JP2009197898A - フライホイール - Google Patents

Abstract

【課題】滑らかな捩れ特性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１００は、プライマリプレートとセカンダリプレートを連結する連結部１３０を備える。連結部１３０は、プッシュロッド１１１と、プッシュロッド１１１に押圧されるコイルスプリング１１４とを有する。プライマリプレートおよびセカンダリプレートの捩れ角θが大きくなるにつれてコイルスプリング１１４とプッシュロッド１１１との接触点は回転軸から外側に移動する。
【選択図】図４

Description

この発明は、フライホイールに関し、より特定的には、プライマリプレートとセカンダリプレートとを備えたフライホイールに関するものである。

従来、フライホイールは、たとえば特開２００１−２２１２８８号公報（特許文献１）および特開２００６−２２６３５３号公報（特許文献２）に開示されている。
特開２００１−２２１２８８号公報 特開２００６−２２６３５３号公報

特許文献１では、コイルスプリングは半径方向内側に開いたＶ字形状部を有している構造が開示されている。

特許文献２では、ダンパは、クランクシャフトに固定されている駆動側フライホイールと、回転軸に固定された従動側フライホイールと、両フライホイールに弾性力を与えるバネ機構と、油圧アクチュエータとしての台座間隔調整機構とを備え、バネ機構は、所定の弾性率を有する第一バネおよび所定の弾性率よりも高い弾性率を有する第二バネにより構成される構成が開示されている。

特許文献１および２では、プライマリプレートおよびセカンダリプレート間の捩れ角毎にバネ定数が連続的に変化するような特性のフライホイールを簡単な構造で得ることが困難であるという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、プライマリプレートおよびセカンダリプレート間の捩れ角度に応じて見かけのバネ定数が連続的に変化する構造のフライホイールを提供することを目的とする。

この発明に従ったフライホイールは、回転軸を中心に回転可能なフライホイールであって、プライマリプレートと、セカンダリプレートと、プライマリプレートとセカンダリプレートを接続する連結部とを備える。連結部は、プライマリプレートおよびセカンダリプレートのいずれかの一方に設けられて半径方向に延びる押圧部材と、プライマリプレートおよびセカンダリプレートのいずれかの他方に設けられて押圧部材に押圧される弾性部材とを備える。プライマリプレートおよびセカンダリプレート間の捩れ角θが大きくなるにつれて、弾性部材と押圧部材との接触点は回転軸から外側方向へ移動する。

このように構成されたフライホイールでは、プライマリプレートおよびセカンダリプレート間の捩れ角θが大きくなるにつれて弾性部材と押圧部材との接触点は回転軸から外側へ移動するため、捩れ角θが大きいほど、弾性部材の見かけのバネ定数が大きくなる。その結果、滑らかな捩れ特性を有するフライホイールを得ることができる。

好ましくは、弾性部材はコイルバネであり、プライマリプレートおよびセカンダリプレートのいずれかの他方にはコイルバネを位置決めするように一方向に延びる溝が設けられる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったフライホイールを有するクラッチ装置の一部断面を含む側面図である。図１を参照して、クラッチ装置１は、エンジンとトランスミッションとの間に設けられ、エンジンで発生した動力をトランスミッションに伝え、またエンジンで発生した動力をトランスミッションから切り離す装置である。

図１では、いわゆる乾式単板のクラッチ装置１について説明する。クラッチ装置１は、ハウジング１０を有し、ハウジング１０にクラッチレリーズフォーク４０が取付けられている。クラッチレリーズフォーク４０はクラッチレリーズシリンダ２０およびスプリング４５に接続されており、スプリング４５により付勢されている。この付勢力に反発するようにクラッチレリーズシリンダ２０がクラッチレリーズフォーク４０を支持部４９を中心として矢印４１で示す方向に回動させる。クラッチレリーズフォーク４０の一方端にクラッチレリーズシリンダ２０が接触し、他方端にクラッチレリーズベアリング８０が接触する。クラッチレリーズフォーク４０が回動することによりクラッチレリーズベアリング８０が軸方向に移動し、クラッチの接続および切断が行なわれる。

