JPH0645076Y2 - 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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- JPH0645076Y2 JPH0645076Y2 JP19208787U JP19208787U JPH0645076Y2 JP H0645076 Y2 JPH0645076 Y2 JP H0645076Y2 JP 19208787 U JP19208787 U JP 19208787U JP 19208787 U JP19208787 U JP 19208787U JP H0645076 Y2 JPH0645076 Y2 JP H0645076Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、車輌用の内燃エンジンと変速装置間等に介装
され、エンジンのトルク変動を吸収して変速装置の入力
軸の回転変動を抑制するトルク変動吸収装置に関する。
され、エンジンのトルク変動を吸収して変速装置の入力
軸の回転変動を抑制するトルク変動吸収装置に関する。
(従来の技術) 車輌用の内燃エンジンの駆動軸(クランク軸)は、間歇
的燃焼、或いは運転状況により絶えずトルク変動が生じ
ているが、クランク軸のトルク変動がクラッチ、歯車変
速装置、車輪等に伝播し、振動や騒音の発生原因になっ
ている。このトルク変動による振動や騒音等の発生を抑
制するためにトルク変動を吸収する装置が要請されてお
り、従来、乾式単板式摩擦クラッチのフライホイールに
組込まれたトルク変動吸収装置が知られている。
的燃焼、或いは運転状況により絶えずトルク変動が生じ
ているが、クランク軸のトルク変動がクラッチ、歯車変
速装置、車輪等に伝播し、振動や騒音の発生原因になっ
ている。このトルク変動による振動や騒音等の発生を抑
制するためにトルク変動を吸収する装置が要請されてお
り、従来、乾式単板式摩擦クラッチのフライホイールに
組込まれたトルク変動吸収装置が知られている。
このトルク変動吸収装置を組み込んだフライホイール
は、エンジンの駆動軸に連結される主動部と、この主動
部に対して相対回動可能、且つ、クラッチディスク及び
クラッチカバーを備えるクラッチ装置に連結される従動
部とで構成される分割フライホイールであり、主動部及
び従動部はいずれも厚肉の慣性回転体で、主動部の回転
トルクは、主動部と従動部の間に介在されるトルク変動
吸収装置、つまり、ヒステリシス機構及び減衰・トルク
リミット機構を介して従動部に伝達され、更に従動部に
連結されるクラッチ装置に伝達される。
は、エンジンの駆動軸に連結される主動部と、この主動
部に対して相対回動可能、且つ、クラッチディスク及び
クラッチカバーを備えるクラッチ装置に連結される従動
部とで構成される分割フライホイールであり、主動部及
び従動部はいずれも厚肉の慣性回転体で、主動部の回転
トルクは、主動部と従動部の間に介在されるトルク変動
吸収装置、つまり、ヒステリシス機構及び減衰・トルク
リミット機構を介して従動部に伝達され、更に従動部に
連結されるクラッチ装置に伝達される。
減衰・トルクリミット機構は、主動部と従動部の何れか
一方に係止されるばね部材と、他方に摩擦係合すると共
に、前記ばね部材に係止される第1の摩擦板とからな
り、ヒステリシス機構は、主動部と従動部間に介装さ
れ、これら両者に摩擦係合する第2の摩擦板からなるも
のである。
一方に係止されるばね部材と、他方に摩擦係合すると共
に、前記ばね部材に係止される第1の摩擦板とからな
り、ヒステリシス機構は、主動部と従動部間に介装さ
れ、これら両者に摩擦係合する第2の摩擦板からなるも
のである。
減衰・トルクリミット機構のばね部材が第1の摩擦板に
係合せず、初期状態でのばね長を保持している間は、ヒ
ステリシス機構の第2の摩擦板を介してのみトルク伝達
が行われる。即ち、減衰・トルクリミット機構は作用せ
ず、ヒステリシス機構の摩擦力のみで回転トルク変動が
伝達される。尚、トルク変動の絶対値がヒステリシス幅
Hの1/2より小さい場合にはヒステリシス機構において
も滑りが生ずることがなく、このような微小トルク変動
は吸収されない。
係合せず、初期状態でのばね長を保持している間は、ヒ
ステリシス機構の第2の摩擦板を介してのみトルク伝達
が行われる。即ち、減衰・トルクリミット機構は作用せ
ず、ヒステリシス機構の摩擦力のみで回転トルク変動が
伝達される。尚、トルク変動の絶対値がヒステリシス幅
Hの1/2より小さい場合にはヒステリシス機構において
も滑りが生ずることがなく、このような微小トルク変動
は吸収されない。
主動部と従動部とが相対回動して減衰・トルクリミット
機構のばね部材が第1の摩擦板に当接係合するとばね部
材は収縮を開始し、ばね部材の縮み量に応じたトルク伝
達が行われる。そして、減衰・トルクリミット機構のば
ね部材が圧縮変形限界に達し、更に、第1の摩擦板の摩
擦係合力が最大摩擦力に達すると、第1も摩擦板も滑り
始め、主動部からそれ以上の回転トルクが従動部に伝わ
らず、従って、主動部側から従動部側に前記リミットト
ルクより大きなトルクが伝達されず、従動部側の回転変
動が規制される。
機構のばね部材が第1の摩擦板に当接係合するとばね部
材は収縮を開始し、ばね部材の縮み量に応じたトルク伝
達が行われる。そして、減衰・トルクリミット機構のば
ね部材が圧縮変形限界に達し、更に、第1の摩擦板の摩
擦係合力が最大摩擦力に達すると、第1も摩擦板も滑り
始め、主動部からそれ以上の回転トルクが従動部に伝わ
