JP2003120754A - 制振合金を用いた制振手段を備えたフライホイール - Google Patents
制振合金を用いた制振手段を備えたフライホイールInfo
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- JP2003120754A JP2003120754A JP2001314189A JP2001314189A JP2003120754A JP 2003120754 A JP2003120754 A JP 2003120754A JP 2001314189 A JP2001314189 A JP 2001314189A JP 2001314189 A JP2001314189 A JP 2001314189A JP 2003120754 A JP2003120754 A JP 2003120754A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振時のエネルギを制振合金の双晶現象によ
り消散させ、振動印加後の回転バランスのずれを抑え、
軸受の損傷や性能劣化を防止できるフライホイールを提
供する。 【解決手段】 回転質量体３１、軸受装置３２及び両者
を結合する結合部材３３を備えているフライホイール３
０において、回転質量体が、回転質量体本体３１Ａとリ
ムホイール３１Ｂとよりなり、これら回転質量体本体と
リムホイールとの間には、制振合金材３７が介在してい
る。別の実施形態では、軸受装置と結合部材の結合部
に、制振合金材を介在させたり、結合部材の梁構造とし
て制振合金材を使用している。
り消散させ、振動印加後の回転バランスのずれを抑え、
軸受の損傷や性能劣化を防止できるフライホイールを提
供する。 【解決手段】 回転質量体３１、軸受装置３２及び両者
を結合する結合部材３３を備えているフライホイール３
０において、回転質量体が、回転質量体本体３１Ａとリ
ムホイール３１Ｂとよりなり、これら回転質量体本体と
リムホイールとの間には、制振合金材３７が介在してい
る。別の実施形態では、軸受装置と結合部材の結合部
に、制振合金材を介在させたり、結合部材の梁構造とし
て制振合金材を使用している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星の姿勢制
御に使用するフライホイール（はずみ車）に関するもの
であり、特に振動によるフライホイール内部の回転マス
の共振に起因するフライホイールの回転軸受への過大な
荷重を低減させるための制振構造を備えたフライホイー
ルに関する。
御に使用するフライホイール（はずみ車）に関するもの
であり、特に振動によるフライホイール内部の回転マス
の共振に起因するフライホイールの回転軸受への過大な
荷重を低減させるための制振構造を備えたフライホイー
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星の姿勢制御に使用するフライホ
イールは、その人工衛星の打上げ時にロケットが発生す
る励振力を受けて振動し、共振振幅ピークでは、フライ
ホイールを回転可能に支持する軸受に極めて大きな負荷
ピークを生ずる。そのため、場合によっては軸受の破壊
や性能劣化につながることがあるため、この共振点での
振動を減衰させてやる必要がある。
イールは、その人工衛星の打上げ時にロケットが発生す
る励振力を受けて振動し、共振振幅ピークでは、フライ
ホイールを回転可能に支持する軸受に極めて大きな負荷
ピークを生ずる。そのため、場合によっては軸受の破壊
や性能劣化につながることがあるため、この共振点での
振動を減衰させてやる必要がある。
【０００３】このため従来においては、図９に示すよう
な減衰機構が採用されていた。即ち、回転質量体１、軸
受装置２及びこれらの間を連結するスポーク３とより構
成されているフライホイールに、この回転質量体１の内
側に隣接して、リング形状をしている２枚の振動減衰部
材４を、上下よりスポーク３を挟持して、締付ねじ５で
締付ける構造としている。これにより、外部から周期的
な励振力が加わり、共振振幅ピークを生ずると、スポー
ク３と振動減衰部材４は相互に微妙な移動し、その摩擦
力によって振動を減衰している。
な減衰機構が採用されていた。即ち、回転質量体１、軸
受装置２及びこれらの間を連結するスポーク３とより構
成されているフライホイールに、この回転質量体１の内
側に隣接して、リング形状をしている２枚の振動減衰部
材４を、上下よりスポーク３を挟持して、締付ねじ５で
締付ける構造としている。これにより、外部から周期的
な励振力が加わり、共振振幅ピークを生ずると、スポー
ク３と振動減衰部材４は相互に微妙な移動し、その摩擦
力によって振動を減衰している。
【０００４】しかしながら、この摩擦による方式では、
部材の相対的摩擦運動が必要であり、部材間相互に微少
な移動ができるようにしておかなければならず、人工衛
星の打上げ時のロケットによる振動が加わり、共振振幅
ピークが生じた後は、相対位置が僅かにずれ、精密に調
整してあった回転バランスがずれてしまう。これによっ
て、（１）回転軸の揺動する角度（ワブル角）を大きく
するため、衛星の姿勢安定度を悪くしたり、（２）軸受
の負荷荷重を増大し、軸受の回転寿命を短くするという
問題があった。
部材の相対的摩擦運動が必要であり、部材間相互に微少
