JP2022071388A - Torque fluctuation suppressing device - Google Patents

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Yusuke Tomita
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Abstract

To suppress excessive increase of a torsion angle of a torque fluctuation suppressing device.SOLUTION: A torque fluctuation suppressing device 10 is constituted to be used in the air. The torque fluctuation suppressing device 10 is constituted to suppress torque fluctuation of a motor. The torque fluctuation suppressing device 10 includes a first rotor 2, a second rotor 3, and a variable rigidity mechanism 4. The first rotor 2 is rotatably disposed. The second rotor 3 is disposed to be rotated with the first rotor 2, and relatively rotatably to the first rotor 2. The variable rigidity mechanism 4 changes torsional rigidity between the first rotor 2 and the second rotor 3 according to a rotational frequency of the first rotor 2 or the second rotor 3. The torque fluctuation suppressing device 10 is designed so that its natural frequency becomes larger than a combustion frequency of the motor.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、トルク変動抑制装置に関するものである。 The present invention relates to a torque fluctuation suppressing device.

トルク変動抑制装置は、エンジンなど原動機からのトルク変動を抑制するように構成されている。例えば、特許文献1に記載のトルク変動抑制装置は、エンジンの回転数に応じて、ハブフランジとイナーシャリングとの間のねじり剛性を変化させる。具体的には、トルク変動抑制装置は、エンジンの回転数が高くなるにつれて大きくなるような可変ねじり剛性を有している。 The torque fluctuation suppressing device is configured to suppress torque fluctuations from a prime mover such as an engine. For example, the torque fluctuation suppressing device described in Patent Document 1 changes the torsional rigidity between the hub flange and the inertia ring according to the rotation speed of the engine. Specifically, the torque fluctuation suppressing device has a variable torsional rigidity that increases as the engine speed increases.

特開2017-53467号公報JP-A-2017-53467

原動機からのトルク変動が大きい場合、トルク変動抑制装置のねじり角が大きくなり過ぎるおそれがある。例えば、マニュアルミッション車にトルク変動抑制装置を取り付ける場合、トルク変動抑制装置は原動機とダンパ装置との間に配置することが好ましい。この場合、トルク変動抑制装置には、ダンパ装置で減衰する前のトルク変動が入力されるため、ねじり角が大きくなり過ぎるという問題が生じ得る。 If the torque fluctuation from the prime mover is large, the torsion angle of the torque fluctuation suppressing device may become too large. For example, when a torque fluctuation suppressing device is attached to a manual mission vehicle, it is preferable that the torque fluctuation suppressing device is arranged between the prime mover and the damper device. In this case, since the torque fluctuation before being attenuated by the damper device is input to the torque fluctuation suppressing device, there may be a problem that the torsion angle becomes too large.

トルク変動抑制装置におけるねじり角が大きくなり過ぎると、適切にトルクを変動できなくなったり、遠心子がハブフランジと衝突して打音を発生したりするというような問題が生じ得る。このように、トルク変動抑制装置におけるねじれ角が大きくなり過ぎると種々の問題を引き起こすおそれがある。 If the torsion angle of the torque fluctuation suppressing device becomes too large, problems such as the torque cannot be appropriately fluctuated and the centrifuge collides with the hub flange to generate a striking sound may occur. As described above, if the helix angle of the torque fluctuation suppressing device becomes too large, various problems may occur.

そこで、本発明の課題は、トルク変動抑制装置のねじれ角が大きくなり過ぎることを抑制することにある。 Therefore, an object of the present invention is to prevent the torsion angle of the torque fluctuation suppressing device from becoming too large.

本発明のある側面に係るトルク変動抑制装置は、気中で用いられるように構成されている。トルク変動抑制装置は、原動機のトルク変動を抑制するように構成されている。トルク変動抑制装置は、第1回転体と、第2回転体と、可変剛性機構と、を備える。第1回転体は、回転可能に配置される。第2回転体は、第1回転体と回転するとともに、第1回転体と相対回転可能に配置される。可変剛性機構は、第1回転体と第2回転体との間のねじり剛性を、第1回転体又は前記第2回転体の回転数に応じて変化させる。トルク変動抑制装置は、その固有振動数が原動機の燃焼周波数よりも大きくなるように設計される。 The torque fluctuation suppressing device according to a certain aspect of the present invention is configured to be used in the air. The torque fluctuation suppressing device is configured to suppress the torque fluctuation of the prime mover. The torque fluctuation suppressing device includes a first rotating body, a second rotating body, and a variable rigidity mechanism. The first rotating body is rotatably arranged. The second rotating body rotates with the first rotating body and is arranged so as to be rotatable relative to the first rotating body. The variable rigidity mechanism changes the torsional rigidity between the first rotating body and the second rotating body according to the number of rotations of the first rotating body or the second rotating body. The torque fluctuation suppression device is designed so that its natural frequency is higher than the combustion frequency of the prime mover.

上述したトルク変動抑制装置は、その固有振動数が原動機の燃焼周波数よりも大きくなるように設計されている。すなわち、トルク変動抑制装置は、ある回転数において、最適な固有振動数よりも大きい固有振動数となるように設計される。この結果、トルク変動抑制機能がある程度低下する一方で、トルク変動抑制装置のねじり角が大きくなり過ぎることを抑制することができる。 The torque fluctuation suppressing device described above is designed so that its natural frequency is higher than the combustion frequency of the prime mover. That is, the torque fluctuation suppressing device is designed so that the natural frequency is higher than the optimum natural frequency at a certain rotation speed. As a result, while the torque fluctuation suppressing function is lowered to some extent, it is possible to prevent the torsion angle of the torque fluctuation suppressing device from becoming too large.

好ましくは、トルク変動抑制装置は、その固有振動数が原動機の燃焼周波数の1.1倍以上となるように設計される。 Preferably, the torque fluctuation suppressing device is designed so that its natural frequency is 1.1 times or more the combustion frequency of the prime mover.

