(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材よりなる円板の外周部に、断面扁平の渦状に巻いた三層のマスリングが形成され、且つ該マスリングが渦の中心を該円板からの渦の基点よりも円板の半径方向に外側にして軸線方向に屈曲され、該マスリングの互いに対向する層の一部の面又は全ての面が相互に密着し、さらに該マスングの外周部の内側がリングギヤを設けるためのスペースを作る大きさのテーパー状に形成されたことを特徴とする鋼板製フライホイール。
【請求項２】
鋼材よりなる円板の外周側に周縁を残して中心部にカップを絞る第１工程と、該周縁を折曲げてカップの側部と共にＵ字形部を形成する第２工程と、該Ｕ字形部の周壁を内向きの傾斜状に曲げる第３工程と、該周壁を折曲げてＵ字形部の底壁の外周側に沿わせる第４工程と、該底壁を折曲げて前記周壁をカップの側部に密着させて扁平の渦状に成形する第５工程とを備え、一部材の鋼材からプレス加工により、円板の外周部に断面扁平の渦状に巻いた三層のマスリングが形成され、且つ該マスリングが渦の中心を該円板からの渦の基点よりも円板の半径方向に外側にして軸線方向に屈曲されたフライホイールを製造することを特徴とする、鋼板製フライホイールの製造方法。
【請求項３】
鋼材よりなる円板の外周側に周縁を残して中心部にカップを絞る第１工程と、該周縁を折り曲げてカップの側部と共にカップの側部より長い底壁をもつコ字形部を形成する第２工程と、該コ字形部の周壁を内向きの傾斜状に曲げる第３工程と、該周壁を更に曲げて底壁に沿わせる第４工程と、底壁のカップ側部分を湾曲して外周側を中間位置まで折曲げる第５工程と、底壁を更に湾曲して前記周壁をカップの側部に密着させて渦状に成形する第６工程とを備え、一部材の鋼材からプレス加工により、円板の外周部に断面扁平の渦状に巻いた三層のマスリングが形成され、且つ該マスリングが渦の中心を該円板からの渦の基点よりも円板の半径方向に外側にして軸線方向に屈曲されたフライホイールを製造することを特徴とする、鋼板製フライホイールの製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、最終の工程の次に周壁の基部をリングギヤを設けるためのスペースを作る大きさのテーパー状に圧縮する整形工程を備えることを特徴とする、鋼板製フライホイールの製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３において、円板の周縁を折曲げてＵ字形部又はコ字形部を形成する第２工程に、周壁の折曲げ部の内隅に溝を形成する手段を設けることを特徴とする、鋼板製フライホールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両の駆動系に用いられる、直径に比して軸方向の寸法が小さいフライホイール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフライホイールは、円板の外周側にリング状のマス部材を溶接により固定するのが一般であるが、この手段においては、マス部材の形成、溶接等の工程があるため、多種の加工装置が必要で高コストになる。また、円板の外周を半径方向に圧縮して肉厚リムを成形するものも知られている（特開平3-47645）が、成形に長時間を要し生産性が低い難点がある。
【０００３】
