JPH0648032B2 - フライホイ−ル組立体 - Google Patents

フライホイ−ル組立体

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JPH0648032B2
JPH0648032B2 JP3479386A JP3479386A JPH0648032B2 JP H0648032 B2 JPH0648032 B2 JP H0648032B2 JP 3479386 A JP3479386 A JP 3479386A JP 3479386 A JP3479386 A JP 3479386A JP H0648032 B2 JPH0648032 B2 JP H0648032B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば自動車の駆動伝達系の捩り振動を吸収
するフライホイール組立体に関するものである。
（従来技術及びその問題点） 従来のクラッチディスクの構造をモデル化した第３図で
１０はエンジンからの入力側であり、１２は例えば変速
機等に動力を伝達する出力側である。入力側１０と出力
側１２の間には第１段トーションスプリング１４ａ、第
２段トーションスプリング１４ｂ、第３段トーションス
プリング１４ｃが介装され、第２段トーションスプリン
グ１４ｂ、第３段トーションスプリング１４ｃには所定
の捩り角の隙間１４ｄ、１４ｅが設けられている。また
第１段ヒステリシストルク発生機構１６ａ、第２段ヒス
テリシストルク発生機構１６ｂ、１６ｃが同様に介装さ
れ、第２段ヒステリシストルク発生機構１６ｂ、第３段
ヒステリシストルク発生機構１６ｃには隙間１６ｄ、１
６ｅが設けられている。
以上の従来例では第４図に示すように捩り角の増加にと
もなって、捩り特性は第１段トーションスプリング１４
ａと第１段ヒステリシストルク発生機構１６ａで発生す
る第１段捩り特性Ｋｄ１、第１段ヒステリシス特性Ｔｈ
１から第３段トーションスプリング１４ｃと第３段ヒス
テリシストルク発生機構１６ｃで発生する第３段捩り特
性Ｋｄ３、第３段ヒステリシス特性Ｔｈ３に変化する
が、この特性では次のような不具合がある。
すなわちニュートラル時に変速機から発生する歯打音や
走行時に変速機、デファレンシャル機構で発生する歯打
音等に対する異音対策には、第１段捩り特性Ｋｄ１〜第
３段捩り特性Ｋｄ３を小さく設定することが好ましい
が、一方低周波振動対策には第１段捩り特性Ｋｄ１〜第
３段捩り特性Ｋｄ３を大きく設定することが必要であ
る。
したがって各車両毎に要求される特性によって第４図の
捩り特性を設定しなければならず、しかも最近では、ク
ラッチに対する異音、振動防止の要求水準が益々高くな
り、従来の構造では対応できない特性、すなわち前述の
ように相反する異音対策と低周波振動対策が同時に要求
される場合もある。
そこでフライホイールでもエンジンからの振動を積極的
に吸収するようにした技術が開発されている。
例えば第５図に示すように従来のクラッチディスク２
０、フライホイール２２とクランク軸２４の間に、補助
フライホイール２６ａとダンパー部２６ｂの直列に接続
したり、第６図に示すようにフライホイール２２と並列
にトーションスプリング２６ｃを介して補助フライホイ
ール２６ａを設けた先行技術がある。
本件出願人も、第７図に示すように、この種のフライホ
イール組立体について、エンジンのクランク軸１００に
固定されクラッチディスク１０２が断続する第１フライ
ホイール１０４と、第１フライホイールと同心に設けら
れ所定の質量に設定された第２フライホイール１０６
と、両フライホイールを弾性的に連結するダンパー機構
１０８と、第２フライホイール１０６からの出力を前記
クラッチディスク１０２が第１フライホイール１０４に
接触している時のみクラッチディスク１０２のスプライ
ンハブ１１０へ伝達して振動を減衰する摩擦減衰機構１
１２とを具備したフライホイール組立体を開発し、既に
出願済みである（特願昭６０−４４２９８号、出願日：
昭和６０年３月６目）。
一方、自動車のエンジン出力軸から駆動輪にまで至る所
謂駆動伝達系の捩り振動を減衰させるために、例えばプ
ロペラシャフトに所定の質量に設定されたイナーシャー
ダンパーを設ける場合もあるが、駆動伝達系の振動特性
に振動数の異なる複数のピークがある場合に、それぞれ
のピークの振動数に対応した減衰特性を発揮させること
ができない。
そこで本件発明者は、このイナーシャーダンパーの代わ
りに、フライホイール組立体で振動特性に振動数の異な
