(57)【要約】【課題】本発明は、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善を図るフライホイールであって、慣性モーメントの変更を速やかに行うと共に繰り返しの動作性がより良好となる可変慣性モーメント式のフライホイールを提供する。【解決手段】フライホイール本体１に揺動自在に設けられた揺動アーム３と、該揺動アーム３に連結された、第一の移動体４および第一の移動体４より質量の小さい第二の移動体５と、少なくともどちらかの移動体に付勢する弾性部材８と、を備え、揺動アーム３の揺動中心を中心とするモーメントの釣り合いによって、フライホイール本体１の回転速度が上昇するに従い、該フライホイール本体１の回転中心と第一の移動体４との距離を短くする。【選択図】  図１
2005036944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、
前記フライホイール本体に揺動自在に設けられた揺動アームと、
前記揺動アームの揺動中心以外の部位において該揺動アームと連結され、該揺動アームの揺動とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する第一の移動体と、
前記揺動アームの揺動中心に対して前記第一の移動体と反対側の部位において該揺動アームと連結され、揺動アームの揺動とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する第二の移動体と、
前記第一の移動体と前記第二の移動体の少なくとも一方に対して付勢する弾性部材と、を備え、
前記第一の移動体は前記第二の移動体より大きい質量を有し、
前記揺動アームの揺動中心を中心とするモーメントの釣り合いによって、前記フライホイール本体の回転速度が上昇するに従い、該フライホイール本体の回転中心と前記第一の移動体との距離を短くすることを特徴とする可変慣性モーメントフライホイール。
【請求項２】
内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、
前記フライホイール本体に設けられ、温度上昇に伴って該フライホイール本体の中心側に湾曲するバイメタル部材と、
前記バイメタル部材と連結され、該バイメタル部材の湾曲とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する移動体と、を備え、
前記フライホイール本体の回転速度が上昇するに従い、前記バイメタル部材が該フライホイール本体の中心側に湾曲して前記移動体を該フライホイール本体の中心側に移動させることを特徴とする可変慣性モーメントフライホイール。
【請求項３】
内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、
前記フライホイール本体に設けられ、温度によって変形する形状記憶部材と、
前記形状記憶部材と連結され、該形状記憶部材の変形とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する移動体と、を備え、
前記フライホイール本体の回転速度が上昇することで前記形状記憶部材が変形して、前記移動体を該フライホイール本体の中心側に移動させることを特徴とする可変慣性モーメントフライホイール。
【請求項４】
内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、
前記フライホイール本体に設けられた通路であって、該通路を該フライホイール本体の回転方向に進むに従って該通路と該フライホイール本体の回転中心との距離が長くなる移動通路と、
前記移動通路内を移動する移動体と、
前記移動体に付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする可変慣性モーメントフライホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の出力軸に連結されるフライホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力軸の慣性モーメントは比較的小さいため、出力軸に対して外力が加わると、内燃機関によるトルクが大きく変動し、内燃機関の安定した回転動作が阻害される。そのため、内燃機関の出力軸に比較的大きな慣性モーメントを有するフライホイールを連結することで、内燃機関の安定した回転動作を確保する。
【０００３】
しかし、内燃機関の出力軸にフライホイールを連結することで、内燃機関の回転動作は安定するが、内燃機関によって回転させる負荷慣性モーメント量が増加するため、内燃機関の機関回転速度を上昇させるために必要となるトルクも増大する。その結果、内燃機関の加速に要する燃料量が増え、燃費の悪化やエミッションの悪化が生じる。
