JP5769647B2

JP5769647B2 - 回転慣性質量ダンパのスリップ荷重試験方法および回転慣性質量ダンパ

Info

Publication number: JP5769647B2
Application number: JP2012031318A
Authority: JP
Inventors: 真成岡本
Original assignee: Kayaba System Machinery Co Ltd
Current assignee: Kayaba System Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: JP2013167549A

Description

本発明は、回転慣性質量ダンパのスリップ荷重試験方法および回転慣性質量ダンパに関する。

従来、回転慣性質量ダンパとしては、たとえば、外筒と、外筒内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸と、上記外筒内に周方向回転自在に収容されて上記螺子軸に螺合されるボールナットと、上記外筒内に周方向回転自在に収容される筒状のフライホイールと、当該フライホールとボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制するようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

そして、この回転慣性質量ダンパにあっては、螺子軸に軸方向の過大な加速度が作用した場合、摩擦板とフライホイールとの間に滑りが生じて、ボールナットが空回りすることで、ボールナットからフライホイールへの回転トルクの伝達が遮断され、回転慣性質量ダンパが出力する慣性反力が上限値に制限される。また、摩擦板とフライホイールとの間に生じる摩擦力は附勢手段によって調節することができ、この摩擦板と附勢手段は、回転慣性質量ダンパの慣性反力の上限値を決定するいわゆるリミッタとしての機能を発揮している。

特開２０１１−１４４８３１号公報

上記したように回転慣性質量ダンパの慣性反力の上限値は、摩擦板に対してフライホイールが滑り出すときに螺子軸に軸方向に作用する荷重ということになる、つまり、リミッタが作動するときに螺子軸に軸方向に作用する荷重（スリップ荷重）となるが、従来、このスリップ荷重を検出するには、実際に回転慣性質量ダンパを摩擦板に対してフライホイールが滑りだすまで加振し、加振中に螺子軸に作用する軸方向荷重を検出し続けて、この軸方向荷重の変動からスリップ荷重を得るといった動的試験を行っていた。

このような、動的試験を行うには、回転慣性質量ダンパを摩擦板に対してフライホイールが滑りだすまで加振しなければならず、スリップ荷重の検出に時間がかかるとともに、摩擦板に対してフライホイールが滑り出すのは極めて短時間に行われるため、螺子軸の軸方向荷重の変動からスリップ荷重を検出する方法では安定したデータを得ることが難しく、スリップ荷重の検出精度の向上が望まれている。

そこで、本発明は、上記不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、より短時間で精度良くスリップ荷重を検出することが可能な回転慣性質量ダンパのスリップ荷重試験方法および回転慣性質量ダンパを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、螺子軸と、当該螺子軸に螺合されるボールナットと、筒状のフライホイールと、当該フライホールと上記ボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制する回転慣性質量ダンパにおける上記フライホイールと上記摩擦板とのスリップ荷重試験方法において、上記フライホイールを固定しつつ、上記螺子軸へ軸方向の荷重を作用させることを特徴とする。

上記した目的を達成するため、本発明の他の課題解決手段は、外筒と、外筒内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸と、上記外筒内に周方向回転自在に収容されて上記螺子軸に螺合されるボールナットと、上記外筒内に周方向回転自在に収容される筒状のフライホイールと、当該フライホールと上記ボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制する回転慣性質量ダンパにおいて、上記外筒に対する上記フライホイールの周方向への回転を阻止する回転阻止手段を設けたことを特徴とする。

したがって、フライホイールの回り止めをした状態にて、螺子軸に軸方向へ荷重を与えて、フライホイールと摩擦板との間に滑りを生じさせることで、スリップ荷重を検出することができる。

本発明によれば、より短時間で精度良くスリップ荷重を検出することが可能なる。

一実施の形態における回転慣性質量ダンパの縦断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における回転慣性質量ダンパＤは、図１に示すように、外筒１と、外筒１内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸２と、外筒１内に周方向回転自在に収容されて螺子軸２に螺合されるボールナット３，４と、外筒１内に周方向回転自在に収容される筒状のフライホイール５と、フライホール５とボールナット３，４との間に介装される摩擦板６と、フライホイール５を摩擦板６へ向けて附勢する附勢手段７と、外筒１に対するフライホイール５の周方向への回転を阻止する回転阻止手段８とを備えて構成されている。

そして、この回転慣性質量ダンパＤのスリップ荷重試験を行う場合には回転阻止手段８で上記したフライホイール５の周方向への回転を阻止し、回転慣性質量ダンパＤをダンパとして機能させる使用状態では、回転阻止手段８でフライホイール５の回転を阻止せずフライホイール５の回転を許容する状態とする。フライホイール５の回転が許容される状態では回転慣性質量ダンパＤは、外力によって螺子軸２が軸方向である図１中左右方向へ移動せしめられると、ボールナット３，４が回転駆動されて摩擦板６とフライホイール５との間に滑りが生じない場合、フライホイール５がボールナット３，４と共に回転することで慣性力が働いて、螺子軸２の移動を抑制する慣性反力を発揮する。また、螺子軸２に軸方向の過大な荷重が作用すると、摩擦板６とフライホイール５との間に滑りを生じて、フライホイール５の慣性力がボールナット３，４へ伝達されなくなり、螺子軸２に作用する荷重の上限を規制して、回転慣性質量ダンパＤが発揮する慣性反力が過大となることを防ぐことができるようになっている。

