JP2008202482A - Cooling fan cover for forced air-cooled engine and vibration isolation - sound suppression support method for cooling fan cover - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強制空冷エンジンに、冷却風を供給するファンのケーシングを形成する冷却ファンカバーの防振及び制音支持方法と構造に関する。 The present invention relates to an anti-vibration and sound-damping support method and structure for a cooling fan cover that forms a casing of a fan that supplies cooling air to a forced air cooling engine.
水平に配置したクランク軸の一端に冷却ファンを備え、クランク軸から半径方向に延びるシリンダとその外周の放熱フィンに、当該ファンからの冷風を当ててシリンダを冷却させる強制空冷エンジンにおいて、冷却ファンのケーシングを形成するファンカバーが、エンジンの発する振動に共鳴振動し、当該カバー自体が激しく振動して騒音を発生するだけでなく、近接する機械部品等の緩みや脱落、遂には機械的故障を起こすなど、空冷エンジンの信頼性を損なう問題を抱えていた。 In a forced air cooling engine that includes a cooling fan at one end of a horizontally disposed crankshaft and that cools the cylinder by applying cold air from the fan to a cylinder extending radially from the crankshaft and a heat dissipating fin on the outer periphery of the cylinder. The fan cover that forms the casing oscillates in resonance with the vibration generated by the engine, and the cover itself vibrates violently to generate noise, as well as loosening or dropping off of nearby mechanical parts, eventually causing mechanical failure. There were problems that impaired the reliability of air-cooled engines.
エンジンとの共振を防ぎつつ、冷却ファンカバーをエンジンブロックに装着するための方法の一つは、特許文献1(特許第2691461号公報)及び、特許文献2(実公昭61−33224号公報)において公示されたように、ファンカバーの周縁部の複数箇所にゴム製グロメットを嵌め込んだボルト穴を設け、当該グロメットの穴を通した複数のボルトによって、当該冷却ファンカバーをシリンダブロックに連接し、弾性支持する方法である。 One method for mounting the cooling fan cover on the engine block while preventing resonance with the engine is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 2691461) and Patent Document 2 (Japanese Utility Model Publication No. 61-33224). As announced, bolt holes into which rubber grommets are fitted are provided at a plurality of locations on the periphery of the fan cover, and the cooling fan cover is connected to the cylinder block by a plurality of bolts through the holes of the grommets. It is a method of elastic support.
この方法によれば、ゴム製グロメットの寸法・材質を適正に選択し、ボルトの締め付け力を調整することによって、ファンカバーの固有振動数をエンジンの常用回転速度域より下に外すことができる。しかし、ファンカバー自体は弾性的に支持され、連接されているだけなので、予期せぬ外力により、上下左右に変位する不安定な取り付け方となる。
また、当該ファンカバーの周縁部に、前記ゴム製グロメットを受け入れ得る短筒状絞り穴を複数加工しておく必要があるので、ファンカバーの構造が複雑になる問題があった。
According to this method, by appropriately selecting the size and material of the rubber grommet and adjusting the tightening force of the bolt, the natural frequency of the fan cover can be removed below the normal rotational speed range of the engine. However, since the fan cover itself is only elastically supported and connected, it is an unstable mounting method that is displaced vertically and horizontally by an unexpected external force.
In addition, since it is necessary to process a plurality of short cylindrical throttle holes that can receive the rubber grommets in the peripheral portion of the fan cover, there is a problem that the structure of the fan cover becomes complicated.
エンジンの発する振動・騒音を増幅することなく、冷却ファンカバーをシリンダブロックに装着する技術に関しては、特許文献3(特許第3686202号公報)で公示されているように、導風ケーシング(ファンカバーと同一の部品)とシリンダブロックの間に合成樹脂成形材を挟圧しつつ、当該ケーシングを複数のボルトで固定する方法がある。
この場合、挟圧される合成樹脂成形材として、弾性及び挟圧代が適当なものが選択されれば、当該導風ケーシングには、抑制されたエンジンの振動・騒音だけが伝達されるので、前記挟圧材の振動減衰能により、共振や共鳴を回避することができる。
As disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent No. 3686202), a technique for mounting a cooling fan cover on a cylinder block without amplifying vibration and noise generated by an engine is disclosed. There is a method of fixing the casing with a plurality of bolts while sandwiching a synthetic resin molding material between the same part) and the cylinder block.
In this case, if an appropriate elastic resin and pinching allowance is selected as the synthetic resin molding material to be pinched, only the suppressed engine vibration and noise are transmitted to the wind guide casing. Resonance and resonance can be avoided by virtue of the vibration damping capability of the sandwiched material.
問題は、前記の合成樹脂成形材の弾性並びに挟圧代を勘案した、厚さの適当なものが得られるか、また、前記の合成樹脂成形材を、所定の挟圧代でシリンダブロックに圧着するために必要な、当該シリンダブロック前面の精巧な凹部加工等である。
なお、この方法によれば、前記の導風ケーシングは、複数のボルトでシリンダブロックに締め付け固定されるので、装着は確実容易に行い得る。
The problem is that an appropriate thickness can be obtained considering the elasticity and clamping pressure of the synthetic resin molding material, or the synthetic resin molding material is crimped to the cylinder block with a predetermined clamping pressure. In order to do this, it is necessary to perform elaborate recess processing on the front surface of the cylinder block.
