KR20130100270A

KR20130100270A - 운동 에너지를 축적하는 방법 및 운동 에너지를 축적하고 발산하는 회전자 디바이스

Info

Publication number: KR20130100270A
Application number: KR1020137004058A
Authority: KR
Inventors: 셔머스와프 와기에브카; 스타니스와프 구무와
Original assignee: 센트럼 바다브쇼-로즈보요베 “이피에이알” 에스피. 제트 오.오.
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-09-10
Also published as: CA2808268A1; CN103119293A; US20130160603A1; WO2012023870A1; EP2420674A3; EP2420674B1; PL2420674T3; PL392181A1; JP2013540959A; AU2011292515A1; EP2420674A2

Abstract

구동 수단(1)의 운동 에너지는 회전자(4)를 회전 운동하게 하는 것에 의해 가변 관성 모멘트를 가지는 회전자 디바이스의 운동 에너지로 변환되고, 또한 가이드(5)에 의해 설정된 궤도를 따라 이동되는 웨이트는 원심력에 의해 그 축에 대해 추가적인 회전 운동으로 된다. 회전자 디바이스는 적어도 하나의 가이드(5)를 가지는 가변 관성 모멘트를 구비하는 회전자(4)로 운동 에너지를 전달하는 구동 수단(1)을 포함하며, 상기 가이드를 따라 관성 모멘트를 증가시키는 모멘트는 회전자(4)의 회전과 관련된 원심력에 의해 이동되고, 상기 회전자(4)의 가이드는 톱니 구동 면(6)을 구비하고 상기 톱니 구동 면은 회전 웨이트인 톱니 휠(7)과 맞물린다.

Description

운동 에너지를 축적하는 방법 및 운동 에너지를 축적하고 발산하는 회전자 디바이스{METHOD FOR ACCUMULATING KINETIC ENERGY AND ROTOR DEVICE FOR ACCUMULATING AND DISSIPATING KINETIC ENERGY}

본 발명의 목적은 운동 에너지를 축적하는 방법 및 움직이는 물체의 운동 에너지를 축적(accumulate)하고 발산(dissipate)하며 브레이크를 적용할 수 있는 회전자 디바이스를 제공하는 것이다. 이 솔루션은 특히 예치기 않은 충돌 영향을 받을 수 있는 차량과 다른 물체의 에너지를 축적하고 발산하는데 적용될 수 있다.

충돌 영향으로부터 차량을 보호하는 방법이 국제 특허 출원 WO2004028864에 알려져 있으며, 여기서 충돌 동안 형성된 운동 에너지는 회전하는 웨이트(weight)의 에너지로 변환된다. 이 알려진 방법에 따르면 구동 수단의 운동 에너지는 회전자를 회전 운동시키는 것에 의해 가변 관성 모멘트를 가지는 회전자 디바이스의 운동 에너지로 변환된다. 회전자 디바이스의 관성 모멘트의 가변성은 웨이트가 원심력의 영향으로 가이드를 따라 그 위치를 변화시키는 것으로 인해 달성된다.

국제 특허 출원 WO2004028864의 설명으로부터 충돌 영향으로부터 차량을 보호하는 디바이스가 또한 알려져 있으며, 여기서 충돌 결과 생성된 운동 에너지는 회전하는 웨이트의 에너지로 변환된다. 이 알려진 솔루션에서 비터(beater) 수단이 2개의 톱니 바(toothed bar)를 구비하며, 이 톱니 바는 기어에 의하여 슬라이딩가능하게 장착된 이동가능한 웨이트를 구비하는 로드로 만들어진 회전자를 구동한다. 에너지 전달 초기 단계에서 협력하는 부품에 작용하는 충격 부하를 최소화하는 것은 이 알려진 솔루션에서는 로드 회전자의 회전 축에 가능한 한 가깝게 배치된 이동가능한 웨이트를 사용하여 초기 단계에서 회전자의 관성 모멘트가 최저가 되도록 하는 것에 의해 달성된다. 추가적인 운동 단계에서, 회전자가 회전하기 시작하면, 상기 웨이트는 로드 축을 따라 회전 축으로부터 그 단부 스토퍼에 이르기까지 원심력에 의해 이동되고, 이 위치에서 회전자의 최대 관성 모멘트가 달성되고, 사실상 증가된 운동 에너지가 전달된다.

