JP2000179350A - 内燃機関のロール振動低減装置 - Google Patents
内燃機関のロール振動低減装置Info
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- JP2000179350A JP2000179350A JP35870098A JP35870098A JP2000179350A JP 2000179350 A JP2000179350 A JP 2000179350A JP 35870098 A JP35870098 A JP 35870098A JP 35870098 A JP35870098 A JP 35870098A JP 2000179350 A JP2000179350 A JP 2000179350A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロール振動低減という本来の機能を保持しな
がら、ギヤの噛み合い率を損なうこと無くクランクシャ
フト１１へ入力するスラスト力をキャンセルする。 【解決手段】 クランクシャフト１１と平行なシャフト
２２ａ，２２ｂを介して機関本体に回転自在に支持され
た２個の副フライホイール６ａ，６ｂと、各副フライホ
イール６ａ，６ｂを主フライホイール系に対してそれぞ
れ増速逆回転させる２個のヘリカルギヤ組と、を備え
る。各副フライホイール６ａ，６ｂの慣性モーメントＩ
iと、各ヘリカルギヤ組の増速比ρiと、各ヘリカルギヤ
組のねじれ角θiとが、次式 【数８】 の関係を満たすように設定する。
がら、ギヤの噛み合い率を損なうこと無くクランクシャ
フト１１へ入力するスラスト力をキャンセルする。 【解決手段】 クランクシャフト１１と平行なシャフト
２２ａ，２２ｂを介して機関本体に回転自在に支持され
た２個の副フライホイール６ａ，６ｂと、各副フライホ
イール６ａ，６ｂを主フライホイール系に対してそれぞ
れ増速逆回転させる２個のヘリカルギヤ組と、を備え
る。各副フライホイール６ａ，６ｂの慣性モーメントＩ
iと、各ヘリカルギヤ組の増速比ρiと、各ヘリカルギヤ
組のねじれ角θiとが、次式 【数８】 の関係を満たすように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等に適用
される内燃機関のロール振動低減装置に関する。
される内燃機関のロール振動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の環境問題に対応した自動車の燃費
向上への関心の高まりから、直噴ガソリンエンジンや直
噴ディーゼルエンジンが脚光を浴びつつあるが、これら
直噴型式の内燃機関は従来の内燃機関に比して燃焼加振
力が大きいため、トルク変動に伴うロール振動も大きく
なり、アイドリング時のこもり音やフロア振動が悪化す
る、という問題を抱えている。
向上への関心の高まりから、直噴ガソリンエンジンや直
噴ディーゼルエンジンが脚光を浴びつつあるが、これら
直噴型式の内燃機関は従来の内燃機関に比して燃焼加振
力が大きいため、トルク変動に伴うロール振動も大きく
なり、アイドリング時のこもり音やフロア振動が悪化す
る、という問題を抱えている。
【０００３】このような問題を解決する一つの手段とし
て、例えば特開平６−３３９９０号公報や特開平６−４
２５９１号公報に記載されているように、クランクシャ
フトと一体に回転する主フライホイール系に対して増速
逆回転する副フライホイールを設けることにより、トル
ク発生の反作用として内燃機関本体に作用するモーメン
トと逆方向のモーメントを発生させ、内燃機関本体のロ
ール振動を低減させるようにしたロール振動低減装置が
知られている。
て、例えば特開平６−３３９９０号公報や特開平６−４
２５９１号公報に記載されているように、クランクシャ
フトと一体に回転する主フライホイール系に対して増速
逆回転する副フライホイールを設けることにより、トル
ク発生の反作用として内燃機関本体に作用するモーメン
トと逆方向のモーメントを発生させ、内燃機関本体のロ
ール振動を低減させるようにしたロール振動低減装置が
知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、かみ合い率向
上等の目的で、ヘリカルギヤを用いて副フライホイール
を主フライホイール系に対して増速逆回転させるように
した場合、駆動力伝達時にクランクシャフトの平行方向
にスラスト力が発生し、クランクシャフトが軸方向に加
振され、例えばスラストベアリング等に接触することに
より騒音を発生する虞がある。
