JPH04321841A - トルク変動吸収装置 - Google Patents
トルク変動吸収装置Info
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- JPH04321841A JPH04321841A JP11376691A JP11376691A JPH04321841A JP H04321841 A JPH04321841 A JP H04321841A JP 11376691 A JP11376691 A JP 11376691A JP 11376691 A JP11376691 A JP 11376691A JP H04321841 A JPH04321841 A JP H04321841A
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- flywheel
- inertia
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトルク変動吸収装置に関
し、かかるトルク変動吸収装置は、たとえば車両のクラ
ンクシャフトとトランスミッションとの間に介装されて
トルク変動を吸収するのに利用される。
し、かかるトルク変動吸収装置は、たとえば車両のクラ
ンクシャフトとトランスミッションとの間に介装されて
トルク変動を吸収するのに利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来のトルク変動吸収装置は、たとえば
実開昭５９−３０４５号公報に示されているように、第
１の慣性体と第２の慣性体をトーショナルスプリングで
連結した２分割型トーショナルダンパ付フライホイール
から成っていた。
実開昭５９−３０４５号公報に示されているように、第
１の慣性体と第２の慣性体をトーショナルスプリングで
連結した２分割型トーショナルダンパ付フライホイール
から成っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の２分割
型トーショナルダンパ付フライホイールでは、２つの慣
性体の回転速度が、ほぼエンジンクランクシャフトの回
転速度と同じであるため、ねじれ振動コンプライアンス
を小にしてトルク変動吸収能力を増大するには、慣性体
のサイズを大型化するしかなく、重量が増加して車両軽
量化指向に逆行すること、搭載スペースを確保すること
が困難になること、コストアップを招くこと、等の問題
が生じていた。
型トーショナルダンパ付フライホイールでは、２つの慣
性体の回転速度が、ほぼエンジンクランクシャフトの回
転速度と同じであるため、ねじれ振動コンプライアンス
を小にしてトルク変動吸収能力を増大するには、慣性体
のサイズを大型化するしかなく、重量が増加して車両軽
量化指向に逆行すること、搭載スペースを確保すること
が困難になること、コストアップを招くこと、等の問題
が生じていた。
【０００４】本発明は、トルク変動吸収能力を従来装置
と同程度に維持したまま、慣性体の小型化、軽量化を可
能としたトルク変動吸収装置を提供することを目的とす
る。
と同程度に維持したまま、慣性体の小型化、軽量化を可
能とした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】上記目的を達成するため
の本発明に係るトルク変動吸収装置は、クランクシャフ
トとフライホイールとの間に、少なくとも歯部が弾性体
から成る少なくとも１個の歯車を具備しかつ変速比をも
つ歯車装置を設けた装置から成る。
の本発明に係るトルク変動吸収装置は、クランクシャフ
トとフライホイールとの間に、少なくとも歯部が弾性体
から成る少なくとも１個の歯車を具備しかつ変速比をも
つ歯車装置を設けた装置から成る。
【０００６】
【作用】上記トルク変動吸収装置においては、歯車より
エンジン側の、クランク軸を含む回転系の総合的な慣性
モーメントが第１の慣性体を構成し、歯車よりトランス
ミッション側の、主にフライホイールから成る慣性モー
メントが第２の慣性体を構成し、これら２つの慣性体を
、主に歯車の弾性歯部によって構成されるばねによって
直列に連結した等価振動系によって、エンジンからトラ
ンスミッションへと伝わるトルクの変動が吸収される。
エンジン側の、クランク軸を含む回転系の総合的な慣性
モーメントが第１の慣性体を構成し、歯車よりトランス
ミッション側の、主にフライホイールから成る慣性モー
メントが第２の慣性体を構成し、これら２つの慣性体を
、主に歯車の弾性歯部によって構成されるばねによって
直列に連結した等価振動系によって、エンジンからトラ
