JPH0356749A - 遊星摩擦車機構およびその速度設定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は遊星ｒ！Ｊ擦車機構およびその速度設定法に間
するものである． （従来の技術） 従来の遊Ｎ！ｓ車は逆転も可能な変速機として知られて
いるが無段変速機としては用いられていない．また遊星
歯車は歯車によって駆動力を伝達するため回転方向にす
べりがなく，変速衝撃が太きい．従来の遊星歯車にはク
ラッチを併用するのが普通である．このような場合にも
同軸上の３本の基本軸のうち．１本は固定された補助軸
であり，１本は人力軸であり，１本は出力軸であり，決
定機構として用いる．変速する場合にはこれらの役割が
入れ換えられる．この役割入れ替え機構がまた複雑にな
る．またこの様な遊星歯車機構によって軸材に接してこ
れを変形加工することは行われていない．歯車を用いて
自転と公転を行う遊星ローラによって軸材を変形加工す
る方法は公知であるが，これもまた構造が複雑でありほ
とんど用いられていない．従来技術は要するに決定機構
としてのみ用い，また歯車を用いるので，すべりが許さ
れないために応用の自由度が小さくなっていた．歯車の
代わりに摩擦車を用いた遊星摩擦車機構が考えられるが
，この場合には摩擦車間ですべりが発生するほかは遊星
歯車機構と機能は同じと考えられる．従って単に歯車を
摩擦車で置き換えただけでは，クラッチ機能を兼備する
ことや無断変速機能を！ｌｉｌＩｉｉすることにはなら
ず，摩擦車間のすべりに起因する出力回転速度が確定で
きない欠点のみかのこる． （発明が解決しようとする問題点） 本発明は以上のような従来技術を克服するために，クラ
ッチを別に必要とせず，変速衝撃の小さな無段変速機お
よびその速度設定法を提供することを第ｌの目的とする
，また本発明は２本の軸を駆動する場合の残りの１本の
従動軸の回転速度を目標値に合わせる方法を提供するこ
とを第２の目的とする．さらに本発明は太陽軸位置の軸
材を変形加工する際の速度設定法を提供することを第３
の目的とする．また本発明は１本の軸を駆動する場合に
残りの２本の従動軸の回転速度比を目標範囲に保つ速度
設定法を提供することを第４の目的とする． （問題点を解決するための手段） 本発明は次のように構成する． ｌ）本発明の機構は第１図ないし第３図に示す様に，作
動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車ｌと，摩
擦車軸の傾斜を可とする遊星摩擦車２と，内径が回転軸
長さ方向に変−化する摩擦環３とを順次接して摩擦力に
よりそれぞれ回転可能とし，その１種以上のｙ！Ｊ擦車
を回転軸長さ方向に変位または移行させるように構成す
る遊星摩擦車ｍ構である．本発明では変位とはＡ点から
Ｂ点へ位置を変えることを意味し，移行とは他の条件を
急激に変化しないで八点からＢ点へ速続的に位置をかえ
るか，位置を変え続けることを意味する．このとき移行
速度は種々の速度パターンをとることができる．本発明
では歯車ではなく摩抛車を用いるために摩擦車間にすべ
りが有り，変速衝撃はこのすべりによって吸収できる．
このすべりを利用することによって，前述の３種の摩擦
車の位置間係を回転軸長さ方向に変化させることによっ
て，小さなすべり率から１００％のすべりや切断ざれた
状態まで連続的に変化できるクラッチ機構とすることが
できる． 第１図の場合には太陽摩擦車１か摩擦環３を，１ｓ２図
の場合にはいずれかの摩擦車を，それぞれ軸と平行な方
向に変位させると遊星摩擦車部の空間が変化し，摩擦車
間に空隙を持たせることや互いに強く押し付け合うこと
ができ，クラッチとしてＩＩ能させることができる６ また本発明では差動部径が回転軸長さ方向に変化してい
るため，１種以上の摩擦車を回転軸方向に変位または移
行させることによって作動半径が変化し，無段変速！Ｉ
構とすることができる．第１図の場合には遊星摩擦車２
の作動径は変化しないが，太陽摩擦車ｌと摩擦環３の作
動径は軸方向に進むと共に変化しているため，遊星摩擦
