JPH0310430Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、たとえばエンジンクランク軸等の駆
動軸からの駆動伝達系に設けられるフライホイー
ルと駆動軸側との連結部の機構に関し、とくに該
連結部にフライホイールの姿勢を制御できる機構
を設けたフライホイールの振れ低減機構に関す
る。

［従来の技術］ 一般に、回転機械の駆動軸からの出力系には、
回転変動を吸収するためにフライホイールが設け
られることが多い。たとえばエンジンのクランク
軸出力側には、クランク軸からパワートレイン系
に伝達されるトルクの変動を吸収するためにフラ
イホイールが設けられる。ところが、駆動軸、す
なわちエンジンのクランク軸は、回転変動ととも
に曲げ振動（クランク軸の振れ）も起こす。この
クランク軸からフライホイール系の曲げ振動の共
振点は、通常300Hz前後に存在し、この振動がフ
ライホイールの振れを引き起こす。さらに、この
振れは、パワートレイン系に曲げを生じさせ、駆
動系の振動・異音（例えばクラツチ部の“ボー
音”）として問題になるおそれがある。

この問題に対処するために、従来から、 クランク軸系の曲げ剛性を高めたり、 フライホイールを剛性の低いプレートを介し
てクランク軸に取り付ける、いわゆるフレキシ
ブルフライホイール（例えば米国特許3299735
号）、 のような技術が知られている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、上記の対策は、いずれも部材の曲
げ剛性を変えて固有振動数をずらすことはできて
も、フライホイールの振れ自体を積極的に低減さ
せるものでないため、根本的な解決には至つてい
ない。

また、固有振動数をずらすことは、クランク軸
からフライホイール系以外の系の周波数に対し、
悪影響を及ぼすことも考えられるので、全く制約
なしに固有振動数を自由に変更するわけにはいか
ない。

さらに、の対策では、一般に重量やフリクシ
ヨンの増加を招くという問題がある。

そこで本考案は、フライホイールの振れと大き
さが同じで逆位相の動きをフライホイールに作用
させ、系の固有振動数とは無関係にフライホイー
ルの振れを積極的に低減することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的に沿う本考案のフライホイールの振れ
低減機構は、フライホイールを駆動軸側に連結す
る機構において、フライホイールを駆動軸に対し
駆動軸の振れ方向に相対変位可能に連結するとと
もに、この連結部のフライホイールと駆動軸側と
の間に、印加電圧に応じて駆動軸軸心に沿う方向
に伸縮しフライホイール円周方向に複数配設され
たセラミツクアクチユエータを介装し、このセラ
ミツクアクチユエータを、駆動軸の振れのモード
に応じてセラミツクアクチユエータに印加する電
圧を制御する電圧制御装置に接続したものから成
つている。

即ち、セラミツクアクチユエータは、電圧に応
じて伸縮するものであるが、フライホイール円周
方向に複数配設されたセラミツクアクチユエータ
が電圧制御装置からの印加電圧に応じてそれぞれ
伸縮制御される。

［作用］ このようなフライホイールの振れ低減機構にお
いては、セラミツクアクチユエータがフライホイ
ール円周方向に複数配設されているので、これら
が駆動軸の軸心に沿う方向に伸縮することによ
り、フライホイールのそれぞれのセラミツクアク
チユエータ取付部の駆動軸軸心方向の位置が制御
され、フライホイールの駆動軸に対する姿勢が制
御される。したがつて、駆動軸が振れている場
合、フライホイールの駆動軸に対する姿勢が駆動
軸の振れとは逆位相の角変位になるようにセラミ
ツクアクチユエータの伸縮、つまりセラミツクア
クチユエータへの印加電圧を制御することによ
り、駆動軸の振れと駆動軸に対するフライホイー
ルの積極的角変位が相殺され、フライホイールの
外部に対する振れが解消される。

