JPH11325187A - 内燃機関の振動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンのロール振動を低減する装置におい
て、複数のエンジン運転条件下でロール振動が大幅に低
減されるようにする。 【解決手段】 クランクシャフト１２の回転駆動力を伝
える駆動力伝達機構１３，１４ａ，１７と、駆動力伝達
機構により回転させられて慣性力を生じる副フライホイ
ール１８とを備えて、クランクシャフト１２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
関の振動低減装置において、駆動力伝達機構の回転振動
系のばね成分を形成する弾性体１９，２１のばね定数を
内燃機関の運転条件に応じてばね定数可変制御手段であ
るクラッチ機構２０，２３により切り替えるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼圧
力の変動等に起因して生じ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、クランクシャフトに対
して順方向あるいは逆方向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。

【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。

【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６−３３９９０号公報に示される振動低
減装置がある。この振動低減装置は、図９（ａ），
（ｂ）に示すように、エンジン１のクランクシャフト２
の後端に直接結合された主フライホイール３の他に、ク
ランクシャフト２の前端に直接結合されたクランクプー
リ４により例えばベルト５を介して逆方向に回転させる
副フライホイール６を設け、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打ち消すも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
振動低減装置において、エンジンのロール振動を完全に
打ち消すためには、主フライホール３等のエンジン本体
における回転体の慣性モーメントをＩ_１、副フライホイ
ール６の慣性モーメントをＩ_２、増速比をρとすると
き、理論的にはＩ_１＝ρ・Ｉ_２の条件を満たすことが要
求され、又、この条件の近傍においてロール振動の低減
効果が得られるものである。

【０００５】ここで、上述の条件を満たすには、上記主
フライホイール３の慣性モーメントＩ_１が本来的に大き
いことから、副フライホイール６の慣性モーメントＩ_２
を大きくするか、あるいは、増速比ρを大きくする必要
がある。

【０００６】しかしながら、副フライホイール６の慣性
モーメントＩ_２を大きくすると、それに伴なって装置と
しての重量増加を招き、又、増速比ρを大きくすると、
副フライホイール６が高速で回転することになり、その
軸受部の耐久性の低下を招くことになる。従って、現実
的にはエンジンのロール振動を完全に打ち消すことはで
きず、その低減効果は限られたものになるという問題が
あった。

【０００７】本発明は、上記従来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、ロール振動
の低減を必要とする内燃機関の複数の運転条件下におい
て、ロール振動の大幅な低減を図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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
内燃機関の振動低減装置は、クランクシャフトの回転駆
動力を伝える駆動力伝達機構と、前記駆動力伝達機構に
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
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、前記駆動力伝達機構の回転振動系のばね成分を形
成する弾性体のばね定数を内燃機関の運転条件に応じて
変化させるべく可変制御するばね定数可変制御手段を設
けた、構成となっている。

【０００９】本発明の請求項２に係る内燃機関の振動低
減装置は、請求項１に係る内燃機関の振動低減装置にお
いて、前記ばね定数可変制御手段は、前記駆動力伝達機
構の回転振動系の振動モードと前記クランクシャフトの
回転に伴なうロール振動系の振動モードとの重ね合わせ
によって発生する反共振の周波数と前記クランクシャフ
トの所定回転速度における回転周波数を（自然数／２）
倍した周波数のうちのいずれかの周波数とが略一致する
ように、前記弾性体のばね定数を調整する、構成となっ
ている。

【００１０】本発明の請求項３に係る内燃機関の振動低
減装置は、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、前記ばね定数可変制御手段は、前記駆動力
伝達機構の回転振動系の振動モードと前記クランクシャ
フトの回転に伴なうロール振動系の振動モードとの重ね
合わせによって発生する反共振の周波数と前記クランク
シャフトの所定回転速度における回転周波数を（気筒数
／２）倍した周波数とが略一致するように、前記弾性体
のばね定数を調整する、構成となっている。

【００１１】本発明の請求項４に係る内燃機関の振動低
減装置は、請求項３に係る内燃機関の振動低減装置にお
いて、前記駆動力伝達機構の回転振動系のばね成分を形
成する弾性体は、前記反共振の周波数と前記クランクシ
ャフトの所定回転速度における回転周波数を（気筒数／
２）倍した周波数とが略一致するようなばね定数を有
し、前記ばね定数可変制御手段は、作動時に前記弾性体
の変形を拘束しかつ非作動時に前記弾性体の変形を許容
するクラッチ機構を有し、前記クラッチ機構は、内燃機
関が前記所定回転速度で運転される運転条件下で非作動
状態にあり、それ以外の運転条件下で作動状態にある、
構成となっている。

【００１２】本発明の請求項５に係る内燃機関の振動低
減装置は、請求項４に係る内燃機関の振動低減装置にお
いて、前記所定回転速度は、内燃機関がアイドル運転状
態又はハイアイドル運転状態にある際の回転速度であ
る、構成となっている。