【０００４】
そこで、内燃機関の加速の状態に応じて内燃機関の出力軸に連結されているフライホイールの慣性モーメントを可変とする技術が公開されている。例えば、内燃機関の出力軸に連結された第一のフライホイールと出力軸に対しては回転自在に設けられた第二のフライホイールにおいて、第一のフライホイールから第二のフライホイールに内燃機関の加速によるトルクを伝達させて、そのトルクに基づいて第二のフライホイール上に設けられた移動体の位置を油圧で調整することで、フライホイールの慣性モーメントを可変とする技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、内燃機関の出力軸に連結されたフライホイールが電磁石によって２つに分割されるものであって、内燃機関の機関回転速度が低いときには２つのフライホイールを連結してフライホイールの慣性モーメントを大きくし、内燃機関の機関回転速度が高いときはフライホイールを２つに分割して内燃機関の出力軸に直接連結されるフライホイールの慣性モーメントを小さくする技術が公開されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】実開平５−５０２０６号公報
【特許文献２】特開平１１−５０８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
油圧によって、フライホイールに設けられた移動体の位置を変更する場合、油圧による位置制御は応答性が低いために内燃機関の出力軸に連結されたフライホイールの慣性モーメントをより適したタイミングにおいて変更することが困難となる虞がある。また、電磁石によってフライホイールを分割する場合フライホイールの一部を着脱するため、着脱時にその一部が破損または適正な位置に戻らないことで繰り返しの動作性が良好でない虞がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題に鑑みてなされたものであり、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善を図るフライホイールであって、慣性モーメントの変更を速やかに行うと共に繰り返しの動作性がより良好となる可変慣性モーメント式のフライホイールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するために、フライホイール上で移動体を機械的な移動手段によって移動させることで、フライホイールの慣性モーメントを変更させることに着目した。機械的な移動手段とすることで、フライホイールの回転状態に対応してフライホイールの慣性モーメントをより速やかに変更することが可能となるとともに、フライホイールの一部を着脱することなくフライホイールの慣性モーメントを変更することが可能となるからである。
【０００９】
そこで、内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、前記フライホイール本体に揺動自在に設けられた揺動アームと、前記揺動アームの揺動中心以外の部位において該揺動アームと連結され、該揺動アームの揺動とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する第一の移動体と、前記揺動アームの揺動中心に対して前記第一の移動体と反対側の部位において該揺動アームと連結され、揺動アームの揺動とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する第二の移動体と、前記第一の移動体と前記第二の移動体の少なくとも一方に対して、前記揺動アームの揺動による移動の方向に付勢する弾性部材と、を備えるフライホイールにおいて、前記第一の移動体は前記第二の移動体より大きい質量を有している。そして、前記揺動アームの揺動中心を中心とするモーメントの釣り合いによって、前記フライホイール本体の回転速度が上昇するに従い、該フライホイール本体の回転中心と前記第一の移動体との距離を短くすることで、フライホイールの慣性モーメントを変更する。
【００１０】
上記フライホイール本体上には、第一の移動体と第二の移動体の二つの移動体が設けられている。フライホイールの慣性モーメントは、主にフライホイール本体の慣性モーメントに加えて、これらの移動体の慣性モーメントが加算されたものである。そして、上記のフライホイールにおいては、移動体の慣性モーメントは、それぞれの有する質量と、フライホイール本体の回転中心から移動体までの距離によって算出される。従って、それぞれの移動体の、フライホイール本体の回転中心からの距離が変動することによって、フライホイールの慣性モーメントが変更する。
【００１１】
