(57)【要約】【課題】  主に、従来の慣性フライホイールの欠点を回避し、クランクシャフトに発生する応力を軽減するという問題に対し、簡単、有効、かつ経済的な解決策を提供することである。また、捻りに対して一定の可撓性を有し、経済的に製造できる慣性フライホイールを提供する。【解決手段】  内燃機関のクランクシャフト４の一端に、接続手段１４を介して固定された、回転する環状慣性質量体２２を備え、接続手段１４は、捻りに対してクランクシャフト４そのものよりも低い剛性を有しており、フライホイール１に固定されたクランクシャフト４の自然捻り周波数を低下させ、かつ内燃機関のシリンダ内の連続した燃焼作用によって生成される第１の周波数よりも高いレベルに維持するようになっている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフト（４）の一端に、接続手段（１４）を介して固定されている、回転する環状慣性質量体（２２）を備える内燃機関用の慣性フライホイールであって、前記接続手段（１４）は、捻りに対して、クランクシャフト（４）よりも低い剛性を有することによって、フライホイール（１）に固定されたクランクシャフト（４）の自然捻り周波数を低下させて、内燃機関のシリンダ内の連続した燃焼作用によって生成される第１の周波数よりも高いレベルに維持するようになっていることを特徴とする、内燃機関用の慣性フライホイール。
【請求項２】
接続手段（１４）は、切取加工された金属板（２４、５０）からなることを特徴とする、請求項１記載の慣性フライホイール。
【請求項３】
接続手段（２４、５０）は、円周上に一連の開口部（３８）が配置されたワッシャであることを特徴とする、請求項１または２記載の慣性フライホイール。
【請求項４】
回転する環状慣性質量体（２２）は、接続手段（１４）の開口部（３８）と外縁部との間の領域で、接続手段（１４）に固定されていることを特徴とする、請求項３記載の慣性フライホイール。
【請求項５】
各開口部（３８）の間には、半径方向のアーム（３２、５４）が円周上に設けられ、アーム（３２、５４）は、フライホイール（１）の回転軸と直交する平面上で変形可能であることを特徴とする、請求項３または４記載の慣性フライホイール。
【請求項６】
環状慣性質量体（２２）を固定するための領域は、少なくとも部分的には、アーム（３２、５４）の半径方向の最も長い部分よりも、半径方向に短い位置に設けられていることを特徴とする、請求項４に従属する請求項５記載の慣性フライホイール。
【請求項７】
接続手段（２４、５０）は、５〜９個の開口部（３８）を備えていることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項８】
切取加工された金属板から構成されている接続手段（２４、５０）は、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さを有し、アーム（３２、５４）は、４ｍｍ〜３０ｍｍの幅を有することを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項９】
回転軸と直交し、かつクランクシャフト（４）に対して角度をなして配置されている振動軸を有し、この軸を中心にして曲がることができるような低い剛性を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項１０】
振動軸に沿って、回転軸の両側に半径方向に延出する２つの二重アーム（５４）をさらに備えていることを特徴とする、請求項９に記載の慣性フライホイール。
【請求項１１】
二重アーム（５４）は、開口部（３８）の半径方向の長さと実質的に等しい半径方向の長さを有する、半径方向の隙間（５６）を備えていることを特徴とする、請求項１０に記載の慣性フライホイール。
【請求項１２】
接続手段（６２）は、回転軸と直交する平面上で、半径方向に対して傾斜するアーム（６０）を備えていることを特徴とする、請求項５〜９のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項１３】
捻りまたは曲げ振動、あるいはその両方を減衰させる手段（７０、８２、９２）をさらに備えていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項１４】
振動を減衰させる手段（７０、８２、９２）は、接続手段（２４）と環状慣性質量体（２２）との間に設けられ、かつ軸方向の圧縮応力が加えられている皿ばね座金（７０）を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の慣性フライホイール。