이 알려진 솔루션의 단점은 에너지를 취하는 동안 관성 모멘트의 특성을 적절히 선택하는 가능성이 없다는 것이다.

국제 특허 출원 WO2005121593의 설명으로부터, 충돌 결과 생성된 병진 운동의 운동 에너지를 회전 운동의 운동 에너지로 변환하기 위하여 회전 웨이트를 회전 운동시키는 톱니 바로 만들어진 에너지 발산 조립체와 협력하는 비터 수단을 구비하는 운동 에너지 변환 디바이스가 또한 알려져 있다. 이 알려진 솔루션의 일 실시예에서, 톱니 바는 기어를 통해 회전자를 구동하고, 상기 회전자는 슬라이딩가능하게 장착된 이동가능한 웨이트를 구비하는 로드이다. 이 솔루션에서 로드는 결정된 일정한 관성 모멘트를 구비하고 이동가능한 웨이트에 대한 가이드로서 추가적으로 작용한다. 회전자의 관성 모멘트의 점진적인 조절을 보장하기 위하여, 스프링이 로드의 종단 스토퍼와 이동가능한 웨이트 사이에 배치되며, 이는 회전자의 회전 속도에 따라 회전축으로부터 적절한 거리에 이동가능한 웨이트를 유지하는 것을 보장한다. 이러한 솔루션은 스프링이 회전자의 초기 회전 단계에서 이동가능한 웨이트가 이미 종단 위치에 바로 도달하는 것을 방지하므로 회전 속도의 증가에 따라 회전자 관성 모멘트의 보다 평활한 증가를 보장한다.

그러나, 이 알려진 솔루션에서 사용된 스프링은 이동가능한 웨이트의 회전으로부터 야기되는 원심력이 압축된 스프링의 반작용력과 같을 때 에너지를 취하는 전체 시스템의 관성 모멘트를 증가시키는 가능성을 제한한다. 그리하여, 이 알려진 구조는 에너지를 취하는 동안 회전자의 관성 모멘트의 특성의 적절한 선택을 방지한다.

본 발명에 따른 솔루션의 목적은 에너지 축적 회전자의 관성 모멘트를 조절하는 가능성을 개선시켜 상이한 에너지 부분을 전달하고 발산하는 효과를 개선시키는 것이다.

본 발명에 따른 솔루션의 다른 목적은 낮은 총 웨이트로 시작 모멘트에서는 낮은 관성 모멘트를 보장하고 운동 에너지가 더 전달될 때에는 이 모멘트를 상당히 증가시키는 회전자 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명에 의해 제공되는 방법에 따라 구동 수단의 운동 에너지는 회전자를 회전 운동으로 가져가는 것에 의해 가변 관성 모멘트를 가지는 회전자 디바이스의 운동 에너지로 변환되는 한편, 상기 회전자 디바이스의 상기 가변 관성 모멘트는 회전자와 통합된 가이드에 의해 설정된 궤도를 따라 원심력에 의해 이동되는 적어도 하나의 웨이트에 의해 달성된다. 이 솔루션은 가이드에 의해 설정된 궤도를 따라 이동되는 웨이트가 원심력에 의해 그 축에 대하여 회전 운동으로 가게 되어 전체 회전자 디바이스의 관성 모멘트와 또한 이에 의해 더 큰 운동 에너지를 전달하는 용량을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

회전자 디바이스의 가변 관성 모멘트는 유리하게는 원심력에 의해 야기된 많은 회전 웨이트의 운동으로 달성된다. 다른 유리한 솔루션에서 여러 회전 속도는 그 축에 대하여 적어도 2개의 회전 웨이트에 부여된다.

본 발명에 따라 운동 에너지를 축적하고 발산하는 회전자 디바이스는 가변 관성 모멘트를 구비하고 적어도 하나의 가이드를 구비하는 회전자로 운동 에너지를 전달하는 구동 수단을 포함하며, 상기 가이드를 따라 관성 모멘트를 증가시키는 웨이트는 회전자의 회전과 관련된 원심력에 의해 이동된다. 이 솔루션은 회전자 가이드가 기어가 맞물리는 톱니 구동 면을 구비하고 상기 기어는 회전 웨이트인 것을 특징으로 한다.

