JP3837611B2 - 遮音カバー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気マニホールドからの騒音や熱を遮断するカバーとして好適な遮音カバーに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近の自動車においては、電子制御化が進み、排気マニホールド付近にも種々のハーネスが配置されるようになったことから、これらハーネスの熱劣化を防止するため、排気マニホールドに沿って遮熱カバーを設けて、排気マニホールドからの放熱を遮断するように構成したものが広く採用されている。
前記遮熱カバーとしては、図9に示すように、排気マニホールド100に僅かな隙間をあけて配置される板状のアウターパネル101とインナーパネル102間に断熱材103を挟持したものが広く実用化されている。
【0003】
しかし、エンジンによっては排気マニホールドからの騒音が問題となるものも存在し、前記遮熱カバーでは排気マニホールドからの騒音を遮断できないという問題が生じる。そこで、前記遮熱カバーを利用し前記騒音を除去しようとする技術が提案されている。例えば、特開平7−119458号公報には、前記遮熱カバーにおける板状のインナーパネルに代えてメッシュを配置させ、吸音断熱材を挟んだ状態でこのメッシュをアウターパネルにスポット溶接した遮音遮熱カバーが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載の遮音遮熱カバーにおいては、排気マニホールドからの騒音を吸音断熱材により効率的に吸収して遮音性能を高めることは可能であるが、貝殻状の立体的なアウターパネルに沿ってメッシュを固定するため、スポット箇所が多くなり、遮音遮熱カバーの製作コストが高くなるとともに、アウターパネルの外面に多数のスポット跡が形成されて、遮音遮熱カバーの外観が低下するという問題があった。
【0005】
また、スポット箇所を少なくするため、排気マニホールドに対する遮音遮熱カバーのボルト締結部にメッシュを挟持させると、ボルトのトルクダウンにより遮音遮熱カバーの脱落が懸念される。
更に、吸音断熱材の移動を規制して、遮音遮熱カバーの面振動を防止するためには、吸音断熱材をアウターパネルに圧接させる必要があるが、実際のアウターパネルは、排気マニホールド外面に沿った湾曲部を有する形状となっていることから、張力を作用させた状態でアウターパネルにメッシュをスポット溶接して吸音断熱材をアウターパネル側に圧接しようとしても、メッシュがアウターパネル形状に沿った状態とならないため、メッシュが吸音断熱材に対して十分に密着せず、遮音遮熱カバーの面振動を効果的に防止できないという問題がある。
更にまた、熱や騒音の遮断面積を極力大きくするため、吸音断熱材及びメッシュがアウターパネルの外縁付近まで配置されているので、遮音遮熱カバーを排気マニホールドに組付けるときに、取扱いに注意を要し、作業性が悪化することが懸念される。また、アウターパネルのみを使用しているため、カバーとしての剛性が低く、しかも多数のスポット溶接が必要となり、生産の加工コストが高くなることも懸念される。
【0006】
本発明の目的は、安価に製作可能で且つ遮音性能に優れ、しかもスポット跡等が外面に露出しない遮音カバーを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る遮音カバーは、騒音源に接近配置されて、外部への騒音伝達を遮断する遮音カバーであって、騒音源に沿って配置される板状部材からなるアウターパネルと、アウターパネルと略相似形の板状部材からなり、曲率の大きい部分を避けて面剛性の小さい複数の部分に開口部が形成され、アウターパネルの騒音源側においてアウターパネルに沿って取付けられたインナーパネルと、開口部を閉塞するように開口部毎に前記インナーパネルに設けられ、外縁部が前記開口部の口縁部におけるアウターパネル側の面に固定された通気性を有する複数のシート材と、アウターパネルと少なくとも前記シート材間に挟持された吸音材とを備えたものである。
【0008】
ここで、請求項2記載のように、シート材として、耐熱性を有する繊維材もしくはこれらの繊維材と金属細線を編成したものを用いること、請求項3記載のように、インナーパネルの外縁部に折曲部を形成し、この折曲部をアウターパネル側へ折り曲げて、インナーパネルにアウターパネルを固定すること、請求項4記載のように、吸音材は断熱効果をも有する吸音断熱材であって、吸音断熱材はアウターパネルとインナーパネルとの間にも挟持されると共に、吸音断熱材及びシート材が介在しない部分においてインナーパネル及びアウターパネルを重ね合わせ、この両パネルの重合部に遮音カバー固定用のボルト孔を形成すること、などが好ましい実施例である。
