JP2012026475A

JP2012026475A - フライホイール装置

Info

Publication number: JP2012026475A
Application number: JP2010163051A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Masumoto; 浩増元; Yoshinori Sato; 芳典佐藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】ブラケットの角度調整が自動化可能なチェッカの角度調整装置及び方法を提供する。
【解決手段】フライホイール装置１は、入力部材１０と出力部材２０との間に配設されるダンパ機構３０を備える。ダンパ機構３０は、出力部材２０に連結された第１振子板３１と、入力部材２０に連結されると共に、隣接する２つの第１振子板３１に連結される第２振子板３２と、入力部材１０に円周方向等間隔に形成された溝１２ｂ，１３ｂと、第２振子板３２に形成された溝３２ｂとが重なる空間に配置されるコイルスプリング３３とを備える。溝１２ｂ、１３ｂは入力部材１０の半径方向に対して直交して延び、溝３２ｂは溝１２ｂ，１３ｂが延びる方向に平行に延びる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フライホイール装置に関する。

従来、エンジンの出力変動が駆動系に伝達されるのを抑制するために、フライホイール装置が用いられる。フライホイール装置は、エンジンのクランクシャフト（駆動軸）に固定される入力部材と、入力部材と同軸に相対回転可能な出力部材と、入力部材と出力部材との間に配設されるダンパ機構とを備えている。

例えば、特許文献１には、エンジンシャフトに固定される第１フライホイール部品と、変速装置の入力部材に固定される第２フライホイール部品と、第１フライホイール部品の外周部に底部が軸支されたハウジング、底部にベース部を有し、先端部が第２フライホイール部品の内周部に軸支されたピストンロッド、及びハウジング内に収容され、ピストンロッドのベース部により圧縮保持されるスプリングから構成される１２個の結合手段（ダンパ機構）とを備えたフライホイール装置が開示されている。

捩り振動が発生して、第１フライホイール部品と第２フライホイール部品との間の相対角度が変化すると、ピストンロッドの軸支点とハウジングの軸支点との間の距離に応じてスプリングの伸縮量が変化することにより、減衰力が変化する。尚、スプリングの伸縮方向は直線である。

また、特許文献２には、内燃機関の出力軸に固定される第１の慣性質量体と、伝達装置の入力軸に固定される第２の慣性質量体と、第１の慣性質量体の外周部に形成されたリング状の室、及びこの室に収容され、第２の慣性質量体に設けられた支承体に一端部が支承された円弧状のコイルバネから構成される複数のエネルギー蓄積器（ダンパ機構）とを備えた弾み車（フライホイール装置）が開示されている。

特表平１１−５０２００９号公報特開２００２−３１０２３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたフライホイール装置においては、遠心力がスプリングの伸縮方向と直交する方向にも作用し、スムーズな伸縮運動を阻害するという問題がある。

また、特許文献２に開示された弾み車においては、捩り角度に応じてコイルバネと室との接触状態が変化し、回転速度の上昇に伴う遠心力によってコイルバネが室に貼り付くおそれがある。そのため、不意にアンバランスが発生し、減衰特性が安定しないことがある。

本発明は、以上の点に鑑み、回転速度が減衰特性に与える影響が小さなフライホイール装置を提供することを目的とする。

本発明のフライホイール装置は、駆動軸に固定される環状の入力部材と、該入力部材に同軸に相対回転可能な環状の出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に配設されるダンパ機構とを備えたフライホイール装置であって、前記ダンパ機構は、前記出力部材に同一円周上に等間隔に連結され、溝が形成された同一形状の複数の第１リンク部材と、前記入力部材に同一円周上に等間隔に連結されると共に、円周方向に隣接する２つの前記第１リンク部材に連結される複数の同一形状の第２リンク部材と、前記入力部材に円周方向等間隔に形成された溝と、前記第２リンク部材に形成された溝とが重なる空間にそれぞれ配置される複数の弾性部材とを備え、前記入力部材に形成された前記溝は前記入力部材の半径方向に対して直交して延び、前記第１リンク部材に形成された前記溝は前記入力部材に形成された溝が延びる方向に平行に延び、前記入力部材の軸心から前記出力部材と前記第１リンク部材の連結点までの距離と、前記入力部材と前記第２リンク部材との連結点から前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結点までの距離とが等しいことを特徴とする。