【００１３】本発明の請求項６に係る内燃機関の振動低
減装置は、請求項３に係る内燃機関の振動低減装置にお
いて、前記駆動力伝達機構の回転振動系のばね成分を形
成する弾性体は、別体をなす第１弾性体と第２弾性体と
からなり、前記第１弾性体及び第２弾性体は、前記反共
振の周波数と前記クランクシャフトの第１所定回転速度
における回転周波数を（気筒数／２）倍した周波数とが
略一致するような合成ばね定数を有し、前記第２弾性体
は、前記反共振の周波数と前記クランクシャフトの第２
所定回転速度における回転周波数を（気筒数／２）倍し
た周波数とが略一致するようなばね定数を有し、前記ば
ね定数可変手段は、作動時に前記第１弾性体の変形を拘
束しかつ非作動時に前記第１弾性体の変形を許容するク
ラッチ機構を有し、前記クラッチ機構は、内燃機関が前
記第１所定回転速度で運転される運転条件下で非作動状
態にあり、かつ、前記第２所定回転速度で運転される運
転条件下で作動状態にある、構成となっている。

【００１４】本発明の請求項７に係る内燃機関の振動低
減装置は、請求項６に係る内燃機関の振動低減装置にお
いて、前記第１所定回転速度は、内燃機関がアイドル運
転状態にある際のアイドル回転速度であり、前記第２所
定回転速度は、内燃機関が前記アイドル回転速度よりも
高いハイアイドル運転状態にある際のハイアイドル回転
速度である、構成となっている。

【００１５】本発明の請求項８に係る内燃機関の振動低
減装置は、請求項４ないし８に係る内燃機関の振動低減
装置において、前記駆動力伝達機構は、前記クランクシ
ャフトに結合されて一体的に回転するクランクプーリ
と、前記慣性質量体と同軸上にて一体的に回転する従動
プーリと、前記クランクプーリと前記従動プーリとを連
動させる駆動用ベルトとを含み、前記弾性体及び前記ク
ラッチ機構は、前記クランクプーリ又は前記従動プーリ
に設けられている、構成となっている。

【００１６】本発明請求項９に係る内燃機関の振動低減
装置は、請求項１ないし８に係る内燃機関の振動低減装
置において、前記慣性質量体は、前記クランクシャフト
の回転方向と反対の方向に回転するように形成されてい
る、構成となっている。

【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、慣性質量体に回転力を伝える駆動力
伝達機構の回転振動系の振動モードとロール振動系の振
動モードとの重ね合わせによって、お互いの振動モード
が逆相となる領域でお互いの振動を打ち消し合う方向に
作用する反共振現象を生じる領域が存在し、この反共振
現象を生じる反共振周波数は、ばね定数可変制御手段に
より回転振動系のばね成分を形成する弾性体のばね定数
を変化させることで、所望の値に調整することができ
る。

【００１８】従って、内燃機関の運転条件に応じて、ば
ね定数可変制御手段により反共振現象が現われる領域を
調整することができ、これにより、複数の運転領域でロ
ール振動を大幅に低減することができる。

【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、ばね定数可変制御手段により弾性体の
ばね定数が調整されて、上記反共振周波数が、クランク
シャフト（内燃機関）の所定回転速度における回転周波
数を（自然数／２）倍した周波数のうちのいずれかの周
波数と略一致するように設定されることから、複数の運
転条件下すなわち種々の所定回転速度で運転される内燃
機関において、この内燃機関の気筒数に応じた回転次数
成分、例えば、４気筒の場合２次，４次，６次・・・、
６気筒の場合３次，６次，９次・・・、８気筒の場合４
次，８次，１２次・・・、等の回転次数成分の周波数、
あるいは、気筒間の燃焼ばらつき等により生じる０．５
次，１次，１．５次・・・等の回転次数成分の周波数に
起因するロール振動を大幅に低減することができる。

【００２０】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、ばね定数可変制御手段により弾性体の
ばね定数が調整されて、上記反共振周波数が、クランク
シャフト（内燃機関）の所定回転速度における回転周波
数を（気筒数／２）倍した周波数と略一致するように設
定されることから、所定回転速度で運転される内燃機関
において、支配的な回転次数成分の周波数、例えば、４
気筒の場合２次、６気筒の場合３次、８気筒の場合４次
等の回転次数成分の大きい周波数に起因するロール振動
を効率良く大幅に低減することができる。

【００２１】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、内燃機関が所定回転速度で運転される
とき、ばね定数可変制御手段を形成するクラッチ機構が
非作動状態とされ、弾性体の変形が許容されてこの弾性
体は回転振動系のばね成分として作用し、上記所定回転
速度における回転周波数を（気筒数／２）倍した周波数
のところで反共振現象が生じて、ロール振動を低減する
ことができる。

