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JP2006002841A - Vibration damping mechanism of rotary shaft - Google Patents

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JP2006002841A
JP2006002841A JP2004179700A JP2004179700A JP2006002841A JP 2006002841 A JP2006002841 A JP 2006002841A JP 2004179700 A JP2004179700 A JP 2004179700A JP 2004179700 A JP2004179700 A JP 2004179700A JP 2006002841 A JP2006002841 A JP 2006002841A
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JP
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flange
rotating shaft
vibration damping
damping mechanism
resistor
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Application number
JP2004179700A
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Japanese (ja)
Inventor
Chiharu Togashi
千晴 富樫
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration damping mechanism capable of providing a sufficient damping force at low revolution of a rotary shaft while suppressing an excessive damping force at high revolution, with no growth in diameter or size of the rotary shaft. <P>SOLUTION: A rotary shaft 2 of the vibration damping mechanism is provided with a flange 4 which is stored in a housing 5 filled with viscous fluid 6. The vibration damping mechanism comprises a movable stirring resistor 22 which is so provided in the flange 4 for rising and setting as to be housed in the flange 4 by the centrifugal force caused by rotation of the rotary shaft 2, and an elastic body 24 which energizes the stirring resistor 22 so that the stirring resistor 22 protrudes from the flange 4. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンのカム軸などの回転軸の振動を流体の粘性により減衰させる回転軸の振動減衰機構に係り、特に、回転軸の低回転時の振動減衰効果と、高回転時の撹拌抵抗抑制効果との両立を図ったものに関する。   The present invention relates to a vibration damping mechanism for a rotating shaft that attenuates vibration of a rotating shaft such as an engine camshaft by the viscosity of a fluid. It relates to the thing which aimed at coexistence with the suppression effect.

従来、トルク変動などを伴う回転軸の回転方向への振動を減衰する機構としては、例えば、エンジンのカム軸の振動減衰機構などがある。そのカム軸の振動減衰機構は、エンジンの騒音を低減させるために用いられる。   Conventionally, as a mechanism for attenuating vibration in the rotational direction of a rotating shaft accompanied by torque fluctuation, for example, there is a vibration damping mechanism for an engine cam shaft. The cam shaft vibration damping mechanism is used to reduce engine noise.

カム軸の振動に起因するエンジンの騒音には、動弁音や、カムギヤの歯打ち音などがある。特に、カムギヤの歯打ち音は、アイドル停止時などに発生するため、アイドル停止がよく行われる街中でのコンビニ配送などにおいて、その騒音が問題となる。そのカムギヤの歯打ち音は、アイドルなどの低回転時にカム軸に生じる大きなトルク変動が原因で発生する。   Engine noise resulting from camshaft vibration includes valve sound and cam gear rattling noise. In particular, the cam gear rattling noise is generated when the vehicle is idle, and the noise becomes a problem in convenience store delivery in towns where the vehicle is often idle stopped. The cam gear rattling noise is generated due to large torque fluctuations that occur in the camshaft during low-speed rotation such as idle.

一般に、カム軸の振動に起因する動弁音などエンジンの騒音を低減させるために、カム軸に減衰力を付与することが行われている。そのカム軸への減衰力の付与には、例えば、図4および図5に示すようなカム軸の振動減衰機構が用いられている。   In general, in order to reduce engine noise such as valve sound caused by cam shaft vibration, damping force is applied to the cam shaft. For applying the damping force to the camshaft, for example, a camshaft vibration damping mechanism as shown in FIGS. 4 and 5 is used.

図4に示すカム軸の振動減衰機構31では、カムギヤ(図示せず)により駆動されるカム軸2にフランジ4が設けられており、そのフランジ4は、シリンダヘッド7とキャップ9とから構成されたハウジング5内に格納される。そのハウジング5内に、シリンダヘッド7に形成されたオイル孔11を通して潤滑オイル32が供給、充填される。その潤滑オイル32の粘性により、カム軸2に減衰力が付与される(例えば、特許文献1参照)。   In the cam shaft vibration damping mechanism 31 shown in FIG. 4, a flange 4 is provided on the cam shaft 2 driven by a cam gear (not shown), and the flange 4 includes a cylinder head 7 and a cap 9. Stored in the housing 5. Lubricating oil 32 is supplied and filled in the housing 5 through an oil hole 11 formed in the cylinder head 7. A damping force is applied to the camshaft 2 by the viscosity of the lubricating oil 32 (see, for example, Patent Document 1).

