四節リンク，ワンウェイクラッチ，立体カムによる複合伝達機構型無段変速機の開発

• 研究課題/領域番号: 23560149
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 湯川 俊浩 岩手大学, 工学部, 准教授 (10347205)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 機構学・機構設計 / 無段変速機 / リンク / カム / トライボロジー / 機構設計

研究概要

複数の四節リンク（てこクランク）機構で構成される無段変速機を開発した．この無段変速機は，入力側の回転クランクから，クランクとてこを結ぶ連結リンクを介し，入力側からの力がてこへ伝動し，揺動するてこの往復角運動が，ワンウェイクラッチを介し，出力側の回転体に伝わることで，各リンク長さを連続的に変化させて，変速比を無段階に変更できる．
成果として，入力側から加わる力の一部を用い，カムを介し，リンク長さを機械的に変換する機構を開発した．数値計算により，てこの揺動の角度制御に必要なリンク長さの幾何学条件を見出した．入出力の回転数比を電気的，機械的に制御できることを実験で確認し，無段変速機の原理を立証した．

研究成果

• [雑誌論文] 四節リンクとワンウェイクラッチを用いた無段変速機の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯川俊浩,佐藤悠貴,村上彰勘,大島修三
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: vol.79, No. 10(ISSN 0912-0289) ページ: 943-949
  • NAID: 130003384911
  • 査読あり
• [雑誌論文] 四節リンクとワンウェイクラッチを用いた無段変速機の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯川俊浩，佐藤悠貴，村上彰勘，大島修三
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: Vol. 79, No. 10 ページ: 943-949
  • NAID: 130003384911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined-Type Continuous Variable Transmission with Quadric Crank Chains and One-Way Clutches (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Taisuke Takahashi, Yuki Satoh and Shuzo Ohshima
  • 雑誌名: J. of Computer Technology and Application 巻: vol.3, No. 10(ISSN 1934-7340) ページ: 649-656
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuously variable transmission using quadric crank chains and Ratchets (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa
  • 雑誌名: Journal of Energy and Power Engineering (JEPE) 巻: vol.6, No. 4(ISSN 1934-8975) ページ: 645-655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Combined-Type Continuous Variable Transmission with Quadric Crank Chains and One-Way Clutches (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Taisuke Takahashi, Yuki Satoh and Shuzo Ohshima
  • 雑誌名: The SICE Annual Conference 2012 巻: ThB05-06(ISBN : 978-4-907764-40-1) ページ: 2151-2156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nursing-Care System for Bedridden Patientswith Electric Wheelchair, Lift, Portable Bath, Mobile Robot and Portable Toilet (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Yuhki Kuramochi, Taisuke Takahashi, Kohsuke Takahashi
  • 雑誌名: Int. J. of Engineering and Innovative Technology (IJEIT) 巻: Vol. 2, Issue 5 ページ: 100-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of a Cyclo Gear Reducer with Several Gear Ratios (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa and Masaharu Kaneko
  • 雑誌名: The SICE Annual Conference 2012 巻: ThC05-06 ページ: 2274-2279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuously variable transmission using quadric crank chains and ratchets (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa
  • 雑誌名: Proc. of Int. Conf. on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ'11) ページ: 264-264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuously variable transmission using quadric crank chains and ratchets (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa
  • 雑誌名: Proc. of Int. Conf. on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ´11) 巻: - ページ: 264-264
  • 査読あり
• [学会発表] 四節リンク機構を用いた無段変速機の開発(GAを用いたリンク長の最適化) (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠貴,村上彰勘,湯川俊浩,江刺家哲朗,金子昌晴,大島修三
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部第285回研究集会
  • 発表場所: 東北学院大学工学部(宮城県)(No. 285-6)
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] 並列四節リンク機構を用いた無段変速機の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋泰輔,村上彰勘,佐藤悠貴,湯川俊浩
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第48期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学工学部(宮城県)
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] Motion Analysis of Lever-Crank Mechanism and Design of Grooved Cam using Envelope Curve in the Combined-Type CVT (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Akinori MURAKAMI and Yuki SATOH
  • 学会等名: Proc. Of the 2013 JSME Conf. on Robotics and Mechatronics
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)(Tukuba, Japan)(2A1-P21)
• [学会発表] Motion Analysis of Lever-Crank Mechanism and Design of Grooved Cam using Envelope Curve in the Combined-Type CVT (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro YUKAWA, Akinori MURAKAMI and Yuki SATOH
  • 学会等名: Proc. of the 2013 JSME Conf. on Robotics and Mechatronics, Tsukuba, Japan, 2A1-P21
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県）
• [学会発表] Development of Surgical Assist Manipulator with Sphere Joints and Inner-Outer Cables (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro YUKAWA, Ryota ANBO and Jun SASAKI
  • 学会等名: Proc. of the 2013 JSME Conf. on Robotics and Mechatronics, Tsukuba, Japan, 2A2-L06
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県）
• [学会発表] カメラ搭載型多自由度マニピュレータの機械特性とビジュアルフィードバック特性を考慮した拘束力学系における協調ハンドリング制御法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 倉持勇喜，大森達登，長谷川駿，湯川俊浩
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部 第48期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学工学部（宮城県）
• [学会発表] 並列四節リンク機構を用いた無段変速機の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋泰輔，村上彰勘，佐藤悠貴，湯川俊浩
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部 第48期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学工学部（宮城県）
