JPH03107645A

JPH03107645A - ２質量体式フライホイール

Info

Publication number: JPH03107645A
Application number: JP2213580A
Authority: JP
Inventors: Viktor Kuehne; 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: 1991-05-08
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: SE502523C2; SE9002908L; FR2651848A1; IT9067673A0; US5103688A; IT9067673A1; DE3930715A1; JP2571149B2; DE3930715C2; SE9002908D0; FR2651848B1; GB2235963B; GB9018882D0; GB2235963A; IT1240724B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、内燃機関のクランク軸に連結される第１の質
量体と、変速機に連結される第２の質量体と、回転トル
クを伝達するために前記両質量体間に介装されたばね装
置と、前記両質量体の一方の側に設けられ、かつ互いに
平行をなす２つの側板間にあって、ばね付勢力により前
記両側板の対向面に押圧される、それぞれ少なくとも１
つの押圧面を有する軸線方向について２分割された摩擦
セグメントを有すると共に前記ばね装置に直列接続され
た滑動可能な摩擦装置と、前記両側板間に郭成され、か
つダンピング用流体を充填可能な内室とを有する、内燃
機関と変速機との間に連結される２質量体式フライホイ
ールに関する。

〈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
特許公開公報ＤＥ−０８３９０５０３２゜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及
び第２の質量体を直列接続してなるものである。このよ
うにして、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、回転速度を所定値以下である場合に
は、伝達されるトルクが制御されるようになっている。

これにより、共振領域に於けるトルクのピーク値を制限
することができる。

このような構造の欠点は、滑動セグメントが大きな質量
を担持し、しかも変速機側の質量体として２次側に位置
し、そのためにエンジン側の質量を低減させてしまう点
にある。１次側のこのような質量（慣性二次モーメント
）の減少は、エンジンの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、滑動セグメントのためのば
ねのカプセル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、本発明の第１の目
的は、危険なトルクのピーク値を減少させ、しかも−次
側の慣性二次モーメントを減少させることのない２質量
体式フライホイールを提供することにある。

更に、本発明の第２の目的は、内室のシールを信頼性高
く行うことのできる、単純化された２質量体式フライホ
イールを提供することにある。

［発明の溝成コく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、上記形式の２質量
体式フライホイールであって、前記摩擦装置が、前記両
側板間にあって、その摩擦力に打勝つトルクに遭遇した
時には、前記両側板を周方向に自由に相対回転可能とし
、前記第１の質量体から前記ばね装置への周方向力の伝
達が摩擦装置を介してなされ、前記ばね装置が、前記第
２の質量体に結合された中間板に開設された切欠部内に
て支持された少なくとも１本の周方向を向くコイルばね
を有し、前記両側板内に配設された摩擦セグメントの両
部分間に作用するばね力の大きさが、最大駆動トルクは
滑りなく伝達可能であるが、臨界回転速度を通過する際
のトルクのピーク値の発生時には滑りを引起すように定
められており、トルクのピーク値の発生により前記ばね
装置のストロークを超える前記両質量体間の相対角度変
位が引起された際に衝撃を緩和するように、前記摩擦装
置がシリンダ室の一部をなすことを特徴とする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。

本発明によれば、摩擦装置が２質量体式フライホイール
の第１の質量体の側板間にあって軸線方向の押圧力を及
ぼし、しかしながら、周方向に滑動し得るように配設さ
れている。摩擦装置内に於ては、直列接続されたばね装
置のためのはね支持体が一体的に設けられ、該ばね装置
は中間板に結合された第２の質量体にトルクを伝達する
。力は、クランク軸から側板を備える第１の質量体に伝
達され、ばね支持体を備える摩擦装置の摩擦部分及び中
間板のばね装置を経て第２の質量体に伝達される。摩擦
装置は外周部に複数配設されたものであって良く、それ
ぞれ対向する一対の側板に向けて、内蔵されたばねによ
り軸線方向に付勢された１対の摩擦セグメントを備える
ものであって良い。

