JP5817244B2 - 可変慣性質量フライホイール及びそれを搭載する車両 - Google Patents

Description

本発明は、クランクシャフトの回転数に応じて、慣性質量を変える可変慣性質量フライホイールにおいて、クランクシャフトの回転数が高回転のときに、クランクシャフトとの摩擦力を低減して、車両の燃費性能を向上する可変慣性質量フライホイールとそれを搭載する車両に関する。

一般的に、エンジン（内燃機関）には回転を安定させるためにフライホイールを付けている。このフライホイールの機能はエンジンの回転を安定させることと、発進時のエンストを防止する役割がある。これら回転の安定、及びエンスト防止の機能はエンジンが低回転のときに必要となるが、エンジンが高回転になると重要な機能ではなくなる。従ってフライホイールの慣性質量は低回転では大きく、高回転では小さくなることが望ましい。

そこで、フライホイールに遠心クラッチを組み込み、エンジンの回転数が高くなると遠心クラッチが切り離されフライホイールの慣性重量を軽くする装置（例えば特許文献１参照）がある。この可変慣性質量フライホイールについて、図９及び図１０を参照しながら説明する。

図９に示すように、可変慣性質量フライホイール１Ｘを、クラッチハウジング２に設け、エンジン３とトランスミッション４との間に配置する。この可変慣性質量フライホイール１Ｘは、主フライホイール１１Ｘ、補助慣性質量体１２Ｘ、リングギア１３、及び補助慣性質量体１２Ｘの回転の軸を支えるベアリング１４を備える。また、主フライホイール１１Ｘのクランクシャフト５と反対側には、クランクシャフト５の動力をトランスミッション４のインプットシャフト６に伝達又は遮断するためのクラッチ２０を設ける。クラッチ２０は、レリーズベアリング２１、ダイヤフラムスプリング２２、プレッシャープレート２３、ライニング、トーションダンパー、及びスラストなどからなるクラッチディスク２４、及びクラッチカバー２５を備える。

主フライホイール１１Ｘと補助慣性質量体１２Ｘとを結合する遠心クラッチ機構３０Ｘは、図１０に示すように、遠心ブレーキ３１Ｘと遠心クラッチ用回転軸３４Ｘとスプリング３５Ｘとを備え、遠心ブレーキ３１Ｘには摩擦面を有する摩擦部材３２Ｘを備える。補助慣性質量体１２Ｘの主フライホイール１１Ｘに対向する面に、凹部４０を設け、この凹部４０内に遠心クラッチ機構３０Ｘの摩擦面から回転を伝達されるドラムブレーキ面（回転伝達部）４１を備える。

この可変慣性質量フライホイール１Ｘの動作を説明する。図９に示すように、エンジン３を始動する際に、クラッチ２０が動作して、主フライホイール１１Ｘの回転をインプットシャフト６に伝達可能になる。クラッチ操作により、レリーズベアリング２１を動作させ、ダイヤフラムスプリング２２がプレッシャープレート２３を介してクラッチディスク２４を主フライホイール１１Ｘに押し付ける。これにより、クラッチディスク２４と主フライホイール１１Ｘとが係止され、主フライホイール１１Ｘとインプットシャフト６とが締結する。これでクランクシャフト５の動力を主フライホイール１１Ｘとクラッチ２０を介してインプットシャフト６が受け取ることができる。

図１０に示すように、エンジン３が低回転のときには、遠心クラッチ機構３０Ｘの摩擦部材３２Ｘはスプリング３５Ｘにより補助慣性質量体１１Ｘの中心に向かって、押し付けられており、摩擦部材３２Ｘとドラムブレーキ面４１との摩擦力により、主フライホイー
ル１１Ｘと補助慣性質量体１２Ｘとは一体に回転する。そのため、可変慣性質量フライホイール１Ｘの慣性質量は大きくなり、クランクシャフト５の回転を安定させ、エンストを防止することができる。