ンスミッションへと伝わるトルクの変動が吸収される。
【０００７】この場合、歯車による、第１の慣性体と第
２の慣性体の回転速度比を１：ｎ（ただし、ｎ＞１）と
すると、第２の慣性体の慣性モーメントはｎ２ 倍で効
くので、第２の慣性体の慣性モーメントを従来の１／ｎ
２ 倍することができ、径方向サイズを従来の１／ｎ倍
にすることができる。これによって、トルク変動吸収能
力を従来と同じに維持したまま、フライホイールのサイ
ズ、重量を理論上１／ｎ倍にすることができる。
２の慣性体の回転速度比を１：ｎ（ただし、ｎ＞１）と
すると、第２の慣性体の慣性モーメントはｎ２ 倍で効
くので、第２の慣性体の慣性モーメントを従来の１／ｎ
２ 倍することができ、径方向サイズを従来の１／ｎ倍
にすることができる。これによって、トルク変動吸収能
力を従来と同じに維持したまま、フライホイールのサイ
ズ、重量を理論上１／ｎ倍にすることができる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明に係るトルク変動吸収装置の
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１およ
び図２において、フライホイール１はエンジンのクラン
クシャフト２に、複数の歯車を噛合させた歯車アッセン
ブリを介して連結されている。歯車アッセンブリのうち
少なくとも１つの歯車は、少なくとも歯部が弾性材から
成る。たとえば、歯車アッセンブリは、クランクシャフ
ト２に連結された第１の歯車３と、第１の歯車３に噛合
する第２の歯車４と、フライホイール１の軸６に連結さ
れかつ第２の歯車４に噛合する第３の歯車５とから成る
。そして、第２の歯車４は、その少なくとも歯部が弾性
材から構成された、弾性歯車から成る。したがって、第
２の歯車４と第１の歯車３との噛合部、および第２の歯
車４と第３の歯車５との噛合部にばね性が生じてトーシ
ョナルスプリングを構成し、クランクシャフト２とフラ
イホイール１とがトーショナルスプリングで連結された
と同じ効果を生じる。
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１およ
び図２において、フライホイール１はエンジンのクラン
クシャフト２に、複数の歯車を噛合させた歯車アッセン
ブリを介して連結されている。歯車アッセンブリのうち
少なくとも１つの歯車は、少なくとも歯部が弾性材から
成る。たとえば、歯車アッセンブリは、クランクシャフ
ト２に連結された第１の歯車３と、第１の歯車３に噛合
する第２の歯車４と、フライホイール１の軸６に連結さ
れかつ第２の歯車４に噛合する第３の歯車５とから成る
。そして、第２の歯車４は、その少なくとも歯部が弾性
材から構成された、弾性歯車から成る。したがって、第
２の歯車４と第１の歯車３との噛合部、および第２の歯
車４と第３の歯車５との噛合部にばね性が生じてトーシ
ョナルスプリングを構成し、クランクシャフト２とフラ
イホイール１とがトーショナルスプリングで連結された
と同じ効果を生じる。
【０００９】クランクシャフト２を含むエンジン側回転
部材を第１の慣性体とし、第３の歯車５およびフライホ
イール１、軸６を含むトランスミッション側回転部材を
第２の慣性体とする。そうすると、エンジン／フライホ
イール系は、第１の慣性体と第２の慣性体を上記トーシ
ョナルスプリングのばねで連結した等価振動系を構成し
ている。したがって、従来の２分割型トーショナルダン
パ付フライホイールと対応させれば、従来のトーショナ
ルダンパ付フライホイールのエンジン側フライホイール
が上記第１の慣性体に対応し、トランスミッション側フ
ライホイールが上記第２の慣性体に対応し、エンジン側
フライホイールとトランスミッション側フライホイール
を連結するトーショナルスプリングが上記第１の慣性体
と第２の慣性体とを連結するばねに対応することになる
。
部材を第１の慣性体とし、第３の歯車５およびフライホ
イール１、軸６を含むトランスミッション側回転部材を
第２の慣性体とする。そうすると、エンジン／フライホ
イール系は、第１の慣性体と第２の慣性体を上記トーシ
ョナルスプリングのばねで連結した等価振動系を構成し
ている。したがって、従来の２分割型トーショナルダン
パ付フライホイールと対応させれば、従来のトーショナ
ルダンパ付フライホイールのエンジン側フライホイール
が上記第１の慣性体に対応し、トランスミッション側フ
ライホイールが上記第２の慣性体に対応し、エンジン側
フライホイールとトランスミッション側フライホイール
を連結するトーショナルスプリングが上記第１の慣性体
と第２の慣性体とを連結するばねに対応することになる
。
