(57)【要約】【課題】放射騒音の低減を図ることができる錘部材付き制振部材を提供する。【解決手段】バッフルプレート部材１５は、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成されるバッフルプレート本体１５ｂと、バッフルプレート本体１５ｂの外周付近の予め定める位置の突出部１５ａに設けられた錘部材１５ｃとを含んで構成される。本発明の錘部材付き制振部材は、前述したように、本発明に含まれる制振部材本体が振動する際に、制振合金体における磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失による振動抑制作用と、錘部材によるマスダンパ機能との相乗作用により制振作用を実現する。これにより、格段に大きな制振作用を実現できるという利点がある。【選択図】図１
2006029497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成される制振部材本体と、
該制振部材本体の外周付近の予め定める位置に設けられた錘部材と
を含んで構成されることを特徴とする錘部材付き制振部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錘部材付き制振部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動の抑制が要求される技術分野は多数あるが、一例として自動車が挙げられる。通常の自動車はエンジンを搭載しており、エンジンの稼動と、エンジンの動力による走行とに基づいて種々の箇所から振動と騒音が発生する。そのような振動発生箇所の一例として、シリンダヘッドカバー部が挙げられる。
【０００３】
従来、提案されているヘッドカバー構造として、特許文献１として挙げられる特開平０９−２０３３４７号公報等に記載されているようなものがある。図７はこの従来技術の縦断面図である。以下、図７を参照する。従来のヘッドカバーの構造は、アルミダイキャスト等で構成される略Ｈ型の縦断面形状を有するヘッドカバー３１とその天面の凹部をガスケット３２を介して被覆するバッフルプレート３３と、バッフルプレート３３とヘッドカバー１を係合するネジ３４と、ヘッドカバー３１側面の穴から圧入され、クランクケースからのブローバイガスを導くブローバイガスホースとヘッドカバー天面凹部の空間を接続するパイプ３５とから構成される。
【０００４】
ヘッドカバー３１の天面凹部内にはリブ３８が一体成形されており、ブローバスガスの迂回路を形成する仕切り板の役割を果たしている。ヘッドカバー３１は、ボルト３９によりヘッド４１に固定される。バッフルプレート３３は例えば耐熱性樹脂または薄手の鋼板といった低剛性の部材で構成されるものである。ヘッドカバー３１の天面が、カム４２、カムキャップ４３等の動弁機構とブローバイガス通路を隔てる遮蔽板の役割を果たしている。
【０００５】
このような従来技術のエンジンのヘッドカバー構造においては、バルブ、カムシャフト、ロッカーアーム等から構成される動弁機構の保護機能とブローバイガス還元機能を兼ね備えた内燃エンジンのヘッドカバー１において、ヘッドカバー１を高剛性部材で構成すると共に、ヘッドカバー１天面にブローバイガス通路を構成し、ブローバイガス通路を低剛性のバッフルプレート３で被覆し、バッフルプレート３にはリブ８を設けるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−２０３３４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような特許文献１に示されているヘッドカバー１の構造において、近年、エンジンの軽量化のために、ヘッドカバー１がアルミニウム合金化されることが多い。このような場合、ヘッドカバー１の共振周波数が比較的高くなり、エンジン放射騒音を増大させる問題が発生するという不具合を発生する。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであり、放射騒音の低減を図ることができる錘部材付き制振部材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】
【０００９】
本発明の錘部材付き制振部材は、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成される制振部材本体と、該制振部材本体の外周付近の予め定める位置に設けられた錘部材とを含んで構成されることを最も主要な特徴とする。
【００１０】
