JP4199095B2 - 原動機のフライホイール装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両などの駆動系に用いられ、原動機のトルクを、その変動およびねじり振動をそれぞれ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。

従来のフライホイール装置として、例えば特許文献１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、内燃機関とクラッチの間に設けられており、内燃機関のクランク軸に同軸状に取り付けられた第１回転質量体と、クラッチを介して入力軸に連結された第２回転質量体と、第１および第２回転質量体の間に設けられた減衰装置および摩擦装置とを備え、これらを一体に組み立てたものである。

減衰装置は、クランク軸のねじり振動を減衰させるためのものであり、第１回転質量体にその周方向に間隔を隔てて配置された複数のコイルばねを有している。これらのコイルばねは、それぞれ第１および第２回転質量体の双方に連結されており、クランク軸が回転すると、その回転が、第１回転質量体から減衰装置のコイルばねを介して第２回転質量体に伝達され、さらにクラッチが接続されることによって、入力軸に伝達される。その際、第１および第２回転質量体によって内燃機関のトルク変動が、減衰装置によってねじり振動が、それぞれ減衰される。

このような減衰装置のみが設けられている場合は、例えば、始動時のようにクラッチが接続されておらず、内燃機関がフライホイール装置以外の負荷がない状態で比較的低回転で回転するようなときには、両回転質量体間にねじり振動が発生しやすく、それにより、特にフライホイール装置とクランク軸などとの接続部に大きな負荷が生じやすい。摩擦装置は、このような始動時などに両回転質量体間にねじり振動が発生するのを防止するためのものであり、第１および第２回転質量体の間において減衰装置よりもクランク軸の径方向の外方に設けられ、クランク軸の径方向の内方に向かってテーパ状に幅が狭くなる摩擦シューと、第１回転質量体に形成され、摩擦シューのテーパ状の側面に当接する斜面状のシュー当接部などによって構成されている。また、第２回転質量体には、その外端部から第１回転質量体に向かって突出する突起部が設けられており、この突起部の内側にばねが取り付けられていて、摩擦シューは、このばねを介して、径方向の内方に付勢された状態で、第１回転質量体のシュー当接部と第２回転質量体の内燃機関側の側面を押圧している。

このようなフライホイール装置によれば、減衰装置および摩擦装置は、内燃機関の回転に伴い、第１および第２回転質量体とともに回転する。その際、回転数が低いときには、摩擦シューに作用する遠心力よりもばねの付勢力が勝るので、摩擦シューと両回転質量体との間に摩擦力が発生し、この摩擦力が、両回転質量体の間の回転抵抗として作用する。これにより、減衰装置のみでは防止できない低回転時におけるねじり振動の発生が防止される。回転数がある程度、上昇すると、摩擦シューに作用する遠心力がばねの付勢力を上回るので、摩擦シューがばねの付勢力に抗して径方向の外方に移動し、第１回転質量体から離れ、摩擦力が作用しなくなる。それにより、出力軸からのねじり振動は、減衰装置によって減衰された状態で、入力軸に伝達される。したがって、内燃機関の回転数に応じて、トルク変動およびねじり振動を適切に減衰させることができ、トルクを入力軸に安定した状態で伝達することができる。

しかし、上述した特許文献１のフライホイール装置には、以下のような問題がある。前述した摩擦装置では、摩擦シューと両回転体の間に所要の摩擦力を発生させるためには、ある程度、大きな接触面積を確保する必要があり、そのため、摩擦装置は、回転質量体の半径方向の中央から外端部にわたって配置されている。そして、摩擦シューを径方向に移動させることにより、両回転質量体の間の回転抵抗を変化させているので、摩擦装置のサイズが、特に径方向に大きくなっている。そのため、このような摩擦装置を用いてフライホイール装置を構成した場合、フライホイール装置全体のサイズが大きくなってしまう。また、クラッチが接続されると、第２回転質量体が第１回転質量体に向かって押圧され、それにより、摩擦シューが両回転質量体の間に狭持されるので、所要の摩擦力を得られないおそれがある。そのため、フライホイール装置の安定した動作を確保できず、内燃機関のトルクを入力軸に安定して伝達できないおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、原動機のトルクを被駆動軸に安定して伝達できるとともに、コンパクトに構成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している。

