JP2000266125A - 内燃機関のフライホイール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブルプレート付きフライホイール装
置による振動・騒音の低減効果を損なうことなく、フレ
キシブルプレートの耐久性を確保できるようにする。 【解決手段】 湾曲した断面形状を有する弾性変形可能
な一対のダンピングプレート２，３によって円周方向に
剛性が高く径方向に剛性が低い円盤状のフレキシブルプ
レート１を挟み、フレキシブルプレート１の内周側部分
をダンピングプレート２，３とともにクランクシャフト
５の軸端に共締めするとともに、フレキシブルプレート
１の内周側部分よりも径方向外側の所定部分を一対のダ
ンピングプレート２，３の湾曲部２４，３４により表裏
から押圧しながら挟み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルク伝達を行な
うとともに曲げ方向の振動を減衰するためのフレキシブ
ルプレートをそなえた、内燃機関のフライホイール装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の内燃機関（エンジン）では、
クランクシャフトの後端にフライホイールを取り付け、
その慣性力を利用して軸トルクを平均化し回転の円滑化
を図っている。ところが、高回転域において、クランク
軸からフライホイールまでのマス−バネ系により、クラ
ンク軸後部からフライホイール部にかけて曲げ共振現象
が生じる。この曲げ振動の共振振動数がエンジンの中・
高回転域に存在すると不快な振動や騒音が発生すること
になり、ドライバに不快感を与えたり、クラッチ切れを
悪化させたり、クランクシャフトのフライホイール取付
部に大きな応力を生じさせることになる。

【０００３】そこで、近年では、図７に示すように、ク
ランクシャフト９５の後端にフレキシブルプレート９１
を装着し、フレキシブルプレート９１を介してフライホ
イール９４を装着したフライホイール装置が実用化され
ている。フレキシブルプレート９１は、円周方向に剛性
が高く半径方向には剛性が低い円盤状の部材であり、内
周部をクランクシャフト９５の後端に固定され外周部を
フライホイール９４に固定されている。このフレキシブ
ルプレート９１を装着することにより、フライホイール
装置全体の曲げ剛性を低下させ、曲げ振動の共振現象を
低回転域で発生させて中・高回転域でのエンジン振動・
騒音，フライホイール振れ及びクランクシャフトの応力
を抑制するようになっているのである。なお、９２，９
３はアダプタプレートである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフレキシブルプレート９１をそなえたフライホイール
装置の場合、フレキシブルプレート９１の装着により中
・高回転域での全体の振動・騒音，フライホイール振れ
及びクランクシャフトの応力は抑制される反面、常用回
転域で共振現象が生じてしまう。これによりフレキシブ
ルプレート９１に生じる応力は、特に、フレキシブルプ
レート９１においてクランクシャフト９５との取り付け
部の境界部分に集中しやすく、疲労クラックが発生した
り、また、取り付け面において磨耗（フレッチング）が
生じたりする虞がある。

【０００５】これに対し、フレキシブルプレートの板厚
を厚くして強度を向上させることも可能であるが、フラ
イホイール装置全体の剛性も向上してしまい、振動・騒
音の低減効果が小さくなってしまう。また、特開平０９
−１４４８１３号公報に開示されているように、フレキ
シブルプレートとクランクシャフトとの間に材質の異な
る２つの円盤状プレートを挟み、内周部をボルトでフレ
キシブルプレートとともにクランクシャフトに締結し、
外周部はリベットでフレキシブルプレートと締結するよ
うにした技術が提案されている。この技術は、フレキシ
ブルプレートにたわみが生じたときに各プレート間に発
生する摩擦により、フレキシブルプレートの振動を抑え
るようにしたものである。

【０００６】しかしながら、この技術のようにプレート
の両端を締結した場合には、各プレートは接触面ですべ
ることなく一体にたわむことになり、振動エネルギを吸
収できるほどの摩擦を期待することはできない。さら
に、円盤状プレートの材質によっては、例えば、ゴム等
の柔らかい材質の場合には、フレキシブルプレートをク
ランクシャフトに強く締結することができず、振動によ
り緩みが生じたりする虞もある。また、金属のように硬
い材質の場合には、フライホイール装置全体の剛性が向
上してしまい、フレキシブルプレート付きフライホイー
ル装置の装着効果が低減してしまう。