好ましくは、トルク変動抑制装置は、その固有振動数が原動機の燃焼周波数の1.4倍以下となるように設計される。 Preferably, the torque fluctuation suppressing device is designed so that its natural frequency is 1.4 times or less of the combustion frequency of the prime mover.

好ましくは、第1回転体は、クランクシャフトに取り付けられるフライホイールである。 Preferably, the first rotating body is a flywheel attached to the crankshaft.

好ましくは、フライホイールは、円板部と、取付部とを有する。円板部は、クランクシャフトに取り付けられる。取付部は、円板部の外周部に取り付けられる。 Preferably, the flywheel has a disc portion and a mounting portion. The disk portion is attached to the crankshaft. The mounting portion is mounted on the outer peripheral portion of the disk portion.

好ましくは、第2回転体は、イナーシャリングである。イナーシャリングは、軸方向において、円板部と取付部との間に配置される。取付部は、イナーシャリングを貫通して円板部まで延びる凸部を有する。 Preferably, the second rotating body is inertial. The inertia ring is arranged between the disc portion and the mounting portion in the axial direction. The mounting portion has a convex portion that penetrates the inertia ring and extends to the disc portion.

好ましくは、フライホイールは、取付部の外周面に形成されるリングギアを有する。 Preferably, the flywheel has a ring gear formed on the outer peripheral surface of the mounting portion.

好ましくは、可変剛性機構は、遠心子及びカム機構を有する。遠心子は、第1回転体又は第2回転体の回転による遠心力を受けて径方向に移動可能に配置される。カム機構は、遠心子に作用する遠心力を受けて、遠心力を第1回転体と第2回転体とのねじれ角が小さくなる方向の円周方向力に変換するように構成される。 Preferably, the variable stiffness mechanism has a centrifuge and a cam mechanism. The centrifuge is arranged so as to be movable in the radial direction by receiving a centrifugal force due to the rotation of the first rotating body or the second rotating body. The cam mechanism is configured to receive a centrifugal force acting on the centrifuge and convert the centrifugal force into a circumferential force in a direction in which the twist angle between the first rotating body and the second rotating body becomes smaller.

好ましくは、カム機構は、カム面と、カムフォロアとを有する。カム面は、遠心子に形成される。カムフォロアは、カム面と当接し、遠心子と第2回転体との間で力を伝達する。 Preferably, the cam mechanism has a cam surface and a cam follower. The cam surface is formed on the centrifuge. The cam follower comes into contact with the cam surface and transmits a force between the centrifuge and the second rotating body.

好ましくは、可変剛性機構は、第1回転体又は第2回転体の回転数が高くなるにつれて、第1回転体と第2回転体との間のねじり剛性を大きくするように構成される。 Preferably, the variable stiffness mechanism is configured to increase the torsional rigidity between the first rotating body and the second rotating body as the rotation speed of the first rotating body or the second rotating body increases.

本発明によれば、トルク変動抑制装置のねじれ角が大きくなり過ぎることを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the torsion angle of the torque fluctuation suppressing device from becoming too large.

動力伝達経路を示す概略図。The schematic which shows the power transmission path. クラッチ装置の断面図。Sectional drawing of the clutch device. 一方のイナーシャリングを取り外した状態におけるトルク変動抑制装置の平面図。The plan view of the torque fluctuation suppression device in the state where one of the inertia rings is removed. エンジン回転数とトルク変動抑制装置のねじり角度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the engine speed and the torsion angle of a torque fluctuation suppression device. エンジン回転数と、トルク変動抑制装置から出力されるトルク変動との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the engine speed and the torque fluctuation output from the torque fluctuation suppression device. 一方のイナーシャリングを取り外した状態におけるトルク変動抑制装置の平面図。The plan view of the torque fluctuation suppression device in the state where one of the inertia rings is removed.

以下、本実施形態に係るトルク変動抑制装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、軸方向とはトルク変動抑制装置の回転軸Oが延びる方向である。また、円周方向とは、回転軸Oを中心とした円の円周方向であり、径方向とは、回転軸Oを中心とした円の径方向である。 Hereinafter, the torque fluctuation suppressing device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the axial direction is the direction in which the rotation axis O of the torque fluctuation suppressing device extends. Further, the circumferential direction is the circumferential direction of the circle centered on the rotation axis O, and the radial direction is the radial direction of the circle centered on the rotation axis O.

[全体構成]
図1に示すように、トルク変動抑制装置10は、エンジン101(原動機の一例)とトランスミッション102との間に配置されている。なお、トランスミッションは、例えばマニュアルトランスミッションである。トルク変動抑制装置10は、エンジン101とダンパ124との間に配置されている。トルク変動抑制装置10は、気中で用いられる。すなわち、トルク変動抑制装置10は油中に配置されていない。トルク変動抑制装置10は、エンジンのトルク変動を抑制するように構成されている。
[overall structure]
As shown in FIG. 1, the torque fluctuation suppressing device 10 is arranged between the engine 101 (an example of a prime mover) and the transmission 102. The transmission is, for example, a manual transmission. The torque fluctuation suppressing device 10 is arranged between the engine 101 and the damper 124. The torque fluctuation suppressing device 10 is used in the air. That is, the torque fluctuation suppressing device 10 is not arranged in the oil. The torque fluctuation suppressing device 10 is configured to suppress the torque fluctuation of the engine.

図2に示すように、トルク変動抑制装置10は、クラッチ装置100に組み込まれている。クラッチ装置100は、トルク変動抑制装置10、クラッチカバー組立体11、及びクラッチディスク組立体12を有している。 As shown in FIG. 2, the torque fluctuation suppressing device 10 is incorporated in the clutch device 100. The clutch device 100 includes a torque fluctuation suppressing device 10, a clutch cover assembly 11, and a clutch disc assembly 12.

[トルク変動抑制装置]
図2及び図3に示すように、トルク変動抑制装置10は、フライホイール2(第1回転体の一例)、一対のイナーシャリング3(第2回転体の一例)、及び可変剛性機構4を有している。
[Torque fluctuation suppression device]
As shown in FIGS. 2 and 3, the torque fluctuation suppressing device 10 includes a flywheel 2 (an example of a first rotating body), a pair of inertia rings 3 (an example of a second rotating body), and a variable rigidity mechanism 4. are doing.

