JP2010159662A - エンジンの振動抑制装置及びインテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】 十分な制振効果が得られ、しかも車両への搭載性に優れたエンジンの振動抑制装置を提供する。
【解決手段】インテークマニホールド２０をバネに見立て、インテークマニホールド２０とマスダンパとでダイナミックダンパを構成し、エンジン本体１０を制振する。マスダンパ３０の取付位置は、樹脂製のインテークマニホールド２０の締結位置Ｔ１〜Ｔ６のいずれからも離間する位置に、インテークマニホールド２０のデッドスペースを利用して、マスダンパ３０を取り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの振動を抑制する振動抑制装置に関する。

従来、サージタンク一体型のインテークマニホールドは、エンジンのシリンダブロックに片持ち状態で取り付けられている。そのため、エンジンの振動等によって、インテークマニホールドが上下方向に振動し放射音を発生する、という問題がある。

近年では、車両の軽量化などから樹脂製のインテークマニホールドが用いられる傾向にあり、アルミ材料等に比べて面剛性が低いことも、放射音発生の要因となっている。

このような問題を解決するための技術として、インテークマニホールドに設けられるアクチュエータの質量を考慮し、アクチュエータ連結部の剛性を調整するものがある（例えば、特許文献１参照）。この技術は、アクチュエータとその連結部とでダイナミックダンパを構成し、インテークマニホールドのピーク振動を低減するものである。

また、インテークマニホールドに対しワイヤーハーネスとブランケットで支持される環状マスを取り付ける技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
さらにまた、インテークマニホールドの外表面側にマスダンパを装着する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００８−８１６４号公報

特開２０００−２２０５３７号公報

特開２００６−３１２９０６号公報

しかしながら、従来技術では、車両への搭載性との兼ね合いから、十分なダンパ効果が発揮されず、十分な制振効果が得られないことが懸念される。また、インテークマニホールドに取り付けられる構造物が大型化すると、車両への搭載性を低下させる虞がある。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、十分な制振効果が得られ、しかも車両への搭載性に優れたエンジンの振動抑制装置を提供することにある。

上述した課題を解決するためになされた請求項１に記載の振動抑制装置は、エンジン本体と、エンジン構成部材と、錘部材とを備える。エンジン構成部材は、エンジン本体から外側へ張り出して、取り付けられるものである。また、錘部材は、エンジン構成部材に取り付けられる。

ここで特に本発明では、錘部材を取り付けることによりエンジン構成部材をバネとして機能させ、エンジン構成部材及び錘部材によってダイナミックダンパを構成した。

エンジン構成部材は、例えば請求項２に示すように、インテークマニホールドとして具現化することが考えられる。また例えば請求項３に示すように、エキゾーストマニホールドとして具現化してもよい。

つまり、従来と異なり、インテークマニホールドを制振するためのダイナミックダンパではなく、インテークマニホールド等のエンジン構成部材自体をバネに見立て、エンジン本体を制振するためのダイナミックダンパを構成するのである。

本発明によれば、エンジン本体の振動がダイナミックダンパにて抑制されるため、十分な制振効果を得ることができる。また、もともとのエンジン構成部材に錘部材を取り付ける構成であるため、大型化することがなく、車両への搭載性に優れる。

ところで、本発明では、エンジン構成部材が十分な弾性を発揮するように錘部材を取り付けることが効果的である。そこで請求項４では、エンジン構成部材が複数の締結位置でエンジン本体に取り付けられていることを前提とし、錘部材を、複数の締結位置を考慮して、エンジン構成部材の所定位置に取り付ける。具体的には請求項５に示すように、錘部材を、複数の締結部のいずれからも離間する位置に取り付けることが考えられる。このようにすれば、エンジン構成部材が十分な弾性を発揮するため、ダンパ効果が大きくなり、上述した効果が際立つ。

また、エンジン構成部材に十分な弾性を発揮させるという観点では、請求項６に示すように、エンジン構成部材を樹脂製とすることが好ましい。樹脂製のインテークマニホールドが用いられる傾向にあることは上述したが、このような樹脂製のインテークマニホールドをエンジン構成部材として利用すると、エンジン構成部材が十分な弾性を発揮するため、ダンパ効果が大きくなり、上述した効果が際立つ。

