(57)【要約】【課題】エンジンの液体貯留部内に浸漬して設けられる仕切板の振動を効果的に抑制でき、さらにエンジンの液体貯留部を設置後、すなわちエンジンが稼働可能後においても、制振対策が可能なエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造を提供することを目的とする。【解決手段】エンジンのオイルパン１の仕切板３の制振構造において、仕切板３は容器本体２を複数の潤滑油液貯留部に仕切るように容器本体２の壁面に固定され、仕切板３の振動振幅の大きい箇所であって仕切板３の上部に少なくとも上下方向に回動自在に一端が取り付けられるアーム部材１５と、アーム部材１５の他端に取り付けられ、貯留される潤滑油内に浸漬されるとともに、容器本体２の底面７に接し若しくは液中に浮遊して位置される減衰板部材１７と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの液貯留部の液内に一部が浸漬されて設けられる仕切板の制振構造において、
前記仕切板は複数の液貯留部に仕切るように容器本体の壁面に固定され、
該仕切板の振動振幅の大きい箇所であって仕切板の上部に少なくとも上下方向に回動自在に一端が取り付けられるアーム部材と、
該アーム部材の他端に取り付けられ、貯留される液体内に浸漬されるとともに、容器本体の底面に接し若しくは液中に浮遊して位置される減衰付与手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【請求項２】
前記減衰付与手段は、前記仕切板と略平行に配置される減衰板部材からなり、該減衰板部材による減衰力が付加されることを特徴とする請求項１記載のエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【請求項３】
前記減衰付与手段は、容器本体の液中に浮遊して液面高さに応じた位置に位置されるフロートからなり、さらに該フロートからの液面高さ信号を基に容器本体内の液面高さを調整する液面制御装置を備えることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【請求項４】
前記アーム部材が、前記仕切板の中央部に取り付けられることを特徴とする請求項１記載のエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【請求項５】
前記容器本体の底面には液体の排液穴が形成され、該排液穴に近接する前記仕切板には該仕切板の端部側に前記アーム部材が取り付けられることを特徴とする請求項４に記載のエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【請求項６】
前記アーム部材が、前記仕切板の両側に延びて設けられることを特徴とする請求項１記載のエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【請求項７】
前記エンジンの液貯留部は、シリンダブロックの下部に取り付けられるオイルパンであり、液体がエンジン本体内に供給される潤滑油であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの液貯留部内に設けられる仕切板の制振構造に関し、特にシリンダブロックの下方に取り付けられ、潤滑油を貯留するオイルパンの内部に設けられる仕切板の制振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電用のガスエンジンやディーゼルエンジンは、エンジン本体を潤滑する潤滑油を貯留するためにシリンダブロックの下方に大きな容器形状をしたオイルパンを有している。この強度を増すために、容器の内側に仕切板を設けるが、この仕切板がエンジンの振動に共振してクラックを生じることがある。
【０００３】
エンジンの起振力の振動数が仕切板の固有振動数に近い場合、共振して大きな振動が生じて破損に至ることが多いため、共振を回避するために固有振動数を調整するなどの措置が採用されるが、起振力振動数は細かく分布し、また板厚増加や形状の工夫などによる強度向上対策や、制振材をオイルパンの外面に貼る等の対策等は、質量とコスト増大などの排反事象が問題となる。
【０００４】
