JP2019108825A - クランクキャップ組立体及び内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクキャップに生じる前後曲げ振動を抑制することができるクランクキャップ組立体を提供する。【解決手段】クランクキャップ組立体１０は、クランクシャフト５を回転可能に支持する一つのクランクキャップ２０を備える。また、クランクキャップ組立体１０は、質量部３０と、クランクキャップを機関本体に固定するための二つのキャップボルト５０と、二つのキャップボルトの間においてクランクキャップ対して質量部をクランクシャフトの軸線方向において弾性的に支持する弾性支持部４０とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、クランクキャップ組立体及びクランクキャップ組立体を複数備える内燃機関に関する。

一般に、内燃機関では、内燃機関の構造に応じて生じる共振によって、燃焼騒音が生じることが知られている（例えば、非特許文献１）。このため、内燃機関の内部に振動を抑制する機構を設けて、このような共振に伴う燃焼騒音を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１、２）。

このうち、特許文献１では、コンロッドキャップにコンロッドキャップダンパを設けることが提案されている。コンロッドキャップダンパは、ボルトによってコンロッドキャップの両端にそれぞれ固定される固定部と、これら固定部の間で延びる支持部と、支持部の中央に連結された質量部とを有するように構成されている。支持部はコンロッドキャップの外周縁に沿って円弧状の薄板で構成されているため、支持部はコンロッドの長手方向に弾性変形することができ、これによってコンロッドの長手方向における共振を抑制することができるとされている。

国際公開第２０１６／０５１６４８号 特許第３１３９１２５号公報

大塚雅也、「ディーゼル燃焼騒音のエンジン構造での低減方法」、自動車技術会学術講演会前刷集、社団法人自動車技術会、２００５年５月１８日、Ｎｏ．３６−０５、７〜１０頁

ところで、クランクシャフトを回転可能に支持するクランクキャップにおいても振動が生じる。このようなクランクキャップにおける振動には、クランクキャップが内燃機関の前後方向に倒れ込むように振動する倒れ込み振動に加えてクランクキャップの中央部が内燃機関の前後方向に湾曲する前後曲げ振動が含まれる。

特許文献１に記載のコンロッドキャップダンパは、コンロッドの長方向における共振を抑制するためのものであり、必ずしも前後方向の振動を抑制するものではない。したがって、仮にこのようなコンロッドキャップダンパをクランクキャップに用いたとしても、少なくともクランクキャップの前後曲げ振動を十分に抑制することはできない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、クランクキャップに生じる前後曲げ振動を抑制することができるクランクキャップ組立体を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は以下のとおりである。

（１）クランクシャフトを回転可能に支持する一つのクランクキャップを備えるクランクキャップ組立体であって、質量部と、前記クランクキャップを機関本体に固定するための二つのキャップボルトと、前記キャップボルトの間において前記クランクキャップに対して前記質量部を前記クランクシャフトの軸線方向において弾性的に支持する弾性支持部とを備える、クランクキャップ組立体。

（２）前記弾性支持部は、前記質量部を前記クランクキャップに取り付ける取付ボルトと、前記質量部とクランクキャップとの間に配置された第１弾性体とを備え、前記質量部は、該質量部を貫通する貫通孔を備え、前記取付ボルトは、前記貫通孔を通って延びると共に、前記第１弾性体を間に挟んだ状態で前記質量部を前記クランクキャップに取り付ける、上記（１）に記載のクランクキャップ組立体。

（３）前記第１弾性体は、前記クランクシャフトの軸線方向において中央部の弾性係数が両端部の弾性係数に比べて大きくなるように形成されたゴムである、上記（２）に記載のクランクキャップ組立体。

（４）前記第１弾性体は、前記クランクシャフトの軸線方向及び前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向に対して垂直なキャップ延在方向において、中央部の弾性係数が両端部の弾性係数に比べて大きくなるように形成されたゴムである、上記（２）に記載のクランクキャップ組立体。

（５）前記第１弾性体はゴムであり、前記質量部は、前記クランクシャフトの軸線方向及び前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向に対して垂直なキャップ延在方向における中央部において、前記第１弾性体へ向けて突出する突出部を備える、上記（２）に記載のクランクキャップ組立体。

（６）前記弾性支持部は、前記質量部と前記取付ボルトのヘッドとの間に配置された第２弾性体を更に備える、上記（２）〜（５）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（７）前記第１弾性体及び前記第２弾性体はゴムであり、前記第２弾性体は前記第１弾性体よりも硬度が高い、上記（６）に記載のクランクキャップ組立体。

（８）前記弾性支持部は、２本以上の前記取付ボルトと、前記第２弾性体と前記取付ボルトのヘッドとの間に配置されたカラーとを備え、該カラーは前記二つのボルトが貫通するように配置される、上記（６）又は（７）に記載のクランクキャップ組立体。

（９）前記弾性支持部は第３弾性体を更に備え、該第３弾性体は前記質量部の貫通孔内において前記取付ボルトと前記貫通孔の内面との間に配置されたゴムである、上記（６）〜（８）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１０）前記第１弾性体、第２弾性体及び第３弾性体は、ゴムであり且つ一体的に形成される、上記（９）に記載のクランクキャップ組立体。

（１１）前記弾性支持部は、前記キャップボルトのヘッドと前記質量部との間に配置された第４弾性体を更に備える、上記（２）〜（１０）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１２）前記質量部は、ヘッド用凹部を備え、該ヘッド用凹部内に前記取付ボルトのヘッドが少なくとも部分的に受容される、上記（２）〜（１１）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１３）前記質量部は、本体部と該本体部から外側に向かって平行に延びる二つの延在部とを備えると共に、これら二つの延在部の間に前記クランクキャップの一部が受容されるように配置される、上記（１）〜（１２）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１４）前記弾性支持部は、前記延在部と前記クランクキャップとの間に配置された第５弾性体を備える、上記（１３）に記載のクランクキャップ組立体。

（１５）前記質量部は、前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向において分割された複数の部分質量部を備え、これら複数の部分質量部は前記クランクシャフトの軸線方向において互いに異なるバネ定数でクランクキャップに対して支持されるように構成される、上記（１）〜（１４）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１６）前記質量部は、前記クランクシャフトの軸線方向及び前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向に対して垂直なキャップ延在方向において分割された複数の部分質量部を備え、これら複数の部分質量部の少なくとも一部は、前記クランクシャフトの軸線方向において他の部分質量部とは異なるバネ定数でクランクキャップに対して支持されるように構成される、上記（１）〜（１５）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１７）隣り合う部分質量部の間には第６弾性体が設けられる、上記（１５）又は（１６）に記載のクランクキャップ組立体。

（１８）前記弾性支持部は、前記クランクシャフトの軸線方向と、前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向と、これら二つの方向に対して垂直なキャップ延在方向との三つの方向において異なるバネ定数で前記質量部を弾性的に支持するように形成される、上記（１）〜（１７）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体。

（１９）前記弾性支持部は、前記軸線方向、前記キャップ延在方向、前記取付方向の順にバネ定数が大きくなるように形成される、上記（１８）に記載のクランクキャップ組立体。

（２０）上記（１）〜（１９）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体を複数備える内燃機関であって、一列に配置された前記複数のクランクキャップ組立体により前記クランクシャフトが機関本体に回転可能に取り付けられ、前記クランクシャフトの下方において内燃機関内に設けられた構造体を備え、前記クランクキャップ組立体の質量部と前記構造体との間には第７弾性体が設けられ、該第７弾性体によって前記質量部が前記構造体に弾性的に支持される、内燃機関。

（２１）上記（１）〜（１９）のいずれか１つに記載のクランクキャップ組立体を複数備える内燃機関であって、一列に配置された前記複数のクランクキャップ組立体により前記クランクシャフトが機関本体に回転可能に取り付けられ、前記クランクシャフトの軸線方向において前記機関本体の中央部に配置された前記クランクキャップ組立体は、その質量部の共振周波数が、前記クランクシャフトの軸線方向において前記機関本体の両端部に配置された前記クランクキャップ組立体の質量部の共振周波数よりも高くなるように構成される、内燃機関。

