JP2020153458A - Fly wheel - Google Patents

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紳一郎 小林
Shinichiro Kobayashi
紳一郎 小林
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Abstract

To inhibit whirl vibration of a fly wheel effectively.SOLUTION: A fly wheel 70 provided at a crank shaft 30 includes: a fly wheel body part 71 which is formed into a disc shape having a predetermined mass and has a through hole 79 into which the crank shaft 30 is inserted in an axial direction; and a connection mechanism 72 which connects the fly wheel body part 71 to a rear end part of the crank shaft 30 in a manner that the fly wheel body part 71 can swing around a shaft 74 perpendicular to the axial direction of the shaft 30 and includes a spring 76 which can elastically deform to absorb at least radial force transmitted from the crank shaft 30 to the fly wheel body part 71.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、フライホイールに関し、特に、エンジンのクランクシャフトに設けられるフライホイールに関する。 The present disclosure relates to a flywheel, particularly to a flywheel provided on the crankshaft of an engine.

一般に、エンジンのクランクシャフトの端部には、クランクシャフトの回転を慣性力によって安定化させるフライホイールが設けられる場合がある。 In general, a flywheel may be provided at the end of the crankshaft of an engine to stabilize the rotation of the crankshaft by inertial force.

エンジンが駆動する間、クランクシャフトには、各気筒での爆発力による直線運動を変換して得られる回転方向の力や、クランクピンを回転軸心側に押圧する径方向の力、フライホイールのホワール振動(フライホイールが軸方向に対して直交する面から傾く方向に振動しながら回転する状態:以下、面振れ振動という)を起因とした曲げ応力が作用する。これら径方向の力や面振れ振動を起因とした大きな曲げ応力がクランクシャフトに作用すると、クランクシャフトの寿命に影響を与えたり、クランクシャフトを支持している軸受に損傷を与えたり、或は、曲げ応力の反力がシリンダブロック等に伝達されることで、騒音等を引き起こしたりする課題がある。 While the engine is running, the crankshaft has a rotational force obtained by converting the linear motion due to the explosive force of each cylinder, a radial force that presses the crankpin toward the center of rotation, and a flywheel. Bending stress due to whirl vibration (a state in which the flywheel rotates while vibrating in a direction tilted from a plane orthogonal to the axial direction: hereinafter referred to as surface runout vibration) acts. When a large bending stress caused by these radial forces and surface runout vibrations acts on the crankshaft, it affects the life of the crankshaft, damages the bearings supporting the crankshaft, or There is a problem that the reaction force of the bending stress is transmitted to the cylinder block or the like, causing noise or the like.

例えば、特許文献1には、フライホイールに最も近いクランクウェブ及びカウンタウェイトに一対のマスを設け、クランクシャフトの終端に作用する曲げ応力を低減することにより、フライホイールの面振れ振動を減衰するようにした技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a pair of masses are provided on the crank web and the counterweight closest to the flywheel to reduce the bending stress acting on the end of the crankshaft so as to damp the surface runout vibration of the flywheel. The technology is disclosed.

また、特許文献2には、フライホイール本体の側面に周方向に凹溝を設けると共に、該凹溝内にバネ部材を介してダンパー質量を収容し、該ダンパー質量の移動により、フライホイールの面振れ振動を減衰するようにした技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2, a concave groove is provided on the side surface of the flywheel main body in the circumferential direction, and the damper mass is accommodated in the concave groove via a spring member, and the surface of the flywheel is moved by the movement of the damper mass. A technique for attenuating runout vibration is disclosed.

特開平3−244847号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-244847 特開平4−15336号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-15336

ところで、上記特許文献1記載の構造では、クランクウェブ及びカウンタウェイトにマスをそれぞれ設けている。このため、クランク室の容積が必然的に大きくなることで、シリンダブロックやクランクケース等を含めたエンジン本体部の大型化を招く可能性がある。 By the way, in the structure described in Patent Document 1, masses are provided on the crank web and the counter weight, respectively. For this reason, the volume of the crankcase is inevitably large, which may lead to an increase in the size of the engine body including the cylinder block and the crankcase.

また、上記特許文献2記載の構造では、ダンパー質量の移動に伴い、ダンパー質量が凹溝の内周面等と干渉する可能性がある。このため、ダンパー質量の移動が規制されることで、減衰効果を十分に得られない可能性がある。 Further, in the structure described in Patent Document 2, the damper mass may interfere with the inner peripheral surface of the concave groove or the like as the damper mass moves. Therefore, the movement of the damper mass is restricted, so that the damping effect may not be sufficiently obtained.

本開示の技術は、フライホイールの面振れ振動を効果的に抑制することを目的とする。 The technique of the present disclosure aims to effectively suppress the surface vibration of the flywheel.

本開示の技術は、シャフトに設けられるフライホイールであって、所定の質量を有する円盤状に形成されると共に、前記シャフトを軸方向に挿通させて該シャフトの端部を突出させる貫通孔を有するフライホイール本体部と、前記フライホイール本体部を、前記シャフトの前記貫通孔から突出する前記端部に、前記シャフトの軸方向と直交する軸を中心に揺動可能に連結すると共に、前記シャフトから前記フライホイール本体部に伝達される少なくとも径方向の力を弾性変形することにより吸収可能な弾性部材を有する連結機構と、を備えることを特徴とする。 The technique of the present disclosure is a flywheel provided on a shaft, which is formed in a disk shape having a predetermined mass and has a through hole through which the shaft is inserted in the axial direction to project an end portion of the shaft. The flywheel body and the flywheel body are oscillatingly connected to the end of the shaft protruding from the through hole about an axis orthogonal to the axial direction of the shaft, and from the shaft. It is characterized by including a connecting mechanism having an elastic member that can absorb at least a radial force transmitted to the flywheel main body by elastically deforming.