【請求項１５】
振動を減衰させる手段（７０、８２、９２）は、接続手段（８０）を、接続手段の開口部（８４）内に突入するような形状に切取加工した、環状慣性質量体（２２）と接する突出部（８２）を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の慣性フライホイール。
【請求項１６】
振動を減衰させる手段（７０、８２、９２）は、弾力性を伴う圧縮応力が加わるよう、環状慣性質量体（２２）の開口部（１００）の円筒状の内壁に接し、かつ回転軸に平行に延出する一連の湾曲突出部（９６）を有するワッシャ（９２）を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の慣性フライホイール。
【請求項１７】
正常動作し、かつ慣性フライホイール（１）に固定されているクランクシャフト（４）の自然捻り振動周波数は、３００Ｈｚ以上であることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項１８】
単純なフライホイール、または二重減衰フライホイールの１次フライホイールを構成していることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【請求項１９】
鋳鉄製のクランクシャフトに取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかに記載の慣性フライホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車の、内燃機関のための慣性フライホールに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の車輪を駆動するために、クランクシャフトと変速機の間に位置するクランクシャフトの一端に、大きな回転慣性を有する剛体のフライホイールを固定して使用することは知られている。このような剛体のフライホイールは、クランクシャフトの回転速度を調整する役割を果たす。内燃機関のシリンダ内では、燃焼作用により、瞬間的なピークトルクが連続して生成されるが、慣性フライホイールは、それを平均化されたトルクに変換して、揺れを大幅に抑え、振動を抑制する。
【０００３】
慣性フライホイールは、質量体を構成し、長手方向の曲げに対して特定の剛性を有するクランクシャフトに固定されるため、このクランクシャフト／フライホイールの組立体によって、自然振動周波数を有する質量体／スプリングシステムが形成される。この周波数を変えて、クランクシャフトに生じる曲げ応力を軽減するために、環状慣性質量体と、それをクランクシャフトに接続するための、回転軸と直交する軸に沿った曲げに対して、特定の可撓性を有する環状の部材から構成されている、曲げに対して可撓性のフライホイールを使用することが知られている。
【０００４】
この種の慣性フライホイールは、特許文献１に開示されている。環状慣性質量体とクランクシャフトとの間の接続部材は、曲げ特性を有する少なくとも２本のアームを備え、例えば、切抜加工された金属板から構成されている。アームは、回転軸を中心とする捻りに対し、極めて高い剛性を有する。この剛性のために、機関の動作条件によって、特に高速回転時に、クランクシャフトに大きな捻転応力が生じる。
【０００５】
また、クランクシャフトそのものに、錘をスプリングで固定して付加することも提案されている。この錘は、振動緩衝装置の役割を果たし、その反作用によって、クランクシャフトに生じる捻転応力が軽減される。しかし、このような錘を取り付けると、嵩が張り、構造が複雑になる。
【特許文献１】フランス国特許公開第２８４９８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、主として、このような欠点を回避し、かつクランクシャフトに発生する応力を軽減するという問題に対し、簡単、有効、かつ経済的な解決策を提供することである。
【０００７】
また、特に、捻りに対して、一定の可撓性を有し、経済的に製造できる慣性フライホイールを提供することを目的としている。
【０００８】
この目的のために、回転する環状の慣性質量体から構成されている、内燃機関用の慣性フライホイールを提案する。この慣性質量体は、接続手段により、内燃機関のクランクシャフトの一端に固定されている。この接続手段は、クランクシャフトそのものに比べ、低い捻り剛性を有しており、フライホイールに固定されたクランクシャフトの自然捻り周波数を低減させるとともに、同周波数を、内燃機関のシリンダ内の連続した燃焼作用によって生成される第１の周波数よりも、高い水準に維持する。
【０００９】