らず、従って、主動部側から従動部側に前記リミットト
ルクより大きなトルクが伝達されず、従動部側の回転変
動が規制される。
尚、これらのトルク伝達特性は、ヒステリシス機構の作
用によりヒステリシスループを描き、主動部と従動部の
相対捩り角が増大する場合と減少する場合とで異なる特
性曲線を描く。
用によりヒステリシスループを描き、主動部と従動部の
相対捩り角が増大する場合と減少する場合とで異なる特
性曲線を描く。
(考案が解決しようとする問題点) 斯かるトルク変動吸収装置を設計する点で考慮すべき重
要事項は、トルク伝達率τ(主動部側のトルク変動をΔ
TE、従動部側に伝達されるトルク変動をΔTFWとすれ
ば、τ=ΔTFW/ΔTEで表される)を小さく設定するこ
と、及び常用使用領域において共振点が存在しないこと
である。共振点角周波数を常用運転領域より十分に離れ
たエンジン低回転領域に存在させるためには、主動部及
び従動部の慣性モーメントを大きく設定すると共にばね
部材のばね定数を小さい値に設定する必要がある。慣性
モーメントを大きくするためにはフライホイールの外径
を大きく設定すればよいが、実用上フライホイールの外
径には制限がある。一方、トルク伝達率τを小さくする
にはばね定数が小さい程有利である。
要事項は、トルク伝達率τ(主動部側のトルク変動をΔ
TE、従動部側に伝達されるトルク変動をΔTFWとすれ
ば、τ=ΔTFW/ΔTEで表される)を小さく設定するこ
と、及び常用使用領域において共振点が存在しないこと
である。共振点角周波数を常用運転領域より十分に離れ
たエンジン低回転領域に存在させるためには、主動部及
び従動部の慣性モーメントを大きく設定すると共にばね
部材のばね定数を小さい値に設定する必要がある。慣性
モーメントを大きくするためにはフライホイールの外径
を大きく設定すればよいが、実用上フライホイールの外
径には制限がある。一方、トルク伝達率τを小さくする
にはばね定数が小さい程有利である。
そこで従来、トルク伝達率τを小さく、且つ、共振点角
周波数を常用運転領域より十分に離れたエンジン低回転
運転領域に存在させるために、ばね部材のばね定数を小
さく設定していた。このばね定数を小さい値に設定する
と、ばね部材が圧縮変形限界時に達するトルクが小さく
なり、ばね部材が圧縮変形限界に達する頻度が増加し、
ばね部材の圧縮変形限界到達時に衝撃トルクが発生する
と共に、エンジン常用運転領域で減衰・トルクリミット
機構が作動して第1の摩擦板に滑りが生じ、エンジン発
生トルクをフライホイールの従動部に伝達出来ないとい
う不都合が発生する。
周波数を常用運転領域より十分に離れたエンジン低回転
運転領域に存在させるために、ばね部材のばね定数を小
さく設定していた。このばね定数を小さい値に設定する
と、ばね部材が圧縮変形限界時に達するトルクが小さく
なり、ばね部材が圧縮変形限界に達する頻度が増加し、
ばね部材の圧縮変形限界到達時に衝撃トルクが発生する
と共に、エンジン常用運転領域で減衰・トルクリミット
機構が作動して第1の摩擦板に滑りが生じ、エンジン発
生トルクをフライホイールの従動部に伝達出来ないとい
う不都合が発生する。
本考案は、斯かる問題点を解決するためになされたもの
で、乗用車等の小型車両からバス,トラック等の大型車
両まで広く適用でき、トルク変動に対してトルク伝達率
が小さく、且つ、エンジンの常用使用領域で減衰・トル
クリミット機構に滑りが生じることがなく、エンジン発
生トルクを確実にフライホイールの従動部に伝達するこ
とが出来るトルク変動吸収装置を提供することを目的と
する。
で、乗用車等の小型車両からバス,トラック等の大型車
両まで広く適用でき、トルク変動に対してトルク伝達率
が小さく、且つ、エンジンの常用使用領域で減衰・トル
クリミット機構に滑りが生じることがなく、エンジン発
生トルクを確実にフライホイールの従動部に伝達するこ
とが出来るトルク変動吸収装置を提供することを目的と
する。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本考案によれば、内燃エンジ
ンの駆動軸に連結される主動部と、該主動部に対して相
対回動可能、且つ、クラッチディスク及びクラッチカバ
ーを備えるクラッチ装置に連結される従動部とでフライ
ホィールを構成し、これらの主動部と従動部の間に、前
記主動部及び従動部の何れか一方に係止されるバネ部材
と、他方に摩擦係合すると共に、前記バネ部材に係止さ
れる摩擦板とからなる減衰・トルクリミット機構を介装
し、前記主動部と従動部の相対回動時に前記減衰・トル
クリミット機構を介して前記主動板と従動板間のトルク
伝達を行わせる一方、前記主動部と従動部間にヒステリ
シス機構を介装し、該ヒステリシス機構により前記減衰
・トルクリミット機構を介して伝達される伝達トルク特
性にヒステリシス特性を与えるトルク変動吸収装置にお
いて、前記バネ部材のバネ定数kFW、及び前記主動部と
従動部の相対回動時に前記摩擦板が前記バネ部材に係止
して前記バネ部材の圧縮が開始される時点と前記摩擦板
の滑りが開始される時点間の前記主動部と従動部の相対
捩り角θoを、常用使用領域の角周波数ωに対して次式
(a),(b): ωn<ω/Co …(a) To+τ・ΔTE≦kFW・θo+1/2H …(b) ここに、 I=IE・IM/(IE+IM) Coは の範囲の値に設定される定数、Toは角周波数ωにおける
エンジン平均トルク、ΔTEは同角周波数ωにおけるエン
ジン変動トルク、IE,IMは、夫々エンジンの慣性モーメ
ントを含む主動部の慣性モーメント、及び前記クラッチ
カバー及びクラッチディスクの各慣性モーメントを含む
