JP2002317647A - Vibration restraining mechanism for internal combustion engine - Google Patents
Vibration restraining mechanism for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の振動抑
制機構に関し、詳細には、クランク軸から回転駆動力を
伝達する駆動力伝達機構において弾性体を介在させて形
成される振動系を利用する内燃機関の振動抑制機構に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine, and more particularly, to a driving force transmitting mechanism for transmitting a rotational driving force from a crankshaft using a vibration system formed with an elastic body interposed therebetween. The present invention relates to a vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine that performs vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術】機関運転に伴って生じるロール振動を抑
制するための技術の一例として、特開平11−3251
86号公報に開示されたものがある。このものでは、フ
ライホイールとは別に、クランク軸の回転方向若しくは
その逆方向に回転する副質量慣性体が設けられる。そし
て、クランク軸と副質量慣性体とを弾性体を介して接続
することで、フライホイールと副質量慣性体とを含んで
振動系が形成される。そして、ロール振動に対するこの
振動系の反共振(振動レベルが極端に小さくなるか又は
ゼロとなる状態)が所望の運転領域で発生するように調
整される。2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-3251 discloses an example of a technique for suppressing roll vibration caused by engine operation.
No. 86 is disclosed. In this case, apart from the flywheel, a secondary mass inertia body that rotates in the rotation direction of the crankshaft or in the opposite direction is provided. Then, by connecting the crankshaft and the secondary mass inertia body via the elastic body, a vibration system including the flywheel and the secondary mass inertia body is formed. Then, it is adjusted so that anti-resonance of the vibration system against the roll vibration (a state in which the vibration level becomes extremely small or becomes zero) occurs in a desired operation region.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような反共振によ
る振動抑制機構では、副慣性質量体としてオルタネータ
の回転質量(回転子を含む。以下同じ。)を利用するこ
とが考えられる。そして、例えば、 オルタネータの駆動
軸とプーリとの間に渦巻バネが装着されて、駆動力伝達
機構に弾性体が提供される。In such a vibration suppression mechanism due to anti-resonance, it is conceivable to use a rotating mass of an alternator (including a rotor, the same applies hereinafter) as a sub-inertial mass body. Then, for example, a spiral spring is mounted between the drive shaft of the alternator and the pulley, and an elastic body is provided to the drive force transmission mechanism.
【0004】このような構成では、振動系の調整が容易
であるが、騒音面で次のような問題があった。すなわ
ち、渦巻バネを駆動軸とプーリとの間に装着した場合
(通常、バネ端部を駆動軸やプーリに形成された溝又は
スリット内に挿入することで装着する。)には、各要素
間の接続部分にガタ(微小な隙間)が残るため、反共振
発生時においてそれらの間で打音が生じ、騒音を大幅に
悪化させてしまうのである。[0004] In such a configuration, the adjustment of the vibration system is easy, but there is the following problem in terms of noise. That is, when the spiral spring is mounted between the drive shaft and the pulley (normally, the spring is mounted by inserting the spring end into a groove or a slit formed in the drive shaft or the pulley). Since a backlash (small gap) remains at the connection portion, a tapping sound is generated between them at the time of occurrence of anti-resonance, and the noise is greatly deteriorated.
【0005】この問題については、接続部分にシム等の
部材を挿入してガタを埋めることにより改善を図ること
ができる。しかしながら、渦巻バネ、駆動軸及びプーリ
における製造バラツキを考慮すると、1つの規定寸法の
シムにより全製品においてガタを除くことは困難であ
る。また、このようなバラツキに個別に対応するには、
数種類の寸法のシムを用意しなければならず、製造コス
トの大幅な上昇を招くという欠点がある。[0005] This problem can be improved by inserting a member such as a shim into the connection portion to fill the play. However, in consideration of manufacturing variations in the spiral spring, the drive shaft, and the pulley, it is difficult to remove backlash in all products with a shim having one specified dimension. Also, in order to deal with such variations individually,
There is a drawback in that shims of several sizes must be prepared, which significantly increases the manufacturing cost.