上等の目的で、ヘリカルギヤを用いて副フライホイール
を主フライホイール系に対して増速逆回転させるように
した場合、駆動力伝達時にクランクシャフトの平行方向
にスラスト力が発生し、クランクシャフトが軸方向に加
振され、例えばスラストベアリング等に接触することに
より騒音を発生する虞がある。
【０００５】本発明は、量産性やかみ合い率を損なうこ
となく、ヘリカルギヤの使用に伴う軸方向スラスト力を
効果的にキャンセルし得る新規な内燃機関のロール振動
低減装置を提供することを目的としている。
となく、ヘリカルギヤの使用に伴う軸方向スラスト力を
効果的にキャンセルし得る新規な内燃機関のロール振動
低減装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１の発明
は、内燃機関のクランクシャフトと一体に回転する主フ
ライホイール系と、内燃機関の本体に上記クランクシャ
フトと平行なシャフトによって回転自在に支持されたＮ
個（但し、Ｎは複数）の副フライホイールと、各副フラ
イホイールを主フライホイール系に対してそれぞれ増速
逆回転させるＮ個のヘリカルギヤ組と、を備え、各副フ
ライホイールの慣性モーメントＩi（ｉ＝１，…，Ｎ）
と、各ヘリカルギヤ組の増速比ρiと、各ヘリカルギヤ
組のねじれ角θiとが、次式
は、内燃機関のクランクシャフトと一体に回転する主フ
ライホイール系と、内燃機関の本体に上記クランクシャ
フトと平行なシャフトによって回転自在に支持されたＮ
個（但し、Ｎは複数）の副フライホイールと、各副フラ
イホイールを主フライホイール系に対してそれぞれ増速
逆回転させるＮ個のヘリカルギヤ組と、を備え、各副フ
ライホイールの慣性モーメントＩi（ｉ＝１，…，Ｎ）
と、各ヘリカルギヤ組の増速比ρiと、各ヘリカルギヤ
組のねじれ角θiとが、次式
【０００７】
【数２】
【０００８】の関係を満たすことを特徴としている。
【０００９】また、請求項２の発明は、上記各ヘリカル
ギヤ組のかみ合い角速度変動の総和が最小となるよう
に、上記各ヘリカルギヤ組の噛み合い位相をずらして配
置したことを特徴としている。
ギヤ組のかみ合い角速度変動の総和が最小となるよう
に、上記各ヘリカルギヤ組の噛み合い位相をずらして配
置したことを特徴としている。
【００１０】請求項３の発明は、各ヘリカルギヤ組の駆
動側または被駆動側のギヤが、フリクションギヤまたは
シザーズギヤであることを特徴としている。
動側または被駆動側のギヤが、フリクションギヤまたは
シザーズギヤであることを特徴としている。
【００１１】請求項４の発明は、上記副フライホイール
の少なくとも１つが、補機に連結する補機連結部である
ことを特徴としている。
の少なくとも１つが、補機に連結する補機連結部である
ことを特徴としている。
【００１２】すなわち、本発明に係るロール振動低減装
置においては、副フライホイールを増速逆回転させる駆
動機構として、噛み合い率向上等の目的でヘリカルギヤ
組を使用している。
置においては、副フライホイールを増速逆回転させる駆
動機構として、噛み合い率向上等の目的でヘリカルギヤ
組を使用している。
【００１３】しかしながら、このようなヘリカルギヤ組
にはねじれ角がついているため、駆動力伝達時に副産物
としてクランクシャフトの平行方向にスラスト力を発生
する特性がある。このため、捩り方向のキャンセルトル
クの発生時にヘリカルギヤ組の駆動ギヤ側に発生するス
ラスト力によりクランクシャフトが軸方向に加振され、
スラストベアリング等に接触することにより騒音を発生
する虞がある。そこで、上記のヘリカルギヤ組として、
公知の山歯ギヤや逆のねじれ角を有する２枚のヘリカル
ギヤをタンデムに一体化したギヤを使用することによっ
て、上記のスラスト力をキャンセルすることも可能では
あるが、前者は加工が難しく、後者は精度の確保が難し
く、量産性を考慮した場合、ともに現実的でない。
にはねじれ角がついているため、駆動力伝達時に副産物
としてクランクシャフトの平行方向にスラスト力を発生
する特性がある。このため、捩り方向のキャンセルトル
クの発生時にヘリカルギヤ組の駆動ギヤ側に発生するス
ラスト力によりクランクシャフトが軸方向に加振され、
スラストベアリング等に接触することにより騒音を発生
する虞がある。そこで、上記のヘリカルギヤ組として、
公知の山歯ギヤや逆のねじれ角を有する２枚のヘリカル
ギヤをタンデムに一体化したギヤを使用することによっ
て、上記のスラスト力をキャンセルすることも可能では
あるが、前者は加工が難しく、後者は精度の確保が難し
く、量産性を考慮した場合、ともに現実的でない。
【００１４】そこで、本発明では、複数すなわちＮ個の
