JPH0310433Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関の出力系に設けられるフラ
イホイールに関し、とくにフライホイールを２分
割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。

［従来の技術］ 従来から、エンジンの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、駆動側部材を
エンジンクランクシヤフトに連結し、他方の従動
側部材をパワートレイン系に連結し、これらをコ
イルスプリング等を介して連結した２分割式フラ
イホイールは既に知られている（たとえば特開昭
50−25907号、実開昭55−166926号、実開昭56−
79738号、実開昭59−108848号）。

このような２分割式フライホイールは、第５図
にモデル的に示すように、駆動側部材２１の慣性
モーメントI₁と従動側部材２２の慣性モーメント
I₂が剛性Ｋの弾性体２３で連結された振動系を構
成し、この振動系によつてエンジンからのトルク
変動ΔTが吸収される。弾性体２３の剛性Ｋは、
I₂側の振動を低減する性能および各構成部材の強
度の両面から決定されるが、単にトルク変動吸収
性能のみからみれば、極力低剛性であることが望
ましい。しかし、あまり低剛性に設定すると、駆
動側部材と従動側部材との相対ねじれ角が大きく
なり、とくに大トルク発生時の各部材の強度が大
きく要求される問題の他、シヤクリの発生や加速
レスポンスが悪化するという問題が生じる。その
ため、通常、低剛性化には限度があり、従来は、
第６図の特性Ａに示すように、系の共振周波数f₀
が通常のアイドル回転数R₁より若干低くなるよ
うに設定されていた。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、第６図に示したように、従来の２分
割式フライホイールの共振周波数f₀は、アイドル
回転数R₁よりは低く設定されているものの、エ
ンジンの自力回転可能な最低回転数R₂よりも高
く設定されていたため、何かの原因でアイドル回
転数が少し下がつた場合、共振周波数f₀に近づ
き、振動が大きくなるという不都合があつた。

この不都合を回避するために、第６図の特性Ｂ
のように、共振周波数f₀′をエンジンが自力で回
転し得る最低回転数R₂以下に設定すれば、エン
ジン使用中に共振する危険性が無くなる反面、車
両として走行中に低周波振動の問題を助長するお
それがある。また、アイドル回転数より高い領域
とくに高速域では、図に示すように振動のレベル
は十分低減されるため振動レベルが余り問題とな
らず、弾性体を低剛性にするとかえつてシヤクリ
や加速レスポンスの悪化のおそれがあるため、高
速域ではむしろ弾性体の剛性はある程度高くする
ことが望ましい。

そこで本考案は、上述の不都合を回避するとと
もに上述の要望を満たすために、通常のエンジン
使用域においては従来通りの振動低減効果を発揮
しつつ、回転数が低下した時にはそれに応じて自
動的に共振周波数を下げ、エンジンが自力で回転
し得るいかなる使用条件でも共振の発生しない２
分割式フライホイールの振動系を構成することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、本考案のトルク変
動吸収フライホイールにおいては、駆動側部材と
従動側部材とに分割され、この両部材が同軸上に
相対回転可能に配設された２分割式フライホイー
ルにあつて、駆動側部材と従動側部材とが、ピン
を中心にピンとともに自転可能で方向によつてば
ね定数が異なる異方性ばねを介して連結されてい
る。そして、前記ピンが、ピンが自転した際ピン
の自転方向基準位置への復元力を発するバランス
スプリングを介して駆動側部材又は従動側部材の
いずれか一方に支持されるとともに、ピンに、２
分割式フライホイールの回転に伴なう遠心力によ
りピンの自転方向に回転可能なウエイトを取付け
られている。

［作用］ このようなトルク変動吸収フライホイールにお
いては、ウエイトには、エンジン回転数に応じた
遠心力が作用し、低回転数では小さな遠心力しか
作用しないためウエイトはピン自転方向にわずか
しか回転しないが、高回転数になると大きな遠心
力が作用するためウエイトは大きく回転する。こ
のウエイトの回転に伴ないピンも同角度だけ回転
され、異方性ばねも同角度だけ回転される。

