JPS6228676Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、振動抑制を図つた自動車用エンジン
のオイルパンに関する。 オイルパンは多くのエンジンおよび車両におい
て主要な騒音発生源となつており、従来から、オ
イルパンからの放射音を低減するための努力がは
らわれてきた。このために従来実施されてきた手
段としては、(1)オイルパンの板厚を増大する守
段、(2)オイルパンに補強板を溶接する手段、(3)オ
イルパンのプレス成形時にリブをつける手段など
があつた。更に、今後の課題として試行されてい
る手段として、(4)樹脂層をはさんだ二重鋼板（以
下、制振鋼板という。）によるオイルパン成形、
(5)シリンダブロツクからの振動伝達を防ぐ防振接
続手段、すなわちオイルパンのゴムフローテイン
グなどが提起されている。 一般に、オイルパンからの音は、エンジン内部
の爆発音の透過音よりも、シリンダブロツクを経
由して伝達した振動による固体伝達音の方が支配
的であるといわれる。この点を考慮すれば、上記
(1)，(2)，(3)の手段はそれぞれオイルパンの剛性を
高め振動レベルを下げるので有効である反面、振
動エネルギー損失を伴う手段ではないために、そ
の効果には限度があつた。 また、上記(4)の手段では、粘弾性体である樹脂
層のずり変形により振動エネルギー損失が図ら
れ、顕著な放射音低減効果が得られる反面、深絞
りを要するオイルパンのプレス成形が極めて困難
になるという問題があつた。とくにオイルシール
面にしわが生じやすいことと、仮にしわを生じな
くても、シリンダブロツクにボルト締めした後
に、中間の樹脂層が押しつぶされてトルクダウン
し、オイル洩れを生じやすいという点が指摘され
る。 更に、上記(5)の手段はオイルパンへの振動伝達
を少なくする手段であつて実験的には最も防振効
果が優れているといわれる反面、温度が最高120
℃前後まで上がつて振動と荷重がかかる状態で
の、長期の耐久性を確保することは極めて困難に
なるという問題があつた。しかも、この手段で
は、取付ボルトの一部分でもシリンダブロツクお
よびオイルパンの両方に接触すれば、オイルパン
への防振効果は極端に低下する点が認められる。 本考案は、制振鋼板と同じく粘弾性材料の振動
エネルギー損失による振動抑制（以下、制振とい
う。）機能によつてエンジンオイルパンの放射音
を低減することを図るとともに、オイルパン本体
の成形加工上の問題点およびオイルパンをシリン
ダブロツクに締付けた後のオイル洩れの問題点を
解消することを狙い、更にはオイルパンの形状や
放射音の発生状況に即した制振構造を安価にした
自動車用エンジンのオイルパンを提供することを
目的とする。 以下、本考案の実施例を図面に従つて説明す
る。 第１図および第２図は本考案に係る自動車用エ
ンジンのオイルパンの第１の実施例を示すもの
で、鋼板プレス製のオイルパン本体１は一部を段
付けしてへこませたオイル溜め用の凹部１ａを有
しており、凹部１ａの平坦部の面積を広く作製し
たものである。オイルパン本体１の上部にはフラ
ンジ面１ｂが形成されており、フランジ面１ｂに
は複数のボルト孔１ｃが穿設され、フランジ面１
ｂの裏側のボルト締め付け面１ｄ側からボルト孔
１ｃに通したボルト（図示略）を介して、図示を
省略したシリンダブロツク側にオイルパン本体１
は取り付けられるようになつている。 オイルパン本体１は、その外側表面に塗装され
た粘弾性の第一層塗膜２と、その上に重ねて塗装
された第二層塗膜３と、更に平坦で比較的広い面
に限つて第二層塗膜３上に、その未硬化時に粘着
性を利用して貼り付けられた高剛性材料からなる
第三層板部材４を保持している。このオイルパン
において、第二層塗膜３は第一層塗膜２のうちボ
