(57)【要約】【課題】  弾性体と質量体からなるフレキシブルフライホイール装置の高速回転にともなう質量体の破断・破損し飛散するのを防止することができ、安全性の高いフレキシブルフライホイール装置を提供すること。【解決手段】    内周側が内燃機関の出力軸に結合する略円板状の弾性板に取付け固定される質量体を備え、前記弾性板と前記質量体の取付固定部分を除き、前記質量体に亀裂等の誘導部を放射状に複数設けたことを特徴とするフレキシブルフライホイール装置とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側が内燃機関の出力軸に結合する略円板状の弾性板に取付け固定される質量体を備え、前記弾性板と前記質量体の取付固定部分を除き、前記質量体に亀裂等の誘導部を放射状に複数設けたことを特徴とするフレキシブルフライホイール装置。
【請求項２】
前記亀裂等の誘導部は、所定形状の貫通孔、他の場所よりも薄い所定形状の肉厚部あるいは所定形状の切欠き部、もしくは前記貫通孔と前記肉厚部と前記切欠き部の組合せからなることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルフライホイール装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、夫々が、同一の前記所定形状あるいは異なる前記所定形状の組合せであることを特徴とする請求項２記載のフレキシブルフライホイール装置。
【請求項４】
前記肉厚部は、夫々が、同一の前記所定形状あるいは異なる前記所定形状の組合せであることを特徴とする請求項２記載のフレキシブルフライホイール装置。
【請求項５】
前記質量体の外周部に設けられる前記切欠き部は、同一の前記所定形状あるいは異なる前記所定形状の組合せであることを特徴とする請求項２記載のフレキシブルフライホイール装置。
【請求項６】
内周側が内燃機関の出力軸に結合する略円板状の弾性板に取付け固定される質量体を備え、前記質量体に、前記質量体の中央軸心と前記弾性板と前記質量体の取付固定部分との間を除いた場所に、所定形状の貫通孔、他の場所よりも薄い所定形状の肉厚部あるいは所定形状の切欠き部、もしくは前記貫通孔と前記肉厚部と前記切欠き部の組合せからなる部分を複数設けたことを特徴とするフレキシブルフライホイール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のドライブプレートなどの弾性板と、質量体としてのフライホイールとの組合せに好適なフレキシブルフライホイール装置に関するもので、内燃機関としての自動車等のエンジンの高速回転に対応して、質量体の捩じり振動や、曲げ振動にともなう質量体と弾性板との取付固定部分の亀裂、破断等の防止を図ったフレキシブルフライホイール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関は、エンジンからの駆動をクランクシャフトを介して伝達する。このクランク軸等の回転を安定させるためにフライホイールが設けられている。この内燃機関に用いられるフライホイール等の質量体をクランクシャフトに直結した場合には質量体の質量に基づく曲げ振動が生じる。この曲げ振動が騒音となる。このため、クランク軸とフライホイールとの間に弾性板を設け、曲げ振動の固有振動数をズラスことで騒音の発生を低減させている。
【０００３】
一方、内燃機関として自動車等のエンジンの高速回転に対して、フライホイール等の質量体はもともと頑丈な鋳鉄で出来ているので耐久性においては優れている。その質量体が高速運転により、回転数が高速領域となると、曲げ振動や捩じり振動の複雑な動きにともない、質量体に曲げや捩じりの力がかかる他、遠心力も働く。特に、弾性板と質量体とを接続固定しているボルト位置に亀裂等が生じると、その取付けているボルトが引きちぎられ破損を大きくする可能性があるが対策はとられていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなフレキシブルフライホイール装置は、一般に弾性体の外周に沿って質量体が要所を取付ボルトなどにより固定されている。
【０００５】
この質量体はもともと頑丈な鋳鉄で出来ているので耐久性においては優れている。基本的には回転速度に対応してバランスを保つ構造になっている。通常、回転速度が高速になればなるほど、質量体には遠心力により外周方向への力がかかる。即ち、質量体が高速運転により、回転数が高速領域となると、曲げ振動や捩じり振動などの複雑な動きにともない、質量体に曲げや捩じりなどの力の他に、遠心力も働く。
【０００６】
そこで、質量体が高速回転すると、遠心力が働き質量体の周辺に亀裂や破断等を生じ易くなる。特に、質量体を弾性体に取付固定している取付ボルトの位置に亀裂が入ると取付ボルトの脱落や飛散を含め、質量体の破損拡大を招くことになる。
【０００７】
かかる従来の問題点を解決するために、本発明は、弾性板と接続固定する質量体の取付部分以外に亀裂等が入り易くなるように亀裂等の誘導部分を設けることで、接続固定している部分を保護し結果的には破損拡大を防止するフレキシブルフライホイール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明は、内周側が内燃機関の出力軸に結合する略円板状の弾性板に取付け固定される質量体を備え、前記弾性板と前記質量体の取付固定部分を除き、前記質量体に亀裂等の誘導部を放射状に複数設けたことを特徴とするフレキシブルフライホイール装置を提供するものである。
