(57)【要約】【課題】内燃機関の回転数が比較的低い運転状態であっても、内燃機関のトルク変動を充分に抑制することができる可変慣性機構を提供すること。【解決手段】駆動軸連結部材１１と、相対回転部材１２と、支持部材１３と、移動部材１４、１５と、押圧部材１６、１７とを備え、駆動軸連結部材１１が、円周方向で相対回転部材１２と対向する側面２１ｂを有し、相対回転部材１２が、円周方向で側面２１ｂと対向する３１ａを有し、側面２１ｂと側面３１ａとにより画成される駆動軸連結部材１１と相対回転部材１２との間の円周方向の隙間が、軸線から半径方向に離隔するほど大きくなるよう側面２１ｂと側面３１ａとが形成され、移動部材１４が、クランクシャフト２にトルクが負荷された際の相対回転部材１２の相対回転に従って、側面２１ｂおよび３１ａに沿って移動するように構成した。【選択図】図２
2011190929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に連結され駆動軸とともに回転する駆動軸連結部材と、
前記駆動軸の半径方向の外方に設けられ前記駆動軸の軸線と一致する軸線を有し、前記駆動軸連結部材に対して相対的に回転することができる相対回転部材と、
前記駆動軸連結部材に連結され前記相対回転部材を回転自在に支持する支持部材と、
前記駆動軸連結部材と前記相対回転部材との間に、前記駆動軸の半径方向に移動自在に介装された移動部材と、
一端部が前記相対回転部材に支持されるとともに、他端部が前記移動部材に支持され、前記移動部材を前記駆動軸の軸線方向に押圧する押圧部材と、
を備えた可変慣性機構であって、
前記駆動軸連結部材が、円周方向で前記相対回転部材と対向する連結部材対向面部を有し、
前記相対回転部材が、前記円周方向で前記連結部材対向面部と対向する回転部材対向面部を有し、
前記連結部材対向面部と前記回転部材対向面部により画成される前記駆動軸連結部材と前記相対回転部材との間の円周方向の隙間が、軸線から半径方向に離隔するほど大きくなるよう前記連結部材対向面部と前記回転部材対向面部とが形成され、
前記移動部材が、前記駆動軸にトルクが負荷された際の前記相対回転部材の相対回転に従って、前記連結部材対向面部および前記回転部材対向面部に沿って移動するよう構成されたことを特徴とする可変慣性機構。
【請求項２】
前記移動部材が、前記連結部材対向面部に対向する第１対向面部と、前記回転部材対向面部に対向する第２対向面部とを有し、前記第１対向面部および前記第２対向面部にそれぞれ回転自在にローラが設けられ、各ローラが前記連結部材対向面部および前記回転部材対向面部に回転自在に当接することを特徴とする請求項１に記載の可変慣性機構。
【請求項３】
前記押圧部材が、前記移動部材を前記半径方向の外方に移動させるよう作用する遠心力より大きな押圧力を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変慣性機構。
【請求項４】
前記相対回転部材が、前記駆動軸の軸線方向に直交する円板状の第１プレートと、前記第１プレートと対向する円板状の第２プレートと、前記第１プレートと前記第２プレートの外周縁部を一体的に連結する外周リングとを有するハウジング内に固定され、
前記駆動軸連結部材が、前記ハウジング内に回転自在に収容されるとともに、
前記移動部材が、前記ハウジング内に移動自在に収容されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の可変慣性機構。
【請求項５】
駆動軸に連結され駆動軸とともに回転する駆動軸連結部材と、
前記駆動軸の半径方向の外方に設けられ前記駆動軸の軸線と一致する軸線を有し、前記駆動軸連結部材に対して相対的に回転することができる相対回転部材と、
前記駆動軸連結部材に連結され前記相対回転部材を回転自在に支持する支持部材と、
前記駆動軸連結部材と前記相対回転部材との間に、前記駆動軸の半径方向に移動自在に介装された移動部材と、
一端部が前記相対回転部材に支持されるとともに、他端部が前記移動部材に支持され、前記移動部材を前記駆動軸の軸線方向に押圧する押圧部材と、
を備えた可変慣性機構であって、
前記移動部材が、第１移動部材と前記第１移動部材と前記駆動軸の軸線を挟んで対向する第２移動部材とを有し、
前記押圧部材が、前記第１移動部材を押圧する第１押圧部材と前記第２移動部材を押圧する第２押圧部材とを有し、
前記相対回転部材が、前記第１移動部材を案内する第１案内部と前記第２移動部材を案内する第２案内部とを有し、
前記駆動軸連結部材の回転運動と前記第１移動部材の往復運動とを連動させる第１連動部材と、前記駆動軸連結部材の回転運動と前記第２移動部材の往復運動とを連動させる第２連動部材とをさらに備え、
前記駆動軸から前記駆動軸連結部材にトルクが負荷された際、前記第１案内部に案内された前記第１移動部材の第１移動と、前記第２案内部に案内された前記第２移動部材の第２移動とが、前記第１連動部材および前記第２連動部材を介して連動するよう構成されたことを特徴とする可変慣性機構。
【請求項６】
前記第１移動部材が、前記第１案内部に対向する第１対向面部を有し、前記第１対向面部に回転自在に第１ローラが設けられ、各第１ローラが前記第１案内部に回転自在に当接するとともに、前記第２移動部材が、前記第２案内部に対向する第２対向面部を有し、前記第２対向面部に回転自在に第２ローラが設けられ、各第２ローラが前記第２案内部に回転自在に当接することを特徴とする請求項５に記載の可変慣性機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変慣性機構に関し、特に、回転する駆動軸のトルク変動を抑制するようにした可変慣性機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の可変慣性機構として、内燃機関のクランクシャフトの一端に取り付けられるフライホイールを構成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このフライホイールは、中心部から放射状に延びる案内溝が複数設けられたフライホイール本体と、各案内溝に収容され、案内溝に沿って摺動することができる可動部材と、案内溝の内部に設けられ、可動部材を案内溝に沿ってその中心方向に向かって押圧する押圧手段とを含んで構成されている。
【０００３】
この案内溝は、放射状に延び、中心部から外周に向かうにしたがって、回転方向に対して徐々に後側に向かって傾斜するスパイラル形状を有している。
また、可動部材は、球面形状を有する可動球体で構成されており、押圧手段は、この可動部材よりも回転方向側において、案内溝に沿って配置される板バネで構成されている。
この構成により、フライホイール本体が回転した場合、可動部材には、遠心力に加えて回転方向の後側に慣性力が働き、この遠心力と慣性力との合力は、可動部材から見て回転方向に対して後側に向かって傾斜する方向に作用することになる。特に遠心力の作用により可動部材は、押圧手段の押圧力に抗してフライホイール本体の中心から離隔する外周方向に移動する。
【０００４】
このような回転するフライホイールの場合、慣性モーメントが小さいと、小さな力で回転させることができる反面、トルク変動により角速度が変化しやすく回転の安定性に欠ける。慣性モーメントが大きいと、回転に大きな力が必要となる反面、回転変動により角速度が変化し難く回転の安定性が高くなる。
【０００５】
したがって、フライホイールが内燃機関に連結される場合、内燃機関の始動時にはフライホイールの慣性モーメントを小さくして、回転し易くし、その停止状態から短時間で始動させるという始動性を向上させることが望まれる。他方、内燃機関の運転時には、フライホイールの慣性モーメントを大きくして、トルク変動に対する角速度の変化をし難くし、内燃機関の回転を安定的にすることが望まれる。
なお、慣性モーメントは、回転体の質量ｍ（ｋｇ）と回転体半径Ｒ（ｍ）の２乗の積で示される。
特許文献１に記載のフライホイールの場合、その回転速度が高まると、遠心力も高まり、可動部材がフライホイール本体の中心から離隔する外周方向に移動するので、回転体半径Ｒが大きくなり、慣性モーメントが大きくなるようになっている。
その結果、内燃機関の始動を容易にするとともに、フライホイールの回転速度が高まる運転時には、内燃機関の安定性が高まるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のフライホイールにおいては、可動部材の移動により慣性モーメントを可変にするとともに、可動部材の移動が、フライホイールの回転速度に応じて変化する遠心力を利用しているので、慣性モーメントの変化とフライホイールの回転速度との間に比例関係がある。すなわち、このフライホイールの可変慣性機構においては、いわゆる回転数感応型を採用しており、内燃機関が低回転の場合に慣性モーメントを高めることができないという問題がある。特に、内燃機関が低回転であって高トルク時の場合には、一般に内燃機関のトルク変動の幅が大きく、フライホイールよりも後段の駆動系の振動を励起してしまい、車室内に生ずるいわゆるこもり音の問題が生ずるおそれがある。また、駆動系の振動によりトランスミッションの歯車などの構成要素の歯打ち音の問題が生ずるおそれがある。
【０００８】
また、回転数感応型のフライホイールの場合、内燃機関が高回転数の時、慣性モーメントが過大にならないよう許容可動範囲内に慣性モーメントを限定すると、自動的に低回転数の時、慣性モーメントの増大による内燃機関の回転の安定性が不充分となってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、前述の従来の問題を解決するためになされたもので、内燃機関の回転数が比較的低い運転状態であっても、内燃機関のトルク変動を充分に抑制することができる可変慣性機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る可変慣性機構は、上記の課題を解決するため、（１）駆動軸に連結され駆動軸とともに回転する駆動軸連結部材と、前記駆動軸の半径方向の外方に設けられ前記駆動軸の軸線と一致する軸線を有し、前記駆動軸連結部材に対して相対的に回転することができる相対回転部材と、前記駆動軸連結部材に連結され前記相対回転部材を回転自在に支持する支持部材と、前記駆動軸連結部材と前記相対回転部材との間に、前記駆動軸の半径方向に移動自在に介装された移動部材と、一端部が前記相対回転部材に支持されるとともに、他端部が前記移動部材に支持され、前記移動部材を前記駆動軸の軸線方向に押圧する押圧部材と、を備えた可変慣性機構であって、前記駆動軸連結部材が、円周方向で前記相対回転部材と対向する連結部材対向面部を有し、前記相対回転部材が、前記円周方向で前記連結部材対向面部と対向する回転部材対向面部を有し、前記連結部材対向面部と前記回転部材対向面部により画成される前記駆動軸連結部材と前記相対回転部材との間の円周方向の隙間が、軸線から半径方向に離隔するほど大きくなるよう前記連結部材対向面部と前記回転部材対向面部とが形成され、前記移動部材が、前記駆動軸にトルクが負荷された際の前記相対回転部材の相対回転に従って、前記連結部材対向面部および前記回転部材対向面部に沿って移動するよう構成されたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、可変慣性機構の回転時に、可変慣性機構に遠心力（Ｎ）が作用しても、移動部材が押圧部材により、それぞれ、その移動が規制されているので、移動部材が移動することはなく、可変慣性機構の慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大することはない。従来のフライホイールのように、遠心力のみによって、慣性モーメントを増大させると、エンジンの低回転時におけるトルク変動の抑制が不充分となってしまうという従来の問題が、本発明に係る可変慣性機構においては解消される。
