JP2019065735A - 防音カバー - Google Patents

Abstract

【課題】 騒音源の騒音を低減し、所望の部位に放熱機能などの温度調整機能を有する防音カバーを提供する。【解決手段】 防音カバー１は、多孔質材料からなるカバー本体２０と、カバー本体２０の一部と置換して、またはカバー本体２０の一部に積層して配置され、ポリマーを含みかつカバー本体２０とは異なる材料からなり、放熱機能および蓄熱機能の少なくとも一方を有する温度調整部３０と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、騒音源の周囲に配置する防音カバーに関する。

例えば、エンジンのシリンダブロックの下部には、オイルパンが配置され、エンジンの各部を潤滑し冷却するためのエンジンオイルが貯留される。エンジンオイルは、オイルポンプにより吸い上げられてエンジンの各部に供給された後、再びオイルパン戻るという循環を繰り返す。オイルパンは、通常、金属の薄板から形成される。このため、エンジンが作動すると、エンジン音がオイルパンを通して漏れやすい。また、エンジンの振動が伝達することによりオイルパン自体が騒音源になることもある。エンジン本体やオイルパンからの騒音を低減するため、これらを覆う防音カバーが種々開発されている。

例えば、特許文献１には、ポリオレフィンポリオールと有機ポリイソシアネートと反応させて得られる発泡体層を有するオイルパンカバーが記載されている。特許文献２には、エンジンカバーやオイルパンカバーに用いられるポリウレンタンフォーム製の防音材が記載されている。特許文献１、２に記載されている発泡体は、内部に多数のセル（気泡）を有するため、熱伝導率が小さく断熱性が高い。このため、発泡体を用いて防音カバーを構成すると、騒音源が発熱を伴う場合、防音カバーにより熱が蓄積されてしまうという問題がある。

特開平１０−８７７７６号公報 特開２００６−３１６７８８号公報 特開２００７−３１５２５７号公報 特開２０１４−４３８３５号公報 特開２０１１−１６３１３７号公報 特開２０１５−０６９０１２号公報

エンジンオイルは、エンジンの各部を冷却する役割も担っており、自身の劣化を抑制するためにも、適正な温度に保たれることが望ましい。しかし、エンジンの各部は、走行時に燃焼や摩擦により非常に高温になる。このため、エンジンオイルの温度（油温）が高くなり過ぎないようにする必要がある。エンジンオイルは、主にオイルパンで冷却される。オイルパンを冷却する技術として、例えば特許文献３には、オイルパンとの間に走行風を導入する遮蔽部材を備えるオイルパンが記載されている。特許文献４には、オイルパンの底面に、後端側が上下動するヒートシンクを取り付けた、オイルパンの保温および冷却構造が記載されている。しかしながら、遮蔽部材やヒートシンクは、防音カバーではなく、単にオイルパンの冷却を目的とするものであるため、オイルパンからの騒音を低減することはできない。また、オイルパンと離間した状態で部材を付加する必要があるため、構造が複雑で設置スペースの制約を受けやすい。

また、特許文献５には、熱源からの熱の放散を防止する金属製のカバー本体に、吸熱色加工を施して放熱性を付与した遮熱カバーが記載されている。しかしながら、カバー本体は、金属製であり、熱の放散を防止して周辺部品への熱害を防止するものであるため、熱源で発生する騒音の低減効果は望めない。また、吸熱色加工による放熱効果も充分とはいえない。

一方、特許文献６には、磁性フィラーを含む発泡体からなる防音カバーが、開示されている。当該防音カバーにおいては、熱伝導率が大きな磁性フィラーが、防音カバーの厚さ方向に配向している。このため、騒音を低減するだけでなく、騒音源で発生した熱を、磁性フィラーを介して速やかに外部に放出することができる。しかしながら、防音カバーの全体を磁性フィラーを含む発泡体から構成すると、防音カバーが重くなるという問題がある。また、エンジンオイルを冷却することも重要であるが、反対に油温を下げすぎないようにすることも重要になる。例えば、エンジンの冷間始動時には、オイルパンに貯留されたエンジンオイルは冷えている。油温が低いと、エンジンオイルの粘度が高いため、エンジンにおける摺動部の摩擦が大きくなり、燃費が悪化してしまう。よって、燃費の向上を図るには、油温が下がり過ぎないようにする必要がある。この点において、防音カバー全体の放熱性を向上させることは望ましくない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、騒音源の騒音を低減し、所望の部位に放熱機能などの温度調整機能を有する防音カバーを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の防音カバーは、多孔質材料からなるカバー本体と、該カバー本体の一部と置換して、または該カバー本体の一部に積層して配置され、ポリマーを含みかつ該カバー本体とは異なる材料からなり、放熱機能および蓄熱機能の少なくとも一方を有する温度調整部と、を有する。

