JPH11311298A - Vibration reducing device of internal combustion engine - Google Patents

Vibration reducing device of internal combustion engine

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JPH11311298A
JPH11311298A JP11566098A JP11566098A JPH11311298A JP H11311298 A JPH11311298 A JP H11311298A JP 11566098 A JP11566098 A JP 11566098A JP 11566098 A JP11566098 A JP 11566098A JP H11311298 A JPH11311298 A JP H11311298A
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JP
Japan
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sun gear
inertial mass
vibration
internal combustion
combustion engine
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JP11566098A
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Japanese (ja)
Inventor
Izuho Hirano
野 出 穂 平
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of torsional resonance of a practical rotation area by setting a resonance frequency of torsional vibration by an inertial mass body joined to a sun gear of a planetary gear mechanism larger than a roller vibration frequency at engine maximum rotating speed time. SOLUTION: When a crankshaft 12 is rotated, an internal gear 14 of a planetary gear mechanism rotates integrally with the crankshaft 12, the internal gear 14 meshes with a sun gear 22, and the sun gear 22 rotates so as to increase a speed in the inverse direction of the rotational direction of the crankshaft 12 through a revolution-prohibited planetary gear 19. In this case, an inertial mass body 25 is joined to the sun gear 22 so that a resonance frequency of torsional vibration between the sun gear 22 and a crank pulley as the inertial mass body 25 becomes larger than a dominant roller vibration frequency at a maximum rotating speed of an engine to thereby prevent the occurrence of resonance of torsional vibration in a practical rotation area of the engine as well as to efficiently reduce vibration of a roller of the engine.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の回転に
より発生する内燃機関自体の振動を低減する振動低減装
置に関し、特に、クランクシャフトと逆回りに回転する
慣性質量体を用いて内燃機関自体のロール振動を低減す
る内燃機関の振動低減装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration reducing device for reducing the vibration of an internal combustion engine itself caused by the rotation of the internal combustion engine, and more particularly, to a vibration reducing device using an inertial mass rotating in the opposite direction to a crankshaft. The present invention relates to a vibration reduction device for an internal combustion engine that reduces roll vibration of a vehicle.

【0002】[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、自動車に搭載される内燃機
関(エンジン)として、燃料を直接筒内に噴射する直噴
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、従来のエンジンに
比べ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、このロール振動に起因するアイ
ドリング時の車内のこもり音や車体のフロア振動が悪化
するという問題を抱えている。
2. Description of the Related Art In recent years, interest in improving fuel efficiency of automobiles in response to environmental problems has increased, and as an internal combustion engine (engine) mounted on automobiles, a direct injection gasoline engine or a direct injection gasoline engine that directly injects fuel into a cylinder. Diesel engines are in the limelight, but these engines have higher combustion excitation force than conventional engines, so the roll vibration accompanying torque fluctuations is also large. There is a problem that the muffled sound and the floor vibration of the vehicle body deteriorate.

【0003】このような問題を解決する一手法として、
例えば、特開平6−42591号公報に示されているよ
うに、クランクシャフト直付けのフライホイールと逆回
転する別個の副フライホイールを追加することにより、
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、エンジン本体
のロール振動を低減させる振動低減装置がある。
[0003] One method for solving such a problem is as follows.
For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-42591, by adding a separate auxiliary flywheel that rotates in the reverse direction to the flywheel directly attached to the crankshaft,
2. Description of the Related Art There is a vibration reduction device that generates a moment acting in the opposite direction to a moment acting on an engine body as a reaction to the generation of torque, thereby reducing roll vibration of the engine body.

【0004】また、上記振動低減装置では、エンジンの
質量増加や副フライホイールを配置するための空間確保
の問題等を招くことから、これらの問題を解消する手法
として、例えば、特開平7−35199号公報等に示さ
れているように、副フライホイールといった新規の重量
物を追加することなく、エンジンの補機という既存の慣
性質量体を有効に活用してエンジンのロール振動を低減
させる振動低減装置がある。
In addition, the above-described vibration reducing apparatus causes problems such as an increase in the mass of the engine and a space for arranging the sub flywheel. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-35199 discloses a method for solving these problems. As shown in the official gazette, etc., vibration reduction that reduces the roll vibration of the engine by effectively utilizing the existing inertial mass body, which is an auxiliary component of the engine, without adding a new heavy object such as an auxiliary flywheel There is a device.

【0005】この特開平7−35199号公報に開示の
振動低減装置は、図6及び図7に示すように、エンジン
1のクランクシャフト2とクランクプーリ3との間に、
インターナルギヤ4,プラネタリギヤ5,サンギヤ6等
からなる遊星歯車機構を介在させ、クランクシャフト2
と遊星歯車機構のインターナルギヤ4とを一体的に回転
するように連結し、クランクプーリ3と遊星歯車機構の
サンギヤ6とを一体的に回転するようにシャフト7によ
り連結し、遊星歯車機構のプラネタリギヤ5の公転を禁
止して、クランクプーリ3にクランクシャフト2の回転
方向と反対方向の回転を行なわせるように構成し、さら
に、この逆回転するクランクプーリ3と、例えば、オル
タネータ8のプーリ8aとをベルト9により連動させ
て、オルタネータ8の慣性質量体をクランクシャフト2
の回転方向と反対の方向に回転させるようにしている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the vibration reduction device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-35199 has a structure in which a crankshaft 2 and a crank pulley 3 of an engine 1 are disposed between the crankshaft 2 and the crank pulley 3.
A planetary gear mechanism including an internal gear 4, a planetary gear 5, a sun gear 6, etc. is interposed, and a crankshaft 2
And the internal gear 4 of the planetary gear mechanism are connected so as to rotate integrally, and the crank pulley 3 and the sun gear 6 of the planetary gear mechanism are connected by a shaft 7 so as to rotate integrally. The planetary gear 5 is prevented from revolving, and the crank pulley 3 is rotated in a direction opposite to the direction of rotation of the crankshaft 2. Are linked by a belt 9 so that the inertial mass body of the alternator 8 is
Is rotated in the direction opposite to the direction of rotation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平7−35199号公報に開示の振動低減装置におい
ては、サンギヤとクランクプーリとを結合するシャフト
のねじり剛性が不足すると、あるエンジン回転数以上の
領域では、ねじり共振により、エンジンのロール振動を
却って悪化させてしまうという問題があった。
However, in the vibration reducing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-35199, if the torsional rigidity of the shaft connecting the sun gear and the crank pulley is insufficient, the engine rotation speed may exceed a certain value. In the region, there is a problem that the torsional resonance worsens the roll vibration of the engine.

【0007】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、
サンギヤからクランクプーリまでのねじり振動系におい
て、エンジンの実用回転域内でねじり共振が発生するの
を防止し、エンジンのロール振動を効率良く低減するこ
とのできる内燃機関の振動低減装置を提供することにあ
る。
[0007] The present invention has been made in view of such problems of the prior art.
In a torsional vibration system from a sun gear to a crank pulley, to prevent the occurrence of torsional resonance in the practical rotation range of the engine, and to provide a vibration reduction device for an internal combustion engine capable of efficiently reducing the roll vibration of the engine. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の
振動低減装置は、請求項1に記載しているように、サン
ギヤと前記サンギヤに噛合するようにキャリアに保持さ
れたプラネタリギヤと前記プラネタリギヤに噛合するイ
ンターナルギヤとを含む遊星歯車機構と、前記遊星歯車
機構の作動により回転させられて慣性力を生じる慣性質
量体とを備え、前記インターナルギヤは、クランクシャ
フトと同軸上にて一体的に回転するように前記クランク
シャフトに固着され、前記キャリアは、前記プラネタリ
ギヤの公転を禁止するように固定され、前記慣性質量体
は、クランクシャフトの回転方向と反対の方向に前記サ
ンギヤと共に一体的に回転するように形成されて、クラ
ンクシャフトの回転に伴なう内燃機関のロール振動を低
減するようにした内燃機関の振動低減装置であって、前
記慣性質量体とサンギヤとの間におけるねじり振動の共
振周波数fnが、内燃機関の最大回転速度における支配
的なロール振動周波数fよりも大きくなるように、前記
慣性質量体とサンギヤとが結合された、構成となってい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vibration reducing device for an internal combustion engine, comprising: a sun gear; a planetary gear held by a carrier so as to mesh with the sun gear; and a planetary gear. A planetary gear mechanism that includes an internal gear that meshes with an internal gear; and an inertial mass body that is rotated by the operation of the planetary gear mechanism to generate an inertial force. The internal gear is integrally coaxial with a crankshaft. The carrier is fixed to the crankshaft so that the planetary gear rotates, and the inertial mass is integrally formed with the sun gear in a direction opposite to the rotation direction of the crankshaft. To reduce the roll vibration of the internal combustion engine due to the rotation of the crankshaft. A vibration reduction device for a fuel engine, wherein the resonance frequency fn of torsional vibration between the inertial mass body and the sun gear is higher than the dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the internal combustion engine. The inertia mass body and the sun gear are connected.