【００１２】
すなわち、駆動軸のトルクの高まりに応じて、相対回転部材が、駆動軸連結部材に対して相対回転し、移動部材が半径方向の外方に速やかに移動するので、慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が速やかに増大する。その結果、駆動軸のトルク変動が抑制され、可変慣性機構が安定して回転する。
【００１３】
特に、駆動軸の低回転から中回転の領域で、低回転になるほどトルク変動が大きくなっている場合、すなわち、低回転、高トルクのとき、移動部材が速やかに移動し慣性モーメントが速やかに高まり、駆動軸の回転が安定する。
【００１４】
また、移動部材の移動に伴い、押圧部材が収縮するので、駆動軸から出力されるトルクの変動が押圧部材により減衰される。すなわち、押圧部材が、それぞれ可変慣性機構の捩りダンパとしても機能することができる。
【００１５】
また、駆動軸が低トルクの状態のとき、相対回転部材に大きなトルクが負荷されないので、相対回転部材が、駆動軸連結部材に対して、可変慣性機構の回転方向と逆の方向に相対回転する。この相対回転により、移動部材が、押圧部材によりそれぞれ押圧され半径方向の内方に移動する。
【００１６】
この移動により、可変慣性機構は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が減少し、駆動軸の回転の負荷が軽減される。したがって、駆動軸が低回転の領域にあるときは、低トルクで駆動軸が速やかに回転するので、加速応答性が良好となり、従来の遠心力に応じて慣性モーメントを可変にするという回転数感応型の可変慣性機構に対して、著しく駆動軸の始動性が向上する。
【００１７】
このように、移動部材の移動は、駆動軸から出力されるトルクの変動に応じて行われるので、このトルクが高まると可変慣性機構の慣性モーメントが増大し、トルクが低くなると可変慣性機構の慣性モーメントが減少する。その結果、駆動軸から出力されるトルクの変動が、移動部材の移動により抑制され、可変慣性機構の回転が安定する。
【００１８】
上記（１）に記載の可変慣性機構において、（２）前記移動部材が、前記連結部材対向面部に対向する第１対向面部と、前記回転部材対向面部に対向する第２対向面部とを有し、前記第１対向面部および前記第２対向面部にそれぞれ回転自在にローラが設けられ、各ローラが前記連結部材対向面部および前記回転部材対向面部に回転自在に当接することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、移動部材のローラにより、移動部材と連結部材対向面部および回転部材対向面部との接触により生ずる摩擦抵抗が軽減されるので、上記（１）に記載の可変慣性機構における作用効果に加え、さらに、移動部材の移動が円滑になる。その結果、駆動軸のトルク変動に対する慣性モーメントの増減の応答性が高まり、駆動軸の回転の安定性がより高められる。
【００２０】
上記（１）または（２）に記載の可変慣性機構において、（３）前記押圧部材が、前記移動部材を前記半径方向の外方に移動させるよう作用する遠心力より大きな押圧力を有することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、上記（１）に記載の可変慣性機構における作用効果に加え、さらに、移動部材に作用する遠心力による移動部材の移動が、より確実に規制される。その結果、移動部材は、遠心力の作用では移動せず、駆動軸から出力されるトルクに応じて、移動することになる。すなわち、駆動軸から出力されるトルクに対して感度の高いトルク感応型による可変慣性機構が得られる。
【００２２】
上記（１）ないし（３）に記載の可変慣性機構において、（４）前記相対回転部材が、前記駆動軸の軸線方向に直交する円板状の第１プレートと、前記第１プレートと対向する円板状の第２プレートと、前記第１プレートと前記第２プレートの外周縁部を一体的に連結する外周リングとを有するハウジング内に固定され、前記駆動軸連結部材が、前記ハウジング内に回転自在に収容されるとともに、前記移動部材が、前記ハウジング内に移動自在に収容されることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、上記（１）に記載の可変慣性機構における作用効果に加え、さらに、可変慣性機構における駆動軸連結部材および相対回転部材の駆動軸のトルク変動に応じた相対回転が確実に得られる。また、移動部材が、ハウジング内に移動自在に収容されているので、駆動軸のトルク変動に応じて、円滑に移動することができる。
【００２４】
本発明に係る可変慣性機構は、上記の課題を解決するため、（５）駆動軸に連結され駆動軸とともに回転する駆動軸連結部材と、前記駆動軸の半径方向の外方に設けられ前記駆動軸の軸線と一致する軸線を有し、前記駆動軸連結部材に対して相対的に回転することができる相対回転部材と、前記駆動軸連結部材に連結され前記相対回転部材を回転自在に支持する支持部材と、前記駆動軸連結部材と前記相対回転部材との間に、前記駆動軸の半径方向に移動自在に介装された移動部材と、一端部が前記相対回転部材に支持されるとともに、他端部が前記移動部材に支持され、前記移動部材を前記駆動軸の軸線方向に押圧する押圧部材と、を備えた可変慣性機構であって、前記移動部材が、第１移動部材と前記第１移動部材と前記駆動軸の軸線を挟んで対向する第２移動部材とを有し、前記押圧部材が、前記第１移動部材を押圧する第１押圧部材と前記第２移動部材を押圧する第２押圧部材とを有し、前記相対回転部材が、前記第１移動部材を案内する第１案内部と前記第２移動部材を案内する第２案内部とを有し、前記駆動軸連結部材の回転運動と前記第１移動部材の往復運動とを連動させる第１連動部材と、前記駆動軸連結部材の回転運動と前記第２移動部材の往復運動とを連動させる第２連動部材とをさらに備え、前記駆動軸から前記駆動軸連結部材にトルクが負荷された際、前記第１案内部に案内された前記第１移動部材の第１移動と、前記第２案内部に案内された前記第２移動部材の第２移動とが、前記第１連動部材および前記第２連動部材を介して連動するよう構成されたことを特徴とする。
【００２５】
この構成により、本発明に係る可変慣性機構においては、その回転時に、遠心力（Ｎ）が作用しても、第１移動部材および第２移動部材が第１押圧部材および第２押圧部材により、それぞれ、その移動が規制されているので、第１移動部材および第２移動部材が移動することはなく、可変慣性機構の慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大することはない。従来のフライホイールのように、遠心力のみによって、慣性モーメントを増大させると、エンジンの低回転時におけるトルク変動の抑制が不充分となってしまうという従来の問題が、本発明に係る可変慣性機構においては解消される。
【００２６】
本発明に係る可変慣性機構においては、エンジンの加速時におけるトルクの高まりに応じて、相対回転部材が、駆動軸連結部材に対して相対回転し、第１移動部材および第２移動部材が半径方向の外方に速やかに移動するので、慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が速やかに増大する。その結果、エンジンのトルク変動が抑制され、可変慣性機構が安定して回転する。
【００２７】
第１移動部材および第２移動部材が移動すると、可変慣性機構の慣性モーメントの増加により比較的大きなトルク変動が抑制される。また、第１移動部材および第２移動部材が半径方向の内方に移動し、可変慣性機構の慣性モーメントが減少しても、この場合は、抑制すべきトルク変動がもともと小さいのでトルク変動による可変慣性機構の滑らかな回転に支障が生ずることはない。
【００２８】
また、エンジンの加速の際、第１移動部材および第２移動部材の移動に伴い、第１押圧部材および第２押圧部材が収縮するので、エンジンから出力されるトルクの変動が第１押圧部材および第２押圧部材により減衰され、滑らかな加速が得られる。すなわち、第１押圧部材および第２押圧部材が、それぞれ可変慣性機構の捩りダンパとしても機能する。
【００２９】
また、エンジンの減速によりエンジンが低トルクの状態にあるとき、相対回転部材に大きなトルクが負荷されないので、相対回転部材が、駆動軸連結部材に対して、可変慣性機構の回転方向と逆の方向に相対回転する。この相対回転により第１移動部材および第２移動部材が、第１押圧部材および第２押圧部材によりそれぞれ押圧され半径方向の内方に移動する。
この移動により、可変慣性機構は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が減少し、可変慣性機構の回転の負荷が軽減される。したがって、エンジンが低回転の領域にあるときは、低トルクで可変慣性機構が速やかに回転するので、加速応答性が良好となり、従来の回転数感応型のフライホイールに対して、著しくエンジンの始動性が向上する。
【００３０】
このように、第１移動部材および第２移動部材の移動は、エンジンから出力されるトルクの変動に応じて行われるので、このトルクが高まると可変慣性機構の慣性モーメントが増大し、トルクが低くなると可変慣性機構の慣性モーメントが減少することになる。その結果、エンジンから出力されるトルクの変動が、第１移動部材および第２移動部材の移動により、抑制されることになり、可変慣性機構の回転が安定する。
【００３１】
また、（５）に記載の可変慣性機構においては、駆動軸連結部材の回転とともに、第１連動部材を介して第１移動部材が移動し、第２連動部材を介して第２移動部材が移動するので、第１移動部材の第１移動と、第２移動部材の第２移動とが連動し、第１移動部材および第２移動部材はバランスよく、互いに等しい距離を移動することができ、可変慣性機構の回転が確実に安定する。
【００３２】
