JPH0246344A - 慣性モーメントが変化するフライホイール - Google Patents

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〕 本発明は、たとえば内燃機関のクランク軸に使用される
のに適したフライホイールに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、内燃機関等に使用されるフライホイールは、一
定の形状、構造及び質量を有しており、その慣性モーメ
ントの値は不変であって、設計に当っては、回転が円滑
さを欠き回転ムラや回転停止が起りやすい低速回転の際
に回転が比較的滑らかになるように、フライホイールの
ｘ量及び形状、構造等を設定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、従来の内燃機関のフライホイールは、主
として低速回転に合わせて設計されているため、その内
燃機関を高速回転させるときは、より小さなフライホイ
ールでも十分に円滑な回転が得られるにもかかわらず、
フライホイールの慣性モーメントは大きな一定値のまま
であるから、余分の質量を加速するためにエネルギを無
駄に消費するうえ、慣性モーメントの大きなフライホイ
ールが速度制御に対するレスポンスを悪化させるという
問題が潜んでいる。さりとて、高速回転に合わせて慣性
モーメントの小さいフライホイールを使用すると、低速
回転の際には回転が不円滑となり、振動も生じるので、
車両の場合には乗心地が悪化するし、パワーステアリン
グや動力作業機のＰＴＯ負荷等の、いわゆる急負荷が対
象とする機関にかかった場合は、機関停止が起き易くな
るため、低速回転時には、慣性モーメントの大きいフラ
イホイールの使用を欠かすことができない。

本発明は、この相客れない二つの要求を同時に満足させ
るために、回転速度の増大に応じて慣性モーメントが減
少するところの、新規な構成を有するフライホイールを
提供することを発明の課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこの課題を解決するために、中心軸に固定され
て回転するフライホイール本体と、本体に複数個設けら
れた半径方向のシリンダと、シリンダーに液密に挿入さ
れているピストン型重錘と、ピストン型重錘をシリンダ
ー内においてフライホイール本体の半径方向外方へ付勢
するばね手段と、前記ピストン型重錘が前記シリンダー
を区画して形成スる二つの空間のうち、フライホイール
本体の半径方向外側にある空間に通じる油路と、中心軸
の回転速度に応じて前記油路に、低速時には小なる油圧
を、高速時には大なる油圧を供給し、前記ばね手段の力
に抗して前記ピストン型重錘を半径方向内側へ移動させ
る制御油圧供給手段とを設けてなる、慣性モーメントが
変化するフライホイールを提供する。

〔作　用〕

本発明は上記の構成を有するから、中心軸の回転速度が
大なる時には、制御油圧供給手段から大きな油圧を、フ
ライホイール本体の各シリンダーの半径方向外側にある
空間に送り、ピストン型重錘をばね手段と遠心力に抗し
て中心軸の方へ移動させ、フライホイール全体の慣性モ
ーメントの値を減少させると共に、中心軸の回転速度が
小なる時には、制御油圧供給手段から小なる油圧を前記
空間に送り、ピストン型重錘がばね手段の力と遠心力に
よって半径方向外方に移動することを許し、それによっ
てフライホイール全体の慣性モーメントの値を増大せし
めるように作動する。

〔実施例〕

本発明の一実施例の構造が第１図に示されている。ｌは
円盤形のフライホイール本体で、たとえばプレス成形し
て貼り合わせた２枚の鋼板とか、大部分を一体に成形し
た軽合金あるいは合成樹脂等の材料からなり、中心に、
内燃機関のクランク軸等、本発明フライホイールの適用
対象となる回転軸に固着するためのボス部２を備えると
共に、半径方向に複数個のシリンダー３をバランスを考
慮して設けている。シリンダー３の断面形は真円形のほ
か、必要に応じて長円形や正方形、長方形等とすること
もでき、本体１に固着される別体のシリンダライナーに
よって構成することもできる。

フライホイール本体１は、中心軸７のまわりに−様な外
面の厚さを有していてもよいし、シリンダー３やボス部
２などの部分だけが軸方向両側又は片側に隆起し、他は
比較的薄い円盤状であってもよい。強度を高めるために
、フライホイール本体１の外周縁に適当なリムを設ける
ことも、実施に当っては考慮される。

前記の各シリンダー３には、質量の大きいピストン型重
錘４が液密に挿入されており、放射方向外側の空間３に
設けられた引張りばね５によって常に中心から離れる方
向に付勢されている。引張りばね５に代えて、ピストン
型重錘４を放射方向外側に押し出すように、各シリンダ
ー３の中心寄りの底部と重錘４との間に形成される空間
ごに圧縮ばねを設けてもよい。もっとも金属的なばねを
設けなくても、ピストン型重錘４に適当なシールを設け
て液密性を確実に保持すれば、前記の圧縮ばねを設ける
べき空間ごにある気体が空気ばねとして作用するので、
ある程度の効果は得られる。