【００２２】また、内燃機関が所定回転速度以外で運転
されるとき、上記クラッチ機構が作動状態とされ、弾性
体の変形が拘束されてこの弾性体は剛体として作用し、
駆動力伝達機構により回転させられる慣性質量体の作用
により、ロール振動を低減することができる。

【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、内燃機関がアイドル運転状態あるいは
始動直後等のハイアイドル運転状態にあるときの上記回
転次数成分に起因するロール振動を低減することができ
る。

【００２４】本発明の請求項６に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、内燃機関が第１所定回転速度で運転さ
れるとき、ばね定数可変制御手段を形成するクラッチ機
構が非作動状態とされ、弾性体を形成する第１及び第２
弾性体の変形が共に許容されてこれら第１弾性体及び第
２弾性体は回転振動系のばね成分として作用し、上記第
１所定回転速度における回転周波数を（気筒数／２）倍
した周波数のところで反共振現象が生じて、この第１所
定回転速度の運転領域においてロール振動を低減するこ
とができる。

【００２５】また、内燃機関が第２所定回転速度で運転
されるとき、上記クラッチ機構が作動状態とされ、弾性
体を形成する第１及び第２弾性体のうち第１弾性体の変
形が拘束されて第２弾性体のみが回転振動系のばね成分
として作用し、上記第２所定回転速度における回転周波
数を（気筒数／２）倍した周波数のところで反共振現象
が生じて、この第２回転速度の運転領域においてロール
振動を低減することができる。

【００２６】本発明の請求項７に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、内燃機関がアイドル運転状態にあると
きと始動直後等のハイアイドル運転状態にあるときの両
方の運転状態において上記回転次数成分に起因するロー
ル振動を低減することができる。

【００２７】本発明の請求項８に係る内燃機関の振動低
減装置によれば、慣性質量体を回転させる駆動力伝達機
構における回転振動系のばね成分をなす弾性体及びこの
弾性体のばね定数を可変制御するばね定数可変制御手段
を形成するクラッチ機構が、クランクプーリ又は従動プ
ーリに設けられることから、別個に新たな配置空間を必
要とせず、従って、装置全体としてのレイアウト上の複
雑化等を招くことなく、ばね定数の可変制御という所望
の機能を確保することができる。

【００２８】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、慣性質量体がクランクシャフトと同一
方向に回転する場合に比べて、より一層ロール振動を低
減することができ、又、反共振周波数と回転振動系の共
振周波数との隔たりが大きくなるため、低減効果が得ら
れる周波数帯域も広くなり、弾性体のばね定数の設定す
なわち反共振周波数の設定を容易に行なうことができ
る。

【００２９】

【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。

【００３０】図１は、本発明に係る振動低減装置を備え
たエンジンの第１実施例を示すものであり、このエンジ
ン１０では、図１（ａ）に示すように、エンジン本体１
１の駆動力を発生するクランクシャフト１２の前端部に
クランクプーリ１３が固着されており、このクランクプ
ーリ１３と、補機としてのオルタネータ１４のオルタネ
ータリ１４ａと、アイドラプーリ１５と、他の補機とし
てのパワステポンプ１６のプーリ１６ａとに駆動用ベル
トとしての補機駆動ベルト１７が巻き掛けられており、
クランクシャフト１２の回転駆動力がオルタネータ１
４、パワステポンプ１６等に伝えられるようになってい
る。

【００３１】上記オルタネータ１４の回転軸１４ｂに
は、図１（ｂ）に示すように、大径部１８ａと小径部１
８ｂとの２段構成をなす慣性質量体としての副フライホ
イール１８が一体的に回転するように固着されている。
そして、上記副フライホイール１８の小径部１８ｂ外周
面には、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、第１弾性体
としての内側環状ゴム１９が結合され、この内側環状ゴ
ム１９の外周面には、円筒部２０ａと円盤部２０ｂとに
より形成された円筒皿形状をなすクラッチ板２０の円筒
部２０ａが結合され、このクラッチ板２０の円筒部２０
ａ外周面には、第２弾性体としての外側環状ゴム２１が
結合され、さらに、この外側環状ゴム２１の外周面に
は、従動プーリとしての上記オルタネータプーリ１４ａ
が結合されている。

【００３２】また、副フライホイール１８の小径部１８
ｂ端面には、コントローラ２２の信号によりＯＮ，ＯＦ
Ｆ制御される電磁石２３が固着されており、コントロー
ラ２２の信号により通電が行なわれて励磁されると電磁
石２３が作動してクラッチ板２０を吸着し、クラッチ板
２０は内側環状ゴム１９の変形を拘束し、一方、コント
ローラ２２の信号により通電が断たれて電磁石２３が非
作動の状態になるとクラッチ板２０を解放し、クラッチ
板２０は内側環状ゴム１９の変形を許容するようにな
る。