クラッチ装置１のハウジング１０（ケーシング）内にクラッチディスク６０、クラッチディスク６０を押圧するプレッシャプレート９０が収納されている。クラッチディスク６０は円盤形状であり、たとえば鋼鉄製のクラッチブレードの両面に摩擦材であるクラッチフェーシングがクッションプレートを介してリベット留めされたものが用いられる。中心にはクラッチシャフト２を挿入するためのクラッチハブが設けられている。クラッチフェーシングは適当な摩擦係数を保ち耐摩耗性、耐熱性に優れ、接続時の温度変化に対応して摩擦係数が変化しない材料により構成される。具体的には、ガラス繊維をベースとして樹脂加工したレジンモールド樹脂や、ウーブンモールド製などがあり、さらに熱伝導率および強度の向上を図るため金属金型のセミメタル、セラミックス製のものも存在する。

クラッチディスク６０を押圧するプレッシャプレート９０は円盤形状であり、クラッチディスク６０を一様な力でフライホイール１００に押付ける。したがって、プレッシャプレート９０のうちクラッチディスク６０と接触する面は平坦な面に加工されている。

クラッチディスク６０を押圧するプレッシャプレート９０は、円盤形状であり、クラッチディスク６０を一様な力でフライホイール１００側に押付ける。したがって、プレッシャプレート９０のうちクラッチディスク６０と接触する面は平坦な面に加工されている。

プレッシャプレート９０はダイヤフラムスプリング７０によりクラッチディスク６０側へ押圧されている。ダイヤフラムスプリング７０はクラッチスプリングであり、プレッシャプレート９０を介してクラッチディスク６０をフライホイール１００に押付けるための付勢部材である。この実施の形態では、クラッチスプリングとしてダイヤフラムスプリング７０を用いているが、これに限られず、コイルスプリングを用いてもよい。また、ダイヤフラムスプリング７０はバネ鋼板をプレス成形した後、熱処理したものであり、１枚の円盤状のスプリングである。

ダイヤフラムスプリング７０と接触するようにクラッチレリーズベアリング８０が設けられている。クラッチレリーズベアリング８０は動力伝達部材であるクラッチシャフト２とクラッチレリーズフォーク４０との間に介在し、クラッチシャフト２側のインナーレースが回転し、クラッチレリーズフォーク４０側のアウターレースが回転しない。クラッチシャフト２が回転しており、クラッチシャフト２の回転を阻害することなくクラッチレリーズフォーク４０によりクラッチシャフト２を軸方向に動かすためにクラッチレリーズベアリング８０が設けられている。

クラッチレリーズフォーク４０の一方端がクラッチレリーズベアリング８０に接続され、他方端がクラッチレリーズシリンダ２０に接続される。クラッチレリーズフォーク４０はクラッチレリーズベアリング８０を軸方向に移動させるための部材であり、クラッチレリーズフォーク４０の移動により、クラッチディスク６０とフライホイール１００との接続および切断が行なわれる。ダイヤフラムスプリング７０はクラッチカバー６３内に収納され、かつ、ピボットリング６１により保持されている。すなわち、ピボットリング６１が支持点となってダイヤフラムスプリング７０はプレッシャプレート９０を押圧することが可能となる。

クラッチレリーズベアリング８０がダイヤフラムスプリング７０をある方向に移動させると、この運動はピボットリング６１により変換され、プレッシャプレート９０はクラッチレリーズベアリング８０と反対方向に移動する。図１において、たとえばクラッチレリーズベアリング８０がフライホイール１００から遠ざかる方向に移動する。この実施の形態では、支持点としてのピボットリング６１がプレッシャプレート９０とダイヤフラムスプリング７０との接触点よりも内側にある、いわゆるプッシュ式のクラッチについて説明しているが、これに限られるものではなく、支持点としてのピボットリング６１がプレッシャプレート９０とダイヤフラムスプリング７０の接点よりも外側にある、いわゆるプル式のクラッチに本発明を適用することも可能である。

さらに、クラッチレリーズシリンダ２０によりクラッチレリーズフォーク４０を駆動させる油圧式クラッチの例について説明しているが、これに限られるものではなく、クラッチレリーズフォーク４０をケーブルにより引く、いわゆるケーブル式のクラッチ装置１に本発明を適用することも可能である。

運転者がクラッチを踏むと、この動作がクラッチレリーズシリンダ２０に伝わり、クラッチレリーズシリンダ２０がクラッチレリーズフォーク４０を押す。それに伴い、クラッチレリーズフォーク４０が支持部４９と中心として回動し、クラッチレリーズフォーク４０の先端がクラッチレリーズベアリング８０を押圧する。その結果、クラッチレリーズベアリング８０が移動する。クラッチレリーズベアリング８０の移動はダイヤフラムスプリング７０を介してプレッシャプレート９０に伝えられる。図１において、クラッチレリーズベアリング８０がフライホイール１００へ近づく方向に移動すると、この移動がダイヤフラムスプリング７０により変換されて、プレッシャプレート９０はフライホイール１００から遠ざかる方向へ移動する。これにより、プレッシャプレート９０がクラッチディスク６０をフライホイール１００側へ近づける力が弱くなり、クラッチが切断される。

