JPH024271Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関のフライホイールに関する
ものであり、とくにトルク変動を吸収するために
フライホイールを２分割にしてばね部材で連結し
たトルク変動吸収フライホイールに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

車輌のエンジン振動によつて生じる車室内騒
音、とくに低速時のこもり音を低減するために、
エンジンのトルク変動（回転変動）を低減するこ
とが必要である。従来、エンジントルク変動を低
減する目的で、フライホイールを２分割し、一方
のフライホイールをエンジンクランクシヤフトに
連結し、他方のフライホイールをパワートレイン
系に連結し、これら２つのフライホイールを単一
種類のばね、たとえばうず巻きばね、あるいは半
径方向に延びる複数のコイルスプリングを介して
連結した２分割フライホイールは既に知られてい
る（たとえば特開昭56−66542号公報、実開昭55
−166929号公報）。

これらの従来の２分割型フライホイールのばね
部材は、通常、単一種類のばねから成り、全捩り
角に対してばね定数は一定である。また、駆動側
フライホイール、被駆動側フライホイールの２つ
の慣性質量と単一のばねから成る振動系の固有振
動数は、アイドル回転数以上の通常使用エンジン
回転数においてエンジンとの共振を避けるため
に、通常、アイドル回転数以下に設定されてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

ばね定数のトルク変動吸収フライホイールにお
いて、通常使用回転域におけるトルク変動吸収効
果を向上させるためにばね定数を下げると大トル
クを受けることが困難になり、逆に大トルクを受
けるためにばね定数を大にするとフライホイール
共振点が上つてアイドル回転数に近づきエンジン
アイドル回転のフライホイール共振点への引き込
み現象が生じやすくなるという問題が生じる。

このような問題を軽減するためには、２種類の
ばねを使つて、所定の捩り角以下で低ばね定数と
し、所定捩り角以上で高ばね定数とすればよいと
考えられる。このような可変ばね定数特性は、２
種類のばねを並列に、駆動側、被駆動側フライホ
イール間に設けることによつて達成される。すな
わち、２種類のばねのうち一方は全捩り角に対し
て作用させ、他方はギヤツプを設けて所定捩り角
以上に対してのみ作用させるようにする。このよ
うにすると、所定捩り角以上では並列ばねが作用
してばね定数は大になり、所定捩り角以下では一
方のばねのみが作用してばね定数は小になる。

上記のような可変ばね定数特性を２種類のばね
の直列結合（直列の場合は、両方のばねが作用し
ているときがばね定数小で、一方のばねのみが作
用しているときがばね定数大となる。）によつて
得るのは極めて難しい。何となれば、第１の理由
として、直列結合の２種類のばねは全捩り角範囲
において同時に常に作用しようとするので、所定
捩り角からそれ以上の捩り角に対して一方のばね
を効かなくするのは設計上難しいからである。ま
た、第２の理由として、２種類のばねのうち少な
くとも１種類のばねを複数のばねから構成した場
合、該複数のばねに均一にトルクを分散させてト
ルクを受けもたせるように設計することが難しい
からである。

本考案は、可変ばね定数タイプのトルク変動吸
収フライホイールを２種類のばねの直列連結で構
成しようとするものであり、一方のばねを所定捩
り角で確実に効かなくする単純な構造と、他方の
ばねを複数のトルクばねで構成する場合に複数の
コイルばねに均一にトルクを分散できる構造を、
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、本考案によれば、次のトルク変動
低減フライホイールによつて、達成される。すな
わち、 駆動側フライホイールと被駆動側フライホイー
ルとを同一軸芯上に相対回転可能に配設し、前記
駆動側フライホイールおよび前記被駆動側フライ
ホイールに対して相対回転可能に剛体のリングを
設け、該リングの外周側にフライホイール全捩り
角より小さな所定の捩り角で前記リング外周面と
駆動側フライホイールとの間で巻き締まり巻きほ
どけが規制されるうず巻きばねを配設して該うず
巻きばねによつて前記駆動側フライホイールと前
記リングとを連結し、前記リングを介して複数の
コイルばねを前記うず巻きばねに直列に設け、該
コイルばねによつて前記リングと前記被駆動側フ
ライホイールとを連結したことを特徴とするトル
ク変動吸収フライホイール。

