WO2011024697A1 - 動力工具 - Google Patents

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WO2011024697A1
WO2011024697A1 PCT/JP2010/063978 JP2010063978W WO2011024697A1 WO 2011024697 A1 WO2011024697 A1 WO 2011024697A1 JP 2010063978 W JP2010063978 W JP 2010063978W WO 2011024697 A1 WO2011024697 A1 WO 2011024697A1
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WO
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continuously variable
variable transmission
power tool
transmission
spindle
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Application number
PCT/JP2010/063978
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English (en)
French (fr)
Inventor
学 徳永
晃浩 伊藤
平林 伸治
Original Assignee
株式会社マキタ
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Priority to EP10811747.4A priority patent/EP2471632B1/en
Priority to CN201080043345.5A priority patent/CN102574263B/zh
Priority to RU2012111817/02A priority patent/RU2012111817A/ru
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27BSAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B17/00Chain saws; Equipment therefor
    • B27B17/08Drives or gearings; Devices for swivelling or tilting the chain saw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D47/00Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D47/12Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of drives for circular saw blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B23/00Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • B24B23/028Angle tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/10Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces
    • B24B47/12Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces by mechanical gearing or electric power
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/48Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
    • F16H15/50Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/52Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of another member

Definitions

  • the present invention relates to a power tool such as a grinder, a screw tightening tool, a cutting tool, or a chain saw equipped with an engine (internal combustion engine) as a drive source.
  • a power tool such as a grinder, a screw tightening tool, a cutting tool, or a chain saw equipped with an engine (internal combustion engine) as a drive source.
  • This type of power tool includes a reduction gear train for reducing (shifting) the rotational power of the drive source and a gear train for changing the output direction.
  • a spur gear train or a planetary gear mechanism is used as the reduction gear train, and a bevel gear train (bevel gear) is used to change the output direction.
  • a bevel gear train (bevel gear) is used to change the output direction.
  • the rotational output speed change mechanism is configured to perform stepwise switching at low speed and high speed by switching the power transmission path of the gear train as described above, and the reduction ratio is stepless.
  • a continuously variable transmission (CVT) that is changed at the same time is known.
  • CVT continuously variable transmission
  • Conventionally, a continuously variable transmission using a so-called traction drive mechanism has been known.
  • Techniques relating to this traction drive type continuously variable transmission are disclosed, for example, in Patent Documents 1 to 3 below.
  • This traction drive type continuously variable transmission presses a sun roller on the input side and a thrust roller on the output side to a plurality of conical planetary rollers with a large force using a thrust mechanism, and the rolling contact obtained thereby.
  • Patent Document 1 discloses a screw tightening tool in which such a continuously variable transmission is incorporated.
  • the output mode is steplessly changed to the low speed high torque output mode by displacing the speed change roller to the low speed side as the load torque applied to the screw tightening bit increases (progress of screw tightening).
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-19740 JP 2002-59370 A Japanese Patent Publication No. 3-73411 Japanese Patent No. 3289958
  • the continuously variable transmission has an input shaft and an output shaft coaxially
  • the output shaft of the electric motor as a drive source and the spindle (output shaft of the power tool) on which a screw tightening bit is mounted are coaxial.
  • the screwing machine to be arranged can be interposed relatively easily.
  • many power tools have a relationship in which the output shaft of the drive source and the spindle are not coaxial.
  • the above-described disc grinder is disposed at a position where the spindle is orthogonal (crossed) to the output shaft of the electric motor.
  • the spindle is displaced in parallel to the output shaft of the electric motor. It is arranged at the position.
  • the output direction of the drive source is the processing direction of a circular grindstone, circular saw blade, or chain.
  • the shaft or the output shaft of the speed reduction mechanism is disposed so as to intersect.
  • the present invention also uses a continuously variable transmission for a power tool in which the output shaft of the drive source and the spindle are not coaxial with each other and a power tool in which the machining direction of the tip tool intersects the output shaft of the drive source. Accordingly, it is an object of the present invention to further increase the function of quick and reliable processing of power tools in a wider range than before.
  • 1st invention is a power tool provided with the traction drive type continuously variable transmission, Comprising: The spindle for mounting
  • the power of the drive source is decelerated by the traction drive type continuously variable transmission and output to the spindle.
  • the spindle is not coaxial with the output shaft of the continuously variable transmission, and is arranged in parallel with being displaced by a certain distance, such as a portable marnoco, or arranged so as to intersect like a disc grinder.
  • a power tool in which the spindle is coaxially arranged with respect to the output shaft of the continuously variable transmission like a conventional screw tightening machine or a drill for drilling, but also a spindle like a disc grinder or a portable marnoco.
  • the function and added value of a power tool that is arranged in parallel with a certain distance between axes or intersects can be further enhanced by using a traction drive type continuously variable transmission.
  • the configuration in which the output shaft and the spindle of the continuously variable transmission are coaxially arranged is a configuration in which the output shaft and the spindle are directly connected coaxially and rotate integrally.
  • a traction drive type continuously variable transmission is used between the drive source and the spindle for all types of power tools with the electric motor or the internal combustion engine (engine) as the drive source.
  • engine internal combustion engine
  • a second invention is a power tool according to the first invention, wherein the spindle intersects the output shaft of the continuously variable transmission.
  • a disc grinder can be provided with the merit of the traction drive type continuously variable transmission.
  • a third invention is the power tool according to the first invention, wherein the spindle is arranged in parallel to the output shaft of the continuously variable transmission.
  • a portable marnoco can be provided with the merit of the traction drive type continuously variable transmission.
  • the power tool includes an auxiliary reduction mechanism having a fixed reduction ratio separately from the continuously variable transmission.
  • the output steplessly shifted by the continuously variable transmission is decelerated again by the reduction mechanism with a fixed reduction ratio and output to the spindle.
  • the spindle can be arranged in parallel to the output shaft of the continuously variable transmission with a certain inter-axis distance.
  • the spindle can be arranged coaxially with the output shaft of the continuously variable transmission.
  • the speed reduction mechanism is a power tool that is a gear speed reduction mechanism.
  • a traction drive type continuously variable transmission is interposed between an electric motor as a drive source and the spindle, and the spindle is connected to the output shaft of the continuously variable transmission. They can be arranged in parallel with a certain distance between the axes.
  • the power of the drive source is steplessly shifted by the continuously variable transmission, and further decelerated by the speed reduction mechanism and output to the spindle.
  • the speed reduction mechanism is a power tool that is a belt type speed reduction mechanism.
  • a traction drive type continuously variable transmission is interposed between the electric motor as a drive source and the spindle, and the spindle is fixed between the fixed shaft and the output shaft of the continuously variable transmission. They can be placed in parallel at a distance.
  • the power of the drive source is steplessly shifted by the continuously variable transmission, and the belt is passed between pulleys with different effective diameters attached to the output shaft and spindle of the continuously variable transmission to transmit the power. It is further decelerated by the belt type reduction mechanism configured to output to the spindle.
  • a seventh invention is a power tool including a traction drive type continuously variable transmission, wherein a machining direction of a workpiece by a tip tool mounted on the spindle is relative to an output shaft of the continuously variable transmission. It is a power tool that intersects.
  • the seventh invention in addition to the case where attention is paid to the axial direction of the spindle as described above, attention is paid to the machining direction of the tip tool with respect to the workpiece, and the traction drive is used as a transmission for various power tools in the machining direction.