以下、回転慣性質量ダンパＤの各部について説明する。外筒１は、側部に肉を貫く二つの通し孔１ａを備え、図１中左端が蓋９によって閉塞されるとともに、図１中右端にも環状の蓋１０が装着される。蓋９には、回転慣性質量ダンパＤを設置箇所へ取り付けることができるようブラケット９ａが設けられている。

また、蓋１０の内周には螺子軸２を回り止めする軸受１１が設けられている。螺子軸２は、先端側外周に設けた螺子部２ａと、螺子軸２ａの図１中右方に設けた軸部２ｂと、軸部２ｂの図１中右方に設けられて軸受１１に挿通される基部２ｃと、基部２ｃの終端に設けられて回転慣性質量ダンパＤを設置箇所へ取り付けることができるブラケット２ｄとを備えている。

そして、螺子軸２は、先端側の螺子部２ａ側を外筒１の内方へ向けて外筒１内に挿入されており、基部２ｃが軸受１１によって回り止めされることで、外筒１に対して軸方向へのみの移動が許容されている。この場合、基部２ｃの断面形状は円形以外の形状とされており、軸受１１の内周形状が当該基部２ｃに符合する形状とされて、螺子軸２が外筒１に対して回り止めされている。なお、軸受１１と基部２ｃの構造は、螺子軸２の回り止めができる構造であればよいが、軸受１１にローラを設けて基部２ｃにローラを当接させるようにしておくことで、外筒１に対する螺子軸２の軸方向への移動を円滑にすることができる。

ボールナット３，４は、共に連結されていて、螺子軸２の螺子部２ａに螺合されている。また、ボールナット３，４は、外筒１の内周に固定したボールベアリング１２の内周に装着されるパイプ１８に支持されており、外筒１に対して周方向回転自在とされてこの外筒１内に収容されている。なお、この実施の形態の場合、螺子軸２に作用する荷重に耐えるため、二つのボールナット３，４を連結して使用しているが、ボールナットの設置数は螺子軸２に作用する荷重に適する数を設置すればよい。

また、図１中右方側のボールナット４の終端にはフランジ４ａが設けられていて、このフランジ４ａに環状の摩擦板６を図１中左側に保持するリング１３が取り付けられている。

さらに、外筒１の図１中左端内周には、外周に螺子部を備えたナット部材１４が螺着されており、このナット部材１４は、外筒１に対して周方向へ回転させることで外筒１に対して軸方向となる図１中左右方向へ移動することができるようになっている。

ナット部材１４の図１中右方には、フライホイール５を摩擦板６へ向けて、つまり、図１中右方へフライホイール５を附勢する附勢手段７が設けられている。附勢手段７は、円環状の押し子１５と、押し子１５とナット部材１４との間に介装される複数のコイルばね１６とで構成されている。

より詳細には、押し子１５は、外周を外筒１の内周に摺接させていて、図１中左方から開口する複数のばね孔１５ａと、内周から図１中右方となるフライホイール５側へ突出するソケット部１５ｂとを備えて構成されている。コイルばね１６は、一端がナット部材１４で支承されつつ各ばね孔１５ａに一つずつ圧縮状態で挿入されて押し子１５を摩擦板６側へ向けて附勢している。よって、ナット部材１４を外筒１に対して図１中左右方向へ移動させることでコイルばね１６の圧縮の程度を調整することができ、フライホイール５を摩擦板６へ押しつける附勢力を調整することができるようになっている。

また、押し子１５のソケット部１５ｂの外周にはボールベアリング１７が装着されており、このボールベアリング１７の外周はフライホイール５の図１中左端内周に嵌合されている。

フライホイール５は、肉厚の円筒状とされており、図１中右端は、リング１３の図１中左端内周側から突出したソケット部１３ａの外周に摺動自在に嵌合されている。さらに、フライホイール５の内径は、ボールナット３，４の外径より大径とされていて、外径は外筒１の内径よりも小径とされているので、外筒１に対して周方向への回転が許容されている。このように、フライホイール５を筒状としてボールナット３，４を内部に収容するようにしているので、回転慣性質量ダンパＤの全長を短くすることができる。

また、フライホイール５は、摩擦板６に附勢手段７によって押しつけられていて、摩擦板６との間に滑りが生じない状態では、ボールナット３，４とともに外筒１内で周方向へ回転することができるようになっている。

なお、附勢手段７は、上記構成に限定されるものではなく、フライホイール５を摩擦板６へ押しつけるように附勢することができれば、上記構成以外の構成を採用することができる。

