JP3060776B2 - フライホイール - Google Patents
フライホイールInfo
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- JP3060776B2 JP3060776B2 JP5074181A JP7418193A JP3060776B2 JP 3060776 B2 JP3060776 B2 JP 3060776B2 JP 5074181 A JP5074181 A JP 5074181A JP 7418193 A JP7418193 A JP 7418193A JP 3060776 B2 JP3060776 B2 JP 3060776B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両のエンジン等の
内燃機関等で発生する定次数回転変動の低減を図る回転
変動低減用フライホイールに関し、特に、転動しつつ遠
心振り子運動をするダンパマスを備えたフライホイール
において、フライホイールの大型化等を招くことなくダ
ンパマスの振り子運動の振れ角を小さくできるようにし
たものである。
内燃機関等で発生する定次数回転変動の低減を図る回転
変動低減用フライホイールに関し、特に、転動しつつ遠
心振り子運動をするダンパマスを備えたフライホイール
において、フライホイールの大型化等を招くことなくダ
ンパマスの振り子運動の振れ角を小さくできるようにし
たものである。
【０００２】
【従来の技術】車両のエンジン等の内燃機関の駆動力
は、燃焼力をクランク機構により回転力に変換すること
により得られるため、クランク軸等には必然的にトルク
変動に応じた回転変動が発生し、この回転変動が振動，
騒音等の原因となる。例えば、４サイクル４気筒エンジ
ンの場合は２次のトルク変動による回転変動が問題とな
り、６気筒エンジンの場合は３次のトルク変動による回
転変動が問題となる。
は、燃焼力をクランク機構により回転力に変換すること
により得られるため、クランク軸等には必然的にトルク
変動に応じた回転変動が発生し、この回転変動が振動，
騒音等の原因となる。例えば、４サイクル４気筒エンジ
ンの場合は２次のトルク変動による回転変動が問題とな
り、６気筒エンジンの場合は３次のトルク変動による回
転変動が問題となる。
【０００３】このようなトルク変動に起因する回転変動
の低減を図る従来のフライホイールとしては、本出願人
が先に提案した特願平４−１４７６１７号明細書や特願
平５−０５８９３１号明細書等に記載されたものがあ
る。これら従来のフライホイールは、フライホイール本
体に転動室を形成し、その転動室内に転動自在にダンパ
マスを収容したものであって、内燃機関等で生じた定次
数のトルク変動に伴うクランク軸等の回転変動を、その
ダンパマスの振り子運動に伴う重心位置の周期的な変動
によって低減しようとするものである。
の低減を図る従来のフライホイールとしては、本出願人
が先に提案した特願平４−１４７６１７号明細書や特願
平５−０５８９３１号明細書等に記載されたものがあ
る。これら従来のフライホイールは、フライホイール本
体に転動室を形成し、その転動室内に転動自在にダンパ
マスを収容したものであって、内燃機関等で生じた定次
数のトルク変動に伴うクランク軸等の回転変動を、その
ダンパマスの振り子運動に伴う重心位置の周期的な変動
によって低減しようとするものである。
【０００４】そして、上記明細書には、ダンパマスの振
り子運動によって回転変動が低減されるように、具体的
にはダンパマスがクランク軸等に生じる回転変動と逆相
で振り子運動をするように、ダンパマスの質量をｍd 、
ダンパマスの慣性能率をＩd、ダンパマスの半径を
ｒd 、フライホイールが取り付けられる回転駆動系に生
じる回転変動次数をｎとした場合、フライホイールの回
転中心からダンパマスの振り子運動の支点までの距離Ｒ
と、ダンパマスの振り子運動の支点からダンパマスの重
心までの距離Ｌとの比率Ｒ／Ｌを、 Ｒ／Ｌ＝ｎ2 ｛１＋Ｉd ／（ｍd ・ｒd 2 ）｝ ……（１） という関係に設定することとしていた。
り子運動によって回転変動が低減されるように、具体的
にはダンパマスがクランク軸等に生じる回転変動と逆相
で振り子運動をするように、ダンパマスの質量をｍd 、
ダンパマスの慣性能率をＩd、ダンパマスの半径を
ｒd 、フライホイールが取り付けられる回転駆動系に生
じる回転変動次数をｎとした場合、フライホイールの回
転中心からダンパマスの振り子運動の支点までの距離Ｒ
と、ダンパマスの振り子運動の支点からダンパマスの重
心までの距離Ｌとの比率Ｒ／Ｌを、 Ｒ／Ｌ＝ｎ2 ｛１＋Ｉd ／（ｍd ・ｒd 2 ）｝ ……（１） という関係に設定することとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】確かに、上記（１）式
