(57)【要約】【課題】構造が簡単であり、部品点数が少なく、小型化に適し、電気かみそりなどの小型電気製品に適する無段変速機を提供する。【解決手段】トロイダル型無段変速機において、パワーローラ２０の回転中心軸上にあって入・出力ディスク１０，１２の対向面間からディスク１０，１２の径方向外側へ突出するパワーローラ支持軸２８と、少なくとも入力ディスク１０の外側を囲み全てのパワーローラ支持軸２８の外端が係合しかつ回転が規制されてディスク中心軸１４と平行に移動可能な１つの可動リング３０と、可動リング３０を囲んでフレーム３２に回動方向に所定量往復動可能に保持されその往復動によって可動リング３０をディスク中心軸１４と平行に移動させる１つの調整帯４８と、を備え、調整帯４８の往復動による可動リング３０の中心軸方向の移動により、全てのパワーローラ支持軸２８の傾きを変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する回転入力ディスクおよび回転出力ディスクの対向面にそれぞれ形成した環状の凹面に、複数のパワーローラを挟み、これらパワーローラの回転面の傾きを前記ディスクの中心軸を含む平面内で変化させることによって変速比を変える無段変速機において、
前記パワーローラの回転中心軸上にあって前記入・出力ディスクの対向面間からディスクの径方向外側へ突出するパワーローラ支持軸と、
少なくとも前記入力ディスクの外側を囲み前記全てのパワーローラ支持軸の外端が係合しかつ回転が規制されてディスク中心軸と平行に移動可能な１つの可動リングと、
前記可動リングを囲んでフレームに回動方向に所定量往復動可能に保持されその往復動によって前記可動リングをディスク中心軸と平行に移動させる１つの調整帯と、
を備え、前記調整帯の往復動による可動リングの中心軸方向の移動により、前記全てのパワーローラ支持軸の傾きを変化させることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
可動リングと調整帯との対向面の一方に凸起を他方にこの凸起が係入する傾斜溝を設けた請求項１の無段変速機。
【請求項３】
可動リングは、フレームに立設され周方向に分割された複数の円弧状の立壁に、回転が規制されかつディスク中心軸と平行に移動可能に保持されている請求項１または２の無段変速機。
【請求項４】
入力ディスクを出力ディスク径よりも小径とし、パワーローラ支持軸はディスク中心軸にほぼ直交する方向から入力ディスク側へ傾き可能として減速するものとした請求項１または２または３の無段変速機。
【請求項５】
請求項１の無段変速機を用いる電気かみそりであって、
モータを内蔵する本体と、
この本体の上部に着脱可能に装着され外刃および内刃を持つ刃ユニットと、
前記刃ユニットとモータとの間で前記本体に装填され前記モータの回転を変速して前記内刃に伝える請求項１の無段変速機と、
前記本体の外側から操作可能に設けられ調整帯の往復位置を調節するための調整子と、
を備えることを特徴とする電気かみそり。
【請求項６】
請求項５において、刃ユニットは略円盤状の外刃とこの外刃に下方から摺接する略風車状の内刃とからなる複数のロータリー刃を持ち、出力ディスクは複数の内刃を回転駆動する電気かみそり。
【請求項７】
請求項５において、刃ユニットは側面視略逆Ｕ字状の外刃とこの外刃の下面に摺接して往復動する内刃とからなる往復刃を持ち、出力ディスクは前記内刃を往復駆動する電気かみそり。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造が簡単で小型化に適するトロイダル型の無段変速機と、これを用いた電気かみそりに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対向する入力ディスクと出力ディスクの対向面にそれぞれ環状の凹面（トロイダル面）を形成し、両凹面間に複数の円板（パワーローラ）を挟持したいわゆるトロイダル式の無段変速機が公知である。これは凹面とパワーローラの間に形成される油膜の剪断力を利用して動力伝達する方式であり、複数のパワーローラの傾きを同期して変化させることによって変速比を変える。
