JPH09264187A - クランクケースの制振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】重量低減しつつ放射騒音を低減させる。 【解決手段】補強部材１０が、全体として略梯子状かつ
平板状に形成されて、スカ−ト部２下面に締結される左
右一対のレ−ル部１１と、レ−ル１１部同士を連結する
ブリッジ部１２〜１５を有する。前後方向中間に位置す
る２本のブリッジ部１３、１４のみが、ボルト１７によ
って主軸受キャップ４に締結される。ブリッジ部１３、
１４とレ−ル部１１との境界部分Ｋは、ブリッジ部１
３、１４側に若干突出された幅広部分２０とされてい
る。ブリッジ部１３、１４は、その両側縁に折返し部２
２が形成されて断面略コ字状とされ、この折返し部２２
は、幅広部２０まで伸びている。ただし、折返し部２２
は、幅広部２０のレ−ル部１１直近には存在せず、この
折返し部２２の存在しない部分の上下方向の剛性が、折
返し部２２が形成された部分の上下方向の剛性より小さ
くされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクランクケ−スの制
振構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの騒音として、クランクケ−ス
のスカ−ト部が振動されることにより発生される放射騒
音が問題となり、特に１ＫＨｚ〜２ＫＨｚの間の高周波
振動をいかに低減するかが問題となる。このため、従来
は、スカ−ト間プレ−トと呼ばれるように、左右のスカ
−ト部間を連結すると共に主軸受キャップに締結される
補強部材を設けることが行われている（例えば実公昭５
８−５６４１０号公報参照）。また、一般に、補強部材
が、スカ−ト部下端面に締結される左右一対のレ−ル部
と、該レ−ル部同士を連結するクランク軸方向にかなり
長く伸びる船底型とされた大面積の連結板部とを有し、
この連結板部が主軸受キャップに締結される構造となっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近のエンジンでは、
高出力化のため前記放射騒音が高くなる傾向にあり、特
に直噴式のディ−ゼルエンジンにおいてこの放射騒音い
かに低減するかが重要な課題となっている。

【０００４】放射騒音を低減するために、前記補強部材
の強度つまり剛性を十分高めることが考えられる。この
ような手法による放射騒音低減は、それなりに効果はあ
るものの、重量のかなりの増大となってしまう。

【０００５】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その目的は、重量増加を少なくあるいは重
量軽減しつつ、放射騒音を効果的に低減できるようにし
たクランクケ−スの制振構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の補強部
材の強度を高めるという手法とは逆の発想から、補強部
材の強度を弱めてみると放射騒音が大幅に低減される、
ということの知得に基づいてなされたものである。すな
わち、補強部材の強度が全体的に大きいと、ある一部の
主軸受キャップに入力される加振力（ある気筒での爆発
力）が、スカ−ト部を全体的に振動させることになるが
（連成振動）、補強部材の強度を弱めると、連成振動が
生じないあるいは弱められることになり、放射騒音が低
減される。上記連成振動防止のためには、補強部材を主
軸受キャップに締結しないことが有利となる。

【０００７】一方、スカ−ト部を振動させる原因となる
主軸受キャップへの加振力を、上下方向加振力と左右方
向加振力とに分離して、放射騒音に与える影響を分析し
てみると、左右方向加振力は上下方向加振力の１／５程
度でしかすぎないが、放射騒音に与える影響は、左右方
向加振力の方が上下方向加振力よりも３倍程度あること
が判明した。つまり、補強部材を利用して比較的小さい
左右方向加振力を低減すれば、放射騒音がさらに低減さ
れることになる。

【０００８】上述のようなことを勘案して、本発明では
次のような構成としてある。すなわち、クランク軸方向
に伸びて左右各スカ−ト部下面に締結される左右一対の
レ−ル部と、該左右のレ−ル部同士を連結している細幅
のブリッジ部と、を有するほぼ梯子形の平板状として形
成された補強部材を備え、前記補強部材は、前記ブリッ
ジ部においてクランク軸の主軸受キャップに締結され、
前記ブリッジ部の前記主軸受キャップに締結される部分
の上下方向の剛性に比して、該ブリッジ部と前記レ−ル
部との境界部分における上下方向の剛性が小さくされて
いる、ような構成としてある。上記構成を前提とした好
ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に
記載の通りである。