【0006】そこで、本発明は、弾性体の装着形態を改
良することにより、上記のようにガタが残ったとしても
静粛性を保つことができ、かつ、個別的な対応を不要と
して経済性にも優れた内燃機関の振動抑制機構を提供す
ることを目的とする。Therefore, the present invention improves the mounting form of the elastic body so that even if the play is left as described above, the quietness can be maintained, and individual measures are not required, thereby reducing the cost. Another object of the present invention is to provide an excellent vibration suppression mechanism for an internal combustion engine.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に記
載の発明に係る内燃機関の振動抑制機構は、フライホイ
ールと結合されたクランク軸から回転駆動力を伝達する
駆動力伝達機構において弾性体を介在させて該駆動力伝
達機構の従動側に結合された副質量慣性体を含んで振動
系を形成し、機関運転に伴う所定の加振入力に対して該
振動系の反共振を発生させて振動を抑制する内燃機関の
振動抑制機構であって、前記弾性体は、それぞれに初期
変位を与えて装着されて前記駆動力伝達機構において回
転要素相互を接続する一対の弾性要素を含んで構成さ
れ、一方の弾性要素は、各回転要素に対して他方の弾性
要素とは反対方向の初期トルクを生じることを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine, comprising: a driving force transmitting mechanism for transmitting a rotational driving force from a crankshaft coupled to a flywheel; A vibration system is formed including an auxiliary mass inertia body coupled to the driven side of the driving force transmission mechanism with a body interposed therebetween, and generates anti-resonance of the vibration system with respect to a predetermined vibration input accompanying engine operation. A vibration suppression mechanism for an internal combustion engine that suppresses vibration by causing the elastic body to include a pair of elastic elements that are attached to each other with initial displacement and that connect rotating elements to each other in the driving force transmission mechanism. It is characterized in that one elastic element generates an initial torque for each rotating element in the opposite direction to the other elastic element.
【0008】請求項2に記載の発明に係る内燃機関の振
動抑制機構は、前記一対の弾性要素が、同心に配置され
た回転要素を接続することを特徴とする。請求項3に記
載の発明に係る内燃機関の振動抑制機構は、前記一対の
弾性要素が、一対のねじりバネであることを特徴とす
る。請求項4に記載の発明に係る内燃機関の振動抑制機
構は、前記一対の弾性要素が、一方が反転されて装着さ
れた略同一形状の2つの渦巻バネにより構成されること
を特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a vibration suppression mechanism for an internal combustion engine, wherein the pair of elastic elements connect rotating elements arranged concentrically. According to a third aspect of the present invention, in the vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine, the pair of elastic elements are a pair of torsion springs. A vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the pair of elastic elements are constituted by two spiral springs of substantially the same shape, one of which is mounted in an inverted manner.
【0009】請求項5に記載の発明に係る内燃機関の振
動抑制機構は、前記一対の弾性要素が、中央部から各端
部に向けてそれぞれ同方向にかつ螺旋状に延伸して各側
が交互に重なり合う、一体の二重渦巻バネにより構成さ
れることを特徴とする。請求項6に記載の発明に係る内
燃機関の振動抑制機構は、前記一対の弾性要素の各初期
変位が、共振発生時における前記回転要素間の相対角変
位の片振幅より大きいことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine, wherein the pair of elastic elements extend in the same direction and spirally from a central portion toward each end, and alternately on each side. , And is constituted by an integral double spiral spring. According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine, each initial displacement of the pair of elastic elements is larger than one amplitude of a relative angular displacement between the rotating elements at the time of occurrence of resonance. .
【0010】請求項7に記載の発明に係る内燃機関の振
動抑制機構は、前記一対の弾性要素の各初期変位が、反
共振発生時における前記回転要素間の相対角変位の片振
幅より大きいことを特徴とする。請求項8に記載の発明
に係る内燃機関の振動抑制機構は、前記一対の弾性要素
が、オルタネータの駆動軸と、前記クランク軸から回転
駆動力が伝達される伝動車との間を接続することを特徴
とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine, each initial displacement of the pair of elastic elements is larger than one amplitude of a relative angular displacement between the rotating elements when anti-resonance occurs. It is characterized by. In the vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to claim 8, the pair of elastic elements connect between a drive shaft of an alternator and a transmission vehicle to which rotational driving force is transmitted from the crankshaft. It is characterized by.
【0011】請求項9に記載の発明に係る内燃機関の振
動抑制機構は、前記一対の弾性要素が、前記回転要素の
双方に対して着脱可能であることを特徴とする。A vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to a ninth aspect of the present invention is characterized in that the pair of elastic elements are detachable from both the rotating elements.
【0012】[0012]
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、一対の
弾性要素には、それぞれに与えられた初期変位に基づい
てプリロードがかかり、一方の弾性要素は、各回転要素
に対して他方の弾性要素とは反対方向に押し付けられ
る。このため、弾性要素と回転要素との接続部において
寸法的な開きがあったとしても、シム等の特別な部材を
用いずに弾性要素自体でガタツキを無くすことができ
る。According to the first aspect of the present invention, a pair of elastic elements are preloaded on the basis of the initial displacement given to each of the elastic elements, and one of the elastic elements is attached to the other of the rotating elements with respect to the other. Is pressed in a direction opposite to the elastic element. For this reason, even if there is a dimensional difference in the connection between the elastic element and the rotating element, rattling can be eliminated by the elastic element itself without using a special member such as a shim.
【0013】請求項2に記載の発明によれば、弾性要素
が同心に配置された回転要素間に配置されるので、弾性
要素装着部をコンパクトに構成することができる。請求
項3に記載の発明によれば、弾性要素としてねじりバネ
を使用することにより、弾性体の構造が簡単となる。請
求項4に記載の発明によれば、略同一形状の1種類の渦
巻バネを使用して、低廉にガタツキを無くすことができ
る。According to the second aspect of the present invention, the elastic element is arranged between the concentrically arranged rotating elements, so that the elastic element mounting portion can be made compact. According to the third aspect of the present invention, the structure of the elastic body is simplified by using a torsion spring as the elastic element. According to the fourth aspect of the present invention, the backlash can be reduced at low cost by using one kind of spiral spring having substantially the same shape.
