(57)【要約】【課題】回転慣性質量を変更できるだけでなく重量を軽減できる可変回転慣性質量装置の提供を目的としている。【解決手段】上記した目的を達成するため、可変回転慣性質量装置Ｄ１は、回転体１と、回転体１に対して重心位置を回転体１の径方向へ変更可能な移動質量体２とを備えて構成される。このように構成された可変回転慣性質量装置Ｄ１によれば、回転体１に設けた移動質量体２の重心位置を回転体の径方向へ変更して回転体１の回転慣性質量を変更するようにしているから、回転体１に追加的に質量を付加せずに済む。【選択図】図１
2019032047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体に対して重心位置を前記回転体の径方向へ変更可能な移動質量体とを備えた
こと特徴とする可変回転慣性質量装置。
【請求項２】
前記回転体は、収容部を有し、
前記移動質量体は、前記収容部に収容される
ことを特徴とする請求項１に記載の可変回転慣性質量装置。
【請求項３】
前記移動質量体は、前記収容部に摺動自在に収容され、
前記収容部における前記移動質量体よりも前記回転体の中心側に形成される密閉室と、
前記密閉室へ流体を供給可能であって前記密閉室から流体を排出可能な流体給排装置とを備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の可変回転慣性質量装置。
【請求項４】
前記収容部へ流体を供給可能であって前記収容部から前記流体を排出可能な流体給排装置とを備え、
前記流体は液体であって、
前記移動質量体を前記液体とした
ことを特徴とする請求項２に記載の可変回転慣性質量装置。
【請求項５】
前記回転体は、回転軸と、前記回転軸の外周に設けられて前記収容部を有する錘部と、前記回転軸の先端から開口して前記収容部に連通される流体導入路とを有し、
前記流体給排装置は、前記回転軸の先端開口部に装着されるスイベルジョイントと、流体供給源と、前記スイベルジョイントと前記流体供給源とを接続する管路と、前記管路の途中に設けた流量制御バルブとを有する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の可変回転慣性質量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変回転慣性質量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転慣性質量は、回転体に備えており、回転体に外部から回転軸周りの速度変動を及ぼす力が作用すると、見掛け上の力である回転慣性力によってこの速度変動を抑制する。このような回転慣性質量は、たとえば、エンジンの回転数の変動を抑制するフライホールや、ダンパにおける振動を抑制する減衰力の発生源に利用される。
【０００３】
回転慣性質量は、回転体を回転させる力に比例した回転慣性力を発揮するのであるが、回転体の質量が一定であると複数の共振モードを持つ装置の振動を抑制できない。
【０００４】
そこで、たとえば、出力軸に設けた第一回転体と、出力軸に回転自在に装着される第二回転体と、各回転体に設けられた電磁石とを備えて回転体の質量を可変にする可変回転慣性質量装置が提案されている。この可変回転慣性質量装置は、回転慣性質量を大きくする場合には各電磁石を励磁して両者を互いに吸引させて前記二つ回転体を一体とし、回転慣性質量を小さくする場合には電磁石を励磁せず第一回転体のみが回転慣性力に寄与するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６８０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような可変回転慣性質量装置は、回転体の質量を変更して回転慣性力を可変にできるが、回転体の質量の変更のために、複数の回転体を必要とするので重量が嵩んでしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、回転慣性質量を変更できるだけでなく重量を軽減できる可変回転慣性質量装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、可変回転慣性質量装置は、回転体と、回転体に対して重心位置を回転体の径方向へ変更可能な移動質量体とを備えて構成される。このように構成された可変回転慣性質量装置によれば、回転体に設けた移動質量体の重心位置を回転体の径方向へ変更して回転体の回転慣性質量を変更するようにしているから、回転体に追加的に質量を付加せずに済む。
