(57)【要約】【課題】  入力軸から出力軸を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸の回転数を変化させるだけで、出力軸の正逆回転数を制御する装置。【解決手段】  太陽歯車７と遊星歯車１０、１１の公転軸に入力軸１を連結し、遊星歯車６と遊星歯車８の自転軸を連結し、遊星歯車５、６、８の公転軸は同一上の公転軸とし、太陽歯車４と制御歯車１５を連結し、制御歯車１５と噛合う制御歯車１４を介した制御歯車１３に制御軸２を連結した回転数制御部と、リング歯車１２を遊星歯車５、６、８の公転軸と連結し、太陽歯車９に出力軸３を連結した回転数変化率増幅部とからなる装置において、入力軸１および制御軸２の回転方向を変えずに、入力軸１から出力軸３を伝達するトルクより小さなトルクにて制御軸２の回転数を変化させるだけで出力軸３の大きなトルクの正逆回転数を制御する装置。【選択図】    図１
2005042810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車（４）と太陽歯車（４）に噛合う遊星歯車（５）と遊星歯車（５）に噛合う遊星歯車（６）とで構成される遊星歯車機構と、太陽歯車（７）と太陽歯車（７）に噛合う遊星歯車（８）とで構成される遊星歯車機構と、太陽歯車（９）と太陽歯車（９）に噛合う遊星歯車（１０）と遊星歯車（１０）と噛合う遊星歯車（１１）と遊星歯車（１１）と噛合うリング歯車（１２）で構成される遊星歯車機構を使用し、太陽歯車（７）に入力軸（１）を取付け、遊星歯車（８）と遊星歯車（６）の自転軸を連結し、遊星歯車（５、６、８）の公転軸を同じとし、太陽歯車（４）と制御歯車（１５）を連結し、制御歯車（１５）と噛合う制御歯車（１４）を介した制御歯車（１３）に制御軸（２）を連結し、太陽歯車（７）の半径は太陽歯車（４）の半径より大きくし、遊星歯車（６）の半径は遊星歯車（８）の半径より大きくした構造をもつ歯車機構の入力軸（１）に入力されるトルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させ、遊星歯車（５、６、８）の公転軸を出力とした大きな出力トルクの回転数を制御する回転数制御部と、入力軸（１）を遊星歯車（１０、１１）の公転軸と連結し、リング歯車（１２）を遊星歯車（５、６、８）の公転軸に連結し、太陽歯車（９）に出力軸（３）を連結した歯車機構のリング歯車（１２）に入力される小さな回転数の変化に対し出力軸（３）から出力される大きな回転数の変化に変える回転数変化増幅部とからなる、入力軸（１）および制御軸（２）の回転方向を変えずに、入力軸（１）から出力軸（３）を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させるだけで出力軸（３）の大きなトルクの正逆回転を制御する装置。
【請求項２】
太陽歯車（４０）と太陽歯車（４０）に噛合う遊星歯車（４１）と遊星歯車（４１）と噛合う遊星歯車（４２）と遊星歯車（４２）と噛合うリング歯車（４３）で構成される遊星歯車機構を使用し、請求項１記載の回転数制御部と回転数変化率増幅部で構成された装置の回転数変化率増幅部の出力である太陽歯車（９）にリング歯車（４３）を連結し、太陽歯車（４０）に出力軸（３）を連結し、回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を２段、３段以上とした請求項１記載の回転数変化率増幅部より小さな回転数の変化に対し、大きな回転数の変化に変える回転数変化率増幅部とからなる、入力軸（１）および制御軸（２）の回転方向を変えずに、入力軸（１）から出力軸（３）を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させるだけで出力軸（３）の大きなトルクの正逆回転を制御する装置。
【請求項３】
