JPH10184801A - フライホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フライホイールの摩擦面の冷却機能を高め
る。 【解決手段】 フライホイール１は、円板状本体と複数
の羽根部材６５とを備えている。円板状本体は、摩擦フ
ェーシングに対向する環状の摩擦面１ａと環状の摩擦面
１ａの半径方向内方に配置された複数の軸方向孔６２と
が形成されている。複数の羽根部材６５は、本体のエン
ジン側に固定され、本体回転時にエンジン側の空気を軸
方向孔６２に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フライホイール、
特に、エンジンのクランクシャフトに連結され、クラッ
チディスク組立体が設けられるフライホイールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】フライホイールはエンジンのクランクシ
ャフトの後端に取り付けられ、その慣性モーメントによ
り低速運転時の回転むらを防止する。また、フライホイ
ールには、始動用リングギアやクラッチ等が取り付けら
れる。フライホイールは、エンジンと反対側の側面に、
平坦な環状摩擦面を有している。この環状摩擦面の側方
には、クラッチディスク組立体の摩擦フェーシングが配
置されている。クラッチカバー組立体のダイヤフラムス
プリングによりプレッシャプレートが摩擦フェーシング
をフライホイールの環状摩擦面に付勢すると、フライホ
イールからクラッチディスク組立体にトルクが伝達され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のフライホイール
では、摩擦フェーシングと連結または摺動する環状摩擦
面において大量の熱が発生する。この熱により、摩擦フ
ェーシングが劣化しやすい。また、高温状態になると摩
擦フェーシングの金属が溶着したり、クラッチディスク
組立体のプレートが変形しやすい。

【０００４】本発明の目的は、フライホイールの環状摩
擦面を冷却して熱による不具合を生じにくくすることに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のフライ
ホイールは、エンジンのクランクシャフトに連結され、
エンジンと反対側にクラッチディスク組立体の摩擦フェ
ーシングが設けられるものであり、円板状本体と複数の
羽根部材とを備えている。円板状本体には、摩擦フェー
シングに対向する環状摩擦面と摩擦面の半径方向内方に
配置された複数の軸方向孔とが形成されている。複数の
羽根部材は、本体のエンジン側に固定され、本体回転時
にエンジン側の空気を軸方向孔に供給する。

【０００６】フライホイールの円板状本体が回転すると
複数の羽根部材によりエンジン側の空気が軸方向孔に供
給される。この空気はフライホイールの環状摩擦面側に
供給され、環状摩擦面及び摩擦フェーシングを冷却す
る。請求項２に記載のフライホイールは、請求項１にお
いて、複数の羽根部材はフライホイールより熱伝導率が
高い材料からなる。複数の羽根部材がフライホイールの
ヒートシンクとして機能し、環状摩擦面側に発生する熱
を放熱する。この結果、環状摩擦面側の冷却が行われ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】第１実施形態 構成 図１及び図２は本発明に係るツインクラッチの全体を示
している。このツインクラッチはエンジンのフライホイ
ール１に取り付けられるものであり、主に、クラッチデ
ィスク組立体２、クラッチカバー４、プレッシャープレ
ート３０、インターミディエイトプレート３１などから
構成されている。以下の説明では、エンジン側（図１の
左側）を軸方向前方とし、トランスミッション側（図１
の右側）を軸方向後方とする。また、図２の矢印Ｒ₁ が
フライホイール１の回転方向前方であり、矢印Ｒ₂ が回
転方向後方である。

【０００８】フライホイール１は円板状の本体を備えて
いる。フライホイール１本体の外周側軸方向後側には、
平坦な環状摩擦面１ａが形成されている。また、フライ
ホイール１の内周部には、複数のクランクボルト孔１ｂ
が形成されている。フライホイール１の外周面にはリン
グギア５０が固定されている。フライホイール１の本体
は、ＳＣＭ４３５等の鋼材から形成されている。これに
より、従来の鋳鉄からなるものに比べて大幅に軽量化及
び強度向上が達成されている。フライホイール１には、
図６に示すように、複数の軸方向孔５５が形成されてい
る。軸方向孔５５は、図４及び図５から明らかなよう
に、フライホイール１の本体を軸方向に貫通するもので
あり、フライホイール１の本体のエンジン側とトランス
ミッション側を連通している。各軸方向孔５５は一端が
摩擦面１ａ側に開口し、他端がエンジン側の側面に開口
している。各軸方向孔５５のエンジン側開口は摩擦面１
ａ側開口よりＲ₁ 側に変位している。そのため、フライ
ホイール１が回転するとエンジン側から空気がスムーズ
に軸方向孔５５を通過する。

