JP2000248960A - エンジンの制振機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの上下振動を低減し、ギヤの歯打ち
音を低減する。 【解決手段】 歯車伝動機構９、１１により、それぞれ
の端部側でクランクシャフト５とバランサ−シャフト７
とを連結し、バランサ−シャフト７にバランスウェ−ト
３３を形成してクランクシャフト５と反対方向のピッチ
ングモ−メントを与え、エンジン３の上下振動を低減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの振
動、特に、ピッチング方向の振動を効果的に低減するエ
ンジンの制振機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２と図３は、ディ−ゼルエンジンのロ
−ル振動を低減する従来の制振機構２０１を示してい
る。

【０００３】この制振機構２０１では、ディ−ゼルエン
ジン２０３のクランクシャフト２０５に対して逆転軸２
０７が配置されており、クランクシャフト２０５と逆転
軸２０７はギヤ組２０９によって互いに反対方向に回転
するように連結されている。

【０００４】このギヤ組２０９は、クランクシャフト２
０５側のヘリカルギヤ２１１と逆転軸２０７側のヘリカ
ルギヤ２１３から構成されており、各ギヤ２１１、２１
３をヘリカルギヤにして噛み合い率を大きくし、歯打ち
音によるギヤノイズを低減させている。

【０００５】又、クランクシャフト２０５には主フライ
ホイ−ル２１５が連結されており、逆転軸２０７には副
フライホイ−ル２１７が連結されている。

【０００６】エンジン２０３の各シリンダの爆発に伴っ
て、図３のように、クランクシャフト２０５と主フライ
ホイ−ル２１５側にはロ−ルモ−メントＲ１が生じる。
又、逆転軸２０７（副フライホイ−ル２１７）側のヘリ
カルギヤ２１３にはクランクシャフト２０５のトルクを
受けて発生する偶力（Ｎ−Ｎ）によって反対方向のロ−
ルモ−メントＲ２が生じ、ロ−ルモ−メントＲ１を打ち
消すことによってエンジン２０３のロ−ル振動を低減さ
せている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この制振機
構２０１では、ギヤ組２０９をヘリカルギヤで構成して
いるから、例えば、各ヘリカルギヤ２１１、２１３の回
転数が変動すると、図２の矢印２１９、２２１のよう
に、クランクシャフト２０５と逆転軸２０７にスラスト
力が発生し、その成分力を受けてクランクシャフト２０
５と逆転軸２０７に互いの軸間方向の起振力が生じる。

【０００８】図２のように、この起振力によってピッチ
ングモ−メントＰ１が生じ、エンジン２０３にピッチン
グ振動が発生する。

【０００９】しかし、このようなことを防止するために
ギヤ組を平歯車（スパ−ギヤ）で構成すると、ギヤのバ
ックラッシを吸収するシザ−ズギヤ機構を用いて、歯打
ち音によるギヤノイズを防止しなければならない。

【００１０】しかし、シザ−ズギヤ機構は、構造が複雑
で高価であると共に、ギヤノイズ低減効果が不充分であ
る。

【００１１】又、クランクシャフト２０５と逆転軸２０
７が一対のギヤ組２０９だけで連結されているから、ロ
−ルモ−メントＲ１に対する応答性（クランクシャフト
２０５と逆転軸２０７の間でフライホイ−ル２１５、２
１７の慣性モ−メントを授受する応答性）が不足し、ロ
−ル振動の低減効果が不充分である。

【００１２】そこで、この発明は、エンジンの上下振動
とロ−ル振動を低減し、ギヤの歯打ち音を低減するエン
ジンの制振機構の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のエンジン
の制振機構は、エンジンのロ−ル振動を低減するフライ
ホイ−ルが設けられたバランサ−シャフトと、このバラ
ンサ−シャフトをクランクシャフトに連結する歯車伝動
機構と、バランサ−シャフトにクランクシャフトと反対
方向のピッチングモ−メントを与えてエンジンの上下振
動を低減するバランスウェ−トとを備えたことを特徴と
する。

【００１４】エンジンのロ−ル振動は、歯車伝動機構を
介してクランクシャフトに連結されたバランサ−シャフ
ト及びバランサ−シャフト上のフライホイ−ルによって
制振される。

【００１５】又、このバランサ−シャフトに、クランク
シャフトと反対方向のピッチングモ−メントを与えてエ
ンジンの上下振動を低減するバランスウェ−トを設けた
ことにより、上下振動の制振機能を持たない従来例と異
なって、エンジンのピッチング振動も効果的に制振され
る。