る複数のピークがある駆動伝達系の振動を減衰すること
を企図して本発明を案出するに至った。
（発明の目的） 本発明は、フライホイールの質量の一部を利用して振動
特性に振動数の異なる複数のピークがある駆動伝達系の
捩り振動を減衰することができるフライホイール組立体
を提供することを目的としている。
（発明の構成） （１）技術的手段 本発明は、エンジンのクランク軸に固定されクラッチデ
ィスクが断続する第１フライホイールと、第１フライホ
イールと同心に支持され所定の質量に設定された第２フ
ライホイールと、第２フライホイールの慣性質量をクラ
ッチディスクが第１フライホイールに接触している時の
みクラッチディスクのスプラインハブへ連結して駆動伝
達系の捩り振動を減衰する摩擦減衰機構とを具備したフ
ライホイール組立体において、前記第１フライホイール
の外周部とクランク軸を、第２フライホイールの反クラ
ッチディスク側端面に沿って配置された比較的薄肉の連
結プレートで連結し、第２フライホイールのダンパーイ
ナーシャー部を第２フライホイールの内周フランジ部に
対して円周方向に揺動自在に支持するベアリングを設
け、前記ダンパーイナーシャー部に摩擦減衰機構の摩擦
部材が圧接する圧接面を形成し、摩擦部材をクラッチデ
ィスクのスプラインハブに軸方向に摺動自在に設けられ
た略環状の摩擦プレートに固定し、この摩擦プレートと
スプラインハブの間に摩擦プレートおよび摩擦部材を第
２フライホイール方向へ付勢するばね部材を介装したこ
とを特徴とするフライホイール組立体である。
（２）作用 第２フライホイールのダンパーイナーシャー部は、クラ
ッチディスクが第１フライホイールに圧接されている時
だけ、多段ダンパー機構を介して摩擦減衰機構で駆動伝
達系に連結され、この駆動伝達系の捩り振動を減衰す
る。
多段ダンパー機構は、振動特性に振動数の異なる複数の
ピークがある駆動伝達系の捩り振動を減衰する。
（実施例） 第１図を参照して本発明を適用したクラッチを説明す
る。
第１図中で３０はエンジンのクランク軸である。クラン
ク軸３０の後端には詳しくは後述する比較的薄肉の連結
プレート３１で第１フライホイール３２が固定されてい
る。第１フライホイール３２の環状面３３ａにはクラッ
チディスク３４のフェーシング３５ａが接触するように
なっている。第１フライホイール３２の半径方向外周部
にはリングギヤ３３ｂが形成されており、このリングギ
ヤ３３ｂから周知のスタータモーター（図示せず）の動
力が入力される。また、連結プレート３１と第１フライ
ホイール３２は、例えば円周方向に等間隔を隔てて８箇
所に設けられたリベット３１ｂで固定されている。
第１フライホイール３２の後端面にはクラッチカバー３
５ｂが固定されており、クラッチカバー３５ｂにはワイ
ヤーリング３５ｃ、ダイヤフラムスプリング３５ｄを介
してプレッシャープレート３５ｅが保持されている。
第１フライホイール３２は略円板状をなしており、第１
フライホイール３２の前面には第２フライホイール３６
が、詳しくは後述するように第１フライホイール３２と
同心に、かつ回動自在な状態で設けられている。
第２フライホイール３６は内周部にフランジ部３７ａ、
外周部に例えば２分割されたダンパーイナーシャー部３
７ｂ、３７ｂ′を有する略環状をなし、ダンパーイナー
シャー部３７ｂ、３７ｂ′はそれぞれクラッチの後段に
接続される変速機（図示せず）等の駆動伝達系の慣性質
量及び詳しくは後述する振動特性に対応した所定の質量
に設定されている。
外周側のダンパーイナーシャー部３７ｂの外周部と第１
フライホイール３２に固定されたリングギヤ３３ｂの内
周部との間には、外周支持機構７０が介装されている。
この外周支持機構７０は、鋼球７２、ナット７４等から
構成されている。リングギヤ３３ｂの内周部には断面形
状が略正３角形の環状溝７６が全周にわたって形成され
ている。環状溝７６に対向するようにダンパーイナーシ
ャー部３７ｂの外周部にはテーパー面７８が全周にわた
って形成されており、テーパー面７８と環状溝７６の間
には多数の鋼球７２が環状溝７６、テーパー面７８に圧
接して回転自在に収容されている。更に、ダンパーイナ
ーシャー部３７ｂの外周部前端部にはねじ部８０が形成
されており、ねじ部８０には略環状の前記ナット７４が
螺合している。ナット７４にも環状溝７６に対向するテ
ーパー面８２が形成されており、テーパー面８２を鋼球
７２に圧接して鋼球７２を保持している。
両ダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′の間及びダ