이 기어는 유리하게는 커버에 있는 가이딩 리세스(guiding recess)에 슬라이딩가능하게 장착된 구동 샤프트에 의하여 추가적인 회전 웨이트와 축방향으로 연결된다.

톱니 구동 면을 구비하는 가이드는 유리하게는 회전자의 하나의 측면에 위치된 기어와 접촉하고, 추가적인 회전 웨이트는 회전자의 반대쪽 측면에 위치되는 한편, 추가적인 회전 웨이트와 톱니 휠을 연결하는 구동 샤프트는 회전자에 형성된 가이딩 리세스에 슬라이딩가능하게 장착되는 반면, 가이딩 리세스의 경로는 톱니 구동 면을 포함하는 가이드의 경로와 평행하다.

기어는 유리하게는 회전자의 두 측면에 위치된 추가적인 회전 웨이트와 구동 샤프트를 통해 축방향으로 연결되는 한편, 추가적인 회전 웨이트와 기어를 연결하는 구동 샤프트는 커버에 형성된 가이딩 리세스에 슬라이딩가능하게 장착된다.

추가적인 회전 웨이트는 유리하게는 일방향 클러치에 의하여 기어와 축방향으로 연결된다.

유리한 실시예에서 톱니 구동 면을 구비하는 가이드는 회전자 축에 대하여 실질적으로 축방향으로 연장한다. 다른 유리한 실시예에서, 회전자는 톱니 구동 면을 가지는 많은 가이드를 구비하며, 상기 가이드는 회전자 축에 대하여 실질적으로 방사방향으로 배열된다. 또한 상기 가이드가 상이한 길이의 톱니 구동 면을 구비할 때 유리하다.

다른 유리한 실시예에서, 회전자는 톱니 구동 면을 가지는 다수의 가이드를 구비하는 반면, 적어도 2개의 추가적인 회전 웨이트는 다른 관성 모멘트를 구비한다.

다른 유리한 실시예에서, 회전자는 톱니 구동 면을 가지는 많은 가이드를 구비하며, 상기 적어도 2개의 추가적인 회전 웨이트는 다른 직경의 기어에 의해 구동된다.

다른 유리한 실시예에서, 회전자는 톱니 바 형태로 형성된 구동 수단과 맞물리는 톱니를 구비하는 기어로 만들어지고, 또 구동 수단은 충격 흡수기(shock absorber)를 구비한다.

본 발명에 따른 방법에서, 증가된 운동 에너지를 축적하는 증가된 용량은 회전자의 회전과 관련된 원심력에 의해 자체 축에 대하여 웨이트를 추가적인 회전 운동으로 가게 하는 것에 의해 달성된다.

원심력에 의해 이동되는 웨이트의 추가적인 회전 운동은 회전자 가이드에 있는 톱니 구동 면을 사용하고 이 톱니 구동 면에 연결된 기어의 형태로 웨이트를 구성하는 것에 의해 본 발명에 따른 회전자 디바이스에서 달성되고, 이에 의해 에너지 흡수 용량이 증가된다. 추가적인 회전 웨이트의 양, 그 관성 모멘트 및 기어의 직경이나 톱니 구동 면을 가지는 가이드의 길이를 선택하는 것에 의해 본 발명에 따른 회전자 디바이스의 동작의 유연성을 조절하는 가능성이 달성된다. 본 발명에 따른 회전자 디바이스의 동작 유연성을 적절히 조절하는 것은 적절히 낮은 초기 관성 모멘트를 달성하고, 에너지 축적의 초기 단계에서 디바이스 부품에 낮은 충격 부하를 야기하며, 이에 의해 에너지 축적의 후속 단계에서 관성 모멘트를 증가시키는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 회전자 디바이스의 구조는 또한 상대적으로 낮은 부품 웨이트의 운동에 의해 전체 디바이스의 상대적으로 높은 관성 모멘트를 달성하는 것을 보장한다.