上記フライホイールにおいては、揺動アームの揺動中心の両側に第一の移動体と第二の移動体が連結されており、それぞれの移動体の移動方向はフライホイールの半径方向である。ここで、その移動方向であるフライホイールの半径方向とは、完全に半径方向のみに移動する必要はなく、移動体が移動することによってフライホイールの回転中心と移動体との距離が変化する方向、即ち移動体が移動することで、フライホイールの回転中心周りの慣性モーメントが変更され得る方向であればよい。
【００１２】
従って、第一の移動体と第二の移動体は、その移動方向が決められた状態において、揺動アームにシーソー状に連結されている。また、第一の移動体と第二の移動体に少なくとも一方に対しては、弾性部材、例えばバネ等によって付勢されている。ここで、フライホイールが回転駆動される場合、即ち内燃機関が駆動する場合、その回転によって第一の移動体および第二の移動体に遠心力が係る。
【００１３】
そこで、揺動アームの揺動中心を支点として、第一の移動体および第二の移動体に係る遠心力による該支点まわりのモーメントと、弾性部材からの付勢力による該支点まわりのモーメントとの釣り合いが取られる。即ち、第一移動体および第二の移動体に係る遠心力は、フライホイールの回転中心からの距離で表されるそれぞれの移動体の位置と、フライホイールの回転速度によって決定され、弾性部材による付勢力は、移動体による該弾性部材の変形量によって決定され、これらの力の該支点まわりのモーメントの釣り合いによって、第一の移動体と第二の移動体の位置が決定されることになる。
【００１４】
このように構成されるフライホイールにおいて、フライホイールの回転速度が上昇するに従い、フライホイール本体の回転中心と、第二の移動体より質量の大きい第一の移動体との距離を短くする。一方で、フライホイール本体の回転中心と、第二の移動体との距離が長くなる。この結果、第一の移動体の慣性モーメントの減少量が第二の移動体の慣性モーメントの増加量を上回るため、その結果、フライホイールの回転速度が上昇するに従い、フライホイールの慣性モーメントが減少する。
【００１５】
以上より、フライホイールの一部を着脱させることなく、フライホイールの回転速度の上昇とともに、第一の移動体と第二の移動体を機械的に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントを変更する。その結果、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善を図るフライホイールであって、慣性モーメントの変更を速やかに行うと共に繰り返しの動作性がより良好となる可変慣性モーメント式のフライホイールとなる。更に、低速時のフライホイールの慣性モーメントをより大きくすることで、内燃機関の低速時における回転の安定性が得られる。
【００１６】
次に、フライホイールの慣性モーメントを変更する要素として、フライホイールの回転速度の上昇、即ち内燃機関の機関回転速度の上昇とともに内燃機関からフライホイールに伝達する熱に着目をする。そこで、内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、前記フライホイール本体に設けられ、温度上昇に伴って該フライホイール本体の中心側に湾曲するバイメタル部材と、前記バイメタル部材と連結され、該バイメタル部材の湾曲とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する移動体と、を備えるフライホイールにおいて、前記フライホイール本体の回転速度が上昇するに従い、前記バイメタル部材が該フライホイール本体の中心側に湾曲して前記移動体を該フライホイール本体の中心側に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントをその回転速度の上昇とともに減少させる。
【００１７】
バイメタル部材は、熱膨張係数の異なる二種類の材質を張り合わせて構成されるもので、バイメタル部材の温度が上昇するに従い、バイメタル部材のうち熱膨張係数の低い部材が張り合わされている側にバイメタル部材が湾曲する。そこで、そのバイメタル部材の湾曲に追従して移動体をフライホイール本体の半径方向に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントを変更するのである。
【００１８】
ここで、内燃機関の機関回転速度上昇にともなって内燃機関からフライホイールに伝達される熱量が増加することを考慮して、バイメタル部材において、熱膨張係数の低い部材がフライホイール本体の中心側に、熱膨張係数の高い部材がフライホイール本体の外周側になるべくバイメタル部材を設け、バイメタル部材が湾曲する部位に移動体を連結することで、フライホイールの回転速度の上昇とともに、移動体をフライホイール本体の中心側に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントが減少する。