エンジン３が高回転のときには、遠心クラッチ機構３０Ｘの遠心ブレーキ３１Ｘが主フライホイール１１Ｘの回転による遠心力によって、遠心クラッチ用回転軸３４Ｘを回転軸として回動する。よって、摩擦部材３２Ｘの摩擦面とドラムブレーキ面４１とが離れることになり、主フライホイール１１Ｘと補助慣性質量体１２Ｘとを切り離すことができる。これにより、可変慣性質量フライホイール１Ｘの慣性質量は小さくなり、加速性能を向上させることができる。

しかしながら、補助慣性質量体１２Ｘを主フライホイール１１Ｘから切り離しても、クランクシャフト５上に補助慣性質量体１２Ｘが回転可能に支持されており、この構造では遠心クラッチを切り離した後もクランクシャフト５と補助慣性質量体との間の回転を支持しているベアリング１４で摩擦力が発生する。主フライホイール１１Ｘと補助慣性質量体１２Ｘとの時間毎の回転数を示した図１１から明らかなように、補助慣性質量体１１Ｘとクランクシャフト５との間に摩擦力が発生しているため、徐々にエンジン３に直結の主フライホイール１１Ｘと補助慣性質量体１２Ｘとの回転数が同期してゆく。補助慣性質量体１２Ｘに働く回転抵抗は空気抵抗だけであるため、最終的にはエンジン３に直結の主フライホイールと補助慣性質量体１２Ｘの回転数は略同一の回転数となる。つまり、回転数が同期するまでクランクシャフト３は補助慣性質量体１１Ｘとの摩擦抵抗を引きずり続けることになる。従って、この構造では車両の加速性能は向上するが、燃費が向上しないという問題がある。

実開昭５９―４７１４５号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、可変慣性質量フライホイールの補助慣性質量体とクランクシャフトとの摩擦力を低減して、加速性能と共に燃費を向上させることができる可変慣性質量フライホイールとそれを搭載した車両を提供することである。また、補助慣性質量体とクランクシャフトとの摩擦力が低減しても、エンジンの低回転時には、確実に主フライホイールと一体回転することができる可変慣性質量フライホイールとそれを搭載した車両を提供することでもある。

上記の目的を達成するための可変慣性質量フライホイールは、クランクシャフトと一体回転する主フライホイールを備えると共に、前記主フライホイールに隣接する少なくとも１つの補助慣性質量体を備え、前記補助慣性質量体に、遠心クラッチ機構の前記補助慣性質量体の回転軸の周方向に設けた摩擦面から回転が伝達される回転伝達部を備え、前記主フライホイールと前記補助慣性質量体とが複数の前記遠心クラッチ機構を介して、内燃機関が低回転のときに一体に回転し、前記内燃機関の高回転のときに切り離され、前記内燃機関の回転に応じて慣性重量を変化させる可変慣性質量フライホイールにおいて、前記補助慣性質量体を前記内燃機関と変速装置のハウジングのどちらか一方に固定された固定軸にベアリングを介して回転自在に配置し、前記補助慣性質量体の前記主フライホイールと対向する面に凹部を設け、前記凹部内に前記遠心クラッチ機構の少なくとも一部を配設すると共に、前記凹部の前記回転軸側の外周面又は前記補助慣性質量体の外側の内周面の少なくともどちらか一方に前記回転伝達部を備えて構成される。

この構成によれば、補助慣性質量体の回転支持をクランク軸上ではなく、固定されたケース（ハウジング）側とすることで、遠心クラッチが切り離されれば補助慣性質量体とクランク軸の間に一切摩擦力が働くことがない。そのため、クラッチが切り離された後にはエンジンに直結の主フライホイールと補助慣性質量体の間に引きずりトルクが発生せず、加速性能及び燃費性能を共に向上させることができる。

また、遠心クラッチの摩擦面から受ける力が補助慣性質量体の回転軸の半径方向に向くため、回転軸方向に力が加わることがなく、ベアリングにかかる回転抵抗を低減することができる。仮に回転軸方向と直角となる方向に摩擦面を設けると補助慣性質量体を支えるベアリングに軸方向の荷重がかかり、回転抵抗が増加する。

