JPH087453Y2 - 調速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、遠心力ガバナとして知られている調速装
置に関する （従来の技術） 駆動源により回動させられる部材の回動速度を一定に
保つ調速装置としては種々の型式のものが提案されまた
実用化されている。調速装置の一つに、高速回転する回
転軸に支持部材を一体に設け、この支持部材にウェイト
を回転自在に支持すると共にこのウェイトを制動用周壁
で囲繞しておいて、回転軸が所定の速度以上で回転させ
られると、ウェイトがその回転中心軸を中心として遠心
方向に拡開し、上記周壁を摺擦して回転軸の回転に制動
を掛ける型式のものが知られている。上記回転軸として
はウォームホイールで回転されるウォーム軸が、ウェイ
トとしてはゴム単体，合成樹脂や金属材にゴム等の高摩
擦部材を組合せたものが実用化されている。

（考案が解決しようとする課題） 従来の調速装置による制動力は、回転軸の回転速度が
所定速度以上であれば、支持部材に対するウェイトの取
付位置やウェイトの質量等によって決まるガバナ特性に
より、略一定になっている。換言すると、制動力の調整
若しくは選択をして回転軸の回転速度を調整若しくは選
択できるガバナ特性は簡単に得ることができない、とい
う問題があった。

（課題を解決するための手段） この考案は、調速装置に入力される駆動源の入力速度
を変えることなく、また、調速効率を低下させることな
く速度の調整若しくは選択のできる調速装置の提案を目
的としていて、駆動源によって回転させられる回転軸と
一体の支持部材に回転自在にウエイトを支持する支軸
と、上記ウエイトに設けられ、上記支軸の上記支持部材
の回転方向における位置を変位させる上記支軸との嵌合
部とを設けたことを特徴とする。

（作用） ウエイトを支持部材に回転自在に支持する支軸と、こ
のウエイトに設けられ、支持部材の回転方向における支
軸の位置を変位させる支軸との嵌合部とを具備するの
で、支軸と嵌合部との嵌合位置を任意に変えることでウ
エイトに作用する遠心力が変化しガバナ特性が変化す
る。

（実施例） 以下、図示の実施例に基づいて本考案を詳細に説明す
る。

第１図乃至第４図において、回転軸としてのウォーム
軸１は、その両端を軸受2,3に回転自在に支持されてい
る。軸受2,3は、ケース４に適宜の手段により固定され
ている。ケース４には、ウォーム軸に噛み合うウォーム
ホイール５が回転自在に支持されていて、図示されない
駆動源からの回転を増速してウォーム軸１に伝達してい
る。ウォーム軸１の略中央部の断面Ｄ形にカットされた
部分1aには、ストッパプレート６がそのＤ形の孔6aを嵌
合させて回転方向に一体に挿通されている。ストッパプ
レート６の周縁には、複数の切欠6bが形成されている。
ウォーム軸１の小径部1bには、ストッパプレート６に隣
接してゴムなどの高摩擦部材からなるフリクションリン
グ７が嵌挿されている。フリクションリング７の隣りに
は、調整支持部材８が軸1bに対して回動可能に挿嵌され
ている。調整支持部材８の周縁には歯部8aが形成され、
その一方の端面には支軸となる一対の回転中心選択軸9
a,9bが形成されている。ウォーム軸の小径部1bには、支
持部材10が回転方向に一体となるように嵌挿されてい
る。支持部材10のスペーサスリーブ10aは、その端面を
調整支持部材８の端面に当接させていて、小径部に係合
させたＥリング11（第１図にのみ示す）によって軸方向
に移動を規制されている。支持部材10の端面には、ウォ
ーム軸の軸方向と平行に一対の規制軸9A,9Bが形成され
ている。調整支持部材８は、Ｅリングで軸方向の移動を
規制されている支持部材10と、ウォーム軸の段部とスト
ッパプレート６の端面で軸方向の移動を規制されている
フリクションリング７に挟まれることによって、ウォー
ム軸１に摩擦結合されていることになり、該軸に対して
何等かの外力が作用しないと回転しないようになってい
る。なお、フリクションリング７としては、ゴム製リン
グに代えて皿ばね等のような摩擦部材が用いられても良
い。