【０００９】このような構成とすることにより、主軸受
キャップからの上下方向加振力は、レ−ル部とブリッジ
部との境界部分の上下方向の剛性が弱い部分においてレ
−ル部に伝達されること、つまり連成振動を生じさせる
ことを防止あるいは抑制しつつ、左右方向の加振力を効
果的に押さえて、全体として放射騒音を大幅に低減する
ことができる。勿論、全体として、補強部材を薄くする
ことができるので、従来の補強部材を有するものに比し
て重量軽減を図ることができる。

【００１０】請求項１に記載された発明によれば、補強
部材を有していた従来のものに比して、重量軽減を図り
つつ放射騒音を大幅に低減することができる。また、補
強部材が全体として平板状であるので、船底型とされた
従来のものに比して製造も簡単となる

【００１１】請求項２に記載したような構成とすること
により、折返し部を形成するという簡単な構成によっ
て、剛性の大小部分を形成することができる。

【００１２】請求項３に記載したような構成とすること
により、幅広部分によってブリッジ部による左右のレ−
ル部同士の連結というものをしっかりと行うことがで
き、また上下方向の剛性が弱い部分を幅広部分として、
耐久性向上を図ることができる。

【００１３】請求項４に記載したような構成とすること
により、主軸受キャップに締結されるブリッジ部を極力
少なくしつつ、放射騒音の低減を図ることができる。

【００１４】請求項５に記載したような構成とすること
により、補強部材のねじれ強度を確保してスカ−ト部の
ねじれを効果的に防止しつつ、請求項４に対応した効果
を得ることができる。

【００１５】請求項６に記載したような構成とすること
により、補強部材を従来に比して十分薄くして、重量低
減の上で好ましいものとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１において、１は直噴式の直列
４気筒ディ−ゼルエンジン用のシリンダブロック、２は
スカ−ト部（クランクケ−ス）、３は主軸受であり、主
軸受３は、気筒間の隔壁に対して主軸受キャップ４をボ
ルト５によって締結することにより構成される。勿論、
この主軸受３に、図示を略すクランク軸（のジャ−ナル
部）が回転自在に保持されるものである。

【００１７】左右のスカ−ト部２同士が、補強部材１０
によって連結されている。この補強部材１０の詳細につ
いて、図２、図３をも参照しつつ説明する。まず、補強
部材１０は、例えば鉄板等の金属板をプレス成形するこ
とにより、全体として、略梯子形の平板状として形成さ
れている。この補強部材１０は、左右一対のレ−ル部１
１と、この左右一対のレ−ル部１１同士を連結する細幅
の第１〜第４の合計４つのブリッジ部１２〜１５を有す
る。実施例では、２ｍｍの鉄板をプレス成形することに
より形成されている。

【００１８】図２において、Ａ１〜Ａ４は気筒を示し、
またＢ１〜Ｂ５は前記主軸受キャップ４の位置する部分
を示す。前記レ−ル部１１は、クランク軸方向に長く伸
び、スカ−ト部２下面に、オイルパン６と共に、ボルト
７によって当該スカ−ト部２に締結される（図１参
照）。また、第１ブリッジ部１２は、レ−ル部１１の前
端部同士を連結しており、第４ブリッジ部１５はレ−ル
部１１の後端部同士を連結している。このレ−ル部１１
と前端および後端の各ブリッジ部１２、１５は、それぞ
れ、補強部材１０がプレス成形される前の素材の厚さの
ままとされている（完全な平板状とされている）。

【００１９】前端および後端の各ブリッジ部１２、１５
は、主軸受キャップ４に対して締結されていない。そし
て、左右一対のレ−ル部１１と前端、後端の各ブリッジ
部１２、１５とは、シリンダブロック１の下面形状に沿
う形状として形成されている。なお、シリンダブロック
１に対する締結用ボルト７用の取付孔が、符号１６で示
するように、所定間隔毎に、レ−ル部１１および前後の
各ブリッジ部１２、１５に形成されている。

【００２０】第２ブリッジ部１３は、１番気筒Ａ１と２
番気筒Ａ２との間に位置されている（２番主軸受キャッ
プ位置Ｂ２対応）。また、第３ブリッジ部１４は、３番
気筒Ａ３と４番気筒Ａ４との間に位置されている（４番
主軸受キャップ位置Ｂ４対応）。各ブリッジ部１３、１
４は、それぞれボルト１７によって主軸受キャップ３に
締結され（図１参照）、ブリッジ部１３、１４に形成さ
れた当該ボルト１７用の取付孔が符号１８で示される。
なお、主軸受キャップ３のシリンダブロック１への固定
用ボルト５の挿通孔が、符号１９で示される。

