(57)【要約】【課題】リミッタ機構を併設するトーショナルダンパ付フライホイールにおいて、リミッタ作動領域を容易に設定でき且つ応答性に優れた構成を提供する。【解決手段】本発明のフライホイール１は、第一回転体２１と、これに対し相対回転可能な第二回転体２２を有する。第一回転体２１には一対の流体室Ｒ１・Ｒ１が形成され、この流体室Ｒ１・Ｒ１のそれぞれの容積を変更させ得るように、前記第二回転体２２には少なくとも一対の流体押圧面３５ａ・３５ａが配設される。この流体押圧面３５ａ・３５ａの移動に抗するように弾性体４０が取り付けられ、また、前記一対の流体室Ｒ１・Ｒ１は連通路５１・５２により相互に流通される。そして、前記一対の流体室Ｒ１・Ｒ１のうち一方の流体室の圧力が所定値を上回ったときには、前記連通路５１／５２を介した他方の流体室への流体の流れを許容し、それ以外のときには当該流れを阻止する、開閉弁ｂが配設される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一回転体と、
第一回転体に対し相対回転可能な第二回転体と、
第一回転体に形成される少なくとも一対の流体室と、
前記一対の流体室のそれぞれの容積を変更させ得るように前記第二回転体に配設された、少なくとも一対の流体押圧面と、
前記一対の流体室を相互に流通させる連通路と、
前記一対の流体室間の圧力差が所定値を上回ったときには、前記連通路を介した流体室間の流体の流れを許容し、それ以外のときには当該流れを阻止する、開閉弁と、
を少なくとも含んでなる、トーショナルダンパ付フライホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のトーショナルダンパ付フライホイールであって、
前記第一回転体には前記流体押圧面の移動方向に延びる空間を形成し、
当該空間内に、前記開閉弁の弁体の収容空間が前記流体室とともに並べて配置されることを特徴とする、
トーショナルダンパ付フライホイール。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のトーショナルダンパ付フライホイールであって、
前記流体押圧面をその一端と他端に有する少なくとも一個のピストンを更に備え、
当該ピストンを挟んで両側に前記流体室が配置されることを特徴とする、
トーショナルダンパ付フライホイール。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のトーショナルダンパ付フライホイールであって、
前記流体室内には、前記流体押圧面の移動に抗するように取り付けられた弾性体が配置されていることを特徴とする、
トーショナルダンパ付フライホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動側の捩りトルク変動を吸収するトーショナルダンパ機構を有するフライホイールの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から公知とされているトーショナルダンパ機構付きのフライホイールは、エンジンのクランクシャフトに駆動側の回転体を固定し、これに更に被駆動側の回転体を相対回転可能に取り付けて、両回転体間にバネや液体粘性ダンパや摩擦式ダンパを介在させた構成となっている。
【０００３】
この構成で、クランクシャフトに急激な回転変動が発生した場合でも、バネやダンパ機構でその捩れ方向の回転変動を吸収して被駆動側の回転体に伝えないようにし、過度のショックや振動を阻止できるようになっている。
【０００４】
また、小さな回転変動においては前記バネや前記ダンパ機構が作動しないように両回転体間を相対回転不能に連結するリミッタ機構を備えたものも知られている。
【０００５】
この構成とすることで、小さな回転変動に対しては駆動側に加えて被駆動側の回転体も慣性力の発生に寄与させることとして、ハズミ車としての本来の機能を効率的に発揮させてエンジンを円滑に運転することができる。特に両回転体間をバネで連結した場合、バネの共振現象によって却って回転変動が増大する現象を回避するためにバネの共振点を常用回転数よりも極く低回転側に設定することがあるが、この場合も前記リミッタ機構は、バネの共振点に近いような小さい回転変動が生じた際に当該バネへの変動の伝達を阻止し、共振現象を確実に回避できる点で有用である。
【０００６】
例えば特許文献１は、液体粘性ダンパに摩擦式のリミッタ機構（７０）を併設したものを開示する。また、特許文献２は、液体粘性ダンパにボール（５２）式のリミッタ機構（５１）を設けたものを開示する。
【０００７】
【特許文献１】
