JP3993306B2 - 振動音低減装置および水冷式内燃機関の振動音低減装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動発生部の少なくとも一部を臨ませた液体通路を形成する通路形成体に、振動発生部から液体通路中の液体を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段が設けられる振動音低減装置に関し、特に、振動発生部としてのシリンダ部を囲繞する水路部を含む冷却水路が機関本体に設けられる水冷式内燃機関に好適に適用される振動音低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式内燃機関において、ピストンがシリンダ部の内面に衝突することに伴なうピストンスラップ音を低減するにあたっては、(1)シリンダ部の肉厚を厚くして振動振幅を小さく抑える手法、(2)シリンダブロックの外壁部の肉厚を厚くして振動振幅を抑える手法が従来から用いられている。
【０００３】
また冷却水路中に存在する非圧縮性の冷却水の振動を抑える構造として、(3)実開昭５３−６８８１４号公報で開示されるようにシリンダブロック内で冷却水路の外方に隔壁を介して遮音層が設けられる構造等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記(1)および(2)の手法では、シリンダ部およびシリンダブロックの肉厚増大により機関本体の重量が増大してしまう。また上記(3)の構造では、隔壁を介して冷却水路および遮音層が配置される二重構造となって構造が複雑であり、製造が困難であって製造コストが増大するとともに機関本体の重量増大を招くことにもなる。
【０００５】
そこで、本出願人は、冷却水路に臨んで機関本体の外壁部に取付孔が設けられ、一面を冷却水路に臨ませるとともに他面を空間部に臨ませた弾性膜を備える振動吸収手段が、前記取付孔を塞ぐようにして機関本体の外壁面側に取付けられるようにした水冷式内燃機関の振動音低減装置を、特願平９−３１３１３８号で既に提案している。
【０００６】
この提案技術によれば、一面を冷却水路に臨ませた弾性膜の撓みによって冷却水の圧力変動が吸収されることになり、冷却水から機関本体の外壁部に作用する加振力が効果的に低減され、機関本体の重量増加を招くことなく、機関本体から放射されるピストンスラップ音が低減されることになる。
【０００７】
ところが、上記提案技術では、取付孔を塞ぐようにして機関本体に取付けられる閉塞体に弾性膜が接着される構成となっており、弾性膜の閉塞体への取付強度が比較的弱く、弾性膜が閉塞体から外れる可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でピストンスラップ音等の振動音を振動吸収手段により効果的に低減し得るようにした上で、弾性膜の取付強度を高めた振動音低減装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の並列した振動発生部を備え、該複数の振動発生部の少なくとも一部を臨ませた液体通路を形成する通路形成体に、前記振動発生部から液体通路中の液体を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段が設けられる振動音低減装置において、前記液体通路に内端を開口せしめた取付孔が前記通路形成体の外壁部に設けられ、前記取付孔を閉塞して前記外壁部に取付けられる閉塞体と、一面を液体通路に臨ませるとともに前記閉塞体との間に形成した空間部に他端を臨ませる弾性膜とで、前記振動吸収手段が構成され、前記閉塞体は、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定され、前記振動吸収手段は、前記複数の振動発生部のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部に配設されることを特徴とする。
【００１０】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、振動発生部で生じた振動は、液体通路中の液体の振動を誘起することになるが、一面を液体通路に臨ませた弾性膜の撓みによって液体の圧力変動が吸収されることになり、液体から通路形成体に作用する加振力が効果的に低減され、通路形成体から放射される振動音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりでなく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。しかも、前記振動吸収手段は、前記複数の振動発生部のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部に配設される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記内側部材が、前記外側部材よりも薄肉の鋼板により形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、外側部材を内側部材で補強することにより外側部材の薄肉化を図って外側部材の軽量化を図るとともに、内側部材の軽量化を図ることができ、しかも弾性膜を取付けるための内側部材のかしめ加工が容易であり、かしめ精度を向上せしめて弾性膜の保持強度をより一層高めることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、振動吸収手段が、前記通路形成体への取付け状態で、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記液体通路内に突出しないことを特徴とし、かかる構成によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記液体通路内に突出しないので、液体通路中での液体の流通が阻害されることを極力回避することができ、液体通路中での液体の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の通路形成体と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、ピストンを摺動自在に嵌合させる複数のシリンダ部が並列して設けられるシリンダブロックを含む機関本体に、前記複数のシリンダ部を囲繞する水路部を含む冷却水路が形成されるとともに、前記シリンダ部から冷却水路中の冷却水を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段が設けられる水冷式内燃機関の振動音低減装置において、前記冷却水路に内端を開口せしめた取付孔が前記機関本体の外壁部に設けられ、前記取付孔を閉塞して前記外壁部に取付けられる閉塞体と、一面を冷却水路に臨ませるとともに前記閉塞体との間に形成した空間部に他端を臨ませる弾性膜とで、前記振動吸収手段が構成され、前記閉塞体は、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定され、前記振動吸収手段は、前記複数のシリンダ部のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設されることを特徴とする。
【００１４】
このような請求項４記載の発明の構成によれば、ピストンがシリンダ部の内面に衝突することに伴なうシリンダ部の振動は、冷却水路中の冷却水の振動を誘起することになるが、一面を冷却水路に臨ませた弾性膜の撓みによって冷却水の圧力変動が吸収されることになり、冷却水から機関本体の外壁部に作用する加振力が効果的に低減され、機関本体から放射されるピストンスラップ音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりで なく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。さらに、前記振動吸収手段は、前記複数のシリンダ部のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設される。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明の構成に加えて、振動吸収手段が、前記機関本体の取付け状態で、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記冷却水路内に突出しないことを特徴とし、かかる構成によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記冷却水路内に突出しないので、冷却水路中での冷却水の流通が阻害されることを極力回避することができ、冷却水路中での冷却水の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の水冷式内燃機関と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図６は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は４気筒水冷式内燃機関のシリンダブロックの斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図３の４矢視図、図５は各シリンダ部の配列方向に沿うシリンダブロック外壁面の振動モードを示す図、図６は周波数に対する振動加速度特性を従来と対比して示す図である。
【００１８】