フライホイール１００は、エンジンに接続される入力シャフト１０１と共に回転しており、はずみ車である。上述のクラッチの接続時に、たとえばフライホイール１００が高回転で回転しているときに一気にそのエネルギがクラッチディスク６０へ伝えられると、クラッチディスク６０から車両のタイヤまでの動力伝達機構に過大な負荷が加わり不具合の発生する虞がある。そのため、運転者が急激にクラッチを接続しても、動力の伝達は急激に行なわれないような構成が望ましい。そのため、本発明では、フライホイール１００をプライマリプレート１１０とセカンダリプレート１２０に分け、それらを連結部１３０で連結している。そして、急激な動力の伝達を抑制するような構成としている。

図２は、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見たフライホイールの平面図である。図２を参照して、フライホイール１００は、入力シャフト１０１に接続されるプライマリプレート１１０を有する。プライマリプレート１１０は、たとえばスプライン嵌合により中心部のハブもしくは入力軸と接続されている。

図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３を参照して、フライホイール１００は、入力シャフト１０１に接続されるプライマリプレート１１０と、プライマリプレート１１０に対向して設けられるセカンダリプレート１２０と、プライマリプレート１１０とセカンダリプレート１２０とを接続する連結部１３０とを有する。連結部１３０は、プライマリプレート１１０に設けられたガイドレール状のプッシュロッド１１１と、プッシュロッド１１１に押圧されるコイルスプリング１１４と、コイルスプリング１１４を案内するための凸部１２２および溝１２３とを有する。セカンダリプレート１２０はクラッチディスク６０と当接する部材である。

図４は、連結部の構成を詳細に示す平面図である。図４を参照して、プライマリプレート側にプッシュロッド１１１が設けられる。プッシュロッド１１１は入力シャフト１０１側から半径方向外側に延在するように２本設けられている。なお、プッシュロッド１１１の本数はこれに限られず、少なくとも１本のプッシュロッド１１１が設けられていればよい。

互いに平行に延びる４本のコイルスプリング１１４が並んで配置されている。各々のコイルスプリング１１４は、コイルスプリング１１４と平行に延びる凸部１２２と、凸部１２２の端部に位置してコイルスプリング１１４を位置決めする凸部１２６とにより保持されている。凸部１２２により溝１２３が形成されており、溝１２３内でコイルスプリング１１４が伸縮する。コイルスプリング１１４の一方端はプッシュロッド１１１に当接し、他方端は凸部１２６に当接している。

入力シャフト１０１と共にプッシュロッド１１１は回転するため、ある回転時にはプッシュロッド１１１は角度θだけ回転する。これによりプッシュロッド１１１とコイルスプリング１１４との接触部分がプッシュロッド１１１の半径方向外側に移動する。プッシュロッド１１１の外側ほどコイルスプリング１１４を押圧する力は小さくなるため、コイルスプリング１１４とプッシュロッド１１１との接触点がプッシュロッド１１１の外側に移動すればするほどプッシュロッド１１１がコイルスプリング１１４を縮ませることが困難となる。プッシュロッド１１１はプライマリプレートに設けられ、コイルスプリング１１４を動作させるように径方向に延びている。

図５は、図４で示す捩れ角θとそれぞれのコイルスプリング１１４に加わる荷重との関係を示すグラフである。プライマリプレート１１０はエンジン側に取付けられ、セカンダリプレート１２０はトランスミッション側に取付けられる。エンジンからの動力（トルク）は回転変動を有しており、フライホイールダンパを介してトランスミッションに伝えられる。このとき、エンジンの回転変動を吸収した上でトランスミッションに伝わるような捩れ特性が求められる。図５で示すように、捩れ角θが小さい場合には、それぞれのコイルスプリングに加わる荷重も小さい。これに対し、捩れ角θが大きくなる場合、たとえば急発進時などで急激にフライホイールとトランスミッションが接続されてフライホイールに大きな力が加わる場合には各々のコイルスプリングに大きな荷重が加わり、コイルスプリングの見た目のバネ定数が大きくなる。これにより、大きな荷重であっても十分に減衰して伝達することができる。

