JP3206977B2 - 多段粘性ビスカスダンパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関本体内で回転
するフライホイールに装着され、そのトルク変動に伴い
生じるエンジン振動を低減させる多段粘性ビスカスダン
パに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関はその運転時において、各気筒
毎に一定クランク角毎に、爆発行程を行なう。これ故、
内燃機関本体には上下方向の振動や、クランクシャフト
の回転中心線回りの回転振動及びクランクシャフト自体
のねじり振動が発生する。ここで、内燃機関本体に加わ
る上下方向の振動は燃焼室の爆発行程で内燃機関本体に
直接加わり、内燃機関本体の騒音の要因と成っている。
更に、内燃機関本体に加わる回転振動はクランクシャフ
トの長手方向に分散して対向する各気筒の爆発行程で生
じた回転変動に伴うもので、これらは軸受部を介して内
燃機関の本体側にローリングモーメントとして加わり、
内燃機関本体の騒音の要因と成っている。更に、クラン
クシャフトのねじり振動も軸受部を介して内燃機関の本
体側に振動として伝達され、内燃機関本体の騒音の要因
と成っている。

【０００３】これら各騒音要因の内、内燃機関本体に加
わる上下方向の振動は、不釣合質量の回転によって上下
方向の振動を打ち消すサイレントシャフトを用いること
によって、内燃機関本体のローリングモーメントによる
回転振動は、主フライホイールに対して逆転する副フラ
イホイールを備えたローリングモーメント消去装置によ
って低減出来ることが知られている。これに対して、ク
ランクシャフトのねじり振動もクランクシャフトに一体
的に装着されるクランク軸ねじり振動ダンパによって低
減出来ることが知られている。処で、クランクシャフト
の回転力を直接フライホイールよりクラッチを介して駆
動輪側に伝達する場合、例えば図１０に符号ｆ１で示す
ような共振点で共振が生じ、常用回転域でクランク軸ね
じり振動によるエンジンや車体騒音を生じ易い。そこ
で、共振点をアイドル域の前に持っていけば常用回転域
での共振を防止でき、このために、フライホイールを二
分割することが成されている。更に、クランクシャフト
のねじり振動は回転数が低い領域で振幅が大きく、回転
数が高い領域で振幅が小さくなることが知られ、実線ａ
で示すような特性を持つ。そこで低回転域での振幅を低
減させて車体騒音を低減すべく、ダンパを第１マスと第
２マスの間に装着することが考えられる。このようにし
た場合、破線ｂで示すように低回転域の共振点ｆ２での
振幅は比較的低減されるが、この場合、高回転域での振
幅が比較機高くなってしまう。そこで、ダンパの減衰率
を単一とせず、低周波数（低回転数）域での減衰率を比
較的大きくし、高周波数（高回転数）域での減衰率を比
較的小さく設定し、これによって、図１０に一転鎖線ｃ
で示す様な特性を得ることが望ましい。

【０００４】例えば、図８、図９に示すようなクランク
軸ねじり振動ダンパは、クランクシャフトと一体の第１
マス１とベアリング３を介して第１マス１に枢支される
第２マス２と、第１，２マス間に配備されるドリブンプ
レート４と、ドリブンプレート４と第１マス側のドライ
ブプレート５との間に配備されるＡＣ−ＤＣ機構付きハ
イドロカップリング６と、ドリブンプレート４と第２マ
スとの間に配備されるトーションスプリング７とで構成
されている。

【０００５】この場合、クランクシャフトのねじり振動
が高周波数（高回転数）域にある場合、ドライブプレー
ト５に摺動可能に支持されたスライドストッパ８とドリ
ブンプレート４の突起部９とが充填されている油の流動
抵抗に抗してそのＡＣ作動角θ１内で相対移動しダンパ
作動が行なわれる。他方、ねじり振動が低周波数（低回
転数）域にある場合、スライドストッパ８をドリブンプ
レート４の突起部９が押圧したまま更に充填されている
油の流動抵抗に抗してドライブプレート５のストッパ１
０に当接するまでのＤＣ作動角θ２内で相対移動しダン
パ作動が行なわれる。なお、振幅が特に大きな場合に
は、ドライブプレート５、スライドストッパ８、ドリブ
ンプレート４が一体化し、これらがトーションスプリン
グ７を弾性変形させ、第２マス２と相対変動し、衝撃を
吸収する様に作動する。

