JPH09504597A - 二質量フライホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つの同軸に配置されたフライホイール質量(11,12)が互いに対する限られた角回転のために取り付けられ、複数の回動連結部(40)がそれらの２つのフライホイール質量(11,12)を相互接続する、二質量フライホイール(10)である。前記回動連結部(40)の各々は、一方のフライホイール質量(12)に回動可能に接続される(43)第１の連結部(41)と、他方のフライホイール質量(11)に回動可能に接続される(44)第２の連結部(42)と、それら第１及び第２の連結部(41,42)を回動可能に接続する回動軸(45)とからなる。弾性ねじれユニット(46)又はバネ(36)という形の弾性手段が、少なくとも１つの連結部(42)とそれに関連するフライホイール質量(11)との回動可能な接続部(44)と結合して、前記フライホイール質量(11,12)の相対回転が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 二質量フライホイール 本発明は、トルクを伝達すると共に乗物のトランスミッションアセンブリで発 生し得るねじれ振動を吸収または補償する、二質量フライホイール構成に関し、 特に、英国特許第GB2254906号に記載されているタイプの二質量フライホイール に関する。同特許では、２つの同軸フライホイール質量が互いに対して限られた 角回転(angular rotation)のために取り付けられ、複数の回動連結部がそれらの ２つのフライホイール質量を相互に接続し、それらの回動連結部の各々は、一方 のフライホイール質量に回動可能に接続される第１の連結部と、他方のフライホ イール質量に回動可能に接続される第２の連結部と、それら第１及び第２の連結 部を回動可能に接続する手段とからなる。 本発明の目的は、改良された態様の上述のタイプの二質量フライホイールを提 供することにある。 従って、本発明によれば、互いに対する限られた角回転のために取り付けられ た２つの同軸配置されたフライホイール質量と、それらの２つのフライホイール 質量を相互に接続する複数の回動連結部とからなる二質量フライホイールであっ て、前記回動連結部の各々が、一方のフライホイール質量に回動可能に接続され る第１の連結部と、他方のフライホイール質量に回動可能に接続される第２の連 結部と、それら第１及び第２の連結部を回動可能に接続する回動軸とからなり、 少なくとも１つの 連結部とそれに関連するフライホイール質量との回動可能な接続部と共に、前記 フライホイール質量の相対的な回転を制御するための弾性手段が配設されている ことを特徴とする、二質量フライホイールが提供される。 典型的には、その弾性手段は、フライホイール質量のかなりの部分(全ての部 分でない場合)を制御するものとなる。 この弾性手段は、(以下で説明するような)半径方向のねじれを受ける可能性が あり、また、(以下で説明するような)軸方向のねじれを受ける可能性がある。 連結部の一方は弾性手段に直接接続することができる。 好適な構成では、弾性手段は弾性材料となる。 弾性手段はバネとすることも可能である。 以下、添付図面を参照して単なる例示として本発明の実施例を説明する。同図 面において、 図１は、本発明による二質量フライホイールをそのニュートラル位置で図２の 方向Ｂから見て示した断面図であり、 図1aは、ねじれユニット及びそれに関連する連結部を示す分解斜視図であり、 図２は、図１のＸ−Ｘ断面図であり、 図３は、図２の方向Ｂから見た部分的な正面図であり、 図４は、図１の二質量フライホイールに使用可能な様々なねじれユニットの「 相対フライホイール偏向−フライホイール伝達トルク」特性を示すグラフであり 、 図５は、図１の二質量フライホイールで使用されるフライホ イール接続用連結部の「相対フライホイール偏向−フライホイール伝達トルク」 特性を異なる回転速度（b,b1,b2,b3,b4は、それぞれ、800,1600,2400,3200,4000 rpmのフライホイール回転速度を表している）について示すグラフであり、 図６は、特定の形態を有する図１の二質量フライホイールの異なる回転速度（ c,c1,c2,c3,c4は、それぞれ、800,1600,2400,3200,4000rpmのフライホイール回 転速度を表している）についての「相対フライホイール偏向−フライホイール伝 達トルク」特性を示すグラフであり、 図７は、改良された形態を有する図１の二質量フライホイールの異なる回転速 度（f,f1,f2,f3,f4は、それぞれ、800,1600,2400,3200,4000rpmのフライホイー ル回転速度を表している）についての「相対フライホイール偏向−フライホイー ル伝達トルク」特性を示すグラフであり、 図８は、本発明による二質量フライホイールの第２実施例を図１と同じ方向か ら見た断面図であり、 図９は、図８の二質量フライホイールで使用される連結部の「相対フライホイ ール偏向−フライホイール伝達トルク」特性を異なる回転速度（g,g1,g2,g3,g4 は、それぞれ、800,1600,2400,3200,4000rpmのフライホイール回転速度を表して いる）について示すグラフであり、 図10は、図８の二質量フライホイールの異なる回転速度（h,h1,h2,h3,h4は、 それぞれ、800,1600,2400,3200,4000pmのフライホイール回転速度を表している ）についての「相対フライホ イール偏向−フライホイール伝達トルク」特性を示すグラフであり、 図11は、本発明による二質量フライホイールの第３実施例を図２と同じ方向か ら見た断面図であり、 図12は、本発明による二質量フライホイールの第４実施例を図13の方向Ｄから 見た断面図であり、 図13は、図12のＹ−Ｙ断面図であり、 図14は、（図12及び図13のフライホイールで使用される）ねじれユニット及び その隣接部分を示す分解斜視図であり、 図15は、図12及び図13のフライホイールで使用可能な別形態のねじれユニット を示す正面図であり、 図16は、図15のねじれユニットを同図の方向Ｃから見て示す平面図であり、 図17は、図12及び図13のフライホイールで使用可能な更に別形態のねじれユニ ットを示す断面図であり、 図18は、第３の更に別形態のねじれユニットを備えた二質量フライホイールを 幾何学的なニュートラル位置で示す断面図であり、 図19は、図18の二質量フライホイールを完全駆動位置で示す断面図である。 