JPS63231034A - 可変回転イナ−シヤ装置 - Google Patents

可変回転イナ−シヤ装置

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Publication number
JPS63231034A
JPS63231034A JP6274787A JP6274787A JPS63231034A JP S63231034 A JPS63231034 A JP S63231034A JP 6274787 A JP6274787 A JP 6274787A JP 6274787 A JP6274787 A JP 6274787A JP S63231034 A JPS63231034 A JP S63231034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weights
rotation
inertia device
radial direction
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP6274787A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeo Hiramatsu
平松 健男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP6274787A priority Critical patent/JPS63231034A/ja
Publication of JPS63231034A publication Critical patent/JPS63231034A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、車両の制動エネルギの貯蔵、回転体の捩り
共振点制御等に好適な可変回転イナーシ中装置に関する
(従来の技術及びその問題点) 従来、車両の制動エネルギを回転するフライホイールに
貯え、これを発進加速時に放出して加速エネルギに利用
し、エネルギの節約を図ったエネルギ回収装置が知られ
ている。この装置は、車両の制動時に1、車輪の回転を
クラッチ、変速機等を介して大きい慣性モーメン)Iを
有するフライホイールに伝え、このフライホイールの回
転を増速させることによりエネルギを貯蔵するものであ
り、車速の低下に対してフライホイールの回転を増速す
る必要がある。このフライホイールの増速には大きな変
速比レンジを有する無段変速機が必要であり、この装置
を実現するには装置が大掛かりになってしまうという問
題があった。
本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、大きな変速比レンジを有する特別な変速機を設ける必
要がなく、回転エネルギの貯蔵、放出が容易に出来、然
も、構造が簡単でコンパクトな可変回転イナーシャ装置
を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上述の目的を達成するために本発明に依れば、回転体に
、該回転体と一体に回転する複数の重錘を回転軸を中心
に半径方向に移動可能に取り付け、該重錘を半径方向に
移動させて慣性モーメントを可変にしたことを特徴とす
る可変回転イナーシャ装置が提供される。
(作用) 本発明は、重錘の慣性モーメントを■、角速度をωとす
ると、発生トルクTは次式で与えられることに着目して
なされたものである。
T =d(Iω)/dt 即ち、トルクTは、(Iω)の時間微分で求められ、こ
の式から角速度ωが一定で、トルクTを引き出す、又は
トルクTを吸収するには慣性モーメントIを可変にすれ
ばよく、重錘を回転軸を中心に半径方向に移動させるこ
とにより慣性モーメン)Iが可変になる。又、トルクT
が0の無負荷状態を保って慣性モーメントIを変化させ
ると角速度ωが逆比例関係で変化し、又、上記を併用す
れば慣性モーメント■を変化させることにより、回転エ
ネルギを貯えながら、しかも角速度ωの上昇が抑制され
る。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明に係る可変回転イナーシャ装置の縦断
面構成図、第2図は、第1図のn−u矢線に沿う断面図
であり、可変回転イナーシャ装置は、回転体lである星
型形状をしたシリンダブロック10と、複数(実施例で
は5個)の重錘2とからなり、シリンダブロック10は
回転軸に同心のドラム状の基部10bと、この基部10
bに、回転軸から放射状に半径方向外方に向かって等間
隔に形成された5個のシリンダ10aとで構成され、各
シリンダ10aにはピストン状の前記重錘2が液密に、
且つ、半径方向に摺動可能に嵌挿されている。このシリ
ンダブロック10の基部10bの一方の側壁(第1図で
は図示左側の側壁)にはシャフト14の一端がフランジ
結合され、他方の側壁(第1図では図示右側の側壁)に
はシャフト16の一端がフランジ結合され、これらのシ
ャフト14.16はケーシング18に回転自在に軸支さ
れている。前記シャフト14の他端は図示しないクラッ
チを介して車輪を駆動する駆動軸に連結されている。
シリンダブロック10の基部10bの回転軸線上に中心
軸を有する回動軸22が、基部10bの両側壁に架は渡
されるようにして、シリンダブロック10.即ち、回転
体1の回転軸回りに相対回動可能に軸支され、この回動
軸22の両端近傍に互いに対向するフランジ22a、2
2bが形成されている。そして、回動軸22には各型i
!2に対応するコネクチングロッド25の一端が、前記
フランジ22a、22b間に挟持されるようにして、フ
ランジ22a、22bに軸支される係止ピン23により
揺動自在に取り付けられ、各コネクチングロッド25の
他端は対応する重錘2に係止ピン24により揺動自在に
取り付けられている。尚、コネクチングロッド25の長
