KR20190072411A - 크랭크 캡 조립체 및 내연 기관 - Google Patents

크랭크 캡 조립체 및 내연 기관 Download PDF

Info

Publication number
KR20190072411A
KR20190072411A KR1020180148928A KR20180148928A KR20190072411A KR 20190072411 A KR20190072411 A KR 20190072411A KR 1020180148928 A KR1020180148928 A KR 1020180148928A KR 20180148928 A KR20180148928 A KR 20180148928A KR 20190072411 A KR20190072411 A KR 20190072411A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
elastic body
crank cap
elastic
mass
mass portion
Prior art date
Application number
KR1020180148928A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102092788B1 (ko
Inventor
도모유키 오노
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20190072411A publication Critical patent/KR20190072411A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102092788B1 publication Critical patent/KR102092788B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
    • F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
    • F16F15/1435—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/22—Cranks; Eccentrics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/108—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on plastics springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/10—Connection to driving members
    • F16J1/14—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0021—Construction
    • F02F2007/0041—Fixing Bolts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like

Abstract

크랭크 샤프트(5)를 회전 가능하게 지지하는 크랭크 캡(20)을 구비하는 크랭크 캡 조립체(10)는, 질량부(30)와, 크랭크 캡(20)을 기관 본체에 고정하는 두 개의 캡 볼트(50)와, 두 개의 캡 볼트(50)의 사이에 배치된 탄성 지지부(40)를 구비한다. 탄성 지지부(40)는, 크랭크 캡(20)에 대하여 질량부(30)를 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 탄성적으로 지지한다.