ここで、図１及び図２を参照する。同図には、２つのフライホイール質量11,1 2へと分割される二質量フライホイール10が示されている。一方のフライホイー ル質量11は、中央ハブ14及びボルト18を介して内燃機関のクランクシャフト（図 示せず）に 固定される。使用時には、摩擦クラッチ（図示せず）が第２のフライホイール質 量12に固定される。通常の駆動条件及びオーバーラン(over-run)条件の下で、二 質量フライホイール10は、図１に矢印Ａで示すように反時計回りに回転する。 フライホイール質量11は、中央ハブ14と、メインハウジングプレート15と、カ バープレート13と、前記メインハウジングプレート15に溶接されたスタータリン グ27とからなる。内部ベアリング支持プレート28は、リベット16によりハブ14に 固定されてベアリング19を支持し、そのベアリング19上に第２のフライホイール 質量12が取り付けられる。 第２のフライホイール質量12は、外側ベアリング支持プレート29及び回動プレ ート31を有するフライホイールプレート30からなり、前記外側ベアリング支持プ レート29及び前記回動プレート31は、前記フライホイールプレート30にリベット 32により固定されている。 ２つのフライホイール質量11,12間の相対的な回転は、複数の回動連結部40、 複数のねじれユニット46、及び摩擦減衰手段50により制御される。 図１に示す実施例では、６つの回動連結部40が存在するが、その数は各用途に 適するように変更することが可能である。各回動連結部40は、フライホイール質 量12の中央ハブ部33とプレーンベアリング47上の回動プレート31との間に回動軸 43を介して回動可能に取り付けられた第１の連結部41と、回動軸44及びねじれユ ニット46を介してフライホイール質量11上に回動可能 に取り付けられた第２の連結部42とからなる。これらの２つの連結部41,42は、 第３の回動軸45により互いに回動可能に接続されている。図１から分かるように 、回動軸43は、回動軸44,45の半径方向内方に配置されている。第１の連結部41 は、回動軸43から離れた端部で一層大きな質量を有するボブウェイト型質量とし て形成される。第２の連結部42は、前記第１の連結部41の両側に１つずつ軸方向 に隔置された一対の平行なアーム42A,42Bからなる。 好適には、１つの回動連結部40につき１つのねじれユニット46が配設されるが 、このねじれユニット46は、用途に応じて、２つ以上配設し、または配設しない ことが可能である。 各ねじれユニット46（図1A参照）は、中央金属挿入部48、外側シート金属ハウ ジング62、及び弾性材料製本体63からなる。その弾性材料製本体63の第１の表面 は前記ハウジング62に接着され、第２の表面は前記挿入部48に接着される。 典型的には、弾性材料（63又は163,260,460,560(以下参照)）は、エチレンプ ロピレンジエンモノマー(E.P.D.M)または水素化ニトリルブチルゴム(H.N.B.R)と することができ、その硬度は、70度〜80度のショアＡ硬さとすることができるが 、それらの材料又は硬度に制限する必要はない。 各ねじれユニットは、回動軸44を形成するリベット49（図２参照）及び半径方 向内方の停止リベット64により、メインハウジングプレート15とハウジングカバ ープレート13との間に固定される。各挿入部48は、プレーンベアリング47上の関 連するリ ベット49に対して保持され、弾性材料63の変形によってハウジング62に対する制 限された回転が可能となる。 この挿入部の回転は、関連する連結部の対42A,42Bが回動することによって生 じる。これは、図1Aに示すように、挿入部48の端部を凹状に形成して、関連する 連結部42A,42Bの端部の協動する当接部60により接触される当接部61を提供する ことによって達成される。 フライホイール質量11,12の相対的な回転の結果として接続部42A,42Bがその関 連する回動軸49上で回動し、これにより挿入部48が回転される、ということが理 解されよう。これにより、弾性材料がねじれ状態となって、フライホイール質量 の相対的な回転が制御される。 弾性材料の第１及び第２の接着面は半径方向に離れているので、挿入部48がハ ウジング62に対して回転する場合には、弾性材料63は半径方向の剪断力(shear) を受け、即ち、互いに相対的に回転する弾性材料の第１及び第２の接着面は半径 方向に隔置される、ということに留意されたい。 各ねじれユニットのハウジング62は、２つの軸方向の凹部62A,62Bを有してお り、これにより、アーム42A,42Bを共に一層近接して隔置してコンパクトな装置 の構成を容易化できるようにアーム42A,42Bの回動動作を適応させることが可能 になる。 第１の連結部41の半径方向の外端部は、コンパクトな装置の構成を容易化する ように、その第１の連結部41の半径方向の内端部から軸方向に変移されている（ 即ち、軸方向の段部を有し ている）。代替的には、真っ直ぐの段なし構成を用いることも可能である。 弾性材料が破壊された場合にその破片を確実に収容するために、全ての連結部 品及びそれに関連する回動軸及びねじれユニットは、半径方向及び軸方向でメイ ンハウジングプレート15及びカバープレート13内に収容される。 摩擦減衰手段50（図２及び図３参照）は、回動プレート31の溝56に係合する突 部55を有する環状の摩擦プレート51を備えており、この摩擦プレート51は、回動 プレート31上で回転方向には固定されるが軸方向には滑動可能となるようになっ ている。この摩擦減衰手段50はまた、中央ハブ14の溝58に係合する突部57を有す る環状の圧力プレート52を備えている（プレート52が中央ハブ14上で回転方向に は固定されるが軸方向には滑動可能となるようになっている）。前記圧力プレー ト52は、メインハウジングプレート15と中央ハブ14上の当接部54との間の摩擦プ レート51と摩擦接触するように皿バネ53により付勢されている。摩擦減衰手段50 はフライホイール質量11,12の互いに対する回転運動を減衰させるものである、 ということが理解されよう。 次に、図１ないし図３に示す二質量フライホイールの動作について説明する。 クラッチの係合が解除されている無負荷状態では、回動連結部40、特に第１の連 結部41に遠心力が作用して、同連結部が半径方向外方へ付勢される。