また、前記シャフトが複数の気筒を有するエンジンのクランクシャフトであり、前記複数の気筒のうち、前記フライホイール本体部に最も近い気筒のピストンが上死点に位置する状態で、当該気筒の筒軸方向に対して前記連結機構の前記軸が前記クランクシャフトの軸方向視で直交するように設けられていることが好ましい。 Further, the shaft is a crankshaft of an engine having a plurality of cylinders, and the cylinder shaft of the cylinder is in a state where the piston of the cylinder closest to the flywheel main body is located at the top dead center among the plurality of cylinders. It is preferable that the shaft of the connecting mechanism is provided so as to be orthogonal to the direction in the axial direction of the crankshaft.

また、前記シャフトは、前記貫通孔に対して前記端部とは反対側に段付き部を有しており、前記連結機構は、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させた前記軸としてのピン部材と、該ピン部材を前記シャフトの前記端部に支持するピンボス部と、前記フライホイール本体部の前記シャフトが突出する側の一側面に前記ピン部材を回転可能に軸支する一対のアーム部を有するヨーク部と、を備えており、前記弾性部材は、前記フライホイール本体部の前記一側面とは反対側の他側面と、前記シャフトの前記段付き部との間に介装されたスプリングで形成されていることが好ましい。 Further, the shaft has a stepped portion on the side opposite to the end portion with respect to the through hole, and the connecting mechanism serves as the shaft whose axis is orthogonal to the axial direction of the shaft. Pin member, a pin boss portion that supports the pin member at the end portion of the shaft, and a pair of rotatably supporting the pin member on one side surface of the flywheel main body portion on the side where the shaft protrudes. A yoke portion having an arm portion is provided, and the elastic member is interposed between the other side surface of the flywheel main body portion opposite to the one side surface and the stepped portion of the shaft. It is preferably formed of a flywheel.

また、前記シャフトは、前記貫通孔に対して前記端部とは反対側に段付き部を有しており、前記連結機構は、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させた前記軸としての第1軸及び、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させると共に、前記第1軸と直交する第2軸を有するスパイダと、前記シャフトの前記端部に前記第1軸を回転可能に軸支する一対のアーム部を有する第1ヨーク部と、前記フライホイール本体部の前記シャフトが突出する側の一側面に前記第2軸を回転可能に軸支する一対のアーム部を有する第2ヨーク部と、を備えており、前記弾性部材は、前記フライホイール本体部の前記一側面とは反対側の他側面と、前記シャフトの前記段付き部との間に介装されたスプリングで形成されていることが好ましい。 Further, the shaft has a stepped portion on the side opposite to the end portion with respect to the through hole, and the connecting mechanism serves as the shaft whose axis is orthogonal to the axial direction of the shaft. The first axis and its axis are orthogonal to the axial direction of the shaft, and the spider having the second axis orthogonal to the first axis and the first axis can be rotated at the end of the shaft. A second yoke portion having a pair of shaft-supporting arm portions and a second arm portion having a pair of arm portions that rotatably support the second shaft on one side surface of the fly wheel main body on the protruding side of the shaft. A yoke portion is provided, and the elastic member is formed by a spring interposed between the other side surface of the fly wheel main body portion opposite to the one side surface and the stepped portion of the shaft. It is preferable that it is.

本開示の技術によれば、フライホイールの面振れ振動を効果的に抑制することがきる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to effectively suppress the surface vibration of the flywheel.

第一実施形態に係るフライホイールを備えるエンジンの模式的な部分断面図である。It is a schematic partial sectional view of the engine provided with the flywheel which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係るフライホイールを示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the flywheel which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係るフライホイールの変形例を示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification of the flywheel which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係るフライホイールの変形例を示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification of the flywheel which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係るフライホイールの作用効果を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the action effect of the flywheel which concerns on 1st Embodiment. 第二実施形態に係るフライホイールを示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the flywheel which concerns on 2nd Embodiment. 第二実施形態に係るフライホイールの変形例を示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification of the flywheel which concerns on 2nd Embodiment. 他の実施形態に係るフライホイールを示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the flywheel which concerns on another embodiment. 他の実施形態に係るフライホイールを示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the flywheel which concerns on another embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るフライホイールについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, the flywheel according to the present embodiment will be described with reference to the attached drawings. The same parts have the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed explanations about them will not be repeated.

[第一実施形態]
図1は、第一実施形態に係るフライホイール70を備えるエンジン10の模式的な部分断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the engine 10 including the flywheel 70 according to the first embodiment.