本発明によれば、クランクキャップに生じる前後曲げ振動を抑制することができるクランクキャップ組立体を提供することにある。

図１は、クランクキャップ組立体を備える内燃機関の概略的な側面断面図を示す。 図２は、組み立てられた状態におけるクランクキャップ組立体を概略的に示す斜視図である。 図３は、分解された状態におけるクランクキャップ組立体を概略的に示す斜視図である。 図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿って見たクランクキャップ組立体の部分断面図である。 図５は、質量部を概略的に示す斜視図である。 図６は、質量部が設けられていない状態におけるクランクキャップの共振振動の振動モードを概略的に示す図である。 図７は、ＣＡＥ解析によって得られた周波数毎の振動強度を示す図である。 図８は、第一実施形態の第一変形例に係るクランクキャップ組立体を示す断面図である。 図９は、第一実施形態の第二変形例に係る第１弾性体を示す斜視図である。 図１０は、第一実施形態の第三変形例に係る第１弾性体を示す斜視図である。 図１１は、第一実施形態の第四変形例に係る質量部を示す斜視図である。 図１２は、図１１の線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た質量部を示す断面側面図である。 図１３は、第二実施形態に係るクランクキャップ組立体を示す分解斜視図である。 図１４は、第三実施形態に係るクランクキャップ組立体の、図４と同様な部分断面図である。 図１５は、第四実施形態に係るクランクキャップ組立体を示す斜視図である。 図１６は、図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って見た、第四実施形態に係るクランクキャップ組立体の部分断面図である。 図１７は、第五実施形態に係るクランクキャップ組立体で用いられる質量部３０を概略的に示す斜視図である。 図１８は、第五実施形態の変形例に係るクランクキャップ組立体で用いられる質量部を概略的に示す斜視図である。 図１９は、第六実施形態に係るクランクキャップ組立体を概略的に示す斜視図である。 図２０は、第七実施形態に係るクランクキャップ組立体を概略的に示す斜視図である。 図２１は、内燃機関の下方の領域を概略的に示す斜視図である。 図２２は、図２１の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿って見たクランクキャップ組立体周りの概略断面図である。 図２３は、シリンダブロックを下方から見た概略的な斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜第一実施形態＞
≪内燃機関の説明≫
図１は、本実施形態に係るクランクキャップ組立体を備える内燃機関の概略的な側面断面図を示す。図１に示したように、内燃機関１は、シリンダブロック２、ピストン３、コンロッド４、クランクシャフト５及びクランクキャップ組立体１０を備える。ピストン３は、シリンダブロック２内に形成されたシリンダ内で上下に往復運動する。コンロッド４は、その一端がピストンピン（図示せず）によりピストン３に連結され、その他端がクランクピン５ａによりクランクシャフト５に連結される。コンロッド４は、ピストン３の往復運動をクランクシャフト５の回転運動に変換するように作用する。

また、クランクシャフト５は複数のクランクジャーナル５ｂを備え、このクランクジャーナルが軸受によって回転可能に支持される。軸受は、シリンダブロック２の下部に形成された半円状の凹部と、クランクキャップ組立体１０に形成された半円状の凹部（後述する凹部２１）とによって形成される。

図２は、組み立てられた状態におけるクランクキャップ組立体を概略的に示す斜視図である。図３は、分解された状態におけるクランクキャップ組立体を概略的に示す斜視図である。図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿って見たクランクキャップ組立体の部分断面図である。

なお、図１〜図４に示したように、本明細書では、便宜上、クランクシャフト５の軸線方向を「前後方向」と称し、クランクキャップ組立体１０のクランクキャップ２０をシリンダブロック２に取り付けるときの取付方向を「上下方向」と称する。特に、「上下方向」において、相対的にシリンダブロック２が位置する側を上方、相対的にクランクキャップ組立体１０が位置する側を下方と称する。また、これら「前後方向」及び「上下方向」に対して垂直な方向を「左右方向」と称する。なお、これら「前後方向」、「上下方向」、「左右方向」は必ずしも内燃機関の設置される向きを特定するものではない。したがって、車両に対する内燃機関の設置態様によっては、例えば、「前後方向」が、車両における鉛直方向を意味する場合もある。

≪クランクキャップ組立体の構成≫
図１〜図３に示すように、クランクキャップ組立体１０は、クランクキャップ２０と、質量部３０と、弾性支持部４０と、二つのキャップボルト５０とを備える。

クランクキャップ２０は、金属で形成され、左右方向に延びた状態でシリンダブロック２に取り付けられる。したがって、左右方向は、クランクキャップの延在方向ということもできる。クランクキャップ２０は、クランクシャフト５のクランクジャーナル５ｂを支持するための半円状の凹部２１と、キャップボルト５０を受容するためのキャップ貫通孔２２と、を備える。

凹部２１は、シリンダブロック２にクランクキャップ２０が取り付けられたときにシリンダブロック２の凹部と整列するように、クランクキャップ２０の上方に形成される。キャップ貫通孔２２は、クランクキャップ２０の左右両端部に上下方向に延びるように形成される。また、クランクキャップ２０は、下方に位置する薄厚部分２３において厚み（前後方向の長さ）が小さくなるように形成される。特に本実施形態では、薄厚部分２３は、クランクキャップ２０の下方側（質量部３０が取り付けられる端部側）に向かってその厚みが小さくなるように形成される。また、この薄厚部分２３の下面には、取付ボルト４９を受容するためのボルト穴（図示せず）が設けられる。

図５は、質量部３０を概略的に示す斜視図である。図５（Ａ）は質量部３０を上方から見たとき、図５（Ｂ）は質量部を下方から見たときをそれぞれ示している。質量部３０は、金属で形成される。また、図３〜図５に示したように、質量部３０は、ほぼ直方体状に形成された本体部３１と、この本体部３１から外側に向かって平行に延びる二つの延在部３２と、本体部３１を貫通する本体貫通孔３３と、ヘッド用凹部３４とを備える。

延在部３２は、本体部３１の前後方向の両端から上方に向かって突出するように配置される。質量部３０は、これら二つの延在部３２の間にクランクキャップ２０の一部、特に薄厚部分２３が受容されるように配置される。各延在部３２は、このように質量部３０が配置されたときに、各延在部３２の内面とクランクキャップ２０の薄厚部分２３の外面とはその間の間隔が均一になるように、薄厚部分２３の外面に対して相補的に形成される。したがて、本実施形態では、各延在部３２は、本体部３１に向かってその厚みが大きくなるよう形成される。

なお、延在部３２は、必ずしも薄厚部分２３の外面に対して相補的に形成されなくてもよい。また、質量部３０は必ずしも延在部３２を有していなくてもよい。

本体貫通孔３３は、質量部３０内を上下方向に貫通するように形成される。換言すると、本体貫通孔３３は、二つの延在部３２の間において、延在部３２が本体部３１から突出する方向に延びる。本体貫通孔３３は、取付ボルト４９が中を貫通するように、取付ボルト４９の直径よりも大きい円形断面を有するように形成される。本実施形態では、図３及び図５に示したように、質量部３０には互いから左右方向に離間された二つの本体貫通孔３３が形成される。

ヘッド用凹部３４は、質量部３０の下側の側面に、すなわち質量部３０がクランクキャップ２０に取り付けられたときにクランクキャップ２０と対面する側面とは反対側の側面に形成される。特に、ヘッド用凹部３４は、各本体貫通孔３３の下側の端部周りに形成されると共に、この本体貫通孔３３と同軸であってこの本体貫通孔３３よりも直径が大きい円形断面を有するように形成される。

弾性支持部４０は、二つのキャップボルト５０の間においてクランクキャップ２０に対して質量部３０を弾性的に支持する。特に弾性支持部４０は、各質量部３０を各クランクキャップ２０に対して独立して弾性的に支持する。本実施形態では、弾性支持部４０は、前後方向、左右方向及び上下方向において質量部３０を弾性的に支持する。弾性支持部４０は、第１弾性体４１と、第２弾性体４４と、カラー４５と、取付ボルト４９とを備える。