【０００３】
【特許文献１】特公昭４７−９６２
【特許文献２】特公昭４７−１２４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されたものはパワーローラの傾きを変える機構が非常に複雑であり、部品点数が多く小型化が困難である。このため電気かみそりなどの小型電気製品に適用することは極めて困難であった。
【０００５】
一方電気かみそりなどの機器では、内刃の回転速度（ロータリー式）あるいは往復速度（往復式）を使用者の好みに合わせるのが望ましい。しかし従来のものはモータの回転速度により、あるいは負荷の大きさと平衡する速度により速度が決まるものであった。このため使用者の好みに適合した速度に設定することができなかった。
【０００６】
なおモータの回転速度を制御することも考えられるが、この場合には特別なモータを用いることが必要になり制御回路が複雑になる。このため高価になったり大型化することになり、電気かみそりなどの小型電気製品に用いることができない。
【０００７】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、構造が簡単であり、部品点数が少なく、小型化に適し、電気かみそりなどの小型電気製品に適する無段変速機を提供することを第１の目的とする。またこの発明は特殊なモータや制御回路を用いることなく安価なモータを使用しながら使用者の好みの回転速度によって作動させることができる電気かみそりを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば第１の目的は、互いに対向する回転入力ディスクおよび回転出力ディスクの対向面にそれぞれ形成した環状の凹面に、複数のパワーローラを挟み、これらパワーローラの回転面の傾きを前記ディスクの中心軸を含む平面内で変化させることによって変速比を変える無段変速機において、前記パワーローラの回転中心軸上にあって前記入・出力ディスクの対向面間からディスクの径方向外側へ突出するパワーローラ支持軸と、少なくとも前記入力ディスクの外側を囲み前記全てのパワーローラ支持軸の外端が係合しかつ回転が規制されてディスク中心軸と平行に移動可能な１つの可動リングと、前記可動リングを囲んでフレームに回動方向に所定量往復動可能に保持されその往復動によって前記可動リングをディスク中心軸と平行に移動させる１つの調整帯と、を備え、前記調整帯の往復動による可動リングの中心軸方向の移動により、前記全てのパワーローラ支持軸の傾きを変化させることを特徴とする無段変速機、により達成される。
【０００９】
また第２の目的は、請求項１の無段変速機を用いる電気かみそりであって、モータを内蔵する本体と、この本体の上部に着脱可能に装着され外刃および内刃を持つ刃ユニットと、前記刃ユニットとモータとの間で前記本体に装填され前記モータの回転を変速して前記内刃に伝える請求項１の無段変速機と、前記本体の外側から操作可能に設けられ調整帯の往復位置を調節するための調整子と、を備えることを特徴とする電気かみそり、により達成される。
【発明の効果】
【００１０】
調整帯を周方向に移動させることによって可動リングをディスク中心軸と平行に移動させ、この可動リングに係合する複数のパワーローラ支持軸の傾きを同期して変化させ、変速を行うものであるから、構造が簡単である。すなわち複数のパワーローラ支持軸は共通の１つの可動リングに係合しているから、この可動リングの移動によって全てのパワーローラ支持軸の傾きを同時にかつ同角度変化させることができる。このため部品点数が少なく、小型化に適する。
【００１１】
また電気かみそりなどの小型の電気製品に適用する場合には、本体の外側から調整帯の往復位置を調整するための調整子を設けているので、使用者はこの調整子によって、使用者に好みの速度で作動させることができる。このため速度制御可能な特殊なモータや制御回路を用いる必要がなく、安価なモータを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