回転速度が 高くなるほど遠心力が大きくなるが、これは、無負荷状態の構成に影響を与える ことはなく、フライホイール質量11に対してフライホイ ール質量12を移動させるのに必要な力、即ちフライホイールのねじれ剛性に大き な影響を与えるものとなる。 クラッチが係合してフライホイール質量11からフライホイール質量12へと駆動 方向に力が伝達された（即ち、図１においてフライホイール質量11がフライホイ ール質量12に対して反時計方向に回転した）場合には、それら２つのフライホイ ール質量が互いに相対回転する傾向がある。遠心力による影響が小さくなる比較 的低い速度では、フライホイール質量は互いに容易に相対回転し、即ち、フライ ホイールのねじれ剛性が比較的低くなる。しかしながら、遠心力による影響がは るかに大きくなる比較的高い速度では、フライホイール質量の相対回転に大きな 力が必要となり、即ち、フライホイールのねじれ剛性が比較的高くなる。フライ ホイール質量の相対回転の連結部による制御の効果は、図５に示す通りであり、 速度に感応するものとなる。同図の曲線b,b1,b2,b3,b4は、フライホイールの回 転速度800,1600,2400,3200,4000rpmについて「偏向−トルク」特性を表したもの である。 クラッチが係合してフライホイール質量12からフライホイール質量11へとオー バーラン方向に力が伝達された（即ち、図１においてフライホイール質量11がフ ライホイール質量12に対して時計方向に回転した）場合、その影響は、図１ない し図３に示す実施例において第１の連結部41が第２の連結部42の下に折り重なる ことを除き、上述の場合と同様である。 回転速度が低くて駆動方向のトルクが高いという条件下では、 フライホイール質量11,12間の相対回転は、フライホイール質量12の当接部70が ねじれユニットのハウジング62の当接部71と接触するまで生じる。それらの当接 部70,71は、駆動止め(end stop)として働き、フライホイール質量11,12のそれ以 上の相対回転を制限する。 回転速度が低くてオーバーラン方向のトルクが高いという条件下では、フライ ホイール質量11,12間の相対回転は、フライホイール質量12の当接部72がねじれ ユニットのハウジング62の当接部73と接触するまで生じる。それらの当接部72,7 3は、オーバーラン止めとして働き、フライホイール質量11,12のそれ以上の相対 回転を制限する。 当接部70,71及び72,73は、回動軸44,45,43が整列しないように配置される。こ れらの駆動止め及びオーバーラン止めによる効果を図５に示す。この効果は、フ ライホイールの相対偏向＋22.5°及び-12°における各垂直ラインにより表され ている。 ねじれユニットによる制御効果（図４参照）は、二質量フライホイールの回転 速度には依存しないが、回動連結部40の幾何学形状、ねじれユニットの形状、及 び弾性材料に依存するものとなる。 各回動連結部40がその幾何学的なニュートラル位置にある場合（図１参照）、 即ち、各連結部の回動軸45,43が二質量フライホイール10の半径方向平面に整列 されている場合には、回動軸45はその半径方向の最も外側の位置にあり、このた め、第２の連結部42もその半径方向の最も外側の位置にくる。フライホイ ール質量11,12が駆動方向又はオーバーラン方向に相対回転することにより、回 動軸45が実質的に半径方向内方に移動し、このため、第２の連結部42及びねじれ ユニットの挿入部48がねじれユニットのハウジング62に対して回転することにな る。 回動連結部40がその幾何学的なニュートラル位置にある際にねじれユニット46 が連結部42をそれに関する回動軸を中心として如何なる回転方向にも付勢するこ とがない（即ち、各ねじれユニットがねじれに関してニュートラル位置にある） ように二質量フライホイール10を組み立てる場合には、その位置から離れる駆動 方向又はオーバーラン方向へのフライホイール質量11,12の相対回転によりねじ れユニット46に回復力が生じ、その回復力が、連結部40をその幾何学的なニュー トラル位置へ戻すよう資するものとなる。このフライホイール質量の相対回転時 の回復力による制御の効果を図４のラインaで示す。 ねじれユニット46による制御の効果は、任意の特定速度での連結部40による制 御効果に対する付加的なものであり、従って、例えば800rpmでの二質量フライホ イール10の特性は、図４のラインaに図５のラインbを加えて得られる図６のライ ンCとなる。 この場合には、二質量フライホイール10のねじれ剛性は、連結部40のねじれ剛性 と比較して、フライホイールの相対回転範囲全体を通して高くなった。 また、二質量フライホイール10は、回動連結部40がその幾何学的なニュートラ ル位置にある際にねじれユニット46が第２の連結部42をその関連する回動軸を中 心として時計方向又は反時 計方向に付勢するように組み立てることも可能である。 これは、ねじれユニットの挿入部48及びハウジング62（図１参照）を弾性材料 63に接着する前にその挿入部48をハウジング62に対して時計方向又は反時計方向 に回転させることにより、達成される。図４のラインd,j,kは、挿入部の時計方 向の回転による効果を示すものであり、ラインeは、挿入部の反時計方向の回転 による効果を示すものである。 第１の構成（図４のラインdを参照）では、第２の連結部42は、回動連結部40 がその幾何学的なニュートラル位置にある際にねじれユニットにより図１におけ る時計方向に付勢され、このねじれユニットによる効果がゼロになる３つのフラ イホイールの偏向位置、即ち−8°、0°、及び＋11°（即ち、図４のラインdが ゼロトルク軸と交差する位置）が存在する。これは、フライホイールの相対回転 −8°及び＋11°では、ねじれユニットがそのねじれに関するニュートラル位置 （即ち、ねじれユニットが連結部42を時計方向にも反時計方向にも付勢していな い位置）に位置し、0°では、ねじれユニットが連結部42を図１における時計方 向に付勢して回動連結部40が死点位置にくる（即ち、回動軸45,43が二質量フラ イホイール10の半径方向の平面上に整列される）ために生じるものである。 この曲線（図４のラインd）を図５の曲線に加えて図７の曲線を得ると、その 曲線は、フラッタ低範囲偏向(flatter low range deflection)曲線を生成する一 方、止め位置の近傍のフライホイール剛性をそのままに維持する、という効果を 有するもの となる。