JP2001304374A - Flywheel mechanism and internal combustion engine equipped with the mechanism - Google Patents

Flywheel mechanism and internal combustion engine equipped with the mechanism

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JP2001304374A
JP2001304374A JP2000121567A JP2000121567A JP2001304374A JP 2001304374 A JP2001304374 A JP 2001304374A JP 2000121567 A JP2000121567 A JP 2000121567A JP 2000121567 A JP2000121567 A JP 2000121567A JP 2001304374 A JP2001304374 A JP 2001304374A
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JP
Japan
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flywheel
shaft
torque
transmission
main shaft
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Application number
JP2000121567A
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Japanese (ja)
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Shigeki Nakayama
茂樹 中山
Shinichi Soejima
慎一 副島
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/02Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H2035/003Gearings comprising pulleys or toothed members of non-circular shape, e.g. elliptical gears

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flywheel mechanism and an internal combustion engine having a mechanism which can correspond to torque fluctuations having different characteristics, depending on an individual apparatus and can surely reduce the torque fluctuations. SOLUTION: In an apparatus for converting linear reciprocating motion into rotational motion or an apparatus for converting the rotational motion into the linear reciprocating motion, a main rotation shaft 2 is engaged with a flywheel shaft 3 attached with a flywheel 7 through an angular speed change means to constitute the flywheel mechanism. The flywheel mechanism prevents torque fluctuations from being generated at the main rotation shaft 2. The angular speed change means obtains a torque Te of the main rotation shaft 2, by maintaining an angular speed of the main rotating shaft 2 to be constant, and a speed change ratio of the angular speed generating a negative torque that cancels the torque Te on the flywheel shaft 3 side. A first transmission wheel 5 attached to the main rotation shaft 2 and a second transmission wheel 6 attached to the flywheel 3 are formed, based on the speed change ratio of the angular speed. Rotations of the main rotation shaft 2 are transmitted to the flywheel 3 via the first transmission wheel 5 and the second transmission wheel 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関やクラン
ク式プレス装置などのような直線往復運動を回転運動に
変換する装置、または回転運動を直線往復運動に変換す
る装置において、クランク転などのような回転主軸に発
生する変動トルクを低減するフライホイール機構及びこ
れを備えた内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for converting a linear reciprocating motion into a rotary motion, such as an internal combustion engine or a crank press, and a device for converting a rotary motion into a linear reciprocating motion. The present invention relates to a flywheel mechanism that reduces the fluctuation torque generated in such a rotating main shaft and an internal combustion engine provided with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、レシプロ・ガソリンエンジンや
デイーゼルエンジン等の内燃機関やクランク式プレス装
置などは、ピストンとクラッチによって直線往復運動を
回転運動に変換し、または逆に回転運動を直線往復運動
に変換している。
2. Description of the Related Art For example, internal combustion engines such as reciprocating gasoline engines and diesel engines, and crank type press devices convert a linear reciprocating motion into a rotary motion by a piston and a clutch, or vice versa. Converting.

【0003】例えば、内燃機関の場合、ピストンの往復
運動をコンロッドを介して回転主軸(クランク軸)に伝
えてこのクランク軸を回転運動させる構造となってい
る。このような伝動装置においては、ピストンのような
往復作動体が直線往復運動の上死点及び下死点に至る
と、クランク軸に加わるトルクが反転するので、クラン
ク軸の回転中に常にトルクが変動する。
[0003] For example, in the case of an internal combustion engine, a reciprocating motion of a piston is transmitted to a rotating main shaft (crankshaft) via a connecting rod to rotate the crankshaft. In such a transmission, when a reciprocating member such as a piston reaches a top dead center and a bottom dead center of a linear reciprocating motion, the torque applied to the crankshaft is reversed. fluctuate.

【0004】かかるトルク変動は、被動側にそのまま伝
達されてトルク変動を及ぼすばかりではなく、クランク
軸またはこれにより駆動される回転主軸にねじり応力を
発生させ、ねじり振動による疲労破壊を招くおそれがあ
り、また回転主軸の軸受けにも過酷な負担を与える。さ
らに、上記のねじり振動は篭り音など騒音の原因にもな
る。
[0004] Such torque fluctuations are not only transmitted directly to the driven side to cause torque fluctuations, but also generate torsional stress on the crankshaft or the rotating main shaft driven by the crankshafts, which may cause fatigue fracture due to torsional vibration. Also, a heavy load is applied to the bearing of the rotating main shaft. Further, the above-mentioned torsional vibration causes noise such as ding noise.

【0005】そこで、このようなトルク変動を吸収する
ため、従来からクランク軸またはこれにより駆動される
主軸にバランスウエイトやフライホイルを設ける手段が
採用されている。なお、バランスウエイトはクランク軸
の偏心を補正するものであり、またフライホイルは大き
な慣性力によってトルク変動を吸収するもので、これら
はクランク軸または回転主軸の定速回転を得るのに有効
である。
Therefore, in order to absorb such a torque fluctuation, means for providing a balance weight or a flywheel on a crankshaft or a main shaft driven by the crankshaft has conventionally been adopted. The balance weight is for correcting the eccentricity of the crankshaft, and the flywheel is for absorbing the torque fluctuation by a large inertial force, and these are effective for obtaining a constant speed rotation of the crankshaft or the rotating main shaft. .