調整支持部材８と支持部材10との間には、一対のウェ
イト12A,12Bが配設されている。これらのウェイトは、
合成樹脂や金属製であり、円柱を縦割りしてその中央部
を軸方向に窪ませ、支持部材10のスペーサスリーブ10a
を抱くようにして軸対称に配置されている。各ウェイト
のそれぞれの一端面12Aa,12Baであって、ウォーム軸１
の回転方向進み側には、支持部材の規制軸9A,9Bが遊嵌
する孔12Ab,12Bbが形成されている。孔12Ab,12Bbは、後
述する遠心力作用時に規制軸9A,9Bに対する相対的な位
置が変動可能な長孔に形成されている。また、各ウェイ
トの端面12Aa,12Baにおいて回転方向遅れ側には、遠心
力を効果的に引き出すための突出部12Ac,12Bcが形成さ
れている。突出部を含む各ウェイトの周面には、軸方向
に形成された嵌合溝に圧入された摩擦用ゴム12Ad,12Bd
の周面の一部が突出させられている。ウェイト12A,12B
は、軸受３に支持された円筒状の制動用周壁13で囲繞さ
れている。各ウェイトのそれぞれの他端面12Ae,12Beに
は、第４図（ｂ）に良く示すように、調整支持部材８の
回転中心選択軸9a,9bが遊嵌する円周方向に延在する嵌
合部としての円弧孔12Af,12Bfが形成されている。第１
図においては、孔12Abに嵌入している規制軸9Aと、円弧
孔12Afに嵌入している回転中心選択軸9aとを同一軸線上
に位置させて示し、第３図においては両軸を円弧孔12A
f,12Bfの両端部に位置させて示している。これらの軸と
孔との位置関係の選択については後述する。

ケース４には、地板14が固着されていて、この地板の
一対の立ち上げ部14a,14bには、ウォーム軸１と平行に
調整軸15が摺動自在に挿通されている。調整軸15の両端
には、ケース４に設けられた調整用孔4a,4b（第１図に
のみ示す）から必要に応じて挿入されるドライバーの如
き調整具を係合させるスリット15a,15aが形成されてい
る。調整軸15の両端は、図示の例の場合、ケース内に位
置させられているが、当該調速装置を適用する機器によ
ってはケース外に突出させても良く、またその端部につ
まみを装着しても良い。

調整軸15には、その長手方向の略半分の長さに及ぶ切
殺ぎ部15bと、Ｅリング16を係合させる周溝15cが形成さ
れている。調整軸の切殺ぎ部15bには、Ｄ形の中心孔17a
を形成されていて、調整軸15の回転方向には一体に、軸
方向には移動可能な調整歯車17が嵌合されている。調整
歯車の歯部17bは、調整支持部材８の歯部8aに噛合い可
能な形状に切られていて、且つこれが軸方向に移動させ
られたとき歯部8aに係脱する。調整軸15の非切殺ぎ部に
は、調整歯車17とスペーサ19との間に板ばね20が嵌挿さ
れている。スペーサ19は、その上端のＵ字状の溝19bを
軸に係合させて軸方向に移動自在であって、その一端面
に形成された一対の突部19a,19aを調整歯車のボス部17c
に係合させることによって板ばね20の回り止めとしてい
る。板ばねの下垂部20bは突部19a,19aに係合している。
板ばね20は、調整歯車とスペーサに挟持された状態で調
整軸15の軸方向に移動自在であって、その先端部20aは
ストッパプレート６の周縁まで伸びていて、その切欠き
6bに係合可能なストッパピン21を固植されている。

調整軸15には、これに係合されたＥリング16を間に置
いてラックブロック22,23が軸に対して移動自在に嵌挿
されている。ラックブロック22,23には、ウォーム軸１
寄りの下端部にそれぞれラック22c,23cが形成されてい
る。地板14には、互いに噛み合うと共に各ラック22c,23
cに噛み合っているピニオン24,25が支軸24a,25aによっ
て回転自在に支持されている。ラックブロック22,23
は、それぞれの上端部に形成された孔22a,23aを調整軸1
5に遊嵌し、それぞれの下端に形成された突部22b,23bを
地板14の折曲ガイド部14cに沿わせると共にラックをピ
ニオン24,25に噛合することによって、回転することな
く軸方向に移動自在である。調整歯車17と地板の立ち上
げ部14aとの間には、コイルばね18が巻装されていて、
調整歯車17を介して調整軸15を第１図において左方に付
勢している。しかし、この付勢による軸15の移動習性
は、ラックブロック22がピニオン24を時計方向に回転さ
せようとするのに対して、ラックブロック23がピニオン
25を半時計方向に回転させようとすることにより、各ピ
ニオンの回転が互いに相殺されるため、第１図に示す初
期設定位置にて静止させられている。この初期設定位置
とは、調整歯車17と調整支持部材８とが互いに離間して
いる状態の位置を指している。

以上のように構成された実施例の作用を説明する。

第１図において、調速すべき部材を駆動している駆動
源に連結されて回転させられるウォームホイール５は、
ウォーム軸１を高速度で回転駆動する。第３図において
時計方向に回転するウォーム軸１は、これと実質一体の
支持部材10の規制軸9A,9Bを介してウェイト12A,12Bを時
計方向へ回動させる。ウォーム軸１の回転速度が所定以
上になったとき、ウェイト12A,12Bの重心と調整支持部
材８の回転中心選択軸9a,9bの回転中心とが一致してい
ないと、ウェイト12A,12Bには、それぞれ回転モーメン
トが作用し、回転中心選択軸9a,9bを中心として半径方
向外方へそれぞれ回転拡開し、摩擦用ゴム12Ad,12Bdを
周壁の内周面13aに摺擦させる。摩擦用ゴムと内周面と
の摺擦によりウォーム軸１の回転にブレーキが掛かり、
これに連結されているウォームホイール５に連なる被調
速部材の移動速度を一定に保持する。