【０００６】ここでは特に、スライドストッパ８とドリ
ブンプレート４の突起部９とがＡＣ作動角θ１内で相対
変動する際のダンパ作動は比較的低減衰率で行なわれ、
スライドストッパ８と突起部９とがＤＣ作動角θ２内で
相対変動する際のダンパ作動が比較的高減数率で行なわ
れ、図１０に一転鎖線ｃで示す様な特性を得ることを可
能としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８、図９に
示すようなクランク軸ねじり振動ダンパは、油の流動抵
抗に基づき減衰率を設定しており、その減衰率の設定の
ため、油の流動路の絞り量等の設定に高精度を要求さ
れ、しかも多くの部品を要求され、製造コストも比較的
高くなるという問題を持っている。本発明の目的は、エ
ンジンの広いトルク領域にわたって適切に回転方向の振
動を低減し、エンジン及び車体騒音の低減を図れる多段
粘性ビスカス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】上述の目的を達成するた
めに、本発明は内燃機関のクランク軸に一体結合されて
回転する第１フライホイールと、上記第１フライホイー
ルのボス部にベアリングを介して枢支されクラッチ接合
面が形成された第２フライホイールと、第１フライホイ
ールと上記第２フライホイール間に装備され、両者間で
のトルク伝達を油の粘性に基づき行なう多段粘性ビスカ
スカップリングと、上記第１フライホイールと上記第２
フライホイールとの間に配置され、両者間の相対回転変
位を吸収すると共に平均的トルクを伝達するトーション
スプリングとを備えた多段粘性ビスカスダンパにおい
て、上記多段粘性ビスカスカップリングは、上記第１フ
ライホイール側に連結される駆動側プレートと、上記第
２フライホイール側に連結される従動側プレートと、上
記駆動側プレートと上記従動側プレートの間に配置され
るフローティングプレートとを有し、上記駆動側プレー
トと上記従動側プレートのいずれか一方側と、上記フロ
ーティングプレートとに、互いに対向可能な減衰力調整
用のスリットを形成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】ここではフローティングプレートと一方のフラ
イホイール側プレートとに減衰力調整用のスリットを形
成し、両プレートのスリット以外の部位で粘性トルクを
伝達できる部位の対向度合いが比較的小さく保たれる比
率が増すと、低減衰率を達成でき、逆に、両プレートの
スリット以外の部位で粘性トルクを伝達できる部位の対
向度合いが比較的大きく保たれる比率が増すと、粘性ト
ルクを増加し、高減衰率を達成できる。このため、フラ
イホイールが高回転数（高周波数）域で小さな振幅を受
ける状態ではスリップし易い状態、即ち粘性トルクを伝
達できる両プレートのスリット以外の部位が比較的小さ
く保たれる低減衰率を達成でき、逆に低回転数（低周波
数）域で大きな振幅を受ける状態ではスリップしずらい
状態、即ち粘性トルクを伝達できる両プレートのスリッ
ト以外の部位が比較的大きく保たれる高減衰率を達成で
きる。

【００１０】

【実施例】図１には本発明による多段粘性ビスカスダン
パが示されている。この多段粘性ビスカスダンパは図示
しないエンジンのクランクシャフト１１とクラッチ１２
との間に配備され、クランクシャフト１１に一体結合さ
れる二分割フライホイール１３内に装着されており、ク
ランク軸ねじり振動ダンパとしてクランクシャフト１１
のねじり振動を低減させるよう構成される。

