(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端工具の負荷に基づいて自動的に変速する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、前記先端工具を取り付けたスピンドルと前記無段変速機との間の動力伝達経路に、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るとともに、前記無段変速機は、圧接力を発生させるための推力カム機構を備えており、該推力カム機構が動力伝達を遮断するためのクラッチとしても機能する動力工具。
【請求項２】
請求項１記載の動力工具であって、前記クラッチ機構は、前記負荷トルクにより鋼球の係合状態が解除されると動力伝達を遮断する構成とした動力工具。
【請求項３】
請求項１又は２記載の動力工具であって、減速比が固定された補助減速機構を有し、該補助減速機構と前記無段変速機との間に前記クラッチ機構を備えた動力工具。
【請求項４】
請求項３記載の動力工具であって、前記推力カム機構は、前記先端工具の負荷トルクが小さい状態では前記圧接力を発生させ、前記負荷トルクが一定値に達するとクラッチとして機能する動力工具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載した動力工具であって、動力伝達経路について少なくとも２つのクラッチ機構を直列に備えた動力工具。
【請求項６】
請求項５記載の動力工具であって、前記２つのクラッチ機構の一方が作動設定トルクで動力遮断側に切り換わらない場合に他方のクラッチ機構を動力遮断側に作動させる動力工具。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載した動力工具であって、前記クラッチ機構が動力を遮断するための作動設定トルクを調整可能な動力工具。
【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。
また、この特許文献１に開示されたねじ締め工具は、上記の無段変速機に加えて２系統の動力伝達経路を備えており、それぞれをクラッチ機構で断続して切り換えることにより高速出力状態と高トルク出力状態を選択可能であり、これによりねじ締めあるいはねじ緩め作業を迅速かつ確実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】
しかしながら、上記従来のねじ締め機では、無段変速機に加えて２系統の動力伝達経路を設けてそれぞれにクラッチ機構を介在させる構成であったので構成が複雑になる問題があった。
本発明は、トラクションドライブ式の無段変速機に加えてクラッチ機構を備えた動力工具において構成の簡素化を図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、先端工具を取り付けたスピンドルと無段変速機との間の動力伝達経路に回転動力を遮断するためのクラッチ機構を備えた動力工具である。
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た後にクラッチ機構を経てスピンドルに出力される。クラッチ機構が遮断されると、無段変速機とスピンドルとの間の動力伝達経路が遮断される。
第２の発明は、第１の発明において、無段変速機は、先端工具の負荷に基づいて自動的に変速する動力工具である。
第２の発明によれば、先端工具の負荷に基づいて無段変速機が自動的に変速するので、使用者は特別の操作をすることなく迅速かつ確実な作業を行うことができる。先端工具の負荷が小さな状態では無段変速機が高速低トルク出力状態に切り換わって迅速に作業が進行し、先端工具の負荷が大きくなった状態では無段変速機が低速高トルク出力状態に切り換わって確実に作業を進行させることができる。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、クラッチ機構は、先端工具の負荷に基づいて作動する動力工具である。
第３の発明によれば、例えばねじ締めが完了したことにより先端工具の負荷が一定以上に達した段階でクラッチ機構が遮断されて先端工具への回転動力の出力が停止される。
第４の発明は、第３の発明において、クラッチ機構は、先端工具の負荷トルクに基づいて作動する動力工具である。
第４の発明によれば、上記先端工具の負荷としてスピンドルの出力トルクに基づいてクラッチ機構が遮断される。
第５の発明は、第４の発明において、クラッチ機構は、負荷トルクにより鋼球の係合状態が解除されると動力伝達を遮断する構成とした動力工具である。