先ず図１および図２において、水冷式４気筒内燃機関のシリンダブロック１１は、図示しないシリンダヘッドおよびオイルパン等とともに通路形成体としての機関本体Ｅを構成するものであり、このシリンダブロック１１には、振動発生部である第１ないし第４シリンダ部１３1〜１３4 が並列して設けられ、各シリンダ部１３1 〜１３4 にピストン１２…がそれぞれ摺動自在に嵌合される。これらのシリンダ部１３1 〜１３4 は、この実施例ではシリンダブロック１１が備える内壁部１１ａにシリンダライナ１５…が鋳込まれて成るものであるが、内壁部１１ａの内面が研削加工されて成るものであってもよい。また機関本体Ｅには、液体を流通させる液体通路としての冷却水路１４が形成され、該冷却水路１４は、各シリンダ部１３1〜１３4 を共通に囲繞するようにしてシリンダブロック１１に形成された水路部１４ａを含むものである。
【００１９】
ところで、ピストン１２…の外面および各シリンダ部１３1 〜１３4 の内面間には微少な間隙が存在しており、各シリンダ部１３1〜１３4 内でのピストン１２…の上下運動時にピストン１２…がシリンダ部１３1〜１３4 の内面に衝突してシリンダ部１３1 〜１３4 を振動させ、その振動が冷却水路１４内の冷却水に伝達される。而して冷却水は非圧縮性のものであるため、わずかな振動によっても圧力変化を生じ、冷却水路１４に臨むシリンダブロック１１の外壁部１１ｂに冷却水の圧力変化による加振力が加わることにより、前記外壁部１１ｂが振動してピストンスラップ音の外部への放射が生じることになる。
【００２０】
そこで、冷却水路１４内の冷却水の振動を吸収し、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに加振力が加わることを極力抑制してピストンスラップ音の低減を図る振動吸収手段１６1…が、各シリンダ部１３1 〜１３4 の配列方向に沿う中間位置に在る第２および第３シリンダ部１３2 ，１３3 のスリーブボアセンターにそれぞれ対応する位置で、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられるものであり、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂには、各振動吸収手段１６1…に対応して取付孔１７…が設けられる。
【００２１】
振動吸収手段１６1 は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８1と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに前記閉塞体１８1との間に形成した空間部２２に他面を臨ませて閉塞体１８1に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００２２】
図３および図４を併せて参照して、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂには、円筒状のボス部２４が一体に突設されており、内端を水路部１４ａに開口させた取付孔１７が、その外端をボス部２４の外端に開口するようにして前記外壁部１１ｂに設けられ、該取付孔１７の内面には雌ねじ２５が刻設される。
【００２３】
閉塞体１８1 は、外側部材１９1に内側部材２０1 が軽圧入されて成る二重円筒状に構成されるものであり、外側部材１９1は、たとえばアルミニウム合金等の金属材料から成るものであり、内側部材２０1は、たとえばＪＩＳ ＳＰＣＣ等で規定される鋼板によって外側部材１９1よりも薄肉に形成される。
【００２４】
外側部材１９1 は、前記雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８1とを一体に有するように形成され、外側部材１９1の軸方向内端に開口する横断面円形の挿入孔２９と、外側部材１９1の軸方向外端に開口する係合孔３０1とが、同軸上で相互に連なるようにして外側部材１９1に設けられる。しかも該係合孔３０1は、図４で明示するように、雄ねじ２６を雌ねじ２５に螺合させて外側部材１９1を取付孔１７にねじ込む際に、該外側部材１９1を回転操作するための工具を係合可能とすべく六角形状に形成される。而して外側部材１９1は、鍔部２８1 とボス部２４との間に環状のガスケット３１を挟むようにして、取付孔１７にねじ込まれる。
【００２５】
内側部材２０1 は、外側部材１９1の挿入孔２９内に軽圧入される円筒状の内筒部３２1と、該内筒部３２1 の内端から半径方向外方に張出して外筒部２７の内端に係合する鍔部３４と、該鍔部３４の外周に連結されるかしめ円筒部３５と該内筒部３２1の軸方向外端を閉塞する端壁部３６とを一体に有して、外側部材１９1よりも薄肉の鋼板により有底円筒状に形成される。
【００２６】
弾性膜２３は、その耐久性向上のために、たとえば布、合成繊維またはガラス繊維で強化されたゴム、合成樹脂または金属により円盤状に形成される。内側部材２０1におけるかしめ円筒部３５は、円盤状である弾性膜２３の外周部に係合するようにかしめられるものであり、弾性膜２３は、かしめ円筒部３５および鍔部３４間に挟持される。
【００２７】
而して内側部材２０1 は、鍔部３４を外筒部２７の内端に当接させるまで挿入孔２９内に軽圧入され、これにより、弾性膜２３および端壁部３６間に空間部２２が形成される。この際、内側部材２０1の挿入孔２９内への圧入操作は、鍔部３４が外筒部２７の内端に当接するまで実行されればよいので、圧入操作が容易となる。
【００２８】
しかも内側部材２０1 の内筒部３２1の長さは、外筒部２７において雄ねじ２６が設けられる部分に内筒部３２1の大部分が軸方向にラップするように設定される。
【００２９】
また振動吸収手段１６1 の機関本体Ｅへの取付け状態で、外筒部２７および内筒部３２1の内端と、弾性膜２３とは、シリンダブロック１１における外壁部１１ｂの内面から冷却水路１４内に突出しないように設定されている。
【００３０】
ところで、上記取付孔１７および振動吸収手段１６1 の配設位置は、ピストン１２が第２および第３シリンダ部１３2 ，１３3 の内面に打撃を与える位置に近いことが望ましく、クランク角に対するスラップ振動の発生タイミングがピストン１２の上死点前後２５度以内であることがわかっているので、前記上死点前後２５度でのピストン変位量とピストン１２の軸方向長さとの和をＡとしたときに、シリンダブロック１１の上面からＡの範囲に取付孔１７および振動吸収手段１６1が配設されることが望ましい。
【００３１】
また本発明者の実験によれば、各シリンダ部１３1 〜１３4 のピストン１２からの打撃に伴なう振動の速度振幅は、各シリンダ部１３1〜１３4 の配列方向に沿って図５で示すように変化するものであり、各シリンダ部１３1〜１３4 の配列方向に沿う中間部である第２および第３シリンダ部１３2，１３3 のスリーブボアセンターに対応する部分で速度振幅が大きくなる。したがって、取付孔１７および振動吸収手段１６1は、各シリンダ部１３1 〜１３4 の配列方向に直交する側方からシリンダブロック１１を見た状態で、第２および第３シリンダ部１３2 ，１３3 のスリーブボアセンターに対応する部分で、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂにそれぞれ配設されることが望ましい。
【００３２】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、各ピストン１２…の外面および各シリンダ部１３1 〜１３4 の内面間に微少間隙が存在することにより、各シリンダ部１３1 〜１３4 の内面にピストン１２…が衝突して各シリンダ部１３1〜１３4 を振動させると、その振動は冷却水路１４内の非圧縮性である冷却水に伝達され、冷却水の圧力変化を誘起することになる。しかるに、冷却水路１４の水路部１４ａに臨む部分でシリンダブロック１１の外壁部１１ｂには、取付孔１７が設けられるとともに、該取付孔１７を塞ぐようにして振動吸収手段１６1が取付けられており、該振動吸収手段１６1は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８1と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８1との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８1に取付けられる弾性膜２３とで構成されている。したがって、冷却水の圧力変動は弾性膜２３の撓みによって吸収されることになり、冷却水からシリンダブロック１１の外壁部１１ｂに作用する加振力が効果的に低減される。しかも弾性膜２３の他面が臨む空間部２２は端壁部３６で覆われるので、弾性膜２３の振動による音が閉塞体１８1から外部に放射されることもなく、シリンダブロック１１から放射されるピストンスラップ音を効果的に低減することができる。
【００３３】
また取付孔１７を閉塞して外壁部１１ｂに取付けられる閉塞体１８1 に、弾性膜２３がかしめ、固定されるので、弾性膜２３を閉塞体１８1 で強固に保持することができる。
【００３４】
また閉塞体１８1 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９1と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０1 とから二重円筒状に構成されており、円盤状である弾性膜２３の外周部が前記内筒部３２1の内端に取付けられている。しかも内側部材２０1の内筒部３２1 の大部分が、外筒部２７において雄ねじ２６が設けられる部分と軸方向にラップするものであるので、外筒部２７の取付け孔１７への取付部の大部分を内筒部３２1で補強することができ、外筒部２７の肉厚を比較的薄くしても外筒部２７の取付孔１７内面への取付剛性を確保することができ、充分な取付剛性を得ながら外筒部２７の軽量化すなわち振動吸収手段１６1の軽量化を図ることが可能であり、シリンダブロック１１の外壁側の一部に振動吸収手段１６1が取付けられるものであるので、振動吸収手段１６1の取付けによる機関本体Ｅの重量増大を極力小さく抑えることが可能である。