な移動ができるようにしておかなければならず、人工衛
星の打上げ時のロケットによる振動が加わり、共振振幅
ピークが生じた後は、相対位置が僅かにずれ、精密に調
整してあった回転バランスがずれてしまう。これによっ
て、（１）回転軸の揺動する角度（ワブル角）を大きく
するため、衛星の姿勢安定度を悪くしたり、（２）軸受
の負荷荷重を増大し、軸受の回転寿命を短くするという
問題があった。
【０００５】また、従来においては、特公昭６３−２１
０５４号公報に開示された、図１０に示すようなフライ
ホイールも知られている。このフライホイールは、第１
の回転質量体１１ａを第１のスポーク１３ａにより軸受
装置１２に結合し、同様に第２の回転質量体１１ｂを第
２のスポーク１３ｂにより軸受装置１２に結合してな
り、第１と第２の回転質量体１１ａ，１１ｂを重ねて配
置したものである。このように、このフライホイール
は、２つの部分振動系を有することにより、２つの異な
った共振周波数が生じ、それぞれの共振振幅ピークにお
ける第１と第２の回転質量体１１ａ，１１ｂの振幅の相
違から両者間に働く摩擦力により振動減衰が行われるも
のである。また、第１と第２の回転質量体１１ａ，１１
ｂを相互に衝突させ、その打撃作用により共振振幅ピー
クを制限するようにしたものである。しかしながら、こ
の従来のフライホイールにおいては、２つの回転質量体
の相対的摩擦運動及び衝突打撃により、塵埃を発生させ
ることになり、特に軸受の信頼性上好ましくないという
問題があった。
０５４号公報に開示された、図１０に示すようなフライ
ホイールも知られている。このフライホイールは、第１
の回転質量体１１ａを第１のスポーク１３ａにより軸受
装置１２に結合し、同様に第２の回転質量体１１ｂを第
２のスポーク１３ｂにより軸受装置１２に結合してな
り、第１と第２の回転質量体１１ａ，１１ｂを重ねて配
置したものである。このように、このフライホイール
は、２つの部分振動系を有することにより、２つの異な
った共振周波数が生じ、それぞれの共振振幅ピークにお
ける第１と第２の回転質量体１１ａ，１１ｂの振幅の相
違から両者間に働く摩擦力により振動減衰が行われるも
のである。また、第１と第２の回転質量体１１ａ，１１
ｂを相互に衝突させ、その打撃作用により共振振幅ピー
クを制限するようにしたものである。しかしながら、こ
の従来のフライホイールにおいては、２つの回転質量体
の相対的摩擦運動及び衝突打撃により、塵埃を発生させ
ることになり、特に軸受の信頼性上好ましくないという
問題があった。
【０００６】そこで本出願人は、既に特開昭６３−１２
５８４１号公報に開示されたようなフライホイールを提
案した。このフライホイールは、回転質量体２１、軸受
装置２２、及びこれらの間を連結する複数のスポーク又
はディスクで構成される結合部材２３とを基本構成要素
として備えると共に、この結合部材２３上に制振樹脂層
からなる制振層形成部材２４ａ，２４ｂ及びこれら制振
層形成部材２４ａ，２４ｂの上に更に拘束板からなる拘
束層形成部材２５ａ，２５ｂを具備したものである。こ
れにより、励振力による共振振幅ピークでの結合部材の
変位を制振層のずれ剪断変形により拘束することで振動
を減衰させ、回転軸受に掛かる荷重を低減させるように
するものである。しかしながら、この公知のフライホイ
ールは、振動時の振幅を大きくするため結合部材を薄く
して剛性を弱める必要があるため、フライホイールの強
度不足をもたらすという問題がある。また樹脂層からな
る制振層を用いているため、共振ピークの高いものしか
減衰できず、広範囲の振動に対して適用できないという
問題がある。
５８４１号公報に開示されたようなフライホイールを提
案した。このフライホイールは、回転質量体２１、軸受
装置２２、及びこれらの間を連結する複数のスポーク又
はディスクで構成される結合部材２３とを基本構成要素
として備えると共に、この結合部材２３上に制振樹脂層
からなる制振層形成部材２４ａ，２４ｂ及びこれら制振
層形成部材２４ａ，２４ｂの上に更に拘束板からなる拘
束層形成部材２５ａ，２５ｂを具備したものである。こ
れにより、励振力による共振振幅ピークでの結合部材の
変位を制振層のずれ剪断変形により拘束することで振動
を減衰させ、回転軸受に掛かる荷重を低減させるように
するものである。しかしながら、この公知のフライホイ
ールは、振動時の振幅を大きくするため結合部材を薄く
して剛性を弱める必要があるため、フライホイールの強
度不足をもたらすという問題がある。また樹脂層からな
る制振層を用いているため、共振ピークの高いものしか
減衰できず、広範囲の振動に対して適用できないという
問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みなされたものであり、その目的は、共振時のエネル
ギを制振合金の双晶現象により振動エネルギを熱エネル
ギとして消散させ、振動印加後の回転バランスのずれを
極めて小さく抑えることができ、軸受の破壊や性能劣化
を防止できる制振手段を備えたフライホイールを提供す
ることである。
鑑みなされたものであり、その目的は、共振時のエネル
ギを制振合金の双晶現象により振動エネルギを熱エネル
ギとして消散させ、振動印加後の回転バランスのずれを
極めて小さく抑えることができ、軸受の破壊や性能劣化
