JP2010242782A - Inertia control device - Google Patents
Inertia control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010242782A JP2010242782A JP2009089111A JP2009089111A JP2010242782A JP 2010242782 A JP2010242782 A JP 2010242782A JP 2009089111 A JP2009089111 A JP 2009089111A JP 2009089111 A JP2009089111 A JP 2009089111A JP 2010242782 A JP2010242782 A JP 2010242782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating
- rotating shaft
- rotation
- shaft
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転体の回転軸に与えるイナーシャの大きさを制御するイナーシャ制御装置に関するものである。 The present invention relates to an inertia control device that controls the magnitude of inertia applied to a rotating shaft of a rotating body.
一般に、回転体が安定して回転しない現象が生じることがある。例えば、回転中の回転体において、回転体に振動が生じたり、回転速度が一定に保持されないことがある。 In general, a phenomenon may occur in which the rotating body does not rotate stably. For example, in a rotating body that is rotating, vibration may occur in the rotating body or the rotation speed may not be kept constant.
このような現象を防止するために、回転体の回転軸と同心状にフライホイールが取り付けられていることが通例である。このようなフライホイールは、回転体の回転軸にイナーシャを与える。このように、回転軸に対してイナーシャが与えられるので、回転体が安定して回転することが可能となる。 In order to prevent such a phenomenon, the flywheel is usually attached concentrically with the rotating shaft of the rotating body. Such a flywheel gives inertia to the rotating shaft of the rotating body. Thus, since inertia is given with respect to a rotating shaft, it becomes possible to rotate a rotary body stably.
ところが、回転軸の回転速度が加速及び減速するためには、回転軸にかかる回転力が、回転軸を停止及び回転させ続けようとするイナーシャに逆らう必要がある。このように回転軸にかかる回転力が、回転軸を停止及び回転させ続けようとするイナーシャに逆らう際には、回転体を回転させるモータに大きな負担がかかる。そのため、現実には、フライホイールの直径、質量が、モータの特性(例えばトルク)に応じて決められている。 However, in order for the rotational speed of the rotating shaft to accelerate and decelerate, it is necessary that the rotational force applied to the rotating shaft counters inertia that tries to stop and rotate the rotating shaft. In this way, when the rotational force applied to the rotating shaft counters the inertia that continues to stop and rotate the rotating shaft, a large burden is placed on the motor that rotates the rotating body. Therefore, in reality, the diameter and mass of the flywheel are determined according to the motor characteristics (for example, torque).
特許文献1乃至5には、モータの特性に規制されずに汎用的に使用されうるフライホイールが提案されている。特許文献1において、回転体の回転軸と同心状にフライホイールが設けられている。そして、回転軸とフライホイールとの間には、ワンウェイクラッチが設けられており、回転軸の回転速度が低下すると、ワンウェイクラッチが、回転軸とフライホイールとの連結を解除して、回転体に与えるイナーシャを小さくする。
特許文献2において、軸と同心状に取り付けられたフライホイールの内部において、軸側には電磁石が設けられており、電磁石よりも径方向外側には磁性体が設けられている。このようなフライホイールは、軸の回転が開始された後における加速時、及び、軸の回転が停止するまでの減速時において、電磁石が通電されて磁性体が電磁石側へ移動して、軸に与えられるイナーシャが小さくなる。一方、軸の回転速度が定速度に達した際には、電磁石の通電が解除されて磁性体が遠心力により径方向外側に移動して、軸に与えられるイナーシャが大きくなる。 In Patent Document 2, an electromagnet is provided on the shaft side inside a flywheel attached concentrically with the shaft, and a magnetic body is provided on the radially outer side of the electromagnet. In such a flywheel, at the time of acceleration after the rotation of the shaft is started and at the time of deceleration until the rotation of the shaft is stopped, the electromagnet is energized and the magnetic body moves to the electromagnet side so that the shaft Less inertia is given. On the other hand, when the rotational speed of the shaft reaches a constant speed, the electromagnet is de-energized and the magnetic body moves radially outward by centrifugal force, and the inertia applied to the shaft increases.
特許文献3乃至5において、回転軸と同心状に設けられたフライホイールの内部において、径方向に移動可能な移動体が設けられている。回転軸の回転速度が加速及び減速している際には、移動体に対して径方向外側にかかる遠心力がさほど大きくないので、移動体が径方向外側に移動していない。その際には、フライホイールの重心は径方向外側にはないため、回転軸に与えられるイナーシャが小さい。一方、回転体が定速度に達した際には、移動体が遠心力によって径方向外側に移動してフライホイールの重心が径方向外側に移動するため、回転軸に与えられるイナーシャが大きくなる。 In Patent Documents 3 to 5, a movable body that is movable in the radial direction is provided inside a flywheel that is provided concentrically with a rotating shaft. When the rotational speed of the rotating shaft is accelerating and decelerating, the centrifugal force applied to the outer side in the radial direction with respect to the moving body is not so large, so the moving body does not move outward in the radial direction. In that case, since the center of gravity of the flywheel is not radially outward, the inertia given to the rotating shaft is small. On the other hand, when the rotating body reaches a constant speed, the moving body moves radially outward by centrifugal force and the center of gravity of the flywheel moves radially outward, so that the inertia given to the rotating shaft increases.
ところで、前記したフライホイールにおいて、以下の問題点が存在する。つまり、特許文献1において、ワンウェイクラッチが、回転軸とフライホイールとの間に設けられていることが要される。そのため、部品点数が上がり、コストアップの要因となりうる。
Incidentally, the above-described flywheel has the following problems. That is, in
また、特許文献2において、電磁石が軸側に設けられていることが要される。さらに、電磁石に対する通電を制御するための部品も要される。そのため、部品点数が上がり、コストアップの要因となりうる。 Moreover, in patent document 2, it is required that the electromagnet is provided in the shaft side. Furthermore, parts for controlling energization to the electromagnet are also required. For this reason, the number of parts increases, which may cause an increase in cost.