ルト締め付け面１ｄを除いた部分で重ねて塗装さ
れている。 第一層塗膜２は、エンジンの定常作動時にエン
ジン油温の伝熱を受け80〜100℃になつたとき、
この温度範囲で損失係数が0.5以上及びヤング率
が10⁷〜10⁸dyne／cm²となる層である。そしてその
上により一層高いヤング率の層、すなわち第二層
塗膜３及び第三層板部材４を重ね設けることによ
つて、拘束層付き制振材料の粘弾性層としての機
能を有し、エンジンからオイルパン本体１に伝わ
つた振動による振動エネルギーをずり変形によつ
て吸収するようになつている。 第二層塗膜３は拘束層として上記第一層塗膜２
の機能を強化するものであり、80〜100℃の温度
範囲でのヤング率が5.0〜10¹⁰dyne／cm²以上とな
る層である。そのヤング率は高いほど好ましい
が、塗装可能で第一層塗膜２および第三層板部材
４との接着性などの要件を考慮すれば、第二層塗
膜３の材料としては後述の材料が使用に適する。 第三層板部材４はそのヤング率が第二層塗膜３
より高くて、第二層塗膜３と同じく拘束層として
の機能を有する。その拘束層としての機能は第二
層塗膜３よりも優れているので、第三層板部材４
を設けうる範囲の第二層塗膜３は第三層板部材４
を貼り付けるのに必要な最小膜厚で足りる。 本考案の好ましい具体例においては、第一層塗
膜２は関西ペイント社のBX−100アンダーコート
（商品名）によつて得ることができ、その膜厚は
自動車用エンジンのオイルパンで一般的な1.2〜
1.6mm厚鋼板上に塗装する場合には0.1〜0.3mmが適
当である。この厚みの範囲外、すなわち0.1mmよ
り下値側では作用時に急激な複合損失係数の低下
をもたらし、また0.3mmより上値側では制振機能
のうえでの制約はないものの厚くしても付加効果
は小さく、ボルト締め付け部への影響、工程上、
コスト上の理由から除外される。 第二層塗膜３は関西ペイント社のBX−100トツ
プコート（商品名）、日本ゴム社のV606（商品
名）および三洋化成工業社のサンフオームIC−
3072（商品名）、を主成分とするウレタンセメン
トなどによつて得ることができ、その膜厚は1.0
〜5.0mmの範囲内、更に好ましくは使用されるオ
イルパン本体の板厚の１〜２倍程度が適当であ
る。制振効果としては膜厚が厚いほど向上する
が、硬化の過程および経時後の体積収縮のために
制約を受ける点や重量、コスト、作業性等を考慮
すれば、上記膜厚範囲が適当である。しかも上記
塗料は体積収縮が小さく、重量、コストや作業性
等に優れている点から使用に適する。 なお、上に第三層板部材４を設ける第二層膜厚
３の部位については、接着に必要な最小膜厚で十
分であるが、厳密な塗り分けは実施困難であり一
般には0.1mm以上の膜厚が適当である。 第三層板部材４はヤング率が高い平板状の金属
板や石綿スレート板などによつて得ることがで
き、その厚さは拘束層としての機能を一定とする
ならヤング率が高い材料ほど薄くてもよく、板厚
0.5〜4.0mmが一般的な厚さの範囲である。例え
ば、第三層板部材４の厚さは、ヤング率2.1×
10¹²dyne／cm²の鋼板を用いた場合ではオイルパン
本体１の板厚と同等程度（1.2〜1.6mmの範囲）が
好ましく、また石綿スレート板を用いた場合では
オイルパン本体１の板厚の二倍程度が好ましい。 第三層板部材４は、第二層膜厚３より高いヤン
グ率を有し拘束層としての機能が大でありなが
ら、オイルパンの曲面形状に適用するには精密な
成形加工を要し実用的でない点から、平板状のも
のが使用に適する。また、第二層塗膜３が高温で
ヤング率低下の傾向を示すのに対して、実質上ヤ
ング率不変である第三層板部材４は高温になるほ
ど拘束層としての機能を発揮するものである。 次に、この実施例の作用・効果を説明する。 オイルパンは、使用時にはシリンダブロツクに
