(57)【要約】  本発明は、少なくとも第１および第２メインベアリング（１４）によってエンジンブロックに取り付けられるクランクシャフトを包含するエンジンブロックを有し、該メインベアリングの各々が第１ベアリング部分と第２ベアリング部分とを包含し、該第２ベアリング部分（１８）がベアリングキャップ（２０）の一部である、内燃エンジンにおいて、少なくとも第１ベアリングキャップ（２０）が、少なくとも一つの減衰構造（３６，６０，６２，６６）により該エンジンブロックまたは第２ベアリングキャップに接続され、該構造が、該ベアリングキャップ（２０）に固定される第１支持部分（３８）と、該エンジンブロックまたは隣接のベアリングキャップに固定される第２支持部分（４０）と、二つの支持部分を接続するエラストマ材料を包含する減衰部分（５８）とを包含することと、を特徴とするエンジン。【選択図】図１
2010514979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ軸に沿って延在する少なくとも一つのシリンダと、クランクシャフト縦軸（Ａ１）を中心として回転可能であるように少なくとも第１および第２メインベアリング（１４）によってエンジンブロックに取り付けられたクランクシャフトとを包含するエンジンブロックを有し、該メインベアリングの各々が第１ベアリング部分と第２ベアリング部分とを包含し、該第２ベアリング部分（１８）がベアリングキャップ（２０）の一部であり、該ベアリングキャップが固定手段（２６）により該エンジンブロックに固定される内燃エンジンにおいて、少なくとも第１ベアリングキャップ（２０）が、少なくとも一つの減衰構造（３６，６０，６２，６６）により該エンジンブロックまたは第２ベアリングキャップに接続され、該構造が、該ベアリングキャップ（２０）に固定される第１支持部分（３８）と、該エンジンブロックまたは隣接のベアリングキャップに固定される第２支持部分（４０）と、二つの支持部分を接続するエラストマ材料を包含する減衰部分（５８）とを包含することと、縦方向および横方向を含む略水平方向における該ベアリングキャップと該エンジンブロックとの間、または二つのベアリングキャップの間の相対移動の結果、該減衰部分が主として剪断応力を受けるように、該減衰構造（３６，６０，６６）が構成されることとを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記第１または第２支持部分の少なくとも一方が、締結手段（２６）によって前記対応のベアリングキャップまたはエンジンブロックに固定され、該締結手段が主締付方向において該支持部分に締付力を付与することと、該主締付方向が略垂直であることとを特徴とする、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記エンジンブロックへの前記ベアリングキャップの前記固定手段と、該ベアリングキャップへの前記第１支持部分の前記締結手段とが同じ手段（２６）であることを特徴とする、請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記減衰構造（３６，６０，６２）の前記減衰部分（５８）が、前記第１支持部分（３８）と接触する第１接触面と、前記第２支持部分（４０）と接触する第２接触面とを有することと、該接触面の少なくとも一方が略水平方向の配向を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジン。
【請求項５】
前記減衰部分の前記二つの接触面が略水平方向の配向を有することを特徴とする、請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記減衰構造（３６，６０，６２）の前記減衰部分（５８）が、前記第１支持部分（３８）と接触する第１接触面と、前記第２支持部分（４０）と接触する第２接触面とを有することと、該減衰部分（５８）の該二つの接触面が垂直方向に少なくとも部分的に重複することとを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項７】
前記減衰部分（５８）が平板状の幾何学形状を有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のエンジン。
【請求項８】
前記減衰構造の前記減衰部分（５８）が、該減衰構造の前記第１および第２支持部分（３８）（４０）に接着により装着されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のエンジン。
【請求項９】
前記減衰構造が、前記エンジンブロックおよび／または前記ベアリングキャップの一つに着脱可能にまたは永久的に固定される独立部品であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１０】
前記減衰構造の前記第１支持部分（３８）が前記第１ベアリングキャップ（２０）と一体的であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１１】
前記減衰構造の前記第２支持部分（４０）が前記エンジンブロックまたは前記第２ベアリングキャップと一体的であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１２】
前記エンジンがいくつかの減衰構造を包含することを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１３】
