| 【発明の名称】 |
車両用ドライブプレート |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 俊弘
【氏名】西尾 友秀
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| 【要約】 |
【課題】ドライブプレートの外周に設けられるリングギヤの耐久性の低下を防止する。
【解決手段】円盤状部材９と同円盤状部材の最外周部に成形されたリングギヤ１０とを有し、円盤状部材９の一方の面の中心部にクランクシャフト３と一体結合される駆動側結合部ａを、他方の面の外周部に従動側慣性体（トルクコンバータ）７と一体結合される複数の従動側結合部ｂをそれぞれ形成したもので、特に、リングギヤ１０の歯部Ｇのうち、複数の従動側結合部ａの外側部分ｇ１に位置を占める歯部Ｇの歯幅Ｂ１よりもそれ以外の部分ｇ２に位置を占める歯部Ｇの歯幅Ｂ２を小さく設定した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】円盤状部材と同円盤状部材の最外周部に成形されたリングギヤとを有し、上記円盤状部材の一方の面の中心部にクランクシャフトと一体結合される駆動側結合部を、他方の面の外周部に従動側慣性体と一体結合される複数の従動側結合部をそれぞれ形成した車両用ドライブプレートにおいて、上記リングギヤの歯部のうち、上記複数の従動側結合部の外側に位置を占める歯部よりもそれ以外の部分に位置を占める歯部の歯幅を小さく設定したことを特徴とする車両用ドライブプレート。
【請求項２】請求項１記載の車両用ドライブプレートにおいて、上記円盤状部材とリングギヤをプレス加工により一体成形したことを特徴とする請求項１記載の車両用ドライブプレート。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフトの回転を従動側の動力伝達系に伝える車両用ドライブプレート、特に、クランクシャフトに結合される円盤状部とその最外周部に設けられるリングギヤとを一体的に設けた車両用ドライブプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの駆動と共に回転するクランクシャフトはその端部より動力伝達系側に回転力を伝達している。通常このクランクシャフトはその端部に従動側慣性体としてのフライホイールを直接結合したり、或いはドライブプレートを介しトルクコンバータの入力側ケーシングを一体的に結合しており、場合によりドライブプレートを介しフライホイールを一体的に結合することもある。なお、図示しないフライホイールやドライブプレートは鋳鉄又は鋼の回転体として形成されるが、それらの大きさ（質量）は、スタータモータでエンジンを始動するときや、急加速するときには小さい方が良いが、クランクシャフト側のトルク変動を少なくするためには大きな質量ほど効果があり、通常はシリンダ数や配列などを考慮して決めている。
【０００３】ところで、フライホイールや、トルクコンバータ、或いはトルクコンバータの入力側ケーシングと一体化されるドライブプレートには、エンジン始動時にスタータモータのピニオンギヤと噛合するようリングギヤが一体的に取付けられる。この内、ドライブプレートにリングギヤを一体的に結合したものの一例を図６に示した。ここで、ドライブプレート１００は、その要部である円盤状部材１０１の一方面の中心部にクランクシャフト１０２の端部１０３を一体結合し、他端面にトルクコンバータ１０４を重ね合わせ、互いを複数の従動側結合部ｄで図示しないボルトを用い締付固定するように構成される。ここで、円盤状部材１０１の最外周部にリングギヤ１０５が一体的に設けられるが、ここでのリングギヤ１０５は円盤状部材１０１と共にプレス加工により一体的に成形されたもの、或いは、円盤状部材１０１の最外周部に別体成形されたリングギヤ（図示せず）を嵌め込み、互いを溶接等により一体結合して形成されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示すドライブプレート１００にはクランクシャフト１０２側よりトルクＦｔが加わると同時に、曲げ振動に伴う曲げ力Ｆｂ、スラスト振動に伴うスラスト力Ｆｓ等の各外力が不規則に変動して加わり、これら各振動に応じてドライブプレート１００の全体が振動変位する。