図5に示すカム軸の振動減衰機構は、カムギヤ(図示せず)の先端にビスカスダンパー34を設けたものである。ビスカスダンパー34は、粘性流体35が充填、密封されたハウジング36a、36bと、そのハウジング36a、36b内に収納される回転円板38とを備えており、カム軸2とカムギヤ(図示せず)とが回転円板38を介して連結される。この図5の振動減衰機構でも、図4に示した振動減衰機構31と同様に、粘性流体35の粘性によりカム軸2に減衰力が付与される。ビスカスダンパー34では、粘性流体35として高粘度のシリコンオイルなどが用いられる。   The cam shaft vibration damping mechanism shown in FIG. 5 has a viscous damper 34 provided at the tip of a cam gear (not shown). The viscous damper 34 includes housings 36a and 36b filled and sealed with a viscous fluid 35, and a rotating disk 38 accommodated in the housings 36a and 36b, and includes a camshaft 2 and a cam gear (not shown). Are connected via a rotating disk 38. In the vibration damping mechanism of FIG. 5 as well, the damping force is applied to the camshaft 2 due to the viscosity of the viscous fluid 35, similarly to the vibration damping mechanism 31 shown in FIG. In the viscous damper 34, high-viscosity silicon oil or the like is used as the viscous fluid 35.

ところで、カム軸2はギア機構を介してクランク軸により駆動されるので、カム軸2への過度の減衰力の付与は、エンジンの燃費を悪化させるおそれがある。特に、エンジンの高回転時にカム軸に生じるトルク変動は、低回転時に較べると小さいため、エンジンの高回転時にカム軸2に付与される減衰力は、抑制されることが望まれる。   By the way, since the camshaft 2 is driven by the crankshaft via the gear mechanism, application of excessive damping force to the camshaft 2 may deteriorate the fuel consumption of the engine. In particular, the torque fluctuation generated on the camshaft when the engine rotates at a high speed is smaller than that when the engine rotates at a low speed. Therefore, it is desirable to suppress the damping force applied to the camshaft 2 when the engine rotates at a high speed.

したがって、カム軸2の振動減衰機構は、カム軸2の低回転時の振動減衰効果と、高回転時の減衰力抑制効果とを両立させることが必要とされる。   Therefore, the vibration damping mechanism of the cam shaft 2 is required to achieve both a vibration damping effect when the cam shaft 2 rotates at a low speed and a damping force suppression effect when the cam shaft 2 rotates at a high speed.

特開平8−158823号公報JP-A-8-158823

しかしながら、図4の振動減衰機構31は、エンジンの燃費を考慮して、潤滑オイル32の粘性によるあまり大きくない減衰力をカム軸2に付与するものであり、エンジンの高回転時の燃費を悪化させないものの、低回転時の大きなトルク変動を抑えるには減衰力が不足する。   However, the vibration damping mechanism 31 shown in FIG. 4 gives the camshaft 2 a damping force that is not so great due to the viscosity of the lubricating oil 32 in consideration of the fuel consumption of the engine, and deteriorates the fuel consumption at the time of high engine rotation. Although not allowed, the damping force is insufficient to suppress large torque fluctuations at low revolutions.

一方、図5に示すようなビスカスダンパー34は、高粘度の専用の粘性流体35を用いることで、低回転時の大きなトルク変動を抑える減衰力を付与することができるものの、そのような大きな減衰力はエンジンの高回転時にかえって抵抗となり、燃費を悪化させてしまう。また、ビスカスダンパー34をカム軸2へ付加すると、カム軸2が大径化、大型化してしまう。   On the other hand, the viscous damper 34 as shown in FIG. 5 can provide a damping force that suppresses a large torque fluctuation at the time of low rotation by using a dedicated viscous fluid 35 having a high viscosity. The force becomes resistance when the engine is running at a high speed, which worsens fuel consumption. If the viscous damper 34 is added to the camshaft 2, the camshaft 2 is increased in diameter and size.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、回転軸を大径化、大型化させることなく、回転軸の低回転時には十分な減衰力を付与し、かつ高回転時には過度の減衰力を抑制することができる回転軸の振動減衰機構を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a sufficient damping force when the rotating shaft is rotated at a low speed without increasing the diameter and size of the rotating shaft, and an excessive damping force at a high speed. An object of the present invention is to provide a vibration damping mechanism for a rotating shaft that can be suppressed.

上記目的を達成するために本発明は、回転軸にフランジを設け、そのフランジを粘性流体が充填されたハウジング内に格納して構成された回転軸の振動減衰機構において、上記フランジ内に出没可能に設けられ、上記回転軸の回転による遠心力で、上記フランジ内に収納されるように移動可能である撹拌抵抗体と、上記撹拌抵抗体が上記フランジから突出するように上記撹拌抵抗体を付勢する弾性体とを備えたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary shaft vibration damping mechanism configured by providing a rotary shaft with a flange and storing the flange in a housing filled with a viscous fluid. The stirring resistor that is movable so as to be housed in the flange by centrifugal force generated by the rotation of the rotating shaft, and the stirring resistor is attached so that the stirring resistor protrudes from the flange. And an elastic body.