【0014】請求項5に記載の発明によれば、1つのバ
ネ部材(二重渦巻バネ)を用いて、少ない部品点数で一
対の弾性要素を構成することができる。また、弾性要素
の装着スペースが狭くて済むため、レイアウト性が向上
する。請求項6に記載の発明によれば、回転要素間の相
対角変位が最大となる共振発生時であっても、いずれの
弾性要素も初期トルク、すなわち、プリロードの少なく
とも一部を維持する。このため、すべての運転状態に渡
ってガタツキを防ぐことができる。According to the fifth aspect of the present invention, a pair of elastic elements can be formed with a small number of parts by using one spring member (double spiral spring). In addition, since the space for mounting the elastic element can be narrowed, the layout is improved. According to the sixth aspect of the invention, even when resonance occurs in which the relative angular displacement between the rotating elements is maximized, all the elastic elements maintain the initial torque, that is, at least a part of the preload. Therefore, rattling can be prevented over all operating states.
【0015】請求項7に記載の発明によれば、最も発生
頻度の高い反共振下でプリロードを維持してガタツキを
防ぐことができる。ここでは、設定される初期変位が比
較的小さいので、装着時の応力を緩和して耐久性を高め
ることができる。請求項8に記載の発明によれば、オル
タネータの回転質量を副質量慣性体の少なくとも一部と
して利用することができるので、コンパクトな振動系を
構成することができる。According to the seventh aspect of the present invention, the preload can be maintained under anti-resonance, which occurs most frequently, to prevent rattling. Here, since the set initial displacement is relatively small, the stress at the time of mounting can be relaxed and the durability can be increased. According to the eighth aspect of the present invention, since the rotating mass of the alternator can be used as at least a part of the secondary mass inertial body, a compact vibration system can be configured.
【0016】請求項9に記載の発明によれば、弾性要素
の交換が可能であるうえ、弾性要素装着部を極めて簡素
に構成することができる。According to the ninth aspect of the present invention, the elastic element can be replaced, and the elastic element mounting portion can be configured very simply.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の第1
の実施形態に係る内燃機関(エンジン100)の振動抑
制機構の構成を示しており、図1(a)はエンジン10
0を前方から見た正面図であり、図1(b)は側面図で
ある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1A shows a configuration of a vibration suppression mechanism of an internal combustion engine (engine 100) according to the embodiment, and FIG.
FIG. 1B is a front view as viewed from the front, and FIG. 1B is a side view.
【0018】エンジン100は、自動車用4気筒エンジ
ンであり、オルタネータ1の駆動力は、図示しないクラ
ンク軸から補機駆動ベルト(Vリブドベルト)5を介し
て伝達される。クランク軸の先端には、フライホール1
0が取り付けられており、オルタネータ1が備える従動
プーリ(以下、オルタネータプーリ)3は、クランク軸
上の駆動プーリ(以下、クランクプーリ)7と同方向に
回転する。なお、オルタネータプーリ3の回転方向は、
ベルト5の掛け方を変更して、クランクプーリ7とは逆
方向としてもよい。The engine 100 is a four-cylinder engine for an automobile, and the driving force of the alternator 1 is transmitted from a crankshaft (not shown) via an accessory drive belt (V-ribbed belt) 5. At the end of the crankshaft, a flyhole 1
The driven pulley (hereinafter referred to as alternator pulley) 3 provided in the alternator 1 rotates in the same direction as a driving pulley (hereinafter referred to as crank pulley) 7 on the crankshaft. The rotation direction of the alternator pulley 3 is
The direction of the belt 5 may be changed so that the direction is opposite to that of the crank pulley 7.
【0019】図2は、オルタネータ1の動力変換部の構
造を詳細に示す断面図である。ここで補機駆動ベルト5
の直線運動が駆動軸11の回転運動に変換されて、オル
タネータ1の図示しない回転子(ロータ)に伝達され
る。オルタネータプーリ3は、内周部31と外周部33
とに分割形成されており、これらの部品は、駆動軸11
を中心として同心に配置されている。内周部31は、駆
動軸11と一体的に結合されており、外周部33は、内
周部31上にベアリング32a,32bを介して回転自
在に支持されるとともに、補機駆動ベルト(図示せず)
5が巻き付けられている。そして、内周部31と外周部
33とは、金属製の渦巻バネ34及び35により接続さ
れている。FIG. 2 is a sectional view showing in detail the structure of the power converter of the alternator 1. As shown in FIG. Here, the accessory drive belt 5
Is converted into rotational motion of the drive shaft 11 and transmitted to a rotor (not shown) of the alternator 1. The alternator pulley 3 includes an inner peripheral portion 31 and an outer peripheral portion 33.
