JP2017139840A - 回転変動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータサイズを大きくすることなく、簡単な制御回路で、十分な慣性低減量が得られる回転変動低減装置を提供する。【解決手段】回転変動低減装置において、回転駆動力が供給される慣性体１１と、慣性体１１の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部１３と、慣性体１１の回転がトルク低減機構部１３を介して伝達される回転部材１５と、回転部材１５に設けられた磁石２７、及び回転部材１５に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石２７に対向するコイル２９を備えるモータ１７と、モータ１７が発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタＣ１を有し、回転部材１５の回転速度が上昇する場合にキャパシタＣ１に電力を蓄え、回転速度が低下する場合にスイッチを駆動することによりキャパシタＣ１に蓄えた電力をコイル２９に供給するＬＣ回路１９と、を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、回転変動低減装置に関する。

一般に、自動車はエンジンを駆動することにより、クランクシャフト、変速機のインプットシャフト、ドライブシャフト、及びこれらに取り付けられて一体に回転する部品を介して車輪を駆動する。エンジンが駆動する際、エンジンの気筒数に応じたトルク変動がクランクシャフト等に伝達され、トルク変動による乗り心地の低下や変速機の騒音等、種々の問題が生じることが知られている。そのため、クランクシャフトにはフライホイールが取り付けられ、その慣性でトルク変動を抑制している。フライホイールの慣性が大きければ、トルク変動の抑制効果が高く、上記問題が改善できる。ところが、フライホイールの慣性を大きくすると、加速性能や加減速時の燃費性能が低下する。

そこで、特許文献１のエンジンのトルク平滑化装置、特許文献２のエンジンのトルク変動抑制装置等では、クランクシャフトに発電機能、電動機能を有するモータを直結することにより慣性を大きくせず、トルク変動を抑制している。つまり、発電機能、電動機能を交互に働かせてトルク変動を抑え、フライホイールの慣性を小さくしている。

また、フライホイールにモータの機能を付加する技術として、特許文献３のフライホィール式エネルギー貯蔵装置では、コイル、磁極の配置方法を提案し、特許文献４の車両用駆動装置では、負荷と発動機の回転速度を比較して、モータを発電機とするか電動機とするかの切替方法が提案されている。更に、位置検出についても様々な方法が提案されており、例えば、特許文献５の速度測定装置では、コイルを貫く磁束変化を利用して、回転速度の検出対象となる回転体の位置検出を行う方法が提案されている。

特開昭５９−１５８３３１号公報 特開昭６１−１４９５３８号公報 特開平９−１２１４７７号公報 特許第３０５２８２０号公報 特開２０００−９７９５３号公報

しかしながら、特許文献１、２の装置は、発電機能、電動機能を有するモータをクランクシャフトに直結する構成であり、エンジンから入力されるトルクの変動が大きい。そのため、モータ性能が低い場合には、十分な制振効果が得られず、慣性低減効果も小さい。これに対し、性能が高いモータを使用した場合には、満足できる制振効果が得られ、慣性も低減できる。しかし、モータサイズが大きいため、現状のフライホイールの配置スペースを大幅に超過し、重量も増加する。結局、加速性能、燃費性能は向上せず、自動車への搭載が困難になる可能性もある。
一方、特許文献３には、充放電の具体的な方法についての記載がない。特許文献４の車両用駆動装置は、負荷と発動機の回転速度を比較して決定するために演算回路及びセンサが必要となる。このため、回路構成が煩雑となり、回路の消費電力が大きくなってエネルギー効率を低下させる。また、特許文献５の速度測定装置においても、コイルが演算回路に接続される。そのため、上記特許文献４の場合と同様に、回路構成が煩雑となり、回路の消費電力が大きくなってエネルギー効率を低下させる問題がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、モータサイズを大きくすることなく、簡単な制御回路で、十分な慣性低減量が得られる回転変動低減装置を提供することにある。