本発明による慣性フライホイールの主な利点は、接続手段が、捻りに対する可撓性を有しているため、クランクシャフトから伝達される捻り振動をいくらか取り除くことができ、クランクシャフトによって生成される瞬間的なトルクが、剛体のフライホイールに直接伝わることなく、捻りにより変形可能な中間部材に伝達され、これによって、特定の動作条件下で、クランクシャフトに生じる捻り応力を軽減できることである。
【００１０】
本発明のもうひとつの利点は、慣性フライホイールに固定されたクランクシャフトの自然捻り周波数を、内燃機関のシリンダ内の連続した燃焼作用によって生成される第１の周波数よりも、高い水準に維持することができるため、第１の周波数によって、クランクシャフトの自然捻り周波数での励振がされないことである。
【００１１】
本発明の好ましい態様によると、接続手段は、切抜加工された金属板からなるワッシャ状のものである。このワッシャの円周上には、一連の開口部が設けられている。
【００１２】
本発明の他の態様によると、環状慣性質量体は、半径方向において、接続手段の上記の開口部と外縁部の間の領域で、接続手段に固定されている。
【００１３】
本発明のさらなる態様によると、各開口部の間には、回転軸と直交する平面上で曲がることによって、変形可能な半径方向のアームが、円周上に設けられている。また、慣性質量体を固定するための領域は、少なくとも部分的には、アームの半径方向の最も長い部分よりも、半径方向に短い位置に配置することができる。
【００１４】
本発明の好ましい様態では、切取加工された金属板から構成される接続手段は、５〜９個の開口部を備え、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さを有し、４ｍｍ〜３０ｍｍの幅のアームを有する。
【００１５】
本発明の他の様態では、慣性フライホイールは、回転軸と直交し、かつクランクシャフトに対して角度をなして配置された振動軸を有し、接続手段は、この軸を中心として曲がるよう、低い剛性を有する。
【００１６】
この場合、慣性フライホイールは、振動軸に沿って、回転軸の両側に延出する２つの二重アームを備えている。
【００１７】
この二重アームの間には、開口部の半径方向の長さと実質的に等しい長さを有する、半径方向の隙間を設けることができる。
【００１８】
別の様態によると、接続手段は、回転軸に直交する平面上で、半径方向に対して傾斜するアームを備えている。傾斜を設けることによって、アームの長さが長くなり、その結果、軸方向の剛性が低下し、捻り方向に有利に働くため、対称的でない捻り振動をより良く除去することができる。
【００１９】
慣性フライホイールには、捻りまたは曲げ振動、あるいはその両方を減衰させる手段を設けることが望ましい。この減衰手段は、接続手段と慣性質量体との間に設けられ、軸方向に圧縮応力が加わる皿ばね座金により構成することが可能である。
【００２０】
また、別の態様として、接続手段の可撓性金属板を、可撓性金属板の開口部に突き出るような形状に切取加工し、慣性質量体と接する突出部を設けることもできる。
【００２１】
さらに別の態様として、弾力性を伴う圧縮応力が加わるように、慣性質量体の開口部の円筒状の内壁に接する、回転軸と平行な一連の湾曲突出部を備え、接続手段に固定されるワッシャにより構成してもよい。
【００２２】
本発明の望ましい態様によると、正常動作し、慣性フライホイールに固定されたクランクシャフトの自然捻り振動周波数は、３００Ｈｚ超である。
【００２３】
一般的に、本発明による慣性フライホイールは、単純なフライホイール、または二重減衰フライホイールの１次フライホイールを構成することができる。また、この慣性フライホイールは、鍛鋼により製造したクランクシャフトに比べて、安価な鋳鉄製のクランクシャフトに取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態の詳細および効果を、図面を参照して以下に説明する。
【００２５】
図１は、剛体のフライホイール６の概略図である。剛体のフライホイール６は、通常、鋳鉄製であり、例えば自動車の内燃機関のクランクシャフト４に固定される。このフライホイールは、半径方向における外縁部５と、接続手段７から構成されている。半径方向の外縁部５は、高い慣性に資するような厚さを有し、接続手段７は、外縁部５とクランクシャフトの間に設けられている。また、接続手段７は、回転軸を中心とする円上に、図示しないネジによって、クランクシャフト４の一端に固定される。
【００２６】