【００１９】
以上より、フライホイールの一部を着脱させることなく、フライホイールの回転速度の上昇とともに、移動体を機械的に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントを変更する。その結果、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善を図るフライホイールであって、慣性モーメントの変更を速やかに行うと共に繰り返しの動作性がより良好となる可変慣性モーメント式のフライホイールとなる。更に、低速時のフライホイールの慣性モーメントをより大きくすることで、内燃機関の低速時における回転の安定性が得られる。
【００２０】
同様に、フライホイールの回転速度の上昇とともに内燃機関からフライホイールに伝達する熱に着目して、以下のように構成されるフライホイールが示される。即ち、内燃機関
の出力軸に連結されたフライホイール本体と、前記フライホイール本体に設けられ、温度によって変形する形状記憶部材と、前記形状記憶部材と連結され、該形状記憶部材の変形とともに前記フライホイール本体の半径方向に移動する移動体と、を備えるフライホイールにおいて、前記フライホイール本体の回転速度が上昇することで前記形状記憶部材が変形して、前記移動体を該フライホイール本体の中心側に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントをその回転速度の上昇とともに減少させる。
【００２１】
前記形状記憶部材は、フライホイールの回転速度上昇に伴い内燃機関から伝達される熱によって形状記憶部材が一定の温度以上となると、所定の形状に変形する性質を有する。そこで、その変形によって移動体を、フライホイールの慣性モーメントが減少する位置に移動させる、即ち移動体をフライホイール本体の中心側に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントをその回転速度の上昇とともに減少させることが可能となる。
【００２２】
次に、フライホイールの加速時において発生する慣性力に着目する。慣性力によってフライホイール本体に設けられた移動体を移動させることで、加速時におけるフライホイールの慣性モーメントを可変とすることが可能となる。そこで、フライホイールにおいて、内燃機関の出力軸に連結されたフライホイール本体と、前記フライホイール本体に設けられた通路であって、該通路を該フライホイール本体の回転方向に進むに従って該通路と該フライホイール本体の回転中心との距離が長くなる移動通路と、前記移動通路内を移動する移動体と、前記移動通路の一端と前記移動体との間に設けられ、該移動体に付勢する弾性部材と、を備える。
【００２３】
上記フライホイール本体には移動通路が設けられており、該移動通路内を移動体が移動することが可能である。なお、移動体には弾性部材が連結されており移動体の位置によって弾性部材により付勢力が与えられる。ここで、移動通路は、該移動通路内をフライホイール本体の回転方向に進むに従って該通路と該フライホイール本体の回転中心との距離が長くなるように、フライホイール本体に設けられている。従って、移動体が移動通路内をフライホイール本体の回転方向に進むに従って、移動体とフライホイール本体の回転中心との距離が長くなり、移動体の慣性モーメントが増大する。以て、フライホイールの慣性モーメントが増大することとなる。逆に、移動体が移動通路内をフライホイール本体の回転方向と逆方向に進むに従って、フライホイールの慣性モーメントは減少することとなる。
【００２４】
ここで、フライホイールが停止時または定速時のときは、移動体は、弾性部材からの付勢力と釣り合う位置（以下、「所定の位置」という）にある。フライホイールの加速時においては、移動体に慣性力が働き、移動体は移動通路内をフライホイール本体の回転方向とは逆方向に移動する。そのため、加速時においては、フライホイールの慣性モーメントが減少する。そして、フライホイールの加速が終了し、一定速度となったときは、弾性部材からの付勢力によって、所定の位置へと戻る。
【００２５】
これにより、加速時においては、フライホイールの慣性モーメントが減少するとともに、定速時にはフライホイールの慣性モーメントが増大するため、内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションが改善され、更に定速時の回転の安定性が得られる。そして、フライホイールの慣性モーメントの変更が速やかに行われ、繰り返しの動作性がより良好となるフライホイールとなる。
【発明の効果】
【００２６】