前記ベアリング（１４）の各側で垂直に延在する二つの縦方向側壁（２８）を前記エンジンブロックが有することと、少なくとも一つのベアリングが、左減衰構造により左側壁に、右減衰構造により右側壁に接続されることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１４】
少なくとも二つの減衰構造が一つの支持部分を共通で有して減衰フレームを形成することを特徴とする、請求項１２または１３に記載のエンジン。
【請求項１５】
前記減衰フレームがすべての前記ベアリングキャップ（２０）まで延在することを特徴とする、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１６】
前記ベアリングの各側で垂直に延在する二つの縦方向側壁を前記エンジンブロックが有することと、前記減衰フレームが各ベアリングを一つの側壁に接続することとを特徴とする、請求項１５に記載のエンジン。
【請求項１７】
別々の左右減衰フレームを包含し、各フレームが各ベアリングを一つの側壁に接続することを特徴とする、請求項１６に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
本来、内燃エンジンはノイズ発生システムである。エンジンによって発生するノイズは、主として可動部品（クランクトレイン、バルブトレイン、ギヤ）および燃焼（シリンダ圧力、噴射）の励振により、様々な発生源から生じる。エンジンで発生するノイズの大部分（排気および派生的なノイズは除く）は、エンジン構造において中周波から高周波の振動から生じるか、結果的にこれを生じさせる。エンジンにより発生される相当の力に耐えるように、エンジン構造は本来、非常に剛性であるという事実のため、これらの振動は構造全体へ非常に容易に伝播する。さらにこれらのエンジン励振は相関性が強く、さらに大量のノイズを発生させる。そのため、内部振動を低減するため、またはエンジン構造内部でのこれらの振動の伝播を阻止するための手段を設けることに関心が寄せられていることはよく知られている。
【０００３】
主な振動伝達箇所の一つはメインベアリング（クランクシャフトベアリング）であり、燃焼による励振（ピストンおよび接続ロッドにより、またスカートおよびシリンダブロックにより伝達される）と、クランクトレインの慣性による励振とがここで交わる。事実、内燃エンジンは鋳物製のメインエンジンブロックを包含するのが通常である。広い外面と、シリンダブロックの上部よりも低い剛性とを有するので、スカートは重要なノイズ発生源である。このメインブロックは、少なくとも１本のシリンダを包含するが、より多く見られるのは４本、６本、８本のシリンダであり、往復ピストンがシリンダ軸に沿って前後に移動することにより、燃焼プロセスが行われる可変容量燃焼室がこのエンジンブロック内に形成される。両端部においてピストンとクランクシャフトとに連結された接続ロッドにより、各ピストンはクランクシャフトクランクピンに接続されている。クランクシャフト縦軸を中心として回転するように、クランクシャフトはいくつかのメインベアリングジャーナルによりエンジンブロックに取り付けられている。クランクシャフトのメインベアリングジャーナルは、クランクピンと、接続ロッドの対応端部との移動を妨害しないように、少なくとも２本のクランクピンの間に軸方向に設けられている。最新ディーゼルエンジンなど最新の高性能エンジンでは、クランクシャフトの各クランクピンの間にメインベアリングジャーナルが一つ設けられる。言い換えると、シリンダの数と同数に１を加えた数のメインベアリングジャーナルが存在するのである。
【０００４】
通常の構造技術によれば、クランクシャフトの各メインベアリングジャーナルは、ベアリングブシュを介してメインベアリングハウジング内に取り付けられる。メインベアリングハウジングは、一部分が直接エンジンブロックに、エンジンブロックに着脱可能に装着されたベアリングキャップに他の部分が形成される。各部分は通常、クランクシャフト軸に沿った配向を持つ半円柱の形である。ベアリングキャップは通常は略Ｕ字形であり、Ｕの各自由端部はエンジンブロックにボルト締めされている。構造上、ベアリングハウジング、より詳しくはベアリングキャップがエンジンブロックの最下部分に配置される。やはり構造上、ベアリングハウジングは燃焼室で発生する力全体に耐えなければならない。この力は本来、周期的であり、ベアリングハウジングは相互に離間し、ベアリングハウジング、より詳しくはベアリングキャップが振動する傾向がある。上記のようにこれらの振動はノイズを発生させるが、ベアリングの適切な機能という点からも問題である。
【０００５】
ベアリングで発生する振動を低減するため、すでに様々な解決法が提案されている。広く使用されている第一の解決法は、たいていは金属製である剛性フレーム構造（いわゆる台板構造）により、すべてのベアリングキャップを一緒に接続することであり、次にこのフレーム構造がエンジンブロックにしっかりと接続される。これによりベアリングの剛性がかなり上昇するため、低周波振動の振幅が減少する。しかしながらこの解決法は、フレーム構造が剛性であるため、メイン振動モードの周波数が増加してより多くのノイズを発生させ、さらにベアリング振動をエンジンブロック全体へ伝播させる傾向があるという大きな欠点を持っている。
【０００６】
特許文献１には、クランクケースおよびベアリングキャップの各側においてエンジンブロックから垂直方向下向きに延出する二つの側壁をエンジンブロックが有するエンジンが開示されている。側壁は減衰構造を有することが好ましく、好ましい振動経路を形成するように比較的可撓性を持つように設計される。ベアリングキャップはすべて２本の剛性バーによって相互に接続されて、目的とする剛性構造を形成する。側壁の下端は粘性のダンパによりベアリングキャップに接続されている。幾何学形状により、これらのダンパが主として横方向の牽引力と圧縮応力を受けることは明らかである。
