JP2002295321A

JP2002295321A - エンジンの騒音防止装置

Info

Publication number: JP2002295321A
Application number: JP2001101119A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Kobayashi; 茂己小林
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】吸音スペーサを使用せずに、エンジン周囲に発
生する定在波を減衰させ、エンジン騒音を低減させる。【解決手段】シリンダヘッド１０に締結される吸気マニ
ホールド２０の締結面２２には、所定容積を有するレゾ
ネータの内面壁を構成する陥凹部２４が形成される。陥
凹部２４の底面には、吸気マニホールド２０をシリンダ
ヘッド１０に締結したとき、エンジン周囲に発生する定
在波の腹部に向けて開口する孔２８が形成される。そし
て、陥凹部２４の開口２４Ａは、吸気マニホールド２０
とシリンダヘッド１０との間に介在されるガスケット１
２により閉塞され、その共鳴作用により定在波を減衰さ
せるレゾネータが構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン周囲に発
生する定在波を減衰させることで、エンジンの騒音を低
減させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジン及びその周囲に取り
付けられる外装部品からの騒音を防止する装置として、
例えば、特開２０００−２２０４６８号公報に開示され
るようなものが公知である。かかる騒音防止装置では、
騒音発生の原因となる定在波を減衰させるべく、定在波
が発生する空間に、発砲ウレタン等からなる吸音スペー
サが介装される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おけるエンジンの高出力化，排気還流（ＥＧＲ）装置の
採用増加に伴い、エンジン周囲の温度が高くなり、吸音
スペーサの耐熱性を確保することが困難となってきた。
また、吸音スペーサを用いることで、部品点数の増加に
よるコスト上昇，重量増加，整備性の低下等が問題とな
っていた。

【０００４】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、レゾネータにより定在波を減衰させること
で、エンジン周囲からの騒音を低減させたエンジンの騒
音防止装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明におけるエンジンの騒音防止装置では、エンジン
周囲に発生する定在波の腹部に向けて、所定容積を有す
るレゾネータの孔を対峙させて配設したことを特徴とす
る。ここで、「定在波」とは、両端を固定した弦の振動
のように、互いに反対方向に進む同一周波数の進行波が
重なって、波がどちらにも進行せずに一定の場所で振動
しているように見える波のことをいう。

【０００６】かかる構成によれば、エンジン周囲に発生
した定在波は、その腹部に向けて孔が対峙されるレゾネ
ータにより減衰される。即ち、レゾネータの容積及び孔
形状により決定される同調周波数と同一周波数の定在波
は、レゾネータの共鳴作用により効率よく減衰され、定
在波によるエンジン騒音が効果的に低減される。この場
合、従来技術に比べ、吸音スペーサが不要であるため、
その耐熱性を考慮する必要もなく、また、部品点数の減
少による生産性及び整備性の向上、並びに、軽量化が図
られる。

【０００７】請求項２記載の発明では、前記レゾネータ
の容積及び孔形状は、夫々、減衰させようとする定在波
の周波数に基づいて決定されることを特徴とする。かか
る構成によれば、レゾネータの容積及び孔形状を変更す
ることで、異なる周波数を有する定在波を減衰させるこ
とができ、例えば、エンジン特性に応じたチューニング
が容易に行われる。

【０００８】請求項３記載の発明では、前記レゾネータ
は、シリンダヘッドに締結される吸気マニホールドの締
結面を陥凹形成することで形成されることを特徴とす
る。かかる構成によれば、吸気マニホールドの締結面を
陥凹形成することでレゾネータが形成されるため、例え
ば、吸気マニホールドを鋳造するための鋳型を変更する
だけでよく、本発明の適用に伴うコスト上昇が極力抑制
される。この場合、吸音スペーサが不要となるため、そ
のコストと比較すると、従来よりもコストが低減され
る。