【0009】
【作用】
請求項1に係る遮音カバーにおいては、インナーパネルに開口部を形成し、開口部を閉塞するように通気性を有するシート材を設けてあるので、開口部に対応する部分においては、吸音材により騒音源からの騒音が効果的に吸収されることになる。しかも、開口部において吸音材は、シート材により弛まないように保持してあるので、開口面積を十分に確保して遮音性能を容易に高めることが可能となる。
また、インナーパネルのアウターパネル側の面にシート材を固定してあるので、スポット溶接によりシート材を固定した場合でも、アウターパネルの外面にスポット跡が形成されることはない。しかも、シート材に対して張力を作用させながら溶接する必要もないので、インナーパネルとシート材との接合強度を十分に確保できる。
更に、シート材の外縁部はインナーパネルとアウターパネル間に配置されるので、排気マニホールドに対して遮音カバーを組付けるときの作業性が向上する。
【0010】
更にまた、曲率の大きな部分を避けて開口部を形成することが可能で、シート材とインナーパネルとのスポット箇所を少なくでき、インナーパネルに対するシート材の取付作業が容易になる。
また、強度、剛性を有するインナーパネルとアウターパネル間に吸音材を挟持してあるので、吸音材の移動を確実に規制することが可能となり、吸音材が振動することによる遮音カバーの面振動を防止することが可能となる。しかも、開口部の位置を変更することで、遮音カバーの面振動を容易に調整することも可能となる。
【0011】
また、開口部をインナーパネルの面剛性の小さい部分、例えば平坦部や曲率の小さい部分に形成すると、開口部を形成することによるインナーパネルの強度、剛性の低下を抑制できるし、インナーパネルに対するシート材の取付作業が一層容易になる。
請求項3記載のように、インナーパネルの外縁部に折曲部を形成し、この折曲部をアウターパネル側へ折り曲げて、インナーパネルにアウターパネルを固定すると、インナーパネルとアウターパネルの結合強度が高められ、しかもカバーとしての剛性アップが図られるとともに、生産上の加工コストを削減できる。
【0012】
請求項4記載のように、吸音材は断熱効果をも有する吸音断熱材であって、吸音断熱材はアウターパネルとインナーパネルとの間にも挟持されると共に、吸音断熱材及びシート材が介在しない部分においてインナーパネル及びアウターパネルを重ね合わせ、この両パネルの重合部に遮音カバー固定用のボルト孔を形成すると、アウターパネルとインナーパネルとの間に挟持された吸音断熱材により断熱効果が得られるとともに、遮音カバー固定用のボルトのトルクダウンを防止して、排気マニホールドに対する遮音カバーの取付強度を高めることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本実施例は、エンジンの排気マニホールドの遮熱効果を有する遮音カバー(以下、遮音遮熱カバーという)に本発明を適用した場合のものである。
図1〜図4に示すように、遮音遮熱カバー1は、エンジンEの排気マニホールドEMを覆うように配置されて、排気マニホールドEMからの騒音や放熱の伝達を遮断するためのもので、略平行配置されたアウターパネル2及びインナーパネル3と、両パネル2、3間に挟持された断熱効果を有する吸音材としての吸音断熱材4とを備えている。
【0014】
両パネル2、3は、アルミニウムメッキを施した鋼板をプレス成形したもので、アウターパネル2の内側にインナーパネル3が一定の間隔をあけて嵌まるように、略相似形に形成されるとともに、アウターパネル2はインナーパネル3よりも少し大きなサイズに形成されている。但し、両パネル2、3の素材としてはステンレス鋼板等を用いることも可能で、使用条件等に応じて適宜変更することが可能である。
【0015】
インナーパネル3にはその面剛性の小さい部分、例えば平坦な部分や曲率の小さい部分に対応させて3つの開口部5が形成されるとともに、インナーパネル3の外面側(アウターパネル側)には開口部5を閉塞する金属メッシュからなるシート材6が設けられ、シート材6の外縁部はインナーパネル3にスポット溶接されている。但し、開口部5の形状や個数は任意に設定することが可能である。また、開口部5の形成位置は、インナーパネル3の平坦な部分や曲率の小さい部分に形成することが、スポット箇所7を少なくしたり、インナーパネル3の強度、剛性を確保する上で好ましいが、折曲している部分に形成することも可能である。更に、スポット溶接に代えて、スタッド溶接、リベット止めやハトメ止めにより、シート材6をインナーパネル3に固定してもよい。