【0006】また、フライホイルの慣性力に加えて更に
より効果的にトルク変動の吸収を目的とした装置が特開
平5−164191号公報に開示されている。この変動
トルク低減装置は、トルク変動の位相をサインカーブに
近似したものとして捉えて、このサインカーブを打ち消
すマイナスサインカーブの位相を楕円ギアと補助楕円ギ
アとの動力伝達により発生させ、これと前記サインカー
ブとを相互に打ち消すことによりクランク軸に生じるト
ルク変動を低減するものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-164191 discloses an apparatus for absorbing torque fluctuations more effectively in addition to the inertia force of a flywheel. This fluctuation torque reduction device regards the phase of torque fluctuation as approximating a sine curve and generates a phase of a minus sine curve for canceling the sine curve by power transmission between the elliptical gear and the auxiliary elliptical gear. By canceling out the sine curve with each other, torque fluctuations occurring in the crankshaft are reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関におけるピストンの往復運動は、吸入・圧縮・爆発・
排気の行程の結果として生じるものであり、吸入・圧縮
・排気の行程に比して爆発行程の動きは急激である。従
って、その結果生じるトルク変動の位相もサインカーブ
とはかなり異なる形状になるので、トルク変動の位相を
サインカーブに近似するものとして処理し、このサイン
カーブを基準として、マイナスサインカーブの位相を発
生させる上記の楕円ギアでは、十分にトルク変動を吸収
することはできない。
However, the reciprocating motion of the piston in the internal combustion engine involves suction, compression, explosion,
This occurs as a result of the exhaust stroke, and the movement of the explosion stroke is sharper than that of the intake, compression, and exhaust strokes. Therefore, the phase of the resulting torque fluctuation has a considerably different shape from the sine curve, so that the phase of the torque fluctuation is processed as being approximate to the sine curve, and the phase of the minus sine curve is generated based on the sine curve. The above-described elliptical gear cannot sufficiently absorb the torque fluctuation.

【0008】また、多気筒の内燃機関の場合、より多気
筒になるほどトルク変動が小さくなるが、この場合は、
トルク変動の位相が更に複雑となり、上記の楕円ギアに
よりトルク変動を打ち消すことは困難となる。
In the case of a multi-cylinder internal combustion engine, the torque fluctuation decreases as the number of cylinders increases.
The phase of the torque fluctuation becomes more complicated, and it becomes difficult to cancel the torque fluctuation by the elliptical gear.

【0009】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、個々の装置によって異なる特性を持つトルク
変動に対応でき、これを確実に低減することができるフ
ライホイール機構及びこれを備えた内燃機関を提供する
ことを技術的課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a flywheel mechanism capable of coping with torque fluctuations having different characteristics depending on individual devices and reliably reducing the fluctuations. It is a technical object to provide an internal combustion engine.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のフライホイール機構は、以下の手段を採用
した。
In order to solve the above problems, the flywheel mechanism according to the present invention employs the following means.

【0011】すなわち、本発明のフライホイール機構
は、直線往復運動を回転運動に変換する装置、または回
転運動を直線往復運動に変換する装置における回転主軸
と、フライホイールを取着したフライホイール軸と、を
角速度変速手段を介して係合させ、前記回転主軸に発生
するトルクの変動を解消するフライホイール機構であっ
て、前記角速度変速手段は、前記回転主軸の角速度を一
定として前記回転主軸のトルクTeを求め、前記フライ
ホイール軸側に前記トルクTeを打ち消すマイナストル
クを発生させる角速度の変速比を求め、前記角速度の変
速比に基づき前記回転主軸に取着する第1の伝動車と前
記フライホイール軸に取着する第2の伝動車を形成し、
前記回転主軸の回転を前記第1の伝動車および前記第2
の伝動車を介して前記フライホイール軸に伝達すること
を特徴とする。
That is, a flywheel mechanism according to the present invention comprises a rotary main shaft in a device for converting linear reciprocating motion to rotary motion, or a device for converting rotary motion to linear reciprocating motion, and a flywheel shaft to which a flywheel is attached. , Is engaged through an angular velocity transmission means to eliminate fluctuations in torque generated in the rotating main shaft, wherein the angular velocity transmission means keeps the angular velocity of the rotating main shaft constant while controlling the torque of the rotating main shaft. A first transmission wheel and the flywheel attached to the rotating main shaft based on the rotational speed of the flywheel, based on the rotational speed of the flywheel; Forming a second transmission wheel attached to the shaft,
The rotation of the rotating spindle is controlled by the first transmission wheel and the second
The transmission is transmitted to the flywheel shaft via a transmission wheel.

【0012】この構成により、回転主軸側トルクを打ち
消すマイナスの位相となる変速比Xに基づき第1の伝動
車および第2の伝動車を形成するように構成したので、
直線往復運動を回転運動に変換する際、あるいは回転運
動を直線往復運動に変換する際に生じるトルク変動の複
雑な位相等に対応して打ち消すことが可能な変速パター
ンが自在に形成でき、より確実に回転主軸側トルクの変
動を打ち消すことができる。
With this configuration, the first transmission vehicle and the second transmission vehicle are formed based on the gear ratio X having a negative phase for canceling the torque of the rotating main shaft, so that the first transmission vehicle and the second transmission vehicle are formed.
Shift patterns that can be canceled in response to the complicated phase of torque fluctuations that occur when converting linear reciprocating motion to rotary motion, or when converting rotary motion to linear reciprocating motion, can be formed more freely. Thus, the fluctuation of the rotating spindle side torque can be canceled.