を防止できる制振手段を備えたフライホイールを提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載の制振手段を備えたフライホイールを提供する。請
求項１に記載のフライホイールは、回転質量体が、回転
質量体本体とこれを包囲するように設けたリムホイール
とよりなり、制振手段として、この回転質量体本体とリ
ムホイールとの間に制振合金材を介在させたものであ
る。これにより、結合部材の先端に取り付けた回転質量
体によって、共振時のエネルギを制振合金材の双晶現象
により振動エネルギを熱エネルギとして消散させ、共振
を減衰させることができる。
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載の制振手段を備えたフライホイールを提供する。請
求項１に記載のフライホイールは、回転質量体が、回転
質量体本体とこれを包囲するように設けたリムホイール
とよりなり、制振手段として、この回転質量体本体とリ
ムホイールとの間に制振合金材を介在させたものであ
る。これにより、結合部材の先端に取り付けた回転質量
体によって、共振時のエネルギを制振合金材の双晶現象
により振動エネルギを熱エネルギとして消散させ、共振
を減衰させることができる。
【０００９】請求項２のフライホイールは、制振手段と
して、結合部材と軸受装置との間に制振合金材を介在さ
せて両者を結合したものであり、これにより、結合部材
の取付部の応力集中点に制振合金材を挟み込み、その減
衰係数を高めて、結合部材の減衰を強めることができ
る。請求項３のフライホイールは、制振手段として、回
転質量体と軸受装置間に渡って、結合部材の下面又は上
面に当接して制振合金材を固着したものであり、これに
より、結合部材を薄くして剛性を弱め振動時の振幅を大
きくすると同時に制振合金材により減衰効果を高めるこ
とができる。
して、結合部材と軸受装置との間に制振合金材を介在さ
せて両者を結合したものであり、これにより、結合部材
の取付部の応力集中点に制振合金材を挟み込み、その減
衰係数を高めて、結合部材の減衰を強めることができ
る。請求項３のフライホイールは、制振手段として、回
転質量体と軸受装置間に渡って、結合部材の下面又は上
面に当接して制振合金材を固着したものであり、これに
より、結合部材を薄くして剛性を弱め振動時の振幅を大
きくすると同時に制振合金材により減衰効果を高めるこ
とができる。
【００１０】請求項４のフライホイールは、制振手段と
して、制振合金材を、その一部は結合部材の下面に当接
し、残りの部分は結合部材に当接することなく、支持す
るように、回転質量体と軸受装置間に設けたものであ
り、これにより、制振合金材の一部を梁の形で利用する
ことで、結合部材の強度を補強できる。請求項５のフラ
イホイールは、制振手段として、結合部材の回転質量体
側の端部と軸受装置間に結合部材を支持するように制振
合金材を架設したものであり、これにより、結合部材を
薄くして剛性を弱め振動時の振幅を大きくして、制振合
金材の減衰効果を高められると共に、制振合金材を結合
部材の梁の形で利用することで、結合部材の強度を補強
できる。
して、制振合金材を、その一部は結合部材の下面に当接
し、残りの部分は結合部材に当接することなく、支持す
るように、回転質量体と軸受装置間に設けたものであ
り、これにより、制振合金材の一部を梁の形で利用する
ことで、結合部材の強度を補強できる。請求項５のフラ
イホイールは、制振手段として、結合部材の回転質量体
側の端部と軸受装置間に結合部材を支持するように制振
合金材を架設したものであり、これにより、結合部材を
薄くして剛性を弱め振動時の振幅を大きくして、制振合
金材の減衰効果を高められると共に、制振合金材を結合
部材の梁の形で利用することで、結合部材の強度を補強
できる。
【００１１】請求項６のフライホイールは、軸受装置と
ベースプレート間に制振合金材を介在させたものであ
り、請求項７のフライホイールは、ベースプレートと取
付面との間に制振合金材を介在させたものであり、請求
項１〜５の制振手段と組み合わせて使用することによ
り、一層の制振効果が可能である。請求項８のフライホ
イールは、請求項６と７で使用している制振合金材の底
面に凹部を設けたものであり、これによって、制振効果
を高めることができる。
ベースプレート間に制振合金材を介在させたものであ
り、請求項７のフライホイールは、ベースプレートと取
付面との間に制振合金材を介在させたものであり、請求
項１〜５の制振手段と組み合わせて使用することによ
り、一層の制振効果が可能である。請求項８のフライホ
イールは、請求項６と７で使用している制振合金材の底
面に凹部を設けたものであり、これによって、制振効果
を高めることができる。
【００１２】請求項９のフライホイールは、制振合金材
の材料を特許第２８４９６９８号のＭ２０５２合金に特
定したものである。これにより、低い周波数から高い周
波数までの高範囲に渡る振動を双晶作用により減衰する
ことができ、本発明のフライホイールに最も好適な材料
である。
の材料を特許第２８４９６９８号のＭ２０５２合金に特
定したものである。これにより、低い周波数から高い周
波数までの高範囲に渡る振動を双晶作用により減衰する
ことができ、本発明のフライホイールに最も好適な材料
