JP2009030806A - 潤滑流通路を有するフライホイール - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑流通路を有するフライホイールを提供する。
【解決手段】フライホイールは、フライホイールの中心の周りに同心状に規定されたハブ部分を含む。ハブ部分の周囲に位置する本体部分は、駆動側面および被駆動側面を有する。本体部分の複数の通路は、フライホイールを通って延在し、駆動側面と被駆動側面を流体連結させる。複数の通路はそれぞれは、フライホイールが回転している時に本体部分の駆動側にこぼれる潤滑油の流れを受け、本体部分の被駆動側面から潤滑油を排出するように構成される。
【選択図】図３

Description

本明細書は、一般的に、機械式動力伝達用のシステムに使用される構成部材の潤滑に関し、より詳しくは、そのような構成部材に形成された潤滑通路に関する。

フライホイールおよびクラッチを含む機械式動力伝達用のシステムが公知である。これらのシステムは、一般に動力を生成する駆動部分、例えば、内燃機関や電動モータと、被駆動部分、例えば、車両変速機や発電機とを含む。このようなシステムは、厳しい温度条件下で動作することが多く、クラッチのような、これらのシステムに含まれる個々の構成部材は、望ましくない摩擦を低減しかつ冷却をもたらす潤滑を必要とすることがある。

クラッチを潤滑にすることは、一般に、駆動部分からの潤滑油を受けてクラッチへ潤滑油を供給する流体管路を、フライホイールのような他の中間的な構成部材の周りに延在させることによって組み込むことにより達成されている。従来、このような設計が効果的であることが判っているが、このように流体管路を伝達装置に組み込むことは、費用がかかり複雑な場合がある。これらの流体管路は一般に、駆動部分からの潤滑油源をクラッチへ接続する通常狭く蛇行する経路に沿うような形状に曲げられる鋼管製である。

潤滑油の流れを伝達させるためのフライホイールは、フライホイールの中心の周りに同心状に規定されたハブ部分と、駆動側面および被駆動側面を有する本体部分とを含む。本体部分には、フライホイールを通って延在しかつ駆動側面と被駆動側面を流体結合させる複数の通路が規定される。複数の通路それぞれが、フライホイールが回転している時に本体部分の駆動側にこぼれる潤滑油の流れの部分を受け、本体部分の被駆動側面から潤滑油を排出するように構成される。

フライホイールが回転している際中に、フライホイールの被駆動側に配置されたクラッチを潤滑する方法は、フライホイールの駆動側にこぼれる潤滑流体の流れを与えることを含む。潤滑流れの一部を、フライホイールを通って延在する通路の少なくとも１つで受けて、フライホイールの被駆動側において排出してクラッチを潤滑する。

一実施形態では、本明細書による伝達装置は、被駆動システムに接続されたクラッチと、駆動システムに接続されたフライホイールとを含み得る。少なくとも１つの通路と流体連通している少なくとも１つのコレクタを、本体部分に規定することができる。フライホイールに接続されたハブギアと接触する遊び歯車を、作動中、駆動システムからの潤滑流体の流れを受けるように構成することができ、潤滑流体の流れ用の潤滑経路を、遊び歯車の回転界面と、コレクタと、通路と、クラッチとの間に規定する。

本明細書は、伝達系において、回転する構成部材を潤滑する装置および方法に関する。本明細書に開示する潤滑構成は、潤滑油を収集して他の構成部材の方へ向け直すための、回転するフライホイールに形成された少なくとも１つのコレクタを含む。潤滑油の流れは、コレクタから、フライホイールを通って延在する通路へ送られ、構成部材、例えばフライホイールの背後に位置決めされた滑りクラッチを潤滑できるようにする。