取り付けられる。エンジンの定常作動時には第一
層塗膜２はエンジン油温の伝熱を受け、80〜100
℃の温度範囲になつたとき、損失係数0.5以上で
ヤング率10⁷〜10⁸dyne／cm²となる層であり、その
上に重ねた高いヤング率を有する第二層塗膜３と
第三層板部材４を重ねることにより一般に拘束層
付き制振材料と呼ばれるものの粘弾性層として働
く。したがつて、オイルパン本体１に伝わつたエ
ンジンからの振動エネルギーをずり変形によつて
吸収する。 ここでいう拘束型制振材とは、基板の片側に粘
弾性層を密着させてその表面にヤング係数の高い
拘束層を設けた制振材で、基板の曲げ振動に伴う
伸縮をその反対側で拘束するために粘弾性層に生
じるせん断変形によつてエネルギー吸収を行うも
のである。 これを本考案についてみると、基板がオイルパ
ン本体１に、粘弾性層が第一層塗膜２に、そして
拘束層が、第二層塗膜３のみの部分（曲面部）と
第二層塗膜３および第三層板部材４の重なる部分
（平面部）とに相当する。また拘束層を、上記の
ようにオイルパン本体１の部位により、二通りと
する理由は、拘束層を構成する材料の特性とオイ
ルパン本体１の形状に基く特性との整合を図るた
めである。すなわち、 拘束層材料の特性としては、第二層塗膜３の場
合は、オイルパン本体１の平面部および曲面部の
いずれにも施工できるが、ヤング率が比較的低
く、したがつて低周波域の放射音を低下させる効
果が小さく、しかもヤング率は温度依存性があ
り、高温になるほど低下するので、エンジンの作
動時に50〜80℃程度まで昇温するオイルパン本体
１に単独に使用しても充分な効果が得られず、他
方、第三層板部材４の場合は、平面部にしか施工
できないが、材料としては、ヤング率が高く、上
記温度範囲ではヤング率を不変とみなし得る材料
を選択できることにあり、またオイルパン本体１
の形状からくる特性としては、曲面部は剛性が高
く、高周波の放射音の発生源となり易く、平面部
は剛性が低く、低周波の放射音の発生源となり易
いことである。 次に、ヤング率および損失係数を数値限定した
理由について述べると、損失係数ηは、次式によ
つて与えられることが知られている。 η＝１２ｇη_２／１＋２ｇ＋（１＋η_２）ｇ^２・Ｅ_３ｈ
_３／Ｅ_１ｈ_１・（ｈ_３１／ｈ_１）^２ ただし、 E₁，E₃：基板、拘束材のヤング率（Ｎ／cm²） h₁，h₃：基板、拘束材の厚さ（ｍ） h₃₁：等価曲げ剛性 （＝〔h₂＋12（h₁＋h₃）〕／12） η_２：粘弾性材の損失係数 ｇ：shear parameter ｇ＝ｆ_Ｓ／ｆ，

【式】 G₂：粘弾性材のせん断弾性係数 h₂：粘弾性材の厚さ（ｍ） ρ_１：基板の密度（Kg／m³） 損失係数が大きいほど、制振効果が大きく、し
たがつて基板（オイルパン本体１）の振動による
放射音が小さくなるが、一般にはηの値が0.05以
上であるときに有効であるされている。上記数値
限定の意義は、η≧0.05を満足させることを一義
的とし、これに第６頁第16行〜第９頁第４行に記
載した主として施工上の制約を加味して決定され
る。 特に、上記材料および膜厚で構成したオイルパ
ンをシリンダブロツクに取り付けたエンジンで
は、エンジンのオイルパン以外の部位をガラスウ
ールと鉛とにより遮音した状態で、オイルパン近
傍に設けたマイクロホンにてとらえた音圧試験に
よれば、オイルパンからの放射音による音圧は、
オイルパン本体１のみに比べて２デシベル以上低
減することが認められた。 しかも、この実施例でのオイルパンは、外面の
みに塗装等を施して第一層塗膜２に十分な防錆力
を持たせ、かつオイルパン製造後、早期にエンジ
ンブロツクに組付けを実施すれば、オイルパンの
内面には防錆処理を省略できる。したがつて、従
来のオイルパンが一般に内、外面共電着塗装、
