JPH0564256B2 - - Google Patents
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- JPH0564256B2 JPH0564256B2 JP22329985A JP22329985A JPH0564256B2 JP H0564256 B2 JPH0564256 B2 JP H0564256B2 JP 22329985 A JP22329985 A JP 22329985A JP 22329985 A JP22329985 A JP 22329985A JP H0564256 B2 JPH0564256 B2 JP H0564256B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed change
- transmission
- output shaft
- change ring
- ring
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 55
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 39
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は重量がが比較的大きい物体の操作系
（例えばロボツトの操作系）に主として使用され
る摩擦無段変速機に関する。
（例えばロボツトの操作系）に主として使用され
る摩擦無段変速機に関する。
従来の技術
非回転の状態に保たれる１個の変速リングに共
通に摩擦係合する円錐面と、入力軸上の伝動車に
摩擦係合する凹断面形の伝動面と、出力軸上の伝
動車に摩擦係合する平坦な伝動面とをもつ複数の
円錐形転子が入力軸より出力軸に至る伝動系上に
設けられている「リング非回転形式の摩擦無段変
速機」と、上記平坦な伝動面に摩擦係合する要素
を非回転要素とすると共に変速リングを回転要素
として変速リングの回転を出力軸に伝達させ「リ
ング回転形式の摩擦無段変速機」とは、共に特公
昭57−13221号公報に記載されている。これらの
形式のものは、出力軸の回転速度を０にする点を
変速範囲に含み、且つ発生し得るトルクの最大値
を与える点が出力軸の回転速度を０にする点の近
くに置くと云う好ましい特性をもつので、大きい
トルクの発生を必要とする種々の用途に好適なも
のとして使用される。
通に摩擦係合する円錐面と、入力軸上の伝動車に
摩擦係合する凹断面形の伝動面と、出力軸上の伝
動車に摩擦係合する平坦な伝動面とをもつ複数の
円錐形転子が入力軸より出力軸に至る伝動系上に
設けられている「リング非回転形式の摩擦無段変
速機」と、上記平坦な伝動面に摩擦係合する要素
を非回転要素とすると共に変速リングを回転要素
として変速リングの回転を出力軸に伝達させ「リ
ング回転形式の摩擦無段変速機」とは、共に特公
昭57−13221号公報に記載されている。これらの
形式のものは、出力軸の回転速度を０にする点を
変速範囲に含み、且つ発生し得るトルクの最大値
を与える点が出力軸の回転速度を０にする点の近
くに置くと云う好ましい特性をもつので、大きい
トルクの発生を必要とする種々の用途に好適なも
のとして使用される。
第４図および第５図はリング非回転型のものと
リング回転型のものとにつきそれらの摩擦伝動系
を示す。これらの図において、１ａ，１ｂは入力
軸、２ａ，２ｂは出力軸、３ａ，３ｂは円錐形転
子、４ａ，４ｂは変速リングである。円錐形転子
３ａ，３ｂは円錐面５ａ，５ｂのほかに凹断面形
の伝動面６ａ，６ｂと平坦な伝動面７ａ，７ｂと
をもつ。出力軸２ａの回転方向は、第４図に示す
ものにおいては入力軸１ａの回転方向とは逆の方
向、第５図に示すものにおいては入力軸１ｂの回
転方向と同じ方向である。
リング回転型のものとにつきそれらの摩擦伝動系
を示す。これらの図において、１ａ，１ｂは入力
軸、２ａ，２ｂは出力軸、３ａ，３ｂは円錐形転
子、４ａ，４ｂは変速リングである。円錐形転子
３ａ，３ｂは円錐面５ａ，５ｂのほかに凹断面形
の伝動面６ａ，６ｂと平坦な伝動面７ａ，７ｂと
をもつ。出力軸２ａの回転方向は、第４図に示す
ものにおいては入力軸１ａの回転方向とは逆の方
向、第５図に示すものにおいては入力軸１ｂの回
転方向と同じ方向である。
入力軸の回転方向を一定としつつしかも出力軸
を正負いずれの方向にも回転させ得ると共に可成