These parts are divided into the drive shaft 11
It is arranged concentrically around the center. The inner peripheral portion 31 is integrally connected to the drive shaft 11, and the outer peripheral portion 33 is rotatably supported on the inner peripheral portion 31 via bearings 32 a and 32 b, and has an accessory drive belt (see FIG. Not shown)
5 are wound. The inner peripheral portion 31 and the outer peripheral portion 33 are connected by metal spiral springs 34 and 35.
【0020】なお、駆動軸11の先端には、雄螺子部1
1aが形成されており、ここにストッパ36及びワッシ
ャ37が嵌め込まれて、これらの外側よりナット38を
締め付けることにより、内周部31と駆動軸11とを固
定している。図3は、図2のA−A線に沿った断面図で
あり、渦巻バネ34及び35の装着状態を示している。
図4は、該装着状態を示すオルタネータ1の先端の斜視
図であり、一部が断面となっている。The male screw portion 1 is provided at the tip of the drive shaft 11.
A stopper 1a and a washer 37 are fitted into the hole 1a, and the inner peripheral portion 31 and the drive shaft 11 are fixed by tightening a nut 38 from outside thereof. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and shows the mounted state of the spiral springs 34 and 35.
FIG. 4 is a perspective view of the distal end of the alternator 1 showing the mounted state, and a part thereof is a cross section.
【0021】本実施形態では、一対の弾性要素として、
略同一形状(同一のバネ定数)の2つの渦巻バネ(ここ
では、平面的な螺旋を形成するが、コイル状であっても
よい。)34,35が使用される。これらの渦巻バネ
は、渦が逆に向くように左右反転して同軸上に配置され
ており、渦の中心部に当たる直線部34a及び35a
が、駆動軸11及び内周部31の先端より軸方向に形成
されたスリットS1に挿入されている。In the present embodiment, as a pair of elastic elements,
Two spiral springs 34 and 35 having substantially the same shape (same spring constant) (here, they form a flat spiral but may be coiled) are used. These spiral springs are arranged coaxially with the vortex turned in the opposite direction so that the vortex faces in the opposite direction, and the straight portions 34a and 35a hitting the center of the vortex.
Is inserted into a slit S1 formed in the axial direction from the distal end of the drive shaft 11 and the inner peripheral portion 31.
【0022】一方、渦の外側にあるバネ端部は、渦の巻
き方向とは反対方向に反り返らせてある。そして、この
反返りを形成する湾曲部34b及び35bが、外周部3
3に形成されたスリットS2に挿入されている。本実施
形態では、スリットS1及びS2は、駆動軸11と垂直
な一直線上に形成されている。ここで、渦巻バネ34,
35は、一端をスリットS1に挿入しただけの自然状態
においては、各湾曲部が図3の34’又は35’で示す
位置にある。これらの位置は、スリットS2の中心から
駆動軸11を中心として反対方向にそれぞれθの角度を
形成する。そして、この自然状態から、各渦巻バネは、
スリットS2の位置まで角変位が与えられてスリットS
2に挿入される。On the other hand, the spring end outside the vortex is warped in a direction opposite to the direction of the vortex. Then, the curved portions 34b and 35b forming this rebound are connected to the outer peripheral portion 3.
3 is inserted into the slit S2 formed in the third. In the present embodiment, the slits S1 and S2 are formed on a straight line perpendicular to the drive shaft 11. Here, the spiral spring 34,
In a natural state where only one end is inserted into the slit S1, each curved portion is at a position indicated by 34 'or 35' in FIG. These positions form an angle θ in the opposite direction from the center of the slit S2 around the drive shaft 11. And from this natural state, each spiral spring,
An angular displacement is given to the position of the slit S2 and the slit S
Inserted into 2.
【0023】従って、渦巻バネ34及び35をスリット
S2にも挿入した装着状態では、これらの渦巻バネに
は、それぞれ初期変位θが与えられる。このため、初期
変位θに応じた初期トルクを生じ、スリットS1を形成
する内壁部とスリットS2を形成する内壁部とに押し付
けられて、係止される。これらの初期トルクの方向は逆
向きであり、両方の渦巻バネのバネ定数が同じであるの
で、お互いの初期トルクは釣り合うことになる。Therefore, in the mounted state in which the spiral springs 34 and 35 are also inserted into the slit S2, these spiral springs are given an initial displacement θ. For this reason, an initial torque corresponding to the initial displacement θ is generated, pressed against the inner wall forming the slit S1 and the inner wall forming the slit S2, and locked. Since the directions of these initial torques are opposite, and the spring constants of both spiral springs are the same, the initial torques of the spiral springs are balanced.