【０００７】
特許文献２は、ベアリングハウジングのための別のタイプの減衰システムを開示している。この文献では、ベアリングキャップでなくベアリングハウジングの上部が、横方向に延在する凸部を有する。減衰システムは、内側管形リングとこれに接着された外側管形リングとを有する管形エラストマ要素を包含し、３個の要素が同じ横軸を有する。ベアリングの片側に延在するエンジンブロックの横側壁に形成された対応の円筒形ハウジングに外側リングが収容され、外側リングはベアリングの方向においてハウジングと当接している。シャフト部分は減衰システムを横方向に貫通して、外側で内側リングと当接するため、ベアリングハウジング凸部にシャフトがボルト締めされると、シャフトは凸部に密着押圧されるばかりでなく、減衰システムの外側リングを当接部へ押し付ける。この構造により、横方向において側壁に対するベアリングハウジングの相対移動が行われる時には必ず、エラストマ管形リングが剪断応力を受ける。牽引力および圧縮応力を受ける時よりも剪断応力を受ける時の方が、広い周波数範囲にわたってエラストマダンパが効率的であることが分かっている。そのため、上述した文献に開示された減衰システムは、横方向移動の減衰においては効率的であるが、他の方向すべて、特にクランクシャフトの縦軸に沿って発生する振動については、効率的でない。そのうえ特許文献２の減衰システムは、特に製造上の観点から見てかなり複雑である。実際、垂直側壁は対応のハウジングを備えなければならず、減衰システムの様々な部品の幾何学形状により、許容されるのは最小の寸法公差のみである。実際に、横方向における部品の寸法の変動の結果、エラストマリングの作用方向が過度に制約されるか、エラストマリングが緩くなるかのいずれかである。第一の場合には過剰な磨耗が発生する一方で、第二の場合にはエラストマリングが全く役に立たず、余分なノイズを発生させることさえある。そのため、このような減衰システムは実施コストが非常に高い（新しいシリンダブロック設計、組立時間など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２，７１１，１８６号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第２，１０５，７８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した解決法の欠点を考慮して、本発明の目的の一つは、エンジンブロックおよび関係する他の部品に広範囲の設計変更を加える必要なく、非常に妥当なコストでクランクシャフトベアリング振動を減衰する新規の解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シリンダ軸に沿って延在する少なくとも１本のシリンダと、クランクシャフト縦軸を中心として回転可能であるように少なくとも第１および第２メインベアリングによりエンジンブロックに取り付けられたクランクシャフトとを包含するエンジンブロックとを有し、メインベアリングがそれぞれ第１ベアリング部分と第２ベアリング部分とを包含し、第２ベアリング部分がベアリングキャップの一部であり、ベアリングキャップが固定手段によりエンジンブロックに固定される内燃エンジンであって、少なくとも第１ベアリングキャップが、少なくとも一つの減衰構造によりエンジンブロックまたは第２ベアリングキャップに接続され、この構造が、ベアリングキャップに固定された第１支持部分と、エンジンブロックまたは隣接のベアリングキャップに固定された第２支持部分と、二つの支持部分を接続するエラストマ材料を包含する減衰部分とを包含することと、縦方向および横方向を含む略水平方向におけるベアリングキャップとエンジンブロックとの間または二つのベアリングキャップの間の相対移動の結果、減衰部分が主として剪断応力を受けることとを特徴とする内燃エンジンを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるベアリングキャップのための減衰構造を備えるエンジンブロックの一部を示す横断面図である。
【図２】ベアリングキャップのためのいくつかのタイプの減衰構造を備える、下からのエンジンブロックの概略斜視図である。
【図３】ベアリングキャップへの結合に適した減衰構造についてのより詳細な図である。
【図４】すべてのベアリングキャップをエンジンブロックの片側に結合する減衰フレーム構造を示す、図２と類似の図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す図１と類似の図である。
【図６】本発明による減衰アセンブリの別の実施例による、下からのエンジンブロックの分解斜視図である。
【図７】減衰アセンブリのさらなる詳細を示す図６の図の一部分の拡大図である。
【図８】上から見た図６の減衰アセンブリの分解斜視図である。
【図９】それぞれ上からと下から見た図６の減衰アセンブリの平面図である。