特開平１０−１９６７２４号公報 （第５頁、第４図）

この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、原動機（実施形態における（以下、本項において同じ）エンジン）の出力軸（クランク軸２）とこれによって駆動される被駆動軸（入力軸４）の間に設けられ、原動機のトルクをそのトルク変動およびねじり振動を減衰させた状態で被駆動軸に伝達する原動機のフライホイール装置１であって、出力軸に設けられた円板状の第１回転質量体（第１フライホイール１１）と、第１回転質量体と互いの対向面を介して出力軸の軸線方向に対向するように配置され、対向面の反対側に摩擦面１２ｂを有し、摩擦面１２ｂを押圧する摩擦クラッチ３を介して被駆動軸に連結された円板状の第２回転質量体（第２フライホイール１２）と、第１および第２回転質量体の間に連結され、出力軸のねじり振動を減衰させるためのばね機構３０と、を備え、第１および第２回転質量体は、第１および第２回転質量体の一方の対向面に設けられ、摩擦面１２ｂに対応する径方向位置において周方向に延びる溝１４と、第１および第２回転質量体の他方の対向面に突出するように設けられ、周方向に延び、溝１４に軸線方向に嵌合するフランジ部１２ｃと、溝１４内に設けられ、溝１４とフランジ部１２ｃの間に軸線方向に狭持されるとともに、第１および第２回転質量体を互いに回転可能に支持する軸受け（ブッシュベアリング１８）と、を有し、第１および第２回転質量体の一方の対向面には、他方の対向面に向かって突出するとともに径方向に並んで周方向に延び、互いの間に溝１４を形成する第１および第２フランジ部１１ｂ，１１ｃが形成されていることを特徴とする。

このフライホイール装置によれば、出力軸に設けられた第１回転質量体と、摩擦クラッチを介して被駆動軸が連結された第２回転質量体との間にばね機構が設けられており、このばね機構により、出力軸のねじり振動が減衰された状態で、原動機のトルクが被駆動軸に伝達される。また、第１および第２回転質量体の互いに対向する面の一方と他方には、周方向に延びる溝およびフランジ部がそれぞれ設けられており、両者は軸線方向に互いに嵌合している。これらは、第２回転質量体と被駆動軸を連結する摩擦クラッチにより押圧され、第２回転質量体の摩擦面とほぼ同じ径方向位置に配置されている。溝内には、溝およびフランジ部によって軸線方向に狭持されるとともに、両回転質量体を互いに回転可能に支持する軸受けが設けられている。そして、摩擦クラッチが接続されると、第２回転質量体の摩擦面に作用した押圧力は、第２回転質量体と、フランジ部および溝の間に狭持された軸受けを介して第１回転質量体とによって支持される。

このように、摩擦面と溝およびフランジ部とが摩擦クラッチとほぼ同じ径方向位置にあり、すなわち、摩擦クラッチの押圧力が作用する位置とこれを支持する支点の位置が軸線方向にほぼ一致しているとともに、第１および第２回転質量体が一体となって押圧力を支持するので、両回転質量体の摩擦クラッチによる押圧方向への撓み（倒れ）を抑制することができる。それにより、フライホイール装置の動作を安定した状態で維持できる。また、第１および第２回転質量体が、フランジ部および溝を介して軸線方向に互いに嵌合しているので、フライホイール装置の組立ての際、フランジ部と溝を単純に軸線方向に嵌合させるだけで、両回転質量体の軸線方向および径方向の互いの位置決めを精度よくかつ容易に行うことができる。したがって、例えば組立て後の検査を簡略化できるなど、製造管理に要するコストを削減することができる。また、軸受けが、両回転質量体を互いに回転可能に支持しているので、両回転質量体の間の相対的な動作およびこれらの間に連結されたばね機構によるねじり振動の減衰効果を、安定した状態で確保することができる。

また、第１および第２フランジ部が、第１および第２回転質量体の一方から他方に向かって突出し、径方向に並ぶとともに周方向に延びており、前記溝は、これらの第１および第２フランジ部の間に形成され、この溝に第１および第２回転質量体の他方のフランジ部が嵌合している。これにより、第１および第２フランジ部の径方向の両側において、両回転質量体の間にスペースを確保することができるので、例えばこのスペースにばね機構やその他の機構を配置でき、フライホイール装置全体を、特に軸線方向にコンパクトに構成することができる。また、前述したように、摩擦クラッチからの押圧力は、両回転質量体によって支持され、ばね機構などに直接、作用することがないので、ばね機構などによるねじり振動の減衰効果を、安定した状態で確保することができる。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の原動機のフライホイール装置において、第１および第２回転質量体の他方は、フランジ部１２ｃの周面に設けられ、軸線方向に延びるスプライン溝１２ｄをさらに有し、ばね機構３０は、第１および第２回転質量体の一方に設けられたトーションばね３１と、トーションばね３１に係合するとともに、一端部においてスプライン溝１２ｄにスプライン係合し、出力軸のトルクを第１回転質量体から第２回転質量体に伝達するためのばね受けフランジ３２と、を有していることを特徴とする。

このフライホイール装置によれば、原動機のトルクは、第１および第２回転質量体の一方に設けられたトーションばねと、このトーションばねに係合するとともに第１および第２回転質量体の他方のフランジ部に設けられたスプライン溝にスプライン係合するばね受けフランジとを介して、被駆動軸に伝達される。それにより、フランジ部の周面に形成されたスプライン溝にばね受けフランジの一端部を係合させ、軸線方向にスライドさせるだけでスプライン係合させることができ、ばね機構を含む第１および第２回転質量体の組立てを、簡単に行うことができる。それにより、フライホイール装置の組立てを簡略化することができる。また、フランジ部とばね受けフランジがスプライン係合していることにより、互いの噛合いに所望の遊び（バックラッシュ）を設定することができる。それにより、ねじり振動に対するばね機構の応答性を変化させるなど、ばね機構によるねじり振動の減衰特性の設定の自由度を増すことができる。