副フライホイール及びＮ個のヘリカルギヤ組を用いると
ともに、キャンセルトルク発生時にクランクシャフトに
入力するスラスト力の総和が略ゼロ（０）となるよう
に、次式
副フライホイール及びＮ個のヘリカルギヤ組を用いると
ともに、キャンセルトルク発生時にクランクシャフトに
入力するスラスト力の総和が略ゼロ（０）となるよう
に、次式
【００１５】
【数３】
【００１６】の関係を満たすように設定することで、量
産性やギヤの噛み合い率を損なうことなく、キャンセル
トルク発生時にクランクシャフトに軸方向の加振力が入
力することを防止することができる。
産性やギヤの噛み合い率を損なうことなく、キャンセル
トルク発生時にクランクシャフトに軸方向の加振力が入
力することを防止することができる。
【００１７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、キャンセ
ルトルク発生時にクランクシャフトに入力するスラスト
力の総和が略ゼロ（０）となるため、内燃機関のロール
振動低減という本来の機能を保持しながら、ギヤの噛み
合い率を損なうこと無く、クランクシャフトが軸方向に
加振されることを阻止でき、これに起因する騒音発生を
防止することができる。
ルトルク発生時にクランクシャフトに入力するスラスト
力の総和が略ゼロ（０）となるため、内燃機関のロール
振動低減という本来の機能を保持しながら、ギヤの噛み
合い率を損なうこと無く、クランクシャフトが軸方向に
加振されることを阻止でき、これに起因する騒音発生を
防止することができる。
【００１８】また、請求項２記載の発明のように、各ヘ
リカルギヤ組のかみ合い角速度変動の総和が最小となる
ように名ギヤ組の噛み合い位相をずらして配置すること
により、噛み合い時の回転変動が低減されるため、請求
項１の効果に加えて噛み合い時のギヤノイズが低減され
る。
リカルギヤ組のかみ合い角速度変動の総和が最小となる
ように名ギヤ組の噛み合い位相をずらして配置すること
により、噛み合い時の回転変動が低減されるため、請求
項１の効果に加えて噛み合い時のギヤノイズが低減され
る。
【００１９】請求項３記載の発明のように、各ヘリカル
ギヤ組の駆動側または被駆動側のギヤをフリクションギ
ヤまたはシザーズギヤとすることにより、エンジン回転
変動時のギヤ間の歯打ち衝撃が緩和され、ギヤ歯打ち騒
音を低減することができる。
ギヤ組の駆動側または被駆動側のギヤをフリクションギ
ヤまたはシザーズギヤとすることにより、エンジン回転
変動時のギヤ間の歯打ち衝撃が緩和され、ギヤ歯打ち騒
音を低減することができる。
【００２０】請求項４記載の発明のように、副フライホ
イールの少なくとも１つが補機連結部であり、補機のイ
ナーシャを利用するようにした場合、専用に副フライホ
イールを用いた場合に比して重量及び慣性モーメントを
軽減することができ、内燃機関の軽量化・小型化を図る
ことができる。
イールの少なくとも１つが補機連結部であり、補機のイ
ナーシャを利用するようにした場合、専用に副フライホ
イールを用いた場合に比して重量及び慣性モーメントを
軽減することができ、内燃機関の軽量化・小型化を図る
ことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面を参照して説明する。
態を図面を参照して説明する。
【００２２】まず、本発明の一実施例を図１〜５に基づ
いて説明する。図１は、本実施例のロール振動低減装置
を適用した内燃機関の外観図で、シリンダブロック１，
シリンダヘッド２，ロッカーカバー３，オイルパン４，
及びフロントカバー５から内燃機関の本体が大略構成さ
れている。フロントカバー５には、２つの副フライホイ
ール６ａ，６ｂをそれぞれ軸支持するシャフト２２ａ，
２２ｂが回転可能に支持されている。クランクプーリ７
は、フロントカバー５を貫通するクランクシャフト１１
の端部に直結されている。
いて説明する。図１は、本実施例のロール振動低減装置
を適用した内燃機関の外観図で、シリンダブロック１，
シリンダヘッド２，ロッカーカバー３，オイルパン４，
及びフロントカバー５から内燃機関の本体が大略構成さ
れている。フロントカバー５には、２つの副フライホイ
ール６ａ，６ｂをそれぞれ軸支持するシャフト２２ａ，
２２ｂが回転可能に支持されている。クランクプーリ７
は、フロントカバー５を貫通するクランクシャフト１１
の端部に直結されている。
【００２３】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図を
示す。内燃機関のクランクシャフト１１の前端には、チ