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態のフライホイールについて説明する。なお、本
発明のフライホイールは、宇宙における人工衛星の姿勢
制御に好適なものである。図１は、本発明の第１実施形
態のフライホイールを示している。フライホイール３０
は、回転質量体３１と、上下一対の回転軸受３２Ａ，３
２Ｂを備えた軸受装置３２と、回転質量体３１と軸受装
置３２間を結合するために設けられた複数のスポーク又
はディスクよりなる結合部材３３とを基本構成として備
えると共に、回転質量体３１を回転させるための回転子
３４Ａと固定子３４Ｂとよりなるモータ３４と、軸受装
置３２回転可能に支持する支軸３５と、この支軸３５を
載置して支持するベースプレート３６とを更に具備して
いる。
施の形態のフライホイールについて説明する。なお、本
発明のフライホイールは、宇宙における人工衛星の姿勢
制御に好適なものである。図１は、本発明の第１実施形
態のフライホイールを示している。フライホイール３０
は、回転質量体３１と、上下一対の回転軸受３２Ａ，３
２Ｂを備えた軸受装置３２と、回転質量体３１と軸受装
置３２間を結合するために設けられた複数のスポーク又
はディスクよりなる結合部材３３とを基本構成として備
えると共に、回転質量体３１を回転させるための回転子
３４Ａと固定子３４Ｂとよりなるモータ３４と、軸受装
置３２回転可能に支持する支軸３５と、この支軸３５を
載置して支持するベースプレート３６とを更に具備して
いる。
【００１４】回転質量体３１は、第１実施形態において
は、回転質量体本体３１Ａと、この回転質量体本体３１
Ａを覆うように設けたリムホイール３１Ｂとから構成さ
れており、この回転質量体本体３１Ａとリムホイール３
１Ｂ間に、制振手段として制振合金材３７を複数介在さ
せている。これらの３者は、例えば接着材、ボルト等に
より一体に固着されている。図１（ｂ）は、制振合金材
３７をボルト３９により固着する実施例である。図１
（ｂ）では、リムホィール３１Ｂのボルト３９を通す穴
とボルト３９の間に隙間ｇを設け、回転軸に平行又は直
交する方向の振動が加わり、リムホィール３１Ｂが変位
したときにボルト３９に直接接触せず、共振合金材３７
のみに力が加わるようにして制振効果を得るようにして
いる。このリムホイール３１Ｂは、図１（ａ）に示され
た実施例では、その断面が逆Ｌ字形状をしている。
は、回転質量体本体３１Ａと、この回転質量体本体３１
Ａを覆うように設けたリムホイール３１Ｂとから構成さ
れており、この回転質量体本体３１Ａとリムホイール３
１Ｂ間に、制振手段として制振合金材３７を複数介在さ
せている。これらの３者は、例えば接着材、ボルト等に
より一体に固着されている。図１（ｂ）は、制振合金材
３７をボルト３９により固着する実施例である。図１
（ｂ）では、リムホィール３１Ｂのボルト３９を通す穴
とボルト３９の間に隙間ｇを設け、回転軸に平行又は直
交する方向の振動が加わり、リムホィール３１Ｂが変位
したときにボルト３９に直接接触せず、共振合金材３７
のみに力が加わるようにして制振効果を得るようにして
いる。このリムホイール３１Ｂは、図１（ａ）に示され
た実施例では、その断面が逆Ｌ字形状をしている。
【００１５】フライホイール３０の回転質量体３１を軸
受装置３２の支軸３５の回りに回転駆動するためのモー
タ３４は、公知のＤＣブラシレスモータが使用されてお
り、その固定子３４Ｂはベースプレート３６上に固定さ
れ、回転子３４Ａは、軸受装置３２側に固定されてい
る。ベースプレート３６は、衛星本体等の取付面３８に
固定されている。
受装置３２の支軸３５の回りに回転駆動するためのモー
タ３４は、公知のＤＣブラシレスモータが使用されてお
り、その固定子３４Ｂはベースプレート３６上に固定さ
れ、回転子３４Ａは、軸受装置３２側に固定されてい
る。ベースプレート３６は、衛星本体等の取付面３８に
固定されている。
【００１６】次に、上記のように構成された本発明のフ
ライホイールの作動について説明する。フライホイール
３０に外部から軸受装置３２の軸心方向と一致した軸方
向又は軸心に対して半径方向に励振力が作用し、フライ
ホイール３０が共振状態になるとほとんどの質量が集中
している回転質量体３１で最も共振振幅ピークが大きく
なり、ほぼ回転質量体３１の加速度と質量とを乗算した
力が軸受装置３２に加わることになる。この負荷荷重を
低減するために、共振時に振幅が大きくなる回転質量体
本体３１Ａとリムホイール３１Ｂとよりなる回転質量体
３１に、制振合金材３７を介在させたことにより、制振
合金の双晶現象により振動エネルギを熱エネルギとして
消散させることができて振動を低減できるので、軸受装
置３２への負荷荷重が低減できる。これによって、軸受
装置３２の損傷、性能劣化が防止できる。
ライホイールの作動について説明する。フライホイール
３０に外部から軸受装置３２の軸心方向と一致した軸方
向又は軸心に対して半径方向に励振力が作用し、フライ
ホイール３０が共振状態になるとほとんどの質量が集中
している回転質量体３１で最も共振振幅ピークが大きく
なり、ほぼ回転質量体３１の加速度と質量とを乗算した
力が軸受装置３２に加わることになる。この負荷荷重を
低減するために、共振時に振幅が大きくなる回転質量体
本体３１Ａとリムホイール３１Ｂとよりなる回転質量体
