(57)【要約】【課題】プライマリホイールの面振れ共振による騒音を好適に抑制できるデュアルマスフライホイールを提供する。【解決手段】エンジン回転数に対する＋１次の次数変換をエンジンの最高回転数ＮＭＡＸに対して施した値（ＦＭＡＸ）が車両に搭載された状態のパワープラントの共振周波数ＦＰよりも小さい値となる周波数をプライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数Ｆ１として設定するとともに、プライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数と等しい周波数をセカンダリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数Ｆ２として設定するようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機との連結体である車両のパワープラントにおける前記エンジンと前記変速機との間に介設されて、前記エンジンのクランク軸に連結されるプライマリホイールと、前記プライマリホイールに対して弾性体を介して連結されたセカンダリホイールと、を備えるデュアルマスフライホイールにおいて、
エンジン回転数に対する＋１次の次数変換を前記エンジンの最高回転数に対して施した値が前記車両に搭載された状態の前記パワープラントの共振周波数よりも小さい値となる周波数が前記プライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数として設定されており、
且つ、前記プライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数と等しい周波数が前記セカンダリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数として設定されている
デュアルマスフライホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルマスフライホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのクランク軸に連結するフライホイールとして、特許文献１に見られるように、トーショナルダンパ等の弾性体を介して連結された２枚のホイールにより構成されたデュアルマスフライホイールが知られている。同文献に記載のデュアルマスフライホイールでは、セカンダリホイールにダイナミックダンパを設置している。そして、これにより、セカンダリホイールの回転振れの共振周波数を変化させて、デュアルマスフライホイール全体の回転振れの共振周波数を調整することで、エンジン振動によるデュアルマスフライホイールの共振を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両においてエンジンと変速機との連結体であるパワープラントは、マウンティングにより車体に弾性支持された状態で車両に搭載されている。こうしたパワープラントの共振周波数と、デュアルマスフライホイールのプライマリホイールの面振れ共振周波数と、が重なると、ゴロゴロ音と呼ばれる騒音が発生することが知られている。しかしながら、従来にあっては、こうしたプライマリホイールの面振れ共振による騒音について適切な対策がなされていないのが実情となっている。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、プライマリホイールの面振れ共振による騒音を好適に抑制できるデュアルマスフライホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するデュアルマスフライホイールは、エンジンと変速機との連結体である車両のパワープラントにおけるエンジンと変速機との間に介設されるものであり、エンジンのクランク軸に連結されるプライマリホイールと、プライマリホイールに対して弾性体を介して連結されたセカンダリホイールと、を備えている。
【０００７】
エンジン運転中にデュアルマスフライホイールのプライマリホイールは、回転しながら面振れを起こす。回転していないパワープラントから見た場合、回転中のプライマリホイールの面振れ共振周波数は、同プライマリホイールの回転数（＝エンジン回転数）に対する±１次の次数変換を起こすと考えられる。したがって、パワープラントから見たエンジン運転中のプライマリホイールの面振れ共振周波数の最大値は、エンジン回転数に対する＋１次の次数変換をエンジンの最高回転数に対して施した値となる。
【０００８】
これに対して、上記デュアルマスフライホイールでは、車両に搭載された状態のパワープラントの共振周波数よりも上記最大値が小さい値となる周波数がプライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数として設定されている。このようにすれば、エンジン運転中にプライマリホイールの面振れ共振周波数が、パワープラントの共振周波数と重なって騒音が発生することを回避できる。