本発明は下記構成からなる。
回転駆動力が供給される慣性体と、前記慣性体の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部と、前記慣性体の回転が前記トルク低減機構部を介して伝達される回転部材と、前記回転部材に設けられた磁石、及び前記回転部材に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石に対向するコイルを備えるモータと、前記モータが発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタを有し、前記回転部材の回転速度が上昇する場合に前記キャパシタに電力を蓄え、前記回転速度が低下する場合にスイッチを駆動することにより前記キャパシタに蓄えた電力を前記コイルに供給するＬＣ回路と、を具備することを特徴とする回転変動低減装置。

本発明に係る回転変動低減装置によれば、モータサイズを大きくすることなく、簡単な制御回路で、十分な慣性低減量が得られる。

第１構成例の回転変動低減装置の構成図である。 図１に示した回転変動低減装置を構成するデュアルマスフライホイールの断面図である。 発電用コイル及び放電用コイルの充放電を制御するＬＣ回路の回路図である。 （Ａ）は４気筒エンジンのクランクシャフトの一例を表す模式図、（Ｂ）は４サイクル直列４気筒の点火順の一例を表す説明図である。 磁石とコイルの配置の一例を表す模式図である。 アシストが有る場合と無い場合の回転数とクランク角の相関を表す説明図である。 慣性が大きい場合と小さい場合のトルク変動起因の回転変動を表す説明図である。 （Ａ）はクランクシャフトにモータを直結した場合の慣性低減量を表す説明図、（Ｂ）はデュアルマスフライホイールの２次側回転部にモータを連結した場合の慣性低減量を表す説明図である。 コイルと磁石が回転軸に直交する面を挟んで対向配置される回転変動低減装置の変形例の構成図である。

以下、本発明の構成例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１構成例の回転変動低減装置の構成図である。
本構成例の回転変動低減装置１００は、慣性体１１と、トルク低減機構部１３と、回転部材１５と、モータ１７と、ＬＣ回路１９と、を有する。

慣性体１１は、回転駆動装置からの回転駆動力が供給される。回転駆動装置としては、例えば内燃機関であるエンジン２１が挙げられるが、その他にも回転トルク変動（回転ムラ）が周期的に生じるエンジン以外の装置であってもよい。以下、回転駆動装置がエンジン２１である場合を例に説明する。この場合、慣性体１１、トルク低減機構部１３、回転部材１５は、後述するデュアルマスフライホイールの構成要素となる。

慣性体１１は、デュアルマスフライホイールの１次側回転部である第１フライホイールとなる。

トルク低減機構部１３は、慣性体１１の回転トルク変動を低減する。このトルク低減機構部１３は、デュアルマスフライホイールの１次側回転部と２次側回転部とを連結している後述の圧縮コイルばね及びディスクとなる。このトルク低減機構部１３により回転トルク変動を低減する作用は、後述のデュアルマスフライホイールの作用で説明する。

回転部材１５は、デュアルマスフライホイールの２次側回転部である第２フライホイールであり、慣性体１１の回転がトルク低減機構部１３を介して伝達される。回転部材１５は、中間シャフト２３を介してトランスミッション２５のトランスミッション入力軸に連結される。

モータ１７は、磁石２７と、コイル２９とを備える。磁石２７は、回転部材１５に設けられる。コイル２９は、磁石２７に対向して配置され、例えば、シリンダハウジングやクランクケースの他、フライホイールを覆うカバー部材等の回転部材１５に対して回転しない非回転部材（図示略）に固定される。

ＬＣ回路１９は、キャパシタを有し、モータ１７が発電した電力を一時的に蓄える。また、ＬＣ回路１９は、回転部材１５の回転速度が低下する場合に、キャパシタＣ１に蓄えた電力をコイル２９に供給して回転のアシストを行う。

図２は図１に示した回転変動低減装置を構成するデュアルマスフライホイールの断面図である。
ここでは、モータ１７が設けられるより具体的な回転変動低減装置１００の要部の一例を説明する。デュアルマスフライホイール３１は、相対回転可能な慣性体１１である第１フライホイール３３と、回転部材１５である第２フライホイール３５と、第１フライホイール３３と第２フライホイール３５の間に配置される圧縮コイルバネ４３及びディスク４７と、を備える。第１フライホイール３３及び第２フライホイール３５は、共に慣性モーメントを発生する質量体である。第１フライホイール３３には、ハブ３７がリベット等によって固定される。ハブ３７は、クランクシャフト３９に連結され、クランクシャフト３９と一体に回転する。つまり、第１フライホイール３３は、エンジン２１からの回転トルクがクランクシャフト３９を介して伝達される。

