JP2017066930A - 内燃機関の吸気音増幅装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品交換を行うことなく、車室内に伝達される吸気音に対して使用者の好みにあった音圧の調整が可能となるようにする。
【解決手段】エンジン１０を搭載した車両の車室内に伝達される吸気の音を増幅する吸気音増幅装置２０は、エンジン１０に新気を供給する吸気管１４におけるスロットルバルブ１３の上流から分岐した第１通路２１と、第１通路２１における吸気管１４の反対側の端部に設けられた振動部２２と、一端が振動部２２と接続され、他端が車室と対向する第２通路２３と、第２通路２３の中間部に設けられた消音部２４とを備えている。消音部２４は、所望の周波数を持つ音の音圧を減衰させる度合いを変更可能とする音圧変更手段２４ｅを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気音増幅装置に関し、特に車両に搭載される内燃機関の吸気音増幅装置に関する。

従来、車両の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ。）の吸気音を増幅させて車室内に導入する吸気音増幅装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１に記載の吸気音増幅装置は、エンジンの吸気管から分岐する分岐管を備えている。分岐管にはこれと連通し該分岐管内を伝わる吸気脈動によって振動する振動体を内包するサウンドクリエータと、該サウンドクリエータと連通して、振動体が発する振動を車室内に伝達する伝達管とを有している。

一般に、吸気音増幅装置は、不要な音まで増幅されるという問題があり、特許文献１においては、振動体よりも下流に所定の周波数の音を消音するための、径を拡大した拡管や段部を設けている。

特開２０１４−１８５６０５号公報

しかしながら、前記従来の吸気音増幅装置は、使用者によっては、車室内に入る音をより大きくしたい場合もあり、そのような場合には、拡管の径を変更することが考えられる。拡管の径を変更するには、部品交換が必要となるという課題がある。

本発明は、かかる点に鑑み、その課題とするところは、部品交換を行うことなく、車室内に伝達される吸気音（エンジン音）の音圧の、使用者の好みにあった調整が可能となる技術を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、消音部における吸音の度合いを、部品を交換することなく変更できるようにすることを特徴とする。

具体的には、本発明は、車両に搭載される内燃機関の吸気音増幅装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、内燃機関を搭載した車両の車室内に伝達される吸気音を増幅する吸気音増幅装置を対象とし、内燃機関に新気を供給する吸気管におけるスロットルバルブの上流から分岐した第１通路と、第１通路における吸気管の反対側の端部に設けられた振動部と、一端が振動部と接続され、他端が車室と対向する第２通路と、第２通路の中間部に設けられた消音部とを備え、消音部は、所望の周波数を持つ音の音圧を減衰させる度合いを変更可能とする音圧変更手段を有するものである。

これによれば、一端が振動部と接続され、他端が車室と対向する第２通路の中間部に設けられた消音部は、所望の周波数を持つ音の音圧を減衰させる度合いを変更可能とする音圧変更手段を有しているため、消音部における吸音の度合いを、部品を交換することなく変更することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、消音部は内部に挿入された弾性吸音部材を有する管路であるとする。

これによれば、消音部に挿入された弾性吸音部材により、比較的容易に音圧の減衰度合いを変更することができる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、音圧変更手段は弾性吸音部材を側部から押圧する押圧手段であり、該押圧手段によって弾性吸音部材の体積を変化させるものである。

これによれば、弾性吸音部材の体積を容易に且つ確実に変化させることができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、押圧手段は管路の側面に螺合されるねじ状部材であるとする。

これによれば、弾性吸音部材の体積を簡便に変化させることができる。

第５の発明は、内燃機関を搭載した車両の車室内に伝達される吸気音を増幅する吸気音増幅装置を対象とし、内燃機関に新気を供給する吸気管におけるスロットルバルブの上流から分岐した第１通路と、第１通路における吸気管の反対側の端部に設けられた振動部と、一端が振動部と接続され、他端が車室と対向する第２通路と、第２通路の中間部に設けられた消音部とを備え、消音部は、所望の周波数を持つ音の音圧を減衰させる度合いを変更可能とする音圧変更手段を有しており、消音部は、内部に挿入された吸音部材を有する管路であって、該管路は、長軸方向に対して垂直な方向の断面積が長軸方向で変化する断面変化部を有しており、吸音部材は、断面変化部に装填され、音圧変更手段は、吸音部材における断面変化部の内壁との間隙を拡張又は縮小するように、吸音部材の断面変化部に対する相対位置を変更するものである。

