図面 (/)

技術 車両用駆動装置

出願人 株式会社SUBARU
発明者 川尻貴裕
出願日 2015年3月27日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2015-066209
公開日 2016年10月27日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2016-186323
状態 特許登録済
技術分野 防振装置 特殊用途機関の応用、補機、細部
主要キーワード 補助ウェイト 固定ウェイト 滑り要素 センシングプレート アンバランスマス 振動状況 補機駆動軸 出力フランジ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年10月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (18)

課題

クランク軸負荷を軽減する。

解決手段

エンジンに回転自在に設けられ、コネクティングロッドを支持する複数のクランクピンが形成されるクランク軸と、クランク軸の端部に設けられ、クランク軸と一体に回転するドライブプレート31と、ドライブプレート31に設けられ、外側位置とこれよりもドライブプレート31の回転中心に近い内側位置とに移動自在であるキャンセルマス61と、を有し、ドライブプレート31が低速回転する際に、キャンセルマス61は、外側位置と内側位置との一方に移動してドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1から離し、ドライブプレート31が高速回転する際に、キャンセルマス61は、外側位置と内側位置との他方に移動してドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1に近づける。

概要

背景

クランク軸の端部には、ドライブプレートクランクプーリ等の回転部材が連結されている。また、クランク軸の振動を抑制するため、ドライブプレート等の回転部材にウェイトを固定する技術や、回転部材に肉抜き部を形成する技術が提案されている(特許文献1参照)。

概要

クランク軸の負荷を軽減する。エンジンに回転自在に設けられ、コネクティングロッドを支持する複数のクランクピンが形成されるクランク軸と、クランク軸の端部に設けられ、クランク軸と一体に回転するドライブプレート31と、ドライブプレート31に設けられ、外側位置とこれよりもドライブプレート31の回転中心に近い内側位置とに移動自在であるキャンセルマス61と、を有し、ドライブプレート31が低速回転する際に、キャンセルマス61は、外側位置と内側位置との一方に移動してドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1から離し、ドライブプレート31が高速回転する際に、キャンセルマス61は、外側位置と内側位置との他方に移動してドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1に近づける。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

エンジンに回転自在に設けられ、コネクティングロッドを支持する複数のクランクピンが形成されるクランク軸と、前記クランク軸の端部に設けられ、前記クランク軸と一体に回転する回転部材と、前記回転部材に設けられ、外側位置とこれよりも前記回転部材の回転中心に近い内側位置とに移動自在である移動ウェイトと、を有し、前記回転部材が低速回転する際に、前記移動ウェイトは、前記外側位置と前記内側位置との一方に移動して前記回転部材の重心を回転中心から離し、前記回転部材が高速回転する際に、前記移動ウェイトは、前記外側位置と前記内側位置との他方に移動して前記回転部材の重心を回転中心に近づける、車両用駆動装置

請求項2

請求項1記載の車両用駆動装置において、前記移動ウェイトは、前記回転部材に揺動自在に設けられる、車両用駆動装置。

請求項3

請求項1または2記載の車両用駆動装置において、前記回転部材には、前記複数のクランクピンのうち前記回転部材側に配置されるクランクピンの同位相側に前記移動ウェイトが設けられ、前記複数のクランクピンのうち前記回転部材側に配置されるクランクピンの逆位相側に固定ウェイトが設けられる、車両用駆動装置。

請求項4

請求項3記載の車両用駆動装置において、前記移動ウェイトは、弾性部材によって前記内側位置に付勢される、車両用駆動装置。

請求項5

請求項1または2記載の車両用駆動装置において、前記回転部材には、前記複数のクランクピンのうち前記回転部材側に配置されるクランクピンの逆位相側に前記移動ウェイトが設けられる、車両用駆動装置。

請求項6

請求項5記載の車両用駆動装置において、前記移動ウェイトには、前記回転部材に揺動自在に設けられるアーム部材を介して補助ウェイトが連結され、前記移動ウェイトが径方向外方に移動する際には、前記補助ウェイトが径方向内方に移動する一方、前記移動ウェイトが径方向内方に移動する際には、前記補助ウェイトが径方向外方に移動する、車両用駆動装置。

請求項7

請求項6記載の車両用駆動装置において、前記アーム部材の揺動中心と前記移動ウェイトの重心との距離は、前記アーム部材の揺動中心と前記補助ウェイトの重心との距離よりも短く形成され、前記移動ウェイトは、弾性部材によって前記外側位置に付勢される、車両用駆動装置。