本発明は、このような構成を有するので、以下の作用を実現することができる。請求項１記載の発明の錘部材付き制振部材を振動発生源や振動伝達経路に装着することにより、本発明の制振部材に振動が伝達される。このとき、本発明に含まれる制振合金体は強磁性材料であるので、その主な振動減衰機構は、磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失によるものになる。これにより、本発明における振動の吸収のメカニズムは、外部から制振合金体に進入する振動の前記磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失による振動抑制作用によって実現される。
【００１１】
また、本発明の制振部材に含まれる制振部材本体は、その外周付近の予め定める位置に錘部材が装着されているので、伝達された振動により制振部材本体が振動する際に、錘部材も振動させられることになり、錘部材が制振部材本体の振動に対してマスダンパの機能を実現する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の錘部材付き制振部材は、前述したように、本発明に含まれる制振部材本体が振動する際に、制振合金体における磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失による振動抑制作用と、錘部材によるマスダンパ機能との相乗作用により制振作用を実現する。
【００１３】
これにより、格段に大きな制振作用を実現できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の錘部材付き制振部材を振動発生源や振動伝達経路に装着する。このとき、制振部材本体が、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成されるようにする。
【実施例１】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１〜図６は、本発明の実施の一形態を説明する図である。図１はエンジン１の縦断面図であり、図２は本実施例の作用を説明するグラフであり、図３は本発明の作用効果を確認するために用いた実験装置５１の正面図であり、図４は実験結果の一例を示すグラフであり、図５は実験結果の他の例を示すグラフであり、図6は実験結果の更に他の例を示すグラフである。
【００１６】
以下、図１及び図２を併せて参照して、本実施例の構成について説明する。ただし、本実施例は、エンジンのシリンダヘッド部に関して説明されるが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、制振機能を必要とするあらゆる技術分野において有効に実施されるものである。
【００１７】
図１において、例として、自動車などのエンジン１のシリンダヘッド２を含んで構成される燃焼室に、点火プラグ３、吸気バルブ４、及び図示しない排気バルブが臨んで配置されている。また、シリンダヘッド２の頂面にはロッカカバー５が装着され、ロッカ室６が形成されている。
【００１８】
このロッカ室６には、ロッカシャフト７に支持されるロッカアーム８が収納され、このロッカアーム８の両端部に、プッシュロッド９の先端部と、吸気バルブ４のステムエンドとが当接されている。プッシュロッド９は、ロッカ室６とクランク室（図示せず）とを連通するオイル通路１０に挿通され、図示しないカムにより前後進駆動される。
【００１９】
ロッカシャフト７、ロッカアーム８、プッシュロッド９は、それぞれ、吸気及び排気用に２組備えられており、吸気用及び排気用のプッシュロッド９、９に対応して２つのオイル通路１０が形成されている。また、両プッシュロッド９、９をガイドするガイドプレート１１がロッカシャフト７、７を固定するナット１２、１２により、シリンダヘッド２の上端面より若干低い位置で締結・固定されている。
【００２０】
ロッカ室６は、主としてオイル通路１０やクランク室とロッカ室６とを連通するバイパス通路（図示せず）等からロッカ室６に流入するブローバイガスとオイルとを気液分離するための気液分離室を兼用しており、シリンダヘッド２の上端面とロッカカバー５の下端面との間には、シリンダヘッド２側から順に、ガスケット１４及びオイル通路１０やバイパス通路等からのオイルの流れを遮るために配置され、後述される制振合金体から形成される本発明の一実施例の制振部材であるバッフルプレート部材１５、更にガスケット１６が挟持されている。
【００２１】
一方、ロッカカバー５の上部周縁面には、ガスケット２０を介してブリーザカバー２１が装着されており、ロッカカバー５上部とブリーザカバー２１とでブリーザ室２２が形成されている。ロッカ室６とブリーザ室２２とは、ロッカカバー５の上面に開口されるブローバイガス通路２３によって相互に連通され、このブローバイガス通路２３のブリーザ室２２側に、ロッカ室６とブリーザ室２２との圧力差の変化によってブローバイガス通路２３を開閉するリードバルブ２４が介装されている。また、ブリーザカバー２１には、図示しない吐出ポートが形成されており、この吐出ポートからブローバイガスが吸気系に還流される。