【０００７】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、フレキシブルプレート付きフライホイール装
置による振動・騒音の低減効果を損なうことなく、フレ
キシブルプレートの耐久性を確保できるようにした、内
燃機関のフライホイール装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関のフライホイール装置では、湾曲
した断面形状を有する弾性変形可能な一対のダンピング
プレートによって円周方向に剛性が高く径方向に剛性が
低い円盤状のフレキシブルプレートを挟み、フレキシブ
ルプレートの内周側部分をダンピングプレートとともに
クランクシャフトの軸端に共締めするとともに、フレキ
シブルプレートの内周側部分よりも径方向外側の所定部
分を一対のダンピングプレートの湾曲部により表裏から
押圧しながら挟み込む。

【０００９】これにより、フレキシブルプレートの曲げ
振動はダンピングプレートの湾曲部との間の摩擦抵抗に
よって抑制される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態
としての内燃機関のフライホイール装置を示すもので、
図１はその構成を示す要部断面図である。また、図２
は、本フライホイール装置にかかるダンピングプレート
の構成について示す図である。

【００１１】図１に示すように、本フライホイール装置
は、外周部にフライホイール７がボルト６によって固設
されたフレキシブルプレート１を１対のダンピングプレ
ート２，３で挟み込んだ構成になっている。ダンピング
プレート２，３の内周側にはフレキシブルプレート１に
設けられたボルト４用の挿通孔１ａに対応するように挿
通孔２ａ，３ａが設けられている。これらの挿通孔１
ａ，２ａ，３ａの位置をクランクシャフト５の雌ねじ孔
５ａに合わせた上で、ボルト４を雌ねじ孔５ａに螺入す
ることにより、フレキシブルプレート１とダンピングプ
レート２，３とが一体にクランクシャフト５に共締めさ
れるようになっている。

【００１２】ダンピングプレート２，３は、フレキシブ
ルプレート１と同様の弾性変形可能な材質（例えば、Ｓ
Ｋ５Ｍ等）で形成され、図１及び図２に示すように、取
付け部２１，３１と複数の板バネ２２，３２とから構成
されている。取付け部２１，３１は、上記の挿通孔２
ａ，３ａが設けられる部分であり、少なくともクランク
シャフト５の径よりも大きく、かつ平面状に形成されて
おり、ダンピングプレート２，３の締結時には、フレキ
シブルプレート１及びクランクシャフト５に密着するよ
うになっている。

【００１３】一方、板バネ２２，３２は、取付け部２
１，３１から均等な間隔で放射状に延びたプレートであ
り、その放射方向に延びる面はＳ字状に湾曲して形成さ
れ、それぞれ逆方向に凸となる２つの湾曲部２３と２
４，３３と３４を有している。ダンピングプレート２，
３とフレキシブルプレート１とを共締めする場合には、
外周側の湾曲部２４，３４がフレキシブルプレート１を
挟み込むように、内周側の湾曲部２３，３３を外側（フ
レキシブルプレート１とは逆側）に向け、外周側の湾曲
部２４，３４を内側（フレキシブルプレート１側）に向
けて配設するようになっている。

【００１４】したがって、ダンピングプレート２，３を
フレキシブルプレート１を挟んでクランクシャフト５に
締結したときには、外周側湾曲部２４，３４はフレキシ
ブルプレート１に接触して外側方向の力を受けて変位
し、板バネ２２，３２に撓みが生じることになる。この
板バネ２２，３２に生じた撓みは、外周側湾曲部２４，
３４をフレキシブルプレート１に押し付けるように作用
し、フレキシブルプレート１と外周側湾曲部２４，３４
の接触面２５，３５との間には、常に接触圧が発生した
状態となっている。なお、ダンピングプレート２，３に
はリン酸塩皮膜処理等の表面処理が施されており、耐摩
擦性の向上が図られている。

【００１５】本発明の一実施形態としての内燃機関のフ
ライホイール装置は上述のごとく構成されているので、
フレキシブルフライホイールＡｓｓｙに曲げ振動が発生
すると、フレキシブルプレート１を挟持するように接触
するダンピングプレート２，３にもフレキシブルプレー
ト１の撓みに応じて撓みが生じる。