第１フライホイール３３の内周には、環状室４１が形成される。環状室４１には、弾性体である圧縮コイルバネ４３が装着される。圧縮コイルばね４３は、その端部が第１フライホイール３３に係止され、ディスク４９をばね弾性により回転規制する。

ハブ３７の外周には、第２フライホイール３５が玉軸受４５を介して相対回転可能に同心で取り付けられる。この第２フライホイール３５には、ディスク４７が同心で固定される。ディスク４７は、ハブ３７を遊嵌する内穴を有し、ハブ３７及び第１フライホイール３３と相対回転可能に第２フライホイール３５に支持される。

第２フライホイール３５は、ハブ３７に対して相対回転する際に、圧縮コイルばね４３を圧縮する。これにより、クランクシャフト３９のトルクは、第１フライホイール３３側から圧縮コイルばね４３を経由して第２フライホイール３５に伝達される。つまり、エンジントルクの変動により、第１フライホイール３３に対して第２フライホイール３５側のディスク４７が相対回転すると、圧縮コイルばね４３が円周方向に伸縮する。これにより、エンジントルクの変更による振動が吸収又は緩和され、トランスミッション２５へのトルク変動が小さくなる。

このように、回転変動低減装置１００は、慣性体１１、トルク低減機構部１３、及び回転部材１５により、１次側回転部である慣性体１１からの回転トルクを、トルク低減機構部１３を介して２次側回転部である回転部材１５に伝達する。

そして、回転変動低減装置１００は、このデュアルマスフライホイール３１の第２フライホイール３５に、モータ１７を設けている。つまり、第２フライホイール３５に磁石２７が設けられ、第２フライホイール３５に対して非回転となる非回転部材に磁石２７と対向してコイル２９が設けられる。

図３は発電用コイル及び放電用コイルの充放電を制御するＬＣ回路の回路図である。
ＬＣ回路１９は、コイル２９として発電用コイルＬ２と、放電用コイルＬ３と、スイッチＳ１を駆動する電力を発生するスイッチ駆動用コイルＬ１とを有する。スイッチ駆動用コイルＬ１、発電用コイルＬ２、放電用コイルＬ３は、磁石２７と相対する回転しない非回転部材に設けられる。各コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の巻数、極性は所望の電圧、位相に応じて適宜調整することができる。

ＬＣ回路１９は、キャパシタＣ１に対して、発電用コイルＬ２と放電用コイルＬ３とが並列に接続される。キャパシタＣ１の容量については、必要とされる所望の電力に応じて適宜調整が可能である。また、キャパシタＣ１の種類（電解、タンタル等）は、応答速度、容量を考慮し適宜調整が可能である。

発電用コイルＬ２とキャパシタＣ１を含むループ、及び放電用コイルＬ３とキャパシタＣ１を含むループは、極力対称的な回路構成とし、電圧降下等を抑制するのが望ましい。ＬＣ回路１９は、キャパシタＣ１に充電する電圧の極性を揃えるため、発電用コイルＬ２とキャパシタＣ１の間に、スイッチ駆動用コイルＬ１側をアノードとして図示例のダイオードＤ１を接続する等の回路構成も可能である。

スイッチＳ１は、キャパシタＣ１と放電用コイルＬ３を含むループ上に設けられる。スイッチＳ１は、放電用コイルＬ３への放電を制御する。スイッチＳ１は、スイッチ駆動用コイルＬ１で発電された電力を用いて駆動される。スイッチＳ１は、機械的スイッチ、半導体、例えば電界効果トランジスタやバイポーラトランジスタ等のいずれもであってもよい。ＬＣ回路１９は、スイッチＳ１の入力定格電圧に応じ、スイッチ駆動用コイルＬ１にツェナーダイオード等の電圧調整素子を接続することも可能である。スイッチ駆動用コイルＬ１の接続方法は、図３においてはスイッチＳ１とグラウンドとの間としているが、例えばスイッチＳ１が電界効果トランジスタの場合は、ゲートとソースとの間に接続する等、スイッチＳ１の素子に応じて任意に変更可能である。

