JPH04290632A - トルク変動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性連結された摩擦機
構を有する非共振タイプのトルク変動吸収装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】弾性連結された摩擦機構を有する非共振
タイプの２分割型フライホイールは、実開昭６３−４２
９５０号公報に開示されている。このタイプのフライホ
イールは、それ迄の２分割フライホイールと異なり、２
つのマスの間に２種類のばね、Ｋばね機構とＫ１　ばね
機構を介装するとともに、一方のばね機構（Ｋ１　ばね
機構）に摩擦機構を直列連結したものから成っており、
２種類の振動特性を有していた。そして、Ｋ１　ばね機
構を含む振動系が共振点に近づいていってＫ１　ばね機
構の振動振幅が大きくなると、摩擦機構にかかる力が設
定摩擦力を越え摩擦機構が滑りを生じてＫ１ばね機構の
みが効かなくなり、それと同時にＫばね機構が働く振動
系にシフトして、Ｋ１　ばね機構の共振点を共振を起さ
ずに通過できるという、非共振の特性を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記非共振タイプのフ
ライホイールにおいては、ばね機構のばね定数Ｋ、Ｋ１
　、摩擦機構の設定摩擦力Ｆｒおよび２つのマスの慣性
モーメントＩ１　、Ｉ２　の値は、エンジンの回転変動
レベルに応じて決定され、共振特性の最適化がはかられ
る。しかし、エンジンの出力アップや軽量化のためにエ
ンジン側緒元に変更があると、回転変動レベルが悪化す
ることがあり、その都度設計変更、特性を最適化するた
めのチューニングが必要である。このチューニングが行
われないと、入力回転変動が大きくなった場合、共振点
付近での２つの慣性体の相対捩れ角が大きくなり、スプ
リングストローク不足となってスプリング密着を起こし
、過大トルクが発生してダンパ破損を招くおそれがある
。しかし、エンジン側部材の諸元変更のたび毎にフライ
ホイールの諸元を変更、チューニングすることは、設計
、製作上、耐えがたい作業量を必要とする。

【０００４】本発明の目的は、エンジン側回転変動の変
化（エンジン側諸元変更、経時変化等）を許容可能とす
る非共振タイプのトルク変動吸収装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
るトルク変動吸収装置が次の手段を備えることによって
達成される。互いに相対回転可能な駆動側フライホイー
ルおよび従動側フライホイール、駆動側フライホイール
と従動側フライホイールとを摩擦機構を介して連結する
Ｋ１　ばね機構と、駆動側フライホイールと従動側フラ
イホイールとをギャップθ１　、リミットクラッチを介
して連結するＫばね機構、および駆動側フライホイール
と従動側フライホイールとをギャップθ２　、リミット
クラッチを介して連結するＫ２　ばね機構。

【０００６】

【作用】Ｋ１　ばね機構には一定トルクで滑りを生じる
摩擦機構が直列連結されており、Ｋばね機構およびＫ２
　ばね機構にはリミットクラッチが直列連結されている
ので、どのばね機構も過大トルクがかかったときにその
ばね機構に直列連結された摩擦機構またはリミットクラ
ッチが滑り、過大なトルクから保護される。したがって
、エンジン回転変動特性に若干の変化があっても、その
都度フライホイールのチューニングを行う必要がなく、
たとえ過大トルクがかかろうとしてもそのトルクはリミ
ットクラッチの滑りによって逃げることができる。この
チューニングの必要性の軽減は、フライホイールの設計
、製作を容易化する。

【０００７】

【実施例】本発明に係る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。図３は本
発明実施例のトルク変動吸収フライホイールの振動モデ
ルを示す。２分割フライホイールの２つの慣性モーメン
トＩ１　、Ｉ２　は、互いに並列な３種類の連結経路に
よって連結される。第１の経路は、Ｋ１　ばね機構と設
定摩擦力Ｆｒの摩擦機構との直列結合であり、第２の経
路はＫばね機構とギャップθ１　と設定摩擦力Ｌ（Ｆｒ
より大）のリミットクラッチの直列結合であり、第３の
経路はＫ２　ばね機構とギャップθ２　と前記リミット
クラッチの直列結合である。