第１弾性体４１は、平板状に形成されたゴムである。第１弾性体４１に用いられるゴムとしては、例えば、フッ素ゴムのような耐油性と耐熱性を有するゴムが好ましい。或いは、第１弾性体４１に用いられるゴムは、ブチルゴムのような減衰効果の大きいゴムであってもよい。ただし、斯かるゴムは耐油性が小さいことが多いため、斯かるゴムを用いる場合にはゴムが内燃機関内の潤滑油に直接触れることのないようにゴムの周囲にオイルシール構造を有するように構成されることが好ましい。

第１弾性体４１は、クランクキャップ２０と質量部３０との間に挟まれて配置される。また、第１弾性体４１は、平板状に形成されたゴムを貫通する第１貫通孔４２を備える。第１貫通孔４２は、クランクキャップ２０に設けられたボルト穴及び質量部３０に設けられた本体貫通孔３３と整列するように配置される。本実施形態では、第１弾性体４１には二つの第１貫通孔４２が設けられる。

第２弾性体４４は、リング状に形成されたゴムである。第２弾性体４４も、第１弾性体４１と同様なゴムで形成される。なお、第２弾性体４４は、第１弾性体４１と同一の材料及び構成で形成されてもよいし、異なる材料及び構成で形成されてもよい。本実施形態では、クランクキャップ組立体１０は二つの第２弾性体４４を有し、各第２弾性体４４は、質量部３０に設けられたヘッド用凹部３４内に配置される。

カラー４５は、第２弾性体４４と前記取付ボルト４９のヘッドとの間に配置され、筒状部４６と、フランジ部４７とを備える。筒状部４６は、円筒状に形成され、且つその外径が質量部３０の本体貫通孔３３の内径、第１弾性体４１の第１貫通孔４２の内径及び第２弾性体４４の内径よりも小さくなるように形成される。また、筒状部４６は、その軸線方向の長さが第１弾性体４１の厚み（上下方向の長さ）と、ヘッド用凹部３４が設けられた領域における質量部３０の厚み（上下方向の長さ）と、第２弾性体４４の厚み（上下方向の長さ）とを合計した厚みよりも小さくなるように形成される。

筒状部４６の一方の端にフランジ部４７が設けられる。フランジ部４７は、筒状部４６の外面から周方向に延びるように形成される。また、フランジ部４７は、その外径がヘッド用凹部３４の内径よりも小さくなるように形成される。

カラー４５は、筒状部４６が質量部３０の本体貫通孔３３、第１弾性体４１の第１貫通孔４２及び第２弾性体４４内を通って延び且つフランジ部４７が第２弾性体４４の下面上に位置するように配置される。

取付ボルト４９は、質量部３０をクランクキャップ２０に取り付けるのに用いられる。取付ボルト４９は、二つのキャップボルト５０の間において質量部３０をクランクキャップ２０に取り付ける。本実施形態では、クランクキャップ組立体１０は、２本の取付ボルト４９を備えるが、３本以上の取付ボルト４９を備えてもよいし、１本のみ取付ボルト４９を備えてもよい。

２本のキャップボルト５０は、クランクキャップ２０を機関本体に、具体的にはシリンダブロック２に固定する。キャップボルト５０は、クランクキャップ２０の左右方向両端部において上下方向に延びるように配置される。

クランクキャップ組立体１０では、図３に示したように、クランクキャップ２０の下面と質量部３０の上面との間に第１弾性体４１が配置される。また、質量部３０のクランクキャップ２０側とは反対側の側面に設けられたヘッド用凹部３４内には、第２弾性体４４とカラー４５とが配置される。第２弾性体４４は、質量部３０とカラー４５との間に、したがって質量部３０と取付ボルト４９のヘッドとの間に配置される。また、ヘッド用凹部３４内には、少なくとも部分的に取付ボルト４９のヘッドが受容される。

第１弾性体４１、質量部３０、第２弾性体４４及びカラー４５は、このように配置された状態で、取付ボルト４９によってクランクキャップ２０に取り付けられる。取付ボルト４９は、カラー４５の筒状部４６内の開口部、第２弾性体４４の開口部、質量部３０の貫通孔３３及び第１弾性体４１の第１貫通孔４２を通って延び、クランクキャップ２０に形成されたボルト穴に締結される。したがって、取付ボルト４９は、第１弾性体４１を間に挟んだ状態で質量部３０をクランクキャップ２０に取り付ける。また、取付ボルト４９のヘッドと質量部３０との間に第２弾性体４４を挟んだ状態で質量部３０をクランクキャップ２０に取り付ける。

≪クランクキャップに生じる共振≫
ここで、内燃機関１の運転中にクランクキャップ２０に生じる共振振動について説明する。図６は、質量部３０が設けられていない状態におけるクランクキャップ２０の共振振動の振動モードを概略的に示す図である。なお、図６は、クランクキャップ２０を下方から見た斜視図となっている。また、図６は、振動モードを分かりやすくするために、実際に生じる共振振動よりも振動が大きく描かれている。

図６（Ａ）は、比較的低い周波数において生じる倒れ込み共振の振動モードを概略的に示している。図６（Ａ）に示したように、倒れ込み共振では、シリンダブロック２との連結部を中心に、クランクキャップ２０が前後方向に倒れ込むように振動する。

一方、図６（Ｂ）は、比較的高い周波数において生じる前後曲げ共振の振動モードを概略的に示している。図６（Ｂ）に示したように、前後曲げ共振では、クランクキャップ２０は、その左右方向の中央付近の領域が前後方向に折れ曲がるように振動する。したがって、この前後曲げ共振では、クランクキャップ２０の左右方向における中央付近の領域では前後方向に振動が生じるが、両端付近の領域では前後方向の振動は生じない。

図６では、クランクキャップ２０の前後方向に生じる共振振動について説明したが、クランクキャップ２０には上下方向及び左右方向にも共振振動が生じる。これら共振振動では、多くの場合、前後方向の共振振動（倒れ込み共振）、左右方向の共振振動、前後方向の共振振動の順に共振周波数が高くなる。

≪質量部の弾性支持≫
ところで、上述したように構成されたクランクキャップ組立体１０では、質量部３０は、弾性支持部４０により、クランクキャップ２０に対して弾性的に支持される。具体的には、質量部３０は、上下方向において、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の圧縮・引張方向の弾性により弾性的に支持される。一方、質量部３０は、前後方向及び左右方向において、第１弾性体４１及び第２弾性体４４のせん断方向の弾性により弾性的に支持される。

ここで、クランクキャップ２０に対して質量部３０を上下方向において弾性的に支持する際の上下方向におけるバネ定数は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の縦弾性係数に応じて変化する。第１弾性体４１及び第２弾性体４４の縦弾性係数は、これら弾性体４１、４４の材質や取付ボルト４９の締付け力に応じて変化する。したがって、上下方向におけるバネ定数は、弾性体４１、４４の材質や取付ボルト４９の締付け力等に応じて変化する。

また、クランクキャップ２０に対して質量部３０を前後方向及び左右方向において弾性的に支持する際の前後方向及び左右方向におけるバネ定数は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の横弾性係数及び断面形状（断面形状に伴うせん断応力分布）に応じて変化する。また、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の横弾性係数も、これら弾性体４１、４４の材質や取付ボルト４９の締付け力に応じて変化する。したがって、前後方向及び左右方向におけるバネ定数は、弾性体４１、４４の材質や断面形状、取付ボルト４９の締付け力等に応じて変化する。

本実施形態では、弾性支持部４０は、上下方向におけるバネ定数と、前後方向におけるバネ定数と、左右方向におけるバネ定数とが互いに異なる値になるように構成される。特に、本実施形態では、クランクキャップ組立体１０は、前後方向におけるバネ定数、左右方向におけるバネ定数、上下方向におけるバネ定数の順にバネ定数が大きくなるように形成されるのが好ましい。