【００１０】この等価振動系は図３に示した振動モデル
であらわすことができる。図３中、（Ａ）は第１の歯車
３、第２の歯車４、第５の歯車５の慣性モーメントをＩ
３ 、Ｉ４ 、Ｉ５ で表わして振動モデルを組んだと
ころを示し、（Ｂ）はこれらの慣性モーメントを直列に
ばねで連結したところを示し、（Ｃ）は歯車部の慣性モ
ーメントＩ３ 、Ｉ４ 、Ｉ５ を無視したときの等価
系を示している。図３の（Ｃ）の等価振動系の固有振動
数ｆ０ は、等価ばね定数をＫ、等価慣性モーメントを
Ｉとすると、（Ｋ／Ｉ）の平方根として求められる。た
だし、Ｋ、Ｉは次式より演算される。 １／Ｋ＝１／ｋ１ ＋１／（ｋＡ ｒ３ ２ ）＋１／
（ｋＢ ｒ３ ２ ） ＋１／（ｎ２
ｋ２ ）１／Ｉ＝１／Ｉ１ ＋１／（ｎ２ Ｉ２ ）こ
こで、 Ｉ１ ：第１の慣性体の慣性モーメントＩ２ ：第２の
慣性体の慣性モーメントｎ ：第１の慣性体と第２の
慣性体の回転速度比ｋ１ ：クランクシャフト２のねじ
りばね定数ｋ２ ：フライホイールの軸６のねじりばね
定数ｋＡ ：第１の歯車３と第２の歯車４の歯部のばね
定数ｋＢ ：第２の歯車４と第３の歯車５の歯部のばね
定数ｒ３ ：第１の歯車３の基礎円半径
であらわすことができる。図３中、（Ａ）は第１の歯車
３、第２の歯車４、第５の歯車５の慣性モーメントをＩ
３ 、Ｉ４ 、Ｉ５ で表わして振動モデルを組んだと
ころを示し、（Ｂ）はこれらの慣性モーメントを直列に
ばねで連結したところを示し、（Ｃ）は歯車部の慣性モ
ーメントＩ３ 、Ｉ４ 、Ｉ５ を無視したときの等価
系を示している。図３の（Ｃ）の等価振動系の固有振動
数ｆ０ は、等価ばね定数をＫ、等価慣性モーメントを
Ｉとすると、（Ｋ／Ｉ）の平方根として求められる。た
だし、Ｋ、Ｉは次式より演算される。 １／Ｋ＝１／ｋ１ ＋１／（ｋＡ ｒ３ ２ ）＋１／
（ｋＢ ｒ３ ２ ） ＋１／（ｎ２
ｋ２ ）１／Ｉ＝１／Ｉ１ ＋１／（ｎ２ Ｉ２ ）こ
こで、 Ｉ１ ：第１の慣性体の慣性モーメントＩ２ ：第２の
慣性体の慣性モーメントｎ ：第１の慣性体と第２の
慣性体の回転速度比ｋ１ ：クランクシャフト２のねじ
りばね定数ｋ２ ：フライホイールの軸６のねじりばね
定数ｋＡ ：第１の歯車３と第２の歯車４の歯部のばね
定数ｋＢ ：第２の歯車４と第３の歯車５の歯部のばね
定数ｒ３ ：第１の歯車３の基礎円半径
【００１１】図４は、一体型フライホイールと、本発明
等、慣性体をばねで連結した等価振動系の、ねじり振動
コンプライアンスの比較をしたものである。この図で、
ねじり振動コンプライアンスが小さい方が変動トルクの
吸収能力が大きい。ただし、θは出力側の回転角振巾、
Ｔはクランクシャフトに加わる変動加振動トルク、θ／
Ｔがねじり振動コンプライアンスである。図中、直線Ａ
は一体型フライホイールの特性、曲線Ｂは本発明実施例
のダンパの特性を示している。直線Ａと曲線Ｂの交点Ｃ
の周波数をｆｃ とすると、変動トルクの吸収能力はｆ
ｃ よりも高周波領域においては本発明ダンパの方が一
体型よりも小さくなる。したがって、周波数ｆｃ の値
がエンジンの実用使用領域以下の周波数になるように慣
性モーメントＩおよびねじりのばね定数Ｋを選択して設
計する。また、アイドル回転時の共振点ｆ０ への引込
み現象の発生を防止するために、ｆ０ はアイドル回転
数から低回転側に離れるように、Ｋ、Ｉが選定される。
等、慣性体をばねで連結した等価振動系の、ねじり振動
コンプライアンスの比較をしたものである。この図で、
ねじり振動コンプライアンスが小さい方が変動トルクの
吸収能力が大きい。ただし、θは出力側の回転角振巾、
Ｔはクランクシャフトに加わる変動加振動トルク、θ／
Ｔがねじり振動コンプライアンスである。図中、直線Ａ
は一体型フライホイールの特性、曲線Ｂは本発明実施例
のダンパの特性を示している。直線Ａと曲線Ｂの交点Ｃ
の周波数をｆｃ とすると、変動トルクの吸収能力はｆ
ｃ よりも高周波領域においては本発明ダンパの方が一
体型よりも小さくなる。したがって、周波数ｆｃ の値
がエンジンの実用使用領域以下の周波数になるように慣
性モーメントＩおよびねじりのばね定数Ｋを選択して設
計する。また、アイドル回転時の共振点ｆ０ への引込
み現象の発生を防止するために、ｆ０ はアイドル回転
数から低回転側に離れるように、Ｋ、Ｉが選定される。
【００１２】前記のＫを求める式において、ｋＡ 、ｋ
Ｂ の値がｋ１ 、ｋ２ に比べてはるかに小さいので
、Ｋは主に第２の歯車４の歯部のばね定数ｋＡ 、ｋＢ
によって決定される。また、Ｉ１ とｎ２ Ｉ２ は
ほぼ１：１程度にするのがトルク変動吸収上よいが、第
２の慣性体の慣性モーメントを従来の２分割型トーショ