このセラミツクアクチユエータの印加電圧制御
は、駆動軸の振れモードに基づいて行われるの
で、駆動軸からフライホイールの系の固有振動数
とは無関係な制御になり、他の系等に悪影響を及
ぼすことなくあらゆる運転状態で積極的にフライ
ホイールの振れが低減される。

［実施例］ 以下に本考案のフライホイールの振れ低減機構
の望ましい実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は、本考案の一実施例に係
るフライホイールの振れ低減機構を示しており、
エンジンのクランク軸にフライホイールを取付け
た機構を示している。図中、１は駆動軸としての
クランク軸を示しており、クランク軸１後端側に
は、ボルト２によりフライホイール３が連結され
ている。フライホイール３の回転中心部には、球
面形状の軸受４が設けられており、フライホイー
ル３は、この軸受４によつてクランク軸１に対
し、クランク軸１の軸心１ａに沿う方向に振れ
（相対変位）可能に支持されている。

フライホイール３とクランク軸１との連結部
は、つぎのように構成されている。フライホイー
ル３の前後（クランク軸１の軸心１ａに沿う方
向）には、電圧に応じて軸心１ａに沿う方向に伸
縮するセラミツクアクチユエータ５，６が設けら
れ、セラミツクアクチユエータ５，６が前後から
アーム７，８ではさまれ、これらがボルト９によ
つてフライホイール３に固定されている。この状
態で、アーム７，８がフライホイール３を挿通し
たボルト２によつてクランク軸１に取付けられ、
フライホイール３がクランク軸１の後端に連結さ
れている。

このセラミツクアクチユエータ５，６、アーム
７，８、ボルト９，２が、フライホイール３円周
方向に複数、望ましくは３組以上配設されてい
る。この配設は、３組の場合は、フライホイール
円周方向角度120度毎、４組の場合は軸心１ａを
中心にそれぞれ対称位置に望ましくはフライホイ
ール円周方向角度90度毎に、行われる。ただし、
配設数は、２組以上適当な数でよい。第２図は、
たとえば配設数が２組の場合、軸心１ａを中心に
互に反対位置にある状態を示したものである。

セラミツクアクチユエータ５，６には、リード
線１１，１２を介して電圧が印加され、リード線
１１，１２にはスリツプリング等適当な手段を介
して電圧が供給される。セラミツクアクチユエー
タ５，６は、たとえば薄板状の圧電セラミツク素
子と電極板とを交互に配列した積層構造から成つ
ており、圧電セラミツク素子の一方の側面にはリ
ード線１１，１２から＋，−の電圧が印加され、
他方の側面はアーム７，８に接地されている。

セラミツクアクチユエータ５，６への供給電圧
制御は、第３図に示す電圧制御装置１３によつて
行われる。即ち、それぞれのセラミツクアクチユ
エータ５，６へは、外部電源１４から電圧が供給
され、この供給電圧がCPU１５からの信号によ
つて制御される。CPU１５には、フライホイー
ル３の振れをフライホイール円周方向に適当数配
設したギヤツプセンサ（図示略）等によつて測定
した信号が入力される。これによつてフライホイ
ール３の振れモード（つまりフライホイール３に
連結されたクランク軸１の振れモード）が検出さ
れ、ギヤツプセンサ等の配設数を増すことによつ
て検出精度が向上される。

CPU１５には、第４図に示すように、さらに
クランク角信号１６、エンジン回転数信号１７、
エンジン負荷信号１８が入力され、後述の如くこ
れらの信号が用いられる。

このように構成されたフライホイールの振れ低
減機構の作用について以下に説明する。

いま、説明を判りやすくするために、第２図に
示したようにセラミツクアクチユエータ５，６が
フライホイール円周方向に２組配設されている場
合について説明する。第５図に示すように、フラ
イホイール３が破線Ｂのように傾くと、その状態
がギヤツプセンサ等により検出され、CPU１５
の信号に基づき外部電源１４からの電圧が制御さ
れ、上側にあるセラミツクアクチユエータ５、下
側にあるセラミツクアクチユエータ６は正電圧が
加えられて伸び、上側にあるセラミツクアクチユ
エータ６、下側にあるセラミツクアクチユエータ
５は負電圧が加えられて縮む。このとき、フライ
ホイール３は、クランク軸１とは球面軸受４でピ
ン結合されているため、スムーズにＡのように鉛
直に立つよう外部に対する姿勢が補正される。