【０００９】
本発明によれば、前記亀裂等の誘導部を設けることにより、過大な応力が加わったとしても、前記質量体と前記弾性体との取付固定部分の亀裂等を防ぎ、例えば取付部品のボルトの破断、欠落を防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明は、前記亀裂等の誘導部は、所定形状の貫通孔、他の場所よりも薄い所定形状の肉厚部あるいは所定形状の切欠き部、もしくは前記貫通孔と前記肉厚部と前記切欠き部の組合せからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、所定形状の貫通孔、他の場所よりも薄い所定形状の肉厚部あるいは所定形状の切欠き部、もしくは前記貫通孔と前記肉厚部と前記切欠き部の組合せからなる部分を設けることにより、過大な応力が質量体に加わっても取付固定位置よりも弱い貫通孔近辺からの亀裂等を誘導することにより、取付固定のボルトなどの脱落・飛散を防止できる。
【００１２】
また、本発明は、前記貫通孔は、夫々が、同一の前記所定形状あるいは異なる前記所定形状の組合せであることを特徴とし、また、前記肉厚部は、夫々が、同一の前記所定形状あるいは異なる前記所定形状の組合せであることを特徴とし、また、前記質量体の外周部に設けられる前記切欠き部は、同一の前記所定形状あるいは異なる前記所定形状の組合せであることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、貫通孔、薄い肉厚部あるいは切欠き部をそれそれ同一形状あるいは場所により異なる形状とすることで、過大な応力が質量体に加わっても取付固定位置よりも弱い貫通孔近辺からの亀裂等を誘導することにより、取付固定のボルトなどの脱落・飛散を防止できる。
【００１４】
また、本発明は、内周側が内燃機関の出力軸に結合する略円板状の弾性板に取付け固定される質量体を備え、前記質量体に、前記質量体の中央軸心と前記弾性板と前記質量体の取付固定部分との間を除いた場所に、所定形状の貫通孔、他の場所よりも薄い所定形状の肉厚部あるいは所定形状の切欠き部、もしくは前記貫通孔と前記肉厚部と前記切欠き部の組合せからなる部分を複数設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、前記弾性板と前記質量体の取付固定部分との間を除いた場所に、所定形状の貫通孔、他の場所よりも薄い所定形状の肉厚部あるいは所定形状の切欠き部、もしくは前記貫通孔と前記肉厚部と前記切欠き部の組合せからなる部分を複数設けることで、亀裂、破断等の逃がし孔として働き、取付固定部分の亀裂等を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、弾性体と質量体を取付ける固定部分（ボルトの取付位置）以外に弱い部分を設け、質量体に亀裂・破断等が生じるとしても、ボルトの取付位置を残すようにして、ボルト部分等が引きちぎられ飛散することを防ぎ、破損拡大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の背景を説明するフレキシブルフライホイール装置の全体構成を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側断面図、図１（ｃ）は背面図をそれぞれ示している。
【図２】本発明の一実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置を説明する図であり、図２（ａ）は質量体側からみた図で図１（ｃ）の背面図に相当し、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢線Ａ−Ａからみた一実施形態の側断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）の矢線Ａ−Ａからみた他の実施形態の側断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置の質量体側からみた図であり、図１（ｃ）の背面図に相当する。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置を説明する図であり、図４（ａ）は質量体側からみた図であり、図１（ｃ）の背面図に相当し、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢線Ｃ−Ｃからみた一実施形態の側断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置を説明する図であり、図５（ａ）は質量体側からみた図であり、図１（ｃ）の背面図に相当し、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢線Ｄ−Ｄからみた一実施形態の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１９】
まず、本発明の対象となるフレキシブルフライホイール装置の背景となる全体構成を図１により説明する。
【００２０】
図１（ａ）は、フレキシブルフライホイール装置を内燃機関のエンジンに接続されるクランクシャフトのクランク軸に結合する側からみた正面図を示しており、図１（ｂ）は、その側面を断面図として示し、図１（ｃ）は、トランスミッション系に接続される側からみたものを、その背面図として示している。