車７をその回転軸長さ方向に変位すると３者の摩擦車相
互の速度間係を変化できる．摩擦車が互いに接する作動
面は例えば速度変化量を大きくするため，または接触面
内のすべり率を一様にするなど目的に応した曲面を還ぶ
ことかできる．このように遊星摩擦車自体が無段変速ｌ
！能を持つ場合を内部無段変速機構と指称する． ２）本発明の機構は作動部径が回転軸長さ方向に変化す
る太陽摩擦車ｌと，遊星摩擦車２と，内径が回転軸長さ
方向に変化する摩擦環３とを順次接して摩擦力によりそ
れぞれ回転可能とし，その１種以上の摩擦車を回転軸長
さ方向に変位または移行させ，その２種の摩擦車の軸を
遊星摩擦車の外部の無段変速機構で連結するように構成
することを特徴とする遊星摩擦車機構とすることができ
る．このように遊星摩擦車とは別の無段変速機構を外部
無段変速機構と指称する，第１図ないし第３図に示す機
構は摩擦車の作動部径を回転軸長さ方向に変化させる内
部無段変速Ｉａ！構を内在している．本発明ではこの内
部無段変速機構の変速範囲が不足な場合や，外部無段変
速機構が望ましい場合には，遊星摩擦車の外部において
その２　４Ｉの摩擦車の駆動軸または従動軸を連結する
無段変速機構を装備する．例えば第３図の場合に，遊星
摩擦車２と摩擦環３を駆動するとき，それぞれに速度可
変の駆動源を装備するのが普通であるが，本発明では速
度可変の１基の駆動源を無段変速機により遊星＊＊車の
２本の軸に分配して２種の摩擦車にそれぞれ連結するこ
とができる．このとき本発明には遊星摩擦車の軸の１本
が正の駆動軸（モータ軸）他の１本が負の駆動軸（発電
機軸）となる場合には駆動源の容ｍを小さくてきる効果
もある．以下に説明する本発明の速度設定法は以上の様
な内部無段変速機構のみを用いて，またはこれに外部無
段変速機構を付加装備した遊星摩擦車機構を用いて行う
． ３〉本発明は作動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽
摩擦車１と，摩擦車軸の傾斜を可とする遊星摩擦車２と
，内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦環３との３種の
摩擦車を順次接して摩擦力によりそれぞれ回転可能とし
，その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向に変位または
移行させるように構成する遊星摩擦車機構において，そ
の２種の摩擦車を駆動し，残りの１種の従動軸の回転速
度を設定するに際し，従動軸の回転速度を目標値に近付
けるべく，経験まｋは学習結果を加味して２種の駆動軸
の回転速度を設定して負荷運転を開始し，負荷運転開始
後に従動軸の回転速度を測定してこの値が目標値に一致
する様に摩擦車の位置を回転軸長さ方向に変位または移
行させることを特徴とする遊星摩擦車機構の速度設定法
である．太陽摩擦車ｌ，遊星摩擦車２，摩掠環３の作動
半径をそれぞれＲｌ．Ｒ２，Ｒ３とし角速度をそれぞれ
ω，，ω２，ω３とし，太陽摩擦車１と遊星摩擦車２と
の間，遊星摩擦車２と＊擦環３との間のすべり率をそれ
ぞれＳ，，　Ｓ２とすれば，ω１ｌω２，ω３はそれ自
身を右辺に含まない上記の残りの７つの量によって表さ
れるが＋Ｓｌ＋Ｓ２が変数であるので二者の速度関係は
一義的には決らない．従ってこの様な系は一般には実用
にならないのであるが，本発明では操作手段としての無
段変速機構を装備し，前もって２種の摩擦車の好ましい
回転速度を設定しておくことによって，操作量を最小に
し，負荷時または負荷変動時に小さな操作量で刻応を可
能にする． 本発明を実施するための装置は，前述の１）項記載の機
構が望ましく，第１図ないし第３図に示す様に，作動部
径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車１と，摩擦車
軸の傾斜を可とする遊星摩擦車２と，内径が回転軸長さ
方向に変化する摩擦環３との３種の摩擦車を順次接して
摩擦力によりそれぞれ回転可能とし，その１種以上の摩