【００３３】上記クランクプーリ１３、オルタネータプ
ーリ１４ａ、第１及び第２弾性体１９，２１、補機駆動
ベルト１７等により、慣性質量体である副フライホイー
ル１８にクランクシャフト１２の回転駆動力を伝える駆
動力伝達機構が構成されている。

【００３４】また、上記クラッチ板２０及び電磁石２３
からなる電磁式クラッチ機構、コントローラ２２等によ
り、補機回転振動系のばね成分を形成する弾性体１９，
２０のばね定数を可変制御するばね定数可変制御手段が
構成されている。

【００３５】上記構成においては、第１弾性体としての
内側環状ゴム１９及び第２弾性体としての外側環状ゴム
２１をばね成分とし、又、副フライホイール１８及びオ
ルタネータ１４のロータ部，エンジン本体１１の回転部
分（クランクプーリ１３，クランクシャフト１２，主フ
ライホイール（不図示）等）を質量成分とする補機回転
振動系において、所定の共振周波数が存在し、又、エン
ジン本体１１のロール振動系においても所定の共振周波
数が存在する。

【００３６】上記補機回転振動系の振動とロール振動系
の振動とは相互に影響を及ぼし合い、両者の振動モード
が逆相となってお互いの振動を打ち消し合う現象、すな
わち、反共振現象が生じる領域がある。

【００３７】そこで、上記振動系の構成においては、エ
ンジンが所定回転速度で頻繁に使用されかつロール振動
が問題となるような運転領域に、上記反共振現象が現わ
れるように、第１及び第２弾性体１９，２１のばね定数
が調整される。ここで、上記反共振現象が生じる点での
反共振周波数ｆは、エンジン本体１１の回転系（クラン
クプーリ１３，クランクシャフト１２，主フライホイー
ル（不図示）等）の慣性モーメントをＩ_１、副フライホ
イール１８の（あるいはオルタネータ１４のロータ部も
含めた）慣性モーメントをＩ_２、増速比をρ（＝ｒ_１／
ｒ_２：ｒ_１はクランクプーリ１３の駆動半径、ｒ_２は副
フライホイール１８（従動プーリ）の駆動半径）、弾性
体の回転ばね定数をｋとすると、次式（１）で表わすこ
とができる。

【００３８】 上記（１）式で表わされる反共振周波数ｆは、図２に示
すように、ロール振動のモード１と補機回転振動のモー
ド２とが逆相となり、お互いの振動を打ち消し合う点の
周波数として表わされる。

【００３９】そこで、この反共振周波数ｆが、エンジン
（クランクシャフト１２）の所定回転速度Ｎ（ｒｐｍ）
における回転周波数ｆｎ（＝Ｎ／６０）を（自然数／
２）倍、すなわち、０．５倍，１倍，１．５倍，２倍．
２．５倍、３倍，・・・した周波数のうちのいずれかの
周波数と略一致するように、具体的には、エンジンの燃
焼圧力の変動により、４気筒エンジンの場合は、回転速
度の２次，４次，６次，・・・、６気筒エンジンの場合
は、回転速度の３次，６次，・・・、８気筒エンジンの
場合は、回転速度の４次，８次，・・・等の周波数成分
に起因するロール振動が大きくなるため、上記反共振周
波数ｆがこれらの次数の周波数のいずれかの周波数と略
一致するように、あるいは、気筒間の燃焼にばらつきが
あった場合には、回転速度の０．５次，１次、１．５次
・・・等の周波数成分に起因するロール振動も発生する
ため、上記反共振周波数ｆがこれらの次数の周波数のい
ずれかの周波数と略一致するように、補機回転振動系を
形成する弾性体１９，２１のばね定数を可変制御するこ
とで、複数の運転条件において、上記周波数に起因する
ロール振動を低減することができる。

【００４０】本実施例においては、補機回転振動系を形
成する弾性体としての内側環状ゴム１９（第１弾性体）
の回転ばね定数ｋ_１と外側環状ゴム２１（第２弾性体）
の回転ばね定数ｋ_２との合成ばね定数（ｋ_１ｋ_２／（ｋ
_１＋ｋ_２））として、上記反共振周波数ｆが、アイドル
回転速度（第１所定回転速度）における回転周波数を
（気筒数／２）倍した周波数と略一致するような値を採
用し、又、外側環状ゴム２１（第２弾性体）の回転ばね
定数ｋ_２として、上記反共振調整数ｆが、エンジンの始
動直後に起こるハイアイドル回転速度（第２所定回転速
度）における回転周波数を（気筒数／２）倍した周波数
と略一致するような値を採用している。

【００４１】すなわち、４気筒エンジンの場合２次、６
気筒エンジンの場合３次、８気筒エンジンの場合４次の
周波数が最も大きくなるため、アイドル運転状態及びハ
イアイドル運転状態のそれぞれにおいて、上記反共振周
波数ｆがこれらの回転基本次数の周波数と略一致するよ
うに、内側環状ゴム１９及び外側環状ゴム２１のばね定
数ｋ_１，ｋ_２が設定される。