ナルダンパのＩ／ｎ２ にしても従来と同等の慣性モー
メント効果を呈すことができることから、第２の慣性体
、とくにフライホイール１のサイズを半径方向に従来ダ
ンパのフライホイールの１／ｎ倍にすることができ、あ
るいは半径方向サイズが従来と同じなら軸方向サイズを
従来の１／ｎ２ 倍にすることができ、フライホイール
１のサイズおよび重量を低減することができる。
Ｂ の値がｋ１ 、ｋ２ に比べてはるかに小さいので
、Ｋは主に第２の歯車４の歯部のばね定数ｋＡ 、ｋＢ
によって決定される。また、Ｉ１ とｎ２ Ｉ２ は
ほぼ１：１程度にするのがトルク変動吸収上よいが、第
２の慣性体の慣性モーメントを従来の２分割型トーショ
ナルダンパのＩ／ｎ２ にしても従来と同等の慣性モー
メント効果を呈すことができることから、第２の慣性体
、とくにフライホイール１のサイズを半径方向に従来ダ
ンパのフライホイールの１／ｎ倍にすることができ、あ
るいは半径方向サイズが従来と同じなら軸方向サイズを
従来の１／ｎ２ 倍にすることができ、フライホイール
１のサイズおよび重量を低減することができる。
【００１３】上記実施例では、クランクシャフト２とフ
ライホイール１との間に介装される歯車装置を３個の平
歯車から成る歯車アッセンブリとしたが、少なくとも歯
部が弾性材から成る少なくとも１個の歯車を有しかつ変
速比をもつという条件を満足する歯車装置であれば、他
の構造の歯車装置、たとえば、遊星歯車装置に置換して
もよい。図５は遊星歯車装置の一例を示しており、７が
太陽歯車、８が内歯車、９が遊星キャリア１０によって
支持された遊星歯車を示している。このうち遊星歯車の
少なくとも歯部を弾性材から構成し、内歯車８を固定し
、遊星キャリア１０をクランクシャフトに連結し、太陽
歯車７をフライホイールの軸に連結して、フライホイー
ルとクランクシャフトとの間に変速比をもたせると、上
記条件を満足する歯車装置が得られる。
ライホイール１との間に介装される歯車装置を３個の平
歯車から成る歯車アッセンブリとしたが、少なくとも歯
部が弾性材から成る少なくとも１個の歯車を有しかつ変
速比をもつという条件を満足する歯車装置であれば、他
の構造の歯車装置、たとえば、遊星歯車装置に置換して
もよい。図５は遊星歯車装置の一例を示しており、７が
太陽歯車、８が内歯車、９が遊星キャリア１０によって
支持された遊星歯車を示している。このうち遊星歯車の
少なくとも歯部を弾性材から構成し、内歯車８を固定し
、遊星キャリア１０をクランクシャフトに連結し、太陽
歯車７をフライホイールの軸に連結して、フライホイー
ルとクランクシャフトとの間に変速比をもたせると、上
記条件を満足する歯車装置が得られる。
【００１４】つぎに、作用について説明する。クランク
シャフト２の変動トルクは、歯車装置を介してフライホ
イール１に伝達される。このとき、２つの慣性体とばね
を有する等価振動系からなる本発明ダンパによってトル
ク変動が吸収される。本発明ダンパでは、従来ダンパと
異なり、歯車装置によってフライホイール１の回転速度
がクランクシャフト２の回転速度に比べてｎ倍に増速さ
れるので、フライホイール１の慣性モーメントはｎ２
倍に効き、第２の慣性体の慣性モーメントを従来通りと
する場合には、フライホイール１の慣性モーメントを従
来のフライホイールのｎ２ 分の１倍にすることができ
る。 したがって、フライホイール１のサイズを、半径方向に
従来の１／ｎ倍にすることができ、半径方向サイズを従
来通りとすると軸方向サイズは従来の１／ｎ２ 倍にす
ることができる。したがって、フライホイール１の重量
も従来に比べて少なくとも１／ｎ倍にすることができる
。
シャフト２の変動トルクは、歯車装置を介してフライホ
イール１に伝達される。このとき、２つの慣性体とばね
を有する等価振動系からなる本発明ダンパによってトル
ク変動が吸収される。本発明ダンパでは、従来ダンパと
異なり、歯車装置によってフライホイール１の回転速度
がクランクシャフト２の回転速度に比べてｎ倍に増速さ
れるので、フライホイール１の慣性モーメントはｎ２
倍に効き、第２の慣性体の慣性モーメントを従来通りと
する場合には、フライホイール１の慣性モーメントを従
来のフライホイールのｎ２ 分の１倍にすることができ
る。 したがって、フライホイール１のサイズを、半径方向に
従来の１／ｎ倍にすることができ、半径方向サイズを従
来通りとすると軸方向サイズは従来の１／ｎ２ 倍にす
ることができる。したがって、フライホイール１の重量
も従来に比べて少なくとも１／ｎ倍にすることができる
。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、クランクシャフトとフ