本発明の請求項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において、第１および第２回転質量体の一方は、ばね受けフランジ３２の一端部がフランジ部１２ｃのスプライン溝１２ｄに向かって突出した状態で、トーションばね３１およびばね受けフランジ３２を覆うカバー部材（ばね機構カバー部材１６）と、ばね受けフランジ３２と、第１および第２回転質量体の一方、並びにカバー部材との間を密閉するためのシール部材２２と、をさらに有していることを特徴とする。

このフライホイール装置によれば、トーションばねおよびこれに係合するばね受けフランジは、カバー部材によって覆われており、ばね受けフランジの一端部は、フランジ部のスプライン溝とスプライン係合できるように、カバー部材を越えて、フランジ部に向かって突出している。また、トーションばねは、第１および第２回転質量体の一方とこれに設けられたカバー部材とによって取り囲まれており、カバー部材とばね受けフランジとの間、およびばね受けフランジと第１および第２回転質量体の一方との間は、シール部材によって密閉されている。

このように、カバー部材およびシール部材を設けることにより、トーションばねをカバー部材などによって取り囲んだ状態で容易に密閉することができる。それにより、ばね機構のスムーズな動作を確保するために、例えばトーションばねの周囲にグリースなどを充填した場合、その漏出を防止でき、ばね機構のスムーズな動作を確実に確保することができる。また、シール部材により、ばね受けフランジと両回転質量体の一方およびカバー部材との間の隙間をなくすことができるので、それにより、ばね受けフランジの軸線方向の動きを規制することができる。したがって、ばね機構を安定した状態で動作させることができ、その結果、ばね機構のよりスムーズな動作を確保することができる。

本発明による原動機のフライホイール装置を含む車両駆動系の一部の半径方向に沿う断面図である。 図１のフライホイール装置の減衰機構を示す断面図を拡大した図である。

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を詳細に説明する。図１および２は、フライホイール装置１を含む車両駆動系の一部を概略的に示している。同図に示すように、この車両駆動系では、フライホイール装置１が、エンジン（原動機）のクランク軸２（出力軸）に設けられるとともに、摩擦クラッチ３を介して変速機の入力軸４（被駆動軸）に連結されている。また、クランク軸２と変速機の入力軸４は、同軸状に互いに対向している。

フライホイール装置１は、フライホイール１０、ばね機構３０および減衰機構５０などを一体に組み立てたものである。このフライホイール１０は、エンジン側（図１の左側）の第１フライホイール１１（第１回転質量体）および変速機側（図１の右側）の第２フライホイール１２（第２回転質量体）を有しており、両者１１，１２は、クランク軸２と同軸状に、且つその軸線方向に互いに対抗するように配置されている。以下、クランク軸２の軸線方向および径方向を、それぞれ単に「軸線方向」および「径方向」という。

第１フライホイール１１は、円板状に形成されており、図１に示すような半径方向に沿う断面形状を有している。この第１フライホイール１１は、中央に開口１１ａを有しており、この開口１１ａの周辺部において複数のボルト２０（１つのみ図示）によって、後述する保持部材５１および減衰機構カバー部材２１とともにクランク軸２に固定されることにより、クランク軸２に同軸状に取り付けられている。また、この第１フライホイール１１の半径のほぼ中央に相当する位置には、径方向の内側から順に第１および第２フランジ部１１ｂ，１１ｃが、互いに所定の間隔を隔てて形成されている。これらは、第２フライホイール１２側に突出するとともに周方向に延びており、それにより、両者１１ｂ，１１ｃの間に溝１４が形成されている。

第１フライホイール１１の内端部には、変速機側に突出するように凸部１１ｄが形成されている。この凸部１１ｄは、後述する保持部材５１を取り付ける際の位置決めのためのものであり、周方向に延びている。また、外端部には、変速機側に突出するように周壁１１ｅが形成されており、この周壁１１ｅは周方向に延びている。この周壁１１ｅの外周面には、スタータリングギヤ１５が取り付けられていて、このスタータリングギヤ１５は、エンジンの始動時に図示しないスタータにより回転駆動される。また、第１フライホイール１１の周壁１１ｅと第２フランジ１１ｃの間には、周方向に所定の間隔で複数の凹部１３（１つのみ図示）が形成されており、これらの凹部１３が、それぞればね機構収容部になっていて、各ばね機構収容部にばね機構３０の後述するトーションばね３１が収容されている。また、周壁１１ｅには、このばね機構３０を覆うためのばね機構カバー部材１６（カバー部材）が取り付けられている。このばね機構カバー部材１６は、ドーナツ板状のものであり、その外端部が周壁１１ｅの変速機側の端部に、例えば溶接により堅固に固定されている。また、このばね機構カバー部材１６は、第１および第２フライホイール１１，１２の間を径方向に延びており、内端が、前述した第２フランジ部１１ｃの内端とほぼ同じ径方向位置に位置している。