これによれば、音圧変更手段が、吸音部材における断面変化部の内壁との間隙を拡張又は縮小するように、該吸音部材の断面変化部に対する相対位置を変更するため、例えば、内壁との間隙を拡張すれば、音圧の減衰度合いが減少し、また、内壁との間隙を縮小すれば、音圧の減衰度合いが増大する等、比較的に容易に音圧の減衰度合いを変更することができる。

第６の発明は、上記第５の発明において、管路は、内部に吸音部材を装填する第１管路と、内部に吸音部材を保持する第２管路とから構成され、音圧変更手段は、第１管路及び第２管路の互いに対向する端部同士が係合しスライドするスライド機構であるとする。

これによれば、吸音部材における断面変化部の内壁との間隙を簡便に変化させることができる。

本発明に係る内燃機関の吸気音増幅装置によれば、部品交換を行うことなく、使用者の好みにあった吸気音（エンジン音）の車室内への導入量の調整を容易に行うことができる。

図１は本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置の要部を示す模式的な平面図である。 図２は本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置を構成する振動部を示す模式的な断面図である。 図３は本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置を構成する消音部を示す斜視図である。 図４は本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置を構成する消音部を示し、吸気音の音圧を相対的に低くした場合の長軸方向の断面図である。 図５は本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置を構成する消音部を示し、吸気音の音圧を相対的に高くした場合の長軸方向の断面図である。 図６は図４のVI−VI線における模式的な断面図である。 図７は図４のVII−VII線における模式的な断面図である。 図８は本発明の第１の実施形態に係る消音部による吸気音の音圧の変化を示すグラフである。 図９は本発明の第２の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置を構成する消音部を示し、吸気音の音圧を相対的に低くした場合の長軸方向の断面図である。 図１０は本発明の第２の実施形態に係る内燃機関の吸気音増幅装置を構成する消音部を示し、吸気音の音圧を相対的に高くした場合の長軸方向の断面図である。 図１１は図１０のXI−XI線における模式的な断面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物又はその用途を制限することを意図しない。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る内燃機関（エンジン）の吸気音増幅装置について図面を参照しながら説明する。

図１は第１の実施形態に係る吸気音増幅装置及び補機を含むエンジンの平面構成を模式的に表している。

図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１０は、例えば、車両用の４気筒直列エンジンであって、新気を取り込む新気ダクト１１と、新気を濾過するエアクリーナ１２と、該エアクリーナ１２と吸気量を調節するスロットルバルブ１３とを接続する吸気管１４と、エンジン１０の各気筒に少なくとも新気を導入するインテークマニホールド１５とが配設されている。

さらに、本実施形態に係るエンジン１０には、吸気管１４を流通する吸気音を増幅する吸気音増幅装置２０が配設されている。具体的には、エンジン１０の吸気管１４におけるスロットルバルブ１３の上流側と連通する第１通路２１と、該第１通路２１におけるスロットルバルブ１２の反対側の端部に設けられ、吸気脈動を共振体の振動（共鳴）により増幅する振動部２２と、一端が振動部２２と接続され、他端が車室側に増幅音を伝導するために開放された第２通路２３と、該第２通路２３の中間部に設けられ、増幅された吸気音から所定の周波数成分を低減する消音部２４とから構成される。

図２に振動部２２の断面構成を示す。図２に示すように、第１通路２１の下流端に設けられた振動部２２は、ハウジング２２ａと、該ハウジング２２ａのほぼ中央部を、該ハウジング２２ａの第２通路２３側の底面の近傍にまで挿入され、第１通路２１の端部と接続された導入管２２ｂと、ハウジング２２ａの内部に導入管２２ｂの下流側の端部を覆うように嵌合された蛇腹状の共振体２２ｃとから構成される。なお、ハウジング２２ａにおける第２通路２３側の底面には、該第２通路２３と接続される開口部が設けられており、導入管２２ｂにおける開口端２２ｄは、第２通路２３の上流側の開口端とほぼ対向するように設けられている。

