JP2571149B2

JP2571149B2 - ２質量体式フライホイール

Info

Publication number: JP2571149B2
Application number: JP2213580A
Authority: JP
Inventors: フィクトール・キューネ
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: DE3930715C2; IT9067673A0; JPH03107645A; DE3930715A1; SE502523C2; FR2651848B1; GB2235963A; FR2651848A1; IT1240724B; IT9067673A1; SE9002908L; US5103688A; GB9018882D0; GB2235963B; SE9002908D0

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］＜産業上の利用分野＞本発明は、中空の円板状をなし内燃機関のクランク軸
に連結される第１の質量体と、該第１の質量体の中空部
内に設けられた円板状の中間板を備え変速機に連結され
る第２の質量体と、前記第１の質量体に摩擦装置を介し
て結合する支持体と、該支持体と前記第２の質量体間で
回転トルクを伝達するべく支持体と第２の質量体間に介
装されたばね装置と、前記第１の質量体と前記第２の質
量体間で伝達されるトルクの変動をダンピングする流体
式ダンピング装置とを有する２質量体式フライホイール
に関するものである。

＜従来の技術＞このような形式の２質量体式フライホイールが、西ド
イツ国特許公開公報DE−OS3905032.7号に開示されてい
る。これは滑動可能な摩擦継手を介して第１の質量体と
第２の質量体とを直列接続してなるものである。これの
場合、摩擦継手の摩擦エレメントが遠心力の作用を受け
ることにより、所定の回転速度以下の領域に於て伝達ト
ルクが制御されるようになっている。これにより、共振
領域に於ける伝達トルクのピーク値を制限することがで
きる。

この従来構造の欠点は、摩擦継手が大きな質量を担持
し、しかも二次側、つまり変速機側の質量体に位置して
おり、そのために一次側、つまりエンジン側の相対的な
質量を低減させてしまう点にある。このような一次側質
量（慣性二次モーメント）の減少は、エンジン回転速度
の不均一性を高める重大な不都合を招く。しかも、摩擦
継手を潤滑する必要が生じるため、製造コストが高騰す
る。

＜発明が解決しようとする課題＞このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目
的は、共振領域での変動トルクのピーク値の伝達量を減
少させ、しかも二次側の質量を増大させることのない２
質量体式フライホイールを提供することにある。

［発明の構成］＜課題を解決するための手段＞このような目的は、本発明によれば、中空の円板状を
なし内燃機関のクランク軸に連結される第１の質量体
と、該第１の質量体の中空部内に設けられた円板状の中
間板を備え変速機に連結される第２の質量体と、最大定
格駆動トルクは滑りなく伝達可能であるが、ある臨界回
転速度を通過する際の変動トルクのピーク値では滑りを
引起すように摩擦結合力が設定された摩擦装置を介して
前記第１の質量体と相対回動可能に結合される支持体
と、該支持体と前記中間板間で回転トルクを伝達するべ
く前記支持体と前記中間板間に介装されて周方向に弾発
力を発揮するばね装置と、前記第１の質量体と前記第２
の質量体間で伝達されるトルクの変動をダンピングする
流体式ダンピング装置とを有する２質量体式フライホイ
ールであって、前記摩擦装置は、拡開ばねによって軸線
方向について互いに離反する方向に付勢された状態で前
記支持体の外周部に支持された一対の摩擦板を有するも
のであり、前記流体ダンピング装置は、前記支持体の外
周部と前記第１の質量体の中空部内面とに前記摩擦板の
装着部に隣接して画成されたシリンダ室及び該シリンダ
室に突入するように前記中間板に設けられた突起とから
なるものであることを特徴とする２質量体式フライホイ
ールを提供することにより達成される。特に、前記第１
の質量体が一対の円板状側板からなり、該側板の一方
が、その外周縁を密接に受容し得る内周面を有するハウ
ジング内に軸線方向に沿って嵌入されており、前記摩擦
板の摩擦結合力を適正に定めた後に前記一方の側板の前
記ハウジングに対する固定が実行されるようにすると良
い。