回転ムラが生じる機械角（クランク角）が既知である場合、スイッチＳ１のＯＮ／ＯＦＦタイミングは、フライホイール等に設ける磁石２７の数を考慮し、スイッチ駆動用コイルＬ１、発電用コイルＬ２、放電用コイルＬ３の取り付け位置を調整することのみで決定できる。すなわち、磁石２７の数、コイル２９の数、取り付け位置は、充放電のタイミングを考慮して、この位置調整により任意に決定可能である。

次に、磁石２７の数、コイル２９の数、取り付け位置の具体的な一例を説明する。
図４（Ａ）は４気筒エンジンのクランクシャフトの一例を表す模式図、（Ｂ）は４サイクル直列４気筒の点火順の一例を表す説明図である。
４気筒エンジンのクランクシャフト３９は、例えば図４（Ａ）に示す１番目の気筒、４番目の気筒のクランクピンがクランクシャフト３９の軸線に対して同方向に偏心し、２番目の気筒、３番目の気筒のクランクピンがクランクシャフト３９の軸線に対して上記と反対方向に偏心する。これにより、クランクシャフト３９は、回転質量による慣性力、慣性偶力が釣り合う。ただし、各シリンダの往復質量、回転質量、クランク半径、連接棒の長さは等しいものとする。

上記のクランクシャフト３９を用いた各気筒の点火は、図４（Ｂ）に示す通りとなる。図４（Ｂ）中の上段の数字は、気筒の番号を示す。エンジンが４サイクルエンジンである場合、爆発、排気、吸気、圧縮のそれぞれでピストンが上死点と下死点の間を移動する。これら４つの行程は、クランクシャフト３９が２回転する間に行われる。クランクシャフト３９は、１番のピストンが下がっているときは４番も下がり、その際、２番と３番は上がる。

上記例における爆発行程において、正のトルクを発生するクランクシャフト３９の回転角は１８０度以下となる。したがって、爆発によるトルク変動は、４気筒の等間隔爆発であれば２回転（７２０度）の１／４のサイクルであり、１回転で２回となる。よって、クランクシャフト３９の回転トルクは、１回転する間に大きく変動するものとなる。

本構成では、エンジントルクにこのような変動が生じると、上記したデュアルマスフライホイール３１の圧縮コイルばね４３が伸縮して、圧縮コイルばね４３が振動を吸収又は緩和する。

図５は磁石とコイル２９の配置の一例を表す模式図である。なお、図中、１、２、３、４の数字は気筒の番号を示す。気筒の爆発順は、図４（Ｂ）に示した通り、１→２→４→３の順となる。

スイッチＳ１は、スイッチ駆動用コイルＬ１、発電用コイルＬ２、及び放電用コイルＬ３の回転部材１５（本例では第２フライホイール３５）の回転方向に沿った取り付け位置に応じてＯＮ／ＯＦＦタイミングが決定される。図５に示す例では、磁石２７は、回転部材１５の半径方向両端側に一対設けられる。発電用コイルＬ２は、回転部材１５の回転速度が上昇する位置に配置される。すなわち、発電用コイルＬ２は、略１８０°の間隔で１対のものが配置される。この場合、発電用コイルＬ２の位置は、爆発時のクランクシャフト３９の回転角度と略一致する（ただし、１次側回転部と２次側回転部のトルク変動による相対的な角度位相のずれは考慮しないものとする）。つまり、一方のＬＣ回路１９には、１番と４番の気筒の爆発時に磁石２７と発電用コイルＬ２が対面して配置され、他方のＬＣ回路１９には、２番と３番の気筒の爆発時に磁石２７と発電用コイルＬ２が対面して配置される。