ェーンスプロケット１２，メインギヤ１３ａ及び１３
ｂ，及びクランクプーリ７がはめ込まれ、いずれも回転
方向をキー１４により拘束されている。クランクプーリ
７は、ボルト１５によりワッシャ１６を介してクランク
シャフト１１前端に一体に締結固定されている。フロン
トカバー５とクランクプーリ７との間には、両者間をシ
ールするオイルシール１７が設けられている。
示す。内燃機関のクランクシャフト１１の前端には、チ
ェーンスプロケット１２，メインギヤ１３ａ及び１３
ｂ，及びクランクプーリ７がはめ込まれ、いずれも回転
方向をキー１４により拘束されている。クランクプーリ
７は、ボルト１５によりワッシャ１６を介してクランク
シャフト１１前端に一体に締結固定されている。フロン
トカバー５とクランクプーリ７との間には、両者間をシ
ールするオイルシール１７が設けられている。
【００２４】各副フライホイール６を軸支持するシャフ
ト２２ａ，２２ｂは、フロントカバー５及びバックカバ
ー１９ａ，１９ｂにそれぞれ圧入されたベアリング２０
ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂを介して回転自在に保持さ
れている。シャフト２２ａ，２２ｂの外周には、メイン
ギヤ１３ａ，１３ｂと噛み合うサブギヤ１８ａ，１８ｂ
がそれぞれスプライン結合または一体形成されている。
シャフト２２ａ，２２ｂの先端にはリヤブラケット２３
ａ，２３ｂがはめこまれ、回転方向をキー２４ａ，２４
ｂにより拘束されている。リヤブラケット２３ａ，２３
ｂはボルト２５ａ，２５ｂおよびワッシャ２６ａ，２６
ｂによりシャフト２２ａ，２２ｂ前端に締結されてい
る。副フライホイール６ａ，６ｂは、リヤブラケット２
３ａ，２３ｂとフロントブラケット２７ａ，２７ｂとの
間に挟みこまれる形ではめ込まれ、ボルト２８により締
結されている。なお、フロントカバー５とブラケット２
３ａ，２３ｂとの間にはオイルシール２９が設けられて
いる。
ト２２ａ，２２ｂは、フロントカバー５及びバックカバ
ー１９ａ，１９ｂにそれぞれ圧入されたベアリング２０
ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂを介して回転自在に保持さ
れている。シャフト２２ａ，２２ｂの外周には、メイン
ギヤ１３ａ，１３ｂと噛み合うサブギヤ１８ａ，１８ｂ
がそれぞれスプライン結合または一体形成されている。
シャフト２２ａ，２２ｂの先端にはリヤブラケット２３
ａ，２３ｂがはめこまれ、回転方向をキー２４ａ，２４
ｂにより拘束されている。リヤブラケット２３ａ，２３
ｂはボルト２５ａ，２５ｂおよびワッシャ２６ａ，２６
ｂによりシャフト２２ａ，２２ｂ前端に締結されてい
る。副フライホイール６ａ，６ｂは、リヤブラケット２
３ａ，２３ｂとフロントブラケット２７ａ，２７ｂとの
間に挟みこまれる形ではめ込まれ、ボルト２８により締
結されている。なお、フロントカバー５とブラケット２
３ａ，２３ｂとの間にはオイルシール２９が設けられて
いる。
【００２５】ここで、クランクシャフト１１の他端に
は、図外の主フライホイールが一体に取り付けられてお
り、この主フライホイール，クランクプーリ７等が、ク
ランクシャフト１１に一体に結合され、このクランクシ
ャフト１１と一体に回転する主フライホイール系を構成
している。一方、上記の各メインギヤ１３（１３ａ，１
３ｂ）及びサブギヤ１８（１８ａ，１８ｂ）は、それぞ
れ所定のねじれ角を有するヘリカルギヤである。そし
て、一方のメインギヤ１３ａ及びサブギヤ１８ａが、一
方の副フライホイール６ａを主フライホイール系に対し
て増速逆回転させる第１のヘリカルギヤ組を構成し、他
方のメインギヤ１３ｂ及びサブギヤ１８ｂが、他方の副
フライホイール６ｂを主フライホイール系に対して増速
逆回転させる第２のヘリカルギヤ組を構成している。
は、図外の主フライホイールが一体に取り付けられてお
り、この主フライホイール，クランクプーリ７等が、ク
ランクシャフト１１に一体に結合され、このクランクシ
ャフト１１と一体に回転する主フライホイール系を構成
している。一方、上記の各メインギヤ１３（１３ａ，１
３ｂ）及びサブギヤ１８（１８ａ，１８ｂ）は、それぞ
れ所定のねじれ角を有するヘリカルギヤである。そし
て、一方のメインギヤ１３ａ及びサブギヤ１８ａが、一
方の副フライホイール６ａを主フライホイール系に対し
て増速逆回転させる第１のヘリカルギヤ組を構成し、他
方のメインギヤ１３ｂ及びサブギヤ１８ｂが、他方の副
フライホイール６ｂを主フライホイール系に対して増速
逆回転させる第２のヘリカルギヤ組を構成している。
【００２６】より具体的には、駆動側ギヤであるメイン
