JP2023104167A - balancer device - Google Patents

balancer device Download PDF

Info

Publication number
JP2023104167A
JP2023104167A JP2022005001A JP2022005001A JP2023104167A JP 2023104167 A JP2023104167 A JP 2023104167A JP 2022005001 A JP2022005001 A JP 2022005001A JP 2022005001 A JP2022005001 A JP 2022005001A JP 2023104167 A JP2023104167 A JP 2023104167A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
balancer
crankshaft
rotation
shaft
balancer shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022005001A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆史 河内
Takashi Kawachi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2022005001A priority Critical patent/JP2023104167A/en
Publication of JP2023104167A publication Critical patent/JP2023104167A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

To provide a balancer device capable of suppressing rolling vibration in driving an engine at relatively low rotation and high load at least.SOLUTION: A balancer device 100 includes a crankshaft 10, a normal rotation balancer shaft 110 which is the only rotation shaft rotating with rotation of the crankshaft 10 and which rotates in a direction same with a rotation direction of the crankshaft 10 at a rotation speed twice as a rotation speed of the crankshaft 10, and a balancer weight 112 fixed to the normal rotation balancer shaft 110.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この開示は、バランサ装置に関する。 This disclosure relates to a balancer device.

従来、エンジンの駆動に起因する振動ないし騒音を低減させるバランサ装置が知られている。例えば、特開2007-46633号公報には、クランクシャフトと、クランクシャフトに連結されたピストンと、2本のバランサ軸と、各バランサ軸に固定されたバランス錘と、を備えるバランサ装置が開示されている。各バランサ軸は、クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で互いに逆方向に回転する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a balancer device for reducing vibration or noise caused by driving an engine. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-46633 discloses a balancer device including a crankshaft, a piston connected to the crankshaft, two balancer shafts, and a balance weight fixed to each balancer shaft. ing. Each balancer shaft rotates in opposite directions to each other at a rotational speed twice that of the crankshaft.

特開2007-46633号公報JP-A-2007-46633

4気筒エンジンでは、筒内の燃焼圧に起因するロールモーメントと、ピストン系の慣性力に起因するロールモーメントと、が互いに逆方向に作用している。筒内の燃焼圧に起因するロールモーメントは、高負荷時に影響が大きく、ピストン系の慣性力に起因するロールモーメントは、高回転時に影響が大きいことが知られている。通常、乗用車用のディーゼルエンジンでは、2000rpm~4000rpmでバランスし、最小値をもつことが多い。 In a four-cylinder engine, the roll moment caused by the combustion pressure in the cylinder and the roll moment caused by the inertial force of the piston system act in opposite directions. It is known that the roll moment caused by the combustion pressure in the cylinder has a large effect at high load, and the roll moment caused by the inertial force of the piston system has a large effect at high rotation. Diesel engines for passenger cars are usually balanced between 2000 rpm and 4000 rpm and often have a minimum value.

例えば、ハイブリッド車のエンジンでは、これまでとは異なり、低回転かつ高負荷での運転条件が多くなる傾向がある。このような条件下では、筒内の燃焼圧に起因するロールモーメントが支配的になるため、特に、エンジンが低回転かつ高負荷で駆動される際におけるローリング振動を低減することが望まれている。 For example, the engine of a hybrid vehicle tends to be operated under low rotation and high load conditions, unlike in the past. Under such conditions, the roll moment caused by the combustion pressure in the cylinder becomes dominant, so it is desired to reduce the rolling vibration, especially when the engine is driven at low speed and high load. .

本発明の目的は、少なくとも比較的低回転かつ高負荷でエンジンが駆動される際におけるローリング振動を抑制することが可能なバランサ装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a balancer device capable of suppressing rolling vibration at least when an engine is driven at relatively low speed and high load.

この開示の第1の局面に従ったバランサ装置は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転とともに回転する唯一の回転軸であって、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、前記正回転バランサ軸に固定されたバランサウェイトと、を備える。 A balancer device according to a first aspect of this disclosure comprises a crankshaft and a sole rotating shaft that rotates with the rotation of the crankshaft, wherein the rotational speed of the crankshaft is adjusted in the same direction as the direction of rotation of the crankshaft. and a balancer weight fixed to the positive rotation balancer shaft.