従動部の慣性モーメント、Hは前記ヒステリシス機構が
前記伝達トルク特性に与えるヒステリシス幅、τはトル
ク伝達率であって、CFWを減衰係数とすると、 である、 を満足するように設定することを特徴とするトルク変動
吸収装置が提供される。
ンの駆動軸に連結される主動部と、該主動部に対して相
対回動可能、且つ、クラッチディスク及びクラッチカバ
ーを備えるクラッチ装置に連結される従動部とでフライ
ホィールを構成し、これらの主動部と従動部の間に、前
記主動部及び従動部の何れか一方に係止されるバネ部材
と、他方に摩擦係合すると共に、前記バネ部材に係止さ
れる摩擦板とからなる減衰・トルクリミット機構を介装
し、前記主動部と従動部の相対回動時に前記減衰・トル
クリミット機構を介して前記主動板と従動板間のトルク
伝達を行わせる一方、前記主動部と従動部間にヒステリ
シス機構を介装し、該ヒステリシス機構により前記減衰
・トルクリミット機構を介して伝達される伝達トルク特
性にヒステリシス特性を与えるトルク変動吸収装置にお
いて、前記バネ部材のバネ定数kFW、及び前記主動部と
従動部の相対回動時に前記摩擦板が前記バネ部材に係止
して前記バネ部材の圧縮が開始される時点と前記摩擦板
の滑りが開始される時点間の前記主動部と従動部の相対
捩り角θoを、常用使用領域の角周波数ωに対して次式
(a),(b): ωn<ω/Co …(a) To+τ・ΔTE≦kFW・θo+1/2H …(b) ここに、 I=IE・IM/(IE+IM) Coは の範囲の値に設定される定数、Toは角周波数ωにおける
エンジン平均トルク、ΔTEは同角周波数ωにおけるエン
ジン変動トルク、IE,IMは、夫々エンジンの慣性モーメ
ントを含む主動部の慣性モーメント、及び前記クラッチ
カバー及びクラッチディスクの各慣性モーメントを含む
従動部の慣性モーメント、Hは前記ヒステリシス機構が
前記伝達トルク特性に与えるヒステリシス幅、τはトル
ク伝達率であって、CFWを減衰係数とすると、 である、 を満足するように設定することを特徴とするトルク変動
吸収装置が提供される。
(作用) 本考案のトルク変動吸収装置は、共振点角周波数ωnは
常用使用領域から十分に離れたエンジン低回転領域に存
在させることが望ましいが、アイドリング以下の運転領
域であって、一時的に通過する作動領域においてはトル
ク伝達率τが一時的に高い値を取っても減衰・トルクリ
ミット機構の摩擦板に滑りが生じるので不都合がないと
の認識に基づいてなされたもので、式(a)は、実用使
用領域の角周波数ωと共振点角周波数ωnとの関係を規
定し、式(b)は、常用使用領域におけるエンジン平均
トルクToと、起こり得るトルク変動ΔTEからばね部材を
ばね定数kFW及びばね長さ(相対捩り角θo)を規定し
て、少なくともエンジン発生トルク以内のトルクが従動
部へ伝達されるように設定するものであり、エンジンの
アイドリング領域以上の運転領域ではトルク伝達率τは
十分小さい値になり、トルク変動がトルク変動吸収装置
に吸収され、従動部のトルク変動が大幅に低減される。
常用使用領域から十分に離れたエンジン低回転領域に存
在させることが望ましいが、アイドリング以下の運転領
域であって、一時的に通過する作動領域においてはトル
ク伝達率τが一時的に高い値を取っても減衰・トルクリ
ミット機構の摩擦板に滑りが生じるので不都合がないと
の認識に基づいてなされたもので、式(a)は、実用使
用領域の角周波数ωと共振点角周波数ωnとの関係を規
定し、式(b)は、常用使用領域におけるエンジン平均
トルクToと、起こり得るトルク変動ΔTEからばね部材を
ばね定数kFW及びばね長さ(相対捩り角θo)を規定し
て、少なくともエンジン発生トルク以内のトルクが従動
部へ伝達されるように設定するものであり、エンジンの
アイドリング領域以上の運転領域ではトルク伝達率τは
十分小さい値になり、トルク変動がトルク変動吸収装置
に吸収され、従動部のトルク変動が大幅に低減される。
(実施例) 以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
本考案に係るトルク変動吸収装置を組み込んだ乾式単板
式摩擦クラッチ(以下単にクラッチという)1は、第1
図及び第2図で示すように、クラッチ軸2に連結される
フライホイール3及び当該フライホイール3と一体的に
回転するクラッチカバー4とから成る駆動部5と、フラ
イホイール3とクラッチカバー4との間に介在されて図
示しない変速装置の入力軸(以下単に入力軸という)6
と一体的に回転するクラッチディスク等の被駆動部7と
から構成されている。
式摩擦クラッチ(以下単にクラッチという)1は、第1
図及び第2図で示すように、クラッチ軸2に連結される
フライホイール3及び当該フライホイール3と一体的に
回転するクラッチカバー4とから成る駆動部5と、フラ
イホイール3とクラッチカバー4との間に介在されて図
示しない変速装置の入力軸(以下単に入力軸という)6
と一体的に回転するクラッチディスク等の被駆動部7と
から構成されている。
フライホイール3は、主動部9と従動部10とに分割され
る分割フライホイールであり、厚肉の慣性回転体で、主
動部9の回転トルクは、主動部9と従動部10との間に介
在されるトルク変動吸収装置、つまり、ヒステリシス機
構11、及びばね機構12を備えた減衰・トルクリミット機
構13を介して従動部10に伝達される。主動部9は、フラ
イホイール3のクランクシャフト2側に位置するドライ
ブプレート14とリテーニングプレート15とから構成さ
れ、環状形状のリテーニングプレート15は、ドライブプ
