JPH11190397A - エンジンのロール振動低減装置 - Google Patents

エンジンのロール振動低減装置

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JPH11190397A
JPH11190397A JP36136397A JP36136397A JPH11190397A JP H11190397 A JPH11190397 A JP H11190397A JP 36136397 A JP36136397 A JP 36136397A JP 36136397 A JP36136397 A JP 36136397A JP H11190397 A JPH11190397 A JP H11190397A
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JP
Japan
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planetary gear
vibration
crankshaft
engine
gear mechanism
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JP36136397A
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English (en)
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Izuho Hirano
出穂 平野
Yoichi Uraki
洋一 浦木
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 遊星歯車機構を用いたロール振動低減装置に
おけるクランクシャフトの振れ回りによるギヤの噛み合
い不良の回避を図る。 【解決手段】 遊星歯車機構10のプラネタリギヤ12
を支持固定するブラケット16を防振材22を介してフ
ロントカバー8に固定することにより、クランクシャフ
ト1の撓み変化によるインターナルギヤ11の振れ回り
運動を防振材22で吸収し、遊星歯車機構10のギヤの
噛み合い不良を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の車両に搭
載されるエンジンのロール振動低減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の環境問題に対応した自動車の燃費
向上への関心の高まりから、直噴ガソリンエンジンや直
噴ディーゼルエンジンが脚光を浴びつつあるが、これら
のエンジンは一般のエンジンに比べて燃焼加振力が大き
いためトルク変動に伴うロール振動も大きくなってお
り、それに伴いアイドリング時のこもり音やフロア振動
が悪化するという問題を抱えている。
【0003】このような問題を解決する一手段として、
例えば特開平6−42591号公報に示されているよう
に、フライホイールと逆回転する副フライホイールを追
加することによって、トルク発生の反作用としてエンジ
ン本体に作用するモーメントと逆方向のモーメントを発
生させてエンジン本体のロール振動を低減させるように
したものが知られているが、この場合、副フライホイー
ルという重量物を新たに追加する必要があるため、エン
ジン重量の増加や副フライホイールの配置空間確保の問
題を招来してしまう。
【0004】一方、特開平7−35199号公報には、
遊星歯車機構を用いてクランクプーリーをクランクシャ
フトに対して逆回転させ、クランクプーリーによって駆
動されるエンジン補機類の慣性モーメントを利用して、
トルク発生の反作用としてエンジン本体に作用するモー
メントと逆方向のモーメントを発生させ、トルクキャン
セルによりエンジン本体のロール振動を低減させるよう
にした技術が開示されており、この技術によればエンジ
ン補機という既存の慣性体を有効活用するため、前者の
如き副フライホイールといった新規重量物の追加に伴う
問題を生じることなくエンジンのロール振動を低減させ
ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記後
者の遊星歯車機構を用いてクランクプーリーをクランク
シャフトに対して逆回転させてエンジンのロール振動を
低減させる機構においては、燃焼圧によるクランクシャ
フトの撓み変化や、クランクシャフトの特定振動モード
における撓み変化によって、クランクシャフトに直付け