本発明のフライホイール装置によれば、第１リンク部材に形成された溝は入力部材に形成された溝が延びる方向に平行に延び、入力部材と出力部材との相対回転により、第１リンク部材が入力部材の半径方向に対して直交する方向に入力部材に対して移動する。よって、第１リンク部材に形成された溝は常に半径方向と直交する方向に延びた状態となる。

従って、特許文献１に開示されたものとは異なり、遠心力が弾性部材の伸縮方向と直交する方向に作用するため、回転速度が減衰特性に与える影響は小さい。

更に、入力部材と出力部材との相対回転に応じて、弾性部材が直線的に伸縮するので、回転速度に拘わらず弾性部材の貼り付けが発生しない。よって、上記特許文献２に記載のものとは異なり、弾性部材が遠心力により復帰しなくなるおそれがない。

また、本発明のフライホイール装置において、前記第２リンク部材と前記入力部材との連結点から当該第２リンク部材と前記第１リンク部材との２つの連結点との長さが等しいことが好ましい。この場合、回転バランスがより良好になる。

本発明の実施形態に係るフライホイール装置の分解斜視図。第２保持プレート及び出力プレートを除いた状態でのフライホイール装置の斜視図。捩り動角が０度であるときにおける、第２保持プレート及び出力プレートを除いた状態でのフライホイール装置の側面図。捩り動角が０度であるときにおけるフライホイール装置の断面図。捩り角が４５度であるときにおける、第２保持プレート及び出力プレートを除いた状態でのフライホイール装置の側面図。捩り動角が４５度であるときにおけるフライホイール装置の断面図。

本発明の実施形態に係るフライホイール装置１について図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、フライホイール装置１は、環状の入力部材１０と、入力部材１０と同軸に相対回転可能な環状の出力部材２０と、入力部材１０と出力部材２０との間に配設されたダンパ機構３０とから構成されている。

入力部材１０は、図示しない内燃機関（エンジン）等の駆動源から駆動力を伝達する駆動軸であるクランク軸４０（図４参照）の端部に固定された駆動プレート１１を備えている。駆動プレート１１に形成された穴１１ａに図示しないねじが挿通されて、駆動プレート１１にクランク軸４０が固定される。駆動プレート１１は、クランク軸４０側に突出する内側環状部１１ｂ及び外縁環状部１１ｃと、これらの間に位置する中間凹部１１ｄとを有している。以下、クランク軸４０側を右側、その反対側を左側であるとして説明する。

入力部材１０は、更に、駆動プレート１１に固定される第１保持プレート１２及び第２保持プレート１３を備えている。第１及び第２保持プレート１２，１３は、所定の厚さの金属板から形成される略円板形状のものである。第１及び第２保持プレート１２，１３は、その中央部に、円状の穴１２ａ，１３ａが形成されている。

第１及び第２保持プレート１２，１３には、４個の溝１２ｂ，１３ｂが円周方向等間隔に切り抜きにより形成されている。各溝１２ｂ，１３ｂの形状は、同一の矩形状であり、その短軸（両短辺に平行且つ等距離の軸）が半径方向に延びており、その長軸が短軸と直角に延びている。溝１２ｂの端部は右側に、溝１３ｂの端部は左側にそれぞれ折り返され、折り返し部１２ｃ、１３ｃとなっている。また、第１及び第２保持プレート１２，１３には、それぞれ４個の穴１２ｄ、１３ｄが、溝１２ｂ、１３ｂの半径方向内側端部間、且つ同一円周上に等間隔に形成されている。

第１保持プレート１２は、その外周部の右側で駆動プレート１１の外縁環状部１１ｃと当接して、図示しないボルトにより駆動プレート１１に固定されている。そして、図示しないボルトなどの固定手段により、第１保持プレート１２と第２保持プレート１３とは固定されている。これにより、入力部材１０を構成する駆動プレート１１、第１保持プレート１２及び第２保持プレート１３は、一体的にクランク軸４０の回転に伴い軸Ｏを中心に回転する。