具体的には、前後方向におけるバネ定数は、質量部３０の前後方向における共振周波数がクランクキャップ２０の前後方向の共振振動（倒れ込み共振）における共振周波数と同程度になるように設定される。また、左右方向におけるバネ定数は、質量部３０の左右方向における共振周波数がクランクキャップ２０の左右方向の共振振動における共振周波数と同程度になるように構成される。加えて、上下方向におけるバネ定数は、質量部３０の上下方向における共振周波数がクランクキャップ２０の上下方向の共振振動における共振周波数と同程度になるように構成される。

≪作用・効果≫
本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、弾性支持部４０により、質量部３０がクランクキャップ２０に対して前後方向において弾性的に支持される。これにより、クランクキャップ２０に生じる前後方向における共振振動（倒れ込み共振）を低減することができる。特に、本実施形態では、弾性支持部４０の前後方向におけるバネ定数は、質量部３０の前後方向における共振周波数が、クランクキャップ２０の前後方向の共振振動（倒れ込み共振）における共振周波数と同程度になるように設定される。これにより、クランクキャップ２０に生じる前後方向における共振振動を効果的に低減することができる。

また、上述したように、前後曲げ共振ではクランクキャップ２０はその左右方向の中央付近の領域が前後方向に折れ曲がるように振動する。これに対して、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、質量部３０は弾性支持部４０によりクランクキャップ２０の左右方向における中央部分に対して弾性的に支持される。したがって、質量部３０は前後曲げ共振における振動が生じる領域においてクランクキャップ２０に取り付けられる。このため、本実施形態によれば、クランクキャップ２０に生じる前後曲げ共振による振動を低減することもできる。

また、クランクキャップ２０には、上述したように、左右方向及び上下方向における共振振動も生じ、また、左右方向及び上下方向における共振周波数は互いに異なると共に、前後方向における共振周波数とも異なっている。これに対して、本実施形態では、弾性支持部４０の前後方向におけるバネ定数、左右方向におけるバネ定数、及び上下方向におけるバネ定数を互いに異なる値に設定することができる。このため、クランクキャップ２０に生じる前後方向における共振振動のみならず、左右方向及び上下方向における共振振動も併せて低減することができる。

特に、本実施形態では、弾性支持部４０の左右方向におけるバネ定数は、質量部３０の左右方向における共振振動数が、クランクキャップ２０の左右方向の振動における共振周波数と同程度になるように設定される。同様に、弾性支持部４０の上下方向におけるバネ定数は、質量部３０の上下方向における共振振動数が、クランクキャップ２０の上下方向の振動における共振周波数と同程度になるように設定される。これにより、クランクキャップ２０に生じる左右方向及び上下方向における共振振動を効果的に低減することができる。

図７は、ＣＡＥ解析によって得られた周波数毎の振動強度を示す図である。図中の破線は、質量部３０及び弾性支持部４０が設けられていない場合、図中の実線は質量部３０及び弾性支持部４０が設けられている場合の解析結果をそれぞれ示している。

クランクキャップ２０に生じる前後方向における共振振動（倒れ込み共振）並びに上下方向及び左右方向における共振振動は、主に１〜２ｋＨｚにおいて生じるところ、図７によればこの周波数領域の共振振動が低減されていることがわかる。また、クランクキャップ２０の生じる前後曲げ共振は主に６ｋＨｚ付近において生じるところ、図７によればこの周波数領域の共振振動が低減されていることがわかる。

なお、上記実施形態では、弾性支持部４０は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の二つの弾性体を有している。しかしながら、弾性支持部４０は、このうち一方の弾性体のみを有してもよい。ただし、この場合には、質量部３０は上下方向に振動しなくなるため、クランクキャップ２０の上下方向における共振振動を低減する効果は低くなる。

また、上記実施形態では、第１弾性体４１及び第２弾性体４４は共にゴムで形成される。しかしながら、これら弾性体４１、４４は必ずしもゴムで形成される必要はなく、皿ばね等、ゴム以外の弾性体で形成されることが必要である。また、ゴム以外の弾性体を用いた場合であっても、弾性支持部４０は、前後方向において質量部３０を弾性的に支持することが必要である。

さらに、上記実施形態では、第１弾性体４１及び第２弾性体４４は同一のゴムで形成される。したがって、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の硬度は等しい。しかしながら、第１弾性体４１の硬度と第２弾性体の硬度とは必ずしも等しい必要はない。

したがって、例えば、第２弾性体４４の硬度が第１弾性体４１の硬度よりも高くなるように弾性支持部４０を形成してもよい。ここで、第１弾性体４１には質量部３０の重さは加わらないのに対して、第２弾性体４４には質量部３０の重さが加わる。このため、第２弾性体４４は第１弾性体４１に比べてクリープ変形を起こしやすい。第２弾性体４４の硬度を第１弾性体４１の硬度よりも高くすることにより、第２弾性体４４のクリープ変形を小さく抑えることができるようになる。

また、近年の内燃機関では、内燃機関自体をコンパクトにしつつ様々な機構を内燃機関に設けることにより、内燃機関内において空いているスペースは小さい。これに対して、本実施形態の質量部３０は、延在部３２を有することにより、クランクキャップ２０の両側に質量部３０の一部が位置する。したがって、本実施形態では、小さいスペース内にできるだけ大きな質量を有する質量部３０を配置することができる。

加えて、本実施形態の質量部３０は、ヘッド用凹部３４を有すると共に、このヘッド用凹部３４内に取付ボルト４９のヘッドが受容される。本実施形態によれば、このように取付ボルト４９周りのスペースにも質量部３０の一部が位置するように質量部３０を形成することによっても、小さいスペース内にできるだけ大きな質量を有する質量部３０を配置することができる。

≪第一実施形態の変形例≫
次に、図８〜図１２を参照して、第一実施形態の変形例に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。図８は第一変形例に係るクランクキャップ組立体１０を示す断面図であり、図９は第二変形例に係る第１弾性体４１を示す斜視図であり、図１０は第三変形例に係る第１弾性体４１を示す斜視図である。また、図１１は第四変形例に係る質量部３０を示す斜視図であり、また、図１２は図１１の線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た質量部３０を示す断面側面図である。

図８に示したように、第一変形例に係るクランクキャップ組立体１０では、弾性支持部４０は、第３弾性体６０を更に備える。第３弾性体６０も、第１弾性体４１及び第２弾性体４４と同様なゴムで形成される。

第３弾性体６０は、質量部３０の本体貫通孔３３内において取付ボルト４９（正確にはカラー４５の筒状部４６）と本体貫通孔３３の内面との間に配置される。したがって、第３弾性体６０は、本体貫通孔３３内において、取付ボルト４９周りを円筒状に上下方向に延びる。特に、第３弾性体６０は、第１弾性体４１の下面から第２弾性体４４の上面まで上下方向に延びる。このように、第３弾性体６０を取付ボルト４９と本体貫通孔３３の内面との間に配置することにより、弾性支持部４０は、前後方向及び左右方向におけるバネ定数を第３弾性体６０により調整することができる。

また、本実施形態では、第１弾性体４１、第２弾性体４４及び第３弾性体６０は一体的に形成される。このように弾性体４１、４４及び６０を一体的に形成することにより、クランクキャップ組立体１０の製造時にはこれら弾性体４１、４４及び６０を一度の作業で容易に質量部３０に取り付けられることができる。したがって、クランクキャップ組立体１０の製造を簡素化することできる。

なお、第３弾性体６０は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４とは別体として形成されてもよい。この場合、第３弾性体６０は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４とは異なる物性を有する異なる材料で形成されてもよい。

図９に示したように、第二変形例に係るクランクキャップ組立体１０では、第１弾性体４１は、前後方向において、中央部４１ｂの弾性係数が両方の端部４１ａ、４１ｃの弾性係数に比べて大きくなるように（すなわち、硬度が高くなるように）形成されたゴムとして構成される。この場合、第１弾性体４１は、例えば、前後方向の長さが第１弾性体４１の前後方向の長さの１／３である三つのゴムを互いに接合することによって形成される。このとき、前後方向において中央に配置されるゴムは他のゴムに比べて低い弾性係数を有する。