加えて、補助慣性質量体に設けた凹部の回転軸側の外周面又は外周側の内周面に回転伝達部を設けることで、摩擦面との接触面積を大きくすることができ、その分摩擦力が大きくなりエンジンの低回転時に主フライホイールと補助慣性質量体とを確実に一体回転させることができる。さらに、補助慣性質量体内に設けた凹部に遠心クラッチ機構を設けることで、フライホイールの回転軸方向の大きさをコンパクトにすることができる。

また、上記の可変慣性質量フライホイールは、前記固定軸と前記補助慣性質量体との間で、前記ベアリングよりも、前記ハウジング側と前記主ホイール側のそれぞれにオイルシールを設け、前記オイルシールの間に配置される前記ベアリングのみを潤滑するように、前記内燃機関又は前記変速装置から潤滑油を供給する潤滑油供給路を設けて構成される。

この構成によれば、補助慣性質量体のベアリングに内燃機関のオイルポンプから潤滑オイルを供給することができる。そのため、補助慣性質量体のベアリングを潤滑することができ、ベアリングの耐久性を向上することができる。加えてオイルがベアリングのみを潤滑するように、ベアリングの両側をオイルシールしているため、オイルが他に流出することがない。

さらに、上記の可変慣性質量フライホイールは、前記遠心クラッチ機構が、前記摩擦面を有した遠心ブレーキと、前記主フライホイールに軸着する回転軸と、ねじりコイルばねとを備え、前記摩擦面の周方向の両端部が前記摩擦面に垂直な方向から付勢されるように、前記ねじりコイルばねのコイル部に前記回転軸を挿通すると共に、前記ねじりコイルばねの一端を一方の前記ねじりコイルばねの前記摩擦面の端部に、もう一端をもう一方の前記ねじりコイルばねの前記摩擦面の端部に係止して構成される。

この構成によれば、補助慣性質量体をクランク軸とは別の固定軸に回転支持しているため、エンジンの低回転時に主フライホイールと補助慣性質量体とを一体回転させるために、従来よりも大きい摩擦力が必要となる。そこで、遠心クラッチにねじりコイルばね（トーションばね）を使用することで、ねじりコイルばねの両端がブレーキを押すことができ、且つ押し付け方向を摩擦面に垂直にすることができる。そのため、ばね力を効率良く摩擦力に変換することができ、摩擦力を大きくすることができる。また、ねじりコイルばねの取り付けスペースもコンパクトにすることができ、レイアウト性を向上することができる。

上記の目的を達成するための車両は、上記に記載の可変慣性質量フライホイールを搭載して構成する。この構成によれば、内燃機関の回転数が上がり、遠心クラッチにより主フライホイールと切り離された補助慣性質量体と、クランクシャフトとの摩擦抵抗がなくなり、加速性能を向上させると共に、燃費性能を向上させることができる。

本発明によれば、可変慣性質量フライホイールの補助慣性質量体とクランクシャフトとの摩擦力を低減して、加速性能と共に燃費を向上させることができる。また、補助慣性質量体とクランクシャフトとの間の摩擦力が低減しても、エンジンの低回転時には、両者を確実に主フライホイールと一体回転することができる。

エンジンが低回転のときの、本発明に係る第１の実施の形態の可変慣性質量フライホイールを示した断面図である。 図１の一部を示した拡大図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩで示した断面図である。 エンジンが低回転のときの、本発明に係る第１の実施の形態の可変慣性質量フライホイールの遠心クラッチを示した拡大図である。 エンジンが高回転のときの、本発明に係る第１の実施の形態の可変慣性質量フライホイールの遠心クラッチを示した拡大図である。 エンジンが高回転のときの、本発明に係る第１の実施の形態の可変慣性質量フライホイールを示した断面図である。 エンジンが高回転のときの、本発明に係る第２の実施の形態の可変慣性質量フライホイールを示した断面図である。 エンジンが高回転のときの、本発明に係る第２の実施の形態の可変慣性質量フライホイールの遠心クラッチを示した拡大図である。 従来の可変慣性質量フライホイールを示した断面図である。 図９のＸ−Ｘを示した断面図である。 従来の可変慣性質量フライホイールの時間毎の回転数を示した図である。