３１に、制振合金材３７を介在させたことにより、制振
合金の双晶現象により振動エネルギを熱エネルギとして
消散させることができて振動を低減できるので、軸受装
置３２への負荷荷重が低減できる。これによって、軸受
装置３２の損傷、性能劣化が防止できる。
【００１７】図２は、本発明の第２実施形態のフライホ
イール３０の右側半面図である。この第２実施形態にお
いては、制振手段として、軸受装置３２と結合部材３３
との結合部に制振合金材３７を介在させている。図２で
は、ボルトヘッドと結合部材３３との間及び結合部材３
３と軸受装置３２との間に制振合金材３７を介在させ
て、これらをボルト３９で固着している。図２にＡ−Ａ
断面で示されるように、結合部材３３にスポークを使用
した場合は、好適には例えばＨ形断面の部材が使用され
る。回転質量体３１は、図１で示されるような制振合金
材３７を介在させた回転質量体３１を使用してもよく、
又は、通常の一体構造物の回転質量体を使用してもよ
い。このように軸受装置３２と結合部材３３との結合部
に制振合金材３７を介在させることによって、結合部材
３３の振動時にその応力の作用点（集中点）となる部分
の振動を減衰させることができ、軸受装置３２に加わる
負荷荷重が低減できる。
イール３０の右側半面図である。この第２実施形態にお
いては、制振手段として、軸受装置３２と結合部材３３
との結合部に制振合金材３７を介在させている。図２で
は、ボルトヘッドと結合部材３３との間及び結合部材３
３と軸受装置３２との間に制振合金材３７を介在させ
て、これらをボルト３９で固着している。図２にＡ−Ａ
断面で示されるように、結合部材３３にスポークを使用
した場合は、好適には例えばＨ形断面の部材が使用され
る。回転質量体３１は、図１で示されるような制振合金
材３７を介在させた回転質量体３１を使用してもよく、
又は、通常の一体構造物の回転質量体を使用してもよ
い。このように軸受装置３２と結合部材３３との結合部
に制振合金材３７を介在させることによって、結合部材
３３の振動時にその応力の作用点（集中点）となる部分
の振動を減衰させることができ、軸受装置３２に加わる
負荷荷重が低減できる。
【００１８】図３は、本発明の第３実施形態のフライホ
イール３０の右側半面図である。この第３実施形態にお
いては、制振手段として、回転質量体３１を軸受装置３
２に結合する結合部材３３の下面に当接して、ほぼ両者
間に渡って制振合金材３７を固着している。この場合、
図３では制振合金材３７はボルト等で固着しているが、
他に接着剤、溶接、ろう付け等で固着してもよい。結合
部材３３は、薄肉ディスク形状が好適である。なお、制
振合金材３７を結合部材３３の下面ではなく、上面に当
接して固着してもよい。第３実施形態では、結合部材３
３を薄く軽量にし、剛性を弱め振動時の振幅を大きくす
ると同時に、制振合金材３７により振動の減衰効果を高
めることができる。
イール３０の右側半面図である。この第３実施形態にお
いては、制振手段として、回転質量体３１を軸受装置３
２に結合する結合部材３３の下面に当接して、ほぼ両者
間に渡って制振合金材３７を固着している。この場合、
図３では制振合金材３７はボルト等で固着しているが、
他に接着剤、溶接、ろう付け等で固着してもよい。結合
部材３３は、薄肉ディスク形状が好適である。なお、制
振合金材３７を結合部材３３の下面ではなく、上面に当
接して固着してもよい。第３実施形態では、結合部材３
３を薄く軽量にし、剛性を弱め振動時の振幅を大きくす
ると同時に、制振合金材３７により振動の減衰効果を高
めることができる。
【００１９】図４は、本発明の第４実施形態のフライホ
イール３０の右側半面図である。この第４の実施形態で
は、制振手段としての制振合金材３７は、断面が「ヘ」
の字状に折曲して形成されており、その一部が、即ち回
転質量体３１から結合部材３３のほぼ中央部にかけて、
結合部材３３の下面に当接して固着され、残りの部分が
梁のように結合部材３３を支持する形で軸受装置３２に
固着されている。この場合、スポーク又はディスクより
なる結合部材３３の肉厚を薄くして、剛性を下げ振動時
の振幅を大きくする。制振合金材３７は振動の減衰を高
めると共に結合部材３３の強度を補う役割りも果してい
る。
イール３０の右側半面図である。この第４の実施形態で
は、制振手段としての制振合金材３７は、断面が「ヘ」
の字状に折曲して形成されており、その一部が、即ち回
転質量体３１から結合部材３３のほぼ中央部にかけて、
結合部材３３の下面に当接して固着され、残りの部分が
梁のように結合部材３３を支持する形で軸受装置３２に
固着されている。この場合、スポーク又はディスクより
なる結合部材３３の肉厚を薄くして、剛性を下げ振動時
の振幅を大きくする。制振合金材３７は振動の減衰を高
めると共に結合部材３３の強度を補う役割りも果してい
る。
【００２０】図５の（ａ），（ｂ）は、本発明の第５実
施形態のフライホイール３０の右側半面図である。この
第５実施形態では、制振手段として、結合部材３３の回
転質量体側の端部と軸受装置３２間に、梁のようにこの
結合部材３３を支えるように、制振合金材３７を架設し
ている。図５の（ａ）では、引張り圧縮エネルギを減衰
させるために、直状の制振合金材３７を使用しており、
図５の（ｂ）では、曲げ歪によるエネルギを減衰させる