【0013】また、本発明のフライホイール機構におい
て、前記第1の伝動車および前記第2の伝動車が滑車あ
るいは鎖歯車である構成のもの、あるいは、前記第1の
伝動車の回転をベルトあるいはチェーンを介して前記第
2の伝動車に伝達する構成のもの、あるいは、前記第1
の伝動車および前記第2の伝動車が板カムである構成の
もの、これらの組み合わせが例示できる。なお、滑車あ
るいは鎖歯車の場合、第1および第2の伝動車のうち少
なくとも一方の輪郭曲線が非円形に形成され、角速度の
変速比によっては輪郭曲線が非対称形に形成される。ま
た、板カムの場合も、第1および第2の伝動車のうち少
なくとも一方の輪郭曲線が非円形に形成され、角速度の
変速比によっては輪郭曲線が非対称形に形成される。
Further, in the flywheel mechanism of the present invention, the first transmission wheel and the second transmission wheel are configured as pulleys or chain gears, or the rotation of the first transmission wheel is controlled by a belt or One that transmits the power to the second transmission vehicle via a chain;
And the second transmission wheel is a plate cam, and a combination thereof. In the case of a pulley or a chain gear, at least one of the first and second transmission wheels has a non-circular contour curve, and the contour curve has an asymmetric shape depending on the speed ratio of the angular velocity. Also in the case of a plate cam, at least one of the first and second transmission wheels has a non-circular contour curve, and the contour curve is asymmetric depending on the speed ratio of the angular velocity.

【0014】更に、本発明のフライホイール機構におい
て、前記フライホイール軸の運動エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、変換した電気エネルギーを充電しある
いは放電して前記フライホイールの慣性力に換えて電気
的フライホイール装置を設けた構成にものも例示でき、
この例示によれば、フライホイールを電気的フライホイ
ール装置に置き換えることで、フライホイール機構の重
量を著しく軽減することができる。
Further, in the flywheel mechanism according to the present invention, the kinetic energy of the flywheel shaft is converted into electric energy, and the converted electric energy is charged or discharged to convert the kinetic energy into inertia force of the flywheel, thereby converting the flywheel into an electric flywheel. A structure provided with a wheel device can also be exemplified,
According to this example, the weight of the flywheel mechanism can be significantly reduced by replacing the flywheel with the electric flywheel device.

【0015】更にまた、本発明のフライホイール機構を
備えた内燃機関は、ピストンの往復運動をコンロッドを
介してクランク軸に伝えて直線往復運動を回転運動に変
換する内燃機関において、前記クランク軸に連結する回
転主軸と、フライホイールを取着したフライホイール軸
と、前記回転主軸の角速度を変速して前記フライホイー
ル軸に伝える角速度変速手段とを備え、前記角速度変速
手段は、前記回転主軸の角速度を一定として前記回転主
軸のトルクTeを求め、前記フライホイール軸側に前記
トルクTeを打ち消すマイナストルクを発生させる角速
度の変速比を求め、前記角速度の変速比に基づき前記回
転主軸に取着する第1の伝動車と前記フライホイール軸
に取着する第2の伝動車を形成し、前記回転主軸の回転
を前記第1の伝動車および前記第2の伝動車を介して前
記フライホイール軸に伝達することを特徴とする。
Further, an internal combustion engine provided with a flywheel mechanism according to the present invention is an internal combustion engine which transmits a reciprocating motion of a piston to a crankshaft via a connecting rod to convert a linear reciprocating motion into a rotary motion. A rotating main shaft to be connected, a flywheel shaft to which a flywheel is attached, and angular velocity shifting means for changing the angular velocity of the rotating main shaft and transmitting the angular velocity to the flywheel shaft, wherein the angular velocity shifting means comprises an angular velocity of the rotating main shaft. , The torque Te of the rotary spindle is determined, a speed ratio of an angular velocity that generates a negative torque that cancels the torque Te on the flywheel shaft side is determined, and the speed is attached to the rotary spindle based on the speed ratio of the angular speed. A first transmission wheel and a second transmission wheel attached to the flywheel shaft, wherein rotation of the rotating main shaft is transmitted to the first transmission wheel. And characterized in that it transmitted to the flywheel shaft through the second transmission wheel.

【0016】このフライホイール機構を内燃機関に適用
することにより、内燃機関の爆発行程によるトルク変動
の複雑な位相や、多気筒構成によるトルク変動の複雑な
位相等に対応して打ち消すことが可能な変速パターンが
自在に形成でき、より確実に回転主軸側トルクの変動を
打ち消すことができる。
By applying this flywheel mechanism to an internal combustion engine, it is possible to cancel out a complicated phase of torque fluctuation due to an explosion stroke of the internal combustion engine or a complicated phase of torque fluctuation due to a multi-cylinder configuration. The speed change pattern can be freely formed, and the fluctuation of the rotating spindle side torque can be more reliably canceled.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
るフライホイール機構を添付した図面に基づいて詳しく
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a flywheel mechanism according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0018】[実施の形態1の構造]まず、本発明の実
施の形態1にかかるフライホイール機構の構成を図1に
基づき説明する。なお、実施の形態1のフライホイール
機構は自動車用エンジンに適用したものとして説明す
る。
First, the structure of the flywheel mechanism according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The flywheel mechanism according to the first embodiment will be described as applied to an automobile engine.

【0019】シリンダブロック1はその内部に図示しな
いピストン、コンロッド、クランク軸を有している。こ
のピストンはコンロッドを介してクランク軸に連結され
ており、ピストンの直線往復運動がクランク軸の回転運
動に変換される。
The cylinder block 1 has a piston, a connecting rod and a crankshaft (not shown) therein. This piston is connected to a crankshaft via a connecting rod, and the linear reciprocating motion of the piston is converted into a rotary motion of the crankshaft.

