(57)【要約】【課題】アイドル回転数以下のエンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイールの共振を低減する。【解決手段】クランクシャフト１００に連結されるプライマリフライホイール１１と、クラッチ側のセカンダリフライホイール１２とを備え、それらプライマリフライホイール１１とセカンダリフライホイール１２とがトーションスプリング（弾性体）１３を介して連結されてなるデュアルマスフライホイール１において、セカンダリフライホイール１２にダイナミックダンパ２を設け、そのダイナミックダンパ２のマス部材２１の質量と弾性体２２のばね定数を調整して、ダイナミックダンパ２の共振周波数を、デュアルマスフライホイールの共振周波数にチューニングすることで、エンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイール１の共振を低減する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトに連結されるプライマリフライホイールと、セカンダリフライホイールとを備え、前記プライマリフライホイールとセカンダリフライホイールとが弾性体を介して連結されてなるデュアルマスフライホイールにおいて、
前記セカンダリフライホイールに、マス部材と弾性体とからなるダイナミックダンパが設けられていることを特徴とするデュアルマスフライホイール。
【請求項２】
請求項１記載のデュアルマスフライホイールにおいて、
特性が互いに異なる複数のダイナミックダンパが、前記セカンダリフライホイールに対し並列に設けられていることを特徴とするデュアルマスフライホイール。
【請求項３】
請求項１記載のデュアルマスフライホイールにおいて、
前記セカンダリフライホイールに、弾性体とマス部材とが交互にかつ直列に配置されており、それら複数のマス部材及び複数の弾性体によって特性が互いに異なる複数のダイナミックダンパが構成されていることを特徴とす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、エンジン（内燃機関）のクランクシャフトに連結されるフライホイールに関し、特に、エンジンの出力トルクの変動を吸収・低減するデュアルマスフライホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンが搭載された車両においては、エンジンの始動時やアイドル運転時の不安定な回転速度変動、及び、それに起因するエンジン停止を防止する等の目的から、エンジンのクランクシャフトにフライホイールを連結し、このフライホイールを介してエンジンの出力を外部要素（クラッチや変速機など）に伝達するようにしている。
【０００３】
また、エンジンが搭載された車両において動力伝達系に伝達される駆動トルクには、エンジンの爆発に起因する変動があり、このトルク変動によって動力伝達系に捩り振動が生じる。このような駆動系の捩り振動を防止するものとしてデュアルマスフライホイールがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
デュアルマスフライホイールとしては、例えば、エンジンのクランクシャフトに連結されるプライマリフライホイール（第１マス）と、クラッチ側（変速機側）に配置されるセカンダリフライホイール（第２マス）とを備え、それらプライマリフライホイールとセカンダリフライホイールとをトーションスプリングなどの弾性体（ダンパ）を介して連結した構造のものがある。この構造のデュアルマスフライホイールによれば、エンジン側で発生するトルク変動をダンパによって吸収・低減できるため、トルク変動が外部要素に伝達されることを抑制することができ、振動騒音を低減できる。
【０００５】
なお、エンジンが搭載された車両において、クランクシャフトの振動などを低減するものとして下記の特許文献２，３に記載の技術がある。これら特許文献２、３に記載の技術では、シングルマスフライホイールにおいて、フライホイール本体や、フライホイールに取り付けられたクラッチディスクカバーにダイナミックダンパを設けることで、曲げ振動などを抑制している。
【特許文献１】実開平４−３９４５１号公報
【特許文献２】実開平２−５３５５０号公報
【特許文献３】実開昭６２−１１２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、デュアルマスフライホイールは２つのマスと弾性部材（ばね）によって構成されているので共振点（固有振動数）を有する。その共振点が、エンジンが通常使用される回転数領域（常用回転領域）に存在すると、エンジンの通常使用時にクランクシャフトとフライホイールとが共振して大きな振動が発生する。このため、デュアルマスフライホイールの共振点は、アイドル回転数以下の領域（例えば３００〜４００ｒｐｍ付近）に設定している。
【０００７】