また、スイッチ駆動用コイルＬ１及び放電用コイルＬ３は、回転部材１５の回転速度が低下する位置に配置される。つまり、スイッチ駆動用コイルＬ１及び放電用コイルＬ３は、略１８０°の間隔で１対のものが配置される。この場合、スイッチ駆動用コイルＬ１及び放電用コイルＬ３の位置は、排気終了行程又は吸気開始行程のときのクランクシャフト３９の回転角度と略一致する（但し、１次側回転部と２次側回転部のトルク変動による相対的な角度位相のずれは考慮しないものとする）。

なお、発電用コイルＬ２は、回転部材１５の回転方向に沿って延在して形成されることが好ましい。これにより、発電時間を長く確保することができる。

図５に示す例では、磁石２７と、スイッチ駆動用コイルＬ１と、発電用コイルＬ２と、放電用コイルＬ３と、からなるモータ１７が、回転部材１５の周方向に点対称で１組み設けられることになる。これら１組みのモータ１７には、上記のＬＣ回路１９がそれぞれ設けられる。

次に、回転変動低減装置１００の充電、放電のタイミングについて説明する。
図６はアシストが有る場合と無い場合の回転数とクランク角の相関を表す説明図である。
エンジン２１は、上述したようにクランク角によって常に同じタイミングでトルク変動がある（ピストンの爆発タイミング起因であるため）。例えば、４気筒エンジンの場合は、図６に示すように、クランク角が３６０度回転する間に２回の最大トルク振幅が生じる（正負それぞれのトルク）がある。回転変動低減装置１００は、モータ１７の発電、電動機能を用いることによって、この回転変動を抑制する。その際、発電機能（充電）で得た電力をＬＣ回路１９のキャパシタＣ１に一時的に蓄え、電動機能（放電）時に活用する。これにより、モータ１７は、発電時、回転負荷を生じさせ、電動時には回転をアシストする。つまり、モータ１７は、外部電源を必要とせずに、回転変動を抑制するように働く。

図７は慣性が大きい場合と小さい場合のトルク変動起因の回転変動を表す説明図である。
エンジン２１は、慣性が大きい場合、回転変動が小さく、慣性が小さい場合、回転変動が大きい。回転変動低減装置１００は、慣性が小さい場合の回転変動増加を、モータ１７により慣性大相当の回転変動に抑制するよう働く。それにより、加速性能、燃費性能を向上させることができる。

図８（Ａ）はクランクシャフトにモータを直結した場合の慣性低減量を表す説明図、（Ｂ）はデュアルマスフライホイールの２次側回転部にモータを連結した場合の慣性低減量を表す説明図である。
図８（Ａ），（Ｂ）において、横軸は慣性（ｋｇｍ^２）を表し、縦軸は回転角速度（ｒａｄ／ｓ^２）を表す。回転角速度は、トルク変動を表す指標値であり、大きい値が振動大となる。図８（Ａ）の例は、クランクシャフト３９のトルク振幅が±２００（Ｎｍ）でモータでの発電、電動によるトルク振幅が±３（Ｎｍ）の場合の結果である。図８（Ａ）の例では、モータの性能が足らず、同じ慣性でも制振性能の向上は少なく、慣性低減量は小さい。すなわち、クランクシャフト３９にモータ１７を直結した構成では慣性低減量は小さい。

これに対し、図８（Ｂ）に示すデュアルマスフライホイール３１の２次側回転部にモータ１７を連結した構成では、２次側のトルク振幅を±５０（Ｎｍ）とし、モータ１７での発電、電動によるトルク振幅が±３（Ｎｍ）（上記と同じ性能）とすると、慣性低減量は図８（Ａ）に対して、大きくとれることが分かる。つまり、回転変動低減装置１００は、エンジン２１から直結のクランクシャフト３９にモータ１７を設けるのではなく、一度トルク変動を抑える機能を持つものに発電機能、電動機能を有するモータ１７を接続する方が、高い慣性低減量が得られる。

