JP2001295619A - オイルパン制振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、振動するオイルパンの任意の個所
に直接接合することができ、慣性質量、ばね定数、減衰
性を任意に調節可能にした安価なオイルパン制振構造の
提供を目的とするものである。 【解決手段】 本発明は、オイルパン１４表面部に接合
され、所定のばね定数を有するばね板２と、このばね板
２に接合され慣性力を発生させる質量を有するマス１
と、減衰作用を有しばね板２とオイルパン１４に挟持さ
れる弾性体７とにより構成される動吸振器１３を、オイ
ルパンが振動した場合に、オイルパンの固有振動数とは
異なる位相角で共振するように取付けたことを特徴とす
るオイルパン制振構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内燃機関
のオイルパンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な自動車用内燃機関のオイルパン
は、シリンダブロック下面に取り付けられる。エンジン
の爆発により、ピストン、クランクシャフトが周期運動
するとともに、振動が発生する。エンジン振動は加振エ
ネルギーとしてシリンダブロックよりオイルパンに伝達
される。その結果、オイルパンが加振され、大きな放射
音を発生する。この放射音を低減するために、従来より
各種のオイルパンが提案されている。

【０００３】たとえば、オイルパンの振動を抑制するた
めに、オイルパンに剛性ビードを設けたり、材質自体を
制振鋼板とする案が採用されている。

【０００４】また、特開平９−２８０１０９号公報で
は、オイルパンの内側に、鋼板からなるインナパンが配
設され、両者間に、油層となる間隙が構成される。オイ
ルパンが上下に振動すると、間隙内の油がインナパンの
表面に沿って移動しようとし、その際に減衰力Ｆが発生
することにより、オイルパン騒音を低減させるという、
所謂オイルパン本体とインナパネルの二枚構造による制
振構造が提案されている。

【０００５】また、特開平１０−２８８０８８号公報に
開示されるエンジンのオイルパン構造では、図７に示す
ように、シリンダブロック２１の下部に固定されたオイ
ルパン１４であって，オイルパンの外壁面に接触する弾
性部材２４と、弾性部材２４を壁面に押圧する加圧部材
２３と、シリンダブロックに取り付けられ弾性部材２４
及び加圧部材２３を保持する支持部材２２とにより構成
され、前記の加圧部材２３は，弾性部材２４の押圧力を
調整することのできる調整手段を備えた、所謂動吸振器
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、振動を
抑制する剛性ビードを設けたオイルパンでは、面の剛性
が上がることにより、そのオイルパンの共振周波数が低
周波数域から高周波数域へ移動するのみであり、振動エ
ネルギーの消散がなく、全周波数域での振動低減効果が
ない。そのため、従来は主にエンジンの常用回転域にお
ける共振振動の防止目的に採用されており、オイルパン
の面振動が原因で発生するオイルパン放遮音の低減効果
が少ないという問題があった。

【０００７】また、従来、制振鋼板は二枚または三枚の
鋼板の間に、樹脂製フィルムがラミネートされている
が、オイルパンの深絞り加工を行った際に、このフィル
ムが加工応力に負けて断裂し、オイルパン成形後にはオ
イルパン全体に均一にフィルムが分布していないことに
より、期待した制振性能が発揮されないという問題があ
る。さらに、樹脂特有の温度依存性により、温度によっ
て損失係数の値が異なる性質があるため、例えば、エン
ジン運転中のオイルパンが十分に温まった状態では、損
失係数の値が高く、高い制振性能が発揮され、オイルパ
ンの面振動が低減され、オイルパンからの放射音が低減
されるが、エンジン始動直後のオイルパンが十分に温ま
っていない状態では、損失係数の値が小さいために、制
振性能が十分に発揮されず、オイルパンからの放射音が
低減されない問題がある。

