特開 2024-73242 内燃機関の消音装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073242

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】内燃機関の消音装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 77/13 20060101AFI20240522BHJP

   F02B 67/06 20060101ALI20240522BHJP

   G10K 11/16 20060101ALI20240522BHJP

   G10K 11/172 20060101ALI20240522BHJP

   B29C 65/06 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

F02B77/13 A

F02B67/06 G

G10K11/16 110

G10K11/172

B29C65/06

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184344

(22)【出願日】2022-11-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】漆原 悠太

(72)【発明者】

【氏名】酒井 陽

(72)【発明者】

【氏名】平出 哲也

(72)【発明者】

【氏名】野崎 知彦

【テーマコード（参考）】

4F211

5D061

【Ｆターム（参考）】

4F211AH16

4F211AJ03

4F211TA01

4F211TC08

4F211TN21

5D061CC04

(57)【要約】

【課題】ベルトカバーの重量化を抑制しつつ、騒音を効果的に抑制できる内燃機関の消音装置を提供する。
【解決手段】消音装置３０は、開口３１を介してベルト室１４に連通し、所定の管路長を有する消音室３２をベルトカバー１０と協働して画定する消音室形成部材３３を備える。消音室３２の開口３１は、カムプーリ１７に巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン本体により軸支されたクランク軸と、
前記エンジン本体により軸支された少なくとも１本のカム軸と、
前記クランク軸に設けられたクランクプーリ及び前記カム軸に設けられた少なくとも１つのカムプーリに巻き掛けられたタイミングベルトと、
前記タイミングベルトを覆うように前記エンジン本体に取り付けられ、前記エンジン本体との間にベルト室を形成するベルトカバーとを有する内燃機関のための消音装置であって、
開口を介して前記ベルト室に連通し、所定の管路長を有する消音室を前記ベルトカバーと協働して画定する消音室形成部材を備え、
前記開口が前記カムプーリに巻き掛けられた前記タイミングベルトの部分に対向して配置されている、消音装置。

【請求項2】

前記消音室がクランク軸方向視において前記カムプーリに重なるように配置されている、請求項１に記載の消音装置。

【請求項3】

前記内燃機関が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリと、前記クランクプーリに対して弛み側の前記タイミングベルトの部分の張力を調整すべく前記エンジン本体に設けられた張力調整装置とを備え、
前記開口が、前記カムプーリのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つに巻き掛けられた前記タイミングベルトの部分に対向して配置されている、請求項２に記載の消音装置。

【請求項4】

前記消音室形成部材は、互いに異なる２つの周波数帯域に対応するべく互いに異なる管路長を有する２つの前記消音室を画定し、前記消音室のそれぞれが対応する前記開口を介して前記ベルト室に連通している、請求項１～３のいずれか１項に記載の消音装置。

【請求項5】

２つの前記消音室が、クランク軸方向視において互いに重ならないように配置されている、請求項４に記載の消音装置。

【請求項6】

前記内燃機関が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリとを備え、
２つの前記消音室の一方は、１対の前記カムプーリの一方に巻き掛けられた前記ベルトカバーの部分に対向して配置され、２つの前記消音室の他方は、１対の前記カムプーリの他方に巻き掛けられた前記ベルトカバーの部分に対向して配置されている、請求項５に記載の消音装置。

【請求項7】

２つの前記消音室の一方は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの一方に重なるように配置され、２つの前記消音室の他方は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの他方に重なるように配置されている、請求項５に記載の消音装置。

【請求項8】

前記内燃機関は、前記エンジン本体がＶ字状に配列されたシリンダを形成し、且つ２つのシリンダヘッドを有するＶ型エンジンであり、
前記消音室形成部材が、前記シリンダヘッドのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つのみに設けられている、請求項３に記載の消音装置。

【請求項9】

前記ベルトカバー及び前記消音室形成部材は、共に樹脂製であり、振動溶着によって一体化された振動溶着品を構成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の消音装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の消音装置に関し、詳細には、消音室をベルトカバーと協働して画定する消音室形成部材を備える内燃機関のための消音装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、より多くの人々が、手ごろで信頼でき、持続可能且つ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する軽量化に関する研究開発が行われている。

【0003】

内燃機関においては、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するためにタイミングベルトが設けられることがある。この内燃機関では運転時にタイミングベルトが騒音を発生する。それを低減するための技術として、例えば、特許文献１には、タイミングベルトを覆うタイミングベルトカバーに、パイプによって形成される開口を介してカバー内空間と連通する所定容積の閉鎖空間を形成する共鳴箱（レゾネータ）が設けられたタイミングベルトカバー装置が開示されている。

【0004】

また特許文献２には、タイミングベルトの騒音を低減させるべく空間部を減少させる空間減少手段が設けられたタイミングベルトカバーが開示されている。タイミングベルトカバーは、アウトサイドカバーとインサイドカバーとからなり、内部に空間部（ベルト室）を形成する。空間減少手段は、箱状部、或いは空間部と連通する連絡孔部を有するヘルムホルツ式のレゾネータからなり、クランク軸プーリとカム軸プーリとの間にて空間部内に設けられる。空間減少手段が設けられることにより、ピーク周波数における共鳴振動が低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭６２－１０１０４１号公報