この開示の第2の局面に従ったバランサ装置は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、前記クランクシャフトの回転方向と逆方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する逆回転バランサ軸と、前記正回転バランサ軸に固定された正回転側バランサウェイトと、前記逆回転バランサ軸に固定された逆回転側バランサウェイトと、を備え、前記正回転側バランサウェイトの重量は、前記逆回転側バランサウェイトの重量よりも大きい。 A balancer device according to a second aspect of the present disclosure includes a crankshaft, a positive rotation balancer shaft that rotates in the same direction as the rotation direction of the crankshaft at twice the rotation speed of the crankshaft, and A counter-rotating balancer shaft that rotates in a direction opposite to the rotational direction of the crankshaft at a rotational speed twice the rotational speed of the crankshaft, a forward-rotating balancer weight fixed to the forward-rotating balancer shaft, and the reverse-rotating balancer. a reverse rotation balancer weight fixed to a shaft, wherein the weight of the forward rotation balancer weight is larger than the weight of the reverse rotation balancer weight.

この開示の第3の局面に従ったバランサ装置は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、前記クランクシャフトの回転方向と逆方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する逆回転バランサ軸と、前記正回転バランサ軸に固定された正回転側バランサウェイトと、前記逆回転バランサ軸に固定された逆回転側バランサウェイトと、前記正回転バランサ軸及び前記逆回転バランサ軸の双方が前記クランクシャフトとともに回転する2軸状態と、前記正回転バランサ軸のみが前記クランクシャフトとともに回転する1軸状態と、に切り替え可能な切替機構と、を備える。 A balancer device according to a third aspect of the present disclosure includes a crankshaft, a positive rotation balancer shaft that rotates in the same direction as the rotation direction of the crankshaft at twice the rotation speed of the crankshaft, and A counter-rotating balancer shaft that rotates in a direction opposite to the rotational direction of the crankshaft at a rotational speed twice the rotational speed of the crankshaft, a forward-rotating balancer weight fixed to the forward-rotating balancer shaft, and the reverse-rotating balancer. A two-shaft state in which both the counter-rotating balancer weight fixed to the shaft, the forward-rotating balancer shaft and the counter-rotating balancer shaft rotate together with the crankshaft, and only the forward-rotating balancer shaft rotates together with the crankshaft. and a switching mechanism capable of switching to and from the 1-axis state.

この開示によれば、少なくとも比較的低回転かつ高負荷でエンジンが駆動される際におけるローリング振動を抑制することが可能なバランサ装置を提供することができる。 According to this disclosure, it is possible to provide a balancer device capable of suppressing rolling vibration at least when the engine is driven at relatively low speed and high load.

本開示の第1実施形態におけるバランサ装置を含むエンジンを概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an engine including a balancer device according to a first embodiment of the present disclosure; FIG. 図1に示されるエンジンの一部の拡大斜視図である。2 is an enlarged perspective view of a portion of the engine shown in FIG. 1; FIG. 本開示の第2実施形態におけるバランサ装置の一部を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing part of a balancer device according to a second embodiment of the present disclosure; 図3に示されるバランサ装置における1軸状態を概略的に示す図である。4 is a diagram schematically showing a uniaxial state in the balancer device shown in FIG. 3; FIG. エンジンの回転数とトルクとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between engine speed and torque; 実施例及び比較例の構成を示す表である。4 is a table showing configurations of examples and comparative examples. エンジンの回転数と振動レベルとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between engine speed and vibration level.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are given the same numbers.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態のエンジンを概略的に示す平面図である。図2は、図1に示されるエンジンの一部の拡大斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view schematically showing an engine according to a first embodiment of the invention. FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion of the engine shown in FIG. 1; FIG.

図1及び図2に示されるように、エンジン1は、クランクシャフト10と、コンロッド20と、ピストン30と、シリンダ(図示略)と、バランサ装置100と、を備えている。本実施形態のエンジン1は、4気筒型である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the engine 1 includes a crankshaft 10, a connecting rod 20, a piston 30, a cylinder (not shown), and a balancer device 100. The engine 1 of this embodiment is of a four-cylinder type.

ピストン30は、コンロッド20を介してクランクシャフト10に接続されている。ピストン30は、シリンダ内を往復移動する。このピストン30の往復移動がコンロッド20を介してクランクシャフト10に伝達されることにより、クランクシャフト10が回転する。 Piston 30 is connected to crankshaft 10 via connecting rod 20 . The piston 30 reciprocates within the cylinder. The reciprocating movement of the piston 30 is transmitted to the crankshaft 10 via the connecting rod 20, thereby rotating the crankshaft 10. As shown in FIG.

バランサ装置100は、少なくとも、筒内の燃焼圧に起因するロールモーメントを低減させる機能を有している。バランサ装置100は、正回転バランサ軸110と、正回転側バランサウェイト112と、正回転側ギア114と、逆回転バランサ軸120と、逆回転側バランサウェイト122と、逆回転側ギア124と、連結部材130と、ハウジング140と、を備えている。 The balancer device 100 has at least the function of reducing the roll moment caused by the combustion pressure in the cylinder. The balancer device 100 is connected to a forward rotation balancer shaft 110, a forward rotation side balancer weight 112, a forward rotation side gear 114, a reverse rotation balancer shaft 120, a reverse rotation side balancer weight 122, and a reverse rotation side gear 124. A member 130 and a housing 140 are provided.