図1に示すように、エンジン10は、例えば、直列4気筒エンジンであって、上側から順に、ヘッドカバー12、シリンダヘッド13、シリンダブロック14、クランクケース15及び、オイルパン16を有するエンジン本体部11を備えている。なお、エンジン10は、図示例の直列4気筒に限定されず、4気筒以外の直列多気筒、V型多気筒、水平対向多気筒、或いは、単気筒エンジンであってもよい。 As shown in FIG. 1, the engine 10 is, for example, an in-line 4-cylinder engine, and the engine main body 11 having a head cover 12, a cylinder head 13, a cylinder block 14, a crankcase 15, and an oil pan 16 in this order from the upper side. It has. The engine 10 is not limited to the in-line 4-cylinder engine shown in the illustrated example, and may be an in-line multi-cylinder engine other than the 4-cylinder engine, a V-type multi-cylinder engine, a horizontally opposed multi-cylinder engine, or a single-cylinder engine.

シリンダブロック14には、複数の気筒C1〜C4が設けられている。また、各気筒C1〜C4には、ピストンP1〜P4がそれぞれ往復移動可能に収容されている。ピストンP1〜P4には、ピストンピン21を介してコネクティングロッド22の小端部が揺動自在に連結されている。ピストンP1〜P4の頂面と、気筒C1〜C4の内周面と、シリンダヘッド13の下面とにより燃焼室が区画形成されている。 The cylinder block 14 is provided with a plurality of cylinders C1 to C4. Further, pistons P1 to P4 are housed in the cylinders C1 to C4 so as to be reciprocally movable. A small end portion of the connecting rod 22 is swingably connected to the pistons P1 to P4 via a piston pin 21. The combustion chamber is partitioned by the top surfaces of the pistons P1 to P4, the inner peripheral surfaces of the cylinders C1 to C4, and the lower surface of the cylinder head 13.

シリンダヘッド13には、燃焼室内に燃料を直噴するインジェクタJ1〜J4がそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド13には、燃焼室に新気を導入する不図示の吸気ポートや、燃焼室から排気を導出する不図示の排気ポートが設けられている。なお、エンジン10は、図示例の直噴式エンジンに限定されず、予混合式エンジンであってもよい。 The cylinder head 13 is provided with injectors J1 to J4 for directly injecting fuel into the combustion chamber. Further, the cylinder head 13 is provided with an intake port (not shown) for introducing fresh air into the combustion chamber and an exhaust port (not shown) for drawing exhaust gas from the combustion chamber. The engine 10 is not limited to the direct injection engine shown in the illustrated example, and may be a premixed engine.

エンジン10は、シリンダブロック14とクランクケース15との間に回転可能に支持されたクランクシャフト30を備えている。 The engine 10 includes a crankshaft 30 rotatably supported between the cylinder block 14 and the crankcase 15.

より詳しくは、クランクシャフト30は、コネクティングロッド22がそれぞれ揺動自在に連結された複数のクランクピン31と、シリンダブロック14とクランクケース15との間に不図示の軸受等を介して支持されたクランクジャーナル32と、各クランクピン31と各クランクジャーナル32とを接続する複数のクランクウェブ33と、クランクウェブ33に対して、クランクシャフト30の回転軸心を挟んで対向する複数のカウンタウェイト34とを備えている。 More specifically, the crankshaft 30 is supported by a plurality of crankpins 31 to which connecting rods 22 are swingably connected to each other, and a bearing or the like (not shown) between the cylinder block 14 and the crankcase 15. A crank journal 32, a plurality of crank webs 33 connecting each crank pin 31 and each crank journal 32, and a plurality of counter weights 34 facing the crank web 33 with the rotation axis of the crankshaft 30 interposed therebetween. Is equipped with.

ピストンP1〜P4が燃焼室内の爆発力によりシリンダC1〜C4内を往復運動すると、この往復運動がコネクティングロッド22からクランクピン31に伝達されて回転運動に変換され、クランクシャフト30がクランクジャーナル32を軸心に回転するようになっている。 When the pistons P1 to P4 reciprocate in the cylinders C1 to C4 due to the explosive force in the combustion chamber, this reciprocating motion is transmitted from the connecting rod 22 to the crank pin 31 and converted into a rotary motion, and the crankshaft 30 moves the crank journal 32. It is designed to rotate around the axis.

クランクシャフト30の終端部35(端部)には、クランクシャフト30の回転を慣性力によって安定化させつつ、クランクシャフト30の回転力を不図示の変速機等に伝達するクラッチ装置の一部として機能するフライホイール70が設けられている。なお、フライホイール70は、クラッチ装置以外の他の装置を構成するものでもよく、或は、単体として設けられてもよい。 The end portion 35 (end portion) of the crankshaft 30 is used as a part of a clutch device that transmits the rotational force of the crankshaft 30 to a transmission or the like (not shown) while stabilizing the rotation of the crankshaft 30 by an inertial force. A functioning flywheel 70 is provided. The flywheel 70 may constitute a device other than the clutch device, or may be provided as a single unit.

以下、第一実施形態に係るフライホイール70の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the flywheel 70 according to the first embodiment will be described.

図2は、第一実施形態に係るフライホイール70の模式的な断面図であって、(A)及び(B)は、それぞれクランクシャフトの回転角度が90度異なる状態を示している。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the flywheel 70 according to the first embodiment, and FIGS. 2A and 2B show states in which the rotation angles of the crankshafts differ by 90 degrees.