【００４２】ここで、一例として、４気筒ガソリンエン
ジンでアイドル回転速度（回転数）Ｎ_１が７５０ｒｐｍ
の場合において、反共振周波数ｆが回転速度の２次すな
わち２５Ｈｚ（（７５０／６０）×２）と略一致するよ
うに、合成回転ばね定数（ｋ_１ｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２））
が設定され、又、この４気筒ガソリンエンジンでハイア
イドル回転速度Ｎ_２が１０００ｒｐｍの場合において、
反共振周波数ｆが回転速度の２次すなわち３３Ｈｚ
（（１０００／６０×２）と略一致するように、外側環
状ゴム２１のばね定数ｋ_２が設定される。

【００４３】上記のように構成された振動低減装置の動
作及び振動低減特性について、以下に説明する。先ず、
エンジン１０が回転速度７５０ｒｐｍのアイドル運転状
態を含む約８１０ｒｐｍまでの回転速度域にあるとき
は、コントローラ２２の信号により、電磁石２３への通
電が断たれて電磁式クラッチ機構２０，２３は非作動状
態（ＯＦＦ）とされ、内側環状ゴム１９の変形が許容さ
れて、外側環状ゴム２１だけでなくこの内側環状ゴム１
９も弾性体（ばね成分）として作用することになる。

【００４４】従って、アイドル運転状態において、内側
環状ゴム１９及び外側環状ゴム２１の合成回転ばね定数
（ｋ_１ｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２））に対応する第１の反共振
現象が現われ、図３に示すように、従来のエンジンに比
べてロール振動が低減される。

【００４５】次に、エンジン１０が回転速度１０００ｒ
ｐｍのハイアイドル運転状態を含む約８１０ｒｐｍから
約１１００ｒｐｍまでの回転速度域にあるときは、コン
トローラ２２の信号により、電磁石２３への通電が行な
われて電磁式クラッチ機構２０，２３は作動状態（Ｏ
Ｎ）とされ、内側環状ゴム１９の変形が拘束されて、外
側環状ゴム２１のみが弾性体（ばね成分）として作用す
ることになる。

【００４６】従って、ハイアイドル運転状態において、
外側環状ゴム２１の回転ばね定数ｋ_２に対応する第２の
反共振現象が現われ、図３に示すように、従来のエンジ
ンあるいは電磁式クラッチ機構２０，２３を非作動状態
のままにしたものに比べて、ロール振動が低減される。

【００４７】さらに、エンジン１０が約１１００ｒｐｍ
を超える範囲の回転速度域にあるときは、コントローラ
２２の信号により、電磁石２３への通電が断たれて電磁
式クラッチ機構２０，２３は非作動状態（ＯＦＦ）とさ
れ、前述同様内側環状ゴム１９及び外側環状ゴム２１が
共に弾性体（ばね成分）として作用することになる。

【００４８】これにより、補機回転振動系の共振周波数
が低回転速度側（約１２００ｒｐｍの位置から約８８０
ｒｐｍの位置へ）に外れて、この回転振動系の共振振動
の影響によるロール振動の悪化が防止され、副フライホ
イール１８本来のトルクバランサとしての作用によっ
て、図３に示すように、ロール振動が低減される。

【００４９】このように、本実施例においては、電磁式
クラッチ機構のＯＮ，ＯＦＦ作動により、補機回転振動
系の回転ばね定数を２段階に可変制御することで、エン
ジンの幅広い運転領域においてロール振動を低減するこ
とができる。

【００５０】図４は、上記振動低減装置を備えたエンジ
ン１０をシリーズ型のハイブリッド車３１に搭載した例
を示すものである。このシリーズ型のハイブリッド車３
１においては、エンジン１０はオルタネータ１４を駆動
して発電するための発電機駆動源としてのみ用いられ、
このオルタネータ１４により発電された電力がバッテリ
３２を経由して電動モータ３３に供給され、この電動モ
ータ３３が変速機３４を介して車輪３５を回転駆動する
ようになっている。従って、エンジン１０は、車輪３５
を直接駆動する必要がないため、最も効率の良い運転条
件の下ほぼ一定の回転速度で運転されることになる。

【００５１】このハイブリッド車３１では、エンジン１
０に対して、要求発電量に応じた２つの運転条件（回転
速度）が設定されている。例えば、これら２つの運転条
件が、回転速度２０００ｒｐｍと３０００ｒｐｍの場合
には、２０００ｒｐｍの回転速度における２次の周波数
である６７Ｈｚ（（２０００／６０）×２）近傍に第１
の反共振現象が現われるように、内側環状ゴム１９及び
外側環状ゴム２１の合成回転ばね定数（ｋ_１ｋ_２／（ｋ
_１＋ｋ_２））が設定され、又、３０００ｒｐｍの回転速
度における２次の周波数である１００Ｈｚ（（３０００
／６０）×２）近傍に第２の反共振現象が現われるよう
に、外側環状ゴム２１の回転ばね定数ｋ_２が設定され
る。