ここで、振動部２２を構成するハウジング２２ａの内部に装填された共振体２２ｃには、例えば、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマ（ＴＥＥＥ又はＴＰＥ−Ｅ）を用いることができる。このような蛇腹状の共振体２２ｃにより、吸気音は、吸気管１３及び第１通路２１を流通する吸気脈動により共振して増幅される。

図３〜図７に本実施形態に係る消音部２４の構成を示す。図３は消音部２４の斜視図であり、図４は消音部２４の長軸方向（流通方向）の断面構成を示し、図５は消音部２４における長軸方向の弾性吸音部材を圧縮した場合の断面構成を示し、図６は図４のVI−VI線における断面構成を示し、図７は図４のVII−VII線における断面構成を示す。

図３に示すように、本実施形態に係る吸気音増幅装置２０を構成する消音部２４は、上流（振動部）側及び下流（車室）側に共に開口部を有する管路２４Ａとして構成され、第２通路２３における車室側の端部の近傍に設けられる。さらに、管路２４Ａは、第２通路２３の上流側に接続される第１管路２４ａと、第２通路２３の下流側に接続される第２管路２４ｂとから構成される。

図４及び図６に示すように、消音部２４は、第１管路２４ａの内部に挿入された弾性吸音部材２４ｃを有している。該弾性吸音部材２４ｃには、例えば、合成樹脂又はゴム等からなるスポンジ状部材（発泡部材）を用いることができ、振動部２２により増幅された吸気音中の所望の周波数（音圧）を減衰する。また、図４及び図７に示すように、弾性吸音部材２４ｃは、第２管路２４ｂの第１管路２４ａ側に突出する、例えば４本の支持部２４ｄによって支持又は保持される。

第１管路２４ａの側面には、弾性吸音部材２４ｃに対する音圧変更手段であり且つ押圧手段である、例えばねじ状部材、すなわち調整ねじ２４ｅが螺合されている。この調整ねじ２４ｅを回転させて弾性吸音部材２４ｃの押圧度合いを変化させることにより、該弾性吸音部材２４ｃの体積を任意に変更することができ、すなわち、消音部２４における吸音量を任意に変更することができる。

図５は調整ねじ２４ｅを回転させて、弾性吸音部材２４ｃを部分的に押圧してその体積を縮小し、該弾性吸音部材２４ｃと第１管路２４ａの内壁との間に間隙が生じる様子を模式的に表している。図５においては、図４の状態と比べて、第１管路２４ａと弾性吸音部材２４ｃとの間に生じた隙間から増幅音の一部が消音されずに通過できるので、弾性吸音部材２４ｃによる吸気音の音圧を減衰させる度合いが小さくなる。これにより、車室においては、図５に示す場合の方が図４に示す場合よりも吸気音の音圧が高くなる。

図８に本実施形態に係る消音部２４による吸気音の音圧の変化を測定した一例を示す。図８に示すグラフは、吸気音増幅装置２０の第２通路２３における車室側の端部での吸気音の音圧の測定結果を表している。ここで、縦軸は吸気音の音圧（ｄＢ）を表し、横軸は吸気音の周波数（Ｈｚ）を表している。図８に示すように、弾性吸音部材２４ｃと第１管路２４ａの内壁との間の間隙がほぼ０か小さい場合（記号：▲）と比べて、該間隙を中程度（記号：■）から、さらに大きく（記号：◆）するにつれて、周波数が７０Ｈｚ程度から各吸気音の音圧の差が大きくなり始めることが分かる。すなわち、いわゆるスポーティなサウンドと呼ばれる、周波数が４００Ｈｚ程度から１１００Ｈｚ程度の間においても、各吸気音の音圧の差が明瞭となっている。

−効果−
以上より、本実施形態によれば、振動部２２により吸気音を増幅し、不要な周波数の音圧を低減する消音部２４における吸気音の音圧の減衰度合いを、該消音部２４の側面に設けた音圧変更手段である調整ねじ２４ｅによって容易に調整することができる。従って、部品を交換することなく、消音部２４における吸気音の音圧の減衰度合いを変更することが可能となる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、消音部２４が第１の実施形態と異なっているが、その他の点については、第１の実施形態と同様の構成である。そこで、以下の説明では、第１の実施形態の構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を用いている。