【０００９】複数の軸方向孔５５の一端（環状摩擦面１
ａ側開口）は、環状摩擦面１ａ上で半径方向に並ぶ複数
の列を構成している。各列は５個の軸方向孔５５の開口
から構成されている。各列において、軸方向孔５５の開
口は円周方向の異なる位置に配置され、さらに半径方向
にも異なる位置に配置されている。その結果、各列にお
いて最もＲ₁ 側の軸方向孔５５の開口が最も半径方向内
側に形成され、他の軸方向孔５５の開口はＲ₂ 側にいく
につれて徐々に半径方向外側に形成されており、その結
果最もＲ₂ 側の軸方向孔５５開口は最も半径方向外側に
形成されている。このように、軸方向孔５５開口を異な
る半径方向に形成することにより、対向する摩擦フェー
シング１８には半径方向全体にわたって冷却空気が供給
される。その結果、摩擦係合面（環状摩擦面１ａと摩擦
フェーシング１８）が充分に冷却される。５個の軸方向
孔５５開口は円周方向に整列させると、半径方向に連続
する半径方向位置にある。このように５個の軸方向孔５
５が半径方向の大半を網羅しているため、摩擦係合面の
冷却効果が高い。

【００１０】エンジンのフライホイール１の軸方向後方
にクラッチディスク組立体２が配置されている。クラッ
チディスク組立体２の半径方向外側にはフライホイール
リング３が配置され、フライホイールリング３を挟んで
フライホイール１と反対側には、クラッチカバー４が配
置されている。これらの部品はクラッチ出力軸５（トラ
ンスミッション入力軸）と同心に配置されている。フラ
イホイールリング３は、円周方向に等間隔で３カ所に軸
方向後方に延びる弧状部を有する。また、フライホイー
ルリング３とクラッチカバー４（後述）の外周部とは、
軸方向に延びる複数のボルト６によりフライホイール１
に固定されている。ボルト６はフライホイールリング３
の弧状部を貫通している。このようにして、フライホイ
ールリング３及びクラッチカバー４は、フライホイール
１に対して移動不能に固定されている。フライホイール
リング３及びクラッチカバー４は、フライホイール１に
一体に形成されていてもよい。

【００１１】クラッチディスク組立体２では、中心部に
設けたハブ７がクラッチ出力軸５にスプラインを介して
連結している。ハブ７の外向きフランジ１０の軸方向両
側には板金製の円板状プレートである第１及び第２円板
状プレート１１、１２が設けてあり、これらはコイルス
プリング１３を介してフランジ１０に連結されている。
なお、第１円板状プレート１１はフライホイール１に近
接して配置されており、第２円板状プレート１２は第１
円板状プレート１１の軸方向後方に配置されている。第
１円板状プレート１１と第２円板状プレート１２の外周
部同士は、複数のストップピン１３により互いに固定さ
れている。

【００１２】クラッチディスク組立体２は、さらに、図
４に示すように、第１及び第２の摩擦連結部１５、１６
を外周部に有している。第１摩擦連結部１５は、フライ
ホイール１の摩擦面１ａに近接して配置されている。第
１摩擦連結部１５は第１円板状プレート１１の外周側を
環状に延びており、コアプレート１７と、その両面に固
定したセラミック・メタル焼結材料からなる摩擦フェー
シング１８とを備えている。コアプレート１７は摩擦フ
ェーシング１８よりも半径方向内方へ延びており、内周
部が多数のリベット２０により第１円板状プレート１１
に固定されている。

