特許 7343353 エンジン用のカバー部材

(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】2023-09-04

(45)【発行日】2023-09-12

(54)【発明の名称】エンジン用のカバー部材

(51)【国際特許分類】

   F02F 7/00 20060101AFI20230905BHJP

   F02B 77/13 20060101ALI20230905BHJP

【ＦＩ】

F02F7/00 P

F02F7/00 G

F02F7/00 302C

F02B77/13 D

F02B77/13 F

F02B77/13 T

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019188860

(22)【出願日】2019-10-15

(65)【公開番号】P2021063475

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-06-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000151209

【氏名又は名称】マーレジャパン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】506292974

【氏名又は名称】マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｐｒａｇｓｔｒａｓｓｅ ２６－４６， Ｄ－７０３７６ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】太田 勝久

(72)【発明者】

【氏名】大山 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 大蔵

【審査官】二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２８０６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８０５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０６４５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１０２９４９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ １／００－ １／４２

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｆ０２Ｂ ６１／００－７９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のエンジンのボンネットの側の少なくとも一部を覆う第１壁部と、
前記第１壁部に対して前記ボンネットの側に所定の間隔をあけて配置され、前記第１壁部との間に容積室を形成する第２壁部と、
を備え、
前記第２壁部には、前記容積室から前記第２壁部と前記ボンネットとの間のエンジンルーム内の空間に対向して開口する複数の貫通孔が形成されており、
前記第２壁部は、前記第１壁部と対向する対向部と、前記第１壁部から突出する側部と、を有し、前記容積室は、前記第１壁部と、前記対向部と、前記側部と、により囲われて形成されており、
前記複数の貫通孔は、少なくとも前記側部に形成されていることを特徴とするエンジン用のカバー部材。

【請求項2】

前記第１壁部及び前記第２壁部が結合されて一体となっていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン用のカバー部材。

【請求項3】

ヘッドカバーであることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン用のカバー部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンルームの騒音低減装置を備えた、シリンダヘッドカバー、フロントカバー、オイルパン等のエンジン用のカバー部材に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車室内の快適さ向上を目的とした車室内の静穏性及びエンジンの高出力化という相容れない課題を解決する技術に対する需要が高まっている。例えば、車室にはインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネル内に、弾性体である発泡性ウレタン樹脂を用いた吸音材を設けることにより、エンジンから発生する騒音が車室内に侵入することを大幅に抑えることができる吸音構造が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－３４７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、発泡性ウレタン樹脂を用いた騒音低減技術は、エンジンルーム内においても適用することができる。従来、エンジンルーム内には定在波が発生することが知られている。定在波は、例えば、エンジンルーム内においてエンジン本体と、エンジンルームの壁面との間の空間で騒音として発生する。

【0005】

発泡性ウレタン樹脂をエンジンルーム内に配置することにより、発生した騒音の低減を図ることが考慮された。しかしながら、発泡性ウレタン樹脂を用いることにより、部品点数が増加し、コストも増え、さらに、車両の重量が増大し燃費が低下することになる。

【0006】

また、ウレタン等の発泡体を使用した消音では、消音周波数のコントロールが困難であり、特に低周波の消音が難しい。

【0007】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両の重量を抑制しつつ、エンジンルーム内の定在波を抑制する技術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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係るエンジン用のカバー部材は、車両のエンジンの少なくとも一部を覆う第１壁部と、前記第１壁部に対してエンジンルームの側に所定の間隔をあけて配置され、前記第１壁部との間に容積室を形成する第２壁部と、を備え、前記第２壁部には、前記容積室から前記エンジンルーム内の空間に対向して開口する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする。この態様によれば、エンジン用のカバー部材に空間を用いた消音機能を持たせることができ、車両の軽量化に貢献することができる。

【0009】

また、前記第１壁部及び前記第２壁部が結合されて一体となっていてもよい。この態様によれば、消音機能がインテグレートされたカバー部材を得ることができる。

【0010】

また、前記容積室を仕切って複数の容積室を形成する仕切壁をさらに備えていてもよい。この態様によれば、容積室を複数の容積室に仕切ることができると共に、第２壁部に対する耐振強度を高めることができる。

【0011】

また、前記複数の容積室には、それぞれ異なる数の前記貫通孔が通じていてもよい。この態様によれば、１つのエンジンカバー部材により異なる周波数の騒音に対して消音効果を発揮することができる。

【0012】

また、ヘッドカバー、フロントカバー及びオイルパンの少なくとも１つであってもよい。この態様によれば、エンジンカバー部材の種々の箇所に取り付けることができ高い汎用性を発揮することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、車両の重量を抑制しつつ、エンジンルーム内の定在波を抑制することができ、低周波を含んだ多様な周波数の定在波の消音をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のカバー部材（ヘッドカバー）の配置を示すエンジンルームの概略図である。

