JP3679901B2 - フライホイール組立体、及びトルクコンバータ - Google Patents

フライホイール組立体、及びトルクコンバータ Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲げ方向にたわみ可能なフレキシブルプレートを有する回転部材に関し、特に、フライホイール組立体及びトルクコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フライホイールは、車両のエンジンに装着され、低速域での回転むらを防止する。フライホイールにはクラッチ装置やリングギアなどが取り付けられる。
【０００３】
エンジンは燃焼力をクランクによって回転力に変えることで駆動力を発生している。このとき、クランク軸は、燃焼力により曲げられ、フライホイールを曲げ方向に振動させる。フライホイールの振動の反力は、エンジンブロックに伝わり、さらにエンジンマウントを介して車両のボディーを加振する。これがエンジン加速時騒音となっている。
【０００４】
エンジン加速時騒音を低減する手段として、フレキシブルプレートを用いてフライホイールをクランクシャフトに連結することがある。フレキシブルプレートは、円板状や十字形状の薄い板からなり、回転方向には硬く、曲げ方向には軟らかくてたわみ可能である。曲げ振動が伝達されると、フレキシブルプレートは曲げ方向にたわむことで振動を吸収する。この結果、フライホイールの振動が低減する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に従来のフライホイールの振動特性を示す。点線がフライホイールをクランクシャフトに直接固定したフライホイール組立体の特性である。実線がフレキシブルプレートを採用したフライホイール組立体の特性である。
【０００６】
点線の特性（フレキシブルプレートなし）では共振周波数が常用領域Ａ内に存在する。実線の特性（フレキシブルプレートあり）では共振周波数が２つに分かれ、２つの共振周波数はともに点線の特性（フレキシブルプレートなし）の共振周波数より振動レベル（フライホイールの曲げ角）が低くなっている。また、２つの共振周波数は常用領域Ａの高周波側と低周波側とにずれて形成されている。このように共振周波数を常用領域Ａからずらすことで、エンジン加速時騒音を低減できる。
【０００７】
しかし、実線の特性（フレキシブルプレートあり）では低周波側の共振周波数が常用領域Ａに残っている場合がある。この場合はやはりエンジン加速時騒音の原因となる。
【０００８】
本発明の目的は、エンジン加速時騒音を低減させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のフライホイール組立体は、エンジンのクランクシャフトからトルクが伝達されるものであり、フライホイールとフレキシブルプレートとダイナミックダンパーとを備えている。フレキシブルプレートは、フライホイールをクランクシャフトに対して曲げ方向に揺動可能に連結する。ダイナミックダンパーは、質量体と、質量体をフライホイールに対して曲げ方向に揺動可能に連結する弾性体とからなり、フレキシブルプレートのエンジン側に配置されている。
【００１０】
このフライホイール組立体では、フレキシブルプレートにダイナミックダンパーを組み合わせることで、フレキシブルプレートのみのフライホイール組立体に比べてエンジン加速時騒音を低減できる。それはダイナミックダンパーにより常用領域に残った曲げ振動の共振周波数付近の振動を低減できるからである。
【００１１】
請求項２に記載のトルクコンバータは、エンジンのクランクシャフトからトルクが伝達されるものであり、トルクコンバータ本体とフレキシブルプレートとダイナミックダンパーとを備えている。フレキシブルプレートは、トルクコンバータ本体をクランクシャフトに対して曲げ方向に揺動可能に連結する。ダイナミックダンパーは、質量体と、質量体をトルクコンバータ本体に対して曲げ方向に揺動可能に連結する弾性体とからなり、フレキシブルプレートのエンジン側に配置されている。
【００１２】
このトルクコンバータでは、フレキシブルプレートにダイナミックダンパーを組み合わせることで、フレキシブルプレートのみのトルクコンバータに比べてエンジン加速時騒音を低減できる。それはダイナミックダンパーにより常用領域に残った曲げ振動の共振周波数付近の振動を低減できるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１に示すフライホイール組立体１は、車両のエンジンに装着され、エンジンからのトルクを他の装置に伝達するための装置である。具体的には、フライホイール組立体１は、図示しないエンジンとトランスミッションとの間に配置され、エンジンのクランクシャフト５からトランスミッションのメインドライブシャフト６にトルクを伝達する。図１の左側にエンジン（図示せず）が配置され、右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。
【００１４】
フライホイール組立体１は、フライホイール２と、フレキシブルプレート３と、曲げ方向ダイナミックダンパー４とから主に構成されている。