以下、本発明に係る実施の形態の可変慣性質量フライホイールとそれを搭載した車両について、図面を参照しながら説明する。なお、図９及び図１０に示した従来の可変慣性質量フライホイール１Ｘと同一の構成及び動作については同一の符号を用いて、その説明を省略する。

本発明に係る第１の実施の形態の可変慣性質量フライホイール１について、図１及び図２を参照しながら説明する。可変慣性質量フライホイール１を、図１に示すように、エンジン（内燃機関）３とトランスミッション（変速装置）４との間のクラッチハウジング２に設ける。

また図９で示した構成に加えて、図１に示すように、エンジン３に固定軸３ａとオイルポンプ７とオイルパン８とを備える。また、この可変慣性質量フライホイール１は、主フライホイール１１、補助慣性質量体１２、リングギア１３、及び補助慣性質量体１２の回転の軸を支えるベアリング１４を備え、主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とを摩擦力で一体に回転可能な遠心クラッチ機構３０を備える。

主フライホイール１１に主フライホイール用回転軸１１ａとボス部１１ｂを備え、補助慣性質量体１２に凹部４０を備える。また、補助慣性質量体１２と固定軸３ａの間にオイルシール５１、５２を備え、固定軸３ａとクランクシャフト５との間にもオイルシール５３を備える。さらに、固定軸３ａの内部に潤滑油供給路５４、５５を備える。

上記のエンジン３、トランスミッション４、リングギア１３、及びクラッチ２０などは一般的な構造であり、例えばエンジン３はディーゼルエンジンやガソリンエンジンを用いることができる。また、ベアリング１４、及び他のベアリングをボールベアリングで形成し、それぞれが設けられた部分を回転可能に支持している。加えて、クラッチ２０も上記の構造に限らず、乾式クラッチや湿式クラッチなどを用いることができる。

固定軸３ａを、クランクシャフト５又は主フライホイール１１の主フライホイール用回転軸１１ａが内部に配設される中空部を有した円筒状に形成し、エンジン３のハウジングと一体に形成する、若しくはボルトなどで一体的に固定する。この固定軸３ａはクランクシャフト５とはベアリングを介しており、主フライホイール１１とは接触していない。

主フライホイール１１を、クランクシャフト５に同心的な円板形状に形成し、クランクシャフト５のトランスミッション４側の端面に主フライホイール用回転軸１１ａを突合わせて、ボルトで固定する。この主フライホイール１１はその外周に向かって肉厚に形成され、その外周にはスタータ（図示せず）に噛合可能なリングギア１３を備える。さらに、エンジン３側の面には、遠心クラッチ機構３０を回転支持するためのボス部１１ａも備える。

補助慣性質量体１２を、主フライホイール１１と同様に、固定軸３ａに同心的な円板形状に形成し、固定軸３ａにベアリング１４を介して、回転可能に支持する。この補助慣性質量体１２の主フライホイール１１に対向する面に凹部４０を備え、外周に向かって肉厚になるように形成する。

上記の主フライホイール１１と補助慣性質量体１２は形状、機能を限定せずに、例えば発電機能を有したフライホイールなどを用いることができる。また、主フライホイール１１の内外にクランクシャフト５からの振幅を減衰することができる減衰装置を設けてもよい。

凹部４０は、補助慣性質量体１２の主フライホイールに対向する面に円環状に形成された凹状の溝であり、補助慣性質量体１２の回転軸である固定軸３ａ側の外周面４１と補助慣性質量体１２の外周側の内周面４２とを備える。また、この凹部４０を、その内部に遠心クラッチ機構３０を配設することができる大きさに形成する。外周面４１は、回転軸の周方向の面であり、遠心クラッチ機構３０が作用し、主フライホイール１１の回転を受け取るドラムブレーキ面（回転伝達部）４１として動作する。

オイルシール５１を、図２に示すように、補助慣性質量体１２と回転軸３ａとの間で、エンジン３側のベアリング１４ａよりもエンジン３寄りに設け、オイルシール５２を、主フライホイール１１側のベアリング１４ｂよりも主フライホイール１１寄りに設ける。このオイルシール５１、５２によって、外側に液体が漏れないようにシールしている。オイルシール５３を、回転軸３ａとクランクシャフト５との間に設ける。