更に、円板の外周部を絞って筒状にし、この筒状部にひだを形成して蛇腹管を作り、更に該ひだが密着するように加圧して肉厚部を形成したものも知られている（特開昭63-60037号公報、特開平5-237579）。この手段によると、絞り加工した部分に更にひだ付けの屈曲加工をするのでクラックが生じるおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、普通のプレス機のみで加工でき、折曲げ部にクラックが生じるおそれのないフライホイール及びその製造方法に関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決したフライホイールは、請求項１に記載したとおり、鋼材よりなる円板の外周部に、断面扁平の渦状に巻いた三層のマスリングが形成され、且つ該マスリングが渦の中心を該円板からの渦の基点よりも円板の半径方向に外側にして軸線方向に屈曲され、該マスリングの互いに対向する層の一部の面又は全ての面が相互に密着し、さらに該マスングの外周部の内側がリングギヤを設けるためのスペースを作る大きさのテーパー状に形成されたことを特徴とする。
【０００６】
前記フライホイールの製造方法の第１は、請求項２に記載したとおり、鋼材よりなる円板の外周側に周縁を残して中心部にカップを絞る第１工程と、該周縁を折曲げてカップの側部と共にＵ字形部を形成する第２工程と、該Ｕ字形部の周壁を内向きの傾斜状に曲げる第３工程と、該周壁を折曲げてＵ字形部の底壁の外周側に沿わせる第４工程と、該底壁を折曲げて前記周壁をカップの側部に密着させて扁平の渦状に成形する第５工程とを備え、一部材の鋼材からプレス加工により、円板の外周部に断面扁平の渦状に巻いた三層のマスリングが形成され、且つ該マスリングが渦の中心を該円板からの渦の基点よりも円板の半径方向に外側にして軸線方向に屈曲されたフライホイールを製造することを特徴とする。
【０００７】
また、製造方法の第２は、請求項３に記載したとおり、鋼材よりなる円板の外周側に周縁を残して中心部にカップを絞る第１工程と、該周縁を折り曲げてカップの側部と共にカップの側部より長い底壁をもつコ字形部を形成する第２工程と、該コ字形部の周壁を内向きの傾斜状に曲げる第３工程と、該周壁を更に曲げて底壁に沿わせる第４工程と、底壁のカップ側部分を湾曲して外周側を中間位置まで折曲げる第５工程と、底壁を更に湾曲して前記周壁をカップの側部に密着させて渦状に成形する第６工程とを備え、一部材の鋼材からプレス加工により、円板の外周部に断面扁平の渦状に巻いた三層のマスリングが形成され、且つ該マスリングが渦の中心を該円板からの渦の基点よりも円板の半径方向に外側にして軸線方向に屈曲されたフライホイールを製造することを特徴とする。
【０００８】
製造方法の第３は、請求項４に記載したとおり、請求項２又は３において、最終の工程の次に周壁の基部をリングギヤを設けるためのスペースを作る大きさのテーパー状に圧縮する整形工程を備えることを特徴とする。
【０００９】
製造方法の第４は、請求項５に記載したとおり、請求項２又は３において、円板の周縁を折曲げてＵ字形部又はコ字形部を形成する第２工程に、周壁の折曲げ部の内隅に溝を形成する手段を設けることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の鋼板製フライホイールを使用した２マス型フライホイール１を示し、該２マス型フライホイール１は、エンジンのクランク軸とミッションの間に設けられ、ボス２の中心孔２1にミッションの入力軸が結合される。ボス２には、軸受３を介して第１マスの主部としての第１フライホイール４が回転自在に支持されると共に、第２マスの主部としての鋼板製の第２フライホイール５が溶接部５1で固着されている。
【００１１】
第１フライホイール４の外周の一側には、エンジン始動用のリングギヤ４1が固着され、他側には、エンジンのクランク軸に固定された仮想線で示す駆動板４3が、リングギア４1に設けたねじ孔４2にねじ込まれるボルトによって連結される。第１フライホイール４の内側には、皿ばね６1で加圧されて摩擦結合した摩擦式緩衝装置６が設けられ、これから伸びる駆動部材６2が強弱２組のバネで構成された緩衝バネ７の一端に当接し、バネ７の他端には、被動部材５2が当接している。該被動部材５2は、ボス２に溶接されてフライホイール５と一体になり、第２マスの一部を構成している。