＜作用＞本発明によれば、２質量体式フライホイールの第１の
質量体（エンジンに接続）側に摩擦装置が設けられる。
摩擦装置は、ばね装置のためのばね支持体に一体的に装
着される。クランク軸が発生する回転力は、第１の質量
体から摩擦装置に伝達され、第１の質量体と摩擦装置の
摩擦部分及びばね装置を介して第２の質量体に伝達され
る。定格トルクが作用している時は、第１の質量体と摩
擦装置とは互いに滑らずに、つまり一体的に回転する。
従って、第１の質量体と第２の質量体との間のトルク
は、実質的にばね装置のみを介して伝達される。一方、
共振点を通過する際には、定格トルクを超える変動トル
クが発生するが、このようなトルクのピーク値に遭遇し
た時には、摩擦装置が滑りを生じ、第１質量体と第２質
量体とが互いに自由に相対回動し得るようになる。ま
た、この２質量式フライホイールに於ては、ばね装置の
ストローク範囲内にあって両質量体間の相対回動運動を
ダンピングするために、流体ダンピング装置が設けられ
ており、これにより、エンジンの全作動領域に渡って回
転振動に対する良好なダンピング効果を得ることができ
る。

また摩擦装置と流体ダンピング装置とを同一円周上に
互いに周方向に隣接して設けることができるので、２質
量体式フライホイールの外径寸法を徒に増大することな
く摩擦装置並びに流体ダンピング装置の容量を増大する
ことができる。

これらに加えて、第１の質量体を一対の円板状側板に
て構成し、該側板の一方を、その外周縁を密接に受容し
得る内周面を有するハウジング内に軸線方向に沿って嵌
入し、摩擦板の摩擦結合力を適正に定めた後に一方の側
板をハウジングに固定するものとすれば、伝達可能な最
大トルクの許容誤差が小さくなるように摩擦装置を組付
けることができる。

＜実施例＞以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳し
く説明する。

第１図〜第３図（Fig.1〜Fig.3）に於て、横断面図、
縦断面図及び展開断面図により示された２質量体式フラ
イホイールは、原動機のクランク軸１に連結された第１
質量体２と、図示されない変速機に連結された第２質量
体３とを有している。第１質量体２は、軸線方向につい
て間隔をおいて設けられた一対の側板４・５を備えてお
り、これら両側板間には、ダンピング用流体を充填し得
る液密な内室６が画成されている。

一対の側板４・５間の外周側には、円環状をなす支持
体15に装着された複数対の摩擦板14を備える摩擦装置13
が設けられており、各対の摩擦板14間には、それぞれ対
応する側板４・５の内面に向けて摩擦板14を軸線方向に
押圧付勢するための拡開ばね16が設けられている。

摩擦装置13の半径方向内側位置には、複数のばね装置
７が同一の円周上に設けられている。これらは、第２質
量体３に一体的に結合された概ね円板状をなす中間板11
に組込まれている。各ばね装置７は、コイルばね８を備
えており、各コイルばね８は、各周方向端に設けられた
ばね座９を介して中間板11の半径方向中間部に開設され
た切欠窓10内に縮設されている。また、ばね装置７は、
摩擦装置13に対しても、支持体15に於ける中間板11の切
欠窓10に対応する部分にてばね座９を介して係合してい
る。従って回転力は、第１質量体２の両側板４・５か
ら、摩擦装置13の摩擦板14及びこれを支持する支持体15
に伝達され、さらにばね装置７のコイルばね８を介して
第２質量体３の中間板11に伝達される。

中間板11には、内室６の外周側に向けて突出する突起
12がその外周面に突設されている。

摩擦装置13は、周方向に沿って所定の間隔を置いて配
列された３対の摩擦板14を有している。これら各対の摩
擦板14は、支持体15の外周部に設けられた開口としての
ガイドポケット19内に装着されている。一対の摩擦板14
は、拡開ばね16による軸線方向力を受けつつ浮動的に支
持体15に支持されている。

各ガイドポケット19の周方向端部には、突部15aが隣
接して設けられている。そして２つの突部15a間の部分
は切除され、この切除部によって形成された両突部15a
同士の周方向について対向する内面17と、両側板４・５
の軸線方向について対向する内面と、両側板４・５の外
周縁から内向きに伸ばされた外周壁とにより、ダンピン
グ用流体で満たされたシリンダ室20が画成されている。
このシリンダ室20内には、前記した突起12が突入してい
る。

突起12は、２つの機能を有している。その１つは、シ
リンダ室20内に充填されたダンピング用流体内に於ける
ピストンとしての機能である。即ち、突起12の軸線方向
両面と、これに対向する側板４・５の内面との間には、
軸線方向隙間21が画成されている。従って、中間板11と
支持体15とが相対回動すると、シリンダ室20内を突起12
が周方向に移動し、突起12前後のダインピング用流体が
軸線方向隙間21を介して流動することとなる。突起12が
突部15aの内面17に衝当するまでの区間は、この流動抵
抗によりダンピング力が発生する。