【0009】また、請求項2に記載しているように、サ
ンギヤと前記サンギヤに噛合するようにキャリアに保持
されたプラネタリギヤと前記プラネタリギヤに噛合する
インターナルギヤとを含む遊星歯車機構と、前記遊星歯
車機構の作動により回転させられて慣性力を生じる慣性
質量体とを備え、前記インターナルギヤは、クランクシ
ャフトと同軸上にて一体的に回転するように前記クラン
クシャフトに固着され、前記キャリアは、前記プラネタ
リギヤの公転を禁止するように固定され、前記慣性質量
体は、クランクシャフトの回転方向と反対の方向に前記
サンギヤと共に一体的に回転するように形成され、前記
慣性質量体及びサンギヤを含む回転体によりキャンセル
トルクを発生させて、クランクシャフトの回転に伴なう
内燃機関のロール振動を低減するようにした内燃機関の
振動低減装置であって、前記慣性質量体とサンギヤとの
間におけるねじり振動により増幅された前記キャンセル
トルクの振幅と内燃機関のトルク変動の振幅とが略一致
する際のねじり振動周波数foが、内燃機関の最大回転
速度における支配的なロール振動周波数fよりも大きく
なるように、前記慣性質量体とサンギヤとが結合され
た、構成となっている。
The planetary gear mechanism includes a sun gear, a planetary gear held by a carrier so as to mesh with the sun gear, and an internal gear meshing with the planetary gear. An inertial mass body that is rotated by operation of a gear mechanism to generate an inertial force, wherein the internal gear is fixed to the crankshaft so as to rotate integrally and coaxially with the crankshaft, and the carrier is The inertial mass is fixed to prohibit revolution of the planetary gear, and the inertial mass is formed to rotate integrally with the sun gear in a direction opposite to a rotation direction of a crankshaft, and includes the inertial mass and a sun gear. Rolls of the internal combustion engine accompanying the rotation of the crankshaft by generating canceling torque by the rotating body An apparatus for reducing vibration of an internal combustion engine, wherein the amplitude of the cancel torque amplified by torsional vibration between the inertial mass body and the sun gear substantially matches the amplitude of torque fluctuation of the internal combustion engine. The inertia mass body and the sun gear are coupled so that the torsional vibration frequency fo at the time of the rotation is higher than the dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the internal combustion engine.

【0010】また、請求項3に記載しているように、請
求項1及び2に係る内燃機関の振動低減装置において、
前記慣性質量体の慣性モーメントをI、前記慣性質量
体とサンギヤとの間の結合部分のせん断弾性係数をG、
前記結合部分の断面二次極モーメントをI、前記結合
部分の軸長さをLとした場合、前記支配的なロール振動
周波数fが、 を満足するように、前記慣性質量体とサンギヤとが結合
された、構成となっている。
According to a third aspect of the present invention, in the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the first and second aspects,
The moment of inertia of the inertial mass is I f , the shear modulus of elasticity of the joint between the inertial mass and the sun gear is G,
Assuming that the secondary pole moment of area of the coupling portion is I p and the axial length of the coupling portion is L, the dominant roll vibration frequency f is Is satisfied, the inertial mass body and the sun gear are combined.

【0011】また、請求項4に記載しているように、請
求項1ないし3に係る内燃機関の振動低減装置におい
て、前記慣性質量体と前記サンギヤとを結合するシャフ
トを有し、前記シャフトは小径部及び大径部を有し、前
記慣性質量体は、前記シャフトの大径部において、相対
的な回転移動を拘束する回転移動拘束手段により結合さ
れ、かつ、前記シャフトの小径部において、前記シャフ
トの軸線方向における相対的な並進移動を拘束する並進
移動拘束手段により結合された、構成となっている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration reducing apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the apparatus further includes a shaft connecting the inertial mass and the sun gear, wherein the shaft is A small-diameter portion and a large-diameter portion, wherein the inertial mass body is coupled at a large-diameter portion of the shaft by rotational movement restraining means for restricting relative rotational movement, and at a small-diameter portion of the shaft, The shafts are connected by a translational movement restricting means for restricting a relative translational movement in the axial direction of the shaft.

【0012】また、請求項5に記載しているように、請
求項1ないし4に係る内燃機関の振動低減装置におい
て、前記慣性質量体と前記サンギヤとを結合するシャフ
トを有し、前記シャフトは小径部及び大径部を有し、前
記サンギヤは、前記シャフトの大径部において、相対的
な回転移動を拘束する回転移動拘束手段により結合され
た、構成となっている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration reducing device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, a shaft for connecting the inertial mass body and the sun gear is provided. The sun gear has a small-diameter portion and a large-diameter portion, and the sun gear is connected to the large-diameter portion of the shaft by a rotational movement restricting unit that restricts relative rotational movement.

【0013】また、請求項6に記載しているように、請
求項4及び5に係る内燃機関の振動低減装置において、
前記回転移動拘束手段が、前記慣性質量体に形成された
円筒部の内周面と前記シャフトの大径部の外周面との間
に設けられたスプライン結合からなる、構成となってい
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the fourth and fifth aspects,
The rotation movement restricting means is configured by a spline connection provided between an inner peripheral surface of a cylindrical portion formed on the inertial mass body and an outer peripheral surface of a large diameter portion of the shaft.

【0014】また、請求項7に記載しているように、請
求項4及び5に係る内燃機関の振動低減装置において、
前記回転移動拘束手段が、前記慣性質量体に形成された
円筒部の内周面と前記シャフトの大径部の外周面との間
に設けられたキー結合からなる、構成となっている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the fourth and fifth aspects,
The rotation movement restraining means is constituted by a key connection provided between an inner peripheral surface of a cylindrical portion formed on the inertial mass body and an outer peripheral surface of a large diameter portion of the shaft.

【0015】また、請求項8に記載しているように、請
求項4及び5に係る内燃機関の振動低減装置において、
前記回転移動拘束手段が、前記慣性質量体に形成された
円筒部と前記シャフトの大径部との間に設けられた噛み
合いクラッチ結合からなる、構成となっている。
Further, as set forth in claim 8, in the vibration reducing device for an internal combustion engine according to claims 4 and 5,
The rotational movement restraining means is configured by a meshing clutch connection provided between a cylindrical portion formed on the inertial mass body and a large diameter portion of the shaft.

【0016】さらに、請求項9に記載しているように、
請求項4に係る内燃機関の振動低減装置において、前記
並進移動拘束手段が、前記慣性質量体の中央部に形成さ
れた嵌合孔に前記シャフトの小径部を挿嵌させた状態
で、前記シャフトの小径部と大径部との段差部端面に向
けて前記慣性質量体を押圧するように、前記シャフトの
小径部に形成されたねじ部に螺合されるナット又はボル
トを含む、構成となっている。
Further, as described in claim 9,
5. The vibration reduction device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the translational movement restraining unit is configured to insert the small-diameter portion of the shaft into a fitting hole formed in a center portion of the inertial mass body. In order to press the inertial mass body toward the end face of the step portion between the small diameter portion and the large diameter portion, a nut or a bolt screwed into a screw portion formed in the small diameter portion of the shaft is included. ing.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の請求項1に係る内燃機関の振動
低減装置によれば、クランクシャフトが回転すると、こ
のクランクシャフトと一体的に遊星歯車機構のインター
ナルギヤが回転し、このインターナルギヤ及びサンギヤ
に噛合しかつ公転が禁止されたプラネタリギヤを介し
て、サンギヤがクランクシャフトの回転方向と反対の方
向に増速されて逆回転することになる。そして、この増
速逆回転するサンギヤと共に慣性質量体が、あるいは慣
性質量体がクランクプーリである場合は、さらにこのク
ランクプーリに連動して駆動される補機等もが増速逆回
転して、ロール振動の根源であるトルク反力を打ち消す
キャンセルトルクとして作用することになる。
According to the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, when the crankshaft rotates, the internal gear of the planetary gear mechanism rotates integrally with the crankshaft. Through the planetary gear which meshes with the gear and the sun gear and whose revolution is prohibited, the sun gear is accelerated in the direction opposite to the rotation direction of the crankshaft and rotates in the reverse direction. And, when the inertia mass body or the inertial mass body is a crank pulley together with the sun gear that rotates at an increased speed, the accessories and the like that are driven in conjunction with the crank pulley are also accelerated and rotated at a reduced speed, This acts as a cancel torque for canceling the torque reaction force that is the root of the roll vibration.