ために、結合部材３３の方向に凹状に弯曲した制振合金
材３７を使用している。この場合においても、結合部材
３３の肉厚を薄くし剛性を下げ、その分振動時の変位が
大きくなるようにする。この振動運動で応力が集中する
ような梁部に制振合金材３７を架設することで、振動の
減衰効果を高めている。当然、制振合金材３７は梁材と
しても作用し、結合部材３３の強度を補強している。
施形態のフライホイール３０の右側半面図である。この
第５実施形態では、制振手段として、結合部材３３の回
転質量体側の端部と軸受装置３２間に、梁のようにこの
結合部材３３を支えるように、制振合金材３７を架設し
ている。図５の（ａ）では、引張り圧縮エネルギを減衰
させるために、直状の制振合金材３７を使用しており、
図５の（ｂ）では、曲げ歪によるエネルギを減衰させる
ために、結合部材３３の方向に凹状に弯曲した制振合金
材３７を使用している。この場合においても、結合部材
３３の肉厚を薄くし剛性を下げ、その分振動時の変位が
大きくなるようにする。この振動運動で応力が集中する
ような梁部に制振合金材３７を架設することで、振動の
減衰効果を高めている。当然、制振合金材３７は梁材と
しても作用し、結合部材３３の強度を補強している。
【００２１】図６は、本発明の第６実施形態を示してお
り、回転質量体３１と軸受装置３２とを回転可能に支持
している支軸３５と、この支軸３５を載置して固定する
ベースプレート３６との間に、制振合金材３７を介在さ
せている。同様に図７は、本発明の第７実施形態を示し
ており、ベースプレート３６と衛星本体等の取付面３８
との間に、制振合金材３７を介在させている。これら第
６と第７の実施形態は、勿論単独でも制振効果は当然期
待できるものであるが、第１〜第５の実施形態の制振手
段と併合して使用することにより一層の制振効果を上げ
ることができる。
り、回転質量体３１と軸受装置３２とを回転可能に支持
している支軸３５と、この支軸３５を載置して固定する
ベースプレート３６との間に、制振合金材３７を介在さ
せている。同様に図７は、本発明の第７実施形態を示し
ており、ベースプレート３６と衛星本体等の取付面３８
との間に、制振合金材３７を介在させている。これら第
６と第７の実施形態は、勿論単独でも制振効果は当然期
待できるものであるが、第１〜第５の実施形態の制振手
段と併合して使用することにより一層の制振効果を上げ
ることができる。
【００２２】図８は、第６と第７の実施形態の制振合金
材３７の変形例を示すもので、制振合金材３７の下面に
凹部３７ａが形成されている。これにより、制振合金材
の制振効果を一層高めることができる。上記第１〜第７
の実施形態の制振合金材３７の材料としては、Ｍｎ−２
０Ｃｕ−５Ｎｉ−２Ｆｅ（なお、数字は組成の原子％を
表わしている）（Ｍ２０５２合金）が、高周波数から低
周波数の高範囲の振動を減衰するのに最適である。
材３７の変形例を示すもので、制振合金材３７の下面に
凹部３７ａが形成されている。これにより、制振合金材
の制振効果を一層高めることができる。上記第１〜第７
の実施形態の制振合金材３７の材料としては、Ｍｎ−２
０Ｃｕ−５Ｎｉ−２Ｆｅ（なお、数字は組成の原子％を
表わしている）（Ｍ２０５２合金）が、高周波数から低
周波数の高範囲の振動を減衰するのに最適である。
【００２３】なお、上記説明において、第１〜第５の実
施形態である制振手段をそれぞれ単独で使用するように
説明しているが、これらの実施形態の制振手段を適宜組
み合わせてもよいことは当然である。
施形態である制振手段をそれぞれ単独で使用するように
説明しているが、これらの実施形態の制振手段を適宜組
み合わせてもよいことは当然である。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のフライホイールは、制振手段として制振合金材を使用
したことで、共振時のエネルギを制振合金の双晶現象に
より振動エネルギを熱エネルギとして消散でき、振動印
加後のバランスずれは極めて小さく抑えることができ
る。したがって、軸受装置の損傷や性能劣化を防止でき
る。さらに、この制振合金材は、構造部材としても機能
することから、従来部材と置き換えて使用することがで
きる。
のフライホイールは、制振手段として制振合金材を使用
したことで、共振時のエネルギを制振合金の双晶現象に
より振動エネルギを熱エネルギとして消散でき、振動印
加後のバランスずれは極めて小さく抑えることができ
る。したがって、軸受装置の損傷や性能劣化を防止でき
る。さらに、この制振合金材は、構造部材としても機能
することから、従来部材と置き換えて使用することがで
きる。
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態のフライホイ
ールの全体構成図であり、（ｂ）は、部分拡大図であ
る。
ールの全体構成図であり、（ｂ）は、部分拡大図であ
る。
【図２】本発明の第２実施形態のフライホイールの右側
半分図である。
半分図である。
【図３】本発明の第３実施形態のフライホイールの右側
半分図である。
半分図である。
【図４】本発明の第４実施形態のフライホイールの右側
半分図である。
半分図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第５実施形
態のフライホイールの右側半分図である。