【００１３】第２摩擦連結部１６は第１摩擦連結部１５
とほぼ同様の構造を有しているが、第１摩擦連結部１５
と異なり、コアプレート１７の内周に複数の爪状の突部
又は内歯１９を備えている。第１円板状プレート１１の
外周部には、板金製の筒状係合部２１が固定されてい
る。筒状係合部２１の軸方向前方端部に設けた内向きフ
ランジ２１ａが、第１摩擦連結部１５のコアプレート１
７と共に、リベット２０により第１円板状プレート１１
の外周部に固定されている。筒状係合部２１の筒状部分
はプレス加工による複数の歯型になっている。言い換え
ると、筒状係合部２１の筒状部分には、半径方向外方に
突出する複数の突起２２が形成されている。各突起２２
は軸方向に延びている。第２摩擦連結部１６のコアプレ
ート１７の内歯１９は複数の突起２２間に挿入され、そ
れにより第２摩擦連結部１６は、筒状係合部２１に対し
て軸方向に移動自在にしかも回転不能に連結している。
第２摩擦連結部１６は、筒状係合部２１に対して軸方向
後側から取付けまたは軸方向後側に取り外し可能であ
る。

【００１４】クラッチカバー４は、内周部がボルト６に
よりフライホイール１に固定された円板状の部材であ
る。クラッチカバー４はフライホイール１の摩擦面１ａ
に対して軸方向に対向している。クラッチカバー４の内
周側軸方向前面に複数のスタッドピンと２本のワイヤリ
ングとからなる支点機構２５が設けられており、支点機
構２５はダイヤフラムスプリング２６の半径方向中間部
を支持している。

【００１５】ダイヤフラムスプリング２６は、環状部２
６ａと、そこから半径方向内方に延びる複数のレバー部
２６ｂとを有している。環状部２６ａの外周部がプレッ
シャープレート３０の後面の突起に支持され、内周部が
支持機構２５に支持されている。レバー部２６ｂの先端
はレリーズベアリング（図示せず）に係合している。ク
ラッチカバー４、プレッシャープレート３０、支点機構
２５、及びダイヤフラムスプリング２６等でクラッチカ
バー組立体が構成されている。

【００１６】プレッシャープレート３０は両摩擦連結部
１５、１６を挟んでフライホイール１に対向しており、
それらに沿って環状に延びている。さらに、両摩擦連結
部１５、１６の間には環状のインターミディエイトプレ
ート３１がそれらと同心に設けてある。インターミディ
エイトプレート３１には、半径方向に貫通する複数の孔
３１ａが形成されている。

【００１７】図３は図１のIII −III 矢視部分図であ
る。プレッシャープレート３０とインターミディエイト
プレート３１は、それぞれ、円周方向に間隔を隔てた外
周部の３箇所に、半径方向外方へ突出したボス３２、３
３を一体に備えている。ボス３３の後面には、クラッチ
接線方向（ほぼクラッチ円周方向）に延びるストラップ
プレート３５の一端部がリベット３６により固定されて
いる。ストラッププレート３５の他端部は、フライホイ
ールリング３の後端面にボルト３７により固定されてい
る。ストラッププレート３５はインターミディエイトプ
レート３１をフライホイールリング３に対して相対回転
不能に連結すると共に、クラッチ接続状態（インターミ
ディエイトプレート３１がフライホイール１側へ移動し
た状態）において、インターミディエイトプレート３１
をクラッチレリーズ方向に弾性的に付勢する。

【００１８】ボス３２の後面には、クラッチ接線方向に
延びるストラッププレート３８の一端部がリベット３９
により固定されている。リベット３９に対応してクラッ
チカバー４には軸方向孔４ａが形成されている。ストラ
ッププレート３８の他端部は、リベット４０によりクラ
ッチカバー４に固定されている。このようにして、スト
ラッププレート３８は、プレッシャープレート３０をク
ラッチカバー４に対して相対回転不能に連結している。

【００１９】さらに、各ボス３２とそれに隣接するボス
３３との間には、軸方向に延びるコイルスプリング４２
が圧縮状態で配置されている。図３及び図５から明らか
なように、コイルスプリング４２は一端部がボス３３の
後面に設けた凹部４３に、半径方向に移動不能の状態で
入り込んでいる。又、コイルスプリング４２の他端部
は、ボス３２の前面に設けた凹部４４に入り込むと共
に、リベット３９の頭部の外周に嵌合しており、半径方
向に移動しない状態で取り付けてある。