また、運転が可能になった後の対策としては、オイルパン自体を振動対策品への交換や、補強措置を施すことが考えられるが、定置式の発電機用エンジンにおいては、容易に対策工事を行うことが困難であり、大掛かりとなりコスト高となる。
なお、オイルパンに限らず、エンジンの冷却水や燃料の貯留部がエンジンのシリンダブロック内または、外部に取り付けられるような場合においても同様の問題が生じる。
【０００５】
一方、エンジンのオイルパンにおける強度向上対策としては、次の先行技術を挙げることができる。特許文献１（実開昭６２−１７１６５１号公報）には、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、オイルパン１０９の油溜部１１０に、水平方向に変形した段付部１１２、及び垂直方向に補強リブ１１４を設け、オイルパン１０９の剛性を向上して強度向上を図る構造が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２（特開平７−２４３７８号公報）には、図１１に示すように、振動体１２１に対して、被絶縁物のオイルパン１２２を、防振ゴム１２４を介して取り付けた技術が示されている。
振動体１２１とオイルパン１２２との取り付け面の間には、ガスケット或いはパッキン１２６が介設され、さらに、取付孔１３０にはディスタンス１３３が予め装着された防振ゴム１２４が挿入されている。このように、オイルパン１２２に振動が伝達し難い支持構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６２−１７１６５１号公報
【特許文献２】特開平７−２４３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１はオイルパンの容器形状自体を剛性が向上するように改良するものであるため、施工後に問題が起きた場合には、オイルパン全体の交換作業が必要であり、容易に対策工事を行うことが困難であり、大掛かりとなりコスト高となる。
【０００９】
また、特許文献２の技術も同様に、オイルパン１２２を、防振ゴム１２４を介して取り付けて、オイルパンに振動が伝達し難い支持構造であるため、定置式の発電機用エンジンのような大型エンジンの施工後に、制振効果に問題が生じた場合には、シリンダブロックとオイルパンとを一度分離して、防振ゴムの装着や交換等の工事を行う必要があるため、容易に対策工事を行うことが困難であり、大掛かりとなりコスト高となる。
【００１０】
また、エンジンのシリンダブロック下方には、図１で示すようなオイルパン１が設置され、該オイルパン１の内部にはオイルパン１の剛性を向上させるために、またオイルパン１内のオイルの波立ちを阻止してオイルの安定貯留のために仕切板３が、オイルパン１の短手方向に複数枚設置されている。
しかし、図１で示すようにこの仕切板３は、エンジンの起振力に共振して、仕切板３とオイルパン１との溶接接合箇所に亀裂を生じる問題がある。このような問題に対して、特許文献１、２に開示のオイルパン自体の剛性向上や、防振ゴムの介在による技術では、仕切板３の振動抑制には十分な効果は得られない。
【００１１】
そこで、本発明は、エンジンの液体貯留部内に浸漬して設けられる仕切板の振動を効果的に抑制でき、さらにエンジンの液体貯留部を設置後、すなわちエンジンが稼働可能後においても、制振対策が容易なエンジン液貯留部内の仕切板の制振構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するために、本発明は、エンジンの液貯留部の液内に一部が浸漬されて設けられる仕切板の制振構造において、前記仕切板は複数の液貯留部に仕切るように容器本体の壁面に固定され、該仕切板の振動振幅の大きい箇所であって仕切板の上部に少なくとも上下方向に回動自在に一端が取り付けられるアーム部材と、該アーム部材の他端に取り付けられ、貯留される液体内に浸漬されるとともに、容器本体の底面に接し若しくは液中に浮遊して位置される減衰付与手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、仕切板の振動振幅の大きい箇所であって仕切板の上部に少なくとも上下方向に回動自在に一端が取り付けられるアーム部材と、該アーム部材の他端に取り付けられ、貯留される液体内に浸漬されるとともに、容器本体の底面に接し若しくは液中に浮遊して位置される減衰付与手段とを備えるので、仕切板の貯留液体による減衰効果に対して、減衰付与手段による減衰効果分付加されるようになる。
