローラ４と、円錐形を有する複数の遊星ローラ５〜５と、各遊星ローラ５に圧接された推力ローラ６と、推力ローラ６に推力を発生させるための推力カム機構７と、出力軸８と、遊星ローラ５〜５を内接させた状態でその円錐面に圧接される変速ローラ９を備えている。
複数の遊星ローラ５〜５は、支持するキャリア５ａの周囲に等間隔に配置され、それぞれ回転自在に支持されている。各遊星ローラ５は、その回転軸線を直立位置から図示右側に一定角度傾斜させた向きに支持されている。
太陽ローラ４は、各遊星ローラ５の圧接溝部５ｂに圧接されている。出力軸８は、推力ローラ６の中に後方（出力側）に延びる状態で一体に設けられている。この出力軸８上に推力カム機構７が支持されている。
推力カム機構７は、推力ローラ６の背面側に当接された基台部７ａと、この基台部７ａに対して相対回転可能かつ平行に接近離間可能に支持された押圧部７ｂと、基台部７ａと押圧部７ｂ間に挟み込まれた複数の鋼球７ｃ〜７ｃを備えている。押圧部７ｂは圧縮ばね７ｄによって基台部７ａ側に接近する方向（図３において右側）に付勢されている。この圧縮ばね７ｄの付勢力で基台部７ａが推力ローラ６に押し付けられ、これにより各遊星ローラ５に太陽ローラ４と推力ローラ６と変速ローラ９が同じ圧接力で圧接される。この圧接状態で各遊星ローラ５がその軸回りに回転すると変速ローラ９との圧接状態を介してキャリア５ａが出力軸８の回転軸線Ｊ０回りに回転し、従って遊星ローラ５〜５が軸線Ｊ０回りに公転することにより、出力軸８が回転する。
図３は無負荷状態を示している。この無負荷状態では、各鋼球７ｃが基台部７ａの係合凹部７ｅと押圧部７ｂの係合凹部７ｆとの間に挟み込まれている。この無負荷状態から、出力軸８に回転負荷が発生すると、押圧部７ｂが基台部７ａに対して回転方向に変位して各鋼球７ｃが係合凹部７ｅ，７ｆ内で変位するため基台部７ａと押圧部７ｂとの間隔が大きくなって、推力ローラ６の各遊星ローラ５に対する圧接力が増大し、従って各遊星ローラ５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の３点圧接状態を経て出力軸８に回転動力が伝達される。
この動力発生状態において、変速ローラ９が遊星ローラ５の小径側に位置する状態では、高速低トルクが出力される。変速ローラ９が遊星ローラ５の大径側に変位すると、出力軸８から低速高トルクが出力される。変速ローラ９の移動は、使用者が手動操作により行う構成とする他、出力軸８の負荷あるいは電動モータの負荷を検知し、これに基づいて変速ローラ９をアクチュエータを用いて低速側あるいは高速側に変位させる構成（トルク感応型自動変速機構）とすることができる。
出力軸８の負荷が一定値以上に増大して鋼球７ｃ〜７ｃが係合凹部７ｅ，７ｆから完全に離脱すると、動力の伝達が遮断される。負荷が一定値以下に戻されると、各鋼球７ｃが係合凹部７ｅ，７ｆ間に挟まれて再び動力伝達状態に復帰する。
このように、推力カム機構７は、無段変速機１に圧接力を発生させる機能に加えて、出力軸８の負荷に基づいて作動するクラッチとしての機能をも有している。
【００１０】
図４及び図５には、上記の３点圧接式の無段変速機１を内装したディスクグラインダ３０が示されている。図４では、図２に比してディスクグラインダ３０の構成がより具体的に示されている。このディスクグラインダ３０は、使用者が把持するグリップ部３１と、減速部４０と、ギヤヘッド部３３を備えている。グリップ部３１には、駆動源としての電動モータ３４が内装されている。グリップ部３１の前部に減速部４０が結合されている。この減速部４０に無段変速機１が内装されている。減速部４０の前部にギヤヘッド部３３が結合されている。このギヤヘッド部３３に、補助減速機構として減速比が固定されたかさ歯車列３５が内装されている。ギヤヘッド部３３からスピンドル３６が下方へ突き出す状態に設けられている。