【図１０】それぞれ上からと下から見た図６の減衰アセンブリの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１と２には、内燃エンジンのシリンダブロック１０が図示されている。このシリンダブロックは、シリンダヘッドブロック、リヤプレート、フライホイールハウジングなど、他のブロック要素を包含するエンジンブロックの主要部品である。図示された例では、シリンダブロックは鋳鉄から単体として製造され、クランクケースを含む。しかしながら、場合によってはいくつかの部品から製造されてもよい。このシリンダブロック１０は、自身の垂直軸Ｃ１からＣ６に沿って各々が延在する６個のシリンダ空洞１２を有する。このシリンダブロックは、すべてのシリンダが相互に平行である直列６気筒エンジンに相当し、軸Ｃ１からＣ６は、エンジンの中央の垂直縦面に延在する。以下の文章では、垂直方向、縦方向、横方向、上下、左右などの配向に関連する語は、利便性のために相対的な意味で使用される。これらは図１に描かれた従来からのエンジンの配向を指すが、エンジンが車両区画において様々な配向で設置されることはよく知られているので、いかなる場合にも本発明の限定には当たらない。縦方向はクランクシャフトの軸の方向である。垂直方向は直列エンジンのシリンダ軸の方向である。横方向は、縦方向と垂直方向の両方に対して直角を成す。同様に、本発明は直列エンジンに限定されず、Ｖ型エンジンなど他のエンジン形状で実行されてもよい。このような場合、垂直方向はＶ字形の対称面の方向である。
【００１３】
図１には、シリンダブロック１０の下部のみが図示されている。シリンダブロックの下側には、縦軸Ａ１に沿って回転可能となるように例えばブシュベアリングを介してクランクシャフト（不図示）をエンジンに取り付けるための７個のメインベアリング１４が認められる。各メインベアリング１４は、二つの部分に分離されるベアリングハウジングを包含する。ベアリングハウジングの上側部分１６は、二つの隣接シリンダの間においてシリンダブロックの各縦方向端部で、シリンダブロックに直接形成されている。ベアリングハウジングの下側部分１８は、シリンダブロックの下面２２にボルト締めされる着脱可能なベアリングキャップ２０に形成される。ベアリングハウジング全体は、クランクシャフトの軸Ａ１と一致する縦軸を有する円筒体である。そのためベアリングハウジングの上側および下側部分１６，１８の各々は、水平面の各側にあるこの円筒体の半分である。そのためベアリングキャップ２０は上を向いた基本的にＵ字形を有し、Ｕの両脚の各先端２４は、ベアリングハウジングを閉じるように二つの垂直固定ボルト２６によりシリンダブロックにしっかりとボルト締めされている。ボルト２６は、ベアリングキャップの左右横方向先端にそれぞれ位置し、ベアリングキャップの対応の貫通孔に嵌合する。メインベアリングにとって、特にベアリングキャップ２０にとっての制約の一つは、エンジンのクランクシャフトおよび接続ロッドを妨害してはならないということである。そのため、エンジンの縦方向の長さを制限することが望ましく、そのためシリンダは相互にできるだけ近接して設けられるという事実のため、ベアリング１４、特にベアリングキャップ２０の縦方向の幅はかなり制限される。そのため、各メインベアリングは本質的に、クランクシャフトの縦軸Ａ１に直交する垂直方向および横方向の面に延在する。この実施例に見られるベアリングキャップ２０は、クランクシャフトにより印加される、垂直方向を主方向とする力に抵抗するのに最適化された従来通りの設計を持つ。これらは球状の鋳鉄で製造される。
【００１４】
従来のシリンダブロック設計によれば、シリンダブロック１０は、メインベアリング１４の各側において本質的に下方向および縦方向に延在する二つの側壁２８（スカートまたはエンジンブロックスカートとも呼ばれる）を有する。この実施例では、各側壁の下端面３０は、ボルト２６のヘッド３４が押圧されるベアリングキャップ２０の下面３２とほぼ同じ水平レベルに位置する。しかしながら、このような側壁２８がさらに短く、下端面がベアリングキャップのレベルより上に位置する他の設計も可能である。この実施例では、すべての方向に高い剛性を持つように、側壁はかなり頑丈な構造を有する。
【００１５】
本発明によれば、ベアリング１４および側壁２８の範囲で振動の一部を吸収するため、エンジンは少なくとも一つの減衰構造を備える。このような減衰構造の様々な例について以下で説明する。しかしながら、各構造は少なくとも三つの部品、つまりベアリングキャップに固定される第１支持部分と、エンジンブロックに固定される第２支持部分と、二つの支持部分を接続するエラストマ材料を包含する減衰部分とで形成される。
【００１６】
減衰構造の第一の例が、図１および２に図示されている。図１には、このような減衰構造３６が二つ設けられ、各々が、同じベアリングキャップ２０をシリンダブロック１０の二つの両側壁２８にそれぞれ接続している。二つの減衰構造３６は同一であり、図の左部分のものは組立状態で図示され、他方は分解された形状で表されている。
【００１７】
この第一実施例によれば、減衰構造３６の第１支持部分３８と第２支持部分４０とは本質的に横方向に延在し、１本のボルトによってベアリングキャップ２０とシリンダブロックとにそれぞれ締結され、２本のボルトは横方向に離間している。第１支持部分３８をベアリングキャップに締結するためのボルトは、ベアリングキャップ２０をシリンダブロックに保持する２本の固定ボルト２６の１本であるため、第１支持部分３８は実際にはボルトのヘッド３４とベアリングキャップ２０の下面３２との間に挟持されていると好都合である。第１支持部分３８は、一定の厚さを持つとともにボルト２６を通すための貫通孔４４が見られる固定部４２を有する。固定部４２と比較して厚さの薄い水平フランジ４６は、固定部４２の下面と連続するように固定部４２から本質的に横方向に延出する。第２支持部分４０は、一定の厚さを有して専用の締結ボルト５２を通すための貫通孔５０が見られる固定部４８と、ベアリングキャップの方向に本質的に横方向に延在する厚さの薄い水平フランジ５４とを備える類似の構造を有する。
【００１８】