なお、第１弾性体４１は、第１弾性体４１の製造時に前後方向においてゴムの成分を変更することによって第１弾性体４１の前後方向において弾性係数を変更するようにしてもよい。この場合、第１弾性体４１は一体のゴムとして形成される。

ここで、前後方向におけるクランクキャップ２０の振動には、シリンダブロック２との連結部を中心にクランクキャップ２０が前後方向にロールする方向の共振振動と、クランクキャップ２０が前後にスライドする方向の共振振動との二つの共振振動が挙げられる。このうち、ロール方向の共振振動の周波数は、スライド方向の共振振動の周波数に比べて低くなる傾向にある。

本第二変形例によれば、中央部４１ｂの弾性係数が両方の端部４１ａ、４１ｃの弾性係数よりも大きくされる。このため、質量部３０の前後ロール方向における共振周波数は、質量部３０の前後スライド方向における共振周波数よりも低くなる。したがって、クランクキャップ２０に生じる前後方向の共振振動を適切に低減することができる。

図１０に示したように、第三変形例に係るクランクキャップ組立体１０では、第１弾性体４１は、左右方向において、中央部４１ｅの弾性係数が両方の端部４１ｄ、４１ｆの弾性係数に比べて大きくなるように形成されたゴムとして構成される。この場合、第１弾性体４１は、例えば、左右方向の長さが第１弾性体４１の左右方向の長さの１／３である三つのゴムを互いに接合することによって形成される。

なお、第１弾性体４１は、第１弾性体４１の製造時に左右方向においてゴムの成分を変更することによって第１弾性体４１の左右方向において弾性係数を変更するようにしてもよい。この場合、第１弾性体４１は一体のゴムとして形成される。

左右方向におけるクランクキャップ２０の振動には、シリンダブロック２との連結部を中心にクランクキャップ２０が左右方向にロールする方向の共振振動と、クランクキャップ２０が左右にスライドする方向の共振振動との二つの共振振動が挙げられる。このうち、ロール方向の共振振動の周波数は、スライド方向の共振振動の周波数に比べて低くなる傾向にある。

本第三変形例によれば、中央部４１ｅの弾性係数が両方の端部４１ｄ、４１ｆの弾性係数よりも大きくされる（すなわち、硬度が高くされる）。このため、質量部３０の左右ロール方向における共振周波数は、質量部３０の左右スライド方向における共振周波数よりも低くなる。したがって、クランクキャップ２０に生じる左右方向の共振振動を適切に低減することができる。

図１１及び図１２に示したように、第四変形例に係るクランクキャップ組立体１０では、質量部３０は、上向きに、すなわち第１弾性体４１へ向けて突出する突出部６２を備える。突出部６２は、質量部３０の左右方向における中央部に設けられ、また質量部３０の前後方向における中央部に設けられる。特に、本実施形態では、突出部６２は、二つの本体貫通孔３３の間において質量部３０の上面に設けられる。また、本実施形態では、図１２に示したように、突出部６２の下方に位置する質量部３０の下面には凹部が形成される。しかしながら、質量部３０の下面にはこの凹部が形成されなくてもよい。

本第四変形例によれば、質量部３０上に設けられる第１弾性体４１は、突出部６２と対面する領域において押しつぶされる。このため、第１弾性体４１は、前後方向の中央であって左右方向の中央の領域において、弾性係数が大きくなる。このため、質量部３０の前後ロール方向における共振周波数は、質量部３０の前後スライド方向における共振周波数よりも低くなる。加えて、質量部３０の左右ロール方向における共振周波数は、質量部３０の左右スライド方向における共振周波数よりも低くなる。したがってクランクキャップ２０に生じる前後方向及び左右方向の共振振動を適切に低減することができる。

＜第二実施形態＞
次に、図１３を参照して、第二実施形態に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。第二実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成は基本的に第一実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成とは異なる部分を中心に説明する。

図１３は、第二実施形態に係るクランクキャップ組立体１０を示す分解斜視図である。図１３では、上下が逆に示されている。本実施形態のクランクキャップ組立体１０は、図１３に示していないが、第一実施形態のクランクキャップ組立体１０と同様に、第１弾性体４１及び第２弾性体４４を有する弾性支持部４０を備える。加えて、図１３に示したように、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、弾性支持部４０は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４と同様なゴム製の第４弾性体６５を備える。

第４弾性体６５は、各キャップボルト５０のヘッドと質量部３０との間に配置される。したがって、第４弾性体６５は、左右方向において、各キャップボルト５０のヘッドの内側（クランクキャップ２０の中央側）に配置される。また、第４弾性体６５は、左右方向において質量部３０の両側面上に配置される。特に、本実施形態では、第４弾性体６５は、質量部３０がクランクキャップ２０に取り付けられたときに、質量部３０及びキャップボルト５０の両方に接した状態でこれらの間に配置される。

このように配置された第４弾性体６５は、質量部３０を左右方向において弾性的に支持する。これにより、質量部３０を左右方向において弾性的に支持する際の左右方向におけるバネ定数は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の横弾性係数に加えて、第４弾性体６５の縦弾性係数に応じて変化する。このため、第４弾性体６５を用いることにより、前後方向におけるバネ定数を変化させることなく、左右方向におけるバネ定数を適切に調整することができる。

＜第三実施形態＞
次に、図１４を参照して、第三実施形態に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。第三実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成は基本的に第一実施形態及び第二実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態及び第二実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成とは異なる部分を中心に説明する。

図１４は、第三実施形態に係るクランクキャップ組立体１０の、図４と同様な部分断面図である。本実施形態のクランクキャップ組立体１０は、図１４に示したように、第１弾性体４１及び第２弾性体４４を有する弾性支持部４０を備える。加えて、図１４に示したように、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、弾性支持部４０は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４と同様なゴム製の第５弾性体６７を備える。

第５弾性体６７は、質量部３０の延在部３２とクランクキャップ２０（の薄厚部分２３）との間に配置される。第５弾性体６７は、左右方向において、延在部３２と薄厚部分２３とが対面する領域全体に亘って延びる。特に、本実施形態では、第５弾性体６７は、質量部３０がクランクキャップ２０に取り付けられたときに、延在部３２の内面と薄厚部分２３の外面との両方に接した状態でこれらの間に配置される。

このように配置された第５弾性体６７は、質量部３０を前後方向において弾性的に支持する。これにより、質量部３０を前後方向において弾性的に支持する際の前後方向におけるバネ定数は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の横弾性係数に加えて、第５弾性体６５の縦弾性係数に応じて変化する。このため、第５弾性体６７を用いることにより、左右方向におけるバネ定数を変化させることなく、前後方向におけるバネ定数を適切に調整することができる。

＜第四実施形態＞
次に、図１５及び図１６を参照して、第四実施形態に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。第四実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成は基本的に第一実施形態から第三実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態から第三実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成とは異なる部分を中心に説明する。

図１５は、第四実施形態に係るクランクキャップ組立体１０を示す斜視図であり、図１６は、図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って見た、第四実施形態に係るクランクキャップ組立体１０の部分断面図である。図１５及び図１６では、上下が逆に示されている。

図１５に示したように、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、質量部３０は、ヘッド用凹部３４を一つのみ備え、このヘッド用凹部３４内に一つの本体貫通孔３３が設けられる。一方、クランクキャップ２０には、その下面に、取付ボルト４９を受容するための二つのボルト穴（図示せず）が左右方向に離間されて設けられる

また、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、弾性支持部４０は、カラー７０を一つのみ備え、カラー７０は、筒状部７１とフランジ部７２とを備える。筒状部７１は、長円形状の外形断面を有するように形成されると共に、質量部３０内に形成された本体貫通孔３３内に収容されるような大きさとされる。また、筒状部７１には、左右方向に離間された二つの貫通孔が設けられ、各取付ボルト４９が各貫通孔内を延びるように配置される。フランジ部７２は筒状部７１の一方の端に設けられると共に、筒状部７１の外面から外側に向かって延びるように形成される。