この内、特に、ドライブプレート１００に回転中心線Ｌ１に沿ったスラスト振動が加わると、回転中心線Ｌ１に対して垂直面を有する鋼板製の円盤状部材１０１はその外周部側ほど大きく振動変位を生じる。この場合、円盤状部材１０１上の複数の従動側結合部ｄはトルクコンバータ１０５側とボルト締めされ、同部の剛性が強化されている。このため、スラスト振動を受けた円盤状部材１０１及びリングギヤ１０５のうち、円盤状部材の中心部Ｏに対して各従動側結合部ｄの外側に位置を占める部分ｅ１はその回転中心線Ｌ１に沿った方向の変位量ｓ１が比較的小さく、それ以外の部分ｅ２はその回転中心線Ｌ１に沿った方向の変位量ｓ２が比較的大きくなる。
【０００５】この場合、あたかも各従動側結合部ｄの外側に位置を占める部分ｅ１が固定域となり、それ以外の部分ｅ２が変動域となって振動する状態が続き、しかも歯部Ｇには遠心力Ｆｍ（図７参照）も加わる。このため、図７に示すように、各従動側結合部ｄの外側に位置を占める部分ｅ１の各歯部Ｇには比較的大きな引っ張り応力σが増減変動して生じ、同部が経時劣化し、この部位が疲労破壊であるクラックＣを生じやすくなり、耐久性の低下を招き問題と成っている。
【０００６】本発明の目的は、外周に設けられるリングギヤの耐久性の低下を防止できる車両用ドライブプレートを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発明によれば、円盤状部材を備え、同円盤状部材の最外周部にリングギヤを設け、上記円盤状部材の一方の面の中心部にクランクシャフトと一体結合される駆動側結合部を、他方の面の外周部に従動側慣性体と一体結合される複数の従動側結合部をそれぞれ形成しておき、上記リングギヤの歯部のうち、上記複数の従動側結合部の外側に位置を占める歯部よりもそれ以外の部分に位置を占める歯部の歯幅を小さく設定した。このため、各従動側結合部の各外側以外の部分に位置を占める歯部の軽量化を図れ、同部分の振動に伴う慣性力を低下させることができ、従動側結合部の各外側に位置を占める歯部に集中して繰り返して加わる曲げ振動に伴う引っ張り力や圧縮力を低減でき、この部位の疲労破壊を抑え、耐久性の低下を防止できる。
【０００８】望ましくは、上記従動側慣性体はトルクコンバータであってもよく、この場合本発明を容易に適用でき、実施が容易化される。請求項２に記載された発明によれば、請求項１記載の車両用ドライブプレートにおいて、上記円盤状部材とリングギヤをプレス加工により一体成形したものであってもよく、この場合、従動側結合部の外側に位置を占める歯部の疲労破壊を抑え、耐久性の低下を防止でき、軽量化された車両用ドライブプレートを提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１、図２には本発明の実施形態例としての車両用ドライブプレートを装備する多気筒内燃機関（以後単にエンジンと記す）１を示した。このエンジン１はシリンダブロック２の下部のクランクケース２０１内にクランクシャフト３を枢支し、クランクシャフト３の回転を従動側の動力伝達系４に伝える。クランクシャフト４の従動側連結端（以後単に連結端と記す）５にはドライブプレート６を介しトルクコンバータ７が結合される。連結端５はクランクシャフト３の他部位より拡径され、クランクケース２０１側の内側に位置する部位の外周面にはオイルシール８が外嵌され、外側部位はクランクケース２０１の外方に突き出している。この連結端５の突き出し壁にはドライブプレート６が一体結合され、これらの中心部には中央穴ｈが形成される。この中央穴ｈは従動側慣性体としてのトルクコンバータ７のケーシング７０１の嵌合突部７０３を嵌挿でき、これにより同一回転中心線Ｌ上にトルクコンバータ７を連結できる。
【００１０】ドライブプレート６は要部としての円盤状部材９を有し、その最外周部にリングギヤ１０を備え、これらはプレス加工により一体成形されている。図２乃至図３に示すように、円盤状部材９はその一方の面（図１で左側面）の中心部に駆動側結合部ａを形成され、同部ａを連結端５の突き出し壁（図２参照）ｆに重合させ、駆動側結合部ａを成す駆動側貫通孔１１に挿通される駆動側ボルト１２により両者は締付固定される。円盤状部材９の他方の面（図２で右側面）には従動側慣性体としてのトルクコンバータ７のケーシング７０１が重ね合わされる。円盤状部材９の他方の面（図３で紙面裏側）の外周部には複数の従動側結合部ｂが形成され、各従動側結合部ｂを成す従動側貫通孔１３にケーシング７０１側の連結部７０２が当接する。各連結部７０２には図示しないねじ穴が形成され、ここには従動側貫通孔１３（図４（ａ）参照）を挿通した従動側ボルト１４が螺着され、両者は締付固定される。このため、円盤状部材９のうち、各従動側結合部ｂの近傍の剛性はトルクコンバータ７のケーシング７０１により剛性を強化される。