された遊星歯車機構のインターナルギヤが振れ回りを起
し、ギヤの噛み合い不良等を誘発する可能性がある。
【0006】そこで、本発明はこのような遊星歯車機構
を用いたロール振動低減機構におけるクランクシャフト
の撓み変化に起因する遊星歯車機構のギヤの噛み合い不
良を回避できて、ロール振動低減効果を向上することが
できるエンジンのロール振動低減装置を提供するもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明にあって
は、エンジンのクランクシャフトとクランクプーリーと
の間に遊星歯車機構を介装し、クランクシャフトと遊星
歯車機構のインターナルギヤを接続する一方、クランク
プーリーと遊星歯車機構のサンギヤを接続し、遊星歯車
機構のプラネタリギヤの公転を固定することによってク
ランクプーリーにクランクシャフトと反対方向の回転を
行わせるようにしたエンジンのロール振動低減装置にお
いて、前記遊星歯車機構のプラネタリギヤを支持固定す
るブラケットを防振材を介してエンジン側部材に固定し
たことを特徴としている。
【0008】請求項2の発明にあっては、請求項1に記
載のプラネタリギヤを支持固定するブラケットを加振し
た場合の加振点応答の共振周波数が、クランクシャフト
系の特定振動モードにおける固有振動数の約1/1.4
以下となるように、防振材の弾性係数を調整したことを
特徴としている。
【0009】請求項3の発明にあっては、請求項2に記
載のクランクシャフト系の特定振動モードにおける固有
振動数が、クランクプーリー側であるクランクシャフト
先端が振動の腹となる振動モードにおける固有振動数で
あることを特徴としている。
【0010】請求項4の発明にあっては、請求項1に記
載のエンジンが直列4気筒エンジンであって、プラネタ
リギヤを支持固定するブラケットを加振した場合の加振
点応答の共振周波数が約250Hz以下となるように、
防振材の弾性係数を調整したことを特徴としている。
【0011】請求項5の発明にあっては、エンジンのク
ランクシャフトとクランクプーリーとの間に遊星歯車機
構を介装し、クランクシャフトと遊星歯車機構のインタ
ーナルギヤを接続する一方、クランクプーリーと遊星歯
車機構のサンギヤを接続し、遊星歯車機構のプラネタリ
ギヤの公転を固定することによってクランクプーリーに
クランクシャフトと反対方向の回転を行わせるようにし
たエンジンのロール振動低減装置において、前記クラン
クシャフトとインターナルギヤとを、接続点を中心に回
動する継手を用いて接続したことを特徴としている。
【0012】請求項6の発明にあっては、請求項5に記
載の継手としてカルダノジョイントを用いたことを特徴
としている。
【0013】請求項7の発明にあっては、継手として等
速ジョイントを用いたことを特徴としている。
【0014】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、クラン
クシャフトとクランクプーリーとの間に介装した遊星歯
車機構のプラネタリギヤを固定支持するブラケットを、
防振材を介してエンジン側部材に固定してあるため、燃
焼圧によるクランクシャフトの撓み変化や、クランクシ
ャフトの特定振動モードにおける撓み変化に起因する遊
星歯車機構のインターナルギヤの振れ回り運動を、この
防振材の弾性変形によって吸収することができ、この結
果、遊星歯車機構のギヤの噛み合い不良を回避すること
ができて、エンジンのロール振動低減効果を向上するこ
とができると共に、該防振材により遊星歯車機構の駆動
振動のエンジン本体への伝達を低減することができる。
【0015】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の発明の効果に加えて、防振材の弾性係数を適切に設定
することによって、クランクシャフト系の特定振動モー
ドにおける固有振動数では、ブラケットの振動伝達特性
を防振領域とすることができるため、エンジンのロール
振動低減効果および遊星歯車機構の駆動振動のエンジン
本体への伝達低減効果をより一層向上することができ
る。
【0016】請求項3に記載の発明によれば、請求項2
の発明の効果に加えて、クランクプーリー側であるクラ
ンクシャフト先端が振動の腹となるクランクシャフト系
の振動モードにおける固有振動数を対象として防振材の
弾性係数を調整してあるため、振動悪化が最も顕著にな
ると予想されるクランクシャフト系の固有振動数におい
てブラケットの振動伝達特性を防振領域とすることがで
き、従って、エンジンのロール振動低減効果および遊星