本発明による伝達系１００の一例の外観図を図１に示す。伝達系１００は、駆動システム１０２を被駆動システム１０４に接続して、機械式動力を駆動システム１０２から伝達系１００を通って被駆動システム１０４まで伝達できるようにする。図示の例では、駆動システムは、伝達系１００のハブギア１０８に接続されたクランクシャフト１０６を有する内燃機関（図示せず）である。ハブギア１０８を、クラッチ１１２を動作可能に回転させ得るフライホイール１１０に接続してもよい。この例では、クラッチ１１２を発電機１１６のアーマチュア組立体１１４に接続する。伝達系１００は、ハブギア１０８のハブギア部分１２０とかみ合う遊び歯車１１８を使用することによって、被駆動システム１０４に加えて他の構成部材も駆動できる。フライホイール１１０は、中心線１２２を中心として対称的であることが有利であり、フライホイール１１０に同心状に接続された環状フランジ１２４を有する。環状フランジ１２４をフライホイール１１０の駆動側１２６に接続し、その対向する側にはフライホイール１１０の被駆動側１２８がある。図示のようにフライホイール１１０の被駆動側１２８は、クラッチ１１２に向いている方の側である。

伝達装置１００に互いに関連して取り付けられたフライホイール１１０および遊び歯車１１８の外観図を図２に示すが、明確にするために、他の周辺の構成部材を省略している。環状フランジ１２４をフライホイール１１０の本体部分２０２に接続する。環状フランジ１２４と本体部分２０２との間に、一連のコレクタ開口部２０４を規定する。各開口部２０４は、２つの隣接するコレクタポスト２０６の間に弓状に延在する領域である。一般に、本体部分２０２と、環状フランジ１２４と、２つの隣接するコレクタポスト２０６との間の隙間が、各コレクタ開口部２０４を規定する。

環状フランジ１２４が取り除かれたフライホイール１１０の外観図を図３に示し、環状フランジ１２４が取り付けられたフライホイール１１０の外観図を図４に示す。明確にするために、どちらの図からもハブギア１０８を取り除いた。フライホイール１１０は、本体部分２０２に規定された複数の通路開口部３０２を含む。通路開口部３０２はそれぞれ、複数のコレクタ３０４のそれぞれと流体連通している。各コレクタ３０４は、上述のように個々のコレクタ開口部２０４に開口し、フライホイール１１０に対してほぼ接線方向に延在する。各コレクタ３０４は、各コレクタの個々のコレクタ開口部２０４と個々の通路開口部３０２を流体結合させる。

本体部分２０２上には、一連の湾曲した突起３０６が形成される。突起３０６は、駆動側１２６に沿って、周辺に延在するフランジ３０８から延在する。周辺に延在するフランジ３０８は本体部分２０２上に配置され、フライホイール１１０のハブ部分３１０を取り囲む。各突起３０６は、フライホイール１１０の中心３１２に対して外側に向かう方向に延在し、一般的に個々のコレクタ３０４の片側を形成する接線経路に沿うように湾曲する。突起３０６それぞれの遠位端が、個々のコレクタポスト２０６を形成する。図示の例示的実施形態では、環状フランジ１２４を、周辺に延在するフランジ３０８と突起３０６それぞれの少なくとも一部分とを覆ってフライホイール１１０に圧入して、コレクタ３０４のそれぞれを囲い込んでコレクタ３０４を少なくとも部分的に規定し得ることが有利である。

フライホイール１１０および複数の周辺構成部材の外観図を図５に示す。説明のために、遊び歯車１１８の一方および環状フランジ１２４を部分的に切り欠いて示してある。作動中、フライホイール１１０は、湾曲した矢印で示す「Ｒ」の方向に回転する。フライホイール１１０に接続されたハブギア１０８は、フライホイール１１０と共に回転し、２つの遊び歯車１１８それぞれを回転させる。遊び歯車１１８それぞれは、各歯車１１８の中心を通る個々のハブ５０２の周りを回転する。

作動中、潤滑流体の流れが各ハブ５０２にもたらされ得る。潤滑流体の流れは、各遊び歯車１１８とその個々のハブ５０２との間の回転界面５０４を通過して潤滑し、１つ以上の開口部５０５を通って各界面５０４からあふれ出てもよい。各界面５０４からあふれ出る潤滑流体の流れを、有利にも、フライホイール１１０の少なくとも一部分を湿潤させる潤滑油のジェット流とし得る。潤滑流体の流れは、フライホイール１１０が回転する時、少なくとも部分的にコレクタ開口部２０４の１つ以上に入ってもよい。各開口部２０４に入る潤滑流の部分を、有利にも、各突起３０６によって「すくい集め」、個々のコレクタ３０４に入れ、個々の通路開口部３０２へ送ってもよい。界面５０４を通過する潤滑油の流れは、作動中連続的でも断続的でもよい。