また、特許文献2乃至5において、フライホイールの内部に、イナーシャの大きさを変化させるための移動体が設けられている。このような移動体はそれ自身に質量があるため、回転軸の加速時及び減速時において、たとえ、移動体がフライホイールの径方向外側に移動していなくても、移動体の質量そのものがフライホイール本体の質量に加わった状態となっている。そのため、フライホイール自身が有するイナーシャがさほど小さくはならない。そのため、回転軸の加速時及び減速時において、フライホイール自身が有するイナーシャに逆らうことができる大きさのトルクが必要とされるため、回転軸を回転させるモータにとって負担となる。 In Patent Documents 2 to 5, a moving body for changing the size of the inertia is provided inside the flywheel. Since such a moving body has its own mass, even when the rotating shaft is accelerated and decelerated, even if the moving body does not move radially outward of the flywheel, the mass of the moving body itself flies. It is in a state of being added to the mass of the wheel body. Therefore, the inertia of the flywheel itself is not so small. For this reason, when the rotating shaft is accelerated and decelerated, a torque that can withstand the inertia of the flywheel itself is required, which is a burden on the motor that rotates the rotating shaft.
さらに、特許文献2乃至5において、フライホイールが定速度で回転することによって移動体が径方向外側に位置している場合には、移動体とその隣の移動体との間で周方向に隙間が生じている。そのため、フライホイールの回転速度が定速度に達しても、フライホイールの重心が径方向外側へ移動する移動量が不十分となる。そのため、フライホイールの重心がフライホイールの径方向外側に移動する移動量が不十分となる。従って、回転軸に対して回転軸の回転速度を維持させようとするイナーシャがさほど大きくならない。 Furthermore, in Patent Documents 2 to 5, when the moving body is positioned radially outside by rotating the flywheel at a constant speed, there is a gap in the circumferential direction between the moving body and the adjacent moving body. Has occurred. Therefore, even if the rotational speed of the flywheel reaches a constant speed, the amount of movement by which the center of gravity of the flywheel moves radially outward becomes insufficient. Therefore, the amount of movement by which the center of gravity of the flywheel moves outward in the radial direction of the flywheel becomes insufficient. Therefore, the inertia for maintaining the rotation speed of the rotation shaft with respect to the rotation shaft does not increase so much.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、回転軸の加速時及び減速時に回転軸を回転させるモータに負担がかからず、回転軸が定速度で回転している際には、前記モータに負担がかからずに、回転軸へ十分な大きさのイナーシャを与えることができるイナーシャ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When the rotating shaft is rotating at a constant speed without burdening the motor that rotates the rotating shaft during acceleration and deceleration of the rotating shaft. An object of the present invention is to provide an inertia control device capable of giving a sufficiently large inertia to the rotating shaft without burdening the motor.
本発明の一局面に係るイナーシャ制御装置は、回転軸へイナーシャを与えるために前記回転軸と同心状に設けられており、前記回転軸の回転中心線回りに回転することが可能な、前記回転軸と物理的に連結されていない回転部材と、前記回転軸と前記回転部材との間において前記回転軸と同心状に設けられており、前記回転軸の回転力によって、前記回転軸の回転中心線回りに回転することが可能な伝達部材と、前記回転軸及び前記伝達部材に取り付けられており、前記伝達部材に対して前記回転軸の方向に付勢力を与える付勢部材と、を備えており、前記伝達部材は、前記回転中心線回りの回転によって発生した遠心力によって、前記付勢部材による付勢力に逆らって前記回転部材の方向へ移動して前記回転部材と当接し、前記回転部材へ、前記回転軸の回転力を伝達することを特徴とする(請求項1)。 An inertia control device according to an aspect of the present invention is provided with a concentric shape with the rotation shaft to give inertia to the rotation shaft, and is capable of rotating around a rotation center line of the rotation shaft. A rotating member that is not physically connected to the shaft, and is provided concentrically with the rotating shaft between the rotating shaft and the rotating member, and by the rotational force of the rotating shaft, the rotation center of the rotating shaft A transmission member capable of rotating around a line, and an urging member attached to the rotation shaft and the transmission member, and applying an urging force to the transmission member in the direction of the rotation shaft. The transmission member moves in the direction of the rotating member against the urging force of the urging member by the centrifugal force generated by the rotation around the rotation center line, contacts the rotating member, and the rotating member What Characterized by transmitting the rotational force of the rotary shaft (claim 1).
この構成によれば、回転軸から当該回転軸の径方向の外側に向かって、回転軸の回転力によって回転軸の回転中心線回りに回転することが可能な伝達部材と、伝達部材が当接した際のみに回転軸の回転力が伝達されて回転軸の回転中心線回りに回転することが可能な回転部材と、が配設されている。伝達部材には、伝達部材に対して回転軸の方向に付勢力を与える付勢部材が取り付けられている。そして、伝達部材は、回転中心線回りの回転によって発生した遠心力によって、付勢部材による付勢力に逆らって回転部材の方向へ移動して回転部材と当接して、回転部材へ回転力を伝達する。 According to this configuration, the transmission member that can rotate around the rotation center line of the rotation shaft by the rotation force of the rotation shaft from the rotation shaft toward the outer side in the radial direction of the rotation shaft is in contact with the transmission member. A rotating member is provided that can transmit the rotational force of the rotating shaft only when the rotating shaft is rotated and can rotate around the rotation center line of the rotating shaft. A biasing member that applies a biasing force to the transmission member in the direction of the rotation axis is attached to the transmission member. The transmission member moves in the direction of the rotating member against the urging force by the urging member by the centrifugal force generated by the rotation around the rotation center line, contacts the rotating member, and transmits the rotating force to the rotating member. To do.
