JP3739670B2 - 原動機のフライホイール装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動系に用いられるトーショナル・バイブレーション・ダンパ付きのフライホイールなどの、原動機のトルクを、その変動を低減しかつねじり振動を減衰させた状態で伝達する原動機のフライホイール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のフライホイール装置として、例えば実公昭５７−１２２７３号公報に記載されたものが知られている。このフライホイール装置は、フライホイール本体とトーショナル・バイブレーション・ダンパ（以下「トーショナルダンパ」という）とを一体に組み立てたものであり、エンジンとクラッチの間に設けられている。フライホイール本体は、円板状の基部と、基部の外周端からクラッチ側に突出する突出部とを有している。この基部の中央部には、エンジンのクランクシャフトが取り付けられており、基部のクラッチ側の面の中央部には、クラッチ入力軸を回転自在に支持する軸受が嵌め込まれている。
【０００３】
トーショナルダンパは、クラッチ入力軸にスプライン結合されたハブと、このハブから半径方向の外方に延びるフランジ部を挟持した状態で互いに一体に固定された２つのプレートと、これらの２つのプレート間に収容されたねじり振動減衰用のコイルばねおよびグリースなどで構成されている。また、一方のプレートの半径方向の外端部は、複数のボルトを介して、フライホイール本体の突出部に固定されている。以上の構成により、エンジンのトルクは、フライホイール本体およびトーショナルダンパを介して、クラッチ入力軸に伝達される。その際に、フライホイール本体によりトルク変動が低減されるとともに、トーショナルダンパによりねじり振動が減衰する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のフライホイール装置によれば、軸受がフライホイール本体に嵌め込まれているため、その分の厚みをフライホイール本体の中央部に確保する必要があるとともに、トーショナルダンパの一方のプレートが、クラッチ側に突出する突出部に固定されているため、装置全体の軸線方向のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、軸線方向のサイズをコンパクト化でき、慣性質量を効果的に付加することができる原動機のフライホイール装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、原動機（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）エンジン２）の出力軸（クランクシャフト２ａ）と被駆動軸（入力軸３１）の間に設けられた原動機（エンジン２）のフライホイール装置１であって、半径方向の外側部に嵌合部（環状凸部１１ｂ）を有し、出力軸（クランクシャフト２ａ）に同心状に取り付けられたプレート（ドライブプレート１１）と、嵌合部（環状凹部１２ａ）を有し、嵌合部（環状凹部１２ａ）がプレート（ドライブプレート１１）の嵌合部（環状凸部１１ｂ）に嵌合することによりプレート（ドライブプレート１１）に同心状に取り付けられ、原動機（エンジン２）のトルクをそのトルク変動を低減した状態で被駆動軸（入力軸３１）に伝達するためのリング状の慣性質量部材（マスリング１２）と、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分と被駆動軸との間に連結された連結部と、連結部に設けられ、コイルばね（第１および第２コイルばね１８ａ，１８ｂ）を含み、原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達するための減衰部材と、を備え、連結部は、互いに同一の形状およびサイズを有するように金属板のプレス加工により製作され、互いの間にばね室を形成するとともに、ばね室にコイルばねを収容する一対のばねホルダプレート１３，１３を有し、一対のばねホルダプレート１３，１３の各々は、ばね室を形成するばね室部（大ばね室部１３ｂ）を有し、ばね室部の半径方向の外側端部は、内側端部よりも軸線方向の外側に位置するように、軸線方向の絞りの度合が内側端部よりも小さく設定されていることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材により、原動機のトルクは、そのトルク変動が低減された状態で被駆動軸に伝達される。また、プレートが出力軸に同心状に取り付けられ、リング状の慣性質量部材は、その嵌合部がプレートの半径方向の外側部の嵌合部に嵌合することにより、プレートに同心状に取り付けられている。このように、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
さらに、原動機のトルクは、プレート、慣性質量部材、連結部および減衰部材を介して、減衰部材によりねじり振動が減衰した状態で、被駆動軸に伝達される。この減衰部材は、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分に連結された連結部に設けられているので、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
また、減衰部材がコイルばねを含んでいるので、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。
さらに、一対のばねホルダプレートは、互いに同一の形状およびサイズを有するように金属板のプレス加工により製作されているので、同じプレス型を用いることができ、製造コストを削減することができる。また、金属板のプレス加工によりコイルばねを収容するばね室部をばねホルダプレートに形成した場合、ばね室部の半径方向の外側端部の絞り度合を、その内側端部の絞り度合と同じに設定すると、絞り加工が難しいとともに、この部 分の強度を確保するのが困難になる。これに対して、この原動機のフライホイール装置によれば、ばねホルダプレートにおいて、ばね室部の半径方向の外側端部は、内側端部よりも軸線方向の外側に位置するように、軸線方向の絞りの度合が内側端部よりも小さく設定されているので、ばね室部の絞り加工の容易性と、外側端部の強度とをいずれも確保することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、原動機（エンジン２）の出力軸（クランクシャフト２ａ）と被駆動軸（入力軸３１）の間に設けられた原動機（エンジン２）のフライホイール装置１であって、半径方向の外側部に嵌合部（環状凸部１１ｂ）を有し、出力軸（クランクシャフト２ａ）に同心状に取り付けられたプレート（ドライブプレート１１）と、嵌合部（環状凹部１２ａ）を有し、嵌合部（環状凹部１２ａ）がプレート（ドライブプレート１１）の嵌合部（環状凸部１１ｂ）に嵌合することによりプレート（ドライブプレート１１）に同心状に取り付けられ、リベット孔１２ｃが嵌合部よりも半径方向の内側の位置でかつ内端よりも所定距離離れた位置に形成され、原動機（エンジン２）のトルクをそのトルク変動を低減した状態で被駆動軸（入力軸３１）に伝達するためのリング状の慣性質量部材（マスリング１２）と、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分と被駆動軸との間に連結された連結部と、連結部に設けられ、第１コイルばね１８ａを含み、原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達するための減衰部材と、を備え、連結部は、リベット孔１３ａをそれぞれ有するとともに、互いの間に第１のコイルばね１８ａを収容するばね室を形成する一対のばねホルダプレート１３，１３と、慣性質量部材のリベット孔および一対のばねホルダプレートのリベット孔を貫通した状態で、慣性質量部材および一対のばねホルダプレートを連結するリベット１６と、被駆動軸に連結されたボス１５と、一対のばねホルダプレートの各々の半径方向の内側端部とボスとの間に設けられ、各ばねホルダプレートの内側端部とボスとの間を液密状態に保持するオイルシール１９と、を有し、慣性質量部材は、一対のばねホルダプレートの間に配置され、一対のばねホルダプレートの各々に当接した状態でリベットにより連結され、一対のばねホルダプレートとボスとの間にグリース室を形成し、各ばねホルダプレートとの当接面の、リベット孔よりも半径方向の内側の部位に形成された環状溝を有し、慣性質量部材の環状溝に嵌め込まれ、グリース室をオイルシールとともに液密状態に保持するＯリング１７，１７をさらに備えることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材により、原動機のトルクは、そのトルク変動が低減された状態で被駆動軸に伝達される。また、プレートが出力軸に同心状に取り付けられ、リング状の慣性質量部材は、その嵌合部がプレートの半径方向の外側部の嵌合部に嵌合することにより、プレートに同心状に取り付けられている。このように、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
さらに、原動機のトルクは、プレート、慣性質量部材、連結部および減衰部材を介して、減衰部材によりねじり振動が減衰した状態で、被駆動軸に伝達される。この減衰部材は、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分に連結された連結部に設けられているので、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
また、減衰部材が第１コイルばねを含んでいるので、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。
さらに、慣性質量部材および一対のばねホルダプレートは、それらのリベット孔を貫通した状態のリベットにより互いに連結され、慣性質量部材のリベット孔は、内端から半径方向の外側に所定距離離れた位置で、かつ嵌合部よりも半径方向の内側の位置に形成されている。これにより、慣性質量部材の回転に対する強度を確保することができる。
