(57)【要約】  【課題】  エンジン回転変動に対して逆位相の回転変動を機械的に発生させる回転変動低減装置を提供する。  【解決手段】  クランクシャフトに連係するカムシャフト１に、回転変動低減用カム２が設けられている。回転変動低減用カム２の外周面には、コイルスプリング６によりリフタ３が押し付けられている。回転変動低減用カム２の外周面には、内燃機関の１サイクル間に、内燃機関の気筒数と同数回、リフタ３を往復動させるべく、リフト部７が形成されている。リフト部７は、クランクシャフトに生じる回転変動と逆位相のタイミングでリフタ３を往復動させるように設定されている。これによって、エンジン回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させることができる。  【選択図】  図１
2005127201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転に伴ってクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転変動を与える内燃機関の回転変動低減装置において、
クランクシャフトに連係し、かつクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させるトルク発生手段を有することを特徴とする内燃機関の回転変動低減装置。
【請求項２】
トルク発生手段は、回転変動低減用カムと、回転変動低減用カムの外周面に当接し、回転変動低減用カムのカムプロフィールに応じて往復動可能なリフタと、を有し、回転変動低減用カムの外周面には、内燃機関の１サイクル間に、内燃機関の気筒数と同数回、リフタを往復動させるリフト部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の回転変動低減装置。
【請求項３】
トルク発生手段として、クランクシャフトの回転によって駆動する補機の回転変動を、クランクシャフトに生じる回転変動と逆位相で発生するように設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の回転変動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の回転変動低減装置に関し、特に、機械的に回転変動を低減させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の回転変動は、各気筒の圧縮−爆発により発生する。特に、１サイクル中の爆発回数が少ない小気筒エンジンになるに従い、その影響が大きくなる。この回転変動は、エンジン振動につながり、車両の乗り心地や各部品の耐久性に悪影響を与えることになる。
【０００３】
特許文献１には、エンジンの回転変動に対し、オルタネータの発電駆動負荷を利用して逆位相の駆動トルクを与えることにより、エンジンの回転変動幅を小さくする技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭５８−１８５９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、オルタネータの発電負荷は、一般にエンジン変動トルクに比べて非常に小さいので、オルタネータの発電制御により十分な回転変動抑制効果を得るのは難しいという問題がある。
【０００５】
そして、上記従来技術においては、オルタネータの発電を電子制御する構成となっているので、エンジンのクランク位置に応じた制御を付加しなければならないと共に、エンジンのクランク位置に応じた制御に対応する高周波・高応答性を有したオルタネータを用意する必要があり、コストアップしてしまうという問題がある。
【０００６】
また、オルタネータの負荷変動が大きくなるため、駆動を伝達するベルトやプーリ、テンショナ等の部材の耐久性を悪化させてしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、内燃機関の運転に伴ってクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転変動を与える内燃機関の回転変動低減装置において、クランクシャフトに連係し、かつクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させるトルク発生手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、クランクシャフトの回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的にクランクシャフトに与えるにより、クランクシャフトの回転変動を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１に示す第１実施形態は、本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置をいわゆる可変バルブタイミング機構を具備していない４ストロークサイクルの直列３気筒エンジンに適用した例を示している。尚、この第１実施形態において、吸気弁（図示せず）及び排気弁（図示せず）はそれぞれ独立したカムシャフト（一方にみ図示する）によって駆動する構成となっている。
【００１１】
第１実施形態においては、クランクシャフト（図示せず）に連係し、かつクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させる回転変動低減装置のトルク発生手段が、吸気弁または排気弁のどちらか一方を駆動するカムシャフト１の後端に設けられている。すなわち、トルク発生手段は、吸気弁または排気弁のどちらか一方を駆動するカムシャフト１の後端に設けられた回転変動低減用カム２と、この回転変動低減用カム２の外周面に当接し、回転変動低減用カム２のカムプロフィールに応じて往復動する有底円筒形状のリフタ３と、シリンダヘッド４と一体形成され内周側にリフタ３を往復動可能の収容するリフタ収容部５と、リフタ収容部５の内周側に収容され、リフタ３を回転変動低減用カム２の外周面に付勢するコイルスプリング６と、から構成されている。
【００１２】
カムシャフト１は、駆動ベルト（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）の回転が伝達されたものであって、カムシャフト１の回転数は、クランクシャフトの回転数の半分（１／２）に設定されている。