フライホイール１１０および周辺構成部材の断面図を図６に示し、遊び歯車１１８の１つの周囲の領域の詳細な図を図７に示す。例示的な図では、ある１つのコレクタ３０４の一部が個々の通路開口部３０２と交差する部分の断面で示してある。フライホイール１１０の本体部分２０２に規定された通路６０２は、本体部分２０２を通って延在し、コレクタ３０４を出口開口部６０４に流体連結させる。フライホイール１１０が回転している間、遊び歯車１１８のそれぞれの界面５０４からあふれ出る潤滑油の流れの部分が、コレクタ３０４に入るかまたはコレクタ３０４によってすくい集められる。コレクタ３０４内にある間に、潤滑油の流れの部分は通路開口部３０２を通って通路６０２へ向けられる。潤滑油の流れの部分は、通路６０２に沿ってフライホイール１１０を伝わり、出口開口部６０４を通ってフライホイール１１０の被駆動側１２８から出る。被駆動側１２８から出る潤滑油の流れの部分を使用して、フライホイール１１０の外部に追加的な潤滑管路を設けることなくクラッチ１１２のような他の構成部材を潤滑できることが有利である。

潤滑流通路８０２が内部を通って延在するフライホイール８００の代替的な実施形態の断面図を図８に示す。フライホイール８００は、例えば、回転するクランクシャフト（図示せず）に接続された駆動側８０４と、一般的に８０８に示すクラッチを作動可能に駆動する被駆動側８０６とを有する。フライホイール８００には、フライホイール８００の中心線Ａ−Ａを取り囲むフライホイール８００のハブ部分８１２に沿ってハブギア８１０が接続される。フライホイール８００の本体部分８１４を、フライホイールのハブ部分８１２を取り囲む部分として規定してもよい。流れ通路８０２を、フライホイール８００の本体部分８１４に形成される複数の流れ通路８０２の１つとし得る。複数の流れ通路８０２のそれぞれを、フライホイール８００の本体部分８１４を完全に貫いて延在させてもよい。

１つ以上の通路８０２のそれぞれは、有利にも、作動中フライホイール８００が回転している際に、クラッチ８０８への断続的な「見通し線（ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ）」をもたらすことができる。この見通し線は、フライホイール８００の駆動側８０４の離れた位置にあり得る潤滑油の噴霧源８１６から始まる。ここから分かるように、フライホイール８００を貫通する見通し線経路８１８に沿った潤滑油の断続的な噴霧が、噴霧源８１６から直接クラッチ８０８に適用されてもよい。噴霧源８１６を、継続的に潤滑油を噴霧するように作動させてもよいし、またはそのようにする代わりに、噴霧源８１６を、フライホイール８００の回転時にクラッチ８０８への見通し線経路８１８が利用できる際に、断続的に潤滑油を噴霧するように配置してもよい。

潤滑流通路９０２が内部を通って延在するフライホイール９００の別の代替的な実施形態の断面図を図９に示す。通路９０２は、フライホイール９００の本体部分９０４に規定されてもよく、フライホイール９００全体に延在する。ハブギア９０６をフライホイール９００に同心状に接続してもよい。フライホイール９００とハブギア９０６との間の界面９１２を取り囲む周囲面９１０に沿って、周囲溝９０８を規定し得る。周囲溝９０８は、周方向に設けられた流れ偏向器９１４を含み得る。周方向に設けられた流れ偏向器９１４は、「Ｊ」字形状の断面を有してもよく、潤滑流体の貯蔵容器としての機能を果たしてもよい。さらに、流れ偏向器９１４は、溝９０８に入る潤滑油の流れを、潤滑油の流れの一部が１つ以上の通路９０２に入るように偏向してもよい。

潤滑油の流れは、有利にも、溝９０８に入り、偏向器９１４がフライホイール９００と共に回転している間に偏向器９１４から飛び出て、１つ以上の通路９０２に入り、フライホイール９００の背後に位置決めされ得るクラッチ９１８に噴霧され得る。この方法では、フライホイール９００の周りを廻るように特別に位置決めされた潤滑通路を追加することなく、クラッチ９１８を作動中潤滑することができる。