【０００９】
一方、プライマリホイールの面振れ共振周波数が、エンジン回転数の常用域におけるエンジン振動の低次成分の周波数と重なると、プライマリホイールの面振れ振動が高い頻度で発生して、同プライマリホイールの耐久性が損なわれてしまう虞がある。こうしたエンジン振動によるプライマリホイールの面振れ共振の発生を回避するには、プライマリホイールの面振れ共振周波数として、一定以上の高い周波数を設定する必要がある。そうした場合、上述のようなエンジン運転中のパワープラントの共振周波数との重なりを回避可能な低い周波数を、プライマリホイールの面振れ共振周波数として設定できなくなってしまうことがある。
【００１０】
これに対して、上記デュアルマスフライホイールでは、プライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数と等しい周波数が、セカンダリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数として設定されている。こうした場合、プライマリホイールの面振れ共振が発生したときに、セカンダリホイールがその面振れ共振を吸収するダイナミックダンパとして機能することから、エンジン振動によるプライマリホイールの面振れ共振をある程度許容できるようになる。そのため、エンジン振動の周波数と重なる低い周波数を、プライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数として設定しやすくなる。したがって、上記デュアルマスフライホイールによれば、プライマリホイールの面振れ共振による騒音を好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】デュアルマスフライホイールの一実施形態が適用される車両のパワープラントの模式図。
【図２】同デュアルマスフライホイールの断面図。
【図３】同デュアルマスフライホイールのモデル図。
【図４】同デュアルマスフライホイールにおけるプライマリホイールの面振れ共振周波数の設定態様を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、デュアルマスフライホイールの一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のデュアルマスフライホイール１０は、エンジン１１と変速機１２との連結体である車両のパワープラント１３におけるエンジン１１と変速機１２との間の部分に介設される。パワープラント１３は、マウンティング１４を介して車体１５に弾性支持された状態で車両に搭載されている。そして、デュアルマスフライホイール１０は、エンジン１１のクランク軸１６の出力側の端部に連結されるとともに、クラッチ１７を介して変速機入力軸１８に連結された状態で、パワープラント１３に設けられている。
【００１３】
図２に示すように、デュアルマスフライホイール１０は、クランク軸１６に一体回転可能に連結されたプライマリホイール１９と、弾性体であるトーショナルダンパ２０を介してプライマリホイール１９に連結されたセカンダリホイール２１と、を備えている。セカンダリホイール２１は、ベアリング２２により相対回転可能にプライマリホイール１９に軸支された状態でデュアルマスフライホイール１０に設置されている。また、デュアルマスフライホイール１０においてトーショナルダンパ２０は、プライマリホイール１９及びセカンダリホイール２１の相対回転に対して弾性反発力を発生するように設置されている。そして、セカンダリホイール２１は、クラッチ１７を介して変速機入力軸１８に連結されている。
【００１４】
図３に示すように、エンジン運転中のクランク軸１６には、燃焼に応じて下降するピストンＰから押圧が加わる。そして、その押圧により、クランク軸１６に軸振れが生じると、同クランク軸１６に連結されたプライマリホイール１９の面振れが発生する。なお、以下の説明では、デュアルマスフライホイール１０がパワープラント１３に組み付けられた状態におけるプライマリホイール１９の回転停止時の面振れ共振周波数を「Ｆ１」とし、同状態におけるセカンダリホイール２１の回転停止時の面振れ共振周波数を「Ｆ２」とする。
【００１５】
一方、上記のように、マウンティング１４を介して車体１５に弾性支持された状態で設置されたパワープラント１３の共振と、プライマリホイール１９の面振れ共振とが同時に発生すると、ゴロゴロ音と呼ばれる騒音が発生する。エンジン運転中にプライマリホイール１９は、回転しながら面振れを起こす。回転していない（静止座標系にある）パワープラント１３から見た場合、回転中の（回転座標系にある）プライマリホイール１９の面振れ共振周波数Ｆ１は、同プライマリホイール１９の回転数（＝エンジン回転数）に対して±１次の次数変化を起こすと考えられる。すなわち、パワープラント１３から見た場合の回転中のプライマリホイール１９の面振れ共振周波数Ｆ１＊は、エンジン回転数ＮＥ、プライマリホイール１９の回転停止時の面振れ共振周波数［Ｈｚ］に対して式（１）の関係を満たす値となる。