また、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、第１弾性体４１と第２弾性体４４と第３弾性体６０とが互いに別体として形成されている。したがって、本実施形態では、第１弾性体４１と第２弾性体４４と第３弾性体６０とは互いに弾性係数の異なるゴムで形成される。なお、本実施形態においても、第１弾性体４１、第２弾性体４４及び第３弾性体６０は一体として形成されてもよい。

さらに、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、質量部３０は、第一実施形態等と異なり、延在部を備えていない。しかしながら、本実施形態においても、質量部３０は延在部を備えていてもよい。

ところで、クランクキャップ２０では、凹部２１が設けられることにより、その左右方向の中央部において上下方向の厚さが薄くなる。したがって、この中央部の厚さを薄くすると、クランクシャフト５を支持するのに十分な強度を保持することができなくなる。ところが、この中央部の厚さを厚くすると、その分、質量部３０を設けるためのスペースが小さくなって質量部３０を十分な重さにすることができず、結果的に弾性支持部４０による減衰効果が低くなる可能性がある。

これに対して、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、二つの取付ボルト４９の間にカラー４５が延びている。したがって、二つの取付ボルト４９とカラー４５とによってクランクキャップ２０の左右方向における中央部を補強することができる。この結果、この中央部の厚さを薄くすることができ、よって質量部３０を十分な重さにすることができる。

なお、本実施形態のクランクキャップ組立体１０では、弾性支持部４０は、２本の取付ボルト４９を備えている。しかしながら、取付ボルト４９は３本以上設けられてもよい。この場合、質量部３０には本体貫通孔３３が一つのみ設けられ、弾性支持部４０はカラー７０を一つのみ備えることが好ましい。この場合、カラー７０の筒状部７１には取付ボルト４９の数に対応する３本以上の貫通孔が形成される。

＜第五実施形態＞
次に、図１７及び図１８を参照して、第五実施形態に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。第五実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成は基本的に第一実施形態から第四実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態から第四実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成とは異なる部分を中心に説明する。

図１７は、第五実施形態に係るクランクキャップ組立体１０で用いられる質量部３０を概略的に示す斜視図である。図１７では、質量部３０が組み立ててられた状態と分解された状態との二つの状態が示されている。

図１７に示したように、第五実施形態の質量部３０は、上下方向において複数に分割されている（図示した例では２つに分割）。したがって、第五実施形態の質量部３０は、上側の第１部分質量部３０ａと、下側の第２部分質量部３０ｂとを備える。第１部分質量部３０ａは、本体部３１の上側部分と延在部３２とを備える。一方、第２部分質量部３０ｂは、本体部３１の下側部分を備えると共に本体部３１の下側部分に形成されたヘッド用凹部（図示せず）を備える。

このように構成された弾性支持部４０では、第１部分質量部３０ａと第２部分質量部３０ｂとが、前後方向及び左右方向のうちの少なくとも一方の方向において、クランクキャップ２０に対して異なるバネ定数で支持される。ここで、第１部分質量部３０ａのバネ定数は第１弾性体４１の横弾性係数や第１部分質量部３０ａの質量に応じて変化し、第２部分質量部３０ｂのバネ定数は第２弾性体４４の横弾性係数や第２部分質量部３０ｂの質量に応じて変化する。したがって、第１弾性体４１及び第２弾性体４４の横弾性係数や第１部分質量部３０ａ及び第２部分質量部３０ｂの質量は、第１部分質量部３０ａと第２部分質量部３０ｂとが互いに異なるバネ定数で弾性的に支持されるように設定される。

なお、上記実施形態では、図１７に示したように、第１部分質量部３０ａの第２部分質量部３０ｂ側の表面、及び第２部分質量部３０ｂの第１部分質量部３０ａ側の表面は共に平面状に形成されている。しかしながら、これら表面は必ずしも平面上に形成されていなくてもよい。したがって、これら表面には凸部及び凹部や段差等が設けられてもよい。この場合、両表面は互いに相補的な形状とされてもよい（例えば、第１部分質量部３０ａの表面に凸部が形成されている場合には、第２部分質量部３０ｂの表面にはこの凸部と相補的な凹部が形成されてもよい）。

本実施形態によれば、質量部３０の二つの部分質量部３０ａ、３０ｂは互いに異なるバネ定数で弾性的に支持される。この結果、第１部分質量部３０ａと第２部分質量部３０ｂとは、クランクキャップ２０に生じる異なる周波数の前後方向及び左右方向の振動を減衰させることができる。

図１８は、第五実施形態の変形例に係るクランクキャップ組立体１０で用いられる質量部３０を概略的に示す斜視図である。図１８に示したように、本変形例では、弾性支持部４０は、隣り合う部分質量部３０ａ、３０ｂの間に配置された第６弾性体７５を備える。第６弾性体７５は、二つの部分質量部３０ａ、３０ｂに結合されてもよい。いずれにせよ、第６弾性体７５は、第１部分質量部３０ａに対して第２部分質量部３０ｂを弾性的に支持する。

本変形例では、第６弾性体７５は、全体に亘って同一の材料で形成された同一の弾性係数を有するゴムで形成される。しかしながら、第６弾性体７５は、前後方向や左右方向において弾性係数が異なるように形成されてもよい。この場合、第６弾性体７５は、弾性係数の異なる複数のゴムを接合することによって形成されるか、又は製造時に前後方向や左右方向において弾性係数が異なるようにゴムの成分を変更することによって形成されてもよい。

＜第六実施形態＞
次に、図１９を参照して、第六実施形態に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。第六実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成は基本的に第一実施形態から第五実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態から第五実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成とは異なる部分を中心に説明する。図１９は、第六実施形態に係るクランクキャップ組立体１０を概略的に示す斜視図である。図１９は、上下が逆に示されている。

図１９に示したように、第六実施形態の質量部３０は、左右方向において複数に分割されている（図示した例では３つに分割）。したがって、第六実施形態の質量部３０は、左右方向において中央の第２部分質量部３０ｄと、この第２部分質量部３０ｄの左右方向両側に配置された第１部分質量部３０ｃ及び第３部分質量部３０ｅとを備える。

各部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、取付ボルト４９が中を通る本体貫通孔３３と、本体貫通孔３３の下方に設けられるヘッド用凹部３４とを備える（いずれも図１９には図示せず）。ヘッド用凹部３４内には部分的に取付ボルト４９のヘッドが収容されると共に取付ボルト４９のヘッドと各部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅとの間には第２弾性体４４（図示せず）が配置される。これら複数の第２弾性体４４は互いに異なる弾性係数を有してもよいし、同一の弾性係数を有してもよい。

また、各部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅとクランクキャップ２０との間には第１弾性体４１が配置される。第１弾性体４１は、図１９に示したように、左右方向において複数に分割されて、分割された各第１弾性体４１が対応する各部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅに隣接して配置される。これら複数の第２弾性体４１は互いに異なる弾性係数を有してもよいし、同一の弾性係数を有してもよい。

加えて、本実施形態では、弾性支持部４０は、隣り合う部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅの間に配置された第６弾性体７５を備える。第６弾性体７５は、両側の部分質量部に結合されてもよい。いずれにせよ、第６弾性体７５は、隣り合う部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅのうちの一方に対して他方を弾性的に支持する。

なお、本実施形態では弾性支持部４０は、第６弾性体を備えていなくてもよい。この場合、隣り合う部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは互いに対面する表面同士が接触するように配置されるか、又はこれら表面同士が違いから離間されるように配置される。

加えて、弾性支持部４０は、部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅのうちの少なくとも一部が、少なくとも前後方向において他の部分質量部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅとは異なるバネ定数でクランクキャップ２０に対して支持されるように形成される。特に、本実施形態では、第１部分質量部３０ｃ及び第３部分質量部３０ｅとが同様なバネ定数で支持され、第２部分質量部３０ｄが第１部分質量部３０ｃ及び第３部分質量部３０ｅとは異なるバネ定数で支持される。

ところで、上述したようにクランクキャップ２０に生じる前後方向の共振振動には、倒れ込み共振と、前後曲げ共振とが挙げられる。このうち、倒れ込み共振では、クランクキャップ２０が全体的に前後に振動するのに対して、前後曲げ共振ではクランクキャップ２０の左右方向中央部のみが前後に振動する。