好ましくは、上記撹拌抵抗体の移動方向は、上記回転軸の軸心に対し所定の傾斜角で斜めに交差するように設定されるものである。   Preferably, the moving direction of the stirring resistor is set so as to obliquely intersect the axis of the rotation shaft at a predetermined inclination angle.

好ましくは、上記撹拌抵抗体が、上記フランジの半径方向外側の位置に設けられたものである。   Preferably, the stirring resistor is provided at a position outside the flange in the radial direction.

好ましくは、上記フランジに形成され、上記回転軸の半径方向外側に向かって延びる傾斜孔と、その傾斜孔に移動自在に挿入され、上記撹拌抵抗体をなすピン部材と、上記傾斜孔内に設けられ、上記弾性体をなすコイルばねとを備えたものである。   Preferably, an inclined hole formed in the flange and extending radially outward of the rotating shaft, a pin member that is movably inserted into the inclined hole and forms the stirring resistor, and provided in the inclined hole And a coil spring forming the elastic body.

上記回転軸は、エンジンの動弁機構のカム軸であってもよい。   The rotating shaft may be a cam shaft of a valve mechanism of an engine.

本発明によれば、回転軸を大径化、大型化させることなく、回転軸の低回転時には撹拌抵抗体を突出させることで十分な減衰力を付与し、かつ回転軸の高回転時には遠心力で撹拌抵抗体をフランジ内に収納させることで過度の減衰力を抑制することができる。   According to the present invention, a sufficient damping force is applied by projecting the stirring resistor when the rotating shaft rotates at a low speed without increasing the diameter and size of the rotating shaft, and a centrifugal force when the rotating shaft rotates at a high speed. Thus, excessive damping force can be suppressed by storing the stirring resistor in the flange.

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態の回転軸の振動減衰機構を示し、回転軸の低回転時の状態を示す。図2は、本実施形態の回転軸の振動減衰機構を示し、回転軸の高回転時の状態を示す。図3(a)は、図1のフランジの一部拡大図を示し、(b)は図2のフランジの一部拡大図を示す。なお、図1、図2、図3(a)および図3(b)において、図4および図5に示したものと同一要素には、同一符号を付す。   FIG. 1 shows a vibration damping mechanism for a rotating shaft according to this embodiment, and shows a state when the rotating shaft is rotating at a low speed. FIG. 2 shows the vibration damping mechanism of the rotating shaft of the present embodiment, and shows a state when the rotating shaft is rotating at a high speed. 3A is a partially enlarged view of the flange of FIG. 1, and FIG. 3B is a partially enlarged view of the flange of FIG. In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b), the same elements as those shown in FIG. 4 and FIG.

本実施形態は、本発明の回転軸の振動減衰機構を、エンジンの動弁機構のカム軸に適用するものである。   In the present embodiment, the vibration damping mechanism for a rotating shaft according to the present invention is applied to a cam shaft of a valve mechanism of an engine.

本実施形態の回転軸の振動減衰機構1が対象とするカム軸2の概略を、図1および図5に基づき説明する。複数のカム39を有するカム軸2が、シリンダヘッド7の上部に支持されており、そのカム軸2の一端には、カムギヤ(図示せず)が設けられる。そのカムギヤはアイドルギヤと噛合し、さらにそのアイドルギヤはクランク軸に設けられたクランクギヤと噛合する(図示せず)。それらギヤ機構により、クランク軸の回転がカム軸2へと伝達される。   An outline of the camshaft 2 that is a target of the vibration damping mechanism 1 of the rotating shaft according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 5. A cam shaft 2 having a plurality of cams 39 is supported on the upper portion of the cylinder head 7, and a cam gear (not shown) is provided at one end of the cam shaft 2. The cam gear meshes with an idle gear, and the idle gear meshes with a crank gear provided on the crankshaft (not shown). The rotation of the crankshaft is transmitted to the camshaft 2 by these gear mechanisms.

図1および図2に示すように、回転軸の振動減衰機構1は、カム軸2に設けられたフランジ4と、そのフランジ4を格納するハウジング5とを備え、そのハウジング5内には、粘性流体6が充填される。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the vibration damping mechanism 1 of the rotating shaft includes a flange 4 provided on the cam shaft 2 and a housing 5 that houses the flange 4. Fluid 6 is filled.