このようにデュアルマスフライホイールの共振点がアイドル回転数以下の領域（エンジン始動回転領域）内に存在すると、エンジンを始動した際には必ず共振点（共振回転数）を通過するため、エンジンを始動する毎に共振現象が発生し、デュアルマスフライホイールの耐久性が低下する。また、アイドル回転数以下の低回転時に異音が発生する要因となる。
【０００８】
これを解消するため、デュアルマスフライホイールを構成する部品（例えばトーションスプリング及びこれを支持する部材など）の剛性を高くするという対策が採られている。しかしながら、このような対策では、エンジン始動回転領域での共振を低減するという目的を達成するだけのために、フライホイール構成部品の剛性を高くする必要がある。
【０００９】
また、他の対策として、プライマリフライホイールとセカンダリフライホイールとの間のヒステリシス（摩擦抵抗）を大きくすることも行われているが、この対策では、デュアルマスフライホイールの本来の効果つまり捩り振動の吸収・低減効果が低下する場合がある。
【００１０】
なお、上記特許文献１には、デュアルマスフライホイールの基本的な構造が示されているだけであり、上記した共振点の問題については全く示唆されていない。また、特許文献２、３に記載の技術は、シングルマスフライホイールを対象としたものであり、上記したデュアルマスフライホイールの固有の課題（共振現象）を有していない。従って、これら特許文献２、３に記載の技術を利用しても、上記した共振点の問題を解決することはできない。なお、特許文献２には、デュアルマスフライホイールに関する記載はあるものの、特許文献１と同様に、デュアルマスフライホイールの基本的な構造が示されているだけであり、上記した共振点の問題については全く示唆されていない。
【００１１】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、エンジン始動回転領域での共振を低減することができ、耐久性を確保することが可能な構造のデュアルマスフライホイールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明は、エンジンのクランクシャフトに連結されるプライマリフライホイールと、セカンダリフライホイールとを備え、前記プライマリフライホイールとセカンダリフライホイールとが弾性体を介して連結されてなるデュアルマスフライホイールにおいて、前記セカンダリフライホイールに、マス部材と弾性体とからなるダイナミックダンパを設けたことを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、クラッチ側（変速機側）のセカンダリフライホイールにダイナミックダンパを設けているので、エンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイールの共振を低減することができる。
【００１４】
具体的には、セカンダリフライホイールに設けたダイナミックダンパの共振周波数［共振周波数ｆ＝（１／２π）√（Ｋ／Ｍ）］を、マス部材の質量（Ｍ）及び弾性体のばね定数（Ｋ）を調整してデュアルマスフライホイールの共振周波数（例えばエンジン回転数３００〜４００ｒｐｍに相当する周波数）にチューニングすることにより、ダイナミックダンパの共振でデュアルマスフライホイールの共振を打ち消すことが可能となり、エンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイールの共振を低減することができる。これによって、エンジン始動回転領域での共振を低減することのみのために、トーションスプリングなどのフライホイール構成部品の剛性を高くするという手段を講じる必要がなくなる。
【００１５】
本発明において、特性が互いに異なる複数のダイナミックダンパを、セカンダリフライホイールに対し並列に設けておいてもよい。このような構成を採用すれば、ダイナミックダンパ効果の周波数領域を広げることができる。
【００１６】
例えば、質量Ｍ２１のマス部材とばね定数Ｋ２１の弾性体とからなるダイナミックダンパと、質量Ｍ２２のマス部材とばね定数Ｋ２２の弾性体とからなるダイナミックダンパとをセカンダリフライホイールの外周に並列（図４参照）に設けるとともに、それら２つのダイナミックダンパの質量及びばね定数の関係を、Ｍ２１＞Ｍ２２、Ｋ２１＜Ｋ２２としておけば、マス部材の質量が大きくて弾性体のばね定数が低い側のダイナミックダンパにて、エンジン始動回転領域内の低周波成分を低減することができ、マス部材の質量が小さくて弾性体のばね定数が高い側のダイナミックダンパにて、エンジン始動回転領域内の高周波成分を低減することができるので、ダイナミックダンパ効果の周波数領域を広げることができる。
【００１７】
また、本発明において、セカンダリフライホイールに、弾性体とマス部材とを交互にかつ直列に配置し、それら複数のマス部材及び複数の弾性体によって特性が互いに異なる複数のダイナミックダンパを構成してもよい。この場合も、ダイナミックダンパ効果の周波数領域を広げることができる。
【００１８】