なお、車両への搭載性という観点からは、請求項７に示すように、錘部材を、エンジン構成部材が有する内部のデッドスペースを利用して取り付けることが考えられる。このようにエンジン構成部材が有する内部のデッドスペースを利用して錘部材を取り付けるようにすれば、搭載性に一層優れたものとなる。

以上、エンジンの振動抑制装置の発明として説明してきたが、次に示すようなインテークマニホールドの発明として実現してもよい。
すなわち、請求項８に示すような、エンジン本体から外側へ張り出すように複数の締結位置で取り付けられ、錘部材が取り付けられることによりバネとして機能し、錘部材と共にダイナミックダンパを構成することを特徴とするインテークマニホールドである。
このようなインテークマニホールドによれば、エンジン本体の振動が抑制されるため、十分な制振効果を得ることができる。また、インテークマニホールドを制振するためのダイナミックダンパを構成する場合と比べ、車両への搭載性に優れる。

また、上述の振動抑制装置と同様、請求項９に示すように、エンジン本体に対する複数の締結位置を考慮して錘部材を取り付けるようにしてもよい。具体的には、請求項１０に示すように、複数の締結部のいずれからも離間する位置に錘部材を取り付けることが考えられる。さらにまた、請求項１１に示すように、樹脂製としてもよい。また、請求項１２に示すように、可変吸気のためのロングポート及びショートポートを形成する両配管の間のデッドスペースを利用して錘部材を取り付けることとしてもよい。これらの構成を採用すれば、上述の振動抑制装置と同様の効果が奏される。

本発明の実施形態の振動抑制装置の正面図である。 本発明の実施形態の振動抑制装置の側面図である。 錘部材の斜視図である。 インテークマニホールドの斜視図である。 図１のＶ−Ｖ線断面を示す説明図である。 （ａ）は従来のダイナミックダンパを示す説明図であり、（ｂ）は、本実施形態のダイナミックダンパを示す説明図である。 （ａ）はエンジン回転数に対する音圧レベルを、従来品と本実施形態のものとで比較する説明図であり、（ｂ）はエンジン回転数に対する振動レベルを、従来品と本実施形態のものとで比較する説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本形態の振動抑制装置１は、図１及び図２に示す如くである。なお、図１は、振動抑制装置１の正面図であり、図２は、図１中の矢印Ｈの方向に見た振動抑制装置１の側面図である。

振動抑制装置１は、エンジン本体１０と、インテークマニホールド２０と、マスダンパ３０とを備えている。なお、エンジン本体１０は、図中では、煩雑になることを避けるため、二点鎖線で外形のみを示している。

インテークマニホールド２０は、エンジン本体１０から外側へ張り出すようにして（オーバーハングして）取り付けられている（図２参照）。図１中に、インテークマニホールド２０のエンジン本体１０に対する締結位置を破線で囲い、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６として示した。これら締結位置Ｔ１〜Ｔ６において、インテークマニホールド２０は、エンジン本体１０に対し、ボルト等によって螺着されている。また、インテークマニホールドは、樹脂製である。

マスダンパ３０は、図３に示すように、取付部３１及び挿入部３２を有している。取付部３１は略三角形状の板部材であり、当該板部材の３つの頂部付近にボルト締結穴３１１が形成されている。挿入部３２は、取付部３１からボルト締結穴３１１の軸方向へ延設されており、錘として機能するように一定質量を有している。マスダンパ３０は、図１に示すように、締結位置Ｔ１〜Ｔ６のいずれからも離間する位置に取り付けられている。

次に、マスダンパ３０の取付位置について、図４及び図５に基づき、詳細に説明する。なお、図４は、インテークマニホールド２０の斜視図である。また、図５は、図１のＶ−Ｖ線断面を示す模式図である。

図４に示すように、本形態のインテークマニホールド２０は、いわゆる可変吸気を実現するためのアクチュエータ２１を有している。アクチュエータ２１は、アーム２１１及び吸引部２１２を有している。

