JP3545969B2 - フライホイール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフライホイールに関する。より詳細には本発明は、駆動軸に連結可能な第１のバランスリングと、従動軸に連結可能な第２のバランスリングとを有し、第１及び第２のバランスリングが互いに相対的に回転可能であり、かつ互いに同心に支持されており、回転振動を吸収するため、第１及び第２のバランスリングの間に回転ばねが設けられているフライホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなフライホイールは、ドイツ連邦共和国特許公開第３６２１９９７号公報により公知である。
【０００３】
２つの部分に分割されているこの種のフライホイールは二体フライホイールとも呼ばれ、たとえば自動車などの原動機付き車両の駆動系列において防振に用いられる。
【０００４】
前記ドイツ連邦共和国特許公開第３６２１９９７号公報により公知のフライホイールの欠点は、主に２つのバランスリングに依存する重量が重いことである。二体フライホイールにより好適な防振が達成できるように、変速装置側に配置されている第２のバランスリングはエンジン側の第１のバランスリングよりもかなり重い。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許第１９６３１９８９号公報より、回転数適合式の防振装置が公知である。この防振装置はハブ部を有し、ハブ部上には、周方向に間隔を持って隣接して配置される複数の慣性体が、それぞれ周方向に間隔を持って隣接して配置される２つの保持部で支持されている。この保持部は、慣性体要素及びハブ部の互いに逆向きに湾曲する曲線軌道上を転動可能なピンを有している。このピンは、回転運動に重畳する回転振動が発生した際に、湾曲した運動軌道の作用で慣性体要素と回転軸線との間隔が変化するようにもしくは減少するように曲線軌道の溝を転動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底にある課題は、二体フライホイールの重量を軽減し、特に駆動系の構成を簡潔にできるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、冒頭で述べた種類のフライホイールにおいて、第２のバランスリングに回転数適合式の吸収装置もしくは振動吸収装置が固定されており、この吸収装置が、回転軸線のまわりに回転可能な少なくとも１つのハブ部と、複数の吸収体とを有し、この吸収体の各々が、回転軸線から間隔を持って位置している、もしくは回転軸線と平行にかつ回転軸線から離間する回動軸線のまわりで回動可能であることを特徴とするフライホイールによって解決される。
【０００８】
第２のバランスリングに設けられている回転数適合式の吸収装置により、周期的に作動する機械の軸、たとえば内燃機関に代表される原動機又は発動機のクランク軸の回転運動に重畳して発生する回転振動を低減させることができる。この回転振動は回転運動に起因して発生し、その振動数は回転軸の回転数と共に変化する。吸収装置は、比較的広範囲の回転数範囲にわたって、理想的には機械の全回転数範囲にわたって、回転振動を吸収する場合に、回転数適合式と呼ばれる。吸収装置の原理は、基本的には、回転運動が導入されると、吸収体が遠心力により回転軸線からできるだけ間隔を持ってこの回転軸線のまわりを回転しようとすることにある。回転運動に重畳する回転振動は、吸収体を半径方向において内側へ相対運動させるが、この現象によって回転振動が吸収される。すなわち防振される。このような吸収装置もしくは防振装置は、回転数に比例する固有振動数を有しているので、回転数に比例する振動数を持った回転振動を広い回転数範囲にわたって吸収することができる。
【０００９】
ところで、回転数適合式の吸収装置を二体フライホイールの第２のバランスリングに配置することにより、フライホイールをかなり簡単に実施できることができる。これにより得られる重量の軽減は、主として第２のバランスリングがかなり簡潔に実施されているにもかかわらず、本発明による配置構成により振動特性の改善が得られることによって達成可能となっている。しかしながら、他の技術的な必要性から、たとえば熱吸収及び放熱上の理由から、第２のバランスリングの質量を任意に小さくすることはできない。本発明の他の利点は、第２のバランスリングに対して、従来使用されている材料とは別の材料を使用できることにある。第２のバランスリングがたとえば金属薄板から製造されることにより、フライホイールの製造コストを低減させることができる。
