JPS6069349A - 無段変速装置 - 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】 この発明は無段変速装置に関するものである。

無段変速装置としては、ベルト式、摩擦車式、流体を用
いたもの等が従来から有るが、その原理から精度のよい
変速を期待することが難しく、また出力特性を任意に変
化させることが必ずしも容易でない。したがってまたそ
のような従来の無段変速装置はロボットやマニピュレー
タ等の柔軟な運動が期待され、かつその関節のように腕
の姿勢によって負荷が大ぎく変化するような駆動機構に
は向いていない。例えばマニピュレータの様に腕の姿勢
によって負荷が太き（変化するような場合には負荷に応
じて変速比が可変に出来、必要なトルクを得るとともに
、負荷が軽いときには、動作速度を高くすることが望ま
しいのであるが、その様な機能を備えた無段変速装置を
得るに至っていない。

この発明は上記のごとぎ事情に鑑みてなされたものであ
って、構造が簡単で小型化が可能であり、制御性が良く
、変速比が精度がよく制御出来、負荷の特性、所要トル
ク、所要回転数に応じて駆動可能であり、負荷の変動に
応じて変速比を変え、所要トルクを満たして最大回転速
度を得ることができて動作速度を高めることが可０ヒて
あり、位置制御の場合のサーボ剛性を変速比を変えるこ
とによって可変に出来る無段変速装置を提供することを
目的とするものである。

この目的に対応して、この発明の無段変速装置は、互い
に他を拘束する３個の機素のうち、第１の機素ど第２の
は素を入ツノ機素、第３の機素を出力賎累とし、第１の
機素と第２の機素を任意の速度比に設定できるように構
成したことを特徴としている。

以下この発明の詳細を一実施例を示す図面について説明
する。

第１図及び第２図において、１は無段変速装置であり、
無段変速装置１は三つの機素、すなわち、楕円１１１３
、撓みスプライン４及び内歯車５とから成っている。

楕円型３は第１の回転軸６に取付けられていて、第１の
回転軸６に直角な横断面が楕円をなしている。楕円型３
の外側には撓みスプライン４が嵌合している。撓みスプ
ライン４は薄肉の筒状で、第１の回転軸６と同心状の筒
状の第２の回転軸７に取（＝Ｊけられている。撓みスプ
ライン４は楕円型３に密に嵌合して撓み変形にｊ：り楕
円形に変形する。

ただし楕円型３と撓みスプライン４とは相対回転変位可
能である。撓みスプライン４の変形する部分の外側に歯
９が形成されており、このｌ！ａ９は楕円の長軸部分で
内歯車５の＠１０とかみ合う。内歯車５は第３の回転軸
８に取付けられている。撓みスプライン４の歯９と内歯
車５の歯１０とは同ピツチであるが、歯数は歯１０の方
が歯９よりも２枚多くなっている。

以上の機構自体はすでに市販さ−れているものを利用す
ることができる。

楕円型３はその回転軸上に第１の回転軸６が取イ］けら
れており、撓みスプライン４にはその回転軸上に第２の
回転軸７が取付けられており、さらに内歯車５にはその
回転軸上に回転軸８が取付けられている。

第１の回転軸６は第１のモーター１１によって駆動され
、第１のモーター１１は第７のサーボアンプ１２によっ
て増幅された速度入力信号にＪ：って制御される。かつ
第１のモーター１１の速度は第１のタコジェネレータ１
３ににつで検出されて速度入力信号と対比される。

第２の回転軸７は第２のモーター１４のロータ１７によ
って駆動され、第２のモーター１４は第２のサーボアン
プ１５によって増幅され第２のモーター１４のロータ１
７に入力される速度入力信号によって制御される。かつ
第２のモーター１４の速度は第２のタコジェネレータ１
６によって検出されて速度入力信号と対比される。ただ
し、第１のサーボアンプ１２に入力される速度入力と第
２のサーボアンプ１５に入力される速度入力とは係数器
２１によって速度比がｋと成るように設定される。なお
、第１図中、符号１８は第２のモーター１４のステータ
である。

この様な構成の無段変速装置１においては、第１の回転
軸６を入力軸として、その回転速度を１１．、第２の回
転軸７を入力軸としてその回転速度をｎｆ。

第３の回転軸８を出力軸としてその回転速度をｎい撓み
スプライン４の歯数をＺｆ、内歯車５の歯数をＺＣとす
ると ｎ１＝ｋｎｕｒ ｉ＝ｎ、／ｎｗ −（（Ｚｃ　−Ｚｆ　）／Ｚｃ　） ＋　（Ｚｆ　／Ｚｃ　）　ｋ と成り、この場合の速度比ｉと係数にとの関係は第３図
に示すように一次関数の関係となり、係数ｌ（を任意に
設定することによって変速比を任意に設定することがで
きる。

この様な構成の無段変速Ｂ′置の出力特性は、第４図に
示すように、任意に選択することができる。

すなわち、従来のモルタ−の特性としては第４図のＡ線
で示すように、静止時の最高出力１〜ルクＴ。

と無負荷時の最高回転数００との間で定まるのであるが
、この発明の様に変速比ｉの変速器を設けた場合には、
出力特性は、出力トルクＴ。／ｉと最高回転数ｔ　−ｎ
ａとの間で直線Ｂで示ずような特性となる。ところが、
この特性は速度比１の選択によって直線ＣやＤで示すよ
うに任意に設定できるから、Ｅ点で示すような従来のモ
ーターでは実現不可能な動作点であっても、この変速装
置によれば実現可能となる。

なお以上の説明はこの発明を差動歯車について適用した
例についてなされたものであるが、この他にこの発明の
変速装置は互いに他を拘束する３個の機素を用いた任意
の変速装置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わる無段変速装置を示
す構成説明図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ部断面説
明図、第３図は速度比と減速係数の関係を示す図面、及
び第４図は出力特性を示すグラフである。 １・・・無段変速装＠　３・・・楕円中　４・・・撓み
スプライン　５・・・内歯車　６・・・第１の回転軸７
・・・第２の回転軸　８・・・第３の回転軸　２１・・
・係数器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに他を拘束づる３個の機素のうち、第１の機素と第
   ２の機素を入力機素、第３の機素を出力機素とし、第１
   の機素と第２の機素を任意の速度比に設定できるように
   構成したことを特徴とする無段変速装置