<フライホイール>
図2に示すように、フライホイール2は、回転可能に配置される。フライホイール2は、クランクシャフト103に取り付けられている。フライホイール2は、クランクシャフト103と一体的に回転する。
<Flywheel>
As shown in FIG. 2, the flywheel 2 is rotatably arranged. The flywheel 2 is attached to the crankshaft 103. The flywheel 2 rotates integrally with the crankshaft 103.

フライホイール2は、円板部21と、取付部22と、リングギア23とを有している。円板部21は、円板状に形成されている。円板部21の内周部がクランクシャフト103に連結されている。例えば、ボルトなどの締結部材によって、円板部21はクランクシャフト103に固定されている。円板部21は、外周部において、径方向外側に開口する凹部211が形成されている。凹部211は、径方向外方に開くように形成され、所定の深さを有している。 The flywheel 2 has a disk portion 21, a mounting portion 22, and a ring gear 23. The disk portion 21 is formed in a disk shape. The inner peripheral portion of the disk portion 21 is connected to the crankshaft 103. For example, the disk portion 21 is fixed to the crankshaft 103 by a fastening member such as a bolt. The disk portion 21 is formed with a recess 211 that opens radially outward on the outer peripheral portion. The recess 211 is formed so as to open radially outward and has a predetermined depth.

取付部22は、環状に形成されている。取付部22は、周方向に延びている。取付部22は、円板部21に取り付けられている。例えば、取付部22は、リベットなどの締結部材によって円板部21に固定されている。取付部22は、円板部21と一体的に回転する。取付部22は、複数の凸部221と、環状凸部222と、摩擦面223と、を有している。 The mounting portion 22 is formed in an annular shape. The mounting portion 22 extends in the circumferential direction. The mounting portion 22 is mounted on the disk portion 21. For example, the mounting portion 22 is fixed to the disc portion 21 by a fastening member such as a rivet. The mounting portion 22 rotates integrally with the disc portion 21. The mounting portion 22 has a plurality of convex portions 221, an annular convex portion 222, and a friction surface 223.

凸部221は、円板部21に向かって突出している。各凸部221は、周方向に間隔をあけて配置されている。凸部221は、一方のイナーシャリング3を貫通している。凸部221の先端面は円板部21に当接している。 The convex portion 221 protrudes toward the disk portion 21. The convex portions 221 are arranged at intervals in the circumferential direction. The convex portion 221 penetrates one of the inertia rings 3. The tip surface of the convex portion 221 is in contact with the disk portion 21.

環状凸部222は、周方向に延びる環状である。環状凸部222は、取付部22の外周端部に配置されている。環状凸部222は、円板部21から離れる方向に突出している。すなわち、環状凸部222は、凸部221と反対側に突出している。 The annular convex portion 222 is an annular shape extending in the circumferential direction. The annular convex portion 222 is arranged at the outer peripheral end portion of the mounting portion 22. The annular convex portion 222 projects in a direction away from the disc portion 21. That is, the annular convex portion 222 protrudes on the opposite side to the convex portion 221.

摩擦面223は、トランスミッション側を向いている。この摩擦面223に、後述するクラッチディスク組立体12のクラッチディスク121が押圧される。 The friction surface 223 faces the transmission side. The clutch disc 121 of the clutch disc assembly 12, which will be described later, is pressed against the friction surface 223.

リングギア23は、取付部22の外周面に設けられている。リングギア23は、取付部22と一体的に回転する。リングギア23は、取付部22と別部材によって構成されていてもよいし、一つの部材によって構成されていてもよい。 The ring gear 23 is provided on the outer peripheral surface of the mounting portion 22. The ring gear 23 rotates integrally with the mounting portion 22. The ring gear 23 may be configured by a member separate from the mounting portion 22, or may be configured by one member.

<イナーシャリング3>
イナーシャリング3は、フライホイール2とともに回転可能で、かつフライホイール2に対して相対回転可能である。すなわち、イナーシャリング3は、フライホイール2に弾性的に連結されている。イナーシャリング3は、環状のプレートである。詳細には、イナーシャリング3は、連続した円環状に形成されている。イナーシャリング3は、トルク変動抑制装置10の質量体として機能する。
<Inertia ring 3>
The inertia ring 3 can rotate together with the flywheel 2 and can rotate relative to the flywheel 2. That is, the inertia ring 3 is elastically connected to the flywheel 2. The inertia ring 3 is an annular plate. Specifically, the inertia ring 3 is formed in a continuous annular shape. The inertia ring 3 functions as a mass body of the torque fluctuation suppressing device 10.

一対のイナーシャリング3は、フライホイール2を挟むように配置されている。詳細には、一対のイナーシャリング3は、フライホイール2の円板部21を挟むように配置されている。一対のイナーシャリング3は、軸方向においてフライホイール2の両側に所定の隙間をあけて配置されている。フライホイール2と一対のイナーシャリング3とは、軸方向に並べて配置されている。一方のイナーシャリング3は、軸方向において、円板部21と取付部22との間に配置されている。イナーシャリング3は、フライホイール2の回転軸と同じ回転軸を有する。 The pair of inertia rings 3 are arranged so as to sandwich the flywheel 2. Specifically, the pair of inertia rings 3 are arranged so as to sandwich the disk portion 21 of the flywheel 2. The pair of inertia rings 3 are arranged with a predetermined gap on both sides of the flywheel 2 in the axial direction. The flywheel 2 and the pair of inertia rings 3 are arranged side by side in the axial direction. One inertia ring 3 is arranged between the disk portion 21 and the mounting portion 22 in the axial direction. The inertia ring 3 has the same rotation axis as the rotation axis of the flywheel 2.

一対のイナーシャリング3は、リベット31によって互いに固定されている。したがって、一対のイナーシャリング3は、互いに、軸方向、径方向、及び円周方向に移動不能である。 The pair of inertia rings 3 are fixed to each other by rivets 31. Therefore, the pair of inertia rings 3 are immovable with each other in the axial, radial, and circumferential directions.