本実施形態では、質量部３０が左右方向において複数に分割される。このため、倒れ込み共振に対しては、主に左右に配置された第１部分質量部３０ｃと第３部分質量部３０ｅとによって振動を抑制することができる。これに対して、前後曲げ共振では、主に中央に配置された第２部分質量部３０ｄによって振動を抑制することができる。この結果、本実施敬礼によれば、倒れ込み共振及び前後曲げ共振を共に抑制することができる。なお、斯かる観点から、倒れ込み共振振動を効果的に抑制することができるように、第１部分質量部３０ｃ及び第３部分質量部３０ｅの質量や形状、並びにこれら部分質量部３０ｃ、３０ｅを支持するための第１弾性体４１、第２弾性体４４及び第６弾性体７５等の弾性係数等が設定される。

＜第七実施形態＞
次に、図２０を参照して、第七実施形態に係るクランクキャップ組立体１０について説明する。第七実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成は基本的に第一実施形態から第六実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態から第六実施形態に係るクランクキャップ組立体の構成とは異なる部分を中心に説明する。図２０は、第七実施形態に係るクランクキャップ組立体１０を概略的に示す斜視図である。図２０は、上下が逆に示されている。

図２０に示したように、第七実施形態のクランクキャップ組立体１０では、クランクキャップ２０の下面から下方に突出する突出壁２４を備える。図２０に示したように、突出壁２４は、二つのキャップボルト５０の間において左右方向に延びる。また、突出壁２４は前後方向において一方の端部（図２０に示した例では後側の端部）にてクランクキャップ２０の下面から突出する。

本実施形態の弾性支持部４０は、前後方向において質量部３０と突出壁２４との間に配置された第８弾性体７７を備える。第８弾性体７７は質量部３０の後面（又は前面）と突出壁２４の前面（又は後面）とに接触するように配置される。また、第８弾性体７７も突出壁２４と同様に二つのキャップボルト５０の間において左右方孔に延びる。

第８弾性体７７は、全体に亘って同一の材料で形成された同一の弾性係数を有するゴムで形成される。しかしながら、第７弾性体７７は、左右方向や上下方向において弾性係数が異なるように形成されてもよい。

本実施形態によれば、第８弾性体７７は、前後方向において質量部３０を弾性的に支持することができる。しかしながら、第８弾性体７７はボルト等によって質量部３０と突出壁２４との間に締め付けられて配置されているわけではない。このため、第８弾性体７７のせん断方向の弾性による質量部３０の弾性的な支持は行われない。したがって、本実施形態によれば、質量部３０の左右方向及び上下方向における弾性支持のバネ定数を変更することなく、質量部３０の前後方向における弾性支持のばね定数を調整することができる。

＜第八実施形態＞
次に、図２１及び図２２を参照して、第八実施形態に係る内燃機関１について説明する。第八実施形態に係る内燃機関の構成は基本的に第一実施形態から第七実施形態に係るクランクキャップを備えた内燃機関の構成と同様である。したがって、以下では、第一実施形態から第八実施形態に係るクランクキャップを備えた内燃機関の構成とは異なる部分を中心に説明する。

図２１は、内燃機関１の下部領域を概略的に示す斜視図である。また、図２２は、図２１の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿って見たクランクキャップ組立体１０周りの概略断面図である。

図２１は直列４気筒の内燃機関１の下部領域を概略的に示している。したがって、内燃機関１は、５つのクランクキャップ組立体１０を備えており、よって図２１に示したように５つのクランクキャップ２０を備えている。これらクランクキャップ組立体１０は、これらのクランクキャップ２０がクランクシャフト５を回転可能に支持するようにシリンダブロック２に取り付けられる。これらクランクキャップ組立体１０は、クランクシャフト５の回転軸線Ｘに沿って一列に等間隔に配置される。

また、内燃機関１は、クランクシャフト５の下方にクランクシャフト５に隣接してバランスシャフト（図示せず）を支持するバランスシャフト支持部８０を備える。バランスシャフト支持部８０のバランスシャフトは、クランクシャフト５に歯車等によって機械的に接続され、クランクシャフト５の回転に合わせて回転する。バランスシャフトが回転することによって、クランクシャフト５の回転に伴って内燃機関１に生じる振動を抑制することができる。

クランクシャフト５とバランスシャフトとは歯車で接続されるため、クランクシャフト５とバランスシャフトとの間には或る程度の間隔が必要になる。このため、クランクキャップ２０とバランスシャフト支持部８０との間には多少のスペースが存在する。本実施形態では、図２１に示したように、このスペース内に質量部３０を含む弾性支持部４０が配置される。

また、本実施形態では、図２２に示したように、クランクキャップ組立体１０の質量部３０と、バランスシャフト支持部８０との間に第７弾性体８１が設けられる。この第７弾性体８１は、質量部３０の下面とバランスシャフト支持部８０の上面とに共に接触して配置される。この第７弾性体８１により、質量部３０はバランスシャフト支持部８０に対して弾性的に支持される。

また、第７弾性体８１は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４と同様なゴムで形成される。したがって、第７弾性体８１は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４と同一の弾性係数を有する。

ここで、上述したように、第２弾性体４４は第１弾性体４１に比べてクリープ変形を起こしやすい。本実施形態によれば、第７弾性体８１によって質量部３０を支持することにより、質量部３０の質量は第２弾性体４４及び第７弾性体８１によって分散して支持され、この結果、第２弾性体４４のクリープ変形を抑制することができる。

なお、上記実施形態では、バランスシャフト支持部８０と質量部３０との間に第７弾性体８１を配置している。しかしながら、例えば、内燃機関１のオイルパン内に質量部３０の下方に延びる構造体を設け、この構造体と質量部３０との間に第７弾性体８１を配置するようにしてもよい。したがって、本実施形態では、クランクシャフト５の下方において内燃機関内に設けられた構造体（バランスシャフト支持部８０を含む）と質量部３０との間に第７弾性体が配置されるといえる。

なお、第７弾性体８１は、第１弾性体４１及び第２弾性体４４と異なるゴムで形成されてもよい。この場合、第７弾性体８１は第１弾性体４１及び第２弾性体４４よりも弾性係数の小さいゴムで形成されるのが好ましい。

ここで、バランスシャフト支持部８０の上面と質量部３０の下面との間の距離は製造公差等によって内燃機関の各固体間等でバラツキが生じる。したがって、第７弾性体８１の弾性係数を大きくし過ぎると質量部３０を支持する際のバネ定数が内燃機関の各固体間等で異なってしまう可能性がある。上述したように第７弾性体８１の弾性係数を小さくすることにより、多少のバラツキが生じても、質量部３０を支持する際のバネ定数が大きく変化しなくなる。

＜第九実施形態＞
次に、図２３を参照して、第九実施形態に係る内燃機関１について説明する。第九実施形態に係る内燃機関の構成は基本的に第一実施形態から第七実施形態に係るクランクキャップ組立体を備えた内燃機関の構成及び第八実施形態に係る内燃機関と同様である。したがって、以下では、第一実施形態から第七実施形態に係るクランクキャップ組立体を備えた内燃機関の構成及び第八実施形態に係る内燃機関の構成とは異なる部分を中心に説明する。

図２３は、シリンダブロック２を下方から見た概略的な斜視図である。図２３は、クランクキャップ２０に弾性支持部４０が設けられていない状態を示している。また、図２３は直列４気筒の内燃機関１のシリンダブロック２を概略的に示している。したがって、内燃機関１は、５つのクランクキャップ組立体１０を備えており、よって図２３に示したように５つのクランクキャップ２０を備えている。

これらクランクキャップ組立体１０は、これらのクランクキャップ２０がクランクシャフト５を回転可能に支持するようにシリンダブロック２に取り付けられる。これらクランクキャップ組立体１０は、クランクシャフト５の回転軸線に沿って一列に等間隔に配置される。図２３では、クランクキャップ２０が、前方から後方に向かって１番クランクキャップ２０＃１から５番クランクキャップ２０＃５の順にシリンダブロック２に取り付けられている。

