JP2009115262A - フライホイール - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチの摩擦面のヒートマスを十分に確保しつつ、クランクシャフトの取付面からクラッチの摩擦面までのオフセット量の低減を可能とした２つの質量体を有するフライホイールを提供する。
【解決手段】クランクシャフト１００に連結されるプライマリフライホイール２と、クランクシャフト１００の駆動力によって駆動される被駆動軸２００にクラッチ機構３００を介して連結されるセカンダリフライホイール３と、これらの間に連結され、クランクシャフト１００の捩り振動を減衰させるトーションスプリング５と、を備え、プライマリフライホイール２は、連結部２Ａより外径側がセカンダリフライホイール３の内部に相対回転自在に配置され、トーションスプリング５を保持するスプリング保持部４Ａが、セカンダリフライホイール３の内部のプライマリフライホイール２の外径側に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンのクランクシャフトなど、原動機の出力軸に連結されるフライホイールに関し、特に、原動機の出力トルクの変動により発生する捩り振動を減衰する減衰手段を有するフライホイールに関する。

エンジンが搭載された車両においては、エンジンの始動時やアイドル運転時の不安定な回転速度変動、および、それに起因するエンジン停止を防止する等の目的から、エンジンのクランクシャフトにフライホイールを連結し、このフライホイールを介してエンジンの出力を外部要素（クラッチや変速機など）に伝達するようにしている。

また、エンジンが搭載された車両において動力伝達系に伝達される駆動トルクには、エンジンの爆発に起因する変動があり、このトルク変動によって動力伝達系に捩り振動が生じる。このような駆動系の捩り振動を減衰させるものとして２以上のマスを有するフライホイールがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１、２に記載されている２以上のマスを有するフライホイールは、エンジンのクランクシャフトに連結される第１質量体と、クラッチ側に配置されて、クラッチの接続にて変速機側の入力軸に連結される第２質量体とを備えており、これら第１質量体と第２質量体とは、トーションスプリングなどの弾性体（ダンパ）を介して連結された構造となっている。この構造のフライホイールによれば、エンジン側で発生するトルク変動をダンパによって減衰させることができるため、トルク変動が外部要素に伝達されることが抑制され、これにより車両全体へ伝播する振動騒音も低減される。

上記構造を有するフライホイールの多くは、特許文献２に記載されているデュアルマスフライホイールのように、トーションスプリングなどの弾性体が、軸線回りに形成された弾性体保持部に伸縮可能に配置され、第１質量体および第２質量体が上記弾性体の両端にそれぞれ係合された構造を採用している。
特開２００４−６８９５１号公報 特開２００５−１４０３１３号公報

しかし、このような構造のデュアルマスフライホイールでは、弾性体保持部は、第１質量体の内部に設けられ、且つ、弾性体保持部の周囲の肉厚がある程度確保されていることから、クランクシャフトの取付面からクラッチの摩擦面までのオフセット量が、単一の質量体からなるフライホイール（以下「シングルマスフライホイール」という。）と比較して格段に大きくなる。さもなければ、クラッチの摩擦面のヒートマス（熱容量）を十分に確保することができず、クラッチの摩擦面がクラッチ接続時に昇温して、クラッチ滑りが発生し易くなるからである。

また、上記構造のデュアルマスフライホイールにおいて、設計上必要なクラッチの摩擦面のヒートマスを確保した場合、オフセット量が大きくなるので、シングルマスフライホイール用に設計されたクラッチハウジングに、上記構造のデュアルマスフライホイールをそのまま採用することができない。このため、上記構造のデュアルマスフライホイールを採用する車両とシングルマスフライホイールを採用する車両との間で、クラッチハウジング等の部品の共通化が図れなくなる。