また、このばね力は、最大伝達トルクを滑りなく伝達可
能であるが、例えば臨界速度を通過する際に発生するト
ルクのピーク値に遭遇した時に、両質量体が互いに自由
に回動し得るように定められる。また、この２質量体式
フライホイールに於ては、ばね装置のばねストロークを
超える相対角度変位が引起された後であって、摩擦装置
の滑りが開始する前の状態にあって、両質量体の互いに
衝当する運動をダンピングするために、シリンダ室が一
体的に郭成されている。良く知られているように、この
シリンダ室によりエンジンの全作動領域に亘って回転振
動に対するダンピング効果を得ることができる。

この構造の利点は、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み得る点にある。

摩擦装置は滑りを伴わない作動時にあっては、１次側即
ち第１の質量体の側にある。伝達トルクのピーク値に遭
遇した場合には、摩擦装置の切離時のトルクは、ばね装
置のばねに作用する周方向力及びこのばね力を超える力
が加わった場合の液体圧式にダンピングされた衝撃力と
からなる。切離時に加速する摩擦装置の部分は極く僅か
な質量を伴うのみであることから、所定のトルク値に於
ける相対滑動及び相対回動の停止は衝撃を伴なうことな
く行なわれる。このようにして危険な共振現象を回避す
ると同時に、滑動する部分の定常的な運動を可能にする
ことができる。

摩擦装置が両側板間に郭成された内室の半径方向外側の
領域にあって、前記中間板の半径方向外向き突部間に配
設されており、前記ばね装置のコイルばねが前記摩擦装
置の半径方向内側に配設されていることにより、大きな
容積を有するシリンダ室を、摩擦装置の摩擦セグメント
間の内室の外周部に配設することができる。

ばね装置が、前記内室の半径方向外側の領域に配設され
ており、前記コイルばねが、一方に於いてばね座を介し
て前記摩擦装置の支持体に支持され、他方に於いて切欠
部を郭成する両突部を介して前記中間板に支持されるよ
うにして周方向に延在するものとすれば、ばね装置が半
径方向外側位置に配設され、従って、ばね装置のばねの
ためのばね座を、摩擦装置の支持体により直接的に支持
することが可能となる。

中間板の突部に、トルクのピーク値の発生に伴うばねの
最大ストロークを超える前記両質量体間の角度変位が引
起された際に、前記摩擦装置の衝当面に衝当するべき衝
当面が、中間板の突部に郭成され、或いは、ばね装置の
少くとも１つのコイルばねかばね座を備えており、該ば
ね座が、トルクのピーク値の発生に伴う両質量体間の最
大相対角度変位を定めるものとすれば、相対角度変位の
限度を定めるだめの機械的ストッパを、半径方向外向き
に突出する突部或いはばね装置の内部に設けられたばね
座を用いて実現することができる。

内室の半径方向外側の領域にダンピング祠料が充填され
、軸線方向及び半径方向外側について前記内室により郭
成されると共に、周方向については前記摩擦装置または
その内部にて運動可能にされた突部により郭成されたシ
リンダ室が設けられているものとし、また、摩擦装置の
支持体が、前記中間板の両突部間にて周方向に突出する
舌片を有しており、これら舌片及び突部が、前記シリン
ダ室の軸線方向端を郭成すると共に、ばね座のための支
持面を郭成するものとするのが好ましい。

また、摩擦セグメントが接線方向に沿ってガイドされか
つ軸線方向に沿って浮動支持されるように支持体に設け
られたガイドポケット内に配設され或いはガイドされた
拡開ばねを介してガイドポケット内に嵌入されると良い
。支持体自身は、２つの部分からなりかつ摩擦セグメン
トを構成するものであって良く、その場合拡開ばねが支
持体の２つの部分間に挟設されるものであって良い。