歯車機構の駆動振動のエンジン本体への伝達低減効果を
更に向上することができる。
【0017】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
の発明の効果に加えて、直列4気筒エンジンにおいて前
記ブラケットを加振した場合の加振点応答の共振周波数
が約250Hz以下となるように防振材の弾性係数を設
定すれば、該直列4気筒エンジンではクランクシャフト
先端が振動の腹となって振動悪化が最も顕著になると予
想されるクランクシャフト系の固有振動数が約350H
z付近であることから、前記ブラケットの共振周波数が
クランクシャフト系の固有振動数の約1/1.4以下と
なって、ブラケットの振動伝達特性を防振領域とするこ
とができ、従って、エンジンのロール振動低減効果およ
び遊星歯車機構の駆動振動のエンジン本体への伝達低減
効果をより一層向上することができる。
【0018】請求項5に記載の発明によれば、クランク
シャフトと遊星歯車機構のインターナルギヤとを、接続
点を中心に回動する継手を用いて接続してあるため、ク
ランクシャフトの振れ回り運動がこの継手部分で遮断さ
れてインターナルギヤに伝達されないから、遊星歯車機
構のギヤの噛み合い不良を確実に回避することができて
エンジンのロール振動低減効果を向上することができ
る。
【0019】請求項6に記載の発明によれば、請求項5
の発明の効果に加えて、継手としてカルダノジョイント
を用いているため、構造が簡単でコスト的に有利に得る
ことができる。
【0020】請求項7に記載の発明によれば、請求項5
の発明の効果に加えて、継手として等速ジョイントを用
いているため、クランクシャフトの振れ回りを継手部分
で吸収する際に回転変動が生じることがなく、遊星歯車
機構のギヤの噛み合い不良をより確実に回避することが
できる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。
【0022】図1において、1はエンジン本体Eのクラ
ンクシャフトを示し、その先端部には図外の動弁機構へ
動力伝達するためのチェーンスプロケット2,オイルポ
ンプ3のスペーサ7,遊星歯車機構10のインターナル
ギヤ11をこの順に固定配置してある。
【0023】オイルポンプ3はフロントカバー8とポン
プケーシング4との間にインナローター5とアウタロー
ター6とを配置して構成され、フロントカバー8とイン
ターナルギヤ11のボス部との間にはオイルシール9を
介装してある。
【0024】遊星歯車機構10のインターナルギヤ11
はクランクシャフト1の先端面に螺装したボルト19に
よって抜止め固定してある。
【0025】プラネタリギヤキャリヤ13に軸支された
プラネタリギヤ12は前記インターナルギヤ11に噛合
し、該プラネタリギヤ12に噛合するサンギヤ14はシ
ャフト15にスプライン結合等により固定してある。
【0026】プラネタリギヤキャリヤ13はシャフト1
5に軸受17により軸支したブラケット16の内側に接
合固定してあり、該ブラケット16の前側部を覆ってク
ランクプーリー18をシャフト15端にナット20によ
り締結固定してある。
【0027】前記ブラケット16はそのアーム部16a
をエンジン側部材である前記フロントカバー8にボルト
21により固定してある。
【0028】これにより、遊星歯車機構10のプラネタ
リギヤ12の公転が固定され、クランクプーリー18が
クランクシャフト1に対して逆回転して、該クランクプ
ーリー18により駆動される図外のエンジン補機類の慣
性モーメントを利用してトルク発生の反作用としてエン
ジン本体Eに作用するモーメントと逆方向のモーメント
を発生させることができ、トルクキャンセルによりエン
ジン本体Eのロール振動の低減作用が得られる。
【0029】ここで、前記ブラケット16のアーム部1
6aは、図示するように前記フロントカバー8に防振材
22を介してボルト21によって締結固定してある。
【0030】前記クランクシャフト1は例えば図2に示
すように燃焼圧による撓み変化や、後述するように特定
振動モードでの撓み変化によって振れ回りを生じる傾向
があり、従って、前述のようにクランクシャフト1の先
端部に遊星歯車機構10のインターナルギヤ11を固定
してあると、このインターナルギヤ11の振れ回りに起
因する遊星歯車機構10のギヤの噛み合い不良の誘発が
懸念されるが、前述のようにプラネタリギヤ12を支持
固定するブラケット16のアーム部16aと、フロント
カバー8との間に防振材22を介装することによって、
インターナルギヤ11の振れ回り運動をこの防振材22