出力部材２０は、入力部材１０と同軸に相対回転可能に設けられる出力フランジ２１と、出力フランジ２１に固定され、図示しない変速装置への入力部材が固定される出力プレート２２とから構成されている。

出力フランジ２１は、その右側部分が円板状であり、その円板状の左側に側面視正方形状の直方体状が一体的に設けられており、その４辺の半径方向外側に４本のピン２１ａが左側に突出して形成されている。出力フランジ２１は、その円板状の部分が第１保持プレート１２の穴１２ａ内に収容される。そして、図示しない固定手段により、出力フランジ２１と出力プレート２２とは固定されている。これにより、出力部材２０を構成する出力フランジ２１及び出力プレート２２とは、一体的に軸Ｏを中心に回転する。

ダンパ機構３０は、出力部材２０に同一円周上に等間隔に連結された４個の第１振子板３１と、入力部材１０に同一円周上に等間隔に連結されると共に、円周方向に隣接する２つの第１リンク部材３１に連結された同一形状の４組の第２振子板３２と、４個のコイルスプリング３３とから構成されている。尚、第１振子板３１が本発明の第１リンク部材に、第２振子板３２が本発明の第２リンク部材に、コイルスプリング３３が本発明の弾性部材にそれぞれ相当する。

第１振子板３１は、所定の厚さの金属板から形成された略直角二等辺三角形状である。第１振子板３１は、その直角頂部である半径方向内端部に穴３１ａが形成され、その底辺両端部に穴３１ｂが形成されている。

各第１振子板３１には、同一形状の溝３１ｃが切り抜きにより形成されている。溝３１ｃは、略矩形状であり、その長軸が底辺と平行であり、その短軸が頂点から底辺への垂下線に平行である。溝３１ｃの形状は、弾性部材３３の外形に適合するように形成されている。溝３１ｃの両短辺には、内方に突出する突起部が形成されている。

各第１振子板３１の頂部の穴３１ａに出力フランジ２１のピン２１ａが挿通されている。これにより、各第１振子板３１は、出力フランジ２１に揺動可能に連結されている。ここで、図３に示すように、軸Ｏから第１振子板３１と出力部材２０との連結点Ａまでの距離Ｒは、各第１振子板３１について全て同一となっている。尚、出力フランジ２１のピン２１ａには、出力プレート２２の外周部に形成された穴２２ａも挿通される。

第２振子板３２は、所定の厚さの金属板から形成された略直角二等辺三角形状である。第２振子板３２は、その直角頂部である半径方向内端部に穴３２ａが形成され、その底辺両端部に穴３２ｂが形成されている。そして、左右２枚の第２振子板３２は、対向する中央部で互いに固定されている。

左右１対となった右側の第２振子板３２の穴３２ａと第１保持プレート１２の穴１２ｄとに連結ピン３４が挿通されると共に、左側の第２振子板３２の穴３２ａと第２保持プレート１３の穴１３ｄとに連結ピン３５が挿通されている。これにより、第２振子板３２と入力部材１０とが相対的に揺動可能に連結されている。ここで、軸Ｏから第２振子板３２と入力部材１０との連結点Ｂまでの距離ｒは、各第２振子板３２について全て同一となっている。

更に、左右１対の第２振子板３２の穴３２ｂと第１振子板３１の穴３１ｂとに連結ピン３６が挿通されている。これにより、第２振子板３２は、円周方向に隣接する２つの第１振子板３１に連結され、第１振子板３１と第２振子板３２とは相対的に揺動可能になっている。ここで、第２振子板３２と入力部材１０との連結点Ｂから第１振子板３１と第２振子板３２との連結点Ｃ_１，Ｃ_２までの距離Ｒ１，Ｒ２は、各第１及び第２振子板３１，３２について全て同一であり、軸Ｏから第１振子板３１と出力部材２０との連結点Ａまでの距離Ｒと同一となっている。即ち、Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２となっている。

また、第１振子板３１と出力部材２０との連結点Ａから第１振子板３１と第２振子板３２との連結点Ｃ_１，Ｃ_２までの距離Ｌ１，Ｌ２は、ここでは、各第１及び第２振子板３１，３２について全て同一となっている。