レート14の外周縁にクラッチディスク7側に突出して形
成される周壁14aにボルト16により螺着固定されてドラ
イブプレート14とリテーニングプレート15の各対向面間
に半径方向内側に開口する環状空間17を形成している。
る分割フライホイールであり、厚肉の慣性回転体で、主
動部9の回転トルクは、主動部9と従動部10との間に介
在されるトルク変動吸収装置、つまり、ヒステリシス機
構11、及びばね機構12を備えた減衰・トルクリミット機
構13を介して従動部10に伝達される。主動部9は、フラ
イホイール3のクランクシャフト2側に位置するドライ
ブプレート14とリテーニングプレート15とから構成さ
れ、環状形状のリテーニングプレート15は、ドライブプ
レート14の外周縁にクラッチディスク7側に突出して形
成される周壁14aにボルト16により螺着固定されてドラ
イブプレート14とリテーニングプレート15の各対向面間
に半径方向内側に開口する環状空間17を形成している。
従動部10は、フライホイール3のクラッチディスク7側
に位置するドリブンプレート18とホルダ19とから構成さ
れ、ドリブンプレート18とホルダ19とは共に環状に成形
されている。ドリブンプレート18の主動部9側面に、前
記リテーニングプレート15が遊嵌される環状溝18aが形
成される一方、ホルダ19の内周縁にドリブンプレート18
側に突出して周壁19aが形成され、ホルダ19及びドリブ
ンプレート18は内周縁を互いに当接させてボルト20によ
り螺着固定されてドリブンプレート18とホルダ19の各対
向面間に半径方向外側に開口する環状空間21を形成して
いる。
に位置するドリブンプレート18とホルダ19とから構成さ
れ、ドリブンプレート18とホルダ19とは共に環状に成形
されている。ドリブンプレート18の主動部9側面に、前
記リテーニングプレート15が遊嵌される環状溝18aが形
成される一方、ホルダ19の内周縁にドリブンプレート18
側に突出して周壁19aが形成され、ホルダ19及びドリブ
ンプレート18は内周縁を互いに当接させてボルト20によ
り螺着固定されてドリブンプレート18とホルダ19の各対
向面間に半径方向外側に開口する環状空間21を形成して
いる。
主動部9と従動部10とは軸受22を介し相対回動可能に配
設され、夫々の環状空間17、21の各開口端を対向させて
フライホイール3内部に閉塞した環状空間を形成してい
る。
設され、夫々の環状空間17、21の各開口端を対向させて
フライホイール3内部に閉塞した環状空間を形成してい
る。
ヒステリシス機構11は、主動部9と従動部10間に摩擦係
合する摩擦板23により構成され、この摩擦板23は、ホル
ダ19のドライブプレート14に対向する壁面の内周縁近傍
に形成された環状凹溝24に嵌装され、ドライブプレート
14に係止されてドライブプレート14と一体的に回動する
と共にドライブプレート14及びホルダ19との摩擦により
主動部9の回転トルクを所定の限界まで従動部10に伝達
するものである。
合する摩擦板23により構成され、この摩擦板23は、ホル
ダ19のドライブプレート14に対向する壁面の内周縁近傍
に形成された環状凹溝24に嵌装され、ドライブプレート
14に係止されてドライブプレート14と一体的に回動する
と共にドライブプレート14及びホルダ19との摩擦により
主動部9の回転トルクを所定の限界まで従動部10に伝達
するものである。
ばね機構12は、2枚の環状のサブプレート25、26で挟持
され、主動部9の環状空間17に収容されるコイルスプリ
ング27から構成され、各サブプレート25、26には夫々周
方向に沿ってコイルスプリング27の側面に嵌合する切欠
部(穴)25a、26aが数箇所に形成されると共に、夫々皿
小ねじ28、29でドライブプレート14及びリテーニングプ
レート15の各側壁に螺着固定されている。各切欠部25
a、26aに嵌装される各コイルスプリング27は夫々両端に
八角形状のばね座30、30が配設され、当該ばね座30は、
一端面にはコイルスプリング27の線輪内に嵌挿され、当
該ばね座30より小径の円柱30aが、他端面には当該端面
をクラッチ1の厚み方向に沿って3分割する2個の板状
突出部30b、30bが夫々突出形成されている。更に、円柱
30aの先端面には弾性体30cが固着されている。
され、主動部9の環状空間17に収容されるコイルスプリ
ング27から構成され、各サブプレート25、26には夫々周
方向に沿ってコイルスプリング27の側面に嵌合する切欠
部(穴)25a、26aが数箇所に形成されると共に、夫々皿
小ねじ28、29でドライブプレート14及びリテーニングプ
レート15の各側壁に螺着固定されている。各切欠部25
a、26aに嵌装される各コイルスプリング27は夫々両端に
八角形状のばね座30、30が配設され、当該ばね座30は、
一端面にはコイルスプリング27の線輪内に嵌挿され、当
該ばね座30より小径の円柱30aが、他端面には当該端面
をクラッチ1の厚み方向に沿って3分割する2個の板状
突出部30b、30bが夫々突出形成されている。更に、円柱
30aの先端面には弾性体30cが固着されている。
減衰・トルクリミット機構13は、従動部10の環状空間21
に配設され、その構成は、2枚の環状のハブプレート3
1、31でコーンスプリング32を挟持し、更に夫々のハブ
プレート31のドリブンプレート18及びホルダ19に夫々対
向する面に環状の摩擦板33が夫々固着されているもので
ある。このハブプレート31には、夫々半径方向外方に環
状空間17に延出するアーム31aが、環状空間17に周方向
等間隔に配設されるコイルスプリング27、27間に形成さ