正回転バランサ軸110は、クランクシャフト10と一体的に回転する。図1及び図2に示されるように、正回転バランサ軸110は、クランクシャフト10の回転方向と同方向に回転するようにチェーン等の連結部材130によってクランクシャフト10と接続されている。正回転バランサ軸110は、クランクシャフト10の回転方向と同方向にクランクシャフト10の回転速度の2倍の回転速度で回転する。正回転バランサ軸110は、クランクシャフト10の下方に配置されている。 Forward rotation balancer shaft 110 rotates integrally with crankshaft 10 . As shown in FIGS. 1 and 2, forward rotation balancer shaft 110 is connected to crankshaft 10 by a connecting member 130 such as a chain so as to rotate in the same direction as crankshaft 10 rotates. The positive rotation balancer shaft 110 rotates in the same direction as the rotation of the crankshaft 10 at a rotational speed twice as high as the rotational speed of the crankshaft 10 . The positive rotation balancer shaft 110 is arranged below the crankshaft 10 .

正回転側バランサウェイト112は、正回転バランサ軸110に固定されている。本実施形態では、2つの正回転側バランサウェイト112が正回転バランサ軸110に固定されている。 The forward rotation balancer weight 112 is fixed to the forward rotation balancer shaft 110 . In this embodiment, two forward rotation balancer weights 112 are fixed to the forward rotation balancer shaft 110 .

正回転側ギア114は、正回転バランサ軸110に固定されている。 The forward rotation side gear 114 is fixed to the forward rotation balancer shaft 110 .

逆回転バランサ軸120は、正回転バランサ軸110と平行な姿勢でクランクシャフト10の下方に配置されている。逆回転バランサ軸120は、クランクシャフト10の回転方向と逆方向にクランクシャフト10の回転速度の2倍の回転速度で回転する。 The reverse rotation balancer shaft 120 is arranged below the crankshaft 10 in a posture parallel to the forward rotation balancer shaft 110 . The counter-rotating balancer shaft 120 rotates in a direction opposite to the rotational direction of the crankshaft 10 at a rotational speed twice as high as the rotational speed of the crankshaft 10 .

逆回転側バランサウェイト122は、逆回転バランサ軸120に固定されている。本実施形態では、2つの逆回転側バランサウェイト122が逆回転バランサ軸120に固定されている。各逆回転側バランサウェイト122の重量は、各正回転側バランサウェイト112の重量よりも小さい。換言すれば、各正回転側バランサウェイト112の重量は、各逆回転側バランサウェイト122の重量よりも大きい。 The reverse rotation side balancer weight 122 is fixed to the reverse rotation balancer shaft 120 . In this embodiment, two reverse rotation side balancer weights 122 are fixed to the reverse rotation balancer shaft 120 . The weight of each reverse rotation side balancer weight 122 is smaller than the weight of each forward rotation side balancer weight 112 . In other words, the weight of each forward rotation side balancer weight 112 is greater than the weight of each reverse rotation side balancer weight 122 .

逆回転側ギア124は、逆回転バランサ軸120のうち正回転側ギア114と対向する部位に固定されている。逆回転側ギア124は、正回転側ギア114と噛み合っている。このため、逆回転バランサ軸120は、正回転バランサ軸110の回転方向と逆方向に回転する。 The reverse rotation side gear 124 is fixed to a portion of the reverse rotation balancer shaft 120 that faces the forward rotation side gear 114 . The reverse rotation side gear 124 meshes with the forward rotation side gear 114 . Therefore, the reverse rotation balancer shaft 120 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the forward rotation balancer shaft 110 .

ハウジング140は、軸受け142を介して正回転バランサ軸110及び逆回転バランサ軸120を支持している。ハウジング140は、正回転バランサ軸110、正回転側バランサウェイト112、正回転側ギア114、逆回転バランサ軸120、逆回転側バランサウェイト122及び逆回転側ギア124を収容している。 Housing 140 supports forward rotation balancer shaft 110 and reverse rotation balancer shaft 120 via bearings 142 . The housing 140 accommodates the forward rotation balancer shaft 110 , the forward rotation side balancer weight 112 , the forward rotation side gear 114 , the reverse rotation balancer shaft 120 , the reverse rotation side balancer weight 122 and the reverse rotation side gear 124 .