〔作用〕

上記本考案のトルク変動吸収フライホイールで
は、所定捩り角までは、うず巻きばねとコイルば
ねとの両方が作用し、フライホイールばね定数は
小であるから、良好なトルク変動吸収作用が得ら
れ、所定捩り角でうず巻きばねが巻き締つてそれ
以上の捩り角ではコイルばねのみが作用するから
ばね定数は大になり、高トルクを小さな捩り角変
動で受けることができる。

この場合、剛体のリングは、うず巻きばねが巻
き締まるための座として作用する他、複数のイコ
ルばねにトルクをけ均一に伝えるように作用す
る。うず巻きばねと剛体のリングという単純な部
品との組合せによつて、うず巻きばねを所定捩り
角以上で確実に効かなくさせることができ、かつ
剛体のリングを複数のコイルばねとの組合せによ
つて、複数のコイルばねにトルクを均一に分散さ
せることができる。

〔実施例〕

以下に本考案のトルク変動吸収フライホイール
の望ましい実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は、本考案の一実施例に係
るトルク変動吸収フライホイールを示している。
トルク変動吸収フライホイールは、エンジンのク
ランクシヤフト３に連結される駆動側フライホイ
ール１と、パワートレイン系に連結される被駆動
側フライホイール２との２分割型フライホイール
から構成されており、両フライホイール１，２は
互いに同一軸芯上に相対回転可能に配置されてい
る。駆動側フライホイール１はクランクシヤフト
３にフライホイールボルト４により取付けられ
る。駆動側フライホイール１の外周環状部の内周
側には、低いばね定数k₁を有するうず巻きばね５
が配設されており、うず巻きばね５の一端は駆動
側フライホイール１の外周環状部内面に、他端は
駆動側フライホイール１と被駆動側フライホイー
ル２との間に介装された小質量でかつ剛体のリン
グ６に連結されている。うず巻きばね５は、フラ
イホイール全捩り角より小さい所定捩り角でリン
グ６の外周面と駆動側フライホイール１との間で
巻き締まり巻きほどけが規制されるようにされて
いる。リング６と被駆動側フライホイール２とは
うず巻ばね５のばね定数k₁より大きなばね定数k₂
を有するコイルばね７によつて連結されている。
コイルばね７は、リング６に設けられたピン８と
被駆動側フライホイール２に駆動側フライホイー
ル１側に向けて設けられたピン９との間にかけわ
たされている。コイルばね７は、フライホイール
の周方向に複数個、図では８個配設されており、
コイルばね７の無負荷状態における設置方向は、
フライホイール軸芯に対して放射状に延びる方向
とされている。

このように構成された本考案のトルク変動吸収
フライホイールにおいては、駆動側フライホイー
ル１、被駆動側フライホイール２、うず巻きばね
５、リング６、およびコイルばね７で構成される
振動系はつぎのようにモデル化して考えることが
できる。すなわち、第３図に示すように、駆動側
フライホイール１と被駆動側フライホイール２と
は、ばね定数k₁，k₂を有するばねを直列に配列し
たばねで連結されていると考えることができる。
したがつて、この系の総ばね定数はk₁・k₂／（k₁
＋k₂であり、k₁あるいはk₂単体に比べ低くなる。
駆動側フライホイール１および被駆動側フライホ
イール２の慣性２次モーメントを存続時間I₁、I₂
とすると、系の固有振動数f₁は、f₁＝１／2π√
k₁・k₂／（k₁＋k₂）×（I₁＋I₂）／I₁・I₂となる。f₁
は、うず巻きばね５のばね定数k₁が小さいので十
分小さくなる。