請求項8

請求項7記載の車両用駆動装置において、前記補助ウェイトは、前記移動ウェイトよりも軽い、車両用駆動装置。

技術分野

0001

本発明は、クランク軸を備える車両用駆動装置に関する。

背景技術

0002

クランク軸の端部には、ドライブプレートクランクプーリ等の回転部材が連結されている。また、クランク軸の振動を抑制するため、ドライブプレート等の回転部材にウェイトを固定する技術や、回転部材に肉抜き部を形成する技術が提案されている(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2003−227548号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、回転部材にウェイトを固定することや、回転部材に肉抜き部を形成することは、クランク軸の負荷を増加させる要因となっていた。このように、クランク軸の負荷を増加させることは、クランク軸の重量やコストの増加を招く要因であるため、クランク軸の負荷を軽減することが求められている。

0005

本発明の目的は、クランク軸の負荷を軽減することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の車両用駆動装置は、エンジンに回転自在に設けられ、コネクティングロッドを支持する複数のクランクピンが形成されるクランク軸と、前記クランク軸の端部に設けられ、前記クランク軸と一体に回転する回転部材と、前記回転部材に設けられ、外側位置とこれよりも前記回転部材の回転中心に近い内側位置とに移動自在である移動ウェイトと、を有し、前記回転部材が低速回転する際に、前記移動ウェイトは、前記外側位置と前記内側位置との一方に移動して前記回転部材の重心を回転中心から離し、前記回転部材が高速回転する際に、前記移動ウェイトは、前記外側位置と前記内側位置との他方に移動して前記回転部材の重心を回転中心に近づける。

発明の効果

0007

本発明によれば、回転部材が低速回転する際に、移動ウェイトは、外側位置と内側位置との一方に移動して回転部材の重心を回転中心から離し、回転部材が高速回転する際に、移動ウェイトは、外側位置と内側位置との他方に移動して回転部材の重心を回転中心に近づける。これにより、回転部材からクランク軸に伝達される荷重を抑制することができ、クランク軸の負荷を軽減することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の一実施の形態としてのパワーユニットを上方から示す概略図である。
クランク軸とトルクコンバータとの連結構造を示す断面図である。
図1の矢印A方向からドライブプレートを示す模式図である。
クランク軸とドライブプレートとの位置関係を示す概略図である。
(a)〜(d)は、ドライブプレートに作用する遠心力を示すイメージ図である。
図1の矢印C方向からクランクプーリを示す模式図である。
クランク軸とクランクプーリとの位置関係を示す概略図である。
(a)〜(d)は、クランクプーリに作用する遠心力を示すイメージ図である。
参考例のドライブプレートおよびクランクプーリが連結されたクランク軸の振動状況を示すイメージ図である。
ドライブプレートが連結されたクランク軸の振動状況を示すイメージ図である。
(a)および(b)は、キャンセルマス作動状態を示す説明図である。
ドライブプレートからクランク軸に入力される径方向の荷重を示す線図である。
(a)および(b)は、キャンセルマスの作動状態を示す説明図である。
本発明の他の実施の形態に係るドライブプレートを示す模式図である。
(a)および(b)は、大型アンバランスマスの作動状態を示す説明図である。
本発明の他の実施の形態に係るクランクプーリを示す模式図である。
(a)および(b)は、大型アンバランスマスの作動状態を示す説明図である。

実施例

0009

[実施形態1]
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態(実施形態1)としてのパワーユニット(車両用駆動装置)10を上方から示す概略図である。図1に示すように、車両に搭載されるパワーユニット10は、エンジン11とこれに連結されるトランスミッション12とを有している。エンジン11を構成するシリンダブロック13にはジャーナルボア14が形成されており、ジャーナルボア14には図示しない軸受メタルを介してクランク軸15が回転自在に支持されている。なお、図示するエンジン11は、水平対向型の4気筒エンジンである。

0010

クランク軸15は、回転中心に設けられる複数のクランクジャーナルJ1〜J5と、クランクジャーナルJ1〜J5を連結する複数のクランクスローT1〜T4と、を有している。クランクスローT1〜T4は、回転中心から偏心するクランクピンP1〜P4と、クランクジャーナルJ1〜J5およびクランクピンP1〜P4を連結するクランクアーム20と、を備えている。クランクピンP1〜P4にはコネクティングロッド21が支持されており、コネクティングロッド21にはピストン22が連結されている。また、中央に配置される2つのクランクスローT2,T3には、クランクピンP2,P3の逆位相側に延びるバランスウェイト23が設けられている。さらに、クランク軸15の一端部には出力フランジ24が設けられており、クランク軸15の他端部には補機駆動軸25が設けられている。なお、補機駆動軸25にはクランクプーリ26が取り付けられている。