• [学会発表] 無段変速機用四節リンク機構の運動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠貴,高橋泰輔,湯川俊浩
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部第271回研究集会
  • 発表場所: 東北大学流体科学研究所(宮城県)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 四節リンク機構を用いた無段変速機の運動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠貴,高橋泰輔,湯川俊浩
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: アクトシティ浜松(静岡県)
• [学会発表] エピトロコイド曲線形状３Ｄギヤを用いた変速機の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 湯川俊浩，見世 尚久，金子 昌晴
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会’12
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県）
• [学会発表] 四節リンク機構を用いた無段変速機の運動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠貴，高橋泰輔，湯川俊浩
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会’12
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県）
• [学会発表] 六自由度型非駆動関節を有する手術支援用固定器具の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 和史，倉持勇喜，湯川俊浩，佐々木 純
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会’12
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県）
• [学会発表] 無段変速機用四節リンク機構の運動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠貴，高橋泰輔，湯川俊浩
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部 第271回研究集会
  • 発表場所: 東北大学流体科学研究所（宮城）
• [学会発表] 多自由度非駆動関節を有する手術支援用固定マニピュレータの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村和史，倉持勇喜，湯川俊浩，佐々木純
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部 第271回研究集会
  • 発表場所: 東北大学流体科学研究所（宮城）
• [学会発表] アクティブ伸縮リンクを搭載した無段変速機のシミュレーションと制御実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋泰輔,湯川俊浩
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第47期秋季講演会
  • 発表場所: 山形大学工学部(山形県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Linkage-Type Continuously Variable Transmission Using a Plate Cam (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Taisuke Takahashi
  • 学会等名: 2011 JSME Conference on Robotics and Mechatronics
  • 発表場所: Okayama Convention Center (Okayama)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Development of a Gear Reducer using an Epitrochoid Gear and Its Application to a Semi-Continuous Variable Transmission Gear (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Yoshihide Hakozaki
  • 学会等名: 2011 JSME Conference on Robotics and Mechatronics
  • 発表場所: Okayama Convention Center (Okayama)
• [学会発表] Development of Nursing System that Supports Bathing and Transport for Family Use (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Yuki Kuramochi
  • 学会等名: 2011 JSME Conference on Robotics and Mechatronics
  • 発表場所: Okayama Convention Center (Okayama)
• [学会発表] 画像処理装置を用いた木材測定システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯川俊浩，萩原義裕
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会’11
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター（岡山）
• [学会発表] 対象物の形状認識・動特性同定による双腕マニピュレータの協調制御シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 倉持勇喜，湯川俊浩
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第47期秋季講演会
  • 発表場所: 山形大学工学部（山形）
• [学会発表] アクティブ伸縮リンクを搭載した無段変速機のシミュレーションと制御実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋泰輔，湯川俊浩
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第47期秋季講演会
  • 発表場所: 山形大学工学部（山形）
• [学会発表] これから益々必要となる大学でのロボット開発について (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯川俊浩
  • 学会等名: 岩手県立千厩高等学校出前講義
  • 発表場所: 岩手県立千厩高等学校（岩手）
• [学会発表] 四節リンク機構を用いた無段変速機の開発（ＧＡを用いたリンク長の最適化）
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠貴, 村上彰勘, 湯川俊浩, 江刺家哲朗, 金子昌晴, 大島修三
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部第 285 回研究集会, 285-6
  • 発表場所: 東北学院大学工学部（宮城県）
• [学会発表] 遊星歯車と定荷重スプリングを有するシリアルマニピュレータの開発
  • 著者名/発表者名: 大森達登, 佐藤晴希, 湯川俊浩, 江刺家哲朗, 金子昌晴
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部第 285 回研究集会, 285-7
  • 発表場所: 東北学院大学工学部（宮城県）
• [図書] Energy Book Series - Volume # 1:"Materials and processes for energy : communicating current research and technological developments" Combined-Type Continuous Variable Transmission with Quadric Crank Chains and One-Way Clutches for Wind Power Generation (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Taisuke Takahashi and Shuzo Ohshima
  • 出版者: A. Mendez-Vilas (Ed.), FORMATEX
• [図書] Energy Book Series - Volume # 1: “Materials and processes for energy: communicating current research and technological developments” (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yukawa, Taisuke Takahashi and Shuzo Ohshima
  • 総ページ数: 966
  • 出版者: A. Mendez-Vilas (Ed.), FORMATEX
• [備考] 岩手大学 研究者総覧
  • URL: http://univdb.iwate-u.ac.jp/index.php
• [備考] 岩手大学工学部教員データブック
  • URL: http://www.eng.iwate-u.ac.jp/jp/profile/yukawa_toshihiro.html
• [備考] Bio Robotics Lab
  • URL: http://www.mech.iwate-u.ac.jp/~yukawa
• [備考] 国立大学法人岩手大学 研究者総覧
  • URL: http://univdb.iwate-u.ac.jp/index.php
• [備考] 岩手大学工学部・大学院工学研究科 教員データブック
  • URL: http://www.eng.iwate-u.ac.jp/jp/profile/yukawa_toshihiro.html
• [備考] 岩手大学工学部 バイオロボティクス部門
  • URL: http://www.mech.iwate-u.ac.jp/~yukawa/
• [備考] 国立大学法人岩手大学 研究者総覧
  • URL: http://univdb.iwate-u.ac.jp/index.php
• [備考] 岩手大学工学部・大学院工学研究科 教員データブック
  • URL: http://www.eng.iwate-u.ac.jp/jp/profile/yukawa_toshihiro.html
• [備考] 岩手大学工学部 バイオロボティクス部門
  • URL: http://www.mech.iwate-u.ac.jp/~yukawa/index.htm
• [備考]
  • URL: http://univdb.iwate-u.ac.jp/index.php
• [備考]
  • URL: http://www.eng.iwate-u.ac.jp/jp/profile/yukawa_toshihiro.html
• [備考]
  • URL: http://www.mech.iwate-u.ac.jp/~yukawa/index.htm