以上に説明したように、本実施形態のバランサ装置100では、正回転側バランサウェイト112の重量が逆回転側バランサウェイト122の重量よりも大きいため、比較的低回転かつ高負荷でエンジン1が駆動される際におけるローリング振動及びそれに起因する騒音が低減される。 As described above, in the balancer device 100 of the present embodiment, the weight of the forward rotation side balancer weight 112 is larger than the weight of the reverse rotation side balancer weight 122, so that the engine 1 is driven at relatively low speed and high load. Rolling vibration and noise resulting therefrom are reduced.

なお、第1実施形態において、逆回転バランサ軸120、逆回転側バランサウェイト122及び逆回転側ギア124は、省略されてもよい。 In addition, in the first embodiment, the reverse rotation balancer shaft 120, the reverse rotation side balancer weight 122, and the reverse rotation side gear 124 may be omitted.

(第2実施形態)
次に、図3から図5を参照しながら、本発明の第2実施形態のバランサ装置100について説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第1実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は繰り返さない。
(Second embodiment)
Next, a balancer device 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. In addition, in the second embodiment, only parts different from the first embodiment will be described, and descriptions of the same structures, functions and effects as those of the first embodiment will not be repeated.

本実施形態では、バランサ装置100は、切替機構150と、制御部160と、をさらに備えている。 In this embodiment, the balancer device 100 further includes a switching mechanism 150 and a control section 160 .

図3に示されるように、本実施形態では、逆回転側ギア124は、逆回転バランサ軸120に対して相対回転可能となっている。 As shown in FIG. 3 , in this embodiment, the reverse rotation side gear 124 is rotatable relative to the reverse rotation balancer shaft 120 .

切替機構150は、2軸状態と1軸状態とに切り替える。2軸状態は、正回転バランサ軸110及び逆回転バランサ軸120の双方がクランクシャフト10とともに回転する状態である。1軸状態は、正回転バランサ軸110のみがクランクシャフト10とともに回転する状態である。切替機構150は、ロータ152と、ステータ154と、コイル156と、アーマチュア158と、を有している。 The switching mechanism 150 switches between the 2-axis state and the 1-axis state. The two-shaft state is a state in which both the forward rotation balancer shaft 110 and the reverse rotation balancer shaft 120 rotate together with the crankshaft 10 . The 1-shaft state is a state in which only the forward rotation balancer shaft 110 rotates together with the crankshaft 10 . The switching mechanism 150 has a rotor 152 , a stator 154 , a coil 156 and an armature 158 .

ロータ152は、逆回転バランサ軸120と一体的に回転するように逆回転バランサ軸120に固定されている。 Rotor 152 is fixed to counter-rotating balancer shaft 120 so as to rotate integrally with counter-rotating balancer shaft 120 .

ステータ154は、逆回転バランサ軸120のうち当該逆回転バランサ軸120の軸方向にロータ152と対向する部位に軸受け155を介して固定されている。 The stator 154 is fixed via a bearing 155 to a portion of the counter-rotating balancer shaft 120 that faces the rotor 152 in the axial direction of the counter-rotating balancer shaft 120 .

コイル156は、ステータ154に取り付けられている。 A coil 156 is attached to the stator 154 .

アーマチュア158は、逆回転側ギア124と一体的に回転するように逆回転側ギア124に固定されている。アーマチュア158は、コイル156に電流が供給されている状態では、図3に示されるようにロータ152に係合する。これにより、逆回転側ギア124とともにロータ152が回転する。この状態では、逆回転バランサ軸120及び逆回転側バランサウェイト122は、逆回転側ギア124及び正回転側ギア114を介して正回転バランサ軸110及び正回転側バランサウェイト112とともに回転する。すなわち、コイル156に電流が供給されている状態が前記2軸状態に相当する。 The armature 158 is fixed to the reverse rotation side gear 124 so as to rotate together with the reverse rotation side gear 124 . Armature 158 engages rotor 152 as shown in FIG. 3 when coil 156 is energized. As a result, the rotor 152 rotates together with the reverse rotation side gear 124 . In this state, the reverse rotation balancer shaft 120 and the reverse rotation side balancer weight 122 rotate together with the forward rotation balancer shaft 110 and the forward rotation side balancer weight 112 via the reverse rotation side gear 124 and the forward rotation side gear 114 . That is, the state in which current is supplied to the coil 156 corresponds to the biaxial state.

一方、アーマチュア158は、コイル156への通電が停止された状態では、図4に示されるようにロータ152から離間する。この状態では、逆回転バランサ軸120及び逆回転側バランサウェイト122は回転しておらず、正回転バランサ軸110及び正回転側バランサウェイト112のみがクランクシャフト10とともに回転している。すなわち、コイル156への通電が停止された状態が前記1軸状態に相当する。なお、1軸状態では、逆回転側ギア124及びアーマチュア158が逆回転バランサ軸120に対して相対回転している。 On the other hand, the armature 158 is separated from the rotor 152 as shown in FIG. 4 when the coil 156 is de-energized. In this state, the reverse rotation balancer shaft 120 and the reverse rotation side balancer weight 122 are not rotating, and only the forward rotation balancer shaft 110 and the forward rotation side balancer weight 112 are rotating together with the crankshaft 10 . That is, the state in which the coil 156 is de-energized corresponds to the uniaxial state. In the 1-axis state, the reverse rotation side gear 124 and the armature 158 rotate relative to the reverse rotation balancer shaft 120 .