ギヤ１３ａとメインギヤ１３ｂとは、クランクシャフト
１１に同軸状に配置されているものの、ねじれ角の方向
が異なる互いに独立したヘリカルギヤである。また、被
駆動側ギヤであるサブギヤ１８ａ，１８ｂは、互いに離
間したシャフト２２ａ，２２ｂ外周にそれぞれ設けられ
ている。
ギヤ１３ａとメインギヤ１３ｂとは、クランクシャフト
１１に同軸状に配置されているものの、ねじれ角の方向
が異なる互いに独立したヘリカルギヤである。また、被
駆動側ギヤであるサブギヤ１８ａ，１８ｂは、互いに離
間したシャフト２２ａ，２２ｂ外周にそれぞれ設けられ
ている。
【００２７】次に図３を参照してロール振動低減の作用
を説明する。図３（ａ）は、クランクシャフト１１，メ
インギヤ１３ａ，１３ｂ及びサブギヤ１８ａ，１８ｂに
作用する力を示しており、図３（ｂ）は、内燃機関の本
体に作用する力を示している。なお、ここでは便宜上、
２つのメインギヤ１３ａ，１３ｂが同じ半径（ｒ1）で
あるとする。
を説明する。図３（ａ）は、クランクシャフト１１，メ
インギヤ１３ａ，１３ｂ及びサブギヤ１８ａ，１８ｂに
作用する力を示しており、図３（ｂ）は、内燃機関の本
体に作用する力を示している。なお、ここでは便宜上、
２つのメインギヤ１３ａ，１３ｂが同じ半径（ｒ1）で
あるとする。
【００２８】図３（ａ）に示すように、内燃機関が燃焼
によりトルクＴ（Ｔは時間の関数）を発生しているとす
ると、メインギヤ１３ａ，１３ｂと一体に結合されたク
ランクシャフト１１には、上記のトルクＴの他、サブギ
ヤ１８ａからの抗力Ｎaと、サブギヤ１８ｂからの抗力
Ｎbと、これら抗力Ｎa，Ｎbを軸部で支持する結果生ず
る反力Ｎa，Ｎbと、が作用する。一方、サブギヤ１８ａ
には、メインギヤ１３ａからの駆動力Ｎaと、この駆動
力Ｎaを軸部で支持する結果生じる反力Ｎaと、が作用す
る。同様に、サブギヤ１８ｂには、メインギヤ１３ｂか
らの駆動力Ｎbと、この駆動力Ｎbを軸部で支持する結果
生じる反力Ｎbと、が作用する。
によりトルクＴ（Ｔは時間の関数）を発生しているとす
ると、メインギヤ１３ａ，１３ｂと一体に結合されたク
ランクシャフト１１には、上記のトルクＴの他、サブギ
ヤ１８ａからの抗力Ｎaと、サブギヤ１８ｂからの抗力
Ｎbと、これら抗力Ｎa，Ｎbを軸部で支持する結果生ず
る反力Ｎa，Ｎbと、が作用する。一方、サブギヤ１８ａ
には、メインギヤ１３ａからの駆動力Ｎaと、この駆動
力Ｎaを軸部で支持する結果生じる反力Ｎaと、が作用す
る。同様に、サブギヤ１８ｂには、メインギヤ１３ｂか
らの駆動力Ｎbと、この駆動力Ｎbを軸部で支持する結果
生じる反力Ｎbと、が作用する。
【００２９】一方、図３（ｂ）に示すように、内燃機関
本体には、発生トルクの反トルク−Ｔと、各ギヤの軸部
に発生する反力の反作用としての偶力と、が作用する。
すなわち、大きさＮa，モーメントアーム長ｒ1＋ｒaの
偶力と、大きさＮb，モーメントアーム長ｒ1＋ｒ
b（ｒa，ｒbはサブギヤのピッチ円半径）の偶力とが、
内燃機関の反トルク−Ｔの逆向きの偶力として機関本体
に作用する。これらの偶力が、トルク反力−Ｔを打ち消
すキャンセルトルクとして作用し、その結果、内燃機関
のロール振動が低減される。
本体には、発生トルクの反トルク−Ｔと、各ギヤの軸部
に発生する反力の反作用としての偶力と、が作用する。
すなわち、大きさＮa，モーメントアーム長ｒ1＋ｒaの
偶力と、大きさＮb，モーメントアーム長ｒ1＋ｒ
b（ｒa，ｒbはサブギヤのピッチ円半径）の偶力とが、
内燃機関の反トルク−Ｔの逆向きの偶力として機関本体
に作用する。これらの偶力が、トルク反力−Ｔを打ち消
すキャンセルトルクとして作用し、その結果、内燃機関
のロール振動が低減される。
【００３０】ここで、内燃機関全体のロール軸周りの慣
性モーメントをＩ、内燃機関のロール角変位をφ、主フ
ライホイール系（主フライホイール，ドライブプレー
ト，クランクシャフト１１，クランクプーリ７，コネク
ティングロッド回転相当部，及びインターナルギヤ等）
の慣性モーメントをＩ1、副フライホイール６ａ，６ｂ
の慣性モーメントをそれぞれＩa，Ｉb、ヘリカルギヤ組
を構成するメインギヤ１３ａ，１３ｂ〜サブギヤ１８
ａ，１８ｂ間の増速比をそれぞれρa（＝ｒ1／ｒa），
ρb（＝ｒ1／ｒb）とすると、内燃機関本体のロール振
動に関する運動方程式は次式で与えられる。
性モーメントをＩ、内燃機関のロール角変位をφ、主フ
ライホイール系（主フライホイール，ドライブプレー
ト，クランクシャフト１１，クランクプーリ７，コネク
ティングロッド回転相当部，及びインターナルギヤ等）
