JP2010209821A - Engine sound adding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気脈動による振動を効率良く音に変換し、車室内に心地よいエンジンサウンドを演出する自動車用エンジンのサウンド付加装置に関する。 The present invention relates to a sound adding device for an automobile engine that efficiently converts vibration caused by intake pulsation into sound and produces a pleasant engine sound in a passenger compartment.
従来の自動車用エンジンのサウンド付加装置としては、特許文献1のように、共鳴管と振動体を吸気系に接続し、その共鳴及び共振周波数により特定の周波数の音波を増幅することで、車室内に迫力のある吸気音を届けるように構成したものが知られている。
As a conventional sound adding device for an automobile engine, as disclosed in
また、特許文献2には、吸気音低減装置として、略直方体形状とされた吸気レゾネータの構成壁のうち、少なくとも吸気通路への開口部を備えた吸気通路側側壁と相対向する側壁を、湾曲形状にして、剛性を向上することで、吸気レゾネータの構成壁を薄肉化しても、この対向側壁の膜振動を抑えて、吸気放射音の低減を図るものが開示されている。
Further, in
しかしながら、特許文献1に記載の従来技術は、特定のエンジン回転数において唐突に音が大きくなり、違和感を覚える。増幅機構として共鳴管及び振動体の共鳴及び共振周波数を利用しているため、特定の周波数のみが増幅され、その結果、吸気音爆発成分が強調周波数に一致したエンジン回転数において、突如音が大きくなるからである。
However, the conventional technique described in
また、スペースの限られたエンジンルームへの搭載性にも問題がある。管の共鳴を利用しているため、所望の周波数を増幅するために、管の長さが必要となるからである。 There is also a problem with the ease of mounting in an engine room where space is limited. This is because since the resonance of the tube is used, the length of the tube is required to amplify a desired frequency.
また、特許文献2に記載の従来技術は、レゾネータを構成する箱型部材の剛性を高めて、吸気放射音(膜振動)を低減しようとするものであり、吸気脈動による振動を効率良く音に変換して、音特性を変換しようとするものではない。
The prior art described in
本発明は、このような実状に鑑み、比較的簡単な構成で、吸気脈動による振動を効率良く音に変換し、車室内に心地よいエンジンサウンドを演出するエンジンのサウンド付加装置を提供することを課題とする。 In view of such a situation, the present invention has an object to provide an engine sound adding device that converts vibration caused by intake pulsation into sound efficiently with a relatively simple configuration and produces a pleasant engine sound in the passenger compartment. And
上記の課題を解決するために、本発明は、吸気通路に設置される箱型部材の1つの壁面を、その面内剛性を低下させるように、外方に膨出する曲面で構成する一方、当該壁面を上面としたときに、側面となる壁面を、平面で構成し、前記側面となる壁面が吸気圧力変動により振動して発音する構成とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that one wall surface of a box-shaped member installed in an intake passage is configured with a curved surface that bulges outward so as to reduce the in-plane rigidity thereof. When the wall surface is the top surface, the side wall surface is configured as a flat surface, and the side wall surface vibrates due to intake pressure fluctuation and generates a sound.
本発明によれば、箱型部材の1つの壁面を外方に膨出する曲面で構成することにより、面外剛性が高くなる一方、面内剛性は低くなる。このため、吸気脈動により、曲面で構成した壁面が面内に変形し、これに伴って、側面となる壁面全体が面外に変形し、発音する。従って、吸気脈動により大きく変形し、効率良く音に変換できる。 According to the present invention, by configuring one wall surface of the box-shaped member with a curved surface that bulges outward, the out-of-plane rigidity is increased while the in-plane rigidity is decreased. For this reason, the wall surface constituted by the curved surface is deformed in the plane by the intake pulsation, and accordingly, the entire wall surface serving as the side surface is deformed out of the plane and pronounced. Therefore, it is greatly deformed by the intake pulsation and can be efficiently converted into sound.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1(A)は本発明の一実施形態を示している。 FIG. 1A shows an embodiment of the present invention.