潤滑油供給路５４を、固定軸３ａの内部に設け、オイルポンプ７と接続する。潤滑油供給路５５も同様に固定軸３ａの内部に設け、オイルパン８と接続する。これにより、オイルポンプ７から潤滑オイルが潤滑油供給路５４を通って、ベアリング１４ａ及びベアリング１４ｂを潤滑し、その潤滑オイルが潤滑油供給路５５を通って、オイルパン８に戻ることができる。この潤滑油供給路５４及び５５は、固定軸３ａの内部に少なくとも１本ずつ設ければよい。

上記の構成によれば、補助慣性質量体１２がクランクシャフト５ではなく、エンジン３に固定された固定軸３ａによって回転支持されているため、遠心クラッチ機構３０により主フライホイール１１から切り離されたときに、補助慣性質量体１２とクランクシャフト５との間に一切摩擦力が働かない。そのため、遠心クラッチ機構３０により切り離された後はクランクシャフト５と補助慣性質量体１２との間に引きずりトルクが発生しないため
、加速性能と燃費性能を共に向上することができる。

また、補助慣性質量体１２の凹部４０を設け、その内部に遠心クラッチ機構３０を配設することができるため、可変慣性質量フライホイール１の回転軸方向の長さを短くすることができる。これにより、コンパクトな可変慣性質量フライホイール１を提供することができる。

加えて、遠心クラッチ機構３０から回転を伝達されるドラムブレーキ面４１を回転軸の周方向に設けるため、補助慣性質量体１２の回転軸、つまりベアリング１４ａ、１４ｂに軸方向の荷重がかからずに、回転抵抗を低減することができる。軸方向の荷重がかからないため、補助慣性質量体１２が回転軸方向に移動してしまうことがない。

さらに、オイルシール５１、５２と潤滑油供給路５４、５５とを設けることにより、ベアリング１４ａ、１４ｂのみを潤滑オイルによって潤滑することができるため、ベアリング１４ａ、１４ｂが焼き付くこともなくなり、ベアリング１４ａ、１４ｂの耐久性を向上することができる。なお、潤滑オイルを導いてもオイルシール５３、５４によってシールされているため、オイルは外部へと流出することがない。

上記の可変慣性質量フライホイール１の補助慣性質量体１２はトランスミッション４に
固定軸を設けて、主フライホイール１１とトランスミッション４との間に配設してもよい。また、補助慣性質量体１２と固定軸３ａとの間のベアリング１４はその個数を限定しないが、補助慣性質量体１２の厚みを考慮すると２列以上が好ましい。加えて、ドラムブレーキ面を補助慣性質量体１２の外周面に設けることもできる。その場合は補助慣性質量体１２に凹部４０を形成しなくともよい。さらに、リングギア１３を補助慣性質量体１２の外周面に設けることもできる。

次に、遠心クラッチ機構３０について、図３を参照しながら説明する。遠心クラッチ機構３０は、遠心ブレーキ３１、摩擦面を備えた摩擦部材３２、カウンターウエイト３３、遠心クラッチ用遠心クラッチ用回転軸３４、及びひねりコイルばね（トーションばね）３５を備える。この遠心クラッチ機構３０を、補助慣性質量体１２の凹部４０のドラムブレーキ面４１と内周面４２との間に、ドラムブレーキ面４１の外周上に等間隔なるように複数配置する。遠心クラッチ機構３０を等間隔に配置することで、回転時の偏心を防ぐことができる。

摩擦部材３２とカウンターウエイト３３は遠心ブレーキ３１に設けられ、それらを一体に形成する。摩擦部材３２の摩擦面は補助慣性質量体１２のドラムブレーキ面４１と接触し、そのときに発生する摩擦力で主フライホイール１１の回転を補助慣性質量体１２に伝えて、補助慣性質量体１２を回転することができる。この摩擦部材３２は、耐摩耗性能に優れ、摩耗特性が高い部材で形成するとよい。例えば、レジンモールド材や焼結材などが好ましい。また、摩擦部材３２の摩擦面はエンジン３の回転による遠心力の作用が大きく無い場合は常に補助慣性質量体１２の回転軸の周方向となる。