【0020】クランク軸は軸受けによりシリンダブロッ
ク1に回転自在に支持されており、このクランク軸には
回転主軸2が一体的に接続されている。また、シリンダ
ブロック1には、フライホイール軸3とテンション軸4
が軸受けにより回転自在に支持されている。これらフラ
イホイール軸3およびテンション軸4は回転主軸2に対
して平行に配置されている。
The crankshaft is rotatably supported by a cylinder block 1 by a bearing, and a rotary main shaft 2 is integrally connected to the crankshaft. In addition, the flywheel shaft 3 and the tension shaft 4
Are rotatably supported by bearings. The flywheel shaft 3 and the tension shaft 4 are arranged parallel to the rotating main shaft 2.

【0021】回転主軸2には輪郭曲面が非円形に形成さ
れた滑車(第1の伝動車)5が一体的に回転するように
取り付けられている。フライホイール軸3には滑車(第
2の伝動車)6とフライホイール7が一体的に回転する
ように取り付けられている。
A pulley (first transmission wheel) 5 having a contoured surface formed in a non-circular shape is attached to the rotary main shaft 2 so as to rotate integrally. A pulley (second transmission wheel) 6 and a flywheel 7 are attached to the flywheel shaft 3 so as to rotate integrally.

【0022】テンション軸4にはテンション滑車8が一
体的に回転するように取り付けられている。そして、滑
車5と滑車6とテンション滑車8とは互いに無端状のベ
ルト9により連結している。従って、回転主軸2及び滑
車5が回転すると、ベルト9を介して滑車6及びフライ
ホイール軸3が回転し、よってフライホイール7が回転
する。なお、テンション軸4及びテンション滑車8は滑
車5の回転が滑車6に確実に伝達されるようにベルト9
に適切な張力を与えている。
A tension pulley 8 is attached to the tension shaft 4 so as to rotate integrally. The pulley 5, the pulley 6, and the tension pulley 8 are connected to each other by an endless belt 9. Therefore, when the rotating main shaft 2 and the pulley 5 rotate, the pulley 6 and the flywheel shaft 3 rotate via the belt 9, and thus the flywheel 7 rotates. The tension shaft 4 and the tension pulley 8 are connected to the belt 9 so that the rotation of the pulley 5 is reliably transmitted to the pulley 6.
To the appropriate tension.

【0023】滑車5と滑車6との関係は、滑車5が1回
転すると、滑車6も1回転するようになっている。ま
た、滑車5の形状は所定の変速比Xの関係に基づき決定
されたものである。
The relation between the pulley 5 and the pulley 6 is such that when the pulley 5 makes one rotation, the pulley 6 also makes one rotation. Further, the shape of the pulley 5 is determined based on the relationship of the predetermined gear ratio X.

【0024】この変速比Xは回転主軸2の角速度ωを一
定として回転主軸2のトルクTeをトルクを求める基本
式 I*dω/dt=Te で求めたとき、フライホイール軸3のトルクTfがこの
トルクTeを打ち消す関係(Te−Tf=0)となる変
速比である。
When the gear ratio X is determined by a basic equation I * dω / dt = Te for obtaining the torque Te of the rotating main shaft 2 while keeping the angular velocity ω of the rotating main shaft 2 constant, the torque Tf of the flywheel shaft 3 This is a gear ratio that provides a relationship (Te-Tf = 0) for canceling out the torque Te.

【0025】すなわち、滑車5が1回転して角速度と時
間の関係が図2(a)の位相S1 を示すとき、滑車6が
1回転したときの角速度と時間の関係は図2(b)に示
す位相S2 となる。これは、図3(a)に示す回転主軸
2及び滑車5を1回転させたとき、角加速度と時間との
関係が図3(b)に示す位相A1 となるように滑車5の
形状を定めたことによる。
That is, when the pulley 5 makes one rotation and the relationship between the angular velocity and time shows the phase S 1 in FIG. 2A, the relationship between the angular velocity and the time when the pulley 6 makes one rotation is shown in FIG. The phase S 2 shown in FIG. This means that when the rotary spindle 2 and the pulley 5 is rotated once shown in FIG. 3 (a), the shape of the pulley 5 so that the relation between the angular acceleration and the time is a phase A 1 shown in FIG. 3 (b) It depends on what you have decided.

【0026】このように本発明ではトルクTeを打ち消
すために所定の変速比Xに基づき滑車5の形状を決定す
るものであり、図4(a)に示すように左右、上下が非
対称な滑車も採用可能である。図4(a)に示す回転主
軸2及び非対称な滑車5aを1回転させた場合、角加速
度と時間との関係は図4(b)に示すように通常のサイ
ンカーブとは異なる位相A2 を発生させることになる。
As described above, in the present invention, the shape of the pulley 5 is determined based on the predetermined gear ratio X in order to cancel the torque Te. As shown in FIG. Can be adopted. Figure 4 when the rotary spindle 2 and asymmetric pulleys 5a shown in (a) is rotated once, the phase A 2 different from the conventional sine curve, as the relationship between the angular acceleration and the time shown in FIG. 4 (b) Will be generated.