請求項１記載の回転数制御部の遊星歯車（５）の代わりに太陽歯車（４）と噛合う遊星歯車（５ａ）と、遊星歯車（６）と噛合う遊星歯車（５ｂ）の自転軸を連結した遊星歯車（５ａ、５ｂ）を用い、遊星歯車（５ｂ）の半径より大きな半径の遊星歯車（５ａ）とした構造の回転数制御部の入力軸（１）に入力されるトルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させ、遊星歯車（５ａ、５ｂ、６、８）の公転軸を出力とした大きな出力トルクの回転を制御する回転数制御部と、太陽歯車（４０）と太陽歯車（４０）に噛合う遊星歯車（４１）と遊星歯車（４１）と噛合う遊星歯車（４２）と遊星歯車（４２）と噛合うリング歯車（４３）で構成される遊星歯車機構を使用し、請求項１記載の回転数制御部と回転数変化率増幅部で構成された装置の回転数変化率増幅部の出力である太陽歯車（９）にリング歯車（４３）を連結し、太陽歯車（４０）に出力軸（３）を連結し、回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を２段、３段以上とした請求項１記載の回転数変化率増幅部より小さな回転数の変化に対し、大きな回転数の変化に変える回転数変化率増幅部とからなる、入力軸（１）および制御軸（２）の回転方向を変えずに、入力軸（１）から出力軸（３）を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させるだけで出力軸（３）の大きなトルクの正逆回転を制御する装置。
【請求項４】
請求項１記載の回転数変化率増幅部を単体で使用するとき、請求項１記載の太陽歯車（９）と太陽歯車（９）に噛合う遊星歯車（１０）と遊星歯車（１０）と噛合う遊星歯車（１１）と遊星歯車（１１）と噛合うリング歯車（１２）で構成される遊星歯車が２枚噛合う遊星歯車機構を使用し、遊星歯車（１０、１１）の公転軸に入力軸（１）を連結し、制御歯車（１３）に制御軸（２）を連結し、制御歯車（１３）に噛合う制御歯車（１４）を介した制御歯車（１５）にリング歯車（１２）を連結し、太陽歯車（９）に出力軸（３）を連結した請求項１記載の回転数変化率増幅部を単体で使用したとき、太陽歯車・遊星歯車・リング歯車と噛合う遊星歯車機構に比べ、リング歯車と噛合う遊星歯車（１１）の自転軸と公転軸と中心との寸法と太陽歯車（９）の半径の寸法を自由に設定でき、入力軸（１）および制御軸（２）の回転方向を変えずに、入力軸（１）から出力軸（３）を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させるだけで出力軸（３）の正逆回転を制御する装置。
【請求項５】
請求項２記載の回転数変化率増幅部を単体で使用するとき、請求項２記載の太陽歯車（９）と太陽歯車（９）に噛合う遊星歯車（１０）と遊星歯車（１０）に噛合う遊星歯車（１１）と遊星歯車（１１）と噛合うリング歯車（１２）で構成される遊星歯車機構と、太陽歯車（４０）と太陽歯車（４０）に噛合う遊星歯車（４１）と遊星歯車（４１）に噛合う遊星歯車（４２）と遊星歯車（４２）と噛合うリング歯車（４３）で構成される遊星歯車機構を使用し、遊星歯車（１０、１１）の公転軸と遊星歯車（４１、４２）の公転軸に入力軸（１）を連結し、制御歯車（１３）に制御軸（２）を連結し、制御歯車（１３）に噛合う制御歯車（１４）を介した制御歯車（１５）にリング歯車（１２）を連結し、太陽歯車（９）にリング歯車（４３）を連結し、太陽歯車（４０）に出力軸（３）を連結した請求項２記載の回転数変化率増幅部を単体で使用したとき、入力軸（１）および制御軸（２）の回転方向を変えずに、入力軸（１）から出力軸（３）を伝達するトルクより小さなトルクにて制御軸（２）の回転数を変化させるだけで出力軸（３）の大きなトルクの正逆回転を制御する装置。
【請求項６】
太陽歯車（５５）と太陽歯車（５５）に噛合う遊星歯車（５６）と遊星歯車（５６）に噛合うリング歯車（５７）とで構成される遊星歯車機構と、太陽歯車（５９）と太陽歯車（５９）に噛合う遊星歯車（５８）と遊星歯車（５８）に噛合うリング歯車（５７）とで構成される遊星歯車機構を使用し、太陽歯車（５５）に制御軸（５１）を取付け、リング歯車（５７）と入力歯車（５４）を連結し、入力歯車（５４）と噛合う入力歯車（５３）を介した入力歯車（５２）に入力軸（５０）を連結した歯車機構の入力軸（５０）に入力されるトルクより小さなトルクにて制御軸（５１）の回転数を変化させ、遊星歯車（５６）公転軸を出力とした大きな出力トルクの回転数を制御する回転数制御部と、遊星歯車（５８）の公転軸を遊星