ンパーイナーシャー部３７ｂの内周部にはトーションス
プリング３８、３８′（多段捩りダンパー機構）がそれ
ぞれ詳しくは後述するように縮設されており、ダンパー
イナーシャー部３７ｂと前記クラッチディスク３４を摩
擦減衰機構４０を介して弾性的に連結するようになって
いる。
例えば内周側のトーションスプリング３８′はダンパー
イナーシャー部３７ｂ′の内周部に形成された凹部８４
に収容されており、凹部８４はダンパーイナーシャー部
３７ｂ′の円周方向に等間隔を隔てて例えば６箇所に形
成されている。この凹部８４にはダンパーイナーシャー
部３７ｂ′と一体のスプリング押え８６と、ボールベア
リング３７ｃに嵌合するダンパーハブ８８と一体の２枚
のスプリング押え９０が伸びており、スプリング押え８
６とスプリング押え９０の間に、トーションスプリング
３８′が縮設されている。ダンパーハブ８８は全周にわ
たって連続した略環状をなし、ダンパーハブ８８の後端
面は摩擦減衰機構４０の摩擦部材が圧接する圧接面４４
になっている。なお、外周側のトーションスプリング３
８も同様に縮設されている。
フランジ部３７ａとダンパーイナーシャー部３７ｂの間
にはボールベアリング３７ｃが介装されており、ボール
ベアリング３７ｃでダンパーイナーシャー部３７ｂがフ
ランジ部３７ａに対して回転自在に支持されている。フ
ランジ部３７ａはボルト３１ａで、第２フライホイール
３６の前端面に沿って配置されている連結プレート３１
の内周部と共締めの状態でクランク軸３０に固定されて
いる。なお、図中の符号３７ｄはベアリング押えであ
る。
前記ダンパーイナーシャー部３７ｂとクラッチディスク
３４のスプラインハブ３５ｆの間には、第１図に示すよ
うに前記摩擦減衰機構４０が介装されており、この摩擦
減衰機構４０でフェーシング３５ａが第１フライホイー
ル３２の圧接面３３ａに圧接されているクラッチ接続時
に前述の駆動伝達系で発生する捩り振動を減衰するよう
になっている。
摩擦減衰機構４０は、コーンスプリング４６（ばね部
材）、フェーシング４８（摩擦部材）、摩擦プレート５
０等から構成されている。摩擦プレート５０は略環状の
薄板製であり、摩擦プレート５０の内周部はハブ４２に
固定されている。ハブ４２のスプライン内歯４２ａはス
プラインハブ３５ｆのスプライン外歯４２ｂに軸方向に
摺動自在な状態で噛み合っている。ハブ４２とスプライ
ンハブ３５ｆの間にはコーンスプリング４６が介装され
ており、コーンスプリング４６のばね力で摩擦プレート
５０、フェーシング４８を前方に押圧している。
摩擦プレート５０の外周部前面にはフェーシング４８が
接着されており、フェーシング４８はダンパーイナーシ
ャー部３７ａのダンパーハブ８８の圧接面４４に摺接し
ている。圧接面４４は第２フライホイール３６の円周方
向に連続した環状に形成されている。
以上のクラッチ構造をモデル化した第２図に示すよう
に、クラッチディスク３４と第２フライホイール３６の
ダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′（慣性質量：
ＩＤ、ＩＤ′）は第１フライホイール３２（慣性質量：
ＩＦ）の後段に並列的に配置されている。このダンパー
イナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′はフェーシング４８を
介してベアリング３７ｃ及び外周支持機構７０（第１
図）で、第１フライホイール３２とは別体に軸支されて
いる。
また、クラッチディスク３４にはトーションスプリング
３５ｇとヒステリシストルク発生機構３５ｈが互いに並
列的に設けられている。第２フライホイール３６にはヒ
ステリシストルク発生用のフェーシング４８が互いに直
列的に設けられている。このクラッチディスク３４の後
段には変速機Ｔ、プロピラシャフト１３０、デファレン
シャル機構１３４、アクスル１３６、タイヤ１３８等か
らなる駆動伝達系が接続されている。
次に作用を説明する。プレッシャープレート３５ｅでフ
ェーシング３５ａが第１フライホイール３２の環状面３
３ａに圧接されるクラッチ接続時には、ダイヤフラムス
プリング３５ｄのばね力によってクラッチディスク３４
が第１フライホイール３２に向かって変速機（図示せ
ず）のスプライン軸上を摺動し、摩擦プレート５０がフ
ェーシング４８に圧接する。このとき、コーンスプリン
グ４６は摩擦プレート５０からの圧接力により自身の弾
性で変形し、摩擦プレート５０とフェーシング４８は常