手方向の中心軸は、重錘2がその最外側移動位置に移動
したとき回動軸22の回転中心を通る必要がな(、回転
中心から偏心した位置を通るようにするのが良い。
各シリンダ10aの外端開口はエンドプレート12によ
り液密に封止されている。そして、シリンダ10aに嵌
挿された重錘2とエンドプレート12間のシリンダ10
a内に作動油圧空間18が形成される。この各シリンダ
10aの作動油圧空間18は各々のシリンダ10aの筒
壁に穿設された油路10C1前記シヤフト16に穿設さ
れた油路16a1及び前記ケーシング1Bの軸受部18
a先端面に開口する管路19を介して図示しないオイル
ポンプ等の作動油圧源に接続され、作動油圧空間18に
は該作動油圧源から作動油圧が供給される。尚、ケーシ
ング18の軸受部18aとシャフト16間にはブツシュ
17が介装され、軸受部18aとシャフト16間が液密
に保たれる。
前記シャフト14の一端面と回動軸22の端面22Cと
は互いに対向しており、これらの端面間にエンコーダ2
8が取り付けられている。エンコーダ28は回動軸22
のシャフト14に対する、即ち、回転体1に対する回動
角度位置を検出し、該検出信号は図示しないスリップリ
ング等を介して、前記作動油圧の圧力制御を行う制御装
置(図示せず)に供給される。
次に、上述にように構成される可変回転イナーシャ装置
の作用を説明する。
各シリンダ10aに嵌挿された重錘2は半径方向にシリ
ンダ10a内を摺動可能であり、重錘2の移動に伴いコ
ネクチングロッド25が回動軸22を周方向(第2図に
示す矢印AB方向)に回動させる。各シリンダ10aの
作動油圧空間18に作動油圧源から管路19.油路16
a、10cを介して作動油圧が供給されると、重錘2は
遠心力と作動油圧とが釣り合う位置に半径方向内方に押
し下げられ、作動油圧空間18から作動油圧が排除され
ると、重錘2は遠心力により半径方向外方に移動する。
このとき、各シリンダ10aのコネクチングロッド25
のいずれもが回動軸22に接続されているので、総ての
重錘2が同時に同じ移動量だけ移動することになり、重
錘2の重心位置が実質的に同一の半径位置に拘束される
。そして、この重錘2の移動量は前述した通り、エンコ
ーダ28により検出される回動軸22のシャフト14に
対する相対回動角度位置により検出されることになり、
前記制御装置はエンコーダ28から供給される前記相対
回動角度位置信号を監視しながら作動油圧空間1日に供
給する作動油圧を調整し、重錘2を所要の半径方向位置
に移動させる。
重錘2の重心まわりの回転慣性モーメントを■い重心位
置の回転軸に対する回転半径をr、重量をWとすると、
n個の重錘2が持つ回転軸(回転体1の中心軸)まわり
の慣性モーメントlは次式により求められる。
1 = n x (I o + (W/g)r”)  
 ”・・・・fll今、重錘2の前記回転軸回りの回転
角速度ωが一定の場合、作動油圧を調整して重錘2の半
径方向位置rを変化させる速さく重錘2の移動速度)を
制御するとシャフト14に以下のトルクが発生する。
−T=−d(Iω)/dt−一ωdl/dt=  ((
2n−ωr)/g)dr/dt   −−+21式(2
)から、dr/d t<Oのときには回転軸14に正の
トルクが、dr/d t>Qのときには負のトルクが夫
々発生する。例えば、シャフト14に正のトルクTとし
て10kg+wを発生させたいとき、n=5、W−5k
g 、シャフト14の回転数2000rpm 、即ち、
回転角速度ω−2000X 2π/60rad/5ee
Sr =0.15m 。
g =9.8a+/seeとすれば、dr/dt=−0
,01+*/secとなり、エンコーダ28の検出信号
を監視しながら重錘2を半径方向内方に毎秒1c+wの
速さで移動させればよいことになる。
次に、シャフト14にトルクTが発生せず、無負荷状態
で回転体1が回転しているとき、重錘2以外の回転体1
の慣性モーメントを[aとすると、1=Ia+n (L
 +Wr”/g)   −−(311ωが保存されるた
め(T =d(Iω>/dL=0 )、d(lω)/d
t−1dω/dt+ωdl/dt= (Ia+n(Io
+Wr”/g))  dω/dt+ω(2Jr/g)d
r/dt −+41g (Ia+n(Io+Wr”/g
)l dtで加速されることになる。今、to時点でr
wr、、ω−ω。であったものが、t1時点でr=r、
 、ω=ω1になったとすると、式(5)からこれらの
間には次式+61. +71の関係が成立する。
(Ia+n(Ia+Wra’/g)l  ω。
=  (Ia+n(Io+Wr+”/g))  a+、
  +・+++  f616)、    Ia+n(r
、+Wr、”/g)ここで、Ia−1、to=o、s、
Wra”/g=5 、Hr(”/gxl。
n=5とすれば、ω、/ω。−3,4となり、速度比3
.4の無段変速が得られる。
斯くして、車両の制動時に作動油圧空間18の作動油圧
を排除して重錘2を半径方向外方に移動させ、慣性モー
メントを増大させることにより、回転角速度の増大を招
くことなく制動エネルギの貯蔵が可能となる。そして、
発進加速時に、作動油圧空間1日に作動油圧を供給し、
エンコーダ28により検出される重錘2の半径方向位置
を監視しなから重錘2を徐々に半径方向内方に移動させ
、慣性モーメントを小さくすることにより可変回転イナ
ーシャ装置に貯えておいた回転エネルギが前記駆動軸に
放出され、車両の加速エネルギの一部に利用される。
尚、可変回転イナーシャ装置に貯えられる回転エネルギ
の利用は、車両の発進加速時に限らず、走行中の急加速
時に放出するようにすれば加速応答性の向上が図れ、急
制動時に可変回転イナーシャ装置の回転体1の慣性モー
メント■を急激に高めることにより可変回転イナーシャ
装置が補助制動装置としての役割を果たす。
更に、本発明の可変回転イナーシャ装置を車両の各車輪
毎に取り付けると4輪の各トルク制御が可能になり、車
両の操舵時に操舵方向に対して外側の車輪に取り付けた