According to this method, the wind guide casing is fastened and fixed to the cylinder block with a plurality of bolts, so that the mounting can be performed easily and reliably.
エンジンの冷却ファンカバーの騒音分析の結果、当該カバー全体が、エンジン振動に共鳴して発する強い騒音の他に、比較的弱いが高音域で耳障りな騒音が存在することが判った。テストの結果、ファンカバー平面部の共鳴膜振動であることも判明した。
エンジンの発する振動が、オイルパンやヘッドカバー等のエンジンカバー類の平面部に伝達され、膜振動となって騒音を増幅することを防ぐ構造としては、特許文献4(実開昭56−85050号公報)に公示されたように、複数のダンピング材ブロックを、当該オイルパン平面部に配設されたスリットに嵌入して、付加する方法が公知である。
前出の冷却ファンカバーにおいては、防振支持によりファンカバー全般の振動レベルは下がっても、当該カバーの平面部並びに近似平面部の膜振動に由来する比較的高い音域の騒音が残存し、防振効果が認識され難かった。従って、静粛で安定して機能する冷却ファンカバーを実現するためには、前記膜振動による高音域の騒音を低減する必要性があった。
As a result of the noise analysis of the engine cooling fan cover, it was found that the cover as a whole, in addition to the strong noise generated in resonance with the engine vibration, contained relatively weak but annoying noise in the high sound range. As a result of the test, it was also found that the resonance film vibration was in the flat part of the fan cover.
Patent Document 4 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-85050) discloses a structure for preventing vibration generated by an engine from being transmitted to a flat portion of an engine cover such as an oil pan or a head cover to amplify noise as membrane vibration. ), A method of adding a plurality of damping material blocks by inserting them into slits provided in the oil pan plane portion is known.
In the cooling fan cover described above, even if the vibration level of the fan cover as a whole is lowered due to the vibration-proof support, relatively high-frequency noise derived from the membrane vibration of the flat part of the cover and the approximate flat part remains. The vibration effect was difficult to recognize. Therefore, in order to realize a cooling fan cover that functions quietly and stably, it is necessary to reduce high-frequency noise caused by the membrane vibration.
解決しようとする課題の第一は、防振のための支持構造の改良であり、特性調整の容易化である。特許文献1他で公示されたように、ファンカバーにゴム製グロメットをキッチリと嵌め込み、ボルトで抑えるためには、当該グロメットが装着されるファンカバー周縁部の所定の位置に、正確に短筒状絞り穴を加工しておく必要がある。また当該の短筒状絞り穴の口径及び長さについても、ゴム製グロメットの胴径及び溝幅に適合した寸法が要求される等、相当な板金加工技術が必要である。
さらに、前記のファンカバーを当該のシリンダブロックに装着して、所定の防振性能を発揮させるためには、グロメットの寸法のみならず、ゴム硬度や装着用ボルトの締め付け加減を調節する必要があり、関係部品の加工精度のバラツキ如何によっては、厄介な調整を余儀なくされる。
したがって、支持構造が簡単で、防振のための調整が容易なファンカバーの支持方法及び構造を提供する必要があった。
The first problem to be solved is to improve the support structure for vibration isolation and to facilitate the characteristic adjustment. As disclosed in Patent Document 1 and others, in order to fit rubber grommets into the fan cover tightly and hold them down with bolts, it is precisely short cylinder-shaped at a predetermined position on the peripheral edge of the fan cover where the grommets are mounted. It is necessary to process the aperture hole. In addition, the diameter and the length of the short cylindrical throttle hole also require a considerable sheet metal processing technique, such as a dimension that matches the body diameter and groove width of the rubber grommet.
Furthermore, in order to attach the fan cover to the cylinder block and exhibit the predetermined vibration-proof performance, it is necessary to adjust not only the grommet dimensions but also the rubber hardness and the tightening level of the mounting bolts. Depending on the variation in the processing accuracy of the related parts, troublesome adjustment is required.
Therefore, there is a need to provide a fan cover support method and structure that have a simple support structure and can be easily adjusted for vibration isolation.
課題の第二は、特許文献1他で提案されたゴム製グロメットを防振材として使用し、その上にファンカバーを浮かせてシリンダブロックに取り付ける方法の不安定性である。即ち、当該ファンカバーはゴム製防振材の上に載っており、通常エンジンの常用回転速度より小さい固有振動数をもっているので、異常な回転反力(例えばエンジン停止による衝撃等)が作用すると、激しく揺動する可能性がある。
また、用途が様々な汎用空冷エンジンにおいては、当該エンジン全体、或いは反出力軸側のファンカバーに、予期せぬ外力がかかることがあるので、前記の装着方法は不具合や損傷の原因となる。
これらの問題を解決するためには、当該ファンカバーをシリンダブロックに固定しながらも、エンジンの通常回転速度においては、共振しない支持方法及び構造を提供する必要があった。
The second problem is instability of a method in which a rubber grommet proposed in Patent Document 1 and others is used as a vibration isolating material, and a fan cover is floated on the rubber grommet and attached to the cylinder block. That is, since the fan cover is placed on a rubber vibration isolator and has a natural frequency smaller than the normal engine speed of an ordinary engine, when an abnormal rotational reaction force (for example, an impact caused by stopping the engine) is applied, There is a possibility of rocking violently.