り大きい出力トルクを低速回転時に発生し得る摩
擦無段変速機は特公昭50−19807号公報に示され。
第６図はこの公報に示されるものの摩擦伝動系
を、円錐形転子に符号３ｃ，３ｄを、変速リング
に符号４ｃを付して示す。
を正負いずれの方向にも回転させ得ると共に可成
り大きい出力トルクを低速回転時に発生し得る摩
擦無段変速機は特公昭50−19807号公報に示され。
第６図はこの公報に示されるものの摩擦伝動系
を、円錐形転子に符号３ｃ，３ｄを、変速リング
に符号４ｃを付して示す。
発明が解決しようとする課題
特公昭57−13221号公報記載の摩擦無段変速機
（以下、表現を簡単にするため、Ｒ型変速機と呼
ぶこととする。）は上記利点をもち用途範囲の広
いものであるが、それを使用して構成された重量
物操作装置は、逆負荷時（操作される重量物の側
より変速機および電動機が駆動されようとする状
態にあるとき）において、所定位置に到達した重
量物を該位置に停止させるには、電動機の電源を
切り、変速機を非可逆要素として作用させなけれ
ばならない。これは、逆負荷時においては、出力
軸の回転速度を０するでき位置に変速リングを到
達していても、逆負荷による出力軸の回転を阻止
する力が変速機の側にないことによるもので、出
力軸は極めて微小な速度の下に回転を継続し、重
量物は所定位置を超えて下降してしまう。
（以下、表現を簡単にするため、Ｒ型変速機と呼
ぶこととする。）は上記利点をもち用途範囲の広
いものであるが、それを使用して構成された重量
物操作装置は、逆負荷時（操作される重量物の側
より変速機および電動機が駆動されようとする状
態にあるとき）において、所定位置に到達した重
量物を該位置に停止させるには、電動機の電源を
切り、変速機を非可逆要素として作用させなけれ
ばならない。これは、逆負荷時においては、出力
軸の回転速度を０するでき位置に変速リングを到
達していても、逆負荷による出力軸の回転を阻止
する力が変速機の側にないことによるもので、出
力軸は極めて微小な速度の下に回転を継続し、重
量物は所定位置を超えて下降してしまう。
また、このものをロボツトの駆動系に使用する
場合、制御対象の移動方向を速やかに反転するこ
とは困難である。これは、電動機の回転子が大き
い慣性抵抗をもつことによる。
場合、制御対象の移動方向を速やかに反転するこ
とは困難である。これは、電動機の回転子が大き
い慣性抵抗をもつことによる。
次に、第６図に示す摩擦伝動系をもつ特公昭50
−19807号公報記載の摩擦無段変速機について述
べると、このものは出力軸２ｃの回転速度が不安
定になる点を含まないと共に入力軸１ｃの回転方
向を変えることなく出力軸２ｃに正負両方向の回
転を与えることができるが、正方向の変速範囲の
大きさと負方向の変速範囲の大きさとが必然的に
等しいものとなり、一方を小さくしつつ他方を大
きくするという要請があつても、それにこたえる
ことはできない。本発明は上記公報に示されるも
のの欠点を伴わない摩擦無段変速機の提供を目的
とする。
−19807号公報記載の摩擦無段変速機について述
べると、このものは出力軸２ｃの回転速度が不安
定になる点を含まないと共に入力軸１ｃの回転方
向を変えることなく出力軸２ｃに正負両方向の回
転を与えることができるが、正方向の変速範囲の
大きさと負方向の変速範囲の大きさとが必然的に
等しいものとなり、一方を小さくしつつ他方を大
きくするという要請があつても、それにこたえる
ことはできない。本発明は上記公報に示されるも
のの欠点を伴わない摩擦無段変速機の提供を目的
とする。
課題を解決するための手段
本発明によるものは、１個の変速リングに共通
に摩擦係合する円錐面と入力軸上の伝動車に摩擦
係合する凹断面形の伝動面と出力軸上の伝動車に
摩擦係合する平坦な伝動面とをもつ複数の円錐形
転子が設けらている摩擦伝動系の入力軸と変速リ
ングとを連動させる歯車減速装置を設けると共
に、出力軸と変速リングとを連動させるフイード
バツク系とパイロツトモータと変速リングとを連
動させる速度指令系とを設け、これらのフイード
バツク系とパイロツトモータと速度指令系とによ
りサーボ装置を構成させ、出力軸の回転速度を０
にする変速リングの位置により定まる正方向の変
速範囲の大きさと負方向の変速範囲の大きさとの
比を上記歯車減速装置の減速比の選定により定め
るようにしたことを特徴とする。
に摩擦係合する円錐面と入力軸上の伝動車に摩擦
係合する凹断面形の伝動面と出力軸上の伝動車に