【０００８】また、特開平９−２８０１０９号公報にて
提案されている二枚構造のオイルパンでは、制振鋼板に
比べ、温度依存性が少ないものの、制振性能が劣るた
め、オイルパンの面振動抑制効果が十分でなく、オイル
パンからの放射音低減効果が少ない。また、従来、薄板
のプレス加工により得られたオイルパンの面形状は微妙
に波を打っており、二枚の鋼板を精度良く、狙った隙間
関係に成形できないという問題がある。その結果、所望
する制振性能が発揮されず、オイルパンの面振動が十分
に抑制されない問題がある。さらに、インナパンとアウ
タパンを別々に成形する必要があり、金型増、加工工程
増によるコスト高の問題がある。

【０００９】また、図７に示す特開平１０−２８８０８
８号公報にて提案されている従来オイルパンの制振構造
では、シリンダブロックより支持部材をオイルパン側面
部まで延設し、支持部材の端部に加圧部材を取り付け、
この加圧部材にてオイルパン側面部に弾性部材を押し付
ける構造になっている。たとえば、ある周波数にて、対
策するべき振動面が２次の振動モードでもって振動して
いる場合、その振動面は２個の腹となる振幅の大きい部
位が存在するが、効果的に振動を抑制するためには、腹
の部分に弾性部材を取りつける必要があり、この場合
は、２個の腹となる振幅の大きい部位が存在するため、
それぞれの腹に対し、支持部材、加圧部材、弾性部材が
必要になり、結果的に大掛かりでコスト高である上、一
般的にシリンダブロックやオイルパンの周辺部は補機部
品が取り付いているため、スペース上の問題もある。

【００１０】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたものであり、本発明の目的は振動するオイル
パンの任意の個所に直接接合することができ、慣性質
量、ばね定数、減衰性を任意に調節可能にし、簡単な構
造で効果的に振動を抑制することができる、安価なオイ
ルパン制振構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
記載のオイルパン制振構造は、オイルパン（１４）表面
部に接合され、所定のばね定数を有するばね板（２）
と、このばね板（２）に接合され慣性力を発生させる質
量を有するマス（１）と、減衰作用を有しばね板（２）
とオイルパン（１４）に挟持される弾性体（７）とによ
り構成される動吸振器（１３）を、オイルパンが振動し
た場合に、オイルパンの固有振動数とは異なる位相角で
共振するように取付けたことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２のオイルパン制振構造は、
上記ばね板（２）のばね定数を任意に設定できるよう、
ばね板（２）は浅底のハット型に形成されており、該ば
ね板（２）のコーナー部には円弧状のたわみ部（３）を
設けたことを特徴とする請求項１記載のものである。

【００１３】また、請求項３のオイルパン制振構造は、
上記ばね板（２）の前方部分をＬ字状に折り曲げて爪
（６）を設けると共にばね板（２）の上面にＵ字状のス
リット（４）を設け、一方、上記弾性体（７）の側部に
溝（１０）を設ると共に弾性体（７）の上部にボス
（８）を設け、前記爪（６）を弾性体（７）の挿入溝
（１０）に嵌着させると共にばね板（２）のスリット
（４）には弾性体（７）のボス（８）を嵌着させるよう
にしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
ものである。なお、この発明では弾性体（７）の取り付
けが容易になる。

【００１４】また、請求項４のオイルパン制振構造は、
弾性体（７）の上面部にストッパ（９）を設け、弾性体
（７）をばね板（２）とオイルパン（１４）の間に挿入
した際には、前記のストッパ（９）がばね板の端部
（５）に当接し、弾性体（７）の脱落防止を図るように
したことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項
３記載のものである。

