JP6332724B2 - 車両の騒音低減構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の騒音低減構造に関する。

特許文献１には、稼動されると振動して騒音を発生させるエンジンの上面を覆う遮音カバーが記載されている。遮音カバーのカバー本体の平面には、ばねと質量からなる振動部が取り付けられており、エンジンの加振周波数のうち、振動部の固有振動数と一致する周波数においては、遮音カバーが振動する代わりに遮音カバーに取り付けられた振動部が振動し、エンジンからの騒音を遮音する。

特開２０１３−５７７０９号公報

エンジンオイルの飛散を防止するヘッドカバーを有するエンジンでは、ヘッドカバーの振動による騒音が問題となる場合がある。このようなヘッドカバーの騒音対策のために、特許文献１のような遮音カバーを設けると、車両の重量化及び設置スペースの増大を招く。

そこで本発明は、車両の重力化を抑制し、省スペース化を図りつつ、エンジンのヘッドカバーの騒音を低減することが可能な車両の騒音低減構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の車両の騒音低減構造は、ヘッドカバーとダンパとを備える。ヘッドカバーは、エンジンのシリンダヘッドに対して固定される固定部と、シリンダヘッドから離間してシリンダヘッドの外面を覆い、複数の燃料噴射ノズル孔が形成され、エンジンの駆動に応じて面振動し、固有の共振周波数を有する面部と、面部の上面から突出する突起部と、を一体的に有し、シリンダヘッドの外面からのエンジンオイルの飛散を防ぐ。ダンパは、ヘッドカバーの複数の燃料噴射ノズル孔の間で突起部に対して固定される取付部と、取付部から延びてヘッドカバーの面部から離間して対向する振動部とを有する板部材と、振動部に固定的に設けられてヘッドカバーから離間するマスと、を有する。ダンパの共振周波数は、ヘッドカバーの面部の共振周波数と等しくなるように設定される。ヘッドカバーと板部材とは、同一の材料で構成されている。

上記構成では、ヘッドカバーはエンジンのシリンダヘッドに対して固定され、ヘッドカバーの面部はシリンダヘッドの外面から離間しているので、エンジンが駆動し、振動がヘッドカバーに伝達されると、エンジンの駆動に応じてヘッドカバーの面部は面振動する。また、ダンパの取付部はヘッドカバーの面部に対して固定されているので、面部の振動は、マスを有するダンパの振動を励起し、ダンパは、取付部の反対側となる振動部の先端を自由端として振動する。ダンパの共振周波数はヘッドカバーの面部の共振周波数と等しくなるように設定されているので、固有の共振周波数またはその近傍の周波数で面部が面振動することによってダンパは共振する。ダンパの共振は面部の面振動のピークを分割して振動レベルを低下させる。従って、ヘッドカバーの振動に起因する騒音を低減することができる。

また、ヘッドカバーに対してダンパを固定することによって騒音を低減しているので、ヘッドカバーの周りに例えば遮音カバーなどの遮音部材を別途設ける場合に比べて、車両の重量化を抑制し、且つ省スペース化を図ることができる。

また、設計変更等でヘッドカバーの面部の共振周波数が変更された場合、振動部やマスの形状や重量や材質等を適宜変更することによって、ダンパの共振周波数をヘッドカバーの面部の共振周波数に合わせることができる。

また、ヘッドカバーに対してダンパが固定されているので、ヘッドカバーの熱がダンパに伝達され易く、ヘッドカバーとダンパとの温度差が比較的生じ難い。このため、ヘッドカバーの共振周波数が熱により変化した場合、ダンパの共振周波数もヘッドカバーの変化に追従して変化し易く、エンジンの温度上昇に起因する騒音の低減効果の低下を抑制することができる。なお、ヘッドカバーとダンパとを同じ材料（例えば樹脂材）で形成することによって、ダンパの共振周波数をヘッドカバーの共振周波数にさらに的確に追従させることができる。

また、ダンパは自己の振動を減衰させる機能を有する材料によって形成されてもよい。

上記構成では、ヘッドカバーの面部が共振周波数またはその近傍の周波数で振動してダンパが共振する際に、ダンパは自己の振動を減衰させる。

従って、ヘッドカバーの面振動の振動レベルをさらに低下させて、エンジンのヘッドカバーの騒音をさらに低減することができる。

本発明によれば、車両の重力化を抑制し、省スペース化を図りつつ、エンジンのヘッドカバーの騒音を低減することができる。

本発明の一実施形態に係わる騒音低減構造の斜視図である。 図１の騒音低減構造の要部断面図である。 図１の騒音低減構造による振動低減効果を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、上下方向は図１及び図２の上下方向に対応する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１に搭載されるエンジン２は、シリンダブロック（図示省略）とシリンダヘッド３とヘッドカバー５と潤滑装置（図示省略）とを備え、車体フレーム（図示省略）に固定されて駆動時に振動する。