【０００９】
また、可変回転慣性質量装置は、回転体が移動質量体を収容する収容部を有して構成されてもよい。この場合、移動質量体を収容部内で移動でき、その移動も収容部で案内できるため、回転体の回転慣性質量の調整が容易となる。
【００１０】
さらに、可変回転慣性質量装置は、移動質量体が収容部に摺動自在に収容されて、収容部における移動質量体よりも回転体の中心側に密閉室が形成され、密閉室へ流体を供給可能であって密閉室から流体を排出可能な流体給排装置とを備えていてもよい。このように構成された可変回転慣性質量装置によれば、密閉室への流体の給排により移動質量体の位置を容易に変更でき、また移動質量体の位置の固定に動力が不要であるから消費エネルギも少なくなる。
【００１１】
また、可変回転慣性質量装置は、収容部に収容される移動質量体が液体とされて流体給排装置を備えている場合、液体の給排によって容易に回転体の回転慣性質量を変更でき、また回転体の回転慣性質量の変更後に当該質量の維持に動力が不要であるから消費エネルギも少なくなる。
【００１２】
そして、可変回転慣性質量装置は、回転体が回転軸の外周に設けられて収容部を有する錘部と回転軸の先端から開口して収容部に連通される流体導入路とを有し、流体給排装置が回転軸の先端開口部に装着されるスイベルジョイントと流体供給源とスイベルジョイントと流体供給源とを接続する管路と、管路の途中に設けた流量制御バルブとを有していてもよい。このように構成された可変回転慣性質量装置によれば、スイベルジョイントが回転軸の回転を許容するから、回転体が回転中であっても回転体の回転慣性質量を変更できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の可変回転慣性質量装置によれば、回転慣性質量を変更できるだけでなく重量を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一の実施の形態における可変回転慣性質量装置の側面図である。
【図２】第一の実施の形態における可変回転慣性質量装置の正面断面図である。
【図３】（Ａ）は、第一の実施の形態の一変形例における可変回転慣性質量装置の錘部の側面図である。（Ｂ）は、第一の実施の形態の他の変形例における可変回転慣性質量装置の錘部の側面図である。
【図４】第二の実施の形態における可変回転慣性質量装置の側面図である。
【図５】第二の実施の形態の一変形例における可変回転慣性質量装置の回転体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の可変回転慣性質量装置において共通する構成については同じ符号を付し、説明の重複を避けるために、一の実施の形態の可変回転慣性質量装置の説明において説明した構成については他の実施の形態の可変回転慣性質量装置における説明では詳細な説明を省略する。
【００１６】
＜第一の実施の形態＞
第一の実施の形態における可変回転慣性質量装置Ｄ１は、図１および図２に示すように、回転体１と、回転体１に対して重心位置を回転体１の径方向へ変更可能な移動質量体２と、流体給排装置３とを備えて構成されている。
【００１７】
回転体１は、軸受４，５に回転自在に保持される回転軸６と、回転軸６の中央外周に一体化された円盤状の錘部７とを備えている。
【００１８】
回転軸６は、一端側の外周にピニオンギア８が装着されており、他端から開口して中央へ向けて軸方向へ延びる横孔９を備えている。また、錘部７は、本例では、外周から開口して中央へ向けて径方向へ延びる空間で形成される収容部１０を四つ備えており、収容部１０における錘部７の中央側端である先端は、接続孔１１を介して横孔９へ通じている。さらに、収容部１０には、それぞれ、摺動自在に挿入されて径方向へ移動可能な円盤状の移動質量体２が収容されており、収容部１０内の回転体１の中心側に移動質量体２によって区画される密閉室１２が形成されている。なお、移動質量体２が収容部１０から脱落しないように、収容部１０の開口部の内周には、ストッパ１３がそれぞれ設けられている。