また、慣性質量部材は、一対のばねホルダプレートとの間にグリース室を形成し、一対のばねホルダプレートとの当接面の、リベット孔よりも半径方向の内側の部位に形成された環状溝を有しており、この環状溝にＯリングが嵌め込まれているので、このＯリングにより、慣性質量部材と一対のばねホルダプレートとの間を液密状態に保持でき、それにより、Ｏリングおよびオイルシールによって、グリース室を液密状態に保持することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の原動機のフライホイール装置１において、減衰部材は、ばね室の第１のコイルばねの内側に収容された第２のコイルばね１８ｂをさらに含むことを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、第２のコイルばねがばね室の第１のコイルばねの内側に収容されているので、１つのばね室により、２つのコイルばねを収容することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の原動機のフライホイール装置１において、減衰部材は、第２および第３のコイルばね１８ｂ，１８ｃをさらに含み、第１〜第３のコイルばねは、ねじり振動の減衰を開始する位置が互いに異なるように構成されていることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、減衰部材が、ねじり振動の減衰を開始する位置が互いに異なるように構成された第１〜第３のコイルばねを含んでいるので、３段階で変化する静ねじり特性を確保できる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、原動機（エンジン２）の出力軸（クランクシャフト２ａ）と被駆動軸（入力軸３１）の間に設けられた原動機（エンジン２）のフライホイール装置１であって、半径方向の外側部に嵌合部（環状凸部１１ｂ）を有し、出力軸（クランクシャフト２ａ）に同心状に取り付けられたプレート（ドライブプレート１１）と、嵌合部（環状凹部１２ａ）を有し、嵌合部（環状凹部１２ａ）がプレート（ドライブプレート１１）の嵌合部（環状凸部１１ｂ）に嵌合することによりプレート（ドライブプレート１１）に同心状に取り付けられ、原動機（エンジン２）のトルクをそのトルク変動を低減した状態で被駆動軸（入力軸３１）に伝達するためのリング状の慣性質量部材（マスリング１２）と、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分と被駆動軸との間に連結された連結部と、連結部に設けられ、コイルばね（第１および第２コイルばね１８ａ，１８ｂ）を含み、原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達するための減衰部材と、を備え、連結部は、互いの間に形成したばね室にコイルばねを収容する一対のばねホルダプレート１３，１３と、原動機のトルクを一対のばねホルダプレートから被駆動軸に伝達するためのドリブンプレート１４と、トルク伝達時のねじり振動を抑制するための２枚のフリクションディスク２０，２１と、を有し、一対のばねホルダプレートの半径方向の内側端部は、可撓性を有し、ドリブンプレートが２枚のフリクションディスクの間に配置された状態で、２枚のフリクションディスクを両側から挟持しており、２枚のフリクションディスクの各々は、表裏面に同心状に形成された複数の環状溝２０ａを有しており、複数の環状溝は、表面の環状溝と裏面の環状溝が互い違いに配置されていることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材により、原動機のトルクは、そのトルク変動が低減された状態で被駆動軸に伝達される。また、プレートが出力軸に同心状に取り付けられ、リング状の慣性質量部材は、その嵌合部がプレートの半径方向の外側部の嵌合部に嵌合することにより、プレートに同心状に取り付けられている。このように、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
さらに、原動機のトルクは、プレート、慣性質量部材、連結部および減衰部材を介して、減衰部材によりねじり振動が減衰した状態で、被駆動軸に伝達される。この減衰部材は、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分に連結された連結部に設けられているので、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
また、減衰部材がコイルばねを含んでいるので、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。
さらに、原動機のトルクが、ドリブンプレートおよび２枚のフリクションディスクを介して、一対のばねホルダプレートから被駆動軸に伝達され、その際、２枚のフリクションディスクにより、ねじり振動が抑制される。これに加えて、各フリクションディスクは、表裏面に同心状に形成された複数の環状溝を有しており、複数の環状溝は、表面の環状溝 と裏面の環状溝が互い違いに配置されているので、フリクションディスクに作用するばねホルダプレートの荷重の変化に対する、フリクションディスクを介してばねホルダプレートからドリブンプレートに伝達されるフリクショントルクの変動の割合を小さくすることができる。その結果、フリクションディスクに作用する荷重がばらつく場合でも、フリクショントルクのばらつきを抑制できる。さらに、一対のばねホルダプレートの半径方向の内側端部が可撓性を有しているので、その付勢力のみにより、ドリブンプレートとの間に２枚のフリクションディスクを挟持することができ、それにより、従来のような皿ばねが不要になる分、コストを削減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る原動機のフライホイール装置１について説明する。図１は、本実施形態のフライホイール装置を適用した車両駆動系の概略構成を示している。同図に示すように、この車両駆動系６では、原動機としてのエンジン２は、フライホイール装置１、自動変速機３および差動ギヤ機構４などを介して駆動輪５，５に連結されており、これによりエンジン２のトルクが駆動輪５，５に伝達される。
【００１３】
このフライホイール装置１は、エンジン２と自動変速機３の間に設けられており、エンジン２のトルクを、そのトルク変動を低減するとともにねじり振動を減衰させた状態で、自動変速機３に伝達する。図２および図３に示すように、フライホイール装置１は、ドライブプレート１１、マスリング１２、一対のばねホルダプレート１３，１３、ドリブンプレート１４およびボス１５などで構成されている。
【００１４】
ドライブプレート１１（プレート）は、鋼製の円板であり、その中央部が開口している。この開口の周辺部は、複数のボルト１１ａ（２つのみ図示）を介してエンジン２のクランクシャフト２ａの先端部に固定されており、これにより、ドライブプレート１１は、クランクシャフト２ａに同心状に取り付けられている。また、ドライブプレート１１の外側寄りの部分には、環状凸部１１ｂが同心状に連続的に形成されている。この環状凸部１１ｂ（嵌合部）は、マスリング１２側に突出しているとともに、マスリング１２の後述する環状凹部１２ａに嵌合している。
【００１５】
また、ドライブプレート１１の半径方向の外端部は、６つのボルト１１ｃ（１つのみ図示）を介してマスリング１２に固定されている。ドライブプレート１１とマスリング１２との間には、リングギヤ１１ｄが設けられている。このリングギヤ１１ｄは、エンジン始動時に図示しないスタータにより回転駆動されるものであり、ボルト１１ｃで共締めされている。
【００１６】
マスリング１２（慣性質量部材）は、鋳鉄を切削加工することによりリング状に形成されており、エンジン２のトルク変動を低減するのに必要な慣性質量を備えている。このマスリング１２のドライブプレート１１側の面の所定位置には、環状凹部１２ａ（嵌合部）が同心状に連続的に形成されており、この環状凹部１２ａおよび上記環状凸部１１ｂは互いに嵌合している。これにより、マスリング１２は、ドライブプレート１１を介して、クランクシャフト２ａに対して心出しされた状態でこれに取り付けられている。
【００１７】
また、マスリング１２の半径方向の内側端部には、互いに対向する一対のばねホルダプレート１３，１３の半径方向の外側端部が取り付けられている。両ばねホルダプレート１３，１３（連結部）は、互いに同一の形状およびサイズを有し、金属板（例えば鋼板）のプレス加工により作製されている。これにより、同じプレス型を用いて製造することができ、コストを削減することができる。
【００１８】
ばねホルダプレート１３の取り付けは、８つのリベット１６によって行われており、各リベット１６は、マスリング１２のリベット孔１２ｃおよびばねホルダプレート１３，１３のリベット孔１３ａ，１３ａ（図４参照）に通され、先端部がかしめられている。これにより、各ばねホルダプレート１３はマスリング１２に堅固に固定されている。また、リベット孔１２ｃは、マスリング１２の内端から半径方向の外側に所定距離、離れた位置に形成されており、これにより、マスリング１２の回転に対する強度が確保されている。
【００１９】
また、マスリング１２の両側面のリベット孔１２ｃよりも内側の部分には、２つの環状溝が形成されており、これらの環状溝にはそれぞれ、Ｏリング１７，１７が嵌め込まれている。これらのＯリング１７，１７がリベット孔１２ｃよりも内側の部分に配置されていることにより、マスリング１２とばねホルダプレート１３，１３との間が液密状態に保持されるとともに、後述するグリース室が液密状態に保持されている。
【００２０】
図４に示すように、ばねホルダプレート１３には、４つのばね室部１３ｂ，１３ｂ，１３ｄ，１３ｄが、ばねホルダプレート１３の周方向に９０゜間隔で交互に配置されている。一対の対応する大ばね室部１３ｂ，１３ｂによって、大ばね室が構成されており、この大ばね室には、第１コイルばね１８ａ（減衰部材）と、その内側の第２コイルばね１８ａ（減衰部材）とが収容されている。
【００２１】
第１コイルばね１８ａは、その両端部および外周面が一対の大ばね室部１３ｂ，１３ｂの壁に当接した状態で、ばねホルダプレート１３，１３に保持されている。また、第２コイルばね１８ｂは、第１コイルばね１８ａよりも短く、非圧縮状態においては、両端部が大ばね室部１３ｂの壁との間に所定の間隔を存した状態で、大ばね室に収容されている。
【００２２】
さらに、各大ばね室部１３ｂの半径方向の外側端部１３ｃは、内側端部よりも絞りの度合が小さくなっている（図５参照）。これは、以下の理由による。すなわち、このばねホルダプレート１３では、第１コイルばね１８ａを収容するために、大ばね室部１３ｂの絞りの度合が他の部分よりも大きくなっている。これに加えて、ばねホルダプレート１３の外周端部は、内周寄りの部分と比べて軸線方向の外側に位置しているとともに、この外周端部の付近に大ばね室部１３ｂが配置されている。このため、大ばね室部１３ｂの外側端部１３ｃを内側端部と同様の軸線方向の位置まで絞り加工しようとすると、その絞り度合が極めて大きくなることで加工が難しいとともに、この部分の強度を確保するのが困難になる。このため、本実施形態では、外側端部１３ｃを上記のように形成することにより、大ばね室部１３ｂの絞り加工の容易性と、外側端部１３ｃの強度とを確保している。
【００２３】
また、一対の対応する小ばね室部１３ｄ，１３ｄによって、小ばね室が構成されており、この小ばね室には、第３コイルばね１８ｃが収容されている。各第３コイルばね１８ｃ（減衰部材）は、その両端部および外周面が一対の小ばね室部１３ｄ，１３ｄの壁に当接した状態で、ばねホルダプレート１３，１３に保持されている。
【００２４】
以上のように、第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃは、ばねホルダプレート１３，１３に保持されており、これは次の理由による。すなわち、仮にドリブンプレート１４で第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃを保持した場合、クランクシャフト２ａの回転に伴う第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃの圧縮および伸張の開始・終了位置を規定するために、ばね室１３ｂ，１３ｄよりも大きな室を、プレスの絞り加工によりばねホルダプレート１３に形成しなければならない。そのため、ばねホルダプレート１３の加工がより難しくなるとともに、製造コストの増大を招いてしまう。したがって、このフライホイール装置１では、上記目的のため、後述する第１および第３コイルばね用孔１４ａ，１４ｂをドリブンプレート１４に形成することで、製造コストの削減を図っている。
【００２５】
さらに、ばねホルダプレート１３の半径方向の内側端部には、軸線方向の外方に突出するフランジ部１３ｅが形成されている。このフランジ部１３ｅとボス１５との間には、オイルシール１９が設けられており、これにより、フランジ部１３ｅとボス１５との間が液密状態に保持されている。
【００２６】
以上の構成により、マスリング１２、ばねホルダプレート１３，１３およびボス１５によって、グリース室が形成されている。このグリース室は、オイルシール１９および前記Ｏリング１７により、液密状態に保持されており、このグリース室には、グリースが満杯ではない所定の割合（例えばグリース室容積の公称値の５０％）で充填されている。このようにする理由は、グリースをグリース室内に満杯に充填すると、プレス加工によるグリース室容積のばらつきによりグリースが漏れてしまうおそれがあるのでこれを回避するとともに、これに加えて以下のような機能を、グリースを満杯に充填した場合と遜色なく得られためである。