図2(A)、(B)に示すように、第一実施形態のフライホイール70は、所定の質量を有する略円盤状のフライホイール本体部71と、フライホイール本体部71の中心部を軸方向に貫通すると共に、クランクシャフト30の終端部35を挿通させる貫通孔79と、フライホイール本体部71をクランクシャフト30の終端部35のうち、貫通孔79よりも後方に突出する部位に揺動可能に連結する連結機構72とを備えている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the flywheel 70 of the first embodiment has a substantially disk-shaped flywheel main body 71 having a predetermined mass and a central portion of the flywheel main body 71 as axes. A through hole 79 through which the end portion 35 of the crankshaft 30 is inserted while penetrating in the direction, and a flywheel main body 71 swing to a portion of the end portion 35 of the crankshaft 30 that protrudes rearward from the through hole 79. It is provided with a connecting mechanism 72 for connecting as possible.

連結機構72は、ピンボス部73と、ピン部材74と、ヨーク部75と、弾性部材としてのスプリング76とを備えて構成されている。 The connecting mechanism 72 includes a pin boss portion 73, a pin member 74, a yoke portion 75, and a spring 76 as an elastic member.

ピンボス部73は、クランクシャフト30の終端部35の後端面からフライホイール本体部71とは反対側(後方)に向けて軸方向に所定の長さで突出して設けられている。ピン部材74は、その軸心をクランクシャフト30の軸方向(図1に示すクランクピン31の軸方向を含む)に直交させて配置されている。ピン部材74は、好ましくは、その軸方向の略中間位置をピンボス部73に支持されている。 The pin boss portion 73 is provided so as to project from the rear end surface of the terminal portion 35 of the crankshaft 30 toward the opposite side (rear) of the flywheel main body portion 71 with a predetermined length in the axial direction. The pin member 74 is arranged so that its axial center is orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30 (including the axial direction of the crankpin 31 shown in FIG. 1). The pin member 74 is preferably supported by a pin boss portion 73 at a substantially intermediate position in the axial direction thereof.

ヨーク部75は、フライホイール本体部71の後側面から後方に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部75A,75B(図2(B)参照)を備えている。これら一対のアーム部75A,75Bには、ピンボス部73から突出するピン部材74の両端部がそれぞれ回転可能に軸支されている。 The yoke portion 75 projects a pair of arm portions 75A and 75B (see FIG. 2B) that protrude rearward from the rear side surface of the flywheel main body portion 71 at a predetermined length in the axial direction and are separated from each other. I have. Both ends of the pin member 74 protruding from the pin boss portion 73 are rotatably supported on the pair of arm portions 75A and 75B, respectively.

すなわち、フライホイール本体部71が、貫通孔79から突出するクランクシャフト30の終端部35の後端面に、連結機構72を介して周方向に一体回転可能、且つ、クランクシャフト30の軸心と直交するピン部材74を中心に2方向へ揺動可能に連結されている。 That is, the flywheel main body 71 can rotate integrally with the rear end surface of the end portion 35 of the crankshaft 30 protruding from the through hole 79 in the circumferential direction via the connecting mechanism 72, and is orthogonal to the axis of the crankshaft 30. The pin member 74 is oscillatingly connected in two directions around the pin member 74.

なお、フライホイール本体部71がクラッチ装置の一部として機能する場合には、図3(A)に示すように、変速機入力シャフト100を軸支するパイロットベアリング110は、アーム部75A,75Bの突出端に設けられた円板部120に取り付ければよい。或いは、図3(B)に示すように、ピンボス部73の突出端に設けられた円板部130にパイロットベアリング110を取り付けてもよい。 When the flywheel main body 71 functions as a part of the clutch device, as shown in FIG. 3A, the pilot bearing 110 that pivotally supports the transmission input shaft 100 is the arm portions 75A and 75B. It may be attached to the disk portion 120 provided at the protruding end. Alternatively, as shown in FIG. 3B, the pilot bearing 110 may be attached to the disk portion 130 provided at the protruding end of the pin boss portion 73.

図2に戻り、スプリング76は、クランクシャフト30とフライホイール本体部71との間に設けられている。具体的には、クランクシャフト30の終端部35のうち、貫通孔79よりも前側の部位には、フライホイール本体部71の前側面と対向する後側面を有する段付き部36(又は、フランジ)が設けられている。スプリング76は、互いに対向する段付き部36の後側面と、フライホイール本体部71の前側面との間に圧縮状態で介装されている。 Returning to FIG. 2, the spring 76 is provided between the crankshaft 30 and the flywheel main body 71. Specifically, of the end portion 35 of the crankshaft 30, a stepped portion 36 (or flange) having a rear side surface facing the front side surface of the flywheel main body portion 71 at a portion on the front side of the through hole 79. Is provided. The spring 76 is interposed between the rear side surface of the stepped portion 36 facing each other and the front side surface of the flywheel main body portion 71 in a compressed state.

スプリング76は、好ましくは、フライホイール本体部71の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取るようにして取り付けられている。なお、スプリング76は、1個に限定されず、例えば、図4に示すように、複数個を周方向に所定のピッチで配置して構成してもよい。但し、この場合も、フライホイール本体部71の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取ることが望ましい。 The spring 76 is preferably attached so that the side surface of the flywheel body 71 is balanced so as to be orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30 in a stationary state. The number of springs 76 is not limited to one, and for example, as shown in FIG. 4, a plurality of springs 76 may be arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. However, also in this case, it is desirable to balance the side surface of the flywheel main body 71 so as to be orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30 in a stationary state.