これは、図６のラインCと図７のラインfとを比較することにより最も良 く立証される。 図４のラインjは、−12.5°、0°、及び＋14°でねじれユニットによる効果が ゼロになる別の構成の特徴を示すものである。図４のラインkは、フライホイー ルの実際の偏向の範囲内に１つのフライホイール偏向位置（0°）のみが「ねじ れユニットによる効果がゼロになる位置」として存在するように挿入部の回転量 が設定された構成の特徴を示すものである。これは、フライホイール質量の止め 位置で、ねじれユニットがそのねじれに関するニュートラル位置に達していない からである。 図７に示す二質量フライホイールの特性を採用すれば、特に大きな利益を得る ことができる。その特性は、低いエンジン速度では、小さな偏向角で低いねじれ 剛性を有し（即ち、ラインf,f1,f2その他の傾きが小さくなり）、これによりア イドリング速度でエンジンにより誘導されるギアのガタガタ音(rattle)等の現象 が矯正され、一方、回動連結部がその止め位置に近づいた際には高いねじれ剛性 を有し、これにより止め部のガタガタ音が最小限にされ又は除去される。 図１ないし図３に関する上述の二質量フライホイール構成は、以下の利益を有 するものとなる。 a)弾性材料63に過大な応力を生成してその破壊を生じさせることなくフライホイ ール質量の相対運動をその角運動範囲全体にわたって制御するようにねじれユニ ット46を設計することができる。これが可能なのは、フライホイール質量の角運 動全体に ついてのフライホイール質量11に対する第２の連結部42の角運動範囲（33°）が 、それと同じフライホイール質量の角運動についての第１の連結部41及び第２の 連結部42間の角運動範囲（97°）よりもはるかに小さく、このため、この33°と いう角運動範囲の全体にわたり関節が提供される(articulate)ようにねじれユニ ット46を設計することができるからである。 b)ねじれユニットで弾性手段として使用される弾性材料63は、非線形で増大する 「トルク−偏向」特性を有しており、即ち、挿入部をハウジングに対して例えば 10°偏向させるのに必要なトルクはその挿入部を５°回転させるのに必要なトル クの２倍よりも大きくなる。この剛性はまた、トルクを適用する周波数によって 決まり、その周波数と共に増大する。また、このねじれユニットは、エンジンか らの入力トルクの変動を減衰させるヒステリシスを有している。このヒステリシ スもまた、トルクを適用する周波数によって決まり、その周波数と共に増大する 。これらの特性は、特に乗物のエンジンの始動時にフライホイールの相対回転を 減衰させるのに特に大きな利益を提供するものとなる。 c)（第１の連結部と第２の連結部との回動接続部ではなく）何れかの連結部とそ れに関連するフライホイール質量との回動接続部に弾性手段を配置することによ り、その連結部（特に連結部41）が一層大きな質量を有することが可能となる。 これは、その弾性材料が連結部の材料よりも密度が小さいからである。これによ り、一層大きな遠心力／速度依存性制御力が生じる。 d)ねじれユニット46がフライホイール質量上に取り付けられる際に、弾性ブッシ ュの大きさが連結部41,42の一方の内部に収容されなければならないことにより 制限されることがなくなる。大きなねじれユニットにおける弾性材料は、小さな ねじれユニットにおける弾性材料よりも、単位ねじれ偏向度あたりの応力が小さ くなる。 e)弾性材料に対する応力はねじれによってのみ生成される。ねじれユニットのハ ウジング及び挿入部の膨張係数は弾性材料よりも大きい。ねじれユニットのハウ ジング及び挿入部に対する弾性材料の接着は高温で行われ、従って、その冷却時 には、弾性材料が緊張状態となる。トルク、張力、及び圧縮力を受けることにな るねじれユニットの寿命を最適化するために、挿入部は、その残留応力を解消す るよう機械的に拡張されなければならない。しかし、ねじれユニットがねじれ負 荷しか受けない場合には、この更なる操作は必要ない。 f)フライホイール質量の相対回転の制御を一層高度なものにする場合には、止め 部が使用される際の衝撃力及びその周波数が小さくなるので、緩衝式の止め部は 必要なくなる。 g)同一の又は類似の構成要素から幾つかの二質量フライホイールのねじれ剛性の 特性を生成できることも有利である。ねじれユニットの特性は、異なるグレード の弾性材料を使用すること、又は弾性材料に空所を有するねじれユニットを作製 すること、又は弾性材料の断面を変更すること、又はねじれユニットの挿入部48 が回転を開始する前に第２の連結部42が限られた量だけ 回転する（即ち、ねじれユニットの挿入部48と第２の連結部42との間にむだ動作 が生じる）ことができるように当接部60,61を作製することにより、修正するこ とが可能である。 上述のように、二質量フライホイール10の全体的な特性は、ねじれユニットの 個々の特性を変更することにより変更可能である。しかし、ねじれユニットは同 一のものである必要はない。従って、例えば、異なる特性x,yを有する２種類の ねじれユニット、及びねじれユニットを各々が１つずつ有する６つの回動連結部 を有する二質量フライホイールにより、（例えば、6x、又は6y、又は3x,3y、又 は2x,4y、又は4x,2yを用いて）全部で５つの平衡した二質量フライホイール特性 を達成することができる。従って、少数の異なるねじれユニットを作製するだけ で、幾つかの異なる用途のために二質量フライホイールを最適化することができ 、これにより、部品数及び在庫コストが削減される。 図８は、図１の二質量フライホイール10に類似した二質量フライホイールの第 ２の実施例を示すものであり、同図では、図１と同様の構成要素にはその図１の 符号に100を加えた符号が付されている。図１の構成との違いは、連結部141が円 周方向に対称でない（即ち、連結部141の質量の中心が回動軸143,145を結ぶ線上 にない）ことにある。ねじれユニット146は、図４のラインdと同じ「偏向−トル ク」特性を有している。円周方向に非対称な連結部による効果は、ねじれユニッ トと共に使用する場合に特に大きな利益を提供するものとなる。 非対称連結部の遠心力に関するニュートラル位置（即ち、フ ライホイールが回転していて伝達されるトルクがゼロの際に採られる回動連結部 の位置）は一般には、連結部41,141の質量の中心間のオフセットに起因して、幾 何学的なニュートラル位置と同じにはならない。