  • the cutting direction of the tip tool with respect to the workpiece is the tangential direction of the rotating grindstone in the case of a disc grinder, and the tangential direction of the rotating saw blade in the case of a portable marnoco or table-type circular saw. If so, it is the direction of movement of the chain, which is usually perpendicular to the spindle. Therefore, the configuration in which the machining direction intersects the output shaft of the continuously variable transmission includes a configuration in which the spindle is coaxially disposed with respect to the output shaft, and is not parallel but parallel to the output shaft. Arranged configurations or intersecting configurations are included.
  • An eighth invention is a power tool according to the seventh invention, in which a cutting tool or a grinding tool is mounted as a tip tool.
  • a ninth aspect of the invention is the power tool according to any one of the first to eighth aspects, wherein the continuously variable transmission has a reduction gear ratio that changes in accordance with a load on the tip tool. According to the ninth aspect, the speed reduction ratio is changed by displacing the speed change roller in the traction drive type continuously variable transmission.
  • a tenth aspect of the present invention is the power tool according to any one of the first to ninth aspects, wherein the continuously variable transmission is a differential planetary mechanism type.
  • a continuously variable transmission including a so-called three-point pressure contact type traction drive mechanism in which a sun roller on an input side, a thrust roller on an output side, and a speed change roller are pressed against a planetary roller is provided with a spindle axis.
  • An eleventh aspect of the invention is a power tool according to any one of the first to tenth aspects of the invention, which normally uses a semisolid lubricant as a lubricant for a continuously variable transmission.
  • the seal structure can be simplified, and thus the continuously variable transmission can be simplified.
  • This lubricant is generally called traction grease.
  • a lubricant for power transmission that has a high traction coefficient (a dimensionless amount obtained by dividing the tangential force in the rolling direction by the normal force) and an appropriate consistency, and is added to the base oil.
  • the one added with a proper agent and an appropriate additive is used.
  • the traction grease those having excellent performance such as oxidation stability, rust prevention property, and wear prevention property are used.
  • a twelfth invention is a power tool according to the eleventh invention, wherein the lubricant is a grease having a high traction coefficient containing a thickener in the base oil.
  • the lubricant is obtained by adding a thickener to the traction oil as the base oil, and can be handled as a semi-solid (paste) having a high viscosity without fluidity like oil.
  • a thirteenth invention is the power tool according to the twelfth invention, wherein the lubricant contains 10 to 30 percent of a thickener.
  • the lubricant is obtained by adding 10 to 30 percent thickener to the base oil (traction oil).
  • a fourteenth invention is a power tool according to any one of the eleventh to thirteenth inventions, wherein the consistency of the lubricant is set in a range of 265 to 475.
  • the viscosity of the lubricant having a consistency of 265 to 475 is semi-fluid or less fluid, so that the advanced sealing structure for the transmission case of the continuously variable transmission Leakage can be prevented and leakage can be prevented. In this respect, handling and maintenance can be improved.
  • a fifteenth aspect of the present invention is the power tool according to any one of the eleventh to fourteenth aspects, wherein the free space of the transmission case that houses the continuously variable transmission is fixed.
  • a semi-solid lubricant with little leakage is used, so that it is necessary to avoid an increase in pressure associated with an increase in temperature when traction oil having high fluidity is used as the lubricant.
  • the variable volume structure can be omitted.
  • a temporary free volume In some cases, a means for increasing the volume (volume variable structure) is required.
  • an advanced sealing structure like oil is not required in the first place. Since there is no need to consider the possibility of leakage outside the case, the above-described variable volume structure can be omitted, and the free capacity of the transmission case can be always fixed.
  • the transmission case that houses the continuously variable transmission is a power tool provided with a member for reducing the empty volume.
  • efficient lubrication can be performed with a small amount of lubricant.
  • the transmission case is a rectangular box that is easy to manufacture, and a member such as a block body shape for reducing the empty space generated by accommodating the continuously variable transmission in the transmission case is included in the transmission case. By mounting along the inner wall surface, it is possible to obtain a transmission case having the internal volume as small as possible at low cost.
  • the amount of lubricant enclosed in the transmission case that houses the continuously variable transmission is set to a maximum of 1 ⁇ 2 of the free space of the transmission case. It is a power tool.
  • the lubricant having a low fluidity is used as the lubricant for the continuously variable transmission, the traction generally needs to be lifted by the operation of the device and lowered to the necessary portion for lubrication. Equivalent lubrication can be performed with a smaller amount of lubricant than oil. For this reason, it is sufficient that the lubricant has a capacity of about 1 ⁇ 2 at most with respect to the free capacity of the transmission case.
  • the continuously variable transmission is housed in a transmission case, and the continuously variable transmission includes a conical planetary roller, a sun roller, a thrust roller,
  • This is a three-point pressure contact traction drive in which a speed change roller is press-contacted, and is a power tool in which a transmission case is partitioned into two chambers and a pressure contact portion between each roller is accommodated in one chamber.
  • necessary power is transmitted by sandwiching a thin film of lubricant between the three-point press contact portions of the sun roller, the thrust roller, and the transmission roller with respect to the planetary roller.
  • a nineteenth invention is the power tool according to the eighteenth invention, wherein the transmission case is partitioned by a wall portion made of a felt material.
  • the space including the three-point press contact portion and the other space are partitioned by the wall portion made of the felt material.
  • semi-solid lubricants can be prevented from leaking into other spaces because they hardly penetrate into the wall made of felt material, and include a three-point pressure contact area.
  • a twentieth invention is a power tool according to the eighteenth or nineteenth invention, wherein one chamber functions as a lubricant reservoir enclosing a lubricant.
  • the inside of the transmission case is divided into two chambers by the wall portion made of the felt material or the rib-shaped wall portion integrally provided on the inner surface of the case. Three chambers are housed in one chamber, and this one chamber functions as a lubricant reservoir (a narrow space provided for the purpose of holding the lubricant in a filled state) to prevent lubricant leakage.
  • the twenty-first aspect of the present invention aims to reduce the cost and to simplify the configuration of this type of continuously variable transmission by omitting the seal structure when a conventional traction oil is used.
  • a twenty-first aspect of the present invention is a power tool including a traction drive type continuously variable transmission, in which a semi-solid lubricant is normally used as a lubricant for the continuously variable transmission.
  • a semi-solid lubricant is normally used as a lubricant for the continuously variable transmission.
  • the seal structure can be simplified. As a result, the cost of the power tool can be reduced and the configuration can be simplified.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a disc grinder provided with a continuously variable transmission. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the internal structure of the disc grinder provided with the continuously variable transmission. It is a left view of an engine chain saw.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line (VII)-(VII) in FIG. 6. This figure is a view of the internal structure of the engine chain saw as viewed from below. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the internal structure of the screw fastening tool provided with the continuously variable transmission and the clutch.
  • FIGS. 1 and 2 show a schematic configuration of a power tool that is a hand-held power tool and includes a traction drive type continuously variable transmission 1.
  • FIG. 1 shows a portable marnoco 10
  • FIG. 2 shows a disc grinder 20.
  • this portable marnoco 10 includes an electric motor 11 as a drive source.
  • the continuously variable transmission 1 is connected to the output shaft of the electric motor 11.
  • the output of the electric motor 11 is decelerated by the continuously variable transmission 1.
  • a drive-side spur gear 13 a is attached to the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1.
  • the spur gear 13b on the driven side is meshed with the spur gear 13a.
  • the spur gear 13 b is attached to the spindle 12.
  • the spur gears 13a and 13b constitute a reduction gear train 13 having a fixed reduction ratio. Accordingly, the rotational power decelerated by the continuously variable transmission 1 is further decelerated by the reduction gear train 13 and output to the spindle 12.