したがつて、低回転数時に異方性ばねが低剛性
を呈し、高回転数時には高剛性を呈するように異
方性ばねの方向とウエイトの取付方向を設定する
ことにより、エンジン回転数に応じたウエイトの
回転により、駆動側部材と従動側部材の連結部材
としての異方性ばねの剛性が自動的に変更される
ことになり、エンジン回転数が低下すると自動的
に共振周波数が下げられて共振が防止され、エン
ジン回転数が高くなると自動的に高剛性となつて
駆動側部材と従動側部材の相対回転角が小に保た
れる。

［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おり、第２図は第１
図の部を拡大して示したものである。図中、１
は、エンジンのクランクシヤフトを示しており、
２はパワートレイン系の軸を示している。この間
に２分割式フライホイールが組込まれている。２
分割式フライホイールは、駆動側部材３と従動側
部材４との２分割構造に構成されており、駆動側
部材３がボルト５によつてクランクシヤフト１の
後端に取付けられるとともに、従動側部材４がク
ラツチ板６側に接続されている。そして、駆動側
部材３と従動側部材４とは、ベアリング７を介し
て、同軸上に相対回転連可能に配設されている。
なお、８はクラツチプレート、９はクラツチ板６
と軸２との連結部材、１０はクラツチカバーを示
している。

駆動側部材３と従動側部材４は、異方性ばね１
１を介して連結されている。異方性ばね１１は、
ピン１２の一端側に取付けられており、ピン１２
の自転方向にピン１２とともに回転可能に取付け
られている。ピン１２の他端側には、ウエイト１
３が取付けれている。ウエイト１３は、２分割式
フライホイールの回転に伴ない作用する遠心力に
よつて、ピン１２の自転方向に回転可能に構成さ
れピン１２に取付けられている。本実施例では、
第２図にも示すように、ウエイト１３は、円板の
内部をくり抜いて形成したすぐり部１３ａが設け
られるとともにくり抜かれない扇形部分１３ｂが
残され、扇形部分１３ｂがウエイトとして機能す
るようになつている。このウエイト１３の形状
は、とくに本実施例に限定されるものではなく、
任意の形状のものでよい。

ピン１２の中央部には、つるまき状のバランス
スプリング１４の一端１４ａがピン１２の穴１２
ａを介して連結されており、バランススプリング
１４の他端１４ｂは、駆動側部材３又は従動側部
材４のいずれか一方、本実施例では駆動側部材３
側に連結されている。そして、バランススプリン
グ１４は、ピン１２を、ピン１２が自転した際ピ
ン１２の自転方向基準位置への復元力を発する。
このピン１２の自転方向基準位置は、ウエイト１
３の取付け方との関係で決められ、本実施例で
は、ウエイト１３に全く遠心力が作用しないと
き、ウエイト１３の扇形部分１３ｂが第３図に示
す如くフライホイール回転方向を向くように設定
され、この位置がピン１２に対してバランススプ
リング１４からの復元力が働かない基準位置とさ
れている。

異方性ばね１１は、第２図にも示すように、円
板形のゴム等からなる弾性部材に対称形にすぐり
部１１ａを設けたものから成つており、すぐり方
向には低剛性を呈し、残された弾性部材１１ｂに
沿う方向には高剛性を呈するようになつている。
異方性ばね１１の周囲にはアウタレース１５が固
着され、このアウタレース１５が従動側部材４に
設けられた円筒状の凹部４ａに隙間をもつてはめ
込まれている。異方性ばね１１のピン１２に対す
るピン１２自転方向取付位置は、ウエイト１３の
取付け方との関係で決められ、ウエイト１３の扇
形部分１３ｂと異方性ばね１１のすぐり部１１ａ
がピン１２自転方向に同一方向となるよう設定さ
れている。

なお、本実施例では、異方性ばね１１をすぐり
入りのゴム等で構成するようにしたが、すぐりを
設けないで異方性材料によつて構成してもよく、
異方向に異なる剛性を呈することができるもので
あれば、任意のものでもよい。