逆に第６図に示すように、フライホイール３が
Ｃのように傾いた場合には、第５図に示した場合
と逆の極性の電圧がそれぞれのセラミツクアチユ
エータ５，６に加えられ、フライホイール３はＡ
のように姿勢が補正される。

このセラミツクアクチユエータ５，６は、フラ
イホイール３の振れが最大となる方向に軸心１ａ
を中心として対称位置に１組づつ設ければよい
が、振れの方向が一定しない場合には複数組のセ
ラミツクアクチユエータ５，６をフライホイール
円周方向に取り付け、フライホイール３の振れ量
に応じて最適な電圧を各組のセラミツクアクチユ
エータ５，６に付加してやることもできる。

なお、このセラミツクアクチユエータ５，６の
制御に関して、通電するタイミングは、クランク
角から検出し、電圧の大きさは、エンジンの回転
数や負荷に対応して決まるよう学習制御させれば
よい。あるいはフライホイール３の振れモードを
検知して、通電すべきアクチユエータ組を指定
し、通電タイミングと通電量を決める方法でもよ
い。第３図、第４図に示した実施例の如く構成す
れば、いずれの制御方法もとることが可能であ
る。

このように、フライホイール３の振れモード
（あるいはクランク軸１の振れモード）に応じ、
それぞれのセラミツクアクチユエータ５，６への
電圧を制御し、セラミツクアクチユエータ５，６
の伸縮量を制御することにより、フライホイール
３は積極的にクランク軸１に対する姿勢が制御さ
れることになり、フライホイール３の外部に対す
る姿勢は、クランク軸１の振れモード対応して常
に一定の姿勢、すなわち振れのない姿勢を保つこ
とが可能になる。

［考案の効果］ したがつて、本考案によるときは、フライホイ
ールと駆動軸側の間に介装したセラミツクアクチ
ユエータの伸縮量を制御することにより、駆動軸
の振れモードに応じてフライホイールの姿勢を積
極的に制御できるようにしたので、系の固有振動
数に無関係にフライホイールの外部に対する姿勢
を望ましい状態に制御することが可能となり、フ
ライホイールの振れを大幅に低減することができ
るという効果が得られる。

フライホイールの振れ低減により、フライホイ
ール以降の駆動系の振れが低減され、駆動系全体
の振動、騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るフライホイー
ルの振れ低減機構の縦断面図、第２図は第１図の
装置の部分側面図、第３図はセラミツクアクチユ
エータへの電圧制御の一例を示すブロツク図、第
４図はセラミツクアクチユエータへの電圧制御の
一例を示すブロツク図、第５図はフライホイール
の振れの状態を示すフライホイールおよび駆動軸
の概略構成図、第６図は第５図とは別の振れ状態
を示すフライホイールおよび駆動軸の概略構成
図、である。 １……駆動軸としてのクランク軸、１ａ……軸
心、３……フライホイール、４……球面軸受、
５，６……セラミツクアクチユエータ、７，８…
…アーム、９……ボルト、１３……電圧制御装
置、１４……外部電源、１５……CPU。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. フライホイールを駆動軸側に連結する機構にお
   いて、フライホイールを駆動軸に対し駆動軸の振
   れ方向に相対変位可能に連結するとともに、該連
   結部のフライホイールと駆動軸側との間に、印加
   電圧に応じて駆動軸の軸心に沿う方向に伸縮しフ
   ライホイール円周方向に複数配設されたセラミツ
   クアクチユエータを介装し、該セラミツクアクチ
   ユエータを、駆動軸の振れのモードに応じてセラ
   ミツクアクチユエータに印加する電圧を制御する
   電圧制御装置に接続したことを特徴とするフライ
   ホイールの振れ低減機構。