【００３５】
弾性膜２３は、外側部材１９1 とは別部材である内側部材２０1に取付けられるものであるので、弾性膜２３を内側部材２０1に取付けた後に内側部材２０1を外側部材１９1 に軽圧入することができる。したがって弾性膜２３の閉塞体１８1への組付作業性を向上することができる。
【００３６】
さらに内側部材２０1 は、外側部材１９1よりも薄肉の鋼板により形成されるものであり、外側部材１９1だけでなく内側部材２０1 の軽量化をも図ることができ、振動吸収手段１６1 をより一層軽量化することができる。
【００３７】
また外側部材１９1 の軸方向外端には外側部材１９1を回転操作するための工具を係合可能な貫通孔３０1が設けられているので、外側部材１９1すなわち振動吸収手段１６1 をより一層軽量化することができるとともに、振動吸収手段１６1の機関本体Ｅに対する着脱操作が極めて容易であり、弾性膜２３の交換およびメンテナンスを容易に行なうことができる。しかも貫通孔３０1を介して閉塞体１８1 の内部を外部から視認できるので、内側部材２０1 の外側部材１９1 への取付状態を外部から確認することができる。
【００３８】
さらに外筒部２７および内筒部３２1 の内端と、弾性膜２３とが、シリンダブロック１１における外壁部１１ｂの内面から冷却水路１４内に突出しないので、冷却水路１４中での冷却水の流通が阻害されることを極力回避することができ、冷却水路１４中での冷却水の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段１６1が装備されていない従来の水冷式内燃機関と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００３９】
ここで、第３シリンダ部１３3 に対応する部分でのシリンダブロック１１の外壁部１１ｂの振動加速度について検証した結果を示すと、図６で示すようになるものであり、振動吸収手段１６1を有しない従来のものが破線で示すように比較的高くなっているのに対し、本発明に従うものは、実線で示すように加速度が効果的に低減されており、本発明に従う振動吸収手段１６1によりピストンスラップ音を効果的に低減し得ることが明らかである。
【００４０】
図７は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００４１】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６2 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられ、該振動吸収手段１６2は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８2と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８2との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８2に取付けられる弾性膜２３とで構成されている。
【００４２】
閉塞体１８2 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９2と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０2 とから二重円筒状に構成されるものであり、外側部材１９2 は、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８1とを一体に有して鋼板により形成され、外側部材１９2の外端には貫通孔３０2 が設けられる。
【００４３】
内側部材２０2 におけるかしめ円筒部３５は、円盤状である弾性膜２３の外周部に係合するようにかしめられるものであり、内側部材２０2は、鍔部３４を内筒部２７の内端に当接、係合させるようにして、内筒部２７に軽圧入される。
【００４４】
この第２実施例によっても上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。しかも内側部材２０2 が外側部材１９2 よりも薄肉の鋼板により形成されるものであるので、内側部材２０2 を極力軽量化することができる上に、かしめ加工により弾性膜２３を内側部材２０2 に取付けることが容易であり、かしめ精度を向上せしめて弾性膜２３の保持強度をより一層高めることができる。しかも内側部材２０1および外側部材１９2 の固有振動数を異ならせるので、振動音低減効果を高める上で有利である。
【００４５】
図８および図９は本発明の第３実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００４６】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６3 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられる。この振動吸収手段１６3は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８3と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８3との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８3に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００４７】
閉塞体１８3 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９3と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０1 とから二重円筒状に構成されるものであり、外側部材１９3 は、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８2とを一体に有して鋼板により形成され、外側部材１９3の外端には貫通孔３０3 が設けられる。
【００４８】
しかも図９で明示するように、外側部材１９3 の鍔部２８2 は、外側部材１９3を回転操作するための工具を係合可能とすべくたとえば六角形状に形成されており、貫通孔３０3は、たとえば円形に形成される。
【００４９】
この第３実施例によっても、上記第１および第２実施例と同様の効果を奏することができる。しかも外側部材１９3の鍔部２８2 に工具が係合されるので、貫通孔３０3 を極力大径化することができ、それによっても外側部材１９3すなわち閉塞体１８3 の軽量化をより一層図ることができ、ひいては振動吸収手段１６3をより一層軽量化することができる。
【００５０】
図１０は本発明の第４実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５１】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６4 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられる。この振動吸収手段１６4は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８4と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８4との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８4に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００５２】
閉塞体１８4 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９4と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０2 とから二重円筒状に構成されるものである。而して、外側部材１９4は、上記第３実施例の外側部材１９4と同様に、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８2とを一体に有して鋼板により形成されるのであるが、外側部材１９3の外端に貫通孔３０3 が設けられていない点が第３実施例と異なるものである。また内側部材２０2は、該内筒部３２1 の軸方向外端を閉塞する端壁部３６を有していない点が、第３実施例の内側部材２０1と異なるものであり、前記端壁部３６の機能を外側部材１９3の外端壁が果すことになる。
【００５３】
この第４実施例によれば、貫通孔３０3 が設けられていない分だけ外側部材１９4 がわずかに重くなる点を除けば、上記第３実施例と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