この実施例では、３８，４０という二つの支持部分の二つのフランジ部４６，５４は、本質的に相互に対面している、つまり垂直方向に見た時に少なくとも部分的に重複しているのである。本発明によれば、エラストマ材料を包含する減衰部分５８によって二つの支持部分が相互に接続されている。この第一実施例では、第１支持部分のフランジ部４６と第２支持部分４０のフランジ部５４のそれぞれの対向面に、減衰部分５８が固定されている。そのためこれらの対向面は、各支持部分と減衰部分との間の接触面である。この第一実施例において減衰部分５８は、基本的に矩形の輪郭を有して、二つの支持部分の二つのフランジ部の間に挟持される、本質的に平板状の材料片である。支持部分と接触する減衰部分の二つの接触面は、実質的に水平である。この減衰構造の実施例は、水平面上に延在する実質的に平板のような形状を全体として有し、矩形の輪郭は、エンジンの横方向における寸法が最も長い。
【００１９】
図に見られるように、減衰部分５８は二つの支持部分３８，４０の間の唯一の接続部である。そのため、二つの支持部分の間の相対移動の結果、減衰部分には応力が加えられる。
【００２０】
減衰部分５８は、各接触面の全体、または少なくともそのかなりの部分にわたって、二つのフランジ部の対向接触面に装着される。減衰部分は、接着、重ね成形、溶接など、何らかのタイプの接合によってこれら接触面に装着されることが好ましい。
【００２１】
減衰構造３６の幾何学形状、そしてとりわけ減衰部分５８と支持部分３８，４０との間の接触面の配向のため、略水平面における二つの支持部分の間の相対移動の結果、減衰部分５８は本質的に剪断応力を受ける。そのため、エンジンにおける減衰構造３６の配置を考慮すると、横方向または縦方向におけるベアリングキャップ２０と側壁２８との間の相対移動の結果、減衰部分５８は剪断応力を受ける結果となる。その結果、広範囲の振動周波数または波長にわたって、これらの相対移動または振動のいずれかが減衰部分によって効果的に減衰される。
【００２２】
最も単純な形において減衰部分５８は、普通のゴムシート、例えばオイルおよび燃料に対する耐性が高いことが知られている合成ニトリルブタジエンゴム組成物である。しかしながら、異なる材料によるいくつかの層を有するさらに複雑な構造を含めた他のタイプの減衰材料が使用されてもよい。対照的に、支持部分は比較的剛性であり、例えば金属または繊維強化樹脂ベースの材料で製造できる。
【００２３】
この減衰構造３６の第一実施例は、ベアリングキャップ２０およびシリンダブロックの側壁２８の各々に一箇所のみで固定され、これらの二つの箇所は本質的に横方向に離間している。さらに、減衰部分５８は横方向に長形である。そのため、この減衰構造３６は横方向に最も効率的であり、縦方向にも作用するがこの方向の効率は低い。垂直方向に明確な減衰を実施するようには全く設計されていないことは言うまでもない。
【００２４】
図２には、本発明による減衰構造の第二実施例６０が図示されている。この第二実施例と上述した第一実施例との主な相違は、シリンダブロック１０に固定される第２支持部分４０の形状にある。図２から分かるように、この第２部分４０は二箇所でシリンダブロックに固定されるように設計され、その固定部４８は並置されて縦方向に離間する二つの貫通孔５０を包含している。そのためこの減衰構造の第二実施例６０は、二つはシリンダブロック上、一つはベアリングキャップ上の三つの締結箇所により画定される本質的に三角形の輪郭を有する。その結果、減衰部分５８は例えば略台形の形状を有する。この構造により、一部には第２支持部分４０の回転の可能性がないため、また一部には縦方向における減衰部分５８の寸法が第一実施例よりも大きいため、この減衰構造の第二実施例が縦方向の移動または振動の減衰においては第一実施例よりも効率的であることは明らかであろう。
【００２５】
これら二つの減衰構造の第一実施例３６，６０は、本質的に、ベアリングとエンジンブロックとの間で減衰を行うように設計されている。
【００２６】
図２に図示され、図３にはさらに詳細に図示された減衰構造の第三実施例６２は、二つの隣接ベアリングの間で減衰を行うように設計されている。この第三実施例と前の実施例との間の主な相違は、本質的に平坦でない支持部分３８，４０の形状にある。実際に、この第３減衰構造６２は回転するクランクシャフトおよび接続ロッドの存在を考慮に入れる必要があり、これらの動きを妨害してはならない。そのため、図示された例では、各支持部分はその固定部４２，４８とフランジ部４６，５４との間に、例えば半円弧の形状である中間部６４を有する。この実施例では、フランジ部５６，５４はやはり水平面に延在しているが、固定部４６，４８よりも低いレベルに位置している。二つの支持部分４６，５４を接続する減衰部分５８は、やはり略矩形の輪郭を持つ平板状であり、エンジンにおける減衰構造６２の配向を考慮して、減衰部分５８は縦方向に長形である。円弧形状は、減衰構造６２が他のエンジン部品を妨害しないように設計されている。そのためこの減衰構造６２は、縦方向の剪断応力を減衰部分５８に受けさせることによりベアリングキャップの縦方向振動を減衰するのに適している。この場合、減衰６２構造は、両方の支持部分がベアリングキャップに固定されているという意味で対称的な外観を持ち、第１支持部分は第１ベアリングキャップに固定され、第２支持部分は第２ベアリングキャップに固定される。しかし、第２ベアリングキャップの観点から同じ減衰構造を検討すると、支持部分の名称が逆転する。しかしながら、二つの隣接ベアリングキャップが全く同じ振動現象を受けないことがあり得、また多くの場合、これらの振動現象が少なくとも位相シフトしたものであることが大いに考えられる。当然、このようなベアリング間の減衰構造には他の幾何学形状が可能である。
【００２７】