を満足するようにすれば回転駆動系の回転変動を低減す
ることは可能であるが、実際にダンパマスの振り子運動
によって回転変動を低減するには、ダンパマスの振り子
運動の振れ角が十分小さくなるような設計を行わなけれ
ばならない。これは、ダンパマスの振れ角が大きいと非
線形的な振動をするようになり、安定した作用が得られ
なくなるからである。
を満足するようにすれば回転駆動系の回転変動を低減す
ることは可能であるが、実際にダンパマスの振り子運動
によって回転変動を低減するには、ダンパマスの振り子
運動の振れ角が十分小さくなるような設計を行わなけれ
ばならない。これは、ダンパマスの振れ角が大きいと非
線形的な振動をするようになり、安定した作用が得られ
なくなるからである。
【０００６】一方、ダンパマスが転動しつつ振り子運動
する形式において、ダンパマスがコロ状である場合、そ
の慣性能率Ｉd と質量ｍd との間には、 Ｉd ＝ｍd ｒd 2 ／２ ……（２） という関係が成立する。従って、ダンパマスが転動しつ
つ振り子運動する形式において、ダンパマスがコロ状で
ある場合、回転変動を低減するための理論式である上記
（１）式は、 Ｒ／Ｌ＝1.５ｎ2 ……（３） となり、ダンパマスの大きさによらず一定となる。
する形式において、ダンパマスがコロ状である場合、そ
の慣性能率Ｉd と質量ｍd との間には、 Ｉd ＝ｍd ｒd 2 ／２ ……（２） という関係が成立する。従って、ダンパマスが転動しつ
つ振り子運動する形式において、ダンパマスがコロ状で
ある場合、回転変動を低減するための理論式である上記
（１）式は、 Ｒ／Ｌ＝1.５ｎ2 ……（３） となり、ダンパマスの大きさによらず一定となる。
【０００７】そして、上記（３）式を満足させ、且つ、
ダンパマスの振れ角を小さくするには、ダンパマスを十
分に重く（つまりダンパマスを大きく）するか、或い
は、ダンパマスの振り子運動の腕を長くする（つまりダ
ンパマスの振り子運動の支点からダンパマスの重心点ま
での距離Ｌを長くする）必要がある。しかしながら、実
際には十分に大きなダンパマスを採用することができな
い場合が多いし、距離Ｌを長くするためには、比率Ｒ／
Ｌが上記（３）式で示されるように決まっているため距
離Ｒ，Ｌの両方を長くしなければならず、フライホイー
ルが大型化してしまい、特に車両エンジンのクランク軸
周辺のようにスペース的な余裕が極めて小さい場合に
は、実質的に実現が不可能となることもある。
ダンパマスの振れ角を小さくするには、ダンパマスを十
分に重く（つまりダンパマスを大きく）するか、或い
は、ダンパマスの振り子運動の腕を長くする（つまりダ
ンパマスの振り子運動の支点からダンパマスの重心点ま
での距離Ｌを長くする）必要がある。しかしながら、実
際には十分に大きなダンパマスを採用することができな
い場合が多いし、距離Ｌを長くするためには、比率Ｒ／
Ｌが上記（３）式で示されるように決まっているため距
離Ｒ，Ｌの両方を長くしなければならず、フライホイー
ルが大型化してしまい、特に車両エンジンのクランク軸
周辺のようにスペース的な余裕が極めて小さい場合に
は、実質的に実現が不可能となることもある。
【０００８】このようなことから、ダンパマスの振り子
運動の振れ角が大きくなることを完全に防止することが
できず、特に、大きな回転変動が生じる低回転数領域等
において十分な回転変動低減効果が得られなくなってし
まうのである。本発明は、このような従来の技術が有す
る解決すべき課題に着目してなされたものであって、ス
ペース的な余裕のない場合であっても、ダンパマスの振
り子運動の振れ角を小さくでき、もって十分な回転変動
低減効果を得ることができるフライホイールを提供する
ことを目的としている。
運動の振れ角が大きくなることを完全に防止することが
できず、特に、大きな回転変動が生じる低回転数領域等
において十分な回転変動低減効果が得られなくなってし
まうのである。本発明は、このような従来の技術が有す
る解決すべき課題に着目してなされたものであって、ス
ペース的な余裕のない場合であっても、ダンパマスの振
り子運動の振れ角を小さくでき、もって十分な回転変動
低減効果を得ることができるフライホイールを提供する
ことを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、フライホイール本体に形成
された転動室内に、転動しつつ前記フライホイール本体
の径方向外側に膨らむ振り子運動可能にコロ状のダンパ
マスを収容したフライホイールにおいて、前記ダンパマ
スの転動面に、転動面周方向に連続する溝状の凹みを形
成するとともに、前記溝状の凹みが形成されていない大
径部分のダンパマスの外径を２ｒ d 、溝状の凹みが形成
された小径部分のダンパマスの外径を２ｒ 2 、溝状の凹
みの幅をｔ 2 、ダンパマスの全幅を（ｔ 1 ＋ｔ 2 ）、ｒ
d ：ｒ 2 ＝１：α、ｔ 1 ：ｔ 2 ＝１：βとした場合に、