摩擦係合する平坦な伝動面とをもつ複数の円錐形
転子が設けらている摩擦伝動系の入力軸と変速リ
ングとを連動させる歯車減速装置を設けると共
に、出力軸と変速リングとを連動させるフイード
バツク系とパイロツトモータと変速リングとを連
動させる速度指令系とを設け、これらのフイード
バツク系とパイロツトモータと速度指令系とによ
りサーボ装置を構成させ、出力軸の回転速度を０
にする変速リングの位置により定まる正方向の変
速範囲の大きさと負方向の変速範囲の大きさとの
比を上記歯車減速装置の減速比の選定により定め
るようにしたことを特徴とする。
作 用
上記本発明による摩擦無段変速機は一種の機械
式サーボ装置である。このものは第４図に示す摩
擦伝動系を基盤とし該伝動系の利点（例えば比較
的大きい出力トルクの発生、構造の簡潔さ、大き
い耐久性）を生かしているもので、応答性が高く
安定した動作を行うものである。
式サーボ装置である。このものは第４図に示す摩
擦伝動系を基盤とし該伝動系の利点（例えば比較
的大きい出力トルクの発生、構造の簡潔さ、大き
い耐久性）を生かしているもので、応答性が高く
安定した動作を行うものである。
本発明によるものにおける歯車減速装置の作用
については次の実施例において述べることとす
る。
については次の実施例において述べることとす
る。
実施例
第１図は本発明の１実施例を、第２図は第１図
に示すものの伝動系を取り出して示す。
に示すものの伝動系を取り出して示す。
第１図において、１は入力軸、２は出力軸、３
は円錐形転子、４は変速リングである。円錐形転
子３には変速リング４に摩擦係合する円錐面５と
入力軸１上の伝動車６に摩擦係合する凹断面形の
伝動面７と、出力軸２上の伝動車８に摩擦係合す
る平坦な伝動面９とが設けられている。
は円錐形転子、４は変速リングである。円錐形転
子３には変速リング４に摩擦係合する円錐面５と
入力軸１上の伝動車６に摩擦係合する凹断面形の
伝動面７と、出力軸２上の伝動車８に摩擦係合す
る平坦な伝動面９とが設けられている。
本発明のよるものにおいて変速範囲を正方向と
負方向とに跨がるものとする歯車減速装置は、入
力軸１上の太陽歯車１０、ケーシング１１上の内
歯歯車１２、遊星歯車１３、キヤリア１４、変速
リング４上のスプライン歯車１５およびキヤリア
１４上の歯車１６より成り、キヤリア１４の回転
が変速リング４に伝えられるようになつている。
負方向とに跨がるものとする歯車減速装置は、入
力軸１上の太陽歯車１０、ケーシング１１上の内
歯歯車１２、遊星歯車１３、キヤリア１４、変速
リング４上のスプライン歯車１５およびキヤリア
１４上の歯車１６より成り、キヤリア１４の回転
が変速リング４に伝えられるようになつている。
以上において指摘した諸要素により機械式サー
ボ装置を構成するため、信号を受け入れて作動す
るパイロツトモータ１７とフイードバツク系１８
とが設けられる。パイロツトモータ１７は送りね
じ１９および送りナツト２０を介して変速リング
４に軸線方向の動きを与える。２１は出力軸２に
固着された歯車で、送りナツト２０上の歯車２２
に噛合う。機械式サーボ装置のフイードバツク系
は歯車２１，２２、送りねじ１９および変速リン
グ４を含んで構成される。
ボ装置を構成するため、信号を受け入れて作動す
るパイロツトモータ１７とフイードバツク系１８
とが設けられる。パイロツトモータ１７は送りね
じ１９および送りナツト２０を介して変速リング
４に軸線方向の動きを与える。２１は出力軸２に
固着された歯車で、送りナツト２０上の歯車２２
に噛合う。機械式サーボ装置のフイードバツク系
は歯車２１，２２、送りねじ１９および変速リン
グ４を含んで構成される。
第２図は上記歯車減速装置により回転速度
KN1（但し、Ｋは１より小さい定数、N1は変速機
の入力軸１を駆動する電動機の回転速度）で回転
される変速リング４を示す。この図に符号ａ〜ｆ
を付して示す寸法を使用すれば、出力軸２の回転
速度N2は次式により算出される。
KN1（但し、Ｋは１より小さい定数、N1は変速機
の入力軸１を駆動する電動機の回転速度）で回転
される変速リング４を示す。この図に符号ａ〜ｆ
を付して示す寸法を使用すれば、出力軸２の回転
速度N2は次式により算出される。
N2／N1＝（ｅ／ｆ＋ｂ／ｄ）Ｋ
−（ｂ／ｄ−ａ／ｃ）／（ｅ／ｆ＋ａ／ｃ）
……式１ なお、変速リングが非回転の状態に保たれるＲ
型変速機の出力軸の回転速度N2Rは上記式のＫを
