JP2005083575A - フライホイール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの運転条件によって回転慣性が変化できる可変慣性フライホイール装置を提供する。
【解決手段】（ａ）クランクシャフトの一側端に嵌合され、略径方向に複数の第１ガイド孔が等間隔で形成され、複数の第１ガイド孔の間の任意の一箇所に径方向に隔壁が突出形成されたボディと、（ｂ）第１ガイド孔と同数で、内側に第２ガイド孔が形成されたレールが径方向に突出形成され、ボディと結合したとき隔壁により第１圧力室と第２圧力室が形成される可動部材と、（ｃ）端部が第１ガイド孔と前記第２ガイド孔のそれぞれに挿入された棒状の移動質量体と、（ｄ）第１圧力室と第２圧力室に選択的にオイル圧が提供するオイル供給ユニットと、を含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明はフライホイール装置に関し、より詳しくは、エンジンの運転中に回転慣性が変化することができることでよってエンジンの性能向上及び燃費向上を図る可変慣性フライホイール装置に関する。

内燃機関は、シリンダー内で燃料を燃焼させることによって発生する爆発力をクランク軸の回転力に転換することにより動力を発生している。

この時、クランク軸から出力される爆発力は、クランク角によって大きく異なるようになる。つまり、クランク軸からは同一なトルクが持続的に出力されず、そのクランク角によって出力トルク（即ち、エンジントルク）が変動する。そこで、エンジントルクの不安定を抑制するためにクランク軸の一端にフライホイールが装着されるのが一般的である。

一方、フライホイールの質量が大きいとエンジンの加速性能が減少し、反対にフライホイールの質量が小さいとエンジントルクが不安定になる。

このような観点から、フライホイールの慣性は、エンジン加速性能とエンジントルク安定との二つが適切に妥協されるように設定される。

しかし、エンジン回転数などエンジンの作動状態によっては、この適切な妥協点は変わることがある。従って、低い回転数ではフライホイールの慣性が増加してエンジンの作動が安定化し、高い回転数ではエンジンの動力性能向上のために慣性が減少するなどのようにフライホイールの回転慣性を変化させることができれば、これはエンジンの回転安定性向上及び燃費向上を同時に期待することができる。

フライホイールについては、例えば、エンジン回転数によってダンピング力が変化することにより、様々な振動特性によるダンピング効果を達成することができる自動車用フライホイール〔特許文献１参照〕、フライホイール自体の寸法や収容部品の寸法を変えずに、慣性モーメントを調整可能としたフライホイール構造〔特許文献２参照〕、内燃機関のクランクシャフトの端部に固定する可撓性フライホイール〔特許文献３参照〕、クランク軸へのフライホイール取付構造〔特許文献４参照〕などが提案され、クランク軸の回転変動を調整するに使用された例〔特許文献５参照〕の報告もある。

特開２００３−０１４０５１号公報 特開２００３−０９７６４６号公報 特開２００３−２６２２５４号公報 特開平０６−００２７３９号公報 特開２００２−２５０２４５号公報（３頁左欄）

そこで、本発明の目的は、エンジンの運転条件によって回転慣性が変化できる可変慣性フライホイール装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の請求項１は、フライホイール装置に係り、（ａ）クランクシャフトの一側端に嵌合され、略径方向に複数の第１ガイド孔が等間隔で形成され、複数の第１ガイド孔の間の任意の一箇所に径方向に隔壁が突出形成されたボディと、（ｂ）第１ガイド孔と同数で、内側に第２ガイド孔が形成されたレールが径方向に突出形成され、ボディと結合したとき隔壁により第１圧力室と第２圧力室が形成される可動部材と、（ｃ）端部が第１ガイド孔と前記第２ガイド孔のそれぞれに挿入された棒状の移動質量体と、（ｄ）第１圧力室と第２圧力室に選択的にオイル圧が提供するオイル供給ユニットと、を含んで構成される。

