JP2006234058A - フライホイール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 スライドストッパーに以上が発生した場合であっても走行が非常に困難な状態となることを回避するフライホイール組立体の提供。
【解決手段】 入力側回転体から出力側回転体にトルクを伝達するフライホイール組立体であって、入力側回転体に連結された第１フライホイール２と、出力側回転体に連結され、第１フライホイール２に相対回転自在に支持された第２フライホイール３と、第１フライホイール２と第２フライホイール３とを円周方向に弾性的に連結する弾性連結機構４と、第１フライホイール２に設けられた流体室Ａを含み、入力側回転体から入力されるトルク変動を流体室Ａに充填された流体の粘性力によって振動を減衰するための粘性減衰部９と、粘性減衰部９の異常発生時に、異常発生を報知するとともに第１フライホイール２からの動力を第２フライホイール３に機械的に伝達可能な緊急用連結手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フライホイール組立体、特に、入力側回転体から出力側回転体にトルクを伝達するフライホイール組立体に関する。

フライホイール組立体は、たとえば自動車のエンジンとトランスミッションとの間に配置される。フライホイール組立体は、エンジン側のクランク軸に連結される第１フライホイールと、第１フライホイールに相対回転自在に支持された第２フライホイールと、第１フライホイールと第２フライホイールとを連結する弾性連結機構と、第１フライホイール及び第２フライホイールの間に配置された流体室を含み粘性力によって振動を減衰するための粘性減衰部とから構成されている。粘性減衰部には、第１フライホイールと第２フライホイールとの相対回転時に流体が通過する絞り部が形成されており、流体が絞り部を通過する際に生じる粘性抵抗が、捩り振動のエネルギーを減衰する。
特開平5-133438号公報 特開平7-110050号公報 実開平5-022900号公報

従来のフライホイール組立体においては、粘性減衰部は第１フライホイールとシールプレートとによって形成された環状の流体室を含み、この環状の流体室はストッパーによって複数の室に区画されている。そして区画された各流体室内にはスライドストッパーが配置されている。このスライドストッパーは、キャップ状に形成されており、ドリブンプレートの突起部を覆うように配置されている。ここでは、粘性流体が充填された流体室内において、スライドストッパーとドリブンプレートの突起とが変動トルク（捩り振動）に起因して相対回転し、この相対回転時に流体が絞り部を通過することによって振動が吸収される。

このような従来のフライホイール組立体において、大きなトルク伝達中に過大な変動トルクが入力されると、ドリブンプレートの突起部とスライドストッパーの円周方向端部の壁とがストッパーに衝突し、スライドストッパーに異常が発生するおそれがある。スライドストッパーが破損すると、振動を減衰できないために他のトルク伝達部材が破損し、ひいてはエンジンの動力を伝達できずに走行が非常に困難な状態となるおそれがある。

本発明の課題は、スライドストッパーに以上が発生した場合であっても走行が非常に困難な状態となることを回避することにある。また、本発明の別の課題は、スライドストッパーが摩耗した場合に、運転者にスライドストッパーを交換すべき旨を気付かせることにある。

請求項１に係るフライホイール組立体は、入力側回転体から出力側回転体にトルクを伝達するものであり、第１フライホイールと、第２フライホイールと、弾性連結機構と、粘性減衰部と、緊急用連結手段とを備えている。第１フライホイールは入力側回転体に連結されている。弾性連結機構は第１フライホイールと第２フライホイールとを円周方向に弾性的に連結するためのものである。粘性減衰部は、第１フライホイールに設けられた流体室を含み、入力側回転体からの振動を流体室に充填された流体の粘性力により減衰するためのものである。緊急用連結手段は、粘性減衰部の異常発生時に、異常発生を報知するとともに第１フライホイールからの動力を第２フライホイールに機械的に伝達可能な手段である。

このフライホイール組立体では、入力側回転体から第１フライホイールに入力された動力は弾性連結機構を介して第２フライホイールに伝達される。このとき、入力側回転体から入力されたトルク変動は粘性減衰部によって減衰される。ここで、部材の摩擦などの何らかの原因によって粘性減衰部に異常が発生すると、緊急用連結手段が作動し、異常発生報知されるとともに、入力側回転体から入力されたトルクが緊急用連結手段によって出力側回転体に伝達される。この装置では、粘性減衰部に異常が発生すると、その旨が運転者に放置される。したがって、走行が非常に困難になる前に対処することが可能となる。また、仮に走行が非常に困難な状態になっても、緊急用連結手段によってトルクが伝達され、走行が可能になる。