の慣性モーメントをＩ1、副フライホイール６ａ，６ｂ
の慣性モーメントをそれぞれＩa，Ｉb、ヘリカルギヤ組
を構成するメインギヤ１３ａ，１３ｂ〜サブギヤ１８
ａ，１８ｂ間の増速比をそれぞれρa（＝ｒ1／ｒa），
ρb（＝ｒ1／ｒb）とすると、内燃機関本体のロール振
動に関する運動方程式は次式で与えられる。
【００３１】
【数４】
【００３２】式右辺のＴにかかる係数がゼロに近づくほ
ど、ロール振動の低減代は大きくなる。
ど、ロール振動の低減代は大きくなる。
【００３３】ここで、本実施例のようにメインギヤ１３
ａ，１３ｂ及びサブギヤ１８ａ，１８ｂにヘリカルギヤ
を使用した場合、その構造上、駆動力伝達時にそれに比
例したスラスト力（軸方向の力）を発生する。そのスラ
スト力の大きさは、ギヤ歯面に作用する力の中でロール
振動低減に寄与する成分（すなわちギヤ平面に対して平
行方向の成分）の大きさをＮ、各ヘリカルギヤ組のねじ
れ角をφとすると、Ｎtanφで表わされる。すなわち、
ヘリカルギヤ組を使用した構造では、上述したように、
内燃機関の発生するトルク変動に応じたキャンセルトル
クを自動的に発生させることができるものの、その時同
時にメインギヤ１３ａ，１３ｂ側に発生するスラスト力
によりクランクシャフト１１が軸方向に加振され、スラ
ストベアリング等に接触することにより騒音が発生する
虞がある。これに対し、本実施例によれば、以下に詳述
するように、クランクシャフト１１に入力するスラスト
力を実質的にゼロに抑えることができる。
ａ，１３ｂ及びサブギヤ１８ａ，１８ｂにヘリカルギヤ
を使用した場合、その構造上、駆動力伝達時にそれに比
例したスラスト力（軸方向の力）を発生する。そのスラ
スト力の大きさは、ギヤ歯面に作用する力の中でロール
振動低減に寄与する成分（すなわちギヤ平面に対して平
行方向の成分）の大きさをＮ、各ヘリカルギヤ組のねじ
れ角をφとすると、Ｎtanφで表わされる。すなわち、
ヘリカルギヤ組を使用した構造では、上述したように、
内燃機関の発生するトルク変動に応じたキャンセルトル
クを自動的に発生させることができるものの、その時同
時にメインギヤ１３ａ，１３ｂ側に発生するスラスト力
によりクランクシャフト１１が軸方向に加振され、スラ
ストベアリング等に接触することにより騒音が発生する
虞がある。これに対し、本実施例によれば、以下に詳述
するように、クランクシャフト１１に入力するスラスト
力を実質的にゼロに抑えることができる。
【００３４】図４は本実施例のギヤレイアウトを模式的
に示している。メインギヤ１３ａのねじれ角φaと、メ
インギヤ１３ｂのねじれ角φbとは互いに逆向きに設定
されている。そのため、副フライホイールを駆動する際
にサブギヤ１８ａ，１８ｂからメインギヤ１３ａ，１３
ｂに作用するスラスト力Ｎatanφa，Ｎbtanφbは、図４
に示すように互いに逆向きとなる。この時の互いのスラ
スト力の大きさが等しくなるように、次式
に示している。メインギヤ１３ａのねじれ角φaと、メ
インギヤ１３ｂのねじれ角φbとは互いに逆向きに設定
されている。そのため、副フライホイールを駆動する際
にサブギヤ１８ａ，１８ｂからメインギヤ１３ａ，１３
ｂに作用するスラスト力Ｎatanφa，Ｎbtanφbは、図４
に示すように互いに逆向きとなる。この時の互いのスラ
スト力の大きさが等しくなるように、次式
【００３５】
【数５】
【００３６】の関係が成立していれば、両スラスト力は
キャンセルされ、メインギヤ１３ａ，１３ｂを介してク
ランクシャフト１１に入力するスラスト力の総和はゼロ
となる。図３の系について運動方程式を解くことによ
り、（２）式の条件は次式（３）の条件に置き換えられ
る。
キャンセルされ、メインギヤ１３ａ，１３ｂを介してク
ランクシャフト１１に入力するスラスト力の総和はゼロ
となる。図３の系について運動方程式を解くことによ
り、（２）式の条件は次式（３）の条件に置き換えられ
る。
【００３７】
【数６】
【００３８】すなわち、この（３）式を満たすように、
各副フライホイール６ａ，６ｂの慣性モーメントＩa，
Ｉbと、各ヘリカルギヤ組の増速比ρa，ρbと、各ヘリ
カルギヤ組のねじれ角φa，φbと、を設定することによ
り、キャンセルトルク発生時にクランクシャフト１１に
入力するスラスト力をゼロとし、それに起因する騒音を
大幅に低減することができる。
各副フライホイール６ａ，６ｂの慣性モーメントＩa，
Ｉbと、各ヘリカルギヤ組の増速比ρa，ρbと、各ヘリ
カルギヤ組のねじれ角φa，φbと、を設定することによ
り、キャンセルトルク発生時にクランクシャフト１１に
入力するスラスト力をゼロとし、それに起因する騒音を