【００１３】
回転変動低減用カム２は、カムシャフト１と一体となって回転するようカムシャフト１に固定されている。図２に示すように、回転変動低減用カム２は、その外周面に、内燃機関の１サイクル（吸気行程−圧縮行程−仕事行程−排気行程の４つの行程）間に、内燃機関の気筒数と同数回、リフタ３を往復動させるべく３つのリフト部７が形成されている。これらリフト部７は、クランクシャフトの回転変動の位相と同期する位置にそれぞれ形成されていると共に、クランクシャフト（図示せず）に生じる回転変動と逆位相のタイミングでリフタ３を往復動させるように設定されている。換言すれば、回転変動低減用カム２に設けられた気筒数と同数となる３つのカム山（リフト部７）は、クランクシャフトの回転変動の位相と同期する位置にそれぞれ形成され、これらカム山のリフタ３を乗り越える（リフタ３を通過する）タイミングは、クランクシャフトに生じる回転変動と逆位相となるよう設定されている。
【００１４】
リフタ収容部５は、リフタ３がカムシャフト１の軸方向に対して直交するように、シリンダヘッド４の一方の側壁に形成されている。
【００１５】
このような第１実施形態においては、クランクシャフト回転数に対して１／２の回転数となるカムシャフト１に、エンジンの気筒数分のカム山をもった回転変動低減用カム２を設け、このカム山がリフタ３を乗り越えるタイミングをクランクシャフトの回転変動、すなわちエンジン回転変動と逆位相となるよう設定することにより、エンジンの回転変動幅を小さくし、エンジン振動の低減を図ることができる。つまり、各気筒の爆発時（仕事行程時）にエネルギを貯め、次の気筒の圧縮行程でこの貯めたエネルギを吐き出すことで、従来の圧縮−爆発による回転変動とは逆の力が加わるため回転変動幅を小さくすることができる。
【００１６】
尚、上述した第１実施形態においては、カムシャフト１に気筒数と同数のカム山を有する回転変動低減用カム２が設けられているが、気筒数と同数のカム山を有する回転変動低減用カムが設けられる軸は、カムシャフト１に限定されるものではなく、駆動用のＶベルト等を介してクランクシャフトと連係したクランクシャフトの回転数に対して１／２の回転数となる回転軸、例えば補機駆動軸、バランサシャフト等に設けることも可能である。この場合、リフタ収容部の位置は適宜変更されることなる。
【００１７】
図３は、本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態においては、本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置を４ストロークサイクルの直列４気筒エンジンに適用した例を示している。
【００１８】
この第２実施形態においては、クランクシャフト１１に生じる回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させる回転変動低減装置のトルク発生手段が、クランクシャフト１１の前端部に設けられている。すなわち、トルク発生手段は、クランクシャフト１１の前端部に設けられた回転変動低減用カム１２と、この回転変動低減用カム１２の外周面に当接し、回転変動低減用カム１２のカムプロフィールに応じて往復動する有底円筒形状のリフタ１３と、フロントカバー１４と一体に形成され内周側にリフタを往復動可能の収容するリフタ収容部（図示せず）と、リフタ収容部の内周側に収容され、リフタ１３を回転変動低減用カム１２の外周面に付勢するコイルスプリング１５と、から構成されている。
【００１９】
回転変動低減用カム１２は、クランクシャフト１１と一体となって回転するようクランクシャフト１１に固定されている。また、回転変動低減用カム１２は、その外周面に、内燃機関の１サイクル（吸気行程−圧縮行程−仕事行程−排気行程の４つの行程）間に、内燃機関の気筒数と同数回、リフタ１３を往復動させるべく２つのリフト部１６が形成されている。これらリフト部１６は、クランクシャフト１１の回転変動の位相と同期する位置にそれぞれ形成されていると共に、クランクシャフト１１に生じる回転変動と逆位相のタイミングでリフタ１３を往復動させるように設定されている。換言すれば、この第２実施形態における回転変動低減装置は、気筒数が偶数個の４ストロークサイクルの内燃機関に適用され、クランクシャフト１１に設けられたトルク発生手段の回転変動低減用カム１２に、（気筒数／２）個のカム山（リフト部１６）が形成され、これらカム山のリフタ１３を乗り越える（リフタを通過する）タイミングがクランクシャフト１１に生じる回転変動と逆位相となるよう設定されている。
【００２０】
リフタ収容部は、リフタ１３がクランクシャフト１１の軸方向に対して直交するように、フロントカバー１４の内側に形成されている。
【００２１】
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、エンジンの回転変動幅を小さくし、エンジン振動の低減を図ることができる。
【００２２】
図４は、本発明の第３実施形態を示している。この第３実施形態においては、本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置を、４ストロークサイクルの直列３気筒エンジンのクランクシャフト２１に対して増速された回転軸に適用した例を示している。
【００２３】
この第３実施形態においては、クランクシャフト２１に生じる回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させる回転変動低減装置のトルク発生手段が、駆動ベルト２２を介してクランクシャフト２１の回転が伝達されたオイルポンプ（図示せず）の駆動軸２３に設けられている。すなわち、トルク発生手段は、オイルポンプの駆動軸２３に設けられた回転変動低減用カム２４と、この回転変動低減用カム２４の外周面に当接し、回転変動低減用カム２４のカムプロフィールに応じて往復動する有底円筒形状のリフタ２５と、リフタ２５を回転変動低減用カム２４の外周面に付勢するコイルスプリング２６と、から構成されている。尚、この第３実施形態におけるリフタ２５は、図示せぬリフタ収容部によって、往復動可能の収容されている。
【００２４】