【0024】このようにして駆動力伝達機構に渦巻バネ
34及び35を介装したので、クランク軸に取り付けら
れたフライホイール10を含む主フライホイール系慣性
質量、オルタネータ1内部の回転質量で構成される副慣
性質量体、及び弾性体としての渦巻バネ34,35及び
補機駆動ベルト5とから振動系が形成される。この振動
系の共振周波数f0は、下式(1)で表される。また、
エンジン100のロール振動及び機関回転変動によるこ
の系への振動入力に対しては、共振に伴って、下式
(2)又は(3)に示す反共振周波数f1,f2で反共
振が発生する。Since the spiral springs 34 and 35 are interposed in the driving force transmission mechanism in this manner, the drive force transmission mechanism is constituted by the inertia mass of the main flywheel system including the flywheel 10 attached to the crankshaft, and the rotating mass inside the alternator 1. A vibration system is formed by the auxiliary inertial mass body, the spiral springs 34 and 35 as elastic bodies, and the accessory drive belt 5. The resonance frequency f0 of this vibration system is represented by the following equation (1). Also,
With respect to the vibration input to this system due to the roll vibration of the engine 100 and the fluctuation of the engine rotation, anti-resonance occurs at the anti-resonance frequencies f1 and f2 shown in the following formula (2) or (3) with resonance.
【0025】[0025]
【数1】 (Equation 1)
【0026】但し、f0:共振周波数 f1:エンジンロール振動に対する反共振周波数 f2:エンジン回転変動に対する反共振周波数 I1:主フライホイール系慣性質量の慣性モーメント I2:副慣性質量の慣性モーメント ρ:オルタネータ増速比(エンジン回転方向に駆動され
る場合はρ>0であり、エンジン回転方向と逆に駆動さ
れる場合はρ<0である。) K:バネ係数(ここでは、補機駆動ベルトと2つの渦巻
バネとを直列接続した合成バネ定数に相当する。) そして、これらの反共振周波数f1,f2を、エンジン
100の運転状態のうち、頻繁に使用されかつ略一定回
転で運転される場合に合わせて設定することにより、そ
のような運転状態において、各種加振入力に基づく振動
に対して優れた抑制効果が得られる。その効果の一例を
図5に示す。Where f0: resonance frequency f1: anti-resonance frequency against engine roll vibration f2: anti-resonance frequency against engine rotation fluctuation I1: inertia moment of main flywheel system inertia mass I2: inertia moment of sub inertia mass ρ: alternator increase Speed ratio (ρ> 0 when driven in the engine rotation direction, ρ <0 when driven in the opposite direction to the engine rotation direction) K: Spring coefficient (here, auxiliary drive belt and 2 These anti-resonance frequencies f1 and f2 are used when the engine 100 is frequently used and operated at a substantially constant rotation in the operating state of the engine 100. By setting them together, in such an operating state, an excellent effect of suppressing vibrations based on various excitation inputs can be obtained. FIG. 5 shows an example of the effect.
【0027】このような運転状態として、通常の自動車
用エンジンでは、アイドル時が挙げられる。例えば4気
筒エンジンの場合には、燃焼圧力の変動によりエンジン
回転速度の2,4,6…次の周波数の振動成分が問題と
なり、そのうち、基本次数である2次の周波数において
は特に顕著である。また、6気筒エンジンでは3次の周
波数が、8気筒エンジンでは4次の周波数が特に問題と
なる。Such an operating state is, for example, an idling time in a normal automobile engine. For example, in the case of a four-cylinder engine, fluctuations in the combustion pressure cause vibration components of engine rotational speeds of 2, 4, 6... . In the case of a six-cylinder engine, the tertiary frequency is particularly problematic, and in the case of an eight-cylinder engine, the tertiary frequency is particularly problematic.
【0028】従って、エンジン100(4気筒)におい
て、アイドル回転速度が750rpmであるならば、そ
のうちの2次の回転周波数(25Hz)に反共振周波数
f1又はf2が一致するように、上式(2)又は(3)
に基づいて渦巻バネ34及び35のバネ定数、オルタネ
ータの回転子の慣性モーメント及び増速比ρなどを調整
する。Therefore, if the idling rotational speed of the engine 100 (four cylinders) is 750 rpm, the above equation (2) is set so that the antiresonant frequency f1 or f2 coincides with the secondary rotational frequency (25 Hz). ) Or (3)
, The spring constants of the spiral springs 34 and 35, the inertia moment of the rotor of the alternator, the speed increase ratio ρ, and the like are adjusted.
【0029】このような設定により、アイドル時におい
て、エンジン100のロール振動又は回転変動に対する
本振動抑制機構の優れた制振特性が発揮される。なお、
アイドル時にエンジン100のロール振動が問題となる
のは、オートマチックトランスミッション(A/T)車
のNレンジ時や、マニュアルトランスミッション(M/
T)車の補機駆動負荷等が少ない低負荷時である。一
方、アイドル時に回転変動が問題となるのは、A/T車
のDレンジ時や、M/T車の補機駆動負荷等が大きい高
負荷時である。With such a setting, the excellent vibration damping characteristics of the vibration suppressing mechanism against the roll vibration or the rotation fluctuation of the engine 100 at the time of idling can be exhibited. In addition,
The problem of the roll vibration of the engine 100 at the time of idling is that the automatic transmission (A / T) is in the N range of a car or the manual transmission (M /
T) A low load state where the driving load of the auxiliary equipment of the car is small. On the other hand, the rotation fluctuation becomes a problem at the time of idling at the time of the D range of the A / T vehicle or at the time of the high load at which the auxiliary equipment driving load of the M / T vehicle is large.