【００１０】
吸収装置を原動機又は発動機の従動側に装着することが有利である。
【００１１】
吸収装置をフライホイールの従動側に、すなわち第２のバランスリングの第１のバランスリングとは反対側に配置することにより、優れた防振特性が得られる。
【００１２】
第２のバランスリングと吸収装置の間に、押圧板を備えたクラッチ従動板が配置されていることにより、特にコンパクトかつ空間を節約することができる構成が得られる。
【００１３】
構成の簡潔化は、押圧板に作用する押圧ばねが設けられ、押圧ばねが吸収装置で支持されていることにより達成される。
【００１４】
特に有利な構成によれば、各吸収体が、周方向に間隔を持って配置され回転軸線と平行に延びている２本のピンによってハブ部に支持され、これらのピンは曲線軌道上を転動可能であり、この曲線軌道は、ハブ部の領域において回転軸線の方向にＵ字形の形状を有し、吸収体の領域において逆方向に開いたＵ字形の横断面形状を有し、ピンは、それぞれの曲線軌道と対向する側において案内軌道によって案内されている。慣性体が、ハブ部及び慣性体の曲線軌道上を転動するピンで支持されていることにより、特に簡潔で安定した構成が得られる。
【００１５】
騒音特性の改善すなわち防音特性の改善は、案内軌道がポリマー材から形成される緩衝層からなることにより達成される。
【００１６】
緩衝層がエラストマー材から構成されれば、緩衝特性は特に優れる。
【００１７】
緩衝層が、周方向両側において、ピンの周方向への移動を規制する止め面で終端していることが有利である。この止め面によって、ピンの周方向への移動は所定の範囲以内に画定され、ピンの移動は所定の固定値範囲内で起こる。
【００１８】
曲線軌道が嵌め込み部材の構成要素を形成していることにより、製造が簡単になり、安価に製造できる。
【００１９】
嵌めこみ部材と緩衝層が、ハブ部及び吸収体の穴から脱落しないように、もしくは紛失しないように、受容されている嵌め込み部の構成要素を形成していることは有利である。
【００２０】
嵌め込み部材を穴に嵌め込んだ後、緩衝層を形成している材料を、直接成形固化することにより、穴及び嵌め込み部材と結合することによっても、製造が簡単になる。すなわち嵌め込み部材をハブ部及び吸収体の穴に嵌め込んだ後、例えばポリマー材を嵌め込み部材と穴の間に流し込み、これを固化することによって、穴と嵌め込み部材とを結合することもできる。
【００２１】
吸収体又はハブ部と嵌め込み部材との間に自由空間が設けられ、この自由空間が緩衝層の材料で充填され、公差補償層を形成するならば、製造公差に対する要求が少なくて済む。
【００２２】
公差補償層と緩衝層が互いに移行するように一体に形成されているならば、すなわち公差補償層と緩衝層が相互に侵入した形状で形成されているならば、これらの公差補償層と緩衝層は１回の作業行程で製造することが可能である。
【００２３】
嵌め込み部材は、公知の押出し成形により低コストで生産することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態についてより詳細に説明を加える。
【００２５】
図１には本発明によるフライホイールが図示されており、フライホイールは第１のバランスリング１と、第２のバランスリング２と、第２のバランスリング２の第１のバランスリングとは反対側に固定されている回転数適合式の吸収装置３とを有している。
【００２６】
第１のバランスリング又はバランス体１は、図示していない駆動軸、たとえば原動機付き車両の内燃機関すなわちエンジンのクランク軸と連結可能である。第２のバランスリング又はバランス体２は、ボールベアリング４を介して第１のバランスリング１に支持されており、その結果第１及び第２のバランスリング１、２は互いに相対的に回動可能であり、かつ互いに同心に支持されている。回転振動を吸収するため、第１及び第２のバランスリング１、２の間には回転ばね５が設けられている。回転ばね５は、連結要素６とピン７とを介して第２のバランスリング２に連結されている。第２のバランスリング２は、たとえば変速機入力軸として形成することができる従動軸８と連結可能である。
【００２７】