潤滑装置は、エンジン２の内部にエンジンオイルを循環供給する。シリンダヘッド３は、外観が略直方体形状の金属部材であり、エンジン２の上部に配置されてシリンダブロックに固定される。シリンダヘッド３の内側上部には、エンジン２の駆動に応じて回転するカムシャフト（図示省略）が収容される。シリンダヘッド３の上面１１は開放されており、カムシャフトの回転によってエンジンオイルが上面１１から飛散する。

図１及び図２に示すように、ヘッドカバー５は、平板状の樹脂部材であり、シリンダヘッド３の上面１１を覆って上面１１からのエンジンオイルの飛散を防止する。ヘッドカバー５の上面１８にはダンパ６が固定され、ヘッドカバー５とダンパ６とが本実施形態の騒音低減構造４を構成する。

ヘッドカバー５は、中央領域の面部１３と、面部１３の周縁外側に配置される複数の固定部１２と、面部１３の上面から突出する突起部１５とを有し、これらが樹脂材によって一体形成されている。面部１３には、相互に離間して直線状に並ぶ複数（本実施形態では４つ）の燃料噴射ノズル孔１４が形成されている。

各固定部１２には、上下に貫通するヘッドカバーボルト挿通孔１６がそれぞれ形成されている。ヘッドカバー５は、ヘッドカバーボルト挿通孔１６を挿通するヘッドカバーボルト（図示省略）によって、ヘッドカバーガスケット（図示省略）を介してシリンダヘッド３の上面１１の外縁部１１ａに締結固定されている。なお、ボルト等による締結以外の方法によって、ヘッドカバー５をシリンダヘッド３に固定してもよい。

面部１３は、ヘッドカバー５がシリンダヘッド３に固定された状態で、シリンダヘッド３から離間して上面１１を覆う。面部１３は、固有の共振周波数（本実施形態では約４００Ｈｚ）を有し、エンジン２の駆動に応じて面振動する。

４つの燃料噴射ノズル孔１４は、面部１３の幅方向の略中央でヘッドカバー５の長手方向に沿って等間隔に配置され、面部１３の下面には、各燃料噴射ノズル孔１４の周縁から下方へ延びる円筒壁１７が一体形成されている。突起部１５は、４つの燃料噴射ノズル孔１４の間に配置される。すなわち、突起部１５は、面部１３のうち比較的大きく面振動する中央部分に配置されている。

各ダンパ６は、ヘッドカバー５の突起部１５に片持ち梁状に固定される矩形板状の板部材２０と、板部材２０に固定的に設けられるマス２１とを有する。ダンパ６の共振周波数は、ヘッドカバー５の面部１３の共振周波数（約４００Ｈｚ）と等しくなるように設定されている。

板部材２０は、突起部１５の上面１５ａに固定される取付部２３と、取付部２３から延びる振動部２４とを一体的に有する平板状であり、自己の振動を減衰させる機能を有する樹脂材によって形成されている。取付部２３には、上下に貫通するダンパボルト挿通孔（図示省略）が形成され、板部材２０は、ダンパボルト挿通孔を挿通するダンパボルト２２によって、ヘッドカバー５の突起部１５の上面１５ａに締結固定されている。なお、ボルト等による締結以外の方法によって、板部材２０をヘッドカバー５に固定してもよい。

取付部２３が突起部１５に固定された状態で、振動部２４はヘッドカバー５の面部１３から離間して対向し、取付部２３の反対側に位置する振動部２４の先端２４ｃが自由端となる。

マス２１は、所望の質量を有する矩形板状の金属部材であり、マス２１の下面２６と振動部２４の上面２４ａとが面接触した状態で振動部２４の先端２４ｃ側に固定されて、ヘッドカバー５から離間する。

本実施形態によれば、ヘッドカバー５は、面部１３の周縁外側の複数の固定部１２によってシリンダヘッド３に固定され、面部１３は、シリンダヘッド３に固定されずにその上面１１から離間する。このため、エンジン２が駆動し、その振動がヘッドカバー５に伝達されると、エンジン２の駆動に応じてヘッドカバー５の面部１３が面振動する。また、ダンパ６の取付部２３はヘッドカバー５の面部１３に固定されているので、面部１３の振動は、マス２１を有するダンパ６の振動を励起し、ダンパ６は、振動部２４の先端２４ｃを自由端として上下に振動する。ダンパ６の共振周波数はヘッドカバー５の面部１３の共振周波数（約４００Ｈｚ）と等しくなるように設定されているので、固有の共振周波数（約４００Ｈｚ）またはその近傍の周波数で面部１３が面振動することによってダンパ６は共振し、ダンパ６の共振は面部１３の面振動のピークを分割して振動レベルを低下させる。従って、エンジン２のヘッドカバー５の騒音を低減することができる。