突起12の第２の機能は、突部15aの内面17と協働し
て、空間板11と支持体15間の相対回動限度を規定するこ
とにある。これにより、定格駆動トルク範囲内に於て、
トルクの最大値に遭遇した場合に、過大な相対角度変位
を回避することができる。なお、最大角度変位が引起さ
れた場合には、コイルばね８の両端に設けられた各ばね
座９同士が相互に衝当するようにしても良い。

共振点に於いて定格駆動トルクを超える過大なトルク
が作用した場合には、先ず中間板11の突起12が支持体15
の突部15aの内面17に衝当する。そしてこの時のトルク
が、支持体15のガイドポケット19内に装着された摩擦装
置13の側板４・５の内面に対する摩擦圧接力による伝達
トルクに打ち勝った場合には、一対の摩擦板14が側板４
・５の対向内面間を滑ることとなる。この摩擦装置13の
滑りにより、支持体15が第１の質量体２から切り離され
た形となり、その結果、第１の質量体２と第２の質量体
３間の伝達トルクが低減される。

第４図（Fig.4）及び第５図（Fig.5）は、本発明の第
２の実施例を示している。本実施例の２質量体式フライ
ホイールに於ては、ばね装置７が、内室６の半径方向外
側位置に配設されている。コイルばね８は、中間板11の
外周に設けられた突起12aにより、ばね座９を介して周
方向に支持されている。突起12aの軸線方向両面は、ば
ね座９を支持するべく摩擦装置13の支持体15に一体形成
された一対の舌片18間に挾持されている。

中間板11と支持体15との相対回動に伴い、一方の突起
12aがばね座９から引離され、これに隣接する摩擦装置1
3に於ける両舌片18間の領域に入り込む。これら両舌片1
8間の領域は、シリンダ室20として構成されており、両
舌片18間には、突起12aが衝当し得る内面17が形成され
ている。このシリンダ室20は、コイルばね８の両端に画
成されている。

上記構成は、第１図〜第３図に示された第１の実施例
の構成に比して、突起12aに付随する隙間を小さくする
ことができ、従ってそれだけ強力なダンピング効果が得
られるという利点がある。しかしながら、第１の実施例
に於ても、シリンダ室20の領域に於て突起12の厚さを大
きくすることによって隙間21を小さくし、より強いダン
ピング力が得られるようにすることもできる。また、こ
の隙間寸法を周方向に沿って変化させることにより、突
起12（12a）が内面17に衝当する時のダンピング効果を
高めることもできる。

上記実施例に於ては、支持体15が一体的な部材からな
るものであり、摩擦板14が軸線方向について浮動支持さ
れ、かつガイドポケット19内にて周方向にガイドされる
ものとしたが、第６図（Fig.6）に示された別の実施例
に於ては、摩擦板14が、支持体15のガイドポケット19内
に嵌入されており、拡開ばね16が、支持体15の通孔14a
内に受容されている。この実施例によれば、摩擦装置13
の支持体15の複数の機能を有している。その機能とは、
摩擦板14を周方向に沿ってガイドしてばね座９に作用す
る周方向力を伝達する機能、シリンダ室20を郭成すると
共に突起12aが衝当する内面17を画成する機能、及び摩
擦板14のためにガイドポケット19に於ける拡開ばね16の
ガイド作用を行う機能である。本実施例は、支持体15
が、所定の質量を有しかつ耐摩擦性を有する合成樹脂か
らなり、摩擦板14が好ましい摩擦特性を有する金属から
なる場合に特に好ましい。

本実施例に於いても、摩擦装置13の滑りによって第１
質量体２と第２質量体３間の伝達トルクが抑制されるこ
とは前記第１の実施例と同様である。

第７図（Fig.7）は、さらに別の実施例として２分割
された支持体15を用いた場合を示すもので、支持体15の
両部分間には、拡開ばね16が受容されている。またこれ
ら支持体15は、摩擦装置13に於ける摩擦板14としても機
能する。

