特許 7213693 内燃機関の遮音構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-19

(45)【発行日】2023-01-27

(54)【発明の名称】内燃機関の遮音構造

(51)【国際特許分類】

   F02B 77/13 20060101AFI20230120BHJP

   F02B 77/11 20060101ALI20230120BHJP

   F02B 67/06 20060101ALN20230120BHJP

【ＦＩ】

F02B77/13 E

F02B77/11 B

F02B67/06 G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019003077

(22)【出願日】2019-01-11

(65)【公開番号】P2020112081

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-11-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】矢部 正

(72)【発明者】

【氏名】工藤 正博

(72)【発明者】

【氏名】古谷 宏次

【審査官】楠永 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第４４５５９７１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第４２２６２１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】西独国特許出願公開第３２２５１８９（ＤＥ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１１９３１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５３－０８２９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－００５４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０４６６５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－０６４１６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ７７／１１～７７／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関本体の下面に取り付けられたオイルパンを覆うように内燃機関本体の下部に配置される可撓性を有する下側遮音カバーと、内燃機関本体の前面に取り付けられたフロントカバーを覆うように内燃機関本体の前部に配置される可撓性を有する前側遮音カバーと、を備え、
上記下側遮音カバーの前縁部と上記前側遮音カバーの下縁部とが、それぞれ自由端として、上記オイルパンの取付面と平行な合わせ面に沿って互いに重なり合っており、これらの下側遮音カバーの前縁部および前側遮音カバーの下縁部は手指ないし治具を用いて外側ないし内側へ変形可能であるとともに手指ないし治具を離すと互いに初期状態に復帰するように構成されており、
この両者の重複部は、上記フロントカバーの取付面の下方に位置し、この重複部における上記下側遮音カバーの前縁部および上記前側遮音カバーの下縁部を外側ないし内側に変形させることで上記フロントカバーの下縁と該フロントカバーの取付面との境界を視認できるように構成されている、ことを特徴とする内燃機関の遮音構造。

【請求項2】

上記重複部を構成する上記下側遮音カバーの前縁部および上記前側遮音カバーの下縁部は、当該下側遮音カバーないし前側遮音カバーの一般部の厚さに比較して部分的に薄肉化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の遮音構造。

【請求項3】

上記重複部は、空気の通流が可能なように上記合わせ面に沿って隙間を有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の遮音構造。

【請求項4】

上記隙間の大きさは、１ｍｍ～１０ｍｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の遮音構造。

【請求項5】

上記重複部は、上記下側遮音カバーの前縁部と上記前側遮音カバーの下縁部とが内燃機関の前後方向で１０ｍｍ～２０ｍｍの長さに亘って重なり合っている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の内燃機関の遮音構造。

【請求項6】

上記下側遮音カバーおよび上記前側遮音カバーは、不織布もしくは発泡ウレタンから形成されている、ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の内燃機関の遮音構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自動車等における内燃機関の遮音構造に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等における内燃機関は、比較的薄肉に構成されたオイルパンを下面に備え、また、カムシャフトを駆動するタイミングチェーンやタイミングベルトを覆うためのフロントカバーを前面に備えている。これらのオイルパンやフロントカバーは、比較的に広く剛性の低い面を有することから、内燃機関の燃焼・爆発に伴う加振力を受けて膜振動し、一種の発音源となる。

【0003】

そのため、特許文献１に開示されているように、吸音性ないし遮音性を有する材料からなる遮音カバーを用いて内燃機関の周囲を覆うことが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－２０５３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

タイミングチェーンやタイミングベルトを覆うためのフロントカバーは、内燃機関本体の前面の取付面に該取付面との間をシールした状態に取り付けられ、内部空間で飛散する潤滑油をシールしているが、経時的にシール性が低下すると、フロントカバーとその取付面との境界から潤滑油がにじみ出ることがある。ここで、内燃機関の下面および前面を遮音カバーによって覆っていると、フロントカバーとその取付面との境界から潤滑油がにじみ出ていることを発見することが遅れてしまう懸念がある。また、潤滑油がにじみ出ているか否かを点検するためには、遮音カバーを取り外す必要が生じ、整備性が悪化する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る内燃機関の遮音構造は、内燃機関本体の下面に取り付けられたオイルパンを覆うように内燃機関本体の下部に配置される可撓性を有する下側遮音カバーと、内燃機関本体の前面に取り付けられたフロントカバーを覆うように内燃機関本体の前部に配置される可撓性を有する前側遮音カバーと、を備える。そして、上記下側遮音カバーの前縁部と上記前側遮音カバーの下縁部とが、それぞれ自由端として、上記オイルパンの取付面と平行な合わせ面に沿って互いに重なり合っており、これらの下側遮音カバーの前縁部および前側遮音カバーの下縁部は手指ないし治具を用いて外側ないし内側へ変形可能であるとともに手指ないし治具を離すと互いに初期状態に復帰するように構成されている。この両者の重複部は、上記フロントカバーの取付面の下方に位置し、この重複部における上記下側遮音カバーの前縁部および上記前側遮音カバーの下縁部を外側ないし内側に変形させることで上記フロントカバーの下縁と該フロントカバーの取付面との境界を視認できるように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