【００２７】
すなわち、この場合のグリースは、エンジン２のトルクがフライホイール装置１を介して自動変速機３に伝達される際、粘性抵抗として作用することにより、ねじり振動を低減する機能を有し、また、前述した第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃおよびドリブンプレート１４などの動作時に発生する騒音を低減する機能を有する。
【００２８】
さらに、グリースは、オイルシール１９の初期摩耗に対する耐久性を確保するためのリップグリースとして、オイルシール１９のフランジ部１３ｅとの接触面に予め塗られている。また、このグリースと同一のグリースが、後述するフリクションディスク２０，２１の接触面にも塗られている。このようにフリクションディスク２０，２１用のグリースを、グリース室に充填したグリースと共通化することにより、フリクションディスク２０，２１の接触面における動摩擦特性の変化を回避することができる。
【００２９】
一方、ボス１５は、自動変速機３の入力軸３１の一端部に同軸に固定されている。この入力軸３１（被駆動軸）は、図示しない軸受により、クランクシャフト２ａに対して心出しされた状態で、回転自在に支持されている。
【００３０】
また、ボス１５の外周面の中央部には、ドリブンプレート１４が溶接により一体にかつ同軸に固定されている。このドリブンプレート１４には、一対の第１コイルばね用孔１４ａ，１４ａ、および一対の第３コイルばね用孔１４ｂ，１４ｂが形成されている。前述した第１コイルばね１８ａは、その両端部が第１コイルばね用孔１４ａの縁部に当接した状態で、第１コイルばね用孔１４ａ内に配置されている。この第１コイルばね用孔１４ａにより、クランクシャフト２ａの入力軸３１に対する相対的な回転開始に伴って、第１コイルばね１８ａおよび第２コイルばね１８ｂが縮み始める角度位置が規定される。
【００３１】
さらに、前述した第３コイルばね１８ｃは、フライホイール装置１の非作動状態（停止状態）では、両端部が第３コイルばね用孔１４ｂの両縁部に当接することなく、これらとの間に所定の間隔を存した状態で、第３コイルばね用孔１４ｂ内に配置されている。この第３コイルばね用孔１４ｂにより、クランクシャフト２ａの回転開始に伴って、第３コイルばね１８ｃが縮み始める角度位置が規定される。
【００３２】
さらに、ばねホルダプレート１３，１３は、可撓性を有し、その半径方向の内側端部とドリブンプレート１４との間に、２枚のフリクションディスク２０，２１を挟持している。このように、ばねホルダプレート１３，１３の付勢力のみで、フリクションディスク２０，２１をドリブンプレート１４との間に挟持できるので、従来のような皿ばねなどが不要になる分、コストを削減することができる。
【００３３】
これらのフリクションディスク２０，２１はいずれも、その動摩擦抵抗によってねじり振動を抑制するためのものであり、後述するように、特に自動変速機３へのエンジン２のトルク伝達開始時のねじり振動の抑制を主要な目的とするものである。２つのフリクションディスク２０，２１は、ほぼ同様に構成されているので、以下、フリクションディスク２０を例にとって説明する。
【００３４】
図７に示すように、このフリクションディスク２０は、円環状の薄い合成樹脂板で構成されており、その表裏面には、多数の環状溝２０ａが同心状に形成されている。これらの環状溝２０ａは、表裏面の一方の隣り合う各２つの環状溝２０ａ，２０ａの間に、表裏面の他方の環状溝２０ａが位置するように、互い違いに配置されている（図７（ｃ）参照）。
【００３５】
このような環状溝２０ａにより、フリクションディスク２０に作用するばねホルダプレート１３の荷重の変化に対する、フリクションディスク２０を介してホルダプレート１３からドリブンプレート１４に伝達されるフリクショントルクの変動の割合を小さくすることができる。その結果、フリクションディスク２０に作用する荷重がばらつく場合でも、フリクショントルクのばらつきを抑制できる。また、環状溝２０ａがフリクションディスク２０の表裏面間で互い違いに配置されていることにより、薄い合成樹脂板から成るフリクションディスク２０の耐久性を維持しながら、上記フリクショントルクのばらつき抑制効果を得ることができる。フリクションディスク２０は以上のように構成されており、フリクションディスク２１もこれと同様に構成されている。
【００３６】
また、フライホイール装置１は、前述したように３種類の第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃを備えていることにより、図６に一例を示す静ねじり特性を有する。同図は、ばねホルダプレート１３をドリブンプレート１４に対して相対的に回転させた場合における、両者間の相対的な回転角度ｄｅｇと、ばねホルダプレート１３を回転させるのに必要なトルクＴｑとの関係を示す特性曲線である。同図に示すように、加速側および減速側の特性は、正負が逆であることを除けば互いに同じであるので、以下、加速側の特性曲線を例にとって説明する。
【００３７】
この加速側の特性曲線では、トルクＴｑは、回転角度ｄｅｇが大きいほど、より大きい値になるとともに、トルクＴｑの傾きが３段階に変化する特性を示す。すなわち、クランクシャフト２ａの回転角度ｄｅｇが０≦ｄｅｇ＜ｄｅｇ１の範囲内にある第１段階では、２つの第１コイルばね１８ａ，１８ａの付勢力が作用することで、トルクＴｑは０≦Ｔｑ＜Ｔｑ１の範囲になる。この第１段階でのトルクＴｑの傾きは、第２段階および第３段階のでのトルクＴｑの傾きよりも小さく設定されており、これは以下の理由による。
【００３８】
すなわち、前述した車両駆動系６において、車両の発進時、フォワードクラッチ３３またはリバースブレーキ３４が接続されたときには、エンジン２のクランクシャフト２ａがフライホイール装置１を介して自動変速機３に接続されるため、フライホイール装置１の下流側の慣性質量が大きくなることで、エンジン２から自動変速機３または駆動輪５，５までの回転振動系の共振周波数が低くなる一方、共振域では、その振幅が増大する。そのため、この共振周波数がエンジン２のアイドル回転数域にあると、回転振動系の共振により振幅の大きい振動が発生し、車両の商品性が低下する。特に、この発進時の回転振動系の共振は、運転者に不快感を与えやすいため、最優先で解消すべきである。したがって、これを解消するために、フリクションディスク２０，２１の動摩擦抵抗、グリースの粘性抵抗および第１コイルばね１８ａの付勢力はそれぞれ、発進クラッチ３９がＯＦＦ状態で図示しないアクセルペダルが踏まれていないときには、エンジン２から発進クラッチ３９までの回転振動系の共振周波数がアイドル回転数域よりも高い値になり、発進クラッチ３９がＯＮ状態でアクセルペダルが踏まれていないときには、エンジン２から駆動輪５，５までの共振周波数がアイドル回転数域よりも低い値になるように予め適切に設定されている。それに合わせて、第１コイルばね１８ａは、上記のようにトルクＴｑの傾きが小さくなるように設定されている。
【００３９】
また、クランクシャフト２ａの回転角度ｄｅｇがｄｅｇ１≦ｄｅｇ＜ｄｅｇ２の範囲内にある第２段階では、２つの第１コイルばね１８ａ，１８ａおよび２つの第２コイルばね１８ｂ，１８ｂの付勢力が作用するようになり、それにより、トルクＴｑはＴｑ１≦Ｔｑ＜Ｔｑ２の範囲内になる。また、トルクＴｑの傾きは、上記第１段階の範囲内でのトルクＴｑの傾きよりも大きくなる。また、この場合のトルクＴｑの傾きは、車重およびエンジントルクで決まる、車両走行中に発生する車室内の振動や騒音を低減できるように設定されている。
【００４０】
さらに、クランクシャフト２ａの回転角度ｄｅｇがｄｅｇ２≦ｄｅｇ≦ｄｅｇ３の範囲内にある第３段階では、６つの第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃの付勢力により、トルクＴｑの付勢力が作用するようになり、それにより、トルクＴｑはＴｑ２≦Ｔｑ≦Ｔｑ３の範囲内の値になる。この第３段階の範囲内でのトルクＴｑの傾きは、上記第１段階および上記第２段階の範囲内でのトルクＴｑの傾きよりも大きく設定されている。
【００４１】
一方、自動変速機３は、ベルトＣＶＴ方式の無段変速機であり、前後進切換機構３０、メインシャフト３５、ドライブプーリ３６、ドリブンプーリ３７、カウンタシャフト３８および発進クラッチ３９などで構成されている。
【００４２】
この前後進切換機構３０は、フライホイール装置１のボス１５に連結された前記入力軸３１と、この入力軸３１に取り付けられた遊星歯車装置３２などを備えている。遊星歯車装置３２は、シングルプラネタリピニオンギヤ・タイプのものであり、ダブルプラネタリピニオンギヤ・タイプのものと比べて、噛み合うギヤの数が少ないことで、作動時に発生する騒音が小さいという特性を備えている。また、遊星歯車装置３２は、サンギヤ３２ａ、複数（例えば４つ）のシングルプラネタリピニオンギヤ３２ｂ、リングギヤ３２ｃおよびプラネタリキャリア３２ｄなどで構成されている。
【００４３】
このサンギヤ３２ａは、入力軸３１上に同軸に取り付けられており、入力軸３１のサンギヤ３２ａよりも下流側の端部は、フォワードクラッチ３３を介してリングギヤ３２ｃに接続されている。このフォワードクラッチ３３は、図示しない制御装置によりＯＮされたときに、入力軸３１と遊星歯車装置３２のリングギヤ３２ｃとを接続し、ＯＦＦされたときに遮断する。また、プラネタリキャリア３２ｄには、リバースブレーキ３４が連結されている。このリバースブレーキ３４は、制御装置によりＯＮされたときにプラネタリキャリア３２ｄをロックする。
【００４４】
さらに、リングギヤ３２ｃは、メインシャフト３５に同軸に固定されている。また、複数のプラネタリピニオンギヤ３２ｂは、プラネタリキャリア３２ｄに回転自在に取り付けられており、サンギヤ３２ａとリングギヤ３２ｃの間に配置され、これらと常に噛み合っている。
【００４５】
以上の構成により、この前後進切換機構３０では、リバースブレーキ３４がＯＦＦ状態のままで、フォワードクラッチ３３がＯＮされたときには、入力軸３１とメインシャフト３５が直結され、入力軸３１の回転がそのままメインシャフト３５に伝達される。車両の前進時には、このようにメインシャフト３５が入力軸３１と同方向に回転する。一方、フォワードクラッチ３３がＯＦＦ状態のままで、リバースブレーキ３４がＯＮされたときには、プラネタリキャリア３２ｄがロックされることにより、入力軸３１の回転は、サンギヤ３２ａ、複数のプラネタリピニオンギヤ３２ｂおよびリングギヤ３２ｃを介して、メインシャフト３５に逆回転状態で伝達される。車両の後進時には、このようにメインシャフト３５が入力軸３１と逆方向に回転する。
【００４６】
また、ドライブプーリ３６は、メインシャフト３５上に同軸に取り付けられており、これと一体に回転する。また、ドリブンプーリ３７は、カウンタシャフト３８上に同軸に取り付けられており、これと一体に回転する。両プーリ３６，３７の間には、金属ベルト３６ａが巻きかけられている。図示しないが、プーリ幅可変機構が両プーリ３６，３７に連結されている。このプーリ幅可変機構は、両プーリ３６，３７の幅をそれぞれ変化させることにより、メインシャフト３５とカウンタシャフト３８との間の回転速度比を無段階に変化させ、それにより、変速動作が無段階に行われる。
【００４７】
さらに、発進クラッチ３９は、カウンタシャフト３８上に同軸かつ回転自在に設けられたアイドルギヤ３８ａと、カウンタシャフト３８の一端部とを接続・遮断するものであり、制御装置によりＯＮされたときに、アイドルギヤ３８ａとカウンタシャフト３８を接続する。
【００４８】