본 발명의 목적은 도면에 일 실시예로 개략적으로 도시되는데, 도 1은 제1실시예의 회전자 디바이스의 측면도를 도시하고, 도 1a는 도 1에서와 같으나, 가이드 커버가 분리되고 개별 디바이스 부품의 회전 및 운동 방향이 표시된 회전자 디바이스의 측면도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 솔루션에서 A-A 라인을 따른 단면도를 도시하고, 도 3은 추가적인 회전 웨이트를 가지는 제2실시예의 회전자 디바이스의 측면도를 도시하고, 도 4는 도 3의 솔루션에서 B-B 라인을 따른 단면도를 도시하고, 도 4a는 추가적인 회전 웨이트에 장착된 일방향 클러치의 개략도를 도시하고, 도 5는 회전자의 일 측면에 위치된 톱니 구동 면을 가지는 가이드를 구비하는 제3실시예의 회전자 디바이스의 측면도를 도시하고, 도 6은 도 5에 도시된 솔루션에서 C-C 라인을 따른 단면도를 도시하고, 도 7은 도 5에 도시된 솔루션에서 D-D 라인을 따른 단면도를 도시하고, 도 8은 상이한 길이의 톱니 구동 면을 구비하는 가이드를 가지는 회전자 디바이스를 도시하고, 도 9는 도 8의 솔루션에서 E-E 라인을 따른 단면도를 도시하고, 도 10은 상이한 관성 모멘트를 가지는 추가적인 회전 웨이트를 가지는 회전자 디바이스를 도시한다.

본 발명에 따른 방법에 따라 구동 수단의 운동 에너지는 회전자를 회전 운동으로 가져가는 것에 의해 가변 관성 모멘트를 가지는 회전자 디바이스의 운동 에너지로 변환된다. 회전자의 회전 운동으로부터 초래되는 원심력은 웨이트를 가이드에 의해 설정된 궤도를 따라가는 운동으로 가져가고, 이는 상기 회전자의 회전 축으로부터 멀어지게 상기 웨이트의 운동을 초래하여 전체 회전자 디바이스의 관성 모멘트를 증가시킨다. 관성 모멘트를 추가적으로 증가시키기 위하여, 가이드에 의해 설정된 궤도를 따라 이동하는 웨이트는 원심력에 의해 그 축에 대해 추가적인 회전 운동으로 가게 된다. 관성 모멘트의 특성의 추가적인 변화는 그 축에 대해 회전 웨이트에 상이한 회전 속도를 부여하는 것에 의해 달성되고, 이는 예를 들어 상이한 피치 직경을 가지는 기어에 의하여 회전 웨이트를 구동하는 것에 의해 실현된다.

도 1, 도 1a 및 도 2에 도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 운동 에너지를 축적하고 발산시키는 회전자 디바이스는 탄성 충격 흡수기(2)를 가지는 톱니 바로 만들어진 구동 수단(1)을 구비한다. 이 구동 수단은 가변 관성 모멘트를 가지는 회전자(4)의 톱니(3)와 맞물린다. 회전자(4)는 톱니 구동 면(6)을 가지는 가이드(5)를 구비하며 이를 통해 회전 웨이트인 기어(7)와 맞물린다. 초기 위치에서 기어(7)는 회전자(4)의 회전 축에 가장 가까이에 있는 가이드(5)의 톱니 구동 면(6)과 맞물린다. 회전자(4)의 축(8)은 차량의 부하 지지 구조(9)에 고정되는 반면, 구동 수단(1)의 가이드(10)는 상기 구조에 고정된다. 그러므로, 디바이스가 동작할 때, 가이드(10)는 부하 지지 구조(9)에 대하여 이동될 수 없게 유지될 때, 구동 수단(1)인 이동 톱니 바는 회전자(4)를 회전 운동으로 가게 한다. 구동 수단(1)의 톱니(11)의 충격 부하와 에너지 전송 초기 단계에서 회전자(4)의 톱니(3)의 충격 부하를 감소시키기 위하여 내부에 부하 경감 개구(12)를 만드는 것에 의해 회전자 웨이트(4)가 감소된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 웨이트인 기어(7)는 축(13)에 회전가능하게 고정되고, 이는 커버(15)에 만들어진 가이딩 리세스(14)에 슬라이딩가능하게 장착되고, 상기 커버(15)는 가이딩 리세스(5)의 두 측면에서 회전자(4)의 측면에 고정된다.

이 실시예에 따른 솔루션의 동작 원리를 더 잘 설명하기 이하여, 도 1a에서 회전자 디바이스는 커버(15) 없이 측면도로 도시된다. 디바이스의 개별 부품의 평면 및 회전 운동은 이에 따라 화살표 라인으로 이 도면에 지시된다.