歯車（５６）の公転軸と同じ公転軸とし、遊星歯車（５８）に噛合うリング歯車（５７）は回転数制御部の遊星歯車（５６）と噛合うリング歯車（５７）と一体型の歯車とし、遊星歯車（５８）と噛合う太陽歯車（５９）に出力軸（６０）を連結した歯車機構の遊星歯車（５８）の公転軸に入力される小さな変化に対し、出力軸（６０）から出力される大きな回転数の変化に変える回転数変化率増幅部とからなる、入力軸（１）および制御軸（２）の回転方向を変えずに、入力軸（５０）から出力軸（６０）を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸（５１）の回転数を変化させるだけで出力軸（６０）の大きなトルクの正逆回転を制御する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自動車など、車両の無段変速制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貨物用大型自動車、客車用大型自動車などの大型自動車用無段変速機は普通乗用車に比べ変速機内の伝達トルクが大きく、現在に至ってはまだ製作されていない。入力プーリと出力プーリの径を変化させ、入力プーリと出力プーリに掛かるベルトにより回転を伝達しているＣＶＴ（無段変速機）はベルトとプーリとの摩擦力による動力伝達のため、大きな伝達トルクの伝達ができない。現状では排気量２５００ＣＣクラス以下の車までしか採用されていない。
【０００３】
また、入力軸に動力を接続し、制御軸に電動機を接続し、出力軸を設けた無段変速機（特開平５−１６４２０５号、特開平６−１８５５８６号、特開平１１−８２６４９号、特開平１１−３１３４０５号参照）においても排気量２５００ＣＣクラス以下の車までしか採用されていない。
【特許文献１】特開平５−１６４２０５号
【特許文献２】特開平６−１８５５８６号
【特許文献３】特開平１１−８２６４９号
【特許文献４】特開平１１−３１３４０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の入力プーリと出力プーリの径を変化させ、入力プーリと出力プーリに掛かるベルトにより回転を伝達しているＣＶＴ（無段変速機）においては、貨物用大型自動車、客車用大型自動車などの大型自動車のように普通乗用車に比べ伝達トルクの大きい自動車に、ＣＶＴ（無段変速機）を使用しようとしても、伝達トルクが大きいのでＣＶＴ（無段変速機）はベルトとプーリとの摩擦力の限界を超えてベルトはプーリ上を滑って入力軸のトルクを出力軸に減衰させて伝達することになる。
【０００５】
また、遊星歯車機構を用いた無段変速機（特開平５−１６４２０５号、特開平６−１８５５８６号、特開平１１−８２６４９号、特開平１１−３１３４０５号参照）は、制御軸に電動機を接続し、出力軸の回転数の制御を行うが、入力軸に入力される動力のトルクが貨物用大型自動車、客車用大型自動車などの大型自動車のように普通乗用車に比べ大きいときには、制御軸の電動機も大きくなり、制御軸の電動機を回転させるための発電機も大きくなる。以上のことから入力軸に入力される動力のトルクの大きい車に乗せるには、大きな無段変速機となり、トルクの大きい車に使用するのは困難である。
【０００６】
本発明は、遊星歯車機構を用い、入力軸に入力される動力のトルクが貨物用大型自動車、客車用大型自動車などの大型自動車のように普通乗用車に比べ大きくても、回転数制御部により制御軸に入力するトルクは小さくてすみ、回転数制御部から回転数変化率増幅部に入力される小さな変化量の回転数を大きな変化量の回転数に変え、出力軸を回転させることにより、入力軸と出力軸を伝達する伝達トルクより小さなトルクで制御軸の回転数を変化させ、出力軸から出力される大きなトルクの回転を制御することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は回転数制御部においてリング歯車のない遊星歯車機構を２つ用い、片方の遊星歯車機構は太陽歯車に入力軸を連結し、太陽歯車に噛合う遊星歯車を１段噛合せ、もう一方の遊星歯車機構は太陽歯車に制御歯車を連結し、その制御歯車に噛合う他の制御歯車を介した歯車に制御軸を連結し、太陽歯車と噛合う遊星歯車を太陽歯車・遊星歯車・遊星歯車の順にて噛合わせ遊星歯車を２段とし、２つの遊星歯車機構全ての遊星歯車の公転軸は同じであり、入力軸を連結した遊星歯車機構の遊星歯車ともう一方の遊星歯車機構の外側の遊星歯車の自転軸を連結し、入力軸に連結した太陽歯車と制御歯車を介し制御軸を連結した太陽歯車は、互いの遊星歯車を介し太陽歯車同士が逆方向への力が加わるようしたものである。