図４には、いくつかの減衰構造が組み合わされてベアリングキャップに発生する振動を効率的に減衰する本発明の実施例が図示されている。これらの減衰構造は実際には、上述した第二および第三実施例のものと類似したいくつかの減衰構造の組合せである。そのため、各ベアリングキャップ２０は、第二実施例のものと類似した減衰構造６０により側壁２８に接続されるとともに、第三実施例のものと類似した二つの減衰構造６２により二つの隣接ベアリングキャップ２０に接続されている。図示された例では、エンジンの各縦方向端部の第１および第７ベアリングキャップ２０が一つのベアリングキャップのみに接続された状態で図示されている。しかしながら、これらの特定のベアリングキャップがエンジンブロックの他の部品にも接続されるようにしてもよい。そのため、これら二つの縦方向端部ベアリングは別にして、他のベアリングキャップはそれぞれ３個の減衰構造に接続される。そのため、一つの特定ベアリングに関して、３個の減衰構造の各々はこれに接続された第１支持部分を有する。図のように、ベアリング固定ボルト２６などの同じ締結手段を介して、３個の第１支持部分すべてがベアリングキャップに接続されるようにすると好都合である。しかしながら、他の方法で行われてもよい。さらに、３個の第１支持部分が単一の一体的部品として製造されるか、そのうち少なくとも二つが一体的であるようにすることも好都合である。図４の実施例では、同じベアリングキャップに接続された二つの隣接する縦方向減衰構造６２は、単一部品として製造された対応の支持部分を有するのに対して、同じベアリングキャップを側壁に接続する減衰構造６０は独立した支持部分を有するが、二つの部品は同じ固定ボルト２６を介してベアリングに固定される。
【００２８】
この実施例では、組合せ減衰構造はベアリングキャップのための減衰フレームを形成する。この実施例では、この種のフレームがベアリングキャップの片方の側面のみに図示されているが、当然このようなフレームが二つベアリングキャップの各側に設けられてもよいことに注意すべきである。ある特定のベアリングがある特定の振動現象の原因であると判断された場合には特に、他の減衰構造の組合せが設けられてもよいことは言うまでもない。この時にベアリングは適当な設計の減衰構造を備える。
【００２９】
図５には、本発明によるエンジン用減衰構造の別の実施例６６が非常に概略的に図示されている。この別の実施例では、前のケースよりも短い側壁２８をシリンダブロック１０が有することが分かる。実際に、側壁の少なくとも一方（この場合には両方の側壁）の下端面３０は、ベアリングキャップの下面３２よりも高いレベルに位置する。そのためこの場合には、減衰構造の第１部分３８および第２部分の各々のフランジ部４６，５４は、水平面に対して角度αだけ傾斜した面Ｐに（そしてこの場合には対応の固定部４２，４８に対して傾斜して）延在する。傾斜度αは、側壁の下端面３０とベアリングキャップとの間の高さの差に左右される。これは減衰構造の固定部の高さにも左右される。図の実施例では、支持面の固定部とフランジ部とは概ね同じ厚さを有する。この場合、やはり減衰部分５８は、二つの対向面により対応の支持部分３８，４０のフランジ部４６，５４に固定される平板状の要素として設計される。減衰部分５８も上述の傾斜面Ｐ上に延在する。しかしながら、この設計でも、側壁に対するベアリングキャップの縦方向および横方向の振動または移動の結果、減衰部分５８が剪断応力を受けるのは明らかである。水平面に対するこの傾斜面の傾斜αが４５度未満である限り、横方向振動の結果、減衰部分５８に主として剪断応力が加えられると考えられる。言うまでもなく、この傾斜度が高くなるにつれて、牽引圧縮応力など、他のタイプの応力もより大量に減衰部分に印加される。
【００３０】
上に示されたケースの各々では、減衰部分５８は板のような形状を有して、板の二つの面は、対応の支持部分に固定される面である。板のような形状により、他の二つの寸法のうち小さい方よりもかなり小さい、例えば４分の１から１０分の１の寸法を減衰部分が有することが理解できる。減衰部分は例えば、１から数平方センチメートルの範囲の面積と、１から５ミリメートルの範囲の厚さとを有する。しかしながら、二つの接触面の間の厚さがより重要である減衰部分を用いて本発明が実行されてもよい。
【００３１】
上の説明から明らかであるように、減衰構造はベアリング構造よりもベアリングキャップに装着されることが好ましい。最も好ましいのは、ベアリングキャップの下面、つまりシリンダブロックとのベアリングキャップの接触面から最も遠い表面に装着されることである。実際に、たいていの場合には、最下面は、振動／移動の振幅が最大であるベアリング部分である。減衰構造の装着点をこのように位置決めすると、たいていの場合は最適の減衰効果が達成される。しかしながら場合によっては、ベアリングキャップの別の部分に減衰構造が固定されることも好ましいかもしれない。
【００３２】
上述した実施例では、減衰構造は、ベアリングキャップおよびエンジンブロックから独立した要素、つまり独立部品であり、着脱可能な締結手段、ここではボルトの形状であるがいかなる同等の形状でもよい手段により、エンジンブロックおよびベアリングキャップに固定される。
【００３３】
しかしながら、締結手段を常設にすることも可能であろう。第一の例は減衰構造の二つの支持部分の少なくとも一方が対応のベアリングキャップまたはエンジンブロックの一部と一体的であるかこれに接合される（溶接、接着などにより）ことである。第二の例は例えばリベットの使用を伴う。
【００３４】