Description

크랭크 캡 조립체 및 내연 기관{CRANK CAP ASSEMBLY AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 크랭크 캡 조립체 및 크랭크 캡 조립체를 복수 구비하는 내연 기관에 관한 것이다.
일반적으로, 내연 기관에서는, 내연 기관의 구조에 따라서 생기는 공진에 의해서, 연소 소음이 생긴다는 것이 알려져 있다(예를 들면, 오츠카 마사야, 「디젤 연소 소음의 엔진 구조에서의 저감 방법」, 자동차기술회 학술강연회 전쇄집, 사단법인 자동차기술회, 2005년 5월 18일, No. 36-05, 7∼10쪽). 이 때문에, 내연 기관의 내부에 진동을 억제하는 기구를 마련하여, 상술한 바와 같은 공진에 따른 연소 소음을 저감시키는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 국제공개 제2016/051648호, 일본 특허 제3139125호).
국제공개 제2016/051648호에서는, 커넥팅 로드 캡에 커넥팅 로드 캡 댐퍼를 마련하는 것이 제안되어 있다. 커넥팅 로드 캡 댐퍼는, 볼트에 의해서 커넥팅 로드 캡의 양단(兩端)에 각각 고정되는 고정부와, 상기 고정부의 사이에서 연장되는 지지부와, 지지부의 중앙에 연결된 질량부를 갖도록 구성되어 있다. 지지부는 커넥팅 로드 캡의 외주연(外周緣)을 따라서 원호 형상의 박판(薄板)으로 구성되어 있기 때문에, 지지부는 커넥팅 로드의 길이 방향으로 탄성 변형될 수 있고, 이에 의해서 커넥팅 로드의 길이 방향에 있어서의 공진을 억제할 수 있다고 되어 있다.
크랭크 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 크랭크 캡에 있어서도 진동이 생긴다. 상술한 바와 같은 크랭크 캡에 있어서의 진동에는, 크랭크 캡이 내연 기관의 전후 방향(크랭크 샤프트의 축선 방향)으로 피벗되도록 진동하는 피벗 진동에 추가하여 크랭크 캡의 중앙부가 내연 기관의 전후 방향으로 만곡하는 전후 벤딩 진동이 포함된다.
국제공개 제2016/051648호에 기재된 커넥팅 로드 캡 댐퍼는, 커넥팅 로드의 길이 방향에 있어서의 공진을 억제하기 위한 것이고, 반드시 전후 방향의 진동을 억제하는 것은 아니다. 따라서, 만일 상술한 바와 같은 커넥팅 로드 캡 댐퍼를 크랭크 캡에 이용하였다고 하더라도, 적어도 크랭크 캡의 전후 벤딩 진동을 충분히 억제할 수는 없다.
본 발명은, 크랭크 캡에 생기는 전후 벤딩 진동을 억제할 수 있는 크랭크 캡 조립체 및 크랭크 캡 조립체를 복수 구비하는 내연 기관을 제공한다.
본 발명의 제 1 태양에 관련된 크랭크 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 크랭크 캡을 구비하는 크랭크 캡 조립체로서, 질량부와, 상기 크랭크 캡을 기관 본체에 고정하는 두 개의 캡 볼트와, 상기 두 개의 캡 볼트의 사이에 배치된 탄성 지지부를 구비한다. 상기 탄성 지지부는, 상기 크랭크 캡에 대하여 상기 질량부를 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향에 있어서 탄성적으로 지지한다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 질량부를 상기 크랭크 캡에 장착하는 장착 볼트와, 상기 질량부와 크랭크 캡 사이에 배치된 제 1 탄성체를 구비하고, 상기 질량부는, 상기 질량부를 관통하는 관통 구멍을 구비하며, 상기 장착 볼트는, 상기 관통 구멍을 통과하여 연장됨과 함께, 상기 제 1 탄성체를 상기 질량부와 상기 크랭크 캡 사이에 끼우도록, 상기 질량부를 상기 크랭크 캡에 장착해도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 제 1 탄성체는 고무이고, 상기 제 1 탄성체는, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향에 있어서 중앙부의 탄성계수가 양단부의 탄성계수에 비하여 커도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 제 1 탄성체는 고무이고, 상기 제 1 탄성체는, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향 및 상기 크랭크 캡이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향에 있어서, 중앙부의 탄성계수가 양단부의 탄성계수에 비하여 커도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 제 1 탄성체는 고무이고, 상기 질량부는, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향 및 상기 크랭크 캡이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향에 있어서의 중앙부에 있어서, 상기 제 1 탄성체를 향하여 돌출하는 돌출부를 구비해도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 질량부와 상기 장착 볼트의 헤드와의 사이에 배치된 제 2 탄성체를 추가로 구비해도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 제 1 탄성체 및 상기 제 2 탄성체는 고무이고, 상기 제 2 탄성체는 상기 제 1 탄성체보다 경도가 높아도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 적어도 2개의 상기 장착 볼트와, 상기 제 2 탄성체와 상기 장착 볼트의 헤드와의 사이에 배치된 칼라(collar)를 구비하고, 상기 칼라는 상기 적어도 2개의 상기 장착 볼트가 관통하도록 배치되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는 제 3 탄성체를 추가로 구비하며, 상기 제 3 탄성체는 상기 장착 볼트와 상기 관통 구멍의 내면과의 사이에 배치된 고무여도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 제 1 탄성체, 제 2 탄성체 및 제 3 탄성체는 고무이고, 하나의 부재여도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 캡 볼트의 헤드와 상기 질량부와의 사이에 배치된 제 4 탄성체를 추가로 구비해도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 질량부는, 오목부를 구비하고, 상기 장착 볼트의 헤드가 적어도 부분적으로 상기 오목부 내에 수용되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 질량부는, 본체부와 상기 본체부로부터 외측을 향하여 평행하게 연장되는 두 개의 연장부를 구비하며, 상기 두 개의 연장부의 사이에 상기 크랭크 캡의 일부가 수용되도록 배치되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 연장부와 상기 크랭크 캡 사이에 배치된 제 5 탄성체를 구비해도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 질량부는, 상기 크랭크 캡이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 있어서 분할된 복수의 부분 질량부를 구비하며, 상기 복수의 부분 질량부는 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향에 있어서 서로 다른 스프링 상수로 크랭크 캡에 대하여 지지되도록 구성되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 질량부는, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향 및 상기 크랭크 캡이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향에 있어서 분할된 복수의 부분 질량부를 구비하며, 상기 복수의 부분 질량부의 적어도 일부는, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향에 있어서 그 외의 부분 질량부와는 다른 스프링 상수로 크랭크 캡에 대하여 지지되도록 구성되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 서로 이웃하는 부분 질량부의 사이에는 제 6 탄성체가 마련되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향과, 상기 크랭크 캡이 기관 본체에 장착되는 장착 방향과, 상기 축선 방향과 상기 장착 방향의 양 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향과의 세 개의 방향에 있어서 다른 스프링 상수로 상기 질량부를 탄성적으로 지지하도록 구성되어도 된다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 축선 방향, 상기 캡 연장 방향, 상기 장착 방향의 순서로 스프링 상수가 커지도록 형성되어도 된다.
본 발명의 제 2 태양은, 본 발명의 제 1 태양에 관련된 복수의 상기 크랭크 캡 조립체와, 상기 크랭크 샤프트의 하방(下方)에 있어서 상기 내연 기관 내에 마련된 구조체를 구비하는 내연 기관으로서, 일렬로 배치된 상기 복수의 크랭크 캡 조립체에 의해 상기 크랭크 샤프트가 기관 본체에 회전 가능하게 마련되고, 상기 크랭크 캡 조립체의 질량부와 상기 구조체와의 사이에는 제 7 탄성체가 마련되고, 상기 제 7 탄성체에 의해서 상기 질량부가 상기 구조체에 탄성적으로 지지된다.
본 발명의 제 3 태양은, 본 발명의 제 1 태양에 관련된 상기 크랭크 캡 조립체를 복수 구비하는 내연 기관으로서, 일렬로 배치된 상기 복수의 크랭크 캡 조립체에 의해 상기 크랭크 샤프트가 기관 본체에 회전 가능하게 장착되고, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향에 있어서 상기 기관 본체의 중앙부에 배치된 상기 크랭크 캡 조립체는, 그 질량부의 공진 주파수가, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향에 있어서 상기 기관 본체의 양단부에 배치된 상기 크랭크 캡 조립체의 질량부의 공진 주파수보다 높아지도록 구성된다.
본 발명의 태양에 의하면, 크랭크 캡에 생기는 전후 벤딩 진동을 억제할 수 있는 크랭크 캡 조립체를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이고, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 크랭크 캡 조립체를 구비하는 내연 기관의 개략적인 측면 단면도를 나타낸다.
도 2는 조립된 상태에 있어서의 크랭크 캡 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 분해된 상태에 있어서의 크랭크 캡 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 선 IV-IV를 따라서 본 크랭크 캡 조립체의 부분 단면도이다.
도 5a는 질량부를 상방으로부터 보았을 때를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5b는 질량부를 하방으로부터 보았을 때를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6a는 질량부가 마련되어 있지 않은 상태에 있어서의 크랭크 캡에 있어서, 비교적 낮은 주파수에 있어서 생기는 피벗 공진의 진동 모드를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6b는 질량부가 마련되어 있지 않은 상태에 있어서의 크랭크 캡에 있어서, 비교적 높은 주파수에 있어서 생기는 전후 벤딩 공진의 진동 모드를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 CAE(Computer Aided Engineering) 해석에 의해서 얻어진 주파수마다의 진동 강도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 제 1 실시 형태의 제 1 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 9는 제 1 실시 형태의 제 2 변형례에 관련된 제 1 탄성체를 나타내는 사시도이다.
도 10은 제 1 실시 형태의 제 3 변형례에 관련된 제 1 탄성체를 나타내는 사시도이다.
도 11은 제 1 실시 형태의 제 4 변형례에 관련된 질량부를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 선 XII-XII로부터 본 질량부를 나타내는 단면 측면도이다.
도 13은 제 2 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 14는 제 3 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의, 도 4와 마찬가지인 부분 단면도이다.
도 15는 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 15의 선 XVI-XVI을 따라서 본, 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 부분 단면도이다.
도 17은 제 5 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체에서 이용되는 질량부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 18은 제 5 실시 형태의 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체에서 이용되는 질량부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 19는 제 6 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 20은 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 21은 내연 기관의 하방의 영역을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 22는 도 21의 선 XXII-XXII을 따라서 본 크랭크 캡 조립체 주변의 개략 단면도이다.
도 23은 실린더 블록을 하방으로부터 본 개략적인 사시도이다.
이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는, 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 붙인다.
제 1 실시 형태
내연 기관의 설명
도 1은 본 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 구비하는 내연 기관의 개략적인 측면 단면도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 내연 기관(1)은, 실린더 블록(2), 피스톤(3), 커넥팅 로드(4), 크랭크 샤프트(5) 및 크랭크 캡 조립체(10)를 구비한다. 피스톤(3)은, 실린더 블록(2) 내에 형성된 실린더 내에서 상하로 왕복 운동한다. 커넥팅 로드(4)는, 커넥팅 로드(4)의 일단(一端)이 피스톤 핀(도시 생략)에 의해 피스톤(3)에 연결되고, 커넥팅 로드(4)의 타단(他端)이 크랭크 핀(5a)에 의해 크랭크 샤프트(5)에 연결된다. 커넥팅 로드(4)는, 피스톤(3)의 왕복 운동을 크랭크 샤프트(5)의 회전 운동으로 변환하도록 작용한다.
크랭크 샤프트(5)는 복수의 크랭크 저널(5b)을 구비하고, 상기 크랭크 저널이 베어링에 의해서 회전 가능하게 지지된다. 베어링은, 실린더 블록(2)의 하부에 형성된 반원 형상의 오목부와, 크랭크 캡 조립체(10)에 형성된 반원 형상의 오목부(후술하는 오목부(21))에 의해서 형성된다.