【００２０】コイルスプリング４２とストラッププレー
ト３５のばね定数はほぼ同一であり、クラッチ連結時に
たわみ量がほぼ同一になるように設定されている。した
がって、クラッチ連結時に、インターミディエイトプレ
ート３１に対してコイルスプリング４２から作用する荷
重とストラッププレート３５から作用する荷重は釣り合
っている。

【００２１】動作 クラッチ接続状態 クラッチ接続状態では、ダイヤフラムスプリング２６の
付勢力によりプレッシャープレート３０が第２摩擦連結
部１６をインターミディエイトプレート３１に押し付
け、インターミディエイトプレート３１が第１摩擦連結
部１５をフライホイール１に押し付けている。

【００２２】このクラッチ接続状態において、前述した
ように、ストラッププレート３５がインターミディエイ
トプレート３１をクラッチレリーズ方向に付勢する力
と、コイルスプリング４２がインターミディエイトプレ
ート３１を逆方向に付勢する力は釣り合うように設定さ
れている。したがって、第１摩擦連結部１５がフライホ
イール１及びインターミディエイトプレート３１に対し
て与える力は、第２摩擦連結部１６がインターミディエ
イトプレート３１及びプレッシャープレート３０に対し
て与える力と等しくなる。そのために、両摩擦連結部１
５、１６の全ての摩擦フェーシング１８からトルクが均
等かつ効率良く伝えられ、全体として充分に大きいトル
クを伝達することができる。

【００２３】このとき、複数の軸方向孔５５の一端（摩
擦面１ａにおける開口）は、摩擦フェーシング１８によ
り塞がれており、エンジン側からの空気の移動は行われ
ない。クラッチレリーズ動作 図１に示すクラッチ接続状態から、レリーズベアリング
（図示せず）によりダイヤフラムスプリング２６のレバ
ー部２６ｂ先端を押して図１の２点鎖線のように変形さ
せると、ダイヤフラムスプリング２６の環状部２６ａか
らプレッシャープレート３０への押し付け力が解放され
る。これにより、第１及び第２摩擦連結部１５、１６に
対する押し付け力も解放され、クラッチがレリーズされ
る。

【００２４】このようにしてクラッチがレリーズされる
場合、プレッシャープレート３０はストラッププレート
３８により軸方向後方に引き上げられる。ストラッププ
レート３５とコイルスプリング４２のばね定数が等しく
しかも両弾性部材の初期たわみ量は等しいため、クラッ
チレリーズ動作において、フライホイール１に対してイ
ンターミディエイトプレート３１が後方へ引き上げられ
るリフト量は、常にプレッシャープレート３０のリフト
量の半分になる。その結果、クラッチレリーズ状態なら
びにレリーズ動作や接続動作の途中において、インター
ミディエイトプレート３１はフライホイール１とプレッ
シャープレート３０との間の中間位置にほぼ正確に保た
れる。すなわち切れ不良が生じにくい。

【００２５】このレリーズ時において、エンジン側の空
気が複数の軸方向孔５５を通って、フライホイール１の
本体の環状摩擦面１ａと第１摩擦連結部１７のフライホ
イール側摩擦フェーシング１８との間に供給される。こ
の空気により、摩擦面１ａ及び摩擦フェーシング１８が
充分に冷却される。その結果、摩擦フェーシング１８の
寿命が延びる。また、摩擦フェーシング１８の溶着が生
じにくく、さらにコアプレート１７の熱変形が抑えられ
る。

【００２６】複数の軸方向孔５５の形、個数、配置位置
及び向きについては前記実施形態に限定されない。第２実施形態 図７に示すフライホイール１には、環状摩擦面１ａに複
数の溝５７が形成されている。溝５７は、環状摩擦面１
ａの表面に内周縁と外周縁との間に直線状に延びて形成
され、環状摩擦面１ａの内周側と外周側を連通してい
る。各溝５７は内周側から見て半径方向に対してＲ₂ 側
に傾斜している。