上記のように構成されたトルク変動吸収フライ
ホイールの作用について以下に説明する。

駆動側部材３からのトルクは、ピン１２、異方
性ばね１１を介して従動側部材４に伝達される。
ピン１２、ウエイト１３、異方性ばね１１は、ピ
ン１２自転方向には一体に回転し、ピン１２はバ
ランススプリング１４によつて自転方向に回転可
能に支持されている。ウエイト１３には、フライ
ホイール回転に伴ない遠心力が作用し、遠心力の
作用によつてピン１２とともに異方性ばね１１は
つぎのように回転される。

すなわち、第３図に示すように、低速時には、
ウエイト１３に働く遠心力Ｆよりもバランススプ
リング１４の復元力の方が強く、ウエイト１３、
ピン１２の回転が小に抑えられて、異方性ばね１
１はすぐり部１１ａがフライホイール回転方向に
くるように回転位置が決められる。したがつて、
ピン１２とアウタレース１５との間、すなわち第
５図に示したI₁とI₂との間に外力が作用した場
合、異方性ばね１１の剛性Ｋは低くなる。

しかし、回転数がある程度高くなると、ウエイ
ト１３に働く遠心力が大きくなり、バランススプ
リング１４の復元力よりも大きくなるので、ピン
１２を中心としてウエイト１３は第４図に示すよ
うにフライホイール外周方向に位置し、それに伴
なつて異方性ばね１１の弾性部材１１ｂがフライ
ホイール回転方向に位置する。したがつて、異方
性ばね１１は、トルク伝達に対し高剛性を呈する
ことになり、従来の２分割式フライホイールの連
結部材と同等の剛性にまで高められる。

このように、フライホイール回転数に応じた遠
心力の作用により、ウエイト１３が自然にピン１
２を中心に回転され、異方性ばね１１は、ピン自
転方向に自動的に回転され、自動的にばね定数が
変えられる。その結果、異方性ばね１１の連結部
材としての特性は、第６図のＣのような特性、す
なわち、エンジンが低回転数になると、共振周波
数f₀′は自然にエンジンが自力回転可能な最低回
転数R₂よりも小になり、エンジン回転数が高く
なると、自然に従来の特性Ａに近づく。

［考案の効果］ したがつて、本考案のトルク変動吸収フライホ
イールによるときは、駆動側部材と従動側部材を
異方性ばねを介して連結するとともに、エンジン
回転に伴ないウエイトに作用する遠心力により異
方性ばねを回転させ、自動的に低回転域では低剛
性として共振周波数をエンジン自力回転可能回転
数よりも下げ、高回転域では従来同様の高剛性と
なるようにしたので、エンジンのあらゆる使用条
件下で共振を防止して振動を低く抑えることがで
きるとともに、アイドル回転数以上の領域でのシ
ヤクリ、加速レスポンスの悪化等を防止すること
ができるという効果が得られる。

また、エンジンがまわつている限り共振が発生
しないので、共振を考慮して各構成部材を必要以
上強くする必要がなく、軽量化も同時に達成する
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縦断面図、第２図は第１
図の部の拡大分解斜視図、第３図は低回転時の
異方性ばねの位置を示す異方性ばね部の正面図、
第４図は高回転時の異方性ばねの位置を示す異方
性ばね部の正面図、第５図は２分割式フライホイ
ールをモデル的に示した概略構成図、第６図はエ
ンジンの回転数と第５図のI₂の振動レベルとの関
係図、である。 １……クランクシヤフト、２……パワートレイ
ン系の軸、３……駆動側部材、４……従動側部
材、１１……異方性ばね、１２……ピン、１３…
…ウエイト、１４……バランススプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動側部材と従動側部材とに分割され、該両部
   材が同軸上に相対回転可能に配設された２分割式
   フライホイールにおいて、前記駆動側部材と従動
   側部材とを、ピンを中心にピンとともに自転可能
   で方向によつて剛性が異なる異方性ばねを介して
   連結し、前記ピンを、該ピンが自転した際該ピン
   の自転方向基準位置への復元力を発するバランス
   スプリングを介して前記駆動側部材又は従動側部
   材のいずれか一方に支持させるとともに、前記ピ
   ンに、２分割式フライホイールの回転に伴なう遠
   心力によりピンの自転方向に回転可能なウエイト
   を取付けたことを特徴とするトルク変動吸収フラ
   イホイール。