本発明はこれら問題点に鑑みて創案されたものであり、クラッチの摩擦面のヒートマスを十分に確保しつつ、原動機の出力軸（クランクシャフト）の取付面からクラッチの摩擦面までのオフセット量の低減を可能とした２つの質量体を有するフライホイールを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための手段として、本発明のフライホイールは、以下のように構成されている。すなわち、本発明のフライホイールは、原動機の出力軸に連結される第１質量体と、前記原動機の出力軸の駆動力によって駆動される被駆動軸にクラッチ機構を介して連結される第２質量体と、前記第１質量体と前記第２質量体との間に連結され、前記出力軸の捩り振動を減衰させる弾性体と、を備えるフライホイールであって、前記第１質量体は、原動機の出力軸に連結される連結部より外径側が前記第２質量体の内部に相対回転自在に配置され、前記弾性体を保持する弾性体保持部が、前記第２質量体の内部に形成されたものである。

かかるフライホイールによれば、第１質量体は、原動機の出力軸に連結される連結部より外径側が第２質量体の内部に配置され、弾性体保持部も第２質量体の内部に形成されているので、クラッチの摩擦面から弾性体保持部に至るまでの部材をヒートマスとすることができる。これにより、クラッチの摩擦面のヒートマスを十分に確保しつつ、原動機の出力軸の取付面からクラッチの摩擦面までのオフセット量の低減を図ることができる。

また、クラッチの摩擦面のヒートマスおよび上記オフセット量をシングルマスフライホイールのそれらに近づけることができるので、上記２つの質量体を有するフライホイールを採用する車両とシングルマスフライホイールを採用する車両との間で、フライホイール周辺部品の共通化を図ることが容易となる。

また、本発明のフライホイールは、上記構成において、前記第１質量体の原動機側面に、付加質量が固定具によって固定されたものであってもよい。

かかるフライホイールによれば、原動機の特性等に応じて適量の付加質量を第１質量体に固定具にて固定するだけで、第１質量体の慣性モーメントを調節することができる。これにより、上記付加質量を除く第１質量体に係る部品を相異なる車両間で共通部品として採用することができる。

また、上記付加質量は、固定具によって原動機側面（クラッチと反対側の面）に固定されるので、フライホイール、クラッチ機構等の組立作業に支障を来たすことことなく、第１質量体の慣性モーメントの調整を行うことができる。

本発明に係るフライホイールによれば、クラッチの摩擦面のヒートマスを十分に確保しつつ、原動機の出力軸の取付面からクラッチの摩擦面までのオフセット量の低減を図ることができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るフライホイール１の正面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ断面図である。

フライホイール１は、プライマリフライホイール２、セカンダリフライホイール３、トーションスプリング（圧縮コイルばね）５などを主体として構成されている。

プライマリフライホイール２は、原動機の出力軸であるエンジンのクランクシャフト１００に回転一体に連結され、このクランクシャフト１００によって直接的に回転駆動される第１質量体を構成している。プライマリフライホイール２は、互いに一体である連結部２Ａおよびフランジ部２Ｂで構成されている。連結部２Ａは、プライマリフライホイール２の回転軸線側に形成されており、クランクシャフト１００と図示しないボルト等によって回転一体に連結される。フランジ部２Ｂは、連結部２Ａより薄肉厚にて連結部２Ａから外径側に延在して形成されており、その外径側端部がトーションスプリング５の一端側に係合されている。

セカンダリフライホイール３は、クランクシャフト１００の駆動力によって回転駆動される被駆動軸２００に、クラッチ機構３００を介して断接可能に連結される第２質量体を構成している。セカンダリフライホイール３は、略環状の外観形状を有し、その内部に中空室４を有している。この中空室４は、スプリング保持部４Ａと、プライマリフライホイール収容部４Ｂとによって形成されている。スプリング保持部４Ａは、トーションスプリング５を回転軸線回りに伸縮自在に保持するよう、略トーラス状に空洞化されることによって形成されている。また、スプリング保持部４Ａはフランジ部２Ｂの外径側端部の移動域に沿って形成されている。プライマリフライホイール収容部４Ｂは、スプリング保持部４Ａから連続して内径側に延在しており、その内部にプライマリフライホイール２のフランジ部２Ｂを適度の隙間をおいて収容している。