上記（５）に記載の可変慣性機構において、（６）前記第１移動部材が、前記第１案内部に対向する第１対向面部を有し、前記第１対向面部に回転自在に第１ローラが設けられ、各第１ローラが前記第１案内部に回転自在に当接するとともに、前記第２移動部材が、前記第２案内部に対向する第２対向面部を有し、前記第２対向面部に回転自在に第２ローラが設けられ、各第２ローラが前記第２案内部に回転自在に当接することを特徴とする。
【００３３】
この構成により、第１移動部材の第１ローラにより、第１移動部材と第１案内部との接触により生ずる摩擦抵抗が軽減されるとともに、第２移動部材の第２ローラにより、第２移動部材と第２案内部との接触により生ずる摩擦抵抗が軽減されるので、上記（５）に記載の可変慣性機構における作用効果に加え、さらに、第１移動部材および第２移動部材の移動が円滑になる。その結果、駆動軸のトルク変動に対する慣性モーメントの増減の応答性が高まり、駆動軸の回転の安定性がより高められる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、内燃機関の回転数が比較的低い運転状態であっても、内燃機関のトルク変動を充分に抑制することができる可変慣性機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフライホイールが適用されるエンジンの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの軸線に直交する方向に切断した断面を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの駆動軸連結部材の正面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの移動部材のＥ方向から見た側面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るフライホイールのハウジングの正面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るフライホイールのハウジングのＦ方向から見た側面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの相対回転体の正面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの相対回転体のＧ方向から見た側面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの移動部材の正面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの移動部材のＨ方向から見た側面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの部分拡大図であり、移動部材に加わる力の関係を示す。
【図１７】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの断面図であり、エンジンが加速された状態を示す。
【図１８】本発明の第１実施形態に係るフライホイールの断面図であり、エンジンが減速された状態を示す。
【図１９】本発明の第１実施形態に係るフライホイールが適用されるエンジンのトルク変動とエンジン回転数の関係を示すグラフである。
【図２０】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの分解斜視図である。
【図２１】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの軸線に直交する方向に切断した断面を示す断面図である。
【図２２】図２１のＪ−Ｊ断面を示す断面図である。
【図２３】図２１のＫ−Ｋ断面を示す断面図である。
【図２４】図２１のＬ−Ｌ断面を示す断面図である。
【図２５】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの駆動軸連結部材の正面図である。
【図２６】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの駆動軸連結部材のＭ方向から見た側面図である。
【図２７】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの相対回転部材のカバーを分解した側面図である。
【図２８】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの相対回転部材のＮ方向から見た正面図である。
【図２９】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの移動部材の正面図である。
【図３０】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの移動部材のＰ方向から見た側面図である。
【図３１】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの部分拡大図であり、第１移動部材に加わる力の関係を示す。
【図３２】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの断面図であり、エンジンが加速された状態を示す。
【図３３】本発明の第２実施形態に係るフライホイールの断面図であり、エンジンが減速された状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る可変慣性機構をエンジン１のクランクシャフト２に連結されたフライホイール３に実施した第１実施形態および第２実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
まず、構成について説明する。
図１に示すように、エンジン１は、クランクシャフト２と、フライホイール３と、フライホイール３をクランクシャフト２に固定する複数のボルト４とを含んで構成されている。
このエンジン１は、図示しない車両に搭載され、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどのエンジンの種類に制限はなく、また、適宜選択された単気筒または複数気筒を有するＶ型もしくは直列の内燃機関であってもよい。
【００３８】
クランクシャフト２は、図示しないシリンダブロックに回転自在に支持されるクランクジャーナルと、ピストンにコネクティングロッドを介して連結されるクランクピンおよびクランクアームと、重量バランスをとるためのカウンタウェイトとを含んで構成されている。
クランクシャフト２は、ピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介して回転運動に変換するようになっており、クランクシャフト２の１回転がエンジン１の１回転（ｒｐｓ）となり、エンジン１の回転数（ｒｐｓ）は、クランクシャフト２の回転数（ｒｐｓ）に相当する。エンジン１から出力されたトルク（Ｎ・ｍ）は、クランクシャフト２を介してフライホイール３に伝達される。
【００３９】
フライホイール３は、図２に示すように、駆動軸連結部材１１と、相対回転部材１２と、支持部材１３と、移動部材１４、１５と、押圧部材１６、１７とを含んで構成されている。
【００４０】
駆動軸連結部材１１は、図３ないし図５、図８、図９に示すように、円盤部２１、２２と、固定部２３とを有しており、金属材料からなり、その質量が高められている。
円盤部２１は、図８、図９に示すように、扇形状に形成され、回転中心となる軸線Ｐ１を中心とする半径ｒ１および側面２１ａ、２１ｂのなす角がθ１度となる円弧と、板厚ｔ１を有している。
【００４１】
円盤部２２は、円盤部２１と同様、扇形状に形成され、軸線Ｐ１を中心として円盤部２１と対称になるよう形成されている。すなわち、回転中心となる軸線Ｐ１を中心とする半径ｒ１および側面２２ａ、２２ｂのなす角がθ１度となる円弧と、板厚ｔ１を有している。
したがって、側面２１ａと側面２２ａとを結ぶ線は、軸線Ｐ１上を通り、側面２１ｂと側面２２ｂとを結ぶ線も、軸線Ｐ１上を通るように形成されている。
【００４２】
固定部２３は、軸線Ｐ１を中心とする半径ｒ２を有する収容穴２３ａを有しており、この収容穴２３ａには、支持部材１３が収容されるようになっている。
また、固定部２３は、軸線Ｐ１を中心とする半径ｒ３を有する円周上に等間隔で配置された４個の貫通孔２３ｂを有しており、この各貫通孔２３ｂには、ボルト４が挿通されるようになっている。この円盤部２１、２２および固定部２３は一体的に形成されている。
支持部材１３を介してボルト４により、駆動軸連結部材１１が固定部２３でクランクシャフト２に固定され、軸線Ｐ１を中心にクランクシャフト２とともにバランスよく回転するよう構成されている。
【００４３】
第１実施形態における円盤部２１の側面２１ｂおよび円盤部２２の側面２２ｂは、本発明に係る可変慣性機構における連結部材対向面部を構成している。
【００４４】
相対回転部材１２は、図２、図３、図６、図７、図１０ないし図１３に示すように、ハウジング２５と、ハウジング２５の内部に固定された回転体２６とを有している。
ハウジング２５は、図１０、図１１に示すように、本体２７と、カバー２８とを有している。
【００４５】
この本体２７は、本発明の可変慣性機構における第２プレートおよび外周リングを構成し、カバー２８は第１プレートを構成している。
本体２７は、円板状に形成されたプレート部２７ａと、プレート部２７ａの外周縁部から環状に突出して形成されたリング部２７ｂとを有している。
【００４６】
プレート部２７ａは軸線Ｐ２を中心とする貫通孔２７ｃが形成されており、この貫通孔２７ｃは４個のボルト４の各頭部が、本体２７に干渉しないよう逃げ穴として機能するようになっている。
リング部２７ｂは、その内壁面２７ｄが軸線Ｐ２を中心とする半径ｒ４を有するとともに、板厚ｔ２を有するリングからなる。
【００４７】
カバー２８は、円板状に形成され、その外周は軸線Ｐ２を中心とする半径ｒ５を有している。
また、カバー２８には、軸線Ｐ２を中心とする貫通孔２８ａが形成されており、この貫通孔２８ａには、クランクシャフト２の先端部２ａが挿通されるようになっている。
【００４８】
このカバー２８は、図１１に示すように、本体２７のプレート部２７ａに対向する側に位置するようリング部２７ｂに挿入され、溶接などの接合手段により接合されて一体化されるようになっている。このカバー２８と、本体２７とにより、内部にｔ３の厚みを有する空間が形成され、この空間に回転体２６が収容されるとともに、カバー２８および本体２７の少なくともいずれか一方に、溶接などの固定手段により固定されるようになっている。
【００４９】
そして、このハウジング２５が、回転体２６とともに、先端部２ａおよび支持部材１３の周りをバランスよく回転できるようになっている。すなわち、相対回転部材１２は、駆動軸連結部材１１に対して相対的に回転することができるよう構成されている。