【００２１】主軸受キャップ３に締結されるブリッジ部
１３、１４について説明するが、１３と１４とはレ−ル
部１１への連結部分をも含めて同じように形成されてい
るので、第２ブリッジ部１３に着目して説明する。ま
ず、ブリッジ部１３は、その長手方向（左右方向）中間
部分がもっとも細幅とされて、レ−ル部１１に向うにつ
れて徐々に幅広くなるように形成されている。

【００２２】ブリッジ部１３とレ−ル部１１との境界部
分が、代表的に、図２点鎖線で囲まれて符号Ｋで示され
る。この境界部分Ｋにおいて、レ−ル部１１側から、ブ
リッジ部１３へ向けて小さな段差ｈを有するように幅広
部分２０が形成され、前記ブリッジ部１３が幅広部分２
０に滑らかに連なっている。ただし、境界部分Ｋにおい
て、ブリッジ部１３の最大幅部分は、幅広部分２０より
小さくされて、幅広部分２０のブリッジ部１３側端面に
は、ブリッジ部１３の幅方向外側に位置されてレ−ル部
１１とほぼ平行に伸びる段部２０ａが形成され、この段
部２０ａとレ−ル部１１との段差が、前記段差ｈとされ
ている。

【００２３】ブリッジ部１３には、その両側縁部におい
て、互いに同方向に向けて略直角に折り曲げられた折返
し部２２が形成されている。この折返し部２２は、ブリ
ッジ部１３のほぼ全長に渡って形成されており、幅広部
分２０の段部２０ａまで伸びている。ただし、前記段差
ｈに相当する部分には、折返し部２２が形成されていな
いものとされる。

【００２４】ブリッジ部１３のうち、上記折返し部２２
を有する部分は上下方向の剛性が大きいものとされる。
これに対して、折返し部２２の途切れた幅広部分２０で
は、上下方向の剛性が小さいものとされる。換言すれ
ば、ブリッジ部１３は、レ−ル部１１との境界部分Ｋに
おいて、上下方向の剛性が変化するように設定されてい
る。

【００２５】以上のような構成において、左右のスカ−
ト部２同士は、ブリッジ部１２〜１５によって、その相
対間隔が変化しないように強固に連結される。また、主
軸受キャップ３へ入力される上下方向の加振力は、境界
部分Ｋでの上下方向の剛性の弱い部分で吸収されて、ス
カ−ト部３へ伝達されるのが防止あるいは抑制される。
さらに、主軸受キャップ３へ入力される左右方向の加振
力は、ブリッジ部１３、１４によってしっかりと受け止
められる。なお、左右方向の加振力は、小さいので、境
界部分２０の上下方向の剛性が弱くても十分押さえるこ
とができる。

【００２６】このように、連成振動防止、左右方向加振
力の押さえ、上下方向加振力の境界部分２０での吸収と
が総合されて、軽い補強部材１０によって、スカ−ト部
２からの放射騒音が効果的に低減される。

【００２７】ここで、本発明の効果を、図４を参照しつ
つより具体的に説明する。まず、図４では、横軸に重量
増減値が、縦軸にシリンダブロックからの放射騒音の増
減レベルがパラメ−タとされており、原点となるもの
が、従来の船底型の補強部材を有するエンジンとされて
いる。

【００２８】図４のＳ１〜Ｓ３で示す各例は、補強部材
１０の板厚がそれぞれ２ｍｍとされている。また、Ｓ１
は、ブリッジ部１２〜１５に加えて、１３と１４との間
にさらに１個のブリッジ部を有するが、合計５個のブリ
ッジ部共に、主軸受キャップ４に何等締結されていない
構造であり、しかも折返し部２２を有しないものとされ
ている。このＳ１の例でも、重量低減効果、放射騒音低
減効果をある程度得られるものである。

【００２９】Ｓ２の例は、Ｓ１の例において、中間の３
本のブリッジ部を主軸受キャップ４に締結したものであ
り、Ｓ１の例よりも放射騒音の低減効果が極めて高いも
のとなる。

【００３０】Ｓ３の例は、Ｓ１の例において、５本のす
べてのブリッジ部を主軸受キャップ４に締結したもので
あり、このＳ３の例では、放射騒音の低減効果が、Ｓ２
の例よりもさらに高められることになる。