０としたもので、N2R／N1は次式に示すようにな
る。
……式１ なお、変速リングが非回転の状態に保たれるＲ
型変速機の出力軸の回転速度N2Rは上記式のＫを
０としたもので、N2R／N1は次式に示すようにな
る。
N2R／N1＝
−（ｂ／ｄ−ａ／ｃ）／（ｅ／ｆ＋ａ／ｃ）
……式２ これらの式において、ａは変速リンブの位置に
よつて大きさを変える変数である。変速リングが
非回転の状態に保たれる第４図に示すものの場
合、出力軸の回転方向は入力軸の回転方向とは逆
の方向で、N2Rはａの増大に伴つて減少し、（変
速リングが円錐形転子の頂点より遠ざかるに従つ
て減少し、）ａ：ｂ＝ｃ：ｄの条件が満足される
点において０となる。歯車減速機の設置により付
加された常数項（ｅ／ｆ＋ｂ／ｄ）Ｋは上記の式
１の分子ａの増大に伴い“正の値→０→負の値”
と云う過程の下に値を変えるようになる。このよ
うに入力軸と変速リングとの間に歯車減速装置を
介在させることにより、出力軸の回転速度を０に
する点が円錐形転子の円錐面上に位置させられる
ようになる。出力軸の回転速度を０にする円錐面
上の点の位置は上記歯車減速装置の減速比の選定
により適宜変更することができる。
……式２ これらの式において、ａは変速リンブの位置に
よつて大きさを変える変数である。変速リングが
非回転の状態に保たれる第４図に示すものの場
合、出力軸の回転方向は入力軸の回転方向とは逆
の方向で、N2Rはａの増大に伴つて減少し、（変
速リングが円錐形転子の頂点より遠ざかるに従つ
て減少し、）ａ：ｂ＝ｃ：ｄの条件が満足される
点において０となる。歯車減速機の設置により付
加された常数項（ｅ／ｆ＋ｂ／ｄ）Ｋは上記の式
１の分子ａの増大に伴い“正の値→０→負の値”
と云う過程の下に値を変えるようになる。このよ
うに入力軸と変速リングとの間に歯車減速装置を
介在させることにより、出力軸の回転速度を０に
する点が円錐形転子の円錐面上に位置させられる
ようになる。出力軸の回転速度を０にする円錐面
上の点の位置は上記歯車減速装置の減速比の選定
により適宜変更することができる。
第３図は、N1＝1800RPM，
KN1＝335RPM，400RPM，450RPM，
500RPMの場合につき、 出力軸の回転速度N2と変速リングの位置との関
係を例示する図である。この図において、ｘは変
速リングの位置を示す寸法、ｒは変速リングの移
動量の最大値である。
500RPMの場合につき、 出力軸の回転速度N2と変速リングの位置との関
係を例示する図である。この図において、ｘは変
速リングの位置を示す寸法、ｒは変速リングの移
動量の最大値である。
先に指摘したように、変速リング４を移動させ
る機械式サーボ装置は信号を受け入れるパイロツ
トモータ１７とフイードバツク系１８とを含んで
構成されている。パイロツトモータ１７はそれに
投入される信号により回転させられて送りナツト
２０を１方向に移動させようとし、一方フイード
バツク系１８は出力軸２の回転を送りナツト２０
に伝えて変速リングをパイロツトモータ１７によ
る移動方向とは反対の方向に移動させようとす
る。変速リング４はこれらの移動作用が平衡して
変速リング４に位置の変動を伴わない状態におい
て停止する。この状態はパイロツトモータ１７に
投入される入力信号の大きさにより定まる状態で
ある。
る機械式サーボ装置は信号を受け入れるパイロツ
トモータ１７とフイードバツク系１８とを含んで
構成されている。パイロツトモータ１７はそれに
投入される信号により回転させられて送りナツト
２０を１方向に移動させようとし、一方フイード
バツク系１８は出力軸２の回転を送りナツト２０
に伝えて変速リングをパイロツトモータ１７によ
る移動方向とは反対の方向に移動させようとす
る。変速リング４はこれらの移動作用が平衡して
変速リング４に位置の変動を伴わない状態におい
て停止する。この状態はパイロツトモータ１７に
投入される入力信号の大きさにより定まる状態で
ある。
発明の効果
本発明によるものは、重量物操作装置に好適な
もので、迅速に行われる単純な操作の下に重量物
を任意所望の位置に停止させ得るようにするもの
である。
もので、迅速に行われる単純な操作の下に重量物
を任意所望の位置に停止させ得るようにするもの
である。
第１図は本発明の１実施例を示す縦断側面図、
第２図は第１図に示すものの伝動系を取り出して
示す図面、第３図は本発明によるものの変速性能
の説明用グラフ線図、第４図および第５図は特公