第２フライホイール１２は、その中央に開口１２ａを有する円板状のものであり、半径方向に沿う所定の断面形状を有しており、第１フライホイール１１の半径の中央に相当する位置から外端部にわたって径方向に延びている。また、変速機側の側面には、その径方向の中央から軸線側の部分に摩擦面１２ｂが設けられていて、この摩擦面１２ｂを介して、後述するクラッチ３が連結されるようになっている。第２フライホイール１２のエンジン側の側面からは、摩擦面１２ｂとほぼ同じ径方向位置からフランジ部１２ｃが突出している。このフランジ部１２ｃは、前述した第１フライホイール１１の溝１４よりもやや小さな幅（径方向長さ）を有しており、周方向に延び、溝１４に嵌合している。また、このフランジ部１２ｃの外周面には、ばね機構３０のトーションばね３１に周方向に対応する位置に、軸線方向に延びる複数のスプライン溝１２ｄが形成されており、各スプライン溝１２ｄを介してばね機構３０に連結されている。また、この第２フライホイール１２の内周面には、エンジン側の部分に、複数のスプライン溝１２ｅが設けられている。各スプライン溝１２ｅは、軸線方向に延び、周方向にわたって形成されており、後述するように、減衰機構５０がスプライン溝１２ｅに連結されている。

第１フライホイール１１の溝１４内には、ブッシュベアリング１８（軸受け）が設けられている。このブッシュベアリング１８は、第１および第２フライホイール１１，１２を相対回転可能に支持するものであり、周方向に延びている。また、このブッシュベアリング１８は、溝１４の底面から側面に沿ってＬ字形に延びており、これらの底面および側面と、第２フライホイール１２のフランジ部１２ｃとの間に狭持されている。

ばね機構３０は、前述したばね機構収容部にそれぞれ収容されたトーションばね３１と、共通のばね受けフランジ３２などによって構成されている。ばね受けフランジ３２は、ドーナツ板状のものであり、その外端部には、径方向の外方に延びる複数のアーム部３２ａ（１つのみ図示）が、ばね機構３０のトーションばね３１に対応する周方向位置にそれぞれ２本づつ設けられている。また、周方向のばね機構収容部と重ならない位置には、複数の固定部３２ｂが径方向の外方に突出しており、各固定部３２ｂには、これを軸線方向に貫通するとともに所定の長さで周方向に延びるリベット挿入孔３２ｃが形成されている。ばね受けフランジ３２は、このリベット挿入孔３２ｃに挿入されたリベット２３によって、リベット挿入孔３２ｃの長さの範囲で回動自在に第１フライホイール１１に取り付けられている。また、その内周面には、軸線方向に延びる複数のスプライン歯３２ｄが径方向の内方に突出するように形成されており、これらのスプライン歯３２ｄは、前述した第２フライホイール１２のスプライン溝１２ｄにスプライン係合している。

各トーションばね３１は、所定の長さのコイルばねで構成されており、ばねホルダ３３を介してばね機構収容部に収容されている。また、トーションばね３１の両端部は、ばね受けフランジ３２のアーム部３２ａと係合している。また、ばね受けフランジ３２と第２フランジ部１１ｃの間、およびばね受けフランジ３２とばね機構カバー部材１６の間の隙間には、リング状のシール部材２２，２２がそれぞれ配置されており、これらにより、ばね機構収容部が密閉されている

減衰機構５０は、第２フライホイール１２の開口１２ａ内に設けられている。図２に示すように、この減衰機構５０は、第１および第２フライホイール１１，１２の間に連結されており、両者１１，１２の間にエンジンの回転数に応じた回転抵抗を発生させるためのものであり、保持部材５１と、これに軸線方向に対向するカム部材５４と、これらの間に設けられた複数の第１および第２摩擦板５８，５９ならびに多数のウエイトボール６０とを有している。

保持部材５１は、ドーナツ状に形成されており、エンジン側の本体部５２と、これよりも大きな径を有する円板状のつば部５３によって構成されている。このつば部５３の外端部のエンジン側の側面には、周方向に延びる凹部５３ａが形成されている。また、本体部５２のエンジン側の外周面には、軸線方向に延びる複数のスプライン溝５２ａが周方向に所定の間隔で形成されており、また、内端のエンジン側の縁部には、周方向に延びる凹部５２ｂが形成されている。また、この保持部材５１には、軸線方向に貫通する複数のボルト挿入孔５１ａ（１つのみ図示）が周方向に間隔を隔てて形成されており、さらに、ボルト挿入孔５１ａと重ならない位置には、このボルト挿入孔５１ａよりも小さな径を有する複数のリベット挿入孔５１ｂ（１つのみ図示）が、周方向に間隔を隔てて形成されている。このような保持部材５１は、本体部５２の凹部５２ｂに第１フライホイール１１の凸部１１ｄを嵌合させた状態で、リベット挿入孔５１ｂに通されたリベット１９によって第１フライホイール１１に堅固に固定された後、ボルト挿入孔５１ａに通されたボルト２０によって、第１フライホイール１１および減衰機構カバー部材２１とともにクランク軸２に堅固に固定されている。