セカンダリフライホイール３の内周端面は、プライマリフライホイール２の連結部２Ａの外径面に外嵌されたボールベアリング６，６の外径面にそれぞれ嵌合されている。これにより、プライマリフライホイール２とセカンダリフライホイール３とはトーションスプリング５の撓み量の範囲内で相対回転自在になっている。なお、セカンダリフライホイール３は、軸線方向中央位置よりエンジン側に配置されたエンジン側部材３Ａと、同位置よりクラッチ側に配置されたクラッチ側部材３Ｂとで構成されている。これら部材３Ａ，３Ｂは、互いに隙間無く重合されて、ボルト等の固定具７によって互いに固定されている。

また、セカンダリフライホイール３のクラッチ側（変速機側）にはクラッチ摩擦面３ａが形成されており、このクラッチ摩擦面３ａに対向してクラッチディスク３０２が配置されている。さらに、セカンダリフライホイール３の変速機側には、クラッチカバーアセンブリ３０１、レリーズベアリング４０１、レリーズフォーク４０２などが配置されている。

クラッチカバーアセンブリ３０１は、セカンダリフライホイール３に固定されるクラッチカバー３０３、クラッチディスク３０２を押圧するプレッシャプレート３０４、ダイヤフラムスプリング３０５などを備えており、これらプレッシャプレート３０４、ダイヤフラムスプリング３０５などがクラッチカバー３０３に組み付けられている。なお、クラッチカバー３０３は、セカンダリフライホイール３に固定されることによって、セカンダリフライホイール３とともに第２質量体を構成する。

トーションスプリング５としては、例えば図１に示すように、圧縮コイルバネを採用することができる。このトーションスプリング５の一端側は、プライマリフライホイール２のフランジ部２Ｂに係合され、トーションスプリング５の他端側は、セカンダリフライホイール３の内部のスプリング保持部４Ａに形成された図示しない係合部に係合されている。このトーションスプリング５により、第１質量体と第２質量体とは互いに回転方向に連結され、第１質量体の回転駆動力が、トーションスプリング５を介して第２質量体に伝達される。故に、クランクシャフト１００側から第１質量体に入力される捩り振動は、トーションスプリング５において減衰され、第２質量体へ伝達する捩り振動が抑制される。

上記したセカンダリフライホイール３のクラッチ摩擦面３ａ、クラッチディスク３０２、クラッチカバーアセンブリ３０１などによってクラッチ機構３００が構成されている。このクラッチ機構３００においては、プレッシャプレート３０４が、ダイアフラムスプリング３０５の弾性力によってフライホイール１（セカンダリフライホイール３）側に向けて押圧され、そのダイアフラムスプリング３０５の弾性力によってクラッチディスク３０２がセカンダリフライホイール３のクラッチ摩擦面３ａに圧接されてクラッチ係合状態となる。

一方、レリーズフォーク４０２および図示しない油圧アクチュエータなどによってレリーズベアリング４０１がフライホイール１（セカンダリフライホイール３）側に向けて移動されると、プレッシャプレート３０４がセカンダリフライホイール３から離れる側に前記ダイアフラムスプリング３０５の弾性力に抗して移動し、これによってクラッチディスク３０２がセカンダリフライホイール３のクラッチ摩擦面３ａから離れてクラッチ解放状態となる。

以上に説明した構成を備えるフライホイール１では、プライマリフライホイール２（第１質量体）は、連結部２Ａより外径側がセカンダリフライホイール３（第２質量体）の内部に配置され、セカンダリフライホイール３内に形成されたスプリング保持部４Ａにトーションスプリング５が配置されているので、クラッチ摩擦面３ａから中空室４に至るまでの部材をヒートマスとすることができる。これにより、クラッチ摩擦面３ａのヒートマスを十分に確保しつつ、クランクシャフト１００の取付面からクラッチ摩擦面３ａまでのオフセット量の低減を図ることができる。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について、図３および図４に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態において説明したものと同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

第２の実施の形態に係るフライホイール２１では、プライマリフライホイール２２（第１質量体）のクランクシャフト１００側（エンジン側）の面に、付加質量２４が固定具であるボルト２５によって固定されている。

図３では、セカンダリフライホイール２３のエンジン側部材２３Ａは、第１の実施の形態で説明したエンジン側部材３Ａにおいて、内径寸法が拡大されており、これにより、付加質量２４の取付スペースが確保されている。これに伴ってエンジン側部材２３Ａの内径端面に嵌合されているベアリング６Ａも第１の実施の形態におけるベアリング６より大径のものが採用されている。