内燃機関の出力軸に連結されるフライホイールにおいて、その慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として、内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善が図られるとともに、フライホイールの慣性モーメントの変更が速やかに行われ
、そして繰り返しの動作性がより良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
ここで、本発明に係る慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメントフライホイールの実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明が適用される可変慣性モーメントフライホイールの概略図であって、図１（ａ）はフライホイールの回転速度が低速時のもの、図１（ｂ）はフライホイールの回転速度が高速時のものである。
【００２９】
本発明に係るフライホイールは、慣性モーメントが一定であるフライホイール本体１と、慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメント部１０から構成される。フライホイール本体１は、円盤状の形状を有し、図示されない内燃機関の出力軸に連結され、出力軸の回転とともに回転中心点９を中心として図中の矢印方向に回転駆動され、回転中心点９周りの慣性モーメントは一定である。
【００３０】
可変慣性モーメント部１０は、揺動中心点２を中心として揺動可能な揺動アーム３と、揺動中心点を挟んで揺動アーム３の両端に連結された第一の移動体４と第二の移動体５から主に構成される。第一の移動体４の質量は、第二の移動体５の質量より大きい。また、第一の移動体４と揺動アーム３との連結部位から揺動中心点２までの距離はＲ１、第二の移動体５と揺動アーム３との連結部位から揺動中心点２までの距離はＲ２である。ここで、第一の移動体４および第二の移動体５は、揺動アーム３に連結された状態で一定の方向に移動するべく、それぞれフライホイール本体１上に設けられた有底のシリンダ６およびシリンダ７の中に収容されている。従って、第一の移動体４および第二の移動体５は、それぞれシリンダ６およびシリンダ７の長手方向に沿ってのみ移動することが可能となる。
【００３１】
ここで、シリンダ６およびシリンダ７は、第一の移動体４および第二の移動体５が、それぞれシリンダ６およびシリンダ７内をシリンダ内部へ移動するときに、第一の移動体４と回転中心点９との距離Ｌ１および第二の移動体５と回転中心点９との距離Ｌ２が短くなる方向に設置されている。
【００３２】
更に、シリンダ７の内部において、第二の移動体５とシリンダ７の底部との間にバネ８が設けられ、バネ８を介して第二の移動体５とシリンダ７の底部とは連結されている。従って、シリンダ７内における第二の移動体５の位置に応じて、第二の移動体５はバネ８によって付勢力が与えられる。
【００３３】
このように構成されるフライホイールにおいて、第一の移動体４と第二の移動体５の位置は、揺動中心点２を中心とするモーメントの釣り合いによって決定される。ここで、揺動中心点２を中心とするモーメントについて説明する。フライホイール本体１が内燃機関の出力軸を介して回転駆動されると、第一の移動体４および第二の移動体５には、それぞれの質量と、距離Ｌ１およびＬ２と、フライホイール本体１の角速度とに応じた遠心力Ｆ１およびＦ２が係る。更に、バネ８による付勢力Ｆ３が第二の移動体５に係る。
【００３４】
従って、揺動中心点２を中心として、遠心力Ｆ１の揺動アーム３に対する法線方向の力と距離Ｒ１との積によるモーメントＭ１と、遠心力Ｆ２の揺動アーム３に対する法線方向の力と距離Ｒ２との積によるモーメントＭ２と、付勢力Ｆ３と距離Ｒ２との積によるモーメントＭ３とが存在し、これらのモーメントの釣り合いによって第一の移動体４と第二の移動体５の位置が決定される。
【００３５】
ここで、距離Ｒ１およびＲ２、可変慣性モーメント部１０の回転中心点９に対する位置を調整することで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、フライホイール本体１の回転速度の上昇とともに、モーメントＭ２がモーメントＭ１より大きくなるようにすると、第一の移動体４と回転中心点９との距離がＬ１からＬ１’へと短くなる一方で、第二の移動体５と回転中心点９との距離がＬ２からＬ２’へと長くなる。第一の移動体の質量は、第二の移動体の質量より大きいため、フライホイールの慣性モーメントは減少することになる。逆に、フライホイール本体１の回転速度が下降すると、モーメントＭ１がモーメントＭ２より大きくなるため、第一の移動体４と回転中心点９との距離がＬ１’からＬ１へと長くなる一方で、第二の移動体５と回転中心点９との距離がＬ２’からＬ２へと短くなるため、結果的にフライホイールの慣性モーメントは増大する。