図１に図示した実施の形態の場合、第２のバランスリング２と従動軸８との間の連結は、クラッチ９を介して行なわれる。クラッチ９は、従動軸８の回転軸線方向において第２のバランスリング２と回転数適合式吸収装置３との間に配置されており、これにより特にコンパクトな構成が得られる。クラッチ９はクラッチ従動板１０を有している。クラッチ従動板１０は、押圧板１１を介して押圧ばね１２により第２のバランスリング２に対して押しつけられる。クラッチ９はクラッチ解除体に接続され、このクラッチ解除体（その支持部を破線１３で示した）は、支持台１４で支持されているレバー部１５を変位させる。これにより、レバー部１５と連結されている操作要素１６を介して押圧板１１が、押圧ばね１２の力に抗して、クラッチ従動板１０から離間する。吸収装置３は、押圧ばね１２がこの吸収装置３で支持されるようにボルト１７を介して第２のバランスリング２に配置されている。さらに支持台１４はレバー部１５とともに、吸収装置３の半径方向内側の端部に配置されている。
【００２８】
回転数適合式吸収装置３は、回転振動吸収装置として形成されており、回転軸線１８のまわりに回転可能な少なくとも１つのハブ部１９と、複数の吸収体２０とを有している。ハブ部１９は各吸収体２０のためにそれぞれ、周方向に隣接する２つの保持部２１を有しており、保持部２１で吸収体２０はハブ部１９に支持される。
【００２９】
各保持部２１は、ピン２３を受容するハブ部１９の穴２２から構成される。この場合ピン２３の支持軸線は、ハブ部１９において回転軸線１８に平行に延び、吸収体２０に貫通穴として形成された穴２４内に延在する。
【００３０】
ハブ部１９は、穴２２を画定する曲線軌道２５を有し、吸収体２０は、穴２４を画定する曲線軌道２６を有する。曲線軌道２５、２６とピン２３とは、吸収体２０がハブ部１９に対して振り子運動しながら変位可能なように形成され配置されている。この場合ピン２３は、互いに逆向きに湾曲している曲線軌道２５、２６上を転動する。ハブ部１９の曲線軌道２５は概ね回転軸線１８の方向に向き開口するＵ字形状であり、他方吸収体２０の曲線軌道２６は概ね回転軸線１８から離間するように外側に向く、すなわち回転軸線１８とは反対側に開口するＵ字形状である。
【００３１】
軸の回転運動に重畳する回転振動が発生すると、吸収体又は慣性体２０は、図２に図示した中央位置から、曲線軌道２５、２６とピン２３により画定される湾曲した運動軌道に沿って、ハブ部１９に対して相対的に移動する。すなわち各吸収体２０は、回転軸線１８と平行かつ回転軸線１８と離間する回動軸線のまわりで回動する。このようにして吸収体２０と回転軸線１８との間隔が変化し、縮まり、もしくは吸収体２０の重心位置が変位し、回転軸線１８に近づく。これにより吸収原理に基づいて回転振動が反作用を受け、結果として回転振動が吸収される。
【００３２】
さらに吸収体２０は、穴２４の曲線軌道２６に対向する側に案内軌道２７を有しており、その結果穴２４は、回転軸線１８から離れる方向に向く、つまり回転軸線１８の反対側を向く、概略Ｕ字形の形状を備える。これに対応して曲線軌道２５に対向する案内軌道は、ハブ部１９の保持部２１にも同様に形成されている（図２中に部分的に示す破線を参照）。
【００３３】
曲線軌道２５、２６と、嵌め込み部材２９、３０の構成要素を形成する案内軌道２７、２８とは、ハブ部１９又は吸収体２０の穴の中に紛失しないように受容されている。嵌め込み部材２９、３０は、まず穴の中に緩く挿入されもしくは穴と嵌め込み部材２９、３０が隙間を持つように挿入され、案内軌道２７、２８を担持している層３１、３２が、例えばポリマー材により好ましくはエラストマー材により追加的に形成される。それによって嵌め込み部材２９、３０は、ハブ部１９又は吸収体２０と接着される。このとき層３１、３２は緩衝層として機能し、嵌め込み部材２９、３０のピン２３に向く面はそれぞれ曲線軌道２６、２５を構成する。さらに吸収体又はハブ部と嵌め込み部材との間に自由空間が設けられ、この自由空間が緩衝層の材料で充填されるならば、吸収体又はハブ部と嵌め込み部材との間に公差補償層が形成される。この際公差補償層と緩衝層が互いに移行するように一体に形成されているならば、すなわち公差補償層と緩衝層が相互に侵入した形状で形成されているならば、これらの公差補償層と緩衝層は１回の作業行程で製造することが可能である。
【００３４】
嵌め込み部材２９、３０は、その成形方法を制限されないが、公知の押出し成形により形成することが好ましい。
【００３５】
ハブ部１９は２つの部分から形成されており、その際ハブ部は吸収体を両側で取り囲んでいる。両ハブ部１９はパッキンリング３３、３４により互いに向かい合って密封されている。
【００３６】
【発明の効果】