制御部160は、切替機構150を制御する。具体的には、制御部160は、エンジンの回転数とエンジントルクとの関係を示すマップに基づいて、コイル156に電流を供給するか否かを制御する。制御部160は、記憶部162と、切替部164と、を有している。 The controller 160 controls the switching mechanism 150 . Specifically, control unit 160 controls whether or not current is supplied to coil 156 based on a map showing the relationship between engine speed and engine torque. The control unit 160 has a storage unit 162 and a switching unit 164 .

記憶部162は、図5に示される、エンジンの回転数とエンジントルクとの関係を示すマップを記憶している。このマップは、予め取得され、記憶部162に格納される。マップには、正回転バランサ軸110のみが回転する1軸状態で駆動する1軸領域R1と、正回転バランサ軸110と逆回転バランサ軸120との双方が回転する2軸状態で駆動する2軸領域R2と、が規定されている。なお、図5では、1軸領域R1に斜線が施されている。 The storage unit 162 stores a map showing the relationship between the engine speed and the engine torque, as shown in FIG. This map is acquired in advance and stored in the storage unit 162 . The map includes a single-axis region R1 in which only the forward rotation balancer shaft 110 rotates, and a two-axis region R1 in which both the forward rotation balancer shaft 110 and the reverse rotation balancer shaft 120 rotate. A region R2 is defined. In addition, in FIG. 5, the uniaxial region R1 is hatched.

切替部164は、エンジンの回転数及びトルクが2軸領域R2の範囲内であるときに、コイル156に電流を供給する信号を出力し、エンジンの回転数及びトルクが1軸領域R1の範囲内であるときに、コイル156への電流の供給を停止する信号を出力する。なお、エンジンの回転数及びトルクは、各種センサから取得される。 The switching unit 164 outputs a signal to supply current to the coil 156 when the engine speed and torque are within the range of the two-axis region R2, and the engine speed and torque are within the range of the one-axis region R1. , a signal for stopping the current supply to the coil 156 is output. Note that the rotation speed and torque of the engine are obtained from various sensors.

ここで、1軸状態から2軸状態に切り替えるタイミング、すなわち、切替部164がコイル156に電流を供給する信号を出力するタイミングの例について説明する。なお、1軸状態では、逆回転側バランサウェイト122は、その自重によって逆回転バランサ軸120の下方に位置している。 Here, an example of the timing for switching from the 1-axis state to the 2-axis state, that is, the timing at which the switching unit 164 outputs a signal that supplies current to the coil 156 will be described. In the one-shaft state, the reverse rotation side balancer weight 122 is positioned below the reverse rotation balancer shaft 120 due to its own weight.

この1軸状態において、エンジンの回転数及びトルクが記憶部162に記憶されているマップにおける2軸領域R2に入った場合、切替部164は、例えば、正回転側バランサウェイト112が正回転バランサ軸110の下方に位置したときに、コイル156に電流を供給する信号を出力する。なお、正回転側バランサウェイト112の位置は、例えば、クランクシャフト10の位相とともにセンサで検出される。 In this 1-axis state, when the engine speed and torque enter the 2-axis region R2 in the map stored in the storage unit 162, the switching unit 164, for example, switches the forward rotation balancer weight 112 to the forward rotation balancer shaft. When positioned below 110 , it outputs a signal that supplies current to coil 156 . The position of the positive rotation side balancer weight 112 is detected by a sensor together with the phase of the crankshaft 10, for example.

以上に説明した第2実施形態におけるバランサ装置100では、比較的低回転かつ高負荷でエンジン1が駆動される際には、切替機構150を1軸状態(逆回転バランサ軸120が停止した状態)とし、比較的高回転でエンジン1が駆動される際には、切替機構150を2軸状態(逆回転バランサ軸120が正回転バランサ軸110とともに回転する状態)とすることにより、比較的低回転かつ高負荷でエンジン1が駆動される状態から比較的高回転でエンジン1が駆動される状態における範囲において、ローリング振動及びそれに起因する騒音を低減させることが可能となる。 In the balancer device 100 according to the second embodiment described above, when the engine 1 is driven at relatively low speed and high load, the switching mechanism 150 is set to the 1-shaft state (the reverse rotation balancer shaft 120 is stopped). When the engine 1 is driven at a relatively high rotation speed, the switching mechanism 150 is set to the two-shaft state (the state in which the reverse rotation balancer shaft 120 rotates together with the forward rotation balancer shaft 110), whereby the rotation speed is relatively low. In addition, it is possible to reduce rolling vibration and noise caused by the rolling vibration in a range from a state in which the engine 1 is driven at a high load to a state in which the engine 1 is driven at a relatively high speed.