上記のように、牽引／圧縮応力でなく剪断応力を受ける減衰要素の使用は、より広範囲の周波数にわたって減衰効率の点で好都合である。上記実施例によれば、減衰要素の「作用面」、つまり減衰部分が応力を受ける主方向を含む面は、減衰構造がエンジンに締結される主方向に対して少なくとも主として直交していることに注意すべきである。実際、上記の実施例では、減衰構造は垂直方向の配向を持つボルトによりエンジンに締結されている。そのため、略垂直方向の、ゆえに減衰部分の「作用面」が延在する水平面に直交した配向を持つ締付力を、締結具が減衰構造に印加する。この特徴のため、減衰構造の取付けおよび位置決めに関連する寸法の不一致は、このような発生し得る不一致は少なくとも「作用面」上において減衰部分に顕著な圧縮応力を発生させないため特に、減衰構造の作用に対して非常に限定された影響しか持たないはずである。第２支持部分をシリンダブロックに締結するための締結ボルト５２の配向を変化させるだけで図５の実施例の状況でもこの特徴が得られることに注意すべきである。これは、第２支持部分の固定部４８を同じ傾斜面Ｐ上でフランジ部５４と整合させることを必要とする。別の選択肢は、側壁２８の下端面３０とベアリングキャップ２０の下面３２の両方を同じ面Ｐに沿って傾斜させることである。このような場合、第一実施例３６に関連して説明したものなどの減衰構造が、別の水平方向以外の配向にするだけで使用される。
【００３５】
場合によっては、横方向におけるベアリングの減衰のみが非常に重要である。この時、減衰部分に圧縮応力を加えないという上記の目的を容易に達成するには、減衰構造の締結手段の一つの締付方向が、垂直方向および縦方向を含む面にほぼ包含されるだけで充分であろう。
【００３６】
図６から１０には、図４に関連して上に示した減衰フレームの特徴を取り入れた本発明による減衰アセンブリ７０の最適な設計が図示されている。
【００３７】
図６から分かるように、減衰アセンブリ７０は本質的に、エンジンの両側において、図４に図示された二つの減衰フレームに相当する。減衰アセンブリ７０は、他の二つの寸法と比較して厚さが薄いという点で本質的に板状である。この実施例では、各側壁の下端面３０が、ボルト２６のヘッド３４が押圧されるベアリングキャップ２０の下面３２とほぼ同じ水平レベルに位置しているという事実のため、減衰アセンブリ７０は平坦である。
【００３８】
減衰アセンブリは、ベアリングキャップ２０に接続される一連の個別プレート８０で構成される上側層７２と、エンジンブロック側壁２８の一方に各々が接続される２枚の個別プレート７６，７８で構成される下側層７４とを包含する。各ベアリングキャップ２０には、アセンブリ７０の１枚の上側プレート８０が関連している。
【００３９】
ベアリングキャップをエンジンブロックに締結するボルト２６のボルトヘッド３４とベアリングキャップの下面３２との間を鋸歯状にすることにより、各上側プレート８０は対応のベアリングキャップ２０に装着されている。図のように、各上側プレート８０は２本のボルト２６を介してベアリングキャップ２０に締結されている。特に図９に見られるように、エンジンブロックの下で利用可能な水平面の最大部分を占めるように、上側プレート８０は並んで延在している。第１および第７ベアリングキャップに対応するものを除いて、各上側プレート８０は、対応のベアリングキャップ２０の突出部を収容するため横方向に長形の中央孔８２を有し、各上側プレート８０は、隣接の上側プレートの鏡像サイドカット８４との組合せで対応のクランクシャフトクランクピンの通路を画定するサイドカット８４を有する。各上側プレート８０はまた、固定ボルト２６が貫通する二つの固定穴８６を、中央孔８２の横方向両先端に有する。図１０に見られる各固定穴８６の周囲の環状面８８は、上側プレート８０を対応のベアリングキャップに固定するためボルトヘッド３４が鋸歯状に噛み合う表面である。この設計では、第１および第７上側プレートは別にして、各上側プレートは本質的にＸ形状であり、相互に連続しているため、Ｘの各先端は隣接プレートの先端とほぼ接触している。しかしながら上側プレートは相互に独立しているため、２枚の隣接プレートの間には縦方向間隙９０が設けられる。エンジンブロックの２枚の側壁２８の間の距離よりも短い横方向寸法を上側プレート８０が有するため、上側プレートはいかなる点でも側壁にぶつからないことに注意すべきである。
【００４０】
下側プレート７６，７８は、シリンダ軸Ｃ１からＣ６を含む垂直縦面の各側において相互の鏡像である。各下側プレート７６，７８は、外側縦エッジ９２に沿って配列された対応の貫通孔６０に延びるボルト５２により対応の側壁にプレートを固定するための外側縦方向エッジ９２を有する。下側プレート７６，７８の内側縦方向エッジは対面して配置され、横方向間隙９４により分離されている。下側プレートの内側エッジは、下側プレートが並置された時に、上側プレートの中央孔８２と、対応のクランクシャフトクランクピンの通路とに正確に対応する孔を画定する深いサイドカット９６，９８を有する。下側プレート７６，７８には、下側プレートがボルト２６と接触しないようにボルト２６のヘッド３４が接触なしで挿入される穴１００が見られる。下板７４は上側プレートよりも横方向の幅が広いことに注意すべきである。
【００４１】
上側プレート８０と下側プレート７６，７８とは、金属で、または樹脂ベースの強化複合材料を含む他の剛性材料で製造される。上側プレートと下側プレートは７ミリメートル未満、好ましくは０．３から４ミリメートルの範囲の厚さを有する。
【００４２】
二つの上側および下側層の間には、図では明らかでないが、ボルト２６のヘッド３４が押圧される環状接触面８８を除いて、実際には上側層７２の下面のほぼ全体を被覆する減衰層が設けられている。減衰層も板状で平坦である。減衰層は上側および下側の層の重複面全体に延在している。減衰層はゴム製であり、接触面全体にわたって下側層７４と上側層７２の両方に接着されている。減衰層は好ましくは５ミリメートル未満、最適な場合には２ミリメートル未満の厚さを有する。０．４と１ミリメートルの間に含まれる厚さが最適であるはずだと予想される。
【００４３】