請求項２に係るフライホイール組立体は、請求項１のフライホイール組立体において、流体室をシールするために、第１フライホイールに固定されたシールプレートをさらに備えている。そして、緊急用連結手段は、第２フライホイールの第１フライホイール側の面に形成された第１係止部と、シールプレートの第２フライホイール側の面に形成され第１係止部に係止可能な第２係止部とを有している。

この装置では、粘性減衰部に異常が発生した場合は、シールプレートの第１係止部と第２フライホイールの第２係止部とが互いに係止し、これにより動力が伝達される。また、第１及び第２係止部が互いに係止する際には、衝突音が発生するので、粘性減衰部に異常が発生している旨を知ることができる。

ここでは、従来のフライホイール組立体において設けられているシールプレート及び第２フライホイールに、それぞれ第１係止部及び第２係止部を設け、これらを互いに係止させることによって緊急用連結手段を構成しているので、特別な部材を設けることなしに緊急連結手段の構造が簡単かつ安価なものとなる。

請求項３に係るフライホイール組立体は、請求項２のフライホイール組立体において、弾性連結機構と第２フライホイールとを連結するドリブンプレートをさらに備えている。また、粘性減衰部は、流体室を複数の弧状流体室に区画するための複数のストッパーと、弧状流体室内に内周側から侵入するドリブンプレートの突起と、弧状流体室内に移動自在に配置されドリブンプレートの突起を覆うとともに流体が通過する絞り部を有するキャップ状のスライドストッパーとを備えている。そして、第１及び第２係止部は、ドリブンプレートの突起がスライドストッパーに当接した状態でスライドストッパーがストッパーに当接し、さらにスライドストッパーがストッパーの方向に回転した際に互いに係止する位置に配置されている。

この装置では、第１フライホイールに入力されたトルクは、弾性連結機構及びドリブンプレートを介して第２フライホイールに伝達される。また、粘性減衰部では、スライドストッパーとドリブンプレートの突起とがトルク変動に起因して相対回転し、この相対回転時に流体がスライドストッパーの絞り部を通過する際の粘性抵抗によってトルク変動が吸収される。

このとき、トルク変動が非常に大きい場合、あるいは入力トルクが大きい場合でトルク変動がある場合は、ドリブンプレートの突起とスライドストッパーとが当接した状態で流体室のストッパーに衝突することになる。このような状態が頻繁に生じると、一般に樹脂で形成されているスライドストッパーが摩耗、あるいはスライドストッパーに異常が発生する場合がある。すると、正常な状態でスライドストッパーがストッパーに当接した状態よりもさらにスライドストッパーがストッパー側に回転することになる。

そこで本請求項の発明では、正常なスライドストッパーが、ストッパーに当接した状態からさらにストッパー側に回転した場合は、前述の第１係止部と第２係止部とを衝突させ、音を発生させるとともに、これらの係止部の係止によってトルクを伝達できるようにしている。

ここでは、スライドストッパーの摩耗あるいは破損を、第１係止部と第２係止部との衝突音によって知ることができる。また、スライドストッパーに異常が発生したことに起因して他のトルク伝達部材に異常が発生した場合でも、両係止部の係止によってトルクを伝達することができ、走行不能になるのを防止できる。

本発明に係るフライホイール組立体では、緊急用連結手段を有しており、粘性減衰部に異常が発生した場合に、運転者に粘性減衰部の部品の交換をすべき旨を伝達することができる。また、粘性減衰部に異常が発生し、通常の動力伝達経路では動力の伝達が不能になった場合であっても、緊急用連結手段によって走行可能となる。

図１及び図２は本発明の一実施形態によるフライホイール組立体１を示している。このフライホイール組立体１は、エンジンのクランク軸（図示せず）から出力側のクラッチディスク組立体（図示せず）にトルクを伝達するものであり、入力側回転体（図示せず）に固定される第１フライホイール２と、出力側回転体に固定された第２フライホイール３と、第１フライホイール２と第２フライホイール３とを円周方向に弾性的に連結するための弾性連結機構４と、第１フライホイール２及び第２フライホイール３の間に配置された流体室Ａを含み粘性力によって振動を減衰するための粘性減衰部５とを備えている。