大幅に低減することができる。
【００３９】また本実施例では、各ヘリカルギヤ組のか
み合い角速度変動の総和が最小となるように、各ヘリカ
ルギヤ組の噛み合い位相をずらして配置している、この
結果、噛み合い時の回転変動が低減され、噛み合い時の
ギヤノイズが低減されるという効果が得られる。
み合い角速度変動の総和が最小となるように、各ヘリカ
ルギヤ組の噛み合い位相をずらして配置している、この
結果、噛み合い時の回転変動が低減され、噛み合い時の
ギヤノイズが低減されるという効果が得られる。
【００４０】図５は本実施例の効果の一例を示すグラフ
であり、本実施例では従来例に比してエンジン放射騒音
が広い周波数帯域で大幅に低減されていることがわか
る。
であり、本実施例では従来例に比してエンジン放射騒音
が広い周波数帯域で大幅に低減されていることがわか
る。
【００４１】以上のように本発明の一実施例について説
明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。
明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。
【００４２】第１に、本実施例では副フライホイールが
２つの場合について述べてきたが、副フライホイールの
数を更に増やすことも可能であり、この場合には、Ｎ個
（但し、Ｎは複数）の副フライホイールのスラスト力の
総和がゼロとなるように、各副フライホイールの慣性モ
ーメントＩi（ｉ＝１，…，Ｎ）と、各ヘリカルギヤ組
の増速比ρiと、各ヘリカルギヤ組のねじれ角θiとが、
上記（３）式を拡張した次式を満たすように設定され
る。
２つの場合について述べてきたが、副フライホイールの
数を更に増やすことも可能であり、この場合には、Ｎ個
（但し、Ｎは複数）の副フライホイールのスラスト力の
総和がゼロとなるように、各副フライホイールの慣性モ
ーメントＩi（ｉ＝１，…，Ｎ）と、各ヘリカルギヤ組
の増速比ρiと、各ヘリカルギヤ組のねじれ角θiとが、
上記（３）式を拡張した次式を満たすように設定され
る。
【００４３】
【数７】
【００４４】第２に、各ヘリカルギヤ組の駆動側または
被駆動側のギヤを、フリクションギヤまたはシザーズギ
ヤとしても良い。この場合、エンジン回転変動時のギヤ
間の歯打ち衝撃が緩和され、ギヤ歯打ち騒音を更に効果
的に低減することができる。
被駆動側のギヤを、フリクションギヤまたはシザーズギ
ヤとしても良い。この場合、エンジン回転変動時のギヤ
間の歯打ち衝撃が緩和され、ギヤ歯打ち騒音を更に効果
的に低減することができる。
【００４５】第３に、副フライホイールの代わりに、内
燃機関に付設される補機に連結するクランクプーリ等の
補機連結部を用いても良い。この場合、専用に副フライ
ホイールを用いた場合に比して重量及び慣性モーメント
を軽減することができ、内燃機関の軽量化・小型化を図
ることができる。
燃機関に付設される補機に連結するクランクプーリ等の
補機連結部を用いても良い。この場合、専用に副フライ
ホイールを用いた場合に比して重量及び慣性モーメント
を軽減することができ、内燃機関の軽量化・小型化を図
ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るロール振動低減装置を
適用した内燃機関の概略図。
適用した内燃機関の概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】本実施例のロール振動低減の作用を説明する説
明図。
明図。
【図４】スラスト力キャンセルの作用を説明する説明
図。
図。
【図５】本実施例による騒音低減効果を示すグラフ。
６ａ，６ｂ…副フライホイール ７…クランクプーリ（主フライホイール系） １１…クランクシャフト １３ａ，１３ｂ…メインギヤ（ヘリカルギヤ組） １８ａ，１８ｂ…サブギヤ（ヘリカルギヤ組）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 15/31 Ｆ１６Ｆ 15/30 Ｖ
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトと一体に回
転する主フライホイール系と、内燃機関の本体に上記ク
ランクシャフトと平行なシャフトによって回転自在に支
持されたＮ個（但し、Ｎは複数）の副フライホイール
と、各副フライホイールを主フライホイール系に対して
それぞれ増速逆回転させるＮ個のヘリカルギヤ組と、を
備え、 各副フライホイールの慣性モーメントＩi（ｉ＝１，
…，Ｎ）と、各ヘリカルギヤ組の増速比ρiと、各ヘリ
