JP2020101158A - 内燃機関の防音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘルムホルツ共鳴を利用する内燃機関の防音装置において、ヘルムホルツ共鳴空間の排水性を良好に確保する。【解決手段】内燃機関の防音装置１０は、内燃機関を覆い、かつ、撥水処理を施した表面１２ａを有する吸音カバー１２と、吸音カバー１２の表面１２ａの反対側であって当該吸音カバー１２に対して重力方向の下方側に配置され、かつ、重力方向の下方に設けられた排水孔２２を有するヘルムホルツ共鳴器１４と、排水孔２２を塞ぐように配置され、かつ、ヘルムホルツ共鳴器１４内に浸入した水の自重によって動作して排水孔２２をヘルムホルツ共鳴器１４の外部と連通させるワンウェイバルブ１６と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の防音装置に関し、より詳細には、ヘルムホルツ共鳴を利用した内燃機関の防音装置に関する。

例えば、特許文献１には、ヘルムホルツ共鳴器を備える防音装置が開示されている。このヘルムホルツ共鳴器は、空洞（ヘルムホルツ共鳴空間）の一部分を外部に連通させる開口部を備えている。この共鳴空間内には、防音対象である発音部位（音源）が配置されている。このように構成されたヘルムホルツ共鳴器によれば、音源をヘルムホルツ共鳴器の内側に存在させることにより、次のような効果が得られる。すなわち、ヘルムホルツ共鳴周波数よりも高い周波数の音が発生した場合、ヘルムホルツ共鳴器の開口部の空気の慣性効果によって、共鳴空間内の音がその外部に伝播しにくくなる。その結果、ヘルムホルツ共鳴周波数よりも高周波側に位置する広い周波数帯域において防音効果を発揮できる。

国際公開第２０１２／１４４０７８号

内燃機関からの放射音を低減させるための内燃機関の防音装置において、防音効果を高めるためにヘルムホルツ共鳴器を利用することが考えられる。ここで、ヘルムホルツ共鳴器内に水が浸入すると、ヘルムホルツ共鳴器（共鳴空間）の容積が変化する。その結果、防音効果が低下する可能性がある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘルムホルツ共鳴を利用する内燃機関の防音装置において、ヘルムホルツ共鳴空間の排水性を良好に確保することにある。

本発明の一態様に係る内燃機関の防音装置は、内燃機関を覆い、かつ、撥水処理を施した表面を有する吸音カバーと、前記吸音カバーの前記表面の反対側であって当該吸音カバーに対して重力方向の下方側に配置され、かつ、重力方向の下方に設けられた排水孔を有するヘルムホルツ共鳴器と、前記排水孔を塞ぐように配置され、かつ、前記ヘルムホルツ共鳴器内に浸入した水の自重によって動作して前記排水孔を前記ヘルムホルツ共鳴器の外部と連通させるワンウェイバルブと、を備える。

本発明の他の態様に係る内燃機関の防音装置は、内燃機関を覆い、かつ、前記内燃機関との間でヘルムホルツ共鳴器を形成する防音カバーを備える。前記防音カバーは、重力方向に延びるように形成された基本面と、前記基本面の重力方向の下端に繋がる底面と、を含む。前記底面は、当該底面の内壁に水が溜まらないように水平方向に対して傾斜している。前記底面の前記内壁には、撥水処理が施されている。

本発明の一態様によれば、吸音カバーの表面に撥水処理が施されている。これにより、当該表面と反対側であって吸音カバーに対して重力方向の下方側に配置されたヘルムホルツ共鳴器の内部に水が浸入しにくい構造が得られる。そして、ヘルムホルツ共鳴器の内部に水が浸入したとしても、水の自重によってワンウェイバルブが動作するので、水が排水孔から排出される。このように、本発明の一態様によれば、ヘルムホルツ共鳴空間の排水性を良好に確保することができる。その結果、ヘルムホルツ共鳴器内に水が浸入したとしても、ヘルムホルツ共鳴を利用する防音効果の低下を抑制することができる。