態のフライホイールの右側半分図である。
【図６】本発明の第６実施形態である軸受装置の支軸と
ベースプレートとの間に制振合金材を介在させた図であ
る。
ベースプレートとの間に制振合金材を介在させた図であ
る。
【図７】本発明の第７実施形態であるベースプレートと
取付面との間に制振合金材を介在させた図である。
取付面との間に制振合金材を介在させた図である。
【図８】本発明の第６と第７実施形態に使用される制振
合金材の変形例である。
合金材の変形例である。
【図９】従来の制振手段を備えるフライホイールであ
る。
る。
【図１０】従来の制振手段を備えるフライホイールであ
る。
る。
【図１１】従来の制振手段を備えるフライホイールであ
る。
る。
３０…フライホイール
３１…回転質量体
３２…軸受装置
３３…結合部材
３４…モータ
３５…支軸
３６…ベースプレート
３７…制振合金材
３８…取付面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ１６Ｆ 15/02 Ｆ１６Ｆ 15/315 Ａ
15/315 Ｚ
15/30 Ｚ
Claims (9)
- 【請求項１】 回転質量体と、該回転質量体の回転中心
部に設けられる軸受装置と、該軸受装置を回転可能に支
持する支軸を載置する、取付面に固定されたベースプレ
ートと、該回転質量体と該軸受装置とを結合する複数の
スポーク又はディスクよりなる結合部材と、共振時のエ
ネルギを減衰させる制振手段とを備えたフライホイール
において、 前記回転質量体が、回転質量体本体とこれを包囲するよ
うに設けた別の回転質量体であるリムホイールとよりな
り、前記制振手段として、該回転質量体本体と該リムホ
イールとの間に制振合金材を介在させたことを特徴とす
るフライホイール。 - 【請求項２】 回転質量体と、該回転質量体の回転中心
部に設けられる軸受装置と、該軸受装置を回転可能に支
持する支軸を載置する、取付面に固定されたベースプレ
ートと、該回転質量体と該軸受装置とを結合する複数の
スポーク又はディスクよりなる結合部材と、共振時のエ
ネルギを減衰させる制振手段とを備えたフライホイール
において、 前記制振手段として、前記結合部材と前記軸受装置との
間に制振合金材を介在させて両者を結合したことを特徴
とするフライホイール。 - 【請求項３】 回転質量体と、該回転質量体の回転中心
部に設けられる軸受装置と、該軸受装置を回転可能に支
持する支軸を載置する、取付面に固定されたベースプレ
ートと、該回転質量体と該軸受装置とを結合する複数の
スポーク又はディスクよりなる結合部材と、共振時のエ
ネルギを減衰させる制振手段とを備えたフライホイール
において、 前記制振手段として、前記回転質量体と前記軸受装置間
に渡って、前記結合部材の下面又は上面に当接して制振
合金材を固着したことを特徴とするフライホイール。 - 【請求項４】 回転質量体と、該回転質量体の回転中心
部に設けられる軸受装置と、該軸受装置を回転可能に支
持する支軸を載置する、取付面に固定されたベースプレ
ートと、該回転質量体と該軸受装置とを結合する複数の
スポーク又はディスクよりなる結合部材と、共振時のエ
ネルギを減衰させる制振手段とを備えたフライホイール
において、 前記制振手段として、制振合金材を、その一部は前記結
合部材の下面に当接し、残りの部分は前記結合部材に当
接することなく前記結合部材を支持するように、前記回
転質量体と前記軸受装置間に設けたことを特徴とするフ
ライホイール。 - 【請求項５】 回転質量体と、該回転質量体の回転中心
部に設けられる軸受装置と、該軸受装置を回転可能に支
持する支軸を載置する、取付面に固定されたベースプレ
ートと、該回転質量体と該軸受装置とを結合する複数の
スポーク又はディスクよりなる結合部材と、共振時のエ
ネルギを減衰させる制振手段とを備えたフライホイール
において、 前記制振手段として、前記結合部材の前記回転質量体側
の端部と前記軸受装置間に、前記結合部材を支持するよ
うに制振合金材を架設したことを特徴とするフライホイ
ール。 - 【請求項６】 前記軸受装置と前記ベースプレートとの
間に制振合金材を介在させたことを特徴とする請求項１
〜５のいずれか一項に記載のフライホイール。 - 【請求項７】 前記ベースプレートと前記取付面との間
に制振合金材を介在させたことを特徴とする請求項１〜
６のいずれか一項に記載のフライホイール。 - 【請求項８】 前記軸受装置と前記ベースプレート間又
は前記ベースプレートと前記取付面間に介在された制振
合金材の底面に凹部が設けられていることを特徴とする
請求項６又は７に記載のフライホイール。 - 【請求項９】 前記制振合金材が、Ｍｎ−２０Ｃｕ−５
Ｎｉ−２Ｆｅ（Ｍ２０５２合金）からなることを特徴と
