(57)【要約】【課題】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。【解決手段】回転軸１０の回転中心線１０Ｌ回りに回転することが可能な、回転軸１０と物理的に連結されていない回転部材１１と、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と、伝達部材１２に対して回転軸１０の方向に付勢力を与える付勢部材１３と、を備え、伝達部材１２は、回転中心線１０Ｌ回りの回転によって発生した遠心力によって、付勢部材１２による付勢力に逆らって回転部材１１の方向へ移動して回転部材１１と当接して回転部材１１へ回転軸１０の回転力を伝達する。【選択図】図３
2010242782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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イナーシャ制御装置。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のイナーシャ制御装置。
【請求項５】
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ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のイナーシャ制御装置。
【請求項６】
前記伝達部材及び前記付勢部材のそれぞれを、複数備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のイナーシャ制御装置。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のイナーシャ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１９６７３４号公報
【特許文献２】特開平９−４２３７９号公報
【特許文献３】特開平１１−２３１７２３号公報
【特許文献４】特開２０００−２９１７４２号公報
【特許文献５】特開２０００−３１０２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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）。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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）。
【００２１】
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。
【００２２】
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）。
【００２３】
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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）。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【発明の効果】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】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】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。
【図３】イナーシャ制御装置の詳細な構造を説明するための図である。
【図４】イナーシャ制御装置の詳細な構造を説明するための図であり、伝達部材の各々が回転部材の各々と当接した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
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
【図１】
2010242782.tif 000003
【図２】
2010242782.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010242782.tif 000006