【特許文献2】特開平５－３０６６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来技術では、レゾネータの容量によって空間共鳴を減衰させるため、レゾネータのサイズが大きくなり、レゾネータを含むベルトカバーの重量が大きくなる。また、低減すべき騒音の周波数に対するレゾネータの位置（開口位置）が検討されていないため、十分な騒音低減効果が得られない。このように、軽量化に関する本技術においては、ベルトカバーが重く、且つ十分な騒音低減効果が得られない課題がある。

【0007】

本発明は、以上の背景に鑑み、ベルトカバーの重量化を抑制しつつ、騒音を効果的に抑制できる内燃機関の消音装置を提供することを課題とし、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために本発明のある態様は、エンジン本体（２）により軸支されたクランク軸（３）と、前記エンジン本体により軸支された少なくとも１本のカム軸（１５）と、前記クランク軸に設けられたクランクプーリ（１６）及び前記カム軸に設けられた少なくとも１つのカムプーリ（１７）に巻き掛けられたタイミングベルト（１８）と、前記タイミングベルトを覆うように前記エンジン本体に取り付けられ、前記エンジン本体との間にベルト室（１４）を形成するベルトカバー（１０）とを有する内燃機関（１、１０１）の消音装置（３０）であって、開口（３１）を介して前記ベルト室に連通し、所定の管路長を有する消音室（３２）を前記ベルトカバーと協働して画定する消音室形成部材（３３）を備え、前記開口が前記カムプーリに巻き掛けられた前記タイミングベルトの部分に対向して配置されている。

【0009】

この態様によれば、消音室がベルトカバーと消音室形成部材とによって形成されるため、消音装置を含むベルトカバーの重量増大が抑制される。また、消音室の開口がカムプーリに巻き掛けられた前記タイミングベルトの部分に対向して配置されることにより、ベルトカバーから発生する騒音が抑制される。

【0010】

上記の態様において、前記消音室（３２）がクランク軸方向視において前記カムプーリ（１７）に重なるように配置されていると良い。

【0011】

この態様によれば、消音室形成部材が消音室を形成することにより、ベルトカバーの振動による騒音が低減されることに加え、カムプーリが消音室によって外側から覆われることにより、タイミングベルトの振動による騒音の外部への伝搬が抑制される。

【0012】

上記の態様において、前記内燃機関（１、１０１）が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸（１５（１５Ｅ，１５Ｉ））と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリ（１７）と、前記クランクプーリ（１６）に対して弛み側の前記タイミングベルト（１８）の部分の張力を調整すべく前記エンジン本体（２）に設けられた張力調整装置（２３）とを備え、前記開口（３１）が、前記カムプーリのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つに巻き掛けられた前記タイミングベルトの部分に対向して配置されていると良い。

【0013】

この態様によれば、加振源から遠い位置に消音室の開口が設けられることにより、タイミングベルトの振動による騒音発生が効果的に抑制される。

【0014】

上記の態様において、前記消音室形成部材（３３）は、互いに異なる２つの周波数帯域に対応するべく互いに異なる管路長を有する２つの前記消音室（３２（３２Ａ、３２Ｂ））を画定し、前記消音室のそれぞれが対応する前記開口（３１）を介して前記ベルト室（１４）に連通していると良い。

【0015】

この態様によれば、２つの周波数帯域の騒音の発生が抑制される。よって、より広範囲な音域で騒音レベルが低減する。

【0016】

上記の態様において、２つの前記消音室（３２）が、クランク軸方向視において互いに重ならないように配置されていると良い。

【0017】

この態様によれば、消音装置の寸法がカム軸方向に大きくならずに済む。よってカム軸方向の内燃機関の寸法の増大を抑制することができる。

【0018】

上記の態様において、前記内燃機関（１、１０１）が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸（１５（１５Ｅ，１５Ｉ））と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリ（１７）とを備え、２つの前記消音室の一方（３２）は、１対の前記カムプーリの一方に巻き掛けられた前記ベルトカバー（１０）の部分に対向して配置され、２つの前記消音室の他方（３２）は、１対の前記カムプーリの他方に巻き掛けられた前記ベルトカバーの部分に対向して配置されていると良い。

【0019】

この態様によれば、２つの消音室の開口が共に加振源から遠く且つ騒音低減効果が高い位置に設けられることにより、タイミングベルトの振動による騒音発生が効果的に抑制される。

【0020】

上記の態様において、２つの前記消音室の一方（３２）は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリ（１７）の一方に重なるように配置され、２つの前記消音室の他方（３２）は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの他方に重なるように配置されていると良い。

【0021】

この態様によれば、２つの消音室がカムプーリを外側から覆うことにより、タイミングベルトの振動による騒音の外部への伝搬が抑制される。

【0022】

上記の態様において、前記内燃機関（１、１０１）は、前記エンジン本体がＶ字状に配列されたシリンダを形成し、且つ２つのシリンダヘッド（５）を有するＶ型エンジンであり、前記消音室形成部材（３３）が、前記シリンダヘッドのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つのみに対して設けられていると良い。