【０００８】
回転数変化率増幅部は回転数制御部においてその構造上、制御軸から入力された回転数の変化よりも回転数制御部から出力された回転数の変化のほうが小さくなり、回転数の変化を大きくするために回転数変化率増幅部は、太陽歯車・遊星歯車・遊星歯車・リング歯車の構成で、遊星歯車の公転軸は全て同じ公転軸とした遊星歯車機構を１段、２段以上用いる。遊星歯車機構を１段用いた回転数変化率増幅部では、回転数制御部の遊星歯車の公転軸に回転数変化率増幅部の遊星歯車機構のリング歯車を連結し、回転数変化率増幅部の遊星歯車の公転軸を入力軸と連結し、回転数変化率増幅部の太陽歯車に出力軸を連結したものであり、回転数変化率増幅部にて遊星歯車機構を２段以上もちいた場合では、回転数変化率増幅部は、回転数制御部の遊星歯車の公転軸１段目の遊星歯車機構のリング歯車を連結し、１段目の遊星歯車機構の公転軸を入力軸と連結し、１段目遊星歯車機構の太陽歯車とＮ段目の遊星歯車機構のリング歯車を連結し、Ｎ段目の遊星歯車機構の公転軸を入力軸と連結し、Ｎ段目の遊星歯車機構の太陽歯車とＮ＋１段目の遊星歯車機構のリング歯車を連結し、Ｎ＋１段目の遊星歯車機構の遊星歯車の公転軸を入力軸と連結し、Ｎ＋１段目の遊星歯車機構の太陽歯車に出力軸を連結したものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、回転数制御部において、遊星歯車機構を１つ用い、太陽歯車に制御軸を連結し、リング歯車に入力歯車を連結し、その入力歯車に噛合う他の入力歯車を介した歯車に入力軸を連結したものであり、リング歯車と太陽歯車は、遊星歯車を介し、リング歯車と太陽歯車同士が逆方向への力が加わるようにしたものである。
【００１０】
回転数変化率増幅部は、回転数制御部において、その構造上、制御軸から入力された回転数の変化よりも回転数制御部から出力された回転数の変化のほうが小さくなり、回転数の変化を大きくするために回転数変化率増幅部は、遊星歯車機構を１つ用い、回転数制御部の遊星歯車の公転軸に回転数変化率増幅部の遊星歯車機構の遊星歯車の公転軸を連結し、回転数変化率増幅部のリング歯車を回転数制御部のリング歯車と連結し、回転数変化率増幅部の太陽歯車に出力軸を連結したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
回転制御部と回転数変化率増幅部とで構成される本発明は、回転数制御部では入力軸と制御軸をもち、回転数制御部の歯車の構成により、入力軸に入力される力より制御軸は小さな力にて回転制御部から出力する力の回転数を制御する。
【００１２】
回転数変化率増幅部は、入力軸と回転数制御軸の出力部と連結した入力部をもち、回転数変化率増幅部の歯車の構成により、回転数制御部から回転数変化率増幅部に入力される小さな変化量の一方向に回転する回転数を大きな変化量の回転数に変え、出力軸を正逆回転させる。
【００１３】
また、回転数変化率増幅部も、入力軸と回転数制御軸の出力部と連結した入力部をもち、回転数変化率増幅部の歯車の構成により、入力軸と回転数制御軸の出力部と連結した入力部とで、出力軸に出力される力は入力軸と入力部との和となり、出力される力より入力部の力は小さくてすむ。
【００１４】