【００５２】そして、回転速度２０００ｒｐｍの運転条
件下では、コントローラ２２の信号により電磁式クラッ
チ機構２０，２３を非作動状態（ＯＦＦ）とし、又、回
転速度３０００ｒｐｍの運転条件下では、コントローラ
２２の信号により電磁式クラッチ機構２０，２３を作動
状態（ＯＮ）とすることで、両方の運転領域においてロ
ール振動を低減することができる。

【００５３】図５は、本発明に係る振動低減装置を備え
たエンジンの第２実施例を示すものであり、このエンジ
ン４０では、図５（ａ）に示すように、クランクシャフ
ト１２に固着されたクランクプーリ１３と、オルタネー
タ１４のオルタネータプーリ１４ａ´と、アイドラプー
リ１５とに補機駆動ベルト１７が巻き掛けられ、又、こ
の補機駆動ベルト１７の背面が補機としてのパワステポ
ンプ１６のパワステポンププーリ１６ａに巻き掛けられ
ている。

【００５４】上記パワステポンプ１６の回転軸１６ｂに
は、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、慣性質量体とし
ての副フライホイール１８、第１弾性体としての内側環
状ゴム１９、第２弾性体としての外側環状ゴム２１、電
磁式クラッチ機構を形成するクラッチ板２０及び電磁石
２３等が前述実施例同様に設けられている。また、パワ
ステポンププーリ１６ａは、上記外側環状ゴム２１の外
周面に結合されて、副フライホイール１８及びパワステ
ポンプ１６の回転部に回転力を伝える従動プーリの役割
をなすものである。

【００５５】本実施例においては、図１に示す前述の実
施例に比べて、副フライホイール１８がクランクシャフ
ト１２の回転方向と反対の方向に回転するようになって
おり、この場合の反共振周波数ｆは、次式（２）で表わ
すことができる。

【００５６】 そこで、上式（２）で表わされる反共振周波数ｆが、前
述実施例同様に、４気筒ガソリンエンジンでアイドル回
転速度Ｎ_１が７５０ｒｐｍの場合に、回転速度の２次の
周波数すなわち２５Ｈｚと略一致するように、内側環状
ゴム１９及び外側環状ゴム２１の合成回転ばね定数（ｋ
_１ｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２））が設定され、又、この４気筒
ガソリンエンジンでハイアイドル回転速度Ｎ_２が１００
０ｒｐｍの場合に、回転速度の２次すなわち３３Ｈｚと
略一致するように、外側環状ゴム２１の回転ばね定数ｋ
_２が設定される。

【００５７】上記のように構成された本実施例の振動低
減装置においては、エンジン４０が回転速度７５０ｒｐ
ｍのアイドル運転状態を含む約７９０ｒｐｍまでの回転
速度域にあるときは、コントローラ２２の信号により電
磁式クラッチ機構２０，２３が非作動状態（ＯＦＦ）と
されて、内側環状ゴム１９及び外側環状ゴム２１の両方
が弾性体（ばね成分）として作用し、又、エンジン４０
が回転速度１０００ｒｐｍのハイアイドル運転状態を含
む約７９０ｒｐｍから約１２００ｒｐｍまでの回転速度
域にあるときは、コントローラ２２の信号により電磁式
クラッチ２０，２３が作動状態（ＯＮ）とされて、外側
環状ゴム２１のみが弾性体（ばね成分）として作用し、
さらに、エンジン４０がそれ以上の回転速度域にあると
きは、コントローラ２２の信号により電磁式クラッチ機
構２０，２３が再び非作動状態（ＯＦＦ）とされて、内
側環状ゴム１９及び外側環状ゴム２１の両方が弾性体
（ばね成分）として作用するように、補機回転振動系の
ばね定数が２段階に調整される。

【００５８】図６は、本実施例における振動低減特性を
示すものであり、アイドル回転領域において第１の反共
振現象が現われ、又、ハイアイドル回転領域において第
２の反共振現象が現われ、さらに、副フライホイール１
８が逆回転させられることにより、ロール振動が大幅に
低減しているのが理解される。また、補機回転振動系の
共振周波数と反共振周波数との隔たりが大きくなるた
め、低減効果が得られる運転領域も広くなり、反共振周
波数の設定を容易に行なうことができる。

【００５９】図７は、本発明に係る振動低減装置を備え
たエンジンの第３実施例を示すものであり、このエンジ
ン５０は、図７（ｂ）に示すように、補機回転振動系の
ばね成分を形成する弾性体として１つの弾性体を採用
し、又、電磁式に代えて遠心式のクラッチ機構を採用し
た以外は、基本的に図５に示す前述実施例の構成と同様
である。