このような構成によれば、下側遮音カバーおよび前側遮音カバーが発音源となるオイルパンおよびフロントカバーを覆っていることで、吸音ないし遮音が図れ、また下側遮音カバーの前縁部と前側遮音カバーの下縁部とが重なり合っているため外部へ漏れ出る騒音が低減する。そして、フロントカバーとその取付面との境界から潤滑油がにじみ出ているか否かを確認する際には、手指あるいは適当な治具を用いて自由端となっている重複部を変形させて内部を覗き見ればよく、点検が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】この発明に係る遮音構造を備えた内燃機関の正面図。

【図2】同内燃機関の斜視図。

【図3】同内燃機関の分解斜視図。

【図4】下側遮音カバーおよび前側遮音カバーの断面図。

【図5】遮音カバーの層構造を示す断面図。

【図6】下側遮音カバーおよび前側遮音カバーを下方から見た底面図。

【図7】下側遮音カバーおよび前側遮音カバーを内側から見た斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る遮音構造を備えた内燃機関の正面図、図２は斜視図、図３は遮音構造を分解して示した分解斜視図、である。実施例の内燃機関は、直列多気筒（例えば３気筒ないし４気筒）内燃機関であって、それぞれ剛性の高い金属鋳造品からなるシリンダブロック２とシリンダヘッド３とロアブロック４とによって内燃機関本体１が構成されている。シリンダブロック２は、図示しない複数のシリンダおよび該シリンダの周囲を囲むウォータジャケットを内部に備えている。シリンダヘッド３は、シリンダブロック２の頂面の上に固定されており、シリンダの上端を覆うことで図示しない燃焼室を構成するとともに、図示しない吸気ポートおよび排気ポートを内部に備えている。シリンダヘッド３は図示しない一対のカムシャフト（吸気弁側カムシャフトおよび排気弁側カムシャフト）を支持しており、シリンダヘッド３の上面開口には、シリンダヘッドカバー５が取り付けられている。

【0010】

ロアブロック４は、シリンダブロック２のスカート部２ａの下縁に取り付けられており、クランクシャフトが回転する空間となるクランクケースをシリンダブロック２とともに形成している。ロアブロック４の下面の一部、詳しくは下面の前端部はほぼ矩形状に開口している。そして、この開口を覆うように、ロアブロック４下面にオイルパン６が取り付けられている（図３，図４参照）。オイルパン６は、例えば金属板のプレス成形品や硬質合成樹脂の成形品あるいは薄肉のアルミダイキャストなどからなり、開口形状に対応したほぼ矩形の皿状に形成されている。オイルパン６は、ロアブロック４に比較して薄肉であって相対的に剛性が低く、従って膜振動を生じやすい。

【0011】

なお、ロアブロック４およびオイルパン６が「オイルパンアッパ」および「オイルパンロア」と呼ばれることもあるが、この実施例では、オイルパン６が請求項における「オイルパン」に相当する。

【0012】

クランクシャフトの前端は内燃機関本体１の前面１ａから前方へ突出しており、ここにクランクプーリ７が取り付けられている（図３，図４参照）。また、内燃機関本体１の前面１ａに、巻掛伝動部材例えばタイミングチェーン（図示せず）を覆うフロントカバー８が取り付けられている（図３，図４参照）。クランクプーリ７は、このフロントカバー８よりも前方に位置しており、フロントカバー８には覆われていない。換言すれば、クランクシャフト前端部がフロントカバー８を貫通しており、その先端にクランクプーリ７が取り付けられている。図示しないタイミングチェーンは、クランクシャフト端部のクランクスプロケットとカムシャフト端部のカムスプロケット（いずれも図示せず）との間に巻き掛けられており、カムシャフトをクランクシャフトの１／２の回転速度でもって駆動している。クランクプーリ７は、ベルトを介して図示しない補機（ウォータポンプ等）を駆動するものである。