以上のことにより、入力軸と出力軸を伝達する伝達トルクより小さなトルクで制御軸の回転数を変化させ、出力軸から出力される大きなトルクの正逆回転を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１において、太陽歯車７と遊星歯車１０、１１の公転軸に入力軸１を連結し、遊星歯車６と遊星歯車８の自転軸を連結し、遊星歯車５、６，８の公転軸は同一上の公転軸とし、遊星歯車５と噛合う遊星歯車６を介した太陽歯車４と制御歯車１５を連結し、制御歯車１５と噛合う制御歯車１４を介した制御歯車１３に制御軸２を連結し、リング歯車１２を遊星歯車５、６、８の公転軸と連結し、遊星歯車１０、１１を介した太陽歯車９に出力軸３を連結した実施例の断面図である。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１は、図３、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４により説明すると、図９に示した回転軸のように、トルクＴを加えたとき、回転軸の半径ｒの位置の力Ｆとの式は、
【００１７】
【数１】
2005042810.tif 000003
で表わされる。
【００１８】
図３は、図１のハウジングを消去し、歯車の噛合う構造を見易くした図であり、図１０は、図３の回転数制御部の部分を簡素化した図である。
図１０に示した遊星歯車機構は、入力軸のトルクをＴ１、制御軸のトルクをＴ３、入力軸に接続された太陽歯車をＧ１、太陽歯車Ｇ１の半径をｒ１、半径ｒ１の位置の力Ｆ１、太陽歯車Ｇ１に噛合う遊星歯車をＧ２、遊星歯車Ｇ２の自転軸のトルクをＴ２、遊星歯車Ｇ２の半径をｒ２、半径ｒ２の位置の力Ｆ２、制御軸に連結した太陽歯車をＧ３、太陽歯車Ｇ３の半径をｒ３、半径ｒ３の位置の力Ｆ３、太陽歯車Ｇ３に噛合う遊星歯車をＧ４、遊星歯車Ｇ４に噛合う遊星歯車をＧ５、遊星歯車Ｇ５の自転軸のトルクをＴ５、遊星歯車Ｇ５半径をｒ５、半径ｒ５の位置の力Ｆ５とし、遊星歯車Ｇ２と遊星歯車Ｇ５の自転軸は連結し、遊星歯車Ｇ２と遊星歯車Ｇ４と遊星歯車Ｇ５は制御軸を中心軸として公転しており、遊星歯車Ｇ２と遊星歯車Ｇ５の自転軸の中心線Ａ２−Ａ２上の位置の力をＦ６とし、太陽歯車Ｇ１と太陽歯車Ｇ３の半径ｒ１と半径ｒ３の寸法は半径ｒ１より半径ｒ３の寸法を小さくし、遊星歯車Ｇ２と遊星歯車Ｇ５の半径ｒ２と半径ｒ５の寸法は半径ｒ２より半径ｒ５の寸法を大きくし、入力軸と制御軸とは中心線Ａ１−Ａ１を軸の中心線とした独立した軸である。
【００１９】
図１１は、図１０の遊星歯車Ｇ２と遊星歯車Ｇ５の部分を取出した図であり、遊星歯車Ｇ２の半径をｒ２、半径ｒ２の位置の力Ｆ２、遊星歯車Ｇ５の半径をｒ５、半径ｒ５の位置の力Ｆ５、遊星歯車Ｇ２の自転軸のトルクをＴ２、遊星歯車Ｇ５の自転軸のトルクをＴ５とし、半径ｒ２と半径ｒ５の寸法は半径ｒ２より半径ｒ５の寸法を大きくし、トルクＴ２とトルクＴ５は各々反対の方向に働き、トルクＴ２とトルクＴ５の平衡がとれたとき、力と半径の関係式は数１の式より
【００２０】
【数２】
2005042810.tif 000004
で表わされる。
【００２１】
図１０のように、入力軸のトルクＴ１が入力されたとき、入力軸に接続した太陽歯車Ｇ１に力Ｆ１が働き、遊星歯車Ｇ２は太陽歯車Ｇ１と噛合い太陽歯車Ｇ１の力Ｆ１と同じ力Ｆ２が遊星歯車Ｇ２に太陽歯車Ｇ１の力Ｆ１と反対方向に働く。遊星歯車Ｇ５は遊星歯車Ｇ４を介して太陽歯車Ｇ３と噛合い、制御軸のトルクＴ３が入力されたとき、制御軸に接続された太陽歯車Ｇ３に力Ｆ３が働き、力Ｆ３と同じ力Ｆ５が遊星歯車Ｇ５に太陽歯車Ｇ３と同じ方向に働く。また、遊星歯車Ｇ２の力Ｆ２と遊星歯車Ｇ５の力Ｆ５は各々反対の方向に働き、トルクＴ２とトルクＴ５は平衡がとれ、遊星歯車Ｇ２と遊星歯車Ｇ６の公転軸が回転する方向に遊星歯車Ｇ２、Ｇ５の自転軸の中心線上に力Ｆ６となって出力する。太陽歯車Ｇ１と遊星歯車Ｇ２は噛合い、力を伝達し、その力Ｆ１と力Ｆ２は同じ力であり、太陽歯車Ｇ３と遊星歯車Ｇ５も遊星歯車Ｇ４を介し噛合い、力を伝達し、その力Ｆ３と力Ｆ５も同じ力であり、数１、数２の式により
【００２２】
【数３】
2005042810.tif 000005
となり、半径ｒ５は半径ｒ２より大きく、半径ｒ１は半径ｒ３より大きいので、数３の式の右辺に示される２つの分数は、２つの分数とも１より大きくなり、数３の式より、制御軸のトルクＴ３は入力軸のトルクＴ１より小さなトルクですむ。
【００２３】