そのため、回転軸の加速時及び減速時には、伝達部材が受ける遠心力の大きさが付勢部材による付勢力を下回りうるので、伝達部材は付勢部材による付勢力に逆らって回転部材の方向に移動しない。従って、回転軸の加速時及び減速時には、回転軸と、当該回転軸の径方向外側に存在する回転部材とが物理的に連結されていない。 Therefore, when the rotating shaft is accelerated and decelerated, the magnitude of the centrifugal force received by the transmission member can be less than the urging force by the urging member, so the transmission member moves in the direction of the rotating member against the urging force by the urging member. do not do. Therefore, at the time of acceleration and deceleration of the rotating shaft, the rotating shaft and the rotating member existing outside in the radial direction of the rotating shaft are not physically connected.
一方、回転軸が定速度で回転している際には、伝達部材が受ける遠心力の大きさが付勢部材による付勢力を上回りうるので、伝達部材は付勢部材による付勢力に逆らって回転部材の方向に移動して、回転部材と当接する。従って、回転軸が定速度で回転している際には、回転軸と、当該回転軸の径方向外側に存在する回転部材とが物理的に連結される。 On the other hand, when the rotating shaft rotates at a constant speed, the magnitude of the centrifugal force received by the transmission member can exceed the urging force by the urging member, so the transmission member rotates against the urging force by the urging member. It moves in the direction of the member and comes into contact with the rotating member. Therefore, when the rotating shaft rotates at a constant speed, the rotating shaft and the rotating member existing on the radially outer side of the rotating shaft are physically connected.
このように、回転軸の加速時及び減速時には、回転軸と、当該回転軸の径方向外側に存在する回転部材とが物理的に連結されず、回転軸が定速度で回転している際には、回転軸と、当該回転軸の径方向外側に存在する回転部材とが物理的に連結される。 As described above, when the rotating shaft is accelerated and decelerated, the rotating shaft and the rotating member existing radially outside the rotating shaft are not physically connected, and the rotating shaft rotates at a constant speed. Are physically connected to a rotating shaft and a rotating member that exists on the radially outer side of the rotating shaft.
そのため、回転軸の加速時及び減速時には、回転軸を回転させるモータに負担がかからない。また、回転軸が定速度で回転している際には、回転軸と回転部材とが物理的に連結した状態で同じ方向へ回転するので、回転軸の慣性質量が大きくなる。そのため、回転軸の回転速度を維持させようとする十分な大きさのイナーシャが回転軸に与えられる。従って、前記モータに負担がかからずに、回転軸へ十分な大きさのイナーシャが与えられる。従って、出力が小さな小型のモータが使用されても、回転体が安定して回転する。また、小型のモータが使用されうるので、モータを設置するためのスペースが削減される。 Therefore, no load is applied to the motor that rotates the rotating shaft when the rotating shaft is accelerated or decelerated. Further, when the rotating shaft rotates at a constant speed, the rotating shaft and the rotating member rotate in the same direction in a physically connected state, so that the inertial mass of the rotating shaft increases. Therefore, a sufficiently large inertia for maintaining the rotation speed of the rotation shaft is given to the rotation shaft. Therefore, a sufficiently large inertia is given to the rotating shaft without burdening the motor. Therefore, even if a small motor with a small output is used, the rotating body rotates stably. In addition, since a small motor can be used, the space for installing the motor is reduced.
上記構成において、前記回転部材は、プラス及びマイナスのいずれか一方の極性を有する永久磁石を備えており、前記伝達部材は、前記回転部材が備える前記永久磁石とは逆極性を有する永久磁石を備えている構成とすることができる(請求項2)。上記構成において、前記回転部材及び前記伝達部材のいずれか一方は、プラス及びマイナスのいずれか一方の極性を有する永久磁石を備えており、前記永久磁石を備えていない前記回転部材及び前記伝達部材のいずれか一方は磁性体で構成されている構成とすることができる(請求項3)。 In the above configuration, the rotating member includes a permanent magnet having a positive or negative polarity, and the transmission member includes a permanent magnet having a polarity opposite to that of the permanent magnet included in the rotating member. (Claim 2). In the above configuration, any one of the rotating member and the transmission member includes a permanent magnet having a positive or negative polarity, and the rotating member and the transmission member not including the permanent magnet are provided. Any one of them can be made of a magnetic material (claim 3).
これらの構成(請求項2及び請求項3の構成)によれば、伝達部材と回転部材との物理的な連結が、遠心力だけではなく、永久磁石による磁力によって補強されうる。 According to these configurations (configurations of claims 2 and 3), the physical connection between the transmission member and the rotating member can be reinforced by not only centrifugal force but also magnetic force by a permanent magnet.
上記構成において、前記回転軸と同心状に設けられており、前記回転部材を収容する環状の中空部材をさらに備えている構成とすることができる(請求項4)。 The said structure WHEREIN: It can be set as the structure further provided with the cyclic | annular hollow member which is provided concentrically with the said rotating shaft and accommodates the said rotating member (Claim 4).
この構成によれば、回転部材が、回転軸と同心状に設けられた環状の中空部材に収容されている。そのため、中空部材が、回転部材を回転軸の周方向に沿って移動させるガイドとなりうる。従って、回転部材が、回転軸の回転中心線回りに回転することが可能となる。 According to this configuration, the rotating member is accommodated in the annular hollow member provided concentrically with the rotating shaft. Therefore, the hollow member can serve as a guide for moving the rotating member along the circumferential direction of the rotating shaft. Therefore, the rotating member can be rotated around the rotation center line of the rotating shaft.