オイルポンプの駆動軸２３は、クランクシャフト２１の回転数に対して、（気筒数／２）倍、すなわちこの第３実施形態においては（３／２）倍に増速されている。つまり、オイルポンプの駆動軸２３の直径は、クランクシャフト２１の直径の（２／３）倍に設定されている。尚、本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置を、４ストロークサイクルの直列４気筒エンジンのクランクシャフトに対して増速された回転軸に適用する場合には、クランクシャフトに対して増速された回転軸の直径が、クランクシャフトの直径の（１／２）倍に設定されることになる。
【００２５】
回転変動低減用カム２４は、オイルポンプの駆動軸２３と一体となって回転するようオイルポンプの駆動軸２３に固定されている。図５に示すように、回転変動低減用カム２４は、その外周面に、内燃機関の１サイクル（吸気行程−圧縮行程−仕事行程−排気行程の４つの行程）間に、内燃機関の気筒数と同数回、リフタ２５を往復動させるべく１つのリフト部２７が、クランクシャフト２１の回転変動の位相と同期する位置に形成されていると共に、クランクシャフト２１に生じる回転変動と逆位相のタイミングでリフタ２５を往復動させるように設定されている。換言すれば、この第３実施形態における回転変動低減装置は、４ストロークサイクルの内燃機関に適用され、トルク発生手段をクランクシャフト２１の回転数に対して（気筒数／２）倍にした回転軸に設け、トルク発生手段の回転変動低減用カム２４には１個のカム山（リフト部２７）が形成され、このカム山のリフタ２５を乗り越える（リフタを通過する）タイミングがクランクシャフト２１に生じる回転変動と逆位相となるよう設定されている。
【００２６】
このような第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、エンジンの回転変動幅を小さくし、エンジン振動の低減を図ることができる。
【００２７】
尚、上述した第１〜第３実施形態においては、図６に示すように、リフタ、スプリング、リフタ収容部からなるユニットに逆止弁を付加し、リフタの往復運動を動力源とするポンプとして活用するようにしてもよい。
【００２８】
また、上述した実施例と異なり、トルク発生手段として、クランクシャフトの回転によって駆動する補機の回転変動をクランクシャフトに生じる回転変動と逆位相で発生するように設定しても、上述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる、さらに、この場合には、エンジン回転変動の低減効果を得るために新たに他の装置（部材）を付加する必要がないという利点がある。
【００２９】
そして、本願発明に係る回転変動低減装置は、アイドル運転時等の低回転域での効果が大きいが、高回転域ではエンジン回転変動の影響は少なくなり大きな効果は得られにくくなるので、エンジンの回転数に応じて作動のＯＮ−ＯＦＦ、すなわち回転変動低減用カムとリフタとが当接しないように両者を切り離し、クランクシャフトの回転変動に対して逆位相の回転トルクが発生しないようにしてもよい。
【００３０】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００３１】
（１）  内燃機関の運転に伴ってクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転変動を与える内燃機関の回転変動低減装置において、クランクシャフトに連係し、かつクランクシャフトに生じる回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的に発生させるトルク発生手段を有する。これによって、クランクシャフトの回転変動に対して逆位相の回転トルクを機械的にクランクシャフトに与えるにより、クランクシャフトの回転変動を効果的に抑制することができる。
【００３２】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関の回転変動低減装置は、より具体的には、トルク発生手段は、回転変動低減用カムと、回転変動低減用カムの外周面に当接し、回転変動低減用カムのカムプロフィールに応じて往復動可能なリフタと、を有し、回転変動低減用カムの外周面には、内燃機関の１サイクル間に、内燃機関の気筒数と同数回、リフタを往復動させるリフト部が形成されている。すなわち、リフト部の数は、回転変動低減用カムが設けられる回転軸と、クランクシャフトとの回転数比で決定される。
【００３３】
（３）  上記（１）に記載の内燃機関の回転変動低減装置は、トルク発生手段として、クランクシャフトの回転によって駆動する補機の回転変動を、クランクシャフトに生じる回転変動と逆位相で発生するように設定する。これによって、エンジン回転変動の低減効果を新たに他の装置（部材）を付加することなく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置の第１実施形態を示す説明図。
【図２】本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置の第１実施形態に関する説明図。
【図３】本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置の第２実施形態を示す説明図。
【図４】本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置の第３実施形態を示す説明図。
【図５】本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置の第３実施形態に関する説明図。
【図６】本発明に係る内燃機関の回転変動低減装置において、リフタの往復動を動力源とするポンプとして活用する例を模式的に示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１…カムシャフト
２…回転変動低減用カム
３…リフタ
４…シリンダヘッド
５…リフタ収容部
６…コイルスプリング
７…リフト部
【図１】
2005127201.tif 000003
【図２】
2005127201.tif 000004
【図３】
2005127201.tif 000005
【図４】
2005127201.tif 000006
【図５】
2005127201.tif 000007
【図６】
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