JP2008106809A - 制振プレート - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易かつ安価な構成を取りながら、放射音の効果的な低減等を実現した制振プレートを提供する。
【解決手段】 制振プレート２１は、同一形状の比較的薄い３枚の鋼板２２を密着状態で積層し、左右一対のリベット２３によって一体化させた（加締めた）ものであり、カムチェーンカバー６との接合面には、異種金属接触腐食を防止すべく、シール材２６が塗布／介装されている。制振プレート２１がクランクシャフト１８の軸方向に振動した場合、各鋼板２２が比較的強く接触しながら左右方向に相対摺動することになる。その結果、振動エネルギが各鋼板２２の摺接面における摩擦（すなわち、熱エネルギ）によって消費されてしまい、制振プレート２１（すなわち、カムチェーンカバー６）の振動が減衰され、カムチェーンカバー６からの放射音の発生が効果的に抑制されるのである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車のエンジン等に取り付けられる制振プレートに係り、詳しくは、簡易かつ安価な構成を取りながら放射音の効果的な低減等を実現する技術に関する。

自動車のエンジンにはカムチェーンカバーやオイルパン、ヘッドカバー等、種々のカバー類が装着されているが、この種のカバー類は、アルミ合金や鋼板を素材とする薄肉成形品であることが多く、クランク振動等に共振して放射音の発生源となることがあった。従来、このような放射音の低減を図るものとして、タイミングベルトカバーの内側にグラスウールやゴムを素材とする吸音・防振材を配置し、エンジン本体からタイミングベルトカバーに伝達される振動を吸収および減衰させる方法（特許文献１参照）や、水平対向エンジンのヘッドカバーの内側に放射形状や多孔板状の比較的薄い制振板を設置し、この制振板によってエンジンオイルを攪拌させることで振動エネルギーを吸収させる方法（特許文献２参照）が提案されている。
特開２００５−６１３２４号公報 特開２００４−１２４７５８号公報

しかしながら、特許文献１の方法には、グラスウールやゴムの比重が小さいことから、振動の吸収や減衰を十分なレベルで実現させるためには大型の吸音・防振材が必要となり、設置スペースの確保が難しくなる等の問題があった。一方、特許文献２の方法には、直立エンジンのカムチェーンカバーやヘッドカバー等に採用した場合、エンジンオイルに制振板を浸漬させることができないため、振動レベルの低減を図ることが難しかった。そこで、本発明者等は、比較的厚い鋼板を素材とした制振板を前面に装着することにより、カムチェーンカバーのマスを増大させる方法を試みた。ところが、この方法では、共振周波数の低下は得られるものの、振動の減衰作用が少ないために振動レベルを効果的に低減させることができなかった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、簡易かつ安価な構成を取りながら、放射音の効果的な低減等を実現した制振プレートを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、振動体に取り付けられ、当該振動体の振動を抑制する制振プレートであって、複数枚の板材を相対変位可能に積層してなることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の制振プレートであって、前記振動体にシール材を介して取り付けられることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の制振プレートにおいて、前記板材が密着状態で積層されたことを特徴とする。

請求項１の制振プレートが振動すると、板材が接触しながら相対動することになり、振動エネルギが各板材の表面における摩擦によって消費され、振動が減衰されて振動体からの放射音の発生が効果的に抑制される。また、請求項２の制振プレートでは、板材が振動体の素材と異なる金属板であっても、異種金属接触腐食が生じなくなる。また、請求項３の制振プレートが振動すると、各板材が比較的強く接触しながら左右方向に相対摺動することになり、振動エネルギの消費が大きくなって振動体からの放射音の発生がより効果的に抑制される。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係る制振プレートが装着されたエンジンの正面図であり、図２は制振プレートの斜視図である。

＜エンジンの構成＞
図１に示すエンジン１は、直列４気筒ディーゼルエンジンであり、シリンダブロック２や、シリンダヘッド３、オイルパン４、ヘッドカバー５、カムチェーンカバー６等によって外殻が構成されている。カムチェーンカバー６は、アルミ合金ダイキャスト成形品であり、図示しないチェーン伝達機構（カムチェーンやクランクスプロケット）を覆うかたちで、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の前面に締結されている。

エンジン１の吸気側（図１中の右側）には、吸気装置１１の他、パワーステアリングポンプ１２や、オルタネータ１３、ウォータポンプ１４、クーラコンプレッサ１５等の補器が設置されている。また、エンジン１の排気側（図１中の左側）には、排気マニホールド１６や酸化触媒一体型ＤＰＦ１７等が設置されている。図１中、符号１２ａ〜１５ａで示す部材は、各補器１２〜１５のシャフトに取り付けられたドリブンプーリである。

カムチェーンカバー６の下部には、シリンダブロック２に回転自在に保持されたクランクシャフト１８の先端部が貫通している。クランクシャフト１８の先端にはクランクプーリ１９が取り付けられており、このクランクプーリ１９と各ドリブンプーリ１２ａ〜１５ａとに掛け渡されたサーペンタインドライブベルト２０により、クランクシャフト１８の回転が各補器１２〜１５に伝達される。