図９は、第２の実施形態に係る消音部２４の長軸方向（流通方向）の断面構成を示し、図１０は消音部２４における長軸方向の弾性吸音部材を内壁から離間した場合の断面構成を示し、図１１は図１０のXI−XI線における断面構成を示している。なお、第２の実施形態においては、吸音部材は必ずしも弾性を有する必要はなく、吸音性能を有する材料であればよい。

図９に示すように、本実施形態に係る吸気音増幅装置２０を構成する消音部２４は、上流（振動部２２）側及び下流（車室）側に共に開口部を有する管路２４Ａとして構成され、第２通路２３における車室側の端部の近傍に設けられる。さらに、管路２４Ａは、第２通路２３の上流側に接続される第１管路２４ａと、第２通路２３の下流側に接続される第２管路２４ｂとから構成される。

図９及び図１０に示すように、本実施形態においては、第１管路２４ａの上流側の側壁の周囲には、長軸方向（流通方向）に対して垂直な方向の断面積が長軸方向で変化する断面変化部２４ｇを有している。ここでは、断面変化部２４ｇは、一例として、車室側から振動部側に先細りとなる円錐台形又は角錐台形状である。また、弾性吸音部材２４ｃは、第２管路２４ｂの第１管路２４ａ側に突出する少なくとも２本の支持部２４ｄによって保持される。なお、第１管路２４ａの上流側の端部及び第２管路２４ｂの下流側の端部は、いずれも開口している。

図１０及び図１１に示すように、第１管路２４ａ及び第２管路２４ｂにおける互いに対向する端部同士には、互いに係合し且つスライドする音圧変更手段としてのスライド機構２４ｆが設けられている。スライド機構２４ｆは、弾性吸音部材２４ｃにおける断面変化部２４ｇの内壁との間隙を拡張又は縮小するように、該弾性吸音部材２４ｃの断面変化部２４ｇに対する相対位置を変更することができる。なお、断面変化部２４ｇの外形は、円錐台形又は角錐台形に限られず、スライド機構２４ｆの摺動又は回転移動等によって、弾性吸音部材２４ｃにおける断面変化部２４ｇの内壁との間隙が拡張又は縮小が可能な形状であればよい。

このように、スライド機構２４ｆによって弾性吸音部材２４ｃの第１管路２４ａの内壁との間隙の大きさを調整することにより、吸気音の音圧を減衰させる度合いを任意に変更することができる。ここでは、スライド機構２４ｆは、第２管路２４ｂの外周部が第１管路２４ａの内周部と系合する構成としている。なお、スライド機構２４ｆは、ねじ方式として構成してもよい。

図１０及び図１１はスライド機構２４ｆを移動させて、弾性吸音部材２４ｃの第１管路２４ａの内壁との間隙が拡大された様子を模式的に表している。図１０及び図１１においては、弾性吸音部材２４ｃの周囲を通過する吸気音が増大して、弾性吸音部材２４ｃが吸気音の音圧を減衰させる度合いが相対的に小さくなる。このため、車室においては、図１０及び図１１に示す場合の方が図９に示す場合よりも吸気音の音圧が高くなる。

なお、第１の実施形態及び第２の実施形態において、新気ダクト１１、エアクリーナ１２のハウジング及び吸気管１４、並びに第１通路２１、振動部２２のハウジング、第２通路２３及び管路２４Ａの構成部材は、その軽量さと可塑性とにより、合成樹脂を用いることができる。但し、特に合成樹脂には限られない。

−効果−
以上より、本実施形態によれば、振動部２２により吸気音を増幅し、不要な周波数の音圧を低減する消音部２４における吸気音の音圧の減衰度合いを、弾性吸音部材２４ｃの第１管路２４ａに設けた断面変化部２４ｇの内壁との間隙の大きさをスライド機構２４ｆによって変更することにより、容易に調整することができる。従って、部品を交換することなく、消音部２４における吸気音の音圧の減衰度合いを変更することが可能となる。