【0027】[実施の形態1の作用]次に、実施の形態
1の作用を説明する。シリンダブロック1内においてピ
ストンの直線往復運動がコンロッドを介して回転運動に
変換され、回転主軸2が1回転する。このとき、回転主
軸2には、図5に示すように、吸入・圧縮・爆発・排気
の行程の結果としてトルクTeの変動が生じる。このト
ルクTeの変動は吸入・圧縮・排気の行程に比して爆発
行程の動きが急激に変化した位相となる。
[Operation of First Embodiment] Next, the operation of the first embodiment will be described. The linear reciprocating motion of the piston in the cylinder block 1 is converted into a rotary motion via a connecting rod, and the rotary main shaft 2 makes one rotation. At this time, as shown in FIG. 5, the torque Te of the rotary spindle 2 varies as a result of the processes of suction, compression, explosion, and exhaust. The fluctuation of the torque Te has a phase in which the movement of the explosion stroke changes abruptly compared to the suction, compression and exhaust strokes.

【0028】これに伴い、上記の回転主軸2と一体化し
た滑車5が1回転すると、角加速度と時間との関係は図
3(b)に示す位相A1 となる。この回転主軸2及び滑
車5の回転がベルト9を介して滑車6に伝えられると、
滑車6における角速度と時間の関係は図2(b)に示す
位相S2 となる。この位相S2 がフライホイール軸3に
伝えられると、フライホイール軸3のトルクTfの位相
は、図5に示すように、トルクTeを打ち消すマイナス
の位相となる。
Accordingly, when the pulley 5 integrated with the rotating main shaft 2 makes one rotation, the relationship between the angular acceleration and the time becomes the phase A 1 shown in FIG. 3B. When the rotation of the rotating main shaft 2 and the pulley 5 is transmitted to the pulley 6 via the belt 9,
Relationship angular velocity and the time in the pulley 6 becomes the phase S 2 shown in FIG. 2 (b). When the phase S 2 is transmitted to the flywheel shaft 3, torque Tf phase of the flywheel shaft 3, as shown in FIG. 5, a negative phase to cancel the torque Te.

【0029】また、フライホイール軸3にはフライホイ
ール7が取り付けられており、フライホイール7の慣性
力により回転主軸2のトルクTeを吸収する。従って、
滑車5が1回転したとき、角速度と時間の関係は図2
(a)の位相S1 として示される。
A flywheel 7 is attached to the flywheel shaft 3 and absorbs the torque Te of the rotating main shaft 2 by the inertial force of the flywheel 7. Therefore,
When the pulley 5 makes one rotation, the relationship between angular velocity and time is shown in FIG.
It is shown as a phase S 1 of (a).

【0030】実施の形態1によれば、トルクTeを打ち
消すマイナスの位相となる変速比Xに基づき滑車5の形
状を定めるように構成したので、内燃機関の爆発行程に
よる急激なトルク変動の複雑な位相や、多気筒エンジン
によるトルク変動の複雑な位相等に対応してこれらを打
ち消すことが可能な変速パターンが自在に形成でき、よ
り確実に回転主軸2のトルクTeの変動を打ち消せる。
According to the first embodiment, since the shape of the pulley 5 is determined based on the gear ratio X having a negative phase for canceling the torque Te, the torque fluctuation due to the explosion stroke of the internal combustion engine is complicated. It is possible to freely form a shift pattern capable of canceling the phase and the complicated phase of the torque fluctuation caused by the multi-cylinder engine, and to more reliably cancel the fluctuation of the torque Te of the rotary spindle 2.

【0031】なお、実施の形態1では回転主軸2側の滑
車のみを滑車としたが、図6に示すように、テンション
軸4側の滑車も滑車8aとし、回転主軸2側の滑車5b
とテンション軸4側の滑車8aと合わせて変速比Xとな
るように構成してもよい。
In the first embodiment, only the pulley on the rotary spindle 2 side is a pulley. However, as shown in FIG. 6, the pulley on the tension axis 4 side is also a pulley 8a, and the pulley 5b on the rotary spindle 2 side.
And the pulley 8a on the side of the tension shaft 4 so that the gear ratio X is obtained.

【0032】また、実施の形態1では伝動車を滑車とし
たが、滑車に換えて鎖歯車を、ベルトに換えてチェーン
を用いる構成にしてもよい。次に、本発明の別の実施の
形態であるフライホイール機構を図7に基づき説明す
る。
In the first embodiment, the transmission wheel is a pulley, but a chain gear may be used instead of the pulley, and a chain may be used instead of the belt. Next, a flywheel mechanism according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0033】[実施の形態2の構造]実施の形態2のフ
ライホイール機構は、図7に示すように、シリンダブロ
ック11には、回転主軸21とフライホイール軸31が
軸受けにより回転自在に支持されている。また回転主軸
21とフライホイール軸31は平行に配置されてる。
[Structure of Embodiment 2] In the flywheel mechanism of Embodiment 2, as shown in FIG. 7, a rotary main shaft 21 and a flywheel shaft 31 are rotatably supported by bearings on a cylinder block 11. ing. The rotating main shaft 21 and the flywheel shaft 31 are arranged in parallel.

【0034】回転主軸21には輪郭曲面が非円形に形成
された板カム(第1の伝動車)51が一体的に回転する
ように取り付けられている。前記フライホイール軸31
には板カム51と直接接触する従節車(第2の伝動車)
61とフライホイール71が一体的に回転するように取
り付けられている。
A plate cam (first transmission wheel) 51 having a non-circular contoured surface is attached to the rotary main shaft 21 so as to rotate integrally. The flywheel shaft 31
Follower (second transmission) that comes in direct contact with the plate cam 51
The flywheel 61 and the flywheel 71 are mounted so as to rotate integrally.