<可変剛性機構4>
図3に示すように、可変剛性機構4は、フライホイール2とイナーシャリング3との間のねじり剛性を、フライホイール2又はイナーシャリング3の回転数に応じて変化させるように構成されている。なお、本実施形態では、可変剛性機構4は、上記ねじり剛性を、フライホイール2の回転数に応じて変化させるように構成されている。詳細には、可変剛性機構4は、フライホイール2の回転数が高くなるにつれて、フライホイール2とイナーシャリング3との間のねじり剛性を大きくする。
<Variable rigidity mechanism 4>
As shown in FIG. 3, the variable rigidity mechanism 4 is configured to change the torsional rigidity between the flywheel 2 and the inertia ring 3 according to the rotation speed of the flywheel 2 or the inertia ring 3. In the present embodiment, the variable rigidity mechanism 4 is configured to change the torsional rigidity according to the rotation speed of the flywheel 2. Specifically, the variable stiffness mechanism 4 increases the torsional stiffness between the flywheel 2 and the inertia ring 3 as the rotation speed of the flywheel 2 increases.

可変剛性機構4は、遠心子41、及びカム機構42を有している。遠心子41は、フライホイール2に取り付けられている。詳細には、遠心子41は、フライホイール2の凹部211内に配置されている。遠心子41は、凹部211内において、径方向に移動可能に配置されている。遠心子41は、フライホイール2の回転による遠心力を受けて径方向に移動可能である。 The variable rigidity mechanism 4 has a centrifuge 41 and a cam mechanism 42. The centrifuge 41 is attached to the flywheel 2. Specifically, the centrifuge 41 is arranged in the recess 211 of the flywheel 2. The centrifuge 41 is arranged so as to be movable in the radial direction in the recess 211. The centrifuge 41 can move in the radial direction by receiving a centrifugal force due to the rotation of the flywheel 2.

詳細には、遠心子41は、複数のガイドローラ411を有している。遠心子41が径方向に移動することによって、ガイドローラ411は凹部211の内壁面上を転がる。これによって、遠心子41は径方向にスムーズに移動できる。 Specifically, the centrifuge 41 has a plurality of guide rollers 411. As the centrifuge 41 moves in the radial direction, the guide roller 411 rolls on the inner wall surface of the recess 211. As a result, the centrifuge 41 can move smoothly in the radial direction.

遠心子41はカム面412を有している。カム面412は、正面視(図3のように、軸方向に沿って見た状態)において、径方向内側に窪む円弧状に形成されている。なお、カム面412は、遠心子41の外周面である。この遠心子41のカム面412は、後述するように、カム機構42のカムとして機能する。 The centrifuge 41 has a cam surface 412. The cam surface 412 is formed in an arc shape that is recessed inward in the radial direction in a front view (a state viewed along the axial direction as shown in FIG. 3). The cam surface 412 is an outer peripheral surface of the centrifuge 41. The cam surface 412 of the centrifuge 41 functions as a cam of the cam mechanism 42, as will be described later.

カム機構42は、遠心子41に作用する遠心力を受けて、フライホイール2とイナーシャリング3との間にねじれ(円周方向における相対変位)が生じたときには、遠心力をねじれ角が小さくなる方向の円周方向力に変換するように構成されている。 When the cam mechanism 42 receives a centrifugal force acting on the centrifugal force 41 and a twist (relative displacement in the circumferential direction) occurs between the flywheel 2 and the inertia ring 3, the centrifugal force causes the twist angle to become smaller. It is configured to convert to centrifugal force in the direction.

カム機構42は、カムフォロア421と、遠心子41のカム面412とから構成されている。なお、遠心子41のカム面412がカム機構42のカムとして機能する。カムフォロア421は、リベット31の胴部に取り付けられている。すなわち、カムフォロア421はリベット31に支持されている。なお、カムフォロア421は、リベット31に対して回転可能に装着されているのが好ましいが、回転不能に装着されていてもよい。カム面412は、カムフォロア421が当接する面であり、軸方向視において円弧状である。フライホイール2とイナーシャリング3とが所定の角度範囲で相対回転した際には、カムフォロア421はこのカム面412に沿って移動する。 The cam mechanism 42 includes a cam follower 421 and a cam surface 412 of the centrifuge 41. The cam surface 412 of the centrifuge 41 functions as a cam of the cam mechanism 42. The cam follower 421 is attached to the body of the rivet 31. That is, the cam follower 421 is supported by the rivet 31. The cam follower 421 is preferably mounted rotatably with respect to the rivet 31, but may be mounted non-rotatably. The cam surface 412 is a surface with which the cam follower 421 abuts, and is arcuate in the axial direction. When the flywheel 2 and the inertia ring 3 rotate relative to each other within a predetermined angle range, the cam follower 421 moves along the cam surface 412.

カムフォロア421とカム面412との接触によって、フライホイール2とイナーシャリング3との間にねじれ角(回転位相差)が生じたときに、遠心子41に生じた遠心力は、ねじれ角が小さくなるような円周方向の力に変換される。 When a helix angle (rotational phase difference) is generated between the flywheel 2 and the inertia ring 3 due to contact between the cam follower 421 and the cam surface 412, the centrifugal force generated in the centrifuge 41 reduces the helix angle. It is converted into a force in the circumferential direction.

<固有振動数>
トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDがエンジン101の燃焼周波数fよりも大きくなるように、トルク変動抑制装置10は設計されている。例えば、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDは、エンジンの燃焼周波数fの1.1倍以上とすることが好ましい。また、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDは、エンジン101の燃焼周波数fの1.4倍以下とすることが好ましい。
<Natural frequency>
The torque fluctuation suppressing device 10 is designed so that the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is larger than the combustion frequency f C of the engine 101. For example, the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is preferably 1.1 times or more the combustion frequency f C of the engine. Further, it is preferable that the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is 1.4 times or less of the combustion frequency f C of the engine 101.

トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDは、以下の式によって表される。 The natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is expressed by the following equation.

Figure 2022071388000002
なお、kはトルク変動抑制装置10のねじり剛性(Nm/rad)を示し、Iはトルク変動抑制装置10のイナーシャ量(kgm)を示す。ねじり剛性は、トルク変動抑制装置10のフライホイール2の回転数N(r/min)に応じて変化し、以下の式によって表される。
Figure 2022071388000002
Note that k indicates the torsional rigidity (Nm / rad) of the torque fluctuation suppressing device 10, and I indicates the inertia amount (kgm 2 ) of the torque fluctuation suppressing device 10. The torsional rigidity changes according to the rotation speed N (r / min) of the flywheel 2 of the torque fluctuation suppressing device 10, and is expressed by the following equation.

Figure 2022071388000003
このため、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDは、以下の式(3)によって表される。
Figure 2022071388000003
Therefore, the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is expressed by the following equation (3).

Figure 2022071388000004
ここで、ねじり剛性k=f(N)は、次の式によって表すことができる。
Figure 2022071388000004
Here, the torsional rigidity k = f (N 2 ) can be expressed by the following equation.

Figure 2022071388000005
ここで、Rは回転軸Oからカムフォロア421の中心までの距離、mは遠心子41の質量、rは回転軸Oから遠心子41の重心までの距離、ωはフライホイール2の回転速度(rad/s)、θはP0の方向と分力P2の方向とがなす角度(図6参照)、αはねじり角度(図6参照)を示す。
Figure 2022071388000005
Here, R is the distance from the rotation axis O to the center of the cam follower 421, m is the mass of the centrifuge 41, r is the distance from the rotation axis O to the center of gravity of the centrifuge 41, and ω is the rotation speed (rad) of the fly wheel 2. / S), θ indicates the angle formed by the direction of P0 and the direction of the component force P2 (see FIG. 6), and α indicates the twisting angle (see FIG. 6).

また、エンジン101の燃焼周波数fは、以下の式によって表される。 Further, the combustion frequency f C of the engine 101 is expressed by the following equation.

Figure 2022071388000006
なお、nはエンジン101の気筒数を示し、Neはエンジン101の回転数(rpm)を示す。
Figure 2022071388000006
Note that n indicates the number of cylinders of the engine 101, and Ne indicates the rotation speed (rpm) of the engine 101.

図4は、エンジン101の回転数と、トルク変動抑制装置10のねじり角度との関係を示すグラフである。横軸はエンジン101の回転数、縦軸はねじり角度を示している。図4において、線Aは、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDをエンジン101の燃焼周波数fと同じに設定した場合における特性を示している。また、線Bは、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDをエンジン101の燃焼周波数fの1.1倍に設定した場合における特性を示している。また、線Cは、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDをエンジン101の燃焼周波数fの1.2倍に設定した場合における特性を示している。また、線Dは、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDをエンジン101の燃焼周波数fの1.4倍に設定した場合における特性を示している。図4に示すように、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDを、エンジン101の燃焼周波数fよりも大きくすることによって、トルク変動抑制装置10のねじり角度を小さくすることができる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the engine 101 and the twist angle of the torque fluctuation suppressing device 10. The horizontal axis shows the rotation speed of the engine 101, and the vertical axis shows the twist angle. In FIG. 4, the line A shows the characteristics when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is set to be the same as the combustion frequency f C of the engine 101. Further, the line B shows the characteristics when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is set to 1.1 times the combustion frequency f C of the engine 101. Further, the line C shows the characteristics when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is set to 1.2 times the combustion frequency f C of the engine 101. Further, the line D shows the characteristics when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is set to 1.4 times the combustion frequency f C of the engine 101. As shown in FIG. 4, the torsion angle of the torque fluctuation suppressing device 10 can be reduced by making the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 larger than the combustion frequency f C of the engine 101.

図5は、エンジン101の回転数と、トルク変動抑制装置10から出力されるトルク変動との関係を示すグラフである。横軸はエンジン101の回転数、縦軸はトルク変動(回転速度変動)を示している。線Aは、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDをエンジン101の燃焼周波数fと同じに設定した場合における特性を示している。また、線Bは、固有振動数fVDDを燃焼周波数fの1.2倍に設定した場合における特性、線Cは1.4倍、線Dは1.5倍、線Eは1.6倍、線Fは1.7倍に設定した場合における特性を示している。また、線Gは、動吸振器を設置しない場合の特性を示している。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the engine 101 and the torque fluctuation output from the torque fluctuation suppressing device 10. The horizontal axis shows the number of revolutions of the engine 101, and the vertical axis shows the torque fluctuation (rotational speed fluctuation). The line A shows the characteristics when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is set to be the same as the combustion frequency f C of the engine 101. Further, the line B has characteristics when the natural frequency f VDD is set to 1.2 times the combustion frequency f C , the line C is 1.4 times, the line D is 1.5 times, and the line E is 1.6. The double and line F show the characteristics when set to 1.7 times. Further, the line G shows the characteristics when the dynamic vibration absorber is not installed.

図5に示すように、動吸振器を設置しない場合では、エンジン回転数が3000rpm付近でトルク変動が増加する。これに対して、線Aで示すように、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDを燃焼周波数fと同じに設定した場合では、トルク変動の増加はなく、また、他の領域においてもトルク変動は、動吸振器を設置しない場合に比べて小さい。 As shown in FIG. 5, when the dynamic vibration absorber is not installed, the torque fluctuation increases when the engine speed is around 3000 rpm. On the other hand, as shown by the line A, when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppressing device 10 is set to be the same as the combustion frequency f C , the torque fluctuation does not increase, and the torque fluctuation does not increase, and also in other regions. The torque fluctuation is smaller than when the dynamic vibration absorber is not installed.