【００１９】
移動質量体２は、外周にシール１４を備えており、収容部１０内に摺動自在に挿入されると、収容部１０の内周と移動質量体２の外周を介して密閉室１２が錘部７の外方と連通が絶たれて密閉室１２を液密に保つようになっている。そして、密閉室１２は、移動質量体２が移動質量体２が錘部７に対して外周側へ移動すると容積が拡大し、反対に移動質量体２が錘部７に対して外周側へ移動すると容積が減少する。
【００２０】
ピニオンギア８は、軸方向移動可能に支持されたラック１５に噛み合っており、回転体１が回転するとラック１５が軸方向へ駆動されるようになっている。
【００２１】
また、回転軸６は、流体給排装置３に接続されている。流体給排装置３は、回転軸６の先端開口部である横孔９の開口端部に装着されるスイベルジョイント１６と、流体供給源としての油圧源１７と、スイベルジョイント１６と油圧源１７とを接続する管路１８と、管路１８の途中に設けた流量制御バルブ１９とを備えている。
【００２２】
スイベルジョイント１６は、一端が回転軸６に接続され、他端が管路１８に接続されていて、一端側と他端側とで相対回転可能となっているので、回転軸６が回転しても管路１８に回転を伝達しない。スイベルジョイント１６は、Ｌ字型であってもよいし、ストレート型であってもよい。
【００２３】
油圧源１７は、本例では、油圧ポンプとされており、管路１８およびスイベルジョイント１６を通じて回転体１に設けた横孔９に連通されており、横孔９および接続孔１１を通じて吐出する作動油を密閉室１２に供給できるようになっている。本例では、流体導入路Ｉは、横孔９と接続孔１１とで構成されている。
【００２４】
また、流量制御バルブ１９は、油圧源１７が吐出した作動油を密閉室１２へ供給する供給ポジションと、密閉室１２から作動油を排出する排出ポジションと、密閉室１２を閉鎖する遮断ポジションとを備えている。具体的には、流量制御バルブ１９は、供給ポジションを採ると油圧源１７の吐出口を密閉室１２へ接続するとともに油圧源１７の吸込口をタンク２０に連通し、排出ポジションを採ると油圧源１７の吐出口をタンク２０へ接続するとともに油圧源１７の吸込口を密閉室１２に連通する。そして、供給ポジションでは、油圧源１７の吐出流量のうち所望する流量を密閉室１２へ供給するとともに余剰流量をタンク２０へ戻せるようになっている。また、流量制御バルブ１９は、遮断ポジションを採ると、密閉室１２を油圧源１７およびタンク２０のいずれにも接続せず、密閉室１２を閉鎖して作動油の密閉室１２への出入りを阻止するようになっている。
【００２５】
よって、流体給排装置３は、油圧源１７から作動油を密閉室１２へ供給すると密閉室１２内に供給された作動油が移動質量体２を押して錘部７に対して外周側へ移動させ得る。また、流体給排装置３は、作動油を密閉室１２から排出させると密閉室１２内が減圧されて移動質量体２が外部の気圧によって押されるので、移動質量体２を錘部７に対して内周側へ移動させ得る。なお、移動質量体２を錘部７に対して中央側へ向けて附勢する弾性体を設けて、作動油を密閉室１２から排出させる際に弾性体の附勢力で移動質量体２を錘部７に対して中央側へ移動させてもよい。本例では、流体給排装置３は、作動油を密閉室１２へ給排するようになっているが、移動質量体２を錘部７に対して重心位置を変更できる限りにおいて、作動油に代えて水や水溶液、さらには、気体を給排するようにしてもよい。
【００２６】
このように構成された可変回転慣性質量装置Ｄ１は、流体給排装置３による密閉室１２への作動油の給排によって、移動質量体２を錘部７に対して径方向へ移動させ得る。そして、移動質量体２における錘部７に対する位置を変更すると、移動質量体２と密閉室１２内に充填されている作動油を含む錘部７の回転慣性質量が変化する。これにより、回転体１の回転慣性質量を変更できる。そして、ラック１５の軸方向の移動によって回転体１が回転駆動されている状態でも回転体１の回転を許容するスイベルジョイント１６を介して密閉室１２内へ作動油を給排できるから、回転中にあっても回転体１の回転慣性質量を変更できる。
【００２７】