本実施形態において、ピン部材74は、フライホイール70に最も近い気筒C4のピストンP4(図1参照)が圧縮上死点付近に位置する際に、その軸心(又は、ピン部材74を軸支するヨーク部75の各アーム部75A,75Bの対向方向)をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C4の筒軸方向(ピストンP4の往復移動方向)と略直交させるように設けられている。ここで、スプリング76の剛性は、ピストン側から加振される最も低い周波数よりも低い、クランクシャフト30の終端部35の曲げ固有振動となるような剛性で設定されることが望ましい。また、スプリング76は、回転時も常にクランクシャフト30及びフライホイール本体部71にテンションが伝達されるように、取り付け時初期荷重を与えることが望ましい。 In the present embodiment, the pin member 74 supports the axis (or the pin member 74) of the piston P4 (see FIG. 1) of the cylinder C4 closest to the flywheel 70 when it is located near the compression top dead center. The arm portions 75A and 75B of the yoke portion 75 are provided so as to be substantially orthogonal to the cylindrical axial direction of the cylinder C4 (reciprocating movement direction of the piston P4) in the axial direction of the crankshaft 30. Here, it is desirable that the rigidity of the spring 76 is set so as to be a bending natural vibration of the end portion 35 of the crankshaft 30, which is lower than the lowest frequency excited from the piston side. Further, it is desirable that the spring 76 applies an initial load at the time of mounting so that the tension is always transmitted to the crankshaft 30 and the flywheel main body 71 even during rotation.

以上のように構成された第一実施形態に係るフライホイール70の作用効果を図5に基づいて説明する。 The action and effect of the flywheel 70 according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

図5に示すように、フライホイール70に最も近い気筒C4のピストンP4が圧縮上死点付近に位置する状態で、気筒C4の爆発が行われると、コネクティングロッド22を介してクランクピン31に図中矢印Fで示す力が作用することで、クランクピン31及びクランクウェブ33には、クランクシャフト30を図中破線X1で示すように変形させる曲げ応力M1が作用する。また、クランクシャフト30の終端部35には、フライホイール本体部71を図中破線X2,3で示すように面振れ振動させようとする面振れ方向(略径方向)の力M2,3が作用する。 As shown in FIG. 5, when the cylinder C4 explodes in a state where the piston P4 of the cylinder C4 closest to the flywheel 70 is located near the compression top dead center, the crank pin 31 is shown via the connecting rod 22. When the force indicated by the middle arrow F acts, the bending stress M1 that deforms the crankshaft 30 as shown by the broken line X1 in the figure acts on the crankpin 31 and the crankweb 33. Further, on the end portion 35 of the crankshaft 30, forces M2 and 3 in the surface runout direction (substantially radial direction) for causing the flywheel main body portion 71 to runout and vibrate as shown by broken lines X2 and 3 in the figure act. To do.

本実施形態において、フライホイール70のフライホイール本体部71は、クランクシャフト30の終端部35の後端面に、クランクシャフト30(及び、クランクピン31)の軸方向と直交するピン部材74を含む連結機構72を介して揺動可能に連結され、さらに、クランクシャフト30の終端部35とフライホイール本体部71との間には、弾性変形可能なスプリング76が介装されている。 In the present embodiment, the flywheel body 71 of the flywheel 70 is connected to the rear end surface of the end 35 of the crankshaft 30 including a pin member 74 orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30 (and the crankpin 31). It is swingably connected via a mechanism 72, and an elastically deformable spring 76 is interposed between the terminal portion 35 of the crankshaft 30 and the flywheel main body portion 71.

すなわち、クランクシャフト30の終端部35からフライホイール本体部71に作用する面振れ方向の力M2及び、クランクシャフト30の終端部35からフライホイール本体部71に作用する面振れ方向の力M3に対して、スプリング76が適宜に弾性圧縮することにより、当該面振れ方向の力M2,3を効果的に吸収又は減衰できるように構成されている。 That is, with respect to the force M2 in the runout direction acting on the flywheel body 71 from the end 35 of the crankshaft 30, and the force M3 in the runout direction acting on the flywheel body 71 from the end 35 of the crankshaft 30. Therefore, the spring 76 is configured to be able to effectively absorb or dampen the forces M2 and 3 in the surface runout direction by appropriately elastically compressing the spring 76.

これにより、フライホイール本体部71の面振れ振動が確実に抑止され、さらには、面振れ振動等を起因としたクランクシャフト30の曲げ応力や振動も確実に低減されるようになり、クランクシャフト30の破損等(例えば、フライホイール70に最も近いクランクウェブ33とクランクジャーナル32との境界部位Aの破断や、クランクウェブ33とクランクピン31との境界部位Bの破断等)を効果的に抑制することが可能になる。また、フライホイール本体部71の面振れ振動が抑止されることで、当該振動を起因とした騒音等も効果的に低減することが可能になる。 As a result, the surface runout vibration of the flywheel main body 71 is surely suppressed, and further, the bending stress and vibration of the crankshaft 30 caused by the surface runout vibration and the like are surely reduced, and the crankshaft 30 is surely reduced. (For example, breakage of the boundary portion A between the crank web 33 and the crank journal 32 closest to the flywheel 70, breakage of the boundary portion B between the crank web 33 and the crank pin 31, etc.) can be effectively suppressed. Will be possible. Further, by suppressing the surface vibration of the flywheel main body 71, it is possible to effectively reduce the noise caused by the vibration.