線B~線Fで示すように、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDを燃焼周波数fの1.2~1.7倍に設定した場合においても、動吸振器を設置しない場合に比べて、全体的にトルク変動は小さい。一方で、線D~線Fに示すように、トルク変動抑制装置10の固有振動数fVDDを燃焼周波数fの1.5倍以上に設定した場合、エンジン回転数が3000rpm付近においてトルク変動が増幅することが分かる。このため、固有振動数fVDDは、燃焼周波数fの1.4倍以下とすることが好ましい。 As shown by lines B to F, even when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppression device 10 is set to 1.2 to 1.7 times the combustion frequency f C , when the dynamic vibration absorber is not installed. In comparison, the torque fluctuation is small as a whole. On the other hand, as shown by lines D to F, when the natural frequency f VDD of the torque fluctuation suppression device 10 is set to 1.5 times or more the combustion frequency f C , the torque fluctuation occurs when the engine speed is around 3000 rpm. It can be seen that it is amplified. Therefore, the natural frequency f VDD is preferably 1.4 times or less of the combustion frequency f C.

[トルク変動抑制装置の作動]
図3及び図6を用いて、トルク変動抑制装置10の作動について説明する。
[Operation of torque fluctuation suppression device]
The operation of the torque fluctuation suppressing device 10 will be described with reference to FIGS. 3 and 6.

エンジン101からのトルクは、フライホイール2に伝達される。本実施形態では、エンジン101からトルクは、ダンパ124を介さずにフライホイール2に伝達される。 The torque from the engine 101 is transmitted to the flywheel 2. In this embodiment, the torque from the engine 101 is transmitted to the flywheel 2 without going through the damper 124.

トルク伝達時にトルク変動がない場合は、図3に示すような状態で、フライホイール2及びイナーシャリング3は回転する。この状態では、カム機構42のカムフォロア421はカム面412のもっとも径方向内側の位置(円周方向の中央位置)に当接する。また、この状態では、フライホイール2とイナーシャリング3とのねじれ角は実質的に0である。 If there is no torque fluctuation during torque transmission, the flywheel 2 and inertia ring 3 rotate in the state shown in FIG. In this state, the cam follower 421 of the cam mechanism 42 abuts on the innermost position in the radial direction (center position in the circumferential direction) of the cam surface 412. Further, in this state, the helix angle between the flywheel 2 and the inertia ring 3 is substantially zero.

なお、フライホイール2とイナーシャリング3との間のねじれ角とは、図3及び図6では、遠心子41及びカム面412の円周方向の中央位置と、カムフォロア421の中心位置と、円周方向のずれを示すものである。 The helix angle between the flywheel 2 and the inertia ring 3 is the center position of the centrifuge 41 and the cam surface 412 in the circumferential direction, the center position of the cam follower 421, and the circumference in FIGS. 3 and 6. It indicates a deviation in direction.

トルクの伝達時にトルク変動が存在すると、図6に示すように、フライホイール2とイナーシャリング3との間には、ねじれ角αが生じる。図6は+R側にねじれ角+αが生じた場合を示している。 When torque fluctuations are present during torque transmission, a helix angle α is generated between the flywheel 2 and the inertia ring 3, as shown in FIG. FIG. 6 shows a case where a helix angle + α is generated on the + R side.

図6に示すように、フライホイール2とイナーシャリング3との間にねじれ角+αが生じた場合は、カム機構42のカムフォロア421は、カム面412に沿って相対的に図6における右側に移動する。このとき、遠心子41には遠心力が作用しているので、遠心子41に形成されたカム面412がカムフォロア421から受ける反力は、図6のP0の方向及び大きさとなる。この反力P0によって、円周方向の第1分力P1と、遠心子41を径方向内側に向かって移動させる方向の第2分力P2と、が発生する。 As shown in FIG. 6, when a helix angle + α occurs between the flywheel 2 and the inertia ring 3, the cam follower 421 of the cam mechanism 42 moves relatively to the right side in FIG. 6 along the cam surface 412. do. At this time, since the centrifugal force acts on the centrifugal force 41, the reaction force received from the cam follower 421 by the cam surface 412 formed on the centrifugal force 41 is in the direction and magnitude of P0 in FIG. This reaction force P0 generates a first component force P1 in the circumferential direction and a second component force P2 in the direction of moving the centrifugal force 41 inward in the radial direction.

そして、第1分力P1は、カム機構42及び遠心子41を介してフライホイール2を図6における右方向に移動させる力となる。すなわち、フライホイール2とイナーシャリング3とのねじれ角αを小さくする方向の力が、フライホイール2に作用することになる。また、第2分力P2によって、遠心子41は、遠心力に抗して内周側に移動させられる。 The first component force P1 is a force that moves the flywheel 2 to the right in FIG. 6 via the cam mechanism 42 and the centrifugal force 41. That is, the force in the direction of reducing the helix angle α between the flywheel 2 and the inertia ring 3 acts on the flywheel 2. Further, the centrifugal force 41 is moved to the inner peripheral side against the centrifugal force by the second component force P2.

なお、逆方向にねじれ角が生じた場合は、カムフォロア421がカム面412に沿って相対的に図6の左側に移動するが、作動原理は同じである。 When a helix angle occurs in the opposite direction, the cam follower 421 moves relatively to the left side of FIG. 6 along the cam surface 412, but the operating principle is the same.

以上のように、トルク変動によってフライホイール2とイナーシャリング3との間にねじれ角が生じると、遠心子41に作用する遠心力及びカム機構42の作用によって、フライホイール2は、両者のねじれ角を小さくする方向の力(第1分力P1)を受ける。この力によって、トルク変動が抑制される。 As described above, when a twist angle is generated between the flywheel 2 and the inertia ring 3 due to torque fluctuation, the flywheel 2 has a twist angle of both due to the centrifugal force acting on the centrifuge 41 and the action of the cam mechanism 42. Receives a force (first component force P1) in the direction of reducing. This force suppresses torque fluctuations.