도 2는 조립된 상태에 있어서의 크랭크 캡 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 3은 분해된 상태에 있어서의 크랭크 캡 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 2의 선 IV-IV를 따라서 본 크랭크 캡 조립체의 부분 단면도이다.
도 1∼도 4에 나타낸 바와 같이, 본 명세서에서는, 편의상, 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향을 「전후 방향」이라고 칭하고, 크랭크 캡 조립체(10)의 크랭크 캡(20)을 실린더 블록(2)에 장착할 때의 장착 방향을 「상하 방향」이라고 칭한다. 특히, 「상하 방향」에 있어서, 상대적으로 실린더 블록(2)이 위치하는 측을 상방, 상대적으로 크랭크 캡 조립체(10)가 위치하는 측을 하방이라고 칭한다. 상기 「전후 방향」 및 「상하 방향」에 대하여 수직인 방향을 「좌우 방향」이라고 칭한다. 상기 「전후 방향」, 「상하 방향」, 「좌우 방향」은 반드시 내연 기관이 설치되는 방향을 특정하는 것은 아니다. 따라서, 차량에 대한 내연 기관의 설치 태양에 따라서는, 예를 들면, 「전후 방향」이, 차량에 있어서의 연직 방향을 의미하는 경우도 있다.
크랭크 캡 조립체의 구성
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 크랭크 캡 조립체(10)는, 크랭크 캡(20)과 질량부(30)와 탄성 지지부(40)와 두 개의 캡 볼트(50)를 구비한다.
크랭크 캡(20)은, 금속으로 형성되고, 좌우 방향으로 연장된 상태에서 실린더 블록(2)에 장착된다. 따라서, 좌우 방향은, 크랭크 캡의 연장 방향이라고 할 수도 있다. 크랭크 캡(20)은, 크랭크 샤프트(5)의 크랭크 저널(5b)을 지지하기 위한 반원 형상의 오목부(21)와, 캡 볼트(50)를 수용하기 위한 캡 관통 구멍(22)을 구비한다.
오목부(21)는, 실린더 블록(2)에 크랭크 캡(20)이 장착되었을 때에 실린더 블록(2)의 오목부와 정렬하도록, 크랭크 캡(20)의 상방에 형성된다. 캡 관통 구멍(22)은, 크랭크 캡(20)의 좌우 양단부에 상하 방향으로 연장되도록 형성된다. 크랭크 캡(20)은, 하방에 위치하는 얇은 부분(23)에 있어서, 두께(전후 방향의 길이)가 작아지도록 형성된다. 특히 본 실시 형태에서는, 얇은 부분(23)은, 크랭크 캡(20)의 하방측(질량부(30)이 장착되는 단부(端部)측)을 향하여 얇은 부분(23)의 두께가 작아지도록 형성된다. 상기 얇은 부분(23)의 하면에는, 장착 볼트(49)를 수용하기 위한 볼트 구멍(도시 생략)이 마련된다.
도 5a 및 도 5b는 질량부(30)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 5a는 질량부(30)를 상방으로부터 보았을 때, 도 5b는 질량부를 하방으로부터 보았을 때를 각각 나타내고 있다. 질량부(30)는 금속으로 형성된다. 도 3∼도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 질량부(30)는, 대략 직육면체 형상으로 형성된 본체부(31)와, 상기 본체부(31)로부터 외측을 향하여 평행하게 연장되는 두 개의 연장부(32)와, 본체부(31)를 관통하는 본체 관통 구멍(33)과, 헤드용 오목부(34)를 구비한다.
연장부(32)는, 본체부(31)의 전후 방향의 양단으로부터 상방을 향하여 돌출되도록 배치된다. 질량부(30)는, 상기 두 개의 연장부(32)의 사이에 크랭크 캡(20)의 일부, 특히 얇은 부분(23)이 수용되도록 배치된다. 각 연장부(32)는, 상술한 바와 같이 질량부(30)가 배치되었을 때에, 각 연장부(32)의 내면과 크랭크 캡(20)의 얇은 부분(23)의 외면은, 각 연장부(32)의 내면과 크랭크 캡(20)의 얇은 부분(23)의 외면의 사이의 간격이 균일해지도록, 얇은 부분(23)의 외면에 대하여 상보적(相補的)으로 형성된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 각 연장부(32)는, 본체부(31)를 향하여 각 연장부(32)의 두께가 커지도록 형성된다.
연장부(32)는, 반드시 얇은 부분(23)의 외면에 대하여 상보적으로 형성되지 않아도 된다. 질량부(30)는 반드시 연장부(32)를 갖고 있지 않아도 된다.
본체 관통 구멍(33)은, 질량부(30) 내를 상하 방향으로 관통하도록 형성된다. 환언하면, 본체 관통 구멍(33)은, 두 개의 연장부(32)의 사이에 있어서, 연장부(32)가 본체부(31)로부터 돌출하는 방향으로 연장된다. 본체 관통 구멍(33)은, 장착 볼트(49)가 가운데를 관통하도록, 장착 볼트(49)의 직경보다 큰 원형 단면(斷面)을 갖도록 형성된다. 본 실시 형태에서는, 도 3 및 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 질량부(30)에는 서로로부터 좌우 방향으로 이간된 두 개의 본체 관통 구멍(33)이 형성된다.
헤드용 오목부(34)는, 질량부(30)의 하측의 측면에, 즉 질량부(30)가 크랭크 캡(20)에 장착되었을 때에 크랭크 캡(20)과 대면하는 측면과는 반대측의 측면에 형성된다. 특히, 헤드용 오목부(34)는, 각 본체 관통 구멍(33)의 하측의 단부 주변에 형성됨과 함께, 상기 본체 관통 구멍(33)과 동축으로서 상기 본체 관통 구멍(33)보다 직경이 큰 원형 단면을 갖도록 형성된다.
탄성 지지부(40)는, 두 개의 캡 볼트(50)의 사이에 있어서 크랭크 캡(20)에 대하여 질량부(30)를 탄성적으로 지지한다. 특히 탄성 지지부(40)는, 각 질량부(30)를 각 크랭크 캡(20)에 대하여 독립적으로 탄성적으로 지지한다. 본 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)는, 전후 방향, 좌우 방향 및 상하 방향에 있어서 질량부(30)를 탄성적으로 지지한다. 탄성 지지부(40)는 제 1 탄성체(41)와 제 2 탄성체(44)와 칼라(45)와 장착 볼트(49)를 구비한다.
제 1 탄성체(41)는 평판 형상으로 형성된 고무이다. 제 1 탄성체(41)에 이용되는 고무로서는, 예를 들면, 불소 고무와 같은 내유성(耐油性)과 내열성을 갖는 고무가 바람직하다. 또는, 제 1 탄성체(41)에 이용되는 고무는, 부틸고무와 같은 감쇠 효과가 큰 고무여도 된다. 단, 이러한 고무는 내유성이 작은 경우가 많기 때문에, 이러한 고무를 이용하는 경우에는, 고무가 내연 기관 내의 윤활유에 직접 접촉하는 일이 없도록, 특별히 한정되지 않지만, 고무의 주위에 오일 시일 구조를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
제 1 탄성체(41)는, 크랭크 캡(20)과 질량부(30) 사이에 끼워져 배치된다. 제 1 탄성체(41)는, 평판 형상으로 형성된 고무를 관통하는 제 1 관통 구멍(42)을 구비한다. 제 1 관통 구멍(42)은, 크랭크 캡(20)에 마련된 볼트 구멍 및 질량부(30)에 마련된 본체 관통 구멍(33)과 정렬하도록 배치된다. 본 실시 형태에서는, 제 1 탄성체(41)에는 두 개의 제 1 관통 구멍(42)이 마련된다.
제 2 탄성체(44)는 링 형상으로 형성된 고무이다. 제 2 탄성체(44)도, 제 1 탄성체(41)와 마찬가지의 고무로 형성된다. 제 2 탄성체(44)는, 제 1 탄성체(41)와 동일한 재료 및 구성으로 형성되어도 되고, 다른 재료 및 구성으로 형성되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 크랭크 캡 조립체(10)는 두 개의 제 2 탄성체(44)를 갖고, 각 제 2 탄성체(44)는, 질량부(30)에 마련된 헤드용 오목부(34) 내에 배치된다.
칼라(45)는, 제 2 탄성체(44)와 상기 장착 볼트(49)의 헤드와의 사이에 배치되고, 통 형상부(46)와 플랜지부(47)를 구비한다. 통 형상부(46)는, 원통 형상으로 형성되고, 또한, 통 형상부(46)의 외경이 질량부(30)의 본체 관통 구멍(33)의 내경, 제 1 탄성체(41)의 제 1 관통 구멍(42)의 내경 및 제 2 탄성체(44)의 내경보다 작아지도록 형성된다. 통 형상부(46)는, 그 축선 방향의 길이가 제 1 탄성체(41)의 두께(상하 방향의 길이)와, 헤드용 오목부(34)가 장착된 영역에 있어서의 질량부(30)의 두께(상하 방향의 길이)와, 제 2 탄성체(44)의 두께(상하 방향의 길이)를 합계한 두께보다 작아지도록 형성된다.
통 형상부(46)의 일방(一方)의 끝에 플랜지부(47)가 마련된다. 플랜지부(47)는, 통 형상부(46)의 외면으로부터 둘레 방향으로 연장되도록 형성된다. 플랜지부(47)는, 그 외경이 헤드용 오목부(34)의 내경보다 작아지도록 형성된다.
칼라(45)는, 통 형상부(46)가 질량부(30)의 본체 관통 구멍(33), 제 1 탄성체(41)의 제 1 관통 구멍(42) 및 제 2 탄성체(44) 내를 통과하여 연장되고 또한 플랜지부(47)가 제 2 탄성체(44)의 하면 상에 위치하도록 배치된다.
장착 볼트(49)는, 질량부(30)를 크랭크 캡(20)에 장착하는 데에 이용된다. 장착 볼트(49)는, 두 개의 캡 볼트(50)의 사이에 있어서 질량부(30)를 크랭크 캡(20)에 장착한다. 본 실시 형태에서는, 크랭크 캡 조립체(10)는, 2개의 장착 볼트(49)를 구비하지만, 3개 이상의 장착 볼트(49)를 구비해도 되고, 1개만 장착 볼트(49)를 구비해도 된다.
2개의 캡 볼트(50)는, 크랭크 캡(20)을 기관 본체에, 구체적으로는 실린더 블록(2)에 고정한다. 캡 볼트(50)는, 크랭크 캡(20)의 좌우 방향 양단부에 있어서 상하 방향으로 연장되도록 배치된다.
크랭크 캡 조립체(10)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 크랭크 캡(20)의 하면과 질량부(30)의 상면과의 사이에 제 1 탄성체(41)가 배치된다. 질량부(30)의 크랭크 캡(20)측과는 반대측의 측면에 마련된 헤드용 오목부(34) 내에는, 제 2 탄성체(44)와 칼라(45)가 배치된다. 제 2 탄성체(44)는, 질량부(30)와 칼라(45) 사이에, 따라서, 질량부(30)와 장착 볼트(49)의 헤드와의 사이에 배치된다. 헤드용 오목부(34) 내에는, 적어도 부분적으로 장착 볼트(49)의 헤드가 수용된다.
제 1 탄성체(41), 질량부(30), 제 2 탄성체(44) 및 칼라(45)는, 상술한 바와 같이 배치된 상태에서, 장착 볼트(49)에 의해서 크랭크 캡(20)에 장착된다. 장착 볼트(49)는, 칼라(45)의 통 형상부(46) 내의 개구부, 제 2 탄성체(44)의 개구부, 질량부(30)의 본체 관통 구멍(33) 및 제 1 탄성체(41)의 제 1 관통 구멍(42)을 통과하여 연장되고, 크랭크 캡(20)에 형성된 볼트 구멍에 체결된다. 따라서, 장착 볼트(49)는, 제 1 탄성체(41)를 사이에 끼운 상태에서 질량부(30)를 크랭크 캡(20)에 장착한다. 장착 볼트(49)의 헤드와 질량부(30) 사이에 제 2 탄성체(44)를 끼운 상태에서 질량부(30)를 크랭크 캡(20)에 장착한다.
크랭크 캡에 생기는 공진
내연 기관(1)의 운전 중에 크랭크 캡(20)에 생기는 공진 진동에 대하여 설명한다. 도 6a 및 도 6b는 질량부(30)가 마련되어 있지 않은 상태에 있어서의 크랭크 캡(20)의 공진 진동의 진동 모드를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 크랭크 캡(20)을 하방으로부터 본 사시도로 되어 있다. 도 6a 및 도 6b는, 진동 모드를 이해하기 쉽게 하기 위하여, 실제로 생기는 공진 진동보다 진동이 크게 그려져 있다.
도 6a는 비교적 낮은 주파수에 있어서 생기는 피벗 공진의 진동 모드를 개략적으로 나타내고 있다. 도 6a에 나타낸 바와 같이, 피벗 공진에서는, 실린더 블록(2)과의 연결부를 중심으로, 크랭크 캡(20)이 전후 방향으로 피벗되도록 진동한다.
도 6b는 비교적 높은 주파수에 있어서 생기는 전후 벤딩 공진의 진동 모드를 개략적으로 나타내고 있다. 도 6b에 나타낸 바와 같이, 전후 벤딩 공진에서는, 크랭크 캡(20)은, 크랭크 캡(20)의 좌우 방향의 중앙 부근의 영역이 전후 방향으로 접혀 구부러지도록 진동한다. 따라서, 상기 전후 벤딩 공진에서는, 크랭크 캡(20)의 좌우 방향에 있어서의 중앙 부근의 영역에서는 전후 방향으로 진동이 생기지만, 양단 부근의 영역에서는 전후 방향의 진동은 생기지 않는다.
도 6b에서는 크랭크 캡(20)의 전후 방향에 생기는 공진 진동에 대하여 설명하였지만, 크랭크 캡(20)에는 상하 방향 및 좌우 방향으로도 공진 진동이 생긴다. 상기 공진 진동에서는, 많은 경우, 전후 방향의 공진 진동(피벗 공진), 좌우 방향의 공진 진동, 전후 방향의 공진 진동의 순서로 공진 주파수가 높아진다.
질량부의 탄성 지지
상술한 바와 같이 구성된 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 질량부(30)는, 탄성 지지부(40)에 의해, 크랭크 캡(20)에 대하여 탄성적으로 지지된다. 구체적으로는, 질량부(30)는, 상하 방향에 있어서, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 압축 및 인장 방향의 탄성에 의해 탄성적으로 지지된다. 질량부(30)는, 전후 방향 및 좌우 방향에 있어서, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 전단(剪斷) 방향의 탄성에 의해 탄성적으로 지지된다.
크랭크 캡(20)에 대하여 질량부(30)를 상하 방향에 있어서 탄성적으로 지지할 때의 상하 방향에 있어서의 스프링 상수는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 종(縱)탄성계수에 따라서 변화한다. 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 종탄성계수는, 상기 탄성체(41, 44)의 재질이나 장착 볼트(49)의 체결력에 따라서 변화한다. 따라서, 상하 방향에 있어서의 스프링 상수는, 탄성체(41, 44)의 재질이나 장착 볼트(49)의 체결력 등에 따라서 변화한다.
크랭크 캡(20)에 대하여 질량부(30)를 전후 방향 및 좌우 방향에 있어서 탄성적으로 지지할 때의 전후 방향 및 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 횡(橫)탄성계수 및 단면 형상(단면 형상에 따른 전단 응력 분포)에 따라서 변화한다. 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 횡탄성계수도, 상기 탄성체(41, 44)의 재질이나 장착 볼트(49)의 체결력에 따라서 변화한다. 따라서, 전후 방향 및 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수는, 탄성체(41, 44)의 재질이나 단면 형상, 장착 볼트(49)의 체결력 등에 따라서 변화한다.
본 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)는, 상하 방향에 있어서의 스프링 상수와, 전후 방향에 있어서의 스프링 상수와, 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수가 서로 다른 값이 되도록 구성된다. 특히, 본 실시 형태에서는, 크랭크 캡 조립체(10)는, 특별히 한정되지 않지만, 전후 방향에 있어서의 스프링 상수, 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수, 상하 방향에 있어서의 스프링 상수의 순서로 스프링 상수가 커지도록 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 전후 방향에 있어서의 스프링 상수는, 질량부(30)의 전후 방향에 있어서의 공진 주파수가 크랭크 캡(20)의 전후 방향의 공진 진동(피벗 공진)에 있어서의 공진 주파수와 동일 정도가 되도록 설정된다. 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수는, 질량부(30)의 좌우 방향에 있어서의 공진 주파수가 크랭크 캡(20)의 좌우 방향의 공진 진동에 있어서의 공진 주파수와 동일 정도가 되도록 구성된다. 상하 방향에 있어서의 스프링 상수는, 질량부(30)의 상하 방향에 있어서의 공진 주파수가 크랭크 캡(20)의 상하 방향의 공진 진동에 있어서의 공진 주파수와 동일 정도가 되도록 구성된다.