の弾性変形によって吸収することができ、この結果、遊
星歯車機構10のギヤの噛み合い不良を回避することが
できて、エンジン本体Eのロール振動低減効果を向上す
ることができると共に、防振材22によって遊星歯車機
構10の駆動振動のエンジン本体Eへの伝達を低減する
ことができ、音振性能を一段と向上することができる。
【0031】一方、この防振材22はその弾性係数を適
切に設定することにより、クランクシャフト系の固有振
動モードによる前記振れ回りに対して著効を発揮させる
ことができる。
【0032】即ち、クランクシャフト1のクランクプー
リー18およびフライホイール23を含めたクランクシ
ャフト系は図3に示す固有振動モードの振動を起す。従
って、前記プラネタリギヤ13を支持固定するブラケッ
ト16の共振周波数をこのクランクシャフト系の振動モ
ードにおける固有振動数よりも低くすることによって防
振性が得られるが、最も簡単な手段として前記防振材2
2の弾性係数を調整すればよく、図4の(a),(b)
に示すように前記ブラケット16を加振した場合の加振
点応答の共振周波数が、前記クランクシャフト系の特定
振動モードにおける固有振動数の約1/1.4以下とな
るように、この防振材22の弾性係数を調整することに
よって、同図(b)に示すようにブラケット16の振動
伝達特性を防振領域とすることができる。
【0033】とりわけ、振動悪化が最も顕著となるのは
図3に示したように、クランクプーリー18側であるク
ランクシャフト1の先端が振動の腹となる振動モードで
あるから、ブラケット16の共振周波数がこの特定振動
モードにおける固有振動数の約1/1.4となるように
防振材22の弾性係数を調整することによって、防振効
果を著しく高めることができる。
【0034】より具体的には、図3に示す4気筒エンジ
ンのクランクシャフト系のモデルでは、各種のレポート
から前述のようにクランクシャフト1の先端が振動の腹
となって振動悪化が最も顕著になると予想されるクラン
クシャフト系の固有振動数が約350Hz付近であるこ
とが明らかとされているから、前記ブラケット16を加
振した場合の加振点応答の共振周波数が約250Hz以
下となるように防振材22の弾性係数を設定することに
よって、ブラケット16の共振周波数がクランクシャフ
ト系の前記振動モードにおける固有振動数の約1/1.
4以下となって、該ブラケット16の振動伝達特性を図
4の(b)に示したように防振領域とすることができ
て、エンジン本体Eのロール振動低減効果および遊星歯
車機構10の駆動振動のエンジン本体Eへの伝達低減効
果をより一層向上することができる。
【0035】図5は本発明の第2実施形態を示すもの
で、本実施形態では遊星歯車機構10のインターナルギ
ヤ11の背面に近接してポンプケーシング4を配設し、
これら両者間にインナロータ5およびアウタロータ6を
配設してオイルポンプ3を構成し、クランクプーリー1
8側の構造を薄型化してある。
【0036】また、フロントカバー8とインターナルギ
ヤ11の外周との間にオイルシール24を配設してあ
る。
【0037】クランクシャフト1は、前記インターナル
ギヤ11を固定した先端部分1Aを分割して、クランク
シャフト1の本体側に接続点0を中心に回動する継手2
5、例えばカルダノジョイント26を用いて接続してあ
る。
【0038】このように、インターナルギヤ11を固定
したクランクシャフト1の先端部分1Aと、本体部分と
をカルダノジョイント26を用いて接続することによっ
て、前述したクランクシャフト1の振れ回り運動が図6
に示すようにこのカルダノジョイント26の部分で遮断
されてインターナルギヤ11へは伝達されないから、遊
星歯車機構10のギヤの噛み合い不良を確実に回避する
ことができる。
【0039】また、カルダノジョイント26を用いれば
構造が簡単でコスト的に有利に得ることができる。
【0040】更に、前記継手25として開示は省略した
が公知のトライポート型やD0J型等の等速ジョイント
を用いることによって、クランクシャフト1の振れ回り
を該等速ジョイントで吸収すると共に、クランクシャフ
ト1とクランクプーリー18側とでの回転変動をなくす
ことができて、遊星歯車機構10のギヤの噛み合い不良
をより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す断面図。
【図2】本発明の第1実施形態におけるクランクシャフ
トの振れ回り挙動を示すモデル図。
【図3】クランクシャフト系の固有振動モデル図。
【図4】クランクシャフト先端の加振点応答の周波数特