そして、本発明の可変回転慣性質量装置Ｄ１は、回転体１に設けた移動質量体２の重心位置を回転体１の径方向へ変更して回転体１の回転慣性質量を変更するようにしているから、回転体１に追加的に質量を付加せずにすむため、重量増加を招かずに済む。よって、本発明の可変回転慣性質量装置Ｄ１によれば、回転慣性質量を変更できるだけでなく重量を軽減できるのである。
【００２８】
また、本例の可変回転慣性質量装置Ｄ１は、回転体１が収容部１０を有し、移動質量体２が収容部１０に収容されているので、移動質量体２を収容部１０内で移動でき、その移動も収容部１０で案内できる。よって、回転体１の回転慣性質量の調整が容易となる。
【００２９】
さらに、本例の可変回転慣性質量装置Ｄ１は、移動質量体２が収容部１０に摺動自在に収容されて、収容部１０における移動質量体２よりも回転体１の中心側に密閉室１２が形成され、密閉室１２へ流体を供給可能であって密閉室１２から流体を排出可能な流体給排装置３とを備えている。このように構成された可変回転慣性質量装置Ｄ１によれば、密閉室１２への流体の給排により移動質量体２の位置を容易に変更でき、また移動質量体２の位置の固定に動力が不要であるから消費エネルギも少なくなる。
【００３０】
また、ラック１５を振動抑制対象に接続すれば、可変回転慣性質量装置Ｄ１は、振動抑制対象における直線往復振動を抑制できる。なお、本例では、ラック１５とピニオンギア８とで可変回転慣性質量装置Ｄ１の回転体１の回転運動を直線運動へ変換しているが、たとえば、回転体１における回転軸６の回転運動を螺子軸と螺子軸に螺合するボールナットとでなる送り螺子機構を介して直線運動へ変換してもよい。さらには、回転体１を直接に回転運動する振動抑制対象に接続して振動抑制対象の回転方向の振動を抑制してもよい。可変回転慣性質量装置Ｄ１は、このようにフライホイールや回転慣性質量ダンパとして利用可能であるが、用途はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
さらに、回転軸６に移動質量体２が設けられる複数の錘部７を設けるようにしてよいし、錘部７の肉厚を厚くして、回転軸６の軸方向に直交する方向から見て移動質量体２を収容する収容部１０を回転軸６の軸方向に複数配置されるように設けてもよい。また、錘部７に設ける収容部１０の設置数は、本例では四つであるが、錘部７の重心を回転軸６の中心に一致させられれば、設置数は二以上の任意の数とされればよい。本例では、四つの密閉室１２が形成されており、任意に選択した密閉室１２へ作動油の給排を行って任意の移動質量体２の重心位置を個別に変更するようにしてもよい。
【００３２】
なお、本例では、流体の密閉室１２への給排によって移動質量体２の位置を変更しているが、電動リニアアクチュエータ等の他の移動手段を用いて移動質量体１２の位置を変更するようにしてもよい。
【００３３】
また、本例では、収容部１０を備える錘部７を円盤状としているが、図３（Ａ）に示したように八角形としたり、図３（Ｂ）に示したように十字型としたりしてもよい。
【００３４】
＜第二の実施の形態＞
第二の実施の形態における可変回転慣性質量装置Ｄ２は、図４に示すように、回転体１と、回転体１における錘部７に設けた収容部２１内に作動油を給排する流体給排装置３とを備えて構成されている。
【００３５】
回転体１は、軸受４，５に回転自在に保持される回転軸６と、回転軸６の中央外周に一体化された円盤状の錘部７とを備えており、錘部７には、扇状の収容部２１が設けられている。収容部２１は、回転軸６に設けた接続孔１１および横孔９を介して流体給排装置３に接続される他には回転体１外には連通されておらず、密閉空間とされている。
【００３６】
また、この収容部２１には、外部の圧力によって体積が変化する体積変化部材としてのブラダ２２が収容されている。ブラダ２２は、収容部２１に作動油が供給されていない状況では、収容部２１の容積とほぼ等しい体積となって収容部２１の内部一杯に広がるようになっている。なお、体積変化部材は、ベローズやダイヤフラム等とされればよい。
【００３７】