図１１および図１２は本発明の第５実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５５】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６5 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられる。この振動吸収手段１６5は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８5と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８5との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８5に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００５６】
閉塞体１８5 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７ならびに該外筒部２７の外端側に嵌入される内筒部３２2を有して鋼板により形成される外側部材１９5と、前記外筒部２７の内端側に圧入される円筒状の内筒部３２3を有する内側部材２０3 とから二重円筒状に構成される。
【００５７】
外側部材１９5 は、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８1と、鍔部２８1 の内周に連なって前記外筒部２７内に嵌入される内筒部３２2と、該内筒部３２2 の内端を閉塞する端壁部３６とを一体に有して鋼板により形成される。
【００５８】
しかも内筒部３２2 は、図１２で明示するように、周方向６箇所で外筒部２７の内面に接触するように六角形状の横断面形状を有するように形成されており、内筒部３２2内には、閉塞体１８5 を回転操作する工具を係合可能な有底の係合孔３７が軸方向外方に開放するようにして形成される。
【００５９】
一方、内側部材２０3 は、外筒部２７の内端側に圧入される円筒状の内筒部３２3と、該内筒部３２3 の内端から半径方向内方に張出す支持鍔３８とを一体に有して外側部材１９5よりも薄肉の鋼板により形成されるものであり、円盤状である弾性膜２３は、支持鍔３８で受けられるようにして内筒部３２3の内端側に嵌合され、支持鍔３８との間に弾性膜２３の外周を挟持する環状突部３９が、内筒部３２3を全周にわたってかしめることにより内筒部３２3の内面から半径方向内方に突出するようにして内筒部３２3に設けられる。
【００６０】
このような内側部材２０3 は、外側部材１９5の端壁部３６および弾性膜２３間に空間部２２を形成するようにして、外側部材１９5における外筒部２７の内端側に圧入される。
【００６１】
この第５実施例によれば、上記第１〜第４実施例と同様の構成部分では第１〜第４実施例と同様の効果を奏することができる。しかも閉塞体１８5の外筒部２７は、該外筒部２７と一体である内筒部３２2で補強されるとともに、外筒部２７とは別体の内筒部３２3で補強されることになる。また外側部材１９5が備える内筒部３２2 内に工具を係合可能な係合孔３７が形成されるので、閉塞体１８5のシリンダヘッド１１への着脱操作が容易となり、内筒部３２2内の空き空間を利用して係合孔３７が形成されるので、閉塞体１８5すなわち振動吸収手段１６5 の小型化が可能となる。
【００６２】
上記第５実施例の変形例として、図１３で示すように、上記内側部材２０3 とともに閉塞体１８6 を構成する外側部材１９6 の内筒部３２4が、その外面の横断面形状を円形とするが、内面の横断面形状を六角形とした筒状に形成されていてもよく、この場合にも、係合孔３７が軸方向外方に開放するようにして内筒部３２4内に形成される。
【００６３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００６４】
たとえば上記実施例では、水冷式内燃機関に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、振動発生部の少なくとも一部を臨ませた液体通路を形成する通路形成体から放射される振動音を低減する装置として広く実施することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、通路形成体に作用する加振力が効果的に低減され、通路形成体から放射される振動音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりでなく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。しかも、前記振動吸収手段は、前記複数の振動発生部のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部に配設される。
【００６６】
また請求項２記載の発明によれば、外側部材および内側部材の軽量化を図ることができるだけでなく、弾性膜を取付けるための内側部材のかしめ加工が容易であり、かしめ精度を向上して弾性膜の保持強度をより一層高めることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記液体通路内に突出しないので、液体通路中での液体の流通が阻害されることを極力回避することができ、液体通路中での液体の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の通路形成体と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、機関本体から放射されるピストンスラップ音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりでなく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。さらに、前記振動吸収手段は、前記複数のシリンダ部のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設される。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記冷却水路内に突出しないので、冷却水路中での冷却水の流通が阻害されることを極力回避することができ、冷却水路中での冷却水の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の水冷式内燃機関と同程度に冷却性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例における４気筒水冷式内燃機関のシリンダブロックの斜視図である。
【図２】 図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】 図２の要部拡大図である。
【図４】 図２の４矢視図である。
【図５】 各シリンダ部の配列方向に沿うシリンダブロック外壁面の振動モードを示す図である。
【図６】 周波数に対する振動加速度特性を従来と対比して示す図である。
【図７】 第２実施例の図３に対応した断面図である。
【図８】 第３実施例の図３に対応した断面図である。
【図９】 図８の９矢視図である。
【図１０】 第４実施例の図３に対応した断面図である。
【図１１】 第５実施例の図３に対応した断面図である。
【図１２】 図１１の１２−１２線断面図である。
【図１３】 第５実施例の変形例の図１２に対応した断面図である。
【符号の説明】
１１・・・シリンダブロック
１１ｂ・・・外壁部
１２・・・ピストン
１３1 〜１３4・・・振動発生部としてのシリンダ部
１４・・・液体通路としての冷却水路
１４ａ・・・水路部
１６1 〜１６5・・・振動吸収手段
１７・・・取付孔
１８1 〜１８6・・・閉塞体
１９1 〜１９6・・・外側部材
２０1 〜２０3・・・内側部材
２２・・・空間部
２３・・・弾性膜
２７・・・外筒部
３２1 ，３２3，３２4 ・・・内筒部
Ｅ・・・通路形成体としての機関本体
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動発生部の少なくとも一部を臨ませた液体通路を形成する通路形成体に、振動発生部から液体通路中の液体を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段が設けられる振動音低減装置に関し、特に、振動発生部としてのシリンダ部を囲繞する水路部を含む冷却水路が機関本体に設けられる水冷式内燃機関に好適に適用される振動音低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式内燃機関において、ピストンがシリンダ部の内面に衝突することに伴なうピストンスラップ音を低減するにあたっては、(1)シリンダ部の肉厚を厚くして振動振幅を小さく抑える手法、(2)シリンダブロックの外壁部の肉厚を厚くして振動振幅を抑える手法が従来から用いられている。
【０００３】
また冷却水路中に存在する非圧縮性の冷却水の振動を抑える構造として、(3)実開昭５３−６８８１４号公報で開示されるようにシリンダブロック内で冷却水路の外方に隔壁を介して遮音層が設けられる構造等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記(1)および(2)の手法では、シリンダ部およびシリンダブロックの肉厚増大により機関本体の重量が増大してしまう。また上記(3)の構造では、隔壁を介して冷却水路および遮音層が配置される二重構造となって構造が複雑であり、製造が困難であって製造コストが増大するとともに機関本体の重量増大を招くことにもなる。
【０００５】
そこで、本出願人は、冷却水路に臨んで機関本体の外壁部に取付孔が設けられ、一面を冷却水路に臨ませるとともに他面を空間部に臨ませた弾性膜を備える振動吸収手段が、前記取付孔を塞ぐようにして機関本体の外壁面側に取付けられるようにした水冷式内燃機関の振動音低減装置を、特願平９−３１３１３８号で既に提案している。