フライホイール１０００の代替的な実施形態の断面を図１０に示す。フライホイール１０００は、複数の通路開口部１００２を規定する本体部分１００１を有する。通路開口部１００２のそれぞれは、複数のコレクタ１００４のそれぞれと流体連通している。各コレクタ１００４は、フライホイール１０００に対して半径方向部分１００６および接線方向部分１００８を有する経路１００５に沿って延在する。

この実施形態では、本体部分１００１に一連の湾曲した突起１０１０が形成されていて、突起１０１０は、経路１００５に沿った各コレクタ１００４の形状にほぼ沿うように外側に向かって延在している。ここから分かるように、経路１００５の半径方向部分１００６の周囲に配置された各コレクタ１００４のセグメントが、フライホイール１０００の作動中、潤滑油を収集して、各通路開口部１００２から流出する潤滑油の供給が中断されないようにし得る。

フライホイール１１００のセグメントの断面を図１１に示す。これまでの説明と同じように、フライホイール１１００は、フライホイール１１００の本体部分１１０４を通って延在する通路１１０２を形成する。通路１１０２の中心線１１０６が、フライホイール１１００の被駆動側面１１０８に対して直角となっている。つまり、通路１１０２の中心線１１０６は、作動中、フライホイール１１００の回転軸とほぼ平行にある。この形態では、通路１１０２にある潤滑油に作用する求心力は、相当な程度まで潤滑油を加速も減速もさせることはない。個々のコレクタ１１１０に入る潤滑油は、既にコレクタ１１１０内にある潤滑油を移動させて、潤滑油を通路１１０２に押し出すように働く。

フライホイール１２００の代替的な実施形態のセグメントの断面を図１２に示す。この実施形態では、フライホイール１２００は、フライホイール１２００の本体部分１２０４を通って延在する通路１２０２を形成している。通路１２０２の中心線１２０６は、フライホイール１２００の被駆動側面１２０８に対して角度αとなっている。中心線１２０６が、フライホイール１２００の回転中、理論的円錐面を描くとするなら、円錐面の頂点はフライホイール１２００の回転軸上にあり、頂点は、フライホイール１２００の駆動側１２１０に位置するであろう。つまり、この実施形態では角度αは、フライホイール１２００の回転方向から離れる方へ通路１２０２を傾斜させる働きをするので、通路１２０２にある潤滑油に作用する求心力が、通路１２０２を通る潤滑油の流れを加速させ、通路１２０２から潤滑油を出す働きをするようになる。

フライホイール１３００の代替的な実施形態のセグメントの断面を図１３に示す。この実施形態では、フライホイール１３００は、フライホイール１３００の本体部分１３０４を通って延在する通路１３０２を形成している。通路１３０２の中心線１３０６は、フライホイール１３００の被駆動側面１３０８に対して角度βとなっている。中心線１３０６が、フライホイール１３００の回転中、理論的円錐面を描くとするなら、描かれた円錐面の頂点はフライホイール１３００の回転軸上にあり、頂点は、フライホイール１３００の被駆動側１３０８に位置するであろう。つまり、この実施形態では角度βは、フライホイール１３００の回転方向の方へ通路１３０２を傾斜させる働きをするので、通路１３０２にある潤滑油に作用する求心力が、通路１３０２の潤滑油の流れを減速させる働きをするようになる。

本明細書で説明した少なくとも１つの潤滑流通路を有するフライホイールの産業上の利用可能性は、前述の説明から容易に理解されよう。フライホイールを通る潤滑油の流れを可能にする１つ以上の通路を組み込むことにより、既存の潤滑構成を単純化する。本明細書で説明した実施形態によれば、フライホイールの周りを廻る別個の冷却通路を設ける必要性が低減または排除される。フライホイールを含む伝達系は、フライホイールを通る潤滑通路を設けることによって、および潤滑通路を通って潤滑油の流れを誘導する機能をもたらすことによって、作動中、効率的および効果的に十分に潤滑される。