작용 및 효과
본 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 탄성 지지부(40)에 의해, 질량부(30)가 크랭크 캡(20)에 대하여 전후 방향에 있어서 탄성적으로 지지된다. 이에 의해, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향에 있어서의 공진 진동(피벗 공진)을 저감할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)의 전후 방향에 있어서의 스프링 상수는, 질량부(30)의 전후 방향에 있어서의 공진 주파수가, 크랭크 캡(20)의 전후 방향의 공진 진동(피벗 공진)에 있어서의 공진 주파수와 동일 정도가 되도록 설정된다. 이에 의해, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향에 있어서의 공진 진동을 효과적으로 저감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전후 벤딩 공진에서는, 크랭크 캡(20)은 크랭크 캡(20)의 좌우 방향의 중앙 부근의 영역이 전후 방향으로 접혀 구부러지도록 진동한다. 이에 대하여, 본 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 질량부(30)는 탄성 지지부(40)에 의해 크랭크 캡(20)의 좌우 방향에 있어서의 중앙 부분에 대하여 탄성적으로 지지된다. 따라서, 질량부(30)는 전후 벤딩 공진에 있어서의 진동이 생기는 영역에 있어서 크랭크 캡(20)에 장착된다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의하면, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 벤딩 공진에 의한 진동을 저감할 수도 있다.
크랭크 캡(20)에는, 상술한 바와 같이, 좌우 방향 및 상하 방향에 있어서의 공진 진동도 생기고, 좌우 방향 및 상하 방향에 있어서의 공진 주파수는 서로 다름과 함께, 전후 방향에 있어서의 공진 주파수와도 다르다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)의 전후 방향에 있어서의 스프링 상수, 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수, 및 상하 방향에 있어서의 스프링 상수를 서로 다른 값으로 설정할 수 있다. 이 때문에, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향에 있어서의 공진 진동 뿐만 아니라, 좌우 방향 및 상하 방향에 있어서의 공진 진동도 아울러 저감할 수 있다.
특히, 본 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)의 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수는, 질량부(30)의 좌우 방향에 있어서의 공진 진동수가, 크랭크 캡(20)의 좌우 방향의 진동에 있어서의 공진 주파수와 동일 정도가 되도록 설정된다. 마찬가지로, 탄성 지지부(40)의 상하 방향에 있어서의 스프링 상수는, 질량부(30)의 상하 방향에 있어서의 공진 진동수가, 크랭크 캡(20)의 상하 방향의 진동에 있어서의 공진 주파수와 동일 정도가 되도록 설정된다. 이에 의해, 크랭크 캡(20)에 생기는 좌우 방향 및 상하 방향에 있어서의 공진 진동을 효과적으로 저감할 수 있다.
도 7은 CAE 해석에 의해서 얻어진 주파수마다의 진동 강도를 나타내는 그래프이다. 도면 중의 파선은, 질량부(30) 및 탄성 지지부(40)가 마련되어 있지 않은 경우, 도면 중의 실선은 질량부(30) 및 탄성 지지부(40)가 마련되어 있는 경우의 해석 결과를 각각 나타내고 있다.
크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향에 있어서의 공진 진동(피벗 공진) 및 상하 방향 및 좌우 방향에 있어서의 공진 진동은, 주로 1∼2 ㎑에 있어서 생기는 바, 도 7에 의하면, 상기 주파수 영역의 공진 진동이 저감되어 있다는 것을 알 수 있다. 크랭크 캡(20)이 생기는 전후 벤딩 공진은 주로 6 ㎑ 부근에 있어서 생기는 바, 도 7에 의하면, 상기 주파수 영역의 공진 진동이 저감되어 있다는 것을 알 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 두 개의 탄성체를 갖고 있다. 그러나, 탄성 지지부(40)는, 탄성 지지부(40) 중 일방의 탄성체만을 가져도 된다. 단, 이 경우에는, 질량부(30)는 상하 방향으로 진동하지 않게 되기 때문에, 크랭크 캡(20)의 상하 방향에 있어서의 공진 진동을 저감하는 효과는 낮아진다.
상기 실시 형태에서는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)는 모두 고무로 형성된다. 그러나, 상기 탄성체(41, 44)는 반드시 고무로 형성될 필요는 없고, 접시 스프링 등, 고무 이외의 탄성체로 형성되는 것이 필요하다. 고무 이외의 탄성체를 이용한 경우이더라도, 탄성 지지부(40)는, 전후 방향에 있어서 질량부(30)를 탄성적으로 지지하는 것이 필요하다.
상기 실시 형태에서는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)는 동일한 고무로 형성된다. 따라서, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 경도는 동등하다. 그러나, 제 1 탄성체(41)의 경도와 제 2 탄성체의 경도는 반드시 동등할 필요는 없다.
따라서, 예를 들면, 제 2 탄성체(44)의 경도가 제 1 탄성체(41)의 경도보다 높아지도록 탄성 지지부(40)를 형성해도 된다. 제 1 탄성체(41)에는 질량부(30)의 무게는 더해지지 않는 것에 비하여, 제 2 탄성체(44)에는 질량부(30)의 무게가 더해진다. 이 때문에, 제 2 탄성체(44)는 제 1 탄성체(41)에 비하여 크리프 변형을 일으키기 쉽다. 제 2 탄성체(44)의 경도를 제 1 탄성체(41)의 경도보다 높게 함으로써, 제 2 탄성체(44)의 크리프 변형을 작게 억제할 수 있게 된다.
최근의 내연 기관에서는, 내연 기관 자체를 콤팩트하게 하면서 여러 가지 기구를 내연 기관에 마련함으로써, 내연 기관 내에 있어서 비어 있는 공간은 작다. 이에 비하여, 본 실시 형태의 질량부(30)는, 연장부(32)를 가짐으로써, 크랭크 캡(20)의 양측에 질량부(30)의 일부가 위치한다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 작은 공간 내에 가능한 한 큰 질량을 갖는 질량부(30)를 배치할 수 있다.
본 실시 형태의 질량부(30)는, 헤드용 오목부(34)를 가짐과 함께, 질량부(30)의 헤드용 오목부(34) 내에 장착 볼트(49)의 헤드가 수용된다. 본 실시 형태에 의하면, 상술한 바와 같이 장착 볼트(49) 주변의 공간에도 질량부(30)의 일부가 위치하도록 질량부(30)를 형성하는 것에 의해서도, 작은 공간 내에 가능한 한 큰 질량을 갖는 질량부(30)를 배치할 수 있다.
제 1 실시 형태의 변형례
도 8∼도 12를 참조하여, 제 1 실시 형태의 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 도 8은 제 1 실시 형태의 제 1 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)를 나타내는 단면도이다. 도 9는 제 1 실시 형태의 제 2 변형례에 관련된 제 1 탄성체(41)를 나타내는 사시도이다. 도 10은 제 1 실시 형태의 제 3 변형례에 관련된 제 1 탄성체(41)를 나타내는 사시도이다. 도 11은 제 1 실시 형태의 제 4 변형례에 관련된 질량부(30)를 나타내는 사시도이다. 도 12는 도 11의 선 XII-XII로부터 본 질량부(30)를 나타내는 단면 측면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시 형태의 제 1 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 탄성 지지부(40)는 제 3 탄성체(60)를 추가로 구비한다. 제 3 탄성체(60)도, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와 마찬가지의 고무로 형성된다.
제 3 탄성체(60)는, 질량부(30)의 본체 관통 구멍(33) 내에 있어서 장착 볼트(49)(정확하게는 칼라(45)의 통 형상부(46))와 본체 관통 구멍(33)의 내면과의 사이에 배치된다. 따라서, 제 3 탄성체(60)는, 본체 관통 구멍(33) 내에 있어서, 장착 볼트(49) 주변을 원통 형상으로 상하 방향으로 연장된다. 특히, 제 3 탄성체(60)는, 제 1 탄성체(41)의 하면부터 제 2 탄성체(44)의 상면까지 상하 방향으로 연장된다. 상술한 바와 같이, 제 3 탄성체(60)를 장착 볼트(49)와 본체 관통 구멍(33)의 내면과의 사이에 배치함으로써, 탄성 지지부(40)는, 전후 방향 및 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수를 제 3 탄성체(60)에 의해 조정할 수 있다.
제 1 실시 형태의 제 1 변형례에서는, 제 1 탄성체(41), 제 2 탄성체(44) 및 제 3 탄성체(60)는 일체적으로 형성된다. 상술한 바와 같이 탄성체(41, 44 및 60)를 일체적으로 형성함으로써, 크랭크 캡 조립체(10)의 제조시에는, 상기 탄성체(41, 44 및 60)가 한 번의 작업에 의해 용이하게 질량부(30)에 장착될 수 있다. 따라서, 크랭크 캡 조립체(10)의 제조를 간소화할 수 있다.
제 3 탄성체(60)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와는 별개체로서 형성되어도 된다. 이 경우, 제 3 탄성체(60)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와는 다른 물성을 갖는 다른 재료로 형성되어도 된다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시 형태의 제 2 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 제 1 탄성체(41)는, 전후 방향에 있어서, 중앙부(41b)의 탄성계수가 양방(兩方)의 단부(41a, 41c)의 탄성계수에 비하여 커지도록(즉, 경도가 높아지도록) 형성된 고무로서 구성된다. 이 경우, 제 1 탄성체(41)는, 예를 들면, 전후 방향의 길이가 제 1 탄성체(41)의 전후 방향의 길이의 1/3인 세 개의 고무를 서로 접합함으로써 형성된다. 이 때, 전후 방향에 있어서 중앙에 배치되는 고무는, 기타 고무에 비하여 낮은 탄성계수를 갖는다.
제 1 탄성체(41)는, 제 1 탄성체(41)의 제조시에 전후 방향에 있어서 고무의 성분을 변경함으로써 제 1 탄성체(41)의 전후 방향에 있어서 탄성계수를 변경하도록 해도 된다. 이 경우, 제 1 탄성체(41)는 일체의 고무로서 형성된다.
전후 방향에 있어서의 크랭크 캡(20)의 진동에는, 실린더 블록(2)과의 연결부를 중심으로 크랭크 캡(20)이 전후 방향으로 롤 하는 방향의 공진 진동과, 크랭크 캡(20)이 전후로 슬라이딩하는 방향의 공진 진동과의 두 개의 공진 진동을 들 수 있다. 두 개의 공진 진동 중, 롤 방향의 공진 진동의 주파수는, 슬라이딩 방향의 공진 진동의 주파수에 비하여 낮아지는 경향이 있다.
제 1 실시 형태의 제 2 변형례에 의하면, 중앙부(41b)의 탄성계수가 양방의 단부(41a, 41c)의 탄성계수보다 크게 된다. 이 때문에, 질량부(30)의 전후 롤 방향에 있어서의 공진 주파수는, 질량부(30)의 전후 슬라이딩 방향에 있어서의 공진 주파수보다 낮아진다. 따라서, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향의 공진 진동을 적절히 저감할 수 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시 형태의 제 3 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 제 1 탄성체(41)는, 좌우 방향에 있어서, 중앙부(41e)의 탄성계수가 양방의 단부(41d, 41f)의 탄성계수에 비하여 커지도록 형성된 고무로서 구성된다. 이 경우, 제 1 탄성체(41)는, 예를 들면, 좌우 방향의 길이가 제 1 탄성체(41)의 좌우 방향의 길이의 1/3인 세 개의 고무를 서로 접합함으로써 형성된다.
제 1 탄성체(41)는, 제 1 탄성체(41)의 제조시에 좌우 방향에 있어서 고무의 성분을 변경함으로써 제 1 탄성체(41)의 좌우 방향에 있어서 탄성계수를 변경하도록 해도 된다. 이 경우, 제 1 탄성체(41)는 일체의 고무로서 형성된다.
좌우 방향에 있어서의 크랭크 캡(20)의 진동에는, 실린더 블록(2)과의 연결부를 중심으로 크랭크 캡(20)이 좌우 방향으로 롤 하는 방향의 공진 진동과, 크랭크 캡(20)이 좌우로 슬라이딩하는 방향의 공진 진동과의 두 개의 공진 진동을 들 수 있다. 두 개의 공진 진동 중, 롤 방향의 공진 진동의 주파수는, 슬라이딩 방향의 공진 진동의 주파수에 비하여 낮아지는 경향이 있다.
제 1 실시 형태의 제 3 변형례에 의하면, 중앙부(41e)의 탄성계수가 양방의 단부(41d, 41f)의 탄성계수보다 크게 된다(즉, 경도가 높게 된다). 이 때문에, 질량부(30)의 좌우 롤 방향에 있어서의 공진 주파수는, 질량부(30)의 좌우 슬라이딩 방향에 있어서의 공진 주파수보다 낮아진다. 따라서, 크랭크 캡(20)에 생기는 좌우 방향의 공진 진동을 적절히 저감할 수 있다.
도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시 형태의 제 4 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 질량부(30)는, 위쪽으로, 즉, 제 1 탄성체(41)를 향하여 돌출하는 돌출부(62)를 구비한다. 돌출부(62)는, 질량부(30)의 좌우 방향에 있어서의 중앙부에 마련되고, 또한, 질량부(30)의 전후 방향에 있어서의 중앙부에 마련된다. 특히, 제 1 실시 형태의 제 4 변형례에서는, 돌출부(62)는, 두 개의 본체 관통 구멍(33)의 사이에 있어서 질량부(30)의 상면에 마련된다. 제 1 실시 형태의 제 4 변형례에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 돌출부(62)의 하방에 위치하는 질량부(30)의 하면에는 오목부가 형성된다. 그러나, 질량부(30)의 하면에는 이 오목부가 형성되지 않아도 된다.
제 1 실시 형태의 제 4 변형례에 의하면, 질량부(30) 상에 마련되는 제 1 탄성체(41)는, 돌출부(62)와 대면하는 영역에 있어서 눌려 찌그러진다. 이 때문에, 제 1 탄성체(41)는, 전후 방향의 중앙으로서 좌우 방향의 중앙의 영역에 있어서, 탄성계수가 커진다. 이 때문에, 질량부(30)의 전후 롤 방향에 있어서의 공진 주파수는, 질량부(30)의 전후 슬라이딩 방향에 있어서의 공진 주파수보다 낮아진다. 질량부(30)의 좌우 롤 방향에 있어서의 공진 주파수는, 질량부(30)의 좌우 슬라이딩 방향에 있어서의 공진 주파수보다 낮아진다. 따라서, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향 및 좌우 방향의 공진 진동을 적절히 저감할 수 있다.