【０００１５】

【作用】オイルパンに振動が伝播すると、オイルパンの
浅底部（１７）や側面部（１８）はオイルパンの共振周
波数に対応し、振動する。本発明の制振構造は、ばね定
数が任意に調節可能なばね板（２）をオイルパン（１
４）の表面部に接合し、このばね板（２）の内側とオイ
ルパン（１４）との間には減衰作用を有する弾性体
（７）を嵌着させると共にこのばね板（２）の表面部に
は、慣性力を発生させる質量を有するマス（１）を接合
させて動吸振器（１３）を形成し、その系のばね定数、
慣性質量、減衰係数を任意に設定可能である。オイルパ
ンが振動した場合に、オイルパンの固有振動数とは異な
る位相角に、動吸振器（１３）を共振させるよう形成す
る（最適同調）。その結果、オイルパンの共振振動によ
る振動エネルギーは動吸振器（１３）により確実に減衰
させることができる。さらに、たとえば、複数あるオイ
ルパンの共振周波数のうち、最も振動レベルの高い特定
周波数にのみ、最適同調させることも可能であり、この
場合は必要最低限の動吸振器を形成すればよく、制振構
造の小型化が可能であり、安価な制振構造で最大限のオ
イルパン振動抑制性能を得ることができる。

【０００１６】また、本発明の制振構造はオイルパン表
面部の任意の部位に形成することが可能であり、確実に
オイルパンの振動を抑制することができる。オイルパン
の振動が抑制される結果、オイルパン表面部から放射さ
れる騒音が抑制され、低騒音化することができる。ま
た、二次的な利点として、オイルパンの共振振動による
オイルパン自体の破壊を防止することができ、オイルパ
ンの耐久性が向上し、エンジン自体の信頼性を向上させ
ることができる。

【０００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係るオイルパン制振構造
を図１〜図５を参照して説明する。図１は、図２におけ
るＡ−Ａ線に沿った断面図であり、本発明の請求項１お
よび請求項２記載のオイルパン制振構造を示している。
図２は本発明のオイルパン制振構造の平面図である。図
１に示すように、本発明にかかる第一の実施例は、オイ
ルパン（１４）の表面部に、略ハット型断面のばね板
（２）が接合される。オイルパンは例えば薄板スチール
製で、板金プレス加工により成形される。ばね板（２）
は同じく薄板スチール製で、板金プレス加工により成形
され、点溶接等によりオイルパンへ接合される。ばね板
（２）はその断面が略浅底のハット型を呈しており、該
ばね板（２）は板厚を増減させたり、図１に示すよう
に、コーナー部に円弧状のたわみ部（３）を設定するな
どして、そのばね定数を任意に設定することができる
（請求項２記載の第二実施例）。このばね板（２）の表
面部にマス（１）が接合される。マス（１）は例えば鋼
板で成形され、点溶接や肉盛り溶接等により、ばね板
（２）の表面部に接合される。マス（１）はオイルパン
の面振動に対し、慣性力を発生させるための質量を有す
る。

【０００１８】弾性体（７）は例えば弾性ゴムや弾性エ
ラストマ等により成形されるものであり、該弾性体
（７）は、ばね板（２）とオイルパン（１４）との間に
挟持され、ばね板（２）により弾性体（７）がオイルパ
ン（１４）の表面部に十分に押し付けられるようになっ
ている。

【０００１９】本発明によるオイルパン制振構造は、ば
ね板（２）、マス（１）、弾性体（７）により動吸振器
（１３）を形成する。この吸振器系の固有振動数がオイ
ルパンの固有振動数に最適同調するよう、ばね板（２）
のばね定数、マス（１）の質量、弾性体（７）のたわみ
によるばね定数および内部減衰特性が決定される。弾性
体（７）の内部減衰特性は、例えば損失係数等の値によ
り選択される。

【０００２０】図３は、図２におけるＢ−Ｂ線に沿った
断面図であり、本発明の請求項３記載のオイルパンの制
振構造を示している。図４は本発明におけるオイルパン
制振構造の図２におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図であ
る。また、図５は本発明におけるオイルパン制振構造の
組み立て図であり斜視図である。図３〜図５を用いて本
発明における第三の実施例について説明する。断面が略
浅底のハット型に形成されるばね板（２）は、その前方
部分をＬ字状に折り曲げて爪（６）が設けられると共に
ばね板（２）の上面には、Ｕ字状のスリット（４）が設
けられている。