次に、上記した構成の作用を説明する。
本構成の回転変動低減装置１００では、１次側回転部である慣性体１１に入力される捩り振動成分が、トルク低減機構部１３により吸収され、減衰されて回転部材１５へ伝わる。すなわち、トルク変動は、２次側回転部となる回転部材１５で小さくなる。このトルク変動が小さくなる部分（回転部材１５）にモータ１７を接続することにより、モータ１７のサイズを大きくせずに大きな制振性能が得られるようになる。つまり、回転部材１５にモータ１７を設けた場合、モータ１７を１次側回転部に設けた場合に比べ、慣性をより小さくでき、これにより、図８（Ｂ）に示したように、慣性低減量を増大できる。

また、モータ１７は、回転部材１５に設けた磁石２７と、非回転部材に設けたコイル２９とにより構成される。モータ１７のコイル２９にはキャパシタＣ１が接続され、モータ１７の回転によりキャパシタＣ１に電力が蓄えられる。キャパシタＣ１に蓄えられた電力は、ＬＣ回路１９のスイッチＳ１のＯＮ／ＯＦＦによりモータ１７への放電が可能となる。これにより、コイル２９への充放電を制御する演算回路等の制御回路を省略できる。そのため、回転変動低減装置１００は、電力消費を抑え、且つ極めて単純な回路構成で、回転部材１５の回転ムラを抑えることが可能となる。

また、この回転変動低減装置１００は、デュアルマスフライホイールを利用した装置である。そのため、１次側回転部である慣性体１１に捩り振動成分が入力されると、慣性体１１と回転部材１５とが相対回転する。この相対回転に応じて、慣性体１１と、２次側回転部である回転部材１５との間でトルク低減機構部１３の圧縮コイルばね４３が伸縮する。この圧縮コイルばね４３の弾性作用によって捩り振動が吸収され、減衰される。

また、回転変動低減装置１００によれば、慣性体１１の回転ムラが高回転数側の場合、発電用コイルＬ２からキャパシタＣ１へ充電が可能となる。そして、回転ムラが低回転数側の場合、スイッチＳ１がＯＮすることによりキャパシタＣ１から放電用コイルＬ３へ放電が可能となり、モータ１７による回転部材１５の回転アシストが実現する。

また、回転変動低減装置１００によれば、キャパシタＣ１の両端端子に、発電用コイルＬ２の両端端子と、放電用コイルＬ３の両端子とが並列に接続される。磁石２７と発電用コイルＬ２との電磁誘導で得られた電力は、キャパシタＣ１に充電される。キャパシタＣ１に一時的に蓄えられた電力は、放電用コイルＬ３で放電可能となる。キャパシタＣ１は、発電用コイルＬ２と放電用コイルＬ３を直列接続した含むループ回路上に設けられたスイッチＳ１のＯＮ／ＯＦＦにより充電、放電が可能となる。

また、回転変動低減装置１００によれば、スイッチ駆動用コイルＬ１が所定位置に配置されることによりスイッチ駆動用コイルＬ１からのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が、所定のＯＮ／ＯＦＦタイミングでＬＣ回路１９に入力可能となる。したがって、スイッチＳ１を駆動するための電源を装置外部に別途設ける必要がない。

また、回転変動低減装置１００によれば、内燃機関であるエンジン２１に生じる回転ムラが、機械角（クランク角）により把握される。この回転ムラの生じるクランク角の位置に応じて、発電用コイルＬ２、放電用コイルＬ３及びスイッチ駆動用コイルＬ１が配置される。そのため、回転変動低減装置１００は、これらコイル２９の配置位置を調整することのみで充放電タイミングを制御できる。よって、スイッチＳ１のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御する位置検知機構等が付随したスイッチ制御回路等を省略できる。

したがって、本構成の回転変動低減装置１００によれば、モータサイズを大きくせずに、慣性低減量を大きくとることができ、しかも、制御回路を簡単な構成にすることができる。

図９はコイルと磁石が回転軸に直交する面を挟んで対向配置される回転変動低減装置の変形例の構成図である。
上記した回転変動低減装置１００の構成においては、磁石２７が回転部材１５の外周に設けられ、コイル２９がこの磁石２７に対向するように非回転部材の内周に設けられている。しかし、回転変動低減装置１００の磁石２７とコイル２９の対向方向は、これに限定されない。