一般に、回転被駆動側に位置決めされたクラッチを潤滑する方法は、フライホイールの駆動側面にこぼれる潤滑流体の流れを与える工程を含む。潤滑流体の流れの少なくとも一部を、少なくとも１つのコレクタを通る通路でまたはフライホイールを通って延在する通路で直接受けることができる。例えば偏向器、噴霧源、または潤滑油を通路に押し込むために求心力を使用する接線方向に延在するコレクタを使用して、通路を通って移動するように流れを誘導し得る。通路からの流れを、フライホイールの被駆動側に位置決めされ得るクラッチを潤滑するためにフライホイールの被駆動側から排出することができる。

本明細書は、クラッチを作動的に回転させる、少なくとも１つの回転するフライホイールを利用するいずれの伝達系にも適用できる。本明細書で説明した実施形態は、一般的に、駆動システム、例えば内燃機関からの動力を被駆動システム、例えば発電機へ伝達するための伝達系に関する。本明細書で説明した、クラッチを潤滑するための装置および方法を、駆動システムと被駆動システムとの間の動力の伝達を伴う他の多くの異なる種類の応用に使用することができる。

上述した説明では、開示したシステムおよび技術について例示していることを理解されるであろう。しかしながら、本明細書の他の実装例は、上述の例とは細部が異なり得ることが考えられる。本発明またはその例への言及は全て、その時に説明されている特定の例について述べるものであり、概して本発明の範囲を限定することを全く意図するものではない。ある特徴に対して差別や悪い評価を与える用語は全て、それらの特徴に対する好みが欠如していることを表すものであるが、排除すると指摘されていない限り、本発明の範囲からそれらを排除するものでは全くない。

本明細書で値の範囲を示しているが、本明細書に示さない限り、その範囲に入る個別の値それぞれを個別に説明する簡略な方法としての役割を単に果たすものであり、個別の各値は、本明細書で個別に説明された場合のように、本明細書に組み込まれる。本明細書で説明された方法は全て、本明細書に実施できないと指摘されていない限り、または文脈に明らかに相反しない限り、任意の好適な順序で実施できる。

従って、本発明は、適用法で認められるように、本明細書に添付される特許請求の範囲に説明される主題の修正例および等価物を全て含む。さらに、上述の要素の任意の組み合わせは、そのあらゆる可能な変形例において、本明細書に含まれないと指摘されていない限り、または文脈に明らかに相反しない限り、本発明に包含される。

本明細書によるフライホイールを有する伝達系の部分的な断面図である。 取り付けられた状態のフライホイールと２つの遊び歯車との間の空間的な関係の外観図である。 本明細書による潤滑流の特徴を有するフライホイールの外観図である。 本明細書による環状フランジが取り付けられた図３に示すフライホイールの外観図である。 フライホイールおよび複数の周辺構成部材の部分的な切欠き図である。 本明細書による潤滑流通路を有するフライホイールの断面図である。 図６に示すフライホイールの詳細な断面図である。 本明細書によるフライホイールの代替的な実施形態の部分的な断面図である。 本明細書によるフライホイールの別の代替的な実施形態の部分的な断面図である。 フライホイールの代替的な実施形態の断面図である。 本明細書によるフライホイールの断面図である。 潤滑油の流れを加速させることができる通路を有するフライホイールの断面図である。 潤滑油の流れを減速させることができる通路を有するフライホイールの断面図である。