すなわち、この発明に従ったフライホイールは、回転軸１０２を中心に回転可能なフライホイールであって、プライマリプレート１１０と、セカンダリプレート１２０と、プライマリプレート１１０とセカンダリプレート１２０を接続する連結部１３０とを備える。連結部１３０は、プライマリプレート１１０に設けられて半径方向に延びる押圧部分としてのプッシュロッド１１１と、プッシュロッド１１１に押圧される弾性部材としてのコイルスプリング１１４とを有する。プライマリプレート１１０およびセカンダリプレート１２０間の捩れ角が大きくなるにつれてコイルスプリング１１４とプッシュロッド１１１との接触点は回転軸１０２から外側へ移動する。

セカンダリプレート１２０にはコイルスプリング１１４を位置決めするように一方向に延びる溝１２３が設けられている。

すなわち、この実施の形態では、捩れ特性を、従来の２段階特性から、段差のない滑らかな特性が得られる。

また、従来は２種類のコイルスプリングが必要であったが、コイルスプリングを１種類にすることができる。

さらに、従来のＲ形状のバネを使わず、直線形状のコイルスプリング１１４を用いることができる。

（実施の形態２）
図６から図９は、この発明の実施の形態２に従ったフライホイールのさまざまな形状を示す図である。図６を参照して、コイルスプリング１１４の配置が非平行であってもよい。この場合、コイルスプリング１１４の各々は入力シャフト１０１から放射状に外周に延びている。

図７で示すように、隣接するコイルスプリング１１４間の距離が入力シャフト１０１側で大きく、外周へ近づくにつれて小さくなっていてもよい。

さらに、図８で示すように、図６で示す形状のコイルスプリングを湾曲させて配置させてもよい。

また、図９で示すように、図７で示す配置のコイルスプリングを湾曲させて配置してもよい。

図１０は、別の局面に従ったフライホイールの断面図である。図１０を参照して、コイルスプリング１１４の両側に凸部１２２を設け、コイルスプリング１１４を挟み込む構成としてもよい。これにより、コイルスプリング１１４が脱落することをさらに確実に防ぐことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従ったフライホイールを有するクラッチ装置の一部断面を含む側面図である。 図１中の矢印ＩＩで示す方向から見たフライホイールの平面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 連結部の構成を詳細に示す平面図である。 図４で示す捩れ角θとそれぞれのコイルスプリング１１４に加わる荷重との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態２に従ったフライホイールの形状を示す平面図である。 この発明の実施の形態２に従ったフライホイールの形状を示す平面図である。 この発明の実施の形態２に従ったフライホイールの形状を示す平面図である。 この発明の実施の形態２に従ったフライホイールの形状を示す平面図である。 別の局面に従ったフライホイールの断面図である。

符号の説明

１ クラッチ装置、２ クラッチシャフト、１０ ハウジング、２０ クラッチレリーズシリンダ、４０ クラッチレリーズフォーク、４５ スプリング、４９ 支持部、６０ クラッチディスク、６１ ピボットリング、６３ クラッチカバー、７０ ダイヤフラムスプリング、８０ クラッチレリーズベアリング、９０ プレッシャプレート、１００ フライホイール、１０１ 入力シャフト、１０２ 回転軸、１１０ プライマリプレート、１１１ プッシュロッド、１１４ コイルスプリング、１２０ セカンダリプレート、１２２ 凸部、１２３ 溝、１２６ 凸部、１３０ 連結部。

Claims (2)

1. 回転軸を中心に回転可能なフライホイールであって、
   プライマリプレートと、
   セカンダリプレートと、
   前記プライマリプレートと前記セカンダリプレートを接続する連結部とを備え、
   前記連結部は、前記プライマリプレートおよび前記セカンダリプレートのいずれかの一方に設けられて半径方向に延びる押圧部材と、
   前記プライマリプレートおよび前記セカンダリプレートのいずれかの他方に設けられて前記押圧部材に押圧される弾性部材とを備え、
   前記プライマリプレートおよび前記セカンダリプレート間の捩れ角θが大きくなるにつれて前記弾性材と前記押圧部材との接触点は回転軸から外側方向へ移動する、フライホイール。
2. 前記弾性部材はコイルバネであり、前記プライマリプレートとセカンダリプレートのいずれかの他方には前記コイルバネを位置決めするように一方向に延びる溝が設けられている、請求項１に記載のフライホイール。

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