【０００６】
この提案技術によれば、一面を冷却水路に臨ませた弾性膜の撓みによって冷却水の圧力変動が吸収されることになり、冷却水から機関本体の外壁部に作用する加振力が効果的に低減され、機関本体の重量増加を招くことなく、機関本体から放射されるピストンスラップ音が低減されることになる。
【０００７】
ところが、上記提案技術では、取付孔を塞ぐようにして機関本体に取付けられる閉塞体に弾性膜が接着される構成となっており、弾性膜の閉塞体への取付強度が比較的弱く、弾性膜が閉塞体から外れる可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でピストンスラップ音等の振動音を振動吸収手段により効果的に低減し得るようにした上で、弾性膜の取付強度を高めた振動音低減装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の並列した振動発生部を備え、該複数の振動発生部の少なくとも一部を臨ませた液体通路を形成する通路形成体に、前記振動発生部から液体通路中の液体を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段が設けられる振動音低減装置において、前記液体通路に内端を開口せしめた取付孔が前記通路形成体の外壁部に設けられ、前記取付孔を閉塞して前記外壁部に取付けられる閉塞体と、一面を液体通路に臨ませるとともに前記閉塞体との間に形成した空間部に他端を臨ませる弾性膜とで、前記振動吸収手段が構成され、前記閉塞体は、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定され、前記振動吸収手段は、前記複数の振動発生部のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部に配設されることを特徴とする。
【００１０】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、振動発生部で生じた振動は、液体通路中の液体の振動を誘起することになるが、一面を液体通路に臨ませた弾性膜の撓みによって液体の圧力変動が吸収されることになり、液体から通路形成体に作用する加振力が効果的に低減され、通路形成体から放射される振動音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりでなく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。しかも、前記振動吸収手段は、前記複数の振動発生部のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部に配設される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記内側部材が、前記外側部材よりも薄肉の鋼板により形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、外側部材を内側部材で補強することにより外側部材の薄肉化を図って外側部材の軽量化を図るとともに、内側部材の軽量化を図ることができ、しかも弾性膜を取付けるための内側部材のかしめ加工が容易であり、かしめ精度を向上せしめて弾性膜の保持強度をより一層高めることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、振動吸収手段が、前記通路形成体への取付け状態で、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記液体通路内に突出しないことを特徴とし、かかる構成によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記液体通路内に突出しないので、液体通路中での液体の流通が阻害されることを極力回避することができ、液体通路中での液体の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の通路形成体と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、ピストンを摺動自在に嵌合させる複数のシリンダ部が並列して設けられるシリンダブロックを含む機関本体に、前記複数のシリンダ部を囲繞する水路部を含む冷却水路が形成されるとともに、前記シリンダ部から冷却水路中の冷却水を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段が設けられる水冷式内燃機関の振動音低減装置において、前記冷却水路に内端を開口せしめた取付孔が前記機関本体の外壁部に設けられ、前記取付孔を閉塞して前記外壁部に取付けられる閉塞体と、一面を冷却水路に臨ませるとともに前記閉塞体との間に形成した空間部に他端を臨ませる弾性膜とで、前記振動吸収手段が構成され、前記閉塞体は、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定され、前記振動吸収手段は、前記複数のシリンダ部のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設されることを特徴とする。
【００１４】
このような請求項４記載の発明の構成によれば、ピストンがシリンダ部の内面に衝突することに伴なうシリンダ部の振動は、冷却水路中の冷却水の振動を誘起することになるが、一面を冷却水路に臨ませた弾性膜の撓みによって冷却水の圧力変動が吸収されることになり、冷却水から機関本体の外壁部に作用する加振力が効果的に低減され、機関本体から放射されるピストンスラップ音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりで なく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。さらに、前記振動吸収手段は、前記複数のシリンダ部のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設される。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明の構成に加えて、振動吸収手段が、前記機関本体の取付け状態で、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記冷却水路内に突出しないことを特徴とし、かかる構成によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記冷却水路内に突出しないので、冷却水路中での冷却水の流通が阻害されることを極力回避することができ、冷却水路中での冷却水の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の水冷式内燃機関と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図６は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は４気筒水冷式内燃機関のシリンダブロックの斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図３の４矢視図、図５は各シリンダ部の配列方向に沿うシリンダブロック外壁面の振動モードを示す図、図６は周波数に対する振動加速度特性を従来と対比して示す図である。
【００１８】
先ず図１および図２において、水冷式４気筒内燃機関のシリンダブロック１１は、図示しないシリンダヘッドおよびオイルパン等とともに通路形成体としての機関本体Ｅを構成するものであり、このシリンダブロック１１には、振動発生部である第１ないし第４シリンダ部１３1〜１３4 が並列して設けられ、各シリンダ部１３1 〜１３4 にピストン１２…がそれぞれ摺動自在に嵌合される。これらのシリンダ部１３1 〜１３4 は、この実施例ではシリンダブロック１１が備える内壁部１１ａにシリンダライナ１５…が鋳込まれて成るものであるが、内壁部１１ａの内面が研削加工されて成るものであってもよい。また機関本体Ｅには、液体を流通させる液体通路としての冷却水路１４が形成され、該冷却水路１４は、各シリンダ部１３1〜１３4 を共通に囲繞するようにしてシリンダブロック１１に形成された水路部１４ａを含むものである。
【００１９】
ところで、ピストン１２…の外面および各シリンダ部１３1 〜１３4 の内面間には微少な間隙が存在しており、各シリンダ部１３1〜１３4 内でのピストン１２…の上下運動時にピストン１２…がシリンダ部１３1〜１３4 の内面に衝突してシリンダ部１３1 〜１３4 を振動させ、その振動が冷却水路１４内の冷却水に伝達される。而して冷却水は非圧縮性のものであるため、わずかな振動によっても圧力変化を生じ、冷却水路１４に臨むシリンダブロック１１の外壁部１１ｂに冷却水の圧力変化による加振力が加わることにより、前記外壁部１１ｂが振動してピストンスラップ音の外部への放射が生じることになる。
【００２０】
そこで、冷却水路１４内の冷却水の振動を吸収し、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに加振力が加わることを極力抑制してピストンスラップ音の低減を図る振動吸収手段１６1…が、各シリンダ部１３1 〜１３4 の配列方向に沿う中間位置に在る第２および第３シリンダ部１３2 ，１３3 のスリーブボアセンターにそれぞれ対応する位置で、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられるものであり、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂには、各振動吸収手段１６1…に対応して取付孔１７…が設けられる。