【0018】この際、慣性質量体(あるいは慣性質量体
としてのクランクプーリ)とサンギヤとの間におけるね
じり振動の共振周波数(固有振動数)fnが、内燃機関
の最大回転速度における支配的なロール振動周波数fよ
りも大きくなるように、慣性質量体とサンギヤとが結合
されていることから、内燃機関の実用回転域内におい
て、上記ねじり振動の共振現象が現れるのを防止するこ
とができ、これにより、内燃機関のロール振動を効率良
く低減することができる。
At this time, the resonance frequency (natural frequency) fn of the torsional vibration between the inertial mass body (or the crank pulley as the inertial mass body) and the sun gear becomes the dominant roll vibration at the maximum rotation speed of the internal combustion engine. Since the inertial mass body and the sun gear are coupled so as to be higher than the frequency f, the resonance phenomenon of the torsional vibration can be prevented from appearing in the practical rotation range of the internal combustion engine. Roll vibration of the internal combustion engine can be efficiently reduced.

【0019】本発明の請求項2に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、クランクシャフトが回転すると、この
クランクシャフトと一体的に遊星歯車機構のインターナ
ルギヤが回転し、このインターナルギヤ及びサンギヤに
噛合しかつ公転が禁止されたプラネタリギヤを介して、
サンギヤがクランクシャフトの回転方向と反対の方向に
増速されて逆回転することになる。そして、この増速逆
回転するサンギヤと共に慣性質量体が、あるいは慣性質
量体がクランクプーリである場合は、さらにこのクラン
クプーリに連動して駆動される補機等もが増速逆回転し
て、ロール振動の根源であるトルク反力を打ち消すキャ
ンセルトルクとして作用することになる。
According to the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, when the crankshaft rotates, the internal gear of the planetary gear mechanism rotates integrally with the crankshaft. Via a planetary gear that meshes with the sun gear and is prohibited from revolving,
The sun gear is accelerated in the direction opposite to the direction of rotation of the crankshaft, and reversely rotates. And, when the inertia mass body or the inertial mass body is a crank pulley together with the sun gear that rotates at an increased speed, the accessories and the like that are driven in conjunction with the crank pulley are also accelerated and rotated at a reduced speed, This acts as a cancel torque for canceling the torque reaction force that is the root of the roll vibration.

【0020】この際、慣性質量体とサンギヤとの間にお
けるねじり振動により増幅された上記キャンセルトルク
の振幅と内燃機関のトルク変動の振幅とが略一致する際
のねじり振動周波数fが、内燃機関の最大回転速度に
おける支配的なロール振動周波数fよりも大きくなるよ
うに、慣性質量体とサンギヤとが結合されていることか
ら、内燃機関の実用回転域内において、上記ねじり振動
の共振減少が現われるのを確実に防止することができる
と共にねじり振動を一層抑制することができ、これによ
り、内燃機関のロール振動を一層効率良く低減すること
ができる。
[0020] In this case, the torsional vibration frequency f o at which the amplitude of the torque variation of the amplitude and the internal combustion engine of the torsion the cancel torque amplified by the vibration between the inertial mass and the sun gear are substantially matched, the internal combustion engine Since the inertial mass and the sun gear are coupled so as to be higher than the dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the internal combustion engine, the resonance of the torsional vibration appears within the practical rotation range of the internal combustion engine. Can be reliably prevented, and torsional vibration can be further suppressed, whereby the roll vibration of the internal combustion engine can be more efficiently reduced.

【0021】本発明の請求項3に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、慣性質量体からサンギヤまでのねじり
振動系において、ねじり振動の共振周波数(固有振動
数)を机上計算により推定でき、設計段階から予め共振
周波数が内燃機関の実用回転域から外れるように設定す
ることができる。例えば、N=1.2とすることによ
り、特にキャンセルトルクの振幅が内燃機関のトルク変
動の振幅と一致する際のねじり振動周波数を予め調査す
ることなく、机上検討により内燃機関の実用回転域内に
おいてねじり共振現象が現われるのを防止することがで
き、これにより、ロール振動を低減することができる。
According to the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the third aspect of the present invention, in the torsional vibration system from the inertial mass body to the sun gear, the resonance frequency (natural frequency) of the torsional vibration can be estimated by desktop calculation, From the design stage, the resonance frequency can be set in advance so as to deviate from the practical rotation range of the internal combustion engine. For example, by setting N = 1.2, it is possible to perform a desk-top study within a practical rotation range of the internal combustion engine without previously investigating the torsional vibration frequency when the amplitude of the cancel torque coincides with the amplitude of the torque fluctuation of the internal combustion engine. It is possible to prevent the torsional resonance phenomenon from appearing, thereby reducing the roll vibration.

【0022】本発明の請求項4に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、サンギヤからシャフトを介して慣性質
量体に回転力が伝えられるにあたり、この慣性質量体
は、シャフトの大径部において一体的に回転するように
結合されるため、高いねじり剛性を確保することがで
き、ねじり振動の共振周波数が内燃機関の実用回転域か
ら外れるように設定することができる。また、この慣性
質量体は、シャフトの小径部において軸線方向に移動し
ないようにシャフトに一体的に結合されているため、高
いねじり剛性を必要としない部分での軽量化等を行なう
ことができる。
According to the vibration reducing device for an internal combustion engine according to the fourth aspect of the present invention, when the rotational force is transmitted from the sun gear to the inertial mass via the shaft, the inertial mass is formed at the large diameter portion of the shaft. Since they are coupled so as to rotate integrally, high torsional rigidity can be ensured, and the resonance frequency of torsional vibration can be set so as to be outside the practical rotation range of the internal combustion engine. In addition, since the inertial mass body is integrally connected to the shaft so as not to move in the axial direction at the small diameter portion of the shaft, it is possible to reduce the weight at a portion that does not require high torsional rigidity.

【0023】本発明の請求項5に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、サンギヤからシャフトを介して慣性質
量体に回転力が伝えられるにあたり、このサンギヤは、
シャフトの大径部において一体的に回転するように結合
されているため、高いねじり剛性を確保することがで
き、ねじり振動の共振周波数が内燃機関の実用回転域か
ら外れるように設定することができる。
According to the vibration reducing device for an internal combustion engine according to claim 5 of the present invention, when the rotational force is transmitted from the sun gear to the inertial mass body via the shaft, the sun gear
Since the shaft is joined so as to rotate integrally at the large diameter portion, high torsional rigidity can be secured, and the resonance frequency of the torsional vibration can be set so as to be outside the practical rotation range of the internal combustion engine. .

【0024】本発明の請求項6ないし8に係る内燃機関
の振動低減装置によれば、慣性質量体及びサンギヤをシ
ャフトの大径部に対して容易にかつ確実に固定して、回
転方向の相対的な移動を拘束することができる。
According to the vibration reducing device for an internal combustion engine according to claims 6 to 8 of the present invention, the inertial mass body and the sun gear are easily and securely fixed to the large-diameter portion of the shaft, so that the relative mass in the rotational direction can be increased. Movement can be restricted.