前記の空間ｒに通じるより大きな閉じた空気溜を、本体
１のデッドスペース等を利用して設ければ、空気ばねの
作用が一層良好になる。

なお、引張ばね５或いは前記の圧縮ばねのみにより重錘
４を半径方向外方に付勢し、空気ばねの作用を全く利用
しないときは、空間ごは大気（たとえばエンジンオイル
の溜の上方空間）に通じるように、適当な通路を設ける
ことができる。このようにすれば、ピストン型重錘４の
液封が完全でなくても、漏洩した制御油（後述）は空間
ごから排除、回収されるので、洩れた油が空間ごに溜っ
て重錘４をロックしてしまうおそれはなくなる。

シリンダー３の半径方向外側の空間ごには、ピストン型
重錘をそれに作用する遠心力とばね５等に抗して半径方
向内側に移動させる制御油圧が供給される。この制御油
圧を空間ごへ導びくために、フライホイール本体１には
中心軸等を経由する油路６が設けられる。油路６の制御
油圧が増大すると、第２図に示すように、ピストン型重
錘４は、油圧による重錘４に対する押圧力が、引張ばね
５又はそれに代わるものの力と重錘４の遠心力との和の
値に釣合う位置まで、シリンダー３内を中心に向って移
動するから、フライホイール全体としての慣性モーメン
トが減少して、高速回転の場合に適するようになる。反
対に、油路６の制御油圧が減少すると、第３図に示すよ
うに、ピストン型重錘４は遠心力と引張ばね５の力によ
って半径方向外方に移動し、フライホイール全体として
の慣性モーメントが増大し、低速回転の場合に適するよ
うになる。

本発明のフライホイールの適用対象が内燃機関である場
合は、前記の制御油圧としては、機関の潤滑油圧を利用
することができるから、非常に好都合である。潤滑油は
オイルパンなどの油溜から潤滑油ポンプにより吸い上げ
られ、かつ加圧されて、必要な潤滑対象への油路に送り
こまれる。潤滑油ポンプは直接又は間接に機関のクラン
ク軸により駆動されているから、機関が低速回転してい
るときはポンプの吐出圧が低く、高速回転しているとき
は吐出圧が高いものが多い。もっとも、吐出側の潤滑油
路にはリリーフ弁を設けて、潤滑油圧が一定値を超える
と、バイパス路が開き、潤滑油圧をそれ以上に高めない
ようになっているが、潤滑油ポンプの吐出口に近い油路
の圧力は、機関の回転速度を反映して、低速時には比較
的低く、高速時には比較的高くなる。この傾向を強める
必要があれば、吐出口とリリーフ弁の間に適当な大きさ
の絞りを設け、絞りの上流の圧力をとり出すようにすれ
ばよい。

このようにして取り出した、機関の回転速度に応じて変
動する潤滑油圧を、本発明のフライホイール本体の油路
６に供給すれば、フライホイールの慣性モーメントは、
内燃機関の低速運転状態では大きくなると共に、逆に機
関の高速運転状態では小さくなり、その間は、機関の回
転速度に応じて無段階に変化することが理解されよう。

〔発明の効果〕

本発明のフライホイールによれば、その慣性モーメント
は可変であって、しかもフライホイールが取付けられる
回転軸の回転速度が低いときは大きく、逆に、回転速度
が高いときは小さくなるように、油圧を用いて自動的に
慣性モーメントの大きさが調節されるから、回転軸の低
速時には、大きな慣性力によって回転を十分滑らかにし
、振動、騒音や回転停止を防止すると共に、フライホイ
ールが殆んど不要となる高速時には、従来のフライホイ
ールと同程度の外径寸法であっても、慣性力を弱めて速
度制御に対するレスポンスを改善し、加速のための無駄
なエネルギー消費を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフライホイールの一実施例を、シリン
ダ一部のみ切断して示す正面図、第２図及び第３図は作
動状態を示す説明図である。 １・・・フライホイール本体、　２・・・ボス部、２・
・・中心軸、　　　　　　３・・・シリンダーご・・・
外側空間、 ４・・・ピストン型重錘、 ６・・・油路。 γ・・・内側空間、 ５・・・引張りばね、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心軸に固定されて回転するフライホィール本体と、本
   体に複数個設けられた半径方向のシリンダーと、シリン
   ダーに液密に挿入されているピストン型重錘と、ピスト
   ン型重錘をシリンダー内においてフライホィール本体の
   半径方向外方へ付勢するばね手段と、前記ピストン型重
   錘が前記シリンダーを区画して形成する二つの空間のう
   ち、フライホィール本体の半径方向外側にある空間に通
   じる油路と、中心軸の回転速度に応じて前記油路に、低
   速時には小なる油圧を、高速時には大なる油圧を供給し
   、前記ばね手段の力に抗して前記ピストン型重錘を半径
   方向内側へ移動させる制御油圧供給手段とを設けてなる
   、慣性モーメントが変化するフライホィール。