本実施形態では、ハウジング5は、シリンダヘッド7の上部に形成され、上向きの凹形状のハウジングベース8と、そのハウジングベース8の頂部に載置され、下向きの凹形状のキャップ9とにより構成される。また、ハウジング5内には、粘性流体6であるエンジンの潤滑オイル32が充填される。その潤滑オイル32は、カム軸2またはハウジング5に設けられたオイル通路から供給される。本実施形態では、潤滑オイル32がハウジングベース8に設けられたオイル孔11より供給される。また、カム軸2のハウジング5との貫通部は軸シールであり、カム軸2とハウジングベース8およびキャップ9との隙間からの潤滑オイル32の漏洩はごく僅かである。   In the present embodiment, the housing 5 is formed on an upper portion of the cylinder head 7, and is configured by an upward concave housing base 8, and placed on the top of the housing base 8, and a downward concave cap 9. The The housing 5 is filled with engine lubricating oil 32 which is a viscous fluid 6. The lubricating oil 32 is supplied from an oil passage provided in the camshaft 2 or the housing 5. In the present embodiment, the lubricating oil 32 is supplied from the oil hole 11 provided in the housing base 8. Further, the penetrating portion of the cam shaft 2 with the housing 5 is a shaft seal, and the leakage of the lubricating oil 32 from the gap between the cam shaft 2 and the housing base 8 and the cap 9 is very small.

本実施形態のフランジ4は、カム軸2から半径方向外側に延出する円盤部12と、その円盤部12の半径方向外側の位置から軸方向に突出する突出部14とからなる。円盤部12の側面は、カム軸2の軸心と直交し、突出部14は、円盤部12の一方の側面の外周端部から全周に亘り突出し、円筒状の形状を有する。以上のようにフランジ4は、一方の側方(図1において左側)が開放され、他方の側方(図1において右側)が閉止された短い円筒状に形成される。   The flange 4 according to the present embodiment includes a disk portion 12 that extends radially outward from the cam shaft 2 and a protruding portion 14 that protrudes in the axial direction from a radially outer position of the disk portion 12. The side surface of the disk portion 12 is orthogonal to the axis of the cam shaft 2, and the protruding portion 14 protrudes from the outer peripheral end of one side surface of the disk portion 12 over the entire circumference and has a cylindrical shape. As described above, the flange 4 is formed in a short cylindrical shape in which one side (left side in FIG. 1) is opened and the other side (right side in FIG. 1) is closed.

特に、本実施形態の回転軸の振動減衰機構1は、図1、図3(a)および図3(b)に示すように、フランジ4内に出没可能に設けられ、カム軸2の回転による遠心力で、フランジ4内に収納されるように移動可能である撹拌抵抗体22と、その撹拌抵抗体22がフランジ4から突出するように撹拌抵抗体22を付勢する弾性体24とを備える。   In particular, the vibration damping mechanism 1 of the rotating shaft of the present embodiment is provided so as to be able to protrude and retract in the flange 4 as shown in FIGS. 1, 3 (a) and 3 (b), and by rotating the cam shaft 2. A stirring resistor 22 that is movable so as to be accommodated in the flange 4 by centrifugal force, and an elastic body 24 that biases the stirring resistor 22 so that the stirring resistor 22 protrudes from the flange 4 are provided. .

具体的には、本実施形態の回転軸の振動減衰機構1は、フランジ4に形成され、カム軸2の半径方向外側に向かって延びる傾斜孔21と、その傾斜孔21に移動自在に挿入され、撹拌抵抗体22をなすピン部材25と、傾斜孔21内に設けられ、弾性体24をなすコイルばね26とを備える。   Specifically, the vibration damping mechanism 1 of the rotating shaft of the present embodiment is formed in the flange 4 and extends into the radially outer side of the cam shaft 2 and is movably inserted into the inclined hole 21. The pin member 25 that forms the stirring resistor 22 and the coil spring 26 that is provided in the inclined hole 21 and forms the elastic body 24 are provided.

本実施形態の傾斜孔21は、フランジ4の円盤部12の外周端部の位置に設けられ、カム軸2の軸心に対して斜めに交差する所定の傾斜角θで円盤部12を貫通する。より具体的には、傾斜孔21は、略45°の傾斜角(θ≒45)でフランジの内方側にある円盤部12の側面から半径方向斜め外側に延出し、フランジ4の外方側にある円盤部12の角部で開放する。さらに、傾斜孔21は断面円形に形成され、具体的にはキリ孔である。また、傾斜孔21のカム軸2半径方向外側の端部には、ねじ山28が形成される。以上の傾斜孔21が、本実施形態では、円周方向に90°間隔で4箇所に形成される。   The inclined hole 21 of the present embodiment is provided at the outer peripheral end portion of the disk portion 12 of the flange 4 and penetrates the disk portion 12 at a predetermined inclination angle θ that obliquely intersects the axis of the cam shaft 2. . More specifically, the inclined hole 21 extends radially outward from the side surface of the disk portion 12 on the inner side of the flange at an inclination angle of approximately 45 ° (θ≈45), and extends outward from the flange 4. It opens at the corner of the disk part 12 at Further, the inclined hole 21 is formed in a circular shape in cross section, and is specifically a drill hole. Further, a screw thread 28 is formed at the outer end of the inclined hole 21 in the radial direction of the cam shaft 2. In the present embodiment, the inclined holes 21 described above are formed at four locations at intervals of 90 ° in the circumferential direction.