【0023】

この態様によれば、加振源から遠い側のシリンダヘッドに対して設けられた１つの消音室形成部材により、重量増大を抑制しつつ、Ｖ型エンジンのベルトカバーから発生する騒音を抑制することができる。

【0024】

上記の態様において、前記ベルトカバー（１０）及び前記消音室形成部材（３３）は、共に樹脂製であり、振動溶着によって一体化された振動溶着品を構成すると良い。

【0025】

この態様によれば、消音装置を容易に形成することができる。また、消音室形成部材がベルトカバーに一体化されることにより、ベルトカバー及び消音装置のエンジン本体への組み付け作業が容易である。

【発明の効果】

【0026】

以上の態様によれば、ベルトカバーの重量化を抑制しつつ、騒音を効果的に抑制できる内燃機関の消音装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態に係る内燃機関の正面図

【図2】ベルトカバーを外した状態の内燃機関の正面図

【図3】右ベルトカバーの背面図

【図4】本発明に係る消音装置の効果を説明するためのグラフ

【図5】第２実施形態に係る内燃機関の正面図

【図6】ベルトカバーを外した状態の内燃機関の正面図

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。

【0029】

≪第１実施形態≫
まず、図１～図４を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る内燃機関１の正面図であり、図２はベルトカバー１０を外した状態の内燃機関１の正面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の内燃機関１は、エンジン本体２がＶ字状に配列されるシリンダを形成するＶ型エンジンである。エンジン本体２は、図示しないシリンダを形成し、クランク軸３を軸支するエンジンブロック４を有している。クランク軸３は前後方向に延在している。エンジンブロック４の上部には２つのシリンダヘッド５がＶ字状に締結されている。シリンダヘッド５の上部には２つのシリンダヘッドカバー６（図２）が締結されている。エンジンブロック４の下部にはオイルパン７締結されている。以下、内燃機関１の正面を前面と称し、図１の紙面を基準にして左右の方向を定義する。図１に示される正面視はクランク軸方向視を意味する。

【0030】

エンジン本体２の前面には、複数のボルトによってベルトカバー１０が取り付けられている。ベルトカバー１０は、エンジンブロック４を正面から覆う本体ベルトカバー１１と、右のシリンダヘッド５を正面から覆う右の上部ベルトカバー１２と、左のシリンダヘッド５を正面から覆う左の上部ベルトカバー１２とを有している。これらの本体ベルトカバー１１及び左右の上部ベルトカバー１２は、樹脂製であり、例えば振動溶着等によって予め互いに接合されていても良く、エンジン本体２への組み付けによって互いに一体的になっても良い。本体ベルトカバー１１及び左右の上部ベルトカバー１２は、後述するタイミングベルト１８を収容する１つのベルト室１４（図２）をエンジン本体２との間に形成する。

【0031】

図２に示すように、各シリンダヘッド５には、吸気カム軸１５Ｉ及び排気カム軸１５Ｅが回転可能に軸支されている。以下、吸気カム軸１５Ｉ及び排気カム軸１５Ｅを総称する場合及び区別しない場合には、単にカム軸１５という。内燃機関１は、各２本のカム軸１５が対応するシリンダの上方に配置されたＤＯＨＣエンジンである。吸気カム軸１５ＩはＶ型シリンダの左右方向の内側に配置され、排気カム軸１５ＥはＶ型シリンダの左右方向の外側に配置されている。

【0032】

クランク軸３はエンジンブロック４の前面から前方へ突出している。エンジンブロック４から突出したクランク軸３の前端にはクランクプーリ１６が一体に取り付けられている。内燃機関１の運転中、クランク軸３及びクランクプーリ１６は、図２に矢印で示すように時計回りに回転する。

【0033】

吸気カム軸１５Ｉ及び排気カム軸１５Ｅは対応するシリンダヘッド５の前面から前方へ突出している。シリンダヘッド５から突出した吸気カム軸１５Ｉの前端及び排気カム軸１５Ｅの前端には、カムプーリ１７Ｉ、１７Ｅが取り付けられている。以下、両カムプーリ１７Ｉ、１７Ｅを総称する場合及び区別しない場合には、単にカムプーリ１７という。各カムプーリ１７は、クランクプーリ１６の直径の２倍の直径を有している。カムプーリ１７は、対応する吸気カム軸１５Ｉ又は排気カム軸１５Ｅに一体に取り付けられても良く、バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構を介して対応する吸気カム軸１５Ｉ又は排気カム軸１５Ｅに取り付けられても良い。

【0034】

これらのクランクプーリ１６及び４つのカムプーリ１７には、無端のタイミングベルト１８が巻き掛けられている。タイミングベルト１８は、クランクプーリ１６及び４つのカムプーリ１７に対し、内面を当接させるように巻き掛けられている。したがって、４つのカムプーリ１７は、内燃機関１の運転中、クランク軸３と同じ方向にクランク軸３の２分の１の回転速度で回転する。

【0035】

また、エンジン本体２の前面には４つのアイドラプーリ１９と１つのテンションプーリ２０とが設けられている。タイミングベルト１８はこれらのアイドラプーリ１９及びテンションプーリ２０に対し、外面を当接させるように巻き掛けられている。４つのアイドラプーリ１９は、回転可能且つエンジン本体２に対して移動不能に設けられている。