本発明の防音カバーは、多孔質材料からなるカバー本体と、その一部に配置される温度調整部と、を有する。このため、一つの防音カバーにおいて、元々のカバー本体の防音性を損なうことなく、所望の部位に放熱性または蓄熱性、あるいはその両方を付与することができる。本発明の防音カバーによると、騒音源と離間した状態で放熱部材などを別途付加する必要はない。このため、構造が単純で設置スペースの制約を受けにくい。したがって、エンジンルームという限られたスペースに設置されるエンジンのシリンダヘッド、オイルパン、モータ、エキゾーストマニホールド、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｕｉｏｎ）バルブなどの防音カバーとして好適である。

例えば、本発明の防音カバーを車両用エンジンのオイルパンカバーとして用い、温度調整部が放熱機能を有する場合には、温度調整部を介してオイルパンの熱が外部に放出されるため、オイルパンおよびエンジンオイルの温度上昇を抑制することができる。これにより、エンジンの各部の冷却機能を維持し、オイル自身の劣化を抑制することができる。また、温度調整部はカバー本体の一部に配置されるため、防音カバー全体の放熱性が高くなるわけではない。よって、エンジンの停止時に、油温が過度に低下することはない。また、温度調整部が放熱機能だけでなく、状況に応じて蓄熱機能を有する場合には、その保温効果により油温の低下を抑制し、エンジンを冷間始動する場合の燃費の向上を図ることができる。このように、本発明の防音カバーによると、防音性と放熱性とを兼ね備え、さらには蓄熱性をも兼ね備えたオイルパンカバーを実現することができる。

第一実施形態のオイルパンカバーの斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２の円Ｉの拡大図である。 第二実施形態のオイルパンカバーの一部拡大図である。 第三実施形態のオイルパンカバーの一部拡大図である。

以下、本発明の防音カバーの実施の形態について説明する。実施の形態において、本発明の防音カバーは、車両用エンジンのオイルパンカバーとして具現化されている。

＜第一実施形態＞
［構成］
まず、本実施形態のオイルパンカバーの構成を説明する。図１に、本実施形態のオイルパンカバーの斜視図を示す。図２に、図１のＡ−Ａ断面図を示す。図３に、図２の円Ｉの拡大図を示す。図１〜図３において、方位は、車両の進行方向を前方として定義している。図２において、走行風の方向を矢印で示す。図１に示すように、オイルパンカバー１は、上方が開口するタンク状を呈している。オイルパンカバー１の内側には、オイルパン（図略）が収容される。オイルパンの上方（図１の点線部分）には、エンジンのシリンダブロック９が配置される。

図１、図２に示すように、オイルパンカバー１は、カバー本体２０と、温度調整部３０と、を有している。カバー本体２０は、ポリウレタンフォーム製である。ポリウレタンフォームは、本発明における「多孔質材料」の概念に含まれる。カバー本体２０は、深さが異なる浅底部２１と、深底部２２と、を有している。浅底部２１はカバー本体２０の前半分に、深底部２２はカバー本体の後半分に、配置されている。温度調整部３０は、深底部２２の一部と置換して配置されている。温度調整部３０は、深底部２２の前方側部２２０から前方底部２２１に続く断面Ｌ字状に配置されている。

図３に拡大して示すように、温度調整部３０は、第一温度調整部３１と第二温度調整部３２とからなる。第一温度調整部３１は、深底部２２の前方側部２２０と置換して配置されている。第二温度調整部３２は、深底部２２の前方底部２２１と置換して配置されている。車両が前方に走行すると、図２に矢印で示すように、走行風は前方から後方に向かって流れる。前方側部２２０は、走行風に対して垂直に配置され、前方底部２２１は、走行風に対して平行に配置されている。深底部２２の前方側部２２０および前方底部２２１は、本発明における「走行風が当たる部位」に含まれる。前方側部２２０は、本発明における「走行風に対して交差する部位」に含まれる。

温度調整部３０の材質は、カバー本体２０の材質と異なる。温度調整部３０は、ポリウレタンフォームからなる母材４０と、グラファイト粒子にステンレス鋼粒子を複合化した複合粒子４１と、を有している。ポリウレタンフォームは、本発明における「ポリマー」、「発泡樹脂」の概念に含まれる。複合粒子４１は、本発明における「磁性フィラー」の概念に含まれる。図３に、複合粒子４１の配向状態を模式的に示すように、複合粒子４１は、温度調整部３０の厚さ方向に連なって配向している。つまり、第一温度調整部３１と第二温度調整部３２とにおいて、複合粒子４１の配向方向は略９０°異なる。