可変回転イナーシャ装置の重錘を半径方向外方に張り出
して慣性モーメントを大きくする一方、内側の車輪に取
り付けた可変回転イナーシャ装置の重錘を半径方向内方
に移動させて慣性モーメントを小さくすると、所謂トル
クステアリングが実現され、4輪操舵(4WS)を凌ぐ
操縦安定性が得られる。
更に又、本発明の可変回転イナーシャ装置を内燃エンジ
ンのフライホイールとして使用すると、エンジン出力軸
の振動防止装置が実現される。即ち、エンジン出力軸に
取り付けた可変回転イナーシャ装置の重錘を移動させて
慣性モーメントを変化させるとエンジン出力軸の捩じり
共振振動数を可変にすることができる0例えば、エンジ
ン出力軸が共振点近傍での回転作動しているとき、可変
回転イナーシャ装置の重錘を移動させて共振回転数を作
動回転数より遠ざけることができ、エンジン出力軸の振
動や騒音の低減を図ることが出来る。  。
更に、本発明の可変回転イナーシ中装置を内燃エンジン
のフライホイール等として使用し、急加減速時、或いは
変速時に、一時的に慣性モーメントを増大又は減少させ
ると、これらの急加速等に伴う加速シリンダ等を緩和さ
せることが出来る。
(発明の効果) 以上詳述したように本発明の可変回転イナーシャ装置に
依れば、回転体に、該回転体と一体に回転する複数の重
錘を回転軸を中心に半径方向に移動可能に取り付け、該
重錘を半径方向に移動させて慣性モーメントを可変にし
たので、重錘を所要位置に移動制御することにより、回
転体の回転速度を熱間に増加させることなくトルクや回
転エネルギの貯蔵量を自在に制御することができ、又、
振動する回転系に本発明の可変回転イナーシャ装置を適
用すると振動抑制装置として8!i能し、振動騒音を低
減させることが出来、しかも構成が簡単で、且つ、コン
パクトであるという種々の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る可変回転イナーシャ装置の一実施例
を示し、第1図は、可変回転イナーシャ装置の縦断面構
成図、第2図は第1図のn−n矢線に沿う断面図である
。 ■・・・回転体、2・・・重錘、10・・・シリンダブ
ロック、10a・・・シリンダ、14.16・・・シャ
フト、22・・・回動軸、25・・・コネクチングロッ
ド、28・・・エンコーダ(位置センサ)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転体に、該回転体と一体に回転する複数の重錘
    を回転軸を中心に半径方向に移動可能に取り付け、該重
    錘を半径方向に移動させて慣性モーメントを可変にした
    ことを特徴とする可変回転イナーシャ装置。
  2. (2)前記回転体の回転軸と実質的に同じ軸線上に中心
    軸を有し、前記回転体と相対回動可能な回動軸を設け、
    各前記複数の重錘をコネクチングロッドを介して前記回
    動軸に夫々接続し、前記回動軸の前記回転体に対する相
    対回転位置を変化させることにより前記複数の重錘の重
    心位置が半径方向に移動し、且つ、実質的に同一半径位
    置に拘束されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の可変回転イナーシャ装置。
  3. (3)前記各重錘は、シリンダ内に液密に、且つ、摺動
    可能に嵌挿され、前記シリンダ内に作動油圧を供給して
    前記重錘を半径方向に移動させることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項又は第2項記載の可変回転イナーシャ
    装置。
  4. (4)前記重錘の半径方向位置を検出する位置センサを
    設け、該位置センサからの半径方向位置検出信号に基づ
    いて前記作動油圧を調整し、前記重錘の半径方向位置及
    び半径方向移動速度の少なくとも何れか一方を制御する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の可変回転
    イナーシャ装置。
JP6274787A 1987-03-19 1987-03-19 可変回転イナ−シヤ装置 Pending JPS63231034A (ja)

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JPS63231034A true JPS63231034A (ja) 1988-09-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709080C1 (ru) * 2018-12-27 2019-12-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Маховик переменного момента инерции

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220232B2 (ja) * 1981-09-21 1987-05-06 Dainippon Toryo Kk

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220232B2 (ja) * 1981-09-21 1987-05-06 Dainippon Toryo Kk

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709080C1 (ru) * 2018-12-27 2019-12-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Маховик переменного момента инерции

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