【0013】

フロントカバー８は、硬質合成樹脂の成形品や金属板のプレス成形品あるいは薄肉のアルミダイキャストなどからなり、タイミングチェーンの走行経路に沿ったカバー状に形成されている。タイミングチェーンが走行するフロントカバー８内部の空間は、潤滑油が飛散しており、この内部空間をシールするために、フロントカバー８周縁とその取付面となる内燃機関本体１の前面１ａとの間にはシール材（例えば液体ガスケットや成形ガスケットなど）が介在している。フロントカバー８は、内燃機関本体１を構成するシリンダブロック２やシリンダヘッド３あるいはロアブロック４に比較して薄肉であって相対的に剛性が低く、従って膜振動を生じやすい。特に幅の広い面となるクランクプーリ７近傍の位置（図１に点Ｐ１として示す）が膜振動による音圧レベルの高い点となる。

【0014】

なお、内燃機関は、一般に車両への搭載姿勢に拘わらずクランクプーリ７側が内燃機関の前側と呼ばれ、クランクプーリ７とは反対側（図示せぬ変速機が接続される側）が内燃機関の後側と呼ばれる。

【0015】

実施例の遮音構造は、オイルパン６を覆うように内燃機関本体１の下部に配置される下側遮音カバー１１と、フロントカバー８を覆うように内燃機関本体１の前部に配置される前側遮音カバー１２と、を含んでいる。図３～図７は、これらの遮音カバー１１，１２を示している。なお、図示は省略しているが、内燃機関本体１の両側の側面をそれぞれ覆う２つの側部遮音カバーをさらに組み合わせることが望ましい。

【0016】

これらの遮音カバー１１，１２は、不織布や発泡ウレタン等の可撓性を有する吸音材料から構成されている。一実施例においては、図５に示すように、比較的密度の低い不織布からなる内側の吸音層３１と、比較的密度の高い不織布からなる外側の遮音層３２と、内側および外側の表層を形成する薄い表皮層３３，３４と、の４層構造を有するシート材料を用い、これを所定のカバー形状に成形することで遮音カバー１１，１２が形成されている。例えば、上述した不織布からなるシート材料に熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱プレスすることで、所定形状に成形してある。シート材料は例えば２５ｍｍ～３０ｍｍ程度の厚さを有し、従って、プレス時にほとんど圧縮されずに用いられる遮音カバー１１，１２の一般部（例えば広い面の中央部分）は、２５ｍｍ程度の厚さを有している。

【0017】

下側遮音カバー１１は、オイルパン６を適宜な隙間を介して覆いうる大きさの内側空間１１ａを形成するように上面が開口した深皿状をなしており、図６に示すように周囲の４箇所（円１４で示す箇所）において図示せぬボルトを介してロアブロック４に固定されている。内側空間１１ａを囲む周囲の４辺は連続したフランジ状をなしており、前縁部１１ｃを除く周囲の３辺は、ロアブロック４の下面に接している。なお、図６において、点Ｐ２は、オイルパン６が膜振動したときに最も音圧レベルが高い点を示している。下側遮音カバー１１は、少なくともこの点Ｐ２周辺を下側から覆っていることが必要である。実施例の下側遮音カバー１１は、この音圧レベルが高い点Ｐ２を含めオイルパン６の全体を覆っている。

【0018】

前側遮音カバー１２は、取付面となる内燃機関本体１の前面１ａに向かって開口した内側空間１２ａを形成するように皿状ないしカバー状に形成されたもので、フロントカバー８の下側の大部分の領域を覆いうる大きさを有している。また、クランクプーリ７を該クランクプーリ７に巻き掛けられる補機駆動用ベルト（図示せず）とともに覆うように、中央部分がベルト収容部１２ｂとして補機駆動用ベルトの走行経路に沿った形に前方へ膨らんでいる。内側空間１２ａの深さ（内燃機関の前後方向に測った深さ）は、図７に示すように、ベルト収容部１２ｂにおいて深くなっている。

【0019】

前側遮音カバー１２は、図１に示すように、上下の対角線上の２箇所（円１５で示す箇所）において図示せぬボルトを介して内燃機関本体１に固定されている。この実施例では、前側遮音カバー１２はフロントカバー８の下側の大部分を覆い、フロントカバー８の上側の一部は覆われずに露出しているが、前側遮音カバー１２をさらに大型のものとしてフロントカバー８の全体を覆うように構成することも可能である。前側遮音カバー１２は、少なくとも、フロントカバー８の中で最も音圧レベルが高いものとなる点Ｐ１周辺を覆っていることが必要である。前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃは、図１のような正面視においてほぼ直線状をなしている。この下縁部１２ｃは、内燃機関本体１の下面（オイルパン６の取付面）よりは下方に位置し、従って内燃機関本体１の前面１ａには接していない。

【0020】

下側遮音カバー１１と前側遮音カバー１２の双方が内燃機関本体１に取り付けられた状態においては、図６および図７に示すように、下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃと前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃとが互いに重なり合っており、重複部１７を構成している。一例では、下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃが前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃに対し相対的に上方となるようにして重なり合っている。なお、逆に前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃが上方となるように構成してもよい。