【０００２１】一方、上記弾性体（７）の側部には溝
（１０）が設けらると共に弾性体（７）の上部にはボス
（８）が設けられている。この弾性体（７）は、図４お
よび図５に示すように、ばね板（２）の開放断面方向よ
り挿入される。この時、弾性体（７）はオイルパン（１
４）の表面部に十分に押し付けられるようばね板（２）
により挟持され、その押し付け圧力により若干たわんだ
状態で取り付けられる。このため、弾性体（７）が挿入
される際に、ばね板（２）のスリット（６）が案内とな
って、弾性体（７）のボス（８）が挿入される。さら
に、ばね板（２）の爪（６）が弾性体（７）の挿入溝
（１０）に嵌まり込、弾性体（７）は確実にねらった位
置に挿入され、容易に取り付けることができる。

【０００２２】また、弾性体（７）の上面部にストッパ
（９）を設けられている。なおこのストッパ（９）はた
わんだ状態で挿入され、取り付け後、ばね板（２）の端
部（５）にひかかる構造になっている。そのため、オイ
ルパンが振動する際やエンジン自体が上下左右に振動す
る際に、弾性体（７）の脱落を確実に防止することがで
きる。ばね板（２）の爪（６）は弾性体（７）に十分に
押し付けられるよう形成される。このため、オイルパン
が振動した際、ばね板（２）と弾性体（７）はより確実
に一体化して運動することができ、ばね板（２）に接合
されているマス（１）とともに、動吸振器（１３）の振
動性能が安定する。

【０００２３】ばねー質量系の動吸振器では、エンジン
の回転数により、オイルパンに伝播する振動の周波数が
変化する場合、ある特定の周波数になると、動吸振器と
オイルパンとが共振し、逆にオイルパンの面振動が増幅
されてしまうという問題がある。本発明の動吸振器では
動吸振器（１３）に減衰作用を有する弾性体（７）が設
けられているため、上記のような周波数になった場合で
も、ばね板（２）、マス（１）、弾性体（７）のばね−
質量―減衰特性を最適に設計することにより、オイルパ
ンの面振動を抑制し得る最適同調が可能である。具体的
には、オイルパンの共振振動とは異なる位相角で動吸振
器（１３）が共振振動するように設計する。

【０００２４】つぎに、本発明における実施例について
説明する。図６は、本発明におけるオイルパン制振構造
の取付け状態を示す部分断面斜視図である。本発明の動
吸振器（１３）はオイルパンの浅底部や側面部のオイル
パン面振動の大きい部位に任意に取り付けることが可能
である。また、本発明の動吸振器（１３）の取り付け位
置の設定方法について、エンジンにオイルパンを取り付
けた状態で、ハンマリング試験による、実験モーダル解
析を行った例をもとに説明する。

【０００２５】図８は、オイルパン浅底部（１７）と側
面部（１８）の実験モーダル解析モデルを示す。このオ
イルパンに対して、エンジンに搭載状態でハンマリング
試験を行ったところ、浅底部中央点において、図９に示
すような周波数応答関数が得られた。ここで、卓越した
振動ピーク＃１〜＃３に着目し、実験モーダル解析を行
った。図１０にその解析結果を示す。解析結果をみる
と、オイルパンの浅底部（１７）と側面部（１８）にそ
れぞれ、周波数に対応した振動モード形状が現れてい
る。ここで、振動振幅の最も大きい部位を腹、最も少な
い部位を節とする。本発明のオイルパン制振構造におけ
る動吸振器（１３）は、オイルパンの面振動を抑制する
ことが目的であり、対策周波数の振動モード形状の腹と
なる部位に取り付ける。