また、連結機構72をエンジン10とフライホイール本体部71との間に配することなく、フライホイール本体部71よりも後方に配置したことで、フライホイール本体部71をエンジン10の後端に隣接させることが可能となり、エンジン10のクランク軸方向の全長を効果的に短縮することができる。 Further, by arranging the connecting mechanism 72 behind the flywheel main body 71 without arranging it between the engine 10 and the flywheel main body 71, the flywheel main body 71 is adjacent to the rear end of the engine 10. The total length of the engine 10 in the crankshaft direction can be effectively shortened.

[第二実施形態]
図6は、第二実施形態に係るフライホイール80を示す模式的な断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the flywheel 80 according to the second embodiment.

図6に示すように、第二実施形態のフライホイール80は、所定の質量を有する円盤状のフライホイール本体部81をクランクシャフト30の終端部35の後端面にユニバーサルジョイント82(連結機構の一例)を介して連結したものである。 As shown in FIG. 6, in the flywheel 80 of the second embodiment, a disk-shaped flywheel main body 81 having a predetermined mass is attached to the rear end surface of the terminal 35 of the crankshaft 30 with a universal joint 82 (an example of a connecting mechanism). ) Are connected.

具体的には、フライホイール本体部81には、第一実施形態と同様、クランクシャフト30の終端部35を挿通させる貫通孔89が設けられている。また、ユニバーサルジョイント82は、クランクシャフト30の終端部35の後端面からフライホイール本体部81とは反対側(後方)に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部83A,83B(図6(B)参照)を有する第1ヨーク部83と、互いに直交する第1軸84A及び、第2軸84B(図6(A)参照)を有するスパイダ84と、フライホイール本体部81の後側面から後方に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部85A,85Bを有する第2ヨーク85とを備えている。 Specifically, the flywheel main body 81 is provided with a through hole 89 through which the terminal 35 of the crankshaft 30 is inserted, as in the first embodiment. Further, the universal joint 82 projects from the rear end surface of the end portion 35 of the crankshaft 30 toward the opposite side (rear side) of the flywheel main body portion 81 by a predetermined length in the axial direction, and is separated from each other and faces each other. The first yoke portion 83 having the arm portions 83A and 83B (see FIG. 6 (B)), the spider 84 having the first axis 84A and the second axis 84B (see FIG. 6 (A)) orthogonal to each other, A second yoke 85 having a pair of arm portions 85A and 85B that protrude rearward from the rear side surface of the flywheel main body portion 81 by a predetermined length in the axial direction and are separated from each other and face each other is provided.

スパイダ84は、第1及び第2軸84A,84Bの各軸心を、クランクシャフト30の軸方向(図1に示すクランクピン31の軸方向を含む)と直交させて配置されている。第1ヨーク部83の各アーム部83A,83Bは、スパイダ84の第1軸84Aの両端をそれぞれ回転可能に軸支する。第2ヨーク部85の各アーム部85A,85Bは、スパイダ84の第2軸84Bの両端をそれぞれ回転可能に軸支する。 The spider 84 is arranged so that the axes of the first and second axes 84A and 84B are orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30 (including the axial direction of the crankpin 31 shown in FIG. 1). Each of the arm portions 83A and 83B of the first yoke portion 83 rotatably supports both ends of the first shaft 84A of the spider 84. Each of the arm portions 85A and 85B of the second yoke portion 85 rotatably supports both ends of the second shaft 84B of the spider 84.

すなわち、フライホイール本体部81が、ユニバーサルジョイント82を介してクランクシャフト30の終端部35の後端面に、周方向に一体回転可能、且つ、クランクシャフト30の軸心と直交する2本の第1及び第2軸84A,84Bを中心に4方向へ揺動可能に連結されている。 That is, the flywheel main body 81 can rotate integrally with the rear end surface of the end portion 35 of the crankshaft 30 via the universal joint 82 in the circumferential direction, and the two first wheels are orthogonal to the axis of the crankshaft 30. And the second shafts 84A and 84B are oscillatingly connected in four directions.

スプリング86は、第一実施形態と同様に、クランクシャフト30の段付き部36の後側面と、フライホイール本体部81の前側面との間に圧縮状態で介装されている。スプリング86は、好ましくは、フライホイール本体部81の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取るようにして取り付けられている。なお、スプリング86は、1個に限定されず、例えば、図7に示すように、複数個を周方向に所定のピッチで配置して構成してもよい。但し、この場合も、フライホイール本体部81の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取ることが望ましい。 Similar to the first embodiment, the spring 86 is interposed between the rear side surface of the stepped portion 36 of the crankshaft 30 and the front side surface of the flywheel main body portion 81 in a compressed state. The spring 86 is preferably attached so that the side surface of the flywheel main body 81 is in a stationary state and is balanced so as to be orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30. The number of springs 86 is not limited to one, and for example, as shown in FIG. 7, a plurality of springs 86 may be arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. However, also in this case, it is desirable to balance the side surface of the flywheel main body 81 so that it is orthogonal to the axial direction of the crankshaft 30 in a stationary state.