例えば、図９に示すように、回転変動低減装置１００は、磁石２７を回転部材１５の側面に設けることができる。この場合、コイル２９は、回転部材１５の側面に対向する非回転部材の面に、磁石２７と対向させて設けることができる。
この回転変動低減装置１００の変形例によれば、磁石２７及びコイル２９を、回転部材１５の半径方向外側に配置しなくて済むので、回転部材１５の外径を小径にすることができる。

また、上記した回転変動低減装置１００は、コイル２９の配置により充電と放電とを切り替えている。しかし、これに限らず、エンジン２１のクランク角を検出するセンサ５１（図１参照）を備えた構成にしてもよい。その場合、回転変動低減装置１００は、ＬＣ回路１９が、センサ５１が検出したクランク角に基づいて、充電と放電とを切り替える。
この場合の回転変動低減装置１００によれば、センサ５１により読み取られたクランク角に応じ、コイル２９の充電タイミング、放電タイミングを決定するため、スイッチ駆動用コイルＬ１を不要にできる。

また、デュアルマスフライホイール３１のように１次側回転部と２次側回転部が弾性体（圧縮コイルばね４３）で繋がっている場合、１次側回転部と２次側回転部は、エンジン２１からのトルクにより相対的に角度位相がずれる。したがって、２次側回転部の角度は、クランク角と常に１：１の関係ではない。そのため、１次側回転部の角度を検出する方が好ましい場合がある。このような場合、回転変動低減装置１００は、センサ５１を１次側回転部に設ける構成とすることにより、より正確な制御が行えるようになる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば上記の構成例では、モータをデュアルマスフライホイールに設ける場合を例に説明したが、モータは、その他、デュアルマスフライホイール以外のトルク低減機構部よりも下流側の回転部材、例えば、クラッチの入力軸やトランスミッションに接続される中間シャフト等に設けてもよい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 回転駆動力が供給される慣性体と、前記慣性体の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部と、前記慣性体の回転が前記トルク低減機構部を介して伝達される回転部材と、前記回転部材に設けられた磁石、及び前記回転部材に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石に対向するコイルを備えるモータと、前記モータが発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタを有し、前記回転部材の回転速度が上昇する場合に前記キャパシタに電力を蓄え、前記回転速度が低下する場合にスイッチを駆動することにより前記キャパシタに蓄えた電力を前記コイルに供給するＬＣ回路と、を具備することを特徴とする回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、慣性体１１に入力される捩り振動成分が、トルク低減機構部１３により吸収・減衰されて回転部材１５へ伝わる。このトルク変動が小さくなる回転部材１５にモータ１７を接続することによりモータ１７のサイズを大きくせずに制振性能が得られるようになる。すなわち、回転部材１５にモータ１７を設けることにより、慣性低減量を大きくとることができる。また、回転部材１５に設けた磁石２７と、非回転部材に設けたコイル２９とによりモータ１７が構成される。モータ１７のコイル２９にはキャパシタＣ１が接続され、モータ１７の回転により発電した電力がキャパシタＣ１に蓄えられる。キャパシタＣ１に蓄えられた電力は、ＬＣ回路１９のスイッチＳ１のＯＮ／ＯＦＦによりモータ１７へ放電が可能となる。これにより、コイル２９への充放電を制御する演算回路等の制御回路を省略できる。

（２） 前記慣性体、前記トルク低減機構部、及び前記回転部材は、１次側回転部である前記慣性体からの回転トルクを、前記トルク低減機構部を介して２次側回転部である前記回転部材に伝達するデュアルマスフライホイールであることを特徴とする（１）の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、１次側回転部である慣性体１１に捩り振動成分が入力されると、慣性体１１と回転部材１５とが相対回転する。この相対回転に応じて、慣性体１１と、２次側回転部である回転部材１５との間でトルク低減機構部１３の圧縮コイルばね４３が伸縮する。この圧縮コイルばね４３の弾性作用によって捩り振動が吸収され、減衰される。