＜制振プレート＞
カムチェーンカバー６の前面には、クランクシャフト１８の貫通部位を囲繞するかたちで、ほぼ台形状の制振プレート２１が締結されている。図２，図３に示すように、制振プレート２１は、同一形状の比較的薄い３枚の鋼板（板材）２２を密着状態で積層し、左右一対のリベット２３によって一体化させた（加締めた）ものである。なお、各鋼板２２は、長期間にわたって発錆を防止すべく、燐酸塩処理を施された後、黒色防錆塗料によってカチオン電着塗装されている。

制振プレート２１には、３箇所のボルト孔２４が穿設されており、図４に示すように、これらボルト孔２４に挿通されたボルト２５によってカムチェーンカバー６に締結されている。なお、図３，図４に示すように、カムチェーンカバー６と制振プレート２１との接合面には、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）を防止すべく、シール材２６（本実施形態では、ＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket：現場成形ガスケット））が塗布／介装されている。

＜実施形態の作用＞
エンジン１の運転時において、比較的薄肉のカムチェーンカバー６は、カムチェーンとスプロケットとの噛み合いに伴う加振力や、カムシャフトやロッカアーム等の動弁系の作動に伴う加振力、各補器１２〜１５の回転に伴う加振力等が作用することで、様々な周波数や振動レベルをもって振動し、所定の周波数領域で共振を起こして比較的大きな放射音を発生する。しかしながら、本実施形態では、上述した構成の制振プレート２１が装着されていることにより、以下に述べるような作用をもって、カムチェーンカバー６から発生する放射音を効果的に低減させることができた。

カムチェーンカバー６が振動すると、その前面に締結された制振プレート２１も同一の周波数を持って振動する。この際、制振プレート２１が３枚の鋼板２２を密着状態で積層したものであるため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、制振プレート２１がクランクシャフト１８の軸方向（図５中の上下方向）に振動した場合、各鋼板２２が比較的強く接触しながら左右方向に相対摺動する（摺動方向を図中に矢印で示す）ことになる。その結果、振動エネルギが各鋼板２２の摺接面における摩擦（すなわち、熱エネルギ）によって消費されてしまい、制振プレート２１（すなわち、カムチェーンカバー６）の振動が減衰され、カムチェーンカバー６からの放射音の発生が効果的に抑制されるのである。

図６にはカムチェーンカバー６にハンマリング加振を行った場合の周波数−イナータンス特性グラフを示すが、このグラフから判るように、カムチェーンカバー６のみの場合（図６中に二点差鎖線で示す）に較べて、比較的肉厚の一体型制振プレートを装着した場合（図６中に破線で示す）には共振周波数が低下し、本実施形態の場合（図６中に実線で示す）にはイナータンスレベルも低下する。そして、図７の周波数−放射音特性グラフに示すように、本実施形態の場合（図７中に実線で示す）は、カムチェーンカバー６のみの場合（図７中に二点差鎖線で示す）に較べ、殆どの周波数域において放射音を有意に低下させることができた。なお、カムチェーンカバー６のみの場合には、エンジン１の常用回転速度における振動周波数領域に共振周波数が存在するため、一体型制振プレートを装着した場合にもカムチェーンカバー６からの放射音はある程度抑制される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では板材を密着状態で積層させたが、例えば、ごく小さい間隙をもって積層させ、板材の表面どうしを衝突させることで振動エネルギを消費させるようにしてもよい。また、上記実施形態ではカムチェーンカバーの表面に制振プレートを取り付ける構成を採ったが、カムチェーンカバーの裏面に制振プレートを取り付けるようにしてもよいし、制振プレートの取り付けを接着や粘着等によって行うようにしてよい。また、本発明の制振プレートは、エンジンのオイルパンやシリンダブロック、ヘッドカバーをはじめ、トランスミッションケース等、カムチェーンカバー以外の振動体の表面や裏面にも取付可能である。また、上記実施形態では制振プレートと振動体（カムチェーンカバー）との間にシール材を介装させたが、異種金属接触腐食の虞が無いような場合には、制振プレートを振動体に直接取り付けるようにしてもよい。また、制振プレートは、振動体の形状に応じて曲面を有するものであってもよいし、２枚あるいは４枚以上の板材から構成されるものであってもよい。更に、制振プレートを構成する板材は、鋼板に限られるものではなく、アルミ合金板やチタン板等、他種の金属板であってもよいし、樹脂板であってもよいし、これら金属板と樹脂板との組合わせであってもよい。

実施形態に係る制振プレートが装着されたエンジンの正面図である。 実施形態に係る制振プレートの斜視図である。 実施形態に係る制振プレートの振動体の取付部位を示す要部縦断面図である。 実施形態に係る制振プレートの振動体の取付部位を示す要部縦断面図である。 実施形態に係る制振プレートの作用を示す説明図である。 実施形態の振動抑制効果を示す周波数−イナータンス特性グラフである。 実施形態の放射音抑制効果を示す周波数−放射音特性グラフである。

符号の説明

１ エンジン
６ カムチェーンカバー（振動体）
２１ 制振プレート
２２ 鋼板（板材）
２３ リベット
２５ ボルト
２６ シール材

Claims (3)

1. 振動体に取り付けられ、当該振動体の振動を抑制する制振プレートであって、
   複数枚の板材を相対変位可能に積層してなることを特徴とする制振プレート。
2. 前記振動体の壁面にシール材を介して取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の制振プレート。
3. 前記板材が密着状態で積層されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の制振プレート。

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