【００２１】
図１において、１は弾性板であり、円盤状で強度は強く剛性は比較的低くして振動・騒音を低減するもので、一例としてはドライブプレートである。２は質量体であり、弾性板の外周囲に位置し、低速回転時、高速回転時などにおいて、自分の慣性力により、回転をスムーズにして振動を抑える役割ももっている。この質量体の一例としてフライホイールマスや、フライホイールなどと呼ばれるものが使用される。弾性板１の外周に、この質量体２が、取付ボルト５により複数個所にて質量体２の取付孔５１により取付固定される。弾性板１の中央の軸心６の周囲にはリーンフォースあるいはリインフォースとも呼ばれる、補強板３と、クランクシャフト側補強版４が取付けられている。弾性板１と質量体２とによりなるフレキシブルフライホイール装置が、締結孔７によりクランクシャフト等に取付けられる。
【００２２】
なお、図１に示す例では、弾性板１の外周部に折曲げ部（フランジ部分）１ａを設け質量体２の外周を保護する機能を有しているが、この折曲げ部１ａは無くてもよい。
【００２３】
また、弾性体１と質量体２を取付固定する部材の例としてボルト５を示しているが、ネジと呼ばれるものであっても、また、その他の部材であっても、所定の強度を持って固定するものであればよい。以下の実施態様でも同じである。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置を説明する図であり、図２（ａ）は質量体側からみた図で図１（ｃ）の背面図に相当する。図２（ａ）において、質量体２のボルトの取付孔５１の部分を除き、放射状に貫通孔あるいは肉厚を薄くした円形状部分２０を質量体に設けたものである。この円形状部分２０は放射状に相対向した位置に複数設けてあり、質量体２に加わる応力をバランスさせる位置でよい。図示例では、放射状に４カ所に円形状部分２０を設けているが、破線で示した円形状部分２００を適宜追加してよく、また、取付孔５１間の全ての箇所にあってもよく、その数に限定されるものではない。また、図示の実地形態では、貫通孔あるいは肉厚を薄くした円形状部分２０を相対向した位置に対として示したものであるが、例えば、三方向や、五方向などに配置してもよく、回転バランスがとれる配置でよい。また、図示例では、等間隔で一方向に一つの貫通孔あるいは肉厚を薄くした円形状部分２０を設けたものを示しているが、バランスが取れる配置であれが、等間隔でなくてもよく、また、その一方向に複数の貫通孔あるいは肉厚を薄くした円形状部分２０を設けるものでもよい。
【００２５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢線Ａ−Ａからみた側断面図を示し、円形状部分として円形状の貫通孔２０１を設けたものである。
【００２６】
また、図２（ｃ）は図２（ａ）の矢線Ａ−Ａからみた側断面図を示し、円形状部分として円形状で肉厚を薄くした孔２０２を設けたものである。
何れの例でも、ボルト５および取付孔５１の部分を避ける位置に、亀裂などを誘導するように弱い部分を設けたものである。ボルト取付位置の亀裂・破断等から守ることができる。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置の質量体側からみた図であり、図１（ｃ）の背面図に相当する。
【００２８】
図３において、質量体２のボルトの取付孔５１の部分を除き、放射状に貫通孔あるいは肉厚を薄くした楕円形状部分２１を質量体に設けたものである。この円形状部分２１は放射状に相対向した位置に複数設けてあり、質量体２に加わる応力をバランスさせる位置でよい。図示例では、放射状に４カ所に楕円形状部分２１を設けているが、破線で示した楕円形状部分２１１を適宜追加してよく、また、取付孔５１間の全ての箇所にあってもよく、その数に限定されるものではない。また、図示の実地形態では、貫通孔あるいは肉厚を薄くした楕円形状部分２１を相対向した位置に対として示したものであるが、例えば、三方向や、五方向などに配置してもよく、回転バランスがとれる配置でよい。また、図示例では、等間隔で一方向に一つの貫通孔あるいは肉厚を薄くした楕円形状部分２１を設けたものを示しているが、バランスが取れる配置であれが、等間隔でなくてもよく、また、その一方向に複数の貫通孔あるいは肉厚を薄くした楕円形状部分２１を設けるものでもよい。
【００２９】
図３の矢線Ｂ−Ｂからみた側断面図は図２（ｂ）、図２（ｃ）と同様であり、楕円形状の貫通孔の場合には、図２（ｂ）の貫通孔２０１相当になる。また、楕円形状の肉厚を薄くした部分を設けたものは、図２（ｃ）の肉厚を薄くした孔２０２相当になる。
何れの例でも、ボルト５および取付孔５１の部分を避ける位置に、亀裂などを誘導するように弱い部分を設けたものである。ボルト取付位置の亀裂・破断等から守ることができる。
【００３０】
図４は、本発明の第３の実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置を説明する図であり、図４（ａ）は質量体側からみた図で、図１（ｃ）の背面図に相当する。図４（ａ）において、質量体２のボルトの取付孔５１の部分を除き、放射状に溝形状部分２２を質量体に設けたものである。この溝２２は放射状に相対向した位置に複数設けてあり、質量体２に加わる応力をバランスさせる位置でよい。図示例では、放射状に４カ所に溝形状部分２２を設けているが、破線で示した溝形状部分２２２を適宜追加してよく、また、取付孔５１間の全ての箇所にあってもよく、その数に限定されるものではない。また、図示の実地形態では、溝形状部分２２を相対向した位置に対として示したものであるが、例えば、三方向や、五方向などに配置してもよく、回転バランスがとれる配置でよい。また、図示例では、等間隔で一方向に一つの溝形状部分２２を設けたものを示しているが、バランスが取れる配置であれが、等間隔でなくてもよく、また、短い溝形状部分をその一方向に複数を設けるものであってもよい。