【００１１】円盤状部材９の最外周部のリングギヤ１０は図示しないスタータモータのピニオンギヤ１５（図２参照）と噛合する。このリングギヤ１０の各歯部Ｇは、クランキング時に退却位置より噛み合い位置（図２に２点鎖線で示した位置）に移動したピニオンギヤ１５より回転力を受け、クランクシャフト３側を回転させるべく十分な剛性を確保するよう形成される。このリングギヤ１０は、図１に示すように、円盤状部材９の最外周部より回転中心線Ｌの方向に鍵型状に折曲して延出しており、これらは円盤状部材の最外周部に円盤状部材９と共にプレス加工により一体成形されている。ここで、図２及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、リングギヤ１０はその歯幅、即ち回転中心線Ｌの方向の幅Ｂ１，Ｂ２が全周にわたって同一には形成されない。即ち、図３に示すように、リングギヤ１０の各歯部Ｇの内、円盤状部材９の中心点Ｏに対して各従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１の歯部Ｇの歯幅Ｂ１（図２、図４（ａ）参照）よりもそれ以外の部分ｇ２に位置を占める歯部Ｇの歯幅Ｂ２（図２、図４（ｂ）参照）をより小さく形成している。ただし、いずれの部分ｇ１、ｇ２にある各歯部Ｇもスタータモータのピニオンギヤ１５と噛合する際に十分な剛性を確保し、所定の耐久性を確保できるように形成される。
【００１２】このように円盤状部材９の最外周部のリングギヤ１０は、図３に示すように、４つの従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１とそれ以外の部分に位置を占める４つの部分ｇ２とが交互に環状に繋いだ状態で配備される。この内、トルクコンバータ７との結合により剛性を強化されている従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１は、クランクシャフト３よりスラスト振動受けて加振されると固定端となり、それ以外の部分ｇ２が加振されて変位量することにより曲げ振動が顕著に現れ、固定端となる部分ｇ１の歯部Ｇに引っ張り応力σ（図７参照）や圧縮応力が集中する。このため、ここでは従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１の歯部Ｇは十分な剛性を確保できるように、その歯幅Ｂ１が比較的大きく設定される。一方、従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分以外の部分ｇ２の歯部Ｇは、その歯幅Ｂ２ができる限り小さく、即ち、質量が小さく成るように設定される。このように部分ｇ２の歯部Ｇの質量をできるだけ低減しておき、加振時の部分ｇ２の振れに伴い、部分ｇ１を固定端とした曲げ振動のレベルを下げ、部分ｇ１に加わる引っ張り応力σ（図７参照）を低減させる。
【００１３】このような車両用ドライブプレートを装備するエンジン１はスタータモータのピニオンギヤ１５がリングギヤ１０に噛み合い、エンジン１をクランキングすることにより駆動する。この場合、リングギヤ１０は従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１もそれ以外の部分ｇ２も所定の剛性を持つことより、ピニオンギヤ１５の回転を確実にクランクシャフト３側に伝えることができる。なお、この場合、従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１の歯部Ｇがエンジン停止時に停止している位置（通常はいずれかの気筒の圧縮上死点の所定量前側の位置）を予め求めておき、その位置にピニオンギヤ１５を対向配備しても良い。この場合、クランキング開始時に、リングギヤ１０のうちより剛性の高い部分ｇ１の歯部Ｇよりピニオンギヤ１５との噛み合いを開始でき、リングギヤ１０の耐久性をより向上できる。