【００１６】例えば、図３の断面図に示すように、フラ
イホイール７の曲げ振動により、フレキシブルプレート
１が鉛直面内で図３中時計回り方向に変形した場合（図
３は変形を極端に示している）には、ダンピングプレー
ト３の上部の板バネ３２Ａとダンピングプレート２の下
部の板バネ２２Ｂとは、フレキシブルプレート１に押さ
れるようにして変形する。これにより、ダンピングプレ
ート２，３の各板バネ２２Ｂ，３２Ａのフレキシブルプ
レート１との接触面２５Ｂ，３５Ａは、フレキシブルプ
レート１上を滑りながら外側へ移動する。このとき、接
触面２５Ｂ，３５Ａとフレキシブルプレート１との間に
は摩擦抵抗があるため、接触面２５Ｂ，３５Ａのフレキ
シブルプレート１上での移動に伴う摩擦抵抗により摩擦
熱が発生する。

【００１７】一方、ダンピングプレート３の下部の板バ
ネ３２Ｂとダンピングプレート２の上部の板バネ２２Ａ
とは、フレキシブルプレート１の時計方向への回転によ
りフレキシブルプレート１から受けていた押圧力が弱ま
ることにより共締め前の初期位置に戻ろうと変形し、フ
レキシブルプレート１の変形に追随して時計回り方向に
変形する。したがって、ダンピングプレート２，３の各
板バネ２２Ａ，３２Ｂのフレキシブルプレート１との接
触面２５Ａ，３５Ｂは、フレキシブルプレート１上を滑
りながら内側へ移動することになり、この接触面２５
Ａ，３５Ｂとフレキシブルプレート１との間にも摩擦抵
抗による摩擦熱が発生する。

【００１８】これは、フレキシブルプレート１が他の方
向に曲げ変形した場合も同様であり、フレキシブルプレ
ート１の曲げ変形にともないダンピングプレート２，３
の接触面２５，３５とフレキシブルプレート１との間で
は摩擦抵抗に基づく摩擦熱が発生する。この摩擦熱は、
フレキシブルプレート１の曲げ振動のエネルギが熱に変
換されたものであり、このように曲げ振動のエネルギが
摩擦熱に変換されていくことで、フレキシブルプレート
１の振動レベルは抑制される。したがって、エンジンの
回転数がフレキシブルプレート１の共振域に入った場合
でも、図４に示すように、フレキシブルプレート１の振
動の振幅は、ダンピングプレート２，３が装着された場
合（図４中の実線参照）には、ダンピングプレート２，
３が装着されない場合（図４中の一点鎖線参照）に比べ
て抑制される。

【００１９】このように、本内燃機関のフライホイール
装置によれば、フレキシブルプレート１とダンピングプ
レート２，３との間の摩擦抵抗によりフレキシブルプレ
ート１の振動を減衰させるようになっているので、フレ
キシブルプレート１の板厚を増加させることなく曲げ振
動振幅を抑制することができ、その耐久性，信頼性の確
保と振動，騒音の低減とがともに可能になるという利点
がある。

【００２０】また、フレキシブルプレート１とクランク
シャフト５との取付け部は、ダンピングプレート２，３
の取付け部２１，３１が共締めされることにより当該取
付け部の強度が向上されるという利点もある。さらに、
フレキシブルプレート１は、クランクシャフト５との取
付け部のみならず接触面２５，３５においてもダンピン
グプレート２，３と接触するようになっているので、曲
げ変形にともなう応力のクランクシャフト５との取付け
部への集中を緩和することができ、より耐久性を向上さ
せることができるという利点もある。

【００２１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。例えば、上述の実施
形態では、ダンピングプレート２，３はフレキシブルプ
レート１に対して対称に取り付けられるようになってい
るが、接触面２５，３５の周方向の位置は完全に一致し
ている必要はなく、交互にずらして取り付けるようにし
てもよい。また、径方向の接触位置についても同様であ
り、例えば、接触面２５の方が接触面３５よりも外周側
に接触するようにしてもよく、その逆であってもよい。
以上のいずれの場合でも、フレキシブルプレートとダン
ピングプレートとの間での摩擦によりフレキシブルプレ
ートの曲げ振動が減衰し、振動，騒音が低減されるとと
もに、耐久信頼性も確保される。