第１フライホイール２は概ね円板状の部材であり、第２フライホイール３側に突出する中心部のボス部２ａと外周環状壁２ｂとを有している。ボス部２ａと外周環状壁２ｂとの間には弾性連結機構４を収容するための環状凹部２ｃが形成されている。ボス部２ａの中心には大径の中心孔が形成され、ボス部２ａの外周には潤滑剤密封型の軸受６が装着されている。また、この第１フライホイール２の第２フライホイール３側の面には、第１フライホイール２との間で流体室Ａを構成するためのシールプレート７がストップピン８によって固定されている。このシールプレート７と第１及び第２フライホイール２，３との間には、流体室Ａをシールするためのシール部材９ａ、９ｂが設けられている。なお、第１フライホイール２の外周環状壁２ｂの外周にはリングギア１０が固定されている。

第２フライホイール３は、概ね円板状の部材であり、中心部に配置されたボス部３ａを有している。ボス部３ａは、第１フライホイール２側に突出しており、その内周部に軸受６が装着されている。すなわち、ボス部３ａの先端内周側に設けられた環状の受け部３ｂが軸受６のエンジン側を受け、ボス部３ａの内周側に取り付けられたスナップリング１５が軸受６のトランスミッション側への抜け出しを規制している。また、ボス部３ａにおいて、先端側外周部には、波型外歯３ｃが形成され、さらに、第２フライホイール３のトランスミッション側の端面は、クラッチディスクの摩擦部材が圧接される摩擦面３ｄとなっている。そして、この第２フライホイール３にはドリブンプレート１６が固定されている。ドリブンプレート１６は、環状のプレート部材であり、内周部に形成され第２フライホイール３の波型外歯３ｃに噛み合う波型内歯１６ａと、円周方向に所定の間隔で形成された複数の窓孔１６ｂと、外周部に外方に突出して形成された複数の突起１６ｃとを有している。

弾性連結機構４は、円周方向に延びるコイルスプリング２０と、コイルスプリング２０の両端に配置されたシート部材２１とから構成されている。コイルスプリング２０とシート部材２１とは、ドリブンプレート１６の窓孔１６ｂ内に配置されている。なお、第１フライホイール２の半径方向中間部トランスミッション側の面及びシールプレート７の第１フライホイール２側の面には、ドリブンプレート１６の窓孔１６ｂに対応する部分に、それぞれバネ受け溝が形成されている。各部材２，７のバネ受け溝の円周方向両端には、シート部材２１の一端が当接している。このようにして、第１フライホイール２及びシールプレート７とドリブンプレート１６（ひいては第２フライホイール３）とは、弾性連結機構４を介して円周方向に弾性的に連結されていることになる。

粘性減衰部９は、第１フライホイール２とシールプレート７とによって形成された空間に配置された環状のハウジング２５を有している。そして、この環状ハウジング２５とドリブンプレートの外周面によって環状の流体室Ａが形成され、流体室Ａには粘性流体が充填されている。環状ハウジング２５には、円周方向に所定の間隔で複数のストッパー２５ａが形成されており、このストッパー２５ａにより、流体室Ａは複数の弧状流体室に区画されている。各固状流体室の中央部には、ドリブンプレート１６の突起１６ｃが内周側から進入している。そして、各弧状流体室内で、ドリブンプレート１６の突起１６ｃを、外周側から覆うようにスライドストッパー２６が配置されている。スライドストッパー２６は、キャップ上に形成された樹脂形成部品であり、第１フライホイール２の外周環状壁２ｂの内周面と一致する弧状の面を有する外周部２６ａと、外周部２６ａの両端から半径方向内側に延びるストッパー部２６ｂとを有している。そして、ストッパー部２６ｂの内周側には絞り部としての切欠き２６ｃが形成されている。このような状態で、スライドストッパー２６は弧状流体室内で円周方向に移動自在となっている。

緊急用連結手段は、図３に拡大して示すように、第２フライホイール３の第１フライホイール２側の面に軸方向に突出して形成された第１係止部３ａと、シールプレート７の第２フライホイール側の面に軸方向に突出して形成された第２係止部７ａとを有している。そして、これらの両係止部３ａ，７ａは、ドリブンプレート１６の突起１６ｃがスライドストッパー２６のストッパー部２６ｂに当接した状態でストッパー部２６ｂがストッパー２５ａに当接し、さらにこの状態からスライドストッパー２６がストッパー２５ａの方向に回転した際に互いに係止するような位置関係に配置されている。