カム部材５４もまた、ドーナツ状に形成されており、ほぼＴ字形の断面を有している。このカム部材５４は、径方向に延びる基部５５と、この基部５５から変速機側に軸線方向に突出する突出部５６によって構成されている。基部５５の内端部には、軸線方向に延びる複数のスプライン歯５５ａが形成されており、前述した本体部５２のスプライン溝５２ａにスプライン係合している。これにより、カム部材５４は、保持部材５１に対して軸線方向に移動自在になっている。また、突出部５６の変速機側の端部は、前述したつば部５３の凹部５３ａに入り込んでおり、この突出部５６の外周面には、その全体にわたって、軸線方向に延びる複数のスプライン溝５６ａが、周方向に間隔を隔てて形成されている。

また、カム部材５４と第１フライホイール１１の間には、皿ばね５７が配置されている。この皿ばね５７は、その一端部が、第１フライホイール１１の内端部の変速機側の側面に設けられた係止部１１ｆに係止され、他端部がカム部材５４のエンジン側の側面に当接しており、それにより、カム部材５４を変速機側に付勢している。また、カム部材５４の基部５５の外端部と、保持部材５１のつば部５３の外端部との間には、例えば、４枚の第１摩擦板５８および３枚の第２摩擦板５９が、軸線方向に交互に並ぶように配置されている。両者５８，５９は、ともにドーナツ板状のものであり、第１摩擦板５８の内端部には、周方向に間隔を隔てて複数のスプライン歯５８ａが形成されていて、このスプライン歯５８ａは、前述したカム部材５４のスプライン溝５６ａにスプライン係合している。また、第２摩擦板５９の外端部にも、周方向に間隔を隔てて複数のスプライン歯５９ａが形成されており、このスプライン歯５９ａは、前述した第２回転質量体１２のスプライン溝１２ｅにスプライン係合している。また、カム部材５４が皿ばね５７によって変速機側に付勢されていることにより、第１および第２摩擦板５８，５９は、カム部材５４の基部５５と、保持部材５１のつば部５３の間に狭持されている。

カム部材５４の基部５５の内端部と、保持部材５１のつば部５３の凹部５３ａよりも内側の部分は、互いに軸線方向に対向している。両者の互いに対向する側面は、径方向の外方に向かって互いに近づくように傾斜しており、それにより、両者の間隔が、径方向外方に向かって次第に狭くなるように構成されている。これらの保持部材５１およびカム部材５４の両側面などによって取り囲まれた空間には、所定の重量を有する多数のウエイトボール６０が収容されており、両側面に当接した状態で両者５１，５４によって保持されている。

このような減衰機構５０は、減衰機構カバー部材２１によって、変速機側から覆われている。この減衰機構カバー部材２１もまたドーナツ板状に形成されており、その内端部に形成されたボルト挿入孔２１ａおよびリベット挿入孔２１ｂを介して、前述したボルト２０およびリベット１９によって、保持部材５１の本体部５２に固定されている。また、この減衰機構カバー部材２１は、前述した皿ばね５７と同様のものであり、その外端部が、第２フライホイール１２の内端部の変速機側の縁に形成され、周方向に延びる凹部１２ｆに係合し、この凹部１２ｆを介して第２フライホイール１２をエンジン側に付勢している。これにより、第１および第２フライホイール１１，１２、ブッシュベアリング１８、保持部材５１、並びに減衰機構カバー部材２１によって取り囲まれ、第１および第２摩擦板５８，５９などを配置した空間が密閉されており、この密閉された空間には、例えば、減衰機構５０の動作を円滑にするためのグリースが充填されている。

摩擦クラッチ３は、例えば乾燥単板式のものであり、クラッチディスク４０と、プレッシャプレート４１を介してクラッチディスク４０を第２フライホイール１２に押し付けるダイヤフラムばね４２と、このダイヤフラムばね４２を駆動するレリーズベアリング（図示せず）と、第２フライホイール１２に取り付けられたカバー４４などによって構成されている。

クラッチディスク４０は、変速機の入力軸４にスプライン結合されており、互いに軸線方向に移動自在かつ回転不能になっている。クラッチディスク４０の両面には、その中央部から外端にわたって、摩擦板４０ａ、４０ａが取り付けられており、第２フライホイール１２とプレッシャプレート４１の間に延びている。また、プレッシャプレート４１のクラッチディスク４０と反対側の面には、ダイヤフラムばね４２の外端部が当接している。ダイヤフラムばね４２は、スポーク状に延びる複数の板ばね（１つのみ図示）で構成されており、その内端部は、レリーズベアリングに連結され、その途中の部分で支点４２ａを介してカバー４４に支持されている。レリーズベアリングは、レリーズアーム（図示せず）を介してクラッチペダル（図示せず）に連結されている。

以上の構成によれば、エンジンのトルクは、クランク軸２から順に、フライホイール装置１および摩擦クラッチ３を介して、変速機の入力軸４に伝達される。その際、クラッチペダルが踏み込まれていないときには、ダイヤフラムばね４２の付勢力によって、クラッチディスク４０が摩擦面１２ｂを介して第２フライホイール１２に押し付けられることにより、クラッチ３が接続され、クランク軸２の回転が変速機の入力軸４に伝達される。また、クラッチペダルが踏み込まれたときには、レリーズアームがレリーズベアリング４３を第２フライホイール１２側に押圧することによって、ダイヤフラムばね４２の外端部がクラッチディスク４０と反対側に移動する。それにより、プレッシャプレート４１がクラッチディスク４０から離れることによって、クラッチ３が遮断され、第２フライホイール１２が変速機の入力軸４に対して空回りする。