このとき、回転中心選択軸9a,9bが、第３図及び第６
図に符号（9aA），（9bA）で示すように、規制軸9A,9B
と同一軸線上に位置させられているとすると、各ウェイ
ト12A,12Bに作用する遠心力は、これら回転中心9A（9a
A）,9B（9bA）と摩擦用ゴム12Ad,12Bdとの距離が最大に
離れているため、最も大きいことになる。よって、ウェ
イトと周壁との間の摩擦力が大きくなり、ウォーム軸１
に作用する制動力も大きくなる。換言すると、該ウォー
ム軸に連なる輪列すなわち被調速部材の移動速度が大き
く低下させられる。

次に、調速速度を変化させる場合の作用を説明する。
なお、このとき、規制軸9A,9Bと回転中心選択軸9aA,9bA
とは、第６図に示すように互いに同一軸線上に位置させ
られていて、最大の制動力が得られる状態に置かれてい
るものとする。第５図に示すように、ケースの調整孔4a
（第１図参照）からドライバ等の道具を挿入して調整軸
15を矢印ａ方向に押し動かす。調整軸が移動させられる
と、Ｅリング16が一方のラックブロック23を同方向に移
動させて一方のピニオン25を時計方向に回転させる。ピ
ニオン25の回転は、これに噛み合っている他方のピニオ
ン24を反時計方向に回転させてこれに噛み合っているラ
ックブロック22を矢印ｂ方向に移動させる。移動するラ
ックブロック22は、スペーサ19を介して板ばね20と調整
歯車17を矢印ｂ方向に押動して、調整歯車の歯部17bを
調整支持部材８の歯部8aに係合させる。歯部同士が係合
しないときには、調整軸15を回転させれば良い。歯部8
a,17bの係合は、ラックブロック23が立ち上げ部14bに衝
合することによる調整軸15の押し込み長さの規制によっ
て保障される。また、ストッパピン21がストッパプレー
ト６の切欠6bに係合することにより、ウォーム軸１を回
転を阻止する。しかるのち、調整軸15を矢印方向に回転
させると、これと一体の調整歯車17が回転して、いまま
で第６図に符号（9aA），（9bA）で示す位置に置かれて
いた回転中心選択軸を符号9a,9bで示す位置へ移動させ
るべく調整支持部材８を回転させる。このとき、調整支
持部材８は、ストッパプレート６がストッパピン21によ
ってその回転を阻止されているので、フリクションリン
グ７の摩擦に抗して回転させることができるのである。
調整支持部材８と調整歯車17とを係合させるとき、スト
ッパピン21がストッパプレート６の端面に衝合してしま
い、その切欠6bに係合しない場合には、板ばね20が撓わ
むことによりその状態で待機する。そして、調整軸15が
回転して調整支持部材８が回転すると、これがフリクシ
ョン結合されているストッパプレート６が回動するので
次に来た切欠6bに係合して該プレートの回転を阻止す
る。調整支持部材８を回転させてウェイトの回転中心軸
となる回転中心選択軸9a,9bの位置選択動作が完了する
と、調整軸15に対する軸方向の押圧力（矢印ａ方向参
照）を解除する。すると、いままで押し縮められていた
コイルばね18が調整歯車17,スペーサ19を介してラック
ブロック22を矢印ｂと逆向きに押動して、調整歯車17と
調整支持部材８、ストッパピン20とストッパプレート６
とのそれぞれの係合を外す。移動するラックブロック22
は、ピニオン24,25を回転させて他方のラックブロック2
3を矢印ｂ方向に移動させ、Ｅリング16を介して調整軸1
5を矢印ｂ方向に押動させ第１図に示す元位置へ復帰さ
せる。なお、調整軸15は、これを調整孔4b（第１図参
照）がわから押動しても調整操作ができること勿論であ
る。

第６図に示すように、回転中心選択軸9a,9bが嵌合部
すなわち円弧孔12Af,12Bfの略中間に位置させられた状
態でウェイト12A,12Bに遠心力が作用すると、これのウ
ェイトは、軸9a,9bを回転中心として拡開回転し、摩擦
用ゴム12Ad,12Bdで周壁13の内周面を摺擦する。このと
き、規制軸9A,9Bは、孔12Ab,12Bb内にて変位して、摩擦
用ゴムが周壁を摺擦するのに必要なウェイトの回転を妨
げないようになっている。第６図に示すように回転中心
選択軸9a,9bが12A,12Bの中心へ近付けられたことによ
り、これに作用する遠心力は、前記した軸9A（9B）と同
9aA（9bA）とが同一軸線上に位置していた場合に比べて
やや小さくなる。従って、ウォーム軸１の回転にかかる
ブレーキもやや小さいものとなる。