【００１２】
この２マス型フライホイール１は、第１のフライホイール４に加わるエンジンの回転を摩擦式緩衝装置６と緩衝バネ７を介して第２のフライホイール５に伝えると共に、該摩擦式緩衝装置６と緩衝バネ７の緩衝作用、両フライホイールの動的緩衝作用によってエンジンの振動回転を平滑化するものであるが、車両の小型化のために軸方向寸法が小さいことが必要であり、フライホイール５も軸方向寸法が小さく、装置に組付けたとき実質上板厚だけであることが望ましく、図１に示すフライホイール５は、この要望を満たすべく発明したものである。
【００１３】
図２（ａ）〜（ｈ）は、前記フライホイール５の第１の製造方法の実施形態を示すもので、ワーク１０として例えば厚さ６ｍｍの軟鋼の円板が用意され、該ワーク１０の中心には金型に対する位置決めのための穴１０1が設けられている。該ワーク１０は、（ｂ）の第１工程で周縁１０2を残して浅い側部１１1をもつカップ１１が成形される。次に（ｃ）の第２工程で周縁１０2を折曲げて前記側部１１1と共にＵ字形部１２を形成する。該Ｕ字形部１２の底壁１２1は、周壁１２2より少し長くされる。（ｄ）の第３工程では周壁１２2が底壁１２1との境目の折曲げ部１２3で内向きに屈曲され、次に（ｅ）（ｆ）で示す第４工程で周壁１２2が隙間１２4を有して底壁１２1に沿うように折曲げられる。詳細には、（ｅ）の周壁１２2の折曲げ加工と（ｆ）の底壁の曲げ加工の二つの加工が順次行われるが、両加工を一度に行うことができ、一方の加工を省略することもできるから、両加工を第４工程とした。
【００１４】
次に（ｇ）の第５工程で、周壁１２2はカップ１１の側部１１1に密着するように曲げられ、ワーク１０の周囲に前記側部１１1、底壁１２1、周壁１２2が扁平の渦巻き状に巻かれてマスリング１３を形成する。該マスリング１３には折曲げ部１２3と底壁１２1の二つの折曲げ部が形成されるが、各折曲げ部は、内側になる面が密着しない緩やかな屈曲であると共に、一方向の曲げ加工を受けるだけであるため、無理な変形加工を受けずクラックが入るおそれがない。
【００１５】
更に、第６工程でマス部１３の一端外周にテーパー部１４が型押しされる。また前記の工程中の適宜の工程で穴１０1に代えて大きい中心穴１０3が打抜かれ、更に図１の溶接部５1のためのテーパ面が型押しされる。
【００１６】
なお、テーパー部１４を作る第６工程は、図１のリングギヤ４1を取付けるため、のスペースを作るためのものであるが、リングギヤ４1の内径又は内径側形状によっては省略することができる。
【００１７】
図３〜図９は第１の製造方法の各工程に用いられる金型を示し、図３は図２（ｂ）の第１工程用の金型で、ベース２０と加圧板２１を有し、ベース２０上に内パンチ２２と外パンチ２３が段状に設置され、内パンチ２２の中心に位置決めのガイドプラグ２２1が挿入されている。２０1はノックアウトピンで複数本等間隔に設けられる。加圧板２１には外ダイ２４が固定され、これに内ダイ２５とガイド２６が予め遊嵌されており、嵌合部に設けた対向する段部２４1と２５1及び段部２５2と２６1が係合して吊持されるようになっている。そして加圧板２１と内ダイ２５の間にはバネ２１1が介設されている。
【００１８】
ワーク１０の穴１０1をガイドプラグ２２1に嵌合させて該ワーク１０を内パンチ２２上にセットし加圧板２１を下げると、まずガイド２６がガイドプラグ２２1に嵌合し、次に内ダイ２５がワーク１０に当接して内パンチ２２上に圧着し、該ワーク１０を外ダイ２４で絞ってカップ１１を成形し、その外側に周縁１０2が残る。
【００１９】
図４は、図２（ｂ）の第２工程用の金型で、ベース２０上に、上向きのリング部２７1を突設したパンチ２７が固定され、加圧板２１には、外ダイ２８が固定される。外ダイ２８中には段部２８1と２９1で係合できる内ダイ２９が予め挿入され、バネ２１2で加圧されている。外ダイ２８には開口部の成形面２８2の外に前記リング部２７1と平行の曲面からなる成形面２８3が設けられる。