【0021】

この重複部１７は、図６に示すように、下側遮音カバー１１の幅（図６の紙面で左右方向の寸法）のほぼ全体に亘ってほぼ一様に延びている。また、重複部１７においては、内燃機関の前後方向で、下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃと前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃとが例えば１０ｍｍ～２０ｍｍの長さＬに亘って重なり合っている。

【0022】

図４は、重複部１７の断面構造の一例を示している。図示するように、重複部１７を構成する下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃは、いずれも内燃機関本体１に固定されていない自由端となっている。換言すれば、下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃは、下側遮音カバー１１の固定点（円１４のボルト位置）よりも前方へ張り出しており、前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃは、前側遮音カバー１２の固定点（円１５のボルト位置）よりも下方に位置する。そして、図４に示すように、オイルパン６の取付面４ａと平行な合わせ面に沿って互いに重なり合っている。つまり、下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃの下面１１ｄと前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃの上面１２ｄとがそれぞれ上記取付面４ａと平行に延び、かつ互いに対向している。これらの対向面１１ｄ，１２ｄによって上記合わせ面が規定される。ここで、図示例では、重複部１７における対向面１１ｄ，１２ｄは互いに接しておらず、内部と外部との間で空気の通流が可能なように隙間１８を有している。一例では、隙間１８は、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の寸法を有する。

【0023】

また、重複部１７を構成する下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃは、それぞれ、下側遮音カバー１１および前側遮音カバー１２の一般部の厚さに比較して部分的に薄肉化されている。例えば一般部の厚さが２５ｍｍ程度であるとすると、それぞれ５～１５ｍｍ程度の厚さに圧縮されている。

【0024】

図４に示すように、重複部１７は、フロントカバー８が取り付けられている内燃機関本体１の取付面つまり内燃機関本体１の前面１ａの下方に位置している。そして上記重複部１７は、該重複部１７を構成する下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃを外側ないし内側に変形させることで、フロントカバー８の下縁と該フロントカバー８の取付面（内燃機関本体１の前面１ａ）との境界を作業者が外部から視認できるように構成されている。例えば、両者をそれぞれ外側へ拡げ、両者の間に間隔が生じるようにすることで、視認が可能となる。

【0025】

このような構成によれば、内燃機関の燃焼・爆発に伴う加振力を受けたオイルパン６およびフロントカバー８の膜振動による音が、これらオイルパン６およびフロントカバー８を覆う下側遮音カバー１１および前側遮音カバー１２によって遮音・吸音される。両者の境界においては、重複部１７として下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃと前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃとが隙間１８を有するようにして比較的長い長さＬに亘って重なり合っているので、これら遮音カバー１１，１２の内側から外部への音の漏洩を抑制しつつ空気の通流が可能であり、遮音カバー１１，１２内部の熱を外部へ逃がすことができる。従って、遮音カバー１１，１２内部が過度に高温化することを抑制できる。ここで、隙間１８の大きさおよび重複部１７の長さＬは、想定される音の周波数つまり波長を考慮して設定されている。一例では、２０００Ｈｚの音に対応して設定されている。

【0026】

さらに、上記構成では、定期点検時などにおいて、重複部１７を構成する下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃを手指や適宜な治具を用いて外側ないし内側に変形させることで、フロントカバー８の下縁と該フロントカバー８の取付面（内燃機関本体１の前面１ａ）との境界を外部から視認でき、これにより、フロントカバー８とその取付面との間における潤滑油のにじみ（つまりシール不良）の有無を容易に点検することができる。重複部１７を構成する下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃは、いずれも、ボルトによる固定点から張り出した自由端となっているので、容易に変形させることができる。勿論、手指等を離せば、重複部１７を構成する下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃは初期状態つまり隙間１８を介して対向した状態に復帰する。下側遮音カバー１１の前縁部１１ｃおよび前側遮音カバー１２の下縁部１２ｃが一般部の厚さに比較して薄肉化されていることで、これらを手指等で変形させて内部を視認することが容易となる。

【0027】

従って、フロントカバー８のシール性の悪化を遮音カバー１１，１２を取り外すことなく点検・確認することが可能である。

【0028】

なお、上記実施例では重複部１７が隙間１８を備えているため、内部の熱を逃がす上で有利であるが、本発明においては、重複部１７が隙間なく密接した構成であってもよい。

【符号の説明】

【0029】

１…内燃機関本体
２…シリンダブロック
３…シリンダヘッド
４…ロアブロック
６…オイルパン
８…フロントカバー
１１…下側遮音カバー
１１ｃ…前縁部
１２…前側遮音カバー
１２ｃ…下縁部
１７…重複部
１８…隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】