また、本発明の他の態様によれば、防音カバーの底面に対し、その内壁に水が溜まらないようにするための形状面での対策が施されている。また、当該底面の内壁には、撥水処理が施されている。これらの対策により、防音カバーの内部に水が流入した場合であっても、水を即座に防音カバーの外部に排出できるようになる。このように、本発明の他の態様によっても、ヘルムホルツ共鳴空間の排水性を良好に確保することができる。その結果、ヘルムホルツ共鳴器内に水が浸入したとしても、ヘルムホルツ共鳴を利用する防音効果の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る内燃機関の防音装置の要部の構成を模式的に表した断面図である。 本発明の実施の形態２に係る内燃機関の防音装置の構成を模式的に表した断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ただし、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関の防音装置１０の要部の構成を模式的に表した断面図である。図１に示す防音装置１０は、吸音カバー１２と、ヘルムホルツ共鳴器１４と、ワンウェイバルブ１６とを備えている。図１には、これらの防音装置１０の一部が示されている。

具体的には、吸音カバー１２は、図示省略する内燃機関（より詳細には、例えば、重力方向における内燃機関の上方側又は下方側の部位）を覆うように形成されている。吸音カバー１２は、例えば、吸音効果に優れる繊維系又はウレタン系の材料によって構成されている。また、吸音カバー１２の表面（重力方向の上方側の表面）１２ａには、撥水処理が施されている。

ヘルムホルツ共鳴器１４は、吸音カバー１２の表面１２ａと反対側（すなわち、吸音カバー１２に対して重力方向の下方側）に配置されている。ヘルムホルツ共鳴器１４は、ヘルムホルツ共鳴空間を形成するための形成部材１８を備えている。より詳細には、このヘルムホルツ共鳴空間は、形成部材１８とともに、吸音カバー１２及びワンウェイバルブ１６によって形成（特定）される。また、ヘルムホルツ共鳴器１４は、ヘルムホルツ共鳴空間の開口部２０を備えている。なお、図１中の紙面と垂直な方向におけるヘルムホルツ共鳴器１４の端部は、例えば、吸音カバー１２の他の部位又は形成部材１８の他の部位によって塞がれているものとする。

ヘルムホルツ共鳴器１４（より詳細には、形成部材１８）における重力方向の下方側の部位には、複数の排水孔２２が設けられている。ワンウェイバルブ１６は、これらの排水孔２２を塞ぐように形成されている。そして、ワンウェイバルブ１６は、ヘルムホルツ共鳴器１４内に浸入した水の自重によって排水孔２２をヘルムホルツ共鳴器１４の外部と連通させるように構成されている。より詳細には、ワンウェイバルブ１６は、一例としてゴム製であり、水の自重によって撓むことにより、排水孔２２をヘルムホルツ共鳴器１４の外部と連通させる。その結果、ヘルムホルツ共鳴器１４内の水が外部に排出される。

以上説明したように、防音装置１０は、吸音カバー１２とともにヘルムホルツ共鳴器１４を備えている。これにより、吸音カバー１２による吸音できていない周波数帯域の音に対する防音効果が得られるように形成部材１８の形状を選定してヘルムホルツ共鳴周波数を適切に設定することにより、幅広い周波数帯域において防音効果が得られる。

そのうえで、吸音カバー１２の表面１２ａには、撥水処理が施されている。これにより、吸音カバー１２自体の吸水が防止されるとともに、ヘルムホルツ共鳴器１４の内部に水が浸入しにくい構造が得られる。そして、ヘルムホルツ共鳴器１４の内部に水が浸入したとしても、水の自重によってワンウェイバルブ１６が動作するので、水が排水孔２２から排出される。このため、ヘルムホルツ共鳴器１４内への水の浸入に起因して、ヘルムホルツ共鳴空間の容積が変化してヘルムホルツ共鳴周波数が意図した値から変化することが抑制される。

以上のように、本実施形態の防音装置１０によれば、ヘルムホルツ共鳴空間の排水性を良好に確保できる。したがって、ヘルムホルツ共鳴器１４内に水が浸入したとしても、ヘルムホルツ共鳴を利用する防音効果の低下を抑制することができる。

２．実施の形態２
図２は、本発明の実施の形態２に係る内燃機関の防音装置３０の構成を模式的に表した断面図である。図２に示す防音装置３０は、防音カバー３２を備えている。防音カバー３２は、内燃機関１を覆うように形成されている。より詳細には、内燃機関１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とオイルパン４とチェーンカバー５とを備えている。防音カバー３２は、一例として、チェーンカバー５と対向するように配置されている。なお、防音カバー３２は、図示省略する支持部材によって内燃機関１との間に隙間を維持するように設置されている。