図１２は、図３の回転数変化率増幅部の部分を簡素化した図であり、図１２の遊星歯車機構において、太陽歯車をＧ６、太陽歯車Ｇ６と噛合う遊星歯車をＧ７、遊星歯車Ｇ７と噛合う遊星歯車をＧ８、遊星歯車と噛合うリング歯車をＧ９、太陽歯車Ｇ６の半径をｒ６、遊星歯車Ｇ７の半径をｒ７、遊星歯車Ｇ８の半径をｒ８、太陽歯車Ｇ６の中心から遊星歯車Ｇ８の自転軸の中心までをｒ１０、リング歯車Ｇ９の半径をｒ９とし、入力のトルクとして遊星歯車Ｇ７、Ｇ８の公転軸にトルクＴ１０を加え、制御のトルクとしてリング歯車Ｇ９にトルクＴ９を加えると、遊星歯車Ｇ８にトルクＴ１０による位置の力Ｆ１０が働き、また、遊星歯車Ｇ８にトルクＴ９による位置の力Ｆ９が位置の力Ｆ１０と反対方向に働き、位置の力Ｆ９とＦ１０の平衡がとれたとき、数１の式により、入力のトルクＴ１０と制御のトルクＴ９の関係式は
【００２４】
【数４】
2005042810.tif 000006
となり、太陽歯車Ｇ６から出力されるトルクＴ６は入力のトルクＴ１０と制御のトルクＴ９を加算した値であるから、制御のトルクＴ９と出力のトルクＴ６の関係式は
【００２５】
【数５】
2005042810.tif 000007
となり、数５の式の右辺に示される分数は分子より分母のほうが大きく、数５の式の右辺に示される分数は１より小さく、出力のトルクＴ６は制御のトルクＴ９より大きなトルクであり、出力のトルクＴ６より制御のトルクＴ９のほうが小さい。また、半径ｒ９は半径ｒ１０より大きく、数４の式の右辺に示される分数は１より大きくなり、入力のトルクＴ１０より制御のトルクＴ９のほうが大きい。また、図７のように遊星歯車機構を２段以上連結することにより、入力のトルクＴ１０より制御のトルクＴ９のトルクを小さくすることができる。
【００２６】
図１３は、図１２を簡素化した図であり、図１３の遊星歯車機構において、太陽歯車をＧ６とし、太陽歯車Ｇ６と噛合う遊星歯車をＧ７とし、遊星歯車Ｇ７と噛合う遊星歯車をＧ８とし、遊星歯車Ｇ８と噛合うリング歯車をＧ９とし、太陽歯車Ｇ６の半径をｒ６とし、リング歯車Ｇ９の半径をｒ９とし、太陽歯車Ｇ６のＣ方向の回転数をｎｃとし、遊星歯車Ｇ７、Ｇ８の公転軸のD方向の回転数をｎｄとし、リング歯車Ｇ９のＡ方向の回転数をｎａとし、遊星歯車Ｇ７、Ｇ８の公転軸の回転数ｎｄを一定の回転数にて回転し、リング歯車Ｇ９の回転数を変化させると
【００２７】
【数６】
2005042810.tif 000008
となる。
【００２８】
例を示すと、遊星歯車Ｇ７、Ｇ８の公転軸の回転数ｎｄを１０００ｒｐｍ、リング歯車Ｇ９の回転数ｎａを０から１０００ｒｐｍに変化させて、ｒ６を２５ｃｍ、ｒ９を５ｃｍとしたとき、数６の式にて計算すると、入力の回転数、すなわち、リング歯車Ｇ９の回転数ｎａを０から１０００ｒｐｍに変化したときより、出力の回転数、太陽歯車Ｇ６の回転数ｎｃのほうが、−４０００ｒｐｍから１０００ｒｐｍと５倍の変化となり、図１４の示すグラフとなる。
【００２９】
上記のことから、入力軸１から出力軸３を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸２の回転数を変化させるだけで、出力軸３の正逆回転数を制御させるための実施例です。
【実施例２】
【００３０】
本発明の実施例２は、図４において、図３の太陽歯車９にリング歯車４３を連結し、また、遊星歯車４１，４２の公転軸を入力軸１と連結し、遊星歯車４１、４２を介した太陽歯車４０に出力軸３を連結し、回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を２段にすることで、回転数制御部から回転数変化率増幅部に入力される小さな変化量の一方向に回転する回転数を図３の回転数変化率増幅部より、さらに、大きな変化量の回転数に変え、出力軸を正逆回転させるための実施例です。
【実施例３】
【００３１】
本発明の実施例３は、図５において、図４の遊星歯車５の代わりに自転軸を連結した遊星歯車５ａ、５ｂに置換え、図４の装置より入力軸から出力軸を伝達する伝達トルクよりさらに、小さなトルクにて制御軸の回転数を変化させるだけで、出力軸の正逆回転数を制御させるための実施例です。
【実施例４】
【００３２】
本発明の実施例４は、図６において、図３の回転数変化率増幅部を単体にて使用するときの実施例です。
【実施例５】
【００３３】
本発明の実施例５は、図７において、図４の回転数変化率増幅部を単体にて使用するときの実施例です。
【実施例６】
【００３４】