第２の実施形態においても、弾性吸音部材２４ｃの第１管路２４ａの内壁との間隙の大きさを変更することによって、図８に示すグラフと同様の吸気音の音圧の変化を確認している。

本発明に係る内燃機関の吸気音増幅装置は、部品を交換することなく、消音部における吸気音の音圧の減衰度合いを変更可能な用途等に適用することができる。

１０ エンジン（内燃機関）
１１ 新気ダクト
１２ エアクリーナ
１３ スロットルバルブ
１４ 吸気管
１５ インテークマニホールド
２０ 吸気音増幅装置
２１ 第１通路
２２ 振動部
２２ａ ハウジング
２２ｂ 導入管
２２ｃ 共振体
２２ｄ 開口端
２３ 第２通路
２４ 消音部
２４Ａ 管路
２４ａ 第１管路
２４ｂ 第２管路
２４ｃ 弾性吸音部材
２４ｄ 支持部
２４ｅ 調整ねじ（音圧変更手段）
２４ｆ スライド機構（音圧変更手段）
２４ｇ 断面変化部

従来、車両の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ。）の吸気音を増幅させて車室内に導入する吸気音増幅装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１に記載の吸気音増幅装置は、エンジンの吸気管から分岐する分岐管を備えている。分岐管にはこれと連通し該分岐管内を伝わる吸気脈動によって振動する振動体を内包するサウンドクリエータ（登録商標）と、該サウンドクリエータ（登録商標）と連通して、振動体が発する振動を車室内に伝達する伝達管とを有している。

Claims (6)

1. 内燃機関を搭載した車両の車室内に伝達される吸気音を増幅する吸気音増幅装置であって、
   前記内燃機関に新気を供給する吸気管におけるスロットルバルブの上流から分岐した第１通路と、
   前記第１通路における前記吸気管の反対側の端部に設けられた振動部と、
   一端が前記振動部と接続され、他端が車室と対向する第２通路と、
   前記第２通路の中間部に設けられた消音部とを備え、
   前記消音部は、所望の周波数を持つ音の音圧を減衰させる度合いを変更可能とする音圧変更手段を有していることを特徴とする内燃機関の吸気音増幅装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の吸気音増幅装置において、
   前記消音部は、内部に挿入された弾性吸音部材を有する管路であることを特徴とする内燃機関の吸気音増幅装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の吸気音増幅装置において、
   前記音圧変更手段は、前記弾性吸音部材を側部から押圧する押圧手段であり、該押圧手段によって前記弾性吸音部材の体積を変化させることを特徴とする内燃機関の吸気音増幅装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の吸気音増幅装置において、
   前記押圧手段は、前記管路の側面に螺合されるねじ状部材であることを特徴とする内燃機関の吸気音増幅装置。
5. 内燃機関を搭載した車両の車室内に伝達される吸気音を増幅する吸気音増幅装置であって、
   前記内燃機関に新気を供給する吸気管におけるスロットルバルブの上流から分岐した第１通路と、
   前記第１通路における前記吸気管の反対側の端部に設けられた振動部と、
   一端が前記振動部と接続され、他端が車室と対向する第２通路と、
   前記第２通路の中間部に設けられた消音部とを備え、
   前記消音部は、所望の周波数を持つ音の音圧を減衰させる度合いを変更可能とする音圧変更手段を有しており、
   前記消音部は、内部に挿入された吸音部材を有する管路であって、
   前記管路は、長軸方向に対して垂直な方向の断面積が長軸方向で変化する断面変化部を有しており、
   前記吸音部材は、前記断面変化部に装填され、
   前記音圧変更手段は、前記吸音部材における前記断面変化部の内壁との間隙を拡張又は縮小するように、前記吸音部材の前記断面変化部に対する相対位置を変更することを特徴とする内燃機関の吸気音増幅装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関の吸気音増幅装置において、
   前記管路は、内部に前記吸音部材を装填する第１管路と、内部に前記吸音部材を保持する第２管路とから構成され、
   前記音圧変更手段は、前記第１管路及び前記第２管路の互いに対向する端部同士が係合しスライドするスライド機構であることを特徴とする内燃機関の吸気音増幅装置。