Loading article…
ダイレクトドライブ機構とは、原動機からの力またはトルクが、歯車列やベルトなどの中間カップリングを介さずに、エフェクタ装置（車両の駆動輪など）に直接伝達される機構設計である。[1] [2] [3] [4]
歴史
19世紀後半から20世紀初頭にかけて、初期の機関車や自動車には、より高速でダイレクトドライブトランスミッションを採用したものもあった。[5] [6]産業用アームのダイレクトドライブ機構は、希土類磁性材料の使用により、1980年代に可能になり始めた。[1]最初のダイレクトドライブアームは、1981年にカーネギーメロン大学で製造された。[7] 今日、最も一般的に使用されている磁石はネオジム磁石である。[8]
デザイン
ダイレクトドライブシステムは、滑らかなトルク伝達とほぼゼロのバックラッシュが特徴です。[9] [10] [11]ダイレクトドライブシステムの 主な[要出典]利点は、効率性の向上（ドライブトレインコンポーネントからの電力損失の減少による）と、可動部品が少ないシンプルな設計です。主な利点には、広い速度範囲で高いトルクを供給できること、応答が速いこと、正確な位置決め、および慣性が低いことも含まれます。[12] [13]
主な欠点は、低回転数で高トルク出力を得るためには、特殊なタイプの電気モーターが必要になることが多いことです。多段変速機と比較すると、モーターは通常、システムの出力速度の狭い範囲（たとえば、自動車の場合は道路の速度）で 最適なパワーバンドで動作します。
ダイレクトドライブ機構には、より正確な制御機構も必要です。減速機能付きの高速モーターは比較的慣性が高く、出力動作を滑らかにするのに役立ちます。ほとんどのモーターは、コギングトルクと呼ばれる位置トルクリップルを示します。高速モーターでは、発生頻度が高すぎてシステム性能に大きな影響を与えないため、この影響は通常無視できます。ダイレクトドライブユニットは、追加の慣性が追加されない限り（フライホイールなど）、またはシステムがフィードバックを使用してこの影響を積極的に打ち消さない限り、この現象の影響をより受けます。
アプリケーション
ダイレクトドライブ機構は、低速動作（蓄音機、望遠鏡マウント、ビデオゲームのレーシングホイール、ギアレス風力タービンなど）[14] [15] [16]から高速動作（ファン、コンピューターのハードドライブ、VCRヘッド、ミシン、CNCマシン、洗濯機など）までのさまざまな用途に使用されています。
1919年のミルウォーキー鉄道クラスEP-2や2007年の東日本旅客鉄道E331など、一部の電気鉄道機関車はダイレクトドライブ機構を使用していました。19世紀後半のいくつかの車両はダイレクトドライブホイールハブモーターを使用していましたが、2000年代初頭のいくつかのコンセプトカーも同様でした。ただし、現代の電気自動車のほとんどはインボードモーターを使用しており、駆動力は車軸を介して車輪に伝達されます。[17] [18]
いくつかの自動車メーカーは、クリスチャン・フォン・ケーニグセグがケーニグセグ・レゲーラのために発明したような、独自のダイレクトドライブトランスミッションを開発することに成功している。[19]
参照
参考文献
- ^ ab 浅田 秀、金出 孝 (1983)ダイレクトドライブ機械アームの設計、振動・音響・応力・信頼性設計ジャーナル、第 105 巻、第 3 号、pp.312-316
- ^ 「自動車修理 - メンテナンス、トラブルシューティング、自動車修理の見積もり」。
- ^ 「ポルシェ タイカン EV の 2 速トランスミッションが重要な理由」
- ^ 「ダイレクトドライブモーターとは | 電動トルクマシン」。2018年11月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ P. ランサム・ウォリス (2001) 世界鉄道機関車図解百科事典、p.63
- ^ Roy V. Wright (編) (1938) 『米国機関車百科事典』、第 16 章「ディーゼル機関車」、第 10 版、米国鉄道協会 - 機械部門、p.973
- ^ バイチュン・チャン、マルコ・チェッカレッリ（編）『機械とメカニズムの歴史と遺産の探究』、p.292
- ^ 「強力な磁石とは何か?」。The Magnetic Matters Blog。Adams Magnetic Products。2012年10月5日。2016年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年10月12日閲覧。
- ^ ブルーノ・シチリアーノ、ウサマ・カティブ編 (2008 年) Springer ロボット工学ハンドブック、p.80
- ^ Robotics Technology Abstracts、第 4 巻、Cranfield Press、1985 年、362 ページ、引用: 「ダイレクト ドライブ。モーターの直接結合により、バックラッシュが完全に排除されます」
- ^ 米国軍事契約審査委員会(1966) 契約審査委員会決定書、第 66 巻、第 1 号、p.764、 Commerce Clearing House発行
- ^ Uday Shanker Dixit、Manjuri Hazarika、J. Paulo Davim (2016) 『機械工学の簡潔な歴史』、第 7 章「メカトロニクスの歴史」、pp.160-161
- ^ KT Chau 電気自動車の機械と駆動装置: 設計、分析、応用、第 8 章「バーニア永久磁石モーター駆動装置」、p.227
- ^ 「Fanatecがダイレクトドライブホイールの詳細を発表 - Inside Sim Racing」2017年6月4日。
- ^ Patel, Prachi. 「GEがギアレス風力タービンを獲得」。テクノロジーレビュー（MIT）。2012年1月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月7日閲覧。
- ^ Dvorak, Paul. 「ダイレクトドライブタービンにはギアボックスは不要」。Windpower Engineering。2017年2月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月7日閲覧。
- ^ “インホイールモーター”. 日産自動車. 2015年4月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年7月9日閲覧。
- ^ 「全電気自動車はどのように機能するのか？」。代替燃料データセンター。米国エネルギー省。2016年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年7月9日閲覧。
- ^ 「ケーニグセグが1,500馬力、トランスミッションレスのRegeraでハイパーハイブリッドの新種を開発」New Atlas 2015年3月17日。2016年8月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年5月3日閲覧。