自動車用エンジンの吸気通路、特にエアクリーナとスロットルチャンバとの間の吸気ダクト1に対し、吸気の流れ方向と交差する方向に、サウンド付加装置としての箱型部材2が設置される。
A box-
サウンド付加装置としての箱型部材2は、例えば樹脂製で、1つの壁面3aと、当該壁面3aを上面としたときに、側面となる壁面3bと、底面となる壁面3cとからなる。従って、以下では、便宜上、壁面3aを「上壁面3a」、壁面3bを「側壁面3b」、壁面3cを「底壁面3c」と呼ぶ。
The box-
そして、箱型部材2の構成壁面のうち、底壁面3cの中央部に開口部4が形成され、この開口部4が吸気ダクト1の通路壁に形成した開口部と一致して、吸気ダクト1との連通部となる。
An
ここにおいて、箱型部材2の構成壁面のうち、上壁面3aを、外方に膨出する曲面で構成し、他の側壁面3b及び底壁面3cは、平面で構成する。
Here, among the constituent wall surfaces of the box-
図1(A)のように壁面に曲面がある場合について、図2(A)のように壁面が平面のみの場合との比較で、説明する。 The case where the wall surface has a curved surface as shown in FIG. 1A will be described in comparison with the case where the wall surface is only a flat surface as shown in FIG.
図2(A)のように、壁面が平面のみの場合(上壁面3a’も平面の場合)、平面は面外剛性が低いこと、及び、稜線は剛性が高く変形しないことから、図2(B)に変形モードを示すように、各平面の中央部のみが変形し、変形量は小であり、発音量も小である。 As shown in FIG. 2A, when the wall surface is only a plane (when the upper wall surface 3a ′ is also a plane), the plane has low out-of-plane rigidity and the ridge line has high rigidity and does not deform. As shown in the deformation mode in B), only the central portion of each plane is deformed, the deformation amount is small, and the sound generation amount is also small.
これに対し、図1(A)のように、壁面に曲面がある場合(上壁面3aが曲面の場合)、曲面は面外剛性が高く、面内剛性が低い。このため、図2(B)に変形モードを示すように、吸気脈動に伴う吸気圧力変動により、曲面で構成した上壁面3aが面内に変形し、これに伴って、側壁面3b全体が面外に変形し、発音する。特に、側壁面3bは、底壁面3cとの稜線の周りに大きく振動する。従って、吸気脈動により大きく変形し、発音量は大となる。 In contrast, as shown in FIG. 1A, when the wall surface has a curved surface (when the upper wall surface 3a is a curved surface), the curved surface has high out-of-plane rigidity and low in-plane rigidity. For this reason, as shown in the deformation mode in FIG. 2 (B), the upper wall surface 3a formed of a curved surface is deformed in-plane due to the intake pressure fluctuation accompanying the intake pulsation, and accordingly, the entire side wall surface 3b is a surface. Transform outside and pronounce. In particular, the side wall surface 3b vibrates greatly around the ridge line with the bottom wall surface 3c. Therefore, it is greatly deformed by the intake pulsation and the sound generation amount becomes large.
このように、平面で構成した側壁面3bを大きく振動させることで、この側壁面3bからの放射音・振動伝達で、所望のサウンドを演出する。 In this way, a desired sound can be produced by radiating sound / vibration from the side wall surface 3b by greatly vibrating the side wall surface 3b constituted by a plane.
特に本実施形態では、エンジン吸気音を幅広いエンジン回転数で強調するリニアなエンジンサウンドを、吸気通路1に設置した箱型部材2の剛性を利用して実現する。
In particular, in the present embodiment, a linear engine sound that emphasizes the engine intake sound over a wide range of engine speeds is realized using the rigidity of the box-
共鳴、共振を利用した構造は、特定の周波数しか強調できず、強調する回転数になったときに突如音が大きくなることは避けられない。そこで本実施形態では、共鳴、共振の代わりに、剛性を利用したサウンド強調システムを提供するのである。 The structure using resonance and resonance can emphasize only a specific frequency, and it is inevitable that sudden noise increases when the number of rotations to be enhanced is reached. Therefore, in this embodiment, a sound emphasizing system using stiffness instead of resonance is provided.