α及びβを、 α＝〔｛−１＋（１＋β） 1/2 ｝／β〕 1/2 ……（４） という関係に設定 した。
に、請求項１記載の発明は、フライホイール本体に形成
された転動室内に、転動しつつ前記フライホイール本体
の径方向外側に膨らむ振り子運動可能にコロ状のダンパ
マスを収容したフライホイールにおいて、前記ダンパマ
スの転動面に、転動面周方向に連続する溝状の凹みを形
成するとともに、前記溝状の凹みが形成されていない大
径部分のダンパマスの外径を２ｒ d 、溝状の凹みが形成
された小径部分のダンパマスの外径を２ｒ 2 、溝状の凹
みの幅をｔ 2 、ダンパマスの全幅を（ｔ 1 ＋ｔ 2 ）、ｒ
d ：ｒ 2 ＝１：α、ｔ 1 ：ｔ 2 ＝１：βとした場合に、
α及びβを、 α＝〔｛−１＋（１＋β） 1/2 ｝／β〕 1/2 ……（４） という関係に設定 した。
【００１０】上記目的を達成するために、請求項２記載
の発明は、フライホイール本体に形成された転動室内
に、転動しつつ前記フライホイール本体の径方向外側に
膨らむ振り子運動可能にコロ状のダンパマスを収容した
フライホイールにおいて、前記ダンパマスの転動面に、
転動面周方向に連続する溝状の凹みを形成するととも
に、前記溝状の凹みが形成されていない大径部分のダン
パマスの外径を２ｒ d 、溝状の凹みが形成された小径部
分のダンパマスの外径を２ｒ 2 、ｒ d ：ｒ 2 ＝１：α、
とした場合に、αを、 0.５≦α＜1.０ ……（５） という範囲 に設定した。
の発明は、フライホイール本体に形成された転動室内
に、転動しつつ前記フライホイール本体の径方向外側に
膨らむ振り子運動可能にコロ状のダンパマスを収容した
フライホイールにおいて、前記ダンパマスの転動面に、
転動面周方向に連続する溝状の凹みを形成するととも
に、前記溝状の凹みが形成されていない大径部分のダン
パマスの外径を２ｒ d 、溝状の凹みが形成された小径部
分のダンパマスの外径を２ｒ 2 、ｒ d ：ｒ 2 ＝１：α、
とした場合に、αを、 0.５≦α＜1.０ ……（５） という範囲 に設定した。
【００１１】
【００１２】
【作用】ダンパマスの周面に溝状の凹みが形成される
と、ダンパマスの径方向外側の部分が軽量化されるか
ら、ダンパマスの半径を変えることなく、ダンパマスの
慣性能率Ｉd と質量ｍd との比Ｉd ／ｍd を小さくする
ことが可能となる。
と、ダンパマスの径方向外側の部分が軽量化されるか
ら、ダンパマスの半径を変えることなく、ダンパマスの
慣性能率Ｉd と質量ｍd との比Ｉd ／ｍd を小さくする
ことが可能となる。
【００１３】この結果、上記（１）式で表される回転変
動を低減するための比率Ｒ／Ｌを小さくすることが可能
となるが、比率Ｒ／Ｌが小さくなるということは、フラ
イホイールの大型化等を招くことなく、ダンパマスの振
り子運動の支点からダンパマスの重心までの距離Ｌを長
くすることができるということである。そして、距離Ｌ
が長くなるということは、ダンパマスの振り子運動の振
り子の腕が長くなるということであるから、ダンパマス
の振り子運動の振幅が同じであれば、振り子運動の振幅
角が小さくなる。
動を低減するための比率Ｒ／Ｌを小さくすることが可能
となるが、比率Ｒ／Ｌが小さくなるということは、フラ
イホイールの大型化等を招くことなく、ダンパマスの振
り子運動の支点からダンパマスの重心までの距離Ｌを長
くすることができるということである。そして、距離Ｌ
が長くなるということは、ダンパマスの振り子運動の振
り子の腕が長くなるということであるから、ダンパマス
の振り子運動の振幅が同じであれば、振り子運動の振幅
角が小さくなる。
【００１４】そして、ダンパマスの転動面に周方向に連
続する溝状の凹みを形成するとともに、上記（４）式を
満足するように各部の寸法を選ぶと、可能な範囲で比率
Ｒ／Ｌが最も小さくなって距離Ｌが最も長くなる。ま
た、上記βを極端に大きくすることは現実的ではないこ
とから、請求項２記載の発明のように、ダンパマスの転
動面に周方向に連続する溝状の凹みを形成するとともに
上記（５）式を満足するように大径部分及び小径部分の
寸法を選ぶと、ほとんど全ての場合において比率Ｒ／Ｌ
が小さくなって距離Ｌが長くなる。
続する溝状の凹みを形成するとともに、上記（４）式を
満足するように各部の寸法を選ぶと、可能な範囲で比率
Ｒ／Ｌが最も小さくなって距離Ｌが最も長くなる。ま
た、上記βを極端に大きくすることは現実的ではないこ
とから、請求項２記載の発明のように、ダンパマスの転
動面に周方向に連続する溝状の凹みを形成するとともに
上記（５）式を満足するように大径部分及び小径部分の
寸法を選ぶと、ほとんど全ての場合において比率Ｒ／Ｌ
が小さくなって距離Ｌが長くなる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１乃至図７は本発明の第１実施例を示す図で