に一定の押圧力で圧接され、フェーシング４８と摩擦プ
レート５０の間に発生する摩擦力も常に一定に維持され
る。
以上のクラッチ接続状態では、第１フライホイール３２
に入力されたエンジンの動力は、クラッチディスク３４
を介して変速機に伝達されるとともに、第２フライホイ
ール３６のダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′の
慣性質量ＩＤ、ＩＤ′が前記トーションスプリング３
８、３８′、フェーシング４８、摩擦プレート５０を介
して変速機Ｔ等の駆動伝達系に連結される。
したがって、回転数ｆに対する振動の大きさＧの変化を
表す第２ａ図に示すように、前述の駆動伝達系に発生す
る捩り振動特性Ｘに異なる回転数のピークＰ１、Ｐ２が
発生する場合でも、第２フライホイールのダンパーイナ
ーシャー部３７ｂ、３７ｂ′及びトーションスプリング
３８、３８′のばね力（ばね係数は適宜に調整する）で
発生する共振点Ｑ１、Ｑ２を前記特性ＸのピークＰ１、
Ｐ２に同期させることにより、特性Ｘとダンパー特性と
も合成した駆動伝達系の振動特性Ｙは大きさＧが実際に
は殆んど問題にならない程度にまで減衰され、従来のよ
うに変速機Ｔ（第２図）の後段の例えばプロペラシャフ
ト１３０等にイナーシャーダンパー１３２を設ける必要
がない。このため、変速機Ｔからタイヤ１３８にまで至
る駆動伝達系にダンパー１３２の余分な質量を設ける必
要がなくなり、駆動伝達系全体の慣性質量が減少する。
また、ダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′は変速
機Ｔの前段に配置されているので、ダンパーイナーシャ
ー部３７ｂの捩り振動減衰効果は、変速機Ｔの減速比の
影響を受けず、常に一定の状態で安定的に働く。
連結プレート３１は比較的薄肉であるので、クラッチデ
ィスク３４が第１フライホイール３２に断続する際に発
生する、軸心Ｏに垂直な軸を中心とする第１フライホイ
ール３２の曲げ振動を、連結プレート３１の弾性で吸収
する。
エンジンの始動時には、前記スターターモーター（図示
せず）からの動力が第１フライホイール３２のリングギ
ヤ３３ｂに入力されるが、この動力はリングギヤ３３ｂ
から連結プレート３１を通ってクランク軸３０に直接的
に伝達される。
また、長期の使用でフェーシング３５ａ、４８が摩耗し
た場合には、クラッチディスク３４全体を交換する時
に、クラッチディスク３４とともに摩擦プレート５０、
フェーシング４８も一緒に交換する。したがって、摩擦
減衰機構４０の消耗部品は全てクラッチディスク３４側
に設けられることになり、第１フライホイール３２、第
２フライホイール３６側を分解する必要がない。
（発明の効果） 以上説明したように本発明のフライホイール組立体は、
エンジンのクランク軸３０に固定されクラッチディスク
３４が断続する第１フライホイール３２と、第１フライ
ホイール３２と同心に支持され所定の質量に設定された
第２フライホイール３６と、第２フライホイール３６の
ダンパーイナーシャー部３７ｂの慣性質量ＩＤをクラッ
チディスク３４が第１フライホイール３２に接触してい
る時のみクラッチディスク３４のスプラインハブ３５ｆ
へ連結して駆動伝達系の捩り振動を減衰する摩擦減衰機
構４０とを具備したフライホイール組立体において、前
記第１フライホイール３２の外周部とクランク軸３０
を、第２フライホイール３６の反クラッチディスク側端
面に沿って配置された比較的薄肉の連結プレート３１で
連結し、第２フライホイール３６のダンパーイナーシャ
ー部３７ｂを第１フライホイール３２に対して円周方向
に揺動自在に支持する外周支持機構７０を設け、例えば
２分割されたダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７′を
設け、それぞれのダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７
ｂ′を前記摩擦減衰機構４０に連結するトーションスプ
リング３８、３８′（多段捩りダンパー機構）を設け、
このトーションスプリングトーションスプリング３８を
クランク軸３０に対して回転自在に軸支するベアリング
３７ｃを設け、ダンパーハブ８８に摩擦減衰機構４０の
フェーシング４８が圧接する圧接面４４を形成し、フェ
ーシング４８をクラッチディスク３４のスプラインハブ
３５ｆに軸方向に摺動自在に設けられた略環状の摩擦プ
レート５０に固定し、この摩擦プレート５０とスプライ