駆動軸に連結可能な第１のバランスリング（１）と、従動軸（８）に連結可能な第２のバランスリング（２）とを備えるフライホイールである。第１及び第２のバランスリング（１、２）は互いに相対的に回転可能であり、かつ互いに同心に支持されている。回転振動を吸収するため、第１及び第２のバランスリング（１、２）の間に回転ばね（５）が設けられている。第２のバランスリング（２）に回転数適合式の吸収装置（３）が固定されている。回転数適合式の吸収装置（３）は、回転軸線（１８）のまわりに回転可能な少なくとも１つのハブ部（１９）と、複数の吸収体（２０）とを有している。各吸収体（２０）は、回転軸線（１８）から間隔を持って位置している回動軸線のまわりで回動可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転数適合式吸収装置を備えた本発明によるフライホイールの断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態による回転数適合式吸収装置の正面図である。
【図３】本発明による吸収体の正面図である。
【符号の説明】
１ 第１のバランスリング
２ 第２のバランスリング
３ 回転数適合式の吸収装置
５ 回転ばね
８ 従動軸
１８ 回転軸線
１９ ハブ部
２０ 吸収体

Claims (14)

1. 駆動軸に連結可能な第１のバランスリング（１）と、従動軸（８）に連結可能な第２のバランスリング（２）とを有し、該第１及び第２のバランスリング（１、２）が互いに相対的に回転可能であり、且つ互いに同心に支持されており、さらに回転振動を吸収するために、前記第１及び第２のバランスリング（１、２）の間に回転ばね（５）が設けられているフライホイールであって、
   前記第２のバランスリング（２）に回転数適合式の吸収装置（３）が固定されており、該回転数適合式の吸収装置（３）が、回転軸線（１８）のまわりに回転可能な少なくとも１つのハブ部（１９）と、複数の吸収体（２０）とを有し、該吸収体（２０）の各々が、回転軸線（１８）から間隔を持って位置している回動軸線のまわりで回動可能であり、
   前記回転数適合式の吸収装置（３）が、前記第２のバランスリングの前記第１のバランスリングとは反対側に配置されていることを特徴とするフライホイール。
2. 前記回転数適合式の吸収装置（３）が、原動機又は発動機の従動側に取り付けられている、請求項１記載のフライホイール。
3. 前記第２のバランスリング（２）と前記回転数適合式の吸収装置（３）の間に、押圧板（１１）を備えたクラッチ従動板（１０）が配置されている、請求項１又は２記載のフライホイール。
4. 前記押圧板（１１）に作用する押圧ばね（１２）が設けられ、該押圧ばね（１２）が前記回転数適合式の吸収装置（３）に支持されている、請求項３記載のフライホイール。
5. 前記各吸収体（２０）が、周方向に間隔を持って配置されて、回転軸線（１８）に平行に延びている２本のピン（２３）によって前記ハブ部（１９）に支持され、該ピン（２３）が曲線軌道（２５、２６）上を転動可能であり、該曲線軌道（２５、２６）が、前記ハブ部（１９）の領域において前記回転軸線（１８）の方に向くＵ字形の形状を有し、前記吸収体（２０）の領域において逆方向に開いたＵ字形の形状を有し、前記ピン（２３）が、それぞれの曲線軌道（２５、２６）と対向する側で案内軌道（２７、２８）によって案内される、請求項１〜４のいずれか１項記載のフライホイール。
6. 前記案内軌道（２７、２８）が、ポリマー材より形成される緩衝層からなる、請求項５記載のフライホイール。
7. 前記緩衝層がエラストマー材からなる、請求項６記載のフライホイール。
8. 前記緩衝層が、周方向両側において、前記ピン（２３）の周方向の移動を規制する止め面で終端する、請求項６又は７記載のフライホイール。
9. 前記曲線軌道（２６）が、嵌め込み部材（２９、３０）の構成要素を形成している、請求項５〜８のいずれか１項記載のフライホイール。
10. 前記嵌めこみ部材（２９、３０）と前記緩衝層が、ハブ部（１９）及び吸収体（２０）の穴（２４）に受容される嵌め込み部の構成要素を形成している、請求項９記載のフライホイール。
11. 前記緩衝層を形成する材料が、前記嵌め込み部材（２９、３０）を穴（２４）に嵌め込んだ後、直接成形固化することにより、該穴（２４）及び前記嵌め込み部材（２９、３０）と結合される、請求項１０記載のフライホイール。
12. 前記吸収体（２０）又は前記ハブ部（１９）と前記嵌め込み部材（２９、３０）との間に自由空間が設けられ、該自由空間が前記緩衝層の材料で充填されて公差補償層を形成している、請求項５〜１１のいずれか１項記載のフライホイール。
13. 前記公差補償層と前記緩衝層が、互いに移行するように一体に形成されている、請求項１２記載のフライホイール。
14. 前記嵌め込み部材が押出し成形により製造される、請求項９〜１３のいずれか１項記載のフライホイール。

Images