上記構成において、前記回転軸と同心状に設けられており、前記伝達部材が前記回転軸の周方向に沿って回転するように案内する環状のガイド部材をさらに備えている構成とすることができる(請求項5)。 The said structure WHEREIN: It can be set as the structure further provided with the cyclic | annular guide member which is provided concentrically with the said rotating shaft and guides so that the said transmission member may rotate along the circumferential direction of the said rotating shaft. (Claim 5).
この構成によれば、伝達部材は、環状のガイド部材によって、回転軸の周方向に沿って回転するように案内される。そのため、伝達部材が、スムーズに回転軸の回転中心線回りに回転することができる。 According to this configuration, the transmission member is guided by the annular guide member so as to rotate along the circumferential direction of the rotation shaft. Therefore, the transmission member can smoothly rotate around the rotation center line of the rotation shaft.
上記構成において、前記伝達部材及び前記付勢部材のそれぞれを、複数備えている構成とすることができる(請求項6)。この構成によれば、回転軸が回転した際には、回転部材の複数の部分において伝達部材が当接する。このような伝達部材の各々は、先述されたように、回転軸に取り付けられている。そのため、回転部材と回転軸との物理的な連結が強固となる。 The said structure WHEREIN: Each of the said transmission member and the said biasing member can be set as the structure provided with two or more (Claim 6). According to this configuration, when the rotating shaft rotates, the transmission member comes into contact with the plurality of portions of the rotating member. Each of such transmission members is attached to the rotating shaft as described above. Therefore, the physical connection between the rotating member and the rotating shaft is strengthened.
上記構成において、前記回転軸の周面から前記回転軸の径方向に沿って回転中心線へ達する、前記付勢部材を収容する中空部を、さらに備えている構成とすることができる(請求項7)。この構成によれば、付勢部材は、回転軸の周面から回転軸の径方向に沿って回転中心線へ達する中空部に収容されている。そのため、付勢部材が、付勢部材そのものが有するイナーシャによって、回転軸に遅れて加速及び減速する現象が極力抑制される。従って、付勢部材に取り付けられた伝達部材が、回転軸の回転力によって安定して回転することができる。 The said structure WHEREIN: It can be set as the structure further equipped with the hollow part which accommodates the said urging | biasing member which reaches | attains a rotation center line along the radial direction of the said rotating shaft from the surrounding surface of the said rotating shaft. 7). According to this configuration, the urging member is accommodated in the hollow portion that reaches the rotation center line along the radial direction of the rotation shaft from the peripheral surface of the rotation shaft. Therefore, the phenomenon that the urging member accelerates and decelerates behind the rotating shaft is suppressed as much as possible by the inertia of the urging member itself. Therefore, the transmission member attached to the urging member can be stably rotated by the rotational force of the rotating shaft.
上記構成において、前記回転軸の周面から前記回転軸の径方向に沿って回転中心線へ達する、前記付勢部材を収容する複数の中空部を、前記回転軸の周方向に沿って備えており、前記中空部のそれぞれが前記回転中心線上で交わる交点において、前記中空部に収容された前記付勢部材のそれぞれの一端が取り付けられる中心部材を備えている構成とすることができる(請求項8)。 The said structure WHEREIN: The several hollow part which accommodates the said urging member which reaches a rotation center line along the radial direction of the said rotating shaft from the surrounding surface of the said rotating shaft is provided along the circumferential direction of the said rotating shaft. In addition, at the intersection where each of the hollow portions intersects on the rotation center line, a center member to which one end of each of the urging members accommodated in the hollow portion is attached can be provided. 8).
この構成によれば、複数の付勢部材が、回転軸の周方向に沿った複数の前記中空部に収容される。そのため、複数の伝達部材が、回転軸の周方向に沿って設けられるので、伝達部材の各々が、回転軸の軸方向にずれることなく、回転軸の回転中心線回りに回転することができる。そして、伝達部材の各々の回転により発生した遠心力が付勢部材による付勢力を上回った際には、伝達部材の各々が回転部材に対して周方向に整列して当接することができる。そのため、伝達部材と回転部材との物理的な連結が強固となる。 According to this configuration, the plurality of urging members are accommodated in the plurality of hollow portions along the circumferential direction of the rotation shaft. For this reason, since the plurality of transmission members are provided along the circumferential direction of the rotating shaft, each of the transmitting members can rotate around the rotation center line of the rotating shaft without being displaced in the axial direction of the rotating shaft. Then, when the centrifugal force generated by the rotation of each transmission member exceeds the urging force by the urging member, each of the transmission members can abut against the rotation member in the circumferential direction. Therefore, the physical connection between the transmission member and the rotating member is strengthened.
上記構成において、前記付勢部材は、前記回転軸方向に向かう復元力を有する弾性部材である構成とすることができる(請求項9)。この構成によれば、付勢部材が弾性部材であるので、例えば、付勢部材がバネで構成されうる。そのため、付勢部材が安価となる。 The said structure WHEREIN: The said urging | biasing member can be set as the structure which is an elastic member which has the restoring force which goes to the said rotating shaft direction (Claim 9). According to this configuration, since the biasing member is an elastic member, for example, the biasing member can be configured by a spring. Therefore, the urging member is inexpensive.
本発明によれば、回転軸の加速時及び減速時には、回転軸と、当該回転軸の径方向外側に存在する回転部材とが物理的に連結されず、回転軸が定速度で回転している際には、回転軸と、当該回転軸の径方向外側に存在する回転部材とが物理的に連結される。 According to the present invention, at the time of acceleration and deceleration of the rotating shaft, the rotating shaft and the rotating member existing on the radially outer side of the rotating shaft are not physically connected, and the rotating shaft rotates at a constant speed. In this case, the rotating shaft and the rotating member existing on the radially outer side of the rotating shaft are physically connected.