また、フライホイール装置１においては、エンジンのトルクは、第１フライホイール１１から、減衰機構５０およびばね機構３０をそれぞれ介した２つの経路で第２フライホイール１２に伝達され、その際、両者５０，３０を介して伝達されるトルクの割合は、エンジンの回転数に応じて次のように変化する。

すなわち、エンジンの回転数が低回転域にあるときは、減衰機構５０のウエイトボール６０に作用する遠心力が小さいため、カム部材５４への押圧力も小さい。このため、この押圧力の軸線方向の分力もまた小さいので、第１および第２摩擦板５８，５９は、皿ばね５７の付勢力により互いに押圧された状態に維持される。したがって、両摩擦板５８，５９の間に十分な摩擦力が作用するので、第１および第２フライホイール１１，１２は、減衰機構５０を介して一体に回転し、エンジンのトルクは、主として減衰機構５０を介した経路で伝達される。

一方、エンジンの回転数が上昇するのに従い、クランク軸２の回転速度が大きくなることにより、ウエイトボール６０に作用する遠心力が増大するので、カム部材５４への軸線方向の分力もまた増大する。この分力の増大により、カム部材５４は、ウエイトボール６０が皿ばね５７の付勢力に抗して径方向の外方へ移動するのに伴い、ウエイトボール６０によって軸線方向にエンジン側へ駆動される。その結果、カム部材５４と保持部材５１によって狭持されている第１および第２摩擦板５８，５９への押圧力が減少するため、両摩擦板５８，５９の間の摩擦力も減少し、減衰機構５０を介して第２フライホイール１２に伝達されるトルクが減少する。

この減衰機構５０を介して伝達されるトルクの減少分は、ばね機構３０を介して、クランク軸２のねじり振動が減衰された状態で第２フライホイール１２に伝達される。以上のように、エンジンの回転数の上昇に従い、ウエイトボール６０がカム部材５４の突出部５６に当接するまで、減衰機構５０側から伝達されるトルクが徐々に減少する一方、ばね機構３０側から伝達されるトルクは徐々に増大する。

次いで、上述したフライホイール装置１の組立てについて説明する。フライホイール装置１は、以下に述べる手順に従い、第１フライホイール１１をベースとし、その上に他の構成部品を積み上げるようにして組み立てられる。まず、ブッシュベアリング１８を、第１フライホイール１１の第１フランジ部１１ｂの外側の溝１４内に、もしくは、第２フライホイール１２のフランジ部１２ｃに、その底面から側面に沿うように圧入して取り付ける。次いで、トーションばね３１の両端にばねホルダ３３を差し込んで取り付けた後、これらを第１フライホイール１１の所定の位置にセットする。

次いで、エンジン側のシール部材２２を、第２フランジ部１１ｃ上に配置し、その後に、ばね受けフランジ３２を、そのアーム部３２ａをトーションばね３１の端部に係合させ、エンジン側のシール部材２２上に載置する。次いで、変速機側のシール部材２２を、ばね受けフランジ３２を間に挟んでエンジン側のシール部材２２と同じ径方向位置に載置し、ばね機構収容部内に、グリースを充填する。次に、ばね機構カバー部材１６をばね機構３０上の所定の位置に配置し、ばね機構カバー部材１６の外端部と第１フライホイール１１の周壁１１ｅの端部とを溶接する。そして、リベット２３を、ばね機構カバー部材１６、第１フライホイール１１およびばね受けフランジ３２のリベット挿入孔１６ａ，１１ｈ，３２ｃに挿入し、リベット２３のエンジン側の端部をかしめることにより、第１フライホール１１へのばね機構３０の取付けが完了する。

次いで、皿ばね５７の内端部を、第１フライホイール１１の係止部１１ｆに係止させる。次に、カム部材５４、第１および第２摩擦板５８，５９を、この順に皿ばね５７上の所定の位置に配置する。その際、第２摩擦板５９のスプライン歯５９ａを周方向に互いに合わせるために、治具を用いるとよい。次に、保持部材５１の本体部５２を、そのスプライン溝５２ａがカム部材５４のスプライン歯５５ａにスプライン係合するとともに、本体部５２の凹部５２ｂが第１フライホイールの凸部１１ｄに嵌合するようにして、第１フライホイール１１上に配置する。その際、本体部５２と第１フライホイール１１のボルト挿入孔５１ａ，１１ｇの位置を合わせるための治具を用いるとよい。次に、本体部５２とカム部材５４の間の空間に、多数のウエイトボール６０を配置し、その後、第１および第２摩擦板５８，５９の周囲にグリースを充填する。そして、つば部５３を、本体部３２上の所定の位置に載置する。