実開平１−１６５３４７号公報（図１，図２，図１１）
【特許文献２】
特開平４−１９４４３３号公報（第１図，第３図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１のように摩擦式リミッタ機構を用いる場合、リミッタの捩りトルクの許容値（リミッタの作動領域）を所望の値に精度良く設定するのが困難であり、また、使用に伴う摩耗によっても捩りトルクの許容値を保つために頻繁なメンテナンスを要するという不具合があった。
【０００９】
また、上記特許文献２のようにボール式リミッタ機構を用いる場合、ボール（５２）が係止用凹部（５３）から出て他の凹部（５３）に至るまでにタイムラグが生じることが避けられず、リミッタ機構としての応答性の観点からの不具合があった。
【００１０】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その第一の目的は、リミッタ機構の捩りトルクの許容値を容易に設定できるダンパ付フライホイールを提供することにある。また、第二の目的は、これらのリミッタ機構を有しながらコンパクトで省スペース化を図れるダンパ付フライホイールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、第一回転体と、第一回転体に対し相対回転可能な第二回転体と、第一回転体に形成される少なくとも一対の流体室と、前記一対の流体室のそれぞれの容積を変更させ得るように前記第二回転体に配設された、少なくとも一対の流体押圧面と、前記一対の流体室を相互に流通させる連通路と、前記一対の流体室間の圧力差が所定値を上回ったときには、前記連通路を介した流体室間の流体の流れを許容し、それ以外のときには当該流れを阻止する、開閉弁と、を少なくとも含んでなるものである。
【００１３】
請求項２においては、前記第一回転体には前記流体押圧面の移動方向に延びる空間を形成し、当該空間内に、前記開閉弁の弁体の収容空間が前記流体室とともに並べて配置されるものである。
【００１４】
請求項３においては、前記流体押圧面をその一端と他端に有する少なくとも一個のピストンを更に備え、当該ピストンを挟んで両側に前記流体室が配置されるものである。
【００１５】
請求項４においては、前記流体室内には、前記流体押圧面の移動に抗するように取り付けられた弾性体が配置されているものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るトーショナルダンパ付フライホイールの使用態様を示す概略図、図２はトーショナルダンパ付フライホイールをその回転軸線を含む平面で切った断面図、図３は図２のｐ−ｐ線断面矢視図である。
【００１７】
本実施形態のフライホイール１は車両エンジン用とされ、図１にその概略を示すように、エンジン２のクランク軸３に取り付けられている。フライホイール１の動力下流側にはトランスミッション４の入力軸５が配置され、この入力軸５はフライホイール１に対し、動力断接用のクラッチ６を介して接続されている。
【００１８】
フライホイール１は、駆動側マス（第一回転体）２１と、被駆動側マス（第二回転体）２２を有するデュアルマスタイプとされる。
【００１９】
具体的には、前記クランク軸３の一端に、前記駆動側マス２１とハブ３１がボルト３２によって固定される。更に、前記ハブ３１にはベアリング４２を介して、前記被駆動側マス２２が回転自在に支持される。この結果、被駆動側マス２２は、駆動側マス２１に対し、相対回転自在とされる。
なお、前記被駆動側マス２２の一側の面（エンジン２と反対側の面）には、前記クラッチ６の摩擦面２２ａが形成されている（図１，図２）。
【００２０】
図３に示すように、前記駆動側マス２１には細長い直線状のシリンダ室３３が形成され、このシリンダ室３３の長手方向中央側には双頭タイプのピストン３５が備えられる。
【００２１】
シリンダ室３３内においてピストン３５を挟んだ両側の空間は、それぞれ、当該シリンダ室３３の内壁に固定される板状の仕切り部材３６によって、ピストン３５側の流体室Ｒ１と、ピストン３５と反対側の弁体収容室Ｒ２と、に区画される。流体室Ｒ１・弁体収容室Ｒ２には、いずれも粘性流体としてのオイルが注入される。
なお、シリンダ室３３内の構成はピストン３５を挟んで対称であるので、以降では、代表して一側の構成のみを説明する。
【００２２】
