JP3767252B2 - 内燃機関のフレキシブルフライホイール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトの一端に取り付けられるフレキシブルフライホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のクランクシャフトの回転を安定化させるフライホイールとして、外周部にフライホイールマスが設けられたフレキシブルプレートを、クランクシャフトの一端に固定したフレキシブルフライホイールが、従来から知られている。上記のフレキシブルプレートは、捩り方向に比して曲げ方向の剛性が低く設定されており、クランクシャフトの曲げ振動を適宜に吸収して、クランク応力や高回転域での異音，振動等を適宜に低減するようになっている（特開平０６−１９３６８３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなフレキシブルフライホイールでは、フレキシブルプレートがバネとなってフライホイールマスが面振れし、例えば、半クラッチ状態におけるフライホイールマスのクラッチ接触面とクラッチディスクとの間のすべり速度に変動を生じて、異音（ジャダー音）や振動を招聘する虞がある。
【０００４】
そこで、このようなフライホイールマスの面振れを抑制するために、フライホイールマスとフレキシブルプレートとの間に、板バネを介装したものが知られている。
【０００５】
しかしながら、このような板バネを用いた場合、面振れ方向の剛性とともに並進方向（軸方向）の剛性も高くなってしまう。このため、クランクシャフトの曲げ振動を適宜に吸収するというフレキシブルフライホイール本来の機能に悪影響を及ぼす虞があり、更なる改良が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関のフレキシブルフライホイールは、外周部にフライホイールマスが設けられたフレキシブルプレートと、上記フレキシブルプレートの中央部を挟んでクランクシャフトの一端に固定されるレインフォースプレートと、を有している。
【０００８】
そして、請求項１の発明は、所定高さの円周面をなす上記レインフォースプレートの外周面に摺接するパイプ部と、このパイプ部の基端部から径方向外方へ張り出し、上記フレキシブルプレートに固定される平板状のフランジ部と、を有するパイプフランジを備えることを特徴としている。
【０００９】
また、上記パイプ部が、先端部へ向かうにしたがってレインフォースプレート側へ傾斜していることを特徴としている。
【００１０】
ところで、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置で点火・爆発が行われたときに、フレキシブルプレートへ入力する曲げモーメントが最も大きくなる。
【００１１】
そこで、請求項２の発明では、上記フランジ部が少なくとも２箇所で上記フレキシブルプレートに固定されたものにおいて、軸方向視で、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置の方向、つまり最も大きな曲げモーメントが作用する最大曲げ方向に、上記フランジ部のフレキシブルプレートへの固定位置の一つを設定している。
【００１２】
請求項３の発明では、軸方向視で、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置の方向に、上記フランジ部を拡大している。
【００１３】
請求項４の発明では、軸方向視で、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置の方向に、上記パイプ部の筒長さが部分的に長くなるように設定している。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、パイプフランジによって、レインフォースプレートに対するフレキシブルプレートの面振れ方向の剛性を効果的に向上することができ、ひいてはフライホイールマスの面振れを抑制することができる。
【００１５】
また、互いに摺接するレインフォースプレートの外周面とパイプフランジのパイプ部の内周面との間のフリクションにより、フレキシブルプレートの面振れ振動を速やかに減衰させることができる。
【００１６】
更に、レインフォースプレートの外周面とパイプフランジのパイプ部の内周面とが互いに摺接しており、両者の軸方向の相対移動が許容されているので、並進方向の剛性が必要以上に高くなることはない。従って、クランクシャフトの曲げ振動を吸収するというフレキシブルフライホイール本来の機能を阻害することもない。
【００１７】
また、レインフォースプレートとパイプフランジのパイプ部とが線接触する形となり、両者間のフリクションが必要以上に大きくなることを回避することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、フランジ部のフレキシブルプレートへの固定位置の一つが、最も大きな曲げモーメントが作用する最大曲げ方向に設定されることとなり、フレキシブルプレート及びフライホイールマスの面振れをより効果的に抑制することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、最も大きな曲げモーメントが作用する最大曲げ方向にフランジ部を拡大した形となり、フレキシブルプレート及びフライホイールマスの面振れをより効果的に抑制することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、最も大きな曲げモーメントが作用する最大曲げ方向に、パイプ部の筒長さが部分的に長くなる形となり、フレキシブルプレート及びフライホイールマスの面振れをより効果的に抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１〜３は、本発明に係るフレキシブルフライホイールを、４気筒の内燃機関に適用した第１実施例を示している。