【0030】以上に説明したように、2つの渦巻バネ3
4及び35に初期変位θを与えたことには、次のような
利点がある。まず、静止状態では、スリットS1又はS
2の幅が広くてスリット壁面とバネ端部との間に寸法的
な開きがあったとしても、これらの渦巻バネにはプリロ
ードが働いているので、ガタツキを抑えることができ
る。As described above, the two spiral springs 3
Giving the initial displacement θ to 4 and 35 has the following advantages. First, in the stationary state, the slit S1 or S1
Even if the width of 2 is large and there is a dimensional gap between the slit wall surface and the end of the spring, rattling can be suppressed because the preload acts on these spiral springs.
【0031】そして、共振発生時では、内周部31と外
周部33との間で最大片振幅(片振幅=振幅/2)θ0
の相対角変位が生じる。これに対して本実施形態では、
渦巻バネ34及び35の初期変位θが、いずれも上記θ
0より大きく設定されている。従って、共振発生時にお
いていずれの渦巻バネの発生トルクも0となることがな
く、共振下での最大角変位時にもバネ端部をスリット壁
面に押し付けようとする荷重が保たれ、打音発生を防ぐ
ことができる。When resonance occurs, the maximum half-amplitude (half-amplitude = amplitude / 2) θ0 between the inner peripheral portion 31 and the outer peripheral portion 33 is obtained.
Relative angular displacement occurs. On the other hand, in the present embodiment,
The initial displacement θ of the spiral springs 34 and 35 is the above θ
It is set larger than 0. Therefore, the torque generated by any of the spiral springs does not become zero at the time of occurrence of resonance, and the load for pushing the spring end against the slit wall surface is maintained even at the time of the maximum angular displacement under resonance, so that a tapping sound is generated. Can be prevented.
【0032】図6は、共振発生時におけるエンジン放射
騒音を、本実施形態によるものと従来のものとを比較し
て示している。このように、本実施形態によれば、広い
周波数帯域で騒音が低減されていることが分かる。な
お、反共振下では、共振の場合と比べて内周部31と外
周部33との相対角変位が小さいので、以上のような設
計により反共振発生時も含めた全運転領域に渡って打音
発生を防ぐことができる。FIG. 6 shows the engine radiation noise at the time of occurrence of resonance, comparing the engine according to the present embodiment with the conventional one. As described above, according to the present embodiment, it can be seen that the noise is reduced in a wide frequency band. Under anti-resonance, the relative angular displacement between the inner peripheral portion 31 and the outer peripheral portion 33 is smaller than in the case of resonance. Sound generation can be prevented.
【0033】次に本発明の第2の実施形態について説明
する。図7は、本実施形態に係るオルタネータの動力変
換部の構造を部分的に示す断面図であり、第1の実施形
態における図3に対応する。第1の実施形態におけるも
のと同じ構成要素には同一符号を付し、ここでの説明を
省略する。まず、特徴的な構成として、本実施形態で
は、弾性体として1つの二重渦巻バネ41が使用され
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view partially showing the structure of the power conversion unit of the alternator according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 3 in the first embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. First, as a characteristic configuration, in the present embodiment, one double spiral spring 41 is used as an elastic body.
【0034】この二重渦巻きバネ41は、略円形断面又
は略矩形断面の一本のバネ材料(線材若しくは板材)
を、中央部に所定長さの直線部41aを残して、該直線
部の両端からそれぞれ同方向に螺旋状に成形していくこ
とにより、相互に平面的に重なり合う2つバネ部41
b,41cを設けたものである。また、各バネ部の端部
を渦の巻き方向とは反対方向に反り返らせて、湾曲部4
1d,41eが設けられている。The double spiral spring 41 is a single spring material (wire or plate) having a substantially circular cross section or a substantially rectangular cross section.
Is formed in a spiral shape in the same direction from both ends of the straight portion, leaving a straight portion 41a of a predetermined length at the center, thereby forming two spring portions 41 overlapping each other in a plane.
b, 41c. In addition, the end of each spring portion is warped in the direction opposite to the spiral direction, so that the curved portion 4 is formed.
1d and 41e are provided.