そのため、回転軸の加速時及び減速時には、回転軸を回転させるモータに負担がかからない。また、回転軸が定速度で回転している際には、回転軸と回転部材とが物理的に連結した状態で同じ方向へ回転するので、回転軸の慣性質量が大きくなる。そのため、回転軸の回転速度を維持させようとする十分な大きさのイナーシャが回転軸に与えられる。従って、前記モータに負担がかからずに、回転軸へ十分な大きさのイナーシャが与えられる。 Therefore, no load is applied to the motor that rotates the rotating shaft when the rotating shaft is accelerated or decelerated. Further, when the rotating shaft rotates at a constant speed, the rotating shaft and the rotating member rotate in the same direction in a physically connected state, so that the inertial mass of the rotating shaft increases. Therefore, a sufficiently large inertia for maintaining the rotation speed of the rotation shaft is given to the rotation shaft. Therefore, a sufficiently large inertia is given to the rotating shaft without burdening the motor.
以下、本発明の一実施形態に係るイナーシャ制御装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るイナーシャ制御装置の外観の一例を示した斜視図である。図2は、図1のイナーシャ制御装置の要部の外観の一例を示した斜視図である。このようなイナーシャ制御装置1は、例えば、画像形成装置において、回転体(例えば、感光体ドラム、転写ベルトを周回駆動させる駆動ローラ)を安定して回転させるために用いられるものである。
Hereinafter, an inertia control device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an example of the appearance of an inertia control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the appearance of the main part of the inertia control device of FIG. Such an
このイナーシャ制御装置1は、図1に示されるように、回転体(図示せず)の回転軸10と同心状に設けられており、回転部材11(図2参照)を収容する環状の中空部材110を備える。また、イナーシャ制御装置1は、図2に示されるように、回転軸10と中空部材11との間には、回転軸10と同心状に、回転軸10の回転中心線10L回りに回転することが可能な伝達部材12を備える。
As shown in FIG. 1, the
このような伝達部材12には、図1及び図2に示されるように、回転軸10に取り付けられたコイルバネ(付勢部材)13が取り付けられている。コイルバネ13の各々は、回転軸10が回転した際には回転軸10の回転力が伝達されて、回転軸10の回転中心線10L回りに回転する。そして、コイルバネ13の各々の回転力は、伝達部材12の各々に伝達されて、伝達部材12の各々が回転軸10の回転中心線10L回りに回転する。従って、回転軸10が回転した際には、回転軸10の回転力が伝達部材12の各々に伝達されて、伝達部材12の各々が回転軸10の回転中心線10L回りに回転することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a coil spring (biasing member) 13 attached to the
回転部材11に回転軸10の回転力をスムーズに伝達させる観点からは、伝達部材12は、回転部材11の個数と同じ個数設けられることが望ましい。本実施形態では、回転部材11及び伝達部材12の各々の個数は4個とされている。また、伝達部材12は、極力軽量の材質で構成されることが望ましい。伝達部材12固有のイナーシャが小さくなり、伝達部材12の回転が回転軸10の回転に遅れることが極力防止されうるからである。
From the viewpoint of smoothly transmitting the rotational force of the
また、伝達部材12の各々の外周面(回転部材11と対向する面)の周方向の長さは、回転部材11の内周面(伝達部材12と対向する面)の周方向の長さと比較して、十分に小さいことが望ましい。このような長さに設定することで、伝達部材12の各々を、回転軸10の回転中心線10L回りに回転させながら、回転部材11の各々の方向へ移動させて、回転部材11のいずれかに当接させることができる。
The circumferential length of each outer peripheral surface (surface facing the rotating member 11) of the
また、イナーシャ制御装置1において、図1及び図2に示されるように、先述されたコイルバネ13の各々が、回転軸10と伝達部材12との間に取り付けられている。コイルバネ13の各々は、回転軸10の方向に向かう復元力を有しており、伝達部材12に対して回転軸10の方向に付勢力を与える。そのため、伝達部材12の各々は、回転軸10の方向に向かう付勢力を受ける。
Moreover, in the
尚、コイルバネ13の復元力と、伝達部材12が回転軸10の回転中心線10L回りに回転して生じる遠心力との関係は、以下に示される関係であることが望ましい。つまり、コイルバネ13の復元力は、回転軸10の加速時及び減速時において伝達部材12において生じる遠心力よりも大きく、回転軸10が定速度で回転した際に伝達部材12において生じる遠心力よりも小さいことが望ましい。回転軸10の加速時及び減速時に伝達部材12の各々が回転部材11の各々と当接せずに回転軸10と回転部材11の各々とを物理的に連結せず、回転軸10が定速度で回転したときのみ、伝達部材12の各々が回転部材11の各々と当接して回転軸10と回転部材11の各々とを物理的に連結するためである。
The relationship between the restoring force of the
コイルバネ13の各々の一端は、図1及び図2に示されるように、伝達部材12の各々に取り付けられている。ここに、コイルバネ13の各々の一端は、伝達部材12の各々の内周面(回転軸10の周面と対向する面)の略中央に取り付けられることが望ましい。伝達部材12の各々が回転軸10の回転中心線10L回りに回転する際に発生する遠心力、及び、伝達部材12の各々がコイルバネ13の各々から受ける付勢力、が、回転軸10の径方向に沿うからである。前記遠心力及び前記付勢力が回転軸10の径方向に沿うと、伝達部材12の各々が、回転軸10や中空部材110の周面に衝突せずに、回転軸10の径方向に沿ってスムーズに移動しうる。
One end of each of the coil springs 13 is attached to each of the
一方、コイルバネ13の各々の他端は、図1に示されるように、回転軸10の内部に存在している。そのため、イナーシャ制御装置1は、回転軸10の周面から回転中心線10Lに達する第1中空部(中空部)10a(図1参照)を、コイルバネ13の個数分、回転軸10の周方向に沿って備えている(図3参照)。そして、イナーシャ制御装置1は、それぞれの第1中空部10aが回転中心線10L上で交わる交点において中心部材102を備えている。このような中心部材102に対して、それぞれの第1中空部10aに収容されているコイルバネ13の各々の他端が取り付けられている。