【0036】

テンションプーリ２０は、タイミングベルト１８の張力を調整すべくエンジン本体２に移動可能に設けられている。具体的には、テンションプーリ２０はエンジン本体２に枢支されたアーム２１によって回転可能に軸支されている。アーム２１はテンショナ２２によって付勢されており、アーム２１の付勢によってテンションプーリ２０からタイミングベルト１８に張力が付与される。これらのテンションプーリ２０、アーム２１及びテンショナ２２により、タイミングベルト１８の部分の張力を調整する張力調整装置２３が構成される。

【0037】

内燃機関１の運転中、クランクプーリ１６が時計回りに回転することにより、タイミングベルト１８も時計回りに回転する。タイミングベルト１８は、クランクプーリ１６にベルトを進入させるいわゆる張り側（右側の部分）と、クランクプーリ１６からベルトを退出させるいわゆる弛み側（左側の部分）との２方向にクランクプーリ１６から延びている。張力調整装置２３はクランクプーリ１６に対して弛み側（左側）に配置されており、クランクプーリ１６に対して弛み側のタイミングベルト１８の部分に張力を付与する。

【0038】

タイミングベルト１８は、内燃機関１の運転中、クランクプーリ１６と張力調整装置２３との間で弛み易く、この部分で大きく振動する。タイミングベルト１８のこの部分の弦振動は、ベルト室１４内を伝搬してベルトカバー１０から共鳴音を発生させることから、タイミングベルト１８のこの部分（図２中に黒丸で示す弦の中間点）がベルト室１４内の空間共鳴における加振源２４となる。加振源２４を端とする定在波を考えたとき、低減したい音の波長に対してｎ次の定在波の腹になる位置にサイドブランチ型レゾネータである消音装置３０を設けることで、騒音低減効果が得られる。

【0039】

図４は本発明に係る消音装置３０の効果を説明するためのグラフであり、横軸が周波数を、縦軸が音圧を示している。グラフに示されるように、本実施形態では、ベルトカバー１０が設けられることにより、３７５Ｈｚ及び６２０Ｈｚの２つの周波数帯域において騒音（ベルトカバー１０からの共鳴音）が大きくなっている。

【0040】

３７５Ｈｚの音の１次の腹（１／２波長）は加振源２４から４５３ｍｍの位置である。６２０Ｈｚの音の２次の腹（３／４波長）は加振源２４から４１１ｍｍの位置である。互いに近いこれら２つの位置に開口３１を有し、それぞれの波長に応じた管路長を有する２つの消音室３２を設けることで、これら２つの周波数帯域の騒音に対する高い消音効果が期待できる。

【0041】

図２に想像線の円で示すように、加振源２４から４５３ｍｍの位置及び４１１ｍｍの位置は、ベルトカバー１０の僅かに外側にある。またこれらの位置は、加振源２４がクランクプーリ１６の左側に位置することから、左側のシリンダヘッド５に設けられたカムプーリ１７に比べ、右側のシリンダヘッド５に設けられたカムプーリ１７の近くにある。したがって、右側のシリンダヘッド５に設けられるベルトカバー１０の加振源２４から最も遠い位置に消音室３２の開口３１を設けることで、これら２つの周波数帯域の騒音に対する高い消音効果が期待できる。

【0042】

本願発明者らは、実機を用いて複数の位置に消音室３２の開口３１を配置してそれぞれにおける騒音を測定し、開口位置に応じた消音装置３０の消音効果を測定する実験を行った。実験の結果、上記の想定の通り、右側のシリンダヘッド５に設けられるベルトカバー１０の加振源２４から最も遠い位置に開口３１を設けた場合に最も消音効果が高いことを確認することができた。

【0043】

ただし、２つのカムプーリ１７の間、具体的には２つのカムプーリ１７の間に位置するタイミングベルト１８の部分に対向する位置に開口３１を設けた場合には消音効果は低かった。一方、２つのカムプーリ１７に巻き掛けられたタイミングベルト１８の両部分に対応する位置に開口３１を設けた場合に消音効果が最も高かった。これは、各カムプーリ１７に対向するベルトカバー１０の部分は、比較的平坦であり、加振源２４の振動に共振し易い一方、その間の部分に開口３１が設けられても両部分の共振を抑制できないためと考えられる。

【0044】

そこで、発明者らは、消音室３２の開口３１をカムプーリ１７に巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向するように配置した。その際、発明者らは、右の上部ベルトカバー１２の外面に消音室形成部材３３を接合することによって所定の管路長を有する消音室３２（後述する第１消音室３２Ａ又は第２消音室３２Ｂ）を形成した。

【0045】

このように消音室３２がベルトカバー１０と消音室形成部材３３とによって形成されることにより、消音装置３０を含むベルトカバー１０の重量増大が抑制される。また、消音室３２の開口３１がカムプーリ１７に巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置されることにより、ベルトカバー１０から発生する騒音が抑制される。以下、消音装置３０の構造及び効果について詳細に説明する。