【００３６】
以上より、フライホイールの一部を着脱させることなく、フライホイールの回転速度の上昇とともに、第一の移動体４と第二の移動体５を機械的に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントが変更される。その結果、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善が図られる。更に、速やかな慣性モーメントの変更とより良好な繰り返し動作性が得られる。また、低速時においてフライホイールの慣性モーメントが大きくなるため、内燃機関の低速時における回転の安定性が得られる。
【００３７】
尚、可変慣性モーメント部１０は、フライホイール本体１上に回転中心点９に対して点対称、もしくは回転中心点９を中心として等間隔で設けられるのが好ましい。これにより、フライホイールの慣性モーメントの変化がフライホイール本体１上で均等に行われるため、慣性モーメントの変化による内燃機関の機関回転速への影響を抑制するとともに、内燃機関の出力軸を支える軸受けに偏荷重が係るのを回避することが可能となる。
【実施例２】
【００３８】
ここで、本発明に係る慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメントフライホイールの第２の実施の形態について図面に基づいて説明する。図２は、本発明が適用される可変慣性モーメントフライホイールの概略図である。
【００３９】
本発明に係るフライホイールは、慣性モーメントが一定であるフライホイール本体２１と、慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメント部２０から構成される。フライホイール本体２１は、円盤状の形状を有し、図示されない内燃機関の出力軸に連結され、出力軸の回転とともに回転中心点２６を中心として図中の矢印方向に回転駆動され、回転中心点２６周りの慣性モーメントは一定である。
【００４０】
可変慣性モーメント部２０は、バイメタル部材２２、保温壁２３、移動体２４から主に構成される。バイメタル部材２２は、外周側部材２２ａと内周側部材２２ｂから構成され、外周側部材２２ａの熱膨張係数は、内周側部材２２ｂの熱膨張係数より高く、内周側部材２２ｂがフライホイール本体２２ｂの中心側になるべく、その一の端部においてフライホイール本体２１に固定されている。
【００４１】
一方で、バイメタル部材２２がフライホイール本体２１に固定されている端部と反対側の端部において、バイメタル部材２２と移動体２４とが連結されている。ここで、移動体２４は、バイメタル部材２２に連結された状態で一定の方向に移動するべく、フライホイール本体２１上に設けられたシリンダ２５の中に収容されている。従って、移動体２４は、シリンダ２５の長手方向に沿ってのみ移動することが可能となる。移動体２４の移動方向を、図中点線の矢印で示す。ここで、シリンダ２５は、移動体２４がシリンダ２５内をシリンダ内部へ移動するときに、移動体２４と回転中心点２６との距離が短くなる方向に設置されている。
【００４２】
フライホイールの回転速度が上昇するに従って、フライホイール本体２１と連結している内燃機関から出力軸を介して、内燃機関の熱がフライホイール本体２１に伝わる。更に、その熱がフライホイール本体２１に設けられたバイメタル部材２２に伝わる。ここで、バイメタル部材２２の両側には保温壁２３がそれぞれ設けられており、バイメタル部材２２に伝わった熱の放出が抑制される。
【００４３】
そして、バイメタル部材２２の温度が上昇すると、バイメタル部材２２は熱膨張係数の小さい内周側部材２２ｂの方に湾曲する。その結果、バイメタル部材２２に連結されている移動体２４はフライホイール本体２１の中心側に移動するため、移動体２４と回転中心点２６との距離が短くなり、フライホイールの慣性モーメントは減少する。
【００４４】
逆に、フライホイールの回転速度が下降すると、内燃機関から伝わる熱量が減少するため、バイメタル部材２２の温度が下降し、移動体２４のフライホイール本体２１の中心側への移動量は減少する。その結果、フライホイールの回転速度が上昇したときと比べ、移動体２４と回転中心点２６との距離が長くなるため、フライホイールの慣性モーメントは増大する。
【００４５】
以上より、フライホイールの一部を着脱させることなく、フライホイールの回転速度の上昇とともに、移動体２４を機械的に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントが変更される。その結果、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善が図られる。更に、速やかな慣性モーメントの変更とより良好な繰り返し動作性が得られる。また、低速時においてフライホイールの慣性モーメントが大きくなるため、内燃機関の低速時における回転の安定性が得られる。