도 3 및 도 4에서, 기어(7)에 의해 구동되는 추가적인 회전 웨이트(16)를 가지는 본 발명의 제2실시예가 도시된다. 기어(7)와 연결된 톱니 구동 면(6)을 가지는 4개의 방사방향 가이드(5)가 회전자(4)에 만들어진다. 커버(15)는 가이드(5)에서 기어(7)의 위치를 더 잘 설명하기 위하여 도 3에는 도시되어 있지 않다. 이전 실시예와 유사하게, 회전자(4)의 축(8)은 차량의 부하 지지 구조(9)에 고정된 반면, 구동 수단(1)의 가이드(10)는 또한 상기 구조에 더 고정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기어(7)는 회전자(4)의 측면에 위치된 추가적인 회전 웨이트(16)와 구동 샤프트(17)를 통해 축방향으로 연결된다. 추가적인 회전 웨이트(16)와 각 기어(7)를 연결하는 구동 샤프트(17)는 커버(15)에 만들어진 가이딩 리세스(14)에서 동작하는 반면, 가이딩 리세스(14)의 경로는 톱니 구동 면(6)을 가지는 대응하는 가이드 경로(5)에 평행하다. 운동 에너지의 발산을 가능하게 하기 위해 각 추가적인 회전 웨이트(16)는 도 4a에 개략적으로 도시된 일방향 커플링(18)을 구비한다. 일방향 커플링(18)은 구동 샤프트(17)로부터 토크를 추가적인 회전 웨이트(16)에 전달하고 에너지를 취할 때 구동 샤프트(17)의 각속도(ω₁)가 추가적인 회전 웨이트(16)의 각속도(ω₂)보다 더 작은 경우, 일방향 커플링(18)이 분리되어, 구동 샤프트(17)에 추가적인 회전 웨이트(16)의 회전을 가능하게 한다.

도 5, 도 6 및 도 7은 기어(7)에 의해 구동되는 추가적인 회전 웨이트(16)를 가지는 본 발명의 제3실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 기어(7)와 접촉하는 톱니 구동 면(6)을 가지는 4개의 가이드(19)는 회전자(4)의 하나의 측면에 배치되고, 회전 웨이트(16)는 회전자(4)의 반대쪽 측면에 배치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 추가적인 회전 웨이트(16)와 기어(7)를 연결하는 구동 샤프트(17)는 가이드(19)의 톱니 구동 면(6)에 평행하게 회전자(4)에 만들어진 가이딩 리세스(20)에서 동작한다. 전술된 실시예와 같이, 회전자(4)의 축(8)은 부하 지지 구조(9)에 고정되고, 이 부하 지지 구조에는 구동 수단(1)의 가이드(10)가 또한 고정된다. 도 7은 차량의 부하 지지 구조 판(9)에 회전자 디바이스를 고정하는 방법을 도시한다. 이 도 7에 도시된 바와 같이, 회전자(4)의 축(8)과 내부에서 슬라이딩가능하게 고정된 톱니 바로 만들어진 구동 수단(1)을 구비하는 가이드(10)는 차량의 부하 지지 구조 판(9)에 고정된다.

도 8 및 도 9는 상이한 길이의 톱니 구동 면(6, 22)을 구비하는 8개의 가이드(5, 21)를 가지는 회전자 디바이스를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 회전자 디바이스는 회전자(4)에 4개의 장형 가이드(5)와 4개의 단형 가이드(21)를 구비하고, 상기 가이드는 방사방향으로 연장한다. 시야성을 개선시키기 위하여, 도 8에 도시된 이 실시예에 따른 회전자 디바이스에는 커버(15)가 도시되어 있지 않다. 가이드(5, 21)의 톱니 구동 면(6, 22)은 기어(7)와 연결되고, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 기어(7)는 회전자(4)의 양 측면에 배치된 추가적인 회전 웨이트(16)와 구동 샤프트(17)를 통해 축방향으로 연결된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 추가적인 회전 웨이트(16)와 각 기어(7)를 연결하는 구동 샤프트(17)는 커버(15)에 만들어진 가이딩 리세스(14)에서 동작한다. 상이한 길이의 톱니 구동 면(6, 22)을 가지는 가이드(5, 21)는 회전자 디바이스의 관성 모멘트의 특성을 더 잘 조절하기 위하여 제공되고, 이에 의해 이 디바이스의 융통성과 상이한 값의 운동 에너지를 축적하고 발산하도록 이를 적용하는 가능성이 증가된다.