なお、第2実施形態では、逆回転側バランサウェイト122の重量は、正回転側バランサウェイト112の重量と同じかそれよりも大きく設定されてもよい。 Incidentally, in the second embodiment, the weight of the reverse rotation side balancer weight 122 may be set equal to or larger than the weight of the forward rotation side balancer weight 112 .

次に、図6及び図7を参照しながら、上記第1実施形態及び第2実施形態におけるバランサ装置100の実施例について、比較例とともに説明する。 Next, examples of the balancer device 100 according to the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 6 and 7 together with comparative examples.

図6に示されるように、実施例1は、第1実施形態の実施例であり、実施例2は、第1実施形態の変形例(逆回転バランサ軸120、逆回転側バランサウェイト122及び逆回転側ギア124が省略された形態)の実施例であり、実施例3は、第2実施形態における2軸状態の実施例である。比較例は、正回転バランサ軸110及び正回転側バランサウェイト112を有しておらず、逆回転バランサ軸120及び逆回転側バランサウェイト122のみを有している。 As shown in FIG. 6, Example 1 is an example of the first embodiment, and Example 2 is a modified example of the first embodiment (reverse rotation balancer shaft 120, reverse rotation side balancer weight 122, and reverse rotation balancer weight 122). Example 3 is an example in which the rotation-side gear 124 is omitted), and Example 3 is an example of a two-shaft state in the second embodiment. The comparative example does not have the forward rotation balancer shaft 110 and the forward rotation side balancer weight 112 , but has only the reverse rotation balancer shaft 120 and the reverse rotation side balancer weight 122 .

図7に示されるように、実施例1及び2では、比較的低回転でエンジン1が駆動されている状態において振動レベルが低減されることが確認され、実施例3では、比較的高回転でエンジン1が駆動されている状態において振動レベルが低減されることが確認された。一方、比較例では、エンジン1が比較的低回転で駆動された状態から比較的高回転で駆動された状態に至る全ての範囲において、振動レベルが低減されていないことが確認された。なお、実施例3において切替機構150を1軸状態としたものが実施例1に相当する。 As shown in FIG. 7, in Examples 1 and 2, it was confirmed that the vibration level was reduced when the engine 1 was driven at a relatively low speed. It was confirmed that the vibration level was reduced while the engine 1 was being driven. On the other hand, in the comparative example, it was confirmed that the vibration level was not reduced in the entire range from the state in which the engine 1 was driven at relatively low speed to the state in which it was driven at relatively high speed. It should be noted that the switching mechanism 150 in the third embodiment corresponds to the first embodiment.

[態様]
上述した例示的な実施形態及び実施例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments and examples described above are specific examples of the following aspects.

この開示の第1の局面に従ったバランサ装置は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転とともに回転する唯一の回転軸であって、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、前記正回転バランサ軸に固定されたバランサウェイトと、を備える。 A balancer device according to a first aspect of this disclosure comprises a crankshaft and a sole rotating shaft that rotates with the rotation of the crankshaft, wherein the rotational speed of the crankshaft is adjusted in the same direction as the direction of rotation of the crankshaft. and a balancer weight fixed to the positive rotation balancer shaft.

このバランサ装置では、正回転バランサ軸まわりにバランスウェイトが回転することによって、比較的低回転かつ高負荷でエンジンが駆動される際におけるローリング振動及びそれに起因する騒音が低減される。 In this balancer device, the balance weight rotates around the forward-rotating balancer shaft, thereby reducing rolling vibration and noise resulting therefrom when the engine is driven at relatively low speed and high load.

また、この開示の第2の局面に従ったバランサ装置は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、前記クランクシャフトの回転方向と逆方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する逆回転バランサ軸と、前記正回転バランサ軸に固定された正回転側バランサウェイトと、前記逆回転バランサ軸に固定された逆回転側バランサウェイトと、を備え、前記正回転側バランサウェイトの重量は、前記逆回転側バランサウェイトの重量よりも大きい。 A balancer device according to a second aspect of the present disclosure includes a crankshaft and a positive rotation balancer shaft that rotates in the same direction as the crankshaft at a rotational speed twice as high as that of the crankshaft. , a reverse rotation balancer shaft rotating in a direction opposite to the rotation direction of the crankshaft at a rotational speed twice the rotational speed of the crankshaft; a forward rotation side balancer weight fixed to the forward rotation balancer shaft; and a reverse rotation balancer weight fixed to the rotation balancer shaft, wherein the weight of the forward rotation balancer weight is larger than the weight of the reverse rotation balancer weight.

