JPH02296033A

JPH02296033A - 慣性質量調節装置

Info

Publication number: JPH02296033A
Application number: JP11613489A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takahashi; 聡高橋
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1990-12-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン
等の往復動機関に用いるフライホイールであって、その
慣性質量を機関の負荷に応じて変更調節することができ
るようにしたものに関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンやガソリンエンジンのような往復動
機関では、回転を円滑にして振動を減少し、アイドリン
グの安定性を高めてエンストを防止するためにフライホ
イールを設けるが、普通のフライホイールは形状、質量
（又は重量ンが一定であって、慣性モーメントの大きさ
も一定であるため、通常それらはアイドリングなどの低
回転域に合わせて設計される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のフライホイールは、低回転域の安定性を求めて大
きな慣性モーメントが得られるように設計されるから、
フライホイールが小さくても安定に回転する高回転域で
は、かえって大きなフライホイールが重荷となり、加速
応答性の悪化や、余分な質量を加速するための動力損失
により燃費の悪化を招（。

しかし高回転域に合わせてフライホイールを小型化する
と、低回転域における回転が不円滑、不安定となり、特
に、ダンプカーの荷台傾斜用シリンダやフォークリフト
のリフトシリンダ或いはチルトシリンダ等に圧油を供給
する油圧ポンプ（動力を取り出すポンプであるから、こ
のような負荷を一般的にＰＴＯ負荷と呼ぶことにする。

）が機関に連結されるようになっている場合には、アイ
ドリング状態においてＰＴＯ負荷が掛ったときや、ＰＴ
Ｏ負荷が除かれてアイドリングに戻るときに、機関が負
荷の急変に即応できずに不安定なハンチング状態に陥り
、それによってエンストや、回転あるいは機関全体の振
動を起こしたりする。

本発明はこれらの問題点を解消し、ＰＴＯ負荷が係脱さ
れても機関が円滑に回転し、振動やエンストを起こすこ
とがないようにすることを、発明の解決すべき課題とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記課題を解決するために、機関のクランク軸
に固定され最小限の慣性モーメントを有するフライホイ
ールと、前記クランク軸に対して常時は非係合の状態に
あり、前記機関に対してＰＴＯ負荷が作用したときに前
記クランク軸に対して係合される補助フライホイールと
を有することを特徴とする慣性質量調節袋！を提供する
。

〔作　用〕

本発明の慣性質量調節装置は、前記手段のような構成を
有するから、ＰＴＯ負荷が作用していないときは機関に
は最小限の慣性モーメントを有するフライホイールだけ
が連結されているので、加速応答性が良く、無駄な質量
の加速をしないために動力損失も少なくて燃費が良好で
あるが、ＰＴＯ負荷が機関に作用したときは補助フライ
ホイールが機関のクランク軸に係合するので、補助フラ
イホイールの慣性モーメントが固定のフライホイール等
のそれに加算され、変化率の大きいＰＴＯ負荷に対して
も機関の回転数変動が小幅に抑えられ、ハンチングやエ
ンストを起こすようなことがない。

〔実施例〕

第１図には本発明の一実施例の全体構成が概略的に示さ
れている。１は機関本体で、そのクランク軸にはフライ
ホイール２が取付けられてふり、機関運転中は常時クラ
ンク軸と共に回転するようになっている。フライホイー
ル２の有する慣性モーメントは一定であって、その値は
、機関の無負荷運転や通常の（ＰＴＯ負荷以外の）負荷
の下での運転において、過大な回転むらや振動を生じな
い程度の比較的小さい値となるように設計される。

機関のクランク軸又はカム軸等にはＰＴＯ負荷の一つで
ある油圧ポンプ３が連結されており、前述のようなリフ
トシリンダやチルトシリンダ等の、被駆動体のアクチユ
エータに圧油を供給するようになっている。４はそのた
めの操作装置で、いくつかのＰＴＯレバー５によって操
作される制御弁がその内部に設けられており、配管６に
よって前記油圧ポンプ３の吐出側などの油路に連結され
ていて、ＰＴＯレバー５を操作することにより、油圧ポ
ンプ３の油路を切換えて、被駆動体のアクチユエータへ
の圧油を供給したり、停止したり、或いはドレン側へ排
出したりして、ＰＴ○負荷を駆動或いは停止させること
ができる。したがって、ＰＴＯレバー５の操作により、
機関１には通常の負荷以外のＰＴＯ負荷が、急にＯＮさ
れたりＯＦＦされたりすることになる。従来は、一定の
慣性モーメントを有するフライホイール２が設けられて
おり、このような負荷の急変によっても機関の回転が不
安定とならないように、あらかじめ大きな慣性モーメン
トを有する大型のフライホイール２を使用していたので
、前述のように加速応答性が悪く、燃費も良くなかった
のである。

本発明の実施例では、このフライホイール２をできるだ
け小容量のものとし、これに加えて軸方向に可動の補助
フライホイール７を設けることにより、ＰＴＯ負荷が掛
って機関の負荷が大きく且つ急激に変動するときに、補
助フライホイール７をフライホイール２と一体化して、
慣性モーメントを増大させ、負荷変動によっても機関の
回転が不安定とならないようにしたものである。