【0035】板カム51と従節車61との関係では、板
カム51が1回転すると、従節車61も1回転するよう
になっている。また、板カム51の形状は所定の変速比
Xの関係に基づき決定されたものである。なお、変速比
Xは実施の形態1と同様なのでその説明を省略する。
The relationship between the plate cam 51 and the follower wheel 61 is such that when the plate cam 51 makes one rotation, the follower wheel 61 also makes one rotation. Further, the shape of the plate cam 51 is determined based on the relationship of the predetermined gear ratio X. Note that the gear ratio X is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0036】すなわち、板カム51が1回転すると、従
節車61が1回転したときの角速度と時間の関係は図2
(b)に示す位相S2 と同様になる。この位相S2 は回
転主軸21側のトルクTeを打ち消すためのものであ
る。
That is, when the plate cam 51 makes one rotation, the relationship between the angular velocity and time when the follower 61 makes one rotation is shown in FIG.
Becomes the same as the phase S 2 shown in (b). The phase S 2 is for canceling the torque Te of the main spindle 21 side.

【0037】[実施の形態2の作用]次に、実施の形態
2の作用を説明する。図7において、シリンダブロック
11内で回転主軸21が1回転すると、回転主軸21と
一体化した板カム51が1回転する。そして、板カム5
1と接触する従節車61が図2(b)と同様な位相S2
を示す。この位相S2 がフライホイール軸31に伝えら
れると、フライホイール軸31のトルクTfの位相は、
トルクTeを打ち消すマイナスの位相となる。また、フ
ライホイール軸31にはフライホイール71が取り付け
られており、フライホイール71の慣性力により回転主
軸21のトルクTeを吸収する。従って、板カム51が
1回転したとき、角速度と時間の関係は図2(a)の位
相S1 と同様になる。
[Operation of Second Embodiment] Next, the operation of the second embodiment will be described. In FIG. 7, when the rotating main shaft 21 makes one rotation in the cylinder block 11, the plate cam 51 integrated with the rotating main shaft 21 makes one rotation. And the plate cam 5
2 has the same phase S 2 as that of FIG.
Is shown. When the phase S 2 is transmitted to the flywheel shaft 31, the torque Tf of the flywheel shaft 31 phase,
The phase becomes negative to cancel the torque Te. A flywheel 71 is attached to the flywheel shaft 31, and the flywheel 71 absorbs the torque Te of the rotating main shaft 21 by the inertial force of the flywheel 71. Therefore, when the plate cam 51 rotates once, the relationship between angular velocity and the time is the same as the phase S 1 of Figure 2 (a).

【0038】[実施の形態3の構造]次に、本発明の実
施の形態3の構造を図8に基づいて説明する。なお、実
施の形態3と実施の形態2との違いは、実施の形態2の
コンベンショナルなフライホイール71(図7参照)の
慣性質量を、図8に示すように、コンデンサ83の容量
Cに置き換えたことである。すなわち、フライホイール
の運動エネルギーを電気エネルギーに置き換える電気的
フライホイール装置(EFW装置)80をフライホイー
ルに換えて設けたものである。従って、図8において使
用される符号で図7と同じ符号のものは同じ機能を有す
るものとして、その説明を省略する。
[Structure of Third Embodiment] Next, the structure of a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the third embodiment and the second embodiment is that the inertial mass of the conventional flywheel 71 (see FIG. 7) of the second embodiment is replaced with the capacitance C of the capacitor 83 as shown in FIG. That is. That is, an electric flywheel device (EFW device) 80 that replaces the kinetic energy of the flywheel with electric energy is provided in place of the flywheel. Accordingly, the reference numerals used in FIG. 8 which are the same as those in FIG. 7 have the same functions, and the description thereof will be omitted.

【0039】EFW装置80は、フライホイール軸31
と連結する電機子81と、EFW装置80を閉じた系と
する回路82と、この回路82途上に設けられたコンデ
ンサ83及びスイッチ84とを備えている。
The EFW device 80 includes the flywheel shaft 31
And a circuit 82 that closes the EFW device 80, a capacitor 83 and a switch 84 provided on the way of the circuit 82.

【0040】電機子81は、フライホイール軸31の回
転を電気エネルギーに変える発電機である。この電気エ
ネルギーは回路82を介してコンデンサ83に伝えられ
る。コンデンサ83は比較的小容量のコンデンサであ
り、回転主軸21のトルクが発生している期間にはコン
デンサ83に充電する側に極性を切換え、トルクが発生
していない期間には逆に放電する側に極性を切り換える
ことで、回転主軸21のトルク変動を吸収するものであ
る。
The armature 81 is a generator for converting the rotation of the flywheel shaft 31 into electric energy. This electric energy is transmitted to the capacitor 83 via the circuit 82. The capacitor 83 is a capacitor having a relatively small capacity. The polarity is switched to the side for charging the capacitor 83 during the period when the torque of the rotating main shaft 21 is generated, and the side for discharging the reverse during the period when no torque is generated. By changing the polarity, torque fluctuations of the rotating main shaft 21 are absorbed.