【００３１】実施例構造のものは、Ｓ２の例に対して、
折返し部２２を加え、かつ５本のブリッジ部のうち真ん
中のブリッジ部を無くしたものとなるが、Ｓ２の例と殆
ど同じレベルでの放射騒音低減効果が得られる。この折
返し部２２を加えることによる重量増加はわずかである
一方、１．２ヘルツおよび１．６ヘルツ付近ので放射騒
音が、Ｓ２の例よりも低減されることが確認された。

【００３２】以上実施例について説明したが、本発明は
これに限らず、例えば次のような場合をも含むものであ
る。ガソリンエンジン用あるいは３気筒エンジン用等適
宜のエンジンに適用できる。

【００３３】折返し部２２を形成する代わりに、折返し
部２２が形成された部分のブリッッジ部の肉厚を他の部
分よりも大きくする等により、あるいはブリッジ部の幅
方向中央部分をその長手方向に伸びる筋状として上ある
いは下に膨出させて、上下方向の剛性を大きくすること
ができる。また、折返し部２２を、レ−ル部１１にまで
連なるように形成する一方、レ−ル部近くの折返し部２
２の高さを他の部分よりも低くすることにより、上下方
向の剛性の変化を与えるようにすることもできる。

【００３４】補強部材の厚さは、実験的に適宜選択する
ことが可能であるが、重量および放射騒音の両方を勘案
して、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲で選択するのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたクランクケ−ス下部部分の
正面断面図。

【図２】補強部材を示す平面図。

【図３】図２のＸ３−Ｘ３線相当断面図。

【図４】本発明の効果を図式的に示す図。

【符号の説明】

１：シリンダブロック ２：スカ−ト部（クランクケ−ス） ３：主軸受 ４：主軸受キャップ ７：レ−ル部のスカ−ト部への締結用ボルト １０：補強部材 １１：レ−ル部 １２、１５：ブリッッジ部（主軸受キャップへの締結な
し） １３、１４：ブリッッジ部（主軸受キャップへの締結あ
り） １７：主軸受キャップへの締結用ボルト ２０：幅広部分 ２２：折返し部 Ｋ：境界部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 俊治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸方向に伸びて左右各スカ−ト部
   下面に締結される左右一対のレ−ル部と、該左右のレ−
   ル部同士を連結している細幅のブリッッジ部と、を有す
   るほぼ梯子形の平板状として形成された補強部材を備
   え、 前記補強部材は、前記ブリッジ部においてクランク軸の
   主軸受キャップに締結され、 前記ブリッジ部の前記主軸受キャップに締結される部分
   の左右方向の剛性に比して、該ブリッジ部と前記レ−ル
   部との境界部分における上下方向の剛性が小さくされて
   いる、ことを特徴とするクランクケ−スの制振構造。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ブリッジ部の断面形状が略コ字状となるように、該
   ブリッジ部の両側縁に折返し部が形成され、 前記境界部分において、前記折返し部の高さが低くされ
   ている、または該折返し部が形成されていない、ことを
   特徴とするクランクケ−スの制振構造。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記境界部分が、前記ブリッジ部のうち主軸受キャップ
   に対する締結部分に比して幅広とされ、 前記幅広の部分のうち前記レール部直近部分を除いて、
   前記折返し部が該幅広部分にまで形成されている、こと
   を特徴とするクランクケ−スの制振構造。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
   おいて、 クランクケ−スが直列４気筒エンジン用とされ、 前記主軸受キャップに締結される前記ブリッジ部が、１
   番気筒と２番気筒との間に位置される第２ブリッジ部、
   および３番気筒と４番気筒との間に位置される４番ブリ
   ッジ部のみとされている、 ことを特徴とするクランクケ−スの制振構造。
5. 【請求項５】請求項２または請求項３において、 前記ブリッジ部が、左右一対のレ−ル部の前後端部同士
   を連結している前端ブリッジ部および後端ブリッジ部
   と、該前端ブリッジ部と後端ブリッジ部との間に位置さ
   れた中間ブリッジ部とを有し、 前記主軸受キャップに締結されるブリッジ部が、前記中
   間ブリッジ部のみとされ、 前記折返し部が形成されるブリッジ部が、前記中間ブリ
   ッジ部のみとされて、前記前端ブリッジ部と後端ブリッ
   ジ部とには、前記折返し部が形成されていない、ことを
   特徴とするクランクケ−スの制振構造。
6. 【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれか１項におい
   て、 前記補強部材の板厚が、１．０〜３．０ｍｍにとされて
   いる、ことを特徴とするクランクケ−スの制振構造。