あり、図１はフライホイール本体１の一部破断正面図、
図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はダンパマスの斜視
図である。
明する。図１乃至図７は本発明の第１実施例を示す図で
あり、図１はフライホイール本体１の一部破断正面図、
図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はダンパマスの斜視
図である。
【００１６】円盤状のフライホイール本体１は、その中
央部に回転駆動系への取付けの際に利用される取付けフ
ランジ部１ａを有するとともに、その周面内には、周方
向に等間隔に離隔して同形状の八つの転動室２，…，２
が形成されている。これら転動室２，…，２は、フライ
ホイール本体１の表面を、楕円を円周方向に沿って屈曲
させた形状に凹陥させるとともに、その凹陥部の開口側
を薄板リング状のカバー４で封止することにより形成さ
れた閉空間であって、その内側に、円筒コロ状のダンパ
マス５が転動可能に収容されている。
央部に回転駆動系への取付けの際に利用される取付けフ
ランジ部１ａを有するとともに、その周面内には、周方
向に等間隔に離隔して同形状の八つの転動室２，…，２
が形成されている。これら転動室２，…，２は、フライ
ホイール本体１の表面を、楕円を円周方向に沿って屈曲
させた形状に凹陥させるとともに、その凹陥部の開口側
を薄板リング状のカバー４で封止することにより形成さ
れた閉空間であって、その内側に、円筒コロ状のダンパ
マス５が転動可能に収容されている。
【００１７】つまり、転動室２の径方向外側の側面が転
動面２ａとなるのであって、その転動面２ａは、フライ
ホイール本体１の回転中心Ｏ1 から距離Ｒだけ離れた位
置にあるダンパマス５の振り子運動の支点Ｏ2 を中心
に、その支点Ｏ2 からダンパマス５の重心までの距離Ｌ
にダンパマス５の半径ｒd を加えた長さを半径とする円
筒面をなしている。ただし、各転動室２，…，２のダン
パマス５転動方向の寸法は、回転駆動系に生じる回転変
動の振幅の最大値やダンパマス５の振り子運動の腕の長
さ等から決まるダンパマス５の振り子運動の片側最大振
幅角φを考慮して、その最大振幅角の範囲で転動しても
ダンパマス５が転動室２端面に衝突しない程度にする。
動面２ａとなるのであって、その転動面２ａは、フライ
ホイール本体１の回転中心Ｏ1 から距離Ｒだけ離れた位
置にあるダンパマス５の振り子運動の支点Ｏ2 を中心
に、その支点Ｏ2 からダンパマス５の重心までの距離Ｌ
にダンパマス５の半径ｒd を加えた長さを半径とする円
筒面をなしている。ただし、各転動室２，…，２のダン
パマス５転動方向の寸法は、回転駆動系に生じる回転変
動の振幅の最大値やダンパマス５の振り子運動の腕の長
さ等から決まるダンパマス５の振り子運動の片側最大振
幅角φを考慮して、その最大振幅角の範囲で転動しても
ダンパマス５が転動室２端面に衝突しない程度にする。
【００１８】従って、ダンパマス５は、フライホイール
本体１の回転時には、その遠心力及び回転変動によっ
て、転動室２内の転動面２ａ上を転動しつつ、フライホ
イール本体１の径方向外側に膨らむ振り子運動をする。
ここで、ダンパマス５は、図２又は図３にも示すよう
に、転動面５ａである外周面及び両側面５ｂ間の角部が
丸みを帯びた円筒コロ状の転動体であり、その転動面５
ａには周方向に連続する溝状の凹みとしての溝５ｃが形
成されている。
本体１の回転時には、その遠心力及び回転変動によっ
て、転動室２内の転動面２ａ上を転動しつつ、フライホ
イール本体１の径方向外側に膨らむ振り子運動をする。
ここで、ダンパマス５は、図２又は図３にも示すよう
に、転動面５ａである外周面及び両側面５ｂ間の角部が
丸みを帯びた円筒コロ状の転動体であり、その転動面５
ａには周方向に連続する溝状の凹みとしての溝５ｃが形
成されている。
【００１９】そして、溝５ｃは、転動面５ａの幅方向の
略中央部に形成された断面凹形状の溝であって、図４に
示すような寸法関係を有する。即ち、ダンパマス５の溝
５ｃが形成されていない大径部分の外径を２ｒd 、溝５
ｃが形成されている小径部分の外径を２ｒ2 、溝５ｃの
幅をｔ2 、ダンパマス５の全幅を（ｔ1 ＋ｔ2 ）とす
る。そして、各部の寸法関係を、 ｒd ：ｒ2 ＝１：α ｔ1 ：ｔ2 ＝１：β と表す。
略中央部に形成された断面凹形状の溝であって、図４に
示すような寸法関係を有する。即ち、ダンパマス５の溝
５ｃが形成されていない大径部分の外径を２ｒd 、溝５
ｃが形成されている小径部分の外径を２ｒ2 、溝５ｃの
幅をｔ2 、ダンパマス５の全幅を（ｔ1 ＋ｔ2 ）とす
る。そして、各部の寸法関係を、 ｒd ：ｒ2 ＝１：α ｔ1 ：ｔ2 ＝１：β と表す。
【００２０】従って、このダンパマス５の質量ｍd は、