これは、対称性を有する連結部 に関する「トルク−偏向」特性のグラフ（図５参照）と比較した場合、それと同 様のグラフを左方へ変移させる（図９参照）効果を有するものとなる。 ねじれユニットによる影響は連結部の非対称性とは独立したものであり、この ため、図４にラインdで示す特性に従うねじれユニットの挙動に変化はない。こ れは、回動連結部の特性及びねじれユニットの特性を互いにシフトさせて異なる 総合特性を生成し、これにより特定の用途への特性の最適化を一層容易に行うこ とができる、という特に有利な効果を有するものとなる。図10は、図４のねじれ ユニットの特性dに図９の回動連結部の特性g〜g4を加えることにより形成された 総合特性を示すものである。別の構成では、少なくともアーム42A,42Bの一方を 金属製の挿入部と一体に形成することが可能であるが、その一体化されたアーム に弾性材料が直接に接着されることはなく、この場合、その一体化されたアーム は、前記の一体化された挿入部を介して弾性材料に接着される。 図11は、図１の二質量フライホイール10に類似した二質量フライホイールの更 に別の実施例を示すものであり、同図では、図１と同様の構成要素には、その符 号に100を加えた値の符号を付してある。図11において、リベット149は、アーム 142A,142B をねじれユニットの挿入部148に固定している。これにより、ねじれユニットの ハウジング162に対するリベット149の限られた半径方向及び円周方向の運動が可 能となる。この実施例では、弾性材料163を介してフライホイール質量間で全ト ルクが伝達されるため、その弾性材料163中に更なる張力及び圧縮応力が生じる が、アーム142A,142Bが弾性材料163を介してフライホイール質量111と接続され ているので、フライホイール質量111,112間の駆動経路における振動の隔離が提 供される。 図12ないし図14には、２つのフライホイール質量211,212へと分割される別形 態の二質量フライホイール210が示されている。その一方のフライホイール質量2 11は、中央ハブ214及び孔218を通るボルト（図示せず）を介して内燃機関のクラ ンクシャフト（図示せず）に固定される。使用時には、摩擦クラッチ（図示せず ）が第２のフライホイール質量212に固定される。通常の駆動条件及びオーバー ラン条件下で、二質量フライホイール210は、図12に矢印Ｃで示すように時計方 向に回転する。 フライホイール質量211は、中央ハブ214と、メインハウジングプレート215と 、カバープレート213と、前記メインハウジングプレート215に溶接されたスター タリング227とからなる。内部ベアリング支持プレート228は、ボルト216により ハブ214に固定されてベアリング219を支持し、そのベアリング219上に第２のフ ライホイール質量212が取り付けられる。 第２のフライホイール質量212は、外側ベアリング支持プレート229及び回動プ レート231を有するフライホイールプレート23 0からなり、前記外側ベアリング支持プレート229及び前記回動プレート231は、 前記フライホイールプレート230にリベット232により固定されている。 ２つのフライホイール質量211,212間の相対回転は、複数の回動連結部240、複 数のねじれユニット246という形での弾性手段、及び摩擦減衰手段250により制御 される。 各回動連結部240は、フライホイール質量212の中央ハブ部233とプレーンベア リング247上の回動プレート231との間に第１の回動軸243を介して回動可能に取 り付けられた第１の連結部241と、第２の回動軸244及び関連するねじれユニット 246を介してフライホイール質量211上に回動可能に取り付けられた第２の連結部 242とからなる。これらの２つの連結部241,242は、第３の回動軸245により互い に回動可能に接続される。図12から分かるように、回動軸243は、第２及び第３ の回動軸244,245の半径方向内方に配置されている。第１の連結部241は、回動軸 43から離れた端部で一層大きな質量を有するボブウェイト型質量として形成され る。第２の連結部242は、前記第１の連結部241の両側に１つずつ軸方向に隔置さ れた一対のアーム242A,242B（図14参照）からなる。アーム242Aは、軸方向の一 端に円盤形部分255を有しており、一方、アーム242Bの一端は、他端に対して軸 方向に変移されており、これによりアーム242Bとそれ以外の二質量フライホイー ル210の様々な構成要素との間にクリアランスが確保される。 各ねじれユニット246（図14参照）は、弾性材料製の環状リン グ260からなり、この環状リング260の軸方向の一方の側には、アーム242Aの円盤 形部分255が接着され、他方の側には、固定孔262及び中央孔263を備えたプレー ト261が接着される。ブッシュ264は、その一方の階段状の軸方向端部265Aがアー ム242Aの円盤形部分255の孔256内に係合した状態で、ねじれユニットの内側に係 合する。このブッシュ264の他方の階段状の軸方向端部265Bは、アーム242Bのホ ール257に押圧係合される。ブッシュ264の部分266の直径が大きくなっているの で、アーム242Bとプレート261との接触、及びブッシュ264と孔263の縁部との接 触が確実に防止される。ブッシュ264は軸方向孔を有しており、この軸方向孔内 には、鋼鉄製の裏打ちを有するＰＴＦＥ線形ブッシュという形の低摩擦ベアリン グ248が固定される。このベアリングは、スリーブ270上に延び、このスリーブ27 0は、メインハウジングプレート215とカバープレート213との間にボルト271によ り回転方向に固定されるよう取り付けられる。従って、ボルト271及びスリーブ2 70が回動軸244の静止部分を形成し、ベアリング248及びブッシュ264が回動軸244 の回転部分を形成する。プレート261は、固定孔262を通るボルト（図示せず）を 介してメインハウジングプレート215に固定される。 更に別形態の弾性手段は、弾性材料に接着された翼形(profiled)プレートと、 その翼型プレートに固定された翼形アームとを有することが可能であり、それら の翼形プレート及び翼形アームによりアーム242Aが置き換えられる。 メインハウジングプレート215は凹部272（その位置を図12に 破線で示す）を有しており、これにより、フライホイール質量211,212の相対回 転時にアーム242Bとプレート215とが確実に接触しなくなる。 