調整帯の回動方向の往復動を、可動リングのディスク中心軸と平行な方向への移動に変換する機構は、種々可能である。例えば両者の対向面の一方に凸起を設け、他方にこの凸起が係入する傾斜溝を設け、一方の傾斜溝の移動方向に対して他方の凸起の移動方向を直交させる構造が可能であり、この場合構造が非常に簡単である（請求項２）。
【００１３】
可動リングは、フレームに立設され周方向に分割した円弧状の複数の立壁に保持することができる（請求項３）。この場合には、立壁の間隙に可動リングを係合させてその回転を規制しつつディスク中心軸と平行に移動可能とすると共に、この間隙からパワーローラ支持軸を外側へ通して可動リングに係合させることができ、構造が簡単である。
【００１４】
小型電気製品に適用する場合には通常一定速度で回転するモータの回転を一定減速比の歯車減速機で減速している。このような用途には、入力ディスクを出力ディスクより小径としてパワーローラ支持軸は水平方向（ディスク中心軸にほぼ直交する方向であって変速比が１:１となる方向）から入力ディスク側へ傾き可能とすればよい（請求項４）。この場合は入力ディスクの凹面の外周側にはパワーローラが接触することがないので、入力ディスクの外径を凹面の外周側に掛かるように縮小できる。このため可動リングをこの小径化した入力ディスクの外側を囲む位置に配置することによって可動リングの小径化も可能になり、変速機全体の大幅な小型化が可能になる。
【００１５】
電気かみそりはロータリー式のもの（請求項６）であっても往復式のもの（請求項７）であってもよい。ロータリー式のものでは刃ユニットに複数の略円盤状外刃と略風車状の内刃を設け、複数の内刃を１つの変速機の出力ディスクによって回転駆動すればよい。往復式のものでは刃ユニットは、側面史略逆Ｕ字状の外刃の下面に内刃を往復方向に摺接させる構造であり、出力ディスクの回転を往復動に変換して内刃を往復駆動する。本発明の無段変速機は種々の小型電気製品に適用可能であり、例えばミキサー、ドライヤー、電動歯ブラシ、洗濯機、扇風機等にも適用できる。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の一実施例である変速機の分解斜視図、図２はその組立状態を出力ディスクを取外しかつ一部を断面して示す平面図である。図３は図２におけるIII-III線相当位置での断面図であり、（Ａ）は変速比１：１の等速時を、（Ｂ）は変速比１以下の減速時を示す。図４は調整帯と可動リングの連動機構の動作説明図である。
【００１７】
図１、３において符号１０は回転入力ディスク（以下単に入力ディスクという。）、１２は回転出力ディスク（同じく出力ディスクという。）であり、これらは共通のディスク中心軸１４に軸支されている。ここにディスク中心軸１４は例えばフレームに固定されたモータの回転軸であって、このディスク中心軸１４には図３に示すように、入力ディスク１０がスプライン結合され、出力ディスク１２が回転自在に軸支されている。
【００１８】
これら入・出力ディスク１０、１２の対向面にはそれぞれ環状の凹面(トロコイド面)１６、１８が形成されている。すなわちこれら凹面１６、１８は断面が共通の円に沿う形状でありディスク中心軸１４を中心にする円上に位置する。これらの凹面１６、１８間には３つのパワーローラ２０が周方向に等間隔に挟まれ、この状態で入・出力ディスク１０、１２にはパワーローラ２０を所定圧力で挟持するように互いに近接する方向に付勢されている。
【００１９】
すなわち出力ディスク１２はディスク中心軸１４に固定した上止めリング２２によって図３で上向きの移動が規制され、入力ディスク１０にはディスク中心軸１４に固定した下止めリング２４との間に縮装した圧縮コイルばね２６により上向きの復帰習性が与えられている。このためパワーローラ２０は圧縮コイルばね２６のばね力によって凹面１６、１８間に挟まれる。入力ディスク１０はディスク中心軸１４にスプライン結合されているのでディスク中心軸１４と一体に回転し、その回転がパワーローラ２０の回転により出力ディスク１２に伝達される。