【０００８】上記において、２つの慣性モーメントＩ１
　、Ｉ２　の一方は駆動側慣性モーメント、他方は従動
側慣性モーメントである。Ｋばね機構、Ｋ１　ばね機構
、Ｋ２　ばね機構は、それぞれ、少なくとも１つのトー
ショナルスプリングを含む。摩擦機構の設定摩擦力Ｆｒ
は、Ｋ１　ばね機構が捩り角θ１　だけ撓んだときに生
じるトルクが摩擦機構に与える力に設定されており、エ
ンジンの最大トルクよりも小さく、運転中に滑りを生じ
たり、滑りを停止したりする。リミットクラッチの設定
摩擦力Ｌは、エンジンの最大トルクよりも大きく、通常
は滑らず、不測の過大トルクがかかったときのみに滑っ
てフライホイール自体、パワー伝達系を保護する。

【０００９】図３の振動モデルのトルク変動吸収装置は
、図１、図２の詳細構造を有する。図１、図２において
、１０、２０は互いに相対回転可能な駆動側フライホイ
ール、従動側フライホイールで、それぞれ、図３の慣性
モーメントＩ１　、Ｉ２　に対応する。駆動側フライホ
イール１０と従動側フライホイール２０は、同一軸芯上
に回転可能とされ、３種類のトルク伝達経路、すなわち
Ｋばね機構３０を含む経路、Ｋ１　ばね機構４０を含む
経路、Ｋ２　ばね機構５０を含む経路によって連結され
る。 Ｋばね機構３０は１個のＫばね３１を含み、Ｋ１　ばね
機構４０は２個のＫ１　ばね４１を含み、Ｋ２　ばね機
構５０は１個のＫ２　ばね５１を含む。駆動側フライホ
イール１０からＫ１　ばね機構４０に伝達されたトルク
は第１のコントロールプレート８０で受けられ、第１の
コントロールプレート８０と従動側フライホイール２０
との間に介装された摩擦機構６０を介して従動側フライ
ホイール２０に伝達される。駆動側フライホイール１０
からＫばね機構３０、Ｋ２　ばね機構５０に伝達された
トルクは第２のコントロールプレート９０で受けられ、
第２のコントロールプレート９０と従動側フライホイー
ル２０との間に介装されたリミットクラッチ７０を介し
て従動側フライホイール２０に伝達される。Ｋばね機構
３０と第２のコントロールプレート９０との間にはθ１
　の周方向ギャップがあり、Ｋ２　ばね機構５０と第２
のコントロールプレート９０との間にはθ２　の周方向
ギャップがある。

【００１０】各部材の詳細を説明する。駆動側フライホ
イール１０は、リングギヤが嵌着されるかまたは外周部
にギヤが形成されたアウタリング１１、その内周のイン
ナリング１２、アウタリング１１の軸方向両側に位置し
てアウタリング１１にリベットで締結されたサイドプレ
ート１３、１４、さらにその外側のカバープレート１７
、１８から成る。インナリング１２は一方のサイドプレ
ートにねじで締結され、ボルトでエンジンのクランクシ
ャフト（図示略）に固定される。サイドプレート１３、
１４には各ばね機構３０、４０、５０を保持する窓１５
、１６が形成され、窓１５、１６の周方向縁部が、ばね
機構３０、４０、５０に直接またはギャップθ１　、θ
２　を介して対向し、周方向に係合可能とされる。従動
側フライホイール２０は、従動側フライホイール本体２
１とドリブンプレート２２とを、スペーサ２３を介して
ボルト２４で締結したものから成る。従動側フライホイ
ール２０はベアリング２５を介して駆動側フライホイー
ル１０に支持される。スペーサ２３と従動側フライホイ
ール本体２１との間に第１のコントロールプレート８０
と摩擦機構６０が介装され、スペーサ２３とドリブンプ
レート２２との間に第２のコントロールプレート９０と
リミットクラッチ７０が介装される。

【００１１】Ｋばね機構３０はＫスプリング３１とその
両端に設けたスプリングシート３２とから成る。Ｋ１　
ばね機構４０はＫ１　スプリング４１とその両端に設け
たスプリングシート４２とから成る。Ｋ２　ばね機構５
０はＫ２　スプリング５１とその両端に設けスプリング
シート５２とから成る。Ｋ１　ばね機構４０において、
Ｋ１　スプリング４１の両端のスプリングシート４２の
うち、少なくとも一方のスプリングシート４２の、対抗
するスプリングシートへの対向面には、ゴムクッション
４２ａが取付けられ、対向スプリングシート同志が衝突
したときの衝撃をやわらげる。