【００１６】
【数１】
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図４に示すように、エンジン運転中に面振れ共振周波数Ｆ１＊が取り得る値の範囲の最小値ＦＭＩＮは、エンジン１１の最高回転数ＮＭＡＸに対する−１次の次数変換を面振れ共振周波数Ｆ１に施した値となる（ＦＭＩＮ＝Ｆ１−ＮＭＡＸ／６０）。また、エンジン運転中に面振れ共振周波数Ｆ１＊が取り得る値の範囲の最大値ＦＭＡＸは、最高回転数ＮＭＡＸに対する＋１次の次数変換を面振れ共振周波数Ｆ１に施した値となる（ＦＭＡＸ＝Ｆ１＋ＮＭＡＸ／６０）。よって、共振周波数ＦＰよりも上記最小値ＦＭＩＮが大きい値となる周波数、又は共振周波数ＦＰよりも上記最大値ＦＭＡＸが小さい値となる周波数を、プライマリホイール１９の回転停止時の面振れ共振周波数Ｆ１として設定すれば、面振れ共振による騒音の発生を抑えることができる。
【００１７】
なお、クランク軸１６の回転変動を抑えるための慣性体として機能するプライマリホイール１９には、一定以上の質量を持たせる必要がある。また、プライマリホイール１９の剛性の向上には限界がある。そのため、共振周波数ＦＰよりも最小値ＦＭＩＮが大きい値となる高い周波数を面振れ共振周波数Ｆ１として設定することは困難であり、それよりも、共振周波数ＦＰよりも最大値ＦＭＡＸが小さい値となる低い周波数を面振れ共振周波数Ｆ１として設定する方が容易に実現可能である。
【００１８】
そこで、共振周波数ＦＰよりも最大値ＦＭＡＸが小さい値となる低い周波数を面振れ共振周波数Ｆ１として設定した場合、プライマリホイール１９の面振れ共振周波数Ｆ１が、エンジン運転中にエンジン振動の低次成分（１次成分、２次成分）に重なる低い周波数となる虞がある。例えば図４では、エンジン回転数ＮＥが「Ｎ１」のときに、エンジン振動の２次成分の周波数が面振れ共振周波数Ｆ１と同じ周波数となり、プライマリホイール１９が面振れ共振を起こしてしまう。この「Ｎ１」がエンジン回転数の常用域内の値である場合、面振れ共振が高い頻度で発生して、プライマリホイール１９の耐久性が損なわれる虞がある。
【００１９】
これに対して、本実施形態のデュアルマスフライホイール１０では、プライマリホイール１９の回転停止時の面振れ共振周波数Ｆ１と等しい周波数を、セカンダリホイール２１の回転停止時の面振れ共振周波数Ｆ２として設定している。なお、セカンダリホイール２１の面振れ共振周波数Ｆ２は、セカンダリホイール２１の質量を変更したり、セカンダリホイール２１を軸支するベアリング２２の剛性を変更したりすることで、その調整が可能である。
【００２０】
このように面振れ共振周波数Ｆ２が設定されたセカンダリホイール２１は、プライマリホイール１９に面振れ共振が発生したときに、同プライマリホイール１９の振動を吸収するダイナミックダンパとして機能する。そのため、エンジン振動によるプライマリホイール１９の面振れ共振をある程度許容できるようになる。そして、その結果、パワープラント１３の共振周波数ＦＰよりも最大値ＦＭＡＸが小さい値となる低い周波数を、プライマリホイール１９の面振れ共振周波数Ｆ１として設定しやすくなる。したがって、本実施形態のデュアルマスフライホイール１０によれば、プライマリホイールの面振れ共振による騒音を好適に抑制できる。
【００２１】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・デュアルマスフライホイール１０においてプライマリホイール１９とセカンダリホイール２１とを連結する弾性体として、コイルばね等のトーショナルダンパ２０以外の弾性体を用いるようにしてもよい。
【００２２】
・上記実施形態のデュアルマスフライホイール１０は、セカンダリホイール２１がクラッチ１７を介して変速機入力軸１８に連結されていた。クラッチ１７の代わりにトルクコンバータ等が設けられたパワープラントにも、上記実施形態のデュアルマスフライホイール１０は同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０…デュアルマスフライホイール、１１…エンジン、１２…変速機、１３…パワープラント、１４…マウンティング、１５…車体、１６…クランク軸、１７…クラッチ、１８…変速機入力軸、１９…プライマリホイール、２０…トーショナルダンパ（弾性体）、２１…セカンダリホイール、２２…ベアリング、Ｆ１…プライマリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数、Ｆ２…セカンダリホイールの回転停止時の面振れ共振周波数、ＦＰ…車両に搭載された状態のパワープラントの共振周波数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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