【００５０】
回転体２６は、図１２、図１３に示すように、円盤部３１、３２と、円盤部３１と円盤部３２とを連結する連結部３３とを有しており、金属材料からなり、その質量が高められている。
円盤部３１は、扇形状に形成され、回転中心となる軸線Ｐ３を中心とする半径ｒ６および側面３１ａ、３１ｂのなす角がθ２度となる円弧と、板厚ｔ４とを有している。
【００５１】
円盤部３２は、円盤部３１と同様に、扇形状に形成されており、軸線Ｐ３を中心として円盤部３１と対称になるよう形成されている。すなわち、回転中心となる軸線Ｐ３を中心とする半径ｒ６および側面３２ａ、３２ｂのなす角がθ２度となる円弧と、板厚ｔ４を有している。
したがって、側面３１ａと側面３２ａとを結ぶ線は、軸線Ｐ３上を通り、側面３１ｂと側面３２ｂとを結ぶ線も、軸線Ｐ３上を通るように形成されている。
【００５２】
連結部３３は、円筒状に形成され、軸線Ｐ３を中心とする半径ｒ７を有する貫通孔３３ａを有しており、この貫通孔３３ａには、支持部材１３が挿通されるようになっている。
この円盤部３１、３２および連結部３３は一体的に形成されている。
【００５３】
第１実施形態における円盤部３１の側面３１ａおよび円盤部３２の側面３２ａは、本発明に係る可変慣性機構における回転部材対向面部を構成している。
【００５４】
支持部材１３は、図２に示すように、円柱状に形成され、軸線方向に、駆動軸連結部材１１の固定部２３に形成された貫通孔２３ｂと対応する位置に貫通孔１３ａを有している。
すなわち、貫通孔１３ａは、固定部２３の軸線Ｐ１と一致する点を中心とする半径ｒ３を有する円周上に等間隔で４箇所に形成され、この各貫通孔２３ｂには、ボルト４が挿通されるようになっている。支持部材１３は、このボルト４により駆動軸連結部材１１を挟んでクランクシャフト２に連結されている。そして、支持部材１３は、その外径が相対回転部材１２の固定部２３に形成された収容穴２３ａの外径よりも僅かに小さく形成され、適度なクリアランスを有して、相対回転部材１２を回転自在に支持するようになっている。
【００５５】
移動部材１４は、図２、図３、図５、図１４、図１５に示すように、本体３５と、ローラ３６、３７、３８、３９と、ローラ軸４１、４２、４３、４４とを有している。
本体３５は、厚みｔ５を有し、上面３５ａと、厚み方向の側面３５ｂ、３５ｃと、厚み方向に直交する方向の側面３５ｄ、３５ｅと、傾斜面３５ｆ、３５ｇとの７つの面を有する７面体で構成されている。
【００５６】
本体３５は、厚み方向に貫通する貫通孔３５ｈ、３５ｉ、３５ｊ、３５ｋを有しており、これらの貫通孔３５ｈ、３５ｉ、３５ｊ、３５ｋには、ローラ軸４１、４２、４３、４４がそれぞれ挿通されるようになっている。
また、本体３５は、ローラ収容室３５ｌ、３５ｍ、３５ｎ、３５ｏを有しており、これらのローラ収容室３５ｌ、３５ｍ、３５ｎ、３５ｏには、ローラ３６、３７、３８、３９がそれぞれ回転自在に収容されるようになっている。
【００５７】
ローラ３６は、円柱状に形成され、軸線方向に貫通孔３６ａを有しており、貫通孔３６ａには、ローラ軸４１が挿通されローラ３６がローラ軸４１の周りを回転できるようになっている。ローラ３７、３８、３９も、ローラ３６と同様に構成されている。
そして、ローラ３６、３７、３８、３９は、移動部材１４が、半径方向に移動する際、それぞれ駆動軸連結部材１１の側面２１ａと、相対回転部材１２の側面３１ｂとに接触し、滑らかに移動できるよう回転するようになっている。
【００５８】
移動部材１５は、移動部材１４と同様に構成されており、ローラ３６、３７、３８、３９は、移動部材１５が、半径方向に移動する際、それぞれ駆動軸連結部材１１の側面２１ｂと、相対回転部材１２の側面３１ａとに接触し、滑らかに移動できるよう回転するようになっている。
【００５９】
第１実施形態における移動部材１４の側面３５ｃは、本発明に係る可変慣性機構における移動部材の第１対向面部を構成し、第１実施形態における移動部材１４の傾斜面３５ｆは、本発明に係る可変慣性機構における移動部材の第２対向面部を構成している。
【００６０】
押圧部材１６は、図３に示すように、線材を巻回して形成した圧縮コイルばねからなり、所定のばね定数（Ｎ／ｍ）を有している。押圧部材１６の両端は、いわゆるクローズエンドで形成されており、一端が相対回転部材１２のハウジング２５の内壁面２７ｄに固定されており、他端が移動部材１４の上面３５ａに固定されている。
【００６１】
この押圧部材１６は、組み込まれた際に、所定の収縮量（ｍｍ）だけ収縮し、移動部材１４を半径方向の中心に向かって所定の押圧力（Ｎ）で押圧するようになっている。
【００６２】
押圧部材１７は、押圧部材１６と同様に構成されており、この押圧部材１７が、組み込まれた状態、すなわちフライホイール３が停止している状態において、所定の収縮量（ｍｍ）だけ収縮し、移動部材１５を半径方向の中心に向かって所定の押圧力（Ｎ）で押圧するようになっている。
【００６３】
押圧部材１６の所定の押圧力（Ｎ）をＦｓとし、このときの押圧部材１６の収縮量をδ（ｍ）とし、押圧部材１６のばね定数（Ｎ／ｍ）をｋとすると、押圧力Ｆｓは、次式（１）で表される。
Ｆｓ＝ｋ×δ・・・・・（１）
この押圧力Ｆｓは、フライホイール３の回転により移動部材１４に遠心力（Ｎ）が作用しても、移動部材１４の移動が阻止されるような大きさに設定されている。
【００６４】
ここで、図１６に示すように、遠心力（Ｎ）をＦｅとし、移動部材１４の質量（ｋｇ）をｍとし、回転するフライホイール３の角速度（ｒａｄ／ｓ）をωとし、移動部材１４の重心、すなわち質量中心を点Ｐｍとし、フライホイール３の回転中心を点Ｐｗとし、質量中心の半径、すなわち点Ｐｍと点Ｐｗとの距離（ｍ）をｒとすると、遠心力Ｆｅは、次式（２）で表される。
Ｆｅ＝ｍ×ω２×ｒ・・・・・（２）
ここで、エンジン１の回転数（ｒｐｓ）をＮｅとすると、角速度ωは、次式（３）で表される。
ω＝２πＮｅ・・・・・（３）
したがって、遠心力Ｆｅは、次式（４）で表すことができる。
Ｆｅ＝ｍ×（２πＮｅ）２×ｒ・・・・・（４）
【００６５】
この遠心力Ｆｅの押圧部材１６の軸線方向の分力をＦｈとし、点Ｐｍと点Ｐｗとを結ぶ線と、押圧部材１６の軸線とのなす角をθｆとすると、遠心力Ｆｅの押圧部材１６の軸線方向の分力Ｆｈは、次式（５）で表される。
Ｆｈ＝Ｆｅ×ｃｏｓθｆ
Ｆｈ＝ｍ×（２πＮｅ）２×ｒ×ｃｏｓθｆ・・・・・（５）
【００６６】
したがって、押圧部材１６の所定の押圧力Ｆｓは、遠心力Ｆｅの押圧部材１６の軸線方向の分力Ｆｈよりも大きくなるよう設定されているので、次式（６）の関係にある。
Ｆｓ＞Ｆｈ
Ｆｓ＞ｍ×（２πＮｅ）２×ｒ×ｃｏｓθｆ・・・・・（６）
式（６）の関係に設定されているので、フライホイール３の回転により移動部材１４に遠心力Ｆｅが作用しても、移動部材１４の移動が阻止されることになる。
【００６７】
また、移動部材１４は、相対回転部材１２が相対回転した際に、エンジン１から出力されたトルク（Ｎ・ｍ）により相対回転方向に押圧力を受けることになる。この押圧力は、移動部材１４を半径方向で点Ｐｗから離隔する方向に作用することになり、押圧部材１６に対して圧縮する方向に作用することになる。
【００６８】
ここで、エンジン１から出力されたトルク（Ｎ・ｍ）をＴとし、トルクＴによる点Ｐｍと点Ｐｗとを結ぶ線と直交する方向に作用する押圧力をＴｐとすると、押圧力Ｔｐは、次式（７）で表される。
Ｔｐ＝Ｔ／ｒ・・・・・（７）
【００６９】
そして、点Ｐｍと点Ｐｗとを結ぶ線と直交する線と、押圧部材１６の軸線とのなす角をθｔとし、押圧力Ｔｐの押圧部材１６の軸線方向の分力をＴｈとすると、分力Ｔｈは、次式（８）で表される。
Ｔｈ＝Ｔｐ×ｃｏｓθｔ・・・・・（８）
したがって、エンジン１からトルクＴが出力されると、トルクＴは、移動部材１４を分力Ｔｈの大きさで、点Ｐｗから離隔する方向に作用することになる。
【００７０】
その結果、移動部材１４は、遠心力Ｆｅに対しては、押圧部材１６の押圧力Ｆｓでその移動を阻止するようバランスを保ち、トルクＴに対しては、その分力Ｔｐにより点Ｐｗから離隔する方向に移動することになる。すなわち、この移動部材１４は、エンジン１から出力されるトルクに感応して移動するので、いわゆるトルク感応型のフライホイールを構成することになる。
【００７１】
また、エンジン１から出力されるトルクＴにより、移動部材１４が点Ｐｗから離隔する方向に移動すると、フライホイール３の慣性モーメントが高められる。
すなわち、質量ｍの移動部材１４に作用する慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）をＩ１４とすると、慣性モーメントＩ１４は、次式（９）で表される。
Ｉ１４＝ｍ×ｒ２・・・・・（９）
したがって、移動部材１４が点Ｐｗから離隔する方向に移動すると、半径ｒが大きくなるので、移動した距離の２乗に比例して、慣性モーメントＩ１４が増大することになる。
【００７２】
以上に説明した移動部材１４に作用する遠心力Ｆｅと、トルクＴは、移動部材１４に対向して配置されている移動部材１５にも同様に作用し、移動部材１５の慣性モーメントＩ１５も移動部材１４と同様に増大することになる。
【００７３】
これらの移動部材１４、１５の慣性モーメントが増大することにより、フライホイール３の慣性モーメントが増大することになる。フライホイール３は、その慣性モーメントが増大すると、エンジン１から出力されるトルクの変動を受け難くなり、その回転が滑らかで安定することになる。
【００７４】
第１実施形態における駆動軸連結部材１１の板厚ｔ１（ｍ）、なす角θ１（度）、半径ｒ１（ｍ）、ｒ２（ｍ）、ｒ３（ｍ）、相対回転部材１２の板厚ｔ２（ｍ）、厚みｔ３（ｍ）、板厚ｔ４（ｍ）、なす角θ２（度）、半径ｒ４（ｍ）、ｒ５（ｍ）、ｒ６（ｍ）、ｒ７（ｍ）、押圧部材１６、１７のばね定数（Ｎ／ｍ）、所定の収縮量（ｍ）、所定の押圧力（Ｎ）、移動部材１４、１５の質量ｍ（ｋｇ）などの寸法および諸元は、第１実施形態に係るフライホイール３が適用されるエンジン１の種類、仕様、構造、大きさ、形状や実験データ、シミュレーションから得られたデータに基づいて適宜選択される。
【００７５】
次いで、フライホイール３の動作について簡単に説明する。
【００７６】
図１に示すエンジン１が始動すると、クランクシャフト２が回転することにより、フライホイール３が回転し、エンジン１から出力されたトルク（Ｎ・ｍ）は、クランクシャフト２からフライホイール３に伝達される。
すなわち、エンジン１が始動すると、クランクシャフト２が図１７に示す矢印ａ方向に回転することにより、駆動軸連結部材１１がクランクシャフト２とともに同方向に回転する。そして、移動部材１４、１５にトルクが伝達され、移動部材１４、１５を介して相対回転部材１２にトルクが伝達され、相対回転部材１２が回転し、フライホイール３が回転する。その結果、エンジン１から出力されたトルク（Ｎ・ｍ）は、クランクシャフト２からフライホイール３に伝達される。