例えば、２つのマス部材及び２つの弾性体を用い、それら複数のマス部材及び弾性体をセカンダリフライホイールの外周に、［弾性体→マス部材→弾性体→マス部材］の順で直列に配置して連結すると、セカンダリフライホイールに対し遠い側のマス部材（単一マス部材）と弾性体とから構成されるダイナミックダンパによって、エンジン始動回転領域内の高周波成分を低減することができる。また、セカンダリフライホイールに対し遠い側のマス部材と弾性体及び近い側のマス部材によって構成される複合マス部材（複合マス部材の質量＞上記単一マス部材の質量）と、セカンダリフライホイールに近い側の弾性体とから構成されるダイナミックダンパによって、エンジン始動回転領域内の低周波成分を低減することができる。従って、この場合も、ダイナミックダンパ効果の周波数領域を広げることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、クランクシャフトに取り付けられるプライマリフライホイールとセカンダリフライホイールとが弾性体を介して連結されてなるデュアルマスフライホイールにおいて、クラッチ側のセカンダリフライホイールに、マス部材と弾性体とからなるダイナミックダンパを設けているので、そのダイナミックダンパの共振周波数を調整することにより、エンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイールの共振を低減することが可能となる。これによって、デュアルマスフライホイールを構成するトーションスプリングなどの部品の剛性を高くしなくても、耐久性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明を適用したデュアルマスフライホイールの正面図である。図２は図１のＸ−Ｘ断面図である。
【００２２】
この例のデュアルマスフライホイール１は、エンジン側のプライマリフライホイール１１、クラッチ側のセカンダリフライホイール１２、トーションスプリング（圧縮コイルばね）１３、ハブ１４、及び、フランジ１５などを主体として構成されている。
【００２３】
プライマリフライホイール１１にはハブ１４がリベット５ａにて固定されている。これらプライマリフライホイール１１及びハブ１４は、エンジンのクランクシャフト１００に連結され、クランクシャフト１００と一体となって回転する。
【００２４】
プライマリフライホイール１１の外周部にはリングギヤ１６が設けられている。リングギヤ１６には、スタータモータ等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等の動力でクランクシャフト１００が回転されるようになっている。また、プライマリフライホイール１１には、イナーシャリング１７及びトーションスプリング１３を覆うカバー１８が溶接等によって固定されている。
【００２５】
セカンダリフライホイール１２は、ボールベアリング１９を介してハブ１４に回転自在に支持されている。セカンダリフライホイール１２には、フランジ１５がリベット５ｂにて固定されており、これらセカンダリフライホイール１２とフランジ１５とは一体となって回転する。
【００２６】
フランジ１５は、プライマリフライホイール１１とセカンダリフライホイール１２との間に配置された円板状の部材である。フランジ１５には、周方向に延びる複数の窓孔１５ａが開口されている。フランジ１５の各窓孔１５ａ内にはトーションスプリング１３が配置されており、プライマリフライホイール１１とセカンダリフライホイール１２とが、トーションスプリング１３及びフランジ１５を介して回転方向に互いに連結されている。
【００２７】
セカンダリフライホイール１２にはクラッチ摩擦面１２ａが形成されており、このクラッチ摩擦面１２ａに対向してクラッチディスク３０２が配置されている。また、セカンダリフライホイール１２の変速機側には、クラッチカバーアセンブリ３００、レリーズベアリング４０１、及び、レリーズフォーク４０２などが配置されている。
【００２８】
クラッチカバーアセンブリ３００は、セカンダリフライホイール１２に固定されるクラッチカバー３０１、クラッチディスク３０２を押圧するプレッシャプレート３０３及びダイヤフラムスプリング３０４などを備えており、これらプレッシャプレート３０３及びダイヤフラムスプリング３０４などがクラッチカバー３０１に組み付けられている。
【００２９】
以上のセカンダリフライホイール１２、クラッチディスク３０２、及び、クラッチカバーアセンブリ３００などによってクラッチが構成されている。そして、このような構成のクラッチにおいて、プレッシャプレート３０３が、ダイアフラムスプリング３０４の弾性力によってデュアルマスフライホイール１側に向けて押圧されており、そのダイアフラムスプリング３０４の弾性力によってクラッチディスク３０２がセカンダリフライホイール１２のクラッチ摩擦面１２ａに圧接されてクラッチ係合状態となる。
【００３０】
一方、レリーズフォーク４０２及び油圧アクチュエータ（図示せず）などによってレリーズベアリング４０１をセカンダリフライホイール１２側に向けて移動させると、プレッシャプレート３０３がセカンダリフライホイール１２から離れる側に前記ダイアフラムスプリング３０４の弾性力に抗して移動し、これによってクラッチディスク３０２がセカンダリフライホイール１２のクラッチ摩擦面１２ａから離れてクラッチ解放状態となる。