ンハブ３５ｆの間に摩擦プレート５０およびフェーシン
グ４８を第２フライホイール方向へ付勢するコーンスプ
リング４６（ばね部材）を介装したので、次の効果を奏
することができる。
回転数ｆに対する振動の大きさＧの変化を表す第２ａ図
に示すように、前述の駆動伝達系に発生する捩り振動特
性Ｘに異なる回転数のピークＰ１、Ｐ２が発生する場合
でも、第２フライホイールのダンパーイナーシャー部３
７ｂ、３７ｂ′及びトーションスプリング３８、３８′
のばね力（ばね係数は適宜に調整する）で発生する共振
点Ｑ１、Ｑ２を前記特性ＸのピークＰ１、Ｐ２に同期さ
せることができる。
したがって、この特性Ｘとダンパー特性を合成した駆動
伝達系の振動特性Ｙは大きさＧが実際には殆んど問題に
ならない程度にまで減衰され、従来のように変速機Ｔの
後段の例えばプロペラシャフト１３０等にイナーシャー
ダンパー１３２を設ける必要がなくなる。このため、駆
動伝達系にダンパー１３２の余分な質量を設ける必要が
なくなり、駆動伝達系全体の慣性質量を減少させること
ができる。
またダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′は変速機
Ｔの前段に配置されているので、ダンパーイナーシャー
部３７ｂの捩り振動減衰効果は、変速機Ｔの減速比の影
響を受けず、常に一定の状態で安定した前記捩り振動減
衰効果を発揮することができる。
連結プレート３１は比較的薄肉であるので、クラッチデ
ィスク３４が第１フライホイール３２に断続する際に発
生する、軸心Ｏに垂直な軸を中心とする第１フライホイ
ール３２の曲げ振動を、連結プレート３１の弾性で吸収
することができる。
なお本件明細書中で摩擦とは、乾摩擦、粘性摩擦等のす
べての摩擦現象を含む。
（別の実施例） （１）ダンパーイナーシャー部３７ｂ、３７ｂ′は実施
例のように２分割される場合に限らず、３分割、４分割
等の多段に分割することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用したクラッチの縦断面部分図、第
２図は第１図の構造をモデル化した構造略図、第２ａ図
は回転数に対する振動の大きさの変化を表すグラフ、第
３図は従来例を示す構造略図、第４図は第３図の従来例
の捩り特性を示すグラフ、第５図、第６図は別の先行例
を示す構造略図、第７図は更に別の先行例を示す縦断面
図である。３０……クランク軸、３１……連結プレー
ト、３２……第１フライホイール、３４……クラッチデ
ィスク、３６……第２フライホイール、３７ｂ……ダン
パーイナーシャー部、３８、３８′……トーションスプ
リング、４０……摩擦減衰機構、４２……ハブ、４６…
…コーンスプリング、４８……フェーシング、５０……
摩擦プレート、７０……外周支持機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンのクランク軸に固定されクラッチ
    ディスクが断続する第１フライホイールと、第１フライ
    ホイールと同心に支持され所定の質量に設定された第２
    フライホイールと、第２フライホイールの慣性質量をク
    ラッチディスクが第１フライホイールに接触している時
    のみクラッチディスクのスプラインハブへ連結して駆動
    伝達系の捩り振動を減衰する摩擦減衰機構とを具備した
    フライホイール組立体において、前記第１フライホイー
    ルの外周部とクランク軸を、第２フライホイールの反ク
    ラッチディスク側端面に沿って配置された比較的薄肉の
    連結プレートで連結し、第２フライホイールのダンパー
    イナーシャー部を第１フライホイールに対して円周方向
    に揺動自在に支持する外周支持機構を設け、前記ダンパ
    ーイナーシャー部の慣性質量を複数段に分割し、それぞ
    れの分割質量を弾性的に前記摩擦減衰機構に連結する多
    段捩りダンパー機構を設け、この多段捩りダンパー機構
    の一部に摩擦減衰機構の摩擦部材が圧接する圧接面を形
    成し、摩擦部材をクラッチディスクのスプラインハブに
    軸方向に摺動自在に設けられた略環状の摩擦プレートに
    固定し、この摩擦プレートとスプラインハブの間に摩擦
    プレートおよび摩擦部材を第２フライホイール方向へ付
    勢するばね部材を介装したことを特徴とするフライホイ
    ール組立体。
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