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変速機及び変速方法

国内特許コード P10S000417
整理番号 1480
掲載日 2010年7月16日
出願番号 特願2008-545377
登録番号 特許第4918705号
出願日 平成19年11月15日(2007.11.15)
登録日 平成24年2月10日(2012.2.10)
国際出願番号 JP2007072215
国際公開番号 WO2008062718
国際出願日 平成19年11月15日(2007.11.15)
国際公開日 平成20年5月29日(2008.5.29)
優先権データ
  • 特願2006-316164 (2006.11.22) JP
発明者
  • 小森 雅晴
出願人
  • 学校法人京都大学
発明の名称 変速機及び変速方法
発明の概要

回転を止めることなく負荷を支持しつつ減速比を変えることができ、正確に回転角度を伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる変速機及び変速方法を提供する。
入力部材12と出力部材14との間に、第1及び第2のクラッチ40,42を介して第1及び第2の歯車要素対16,17が配置され、非円形歯車要素対用クラッチ44を介して非円形歯車要素対18が配置されている。非円形歯車要素対18は、入力部材12と出力部材14との間に第1の歯車要素対16が連結されたときの第1の減速比と等しくなる第1の噛み合い区間と、第2の歯車要素対17が連結されたときの第2の減速比と等しくなる第2の噛み合い区間とを含む。入力部材12と出力部材14との間に連結する歯車要素対16,17を切り替えるとき、過渡的に入力部材12と出力部材14との間に非円形歯車要素対18を連結する。

従来技術、競合技術の概要


現在では、例えば、自動車のオートマチックトランスミッションなど、減速比を多段階に変えることが可能な変速機はすでに数多く開発され、確立された機械となりつつある(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。

【特許文献1】特開2001-146964号公報

【非特許文献1】社団法人日本機械学会編、「機械工学便覧 デザイン編 β4 機械要素・トライボロジー」、初版、社団法人日本機械学会、2005年10月25日、p.83