本実施形態のピン部材25は、傾斜孔21の延出方向に沿って延びる円柱形状で、傾斜孔21の内径よりもわずかに小さな外径を有する。また、ピン部材25は、傾斜孔21内を滑らかに移動可能である。したがって、ピン部材25の移動方向は傾斜孔21の傾斜角と同じ傾斜角θを有する。即ち、ピン部材25は、フランジ4の半径方向外側に設けられ、その移動方向が、カム軸2の軸心に対し傾斜角θで斜めに交差するように設定される。   The pin member 25 of the present embodiment has a cylindrical shape extending along the extending direction of the inclined hole 21 and has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the inclined hole 21. Further, the pin member 25 can move smoothly in the inclined hole 21. Therefore, the moving direction of the pin member 25 has the same inclination angle θ as the inclination angle of the inclined hole 21. In other words, the pin member 25 is provided on the outer side in the radial direction of the flange 4, and the moving direction thereof is set so as to obliquely intersect the axis of the cam shaft 2 at an inclination angle θ.

本実施形態のコイルばね26は、傾斜孔21の延出方向に伸縮するように指向して設けられ、ピン部材25より半径方向外側に位置される。コイルばね26の一端は、ピン部材25の半径方向外側の端面に固定される。   The coil spring 26 of the present embodiment is provided so as to extend and contract in the extending direction of the inclined hole 21, and is positioned on the outer side in the radial direction from the pin member 25. One end of the coil spring 26 is fixed to the end surface on the radially outer side of the pin member 25.

さらに、傾斜孔21内の半径方向外側の端部に止栓29が固定され、その止栓29にコイルばね26の他端が固定される。コイルばね26がピン部材25を半径方向内側(図3(a)において右下から左上向きに)に付勢する。   Further, a stop plug 29 is fixed to the radially outer end of the inclined hole 21, and the other end of the coil spring 26 is fixed to the stop plug 29. The coil spring 26 urges the pin member 25 radially inward (from the lower right to the upper left in FIG. 3A).

本実施形態の止栓29は、傾斜孔21のねじ山28と螺合する雄ねじが切られた円柱状の部材であり、その止栓29には、ピン部材25のピストン作用による潤滑オイル32の出入りが可能となるように、排出孔30が設けられる。   The stopper plug 29 of the present embodiment is a cylindrical member having a male thread that is screwed with the thread 28 of the inclined hole 21, and the stopper plug 29 has a lubricating oil 32 by the piston action of the pin member 25. A discharge hole 30 is provided so as to allow entry and exit.

以上によりピン部材25とコイルばね26と止栓29とは一体の部品となる。例えば、コイルばね26をピン部材25と止栓29とに溶接することで、これらは互いに接合される。   Thus, the pin member 25, the coil spring 26, and the stopper plug 29 become an integral part. For example, by welding the coil spring 26 to the pin member 25 and the stopper plug 29, they are joined to each other.

このように接合されたピン部材25とコイルばね26と止栓29とが、フランジ4の周方向複数箇所(本実施形態では、4箇所)に形成された各傾斜孔21に各々設けられる。ピン部材25の傾斜孔21からの突出量は、カム軸2の回転による遠心力(慣性力)と、コイルばね26のばね力との釣り合いにより決定される。   The pin member 25, the coil spring 26, and the stopcock 29 joined in this way are provided in each inclined hole 21 formed at a plurality of locations in the circumferential direction of the flange 4 (four locations in the present embodiment). The amount of protrusion of the pin member 25 from the inclined hole 21 is determined by the balance between the centrifugal force (inertial force) caused by the rotation of the cam shaft 2 and the spring force of the coil spring 26.

次に、本実施形態の回転軸の振動減衰機構1の作用を説明する。   Next, the operation of the vibration damping mechanism 1 for the rotating shaft of the present embodiment will be described.

図3(a)に示されるように、カム軸2の回転速度が比較的低い場合(例えば、アイドル回転速度)、ピン部材25に作用する遠心力が小さいことから、コイルばね26のばね力により、ピン部材25はその一部が傾斜孔21から突出した状態で保持される(ピン部材25の突出量が比較的大きい)。   As shown in FIG. 3A, when the rotational speed of the camshaft 2 is relatively low (for example, idle rotational speed), the centrifugal force acting on the pin member 25 is small. The pin member 25 is held in a state in which a part thereof protrudes from the inclined hole 21 (the protrusion amount of the pin member 25 is relatively large).

したがって、カム軸2の低回転時には、突出したピン部材25により潤滑オイル32が撹拌され、その撹拌抵抗によりカム軸2に対する減衰力がより高められる。よって、低回転時に生じるカム軸2の大きなトルク変動が緩衝される。   Therefore, when the cam shaft 2 rotates at low speed, the lubricating oil 32 is stirred by the protruding pin member 25, and the damping force on the cam shaft 2 is further increased by the stirring resistance. Therefore, a large torque fluctuation of the camshaft 2 that occurs at the time of low rotation is buffered.