【0046】

図３は、右の上部ベルトカバー１２の背面図である。図１及び図３に示すように、消音室形成部材３３は、樹脂製であり、右の上部ベルトカバー１２の外面に接合されることによって上部ベルトカバー１２と協働して上部ベルトカバー１２との間に少なくとも１つの消音室３２（３２Ａ又は３２Ｂ）を画定する。消音室形成部材３３は、正面視において両カムプーリ１７に重なるように配置され、両カムプーリ１７を覆う位置に消音室３２を形成している。これにより、ベルトカバー１０の振動による騒音が低減される。

【0047】

上部ベルトカバー１２及び消音室形成部材３３は共に樹脂製であり、振動溶着によって一体化された振動溶着品として構成されている。したがって、消音装置３０は容易に形成することができる。また、消音室形成部材３３が上部ベルトカバー１２に一体化されるため、上部ベルトカバー１２及び消音装置３０のエンジン本体２への組み付け作業が容易になっている。

【0048】

本実施形態の消音室形成部材３３は、互いに異なる２つの周波数帯域に対応するべく互いに異なる管路長を有する２つの消音室３２を画定している。図１の右側の消音室３２（以下、第１消音室３２Ａという）は、３７５Ｈｚの騒音を低減するために、対象騒音の波長の１／４である２３２ｍｍの管路長を有している。図１の左側の消音室３２（以下、第２消音室３２Ｂという）は、６２０Ｈｚの騒音を低減するために、対象騒音の波長の１／４である１２４ｍｍの管路長を有している。本明細書において、第１消音室３２Ａ及び第２消音室３２Ｂを総称する場合及び区別しない場合には、単に消音室３２という。

【0049】

第１消音室３２Ａの開口３１は、排気カム軸１５Ｅのカムプーリ１７Ｅに巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置されている。排気カム軸１５Ｅのカムプーリ１７Ｅは、吸気カム軸１５Ｉのカムプーリ１７Ｉに比べ、タイミングベルト１８の張り側に位置している。つまり、加振源２４から最も遠い位置に、３７５Ｈｚの騒音用の第１消音室３２Ａの開口３１が設けられる。したがって、タイミングベルト１８の振動による３７５Ｈｚの騒音発生が効果的に抑制される。

【0050】

以下に具体的に説明する。上記のようにタイミングベルト１８の振動は、クランクプーリ１６と張力調整装置２３との間の弛みが多い部分、すなわち図２中の加振源２４で大きい。また、タイミングベルト１８の振動は、振動（音波）の腹になる領域、図２で説明したように振動の腹がベルトカバー１０の外側に位置するため、一般的には振動部分（加振源２４）から最も遠いベルト室１４内の領域にてベルトカバー１０を大きく振動させる。この振動が騒音になって外部に伝搬する。本実施形態では、加振源２４から遠い位置に第１消音室３２Ａの開口３１が設けられることにより、タイミングベルト１８の振動による３７５Ｈｚの騒音発生が効果的に抑制される。

【0051】

第２消音室３２Ｂの開口３１は、吸気カム軸１５Ｉのカムプーリ１７Ｉに巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置されている。つまり、排気カム軸１５Ｅのカムプーリ１７ほど遠くないが、加振源２４から遠い位置に、６２０Ｈｚの騒音用の第２消音室３２Ｂの開口３１が設けられる。したがって、タイミングベルト１８の振動による６２０Ｈｚの騒音発生も抑制される。

【0052】

第１消音室３２Ａは、正面視において、対応する開口３１からＳ字状に湾曲しながら、シリンダヘッド５（図２）に重なる位置まで延びている。第１消音室３２Ａは、正面視において、排気カム軸１５Ｅのカムプーリ１７Ｅに重なり、且つ吸気カム軸１５Ｉのカムプーリ１７Ｉにも重なるように配置されている。このように両カムプーリ１７が第１消音室３２Ａによって外側から覆われることにより、タイミングベルト１８の振動による騒音の外部への伝搬が抑制される。

【0053】

第２消音室３２Ｂは、正面視において、対応する開口３１からシリンダヘッド５（図２）に重なる位置まで延び、Ｌ字状に湾曲している。第１消音室３２Ａは、正面視において、吸気カム軸１５Ｉのカムプーリ１７Ｉに重なるように配置されている。このように吸気カム軸１５Ｉのカムプーリ１７Ｉが第２消音室３２Ｂによって外側から覆われることにより、タイミングベルト１８の振動による騒音の外部への伝搬が抑制される。

【0054】

図３に示すように、本発明のベルトカバー１０を備える内燃機関１では、消音室形成部材３３が設けられない従来のタイミングベルトカバーを備える場合に比べ、３７５Ｈｚ及び６２０Ｈｚの両周波数帯域において騒音の音圧が低下した。

【0055】

本実施形態では、消音室形成部材３３が、互いに異なる２つの周波数帯域に対応するべく互いに異なる管路長を有する２つの消音室３２（第１消音室３２Ａ、第２消音室３２Ｂ）を画定している。これにより、２つの周波数帯域の騒音の発生が抑制され、より広範囲な音域で騒音レベルが低減する。