カルギヤ組のねじれ角θiとが、次式 【数１】 の関係を満たすことを特徴とする内燃機関のロール振動
低減装置。 - 【請求項２】 上記各ヘリカルギヤ組のかみ合い角速度
変動の総和が最小となるように、上記各ヘリカルギヤ組
の噛み合い位相をずらして配置したことを特徴とする請
求項１に記載の内燃機関のロール振動低減装置。 - 【請求項３】 各ヘリカルギヤ組の駆動側または被駆動
側のギヤが、フリクションギヤまたはシザーズギヤであ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の
ロール振動低減装置。 - 【請求項４】 上記副フライホイールの少なくとも１つ
が、補機に連結する補機連結部であることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のロール振動
低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35870098A JP2000179350A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 内燃機関のロール振動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35870098A JP2000179350A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 内燃機関のロール振動低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000179350A true JP2000179350A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18460667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35870098A Pending JP2000179350A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 内燃機関のロール振動低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000179350A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187280A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のフライホイール装置 |
| EP1384859A3 (en) * | 2002-07-23 | 2008-10-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine |
| JP2009116246A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Canon Inc | 画像形成装置の駆動伝達装置及び画像形成装置 |
| CN102921735A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-02-13 | 杭州电子科技大学 | 减小铝箔轧制入口速度波动抑制高速轧机颤振的装置 |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP35870098A patent/JP2000179350A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1384859A3 (en) * | 2002-07-23 | 2008-10-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine |
| JP2007187280A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のフライホイール装置 |
| JP2009116246A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Canon Inc | 画像形成装置の駆動伝達装置及び画像形成装置 |
| CN102921735A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-02-13 | 杭州电子科技大学 | 减小铝箔轧制入口速度波动抑制高速轧机颤振的装置 |
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