産業上の利用分野


本発明は変速機及び変速方法に関し、詳しくは、減速比を切り替える変速機及び変速方法に関する。なお、本明細書中において、「減速比」は、駆動側回転速度/被動側回転速度(あるいは、入力側回転速度/出力側回転速度)で表され、駆動側回転速度よりも被動側回転速度の方が小さくなる場合(いわゆる減速の場合)には1より大きい値となる。「減速比」は、駆動側回転速度よりも被動側回転速度の方が大きい場合(いわゆる増速の場合)についても同じ定義を用いて表し、この場合には、1より小さい値となる。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転可能に支持された入力部材と出力部材との間にそれぞれ配置された、少なくとも2組の歯車要素対である第1の歯車要素対及び第2の歯車要素対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも2組の前記歯車要素対をそれぞれ解除可能に連結する、少なくとも2組のクラッチである第1のクラッチ及び第2のクラッチと、
を備える変速機において、
前記入力部材と前記出力部材との間に配置された、少なくとも1組の非円形歯車要素対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも1組の前記非円形歯車要素対を解除可能に連結する、少なくとも1組の非円形歯車要素対用クラッチと、
を備え、
前記非円形歯車要素対は、前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、前記入力部材と前記出力部材との間に前記第1の歯車要素対が連結されたときの前記第1の歯車要素対の少なくとも一部の噛み合い区間における第1の減速比と等しくなる第1の噛み合い区間と、前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、前記入力部材と前記出力部材との間に前記第2の歯車要素対が連結されたときの前記第2の歯車要素対の少なくとも一部の噛み合い区間における第2の減速比と等しくなる第2の噛み合い区間とを含むことを特徴とする、変速機。
【請求項2】
少なくとも3組の前記歯車要素対と、
少なくとも3組の前記クラッチと、
少なくとも2組の前記非円形歯車要素対と、
少なくとも2組の前記非円形歯車要素対用クラッチと、
を備えたことを特徴とする、請求項1に記載の変速機。
【請求項3】
前記歯車要素対は、円形歯車要素同士が噛み合うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の変速機。
【請求項4】
前記歯車要素対の一方の歯車要素は、前記入力部材又は前記出力部材のいずれか一方に相対回転可能な状態で支持され、
前記歯車要素対の他方の歯車要素は、前記入力部材又は前記出力部材のいずれか他方に相対回転不可能な状態で固定され、
前記クラッチは、前記歯車要素対の前記一方の歯車要素を、前記入力部材又は前記出力部材の前記いずれか一方に、解除可能に結合し、
前記非円形歯車要素対の一方の非円形歯車要素は、前記入力部材又は前記出力部材のいずれか一方に相対回転可能な状態で支持され、
前記非円形歯車要素対の他方の非円形歯車要素は、少なくとも前記入力部材と前記出力部材との間に連結される前記歯車要素対が切り替えられるときに前記入力部材又は前記出力部材のいずれか他方に相対回転不可能な状態で固定され、
前記非円形歯車要素対用クラッチは、少なくとも、前記非円形歯車要素対の前記一方の非円形歯車要素を、前記入力部材又は前記出力部材の前記いずれか一方に、解除可能に結合し、
前記クラッチ及び前記非円形歯車要素対用クラッチの少なくとも一つが、噛み合いクラッチであることを特徴とする、請求項1、2又は3に記載の変速機。
【請求項5】
前記クラッチ及び前記非円形歯車要素対用クラッチをそれぞれ駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
をさらに備えたことを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項6】
前記非円形歯車要素対を構成する各非円形歯車要素に並列して摺接部材を設け、
前記摺接部材は、それぞれ、前記各非円形歯車要素と一体となって回転し、かつ、外周面同士が摩擦接触することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項7】
前記非円形歯車要素対用クラッチは、前記入力部材と前記非円形歯車要素対との間の結合と、前記非円形歯車要素対と前記出力部材との間の結合とを、両方同時に解除可能であることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項8】
回転する入力部材と出力部材との間の減速比を変える変速方法であって、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも一部の噛み合い区間で第1(又は第2)の減速比で噛み合う第1(又は第2)の歯車要素対を連結している状態において、前記入力部材と前記出力部材との間に、前記第1(又は第2)の歯車要素対と同時に前記第1(又は第2)の減速比で噛み合う状態で非円形歯車要素対を連結する、第1の工程と、
前記非円形歯車要素対と前記第1(又は第2)の歯車要素対とが同時に前記第1(又は第2)の減速比の噛み合いを継続している間に、前記第1(又は第2)の歯車要素対について、前記入力部材と前記出力部材との間の連結を解除する、第2の工程と、
前記非円形歯車要素対が第2(又は第1)の減速比で噛み合う状態において、前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも一部の噛み合い区間で前記第2(又は第1)の減速比で噛み合う第2(又は第1)の歯車要素対を、前記非円形歯車要素対と同時に前記第2(又は第1)の減速比で噛み合う状態で連結する、第3の工程と、
前記非円形歯車要素対と前記第2(又は第1)の歯車要素対とが同時に前記第2(又は第1)の減速比の噛み合いを継続している間に、前記非円形歯車要素対について、前記入力部材と前記出力部材との間の連結を解除する、第4の工程と、
を備えたことを特徴とする、変速方法。
【請求項9】
前記歯車要素対の一方の歯車要素が配置される前記入力部材の第1部分と前記非円形歯車要素対の一方の非円形歯車要素が配置される前記入力部材の第2部分との間を回転伝達可能に結合する入力側増減速装置と、
前記歯車要素対の他方の歯車要素が配置される前記出力部材の第1部分と前記非円形歯車要素対の他方の非円形歯車要素が配置される前記出力部材の第2部分との間を回転伝達可能に結合する出力側増減速装置と、
を備えたことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項10】
前記クラッチは、ワンウェイクラッチを含むことを特徴とする、請求項1ないし7、9のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項11】
前記歯車要素対のうち最も減速比が大きい前記歯車要素対を前記入力部材と前記出力部材との間に解除可能に連結する前記クラッチが、ワンウェイクラッチであることを特徴とする、請求項10に記載の変速機。
【請求項12】
回転可能に支持された入力部材と出力部材との間にそれぞれ配置された、少なくとも2組の歯車要素対である第1の歯車要素対及び第2の歯車要素対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも2組の前記歯車要素対をそれぞれ解除可能に連結する、少なくとも2組のクラッチである第1のクラッチ及び第2のクラッチと、
前記入力部材と前記出力部材との間に配置された、少なくとも1組の非円形歯車要素対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも1組の前記非円形歯車要素対を解除可能に連結する、少なくとも1組の非円形歯車要素対用クラッチと、
前記歯車要素対の一方の歯車要素が配置される前記入力部材の第1部分と前記非円形歯車要素対の一方の非円形歯車要素が配置される前記入力部材の第2部分との間を回転伝達可能に結合する入力側増減速装置と、
前記歯車要素対の他方の歯車要素が配置される前記出力部材の第1部分と前記非円形歯車要素対の他方の非円形歯車要素が配置される前記出力部材の第2部分との間を回転伝達可能に結合する出力側増減速装置と、
を備え、
前記非円形歯車要素対は、第1の減速比になる第1の噛み合い区間と、第2の減速比になる第2の噛み合い区間とを含み、
前記非円形歯車要素対の前記第1の減速比と前記入力側増減速装置の減速比と前記出力側増減速装置の減速比との積が、前記入力部材と前記出力部材との間に前記第1の歯車要素対が連結されたときの前記第1の歯車要素対の少なくとも一部の噛み合い区間における減速比と等しく、
前記非円形歯車要素対の前記第2の減速比と前記入力側増減速装置の減速比と前記出力側増減速装置の減速比との積が、前記入力部材と前記出力部材との間に前記第2の歯車要素対が連結されたときの前記第2の歯車要素対の少なくとも一部の噛み合い区間における減速比と等しいことを特徴とする、変速機。
産業区分
  • 機構・伝動
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008545377thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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