図２は、曲げに対して可撓性を有する慣性フライホイール１２の概略図である。可撓性慣性フライホイール１２は、一般的には鋳鉄製のリング８を備え、リング８は、環状金属板１０の外縁部に固定されている。環状金属板１０は、クランクシャフト４にネジで固定され、クランクシャフトの軸に直交する軸を中心にした曲げを許容するよう、慣性フライホイール１２に可撓性を与  える。その結果、揺れの運動、すなわち、フライホイール自身に対して平行な運動が生じる。
【００２７】
剛体のフライホイール６と、曲げに対する可撓性を有するフライホイール１２は、一般的に、捻りに対し、５．１０6Ｎｍ／ｒａｄ超の高い剛性を有しており、フライホイールに固定されたクランクシャフト４の一端における角加速度は、実質的にフライホイールの角加速度に等しくなる。
【００２８】
図６は、本発明による、曲げおよび捻りに対して可撓性を有する慣性フライホイール１３の概略図である。慣性フライホイール１３は、接続手段１４の外縁部に固定された慣性リング８を備え、接続手段１４は、上記同様に、ネジでクランクシャフト４に固定され、これによって、図２のフライホイールの曲げおよび振動に対する可撓性、ならびにクランクシャフト４と慣性リング８の間の捻りに対する可撓性が増加する。
【００２９】
クランクシャフトの捻り剛性は、４シリンダ直列機関であれば、約１０5Ｎｍ／ｒａｄ〜１０6Ｎｍ／ｒａｄである。本発明によるフライホイール１３の剛性は、約１０4Ｎｍ／ｒａｄ〜１０5Ｎｍ／ｒａｄであり、クランクシャフトの剛性の１／１０以下である。接続手段１４は、トルクの作用により角変形され、クランクシャフト４の一端と慣性リング８とでは、角加速度が異なる。
【００３０】
稼動時において、内燃機関のシリンダ内の燃焼作用により生成される力は、ピストンとコネクティングロッドを介して、クランクシャフトのクランクピンに伝達され、この力によって揺れを伴う駆動トルクが生成され、この揺れを伴う駆動トルクは、フライホイールを介して車両の変速機に伝達される。
【００３１】
なお、クランクシャフトに生じる瞬間的なピークトルクは、平均トルクの４倍にも達する場合もある。図１における剛体のフライホイール６の場合、クランクシャフト４の端部は、高い慣性力を持つ、回転する質量体に接続されるため、抵抗が生じ、クランクシャフトのこの端部に最大の捻り応力が生じる。
【００３２】
本発明による、捻りに対する可撓性を有するフライホイール１３の場合、クランクシャフト４の端部は、瞬間的な振動トルクが発生すると湾曲する、可撓性のある接続手段１４に固定されている。この可撓性を有する接続手段１４は、クランクシャフト４に比べ、かなり低い捻り剛性を、クランクシャフトの軸に沿って有しているため、ピークトルクの間は、最大の角変形が生じる。動的な作用時において、回転速度に従って、クランクシャフトの角変形は小さくなり、動トルクとクランクシャフト内部に生じる捻り応力が軽減されることがわかっている。
【００３３】
接続手段１４そのものの捻り剛性は、正常動作し、フライホイール１３に固定されたクランクシャフト４の自然捻り周波数が大幅に低減するよう、かつ内燃機関のシリンダ内の連続した燃焼作用によって生成される第１の周波数よりも大きくなるように計算される。
【００３４】
４ストロークサイクルで動作する４シリンダの内燃機関の場合、燃焼作用による第１の振動周波数は、２次的なものである。すなわち、クランクシャフト／フライホイール組立体の自然周波数は、２次周波数よりも大きく、例えば、６０００回／分の回転速度に対して２００Ｈｚに維持されなければならない。したがって、この自然周波数は、燃焼により生成される周波数と一線を画するために、２００Ｈｚ超、たとえば、３００Ｈｚでなければならない。
【００３５】
たとえばディーゼルエンジンにおいて、４次的に極めて不規則な回転速度が生成される場合、クランクシャフト／フライホイール組立体の自然周波数には、３３０Ｈｚ超、例えば５００Ｈｚに設定される。
【００３６】
図４は、本発明による、捻りおよび曲げに対して可撓性を有するフライホイール１３を示す図である。フライホイール１３には、半径方向において外側に位置する部分が比較的厚くなった、鋳鉄製の慣性リング２２が設けられている。この慣性リング２２は、中心に向かって厚さが薄くなった部分を有しており、それは、可撓性の金属板ワッシャ２４の下に見えている。慣性リング２２は、外縁に歯つきリング２０を備え、スタータのピニオンにより駆動される。
【００３７】
可撓性ワッシャ２４は、慣性リング２２と中心の位置合わせをし、ワッシャ２４の周辺に規則的に配置された、ネジや鋲などの一連の固定手段２６によって強固に固定される。可撓性ワッシャ２４は、中央に、規則的に配置された一連の貫通孔２８に取り囲まれた孔３０を備える。ワッシャ２４は、クランクシャフトの端部にある肩部に通じる孔３０がその中心にあり、貫通孔２８を貫通するネジで、この肩部に固定されている。