複合粒子４１を含むため、温度調整部３０の熱伝導率は、カバー本体２０の熱伝導率よりも大きい。このため、温度調整部３０は、放熱機能を有している。また、複合粒子４１を含むため、温度調整部３０の熱容量は、カバー本体２０の熱容量よりも大きい。このため、温度調整部３０は、蓄熱機能を有している。

［製造方法］
次に、オイルパンカバーの製造方法について説明する。オイルパンカバー１は、オイルパン（図略）の外周面を覆う形状に一体的に成形されている。オイルパンカバー１の製造方法は、温度調整部製造工程と、一体成形工程と、を有している。温度調整部製造工程においては、まず、発泡ウレタン樹脂原料、複合粒子、発泡剤、触媒などを混合した第一原料を調製する。次に、調製した第一原料を、成形型のキャビティに注入し、磁場を作用させながら、所定の形状に発泡成形する。一体成形工程においては、製造した温度調整部を成形型に配置して、発泡ウレタン樹脂原料、発泡剤、触媒などを含む第二原料を、成形型のキャビティに注入し、所定の形状に一体成形する。このようにして、温度調整部３０とカバー本体２０とが一体化したオイルパンカバー１が製造される。

［作用効果］
次に、本実施形態のオイルパンカバーの作用効果を説明する。オイルパンは、オイルパンカバー１の内部に収容される。オイルパンカバー１は、オイルパンと離間した状態で付加される従来の放熱部材とは異なり、構造が単純で設置スペースの制約を受けにくい。オイルパンカバー１の温度調整部３０においては、ポリウレタンフォームからなる母材４０中に、複合粒子４１が温度調整部３０の厚さ方向に連接して配向している。これにより、オイルパンからの騒音を吸収、遮蔽しつつ、オイルパンの熱が複合粒子４１を伝導して速やかに外部に放出される。また、温度調整部３０は、走行風が当たる部位に配置されており、特に第一温度調整部３１は、走行風に対して直交する部位に配置されている。したがって、オイルパンカバー１によると、カバー本体２０が有する防音性を確保しつつ、走行風を利用して、冷却したい部位の放熱性を高めることができる。これにより、オイルパンおよびエンジンオイルの温度上昇を抑制することができる。

温度調整部３０は、カバー本体２０の一部に配置されるため、オイルパンカバー１全体の放熱性が高いわけではない。よって、車両（エンジン）の停止時に、オイルパンに貯留されている油温が過度に低下することはない。ここで、温度調整部３０は複合粒子４１を含むため、温度調整部３０の熱容量は、カバー本体２０の熱容量よりも大きい。このため、温度調整部３０は放熱機能だけでなく、エンジンの停止時には保温効果による蓄熱機能を発揮する。これにより、エンジン停止時における油温の低下を抑制し、エンジンを冷間始動する場合の燃費の向上を図ることができる。このように、オイルパンカバー１は、防音性、放熱性、蓄熱性を有している。

＜第二実施形態＞
本実施形態のオイルパンカバーと第一実施形態のオイルパンカバーとの相違点は、第二温度調整部における複合粒子の配向方向が異なる点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図４に、本実施形態のオイルパンカバーの一部拡大図を示す。図４は、前出図３（図２の円Ｉの拡大図）に対応している。

図４に示すように、温度調整部３０は、前方側部２２０から前方底部２２１に続く断面Ｌ字状に配置されている。第一温度調整部３１は、車両の走行風に対して垂直な部位に配置されている。第一温度調整部３１に含有される複合粒子４１は、第一温度調整部３１の厚さ方向（前後方向）に連なって配向している。第二温度調整部３２は、車両の走行風に対して平行な部位に配置されている。第二温度調整部３２に含有される複合粒子４１は、第二温度調整部３２の面方向（厚さ方向に垂直方向：前後方向）に連なって配向している。つまり、温度調整部３０全体において、複合粒子４１は一方向（前後方向）に配向されている。

本実施形態のオイルパンカバーは、構成が共通する部分については、第一実施形態のオイルパンカバーと同様の作用効果を有する。本実施形態のオイルパンカバーによると、第二温度調整部３２に含有される複合粒子４１は、第二温度調整部３２の厚さ方向とは垂直な面方向に連なって配向している。このため、第二温度調整部３２の放熱性は、複合粒子４１が厚さ方向に配向している場合と比較して低下する。しかし、面方向に配向している分だけ、第二温度調整部３２の蓄熱性は高くなる。これにより、エンジン停止時における油温の低下を抑制する効果が高くなる。また、温度調整部３０においては、複合粒子４１を一方向に配向させればよい。このため、第一実施形態と比較して、温度調整部３０の製造が容易である。