単一の周波数のレベルが高くなる共振とは異なり、剛性低下を利用すると、図3に周波数−イナータンス特性を示すように、剛性低下では共振よりも低い周波数でのレベル(バネライン)が一様に変化する。このことから、剛性を利用することで、幅広い周波数を強調でき、したがって、幅広いエンジン回転数での吸気音を強調し、リニアなエンジンサウンドを実現することが可能である。そこで本実施形態では、吸気ダクト1に新たに設置した箱型部材2の剛性を調整することで、リニアなエンジンサウンドを実現するのである。
Unlike resonance, where the level of a single frequency is increased, if rigidity reduction is used, the level (spring line) at a lower frequency than resonance is uniform in rigidity reduction, as shown in the frequency-inertance characteristic in FIG. Change. From this, it is possible to emphasize a wide range of frequencies by utilizing rigidity, and therefore, it is possible to enhance the intake sound at a wide range of engine speeds and realize a linear engine sound. Therefore, in this embodiment, linear engine sound is realized by adjusting the rigidity of the box-
例えばV6エンジンでは爆発1次成分が6000rpmで300Hzとなるので、剛性を下げ、壁面の共振周波数を350Hz付近にすれば、バネラインのアップにより、全てのエンジン回転数において、吸気音を強調することが可能となる。 For example, in the V6 engine, the primary explosion component is 300 Hz at 6000 rpm, so if the rigidity is lowered and the resonance frequency of the wall is set to around 350 Hz, the intake line can be emphasized at all engine speeds by increasing the spring line. It becomes possible.
言い換えれば、車両吸気系の壁面を有する箱型部材の壁面イナータンスのバネラインを強調したいサウンド特性に合わせた特性とすることで、幅広い周波数においてサウンド強調を実現するのである。 In other words, by emphasizing the spring line of the wall surface inertia of the box-shaped member having the wall surface of the vehicle intake system, the sound enhancement is realized in a wide range of frequencies.
このような技術思想の下、箱型部材の振動を効率良く音に変換するため、図1で説明したように、箱型部材2の上壁面3aを曲面構造としているのである。曲面構造は面外剛性が高く、面内剛性が低い。よって、吸気脈動により曲面構成の上壁面3aは側壁面3bに引っ張られるように変形し、これに伴って側壁面3bが大きく変形することで、効率良く吸気脈動を音に変換することができるのである。
Under such a technical idea, in order to efficiently convert the vibration of the box-shaped member into sound, the upper wall surface 3a of the box-
本実施形態の構成による付随的な効果としては、従来の管の共鳴を利用するデバイスと異なり、長さを利用した構造ではないため、スペース上の制約が少なく、搭載性に優れている。 As an incidental effect of the configuration of the present embodiment, unlike a device that uses the resonance of a conventional tube, the structure does not use a length, and thus there are few space restrictions and excellent mountability.
また、曲面構造は面外剛性が高く、信頼性との両立が可能である。 Further, the curved surface structure has high out-of-plane rigidity, and can be compatible with reliability.
また、共振による唐突な音圧の増加を防ぐため、箱型部材の共振は十分に減衰が付与され、ピーク性を持たないことも有利な特徴である。 Further, in order to prevent a sudden increase in sound pressure due to resonance, the resonance of the box-shaped member is also advantageous in that it is sufficiently attenuated and does not have peak characteristics.
尚、上記の実施形態では、箱型部材の上側の壁面を曲面で構成したが、他の壁面を曲面で構成して、同様の効果を発揮させることができる。但し、この曲面で構成した壁面を上面としたときに、側面となる壁面は、少なくとも一面を、平面で構成する。 In the above embodiment, the upper wall surface of the box-shaped member is configured with a curved surface, but the other wall surface can be configured with a curved surface to exhibit the same effect. However, when the wall surface configured by this curved surface is the upper surface, at least one of the wall surfaces serving as the side surfaces is configured as a flat surface.
また、上記の実施形態では、箱型部材の取付け場所は、吸気ダクトとしたが、これに限るものではなく、クリーンサイド、ダーティサイドにかかわらず、吸気通路のどの場所であってもよく、どこに取付けても、同様の効果を発揮させることができる。 In the above embodiment, the installation place of the box-shaped member is the intake duct, but it is not limited to this, and it may be any place in the intake passage regardless of the clean side or the dirty side. Even if attached, the same effect can be exhibited.