【００１２】第１のコントロールプレート８０は、環状
内周部８０ａとそこから半径方向外方に向って延びるア
ーム８０ｂとを有している。アーム８０ｂはＫ１　ばね
機構４０に係合し、内周部８０ａは摩擦機構６０に摺接
する。第２のコントロールプレート９０は２枚のコント
ロールプレートエレメント９１から成り、各コントロー
ルプレートエレメント９１は内周部９１ａとそこから外
方に延びるアーム９１ｂを有する。アーム９１ｂのある
ものはＫばね機構３０にギャップθ１　を介して対向し
て係合可能であり、残りのアーム９１ｂはＫ２　ばね機
構５０にギャップθ２　を介して対向して係合可能であ
る。ここで、θ２　はθ１　より大である。第１のコン
トロールプレート８０、第２のコントロールプレート９
０はフライホイール軸芯まわりに回転可能であり、駆動
側フライホイール１０、従動側フライホイール２０に対
して相対回転可能である。

【００１３】摩擦機構６０は、プレート６１、プレート
６１と第１のコントロールプレート８０の内周部８０ａ
との間に介装されたコーンスプリング６２、第１のコン
トロールプレート８０とスペーサ２３との間に位置する
摩擦プレート６３とから成る。摩擦機構６０の設定摩擦
力はコーンスプリング６２のスプリング力を選定するこ
とによって目標値Ｆｒに設定される。

【００１４】リミットクラッチ７０は、２枚の第２のコ
ントロールプレート９０のエレメント９１の内周部９１
ａ間に介装されたコーンスプリング７１とエレメント９
１の内周部９１ａの外側面に設けられた摩擦プレート７
２、７３とから成る。リミットクラッチ７０の摩擦力は
コーンスプリング７１のスプリング力を選定することに
よって設定摩擦力Ｌに設定される。

【００１５】上記のトルク変動吸収装置は図４に示すよ
うなトルク対捩り角特性を有する。まず、捩り角θ（駆
動側フライホイール１０と従動側フライホイール２０と
の相対角度）がギャップθ１　より小さいときは、図１
から分かるようにＫばね機構３０もＫ２　ばね機構５０
も第２のコントロールプレート９０に当らないから、Ｋ
１　ばね機構４０のみが第１のコントロールプレート８
０に当って撓み、ばね定数はＫ１　ばね機構４０によっ
て定まるＫ１　（すなわち、２つのＫ１　スプリング４
１の合成ばね定数）となる。捩り角θが丁度θ１　にな
ると、Ｋ１　ばね機構４０の撓みによる力が摩擦機構６
０の設定摩擦力Ｆｒになって、摩擦機構６０がすべり始
め、それと同時にＫ１　ばね機構を効かなくする。

【００１６】捩り角θがθ１　とギャップθ２　との間
にあるときは、Ｋ１　ばね機構４０は摩擦機構６０の滑
りで効かず、Ｋ２ばね機構５０も第２のコントロールプ
レート９０にあたらないからまだ効かない領域であるの
で、Ｋばね機構３０のみが働き、そのばね定数はＫばね
機構３０によって定まるＫとなる。捩り角θがθ２　以
上になると、Ｋ２ばね機構５０が第２のコントロールプ
レート９０に当って、Ｋばね機構３０とＫ２　ばね機構
５０とによって定まるＫ＋Ｋ２　となる。さらに捩り角
が増えていくと、Ｋばね機構３０またはＫ２　ばね機構
５０またはＫばね機構３０とＫ２　ばね機構５０のコイ
ルスプリングの線径が密着してそれ以上の撓みを生じる
ことが不可能になり、この時点でトルクは急激に増大す
る。この急激に増大するトルクによる力がリミットクラ
ッチ７０の設定摩擦力Ｌを越えるや否やリミットクラッ
チ７０が滑りを生じ、その過大なトルクを逃し、トルク
変動吸収装置およびパワー伝達系を損傷から保護する。

【００１７】トルク変動により、逆転するときはＫ１　
ばね機構４０も働くから、Ｋ＋Ｋ１　＋Ｋ２　のばね定
数で戻り、θ２　以下はＫ＋Ｋ１　のばね定数で戻る。 このためループをえがく。また、トルクをかけるに従っ
て、Ｋ１　、Ｋ、Ｋ＋Ｋ２　に沿ってなめらかになめら
かにねじり角θが変化するため、スプリング機構とコン
トロールプレートアームとの当りのショックは小さく、
かつねじり角に対するトルク変化の非線型性が少なくな
って特性が安定化される。