本発明の実施例６は、図８、図１５、図１６により説明すると、図８において、太陽歯車５５に制御軸５１を連結し、遊星歯車５６、５８の公転軸は同一上の公転軸とし、２つの遊星歯車機構のリング歯車５７を同一形状とし、リング歯車５７を入力歯車５４と連結し、入力歯車５４と噛合う入力歯車５３を介した入力歯車５２に入力軸５０を連結し、遊星歯車５８と噛合う太陽歯車５９に出力軸６０を連結して使用する装置です。
【００３５】
図１５は、図８の回転数制御部を簡素化した図であり、図１５の遊星歯車機構において、太陽歯車をＧ１１、太陽歯車Ｇ１１と噛合う遊星歯車をＧ１２、遊星歯車Ｇ１２と噛合うリング歯車をＧ１３、太陽歯車Ｇ１１の半径をｒ１１、遊星歯車Ｇ１２の半径をｒ１２、リング歯車Ｇ１３の半径をｒ１３とし、入力のトルクとしてリング歯車Ｇ１３にトルクＴ１３を加え、制御のトルクとして太陽歯車Ｇ１１にトルクＴ１１を加えると、遊星歯車Ｇ１２にトルクＴ１３による位置の力Ｆ１３が働き、また、遊星歯車Ｇ１２にトルクＴ１１による位置の力Ｆ１１が位置の力Ｆ１３と反対方向に働き、位置の力Ｆ１１とＦ１３の平衡がとれたとき、数１の式により、入力のトルクＴ１３と制御のトルクＴ１１の関係式は
【００３６】
【数７】
2005042810.tif 000009
となり、半径ｒ１３は半径ｒ１１より大きく、数７式の右辺に示される分数は、１よりも小さくなり、数７の式より、制御軸のトルクＴ１１は入力のトルクＴ１３より小さなトルクですむ。
【００３７】
図１６は、図８の回転数変化率増幅部を簡素化した図であり、図１５の遊星歯車機構において、太陽歯車をＧ１５、太陽歯車Ｇ１５と噛合う遊星歯車をＧ１６、遊星歯車Ｇ１６と噛合うリング歯車をＧ１７、太陽歯車Ｇ１５の半径をｒ１５、遊星歯車Ｇ１６の半径をｒ１６、リング歯車Ｇ１７の半径をｒ１７、太陽歯車Ｇ１５のＧ方向の回転数をｎｇ、遊星歯車Ｇ１６の公転軸のＨ方向の回転数をｎｈ、リング歯車G１７のE方向の回転数をｎｅとし、リング歯車Ｇ１７の回転数ｎｅを一定の回転数にて回転し、遊星歯車Ｇ１６の公転軸の回転数ｎｈを変化させると
【００３８】
【数８】
2005042810.tif 000010
となり、数８の式は数６の式と同じになり、遊星歯車Ｇ１６の公転軸の回転数ｎｈの回転数の変化が小さくても、太陽歯車Ｇ１５の回転数ｎｇの回転数の変化は大きくなる。
【００３９】
上記のことから、入力軸５０から出力軸６０を伝達する伝達トルクより小さなトルクにて制御軸５１の回転数を変化させるだけで、出力軸６０の正逆回転数を制御させるための実施例です。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】入力軸・出力軸を伝達するトルクより小さなトルクにて制御軸の回転数を変化させるだけで出力軸の大きなトルクの正逆回転数を制御する装置の実施例の断面図である。
【図２】図１の歯車列の図である。
【図３】図１のハウジングを消去した図である。
【図４】図１のハウジングを消去し、回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を２段にした実施例の図である。
【図５】図１のハウジングを消去し、回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を２段にし、回転数制御部の遊星歯車のギヤ比を変えた実施例の図である。
【図６】図３の回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を単体で使用した実施例の図である。
【図７】図４の回転数変化率増幅部の遊星歯車機構を単体で使用した実施例の図である。
【図８】図１の入力軸と制御軸の取付け位置を交換し、回転数制御部の遊星歯車機構を１つにて使用した図である。
【図９】トルクと力の関係を表わした図である。
【図１０】回転数制御部のトルクと力の関係を表わした図である。
【図１１】図１０の回転数制御部の遊星歯車の部分を取出し、トルクと力の関係を表わした図である。
【図１２】回転数変化率増幅部のトルクと力の関係を表わした図である。
【図１３】回転数変化率増幅部の回転数の関係を表わした図である。
【図１４】図１３の回転数変化率増幅部の入力と出力の回転数の関係をグラフにて表わした図である。