このアイドルギヤ３８ａは、アイドルシャフト４０の大ギヤ４０ａに噛み合っている。このアイドルシャフト４０上には、大ギヤ４０ａおよび小ギヤ４０ｂがアイドルシャフト４０と同軸でかつ一体に設けられている。この小ギヤ４０ｂは、差動ギヤ機構４のギヤ４ａに噛み合っている。以上の構成により、発進クラッチ３９がＯＮされたときに、ドリブンプーリ３７の回転が駆動輪５，５に伝達される。
【００４９】
次に、以上のように構成された車両駆動系６の動作について説明する。まず、アクセルペダルが踏まれておらず、エンジン２がアイドル運転中で車両が停止状態にあるとともに、図示しない変速レバーがニュートラルレンジまたはパーキングレンジにあるときには、フォワードクラッチ３３、リバースブレーキ３４および発進クラッチ３９がいずれもＯＦＦ状態に保持される。それにより、エンジン２のトルクは、フライホイール装置１を介して、自動変速機３の入力軸３１に伝達されるとともに、遊星歯車装置３２のギヤ間の若干の回転抵抗により、遊星歯車装置３２を介して、ドライブプーリ３７側にも若干、伝達される。
【００５０】
その際、フライホイール装置１により、ねじり振動が減衰するとともにトルク変動が低減される。特に、フライホイール装置１のフリクションディスク２０，２１の動摩擦抵抗、グリースの粘性抵抗および第１コイルばね１８ａの付勢力の前述した設定により、発進クラッチ３９がＯＦＦ状態のときの、エンジン２から発進クラッチ３９部分までの回転振動系では、その共振周波数がアイドル回転数域よりも高い値になるので、アクセルペダルが踏まれていない状態のエンジン２のアイドル運転域での共振が回避される。これにより、車両の商品性を良好に保つことができる。
【００５１】
上記停止状態から、運転者により変速レバーがドライブレンジに操作されると、リバースブレーキ３４がＯＦＦ状態のままで、フォワードクラッチ３３がＯＮされ、入力軸３１とメインシャフト３５を接続する。これにより、エンジン２のトルクは、フライホイール装置１、入力軸３１、メインシャフト３５、ドライブプーリ３６およびドリブンプーリ３７などを介して、発進クラッチ３９に伝達される。
【００５２】
このようにエンジントルクが発進クラッチ３９に伝達された際、アクセルペダルが踏まれていないときには、発進クラッチ３９は、その締結力がクリープトルク用の小さな値になるように制御される。その結果、エンジントルクが、クリープトルクとして低減された状態で駆動輪５，５に伝達される。その際、フライホイール装置１により、上記と同様に、ねじり振動が減衰するとともにトルク変動が低減される。特に、フライホイール装置１のフリクションディスク２０，２１の動摩擦抵抗、グリースの粘性抵抗および第１コイルばね１８ａの付勢力の前述した設定により、発進クラッチ３９がＯＮされたときの、エンジン２から駆動輪５，５までの回転振動系では、その共振周波数がアイドル回転数域よりも低い値になるので、エンジン２のアイドル運転域での共振が回避される。
【００５３】
一方、アクセルペダルが踏まれているときには、発進クラッチ３９は、その締結力が漸増するように制御される。その結果、車両がスムーズに発進するとともに、車速の上昇に伴い、プーリ幅可変機構により、ドライブプーリ３６およびドリブンプーリ３７の幅が可変駆動されることで、自動変速機３のギヤレシオが高速側に無段階に変化する。そして、車両走行中の駆動輪５，５へのトルク伝達の際には、フライホイール装置１の前述した第２段階の静ねじり特性により、車内の振動や騒音が低減される。
【００５４】
また、前述したアイドル運転中の車両停止状態において、運転者により変速レバーがリバースレンジに操作されると、フォワードクラッチ３３がＯＦＦ状態のままで、リバースブレーキ３４がＯＮされ、プラネタリキャリア３２ｄをロックする。これにより、入力軸３１のトルクは、遊星歯車装置３２のサンギヤ３２ａ、プラネタリピニオンギヤ３２ｂおよびリングギヤ３２ｃを介して、メインシャフト３５に逆回転状態で伝達される。その際、サンギヤ３２ａ、プラネタリピニオンギヤ３２ｂおよびリングギヤ３２ｃが互いに異なる速度で回転するため、変速レバーがドライブレンジに操作されたときよりも、ギヤ同士の歯打ち音が発生しやすい。この歯打ち音も、フライホイール装置１によりトルク変動を低減することで、低減することができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態のフライホイール装置１によれば、マスリング１２の環状凹部１２ａをドライブプレート１１の環状凸部１１ｂに嵌合させるだけで、マスリング１２がクランクシャフト２ａに対して心出しされるので、フライホイール装置１をクランクシャフト２ａに取り付ける際、マスリング１２の心出しを精度よく容易に行うことができる。特に、マスリング１２が鋳鉄製なので、心出し用の環状凹部１２ａを切削加工により容易にかつ精度良く形成することができるとともに、比重が比較的、大きいことにより、必要な慣性質量を容易に確保することができる。
【００５６】
また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、マスリング１２およびドライブプレート１１により分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、両者の配置の自由度を高めることができる。また、マスリング１２がドライブプレート１１の外周側に取り付けられているので、マスリング１２およびドライブプレート１１を合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のような軸受をドライブプレート１１に設ける必要がないので、その分、部品点数を削減できる。
【００５７】
さらに、第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃを収容する大小のばね室１３ｂ，１３ｄが、マスリング１２の環状凹部１２ａよりも半径方向の内側に設けられているので、環状凹部１２ａおよび大小のばね室１３ｂ，１３ｄが軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【００５８】
なお、マスリング１２の材質は、実施形態の鋳鉄に限らず、慣性質量を容易に確保できかつ加工の容易なものであればよい。また、マスリング１２をドライブプレート１１に嵌合させるための構成は、実施形態の環状凹部１２ａおよび環状凸部１１ｂに限らず、両者を嵌合させることでマスリング１２をクランクシャフト２ａに対して心出しできるものであればよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
【００６０】
請求項２に係る原動機のフライホイール装置によれば、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
【００６１】
請求項３に係る原動機のフライホイール装置によれば、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。また、一対のばねホルダプレートの間に形成したばね室内にコイルばねを収容するという比較的、単純な構成により、請求項３の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフライホイール装置を適用した車両駆動系の概略構成を示す図である。
【図２】フライホイール装置を正面から見た片側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ばねホルダプレートの背面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】フライホイール装置の静ねじり特性の一例を示すグラフである。
【図７】フリクションディスクの（ａ）平面図と（ｂ）断面図と（ｃ）その一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１ フライホイール装置
２ エンジン（原動機）
２ａ クランクシャフト（出力軸）
１１ ドライブプレート（プレート）
１１ｂ 環状凸部（嵌合部）
１２ マスリング（慣性質量部材）
１２ａ 環状凹部（嵌合部）
１２ｃ リベット孔
１３ ばねホルダプレート（連結部）
１３ａ リベット孔
１４ ドリブンプレート
１５ ボス
１３ｂ 大ばね室部（ばね室部）
１６ リベット
１７ Ｏリング
１８ａ 第１コイルばね（減衰部材）
１８ｂ 第２コイルばね（減衰部材）
１８ｃ 第３コイルばね（減衰部材）
１９ オイルシール
２０ フリクションディスク
２０ａ 環状溝
２１ フリクションディスク
３１ 入力軸（被駆動軸）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動系に用いられるトーショナル・バイブレーション・ダンパ付きのフライホイールなどの、原動機のトルクを、その変動を低減しかつねじり振動を減衰させた状態で伝達する原動機のフライホイール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のフライホイール装置として、例えば実公昭５７−１２２７３号公報に記載されたものが知られている。このフライホイール装置は、フライホイール本体とトーショナル・バイブレーション・ダンパ（以下「トーショナルダンパ」という）とを一体に組み立てたものであり、エンジンとクラッチの間に設けられている。フライホイール本体は、円板状の基部と、基部の外周端からクラッチ側に突出する突出部とを有している。この基部の中央部には、エンジンのクランクシャフトが取り付けられており、基部のクラッチ側の面の中央部には、クラッチ入力軸を回転自在に支持する軸受が嵌め込まれている。
【０００３】
トーショナルダンパは、クラッチ入力軸にスプライン結合されたハブと、このハブから半径方向の外方に延びるフランジ部を挟持した状態で互いに一体に固定された２つのプレートと、これらの２つのプレート間に収容されたねじり振動減衰用のコイルばねおよびグリースなどで構成されている。また、一方のプレートの半径方向の外端部は、複数のボルトを介して、フライホイール本体の突出部に固定されている。以上の構成により、エンジンのトルクは、フライホイール本体およびトーショナルダンパを介して、クラッチ入力軸に伝達される。その際に、フライホイール本体によりトルク変動が低減されるとともに、トーショナルダンパによりねじり振動が減衰する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のフライホイール装置によれば、軸受がフライホイール本体に嵌め込まれているため、その分の厚みをフライホイール本体の中央部に確保する必要があるとともに、トーショナルダンパの一方のプレートが、クラッチ側に突出する突出部に固定されているため、装置全体の軸線方向のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、軸線方向のサイズをコンパクト化でき、慣性質量を効果的に付加することができる原動機のフライホイール装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、原動機（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）エンジン２）の出力軸（クランクシャフト２ａ）と被駆動軸（入力軸３１）の間に設けられた原動機（エンジン２）のフライホイール装置１であって、半径方向の外側部に嵌合部（環状凸部１１ｂ）を有し、出力軸（クランクシャフト２ａ）に同心状に取り付けられたプレート（ドライブプレート１１）と、嵌合部（環状凹部１２ａ）を有し、嵌合部（環状凹部１２ａ）がプレート（ドライブプレート１１）の嵌合部（環状凸部１１ｂ）に嵌合することによりプレート（ドライブプレート１１）に同心状に取り付けられ、原動機（エンジン２）のトルクをそのトルク変動を低減した状態で被駆動軸（入力軸３１）に伝達するためのリング状の慣性質量部材（マスリング１２）と、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分と被駆動軸との間に連結された連結部と、連結部に設けられ、コイルばね（第１および第２コイルばね１８ａ，１８ｂ）を含み、原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達するための減衰部材と、を備え、連結部は、互いに同一の形状およびサイズを有するように金属板のプレス加工により製作され、互いの間にばね室を形成するとともに、ばね室にコイルばねを収容する一対のばねホルダプレート１３，１３を有し、一対のばねホルダプレート１３，１３の各々は、ばね室を形成するばね室部（大ばね室部１３ｂ）を有し、ばね室部の半径方向の外側端部は、内側端部よりも軸線方向の外側に位置するように、軸線方向の絞りの度合が内側端部よりも小さく設定されていることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材により、原動機のトルクは、そのトルク変動が低減された状態で被駆動軸に伝達される。また、プレートが出力軸に同心状に取り付けられ、リング状の慣性質量部材は、その嵌合部がプレートの半径方向の外側部の嵌合部に嵌合することにより、プレートに同心状に取り付けられている。このように、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