도 10에 있는 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 다른 회전자 디바이스 구조가 측면도가 도시되고, 여기서 관성 모멘트 특성이 상이한 직경의 기어(7, 24)와 상이한 사이즈의 추가적인 회전 웨이트(16, 23)를 사용하는 것에 의해 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 더 큰 직경을 가지는 기어(7)는 더 큰 관성 모멘트를 가지는 회전 웨이트(23)와 연결되는 한편, 더 작은 관성 모멘트를 가지는 회전 웨이트(16)는 더 작은 직경을 가지는 기어(24)와 연결된다. 기어(7, 24)의 직경의 선택과 이에 기인하는 회전 웨이트(23, 16)의 관성 모멘트의 선택은 본 발명에 따른 디바이스의 요구되는 동작 특성에 따라 좌우된다. 상기 디바이스의 다른 구성도 가능하며, 여기서 동일한 직경의 기어와 상이한 관성 모멘트를 가지는 회전 웨이트가 사용되거나, 상이한 직경의 기어와 동일한 관성 모멘트의 회전 웨이트가 사용되거나 임의의 조합된 구성이 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 솔루션의 동작은 도 1a에 의해 가장 잘 도시된다. 전달된 운동 에너지는 처음에 탄성 충격 흡수기(2)에서 감쇠되고 회전자(4)의 톱니(3)와 맞물린 톱니 바 형태로 만들어진 구동 수단(1)으로 전달된다. 이에 따라 톱니 바의 운동은 회전자(4)의 회전 운동으로 되고, 기어(7)에 작용하는 원심력은 톱니 구동 면(6)에 움직임과 회전을 야기한다. 평면과 회전 운동으로 움직이면서 기어(7)는 전체 회전자 디바이스의 관성 모멘트를 증가시킨다.

에너지 전달의 제1 단계에서는 기어(7)가 평면과 회전 운동을 아직 시작하지 않았고 또한 기어가 회전자 회전 축에 가장 가까이 위치되고 있으므로 회전자 디바이스의 관성 모멘트가 가장 낮다. 차후 충돌 단계에서는 기어(7)가 회전 운동하고 움직이는 것으로 인해 관성 모멘트가 유리하게 증가한다. 본 발명에 따른 회전자 디바이스에 축적될 수 있는 에너지는 부하 지지 구조(9)에 대하여 이동하는 회전자 디바이스의 모든 부품의 평면 운동의 운동 에너지와 회전 운동의 운동 에너지와 같다.

톱니 구동 면과 기어(7)를 결합하는 것은 외부 쪽으로 기어의 움직임을 상당히 감속시키며, 이는 관성 모멘트의 증가 특성에 긍정적으로 영향을 미쳐서, 이에 따라 에너지를 취하는 제1 단계에서 충격력의 감소와 이후 단계에서 취하는 에너지의 최적화를 보장한다.

도 3 및 도 4에 도시된 제2실시예에 따른 회전자 디바이스는 더 큰 운동 에너지를 축적하고 발산하도록 의도된다. 관성 모멘트의 적절한 증가는 이 실시예에서, 특히 기어(4)와 일방향 커플링(18)과 함께 추가적인 회전 웨이트(16)를 사용하는 것에 의해 에너지를 취하는 이후 단계에서 달성된다.

관성 모멘트에서 유사한 증가는 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 의해 보장된다. 나아가, 이 솔루션은 동작 동안 디바이스가 인터록킹(interlocking)하는 것을 방지하기 위하여 더 우수한 힘의 분배를 보장한다.

도 8 및 도 9에 도시된 가장 유리한 실시예에서, 최상의 힘의 분배는 회전자(4)의 양측에 추가적인 회전 웨이트(16)를 사용하는 것에 의해 달성되고, 동시에 증가된 관성 모멘트가 달성된다.

