JPH0620922Y2 - Natural frequency control flywheel device - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、車両のエンジンから駆動系に伝達されるトル
ク変動を低減させるために設けられるフライホイール装
置に関し、とくにフライホイールの固有振動数をエンジ
ン回転数に応じて切換えることができるようにした固有
振動数制御式フライホイール装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a flywheel device provided to reduce torque fluctuations transmitted from an engine of a vehicle to a drive system, and particularly to a natural frequency of a flywheel. The present invention relates to a natural frequency controlled flywheel device that can be switched according to the engine speed.

［従来の技術］ エンジンから伝達されるトルクの変動を低減するため
に、クランクシャフト後端とトランスミッション系との
間にフライホイールが設けられる。従来のフライホイー
ルは、一般に、鋳鉄製の一体物に製作され、エンジンの
トルク変動を平滑化するため重量の大きい円板状のもの
に形成されている。[Prior Art] A flywheel is provided between a rear end of a crankshaft and a transmission system in order to reduce fluctuations in torque transmitted from an engine. A conventional flywheel is generally manufactured as an integral unit made of cast iron, and is formed in a heavy disc shape in order to smooth the torque fluctuation of the engine.

また、フライホイール装置を２分割型フライホイールに
構成し、両フライホイールを弾性部材あるいは摩擦材、
減衰機構を介して機械的に連結し、両フライホイール間
に相対回動を許容してトルク変動低減性能を向上した装
置も知られている（実開昭５９−３０４５号公報、実開
昭６１−１６１４４９号公報、実開昭６０−１８８２４
７号）。In addition, the flywheel device is configured as a two-part flywheel, and both flywheels are elastic members or friction materials,
There is also known a device mechanically connected through a damping mechanism to allow relative rotation between both flywheels to improve torque fluctuation reducing performance (Japanese Utility Model Publication No. 59-3045 and Japanese Utility Model Publication No. 61). No. 161449, JP 60-18824.
No. 7).

［考案が解決しようとする課題］ 上記２分割型フライホイールは、トルク変動低減、つま
りねじり方向の回転変動低減を狙ったものであり、フラ
イホイール装置の固有振動数、とくに曲げ振動に関する
固有振動数を可変できるようにはなっていない。[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned two-division flywheel is intended to reduce torque fluctuations, that is, rotation fluctuations in the torsional direction, and the natural frequency of the flywheel device, in particular, the natural frequency related to bending vibration. Is not variable.

エンジンの振動、騒音の原因として、第２図に模式的に
示すように、クランクシャフト１の曲げ振動が挙げられ
る。従来のフライホイール２は、とくに低速時における
トルク変動を低減するため重量を大きくされている。そ
のため、クランクシャフト１後端における曲げ振動（第
２図の矢印）の固有振動数が低くなり、固有振動数が低
くなると、第３図に固有振動数の周波数と加振力との一
般的な関係を示すように、加振力が大きくなり、それに
伴い曲げ振幅も大きくなる。As a cause of engine vibration and noise, bending vibration of the crankshaft 1 can be cited as schematically shown in FIG. The conventional flywheel 2 has a large weight in order to reduce torque fluctuations especially at low speeds. Therefore, when the natural frequency of the bending vibration (arrow in FIG. 2) at the rear end of the crankshaft 1 becomes low and the natural frequency becomes low, the frequency of the natural frequency and the general excitation force are shown in FIG. As shown in the relationship, the exciting force increases and the bending amplitude increases accordingly.

一方、フライホイールのねじり方向、つまりエンジンの
トルク変動低減効果についてみると、エンジン低速時に
は大きなフライホイール慣性モーメントが要求されフラ
イホイールの重量も大きい方が望ましいが、中、高速域
では高周波小振幅の回転変動を吸収、低減するために、
比較的小さなフライホイール慣性モーメントが望まし
い。しかし従来のフライホイールでは、エンジン低速時
の、とくにアイドル振動低減を目的として、フライホイ
ールの重量は大とされ、その固有振動数は高く設定され
ていた。そのため前述の如く曲げ振動における加振力が
大きくなり、シリンダブロック軸受部に伝わる振動も大
きくなって、エンジン騒音の原因となっていた。On the other hand, looking at the torsional direction of the flywheel, that is, the effect of reducing engine torque fluctuations, a large flywheel moment of inertia is required when the engine speed is low, and it is desirable that the weight of the flywheel be large, but in the middle and high speed ranges, high frequency and small amplitude In order to absorb and reduce rotation fluctuations,
A relatively small flywheel moment of inertia is desirable. However, in the conventional flywheel, the weight of the flywheel is large and its natural frequency is set high in order to reduce the idle vibration especially when the engine speed is low. Therefore, as described above, the exciting force in bending vibration becomes large, and the vibration transmitted to the cylinder block bearing also becomes large, which causes engine noise.