0011

図2はクランク軸15とトルクコンバータ30との連結構造を示す断面図である。図2に示すように、クランク軸15の出力フランジ24には、複数のネジ孔24aが形成されている。この出力フランジ24には、ドライブプレート31の中央部31aが締結ボルト32を用いて固定されている。また、トルクコンバータ30には外殻を構成するポンプシェル33が設けられており、ポンプシェル33の外周面にはネジ孔34aを備えた取付部34が固定されている。このポンプシェル33の取付部34には、ドライブプレート31の外周部31bが締結ボルト35を用いて固定されている。すなわち、クランク軸15とこれに軸方向に対向するトルクコンバータ30とは、ドライブプレート31を介して互いに連結されている。なお、ドライブプレート31の中央部31aには、締結ボルト32を挿入する貫通孔36が形成されており、ドライブプレート31の外周部31bには、締結ボルト35を挿入する貫通孔37が形成されている。

0012

トルクコンバータ30は、ポンプシェル33に固定されるポンプインペラ40と、ポンプインペラ40に対向するタービンランナ41と、を備えている。トルクコンバータ30はステータ42を備えており、ステータ42はポンプインペラ40とタービンランナ41との間に配置されている。タービンランナ41にはタービンハブ43が連結されており、タービンハブ43にはタービン軸44が連結されている。トルクコンバータ30の出力軸であるタービン軸44には、ミッションケース45内の変速機構46が連結されている。また、トルクコンバータ30のポンプシェル33は、軸受47を介してミッションケース45に支持されている。なお、滑り要素であるトルクコンバータ30には、ポンプシェル33とタービン軸44とを連結するロックアップクラッチ48が設けられている。

0013

[ドライブプレート構造]
前述したように、クランク軸15の端部である出力フランジ24には、ドライブプレート(回転部材)31が設けられている。以下、ドライブプレート31の構造について説明する。図3図1の矢印A方向からドライブプレート31を示す模式図である。図4はクランク軸15とドライブプレート31との位置関係を示す概略図である。図4には図1のB−B線に沿う断面が概略的に示されている。また、図5(a)〜(d)は、ドライブプレート31に作用する遠心力を示すイメージ図である。図5(a)〜(d)には、クランク軸15と一体に回転するドライブプレート31の回転状態が90°毎に示されている。

0014

図3および図4に示すように、ドライブプレート31には、厚み方向に貫通する複数の開口部50が形成されている。また、クランクピンP4の逆位相側に配置される開口部50には、アンバランスマス(固定ウェイト)51が設けられている。このように、ドライブプレート31にアンバランスマス51を設けることにより、ドライブプレート31の重心Cm1は回転中心C1からクランクピンP4の逆位相側に外れた状態となる。これにより、図5(a)〜(d)に矢印α1で示すように、ドライブプレート31に作用する遠心力は、クランクピンP4の逆位相側に片寄ることになる。なお、詳細については後述するが、ドライブプレート31は、クランクピンP4の同位相側に位置するキャンセルマス61を有している。

0015

なお、アンバランスマス51やキャンセルマス61を配置する際の基準となるクランクピンP4は、クランクピンP1〜P4のうち、ドライブプレート31側に配置されるクランクピンである。また、図4に示すように、クランクピンP4の同位相側とは、基準線L1よりもクランクピンP4に近づく側であり、クランクピンP4の逆位相側とは、基準線L1よりもクランクピンP4から離れる側である。また、基準線L1とは、クランク軸15の回転中心C1とクランクピンP4の軸中心C2とを結ぶ直線L2に直交し、かつクランク軸15の回転中心C1を通過する直線である。

0016

[クランクプーリ構造]
前述したように、クランク軸15の端部である補機駆動軸25には、クランクプーリ(回転部材)26が設けられている。以下、クランクプーリ26の構造について説明する。図6図1の矢印C方向からクランクプーリ26を示す模式図である。図7はクランク軸15とクランクプーリ26との位置関係を示す概略図である。また、図8(a)〜(d)は、クランクプーリ26に作用する遠心力を示すイメージ図である。図8(a)〜(d)には、クランク軸15と一体に回転するクランクプーリ26の回転状態が90°毎に示されている。

0017

図6および図7に示すように、クランクプーリ26には、アンバランスマス(固定ウェイト)52が設けられている。このアンバランスマス52は、クランクピンP1の逆位相側に配置されている。このように、クランクプーリ26にアンバランスマス52を設けることにより、クランクプーリ26の重心Cm2は回転中心C1からクランクピンP1の逆位相側に外れた状態となる。これにより、図8(a)〜(d)に矢印α2で示すように、クランクプーリ26に作用する遠心力は、クランクピンP1の逆位相側に片寄ることになる。なお、詳細については後述するが、クランクプーリ26は、クランクピンP1の同位相側に位置するキャンセルマス71を有している。