側板の少なくとも一方が円板からなり、その外周面に摺
接する対向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、上記各部分を組込みかつ前記摩擦セ
グメントの軸線方向摩擦力を定めた後に、前記側板を、
所定の嵌入深さ位置にて液密に固定してなるものとすれ
ば、伝達可能な最大トルクの許容誤差を小さくするよう
に摩擦装置を組付けることが可能となる。

〈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、エン
ジンなどからなる原動機のクランク軸１に連結された第
１の質量体２と、図示されない変速機に連結された第２
の質量体３とを有する。第１の質量体２は、軸線方向に
ついて間隔をおいて設けられた側板４．５を有し、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が郭成されている。両側板４．５間には、１つの
支持体１５に装着された複数の摩擦セグメント対１４を
備える摩擦装置１３が設けられており、摩擦セグメント
対１４間には、それぞれ摩擦セグメントを、対応する側
板４．５に向けて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が設けられており、これらは、第２の質量体３の側に
設けられた中間板１１に組込まれている。各ばね装置７
は、ばね８を備えており各ばねは、各端部に設けられた
ばね座９を介して中間板１１の内部に開設された切欠部
１０内に縮設されている。また、ばね装置７は、ばね座
９を介して、同様の構造を有する支持体１５に於ける中
間板１１の切欠部１０の領域に隣接する部分にて、摩擦
装置１３に対しても係合されている。従って、伝達され
る力は、第１の質量体２、即ち両側板４．５から、摩擦
装置１３の支持体１５に於ける摩擦セグメント１４の摩
擦部分及びばね装置７のばね８を介して、第２の質量体
３の側に設けられた中間板１１に伝達される。

中間板１１は、その半径方向外周部に、内室６内に向け
て突出する突部１２を有している。本実施例に於ては、
摩擦装置１３は３対の摩擦セグメント１４を有している
。周方向に沿って配列された摩擦セグメント１４間には
、支持体１５の切欠部が配設されており、該切欠部内に
は、前記した突部１２が突入している。従って、突部１
２の両側にはシリンダ室２０が郭成され、該シリンダ室
２０の半径方向外側及び軸線方向端部は両側板４．５に
より郭成されると共に、その半径方向内側部分及び周方
向端部は、支持体１５及びその突部１５即ち衝当面１７
の面により郭成される。支持体１５は、シリンダ室２０
の領域に於て半径方向部分が開放されており、それによ
り、突部１２が周方向に運動することができる。

中間板１１の突部１２は、２つの機能を有しており、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り、突部１２と
対向する側板４．５間には軸線方向間隙２１が郭成され
る。突部１２の第２の機能は、衝当面１７と協働してス
トッパを構成することにあり、臨界的な作動状態に於て
、トルクのピーク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。突部１２が、衝当面１７
に対して衝当する際は、ダンピング用流体がシリンダ室
２０から完全に排除されることによる強力なダンピング
効果が引起こされる。

第１図及び第３図に良く示されているように、摩擦セグ
メント１４は、支持体１５に開設されたガイドポケット
１９内に於て周方向にガイドされている。摩擦セグメン
ト１４は、拡開ばね１６による軸線方向力を受けつつ浮
動状態にある。最大角度変位が引起された場合には、ば
ね８内に設けられたばね座１９が他方のばね座に衝当す
るようにすることもできる。

第４図及び第５図に示された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。ばね８は、ばね座９を介して、中間板
１１に設けられた突部１２ａにより周方向に対して支持
されている。突部１２ａの両面は、ばね座９を支持する
舌片１８間に挾持されており、この舌片１８は、摩擦装
置１３の支持体１５の一部をなしている。ばね装置７の
相対回動に伴い、突部１２ａがばね座９から引離され、
隣接する摩擦装置に於ける両舌片１８間の領域に位置す
る。これら両舌片１８間の領域は、シリンダ室２０とし
て構成されており、かつ支持体１５の舌片１８間には、
突部１２ａに対する衝当面１７が郭成されている。同様
のシリンダ室２０が、ばね８の他方の側にも郭成されて
いる。