本考案は、このような問題点に着目し、エンジン回転数
に応じてフライホイールのマス（固有振動数）を変更で
きるようにし、低速時にはマスを大きくしてトルク変動
を低減し、中、高速時にはマスを小さくして周波数の高
いトルク変動を低減するとともにクランクシャフト曲げ
振動を低減することを目的とする。The present invention pays attention to such a problem, and makes it possible to change the mass (natural frequency) of the flywheel according to the engine speed, and at the time of low speed, the mass is increased to reduce the torque fluctuation. At times, it is intended to reduce the mass to reduce high-frequency torque fluctuations and to reduce crankshaft bending vibration.

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本考案の固有振動数制御式フライホイー
ル装置は、クランクシャフトに連結された容器状の主フ
ライホイールと、該主フライホイール内に収容され主フ
ライホイール側に柔軟性を有するフレキシブルシャフト
を介して連結された副フライホイールと、主フライホイ
ール内に封入され主フライホイールと副フライホイール
との間に介在する電気粘性流体と、該電気粘性流体への
通電をエンジン回転数に応じて制御可能な通電制御手段
と、を備えたものから成る。[Means for Solving the Problems] A natural frequency control type flywheel device of the present invention for this purpose is a container-shaped main flywheel connected to a crankshaft, and a main flywheel housed in the main flywheel. A sub flywheel connected to the wheel side via a flexible shaft having flexibility, an electrorheological fluid enclosed in the main flywheel and interposed between the main flywheel and the sub flywheel, and the electrorheological fluid And an energization control means capable of controlling energization according to the engine speed.

［作用］ このようなフライホイール装置においては、エンジン低
速時には通電制御手段により電気粘性流体に電圧が印加
され、電気粘性流体の粘性が高められて電気粘性流体を
介して主フライホイールと副フライホイールが一体化さ
れる。一体化によりフライホイールの慣性モーメントが
大とされ、エンジンのトルク変動が低減され、アイドル
振動等が低減されるとともにトランスミッションガラ音
が低減される。[Operation] In such a flywheel device, a voltage is applied to the electrorheological fluid by the energization control means when the engine speed is low, the viscosity of the electrorheological fluid is increased, and the main flywheel and the sub flywheel are mediated by the electrorheological fluid. Are integrated. The integration increases the moment of inertia of the flywheel, reduces engine torque fluctuations, reduces idle vibration, and reduces transmission rattle noise.

中、高速時には、電気粘性流体への通電が停止され、電
気粘性流体は低粘性に制御される。副フライホイールは
柔軟性を有するフレキシブルシャフトを介して主フライ
ホイールに連結されているので、上記低粘性とされるこ
とにより振動系上主フライホイールと副フライホイール
との連結は略切り離され、クランクシャフトには実質的
に主フライホイールだけが連結されることになり、軽量
フライホイールとされる。その結果、固有振動数が高め
られ、曲げ振動における加振力が小さくなって、エンジ
ンの振動、騒音が低減される。At medium and high speeds, energization of the electrorheological fluid is stopped, and the electrorheological fluid is controlled to have low viscosity. Since the sub flywheel is connected to the main flywheel via a flexible shaft having flexibility, the connection between the main flywheel and the sub flywheel on the vibration system is substantially cut off due to the low viscosity, and the crank Substantially only the main flywheel is connected to the shaft, resulting in a lightweight flywheel. As a result, the natural frequency is increased, the exciting force in bending vibration is reduced, and the vibration and noise of the engine are reduced.

［実施例］ 以下に、本考案の望ましい実施例を図面を参照して説明
する。[Embodiment] Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は、本考案の一実施例に係る固有振動数制御式フ
ライホイール装置を示している。図において、11はエン
ジンのクランクシャフトを示しており、クランクシャフ
ト11後端には、ボルト12により主フライホイール13が締
結されている。この主フライホイール13は、内部が中空
の密封容器状に構成されており、比較的軽量の部材に構
成されている。主フライホイール13の外周にはリングギ
ヤ14が設けられている。FIG. 1 shows a natural frequency control type flywheel device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 11 indicates a crankshaft of the engine, and a main flywheel 13 is fastened to a rear end of the crankshaft 11 with a bolt 12. The main flywheel 13 is configured as a hermetically sealed container having a hollow inside, and is configured as a relatively lightweight member. A ring gear 14 is provided on the outer circumference of the main flywheel 13.