On the other hand, the other end of each of the coil springs 13 exists inside the rotating
ここに、コイルバネ13の各々を収容する第1中空部10aの直径は、コイルバネ13の径方向の長さと略等しいことが望ましい。コイルバネ13の各々が第1中空部10aにおいてしっかりと保持されるため、コイルバネ13の各々の固有のイナーシャによって、コイルバネ13の各々の回転が回転軸10の回転に遅れることが極力防止されうるからである。また、コイルバネ13が第1中空部10aから露出している部分の長さは極力短いことが望ましい。コイルバネ13固有のイナーシャが極力小さくなり、コイルバネ13の回転が回転軸10の回転に遅れることが極力防止されうるからである。
Here, it is desirable that the diameter of the first
イナーシャ制御装置1において、回転軸10の停止時、加速時、及び減速時には、伝達部材12の各々は、回転部材11の各々と当接していない。伝達部材12の各々が回転軸10の径方向外側に受ける遠心力が、コイルバネ13の各々より回転軸10の方向に受ける付勢力よりも小さいからである。
In the
一方、回転軸10が定速度で回転している際には、伝達部材12の各々が回転軸10の径方向外側に受ける遠心力が、コイルバネ13の各々から回転軸10の方向に受ける付勢力よりも大きくなる。そのため、伝達部材12の各々は、コイルバネ13の各々による付勢力に逆らって回転部材11の各々の方向へ移動して、回転部材11のいずれかと当接する。その際、回転部材11の各々は、伝達部材12の各々から、回転軸10の回転力が伝達されるため、中空部材110の内部において、回転軸10の回転中心線10L回りに回転することができる。
On the other hand, when the rotating
ここに、イナーシャ制御装置1において、いずれかの回転部材11の内周面(伝達部材12と対向する面)、及び、当該回転部材11と対向する伝達部材12の外周面(回転部材11と対向する面)へ、図2に示されるように、永久磁石M1及びM2が設けられていても良い。尚、永久磁石M1及びM2の極性は、互いに逆の極性である。つまり、永久磁石M1の極性がプラスである際には永久磁石M2の極性がマイナスである。一方、永久磁石M1の極性がマイナスである際には永久磁石M2の極性がプラスである。このように永久磁石M1及びM2が設けられると、回転軸10が定速度で回転している際に、伝達部材12と回転部材11との物理的な連結が強固となる。
Here, in the
イナーシャ制御装置1において、回転部材11へ永久磁石M1及びM2のいずれか一方が設けられており、伝達部材12が磁性体で構成されていてもよい。また、伝達部材12へ永久磁石M1及びM2のいずれか一方が設けられており、回転部材11が磁性体で構成されていてもよい。これらの場合でも、回転軸10が定速度で回転している際に、伝達部材12と回転部材11との物理的な連結が強固となる。
In the
次に、イナーシャ制御装置1の詳細な構造が以下に説明される。図3は、イナーシャ制御装置1の詳細な構造を説明するための図である。尚、図3(a)は、イナーシャ制御装置1を回転中心線10L方向から見たときの正面断面図を示す。また、図3(b)は、イナーシャ制御装置1の側面断面図を示す。
Next, the detailed structure of the
図3(a)及び図3(b)に示されるように、イナーシャ制御装置1において、環状の中空部材110には、回転部材11の各々を中空部材110の周方向に沿って収容する環状の第2中空部110aを備える。このような環状の第2中空部110aに沿って回転部材11の各々が移動する。つまり、回転部材11の各々は、環状の第2中空部110aによって、中空部材110の周方向に沿って移動するように案内される。そのため、回転部材11の各々が、回転軸10の回転中心線10L回りに回転することができる。中空部材110は、先述されたように、回転軸10と同心状に設けられた環状の部材であるからである。
As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, in the
また、イナーシャ制御装置1において、中空部材110と回転軸10との間に、回転軸10と同心状に環状のカバー部材111及び112が設けられている。このような環状のカバー部材111及び112は、回転軸10の軸方向に沿って、後述される環状の第3中空部116aを挟んで配設されている。尚、本実施形態において、環状のカバー部材111及び112は樹脂製のカバー部材であるが、この例には限られない。つまり、材料は限定されない。
In the
環状のカバー部材111及び112において、回転軸10の軸方向に沿ったカバー部材111とカバー部材112との間には、伝達部材12の各々、伝達部材12に取り付けられたコイルバネ13の各々の一部、及び、伝達部材12が回転軸10の周方向に沿って回転するように案内する環状のガイド部材115、を収容するための環状の第3中空部116aが、回転軸10と同心状に設けられている。
In the
環状の第3中空部116aにおいて、環状のガイド部材115は、環状の第1ガイド部材113及び環状の第2ガイド部材114からなり、回転軸10と同心状に設けられている。そして、ガイド部材115において、第1ガイド部材113及び第2ガイド部材114との間には、回転軸10の軸方向に沿った間隔が設けられている。このような間隔は、ガイド部材115が、伝達部材12の各々を、回転軸10の周方向に沿って案内するために必要とされる間隔であるため、回転軸10の軸方向の長さと略同じ長さの間隔であることが望ましい。
In the annular third
伝達部材12の各々は、回転軸10の軸方向において、第1ガイド部材113及び第2ガイド部材114との間に介在している。そのため、伝達部材12の各々は、ガイド部材115によって、回転軸10の周方向に沿って回転するように案内される。第1ガイド部材113及び第2ガイド部材114は、先述されたように、回転軸10と同心状に設けられているからである。そのため、伝達部材12の各々は、回転軸10の回転力がコイルバネ13から伝達されて、スムーズに回転軸10の周方向に沿って回転することができる。従って、伝達部材12の各々は、回転軸10の回転力によって、回転軸10の回転中心線10L回りにスムーズに回転することができる。
Each of the
イナーシャ制御装置1において、伝達部材12の各々は、先述されたように、回転軸10の回転中心軸10L上に設けられた中心部材102に他端が取り付けられたコイルバネ13の各々の一端が取り付けられている。尚、中心部材102は、先述されたように、各々の第1中空部10aが回転軸10の回転中心線10L上で交わる交点10cに設けられている。コイルバネ13の各々は、先述されたように、回転軸10の周方向に沿った複数の第1中空部10aの各々に収容されており、回転軸10の方向へ向かう復元力を有する。そのため、伝達部材12の各々は、コイルバネ13の各々によって回転軸10の方向へ付勢されている。
In the
尚、本実施形態において、コイルバネ13の各々は、回転軸10の周方向に沿った複数の第1中空部10aの各々に収容されており、コイルバネ13の各々の他端が、第1中空部10aの各々が回転軸10の回転中心線10L上で交わる交点10cに設けられた中心部材102に取り付けられている。しかしながら、この例には限られない。例えば、伝達部材12の各々が一端に取り付けられたコイルバネ13の各々の他端が、回転軸10の周面に直接取り付けられてもよい。要するに、コイルバネ13の各々が回転軸10の回転に伴って回転軸10の回転中心線10L回りに回転すること、及び、コイルバネ13の各々が復元力によって伝達部材12の各々に対して回転軸10の方向へ付勢力を与えること、が実現されればよい。
In the present embodiment, each of the coil springs 13 is accommodated in each of the plurality of first