シリンダ室２０の両側部を郭成する舌片１８を備える支
持体１５を用いた構成は、第１図〜第３図に示された構
成に対して、突部１２ａに付随する間隙２１が小さく、
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
利点を有する。しかしながら、第１図〜第３図に示され
た実施例に於ても、シリンダ室２０の領域に於て突部１
２の厚さを大きくすることにより、強いダンピング力が
得られるようにすることもできる。更に、この間隙を周
方向に沿って変化させることにより、衝当時に於けるダ
ンピング効果を高めることもできる。

上記した実施例に於ては、支持体１５が一体的な部材か
らなるものであって、摩擦セグメント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内に於て周
方向にガイドされていたが、第６図に示された実施例に
於ては、摩擦セグメント１４が、支持体１５に於けるガ
イドポケット１９内に嵌入されており、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が複数の機能を有
している。まず、摩擦セグメント１４を周方向に沿って
ガイドし、ばね座９に作用する周方向力を伝達し、シリ
ンダ室２０を郭成し、突部１２ａのための衝当面１７を
郭成し、摩擦セグメント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。この実
施例は、支持体１５が、所定の質量を有しかつ対摩耗性
を何する合成樹脂からなり、摩擦セグメント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
。

第７図は、２分割にされた支持体１５を用いた場合の実
施例を示すもので、支持体の両部分間には、拡開ばね１
６が受容されている。またこれら支持体１５は、摩擦装
置１３に於ける摩擦セグメンＩ・とじても機能する。

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が摩擦セグメント１４に対して確実に所
定の付勢力を及ぼし得るように、一方の側板５は、特別
な方法により固定される。

第２図に示されているように、一方の側板５が円板２２
からなり、その外周部を包囲するハウジング２４の対向
面２３に対して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を得るように軸線方向に移
動させた後に、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、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の内周縁部は、第２の質量体３に対してシ
ールを介して摺接している。