本実施形態において、スパイダ84は、フライホイール80に最も近い気筒C4のピストンP4が圧縮上死点付近に位置する際に、第1軸84Aの軸心(又は、第1軸84Aを軸支する第1ヨーク部83の各アーム部83A,83Bの対向方向)をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C4の筒軸方向に直交させると共に、フライホイール80に二番目に近い気筒C3のピストンP3(ピストンP4とは位相が約180度異なるピストン)が圧縮上死点付近に位置する際に、第2軸84Bの軸心をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C3の筒軸方向に直交させるように設けられている。ここで、スプリング86の剛性は、ピストン側から加振される最も低い周波数よりも低い、クランクシャフト30の終端部35の曲げ固有振動となるような剛性で設定されることが望ましい。また、スプリング86は、回転時も常にクランクシャフト30及びフライホイール本体部81にテンションが伝達されるように、取り付け時初期荷重を与えることが望ましい。 In the present embodiment, the spider 84 pivotally supports the axis of the first axis 84A (or the first axis 84A) when the piston P4 of the cylinder C4 closest to the fly wheel 80 is located near the compression top dead point. The arm portions 83A and 83B of the first yoke portion 83 (opposing directions) are orthogonal to the cylinder axial direction of the cylinder C4 in the axial view of the crankshaft 30, and the piston P3 of the cylinder C3 which is the second closest to the fly wheel 80 ( When the (piston whose phase is about 180 degrees different from that of the piston P4) is located near the compression top dead point, the axis of the second axis 84B should be orthogonal to the axial direction of the cylinder C3 in the axial view of the crankshaft 30. It is provided in. Here, it is desirable that the rigidity of the spring 86 is set so as to be a bending natural vibration of the end portion 35 of the crankshaft 30, which is lower than the lowest frequency excited from the piston side. Further, it is desirable that the spring 86 applies an initial load at the time of mounting so that the tension is always transmitted to the crankshaft 30 and the flywheel main body 81 even during rotation.

すなわち、ピストンP4が圧縮上死点付近に位置する状態で気筒C4の爆発が行われた際に、クランクシャフト30の終端部35からフライホイール本体部81に作用する面振れ方向の力及び、ピストンP3が圧縮上死点付近に位置する状態で気筒C3の爆発が行われた際に、クランクシャフト30の終端部35からフライホイール本体部81に作用する面振れ方向の力に対して、スプリング86が弾性変形することにより、当該面振れ方向の力を効果的に吸収又は減衰できるように構成されている。 That is, when the cylinder C4 explodes with the piston P4 located near the compression top dead center, the force acting on the flywheel main body 81 from the end portion 35 of the crankshaft 30 and the piston. When the cylinder C3 explodes while P3 is located near the compression top dead center, the spring 86 responds to the force acting on the flywheel body 81 from the end portion 35 of the crankshaft 30 in the surface runout direction. Is configured to be able to effectively absorb or dampen the force in the runout direction by elastically deforming.

これにより、フライホイール本体部81の面振れ振動が確実に抑止され、さらには、面振れ振動等を起因としたクランクシャフト30の曲げ応力や振動も確実に低減されるようになり、第一実施形態と同様、クランクシャフト30の破損等を効果的に抑制することが可能になる。また、フライホイール本体部81の面振れ振動が抑止されることで、当該振動を起因とした騒音等も効果的に低減することが可能になる。 As a result, the surface runout vibration of the flywheel main body 81 is surely suppressed, and further, the bending stress and vibration of the crankshaft 30 caused by the surface runout vibration and the like are surely reduced. Similar to the form, it is possible to effectively suppress damage to the crankshaft 30 and the like. Further, by suppressing the surface vibration of the flywheel main body 81, it is possible to effectively reduce the noise caused by the vibration.

[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
[Other]
It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present disclosure.

例えば、上記実施形態のスプリング76,86を、図8に示すように、弾性変形可能なメッシュ材90、或は、図9に示すように、弾性変形可能な板バネ91等の他の弾性部材に置き換えて構成してもよい。 For example, the springs 76 and 86 of the above embodiment are elastically deformable mesh material 90 as shown in FIG. 8, or elastically deformable leaf spring 91 and other elastic members as shown in FIG. It may be configured by replacing with.

また、本開示の適用範囲は、エンジン10のクランクシャフト30に限定されず、他の装置の回転系にも広く適用することが可能である。 Further, the scope of application of the present disclosure is not limited to the crankshaft 30 of the engine 10, and can be widely applied to the rotating system of other devices.