【0025】本発明の請求項9に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、慣性質量体をシャフトに対して締付固
定するナットあるいはボルト等として標準部品を用いる
ことができ、部品の共用化によるコストの低減等を行な
うことができる。
According to the vibration reducing apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect of the present invention, standard parts can be used as nuts or bolts for tightening and fixing the inertial mass body to the shaft. Thus, the cost can be reduced.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0027】図1は、補機をエンジンの駆動力により駆
動してロール振動を打ち消すためのキャンセルトルクを
発生させる振動低減装置の一実施例を示すものである。
この振動低減装置10においては、図1に示すように、
エンジン本体のシリンダブロック11に回動自在に設け
られたクランクシャフト12のうち、シリンダブロック
の端面11aから突出した縮径部12aに、動弁系駆動
用のチェーンスプロケット13が外嵌固定され、さら
に、先端側には遊星歯車機構の一部をなすインターナル
ギヤ14が外嵌されてボルト15及びワッシャ16によ
りクランクシャフト12に固定されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a vibration reducing device for generating a cancel torque for canceling roll vibration by driving an auxiliary machine by the driving force of an engine.
In this vibration reduction device 10, as shown in FIG.
A chain sprocket 13 for driving a valve train is externally fitted and fixed to a reduced diameter portion 12a protruding from an end surface 11a of the cylinder block, of a crankshaft 12 rotatably provided on a cylinder block 11 of the engine body. On the distal end side, an internal gear 14 forming a part of a planetary gear mechanism is externally fitted, and is fixed to the crankshaft 12 by bolts 15 and washers 16.

【0028】このインターナルギヤ14は、内周面に内
歯14a´が形成された円筒部14aと、この円筒部1
4aの一端側に結合されてクランクシャフト12への固
着14b´を形成する平板状のフランジ部14b等によ
り構成されており、上記固着部14b´は、円筒状に形
成され、その外周面には、フロントカバー17に組み込
まれたオイルポンプ18のインナロータ18aに嵌合さ
れる嵌合部14cが形成されている。
The internal gear 14 includes a cylindrical portion 14a having internal teeth 14a 'formed on the inner peripheral surface thereof, and a cylindrical portion 1a.
4a is formed of a flat flange portion 14b or the like which is fixed to the crankshaft 12 and is fixed to one end of the crankshaft 12, and the fixed portion 14b 'is formed in a cylindrical shape and has an outer peripheral surface. A fitting portion 14c is formed to be fitted to the inner rotor 18a of the oil pump 18 incorporated in the front cover 17.

【0029】上記インターナルギヤ14と噛合するプラ
ネタリギヤ19は、フロントカバー17の端面17aあ
るいはシリンダブロック11の端面11aにガスケット
20を介してボルト等により固着されたキャリアとして
のキャリアカバー21に回動自在に、すなわち、インタ
ーナルギヤ14の周方向において例えば等間隔(中心角
120度)でキャリアカバー40に植設された3本(図
中では2本だけ示す)の支軸21aに各々回動自在に支
持されかつストッパ片21bにより支軸21aからの脱
落が防止されている。ここで、プラネタリギヤ19を支
持するキャリアカバー21がフロントカバー17(すな
わちシリンダブロック11)に対して固定されているこ
とから、プラネタリギヤ19は、その公転が禁止された
状態となっている。
The planetary gear 19 meshing with the internal gear 14 is rotatable on a carrier cover 21 as a carrier fixed to the end face 17a of the front cover 17 or the end face 11a of the cylinder block 11 by a bolt or the like via a gasket 20. That is, in the circumferential direction of the internal gear 14, for example, three (only two are shown in the drawing) support shafts 21a that are implanted on the carrier cover 40 at equal intervals (center angle of 120 degrees) are rotatable. And is prevented from falling off from the support shaft 21a by the stopper piece 21b. Here, since the carrier cover 21 that supports the planetary gear 19 is fixed to the front cover 17 (that is, the cylinder block 11), the planetary gear 19 is in a state where its revolution is prohibited.

【0030】また、上記プラネタリギヤ19と噛合する
サンギヤ22は、キャリアカバー21に圧入された軸受
23により回動自在に支持されるシャフト24の内側大
径部24aにスプライン結合により取り付けられて、こ
のシャフト24と一体的に回転するようになっており、
一方、キャリアカバー21の外側に突出するシャフト2
4の外側大径部24b及び小径部24cには、補機を駆
動するための慣性質量体としてのクランクプーリ25が
外嵌され、ナット26及びワッシャ27により締め付け
られてシャフト24に固着されている。また、上記軸受
23より外側の領域で、キャリアカバー21とシャフト
24との間にオイルシール28が嵌合されており、キャ
リアカバー21により囲まれる空間が密閉された状態と
なっている。
A sun gear 22 meshing with the planetary gear 19 is attached to an inner large-diameter portion 24a of a shaft 24 rotatably supported by a bearing 23 press-fitted into a carrier cover 21 by spline coupling. It is designed to rotate integrally with 24,
On the other hand, the shaft 2 protruding outside the carrier cover 21
A crank pulley 25 as an inertial mass body for driving an auxiliary machine is externally fitted to the outer large-diameter portion 24b and the small-diameter portion 24c of the outer cylinder 4, and is fixed to the shaft 24 by being tightened by a nut 26 and a washer 27. . An oil seal 28 is fitted between the carrier cover 21 and the shaft 24 in a region outside the bearing 23, so that a space surrounded by the carrier cover 21 is sealed.

【0031】尚、上記インターナルギヤ14、プラネタ
リギヤ19、及びサンギヤ22としては、はす歯歯車を
用いることから、軸線方向において発生するスラスト力
の影響を吸収するために、スラストベアリング29,3
0が設置されている。
Since helical gears are used as the internal gear 14, the planetary gear 19, and the sun gear 22, the thrust bearings 29, 3 are used to absorb the effect of the thrust force generated in the axial direction.
0 is set.

【0032】図2は、上記サンギヤ22、シャフト2
4、及びクランクプーリ25の結合関係を詳細に示した
ものであり、サンギヤ22は、シャフト24の内側大径
部24aに対して図2(b)に示すような回転移動拘束
手段としてのスプライン結合により一体的に回転するよ
うに嵌合されており、又、クランクプーリ25は、その
内側面に形成された円筒部25aがシャフト24の外側
大径部24bに対して同様に図2(b)に示すような回
転移動拘束手段としてのスプライン結合により一体的に
回転するように嵌合され、かつ、その中央部に形成され
た嵌合孔25bがシャフト24の小径部24cに外嵌さ
れた状態で、小径部24c先端側に設けられたねじ部と
しての雄ねじ24c´に、ワッシャ27を挟んでナット
26が螺合され、クランクプーリ25の両端面がシャフ
ト24の段差部端面24dとナット26(及びワッシャ
27)の端面とにより挾持されるように、すなわち、ナ
ット26によりクランクプーリ25が段差部端面24d
に向けて押圧されてシャフト24の軸線方向への移動が
拘束されるように取り付けられている。尚、上記ナット
26及びワッシャ27の代わりに、鍔付きナットを用い
ることも可能であり、又、雄ねじ24c´の代わりにね
じ部としての雌ねじ穴を形成してボルト及びワッシャあ
るいは鍔付きボルトを用いることも可能である。このよ
うに構成することで、例えば、M16のナットあるいは
ボルトなどの標準サイズの部品を用いることができる。
FIG. 2 shows the sun gear 22 and the shaft 2
4 shows the coupling relationship between the crank gear pulley 25 and the sun gear 22. The sun gear 22 is spline-coupled to the inner large-diameter portion 24a of the shaft 24 as a rotational movement restraining means as shown in FIG. The crank pulley 25 has a cylindrical portion 25a formed on the inner surface of the crank pulley 25 similarly to the outer large-diameter portion 24b of the shaft 24 as shown in FIG. And a fitting hole 25b formed in the center of the shaft 24 is fitted outside the small diameter portion 24c of the shaft 24. A nut 26 is screwed into a male screw 24c 'serving as a screw portion provided on the distal end side of the small diameter portion 24c with a washer 27 interposed therebetween. 24d and as will be pinched by the end face of the nut 26 (and washers 27), i.e., the crank pulley 25 is stepped end face 24d by a nut 26
, So that the movement of the shaft 24 in the axial direction is restricted. It should be noted that a flanged nut may be used instead of the nut 26 and the washer 27, and a female screw hole may be formed as a screw portion instead of the male screw 24c ', and a bolt and a washer or a flanged bolt may be used. It is also possible. With such a configuration, for example, standard-sized components such as M16 nuts or bolts can be used.