  • a circular cutting blade (saw blade) 15 is attached to the spindle 12.
  • the rotation axis J ⁇ b> 1 of the spindle 12 is arranged parallel to the rotation axis J ⁇ b> 0 of the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 with a certain inter-axis distance.
  • the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 is disposed coaxially with the output shaft of the electric motor 11.
  • the disc grinder 20 includes an electric motor 21 as a drive source.
  • the continuously variable transmission 1 is connected to the output shaft of the electric motor 21.
  • the output of the electric motor 21 is decelerated by the continuously variable transmission 1.
  • a drive-side bevel gear 22 a is attached to the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1.
  • a bevel gear 22b on the driven side is meshed with the bevel gear 22a.
  • the bevel gear 22 b is attached to the spindle 23.
  • the bevel gears 22a and 22b constitute a reduction gear train 22 having a fixed reduction ratio. Accordingly, the rotational power decelerated by the continuously variable transmission 1 is further decelerated by the reduction gear train 22 and output to the spindle 23.
  • a circular grindstone 24 is attached to the spindle 23.
  • the rotation gear line 22 of the spindle 23 is arranged by the reduction gear train 22 so as to be orthogonal (crossed at 90 °) to the rotation axis J0 of the output shaft 1a of the continuously variable transmission 1.
  • the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 is disposed coaxially with the output shaft of the electric motor 21.
  • the rotation axis J1 of the spindle 12 to which the saw blade 15 as the tip tool is attached is relative to the rotation axis J0 of the output shaft 1a of the continuously variable transmission 1.
  • the rotation axis J2 of the spindle 23 to which the grindstone 24 is attached is not coaxial but orthogonal to the rotation axis J0 of the output shaft 1a of the continuously variable transmission 1.
  • FIG. 3 shows a specific internal structure of the continuously variable transmission 1.
  • the continuously variable transmission 1 is a three-point pressure contact type continuously variable transmission, and includes an input shaft 3 connected to the drive source side, a sun roller 4 attached to the input shaft 3, and a plurality of planetary rollers having a conical shape. 5 to 5, a thrust roller 6 pressed against each planetary roller 5, a thrust cam mechanism 7 for generating a thrust on the thrust roller 6, an output shaft 8, and the planetary rollers 5 to 5 are inscribed And a speed change roller 9 pressed against the conical surface.
  • the plurality of planetary rollers 5 to 5 are arranged at equal intervals around the carrier 5a to be supported and are rotatably supported.
  • Each planetary roller 5 is supported in a direction in which its rotational axis is inclined at a certain angle from the upright position to the right side in the figure.
  • the sun roller 4 is in pressure contact with the pressure contact groove 5b of each planetary roller 5.
  • the output shaft 8 is integrally provided in the thrust roller 6 so as to extend rearward (output side).
  • a thrust cam mechanism 7 is supported on the output shaft 8.
  • the thrust cam mechanism 7 includes a base portion 7a that is in contact with the back side of the thrust roller 6, a pressing portion 7b that is supported so as to be relatively rotatable with respect to the base portion 7a, and to be able to approach and separate in parallel.
  • a plurality of steel balls 7c to 7c sandwiched between the base part 7a and the pressing part 7b are provided.
  • the pressing part 7b is urged by the compression spring 7d in a direction approaching the base part 7a side (right side in FIG. 3).
  • the base portion 7a is pressed against the thrust roller 6 by the urging force of the compression spring 7d, whereby the sun roller 4, the thrust roller 6 and the transmission roller 9 are pressed against the planetary rollers 5 with the same pressure contact force.
  • the carrier 5a rotates about the rotation axis J0 of the output shaft 8 via the pressure contact state with the speed change roller 9, and therefore the planetary rollers 5 to 5 rotate about the axis J0.
  • the output shaft 8 is rotated.
  • FIG. 3 shows a no-load state.
  • each steel ball 7c is sandwiched between the engaging recess 7e of the base portion 7a and the engaging recess 7f of the pressing portion 7b.
  • the pressing portion 7b is displaced in the rotational direction with respect to the base portion 7a, and the respective steel balls 7c are displaced within the engaging recesses 7e and 7f.
  • the distance between the base portion 7a and the pressing portion 7b is increased, and the pressing force of the thrust roller 6 against each planetary roller 5 is increased. Therefore, the sun roller 4, the thrust roller 6 and the transmission roller 9 are applied to each planetary roller 5 at three points. Rotational power is transmitted to the output shaft 8 through the pressure contact state.
  • each steel ball 7c is sandwiched between the engagement recesses 7e and 7f and returns to the power transmission state again.
  • the thrust cam mechanism 7 has a function as a clutch that operates based on the load of the output shaft 8 in addition to the function of generating the pressure contact force in the continuously variable transmission 1.
  • the disc grinder 30 includes a grip portion 31, a reduction portion 40, and a gear head portion 33 that are gripped by a user.
  • the grip portion 31 includes an electric motor 34 as a drive source.
  • a speed reduction portion 40 is coupled to the front portion of the grip portion 31.
  • the continuously variable transmission 1 is built in the speed reduction unit 40.
  • a gear head portion 33 is coupled to the front portion of the speed reduction portion 40.
  • the gear head portion 33 is internally provided with a bevel gear train 35 having a fixed reduction ratio as an auxiliary reduction mechanism.
  • the spindle 36 is provided so as to protrude downward from the gear head portion 33.
  • a circular grindstone 37 is attached to the lower part of the spindle 36.
  • a rechargeable battery pack 38 is loaded at the rear of the grip portion 31.
  • a slide switch 32 is provided on the front side of the grip portion 31. When the slide switch 32 is slid forward, the power circuit is turned on and the electric motor 34 is activated using the battery pack 38 as a power source. The rotational power of the electric motor 34 is transmitted to the spindle 36 through the continuously variable transmission 1 of the speed reduction unit 40 and the bevel gear train 35 of the gear head unit 33. Therefore, as in the embodiment shown in FIG. 2, the rotation axis J ⁇ b> 2 of the spindle 36 is orthogonal to the rotation axis J ⁇ b> 0 of the output shaft 8 of the continuously variable transmission 1.
  • the speed reduction unit 40 includes a transmission case 41.
  • the grip part 31 is attached to the rear part of the transmission case 41, and the gear head part 33 is attached to the front part.
  • the continuously variable transmission 1 is built in the transmission case 41.
  • An output shaft 34 a of the electric motor 34 is coupled to the input shaft 3 of the continuously variable transmission 1.
  • the output shaft 34a of the electric motor 34 is fixed to the input shaft 3 with respect to rotation.
  • the input shaft 3 is supported by a bearing 42 so as to be rotatable around an axis J0.
  • the rear side of the output shaft 8 of the continuously variable transmission 1 is rotatably supported by a bearing 43 attached to the front surface of the sun roller 4.
  • the front portion of the output shaft 8 is rotatably supported by a bearing 44 attached to the transmission case 41.
  • a carrier 5a, a thrust roller 6, and a thrust cam mechanism 7 are supported on this output shaft 8.
  • the carrier 5a and the thrust roller 6 are rotatably supported.
  • the pressing portion 7b of the thrust cam mechanism 7 is engaged with the output shaft 8 for rotation.
  • the base portion 7 a of the thrust cam mechanism 7 is engaged with the thrust roller 6 for rotation.
  • a holder 50 is attached to a part of the transmission roller 9 in the circumferential direction.