＜第三実施形態＞
本実施形態のオイルパンカバーと第二実施形態のオイルパンカバーとの相違点は、第二温度調整部がカバー本体の一部に積層して配置されている点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図５に、本実施形態のオイルパンカバーの一部拡大図を示す。図５は、前出図３（図２の円Ｉの拡大図）に対応している。

図５に示すように、温度調整部３０は、前方側部２２０から前方底部２２１に続く断面Ｌ字状に配置されている。温度調整部３０全体において、複合粒子４１は一方向（前後方向）に配向されている。第二温度調整部３２の厚さは、第一温度調整部３１の厚さの約半分である。第二温度調整部３２の外側（下側）には、第二温度調整部３２の厚さが薄い分だけ、後方から連続するカバー本体２０が積層されている。

本実施形態のオイルパンカバーは、構成が共通する部分については、第二実施形態のオイルパンカバーと同様の作用効果を有する。本実施形態のオイルパンカバーによると、第二温度調整部３２がカバー本体２０で被覆されている。このため、第二温度調整部３２による蓄熱機能に加えてカバー本体２０による断熱効果により、エンジン停止時における油温の低下を抑制する効果が高くなる。

＜その他＞
以上、本発明の防音カバーの一形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

上記実施形態においては、本発明の防音カバーを車両用エンジンのオイルパンカバーとして具現化した。しかし、本発明の防音カバーは、オイルパンカバーだけでなく、エンジンのシリンダヘッドまたはシリンダヘッドカバーに装着される防音カバー、モータ、エキゾーストマニホールド、ＥＧＲバルブなどに装着される防音カバーとして用いてもよい。

防音カバーの形状は、装着する部材に応じた形状にすればよい。例えば、オイルパンカバーの場合でも、上記実施形態に限定されることはない。防音カバー全体が同じ深さの形状（浅底部、深底部を有さない形状）でもよい。

カバー本体は、多孔質材料から形成される。多孔質材料としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォームなどの発泡樹脂の他、グラスウール、ロックウールなどの繊維材料でもよい。

温度調整部は、カバー本体の一部と置換して、またはカバー本体の一部に積層して配置される。カバー本体の一部と置換して配置される場合、温度調整部の厚さはカバー本体と同じでも異なっていてもよい。カバー本体の一部に積層して配置される場合、温度調整部が配置されるのはカバー本体の内側でも外側でもよい。また、温度調整部の一部がカバー本体の一部に積層され、残部がカバー本体の一部と置換されていてもよい。温度調整部の配置形態および数は、特に限定されない。温度調整部は一つでもよく、二つ以上を点在させてもよい。温度調整部を点在させる場合は、個々の温度調整部の材質、大きさなどを変えてもよい。

温度調整部は、放熱機能および蓄熱機能の少なくとも一方を有する。すなわち、温度調整部の機能は、放熱機能または蓄熱機能だけでもよく、その両方でもよい。例えば、本発明の防音カバーを車両用エンジンのオイルパンカバーとして用い、温度調整部において放熱機能を発揮させたい場合には、温度調整部を車両の走行風が当たる部位に配置することが望ましい。なかでも、温度調整部を車両の走行風に対して交差する部位に配置すると、放熱性がより向上する。一方、オイルパンに貯留されたエンジンオイルの油温低下を抑制するという観点から、温度調整部において蓄熱機能を発揮させたい場合には、オイルパンにおけるオイル貯留部位に対応させて、温度調整部をカバー本体の底部などに配置すればよい。

温度調整部は、ポリマーを含みかつカバー本体とは異なる材料から形成される。ポリマーは、防音性に加えて、放熱性または蓄熱性を考慮して適宜決定すればよい。ポリマーは、ソリッド体でも多孔質体でもよい。ソリッド体としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどの架橋ゴム、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系などの熱可塑性エラストマーが挙げられる。多孔質体としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォームなどの発泡樹脂が挙げられる。

温度調整部に、第一機能として放熱機能を持たせたい場合には、温度調整部の熱伝導率を、カバー本体の熱伝導率よりも大きくすればよい。この場合、上記実施形態のように、温度調整部を、ポリマーからなる母材と、該母材中に配向した状態で含有される磁性フィラーと、を有するよう構成することができる。