【００３１】
そして、この例では、以上の構造のデュアルマスフライホイール１のセカンダリフライホイール１２の外周にダイナミックダンパ２を設けた点に特徴がある。
【００３２】
ダイナミックダンパ２は、セカンダリフライホイール１２よりも大きな直径を有するリング状のマス部材２１と、このリング状のマス部材２１の内周面とセカンダリフライホイール１２の外周面との間に配置された４つの弾性体２２によって構成されている。リング状のマス部材２１はセカンダリフライホイール１２に対し同心円上に配置されている。また、４つの弾性体２２は円周方向に回転対称に配置されており、これら４つの弾性体２２を介してマス部材２１がセカンダリフライホイール１２に対して連結されている。
【００３３】
次に、この例のデュアルマスフライホイール１の作用を述べる。
【００３４】
まず、エンジンで発生したトルクは、クランクシャフト１００を介してデュアルマスフライホイール１に入力される。デュアルマスフライホイール１に入力されたトルクは、プライマリフライホイール１１、トーションスプリング１３及びフランジ１５を介してセカンダリフライホイール１２に伝達される。
【００３５】
こうしたトルク伝達に際して、クランクシャフト１００からダイナミックダンパ２のプライマリフライホイール１１に捩り振動成分が入力されると、プライマリフライホイール１１とセカンダリフライホイール１２（フランジ１５）とが相対回転し、この相対回転に応じて、プライマリフライホイール１１とフランジ１５との間でトーションスプリング１３が伸縮する。このトーションスプリング１３の弾性作用によって捩り振動が吸収・減衰される。
【００３６】
ところで、デュアルマスフライホイール１では、上述したように、２つのマスと弾性体（ばね）によって構成されているので共振点（共振回転数）を有し、その共振点はアイドル回転数以下の領域（例えば３００〜４００ｒｐｍ付近）に設定されている。このようにデュアルマスフライホイール１の共振点がアイドル回転数以下の領域（エンジン始動領域）に存在すると、エンジンを始動した際には必ず共振点（共振回転数）を通過するため、エンジンを始動する毎に共振現象が発生し、デュアルマスフライホイール１を構成するトーションスプリング１３やフランジ１５などのフライホイール構成部品の耐久性が低下するという問題がある。
【００３７】
そこで、この例では、マス部材２１と弾性体２２とからなるダイナミックダンパ２をセカンダリフライホイール１２の外周に設けることで、エンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイール１の共振を低減している。
【００３８】
具体的に説明すると、ダイナミックダンパ２のマス部材２１の質量をＭ１、４つの弾性体２２の全体のばね定数をＫ１とすると、ダイナミックダンパ２の共振周波数ｆ１は、ｆ１＝（１／２π）√（Ｋ１／Ｍ１）と表すことができる。この関係式を用いて、ダイナミックダンパ２の共振周波数ｆ１を、マス部材２１の質量Ｍ１及び４つの弾性体２２の全体のばね定数Ｋ１を調整してデュアルマスフライホイール１の共振周波数（例えばエンジン回転数３００〜４００ｒｐｍに相当する周波数）にチューニングすることにより、ダイナミックダンパ２の共振でデュアルマスフライホイール１の共振を打ち消すことが可能となり、例えば図３のグラフに示すように、エンジン始動回転領域でのデュアルマスフライホイール１の共振を効果的に低減することができる。
【００３９】
これによって、デュアルマスフライホイール１を構成しているトーションスプリング１３やフランジ１５などの部品の剛性を必要以上に高くすることなく、デュアルマスフライホイール１の耐久性を確保することができる。
【００４０】
なお、図１及び図２に示す例では、弾性体２２をセカンダリフライホイール１２の外周の４箇所に設けているが、弾性体の設置箇所の数は任意であり、例えば３箇所であってもよい。また、ダイナミックダンパ２の共振周波数ｆ１をデュアルマスフライホイール１の共振周波数に適合することが可能であれば、セカンダリフライホイール１２の外周の全周にわたって弾性体を設けてもよい。
【００４１】
−ダイナミックダンパの他の例−
セカンダリフライホイール１２に設けるダイナミックダンパの他の例を図４を参照して説明する。
【００４２】
この例では、質量Ｍ２１のマス部材２１１とばね定数Ｋ２１の弾性体２１２とからなるダイナミックダンパ２０１と、質量Ｍ２２のマス部材２２１とばね定数Ｋ２２の弾性体２２２とからなるダイナミックダンパ２０２とをセカンダリフライホイール１２の外周に並列に設けている点に特徴がある。
【００４３】
これら２つのダイナミックダンパ２０１，２０２において、一方のダイナミックダンパ２０１のマス部材２１１の質量Ｍ２１を、他方のダイナミックダンパ２０２のマス部材２２１の質量Ｍ２２に対して大きく設定（Ｍ２１＞Ｍ２２）している。また、一方のダイナミックダンパ２０１の弾性体２１２のばね定数Ｋ２１を、他方のダイナミックダンパ２０２の弾性体２２２のばね定数Ｋ２２に対して小さく設定（Ｋ２１＜Ｋ２２）している。