【００７７】
フライホイール３が回転すると、フライホイール３に対して遠心力（Ｎ）が作用し、この遠心力が移動部材１４、１５を半径方向の外方に移動させる方向に作用する。
この遠心力に対抗して、押圧部材１６、１７に反力（Ｎ）が生じ、移動部材１４、１５の半径方向の外方への移動が阻止される。フライホイール３は、エンジン１が低回転であって低トルクの状態のとき、移動部材１４、１５が移動しないので、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大せず、回転時のフライホイール３の負荷が比較的に小さく、回転が滑らかになる。
【００７８】
特に、エンジン１の始動時に、負荷が比較的に小さいので、始動し易くなり始動性が良好となる。そして、エンジン１の始動後、図示しないアクセルペダルが運転者により踏み込まれ、エンジン１が加速されると、エンジン１から出力されるトルクが急速に高まり、低回転、高トルクの状態となる。このとき、高まったトルクにより、図１７に示すように、相対回転部材１２が、駆動軸連結部材１１に対して、フライホイール３の矢印ａで示す回転方向と同じ、矢印ｂ方向に相対回転する。
【００７９】
この相対回転により、移動部材１４、１５が、矢印ｃで示す方向に速やかに移動する。この移動により、フライホイール３は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大し、エンジン１から出力されるトルクの変動を受け難くなり、その回転が安定する。
【００８０】
また、このようなエンジン１の加速により、移動部材１４、１５が、矢印ｃで示す方向に移動すると、押圧部材１６、１７が収縮するので、エンジン１から出力されるトルクの変動が押圧部材１６、１７により減衰され、滑らかな加速が得られる。すなわち、押圧部材１６、１７が、それぞれフライホイール３のダンパとして機能することになる。
【００８１】
他方、図示しないアクセルペダルが運転者により解放され、エンジン１が減速されると、エンジン１から出力されるトルクが急速に低下し、低トルクの状態となる。
【００８２】
このとき、相対回転部材１２にトルクが負荷されないので、図１８に示すように、相対回転部材１２が、駆動軸連結部材１１に対して、フライホイール３の矢印ａで示す回転方向と逆の、矢印ｄ方向に相対回転する。この相対回転により、移動部材１４、１５が、押圧部材１６、１７によりそれぞれ押圧され、矢印ｅで示す方向に速やかに移動する。この移動により、フライホイール３は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が減少し、フライホイール３の回転の負荷が軽減される。
【００８３】
このような、移動部材１４、１５の移動は、エンジン１から出力されるトルクの変動に応じて行われるので、このトルクが高まるとフライホイール３の慣性モーメントが増大し、トルクが低くなるとフライホイール３の慣性モーメントが減少する。その結果、エンジン１から出力されるトルクの変動が、移動部材１４、１５の移動により、抑制されることになり、フライホイール３の回転が安定する。
【００８４】
第１実施形態に係るフライホイール３は、前述のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００８５】
すなわち、フライホイール３は、クランクシャフト２に連結されクランクシャフト２とともに回転する駆動軸連結部材１１と、クランクシャフト２の半径方向の外方に設けられクランクシャフト２の軸線と一致する軸線を有し、駆動軸連結部材１１に対して相対的に回転することができる相対回転部材１２と、駆動軸連結部材１１に連結され相対回転部材１２を回転自在に支持する支持部材１３と、駆動軸連結部材１１と相対回転部材１２との間に、クランクシャフト２の半径方向に移動自在に介装された移動部材１４、１５と、一端部が相対回転部材１２に支持されるとともに、他端部が移動部材１４、１５のいずれかに支持され、移動部材１４をクランクシャフト２の軸線方向に押圧する押圧部材１６、１７とを備えている。
【００８６】
そして、駆動軸連結部材１１が、円周方向で相対回転部材１２と対向する側面２１ａ、２２ａを有し、相対回転部材１２が、円周方向で側面２１ａ、２２ａとそれぞれ対向する側面３１ｂ、３２ｂを有し、側面２１ａ、２２ａと側面３１ｂ、３２ｂとによりそれぞれ画成される円周方向の隙間が、軸線から半径方向に離隔するほど大きくなるよう形成され、移動部材１４、１５が、クランクシャフト２にトルクが負荷された際の相対回転部材１２の相対回転に従って、側面２１ａ、２２ａおよび側面３１ｂ、３２ｂに沿って移動するよう構成されている。
【００８７】
また、移動部材１４が、駆動軸連結部材１１の側面２１ｂに対向する傾斜面３５ｆと、相対回転部材１２の側面３１ａに対向する傾斜面３５ｇとを有するとともに、回転自在にローラ３６、３７、３８、３９がそれぞれ設けられ、各ローラ３６、３７、３８、３９が側面２１ｂおよび側面３１ａに回転自在に当接するよう構成されている。移動部材１５も、移動部材１４と同様に構成されている。
【００８８】
また、相対回転部材１２が、クランクシャフト２の軸線方向に直交するハウジング２５と、ハウジング２５内に固定された回転体２６とを有し、駆動軸連結部材１１が、ハウジング２５内に回転自在に収容されるとともに、移動部材１４、１５が、ハウジング２５内に移動自在に収容されている。
【００８９】
その結果、フライホイール３においては、その回転時に、遠心力（Ｎ）が作用しても、移動部材１４、１５が押圧部材１６、１７によりそれぞれ、その移動が規制されているので、移動部材１４、１５が移動することはなく、フライホイール３の慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大することはない。従来のフライホイールのように、遠心力のみによって、慣性モーメントを増大させると、エンジンの低回転時におけるトルク変動の抑制が不充分となってしまうという従来の問題が、第１実施形態のフライホイール３においては解消される。
【００９０】
すなわち、エンジン１の加速時におけるトルクの高まりに応じて、相対回転部材１２が、駆動軸連結部材１１に対して相対回転し、移動部材１４、１５が半径方向の外方に速やかに移動するので、慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が速やかに増大する。その結果、エンジン１のトルク変動が抑制され、フライホイール３が安定して回転するという効果が得られる。
【００９１】
図１９の折れ線グラフは、エンジン回転数（ｒｐｓ）とエンジンのトルク変動との関係を示している。実線は、アクセル全開であって、エンジン１の加速走行時におけるエンジン回転数とエンジンのトルク変動を示している。この場合、エンジン１が低回転のときにトルク変動が最も大きく、エンジン１が中回転のときにトルク変動が最も小さく、エンジン１が高回転になるほどトルク変動が大きくなっていることを示している。
【００９２】
したがって、エンジン１が低回転から中回転の領域で、低回転になるほどトルク変動が大きくなっていることがわかる。
【００９３】
また、破線は、アクセル全閉であって、エンジン１の減速走行時におけるエンジン回転数とエンジンのトルク変動を示している。この場合、エンジン１が高回転のときにトルク変動が最も大きく、エンジン１が低回転のときにトルク変動が最も小さく、エンジン１が高回転から低回転になるほどトルク変動が小さくなることを示している。
【００９４】
図１９に示すように、点Ａは、移動部材１４、１５が移動しフライホイール３の慣性モーメントが増加した状態におけるトルク変動を示しており、慣性モーメントの増加により比較的大きなトルク変動が抑制されることを示している。点Ｂは、移動部材１４、１５が移動しフライホイール３の慣性モーメントが減少した状態におけるトルク変動を示しており、慣性モーメントが減少しても、抑制すべきトルク変動がもともと小さいので慣性モーメントが減少しても、トルク変動によるフライホイール３の滑らかな回転に支障がないことを示している。
【００９５】
また、エンジン１の加速により、移動部材１４、１５の移動に伴い、押圧部材１６、１７が収縮するので、エンジン１から出力されるトルクの変動が押圧部材１６、１７により減衰され、滑らかな加速が得られるという効果も得られる。すなわち、押圧部材１６、１７が、それぞれフライホイール３の捩りダンパとしても機能するという効果も得られる。
【００９６】
また、エンジン１の減速により、エンジン１が低トルクの状態にあるとき、相対回転部材１２に大きなトルクが負荷されないので、相対回転部材１２が、駆動軸連結部材１１に対して、フライホイール３の回転方向と逆の方向に相対回転する。この相対回転により、移動部材１４、１５が、押圧部材１６、１７によりそれぞれ押圧され移動する。
【００９７】
この移動により、フライホイール３は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が減少し、フライホイール３の回転の負荷が軽減される。したがって、エンジン１が低回転の領域にあるときは、低トルクでフライホイール３が速やかに回転するので、加速応答性が良好となり、従来の回転数感応型のフライホイールに対して、著しくエンジン１の始動性が向上するという効果が得られる。
【００９８】
このように、移動部材１４、１５の移動は、エンジン１から出力されるトルクの変動に応じて行われるので、このトルクが高まるとフライホイール３の慣性モーメントが増大し、トルクが低くなるとフライホイール３の慣性モーメントが減少する。その結果、エンジン１から出力されるトルクの変動が、移動部材１４、１５の移動により、抑制されることになり、フライホイール３の回転が安定するという効果が得られる。
その結果、可変慣性機構を備えたフライホイール３の振動の発生が抑制されるとともに、フライホイール３よりも後段の駆動系の振動によるこもり音などの騒音の発生も抑制されるという、いわゆるＮＶ特性が向上するという効果も得られる。
【００９９】
第１実施形態に係るフライホイール３においては、図２に示すように、支持部材１３が別個の部材として構成した場合について説明した。
しかしながら、本発明に係る可変慣性機構においては、支持部材は別個の部材以外の構造で構成するようにしてもよい。
【０１００】
例えば、駆動軸としてのクランクシャフト２の先端部２ａを、図４に示す長さよりも長くなるよう先端部２ａと同径で延長部を形成し、この延長部に相対回転部材を固定し相対回転部材がクランクシャフト２とともに回転する構造で構成するようにしてもよい。
また、この延長部にスプライン外歯を形成するとともに相対回転部材にスプライン内歯を形成し、相対回転部材をクランクシャフト２にスプライン嵌合させ、相対回転部材がクランクシャフト２とともに回転する構造で構成するようにしてもよい。