次に動作について説明する。
エンジンのクランク軸から第１フライホイール２にトルクが入力されると、そのトルクは弾性連結機構４を介してドリブンプレート１６に伝達され、ドリブンプレート１６に伝達されたトルクは第２フライホイール３に伝達されて、図示しないクラッチディスク組立体に出力される。また、以上のようなトルク伝達中に、第１フライホイール２に捩り振動が伝達されると、第１フライホイール２と第２フライホイール３とは往復捩り動作を繰り返す。このとき、弾性連結機構４のコイルスプリング２０は第１フライホイール２とドリブンプレート１６との間で伸縮を繰り返す。これにより、ドリブンプレート１６の突起１６ｃとスライドストッパー２６とが相対回転し、流体室Ａの内部の粘性流体はスライドストッパー２６の絞り部２６ｃを流体が通過する。流体が絞り部を通過する際に生じる抵抗によって、捩り振動のエネルギーが減衰される。

以上のような動作中においてトルク変動が非常に大きい場合、あるいは入力トルクが大きい場合でトルク変動がある場合、ドリブンプレート１６の突起部１６ｃがスライドストッパー２６に当接した状態で、スライドストッパー２６が流体室Ａのストッパー２５に衝突することになる。そして、この衝突が何度も繰り返されると、スライドストッパー２６のストッパー部２６ｂが摩耗する。すると正常な状態において、スライドストッパー２６がストッパー２５に当接した状態よりも、スライドストッパー２６がストッパー２５側に移動することになる。このような状態では、シールプレート７に形成された第１係止部７ａと第２フライホイール３の突起部３ａとが衝突する。この衝突によって、異音を生じる。したがって、運転者は、この異音によって、スライドストッパー２６が摩耗等によって正常な状態よりもストッパー２５側に移動していることを知ることができる。

また、摩耗が進行して、スライドストッパー２６に異常が発生すると、粘性減衰部５における減衰作用が機能しなくなり、捩り振動が減衰できなくなる。これにより、捩り振動がそのままドリブンプレート１６などに伝達され、ドリブンプレート１６を含むトルク伝達部材が破損する場合がある。従来の装置では、このような場合は、エンジンのクランクシャフトから入力されたトルクは出力側に伝達できずに走行が非常に困難な状態となる。

しかし、本実施形態の装置では、シールプレート７の第１係止部７ａと第２フライホイール３の第２係止部３ａとが係止し、これらの係止部７ａ，３ａによってトルクが伝達されるので、走行が可能となる。

本発明の一実施例としてのフライホイール組立体の縦断面図。 本発明の一実施例としてのフライホイール組立体の水平面図。 第２フライホイールの第１係止部及びシールプレートの第２係止部が互いに係止する状態を示す図。

符号の説明

１ フライホイール組立体
２ 第１フライホイール
３ 第２フライホイール
４ 弾性連結機構
５ 粘性減衰部
７ シールプレート
９ 粘性減衰部
Ａ 流体室

Claims (3)

1. 入力側回転体から出力側回転体にトルクを伝達するフライホイール組立体であって、
   前記入力側回転体に連結された第１フライホイールと、
   前記出力側回転体に連結され、前記第１フライホイールに相対回転自在に支持された第２フライホイールと、
   前記第１フライホイールと第２フライホイールとを円周方向に弾性的に連結する弾性連結機構と、
   第１フライホイールに設けられた流体室を含み、前記入力側回転体から入力されるトルク変動を前記流体室に充填された流体の粘性力によって振動を減衰するための粘性減衰部と、
   前記粘性減衰部の異常発生時に、異常発生を報知するとともに前記第１フライホイールからの動力を前記第２フライホイールに機械的に伝達可能な緊急用連結手段と、
   を備えたフライホイール組立体。
2. 前記流体室をシールするために、前記第１フライホイールに固定されたシールプレートをさらに備え、
   前記緊急連結手段は、前記第２フライホイールの前記第１フライホイール側の面に形成された第１係止部と、前記シールプレートの前記第２フライホイール側の面に形成され前記第１係止部に係止可能な第２係止部とを有する、
   請求項１に記載のフライホイール組立体。
3. 前記弾性連結機構と前記第２フライホイールとを連結するドリブンプレートをさらに備え、
   前記粘性減衰部は、前記流体室を複数の弧状流体室に区画するための複数のストッパーと、
   前記弧状流体室内に内周側から侵入する前記ドリブンプレートの突起と、
   前記弧状流体室内に移動自在に配置され前記ドリブンプレートの突起を覆うとともに前記流体が通過する絞り部を有するキャップ状のスライドストッパーとを有し、
   前記第１及び第２係止部は、前記ドリブンプレートの突起が前記スライドストッパーに当接した状態で前記スライドストッパーが前記ストッパーに当接し、さらに前記スライドストッパーが前記ストッパーの方向に回転した際に、互いに係止する、
   請求項２に記載のフライホイール組立体。

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