このようなイナーシャ制御装置1において、回転軸10の停止時には、伝達部材12の各々が回転しないので、伝達部材12に対して回転軸10の径方向外側へ遠心力が発生しない。そのため、伝達部材12の各々は、回転軸10の側に位置している。
In such an
そして、イナーシャ制御装置1において、回転軸10の加速時には、先述したように、伝達部材12の各々において回転軸10の径方向外側へ生じる遠心力が、コイルバネ13の各々から回転軸10の方向に与えられる付勢力よりも小さいので、図3(a)及び図3(b)に示されるように、回転軸10の側に位置する。そのため、回転軸10と回転部材11とが物理的に連結していない。従って、回転軸10の加速時には、回転軸10は、回転部材11から、回転軸10の加速を阻害するイナーシャが与えられないので、加速のために大きなトルクが必要とされない。そのため、回転軸10を回転させるモータにかかる負担が抑制される。
In the
また、回転軸10の減速時には、回転軸10の回転力によって回転する伝達部材12の各々において回転軸10の径方向外側へ生じる遠心力が、コイルバネ13の各々から回転軸10の方向へ与えられる付勢力を下回ることになる。その際には、伝達部材12の各々は、コイルバネ13の各々から与えられる付勢力によって回転軸10の方向に移動する。その結果、回転部材11と伝達部材12との物理的な連結が解除される。従って、回転軸10の減速時には、回転軸10は、回転部材11から、回転軸10の減速を阻害するイナーシャが与えられないので、減速のために大きなトルクが必要とされない。そのため、回転軸10を回転させるモータにかかる負担が抑制される。
Further, when the rotating
図4は、イナーシャ制御装置1の詳細な構造を説明するための図であり、伝達部材12の各々が回転部材11の各々と当接した状態を示した図である。尚、図4(a)は、イナーシャ制御装置1を回転中心線10L方向から見たときの正面断面図を示す。また、図4(b)は、イナーシャ制御装置1の側面断面図を示す。
FIG. 4 is a view for explaining the detailed structure of the
イナーシャ制御装置1において、回転軸10の回転速度が定速度に達した際には、以下の現象が生ずる。つまり、回転軸10の回転力によって、回転軸10の回転中心線10L回りに回転する伝達部材12の各々において回転軸10の径方向外側へ生じる遠心力が、コイルバネ13の各々から回転軸10の方向へ与えられる付勢力を上回る。すると、伝達部材12の各々は、コイルバネ13の各々から与えられる付勢力に逆らって、回転軸10の径方向外側へ移動する。その結果、伝達部材12の各々は、図4(a)及び図4(b)に示されるように、回転部材11のいずれかと接触する。その際、伝達部材12の各々の外周面(回転部材11の各々と対向する面)と、回転部材11の各々の内周面(伝達部材12の各々と対向する面)とで、接触面14が形成される。
In the
このような接触面14の各々において、伝達部材12の各々の回転力が回転部材11の各々に伝達される。そのため、伝達部材12の各々に回転力を与える回転軸10が、接触面14の各々を通じて、回転部材11の各々と物理的に連結される。従って、回転軸10の回転力が回転部材11の各々に伝達されるので、回転部材11が回転軸10の回転中心線10L回りに回転することができる。
In each of the contact surfaces 14, each rotational force of the
このように、回転軸10の回転速度が定速度に達した際には、回転軸10と回転軸10の径方向外側に位置する回転部材11とが物理的に連結した状態で同じ方向へ回転するので、回転軸10の慣性質量が大きくなる。そのため、回転軸10の回転速度を維持させようとする十分な大きさのイナーシャが回転軸10に与えられる。従って、回転軸10を回転させるモータに負担がかからずに、回転軸10へ十分な大きさのイナーシャが与えられる。
Thus, when the rotational speed of the
特に、回転部材11が、1枚の環状の部材で構成されている際には、回転部材11そのものが有する慣性質量が大きくなる。そのため、回転部材11が伝達部材12の各々と物理的に連結して回転している状態において、回転軸10の回転速度を維持させようとするイナーシャがより大きくなる。
In particular, when the rotating
ところで、接触面14の各々が、回転部材11にしっかりと当接していなければ、伝達部材12の各々の回転力が回転部材11の各々に与えられる回転力にロスが生じる。そのため、接触面14の各々における摩擦力が大きいことが望ましい。従って、少なくとも、伝達部材12の前記外周面、及び、回転部材11の前記内周面の摩擦係数は大きいことが望ましい。
By the way, if each of the contact surfaces 14 is not firmly in contact with the rotating
このように、回転軸10が定速度で回転している際には、伝達部材12の各々が、回転部材11の各々と当接し、回転軸10と回転部材11の各々とを物理的に連結する。そのため、伝達部材12の各々は、回転軸10と回転部材11の各々とを物理的に連結する連結部材として機能する。従って、伝達部材12の各々は軽い材質で構成されていてもよい。回転部材11が回転軸10と物理的に連結して回転軸10へイナーシャを与えるからである。
Thus, when the rotating
1 イナーシャ制御装置
10 回転軸
10a 第1中空部
10c 交点
10L 回転中心線
11 回転部材
12 伝達部材
13 付勢部材
102 中心部材
110 中空部材
115 ガイド部材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転軸と前記回転部材との間において前記回転軸と同心状に設けられており、前記回転軸の回転力によって、前記回転軸の回転中心線回りに回転することが可能な伝達部材と、
前記回転軸及び前記伝達部材に取り付けられており、前記伝達部材に対して前記回転軸の方向に付勢力を与える付勢部材と、
を備えており、
前記伝達部材は、
前記回転中心線回りの回転によって発生した遠心力によって、前記付勢部材による付勢力に逆らって前記回転部材の方向へ移動して前記回転部材と当接し、前記回転部材へ、前記回転軸の回転力を伝達することを特徴とするイナーシャ制御装置。 A rotating member that is provided concentrically with the rotating shaft to give inertia to the rotating shaft, and is not physically connected to the rotating shaft and capable of rotating around a rotation center line of the rotating shaft; ,
A transmission member provided concentrically with the rotation shaft between the rotation shaft and the rotation member, and capable of rotating around a rotation center line of the rotation shaft by a rotation force of the rotation shaft;
An urging member attached to the rotating shaft and the transmission member, and applying an urging force in the direction of the rotating shaft to the transmission member;
With
The transmission member is