以上のトルク変動を抑制する力は、遠心力、すなわちフライホイール2の回転数によって変化するし、回転位相差及びカム面412の形状によっても変化する。したがって、カム面412の形状を適宜設定することによって、トルク変動抑制装置10の特性を、エンジン仕様等に応じた最適な特性にすることができる。 The force for suppressing the above torque fluctuation changes depending on the centrifugal force, that is, the rotation speed of the flywheel 2, and also changes depending on the rotation phase difference and the shape of the cam surface 412. Therefore, by appropriately setting the shape of the cam surface 412, the characteristics of the torque fluctuation suppressing device 10 can be made optimum characteristics according to the engine specifications and the like.

上述したように、トルク変動抑制装置10によってトルク変動を抑制する力は、フライホイール2の回転数によって変化する。具体的には、エンジン101が高回転のとき、フライホイール2も高回転であるため、遠心子41に作用する遠心力は大きい。このため、可変剛性機構4によるねじり剛性も大きくなり、フライホイール2とイナーシャリング3とのねじれ角は小さくなる。一方、エンジン101が低回転のとき、フライホイール2も低回転であるため、遠心子41に作用する遠心力は小さい。このため、可変剛性機構4によるねじり剛性も小さくなり、フライホイール2とイナーシャリング3とのねじれ角は大きくなる。 As described above, the force for suppressing the torque fluctuation by the torque fluctuation suppressing device 10 changes depending on the rotation speed of the flywheel 2. Specifically, when the engine 101 rotates at a high speed, the flywheel 2 also rotates at a high speed, so that the centrifugal force acting on the centrifuge 41 is large. Therefore, the torsional rigidity of the variable rigidity mechanism 4 also increases, and the torsional angle between the flywheel 2 and the inertia ring 3 becomes smaller. On the other hand, when the engine 101 rotates at a low speed, the flywheel 2 also has a low rotation speed, so that the centrifugal force acting on the centrifuge 41 is small. Therefore, the torsional rigidity of the variable rigidity mechanism 4 is also reduced, and the torsional angle between the flywheel 2 and the inertia ring 3 is increased.

このように、可変剛性機構4によるねじり剛性は、フライホイール2の回転数に追従して変化する。フライホイール2が低回転数のとき、可変剛性機構4によるねじり剛性は小さくなるので、フライホイール2とイナーシャリング3とのねじれ角が大きくなりやすい。 In this way, the torsional rigidity of the variable rigidity mechanism 4 changes according to the rotation speed of the flywheel 2. When the flywheel 2 has a low rotation speed, the torsional rigidity due to the variable rigidity mechanism 4 becomes small, so that the torsional angle between the flywheel 2 and the inertia ring 3 tends to be large.

[クラッチカバー組立体]
図2に示すように、クラッチカバー組立体11は、クラッチカバー111と、プレッシャプレート112と、ダイヤフラムスプリング113と、を有している。
[Clutch cover assembly]
As shown in FIG. 2, the clutch cover assembly 11 includes a clutch cover 111, a pressure plate 112, and a diaphragm spring 113.

クラッチカバー111は、環状であって、周方向に延びている。クラッチカバー111は、フライホイール2の取付部22に固定されている。詳細には、クラッチカバー111の外周部が、例えばボルトなどの締結部材によって、取付部22の環状凸部222に固定される。 The clutch cover 111 is annular and extends in the circumferential direction. The clutch cover 111 is fixed to the mounting portion 22 of the flywheel 2. Specifically, the outer peripheral portion of the clutch cover 111 is fixed to the annular convex portion 222 of the mounting portion 22 by a fastening member such as a bolt.

プレッシャプレート112は、環状の部材である。プレッシャプレート112は、フライホイール2にクラッチディスク121を押し付けるように構成されている。詳細には、プレッシャプレート112は、ダイヤフラムスプリング113によって、フライホイール2側に付勢されている。 The pressure plate 112 is an annular member. The pressure plate 112 is configured to press the clutch disc 121 against the flywheel 2. Specifically, the pressure plate 112 is urged to the flywheel 2 side by the diaphragm spring 113.

ダイヤフラムスプリング113は、プレッシャプレート112をフライホイール2に向かって付勢するように構成されている。プレッシャプレート112は、ダイヤフラムスプリング113に付勢されることによって、クラッチディスク121をフライホイール2に向かって押圧している。 The diaphragm spring 113 is configured to urge the pressure plate 112 toward the flywheel 2. The pressure plate 112 presses the clutch disc 121 toward the flywheel 2 by being urged by the diaphragm spring 113.

[クラッチディスク組立体]
クラッチディスク組立体12は、クラッチディスク121、入力側回転体122、出力側回転体123、及びダンパ124を有している。クラッチディスク121は、フライホイール2と摩擦係合するように構成されている。
[Clutch disc assembly]
The clutch disc assembly 12 has a clutch disc 121, an input side rotating body 122, an output side rotating body 123, and a damper 124. The clutch disc 121 is configured to frictionally engage with the flywheel 2.

ダンパ124は、入力側回転体122と出力側回転体123とを弾性的に連結している。ダンパ124は、複数のコイルスプリングを有している。各コイルスプリングは、周方向に間隔をあけて配置されている。 The damper 124 elastically connects the input side rotating body 122 and the output side rotating body 123. The damper 124 has a plurality of coil springs. The coil springs are arranged at intervals in the circumferential direction.

[変形例]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

<変形例1>
上記実施形態では、第1回転体の一例としてフライホイール2を例示しているが、第1回転体はこれに限定されない。すなわち、フライホイール2とは異なる回転体を第1回転体とすることができる。
<Modification 1>
In the above embodiment, the flywheel 2 is illustrated as an example of the first rotating body, but the first rotating body is not limited to this. That is, a rotating body different from the flywheel 2 can be used as the first rotating body.

<変形例2>
上記実施形態では、フライホイール2がリングギア23を有していたが、この構成に限定されない。例えば、イナーシャリング3の外周面にリングギアが設けられていてもよい。この場合、トルク変動抑制装置10を介して、エンジン101を始動させる。
<Modification 2>
In the above embodiment, the flywheel 2 has the ring gear 23, but the present invention is not limited to this configuration. For example, a ring gear may be provided on the outer peripheral surface of the inertia ring 3. In this case, the engine 101 is started via the torque fluctuation suppressing device 10.