【００１６】又、このようなピッチング振動の制振機能
によって、斜歯歯車（ヘリカルギヤ）の起振力によるピ
ッチングモ−メントＰ１も制振されるから、ピッチング
振動を制振しながら、歯車伝動機構をヘリカルギヤで構
成して噛み合い率を大きくし、歯打ち音によるギヤノイ
ズを低減させることが可能になる。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１に記載された
エンジンの制振機構であって、歯車伝動機構が、２組用
いられており、クランクシャフトとバランサ−シャフト
が、これらの歯車伝動機構によってそれぞれの両端部側
で連結されていることを特徴とし、請求項１の構成と同
等の効果を得る。

【００１８】これに加えて、クランクシャフトとバラン
サ−シャフトの両端部側をそれぞれ歯車伝動機構で連結
したことにより、クランクシャフトの両端部側でロ−ル
モ−メントに対するバランサ−シャフトの反力が得られ
る。

【００１９】又、クランクシャフト側のフライホイ−ル
とバランサ−シャフト側のフライホイ−ルのそれぞれの
慣性モ−メントが２箇所で応答性良く授受される。

【００２０】こうして、ロ−ル振動の制振効果が大きく
向上する。

【００２１】又、バランサ−シャフトを２箇所でクラン
クシャフトに連結したから、バランサ−シャフトにト−
ションを与えれば、そのばね力によってロ−ル振動の制
振機能に利用することが可能になり、ロ−ル振動の制振
効果が更に向上する。

【００２２】又、歯車伝動機構を２組用いるから、各歯
車伝動機構の負荷が半減し、耐久性がそれだけ向上す
る。

【００２３】又、歯車伝動機構の各ギヤを薄くすること
が可能になるから、コストと重量が低減されると共に、
制振機構を軸方向に短くし、車載性を向上させることが
できる。

【００２４】請求項３の発明は、請求項２に記載された
エンジンの制振機構であって、バランサ−シャフトに、
各歯車伝動機構のバックラッシを低減するト−ションが
与えられていることを特徴とし、請求項２の構成と同等
の効果を得る。

【００２５】これに加えて、バランサ−シャフトにト−
ションを与えた状態で、両歯車伝動機構の歯車を噛み合
わせれば、そのばね力によって各噛み合い部でバックラ
ッシを低減し、あるいは、バックラッシを無くすことが
できる。

【００２６】従って、歯打ち音によるギヤノイズを防止
するために、構造が複雑なシザ−ズギヤ機構を用いる必
要がなくなり、それだけ安価に構成することが可能にな
る。

【００２７】請求項４の発明は、請求項２又は請求項３
に記載されたエンジンの制振機構であって、各歯車伝動
機構が、斜歯歯車で構成されていると共に、傾斜角が反
対方向の斜歯歯車をクランクシャフトとバランサ−シャ
フト上にそれぞれ配置することにより、各シャフト上で
両斜歯歯車が山歯歯車の状態になることを特徴とし、請
求項２又は請求項３の構成と同等の効果を得る。

【００２８】これに加えて、各歯車伝動機構をヘリカル
ギヤ（斜歯歯車）で構成し、クランクシャフトとバラン
サ−シャフトのそれぞれで、両ヘリカルギヤが山歯歯車
の状態を形成するから、各シャフト上で各ヘリカルギヤ
のスラスト力が互いに打ち消し合う。

【００２９】従って、この構成は、ヘリカルギヤの起振
力から解放され、ピッチング振動が大幅に低減されると
共に、ヘリカルギヤ構成の歯車伝動機構を用いて噛み合
い率を大きくし、歯打ち音によるギヤノイズを低減させ
ることができる。

【００３０】請求項５の発明は、請求項３に記載された
エンジンの制振機構であって、各歯車伝動機構が、平歯
車で構成されていることを特徴とし、請求項３の構成と
同等の効果を得る。

【００３１】上記のように、請求項３の構成ではバラン
サ−シャフトのト−ションによって各歯車のバックラッ
シを低減し、あるいは、無くすことができるから、各歯
車伝動機構を安価な平歯車で構成しても、歯打ち音によ
るギヤノイズは生じない。

【００３２】従って、請求項５の構成は、ギヤノイズを
防止しながら、平歯車を用いて安価に実施することがで
きる。

【００３３】請求項６の発明は、請求項１記載に記載さ
れたエンジンの制振機構であって、歯車伝動機構が、１
組用いられており、この歯車伝動機構が山歯歯車で構成
されていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効
果を得る。

