JPH07108632B2 - 内燃機関の過回転防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の過回転を防止する装置に関し、と
くに手動変速機を搭載した車両の過度の機関制動の使用
により駆動輪からの内燃機関の過回転防止に好適な過回
転防止装置にかかわる。

［従来の技術］ 従来より、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ロ
ータリーエンジンなどの内燃機関（以下エンジンと呼
ぶ）を回転限界以上の回転速度で使用することは、ピス
トン、コネクティング・ロッド、クランクシャフトおよ
び動弁系の部品などの破損を招く恐れがあるため、燃料
カットおよび点火系カットの手段を用いて、エンジンの
回転速度が回転限界を越えないようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、車両の高速走行時の過度の機関制動（以下エ
ンジンブレーキと呼ぶ）の使用等により、駆動輪からエ
ンジンが回転限界以上に回される恐れがある。このよう
な状態に対して、自動変速機を搭載した車両では、コン
ピュータにより最適な変速比を選択して対応している
が、手動変速機を搭載した車両では、充分な対応がなさ
れておらず、前述したエンジン部品の破損の恐れがあっ
た。

本発明は、過度のエンジンブレーキ等の使用により伝動
部材からの内燃機関の過回転を防止する内燃機関の過回
転防止装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の内燃機関の過回転防止装置は、内燃機関と、該
内燃機関により回転駆動される従動部材であると共に、
機関制動時に前記内燃機関を回転駆動する駆動部材であ
る伝動部材との間で、両者に対して動力伝達可能な状態
で取付けられ、前記内燃機関から前記伝動部材へ伝達さ
れる回転速度に対して、前記伝動部材から前記内燃機関
へ伝達される回転速度を減速する減速手段を備えた構成
を採用した。

本発明において機関制動時とは、内燃機関が負荷の状態
で内燃機関が伝動部材に被動されることを言い、例えば
エンジンブレーキ時をさす。

［作用］ 本発明の内燃機関の過回転防止装置は、内燃機関と伝動
部材との間に減速手段を両者に対して動力伝達可能な状
態で取付け、内燃機関から伝動部材へ伝達される回転速
度に対して、伝動部材から内燃機関へ伝達される回転速
度を減速することにより内燃機関の過回転を防止する。

［発明の効果］ 本発明の内燃機関の過回転防止装置は、内燃機関の過回
転を防止しているので、内燃機関が回転限界以上に回さ
れる恐れがなくなり、内燃機関の部品の破損が防止で
き、内燃機関の耐久性、信頼性を向上することができ
る。

［実施例］ 本発明の内燃機関の過回転防止装置の一実施例を図に基
づき説明する。

第１図は本発明を適用した自動車を示し、第２図は本発
明の内燃機関の過回転防止装置を示す。

Ｅはエンジンを示し、Ｃはクラッチを示し、Ｔは自動車
用手動変速機を示し、ＲはエンジンＥにより回転駆動さ
れる従動部材であると共に、エンジンブレーキ時にエン
ジンＥを回転駆動する駆動部材である駆動輪（伝動部
材）を示す。また11はエンジンＥの出力軸を示し、12は
クラッチＣの出力軸を示し、13は手動変速機Ｔの入力軸
を示し、14は手動変速機Ｔの出力軸を示す。

１は、クラッチＣの出力軸12と、手動変速機Ｔの入力軸
13との間で、出力軸12と入力軸13に対して、動力伝達可
能に連結された本発明にかかる内燃機関の過回転防止装
置（以下過回転防止装置と略す）を示す。

過回転防止装置１は、エンジンＥから駆動輪Ｒへの動力
伝達経路ａ（図示実線）に切換える経路切換手段である
スプラグ型の第１の一方向クラッチ（以下第１のクラッ
チと略す）２と、駆動輪ＲからエンジンＥへの動力伝達
経路ｂ（図示破線）上に設けられた減速手段である遊星
歯車変速機構３と、動力伝達経路ｂに切換える経路切換
手段であるスプラグ型の第２の一方向クラッチ（以下第
２のクラッチと略す）４と、クラッチＣの出力軸12に連
結すると共に、遊星歯車変速機構３に対して並行的に設
けられた回転軸５とからなる。

動力伝達経路ａは、エンジンＥ→出力軸11→クラッチＣ
→出力軸12→回転軸５→第１のクラッチ２→入力軸13→
手動変速機Ｔ→出力軸14→駆動輪Ｒを通る経路である。