伝達可能な最大トルクを滑りなく伝達し得るように、
全ての拡開ばね16が摩擦板14に対して確実に所定の付勢
力を及ぼし得る特別な方法により、一方の側板５が固定
される。第２図に示されているように、一方の側板５の
外周縁22は、それを包囲するハウジング24の径方向内面
23に対し、例えば溶接により固定されている。従って、
側板５を、その組付時に、所定の最大トルクを伝達する
ために必要な軸線方向力が得られるように軸線方向位置
を調節した後に、それをハウジング24に固定することが
できる。このようにして、摩擦装置13により伝達される
最大トルクの大きさを、拡開ばね16の製造誤差を格別小
さくすることなく、正確に設定することができる。

内室６からダンピング用流体が漏洩するのを防止する
ために、側板５の内周縁部が第２質量体３に対してシー
ル部材を介して摺接していることは言うまでもない。

＜発明の効果＞このように本発明によれば、２質量体式フライホイー
ルの狭い空間内に多数の機能を組込むことができる。本
装置に於ては、摩擦装置は、滑りを伴わない作動域にあ
っては第１の質量体と一体になっている。この状態での
定格トルク範囲内でのトルク変動は、バネ装置の弾発力
及びこのばね装置のばねを収縮させる力が加わった場合
の粘性流体の流動抵抗にてダンピングされる。そして定
格トルクを超える過大なトルクが作用した際には、摩擦
装置が滑って第１の質量体と第２の質量体との間の伝達
トルクが低減される。摩擦装置の部分は極く僅かな質量
なので、これの接離は大きな衝撃を伴なうことなく行な
われる。このようにして、共振点に於ける過大トルク変
動による悪影響を効果的に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ばね装置を内蔵する本発明に基づく２質量体
式フライホイールの第１の実施例を示す横断面図であ
る。第２図は、第１図のII−II線についてみた縦断面図であ
る。第３図は、第１図の矢印IIIの方向についてみた展開断
面図である。第４図は、外周側に設けられたばね装置を備える本発明
に基づく２質量体式フライホイールの第２の実施例を示
す横断面図である。第５図は、第４図の矢印Ｖの方向からみた展開断面図で
ある。第６図は、ガイドされた摩擦板を備える支持体を示す別
の実施例の断面図である。第７図は、摩擦板としても機能する支持体を備える更に
別の実施例を示す断面図である。１…クランク軸、２・３…質量体、４・５…側板、６…
内室、７…ばね装置、８…コイルばね、９…ばね座、10
…切欠窓、11…中間板、12・12a…突起、13…摩擦装
置、14…摩擦板、15…支持体、16…拡開ばね、17…内
面、18…舌片、19…ガイドポケット、20…シリンダ室、
21…隙間、22…外周縁、23…径方向内面、24…ハウジン
グ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中空の円板状をなし内燃機関のクランク軸
に連結される第１の質量体（２）と、該第１の質量体の
中空部内に受容された円板状の中間板（11）を備え変速
機に連結される第２の質量体（３）と、最大定格駆動ト
ルクは滑りなく伝達可能であるが、ある臨界回転速度を
通過する際の変動トルクのピーク値では滑りを引き起す
ように摩擦結合力が設定された摩擦装置（13）を介して
前記第１の質量体と相対回動可能に結合される支持体
（15）と、該支持体と前記中間板間で回転トルクを伝達
するべく前記支持体と前記中間板間に介装されて周方向
に弾発力を発揮するばね装置（７）と、前記第１の質量
体と前記第２の質量体間で伝達されるトルクの変動をダ
ンピングする流体式ダンピング装置とを有する２質量体
式フライホイールであって、前記摩擦装置は、拡開ばね（16）によって軸線方向につ
いて互いに離反する方向に付勢された状態で前記支持体
の外周部に支持された一対の摩擦板（14）を有するもの
であり、前記流体ダンピング装置は、前記支持体の外周部と前記
第１の質量体の中空部内面とに前記摩擦板の装着部に隣
接して画成されたシリンダ室（20）及び該シリンダ室に
突入するように前記中間板に設けられた突起（12）とか
らなるものであることを特徴とする２質量体式フライホ
イール。
【請求項２】前記第１の質量体が一対の円板状側板（４
・５）からなり、該側板の一方が、その外周縁を密接に
受容し得る内周面を有するハウジング（24）内に軸線方
向に沿って嵌入されており、前記摩擦板の摩擦結合力を
適正に定めた後に前記一方の側板の前記ハウジングに対
する固定が実行されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の２質量体式フライホイール。