【００１８】上記のトルク変動吸収装置の特性を加速度
伝達率対回転速度特性から見ると、図５に示すようにな
る。すなわち、回転数がアイドル回転数以上の通常使用
域または起動、停止の極く低回転域にあるときは、トル
ク変動が小さい領域であるから図４の捩り角θ１　以下
の領域にある。したがって、系のばね定数はＫ１　であ
り、特性は曲線Ｘで示したようになる。この領域では、
摩擦機構６０は滑りを生じていないから、アイドル回転
数以上の通常使用域における加速度伝達率は極めて小さ
く、優れたトルク変動吸収性能を示す。曲線Ｚは、従来
の、１種類の振動特性を有するヒステリシス機構付き２
分割フライホイールの特性を比較のために示しており、
従来フライホイールは、常時作動の摩擦を発するヒステ
リシス機構の存在によってトルク変動吸収率が悪くなり
、一体型フライホイールの特性Ｒに近づくことを示して
いる。

【００１９】Ｋ１　特性で作動していた系が、起動、停
止時等において、曲線Ｘに沿ってＫ１　特性の共振点に
近づいていくと、捩り角変動の振幅が大になってＫ１　
ばね機構４０の撓みが大になり、それと同時に摩擦機構
６０にかかる力が大になり、遂に設定摩擦力Ｆｒを越え
ると、Ｋ１ばね機構４０が効かなくなって、Ｋばね機構
３０が効き、系の振動特性がＫ１　特性からＫ特性に移
って、Ｋ１　共振点で共振しなくなる。そして、曲線Ｂ
に沿って、摩擦機構６０の一時的滑りを伴いながら、点
ＰからＱに或いは点ＱからＰにすばやく移行していく。 Ｋ１　共振点を通過して点ＱまたはＰに到達すると、捩
り角が小さくなっているから再びＫ特性からＫ１　特性
に戻り、Ｋ１　特性に沿って作動を続ける。すなわち、
Ｋ１　共振点を共振を生じることなく通過する非共振タ
イプのフライホイールとなる。

【００２０】このような、常時作動のヒステリシスをも
たず、かつ非共振タイプのフライホイール特性は、実開
昭６３−４２９５０号公報のフライホイールの特性に準
じる。本発明では実開昭６３−４２９５０号公報のフラ
イホイールにさらにリミットクラッチ７０を設けた構造
となっているが、図５の特性はリミットクラッチ７０が
滑るような不測の過大トルクがかかるときの状態を示す
ものではないので、実開昭６３−４２９５０号公報の特
性と本質的に同じになっているのである。

【００２１】

【発明の効果】Ｋスプリング機構、Ｋ１　スプリング機
構に直列にリミットクラッチを設けたので、不測の過大
トルクがかかってスプリングのコイル同志の密着が起っ
て急激にトルクが大になろうとしても、リミットクラッ
チが滑って過大トルクを逃してくれるので、フライホイ
ール、パワートレインの損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るトルク変動吸収装置の
、カバーを一部破断して内部を示した、正面図である。

【図２】図１のトルク変動吸収装置のＡ−Ａ線に沿う断
面図である。

【図３】図１のトルク変動吸収装置の振動モデル図であ
る。

【図４】図１のトルク変動吸収装置のトルク対捩り角特
性図である。

【図５】図１のトルク変動吸収装置の加速度伝達率対回
転速度図である。

【符号の説明】

１０　　駆動側フライホイール ２０　　従動側フライホイール ３０　　Ｋばね機構 ３１　　Ｋスプリング ４０　　Ｋ１　ばね機構 ４１　　Ｋ１　スプリング ５０　　Ｋ２　ばね機構 ５１　　Ｋ２　スプリング ６０　　摩擦機構 ７０　　リミットクラッチ ８０　　第１のコントロールプレート ９０　　第２のコントロールプレート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　互いに相対回転可能な駆動側フライホ
   イールおよび従動側フライホイールと、駆動側フライホ
   イールと従動側フライホイールとを摩擦機構を介して連
   結するＫ１　ばね機構と、駆動側フライホイールと従動
   側フライホイールとをギャップθ１　、リミットクラッ
   チを介して連結するＫばね機構と、駆動側フライホイー
   ルと従動側フライホイールとをギャップθ２　、リミッ
   トクラッチを介して連結するＫ２　ばね機構と、から成
   るトルク変動吸収装置。