カウンターウエイト３３は、ドラムブレーキ面４１を外周面４１にする場合は、設けなくとも良いが、ドラムブレーキ面を内周面４２にする場合は必須となる。

また、カウンターウエイト３３を設けることで、遠心力の作用を小さくすることができる。そのため、特にトラック用などの回転直径が大きい遠心クラッチ機構３０では遠心力の作用が非常に大きくなるため、カウンターウエイト３３を付けないと、ばねを非常に硬いばねにする必要があり、結果、ばねにかかる応力が高くなりすぎるため、カウンターウエイト３３を設けることが好ましい。

遠心クラッチ用回転軸３４を、遠心ブレーキ３１を回転可能に支持するように主フライホイール１１のボス部１１ｂに軸着する。

ねじりコイルばね３５は、図４に示すように、圧接部３５ａ、３５ｂとコイル部３５ｃとを備え、コイル部３５ｃで巻かれ、コイル部３５ｃのコイル軸まわりにねじりモーメントを受ける。このねじりコイルばね３５を、ねじりコイルばね、円形コイルばね、又は重ね巻きねじりコイルばねなどで形成する。また、コイル部３５ｃに遠心クラッチ用遠心クラッチ用回転軸３４を挿通する。

ねじりコイルばね３５は、図４に示すように、通常回転による遠心力を受けていない場合は圧接部３５ａ、３５ｂがドラムブレーキ面４１に向かう方向にばね力が作用している。そのため、圧接部３５ａは自身が設けられた遠心クラッチ機構３０の摩擦部材３２の端部３２ｂをドラムブレーキ面４１へ押し付け、圧接部３５ｂは自身が設けられた遠心クラッチ機構３０と隣接する遠心クラッチ機構３０の摩擦部材３２の端部３２ａをドラムブレーキ面４１へ押し付けている。

このねじりコイルばね３５は、図２に示すように、遠心ブレーキ３１の両側に設けるとより摩擦力を強くすることができる。また、上記の構成に限らず、図４に示すように、摩擦部材３２の両端部３２ａ、３２ｂをドラムブレーキ面４１へ押し付けることができればよく、コイルの巻き数や、材質は特に限定されない。

本発明においては、補助慣性質量体１２とクランクシャフト５との間に摩擦力が働かないため、エンジン３の低回転時に主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とが一体に回転するためには、より大きな摩擦力を必要とする。しかし、上記の構成によれば、ねじりコイルばね３５の圧接部３５ａ、３５ｂが摩擦部材３２の回転軸の周方向の両端部３２ａ、３２ｂをドラムブレーキ面４１に押さえつけ、且つ押し付け方向が摩擦部材３２の摩擦面に垂直なため、ばね力を効率よく摩擦力に変換することができる。そのため、エンジン３の低回転時に、主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とを確実に一体に回転させることができる。また、ねじりコイルばね３５を用いることで、ばねの取り付けスペースもコンパクトにすることができるため、レイアウト性を向上することができる。

次に、本発明に係る実施の形態の可変慣性質量フライホイール１の動作を説明する。クラッチ２０によって、クランクシャフト５の回転をインプットシャフト６へ伝える動作までは従来技術の説明で説明した通りである。エンジン３の回転数が低回転（エンジン３の始動直後など）の動作を図１〜図４に示す。エンジン３の回転、つまりクランクシャフト５の回転により、主フライホイール１１が回転する。同時に、主フライホイール１１のボス部１１ｂに軸着している遠心クラッチ機構３０も回転する。遠心クラッチ機構３０は補助慣性質量体１２の凹部４０の内部を回転しようとするが、摩擦部材３２の摩擦面とドラムブレーキ面４１とが接触しており、摩擦力によって、補助慣性質量体１２も一体に回転する。

上記の動作によれば、エンジン３が低回転のときは、遠心クラッチ機構３０を介して主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とが一体に回転し、可変慣性質量フライホイール１の慣性質量が大きいため、エンジン３の回転を安定させて、エンストなどを防止することができる。