【００６０】すなわち、図７（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、副フライホイール１８の小径部１８ｂ外周面には、
１つの弾性体としての環状ゴム６１が結合され、この環
状ゴム６１の外周面には、円筒部６２ａと円盤部６２ｂ
とにより形成された円筒皿形状をなすクラッチ板６２の
円筒部６２ａが係合され、このクラッチ板６２の円筒部
６２ａ外周面には、従動プーリとしてのパワステポンプ
プーリ１６ａ´が結合され、このクラッチ板６２の円盤
部６２ｂと小径部１８ｂ端面との間には、遠心式クラッ
チ６３が配置されている。この遠心式クラッチ６３は、
所定回転速度以上で作動して、副フライホイール１８と
クラッチ板６２とを剛体的に直接結合して環状ゴム６１
の変形を拘束し、所定回転速度以下で非作動となり、副
フライホイール１８からクラッチ板６２を解放して環状
ゴム６１の変形を許容するように作動するものである。

【００６１】上記構成からなる振動系における反共振周
波数ｆは、前述式（２）と同様に表わすことができ、本
実施例では、この反共振周波数ｆが、４気筒ガソリンエ
ンジンで回転速度が７５０ｒｐｍのアイドル運転状態に
おける回転２次成分の周波数２５Ｈｚと略一致するよう
に、環状ゴム６１のばね定数ｋが設定される。

【００６２】上記のように構成された本実施例の振動低
減装置においては、エンジン５０が回転速度７５０ｒｐ
ｍのアイドル運転状態を含む約７９０ｒｐｍまでの回転
速度域にあるときは、遠心式クラッチ機構６２，６３が
非作動状態（ＯＦＦ）となり、環状ゴム６１の変形が許
容されて補機回転振動系の弾性体（ばね成分）として作
用する。

【００６３】一方、エンジン５０が約７９０ｒｐｍを超
える回転速度域にあるときは、遠心式クラッチ機構６
２，６３が作動状態（ＯＮ）となり、環状ゴム６１の変
形が拘束されて副フライホイール１８とパワステポンプ
プーリ１６ａ´とは完全に剛の状態で結合される。

【００６４】従って、図８に示すように、アイドル運転
状態において反共振現象が現われて、この運転領域（〜
７９０ｒｐｍ）でのロール振動が大幅に低減されると共
に、それ以外の運転領域では、副フライホイール１８の
逆回転によりその軸受部に加わる回転慣性力の反力がロ
ール振動を打ち消す方向に作用し、同様にロール振動が
大幅に低減される。

【００６５】以上述べた実施例においては、補機回転振
動系のばね成分を形成する弾性体１９，２１、６１及び
クラッチ機構２０，２３、６２，６３を従動プーリ１４
ａ，１６ａ，１６ａ´側に設ける構成としたが、クラン
クプーリ１３側に設ける構成を採用することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る内燃機関の振動低減装置の第１
実施例を示すものであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）
及び（ｃ）は補機及び副フライホイール相互の結合関係
を示す一部拡大構成図である。

【図２】 本発明に係る内燃機関の振動低減装置の作用
を説明するための周波数応答特性を示す図である。

【図３】 図１に示す振動低減装置における振動低減特
性を示す図である。

【図４】 図１に示す振動低減装置を備えた内燃機関を
シリーズ型ハイブリッド車に搭載した状態を示す概略構
成図である。

【図５】 本発明に係る内燃機関の振動低減装置の第２
実施例を示すものであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）
及び（ｃ）は補機及び副フライホイール相互の結合関係
を示す一部拡大構成図である。

【図６】 図５に示す振動低減装置における振動低減特
性を示す図である。

【図７】 本発明に係る内燃機関の振動低減装置の第３
実施例を示すものであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）
及び（ｃ）は補機及び副フライホイール相互の結合関係
を示す一部拡大構成図である。