【0033】上記ナット26(あるいはボルト)及びワ
ッシャ27、雄ねじ24c´(あるいは雌ねじ穴)、段
差部端面24d等により、クランクプーリ25がシャフ
ト24の軸線方向において相対的に並進移動するのを拘
束する並進移動拘束手段が構成されている。
The nut 26 (or bolt), washer 27, male screw 24c '(or female screw hole), step end face 24d, and the like restrain the crank pulley 25 from relatively translating in the axial direction of the shaft 24. A translation movement restricting means is configured.

【0034】また、上記回転移動拘束手段としては、ス
プライン結合の他に、例えば、図3(a)に示すような
キー結合、あるいは、図3(b)に示すような噛み合い
クラッチ結合の一つとしてのジョークラッチ結合(ドッ
グクラッチ結合)等を採用することが可能である。
In addition to the spline connection, for example, a key connection as shown in FIG. 3A or an engagement clutch connection as shown in FIG. Jaw clutch connection (dog clutch connection) or the like.

【0035】上記キャリアカバー21は、回転体である
インターナルギヤ14等を覆うように形成されているた
め、これらの回転体に他の部品が干渉するのを防止し、
又、ゴミ、粉塵、あるいは泥水等が遊星歯車機構の内部
に侵入するのを防止する。
Since the carrier cover 21 is formed so as to cover the internal gear 14 and the like which are rotating bodies, it is possible to prevent other parts from interfering with these rotating bodies,
Also, it prevents dust, dust, muddy water and the like from entering the planetary gear mechanism.

【0036】一方、上記キャリアカバー21内に収容さ
れた遊星歯車機構においては、シリンダブロック11に
設けられた潤滑油経路(不図示)から導かれる潤滑油
が、サンギヤ22とプラネタリギヤ19との噛み合い領
域、及びプラネタリギヤ19とインターナルギヤ14と
の噛み合い領域に供給されて潤滑作用が行なわれるよう
になっており、この潤滑作用に用いられた潤滑油は、そ
の後、オイルパン(不図示)に戻されて、再びオイルフ
ィルタ(不図示)を通り潤滑油経路に導かれるようにな
っている。
On the other hand, in the planetary gear mechanism housed in the carrier cover 21, lubricating oil guided from a lubricating oil path (not shown) provided in the cylinder block 11 is engaged with the sun gear 22 and the planetary gear 19 in an engagement region. The lubricating oil is supplied to a meshing region between the planetary gear 19 and the internal gear 14 to perform a lubricating operation. The lubricating oil used for the lubricating operation is then returned to an oil pan (not shown). Then, the oil is guided again to the lubricating oil path through an oil filter (not shown).

【0037】次に、上記遊星歯車機構及びクランクプー
リ25の作用について図4に基づき説明する。図4
(a)に示すように、エンジン本体が燃焼時の爆発力に
よりトルクT(Tは時間の関数)を発生しているとする
と、クランクシャフト12と直結されたインターナルギ
ヤ14には、上記トルクT、プラネタリギヤ19からの
抗力N、及びこの抗力Nをその回転軸部で支える結果生
じる反力Nが作用する。
Next, the operation of the planetary gear mechanism and the crank pulley 25 will be described with reference to FIG. FIG.
As shown in (a), assuming that the engine body generates a torque T (T is a function of time) due to the explosive force at the time of combustion, the internal gear 14 directly connected to the crankshaft 12 has the torque T T, a drag N from the planetary gear 19, and a reaction N generated as a result of supporting the drag N with its rotating shaft.

【0038】また、プラネタリギヤ19の慣性モーメン
トが十分小さいと仮定すると、このプラネタリギヤ19
には、インターナルギヤ14からの駆動力N、サンギヤ
22からの抗力N、及びこの駆動力Nと抗力Nとをその
回転軸部で支える結果生じる反力2Nが作用する。
Also, assuming that the moment of inertia of the planetary gear 19 is sufficiently small,
, A driving force N from the internal gear 14, a reaction force N from the sun gear 22, and a reaction force 2N resulting from supporting the driving force N and the reaction force N on the rotating shaft.

【0039】さらに、サンギヤ22には、プラネタリギ
ヤ19からの駆動力N、及びこの駆動力をその回転軸部
で支える結果生じる反力Nが作用する。
Further, a driving force N from the planetary gear 19 and a reaction force N generated as a result of supporting the driving force by its rotating shaft portion act on the sun gear 22.

【0040】一方、エンジン本体には、図4(b)に示
すように、上記爆発力により生じるトルクTの反作用と
して生じる反トルク−Tと、各ギヤの回転軸部に発生す
る反力の反作用として生じる力とが作用する。この力
は、大きさが2Nで、モーメントアーム長がR+R
(ここで、Rはサンギヤ22のピッチ円半径、R
プラネタリギヤ19のピッチ円半径を示す)であり、エ
ンジン本体の反トルク−Tの逆向きの偶力として作用す
る。この偶力が反トルク−Tを打ち消すキャンセルトル
クとして作用し、その結果、エンジン本体のロール振動
が低減されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, a reaction torque -T generated as a reaction of the torque T generated by the explosion force and a reaction generated by the reaction force generated in the rotating shaft of each gear are applied to the engine body. And the force generated as an action. This force has a magnitude of 2N and a moment arm length of R s + R p
(Where R s indicates the pitch circle radius of the sun gear 22 and R p indicates the pitch circle radius of the planetary gear 19), and acts as a reverse couple of the anti-torque −T of the engine body. This couple acts as a cancel torque that cancels the counter torque -T, and as a result, the roll vibration of the engine body is reduced.

【0041】ここで、エンジン本体のロール軸まわりの
慣性モーメントをΙ、エンジン本体のロール変位角を
φ、エンジン本体の回転系(フライホイール又はドライ
ブプレート、クランクシャフト12、コネクティングロ
ッド回転相当部、及びインターナルギヤ14)の慣性モ
ーメントをΙ、クランクプーリ25を主な慣性質量体
としてすなわち副フライホイールとして用いる場合のサ
ンギヤ22,シャフト24,及びクランクプーリ25の
慣性モーメントをI、あるいは、クランクプーリ25
で補機を駆動して補機の回転体を慣性質量体として用い
た場合のサンギヤ22,シャフト24,クランクプーリ
25,及び補機の慣性モーメントをI,インターナル
ギヤ14に対するサンギヤ22の増速比をρとすると、
エンジン本体のロール振動に関する運動方程式は、次式
(1)で表わされる。
Here, the moment of inertia around the roll axis of the engine body is Ι, the roll displacement angle of the engine body is φ, and the rotation system of the engine body (flywheel or drive plate, crankshaft 12, connecting rod rotation equivalent part, The moment of inertia of the internal gear 14) is Ι 1 , and the moment of inertia of the sun gear 22, the shaft 24 and the crank pulley 25 when the crank pulley 25 is used as a main inertia mass body, that is, as a sub flywheel is I 2 , or Pulley 25
When the auxiliary machine is driven to use the rotating body of the auxiliary machine as an inertial mass body, the inertia moment of the sun gear 22, the shaft 24, the crank pulley 25, and the auxiliary machine is I 2 , and the sun gear 22 with respect to the internal gear 14 is increased. Assuming that the speed ratio is ρ,
The equation of motion related to the roll vibration of the engine body is expressed by the following equation (1).

【0042】 上記式(1)から理解されるように、右辺のTに掛かる
係数(Ι−ρ・Ι)/(Ι+ρ・Ι)が0に
近づくほど、ロール振動の低減代は大きくなる。すなわ
ち、次式(2)、 Ι=ρ・Ι ・・・(2) を満足するように、エンジン本体の回転系の慣性モーメ
ントΙに対して、インターナルギヤ14及びサンギヤ
22のピッチ円半径R,R、サンギヤ22,クラン
クプーリ25,シャフト24,あるいは、さらに補機を
加えた全体の慣性モーメントΙを設定すれば、ロール
振動の低減は最も大きくなる。
[0042] As understood from the above equation (1), as the coefficient (Ι 1 −ρ · Ι 2 ) / (Ι 1 + ρ 2 · 2 2 ) applied to T on the right side approaches 0, the reduction in roll vibration increases. Become. That is, the following equation (2), so as to satisfy the Ι 1 = ρ · Ι 2 ··· (2), with respect to the moment of inertia iota 1 of the engine body rotation system, the pitch of the internal gear 14 and sun gear 22 radius R i, R s, the sun gear 22, a crank pulley 25, shaft 24, or, if further auxiliary setting the overall moment of inertia iota 2 plus, a reduction in rolling vibration becomes the largest.