【００２７】クラッチ連結状態で半径方向内周側の空気
が溝５７内を通って環状摩擦面１ａの外周側に移動可能
である。このときの空気が環状摩擦面１ａ及び摩擦フェ
ーシング１８を冷却する。各溝５７は、半径方向外側端
が半径方向内側端のＲ₂ 側（フライホイール１の回転方
向後方）に配置されている。そのため、半径方向内側の
空気がスムーズに溝５７を通過する。すなわち、溝５７
内を通過する空気の流量が多くなり、摩擦面１ａの冷却
効果が向上する。第３実施形態 図８におけるフライホイール１には、環状摩擦面１ａに
複数の溝５８が形成されている。溝５８は、前記実施形
態と同様に環状摩擦面１ａの内周側と外周側とを連通さ
せている。溝５８は、Ｒ₁ 側に配置された半径方向内側
端からＲ₂ 側に配置された半径方向外側端に向かって滑
らかに湾曲しながら延びている。すなわち溝５８の半径
方向中間部は半径方向両端を結ぶ直線より回転方向Ｒ₁
側に突出している。この実施形態においても溝５８内を
空気がスムーズに通過する。第４実施形態 図９〜図１２に示すフライホイール１には、複数の羽根
部材６５が設けられている。この羽根部材６５により、
フライホイール１の本体の環状摩擦面１ａの冷却効果が
向上している。

【００２８】図９及び図１０に示すように、フライホイ
ール１の環状摩擦面１ａに対応する部分においてエンジ
ン側の側面には、環状溝６１が形成されている。環状溝
６１には、さらに半径方向内側に延びる複数の凹部６１
ａが連続して形成されている。環状溝６１内には、複数
の羽根６５が配置されている。羽根６５はアルミ製であ
る。羽根部材６５は、図１１に示すように、取付部６５
ａと、取付部６５ａの一端から直角に延びる壁部６５ｂ
と、壁部６５ｂの一端から取付け部６５ａと平行に延び
る覆い部６５ｃから形成されたプレート部材である。取
付部６５ａには、ボルトが挿入される複数の孔が形成さ
れている。各羽根部材６５は、図９に示すように、半径
方向外側端が環状溝６１内に配置され、半径方向内側端
が各凹部６１ａ内に収容されている。図９から明らかな
ように、羽根部材６５の半径方向外側部は半径方向内側
部に比べてＲ₁ 側に配置されている。すなわち、各羽根
部材６５は、半径方向内側から見て半径方向より回転方
向Ｒ₁ 側に傾斜している。この状態において、羽根部材
６５は複数のボルト６６によりフライホイール１に固定
されている。

【００２９】凹部６１ａ部分には、軸方向孔６２が形成
されている。この軸方向孔６２は、フライホイール１の
環状摩擦面１ａより半径方向内側において、エンジン側
とトランスミッション側とを連通させるための孔であ
る。エンジン側において、孔６２の回転方向後方（Ｒ₂
側）とエンジン側とは、羽根部材６５により覆われてい
る。

【００３０】フライホイール１が回転すると、エンジン
側の空気は環状溝６１内に流れ込む。環状溝６１内の空
気は羽根部材６５により、軸方向孔６２側に誘導され
る。この結果、大量の空気が軸方向孔６２内を通過し、
環状摩擦面１ａの内周側に供給される。これにより、環
状摩擦面１ａ及び摩擦フェーシング１８が充分に冷却さ
れる。特に、羽根部材６５はアルミ製であり、鋼材又は
鋳鉄からなるフライホイール１の本体より熱伝導性が良
い。そのため、各羽根部材６５がフライホイール１のヒ
ートシンクとして機能する。この結果、フライホイール
１の環状摩擦面１ａの反対側の面から充分に放熱される
ため、環状摩擦面１ａ側の冷却が進む。

【００３１】羽根部材は、アルミ以外にフライホイール
本体の材料より熱伝導率の高い材料を用いてもよい。第５実施形態 図１３に示すフライホイール１では、環状摩擦面１ａに
対応する部分に軸方向軸方向孔５５が形成され、さらに
環状摩擦面１ａの表面には半径方向に連通する複数の溝
５８が形成されている。クラッチ連結時には、複数の溝
５８を通って半径方向内側から半径方向外側に向かって
空気が流れ、環状摩擦面１ａを冷却する。クラッチレリ
ーズ時には、エンジン側の空気が軸方向孔５５を通って
環状摩擦面１ａに供給される。これらの冷却空気によ
り、環状摩擦面１ａが充分に冷却される。