0018

なお、アンバランスマス52やキャンセルマス71を配置する際の基準となるクランクピンP1は、クランクピンP1〜P4のうち、クランクプーリ26側に配置されるクランクピンである。また、図7に示すように、クランクピンP1の同位相側とは、基準線L3よりもクランクピンP1に近づく側であり、クランクピンP1の逆位相側とは、基準線L3よりもクランクピンP1から離れる側である。また、基準線L3とは、クランク軸15の回転中心C1とクランクピンP1の軸中心C3とを結ぶ直線L4に直交し、かつクランク軸15の回転中心C1を通過する直線である。さらに、クランクピンP1,P4の位相は互いに180°ずれることから、基準線L1,L3は互いに一致しており、基準線L2,L4は互いに一致している。

0019

[クランク軸の振動抑制
次いで、参考例を用いてクランク軸100に発生する振動について説明した後に、ドライブプレート31およびクランクプーリ26によるクランク軸15の振動抑制について説明する。図9は参考例のドライブプレート101およびクランクプーリ102が連結されたクランク軸100の振動状況を示すイメージ図である。また、図10はドライブプレート31が連結されたクランク軸15の振動状況を示すイメージ図である。なお、図9に示されるクランク軸100には、重心が回転中心に一致するドライブプレート101およびクランクプーリ102が連結されている。また、図9に示されるクランク軸100には、各クランクスローT1〜T4にバランスウェイト23が設けられている。なお、図9において、図1に記載される部品と同様の部品については、同一の符号を付してその説明を省略する。

0020

図9に示すように、クランク軸100が回転する際には、白抜きの矢印で示すように、クランクピンP1〜P4に対して、コネクティングロッド21およびピストン22の慣性力が作用する。図示するクランク軸100の回転角においては、クランク軸100の中央部が矢印A方向に付勢され、クランク軸100の両端部が矢印B方向に付勢されるため、クランク軸100は矢印A方向に凸の弓形に変形する。そして、更にクランク軸100が180°回転すると、クランク軸100の中央部が矢印B方向に付勢され、クランク軸100の両端部が矢印A方向に付勢されるため、クランク軸100は矢印B方向に凸の弓形に変形する。このようなクランク軸100の弓形変形が繰り返され、クランク軸100には振動が発生していた。

0021

そこで、図10に示すように、パワーユニット10には、アンバランスマス51を備えたドライブプレート31が設けられている。このドライブプレート31をクランク軸15に固定することにより、クランク軸15に対してクランクピンP4の逆位相側に遠心力を作用させることができる。すなわち、図10に示すように、クランクピンP4の慣性力β1打ち消すように、クランク軸15の出力フランジ24に遠心力α1を作用させることができる。これにより、クランクジャーナルJ5の変位を抑制することができ、クランク軸15の振動を抑制することができる。

0022

また、パワーユニット10には、アンバランスマス52を備えたクランクプーリ26が設けられている。このクランクプーリ26をクランク軸15に固定することにより、クランク軸15に対してクランクピンP1の逆位相側に遠心力を作用させることができる。すなわち、図10に示すように、クランクピンP1の慣性力β2を打ち消すように、クランク軸15の補機駆動軸25に遠心力α2を作用させることができる。これにより、クランクジャーナルJ1の変位を抑制することができ、クランク軸15の振動を抑制することができる。

0023

[アンバランスマスのキャンセル構造]
前述したように、ドライブプレート31のアンバランスマス51や、クランクプーリ26のアンバランスマス52により、クランク軸15の振動が抑制されている。しかしながら、クランク軸15の高速回転時においては、アンバランスマス52の遠心力が増大することから、この遠心力を想定してクランク軸15の強度を引き上げることが必要となっていた。さらに、クランク軸15の高速回転時においては、エンジン回転数の上昇に伴って騒音が増加することから、クランク軸15の振動抑制に伴う騒音の低減効果が得られ難くなっている。そこで、後述するように、ドライブプレート31やクランクプーリ26は、クランク軸15の高速回転時にアンバランスマス51,52の遠心力を低下させる「アンバランスマスのキャンセル構造」を有している。以下、アンバランスマス51,52のキャンセル構造について説明する。

0024

図3拡大部分に示すように、ドライブプレート31にはアーム部材60が揺動自在に設けられており、アーム部材60にはキャンセルマス(移動ウェイト)61が設けられている。このキャンセルマス61は、クランクピンP4の同位相側に配置されている。また、ドライブプレート31には、キャンセルマス61の移動を制限するストッパ62が設けられている。さらに、ドライブプレート31には、キャンセルマス61をストッパ62に向けて付勢するバネ部材弾性部材)63が設けられている。揺動自在のアーム部材60に設けられるキャンセルマス61は、径方向内方の内側位置Xa1と径方向外方の外側位置Xa2とに移動自在となっている。なお、図示するように、キャンセルマス61がクランクピンP4の同位相側に配置された場合であっても、ドライブプレート31の重心Cm1がクランクピンP4の逆位相側に配置されるように、アンバランスマス51の位置や質量が設定されている。