Further, in general-purpose air-cooled engines having various uses, an unexpected external force may be applied to the entire engine or the fan cover on the side opposite to the output shaft, so that the above mounting method causes problems and damages.
In order to solve these problems, it is necessary to provide a support method and structure that does not resonate at the normal rotation speed of the engine while the fan cover is fixed to the cylinder block.
課題の第三は、前出の冷却ファンカバーの周縁部を、複数のボルトでシリンダブロックに締め付け固定しながら、当該ファンカバーの振動を有効に抑制するための、簡単な構造を提供することである。即ち、エンジンの発する振動は、シリンダブロックを経由し当該ファンカバーの固定点に伝達されるので、当該の固定点からファンカバー本体部分に伝達される振動を、緩衝材或いは弾性体によって緩和し、エンジンの通常回転速度には共振しないよう構成する工夫が必要である。
なお、当該の工夫は、関連部品に複雑な加工を必要とせず、且つ当該ファンカバーの固有振動数を、シリンダブロックの振動域より十分上になるよう調整することが容易な構造を持つことも必要である。
The third problem is to provide a simple structure for effectively suppressing the vibration of the fan cover while fixing the periphery of the cooling fan cover to the cylinder block with a plurality of bolts. is there. That is, since the vibration generated by the engine is transmitted to the fixed point of the fan cover via the cylinder block, the vibration transmitted from the fixed point to the fan cover main body part is mitigated by the buffer material or the elastic body, It is necessary to devise a configuration that does not resonate with the normal engine speed.
The contrivance does not require complicated processing of related parts and may have a structure that makes it easy to adjust the natural frequency of the fan cover to be sufficiently higher than the vibration range of the cylinder block. is necessary.
課題の第四は、エンジンの常用回転時に、前出冷却ファンカバーから出る比較的高い周波数の騒音を制限することである。
冷却ファンカバーには、冷却風を案内する導風部分やシリンダブロックへの圧接部等があり、膜振動を起こす平面部或いは近似平面部が相当程度含まれる。特に、騒音源となるシリンダブロックに近接する部位の平面或いは近似平面は、当該冷却ファンカバー全体が防振支持をされても、高い振動数で共鳴膜振動を起こし、騒音を発生することがある。
前記冷却ファンカバー全体を防振支持する防振材、若しくは防振方法を利用して、前記平面部或いは近似平面部に発生し易い、共鳴膜振動を抑制することが必要であった。
A fourth problem is to limit relatively high-frequency noise from the cooling fan cover during normal engine rotation.
The cooling fan cover includes a wind guide portion for guiding the cooling air, a pressure contact portion to the cylinder block, and the like, and includes a considerable amount of a plane portion or an approximate plane portion that causes membrane vibration. In particular, the plane or approximate plane in the vicinity of the cylinder block that is a noise source may cause resonance membrane vibration at a high frequency and generate noise even if the entire cooling fan cover is supported by vibration isolation. .
It has been necessary to suppress the resonance membrane vibration that is likely to occur in the flat portion or the approximate flat portion by using a vibration-proof material or a vibration-proof method for supporting the entire cooling fan cover in a vibration-proof manner.
上記の課題に対し、本発明は、以下の各手段により課題の解決を図る。
(1)第1の手段は、周縁に設けられた複数の固定用脚部をボルトでシリンダブロックに直接固定する構成の強制空冷エンジン用冷却ファンカバーにおいて、シリンダブロックが発する振動に共振し当該ファンカバーが前記脚部を節として振動して騒音等を発生するのを防止するために、前記ファンカバー周縁の振動する主要部分に軟質防振材を挟み込み、当該軟質防振材が対峙するシリンダブロックの表面に圧接するように装着する際に、軟質防振材の形状を断面が厚肉のC字形防振材とし、底面を当該ファンカバーの下端面と前記シリンダブロックの表面で挟圧・固定して当該ファンカバーの共振域をエンジンの通常運転域より上に外すようにするとともに、前記C字形防振材の上端部を、当該ファンカバー平面部及び近似平面部に付設したスリットに押圧・嵌入して接合し、ファンカバーの平面部及び近似平面部に発生する膜振動を吸収し抑制する制音材としても機能させるようにした強制空冷エンジン用冷却ファンカバーの防振・制音支持方法。
With respect to the above problems, the present invention aims to solve the problems by the following means.
(1) A first means is a cooling fan cover for a forced air-cooled engine having a structure in which a plurality of fixing legs provided on the periphery are directly fixed to a cylinder block with bolts, and the fan resonates with vibration generated by the cylinder block. In order to prevent the cover from vibrating with the legs as nodes and generating noise or the like, a soft vibration isolator is sandwiched between the vibrating main part of the periphery of the fan cover, and the soft vibration isolator is opposed to the cylinder block When mounting so as to be in pressure contact with the surface, the soft anti-vibration material has a thick C-shaped anti-vibration material, and the bottom surface is clamped and fixed between the lower end surface of the fan cover and the surface of the cylinder block. The resonance area of the fan cover is removed above the normal operating range of the engine, and the upper end of the C-shaped vibration isolator is attached to the fan cover plane part and the approximate plane part. Anti-vibration of a cooling fan cover for a forced air cooling engine that is pressed and inserted into the slit and joined to absorb and suppress the membrane vibration generated on the flat part and approximate flat part of the fan cover・ Sound control support method.