第５の発明によれば、簡易かつ確実なクラッチ機構とすることができる。
第６の発明は、第３の発明において、クラッチ機構は、先端工具の回転数に基づいて作動する動力工具である。
第６の発明によれば、上記先端工具の負荷としてスピンドルの回転数に基づいてクラッチ機構が遮断される。
第７の発明は、第６の発明において、クラッチ機構として遠心クラッチ機構を用いた動力工具である。
第７の発明によれば、上記スピンドルの回転数が一定値以上の場合に遠心クラッチ機構が接続されて回転動力が出力され、スピンドルの回転数が一定値以下になると遠心クラッチが遮断されて回転動力の出力がなされなくなる。
【０００６】
第８の発明は、第１〜第７の何れか一つの発明において、減速比が固定された補助減速機構を有し、補助減速機構と無段変速機との間にクラッチ機構を備えた動力工具である。
第８の発明によれば、クラッチ機構が接続された状態では無段変速機を経て回転動力が補助減速機構でさらに減速されてスピンドルから出力され、クラッチ機構が遮断された状態では、補助減速機構へ回転動力が伝達されない。
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、圧接力を発生させるための推力カム機構を備えており、推力カム機構が動力伝達を遮断するためのクラッチとしても機能する動力工具である。
第９の発明によれば、スピンドルの負荷に応じて推力カム機構が作動することにより無段変速機に適切な圧接力が発生する。スピンドルの負荷が一定以上に達すると、推力カム機構が滑って回転動力の伝達が遮断される。このようにトラクションドライブ式の無段変速機に圧接力を発生させるための推力カム機構にクラッチ機構の機能を併せ持たせることができる。
第１０の発明は、第９の発明において、推力カム機構は、先端工具の負荷トルクが小さい状態では圧接力を発生させ、負荷トルクが一定値に達するとクラッチとして機能する動力工具である。
第１０の発明によれば、推力カム機構の機能として、無段変速機に圧接力を発生させるためのカム機構として機能する場合と、回転動力を遮断するクラッチ機構として機能する場合とが先端工具の負荷トルクの大小によって切り換えられる。例えば、ねじ締め中では推力カム機構が圧接力発生手段として機能し、ねじ締めが完了してスピンドルに大きな負荷トルクが作用し始めた段階では推力カム機構がクラッチとして機能することにより回転動力の出力が遮断されて駆動系に対する過負荷が回避される。
第１１の発明は、第１〜第１０の何れか一つの発明において、動力伝達経路について少なくとも２つのクラッチ機構を直列に備えた動力工具である。
第１１の発明によれば、１系統の回転動力伝達経路上に２つのクラッチ機構が直列に介在されて動力の断続がなされる。
第１２の発明は、第１１の発明において、２つのクラッチ機構の一方が作動設定トルクで動力遮断側に切り換わらない場合に他方のクラッチ機構を動力遮断側に作動させる動力工具である。
第１２の発明によれば、上記２つのクラッチ機構の一方が正常動作しない場合であっても他方のクラッチ機構が正常動作することによって回転動力の伝達が遮断されることから、動力伝達経路のより確実な断続がなされる。
第１３の発明は、第１〜第１２の何れか一つの発明において、クラッチ機構が動力を遮断するための作動設定トルクを任意に調整可能な動力工具である。
第１３の発明によれば、例えばねじ締め機である場合に、確実なねじ締めと過負荷の防止を実現できるとともに、当該ねじ締め機の使い勝手を高めることができる。
【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が保持されている。
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。
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】
以上説明した本実施形態のディスクグラインダ３０によれば、電動モータ３４の回転動力がトラクションドライブ式の無段変速機１で減速された後にクラッチ機構としても機能する推力カム機構７を経てスピンドル３６に出力される。先端工具としての砥石３７を経てスピンドル３６に大きな負荷トルクが付加されると、推力カム機構７において鋼球７ｃ〜７ｃが係合凹部７ｅ，７ｆから離脱して基台部７ａが押圧部７ｂに対して相対回転することにより、両者７ａ，７ｂ間の回転動力の伝達が遮断される。こうして推力カム機構７がクラッチ機構として作動することにより回転動力の伝達が遮断されると、無段変速機１とスピンドル３６との間の動力伝達経路が遮断されて砥石３７への回転動力の出力が停止されることにより電動モータ３４等の駆動系に損傷を及ぼすことが未然に防止される。