【００１４】
すなわち、図９のバネ質量系の一般振動系のモデルにおいて、付加減衰分Ｃ２だけ付加されたようになるため、減衰効果が大きくなり、エンジンの液体貯留部内に浸漬して設けられる仕切板の振動減衰を効果的に得ることができる。
【００１５】
さらに、アーム部材を仕切板の振動振幅の大きい箇所であって仕切板の上部に少なくとも上下方向に回動自在に一端を取り付けることで、オイルパンの構造を大きく変更することなく、制振構造とすることができるため、エンジンの稼働可能後においても、制振対策が可能且つ容易であり、対策工事が大掛かりとなりコスト高となることを防止できる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、前記減衰付与手段は、前記仕切板と略平行に配置される減衰板部材からなり、該減衰板部材による減衰力が付加されるとよい。
【００１７】
このように減衰付与手段が仕切板と略平行に配置される板形状の減衰板部材からなるため、液体による減衰効果が効果的に得られる。
なお、減衰板部材は、容器本体の底面に接することなく液中に浮遊して設けられる方が底面と接触して摺動する構造に比べて、異音発生の防止等の上で好ましい。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、前記減衰付与手段は、容器本体の液中に浮遊して液面高さに応じた位置に位置されるフロートからなり、さらに該フロートからの液面高さ信号を基に容器本体内の液面高さを調整する液面制御装置を備えるとよい。
【００１９】
このように構成することで、すなわち、前述のように仕切板の貯留液体による減衰効果に対して、減衰付与手段による減衰効果分付加されるようになるが、さらに、この減衰付与手段を容器本体の液中に浮遊して液面高さに応じた位置に位置されるフロートとして機能させて、該フロートからの液面高さ信号を基に液面制御装置によって容器本体内の液面高さを調整する。
【００２０】
液面高さを調整することで、仕切板に対する液面高さが変化して液体による仕切板の減衰効果（減衰特性）が変化するため、液体を貯留した状態における液貯留部全体の共振周波数帯を変更でき、エンジン本体側からの起振動との共振を回避できる。
すなわち、減衰付与手段による減衰効果の付加と、液貯留部全体の共振周波数帯の変更とによって、仕切板の共振による損傷の防止効果を向上できる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記アーム部材が、前記仕切板の中央部に取り付けられるとよい。
仕切板は、薄板であるため、エンジンからの起振力よって図２の点線で示すように主に１次の振動モードが生じ、中央部に生じる腹の部分が最も振幅が大きくなるため、この部分にアーム部を取り付けて減衰付与手段を設置することは、制振効果が大きく得られる。
【００２２】
また、本発明において好ましくは、前記容器本体の底面には液体の排液穴が形成され、該排液穴に近接する前記仕切板には該仕切板の端部側に前記アーム部材が取り付けられるとよい。
排油穴の周囲は開口フランジの構造等によって他の部分に比べて剛性が高いため、該排油穴の周囲に存在する仕切板は他の仕切板に比べて、中央位置での振動振幅は小さくなるため、減衰付与手段を中央部分には設置せず端部側に設けるため、排油穴の近接する仕切板に対しての減衰効果を効果的に得ることができる。
【００２３】
また、本発明において好ましくは、前記アーム部材が、前記仕切板の両側に延びて設けられるとよい。
液貯留部内のスペースに余裕があれば、アーム部材及び減衰付与手段を仕切板の両側に設けることで、制振効果を増大することができる。
【００２４】
また、本発明において好ましくは、前記エンジンの液貯留部は、シリンダブロックの下部に取り付けられるオイルパンであり、液体がエンジン本体内に供給される潤滑油であるとよい。
【００２５】
このような構成によって、仕切板がエンジン振動に共振して、仕切板とオイルパンとの溶接接合箇所に亀裂を生じる問題に対して、減衰付与手段による振動減衰効果の付加によって防止できるようになる。