(2)第2の手段は、周縁に設けられた複数の固定用脚部をボルトでシリンダブロックに直接固定する構成の強制空冷エンジン用冷却ファンカバーにおいて、シリンダブロックが発する振動に共振し当該ファンカバーが前記脚部を節として振動して騒音等を発生するのを防止するために,前記ファンカバー周縁に軟質防振材の肉厚より若干少ない逃げ代を設けるとともに、前記逃げ代を形成する前記冷却ファンカバーの端面には狭い幅のフランジを持ち、且つ当該ファンカバーの側面平面部及び近似平面部にスリットを配設し、前記逃げ代とシリンダブロックの端面との間に断面が厚肉のC字形に成形した軟質防振材を挟み込み、前記シリンダブロックとの間で挟圧・固定することにより当該防振材下部を保持するとともに、前記軟質防振材上端部に成形された庇状突出部を前記カバーに配設されたスリットに押圧・嵌入して接合するようにしたさせるようにした強制空冷エンジン用冷却ファンカバー。 (2) The second means is a cooling fan cover for a forced air cooling engine having a structure in which a plurality of fixing legs provided on the periphery are directly fixed to the cylinder block with bolts, and the fan resonates with vibration generated by the cylinder block. In order to prevent the cover from vibrating with the legs as a node and generating noise or the like, a clearance slightly less than the thickness of the soft vibration isolator is provided on the periphery of the fan cover, and the clearance is formed. The end face of the cooling fan cover has a narrow flange, and a slit is provided in the side plane portion and the approximate plane portion of the fan cover, and the cross section is thick between the clearance allowance and the end face of the cylinder block. The soft vibration isolator formed in a C-shape is sandwiched, and the lower part of the vibration isolator is held by clamping and fixing with the cylinder block, and the soft vibration isolator For forced air-cooled engine eaves-like projecting portion formed in the end portions so as to have such bonding press-fitted to the slit disposed in the cover cooling fan cover.
(3)第3の手段は、上記第2の手段の強制空冷エンジン用冷却ファンカバーにおいて、前記軟質防振材が庇状突出部と下部の間を断面が厚肉の本体胴部で一体に連結した背高C字形軟質防振・制音材である強制空冷エンジン用冷却ファンカバー。 (3) The third means is the cooling fan cover for forced air cooling engine of the second means, wherein the soft vibration isolator is integrally formed between the bowl-shaped projecting portion and the lower portion by a thick body trunk. A cooling fan cover for a forced air-cooled engine that is a connected C-shaped soft vibration-proof and sound-damping material.
(4)第4の手段は、上記第3の手段の強制空冷エンジン用冷却ファンカバーにおいて、前記の背高C字形軟質防振・制音材の胴部に吸振質量を付加した形状を有する縦型M字形防振・制音材である強制空冷エンジン用冷却ファンカバー。 (4) A fourth means is a vertical fan cooling fan cover for the forced air cooling engine of the third means, having a shape in which a vibration absorbing mass is added to the body of the tall C-shaped soft vibration-proof and sound-damping material. Cooling fan cover for forced air-cooled engines, which is a type M-shaped anti-vibration and sound-damping material.
(5)第5の手段は、上記第3の手段の強制空冷エンジン用冷却ファンカバーにおいて、前記の背高C字形軟質防振・制音材の胴部にも庇状突出部を設け、上端部の庇状突出部とともに前記ファンカバーの平面部或いは近似平面部を保持し得るよう構成された背高E字形軟質防振・制音材であることを特徴とする強制空冷エンジン用冷却ファンカバー。 (5) A fifth means is a cooling fan cover for a forced air cooling engine according to the third means, wherein the body portion of the tall C-shaped soft vibration-proof and sound-damping material is also provided with a hook-like protrusion, A cooling fan cover for a forced air-cooled engine, characterized in that it is a tall E-shaped soft vibration-proof and sound-damping material configured to be able to hold the flat surface portion or approximate flat surface portion of the fan cover together with the hook-shaped protrusion of the portion. .
請求項1に係わる発明は、強制空冷エンジンの冷却ファンカバーをシリンダブロックに確実に装着し、尚且つ、エンジンの通常回転速度域において発生する如何なる振動にも共振をしない、簡単で安定した冷却ファンカバーの装着方法を提供できる。 The invention according to claim 1 is a simple and stable cooling fan in which the cooling fan cover of the forced air cooling engine is securely attached to the cylinder block and does not resonate with any vibration generated in the normal rotation speed range of the engine. A method of attaching a cover can be provided.