0025

図11(a)および(b)はキャンセルマス61の作動状態を示す説明図である。図11(a)に示すように、クランク軸15の低速回転時においては、キャンセルマス61に作用する遠心力が減少することから、キャンセルマス61はバネ部材63のバネ力によって内側位置Xa1に保持されている。このように、キャンセルマス61を内側位置Xa1に保持することにより、キャンセルマス61を回転中心C1に近づけることができ、ドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1から離すことができる。これにより、クランク軸15の振動を抑制することができる。

0026

一方、図11(b)に示すように、クランク軸15の高速回転時においては、キャンセルマス61に作用する遠心力が増加することから、キャンセルマス61はバネ部材63のバネ力に抗して外側位置Xa2に移動している。このように、クランク軸15の回転速度つまりエンジン回転数を上昇させることにより、キャンセルマス61は内側位置Xa1から外側位置Xa2に移動することになる。これにより、キャンセルマス61を回転中心C1から離すことができるため(La1<La2)、ドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1に近づけることができる(矢印Y)。

0027

ここで、図12はドライブプレート31からクランク軸15に入力される径方向の荷重(アンバランス荷重)を示す線図である。図12に示される特性線UB1は、キャンセルマス61を内側位置Xa1と外側位置Xa2との間で移動させたときのアンバランス荷重である。また、図12に示される特性線UB2は、キャンセルマス61を内側位置Xa1に固定したときのアンバランス荷重である。なお、図12にはキャンセルマス61の変位が破線で示されている。

0028

図12に示すように、エンジン回転数が所定値N1を下回る領域、つまりキャンセルマス61の停止領域においては、キャンセルマス61が内側位置Xa1に保持されている。一方、エンジン回転数が所定値N1を上回る領域、つまりキャンセルマス61の作動領域においては、エンジン回転数が上昇する程にキャンセルマス61は外側位置Xa2に向けて移動している。このように、エンジン回転数の上昇に応じてキャンセルマス61を外側位置Xa2に向けて移動させることにより、ドライブプレート31の重心Cm1を回転中心C1に近づけることができ、ドライブプレート31に作用する遠心力の片寄りを抑制することができる。これにより、符号Zで示すように、アンバランス荷重UB1の増加を抑制することができ、クランク軸15の負荷を軽減することができる。

0029

また、図6の拡大部分に示すように、クランクプーリ26にはアーム部材70が揺動自在に設けられており、アーム部材70にはキャンセルマス(移動ウェイト)71が設けられている。このキャンセルマス71は、クランクピンP1の同位相側に配置されている。また、クランクプーリ26には、キャンセルマス71の移動を制限するストッパ72が設けられている。さらに、クランクプーリ26には、キャンセルマス71をストッパ72に向けて付勢するバネ部材(弾性部材)73が設けられている。揺動自在のアーム部材70に設けられるキャンセルマス71は、径方向内方の内側位置Xb1と径方向外方の外側位置Xb2とに移動自在となっている。なお、図示するように、キャンセルマス71がクランクピンP1の同位相側に配置された場合であっても、クランクプーリ26の重心Cm2がクランクピンP1の逆位相側に配置されるように、アンバランスマス52の位置や質量が設定されている。

0030

図13(a)および(b)はキャンセルマス71の作動状態を示す説明図である。図13(a)に示すように、クランク軸15の低速回転時においては、キャンセルマス71に作用する遠心力が減少することから、キャンセルマス71はバネ部材73のバネ力によって内側位置Xb1に保持されている。このように、キャンセルマス71を内側位置Xb1に保持することにより、キャンセルマス71を回転中心C1に近づけることができ、クランクプーリ26の重心Cm2を回転中心C1から離すことができる。これにより、クランク軸15の振動を抑制することができる。

0031

一方、図13(b)に示すように、クランク軸15の高速回転時においては、キャンセルマス71に作用する遠心力が増加することから、キャンセルマス71はバネ部材73のバネ力に抗して外側位置Xb2に移動している。このように、エンジン回転数を上昇させることにより、キャンセルマス71は内側位置Xb1から外側位置Xb2に変位することになる。このように、キャンセルマス71を外側位置Xb2に移動させることにより、キャンセルマス71を回転中心C1から離すことができるため(Lb1<Lb2)、クランクプーリ26の重心Cm2を回転中心C1に近づけることができる(矢印Y)。これにより、前述したキャンセルマス61と同様に、エンジン回転数の高回転領域において、アンバランス荷重の増加を抑制することができ、クランク軸15の負荷を軽減することができる。