主フライホイール13内には、主フライホイール13の内面
と間隔をもたせて副フライホイール15が収容されてい
る。副フライホイール15は、主フライホイール13に比べ
その重量が大に構成されており、低速時のトルク変動平
滑化については、主にこのフライホイールが効くように
なっている。この副フライホイール15は、主フライホイ
ール13と同軸に配置されているが、主フライホイール13
に対しては、柔軟性を有する材料からなるフレキシブル
シャフト16を介して連結されている。In the main flywheel 13, a sub flywheel 15 is housed with a space from the inner surface of the main flywheel 13. The sub flywheel 15 has a weight larger than that of the main flywheel 13, and the flywheel is mainly effective for smoothing torque fluctuation at low speed. This sub flywheel 15 is arranged coaxially with the main flywheel 13, but
Are connected to each other via a flexible shaft 16 made of a flexible material.

主フライホイール13内には、電気粘性流体17が封入、充
満されており、電気粘性流体17は主フライホイール13の
内面と副フライホイール15の外面との間に介在してい
る。この電気粘性流体17は、通電されて所定の電圧が印
加されると高粘性を呈し、通電されないときには低粘性
となる特性を有する。通電は、主フライホイール13と副
フライホイール15にそれぞれ接するブラシ状電気接点と
してのスリップリング18を介して行われ、外部電源19か
ら電圧が供給される。電圧の印加は、ＣＰＵ20からの信
号に基いて行われ、ＣＰＵ20は、エンジン回転計21から
の信号によりエンジン回転数が低回転数のときには外部
電源19に電圧印加（通電）の信号を出力し、中、高回転
数のときには通電オフの信号を出力する。これらは電気
粘性流体への通電をエンジン回転数に応じて制御する通
電制御手段を構成する。エンジン回転数はクランクシャ
フトプーリ等から検出される。The main flywheel 13 is filled with an electrorheological fluid 17, and the electrorheological fluid 17 is interposed between the inner surface of the main flywheel 13 and the outer surface of the sub flywheel 15. The electrorheological fluid 17 has a property of exhibiting high viscosity when energized and a predetermined voltage is applied, and having low viscosity when not energized. Energization is performed through slip rings 18 as brush-like electric contacts that are in contact with the main flywheel 13 and the sub flywheel 15, respectively, and a voltage is supplied from an external power supply 19. The voltage application is performed based on a signal from the CPU 20, and the CPU 20 outputs a signal of voltage application (energization) to the external power supply 19 when the engine speed is low by the signal from the engine tachometer 21. When the rotation speed is medium or high, a signal to turn off the power is output. These constitute an energization control means for controlling the energization of the electrorheological fluid according to the engine speed. The engine speed is detected from the crankshaft pulley or the like.

このように構成されたフライホイール装置においては、
電気粘性流体の通電制御は表−１に示すように行われ
る。In the flywheel device configured in this way,
The energization control of the electrorheological fluid is performed as shown in Table-1.

エンジン低速回転域では、ＣＰＵ20からの信号に基づ
き、外部電源19により電気粘性流体17に所定の電圧がス
リップリング18を介して印加される。電圧印加により電
気粘性流体17は高粘性とされ、該電気粘性流体17の高粘
性を介して主フライホイール13と副フライホイール15が
一体化される。低速域ではアイドル振動、トランスミッ
ションガラ音等の対策としてフライホイールの慣性モー
メントを高める必要があるが、上記両フライホイール1
3、15の一体化によりフライホイール全体のマスが大とさ
れ、トルク変動低減、回転変動低減効果が高められる。 In the engine low speed rotation range, a predetermined voltage is applied to the electrorheological fluid 17 from the external power source 19 via the slip ring 18 based on a signal from the CPU 20. By applying a voltage, the electrorheological fluid 17 is made highly viscous, and the main flywheel 13 and the sub flywheel 15 are integrated through the high viscosity of the electrorheological fluid 17. In the low speed range, it is necessary to increase the moment of inertia of the flywheel as a measure against idle vibration, transmission noise, etc.
By integrating 3 and 15, the mass of the flywheel as a whole is increased, and torque fluctuation and rotation fluctuation reduction effects are enhanced.