請求項2に係わる発明は、前記の冷却ファンカバーの装着に使われる防振材を、当該冷却ファンカバーに確実に固定させ、且つ、当該ファンカバーの平面部及び近似平面部に発生する、膜振動を吸収・減衰させることにより、高い音域の騒音を抑制する制音材を提供できる。
また、防振効果の高い防振材長さと当該材取り付け位置を、テスト等により確認しておき、当該冷却ファンカバーの周縁部の前記長さと位置に対応する場所だけに,前記逃げ代を付設することにより、冷却風の漏れ出しを最少にすることができる構造を提供し、且つ又、構造の防振調整についても効果的な手段を提供できる。
更に、前記の付加的価値を増加した冷却ファンカバーを、最も経済的で安定した方法で組み付け得る構造とし、実際に使用される強制空冷エンジンに適用して、常に安定且つ静粛な運転が可能な強制空冷エンジン用冷却ファンカバーが提供できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a film in which the vibration isolator used for mounting the cooling fan cover is securely fixed to the cooling fan cover, and is generated in the flat portion and the approximate flat portion of the fan cover. By absorbing and attenuating vibration, it is possible to provide a sound damping material that suppresses high-frequency noise.
In addition, confirm the length of the vibration isolating material having a high anti-vibration effect and the mounting position of the material by a test or the like, and attach the clearance allowance only to the location corresponding to the length and position of the peripheral edge of the cooling fan cover. By doing so, it is possible to provide a structure capable of minimizing the leakage of cooling air, and to provide an effective means for adjusting the vibration isolation of the structure.
Furthermore, the cooling fan cover with the added value is constructed so that it can be assembled in the most economical and stable manner, and can be applied to a forced air cooling engine that is actually used, so that stable and quiet operation is possible at all times. A cooling fan cover for a forced air cooling engine can be provided.
請求項3、4、5に係わる発明は、前記の冷却ファンカバーの装着に使われる防振材の吸振特性を調整することを可能にし、当該ファンカバーの平面部及び近似平面部に発生する、膜振動を効率良く吸収・減衰させるため、高い音域の騒音を有効に抑制する防振・制音材を提供できる。
The invention according to
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は、強制空冷エンジンにおいて、断面が肉厚の背高C字形軟質防振・制音材を、全て装着した状態の冷却ファンカバーの正面図であり、シリンダブロック側から見たファンカバーの内面を示す。図2は、強制空冷エンジンの側断面図の中に、本発明を適用した冷却ファンカバーを示したものである。図3は、図1の冷却ファンカバーをS方向から見た底面図である。図4は、同じく冷却ファンカバーをN方向から見た側面図である。図5は、同様に冷却ファンカバーをW方向から見た側面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a cooling fan cover in a forced air-cooled engine in a state where a tall C-shaped soft vibration-proof and sound-damping material having a thick cross section is mounted. Shows the inner surface. FIG. 2 shows a cooling fan cover to which the present invention is applied, in a side sectional view of a forced air cooling engine. FIG. 3 is a bottom view of the cooling fan cover of FIG. 1 viewed from the S direction. FIG. 4 is a side view of the cooling fan cover as seen from the N direction. FIG. 5 is a side view of the cooling fan cover as seen from the W direction.
図6は、本発明を適用していない冷却ファンカバーが、エンジンに共鳴振動する様態を理解しやすくするために、冷却ファンカバーの一構成部分の模式的振動モデルを示す。図7は、本発明を適用した冷却ファンカバーが、振動特性上どのように変わるかを理解しやすくするために、図6と同じ構成部分を模式的に表した振動モデルである。図8は、冷却ファンカバーが、ボルトによって、シリンダブロックへ確実に固定されている部分を示す図2におけるA部の詳細図である。図9は、本発明による背高C字形断面の軟質防振・制音材が、冷却ファン周縁部に組み込まれ、防振と制音機能を発揮するように装着された状態を示す図2のB部詳細図である。 FIG. 6 shows a schematic vibration model of one component part of the cooling fan cover in order to facilitate understanding of a state in which the cooling fan cover to which the present invention is not applied resonates with the engine. FIG. 7 is a vibration model schematically showing the same components as those in FIG. 6 in order to facilitate understanding of how the cooling fan cover to which the present invention is applied changes in vibration characteristics. FIG. 8 is a detailed view of a portion A in FIG. 2 showing a portion where the cooling fan cover is securely fixed to the cylinder block by bolts. FIG. 9 shows a state in which a soft vibration-proof and sound-damping material having a tall C-shaped cross section according to the present invention is mounted on the periphery of the cooling fan so as to exhibit vibration-proof and sound-damping functions. FIG.