ポリマーは、高い防音性を維持するという観点から、発泡樹脂であることが望ましい。磁性フィラーとしては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ステンレス鋼などの強磁性体、ＭｎＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＦｅＣｌ_２、ＭｎＡｓなどの反強磁性体、およびこれらを用いた合金類が挙げられる。なかでも、熱伝導率が大きくフィラーとしての加工性に優れる点から、ステンレス鋼、銅鉄合金などが好適である。また、放熱性を向上させるという観点から、磁性フィラーとして、熱伝導率が大きい熱伝導性粒子の表面に磁性粒子が付着した複合粒子を用いてもよい。熱伝導性粒子の材質としては、例えば、黒鉛、膨張黒鉛、炭素繊維などの炭素材料が好適である。磁性フィラーの配向方向は適宜決定すればよい。磁性フィラーを温度調整部の厚さ方向に配向させると、放熱性の向上に効果的である。

なお、磁性フィラーの種類や配向形態により、放熱機能に加えて、第二機能として蓄熱機能を持たせることもできる。例えば、比熱が大きい磁性フィラーを用いると、フィラーが有する蓄熱性を利用して、温度調整部に蓄熱機能を付加することができる。これを利用して、車両の走行時は放熱機能を、停止時は蓄熱機能を発揮する温度調整部を有するオイルパンカバーを実現することができる。

温度調整部に、第一機能として蓄熱機能を持たせたい場合には、温度調整部の熱容量を、カバー本体の熱容量よりも大きくすればよい。この場合、比熱が大きいポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。また、ポリマーからなる母材に、熱容量が大きく蓄熱性を有する蓄熱フィラーを配合してもよい。蓄熱フィラーとしては、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物などが挙げられる。蓄熱フィラーを配合する場合には、単に分散させるだけでもよいが、温度調整部の厚さ方向に交差する方向、特に厚さ方向に垂直な面方向に配向させるとよい。また、蓄熱性をより向上させるためには、温度調整部をさらにカバー本体などの断熱性を有する部材で被覆してもよい。

本発明の防音カバーの製造方法は、特に限定されない。例えば、カバー本体と温度調整部の母材とが同じポリマーからなり、温度調整部のみに磁性フィラーを配向させる場合には、所定の原料を成形型のキャビティに注入して、温度調整部にのみ磁場を作用させながら成形すればよい。また、カバー本体が発泡樹脂からなる場合には、上記実施形態のように、予め温度調整部を製造し、それを成形型に配置した状態でカバー本体の原料を注入して、一体成形（インサート成形）してもよい。また、カバー本体と温度調整部とを別々に製造し、これらの少なくとも一方に接合しろを形成しておいて、当該接合しろを相手部材に接着または嵌合して製造してもよい。

本発明の防音カバーは、エンジンルーム内に配置される、エンジンのシリンダヘッド、オイルパン、モータ、エキゾーストマニホールド、ＥＧＲバルブなどの防音カバーとして好適である。

１：オイルパンカバー（防音カバー）、２０：カバー本体、２１：浅底部、２２：深底部、３０：温度調整部、３１：第一温度調整部、３２：第二温度調整部、４０：母材、４１：複合粒子（磁性フィラー）、２２０：前方側部、２２１：前方底部。

Claims (9)

1. 多孔質材料からなるカバー本体と、
   該カバー本体の一部と置換して、または該カバー本体の一部に積層して配置され、ポリマーを含みかつ該カバー本体とは異なる材料からなり、放熱機能および蓄熱機能の少なくとも一方を有する温度調整部と、
   を有する防音カバー。
2. 前記温度調整部は、前記ポリマーからなる母材と、該母材中に配向した状態で含有される磁性フィラーと、有する請求項１に記載の防音カバー。
3. 前記ポリマーは、発泡樹脂である請求項２に記載の防音カバー。
4. 前記磁性フィラーは、該温度調整部の厚さ方向に配向している請求項２または請求項３に記載の防音カバー。
5. 前記温度調整部の熱伝導率は、前記カバー本体の熱伝導率よりも大きく、該温度調整部は放熱機能を有する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の防音カバー。
6. 車両用エンジンのオイルパンに装着されるオイルパンカバーである請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の防音カバー。
7. 前記温度調整部は、車両の走行風が当たる部位に配置される請求項６に記載の防音カバー。
8. 前記温度調整部は、車両の走行風に対して交差する部位に配置される請求項７に記載の防音カバー。
9. 前記温度調整部の熱容量は、前記カバー本体の熱容量よりも大きく、
   該温度調整部は蓄熱機能を有する請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の防音カバー。

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