【００２０】
パワーローラ２０は図２に示すように、その中心軸上にある（すなわちその回転面に垂直な）パワーローラ支持軸２８に回転自在に保持されている。３本のパワーローラ支持軸２８は入・出力ディスク１０、１２の対向面間からディスク径方向外側に突出している。これら３本のパワーローラ支持軸２８の外端（ディスク径方向外側の端）は、入・出力ディスク１０、１２の外側を囲む可動リング３０に係合している。
【００２１】
可動リング３０は、図１、２に示すように、フレーム３２に立設されかつ周方向に３つに分割された円弧状の立壁３４に係合し、その回転が規制されつつディスク中心軸１４と平行に移動可能に保持されている。すなわち可動リング３０の外周には３つの立壁３４の周方向の間隙に係合する３つのブロック部３６が形成され、ブロック部３６で挟まれる円弧状の外周は３つの立壁３４の内周面に係合している。この結果可動リング３０は立壁３４に回転を規制されつつディスク中心軸１４と平行に（上下方向に）移動する。
【００２２】
前記パワーローラ支持軸２８の外端は可動リング３０のブロック部３６に上下方向に回動自在にピン４０で結合されている。すなわちブロック部３６にはパワーローラ支持軸２８がディスク中心軸１４の半径方向に貫通する貫通孔４２が形成され、ピン４０はこの貫通孔４２を横断してパワーローラ支持軸２８を軸支する。なおこの貫通孔４２は図３に示すように内径側の上部および外径側の下部が斜めに切欠かれている。このためパワーローラ支持軸２８は図３（Ａ）の水平位置と図３（Ｂ）の下方への傾斜位置との間で回動可能である。
【００２３】
パワーローラ支持軸２８の水平位置（図３の（Ａ））では、入力ディスク１０と出力ディスク１２は等速である。パワーローラ支持軸２８の外端が下降した傾斜位置（図３の（Ｂ））では、入力ディスク１０の回転は減速されて出力ディスク１２を回転する。このためパワーローラ２０は、入力ディスク１０の凹面１６の外径側の一部に転接することがない。そこでこの実施例では、この凹面１６の外径側の一部を除去することにより入力ディスク１０を出力ディスク１２より小径にしている。またこれに伴い可動リング３０はその下部を入力ディスク１０の外径に対応して小径化し、小型化を図っている。
【００２４】
前記フレーム３２は三隅を円弧状とした平面視略三角形であり、三隅に沿って円弧状のガイド壁４４が立設されている。これらのガイド壁４４の外周面には所定高さにガイドレール４６が形成されている。ガイドレール４６には調整帯４８がその長手方向（すなわち周方向）に往復動可能に嵌め込まれている。この調整帯４８はガイドレール４６に案内されて摺動する部分が薄肉で可撓性に富む一方、２つのガイドレール４６で挟まれる部分に厚肉ブロック部５０が設けられている。
【００２５】
厚肉ブロック部５０の内面にはそれぞれ同方向に傾斜した傾斜溝５２が形成されている。また前記可動リング３０のブロック部３６の外周面には、前記貫通孔４２の上方から外径方向に突出する凸起５４が形成されている。この凸起５４は傾斜溝５２に係合している。なお凸起５４と傾斜溝５２は、図３（Ａ）の等速時には、図４（Ａ）に示すように凸起５４が傾斜溝５２の上端に位置する。
【００２６】
この状態から調整帯４８を図４で左側（図１で時計回り方向）に一定量Ａだけ移動させれば、図４（Ｂ）に示すように凸起５４は傾斜溝５２の中央付近へ案内され、一定量ａだけ下降する。図２はこの状態を示す。調整帯４８をさらに同方向に移動させて図４（Ａ）の位置から一定量Ｂ移動させれば、図４（Ｃ）に示すように凸起５４は傾斜溝５２の下部に案内され、凸起５４の下降量はｂとなる。
【００２７】
このように調整帯４８を往復動させることにより可動リング３０を上下動させることができる。この可動リング３０の上下動によりパワーローラ支持軸２８の傾きが変化し、パワーローラ２０の回転面の傾きが変化し変速比が変化する。このように調整帯４８と可動リング３０で３つのパワーローラ２０を同期して傾けることができ、構成が極めて簡単である。このため部品点数が少なく小型化に適するものとなる。