【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■−■線についてみた縦断面図であ
る。第３図は、第１図の矢印の方向にみた展開断面図である
。第４図は、外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図は矢印の方向からみた展開断面図であ
る。第６図は、ガイドされた摩擦セグメントを備える支持体
を示す断面図である。第７図は、摩擦セグメントとしても機能する支持体を備
える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・・・ば
ね座、１０・・・切欠部、１１・・・中間板、１２．１
２・ａ・・・突部、１３・・・摩擦装置、１４・・・摩
擦セグメンＩ・、１５・・・支持体、１６・・・拡開ば
ね、１７・・・衝当面、１８・・・舌片、１９・・・ば
ね座、２０・・・シリンダ室、２１・・・間隙、２２・
・・円板、２３・・・対向面、２４・・・ノ１ウジング
特　許　出　願　人　ヨツト・エム・フオイト・ゲーエ
ムベーハー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関のクランク軸に連結される第１の質量体
２と、変速機に連結される第２の質量体３と、回転トル
クを伝達するために前記両質量体間に介装されたばね装
置７と、前記両質量体の一方の側に設けられ、かつ互い
に平行をなす２つの側板４、５間にあって、ばね付勢力
により前記両側板の対向面に押圧される、それぞれ少な
くとも１つの押圧面を有する軸線方向について２分割さ
れた摩擦セグメントを有すると共に前記ばね装置に直列
接続された滑動可能な摩擦装置１３と、前記両側板間に
郭成され、かつダンピング用流体を充填可能な内室６と
を有する、内燃機関と変速機との間に連結される２質量
体式フライホィールであって、（ａ）前記摩擦装置１３が、前記両側板４、５間にあっ
て、摩擦力に打勝つトルクに遭遇した時には、前記両側
板を周方向に自由に相対回転可能とし、（ｂ）前記第１の質量体から前記ばね装置７への周方向
力の伝達が摩擦装置１３を介してなされ、前記ばね装置
が、前記第２の質量体に結合された中間板１１に開設さ
れた切欠部１０内にて支持された少なくとも１本の周方
向を向くコイルばねを有し、（ｃ）前記両側板４、５内に配設された摩擦セグメント
の両部分間に作用するばね力の大きさが、最大駆動トル
クは滑りなく伝達可能であるが、臨界回転速度を通過す
る際のトルクのピーク値の発生時には滑りを引起すよう
に定められており、（ｄ）トルクのピーク値の発生により前記ばね装置のス
トロークを超える前記両質量体間の相対角度変位が引起
された際に衝撃を緩和するように、前記摩擦装置１３が
シリンダ室２０の一部をなすことを特徴とする２質量体
式フライホィール。
（２）前記摩擦装置１３が両側板４、５間に郭成された
内室６の半径方向外側の領域にあって、前記中間板１１
の半径方向外向き突部１２間に配設されており、前記ば
ね装置７のコイルばね８が前記摩擦装置１３の半径方向
内側に配設されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の２質量体式フライホィール。
（３）前記ばね装置７が、前記内室６の半径方向外側の
領域に配設されており、前記コイルばね８が、一方に於
いてばね座１５を介して前記摩擦装置１３の支持体１５
に支持され、他方に於いて切欠部１０を郭成する両突部
１２ａを介して前記中間板に支持されるようにして周方
向に延在することを特徴とする特許請求の範囲第１項若
しくは第２項に記載の２質量体式フライホィール。
（４）トルクのピーク値の発生に伴うばねの最大ストロ
ークを超える前記両質量体間の角度変位が引起された際
に、前記摩擦装置１３の衝当面に衝当するべき衝当面が
、前記中間板１１の突部１２、１２ａに郭成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
ずれか記載の２質量体式フライホィール。
（５）前記ばね装置７の少くとも１つのコイルばねがば
ね座９を備えており、該ばね座が、トルクのピーク値の
発生に伴う両質量体間の最大相対角度変位を定めること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
かに記載の２質量体式フライホィール。
（６）前記内室６の半径方向外側の領域にダンピング材
料が充填され、軸線方向及び半径方向外側について前記
内室により郭成されると共に、周方向については前記摩
擦装置１３またはその内部にて運動可能にされた突部１
２、１２ａにより郭成されたシリンダ室２０が設けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５
項のいずれかに記載の２質量体式フライホィール
（７）前記摩擦装置１３の支持体１５が、前記中間板の
両突部間にて周方向に突出する舌片１８を有しており、
これら舌片及び突部が、前記シリンダ室２０の軸線方向
端を郭成すると共に、ばね座のための支持面を郭成する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のい
ずれかに記載の２質量体式フライホィール。
（８）複数の摩擦装置１３が周方向に沿って配設されて
おり、かつ支持体１５に設けられた開口内にて拡開ばね
１４により軸線方向について互いに離反する方向に付勢
された状態で浮動支持され、かつ周方向についてガイド
された摩擦セグメントの対を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の２質
量体式フライホィール。
（９）前記支持体１５が、摩擦セグメント１４を半径方
向及び接線方向にガイドするためのガイドポケット１９
と前記拡開ばね１６を受容するための開孔１４ａとを有
することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の２
質量体式フライホィール。
（１０）前記支持体１５が軸線方向に分離された２つの
部分からなり、かつこれら両部分が拡開ばね１６により
前記両側板４、５に向けて押圧付勢されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれかに
記載の２質量体式フライホィール。
（１１）前記側板４、５の少なくとも一方が円板２２か
らなり、その外周面に摺接する対向面２３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、上
記各部分を組込みかつ前記摩擦セグメント１４の軸線方
向摩擦力を定めた後に、前記側板４、５を、所定の嵌入
深さ位置にて液密に固定してなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載の２質
量体式フライホィール。