Claims

운동 에너지를 축적하는 방법으로서, 구동 수단의 운동 에너지가 회전자를 회전 운동하게 하는 것에 의해 가변 관성 모멘트를 가지는 회전자 디바이스의 운동 에너지로 변환되고, 상기 회전자 디바이스의 상기 가변 관성 모멘트는 상기 회전자와 통합된 가이드에 의해 설정된 궤도를 따라 적어도 하나의 웨이트(weight)를 원심력에 의해 이동시키는 것에 의해 달성되며, 상기 가이드에 의해 설정된 상기 궤도를 따라 이동되는 상기 웨이트는 상기 원심력에 의해 자체 축에 대하여 추가적인 회전 운동으로 되는 것을 특징으로 하는 운동 에너지의 축적방법.
제1항에 있어서, 상기 회전자 디바이스의 상기 가변 관성 모멘트는 상기 원심력에 의해 다수의 회전 웨이트를 이동시키는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 운동 에너지의 축적방법.
제1항에 있어서, 상기 회전자 디바이스의 상기 가변 관성 모멘트는 상기 원심력에 의해 다수의 회전 웨이트를 이동시키는 것에 의해 달성되는 반면, 상기 회전 웨이트 중 적어도 2개는 자체 축에 대해 상이한 회전 속도를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 에너지의 축적방법.
운동 에너지를 축적하고 발산하는 회전자 디바이스로서, 적어도 하나의 가이드를 가지는 가변 관성 모멘트를 구비하는 회전자로 운동 에너지를 전달하는 구동 수단을 포함하며, 상기 가이드를 따라 상기 관성 모멘트를 증가시키는 웨이트가 상기 회전자의 회전과 관련된 원심력에 의해 이동되고, 상기 회전자(4)의 상기 가이드(5, 19, 21)는 회전 웨이트인 기어(7)와 맞물리는 톱니 구동 면(6, 22)을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 기어(7)는 커버(15)에 형성된 가이딩 리세스(guiding recess)(14)에 슬라이딩가능하게 장착된 구동 샤프트(17)를 통해, 추가적인 회전 웨이트(16)와 축방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 기어(7)와 접촉하는 톱니 구동 면(6)을 구비하는 상기 가이드(19)는 상기 회전자(4)의 일측면에 위치되고, 추가적인 회전 웨이트(16)는 상기 회전자(4)의 반대쪽 측면에 위치되는 한편, 상기 추가적인 회전 웨이트(16)와 상기 기어(7)를 연결하는 구동 샤프트(17)는 상기 회전자(4)에 형성된 가이딩 리세스(20)에 슬라이딩가능하게 장착되는 한편, 상기 가이딩 리세스(20)의 경로는 상기 톱니 구동 면(6)을 구비하는 상기 가이드(19)의 경로와 평행한 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 기어(7)는 상기 회전자(4)의 양측면에 위치된 추가적인 회전 웨이트(16)와 구동 샤프트(17)를 통해 축방향으로 연결되는 한편, 상기 추가적인 회전 웨이트(16)와 상기 기어(7)를 연결하는 상기 구동 샤프트(17)는 커버(15)에 만들어진 가이딩 리세스(14)에 슬라이딩가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가적인 회전 웨이트(16)는 일방향 커플링(18)을 통해 상기 기어(7)와 축방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 톱니 구동 면(6)을 구비하는 상기 가이드(5, 19)는 회전자 축에 대해 실질적으로 방사방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(4)는 상기 회전자(4)의 축(8)에 대해 실질적으로 방사방향으로 위치된 상기 톱니 구동 면(6)을 가지는 많은 가이드(5, 19)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(4)는 상기 회전자(4)의 축(8)에 대해 실질적으로 방사방향으로 위치된 상이한 길이의 상기 톱니 구동 면(6)을 가지는 많은 가이드(5, 21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(4)는 상기 톱니 구동 면(6)을 가지는 다수의 가이드(5)를 구비하는 반면, 적어도 2개의 추가적인 회전 웨이트(16, 23)는 상이한 관성 모멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(4)는 상기 톱니 구동 면(6)을 가지는 다수의 가이드(5)를 구비하는 반면, 적어도 2개의 추가적인 회전 웨이트(16, 23)는 상이한 직경을 가지는 상기 기어(7, 24)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(4)는 톱니 바(toothed bar)로 만들어진 상기 구동 수단(1)과 맞물리는 톱니(3)를 가지는 기어 형태를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 수단(1)은 충격 흡수기(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자 디바이스.