【0041】この実施の形態3によれば、フライホイー
ルをEFW装置80に置き換えることで、フライホイー
ル機構の重量を著しく軽減することができる。従って内
燃機関にこれを応用するときには、始動性、応答性の向
上を図ることができる。
According to the third embodiment, by replacing the flywheel with the EFW device 80, the weight of the flywheel mechanism can be significantly reduced. Therefore, when this is applied to an internal combustion engine, the startability and the responsiveness can be improved.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転主軸側トルクを打ち消すマイナスの位相となる変速
比Xに基づき第1の伝動車および第2の伝動車の形状を
定めるように構成したので、内燃機関の爆発行程による
急激なトルク変動の複雑な位相や、多気筒構成によるト
ルク変動の複雑な位相等に対応して打ち消すことが可能
な変速パターンが自在に形成でき、より確実にエンジン
側トルクの変動を打ち消すことができる。
As described above, according to the present invention,
Since the configuration of the first transmission vehicle and the second transmission vehicle is determined based on the gear ratio X having a negative phase for canceling the torque of the rotating main shaft side, complicated torque fluctuation due to an explosion stroke of the internal combustion engine is complicated. It is possible to freely form a shift pattern that can be canceled in accordance with the phase, the complicated phase of the torque variation due to the multi-cylinder configuration, and the like, and the engine-side torque variation can be more reliably canceled.

【0043】このように、本発明は、個々の装置によっ
て異なる特性を持つトルク変動に対応でき、これを確実
に低減することができ、回転主軸や軸受けの負担を軽く
して回転主軸の耐久性が向上するフライホイール機構及
びこれを備えた内燃機関を提供することができる。
As described above, the present invention can cope with torque fluctuations having different characteristics depending on individual devices, can surely reduce the fluctuations, reduce the load on the rotating spindle and bearing, and reduce the durability of the rotating spindle. And an internal combustion engine provided with the same.

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

【図1】本発明の実施の形態1にかかるフライホイール
機構の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a flywheel mechanism according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1におけるクランクシャフ
トとIFWの角速度の関係図であり、図2(a)はクラ
ンクシャフトの角速度の位相を示し、図2(b)はIF
Wの角速度の位相を示す。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a crankshaft and an angular velocity of an IFW according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) shows the phase of the angular velocity of the crankshaft, and FIG.
5 shows the phase of the angular velocity of W.

【図3】特殊滑車の形状図とこの特殊滑車を用いた場合
の角加速度の位相図であり、図3(a)は形状図を示
し、図3(b)は角加速度の位相図を示す。
3A and 3B are a shape diagram of a special pulley and a phase diagram of angular acceleration when the special pulley is used. FIG. 3A shows a shape diagram, and FIG. 3B shows a phase diagram of angular acceleration. .

【図4】特殊滑車の形状図とこの特殊滑車を用いた場合
の角加速度の位相図であり、図4(a)は形状図を示
し、図4(b)は角加速度の位相図を示す。
4A and 4B are a shape diagram of a special pulley and a phase diagram of angular acceleration when the special pulley is used, FIG. 4A shows a shape diagram, and FIG. 4B shows a phase diagram of angular acceleration. .

【図5】本発明の実施の形態1における回転主軸側トル
クとフライホイール軸側トルクの関係図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a rotating main shaft side torque and a flywheel shaft side torque according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1にかかるフライホイール
機構のテンション軸に特殊滑車を装着した場合の構成図
である。
FIG. 6 is a configuration diagram when a special pulley is mounted on a tension shaft of the flywheel mechanism according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態2にかかるフライホイール
機構の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a flywheel mechanism according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態3にかかるフライホイール
機構の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a flywheel mechanism according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11…シリンダブロック 2,21…回転主軸 3,31…フライホイール軸 4…テンション軸 5…滑車(第1の伝動車) 6…滑車(第2の伝動車) 7,71…フライホイール 8…テンション滑車 9…ベルト 51…板カム 61…従節車 80…EFW装置(電気的フライホイール装置) 81…機電子 82…回路 83…コンデンサ 84…スイッチ 1,11 ... Cylinder block 2,21 ... Rotating spindle 3,31 ... Flywheel shaft 4 ... Tension shaft 5 ... Pulley (first transmission vehicle) 6 ... Pulley (second transmission vehicle) 7,71 ... Flywheel 8 ... tension pulley 9 ... belt 51 ... plate cam 61 ... follower 80 ... EFW device (electric flywheel device) 81 ... machine electronics 82 ... circuit 83 ... condenser 84 ... switch

───────────────────────────────────────────────────── 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) F16H 35/02 F16H 35/02 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) F16H 35/02 F16H 35/02 B