  • the holder 50 includes two wall portions 50a and 50a that are parallel to each other, and the speed change roller 9 is inserted between the wall portions 50a and 50a in a state that allows rotation around the axis line J0.
  • the holder 50 is supported by a slide bar 52 supported by the transmission case 41 so as to be movable in a certain range in the front-rear direction.
  • a compression spring 53 is interposed between the slide bar 52 and between the transmission case 41 and the front surface of the holder 50. The holder 50 is urged by the compression spring 53 in the direction of sliding backward.
  • the speed change roller 9 When the holder 50 slides to the rear side, the speed change roller 9 is displaced to the smaller diameter side of each planetary roller 5, so that the continuously variable transmission 1 is shifted to the high speed side (initial position).
  • the speed change roller 9 When the holder 50 slides against the compression spring 53 to the front side, the speed change roller 9 is displaced to the larger diameter side of each planetary roller 5, so that the continuously variable transmission 1 is changed to the low speed side.
  • the speed change roller 9 moves in parallel between the small diameter side and the large diameter side of each planetary roller 5 in accordance with the parallel movement of the holder 50, so that the continuously variable transmission 1 is in a high speed, low torque output state and a low speed.
  • the speed is continuously variable between the high torque output state.
  • the holder 50 moves using the transmission motor 51 as a drive source.
  • a screw shaft 54 is attached to the output shaft of the transmission motor 51.
  • a nut 55 is engaged with the screw shaft 54.
  • the front end of the nut 55 is abutted against the rear surface of the holder 50.
  • the start and stop timing of the transmission motor 51 to the low speed side or the high speed side is a grinding resistance applied to the grindstone 37 and is based on the load of the electric motor 34.
  • the speed change motor 51 is started to the low speed side, the continuously variable transmission 1 is shifted to the low speed high torque output state, and when the load of the electric motor 34 is reduced, the speed change motor 51 starts to the high speed side. Then, the continuously variable transmission 1 is returned to the high speed and low torque output state.
  • a compression spring 7 d is interposed between the front portion of the output shaft 8 (in this embodiment, the bevel gear 35 a) and the pressing portion 7 b of the thrust cam mechanism 7. Due to the urging force of the compression spring 7d and the engagement state of the steel balls 7c with the engaging recesses 7e and 7f, the pressing force of the sun roller 4, the thrust roller 6 and the transmission roller 9 to the planetary rollers 5 is generated.
  • a bevel gear 35 a on the drive side of the speed reduction unit 33 is coupled to the output shaft 8.
  • the drive-side bevel gear 35 a rotates integrally with the output shaft 8.
  • the drive-side bevel gear 35a meshes with the drive-side bevel gear 35b.
  • the driven-side bevel gear 35 b is fixed to the upper portion of the spindle 36.
  • the spindle 36 is supported so as to be rotatable around the axis J2 via bearings 36a and 36b.
  • the grindstone 37 is firmly fixed to the lower portion of the spindle 36 while being sandwiched between the fixing flange 37a and the fixing nut 37b.
  • the range of the substantially half circumference on the rear side of the grindstone 37 is covered with a grindstone cover 39.
  • the thrust cam mechanism 7 that also functions as a clutch is connected in series between the continuously variable transmission 1 and the auxiliary reduction mechanism (bevel gear train 35) having a fixed reduction ratio. It is the composition arranged in.
  • a lubricant for forming an oil film in the pressure contact portions of the sun roller 4, the thrust roller 6, and the transmission roller 9 with respect to the planetary rollers 5 to 5 is contained in the transmission case 41. Filled. Normally, traction oil (liquid) is used as the lubricant, but in this embodiment, traction grease having a lower fluidity and a paste (semi-solid) is used as the lubricant instead of the traction oil. ing.
  • This traction grease is made by adding metal soap or non-soap thickener and additives such as antioxidant, solid lubricant and rust preventive to base oil (base oil) such as synthetic oil or mineral oil.
  • the base oil accounts for 70 to 90 percent
  • the thickener accounts for 10 to 20 percent
  • the consistency (consistency) is in the range of 265 to 475 (1/10 mm)
  • the consistency number of NLGI National Luburicatiing Grease Institute
  • range traction grease is used.
  • the circumference of the sun roller 4 the entire circumference of each planetary roller 5, the lower surface thereof and the entire circumference of the pressure contact groove 5 b, the entire circumference of the thrust roller 6, and the transmission roller 9
  • An appropriate amount of this traction grease is applied to the entire inner circumference.
  • a grease reservoir 60 is provided for replenishing the traction grease to the contact portions of the sun roller 4, the thrust roller 6, and the transmission roller 9 with respect to each planetary roller 5.
  • a front block body 61 is attached to the front portion, and a rear block body 62 is attached to the rear portion.
  • a space between the front block body 61 and the rear block body 62 is a grease reservoir 60.
  • This grease reservoir 60 is filled with a sufficient amount of traction grease.
  • the press contact portions of the sun roller 4, the thrust roller 6 and the transmission roller 9 with respect to each planetary roller 5 are located, and the traction with respect to these press contact portions
  • the grease is surely replenished.
  • the front and rear block bodies 61 and 62 may be made of felt material in addition to metal parts or synthetic resin moldings. Further, since the grease pool 60 is partitioned by the front block body 61 and the rear block body 62, the traction grease is prevented from flowing out to the front side of the front block body 61 and from the transmission case 41 to the outside. Yes.
  • the traction grease has low fluidity, so that the grease reservoir 60 is always held in a state of being filled regardless of the direction (posture) of the disc grinder 30.
  • the paste-type traction grease having low fluidity (diffusibility) is used as the traction drive lubricant, a high-grade seal is provided with respect to the transmission case 41 as in the case where liquid traction oil is enclosed. There is no need to apply functions. For this reason, since it is not necessary to attach a seal member such as an oil seal or an O-ring to the transmission case 41, the structure of the lubricant seal can be simplified, and as a result, the configuration of the continuously variable transmission 1 can be simplified. Can be achieved.
  • traction oil which is a liquid
  • the maintenance period can be extended, and as a result, the maintainability of the continuously variable transmission 1 can be improved.
  • Further improvements can be added to the above configuration.
  • a felt material 63 having an annular shape is attached along the rear portion of the speed change roller 9, and the felt material 63 is pressed against the peripheral edge of the thrust roller 6 and the planetary roller 5. It can be set as the structure made to slidably contact to a part.
  • a felt material 64 having the same annular shape may be attached to the front side of the speed change roller 9 so as to be in sliding contact with the conical surface of each planetary roller 5.
  • FIG. 6 shows an engine chain saw 70 as an example of a power tool.
  • the engine chain saw 70 also includes the continuously variable transmission 1.
  • This engine chain saw 70 has a great feature in that it has a traction drive type continuously variable transmission 1 as an output speed change means and a clutch 80 that transmits rotational power only in one direction. Since a known configuration is sufficient for this configuration, a detailed description thereof will be omitted.
  • the user is used as a reference in the left-right direction of the members and the like.
  • the engine chain saw 70 includes a main body 71 having a two-stroke engine (internal combustion engine) 75 as a driving source, a main handle 72 provided on the upper portion of the main body 71, and a sub handle provided on the left side of the main body 71. 73 is provided.
  • FIG. 7 shows a detailed internal structure of the main body 71, but only main members will be described.
  • reference numeral 75e indicates a cylinder block.
  • a piston 75a is accommodated in the bore of the cylinder block 75e so as to be capable of reciprocating back and forth.
  • One end of a connecting rod 75b is rotatably connected to the piston 75a.