【0035】このような二重渦巻バネ41が、中央の直
線部41aがオルタネータの駆動軸11及びオルタネー
タプーリの内周部31に形成されたスリットS1に挿入
されるとともに、湾曲部41d及び41eがオルタネー
タプーリの外周部33において軸対象に形成されたスリ
ットS2,S2に挿入されている。ここでも、二重渦巻
バネの湾曲部41d,41eは、自然状態において対応
のスリットS2の位置から駆動軸11を中心として反対
方向にθの角度だけずれた位置(41’)にあるので、
そこからスリット位置までの初期変位θが与えられる。
各初期変位θは、同じ大きさであるが逆向きであるの
で、装着状態での2つのバネ部41b,41cは、同じ
大きさの初期トルクを反対方向に生じることになる。そ
して、二重渦巻バネ41は、一体のバネ材料から作成さ
れたもので、各バネ部のバネ定数は等しいから、装着状
態においてこれらのバネ部が生じる初期トルクは、釣り
合っている。In such a double spiral spring 41, the central straight portion 41a is inserted into the drive shaft 11 of the alternator and the slit S1 formed in the inner peripheral portion 31 of the alternator pulley, and the curved portions 41d and 41e are formed. The outer peripheral portion 33 of the alternator pulley is inserted into slits S2 and S2 formed axially symmetrically. Also in this case, the curved portions 41d and 41e of the double spiral spring are at positions (41 ') which are shifted from the corresponding slit S2 in the natural state by an angle θ in the opposite direction about the drive shaft 11 in the natural state.
An initial displacement θ from there to the slit position is given.
The initial displacements θ have the same magnitude but opposite directions, so that the two spring portions 41b and 41c in the mounted state generate initial torques of the same magnitude in opposite directions. The double spiral spring 41 is made of an integral spring material. Since the spring constants of the spring portions are equal, the initial torque generated by these spring portions in the mounted state is balanced.
【0036】このような構成を採用したことにより、第
1の実施形態におけると同様に運転領域全体に渡ってガ
タツキを防ぎつつ、機関振動を抑制することができる。
また、本実施形態にあっては、一対の弾性要素が1つの
二重渦巻バネ41の各バネ部により構成されるので、部
品点数を削減し、オルタネータプーリの全長(前後方向
寸法)を低減することも可能となる。By adopting such a configuration, the engine vibration can be suppressed while preventing rattling over the entire operation range, as in the first embodiment.
Further, in the present embodiment, since the pair of elastic elements is constituted by the respective spring portions of one double spiral spring 41, the number of components is reduced, and the overall length (dimension in the front-rear direction) of the alternator pulley is reduced. It is also possible.
【0037】以上の説明では、弾性要素の初期変位θを
共振発生時における片振幅θ0に合わせて、これより大
きく設定する例を示した。しかしながら、本発明はこれ
に限らず、初期変位θを適宜に設定することが可能であ
る。例えば、初期変位θは、反共振発生時における片振
幅θ1に合わせて設定してもよい(θ>θ1)。In the above description, an example has been shown in which the initial displacement θ of the elastic element is set to be larger than this in accordance with the half amplitude θ0 at the time of resonance. However, the present invention is not limited to this, and the initial displacement θ can be set appropriately. For example, the initial displacement θ may be set according to the half amplitude θ1 at the time of occurrence of anti-resonance (θ> θ1).
【0038】このような設定によれば、最も発生頻度の
高い反共振下でガタツキを防ぐことができる。なお、こ
の場合には共振発生時に打音が発生する可能性がある
が、実際の運転では、大抵、共振の発生は一瞬であるの
で、このことはそれ程問題とならない。むしろ、初期変
位θが比較的小さくなることでバネ装着時の応力が緩和
され、耐久性の面で余裕ができることの利点が大きい。According to such a setting, rattling can be prevented under anti-resonance, which occurs most frequently. In this case, a tapping sound may be generated at the time of occurrence of resonance. However, in actual operation, the occurrence of resonance is almost instantaneous, so this is not a serious problem. Rather, since the initial displacement θ is relatively small, the stress at the time of mounting the spring is relieved, and there is a great advantage that a margin can be provided in terms of durability.
【図1】本発明の一実施形態に係る内燃機関の振動抑制
機構の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a vibration suppression mechanism of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】同上内燃機関が備えるオルタネータのプーリ及
びその取付構造の断面図FIG. 2 is a sectional view of an alternator pulley provided in the internal combustion engine and a mounting structure thereof.
【図3】図2のA−A断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図4】弾性要素装着状態の一例を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing an example of an elastic element mounted state.
【図5】本発明に係る内燃機関の振動抑制機構による効
果の一例を示す図FIG. 5 is a diagram showing an example of the effect of the vibration suppression mechanism of the internal combustion engine according to the present invention.
【図6】本発明による騒音低減効果の一例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of a noise reduction effect according to the present invention.
【図7】弾性要素装着状態の他の例を示す断面図FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of an elastic element mounted state.