また、上記の実施形態では、吸気通路(吸気ダクト1)に、サウンド付加装置として、箱型部材を新たに設置したが、レゾネータ(共鳴型消音器)やエアクリーナなど、既存の箱型部材の壁面を曲面構造とすることで、吸気脈動による振動を効率良く音に変換し、車室内に心地よいエンジンサウンドを演出するように構成してもよい。 In the above embodiment, a box-shaped member is newly installed as a sound adding device in the intake passage (intake duct 1). However, the wall surface of an existing box-shaped member such as a resonator (resonance silencer) or an air cleaner is used. By adopting a curved surface structure, vibrations due to intake pulsation may be efficiently converted into sound, and a comfortable engine sound may be produced in the passenger compartment.
尚、レゾネータやエアクリーナなど、既存の箱型部材を利用する場合は、その壁面を曲面構造とすると同時に、必要であれば、板厚を下げる若しくは補強用のリブを無くすなどにより、剛性を下げるようにすることも考慮するとよい。このとき壁面を曲面とすることで平面の場合よりも面外剛性を高くすることができるので、剛性を下げたことによる信頼性の悪化を抑制することができる。 When using existing box-type members such as resonators and air cleaners, the wall surface should be curved, and if necessary, the rigidity should be reduced by reducing the plate thickness or eliminating reinforcing ribs. It is good to consider. At this time, by making the wall surface a curved surface, the out-of-plane rigidity can be made higher than that in the case of a flat surface, so that deterioration of reliability due to the reduced rigidity can be suppressed.
レゾネータを箱型部材として利用する場合は、連通部4が首部として一定の長さを有するようにする以外、基本的な構造は、図1の構造と同じになる。
When the resonator is used as a box-shaped member, the basic structure is the same as that shown in FIG. 1 except that the
エアクリーナを箱型部材として利用する場合は、図4(A)の実施形態に示すごとくとなる。 When the air cleaner is used as a box-shaped member, it becomes as shown in the embodiment of FIG.
すなわち、エアクリーナを構成する箱型部材5は、上壁面6a、側壁面6b、及び、底壁面6cから構成される。
That is, the box-shaped
ここにおいて、箱型部材5の構成壁面のうち、上壁面6aを、外方に膨出する曲面で構成し、他の側壁面6b及び底壁面6cは、平面で構成する。
Here, among the constituent wall surfaces of the box-shaped
尚、エアクリーナを構成する箱型部材5は、吸気通路に対しその一部を構成するように直列に配置され、前記曲面で構成した壁面が吸気の流れ方向と略平行に配置される。従って、吸気は、図4(A)において、紙面と直交する方向に流れる。
The box-shaped
このような構成であっても、図4(B)に変形モードを示すように、吸気脈動に伴う吸気圧力変動により、曲面で構成した上壁面6aが面内に変形し、これに伴って、側壁面6b全体が面外に変形し、発音する。特に、側壁面6bは、底壁面6cとの稜線の周りに大きく振動する。従って、吸気脈動により大きく変形し、発音量は大となる。従って、図1の実施形態と同様な効果が得られる。 Even in such a configuration, as shown in the deformation mode in FIG. 4B, the upper wall surface 6a formed of a curved surface is deformed in-plane due to the intake pressure fluctuation accompanying the intake pulsation. The entire side wall surface 6b is deformed out of the surface and pronounced. In particular, the side wall surface 6b vibrates greatly around the ridge line with the bottom wall surface 6c. Therefore, it is greatly deformed by the intake pulsation and the sound generation amount becomes large. Therefore, the same effect as that of the embodiment of FIG. 1 can be obtained.
尚、エアクリーナなどを利用する場合は、放射音だけでなく、同様にボディーへの振動も効率的に伝えることが可能である。 When an air cleaner or the like is used, not only radiated sound but also vibrations to the body can be transmitted efficiently.
1 吸気ダクト
2 サウンド付加装置としての箱型部材
3a 上壁面(曲面)
3b 側壁面
3c 底壁面
4 開口部(連通部)
5 エアクリーナを構成する箱型部材
6a 上壁面(曲面)
6b 側壁面
6c 底壁面
DESCRIPTION OF
3b Side wall surface 3c
5 Box-shaped member constituting the air cleaner 6a Upper wall surface (curved surface)
6b Side wall surface 6c Bottom wall surface
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