図では、下側プレート７６，７８の外側縦方向エッジ９２と対応の側壁２８との間に各々が挟持される２本のスペーサバー１０２が図示されている。スペーサバー１０２は、上側プレート８０および減衰層の合計厚さに相当する厚さを有する。スペーサバー１０２は上側層または減衰層と相互作用を行わず、ただ、減衰アセンブリ７０を歪曲させずに下側プレート７６，７８をエンジンブロックに締め付けることができる。スペーサバー１０２は下側プレートと同じ材料であることが好ましく、これと一体的であってもよい。
【００４４】
そのため減衰アセンブリ７０は、ベアリングキャップのみに固定される上側層とエンジンブロックの両側壁のみに独立して固定される下側層とを有して、その間に減衰層を備える平板状の水平サンドイッチ構造である。前の例と比較すると、上側および下側の層は多量の重複部分を持つ。基本的に、アセンブリの設計により、重複面は、エンジンの他の要素を妨害する可能性を考慮してそれ自体ができるだけ広い表面に延在する上側プレートの総面積の９０パーセント以上を占める。この設計のため、減衰層の「作用面」の面積は最大となり、非常に効率的な減衰が可能となる。減衰アセンブリ７０により、各ベアリングキャップは減衰構造を介して、単独で両側壁に、また当然、他の一つのベアリングキャップのみに接続された第１および第７キャップは除いて、隣接の両ベアリングキャップに単独で接続される。減衰層は、間隙９０のために２枚の上側プレートの間の唯一の直接接続部であるとともに、上側プレートと側壁のいずれかとの間の唯一の直接接続部である。また、間隙９４のため、減衰層は２枚の下側プレートの間の唯一の直接接続部である。間隙９０，９４は一致していないため、間隙９０は下側プレート７６，７８の連続部と対向するのに対して、間隙９４は上側プレート８０の連続部と対向する。そのため、減衰層の剛性が低い場合でも、減衰アセンブリは少なくとも上側または下側のプレートの一方の剛性を有する。また、減衰層は間隙９０，９４を越えても越えなくてもよい。
【００４５】
機能に関して、上側プレート８０の各横半分は、図４の例で同じベアリングキャップに装着される三つの減衰構造の第１支持部分に厳密に相当し、第１支持部分は他と一体的な部分である。同様に、各下側プレートは、エンジンの対応する側の同等の減衰構造の対応第２支持部分に厳密に相当する。そのため減衰アセンブリは、ベアリングキャップとエンジン側壁との間の振動を縦方向および横方向に減衰層の剪断応力にすべて変換することで、最適の減衰を達成するようなものである。
【００４６】
減衰アセンブリは、予め切断されて相互に接着された板材料から容易に製造できる。レーザ切断、穿孔、フライス削りなど様々な技術により孔、サイドカット、間隙が製造される、予め製作されたサンドイッチ要素からも減衰アセンブリを得ることができる。すべての場合に、減衰アセンブリ７０は独立した単体部品である。このようなアセンブリは、エンジンブロックとオイルパンとの間においてこれら二つの部品に大きな設計変更を行わずに既存のエンジン設計に容易に組み込まれる。他の設計では、減衰部分の「作用面」と直交する略垂直方向においてこの減衰アセンブリがボルト２６，５０によりエンジンブロックおよびベアリングキャップに締め付けられる。そのため、減衰アセンブリの締付は、主要な作用方向である縦方向および横方向を含む水平面において減衰材料に圧縮応力を誘発しない。
【符号の説明】
【００４７】
１０        シリンダブロック
１４        メインベアリング
１６        ベアリングハウジング上側部分
１８        ベアリングハウジング下側部分
２０        ベアリングキャップ
２２        シリンダブロック下面
２４        ベアリングキャップ先端
２６        固定ボルト
２８        シリンダブロック側壁
３０        側壁下端面
３２        ベアリングキャップ下面
３４        ボルトヘッド
３６        減衰構造
３８        減衰構造の第１支持部分
４０        減衰構造の第２支持部分
４２        第１支持部分の固定部
４４        第１支持部分の貫通孔
４６        第１支持部分のフランジ
４８        第２支持部分の固定部
５０        第２支持部分の貫通孔
５２        締結ボルト
５４        第２支持部分のフランジ
５８        減衰部分
６０        減衰構造の第２実施例
６２        減衰構造
６４        中間部分
６６        減衰構造の別の実施例
７０        減衰アセンブリ
７２        上側層
７４        下側層
７６，７８  下側プレート
８０        上側プレート
８２        中央孔
８４        サイドカット
８６        固定孔
８８        環状面
９０，９４  縦方向間隙
９２        縦方向エッジ
９６，９８  サイドカット
１００      穴
１０２      スペーサバー
【図１】
2010514979.tif 000003
【図２】
2010514979.tif 000004
【図３】
2010514979.tif 000005
【図４】
2010514979.tif 000006
【図５】
2010514979.tif 000007
【図６】
2010514979.tif 000008
【図７】
2010514979.tif 000009
【図８】
2010514979.tif 000010
【図９】
2010514979.tif 000011
【図１０】
2010514979.tif 000012
【国際調査報告】
2010514979.tif 000013
2010514979.tif 000014
2010514979.tif 000015