前記仕切り部材３６には、当該仕切り部材３６によって区画された空間（即ち、流体室Ｒ１と弁体収容室Ｒ２）同士を互いに繋ぐための細い逃がし流路３７と、当該逃がし流路３７を開閉する弁体としての鋼球３８（弁体収容室Ｒ２内に配置される）を接離させるための円錐面状の弁座３９と、が形成されている。更には、前記鋼球３８を弁座３９に対してバネ付勢するための付勢バネ４１が前記弁体収容室Ｒ２内に設置されており、これら弁座３９，鋼球３８，付勢バネ４１によって、流体室Ｒ１内の油を弁体収容室Ｒ２側へ流す一方、逆向きの流れは阻止する、チェック弁ｂが構成されている。
【００２３】
前記ピストン３５は、前記流体室Ｒ１の容積を変更するための流体押圧面３５ａ・３５ａを両端面に有している。また、前記流体室Ｒ１内において、流体押圧面３５ａと仕切り部材３６との間にバネ（弾性体）４０が介在されている。このバネ４０は、ピストン３５がシリンダ室３３内で一側に変位しようとするときに、それに抗するバネ力を当該ピストン３５に作用させる。ピストン３５には、結果的に両側よりバネ４０の付勢力が作用することになる。このため、ピストン３５が一側に変位した状態で停止しても、不均衡に作用する付勢力と、チェック弁ｂをとおり僅かずつ漏れ出るオイル等により、中央位置に戻される。
【００２４】
ピストン３５の一側に位置する流体室Ｒ１と、ピストン３５の他側に位置する弁体収容室Ｒ２とを繋ぐように、第一連通路５１が形成されている。
また、ピストン３５の一側に位置する弁体収容室Ｒ２と、ピストン３５の他側に位置する流体室Ｒ１とを繋ぐように、第二連通路５２が形成されている。
【００２５】
ピストン３５の中央部にはプレート４３が連結されており、当該プレート４３が前記被駆動側マス２２に一体的に固定されている（図２参照）。
【００２６】
以上の構成の作用を説明する。
エンジン２のクランク軸３に回転変動が生じた場合、駆動側マス２１と被駆動側マス２２との間には、回転方向の相対加速度が発生する。この加速度は、被駆動側マス２２にプレート４３を介して連結されているピストン３５に、駆動側マス２１のシリンダ室３３内で相対的に変位させようとする力となって現れる。この結果、ピストン３５の流体押圧面３５ａは、一側の流体室Ｒ１内のオイルに圧力を加える。
【００２７】
この回転変動が大きい場合は、ピストン３５に加わる力も大きいので、前記流体室Ｒ１の圧力が、前記付勢バネ４１で規定されている所定の圧力を上回る。従って図４に示すように、弁体としての鋼球３８が付勢バネ４１に抗して弁座３９から離間して逃がし流路３７を開くので、流体室Ｒ１内のオイルが、弁体収容室Ｒ２、第一連通路５１を経由して、他側の前記流体室Ｒ１に流入する。これとともに前記ピストン３５は変位するが、これは、駆動側マス２１が被駆動側マス２２から切り離され、被駆動側マス２２に対して捩り方向の変位を生じることを意味する。なお、駆動側マス２１が被駆動側マス２２に対し変位するときは、逃がし流路３７や第一連通路５１をオイルが通過するときの粘性抵抗や、前記バネ４０のバネ抵抗が作用するので、クランク軸３の回転変動はやわらかく緩衝された形で被駆動側マス２２側へ伝達され、過度のショックや振動は回避される。
【００２８】
一方、回転変動が小さい場合は、ピストン３５に加わる力は小さく、流体室Ｒ１の圧力は、付勢バネ４１で規定された所定の圧力を上回らない。従って、弁体としての鋼球３８は逃がし流路３７を開くことはなく図３の状態のままであり、両流体室Ｒ１・Ｒ１間のオイルの流通は阻止される。この結果、ピストン３５はシリンダ室３３内で変位を生じることはなく、駆動側マス２１と被駆動側マス２２とは切り離されず質量的な一体性を保つので、フライホイール１本来のハズミ車としての機能が減じられず、エンジン２の運転の円滑さが効果的に維持される。
【００２９】
なお、前記回転変動の向きが逆向きであるときは、前記ピストン３５は前述とは反対側に変位するのみであって、ダンパ機構の基本的な動作は変わらない。
【００３０】
以上に示した本実施形態において、駆動側マス２１が被駆動側マス２２に対して相対的に変位するか否かの分かれ目となる回転変動の大きさの基準値は、逃がし流路３７の流路断面積、鋼球３８の径、付勢バネ４１のバネ定数の三者を定めることによって、容易にかつ精度良く設定することができる。従って、リミッタの作動領域を設定することが容易である。
【００３１】
また、本実施形態においては、弁体としての鋼球３８を用いた流体弁式のリミッタ機構が構成されているから、寿命が長く、長期間の使用でもリミッタの作動領域が変動してしまうことがないため、メンテナンスの必要頻度が低減される。更には、鋼球３８が逃がし流路３７を開閉するのに要する時間は僅かであるから、（前述の特許文献２に示すようなボール式のリミッタ機構のように）作動までにタイムラグが生じることのない、応答性に優れたフライホイールダンパが実現される。
【００３２】
加えて本実施形態においては、前記流体室Ｒ１に粘性流体としてのオイルを注入して、いわゆる液体粘性ダンパ機構が構成されている。従って、前記バネ４０の共振点に近いような回転変動が駆動側マス２１に加わった場合でも、オイルが流動する際に生じる粘性抵抗によって回転変動が減衰されるので、バネ４０の共振によって回転変動を却って増幅してしまう事態は回避される。特に本実施形態では、第一連通路５１および第二連通路５２の断面積が流体室Ｒ１の断面積より小さくなっているので、絞られた形状の当該連通路５１・５２を流通するオイルに大きな抵抗が発生する形となるから、上述の回転変動の減衰効果をより良好に発揮できる。
【００３３】
また、本実施形態においては、シリンダ室３３の内部を仕切り部材３６によって、流体室Ｒ１と弁体収容室Ｒ２とに区画した構成となっている。即ち、流体押圧面３５ａ・３５ａを有するピストン３５の移動方向に細長いシリンダ室３３が駆動側マス２１に形成され、このシリンダ室３３内に、前記チェック弁ｂの弁体たる鋼球３８の収容空間（弁体収容室Ｒ２）が、前記流体室Ｒ１とともに並べて配置されている。このようなレイアウトにより、鋼球３８の収容空間の合理的なレイアウトが達成され、フライホイール１内のスペースを有効に活用できる。
【００３４】
更に、本実施形態においては、前記流体押圧面３５ａ・３５ａは一個のピストン３５の一端と他端に形成されており、このピストン３５を挟んで両側に前記流体室Ｒ１・Ｒ１が配置されている。このようなレイアウトによって、ピストン３５やそれに連結されるプレート４３の部品点数を削減でき、フライホイール１の製造コストを低減できる。また、流体室Ｒ１の合理的なレイアウトが達成され、これによっても、フライホイール内のスペースを有効に活用できる。
【００３５】
以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００３６】
（１）例えば、変形例１としての図５の構成に示すように、両側の流体室Ｒ１・Ｒ１を二本の連通路５１・５２ではなく、一本の連通路６０で相互に流通させる構成であっても良い。
この場合は、前述のような二つのチェック弁ｂ・ｂを設ける代わりに、前記連通路６０の中途に適宜の弁体３８’を備えることとする。この弁体３８’は付勢バネ４１によって付勢されており、弁体３８’の一側と他側との間で生じる圧力差が当該付勢バネ４１によって規定される所定の圧力を上回った場合にのみ、高圧側から低圧側にオイルを流す、一種のリリーフ弁ｂ’を構成している。
その他の構成や基本的な作動の様子は、上記の実施形態と同様である。
【００３７】
この変形例１構成は、連通路６０や開閉弁ｂ’の数を少なくでき、製造コストの低減や構造の簡素化に有利である。
【００３８】
（２）また、変形例２としての図６の構成に示すように、一つの流体室Ｒ１に対応して一つのシリンダ室３３’を駆動側マス２１に形成する構成であっても良い。この場合は、両シリンダ室３３’・３３’同士を連通する経路４４を、駆動側マス２１に併せて設けることとする。
【００３９】
（３）更には、変形例３としての図７の構成に示すように、双頭タイプのピストン３５とせず、片側にのみ流体押圧面３５ａを形成したピストン３５’を使った構成であっても良い。この場合は、（前記実施形態や変形例１・２に示すような）ピストン３５を挟んで両側に流体室Ｒ１・Ｒ１を配置する構成とする必要がなく、例えば図７に示すような様々なレイアウトを採用することができる。
【００４０】
図７に例示されるレイアウトは、シリンダ室３３’を、図中右上で一対、左下で一対の二対形成し、それぞれの対において流体室Ｒ１・Ｒ１同士が近くなるように向き合わせて配置したものである。このレイアウトは、連通路６０の長さを短くでき、また、シリンダ室の一つあたりの長さを短くできるため、マス上での配置を容易にすることができる。
【００４１】
（４）上記実施形態および変形例では流体室Ｒ１内にオイルが注入されているが、これに限らず、適宜の粘性を有する流体であれば良い。例えば、流体室Ｒ１に適宜の気体（例えば、空気）を注入する構成とすれば、気体バネとしての効果によりダンパとしての機能をより良好に発揮させることができる。
【００４２】
（５）前記開閉弁については、チェック弁のほか、他の態様の様々な弁（例えば、リリーフ弁等）を採用することができる。弁体としても、ボール状のもの（鋼球３８）のほか、平板状のもの、スプール状のもの等を採用することができる。
【００４３】
（６）前記シリンダ室３３，３３’は、必ずしも直線状とする必要はなく、例えば前記駆動側マス２１の回転中心を中心とする円弧状に形成することができる。
【００４４】
（７）前記仕切り部材３６は、図３の実施形態のように薄い板状とする必要は必ずしもなく、要は流体室Ｒ１と弁体収容室Ｒ２との間を区画できれば足りるのであって、厚い壁部によって仕切る構成としても構わない。また、この仕切り部材３６を駆動側マス２１に一体的に形成しても構わない。
【００４５】
（８）前記シリンダ室３３，３３’や流体室Ｒ１は、必ずしも駆動側マス２１側に形成する必要はなく、被駆動側マス２２側に形成する構成も可能である。このときは、ピストン３５，３５’は、駆動側マス２１に取り付けることとする。
【００４６】
（９）このフライホイール１は、車両エンジンに限らず、他の用途のエンジンや原動機にもこれを適用することができる。もっといえば、何らかの回転体の慣性力を運動エネルギーとして蓄えて回転の円滑化を図るフライホイール一般としての用途である限り、本発明の適用は妨げられない。
【００４７】
（１０）流体室Ｒ１内にはバネ（弾性体）４０が配置されているが、このバネ（弾性体）４０は必須ではない。バネ（弾性体）４０は変位したピストン３５を確実に中央位置に戻すためのものであって、これを省略して本発明を実施することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４９】
即ち、請求項１に示すように、第一回転体と、第一回転体に対し相対回転可能な第二回転体と、第一回転体に形成される少なくとも一対の流体室と、前記一対の流体室のそれぞれの容積を変更させ得るように前記第二回転体に配設された、少なくとも一対の流体押圧面と、前記一対の流体室を相互に流通させる連通路と、前記一対の流体室間の圧力差が所定値を上回ったときには、前記連通路を介した流体室間の流体の流れを許容し、それ以外のときには当該流れを阻止する、開閉弁と、を少なくとも含んでなるので、
前記開閉弁の所定の圧力を定めることで、リミッタ機構の作動領域を容易にかつ精度良く設定できる。
また、リミッタ機構が流体の開閉弁として構成されているから、長期間の使用によっても作動領域が変化しにくいので、メンテナンスの必要頻度を低減することができる。更には、弁の開閉によって作動状態と非作動状態の切換が素早く行われるので、リミッタ機構の応答性に優れる。
【００５０】
請求項２に示すように、前記第一回転体には前記流体押圧面の移動方向に延びる空間を形成し、当該空間内に、前記開閉弁の弁体の収容空間が前記流体室とともに並べて配置されるので、
開閉弁の弁体の収容空間の合理的なレイアウトが達成され、フライホイール内のスペースを有効に活用できる結果、フライホイールのコンパクト化を図れる。
【００５１】
請求項３に示すように、前記流体押圧面をその一端と他端に有する少なくとも一個のピストンを更に備え、当該ピストンを挟んで両側に前記流体室が配置されるので、
ピストンの部品点数を削減でき、フライホイールの製造コストを低減できる。
また、流体室の合理的なレイアウトが達成され、フライホイール内のスペースを有効に活用できる結果、フライホイールのコンパクト化を図れる。
【００５２】
請求項４に示すように、前記流体室内には、前記流体押圧面の移動に抗するように取り付けられた弾性体が配置されているので、
大きな回転変動を吸収するために第一回転体と第二回転体との間に生じた相対変位を、簡素な構成によって、確実に元に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るトーショナルダンパ付フライホイールの使用態様を示す概略図。
【図２】トーショナルダンパ付フライホイールをその回転軸線を含む平面で切った断面図。
【図３】図２のｐ−ｐ線断面矢視図。
【図４】フライホイールのダンパ機構が大きな回転変動を吸収する様子を示す断面図。
【図５】フライホイールの変形例１の概略図。
【図６】フライホイールの変形例２の概略図。
【図７】フライホイールの変形例３の概略図。
【符号の説明】
１  フライホイール
２１  駆動側マス（第一回転体）
２２  被駆動側マス（第二回転体）
Ｒ１  流体室
３５  ピストン
３５ａ  流体押圧面
４０  バネ（弾性体）
５１・５２  連通路
ｂ  開閉弁（チェック弁）
【図１】
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【図２】
2004257423.tif 000004
【図３】
2004257423.tif 000005
【図４】
2004257423.tif 000006
【図５】
2004257423.tif 000007
【図６】
2004257423.tif 000008
【図７】
2004257423.tif 000009