擦車を回転軸長さ方向に変位または移行させるように構
成する遊星摩擦車機構であり，その２ｌＩの摩擦車を独
立に速度設定できる駆動源で駆動し，残りの１種は従動
軸（出力軸）である．この従動軸の回転速度を目標値に
合わせるために，例えばフィードバック制御を行うため
の速度検出器や制御装置を有するのが望ましい． ４）本発明はまた作動部径が回転軸長さ方向に変化する
太陽摩擦車ｌと，摩撞車軸の傾斜を可とする遊星摩擦車
２と，内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦環３との３
種のａｍ車を順次接して摩擦力によりそれぞれ回転可能
とし，その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向に変位ま
たは移行させるように構成する遊星摩擦車機構において
，その２種の摩擦車を駆動し，残りの１種の摩擦車の従
動軸の回転速度を設定するに際し，従動軸の回転速ｒＩ
Ａを目標値に近付けるべ＜，！ＩｉｖＡまｋは学習結果
を加味して２種の駆動軸の回転速度を設定して負荷運転
を開始し，負荷運転開始後に従動軸の回転速度を測定し
てこの値が目標値に一致する様に，摩擦車の駆動源の回
転速度か，摩擦車の位置を回転軸長さ方向に変位または
移行させるか，２種の摩擦車の軸を連結する外部無段変
速機構のいづれか一つ以上を操作し，駆動軸の回転速度
と両者の回転速度比とを設定し直すことを特徴とする遊
星摩擦車機構の回転速度設定法である．本発明を実施す
るための装置は，２）項記載の外部無段変速機構をＳｉ
１ｌ！することが望ましく，負荷運転時には場合によっ
ては内部無段変速機構のみの速度設定変更操作や速度制
御とする場合や，外部無段変速機構と内部無段変速機構
とを併用する場合とがある．両者を併用する場合には２
）項で述べた利点を享受できる． ５）回転軸長さ方向に変位または移行しながら遊星摩擦
車によって変形加工される太陽軸１と，総ての摩擦車軸
を太陽軸一のまわりに同方向に捻って傾斜さ゛せｋ遊星
摩擦車２と，内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦環３
とにより構成する遊星摩擦加工機構において，その遊星
摩擦車２の公転軸と摩擦環の駆動軸とを駆動し，従動太
陽軸の回転速度と前進速度を設定するに際し，太陽軸の
回転速度と前進速度とを目標値に近付けるべく経験また
は学習結果を加味して遊星摩擦車公転とＦＪ擦環の回転
速度と両者の回転速度比とを設定して負荷運転を開始し
，負荷運転開始後に太陽軸の回転速度と前進速度とを測
定してこの値が目標値に一致する様に，ＲＷＡ車の駆動
源の回転速度か，摩擦車の位置を回転軸長さ方向に変位
または移行させるか，２種の摩擦車の軸を連結する外部
無段変速機構のいづれか一つ以上を操作し，遊星摩擦車
公転と摩擦環の回転速度と両者の回転速度比とを設定し
直すことを特徴とする遊星摩擦車機構の回転速ｒｒＬ設
定ｌ去てある．本発明に用いるＨ置は，前記の１）項ま
たは２）項記載の無段変速機を装備することが望ましく
，遊星ｍｍ車は太陽軸を変形加工しながら移行させるた
めに，総ての遊星摩擦車軸を太陽軸のまわりに同方向に
捻って傾斜させている．この太陽軸には遊星摩擦車機構
の前後からこれに推進力を与えて移行速度を上昇させて
も良い．６）本発明ではさらに，作動部径が回転軸長さ
方向に変化する太陽摩擦車と，摩擦車軸の傾斜を可とす
る遊星摩擦車と，内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦
環とを順次接してＪ！Ｊ擦力によりそれぞれ回転可能と
し，その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向に変位また
は移行させるように構成する遊星摩擦車機構において，
その１本の駆動軸を駆動し，残りの２本の従動軸の回転
速度比範囲を設定するに際し，従動軸の回転速度比許容
範囲を経験または学習結果を加味してあらかしめ設定し