【符号の説明】 1…オルタネータ 11…駆動軸 3…オルタネータプーリ 31…プーリ内周部 32…ベアリング 33…プーリ外周部 34,35…渦巻バネ 41…二重渦巻バネ 5…補機駆動ベルト 7…クランクプーリ 10…フライホイール 100…エンジン S1、S2…スリット[Description of Signs] 1 ... Alternator 11 ... Drive shaft 3 ... Alternator pulley 31 ... Pulley inner circumference 32 ... Bearing 33 ... Pulley outer circumference 34, 35 ... Spiral spring 41 ... Double spiral spring 5 ... Auxiliary drive belt 7 ... Crank pulley 10 ... Flywheel 100 ... Engine S1, S2 ... Slit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅原 康之 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 ▲高▼橋 直樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3G093 AA16 BA32 BA33 CA08 DA01 DB26 EA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuyuki Asahara 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside Nissan Motor Co., Ltd. In-house F term (reference) 3G093 AA16 BA32 BA33 CA08 DA01 DB26 EA03
Claims (9)
ら回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構において弾性体
を介在させて該駆動力伝達機構の従動側に結合された副
質量慣性体を含んで振動系を形成し、機関運転に伴う所
定の加振入力に対して該振動系の反共振を発生させて振
動を抑制する内燃機関の振動抑制機構であって、 前記弾性体は、それぞれに初期変位を与えて装着されて
前記駆動力伝達機構において回転要素相互を接続する一
対の弾性要素を含んで構成され、 一方の弾性要素は、各回転要素に対して他方の弾性要素
とは反対方向の初期トルクを生じることを特徴とする内
燃機関の振動抑制機構。1. A driving force transmitting mechanism for transmitting a rotational driving force from a crankshaft coupled to a flywheel, including a secondary mass inertia member coupled to a driven side of the driving force transmitting mechanism via an elastic body. A vibration suppression mechanism for an internal combustion engine that forms a vibration system and suppresses vibration by generating anti-resonance of the vibration system with respect to a predetermined vibration input accompanying engine operation, wherein the elastic bodies each have an initial state. The driving force transmission mechanism is configured to include a pair of elastic elements that are attached by applying a displacement and connect the rotating elements to each other. One elastic element has a direction opposite to that of the other elastic element with respect to each rotating element. A vibration suppression mechanism for an internal combustion engine, which generates an initial torque.
回転要素を接続することを特徴とする請求項1に記載の
内燃機関の振動抑制機構。2. The vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said pair of elastic elements connect concentrically arranged rotating elements.
であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の振
動抑制機構。3. The vibration suppressing mechanism for an internal combustion engine according to claim 2, wherein said pair of elastic elements are a pair of torsion springs.
装着された略同一形状の2つの渦巻バネにより構成され
ることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の振動抑
制機構。4. The vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said pair of elastic elements are constituted by two spiral springs having substantially the same shape and mounted one by one.
に向けてそれぞれ同方向にかつ螺旋状に延伸して各側が
交互に重なり合う、一体の二重渦巻バネにより構成され
ることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の振動抑
制機構。5. The pair of elastic elements are constituted by an integral double spiral spring, which extends in the same direction and helically from the central portion to each end portion in the same direction and alternately overlaps on each side. The mechanism for suppressing vibration of an internal combustion engine according to claim 3, wherein:
発生時における前記回転要素間の相対角変位の片振幅よ
り大きいことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1つ
に記載の内燃機関の振動抑制機構。6. The apparatus according to claim 3, wherein each initial displacement of said pair of elastic elements is larger than one amplitude of a relative angular displacement between said rotating elements at the time of occurrence of resonance. Vibration suppression mechanism of internal combustion engine.
振発生時における前記回転要素間の相対角変位の片振幅
より大きいことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1
つに記載の内燃機関の振動抑制機構。7. The method according to claim 3, wherein each initial displacement of said pair of elastic elements is larger than one amplitude of a relative angular displacement between said rotating elements when anti-resonance occurs.
The vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects.
動軸と、前記クランク軸から回転駆動力が伝達される伝
動車との間を接続することを特徴とする請求項1〜7の
いずれか1つに記載の内燃機関の振動抑制機構。8. The apparatus according to claim 1, wherein said pair of elastic elements connect between a drive shaft of an alternator and a transmission vehicle to which rotational driving force is transmitted from said crankshaft. A vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to one of the above aspects.
方に対して着脱可能であることを特徴とする請求項1〜
8のいずれか1つに記載の内燃機関の振動抑制機構。9. The apparatus according to claim 1, wherein said pair of elastic elements are detachable from both of said rotating elements.
8. The vibration suppression mechanism for an internal combustion engine according to any one of 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001126038A JP2002317647A (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Vibration restraining mechanism for internal combustion engine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1959159A3 (en) * | 2007-02-16 | 2008-12-10 | Muhr und Bender KG | Drive disc with oscillation dampeners |
US20080312015A1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-18 | Michael Schebitz | Torsional vibration damper or decoupler with wound wire springs in a drive pulley |
EP2146111A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-20 | Carl Freudenberg KG | Torsionally flexible clutch device |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001126038A patent/JP2002317647A/en active Pending
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