アーム２１１は、吸引部２１２の作用によって吸引部２１２側へ移動可能となっている。これによってアクチュエータ２１が作動し、内部通路の切り換えが行われる。
吸引部２１２には、バキュームホース２２、２３、及び電磁弁２４が接続されている。ここで、一方のバキュームホース２２が、後述する負圧タンク２５（図５参照）と電磁弁２４とを接続している。また、他方のバキュームホース２３が、電磁弁２４と吸引部２１２とを接続している。電磁弁２４はコネクタ２４１を有しており、コネクタ２４１を介した通電によって弁が開閉される。通電により電磁弁２４が開弁されると、負圧タンク２５と吸引部２１２とが連通し、吸引部２１２に負圧が発生する。結果として、アーム２１１が吸引部２１２側へ移動し、アクチュエータ２１が作動する。

上述したマスダンパ３０は、図４に示すように、アクチュエータ２１の下方に配置されている。詳しくは、図３に示したボルト締結穴３１１に対応するボルト４１にて螺着されている。

図５に示すように、インテークマニホールド２０は、その内部が、負圧タンク２５、サージタンク２６、ロングポート２７、及び、ショートポート２８などに区画されている。また、燃焼室へ通じる端部付近に、タンブルコントロールバルブ２９を有している。

負圧タンク２５には、上述した一方のバキュームホース２２が接続されている。
サージタンク２６は、各気筒への分配管を連結する部分である。本形態のインテークマニホールド２０は、サージタンク２６を含めたユニットとして構成されている。

ロングポート２７及びショートポート２８は、いわゆる可変吸気のための構成である。ショートポート２８には回動部２１３が配設されている。この回動部２１３は、アクチュエータ２１の作動によって矢印Ｋで示すように回動する。これにより、ショートポート２８が回動部２１３により遮断可能となっており、遮断されたときには、ロングポート２７に切り換えられることになる。

タンブルコントロールバルブ２９は、回動軸２９１に回動可能に支持されている。特にエンジン始動時には、このタンブルコントロールバルブ２９が流路を狭くするように回動することで、強力なタンブル流が燃焼室へ送られる。

このような構成の下、ロングポート２７、ショートポート２８、及び、サージタンク２６の外壁で囲まれるデッドスペースに挿入部３２が挿入される形で、マスダンパ３０が取り付けられる。

以上のように構成された振動抑制装置１では、マスダンパ３０を取り付けることによりインテークマニホールド２０がバネとして機能する。そして、インテークマニホールド２０とマスダンパ３０とが、ダイナミックダンパを構成する。この点、従来との相違を図６に概念的に示す。

図６（ａ）に示すように、従来は、インテークマニホールドに対し錘及び連結部材を取り付けることで、インテークマニホールドを制振しようとするものであった。これに対し、本形態は、図６（ｂ）に示すように、インテークマニホールド２０をバネに見立て、エンジン本体１０を制振しようとするものである。

本形態の振動抑制装置１によれば、エンジン本体１０の振動がダイナミックダンパ、すなわちインテークマニホールド２０及びマスダンパ３０にて抑制されるため、十分な制振効果を得ることができる。
特に、本形態では、マスダンパ３０の取付位置が締結位置Ｔ１〜Ｔ６のいずれからも離間する位置となっている（図１参照）。また、バネとして機能するインテークマニホールド２０が樹脂製となっている。これにより、インテークマニホールド２０が十分な弾性を発揮するため、十分な制振効果を得ることができる。

図７（ａ）は、エンジン回転数（ｒｐｍ）に対する音圧レベル（ｄＢ）を、従来品と本形態のものとで比較する説明図である。図７（ｂ）は、エンジン回転数（ｒｐｍ）に対する振動レベル（ｄＢ）を、従来品と本形態のものとで比較する説明図である。なお、図中では、従来品に対応するものを破線で示し、本形態に対応するものを実線で示している。
図７（ａ）から分かるように、本形態の振動抑制装置１では、エンジン回転数のどの領域においても、従来と比較して音圧レベルが抑えられている。また、図７（ｂ）から分かるように、本形態の振動抑制装置１では、極端な高回転域を除き、従来と比較して振動レベルが抑えられている。