さらに、原動機のトルクは、プレート、慣性質量部材、連結部および減衰部材を介して、減衰部材によりねじり振動が減衰した状態で、被駆動軸に伝達される。この減衰部材は、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分に連結された連結部に設けられているので、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
また、減衰部材がコイルばねを含んでいるので、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。
さらに、一対のばねホルダプレートは、互いに同一の形状およびサイズを有するように金属板のプレス加工により製作されているので、同じプレス型を用いることができ、製造コストを削減することができる。また、金属板のプレス加工によりコイルばねを収容するばね室部をばねホルダプレートに形成した場合、ばね室部の半径方向の外側端部の絞り度合を、その内側端部の絞り度合と同じに設定すると、絞り加工が難しいとともに、この部 分の強度を確保するのが困難になる。これに対して、この原動機のフライホイール装置によれば、ばねホルダプレートにおいて、ばね室部の半径方向の外側端部は、内側端部よりも軸線方向の外側に位置するように、軸線方向の絞りの度合が内側端部よりも小さく設定されているので、ばね室部の絞り加工の容易性と、外側端部の強度とをいずれも確保することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、原動機（エンジン２）の出力軸（クランクシャフト２ａ）と被駆動軸（入力軸３１）の間に設けられた原動機（エンジン２）のフライホイール装置１であって、半径方向の外側部に嵌合部（環状凸部１１ｂ）を有し、出力軸（クランクシャフト２ａ）に同心状に取り付けられたプレート（ドライブプレート１１）と、嵌合部（環状凹部１２ａ）を有し、嵌合部（環状凹部１２ａ）がプレート（ドライブプレート１１）の嵌合部（環状凸部１１ｂ）に嵌合することによりプレート（ドライブプレート１１）に同心状に取り付けられ、リベット孔１２ｃが嵌合部よりも半径方向の内側の位置でかつ内端よりも所定距離離れた位置に形成され、原動機（エンジン２）のトルクをそのトルク変動を低減した状態で被駆動軸（入力軸３１）に伝達するためのリング状の慣性質量部材（マスリング１２）と、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分と被駆動軸との間に連結された連結部と、連結部に設けられ、第１コイルばね１８ａを含み、原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達するための減衰部材と、を備え、連結部は、リベット孔１３ａをそれぞれ有するとともに、互いの間に第１のコイルばね１８ａを収容するばね室を形成する一対のばねホルダプレート１３，１３と、慣性質量部材のリベット孔および一対のばねホルダプレートのリベット孔を貫通した状態で、慣性質量部材および一対のばねホルダプレートを連結するリベット１６と、被駆動軸に連結されたボス１５と、一対のばねホルダプレートの各々の半径方向の内側端部とボスとの間に設けられ、各ばねホルダプレートの内側端部とボスとの間を液密状態に保持するオイルシール１９と、を有し、慣性質量部材は、一対のばねホルダプレートの間に配置され、一対のばねホルダプレートの各々に当接した状態でリベットにより連結され、一対のばねホルダプレートとボスとの間にグリース室を形成し、各ばねホルダプレートとの当接面の、リベット孔よりも半径方向の内側の部位に形成された環状溝を有し、慣性質量部材の環状溝に嵌め込まれ、グリース室をオイルシールとともに液密状態に保持するＯリング１７，１７をさらに備えることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材により、原動機のトルクは、そのトルク変動が低減された状態で被駆動軸に伝達される。また、プレートが出力軸に同心状に取り付けられ、リング状の慣性質量部材は、その嵌合部がプレートの半径方向の外側部の嵌合部に嵌合することにより、プレートに同心状に取り付けられている。このように、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
さらに、原動機のトルクは、プレート、慣性質量部材、連結部および減衰部材を介して、減衰部材によりねじり振動が減衰した状態で、被駆動軸に伝達される。この減衰部材は、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分に連結された連結部に設けられているので、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
また、減衰部材が第１コイルばねを含んでいるので、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。
さらに、慣性質量部材および一対のばねホルダプレートは、それらのリベット孔を貫通した状態のリベットにより互いに連結され、慣性質量部材のリベット孔は、内端から半径方向の外側に所定距離離れた位置で、かつ嵌合部よりも半径方向の内側の位置に形成されている。これにより、慣性質量部材の回転に対する強度を確保することができる。
また、慣性質量部材は、一対のばねホルダプレートとの間にグリース室を形成し、一対のばねホルダプレートとの当接面の、リベット孔よりも半径方向の内側の部位に形成された環状溝を有しており、この環状溝にＯリングが嵌め込まれているので、このＯリングにより、慣性質量部材と一対のばねホルダプレートとの間を液密状態に保持でき、それにより、Ｏリングおよびオイルシールによって、グリース室を液密状態に保持することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の原動機のフライホイール装置１において、減衰部材は、ばね室の第１のコイルばねの内側に収容された第２のコイルばね１８ｂをさらに含むことを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、第２のコイルばねがばね室の第１のコイルばねの内側に収容されているので、１つのばね室により、２つのコイルばねを収容することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の原動機のフライホイール装置１において、減衰部材は、第２および第３のコイルばね１８ｂ，１８ｃをさらに含み、第１〜第３のコイルばねは、ねじり振動の減衰を開始する位置が互いに異なるように構成されていることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、減衰部材が、ねじり振動の減衰を開始する位置が互いに異なるように構成された第１〜第３のコイルばねを含んでいるので、３段階で変化する静ねじり特性を確保できる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、原動機（エンジン２）の出力軸（クランクシャフト２ａ）と被駆動軸（入力軸３１）の間に設けられた原動機（エンジン２）のフライホイール装置１であって、半径方向の外側部に嵌合部（環状凸部１１ｂ）を有し、出力軸（クランクシャフト２ａ）に同心状に取り付けられたプレート（ドライブプレート１１）と、嵌合部（環状凹部１２ａ）を有し、嵌合部（環状凹部１２ａ）がプレート（ドライブプレート１１）の嵌合部（環状凸部１１ｂ）に嵌合することによりプレート（ドライブプレート１１）に同心状に取り付けられ、原動機（エンジン２）のトルクをそのトルク変動を低減した状態で被駆動軸（入力軸３１）に伝達するためのリング状の慣性質量部材（マスリング１２）と、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分と被駆動軸との間に連結された連結部と、連結部に設けられ、コイルばね（第１および第２コイルばね１８ａ，１８ｂ）を含み、原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達するための減衰部材と、を備え、連結部は、互いの間に形成したばね室にコイルばねを収容する一対のばねホルダプレート１３，１３と、原動機のトルクを一対のばねホルダプレートから被駆動軸に伝達するためのドリブンプレート１４と、トルク伝達時のねじり振動を抑制するための２枚のフリクションディスク２０，２１と、を有し、一対のばねホルダプレートの半径方向の内側端部は、可撓性を有し、ドリブンプレートが２枚のフリクションディスクの間に配置された状態で、２枚のフリクションディスクを両側から挟持しており、２枚のフリクションディスクの各々は、表裏面に同心状に形成された複数の環状溝２０ａを有しており、複数の環状溝は、表面の環状溝と裏面の環状溝が互い違いに配置されていることを特徴とする。
この原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材により、原動機のトルクは、そのトルク変動が低減された状態で被駆動軸に伝達される。また、プレートが出力軸に同心状に取り付けられ、リング状の慣性質量部材は、その嵌合部がプレートの半径方向の外側部の嵌合部に嵌合することにより、プレートに同心状に取り付けられている。このように、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
さらに、原動機のトルクは、プレート、慣性質量部材、連結部および減衰部材を介して、減衰部材によりねじり振動が減衰した状態で、被駆動軸に伝達される。この減衰部材は、慣性質量部材の嵌合部よりも半径方向の内側の部分に連結された連結部に設けられているので、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
また、減衰部材がコイルばねを含んでいるので、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。