このバランサ装置では、正回転側バランサウェイトの重量が逆回転側バランサウェイトの重量よりも大きいため、比較的低回転かつ高負荷でエンジンが駆動される際におけるローリング振動及びそれに起因する騒音が低減される。 In this balancer device, the weight of the balancer weight on the forward rotation side is larger than the weight of the balancer weight on the reverse rotation side, so rolling vibration and noise caused by the rolling vibration when the engine is driven at relatively low speed and high load are reduced. be.

また、この開示の第3の局面に従ったバランサ装置は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、前記クランクシャフトの回転方向と逆方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する逆回転バランサ軸と、前記正回転バランサ軸に固定された正回転側バランサウェイトと、前記逆回転バランサ軸に固定された逆回転側バランサウェイトと、前記正回転バランサ軸及び前記逆回転バランサ軸の双方が前記クランクシャフトとともに回転する2軸状態と、前記正回転バランサ軸のみが前記クランクシャフトとともに回転する1軸状態と、に切り替え可能な切替機構と、を備える。 A balancer device according to a third aspect of the present disclosure includes a crankshaft and a positive rotation balancer shaft that rotates in the same direction as the rotation direction of the crankshaft at twice the rotation speed of the crankshaft. , a reverse rotation balancer shaft rotating in a direction opposite to the rotation direction of the crankshaft at a rotational speed twice the rotational speed of the crankshaft; a forward rotation side balancer weight fixed to the forward rotation balancer shaft; A two-axis state in which both the forward-rotating balancer shaft and the reverse-rotating balancer shaft rotate together with the crankshaft, and only the forward-rotating balancer shaft rotates together with the crankshaft. A rotating uniaxial state and a switching mechanism capable of switching between the two states are provided.

このバランサ装置では、比較的低回転かつ高負荷でエンジンが駆動される際には、切替機構を1軸状態とし、比較的高回転でエンジンが駆動される際には、切替機構を2軸状態とすることにより、比較的低回転かつ高負荷でエンジンが駆動される状態から比較的高回転でエンジンが駆動される状態における範囲において、ローリング振動及びそれに起因する騒音を低減することが可能となる。 In this balancer device, when the engine is driven at relatively low speed and high load, the switching mechanism is set to the 1-shaft state, and when the engine is driven at relatively high speed, the switching mechanism is set to the 2-shaft state. By doing so, it is possible to reduce the rolling vibration and the noise caused by the rolling vibration in the range from the state where the engine is driven at relatively low speed and high load to the state where the engine is driven at relatively high speed. .

前記バランサ装置は、前記切替機構を制御する制御部をさらに備えていてもよい。前記制御部は、エンジンの回転数とトルクとの関係を示すマップに基づいて、前記2軸状態と前記1軸状態とを切り替えてもよい。 The balancer device may further include a control section that controls the switching mechanism. The control unit may switch between the 2-axis state and the 1-axis state based on a map showing the relationship between engine speed and torque.

なお、今回開示された実施形態及び実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態及び実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments and examples disclosed this time are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments and examples, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

1 エンジン、10 クランクシャフト、20 コンロッド、30 ピストン、100 バランサ装置、110 正回転バランサ軸、112 正回転側バランサウェイト、114 正回転側ギア、120 逆回転バランサ軸、122 逆回転側バランサウェイト、124 逆回転側ギア、130 連結部材、140 ハウジング、150 切替機構、152 ロータ、154 ステータ、156 コイル、158 アーマチュア、160 制御部。 1 engine, 10 crankshaft, 20 connecting rod, 30 piston, 100 balancer device, 110 forward rotation balancer shaft, 112 forward rotation side balancer weight, 114 forward rotation side gear, 120 reverse rotation balancer shaft, 122 reverse rotation side balancer weight, 124 Reverse rotation side gear 130 Connection member 140 Housing 150 Switching mechanism 152 Rotor 154 Stator 156 Coil 158 Armature 160 Control unit.