【００１４】エンジン１の駆動時において、クランクシャフト３がその回転力をドライブプレート６及びトルクコンバータ７を介し従動側の動力伝達系４に伝える、この場合、回転力と同時にドライブプレート６には曲げ振動やスラスト振動が加わり、特に、ドライブプレート６の円盤状部材９とその最外周部のリングギヤ１０はスラスト振動に伴い回転中心線Ｌに沿った方向に加振され、同時に遠心力Ｆｍをも受ける。この場合、円盤状部材９の部分ｇ２が比較的剛性が低く大きく変位し加振されるが、同部分ｇ２の歯部Ｇの歯幅Ｂ２は小さく、この部分の質量が比較的小さく設定されているので、この部分ｇ２を揺動端とし部分ｇ１を固定端とした曲げ振動のレベルを低減でき、部分ｇ１の歯部Ｇに生じる引っ張り応力σ（図７参照）や圧縮力を低減でき、同部の経時劣化を抑え、この部位が疲労破壊であるクラックＣを生じるということを抑えられ、ドライブプレート６のリングギヤ１０の耐久性の低下を防止できる。
【００１５】上述のところにおいて、ドライブプレート６は円盤状部材９とリングギヤ１０とをプレス加工により一体成形していたが、これに代えて、図５に示すようなドライブプレート６ａを構成しても良い。この場合、図１のドライブプレート６と同一部材には同一符号を付し、重複説明を略す。ここで、円盤状部材９ａの手前側の面の中央にクランクシャフトの連結部５と結合される駆動側結合部ａが形成され、紙面裏側面の外周部側にトルクコンバータ７の各連結部７０２と結合される従動側結合部ｂが形成される。円盤状部材９ａの最外周部にはフランジ２０が折曲形成され、同フランジ２０の外側面に別途製造されたリングギヤ１０ａが嵌め込み装着され、互いの当接部分Ｕが溶接等により一体結合される。なお、ここでリングギヤ１０ａをフランジ２０の外側面に圧入により一体結合しても良い。これらの場合も従動側結合部ｂの外側に位置を占める部分ｇ１よりもそれ以外の部分ｇ２に位置を占める歯部Ｇの歯幅（図５で紙面垂直方向の幅）が小さく設定され（図２参照）、図１のドライブプレート６と同様の作用効果を得られる。
【００１６】図１のドライブプレート６の他側の面の外周部には従動側慣性体としてのトルクコンバータ７の各連結部７０２が重ね合わされ一体結合されていたが、これに代えて、図示しない単板式クラッチディスクを装備するフライホイールをドライブプレート６の他側の面側に一体的に取り付けるという構成を採っても良く、この場合も、同様の作用効果が得られる。更に、図１のドライブプレート６の円盤状部材９にはトルクコンバータ７の４つの連結部７０２が結合されていたが、その他の数の連結部７０２を持ったトルクコンバータが結合されてもよく、その場合も、同様の作用効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明によれば、円盤状部材の最外周部に設けたリングギヤの歯部のうち、複数の従動側結合部の外側に位置を占める歯部よりもそれ以外の部分に位置を占める歯部の歯幅を小さく設定したので、各従動側結合部の各外側以外の部分に位置を占める歯部の軽量化を図れ、同部分の振動に伴う慣性力を低下させることができ、従動側結合部の各外側に位置を占める歯部に集中して繰り返して加わる曲げ振動に伴う引っ張り力や圧縮力を低減でき、この部位の疲労破壊を抑え、耐久性の低下を防止できる。
【００１８】請求項２に記載された発明によれば、請求項１の発明において、円盤状部材とリングギヤをプレス加工により一体成形したので、従動側結合部の外側に位置を占める歯部の疲労破壊を抑え、耐久性の低下を防止でき、軽量化された車両用ドライブプレートを提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）９月２２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】樺山 亨 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−９４０４８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２５６３５０ |
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