スピンドル３６の下部に円形の砥石３７が装着されている。グリップ部３１の後部には、充電式のバッテリパック３８が装填されている。グリップ部３１の前側部にはスライドスイッチ３２が設けられている。このスライドスイッチ３２を前側へスライドさせると電源回路がオンして電動モータ３４がバッテリパック３８を電源として起動する。電動モータ３４の回転動力は、減速部４０の無段変速機１及びギヤヘッド部３３のかさ歯車列３５を経てスピンドル３６に伝達される。このため、図２に示す実施形態と同様、スピンドル３６の回転軸線Ｊ２は、無段変速機１の出力軸８の回転軸線Ｊ０に対して直交している。
減速部４０は、変速機ケース４１を備えている。この変速機ケース４１の後部にグリップ部３１が取り付けられ、前部にギヤヘッド部３３が取り付けられている。この変速機ケース４１に無段変速機１が内装されている。無段変速機１の入力軸３に電動モータ３４の出力軸３４ａが結合されている。電動モータ３４の出力軸３４ａは、回転について入力軸３に固定されている。入力軸３は、軸受け４２によって軸線Ｊ０回りに回転自在に支持されている。
無段変速機１の出力軸８の後部側は、太陽ローラ４の前面に取り付けた軸受け４３により回転支持されている。出力軸８の前部は、変速機ケース４１に取り付けた軸受け４４により回転支持されている。この出力軸８上に、キャリア５ａと推力ローラ６と推力カム機構７が支持されている。出力軸８に対して、キャリア５ａ及び推力ローラ６は回転自在に支持されている。また、推力カム機構７の押圧部７ｂは出力軸８に回転について係合されている。推力カム機構７の基台部７ａは推力ローラ６に対して回転について係合されている。
【００１１】
変速ローラ９の周方向の一部には、ホルダ５０が取り付けられている。このホルダ５０は、相互に平行な２つの壁部５０ａ，５０ａを備えており、この両壁部５０ａ，５０ａ間に変速ローラ９がその軸線Ｊ０回りの回転を許容する状態で挿入されている。
ホルダ５０は、変速機ケース４１に支持したスライドバー５２によって前後に一定の範囲で平行移動可能に支持されている。このスライドバー５２の周囲であって変速機ケース４１とホルダ５０の前面間には圧縮ばね５３が介装されている。この圧縮ばね５３によってホルダ５０は、後ろ側へスライドする方向に付勢されている。ホルダ５０が後ろ側にスライドすると、変速ローラ９が各遊星ローラ５の小径側へ変位するため、当該無段変速機１が高速側（初期位置）に変速する。ホルダ５０が圧縮ばね５３に抗して前側へスライドすると、変速ローラ９が各遊星ローラ５の大径側へ変位するため、当該無段変速機１が低速側へ変速する。このようにホルダ５０の平行移動に伴って変速ローラ９が各遊星ローラ５の小径側と大径側との間で平行移動することにより、当該無段変速機１が高速低トルク出力状態と低速高トルク出力状態との間で無段階に変速される。
ホルダ５０は、変速モータ５１を駆動源として移動する。変速モータ５１の出力軸にはねじ軸５４が取り付けられている。このねじ軸５４には、ナット５５が噛み合わされている。ナット５５の前端はホルダ５０の後面に突き当てられている。変速モータ５１が低速側へ起動するとねじ軸５４が回転してナット５５が前側へ変位する。ナット５５が前側へ変位することにより、ホルダ５０が圧縮ばね５３に抗して前側へ押されて変速ローラ９が低速側へ変位する。変速モータ５１が高速側に起動するとねじ軸５４が逆転してナット５５が後ろ側へ戻される。ナット５５が後ろ側へ戻されると、ホルダ５０が圧縮ばね５３で後ろ側へ押されて変速ローラ９が高速側へ戻される。変速モータ５１の低速側若しくは高速側への起動、停止のタイミングは、砥石３７に負荷される研削抵抗であって電動モータ３４の負荷に基づいてなされる。電動モータ３４の負荷が増大すると変速モータ５１が低速側に起動して当該無段変速機１が低速高トルク出力状態に変速され、電動モータ３４の負荷が減少すると変速モータ５１が高速側に起動して当該無段変速機１が高速低トルク出力状態に戻される。このように、砥石３７の研削抵抗により増減する電動モータ３４の負荷に基づいて当該無段変速機１が自動的かつ無段階で変速される（負荷感応型自動変速機能）。