また、フライホイール３における支持部材１３を、相対回転部材１２と一体的に形成し、相対回転部材１２をクランクシャフト２に固定する構造で構成するようにしてもよい。
【０１０１】
第１実施形態に係るフライホイール３においては、図２に示すように、駆動軸連結部材１１と相対回転部材１２との２つに分割して、両者の間の隙間に移動部材１４、１５を介装した場合について説明した。
しかしながら、本発明に係る可変慣性機構においては、フライホイールを２分割以外の分割構造で構成するようにしてもよい。
例えば、２個の駆動軸連結部材と、２個の相対回転部材で構成し、駆動軸連結部材と相対回転部材とが円周上交互になるよう配置し、各部材間の隙間に移動部材を介装する構造で構成するようにしてもよい。
【０１０２】
第１実施形態に係るフライホイール３においては、図１に示すように、エンジン１のクランクシャフト２に連結した場合について説明した。
しかしながら、エンジン１のクランクシャフト２以外の他の部材に連結するようにしてもよい。
例えば、工作機械の駆動軸、回転電機の駆動軸などのエンジン以外の動力源の駆動軸に連結するようにしてもよい。
【０１０３】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るエンジン１０においては、第１実施形態のフライホイール３が異なっているが、他の構成要素は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
まず、構成について説明する。
【０１０４】
第２実施形態に係るエンジン１０は、第１実施形態と同様にクランクシャフト２と、フライホイール３０と、フライホイール３０をクランクシャフト２に固定する複数のボルト４とを含んで構成されている。
【０１０５】
フライホイール３０は、図２０に示すように、駆動軸連結部材５１と、相対回転部材５２と、支持部材５３と、第１移動部材５４と、第２移動部材５５と、第１押圧部材５６と、第２押圧部材５７と、第１連動部材６１、６２と、第２連動部材６３、６４と、一対の第１連結ピン６５と、一対の第２連結ピン６６とを含んで構成されている。
【０１０６】
駆動軸連結部材５１は、図２０、図２１、図２５、図２６に示すように、円盤部７１、７２と、固定部７３とを有しており、金属材料からなり、その質量が高められている。
円盤部７１は、図２５に示すように、厚みｔ６で扇形状に形成され、回転中心となる軸線Ｐ４を中心とする半径ｒ８および側面７１ａ、７１ｂのなす角がθ３度となる円弧を有している。
【０１０７】
また、円盤部７１には、厚み方向に貫通する貫通孔７１ｃが固定部７３および側面７１ａに近接する位置に形成されており、この貫通孔７１ｃには、両側から一対の第１連結ピン６５がそれぞれ挿入されるようになっている。
【０１０８】
円盤部７２は、円盤部７１と同様、扇形状に形成され、軸線Ｐ４を中心として円盤部７１と対称になるよう形成されている。すなわち、回転中心となる軸線Ｐ４を中心とする半径ｒ８および側面７２ａ、７２ｂのなす角がθ３度となる円弧を有している。
また、円盤部７２には、貫通孔７２ｃが固定部７３および側面７２ａに近接する位置であって、貫通孔７１ｃと軸線Ｐ４を中心とする対象の位置に形成されており、この貫通孔７２ｃには、両側から一対の第２連結ピン６６がそれぞれ挿入されるようになっている。
【０１０９】
固定部７３は、軸線Ｐ４を中心とする所定の半径を有する円柱状の本体７３ａと、この本体７３ａの両端に突出して形成され、軸線Ｐ４を中心として本体７３ａの半径より小さい半径を有する円環突起７３ｂとを有している。この一端側の円環突起７３ｂは、図２４に示すように、クランクシャフト２の先端部２ａに当接し、他端側の円環突起７３ｂは、支持部材５３に当接するようになっている。
【０１１０】
また、固定部７３は、クランクシャフト２の先端部２ａに形成されたねじ穴２ｂに対応するよう、軸線Ｐ４を中心として対称に配置された２個の貫通孔７３ｃを有しており、この各貫通孔７３ｃには、ボルト４が挿通されるようになっている。この固定部７３および円盤部７１、７２は一体的に形成されている。
【０１１１】
支持部材５３を介してボルト４により、駆動軸連結部材５１が固定部７３でクランクシャフト２の先端部２ａに固定され、軸線Ｐ４を中心にクランクシャフト２とともにバランスよく回転するよう構成されている。
【０１１２】
円盤部７１の側面７１ｂと、円盤部７２の側面７２ｂとが、軸線Ｐ４を通る同一平面内に位置するよう、円盤部７１および円盤部７２が形成されるとともに、円盤部７１の厚み円盤部７２の厚みとが等しく形成されることが好ましい。この構成により、駆動軸連結部材５１の回転バランスをより向上させることができる。
【０１１３】
相対回転部材５２は、図２０、図２１、図２７および図２８に示すように、ハウジング８１と、カバー８２と、を有している。
【０１１４】
ハウジング８１は、円板状に形成されたプレート部８１ａと、プレート部８１ａの外周縁部から環状に突出しプレート部８１ａと一体的に形成されたリング部８１ｂと、第１移動部材５４の移動を案内する第１案内部８３と、第２移動部材５５の移動を案内する第２案内部８４とを有している。
【０１１５】
プレート部８１ａには、軸線Ｐ５を中心とする半径ｒ１１を有する貫通孔８１ｃが形成されており、この貫通孔８１ｃには、支持部材５３が所定の隙間を保って挿通されるようになっている。すなわち、ハウジング８１は、支持部材５３に支持されながら支持部材５３の周りを回転できるよう構成されている。
リング部８１ｂは、その内壁面８１ｄが軸線Ｐ５を中心とする半径ｒ１２を有する円環状に形成されるとともに、均一な板厚ｔ７を有するリングからなる。
【０１１６】
リング部８１ｂは、その内壁面８１ｄから内側に突出して形成された突起８１ｅと、この突起８１ｅに対向し、内壁面８１ｄから内側に突出して形成された突起８１ｆとを有している。この突起８１ｅにより、第１押圧部材５６の一端が支持され、突起８１ｆにより、第２押圧部材５７の一端が支持されるようになっている。
【０１１７】
第１案内部８３は、厚みｔ８を有しプレート部８１ａからカバー８２に向かって突出して形成された案内壁８３ａと、厚みｔ８を有しプレート部８１ａからカバー８２に向かって突出するとともに、突起８１ｅを挟み幅Ｗ１で離隔して、案内壁８３ａと対向するよう形成された案内壁８３ｂとを有している。
【０１１８】
第２案内部８４は、第１案内部８３と同様、厚みｔ８を有しプレート部８１ａからカバー８２に向かって突出して形成された案内壁８４ａと、厚みｔ８を有しプレート部８１ａからカバー８２に向かって突出するとともに、突起８１ｆを挟み幅Ｗ１で離隔して、案内壁８４ａと対向するよう形成された案内壁８４ｂとを有している。
【０１１９】
第１案内部８３と第２案内部８４とは、軸線Ｐ５を挟んで、距離Ｌ１だけ離隔したスペースが画成されており、このスペース内で、第１連動部材６１、６２および第２連動部材６３、６４が第１案内部８３および第２案内部８４と干渉しないよう動作するようになっている。
【０１２０】
カバー８２は、円板状に形成され、その外周は軸線Ｐ５を中心とする所定の半径を有している。
また、カバー８２には、軸線Ｐ５を中心とする貫通孔８２ａが形成されており、この貫通孔８２ａには、クランクシャフト２の先端部２ａが所定の隙間を保って挿通されるようになっている。すなわち、カバー８２は、先端部２ａに支持されながら先端部２ａの周りを回転できるよう構成されている。
【０１２１】
このカバー８２は、図２７に示すように、ハウジング８１のプレート部８１ａに対向する側に位置するようリング部８１ｂに挿入され、溶接などの接合手段により接合されて一体化されるようになっている。このカバー８２と、ハウジング８１とにより、内部に所定の幅を有する空間が形成され、図２０に示すように、この空間内に駆動軸連結部材５１、第１移動部材５４、第２移動部材５５、第１押圧部材５６、第２押圧部材５７、第１連動部材６１、６２および第２連動部材６３、６４とが収容されるようになっている。
【０１２２】
前述のように、この相対回転部材５２は、先端部２ａおよび支持部材５３の周りをバランスよく回転できるようになっている。すなわち、相対回転部材５２は、駆動軸連結部材５１に対して相対的に回転することができるよう構成されている。
【０１２３】
支持部材５３は、図２０および図２２に示すように、円柱状に形成された本体５３ａと、本体５３ａの一端から径方向に環状に突出して形成されたフランジ５３ｂとを有している。また、支持部材５３には、軸線方向に、クランクシャフト２の先端部２ａに形成されたねじ穴２ｂおよび駆動軸連結部材５１の貫通孔７３ｃと対応する位置に形成された貫通孔５３ｃを有している。
【０１２４】
この各貫通孔５３ｃには、ボルト４がそれぞれ挿通されるようになっている。このボルト４により支持部材５３とクランクシャフト２との間に駆動軸連結部材５１が、挟み込まれて固定されるようになっている。そして、支持部材５３のフランジ５３ｂにより、相対回転部材５２が、回転自在に保持されている。
【０１２５】
第１移動部材５４は、図２０、図２１、図２９および図３０に示すように、本体８５と、第１ローラとしてのローラ８６、８７、８８、８９と、ローラ軸９１、９２、９３、９４とを有している。
本体８５は、均一な厚みを有し、側面８５ａのローラ８６とローラ８７との中心部分に厚み方向に直交するよう突出して形成された環状の突起８５ｂを有しており、この突起８５ｂには、第１押圧部材５６の端部が装着され、第１押圧部材５６の端部を支持するようになっている。
【０１２６】
また、本体８５は、ローラ８８とローラ８９との中心部分に、ローラ８８とローラ８９と並行するよう厚み方向に貫通する貫通孔８５ｃを有している。
この貫通孔８５ｃには、両側から一対の第１連結ピン６５がそれぞれ挿入されるようになっている。
【０１２７】
また、本体８５は、角部に厚み方向に貫通する貫通孔８５ｅ、８５ｆ、８５ｇ、８５ｈを有しており、これらの貫通孔８５ｅ、８５ｆ、８５ｇ、８５ｈには、ローラ軸９１、９２、９３、９４がそれぞれ挿通されるようになっている。
また、本体８５は、ローラ収容室８５ｊ、８５ｋ、８５ｌ、８５ｍを有しており、これらのローラ収容室８５ｊ、８５ｋ、８５ｌ、８５ｍには、ローラ８６、８７、８８、８９がそれぞれ回転自在に収容されるようになっている。
【０１２８】
ローラ８６は、円柱状に形成され、軸線方向に貫通孔８６ａを有しており、貫通孔８６ａには、ローラ軸９１が挿通されローラ８６がローラ軸９１の周りを回転できるようになっている。ローラ８７、８８、８９も、ローラ８６と同様に構成されている。
これらのローラ８６、８７、８８、８９は、本体８５における第１案内部８３に対向する第１対向面部８５ｐ、８５ｑにそれぞれ設けられている。
【０１２９】
そして、ローラ８６、８７、８８、８９は、第１移動部材５４が、半径方向に移動する際、それぞれ第１案内部８３の案内壁８３ａおよび案内壁８３ｂに接触して回転し、滑らかに移動できるよう、ローラ８６およびローラ８８と、ローラ８７およびローラ８９とのそれぞれの幅Ｗ２が、案内壁８３ａおよび案内壁８３ｂの幅Ｗ１よりも僅かに小さい幅になるよう構成されている。
