JPH027242Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、機関の運転条件に応じて機関出力軸
に付加する慣性モーメントを可変にした内燃機関
のフライホイール装置に関する。

従来、内燃機関のフライホイールとして一般的
に用いられているものを第１図（サービス周報昭
和54年11月第401号ニツサン発行）に示す。同図
において、１は機関出力軸、２はフライホイー
ル、３は機関出力軸１にフライホイール２を一体
的に取付けるための取付ボルト、４は機関出力を
トランスミツシヨンへ取り出すためのクラツチデ
イスク（図示せず）が押圧されるフライホイール
端面である。５はスタータのピニオンギヤ（図示
せず）とかみ合い機関を始動させるためのリング
ギヤで、フライホイール２に取付けられている。

しかし、このようにフライホイール全体が常に
機関出力軸と一体になつて回転するものでは、機
関出力軸に付加されるフライホイールの慣性モー
メントが一定であるため、機関のアイドリング時
等の低速回転時における運転安定性を確保するた
めにフライホイールの慣性モーメントを大きめに
すると、加速性能や加速時の燃費が悪くなり、反
対にフライホイールの慣性モーメントを小さくす
ると、加速性能や加速時の燃費は向上するが、低
速回転時の運転安定性が低下し、そのいずれかを
多少犠性にせざるを得ないという問題点があつ
た。

本考案は上記の点にかんがみ、内燃機関のフラ
イホイール装置を、機関出力軸に一体的に取付け
られた第１のフライホイールと、機関出力軸に対
し回転自在に取付けられた第２のフライホイール
と、機関出力軸と共に回転して且つ軸方向に弾性
的に移動可能に設けられたクラツチデイスクと、
クラツチデイスクから軸方向に間隔をおかれて設
けられた固定の電磁コイルと、第２のフライホイ
ールに固定されクラツチデイスクと共働するクラ
ツチフエーシングと、機関の回転数を検出する回
転数センサと回転数センサからの信号と基準回転
数に対応する信号とを比較する比較器とスロツト
ルバルブ開度が所定角度以上であることを検出す
るスロツトルバルブスイツチと機関冷却水温を検
知する水温スイツチと比較器とスロツトルバルブ
スイツチと水温スイツチとからの信号を入力する
コイル通電制御回路とを含む制御回路とを具備す
るものとし、コイル通電制御回路が電磁コイルの
通電を断続することにより第２のフライホイール
と機関出力軸とを機関運転条件に応じて電磁クラ
ツチにより断続して、低速回転域では機関出力軸
の慣性モーメントを大きくして運転し、中高速回
転域あるいは加速時には機関出力軸の慣性モーメ
ントを小さくして運転できるようにすることによ
り、上記問題点の解決をはかつたものである。

以下、本考案の実施例を図面を用いて説明す
る。第２図は本考案の一実施例を示す要部断面
図、第３図ａ，ｂは電磁クラツチに使用されてい
るリターンスプリングの正面図およびＡ−Ａ断面
図、第４図は制御回路のブロツク図である。

構成から説明すると、第２図における１は機関
出力軸、２ａは第１のフライホイール、２ｂは第
２のフライホイール、３は第１のフライホイール
２ａを機関出力軸１に一体的に取付けるための取
付ボルトであり、第１のフライホイール２ａの端
面４にはクラツチデイスク（図示せず）が押圧さ
れ、機関出力がトランスミツシヨンへ取り出され
る。また、第１のフライホイール２ａに取付けら
れたリングギヤ５はスタータモータのピニオンギ
ヤ（図示せず）とかみ合つて機関を始動させる。
６はボールベアリングで、その内輪は第１のフラ
イホイール２ａに接し、外輪は第２のフライホイ
ール２ａに圧入されている。したがつて、第２の
フライホイール２ｂは機関出力軸１に対しボール
ベアリング６を介して自由に回転することができ
る。７は電磁クラツチのクラツチデイスクで、リ
ターンスプリング８を介して第１のフライホイー
ル２ａに取付けられ、機関出力軸１と共に回転す
る。リターンスプリング８は、第３図に示すよう
に複数個の扇形くり抜き部９とボルト穴１０，１
１を有するほぼリング状に形成されており、第１
のフライホイール２ａとはボルト穴１０に通した
ボルト１２で結合され、クラツチデイスク７とは
ボルト穴１１に通したボルト１３で結合されてい
る。１４は第２のフライホイール２ｂのクラツチ
デイスク７との接触面に取付けられたクラツチフ
エーシングで、フライホイール２ｂに接着または
リベツトにて固定されている。１５はクラツチ用
電磁コイルであり、磁気回路の一部を形成するコ
イルケース１６に耐熱接着剤により固定されてい
る。コイルケース１６は機関本体１７とトランス
ミツシヨン（図示せず）との間に取付けられたリ
ヤプレート１８にボルト１９により固定され、コ
イルケース１６の磁極面と第２のフライホイール
２ｂの機関側端面とはわずかな空隙ａを介して対
向している。２０は磁束の短格を防止するために
設けたフライホイール２ｂのくり抜き部である。

