(57)【要約】【課題】エンジンのオイルパン内に設けられる仕切り板において、簡単な構造によって、どの外力振動数に対しても安定した制振効果が期待でき、また施工後においても対策が可能な制振装置を提供することを目的とする。【解決手段】エンジンフレームの下部に、エンジンの長手方向に沿って取り付けられ、内部に潤滑油が貯留されるオイルパン１の仕切板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの制振装置１３において、前記仕切板は、前記オイルパン１の内部に複数枚配置されて複数の貯留部に仕切るように容器本体２に固定され、隣接する前記仕切板のそれぞれの仕切板の固有振動数を異ならせて設け、前記隣接する仕切板の振動モード比の高い箇所間を、減衰部材１８、を介して接続する連結部材１４を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンフレームの下部に、エンジンの長手方向に沿って取り付けられ、内部に潤滑油が貯留されるオイルパンの仕切板の制振装置において、
前記仕切板は、前記オイルパンの内部に複数枚配置されて複数の貯留部に仕切るように容器本体に固定され、隣接する前記仕切板のそれぞれの仕切板の固有振動数を異ならせて設け、前記隣接する仕切板の振動モード比の高い箇所間を、減衰部材を介して接続する連結部材を備えたことを特徴とするオイルパンの仕切板の制振装置。
【請求項２】
前記複数枚の隣り合う仕切板の質量を異ならして前記隣り合う仕切板の固有振動数を異ならすことを特徴とする請求項１記載のオイルパンの仕切板の制振装置。
【請求項３】
隣り合う一方の仕切板の質量の１／２〜１／１０の質量が、他方の仕切板に付加されることを特徴とする請求項２記載のオイルパンの仕切板の制振装置。
【請求項４】
前記複数枚の隣り合う仕切板の板厚を異ならして前記隣り合う仕切板の固有振動数を異ならすことを特徴とする請求項１記載のオイルパンの仕切板の制振装置。
【請求項５】
前記減衰部材は、前記連結部材の中間部分に設けられたダッシュポットであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のオイルパンの仕切板の制振装置。
【請求項６】
前記減衰部材は、前記連結部材を前記仕切板の上端部へ係合する係合部に介装されたゴム部材であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のオイルパンの仕切板の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルパン内の仕切板の制振装置に関し、特にエンジンフレーム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装置に関する。
【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して落下して来た潤滑油を受けて貯留するために、エンジンフレームの下方に容器形状をしたオイルパンが取り付けられている。
このオイルパンにはその強度を増すために、容器の内側に仕切板が設けられているが、仕切板がエンジンの振動に共振して仕切板とオイルパン本体との溶接箇所等にクラックが生じることがある。
【０００３】
このように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、仕切板が共振して大きな振動が生じて破損に至ることがあるため、共振を回避するために固有振動数の調整や振動を減衰するなどの措置として、オイルパンのエンジンフレームへの支持部に制振材を噛ませる対策や、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が採用されるが、起振力振動数は細かく分布しているため、どの外力振動数に対しても安定した制振効果を得る制振構造は難しい。そのため振動対策の改善が必要とされている。
【０００４】
また、エンジン稼働後の制振対策として、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、設置後に対策工事を行うと大掛かりとなりコスト高となる。
【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、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。
すなわち、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】
そこで、本発明は、エンジンのオイルパン内に設けられる仕切り板において、簡単な構造によって、どの外力振動数に対しても安定した制振効果が期待でき、また施工後においても対策が容易に行える制振装置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】
【００１１】
かかる課題を解決するために、本発明は、エンジンフレームの下部に取り付けられ内部に潤滑油が貯留されるオイルパンに設けられる仕切板の制振装置において、
前記仕切板は、前記オイルパンの内部に複数枚配置されて複数の貯留部に仕切るように容器本体に固定され、隣接する前記仕切板のそれぞれの仕切板の固有振動数を異ならせて設け、前記隣接する仕切板の振動モード比の高い箇所間を、減衰部材を介して接続する連結部材を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、隣接する仕切板の固有振動数をずらすことにより、仕切板間の相対速度差を発生させ、さらに、それぞれの仕切板の振動モード比の高い箇所間を、減衰部材を介して連結するので、相対速度差が大きい箇所における減衰部材による減衰作用が効果的に得られ、減衰を大きく得ることができる。
なお、振動モード比とは、仕切板の共振時の振動モード（振動形態）における振幅比をいい、振動モード比の高い箇所とは、仕切板の共振時の振幅比が大きい箇所をいう。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、前記複数枚の隣り合う仕切板の質量を異ならして前記隣り合う仕切板の固有振動数を異ならすとよい。
【００１４】
仕切板の固有振動数は、質量及び剛性（バネ定数）によって決定されるため、質量を異ならすことによって固有振動数を変えることができる。
具体的には、隣り合う一方の仕切板の質量の１／１０〜１／２の質量を、他方の仕切板に付加するようにして、隣接する仕切板間の質量を異ならすようにする。
【００１５】
付加質量が１／２を超えると、複数の仕切板を備えるオイルパンの重量が増大する問題が生じ、また、１／１０未満の質量の付加では共振振動数の差が大きく得られず減衰効果が期待できないからである。
【００１６】
また、付加質量を取り付けて、さらに連結部材によって、隣接する仕切板を接続することで、オイルパンの仕切板の制振装置を形成できるので、エンジンを設置して稼働後においても対策が容易である。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記複数枚の隣り合う仕切板の板厚を異ならして前記隣り合う仕切板の固有振動数を異ならすとよい。
【００１８】
このように、仕切板の板厚を異ならせることで、隣接する仕切板の固有振動数をずらすことができるので、当初から仕切板の板厚を変えて構成しておくことで簡単な構造によって、仕切板間の相対速度差を発生させることができる。この場合には、付加質量を取付けなくてもよいため、エンジンを設置して稼働後における対策がより容易である。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記減衰部材は、前記連結部材の中間部分に設けられたダッシュポットから成るとよく、または、前記減衰部材は、前記連結部材を前記仕切板の上端部へ係合する係合部に介装されたゴム部材から成るとよい。
【００２０】
このように、減衰部材を、連結部材の中間部分に設けられたダッシュポット、または連結部材を仕切板の上端部に係合する箇所に介装したゴム部材で構成することによって、連結部材に簡単な構造で減衰部材が装着可能になり、エンジンを設置後においても、連結部材を仕切板間に橋渡すように取り付けることで容易に装着できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、エンジンのオイルパン内に設けられる仕切り板において、簡単な構造によって、どの外力振動数に対しても安定した制振効果が期待でき、また施工後においても、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】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、仕切板の制振装置が適用されたオイルパンの全体構成図である。
【図２】第１実施形態を示す平面視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】第２実施形態を示す平面視図である。
【図５】第３実施形態を示す平面視図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第４実施形態を示す説明図である。
【図８】バネ質量振動系の説明図である。
【図９】付加質量の説明グラフである。
【図１０】従来技術を示す説明図である。
【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】
【００２３】
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。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の仕切板の制振装置が適用されたオイルパン１の全体構成を示す。エンジンは、図示しない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するものである。
オイルパン１は、エンジンフレームの下部に取り付けられて、エンジン内部の軸受部やその他潤滑部を潤滑して落下してきた潤滑油を受けて貯留する容器本体２と、該容器本体２の内部を複数のオイル貯留部４に仕切る複数枚の仕切板３が設けられている。
【００２５】
容器本体２は、鋼材料によって成形され、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略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の短手方向に沿って略平行な一定間隔を存して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を有して溶接接合（図２参照）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。
【００２６】
また、仕切板３の長さ方向の中央部における容器本体２の底面７側には連通開口９が形成され、貯留した潤滑油が通るようになっている。また、容器本体２の底面７の中央部分には容器本体２に貯留された潤滑油を排出する図示しない排油穴が形成されている。
【００２７】
このオイルパン１の仕切板３に設けられる制振装置１３を図１〜３を参照して説明する。図２は仕切板３の制振装置１３の平面視図を示す。
【００２８】
図１、２に示すように、隣接する仕切板３ａ、３ｂは、それぞれ板厚が異なり、図１に示すように、仕切板３ａは板厚ｔ１であり、仕切板３ｂは板厚ｔ２（ｔ１＜ｔ２）であり、交互に配置されている。
そして、オイルパン１の短手方向に沿って配置された仕切板３ａ、３ｂの略中央部には、図２、３に示すように、連結部材１４が仕切板３ａ、３ｂの上方から係合して橋渡すようにして取り付けられている。
【００２９】
この連結部材１４は、両端部に凹断面形状の係合部１６を形成し、該係合部１６内に仕切板３ａ、３ｂの上端部が嵌合するようになっており、また、係合部１６内にはゴム部材（減衰部材）１８が収納され、仕切板３ａ、３ｂの上端部がこのゴム部材１８を介在して係合部１６の凹断面内に嵌合される。
【００３０】
従って、連結部材１４の両端部に形成された係合部１６は、板厚ｔ１の仕切板３ａを嵌合する一端側の係合部と、板厚ｔ２の仕切板３ｂを嵌合する他端側の係合部とでは、凹断面形状が異なるように形成されている。
【００３１】
ゴム部材１８を介して隣接する２つの仕切板３ａ、３ｂを連結部材１４によって繋げた構成を、バネ・マス系でモデル化して示すと図８のようになる。隣接する２枚の一方の仕切板３ａは板厚ｔ１、質量ｍ、剛性ｋ１であり、他方の仕切板３ｂは板厚ｔ２、質量Ｍ、剛性ｋ２であり、ｔ１＜ｔ２、ｍ＜Ｍ、ｋ１＜ｋ２の関係を有している。
【００３２】
連結部材１４の係合部１６に設けたゴム部材１８は、減衰部Ｃとバネ部Ｋとで表すことができ、このゴム部材１８の減衰部Ｃとバネ部Ｋによる減衰効果は、質量ｍの変位ｘ１と質量Ｍの変位ｘ２の変位差、または速度差が大きいほど効果的に得られる。
【００３３】
また、連結部材１４は、仕切板３ａ、３ｂの振動モード比、すなわち、図２に示すように仕切板３ａ、３ｂの共振時の曲げ振動１次モードにおける振幅比の最も大きい箇所、すなわち、仕切板のほぼ中央位置に接続され、隣接する仕切板３ａ、３ｂに橋渡すようにして接続されている。
【００３４】
第１実施形態によれば、相対速度差が大きい箇所に接続された連結部材１４によって、該連結部材１４と仕切板３ａ、３ｂとの接続部に介在されたゴム部材（減衰部材）１８による減衰作用が効果的に得られて、減衰を大きく得ることができる。
【００３５】
これによって、ゴム部材１８を介在させて連結部材１４によって隣接する仕切板３ａ、３ｂを接続するだけでよいという簡単な構造によって、エンジン側からの外力振動に対して安定した制振効果が期待できる。
【００３６】
なお、図２に２点鎖線Ｓで示した１次の共振モードの振幅変化は、本実施形態の制振装置が設けられていない従来の仕切板における１次の共振モードを示すものであり、本実施形態においては、この振幅変化を減衰することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、図４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実施形態の連結部材１４の接続位置を変更したものである。図４のように、連結部材１４を、仕切板３ａ、３ｂの長さ方向の全長Ｌの略１／３の箇所に取り付けられている。
なお、図４の点線は、第１実施形態における連結部材１４の設置位置を示す。オイルパン１の長手方向の中心線Ｗの位置付近に設置されている。
【００３８】
このように、連結部材１４の仕切板１３ａ、１３ｂへの取り付け位置を、全長Ｌの略１／３の箇所に取り付けられることによって、共振時の曲げ振動１次モードにおける振幅比の最も大きい箇所（腹の部分）は、全長Ｌの略１／２の位置であり、また曲げ振動２次モードにおける振幅比の最も大きい箇所（腹の部分）は、全長Ｌの略１／４の位置であるため、これら、共振１次モードだけではなく、共振２次のモードに対しても、変位差若しくは相対速度差が大きく生じる位置に取り付けられている。
【００３９】
従って、第２実施形態によれば、共振１次モードだけでなく共振２次モードに対しても減衰効果が効果的に得られるため、エンジンからの広範囲の振動周波数の外力振動に対して安定した制振効果を発揮できる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、図５、６を参照して第３実施形態について説明する。
第１実施形態及び第２実施形態においては、隣接して設けられた仕切板３ａ、３ｂの固有振動数を異ならすために、板厚を異ならせてｔ１＜ｔ２の関係に設定したが、第３実施形態においては、それぞれの仕切板３ｃ、３ｄの板厚は同一の板厚ｔとして、隣接して設けられた仕切板の固有振動数を異ならせるために、それぞれの仕切板３ｃ、３ｄの質量を異ならせることで行っている。
【００４１】
図５に示すように、図４に示す第２実施形態と同一の位置に連結部材１４が設置され、さらに、仕切板３ｃ、３ｄの板厚は同一の板厚ｔとして、仕切板３ｃには小質量体２２が取り付けられ、仕切板３ｄには大質量体２４が取り付けられている。小質量体２２を省略して大質量体２４だけを取り付けるようにしてもよい。すなわち、質量差が生じるように設定すればよい。
【００４２】
質量体の取り付け構造は、図６に示すように、仕切板３ｃ、３ｄの上端部に形成された取付け孔２６に、ボルト２８及びナット３０によって、小質量体（付加質量体）２２、及び大質量体（付加質量体）２４を取り付ける。
また、ボルト２８及びナット３０も付加質量体を構成するため、ボルト２８、ナット３０、付加質量体２２、２４の合計質量が付加される。
【００４３】
また、付加質量体２２、２４は、仕切板３ｃ、３ｄの曲げ共振モードの腹の部分に取り付けられている、すなわち、大質量体２４は仕切板３ｄの略中央部分（１次の共振モードの腹の部分）に取り付けられ、小質量体２２は仕切板３ｃの全長Ｌの略１／４の位置（２次の共振モードの腹の部分）に設けられている。
【００４４】
付加質量体２２、２４は、共振時に振幅が大きくなる腹の部分であって、さらに仕切板の上端部に形成された取付け孔２６に取り付けられるため、質量体の付加による仕切板３ｃ、３ｄの共振周波数や振幅への影響が大きく作用する。
その結果、連結部材１４の係合部１６に設けられたゴム部材（減衰部材）１８による減衰作用が効果的に得られて、減衰を大きく得ることができる。
【００４５】
また、図８には、シミュレーションによる計算結果を基に付加質量体が取り付けられたときの、付加質量体の質量と減衰比との関係を示す。図８において、仕切板３ｃ、３ｄの剛性ｋをｋ１＝ｋ２とし、仕切板３ｄの質量Ｍを、仕切板３ｃの質量ｍに対して付加質量を取り付け質量として、固有振動数方程式を用いて固有振動数、減衰定数、さらに減衰比を算出した。
【００４６】
具体的には、モーダルマスｍは、仕切板３ｃの質量の１／２として、５／２＝２．５ｋｇと仮定し、モーダル剛性ｋ（ｋ＝（２πｆ）２・ｍ）を、固有振動数ｆを５０Ｈｚとして算出し、さらに、ゴム部材１８の、減衰部Ｃとバネ部Ｋとについては大まかな値を仮定して算出した。
【００４７】
シミュレーションによる算出結果を基に、減衰比と付加質量との関係を求めた結果を図９に示す。
付加質量がゼロの場合には、隣接して設けられた仕切板３ｃと仕切板３ｄとは、質量及び剛性が同一のため、仕切板３ｃ、３ｄ間には、相対変位差、速度差が生じないので、ゴム部材１８の減衰部Ｃとバネ部Ｋによる減衰効果は生じず、仕切板３ｃ、３ｄを連結部材１４によって連結することによる減衰は生じない。
【００４８】
縦軸の減衰比は付加質量を増加するに従って、増大するが、仕切板が単独で取り付けられている場合においては、元々、減衰比が略３％程度で有するため、これを上回る減衰比を確保する必要がある。また、あまり大きい付加質量を取り付けると、仕切板の重量が増大してオイルパン自体の重量増大を招くため、仕切板の質量の半分程度が限度である。
従って、図９の特性グラフを基に付加質量は、０．５〜２．５ｋｇが適当な範囲であり、仕切板の略５ｋｇに対して１／１０〜１／２の範囲が望ましい。
【００４９】
以上の第３実施形態によれば、既存の仕切壁に対して、取付け孔２６を形成し、付加質量体２２、２４をボルト２８及びナット３０によって取り付けて、さらに連結部材１４によって、隣接する仕切板３ｃ、３ｄを接続するだけで、オイルパン１の仕切板３ｃ、３ｄの制振装置を形成できるので、エンジンを設置施工後においても対策が容易である。
【００５０】
さらに、隣り合う一方の仕切板の質量の１／１０〜１／２の質量を、他方の仕切板に付加されることによって、オイルパン１の全体重量を著しく増大させることなく制振効果を向上できる。
【００５１】
（第４実施形態）
次に、図７を参照して第４実施形態について説明する。
第１実施形態〜第３実施形態においては、連結部材１４と仕切板３ａ等との接続部分に介在されたゴム部材（減衰部材）１８によって減衰作用を得ているが、第４実施形態では、ゴム部材１８に代えてダッシュポット３４が設けられている。
【００５２】
図７に示すように、連結部材３６の略中央部分にダッシュポット３４が設けられ、このダッシュポット３４は、急激な動きを緩和する装置の一種であり、容器内にオリフィスを有したピストンと粘性流体を収納して形成される減衰部と、バネ要素からなるバネ部とを備えている。
【００５３】
従って、ダッシュポット３４の部分を交換することで減衰係数の大きさを変更できる。このため、十分な減衰効果が得られる減衰係数を有するダッシュポット３４に変更しての設置が容易に行える。
さらに、ダッシュポット３４を装着して連結部材３６を、隣接する仕切板３ａ、３ｂ間、若しくは３ｃ、３ｄ間を接続するだけで、オイルパン１の仕切板３ａ〜３ｄの制振装置を形成できるので、エンジンを設置施工後における対策が容易である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、エンジンのオイルパン内に設けられる仕切り板において、簡単な構造によって、どの外力振動数に対しても安定した制振効果が得られ、さらに施工後においても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】
【００５５】
１  オイルパン
２  容器本体
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  仕切板
４  オイル貯留部
７  底面
９  連通開口
１３、３８  制振装置
１２  溶接部
１４、３６  連結部材
１６  係合部
１８  ゴム部材（減衰部材）
２２  小質量体
２４  大質量体
２６  取付け孔
２８  ボルト
３０  ナット
３４  ダッシュポット（減衰部材）
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図８】
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