제 2 실시 형태
도 13을 참조하여, 제 2 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 제 2 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 13은 제 2 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)를 나타내는 분해 사시도이다. 도 13에서는 상하가 반대로 나타나 있다. 제 2 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)는, 도 13에 나타내고 있지 않지만, 제 1 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)와 마찬가지로, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)를 갖는 탄성 지지부(40)를 구비한다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 탄성 지지부(40)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와 마찬가지인 고무제의 제 4 탄성체(65)를 구비한다.
제 4 탄성체(65)는, 각 캡 볼트(50)의 헤드와 질량부(30) 사이에 배치된다. 따라서, 제 4 탄성체(65)는, 좌우 방향에 있어서, 각 캡 볼트(50)의 헤드의 내측(크랭크 캡(20)의 중앙측)에 배치된다. 제 4 탄성체(65)는, 좌우 방향에 있어서 질량부(30)의 양 측면 상에 배치된다. 특히, 제 2 실시 형태에서는, 제 4 탄성체(65)는, 질량부(30)가 크랭크 캡(20)에 장착되었을 때에, 질량부(30) 및 캡 볼트(50)의 양방에 접한 상태에서 질량부(30) 및 캡 볼트(50)의 사이에 배치된다.
상술한 바와 같이 배치된 제 4 탄성체(65)는, 질량부(30)를 좌우 방향에 있어서 탄성적으로 지지한다. 이에 의해, 질량부(30)를 좌우 방향에 있어서 탄성적으로 지지할 때의 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 횡탄성계수에 추가하여, 제 4 탄성체(65)의 종탄성계수에 따라서 변화된다. 이 때문에, 제 4 탄성체(65)를 이용함으로써, 전후 방향에 있어서의 스프링 상수를 변화시키지 않고, 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수를 적절히 조정할 수 있다.
제 3 실시 형태
도 14를 참조하여, 제 3 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 제 3 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 14는 제 3 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)의, 도 4와 마찬가지의 부분 단면도이다. 제 3 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)를 갖는 탄성 지지부(40)를 구비한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 제 3 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 탄성 지지부(40)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와 마찬가지인 고무제의 제 5 탄성체(67)를 구비한다.
제 5 탄성체(67)는, 질량부(30)의 연장부(32)와 크랭크 캡(20)(의 얇은 부분(23)) 사이에 배치된다. 제 5 탄성체(67)는, 좌우 방향에 있어서, 연장부(32)와 얇은 부분(23)이 대면하는 영역 전체에 걸쳐서 연장된다. 특히, 제 3 실시 형태에서는, 제 5 탄성체(67)는, 질량부(30)가 크랭크 캡(20)에 장착되었을 때에, 연장부(32)의 내면과 얇은 부분(23)의 외면과의 양방에 접한 상태에서 연장부(32)의 내면과 얇은 부분(23)의 외면의 사이에 배치된다.
상술한 바와 같이 배치된 제 5 탄성체(67)는, 질량부(30)를 전후 방향에 있어서 탄성적으로 지지한다. 이에 의해, 질량부(30)를 전후 방향에 있어서 탄성적으로 지지할 때의 전후 방향에 있어서의 스프링 상수는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 횡탄성계수에 추가하여, 제 5 탄성체(67)의 종탄성계수에 따라서 변화된다. 이 때문에, 제 5 탄성체(67)를 이용함으로써, 좌우 방향에 있어서의 스프링 상수를 변화시키지 않고, 전후 방향에 있어서의 스프링 상수를 적절히 조정할 수 있다.
제 4 실시 형태
도 15 및 도 16을 참조하여, 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 내지 제 3 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 내지 제 3 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 15는 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)를 나타내는 사시도이다. 도 16은 도 15의 선 XVI-XVI을 따라서 본, 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)의 부분 단면도이다. 도 15 및 도 16에서는 상하가 반대로 나타나 있다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 제 4 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 질량부(30)는, 헤드용 오목부(34)를 하나만 구비하고, 질량부(30)의 헤드용 오목부(34) 내에 하나의 본체 관통 구멍(33)이 마련된다. 한편, 크랭크 캡(20)에는, 크랭크 캡(20)의 하면에, 장착 볼트(49)를 수용하기 위한 두 개의 볼트 구멍(도시 생략)이 좌우 방향으로 이간되어 마련된다.
제 4 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 탄성 지지부(40)는 칼라(70)를 하나만 구비하고, 칼라(70)는 통 형상부(71)와 플랜지부(72)를 구비한다. 통 형상부(71)는, 긴 원 형상의 외형 단면을 갖도록 형성됨과 함께, 질량부(30) 내에 형성된 본체 관통 구멍(33) 내에 수용되는 것과 같은 크기로 된다. 통 형상부(71)에는, 좌우 방향으로 이간된 두 개의 관통 구멍이 마련되고, 각 장착 볼트(49)가 각 관통 구멍 내를 연장되도록 배치된다. 플랜지부(72)는 통 형상부(71)의 일방의 끝에 마련됨과 함께, 통 형상부(71)의 외면으로부터 외측을 향하여 연장되도록 형성된다.
제 4 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 제 1 탄성체(41)와 제 2 탄성체(44)와 제 3 탄성체(60)가 서로 별개체로서 형성되어 있다. 따라서, 제 4 실시 형태에서는, 제 1 탄성체(41)와 제 2 탄성체(44)와 제 3 탄성체(60)는 서로 탄성계수가 다른 고무로 형성된다. 제 4 실시 형태에 있어서도, 제 1 탄성체(41), 제 2 탄성체(44) 및 제 3 탄성체(60)는 일체로서 형성되어도 된다.
제 4 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 질량부(30)는, 제 1 실시 형태 등과 달리, 연장부를 구비하고 있지 않다. 그러나, 제 4 실시 형태에 있어서도, 질량부(30)는 연장부를 구비하고 있어도 된다.
크랭크 캡(20)에서는, 오목부(21)가 마련됨으로써, 크랭크 캡(20)의 좌우 방향의 중앙부에 있어서 상하 방향의 두께가 얇아진다. 따라서, 크랭크 캡(20)의 중앙부의 두께를 얇게 하면, 크랭크 샤프트(5)를 지지하기에 충분한 강도를 유지할 수 없게 된다. 크랭크 캡(20)의 중앙부의 두께를 두껍게 하면, 그 만큼, 질량부(30)를 마련하기 위한 공간이 작아져 질량부(30)를 충분한 무게로 할 수 없어, 결과적으로 탄성 지지부(40)에 의한 감쇠 효과가 낮아질 가능성이 있다.
이에 대하여, 제 4 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 두 개의 장착 볼트(49)의 사이에 칼라(70)가 연장되어 있다. 따라서, 두 개의 장착 볼트(49)와 칼라(70)에 의해서 크랭크 캡(20)의 좌우 방향에 있어서의 중앙부를 보강할 수 있다. 그 결과, 크랭크 캡(20)의 중앙부의 두께를 얇게 할 수 있고, 따라서 질량부(30)를 충분한 무게로 할 수 있다.
제 4 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 탄성 지지부(40)는, 2개의 장착 볼트(49)를 구비하고 있다. 그러나, 장착 볼트(49)는 3개 이상 마련되어도 된다. 이 경우, 특별히 한정되지 않지만, 질량부(30)에는 본체 관통 구멍(33)이 하나만 마련되고, 탄성 지지부(40)는 칼라(70)를 하나만 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 칼라(70)의 통 형상부(71)에는 장착 볼트(49)의 수에 대응하는 3개 이상의 관통 구멍이 형성된다.
제 5 실시 형태
도 17 및 도 18을 참조하여, 제 5 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 제 5 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 내지 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 내지 제 4 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 17은 제 5 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에서 이용되는 질량부(30)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 17에서는, 질량부(30)가 조립된 상태와 분해된 상태의 두 가지 상태가 나타나 있다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 제 5 실시 형태의 질량부(30)는, 상하 방향에 있어서 복수로 분할되어 있다(도시한 예에서는 2개로 분할). 따라서, 제 5 실시 형태의 질량부(30)는, 상측의 제 1 부분 질량부(30a)와, 하측의 제 2 부분 질량부(30b)를 구비한다. 제 1 부분 질량부(30a)는, 본체부(31)의 상측 부분과 연장부(32)를 구비한다. 한편, 제 2 부분 질량부(30b)는, 본체부(31)의 하측 부분을 구비함과 함께 본체부(31)의 하측 부분에 형성된 헤드용 오목부(도시 생략)를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 탄성 지지부(40)에서는, 제 1 부분 질량부(30a)와 제 2 부분 질량부(30b)가, 전후 방향 및 좌우 방향 중 적어도 일방의 방향에 있어서, 크랭크 캡(20)에 대하여 다른 스프링 상수로 지지된다. 제 1 부분 질량부(30a)의 스프링 상수는, 제 1 탄성체(41)의 횡탄성계수나 제 1 부분 질량부(30a)의 질량에 따라서 변화되고, 제 2 부분 질량부(30b)의 스프링 상수는, 제 2 탄성체(44)의 횡탄성계수나 제 2 부분 질량부(30b)의 질량에 따라서 변화된다. 따라서, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 횡탄성계수나 제 1 부분 질량부(30a) 및 제 2 부분 질량부(30b)의 질량은, 제 1 부분 질량부(30a)와 제 2 부분 질량부(30b)가 서로 다른 스프링 상수로 탄성적으로 지지되도록 설정된다.
제 5 실시 형태에서는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 제 1 부분 질량부(30a)의 제 2 부분 질량부(30b) 측의 표면, 및 제 2 부분 질량부(30b)의 제 1 부분 질량부(30a) 측의 표면은 모두 평면 형상으로 형성되어 있다. 그러나, 상기 표면은 반드시 평면 형상으로 형성되어 있지 않아도 된다. 따라서, 상기 표면에는 볼록부 및 오목부나 단차(段差) 등이 마련되어도 된다. 이 경우, 양 표면은 서로 상보적인 형상으로 되어도 된다(예를 들면, 제 1 부분 질량부(30a)의 표면에 볼록부가 형성되어 있는 경우에는, 제 2 부분 질량부(30b)의 표면에는 상기 볼록부와 상보적인 오목부가 형성되어도 된다).
제 5 실시 형태에 의하면, 질량부(30)의 두 개의 부분 질량부(30a, 30b)는 서로 다른 스프링 상수로 탄성적으로 지지된다. 그 결과, 제 1 부분 질량부(30a)와 제 2 부분 질량부(30b)는, 크랭크 캡(20)에 생기는 다른 주파수의 전후 방향 및 좌우 방향의 진동을 감쇠시킬 수 있다.
도 18은 제 5 실시 형태의 변형례에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에서 이용되는 질량부(30)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 제 5 실시 형태의 변형례에서는, 탄성 지지부(40)는, 서로 이웃하는 부분 질량부(30a, 30b)의 사이에 배치된 제 6 탄성체(75)를 구비한다. 제 6 탄성체(75)는 두 개의 부분 질량부(30a, 30b)에 결합되어도 된다. 어느 것이나 제 6 탄성체(75)는, 제 1 부분 질량부(30a)에 대하여 제 2 부분 질량부(30b)를 탄성적으로 지지한다.
제 5 실시 형태의 변형례에서는, 제 6 탄성체(75)는 전체에 걸쳐 동일한 재료로 형성된 동일한 탄성계수를 갖는 고무로 형성된다. 그러나, 제 6 탄성체(75)는, 전후 방향이나 좌우 방향에 있어서 탄성계수가 다르도록 형성되어도 된다. 이 경우, 제 6 탄성체(75)는, 탄성계수가 다른 복수의 고무를 접합함으로써 형성되거나, 또는, 제조시에 전후 방향이나 좌우 방향에 있어서 탄성계수가 다르도록 고무의 성분을 변경함으로써 형성되어도 된다.
제 6 실시 형태
도 19를 참조하여, 제 6 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 제 6 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 내지 제 5 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 내지 제 5 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다. 도 19는 제 6 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 19는 상하가 반대로 나타나 있다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 제 6 실시 형태의 질량부(30)는, 좌우 방향에 있어서 복수로 분할되어 있다(도시한 예에서는 3개로 분할). 따라서, 제 6 실시 형태의 질량부(30)는, 좌우 방향에 있어서 중앙의 제 2 부분 질량부(30d)와, 상기 제 2 부분 질량부(30d)의 좌우 방향 양측에 배치된 제 1 부분 질량부(30c) 및 제 3 부분 질량부(30e)를 구비한다.