【００２２】
本実施例において、前記バッフルプレート部材１５は、前述した制振合金体から各種プレス加工などを経て形成され、シリンダヘッド２の上端面とロッカカバー５の下端面との接合面の形状よりも、少なくとも部分的に大きく形成され、外方へ突出した突出部１５ａを有する制振部材本体であるバッフルプレート本体１５ｂと、バッフルプレート本体１５ｂの外周付近の予め定められる位置である前記突出部１５ａに配置される錘部材１５ｃとを含んで構成される。
【００２３】
ここで、制振合金体は、Ａｌ含有率が６〜１０重量％であり、その他、Ｆｅおよび不可避的不純物（Ｓｉ０．１重量％以下；Ｍｎ０．１重量％以下；その他Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｏなど併せて０．１重量％以下）を含んで構成される。また、制振合金体１９の結晶の平均粒径は３００〜７００μｍの範囲内にあるように製造される。
【００２４】
このような制振合金体は強磁性材料であるので、外部から加えられた振動により、磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失によって振動減衰機構を実現することができる。
【００２５】
前記制振合金体は、以下のようにして製造することができる。まず、製造後の合金中のＡｌ含有量が所定値となる割合に予め調整したＡｌとＦｅ素材とを、窒素および酸<DP N="0003"><TXF LY="0300" LX="0200" WI="080" HE="180" FR="0001">素の侵入を防止するために、０．１〜０．０１ｐＡ程度の減圧下で溶融した後、鋳型に流し込んで、Ａｌ―Ｆｅ合金鋳塊を得る。次いで、得られた合金鋳塊を圧延、鍛造などの塑性加工と機械加工により、所定の製品形状の塑性加工材に仕上げる。
【００２６】
次いで、得られた塑性加工材を７００〜１０００℃程度の温度に３０分〜２時間程度保持して、焼き鈍し処理する。焼き鈍し処理時の温度および時間は、合金の組成、製品形状と関連する塑性加工条件などを考慮して、上記の範囲から適宜選択する。
【００２７】
次いで、得られた焼き鈍し材を、所定の保持温度から６００度までの温度域における冷却速度を、一例として２０度／分以下（好ましくは１０度／分以下、さらに好ましくは１〜５度／分程度）として、徐冷する。６００度未満の温度域では、自然冷却（放冷）を行えば良い。
【００２８】
このようにして、制振合金体の塑性加工による内部歪みが除去され、結晶の平均粒径が３００〜７００μｍであるＡｌ―Ｆｅ合金材料が得られる。結晶の平均粒径は、合金組成に応じて、焼き鈍し処理時の温度および時間、徐冷速度などにより、制御することができる。
【００２９】
例えば、前記塑性加工材を８５０度で１時間保持した後、８５０〜６００度の温度域での冷却速度を５度／分として徐冷することにより、結晶粒径５００〜７００μｍ程度の材料が得られる。この様な材料は、内部摩擦が大きいので、その制振性能はより一層改善される。
【００３０】
また、本実施例において、バッフルプレート部材１５の振動モードの最低次の固有振動数が、バッフルプレート部材１５の共振周波数と合致する場合でも、バッフルプレート部材１５の振動が格段に抑制されるので、バッフルプレート部材１５の共振によって、バッフルプレート部材１５に高い応力が発生する事態が防止され、バッフルプレート部材１５における疲労破壊を防止することができる。
【００３１】
また、本発明の他の実施例として、バッフルプレート部材１５を構成する制振合金体の片面または両面に、液状ゴム材をコーティング、加硫してゴム粘弾性層を形成する構成例も含まれる。液状ゴムを構成するゴム材料は、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ウレタンゴム、エチレン−酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴムなどのゴム材料から適宜選択される。
【００３２】
本件発明者は、典型的な対比例としてスチール板及び前記制振合金体の２件に関して、振動の減衰能になる減衰係数をそれぞれ計測した。その結果が、図２のラインＬ１、Ｌ２に示されている。図２から明らかなように、本発明の制振合金体を用いるバッフルプレート部材１５に関して、従来のスチール版を持ちる場合よりも制振性が格段に向上されていることが確認された。
【００３３】