動力伝達経路ｂは、駆動輪Ｒ→出力軸14→手動変速機Ｔ
→入力軸13→遊星歯車変速機構３→第２のクラッチ４→
回転軸５→出力軸12→クラッチＣ→出力軸11→エンジン
Ｅを通る経路である。

第１のクラッチ２は、第３図および第４図にも示すごと
く、回転軸５に連結したアウターレース21、手動変速機
Ｔの入力軸13に連結したインナーレース22、アウターレ
ース21とインナーレース22との間に設けられた非対称型
のスプラグ23、該スプラグ23を等分に配置する保持具2
4、25およびスプリング26からなる。

遊星歯車変速機構３は、エンジンＥから駆動輪Ｒへ伝達
される動力の回転速度に対して、駆動輪Ｒからエンジン
Ｅへ伝達される動力の回転速度を所定の減速比に減速す
る。また遊星歯車変速機構３は、固定部材31に連結した
サンギア32、該サンギア32の周辺にも等間隔に配された
ピニオンギア33、該ピニオンギア33を回転自在に支持す
ると共に第２のクラッチ４に連結したピニオンキャリア
34、ピニオンギア33の周辺に噛合い、手動変速機Ｔの入
力軸13に連結したリングギア35からなる。本実施例で
は、サンギア32の歯数（zs）を20個形成し、リングギア
35の歯数（zr）を80個形成している。

第２のクラッチ４は、第５図および第６図にも示すごと
く、クラッチＣの出力軸12および回転軸５に連結したア
ウターレース41、遊星歯車変速機構３のピニオンキャリ
ア34に連結したインナーレース42、アウターレース41と
インナーレース42との間に設けられた非対称型のスプラ
グ43、該スプラグ43を等分に配置する保持具44、45およ
びスプリング46からなる。

15、16、17、18はそれぞれベアリングを示す。

本実施例の過回転防止装置１の作用を図に基づき説明す
る。

［通常走行時］ 使用者がエンジンＥを始動して、クラッチＣを係合させ
ると、エンジンＥの回転がクラッチＣを介して過回転防
止装置１に伝達される。このとき、第１のクラッチ２で
は、アウターレース21が矢印方向に回転することによ
り、スプラグ23が第４図のように回転方向に起される。
このため第１のクラッチ２は、ロックするので、アウタ
ーレース21が矢印方向に回転すると、インナーレース22
も矢印の方向にアウターレース21と同一回転速度で回転
する。

また第２のクラッチ４では、アウターレース41が矢印方
向に回転することにより、スプラグ43が第５図のように
回転方向に傾いた状態となる。このため第２のクラッチ
４は、ロックせず、スプラグ43がアウターレース41とイ
ンナーレース42との間を滑り、アウターレース41が矢印
の方向に回転しても、インナーレース42は回転しない。

ここで、第２のクラッチ４のインナーレース42は、ピニ
オンキャリア34と同一回転速度で回転する。また上述し
たごとく、第２のクラッチ４のアウターレース41は、回
転軸５と同一回転速度で回転している。しかし、ピニオ
ンキャリア34の回転速度は、遊星歯車変速機構３によ
り、回転軸５の回転速度（＝リングギア35の回転速度）
より減速されている。このため、アウターレース41の回
転速度よりインナーレース42の回転速度のほうが低速回
転するので、第２のクラッチ４はロックしない。

よって、エンジンＥの回転速度と同一の回転速度で手動
変速機Ｔの入力軸13が回転し、手動変速機Ｔで所定の減
速比に減速されて駆動輪Ｒが回転し、自動車は、前進
（または後退）走行する。

［エンジンブレーキ時］ 自動車が前進走行中に坂道走行または停車する必要のあ
る時に、使用者がシフトダウンして（またはシフトを変
更せず）、エンジンブレーキを使用した場合には、駆動
輪Ｒから手動変速機Ｔを介して過回転防止装置１へ動力
が伝達される。

このとき、第１のクラッチ２では、スプラグ23が第３図
のようにインナーレース22が矢印方向に回転することに
より、図示左がわに傾いた状態となる。このため第１の
クラッチ２は、ロックせず、スプラグ23がアウターレー
ス21とインナーレース22との間を滑り、インナーレース
22が矢印の方向に回転しても、アウターレース21は回転
しない。よって、遊星歯車変速機構３のリングギア35に
駆動輪Ｒの動力が伝達される。

ここで、例えばサンギア32の歯数（zs）を20個形成し、
リングギア35の歯数（zr）を80個形成し、ピニオンキャ
リア34の回転速度をNcとし、リングギア35の回転速度を
Nrとして、さらにサンギア32は固定しているため、 （zs＋zr）×Nc＝zr・Nr Nc＝80/（20＋80）・Nr ∴ Nc＝0.8Nr …… となり、リングギア35の回転速度より、ピニオンキャリ
ア34の回転速度のほうが20％減速される。

