JPH0823305B2 - 内燃エンジンのオルタネ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃エンジンのオルタネータに関し、特にア
イドル時を含む低速回転領域におけるエンジン回転の安
定化を図るようにした内燃エンジンのオルタネータに関
する。

（従来の技術） 周知のようにアイドル時のエンジンの回転速度を下げ
ると燃費の低減効果が大きいが、回転速度を低く設定す
ると回転変動が大きくなり、アイドル安定性が悪化す
る。安定性の向上を図る対策として、クランクシャフト
のフライホイールの質量を増す等して当該フライホイー
ルの慣性モーメントを増大させる方法がある。

ところが、第３図に示すようにクランクシャフト31に
装着するフライホイール32を大型化すると、エンジン33
の重量増加と共に、慣性モーメントの増大に起因してエ
ンジンサイクルによるトルク変動の反力、即ちエンジン
33のマウント部分で当該エンジン33が車体34から受ける
反力A,A′が大きくなる。言い換えると、車体34への加
振力が大きくなって車体振動が大きくなるという問題が
生じる。

本発明はエンジンのアイドル時を含む低速回転領域に
おけるエンジン回転の安定化を図ると共に、車体振動を
抑制するようにした内燃エンジンのオルタネータを提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、クランク
シャフトによりベルトを介して増速回転される内燃エン
ジンのオルタネータにおいて、前記オルタネータのシャ
フトにフライホイールを設け、当該フライホイールの慣
性モーメントを前記クランクシャフトのフライホイール
の慣性モーメントに付加することを特徴とする内燃エン
ジンのオルタネータが提供される。

（作用） クランクシャフトの回転により増速回転されるオルタ
ネータのフライホイールの慣性モーメントが当該クラン
クシャフトのフライホイールの慣性モーメントに付加さ
れて該クランクシャフトのフライホイールの慣性モーメ
ントが増大する。また、前記クランクシャフト及びオル
タネータの各フライホイールの回転に基づきエンジンの
マウント部分に作用する力の方向は互いに異なることに
より慣性の中心がずれ、加えてベルトは完全な剛体では
ないために、オルタネータのフライホイールとクランク
シャフトとの間にバネ−質量系が形成され、前記マウン
ト部分に作用する力の位相にずれが生じる。

これにより、アイドル時を含む低速回転領域における
エンジンの回転変動が軽減され、車体の振動が低減され
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。

第１図及び第２図において、オルタネータ１は、外枠
であるフロントブラケット２及びリヤブラケット３と、
ステータ４と、ロータ５とからなる。

ステータ４はフロントブラケット２とリヤブラケット
３との間に介在され、ボルト６により固定される。ロー
タ５はステータ４内に回転可能に収納され、当該ロータ
５のシャフト７はベアリング8,9により両端をフロント
ブラケット２とリヤブラケット３に軸支される。このシ
ャフト７の一端にはファン10,部材11及びフライホイー
ル12が、フロントブラケット２側から順次嵌装され、ナ
ット13により当該シャフト７に一体的に固定されてい
る。

ファン10はオルタネータ１を冷却するためのもので、
フロントブラケット２と対向する端面の周縁部に羽根10
aが周方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
部材11はフライホイール12と協働してＶベルト14のプー
リ15を形成するもので、略皿状をなし、ファン10側の開
口端面11aはファン10の対向する端面10bに圧接される。
また、部材11の端面11bは中央部から周縁にかけて開口
端面11aに向かうテーパ面となっている。

フライホイール12は円板状をなし、一端面の中央部に
はボス12aが形成され、シャフト７の挿通孔12bが当該ボ
ス12aの中心を貫通して穿設されている。この挿通孔12b
の他端面側（外側）の開口端は拡径され、シャフト７の
一端に刻設されたネジに噛合するナット13が収納される
ようになっている。ボス12aの、部材11の端面11bと対向
する端面12cは中央部から周縁にかけて当該ボス12aの基
部に向かうテーパ面となっている。

これらの部材11とボス12aとによりプーリ15が形成さ
れ、端面11bと端面12cとによりＶ溝が形成される。

このオルタネータ１は、エンジン16の一側壁に設けら
れた支持部16aにフロントブラケット２及びリヤブラケ
ット３の各フランジ2a及び3aを介して取り付けられる。
そして、オルタネータ１のプーリ15とクランクシャフト
17のプーリ18との間に前述のＶベルト14が掛回され、ク
ランクシャフト17の駆動力が伝達されてシャフト７が回
転駆動される。