【００２３】
このフレキシブルフライホイールは、薄板リング状のフレキシブルプレート１２と、このフレキシブルプレート１２の中央部（軸心部）を挟んで内燃機関のクランクシャフト１４の後端部１４ａに複数の取付ボルト１６で共締め固定される所定厚さのリング状のレインフォースプレート１８と、を有している。フレキシブルプレート１２は、捩り方向に比して曲げ方向の剛性が適宜に低く設定され、その外周部には、リング状のフライホイールマス２０が複数の取付ボルト２２で共締め固定されている。
【００２４】
このフレキシブルフライホイールは、基本的に、以下に示す機能を有する。
【００２５】
第１に、主に所定の質量を有するフライホイールマス２０の慣性力により、クランクシャフト１４の回転を安定化させて、内燃機関のトルク変動を抑制する機能を有している。また、特にシリンダ数の少ない（１又は２気筒）の内燃機関の場合には、クランクシャフト１４の回転を圧縮行程等においても持続させる機能を有している。
【００２６】
第２に、曲げ方向に柔軟性を持つフレキシブルプレート１２によって、クランクシャフト１４の曲げ振動を適宜に吸収し、クランク応力や高回転域での異音，振動等を低減する機能を有している。
【００２７】
第３に、図外の変速機へクランクシャフト１４の回転力を伝達するクラッチ機構の一部として機能している。詳述すると、フライホイールマス２０にはクラッチカバー２４が固定されており、このクラッチカバー２４には、プレッシャプレート２８を付勢するダイヤフラムスプリング２６が取り付けられている。また、プレッシャプレート２８とフライホイールマス２０との間には、図外の変速装置の入力軸に接続するクラッチディスク３０が介装されている。クラッチ継状態では、ダイヤフラムスプリング２６がプレッシャプレート２８をフライホイールマス２０側へ押圧し、クラッチディスク３０に貼りつけられた摩擦材３２がフライホイールマス２０のクラッチ接触面２０ａに強く押しつけられて、フライホイールマス２０とクラッチディスク３０とが接続される。一方、クラッチ断状態では、ダイヤフラムスプリング２６の外周側が図１の右側に後退して、クラッチディスク３０とフライホイールマス２０との接続が解除される。
【００２８】
第４に、始動時にフレキシブルプレート１２の外周に設けられたリングギヤ３４に、図外の始動装置から回転力を受けるように構成されている。
【００２９】
そして本実施例のフレキシブルフライホイールは、パイプフランジ３６を備えることを一つの特徴としている。このパイプフランジ３６は、所定高さの円周面をなすレインフォースプレート１８の外周面に摺接する円筒状のパイプ部３８と、このパイプ部３８の基端部（フレキシブルプレート１２側の端部）から折曲して径方向外方へ張り出した平板状のフランジ部４０と、により構成されており、このフランジ部４０が、２個のリベット４２Ａ，４２Ｂ（図３，４）によりフレキシブルプレート１２に２カ所で固定されている。
【００３０】
パイプ部３８は、図３に示すように、先端部（図３の右端部）へ向かうにしたがって縮径し、つまり先端部へ向かうに従ってレインフォースプレート１８側へ傾斜するテーパ状に形成されている。すなわち、パイプ部３８の内周面は、レインフォースプレート１８の外周面に対して所定の角度αで傾斜している。
【００３１】
フランジ部４０は、図２に示すように、この実施例では略円環状をなしており、軸心を挟んで同一直径線上に、リベット４２Ａ，４２Ｂが挿通する取付孔４４Ａ，４４Ｂがそれぞれ形成されている。
【００３２】
ここで、図４に示すように、内燃機関の４個の気筒の中でフレキシブルフライホイールに最も近い＃４気筒の＃４クランクピン１４ｂの上死点位置の方向に、フランジ部４０のフレキシブルプレート１２への固定位置、つまり一方のリベット４２Ａの位置を設定している。
【００３３】
この点について詳述すると、図５に示すように、フレキシブルフライホイールに最も近い＃４気筒の＃４クランクピン１４ｂが圧縮上死点に位置する状態で、＃４気筒の点火・爆発が行われた場合に、クランクシャフト１４の後端部１４ａに取り付けられたフレキシブルプレート１２に入力する曲げモーメントが最も大きくなり、このときの最大曲げ方向Ｐ１（図２）に、フランジ部４０のフレキシブルプレート１２への固定位置の一方、すなわち一方のリベット４２Ａの位置を設定している。つまり、図２に示すように、最大曲げ方向Ｐ１に沿って、リベット４２Ａ，４２Ｂ取付用の取付孔４４Ａ，４４Ｂを形成している。
【００３４】
なお、図５ではクランクシャフト１４の変形を誇張して描いており、実際には変形はわずかである。
【００３５】
以上のような構成により、本実施例では、パイプフランジ３６によって、レインフォースプレート１８に対するフレキシブルプレート１２の面振れ方向Ｐ（図３）の剛性が向上するため、フレキシブルプレート１２及びフライホイールマス２０の面振れをより確実に抑制することができる。
【００３６】
また、仮に面振れが生じても、互いに摺動するパイプフランジ３６のパイプ部３８の内周面とレインフォースプレート１８の外周面との間のフリクションにより、面振れ振動を速やかに減衰させることができる。
【００３７】
更に、パイプ部３８の内周面とレインフォースプレート１８の外周面とが互いに結合されておらず、スライド可能に摺接しているため、従来例のように板バネを用いた場合に比して、並進方向（軸方向）の剛性が必要以上に高くなる虞がない。このため、クランクシャフト１４の曲げ振動を適宜に吸収するというフレキシブルフライホイール本来の機能を阻害することもない。