【００２２】また、ダンピングプレートの形状に関して
も、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形し
て実施すること可能であり、フレキシブルプレートの内
周側部分をダンピングプレートとともにクランクシャフ
トの軸端に共締めするとともに、フレキシブルプレート
の内周側部分よりも径方向外側の所定部分をダンピング
プレートの湾曲部により表裏から挟み込めるような形状
であればよい。

【００２３】例えば、図５に示すダンピングプレート７
０，７５のように、取付け部７１，７６から放射状に延
びる板バネ７２，７７に複数の湾曲を設けて、複数の接
触面７３，７８，７４，７９によりフレキシブルプレー
ト１を挟持するようにしてもよい。さらに、図６に示す
ように、取付け部８１と円環上の接触部８２とをバネ部
８３により連結することによりダンピングプレート８を
構成してもよい。つまり、バネ部８３により接触部８２
をフレキシブルプレートに付勢して、接触部８２がフレ
キシブルプレートに所定の面圧で接触するようにするの
である。このような構成によれば、ダンピングプレート
とフレキシブルプレートとの接触面が増大し、これによ
り摩擦抵抗も増大するので、フレキシブルプレートの振
動の減衰をより大きくすることができるという利点があ
る。

【００２４】また、上述のように一対のダンピングプレ
ートによりフレキシブルプレートを挟み込むのではな
く、何れか一方の側にのみダンピングプレートを取り付
けて共締めし、この一つのダンピングプレートによりフ
レキシブルプレートの共締めされた内周側部分よりも径
方向外側の所定部分を押圧するようにしてもよい。この
ような構成でも、ダンピングプレートを装着しないフラ
イホイール装置に比べて、曲げ振動の抑制が期待でき
る。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
のフライホイール装置によれば、フレキシブルプレート
とダンピングプレートとの間の摩擦抵抗によりフレキシ
ブルプレートの振動を減衰させるようになっているの
で、フレキシブルプレートの板厚を増加させることなく
曲げ振動を抑制することができ、振動，騒音低減が図ら
れるとともにその耐久性や信頼性も確保されるという利
点がある。

【００２６】加えて、フレキシブルプレートにダンピン
グプレートが共締めされることにより、フレキシブルプ
レートのクランクシャフトへの取付け部分の曲げ変形に
よりフレキシブルプレートに発生する応力を低減するこ
とができ、さらにその耐久性や信頼性が確保されるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関のフライ
ホイール装置の構成を示す要部側断面図である。

【図２】本発明の一実施形態としての内燃機関のフライ
ホイール装置にかかるダンピングプレートの構成を示す
斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態としての内燃機関のフライ
ホイール装置の作用効果を説明するための模式図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態としての内燃機関のフライ
ホイール装置の作用効果を説明するための周波数と振幅
の関係を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態としての内燃機関のフライ
ホイール装置にかかるダンピングプレートの変形例を示
す要部側断面図である。

【図６】本発明の一実施形態としての内燃機関のフライ
ホイール装置にかかるダンピングプレートの他の変形例
を示す斜視図である。

【図７】従来の内燃機関のフライホイール装置の構成を
示す側断面図である。

【符号の説明】

１ フレキシブルプレート ２，３ ダンピングプレート ２１，３１ 取付け部 ２２，３２ 板バネ ２３，３３ 湾曲部 ２４，３４ 湾曲部 ２５，３５ 接触面 ４ ボルト ５ クランクシャフト ７ フライホイール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の慣性モーメントを有するフライホ
   イールと、円周方向に剛性が高く径方向に剛性が低い円
   盤状のフレキシブルプレートとをそなえ、該フライホイ
   ールを該フレキシブルプレートを介して該機関のクラン
   クシャフトに固設する内燃機関のフライホイール装置に
   おいて、 湾曲した断面形状を有する弾性変形可能な一対のダンピ
   ングプレートをそなえ、 該一対のダンピングプレートにより該フレキシブルプレ
   ートを挟み、該フレキシブルプレートの内周側部分を該
   ダンピングプレートとともに該クランクシャフトの軸端
   に共締めするとともに、 該フレキシブルプレートの該内周側部分よりも径方向外
   側の所定部分を該一対のダンピングプレートの湾曲部に
   より表裏から押圧しながら挟み込むことを特徴とする、
   内燃機関のフライホイール装置。