【００３８】
可撓性ワッシャ２４は、その中央の部分に、円周上に配置された同形の開口部３８を有し、各開口部３８の間には、半径方向のアーム３２が設けられている。この開口部は、台形に似た形状を有し、台形の各辺は、曲線部３４、３６で互いにつながっており、台形の長い底辺部は、ワッシャ２４の外縁と同じ側に位置している。
【００３９】
リング２２の各固定手段２６は、開口部３８の半径軸の延長線上に位置し、台形の長い底辺部と、ワッシャ２４の外縁部の間に設けられている。この台形の長い底辺部は、固定手段２６を迂回するように、少なくとも部分的に、半径方向のアーム３２の最も長い部分よりも、半径方向に短い位置まで、ワッシャの中心部に向かって湾曲している。
【００４０】
各放射状アーム３２の両端は、互いに実質的に平行、または凹型に窪んだ形状をしており、開口部３８の接続曲線部３４、３６において広がった形状をしている。
【００４１】
可撓性ワッシャ２４は、質量と剛性の問題を解決するために、それ自体は既に知られているような、わずかな起伏を有する平面状または窪んだ形状を有している。
【００４２】
本発明によるフライホイール１３の機能は、次の通りである。ワッシャ２４は、断面上に位置する軸に沿う曲げによる変形が可能である。これは、ワッシャ２４の厚さを薄くしたのに加え、開口部３８が存在するためであり、これによって、クランクシャフトの端部に対して慣性リング２２の曲げが可能となり、かつ回転軸に沿った揺れが可能となる。このような運動に対し、ワッシャ２４のアーム３２は、主にその厚さ方向に沿って湾曲する。
【００４３】
梁の曲げの計算式を使用して第１の近似値を取ると、ワッシャ２４の厚さが３乗され、アームの幅が１乗されるため、最終的には、フライホイール１３の曲げおよび揺れに対する剛性は、アームの厚さによって決定される。
【００４４】
ワッシャ２４が回転軸を中心とする捻りによって変形するとき、アーム３２も、その幅方向に沿って曲がり、Ｓ字型に変形するため、開口部３８により、ワッシャ２４が捻りに対する可撓性を有する。第１の近似値を求めると、アーム３２の幅が３乗され、厚さが１乗されるため、最終的には、フライホイール１３の捻りに対する剛性は、アームの幅によって決定される。アームの接続曲線部３４、３６は、捻りによる変形が生じている間、アーム３２に実質的に一定の力が加わるよう、太い外形を有している。
【００４５】
アーム３２の長さも、ワッシャ２４の曲げまたは捻りに対する剛性に影響する。上記の計算原理によると、アーム３２の厚さおよび幅は、求めようとしている理論値によって、ワッシャ２４の曲げまたは捻りに対する２つの剛性を決定する、２つの独立変数として機能する。
【００４６】
本発明によるフライホイール１３のワッシャ２４は、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さを有し、幅４ｍｍ〜３０ｍｍのアームを５本〜９本備えていることが好ましい。アームの長さは、開口部３８と、可撓性金属板２４の外縁の間の、半径方向の最小距離を変更することにより調整可能であり、５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。
【００４７】
計算の例として、正常動作し、フライホイールに固定されたクランクシャフトにより構成される組立体において、５００Ｈｚの自然捻り周波数を得たい場合、厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、最小半径距離が１５ｍｍのアームを９本設けることになる。
【００４８】
本発明によるフライホイールについては、付加的な部品を必要としないため、図２の曲げに対する可撓性を有するフライホイールに比べ、製造が簡単であることも重要な効果の一つである。同じ金属板のワッシャ２４が、可撓性を備えた接続部材の役割を果たし、さらに開口部３８を切抜加工することにより、捻りに対する可撓性要件も満足させている。
【００４９】
曲げに対して同等の可撓性を維持するためには、開口部３８によって可撓性が大となることを考慮すると、金属板の厚さはより厚く、例えば、２．５ｍｍ〜４ｍｍまたは５ｍｍの間とされる。ネジがしっかり留まるよう、金属板を少し薄くした場合、通常、ワッシャ２４と、クランクシャフトの固定ネジの頭の間にシムを配置するが、このように厚くすると、場合によっては、シムを使用せずにすますことができる。
【００５０】
本発明による捻りに対する可撓性を有するフライホイール１３を使用して、クランクシャフトに生じる応力、特に、せん断応力を軽減することにより、例えば、同じクランクシャフトを使用しながら内燃機関の性能を高めることができる。また、性能は同じでも、クランクシャフトの製造を簡略化したり、軽量化したり、または、例えば鍛鋼ではなく鋳鉄など、より安価な素材を用いて行うことが可能となる。