【0056】

また、図１及び図３に示すように、２つの消音室３２は、クランク軸方向視において互いに重ならないように配置されている。そのため、消音装置３０の寸法がカム軸方向に大きくならずに済む。よってカム軸方向の内燃機関１の寸法増大が抑制される。

【0057】

図１に示すように、第１消音室３２Ａは１対のカムプーリ１７の一方に巻き掛けられた上部ベルトカバー１２の部分に対向して配置され、第２消音室３２Ｂは１対のカムプーリ１７の他方に巻き掛けられた上部ベルトカバー１２の部分に対向して配置されている。このように２つの消音室３２の開口３１が共に加振源２４から遠く且つ騒音低減効果が高い位置に設けられたことにより、タイミングベルト１８の振動による騒音発生が効果的に抑制される。

【0058】

また第１消音室３２Ａは正面視において１対のカムプーリ１７の一方に重なるように配置され、第２消音室３２Ｂは正面視において１対のカムプーリ１７の他方に重なるように配置されている。つまり、２つの消音室３２がカムプーリ１７を外側から覆う。これにより、タイミングベルト１８の振動による騒音の外部への伝搬が抑制される。

【0059】

上記のように、内燃機関１は、エンジン本体２がＶ字状に配列されたシリンダを形成し、且つ２つのシリンダヘッド５を有するＶ型エンジンである。そして、消音室形成部材３３は、シリンダヘッド５のうちタイミングベルト１８の張り側に位置する右側の１つのシリンダヘッド５のみに対して設けられている。つまり、加振源２４から遠い側のシリンダヘッド５に対して１つの消音室形成部材３３が設けられている。これにより、重量増大が抑制されながら、Ｖ型エンジンのベルトカバー１０から発生する騒音が抑制される。

【0060】

≪第２実施形態≫
次に、図５及び図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、直列に配置された複数のシリンダを有する直列エンジンからなる内燃機関１０１に本発明が適用されている。

【0061】

図５は第２実施形態に係る内燃機関１０１の正面図であり、図６はベルトカバー１０を外した状態の内燃機関１０１の正面図である。図５及び図６に示すように、本実施形態のエンジン本体２は、直接に配列された複数のシリンダを形成するエンジンブロック４と、エンジンブロック４の上部に締結された１つのシリンダヘッド５とを有している。シリンダヘッド５には吸気カム軸１５Ｉ及び排気カム軸１５Ｅが回転可能に軸支されている。内燃機関１は、２本のカム軸１５がシリンダの上方に配置されたＤＯＨＣエンジンである。吸気カム軸１５Ｉは図中左側に配置され、排気カム軸１５Ｅは図中右側に配置されている。吸気カム軸１５Ｉの前端及び排気カム軸１５Ｅの前端には、カムプーリ１７Ｉ、１７Ｅが取り付けられている。

【0062】

オイルパン７の内部には図示しないバランサ装置が設けられている。オイルパン７には、バランサ装置を駆動するためのドライブシャフト４１が回転可能に設けられている。ドライブシャフト４１はオイルパン７の前面から前方へ突出している。

【0063】

クランク軸３には、クランクプーリ１６に加え、バランサ装置を駆動するためのドライブプーリ４２が一体に設けられている。ドライブシャフト４１の前端にはドリブンプーリ４３が一体に設けられている。ドライブプーリ４２及びドリブンプーリ４３にはバランサ駆動ベルト４４が巻き掛けられている。バランサ駆動ベルト４４は内側に歯が形成された歯付きベルトであり、ドライブプーリ４２及びドリブンプーリ４３は外周部に外歯が形成された歯付きプーリである。内燃機関１０１の運転中、クランク軸３が回転することにより、ドライブシャフト４１はクランク軸３と同方向に回転し、バランサ装置を回転駆動する。

【0064】

クランクプーリ１６及び２つのカムプーリ１７には、無端のタイミングベルト１８が巻き掛けられている。タイミングベルト１８は内側に歯が形成された歯付きベルトであり、各プーリは外周部に外歯が形成された歯付きプーリである。内燃機関１の運転中、クランク軸３及びクランクプーリ１６は、図６に矢印で示すように時計回りに回転し、２つのカムプーリ１７は、クランク軸３と同じ方向にクランク軸３の２分の１の回転速度で回転する。

【0065】

エンジン本体２の前面には１つのテンションプーリ２０が設けられている。タイミングベルト１８はテンションプーリ２０に対し、外面を当接させるように巻き掛けられている。テンションプーリ２０を含む張力調整装置２３はクランクプーリ１６に対して弛み側（左側）に配置されている。内燃機関１の運転中、クランクプーリ１６が時計回りに回転することにより、タイミングベルト１８も時計回りに回転し、テンションプーリ２０はクランク軸３と逆方向に回転する。

【0066】

クランクプーリ１６と張力調整装置２３との間のタイミングベルト１８の部分は、内燃機関１の運転中、弛み易く、大きく振動する。タイミングベルト１８のこの部分（図６中に黒丸で示す弦の中間点）がベルト室１４内の空間共鳴における加振源２４となる。

