JPH0558801U - カムシャフトトルク変動抑止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カムシャフトのタイミングギヤで生ずる歯打
ち音をなくすこと。 【構成】 発電機または電動機として働く発電電動機８
のトルクを、ギヤ４，カムシャフトギヤ５を介してカム
シャフト９に伝達する。カムシャフト回転角センサ１２
で検出した回転速度より、カムシャフト９のトルク変動
を割り出し、それを基にして発電電動機８の運転を制御
する。カムシャフト９のトルク変動が正である時には、
発電電動機８を発電機として運転し、トルク変動が負で
ある時には、発電電動機８を電動機として運転する。す
ると、カムシャフト９のトルク変動分は打ち消され、回
転変動もなくなる。その結果、ギヤの歯と歯が周期的に
激しく衝突することがなくなり、歯打ち音は発生しなく
なる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車等のタイミングギヤにおける騒音を低減するための、カムシ ャフトトルク変動抑止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車等のエンジンでは、バルブやロッカーアーム等を作動させる力は、カム シャフトにより供給される。そのカムシャフトの駆動力は、周知のように、エン ジンのクランクシャフトよりタイミングギヤ（またはタイミングベルト）を介し て伝えられる。

【０００３】 タイミングギヤの種類としては、クランクシャフトに取り付けられたクランク シャフトギヤ、およびカムシャフトに取り付けられたカムシャフトギヤがある。 クランクシャフトとカムシャフトとの距離が大の場合には、クランクシャフトギ ヤとカムシャフトギヤとの中間に、アイドルギヤ（アイドラー）が介在されるこ とがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

（問題点） 前記した従来のタイミングギヤからは、カムシャフトのトルク変動に伴い、ギ ヤの歯と歯が急激に衝突して騒音（この音を「歯打ち音」という）を発するとい う問題点があった。

【０００５】 （問題点の説明） カムシャフトは、バルブやロッカーアーム等を作動させる時、それらから反力 を受けるため、カムシャフトのトルクは周期的に変動する。またトルクが変動す るため、カムシャフトの回転も一定ではなく、周期的に変動する。

【０００６】 図３は、カムシャフトのトルク変動および回転変動を示す図である。図３にお いて、１４はカムシャフトトルク変動曲線、１５はカムシャフト回転変動曲線で ある。横軸はカムシャフトの回転角度であり、ここでは直列４気筒の場合を例に とっている。直列４気筒では、カムシャフトが１回転する間に山と谷が４回現れ る。

【０００７】 図３（イ）に示すように、トルクは或るレベルを中心にして正，負に周期的に 変動し、それに対応して回転速度も、図３（ロ）に示すように或るレベルを中心 にして正，負に周期的に変動する。そして、トルク変動が正→負，あるいは負→ 正に変る時（点Ａ，Ｂ）に、回転変動は正または負のピーク（点Ｃ，Ｄ）となり 、この時ギヤの歯は急激に動いて相手方ギヤの歯に衝突する。そのため歯打ち音 が生ずる。

【０００８】 図２は、歯打ち音が生ずる時のギヤの歯の状態を説明する図である。５はカム シャフトギヤ、６はアイドルギヤ、５−１，５−２，６−１は歯である。ここで は、カムシャフトギヤとクランクシャフトギヤとの間にアイドルギヤが介在され ている場合を例にとり、そのアイドルギヤとカムシャフトギヤの一部分を、多少 誇張して描いている。

【０００９】 カムシャフトギヤ５は矢印方向に回転しており、図２（イ）は、その回転速度 が変動して急に遅くなった時の状態を示している。この時には、歯５−１の後端 と歯６−１の前端とが衝突して歯打ち音を生ずる。図２（ロ）は、カムシャフト ギヤ５の回転速度が変動して急に速くなった時の状態を示しており、この時には 、次の歯５−２の前端が歯６−１の後端に衝突して歯打ち音を生ずる。本考案は 、このような歯打ち音を低減することを課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案のカムシャフトトルク変動抑止装置では、カ ムシャフトに正または負のトルクを与えるよう結合された発電電動機と、該発電 電動機の運転を制御する制御部と、カムシャフト回転角センサと、該カムシャフ ト回転角センサからの信号を基にカムシャフトのトルク変動を打ち消すよう前記 発電電動機を制御する信号を発する制御信号発生部とを具えることとした。