【００２１】
振動吸収手段１６1 は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８1と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに前記閉塞体１８1との間に形成した空間部２２に他面を臨ませて閉塞体１８1に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００２２】
図３および図４を併せて参照して、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂには、円筒状のボス部２４が一体に突設されており、内端を水路部１４ａに開口させた取付孔１７が、その外端をボス部２４の外端に開口するようにして前記外壁部１１ｂに設けられ、該取付孔１７の内面には雌ねじ２５が刻設される。
【００２３】
閉塞体１８1 は、外側部材１９1に内側部材２０1 が軽圧入されて成る二重円筒状に構成されるものであり、外側部材１９1は、たとえばアルミニウム合金等の金属材料から成るものであり、内側部材２０1は、たとえばＪＩＳ ＳＰＣＣ等で規定される鋼板によって外側部材１９1よりも薄肉に形成される。
【００２４】
外側部材１９1 は、前記雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８1とを一体に有するように形成され、外側部材１９1の軸方向内端に開口する横断面円形の挿入孔２９と、外側部材１９1の軸方向外端に開口する係合孔３０1とが、同軸上で相互に連なるようにして外側部材１９1に設けられる。しかも該係合孔３０1は、図４で明示するように、雄ねじ２６を雌ねじ２５に螺合させて外側部材１９1を取付孔１７にねじ込む際に、該外側部材１９1を回転操作するための工具を係合可能とすべく六角形状に形成される。而して外側部材１９1は、鍔部２８1 とボス部２４との間に環状のガスケット３１を挟むようにして、取付孔１７にねじ込まれる。
【００２５】
内側部材２０1 は、外側部材１９1の挿入孔２９内に軽圧入される円筒状の内筒部３２1と、該内筒部３２1 の内端から半径方向外方に張出して外筒部２７の内端に係合する鍔部３４と、該鍔部３４の外周に連結されるかしめ円筒部３５と該内筒部３２1の軸方向外端を閉塞する端壁部３６とを一体に有して、外側部材１９1よりも薄肉の鋼板により有底円筒状に形成される。
【００２６】
弾性膜２３は、その耐久性向上のために、たとえば布、合成繊維またはガラス繊維で強化されたゴム、合成樹脂または金属により円盤状に形成される。内側部材２０1におけるかしめ円筒部３５は、円盤状である弾性膜２３の外周部に係合するようにかしめられるものであり、弾性膜２３は、かしめ円筒部３５および鍔部３４間に挟持される。
【００２７】
而して内側部材２０1 は、鍔部３４を外筒部２７の内端に当接させるまで挿入孔２９内に軽圧入され、これにより、弾性膜２３および端壁部３６間に空間部２２が形成される。この際、内側部材２０1の挿入孔２９内への圧入操作は、鍔部３４が外筒部２７の内端に当接するまで実行されればよいので、圧入操作が容易となる。
【００２８】
しかも内側部材２０1 の内筒部３２1の長さは、外筒部２７において雄ねじ２６が設けられる部分に内筒部３２1の大部分が軸方向にラップするように設定される。
【００２９】
また振動吸収手段１６1 の機関本体Ｅへの取付け状態で、外筒部２７および内筒部３２1の内端と、弾性膜２３とは、シリンダブロック１１における外壁部１１ｂの内面から冷却水路１４内に突出しないように設定されている。
【００３０】
ところで、上記取付孔１７および振動吸収手段１６1 の配設位置は、ピストン１２が第２および第３シリンダ部１３2 ，１３3 の内面に打撃を与える位置に近いことが望ましく、クランク角に対するスラップ振動の発生タイミングがピストン１２の上死点前後２５度以内であることがわかっているので、前記上死点前後２５度でのピストン変位量とピストン１２の軸方向長さとの和をＡとしたときに、シリンダブロック１１の上面からＡの範囲に取付孔１７および振動吸収手段１６1が配設されることが望ましい。
【００３１】
また本発明者の実験によれば、各シリンダ部１３1 〜１３4 のピストン１２からの打撃に伴なう振動の速度振幅は、各シリンダ部１３1〜１３4 の配列方向に沿って図５で示すように変化するものであり、各シリンダ部１３1〜１３4 の配列方向に沿う中間部である第２および第３シリンダ部１３2，１３3 のスリーブボアセンターに対応する部分で速度振幅が大きくなる。したがって、取付孔１７および振動吸収手段１６1は、各シリンダ部１３1 〜１３4 の配列方向に直交する側方からシリンダブロック１１を見た状態で、第２および第３シリンダ部１３2 ，１３3 のスリーブボアセンターに対応する部分で、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂにそれぞれ配設されることが望ましい。
【００３２】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、各ピストン１２…の外面および各シリンダ部１３1 〜１３4 の内面間に微少間隙が存在することにより、各シリンダ部１３1 〜１３4 の内面にピストン１２…が衝突して各シリンダ部１３1〜１３4 を振動させると、その振動は冷却水路１４内の非圧縮性である冷却水に伝達され、冷却水の圧力変化を誘起することになる。しかるに、冷却水路１４の水路部１４ａに臨む部分でシリンダブロック１１の外壁部１１ｂには、取付孔１７が設けられるとともに、該取付孔１７を塞ぐようにして振動吸収手段１６1が取付けられており、該振動吸収手段１６1は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８1と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８1との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８1に取付けられる弾性膜２３とで構成されている。したがって、冷却水の圧力変動は弾性膜２３の撓みによって吸収されることになり、冷却水からシリンダブロック１１の外壁部１１ｂに作用する加振力が効果的に低減される。しかも弾性膜２３の他面が臨む空間部２２は端壁部３６で覆われるので、弾性膜２３の振動による音が閉塞体１８1から外部に放射されることもなく、シリンダブロック１１から放射されるピストンスラップ音を効果的に低減することができる。
【００３３】
また取付孔１７を閉塞して外壁部１１ｂに取付けられる閉塞体１８1 に、弾性膜２３がかしめ、固定されるので、弾性膜２３を閉塞体１８1 で強固に保持することができる。
【００３４】
また閉塞体１８1 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９1と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０1 とから二重円筒状に構成されており、円盤状である弾性膜２３の外周部が前記内筒部３２1の内端に取付けられている。しかも内側部材２０1の内筒部３２1 の大部分が、外筒部２７において雄ねじ２６が設けられる部分と軸方向にラップするものであるので、外筒部２７の取付け孔１７への取付部の大部分を内筒部３２1で補強することができ、外筒部２７の肉厚を比較的薄くしても外筒部２７の取付孔１７内面への取付剛性を確保することができ、充分な取付剛性を得ながら外筒部２７の軽量化すなわち振動吸収手段１６1の軽量化を図ることが可能であり、シリンダブロック１１の外壁側の一部に振動吸収手段１６1が取付けられるものであるので、振動吸収手段１６1の取付けによる機関本体Ｅの重量増大を極力小さく抑えることが可能である。
【００３５】
弾性膜２３は、外側部材１９1 とは別部材である内側部材２０1に取付けられるものであるので、弾性膜２３を内側部材２０1に取付けた後に内側部材２０1を外側部材１９1 に軽圧入することができる。したがって弾性膜２３の閉塞体１８1への組付作業性を向上することができる。
【００３６】
さらに内側部材２０1 は、外側部材１９1よりも薄肉の鋼板により形成されるものであり、外側部材１９1だけでなく内側部材２０1 の軽量化をも図ることができ、振動吸収手段１６1 をより一層軽量化することができる。
【００３７】
また外側部材１９1 の軸方向外端には外側部材１９1を回転操作するための工具を係合可能な貫通孔３０1が設けられているので、外側部材１９1すなわち振動吸収手段１６1 をより一層軽量化することができるとともに、振動吸収手段１６1の機関本体Ｅに対する着脱操作が極めて容易であり、弾性膜２３の交換およびメンテナンスを容易に行なうことができる。しかも貫通孔３０1を介して閉塞体１８1 の内部を外部から視認できるので、内側部材２０1 の外側部材１９1 への取付状態を外部から確認することができる。
【００３８】
さらに外筒部２７および内筒部３２1 の内端と、弾性膜２３とが、シリンダブロック１１における外壁部１１ｂの内面から冷却水路１４内に突出しないので、冷却水路１４中での冷却水の流通が阻害されることを極力回避することができ、冷却水路１４中での冷却水の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段１６1が装備されていない従来の水冷式内燃機関と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００３９】