れており、各アーム31aの両端面31bは夫々ばね座30の対
向面30dの形状と対応した形状となっている。そして、
主動部9と従動部10が相対回動してばね座30が各アーム
31aの端面31bに当接するとき、前記板状突出部30b、30b
がこれらアーム31aの端面31bを挟み込むようにして該端
面31bをばね座30の対向面30dに案内する。
に配設され、その構成は、2枚の環状のハブプレート3
1、31でコーンスプリング32を挟持し、更に夫々のハブ
プレート31のドリブンプレート18及びホルダ19に夫々対
向する面に環状の摩擦板33が夫々固着されているもので
ある。このハブプレート31には、夫々半径方向外方に環
状空間17に延出するアーム31aが、環状空間17に周方向
等間隔に配設されるコイルスプリング27、27間に形成さ
れており、各アーム31aの両端面31bは夫々ばね座30の対
向面30dの形状と対応した形状となっている。そして、
主動部9と従動部10が相対回動してばね座30が各アーム
31aの端面31bに当接するとき、前記板状突出部30b、30b
がこれらアーム31aの端面31bを挟み込むようにして該端
面31bをばね座30の対向面30dに案内する。
主動部9と従動部10とは相対回動可能なため、クランク
軸2にトルク変動が生じるとこれらが相対変位して主動
部9の回転トルクが以下のようにして従動部10に伝達さ
れる。つまり、第3図の伝達トルク特性図を参照して説
明すると、主動部9と従動部10の相対回動角(捩り角)
θが−θ1〜+θ1間はコイルスプリング27がハブプレー
ト31のアーム31aに係合せず、初期状態でのばね長を保
持しており、ヒステリシス機構11を介してのみトルク伝
達が行われる。即ち、減衰・トルクリミット機構13は作
用せずヒステリシス機構11の摩擦力のみで回転トルク変
動が伝達される。従って、トルク変動の絶対値が1/2Hよ
り小さい場合にはヒステリシス機構11においても滑りが
生じずこのような微小トルク変動は吸収されない。
軸2にトルク変動が生じるとこれらが相対変位して主動
部9の回転トルクが以下のようにして従動部10に伝達さ
れる。つまり、第3図の伝達トルク特性図を参照して説
明すると、主動部9と従動部10の相対回動角(捩り角)
θが−θ1〜+θ1間はコイルスプリング27がハブプレー
ト31のアーム31aに係合せず、初期状態でのばね長を保
持しており、ヒステリシス機構11を介してのみトルク伝
達が行われる。即ち、減衰・トルクリミット機構13は作
用せずヒステリシス機構11の摩擦力のみで回転トルク変
動が伝達される。従って、トルク変動の絶対値が1/2Hよ
り小さい場合にはヒステリシス機構11においても滑りが
生じずこのような微小トルク変動は吸収されない。
更に、主動部9と従動部10が相対回動してコイルスプリ
ング27がハブプレート31のアーム31aに当接して収縮を
開始し、摩擦板33の滑りが生じない区間、即ち、減衰・
トルクリミット機構13のコイルスプリング27の圧縮が開
始される時点(−θ1,+θ1)とハブプレート31の滑り
が開始される時点(−θ2,+θ2)間ではコイルスプリ
ング27の縮み量に応じたトルク伝達が行われる。詳しく
は、ばね機構12のコイルスプリング27のばね座30が減衰
・トルクリミット機構13のハブプレート31のアーム31a
に当接し(θ=−θ1又は+θ1の時点)、更にコイルス
プリング27は圧縮変形しながらハブプレート31のアーム
31aを押圧して、主動部9の回転トルクをハブプレート3
1、31に伝達する。この時、各ハブプレート31はコーン
スプリング32によってドリブンプレート18及びホルダ19
に夫々圧接されているので、その摩擦力によりハブプレ
ート31、31と従動部10とは一体的に回転し、この結果、
主動部9の回転トルクが従動部10に伝達される。しか
し、弾性体30c同士が当接してコイルスプリング27が圧
縮変形限界に達し(このときの伝達トルクは+Tk又は−
Tk)、更に、弾性体30cが変形して、弾性体30c及びコイ
ルスプリング27の弾性力がハブプレート31の最大摩擦力
(リミットトルク+TL又は−TL)に達すると(θ=−θ
2又は+θ2の時点)、ハブプレート31とドリブンプレー
ト18及びホルダ19との圧接面が滑り始め、主動部9から
それ以上の回転トルクが従動部10に伝わらず、従って、
入力軸6に前記最大摩擦力より大きなトルクが伝達され
ず、入力軸の回転変動が規制される。
ング27がハブプレート31のアーム31aに当接して収縮を
開始し、摩擦板33の滑りが生じない区間、即ち、減衰・
トルクリミット機構13のコイルスプリング27の圧縮が開
始される時点(−θ1,+θ1)とハブプレート31の滑り
が開始される時点(−θ2,+θ2)間ではコイルスプリ
ング27の縮み量に応じたトルク伝達が行われる。詳しく
は、ばね機構12のコイルスプリング27のばね座30が減衰
・トルクリミット機構13のハブプレート31のアーム31a
に当接し(θ=−θ1又は+θ1の時点)、更にコイルス
プリング27は圧縮変形しながらハブプレート31のアーム
31aを押圧して、主動部9の回転トルクをハブプレート3
1、31に伝達する。この時、各ハブプレート31はコーン
スプリング32によってドリブンプレート18及びホルダ19
に夫々圧接されているので、その摩擦力によりハブプレ
ート31、31と従動部10とは一体的に回転し、この結果、
主動部9の回転トルクが従動部10に伝達される。しか
し、弾性体30c同士が当接してコイルスプリング27が圧
縮変形限界に達し(このときの伝達トルクは+Tk又は−