次いで、第２フライホイール１２を、そのスプライン溝１２ｄ，１２ｅにばね機構３０のスプライン歯３２ｄおよび減衰機構５０のスプライン歯５９ａをそれぞれスプライン係合させながら、軸線方向にスライドさせることにより、第１フライホイール１１上に配置する。次に、減衰機構カバー部材２１を減衰機構５０上の所定の位置にセットし、最後に、リベット１９を、減衰機構カバー部材２１、保持部材５１および第１フライホイール１１のリベット挿入孔２１ｂ、５１ｂ、１１ｈに挿入し、エンジン側の端部をかしめることにより、減衰機構５０が第１フライホイール１１に固定され、以上によりフライホイール装置１の組立てが完了する。このような手順により、フライホイール装置１は、精度よく且つ容易に組み立てられる。

以上の構成のフライホイール装置１によれば、クランク軸２に設けられた第１フライホイール１１と、摩擦クラッチ３を介して入力軸４が連結された第２フライホイール１２との間にばね機構３０が設けられており、このばね機構３０により、クランク軸２のねじり振動が減衰された状態で、エンジンのトルクが入力軸４に伝達される。また、第１および第２フライホイール１１，１２の互いに対向する面には、周方向に延びる溝１４およびフランジ部１２ｃがそれぞれ設けられており、フランジ部１２ｃは溝１４に嵌合している。これらは、第２フライホイール１２と入力軸４を連結する摩擦クラッチ３により押圧され、第２フライホイール１２の摩擦面１２ｂとほぼ同じ径方向位置に配置されている。溝１４内には、溝１４およびフランジ部１２ｃによって軸線方向に狭持されるとともに、両フライホイール１１，１２を互いに回転可能に支持するブッシュベアリング１８が設けられている。そして、摩擦クラッチ３が接続されると、第２フライホイール１２の摩擦面１２ｂに作用した押圧力は、第２フライホイール１２のフランジ部１２ｃおよび溝１４の間に狭持されたブッシュベアリング１８を介して第１フライホイール１１によって支持される。

このように、摩擦面１２ｂと溝１４およびフランジ部１２ｃとが摩擦クラッチ３とほぼ同じ径方向位置にあり、すなわち、摩擦クラッチ３の押圧力が作用する位置とこれを支持する支点の位置が軸線方向にほぼ一致しているとともに、第１および第２フライホイール１１，１２が一体となって押圧力を支持するので、両フライホイール１１，１２の摩擦クラッチ３による押圧方向への撓み（倒れ）を抑制することができる。それにより、フライホイール装置１の動作を安定した状態に維持できる。また、第１および第２フライホイール１１，１２が、フランジ部１２ｃおよび溝１４を介して嵌合しているので、フライホイール装置１の組立ての際、フランジ部１２ｃと溝１４を単純に嵌合させるだけで、両フライホイール１１，１２の軸線方向および径方向の互いの位置決めを精度よくかつ容易に行うことができる。したがって、例えば組立て後の検査を簡略化できるなど、製造管理に要するコストを削減することができる。また、ブッシュベアリング１８が、両フライホイール１１，１２を互いに回転可能に支持しているので、両フライホイール１１，１２の間の相対的な動作およびこれらの間に連結されたばね機構３０によるねじり振動の減衰効果を、安定した状態で確保することができる。

また、第１フライホイール１１から突出し、径方向に並ぶとともに周方向に延びる第１および第２フランジ部１１ｂ，１１ｃの間が溝１４になっており、この溝１４に第２フライホイール１２のフランジ部１２ｃが嵌合している。これにより、第１および第２フランジ部１１ｂ，１１ｃの径方向の両側において、両フライホイール１１，１２の間にスペースを確保することができ、このスペースにばね機構３０や減衰機構５０が配置されていることにより、フライホイール装置１全体を、特に軸線方向にコンパクトに構成することができる。また、前述したように、摩擦クラッチ３からの押圧力は、両フライホイール１１，１２によって支持され、ばね機構３０などに直接、作用することがないので、ばね機構３０などによるねじり振動の減衰効果を、安定した状態で確保することができる。

また、エンジンのトルクは、第１フライホイール１１に設けられたトーションばね３１、およびこのトーションばね３１に係合するとともに第２フライホイール１２のフランジ部１２ｃに設けられたスプライン溝１２ｄにスプライン係合するばね受けフランジ３２を介して、入力軸４に伝達される。それにより、フランジ部１２ｃの周面に形成されたスプライン溝１２ｄにばね受けフランジ３２の一端部を係合させ、軸線方向にスライドさせるだけでスプライン係合させることができ、ばね機構３０を含む第１フライホイール１１の組立てを、簡単に行うことができる。それにより、フライホイール装置１の組立てを簡略化することができる。また、フランジ部１２ｃとばね受けフランジ３２がスプライン係合していることにより、互いの噛合いに所望の遊び（バックラッシュ）を設定することができる。それにより、ねじり振動に対するばね機構３０の応答性を変化させるなど、ばね機構３０によるねじり振動の減衰特性の設定の自由度を増すことができる。