ここで、第３シリンダ部１３3 に対応する部分でのシリンダブロック１１の外壁部１１ｂの振動加速度について検証した結果を示すと、図６で示すようになるものであり、振動吸収手段１６1を有しない従来のものが破線で示すように比較的高くなっているのに対し、本発明に従うものは、実線で示すように加速度が効果的に低減されており、本発明に従う振動吸収手段１６1によりピストンスラップ音を効果的に低減し得ることが明らかである。
【００４０】
図７は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００４１】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６2 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられ、該振動吸収手段１６2は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８2と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８2との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８2に取付けられる弾性膜２３とで構成されている。
【００４２】
閉塞体１８2 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９2と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０2 とから二重円筒状に構成されるものであり、外側部材１９2 は、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８1とを一体に有して鋼板により形成され、外側部材１９2の外端には貫通孔３０2 が設けられる。
【００４３】
内側部材２０2 におけるかしめ円筒部３５は、円盤状である弾性膜２３の外周部に係合するようにかしめられるものであり、内側部材２０2は、鍔部３４を内筒部２７の内端に当接、係合させるようにして、内筒部２７に軽圧入される。
【００４４】
この第２実施例によっても上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。しかも内側部材２０2 が外側部材１９2 よりも薄肉の鋼板により形成されるものであるので、内側部材２０2 を極力軽量化することができる上に、かしめ加工により弾性膜２３を内側部材２０2 に取付けることが容易であり、かしめ精度を向上せしめて弾性膜２３の保持強度をより一層高めることができる。しかも内側部材２０1および外側部材１９2 の固有振動数を異ならせるので、振動音低減効果を高める上で有利である。
【００４５】
図８および図９は本発明の第３実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００４６】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６3 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられる。この振動吸収手段１６3は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８3と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８3との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８3に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００４７】
閉塞体１８3 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９3と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０1 とから二重円筒状に構成されるものであり、外側部材１９3 は、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８2とを一体に有して鋼板により形成され、外側部材１９3の外端には貫通孔３０3 が設けられる。
【００４８】
しかも図９で明示するように、外側部材１９3 の鍔部２８2 は、外側部材１９3を回転操作するための工具を係合可能とすべくたとえば六角形状に形成されており、貫通孔３０3は、たとえば円形に形成される。
【００４９】
この第３実施例によっても、上記第１および第２実施例と同様の効果を奏することができる。しかも外側部材１９3の鍔部２８2 に工具が係合されるので、貫通孔３０3 を極力大径化することができ、それによっても外側部材１９3すなわち閉塞体１８3 の軽量化をより一層図ることができ、ひいては振動吸収手段１６3をより一層軽量化することができる。
【００５０】
図１０は本発明の第４実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５１】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６4 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられる。この振動吸収手段１６4は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８4と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８4との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８4に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００５２】
閉塞体１８4 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７を有して鋼板により形成される外側部材１９4と、外筒部２７に軽圧入される円筒状の内筒部３２1を有する内側部材２０2 とから二重円筒状に構成されるものである。而して、外側部材１９4は、上記第３実施例の外側部材１９4と同様に、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８2とを一体に有して鋼板により形成されるのであるが、外側部材１９3の外端に貫通孔３０3 が設けられていない点が第３実施例と異なるものである。また内側部材２０2は、該内筒部３２1 の軸方向外端を閉塞する端壁部３６を有していない点が、第３実施例の内側部材２０1と異なるものであり、前記端壁部３６の機能を外側部材１９3の外端壁が果すことになる。
【００５３】
この第４実施例によれば、貫通孔３０3 が設けられていない分だけ外側部材１９4 がわずかに重くなる点を除けば、上記第３実施例と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
図１１および図１２は本発明の第５実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５５】
シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに設けられた取付孔１７を塞ぐようにして、振動吸収手段１６5 が、シリンダブロック１１の外壁部１１ｂに取付けられる。この振動吸収手段１６5は、取付孔１７にねじ込まれる閉塞体１８5と、一面を液体通路１４に臨ませるとともに閉塞体１８5との間に形成した空間部２２に他端を臨ませて閉塞体１８5に取付けられる弾性膜２３とで構成される。
【００５６】
閉塞体１８5 は、取付孔１７にねじ込まれる円筒状の外筒部２７ならびに該外筒部２７の外端側に嵌入される内筒部３２2を有して鋼板により形成される外側部材１９5と、前記外筒部２７の内端側に圧入される円筒状の内筒部３２3を有する内側部材２０3 とから二重円筒状に構成される。
【００５７】
外側部材１９5 は、取付孔１７の雌ねじ２５に螺合する雄ねじ２６が外周面に設けられる円筒状の外筒部２７と、該外筒部２７の外端から半径方向外方に張出す鍔部２８1と、鍔部２８1 の内周に連なって前記外筒部２７内に嵌入される内筒部３２2と、該内筒部３２2 の内端を閉塞する端壁部３６とを一体に有して鋼板により形成される。
【００５８】
しかも内筒部３２2 は、図１２で明示するように、周方向６箇所で外筒部２７の内面に接触するように六角形状の横断面形状を有するように形成されており、内筒部３２2内には、閉塞体１８5 を回転操作する工具を係合可能な有底の係合孔３７が軸方向外方に開放するようにして形成される。
【００５９】
一方、内側部材２０3 は、外筒部２７の内端側に圧入される円筒状の内筒部３２3と、該内筒部３２3 の内端から半径方向内方に張出す支持鍔３８とを一体に有して外側部材１９5よりも薄肉の鋼板により形成されるものであり、円盤状である弾性膜２３は、支持鍔３８で受けられるようにして内筒部３２3の内端側に嵌合され、支持鍔３８との間に弾性膜２３の外周を挟持する環状突部３９が、内筒部３２3を全周にわたってかしめることにより内筒部３２3の内面から半径方向内方に突出するようにして内筒部３２3に設けられる。
【００６０】
このような内側部材２０3 は、外側部材１９5の端壁部３６および弾性膜２３間に空間部２２を形成するようにして、外側部材１９5における外筒部２７の内端側に圧入される。