【図８】 図７に示す振動低減装置における振動低減特
性を示す図である。

【図９】 従来の振動低減装置を示すものであり、
（ａ）は概略構成正面図、（ｂ）は概略構成側面図であ
る。

【符号の説明】

１１ エンジン本体 １２ クランクシャフト １３ クランクプーリ １４ オルタネータ（補機） １４ａ，１４ａ´ オルタネータプーリ（従動プーリ） １４ｂ 回転軸 １５ アイドラプーリ １６ パワステポンプ １６ａ，１６ａ´ パワステポンププーリ（従動プー
リ） １６ｂ 回転軸 １７ 補機駆動ベルト（駆動用ベルト） １８ 副フライホイール（慣性質量体） １８ａ 大径部 １８ｂ 小径部 １９ 内側環状ゴム（第１弾性体） ２０ クラッチ板 ２０ａ 円筒部 ２０ｂ 円盤部 ２１ 外側環状ゴム（第２弾性体） ２２ コントローラ ２３ 電磁石 ３１ ハイブリッド車 ３２ バッテリ ３３ 電動モータ ３４ 変速機 ３５ 車輪 ６１ 環状ゴム（弾性体） ６２ クラッチ板 ６２ａ 円筒部 ６２ｂ 円盤部 ６３ 遠心式クラッチ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトの回転駆動力を伝える
   駆動力伝達機構と、前記駆動力伝達機構により回転させ
   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、 前記駆動力伝達機構の回転振動系のばね成分を形成する
   弾性体のばね定数を内燃機関の運転条件に応じて変化さ
   せるべく可変制御するばね定数可変制御手段を設けた、 ことを特徴とする内燃機関の振動低減装置。
2. 【請求項２】 前記ばね定数可変制御手段は、前記駆動
   力伝達機構の回転振動系の振動モードと前記クランクシ
   ャフトの回転に伴なうロール振動系の振動モードとの重
   ね合わせによって発生する反共振の周波数と前記クラン
   クシャフトの所定回転速度における回転周波数を（自然
   数／２）倍した周波数のうちのいずれかの周波数とが略
   一致するように、前記弾性体のばね定数を調整する、こ
   とを特徴とする請求項１記載の内燃機関の振動低減装
   置。
3. 【請求項３】 前記ばね定数可変制御手段は、前記駆動
   力伝達機構の回転振動系の振動モードと前記クランクシ
   ャフトの回転に伴なうロール振動系の振動モードとの重
   ね合わせによって発生する反共振の周波数と前記クラン
   クシャフトの所定回転速度における回転周波数を（気筒
   数／２）倍した周波数とが略一致するように、前記弾性
   体のばね定数を調整する、ことを特徴とする請求項１又
   は２記載の内燃機関の振動低減装置。
4. 【請求項４】 前記駆動力伝達機構の回転振動系のばね
   成分を形成する弾性体は、前記反共振の周波数と前記ク
   ランクシャフトの所定回転速度における回転周波数を
   （気筒数／２）倍した周波数とが略一致するようなばね
   定数を有し、 前記ばね定数可変制御手段は、作動時に前記弾性体の変
   形を拘束しかつ非作動時に前記弾性体の変形を許容する
   クラッチ機構を有し、 前記クラッチ機構は、内燃機関が前記所定回転速度で運
   転される運転条件下で非作動状態にあり、それ以外の運
   転条件下で作動状態にある、 ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の振動低減装
   置。
5. 【請求項５】 前記所定回転速度は、内燃機関がアイド
   ル運転状態又はハイアイドル運転状態にある際の回転速
   度である、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。
6. 【請求項６】 前記駆動力伝達機構の回転振動系のばね
   成分を形成する弾性体は、別体をなす第１弾性体と第２
   弾性体とからなり、 前記第１弾性体及び第２弾性体は、前記反共振の周波数
   と前記クランクシャフトの第１所定回転速度における回
   転周波数を（気筒数／２）倍した周波数とが略一致する
   ような合成ばね定数を有し、 前記第２弾性体は、前記反共振の周波数と前記クランク
   シャフトの第２所定回転速度における回転周波数を（気
   筒数／２）倍した周波数とが略一致するようなばね定数
   を有し、 前記ばね定数可変手段は、作動時に前記第１弾性体の変
   形を拘束しかつ非作動時に前記第１弾性体の変形を許容
   するクラッチ機構を有し、 前記クラッチ機構は、内燃機関が前記第１所定回転速度
   で運転される運転条件下で非作動状態にあり、かつ、前
   記第２所定回転速度で運転される運転条件下で作動状態
   にある、 ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の振動低減装
   置。
7. 【請求項７】 前記第１所定回転速度は、内燃機関がア
   イドル運転状態にある際のアイドル回転速度であり、前
   記第２所定回転速度は、内燃機関が前記アイドル回転速
   度よりも高いハイアイドル運転状態にある際のハイアイ
   ドル回転速度である、ことを特徴とする請求項６記載の
   内燃機関の振動低減装置。
8. 【請求項８】 前記駆動力伝達機構は、前記クランクシ
   ャフトに結合されて一体的に回転するクランクプーリ
   と、前記慣性質量体と同軸上にて一体的に回転する従動
   プーリと、前記クランクプーリと前記従動プーリとを連
   動させる駆動用ベルトとを含み、 前記弾性体及び前記クラッチ機構は、前記クランクプー
   リ又は前記従動プーリに設けられている、 ことを特徴とする請求項４ないし７いずれか１つに記載
   の内燃機関の振動低減装置。
9. 【請求項９】 前記慣性質量体は、前記クランクシャフ
   トの回転方向と反対の方向に回転するように形成されて
   いる、ことを特徴とする請求項１ないし８いずれか１つ
   に記載の内燃機関の振動低減装置。