0032

これまで説明したように、ドライブプレート31やクランクプーリ26に、キャンセルマス61,71を移動自在に設けることにより、エンジン回転数の高回転領域において、アンバランス荷重の増加を抑制することができ、クランク軸15の負荷を軽減することができる。このように、クランク軸15の負荷を軽減することにより、クランク軸15に要求される強度を下げることができ、クランク軸15の重量やコストを下げることができる。また、前述したように、キャンセルマス61,71は、アーム部材60,70を介して、ドライブプレート31やクランクプーリ26に揺動自在に設けられている。これにより、回転中にドライブプレート31やクランクプーリ26が径方向等に加振された場合であっても、遠心力によるキャンセルマス61,71の移動が阻害されることはなく、キャンセルマス61,71の動作を安定させることができる。また、前述したように、バネ部材63,73によってキャンセルマス61,71を付勢するようにしたので、キャンセルマス61,71を緩やかに移動させることができ、ショック等の発生を抑制することができる。

0033

[実施形態2]
前述の実施形態1で説明したように、回転部材であるドライブプレート31には、移動ウェイトとして、クランクピンP4の同位相側に配置されるキャンセルマス61が設けられている。同様に、回転部材であるクランクプーリ26には、移動ウェイトとして、クランクピンP4の同位相側に配置されるキャンセルマス71が設けられている。しかしながら、回転部材に設けられる移動ウェイトとしては、クランクピンP1,P4の同位相側に配置される移動ウェイトに限られることはなく、クランクピンP1,P4の逆位相側に配置される移動ウェイトであっても良い。以下、本発明の他の実施の形態として、クランクピンP1,P4の逆位相側に配置される移動ウェイトについて説明する。

0034

[ドライブプレート構造]
図14は本発明の他の実施の形態(実施形態2)に係るドライブプレート80を示す模式図である。図14に示されるドライブプレート(回転部材)80は、実施形態1に係るドライブプレート31と同様に、クランク軸15の出力フランジ24に連結されるドライブプレートである。なお、図14において、図3に示した部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

0035

図14に示すように、クランク軸15に連結されるドライブプレート80は、厚み方向に貫通する複数の開口部81を備えている。これらの開口部81は、ドライブプレート80に対して周方向に等間隔で形成されている。図14の拡大部分に示すように、ドライブプレート80には、軸部82を中心に揺動するアーム部材83が設けられている。アーム部材83の一端部には大型アンバランスマス(移動ウェイト)84が設けられており、アーム部材83の他端部には小型アンバランスマス(補助ウェイト)85が設けられている。これらのアンバランスマス84,85は、クランクピンP4の逆位相側に配置されている。また、ドライブプレート80には、大型アンバランスマス84の移動を制限するストッパ86が設けられている。さらに、ドライブプレート80には、大型アンバランスマス84をストッパ86に向けて付勢するバネ部材(弾性部材)87が設けられている。

0036

揺動自在のアーム部材83に設けられる大型アンバランスマス84は、径方向外方の外側位置Xc1と径方向内方の内側位置Xc2とに移動自在となっている。また、前述したように、アーム部材83の一端部には大型アンバランスマス84が設けられており、アーム部材83の他端部には小型アンバランスマス85が設けられている。このため、大型アンバランスマス84が径方向外方に移動する際には、小型アンバランスマス85が径方向内方に移動する一方、大型アンバランスマス84が径方向内方に移動する際には、小型アンバランスマス85が径方向外方に移動する。

0037

図14の拡大部分に示すように、アーム部材83の揺動中心と大型アンバランスマス84の重心との距離Da1は、アーム部材83の揺動中心と小型アンバランスマス85の重心との距離Da2よりも短く設定されている。また、小型アンバランスマス85は、大型アンバランスマス84よりも軽く形成されている。このように、大型アンバランスマス84および小型アンバランスマス85の位置や質量を設定することにより、ドライブプレート80が回転する際には、大型アンバランスマス84と小型アンバランスマス85とに作用する遠心力の差によって、アーム部材83に対して矢印M方向の回転モーメントが作用している。すなわち、ドライブプレート80の回転速度が上昇した場合には、大型アンバランスマス84が径方向内方に移動するように、大型アンバランスマス84および小型アンバランスマス85の位置や質量が設定されている。

0038

図15(a)および(b)は大型アンバランスマス84の作動状態を示す説明図である。図15(a)に示すように、クランク軸15の低速回転時においては、アーム部材83に作用する回転モーメントが減少することから、大型アンバランスマス84はバネ部材87のバネ力によって外側位置Xc1に保持されている。このように、大型アンバランスマス84を外側位置Xc1に保持することにより、大型アンバランスマス84を回転中心C1から離すことができ、ドライブプレート80の重心Cm1を回転中心C1から離すことができる。これにより、クランク軸15の振動を抑制することができる。