【００３４】傾斜角が反対のヘリカルギヤを一体に形成
した山歯歯車は、両ヘリカルギヤのスラスト力が互いに
打ち消し合う。

【００３５】従って、歯車伝動機構を山歯歯車にしたこ
の構成では、ヘリカルギヤの起振力から解放されるか
ら、ピッチング振動が大幅に低減すると共に、山歯歯車
によって噛み合い率が大きくなり、歯打ち音によるギヤ
ノイズが低減する。

【００３６】又、山歯歯車を用いたことにより、１組の
歯車伝動機構でこのような効果が得られ、部品点数がそ
れだけ低減する。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１によって本発明の一実施形態
を説明する。

【００３８】この実施形態のエンジンの制振機構１は請
求項１、２、３、４の特徴を備えており、図１は制振機
構１とこれを用いたエンジン３を示す。

【００３９】エンジン３は、４気筒、１０００ｃｃのデ
ィ−ゼルエンジンである。

【００４０】制振機構１は、エンジン３のクランクシャ
フト５とバランサ−シャフト７とをギヤ組９、１１（歯
車伝動機構）で連結して構成されている。

【００４１】クランクシャフト５の軸方向一側にはフラ
ンジ１３が連結されており、軸方向他側には主フライホ
イ−ル１５が連結されている。又、バランサ−シャフト
７の軸方向一側には副フライホイ−ル１７が連結されて
いる。

【００４２】エンジン３のロ−ル振動はバランサ−シャ
フト７の副フライホイ−ル１７によって制振される。

【００４３】又、バランサ−シャフト７はボ−ルベアリ
ング１９、２１によって両端側を支承されており、３個
のメタルベアリング２３によってボ−ルベアリング１
９、２１の間の部分を支承されている。

【００４４】ギヤ組９はクランクシャフト５に連結され
た大径のヘリカルギヤ２５（斜歯歯車）とバランサ−シ
ャフト７に連結された小径のヘリカルギヤ２７（斜歯歯
車）から構成されており、ギヤ組１１はクランクシャフ
ト５に連結された大径のヘリカルギヤ２９（斜歯歯車）
とバランサ−シャフト７に連結された小径のヘリカルギ
ヤ３１（斜歯歯車）から構成されている。

【００４５】ギヤ組９は軸方向一側の端部でクランクシ
ャフト５とバランサ−シャフト７とを連結し、ギヤ組１
１は軸方向他側の端部でクランクシャフト５とバランサ
−シャフト７とを連結している。

【００４６】このように、クランクシャフト５とバラン
サ−シャフト７がギヤ組９、１１によってそれぞれの両
端部側を連結されているから、クランクシャフト５の両
端部でロ−ルモ−メントに対するバランサ−シャフト７
の反力が得られる。

【００４７】更に、クランクシャフト５の主フライホイ
−ルとバランサ−シャフト７の副フライホイ−ル１７の
それぞれの慣性モ−メントが２箇所のギヤ組９、１１で
応答性良く授受されるから、ロ−ル振動の制振効果が大
きく向上している。

【００４８】これに加えて、バランサ−シャフト７が２
箇所でクランクシャフト５に連結されているから、バラ
ンサ−シャフト７のト−ションを利用すれば、ロ−ル振
動の制振効果を更に向上させることができる。

【００４９】又、ヘリカルギヤ２５、２７の噛み合わせ
と、ヘリカルギヤ２９、３１の噛み合わせは、バランサ
−シャフト７にト−ションを与えた状態で行われ、ト−
ションによるバランサ−シャフト７のばね力によって各
ギヤ組９、１１の噛み合い部はバックラッシのない状態
にされている。

【００５０】又、各ギヤ組９、１１は互いにギヤの傾斜
角が反対方向であり、クランクシャフト５上では傾斜角
が反対のヘリカルギヤ２５、２９が山歯歯車の状態にな
っており、バランサ−シャフト７上では傾斜角が反対の
ヘリカルギヤ２７、３１が山歯歯車の状態になってい
る。