（３） 前記コイルは、発電用コイルと、放電用コイルと、前記スイッチを駆動するスイッチ駆動用コイルとを有することを特徴とする（１）又は（２）の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、慣性体１１の回転ムラが高回転数側の場合、発電用コイルＬ２からキャパシタＣ１へ充電が可能となる。そして、回転ムラが低回転数側の場合、スイッチＳ１がＯＮすることによりキャパシタＣ１から放電用コイルＬ３へ放電が可能となり、モータ１７による回転部材１５の回転アシストが実現する。

（４） 前記ＬＣ回路は、前記キャパシタに対して、前記発電用コイルと前記放電用コイルとが並列に接続されることを特徴とする（３）の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、磁石２７と発電用コイルＬ２との電磁誘導で得られた電力は、キャパシタＣ１に充電される。キャパシタＣ１に一時的に蓄えられた電力は、放電用コイルＬ３で放電可能となる。キャパシタＣ１は、発電用コイルＬ２と放電用コイルＬ３を直列接続した含むループ回路上に設けられたスイッチＳ１のＯＮ／ＯＦＦにより充電、放電が可能となる。

（５） 前記スイッチは、前記スイッチ駆動用コイルで発電された電力を用いて駆動されることを特徴とする（３）又は（４）の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、スイッチ駆動用コイルＬ１が所定位置に配置されることによりスイッチ駆動用コイルＬ１からのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が、所定のＯＮ／ＯＦＦタイミングでスイッチＳ１に入力可能となる。したがって、スイッチＳ１を駆動するための電源が不要となる。

（６） 前記慣性体がエンジンに接続されて回転駆動されることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか一項の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、エンジン２１のクランクシャフト３９が慣性体１１に接続される。エンジン２１は、爆発に起因するトルク変動がクランクシャフト３９に生じている。このトルク変動は、慣性体１１に伝達される。慣性体１１に伝達されたトルク変動は、トルク低減機構部１３により変動量が低減されて回転部材１５へ伝達される。

（７） 前記エンジンのクランク角を検出するセンサを備え、前記ＬＣ回路は、前記センサが検出したクランク角に基づいて、前記充電と前記放電とを切り替えることを特徴とする（６）の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、センサ５１によりクランク角が読み取られる。ＬＣ回路１９は、この読み取られたクランク角に応じ、コイル２９の充電タイミング、放電タイミングを決定する。そのため、スイッチ駆動用コイルＬ１を不要とすることができる。

（８） 前記スイッチは、前記スイッチ駆動用コイル、前記発電用コイル、及び前記放電用コイルの前記回転部材の回転方向に沿った取り付け位置に応じてＯＮ／ＯＦＦタイミングが決定されることを特徴とする（６）の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置１００によれば、回転ムラの生じるクランク角の位置に応じ、発電用コイルＬ２、放電用コイルＬ３及びスイッチ駆動用コイルＬ１が配置される。すなわち、回転変動低減装置１００は、これらコイル２９の配置位置を調整することのみで充放電タイミングを制御することができる。これにより、位置検知機構等が付随したスイッチ制御回路を省略することが可能となる。

１１ 慣性体
１３ トルク低減機構部
１５ 回転部材
１７ モータ
１９ ＬＣ回路
２７ 磁石
２９ コイル
１００ 回転変動低減装置
Ｓ１ スイッチ
Ｃ１ キャパシタ

Claims (1)

1. 回転駆動力が供給される慣性体と、
   前記慣性体の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部と、
   前記慣性体の回転が前記トルク低減機構部を介して伝達される回転部材と、
   前記回転部材に設けられた磁石、及び前記回転部材に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石に対向するコイルを備えるモータと、
   前記モータが発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタを有し、前記回転部材の回転速度が上昇する場合に前記キャパシタに電力を蓄え、前記回転速度が低下する場合にスイッチを駆動することにより前記キャパシタに蓄えた電力を前記コイルに供給するＬＣ回路と、
   を具備することを特徴とする回転変動低減装置。

Images