出力軸８の前部（本実施形態ではかさ歯車３５ａ）と、推力カム機構７の押圧部７ｂとの間に圧縮ばね７ｄが介装されている。この圧縮ばね７ｄの付勢力及び各鋼球７ｃの係合凹部７ｅ，７ｆに対する係合状態により各遊星ローラ５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の圧接力が発生する。
出力軸８には、減速部３３の駆動側のかさ歯車３５ａが結合されている。この駆動側のかさ歯車３５ａは出力軸８と一体で回転する。この駆動側のかさ歯車３５ａには従動側のかさ歯車３５ｂが噛み合わされている。この従動側のかさ歯車３５ｂは、スピンドル３６の上部に固定されている。スピンドル３６は、軸受け３６ａ，３６ｂを介して軸線Ｊ２回りに回転自在に支持されている。砥石３７は、固定フランジ３７ａと固定ナット３７ｂに挟まれた状態でスピンドル３６の下部に強固に固定されている。砥石３７の後ろ側ほぼ半周の範囲は、砥石カバー３９で覆われている。
以上説明したように例示したディスクグラインダ３０では、無段変速機１と、減速比が固定された補助減速機構（かさ歯車列３５）との間に、クラッチとしても機能する推力カム機構７が直列に配置された構成となっている。
【００１２】
次に、トラクションドライブ式の無段変速機１では、遊星ローラ５〜５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の圧接部に油膜を形成するための潤滑剤が変速機ケース４１内に充填されている。通常、この潤滑剤としてトラクションオイル（液体）が用いられるが、本実施形態ではこのトラクションオイルに代えて、これよりも流動性が低くペースト状（半固体）を有するトラクショングリスが潤滑剤として用いられている。
このトラクショングリスは、合成油若しくは鉱物油等のベースオイル（基油）に、金属石けん系若しくは非石けん系の増ちょう剤と、酸化防止剤や個体潤滑剤や防錆剤等の添加剤を添加したもので、ベースオイルが７０〜９０パーセントを占め、増ちょう剤が１０〜２０パーセントを占め、高いトラクション係数を有するものが用いられる。
また、本実施形態では、ちょう度（稠度）が２６５〜４７５(1/10mm)の範囲内であって、NLGI(国際グリース協会、National Luburicatiing Grease Institute)のちょう度番号が２号〜000号の範囲内のトラクショングリスが用いられている。
当該無段変速機１の組み立て工程において、太陽ローラ４の周囲、各遊星ローラ５の円周面全周及びその下面と圧接溝部５ｂの全周、推力ローラ６の全周、及び変速ローラ９の内周側全周についてこのトラクショングリスがそれぞれ適量ずつ塗布されている。また、変速機ケース４１の内部には、各遊星ローラ５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の圧接部に対して当該トラクショングリスを補給するためのグリス溜まり６０が設けられている。変速機ケース４１内の、前部には前ブロック体６１が取り付けられ、後部には後ろブロック体６２が取り付けられている。前ブロック体６１と後ろブロック体６２の間の空間部がグリス溜まり６０とされている。このグリス溜まり６０内に十分な量のトラクショングリスが充填されている。図示するように前ブロック体６１と後ろブロック体６２との間の空間部に、各遊星ローラ５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の圧接部が位置して、これら圧接部に対するトラクショングリスの補給が確実になされるようになっている。