【００５１】
上記の力は、計算によって求めることもできるが、捻りに対する可撓性を有するフライホイールに対し、ひずみゲージを使用して測定しても求めることができる。
【００５２】
図５は、可撓性を有するワッシャの、別の実施形態を示す図である。上述の実施形態同様、このワッシャ５０は、開口部３８、各開口部３８の間に設けられた一重アーム３２、中央の孔３０、および固定ネジを通すための貫通孔２８を備えている。
【００５３】
ワッシャ５０の外縁部には、慣性リングを固定するためのドリル孔５２が設けられている。このドリル孔５２は対で設けられ、回転軸に向かって内側に突き出た開口部３８の枠の上に、各開口部の軸に対して左右対称に形成されている。
【００５４】
図４のワッシャ２４とは異なり、ワッシャ５０には、回転軸の左右に、半径方向に延出する２対の二重アーム５４が設けられている。二重アーム５４のそれぞれの対は、半径方向に細長い、端部が曲線の隙間５６を挟んで並行する２本のアームから構成されている。
【００５５】
ワッシャ５０を備える捻りおよび曲げに対する可撓性を有するフライホイールは、本発明の効果と、特許文献１の効果とを組み合わせたものである。これは、このフライホイールの捻りに対する可撓性を、一重アーム３２または二重アーム５４によって実現したためである。
【００５６】
このフライホールは、フライホイールの回転軸に直交する、曲げに対して有利に働く振動軸を有するが、これは二重アーム５４によって決定される。この場合、二重アームの部分では、より大きな変形が生じるため、より大きな抵抗に抗することができる。したがって、この軸を中心にした曲げに対しては低い剛性が、そして、これに直交する軸を中心にした曲げに対しては、高い剛性が得られる。
【００５７】
特許文献１が教示されているところによると、クランクシャフトのクランクピンの位置によって、曲げに対して、フライホールが高い可撓性を有するように、この曲げに対して有利に働く軸は、クランクシャフトに対して角度を設けて配置される。なお、クランクシャフトの位置は、固定ネジが通るドリル孔２８によって決定される。切抜加工した同じ金属板により、捻りに対する可撓性が得られるのに加え、この効果を、簡単かつ経済的に達成することができる。
【００５８】
図６は、可撓性を有するワッシャの別の実施形態を示す図である。この実施形態では、接続手段のワッシャ６２は、開口部６４、各開口部６４の間に設けられたアーム６０、中央の孔３０、クランクシャフトに固定するネジを通す貫通孔２８、および環状質量体または慣性リング２２を固定する固定手段２６を備えている。
【００５９】
アーム６０は、接続曲線部３４、３６により、金属板６２の半径方向の内側の部分と外側の部分とに接続されている。図４のワッシャ２４のアームとは異なり、このアーム６０は、回転軸に直交する平面する横断面上で、半径方向に対して傾斜している。このように傾斜しているため、アーム６０を長くすることができ、これによって、フライホイールの曲げおよび振動に対する剛性を低くすることができる。
【００６０】
さらに、捻りに対する剛性曲線も、加わる正または負のトルクによって異なる。その曲線がわずかに非対称であるため、内燃機関のシリンダ内で生じる、それ自体非対称な燃焼により生じるピークトルクに適応した剛性を持たせることができる。また、アーム６０が傾斜をもった形状をしているため、内燃機関のトルクによって、これらのアーム６０そのものに生じる応力を軽減させることも可能となる。
【００６１】
一般的には、捻りおよび曲げに対する可撓性を有するフライホイールは、曲げまたは捻りを伴う振動を減衰させる手段と関連付けて考えられる。図７は、減衰手段の第１の実施形態を示す図であり、この減衰手段は、皿ばね座金７０から構成されている。皿ばね座金７０の半径方向の内側に位置する表面は、金属板２４に接し、半径方向の外側に位置する表面は慣性リング２２に接する。この皿ばね座金７０には、軸方向の圧縮応力が加わる。
【００６２】
曲げおよび揺れを伴う振動が加わると、これに接している部分が半径方向に移動する。他方、捻りを伴う振動が加わると、角度を伴う移動が生じる。これによって摩擦が生じ、金属板２４が大きく動くことが制限され、また金属板２４に生じる応力を低減させる減衰手段として有用である。
【００６３】