【図2】エンジンの構成を示す概略図である。

【図3】ヘッドカバーの構成を説明するためのエンジンの概略的な断面図である。

【図4】本発明のカバー部材（ヘッドカバー）及びカバー部材の騒音低減装置の斜視図である。

【図5】実施例１～３に係る騒音低減装置の消音効果を示すグラフである。

【図6】変形例１に係る騒音低減装置を示す概略図である。

【図7】変形例２に係る騒音低減装置を示す概略図である。

【図8】変形例３に係る騒音低減装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0016】

図１は、エンジン１００を備えた車両のエンジンルームＥＲ内の概略図である。本実施の形態では、騒音低減装置を備えるカバー部材は、ヘッドカバー１０であり、エンジン１００上に載置され、車両のエンジンルームＥＲにおける、エンジン１００とボンネットＢＣとの間の空間に存在する定在波を主に低減する。

【0017】

図２は、エンジン１００の構成を示す概略図である。エンジン１００は、シリンダブロック１２０、シリンダヘッド１１０、ヘッドカバー１０、フロントカバー２０、オイルパン３０から概略構成されている。このうち、ヘッドカバー１０、フロントカバー２０、オイルパン３０は、例えば樹脂でできており、これらをカバー部材と称する。本発明に係る騒音低減装置４０は、ヘッドカバー１０に一体に設けられている。

【0018】

図３は、騒音低減装置４０を備えるヘッドカバー１０の構成を説明するためのエンジン１００の概略的な断面図である。ヘッドカバー１０は、エンジンルームＥＲ内においてボンネットＢＣに面するエンジン１００の側に位置している。ヘッドカバー１０は、開口部が下方のシリンダヘッド１１０に向くように、シリンダヘッド１１０の上方に配置される。ヘッドカバー１０は、エンジン１００のシリンダヘッド１１０の上面を覆う。ヘッドカバー１０は、ボルトなどの締結具によってシリンダヘッド１１０に取り付けられる。

【0019】

フロントカバー２０は、エンジンルームＥＲ内において車両の前方を向くエンジン１００の側に位置している。フロントカバー２０は、開口部が、例えば、カムシャフトによる駆動系に向くようにシリンダヘッド１１０及びシリンダブロック１２０の前端に取り付けられている。フロントカバー２０は、ボルトなどの締結具によってシリンダヘッド１１０及びシリンダブロック１２０に取り付けられている。

【0020】

オイルパン３０は、エンジンルームＥＲ内において、シリンダブロック１２０のヘッドカバー１０とは反対側に設けられているオイル受けカバーである。オイルパン３０は、エンジン１００においてオイルを使用する機器からのオイルが溜められる。

【0021】

ヘッドカバー１０は、シリンダヘッド１１０を覆っているとともに、オイルミストセパレータ等を備えるが、図ではそれらを省略して概略的に示している。このヘッドカバー１０には騒音低減装置４０が設けられている。

【0022】

ヘッドカバー１０は、車両のエンジンを覆うヘッドカバー本体となる第１壁部４１と、第１壁部４１に対してエンジンルームＥＲの側に所定の間隔をあけて配置され、第１壁部４１との間に容積室Ｓを形成する第２壁部４３と、を備える。第２壁部４３には、容積室ＳからエンジンルームＥＲ内の空間に対向して開口する複数の貫通孔４５が形成されている。以下、ヘッドカバー１０の構成について具体的に説明する。

【0023】

図４は、ヘッドカバー１０の斜視図であり、ヘッドカバー１０を一部断面にして示す。ヘッドカバー１０は、ポリアミド等の樹脂からなり、騒音低減装置４０を備えている。騒音低減装置４０は、ヘッドカバー１０に一体となっている。騒音低減装置４０は、ヘッドカバー１０の一部とみなすことができる。第１壁部４１は、ヘッドカバー１０において、シリンダヘッド１１０を上方で密閉して覆っている。第１壁部４１は、平面視において略矩形の外形を有する。第１壁部４１は、側面から見た断面形状が略Ｕ字状である。

【0024】

第２壁部４３は、第１壁部４１をエンジンルームＥＲの側となる外側から少なくとも部分的に覆っている。本実施の形態においては、第２壁部４３は、第１壁部４１の一部を覆っているが、第１壁部４１を全体的に覆っていてもよい。第１壁部４１は、第２壁部４３に振動溶着等により結合されて一体となっている。第２壁部４３は、側部４３ａと、対向部４３ｂとを有する。側部４３ａは、車両のエンジンルームＥＲを臨む第１壁部４１の外面４１ａからエンジンルームＥＲ内に向かって突出している。側部４３ａの一端は、第１壁部４１に一体に結合されている。