中、高速回転域では、前述の如く、クランクシャフト曲
げ振動（第２図）によるエンジンノイズが大きいため、
フライホイール重量を小さくする必要がある。そこで電
気粘性流体17への通電が停止され、電気粘性流体17が低
粘性とされることにより、フレキシブルシャフト16で連
結された副フライホイール15は振動系上略切り離され
る。たとえば、クランクシャフトに第２図に示したよう
な曲げ振動が生じるとき、フレキシブルシャフト16は第
１図の矢印の方向に撓む。したがって、クランクシャフ
ト11に連結されているのは実質上主フライホイール13だ
けとなって、軽量フライホイールとなる。マスが小さく
なることにより固有振動数は高くなり、加振力が減少し
てエンジンノイズが低減される。In the middle and high speed rotation range, as described above, the engine noise due to the crankshaft bending vibration (Fig. 2) is large,
The flywheel weight needs to be reduced. Then, the electricity supply to the electrorheological fluid 17 is stopped, and the electrorheological fluid 17 is made to have a low viscosity, so that the sub flywheel 15 connected by the flexible shaft 16 is substantially separated from the vibration system. For example, when the crankshaft undergoes bending vibration as shown in FIG. 2, the flexible shaft 16 bends in the direction of the arrow in FIG. Therefore, substantially only the main flywheel 13 is connected to the crankshaft 11, and the lightweight flywheel is obtained. As the mass becomes smaller, the natural frequency becomes higher, the exciting force is reduced, and the engine noise is reduced.

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の固有振動数制御式フライ
ホイール装置によるときは、主フライホイールと副フラ
イホイールを電気粘性流体を介してエンジン回転数に応
じて連結又は遮断するようにし、低速時にはマスを大き
くしトルク変動を低減してアイドル振動、トランスミッ
ションガラ音を低減でき、中、高速時にはマスを小さく
して低固有振動数とし曲げ振動における加振力を小さく
して振動、騒音を低減することができる。[Effects of the Invention] As described above, in the natural frequency control type flywheel device of the present invention, the main flywheel and the sub flywheel are connected or disconnected via the electrorheological fluid according to the engine speed. At low speeds, the mass can be increased to reduce torque fluctuations to reduce idle vibration and transmission rattle noise, and at medium and high speeds, the mass can be decreased to lower the natural frequency and reduce the vibration force in bending vibrations. The noise can be reduced.

また、本考案装置は乾式クラッチタイプとは異なり流体
を使用するタイプであるから、高熱を伴うフライホイー
ルには信頼性の高い構造が得られる。Also, since the device of the present invention uses a fluid, unlike the dry clutch type, a highly reliable structure can be obtained for a flywheel with high heat.

さらに、電気粘性流体の粘性を利用して両フライホイー
ルの結合、分離を行うので、該結合、分離時のショック
が極めて小さく、異和感が生じにくいという効果も得ら
れる。Furthermore, since the two flywheels are coupled and separated by utilizing the viscosity of the electrorheological fluid, the shock at the time of the coupling and separation is extremely small, and an effect that discomfort is unlikely to occur is also obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案の一実施例に係る固有振動数制御式フラ
イホイール装置の構成図、 第２図はクランクシャフトの曲げ振動を示す概略構成
図、 第３図は固有振動数の周波数と加振力との関係図、 である。 11……クランクシャフト 12……ボルト 13……主フライホイール 15……副フライホイール 16……フレキシブルシャフト 17……電気粘性流体 18……スリップリング 19……外部電源 20……ＣＰＵ 21……エンジン回転計FIG. 1 is a configuration diagram of a natural frequency control type flywheel device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing bending vibration of a crankshaft, and FIG. It is a relational diagram with vibration force. 11 …… Crankshaft 12 …… Bolt 13 …… Main flywheel 15 …… Sub flywheel 16 …… Flexible shaft 17 …… Electro-rheological fluid 18 …… Slip ring 19 …… External power supply 20 …… CPU 21 …… Engine Tachometer

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】クランクシャフトに連結された容器状の主
フライホイールと、該主フライホイール内に収容され主
フライホイール側に柔軟性を有するフレキシブルシャフ
トを介して連結された副フライホイールと、主フライホ
イール内に封入され主フライホイールと副フライホイー
ルとの間に介在する電気粘性流体と、該電気粘性流体へ
の通電をエンジン回転数に応じて制御可能な通電制御手
段と、を備えたことを特徴とする固有振動数制御式フラ
イホイール装置。1. A container-shaped main flywheel connected to a crankshaft, a sub-flywheel housed in the main flywheel, and connected to the main flywheel through a flexible shaft having flexibility. An electrorheological fluid enclosed in the flywheel and interposed between the main flywheel and the sub flywheel, and an energization control means capable of controlling energization of the electrorheological fluid according to the engine speed. A natural frequency control type flywheel device.