0039

一方、図15(b)に示すように、クランク軸15の高速回転時においては、アーム部材83に作用する回転モーメントが増加することから、大型アンバランスマス84はバネ部材87のバネ力に抗して内側位置Xc2に移動している。このように、エンジン回転数を上昇させることにより、大型アンバランスマス84は外側位置Xc1から内側位置Xc2に変位することになる。このように、大型アンバランスマス84を内側位置Xc2に移動させることにより、大型アンバランスマス84を回転中心C1に近づけることができるため(Lc2<Lc1)、ドライブプレート80の重心Cm1を回転中心C1に近づけることができる(矢印Y)。これにより、前述したドライブプレート31と同様に、エンジン回転数の高回転領域において、アンバランス荷重の増加を抑制することができ、クランク軸15の負荷を軽減することができる。

0040

[クランクプーリ構造]
図16は本発明の他の実施の形態(実施形態2)に係るクランクプーリ90を示す模式図である。図16に示されるクランクプーリ(回転部材)90は、実施形態1に係るクランクプーリ26と同様に、クランク軸15の補機駆動軸25に連結されるクランクプーリである。なお、図16において、図6に示した部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

0041

図16の拡大部分に示すように、クランク軸15に連結されるクランクプーリ90には、軸部91を中心に揺動するアーム部材92が設けられている。アーム部材92の一端部には大型アンバランスマス(移動ウェイト)93が設けられており、アーム部材92の他端部には小型アンバランスマス(補助ウェイト)94が設けられている。これらのアンバランスマス93,94は、クランクピンP1の逆位相側に配置されている。また、クランクプーリ90には、大型アンバランスマス93の移動を制限するストッパ95が設けられている。さらに、クランクプーリ90には、大型アンバランスマス93をストッパ95に向けて付勢するバネ部材(弾性部材)96が設けられている。

0042

揺動自在のアーム部材92に設けられる大型アンバランスマス93は、径方向外方の外側位置Xd1と径方向内方の内側位置Xd2とに移動自在となっている。また、前述したように、アーム部材92の一端部には大型アンバランスマス93が設けられており、アーム部材92の他端部には小型アンバランスマス94が設けられている。このため、大型アンバランスマス93が径方向外方に移動する際には、小型アンバランスマス94が径方向内方に移動する一方、大型アンバランスマス93が径方向内方に移動する際には、小型アンバランスマス94が径方向外方に移動する。

0043

図16の拡大部分に示すように、アーム部材92の揺動中心と大型アンバランスマス93の重心との距離Db1は、アーム部材92の揺動中心と小型アンバランスマス94の重心との距離Db2よりも短く設定されている。また、小型アンバランスマス94は、大型アンバランスマス93よりも軽く形成されている。このように、大型アンバランスマス93および小型アンバランスマス94の位置や質量を設定することにより、クランクプーリ90が回転する際には、アーム部材92に対して矢印M方向の回転モーメントが作用している。すなわち、クランクプーリ90の回転速度が上昇した場合には、大型アンバランスマス93が径方向内方に移動するように、大型アンバランスマス93および小型アンバランスマス94の位置や質量が設定されている。

0044

図17(a)および(b)は大型アンバランスマス93の作動状態を示す説明図である。図17(a)に示すように、クランク軸15の低速回転時においては、アーム部材92に作用する回転モーメントが減少することから、大型アンバランスマス93はバネ部材96のバネ力によって外側位置Xd1に保持されている。このように、大型アンバランスマス93を外側位置Xd1に保持することにより、大型アンバランスマス93を回転中心C1から離すことができ、クランクプーリ90の重心Cm2を回転中心C1から離すことができる。これにより、クランク軸15の振動を抑制することができる。

0045

一方、図17(b)に示すように、クランク軸15の高速回転時においては、アーム部材92に作用する回転モーメントが増加することから、大型アンバランスマス93はバネ部材96のバネ力に抗して内側位置Xd2に移動している。このように、エンジン回転数を上昇させることにより、大型アンバランスマス93は外側位置Xd1から内側位置Xd2に変位することになる。このように、大型アンバランスマス93を内側位置Xd2に移動させることにより、大型アンバランスマス93を回転中心C1に近づけることができるため(Ld2<Ld1)、クランクプーリ90の重心Cm2を回転中心C1に近づけることができる(矢印Y)。これにより、前述したクランクプーリ26と同様に、エンジン回転数の高回転領域において、アンバランス荷重の増加を抑制することができ、クランク軸15の負荷を軽減することができる。

0046

これまで説明したように、ドライブプレート80やクランクプーリ90に、大型アンバランスマス84,93を移動自在に設けることにより、エンジン回転数の高回転領域において、アンバランス荷重の増加を抑制することができ、クランク軸15の負荷を軽減することができる。このように、クランク軸15の負荷を軽減することにより、クランク軸15に要求される強度を下げることができ、クランク軸15の重量やコストを下げることができる。また、前述したように、大型アンバランスマス84,93は、アーム部材83,92を介して、ドライブプレート80やクランクプーリ90に揺動自在に設けられている。これにより、回転中にドライブプレート80やクランクプーリ90が径方向等に加振された場合であっても、遠心力による大型アンバランスマス84,93の移動が阻害されることはなく、大型アンバランスマス84,93の動作を安定させることができる。また、前述したように、バネ部材87,96によって大型アンバランスマス84,93を付勢するようにしたので、大型アンバランスマス84,93を緩やかに移動させることができ、ショック等の発生を抑制することができる。