【００５１】バランサ−シャフト７にはバランスウェ−
ト３３、３３が形成されている。

【００５２】これらのバランスウェ−ト３３を形成した
ことによって、クランクシャフト５のピッチングモーメ
ントＰ１と反対方向のピッチングモーメントＰ２がバラ
ンサ−シャフト７に生じ、各力ピッチングモーメントＰ
１、Ｐ２が互いに打ち消し合ってエンジン３の上下振動
を効果的に低減させている。また、ヘリカルギア２５、
２９が山歯歯車の状態となって、スラスト力が打ち消さ
れるため、ピッチング振動が低減される。

【００５３】こうして、エンジンの制振機構１が構成さ
れている。

【００５４】制振機構１は、ピッチング振動の制振機能
を持たない従来例と異なって、バランスウェ−ト３３、
３３を形成したバランサ−シャフト７を設けたことによ
り、ディ−ゼルエンジン３の上下振動を効果的に制振す
ることができる。

【００５５】又、クランクシャフト５とバランサ−シャ
フト７の両端部を２組のギヤ組９、１１で連結したこと
により、クランクシャフト５の両端部でロ−ルモ−メン
トに対するバランサ−シャフト７の反力が得られると共
に、各シャフト５、７間で慣性モ−メント授受の応答性
が向上し、ロ−ル振動の制振効果が大きく向上する。

【００５６】又、バランサ−シャフト７のト−ションを
利用すれば、ロ−ル振動の制振効果は更に向上する。

【００５７】又、２組のギヤ組９、１１を用いたことに
よってバランサ−シャフト７にト−ションを与えること
が可能になり、バランサ−シャフト７ばね力によって各
ギヤ組９、１１がバックラッシの無い状態になり、歯打
ち音によるギヤノイズが防止される。

【００５８】又、ギヤノイズを防止するために、構造が
複雑で高価なシザ−ズギヤ機構を用いる必要がなくな
り、それだけ安価に構成できる。

【００５９】又、各ギヤ組９、１１をヘリカルギヤで構
成し、クランクシャフト５上のギヤ２５、２９とバラン
サ−シャフト７上のギヤ２７、３１によってそれぞれ山
歯歯車を形成したことにより、クランクシャフト５とバ
ランサ−シャフト７上で各ギヤのスラスト力が反対方向
になり、互いに打ち消し合う。

【００６０】従って、ヘリカルギヤの起振力から解放さ
れ、ピッチング振動が更に低減される。

【００６１】又、ヘリカルギヤ構成のギヤ組９、１１を
用いたことによって噛み合い率が大きくなり、歯打ち音
によるギヤノイズが更に低減されている。

【００６２】又、２組のギヤ組９、１１に負荷が分散す
るから、それぞれの負荷が半減し、耐久性が向上する。

【００６３】又、ギヤ組９、１１の各ギヤ２５、２７、
２９、３１を薄くすることが可能になるから、コストと
重量が低減されると共に、制振機構１を軸方向に短く
し、車載性を向上させることができる。

【００６４】なお、本発明では、請求項５の構成のよう
に、各歯車伝動機構に平歯車を用いてもよい。

【００６５】上記のように、バランサ−シャフトのト−
ションによって各歯車伝動機構のバックラッシを低減
し、あるいは、無くすことができるから、各歯車伝動機
構を平歯車で構成しても、歯打ち音によるギヤノイズは
生じない。

【００６６】従って、ギヤノイズを防止しながら、平歯
車を用いて安価に実施することができる。

【００６７】又、請求項６の構成のように、歯車伝動機
構に山歯歯車を用いてもよい。

【００６８】傾斜角が反対のヘリカルギヤを一体にした
山歯歯車では、各ヘリカルギヤのスラスト力が互いに打
ち消し合うから、山歯歯車を用いたこの構成は、ヘリカ
ルギヤの起振力から解放されてピッチング振動が大幅に
低減されると共に、山歯歯車によって噛み合い率が大き
くなり、歯打ち音によるギヤノイズが低減する。

【００６９】又、山歯歯車を用いたことによって、１組
の歯車伝動機構でこのような効果が得られ、部品点数が
それだけ低減する。

【００７０】

【発明の効果】請求項１記載のエンジンの制振機構は、
バランスウェ−トを有するバランサ−シャフトを歯車伝
動機構によってクランクシャフトに連結したことによ
り、従来例と異なって、エンジンの上下振動が効果的に
制振される。