さらに、原動機のトルクが、ドリブンプレートおよび２枚のフリクションディスクを介して、一対のばねホルダプレートから被駆動軸に伝達され、その際、２枚のフリクションディスクにより、ねじり振動が抑制される。これに加えて、各フリクションディスクは、表裏面に同心状に形成された複数の環状溝を有しており、複数の環状溝は、表面の環状溝 と裏面の環状溝が互い違いに配置されているので、フリクションディスクに作用するばねホルダプレートの荷重の変化に対する、フリクションディスクを介してばねホルダプレートからドリブンプレートに伝達されるフリクショントルクの変動の割合を小さくすることができる。その結果、フリクションディスクに作用する荷重がばらつく場合でも、フリクショントルクのばらつきを抑制できる。さらに、一対のばねホルダプレートの半径方向の内側端部が可撓性を有しているので、その付勢力のみにより、ドリブンプレートとの間に２枚のフリクションディスクを挟持することができ、それにより、従来のような皿ばねが不要になる分、コストを削減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る原動機のフライホイール装置１について説明する。図１は、本実施形態のフライホイール装置を適用した車両駆動系の概略構成を示している。同図に示すように、この車両駆動系６では、原動機としてのエンジン２は、フライホイール装置１、自動変速機３および差動ギヤ機構４などを介して駆動輪５，５に連結されており、これによりエンジン２のトルクが駆動輪５，５に伝達される。
【００１３】
このフライホイール装置１は、エンジン２と自動変速機３の間に設けられており、エンジン２のトルクを、そのトルク変動を低減するとともにねじり振動を減衰させた状態で、自動変速機３に伝達する。図２および図３に示すように、フライホイール装置１は、ドライブプレート１１、マスリング１２、一対のばねホルダプレート１３，１３、ドリブンプレート１４およびボス１５などで構成されている。
【００１４】
ドライブプレート１１（プレート）は、鋼製の円板であり、その中央部が開口している。この開口の周辺部は、複数のボルト１１ａ（２つのみ図示）を介してエンジン２のクランクシャフト２ａの先端部に固定されており、これにより、ドライブプレート１１は、クランクシャフト２ａに同心状に取り付けられている。また、ドライブプレート１１の外側寄りの部分には、環状凸部１１ｂが同心状に連続的に形成されている。この環状凸部１１ｂ（嵌合部）は、マスリング１２側に突出しているとともに、マスリング１２の後述する環状凹部１２ａに嵌合している。
【００１５】
また、ドライブプレート１１の半径方向の外端部は、６つのボルト１１ｃ（１つのみ図示）を介してマスリング１２に固定されている。ドライブプレート１１とマスリング１２との間には、リングギヤ１１ｄが設けられている。このリングギヤ１１ｄは、エンジン始動時に図示しないスタータにより回転駆動されるものであり、ボルト１１ｃで共締めされている。
【００１６】
マスリング１２（慣性質量部材）は、鋳鉄を切削加工することによりリング状に形成されており、エンジン２のトルク変動を低減するのに必要な慣性質量を備えている。このマスリング１２のドライブプレート１１側の面の所定位置には、環状凹部１２ａ（嵌合部）が同心状に連続的に形成されており、この環状凹部１２ａおよび上記環状凸部１１ｂは互いに嵌合している。これにより、マスリング１２は、ドライブプレート１１を介して、クランクシャフト２ａに対して心出しされた状態でこれに取り付けられている。
【００１７】
また、マスリング１２の半径方向の内側端部には、互いに対向する一対のばねホルダプレート１３，１３の半径方向の外側端部が取り付けられている。両ばねホルダプレート１３，１３（連結部）は、互いに同一の形状およびサイズを有し、金属板（例えば鋼板）のプレス加工により作製されている。これにより、同じプレス型を用いて製造することができ、コストを削減することができる。
【００１８】
ばねホルダプレート１３の取り付けは、８つのリベット１６によって行われており、各リベット１６は、マスリング１２のリベット孔１２ｃおよびばねホルダプレート１３，１３のリベット孔１３ａ，１３ａ（図４参照）に通され、先端部がかしめられている。これにより、各ばねホルダプレート１３はマスリング１２に堅固に固定されている。また、リベット孔１２ｃは、マスリング１２の内端から半径方向の外側に所定距離、離れた位置に形成されており、これにより、マスリング１２の回転に対する強度が確保されている。
【００１９】
また、マスリング１２の両側面のリベット孔１２ｃよりも内側の部分には、２つの環状溝が形成されており、これらの環状溝にはそれぞれ、Ｏリング１７，１７が嵌め込まれている。これらのＯリング１７，１７がリベット孔１２ｃよりも内側の部分に配置されていることにより、マスリング１２とばねホルダプレート１３，１３との間が液密状態に保持されるとともに、後述するグリース室が液密状態に保持されている。
【００２０】
図４に示すように、ばねホルダプレート１３には、４つのばね室部１３ｂ，１３ｂ，１３ｄ，１３ｄが、ばねホルダプレート１３の周方向に９０゜間隔で交互に配置されている。一対の対応する大ばね室部１３ｂ，１３ｂによって、大ばね室が構成されており、この大ばね室には、第１コイルばね１８ａ（減衰部材）と、その内側の第２コイルばね１８ａ（減衰部材）とが収容されている。
【００２１】
第１コイルばね１８ａは、その両端部および外周面が一対の大ばね室部１３ｂ，１３ｂの壁に当接した状態で、ばねホルダプレート１３，１３に保持されている。また、第２コイルばね１８ｂは、第１コイルばね１８ａよりも短く、非圧縮状態においては、両端部が大ばね室部１３ｂの壁との間に所定の間隔を存した状態で、大ばね室に収容されている。
【００２２】
さらに、各大ばね室部１３ｂの半径方向の外側端部１３ｃは、内側端部よりも絞りの度合が小さくなっている（図５参照）。これは、以下の理由による。すなわち、このばねホルダプレート１３では、第１コイルばね１８ａを収容するために、大ばね室部１３ｂの絞りの度合が他の部分よりも大きくなっている。これに加えて、ばねホルダプレート１３の外周端部は、内周寄りの部分と比べて軸線方向の外側に位置しているとともに、この外周端部の付近に大ばね室部１３ｂが配置されている。このため、大ばね室部１３ｂの外側端部１３ｃを内側端部と同様の軸線方向の位置まで絞り加工しようとすると、その絞り度合が極めて大きくなることで加工が難しいとともに、この部分の強度を確保するのが困難になる。このため、本実施形態では、外側端部１３ｃを上記のように形成することにより、大ばね室部１３ｂの絞り加工の容易性と、外側端部１３ｃの強度とを確保している。
【００２３】
また、一対の対応する小ばね室部１３ｄ，１３ｄによって、小ばね室が構成されており、この小ばね室には、第３コイルばね１８ｃが収容されている。各第３コイルばね１８ｃ（減衰部材）は、その両端部および外周面が一対の小ばね室部１３ｄ，１３ｄの壁に当接した状態で、ばねホルダプレート１３，１３に保持されている。
【００２４】
以上のように、第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃは、ばねホルダプレート１３，１３に保持されており、これは次の理由による。すなわち、仮にドリブンプレート１４で第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃを保持した場合、クランクシャフト２ａの回転に伴う第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃの圧縮および伸張の開始・終了位置を規定するために、ばね室１３ｂ，１３ｄよりも大きな室を、プレスの絞り加工によりばねホルダプレート１３に形成しなければならない。そのため、ばねホルダプレート１３の加工がより難しくなるとともに、製造コストの増大を招いてしまう。したがって、このフライホイール装置１では、上記目的のため、後述する第１および第３コイルばね用孔１４ａ，１４ｂをドリブンプレート１４に形成することで、製造コストの削減を図っている。
【００２５】
さらに、ばねホルダプレート１３の半径方向の内側端部には、軸線方向の外方に突出するフランジ部１３ｅが形成されている。このフランジ部１３ｅとボス１５との間には、オイルシール１９が設けられており、これにより、フランジ部１３ｅとボス１５との間が液密状態に保持されている。
【００２６】
以上の構成により、マスリング１２、ばねホルダプレート１３，１３およびボス１５によって、グリース室が形成されている。このグリース室は、オイルシール１９および前記Ｏリング１７により、液密状態に保持されており、このグリース室には、グリースが満杯ではない所定の割合（例えばグリース室容積の公称値の５０％）で充填されている。このようにする理由は、グリースをグリース室内に満杯に充填すると、プレス加工によるグリース室容積のばらつきによりグリースが漏れてしまうおそれがあるのでこれを回避するとともに、これに加えて以下のような機能を、グリースを満杯に充填した場合と遜色なく得られためである。
【００２７】
すなわち、この場合のグリースは、エンジン２のトルクがフライホイール装置１を介して自動変速機３に伝達される際、粘性抵抗として作用することにより、ねじり振動を低減する機能を有し、また、前述した第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃおよびドリブンプレート１４などの動作時に発生する騒音を低減する機能を有する。
【００２８】
さらに、グリースは、オイルシール１９の初期摩耗に対する耐久性を確保するためのリップグリースとして、オイルシール１９のフランジ部１３ｅとの接触面に予め塗られている。また、このグリースと同一のグリースが、後述するフリクションディスク２０，２１の接触面にも塗られている。このようにフリクションディスク２０，２１用のグリースを、グリース室に充填したグリースと共通化することにより、フリクションディスク２０，２１の接触面における動摩擦特性の変化を回避することができる。
【００２９】
一方、ボス１５は、自動変速機３の入力軸３１の一端部に同軸に固定されている。この入力軸３１（被駆動軸）は、図示しない軸受により、クランクシャフト２ａに対して心出しされた状態で、回転自在に支持されている。
【００３０】
また、ボス１５の外周面の中央部には、ドリブンプレート１４が溶接により一体にかつ同軸に固定されている。このドリブンプレート１４には、一対の第１コイルばね用孔１４ａ，１４ａ、および一対の第３コイルばね用孔１４ｂ，１４ｂが形成されている。前述した第１コイルばね１８ａは、その両端部が第１コイルばね用孔１４ａの縁部に当接した状態で、第１コイルばね用孔１４ａ内に配置されている。この第１コイルばね用孔１４ａにより、クランクシャフト２ａの入力軸３１に対する相対的な回転開始に伴って、第１コイルばね１８ａおよび第２コイルばね１８ｂが縮み始める角度位置が規定される。
【００３１】
さらに、前述した第３コイルばね１８ｃは、フライホイール装置１の非作動状態（停止状態）では、両端部が第３コイルばね用孔１４ｂの両縁部に当接することなく、これらとの間に所定の間隔を存した状態で、第３コイルばね用孔１４ｂ内に配置されている。この第３コイルばね用孔１４ｂにより、クランクシャフト２ａの回転開始に伴って、第３コイルばね１８ｃが縮み始める角度位置が規定される。
【００３２】
さらに、ばねホルダプレート１３，１３は、可撓性を有し、その半径方向の内側端部とドリブンプレート１４との間に、２枚のフリクションディスク２０，２１を挟持している。このように、ばねホルダプレート１３，１３の付勢力のみで、フリクションディスク２０，２１をドリブンプレート１４との間に挟持できるので、従来のような皿ばねなどが不要になる分、コストを削減することができる。
【００３３】
これらのフリクションディスク２０，２１はいずれも、その動摩擦抵抗によってねじり振動を抑制するためのものであり、後述するように、特に自動変速機３へのエンジン２のトルク伝達開始時のねじり振動の抑制を主要な目的とするものである。２つのフリクションディスク２０，２１は、ほぼ同様に構成されているので、以下、フリクションディスク２０を例にとって説明する。