【００３２】この実施形態では軸方向孔５５と溝５８と
を設けることにより、クラッチ連結時及びクラッチレリ
ーズ時の両方に優れた冷却効果を得ることができる。第６実施形態 図１４に示すフライホイール１では、複数の羽根部材６
５と軸方向孔５５が設けられている。この実施形態で
は、エンジン側の空気は複数の軸方向孔５５と羽根部材
６５の半径方向内側に設けられた軸方向孔６２とを介し
て環状摩擦面１ａ側に供給される。このように大量の空
気が環状摩擦面１ａ側に供給されることで環状摩擦面１
ａ及び摩擦フェーシングが充分に冷却される。第７実施形態 図１５に示すフライホイール１では、複数の羽根部材６
５が設けられている。また、各羽根部材６５及び軸方向
孔６２に円周方向において対応する位置には、環状摩擦
面１ａ上に溝５８が形成されている。溝５８は、環状摩
擦面１ａの内周側と外周側とを連通している。フライホ
イール１が回転すると、羽根部材６５により誘導された
エンジン側の空気が軸方向孔６２を通ってフライホイー
ル１の本体のトランスミッション側に供給される。この
空気は、対応して形成された溝５８を通って環状摩擦面
１ａの半径方向外側に移動する。

【００３３】この実施形態では、クラッチ連結時におい
て、エンジン側の空気が環状摩擦面１ａ上を通過し冷却
を行う。このため、優れた冷却効果が得られる。第８実施形態 図１６に示すフライホイール１は、図１５に示すフライ
ホイール１にさらに軸方向孔５５を設けている。軸方向
孔５５は、環状摩擦面１ａにおいてフライホイール１の
本体のエンジン側とトランスミッション側とを貫通して
いる。この実施形態では、前記実施形態の効果に比べて
複数の軸方向孔５５による空気の供給すなわち冷却が行
われる。

【００３４】本発明はツインクラッチに限定されない。
単板のクラッチや多板のクラッチに用いてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係るフライホイールでは、円板
状本体が回転すると複数の羽根部材によりエンジン側の
空気が軸方向貫通孔に供給される。この空気はフライホ
イールの環状摩擦面側に供給され、環状摩擦面及び摩擦
フェーシングを冷却する。この結果、フライホイールの
本体の環状摩擦面における熱による不具合が生じにく
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのツインクラッチの
縦断面概略図。

【図２】ツインクラッチの平面図。

【図３】図２のIII 矢視図。

【図４】図１の部分拡大図。

【図５】図１の部分拡大図。

【図６】フライホイールの平面図。

【図７】第２実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【図８】第３実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【図９】第４実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【図１０】第４実施形態にけるツインクラッチの縦断面
概略図。

【図１１】羽根部材の斜視図。

【図１２】羽根部材の取り付け位置を示す縦断面図。

【図１３】第５実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【図１４】第６実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【図１５】第７実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【図１６】第８実施形態におけるフライホイールの平面
図。

【符号の説明】

１ フライホイール １ａ 環状摩擦面 ５５ 軸方向孔 ５８ 溝 ６２ 軸方向孔 ６５ 羽根部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンのクランクシャフトに連結され、
   前記エンジンと反対側にクラッチディスク組立体の摩擦
   フェーシングが設けられるフライホイールであって、 前記摩擦フェーシングに対向する環状摩擦面と、前記摩
   擦面の半径方向内方に配置された複数の軸方向孔とが形
   成された円板状本体と、 前記本体の前記エンジン側に固定され、前記本体回転時
   に前記エンジン側の空気を前記軸方向貫通孔に供給する
   複数の羽根部材と、を備えたフライホイール。
2. 【請求項２】前記複数の羽根部材は前記本体より熱伝導
   率が高い材料からなる、請求項１に記載のフライホイー
   ル。