【００１５】
フライホイール２は、厚肉の円板形状部材であり、トランスミッション側に摩擦面を有している。フライホイール２のトランスミッション側には、クラッチ装置７が装着されている。クラッチ装置７は、クラッチディスク組立体８と、クラッチカバー組立体９とから構成されている。クラッチディスク組立体８はトランスミッションから延びるメインドライブシャフト６にトルク伝達可能に連結されている。
【００１６】
フレキシブルプレート３は、円板状の薄い鉄板からなり、回転方向には硬く、曲げ方向には軟らかい。すなわちフレキシブルプレート３は曲げ方向の振動絶縁部材として機能する。フレキシブルプレート３は内周部が複数のクランクボルト１１によりクランクシャフト５の先端に固定されている。フレキシブルプレート３の外周部は複数のボルト１２によりフライホイール２の外周部エンジン側面に固定されている。すなわち、フライホイール２は、フレキシブルプレート３によってクランクシャフト５に支持され、またフレキシブルプレート３を介してクランクシャフト５のトルクが伝達される。フレキシブルプレート３は、曲げ方向にたわむことでエンジンから伝達される曲げ振動を吸収し、フライホイール２の振動を低減させるための部材である。なおフレキシブルプレート３の形状は円板状に限定されず、十字型であってもよいし孔や切り欠きが形成されていてもよい。
【００１７】
ダイナミックダンパー４は、フレキシブルプレート３とともにフライホイール２の曲げ方向振動を低減させるための装置である。ダイナミックダンパー４はフライホイール２の外周部エンジン側に取り付けられている。ダイナミックダンパー４は、主に、質量体１３と、プレート１４とから構成されている。
【００１８】
質量体１３は、環状、より具体的には比較的厚肉の円板形状であり、フライホイール２の外周部エンジン側に近接して配置されている。質量体１３の外周部にはリングギア１７が固定されている。
【００１９】
プレート１４は環状の板金製部材であり、質量体１３とフレキシブルプレート３の外周部との間に配置されている。プレート１４は質量体１３を曲げ方向に揺動可能になるようにフライホイール２に連結する弾性体として機能している。プレート１４の内周部は複数のリベット１５により質量体１３の内周部に固定されている。プレート１４の外周部は前述のボルト１２によりフレキシブルプレート３の外周部とともにフライホイール２に固定されている。このようにして、質量体１３はプレート１４を介してフライホイール２に曲げ方向に揺動可能に支持されている。なお、質量体１３において、ボルト１２の頭部に対応する位置は孔１６が形成されている。孔１６はダイナミックダンパー４をフライホイール２に連結する際にボルト１２が通る孔として機能する。また、孔１６は質量体１３がフライホイール２に対して揺動する際にボルト１２の頭部からの干渉を避けている。
【００２０】
図４に、フライホイール２の振動特性を示す。点線がフライホイールがフレキシブルプレート介してクランクシャフトに固定された特性（フレキシブルプレートのみ）であり、実線が本願の実施形態（フレキシブルプレート＋ダイナミックダンパー）のものである。
【００２１】
点線の特性（フレキシブルプレートのみ）では共振周波数が２つに分かれているものの、低周波側の共振周波数が常用領域Ａに残っている。
【００２２】
実線の特性（フレキシブルプレート＋ダイナミックダンパー）では、前述の低周波側の共振周波数が２つに分けられ、分けられた２つの共振周波数は前述の低周波側共振周波数より低くなっている。特に新たに分けられた共振周波数の低周波側のものは常用領域Ａからはずれている。
【００２３】
ダイナミックダンパー４における固有振動数（質量体１３とプレート１４で決まる）は、以上の特性を実現するように設定されている。
【００２４】
以上に述べたように、フレキシブルプレート３に曲げ方向ダイナミックダンパー４を組み合わせることで、常用領域に残った曲げ振動の共振周波数付近の振動を低減できる。その結果、エンジン加速時騒音を低減している。
【００２５】
なお、ダイナミックダンパーの構造は本実施形態に限定されない。ダイナミックダンパーを構成する弾性体は板ばねではなく他のばねやゴムなどの弾性体であってもよい。
【００２６】
［実施形態２］
図２に示すフライホイール組立体２１は、車両のエンジンに装着され、エンジンからのトルクを他の装置に伝達するための装置である。具体的には、フライホイール組立体２１は、図示しないエンジンとトランスミッションとの間に配置され、エンジンのクランクシャフト５からトランスミッションのメインドライブシャフト６にトルクを伝達する。図２の左側にエンジン（図示せず）が配置され、右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。
【００２７】
フライホイール組立体１は、フライホイール２２と、フレキシブルプレート２３と、曲げ方向ダイナミックダンパー２４と、第２フライホイール２５と、ダンパー機構２６とから主に構成されている。
【００２８】