【００４６】
尚、可変慣性モーメント部２０は、フライホイール本体２１上に回転中心点２６に対して点対称、もしくは回転中心点２６を中心として等間隔で設けられるのが好ましい。
【実施例３】
【００４７】
ここで、本発明に係る慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメントフライホイールの第３の実施の形態について図面に基づいて説明する。図３は、本発明が適用される可変慣性モーメントフライホイールの概略図である。
【００４８】
本発明に係るフライホイールは、慣性モーメントが一定であるフライホイール本体３１と、慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメント部３０から構成される。フライホイール本体３１は、円盤状の形状を有し、図示されない内燃機関の出力軸に連結され、出力軸の回転とともに回転中心点３５を中心として図中の矢印方向に回転駆動され、回転中心点３５周りの慣性モーメントは一定である。
【００４９】
可変慣性モーメント部３０は、形状記憶部材３２と移動体３３から主に構成される。形状記憶部材３２は、その一端がフライホイール本体３１に連結され、他端に移動体３３が連結されている。形状記憶部材３２は、その温度が上昇し所定の温度以上となると、所定の形状となる部材である。本実施の形態においては、その温度が所定の温度以上となると、形状記憶部材３２の全長が延びた形状となる。その結果、移動体３３をフライホイール本体３１の中心側に移動させる。
【００５０】
ここで、移動体３３は、形状記憶部材３２に連結された状態で一定の方向に移動するべく、フライホイール本体１上に設けられたシリンダ３４の中に収容されている。従って、移動体３３は、シリンダ３４の長手方向に沿ってのみ移動することが可能となる。移動体
３３の移動方向を、図中点線の矢印で示す。ここで、シリンダ３４は、移動体３３がシリンダ３４内をシリンダ内部へ移動するときに、移動体３３と回転中心点３５との距離が短くなる方向に設置されている。
【００５１】
このようなフライホイールにおいて、フライホイールの回転速度が上昇するに従って、フライホイール本体３１と連結している内燃機関から出力軸を介して、内燃機関の熱がフライホイール本体３１に伝わる。更に、その熱がフライホイール本体３１に設けられた形状記憶部材３２に伝わる。そして、形状記憶部材３２の温度が所定の温度まで上昇すると、形状記憶部材３２の形状が延びた形状となる。その結果、形状記憶部材３２に連結されている移動体３３はフライホイール本体３１の中心側に移動するため、移動体３３と回転中心点３５との距離が短くなるため、フライホイールの慣性モーメントは減少する。
【００５２】
以上より、フライホイールの一部を着脱させることなく、フライホイールの回転速度の上昇とともに、移動体３３を機械的に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントが変更される。その結果、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善が図られる。更に、速やかな慣性モーメントの変更とより良好な繰り返し動作性が得られる。また、低速時においてフライホイールの慣性モーメントが大きくなるため、内燃機関の低速時における回転の安定性が得られる。
【００５３】
尚、可変慣性モーメント部３０は、フライホイール本体３１上に回転中心点３５に対して点対称、もしくは回転中心点３５を中心として等間隔で設けられるのが好ましい。
【実施例４】
【００５４】
ここで、本発明に係る慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメントフライホイールの第４の実施の形態について図面に基づいて説明する。図４は、本発明が適用される可変慣性モーメントフライホイールの概略図であって、図４（ａ）はフライホイールが定速時のもの、図１（ｂ）はフライホイールが加速時のものである。
【００５５】
本発明に係るフライホイールは、慣性モーメントが一定であるフライホイール本体４１と、慣性モーメントが可変となる可変慣性モーメント部４０から構成される。フライホイール本体４１は、円盤状の形状を有し、図示されない内燃機関の出力軸に連結され、出力軸の回転とともに回転中心点４６を中心として図中の矢印方向に回転駆動され、回転中心点４６周りの慣性モーメントは一定である。
【００５６】