摩擦減衰手段250は、図２及び図３に関して説明した摩擦減衰手段50と同様の 多板式摩擦減衰装置であり、従って、ここではこれ以上説明しないこととする。 二質量フライホイール210の動作は、図１の二質量フライホイール10の動作と 同様のものであるが、フライホイール210は矢印Ｃで示すように時計方向に回転 し、力が駆動方向に伝達された際にフライホイール質量211はフライホイール質 量212に対して時計方向に回転し、力がオーバーラン方向に伝達された際にはフ ライホイール質量211はフライホイール質量212に対して反時計方向に回転する、 ということに留意されたい。要するに、フライホイール質量211,212の相対回転 によって、各回動連結部のアーム242A,242Bがそれらの関連する回動軸244を中心 として同調して回転し、これにより各ねじれユニット246の弾性材料260のねじれ による偏向が生じることになる。 弾性材料260は、アーム242に接着された第１の表面と、その個々のねじれユニ ットのプレート261に接着された第２の表面とを有している、ということに留意 されたい。プレート261はフライホイール質量211に固定され、これによりフライ ホイール質量の相対回転が制御される。 弾性材料の第１及び第２の接着表面は、軸方向に隔置されているので、アーム 242Aがプレート261に対して回転すると、弾性 材料260は軸方向の剪断力を受け、即ち、互いに相対回転する第１及び第２の接 着表面が軸方向に離されることになる。これは、上述のように弾性材料63が半径 方向の剪断力を受けることになるねじれユニット46とは著しく異なるものである 。 更に、弾性材料260は、二質量フライホイールの如何なる部品にも接触しない ２つの環状の自由表面260a,260bを有している、ということに留意されたい。自 由表面260aは凹状の断面を有しており、これにより平均応力と比較してその弾性 材料中の応力が局所的に軽減され、弾性材料がその接着表面で剥がれることが確 実に防止される。 自由表面260bは真っ直ぐの断面を有しているが、その弾性材料が平行な表面（ プレート261及び円盤形部分255）間に接着されるので、自由表面260bの位置にお ける弾性材料中の応力は、平均応力よりも自動的に小さくなる。これは、接着表 面の相対回転の単位量について自由表面260bにおける弾性材料の半径方向の内側 部分に必要とされる伸張がその弾性材料の半径方向の外側部分よりも小さいから である。 図15及び図16には、バネ端部360A,360Bを有するコイル状に巻かれたねじれバ ネ360からなる更に別形態のねじれユニット346が示されている。バネ端部360Aは 、リベットを介してアーム342Aの円盤形部分355に固定される。 このねじれユニット346は、ねじれユニット246の代わりに二質量フライホイー ル210に適用可能なものであり、バネ端部360Bは、その固定孔362を用いてボルト 又はリベットを介してメイ ンハウジングプレート215に固定される。この場合もブッシュ264及びアーム242B は各ねじれユニット346毎に必要である。 ねじれバネ360は、軸方向のねじれを受ける、即ち、回転軸に対してその軸方 向に互いに隔置された要素（バネ端部360A,360B）の相対回転によってねじれ負 荷が加えられる、ということが理解されよう。代替的な設計によれば、螺旋状に 巻かれたねじれバネ（例えば時計式バネ）を半径方向にねじれた状態にすること も可能であり、即ち、回転軸に対してその半径方向に互いに隔置された要素の相 対回転によりねじれ負荷を加えることが可能である。 図17は、弾性材料460がプレート461の皿状部分461Aとアーム442Aの皿状部分45 5Aとに接着された更に別形態の修正型のねじれユニット446を示すものである。 プレート461の半径方向の内側部分461Bとアーム442Aの半径方向の内側部分455B とは、半径方向の外側部分461A,455Aよりも互いに一層接近して隔置されている 。これにより、弾性材料に更に大きな負荷を加えることが可能になると共にコン パクトな設計が可能となり、更に、耐用寿命を延ばすことができる。二質量フラ イホイール210の構成要素と同じ機能を達成する構成要素には200を加えた符号が 付してあり、スリーブ270及びボルト271がリベット470に置き換えられている、 ということに留意されたい。 また、自由表面460aは凹状の断面を有しており、自由表面260aと同様にして応 力を局所的に軽減させるようになっている、という点にも留意されたい。 プレート461,アーム442Aは、平行な短い部分461B,455Bをそれぞれ有しており 、即ち、半径方向の内側部分における弾性材料の接着表面の間の角度（この場合 は０°）は、半径方向の外側部分における弾性材料の接着表面の間の角度（この 場合は29°）よりも小さくなっている。この平行な部分にわたり、弾性材料中の 応力が、弾性材料260中の応力と同様にしてねじれユニットの軸方向に向かって 低下する。従って、自由表面460Bに位置する弾性材料460中の応力は平均応力よ りも小さくなる。 図18及び図19は、代替的な形態のねじれユニット546を示すものであり、図１ の二質量フライホイール10の構成要素と同じ機能を達成する構成要素には500を 加えた符号が付してある。以下の点に留意されたい。 a)二質量フライホイール510が図18及び図19の矢印Ｅで示すように時計方向に回 転し、 b)挿入部548が２つのへら部548aを有しており、、 c)ハウジング562と挿入部548との間に空所582を有しており、 d)ハウジング562が開口部を有しており、その開口部を通って弾性材料の一部563 aが突出し、 e)両方のフライホイール質量に対して限られた量だけ回転可能な靴部581が配設 されている。 この二質量フライホイールの動作は、二質量フライホイール10の動作と同様で ある。 弾性材料は、ニュートラル位置を中心とし、半径方向の剪断力による駆動方向 又はオーバーラン方向のフライホイール質量 の少量の相対回転に抗する。 駆動方向又はオーバーラン方向の相対回転の量が多いと、更なる剪断力が生じ 、部分563bが弾性部分563c,563d（図19参照）と接触して、これらの部分の全て が圧縮状態になる。 また、部分563dの圧縮により、（部分563aの圧縮を介して）靴部571が押圧さ れてフライホイール質量512と係合し、これによりフライホイール質量512との摩 擦が生じる。 