【0043】ところで、上述のロール振動低減効果は、
構成部品が全て剛体からなるものとして扱える場合はエ
ンジンの運転条件に拘らず常に一定であるが、実際には
構成部品は弾性体からなるため、これらの構成部品から
なる振動系において共振現象が発生する。この共振現象
の代表的なものとして、サンギヤ22からクランクプー
リ25までの構成において、シャフト24のねじり剛性
をばね成分、クランクプーリ25の慣性モーメントを質
量成分とするねじり振動系の共振振動がある。
Incidentally, the above-described roll vibration reduction effect is as follows.
When all components can be treated as rigid bodies, they are always constant regardless of the operating conditions of the engine.However, since the components are actually elastic, a resonance phenomenon occurs in the vibration system composed of these components. I do. A representative example of the resonance phenomenon is a resonance vibration of a torsional vibration system in which the torsional rigidity of the shaft 24 is a spring component and the moment of inertia of the crank pulley 25 is a mass component in the configuration from the sun gear 22 to the crank pulley 25.

【0044】ここで、上記ねじり振動系において、クラ
ンクプーリ25の慣性モーメントをI、シャフト24
のねじりばね定数をκとすると、平衡位置からシャフト
24が角度θだけねじれた際の線形自由振動の運動方程
式は、次式(3)で表わされる。
Here, in the torsional vibration system, the moment of inertia of the crank pulley 25 is represented by I f ,
Assuming that the torsional spring constant is κ, the equation of motion of linear free vibration when the shaft 24 is twisted by the angle θ from the equilibrium position is expressed by the following equation (3).

【0045】 従って、この振動系の場合の固有振動数Wnは、次式
(4) で表わすことができ、又、シャフト24が中実丸棒の場
合は、そのせん断弾性係数をG、サンギヤ22とクラン
クプーリ25との間の結合部分としてのシャフト24の
軸長さをL,シャフト24の断面二次極モーメントをI
とすると、上記固有振動数Wnは、次式(5)で表わ
すことができ、 さらには、fn=Wn/2πであることから、共振周波
数(固有振動数)fnは、次式(6)として表わすこと
ができる。
[0045] Therefore, the natural frequency Wn in this vibration system is given by the following equation (4). When the shaft 24 is a solid round bar, the shear modulus of elasticity is G, the axial length of the shaft 24 as a connecting portion between the sun gear 22 and the crank pulley 25 is L, and the shaft length is L. 24, the secondary moment of area is I
Assuming that p , the natural frequency Wn can be expressed by the following equation (5). Furthermore, since fn = Wn / 2π, the resonance frequency (natural frequency) fn can be expressed by the following equation (6).

【0046】 上記のようなねじり振動系の共振現象がエンジンのロー
ル振動に及ぼす影響について、図5に基づき以下に説明
する。図5(a)はエンジンのトルク変動とキャンセル
トルクとの振幅比特性、図5(b)はエンジンのトルク
変動とキャンセルトルクとの位相差特性、図5(c)は
支配的なロール振動周波数f成分(直列4気筒エンジン
の場合はエンジン回転速度の2次成分、直列6気筒エン
ジンの場合はエンジン回転速度の3次成分)によるエン
ジンのロール振動特性、をそれぞれ示すものである。
[0046] The influence of the resonance phenomenon of the torsional vibration system on the roll vibration of the engine will be described below with reference to FIG. 5A is an amplitude ratio characteristic between engine torque fluctuation and cancel torque, FIG. 5B is a phase difference characteristic between engine torque fluctuation and cancel torque, and FIG. 5C is a dominant roll vibration frequency. 7 shows the roll vibration characteristics of the engine according to the f component (a secondary component of the engine rotational speed in the case of an in-line four-cylinder engine, and a tertiary component of the engine rotational speed in the case of an in-line six-cylinder engine).

【0047】図5(a)から分かるように、ねじり振動
の周波数が低周波領域では両者の振幅比はほぼ一定であ
るが、ねじり振動の周波数が共振周波数(fn)に近づ
くにつれてキャンセルトルクの振幅は増幅され、キャン
セルトルクの振幅がトルク変動の振幅と同じになるP
点での周波数foを越えた時点でキャンセルトルクの振
幅はトルク変動の振幅より大きくなり、その増幅度はP
点すなわち共振周波数fnの位置にて最大となってい
る。
As can be seen from FIG. 5A, when the frequency of the torsional vibration is low, the amplitude ratio between the two is almost constant, but as the frequency of the torsional vibration approaches the resonance frequency (fn), the amplitude of the canceling torque increases. the amplified, P 1 the amplitude of the cancellation torque is the same as the amplitude of the torque variation
When the frequency exceeds the frequency fo at the point, the amplitude of the cancel torque becomes larger than the amplitude of the torque fluctuation, and the amplification degree becomes P
It is maximum at two points, that is, at the position of the resonance frequency fn.

【0048】また、図5(b)から分かるように、低周
波領域では逆相であった両者の位相が、共振周波数fn
付近では同相になり、エンジンのロール振動を強める方
向に作用している。
Further, as can be seen from FIG. 5B, the phases of the two, which were opposite in the low frequency region, are changed to the resonance frequency fn.
In the vicinity, it is in phase and acts in the direction to increase the roll vibration of the engine.

【0049】さらに、実際のロール振動低減装置を備え
たエンジンにおいては、図5(c)に示すように、エン
ジン回転速度(又は周波数)が低い領域では一定のロー
ル振動低減効果が得られ、さらに、キャンセルトルクの
振幅がトルク変動の振幅と同じになるP点の位置で最
大のロール振動低減効果が得られるものの、このP
を越えた回転速度域では逆にロール振動が悪化している
のが分かる。
Further, in an engine equipped with an actual roll vibration reducing device, as shown in FIG. 5C, a constant roll vibration reducing effect is obtained in a region where the engine rotation speed (or frequency) is low. although the amplitude of the cancel torque amplitude and maximum roll vibration reduction effect at the location of the same on becomes P 1 point of the torque fluctuation obtained in the rotational speed region in excess of the P 1 point in the roll vibration deteriorates conversely You can see that

【0050】以上のことから、本実施例におけるクラン
クプーリ25、シャフト24、及びサンギヤ22相互間
の結合は、上記共振周波数fnが、エンジンの最大回転
速度における支配的なロール振動周波数fよりも大きく
なるように、構成されている。このような結合構成とす
ることにより、エンジンの実用運転領域において、ねじ
り振動によるロール振動の悪化を招くことなく、所望の
ロール振動低減効果を得ることができる。
As described above, in the coupling between the crank pulley 25, the shaft 24, and the sun gear 22 in the present embodiment, the resonance frequency fn is higher than the dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the engine. It is constituted so that it may become. With such a coupling configuration, a desired roll vibration reduction effect can be obtained without causing deterioration of the roll vibration due to torsional vibration in a practical operation region of the engine.

【0051】尚、上記共振周波数fnとエンジンの最大
回転速度における支配的なロール振動周波数fとが等し
くなるように構成した場合、エンジン回転の上限付近で
はロール振動が悪化するものの、この上限の運転領域は
使用頻度が非常に低いことから、このような構成であっ
ても実用上何んら問題はない。
When the resonance frequency fn is equal to the dominant roll vibration frequency f at the maximum engine speed, the roll vibration deteriorates near the upper limit of the engine rotation. Since the frequency of use of the region is very low, there is no practical problem with such a configuration.