【００１１】ここで多段粘性ビスカスダンパはクランク
シャフト１１の端部に一体結合される第１フライホイー
ル１４と、第１フライホイール１４のボス部１５にベア
リング１６を介して枢支される第２フライホイール１７
と、第１フライホイール１４と第２フライホイール１７
間に装備される多段粘性ビスカスカップリング１８と、
第１フライホイール１４と第２フライホイール１７間に
介装されるトーションスプリング１９とを備える。しか
も、第２フライホイール１７はそのクラッチ１２との対
向側にクラッチカバー２０を一体的に取付、同クラッチ
カバー内にプレッシャープレート２１をダイヤフラムス
プリング２２を介して支持する。このダイヤフラムスプ
リング２２はピボットリング２４を支点にてこ作動する
レリーズレバーを兼ね、プレッシャープレート２１をク
ラッチ板２３に圧接させ、離脱させる。出力軸２５と一
体的に回転するクラッチ板２３は第２フライホイール１
７のクラッチ接合面２６に接離してトルク伝達を断続可
能に行なう。

【００１２】第１フライホイール１４の外周部には図示
しないスタータと噛み合う外周歯２７が形成され、その
内側の円周上の所定間隔ごとに離れた位置にはそれぞれ
トーションスプリング１９が支持される。このトーショ
ンスプリング１９の一端（図１において手前側）は第１
フライホイール１４側の図示しないバネ受けに対向支持
され、他端は第２フライホイール１７側のバネ受け１７
１に対向支持される。

【００１３】多段粘性ビスカスカップリング１８は第１
フライホイールのボス部１５に一体的に取り付けられる
駆動回転体２８と、同駆動回転体に支持される駆動側プ
レート３０と、第２フライホイールの中央側部位に一体
的に取り付けられる従動回転体３１と、同従動回転体に
支持される従動側プレート３２と、駆動側プレート３０
と従動側プレート３２との間に摺動可能に介装されるフ
ローティングプレート３３とを備える。

【００１４】この駆動回転体２８の外周壁と従動回転体
３１の内周壁にはクランクシャフトの長手方向Ｙに長い
スプライン３４，３５が形成され、ここには駆動側プレ
ート３０と従動側プレート３２がそれぞれ噛合するよう
に構成されている。しかも、従動回転体３１は内周側を
開口した環状中空体状に形成され、同環状中空体の開口
が駆動回転体２８の環状板部に覆われ環状室Ｂを形成す
る。なお、符号３６，３７はシールリングを示してお
り、環状室Ｂの内部の駆動側プレート３０、従動側プレ
ート３２及びフローティングプレート３３間に満たされ
るシリコンオイルが従動回転体３１と駆動回転体２８の
環状板部の摺接面ｆよりもれることを防止している。

【００１５】処で、図３（ｃ）に示すように、駆動側プ
レート３０はその内周縁にスプライン３４と噛合する内
周歯３０１が形成され、外周縁はスプライン３５の歯先
に達しない程度にその外径が形成される。図３（ｂ）に
示すように、フローティングプレート３３はスプライン
３４に遊嵌される中心穴３３１が形成され、スプライン
３５の歯先に達しない程度にその外径が形成され、しか
もその外周には円周方向に等間隔で、内周歯３０１の歯
幅に比べて比較的広い幅Ｃ１のスリット３３２が形成さ
れている。図３（ａ）に示すように、従動側プレート３
２はその外周縁にスプライン３５と噛合する外周歯３２
１が形成され、しかもスプライン３４に遊嵌される中心
穴３２３が形成され、その内周縁には円周方向に等間隔
で、内周歯３０１の歯幅に比べて比較的広い幅Ｃ２のス
リット３２２が形成されている。なお各プレート３０，
３２，３３は一様な厚さの薄板円板状に形成され、図４
に示すように、従動側プレート３２と駆動側プレート３
０との間にフローティングプレート３３を介装した状態
で重ね合わされる。

【００１６】なお各プレート間にはそれぞれの内周側と
外周側に一対ずつ、すきま調整用の図示しない極細い鋼
材からなる大リングと小リングが介装されており、これ
により常に互いに隣合うプレート間のすきまを一定に保
持している。