【００３１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢線Ｃ−Ｃからみた側断面図を示し、この溝形状部分２２によりボルト取付部分を除き肉厚を薄くしたものである。ボルト５および取付孔５１の部分を避ける位置に、亀裂などを誘導するように弱い部分を設けることにより、ボルト取付位置の亀裂・破断等から守ることができる。
【００３２】
図５は、本発明の第４の実施形態に係るフレキシブルフライホイール装置を説明する図であり、図５（ａ）は質量体側からみた図で、図１（ｃ）の背面図に相当する。図５（ａ）において、質量体２のボルトの取付孔５１の部分を除き、質量体２の外周部に台形状の切欠き部２３を設けたものである。この台形状の切欠き部２３は放射状に相対向した位置に複数設けた例をしているが、質量体２に加わる応力をバランスさせる位置でよい。図示例では、放射状に６カ所に切欠き部２３を設けているが、取付孔５１間の全ての箇所にあってもよく、その数に限定されるものではない。また、図示の実地形態では、切欠き部２３を相対向した位置に対として示したものであるが、例えば、三方向や、五方向などに配置してもよく、回転バランスがとれる配置でよい。また、図示例では、等間隔のものを示しているが、バランスが取れる配置であれが、等間隔でなくてもよく、また、その切欠きの深さや台形状に限定されるものではない。
【００３３】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢線Ｄ−Ｄからみた側断面図を示し、亀裂などを誘導する弱い部分として、切欠き部２３を設けることにより、ボルト取付位置での亀裂・破断等から守ることができる。
【００３４】
以上に説明した実施形態では、亀裂等の応力の逃がし孔、あるいは、肉厚を薄くする形状として、円形状のもの、楕円形状のもの、溝形状のもの、切欠き等を例に説明したが、三角形状や、台形、菱形、矩形等の多角形や、Ｓ字形状やその他の形状でもよい。また、図示された形状に限られず、応力をバランスさせる形状であればよい。また、それら形状の何れか複数の組合せによることでもよい。
【００３５】
また、その数、位置について、実施形態に限られるものではなく、質量体の大きさ、厚さ等により、適宜設けることでよい。また、ボルトの取付位置の厚さをより厚くし、その他の部分を薄くする等、相対的に変えたものであってよい。
【００３６】
また、亀裂、破断、破損、飛散等の用語について、亀裂等あるいは破断等として説明している場合もあるが、これらに限定されるものではなく、その他の破壊状況を除く意味ではない。また、本発明の実施形態として、補強板を設けたもの例に挙げているが、適宜設けられるものであり、補強板が省略されたものであってもかまわない。
【００３７】
なお、用語について、一般に、弾性板と質量体の一体をフライホイールと称す場合もあるが、本発明の実施形態としては、質量体としてフライホイール、弾性板の例としてドライブプレート等として説明したが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
また、本発明では、弾性板と質量体を合わせて、捩じり振動、曲げ振動等に対する剛性とエンジン回転に対応する振動を抑えることから、フレキシブルフライホイール装置としている。従って、名称から限定的に解釈されるべきではない。
【００３９】
以上説明した各実施形態は、本発明の理解のために例示されたものであり、本発明は、これら実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって定義される。また、本発明の技術思想から離れるものでない限り、特許請求の範囲に記載の構成と均等であるものも本発明の保護の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、内燃機関として自動車等のエンジンの高速回転に対して、フライホイール等の質量体の高速回転により、曲げ振動や捩じり振動の複雑な動きにともなう、質量体にかかる遠心力も大きくなる。弾性板と接続固定する質量体の取付部分以外に亀裂等が入り易くなるように亀裂等の誘導部分を設けることで、接続固定している部分を保護し、この質量体に作用する力の増大にも結果的には破断拡大を防止でき、安全性を高めることができる。今後、エンジンの高機能、高速回転化にともない、安全性を高めるためにも、ますます利用可能性が大きい。
【符号の説明】
【００４１】
１…弾性板
１ａ…折曲げ部
２…質量体
２０…円形状部分
２１…楕円形状部分
２２…溝形状部分
２３…切欠き部分
【図１】
2016156417.tif 000003
【図２】
2016156417.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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