【0025】

対向部４３ｂは、側部４３ａの他端に設けられている。対向部４３ｂは、第１壁部４１の外面４１ａに対向している。対向部４３ｂは、第１壁部４１に対して側部４３ａの高さ分だけ離間されている。第１壁部４１の外面４１ａと、側部４３ａと、対向部４３ｂとによって容積室Ｓが画定されている。第２壁部は、対向部４３ｂにおいて複数の貫通孔４５を有する。貫通孔４５を介して容積室ＳとエンジンルームＥＲとは互いに連通している。

【0026】

騒音低減装置４０は、さらに仕切リブ（仕切壁）５０を備える。仕切リブ５０は、容積室Ｓを仕切って複数の容積室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を形成する。仕切リブ５０は、対向部４３ｂの内面４３ｃから第１壁部４１の外面４１ａに向かって延びており、第１壁部４１の外面４１ａに振動溶着等により結合されている。仕切リブ５０は、平面視において十字状に形成されている。仕切リブ５０は、容積室Ｓを４つの容積室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に略等分に区画している。

【0027】

各容積室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４には、それぞれ同径で同じ数の貫通孔４５が通じている。つまり、貫通孔４５は、各容積室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対向する対向部４３ｂの部分にそれぞれ同じ数だけ形成されている。

【0028】

以上のような構成を有する騒音低減装置４０は、ヘルムホルツ構造を有している。ヘルムホルツ構造は、第１壁部４１と、貫通孔４５を有する第２壁部４３と、両壁部４１，４３とによって画定された容積室Ｓとによって構成されている。なお、この例では容積室Ｓの断面形状は長方形となっているが、種々の形状が可能である。例えば、容積室Ｓの断面形状が台形や三角形になるように設計して、第２壁部４３が第１壁部４１に対して所定の傾斜角を持って配置されるようにして、エンジンルームＥＲの空間への第２壁部４３の対向角度や容積室Ｓの容積を適宜変えることが可能である。

【0029】

容積室Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）は、ヘルムホルツの共鳴の原理によって、エンジンルームＥＲから空気を伝播する音を抑制する。エンジンルームＥＲ内の定在波により外圧（騒音）がヘッドカバー１０に作用すると、貫通孔４５を通じて容積室Ｓ１～Ｓ４内に空気が侵入しようとする。容積室Ｓ１～Ｓ４内にある空気は、エンジンルームＥＲ内から貫通孔４５を通じて容積室Ｓ１～Ｓ４内に侵入してくる空気を押し出そうとする。空気が容積室Ｓ１～Ｓ４からエンジンルームＥＲ内に侵出することにより、侵出した空気分だけ容積室Ｓ１～Ｓ４内に負圧が発生する。発生した負圧により、エンジンルームＥＲ内の空気を容積室Ｓ１～Ｓ４内に戻す力が発生する。

【0030】

上記現象が、各貫通孔４５において発生している。各貫通孔４５における空気の侵入、侵出の繰り返しにより貫通孔４５に空気が接触して摩擦が生じ、音響エネルギーが騒音低減装置４０により消費される。

【0031】

ここで、貫通孔４５の個数と音圧レベル［ｄＢ］との関係について、本発明に係る騒音低減装置の複数の実施例１～３に基づいて説明する。図５は、実施例に係る騒音低減装置の消音効果を示すグラフである。

【0032】

実施例１～３及び比較例の仕様は以下の通りである。
＜実施例１＞
容積室の総容積：３２ｃｃ
容積室の区画数：４つ
各区画における貫通孔の個数：９個
孔の径：φ４ｍｍ

【0033】

＜実施例２＞
容積室の総容積：３２ｃｃ
容積室の区画数：４つ
各区画における貫通孔の個数：１３個
孔の径：φ４ｍｍ

【0034】

＜実施例３＞
容積室の総容積：３２ｃｃ
容積室の区画数：４つ
各区画における貫通孔の個数：２５個
孔の径：φ４ｍｍ

【0035】

＜比較例１＞
容積室の総容積：３２ｃｃ
容積室の区画数：４つ
各区画における貫通孔の個数：０個

【0036】

上記の仕様を有する実施例１～３及び比較例の対向部４３ｂに対して、所定の間隔をあけた位置から騒音を周波数１０００～３０００Ｈｚに変化させながら入力した。音圧レベルは、対向部４３ｂと騒音源との間で測定した。