さらに、フライホイール５には、外筒１に設けた通し孔１ａに対向する位置に外周から開口する二つの孔５ａを備えており、この各孔５ａと上記各通し孔１ａにはピンＰが挿通することができるようになっている。なお、孔５ａ或いは通し孔１ａを螺子孔として通し孔１ａと孔５ａに図示しないボルトを取り付けるようにしてもよい。

このように、ピンＰが孔５ａと通し孔１ａとに挿通されると、外筒１に対してフライホイール５が周方向へ回転することができず、摩擦板６と滑りが生じない限りにおいてボールナット３，４も外筒１に対して回り止めされた状態となる。このように、本実施の形態の回転慣性質量ダンパＤにあっては、回転阻止手段８がピンＰ、孔５ａおよび通し孔１ａとで構成されている。

このように構成された回転慣性質量ダンパＤのスリップ荷重を検出するスリップ荷重試験を行うには、ピンＰを孔５ａおよび通し孔１ａに挿入して、外筒１に対してフライホイール５の回り止めをした状態にて、螺子軸２に軸方向へ荷重を与える。フライホイール５と摩擦板６との間に滑りが生じない状態では、ボールナット３，４も回り止めされた状態であるから、螺子軸２へ軸方向の荷重を与えても螺子軸２は軸方向へ移動しない。

螺子軸２へ与える荷重を大きくしフライホイール５と摩擦板６との間に滑りが生じると、ボールナット３，４が回転可能となって螺子軸２も軸方向への移動が許容されることになり、螺子軸２に作用する荷重が上限値にリミットされ、この上限値がスリップ荷重である。スリップ荷重は、螺子軸２に作用している軸方向の荷重を検出することで検出することができるから、螺子軸２や螺子軸２に荷重を与える図外の試験機に図示しないロードセルや歪ゲージといった荷重を検出可能なセンサを取り付けておき、当該センサを用いることで簡単に検出することができる。

よって、上記のように外筒１に対してフライホイール５の回り止めをした状態にて、螺子軸２に軸方向へ荷重を与えて、フライホイール５と摩擦板６との間に滑りを生じさせることで、スリップ荷重を検出することができるので、螺子軸２を大きくストロークさせる必要が無く、フライホイール５と摩擦板６との間に滑りを生じさせる程度の荷重を螺子軸２へ与えればよいから、スリップ荷重の検出までにかかる時間は非常に短時間となる。

また、従前のように動的にスリップ荷重を検出するのではなく、静的に近い環境でスリップ荷重を検出することが可能となるので、安定したデータを取得することができ、スリップ荷重の検出精度を向上することができる。

さらに、回転阻止手段８は、上記した具体的構成に限定されるものではないが、本実施の形態の回転慣性質量ダンパＤにあっては、外筒１に設けた通し孔１ａとフライホイール５に設けた孔５ａと、これら通し孔１ａと孔５ａに挿通されるピンＰ或いはボルトで回転阻止手段８が構成されるので、回転阻止手段８の構成が簡単で、低コストでスリップ荷重試験を行うことができ、また、スリップ荷重試験を終了後、ピンＰを抜き、通し孔１ａに栓をすることで回転慣性質量ダンパＤを製品として使用することができる。この場合、通し孔１ａを螺子孔としておくことで、短いボルトを当該通し孔１ａに螺着することで簡単に栓することができ便利である。

なお、通し孔１ａと孔５ａの設置数は任意であり、フライホイール５に作用する回転トルクを受けてフライホイール５の回転を阻止することができるピンＰ或いはボルトの本数に見合って設けられればよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１外筒
１ａ通し孔
２螺子軸
３，４ボールナット
５フライホイール
５ａ孔
６摩擦板
７附勢手段
８回転阻止手段
Ｄ回転慣性質量ダンパ
Ｐピン

Claims

螺子軸と、当該螺子軸に螺合されるボールナットと、フライホイールと、当該フライホールと上記ボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制する回転慣性質量ダンパにおける上記フライホイールと上記摩擦板とのスリップ荷重を検出するスリップ荷重試験方法において、上記フライホイールを固定しつつ、上記螺子軸へ軸方向の荷重を作用させて当該螺子軸の軸方向荷重を検出して上記スリップ荷重を検出することを特徴とする回転慣性質量ダンパのスリップ荷重試験方法。
外筒と、外筒内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸と、上記外筒内に周方向回転自在に収容されて上記螺子軸に螺合されるボールナットと、上記外筒内に周方向回転自在に収容されるフライホイールと、当該フライホールと上記ボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制する回転慣性質量ダンパにおいて、上記外筒に対する上記フライホイールの周方向への回転を阻止する回転阻止手段を設けたことを特徴とする回転慣性質量ダンパ。
上記回転阻止手段は、上記外筒に設けた通し孔と、上記フライホイールに設けられて上記通孔に対向可能な孔と、上記通し孔および上記孔に挿入されるピン或いはボルトと備えたことを特徴とする請求項２に記載の回転慣性質量ダンパ。
上記通し孔は螺子孔であることを特徴とする請求項３に記載の回転慣性質量ダンパ。