【００１１】

【作 用】

カムシャフトに正または負のトルクを与えるよう結合した発電電動機を設け、 この発電電動機をカムシャフトのトルク変動を打ち消すよう運転する。トルク変 動をなくすとカムシャフトの回転変動もなくなるから、歯打ち音は生じなくなる 。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本考案のカ ムシャフトトルク変動抑止装置を示す図である。図１において、１はバッテリ、 ２は制御部、３は制御信号発生部、３−１は出力インタフェース、３−２はＲＯ Ｍ（リード・オンリ・メモリ）、３−３はＣＰＵ（中央演算処理装置）、３−４ は入力インタフェース、４はギヤ、５はカムシャフトギヤ、６はアイドルギヤ、 ７はクランクシャフトギヤ、８は発電電動機、９はカムシャフト、１０はクラン クシャフト、１１はエンジン、１２はカムシャフト回転角センサ、１３はトラン スミッションである。

【００１３】 構成上、本考案の特徴となる第１の点は、発電機または電動機として働く発電 電動機８のトルクを、ギヤ４，カムシャフトギヤ５を介してカムシャフト９に伝 達するようにした点である。第２の点は、カムシャフト回転角センサ１２で検出 した回転速度より、カムシャフト９のトルク変動を割り出し、それを基にして発 電電動機８の運転を制御する制御信号発生部３および制御部２を設けた点である 。

【００１４】 ＲＯＭ３−２には、カムシャフト回転変動とカムシャフトトルク変動との間の 、予め測定して求めておいた対応関係を格納しておく。カムシャフト回転角セン サ１２からの検出信号は、ＲＯＭ３−２の中のこの対応関係のテーブルと参照さ れ、トルク変動が割り出される。

【００１５】 本考案の動作は、次の通りである。まず、カムシャフト回転角センサ１２によ り、カムシャフト９の回転速度を検出する。そして、それを基にして、カムシャ フト９の回転変動を検出する。この回転変動とカムシャフト９のトルク変動との 間には、図３に示したように対応関係があるから、ＲＯＭ３−２を参照してトル ク変動を割り出すことが出来る。

【００１６】 そこで、このトルク変動を打ち消すように発電電動機８を制御して、ギヤ４， カムシャフトギヤ５を経てカムシャフト９にトルクを与える。即ち、トルク変動 が正である時には、発電電動機８を発電機として運転する。すると、カムシャフ ト９は、ギヤ４を介して発電電動機８の回転子を回転させるのにトルクを使うの で、正に変動したトルク分はそれに費やされる。

【００１７】 トルク変動が負である時には、発電電動機８を電動機として運転する。すると 、発電電動機８からギヤ４を介してカムシャフト９にトルクが与えられ、負に変 動した分は打ち消される。このようにすることにより、カムシャフト９のトルク 変動は皆無ないしは極めて小とされるので、ギヤの歯と歯が周期的に激しく衝突 することがなくなり、歯打ち音は発生しなくなる。

【００１８】 なお、発電電動機８を電動機として運転するか発電機として運転するか、また 発生トルクの大きさ等は、制御信号発生部３からの制御信号によって制御される 。また、発電電動機８とカムシャフト９との結合は、ギヤを介してでなく、ベル ト等を介して行ってもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案のカムシャフトトルク変動抑止装置によれば、発電電 動機によりカムシャフトのトルク変動が打ち消されるので、カムシャフトの回転 変動もなくなり、歯打ち音は生じなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のカムシャフトトルク変動抑止装置を示
す図

【図２】歯打ち音が生ずる時のギヤの歯の状態を説明す
る図

【図３】カムシャフトのトルク変動および回転変動を示
す図

【符号の説明】

１ バッテリ ２ 制御部 ３ 制御信号発生部 ４ ギヤ ５ カムシャフトギヤ ６ アイドルギヤ ７ クランクシャフトギヤ ８ 発電電動機 ９ カムシャフト １０ クランクシャフト １１ エンジン １２ カムシャフト回転角センサ １３ トランスミッション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｋ 7/116 6821−5Ｈ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムシャフトに正または負のトルクを与
   えるよう結合された発電電動機と、該発電電動機の運転
   を制御する制御部と、カムシャフト回転角センサと、該
   カムシャフト回転角センサからの信号を基にカムシャフ
   トのトルク変動を打ち消すよう前記発電電動機を制御す
   る信号を発する制御信号発生部とを具えたことを特徴と
   するカムシャフトトルク変動抑止装置。