昭57−13221号公報記載の摩擦無段変速機の伝動
系の説明図、第６図は特公昭50−19807号公報記
載の摩擦無段変速機の伝動系の説明図である。 １……入力軸、２……出力軸、３……円錐形転
子、４……変速リング、５……円錐面、６……入
力軸上の伝動車、７……凹断面形の伝動面、８…
…出力軸上の伝動車、９……平坦な伝動面、１０
……太陽歯車、１１……ケーシング、１２……内
歯歯車、１３……遊星歯車、１４……キヤリア、
１５……スプライン歯車、１６……キヤリア上の
歯車、１７……パイロツトモータ、１８……フイ
ードバツク系、１９……送りねじ、２０……送り
ナツト、２１，２２……歯車。
第２図は第１図に示すものの伝動系を取り出して
示す図面、第３図は本発明によるものの変速性能
の説明用グラフ線図、第４図および第５図は特公
昭57−13221号公報記載の摩擦無段変速機の伝動
系の説明図、第６図は特公昭50−19807号公報記
載の摩擦無段変速機の伝動系の説明図である。 １……入力軸、２……出力軸、３……円錐形転
子、４……変速リング、５……円錐面、６……入
力軸上の伝動車、７……凹断面形の伝動面、８…
…出力軸上の伝動車、９……平坦な伝動面、１０
……太陽歯車、１１……ケーシング、１２……内
歯歯車、１３……遊星歯車、１４……キヤリア、
１５……スプライン歯車、１６……キヤリア上の
歯車、１７……パイロツトモータ、１８……フイ
ードバツク系、１９……送りねじ、２０……送り
ナツト、２１，２２……歯車。
Claims (1)
- １ １個の変速リングに共通に摩擦係合する円錐
面と入力軸上の伝動車に摩擦係合する凹断面形の
伝動面と出力軸上の伝動車に摩擦係合する平坦な
伝動面とをもつ複数の円錐形転子が設けらている
摩擦伝動系の入力軸と変速リングとを連動させる
歯車減速装置を設けると共に、出力軸と変速リン
グとを連動させるフイードバツク系とパイロツト
モータと変速リングとを連動させる速度指令系と
を設け、これらのフイードバツク系とパイロツト
モータと速度指令系とによりサーボ装置を構成さ
せ、出力軸の回転速度を０にする変速リングの位
置により定まる正方向の変速範囲の大きさと負方
向の変速範囲の大きさとの比を上記歯車減速装置
の減速比の選定により定めるようにしたことを特
徴とする摩擦無段変速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22329985A JPS6283549A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 摩擦無段変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22329985A JPS6283549A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 摩擦無段変速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283549A JPS6283549A (ja) | 1987-04-17 |
| JPH0564256B2 true JPH0564256B2 (ja) | 1993-09-14 |
Family
ID=16795967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22329985A Granted JPS6283549A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 摩擦無段変速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283549A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4423719B2 (ja) * | 1999-10-28 | 2010-03-03 | 株式会社安川電機 | ロボットおよびロボットの制御方法 |
-
1985
- 1985-10-07 JP JP22329985A patent/JPS6283549A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6283549A (ja) | 1987-04-17 |
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