<変形例3>
上記実施形態では、トルク変動抑制装置10を、クラッチ装置100に取り付けているが、ダンパ装置などの他の動力伝達装置にトルク変動抑制装置10を取り付けることもできる。
<Modification 3>
In the above embodiment, the torque fluctuation suppressing device 10 is attached to the clutch device 100, but the torque fluctuation suppressing device 10 can also be attached to another power transmission device such as a damper device.

2 フライホイール
21 円板部
22 取付部
221 凸部
3 イナーシャリング
4 可変剛性機構
41 遠心子
412 カム面
42 カム機構
421 カムフォロア
10 トルク変動抑制装置
103 クランクシャフト
2 Flywheel 21 Disc 22 Mounting 221 Convex 3 Initialing 4 Variable stiffness mechanism 41 Centrifuge 412 Cam surface 42 Cam mechanism 421 Cam follower 10 Torque fluctuation suppression device 103 Crankshaft

Claims (10)

気中で用いられ、原動機のトルク変動を抑制するためのトルク変動抑制装置であって、
回転可能に配置される第1回転体と、
前記第1回転体と回転するとともに、前記第1回転体と相対回転可能に配置される第2回転体と、
前記第1回転体と前記第2回転体との間のねじり剛性を、前記第1回転体又は前記第2回転体の回転数に応じて変化させる可変剛性機構と、
を備え、
前記トルク変動抑制装置は、その固有振動数が前記原動機の燃焼周波数よりも大きくなるように設計される、
トルク変動抑制装置。
It is a torque fluctuation suppression device used in the air to suppress torque fluctuations of the prime mover.
The first rotating body, which is rotatably arranged, and
A second rotating body that rotates with the first rotating body and is arranged so as to be relatively rotatable relative to the first rotating body.
A variable rigidity mechanism that changes the torsional rigidity between the first rotating body and the second rotating body according to the rotation speed of the first rotating body or the second rotating body.
Equipped with
The torque fluctuation suppressing device is designed so that its natural frequency is higher than the combustion frequency of the prime mover.
Torque fluctuation suppression device.
前記トルク変動抑制装置は、その固有振動数が前記原動機の燃焼周波数の1.1倍以上となるように設計される、
請求項1に記載のトルク変動抑制装置。
The torque fluctuation suppressing device is designed so that its natural frequency is 1.1 times or more the combustion frequency of the prime mover.
The torque fluctuation suppressing device according to claim 1.
前記トルク変動抑制装置は、その固有振動数が前記原動機の燃焼周波数の1.4倍以下となるように設計される、
請求項1又は2に記載のトルク変動抑制装置。
The torque fluctuation suppressing device is designed so that its natural frequency is 1.4 times or less the combustion frequency of the prime mover.
The torque fluctuation suppressing device according to claim 1 or 2.
前記第1回転体は、クランクシャフトに取り付けられるフライホイールである、
請求項1から3のいずれかに記載のトルク変動抑制装置。
The first rotating body is a flywheel attached to a crankshaft.
The torque fluctuation suppressing device according to any one of claims 1 to 3.
前記フライホイールは、
前記クランクシャフトに取り付けられる円板部と、
前記円板部の外周部に取り付けられる取付部と、
を有する、
請求項4に記載のトルク変動抑制装置。
The flywheel
The disk part attached to the crankshaft and
A mounting portion mounted on the outer peripheral portion of the disk portion and a mounting portion
Have,
The torque fluctuation suppressing device according to claim 4.
前記第2回転体は、軸方向において、前記円板部と前記取付部との間に配置されるイナーシャリングであり、
前記取付部は、前記イナーシャリングを貫通して前記円板部まで延びる凸部を有する、
請求項5に記載のトルク変動抑制装置。
The second rotating body is an inertia ring arranged between the disk portion and the mounting portion in the axial direction.
The mounting portion has a convex portion that penetrates the inertia ring and extends to the disk portion.
The torque fluctuation suppressing device according to claim 5.
前記フライホイールは、前記取付部の外周面に形成されるリングギアを有する、
請求項5又は6に記載のトルク変動抑制装置。
The flywheel has a ring gear formed on the outer peripheral surface of the mounting portion.
The torque fluctuation suppressing device according to claim 5 or 6.
前記可変剛性機構は、
前記第1回転体又は前記第2回転体の回転による遠心力を受けて径方向に移動可能に配置される遠心子と、
前記遠心子に作用する遠心力を受けて、前記遠心力を前記第1回転体と前記第2回転体とのねじれ角が小さくなる方向の円周方向力に変換するように構成されるカム機構と、
を有する、
請求項1から7のいずれかに記載のトルク変動抑制装置。
The variable rigidity mechanism is
A centrifuge arranged so as to be movable in the radial direction by receiving a centrifugal force due to the rotation of the first rotating body or the second rotating body.
A cam mechanism configured to receive a centrifugal force acting on the centrifuge and convert the centrifugal force into a circumferential force in a direction in which the twist angle between the first rotating body and the second rotating body becomes smaller. When,
Have,
The torque fluctuation suppressing device according to any one of claims 1 to 7.
前記カム機構は、
前記遠心子に形成されるカム面と、
前記カム面と当接し、前記遠心子と前記第2回転体との間で力を伝達するカムフォロアと、
を有する、
請求項8に記載のトルク変動抑制装置。
The cam mechanism is
The cam surface formed on the centrifuge and
A cam follower that comes into contact with the cam surface and transmits a force between the centrifuge and the second rotating body.
Have,
The torque fluctuation suppressing device according to claim 8.
前記可変剛性機構は、前記第1回転体又は前記第2回転体の回転数が高くなるにつれて、前記第1回転体と前記第2回転体との間のねじり剛性を大きくするように構成される、
請求項1から9のいずれかに記載のトルク変動抑制装置。
The variable rigidity mechanism is configured to increase the torsional rigidity between the first rotating body and the second rotating body as the rotation speed of the first rotating body or the second rotating body increases. ,
The torque fluctuation suppressing device according to any one of claims 1 to 9.
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