図８および図９は、減衰手段の他の実施形態を示す図である。この実施形態では、慣性リング２２は、曲げおよび捻りに対して可撓性を有する金属板８０によって保持される。金属板８０には開口部８４が設けられ、それぞれの開口部８４の内部には、内端でつながり、外に向かって半径方向に延出する突出部８２が設けられている。各突出部８２は、回転軸を横切る平面上で、わずかに湾曲しており、これにより、その遊端部８６はリング２２の表面に弾力性を伴う圧縮応力が加わるよう接している。
【００６４】
第１の実施形態同様、曲げ、揺れ、および捻りを伴う振動が生じると、半径方向の突出部８２の端部８６が、慣性リング２２と摩擦し合って、減衰が生じる。
【００６５】
図１０および図１１は、さらに減衰手段の他の実施形態を示す図である。慣性リング２２は、曲げおよび捻りに対して可撓性を有し、開口部を備えた環状金属板９０によって保持される。減衰ワッシャ９２は、金属板９０と接する、平面状の半径方向部９８を有する。また、減衰ワッシャ９２は、金属板９０上に配置された固定用の貫通孔９４を通じて、これらの２つの部分を、クランクシャフトの端部に固定するネジによって保持される。
【００６６】
他の実施形態では、クランクシャフトのネジの頭と、環状金属板９０と、ワッシャ９２の平面状の半径方向部９８との間に、シムを付加する。
【００６７】
ワッシャ９２の平面状の半径方向部９８の外周には、回転軸に平行して曲がった、一連の突出部９６が規則的に設けられている。これらの突出部９６は、弾力性を伴った圧縮応力が加わるよう、慣性リング２２の中央の開口部１００の円筒状の内壁に接する。したがって、曲げ、揺れ、または捻りを伴う振動によって、金属板９０の中心部と慣性リング２２の間に相対的な移動が生じると、この放射状の突出部９６によって摩擦が生じ、減衰が起きる。
【００６８】
なお、この実施形態には、振動が原因の応力によって、金属板９０の軸上の負荷が追加されないという利点がある。
【００６９】
本発明による、捻りに対して可撓性を有するフライホイールは、クラッチ機構を伴う単純なフライホイールとして用いることも、または二重減衰フライホイールの１次フライホイールとして用いることもできる。一般的には、捻りに対して可撓性を有する接続ワッシャ２４、５０は、クランクシャフトと、自動変速装置を駆動する流体力学的なトルクコンバータ等、回転する任意の慣性質量体との間を接続するために使用することができる。さらに、可撓性を有する接続手段は、金属板を切取加工する以外にも、好適な断面のアームを備えた鋳鉄部品などによる製造も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】クランクシャフトの一端に取り付けられている、剛体のフライホイールの概略図である。
【図２】クランクシャフトの一端に取り付けられている、曲げに対して可撓性を有するフライホイールの概略図である。
【図３】クランクシャフトの一端に取り付けられている、曲げおよび捻りに対して可撓性を有するフライホイールの概略図である。
【図４】本発明に係るフライホイールの斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるフライホイールの接続手段を示す前面図である。
【図６】本発明のさらなる実施形態によるフライホイールを示す前面図である。
【図７】減衰手段を備える、捻りに対して可撓性を有するフライホイールを示す断面図である。
【図８】他の実施形態による減衰手段を備える、捻りに対して可撓性を有するフライホイールを示す、図９の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図９】図８のフライホイールの前面図である。
【図１０】他の実施形態による減衰手段を備える、捻りに対して可撓性を有するフライホイールを示す断面図である。
【図１１】図１０のフライホイールの減衰ワッシャを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
４  クランクシャフト
５  外縁部
６  慣性フライホイール
７  接続手段
８  リング
１０  環状金属板
１２、１３  慣性フライホイール
２０  歯付きリング
２２  慣性リング
２４  金属板ワッシャ
２６  固定手段
２８  貫通孔
３０  孔
３２  アーム
３４、３６  接続曲線部
３８  開口部
５０  ワッシャ
５２  ドリル孔
５４  二重アーム
６０  アーム
６２  ワッシャ
６４  開口部
７０  皿ばね座金
８０  金属板
８４  開口部
８６  遊端部
９０  金属板
９２  減衰ワッシャ
９４  貫通孔
９６  突出部
９８  半径方向部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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