0047

しかも、ドライブプレート80やクランクプーリ90には、アーム部材83,92を介して連結される大型アンバランスマス84,93と小型アンバランスマス85,94とが設けられている。このように、一対のアンバランスマス84,85(93,94)の位置関係によって、アンバランス荷重の大きさを調整することができるため、アンバランス荷重の抑制効果を維持したままアンバランスマス84,85(93,94)の軽量化を達成することができる。すなわち、実施形態1においては、固定されたアンバランスマス51,52による重心移動効果を、移動するキャンセルマス61,71によって打ち消す構造であることから、アンバランスマス51(52)とキャンセルマス61(71)とを合わせた質量が増加する傾向にある。これに対し、実施形態2においては、キャンセルマス61,71を用いることなく一対のアンバランスマス84,85(93,94)の位置関係を変えることで、ドライブプレート80やクランクプーリ90の重心位置を調整することができるため、一対のアンバランスマス84,85(93,94)を合わせた質量を軽くすることができる。

0048

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、エンジン11として水平対向型の4気筒エンジンを採用しているが、これに限られることはなく、シリンダ数シリンダ配列を変更した他の形式のエンジンを採用しても良い。また、前述の説明では、ドライブプレート31(80)とクランクプーリ26(90)との双方に移動ウェイトを設けているが、これに限られることはなく、ドライブプレート31(80)とクランクプーリ26(90)との一方に移動ウェイトを設けても良い。

0049

前述の説明では、回転部材としてドライブプレート31,80やクランクプーリ26,90を挙げているが、これに限られることはなく、クランク軸15に連結される回転部材であれば如何なる回転部材であっても良い。例えば、回転部材として、クランク軸15に連結されるリーンフォースセンシングプレートを採用しても良い。なお、リーンフォースプレートとは、締結ボルトによるドライブプレート31,80の変形を防止する補強プレートであり、センシングプレートとはパルス信号を発生させるための突起部を備えた角度検出プレートである。前述の説明では、クランク軸15のクランクスローT1,T4からバランスウェイト23を削減しているが、これに限られることはなく、クランクスローT1,T4にバランスウェイト23を設けても良い。

0050

10パワーユニット(車両用駆動装置)
11エンジン
15クランク軸
21コネクティングロッド
24出力フランジ(端部)
25補機駆動軸(端部)
26クランクプーリ(回転部材)
31ドライブプレート(回転部材)
51アンバランスマス(固定ウェイト)
52 アンバランスマス(固定ウェイト)
60アーム部材
61キャンセルマス(移動ウェイト)
62ストッパ
63バネ部材(弾性部材)
71 キャンセルマス(移動ウェイト)
73 バネ部材(弾性部材)
80 ドライブプレート(回転部材)
83 アーム部材
84 大型アンバランスマス(移動ウェイト)
85 小型アンバランスマス(補助ウェイト)
87 バネ部材(弾性部材)
90 クランクプーリ(回転部材)
92 アーム部材
93 大型アンバランスマス(移動ウェイト)
94 小型アンバランスマス(補助ウェイト)
96 バネ部材(弾性部材)
C1回転中心
Cm1 重心
Cm2 重心
Xa1 内側位置
Xa2外側位置
Xb1 内側位置
Xb2 外側位置
Xc1 外側位置
Xc2 内側位置
Xd1 外側位置
Xd2 内側位置
P1〜P4 クランクピン

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • NOK株式会社の「 ダイナミックダンパ」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】ダンパマス14の偏芯量を規制するストッパ21の剛性を高めることができ、しかもダイナミックダンパ11の構成部品数を増やすことなくストッパ21の剛性を高めることができ、もってダンパマス偏芯量規制効... 詳細

  • 株式会社竹中工務店の「 制振構造」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】本発明は、制振装置を支持する支持部材の破損を抑制することを目的とする。【解決手段】制振構造10は、架構12と、架構12の構面内に設けられる鋼製壁30と、架構12と鋼製壁30とに連結され、架構1... 詳細

  • 清水建設株式会社の「 滑り免震機構」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】設置面積が小さく耐荷重の大きい復元力をもつ滑り免震機構を提供する。【解決手段】上部案内部材2と下部案内部材4の間に介装される摺動子5を、上段摺動子6と、下段摺動子8と、上段摺動子6と下段摺動子... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