前後のブロック体６１，６２は、金属部品あるいは合成樹脂の成型品とする他、フェルト材で製作してもよい。
また、前ブロック体６１と後ろブロック体６２によってグリス溜まり６０が区画されることにより、当該トラクショングリスの前ブロック体６１の前側への流出、及び変速機ケース４１の外側への流出が防止されている。さらに、トラクショングリスはトラクションオイルとは異なって流動性が低いため、当該ディスクグラインダ３０の向き（姿勢）には関係なく常時グリス溜まり６０に充填された状態に保持される。
また、トラクションドライブ用潤滑剤として流動性（拡散性）の低いペースト状のトラクショングリスを用いる構成であるので、液状のトラクションオイルを封入した場合のように、変速機ケース４１に対して高度なシール機能を施す必要がない。このため、変速機ケース４１にオイルシールあるいはオーリング等のシール部材を装着する必要がないので、潤滑剤シール構造の簡略化を図ることができ、ひいては当該無段変速機１の構成の簡略化を図ることができる。また、液体であるトラクションオイルに比して洩れが少ないことからそのメンテナンス期間を長くすることができ、ひいては当該無段変速機１のメンテナンス性を高めることができる。
上記の構成にはさらに改良を加えることができる。例えば、図５において二点鎖線で示すように変速ローラ９の後部に沿って同じく円環形状を有するフェルト材６３を取り付け、このフェルト材６３を推力ローラ６の周縁部及び遊星ローラ５との圧接部に摺接させる構成とすることができる。また、これに加えて変速ローラ９の前側にも同じ円環形状を有するフェルト材６４を取り付けて、これを各遊星ローラ５の円錐面に摺接させる構成としてもよい。この構成によれば、フェルト材６３，６４には適度にトラクショングリスが浸み込むため、これが各遊星ローラ５の円錐面、あるいは各遊星ローラ５と推力ローラ６の圧接部位等に直接接触されることにより、これらの潤滑がより確実になされる。
各遊星ローラ５の円錐面あるいは推力ローラ６の周縁部であって、トラクション力を発生させる圧接部は鏡面仕上げ加工がなされているため、これらにフェルト材６３，６４を摺接させてもその摩耗は実質的に発生しない。
また、後ろ側のフェルト材６３を用いることにより、このフェルト材６３と前ブロック体６１との間にグリス溜まり６０が形成されることから後ろブロック体６１を省略することもできる。
【００１３】
次に、図６には、動力工具の一例としてエンジンチェーンソー７０が示されている。このエンジンチェーンソー７０も無段変速機１を内装している。このエンジンチェーンソー７０は、出力の変速手段としてトラクションドライブ式の無段変速機１と、１方向にのみ回転動力を伝達するクラッチ８０を備える点に大きな特徴を有するものであり、チェーンソーとしての基本的な構成については従来公知の構成で足りることからその詳細な説明は省略する。なお、このチェーンソー７０の説明では、部材等の左右方向については使用者を基準とする。
このエンジンチェーンソー７０は、駆動源としての２ストロークエンジン（内燃機関）７５を内装した本体部７１と、本体部７１の上部に設けたメインハンドル７２と、本体部７１の左側部に設けたサブハンドル７３を備えている。図７には本体部７１の詳細な内部構造が示されているが、主な部材についてのみ説明する。図７中、符号７５ｅはシリンダブロックを示している。このシリンダブロック７５ｅのボアにはピストン７５ａが前後に往復動可能に収容されている。このピストン７５ａにコネクティングロッド７５ｂの一端側が回転可能に連結されている。コネクティングロッド７５ｂの他端側は、クランク軸７５ｄに回転可能に連結されている。ピストン７５ａの燃焼室側には点火プラグ７５ｃが取り付けられている。図示省略した燃料供給経路を経て燃焼室内に供給された混合気に点火プラグ７５ｃのスパークが引火してピストン７５ａが往復動する。ピストン７５ａが２ストロークする過程で給排気、燃焼等の内燃機関としての工程が繰り返されることによりクランク軸７５ｄから回転動力が出力される。クランク軸７５ｄの回転動力は、クラッチ８０と無段変速機１を経てスピンドル７６に伝達される。スピンドル７６には、チェーンスプロケット７７が取り付けられている。このチェーンスプロケット７７とガイドバー７８との間にチェーン刃（図示省略）が掛け渡されている。