符号の説明

１００ 伝達系
１０２ 駆動システム
１０４ 被駆動システム
１０６ クランクシャフト
１０８ ハブギア
１１０ フライホイール
１１２ クラッチ
１１４ アーマチュア組立体
１１６ 発電機
１１８ 遊び歯車
１２０ ハブギアのハブギア部分
１２２ フライホイールの中心線
１２４ 環状フランジ
１２６ フライホイールの駆動側
１２８ フライホイールの被駆動側
２０２ フライホイールの本体部分
２０４ コレクタ開口部
２０６ コレクタポスト
３０２ 通路開口部
３０４ 複数のコレクタ
３０６ 湾曲した突起
３０８ 周囲に延在するフランジ
３１０ フライホイールのハブ部分
３１２ フライホイールの中心
５０２ ハブ
５０４ 回転界面
５０５ 開口部
６０２ 潤滑流通路
６０４ 通路の出口開口部
８００ フライホイール
８０２ 潤滑流通路
８０４ フライホイールの駆動側
８０６ フライホイールの被駆動側
８０８ クラッチ、一般的
８１０ ハブギア
８１２ フライホイールのハブ部分
８１４ フライホイールの本体部分
８１６ 潤滑油の噴霧源
８１８ 見通し線経路
９００ フライホイール
９０２ 潤滑流通路
９０４ フライホイールの本体部分
９０６ ハブギア
９０８ 周囲溝
９１０ 周囲面
９１２ 界面
９１４ 周方向の流れ偏向器
９１８ クラッチ
１０００ フライホイール
１００１ 本体部分
１００２ 通路開口部
１００４ コレクタ
１００５ 経路
１００６ 経路の半径方向部分
１００８ 経路の接線方向部分
１０１０ 突起
１１００ フライホイール
１１０２ 通路
１１０４ 本体部分
１１０６ 通路中心線
１１０８ フライホイールの被駆動側面
１１１０ コレクタ
１２００ フライホイール
１２０２ 通路
１２０４ 本体部分
１２０６ 通路の中心線
１２０８ フライホイールの被駆動側面
１２１０ フライホイールの駆動側面
１３００ フライホイール
１３０２ 通路
１３０４ 本体部分
１３０６ 通路の中心線
１３０８ フライホイールの被駆動側面

Claims (10)

1. 潤滑油の流れを伝達させるためのフライホイールにおいて、
   フライホイールの中心の周りに同心状に規定されたハブ部分と、
   ハブ部分の周囲に配置され、駆動側面および被駆動側面を有する本体部分と、
   本体部分に規定され、フライホイールを通って延在して本体部分の駆動側面を被駆動側面と流体連結させる複数の通路と
   を含み、複数の通路それぞれが、フライホイールが回転している時に本体部分の駆動側にこぼれる潤滑油の流れの部分を受け、潤滑油の流れを本体部分の被駆動側面から流出させるように向ける構成とされた、フライホイール。
2. 個々の通路に対応する、駆動側面に規定された複数のコレクタさらに含む、請求項１に記載のフライホイール。
3. 各コレクタが個々の通路と流体連通する、請求項２に記載のフライホイール。
4. 各コレクタが、個々の通路それぞれから本体部分に対してほぼ接線方向に延在する、請求項２に記載のフライホイール。
5. 各コレクタが少なくとも２つの隣接する突起間に規定され、少なくとも２つ突起のそれぞれがフライホイールの駆動側面に規定され、各突起が、フライホイールに対して半径方向および接線方向の少なくとも一方に延在する、請求項２に記載のフライホイール。
6. 本体部分の駆動側面に同心状に接続された環状フランジをさらに含み、各コレクタが、フライホイールの２つの隣接する突起間と、環状フランジ面と、本体部分の面との間に規定される、請求項５に記載のフライホイール。
7. フライホイールに対して同心状に配置された、周方向に設けられた流れ偏向器をさらに含み、流れ偏向器は、界面の周りに規定された溝に配置され、界面は、フライホイールとハブギアとの間に配置されている、請求項１に記載のフライホイール。
8. クランクシャフトに接続されたフライホイールの被駆動側に配置されたクラッチを潤滑する方法において、
   フライホイールを回転させることと、
   フライホイールの駆動側にこぼれる潤滑流体の流れを与えることと、
   フライホイールを通って延在する少なくとも１つの通路を通る潤滑流体の流れの少なくとも一部を受けることと、
   フライホイールの被駆動側において通路から潤滑流体を排出することと、
   排出された潤滑流体で、フライホイールの被駆動側に配置されたクラッチを潤滑することと
   を含む方法。
9. フライホイールの駆動側に規定された、接線方向に延在するコレクタに流体の流れを集めることと、
   コレクタを通して潤滑流体の流れの一部を加速させることと、
   コレクタからの潤滑流体の流れの一部を少なくとも１つの通路に連通させることと
   をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 潤滑流体の流れの一部を、フライホイールに対して半径方向および接線方向に延在する突起を有する通路にすくい集めることをさらに含み、突起は、フライホイールの駆動側に形成されている、請求項８に記載の方法。

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