【００７１】又、ピッチング振動を制振しながら、ヘリ
カルギヤ構成の歯車伝動機構を用いて噛み合い率を大き
くし、ギヤノイズを低減させることができる。

【００７２】請求項２の発明は、請求項１の構成と同等
の効果を得ると共に、クランクシャフトの両端部でロ−
ルモ−メントに対するバランサ−シャフトの反力が得ら
れると共に、クランクシャフトとバランサ−シャフトの
間で授受される慣性モ−メントの応答性が改善され、ロ
−ル振動の制振効果が大きく向上する。

【００７３】又、バランサ−シャフトのト−ションをロ
−ル振動の制振機能に利用することが可能になり、ロ−
ル振動の制振効果が更に向上する。

【００７４】又、２組の歯車伝動機構に負荷が分散し、
耐久性がそれだけ向上する。

【００７５】又、歯車伝動機構の各ギヤを薄くすること
が可能になり、コストと重量が低減されると共に、制振
機構が軸方向に短くなり、車載性が向上する。

【００７６】請求項３の発明は、請求項２の構成と同等
の効果を得ると共に、バランサ−シャフトに与えたト−
ションによって歯車伝動機構のバックラッシを調整し、
ギヤノイズを防止できる。

【００７７】又、構造が複雑で高価なシザ−ズギヤ機構
を用いる必要がなくなり、それだけ安価に実施できる。

【００７８】請求項４の発明は、請求項２又は請求項３
の構成と同等の効果を得ると共に、クランクシャフトと
バランサ−シャフト上でそれぞれヘリカルギヤのスラス
ト力を打ち消すことにより、従来例と異なって、ヘリカ
ルギヤによるピッチング振動から解放される。

【００７９】又、ヘリカルギヤ構成の歯車伝動機構によ
って噛み合い率が大きくなり、ギヤノイズが低減する。

【００８０】請求項５の発明は、請求項３の構成と同等
の効果を得ると共に、バランサ−シャフトのト−ション
で歯車のバックラッシを調整することにより、各歯車伝
動機構に平歯車を用いながら、ギヤノイズを防止し、安
価に構成することができる。

【００８１】請求項６の発明は、請求項１の構成と同等
の効果を得ると共に、歯車伝動機構に山歯歯車を用いる
ことにより、ヘリカルギヤのピッチング振動から解放さ
れると共に、山歯歯車によって噛み合い率が大きくな
り、ギヤノイズが低減する。

【００８２】又、山歯歯車を用いたことにより、１組の
歯車伝動機構でこのような効果が得られ、部品点数がそ
れだけ低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の一部を切り欠いて示す図面であ
る。

【図２】従来例の一部を切り欠いて示す図面である。

【図３】図２の従来例を軸方向から見た図面である。

【符号の説明】

１ エンジンの制振機構 ３ ディ−ゼルエンジン（エンジン） ５ クランクシャフト ７ バランサ−シャフト ９、１１ ヘリカルギヤ構成のギヤ組（歯車伝動機構） １７ 副フライホイ−ル（フライホイ−ル） ２５、２７、２９、３１ ヘリカルギヤ ３３ バランスウェ−ト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのロ−ル振動を低減するフライ
   ホイ−ルが設けられたバランサ−シャフトと、このバラ
   ンサ−シャフトをクランクシャフトに連結する歯車伝動
   機構と、バランサ−シャフトにクランクシャフトと反対
   方向のピッチングモ−メントを与えてエンジンの上下振
   動を低減するバランスウェ−トとを備えたことを特徴と
   するエンジンの制振機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、歯車伝動
   機構が、２組用いられており、クランクシャフトとバラ
   ンサ−シャフトが、これらの歯車伝動機構によってそれ
   ぞれの両端部側で連結されていることを特徴とするエン
   ジンの制振機構。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明であって、バランサ
   −シャフトに、各歯車伝動機構のバックラッシを低減す
   るト−ションが与えられていることを特徴とするエンジ
   ンの制振機構。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の発明であっ
   て、各歯車伝動機構が、斜歯歯車で構成されていると共
   に、傾斜角が反対方向の斜歯歯車をクランクシャフトと
   バランサ−シャフト上にそれぞれ配置することにより、
   各シャフト上で両斜歯歯車が山歯歯車の状態になること
   を特徴とするエンジンの制振機構。
5. 【請求項５】 請求項３記載の発明であって、各歯車伝
   動機構が、平歯車で構成されていることを特徴とするエ
   ンジンの制振機構。
6. 【請求項６】 請求項１記載の発明であって、歯車伝動
   機構が、１組用いられており、この歯車伝動機構が山歯
   歯車で構成されていることを特徴とするエンジンの制振
   機構。