ガイドバー７８は、長尺平板形状をなすもので、その一端側は本体部７１の右側部に設けたケース部７４に支持されている。このガイドバー７８は、ケース部７４から前方へ長く延びている。
【００１４】
クラッチ８０は、入力側のクランク軸７５ｄの回転数が一定以上である場合にその出力軸８１に回転動力を伝達し、クランク軸７５ｄの回転数が小さいアイドル回転状態では出力軸８１への回転動力の伝達を遮断する遠心クラッチ機構を有するもので、これには従来公知のものが用いられている。クランク軸７５ｄの回転数は、別途設けられている調整機構（スロットルレバー）を使用者が操作することにより任意に調整することができる。
このクラッチ８０の出力軸８１に、無段変速機１の入力軸３及び太陽ローラ４が結合されている。無段変速機１には、図３及び図５に示す３点圧接形のトラクションドライブが用いられている。この無段変速機１は、上記太陽ローラ４の他、遊星ローラ５〜５、推力ローラ６、推力カム機構７及び変速ローラ９等の各部材を備えている。これらについては、図中同位の符号を用いてその説明を省略する。なお、出力軸８と推力カム機構７の押圧部７ｂとの間に介装された圧縮ばね７ｄの図示が図７では省略されている。出力軸８の右端部に上記チェーンスプロケット７７が取り付けられている。当該エンジンチェーンソー７０では、出力軸８がスピンドル７６として機能する。チェーン刃は、チェーンスプロケット７７とガイドバー７８との間に掛け渡されている。チェーンスプロケット７７が回転すると、チェーン刃がガイドバー７８の周囲に沿って回転する。ガイドバー７８に沿って回転するチェーン刃を樹木等の被切断材に押し当てることにより切断加工を行うことができる。
スロットルレバーの調整によりエンジン７５の出力回転数が一定以上であり、従ってクラッチ８０の動力伝達状態において、チェーン刃に負荷される切断抵抗が一定以上に達すると、これが別途設けた検知手段により検知され、これに基づいて変速ローラ９がアクチュエータの起動により自動的に低速側へ変位し、これによりスピンドル７６に高トルクが出力される。切断抵抗に基づいて無段変速機１が自動的に高トルク側に変速されることにより、使用者はそのまま切断加工を続行することができる。なお、変速ローラ９の移動については、手動操作により行う構成としてもよい。
切断加工が完了してチェーン刃の切断抵抗が小さくなると、これが上記検知手段で検知されて変速ローラ９が自動的に高速側（初期位置）に変位する。スロットルレバーの調整によりエンジン７５の出力回転数が小さくなったアイドリング状態では、クラッチ８０が動力遮断側に切り換わるためスピンドル７６への回転動力の伝達が遮断され、従ってチェーン刃の回転が停止したアイドリング状態となる。スロットルレバーを操作してエンジン７５の出力回転数を高めると、クラッチ８０が回転動力接続状態に切り換わってチェーン刃が再びガイドバー７８の周囲に沿って高速回転し始める。
【００１５】