【００２０】
加圧板２１を下降させると、内ダイ２９の周面がカップ１１の側部内面に嵌合すると共に内ダイ２９の下面とパンチ２７の上面でカップ１１を保持し、次にバネ２１2を圧縮しながら外ダイ２８が下がり、成形面２８2，２８3がリング部２７1と共同して周縁１０2をＵ字形に成形する。
【００２１】
図５は、図２（ｄ）の第３工程用の金型で、ベース２０に図３と同じ内パンチ２２と別の外パンチ３０とが取付られ、外パンチ３０には平面３０1と斜面３０2が設けられる。
【００２２】
加圧板２１には、外ダイ３１が固定され、該外ダイ３１には図３と同じ内ダイ２５、ガイド２６が装着され、内ダイ２５は同じバネ２１1で下向きに加圧されている。そして、外ダイ３１にはテーパ状のガイド面３１1と成形面３１2が設けられている。
【００２３】
加圧板２１を下げると、まずガイドプラグ２２1にガイド２６が嵌合して金型の位置決めがなされ、次にバネ２１1を介して内ダイ２５でカップ１１を内パンチ２２に圧着し、外ダイ３１の成形面３１2で周壁１２2を内向きに曲げる。
【００２４】
図６は、図２（ｅ）の第４工程用の金型で、下型には図５と同じ内パンチ２２、外パンチ３０が用いられ、上型にも図５と同じ内ダイ２５が用いられるが、外ダイ３２は、外向きに傾斜した成形面３２1を備え、これにより周壁１２2を底壁１２1側へＵ字形に折返す。
【００２５】
図７は、図２（ｆ）に示されるように底壁１２1の折曲げを追加する工程で、第４工程の一部をなすものである。下型としてはパンチ３４が一つだけ使用される。上型には図４の内ダイ２９と同じ内ダイ２９、ガイド２６と特有の外ダイ３５が用いられ、内ダイ２９を加圧するバネとして図４に示したものと同じバネ２１2が用いられる。パンチ３４の成形面３４1と外ダイ３５の成形面３５1によって周壁１２2、底壁１２1は更に屈曲される。
【００２６】
前記図７の工程は、底壁１２1を曲げることであり、該底壁１２1の曲げは、図６の工程又は次の図８の工程でも行われるから、両工程の一方又は両方に分担させて図７の工程を省略することができる。
【００２７】
図８は、図２（ｇ）に示すように、周壁１２2をカップ１１の側部１１1に密着させる第５工程の金型を示し、下型に上面が平坦なパンチ３６が用いられる。ダイ側には、外ダイ３７と図７の内ダイと同じ内ダイ２９が用いられ、外ダイ３７には、傾斜面３７1、垂直面３７2及び水平面３７3が設けられている。加圧板２１を下げることにより、成形部分は、傾斜面３７1によって内ダイ２９の周面に向けて湾曲されて、扁平の渦巻き状をなすと共に軸線方向に屈曲されたマスリング１３となり、このとき前記周面と垂直面３７2によって半径方向の厚さが決められ、パンチ３６の上面と水平面３７3によって軸線方向の長さが決められる。
【００２８】
図９は、図２（ｈ）に示すようにテーパー部１４を成形する第６工程のための金型で、上型の外ダイ３８以外は、図８の金型と同じである。外ダイ３８はガイド面３８1、垂直面３８2、斜面３８3、水平面３８4を有し、テーパー部１４を成形すると共に該成形に伴って変形が他部に波及するのを防止する。
【００２９】
テーパー部１４は、図１で明らかなようにリングギア４1との干渉をさけるためのものであるから、テーパー部１４を設ける必要がなければ第６工程は省略できる。
【００３０】
次に図１０（ａ）〜（ｈ）は第２の製造方法の実施形態を示し、（ｂ）の円形のワーク１０にカップ１１を成形する第１工程は第１の製造方法と同じである。そして（ｃ）の第２工程にあっては、周縁１０2に、広い底壁４０1を残して周壁４０2が折曲げられてコ字形部４０が形成される。次の（ｄ）に示す第３工程では側壁４０2が内向きに傾斜され、（ｅ）の第４工程では該周壁４０2が底壁４０1と平行に折曲げられて折曲げ部４０3が形成されるが、折曲げは緩やかで内側に隙間４０4が存在する。