第２図以下に詳細に示しているように、補助フライホイ
ール７は、機関１のクランク軸８に嵌挿されローラ９に
よってクランク軸８上を軸方向に自由に摺動することが
できる内輪１０を有する軸受１１によって、クランク軸
８上で空転することができるように支持されている。第
２図における１２は、軸受１１の回転方向に転勤するロ
ーラ又はボールを示す。

補助フライホイール７を軸方向に移動操作するために、
油圧シリンダ１３が機関本体１側に取付けられ、そのピ
ストン１４のロッド１５が適当な減摩手段を介して補助
フライホイール７の背面側に係合している。第４図には
前記減摩手段の例であるローラ１６が図示されている。

また、フライホイール２と補助フライホイール７との間
には、それらの間隔を拡げる方向に圧縮発条１７がロー
ラ１８のような減摩手段を介して挿入されている。

発条１７はフライホイール２又は補助フライホイール７
のどちら側に取付けられていてもよく、第４図に示した
例では、発条１７はフライホイール２に穿孔された数個
の穴１９に挿入されていて、その穴１９は、発条１７が
強く圧縮されたときに、ローラ１８までも受入れること
ができるように十分深くなっている。油圧シリンダ１３
のピストン１４の両側の室は、配管２０及び２１によっ
て操作装置４０制御弁に接続されている。

ＰＴＯレバー５が不作動位置に置かれているときは、油
圧ポンプ３の吐出する圧油は操作装置４内の制御弁によ
ってドレン側へ排出されており、油圧ポンプ３は機関ｌ
に対してほとんど負荷を掛けていない。たとえばダンプ
カーやフォークリフトのリフトシリンダやチルトシリン
ダ等を駆動するために、ＰＴＯレバー５が操作されると
、操作装置４内の制御弁は油路を切換えて、油圧ポンプ
の吐出する圧油を、図示していないそれらのシリンダ等
（アクチユエータ）へ送給する。このときは、油圧ポン
プ３は機関１に対する大きなＰＴＯ負荷となる。

ＰＴＯ負荷が急増したようなときは、フライホイールの
慣性モーメントが小さいと、機関１の回転数が急に低下
するので、機関１０図示しないガバナが作動して燃料を
急増させるが、燃料の増加の割合が大きいために回転数
が急上昇し、オーバーシュートして所定の目標回転数を
越えてしまうので、こんどはガバナが燃料を急減させる
方向に作動することになり、その結果、回転数が変動す
る不安定なハンチング状態に陥り、機関全体の振動を生
じたり、時にはエンストを起こすこともある。

本発明の実施例では、ＰＴＯレバー５が操作されてＰＴ
Ｏ負荷が機関１に掛かるとき、同時に配管２０に油圧ポ
ンプ３の油圧が供給されるようになっており、その油圧
によって油圧シリンダ１３のピストン１４が移動し、ロ
ッド１５を介して補助フライホイール７を移動させ、圧
縮発条１７に抗して補助フライホイール７を、機関１と
共に回転しているフライホイール２に押し付けて係合さ
せる。その結果、２つのフライホイール２及び７は一体
に回転することになり、慣性モーメントは両者の和の値
に増大するので、−時的に機関の回転数は低下するが、
その後は比較的緩やかに上昇し、大きくオーバーシュー
トすることもなく、ガバナにより略一定の目標回転数を
保持する。

したがって、ＰＴ○負荷のように急変する負荷に対して
も、機関回転数の変動は小幅に抑えられ、ハンチングや
、それによる振動やエンスト等を生じない。そして、Ｐ
ＴＯ負荷が掛っていないときは、最小限の慣性モーメン
トを有するフライホイール２だけが機関１のクランク軸
８に接続されているので、加速応答性や燃費が悪化する
ようなこともない。

〔発明の効果〕

本発明は前記のような構成、作用を有するから、ＰＴＯ
負荷が作用していないときは良好な加速応答性と燃費が
得られると共に、ＰＴＯ負荷が作用したときは、補助フ
ライホイールの慣性モーメントが加わることによって、
機関の回転の安定性が増大シ、ハンチングやエンスト或
いは振動等を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を概略的に示す平
面図、第２図は前記実施例の要部を示す正面図、第３図
は同じく要部の側断面図、第４図は前記実施例の側面図
である。１・・・機関本体、　　　　２・・・フライホイール、
３・・・油圧ポンプ、　　４・・・操作装置、５・・・
ＰＴＯレバー　　７・・・補助フライホイール、８・・
・クランク軸、　　　１１・・・軸受、１３・・・油圧
シリンダ、１７・・・圧縮発条、１６．１８−・・ロー
ラ、　　２０．２１・・・油路。

Claims

【特許請求の範囲】

機関のクランク軸に固定され最小限の慣性モーメントを
有するフライホィールと、前記クランク軸に対して常時
は非係合の状態にあり、前記機関に対してＰＴＯ負荷が
作用したときに前記クランク軸に対して係合される補助
フライホィールとを有することを特徴とする慣性質量調
節装置。