また、本形態では、インテークマニホールド２０の内部のデッドスペース、すなわちロングポート２７、ショートポート２８、及び、サージタンク２６の外壁で囲まれるデッドスペースに挿入部３２が挿入される形でマスダンパ３０が取り付けられている。これにより、搭載性に一層優れたものとなっている。

なお、本形態のエンジン本体１０が特許請求の範囲に記載した「エンジン本体」を構成し、インテークマニホールド２０が「エンジン構成部材」及び「インテークマニホールド」を構成し、マスダンパ３０が「錘部材」を構成する。

以上、本発明は、上記実施形態に何等限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる形態で実施可能である。
例えば、上記実施形態では、インテークマニホールド２０をバネに見立て、インテークマニホールド２０にマスダンパ３０を取り付けていた。
これに対し、エンジン本体１０から外側へ張り出して取り付けられるエンジン構成部材として、インテークマニホールド２０に加え又は代え、エキゾーストマニホールド（図２中に記号Ｅで示した）を採用してもよい。すなわち、エキゾーストマニホールドをバネに見立て、エキゾーストマニホールドと錘部材とでダイナミックダンパを構成してもよい。

１…振動抑制装置、１０…エンジン本体（エンジン本体）、２０…インテークマニホールド（エンジン構成部材、インテークマニホールド）、２１…アクチュエータ、２１１…アーム、２１２…吸引部、２１３…回動部、２２、２３…バキュームホース、２４…電磁弁、２４１…コネクタ、２５…負圧タンク、２６…サージタンク、２７…ロングポート、２８…ショートポート、２９…タンブルコントロールバルブ、２９１…回動軸、３０…マスダンパ（錘部材）、３１…取付部、３１１…ボルト締結穴、３２…挿入部、４１…ボルト

Claims (12)

1. エンジン本体と、
   前記エンジン本体から外側へ張り出して取り付けられるエンジン構成部材と、
   前記エンジン構成部材に取り付けられる錘部材と、を備え、
   前記錘部材を取り付けることにより前記エンジン構成部材をバネとして機能させ、前記エンジン構成部材及び前記錘部材によってダイナミックダンパを構成したこと
   を特徴とするエンジンの振動抑制装置。
2. 請求項１に記載の振動抑制装置において、
   前記エンジン構成部材は、インテークマニホールドであることを特徴とするエンジンの振動抑制装置。
3. 請求項１又は２に記載の振動抑制装置において、
   前記エンジン構成部材は、エキゾーストマニホールドであることを特徴とするエンジンの振動抑制装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動抑制装置において、
   前記エンジン構成部材は、複数の締結位置でエンジン本体に取り付けられており、
   前記錘部材は、前記複数の締結位置を考慮して、前記エンジン構成部材の所定位置に取り付けられていることを特徴とするエンジンの振動抑制装置。
5. 請求項４に記載の振動抑制装置において、
   前記錘部材は、前記複数の締結部のいずれからも離間する位置に取り付けられていることを特徴とするエンジンの振動抑制装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の振動抑制装置において、
   前記エンジン構成部材は樹脂製であることを特徴とするエンジンの振動抑制装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動抑制装置において、
   前記錘部材は、前記エンジン構成部材が有する内部のデッドスペースを利用して取り付けられていることを特徴とするエンジンの振動抑制装置。
8. エンジン本体から外側へ張り出すように複数の締結位置で取り付けられ、
   錘部材が取り付けられることによりバネとして機能し、前記錘部材と共にダイナミックダンパを構成すること
   を特徴とするインテークマニホールド。
9. 請求項８に記載のインテークマニホールドにおいて、
   前記複数の締結位置を考慮して、前記錘部材が取り付けられることを特徴とするインテークマニホールド。
10. 請求項９に記載のインテークマニホールドにおいて、
    前記複数の締結部のいずれからも離間する位置に、前記錘部材が取り付けられることを特徴とするインテークマニホールド。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載のインテークマニホールドにおいて、
    樹脂製であることを特徴とするインテークマニホールド。
12. 請求項８〜１１のいずれか一項に記載のインテークマニホールドにおいて、
    可変吸気のためのロングポート及びショートポートを形成する両配管の間のデッドスペースを利用して前記錘部材が取り付けられることを特徴とするインテークマニホールド。

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