密度をρとすれば、 ｍd ＝ｒd 2 πｔ1 ρ＋ｒ2 2πｔ2 ρ ＝ｒd 2 πｔ1 ρ＋（αｒd ）2 π（βｔ1 ）ρ ＝（１＋α2 β）ｒd 2 πｔ1 ρ となる。
密度をρとすれば、 ｍd ＝ｒd 2 πｔ1 ρ＋ｒ2 2πｔ2 ρ ＝ｒd 2 πｔ1 ρ＋（αｒd ）2 π（βｔ1 ）ρ ＝（１＋α2 β）ｒd 2 πｔ1 ρ となる。
【００２１】そして、このダンパマス５の慣性能率Ｉd
は、上記（２）式から、 Ｉd ＝｛ｒd 2 πｔ1 ρ・ｒd 2 ＋（αｒd ）2 π（βｔ1 ）ρ・（αｒd ）2 ｝／２ ＝（１＋α4 β）ｒd 4 πｔ1 ρ／２ となる。
は、上記（２）式から、 Ｉd ＝｛ｒd 2 πｔ1 ρ・ｒd 2 ＋（αｒd ）2 π（βｔ1 ）ρ・（αｒd ）2 ｝／２ ＝（１＋α4 β）ｒd 4 πｔ1 ρ／２ となる。
【００２２】よって、ダンパマス５の転動面５ａに溝５
ｃを設けた場合、回転変動を低減するための理論式であ
る上記（１）式は、 Ｒ／Ｌ＝ｎ2 ｛１＋Ｉd ／（ｍd ・ｒd 2 ）｝ ＝ｎ2 〔１＋｛（１＋α4 β）ｒd 4 πｔ1 ρ／２｝／ ｛（１＋α2 β）ｒd 2 πｔ1 ρ・ｒd 2 ｝〕 ＝ｎ2 ｛１＋（１＋α4 β）／｛２（１＋α2 β）｝ ……（６） となる。
ｃを設けた場合、回転変動を低減するための理論式であ
る上記（１）式は、 Ｒ／Ｌ＝ｎ2 ｛１＋Ｉd ／（ｍd ・ｒd 2 ）｝ ＝ｎ2 〔１＋｛（１＋α4 β）ｒd 4 πｔ1 ρ／２｝／ ｛（１＋α2 β）ｒd 2 πｔ1 ρ・ｒd 2 ｝〕 ＝ｎ2 ｛１＋（１＋α4 β）／｛２（１＋α2 β）｝ ……（６） となる。
【００２３】そして、この（６）式に基づいて、比率Ｒ
／Ｌの変化率とα，βとの関係をグラフに表すと、図５
のようになる。ただし、基準とする比率Ｒ0 ／Ｌ0 は、
溝５ｃを有しない通常の円筒コロ状のダンパマスを用い
たフライホイールにおける上記（１）式の値である。つ
まり、本実施例のように、ダンパマス５の転動面５ａに
溝５ｃを形成した場合には、通常の円筒コロ状のダンパ
マスを用いた場合に比べて、比率Ｒ／Ｌが小さくなるの
である。
／Ｌの変化率とα，βとの関係をグラフに表すと、図５
のようになる。ただし、基準とする比率Ｒ0 ／Ｌ0 は、
溝５ｃを有しない通常の円筒コロ状のダンパマスを用い
たフライホイールにおける上記（１）式の値である。つ
まり、本実施例のように、ダンパマス５の転動面５ａに
溝５ｃを形成した場合には、通常の円筒コロ状のダンパ
マスを用いた場合に比べて、比率Ｒ／Ｌが小さくなるの
である。
【００２４】さらに、図５に示すように、比率Ｒ／Ｌの
変化率とαとの関係は、下に凸の二次曲線を描くことか
ら、最適値は理論的に求めることができる。そこで、上
記（６）式をαで偏微分すると、 ∂（Ｒ／Ｌ）／∂α＝ｎ2 αβ｛α4 β＋２α2 −１｝／（１＋α2 β）2 ……（７） となり、この（７）式を０とおけば、 α＝０ α4 β＋２α2 −１＝０ の時に比率Ｒ／Ｌは極値を採ることになるが、α＞０で
あるから、後者を満足するαにおいて比率Ｒ／Ｌが最も
小さくなることになる。そこで、この方程式を解けば、 α＝〔｛−１＋（１＋β）1/2 ｝／β〕1/2 となり、これは上記（４）式と同じ結果である。
変化率とαとの関係は、下に凸の二次曲線を描くことか
ら、最適値は理論的に求めることができる。そこで、上
記（６）式をαで偏微分すると、 ∂（Ｒ／Ｌ）／∂α＝ｎ2 αβ｛α4 β＋２α2 −１｝／（１＋α2 β）2 ……（７） となり、この（７）式を０とおけば、 α＝０ α4 β＋２α2 −１＝０ の時に比率Ｒ／Ｌは極値を採ることになるが、α＞０で
あるから、後者を満足するαにおいて比率Ｒ／Ｌが最も
小さくなることになる。そこで、この方程式を解けば、 α＝〔｛−１＋（１＋β）1/2 ｝／β〕1/2 となり、これは上記（４）式と同じ結果である。
【００２５】つまり、理論的に最も比率Ｒ／Ｌが小さく
なるのは、溝５ｃの幅をダンパマス５の全幅のβ／（１
＋β）倍とした時に、上記（４）式を満足するように、
溝５ｃが形成された小径部分の外径ｒ2 を、大径部分の
外径ｒd のα倍とすればよいのである。上記（４）式に
基づいて比率Ｒ／Ｌを最小とするαとβとの関係を求め
ると、図６に示すようなグラフが描かれる。
なるのは、溝５ｃの幅をダンパマス５の全幅のβ／（１
＋β）倍とした時に、上記（４）式を満足するように、
溝５ｃが形成された小径部分の外径ｒ2 を、大径部分の
外径ｒd のα倍とすればよいのである。上記（４）式に
基づいて比率Ｒ／Ｌを最小とするαとβとの関係を求め
ると、図６に示すようなグラフが描かれる。
【００２６】そして、比率Ｒ／Ｌが小さくなるというこ
とは、距離Ｌを従来に比べて長くできるということであ
り、距離Ｌが長くなればダンパマス５の振り子運動の腕
が長くなるということであるから、同じ距離の振幅をす
るのであれば、振幅角が小さくなるのである。図７は、