コイルスプリング３３は、第１及び第２保持プレート１２，１３に形成された溝１２ｂ，１３ｂと、第１振子板３１に形成された溝３１ｃとが側面視で重なる空間に、両端にスプリングシート（座面保持板）３７を介して圧縮された状態で配置されている。コイルスプリング３３は、ここでは、直線状でコイル外径が同一のものである。

第１振子板３１に形成された溝３１ｃは、その短辺がコイルスプリング３３のコイル外径と略同一となっている。そして、第１振子板３１に形成された突起部がコイルスプリング３３のコイル内に突出すると共に、第１及び第２保持プレート１２，１３に形成された折り返し部１２ｃ、１３ｃがスプリングシート３７を介してコイルスプリング３３のコイル端部に当接する。これにより、コイルスプリング３３が確実に保持される。

スプリングシート３７は、コイルスプリング３３の両端の座面にそれぞれ設置され、コイルスプリング３３を第１振子板３１の溝３１ｃに保持する。スプリングシート３７を設置することにより、コイルスプリング３３と第１及び第２保持プレート１２，１３との局所的な接触面圧を低下させ、コイルスプリング３３自体の耐久性を高めることが可能となる。

以下、フライホイール装置１の動作について説明する。

入力部材１０と出力部材２０との間の捩り角度（揺動角度）が０度であり、捩りが発生していない場合、スプリング３３の伸長力、及びフライホイール装置１が回転するときには遠心力によって、図３及び図４に示すような中立状態となる。

このとき、第１振子板３１は半径方向外側に位置しており、スプリング３３は第１振子板３１の溝３１ｃに規制されて、半径方向外側に位置している。そして、側面視で、第１振子板３１の溝３１ｃは第１及び第２保持プレート１２，１３の溝１２ｂ，１３ｂに含まれている。これにより、スプリング３３は比較的伸長した状態であり、小さな捩りが発生したとき、ダンパ機構３０は比較的小さな減衰力しか発生させない。

一方、入力部材１０と出力部材２０との間に大きな捩りが発生し、捩り角度が４５度である場合、図５及び図６に示すような状態となる。

このとき、第１振子板３１は、隣接する第２振子板３２に連結されて規制されることより、その底辺が半径方向に直交して移動し、溝３１ｃが溝１２ｂ、１３ｂに対して平行に移動する。これにより、スプリング３３は溝３１ｃに規制されて、半径方向内側に位置する。そして、これにより、スプリング３３は比較的圧縮された状態となり、ダンパ機構３０は比較的大きな減衰力を発生させる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るフライホイール装置１によれば、線分ＯＡと線分ＢＣ_１（ＢＣ_２）は長さが等しく且つ平行であるので、四辺形ＯＡＢＣ_１（ＯＡＢＣ_２）は常に平行四辺形となる。但し、入力部材１０と出力部材２０との間の捩り角度が４５度の場合、点Ｏ，点Ａ，点Ｂ，点Ｃ_１（点Ｃ_２）は一直線上に並ぶ。これにより、線分ＡＣ_１（線分ＡＣ_２）は線分ＯＢと常に平行となるので、第１振子板３１の溝３１ｃは常に半径方向と直交する方向に延びた状態となる。

従って、上記特許文献１に開示されたものとは異なり、遠心力がスプリングの伸縮方向と直交する方向に作用するため、回転速度が減衰特性に与える影響は小さい。

また、入力部材１０と出力部材２０との捩り角度に応じて、コイルスプリング３３がその長手軸方向に純粋に直線的に伸縮するので、回転速度に拘わらずコイルバネ３３の貼り付けが発生しない。よって、上記特許文献２に記載のものとは異なり、コイルスプリング３３が遠心力により復帰しなくなるおそれがない。また、回転速度に応じて変化するコイルスプリング３３と他の部材との摩擦などの不確定要素を考慮することなく、捩り応答性を設計可能となる。

また、フライホイール装置１が回転すると、第１及び第２振子板３１，３２がコイルスプリング３３の弾性力を上回る遠心力を受けると変位する。この変位した状態をコイルスプリング３３の弾性力に対して保持する。よって、回転速度が低速であるとき、第１振子板３１を半径方向外側に保持しようとする遠心力が小さいので、ダンパ機構３０は比較的大きな減衰力を発生し、振動を効果的に抑制することができる。一方、回転速度が高速であるとき、第１振子板３１を半径方向外側に保持しようとする遠心力が大きくなるので、ダンパ機構３０は比較的小さな減衰力しか発生させない。