【００３８】
加えて、パイプ部３８が先端部へ向かうに従ってレインフォースプレート１８側へ傾斜しているため、パイプ部３８とレインフォースプレート１８とが線接触する形となり、両者３８，１８間のフリクションが必要以上に大きくなることを回避することができる。
【００３９】
しかも、一方のリベット４２Ａの位置を、軸方向視で＃４クランクピン１４ｂの上死点位置の方向、つまり最大曲げ方向Ｐ１に設定しているため、フレキシブルプレート１２やフライホイールマス２０の面振れをより効果的に抑制することができる。
【００４０】
図６〜８は、パイプフランジの他の実施例を示している。なお、パイプフランジ以外の構成は上記第１実施例と同様であり、重複する説明を適宜省略する。
【００４１】
図６，７に示す第２実施例のパイプフランジ４６は、上記第１実施例のパイプフランジ３６と同様、レインフォースプレート１８（図１〜３）の外周面に摺接するパイプ部４８と、このパイプ部４８の基端部より径方向外方へ張り出した平板状のフランジ部５０と、により構成されている。
【００４２】
ここで、パイプ部４８は、軸方向視で＃４クランクピン１４ｂの圧縮上死点位置の方向つまり最大曲げ方向Ｐ１に対応して筒長さが部分的に長くなるように設定されている。つまり、最大曲げ方向Ｐ１でパイプ部４８の筒長さが最も高くなるように、パイプ部４８の先端縁が湾曲形成されている。
【００４３】
また、フランジ部５０は、軸方向視で最大曲げ方向Ｐ１に拡大された略菱形をなしており、その長径側の両端部に、リベット４２Ａ，４２Ｂが挿通する取付孔５２Ａ，５２Ｂがそれぞれ形成されている。
【００４４】
なお、このようなフランジ部５０の形状に応じて、フランジ部５０が固定されるフレキシブルプレート１２の取付凹部１２ａの形状も適宜に変更されている。
【００４５】
この実施例によれば、上記第１実施例と同様の効果が得られることに加え、最大曲げ方向Ｐ１に対応して、パイプ部４８の筒長さが部分的に長くなっているとともに、フランジ部５０が拡大されているため、フレキシブルプレート１２及びフライホイールマス２０の面振れをより確実に抑制することができる。
【００４６】
図８に示す第３実施例では、フランジ部５４が、＃４クランクピン１４ｂの圧縮上死点の方向つまり最大曲げ方向Ｐ１に拡大された略扇状をなしている点でのみ、第２実施例と異なる。この実施例によれば、上記第２実施例と同様、最大曲げ方向Ｐ１にフランジ部５４が拡大されているため、フレキシブルプレート１２及びフライホイールマス２０の面振れをより確実に抑制することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えばパイプフランジのフランジ部を３カ所以上でフレキシブルプレートへ固定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るフレキシブルフライホイールを示す断面図。
【図２】第１実施例のフレキシブルフライホイールを単体で示す正面図。
【図３】第１実施例の要部を示す拡大断面図。
【図４】第１実施例のパイプフランジの固定位置を示す説明図。
【図５】第１実施例の作用説明図。
【図６】本発明の第２実施例に係るパイプフランジを示す正面図。
【図７】第２実施例に係るパイプフランジを示す側面図。
【図８】本発明の第３実施例に係るパイプフランジを示す正面図。
【符号の説明】
１２…フレキシブルプレート
１４…クランクシャフト
１８…レインフォースプレート
２０…フライホイールマス
３６…パイプフランジ
３８…パイプ部
４０…フランジ部

Claims (4)

1. 外周部にフライホイールマスが設けられたフレキシブルプレートと、上記フレキシブルプレートの中央部を挟んでクランクシャフトの一端に固定されるレインフォースプレートと、を有する内燃機関のフレキシブルフライホイールにおいて、
   所定高さの円周面をなす上記レインフォースプレートの外周面に摺接するパイプ部と、このパイプ部の基端部から径方向外方へ張り出し、上記フレキシブルプレートに固定される平板状のフランジ部と、を有するパイプフランジを備え、
   かつ、上記パイプ部が、先端部へ向かうにしたがってレインフォースプレート側へ傾斜していることを特徴とする内燃機関のフレキシブルフライホイール。
2. 上記フランジ部が少なくとも２箇所で上記フレキシブルプレートに固定され、
   軸方向視で、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置の方向に、上記フランジ部のフレキシブルプレートへの固定位置の一つを設定したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のフレキシブルフライホイール。
3. 軸方向視で、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置の方向に、上記フランジ部を拡大したことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のフレキシブルフライホイール。
4. 軸方向視で、フレキシブルフライホイールに最も近い気筒のクランクピンの上死点位置の方向に、上記パイプ部の筒長さが部分的に長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のフレキシブルフライホイール。

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