カム軸2の回転速度が高くなるにつれて、ピン部材25に作用する遠心力が増大する。増大した遠心力によりコイルばね26が圧縮され、ピン部材25の傾斜孔21からの突出量が小さくなっていく。さらに、カム軸2の回転速度が高くなり所定回転速度以上となると、ピン部材25がばね力に抗して傾斜孔21内に完全に格納されるようになる(図3(b)参照)。   As the rotational speed of the cam shaft 2 increases, the centrifugal force acting on the pin member 25 increases. The coil spring 26 is compressed by the increased centrifugal force, and the protruding amount of the pin member 25 from the inclined hole 21 is reduced. Further, when the rotational speed of the camshaft 2 increases and exceeds the predetermined rotational speed, the pin member 25 is completely stored in the inclined hole 21 against the spring force (see FIG. 3B).

したがって、カム軸2の高回転時には、低回転時と較べてピン部材25の突出量が減少することによりピン部材25の撹拌抵抗による減衰力が減少する。特に、本実施形態では、カム軸2の回転速度が所定回転速度以上の場合、ピン部材25が完全に格納されるので、ピン部材25による減衰力が消失する。   Therefore, when the camshaft 2 rotates at a high speed, the amount of protrusion of the pin member 25 decreases compared to when the camshaft 2 rotates at a low speed, thereby reducing the damping force due to the stirring resistance of the pin member 25. In particular, in the present embodiment, when the rotational speed of the camshaft 2 is equal to or higher than a predetermined rotational speed, the pin member 25 is completely stored, so that the damping force by the pin member 25 disappears.

このように本実施形態の回転軸の振動減衰機構1は、カム軸2を大径化、大型化させることなく、カム軸2の低回転時には十分な減衰力を付与し、かつカム軸2の高回転時には過度の減衰力を抑制することができる。つまり、カム軸2の低回転時の振動減衰効果と、高回転時の撹拌抵抗(減衰力)抑制効果との両立を図ることができる。   As described above, the vibration damping mechanism 1 of the rotating shaft according to the present embodiment provides a sufficient damping force when the cam shaft 2 rotates at a low speed without increasing the diameter and size of the cam shaft 2, and An excessive damping force can be suppressed during high rotation. That is, it is possible to achieve both the vibration damping effect when the camshaft 2 rotates at a low speed and the stirring resistance (damping force) suppressing effect when the camshaft 2 rotates at a high speed.

具体的には、低回転時に十分な減衰力を付与することで、低回転時にカム軸2に生じる大きな変動トルクを緩衝することができ、動弁系騒音などのエンジン騒音、特にカムギヤの歯打ち音を低減させることができる。   Specifically, by applying a sufficient damping force at low rotation, it is possible to buffer large fluctuation torque generated on the camshaft 2 at low rotation, and engine noise such as valve system noise, particularly cam gear rattling. Sound can be reduced.

また、高回転時に過度の減衰力を抑制することで、エンジンの高回転時の燃費の悪化を防止することができる。   Further, by suppressing an excessive damping force at the time of high rotation, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption at high rotation of the engine.

特に、ピン部材25がカム軸2の軸心に対して斜めに移動することから、ピン部材25の突出量を大きく設定することができる。例えば、ピン部材がカム軸2の軸心に対して直交して移動するような孔を突出部14に設けたとすると、孔の長さが短いことや、ピン部材がカム軸2と干渉するなどの理由で、ピン部材の突出量を小さく設定せざるを得ない。本実施形態では、孔を傾斜させて(傾斜孔21を)設けたので、孔の長さおよびピン部材25の長さをより長くすることができ、ピン部材25の突出量をより大きく設定することができる。   In particular, since the pin member 25 moves obliquely with respect to the axis of the cam shaft 2, the protruding amount of the pin member 25 can be set large. For example, if a hole is provided in the protruding portion 14 so that the pin member moves perpendicularly to the axis of the cam shaft 2, the length of the hole is short, or the pin member interferes with the cam shaft 2. For this reason, the protruding amount of the pin member must be set small. In this embodiment, since the hole is inclined (inclined hole 21), the length of the hole and the length of the pin member 25 can be made longer, and the protruding amount of the pin member 25 is set larger. be able to.

ピン部材25をフランジ4の半径方向外側に設けることで、ピン部材25をカム軸2と干渉させることなく、ピン部材25の突出量をより大きく設定することができる。   By providing the pin member 25 on the radially outer side of the flange 4, the protruding amount of the pin member 25 can be set larger without causing the pin member 25 to interfere with the cam shaft 2.