【０１３０】
第２移動部材５５は、第１移動部材５４と同様に構成されており、第２ローラとしてのローラ８６、８７、８８、８９は、第２移動部材５５が、半径方向に移動する際、それぞれ第２案内部８４の案内壁８４ａおよび案内壁８４ｂに接触し、滑らかに移動できるよう回転するようになっている。
また、貫通孔８５ｃには、両側から一対の第２連結ピン６６がそれぞれ挿入されるようになっている。
なお、ローラ８６、８７、８８、８９は、本体８５における第２案内部８４に対向する第２対向面部８５ｐ、８５ｑにそれぞれ設けられている。
【０１３１】
第１押圧部材５６は、第１実施形態の押圧部材１６と同様に、図２０、図２１に示すように、線材を巻回して形成した圧縮コイルばねからなり、所定のばね定数（Ｎ／ｍ）を有している。第１押圧部材５６の両端は、いわゆるクローズエンドで形成されており、前述のように一端が相対回転部材５２のハウジング８１の突起８１ｅに支持されており、他端が第１移動部材５４の突起８５ｂに支持されている。
【０１３２】
この第１押圧部材５６は、組み込まれた際に、すなわちフライホイール３０が停止している状態において、所定の収縮量（ｍｍ）だけ収縮し、第１移動部材５４を半径方向の中心に向かって所定の押圧力（Ｎ）で押圧するようになっている。
【０１３３】
第２押圧部材５７は、第１押圧部材５６と同様に構成されており、この第２押圧部材５７が、組み込まれた状態、すなわちフライホイール３０が停止している状態において、所定の収縮量（ｍｍ）だけ収縮し、第２移動部材５５を半径方向の中心に向かって所定の押圧力（Ｎ）で押圧するようになっている。
【０１３４】
第１押圧部材５６の所定の押圧力（Ｎ）をＦｓとし、このときの第１押圧部材５６の収縮量をδ（ｍ）とし、ばね定数（Ｎ／ｍ）をｋとすると、押圧力Ｆｓは、次式（１１）で表される。
Ｆｓ＝ｋ×δ・・・・・（１１）
この押圧力Ｆｓは、図３１に示すように、フライホイール３０の回転により第１移動部材５４に遠心力（Ｎ）が作用しても、第１移動部材５４の第１案内部８３内における移動が阻止されるような大きさに設定されている。
【０１３５】
ここで、図３１に示すように、遠心力（Ｎ）をＦｅとし、第１移動部材５４の質量（ｋｇ）をｍとし、回転するフライホイール３０の角速度（ｒａｄ／ｓ）をωとし、第１移動部材５４の重心、すなわち質量中心を点Ｐｍとし、フライホイール３０の回転中心を点Ｐｗとし、質量中心の半径、すなわち点Ｐｍと点Ｐｗとの距離（ｍ）をｒｅとすると、遠心力Ｆｅは、次式（１２）で表される。
Ｆｅ＝ｍ×ω２×ｒｅ・・・・・（１２）
ここで、エンジン１の回転数（ｒｐｓ）をＮｅとすると、角速度ωは、次式（１３）で表される。
ω＝２πＮｅ・・・・・（１３）
したがって、遠心力Ｆｅは、次式（１４）で表すことができる。
Ｆｅ＝ｍ×（２πＮｅ）２×ｒｅ・・・・・（１４）
【０１３６】
この遠心力Ｆｅと押圧力Ｆｓは、前述のように、Ｆｓ＞Ｆｅの関係になるよう設定されているので、すなわち、
Ｆｓ＞ｍ×（２πＮｅ）２×ｒｅ・・・・・（１５）
となり、式（１５）の関係にあるので、フライホイール３０の回転により第１移動部材５４に遠心力Ｆｅが作用しても、第１移動部材５４の第１案内部８３内における移動が阻止されることになる。
【０１３７】
他方、第１移動部材５４は、エンジン１が駆動し、クランクシャフト２からトルクＴ（Ｎ・ｍ）が出力されると、トルクＴは、駆動軸連結部材５１に伝達され、図３１の矢印Ｔに示すように、駆動軸連結部材５１がトルクＴを有して回転する。
このトルクＴは、第１連動部材６１、６２を介して第１移動部材５４に以下のように作用する。
ここで、第１連動部材６１と駆動軸連結部材５１との連結の中心を点Ｐｂとし、第１連動部材６１と第１移動部材５４との連結の中心を点Ｐｔとし、点Ｐｂと点Ｐｗとの距離をｒｔとする。
【０１３８】
また、点Ｐｂと点Ｐｗとを結ぶ線に直交する直交方向で、点Ｐｂに作用する力（Ｎ）をＦｔとし、この直交方向と点Ｐｂと点Ｐｔとを結ぶ線とのなす角をθｔとし、力Ｆｔの点Ｐｂと点Ｐｔとを結ぶ線の方向に作用する分力（Ｎ）をＦｒとし、この分力Ｆｒの方向と点Ｐｗと点Ｐｔとを結ぶ線とのなす角をθｅとし、この分力Ｆｒが第１移動部材５４に作用する力（Ｎ）をＦｍとする。
【０１３９】
この場合、力Ｆｔは、次式（１６）で表される。
Ｆｔ＝Ｔ／ｒｔ・・・・・（１６）
分力Ｆｒは、次式（１７）で表される。
Ｆｒ＝Ｆｔ×ｃｏｓθｔ＝（Ｔ／ｒｔ）×ｃｏｓθｔ・・・・・（１７）
力Ｆｍは、次式（１８）で表される。
Ｆｍ＝Ｆｔ×ｃｏｓθｅ＝（Ｔ／ｒｔ）×ｃｏｓθｅ・・・・・（１８）
【０１４０】
その結果、クランクシャフト２からトルクＴ（Ｎ・ｍ）が出力されると、第１移動部材５４には、遠心力Ｆｅと力Ｆｍとが作用し、この遠心力Ｆｅと力Ｆｍとの合力（Ｎ）は、第１押圧部材５６の押圧力Ｆｓよりも大きくなる。
したがって、クランクシャフト２からトルクＴ（Ｎ・ｍ）が出力されると、第１移動部材５４は、遠心力Ｆｅに対しては、第１押圧部材５６の押圧力Ｆｓでその移動を阻止するようバランスを保ち、トルクＴに対しては、押圧力Ｆｓに対抗する方向、すなわち半径方向の外方に移動することになる。
【０１４１】
第２移動部材５５においても、第１移動部材５４における力関係と同様の力が作用する。
その結果、この第１移動部材５４および第２移動部材５５は、エンジン１から出力されるトルクＴに感応して移動するので、いわゆるトルク感応型のフライホイールを構成することになる。
【０１４２】
また、エンジン１から出力されるトルクＴにより、第１移動部材５４および第２移動部材５５が点Ｐｗから離隔する方向に移動すると、フライホイール３０の慣性モーメントが高められる。
【０１４３】
すなわち、質量ｍの第１移動部材５４に作用する慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）をＩ５４とすると、慣性モーメントＩ５４は、次式（１９）で表される。
Ｉ５４＝ｍ×ｒ２・・・・・（１９）
したがって、第１移動部材５４が点Ｐｗから離隔する方向に移動すると、半径ｒｅが大きくなるので、移動した距離の２乗に比例して、慣性モーメントＩ５４が増大することになる。
【０１４４】
第２移動部材５５に作用する慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）Ｉ５５も、第１移動部材５４と同様に、増大することになる。
【０１４５】
これらの第１移動部材５４および第２移動部材５５の慣性モーメントが増大することにより、フライホイール３０の慣性モーメントが増大することになる。フライホイール３０は、その慣性モーメントが増大すると、エンジン１から出力されるトルクの変動を受け難くなり、その回転が滑らかで安定することになる。
【０１４６】
第１連動部材６１は、図２０および図２１に示すように、所定の厚みおよび幅を有し、帯状に形成されており、両端部には、貫通孔がそれぞれ形成されている。この貫通孔には、一対の第１連結ピン６５が挿通されるようになっている。第１連動部材６２も第１連動部材６１と同様に構成されている。
【０１４７】
第２連動部材６３は、図２０および図２１に示すように、第１連動部材６１、６２と同様、所定の厚みおよび幅を有し、帯状に形成されており、両端部には、貫通孔がそれぞれ形成されている。この貫通孔には、一対の第２連結ピン６６が挿通されるようになっている。第２連動部材６４も第２連動部材６３と同様に構成されている。
【０１４８】
第１連結ピン６５および第２連結ピン６６は、平坦な頭部と、円柱からなる本体とを有し、第１連結ピン６５が第１連動部材６１、６２側から挿入された際、第１連動部材６１、６２の側面から頭部が突出しないよう構成されている。
また、第１連結ピン６５は、駆動軸連結部材５１および第１移動部材５４を連動させるよう駆動軸連結部材５１および第１移動部材５４に装着される。
【０１４９】
第２連結ピン６６が第２連動部材６３、６４側から挿入された際、第２連動部材６３、６４の側面から頭部が突出しないよう構成されている。
また、第２連結ピン６６は、駆動軸連結部材５１および第２移動部材５５を連動させるよう駆動軸連結部材５１および第２移動部材５５に装着される。
【０１５０】
第２実施形態における駆動軸連結部材５１の厚みｔ６（ｍ）、なす角θ３（度）、半径ｒ８（ｍ）、ｒ９（ｍ）、ｒ１０（ｍ）、相対回転部材５２の板厚ｔ７（ｍ）、厚みｔ８（ｍ）、幅Ｗ１（ｍ）、半径ｒ１１（ｍ）、ｒ１２（ｍ）、距離Ｌ１（ｍ）、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７のばね定数（Ｎ／ｍ）、所定の収縮量（ｍ）、所定の押圧力（Ｎ）、第１移動部材５４および第２移動部材５５の質量ｍ（ｋｇ）、幅Ｗ２（ｍ）などの寸法および諸元は、第２実施形態に係るフライホイール３０が適用されるエンジン１０の種類、仕様、構造、大きさ、形状や実験データ、シミュレーションから得られたデータに基づいて適宜選択される。
【０１５１】
次いで、フライホイール３０の動作について簡単に説明する。
【０１５２】
エンジン１０が始動すると、クランクシャフト２が図３２に示す矢印ａ方向に回転することにより、駆動軸連結部材５１がクランクシャフト２とともに同方向に回転する。そして、第１連結部材６１を介して第１移動部材５４にトルクが伝達され、第１移動部材５４から第１案内部８３を介して相対回転部材５２にトルクが伝達され、相対回転部材５２が回転する。
すなわち、フライホイール３０が回転し、エンジン１０から出力されたトルク（Ｎ・ｍ）は、クランクシャフト２からフライホイール３０に伝達される。
【０１５３】
フライホイール３０が回転すると、フライホイール３０に対して遠心力（Ｎ）が作用し、この遠心力が第１移動部材５４および第２移動部材５５を半径方向の外方に移動させる方向に作用する。
この遠心力に対抗して、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７に反力（Ｎ）が生じ、第１移動部材５４および第２移動部材５５の半径方向の外方への移動が阻止される。フライホイール３０は、エンジン１０が低回転であって低トルクの状態のとき、第１移動部材５４および第２移動部材５５が移動しないので、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大せず、回転時のフライホイール３０の負荷が比較的に小さく、回転が滑らかになる。
【０１５４】
特に、エンジン１０の始動時に、負荷が比較的に小さいので、始動し易くなり始動性が良好となる。そして、エンジン１０の始動後、図示しないアクセルペダルが運転者により踏み込まれ、エンジン１０が加速されると、エンジン１０から出力されるトルクが急速に高まり、低回転、高トルクの状態となる。このとき、高まったトルクにより、図３２に示すように、相対回転部材５２が、駆動軸連結部材５１に対して、フライホイール３０の矢印ａで示す回転方向と同じ、矢印ｂ方向に相対回転する。