APコーテイングなどにより防錆塗装を実施して
いたのに対して、内面にまで塗装した場合に長期
間、高温のエンジンオイルが作用することによる
内面塗膜の剥がれとかオイルフイルタの目詰まり
を生ずるという虞れを解決でき、オイルパンの制
振によるコストアツプの軽減を図れる。 第３図は本考案に係るオイルパンの第二の実施
例を示したもので、本オイルパンは第１図、第２
図のオイルパン本体１の内外面に防錆塗膜層５を
塗装し、その上に第１の実施例と同様な塗装等を
その外面側に施して制振を図つたものである。 この防錆膜層５の厚みは、一般に0.02mm以下で
あり、実質上制振効果への影響は無視しうる。た
だし、長期間、高温のエンジンオイルが作用する
ことによる内面塗膜の剥がれがないことや、第一
層塗膜２、第二層塗膜３、第三層板部材４を外面
側の防錆塗膜層５の上に重層したことによる層間
剥がれを生じないことを十分確認する必要があ
る。 この実施例によれば、上述の第１の実施例の作
用・効果に加え、この実施例のオイルパンを市場
への補給部品として出荷する場合などに、内面か
らの発錆を防ぐために好ましい効用を有する。 第３図は本考案の第３の実施例を示したもの
で、本オイルパンは第１図及び第２図のオイルパ
ン本体１の内外両面に第１の実施例と同様な塗装
等を施したものである。したがつて、第１の実施
例と同一構成要素には同一符号を付し、その説明
を省略する。 この実施例によれば、上述の第１の実施例の作
用効果に加え、オイルパンの制振効果をより高度
に要求される場合とか、オイルパンの平面部が比
較的小面積で第三層板部材４を設けうる範囲が狭
く、片面のみの制振では必要な制振効果が得られ
ない場合とかに、採られるべき好ましい態様を示
し、これらの要望を満足する効果を有する。 したがつて以上のような構成をもつ本考案によ
れば、エンジン作動時に振動がシリンダブロツク
からオイルパンに伝達して、共鳴または強制振動
によつて発生するオイルパンからの放射音の低減
が可能となる。そしてこれによつて、車外騒音規
制への対応を図り、併せて車室内音およびエンジ
ンアイドリング中の車両近傍音の静粛化によつて
自動車の商品価値を高めることができる。特に、
車外騒音規制への対処としてデイーゼルエンジン
の対策が困難な状況の中で本考案に係る自動車用
エンジンオイルパンは車外騒音低減手段として誠
に優れたものといえる。 また、本考案はオイルパンの放射音低減の従来
の手段である制振鋼板を用いたオイルパン適用に
比べ、プレス成形、溶接、塗装の各工程での解決
困難な問題点を回避でき、オイルシール部のボル
ト締め付けトルクダウンによるエンジン油洩れを
生じ難くするという利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す平面図、
第２図は第１図の−線に沿う縦断面図、第３
図は本考案の第２の実施例の一部を示す縦断面
図、第４図は本考案の第３の実施例の一部を示す
縦断面図である。 １……オイルパン本体、２……第一層塗膜、３
……第二層塗膜、４……第三層板部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. オイルパン本体上に、80〜100℃の温度範囲で
   のヤング率が10⁷〜10⁸dyne／cm²及び損失係数が
   0.5以上の粘弾性の第一層塗膜を設け、該第一層
   塗膜の上に80〜100℃の温度範囲でのヤング率が
   5.0×10¹⁰dyne／cm²以上である第二層塗膜を設
   け、オイルパン本体の平面部における該第二層塗
   膜上には80〜100℃の温度範囲でのヤング率が該
   第二層塗膜より大である高剛性材料からなる第三
   層板部材を設けたことを特徴とする自動車用エン
   ジンのオイルパン。