通常の円筒コロ状のダンパマスを基準に、比率Ｒ／Ｌの
縮小率に対する振幅角の縮小程度を表すグラフであり、
これによれば、比率Ｒ／Ｌが小さくなる程、振幅角が小
さくなることが判る。
とは、距離Ｌを従来に比べて長くできるということであ
り、距離Ｌが長くなればダンパマス５の振り子運動の腕
が長くなるということであるから、同じ距離の振幅をす
るのであれば、振幅角が小さくなるのである。図７は、
通常の円筒コロ状のダンパマスを基準に、比率Ｒ／Ｌの
縮小率に対する振幅角の縮小程度を表すグラフであり、
これによれば、比率Ｒ／Ｌが小さくなる程、振幅角が小
さくなることが判る。
【００２７】つまり、本実施例の構成であれば、ダンパ
マス５の高重量化やフライホイール本体１の寸法を大型
化することなく、距離Ｌを長くしてダンパマス５の振幅
角を小さくすることができるのであり、その結果、ダン
パマス５が非線形な振動をする範囲を使用せずに済むの
である。このようなことから、本実施例のフライホイー
ルは、ダンパマス５の転動面５ａに溝５ｃを形成すると
ともに、上記（４）式を満足するように各部の寸法を設
定する。
マス５の高重量化やフライホイール本体１の寸法を大型
化することなく、距離Ｌを長くしてダンパマス５の振幅
角を小さくすることができるのであり、その結果、ダン
パマス５が非線形な振動をする範囲を使用せずに済むの
である。このようなことから、本実施例のフライホイー
ルは、ダンパマス５の転動面５ａに溝５ｃを形成すると
ともに、上記（４）式を満足するように各部の寸法を設
定する。
【００２８】そして、このフライホイールは、例えば回
転変動が問題となる車両エンジンのクランク軸等に取り
付けて使用するのであり、フライホイール本体１の回転
によって生じる遠心力と回転変動とによってダンパマス
５は転動面２ａに沿って転動しつつ径方向外側に膨らむ
遠心振り子運動をするのであるが、上記比率Ｒ／Ｌを上
述したように選定している結果、ダンパマス５の振り子
運動は、回転変動を吸収するように、つまりクランク軸
に生じる回転変動と逆相となるため、そのような回転変
動が低減され、振動レベル，騒音レベルの低減が図られ
る。
転変動が問題となる車両エンジンのクランク軸等に取り
付けて使用するのであり、フライホイール本体１の回転
によって生じる遠心力と回転変動とによってダンパマス
５は転動面２ａに沿って転動しつつ径方向外側に膨らむ
遠心振り子運動をするのであるが、上記比率Ｒ／Ｌを上
述したように選定している結果、ダンパマス５の振り子
運動は、回転変動を吸収するように、つまりクランク軸
に生じる回転変動と逆相となるため、そのような回転変
動が低減され、振動レベル，騒音レベルの低減が図られ
る。
【００２９】しかも、ダンパマス５の振幅角が可能な範
囲で最も小さくなるようになっているから、低回転数領
域等において大きな回転変動が生じても、確実に回転変
動を低減することができるのである。また、フライホイ
ール本体１の寸法を大きくする必要もないから、車両エ
ンジンのクランク軸のようにスペース的な余裕が小さい
場合でも容易に適用することができるのである。
囲で最も小さくなるようになっているから、低回転数領
域等において大きな回転変動が生じても、確実に回転変
動を低減することができるのである。また、フライホイ
ール本体１の寸法を大きくする必要もないから、車両エ
ンジンのクランク軸のようにスペース的な余裕が小さい
場合でも容易に適用することができるのである。
【００３０】なお、図５からも明らかなように、比率Ｒ
／Ｌは、ダンパマス５の転動面５ａに溝５ｃを形成する
ことにより確実に縮小することができる。即ち、αが1.
０以下であれば、特にα及びβを上記（４）式に基づい
て最適な関係としなくても距離Ｌを長くする効果は得ら
れるのである。しかし、βを極端に大きくすると、ダン
パマス５の転動面５ａの面積が極端に小さくなり転動が
不安定になるおそれがある。例えば、βが１０を超える
ような設計は現実には採るべきではない。
／Ｌは、ダンパマス５の転動面５ａに溝５ｃを形成する
ことにより確実に縮小することができる。即ち、αが1.
０以下であれば、特にα及びβを上記（４）式に基づい
て最適な関係としなくても距離Ｌを長くする効果は得ら
れるのである。しかし、βを極端に大きくすると、ダン
パマス５の転動面５ａの面積が極端に小さくなり転動が
不安定になるおそれがある。例えば、βが１０を超える
ような設計は現実には採るべきではない。
【００３１】このようなことから、少なくともαが0.５
≦α＜1.０の範囲に収まるような設計を行えば、ダンパ
マス５の転動が不安定になる等の不具合を招くことな
く、比率Ｒ／Ｌを小さくし距離Ｌを長くする効果を得る
ことができる。図８は本発明の第２実施例におけるダン
パマス５の斜視図である。この実施例では、ダンパマス
５の転動面５ａの幅方向端部に周方向に連続する溝状の