図2の強制空冷エンジン10の断面図において、クランク軸1は、シリンダブロック2に嵌め込まれた一対のクランク軸受け3によって、回転自在に把持されている。クランク軸1の一端には、出力軸1aが設けてあるが、他端の反出力側軸1bには、フライホイールを兼用する冷却ファンロータ4が固着されており、その周囲を、ファンケーシングの役割をする冷却ファンカバー5が取り囲み、且つ、図1に示すように複数箇所の固定用脚部5aと固定ボルト6で、前記のシリンダブロック2に固定されている。(A部詳細断面図である図8を参照方)
なお、前記冷却ファンカバー5の周縁部の固定用脚部5a以外の部分は、若干の隙間を保ってシリンダブロック2と対峙するか、或いは断面が背高C字形軟質防振・制音材7の下部を挟持して、シリンダブロック2に圧接されている。(図9を参照方)。8はリコイルスタータカバーを示す。
In the cross-sectional view of the forced air-cooled
The portions other than the fixing
図1は、本発明の冷却ファンカバー5に、前記背高C字形軟質防振・制音材7を全て嵌め込んだ状態の平面図であり、シリンダブロック2側(紙面の手前側)から見た冷却ファンカバー5の内面を示している。仮に、当該ファンカバー5に前記軟質防振・制音材7を装着せずに、複数のボルト6でシリンダブロック2に固定された場合、強制空冷エンジン10の通常運転域の中で、エンジンの発する振動に共鳴し、当該ファンカバー5が大きく振動したとして、その振動の様態を調査しておき、もう一方で、本発明の背高C字形軟質防振・制音材7を装着し、ボルト6でシリンダブロック2に固定された冷却ファンカバー5の振動の様態を調査すれば、当該ファンカバー5の固有振動数が、強制空冷エンジン10の振動数より上に移動したことが確認できるはずである。これを基にして、以下に共振を回避する構成を説明する。
FIG. 1 is a plan view of the cooling
そのためには、まず、ボルト6による冷却ファンカバー5の固定点a及びbを外周とし、中央の円形開口の中心を要とする扇形部アの振動を解明する必要がある。
同様に、冷却ファンカバー5の固定点b及びcを外周とする扇形部イの振動、同じく固定点c及びdを外周とする扇形部ウの振動、そして冷却ファンカバー5の固定点d及びaを外周とする扇形部エの振動と考究し、最終的に冷却ファンカバー5の共振域前後の振動様態を解明するには、前記の扇形部ア、イ、ウ、エの4部分の振動を合成した振動を論ずれば、当該冷却ファンカバー5全体の共振前後の振動を説明することができる。
従って、図3において、ボルト固定点a及びbを外周とする扇形部アの等価質量Wabと、図1のボルト固定点a及びbの脚部平板に見込まれる曲げ弾性係数Ka及びKb並びに背高C字形軟質防振・制音材7の下部が持つ縦弾性係数K1と減衰能d1等から、図7の振動モデルを考える。
For this purpose, first, it is necessary to elucidate the vibration of the fan-shaped portion a that has the fixing points a and b of the cooling
Similarly, the vibration of the fan-shaped part a having the fixing points b and c of the cooling
Therefore, in FIG. 3, the equivalent mass Wab of the fan-shaped portion a having the outer periphery of the bolt fixing points a and b, the bending elastic modulus Ka and Kb expected to the leg plate of the bolt fixing points a and b of FIG. The vibration model shown in FIG. 7 is considered from the longitudinal elastic modulus K1 and the damping capacity d1 of the lower part of the C-shaped soft vibration-proof and sound-damping
まず、本発明を適用しない冷却ファンカバー5の場合には、図3において、背高C字形軟質防振・制音材7が抜けていることになるので、その振動モデルは、縦弾性係数K1と減衰能d1が抜けた図6のようになり、振動モデルの合計弾性が小さく、同じ等価質量Wabに対して、図7の振動モデルより低い固有振動数を与える。
このことは、図6の振動モデルがエンジンの振動に共振しても、本発明による冷却ファンカバーの一構成部分である扇形部アの振動モデル(図7)の固有振動は、共振領域外の高いところにあり、安定していることを示す。
First, in the case of the cooling
This means that even if the vibration model of FIG. 6 resonates with the vibration of the engine, the natural vibration of the vibration model (FIG. 7) of the fan-shaped part which is one component of the cooling fan cover according to the present invention is outside the resonance region. It is high and shows that it is stable.
同様の論法により、図4の冷却ファンカバー5の側面図に示されるボルト固定点c及びdを外周とする扇形部ウと等価質量Wcd、脚部平板の曲げ弾性係数Kc及びKd並びに前記軟質防振・制音材7下部の持つ縦弾性係数K3と減衰能d3等の作用により、本発明による冷却ファンカバー5の一構成部分である扇形部ウの振動モデル(図7)は、共振域を上に脱して安定していることを示す。
当該ファンカバー5の他の構成部分である扇形部イ(図5に側面を示す)及びエについては、上記の論法をそのまま適用できるので、重ねての説明は省略するが、結果として、ア、イ、ウ、エ等の扇形部の合成振動は、共振域を上に脱して安定したものとなることが結論できる。
According to the same reasoning, the fan-shaped portion C and the equivalent mass Wcd with the bolt fixing points c and d shown in the side view of the cooling
As for the fan-shaped portion a (shown in side view in FIG. 5) and d, which are other components of the
冷却ファンカバー5の各構成部分の固有振動数を、共振域よりどの程度上に調整するかの判断は、当該ファンカバー全体の振動である前記の合成振動が最も少なく、且つ、安定する条件を試験的に探り出して決定する。そのためには、断面が背高C字形軟質防振・制音材7の適用長さと、適用位置を調節できることが重要である。
本発明では、前記の軟質防振・制音材7を長手方向に一様な背高C字形断面を持った型材とし、通常の刃物で容易に長さを調節できるようにすると共に、当該ファンカバー周縁部の振動の腹付近に、前記の軟質防振・制音材7の下部7aが嵌まり込めるような逃げ代r(図9を参照方)と狭い幅のフランジ5fを設け、当該の軟質防振・制音材7の下部7aは、前記の逃げ代rとフランジ5fの長さの範囲内で、自由に長さを調節できるようにしている。