【００６１】
この第５実施例によれば、上記第１〜第４実施例と同様の構成部分では第１〜第４実施例と同様の効果を奏することができる。しかも閉塞体１８5の外筒部２７は、該外筒部２７と一体である内筒部３２2で補強されるとともに、外筒部２７とは別体の内筒部３２3で補強されることになる。また外側部材１９5が備える内筒部３２2 内に工具を係合可能な係合孔３７が形成されるので、閉塞体１８5のシリンダヘッド１１への着脱操作が容易となり、内筒部３２2内の空き空間を利用して係合孔３７が形成されるので、閉塞体１８5すなわち振動吸収手段１６5 の小型化が可能となる。
【００６２】
上記第５実施例の変形例として、図１３で示すように、上記内側部材２０3 とともに閉塞体１８6 を構成する外側部材１９6 の内筒部３２4が、その外面の横断面形状を円形とするが、内面の横断面形状を六角形とした筒状に形成されていてもよく、この場合にも、係合孔３７が軸方向外方に開放するようにして内筒部３２4内に形成される。
【００６３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００６４】
たとえば上記実施例では、水冷式内燃機関に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、振動発生部の少なくとも一部を臨ませた液体通路を形成する通路形成体から放射される振動音を低減する装置として広く実施することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、通路形成体に作用する加振力が効果的に低減され、通路形成体から放射される振動音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりでなく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。しかも、前記振動吸収手段は、前記複数の振動発生部のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部に配設される。
【００６６】
また請求項２記載の発明によれば、外側部材および内側部材の軽量化を図ることができるだけでなく、弾性膜を取付けるための内側部材のかしめ加工が容易であり、かしめ精度を向上して弾性膜の保持強度をより一層高めることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記液体通路内に突出しないので、液体通路中での液体の流通が阻害されることを極力回避することができ、液体通路中での液体の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の通路形成体と同程度に冷却性能を維持することができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、機関本体から放射されるピストンスラップ音が低減されることになる。しかも取付孔を閉塞して外壁部に取付けられる閉塞体が、前記取付孔に挿入される外筒部を備える外側部材と、前記外筒部に挿入、固定される内筒部を有する内側部材とで構成されて、前記弾性膜が前記内筒部の内端にかしめ固定されるので、弾性膜を閉塞体で強固に保持することができるばかりでなく、弾性膜を内側部材に取付けた後に内側部材を外側部材に挿入、固定することができ、弾性膜の閉塞体への組付作業性を向上することができる。さらに、前記振動吸収手段は、前記複数のシリンダ部のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設される。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、前記閉塞体の内端と前記弾性膜とが、前記外壁部の内面から前記冷却水路内に突出しないので、冷却水路中での冷却水の流通が阻害されることを極力回避することができ、冷却水路中での冷却水の流通を円滑にすることができ、振動吸収手段が装備されていない従来の水冷式内燃機関と同程度に冷却性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例における４気筒水冷式内燃機関のシリンダブロックの斜視図である。
【図２】 図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】 図２の要部拡大図である。
【図４】 図２の４矢視図である。
【図５】 各シリンダ部の配列方向に沿うシリンダブロック外壁面の振動モードを示す図である。
【図６】 周波数に対する振動加速度特性を従来と対比して示す図である。
【図７】 第２実施例の図３に対応した断面図である。
【図８】 第３実施例の図３に対応した断面図である。
【図９】 図８の９矢視図である。
【図１０】 第４実施例の図３に対応した断面図である。
【図１１】 第５実施例の図３に対応した断面図である。
【図１２】 図１１の１２−１２線断面図である。
【図１３】 第５実施例の変形例の図１２に対応した断面図である。
【符号の説明】
１１・・・シリンダブロック
１１ｂ・・・外壁部
１２・・・ピストン
１３1 〜１３4・・・振動発生部としてのシリンダ部
１４・・・液体通路としての冷却水路
１４ａ・・・水路部
１６1 〜１６5・・・振動吸収手段
１７・・・取付孔
１８1 〜１８6・・・閉塞体
１９1 〜１９6・・・外側部材
２０1 〜２０3・・・内側部材
２２・・・空間部
２３・・・弾性膜
２７・・・外筒部
３２1 ，３２3，３２4 ・・・内筒部
Ｅ・・・通路形成体としての機関本体
Claims (5)
- 複数の並列した振動発生部（１３1 〜１３4 ）を備え、該複数の振動発生部（１３1 〜１３4 ）の少なくとも一部を臨ませた液体通路（１４）を形成する通路形成体（Ｅ）に、前記振動発生部（１３1〜１３4 ）から液体通路（１４）中の液体を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段（１６1〜１６5 ）が設けられる振動音低減装置において、前記液体通路（１４）に内端を開口せしめた取付孔（１７）が前記通路形成体（Ｅ）の外壁部（１１ｂ）に設けられ、前記取付孔（１７）を閉塞して前記外壁部（１１ｂ）に取付けられる閉塞体（１８1〜１８6 ）と、一面を液体通路（１４）に臨ませるとともに前記閉塞体（１８1〜１８6 ）との間に形成した空間部（２２）に他端を臨ませる弾性膜（２３）とで、前記振動吸収手段（１６1〜１６5 ）が構成され、前記閉塞体（１８ 1 〜１８ 6 ）は、前記取付孔（１７）に挿入される外筒部（２７）を備える外側部材（１９ 1 〜１９ 6 ）と、前記外筒部（２７）に挿入、固定される内筒部（３２ 1 ，３２ 3 ，３２ 4 ）を有する内側部材（２０ 1 〜２０ 3 ）とで構成されて、前記弾性膜（２３）が前記内筒部（３２ 1 ，３２ 3 ，３２ 4 ）の内端にかしめ固定され、
前記振動吸収手段（１６1 〜１６5 ）は、前記複数の振動発生部（１３1 〜１３4 ）のうち、配列方向に沿う中間部である振動発生部（１３2 〜１３3 ）に配設されることを特徴とする振動音低減装置。 - 前記内側部材（２０1 〜２０3 ）が、前記外側部材（１９1〜１９6 ）よりも薄肉の鋼板により形成されることを特徴とする請求項１記載の振動音低減装置。
- 振動吸収手段（１６1〜１６5 ）は、前記通路形成体（Ｅ）への取付け状態で、前記閉塞体（１８1 〜１８6 ）の内端と前記弾性膜（２３）とが、前記外壁部（１１ｂ）の内面から前記液体通路（１４）内に突出しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動音低減装置。
- ピストン（１２）を摺動自在に嵌合させる複数のシリンダ部（１３1〜１３4 ）が並列して設けられるシリンダブロック（１１）を含む機関本体（Ｅ）に、前記複数のシリンダ部（１３1〜１３4 ）を囲繞する水路部（１４ａ）を含む冷却水路（１４）が形成されるとともに、前記シリンダ部（１３1〜１３4 ）から冷却水路（１４）中の冷却水を介して伝達される振動を吸収する振動吸収手段（１６1〜１６5）が設けられる水冷式内燃機関の振動音低減装置において、前記冷却水路（１４）に内端を開口せしめた取付孔（１７）が前記機関本体（Ｅ）の外壁部（１１ｂ）に設けられ、前記取付孔（１７）を閉塞して前記外壁部（１１ｂ）に取付けられる閉塞体（１８1〜１８6 ）と、一面を冷却水路（１４）に臨ませるとともに前記閉塞体（１８1〜１８6 ）との間に形成した空間部（２２）に他端を臨ませる弾性膜（２３）とで、前記振動吸収手段（１６1〜１６5 ）が構成され、前記閉塞体（１８ 1 〜１８ 6 ）は、前記取付孔（１７）に挿入される外筒部（２７）を備える外側部材（１９ 1 〜１９ 6 ）と、前記外筒部（２７）に挿入、固定される内筒部（３２ 1 ，３２ 3 ，３２ 4 ）を有する内側部材（２０ 1 〜２０ 3 ）とで構成されて、前記弾性膜（２３）が前記内筒部（３２ 1 ，３２ 3 ，３２ 4 ）の内端にかしめ固定され、
前記振動吸収手段（１６1 〜１６5 ）は、前記複数のシリンダ部（１３1 〜１３4 ）のうち、配列方向に沿う中間部に位置するシリンダ部に配設されることを特徴とする水冷式内燃機関の振動音低減装置。 - 振動吸収手段（１６1 〜１６5 ）は、前記機関本体（Ｅ）の取付け状態で、前記閉塞体（１８1 〜１８6 ）の内端と前記弾性膜（２３）とが、前記外壁部（１１ｂ）の内面から前記冷却水路（１４）内に突出しないことを特徴とする請求項４に記載の振動音低減装置。
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