10 エンジン
11 エンジン本体部
12 ヘッドカバー
13 シリンダヘッド
14 シリンダブロック
15 クランクケース
16 オイルパン
C1〜C4 気筒
P1〜P4 ピストン
21 ピストンピン
22 コネクティングロッド
30 クランクシャフト
31 クランクピン
32 クランクジャーナル
33 クランクウェブ
34 カウンタウェイト
35 終端部(端部)
70 フライホイール
71 フライホイール本体部
72 連結機構
73 ピンボス部
74 ピン部材
75 ヨーク部
76 スプリング(弾性部材)
79 貫通孔
80 フライホイール
81 フライホイール本体部
82 ユニバーサルジョイント(連結機構)
83 第1ヨーク部
84 スパイダ
85 第2ヨーク部
86 スプリング(弾性部材)
89 貫通孔
10 Engine 11 Engine body 12 Head cover 13 Crankshaft 14 Crankcase block 15 Crankcase 16 Oil pan C1 to C4 Cylinder P1 to P4 Piston 21 Piston pin 22 Connecting rod 30 Crankshaft 31 Crankpin 32 Crankjour 33 Crankweb 34 Counterweight 35 End (end)
70 Flywheel 71 Flywheel body 72 Connecting mechanism 73 Pin boss 74 Pin member 75 Yoke 76 Spring (elastic member)
79 Through hole 80 Flywheel 81 Flywheel body 82 Universal joint (connecting mechanism)
83 1st yoke part 84 Spider 85 2nd yoke part 86 Spring (elastic member)
89 through hole

Claims (4)

シャフトに設けられるフライホイールであって、
所定の質量を有する円盤状に形成されると共に、前記シャフトを軸方向に挿通させて該シャフトの端部を突出させる貫通孔を有するフライホイール本体部と、
前記フライホイール本体部を、前記シャフトの前記貫通孔から突出する前記端部に、前記シャフトの軸方向と直交する軸を中心に揺動可能に連結すると共に、前記シャフトから前記フライホイール本体部に伝達される少なくとも径方向の力を弾性変形することにより吸収可能な弾性部材を有する連結機構と、を備える
ことを特徴とするフライホイール。
A flywheel installed on the shaft
A flywheel main body that is formed in a disk shape having a predetermined mass and has a through hole through which the shaft is inserted in the axial direction to project the end of the shaft.
The flywheel main body is oscillatingly connected to the end of the shaft protruding from the through hole about an axis orthogonal to the axial direction of the shaft, and from the shaft to the flywheel main body. A flywheel characterized by comprising a connecting mechanism having an elastic member that can absorb at least the transmitted radial force by elastically deforming.
前記シャフトが複数の気筒を有するエンジンのクランクシャフトであり、
前記複数の気筒のうち、前記フライホイール本体部に最も近い気筒のピストンが上死点に位置する状態で、当該気筒の筒軸方向に対して前記連結機構の前記軸が前記クランクシャフトの軸方向視で直交するように設けられている
請求項1に記載のフライホイール。
The shaft is a crankshaft of an engine having a plurality of cylinders.
Among the plurality of cylinders, the shaft of the connecting mechanism is in the axial direction of the crankshaft with respect to the cylinder axis direction of the cylinder in a state where the piston of the cylinder closest to the flywheel main body is located at the top dead center. The flywheel according to claim 1, which is provided so as to be orthogonal to each other visually.
前記シャフトは、前記貫通孔に対して前記端部とは反対側に段付き部を有しており、
前記連結機構は、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させた前記軸としてのピン部材と、該ピン部材を前記シャフトの前記端部に支持するピンボス部と、前記フライホイール本体部の前記シャフトが突出する側の一側面に前記ピン部材を回転可能に軸支する一対のアーム部を有するヨーク部と、を備えており、
前記弾性部材は、前記フライホイール本体部の前記一側面とは反対側の他側面と、前記シャフトの前記段付き部との間に介装されたスプリングで形成されている
請求項1又は2に記載のフライホイール。
The shaft has a stepped portion on the side opposite to the end portion with respect to the through hole.
The connecting mechanism includes a pin member as the shaft whose axial center is orthogonal to the axial direction of the shaft, a pin boss portion that supports the pin member at the end portion of the shaft, and the flywheel main body portion. A yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the pin member is provided on one side surface on the side on which the shaft protrudes.
The elastic member according to claim 1 or 2, wherein the elastic member is formed by a spring interposed between the other side surface of the flywheel main body portion opposite to the one side surface and the stepped portion of the shaft. The flywheel described.
前記シャフトは、前記貫通孔に対して前記端部とは反対側に段付き部を有しており、
前記連結機構は、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させた前記軸としての第1軸及び、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させると共に、前記第1軸と直交する第2軸を有するスパイダと、前記シャフトの前記端部に前記第1軸を回転可能に軸支する一対のアーム部を有する第1ヨーク部と、前記フライホイール本体部の前記シャフトが突出する側の一側面に前記第2軸を回転可能に軸支する一対のアーム部を有する第2ヨーク部と、を備えており、
前記弾性部材は、前記フライホイール本体部の前記一側面とは反対側の他側面と、前記シャフトの前記段付き部との間に介装されたスプリングで形成されている
請求項1又は2に記載のフライホイール。
The shaft has a stepped portion on the side opposite to the end portion with respect to the through hole.
The connecting mechanism has a first axis as the axis whose axis is orthogonal to the axial direction of the shaft, and a second axis whose axis is orthogonal to the axial direction of the shaft and orthogonal to the first axis. A spider having a shaft, a first yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the first shaft at the end portion of the shaft, and one of the fly wheel main body portions on the side on which the shaft protrudes. A second yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the second shaft is provided on a side surface thereof.
The elastic member according to claim 1 or 2, wherein the elastic member is formed by a spring interposed between the other side surface of the flywheel main body portion opposite to the one side surface and the stepped portion of the shaft. The flywheel described.
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