【００１７】上述のような多段粘性ビスカスダンパの作
動を説明する。

【００１８】クランクシャフト１１の回転時において、
平均的トルクがクランクシャフト１１より出力軸２５に
伝達されているとする。この場合、第１フライホイール
１４と第２フライホイール１７は相対的な回転角の変動
（図５にその時の平均の振幅をＨ ₀ ／２として示す）を
行ない、しかも、トーションスプリング１９が第１フラ
イホイール１４側の図示しないバネ受けと第２フライホ
イール１７側のバネ受け１７１を介してトルク伝達を行
なう。 ここで、エンジンの停止時に多段粘性ビスカスカ
ップリング１８のフローテイングプレート３３がいかな
る位置にあっても、エンジン始動後、数回のエンジン回
転により、フローティングプレート３３は駆動側プレー
ト３０と従動側プレート３２の間で最も抵抗の少ない位
置、即ち、図６（ａ）に示すように、フローティングプ
レートのプレート部分３３３（スリット３３２以外の部
位）と従動側プレート３２のプレート部分３２４（スリ
ット３２２以外の部位）で粘性トルクを伝達できる部位
の対向度合い、即ち、重合域の大きさが比較的小さく保
たれる状態（例えば図６（ａ）のＷ１）に収斂する。そ
の上で、一度、位置決めされた状態からエンジンの振動
振幅を低減する作動に入る。ここで、図示しないエンジ
ンが高回転数（高周波数）域であると、多段粘性ビスカ
スカップリング１８は比較的小さな振幅ｈ ₀ （図５参
照）で振動し、スリップし易い状態を保つ。この場合、
粘性トルクを伝達できる両プレートのプレート部分３２
４，３３３の対向度合である重合域の大きさの増減変位
は比較的小さい状態で繰り返され、即ち、図６（ａ）に
示す重合域Ｗ１を保つ状態を基準に重合域を増減変位さ
せ、低減衰率を達成できる。このように高回転数（高周
波数）域では比較的低減衰率の状態で高周波のねじり振
動を押さえ、エンジン及び車体振動を低減できる。

【００１９】他方、図示しないエンジンがアイドル回転
以下の低回転数（低周波数）域にあると、第１フライホ
イール１４と第２フライホイール１７の相対的な回転角
の変動は、比較的大きな振幅を受ける状態となり、低周
波成分の回転角（図５にその時の波形の概略を２点鎖線
で示し、振幅をＨ１として示す）の変動が繰り返される
比率が増える。このため、多段粘性ビスカスカップリン
グ１８は駆動側プレート３０と従動側プレート３２とが
大きな変動を繰り返す。この場合、図６（ａ）に示す重
合域Ｗ１を保持する状態を基準に両プレートがその振幅
を増し、図６（ｂ）に示すように、スリップしずらい状
態、即ちフローティングプレート３３のプレート部分３
３３が従動側プレート３２のプレート部分３２４と重な
り、粘性トルクを伝達できる重合域Ｗ２が比較的大きく
保たれる高減衰率を達成できる。このため、アイドル回
転以下の低周波数域では比較的高減衰率の状態でねじり
振動の振幅を押さえることができ、これによって低回転
数域でのエンジン及び車体振動を低減できる。

【００２０】上述のところにおいて、従動側プレート３
２とフローティングプレート３３とにスリット３２２，
３３２を形成し、スリット３２２，３３２の互いに対向
する比率を代え、即ち粘性トルクの伝達を行なえる重合
域Ｗ１，Ｗ２を低回転域と高回転域とで変化させ、低回
転域で高減衰率を高回転域で低減衰率を得ていたが、こ
れに代えて、従動側プレート３２をスリット無しの単一
円板に形成し、駆動側プレート３０とフローティングプ
レート３３とにスリットを形成しても良く、この場合も
低回転域で高減衰率を高回転域で低減衰率を得られ、図
1の装置と同様の作用効果が得られる。