また、コイルスプリング３３は、第１及び第２保持プレート１２，１３に形成された溝１２ｂ，１３ｂと、第１振子板３１に形成された溝３１ｃとが側面視で重なる空間に圧縮された状態で配置されており、コイルスプリング３３を容易に設置することができる。更に、上記特許文献１に記載のものと比べて、構成も簡易である。

また、第１及び第２振子板１２，１３は均等に配置されており、これらが入力部材１０及び出力部材２０に対して揺動しても、相互作用して同一の揺動角で差動するので、フライホイール装置１全体では不均衡が発生しない。

また、上記特許文献１に記載のものとは異なり、９０度と広い範囲の捩り角度に対して対応できる。

尚、以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、実施形態では、第１振子板１２やコイルスプリング３３などが４個である場合について説明した。しかし、これに限定されず、第１振子板１２やコイルスプリング３３などが３個、又は５個以上であってもよい。

また、実施形態では、第１振子板３１と出力部材２０との連結点Ａから第１振子板３１と第２振子板３２との連結点Ｃ_１，Ｃ_２までの距離Ｌ１，Ｌ２が同一である場合について説明した。しかし、距離Ｌ１，Ｌ２は同一でなくともよい。但し、距離Ｌ１，Ｌ２は同一であるほうが、回転バランスの観点からは好ましい。

また、実施形態では、本発明の弾性部材に相当するものとしてコイル外径が等しいコイルスプリング３３を用いる場合について説明した。しかし、これに限定されず、バレル型等のコイル外径が異なるコイルスプリングを用いてもよい。また、異なる弾性係数（ばね定数）を有するコイルを直列に接続したコイルスプリングを用いてもよい。これにより、加速側と減速側の減衰特性を個別に設定可能となる。更に、コイルスプリング以外の皿ばねなどのスプリング、弾性材料からなる部材やシリンダ等を用いてもよい。

また、実施形態では、第１及び第２保持プレート１２，１３が略直角二等辺三角形状である場合について説明した。しかし、第１及び第２保持プレート１２，１３の形状はこれに限定されない。但し、第１及び第２保持プレート１２，１３の形状は対称であるほうが、回転バランスの観点からは好ましい。

１…フライホイール装置、１０…入力部材、１１…駆動プレート、１２…第１保持プレート、１２ｂ…溝、１３…第２保持プレート、１３ｂ…溝、２０…出力部材、３０…ダンパ機構、３１…第１振子板（第１リンク部材）、３１ｂ…溝、３２…第２振子板（第２リンク部材）、３３…コイルスプリング（弾性部材）、４０…クランク軸（駆動軸）。

Claims

駆動軸に固定される環状の入力部材と、
該入力部材に同軸に相対回転可能な環状の出力部材と、
前記入力部材と前記出力部材との間に配設されるダンパ機構とを備えたフライホイール装置であって、
前記ダンパ機構は、
前記出力部材に同一円周上に等間隔に連結され、溝が形成された同一形状の複数の第１リンク部材と、
前記入力部材に同一円周上に等間隔に連結されると共に、円周方向に隣接する２つの前記第１リンク部材に連結される複数の同一形状の第２リンク部材と、
前記入力部材に円周方向等間隔に形成された溝と、前記第２リンク部材に形成された溝とが重なる空間にそれぞれ配置される複数の弾性部材とを備え、
前記入力部材に形成された前記溝は前記入力部材の半径方向に対して直交して延び、前記第１リンク部材に形成された前記溝は前記入力部材に形成された溝が延びる方向に平行に延び、
前記入力部材の軸心から前記出力部材と前記第１リンク部材の連結点までの距離と、前記入力部材と前記第２リンク部材との連結点から前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結点までの距離とが等しいことを特徴とするフライホイール装置。
前記第２リンク部材と前記入力部材との連結点から当該第２リンク部材と前記第１リンク部材との２つの連結点との長さが等しいことを特徴とする請求項１に記載のフライホイール装置。