凹みとしての切り欠き部５ｄ，５ｄを形成することによ
り、大径部分を幅方向中央部に小径部分を幅方向端部に
形成したものである。その他の構成は上記第１実施例と
同様である。
≦α＜1.０の範囲に収まるような設計を行えば、ダンパ
マス５の転動が不安定になる等の不具合を招くことな
く、比率Ｒ／Ｌを小さくし距離Ｌを長くする効果を得る
ことができる。図８は本発明の第２実施例におけるダン
パマス５の斜視図である。この実施例では、ダンパマス
５の転動面５ａの幅方向端部に周方向に連続する溝状の
凹みとしての切り欠き部５ｄ，５ｄを形成することによ
り、大径部分を幅方向中央部に小径部分を幅方向端部に
形成したものである。その他の構成は上記第１実施例と
同様である。
【００３２】このような構成であっても、大径部分の外
径２ｒd ，小径部分の外径２ｒ2 ，ダンパマス５の全幅
（ｔ1 ＋ｔ2 ），切り欠き部５ｄの全幅ｔ2 及び各寸法
の比率α，βを適宜選定すれば、上記第１実施例と同様
の作用により同様の効果が得られるものである。なお、
上記各実施例では、ダンパマス５の転動面５ａに凹みと
して溝５ｃや切り欠き部５ｄを形成した場合について説
明したが、凹みの形状はこれに限定されるものではな
く、例えばダンパマス５の転動面５ａの所々に円形や方
形の凹みを形成しても、上記実施例と同等の作用効果が
得られる。
径２ｒd ，小径部分の外径２ｒ2 ，ダンパマス５の全幅
（ｔ1 ＋ｔ2 ），切り欠き部５ｄの全幅ｔ2 及び各寸法
の比率α，βを適宜選定すれば、上記第１実施例と同様
の作用により同様の効果が得られるものである。なお、
上記各実施例では、ダンパマス５の転動面５ａに凹みと
して溝５ｃや切り欠き部５ｄを形成した場合について説
明したが、凹みの形状はこれに限定されるものではな
く、例えばダンパマス５の転動面５ａの所々に円形や方
形の凹みを形成しても、上記実施例と同等の作用効果が
得られる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダンパマスの転動面に周方向に連続する溝状の凹みを形
成しその慣性能率を小さくする構成としたため、ダンパ
マスの高重量化やフライホイール本体の大型化等を招く
ことなく、ダンパマスの振り子運動の振幅角を小さくす
ることができ、その結果、ダンパマスが非線形な振動を
する範囲を使用せずに済むようになり、低回転数領域等
において大きな回転変動が生じても確実に回転変動を低
減することができるという効果がある。
ダンパマスの転動面に周方向に連続する溝状の凹みを形
成しその慣性能率を小さくする構成としたため、ダンパ
マスの高重量化やフライホイール本体の大型化等を招く
ことなく、ダンパマスの振り子運動の振幅角を小さくす
ることができ、その結果、ダンパマスが非線形な振動を
する範囲を使用せずに済むようになり、低回転数領域等
において大きな回転変動が生じても確実に回転変動を低
減することができるという効果がある。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すフライホイー
ルの一部破断正面図である。
ルの一部破断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ダンパマスの斜視図である。
【図４】ダンパマスの各部の寸法関係を説明する図であ
る。
る。
【図５】比率Ｒ／Ｌの変化率とα，βとの関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】比率Ｒ／Ｌを最小とするαとβとの関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図７】比率Ｒ／Ｌの変化率とダンパマスの振幅角の縮
小程度との関係を示すグラフである。
小程度との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施例におけるダンパマスの斜視
図である。
図である。
１ フライホイール本体 ２ 転動室 ４ カバー ５ ダンパマス ５ａ 転動面 ５ｃ 溝（溝状の凹み） ５ｄ 切り欠き部（溝状の凹み）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−351346（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118383（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58373（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−196752（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−145847（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