第４図における２１は機関の暖機状態を検出す
るための水温スイツチ、２２は点火パルスまたは
リングギヤ５に結合された電磁ピツクアツプを用
いて、そのパルス数をカウントすることにより機
関回転数を検出する回転数センサ、２３はパルス
数を電圧に変換するＦ−Ｖ変換器、２４は機関の
負荷状態を検出するためのスロツトルバルブスイ
ツチであり、水温スイツチ２１は冷却水温が所定
温度（たとえば80℃）以上になるとハイレベル信
号を出力し、スロツトルバルブスイツチ２４はス
ロツトルバルブ開度が所定角度以上になるとハイ
レベル信号を出力する。２５はＦ−Ｖ変換器２３
からの信号と所定回転数（たとえば1500rpm）に
相当する基準信号２６を入力し、機関回転数が所
定回転数を越えるとハイレベル信号を出力するコ
ンパレータ、２７はコンパレータ２５からの信号
とスロツトルバルブスイツチ２４からの信号を入
力するオアゲート、２８はオアゲート２７からの
信号と水温スイツチ２１からの信号を入力するア
ンドゲートであり、２１〜２８の各要素によつて
機関運転条件を検出している。２９は電磁コイル
１５への通電を断続するコイル通電制御回路で、
アンドゲート２８の出力信号がインバータ３０に
より反転して入力される。

上記装置はつぎのように動作する。まず機関の
冷間始動時から説明すると、第４図における水温
スイツチ２１は水温がまだ低いため、ローレベル
信号を出力している。したがつて、機関回転数や
負荷状態に関係なく、アンドゲート２８はローレ
ベル信号を出力する。このローレベル信号をイン
バータ３０により反転したハイレベル信号によつ
てコイル通電制御回路２９が作動し、電磁コイル
１５に通電する。すると、第２図の１６−２ｂ−
７−２ｂ−２ｂ−１６の磁気回路を通る磁束によ
つて強磁性体からなるクラツチデイスク７を第２
のフライホイール２ｂに向つて引き寄せようとす
る力が働く。この電磁吸引力によりリターンスプ
リング８が第３図ｂの破線で示すように変形し、
クラツチデイスク７はクラツチフエーシング１４
と接触する位置に移動して第２のフライホイール
２ｂに結合される。したがつて、スタータモータ
のピニオンギヤ（図示せず）がリングギヤ５にか
み合い機関出力軸１を駆動すると、第２のフライ
ホイール２ｂは機関出力軸１と共に回転する。こ
のとき機関出力軸に付加されるフライホイールの
全慣性モーメントは、第１および第２のフライホ
イール２ａ，２ｂとリングギヤ５の慣性モーメン
トを合計したものとなる。これにより、暖機中の
比較的不安定な燃焼状態においても充分安定した
運転を確保できる。

機関の暖機が完了すると、水温スイツチ２１か
らの信号がハイレベルとなり、回転数センサ２２
とスロツトルバルブスイツチ２４からの信号によ
り電磁コイル１５への通電が制御されるようにな
る。

暖機が完了しても機関回転数が比較的低いとき
には大きな慣性モーメントを必要とするので、電
磁コイル１５への通電が続けられる。しかし、機
関回転数が所定回転数、たとえば1500rpmを越え
ると、コンパレータ２５からの信号がハイレベル
となり、オアゲート２７を経てアンドゲート２８
に入力される。これによりアンドゲートからハイ
レベル信号が出力され、この信号がインバータ３
０を介してローレベル信号としてコイル通電制御
回路２９に入力されるので、コイル通電制御回路
２９は電磁コイル１５への通電を遮断する。する
と、第２図のクラツチデイスク７がリターンスプ
リング８により第２のフライホイール２ｂから離
脱し、第２のフライホイール２ｂは機関出力軸１
上で空転する。このとき機関出力軸に付加される
フライホイールの全慣性モーメントは第１のフラ
イホイール２ａとリングギヤ５の慣性モーメント
だけで、低速回転域での全慣性モーメントより小
さくなるので、1500rpmを越える中高速回転域で
の加速性能および加速時の燃費が向上する。

また、機関回転数が1500rpm以下の時でもアク
セルペダルを大きく踏み込むと、スロツトルバル
ブスイツチ２４が作動してハイレベル信号をオア
ゲート２７に入力し、オアゲート２７、アンドゲ
ート２８の出力がハイレベルになる。したがつ
て、この時は機関回転数に関係なく電磁コイル１
５への通電が遮断され、上述のように機関出力軸
に付加されるフライホイールの慣性モーメントが
小さくなるので、すぐれた加速感が得られる。

第２図に示した構造以外に、電磁コイル１５を
第２のフライホイール２ｂ内に埋設し、スリツプ
リングとブラシにより給電することも考えられる
がスリツプリングの径を機関出力軸の径より大き
くしなければならないため、ブラシの摩耗、火花
の発生、および機関高速回転時の振動によるコイ
ルの断線、コイル接着剤のはがれ等、多くの技術
的な問題点があり、信頼性、製造コスト等の面か
らみて第２図のように電磁コイル１５を固定した
構造とするのが実用的である。

以上説明したように本考案によるフライホイー
ル装置は、機関出力軸に一体的に取付けられた第
１のフライホイールと、機関出力軸に対し回転自
在に取付けられた第２のフライホイールと、機関
出力軸と共に回転して且つ軸方向に弾性的に移動
可能に設けられたクラツチデイスクと、クラツチ
デイスクから軸方向に間隔をおかれて設けられた
固定の電磁コイルと、第２のフライホイールに固
定されクラツチデイスクと共働するクラツチフエ
ーシングと、機関の回転数を検出する回転数セン
サと回転数センサからの信号と基準回転数に対応
する信号とを比較する比較器とスロツトルバルブ
開度が所定角度以上であることを検出するスロツ
トルバルブスイツチと機関冷却水温を検知する水
温スイツチと前記比較器とスロツトルバルブスイ
ツチと水温スイツチとからの信号を入力するコイ
ル通電制御回路とを含む制御回路とを具備し、コ
イル通電制御回路が電磁コイルの通電を断続する
ようになされているから機関の運転条件に応じて
フライホイールの慣性モーメントを変化すること
が可能である。特に水温スイツチと回転数センサ
とを具えているから暖機中などの機関の低速回転
時に安定した運転を確保でき、更に、回転数セン
サとスロツトルバルブスイツチとを具えているか
ら機関の加速時および中高速運転時に優れた応答
性と燃費改善効果とが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフライホイールを示す断面図、
第２図は本考案の一実施例を示す要部断面図、第
３図ａ，ｂは第２図中のリターンスプリングの正
面図およびそのＡ−Ａ断面図、第４図は制御回路
のブロツク図である。 １：機関出力軸、２ａ：第１のフライホイー
ル、２ｂ：第２のフライホイール、３：第１のフ
ライホイールの取付ボルト、６：ボールベアリン
グ、７：クラツチデイスク、８：リターンスプリ
ング、１４：クラツチフエーシング、１５：電磁
コイル、１６：コイルケーシング、１７：機関本
体、１９：コイルケーシング固定用ボルト、２１
〜２８：機関運転条件検出手段、２９：コイル通
電制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関出力軸に一体的に取付けられた第１のフラ
   イホイールと、機関出力軸に対し回転自在に取付
   けられた第２のフライホイールと、機関出力軸と
   共に回転して且つ軸方向に弾性的に移動可能に設
   けられたクラツチデイスクと、クラツチデイスク
   から軸方向に間隔をおかれて設けられた固定の電
   磁コイルと、第２のフライホイールに固定されク
   ラツチデイスクと共働するクラツチフエーシング
   と、機関の回転数を検出する回転数センサと回転
   数センサからの信号と基準回転数に対応する信号
   とを比較する比較器とスロツトルバルブ開度が所
   定角度以上であることを検出するスロツトルバル
   ブスイツチと機関冷却水温を検知する水温スイツ
   チと前記比較器とスロツトルバルブスイツチと水
   温スイツチとからの信号を入力するコイル通電制
   御回路とを含む制御回路とを具備し、コイル通電
   制御回路が電磁コイルの通電を断続することを特
   徴とする、内燃機関のフライホイール装置。