Tk)、更に、弾性体30cが変形して、弾性体30c及びコイ
ルスプリング27の弾性力がハブプレート31の最大摩擦力
(リミットトルク+TL又は−TL)に達すると(θ=−θ
2又は+θ2の時点)、ハブプレート31とドリブンプレー
ト18及びホルダ19との圧接面が滑り始め、主動部9から
それ以上の回転トルクが従動部10に伝わらず、従って、
入力軸6に前記最大摩擦力より大きなトルクが伝達され
ず、入力軸の回転変動が規制される。
尚、これらの特性は、ヒステリシス機構11の作用により
ヒステリシスループを描き、主動部9と従動部10との相
対捩り角θが増加する場合と減少する場合とで異なる特
性曲線を描くことになる。
ヒステリシスループを描き、主動部9と従動部10との相
対捩り角θが増加する場合と減少する場合とで異なる特
性曲線を描くことになる。
ところで、トルク変動吸収装置を設計する点で考慮すべ
き重要事項は、トルク伝達率τを小さく設定すること、
及び常用使用領域において共振点が存在しないことであ
る。
き重要事項は、トルク伝達率τを小さく設定すること、
及び常用使用領域において共振点が存在しないことであ
る。
共振点角周波数ωnは次式(1)及び(2)で演算され
る。
る。
I=IE・IM/(IE+IM) …(2) ここに、IE,IMは、夫々エンジンの慣性モーメントを含
む主動部9の慣性モーメント、及びクラッチカバー4及
びクラッチディスク7の各慣性モーメントを含む従動部
10の慣性モーメントである。そして、減衰・トルクリミ
ット機構13のコイルスプリング27のバネ定数kFW、及び
主動部9と従動部10との相対回動時にハブプレート31が
コイルスプリング27に係止してコイルスプリング27の圧
縮が開始される時点と前記ハブプレート31の滑りが開始
される時点間の主動部9と従動部10間の相対捩り角θo
は次式(3),(4)を満足するように設定される。
む主動部9の慣性モーメント、及びクラッチカバー4及
びクラッチディスク7の各慣性モーメントを含む従動部
10の慣性モーメントである。そして、減衰・トルクリミ
ット機構13のコイルスプリング27のバネ定数kFW、及び
主動部9と従動部10との相対回動時にハブプレート31が
コイルスプリング27に係止してコイルスプリング27の圧
縮が開始される時点と前記ハブプレート31の滑りが開始
される時点間の主動部9と従動部10間の相対捩り角θo
は次式(3),(4)を満足するように設定される。
ωn<ω/Co …(3) To+τ・ΔTE≦kFW・θo+1/2H …(4) ここに、Coは、 の範囲の値に設定される定数であり、例えば、乗用車等
の小型車両には▲√▼が、トラック,バス等の大型車
両には1.3が好適に設定される。To及びΔTEは、第4図
に示すように、夫々角周波数ωにおけるエンジン平均ト
ルク、及び同角周波数ωにおけるエンジン変動トルクで
あり、第4図中実線は主動部9側に入力されるトルク変
動を示し、破線は従動部10側に伝達されるトルク変動を
示す。又、IE,IMは、夫々エンジンの慣性モーメントを
含む主動部9の慣性モーメント、及びクラッチカバー4
及びクラッチディスク7の各慣性モーメントを含む従動
部10の慣性モーメント、Hはヒステリシス機構11が前記
伝達トルク特性に与えるヒステリシス幅(第3図参
照)、τは、CFWを減衰係数とすると次式(5)により
設定されるトルク伝達率である。
の小型車両には▲√▼が、トラック,バス等の大型車
両には1.3が好適に設定される。To及びΔTEは、第4図
に示すように、夫々角周波数ωにおけるエンジン平均ト
ルク、及び同角周波数ωにおけるエンジン変動トルクで
あり、第4図中実線は主動部9側に入力されるトルク変
動を示し、破線は従動部10側に伝達されるトルク変動を
示す。又、IE,IMは、夫々エンジンの慣性モーメントを
含む主動部9の慣性モーメント、及びクラッチカバー4
及びクラッチディスク7の各慣性モーメントを含む従動
部10の慣性モーメント、Hはヒステリシス機構11が前記
伝達トルク特性に与えるヒステリシス幅(第3図参
照)、τは、CFWを減衰係数とすると次式(5)により
設定されるトルク伝達率である。
ここで、トルク伝達率τに関する上式(5)について、
その式が導出される理由を説明する。
その式が導出される理由を説明する。
いま、各々が慣性モーメントI1,I2を有する2つの回転
体が捩じりばね定数kと減衰係数Cとで結合され、慣性
モーメントI1の回転体にトルク変動TAが加わった場合を
想定して線型モデルを考える。この線型モデルの運動方
程式等は、亘理厚「機械振動」第103〜111頁,出版丸善
株式会社や加藤哲他「トーショナル・ダンパ付きフライ
ホイールの開発」トヨタ技術第35巻第1号第115〜119
頁,昭和60年6月発行等を参考にして、下記の通り導き
出すことができる。
体が捩じりばね定数kと減衰係数Cとで結合され、慣性
モーメントI1の回転体にトルク変動TAが加わった場合を
想定して線型モデルを考える。この線型モデルの運動方
程式等は、亘理厚「機械振動」第103〜111頁,出版丸善
株式会社や加藤哲他「トーショナル・ダンパ付きフライ
ホイールの開発」トヨタ技術第35巻第1号第115〜119
頁,昭和60年6月発行等を参考にして、下記の通り導き
出すことができる。
慣性モーメントI1及びI2の各回転体の回転変位をそれぞ
れθ1,θ2とすると、次の2つの運動方程式(A1),
(A2)が求まる。
れθ1,θ2とすると、次の2つの運動方程式(A1),
(A2)が求まる。
I1 1+C(1−2)+k(θ1−θ2)=TA …(A1) I2 2+C(2−1)+k(θ2−θ1)=O …(A2) ここに1,2はθ1,θ2の時間に対する一階微分,