次に、図８には、同じく３点圧接式の無段変速機１を内装したねじ締め工具９０が示されている。このねじ締め工具９０は、駆動源としての電動モータ９２を内装した本体部９１と、本体部９１の側部から側方に延びるハンドル部９３を備えている。ハンドル部９３の先端には、電源としてのバッテリパック９５が装着されている。このバッテリパック９５を電源として電動モータ９２が起動する。ハンドル部９３の基部には、トリガ形式のスイッチレバー９６が配置されている。このスイッチレバー９６を指先で引き操作すると電動モータ９２がバッテリパック９５から供給される電力により起動する。電動モータ９２が起動すると、本体部９１の前部に装着したねじ締め用のビット（図ではビットを装着するためのビットソケット１１０のみが示されている。）がねじ締め方向に回転する。
電動モータ９２は、本体部９１の本体ハウジング９１ａの後部側に内装されている。電動モータ９２の出力軸９２ａには、無段変速機１の入力軸３が結合されている。入力軸３は、出力軸９２ａと一体で回転する。無段変速機１には、図３、図５及び図７に示す構成と同じく３点圧接式のトラクションドライブが用いられている。無段変速機１の各構成部材については同位の符号を用いてその説明を省略する。
但し、図８に示す無段変速機１では、変速ローラ９の移動（変速）を手動操作で行うための変速レバー９ａが設けられている。締め付けるねじ径が太い場合には、予め低速側に変速しておき、締め付けるねじ径が細い場合には、予め高速側に変速してねじ締め作業を行うことにより、太いねじを大きな締め付けトルクで確実に締め付けることができ、細いねじは高速回転により迅速にねじ締め作業を行うことができる。また、図７と同じく図８においても、推力カム機構７の圧縮ばね７ｄの図示が省略されている。
無段変速機１の出力軸８は、電動モータ９２の出力軸９２ａと同軸（回転軸線Ｊ０）上に配置されている。また、無段変速機１の出力軸８に対して同軸（回転軸線Ｊ０）でスピンドル１００が配置されている。無段変速機１の出力軸８と、スピンドル１００との間には、ねじの締め付けトルクを設定するための締め付けトルク設定機構９４が介装されている。
【００１６】
無段変速機１の出力軸８には、伝達フランジ９７が取り付けられている。この伝達フランジ９７は軸受け９８を介して本体ハウジング９１ａに回転自在に支持されている。この伝達フランジ９７と同軸（回転軸線Ｊ０）上にスピンドル１００が相対的に回転自在かつ軸線方向には相互に一体化された状態で配置されている。伝達フランジ９７の前面には、複数の鋼球９９〜９９を挟み込んだ状態でクラッチ板１０１が当接されている。このクラッチ板１０１と、スピンドル１００の前部に設けたトルク設定フランジ１０３との間には圧縮ばね１０２が介装されている。この圧縮ばね１０２によって、クラッチ板１０１は、伝達フランジ９７の前面に押し付けられる方向に付勢されている。
圧縮ばね１０２の付勢力によりクラッチ板１０１が鋼球９９〜９９を間に挟み込んで伝達フランジ９７に押し付けられることにより、伝達フランジ９７の回転動力がスピンドル１００に伝達される。
クラッチ板１０１の溝部１０１ａとスピンドル１００の溝部１００ａとの間にも、一つの鋼球１０４が挟み込まれている。両溝部１０１ａ，１００ａはそれぞれ軸線Ｊ０に沿って形成されている。このため、クラッチ板１０１はスピンドル１００に対して一体回転しつつ軸線Ｊ０方向に相対変位する。スピンドル１００に大きな回転抵抗（ねじ締め抵抗）が負荷されると、クラッチ板１０１が相対回転しつつ圧縮ばね１０２に抗し前側へ変位する。クラッチ板１０１が前側へ変位すると、鋼球９９〜９９の係合状態が外れて伝達プレート９７に対する動力伝達状態が遮断される。
スピンドル１００の前部に、ビット装着用のソケット１１０が取り付けられている。ソケット１１０は、本体ケース９１ａの前部に軸受け１０６，１０６を介して回転自在に支持されている。本体ケース９１ａの前部には、作動設定トルク調整用の窓部９１ｂが設けられている。この窓部９１ｂは、トルク設定フランジ１０３の側方に配置されている。このトルク設定フランジ１０３はスピンドル１００にねじ結合されている。このため、このトルク設定フランジ１０３は軸線Ｊ０回りに回転させると軸線Ｊ０方向の位置を調整することができる。トルク設定フランジ１０３の軸線Ｊ０方向の位置を調整することにより、圧縮ばね１０２の付勢力を変化させて、作動設定トルク（スピンドル１００に対するトルク伝達が遮断されるトルク値）を調整することができる。トルク設定フランジ１０３は、上記窓部９１ｂを経て専用工具を用いることにより回転させることができる。