また、該ファンカバー5の周縁部に設けられる逃げ代rの寸法は、当該軟質防振・制音材7の下部7aの肉厚より若干少なく設定する必要がある。即ち、固定ボルト6が一杯に締め付けられ、当該軟質防振・制音材7の下部7aが挟圧され図9の様に変形した際でも、該ファンカバー5の周縁部がシリンダブロック2に接触しない程度の隙間が保たれるのが良い。
The determination of how much the natural frequency of each component of the cooling
In the present invention, the soft vibration-proof and sound-damping
Further, the dimension of the clearance r provided at the peripheral edge portion of the
前記冷却ファンカバー5は、主として、厚肉の背高C字形断面の軟質防振・制音材7の
下部7aの弾性及び減衰能の効果により、エンジンの通常運転範囲において特段の振動を発することなく、安定して機能するが、前記ファンカバー5の平面部及び近似平面部の膜振動に由来する高音域の騒音についても、当該背高C字形断面の軟質防振・制音材は、その上端部の庇状突出部7bを膜振動中心部に接合し、振動・騒音の吸収と抑制の作用をする。
すなわち、前記冷却ファンカバー5の平面部及び近似平面部の膜振動は、当該平面部及び近似平面部に付設したスリットsに、前記上端部の庇状突出部7bを押圧・嵌入して接合している前記背高C字形軟質防振・制音材7の本体胴部7cに伝達され、当該軟質防振・制音材7の本体胴部7cの弾性と減衰能によって、膜振動のエネルギーが吸収され制限される。換言すれば、前記ファンカバー5に発生していた膜振動は、そのエネルギーを前記背高C字形軟質防振・制音材7に吸収されることにより抑制される。
The cooling
That is, the membrane vibration of the flat surface portion and the approximate flat surface portion of the cooling
本発明の実施の形態の特徴は、冷却ファンカバー5の周縁部に複数の固定用脚部5aを設け、同脚部の中央の穴を通る複数の固定ボルト6を締め付けることによって、当該のファンカバー5をシリンダブロック2に確実に装着することである。
なお、固定用脚部5aは、底の中央部が抜けた鍋状の冷却ファンカバー5の周縁部に設けられた、舌のように突出した平板であるから、前記ボルト6によって締め付けられても、前記脚部5aには曲げ弾性が残っており、一対の固定ボルト6の位置を節とする当該ファンカバー5の周縁部は振動するが、当該振動と、前記ファンカバー5の平面部及び近似平面部に発生する膜振動に起因する高音域の騒音も、断面が厚肉の背高C字形軟質防振・制音材を当該周縁部に装着することにより防止できる。
A feature of the embodiment of the present invention is that a plurality of fixing
The fixing
前記ファンカバー5の固定ボルト6対間の周縁主要部に前記軟質防振・制音材7を介在させて、等価質量のファンカバー5を支える弾性及び振動の減衰力を強化してやることにより(図7の本発明の振動モデルを参照方)、前記背高C字形軟質防振・制音材7を装着しない従来の冷却ファンカバー5(図6の振動モデルを参照方)に比べて、固有振動数を上昇させてやることができ、結局は、当該ファンカバー5の扇形部ア、イ、ウ、エ(図1参照)それぞれの固有振動を合成した当該ファンカバー5の固有振動数を上昇させてやることができる。
また、前記背高C字形軟質防振・制音材は、その長さを変えることによって、前記のファンカバー5に対する弾性力と振動の減衰力を変えることが可能となる。
The soft vibration-proof and sound-damping
The tall C-shaped soft vibration-proof / sound-damping material can change the elastic force and the vibration damping force with respect to the
本発明では、締め付け固定された前記冷却ファンカバー5と、シリンダブロック2の間で挟圧される厚肉の背高C字形軟質防振・制音材7の下部7aが、当該ファンカバー5の周縁部に保持されるように、また、前記C字形軟質防振・制音材7の上部先端は、当該ファンカバー5の中央部位置に、水平に配設されたスリットsに、庇状突出部7bを押圧・嵌入され、当該ファンカバー5の平面部及び近似平面部と接合、保持されるよう構成されている。
また、ファンカバー5とシリンダブロック2の間の隙間から漏れ出す冷却風を極力少なくするために、同軟質防振・制音材7の下部7aが嵌まり込むファンカバー5の周縁端には、当該防振・制音材7の肉厚より若干少ない逃げ代r、即ち、直角折り曲げのフランジ5fを持った凹部を設けておき、同軟質防振・制音材7下部7aが、当該フランジ5fとシリンダブロック2の間で挟圧されても、当該ファンカバー5の一般の周縁部は、シリンダブロック2に接触せず、尚且つ、最少の隙間を保てるように当該逃げ代rの寸法を設定する。
(第2の実施の形態)
In the present invention, the cooling
Further, in order to minimize the cooling air leaking from the gap between the
(Second Embodiment)
第2の実施の形態が第1の実施の形態と構成の異なる点は、第1の実施の形態の軟質防振・制音材の断面が背高C字形をしているのに対して、第2の実施の形態の軟質防振材・制音材は、背高C字形断面の胴部に膨らみを造り、当該膨らみの頂部が前記冷却ファンカバーの平面部及び近似平面部に接触するような断面形状とした縦型M字形になっていることである。機能的には、第1の実施の形態の背高C字形軟質防振・制音材と略同等である。以下図に基づいて第2の実施の形態を説明する。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the cross section of the soft vibration-proof and sound-damping material of the first embodiment is a tall C-shape. The soft vibration-proof material / sound-damping material of the second embodiment forms a bulge in the body portion having a tall C-shaped cross section so that the top of the bulge comes into contact with the flat surface portion and the approximate flat surface portion of the cooling fan cover. That is, it has a vertical M-shape with a simple cross-sectional shape. Functionally, it is substantially equivalent to the tall C-shaped soft vibration-proof and sound-damping material of the first embodiment. The second embodiment will be described below with reference to the drawings.