さらに、エンジンに供給する潤滑供給ポンプの作動を制御して、容器本体内の液面高さを調整することで、潤滑油が貯留された状態でのオイルパン全体の共振周波数帯の制御によって、仕切板のエンジン振動との共振による損傷防止効果を向上できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、エンジンの液体貯留部内に浸漬して設けられる仕切板の振動を効果的に抑制でき、さらにエンジンの液体貯留部を設置後、すなわちエンジンの稼働可能後においても、制振対策が可能で且つ容易に対策できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の仕切板の制振構造が適用されるエンジンのオイルパンの全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、仕切板の制振構造の平面図である。
【図３】第１実施形態を示し、仕切板の制振構造の正面断面図である。
【図４】第１実施形態を示し、仕切板の制振構造の側面断面図である。
【図５】アーム取付け部の変形例を示す説明図である。
【図６】第２実施形態を示し、図４の対応図であり、（Ａ）は全体構成図であり、（Ｂ）は変形例であり、（Ｃ）は変形例の正面図である。
【図７】第３実施形態を示し、仕切板の制振構造の配置状態を説明する平面図である。
【図８】第４実施形態を示し、図４の対応図である。
【図９】質量バネ振動系の構成説明図である。
【図１０】従来技術を示す説明図であり、（Ａ）は側面断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】従来技術を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明が適用されるエンジンのオイルパン１の全体構成を示す。なお、エンジンは、図示しないが発電機用のガスエンジンまたはディーゼルエンジンであり、定置用エンジンを例としている。
オイルパン１は、エンジンのシリンダブロックの下部に取り付けられて、シリンダブロック内を潤滑して落下してきた潤滑油Ｃを貯留する容器本体２と、容器本体２の内部を複数のオイル貯留部４に仕切る仕切板３が設けられている。
容器本体２は、鋼材によって成形されてエンジンのクランク軸方向であるエンジンの長手方向に沿った直方体形状をした容器である。また、仕切板３は、薄板鋼板で形成されて容器本体２の短手方向に配設されて両端を容器本体２の両側壁にそれぞれ溶接部１２され、さらに容器本体２の底面７にも溶接接合され、底面７に対して略垂直方向に取り付けられている。
【００３０】
また、仕切板３の長さ方向の中央部の容器本体２の底面７側には連通開口９が形成されている。また、容器本体２の底面７の中央部分には容器本体２内に貯留された潤滑油を排出する排油穴１１が形成されている。
【００３１】
このオイルパン１の仕切板３に対して、減衰付与手段１３を装置した制振構造を図２〜４を参照して説明する。図２は仕切板３の制振構造の平面図を示し、図３は正面図であり、図４は側面図を示す。
【００３２】
図３、４に示すように、仕切板３の中央部の上端部には、少なくとも上下方向に回動自在にアーム部材１５の一端が取り付けられる。この取り付け部分は、アーム部材１５が少なくとも上下方向に搖動できるようになっていて、例えば、ユニバーサルジョイント１８のように上下左右と自在に回動できるような機構を介して接続されている。
【００３３】
アーム部材１５の他端は、減衰付与手段１３である減衰板部材１７に、前記の一端側と同様に少なくとも上下方向に搖動自在に取り付けられている。例えば、ユニバーサルジョイント１８のように上下左右と自在に回動できるような機構を介して接続されている。
【００３４】
また、減衰板部材１７は、仕切板３と略平行に配置され、長さは仕切板３の最大でも１／３程度の長さを有し、高さは貯留される潤滑油が最低レベルであっても、全高が浸漬する高さを有している。
減衰板部材１７の長さが長すぎると、潤滑油Ｃの動きが減衰板部材１７に作用し、減衰板部材１７から仕切板３へ曲げ力等となって作用するためである。
【００３５】
また、減衰板部材１７は、容器本体２の底面７に摺動するように、若しくは、底面７に対して隙間を有して浮遊するように設けられている。
潤滑油Ｃ中に浮遊するようにするには、減衰板部材１７の材質の密度を調整して製造する。例えば、発泡ウレタン材、その他のプラステック材の密度を潤滑油と同様の密度に調整して製造することで得られる。
【００３６】
なお、減衰板部材１７の材質は、耐熱、耐摩耗、耐油性を有する樹脂材を用いて製造される。金属製では、底面７と摺動するように構成すると、摩擦等による異音の発生等の問題が生じる。このため、減衰板部材１７は、容器本体の底面に接することなく液中に浮遊して設けられる方が底面との接触による異音発生の防止上好ましい。
【００３７】
図４に示すように、アーム部材１５先端の仕切板３への取り付け構造は、固定の際の摩耗防止、及び振動減衰のために弾性体２１を介在させて、結合部材２３を仕切板３の上端縁に上から嵌め込んで固定している。
【００３８】
また、他の例として、図５に示すように、仕切板３にボルト穴を形成して、ボルト２５およびナット２６によって、結合部材２３ａ、２３ｂで仕切板３を両側から挟み込むようにして固定している。
【００３９】
エンジンの起動直後は、オイルパン１内には潤滑油は少なく、エンジンの回転速度の上昇に伴って循環される潤滑油量の増大し、それに伴ってエンジンブロックから落下してオイルパン１に貯留する潤滑油Ｃの量も増大して、減衰板部材１７は潤滑油中を浮遊するように密度調整されているが、減衰板部材１７は潤滑油量の上昇とともに仕切板３から離れるように移動して、図４の矢印Ａ、Ｂ方向に移動する。
この移動の際に、減衰板部材１７をＡ方向への移動を容易とするためにアーム部材１５の傾斜角度θを、４５°以下とすることが好ましい。
【００４０】
第１実施形態によれば、薄板の板部材よりなる仕切板３は、図２の点線で示すように、エンジンからの起振力よって主に１次の振動モードが生じ、中央部に生じる腹の部分が最も振幅が大きくなるため、この部分にアーム部材１５を取り付けて、減衰板部材１７を設置することで制振効果を大きく得ることができる。
【００４１】
この制振効果は、図９のバネ質量系の一般振動系のモデルにおいて、付加減衰分Ｃ２が減衰板部材１７によって付加される減衰成分であるため、減衰効果が増大して、オイルパン１内に設けた仕切板３の振動を効果的に抑制できる。その結果、仕切板３の溶接部１２の生じる亀裂発生を防止できる。
【００４２】
なお、この制振動効果について、試算すると、潤滑油の有無により仕切板３の１次振動モードの減衰は、実測値ベースで約５倍程度になる。
ハンマリング試験結果による減衰比ζは、０．００１（オイル無）→０．００５（オイル有）であり、約５倍となる。
【００４３】
図９のように、ダンパ付加により同程度の減衰が並列で付加されると仮定し、潤滑油によるΔζ＝０．００４を加えて、減衰比ζ＝０．００９とする。
従って、仕切板３の１次モードの振幅は０．００５／０．００９＝０．５５６程度に低減される。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、第１実施形態の減衰板部材１７に代えて、フロート３１を設けるものであり、さらに、そのフロート３１による潤滑油Ｃの油面位置信号に基づいて、オイルパン１内の潤滑油量を制御するものである。
【００４５】
図６（Ａ）に示すように、容器本体２の潤滑油Ｃ中に浮遊して油面高さに応じた位置に位置される球形状のフロート３１を備えてあり、該フロート３１からの油面高さ信号が、油面制御装置（液面制御装置）３３に入力されるようになっている。
【００４６】
油面制御装置３３では、予めシミュレーション計算や台上試験によって、油面高さとオイルパン１全体の共振周波数と、エンジン本体側からの起振力周波数との関係を算出してデータベース化しておき、フロート３１からの油面高さ信号に基づいて、該データベース化した相関関係を基に、共振が生じる油面位置を回避するように、油面制御装置３３によってフィードバック制御して潤滑油の循環ポンプ３５へ回転数指示信号を出力するようになっている。
【００４７】
このように、油面高さを調整することで、仕切板３に対する油面高さが変化して潤滑油による仕切板３の減衰効果（減衰特性）が変化するため、潤滑油を貯留した状態におけるオイルパン１全体の共振周波数帯を変更でき、エンジン本体側からの起振動との共振を回避できる。
すなわち、フロート３１は球形状であるため、第１実施形態の減衰板部材１７と同等の減衰効果は得られないが、球形状による図９のＣ２に相当する付加減衰部の付加と、オイルパン１全体の共振周波数帯の変更による制振作用とによって、仕切板３の共振を抑制でき、仕切板３の溶接部１２の生じる亀裂発生を効果的に防止できる。
【００４８】
さらに、図６（Ｂ）は、フロート３１に第１実施形態の減衰板部材１７と同様の減衰効果を発させるために、球形状のフロート部３７と、長方形の板形状の板部３９とを共に備えたフロート手段４１としたものである。図６（Ｃ）に（Ｂ）の正面図を示す。
【００４９】
この図６（Ｂ）、（Ｃ）の構成によれば、フロート手段４１の板部３９による減衰効果の付加と、フロート手段４１のフロート部３７による油面信号に基づくオイルパン１全体の油面位置制御による共振周波数帯の変更とによって、仕切板３の共振による損傷の防止効果を一層向上できるとともに、フロート手段４１によってフロート機能と減衰効果付与機能との両機能をコンパクトに構成できる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、図７を参照して第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、第１実施形態、第２実施形態で説明した減衰付与手段としての減衰板部材１７、フロート３１、フロート手段４１をオイルパン１内の仕切板３に対する配置についての例である。減衰板部材１７の設置位置を例として説明する。
【００５１】
図７のように、減衰板部材１７を全ての仕切板３に対して、仕切板３の中央部に設置してもよいが、容器本体２の底面７の中央部付近には、オイルパン１内から排油のための排油穴１１が設けられ、該排油穴１１の周囲は開口フランジの構造等によって他の部分に比べて剛性が高いため、該排油穴１１の周囲に存在する仕切板３は他の仕切板３に比べて、中央位置での振動振幅は小さくなるため、中央位置には減衰板部材１７を設置せずに、仕切板３の端部側とし、さらに、オイルパン１の長手方向において排油穴１１に対して、反対側となるように千鳥状に配設されている。
【００５２】
このように、減衰板部材１７を振動振幅の大きい位置に配置することによって、仕切板３の振動減衰効果を効果的に得ることができる。また、千鳥状の配置によって、オイルパン１全体に対して均一な制振対策を行えるため、オイルパン１全体としての制振対策に有効である。
【００５３】
（第４実施形態）
次に、図８を参照して第４実施形態について説明する。
第４実施形態は、第１実施形態、第２実施形態で説明した減衰付与手段としての減衰板部材１７、フロート３１、フロート手段４１を、仕切板３の両側に配置するものである。
【００５４】
図８のように、オイルパン１内に隣接する仕切板３間にスペースの余裕がある場合には、アーム部材１５及び減衰板部材１７等を仕切板３の両側に設ける。
このように、アーム部材１５及び減衰板部材１７等を仕切板３の両側に設けることによって、第１、第２実施形態において説明した制振効果を増大することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、エンジンの液体貯留部内に浸漬して設けられる仕切板の振動を効果的に抑制でき、さらにエンジンの液体貯留部を設置後、すなわちエンジンの稼働可能後においても、制振対策が可能となるので、発電用定置エンジンの大型のオイルパンへの適用技術として有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１    オイルパン（液貯留部）
２    容器本体
３    仕切板
７    底面
９    連通開口
１１  排油穴（排液穴）
１３  減衰付与手段
１５  アーム部材
１７  減衰板部材
１８  ユニバーサルジョイント
２１  弾性体
２３  結合部材
３１  フロート
３３  油面制御装置（液面制御装置）
３５  循環ポンプ
３７  フロート部
３９  板部
４１  フロート手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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