【0052】また、上記ねじり振動の周波数の増加に伴
なって、キャンセルトルクの振幅が増幅され、P点の
位置にてトルク変動の振幅と同一となることから、この
位置でのねじり振動の周波数foを1つの目安として、
このねじり振動周波数foがエンジンの最大回転速度に
おける支配的なロール振動周波数fよりも大きくなるよ
うに、クランクプーリ25,シャフト24,及びサンギ
ヤ22相互の結合を行なってもよい。
[0052] Moreover, it is taken with the increase of the frequency of the torsional vibration is amplified amplitude of the cancellation torque, since it becomes the same as the amplitude of the torque variation at the position of P 1 point, the torsional vibration at this position Using the frequency fo as one guide,
The crank pulley 25, the shaft 24, and the sun gear 22 may be connected to each other such that the torsional vibration frequency fo is higher than the dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the engine.

【0053】このような結合構成とすることにより、エ
ンジンの全運転領域において、ねじり振動によるロール
振動の悪化を招くことなく、確実に所望のロール振動低
減効果を得ることができる。経験的には、上記ねじり共
振周波数fnが上記支配的なロール振動周波数fの約
1.2倍となるように設定することにより、エンジンの
全運転領域でロール振動の悪化を招くことなく、所望の
ロール振動低減効果を得ることができる。
By adopting such a coupling configuration, a desired effect of reducing the roll vibration can be reliably obtained in the entire operation range of the engine without causing deterioration of the roll vibration due to the torsional vibration. Empirically, by setting the torsional resonance frequency fn to be about 1.2 times the dominant roll vibration frequency f, it is possible to reduce the desired roll vibration in the entire operation range of the engine without deteriorating the roll vibration. The effect of reducing the roll vibration can be obtained.

【0054】ところで、上記結合構成を実際に設計する
にあたっては、ねじり振動の共振周波数fnを表わす前
述式(6)を用いて、エンジンの最大回転速度における
支配的なロール振動周波数fが次式(7)、 を満足するように設定することが可能である。
By the way, in actually designing the above coupling structure, the dominant roll vibration frequency f at the maximum rotational speed of the engine is calculated by the following equation (6) using the above-mentioned equation (6) representing the resonance frequency fn of torsional vibration. 7), Can be set to satisfy.

【0055】これによれば、机上計算により、設計段階
から予めねじり振動の共振周波数fnがエンジンの実用
運転領域から外れるように構成することができる。
According to this, the resonance frequency fn of the torsional vibration can be deviated from the practical operation range of the engine in advance from the design stage by the desk calculation.

【0056】以上の実施例においては、クランクプーリ
25により補機を回転させて、キャンセルトルクを発生
させるタイプのものについて述べたが、クランクプーリ
25の代わりに慣性質量体としての副フライホイールを
採用して、この副フライホイールによりキャンセルトル
クを発生させる構成とすることも可能であり、この場
合、副フライホイールとサンギヤとを一体的に形成し、
あるいは、副フライホイールとサンギヤとを結合するシ
ャフトを採用すると共にこれら副フライホイール、シャ
フト、及びサンギヤのうちいずれか2つを一体的に又は
全てを一体的に形成することも可能である。
In the above-described embodiment, the type in which an auxiliary machine is rotated by the crank pulley 25 to generate a cancel torque has been described. Instead of the crank pulley 25, an auxiliary flywheel as an inertial mass body is employed. Then, it is also possible to adopt a configuration in which a cancel torque is generated by this sub flywheel, in which case, the sub flywheel and the sun gear are integrally formed,
Alternatively, it is also possible to adopt a shaft connecting the sub flywheel and the sun gear, and to integrally form any two or all of the sub flywheel, the shaft and the sun gear.

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

【図1】 本発明に係る内燃機関の振動低減装置の第1
の実施例を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a first view of a vibration reduction device for an internal combustion engine according to the present invention.
It is a schematic structure figure showing an example of.

【図2】 図1に示す実施例におけるサンギヤ、シャフ
ト、及びクランクプーリ相互間の結合関係を示すもので
あり、(a)は部分拡大断面図、(b)は(a)のE
−E及びE−E部における断面図である。
[2] The sun gear in the embodiment shown in FIG. 1, which shows the shaft, and a coupling relation between the crank pulley mutual, E 1 of (a) a partially enlarged cross-sectional view, the (b) is (a)
-E is a sectional view taken along the 1 and E 2 -E 2 parts.

【図3】 回転移動拘束手段の他の例を示すものであ
り、(a)はキー結合を示す断面図、(b)は噛み合い
クラッチの一つであるジョークラッチ結合を示す側面図
である。
FIGS. 3A and 3B show another example of the rotational movement restraining means, in which FIG. 3A is a cross-sectional view showing a key connection, and FIG. 3B is a side view showing a jaw clutch connection, which is one of the meshing clutches.

【図4】 本発明に係る振動低減装置の作用を説明する
ための図であり、(a)は遊星歯車のそれぞれのギヤに
作用する力関係を示す模式図、(b)はエンジン本体に
作用する力関係を示す模式図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the vibration reduction device according to the present invention, wherein FIG. 4A is a schematic diagram showing a force relationship acting on each gear of the planetary gear, and FIG. It is a schematic diagram which shows the force relationship which performs.

【図5】 エンジンのロール振動に対するねじり振動の
影響を説明するためのものであり、(a)はエンジンの
トルク変動に対するキャンセルトルクの振幅比特性、
(b)はエンジンのトルク変動とキャンセルトルクとの
位相差特性、(a)はエンジンの回転速度に対するロー
ル振動特性を示すグラフである。
5A and 5B are diagrams for explaining the effect of torsional vibration on the roll vibration of the engine, wherein FIG.
(B) is a graph showing a phase difference characteristic between engine torque fluctuation and canceling torque, and (a) is a graph showing roll vibration characteristics with respect to an engine rotation speed.

【図6】 従来の振動低減装置を示す概略構成図であ
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional vibration reduction device.

【図7】 従来の振動低減装置を備えたエンジンの正面
図である。
FIG. 7 is a front view of an engine including a conventional vibration reduction device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 振動低減装置 11 シリンダブロック 12 クランクシャフト 12a 縮径部 13 チェーンスプロケット 14 インターナルギヤ 15 ボルト 16 ワッシャ 17 フロントカバー 19 プラネタリギヤ 20 ガスケット 21 キャリアカバー(キャリア) 21a 支軸 21b ストッパ片 22 サンギヤ 23 軸受 24 シャフト 24a 内側大径部 24b 外側大径部 24c 小径部 24c´ 雄ねじ(ねじ部) 24d 段差部端面 25 クランクプーリ(慣性質量体) 25a 円筒部 25b 嵌合孔 26 ナット 28 オイルシール 29,30 スラストベアリング Reference Signs List 10 Vibration reduction device 11 Cylinder block 12 Crankshaft 12a Reduced diameter portion 13 Chain sprocket 14 Internal gear 15 Bolt 16 Washer 17 Front cover 19 Planetary gear 20 Gasket 21 Carrier cover (carrier) 21a Support shaft 21b Stopper piece 22 Sun gear 23 Bearing 24 Shaft 24a Inside large diameter part 24b Outside large diameter part 24c Small diameter part 24c 'Male screw (screw part) 24d Step end face 25 Crank pulley (inertia mass body) 25a Cylindrical part 25b Fitting hole 26 Nut 28 Oil seal 29, 30 Thrust bearing