각 부분 질량부(30c, 30d, 30e)는, 장착 볼트(49)가 가운데를 지나는 본체 관통 구멍(33)과, 본체 관통 구멍(33)의 하방에 마련되는 헤드용 오목부(34)를 구비한다(어느 것이나 도 19에는 도시 생략). 헤드용 오목부(34) 내에는 부분적으로 장착 볼트(49)의 헤드가 수용됨과 함께 장착 볼트(49)의 헤드와 각 부분 질량부(30c, 30d, 30e)와의 사이에는 제 2 탄성체(44)(도시 생략)가 배치된다. 상기 복수의 제 2 탄성체(44)는 서로 다른 탄성계수를 가져도 되고, 동일한 탄성계수를 가져도 된다.
각 부분 질량부(30c, 30d, 30e)와 크랭크 캡(20) 사이에는 제 1 탄성체(41)가 배치된다. 제 1 탄성체(41)는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 좌우 방향에 있어서 복수로 분할되어, 분할된 각 제 1 탄성체(41)가 대응하는 각 부분 질량부(30c, 30d, 30e)에 인접하여 배치된다. 상기 복수의 제 1 탄성체(41)는 서로 다른 탄성계수를 가져도 되고, 동일한 탄성계수를 가져도 된다.
제 6 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)는, 서로 이웃하는 부분 질량부(30c, 30d, 30e)의 사이에 배치된 제 6 탄성체(75)를 구비한다. 제 6 탄성체(75)는 양측의 부분 질량부에 결합되어도 된다. 어느 것이나 제 6 탄성체(75)는, 서로 이웃하는 부분 질량부(30c, 30d, 30e) 중 일방에 대하여 타방을 탄성적으로 지지한다.
제 6 실시 형태에서는, 탄성 지지부(40)는 제 6 탄성체를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우, 서로 이웃하는 부분 질량부(30c, 30d, 30e)는 서로 대면하는 표면끼리가 접촉하도록 배치되거나, 또는, 상기 표면끼리가 차이로부터 이간되도록 배치된다.
탄성 지지부(40)는, 부분 질량부(30c, 30d, 30e) 중 적어도 일부가, 적어도 전후 방향에 있어서 기타의 부분 질량부(30c, 30d, 30e)와는 다른 스프링 상수로 크랭크 캡(20)에 대하여 지지되도록 형성된다. 특히, 제 6 실시 형태에서는, 제 1 부분 질량부(30c) 및 제 3 부분 질량부(30e)가 마찬가지의 스프링 상수로 지지되고, 제 2 부분 질량부(30d)가 제 1 부분 질량부(30c) 및 제 3 부분 질량부(30e)와는 다른 스프링 상수로 지지된다.
상술한 바와 같이, 크랭크 캡(20)에 생기는 전후 방향의 공진 진동에는, 피벗 공진과, 전후 벤딩 공진을 들 수 있다. 피벗 공진과 전후 벤딩 공진 중, 피벗 공진에서는, 크랭크 캡(20)이 전체적으로 전후로 진동하는 것에 비하여, 전후 벤딩 공진에서는 크랭크 캡(20)의 좌우 방향 중앙부만이 전후로 진동한다.
제 6 실시 형태에서는, 질량부(30)가 좌우 방향에 있어서 복수로 분할된다. 이 때문에, 피벗 공진에 대해서는, 주로 좌우에 배치된 제 1 부분 질량부(30c)와 제 3 부분 질량부(30e)에 의해서 진동을 억제할 수 있다. 이에 비하여, 전후 벤딩 공진에서는, 주로 중앙에 배치된 제 2 부분 질량부(30d)에 의해서 진동을 억제할 수 있다. 그 결과, 제 6 실시 형태에 의하면, 피벗 공진 및 전후 벤딩 공진을 모두 억제할 수 있다. 이러한 관점에서, 피벗 공진 진동을 효과적으로 보다 억제할 수 있도록, 제 1 부분 질량부(30c) 및 제 3 부분 질량부(30e)의 질량이나 형상, 및, 제 1 및 제 3 부분 질량부(30c, 30e)를 지지하기 위한 제 1 탄성체(41), 제 2 탄성체(44) 및 제 6 탄성체(75) 등의 탄성계수 등이 설정된다.
제 7 실시 형태
도 20을 참조하여, 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)에 대하여 설명한다. 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 내지 제 6 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 내지 제 6 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다. 도 20은 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체(10)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 20은 상하가 반대로 나타나 있다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 제 7 실시 형태의 크랭크 캡 조립체(10)에서는, 크랭크 캡(20)의 하면으로부터 하방으로 돌출하는 돌출벽(24)을 구비한다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 돌출벽(24)은, 두 개의 캡 볼트(50)의 사이에 있어서 좌우 방향으로 연장된다. 돌출벽(24)은 전후 방향에 있어서 일방의 단부(도 20에 나타낸 예에서는 후측의 단부)에서 크랭크 캡(20)의 하면으로부터 돌출한다.
제 7 실시 형태의 탄성 지지부(40)는, 전후 방향에 있어서 질량부(30)와 돌출벽(24) 사이에 배치된 제 8 탄성체(77)를 구비한다. 제 8 탄성체(77)는 질량부(30)의 후면(또는, 전면)과 돌출벽(24)의 전면(또는, 후면)에 접촉하도록 배치된다. 제 8 탄성체(77)도 돌출벽(24)과 마찬가지로 두 개의 캡 볼트(50)의 사이에 있어서 좌우 방향으로 연장된다.
제 8 탄성체(77)는, 전체에 걸쳐 동일한 재료로 형성된 동일한 탄성계수를 갖는 고무로 형성된다. 그러나, 제 8 탄성체(77)는, 좌우 방향이나 상하 방향에 있어서 탄성계수가 다르도록 형성되어도 된다.
제 7 실시 형태에 의하면, 제 8 탄성체(77)는, 전후 방향에 있어서 질량부(30)를 탄성적으로 지지할 수 있다. 그러나, 제 8 탄성체(77)는 볼트 등에 의해서 질량부(30)와 돌출벽(24) 사이에 체결되어 배치되어 있는 것은 아니다. 이 때문에, 제 8 탄성체(77)의 전단 방향의 탄성에 의한 질량부(30)의 탄성적인 지지는 행해지지 않는다. 따라서, 제 7 실시 형태에 의하면, 질량부(30)의 좌우 방향 및 상하 방향에 있어서의 탄성 지지의 스프링 상수를 변경하지 않고, 질량부(30)의 전후 방향에 있어서의 탄성 지지의 스프링 상수를 조정할 수 있다.
제 8 실시 형태
도 21 및 도 22를 참조하여, 제 8 실시 형태에 관련된 내연 기관(1)에 대하여 설명한다. 제 8 실시 형태에 관련된 내연 기관의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 내지 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡을 구비한 내연 기관의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 내지 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡을 구비한 내연 기관의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 21은 내연 기관(1)의 하부 영역을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 22는 도 21의 선 XXII-XXII을 따라서 본 크랭크 캡 조립체(10) 주변의 개략 단면도이다.
도 21은 직렬 4 기통의 내연 기관(1)의 하부 영역을 개략적으로 나타내고 있다. 따라서, 내연 기관(1)은 5개의 크랭크 캡 조립체(10)를 구비하고 있다. 따라서, 도 21에 나타낸 바와 같이, 5개의 크랭크 캡(20)을 구비하고 있다. 상기 크랭크 캡 조립체(10)는, 상기 크랭크 캡(20)이 크랭크 샤프트(5)를 회전 가능하게 지지하도록 실린더 블록(2)에 장착된다. 상기 크랭크 캡 조립체(10)는, 크랭크 샤프트(5)의 회전 축선 X를 따라서 일렬로 등간격으로 배치된다.
내연 기관(1)은, 크랭크 샤프트(5)의 하방에 크랭크 샤프트(5)에 인접하여 밸런스 샤프트(도시 생략)를 지지하는 밸런스 샤프트 지지부(80)를 구비한다. 밸런스 샤프트 지지부(80)의 밸런스 샤프트는, 크랭크 샤프트(5)에 기어 등에 의해서 기계적으로 접속되고, 크랭크 샤프트(5)의 회전에 맞추어 회전한다. 밸런스 샤프트가 회전함으로써, 크랭크 샤프트(5)의 회전에 따라서 내연 기관(1)에 생기는 진동을 억제할 수 있다.
크랭크 샤프트(5)와 밸런스 샤프트는 기어에 의해 접속되기 때문에, 크랭크 샤프트(5)와 밸런스 샤프트 사이에는, 어느 정도의 간격이 필요하게 된다. 이 때문에, 크랭크 캡(20)과 밸런스 샤프트 지지부(80) 사이에는 다소의 공간이 존재한다. 본 실시 형태에서는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 상기 공간 내에 질량부(30)를 포함하는 탄성 지지부(40)가 배치된다.
본 실시 형태에서는, 도 22에 나타낸 바와 같이, 크랭크 캡 조립체(10)의 질량부(30)와, 밸런스 샤프트 지지부(80)와의 사이에 제 7 탄성체(81)가 마련된다. 상기 제 7 탄성체(81)는, 질량부(30)의 하면과 밸런스 샤프트 지지부(80)의 상면에 함께 접촉하여 배치된다. 상기 제 7 탄성체(81)에 의해, 질량부(30)는 밸런스 샤프트 지지부(80)에 대하여 탄성적으로 지지된다.
제 7 탄성체(81)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와 마찬가지의 고무로 형성된다. 따라서, 제 7 탄성체(81)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와 동일한 탄성계수를 갖는다.
상술한 바와 같이, 제 2 탄성체(44)는 제 1 탄성체(41)에 비하여 크리프 변형을 일으키기 쉽다. 본 실시 형태에 의하면, 제 7 탄성체(81)에 의해서 질량부(30)를 지지함으로써, 질량부(30)의 질량은 제 2 탄성체(44) 및 제 7 탄성체(81)에 의해서 분산되어 지지되고, 그 결과, 제 2 탄성체(44)의 크리프 변형을 억제할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 밸런스 샤프트 지지부(80)와 질량부(30) 사이에 제 7 탄성체(81)를 배치하고 있다. 그러나, 예를 들면, 내연 기관(1)의 오일 팬 내에 질량부(30)의 하방으로 연장되는 구조체를 마련하고, 상기 구조체와 질량부(30) 사이에 제 7 탄성체(81)를 배치하도록 해도 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 크랭크 샤프트(5)의 하방에 있어서 내연 기관 내에 마련된 구조체(밸런스 샤프트 지지부(80)를 포함함)와 질량부(30)와의 사이에 제 7 탄성체가 배치된다고 할 수 있다.
제 7 탄성체(81)는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)와 다른 고무로 형성되어도 된다. 이 경우, 특별히 한정되지 않지만, 제 7 탄성체(81)는 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)보다 탄성계수가 작은 고무로 형성되는 것이 바람직하다.
밸런스 샤프트 지지부(80)의 상면과 질량부(30)의 하면과의 사이의 거리는, 제조 공차 등에 의해서 내연 기관의 각 고체 사이 등에서 불균일이 생긴다. 따라서, 제 7 탄성체(81)의 탄성계수를 너무 크게 하면, 질량부(30)를 지지할 때의 스프링 상수가 내연 기관의 각 고체 사이 등에서 다를 가능성이 있다. 상술한 바와 같이, 제 7 탄성체(81)의 탄성계수를 작게 함으로써, 다소의 불균일이 생기더라도, 질량부(30)를 지지할 때의 스프링 상수가 크게 변화되지 않게 된다.
제 9 실시 형태
도 23을 참조하여, 제 9 실시 형태에 관련된 내연 기관(1)에 대하여 설명한다. 제 9 실시 형태에 관련된 내연 기관의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태 내지 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 구비한 내연 기관의 구성 및 제 8 실시 형태에 관련된 내연 기관과 마찬가지이다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시 형태 내지 제 7 실시 형태에 관련된 크랭크 캡 조립체를 구비한 내연 기관의 구성 및 제 8 실시 형태에 관련된 내연 기관의 구성과는 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 23은 실린더 블록(2)을 하방에서 본 개략적인 사시도이다. 도 23은 크랭크 캡(20)에 탄성 지지부(40)가 마련되어 있지 않은 상태를 나타내고 있다. 도 23은 직렬 4 기통의 내연 기관(1)의 실린더 블록(2)을 개략적으로 나타내고 있다. 따라서, 내연 기관(1)은 5개의 크랭크 캡 조립체(10)를 구비하고 있다. 따라서, 도 23에 나타낸 바와 같이 5개의 크랭크 캡(20)을 구비하고 있다.
상기 크랭크 캡 조립체(10)는, 상기 크랭크 캡(20)이 크랭크 샤프트(5)를 회전 가능하게 지지하도록 실린더 블록(2)에 장착된다. 이들 크랭크 캡 조립체(10)는, 크랭크 샤프트(5)의 회전 축선을 따라서 일렬로 등간격으로 배치된다. 도 23에서는, 크랭크 캡(20)이, 전방으로부터 후방을 향하여 1번 크랭크 캡(20) #1 내지 5번 크랭크 캡(20) #5의 순서로 실린더 블록(2)에 장착되어 있다.
제 9 실시 형태에서는, 내연 기관(1)의 전후 방향에 있어서 중앙에 배치된 3번 크랭크 캡 조립체(10) #3(즉, 3번 크랭크 캡(20) #3을 구비한 크랭크 캡 조립체이다. 이하, 「크랭크 캡」이라고 칭한다.)은, 3번 크랭크 캡 조립체(10) #3의 질량부(30)의 공진 주파수가, 기관 본체의 전후 방향에 있어서 양단에 배치된 1번 크랭크 캡 조립체(10) #1 및 5번 크랭크 캡 조립체(10) #5의 질량부(30)의 공진 주파수보다 높게 된다.
상술한 바와 같이, 질량부(30)의 공진 주파수는, 예를 들면, 탄성 지지부(40)의 제 1 탄성체(41)나 제 2 탄성체(44)의 탄성계수를 변경함으로써 변화되고, 일반적으로 탄성계수가 크면 클수록 공진 주파수가 높아진다. 특히, 제 1 탄성체(41)나 제 2 탄성체(44)가 고무로 형성되어 있는 경우에는, 고무의 경도를 높게 함으로써 탄성계수를 크게 할 수 있다. 따라서, 제 9 실시 형태에서는, 예를 들면, 3번 크랭크 캡 조립체(10) #3의 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 경도가 1번 크랭크 캡 조립체(10) #1 및 5번 크랭크 캡 조립체(10) #5의 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 경도보다 높아지도록, 상기 제 1 탄성체(41)나 제 2 탄성체(44)의 고무의 경도가 조정된다.
내연 기관(1)의 전후 방향 양단부에서는, 개방단이 되기 때문에, 실린더 블록(2)의 강성이 낮다. 이에 대하여, 내연 기관(1)의 전후 방향 중앙부에서는 실린더 블록(2)의 강성이 높다. 그 결과, 내연 기관(1)의 전후 방향 양단부에 있어서의 크랭크 캡(20)의 진동(도면 중의 Ze)의 공진 주파수에 비하여, 내연 기관(1)의 전후 방향 중앙부에 있어서의 크랭크 캡(20)의 진동(도면 중의 Zc)의 공진 주파수가 높아진다.
제 9 실시 형태에서는, 3번 크랭크 캡 조립체(10) #3의 질량부(30)의 공진 주파수가, 1번 크랭크 캡 조립체(10) #1 및 5번 크랭크 캡 조립체(10) #5의 질량부(30)의 공진 주파수보다 높다. 그 결과, 제 9 실시 형태에 의하면, 각 크랭크 캡(20)의 공진 진동을 효과적으로 보다 억제할 수 있다.
상기 제 9 실시 형태에서는, 제 1 탄성체(41) 및 제 2 탄성체(44)의 고무의 경도를 조정함으로써 공진 주파수를 조정하고 있다. 그러나, 기타의 탄성체나 질량부(30)의 질량이나 구조 등을 변경함으로써 공진 주파수를 조정하도록 해도 된다.