【００３１】
（ｆ）の第５工程では底壁４０1が中間で曲げられ、（ｇ）の第６工程でカップ１１の側部１１1に沿う渦巻き状のマスリング４１が形成される。そして、（ｈ）の第７工程でテーパー部が形出しされる。この第６工程、第７工程は、第１の製造方法における第５工程、第６工程と同じである。
【００３２】
図１１は図１０（ｃ）の第２工程用の金型で、ベース２０にパンチ５０が固定され、ノックアウト型５１と押しピン５１1が設けられる。パンチ５０には上向きのリング部５０1が設けられる。
【００３３】
加圧板２１には外ダイ５２が固定されるが、その内側には図４と同じ内ダイ２９、ガイド２６が予め挿入されており、これらは段部５２1と２９1，２９2と２６1で係合可能であり、内ダイ２９はバネ２１2で下向きに弾発されている。外ダイ５２は、成形面５２2，５２3，５２4を有し、内ダイ２９は外周に成形面２９3を備える。
【００３４】
パンチ５０にワーク１０を乗せ、加圧板２１を下げると内ダイ２９がカップ１１を押し、更に外ダイ５２が周縁１０2を曲げてコ字形部４０が形成される。
【００３５】
図１２は、図１０（ｄ）の第３工程に用いる金型でベース２０に図３等と同じ内パンチ２２が固定され、これを囲むリング状の外パンチ５５がノックアウトピン５５1で昇降自在に置かれる。内パンチ２２の中心にはガイドプラグ２２1が設けられ、外パンチ５５の上面は内パンチ２２よりコ字形部４０の高さだけ低い。
【００３６】
加圧板２１には、外ダイ５６が固定され、その内側には図３のものと同様に段部で係合する内ダイ２５、ガイド２６が予め挿入され、内ダイ２５はバネ２５1で下向きに加圧されている。外ダイ５６には傾斜した成形面５６1，５６2が２段に設けられている。
【００３７】
ワーク１０を下型上に置き、加圧板２１を下げることにより、成形面５６1，５６2が順次コ字形部４０の周壁４０2を内向きに曲げる。
【００３８】
図１３は、図１０（ｅ）の第４工程に用いる金型を示し、図１２の金型と比べて外ダイ５７が相違し、内ダイ２５、内パンチ２２、外パンチ５５等は等しい。外ダイ５７は、下向きの成形面５７1と筒状の成形面５７2を有し、これによりコ字形部４０の周壁４０2をＪ型に曲げ、隙間４０4をもつ折曲げ部４０3が形成される。
【００３９】
図１４は、図１０（ｆ）に示す第５工程に用いる金型を示し、ベース２０にパンチ５８が固定され、加圧板２１に外ダイ５９が固定される。内ダイ２９、ガイド２６等は図６のものと同じであり、パンチ５８と外ダイ５９は図７のパンチ３４、外ダイ３５と類似で、成形面５８1、５９1、５９2の傾斜角が僅かに異なる。そして、これらの成形面によって底壁４０1の中間部を斜めに折曲げる。
【００４０】
図１０（ｇ）に示す第６工程では、図８に示すものと同じ金型が用いられてカップ１１の側部１１1に沿うマスリング１３が形成され、図１０（ｈ）に示す第７工程では図９に示すものと同じ金型が用いられてテーパー部１４が形成される。このマスリング１３においてもワークは扁平の渦巻き状をなすように折曲げられ、折曲げ部４０3は隙間４０4を有し、底壁４０1の折曲げ部は周壁４０2を抱く状態で折曲げられ、いずれも大きい曲率で同じ方向に折曲げられるから過度の加工がなされずクラックが入り難い。
【００４１】
また、第１の製造方法における図２（ｃ）及び図４に示す第２工程、又は第２の製造方法における図１０（ｃ）及び図１１に示す第２工程において、周壁１２2又は周壁４０2の折曲げ部の内隅に、図１５，１６に示すように細溝１２ａ又は４０ａを同時に形成することにより、板厚の大きい鋼板を用いても、該折曲げ部を更に屈曲するときクラックが入るのを防止することができる。
【００４２】
図１５（ａ）に示す細溝１２ａは、図４のパンチ２７のリング部２７1に、図１５（ｃ）に示すように突条２７ａを設けることにより形成でき、図１５（ｂ）に示すように周壁１２2を底壁１２1上に折曲げたとき、両壁１２1，１２2を密着させても、細溝１２ａによって折曲げ部１２3に無理な曲げが生ぜずクラックが入り難い。