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サンギヤと前記サンギヤに噛合するよう
にキャリアに保持されたプラネタリギヤと前記プラネタ
リギヤに噛合するインターナルギヤとを含む遊星歯車機
構と、前記遊星歯車機構の作動により回転させられて慣
性力を生じる慣性質量体とを備え、前記インターナルギ
ヤは、クランクシャフトと同軸上にて一体的に回転する
ように前記クランクシャフトに固着され、前記キャリア
は、前記プラネタリギヤの公転を禁止するように固定さ
れ、前記慣性質量体は、クランクシャフトの回転方向と
反対の方向に前記サンギヤと共に一体的に回転するよう
に形成されて、クランクシャフトの回転に伴なう内燃機
関のロール振動を低減するようにした内燃機関の振動低
減装置であって、 前記慣性質量体とサンギヤとの間におけるねじり振動の
共振周波数fnが、内燃機関の最大回転速度における支
配的なロール振動周波数fよりも大きくなるように、前
記慣性質量体とサンギヤとが結合されている、 ことを特徴とする内燃機関の振動低減装置。
A planetary gear mechanism including a sun gear, a planetary gear held by a carrier so as to mesh with the sun gear, and an internal gear meshing with the planetary gear; and an inertial force rotated by the operation of the planetary gear mechanism. Wherein the internal gear is fixed to the crankshaft so as to rotate integrally on the same axis as the crankshaft, and the carrier is fixed to prohibit the planetary gear from revolving. The inertial mass body is formed so as to rotate integrally with the sun gear in a direction opposite to a rotation direction of the crankshaft, so as to reduce roll vibration of the internal combustion engine accompanying rotation of the crankshaft. A vibration reducing device for an internal combustion engine, wherein the torsion vibration between the inertial mass body and the sun gear is reduced. The inertial mass and the sun gear are coupled so that a vibration frequency fn is higher than a dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the internal combustion engine. .
【請求項2】 サンギヤと前記サンギヤに噛合するよう
にキャリアに保持されたプラネタリギヤと前記プラネタ
リギヤに噛合するインターナルギヤとを含む遊星歯車機
構と、前記遊星歯車機構の作動により回転させられて慣
性力を生じる慣性質量体とを備え、前記インターナルギ
ヤは、クランクシャフトと同軸上にて一体的に回転する
ように前記クランクシャフトに固着され、前記キャリア
は、前記プラネタリギヤの公転を禁止するように固定さ
れ、前記慣性質量体は、クランクシャフトの回転方向と
反対の方向に前記サンギヤと共に一体的に回転するよう
に形成され、前記慣性質量体及びサンギヤを含む回転体
によりキャンセルトルクを発生させて、クランクシャフ
トの回転に伴なう内燃機関のロール振動を低減するよう
にした内燃機関の振動低減装置であって、 前記慣性質量体とサンギヤとの間におけるねじり振動に
より増幅された前記キャンセルトルクの振幅と内燃機関
のトルク変動の振幅とが略一致する際のねじり振動周波
数foが、内燃機関の最大回転速度における支配的なロ
ール振動周波数fよりも大きくなるように、前記慣性質
量体とサンギヤとが結合されている、 ことを特徴とする内燃機関の振動低減装置。
2. A planetary gear mechanism including a sun gear, a planetary gear held by a carrier so as to mesh with the sun gear, and an internal gear meshing with the planetary gear, and an inertial force rotated by the operation of the planetary gear mechanism. Wherein the internal gear is fixed to the crankshaft so as to rotate integrally on the same axis as the crankshaft, and the carrier is fixed to prohibit the planetary gear from revolving. The inertial mass body is formed so as to rotate integrally with the sun gear in a direction opposite to a rotation direction of a crankshaft, and generates a cancel torque by the rotating body including the inertial mass body and the sun gear, thereby generating a crank torque. Internal combustion engine vibration to reduce roll vibration of the internal combustion engine due to shaft rotation A dynamic reduction device, wherein the torsional vibration frequency fo when the amplitude of the cancel torque amplified by the torsional vibration between the inertial mass body and the sun gear and the amplitude of the torque fluctuation of the internal combustion engine substantially match each other, The vibration reducing device for an internal combustion engine, wherein the inertial mass body and the sun gear are coupled so as to be higher than a dominant roll vibration frequency f at the maximum rotation speed of the engine.
【請求項3】 前記慣性質量体の慣性モーメントを
、前記慣性質量体とサンギヤとの間の結合部分のせ
ん断弾性係数をG、前記結合部分の断面二次極モーメン
トをI、前記結合部分の軸長さをLとした場合、前記
支配的なロール振動周波数fが、 を満足するように、前記慣性質量体とサンギヤとが結合
されている、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の振
動低減装置。
3. The moment of inertia of the inertial mass body is I f , the shear modulus of elasticity of the joint between the inertial mass body and the sun gear is G, the secondary polar moment of area of the joint is I p , When the axial length of the portion is L, the dominant roll vibration frequency f is The vibration reduction device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the inertial mass body and a sun gear are coupled to satisfy the following.
【請求項4】 前記慣性質量体と前記サンギヤとを結合
するシャフトを有し、前記シャフトは小径部及び大径部
を有し、前記慣性質量体は、前記シャフトの大径部にお
いて、相対的な回転移動を拘束する回転移動拘束手段に
より結合され、かつ、前記シャフトの小径部において、
前記シャフトの軸線方向における相対的な並進移動を拘
束する並進移動拘束手段により結合されている、 ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つに記載
の内燃機関の振動低減装置。
4. A shaft connecting the inertial mass and the sun gear, wherein the shaft has a small diameter portion and a large diameter portion, and the inertial mass has a relative diameter at a large diameter portion of the shaft. Coupled by a rotational movement restricting means for restricting the rotational movement, and at a small diameter portion of the shaft,
The vibration reduction device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the shafts are coupled by translational restraint means for restraining relative translational movement in the axial direction.
【請求項5】 前記慣性質量体と前記サンギヤとを結合
するシャフトを有し、前記シャフトは小径部及び大径部
を有し、前記サンギヤは、前記シャフトの大径部におい
て、相対的な回転移動を拘束する回転移動拘束手段によ
り結合されている、ことを特徴とする請求項1ないし4
いずれか1つに記載の内燃機関の振動低減装置。
5. A shaft connecting the inertial mass body and the sun gear, wherein the shaft has a small diameter portion and a large diameter portion, and the sun gear has a relative rotation at a large diameter portion of the shaft. 5. The apparatus according to claim 1, wherein said means is connected by a rotational movement restraining means for restraining the movement.
A vibration reduction device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
【請求項6】 前記回転移動拘束手段は、前記慣性質量
体に形成された円筒部の内周面と前記シャフトの大径部
の外周面との間に設けられたスプライン結合からなる、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の内燃機関の振
動低減装置。
6. The rotation movement restraining means comprises a spline connection provided between an inner peripheral surface of a cylindrical portion formed on the inertial mass body and an outer peripheral surface of a large diameter portion of the shaft.
The vibration reduction device for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, wherein:
【請求項7】 前記回転移動拘束手段は、前記慣性質量
体に形成された円筒部の内周面と前記シャフトの大径部
の外周面との間に設けられたキー結合からなる、ことを
特徴とする請求項4又は5に記載の内燃機関の振動低減
装置。
7. The method according to claim 7, wherein the rotational movement restricting means comprises a key joint provided between an inner peripheral surface of a cylindrical portion formed on the inertial mass body and an outer peripheral surface of a large diameter portion of the shaft. The vibration reduction device for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, wherein:
【請求項8】 前記回転移動拘束手段は、前記慣性質量
体に形成された円筒部と前記シャフトの大径部との間に
設けられた噛み合いクラッチ結合からなる、ことを特徴
とする請求項4又は5に記載の内燃機関の振動低減装
置。
8. The apparatus according to claim 4, wherein said rotational movement restraining means comprises an engagement clutch provided between a cylindrical portion formed on said inertial mass body and a large diameter portion of said shaft. Or the vibration reduction device for an internal combustion engine according to 5.
【請求項9】 前記並進移動拘束手段は、前記慣性質量
体の中央部に形成された嵌合孔に前記シャフトの小径部
を挿嵌させた状態で、前記シャフトの小径部と大径部と
の段差部端面に向けて前記慣性質量体を押圧するよう
に、前記シャフトの小径部に形成されたねじ部に螺合さ
れるナット又はボルトを含む、ことを特徴とする請求項
4記載の内燃機関の振動低減装置。
9. The small-diameter part and the large-diameter part of the shaft, wherein the small-diameter part and the large-diameter part of the shaft are fitted in a fitting hole formed in a center part of the inertial mass body. 5. The internal combustion engine according to claim 4, further comprising a nut or a bolt that is screwed into a threaded portion formed on a small diameter portion of the shaft so as to press the inertial mass body toward an end surface of the stepped portion. 6. Engine vibration reduction device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160017748A (en) * 2014-08-04 2016-02-17 현대중공업 주식회사 Engine
KR20190074486A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 현대자동차주식회사 Torque increase device for crankshaft pulley
US20220307571A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rolling vibration reduction device for internal combustion engine

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US11808320B2 (en) 2021-03-24 2023-11-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rolling vibration reduction device for internal combustion engine

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