このとき、第２のクラッチ４では、インナーレース42が
矢印方向に回転することにより、スプラグ43が第５図の
状態から第６図のように起された状態となる。このため
第２のクラッチ４は、ロックし、インナーレース42が矢
印の方向に回転すると、アウターレース４も矢印の方向
にインナーレース42と同一回転速度（すなわちリングギ
ア35の回転速度より20％減速された回転速度）で回転す
る。したがって、この回転速度で回転軸５も回転するこ
とによって、回転軸５に連結したエンジンＥも減速され
た回転速度で回転する。

回転軸５が回転することにより、ピニオンキャリア34と
同一回転速度で回転する。また上述したごとく、第１の
クラッチ２のインナーレース22は、リングギア35と同一
回転速度で回転している。

このときリングギア35の回転速度を、 Nr＝5000rpmとすると、 式より ピニオンキャリア34の回転速度は、 Nc＝4000rpmとなる。

したがって、第１のクラッチ２のアウターレース21が、
4000rpmの回転速度で回転し、インナーレース22が5000r
pmの回転速度で回転する。このため、アウターレース21
の回転速度よりインナーレース22の回転速度のほうが高
速回転するので、第１のクラッチ２はロックしない。

すなわち本実施例では、エンジンＥと駆動輪Ｒとの間に
過回転防止装置を設けることにより、エンジンＥの過回
転を防止できるので、エンジンＥが回転限界以上に回さ
れる恐れがなくなり、エンジンＥの部品の破損が防止で
き、エンジンＥの耐久性、信頼性を向上することができ
る。

本実施例では、内燃機関から伝動部材への動力伝達経路
と、伝動部材から内燃機関への動力伝達経路との切換え
を行うために一方向クラッチを用いたが、その他摩擦ク
ラッチ、ドッグクラッチなどを用いても良い。

本実施例では、一方向クラッチにスプラグ型一方向クラ
ッチを用いたが、一方向クラッチにラチェット型一方向
クラッチを用いても良く、ローラ型一方向クラッチなど
を用いても良い。

本実施例では、減速手段に遊星歯車変速機構を用いた
が、減速手段に平行軸歯車変速機構などを用いても良
い。

本実施例では、遊星歯車変速機構に単純遊星歯車変速機
構を用いたが、シンプソン型遊星歯車変速機構を用いて
も良く、ラビニョオ型複合遊星歯車変速機構などを用い
ても良い。

本実施例の遊星歯車変速機構では、サンギア固定、ピニ
オンキャリア従動、リングギア駆動としたが、サンギア
駆動、ピニオンキャリア従動、リングギア固定としても
良い。

本実施例では、本発明の内燃機関の過回転防止装置を自
動車に用いたが、本発明の内燃機関の過回転防止装置を
その他の車両などに用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の過回転防止装置を適用した
自動車を示す概略図、第２図は本発明の内燃機関の過回
転防止装置を示す概略図、第３図は第１の一方向クラッ
チの作動説明図、第４図は第１の一方向クラッチの作動
説明図、第５図は第２の一方向クラッチの作動説明図、
第６図は第２の一方向クラッチの作動説明図である。 図中 Ｅ……エンジン、Ｒ……駆動輪（伝動部材）、ａ……動
力伝達経路、ｂ……動力伝達経路、１……過回転防止装
置、２……第１の一方向クラッチ（経路切換手段）、３
……遊星歯車変速機構（減速手段）、４……第２の一方
向クラッチ（経路切換手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関と、該内燃機関により回転駆動さ
   れる従動部材であると共に、機関制動時に前記内燃機関
   を回転駆動する駆動部材である伝動部材との間で、両者
   に対して動力伝達可能な状態で取付けられ、前記内燃機
   関から前記伝動部材へ伝達される回転速度に対して、前
   記伝動部材から前記内燃機関へ伝達される回転速度を減
   速する減速手段を備えた内燃機関の過回転防止装置。
2. 【請求項２】前記内燃機関と前記伝動部材との間には、
   前記内燃機関から前記伝動部材への動力伝達経路ａと、
   前記伝動部材から前記内燃機関への動力伝達経路ｂとが
   設けられ、 その前記動力伝達経路ａと動力伝達経路ｂとを経路切換
   手段により切換えることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の内燃機関の過回転防止装置。