図10は、前記縦型M字形断面の軟質防振・制音材17が、前記冷却ファンカバー5に装着されたところを示す断面図である。当該軟質防振・制音材17は、前記背高C字形防振・制音材7と同様に、下部17aを当該ファンカバー5の周縁部に設けてある逃げ代rのフランジ5fと、シリンダブロック2の間で挟圧・固定され、上部先端は、当該ファンカバー5の中央部位置に、水平に配設されたスリットsに、庇状突出部17bを押圧・嵌入され、当該ファンカバー5の平面部及び近似平面部と接合、保持されるよう構成されている。
なお、当該縦型M字形断面軟質防振・制音材17の本体胴部17cの膨らみの頂面は、前記上部先端の庇状突出部17bが前記スリットsに嵌入し結合した時に、当該ファンカバーの平面部及び近似平面部に確実に接触するように成形されているものとする。
前記接触は、当該ファンカバー5平面部及び近似平面部の膜振動のエネルギーが、当該軟質防音・制音材17全体に有効に伝達・吸収されるために必要である。
(第3の実施の形態)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a place where the soft vibration-proof and sound-damping
Note that the top surface of the bulge of the main body trunk portion 17c of the vertical M-shaped cross-section soft vibration-proof / sound-damping
The contact is necessary for the energy of the membrane vibration of the
(Third embodiment)
図11は、第1の実施の形態である背高E字形軟質防振・制音材27が、前記冷却ファンカバー5に装着されたところを示す断面図である。前出背高C字形軟質防振・制音材7の本体胴部7cに、上部と殆ど同じ構造の庇状突出部27cを付加した形状であり、当該庇状突出部27cは、前記冷却ファンカバー5の対応する位置に配設される水平なスリットsに押圧・嵌入され接合される。
前記上部先端の庇状突出部27bと胴部の庇状突出部27cが、それぞれのスリットsに押圧・嵌入され、当該冷却ファンカバー5に接合された時に、上下の庇状突出部27b,27cは、前後方向寸法に若干の差があるために、相互に力を加えあうように構成されている。前記相互に加えあう内力は、当該E字形軟質防振・制音材27を、当該ファンカバー5の平面部及び近似平面部に密着させ、前記平面部及び近似平面部に発生する膜振動のエネルギーを有効に伝達・吸収させるために必要である。
(第4の実施の形態)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where the tall E-shaped soft vibration-proof / sound-damping
The upper and lower hook-
(Fourth embodiment)
図12は、前記第1の実施の形態で説明した背高C字形軟質防振・制音材7の厚肉の本体胴部7cを切り取り、上部先端の庇状突出部7bを下部に直接接合させたC字形軟質防振材37の断面図を示す。曲面を多用するか、或いは板厚を増して、平面部及び近似平面部の膜振動が、騒音に関与しないようにデザインされた冷却ファンカバー5に装着する場合に採用可能な実施の形態である。
当該C字形軟質防振材37は、上端部を前記ファンカバー5のスリットsに押圧・嵌入されて接合し、下部は前記ファンカバー5の小幅のフランジ5fとシリンダブロック2の端面によって挟圧・固定されるため、支持弾性が高まり、前記冷却ファンカバー5の固有振動数を高め、当該エンジンの常用運転域では共振しないように安定させる。
なお、当該C字形軟質防振材37は、冷却ファンカバー5に組み付ける際の誤作業を防止するために、フランジ5fが嵌入する溝を中心として、上下対称に成形してあることも特徴である。
FIG. 12 shows the thick
The upper end of the C-shaped
The C-shaped
2 シリンダブロック
5 冷却ファンカバー
5a 固定用脚部
5f フランジ
6 ボルト
7 背高C字形軟質防振・制音材
17 縦型M字形軟質防振・制音材
27 背高E字形軟質防振・制音材
37 C字形軟質防振材
10 強制空冷エンジン
7a,17a 下部
7b,17b,27b,27c 庇状突出部
7c,17c 本体胴部
r 逃げ代
s スリット
2
Claims (5)
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JP2007038727A JP2008202482A (en) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | Cooling fan cover for forced air-cooled engine and vibration isolation - sound suppression support method for cooling fan cover |
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