【００３４】
図７に示すように、このフリクションディスク２０は、円環状の薄い合成樹脂板で構成されており、その表裏面には、多数の環状溝２０ａが同心状に形成されている。これらの環状溝２０ａは、表裏面の一方の隣り合う各２つの環状溝２０ａ，２０ａの間に、表裏面の他方の環状溝２０ａが位置するように、互い違いに配置されている（図７（ｃ）参照）。
【００３５】
このような環状溝２０ａにより、フリクションディスク２０に作用するばねホルダプレート１３の荷重の変化に対する、フリクションディスク２０を介してホルダプレート１３からドリブンプレート１４に伝達されるフリクショントルクの変動の割合を小さくすることができる。その結果、フリクションディスク２０に作用する荷重がばらつく場合でも、フリクショントルクのばらつきを抑制できる。また、環状溝２０ａがフリクションディスク２０の表裏面間で互い違いに配置されていることにより、薄い合成樹脂板から成るフリクションディスク２０の耐久性を維持しながら、上記フリクショントルクのばらつき抑制効果を得ることができる。フリクションディスク２０は以上のように構成されており、フリクションディスク２１もこれと同様に構成されている。
【００３６】
また、フライホイール装置１は、前述したように３種類の第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃを備えていることにより、図６に一例を示す静ねじり特性を有する。同図は、ばねホルダプレート１３をドリブンプレート１４に対して相対的に回転させた場合における、両者間の相対的な回転角度ｄｅｇと、ばねホルダプレート１３を回転させるのに必要なトルクＴｑとの関係を示す特性曲線である。同図に示すように、加速側および減速側の特性は、正負が逆であることを除けば互いに同じであるので、以下、加速側の特性曲線を例にとって説明する。
【００３７】
この加速側の特性曲線では、トルクＴｑは、回転角度ｄｅｇが大きいほど、より大きい値になるとともに、トルクＴｑの傾きが３段階に変化する特性を示す。すなわち、クランクシャフト２ａの回転角度ｄｅｇが０≦ｄｅｇ＜ｄｅｇ１の範囲内にある第１段階では、２つの第１コイルばね１８ａ，１８ａの付勢力が作用することで、トルクＴｑは０≦Ｔｑ＜Ｔｑ１の範囲になる。この第１段階でのトルクＴｑの傾きは、第２段階および第３段階のでのトルクＴｑの傾きよりも小さく設定されており、これは以下の理由による。
【００３８】
すなわち、前述した車両駆動系６において、車両の発進時、フォワードクラッチ３３またはリバースブレーキ３４が接続されたときには、エンジン２のクランクシャフト２ａがフライホイール装置１を介して自動変速機３に接続されるため、フライホイール装置１の下流側の慣性質量が大きくなることで、エンジン２から自動変速機３または駆動輪５，５までの回転振動系の共振周波数が低くなる一方、共振域では、その振幅が増大する。そのため、この共振周波数がエンジン２のアイドル回転数域にあると、回転振動系の共振により振幅の大きい振動が発生し、車両の商品性が低下する。特に、この発進時の回転振動系の共振は、運転者に不快感を与えやすいため、最優先で解消すべきである。したがって、これを解消するために、フリクションディスク２０，２１の動摩擦抵抗、グリースの粘性抵抗および第１コイルばね１８ａの付勢力はそれぞれ、発進クラッチ３９がＯＦＦ状態で図示しないアクセルペダルが踏まれていないときには、エンジン２から発進クラッチ３９までの回転振動系の共振周波数がアイドル回転数域よりも高い値になり、発進クラッチ３９がＯＮ状態でアクセルペダルが踏まれていないときには、エンジン２から駆動輪５，５までの共振周波数がアイドル回転数域よりも低い値になるように予め適切に設定されている。それに合わせて、第１コイルばね１８ａは、上記のようにトルクＴｑの傾きが小さくなるように設定されている。
【００３９】
また、クランクシャフト２ａの回転角度ｄｅｇがｄｅｇ１≦ｄｅｇ＜ｄｅｇ２の範囲内にある第２段階では、２つの第１コイルばね１８ａ，１８ａおよび２つの第２コイルばね１８ｂ，１８ｂの付勢力が作用するようになり、それにより、トルクＴｑはＴｑ１≦Ｔｑ＜Ｔｑ２の範囲内になる。また、トルクＴｑの傾きは、上記第１段階の範囲内でのトルクＴｑの傾きよりも大きくなる。また、この場合のトルクＴｑの傾きは、車重およびエンジントルクで決まる、車両走行中に発生する車室内の振動や騒音を低減できるように設定されている。
【００４０】
さらに、クランクシャフト２ａの回転角度ｄｅｇがｄｅｇ２≦ｄｅｇ≦ｄｅｇ３の範囲内にある第３段階では、６つの第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃの付勢力により、トルクＴｑの付勢力が作用するようになり、それにより、トルクＴｑはＴｑ２≦Ｔｑ≦Ｔｑ３の範囲内の値になる。この第３段階の範囲内でのトルクＴｑの傾きは、上記第１段階および上記第２段階の範囲内でのトルクＴｑの傾きよりも大きく設定されている。
【００４１】
一方、自動変速機３は、ベルトＣＶＴ方式の無段変速機であり、前後進切換機構３０、メインシャフト３５、ドライブプーリ３６、ドリブンプーリ３７、カウンタシャフト３８および発進クラッチ３９などで構成されている。
【００４２】
この前後進切換機構３０は、フライホイール装置１のボス１５に連結された前記入力軸３１と、この入力軸３１に取り付けられた遊星歯車装置３２などを備えている。遊星歯車装置３２は、シングルプラネタリピニオンギヤ・タイプのものであり、ダブルプラネタリピニオンギヤ・タイプのものと比べて、噛み合うギヤの数が少ないことで、作動時に発生する騒音が小さいという特性を備えている。また、遊星歯車装置３２は、サンギヤ３２ａ、複数（例えば４つ）のシングルプラネタリピニオンギヤ３２ｂ、リングギヤ３２ｃおよびプラネタリキャリア３２ｄなどで構成されている。
【００４３】
このサンギヤ３２ａは、入力軸３１上に同軸に取り付けられており、入力軸３１のサンギヤ３２ａよりも下流側の端部は、フォワードクラッチ３３を介してリングギヤ３２ｃに接続されている。このフォワードクラッチ３３は、図示しない制御装置によりＯＮされたときに、入力軸３１と遊星歯車装置３２のリングギヤ３２ｃとを接続し、ＯＦＦされたときに遮断する。また、プラネタリキャリア３２ｄには、リバースブレーキ３４が連結されている。このリバースブレーキ３４は、制御装置によりＯＮされたときにプラネタリキャリア３２ｄをロックする。
【００４４】
さらに、リングギヤ３２ｃは、メインシャフト３５に同軸に固定されている。また、複数のプラネタリピニオンギヤ３２ｂは、プラネタリキャリア３２ｄに回転自在に取り付けられており、サンギヤ３２ａとリングギヤ３２ｃの間に配置され、これらと常に噛み合っている。
【００４５】
以上の構成により、この前後進切換機構３０では、リバースブレーキ３４がＯＦＦ状態のままで、フォワードクラッチ３３がＯＮされたときには、入力軸３１とメインシャフト３５が直結され、入力軸３１の回転がそのままメインシャフト３５に伝達される。車両の前進時には、このようにメインシャフト３５が入力軸３１と同方向に回転する。一方、フォワードクラッチ３３がＯＦＦ状態のままで、リバースブレーキ３４がＯＮされたときには、プラネタリキャリア３２ｄがロックされることにより、入力軸３１の回転は、サンギヤ３２ａ、複数のプラネタリピニオンギヤ３２ｂおよびリングギヤ３２ｃを介して、メインシャフト３５に逆回転状態で伝達される。車両の後進時には、このようにメインシャフト３５が入力軸３１と逆方向に回転する。
【００４６】
また、ドライブプーリ３６は、メインシャフト３５上に同軸に取り付けられており、これと一体に回転する。また、ドリブンプーリ３７は、カウンタシャフト３８上に同軸に取り付けられており、これと一体に回転する。両プーリ３６，３７の間には、金属ベルト３６ａが巻きかけられている。図示しないが、プーリ幅可変機構が両プーリ３６，３７に連結されている。このプーリ幅可変機構は、両プーリ３６，３７の幅をそれぞれ変化させることにより、メインシャフト３５とカウンタシャフト３８との間の回転速度比を無段階に変化させ、それにより、変速動作が無段階に行われる。
【００４７】
さらに、発進クラッチ３９は、カウンタシャフト３８上に同軸かつ回転自在に設けられたアイドルギヤ３８ａと、カウンタシャフト３８の一端部とを接続・遮断するものであり、制御装置によりＯＮされたときに、アイドルギヤ３８ａとカウンタシャフト３８を接続する。
【００４８】
このアイドルギヤ３８ａは、アイドルシャフト４０の大ギヤ４０ａに噛み合っている。このアイドルシャフト４０上には、大ギヤ４０ａおよび小ギヤ４０ｂがアイドルシャフト４０と同軸でかつ一体に設けられている。この小ギヤ４０ｂは、差動ギヤ機構４のギヤ４ａに噛み合っている。以上の構成により、発進クラッチ３９がＯＮされたときに、ドリブンプーリ３７の回転が駆動輪５，５に伝達される。
【００４９】
次に、以上のように構成された車両駆動系６の動作について説明する。まず、アクセルペダルが踏まれておらず、エンジン２がアイドル運転中で車両が停止状態にあるとともに、図示しない変速レバーがニュートラルレンジまたはパーキングレンジにあるときには、フォワードクラッチ３３、リバースブレーキ３４および発進クラッチ３９がいずれもＯＦＦ状態に保持される。それにより、エンジン２のトルクは、フライホイール装置１を介して、自動変速機３の入力軸３１に伝達されるとともに、遊星歯車装置３２のギヤ間の若干の回転抵抗により、遊星歯車装置３２を介して、ドライブプーリ３７側にも若干、伝達される。
【００５０】
その際、フライホイール装置１により、ねじり振動が減衰するとともにトルク変動が低減される。特に、フライホイール装置１のフリクションディスク２０，２１の動摩擦抵抗、グリースの粘性抵抗および第１コイルばね１８ａの付勢力の前述した設定により、発進クラッチ３９がＯＦＦ状態のときの、エンジン２から発進クラッチ３９部分までの回転振動系では、その共振周波数がアイドル回転数域よりも高い値になるので、アクセルペダルが踏まれていない状態のエンジン２のアイドル運転域での共振が回避される。これにより、車両の商品性を良好に保つことができる。
【００５１】
上記停止状態から、運転者により変速レバーがドライブレンジに操作されると、リバースブレーキ３４がＯＦＦ状態のままで、フォワードクラッチ３３がＯＮされ、入力軸３１とメインシャフト３５を接続する。これにより、エンジン２のトルクは、フライホイール装置１、入力軸３１、メインシャフト３５、ドライブプーリ３６およびドリブンプーリ３７などを介して、発進クラッチ３９に伝達される。
【００５２】
このようにエンジントルクが発進クラッチ３９に伝達された際、アクセルペダルが踏まれていないときには、発進クラッチ３９は、その締結力がクリープトルク用の小さな値になるように制御される。その結果、エンジントルクが、クリープトルクとして低減された状態で駆動輪５，５に伝達される。その際、フライホイール装置１により、上記と同様に、ねじり振動が減衰するとともにトルク変動が低減される。特に、フライホイール装置１のフリクションディスク２０，２１の動摩擦抵抗、グリースの粘性抵抗および第１コイルばね１８ａの付勢力の前述した設定により、発進クラッチ３９がＯＮされたときの、エンジン２から駆動輪５，５までの回転振動系では、その共振周波数がアイドル回転数域よりも低い値になるので、エンジン２のアイドル運転域での共振が回避される。
【００５３】
一方、アクセルペダルが踏まれているときには、発進クラッチ３９は、その締結力が漸増するように制御される。その結果、車両がスムーズに発進するとともに、車速の上昇に伴い、プーリ幅可変機構により、ドライブプーリ３６およびドリブンプーリ３７の幅が可変駆動されることで、自動変速機３のギヤレシオが高速側に無段階に変化する。そして、車両走行中の駆動輪５，５へのトルク伝達の際には、フライホイール装置１の前述した第２段階の静ねじり特性により、車内の振動や騒音が低減される。
【００５４】