一方、この系にある一定値以上のトルクをかけ
ると、所定捩り角でうず巻きばね５が巻き締まつ
てリング６に巻きついた状態になり、あるいは逆
方向には巻きほどけて駆動側フライホイールで拘
束され、それ以上のトルクをかけてもうず巻きば
ね５は剛体として作用し、すなわち、一定値以上
の伝達トルクになるとうず巻きばね５は、それ以
上の変形が自然に確実に規制される。うず巻きば
ね５が巻締つた後あるいは巻きほどけた後、さら
に大きなトルクがかかつても第４図に示すよう
に、コイルばね７のみがばねとして機能する系に
なり、総ばね定数はk₂となつてばねが直列に作用
するときのばね定数k₁・k₂（k₁＋k₂）に比べ高く
なる。このときの系の固有振動数f₂は、f₂＝１／
2π√₂（₁＋₂）₁・₂となり、これはf₁に比
べ
て大である。

このように、本実施例においては、うず巻きば
ねを巻き締めるあるいは巻きほどく伝達トルクが
ある一定値以上になつた場合と一定値以下の場合
で、総ばね定数とともに系の固有振動数を変える
ことができ、この固有振動数はうず巻きばね５の
ばね定数k₁とコイルばね７のばね定数k₂により自
由に設定することができる。したがつて、総ばね
定数が変化するトルクがエンジンのアイドル回転
数付近における無負荷状態の伝達トルク、あるい
はそれに近い低負荷時のトルクになるようにk₁お
よびk₂を設定することにより、エンジンのアイド
リング時または低負荷時には、うず巻きばね５と
コイルばね７が直列にばねとして作用して総ばね
定数が低下し、固有振動数がアイドル回転数より
も大幅に低く抑えられてフライホイール１，２の
エンジンアイドル回転で共振が回避される。ま
た、トルク伝達系に負荷がかかると、うず巻きば
ね５が巻き締まつてあるいは巻きほどけて拘束さ
れて総ばね定数k₂となつて大になり、フライホイ
ール１，２間の過大な捩り角変動は防止され、高
トルクを受ける。

また、剛体のリング６は複数のコイルばね７の
各々にトルクを均一に分散して伝達し、コイルば
ね７の作動を安定化させ、トルク変動吸収フライ
ホイールの作動の信頼性を向上させる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、次の効果が得られる。

(イ) うず巻きばねと複数のコイルばねとの２種類
のばねの直列結合にて可変ばね定数タイプのト
ルク変動吸収フライホイールを構成するに際
し、剛体のリングを設けてそれにうず巻きばね
が巻き締り側回転において所定捩り角で巻き締
まるように構成したので、極めて簡単な構造で
確実に、一方のばねすなわち巻きばねを所定捩
り角以上で効かなくさせることができる。

(ロ) また、剛体のリングを介してうず巻きばねと
複数のコイルばねとを連結したので、複数のコ
イルばねに均一にトルクを分散させて受けもた
せることができ、コイルばねの作動、したがつ
てトルク変動吸収フライホイールの作動を安定
化させることができるとともにコイルばねの耐
久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るトルク変動吸
収フライホイールの部分断面図、第２図は第１図
の装置の側面からみた部分断面図、第３図は第１
図の装置の振動モデル図、第４図は第１図の装置
の他の状態を示す振動モデル図、である。 １……駆動側フライホイール、２……被駆動側
フライホイール、５……うず巻きばね、６……リ
ング、７……コイルばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動側フライホイールと被駆動側フライホイー
   ルとを同一軸芯上に相対回転可能に配設し、前記
   駆動側フライホイールおよび前記被駆動側フライ
   ホイールに対して相対回転可能に剛体のリングを
   設け、該リングの外周側にフライホイール全捩り
   角より小さな所定の捩り角で前記リング外周面と
   駆動側フライホイールとの間で巻き締まり巻きほ
   どけが規制されるうず巻きばねを配設して該うず
   巻きばねによつて前記駆動側フライホイールと前
   記リングとを連結し、前記リングを介して複数の
   コイルばねを前記うず巻きばねに対して直列に設
   け、該コイルばねによつて前記リングと前記被駆
   動側フライホイールとを連結したことを特徴とす
   るトルク変動吸収フライホイール。