ところで、フライホイールの運動エネルギＥは、 Ｅ＝1/2×Ｉ×ω^２ …（ａ） 但し、I:慣性モーメント ω：角速度 で与えられる。また、オルタネータ１のプーリ15の角速
度をω₁,クランクシャフト17のプーリ18の角速度をω_２
とし、ω₁/ω_２を増速比として定義すると、 ω_１＝（増速比）×ω_２ …（ｂ） となる。

そこで、オルタネータ１のフライホイール12に慣性モ
ーメントI₁が作用した場合、このフライホイール12の運
動エネルギE₁は両式（ａ），（ｂ）から E₁＝1/2×I₁×ω₁ ² ＝1/2×I₁×（増速比）^２×ω₂ ² となる。つまり、クランクシャフト17のフライホイール
19に、 I₂＝I₁×（増速比）^２ の慣性モーメントが作用したのと同等の効果を得ること
ができる。

そして、増速比は一般に２〜３位の値となるので、ク
ランクシャフト17のフライホイール19の慣性モーメント
I₂を増加させたい場合、慣性モーメントの増加量ΔI₂の
1/4〜1/9の慣性モーメントをオルタネータ１のフライホ
イール12に分担させればよいことになる。

これにより、オルタネータ１のフライホイール12の大
きさは、クランクシャフト17のフライホイール19に当該
フライホイール19自体の慣性モーメントの他に更に付加
したい慣性モーメント量と前述の増速比とに基づいて適
宜設定される。

以下に作用を説明する。

エンジン16のクランクシャフト17が回転すると、クラ
ンクシャフト17のプーリ18に掛回されたＶベルト14によ
りオルタネータ１のプーリ15が回転し、フライホイール
12が増速回転する。

このとき、エンジン16は第２図に示すように、マウン
ト部分でクランクシャフト17のフライホイール19の回転
に基づく反力B,B′と、オルタネータ１のフライホイー
ル12の回転に基づく反力C,C′とを車体20から受ける
が、これら各反力B,B′と、C,C′とが作用する方向は相
違している。

また、Ｖベルト14は完全な剛体ではないために、フラ
イホイール12とプーリ18との間でバネ−質量系が形成さ
れ、エンジン16のマウント部分での反力B,B′の反力C,
C′との作用のタイミング（位相）にずれが生じる。

これにより、フライホイール12及びＶベルト14がダイ
ナミックダンパとして機能し、エンジン16への反力が低
減される。

尚、前述のようにオルタネータ１のフライホイール12
には小型のものを採用できると共に、オルタネータ１に
フライホイール12を設けることによりクランクシャフト
17のフライホイール19を小型化することができ、エンジ
ン自体の重量の増加を抑制できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、クランクシャフ
トによりベルトを介して増速回転される内燃エンジンの
オルタネータにおいて、前記オルタネータのシャフトに
フライホイールを設け、当該フライホイールの慣性モー
メントを前記クランクシャフトのフライホイールの慣性
モーメントに付加するようにしたので、オルタネータの
フライホイールに慣性モーメントを持たせ、且つ当該慣
性モーメントを前記クランクシャフトのフライホイール
の慣性モーメントに付加することにより、実質的にクラ
ンクシャフトのフライホイールの慣性モーメントの増大
を図ることができ、この結果、アイドル時を含む低速回
転領域におけるエンジンの回転変動を良好に低減するこ
とができる。

また、クランクシャフト及びオルタネータの各フライ
ホイールの回転に基づくエンジンのマウント部分に作用
する力の方向が互いに異なり、さらに、前記マウント部
分に作用する力の位相にずれが生じ、これに伴い車体振
動が大幅に抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃エンジンのオルタネータの一
実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の内燃エンジン
のマウント部分に作用する力の方向を示す模式図、第３
図は従来の内燃エンジンのマウント部分に作用する力の
方向を示す模式図である。 １……オルタネータ、７……シャフト、12,19……フラ
イホイール、14……Ｖベルト、17……クランクシャフ
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクシャフトによりベルトを介して増
   速回転される内燃エンジンのオルタネータにおいて、前
   記オルタネータのシャフトにフライホイールを設け、当
   該フライホイールの慣性モーメントを前記クランクシャ
   フトのフライホイールの慣性モーメントに付加すること
   を特徴とする内燃エンジンのオルタネータ。