この締め付けトルク設定機構９４の作動設定トルクを適切に設定することにより、ねじが作動設定トルクで締め付けられると、伝達フランジ９７とクラッチ板１０１間において鋼球９９〜９９が外れることにより動力の伝達が遮断される。
なお、上記締め付けトルクの設定が過大である場合には、無段変速機１の推力カム機構７において、鋼球７ｃ〜７ｃが外れることにより基台部７ａが空回りして、この場合も動力の伝達が遮断されることにより当該無段変速機１あるいは電動モータ９２等の駆動系に損傷を及ぼすことが防止される。このように、無段変速機１の推力カム機構７は、各遊星ローラ５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の圧接力を発生させる機能に加えて、駆動系の過負荷防止機能をも兼ね備えている。
【００１７】
以上説明した実施形態によれば、様々な形態の動力工具についてトラクションドライブ式の無段変速機を用いることにより、その機能及び付加価値をより一層高めることができる。
例えば、図１に示す携帯マルノコ１０（動力工具）によれば、駆動源としての電動モータ１１の回転動力が無段変速機１（３点圧接式トラクションドライブ）で減速されて鋸刃１５を取り付けたスピンドル１２に出力される。この場合、無段変速機１の出力軸１ａとスピンドル１２との間に減速歯車列１３が介装されて、無段変速機１の出力軸１ａの回転軸線Ｊ０と、スピンドル１２の回転軸線Ｊ１は同軸ではなく、相互に一定の軸間距離をおいて平行に配置されている。
このように、従来のねじ締め機や孔明け用ドリルのように無段変速機の出力軸に対してスピンドルが同軸に配置された動力工具ばかりではなく、携帯マルノコ１０のように減速歯車列１３が介装されてスピンドル１２が一定の軸間距離で平行に配置された動力工具についてもトラクションドライブ式の無段変速機を備えることにより、加工状況に応じて適切な動力を出力させることができ、これにより従来よりも広範な動力工具についてその機能及び付加価値をより一層高めることができる。
また、図２に示すディスクグラインダ２０についても同様で、無段変速機１の出力軸１ａとスピンドル２３との間に減速歯車列２２が介装されて、出力軸１ａの回転軸線Ｊ０とスピンドル２３の回転軸線Ｊ２が相互に直交（交差）している場合に、トラクションドライブ式の無段変速機１を備えることによりその機能及び付加価値をより一層高めることができる。
さらに、図１に示す携帯マルノコ１０及び図２に示すディスクグラインダ２０によれば、無段変速機１により無段階で変速された出力が減速比固定式の減速機構１３，２０により再度減速されてスピンドル１２，２３に出力される。すなわち、図１に示すように減速比固定式の減速機構１３として平歯車列１３ａ，１３ｂを用いることによりスピンドル１２を無段変速機１の出力軸１ａに対して一定の軸間距離をおいて平行に配置させることができる。また、図２に示すように減速比固定式の減速機構２２としてかさ歯車列２２ａ，２２ｂを用いることによりスピンドル２３を無段変速機１の出力軸１ａに対して交差させることができる。さらに、図示は省略したが、減速比固定式の減速機構として遊星歯車列を用いることによりスピンドルを無段変速機の出力軸に対して同軸に配置させることができる。
【００１８】