流体給排装置３は、第一の実施の形態の可変回転慣性質量装置Ｄ２と同様の構成とされている。そして、流体給排装置３が作動油を収容部２１へ供給するとブラダ２２が作動油によって押されて体積が減少し、収容部２１に充填された作動油を排出していくとブラダ２２の体積が作動油の排出見合いで膨張する。このように、収容部２１に作動油を給排すると、収容部２１に充填される作動油量を調節でき、作動油を含んだ錘部７の回転慣性質量を変更できる。よって、本例の可変回転慣性質量装置Ｄ２にあっては、移動質量体として液体である作動油を用いており、収容部２１への重点量によって回転体１の回転慣性質量を変更するようになっている。
【００３８】
なお、収容部２１に給排される流体は、液体であればよいので、作動油以外にも水、水溶液等とされてもよいし、鉄粉等の重量物を含んだ液体とされてもよい。
【００３９】
第二の実施の形態の可変回転慣性質量装置Ｄ２にあっても、ピニオンギア８は、軸方向移動可能に支持されたラック１５に噛み合っており、回転体１が回転するとラック１５が軸方向へ駆動されるようになっている。
【００４０】
このように構成された可変回転慣性質量装置Ｄ２は、流体給排装置３による収容部２１への移動質量体としての作動油の給排によって、回転体１の回転慣性質量を変更できる。このように本発明の可変回転慣性質量装置Ｄ２は、収容部２１内の作動油量によって移動質量体である作動油の重心位置と総質量を変更して回転体１の回転慣性質量を変更するようにしている。よって、本発明の可変回転慣性質量装置Ｄ２によれば、回転体１に予め質量を付加する重量物を設けておく必要がないので、重量増加を招かずに済むから、回転慣性質量を変更できるだけでなく重量を軽減できるのである。
【００４１】
また、本例の可変回転慣性質量装置Ｄ２は、回転体１が収容部２１を有し、移動質量体が収容部２１に収容されるので、移動質量体である液体が収容部２１内で移動でき、その移動も収容部２１で案内できる。よって、回転体１の回転慣性質量の調整が容易となる。
【００４２】
さらに、本例の可変回転慣性質量装置Ｄ２は、収容部２１に収容される移動質量体が液体とされて流体給排装置３を備えているので、液体の給排によって容易に回転体１の回転慣性質量を変更でき、また回転体１の回転慣性質量の変更後に当該質量の維持に動力が不要であるから消費エネルギも少なくなる。
【００４３】
なお、図５に示すように、収容部２１を断面が変化せず錘部７の径方向に沿う空間として、この空間に体積変化部材の代わりに、ピストン２３とピストン２３を接続孔１１へ向けて附勢する弾性体２４とを収容してもよい。この場合、作動油を収容部２１に充填していくと、作動油の充填量に応じてピストン２３が弾性体２４を圧縮して後退するので、作動油の充填量を変更できる。
【００４４】
また、本例の可変回転慣性質量装置Ｄ２にあっても、螺子軸と螺子軸に螺合するボールナットとでなる送り螺子機構を介して回転体１の回転運動を直線運動へ変換してもよい。さらには、回転体１を直接に回転運動する振動抑制対象に接続して振動抑制対象の回転方向の振動を抑制してもよい。可変回転慣性質量装置Ｄ２もフライホイールや回転慣性質量ダンパとして利用可能であるが、用途はこれらに限定されるものではない。
【００４５】
さらに、回転軸６に複数の錘部７を設けるようにしてよいし、錘部７の肉厚を厚くして、回転軸６の軸方向に直交する方向から見て収容部２１を回転軸６の軸方向に複数配置されるように設けてもよい。また、錘部７に設ける収容部２１の設置数は、本例では四つであるが、錘部７の重心を回転軸６の中心に一致させられれば、設置数は二以上の任意の数とされればよい。なお、本例では、四つの収容部２１が形成されており、任意に選択した収容部２１へ作動油の給排を可能としてもよい。また、収容部２１の形状と錘部７の形状は任意に変更可能である。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・回転体、２・・・移動質量体、３・・・流体給排装置、６・・・回転軸、７・・・錘部、１０，２１・・・収容部、１６・・・スイベルジョイント、１７・・・流体供給源、１８・・・管路、１９・・・流量制御バルブ、２１・・・密閉室、２２・・・体積変化部材Ｄ１，Ｄ２・・・可変回転慣性質量装置、Ｉ・・・流体導入路
【図１】
2019032047.tif 000003
【図２】
2019032047.tif 000004
【図３】
2019032047.tif 000005
【図４】
2019032047.tif 000006
【図５】
2019032047.tif 000007