【０１５５】
この相対回転により、第１移動部材５４および第２移動部材５５が、矢印ｃで示す方向に、第１連動部材６１、６２および第２連動部材６３、６４によりそれぞれ連動して速やかに移動する。これらの移動により、フライホイール３０は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大し、エンジン１０から出力されるトルクの変動を受け難くなり、その回転が安定する。
【０１５６】
また、このようなエンジン１０の加速により、第１移動部材５４および第２移動部材５５が、矢印ｃで示す方向に移動すると、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７が収縮するので、エンジン１０から出力されるトルクの変動が第１押圧部材５６および第２押圧部材５７により減衰され、滑らかな加速が得られる。すなわち、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７が、それぞれフライホイール３０のダンパとして機能することになる。
【０１５７】
他方、図示しないアクセルペダルが運転者により解放され、エンジン１０が減速されると、エンジン１０から出力されるトルクが急速に低下し、低トルクの状態となる。
【０１５８】
このとき、相対回転部材５２にトルクが負荷されないので、図３３に示すように、相対回転部材５２が、駆動軸連結部材５１に対して、フライホイール３の矢印ａで示す回転方向と逆の、矢印ｄ方向に相対回転する。この相対回転により、第１移動部材５４および第２移動部材５５が、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７によりそれぞれ押圧され、矢印ｅで示す方向に速やかに移動する。この移動により、フライホイール３０は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が減少し、フライホイール３０の回転の負荷が軽減される。
【０１５９】
このような、第１移動部材５４および第２移動部材５５の移動は、エンジン１０から出力されるトルクの変動に応じて行われるので、このトルクが高まるとフライホイール３０の慣性モーメントが増大し、トルクが低くなるとフライホイール３０の慣性モーメントが減少することになる。その結果、エンジン１０から出力されるトルクの変動が、第１移動部材５４および第２移動部材５５の移動により、抑制されることになり、フライホイール３０の回転が安定する。
【０１６０】
第２実施形態に係るフライホイール３０は、前述のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【０１６１】
すなわち、フライホイール３０は、クランクシャフト２に連結された駆動軸連結部材５１と、相対回転部材５２と、支持部材５３と、第１移動部材５４と、第２移動部材５５と、第１押圧部材５６と、第２押圧部材５７とを備えている。
また、フライホイール３０は、相対回転部材５２が、第１移動部材５４を案内する第１案内部８３と第２移動部材５５を案内する第２案内部８４とを有し、駆動軸連結部材５１の回転運動と第１移動部材５４の往復運動とを連動させる第１連動部材６１、６２と、駆動軸連結部材５１の回転運動と第２移動部材５５の往復運動とを連動させる第２連動部材６３、６４とをさらに備え、クランクシャフト２から駆動軸連結部材５１にトルクが負荷された際、第１案内部８３に案内された第１移動部材５４の第１移動と、第２案内部８４に案内された第２移動部材５５の第２移動とが、第１連動部材６１、６２および第２連動部材６３、６４を介して連動するよう構成されたことを特徴としている。
【０１６２】
その結果、フライホイール３０においては、その回転時に、遠心力（Ｎ）が作用しても、第１移動部材５４および第２移動部材５５が第１押圧部材５６および第２押圧部材５７によりそれぞれ、その移動が規制されているので、第１移動部材５４および第２移動部材５５が移動することはなく、フライホイール３０の慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が増大することはない。従来のフライホイールのように、遠心力のみによって、慣性モーメントを増大させると、エンジンの低回転時におけるトルク変動の抑制が不充分となってしまうという従来の問題が、第２実施形態のフライホイール３０においても解消される。
【０１６３】
すなわち、エンジン１０の加速時におけるトルクの高まりに応じて、相対回転部材５２が、駆動軸連結部材５１に対して相対回転し、第１移動部材５４および第２移動部材５５が半径方向の外方に速やかに移動するので、慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が速やかに増大する。
その結果、エンジン１０のトルク変動が抑制され、フライホイール３０が安定して回転するという効果が得られる。
【０１６４】
図１９に示す第１実施形態のフライホイール３と同様に、第１移動部材５４および第２移動部材５５が移動すると、フライホイール３０の慣性モーメントの増加により比較的大きなトルク変動が抑制される。また、第１移動部材５４および第２移動部材５５が移動しフライホイール３０の慣性モーメントが減少しても、抑制すべきトルク変動がもともと小さいのでトルク変動によるフライホイール３０の滑らかな回転に支障が生ずることはない。
【０１６５】
また、エンジン１０の加速の際、第１移動部材５４および第２移動部材５５の移動に伴い、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７が収縮するので、エンジン１０から出力されるトルクの変動が第１押圧部材５６および第２押圧部材５７により減衰され、滑らかな加速が得られるという効果も得られる。すなわち、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７が、それぞれフライホイール３０の捩りダンパとしても機能するという効果も得られる。
【０１６６】
また、エンジン１０の減速によりエンジン１０が低トルクの状態にあるとき、相対回転部材５２に大きなトルクが負荷されないので、相対回転部材５２が、駆動軸連結部材５１に対して、フライホイール３０の回転方向と逆の方向に相対回転する。この相対回転により第１移動部材５４および第２移動部材５５が、第１押圧部材５６および第２押圧部材５７によりそれぞれ押圧され半径方向の内方に移動する。
【０１６７】
この移動により、フライホイール３０は、その慣性モーメント（Ｋｇ・ｍ２）が減少し、フライホイール３０の回転の負荷が軽減される。したがって、エンジン１０が低回転の領域にあるときは、低トルクでフライホイール３０が速やかに回転するので、加速応答性が良好となり、従来の回転数感応型のフライホイールに対して、著しくエンジン１０の始動性が向上するという効果が得られる。
【０１６８】
このように、第１移動部材５４および第２移動部材５５の移動は、エンジン１０から出力されるトルクの変動に応じて行われるので、このトルクが高まるとフライホイール３０の慣性モーメントが増大し、トルクが低くなるとフライホイール３０の慣性モーメントが減少することになる。その結果、エンジン１０から出力されるトルクの変動が、第１移動部材５４および第２移動部材５５の移動により、抑制されることになり、フライホイール３０の回転が安定するという効果が得られる。
【０１６９】
また、第２実施形態のフライホイール３０においては、駆動軸連結部材５１の回転とともに、第１連動部材６１、６２を介して第１移動部材５４が移動し、第２連動部材６１、６２を介して第２移動部材５５が移動するので、第１移動部材５４の第１移動と、第２移動部材５５の第２移動とが連動し、第１移動部材５４および第２移動部材５５はバランスよく、互いに等しい距離を移動することができ、フライホイール３０の回転が確実に安定するという効果が得られる。
その結果、可変慣性機構を備えたフライホイール３０の振動の発生が抑制されるとともに、フライホイール３０よりも後段の駆動系の振動によるこもり音などの騒音の発生も抑制されるという、いわゆるＮＶ特性が向上するという効果も得られる。
【０１７０】
第２実施形態に係るフライホイール３０においては、第１移動部材５４と駆動軸連結部材５１とを連動させる第１連動部材を、第１連動部材６１、６２の２個で連動させる構造で構成した場合について説明した。
しかしながら、本発明に係る可変慣性機構においては、第１連動部材を第１連動部材６１、６２の２個で連動させる構造以外の構造で構成するようにしてもよい。
【０１７１】
例えば、第１移動部材と駆動軸連結部材とを連動させる第１連動部材を、単一のもので連動させる構造で構成するようにしてもよい。この場合には、第２移動部材と駆動軸連結部材とを連動させる第２連動部材を、第１連動部材と同様の、単一のもので連動させる構造で構成することが好ましい。第１連動部材と第２連動部材とを同様の構造にすることにより、可変慣性機構をバランスよく滑らかに回転させるとともに、同様の力関係で連動させることができる。
【０１７２】
以上のように、本発明によれば、内燃機関の回転数が比較的低い運転状態であっても、内燃機関のトルク変動を充分に抑制することができる可変慣性機構を提供することができるという効果を奏し、回転体の慣性モーメントを可変にすることができる可変慣性機構全般に有用である。
【符号の説明】
【０１７３】
１、１０  エンジン
２  クランクシャフト（駆動軸）
３、３０  フライホイール（可変慣性機構）
１１、５１  駆動軸連結部材
１２、５２  相対回転部材
１３、５３  支持部材
１４、１５  移動部材
１６、１７  押圧部材
２１、２２、３１、３２、７１、７２  円盤部
２１ｂ、２２ｂ  側面（連結部材対向面部）
２３、７３  固定部
２５、８１  ハウジング
２６  回転体
２７  本体（第２プレート、外周リング）
２８  カバー（第１プレート）
３１ａ、３２ａ  側面（回転部材対向面部）
３３  連結部
３５  本体
３５ｃ  側面（第１対向面部）
３５ｆ  傾斜面（第２対向面部）
３６、３７、３８、３９  ローラ
４１、４２、４３、４４  ローラ軸
５４  第１移動部材（移動部材）
５５  第２移動部材（移動部材）
５６  第１押圧部材（押圧部材）
５７  第２押圧部材（押圧部材）
６１、６２  第１連動部材
６３、６４  第２連動部材
６５  第１連結ピン
６６  第２連結ピン
８３  第１案内部
８４  第２案内部
８５ｐ、８５ｑ  第１対向面部（第２対向面部）
８６、８７、８８、８９  ローラ（第１ローラ、第２ローラ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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