  • the other end side of the connecting rod 75b is rotatably connected to the crankshaft 75d.
  • a spark plug 75c is attached to the combustion chamber side of the piston 75a.
  • the spark of the spark plug 75c ignites in the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber via a fuel supply path (not shown), and the piston 75a reciprocates.
  • Rotational power is output from the crankshaft 75d by repeating processes as an internal combustion engine such as supply / exhaust and combustion in the course of two strokes of the piston 75a.
  • the rotational power of the crankshaft 75d is transmitted to the spindle 76 through the clutch 80 and the continuously variable transmission 1.
  • a chain sprocket 77 is attached to the spindle 76.
  • a chain blade (not shown) is spanned between the chain sprocket 77 and the guide bar 78.
  • the guide bar 78 has a long flat plate shape, and one end side thereof is supported by a case portion 74 provided on the right side portion of the main body portion 71.
  • the guide bar 78 extends forward from the case portion 74.
  • the clutch 80 transmits rotational power to the output shaft 81 when the rotational speed of the crankshaft 75d on the input side is equal to or greater than a certain value.
  • a conventionally known one is used.
  • the rotation speed of the crankshaft 75d can be arbitrarily adjusted by a user operating an adjustment mechanism (throttle lever) provided separately.
  • the input shaft 3 and the sun roller 4 of the continuously variable transmission 1 are coupled to the output shaft 81 of the clutch 80.
  • the continuously variable transmission 1 uses a three-point press-contact traction drive shown in FIGS. 3 and 5.
  • the continuously variable transmission 1 includes members such as the planetary rollers 5 to 5, the thrust roller 6, the thrust cam mechanism 7, and the transmission roller 9 in addition to the sun roller 4.
  • the chain sprocket 77 is attached to the right end portion of the output shaft 8.
  • the output shaft 8 functions as a spindle 76.
  • the chain blade is stretched between the chain sprocket 77 and the guide bar 78.
  • the chain sprocket 77 rotates, the chain blade rotates along the periphery of the guide bar 78.
  • Cutting can be performed by pressing a chain blade rotating along the guide bar 78 against a material to be cut such as a tree.
  • Adjustment of the throttle lever causes the output speed of the engine 75 to be above a certain level. Therefore, when the cutting resistance applied to the chain blade reaches a certain level in the power transmission state of the clutch 80, this is detected by a separate detection means. Based on this, the speed change roller 9 is automatically displaced to the low speed side by the activation of the actuator, whereby a high torque is output to the spindle 76. Since the continuously variable transmission 1 is automatically shifted to the high torque side based on the cutting resistance, the user can continue the cutting process as it is. The movement of the speed change roller 9 may be performed manually.
  • FIG. 8 shows a screw tightening tool 90 in which the three-point press-contact continuously variable transmission 1 is housed.
  • the screw tightening tool 90 includes a main body 91 that includes an electric motor 92 as a drive source, and a handle 93 that extends laterally from the side of the main body 91.
  • a battery pack 95 as a power source is attached to the tip of the handle portion 93.
  • the electric motor 92 is activated using the battery pack 95 as a power source.
  • a trigger type switch lever 96 is disposed at the base of the handle portion 93. When the switch lever 96 is pulled with a fingertip, the electric motor 92 is activated by the electric power supplied from the battery pack 95.
  • a screw fastening bit (only the bit socket 110 for attaching the bit is shown in the figure) attached to the front portion of the main body 91 rotates in the screw fastening direction.
  • the electric motor 92 is provided on the rear side of the main body housing 91 a of the main body 91.
  • the input shaft 3 of the continuously variable transmission 1 is coupled to the output shaft 92 a of the electric motor 92.
  • the input shaft 3 rotates integrally with the output shaft 92a.
  • the continuously variable transmission 1 uses a three-point press-contact traction drive as in the configurations shown in FIGS. 3, 5, and 7. About each structural member of the continuously variable transmission 1, the description is abbreviate
  • the continuously variable transmission 1 shown in FIG. 8 is provided with a shift lever 9a for manually moving the shift roller 9 (shifting). If the screw diameter to be tightened is thick, shift to the low speed side in advance, and if the screw diameter to be tightened is thin, shift the speed to the high speed side in advance and perform the screw tightening operation to secure the thick screw with a large tightening torque.
  • the thin screw can be quickly screwed by high-speed rotation.
  • FIG. 8 as in FIG. 7, the illustration of the compression spring 7d of the thrust cam mechanism 7 is omitted.
  • the output shaft 8 of the continuously variable transmission 1 is disposed on the same axis (rotation axis J0) as the output shaft 92a of the electric motor 92.
  • a spindle 100 is arranged coaxially (rotating axis J0) with respect to the output shaft 8 of the continuously variable transmission 1.
  • a tightening torque setting mechanism 94 for setting a screw tightening torque is interposed between the output shaft 8 of the continuously variable transmission 1 and the spindle 100.
  • a transmission flange 97 is attached to the output shaft 8 of the continuously variable transmission 1.
  • the transmission flange 97 is rotatably supported by the main body housing 91a via a bearing 98.
  • the spindle 100 is disposed on the same axis (rotation axis J0) as the transmission flange 97 so as to be relatively rotatable and integrated with each other in the axial direction.
  • a clutch plate 101 is in contact with the front surface of the transmission flange 97 with a plurality of steel balls 99 to 99 being sandwiched therebetween.
  • a compression spring 102 is interposed between the clutch plate 101 and a torque setting flange 103 provided at the front portion of the spindle 100.
  • the clutch plate 101 is urged in a direction to be pressed against the front surface of the transmission flange 97.
  • the clutch plate 101 is pressed against the transmission flange 97 with the steel balls 99 to 99 sandwiched therebetween by the urging force of the compression spring 102, whereby the rotational power of the transmission flange 97 is transmitted to the spindle 100.
  • One steel ball 104 is also sandwiched between the groove 101 a of the clutch plate 101 and the groove 100 a of the spindle 100. Both groove portions 101a and 100a are formed along the axis J0. Therefore, the clutch plate 101 is relatively displaced in the direction of the axis J0 while rotating integrally with the spindle 100.
  • a bit mounting socket 110 is attached to the front portion of the spindle 100.
  • the socket 110 is rotatably supported at the front portion of the main body case 91a via bearings 106 and 106.
  • a window 91b for adjusting the operation setting torque is provided at the front of the main body case 91a.
  • the window portion 91 b is disposed on the side of the torque setting flange 103.
  • This torque setting flange 103 is screwed to the spindle 100. For this reason, when the torque setting flange 103 is rotated about the axis J0, the position in the direction of the axis J0 can be adjusted. By adjusting the position of the torque setting flange 103 in the direction of the axis J0, the urging force of the compression spring 102 can be changed to adjust the operation setting torque (the torque value at which torque transmission to the spindle 100 is interrupted).
  • the torque setting flange 103 can be rotated by using a dedicated tool through the window portion 91b.
  • the thrust cam mechanism 7 of the continuously variable transmission 1 has a function of generating a pressure contact force of the sun roller 4, the thrust roller 6, and the speed change roller 9 with respect to each planetary roller 5, and an overload prevention function of the drive system. Have both.
  • the function and added value can be further enhanced by using the traction drive type continuously variable transmission for various types of power tools.
  • the rotational power of the electric motor 11 as a drive source is decelerated by the continuously variable transmission 1 (three-point pressure traction drive) and the saw blade 15 is attached. Is output to the spindle 12.