【０００９】請求項４記載の発明では、前記レゾネータ
は、エンジン周囲に取り付けられる外装部品内部に形成
されることを特徴とする。かかる構成によれば、エンジ
ン周囲に取り付けられる外装部品内にレゾネータが形成
されるため、本発明の適用に際して、部品点数の増加を
伴わず、生産性を損なうことが防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明に係るエンジンの騒
音防止装置（以下「騒音防止装置」という）を用い、吸
気マニホールドの各分岐管の間に発生する騒音を防止す
る構成を示す。

【００１１】シリンダヘッド１０には、ガスケット１２
を介在させて、取付ボルト１４により吸気マニホールド
２０が締結される。吸気マニホールド２０におけるシリ
ンダヘッド１０への締結面２２には、所定容積を有する
レゾネータの内面壁を構成する陥凹部２４が形成され
る。陥凹部２４は、図２の斜線に示すように、各分岐管
２６Ａ〜２６Ｆの間に位置する締結面２２に形成され
る。

【００１２】また、陥凹部２４の底面には、吸気マニホ
ールド２０をシリンダヘッド１０に締結したとき、エン
ジン周囲に発生する定在波の腹部に向けて開口する孔２
８が形成される。ここで、「定在波」とは、両端を固定
した弦の振動のように、互いに反対方向に進む同一周波
数の進行波が重なって、波がどちらにも進行せずに一定
の場所で振動しているように見える波のことをいう。定
在波の腹部は、例えば、吸気マニホールド２０における
各分岐管２６Ａ〜２６Ｆの間の空間形状から特定され得
る。

【００１３】そして、陥凹部２４の開口２４Ａは、吸気
マニホールド２０とシリンダヘッド１０との間に介在さ
れるガスケット１２により閉塞され、定在波を減衰させ
るレゾネータが構成される。レゾネータの同調周波数fr
[Hz]は、レゾネータの容積をＶ[cc]，孔の横断面積をｓ
[cm²]，孔の等価長をｌ[cm]，音速をｃ[cm/s]とする
と、次式により演算される。

【００１４】

【数１】ここで、孔の等価長ｌは、その実長をｌ’[cm]とする
と、例えば、孔が直径ｄ[cm]の丸孔である場合、ｌ＝
ｌ’＋０．８ｄという演算式から求められる。また、音
速ｃは、大気温度Ｔ[K]に依存し、次式から求められ
る。

【００１５】

【数２】従って、レゾネータの容積Ｖ並びに孔２８の横断面積ｓ
及び実長ｌ’は、減衰させる定在波の周波数frに基づい
て、次のようにして決定される。なお、ここでは、減衰
させる定在波の周波数がfr＝１０００[Hz]であると共
に、大気温度がＴ＝２７３[K]（０℃）であることを前
提とする。

【００１６】即ち、レゾネータの容積Ｖを決定する場合
には、先ず、吸気マニホールド２０の寸法等を考慮し
て、孔２８の横断面積ｓ及び実長ｌ’を適当に設定す
る。ここでは、孔２８の横断面積ｓ及び実長ｌ’を、夫
々、ｓ＝０．２８２７４[cm²]（直径ｄ＝０．６[cm]の
丸孔）及びｌ’＝０．３[cm]に設定したとする。そし
て、孔２８の実長ｌ’から、その等価長をｌ＝０．７８
[cm]と求めると共に、大気温度Ｔから、音速をｃ＝３３
１４０[cm/s]と求める。次に、定在波の周波数fr，音速
ｃ，孔２８の横断面積ｓ及び等価長ｌを前述した演算式
に代入し、レゾネータの容積をＶ＝１０．０８[cc]と求
める。なお、同様にして、孔２８の横断面積ｓ又は実長
ｌ’を決定することもできる。

【００１７】かかる構成からなる騒音防止装置によれ
ば、吸気マニホールド２０の各分岐管２６Ａ〜２６Ｆに
囲まれた領域に、シリンダヘッド１０や分岐管２６Ａ〜
２６Ｆの振動による定在波が発生したときには、次のよ
うにして定在波が減衰される。即ち、定在波の腹部に向
けて孔２８が開口するレゾネータが配設されるため、レ
ゾネータの共鳴作用により、レゾネータの同調周波数fr
と同一周波数を有する定在波は効率よく減衰され、定在
波によるエンジン騒音を効果的に低減することができ
る。