【0037】

比較例においては、騒音の周波数１０００～３０００Ｈｚに対して音圧レベルは周期的に変化して、周期的にピーク値が測定されるだけであった。これに対して、実施例１の仕様を有する騒音低減装置４０によれば、１５００Ｈｚ前後の周波数において音圧レベルが急激に下がった。また、実施例２の仕様を有する騒音低減装置４０によれば、１７００Ｈｚの周波数を超えた辺りで音圧レベルが急激に下がった。また、実施例３の仕様を有する騒音低減装置４０によれば、２０００Ｈｚを超えた辺りで音圧レベルが急激に下がった。

【0038】

実施例１～３においては、特定の周波数において音圧レベルが減じられていることがわかった。つまり、貫通孔４５の数を変えることにより、異なる周波数の騒音に対して消音効果が発揮されていることがわかった。

【0039】

また、騒音低減装置４０は、ヘッドカバー１０とボンネットＢＣとの間で定在波が発生する空間（容積）を少なくとも部分的に埋めるので、定在波の発生を抑制することができる。騒音低減装置４０は、ヘルムホルツの共鳴の原理を利用した機構であり、音の減衰効果をエンジンルームＥＲ内において適切に発揮することができる。

【0040】

また、騒音低減装置４０は、仕切リブ５０が側部４３ａ及び対向部４３ｂに結合しているので、第２壁部４３全体が振動することを効果的に抑制することができ、第２壁部４３の振動に起因する騒音の発生を抑制することができる。

【0041】

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。例えば、上記の実施の形態においては、騒音低減装置４０は、ヘッドカバー１０に一体に設けられていたが、ヘッドカバー１０、フロントカバー２０及びオイルパン３０のどれにも設けることができ、定在波の発生位置に合わせて１個でも複数個でも設けることができる。

【0042】

図６は、変形例１に係る騒音低減装置４０Ａを示す概略図である。上記の実施の形態では、仕切リブ５０によって４つに仕切られた容積室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対向する対向部４３ｂの部分にはそれぞれ同じ数の貫通孔４５が設けられていたが、騒音低減装置４０Ａでは、それぞれ異なる数の貫通孔４５を設けている。

【0043】

騒音低減装置４０Ａにより、複数の消音周波数を１つの騒音低減装置４０Ａに設定することができる。これにより、より広い帯域（広帯域）の周波数の騒音を効果的に消音することができる。

【0044】

図７は、変形例２に係る騒音低減装置４０Ｂを示す概略図である。上記実施の形態において、仕切リブ５０の形状は、平面視において十字状に形成されていたが、対象とする消音周波数及びレイアウトに基づいて仕切リブの形状は適宜変更してもよい。騒音低減装置４０Ｂでは、仕切りリブ５０は、平面視においてＴ字状に形成されている。この場合、容積室Ｓは、略同じ容積を有する２つの容積室Ｓ１，Ｓ２と、２つの容積室Ｓ１，Ｓ２を合わせた容積と略同じ容積を有する１つの容積室Ｓ５に仕切られる。騒音低減装置４０Ｂにより、消音周波数を調整するために容積室Ｓの容積を調整することができる。

【0045】

図８は、変形例３に係る騒音低減装置４０Ｃを示す概略図である。上記の実施の形態において、騒音低減装置４０は、仕切リブ５０を有していたが、騒音低減装置４０Ｃのように、容積室Ｓは分割されていなくてもよい。

【0046】

上記の変形例１～３のいずれの騒音低減装置４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを備えたヘッドカバー１０においても、上記実施の形態に係る騒音低減装置４０を備えたヘッドカバー１０の場合と同様に、騒音低減効果を奏することができる。

【0047】

また、上記の実施の形態において、貫通孔４５は第２壁部４３において対向部４３ｂに形成されていたが、側部４３ａ及び対向部４３ｂの少なくとも一方に形成されていてもよい。

【0048】

また、上記の実施の形態において、第２壁部４３は、第１壁部４１と、振動溶着等により結合されて一体に形成されていたが、第１壁部４１と第２壁部４３とを別体に形成してもよい。この場合、別体の装置として騒音低減装置４０を既存のカバー部材に対して例えばスナップフィット等の接続手段を用いて簡単に後付けすることができる。

【符号の説明】

【0049】

１０ ヘッドカバー、２０ フロントカバー、３０ オイルパン、４０ 騒音低減装置、４１ 第１壁部、４１ａ 外面、４３ 第２壁部、４３ａ 側部、４３ｂ 対向部、４５ 貫通孔、５０ 仕切壁、１００ エンジン、１１０ シリンダヘッド、１２０ シリンダブロック、ＥＲ エンジンルーム、Ｓ 容積室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】