フランジ4が軸方向に延びる突出部14を備えるように構成することで、突出部14の外周面と、突出部14と対向するハウジング5の内壁面との間に所定幅の隙間を形成し、その隙間の潤滑オイル32により、カム軸2に減衰力を付与することができる。   By configuring the flange 4 to include the protruding portion 14 extending in the axial direction, a gap having a predetermined width is formed between the outer peripheral surface of the protruding portion 14 and the inner wall surface of the housing 5 facing the protruding portion 14. A damping force can be applied to the camshaft 2 by the lubricating oil 32 in the gap.

ピン部材25とコイルばね26と止栓29とを一体の部品として構成することで、これらピン部材25などの取扱を容易にすることができ、また、フランジ4に対する組付性を向上させることができる。   By configuring the pin member 25, the coil spring 26, and the stopper plug 29 as an integral part, handling of the pin member 25 and the like can be facilitated, and the assembling property with respect to the flange 4 can be improved. it can.

本実施形態の回転軸の振動減衰機構1は、上述のように比較的簡単な構造であり、容易かつ安価に作製することができる。   The vibration damping mechanism 1 of the rotating shaft of the present embodiment has a relatively simple structure as described above, and can be manufactured easily and inexpensively.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications and application examples can be considered.

例えば、本実施形態では、ギヤ機構により駆動されるカム軸2を対象とする形態を説明したが、本発明が対象とする回転軸はカム軸に限定されない。また、回転軸の駆動手段もギヤ機構に限定されず、プーリなどの他の手段が可能である。   For example, in the present embodiment, the mode for the cam shaft 2 driven by the gear mechanism has been described, but the rotation shaft targeted by the present invention is not limited to the cam shaft. Further, the driving means of the rotating shaft is not limited to the gear mechanism, and other means such as a pulley can be used.

本実施形態では、弾性体24としてコイルばね26を用いる形態を説明したが、これに限定されず、例えば、皿ばねやゴムなどでもよい。   In this embodiment, although the form which uses the coil spring 26 as the elastic body 24 was demonstrated, it is not limited to this, For example, a disc spring, rubber | gum, etc. may be sufficient.

本実施形態では、粘性流体6としてエンジンの潤滑オイル32を共用する形態を説明したが、これに限定されず、例えばシリコンオイルによる専用オイルなど、様々な粘度の粘性流体を用いることが可能である。   In the present embodiment, the configuration in which the engine lubricating oil 32 is shared as the viscous fluid 6 has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use viscous fluids having various viscosities such as exclusive oil made of silicon oil. .

本実施形態では、撹拌抵抗体22を周方向に90°間隔で4箇所に設ける形態を説明したが、本発明は撹拌抵抗体の数や配置に限定されない。   Although this embodiment demonstrated the form which provides the stirring resistor 22 in four places at 90 degree intervals in the circumferential direction, this invention is not limited to the number and arrangement | positioning of a stirring resistor.

本実施形態では、撹拌抵抗体22として円柱形状のピン部材25を用いる形態を説明したが、撹拌抵抗体の形状はこれに限定されず、例えば、撹拌翼のような形状など様々な形状が可能である。   In this embodiment, although the form which uses the cylindrical pin member 25 as the stirring resistor 22 was demonstrated, the shape of a stirring resistor is not limited to this, For example, various shapes, such as a shape like a stirring blade, are possible It is.

ピン部材25の移動方向の傾斜角θは、60°以内であるのが好ましく、特に、30°≦θ≦45°の範囲内が望ましいが、本発明はこれに限定されない。   The inclination angle θ in the moving direction of the pin member 25 is preferably within 60 °, and particularly preferably within the range of 30 ° ≦ θ ≦ 45 °, but the present invention is not limited to this.

本実施形態では、カム軸2が所定回転速度以上で回転する場合に、ピン部材25の全部が傾斜孔21内に格納される形態(図3(b)参照)を説明したが、これに限定されず、図3(b)に想像線に示すように、ピン部材が傾斜孔内に最も格納されたときに、ピン部材の一部が傾斜孔から突出するようにしてもよい。   In the present embodiment, the mode (see FIG. 3B) in which all of the pin member 25 is stored in the inclined hole 21 when the cam shaft 2 rotates at a predetermined rotational speed or more has been described. Instead, as indicated by an imaginary line in FIG. 3B, when the pin member is stored most in the inclined hole, a part of the pin member may protrude from the inclined hole.

本実施形態では、ピン部材25の底面(ピン部材25の半径方向外側の端面)にコイルばね26を取り付ける形態を説明したが、例えば、ピン部材の底部中心に凹部を形成し、つまりピン部材の底部側を筒状に形成し、その凹部内にコイルばねを取り付け、カム軸の高回転時にコイルばねが凹部内に収容されていくように構成してもよい。これにより、ピン部材の突出量をさらに長くすることができる。また、コイルばねの長さを長くできるので、カム軸の回転速度に対するピン部材の移動量の調整に冗長性を持たすことができる。   In the present embodiment, the configuration in which the coil spring 26 is attached to the bottom surface of the pin member 25 (the end surface on the radially outer side of the pin member 25) has been described. For example, a concave portion is formed at the center of the bottom of the pin member. The bottom side may be formed in a cylindrical shape, a coil spring may be attached in the recess, and the coil spring may be accommodated in the recess when the camshaft rotates at a high speed. Thereby, the protrusion amount of a pin member can be further lengthened. Further, since the length of the coil spring can be increased, it is possible to provide redundancy in adjusting the amount of movement of the pin member with respect to the rotational speed of the cam shaft.