The centrifugal force generated by the rotation around the rotation center line moves in the direction of the rotating member against the urging force by the urging member, contacts the rotating member, and rotates the rotating shaft to the rotating member. An inertia control device characterized by transmitting force.
前記伝達部材は、前記回転部材が備える前記永久磁石とは逆極性を有する永久磁石を備えていることを特徴とする請求項1に記載のイナーシャ制御装置。 The rotating member includes a permanent magnet having a positive or negative polarity,
The inertia control device according to claim 1, wherein the transmission member includes a permanent magnet having a polarity opposite to that of the permanent magnet included in the rotating member.
前記永久磁石を備えていない前記回転部材及び前記伝達部材のいずれか一方は磁性体で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイナーシャ制御装置。 Either one of the rotating member and the transmission member includes a permanent magnet having a positive or negative polarity,
2. The inertia control device according to claim 1, wherein one of the rotating member and the transmission member not provided with the permanent magnet is made of a magnetic material.
前記中空部のそれぞれが前記回転中心線上で交わる交点において、前記中空部に収容された前記付勢部材のそれぞれの一端が取り付けられる中心部材を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のイナーシャ制御装置。 A plurality of hollow portions for accommodating the urging member reaching the rotation center line along the radial direction of the rotation shaft from the circumferential surface of the rotation shaft are provided along the circumferential direction of the rotation shaft,
The center member to which each one end of the urging member accommodated in the hollow portion is attached at an intersection where the hollow portions intersect on the rotation center line is provided. The inertia control device according to claim 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009089111A JP2010242782A (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Inertia control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009089111A JP2010242782A (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Inertia control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010242782A true JP2010242782A (en) | 2010-10-28 |
Family
ID=43096003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009089111A Pending JP2010242782A (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Inertia control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010242782A (en) |
-
2009
- 2009-04-01 JP JP2009089111A patent/JP2010242782A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4163164A (en) | Split magnet drive | |
JP7126853B2 (en) | self-aligning virtual elliptical drive | |
US20120111690A1 (en) | Electromagnetic clutch | |
JP7028692B2 (en) | Mass damper | |
JP2024041940A (en) | Geared motor drive control mechanism | |
JPH07293594A (en) | Clutch device | |
EP2763293A2 (en) | Motor | |
JP2001008407A (en) | Drive motor | |
JP2010242782A (en) | Inertia control device | |
JP2007143391A (en) | Motor | |
JP2010065813A (en) | Rotation transmitting device | |
JPH05231299A (en) | Rotating device | |
JP2008202726A (en) | Balancer mechanism for reciprocating engine | |
JP2010019309A (en) | Clutch built-in pulley unit for alternator | |
JP2005233326A (en) | Transmission mechanism | |
KR101330068B1 (en) | Actuator Built-in Brake | |
JP3194017U (en) | One way clutch | |
JP2013234699A (en) | Magnetic coupling device | |
JP6569487B2 (en) | Clutch and motor | |
JP6872464B2 (en) | Control system for braking force adjuster | |
JP2012115035A (en) | Rotating device using permanent magnet | |
JP2011220405A (en) | Connecting device | |
JP6724752B2 (en) | Electromagnetic brake | |
JP2008008363A (en) | Rotation transmission device | |
JP2024073539A (en) | Self-aligning virtual elliptical drive device |