【００４４】
そして、このような質量・ばね定数の設定により、一方のダイナミックダンパ２０１によってエンジン始動領域内の低周波成分ｆ２１［ｆ２１＝（１／２π）√（Ｋ２１／Ｍ２１）］を低減することができる。また、他方のダイナミックダンパ２０２によってエンジン始動領域内の高周波成分ｆ２２［ｆ２２＝（１／２π）√（Ｋ２２／Ｍ２２）］を低減することが可能になるので、例えば図５のグラフに示すように、ダイナミックダンパ効果の周波数領域を広げることができる。
【００４５】
図４に示す２つのダイナミックダンパ２０１，２０２において、各マス部材２１１，２２１は、図２に示すマス部材２１と同様に、セカンダリフライホイール１２よりも大きな直径を有するリング状の部材である。また、各弾性体２１２，２２２は、図２の弾性体２２と同様に周方向の４箇所に配置されている。
【００４６】
なお、図４の例では、セカンダリフライホイール１２の外周に２つのダイナミックダンパ２０１，２０２を並列に設けた例を示しているが、特性が互いに異なる３つ以上のダイナミックダンパをセカンダリフライホイール１２の外周に並列に設けてもよい。
【００４７】
−ダイナミックダンパの別の例−
セカンダリフライホイール１２に設けるダイナミックダンパの他の例を図６を参照して説明する。
【００４８】
この例では、２つのマス部材２３１，２３３及び２つの弾性体２３２，２３４を用い、それらマス部材２３１，２３３及び弾性体２３２，２３４を、セカンダリフライホイール１２の外周に、［弾性体２３４→マス部材２３３→弾性体２３２→マス部材２３１］の順で直列に配置して相互に連結することにより、２つのダイナミックダンパ２０３，２０４を構成している点に特徴がある。
【００４９】
具体的には、セカンダリフライホイール１２に対し遠い側のマス部材２３１と弾性体２３２とによって１つのダイナミックダンパ２０３を構成している。また、セカンダリフライホイール１２に対し遠い側のマス部材２３１と弾性体２３２及び近い側のマス部材２３３によって構成される複合マス部材２３０と、セカンダリフライホイール１２に近い側の弾性体２３４とによって１つのダイナミックダンパ２０４を構成している。
【００５０】
図６の構成において、マス部材２３１の質量をＭ３１、弾性体２３２のばね定数をＫ３１、複合マス部材２３０の質量を［マス部材２３１の質量Ｍ３１＋弾性体２３２の質量Ｍ３２＋マス部材２３３の質量Ｍ３３］、弾性体２３４のばね定数Ｋ３２とすると、マス部材２３１と弾性体２３２から構成されるダイナミックダンパ２０３によってエンジン始動領域内の高周波成分ｆ３１［ｆ３１＝（１／２π）√（Ｋ３１／Ｍ３１）］）を低減することができる。また、複合マス部材２３０と弾性体２３４から構成されるダイナミックダンパ２０４によってエンジン始動領域内の低周波成分ｆ３２［ｆ３２＝（１／２π）√（Ｋ３２／（Ｍ３１＋Ｍ３２＋Ｍ３３））］を低減することが可能になるので、ダイナミックダンパ効果の周波数領域を広げることができる。
【００５１】
図６に示す２つのダイナミックダンパ２０３，２０４において、各マス部材２３１，２３３は、図２に示すマス部材２１と同様に、セカンダリフライホイール１２よりも大きな直径を有するリング状の部材である。また、各弾性体２３２，２３４は、図２の弾性体２２と同様に周方向の４箇所に配置されている。
【００５２】
なお、図６の例では、セカンダリフライホイール１２の外周に２つのダイナミックダンパ２０１，２０２を直列に設けた例を示しているが、特性が互いに異なる３つ以上のダイナミックダンパをセカンダリフライホイール１２の外周に直列に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明を適用したデュアルマスフライホイールの一例を示す正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】トルク変動伝達率の変化を示すグラフである。
【図４】デュアルマスフライホイールに設けるダイナミックダンパの他の例を示す要部断面図である。
【図５】トルク変動伝達率の変化を示すグラフである。
【図６】デュアルマスフライホイールに設けるダイナミックダンパの別の例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  デュアルマスフライホイール
１１  プライマリフライホイール
１２  セカンダリフライホイール
１２ａ  クラッチ摩擦面
１３  トーションスプリング（弾性体）
１４  ハブ
１５  フランジ
２  ダイナミックダンパ
２１  マス部材
２２  弾性体
【図１】
2009115184.tif 000003
【図２】
2009115184.tif 000004
【図３】
2009115184.tif 000005
【図４】
2009115184.tif 000006
【図５】
2009115184.tif 000007
【図６】
2009115184.tif 000008