このように、推力カム機構７の機能として、無段変速機１に圧接力を発生させためのカム機構として機能する場合と、回転動力を遮断するクラッチ機構として機能する場合とが先端工具（砥石３７）の負荷トルクの大小によって切り換えられる。例えば、砥石３７の他部位への干渉等により研削作業中に大きな負荷トルクが作用した段階で、推力カム機構７がクラッチとして機能することにより回転動力の出力が遮断されて駆動系（電動モータ３４、無段変速機１及びかさ歯車列３５等）に対する過負荷が回避されてこれらの損傷が防止される。
この点は、例示したねじ締め工具９０についても同様であり、締め付けトルク設定機構９４による作動設定トルクが過大であったためにねじ締め完了後にスピンドル１００に過大なトルクが付加された場合に、当該締め付けトルク設定機構９４が接続状態であっても、推力カム機構７が遮断されることにより駆動系に対する損傷が回避される。
【００１８】
また、例示したディスクグラインダ３０は、推力カム機構７とスピンドル３６との間に補助減速機構としてかさ歯車列３５を備えている。このため、クラッチ機構としての推力カム機構７が接続された状態では無段変速機１を経て回転動力がこのかさ歯車列３５でさらに減速されてスピンドル３６から出力され、推力カム機構７が遮断された状態では、かさ歯車列３５に対して回転動力が伝達されない。このように電動モータ３４の回転動力が、無段変速機１に加えて補助減速機構としてのかさ歯車列３５により更に減速されて出力されるので、砥石３７に対して大きな回転トルクを与えることができる。
さらに例示したディスクグラインダ３０によれば、砥石３７の負荷トルクにより増大する電動モータ３４の負荷に基づいて変速モータ５１が起動することにより無段変速機１が自動的に変速するので、使用者は特別の操作をすることなく迅速かつ確実な作業を行うことができる。
動力を遮断するタイミングは、上記のようにスピンドル３６の出力トルク（負荷トルク）ではなく回転数に基づいて設定することもできる。例えば、前記例示したエンジンチェーンソー７０では、推力カム機構７に加えてその上流側に遠心クラッチ式のクラッチ８０を備えている。この場合、出力軸としてのクランク軸７５ｄの回転数に基づいて遠心クラッチ（クラッチ８０）が接続され、逆に遮断される。この場合、クランク軸７５ｄの回転数が一定値以上の場合にクラッチ８０が接続されて回転動力がスピンドル７６に出力され、クランク軸７５ｄの回転数が一定値以下になるとクラッチ８０が遮断されて回転動力の出力がなされなくなる。
このように、１系統の回転動力伝達経路上に２つのクラッチ機構を直列に介在させて様々な状況に応じて回転動力の断続をすることができる。図７に示すエンジンチェーンソー７０では、推力カム機構７とクラッチ８０がこの２つのクラッチ機構に相当し、図８に示すねじ締め工具９０では、同じく推力カム機構７と締め付けトルク設定機構９４のクラッチ板１０１が２つのクラッチ機構に相当し、いずれの場合もこれら２つのクラッチ機構が１系統の回転動力伝達経路上に直列に配置された構成となっている。
また、ねじ締め工具９０の場合、２つのクラッチ機構の一方（締め付けトルク設定機構９４のクラッチ板１０１）が作動設定トルクで動力遮断側に正常動作しない場合であっても、他方のクラッチ機構（推力カム機構７）が動力遮断側に正常動作することによって回転動力の伝達が遮断されることから、動力伝達経路のより確実な断続がなされる。
【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）
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
３０…ディスクグラインダ
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
５０…ホルダ
５１…変速モータ
７０…エンジンチェーンソー
７５…２ストロークエンジン（内燃機関）、７５ｄ…クランク軸
７６…スピンドル
７７…チェーンスプロケット
８０…クラッチ（遠心クラッチ）
９０…ねじ締め工具
９４…締め付けトルク設定機構
９７…伝達フランジ
９９…鋼球
１００…スピンドル
１０１…クラッチ板
１１０…ビットソケット
【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】
0005523767.tif 000007
【図７】
0005523767.tif 000008
【図８】
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