このように無段変速機１の出力側に減速比固定式の減速歯車列を追加することにより一層大きな減速比を設定することができる。無段変速機１の出力側に追加する減速比固定式の減速手段としては例示した減速歯車列を用いる他、例えば当該無段変速機１の出力軸１ａとスピンドル１２，２３にそれぞれ取り付けた有効径の異なるプーリー間にベルトを掛け渡してスピンドル１２，２３の減速比をより大きく設定する構成としてもよい。
以上のようにスピンドル１２，２３の軸線Ｊ１，Ｊ２方向に着目する場合の他、先端工具の加工対象物に対する加工方向に着目し、当該加工方向について多様な動力工具の変速機としてトラクションドライブ式の無段変速機を備えることにより、従来よりも広範な動力工具について当該無段変速機のメリットを付加することができる。例えば、エンジンチェーンソー７０であって、チェーン刃の移動方向が樹木等の加工対象物に対する加工方法となる場合に、エンジン７５により回転するクランク軸７５ｄと、チェーン刃を回転させるチェーンスプロケット７７を取り付けたスピンドル７６との間に無段変速機１を介在させることにより、その出力軸８の回転軸線Ｊ０に対してチェーン刃の移動方向を直交させることができる。このことから、エンジンチェーンソー７０について、トラクションドライブ式の無段変速機１を備えることにより、様々な加工状況に対して迅速かつ確実な切断作業を行うことができ、この点で当該エンジンチェーンソー７０の機能及び付加価値を高めることができる。
【００１９】
以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、無段変速機１として３点圧接式のトラクションドライブを例示したが、遊星ローラを出力側に備える２点圧接式のトラクションドライブを用いる構成としてもよい。
遊星ローラ５に対する太陽ローラ４、推力ローラ６及び変速ローラ９の圧接力を発生させるための手段として推力カム機構７を例示したが、例えばねじ軸機構等の別形態の圧接力発生手段に置き換えることができる。
また、動力工具として、手持ち式の携帯マルノコ１０、ディスクグラインダ２０，３０、エンジンチェーンソー７０及びねじ締め工具９０を例示したが、本発明はその他に、据え置き型のテーブルソー等の動力工具についても適用でき、また電動モータではなくエアモータを駆動源とする動力工具について広く適用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１…無段変速機（３点圧接式トラクションドライブ）
１ａ…出力軸
３…入力軸
４…太陽ローラ
５…遊星ローラ、５ａ…キャリア
６…推力ローラ
７…推力カム機構
７ａ…基台部、７ｂ…押圧部、７ｃ…鋼球、７ｄ…圧縮ばね、７ｅ，７ｆ…係合凹部
８…出力軸
９…変速ローラ
Ｊ０…回転軸線
１０…携帯マルノコ
１１…電動モータ
１２…スピンドル
Ｊ１…回転軸線
１３…減速歯車列、１３ａ…平歯車（駆動側）、１３ｂ…平歯車（従動側）
１５…鋸刃
２０…ディスクグラインダ
２１…電動モータ
２２…減速歯車列、２２ａ…かさ歯車（駆動側）、２２ｂ…かさ歯車（従動側）
２３…スピンドル
Ｊ２…回転軸線
２４…砥石
３０…ディスクグラインダ
３１…グリップ部
３２…スライドスイッチ
３３…ギヤヘッド部
３４…電動モータ、３４ａ…出力軸
３５…かさ歯車列
３６…スピンドル
３７…砥石
４０…減速部
４１…変速機ケース
５０…ホルダ、５０ａ…壁部
５１…変速モータ
５２…スライドバー
５３…圧縮ばね
５４…ねじ軸
５５…ナット
７０…エンジンチェーンソー
７１…本体部
７５…２ストロークエンジン（内燃機関）
７７…チェーンスプロケット
７８…ガイドバー
８０…クラッチ（遠心クラッチ）
８１…出力軸
９０…ねじ締め工具
９４…締め付けトルク設定機構
１０１…クラッチ板、１０１ａ…溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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