【０００２６】図１１は、図８に示すオイルパンの浅底
部（１７）と左右の側面部（１８）の、振動の腹となる
部位に、それぞれ、各１個ずつ、動吸振器（１３）を取
り付けた場合のオイルパン下６０ｃｍにおける騒音低減
効果を示す。動吸振器あり（実線）と動吸振器なし（破
線）を比較すると、オーバーオール値（Ａ特性補正）
で、約４ｄＢＡの騒音低減効果が得られた。

【０００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
簡単な構造でオイルパンの面振動を抑制することがで
き、しかも、製造が簡単で、耐久性に優れるオイルパン
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であ
り、本発明の請求項１および請求項２記載のオイルパン
制振構造を示している。

【図２】 本発明のオイルパン制振構造の平面図であ
る。

【図３】 図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
り、本発明の請求項３記載のオイルパンの制振構造を示
している。

【図４】 図２におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図であ
る。

【図５】 本発明におけるオイルパン制振構造の組み立
て図であり斜視図である。

【図６】 本発明におけるオイルパン制振構造の取付け
状態を示す部分断面斜視図。

【図７】 従来オイルパンの制振構造を示す。

【図８】 オイルパン浅底部と側面部の実験モーダル解
析モデルを示す。

【図９】 図８に示すオイルパンの浅底部中央点におけ
る周波数応答関数を示す。

【図１０】 図８に示すオイルパンの実験モーダル解析
実験結果であり、図９に示す周波数応答関数における＃
１〜＃３に対応する振動モード形状である。

【図１１】 図８に示すオイルパンの浅底部および側面
部に本発明の動吸振器を取り付けた場合の騒音低減効果
を示す騒音特性図である。

【符号の説明】

１ マス ２ ばね板
３ たわみ部 ４ スリット ５ 端部
６ 爪 ７ 弾性体 ８ ボス
９ ストッパ １０ 挿入溝 １１ 接合部
１２ 接合部 １３ 動吸振器 １４ オイルパン
１５ 内面側 １６ 外面側 １７ 浅底部
１８ 側面部 １９ 腹 ２０ 節
２１ シリンダブロック ２２ 支持部材 ２３ 加圧部材
２４ 弾性部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オイルパン（１４）表面部に接合され、所
   定のばね定数を有するばね板（２）と、このばね板
   （２）に接合され慣性力を発生させる質量を有するマス
   （１）と、減衰作用を有しばね板（２）とオイルパン
   （１４）に挟持される弾性体（７）とにより構成される
   動吸振器（１３）を、オイルパンが振動した場合に、オ
   イルパンの固有振動数とは異なる位相角で共振するよう
   に取付けたことを特徴とするオイルパン制振構造。
2. 【請求項２】上記ばね板（２）のばね定数を任意に設定
   できるよう、ばね板（２）は浅底のハット型に形成され
   ており、該ばね板（２）のコーナー部には円弧状のたわ
   み部（３）を設けたことを特徴とする請求項１記載のオ
   イルパン制振構造。
3. 【請求項３】上記ばね板（２）の前方部分をＬ字状に折
   り曲げて爪（６）を設けると共にばね板（２）の上面に
   Ｕ字状のスリット（４）を設け、一方、上記弾性体
   （７）の側部に溝（１０）を設ると共に弾性体（７）の
   上部にボス（８）を設け、前記爪（６）を弾性体（７）
   の挿入溝（１０）に嵌着させると共にばね板（２）のス
   リット（４）には弾性体（７）のボス（８）を嵌着させ
   るようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載のオイルパン制振構造。
4. 【請求項４】弾性体（７）の上面部にストッパ（９）を
   設け、弾性体（７）をばね板（２）とオイルパン（１
   ４）の間に挿入した際には、前記のストッパ（９）がば
   ね板の端部（５）に当接し、弾性体（７）の脱落防止を
   図るようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２ま
   たは請求項３記載のオイルパン制振構造。