  • a reduction gear train 13 is interposed between the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 and the spindle 12, and the rotational axis J 0 of the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 and the rotational axis J 1 of the spindle 12.
  • a reduction gear train 22 is interposed between the output shaft 1a of the continuously variable transmission 1 and the spindle 23, so that the rotation axis J0 of the output shaft 1a and the spindle 23 are interposed.
  • the function and added value can be further enhanced by providing the traction drive type continuously variable transmission 1.
  • the output continuously shifted by the continuously variable transmission 1 is decelerated again by the speed reduction mechanisms 13 and 20 having a fixed reduction ratio. It is output to the spindles 12 and 23. That is, as shown in FIG.
  • the spindle 12 is spaced apart from the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 by a certain distance. They can be arranged in parallel.
  • the spindle 23 can intersect the output shaft 1 a of the continuously variable transmission 1 by using bevel gear trains 22 a and 22 b as a reduction mechanism 22 with a fixed reduction ratio.
  • the spindle can be arranged coaxially with the output shaft of the continuously variable transmission by using a planetary gear train as a reduction mechanism with a fixed reduction ratio.
  • a larger reduction ratio can be set.
  • a configuration may be adopted in which a belt is stretched between pulleys having different diameters so that the reduction ratio of the spindles 12 and 23 is set larger.
  • a traction drive type transmission can be used as a transmission for various power tools in the machining direction.
  • the merit of the continuously variable transmission can be added to a wider range of power tools than before.
  • the moving direction of the chain blade is a processing method for a workpiece such as a tree
  • a crankshaft 75d rotated by the engine 75 and a chain sprocket 77 for rotating the chain blade are attached.
  • the moving direction of the chain blade can be made orthogonal to the rotational axis J0 of the output shaft 8. From this, the engine chain saw 70 can be quickly and surely cut in various processing situations by providing the traction drive type continuously variable transmission 1. Function and added value can be increased.
  • Various modifications can be made to the embodiment described above.
  • the three-point press contact type traction drive is illustrated as the continuously variable transmission 1, a configuration using a two point press contact type traction drive provided with a planetary roller on the output side may be used.
  • the thrust cam mechanism 7 is illustrated as a means for generating the pressure contact force of the sun roller 4, the thrust roller 6 and the transmission roller 9 with respect to the planetary roller 5, but it is replaced with another form of pressure contact force generation means such as a screw shaft mechanism. Can do.
  • the hand-held portable marnoco 10 the disc grinders 20 and 30, the engine chain saw 70 and the screw tightening tool 90 are illustrated, but the present invention is also applied to a power tool such as a stationary table saw.
  • the present invention can be widely applied to power tools that use an air motor as a drive source instead of an electric motor.
  • semi-solid traction grease is used as a lubricant for the continuously variable transmission 1. For this reason, it is possible to simplify the sealing structure of the continuously variable transmission 1 in that a bearing having a high sealing performance and an oil seal are not required as compared with the case where liquid traction oil is used. This can reduce the cost and simplify the configuration of the power tool. Since this traction grease can be handled as a semi-solid (paste) having a high viscosity without fluidity like oil, the traction grease can be used without providing an advanced sealing structure for the transmission case 41 of the continuously variable transmission 1. Leakage can be prevented and efficient lubrication can be performed.
  • the traction grease is less likely to leak from the transmission case 41 than the traction oil, so that the handling property in the assembly process of the continuously variable transmission 1 can be improved and its maintainability can be improved. Can be increased. Furthermore, since the traction grease that is less likely to leak is used, it is possible to omit the variable volume structure that is required when traction oil is used as a lubricant. Conventionally, when traction oil is used as a lubricant, another hollow portion provided in the transmission case is opened in order to prevent the traction oil from leaking from the seal portion or the like due to an increase in pressure accompanying a temperature rise.
  • variable volume structure that suppresses the pressure increase by temporarily increasing the volume of the transmission case has been used, but as illustrated, the use of traction grease as a lubricant causes an equivalent pressure increase. Since leakage does not occur even if it occurs, the volume of the variable transmission structure can be omitted and the volume of the transmission case can be constantly fixed. In this respect as well, the configuration of the continuously variable transmission 1 can be maintained. Simplification can be achieved. In the case of traction grease, since an advanced sealing structure is not required, the pressure increase itself of the transmission case 41 can be significantly suppressed.
  • the empty space in the transmission case 41 is reduced by the front and rear block bodies 61 and 62. For this reason, it is possible to perform efficient lubrication by reducing the filling amount of the traction grease as much as possible.
  • the illustrated transmission case 41 it can be formed into a rectangular box body that is easy to manufacture, and the front and rear block bodies 61 and 62 can be attached to reduce the free volume.
  • the cost becomes high. According to this, it is possible to reduce the free space at low cost.
  • traction grease with low fluidity As a lubricant, it is generally equivalent to a traction grease with a smaller volume than traction oil that needs to be swept up by the operation of the equipment and lowered down to the required site for lubrication.
  • Lubrication can be performed.
  • the traction grease can achieve sufficient lubrication if a maximum volume of about 1/2 of the free volume of the grease reservoir 60 is sealed.
  • the illustrated transmission case 41 is partitioned into two chambers by front and rear block bodies 61 and 62, and the continuously variable transmission 1 is accommodated in one of the chambers (the rear side in FIG. 5).
  • the free volume for filling the traction grease is reduced with respect to the total free volume of the transmission case 41, so that efficient lubrication can be achieved with a small amount of traction grease.
  • the three-point press contact portion of the continuously variable transmission 1 is accommodated in one chamber, and the empty volume is used as the grease reservoir 60, thereby performing more efficient lubrication with less traction grease.
  • reliable power transmission can be performed.
  • annular felt materials 63 and 64 are attached along the speed change roller 9, and traction grease is soaked into the three-point pressure contact portion of the continuously variable transmission 1 to thereby slide the portion. Lubrication can be performed more reliably.
  • the felt members 63 and 64 can function as wall portions that divide the inside of the transmission case 41 into two chambers.
  • the felt members 63 and 64 can form the grease reservoir 60 while preventing leakage of the traction grease, and can be slidably contacted with the three-point press contact portion to intensively lubricate the three-point press contact portion.
  • the felt materials 63 and 64 may be omitted.
  • the front and rear block bodies 61 and 62 may be omitted by using the felt materials 63 and 64.
  • the necessary characteristics of the traction grease such as the amount of thickener added, the consistency, and the traction coefficient, are appropriately set according to factors such as the usage state of the continuously variable transmission 1.
  • the three-point pressure contact type traction drive is exemplified as the continuously variable transmission 1, a configuration using a two-point pressure contact type traction drive provided with a planetary roller on the output side may be employed.
  • the thrust cam mechanism 7 is illustrated as a means for generating the pressure contact force of the sun roller 4, the thrust roller 6 and the transmission roller 9 with respect to the planetary roller 5, but it is replaced with another form of pressure contact force generation means such as a screw shaft mechanism. Can do.
  • the power tool the handheld portable marnoco 10, the disc grinders 20 and 30, the engine chain saw 70 and the screw tightening tool 90 are illustrated, but the present invention is also applied to a power tool such as a stationary table saw.
  • the present invention can be widely applied to power tools that use an air motor as a drive source instead of an electric motor.