Claims (21)

  1. 크랭크 샤프트(5)를 회전 가능하게 지지하는 크랭크 캡(20)을 구비하는 크랭크 캡 조립체(10)에 있어서,
    질량부(30);
    상기 크랭크 캡(20)을 기관 본체에 고정하는 두 개의 캡 볼트(50);
    상기 두 개의 캡 볼트(50)의 사이에 배치된 탄성 지지부(40) ― 상기 탄성 지지부(40)는, 상기 크랭크 캡(20)에 대하여 상기 질량부(30)를 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 탄성적으로 지지함 ―;
    를 포함하는 크랭크 캡 조립체(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 상기 질량부(30)를 상기 크랭크 캡(20)에 장착하는 장착 볼트(49)와, 상기 질량부(30)와 크랭크 캡(20) 사이에 배치된 제 1 탄성체(41)를 구비하고,
    상기 질량부(30)는, 상기 질량부(30)를 관통하는 관통 구멍(33)을 구비하고,
    상기 장착 볼트(49)는, 상기 관통 구멍(33)을 통과하여 연장됨과 함께, 상기 제 1 탄성체(41)를 상기 질량부(30)와 상기 크랭크 캡(20) 사이에 끼우도록, 상기 질량부(30)를 상기 크랭크 캡(20)에 장착하는 크랭크 캡 조립체(10).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성체(41)는 고무이고,
    상기 제 1 탄성체(41)는, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 중앙부의 탄성계수가 양단부의 탄성계수에 비하여 큰 크랭크 캡 조립체(10).
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성체(41)는 고무이고,
    상기 제 1 탄성체(41)는, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향 및 상기 크랭크 캡(20)이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향에 있어서, 중앙부의 탄성계수가 양단부의 탄성계수에 비하여 큰 크랭크 캡 조립체(10).
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성체(41)는 고무이고,
    상기 질량부(30)는, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향 및 상기 크랭크 캡(20)이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향에 있어서의 중앙부에 있어서, 상기 제 1 탄성체(41)를 향하여 돌출하는 돌출부(62)를 구비하는 크랭크 캡 조립체(10).
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 상기 질량부(30)와 상기 장착 볼트(49)의 헤드와의 사이에 배치된 제 2 탄성체(44)를 추가로 구비하는 크랭크 캡 조립체(10).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성체(41) 및 상기 제 2 탄성체(44)는 고무이고, 상기 제 2 탄성체(44)는 상기 제 1 탄성체(41)보다 경도가 높은 크랭크 캡 조립체(10).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 적어도 2개의 상기 장착 볼트(49)와, 상기 제 2 탄성체(44)와 상기 장착 볼트(49)의 헤드와의 사이에 배치된 칼라(45)를 구비하고,
    상기 칼라(45)는 상기 적어도 2개의 상기 장착 볼트(49)가 관통하도록 배치되는 크랭크 캡 조립체(10).
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는 제 3 탄성체(60)를 추가로 구비하고,
    상기 제 3 탄성체(60)는 상기 장착 볼트(49)와 상기 관통 구멍(33)의 내면과의 사이에 배치된 고무인 크랭크 캡 조립체(10).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성체(41), 제 2 탄성체(44) 및 제 3 탄성체(60)는 고무이고, 하나의 부재인 크랭크 캡 조립체(10).
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 상기 캡 볼트(50)의 헤드와 상기 질량부(30)와의 사이에 배치된 제 4 탄성체(65)를 추가로 구비하는 크랭크 캡 조립체(10).
  12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질량부(30)는 오목부(34)를 구비하고,
    상기 장착 볼트(49)의 상기 헤드가 적어도 부분적으로 상기 오목부(34) 내에 수용되는 크랭크 캡 조립체(10).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질량부(30)는, 본체부(31)와 상기 본체부(31)로부터 외측을 향하여 평행하게 연장되는 두 개의 연장부(32)를 구비하고,
    상기 두 개의 연장부(32)의 사이에 상기 크랭크 캡(20)의 일부가 수용되도록 배치되는 크랭크 캡 조립체(10).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 상기 연장부(32)와 상기 크랭크 캡(20) 사이에 배치된 제 5 탄성체(67)를 구비하는 크랭크 캡 조립체(10).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질량부(30)는, 상기 크랭크 캡(20)이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 있어서 분할된 복수의 부분 질량부(30a, 30b)를 구비하고,
    상기 복수의 부분 질량부(30a, 30b)는 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 서로 다른 스프링 상수로 크랭크 캡에 대하여 지지되도록 구성되는 크랭크 캡 조립체(10).
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질량부(30)는, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향 및 상기 크랭크 캡(20)이 기관 본체에 장착되는 장착 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향에 있어서 분할된 복수의 부분 질량부(30c, 30d, 30e)를 구비하고,
    상기 복수의 부분 질량부(30c, 30d, 30e)의 적어도 일부는, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 기타의 부분 질량부(30c, 30d, 30e)와는 다른 스프링 상수로 크랭크 캡(20)에 대하여 지지되도록 구성되는 크랭크 캡 조립체(10).
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    서로 이웃하는 부분 질량부(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)의 사이에는 제 6 탄성체(75)가 마련되는 크랭크 캡 조립체(10).
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향과, 상기 크랭크 캡(20)이 기관 본체에 장착되는 장착 방향과, 상기 축선 방향과 상기 장착 방향의 양 방향에 대하여 수직인 캡 연장 방향과의 세 개의 방향에 있어서 다른 스프링 상수로 상기 질량부(30)를 탄성적으로 지지하도록 구성되는 크랭크 캡 조립체(10).
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 탄성 지지부(40)는, 상기 축선 방향, 상기 캡 연장 방향, 상기 장착 방향의 순서로 스프링 상수가 커지도록 구성되는 크랭크 캡 조립체(10).
  20. 내연 기관(1)에 있어서,
    제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 상기 크랭크 캡 조립체(10); 및,
    상기 크랭크 샤프트(5)의 하방에 있어서 상기 내연 기관(1) 내에 마련된 구조체를 포함하며,
    일렬로 배치된 상기 복수의 크랭크 캡 조립체(10)에 의해 상기 크랭크 샤프트(5)가 기관 본체에 회전 가능하게 마련되고,
    상기 크랭크 캡 조립체(10)의 질량부(30)와 상기 구조체와의 사이에는 제 7 탄성체(81)가 마련되고,
    상기 제 7 탄성체(81)에 의해서 상기 질량부(30)가 상기 구조체에 탄성적으로 지지되는 내연기관(1).
  21. 내연 기관(1)에 있어서,
    제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 상기 크랭크 캡 조립체(10)를 포함하며,
    일렬로 배치된 상기 복수의 크랭크 캡 조립체(10)에 의해 상기 크랭크 샤프트(5)가 기관 본체에 회전 가능하게 장착되고,
    상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 상기 기관 본체의 중앙부에 배치된 상기 크랭크 캡 조립체(10)는, 그 질량부(30)의 공진 주파수가, 상기 크랭크 샤프트(5)의 축선 방향에 있어서 상기 기관 본체의 양단부에 배치된 상기 크랭크 캡 조립체(10)의 질량부(30)의 공진 주파수보다 높아지도록 구성되는 내연 기관(1).
KR1020180148928A 2017-12-15 2018-11-27 크랭크 캡 조립체 및 내연 기관 KR102092788B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-241039 2017-12-15
JP2017241039A JP6874669B2 (ja) 2017-12-15 2017-12-15 クランクキャップ組立体及び内燃機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190072411A true KR20190072411A (ko) 2019-06-25
KR102092788B1 KR102092788B1 (ko) 2020-04-20