防音カバー３２は、内燃機関１（チェーンカバー５）との間でヘルムホルツ共鳴器を形成している。すなわち、図２に示すように、音源である内燃機関１と防音カバー３２とによって囲まれた空間として、ヘルムホルツ共鳴空間３４が形成されている。

より詳細には、防音カバー３２は、重力方向に延びるように形成された基本面３６を有する。基本面３６は、重力方向の下端において底面３８と繋がっている。図２に示す例では、底面３８は、基本面３６と反対側の端部においてフランジ面４０に繋がっている。また、基本面３６は、重力方向の上端において頂面４２と繋がっている。図２に示す例では、フランジ面４０は、頂面４２とも繋がっている。フランジ面４０は、ヘルムホルツ共鳴空間３４を有するヘルムホルツ共鳴器の開口部４４を、内燃機関１（チェーンカバー５）との間で形成するために設けられている。なお、図２の紙面と垂直な方向な方向における防音カバー３２の両端は、一例として、図２中に示す断面形状と同様に、基本面３６に繋がる側面とフランジ面４０とを備えているものとする。

そのうえで、防音カバー３２の底面３８は、図２に示すように、当該底面３８の内壁３８ａに水が溜まらないように水平方向に対して傾斜している。より詳細には、底面３８の内壁３８ａは、基本面３６側からフランジ面４０側に向けて斜め下方に延びるように形成されている。そして、内壁３８ａには、撥水処理が施されている。

以上説明したように、防音カバー３２の全体の形状でヘルムホルツ共鳴器が形成された防音装置３０では、防音カバー３２の底面３８に対し、その内壁３８ａに水が溜まらないようにするための形状面での対策が施されている。また、当該底面３８の内壁３８ａには、撥水処理が施されている。これらの対策により、防音カバー３２の内部に水が流入した場合であっても、水を即座に防音カバー３２の外部に排出できるようになる。

以上のように、本実施形態の防音装置３０によっても、ヘルムホルツ共鳴空間の排水性を良好に確保できる。したがって、防音カバー３２の内部（すなわち、ヘルムホルツ共鳴器）内に水が浸入したとしても、ヘルムホルツ共鳴を利用する防音効果の低下を抑制することができる。付け加えると、防音カバー３２の内部に水が溜まらなくなるので、内燃機関１の腐食を効果的に抑制できる。

以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１ 内燃機関
５ チェーンカバー
１０、３０ 防音装置
１２ 吸音カバー
１２ａ 吸音カバーの表面
１４ ヘルムホルツ共鳴器
１６ ワンウェイバルブ
１８ 形成部材
２０ 開口部
２２ 排水孔
３２ 防音カバー
３４ ヘルムホルツ共鳴空間
３６ 防音カバーの基本面
３８ 防音カバーの底面
３８ａ 防音カバーの底面の内壁
４０ 防音カバーのフランジ面
４２ 防音カバーの頂面
４４ 開口部

Claims (2)

1. 内燃機関を覆い、かつ、撥水処理を施した表面を有する吸音カバーと、
   前記吸音カバーの前記表面の反対側であって当該吸音カバーに対して重力方向の下方側に配置され、かつ、重力方向の下方に設けられた排水孔を有するヘルムホルツ共鳴器と、
   前記排水孔を塞ぐように配置され、かつ、前記ヘルムホルツ共鳴器内に浸入した水の自重によって動作して前記排水孔を前記ヘルムホルツ共鳴器の外部と連通させるワンウェイバルブと、
   を備えることを特徴とする内燃機関の防音装置。
2. 内燃機関を覆い、かつ、前記内燃機関との間でヘルムホルツ共鳴器を形成する防音カバーを備え、
   前記防音カバーは、
   重力方向に延びるように形成された基本面と、
   前記基本面の重力方向の下端に繋がる底面と、
   を含み、
   前記底面は、当該底面の内壁に水が溜まらないように水平方向に対して傾斜しており、
   前記底面の前記内壁には、撥水処理が施されている
   ことを特徴とする内燃機関の防音装置。

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