また、トーションばね３１およびこれに係合するばね受けフランジ３２は、ばね機構カバー部材１６によって覆われており、ばね受けフランジ３２の一端部は、フランジ部１２ｃのスプライン溝１２ｄとスプライン係合できるように、ばね機構カバー部材１６を越えて、フランジ部１２ｃに向かって突出している。また、トーションばね３１は、第１フライホイール１１とこれに設けられたばね機構カバー部材１６とによって取り囲まれており、ばね機構カバー部材１６とばね受けフランジ３２との間、およびばね受けフランジ３２と第１フライホイール１１との間は、シール部材２２によって密閉されている。

このように、ばね機構カバー部材１６およびシール部材２２を設けることにより、トーションばね３１をばね機構カバー部材１６などによって取り囲んだ状態で容易に密閉することができる。それにより、トーションばね３１が収容されたばね機構収容部に充填されたグリースの漏出を防止でき、ばね機構３０のスムーズな動作を確実に確保することができる。また、シール部材２２により、ばね受けフランジ３２と第１フライホイール１１およびばね機構カバー部材１６との間の隙間をなくすことができるので、それにより、ばね受けフランジ３２の軸線方向の動きを規制することができる。したがって、ばね機構３０を安定した状態で動作させることができ、その結果、ばね機構３０のよりスムーズな動作を確保することができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、ばね機構３０などを第１フライホイール１１側に、フランジ部１２ｃを第２フライホイール１２に、それぞれ設けた例であるが、これらを逆に配置してもよい。また、カム部材５４の基部５５と、保持部材５１のつば部５３との軸線方向に互いに対向する側面の傾斜の角度を、実施形態とは異なる値に設定することにより、ウエイトボール６０からカム部材５４に作用する軸線方向の分力の大きさを異ならせてもよい。また、実施形態では、互いに対向する両側面の双方を傾斜面としているが、これらのいずれか一方のみを傾斜面としてもよい。それにより、実施形態と同様に、カム部材５４に軸線方向の分力を作用させることができる。

また、実施形態は、本発明のフライホイール装置１を、車両の駆動系に適用した例であるが、これに限定されることなく、他の産業用機械、例えば、クランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機の駆動系にも適用可能である。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することが可能である。

符号の説明

１ フライホイール装置
２ クランク軸（出力軸）
３ 摩擦クラッチ
４ 入力軸（被駆動軸）
１１ 第１フライホイール（第１回転質量体）
１１ｂ 第１フランジ部
１１ｃ 第２フランジ部
１２ 第２フライホイール（第２回転質量体）
１２ｂ 摩擦面
１２ｃ フランジ部
１２ｄ スプライン溝
１４ 溝
１６ ばね機構カバー部材（カバー部材）
１８ ブッシュベアリング（軸受け）
２２ シール部材
３０ ばね機構
３１ トーションばね
３２ ばね受けフランジ

Claims (3)

1. 原動機の出力軸とこれによって駆動される被駆動軸の間に設けられ、前記原動機のトルクをそのトルク変動および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原動機のフライホイール装置であって、
   前記出力軸に設けられた円板状の第１回転質量体と、
   当該第１回転質量体と互いの対向面を介して前記出力軸の軸線方向に対向するように配置され、当該対向面の反対側に摩擦面を有し、当該摩擦面を押圧する摩擦クラッチを介して前記被駆動軸に連結された円板状の第２回転質量体と、
   当該第１および第２回転質量体の間に連結され、前記出力軸のねじり振動を減衰させるためのばね機構と、を備え、
   前記第１および第２回転質量体は、
   当該第１および第２回転質量体の一方の前記対向面に設けられ、前記摩擦面に対応する径方向位置において周方向に延びる溝と、
   前記第１および第２回転質量体の他方の前記対向面に突出するように設けられ、周方向に延び、前記溝に前記軸線方向に嵌合するフランジ部と、
   前記溝内に設けられ、当該溝と前記フランジ部の間に前記軸線方向に狭持されるとともに、前記第１および第２回転質量体を互いに回転可能に支持する軸受けと、を有し、
   前記第１および第２回転質量体の前記一方の前記対向面には、前記他方の前記対向面に向かって突出するとともに径方向に並んで周方向に延び、互いの間に前記溝を形成する第１および第２フランジ部が形成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。
2. 前記第１および第２回転質量体の前記他方は、前記フランジ部の周面に設けられ、前記軸線方向に延びるスプライン溝をさらに有し、
   前記ばね機構は、
   前記第１および第２回転質量体の前記一方に設けられたトーションばねと、
   当該トーションばねに係合するとともに、一端部において前記スプライン溝にスプライン係合し、前記出力軸のトルクを前記第１回転質量体から前記第２回転質量体に伝達するためのばね受けフランジと、
   を有していることを特徴とする請求項１に記載の原動機のフライホイール装置。
3. 前記第１および第２回転質量体の前記一方は、
   前記ばね受けフランジの前記一端部が前記フランジ部の前記スプライン溝に向かって突出した状態で、前記トーションばねおよび前記ばね受けフランジを覆うカバー部材と、
   前記ばね受けフランジと、前記第１および第２回転質量体の前記一方、並びに前記カバー部材との間を密閉するためのシール部材と、
   をさらに有し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。

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