また、前述したアイドル運転中の車両停止状態において、運転者により変速レバーがリバースレンジに操作されると、フォワードクラッチ３３がＯＦＦ状態のままで、リバースブレーキ３４がＯＮされ、プラネタリキャリア３２ｄをロックする。これにより、入力軸３１のトルクは、遊星歯車装置３２のサンギヤ３２ａ、プラネタリピニオンギヤ３２ｂおよびリングギヤ３２ｃを介して、メインシャフト３５に逆回転状態で伝達される。その際、サンギヤ３２ａ、プラネタリピニオンギヤ３２ｂおよびリングギヤ３２ｃが互いに異なる速度で回転するため、変速レバーがドライブレンジに操作されたときよりも、ギヤ同士の歯打ち音が発生しやすい。この歯打ち音も、フライホイール装置１によりトルク変動を低減することで、低減することができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態のフライホイール装置１によれば、マスリング１２の環状凹部１２ａをドライブプレート１１の環状凸部１１ｂに嵌合させるだけで、マスリング１２がクランクシャフト２ａに対して心出しされるので、フライホイール装置１をクランクシャフト２ａに取り付ける際、マスリング１２の心出しを精度よく容易に行うことができる。特に、マスリング１２が鋳鉄製なので、心出し用の環状凹部１２ａを切削加工により容易にかつ精度良く形成することができるとともに、比重が比較的、大きいことにより、必要な慣性質量を容易に確保することができる。
【００５６】
また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、マスリング１２およびドライブプレート１１により分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、両者の配置の自由度を高めることができる。また、マスリング１２がドライブプレート１１の外周側に取り付けられているので、マスリング１２およびドライブプレート１１を合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のような軸受をドライブプレート１１に設ける必要がないので、その分、部品点数を削減できる。
【００５７】
さらに、第１〜第３コイルばね１８ａ〜１８ｃを収容する大小のばね室１３ｂ，１３ｄが、マスリング１２の環状凹部１２ａよりも半径方向の内側に設けられているので、環状凹部１２ａおよび大小のばね室１３ｂ，１３ｄが軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【００５８】
なお、マスリング１２の材質は、実施形態の鋳鉄に限らず、慣性質量を容易に確保できかつ加工の容易なものであればよい。また、マスリング１２をドライブプレート１１に嵌合させるための構成は、実施形態の環状凹部１２ａおよび環状凸部１１ｂに限らず、両者を嵌合させることでマスリング１２をクランクシャフト２ａに対して心出しできるものであればよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る原動機のフライホイール装置によれば、慣性質量部材の嵌合部とプレートの嵌合部を互いに嵌合させるだけで、慣性質量部材が出力軸に対して心出しされるので、フライホイール装置を出力軸に取り付ける際に、慣性質量部材の心出し作業を精度よく容易に行うことができる。さらに、リング状の慣性質量部材が、プレートの半径方向の外側部に取り付けられているので、慣性質量を効果的に付加することができるとともに、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトにすることができる。それにより、慣性質量部材およびプレートを合わせた重量の軽量化と、トルク変動を低減するための慣性質量および慣性モーメントの確保とを適切なバランスで達成できる。また、従来のフライホイール本体に相当する部材が、慣性質量部材およびプレートにより分割構成されているので、従来のフライホイール本体と比べて、これらの部材の配置の自由度を高めることができる。
【００６０】
請求項２に係る原動機のフライホイール装置によれば、嵌合部および減衰部材が軸線方向に並ぶことがなく、装置全体の軸線方向のサイズをさらにコンパクトにすることができる。さらに、慣性質量部材の嵌合部が連結部および減衰部材よりも外側に配置されているので、連結部および減衰部材の構成や形状などの影響を受けたり、これらに邪魔されたりすることなく、嵌合部を単純に構成することができる。
【００６１】
請求項３に係る原動機のフライホイール装置によれば、コイルばねという比較的、簡易で入手の容易な部品により、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される際のねじり振動を減衰できる。また、一対のばねホルダプレートの間に形成したばね室内にコイルばねを収容するという比較的、単純な構成により、請求項３の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフライホイール装置を適用した車両駆動系の概略構成を示す図である。
【図２】フライホイール装置を正面から見た片側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ばねホルダプレートの背面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】フライホイール装置の静ねじり特性の一例を示すグラフである。
【図７】フリクションディスクの（ａ）平面図と（ｂ）断面図と（ｃ）その一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１ フライホイール装置
２ エンジン（原動機）
２ａ クランクシャフト（出力軸）
１１ ドライブプレート（プレート）
１１ｂ 環状凸部（嵌合部）
１２ マスリング（慣性質量部材）
１２ａ 環状凹部（嵌合部）
１２ｃ リベット孔
１３ ばねホルダプレート（連結部）
１３ａ リベット孔
１４ ドリブンプレート
１５ ボス
１３ｂ 大ばね室部（ばね室部）
１６ リベット
１７ Ｏリング
１８ａ 第１コイルばね（減衰部材）
１８ｂ 第２コイルばね（減衰部材）
１８ｃ 第３コイルばね（減衰部材）
１９ オイルシール
２０ フリクションディスク
２０ａ 環状溝
２１ フリクションディスク
３１ 入力軸（被駆動軸）
Claims (5)
- 原動機の出力軸と被駆動軸の間に設けられた原動機のフライホイール装置であって、
半径方向の外側部に嵌合部を有し、前記出力軸に同心状に取り付けられたプレートと、
嵌合部を有し、当該嵌合部が前記プレートの前記嵌合部に嵌合することにより前記プレートに同心状に取り付けられ、前記原動機のトルクをそのトルク変動を低減した状態で前記被駆動軸に伝達するためのリング状の慣性質量部材と、
当該慣性質量部材の前記嵌合部よりも半径方向の内側の部分と前記被駆動軸との間に連結された連結部と、
当該連結部に設けられ、コイルばねを含み、前記原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で前記被駆動軸に伝達するための減衰部材と、
を備え、
前記連結部は、互いに同一の形状およびサイズを有するように金属板のプレス加工により製作され、互いの間にばね室を形成するとともに、当該ばね室に前記コイルばねを収容する一対のばねホルダプレートを有し、
当該一対のばねホルダプレートの各々は、前記ばね室を形成するばね室部を有し、当該ばね室部の半径方向の外側端部は、内側端部よりも軸線方向の外側に位置するように、軸線方向の絞りの度合が当該内側端部よりも小さく設定されていることを特徴とする原動機のフライホイール装置。 - 原動機の出力軸と被駆動軸の間に設けられた原動機のフライホイール装置であって、
半径方向の外側部に嵌合部を有し、前記出力軸に同心状に取り付けられたプレートと、
嵌合部を有し、当該嵌合部が前記プレートの前記嵌合部に嵌合することにより前記プレートに同心状に取り付けられ、リベット孔が前記嵌合部よりも半径方向の内側の位置でかつ内端よりも所定距離離れた位置に形成され、前記原動機のトルクをそのトルク変動を低減した状態で前記被駆動軸に伝達するためのリング状の慣性質量部材と、
当該慣性質量部材の前記嵌合部よりも半径方向の内側の部分と前記被駆動軸との間に連結された連結部と、
当該連結部に設けられ、第１のコイルばねを含み、前記原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で前記被駆動軸に伝達するための減衰部材と、
を備え、
前記連結部は、
リベット孔をそれぞれ有するとともに、互いの間に前記第１のコイルばねを収容するばね室を形成する一対のばねホルダプレートと、
前記慣性質量部材のリベット孔および前記一対のばねホルダプレートのリベット孔を貫通した状態で、当該慣性質量部材および当該一対のばねホルダプレートを連結するリベットと、
前記被駆動軸に連結されたボスと、
前記一対のばねホルダプレートの各々の半径方向の内側端部と前記ボスとの間に設けられ、前記各ばねホルダプレートの前記内側端部と前記ボスとの間を液密状態に保持するオイルシールと、を有し、
前記慣性質量部材は、前記一対のばねホルダプレートの間に配置され、当該一対のばねホルダプレートの各々に当接した状態で前記リベットにより連結され、前記一対のばねホルダプレートと前記ボスとの間にグリース室を形成し、当該各ばねホルダプレートとの当接面の、前記リベット孔よりも半径方向の内側の部位に形成された環状溝を有し、
前記慣性質量部材の前記環状溝に嵌め込まれ、前記グリース室を前記オイルシールとともに液密状態に保持するＯリングをさらに備えることを特徴とする原動機のフライホイール装置。 - 前記減衰部材は、前記ばね室の前記第１のコイルばねの内側に収容された第２のコイルばねをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の原動機のフライホイール装置。
- 前記減衰部材は、第２および第３のコイルばねをさらに含み、
前記第１〜第３のコイルばねは、前記ねじり振動の減衰を開始する位置が互いに異なるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の原動機のフライホイール装置。 - 原動機の出力軸と被駆動軸の間に設けられた原動機のフライホイール装置であって、
半径方向の外側部に嵌合部を有し、前記出力軸に同心状に取り付けられたプレートと、
嵌合部を有し、当該嵌合部が前記プレートの前記嵌合部に嵌合することにより前記プレートに同心状に取り付けられ、前記原動機のトルクをそのトルク変動を低減した状態で前記被駆動軸に伝達するためのリング状の慣性質量部材と、
当該慣性質量部材の前記嵌合部よりも半径方向の内側の部分と前記被駆動軸との間に連結された連結部と、
当該連結部に設けられ、コイルばねを含み、前記原動機のトルクをそのねじり振動を減衰させた状態で前記被駆動軸に伝達するための減衰部材と、
を備え、
前記連結部は、
互いの間に形成したばね室に前記コイルばねを収容する一対のばねホルダプレートと、
前記原動機のトルクを当該一対のばねホルダプレートから前記被駆動軸に伝達するためのドリブンプレートと、
前記トルク伝達時のねじり振動を抑制するための２枚のフリクションディスクと、を有し、
前記一対のばねホルダプレートの半径方向の内側端部は、可撓性を有し、前記ドリブンプレートが前記２枚のフリクションディスクの間に配置された状態で、当該２枚のフリクションディスクを両側から挟持しており、
当該２枚のフリクションディスクの各々は、表裏面に同心状に形成された複数の環状溝を有しており、
当該複数の環状溝は、表面の環状溝と裏面の環状溝が互い違いに配置されていることを特徴とする原動機のフライホイール装置。
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