フライホイール２２は軸方向に延びる筒形状の部材である。フライホイール２２の内周側には、第２フライホイール２５が配置されている。第２フライホイール２５はフライホイール２２に対してダンパー機構２６を介して連結されている。ダンパー機構２６は、両フライホイール２２，２５をトルク伝達可能に連結するとともに両者間の捩じり振動を吸収・減衰するための機構である。第２フライホイール２５はトランスミッション側に摩擦面を有している。第２フライホイール２５のトランスミッション側には、クラッチ装置２７が装着されている。クラッチ装置２７は、クラッチディスク組立体２８と、クラッチカバー組立体２９とから構成されている。クラッチディスク組立体２８はトランスミッションから延びるメインドライブシャフト６にトルク伝達可能に連結されている。
【００２９】
フレキシブルプレート２３は、円板状の薄い鉄板からなり、回転方向には硬く、曲げ方向には軟らかい。フレキシブルプレート２３は内周部が複数のクランクボルト３１によりクランクシャフト５の先端に固定されている。フレキシブルプレート２３の外周部は複数のボルト３２によりフライホイール２２の外周部エンジン側面に固定されている。すなわち、フライホイール２２は、フレキシブルプレート２３によってクランクシャフト５に支持され、またフレキシブルプレート２３を介してクランクシャフト５からトルクが伝達される。フレキシブルプレート２３は、曲げ方向にたわむことでエンジンから伝達される曲げ振動を吸収し、フライホイール２２の振動を低減させるための部材である。すなわちフレキシブルプレート２３は曲げ方向の振動絶縁部材として機能する。なおフレキシブルプレート２３の形状は円板状に限定されず、十字型であってもよいし孔や切り欠きが形成されていてもよい。
【００３０】
ダイナミックダンパー２４は、フレキシブルプレート２３とともにフライホイール２２の曲げ方向振動を低減させるための装置である。ダイナミックダンパー２４はフライホイール２の外周部エンジン側に取り付けられている。ダイナミックダンパー２４は、主に、質量体３３と、プレート３４とから構成されている。
【００３１】
質量体３３は環状、より具体的には比較的厚肉の円板形状であり、フライホイール２２の外周部エンジン側に近接して配置されている。質量体３３の外周部にはリングギア３７が固定されている。
【００３２】
プレート３４は環状の板金製部材であり、質量体３３とフレキシブルプレート２３の外周部との間に配置されている。プレート３４は質量体３３を曲げ方向に揺動可能になるようにフライホイール２２に連結する弾性体として機能している。プレート３４の内周部は複数のリベット３５により質量体３３の内周部に固定されている。プレート３４の外周部は、前述のボルト３２によりフレキシブルプレート２３の外周部とともにフライホイール２２に固定されている。このようにして、質量体３３はプレート３４を介してフライホイール２２に曲げ方向に揺動可能に支持されている。なお、質量体３３において、ボルト３２の頭部に対応する位置は孔３６が形成されている。孔３６はダイナミックダンパー２４をフライホイール２２に連結する際にボルト３２が通る孔として機能する。また、孔３６は質量体３３がフライホイール２２に対して揺動する際にボルト３２の頭部の干渉を避けている。
【００３３】
この実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３４】
なお、ダイナミックダンパーの構造は本実施形態に限定されない。ダイナミックダンパーを構成する弾性体は板ばねではなく他のばねやゴムなどの弾性体であってもよい。
【００３５】
［実施形態３］
図１に示すトルクコンバータ４１は、車両のエンジンに装着され、エンジンからのトルクを他の装置に伝達するための装置である。具体的には、トルクコンバータ４１は図示しないエンジンとトランスミッションとの間に配置され、エンジンのクランクシャフト５からトランスミッションのメインドライブシャフト６にトルクを伝達する。図１の左側にエンジン（図示せず）が配置され、右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。
【００３６】
トルクコンバータ４１は、トルクコンバータ本体４２と、フレキシブルプレート４３と、曲げ方向ダイナミックダンパー４４とから主に構成されている。
【００３７】
トルクコンバータ本体４２は、インペラー４６、タービン４７やステータ４８などの羽根車からなり、作動油を介してトルクを伝達する装置である。フロントカバー４５とインペラー４６とが作動油室を構成している。インペラー４６に対向する位置にはタービン４７が配置されている。タービン４７はメインドライブシャフト６に連結されている。ステータ４８は、インペラー４６とタービン４７の内周部同士間に配置され、ワンウェイクラッチ５０を介して固定シャフトに支持されている。ロックアップクラッチ４９は、作動油室内でフロントカバー４５とタービン４７との間に配置されている。
【００３８】