【図１５】図８の回転数制御部のトルクと力の関係を表わした図である。
【図１６】図８の回転数変化率増幅部の回転数の関係を表わした図である。
【符号の説明】
【００４１】
５０                                  入力軸
５１                                  制御軸
３、６０                              出力軸
４、７、９、４０、５５、５９          太陽歯車
５、５ａ、５ｂ、６，８、１０、１１
４１、４２、５６、５８                遊星歯車
１２、４３、５７                      リング歯車
１３、１４、１５                      制御歯車
１６、１７、１８、１９、２０、２１    軸受
２２、２３、２４                      オイルシール
２５、２６、２７                      カラー
２８                                  ピン
２９、３０、３１                      止め輪
３２                                  前蓋
３３                                  ハウジング
３４                                  後蓋
５２、５３、５４                      入力歯車
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６
Ｔ９、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１３
Ｔ１４                                トルク
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ９
Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１３                力
ｒ、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ５、ｒ６
ｒ７、ｒ８、ｒ９、ｒ１０、ｒ１１
ｒ１２、ｒ１３、ｒ１４、ｒ１５
ｒ１６、ｒ１７                        歯車の半径
Ｇ１、Ｇ３、Ｇ６、Ｇ１１、Ｇ１５      太陽歯車
Ｇ２、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ７、Ｇ８
Ｇ１２、Ｇ１６                        遊星歯車
Ｇ９、Ｇ１３、Ｇ１７                  リング歯車
ｎａ、ｎｃ、ｎｄ、ｎｅ、ｎｇ、ｎｈ    歯車の回転数
Ａ１−Ａ１、Ａ２−Ａ２、Ｂ１−Ｂ１
Ｂ２−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｃ２    歯車軸の中心線
【図１】
2005042810.tif 000011
【図２】
2005042810.tif 000012
【図３】
2005042810.tif 000013
【図４】
2005042810.tif 000014
【図５】
2005042810.tif 000015
【図６】
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【図７】
2005042810.tif 000017
【図８】
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【図９】
2005042810.tif 000019
【図１０】
2005042810.tif 000020
【図１１】
2005042810.tif 000021
【図１２】
2005042810.tif 000022
【図１３】
2005042810.tif 000023
【図１４】
2005042810.tif 000024
【図１５】
2005042810.tif 000025
【図１６】
2005042810.tif 000026