部分563b,563dの圧縮変形が靴部581で生成される摩擦と組み合わされて、所定 量の相対回転後にフライホイール質量の回転に必要なトルクが増大するという効 果が得られる。 図19は、完全駆動位置における（即ち、その駆動方向の止め部に当たっている ）二質量フライホイールを示すものであり、この位置では、靴部581は、当接部5 72によって押圧されてフライホイール512に対して回転し、完全オーバーラン位 置（図示せず）と比較して部分563を更に圧縮し、これにより、フライホイール 質量512の相対回転に対する更なる抵抗力が生成される、ということに留意され たい。 図18及び図19に示した構成の更なる修正では、完全オーバーラン位置で弾性材 料の一部を更に圧縮するように靴部を構成することができる。代替的には、靴部 は、完全駆動位置又は完全オーバーラン位置で弾性材料の如何なる部分をも更に 押圧する必要はない。 図12ないし図17に示したねじれユニットは全て軸方向の剪断力を受け、図18及 び図19に示したねじれユニットは半径方向の 剪断力を受ける、ということが理解されよう。これらのねじれユニットは全て、 ねじれユニット46に代えて容易に置換可能なものであり、図４に示した一例とし ての特性又はその他の図示しないねじれユニットの特性が得られるように容易に 設計可能なものである。 図４のねじれユニットの任意の特性（又はその他の図示しない任意のねじれユ ニットの特性）と、図５及び図９の回動連結部の任意の特性（又は図示しない任 意の回動連結部の特性）と、任意の駆動止め位置及び任意のオーバーラン止め位 置とを組み合わせることにより、特定の用途に適したフライホイール特性を提供 することが可能である、ということは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，ＧＢ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＭＸ，ＲＵ，ＵＡ，ＵＳ (72)発明者 カーティス，アンソニー，ジョン イギリス国ウォーウィックシャー・シーヴ ィー31・１アールユー，リーミントン・ス パ，シデンハム，フェルモア・グローヴ・ ８ (72)発明者 フィッツパトリック−エリス，ジョン，フ ランシス イギリス国ウォーウィック・シーヴィ34・ ５エルエル，モンタージュ・ロード・82 (72)発明者 マーフィー，ロバート，ジョン イギリス国タクブロック・シーヴィー33・ ９キューワイ，ビショップス，マロリー・ ロード・80 (72)発明者 ウェブスター，ピーター イギリス国ウィットナッシュ・シーヴィー 31・２ジェイアール，モーリントン・ロー ド・２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに対する限られた角回転のために取り付けられた２つの同軸に配置され たフライホイール質量(11,12)と、それらの２つのフライホイール質量(11,12)を 相互に接続する複数の回動連結部(40)とからなる二質量フライホイール(10)であ って、前記回動連結部(40)の各々が、一方のフライホイール質量(12)に回動可能 に接続される第１の連結部(41)と、他方のフライホイール質量(11)に回動可能に 接続される第２の連結部(42)と、それら第１及び第２の連結部(41,42)を回動可 能に接続する回動軸(45)とからなり、少なくとも１つの連結部(42)とそれに関連 するフライホイール質量(11)との回動可能な接続部(44)と共に、前記フライホイ ール質量(11,12)の相対回転を制御するための弾性手段(46)が配設されているこ とを特徴とする、二質量フライホイール(10)。 ２．前記弾性手段(46)がその関連する回動可能な接続部(44)を取り囲んでいる、 請求項１に記載の二質量フライホイール。 ３．前記弾性手段が弾性材料(63)である、請求項１又は請求項２に記載の二質量 フライホイール。 ４．前記弾性手段がバネ(360)である、請求項１又は請求項２に記載の二質量フ ライホイール。 ５．前記弾性手段(46)がねじれ状態で作用する、請求項１ないし請求項４に記載 の二質量フライホイール。 ６．前記弾性手段(546)が圧縮状態でも作用する、請求項５に記 載の二質量フライホイール。 ７．前記フライホイール質量(11,12)が相対回転する際に、前記第１の連結部(41 )とそれに関連する前記フライホイール質量(12)との回動接続部(43)と、前記第 １及び第２の連結部(41,42)を回動可能に接続する前記回動軸(45)と、前記二質 量フライホイール(10)の半径方向の平面とが整列することができ、前記弾性手段 (46)が前記第２の連結部(42)とそれに関連する前記フライホイール質量(11)との 前記回動接続部(44)と結合するように、前記回動連結部(40)の各々が設計されて いる、請求項１ないし請求項６に記載の二質量フライホイール。 ８．前記弾性手段が複数のねじれユニット(46)からなり、その各ねじれユニット (46)が２つの相対回転可能な要素(48,62)の間に接着された弾性材料(63)からな る、請求項１ないし請求項３又は請求項５ないし請求項７に記載の二質量フライ ホイール。 ９．前記フライホイール質量の相対回転中に前記弾性材料が半径方向の剪断力を 受けるように、前記の相対回転可能な要素(48,62)が、関連する回動接続部の回 転軸に関して半径方向に隔置されている、請求項８に記載の二質量フライホイー ル。 10．前記フライホイール質量の相対回転中に前記弾性材料が軸方向の剪断力を受 けるように、前記の相対回転可能な要素(255,261)が、関連する回動接続部の回 転軸に関して軸方向に隔置されている、請求項８に記載の二質量フライホイール 。 11．一方の相対回転可能な要素(48)が関連する回動接続部(44) の一部として作用する、請求項８ないし請求項10に記載の二質量フライホイール 。 12．一方の相対回転可能な要素(255)が関連する第１又は第２の連結部(242A)の 一部を形成する、請求項８ないし請求項11に記載の二質量フライホイール。 13．一方の相対回転可能な要素(48)が関連する連結部(42A,42B)上の協動する当 接部(60)と接触して、ねじれユニット(46)とそれに関連する連結部との間でトル クを伝達する、請求項８ないし請求項11に記載の二質量フライホイール。 14．一方の相対回転可能な要素(250)が、関連する回動接続部(264)の一部の協動 する当接部(265A)と接触して、前記の関連する回動接続部の軸を中心とした前記 要素(250)の回転が可能となる、請求項８ないし請求項10又は請求項12に記載の 二質量フライホイール。 