本実施形態では、内燃機関１の前後方向において中央に配置された３番クランクキャップ組立体１０＃３（すなわち、３番クランクキャップ２０＃３を備えたクランクキャップ組立体。以下、他のクランクキャップについても同様に表記する）は、その質量部３０の共振周波数が、機関本体の前後方向において両端に配置された１番クランクキャップ組立体１０＃１及び５番クランクキャップ組立体１０＃５の質量部３０の共振周波数よりも高くされる。

上述したように、質量部３０の共振周波数は、例えば、弾性支持部４０の第１弾性体４１や第２弾性体４４の弾性係数を変更することによって変化し、一般に弾性係数が大きくなるほど共振周波数が高くなる。特に、第１弾性体４１や第２弾性体４４がゴムで形成されている場合には、ゴムの硬度を高くすることにより弾性係数を大きくすることができる。したがって、本実施形態では、例えば、３番クランクキャップ組立体１０＃３の第１弾性体４１及び第２弾性体４４の硬度が１番クランクキャップ組立体１０＃１及び５番クランクキャップ組立体１０＃５の第１弾性体４１及び第２弾性体４４の硬度よりも高くなるように、これら第１弾性体４１や第２弾性体４４のゴムの硬度が調整される。

ここで、内燃機関１の前後方向両端部では、開放端となることから、シリンダブロック２の剛性が低い。これに対して、内燃機関１の前後方向中央部ではシリンダブロック２の剛性が高い。この結果、内燃機関１の前後方向両端部におけるクランクキャップ２０の振動（図中のＺｅ）に比べて、内燃機関１の前後方向中央部におけるクランクキャップ２０の振動（図中のＺｃ）の方が共振周波数が高くなる。

本実施形態では、３番クランクキャップ組立体１０＃３の質量部３０の共振周波数が、１番クランクキャップ組立体１０＃１及び５番クランクキャップ組立体１０＃５の質量部３０の共振周波数よりも高い。この結果、本実施形態によれば、各クランクキャップ２０の共振振動を効果的に抑制することができる。

なお、上記実施形態では、第１弾性体４１及び第２弾性体４４のゴムの硬度を調整することによって共振周波数を調整している。しかしながら、他の弾性体や質量部３０の質量や構造等を変更することによって共振周波数を調整するようにしてもよい。

１ 内燃機関
５ クランクシャフト
１０ クランクキャップ組立体
２０ クランクキャップ
３０ 質量部
３１ 本体部
３２ 延在部
３３ 本体貫通孔
４０ 弾性支持部
４１ 第１弾性体
４４ 第２弾性体
４５ カラー
４９ 取付ボルト
５０ キャップボルト

Claims (21)

1. クランクシャフトを回転可能に支持する一つのクランクキャップを備えるクランクキャップ組立体であって、
   質量部と、前記クランクキャップを機関本体に固定するための二つのキャップボルトと、前記二つのキャップボルトの間において前記クランクキャップに対して前記質量部を前記クランクシャフトの軸線方向において弾性的に支持する弾性支持部とを備える、クランクキャップ組立体。
2. 前記弾性支持部は、前記質量部を前記クランクキャップに取り付ける取付ボルトと、前記質量部とクランクキャップとの間に配置された第１弾性体とを備え、
   前記質量部は、該質量部を貫通する貫通孔を備え、
   前記取付ボルトは、前記貫通孔を通って延びると共に、前記第１弾性体を間に挟んだ状態で前記質量部を前記クランクキャップに取り付ける、請求項１に記載のクランクキャップ組立体。
3. 前記第１弾性体は、前記クランクシャフトの軸線方向において中央部の弾性係数が両端部の弾性係数に比べて大きくなるように形成されたゴムである、請求項２に記載のクランクキャップ組立体。
4. 前記第１弾性体は、前記クランクシャフトの軸線方向及び前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向に対して垂直なキャップ延在方向において、中央部の弾性係数が両端部の弾性係数に比べて大きくなるように形成されたゴムである、請求項２に記載のクランクキャップ組立体。
5. 前記第１弾性体はゴムであり、前記質量部は、前記クランクシャフトの軸線方向及び前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向に対して垂直なキャップ延在方向における中央部において、前記第１弾性体へ向けて突出する突出部を備える、請求項２に記載のクランクキャップ組立体。
6. 前記弾性支持部は、前記質量部と前記取付ボルトのヘッドとの間に配置された第２弾性体を更に備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
7. 前記第１弾性体及び前記第２弾性体はゴムであり、前記第２弾性体は前記第１弾性体よりも硬度が高い、請求項６に記載のクランクキャップ組立体。
8. 前記弾性支持部は、２本以上の前記取付ボルトと、前記第２弾性体と前記取付ボルトのヘッドとの間に配置されたカラーとを備え、該カラーは前記二つのボルトが貫通するように配置される、請求項６又は７に記載のクランクキャップ組立体。
9. 前記弾性支持部は第３弾性体を更に備え、該第３弾性体は前記質量部の貫通孔内において前記取付ボルトと前記貫通孔の内面との間に配置されたゴムである、請求項６〜８のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
10. 前記第１弾性体、第２弾性体及び第３弾性体は、ゴムであり且つ一体的に形成される、請求項９に記載のクランクキャップ組立体。
11. 前記弾性支持部は、前記キャップボルトのヘッドと前記質量部との間に配置された第４弾性体を更に備える、請求項２〜１０のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
12. 前記質量部は、ヘッド用凹部を備え、該ヘッド用凹部内に前記取付ボルトのヘッドが少なくとも部分的に受容される、請求項２〜１１のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
13. 前記質量部は、本体部と該本体部から外側に向かって平行に延びる二つの延在部とを備えると共に、これら二つの延在部の間に前記クランクキャップの一部が受容されるように配置される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
14. 前記弾性支持部は、前記延在部と前記クランクキャップとの間に配置された第５弾性体を備える、請求項１３に記載のクランクキャップ組立体。
15. 前記質量部は、前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向において分割された複数の部分質量部を備え、これら複数の部分質量部は前記クランクシャフトの軸線方向において互いに異なるバネ定数でクランクキャップに対して支持されるように構成される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
16. 前記質量部は、前記クランクシャフトの軸線方向及び前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向に対して垂直なキャップ延在方向において分割された複数の部分質量部を備え、これら複数の部分質量部の少なくとも一部は、前記クランクシャフトの軸線方向において他の部分質量部とは異なるバネ定数でクランクキャップに対して支持されるように構成される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
17. 隣り合う部分質量部の間には第６弾性体が設けられる、請求項１５又は１６に記載のクランクキャップ組立体。
18. 前記弾性支持部は、前記クランクシャフトの軸線方向と、前記クランクキャップを機関本体に取り付けるときの取付方向と、これら二つの方向に対して垂直なキャップ延在方向との三つの方向において異なるバネ定数で前記質量部を弾性的に支持するように形成される、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体。
19. 前記弾性支持部は、前記軸線方向、前記キャップ延在方向、前記取付方向の順にバネ定数が大きくなるように形成される、請求項１８に記載のクランクキャップ組立体。
20. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体を複数備える内燃機関であって、
    一列に配置された前記複数のクランクキャップ組立体により前記クランクシャフトが機関本体に回転可能に取り付けられ、
    前記クランクシャフトの下方において内燃機関内に設けられた構造体を備え、
    前記クランクキャップ組立体の質量部と前記構造体との間には第７弾性体が設けられ、該第７弾性体によって前記質量部が前記構造体に弾性的に支持される、内燃機関。
21. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載のクランクキャップ組立体を複数備える内燃機関であって、
    一列に配置された前記複数のクランクキャップ組立体により前記クランクシャフトが機関本体に回転可能に取り付けられ、
    前記クランクシャフトの軸線方向において前記機関本体の中央部に配置された前記クランクキャップ組立体は、その質量部の共振周波数が、前記クランクシャフトの軸線方向において前記機関本体の両端部に配置された前記クランクキャップ組立体の質量部の共振周波数よりも高くなるように構成される、内燃機関。

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