可変慣性モーメント部４０は、第一の移動体４３、第二の移動体４４およびバネ４５から主に構成される。また、フライホイール本体４１には溝４２が設けられており、溝４２は、その内部をフライホイールの回転方向に進んだときに、溝４２と回転中心点４６との距離が次第に長くなるように配置されている。そして、溝４２内を、第一の移動体４３および第二の移動体４４が移動可能であり、フライホイールの回転方向に従い第二の移動体４４、第一の移動体４３の順に溝４２内に各移動体が収容されている。従って、第一の移動体４３と回転中心点４６との距離Ｌ４、Ｌ４’は、第二の移動体４４と回転中心点４６との距離Ｌ３、Ｌ３’より長くなる。更に、第二の移動体４４と溝の一端との間に、バネ４５が設けられている。
【００５７】
ここで、図４（ａ）に示すように、一定速度で回転しているフライホイールには慣性力が働かないため、バネ４５には、第一の移動体４３および第二の移動体４４の自重と遠心力の分力がかかり釣り合っている。ここで、フライホイールが加速を行うと、第一の移動体４３および第二の移動体に、フライホイールの回転方向とは逆方向の慣性力が生じる。この慣性力によって、第一の移動体４３および第二の移動体４４は、バネ４５の付勢力に
抗しながら、溝４２内をバネ４５が設けられた方向に移動する。その状態を図４（ｂ）に示す。
【００５８】
先述したように、溝４２は、その内部をフライホイールの回転方向に進んだときに、即ちバネ４５が設けられている方向とは逆方向にその内部を進んだときに、溝４２と回転中心点４６との距離が次第に長くなるように、フライホイール本体４１上に設けられている。従って、フライホイールが加速することで、第一の移動体４３と第二の移動体４４とが、バネ４５が設けられた方向に溝４２内を移動すると、それぞれの移動体と回転中心点４６との距離が、Ｌ３からＬ３’、Ｌ４からＬ４’へと短くなる。その結果、回転中心点４６周りの第一の移動体４３と第二の移動体４４の慣性モーメントは減少し、以てフライホイールの慣性モーメントが減少する。
【００５９】
また、フライホイールの加速が終了すると第一の移動体４３と第二の移動体４４に係っていた慣性力が消滅するため、バネ４５の付勢力により、それぞれの移動体は図４（ｂ）に示す位置から図４（ａ）に示す位置に移動し、それぞれの移動体と回転中心点４６との距離が、Ｌ３’からＬ３、Ｌ４’からＬ４へと長くなる。その結果、回転中心点４６周りの第一の移動体４３と第二の移動体４４の慣性モーメントが増大し、以てフライホイールの慣性モーメントが増大する。
【００６０】
以上より、フライホイールの一部を着脱させることなく、フライホイールの加速に応じて、第一の移動体４３と第二の移動体４４とを機械的に移動させることで、フライホイールの慣性モーメントが変更される。その結果、慣性モーメントを内燃機関の運転状態に応じて可変として内燃機関の加速性能の向上、燃費の向上、エミッションの改善が図られる。更に、速やかな慣性モーメントの変更とより良好な繰り返し動作性が得られる。
【００６１】
尚、可変慣性モーメント部４０は、フライホイール本体４１上に回転中心点４６に対して点対称、もしくは回転中心点４６を中心として等間隔で設けられるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が適用される慣性モーメントが変更可能である、可変慣性モーメントフライホイールの概略図である。
【図２】本発明が適用される慣性モーメントが変更可能である、可変慣性モーメントフライホイールの第二の概略図である。
【図３】本発明が適用される慣性モーメントが変更可能である、可変慣性モーメントフライホイールの第三の概略図である。
【図４】本発明が適用される慣性モーメントが変更可能である、可変慣性モーメントフライホイールの第四の概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・・フライホイール本体
２・・・・揺動中心点
３・・・・揺動アーム
４・・・・第一の移動体
５・・・・第二の移動体
８・・・・弾性部材
９・・・・回転中心点
１０・・・・可変慣性モーメント部
２０・・・・可変慣性モーメント部
２１・・・・フライホイール本体
２２・・・・バイメタル部材
２２ａ・・・・内周側部材
２２ａ・・・・外周側部材
２４・・・・移動体
２６・・・・回転中心点
３０・・・・可変慣性モーメント部
３１・・・・フライホイール本体
３２・・・・形状記憶部材
３３・・・・移動体
３５・・・・回転中心点
４０・・・・可変慣性モーメント部
４１・・・・フライホイール本体
４２・・・・溝
４３・・・・第一の移動体
４４・・・・第二の移動体
４５・・・・弾性部材
４６・・・・回転中心点
【図１】
2005036944.tif 000003
【図２】
2005036944.tif 000004
【図３】
2005036944.tif 000005
【図４】
2005036944.tif 000006