ここで、ダンパ６によるヘッドカバー５の振動低減効果を、図３を参照して詳しく説明する。

図３は、ヘッドカバー５の面部１３にダンパ６を取り付けた場合（図中実線で示す）とダンパ６を取り付けていない場合（図中点線で示す）とのそれぞれにおいて、面部１３に加える振動数を変化させながら面部１３の振動レベルを測定した結果である。図３から明らかなように、面部１３にダンパ６を取り付けていない場合には、面部１３の共振周波数（約４００Ｈｚ）の近傍で振動レベルのピークが発生している。これに対し、面部１３にダンパ６を取り付けた場合には、面部１３の共振周波数（約４００Ｈｚ）の近傍で、面部１３の振動レベルのピークが分割され、これによって振動レベルが低下していることが判る。

また、ヘッドカバー５にダンパ６を固定することによって騒音を低減しているので、ヘッドカバー５の周りに例えば遮音カバーなどの遮音部材を別途設ける場合に比べて、コスト及び車両１の重量化を抑制し、且つ省スペース化を図ることができる。

また、設計変更等でヘッドカバー５の面部１３の共振周波数が変更された場合、板部材２０やマス２１の形状や重量や材質等を適宜変更することによって、ダンパ６の共振周波数をヘッドカバー５の面部１３の共振周波数に合わせることができる。

また、ヘッドカバー５にダンパ６が固定されているので、ヘッドカバー５の熱がダンパ６に伝達され易く、ヘッドカバー５とダンパ６との温度差が比較的生じ難い。このため、ヘッドカバー５の共振周波数が熱により変化した場合、ダンパ６の共振周波数もヘッドカバー５の変化に追従して変化し易く、エンジン２の温度上昇に起因する騒音の低減効果の低下を抑制することができる。また、ヘッドカバー５とダンパ６の板部材２０とが同じ材料（樹脂材）であるので、ダンパ６の共振周波数をヘッドカバー５の共振周波数にさらに的確に追従させることができる。

また、ダンパ６の板部材２０が自己の振動を減衰させる機能を有するので、ヘッドカバー５の面部１３が共振周波数またはその近傍の周波数で振動してダンパ６が共振する際に、ダンパ６の板部材２０は自己の振動を減衰させる。従って、ヘッドカバー５の面部１３の面振動の振動レベルをさらに低下させて、エンジン２のヘッドカバー５の騒音をさらに低減することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、ダンパ６の板部材２０の材料は任意であり、自己の振動を減衰させる機能を有する樹脂材に限定されず、例えば制振鋼板など金属材やそれ以外であってもよく、また自己の振動を減衰させる機能を有さない材料であってもよい。また、ヘッドカバー５の材料も任意であり、樹脂材に限定されず、例えば金属材などであってもよい。

ダンパ６をヘッドカバー５の上面１８でなく下面２５に固定してもよい。板状の板部材２０に代えて、他の形状（例えば棒体状）の部材を用いてもよい。マス２１を振動部２４の上面２４ａではなく下面２４ｂに固定してもよく、マス２１を振動部２４に埋め込んでもよい。マス２１の形状は任意であり、例えば直方体状や円柱状などであってもよい。板部材２０とマス２１とは同じ材料であってもよく、板部材２０とマス２１とを一体的に形成してもよい。

また、ダンパ６をヘッドカバー５に固定する態様及びダンパ６の数も任意である。例えば、ヘッドカバー５の突起部１５を省略し、ダンパ６の板部材２０の取付部を振動部２４からＬ状に曲折形成し、振動部２４が面部１３から離間して対向するように取付部の先端部をヘッドカバー５の面部１３に固定してもよい。また、ダンパ６をヘッドカバー５に複数設けてもよい。

本発明は、車両の騒音低減構造として広く適用可能である。

１：車両
２：エンジン
３：シリンダヘッド
４：騒音低減構造
５：ヘッドカバー
６：ダンパ
１２：固定部
１３：面部
１４：燃料噴射ノズル孔
１５：突起部
２０：板部材
２１：マス
２３：取付部
２４：振動部

Claims (2)

1. エンジンのシリンダヘッドに対して固定される固定部と、前記シリンダヘッドから離間して前記シリンダヘッドの外面を覆い、複数の燃料噴射ノズル孔が形成され、前記エンジンの駆動に応じて面振動するとともに、固有の共振周波数を有する面部と、前記面部の上面から突出する突起部と、を一体的に有し、前記シリンダヘッドの前記外面からのエンジンオイルの飛散を防ぐヘッドカバーと、
   前記ヘッドカバーの前記複数の燃料噴射ノズル孔の間で前記突起部に対して固定される取付部と、該取付部から延びて前記ヘッドカバーの前記面部から離間して対向する振動部とを有する板部材と、該振動部に固定的に設けられて前記ヘッドカバーから離間するマスと、を有し、前記ヘッドカバーの前記面部の共振周波数と等しくなるように共振周波数が設定されるダンパと、を備え、
   前記ヘッドカバーと前記板部材とは、同一の材料で構成されている
   ことを特徴とする車両の騒音低減構造。
2. 請求項１に記載の車両の騒音低減構造であって、
   前記ダンパは、自己の振動を減衰させる機能を有する材料によって形成される
   ことを特徴とする車両の騒音低減構造。

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