性(a)と、ブラケットの加振点応答の周波数特性
(b)とを示すグラフ。
【図5】本発明の第2実施形態を示す断面図。
【図6】本発明の第2実施形態におけるクランクシャフ
トの振れ回り挙動を示すモデル図。
【符号の説明】
1 クランクシャフト 10 遊星歯車機構 11 インターナルギヤ 12 プラネタリギヤ 13 プラネタリギヤキャリヤ 14 サンギヤ 15 シャフト 16 ブラケット 18 クランクプーリー 22 防振材 25 継手 26 カルダノジョイント E エンジン本体

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンのクランクシャフトとクランク
    プーリーとの間に遊星歯車機構を介装し、クランクシャ
    フトと遊星歯車機構のインターナルギヤを接続する一
    方、クランクプーリーと遊星歯車機構のサンギヤを接続
    し、遊星歯車機構のプラネタリギヤの公転を固定するこ
    とによってクランクプーリーにクランクシャフトと反対
    方向の回転を行わせるようにしたエンジンのロール振動
    低減装置において、前記遊星歯車機構のプラネタリギヤ
    を支持固定するブラケットを防振材を介してエンジン側
    部材に固定したことを特徴とするエンジンのロール振動
    低減装置。
  2. 【請求項2】 プラネタリギヤを支持固定するブラケッ
    トを加振した場合の加振点応答の共振周波数が、クラン
    クシャフト系の特定振動モードにおける固有振動数の約
    1/1.4以下となるように、防振材の弾性係数を調整
    したことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのロー
    ル振動低減装置。
  3. 【請求項3】 クランクシャフト系の特定振動モードに
    おける固有振動数が、クランクプーリー側であるクラン
    クシャフト先端が振動の腹となる振動モードにおける固
    有振動数であることを特徴とする請求項2に記載のエン
    ジンのロール振動低減装置。
  4. 【請求項4】 エンジンが直列4気筒エンジンであっ
    て、プラネタリギヤを支持固定するブラケットを加振し
    た場合の加振点応答の共振周波数が約250Hz以下と
    なるように、防振材の弾性係数を調整したことを特徴と
    する請求項1に記載のエンジンのロール振動低減装置。
  5. 【請求項5】 エンジンのクランクシャフトとクランク
    プーリーとの間に遊星歯車機構を介装し、クランクシャ
    フトと遊星歯車機構のインターナルギヤを接続する一
    方、クランクプーリーと遊星歯車機構のサンギヤを接続
    し、遊星歯車機構のプラネタリギヤの公転を固定するこ
    とによってクランクプーリーにクランクシャフトと反対
    方向の回転を行わせるようにしたエンジンのロール振動
    低減装置において、前記クランクシャフトとインターナ
    ルギヤとを、接続点を中心に回動する継手を用いて接続
    したことを特徴とするエンジンのロール振動低減装置。
  6. 【請求項6】 継手としてカルダノジョイントを用いた
    ことを特徴とする請求項5に記載のエンジンのロール振
    動低減装置。
  7. 【請求項7】 継手として等速ジョイントを用いたこと
    を特徴とする請求項5に記載のエンジンのロール振動低
    減装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017503960A (ja) * 2014-01-07 2017-02-02 サフラン エアークラフト エンジンズ 減速ターボ機械の羽根組の回転装置のための遊星歯車減速装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017503960A (ja) * 2014-01-07 2017-02-02 サフラン エアークラフト エンジンズ 減速ターボ機械の羽根組の回転装置のための遊星歯車減速装置
US10495005B2 (en) 2014-01-07 2019-12-03 Safran Aircraft Engines Epicyclic reduction device for the rotational drive of blade sets of a reduction turbomachine

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