Claims (4)

クランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転とともに回転する唯一の回転軸であって、前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、
前記正回転バランサ軸に固定されたバランサウェイトと、を備える、バランサ装置。
a crankshaft and
a positive rotation balancer shaft, which is the only rotating shaft that rotates together with the rotation of the crankshaft, and rotates in the same direction as the rotation direction of the crankshaft at a rotation speed twice as high as that of the crankshaft;
a balancer weight fixed to the positive rotation balancer shaft.
クランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、
前記クランクシャフトの回転方向と逆方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する逆回転バランサ軸と、
前記正回転バランサ軸に固定された正回転側バランサウェイトと、
前記逆回転バランサ軸に固定された逆回転側バランサウェイトと、を備え、
前記正回転側バランサウェイトの重量は、前記逆回転側バランサウェイトの重量よりも大きい、バランサ装置。
a crankshaft and
a positive rotation balancer shaft that rotates in the same direction as the rotation direction of the crankshaft at a rotation speed twice as high as the rotation speed of the crankshaft;
a counter-rotating balancer shaft that rotates in a direction opposite to the rotational direction of the crankshaft at a rotational speed twice as high as the rotational speed of the crankshaft;
a positive rotation side balancer weight fixed to the positive rotation balancer shaft;
a counter-rotating balancer weight fixed to the counter-rotating balancer shaft,
The balancer device, wherein the weight of the forward rotation side balancer weight is larger than the weight of the reverse rotation side balancer weight.
クランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転方向と同方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する正回転バランサ軸と、
前記クランクシャフトの回転方向と逆方向に前記クランクシャフトの回転速度の2倍の回転速度で回転する逆回転バランサ軸と、
前記正回転バランサ軸に固定された正回転側バランサウェイトと、
前記逆回転バランサ軸に固定された逆回転側バランサウェイトと、
前記正回転バランサ軸及び前記逆回転バランサ軸の双方が前記クランクシャフトとともに回転する2軸状態と、前記正回転バランサ軸のみが前記クランクシャフトとともに回転する1軸状態と、に切り替え可能な切替機構と、を備える、バランサ装置。
a crankshaft and
a positive rotation balancer shaft that rotates in the same direction as the rotation direction of the crankshaft at a rotation speed twice as high as the rotation speed of the crankshaft;
a counter-rotating balancer shaft that rotates in a direction opposite to the rotational direction of the crankshaft at a rotational speed twice as high as the rotational speed of the crankshaft;
a positive rotation side balancer weight fixed to the positive rotation balancer shaft;
a counter-rotating balancer weight fixed to the counter-rotating balancer shaft;
a switching mechanism capable of switching between a 2-axis state in which both the forward rotation balancer shaft and the reverse rotation balancer shaft rotate together with the crankshaft, and a 1-axis state in which only the forward rotation balancer shaft rotates together with the crankshaft; A balancer device, comprising:
前記切替機構を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、エンジンの回転数とトルクとの関係を示すマップに基づいて、前記2軸状態と前記1軸状態とを切り替える、請求項3に記載のバランサ装置。
further comprising a control unit that controls the switching mechanism,
4. The balancer device according to claim 3, wherein the control unit switches between the two-axis state and the one-axis state based on a map showing the relationship between engine speed and torque.
JP2022005001A 2022-01-17 2022-01-17 balancer device Pending JP2023104167A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022005001A JP2023104167A (en) 2022-01-17 2022-01-17 balancer device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022005001A JP2023104167A (en) 2022-01-17 2022-01-17 balancer device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023104167A true JP2023104167A (en) 2023-07-28

Family

ID=87379655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022005001A Pending JP2023104167A (en) 2022-01-17 2022-01-17 balancer device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023104167A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8720401B2 (en) Method and device for starting an internal combustion engine
US8662038B2 (en) Traction mechanism drive with a compensating device for vibration reduction
US20130328323A1 (en) Method and mechanism for starting an internal combustion engine
WO2014039846A2 (en) Active torque ripple rectifier
KR20130029093A (en) Drive system for helicopters
JPH1061462A (en) Driving device for hybrid traveling vehicle
JP3454249B2 (en) Engine cranking damping device
JP2021514321A (en) Active vibration isolation using a circular force generator
JPH03294656A (en) Engine starting device
JP7114727B2 (en) Broadband rotary force generator, system, and method
JP2023104167A (en) balancer device
JP2002339962A (en) Shaft supporting structure of rotating electric machine
US9588524B2 (en) Vibration control device and control method therefor
JP2011185305A (en) Pendulum dynamic damper device
JP2011122566A (en) Engine vibration reducing device
JPH11113220A (en) Torque change control equipment of internal combustion engine
JP2009138619A (en) Internal combustion engine
KR100428135B1 (en) A device and the method for engine vibration control of engine in vehicle
JP2000230430A (en) Planetary gear mechanism of internal combustion engine
JP2000248958A (en) Vibration reducing device for engine
JP2022137448A (en) Actuator of variable compression ratio mechanism and control device of internal combustion engine
JPS60227033A (en) Rotary excitation type vibration damper
KR100622761B1 (en) Variable balance shaft using electromagnet clutch
JPH02107844A (en) Rolling vibration preventing device for engine
JPH04272542A (en) Gyro damping device