請求項２は、請求項１に記載のフライホイール装置に係り、ボディに形成される第１ガイド孔は螺旋状に形成されることにある。

請求項３は、請求項１に記載のフライホイール装置に係り、可動部材に形成される第２ガイド孔は直線状に形成されることにある。

請求項４は、請求項１に記載のフライホイール装置に係り、移動質量体は棒状であることにある。

請求項５は、請求項１に記載のフライホイール装置に係り、第１圧力室と連結する第１オイルラインと第２圧力室と連結する第２オイルラインの間に設置されるソレノイドバルブと、ソレノイドバルブを制御して第１圧力室と第２圧力室に選択的に油圧供給を指示する電子制御装置をさらに含んでなっている。

本発明によると、運転状況によりフライホイールの回転慣性が調節され、エンジンの回転安定性が増大してエンジンの燃料消費効率がよくなる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を説明するための一例であり、これにより本発明を制限するものではない。

本発明の可変慣性フライホイール２０は、クランクシャフト１０の一端に固定され、ボディ３０、蓋４０と可動部材５０で構成されている。

ボディ３０は、所定の大きさの円形プレート３１で形成され、その中心には軸孔（ｓｈａｆｔ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｈｏｌｅ）３２が形成され、軸孔３２にクランクシャフト１０の端部が嵌合される。
ボディ３０は、その内側面に軸孔３２を中心にして略径方向（中心から周囲に向う方向）に複数の第１ガイド孔３４が等間隔で形成され、各第１ガイド孔３４の間の任意の一箇所、すなわち隣接した任意の一対の第１ガイド孔３４の間に隔壁３３が突出形成される。
隔壁３３は、ボディ３０が可動部材５０と組立てられた時、可動部材５０にあるレール５２によって形成される多数の空間のうちの一つの空間を区分して、第１圧力室６１と第２圧力室６２にするものである。第１ガイド孔３４は、直線状でもよいが、図３に示したように螺旋状に形成されるのが好ましい。

蓋４０は、図１に示されているようにボディ３０に結合されるが、ボディ３０との間に空間を形成して、そこに可動部材５０が収容される。

可動部材５０は、クランクシャフト１０に回動可能に取り付けられ、ボディ３０と蓋４０はクランクシャフト１０に固定されて、クランクシャフト１０と共に回転する。
可動部材５０には、第１ガイド孔３４と同数のレール５２が径方向に突出形成され、レール５２の内側には第１ガイド孔３４と対応する第２ガイド孔５３が形成される。第２ガイド孔５３は、第１ガイド孔３４とは異なって直線状に形成されるのが好ましい。

第１ガイド孔３４と第２ガイド孔５３とが対向する空間には、端部が第１ガイド孔３４と第２ガイド孔５３のそれぞれに挿入された棒状の移動質量体５５がある。つまり、第１ガイド孔３４と第２ガイド孔５３が重なる地点に移動質量体５５が嵌合される。ボディ３０と可動部材５０が回転するとき、回転状況により移動質量体５５の位置が径方向に移動して、ボディ３０と移動質量体５５、さらに可動部材５０が組合わされたフライホイールの回転慣性が変化することになる。

一方、クランクシャフト１０とボディ３０とには第１圧力室６１と第２圧力室６２に連結される第１オイルライン６３、第２オイルライン６４が形成され、第１圧力室６１と第２圧力室６２にオイルの圧力が伝達されるようになる（図１参照）。

第１オイルライン６３と第２オイルライン６４はオイルポンプ（図示せず）側からポンピングされたオイルが流入する通路である。オイルポンプと第１オイルライン６３、第２オイルライン６４との間にはソレノイドバルブ６５が取り付けられ、ソレノイドバルブ６５は、電子制御装置６０によって第１圧力室６１と第２圧力室６２に加えられるオイル圧を調節する。