15．要素(548,562)の所定の相対回転の後に、弾性材料(563)の一部(563c,563d) が圧縮を受ける、請求項９に記載の二質量フライホイール。 16．前記弾性材料(563a)の圧縮によって、フライホイール質量(511,512)の相対 回転に抗する摩擦力が生成される、請求項15に記載の二質量フライホイール。 17．前記弾性材料(563)の圧縮された部分(563a)が、両方のフライホイール質量 に対して限られた距離だけ円周方向に移動可能な摩擦靴部に作用して、前記弾性 材料(563)が更に圧縮される、請求項16に記載の二質量フライホイール。 18．相対回転可能な要素(455,461)に接着された弾性材料(460)の２つの表面が、 その弾性材料の半径方向の内側部分で、その弾性材料の半径方向の外側部分より も一層近接して互いに隔置されている、請求項10に記載の二質量フライホイール 。 19．弾性材料(460)の自由表面(460a,460b)の領域に生じる応力がその弾性材料中 の平均応力と比較して低減されて、弾性材料がその自由表面で要素(455,461)か ら剥がれる傾向が軽減される、請求項10又は請求項18に記載の二質量フライホイ ール。 20．弾性材料(460)の半径方向内側部分(461B,455B)の接着表面の間の角度が、そ の弾性材料(460)の半径方向外側部分(461A,455A)の接着表面の間の角度よりも小 さい、請求項18に依存する請求項19に記載の二質量フライホイール。 21．各回動連結部(40)がその幾何学的なニュートラル位置にある場合、即ち、各 連結部(41)とそれに関連するフライホイール(12)との回動接続部とそれら連結部 (41)を接続する個々の回動軸(45)とが二質量フライホイール(10)の半径方向の表 面と整列されている場合に、弾性手段(46)がそれに関連する連結部(42)を何れの 回転方向にも付勢しない、請求項１ないし請求項20に記載の二質量フライホイー ル。 22．各回動連結部(40)がその幾何学的なニュートラル位置にある場合に、前記弾 性手段(46)がそれに関連する連結部(42)を一方の回転方向に付勢する、請求項１ ないし請求項20に記載の二質量フライホイール。 23．各回動連結部(40)がその幾何学的なニュートラル位置にあ る場合に、前記弾性手段(46)がそれに関連する連結部(42)を他方の回転方向に付 勢する、請求項１ないし請求項20に記載の二質量フライホイール。 24．各回動連結部(140)の遠心力に関するニュートラル位置、即ち、フライホイ ールが回転していてトルクを全く伝達しておらずフライホイール質量(111.112) の相対回転が駆動止め部又はオーバーラン止め部の何れによっても制限されてい ない場合に採られる回動連結部の位置が、前記の幾何学的なニュートラル位置と 異なっている、請求項１ないし請求項23に記載の二質量フライホイール。 25．各回動連結部(140)がその遠心力に関するニュートラル位置にある場合に、 弾性手段(146)がそれに関連する連結部を何れの回転方向にも付勢しない、請求 項１ないし請求項24に記載の二質量フライホイール。 26．各回動連結部(140)がその遠心力に関するニュートラル位置にある場合に、 前記弾性手段(146)がそれに関連する連結部を一方の回転方向に付勢する、請求 項１ないし請求項24に記載の二質量フライホイール。 27．各回動連結部(140)がその遠心力に関するニュートラル位置にある場合に、 前記弾性手段(146)がそれに関連する連結部を他方の回転方向に付勢する、請求 項１ないし請求項26に記載の二質量フライホイール。 28．前記弾性手段(46)がフライホイール質量(11,12)間の相対回転の制御を開始 する前にそれらフライホイール質量(11,12)間 に所定量の相対回転が生じる、請求項１ないし請求項27に記載の二質量フライホ イール。 29．同一の制御特性を各々有する複数の弾性手段(46)が配設されている、請求項 １ないし請求項28に記載の二質量フライホイール。 30．同一の制御特性を全てが有することのない複数の弾性手段(46)が配設されて いる、請求項１ないし請求項29に記載の二質量フライホイール。 31．一方のフライホイール質量(11)が、カバープレート(13)から軸方向に隔置さ れてそのカバープレート(13)に複数の固定具(49)により固定されたメインハウジ ング(15)から形成され、前記各固定具(49)が回動連結部(40)の第１の連結部(41) 又は第２の連結部(42)の回動接続部(44)の部分として機能する、請求項１ないし 請求項30に記載の二質量フライホイール。 32．一方のフライホイール質量(11)が、カバープレート(13)から軸方向に隔置さ れてそのカバープレート(13)に複数の固定具(64)により固定されたメインハウジ ング(15)から形成され、前記各固定具(64)が、関連するねじれユニット(46)を前 記メインハウジング(15)と前記カバープレート(13)との間に固定する、請求項１ ないし請求項31に記載の二質量フライホイール。 33．軸方向にコンパクトな二質量フライホイールを提供するように幾つかの連結 部(41,242B)が軸方向の段部を有している、請求項１ないし請求項32に記載の二 質量フライホイール。 34．相対回転の限界において前記フライホイール質量の間でトルクを直接伝達す ることができるように、一方のフライホイール質量(11)と接続された当接部(71, 73)が他方のフライホイール質量(12)と接続された当接部(70,72)と接触して止め 部としての機能を提供する、請求項１ないし請求項33に記載の二質量フライホイ ール。 35．前記回動軸(45)及び前記連結部(41,42)の２つの回動接続部(43,44)が整列さ れる前に前記当接部(71,73;70,72)間の接触が生じる、請求項34に記載の二質量 フライホイール。 36．前記ねじれユニットの前記弾性材料(163)が第１及び第２のフライホイール 質量(111,112)間で全てのトルクを伝達する、請求項５又は請求項５に依存する 先行する請求項に記載の二質量フライホイール。 37．図１ないし図３又は図８又は図11又は図12ないし図14又は図15及び図16又は 図17又は図18及び図19に関して説明したように及びそれらの図面に図示したよう に実質的に構成されている、二質量フライホイール。