【００１８】そして、本発明による騒音防止装置にあっ
ては、吸音スペーサを用いる従来の方法に比べて、次の
ような優位点がある。即ち、吸音スペーサが不要なた
め、その熱劣化による騒音防止効果の劣化がない。ま
た、吸音スペーサが無い分、部品点数が減少し、生産性
及び整備性の向上並びに軽量化に貢献できる。さらに、
本発明を吸気マニホールドに適用した場合には、吸音ス
ペーサにより吸気の冷却を妨げることがなく、吸気効率
の向上によるエンジン出力の向上が期待できる。

【００１９】なお、以上説明した実施形態は、吸気マニ
ホールドをシリンダヘッドにリジッドに固定したものを
前提としたが、振動遮断構造を有する吸気マニホールド
に対しても適用可能である。また、レゾネータの孔は、
丸孔に限らず、例えば、矩形断面形状の孔，多角形断面
形状の孔であってもよい。この場合には、孔の等価長ｌ
を求める演算式は、その形状に合致したものが用いられ
る。

【００２０】さらに、本発明に係る騒音防止装置は、吸
気マニホールドに限らず、図３及び図４に示すように、
エンジン本体、及び、エアコンプレッサ３０，オイルフ
ィルター４０，ジェネレータ等の外装部品に対しても適
用可能である。エアコンプレッサ３０及びオイルフィル
ター４０に適用する場合には、エアコンプレッサ本体３
２及びオイルフィルタ本体４２の外壁を二重構造とし、
そこに、定在波の腹部に向けて孔３４，４４が開口す
る、斜線で示す閉塞空間３６，４６を形成することでレ
ゾネータとすることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、レゾネータの容積及び孔形状により決定さ
れる同調周波数と同一周波数の定在波は、レゾネータの
共鳴作用により効率よく減衰されるため、定在波による
エンジン騒音を効果的に低減することができる。この場
合、従来技術に比べ、吸音スペーサが不要であるため、
その耐熱性を考慮する必要もなく、また、部品点数の減
少による生産性及び整備性の向上、並びに、軽量化を図
ることができる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、例えば、エ
ンジン特性に応じたチューニングを容易に行うことがで
きる。請求項３記載の発明によれば、本発明の適用に伴
うコスト上昇を極力抑制することができる。この場合、
吸音スペーサが不要となるため、そのコストと比較する
と、従来よりもコストを低減することができる。

【００２３】請求項４記載の発明によれば、本発明の適
用に際して、部品点数の増加を伴わず、生産性を損なう
ことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を吸気マニホールドに適用した実施形態
を示す構成図

【図２】同上における吸気マニホールドの正面図

【図３】本発明をエアコンプレッサに適用した実施形態
を示す構成図

【図４】本発明をオイルフィルターに適用した実施形態
を示す構成図

【符号の説明】１０シリンダヘッド２０吸気マニホールド２２締結面２４陥凹部２８孔３０エアコンプレッサ３４孔３６閉塞空間４０オイルフィルター４４孔４６閉塞空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン周囲に発生する定在波の腹部に向
けて、所定容積を有するレゾネータの孔を対峙させて配
設したことを特徴とするエンジンの騒音防止装置。
【請求項２】前記レゾネータの容積及び孔形状は、夫
々、減衰させようとする定在波の周波数に基づいて決定
されることを特徴とする請求項１記載のエンジンの騒音
防止装置。
【請求項３】前記レゾネータは、シリンダヘッドに締結
される吸気マニホールドの締結面を陥凹形成することで
形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のエンジンの騒音防止装置。
【請求項４】前記レゾネータは、エンジン周囲に取り付
けられる外装部品内部に形成されることを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載のエンジンの騒音防止装置。