【００２１】上述のところにおいて、フローティングプ
レート３３と従動側プレート３２との相対的な回転変動
量に規制は無かったが、図７に示すように、従動側プレ
ート３２ａにストッパ４０を形成し、このストッパによ
ってフローティングプレート３３の相対変動量ｓを規制
するように形成しても良い。この場合、低減衰率におけ
る重合域Ｗ３に対し、ストッパ４０がフローティングプ
レート３３に係止され、一体化して摺動すると高減衰率
での重合域がＷ４と大きくなり、特に高減衰率（低回転
域での運転時）での減衰作動が確実に成され、高減衰率
への応答性も良く成る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明はフローティング
プレートと一方のフライホイール側プレートとに減衰力
調整用のスリットを形成し、両プレートのスリット以外
の部位で粘性トルクを伝達できる部位の対向度合いが比
較的小さく保たれる比率が増すと、低減衰率を達成で
き、逆に、両プレートのスリット以外の部位で粘性トル
クを伝達できる部位の対向度合いが比較的大きく保たれ
る比率が増すと、粘性トルクを増加し、高減衰率を達成
できる。このため、フライホイールが高回転数（高周波
数）域で小さな振幅を受ける状態ではスリップし易い状
態、即ち粘性トルクを伝達できる両プレートの部位が比
較的小さく保たれる低減衰率を達成でき、逆に低回転数
（低周波数）域で大きな振幅を受ける状態ではスリップ
しずらい状態、即ち粘性トルクを伝達できる両プレート
の部位が比較的大きく保たれる高減衰率を達成でき、即
ち、回転方向の振動振幅に応じて駆動側プレートと一方
のフライホイール側プレートの相対回転位置が変化し、
これによりフローティングプレートのスリットと一方の
フライホイール側プレートのスリットの対向度合いが変
化して減衰力が適宜調整されるので、エンジンの広いト
ルク領域にわたって適切に回転方向の振動を低減し、エ
ンジン及び車体騒音の低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての多段粘性ビスカスダ
ンパの部分断面図である。

【図２】図１のビスカスダンパのＸ−Ｘ線要部側断面で
ある。

【図３】（ａ）図１中の多段粘性ビスカスカップリング
内の従動側プレート、（ｂ）同ビスカスカップリング内
のフローティングプレート、（ｃ）同ビスカスカップリ
ング内の駆動側プレートである。

【図４】図１中の多段粘性ビスカスカップリング内の従
動側プレート、フローティングプレート及び駆動側プレ
ートの重合状態での側面図である。

【図５】図１中の多段粘性ビスカスカップリングの第１
フライホイールの回転変動特性線図である。

【図６】（ａ）図１中の多段粘性ビスカスカップリング
が高回転域にある時の各プレートの低減衰率状態の説明
図、（ｂ）同ビスカスカップリングが低回転域にある時
の各プレートの高減衰率状態の説明図である。

【図７】本発明の他の実施例としての多段粘性ビスカス
ダンパ内の各プレートの減衰率の説明図である。

【図８】従来のクランク軸ねじり振動ダンパの部分断面
図である。

【図９】図８のクランク軸ねじり振動ダンパの部分側断
面図である。

【図１０】クランク軸ねじり振動ダンパを備えたクラン
ク軸回転系のねじり振動特性線図である。

【符号の説明】

１１ クランク軸 １４ 第１フライホイール １５ ボス部１５ １６ ベアリング １７ 第２フライホイール １８ 多段粘性ビスカスカップリング １９ トーションスプリング ３０ 駆動側プレート ３２ 従動側プレート ３３ フローティングプレート ３２２ スリット ３３２ スリット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のクランク軸に一体結合されて回
   転する第１フライホイールと、 上記第１フライホイールのボス部にベアリングを介して
   枢支されクラッチ接合面が形成された第２フライホイー
   ルと、 上記第１フライホイールと上記第２フライホイールとの
   間に配置され、両者間でのトルク伝達を油の粘性に基づ
   き行う多段粘性ビスカスカップリングと、上記 第１フライホイールと上記第２フライホイールとの
   間に配置され、両者間の相対回転変位を吸収すると共に
   平均的トルクを伝達するトーションスプリングとを備え
   た多段粘性ビスカスダンパにおいて、 上記多段粘性ビスカスカップリングは、 上記第１フライホイール側に連結される駆動側プレート
   と、上記第２フライホイール側に連結される従動側プレ
   ートと、上記駆動側プレートと上記従動側プレートの間
   に配置されるフローティングプレートとを有し、 上記駆動側プレートと上記従動側プレートのいずれか一
   方側と、上記フローティングプレートとに、互いに対向
   可能な減衰力調整用のスリットを形成したこ とを特徴と
   する多段粘性ビスカスダンパ。