次に、前述した調整軸15の押し込みと回転動作による
ウェイトの回転中心位置の選択動作において、回転中心
選択軸9a,9bを、第６図に示すように、円弧孔12Af,12Bf
の端部12Afa,12Bfaに位置させる（第３図参照）と、こ
のときウェイト12A,12Bに作用する遠心力は、最も小さ
いものとなる。従って、かかる状態における摩擦用ゴム
12Ad,12Bdによる周壁内周面13aの摺擦力は弱いものとな
り、ウオーム軸１に掛かる制動力が小さくなる。

以上説明した実施例は、ウォーム軸１にフリクション
結合された調整支持部材８に外力を加えて回動させるこ
とにより、回転中心選択軸9a,9bの位置を任意に変位さ
せてウェイトの回転中心位置を調整するものであり、ウ
ェイトに作用する遠心力を無段階に選択できるものであ
る。かかる実施例は、機器に装着された後の調速装置の
ガバナ特性を必要に応じて変化させ得るという大きな効
果を有していて広い汎用性がある。

次に、段階的にガバナ特性を設定出来る例を説明す
る。第７図に示すように、ウェイト12A,12Bには、この
実施例において支軸となる支持部材10の規制軸9A,9Bに
選択的に嵌合させられる嵌合部としての回転中心孔12An
1…,12Bn1…が形成されている。両ウェイト12A,12Bは、
同一形状のものを回転させた対称位置に配設したもので
ある。そして、最も大きい遠心力を必要とする場合、規
制軸9A,9Bは、孔12An1と同12Bn1にそれぞれ嵌合され
る。逆に、最も小さい遠心力を必要とする場合、規制軸
9A,9Bを、孔12An4と同12Bn4にそれぞれ嵌合すれば良い
ので、組立て時に高速・中速・低速等の選択ができる。
かかる実施例の場合、第１図に示す調整軸15とこれに関
連する部材、ストッパプレート6,フリクションリング７
及び調整支持部材８の回転中心選択軸9a,9bが不要とな
り構造が簡単となる。この第７図に示す例は、当該調速
装置を取り付ける被調速機器（部材）の設定速度若しく
は希望する速度が予め判っているような場合に有効であ
る。例えば、この調速装置をドアクローザに適用する場
合、ユーザ希望のドアの閉じ速度に設定した調速装置を
提供することができる。この場合、全ての部品が共通化
されているのでコストが低くできる。

また、図示の実施例では、合成樹脂や金属製のウェイ
ト本体に摩擦用ゴムを固定したウェイトを挙げたが、全
体がゴム又はゴム類似品で構成されたウェイトであって
も良い。

（考案の効果） 以上のように、本考案によれば、ウエイトを支持部材
に回転自在に支持する支軸と、このウエイトに設けら
れ、支持部材の回転方向における支軸の位置を変位させ
る支軸との嵌合部とにより、ウエイトに作用する遠心力
を変化させることでガバナ特性を変化できるので、調速
装置に入力される駆動源の回転速度を変えることなく、
また、調速効率を低下させることなく速度の調整もしく
は選択を容易にできる調速装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す調速装置の部分平断面
図、第２図は同上の左側面図、第３図は同上の支持部材
とウェイトとの相対位置を示す右側面断面図、第４図
（ａ）は同上の分解斜視図、第４図（ｂ）は同要部分解
斜視図、第５図は回転中心位置選択操作を説明するため
の平面図、第６図はウェイトの嵌合部と回転中心軸との
相対位置の関係を示す側面図、第７図は本考案の他の実
施例を示すウェイトの側面図である。 １……回転軸、9a,9b……回転中心選択軸、9A,9B……規
制軸、10……支持部材、12A,12B……ウェイト、12Af,12
Bf,12An1〜12An4,12Bn1〜12Bn4……嵌合部、13……制動
用周壁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源によって回転させられる回転軸と実
   質的に一体の支持部材にウエイトを回転自在に支持し、
   上記回転軸の回転による遠心力で上記ウエイトが遠心方
   向に回動して、このウエイトを囲繞している制動用周壁
   を摺擦して上記回転軸の回転を調速する調速装置におい
   て、 上記ウエイトを上記支持部材に回転自在に支持する支軸
   と、 上記ウエイトに設けられ、上記支軸の上記支持部材の回
   転方向における位置を変位させる上記支軸との嵌合部と
   を具備することを特徴とする調速装置。