−128943（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−96033（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−65449（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−19951（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭28−2057（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−12753（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 15/14
Claims (2)
- 【請求項１】 フライホイール本体に形成された転動室
内に、転動しつつ前記フライホイール本体の径方向外側
に膨らむ振り子運動可能にコロ状のダンパマスを収容し
たフライホイールにおいて、 前記ダンパマスの転動面に、転動面周方向に連続する溝
状の凹みを形成するとともに、 前記溝状の凹みが形成されていない大径部分のダンパマ
スの外径を２ｒ d 、溝状の凹みが形成された小径部分の
ダンパマスの外径を２ｒ 2 、溝状の凹みの幅をｔ 2 、ダ
ンパマスの全幅を（ｔ 1 ＋ｔ 2 ）、ｒ d ：ｒ 2 ＝１：
α、ｔ 1 ：ｔ 2 ＝１：βとした場合に、α及びβを、 α＝〔｛−１＋（１＋β） 1/2 ｝／β〕 1/2 という関係に設定 したことを特徴とするフライホイー
ル。 - 【請求項２】 フライホイール本体に形成された転動室
内に、転動しつつ前記フライホイール本体の径方向外側
に膨らむ振り子運動可能にコロ状のダンパマスを収容し
たフライホイールにおいて、 前記ダンパマスの転動面に、転動面周方向に連続する溝
状の凹みを形成するとともに、 前記溝状の凹みが形成されていない大径部分のダンパマ
スの外径を２ｒ d 、溝状の凹みが形成された小径部分の
ダンパマスの外径を２ｒ 2 、ｒ d ：ｒ 2 ＝１：α、とし
た場合に、αを、 0.５≦α＜1.０ という範囲に設定したことを特徴とする フライホイー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5074181A JP3060776B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | フライホイール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5074181A JP3060776B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | フライホイール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288438A JPH06288438A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3060776B2 true JP3060776B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=13539750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5074181A Expired - Fee Related JP3060776B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | フライホイール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060776B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112015002385A5 (de) * | 2014-05-20 | 2017-02-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Schwungrad mit fliehkraftpendel |
| TWI546469B (zh) * | 2015-01-14 | 2016-08-21 | 林高合 | 飛輪裝置 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5074181A patent/JP3060776B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288438A (ja) | 1994-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |