(57)【要約】【課題】  シンプルかつ安価な構造でクランク軸の振動を抑制でき、エンジンの振動及び騒音を低減できるクランク軸減衰機構を提供する。【解決手段】  エンジンのクランク軸ＣＳの振動を抑制するためのクランク軸減衰機構であって、クランク軸ＣＳのカウンターウエイトＷの近傍に、そのカウンターウエイトＷに対して所定間隔を隔てて対向する対向壁１，２を設け、上記カウンターウエイトＷと上記対向壁１，２との間に油膜形成スペース３，９を形成したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸の振動を抑制するためのクランク軸減衰機構であって、クランク軸のカウンターウエイトの近傍に、そのカウンターウエイトに対して所定間隔を隔てて対向する対向壁を設け、上記カウンターウエイトと上記対向壁との間に油膜形成スペースを形成した
ことを特徴とするクランク軸減衰機構。
【請求項２】
上記対向壁を、上記カウンターウエイトに対して軸方向及び／又は径方向から対向するように設けた
請求項１記載のクランク軸減衰機構。
【請求項３】
上記対向壁における上記カウンターウエイトと対向する面に、凹状の油溜まりを形成した
請求項１又は２記載のクランク軸減衰機構。
【請求項４】
上記対向壁が、ラダーフレーム、クランクケースあるいはベッドプレートに設けられた  請求項１〜３いずれかに記載のクランク軸減衰機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸の振動を抑制するクランク軸減衰機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの振動や騒音を発生させる主な要素としては、動弁系の衝撃や燃焼圧力に伴う衝撃やピストンスラップ等が考えられるが、これらのうち燃焼圧力は低周波から高周波成分までの広い振動を含んでおり、最も大きな振動・騒音の発生原因となっている。
【０００３】
燃焼圧力はシリンダヘッドとピストンとを介してシリンダブロックに伝達され、それに伴って発生する振動エネルギの大部分はピストン側からシリンダブロックへ伝達される。ピストンに伝達された振動エネルギはクランク軸を経由してシリンダブロックに伝達され、このシリンダブロックで一部が放射されて騒音となり、更にこのシリンダブロックの下部の解放面に取り付けられているオイルパン等にも伝達されて放射され、エンジン騒音となる。
【０００４】
この振動及び騒音を低減するために、シリンダブロックをリブ等により補強したり、シリンダブロックとオイルパンとの間にラダーフレームを介設するなど様々な対策が施されているが、振動及び騒音の低減要求は年々高まっており、更なる改良が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１４７２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、特許文献１に示されるように、クランク軸に制振用ピストンを固設すると共にそのピストンを油室内に配置してダンパーを構成し、このダンパーによりクランク軸の振動を抑制する装置が提案されている。
【０００７】
しかしながら、この装置は構造が複雑であるうえ多数の部材を必要とするため、エンジンの複雑化、高コスト化、重量増加などを招いてしまうという欠点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シンプルかつ安価な構造でクランク軸の振動を抑制でき、エンジンの振動及び騒音を低減できるクランク軸減衰機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、エンジンのクランク軸の振動を抑制するためのクランク軸減衰機構であって、クランク軸のカウンターウエイトの近傍に、そのカウンターウエイトに対して所定間隔を隔てて対向する対向壁を設け、上記カウンターウエイトと上記対向壁との間に油膜形成スペースを形成したものである。
【００１０】
ここで、上記対向壁を、上記カウンターウエイトに対して軸方向及び／又は径方向から対向するように設けても良い。
【００１１】
また、上記対向壁における上記カウンターウエイトと対向する面に、凹状の油溜まりを形成しても良い。
【００１２】
また、上記対向壁は、ラダーフレーム、クランクケースあるいはベッドプレートに設けられても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シンプルかつ安価な構造でクランク軸の振動を抑制でき、エンジンの振動及び騒音を低減できるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１（ａ）は本実施形態のクランク軸減衰機構の正面断面図、図１（ｂ）はその側面図、図２は斜視図である。
【００１６】
最初に、図５を用いて、本実施形態の減衰機構が対象とするクランク軸の概略を説明する。
【００１７】
図に示すように、クランク軸ＣＳは、ジャーナルＪと、ジャーナルＪ間に２個１セットで設けられたアームＡと、一対のアームＡ間に設けられたピンＰと、アームＡの反対側に設けられたカウンターウエイトＷとを備える。このクランク軸ＣＳには、ジャーナルＪとピンＰとを連結するオイル穴（図示せず）が形成されている。図１（ｂ）から分かるように、カウンターウエイトＷは所定曲率で湾曲した形状を有しており、このカウンターウエイトＷの外周面Ｗａがクランク軸ＣＳの最大回転半径を規定する。つまり、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａが、クランク軸ＣＳの回転中心（ジャーナルＪの軸芯）から最も離れた部位となる。
【００１８】
図５に戻り、クランク軸ＣＳは、シリンダブロック（図示せず）とラダーフレームＬＦとにより上下方向から狭持されて、回転可能に支持される。
【００１９】
ラダーフレームＬＦには、その長手方向（クランク軸ＣＳの軸方向）に間隔を隔てて複数のベアリングキャップ部Ｂが形成されており、このベアリングキャップ部Ｂにより、クランク軸ＣＳの各ジャーナルＪを下方から支持する。各ベアリングキャップ部Ｂの間には、クランク軸ＣＳのカウンターウエイトＷを収容し、その回転を許容するための収容室Ｓが形成される。また、ラダーフレームＬＦの下面には、ラダーフレームＬＦの下部に取り付けられる図示しないオイルパン側に開口した開放穴Ｏが形成される。
【００２０】
さて、本実施形態のクランク軸減衰機構は、このようなクランク軸ＣＳの振動を抑制することでエンジンの振動及び騒音を低減するものであり、本実施形態では、クランク軸ＣＳを支持するラダーフレームＬＦに一体的に形成される。以下、減衰機構の具体的な構成を図１及び図２を用いて説明する。
【００２１】
本実施形態のクランク軸減衰機構は、ラダーフレームＬＦの下面ＬＦａにおける収容室Ｓ（図５参照）を区画する部位に設けられ、クランク軸ＣＳのカウンターウエイトＷに近接させて配置される。具体的に説明すると、クランク軸減衰機構は、ラダーフレームＬＦの下面ＬＦａから垂直上方に延出し、クランク軸ＣＳに設けられた一対のカウンターウエイトＷ（クランク軸ＣＳの位相によってはアームＡ）をクランク軸ＣＳの軸方向外側から挟み込む一対の側面対向壁１，１と、それら一対の側面対向壁１，１の間に配置される外周面対向壁２とを備える。
【００２２】
側面対向壁１は、クランク軸ＣＳのカウンターウエイトＷの側面に対して軸方向外側から所定間隔ｄ１（図１（ａ）参照）を隔てて対向し、カウンターウエイトＷの側面と側面対向壁１の側面との間には油膜形成スペース３が形成される。カウンターウエイトＷの側面と側面対向壁１との間隔ｄ１は、両部材Ｗ，１の間に潤滑油を保持できるような値に設定される。本実施形態では、この間隔ｄ１が１ｍｍ以下となるように側面対向壁１の形状や設置位置が決定される。
【００２３】
また本実施形態では、側面対向壁１におけるカウンターウエイトＷとの対向面（側面）に、クランク軸ＣＳの軸方向に窪んだ凹部５が形成されており、この凹部５が油溜まりとして機能する。図１（ｂ）及び図２から分かるように、側面対向壁１にはクランク軸ＣＳのジャーナルＪとの干渉を避けるための切り欠き６が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、一対のカウンターウエイトＷ，Ｗを挟み込む二つの側面対向壁１，１は、ラダーフレームＬＦの下面ＬＦａに形成された連結部７を介して互いに連結される。
【００２５】
一方、外周面対向壁２は、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａに対して径方向外側から対向し、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａと外周面対向壁２の上面との間に油膜形成スペース９が形成される。外周面対向壁２の上面は、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａとほぼ同じ曲率で湾曲して形成される。図１（ｂ）に実線で示すように、クランク軸ＣＳが、そのカウンターウエイトＷとアームＡとを結ぶラインＬがラダーフレームＬＦの下面ＬＦａと垂直に交差する位相に位置したとき、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａの最下端部と外周面対向壁２の上面との間に所定間隔ｄ２が形成され、外周面対向壁２の上端とカウンターウエイトＷの外周面Ｗａとの間に所定間隔ｄ３が形成される。また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に二点鎖線で示すように、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａが外周面対向壁２に最も近付く位相では、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａと外周面対向壁２の上面との間に所定間隔ｄ４（図１（ａ）参照）が形成される。
【００２６】
このように、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａと、外周面対向壁２の上面との間隔は、クランク軸ＣＳの位相や、周方向位置によって若干異なることになる。この外周面対向壁２とカウンターウエイトＷの外周面Ｗａとの間隔ｄ２，ｄ３，ｄ４は全て、カウンターウエイトＷと外周面対向壁２との間に潤滑油を保持できるような値に設定される。本実施形態では、これら全ての間隔ｄ２，ｄ３，ｄ４が１ｍｍ以下となるように、外周面対向壁２の形状や設置位置が決定される。
【００２７】
以上説明した側面対向壁１及び外周面対向壁２は、ラダーフレームＬＦの各収容室Ｓ（図５参照）に対応してそれぞれ設けられる。
【００２８】
このように、本実施形態のクランク軸減衰機構は、従来のエンジンではカウンターウエイトＷの回転を許容するために比較的大きな空間（例えば５ｍｍ以上の間隔）が確保されていた領域に、側面対向壁１及び外周面対向壁２を設け、カウンターウエイトＷの回転を許容しつつ、カウンターウエイトＷとそれら側面対向壁１及び外周面対向壁２との間に潤滑油を保持するための油膜形成スペース３，９を形成したものである。
【００２９】
本実施形態のクランク軸減衰機構を用いた場合、エンジンのシリンダライナ（図示せず）を潤滑した潤滑油や、クランク軸ＣＳのオイル穴（図示せず）を通ってジャーナルＪやピンＰに供給された潤滑油が、油膜形成スペース３，９及び油溜まり５内に導入されてそこに保持されるため、カウンターウエイトＷ（クランク軸ＣＳの位相によってはアームＡ）と側面対向壁１及び外周面対向壁２との間に油膜が形成される。
【００３０】
この油膜の粘性によりクランク軸ＣＳのカウンターウエイトＷ及びアームＡに対して振動減衰作用が付与されるため、クランク軸ＣＳの振動が抑制される。従って、エンジンの振動及び騒音が低減される。特に、本実施形態のクランク軸減衰機構は、既存のラダーフレームＬＦに対向壁１，２を形成しただけなので、非常にシンプルかつ安価な構造でエンジンの振動及び騒音低減効果を得ることができる。また、エンジンの重量が大幅に増加することもない。
【００３１】
本発明者は、本実施形態のクランク軸減衰機構による騒音防止効果を確認すべく、エンジンの騒音レベルの測定試験を行った。その結果を図３及び図４に示す。
【００３２】
図３中実線で示すラインが本実施形態のクランク軸減衰機構を備えたエンジンの騒音レベル測定結果であり、点線で示すラインが従来のエンジンの騒音レベル測定結果である。
【００３３】
図３及び図４から分かるように、本実施形態のクランク軸減衰機構を備えたエンジンは、全てのエンジン回転領域において従来よりも優れた騒音（振動）特性を有しており、本実施形態のクランク軸減衰機構を用いることで、エンジンの騒音レベルを低減できることが分かる。この試験では、最大で０．５ｄＢ程度、騒音レベルが低減した。
【００３４】
また、他の実験などから、本実施形態のクランク軸減衰機構は、周波数帯が５００Ｈｚ以上である放射音の抑制に特に効果があることが分かった。
【００３５】
なお、本発明は以上説明した実施形態に限定はされない。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、カウンターウエイトＷの側面と側面対向壁１との間隔ｄ１及びカウンターウエイトＷの外周面Ｗａと外周面対向壁２との間隔ｄ２，ｄ３，ｄ４を全て１ｍｍ以下にするとしたが、本発明はこの点において限定されない。これらの間隔は、潤滑油の粘性などを考慮して適宜設定されるものであり、油膜による減衰効果が得られる範囲であればあらゆる値に設定することができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、カウンターウエイトＷの側面に軸方向から対向する側面対向壁１と、カウンターウエイトＷの外周面Ｗａに径方向から対向する外周面対向壁２とを設けるとしたが、必ずしも両者を設ける必要はなく、いずれか一方の対向壁のみを設けても良い。
【００３８】
また、上記実施形態では、側面対向壁１が、カウンターウエイトＷに対して軸方向外側から対向する例を示したが、本発明はこの点において限定されず、一対のカウンターウエイトＷの間に対向壁を形成し、カウンターウエイトＷに対して軸方向内側から対向するようにしても良い。また、各カウンターウエイトＷの軸方向両側に対向壁をそれぞれ設けても良い。要するに、対向壁は、回転するクランク軸ＣＳと干渉することなく、カウンターウエイトＷとの間に油膜形成スペースを形成できる位置であれば、あらゆる位置に配置することができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、対向壁をラダーフレームＬＦに一体的に形成した例を示したが、本発明はこの点において限定されない。例えば、クランク軸ＣＳの下部をクランクケースにより支持するタイプのエンジンでは、クランクケースに対向壁を設けても良いし、ラダーフレームＬＦの下面にベッドプレート（補強プレート）を取り付けるタイプのエンジンであれば、ベッドプレートに対向壁を設けても良い。
【００４０】
また、上記実施形態では、側面対向壁１に油溜まり５（凹部）を設けたが、この油溜まり５は必ずしも設ける必要はない。
【００４１】
また、油膜形成スペース３，９及び油溜まり５に潤滑油を積極的に供給する機構を別途設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るクランク軸減衰機構の正面断面図である。（ｂ）は本発明の一実施形態に係るクランク軸減衰機構の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るクランク軸減衰機構の斜視図である。
【図３】エンジンの騒音レベルの測定結果を示すグラフである。
【図４】エンジンの騒音レベルの測定結果を示す表である。
【図５】クランク軸とラダーフレームの概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  側面対向壁
２  外周面対向壁
３  油膜形成スペース
５  油溜まり（凹部）
９  油膜形成スペース
ＣＳ  クランク軸
ＬＦ  ラダーフレーム
Ｗ  カウンターウエイト
【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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