【0067】

この内燃機関１では、ベルトカバー１０が設けられることにより、２７０Ｈｚの周波数帯域において騒音（ベルトカバー１０からの共鳴音）が大きくなる。すなわち、２７０Ｈｚがベルトカバー１０の１次振動の周波数である。２７０Ｈｚの振動の２次の腹は加振源２４から３４３ｍｍの位置である。

【0068】

本実施形態では、ベルト室１４内の加振源２４から最も遠い３１１ｍｍの位置であって、排気カム軸１５Ｅのカムプーリ１７Ｅに巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して、第１消音室３２Ａの開口３１が配置されている。第１消音室３２Ａの開口３１からの所定の管路長は、対象騒音の波長の１／４である３４３ｍｍである。第１消音室３２Ａの開口３１がカムプーリ１７Ｅに巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置されることにより、ベルトカバー１０から発生する１次振動の騒音が抑制される。

【0069】

また、ベルト室１４内の加振源２４から遠く、吸気カム軸１５Ｉのカムプーリ１７Ｉに巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して、第２消音室３２Ｂの開口３１が配置されている。第２消音室３２Ｂは、ベルトカバー１０の２次振動の周波数に応じ、２次振動の波長の１／４の管路長を有すると良い。第２消音室３２Ｂの開口３１がカムプーリ１７Ｉに巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置されることにより、ベルトカバー１０から発生する２次振動の騒音が抑制される。

【0070】

また、消音室３２がベルトカバー１０と消音室形成部材３３とによって形成されるため、消音装置３０を含むベルトカバー１０の重量増大が抑制される。その他、本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が奏される。

【0071】

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、消音室形成部材３３が２つの消音室３２を形成しているが、消音室形成部材３３が１つの消音室３２を形成しても良く、３つ以上の消音室３２を形成しても良い。また、上記実施形態では、第１消音室３２ＡがＳ字状を呈し、第２消音室３２ＢがＬ字状を呈しているが、消音室３２は直線形状であっても良く、渦巻き形状などの上記以外の湾曲形状であっても良い。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、素材など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することができる。また、上記実施形態は、構成の一部又は全部を互いに組み合わせても良い。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

【符号の説明】

【0072】

１、１０１：内燃機関
２ ：エンジン本体
３ ：クランク軸
４ ：エンジンブロック
５ ：シリンダヘッド
１０ ：ベルトカバー
１１ ：本体ベルトカバー
１２ ：上部ベルトカバー
１４ ：ベルト室
１５ ：カム軸
１５Ｅ ：排気カム軸
１５Ｉ ：吸気カム軸
１６ ：クランクプーリ
１７、１７Ｅ、１７Ｉ：カムプーリ
１８ ：タイミングベルト
１９ ：アイドラプーリ
２０ ：テンションプーリ
２３ ：張力調整装置
２４ ：加振源
３０ ：消音装置
３１ ：開口
３２ ：消音室
３２Ａ ：第１消音室
３２Ｂ ：第２消音室
３３ ：消音室形成部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン本体により軸支されたクランク軸と、
前記エンジン本体により軸支された少なくとも１本のカム軸と、
前記クランク軸に設けられたクランクプーリ及び前記カム軸に設けられた少なくとも１つのカムプーリに巻き掛けられたタイミングベルトと、
前記タイミングベルトを覆うように前記エンジン本体に取り付けられ、前記エンジン本体との間にベルト室を形成するベルトカバーとを有する内燃機関のための消音装置であって、
開口を介して前記ベルト室に連通し、所定の管路長を有する消音室を前記ベルトカバーと協働して画定する消音室形成部材を備え、
前記開口が、前記タイミングベルトのうちの前記カムプーリに巻き掛けられた部分に対向して配置され、
前記消音室がクランク軸方向視において前記カムプーリに重なるように配置されている、消音装置。

【請求項2】

前記内燃機関が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリと、前記クランクプーリに対して弛み側の前記タイミングベルトの部分の張力を調整すべく前記エンジン本体に設けられた張力調整装置とを備え、
前記開口が、前記カムプーリのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つに巻き掛けられた、前記タイミングベルトの部分に対向して配置されている、請求項１に記載の消音装置。

【請求項3】

前記消音室形成部材は、互いに異なる２つの周波数帯域に対応するべく互いに異なる管路長を有する２つの前記消音室を画定し、前記消音室のそれぞれが対応する前記開口を介して前記ベルト室に連通している、請求項１又は２に記載の消音装置。

【請求項4】

２つの前記消音室が、クランク軸方向視において互いに重ならないように配置されている、請求項３に記載の消音装置。

【請求項5】

前記内燃機関が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリとを備え、
２つの前記消音室の一方は、前記タイミングベルトのうちの１対の前記カムプーリの一方に巻き掛けられた部分に対向して配置され、２つの前記消音室の他方は、前記タイミングベルトのうちの１対の前記カムプーリの他方に巻き掛けられた部分に対向して配置されている、請求項４に記載の消音装置。

【請求項6】

２つの前記消音室の一方は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの一方に重なるように配置され、２つの前記消音室の他方は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの他方に重なるように配置されている、請求項４に記載の消音装置。

【請求項7】

前記内燃機関は、前記エンジン本体がＶ字状に配列されたシリンダを形成し、且つ２つのシリンダヘッドを有するＶ型エンジンであり、
前記消音室形成部材が、前記シリンダヘッドのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つのみに設けられている、請求項２に記載の消音装置。

【請求項8】

前記ベルトカバー及び前記消音室形成部材は、共に樹脂製であり、振動溶着によって一体化された振動溶着品を構成する、請求項１又は２に記載の消音装置。

【請求項9】

エンジン本体により軸支されたクランク軸と、
前記エンジン本体により軸支された少なくとも１本のカム軸と、
前記クランク軸に設けられたクランクプーリ及び前記カム軸に設けられた少なくとも１つのカムプーリに巻き掛けられたタイミングベルトと、
前記タイミングベルトを覆うように前記エンジン本体に取り付けられ、前記エンジン本体との間にベルト室を形成するベルトカバーとを有する内燃機関のための消音装置であって、
開口を介して前記ベルト室に連通し、所定の管路長を有する消音室を前記ベルトカバーと協働して画定する消音室形成部材を備え、
前記開口が、前記タイミングベルトのうちの前記カムプーリに巻き掛けられた部分に対向して配置され、
前記消音室形成部材は、互いに異なる２つの周波数帯域に対応するべく互いに異なる管路長を有する２つの前記消音室を画定し、前記消音室のそれぞれが対応する前記開口を介して前記ベルト室に連通しており、
２つの前記消音室の一方は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの一方に重なるように配置され、２つの前記消音室の他方は、クランク軸方向視において１対の前記カムプーリの他方に重なるように配置されている、消音装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

上記課題を解決するために本発明のある態様は、エンジン本体（２）により軸支されたクランク軸（３）と、前記エンジン本体により軸支された少なくとも１本のカム軸（１５）と、前記クランク軸に設けられたクランクプーリ（１６）及び前記カム軸に設けられた少なくとも１つのカムプーリ（１７）に巻き掛けられたタイミングベルト（１８）と、前記タイミングベルトを覆うように前記エンジン本体に取り付けられ、前記エンジン本体との間にベルト室（１４）を形成するベルトカバー（１０）とを有する内燃機関（１、１０１）の消音装置（３０）であって、開口（３１）を介して前記ベルト室に連通し、所定の管路長を有する消音室（３２）を前記ベルトカバーと協働して画定する消音室形成部材（３３）を備え、前記開口が前記タイミングベルトのうちの前記カムプーリに巻き掛けられた部分に対向して配置されている。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

この態様によれば、消音室がベルトカバーと消音室形成部材とによって形成されるため、消音装置を含むベルトカバーの重量増大が抑制される。また、消音室の開口がタイミングベルトのうちのカムプーリに巻き掛けられた部分に対向して配置されることにより、ベルトカバーから発生する騒音が抑制される。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

上記の態様において、前記内燃機関（１、１０１）が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸（１５（１５Ｅ，１５Ｉ））と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリ（１７）と、前記クランクプーリ（１６）に対して弛み側の前記タイミングベルト（１８）の部分の張力を調整すべく前記エンジン本体（２）に設けられた張力調整装置（２３）とを備え、前記開口（３１）が、前記カムプーリのうち前記タイミングベルトの張り側に位置する１つに巻き掛けられた、前記タイミングベルトの部分に対向して配置されていると良い。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0018】

上記の態様において、前記内燃機関（１、１０１）が、吸気及び排気のための１対の前記カム軸（１５（１５Ｅ，１５Ｉ））と、前記カム軸に設けられた１対の前記カムプーリ（１７）とを備え、２つの前記消音室の一方（３２）は、前記タイミングベルトのうちの１対の前記カムプーリの一方に巻き掛けられた部分に対向して配置され、２つの前記消音室の他方（３２）は、前記タイミングベルトのうちの１対の前記カムプーリの他方に巻き掛けられた部分に対向して配置されていると良い。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0044】

そこで、発明者らは、消音室３２の開口３１をタイミングベルト１８のうちのカムプーリ１７に巻き掛けられた部分に対向するように配置した。その際、発明者らは、右の上部ベルトカバー１２の外面に消音室形成部材３３を接合することによって所定の管路長を有する消音室３２（後述する第１消音室３２Ａ又は第２消音室３２Ｂ）を形成した。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0045】

このように消音室３２がベルトカバー１０と消音室形成部材３３とによって形成されることにより、消音装置３０を含むベルトカバー１０の重量増大が抑制される。また、消音室３２の開口３１がタイミングベルト１８のうちのカムプーリ１７に巻き掛けられた部分に対向して配置されることにより、ベルトカバー１０から発生する騒音が抑制される。以下、消音装置３０の構造及び効果について詳細に説明する。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0057】

図１に示すように、第１消音室３２Ａは１対のカムプーリ１７の一方に巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置され、第２消音室３２Ｂは１対のカムプーリ１７の他方に巻き掛けられたタイミングベルト１８の部分に対向して配置されている。このように２つの消音室３２の開口３１が共に加振源２４から遠く且つ騒音低減効果が高い位置に設けられたことにより、タイミングベルト１８の振動による騒音発生が効果的に抑制される。