1,2はθ1,θ2の時間に対する二階微分を示す。
1,2はθ1,θ2の時間に対する二階微分を示す。
次に、式(A1)にI2を乗算し、式(A2)にI1を乗算して
それらの差を求めて整理すると式(A3)が求まる。
それらの差を求めて整理すると式(A3)が求まる。
I1I2(1−2)+(I1+I2)C(1−2)+(I1+
I2)k(θ1−θ2)=I2TA …(A3) ここで、 θ1−θ2=θ …(A4) とおいて、ラプラス変換を行い、ラプラスパラメータS
の代わりにjωを代入すれば、 を得る。ここにωはトルク変動TAの強制円振動数,jは純
虚数 を示す。
I2)k(θ1−θ2)=I2TA …(A3) ここで、 θ1−θ2=θ …(A4) とおいて、ラプラス変換を行い、ラプラスパラメータS
の代わりにjωを代入すれば、 を得る。ここにωはトルク変動TAの強制円振動数,jは純
虚数 を示す。
一方、I2に伝達されるトルク変動をTBとおけば、 TB=C(1−2)+k(θ1−θ2) …(A6) 式(A6)を式(A4),(A5)と同様に展開すれば、 が求まる。
式(A5),(A7)から、 を得る。
ここで、TAはΔTE、TBはΔTFW、I1はIE、I2はIM、kはk
FW、CはCFWにそれぞれ対応し、またτ=ΔTFW/ΔTEは
TB/TAに対応するので、これらを式(A8)に代入すると
トルク伝達率τを求める上式(5)が得られる。
FW、CはCFWにそれぞれ対応し、またτ=ΔTFW/ΔTEは
TB/TAに対応するので、これらを式(A8)に代入すると
トルク伝達率τを求める上式(5)が得られる。
第5図は上式(5)によりトルク伝達率τと角周波数ω
(=2πf;ここに、fはエンジン回転数を周波数に変換
した値)との関係を示し、図中ωoはアイドリング域で
の角周波数である。第5図より明白なように、今、常用
使用領域を、 の領域に設定すれば、常用使用領域でのトルク伝達率τ
は値IM/(IE+IM)以下に設定されることになり、主動
部9及び従動部10の慣性モーメントを略等しい値に設定
することの値は略0.5以下に設定されることになる。
(=2πf;ここに、fはエンジン回転数を周波数に変換
した値)との関係を示し、図中ωoはアイドリング域で
の角周波数である。第5図より明白なように、今、常用
使用領域を、 の領域に設定すれば、常用使用領域でのトルク伝達率τ
は値IM/(IE+IM)以下に設定されることになり、主動
部9及び従動部10の慣性モーメントを略等しい値に設定
することの値は略0.5以下に設定されることになる。
トラック,バス等の大型車両の場合にはスペース上の制
約から常用使用領域を、 の領域に設定することが難しいばかりでなく、これらの
車両が事業用ないしは商業用に使用されることから、ア
イドリング領域以下の一時的に通過する作動域では多少
トルク伝達率を大きく設定しても差し障りがなく、従っ
て、ω>▲√▼ωnの領域に設定する必要もないこと
になる。そこで、大型車両の場合にはトルク伝達率τ
を、エンジン発生トルクより大きい変動トルクが従動部
10側に伝達されない値、即ち、略τ=1となる領域に設
定すると、常用使用領域は、 ω>1.3ωn の領域に設定されることになる。
約から常用使用領域を、 の領域に設定することが難しいばかりでなく、これらの
車両が事業用ないしは商業用に使用されることから、ア
イドリング領域以下の一時的に通過する作動域では多少
トルク伝達率を大きく設定しても差し障りがなく、従っ
て、ω>▲√▼ωnの領域に設定する必要もないこと
になる。そこで、大型車両の場合にはトルク伝達率τ
を、エンジン発生トルクより大きい変動トルクが従動部
10側に伝達されない値、即ち、略τ=1となる領域に設
定すると、常用使用領域は、 ω>1.3ωn の領域に設定されることになる。
一方、上式(4)の左辺は従動部10側に伝達されるトル
クを表し、右辺は、第3図から明白なように、コイルス
プリング27が圧縮変形限界に達した時点での前述した伝
達トルクTkを示す。従って、式(4)から減衰・トルク
リミット機構13のコイルスプリング27のばね定数kFW及
びばね長さ、即ち、相対捩り角θo(=θ2−θ1)は、
常用使用領域でハブプレート31の滑りが発生しない値に
設定されることになる。
クを表し、右辺は、第3図から明白なように、コイルス
プリング27が圧縮変形限界に達した時点での前述した伝
達トルクTkを示す。従って、式(4)から減衰・トルク
リミット機構13のコイルスプリング27のばね定数kFW及
びばね長さ、即ち、相対捩り角θo(=θ2−θ1)は、
常用使用領域でハブプレート31の滑りが発生しない値に
設定されることになる。
尚、上述の実施例ではばね機構12のコイルスプリング27
は従動部9側に係止され、ハブプレート31は従動部10側
に摩擦係合させたが、本考案はこれに限定されず、これ
とは逆に係止又は係合させてもよい。
は従動部9側に係止され、ハブプレート31は従動部10側
に摩擦係合させたが、本考案はこれに限定されず、これ
とは逆に係止又は係合させてもよい。
(考案の効果) 以上詳述したように、本考案のトルク変動吸収装置に依
れば、減衰・トルクリミット機構のばね部材のばね定数
kFW及び相対捩り角θoを本考案規定式を満足するように
設定することにより、実用使用領域で減衰・トルクリミ
ット機構の滑りが発生することがなく、しかも、従動部
側に伝達されるトルク変動を抑制してトルク変動による
振動や騒音の発生を防止することが出来る。
れば、減衰・トルクリミット機構のばね部材のばね定数