する請求項１〜８のいずれか一項に記載のフライホイー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314189A JP2003120754A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 制振合金を用いた制振手段を備えたフライホイール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314189A JP2003120754A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 制振合金を用いた制振手段を備えたフライホイール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120754A true JP2003120754A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19132545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001314189A Pending JP2003120754A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 制振合金を用いた制振手段を備えたフライホイール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003120754A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005002967A1 (en) * | 2003-06-26 | 2005-01-13 | Honeywell International, Inc. | Piezodynamic vibration damping system |
| CN105539882A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于微纳卫星的飞轮机构 |
| CN106015454A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 北京控制工程研究所 | 一种控制力矩陀螺复合减振装置 |
| CN108547912A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-18 | 上海交通大学 | 飞轮动力吸振装置与建造方法 |
| CN110294145A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-01 | 中国人民解放军国防科技大学 | 星载微型飞轮 |
| CN111120570A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-08 | 上海航天控制技术研究所 | 一种可调式阻尼减振装置 |
| CN114060466A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-02-18 | 北京科技大学 | 一种轻质隔振金属复合飞轮支架及其制备方法和应用 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001314189A patent/JP2003120754A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005002967A1 (en) * | 2003-06-26 | 2005-01-13 | Honeywell International, Inc. | Piezodynamic vibration damping system |
| CN105539882A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于微纳卫星的飞轮机构 |
| CN106015454A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 北京控制工程研究所 | 一种控制力矩陀螺复合减振装置 |
| CN108547912A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-18 | 上海交通大学 | 飞轮动力吸振装置与建造方法 |
| CN108547912B (zh) * | 2018-04-04 | 2019-11-01 | 上海交通大学 | 飞轮动力吸振装置与建造方法 |
| CN110294145A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-01 | 中国人民解放军国防科技大学 | 星载微型飞轮 |
| CN110294145B (zh) * | 2019-07-04 | 2020-09-25 | 中国人民解放军国防科技大学 | 星载微型飞轮 |
| CN111120570A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-08 | 上海航天控制技术研究所 | 一种可调式阻尼减振装置 |
| CN114060466A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-02-18 | 北京科技大学 | 一种轻质隔振金属复合飞轮支架及其制备方法和应用 |
| CN114060466B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-07-15 | 北京科技大学 | 一种轻质隔振金属复合飞轮支架及其制备方法和应用 |
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