また、セカンダリフライホイール２３の内径端面より回転軸線側で、プライマリフライホイール２２のクランクシャフト１００側面（エンジン側面）に、軸線方向に***した***部２２Ｃが形成されている。この***部２２Ｃには、ボルト２５用の雌ネジが周方向に間隔をおいて複数形成され、その外径側は上記ベアリング６Ａの内径側に嵌合されている。付加質量２４は、図３に示すように、この***部２２Ｃの端面にボルト２５によって固定されている。なお、***部２２Ｃは、付加質量２４をプライマリフライホイール２２からエンジン側部材２３Ａを回避して外径側に延在させるために形成されている。故に、***部２２Ｃはプライマリフライホイール２２側ではなく、付加質量２４側に形成されていてもよい。

プライマリフライホイール２２にボルト２５によって固定された付加質量２４は、プライマリフライホイール２２、ボルト２５等とともに、クランクシャフト１００によって直接的に回転駆動される第１質量体を構成する。本実施の形態においては、付加質量２４は、例えば図３および図４に示すように、単一の環状部材からなる。付加質量２４は、質量を余り増加させることなく、第１質量体の慣性モーメントが増加するように、プライマリフライホイール２２との取付部より、外径側に延在されていることが望ましい。なお、付加質量２４は、第１質量体として機能し、固定具によってプライマリフライホイール２２に固定できるものであればよく、複数の部材や非環状部材等で構成されていてもよい。

以上に説明した第２の実施の形態に係るフライホイール２１によれば、相異なる慣性モーメントの付加質量２４，・・・を予め多数用意しておき、エンジンの特性に応じて選択した付加質量２４をプライマリフライホイール２２に固定具２５にて固定するだけで、第１質量体の慣性モーメントを簡単且つ好適に調整することができる。これにより、第１質量体を構成するもののうち付加質量２４を除いた部品、例えばプライマリフライホイール２２等を相異なるエンジン特性を有する車両間で共通部品として使用することが可能となる。

［他の実施の形態］
図５に示すように、第１の実施の形態に係るフライホイール１において、ベアリング６をブッシュ３０等の滑り軸受けに置き換えてもよい。また、図示しないが、第２の実施の形態に係るフライホイール２１においてもベアリングをブッシュ等の滑り軸受けに置き換えてもよい。

本発明は、例えば、エンジンのクランクシャフトと、このクランクシャフトの駆動力によって駆動される被駆動軸との間に設けられるデュアルマスフライホイールに適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るフライホイールの正面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフライホイールの断面図である。 図３のＹ矢視図であって、付加質量およびボルトのみを示した図である。 図２に記載のフライホイールにおいて、ベアリングに代えてブッシュを採用した、他の実施の形態に係るフライホイールの断面図である。

符号の説明

１，２１ フライホイール
２，２２ プライマリフライホイール（第１質量体）
２Ａ 連結部
３，２３ セカンダリフライホイール（第２質量体）
４Ａ スプリング保持部（弾性体保持部）
５ トーションスプリング（弾性体）
２４ 付加質量
２５ ボルト（固定具）
１００ クランクシャフト（原動機の出力軸）
２００ 被駆動軸
３００ クラッチ機構

Claims (2)

1. 原動機の出力軸に連結される第１質量体と、
   前記原動機の出力軸の駆動力によって駆動される被駆動軸にクラッチ機構を介して連結される第２質量体と、
   前記第１質量体と前記第２質量体との間に連結され、前記出力軸の捩り振動を減衰させる弾性体と、
   を備えるフライホイールであって、
   前記第１質量体は、原動機の出力軸に連結される連結部より外径側が前記第２質量体の内部に相対回転自在に配置され、
   前記弾性体を保持する弾性体保持部が、前記第２質量体の内部に形成されたことを特徴とするフライホイール。
2. 請求項１に記載のフライホイールにおいて、
   前記第１質量体の原動機側面に、付加質量が固定具によって固定されたことを特徴とするフライホイール。

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