【実施例２】
【００２８】
図５は前記実施例１の無段変速機を用いたロータリー式電気かみそりの構造を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は刃ユニットの平面図である。また図６は変速用の調整子などを示す平面図である。
【００２９】
図５（Ａ）において符号６０は本体であり、電気モータ６２、制御回路、スイッチ類を内蔵する。この本体６０の上部には刃ユニット６４が着脱可能に装着されている。刃ユニット６４は、平面視略三角形の外刃ケース６６と、この外刃ケース６６の上面に沈み込み可能に保持された３つの略円盤状のロータリー外刃６８と、これら外刃６８の下面に摺接する略風車状の内刃７０とを持つ。外刃６８と内刃７０とでロータリー刃が形成される。
【００３０】
本体６０には刃ユニット６４との間に仕切壁７２が設けられ、この仕切壁７２には前記モータ６２によって回動される駆動軸７４が保持されている。またこの仕切壁７２の下方、すなわち刃ユニット６４とモータ６２との間の本体６０内には、前記実施例１（図１〜４）に説明した無段変速機７６が装填されている。この無段変速機７６のフレーム３２とモータ６２は本体６０に固定され、このモータ６２の回転軸がフレーム３２を貫通し、前記ディスク中心軸１４となっている。なお図５（Ａ）の変速機７６では前記図１〜４と同一部分に同一符号を付したからその説明は繰り返さない。
【００３１】
出力ディスク１２の上面には小歯車７８が一体に形成されている。この小歯車７８には、前記駆動軸７４と同軸であって仕切壁７２の下面に保持された３つの大歯車８０が噛合している（図６）。駆動軸７４は大歯車８０に上下動可能に保持され、大歯車８０との間に縮装されたコイルばね８２によって駆動軸７４に上向きの復帰習性が付与されている。なお駆動軸７４の上端は多角形の係合球であり内刃７０の係合孔に係入する。
【００３２】
この結果モータ６２の回転出力は変速機７６、小歯車７８を介して大歯車８０に伝えられ、この大歯車８０の回転は駆動軸７４により内刃７０に伝えられる。内刃７０は、コイルばね８２を内装する駆動軸７４の上向きの復帰力により外刃６８の下面に押し付けられる。このため内刃７０は外刃６８の下面に摺接しながら回転する。外刃６８に形成した多数の髭導入孔（図示せず）に入った髭は回転する内刃７０によってカットされる。
【００３３】
変速機７６の調整帯４８には外側へ突出する１つの調整子８４が固定されている。この調整子８４は本体６０の前面に設けた横長の開口から突出し、使用者は本体６０を握る手の親指で左右に移動操作可能である。この調整子８４を左右に移動することにより調整帯４８をその長手方向に移動させ、可動リング３０を上下動させることができる。この結果変速比（減速比）を変化させ、内刃７０の回転速度を変化させることによって、使用者の好みの速度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例の分解斜視図
【図２】同じく組立状態を示す平面図
【図３】図２におけるIII-III線相当位置の断面図
【図４】調整帯と可動リングの連動機構の動作説明図
【図５】ロータリー式電気かみそりの構造を示す図
【図６】変速用調整子などを示す平面図
【符号の説明】
【００３５】
１０  入力ディスク
１２  出力ディスク
１４  ディスク中心軸（モータ回転軸）
１６、１８  凹面（トロコイド面）
２０  パワーローラ
２８  パワーローラ支持軸
３０  可動リング
３２  フレーム
３４  立壁
４４  ガイド壁
４８  調整帯
５２  傾斜溝
５４  凸起
６０  本体
６２  電気モータ
６４  刃ユニット
６８  ロータリー外刃
７０  内刃
７４  駆動軸
７６  無段変速機
８４  調整子
【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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