kFW及び相対捩り角θoを本考案規定式を満足するように
設定することにより、実用使用領域で減衰・トルクリミ
ット機構の滑りが発生することがなく、しかも、従動部
側に伝達されるトルク変動を抑制してトルク変動による
振動や騒音の発生を防止することが出来る。
第1図は本考案に係るトルク変動吸収装置を適用したク
ラッチの断面図、第2図は第1図の矢線IIから視たフラ
イホイールの一部切欠断面図、第3図は同トルク変動吸
収装置の伝達トルク特性図、第4図は主動部9に入力さ
れるトルク、及び従動部10に伝達されるトルクの各時間
変化を示すグラフ、第5図はトルク伝達率τと角周波数
ωとの関係を示すグラフである。 3…フライホイール、9…主動部、10…従動部、11…ヒ
ステリシス機構、14…ドライブプレート、15…リテーニ
ングプレート、17,21…環状空間、18…ドリブンプレー
ト、19…ホルダ、13…減衰・トルクリミット機構、27…
コーンスプリング、31…ハブプレート、31a…アーム、3
3…摩擦板。
ラッチの断面図、第2図は第1図の矢線IIから視たフラ
イホイールの一部切欠断面図、第3図は同トルク変動吸
収装置の伝達トルク特性図、第4図は主動部9に入力さ
れるトルク、及び従動部10に伝達されるトルクの各時間
変化を示すグラフ、第5図はトルク伝達率τと角周波数
ωとの関係を示すグラフである。 3…フライホイール、9…主動部、10…従動部、11…ヒ
ステリシス機構、14…ドライブプレート、15…リテーニ
ングプレート、17,21…環状空間、18…ドリブンプレー
ト、19…ホルダ、13…減衰・トルクリミット機構、27…
コーンスプリング、31…ハブプレート、31a…アーム、3
3…摩擦板。
Claims (1)
- 【請求項1】内燃エンジンの駆動軸に連結される主動部
と、該主動部に対して相対回動可能、且つ、クラッチデ
ィスク及びクラッチカバーを備えるクラッチ装置に連結
される従動部とでフライホィールを構成し、これらの主
動部と従動部の間に、前記主動部及び従動部の何れか一
方に係止されるバネ部材と、他方に摩擦係合すると共に
前記バネ部材に係止される摩擦板とからなる減衰・トル
クリミット機構を介装し、前記主動部と従動部の相対回
動時に前記減衰・トルクリミット機構を介して前記主動
板と従動板間のトルク伝達を行わせる一方、前記主動部
と従動部間にヒステリシス機構を介装し、該ヒステリシ
ス機構により前記減衰・トルクリミット機構を介して伝
達される伝達トルク特性にヒステリシス特性を与えるト
ルク変動吸収装置において、前記バネ部材のバネ定数k
FW、及び前記主動部と従動部の相対回動時に前記摩擦板
が前記バネ部材に係止して前記バネ部材の圧縮が開始さ
れる時点と前記摩擦板の滑りが開始される時点間の前記
主動部と従動部の相対捩り角θoを、常用使用領域の角
周波数ωに対して次式(a),(b): ωn<ω/Co …(a) To+τ・ΔTE≦kFW・θo+1/2H …(b) ここに、 I=IE・IM/(IE+IM) Coは の範囲の値に設定される定数、Toは角周波数ωにおける
エンジン平均トルク、ΔTEは同角周波数ωにおけるエン
ジン変動トルク、IE,IMは、夫々エンジンの慣性モーメ
ントを含む主動部の慣性モーメント、及び前記クラッチ
カバー及びクラッチディスクの各慣性モーメントを含む
従動部の慣性モーメント、Hは前記ヒステリシス機構が
前記伝達トルク特性に与えるヒステリシス幅、τはトル
ク伝達率であって、CFWを減衰係数とすると、 である、 を満足するように設定する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 |
|---|---|---|---|
| JP19208787U JPH0645076Y2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | トルク変動吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19208787U JPH0645076Y2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | トルク変動吸収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196547U JPH0196547U (ja) | 1989-06-27 |
| JPH0645076Y2 true JPH0645076Y2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=31699835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19208787U Expired - Lifetime JPH0645076Y2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | トルク変動吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645076Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP19208787U patent/JPH0645076Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0196547U (ja) | 1989-06-27 |
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