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Abstract

 従来のトラクションドライブ式の無段変速機を備えたねじ締め機では、駆動源と無段変速機とスピンドルが同軸に配置された構成となている。本発明では、駆動源の出力軸に対してスピンドルが同軸ではなく、平行あるいは交差する状態に配置された動力工具についても無段変速機を適用できるようにする。 砥石(37)を取り付けたスピンドル(36)が電動モータ(34)の出力軸(34a)に対して交差するディスクグラインダ(30)において、電動モータ(34)の出力軸(34a)と、減速用のかさ歯車列(35)との間に3点圧接式の無段変速機(1)を介装する。 また、トラクションドライブの潤滑剤として、高いトラクション係数を有するトラクショングリスを用いる。変速ケース(41)内にはグリス溜まり(60)を設けたり、フェルト材(63,64)を圧接部位に摺接させる等して少ないトラクショングリスで効率のよい潤滑がなされるよう工夫されている。

Description

動力工具
 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。
 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。
特開平6-190740号公報 特開2002-59370号公報 特公平3-73411号公報 特許第3289958号公報
 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。
 係る目的は、以下の各発明によって実現される。
 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、前記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。
 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、前記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、前記無段変速機は、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、前記無段変速機は、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。
 第11の発明は、第1~第10のいずれか一つの発明において、無段変速機の潤滑剤として、常態において半固体状の潤滑剤を用いた動力工具である。
 第11の発明によれば、無段変速機の潤滑剤として、常態で半固体状をなす潤滑剤を用いる構成であるので、そのシール構造を簡略化することができ、これにより当該無段変速機ひいては動力工具の低コスト化及び構成の簡略化を図ることができる。
 この潤滑剤は、一般にトラクショングリスと呼ばれるもので、高いトラクション係数(転がり方向の接線力を法線力で割った無次元量)と適度なちょう度を有する動力伝達用潤滑剤で、ベースオイルに増ちょう剤と適切な添加剤を添加したものが用いられる。このトラクショングリスは、他に、酸化安定性、防錆性、摩耗防止性等の性能に優れたものが用いられる。
 第12の発明は、第11の発明において、潤滑剤は、ベースオイルに増ちょう剤を含有したトラクション係数の高いグリスである動力工具である。
 第12の発明によれば、潤滑剤は、ベースオイルとしてのトラクションオイルに増ちょう剤を添加したもので、オイルのような流動性を有しない高粘度の半固体(ペースト状)として取り扱うことができ、これにより無段変速機の変速機ケースについて高度なシール構造を必要とすることなく、その洩れを防止し、また効率のよい潤滑を行うことができる。
 第13の発明は、第12の発明において、潤滑剤は、増ちょう剤を10~30パーセント含有する動力工具である。
 第13の発明によれば、潤滑剤は、ベースオイル(トラクションオイル)に増ちょう剤を10~30パーセント添加して得られる。
 第14の発明は、第11~13の何れか一つの発明において、潤滑剤のちょう度が、265~475の範囲内に設定された動力工具である。
 第14の発明によれば、ちょう度が265~475の範囲内の潤滑剤はその粘度が半流動状若しくはこれよりも流動性が低いので、無段変速機の変速機ケースについて高度なシール構造を省略しつつその洩れを防止することができ、この点でその取り扱い性及びメンテナンス性を高めることができる。
 第15の発明は、第11~14の何れか一つの発明において、無段変速機を収容する変速機ケースの空き容積が固定された動力工具である。
 第15の発明によれば、半固体状で洩れの少ない潤滑剤が用いられているので、流動性の高いトラクションオイルを潤滑剤として用いた場合に温度上昇に伴う圧力上昇を回避するために必要となる容積可変構造を省略することができる。当該無段変速機及び変速機ケース内の温度上昇に伴う圧力上昇によるオイル洩れを防ぐため、潤滑剤としてトラクションオイルを用いる場合にはケース内の圧力上昇を抑制するために、一時的に空き容積を増大させるための手段(容積可変構造)が必要になる場合がある。これに対して、流動性の小さな半固体の潤滑剤を用いる場合には、そもそもオイルのような高度なシール構造を必要としないことから、ケース内の温度上昇に伴う圧力上昇によって当該潤滑剤がケース外へ洩れるおそれを考慮する必要がないので、上記の容積可変構造を省略して、当該変速機ケースの空き容量を常時固定しておくことができる。
 第16の発明は、第11~15の何れか一つの発明において、無段変速機を収容する変速機ケースは、その空き容積を小さくするための部材を備えた動力工具である。
 第16の発明によれば、変速機ケース内の空き容量が極力小さくなることにより、少ない潤滑剤で効率のよい潤滑を行うことができる。例えば、変速機ケースを製作が容易な矩形箱体とし、これに無段変速機を収容して発生する空きスペースについて、これを小さくするためのブロック体形状等の部材を当該変速機ケース内の内壁面に沿って取り付けることにより、その内部容積を極力小さくした変速機ケースを低コストで得ることができる。
 第17の発明は、第11~16の何れか一つの発明において、無段変速機を収容する変速機ケース内に封入した潤滑剤の量を、最大で変速機ケースの空き容積の1/2とした動力工具である。
 第17の発明によれば、無段変速機の潤滑剤として流動性の小さな潤滑剤を用いる構成であるので、一般に機器の動作により掻き揚げて必要部位に降りかけて潤滑を行う必要があるトラクションオイルよりも少ない容量の潤滑剤で同等の潤滑を行うことができる。このため、潤滑剤は変速機ケースの空き容量に対して最大でも1/2程度の容量を封入しておけば足りる。
 第18の発明は、第11~17の何れか一つの発明において、無段変速機は変速機ケースに収容されており、無段変速機は、円錐形の遊星ローラに太陽ローラと推力ローラと変速ローラを圧接させた3点圧接式のトラクションドライブであり、変速機ケース内が2室に区画され、一方の室内に各ローラ間の圧接部位を収容した動力工具である。
 第18の発明によれば、遊星ローラに対する太陽ローラと推力ローラと変速ローラの3点圧接部位に潤滑剤の薄膜を挟み込むことにより必要な動力の伝達がなされる。変速ケースの全容積のうちこの3点圧接部位を含むスペースとこれ以外のスペースに区画して前者について潤滑剤を封入することにより、少ない量の潤滑剤で効率のよい潤滑を行うことができ、ひいては確実な動力伝達を行うことができる。
 第19の発明は、第18の発明において、変速機ケースがフェルト材を素材とする壁部によって区画された動力工具である。
 第19の発明によれば、フェルト材を素材とする壁部によって3点圧接部位を含むスペースとそれ以外のスペースが区画される。トラクションオイルと異なって半固体状の潤滑剤は、フェルト材を素材とする壁部への浸み込みはほとんどないので他のスペースへの洩れを防ぐことができ、これにより3点圧接部位を含むスペース内での潤滑剤の適切な封入量を長期間にわたって維持することができる。
 第20の発明は、第18又は19の発明において、一方の室が潤滑剤を封入した潤滑剤溜まりとして機能する動力工具である。
 第20の発明によれば、その変速機ケース内が上記フェルト材を素材とする壁部あるいは当該ケース内面に一体に設けたリブ形壁部によって当該変速機ケース内を2室に区画してその1室に3点圧接部位が収容され、この1室が潤滑剤溜まり(潤滑剤を充填状態に保持することを目的として設けた狭小な空間部)として機能することにより、潤滑剤の洩れを防止しつつ各圧接部位の潤滑を効率よく行うことができるとともに、その封入量を少なくしてそのメンテナンス性を高めることができる。
 次に、トラクションドライブ式の無段変速機では、従来より一般的に潤滑剤としていわゆるトラクションオイルが用いられている。このため、この種の無段変速機においてもトラクションオイルの洩れを防ぐためのシール構造を施す必要があり、この点でその低コスト化あるいは構成の簡略化を図ることが困難であった。第21の発明は、従来のトラクションオイルを用いた場合のシール構造を省略することにより、この種の無段変速機の低コスト化及び構成の簡略化を図ることを目的とする。
 第21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、無段変速機の潤滑剤として、常態において半固体状の潤滑剤を用いた動力工具である。第21の発明によれば、無段変速機の潤滑剤として、常態で半固体状をなす潤滑剤を用いる構成であるので、そのシール構造を簡略化することができ、これにより当該無段変速機ひいては動力工具の低コスト化及び構成の簡略化を図ることができる。
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。 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。 3点圧接式のトラクションドライブの側面図である。 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。 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。 エンジンチェーンソーの左側面図である。 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。 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 また、以上説明した本実施形態の動力工具1によれば、無段変速機1の潤滑剤として半固体のトラクショングリスが用いられている。このため、液体であるトラクションオイルを用いた場合に比して、高いシール性能を有する軸受けやオイルシールを必要としない等の点で当該無段変速機1のシール構造の簡略化を図ることができ、これにより動力工具の低コスト化及び構成の簡略化を図ることができる。このトラクショングリスは、オイルのような流動性を有しない高粘度の半固体(ペースト状)として取り扱うことができることから、無段変速機1の変速機ケース41について高度なシール構造を設けることなくその洩れを防止して効率のよい潤滑を行うことができる。
 また、トラクショングリスは、トラクションオイルに比して、変速機ケース41からの洩れのおそれが少ないので、当該無段変速機1の組み付け工程での取り扱い性を高めることができるとともに、そのメンテナンス性を高めることができる。
 さらに、洩れのおそれが少ないトラクショングリスが用いられているので、トラクションオイルを潤滑剤として用いた場合に必要となる容積可変構造を省略することができる。従来、潤滑剤としてトラクションオイルを用いた場合には、温度上昇に伴う圧力上昇によってトラクションオイルがシール部等から洩れ出すことを回避するために、変速機ケースに併設した別の空洞部を開放して当該変速機ケースの容積を一時的に増大させることによってその圧力上昇を抑制する容積可変構造が用いられていたが、例示したように潤滑剤としてトラクショングリスを用いることにより同等程度の圧力上昇が発生した場合であっても洩れが発生しないことから、係る容積可変構造を省略して当該変速機ケースの容積を常時固定しておくことができ、この点でも当該無段変速機1の構成の簡略化を図ることができる。トラクショングリスの場合には、そもそも高度なシール構造を要しないので、変速機ケース41の圧力上昇自体を大幅に抑制することができる。
 また、例示した無段変速機1では、変速機ケース41内の空きスペースが前後のブロック体61,62によって小さくなっている。このため、トラクショングリスの充填量を極力少なくして効率のよい潤滑を行うことができる。例示した変速機ケース41の場合、これを製作の容易な矩形箱体に形成し、その内部に前後ブロック体61,62を取り付けてその空き容積を小さくすることができる。これに対して、無段変速機1の各構成部品の外形に合わせて複雑な形状の内面を有する変速機ケースを成形等により製作する場合にはコスト高となるが、例示した変速機ケース41によれば低コストで空き容量の狭小化を図ることができる。
 さらに、潤滑剤として流動性の小さなトラクショングリスを用いる構成であるので、一般に機器の動作により掻き揚げて必要部位に降りかけて潤滑を行う必要があるトラクションオイルよりも少ない容量のトラクショングリスで同等の潤滑を行うことができる。例えば、トラクショングリスはグリス溜まり60の空き容積に対して最大で1/2程度の容量を封入しておけば十分な潤滑を実現できる。
 また、例示した変速機ケース41内が、前後のブロック体61,62によってほぼ2室に区画され、一方(図5では後ろ側)の室に無段変速機1が収容されてその空き容積がグリス溜まり60とされており、この点でも変速機ケース41の全空き容積について、トラクショングリスを充填するための空き容積の狭小化が図られており、これにより少ないトラクショングリスで効率のよい潤滑が実現される。特に、例示したように、一方の室に、無段変速機1の主として3点圧接部位を収容してその空き容積をグリス溜まり60とすることにより少ないトラクショングリスで一層効率のよい潤滑を行うことができ、ひいては確実な動力伝達を行うことができる。
 さらに、変速ローラ9に沿って円環形状のフェルト材63,64を取り付け、これにトラクショングリスを浸み込ませて無段変速機1の3点圧接部位に摺接させることにより、当該部位の潤滑をより一層確実に行うことができる。このフェルト材63,64を、変速ケース41内を2室に区画する壁部として機能させることができる。このフェルト材63,64によってトラクショングリスの洩れを防止しつつグリス溜まり60を形成するとともに、3点圧接部位に摺接させて当該3点圧接部位を集中的に潤滑することができる。
 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、フェルト材63,64は省略してもよい。また、フェルト材63,64を用いて前後のブロック体61,62を省略してもよい。
 トラクショングリスは、当該無段変速機1の使用状況等の要因によって、その増ちょう剤の添加量、ちょう度及びトラクション係数等の必要な性状が適切に設定される。
 また、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。
 さらに、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。

Claims (21)

  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。
  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。
  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。
  4. 請求項1~3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。
  5. 請求項4記載の動力工具であって、前記減速機構は、歯車減速機構である動力工具。
  6. 請求項4記載の動力工具であって、前記減速機構は、ベルト式減速機構である動力工具。
  7. 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、前記無段変速機の出力軸に対して交差する動力工具。
  8. 請求項7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。
  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、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。
  10. 請求項1~9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。
  11. 請求項1~10のいずれか1項に記載した動力工具であって、前記無段変速機の潤滑剤として、常態において半固体状の潤滑剤を用いた動力工具。
  12. 請求項11記載の動力工具であって、前記潤滑剤は、ベースオイルに増ちょう剤を含有したトラクション係数の高いグリスである動力工具。
  13. 請求項12記載の動力工具であって、前記潤滑剤は、増ちょう剤を10~30パーセント含有する動力工具。
  14. 請求項11~13のいずれか1項に記載した動力工具であって、前記潤滑剤のちょう度が、265~475の範囲内に設定された動力工具。
  15. 請求項11~14のいずれか1項に記載した動力工具であって、前記無段変速機を収容する変速機ケースの空き容積が固定された動力工具。
  16. 請求項11~15のいずれか1項に記載した動力工具であって、前記無段変速機を収容する変速機ケースは、その空き容積を小さくするための部材を備えた動力工具。
  17. 請求項11~16のいずれか1項に記載した動力工具であって、前記無段変速機を収容する変速機ケース内に封入した前記潤滑剤の量を、最大で該変速機ケースの空き容積の1/2とした動力工具。
  18. 請求項11~17のいずれか1項に記載した動力工具であって、前記無段変速機は変速機ケースに収容されており、前記無段変速機は、円錐形の遊星ローラに太陽ローラと推力ローラと変速ローラを圧接させた3点圧接式のトラクションドライブであり、前記変速機ケース内が2室に区画され、一方の室内に前記各ローラ間の圧接部位を収容した動力工具。
  19. 請求項18記載の動力工具であって、前記変速機ケースがフェルト材を素材とする壁部によって区画された動力工具。
  20. 請求項18又は19記載の動力工具であって、前記一方の室が前記潤滑剤を封入した潤滑剤溜まりとして機能する動力工具。
  21. 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、前記無段変速機の潤滑剤として、常態において半固体状の潤滑剤を用いた動力工具。
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