つまり、ソレノイドバルブ６５の作動によって、第１圧力室６１または第２圧力室６２に選択的に強いオイル圧力が印加され、隔壁３３の左右いずれか一側のレール５２を加圧された状態で可動部材５０が回転する。そして、回転状況により移動質量体５５の位置が変化する。

次に、以上のように構成されたフライホイール装置の作動を説明する。
エンジンが始動されてクランクシャフト１０が回転すると、ボディ３０及び蓋４０はクランクシャフト１０と共に回転する。そして、電子制御装置６０ではエンジンの回転数などエンジンの作動状態に対応するようにソレノイドバルブ６５を制御する。

電子制御装置６０の制御によってソレノイドバルブ６５が作動し、第１オイルライン６３または第２オイルライン６４にオイル圧力が伝達されると、それに該当する第１圧力室６１または第２圧力室６２に油圧が加えられ、可動部材５０が回動する。

エンジンが低速運転されるとき、電子制御装置６０は移動質量体５５が外側に移動するようにソレノイドバルブ６５を制御することによって、フライホイールの十分な回転慣性が確保される。エンジンが高速運転されると、電子制御装置６０は移動質量体５５が中心側に移動するようにソレノイドバルブ６５を制御することによって、フライホイールの回転慣性を低くしてエンジンの出力向上を図る。

つまり、図４、図５に示されているように、エンジンの各運転状態に対応する方向に可動部材５０が回転し、これにより移動質量体５５が外側または中心側に移動する。従って、フライホイール２０が、エンジンの運転状態に適した質量慣性になるようにが制御される。

フライホイールが、エンジンの運転状態に適した質量慣性になるように制御されることによって、エンジンの低速運転では回転安定性が確保され、エンジンの高速運転では燃費向上がされるようになる。

本発明の実施の形態も一例であるフライホイールがエンジンに装着された状態を示した断面図である。 図１のフライホイールの分解斜視図である。 図１のフライホイールの分解斜視図である。 図１のフライホイールの側面図である。 図１のフライホイールの作動状態図である。 図１のフライホイールの作動状態図である。

符号の説明

１０； クランクシャフト
２０； フライホイール
３０； ボディ
３１； 円形プレート
３２； 軸孔
３３； 隔壁
３４； 第１ガイド孔
４０； 蓋
５０； 可動部材
５２； レール
５３； 第２ガイド孔
５５； 移動質量体
６０； 電子制御装置
６１； 第１圧力室
６２； 第２圧力室
６３； 第１オイルライン
６４； 第２オイルライン
６５； ソレノイドバルブ

Claims (5)

1. クランクシャフトの一側端に嵌合され、略径方向に複数の第１ガイド孔が等間隔で形成され、前記第１ガイド孔の間の任意の一箇所に径方向に隔壁が突出形成されたボディと；
   前記第１ガイド孔と同数で、内側に第２ガイド孔が形成されたレールが径方向に突出形成され、前記ボディと結合したとき前記隔壁により第１圧力室と第２圧力室が形成される可動部材と；
   端部が前記第１ガイド孔と前記第２ガイド孔のそれぞれに挿入される棒状の移動質量体と；
   前記第１圧力室と前記第２圧力室に選択的にオイル圧が提供するオイル供給ユニットと；
   を含んで構成されることを特徴とするフライホイール装置。
2. 前記ボディに形成される第１ガイド孔は螺旋状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のフライホイール装置。
3. 前記可動部材に形成される第２ガイド孔は直線状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のフライホイール装置。
4. 前記移動質量体は、棒状であることを特徴とする、請求項１に記載のフライホイール装置。
5. 前記第１圧力室と連結する第１オイルラインと前記第２圧力室と連結する第２オイルラインの間に設置されるソレノイドバルブと、
   前記ソレノイドバルブを制御して前記第１圧力室と前記第２圧力室に選択的に油圧供給を指示する電子制御装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフライホイール装置。

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