また、エンジン３が始動しているため、合わせてオイルポンプ７も動作をしており、ベアリング１４ａ、１４ｂに潤滑油供給路５４を通して潤滑オイルを移送し、潤滑オイルがベアリング１４ａ、１４ｂを潤滑している。この潤滑オイルはベアリング１４ａ、１４ｂ
を潤滑した後、潤滑油供給路５５を通り、オイルパン８へと戻る。このように潤滑オイルはエンジン３が始動している間はベアリング１４ａ、１４ｂを潤滑するため、循環している。

よって、補助慣性質量体１２の回転によって消耗するベアリング１４ａ、１４ｂにオイルポンプ７から潤滑するためのオイルを導くことができるため、ベアリング１４ａ、１４ｂの消耗を防ぐことができる。さらに、遠心クラッチ機構３０にねじりコイルばね３５を用いているため、ばね力を効率よく摩擦力に変換することができるため、主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とを確実に一体に回転することができる。

次に、エンジン３の回転数が高回転（遠心クラッチ機構３０に大きな遠心力がかかるとき）の動作を図５及び図６を参照しながら説明する。図５に示すように、遠心クラッチ機構３０には遠心力がかかり、そのため、遠心クラッチ用回転軸３４を回転軸にして、回動を開始する。この回動で摩擦部材３２に遠心力がかかりドラムブレーキ面４１から離れる方向へ動き、カウンターウエイト３３がドラムブレーキ面４１に近づく方向へ動く。これにより、ねじりコイルばね３５の圧接部３５ａ、３５ｂを摩擦部材３２で押し上げる。結果、摩擦部材３２の摩擦面とドラムブレーキ面４１との接触が解除され、主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とを切り離すことができる。

主フライホイール１１から切り離された補助慣性質量体１２は、図６に示すように、別々に回転動作を行う。主フライホイール１１はクランクシャフト５と一体に回転し、一方、補助慣性質量体１２は、回転動力がなくなり、慣性により回転し、空気抵抗を受け、しばらく時間が経つと停止する。このとき、補助慣性質量体１２とクランクシャフト５との間に摩擦力は一切かからないため、従って摩擦抵抗もかからない。

上記の動作によれば、エンジン３が高回転のときは、主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とが切り離されると共に、補助慣性質量体１２とクランクシャフト５との間に摩擦力が一切かからず、クランクシャフト５に引きずりトルクが発生することがないため、加速性能と燃費性能を向上することができる。

次に本発明の第２の実施の形態の可変慣性質量フライホイール１を、図７及び図８を参照しながら説明する。上記の構成のドラムブレーキ面４１と遠心クラッチ機構３０とに換えて、内周面４２をドラムブレーキ面４２とし、そのドラムブレーキ面４２に接する遠心クラッチ６０を設ける。遠心クラッチ６０は、遠心ブレーキ６１、摩擦部材６２、カウンターウエイト６３、遠心クラッチ用回転軸６４、及びひねりコイルばね６５を備える。摩擦面が内周面４２になり、遠心クラッチ６０が内周面４２に向いただけで、動作などは上記と同様である。

この構成によれば、上記の構成に加えて、ドラムブレーキ面を内周面４２にした場合、摩擦面の直径が大きくなるため、発生させる摩擦力を小さくしても同じトルクを発生させることができる。同時にカウンターウエイト６３の作用で遠心力自体を小さくできるので、結果としてばね力を非常に小さくでき、ひねりコイルばね６５の小型化と耐久性を向上することができる。

また、補助慣性質量体１２の凹部４０の外周面４１と内周面４２のそれぞれをドラムブレーキ面４１及び４２として、遠心クラッチ機構３０と遠心クラッチ６０の両方を設けることもできる。

上記に記載の可変慣性質量フライホイール１を搭載した車両は、エンジン３が低回転のときにエンジン３の回転を安定させ、エンストなどを防止し、エンジン３が高回転のときに慣性質量を小さくすることで加速性能を向上させることができる。また、これに加えて、補助慣性質量体１２とクランクシャフト５に摩擦力が働かないため、燃費性能を向上させることができる。