フレキシブルプレート４３は、円板状の薄い鉄板からなり、回転方向には硬く、曲げ方向には軟らかい。フレキシブルプレート４３は内周部が複数のクランクボルト５１によりクランクシャフト５の先端に固定されている。フレキシブルプレート４３の外周部は、複数のボルト１２によりトルクコンバータ本体４１の外周部エンジン側面（フロントカバー４５の外周部）に溶接された環状部材７０に固定されている。すなわち、トルクコンバータ本体４２は、フレキシブルプレート４３によってクランクシャフト５に支持され、またフレキシブルプレート４３を介してクランクシャフト５からトルクが伝達される。フレキシブルプレート４３は、曲げ方向にたわむことでエンジンから伝達される曲げ振動を吸収し、トルクコンバータ本体４２の振動低減させるための部材である。すなわちフレキシブルプレート４３は曲げ方向の振動絶縁部材として機能する。なおフレキシブルプレート４３の形状は円板状に限定されず、十字型であってもよいし孔や切り欠きが形成されていてもよい。
【００３９】
ダイナミックダンパー４４は、フレキシブルプレート４３とともにトルクコンバータ本体４２の曲げ方向振動を低減させるための装置である。ダイナミックダンパー４４はトルクコンバータ本体４２の外周部エンジン側に取り付けられている。ダイナミックダンパー４４は、主に、質量体５３と、プレート５４とから構成されている。
【００４０】
質量体５３は、環状、より具体的には比較的厚肉の円板形状であり、トルクコンバータ本体４２の外周部エンジン側に近接して配置されている。質量体５３の外周部にはリングギア５７が固定されている。
【００４１】
プレート５４は環状の板金製部材であり、質量体５３とフレキシブルプレート４３の外周部との間に配置されている。プレート５４は質量体５３を曲げ方向に揺動可能になるようにトルクコンバータ本体４２に連結する弾性体として機能している。プレート５４の内周部は複数のリベット５５により質量体５３の内周部に固定されている。プレート５４の外周部は、前述のボルト５２によりフレキシブルプレート４３の外周部とともにトルクコンバータ本体４２の環状部材７０に固定されている。このようにして、質量体５３はプレート５４を介してトルクコンバータ本体４２に曲げ方向に揺動可能に支持されている。なお、質量体５３において、ボルト５２の頭部に対応する位置は孔５６が形成されている。孔５６はダイナミックダンパー４４をトルクコンバータ本体４２に連結する際にボルト５２が通る孔として機能する。また、孔５６は質量体５３がトルクコンバータ本体４２に対して揺動する際にボルト５２の頭部の干渉を避けている。
【００４２】
この実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、ダイナミックダンパーの構造は本実施形態に限定されない。ダイナミックダンパーを構成する弾性体は板ばねではなく他のばねやゴムなどの弾性体であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係るフライホイール組立体又はトルクコンバータでは、フレキシブルプレートにダイナミックダンパーを組み合わせることで、フレキシブルプレートのみのフライホイール組立体に比べてエンジン加速時騒音を低減できる。それはダイナミックダンパーにより常用領域に残った曲げ振動の共振周波数付近の振動を低減できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態におけるフライホイール組立体の縦断面概略図。
【図２】 本発明の第２実施形態におけるフライホイール組立体の縦断面概略図。
【図３】 本発明の第３実施形態におけるトルクコンバータの縦断面概略図。
【図４】 本発明におけるフライホイールまたはトルクコンバータ本体の振動特性。
【図５】 従来例のフライホイールの振動特性。
【符号の説明】
１ フライホイール組立体
２ フライホイール
３ フレキシブルプレート
４ ダイナミックダンパー
１３ 質量体
１４ プレート
２１ フライホイール組立体
２２ フライホイール
２３ フレキシブルプレート
２４ ダイナミックダンパー
２５ 第２フライホイール
２６ ダンパー装置
３３ 質量体
３４ プレート
４１ トルクコンバータ
４２ トルクコンバータ本体
４３ フレキシブルプレート
４４ ダイナミックダンパー
５３ 質量体
５４ プレート

Claims (2)

  1. エンジンのクランクシャフトからトルクが伝達されるフライホイール組立体であって、
    フライホイールと、
    前記フライホイールを前記クランクシャフトに対して曲げ方向に揺動可能に連結するフレキシブルプレートと、
    質量体と、前記質量体を前記フライホイールに対して曲げ方向に揺動可能に連結する弾性体とからなり、前記フレキシブルプレートのエンジン側に配置されたダイナミックダンパーと、
    を備えたフライホイール組立体。
  2. エンジンのクランクシャフトからトルクが伝達されるトルクコンバータであって、
    トルクコンバータ本体と、
    前記トルクコンバータ本体を前記クランクシャフトに対して曲げ方向に揺動可能に連結するフレキシブルプレートと、
    質量体と、前記質量体を前記トルクコンバータ本体に対して曲げ方向に揺動可能に連結する弾性体とからなり、前記フレキシブルプレートのエンジン側に配置されたダイナミックダンパーと、
    を備えたトルクコンバータ。
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