ておき，負荷運転中に２本の従動軸の回転速度を測定し
て，この回転速度比が目標範囲から外れろ場合にこの外
れるクリの従動軸を制動して，両者の回転速度比を目標
範囲内に入れることを特徴とする遊星摩擦車機構の回転
速度設定法である．この様な方法またはそれを行う装置
は，例えは自動車の減速機を兼ねた差動歯車として用い
ることができる．この場合には例えば太陽Ｒ　ＩＪ！車
を駆動軸（人力軸），遊星摩擦車と摩擦環を従動軸（出
力軸）として左右の車輪に連結すれば，内外輪差により
回転速度比を変化させるぱあいには，この変化量を含む
様にあらかじめ許容範囲を設定しておけは自動的に無理
なく旋回できる．また全輪駆動車て１輪が空転するよう
な場合には、従動軸の回転速度比を制限することにより
空転を制限し，＊調な負荷運転を続けることができる．
さらに，定常的に２本の出力軸の出力に差があり，これ
を補正したい場合には，摩擦車の位置を回転軸長さ方向
に設定し直すことによって目的を果たすことができる． （発明の効果） 以上のように構成することによって，本発明によりクラ
ッチを別に必要とせず，変速ｉＩｉ撃の小さな無段変速
機と，その速度：ｑ定が可能になる，また本発明により
２本の軸を駆動する場合の残りの１本の従動軸の回転速
度を１１標値に合わせることが可能になる．さらに本発
明により太陽軸位置の軸材を変形加工する際の速度設定
が可能になる．また本発明により１本の軸を駆動する場
合に残りの２本の従動軸の回転速度比を目標範囲に保つ
速度設定が可能になる．本発明は自動車や種々の機械の
無段変速機構やクラッチ機構として用いられるほか，変
形加工機としても用いることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施概念図であって，第
１図は太陽摩擦車と摩擦環との間隙が回転軸長さ方向に
ほぼ一定の場合，第２図は太陽摩擦車と摩擦環との間隙
が回転軸長さ方向は変化している場合，第３図は太陽軸
が変形加工され−Ｃ移行する場合を示す．図中の矢印は
運動の方向を示す・ ｌ：太陽摩擦車，太陽軸，２：遊星摩擦車，３：摩擦環
，４二太陽摩擦車の基本軸，太陽軸の基本軸，５：遊星
摩擦車の基本軸，６：Ｒ擦環の基本軸，７：遊星摩擦車
自転軸，８：キャリア．手 続 補 正 書 事件の表示 平成１年特許願第１８９９７４号 発明の名称 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、作動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車と
   、遊星摩擦車と、内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦
   環とを順次接して摩擦力によりそれぞれ回転可能とし、
   その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向に変位または移
   行させるように構成することを特徴とする遊星摩擦車機
   構。 ２、作動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車と
   、遊星摩擦車と、内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦
   環とを順次接して摩擦力によりそれぞれ回転可能とし、
   その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向に変位または移
   行させ、外部にその２種の摩擦車の軸を外部無段変速機
   構で連結するように構成することを特徴とする遊星摩擦
   車機構。 ３、作動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車と
   、遊星摩擦車と、内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦
   環との３種の摩擦車を順次接して摩擦力によりそれぞれ
   回転可能とし、その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向
   に変位または移行させるように構成する遊星摩擦車機構
   において、その２種の摩擦車を駆動し、残りの１種の従
   動軸の回転速度を設定するに際し、従動軸の回転速度を
   目標値に近付けるべく、経験または学習結果を加味して
   ２種の駆動軸の回転速度を設定して負荷運転を開始し、
   負荷運転開始後に従動軸の回転速度を測定してこの値が
   目標値に一致する様に、摩擦車の位置を回転軸長さ方向
   に変位または移行させることを特徴とする遊星摩擦車機
   構の速度設定法。 ４、作動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車と
   、遊星摩擦車と、内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦
   環との３種の摩擦車を順次接して摩擦力によりそれぞれ
   回転可能とし、その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向
   に変位または移行させるように構成する遊星摩擦車機構
   において、その２種の摩擦車を駆動し、残りの１種の従
   動軸の回転速度を設定するに際し、従動軸の回転速度を
   目標値に近付けるべく、経験または学習結果を加味して
   ２種の駆動軸の回転速度を設定して負荷運転を開始し、
   負荷運転開始後に従動軸の回転速度を測定してこの値が
   目標値に一致する様に、摩擦車の駆動源の回転速度か、
   摩擦車の位置を回転軸長さ方向に変位または移行させる
   か、２種の摩擦車の軸を連結する外部無段変速機構のい
   づれか一つ以上を操作し、駆動軸の回転速度と両者の回
   転速度比とを設定し直すことを特徴とする遊星摩擦車機
   構の回転速度設定法。 ５、回転軸長さ方向に変位または移行しながら遊星摩擦
   車によって変形加工される太陽軸と、総ての摩擦車軸を
   太陽軸のまわりに同方向に捻って傾斜させた遊星摩擦車
   と、内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦環とにより構
   成する遊星摩擦加工機構において、その遊星摩擦車の公
   転軸と摩擦環の駆動軸を駆動し、従動太陽軸の回転速度
   と前進速度を設定するに際し、太陽軸の回転速度と前進
   速度とを目標値に近付けるべく経験または学習結果を加
   味して遊星摩擦車公転と摩擦環の回転速度と両者の回転
   速度比とを設定して負荷運転を開始し、負荷運転開始後
   に太陽軸の回転速度と前進速度とを測定してこの値が目
   標値に一致する様に、摩擦車の駆動源の回転速度か、摩
   擦車の位置を回転軸長さ方向に変位または移行させるか
   、２種の摩擦車の軸を連結する外部無段変速機構のいづ
   れか一つ以上を操作し、遊星摩擦車公転と摩擦環の回転
   速度と両者の回転速度比とを設定し直すことを特徴とす
   る遊星摩擦車機構の回転速度設定法。 ６、作動部径が回転軸長さ方向に変化する太陽摩擦車と
   、遊星摩擦車と、内径が回転軸長さ方向に変化する摩擦
   環とを順次接して摩擦力によりそれぞれ回転可能とし、
   その１種以上の摩擦車を回転軸長さ方向に変位または移
   行させるように構成する遊星摩擦車機構において、その
   １本の駆動軸を駆動し、残りの２本の従動軸の回転速度
   比範囲を設定するに際し、従動軸の回転速度比許容範囲
   を経験または学習結果を加味してあらかじめ設定してお
   き、負荷運転中に２本の従動軸の回転速度を測定して、
   この回転速度比が目標範囲から外れる場合にこの外れる
   側の従動軸を制動して、両者の回転速度比を目標範囲内
   に入れることを特徴とする遊星摩擦車機構の回転速度設
   定法。