Family

ID=64604574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180148928A KR102092788B1 (ko) 2017-12-15 2018-11-27 크랭크 캡 조립체 및 내연 기관

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10851869B2 (ko)
EP (1) EP3499059A1 (ko)
JP (1) JP6874669B2 (ko)
KR (1) KR102092788B1 (ko)
CN (1) CN109931181B (ko)
BR (1) BR102018073931A2 (ko)
RU (1) RU2705325C1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11473647B1 (en) * 2014-08-28 2022-10-18 Hrl Laboratories, Llc Isolation system and method
JP6874669B2 (ja) * 2017-12-15 2021-05-19 トヨタ自動車株式会社 クランクキャップ組立体及び内燃機関
JP7003899B2 (ja) * 2018-11-30 2022-02-10 トヨタ自動車株式会社 クランクキャップ組立体
DE102019113663B4 (de) 2019-05-10 2022-10-06 Illinois Tool Works Inc. Abstandhalter für eine befestigungsanordnung, befestigungsanordnung mit einem solchen abstandhalter sowie verfahren zum befestigen eines montageteils an einem trägerteil
CN111591861A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 李朝阁 一种施工电梯用减震结构
DE202021103745U1 (de) 2021-07-13 2022-10-21 Sumitomo Riko Company Limited Vibrationsdämpfer zum Verbinden von zwei Einrichtungen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578338U (ko) * 1980-06-17 1982-01-16
JPS59156147U (ja) * 1983-04-05 1984-10-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のオイルパン取付け構造
DE102015216614A1 (de) * 2015-08-31 2017-03-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Lagerdeckel für ein zylindrisches Lagerelement einer Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Lagerdeckel

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2637278A (en) * 1949-10-05 1953-05-05 Budd Co Resilient mounting for a plurality of machines
DE2716485C2 (de) * 1977-04-14 1985-06-05 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Eine Zusatzmasse zur Beeinflussung von Resonanzschwingungen aufweisender Drehmomentübertragungsstrang
JPS5623482Y2 (ko) * 1977-07-27 1981-06-02
AT374251B (de) * 1977-11-22 1984-04-10 List Hans Brennkraftmaschine mit einem triebwerkstraeger
JPS55156230U (ko) * 1979-04-25 1980-11-10
JPS59553U (ja) * 1982-06-25 1984-01-05 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの振動防止構造
JPS5932712U (ja) * 1982-08-27 1984-02-29 トヨタ自動車株式会社 部分連結ベアリングキヤツプ
DE3234980A1 (de) * 1982-09-22 1984-03-22 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Hubkolbenbrennkraftmaschine mit massen- bzw. momentausgleich
JPS5959525U (ja) * 1982-10-13 1984-04-18 日産自動車株式会社 内燃機関のコネクテイングロツド
JPS59156147A (ja) * 1983-02-25 1984-09-05 Sumitomo Electric Ind Ltd ユニツト連結式モ−タ−
DE3610134A1 (de) * 1986-03-26 1987-10-01 Bayerische Motoren Werke Ag Pleuelstange
US4926810A (en) * 1988-10-05 1990-05-22 Ford Motor Company Engine vibration balancer
DE4205233A1 (de) * 1992-02-21 1993-03-18 Daimler Benz Ag Akkustisch abgekoppelte kurbeltrieblagerung eines hubkolben-verbrennungsmotors
JP3139125B2 (ja) 1992-04-24 2001-02-26 日産自動車株式会社 エンジンの制振構造
DE4236185A1 (de) * 1992-10-27 1994-04-28 Freudenberg Carl Fa Kolbenarbeits- und -kraftmaschine
DE69506305T2 (de) * 1994-03-18 1999-04-29 Yamaha Motor Co Ltd Zylinderblock ohne Futterung für Maschinen
JP3158964B2 (ja) * 1995-04-26 2001-04-23 三菱自動車工業株式会社 オイルパン取付構造
JPH10220279A (ja) * 1997-02-12 1998-08-18 Isuzu Motors Ltd エンジン構造
US6044818A (en) * 1998-08-26 2000-04-04 Almarv Llc Vibration dampener for internal combustion engines
JP3815658B2 (ja) * 2000-08-18 2006-08-30 スズキ株式会社 シリンダブロック
JP2004116682A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Tokai Rubber Ind Ltd ワッシャおよびそれを用いた内燃機関
KR100535023B1 (ko) * 2002-10-31 2005-12-07 현대자동차주식회사 댐퍼내장 크랭크샤프트
US6745740B1 (en) * 2003-02-13 2004-06-08 Decuir Engine Technologies, Llc Vibration dampening arrangement for internal combustion engines
JP2005048936A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Tokai Rubber Ind Ltd ダイナミックダンパ
JP2005127149A (ja) * 2003-10-21 2005-05-19 Toyota Motor Corp オイルパン用バッフルプレートの締結具および締結方法
CN2828414Y (zh) 2005-10-26 2006-10-18 哈尔滨东安汽车动力股份有限公司 减振降噪螺栓总成装置
WO2008078145A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Renault Trucks Internal combustion engine with bearing cap dampening
NO336347B1 (no) 2007-03-02 2015-08-03 Framo Eng As Anordning ved fjærende lager for opplagring av et dreietårn ombord på et fartøy
JP2008215532A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Toyota Motor Corp クランクシャフトの軸受構造
CN201027578Y (zh) * 2007-03-30 2008-02-27 重庆长安汽车股份有限公司 发动机曲轴主轴承座安装结构
JP3139125U (ja) 2007-11-16 2008-01-31 岸義株式会社 官帽
FR2976988B1 (fr) * 2011-06-27 2014-04-11 Renault Sa Chapeau de palier de villebrequin avec piliers optimises
JP2014020427A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Nok Corp 防振グロメット
EP2827014A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-21 Volvo Car Corporation Decoupler NVH seal
CN106662140B (zh) * 2014-07-16 2019-06-21 日本制铁株式会社 往复式发动机的曲轴
CN204140634U (zh) * 2014-08-13 2015-02-04 福州钜立机动车配件有限公司 一种发动机连杆连杆体连杆盖结合面处螺栓孔倒角结构
JP6156580B2 (ja) * 2014-09-29 2017-07-05 マツダ株式会社 エンジンの往復回転機構
AT517169B1 (de) * 2015-04-28 2017-03-15 Miba Sinter Austria Gmbh Lageranordnung
JP6874669B2 (ja) * 2017-12-15 2021-05-19 トヨタ自動車株式会社 クランクキャップ組立体及び内燃機関
JP7003899B2 (ja) * 2018-11-30 2022-02-10 トヨタ自動車株式会社 クランクキャップ組立体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578338U (ko) * 1980-06-17 1982-01-16
JPS59156147U (ja) * 1983-04-05 1984-10-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のオイルパン取付け構造
DE102015216614A1 (de) * 2015-08-31 2017-03-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Lagerdeckel für ein zylindrisches Lagerelement einer Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Lagerdeckel

Also Published As

Publication number Publication date
EP3499059A1 (en) 2019-06-19
RU2705325C1 (ru) 2019-11-06
JP2019108825A (ja) 2019-07-04
US20190186594A1 (en) 2019-06-20
US10851869B2 (en) 2020-12-01
CN109931181A (zh) 2019-06-25
KR102092788B1 (ko) 2020-04-20
CN109931181B (zh) 2021-09-07
JP6874669B2 (ja) 2021-05-19
BR102018073931A2 (pt) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190072411A (ko) 크랭크 캡 조립체 및 내연 기관
JP5983750B2 (ja) エンジンのピストン構造
US5944297A (en) Isolating mount with preloaded elastomeric components
JP6107691B2 (ja) エンジンのピストン構造
JP6156580B2 (ja) エンジンの往復回転機構
JP6112127B2 (ja) エンジンのピストン構造
US9347396B2 (en) Piston structure for engine
CN111255593B (zh) 曲轴盖组装体
JP5279723B2 (ja) ベアリングキャップ減衰を行う改良型内燃エンジン
JP6107765B2 (ja) エンジンのピストン構造
JPWO2002025138A1 (ja) 防振装置
CN111757978B (zh) 可变压缩比内燃机
KR20210066504A (ko) 밸런스 샤프트 지지 구조
JP2005172242A (ja) 防振装置
JP3579465B2 (ja) 防振マウント
JP4066456B2 (ja) 筒型防振装置
US10760636B2 (en) Engine reciprocative rotating mechanism and method for manufacturing the same
KR101255889B1 (ko) 크랭크 샤프트
JP2021089052A (ja) ブラケット付き筒型防振装置
JP2014173670A (ja) 防振連結ロッド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant