(57)【要約】【課題】ねじり振動成分と曲げ振動成分との２つの振動成分の伝達をより簡易な構成で好適に抑制することのできるダンパ機構及びフライホイールダンパを提供することにある。【解決手段】トーションスプリング５を、第１の回転体２と第２の回転体３との共通の回転軸Ｌ１の直交面に対して、トーションスプリング５の中心点Ｏを通る回転軸Ｌ１の垂線Ｌ２を中心に傾斜した平面上に配設させている。そのため、ねじり振動成分の入力に対しても、曲げ振動成分の入力に対しても、トーションスプリング５が伸縮されることとなり、その双方の伝達を有効に抑制できる。しかも、それらの両振動成分の伝達抑制を同一の部材が担っているため、構成の複雑化や重量増加についても抑えることができる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の回転軸を有して相対回動可能な第１及び第２の回転体を、それらの回動方向に伸縮されるトーションスプリングを介して互いに連結したダンパ機構において、
前記トーションスプリングを、前記回転軸の直交面に対して、該スプリングの中心点を通る前記回転軸の垂線を中心に傾斜した平面上に配設した
ことを特徴とするダンパ機構。
【請求項２】
前記第１及び第２の回転体の回転軸方向における対向面間にクリアランスを形成したことを特徴とする請求項１に記載のダンパ機構。
【請求項３】
同一の回転軸を有して相対回動可能な第１及び第２の回転体を、それらの回動方向に伸縮されるトーションスプリングを介して互いに連結したフライホイールにおいて、
前記トーションスプリングを、前記回転軸の直交面に対して、該スプリングの中心点を通る前記回転軸の垂線を中心に傾斜した平面上に配設した
ことを特徴とするフライホイールダンパ。
【請求項４】
前記第１及び第２の回転体の回転軸方向における対向面間にクリアランスを形成したことを特徴とする請求項３に記載のフライホイールダンパ。
【請求項５】
前記第１の回転体は、エンジン出力軸に一体回転可能に連結されてなる請求項３又は４に記載にフライホイールダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダンパ機構、及びフライホイールとしての機能とダンパ機構としての機能とを兼ね備えたフライホイールダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用等のエンジンでは、その出力軸であるクランクシャフトと、変速機入力軸との間に慣性マスとなるフライホイールを取り付けて、クランクシャフトの回転を安定させるはずみ車として機能させている。一方、エンジンでは、その運転中の回転変動に起因してクランクシャフトのねじり振動が発生する。
【０００３】
そこで、そうしたねじり振動成分のトランスミッション等への伝達を抑制するためのダンパ機構としての機能を兼ね備えたフライホイール、すなわちフライホイールダンパが周知となっている。このフライホイールダンパは、図４及び図５に示されるように、ボルト５０によってクランクシャフト５１に一体回転可能に連結された第１の回転体５２と、トランスミッション側に連結される第２の回転体５３とを備えている。第２の回転体５３は、同一の回転軸Ｌを有して相対回動可能なように、軸受け５４を介して第１の回転体５２に軸支されている。
【０００４】
これら第１及び第２の回転体５２，５３は、複数のトーションスプリング５５によって互いに連結されている。各トーションスプリング５５は、図６に示すように、上記回転軸Ｌに直交する平面Ｐ上にて、それらの回動方向に延伸された状態で配設されている。またその一端及び他端は、第１及び第２の回転体５２，５３にそれぞれ固定され、トーションスプリング５５は、それらの相対回動に応じて回動方向に伸縮されるようになっている。これにより、このフライホイールダンパでは、クランクシャフト５１から入力されたねじり振動成分をトーションスプリング５５にて吸収し、その伝達を抑制している。
【０００５】
一方、クランクシャフト５１には、ねじり振動以外にも、各気筒での爆発工程でのピストンの押し下げ等に起因して、図５に矢印Ａで示すような曲げ振動が発生する。そこで従来、実開平７−１４２５３号公報には、ねじり振動成分と曲げ振動成分との双方の伝達を抑制可能なダンパ機構が記載されている。このダンパ機構は、トルクコンバータを備える車両において、エンジンのクランクシャフトとトルクコンバータのコンバータカバーとの連結部に設けられている。そしてクランクシャフトに連結された第１の回転体を、回動方向に伸縮されるトーションスプリングを介して第２の回転体に連結するとともに、その第２の回転体を、弾性板を介してコンバータカバーに連結するようにしている。こうしたダンパ機構では、クランクシャフトから入力されたねじり振動成分はトーションスプリングにより吸収され、クランクシャフトから入力された曲げ振動成分は上記弾性板に吸収されるようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
こうした従来のダンパ機構によれば、確かにねじり振動成分と曲げ振動成分との双方の伝達を抑制することはできる。しかしながら、各振動成分の伝達抑制のためにそれぞれ格別の弾性部材を設けなければならず、構成の複雑化や重量の増加は避けられないものとなっていた。
【０００７】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ねじり振動成分と曲げ振動成分との２つの振動成分の伝達をより簡易な構成で好適に抑制することのできるダンパ機構及びフライホイールダンパを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明は、同一の回転軸を有して相対回動可能な第１及び第２の回転体を、それらの回動方向に伸縮されるトーションスプリングを介して互いに連結したダンパ機構において、前記トーションスプリングを、前記回転軸の直交面に対して、該スプリングの中心点を通る前記回転軸の垂線を中心に傾斜した平面上に配設したことをその要旨とする。
【０００９】
上記構成では、トーションスプリングが、ねじり振動成分の入力に対しても、曲げ振動成分の入力に対しても、伸縮するようになる。そのため、それら双方の振動成分の伝達を、そのトーションスプリングによって好適に抑制することができる。しかも、それら両振動成分の伝達抑制を同一のトーションスプリングが担っているため、構成の複雑化や重量増についても、これを好適に抑制することができる。従って、ねじり振動成分と曲げ振動成分との２つの振動成分の伝達をより簡易な構成で好適に抑制することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のダンパ機構において、前記第１及び第２の回転体の回転軸方向における対向面間にクリアランスを形成したことをその要旨とする。
【００１１】
上記構成では、第１の回転体と第２の回転体との回転軸方向の対向面間に予めクリアランスが形成されているため、それら両回転体の回転軸同士の傾動を容易に許容することができる。そのため、曲げ振動成分の入力に対してトーションスプリングをより良好に伸縮させることができ、それによる曲げ振動成分の伝達抑制を好適に行える。
【００１２】
請求項３記載の発明は、同一の回転軸を有して相対回動可能な第１及び第２の回転体を、それらの回動方向に伸縮されるトーションスプリングを介して互いに連結したフライホイールにおいて、前記トーションスプリングを、前記回転軸の直交面に対して、該スプリングの中心点を通る前記回転軸の垂線を中心に傾斜した平面上に配設したことをその要旨とする。
【００１３】
上記構成では、トーションスプリングが、ねじり振動成分の入力に対しても、曲げ振動成分の入力に対しても、伸縮するようになる。そのため、それら双方の振動成分の伝達を、そのトーションスプリングによって好適に抑制することができる。しかも、それら両振動成分の伝達抑制を同一のトーションスプリングが担っているため、構成の複雑化や重量増についても、これを好適に抑制することができる。従って、ねじり振動成分と曲げ振動成分との２つの振動成分の伝達をより簡易な構成で好適に抑制することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のフライホイールダンパにおいて、前記第１及び第２の回転体の回転軸方向における対向面間にクリアランスを形成したことをその要旨とする。
【００１５】
上記構成では、第１の回転体と第２の回転体との回転軸方向の対向面間に予めクリアランスが形成されているため、それら両回転体の回転軸同士の傾動を容易に許容することができる。そのため、曲げ振動成分の入力に対してトーションスプリングをより良好に伸縮させることができ、それによる曲げ振動成分の伝達抑制を好適に行える。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載にフライホイールダンパにおいて、前記第１の回転体は、エンジン出力軸に一体回転可能に連結されてなることをその要旨とする。
【００１７】
上記構成では、運転中にねじり振動成分や曲げ振動成分を発生することの多いエンジンの出力軸に取り付けられるフライホイールダンパとして、上記請求項３または４の構成を適用すれば、その効果をより顕著なものとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したフライホイールダンパの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１９】
まず、本実施形態のフライホイールダンパの構成を説明する。図１、２に示されるように、フライホイールダンパ１は、略円盤状にそれぞれ形成された第１の回転体２及び第２の回転体３と、それらの第１の回転体２と第２の回転体３とを連結する複数の（ここでは４つの）トーションスプリング５とを備えて構成されている。各トーションスプリング５は、コイルばねにより構成されている。
【００２０】
第１の回転体２は、クランクシャフト７の端部にボルト８により一体回転可能に装着されており、エンジンからのトルクを入力する役割を担っている。第１の回転体２の外周には、リングギア６が刻設されている。リングギア６には、スタータモータがエンジン始動に際して噛み合わされ、そのスタータモータの動力でクランクシャフト７が回転されるようになっている。第１の回転体２の回転中心部には、変速機側に突出された略円筒状の突出部２ａが形成されている。その突出部２ａの外周には、ボールベアリング等の軸受け４を介して第２の回転体３が装着されている。これにより第２の回転体３は、第１の回転体２に対して同一の軸心を有して相対回転可能となっている。
【００２１】
第２の回転体３は、トルクコンバータやクラッチ等に結合され、エンジンからの入力されたトルクをトルクコンバータやクラッチ等を通してトランスミッションに出力する役割を担っている。
【００２２】
こうしたフライホイールダンパ１には、エンジンの回転速度変動に起因したねじり振動成分や、エンジンの各気筒での爆発工程でのピストンの押し下げ等に起因した曲げ振動成分が、クランクシャフト７を通じて入力される。これについて、本実施形態のフライホイールダンパ１では、各トーションスプリング５を以下のように配置することで、それらねじり振動成分及び曲げ振動成分の双方をトーションスプリング５に吸収させ、それらの伝達を共に抑制できるようにしている。
【００２３】
すなわち、本実施形態のフライホイールダンパ１では、図３に示されるように、各トーションスプリング５を、第１の回転体２及び第２の回転体３の回転軸Ｌ１の直交面Ｐ１に対して傾斜した平面Ｐ２上に配設するようにしている。より詳しくは、以下の通りである。
【００２４】
図１及び２に示される点Ｏは、トーションスプリング５の中心点を、すなわちトーションスプリング５の中心軸をその両端で切断した線分の中点を示している。また直線Ｌ２は、この点Ｏを通る上記回転軸Ｌ１の垂線を示している。そして、上記平面Ｐ２は、上記直交面Ｐ１を、この直線Ｌ２を中心として所定の傾斜角θを有して傾斜させた平面となっている。なお、この平面Ｐ２は、各トーションスプリング５のそれぞれについて、個別に設定されるものである。
【００２５】
そして各トーションスプリング５は、この平面Ｐ２上において、その中心軸が上記回転軸Ｌ１の周方向に、すなわち第１の回転体２及び第２の回転体３の回動方向に延伸されるように配設されている。これにより、各トーションスプリング５の伸縮方向は、第１の回転体２及び第２の回転体３の回動方向、及び軸方向の双方に対して、それぞれ鋭角をなす方向となる。
【００２６】
また本実施形態のフライホイールダンパ１では、第１の回転体２と第２の回転体３との対向面間に、予め所定幅Ｃのクリアランスを設けておくようにしている。これにより、第１の回転体２の回転軸に対する第２の回転体３の回転軸の傾動が許容されるようになっている。ちなみに、このフライホイールダンパ１では、軸受け４等も、そうした回転軸間の傾動を許容するように構成されている。
【００２７】
続いて、以上のように構成された本実施形態のフライホイールダンパ１の作用を説明する。
エンジンで発生したトルクは、クランクシャフト７を介して、第１の回転体２に伝達され、トーションスプリング５、軸受け４を介して第２の回転体３に伝達される。そして、第２の回転体３に伝達されたトルクはトルクコンバータやクラッチ等を介してトランスミッションに伝達される。このようにしてエンジンからのトルクはフライホイールダンパ１を介してトランスミッションに伝達されるようになっている。
【００２８】
さて、こうしたトルク伝達に際して、クランクシャフト７からフライホイールダンパ１の第１の回転体２にねじり振動成分が入力されると、第１の回転体２と第２の回転体３との相対回動が生じる。このとき、各トーションスプリング５は、その伸縮方向がそれら第１の回転体２及び第２の回転体３の回動方向に鋭角をなすように配設されているため、そうした相対回動に応じて伸縮される。そのため、トーションスプリング５の弾性作用を通じて、第１の回転体２から第２の回転体３へと伝達される過程でねじり振動成分を吸収して、そのトーションスプリング側への伝達を抑制することができる。
【００２９】