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直線往復運動を回転運動に変換する装
置、または回転運動を直線往復運動に変換する装置にお
ける回転主軸と、フライホイールを取着したフライホイ
ール軸と、を角速度変速手段を介して係合させ、前記回
転主軸に発生するトルクの変動を解消するフライホイー
ル機構であって、 前記角速度変速手段は、 前記回転主軸の角速度を一定として前記回転主軸のトル
クTeを求め、前記フライホイール軸側に前記トルクT
eを打ち消すマイナストルクを発生させる角速度の変速
比を求め、 前記角速度の変速比に基づき前記回転主軸に取着する第
1の伝動車と前記フライホイール軸に取着する第2の伝
動車を形成し、 前記回転主軸の回転を前記第1の伝動車および前記第2
の伝動車を介して前記フライホイール軸に伝達すること
を特徴とするフライホイール機構。
An apparatus for converting a linear reciprocating motion into a rotary motion, or a device for converting a rotary motion into a linear reciprocating motion, includes a rotary main shaft and a flywheel shaft on which a flywheel is mounted, via an angular velocity transmission means. A flywheel mechanism that engages and eliminates fluctuations in torque generated in the rotating main shaft, wherein the angular speed transmission unit obtains the torque Te of the rotating main shaft while keeping the angular speed of the rotating main shaft constant; The torque T
e) determining a transmission ratio of an angular velocity that generates a negative torque to cancel e, forming a first transmission vehicle attached to the rotating main shaft and a second transmission vehicle attached to the flywheel shaft based on the transmission ratio of the angular speed. And the rotation of the rotating spindle is controlled by the first transmission wheel and the second
A flywheel mechanism, wherein the power is transmitted to the flywheel shaft via a transmission wheel.
【請求項2】 前記第1の伝動車および前記第2の伝動
車は滑車あるいは鎖歯車である請求項1記載のフライホ
イール機構。
2. The flywheel mechanism according to claim 1, wherein the first transmission wheel and the second transmission wheel are pulleys or chain gears.
【請求項3】 前記第1の伝動車の回転をベルトあるい
はチェーンを介して前記第2の伝動車に伝達する請求項
1または2に記載のフライホイール機構。
3. The flywheel mechanism according to claim 1, wherein the rotation of the first transmission wheel is transmitted to the second transmission wheel via a belt or a chain.
【請求項4】 前記第1の伝動車および前記第2の伝動
車は板カムである請求項1記載のフライホイール機構。
4. The flywheel mechanism according to claim 1, wherein said first transmission wheel and said second transmission wheel are plate cams.
【請求項5】 前記フライホイール軸の運動エネルギー
を電気エネルギーに変換し、変換した電気エネルギーを
充電しあるいは放電して前記フライホイールの慣性力に
換えて電気的フライホイール装置を設けた請求項1から
4のいずれかに記載のフライホイール機構。
5. The electric flywheel device according to claim 1, wherein kinetic energy of the flywheel shaft is converted into electric energy, and the converted electric energy is charged or discharged to convert the inertia force of the flywheel into an electric flywheel device. 5. The flywheel mechanism according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 ピストンの往復運動をコンロッドを介し
てクランク軸に伝えて直線往復運動を回転運動に変換す
る内燃機関において、 前記クランク軸に連結する回転主軸と、 フライホイールを取着したフライホイール軸と、 前記回転主軸の角速度を変速して前記フライホイール軸
に伝える角速度変速手段とを備え、 前記角速度変速手段は、 前記回転主軸の角速度を一定として前記回転主軸のトル
クTeを求め、前記フライホイール軸側に前記トルクT
eを打ち消すマイナストルクを発生させる角速度の変速
比を求め、 前記角速度の変速比に基づき前記回転主軸に取着する第
1の伝動車と前記フライホイール軸に取着する第2の伝
動車を形成し、 前記回転主軸の回転を前記第1の伝動車および前記第2
の伝動車を介して前記フライホイール軸に伝達すること
を特徴とするフライホイール機構を備えた内燃機関。
6. An internal combustion engine that transmits a reciprocating motion of a piston to a crankshaft via a connecting rod to convert a linear reciprocating motion into a rotary motion, wherein a rotating main shaft connected to the crankshaft and a flywheel having a flywheel mounted thereon. Shaft; and angular speed transmission means for shifting the angular speed of the rotating main shaft and transmitting the angular speed to the flywheel shaft, wherein the angular speed shifting unit obtains the torque Te of the rotating main shaft while keeping the angular speed of the rotating main shaft constant. The torque T is applied to the wheel shaft side.
e) determining a transmission ratio of an angular velocity that generates a negative torque to cancel e, forming a first transmission vehicle attached to the rotating main shaft and a second transmission vehicle attached to the flywheel shaft based on the transmission ratio of the angular speed. And the rotation of the rotating spindle is controlled by the first transmission wheel and the second
An internal combustion engine having a flywheel mechanism, wherein the internal combustion engine transmits the flywheel shaft to the flywheel shaft via a transmission vehicle.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044875B2 (en) 2001-11-27 2006-05-16 Litens Automotive Synchronous drive apparatus and methods
US7125356B2 (en) 2001-11-06 2006-10-24 Borgwarner Inc. Tension-reducing random sprocket
WO2007003329A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Schaeffler Kg Flexible drive
US8430775B2 (en) 2007-09-28 2013-04-30 Borgwarner Inc. Multiple tension reducing sprockets in a chain and sprocket system
US10907721B2 (en) 2015-12-09 2021-02-02 Borgwarner Inc. Non-prevalent order random sprocket

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7125356B2 (en) 2001-11-06 2006-10-24 Borgwarner Inc. Tension-reducing random sprocket
US7654925B2 (en) 2001-11-06 2010-02-02 Borgwarner Inc. Tension-reducing random sprocket
US7044875B2 (en) 2001-11-27 2006-05-16 Litens Automotive Synchronous drive apparatus and methods
US7232391B2 (en) 2001-11-27 2007-06-19 Litens Automotive Synchronous drive apparatus and methods
US7720650B2 (en) 2001-11-27 2010-05-18 Litens Automotive Synchronous drive apparatus and methods
US8303444B2 (en) 2001-11-27 2012-11-06 Litens Automotive Partnership Synchronous drive apparatus and methods
WO2007003329A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Schaeffler Kg Flexible drive
US8430775B2 (en) 2007-09-28 2013-04-30 Borgwarner Inc. Multiple tension reducing sprockets in a chain and sprocket system
US10907721B2 (en) 2015-12-09 2021-02-02 Borgwarner Inc. Non-prevalent order random sprocket

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