【００４３】
図１６（ａ）においても周壁４０2の折曲げ部の内隅の細溝４０ａは、図１１に示されるパンチ５０のリング部５０1に、図１６（ｃ）に示すように突条５０ａを設けることにより形成される。そして、周壁４０2を底壁４０1上に折曲げたとき、両壁４０1，４０2を密着させても、細溝４０ａによって折曲げ部に無理な曲げが防止され、クラックが入り難い。
【００４４】
なお、前記各実施例において、パンチ２７，４０を下型としているが、該パンチ２７，４０を上型にした金型を使用して、ワーク１０を反転することなく加工するようにしてもよく、その他の金型においても前記の上下の型を逆にしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の鋼板製フライホイールは、外周に設けたマスリングが、三層の扁平の渦状をなし渦の中心を外側にして軸線方向に屈曲されているため、マスリングの内方部分に他部材を配置でき、該フライホイールは、実質上板厚だけのスペースがあれば、設置できる利点がある。また、渦を形成するための折曲げ部分は、一方向のみへ曲げられるから加工度が低く、板厚の大きい鋼板を用いてもクラックが入るおそれがない利点がある。
【００４６】
請求項２の第１の製造方法及び請求項３の第２の製造方法によれば、最初にワークの中心にカップを成形し、該カップの側部を渦の外層の一部とするから、ワークの周縁を２個所で一方向に折曲げるだけで三層の軸方向に屈曲した渦を形成できるから、成形加工が容易である利点を有する。
【００４７】
次に請求項４の第３の製造方法によれば、周壁の基部がテーパ状に整形されるため、寸法精度が向上すると共に該周壁に隣設して配設される部材のためのスペースが拡大する利点がある。
【００４８】
請求項５の第４の製造方法によれば、厚板を使用しても周壁の折曲げ部にクラックが入らない利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の鋼板製フライホイールを用いた２マス型フライホイールの断面図
【図２】  第１の製造方法の工程図
【図３】  第１の製造方法の第１工程用の金型の断面図
【図４】  第１の製造方法の第２工程用の金型の断面図
【図５】  第１の製造方法の第３工程用の金型の断面図
【図６】  第１の製造方法の第４工程用の金型の断面図
【図７】  第１の製造方法の第４工程の追加工程用の金型の断面図
【図８】  第１の製造方法の第５工程用の金型の断面図
【図９】  第１の製造方法の第６工程用の金型の断面図
【図１０】  第２の製造方法の工程図
【図１１】  第２の製造方法の第２工程用の金型の断面図
【図１２】  第２の製造方法の第３工程用の金型の断面図
【図１３】  第２の製造方法の第４工程用の金型の断面図
【図１４】  第２の製造方法の第５工程用の金型の断面図
【図１５】  第４の製造方法の一例の工程の一部と金型を示す断面図
【図１６】  第４の製造方法の他の例の工程の一部と金型を示す断面図
【符号の説明】
１  ２マス型のフライホイール    ５  鋼板製フライホイール
１０  ワーク          １１  カップ        １１1  側部
１３  マスリング      １４  テーパー部    ２２   内パンチ
２３，３０，５５  外パンチ
２４，２８，３７，５２，５６，５７，５９  外ダイ
２５，２９  内ダイ
２７，３４，３６，５０，５８  パンチ
１２  Ｕ字形部        １２1  底壁            １２2  周壁
４０  コ字形部        １２ａ，４０ａ  細溝
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003773571.tif 000017