本発明の一実施形態による回転軸の振動減衰機構を示し、撹拌抵抗体がフランジから突出した状態を示す。The vibration damping mechanism of the rotating shaft by one Embodiment of this invention is shown, and the state which the stirring resistor protruded from the flange is shown. 本発明の一実施形態による回転軸の振動減衰機構を示し、撹拌抵抗体がフランジ内に収容された状態を示す。The vibration damping mechanism of the rotating shaft by one Embodiment of this invention is shown, and the state in which the stirring resistor was accommodated in the flange is shown. (a)は図1のフランジの一部拡大図を示し、(b)は図2のフランジの一部拡大図を示す。(A) shows the partially enlarged view of the flange of FIG. 1, (b) shows the partially enlarged view of the flange of FIG. 従来の回転軸の振動減衰機構を示す。The conventional vibration damping mechanism of a rotating shaft is shown. 他の従来の回転軸の振動減衰機構を示すFig. 4 shows another conventional vibration damping mechanism for a rotating shaft

符号の説明Explanation of symbols

1 回転軸の振動減衰機構
2 カム軸(回転軸)
4 フランジ
5 ハウジング
6 粘性流体
21 傾斜孔
22 撹拌抵抗体
24 弾性体
25 ピン部材
26 コイルばね
32 潤滑オイル
1 Vibration damping mechanism of rotating shaft 2 Cam shaft (rotating shaft)
4 Flange 5 Housing 6 Viscous fluid 21 Inclined hole 22 Stirring resistor 24 Elastic body 25 Pin member 26 Coil spring 32 Lubricating oil

Claims (5)

回転軸にフランジを設け、そのフランジを粘性流体が充填されたハウジング内に格納して構成された回転軸の振動減衰機構において、
上記フランジ内に出没可能に設けられ、上記回転軸の回転による遠心力で、上記フランジ内に収納されるように移動可能である撹拌抵抗体と、上記撹拌抵抗体が上記フランジから突出するように上記撹拌抵抗体を付勢する弾性体とを備えたことを特徴とする回転軸の振動減衰機構。
In the vibration damping mechanism of the rotating shaft configured by providing a flange on the rotating shaft and storing the flange in a housing filled with a viscous fluid,
An agitation resistor that is provided in the flange so as to be movable in and out, and is movable so as to be accommodated in the flange by a centrifugal force generated by the rotation of the rotation shaft, and the agitation resistor is protruded from the flange A vibration damping mechanism for a rotating shaft, comprising: an elastic body that biases the stirring resistor.
上記撹拌抵抗体の移動方向は、上記回転軸の軸心に対し所定の傾斜角で斜めに交差するように設定される請求項1記載の回転軸の振動減衰機構。   2. The vibration damping mechanism for a rotating shaft according to claim 1, wherein the moving direction of the stirring resistor is set so as to obliquely intersect the axial center of the rotating shaft at a predetermined inclination angle. 上記撹拌抵抗体が、上記フランジの半径方向外側の位置に設けられた請求項1または2記載の回転軸の振動減衰機構。   The vibration damping mechanism for a rotating shaft according to claim 1 or 2, wherein the stirring resistor is provided at a position radially outside the flange. 上記フランジに形成され、上記回転軸の半径方向外側に向かって延びる傾斜孔と、その傾斜孔に移動自在に挿入され、上記撹拌抵抗体をなすピン部材と、上記傾斜孔内に設けられ、上記弾性体をなすコイルばねとを備えた請求項1から3いずれかに記載の回転軸の振動減衰機構。   An inclined hole formed in the flange and extending radially outward of the rotating shaft, a pin member that is movably inserted into the inclined hole and forms the stirring resistor, and is provided in the inclined hole. The vibration damping mechanism for a rotating shaft according to any one of claims 1 to 3, further comprising a coil spring that forms an elastic body. 上記回転軸がエンジンの動弁機構のカム軸である請求項1から4いずれかに記載の回転軸の振動減衰機構。
5. The vibration damping mechanism for a rotating shaft according to claim 1, wherein the rotating shaft is a cam shaft of a valve mechanism of an engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012122545A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Torsional vibration control device
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CN106246278A (en) * 2016-08-16 2016-12-21 上海交通大学 Intake and exhaust valve stroke synchronous regulation mechanism

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