ライホイールとの間に、弾性歯車を設けたので、２つの
慣性体をばねで連結したと同等の作用を果たせる等価振
動系を構成でき、トルク変動を低減させることができる
。この場合、歯車に変速比をもたせたので、フライホイ
ールのサイズをたとえば半径方向に１／ｎ（ただし、ｎ
は変速比）にすることができ、ダンパの小型化、軽量化
をはかることができる。
ライホイールとの間に、弾性歯車を設けたので、２つの
慣性体をばねで連結したと同等の作用を果たせる等価振
動系を構成でき、トルク変動を低減させることができる
。この場合、歯車に変速比をもたせたので、フライホイ
ールのサイズをたとえば半径方向に１／ｎ（ただし、ｎ
は変速比）にすることができ、ダンパの小型化、軽量化
をはかることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るトルク変動吸収装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のトルク変動吸収装置の歯車装置の正面図
である。
である。
【図３】図１のトルク変動吸収装置の等価振動系のモデ
ル図である。
ル図である。
【図４】図１のトルク変動吸収装置および従来の一体型
フライホイールのねじり振動コンプライアンス図である
。
フライホイールのねじり振動コンプライアンス図である
。
【図５】本発明のトルク変動吸収装置に適用可能なもう
一つの歯車装置の正面図である。
一つの歯車装置の正面図である。
１ フライホイール
２ クランクシャフト
３ 第１の歯車
４ 第２の歯車
５ 第３の歯車
７ 太陽歯車
８ 内歯車
９ 遊星歯車
１０ 遊星キャリア
Claims (1)
- 【請求項１】 クランクシャフトとフライホイールと
の間に、少なくとも歯部が弾性材から成る少なくとも１
個の歯車を具備しかつ変速比をもつ歯車装置を設けたこ
とを特徴とするトルク変動吸収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11376691A JPH04321841A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | トルク変動吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11376691A JPH04321841A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | トルク変動吸収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321841A true JPH04321841A (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=14620603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11376691A Pending JPH04321841A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | トルク変動吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04321841A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010110A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Tama Tlo Kk | 免震装置及び回転慣性付加装置 |
| KR20140138401A (ko) * | 2013-05-23 | 2014-12-04 | 현대중공업 주식회사 | 선박 엔진의 직결 감속기 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP11376691A patent/JPH04321841A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010110A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Tama Tlo Kk | 免震装置及び回転慣性付加装置 |
| KR20140138401A (ko) * | 2013-05-23 | 2014-12-04 | 현대중공업 주식회사 | 선박 엔진의 직결 감속기 |
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