また、本件発明者は、前述したような制振合金体を含んで構成されるバッフルプレート本体１５ｂに前記錘部材１５ｃを設けた本発明のバッフルプレート部材１５の制振性能に関して、以下の実験も併せて行った。
【００３４】
図３に示される実験装置５１は、鋳鉄製の常盤５２にマグネット５３で固定された金属製のポスト５４と、ポスト５４の図３に示す高さＨの位置に配置された金属製のアーム５５と、アーム５５のポスト５４から距離Ｌの位置に設けられた錘５６と、錘５６に設けられた加速度計５７をと含んで構成される。本実施例では、錘５６に図３の矢符Ａ１方向から衝撃力を与え、その衝撃力による錘５６の振動の減衰状態を計測した。
【００３５】
一般に、ポスト５４の高さＨが高いほど、また、アーム５５の長さＬが大きいほど、振動が発生しやすく、また、発生した振動も減衰し難くなることが知られている。
【００３６】
本件発明者は、上記構成の実験装置５１に関して、前記ポスト５４及びアーム５５を鋼鉄製とし、しかも錘５６を用いない場合、前記ポスト５４及びアーム５５を鋼鉄製として錘５６を用いた場合、更に、前記ポスト５４及びアーム５５を制振合金体製として錘５６を用いた各場合について、振動減衰状態を計測した。また、錘５６を持ちる場合には、前記距離Ｌが３００ｍｍの場合と１５０ｍｍの場合とにおける振動の減衰状態を計測した。それらの結果が、図４、図５（１）、同図（２）、更に図６（１）、同図（２）にそれぞれ示されている。
【００３７】
これらからは、ポスト５４及びアーム５５が鋼鉄製であって錘５６を用いない場合は、図４のグラフに示されるように、振動は容易に減衰しない。一方、錘５６を用いた場合ｂには、図５（１）及び図６（１）にそれぞれ示されるように、図４の場合よりも振動は減衰する。
【００３８】
これらに対して、ポスト５４及びアーム５５が制振合金体製であって、錘５６を用いる場合は、図５（２）及び図６（２）にそれぞれ示されるように、図５（１）及び図６（１）の場合よりも振動の減衰の程度が格段に大きいことがわかる。
【００３９】
このような実験結果に基づいて、本件発明者は、前記バッフルプレート本体１５ｂの外周付近の予め定める位置の突出部１５ａに錘部材１５ｃを設置することにより、バッフルプレート部材１５の振動減衰性能を格段に向上できることに思い至ったものである。
【００４０】
以上のように、本実施例におけるバッフルプレート部材１５は、ロッカカバー５内におけるオイルの流れを整流するためのベンチレーションバッフルプレート部材１５が、それ自身制振作用を有する制振合金体によって形成されると共に、マスダンパ機能を実現する錘５６を設置しているので、従来よりも格段に高い制振性能を実現できるだけでなく、その性能の実現するに際して、サンドイッチ制振鋼板など複雑な構成を有する制振材を用いる必要が解消され、構成の簡略化と部品点数の削減とを図ることができるという利点がある。
【００４１】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例に従うエンジン１の縦断面図である。
【図２】本実施例の作用を説明するグラフである。
【図３】本発明の作用効果を確認するために用いた実験装置５１の正面図である。
【図４】実験結果の一例を示すグラフである。
【図５】実験結果の他の例を示すグラフである。
【図６】実験結果の更に他の例を示すグラフである。
【図７】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジン
２  シリンダヘッド
５  ロッカカバー
６  ロッカ室
１５  バッフルプレート部材
１５ａ  突出部
１５ｂ  バッフルプレート本体
１５ｂ  錘部材
２１  ブリーザカバー
【図１】
2006029497.tif 000003
【図２】
2006029497.tif 000004
【図３】
2006029497.tif 000005
【図４】
2006029497.tif 000006
【図５】
2006029497.tif 000007
【図６】
2006029497.tif 000008
【図７】
2006029497.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月20日(2004.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
前記制振合金体は、以下のようにして製造することができる。まず、製造後の合金中のＡｌ含有量が所定値となる割合に予め調整したＡｌとＦｅ素材とを、窒素および酸素の侵入を防止するために、０．１〜０．０１ｐＡ程度の減圧下で溶融した後、鋳型に流し込んで、Ａｌ―Ｆｅ合金鋳塊を得る。次いで、得られた合金鋳塊を圧延、鍛造などの塑性加工と機械加工により、所定の製品形状の塑性加工材に仕上げる。