2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a mechanical CVT with closed loop chains, one-way clutches and solid-cams, and its installation into wind or wave power generation system
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26420880
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
湯川 俊浩 岩手大学, 理工学部, 准教授 (10347205)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機械要素 / 設計工学 / 再生可能エネルギー / トライボロジー / 無段変速機 / リンク / カム / 摩擦力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は，LCVT機構の解析と発電システムの開発をおこなった．まず，LCVTの機械要素の配置パターンを検討した．LCVTには，要素部品として，クランク（入力軸），連結リンク，てこ（出力軸），ワンウェイクラッチ，立体カムが搭載されているが，二つの立体カムを設け，これらのカム間の空間距離を確動カムと定義して設計し，この空間確動カムがLCVTの機能要素として変速伝達機構の役目を果たすことを確認した．
つぎに，機械式フライホイールと電気式二次電池を組み合わせた発電・蓄電システムを構築した．フライホイールの基本構造として，フライホイールを支持する部材は，筐体ベース中央にあるテーパ穴に圧入した真円球とした．筐体ベースと交叉する，フライホイールの回転軸の上下の二箇所に，凹球面を施す．そして，曲率半径の異なる真円球と凹球面を接触させることで，フライホイールを回転軸上で挟み込み，点接触で支持する機構とした．ベアリングの代わりに，部品点数の少ない接触支持機構とし，エネルギー損失を抑える構造にした．真円球と凹球面の接触面積を減らすことで，回転軸からの距離に依存するモーメント，摩擦力，および振動の影響を抑制した．
発電システム搭載用LCVTに対し，3DCADの解析ツールを用い，LCVTの動作を解析し，変速幅，伝達トルク，変速比の変動を調査した． LCVTの性能として，伝達効率は95%，速度変動や脈動は1 % 程度となることを確認した．つぎに，許容トルクとシステムの発電効率を理論的に算出し，蓄電量の理論値を計算した．さらに，LCVTの変速比が0～∞であることを考慮したブレーキ性能について，理論解析をおこなった．なお，四節リンク機構の最適なユニット数は，コスト面や信頼性等から，四組が妥当であると結論付けた．
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