また、補助慣性質量体１２の回転を支持するベアリング１４ａ、１４ｂを潤滑オイルで潤滑するため、耐久性が向上し、車両のメンテナンス性も向上させることができる。加えて、エンジン３の低回転のときに遠心クラッチ機構３０及び６０の摩擦力が大きいため、確実に主フライホイール１１と補助慣性質量体１２とを一体に回転させることができる。

本発明の可変慣性質量フライホイール１は、エンジンが低回転のときに遠心クラッチの摩擦力を大きくして、確実に主フライホイールと補助慣性質量体とが一体に回転するため、従来の性能を損なわずに、エンジンが高回転のときに、補助慣性質量体からクランクシャフトへの摩擦抵抗が一切ないため、加速性能と燃費性能を向上することができる。加えて、補助慣性質量体のベアリングに潤滑オイルで潤滑するため、高い耐久性を実現することができる。そのため、ディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの車両に利用することができる。

１ 可変慣性質量フライホイール
２ クラッチハウジング
３ エンジン（内燃機関）
３ａ 固定軸
４ トランスミッション（変速装置）
５ クランクシャフト
６ インプットシャフト
７ オイルポンプ
８ オイルパン
１１ 主フライホイール
１２ 補助慣性質量体
１３ リングギア
１４ ベアリング
２０ クラッチ
３０、６０ 遠心クラッチ機構
３１、６１ 遠心ブレーキ
３２、６２ 摩擦部材
３３、６３ カウンターウエイト
３４、６４ 遠心クラッチ用回転軸
３５、６５ ひねりコイルばね（トーションばね）
４０ 凹部
４１ 外周面（回転伝達部、ドラムブレーキ面）
４２ 内周面（回転伝達部、ドラムブレーキ面）
５１、５２、５３ オイルシール
５４、５５ 潤滑油供給路

Claims (3)

1. クランクシャフトと一体回転する主フライホイールと、前記主フライホイールに隣接する少なくとも１つの補助慣性質量体と、前記主フライホイール及び前記補助慣性質量体の間に介設された複数の遠心クラッチ機構とを備え、
   前記補助慣性質量体に、複数の前記遠心クラッチ機構の前記補助慣性質量体の回転軸の周方向に設けた摩擦面から回転が伝達される回転伝達部を備え、
   前記主フライホイールと前記補助慣性質量体とが複数の前記遠心クラッチ機構を介して、内燃機関が低回転のときに一体に回転し、前記内燃機関の高回転のときに切り離され、前記内燃機関の回転に応じて慣性重量を変化させる可変慣性質量フライホイールにおいて、
   前記補助慣性質量体を前記内燃機関と変速装置のハウジングのどちらか一方に固定された固定軸にベアリングを介して回転自在に配置し、
   前記補助慣性質量体の前記主フライホイールと対向する面に凹部を設け、前記凹部内に前記遠心クラッチ機構の少なくとも一部を配設すると共に、前記凹部の前記回転軸側の外周面又は前記補助慣性質量体の外側の内周面の少なくともどちらか一方に前記回転伝達部を備え、
   各前記遠心クラッチ機構が、前記摩擦面を有した遠心ブレーキと、前記主フライホイールに軸着する回転軸と、ねじりコイルばねとを備え、
   前記摩擦面の周方向の両端部が前記摩擦面に垂直な方向から付勢されるように、前記ねじりコイルばねのコイル部に前記回転軸を挿通すると共に、前記ねじりコイルばねの一端を前記遠心ブレーキの前記摩擦面の一方の端部に係止し、前記ねじりコイルばねのもう一端を隣の遠心ブレーキの摩擦面のもう一方の端部に係止することを特徴とする可変慣性質量フライホイール。
2. 前記固定軸と前記補助慣性質量体との間で、前記ベアリングよりも、前記ハウジング側と前記主ホイール側のそれぞれにオイルシールを設け、前記オイルシールの間に配置される前記ベアリングのみを潤滑するように、前記内燃機関又は前記変速装置から潤滑油を供給する潤滑油供給路を設けることを特徴とする請求項１に記載の可変慣性質量フライホイール。
3. 請求項１又は２に記載の可変慣性質量フライホイールを搭載する車両。