またクランクシャフト７からフライホイールダンパ１の第１の回転体２に曲げ振動成分が入力されると、第１の回転体２の回転軸は第２の回転体３の回転軸に対して傾動することとなる。こうした傾動が生じると、第１の回転体２と第２の回転体３との対向面間に形成されたクリアランスの大きさに変化が生じる。すなわつ、回転軸Ｌ１に周方向において、傾動の内側に位置する部分では、上記対向面間のクリアランスが縮小され、傾動の外側に位置する部分では、上記対向面間のクリアランスが拡大されるようになる。このとき、各トーションスプリング５は、伸縮方向が、第１の回転体２及び第２の回転体３の軸方向に対しても鋭角をなすように配設されているため、そうしたクリアランスの変化に応じても伸縮されることとなる。そのため、曲げ振動成分についても、トーションスプリング５の弾性作用を通じて、第１の回転体２から第２の回転体３へと伝達される過程で吸収して、そのトランスミッション側への伝達を抑制することができる。
【００３０】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、トーションスプリング５を、第１の回転体２と、第２の回転体３との同一の回転軸Ｌ１の直交面Ｐ１に対して、トーションスプリング５の中心点Ｏを通る回転軸Ｌ１の垂線Ｌ２を中心に傾斜した平面Ｐ２上に配設させている。そのため、ねじり振動成分の入力に対しても、曲げ振動成分の入力に対しても、トーションスプリング５が伸縮されることとなり、その双方の伝達を有効に抑制できる。しかも、それらの両振動成分の伝達抑制を同一の部材が担っているため、構成の複雑化や重量増加についても抑えることができる。
【００３１】
（２）本実施の形態では、フライホイールダンパ１の第１の回転体２と第２の回転体３との対向面間に、予めクリアランスを設けておくようにしている。そのため、クランクシャフト７からの曲げ振動成分の入力に対して、第１の回転体２の回転軸と第２の回転体３の回転軸との傾動が容易に許容されるようになる。従って、上記のようなトーションスプリング５による曲げ振動成分の伝達抑制を好適に行える。
【００３２】
更に上記実施の形態は、次のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、第１の回転体２と第２の回転体３との対向面間に、予めクリアランスを設けておくことで、回転軸間の傾動を許容できるようにしていたが、そうした傾動が可能であれば、クリアランスを設けておく必要はない。すなわち、クリアランスの存在の有無に拘わらず、上記回転軸間の傾動を許容できる構造となっていれば、上記のようなトーションスプリング５の配設態様に応じて上記（１）の効果を得ることができる。
【００３３】
・上記実施形態では、４つのトーションスプリング５を、それぞれ回転軸周りの所定間隔において配設するようにしていたが、その数や位置等は適宜変更しても良い。その場合にも、上記平面Ｐ２上に各トーションスプリングが配設されていれば、上記（１）の効果を得ることができる。
【００３４】
・上記実施形態では、トーションスプリング５をコイルばねで構成しているが、他の弾性部材によってそれを構成しても良い。要は、上記平面Ｐ２上に配設されて、第１の回転体２及び第２の回転体３の回動方向に伸縮して弾性力を発揮するものであれば、他の弾性部材によって上記トーションスプリングを構成することができる。
【００３５】
・フライホイールダンパ以外のダンパ機構に、上記トーションスプリングの配設態様を同様、或いはそれに準じた態様で適用しても、上記（１）と同等の効果を得ることができる。要は、同一の回転軸を有して相対回動可能な第１及び第２の回転体を、それらの回動方向に伸縮されるトーションスプリングを介して互いに連結したダンパ機構であれば、そうした適用は可能である。
【００３６】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想を追記する。
（イ）前記第１の回転体はトルク入力側に連結され、前記第２の回転体はトルク出力側に連結されている請求項１または２に記載のダンパ機構。
【００３７】
（ロ）前記第１の回転体はトルク入力側に連結され、前記第２の回転体はトルク出力側に連結されている請求項３または４に記載のフライホイールダンパ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態についてフライホイールの正面断面構造を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】図１のＩＩＩ　−ＩＩＩ　線に沿った断面図。
【図４】従来のフライホイールの正面断面構造を示す断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図。
【符号の説明】
１…フライホイールダンパ、２…第１の回転体、３…第２の回転体、４…軸受け、５…トーションスプリング、６…リングギア、７…クランクシャフト、８…ボルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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