【0016】
シート材6は、例えばSUS304,SUS316,SUS310S等のステンレスや真鍮、亜鉛メッキ鋼などの金属細線を編成又は製織して製作されたもので、その粗さは、5メッシュより粗いと、吸音断熱材4が脱落するという問題が発生するので、5〜100メッシュに設定されている。但し、シート材6として、耐熱性を有するセラミック繊維やガラス繊維或いはこれらの繊維と金属細線を編成又は製織したものを用いてもよい。尚、セラミック繊維やガラス繊維からなるシート材6を用いる場合には、溶接によりシート材6を固定できないので、リベットやハトメで固定したり、インナーパネル3の開口部5付近にフックや爪を形成して、このフックや爪を介してシート材6を固定することになる。
吸音断熱材4としては、セラミック繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、鉱物繊維(ロックウール)などを用いることが可能で、その厚さは、0.5mm未満であると、吸音・遮熱性不十分という問題が発生し、15mmを超過すると、エンジンルーム内の狭い制限スペースでは装着が困難という問題が発生するので、0.5〜15mmに設定されている。
吸音断熱材4自体は、耐熱性500℃以上であれば問題なく使用可能で、耐熱性を重視しない場合には、コスト面からもガラス繊維(耐熱性約550℃)を使用し、耐熱性が要求される場合には、耐熱性1000℃以上のセラミック繊維を使用することになる。また、セラミック繊維としては、アルミナセラミック、シリカアルミナセラミック等が使用可能である。
【0017】
遮音遮熱カバー1を排気マニホールドEMに固定するため、ボルト締結位置における吸音断熱材4の部分には貫通孔8が形成され、この貫通孔8の吸音断熱材4及びシート材6が介在しない両パネル2、3の部分には吸音断熱材4及びシート材6を介在させない状態で重ね合わせた重合部9が形成され、重合部9の略中央部にボルト孔10が形成されている。つまり、固定用のボルト11は、両パネル2、3を挟持した状態で排気マニホールドEMに固定されることになる。このため、固定用のボルト11のトルクダウンが防止され、排気マニホールドEMに対し取付強度を高めることができる。尚、図5(a)に示すように、ゴム製や金属製の1対の弾性体15とスリーブ16とグロメット17とワッシャー18とからなる弾性支持具を両パネル2、3の重合部9に取付け、1対の弾性体15を介して遮音遮熱カバー1を排気マニホールドEMに弾性支持してもよい。また、図5(b)に示すように、弾性体15とグロメット17とワッシャー18とからなる弾性支持具を両パネル2、3の重合部9に取付け、1つの弾性体15を介して遮音遮熱カバー1を排気マニホールドEMに弾性支持してもよい。但し、図例以外の方法で遮音遮熱カバー1を排気マニホールドEMに弾性支持してもよい。
【0018】
次に、この遮音遮熱カバー1の製造方法について簡単に説明する。
先ず、アルミニウムメッキを施した鋼板をプレス成形して、アウターパネル2とインナーパネル3を製作するとともに、吸音断熱シートを裁断して吸音断熱材4を製作する。
次に、図6に示すように、開口部5を閉塞するようにインナーパネル3の外面にシート材6をセットして、シート材6の外縁部をインナーパネル3にスポット溶接する。
次に、図7に示すように、インナーパネル3上に吸音断熱材4をセットした状態でアウターパネル2を被せ、インナーパネル3の外縁部の折曲部3aを折り曲げてインナーパネル3をアウターパネル2に結合するとともに、ボルト締結部位にボルト孔10を形成して、遮音遮熱カバー1を得る。但し、インナーパネル3とアウターパネル2との結合部分を更にスポット溶接を施して、両者の結合強度を高めるようにしてもよい。
【0019】
次に、遮音遮熱カバー1の作用、効果について説明する。
インナーパネル3に形成した3つの開口部5において吸音断熱材4は、金属メッシュからなるシート材6を介して排気マニホールドEM側に露出するので、排気マニホールドEMの騒音はこの露出した吸音断熱材4により効果的に吸収されることになる。しかも、開口部5に臨む吸音断熱材4はシート材6で保持してあるので、吸音断熱材4の弛み等を効果的に防止しつつ、開口部5の開口面積を大きくし、遮音性能を高めることが可能となる。
インナーパネル3の開口部5にシート材6を取付けてあるので、スポット跡はアウターパネル2には形成されず、スポット跡により遮音遮熱カバー1の外観が低下するという不具合は確実に防止される。
【0020】
強度、剛性を有するインナーパネル3とアウターパネル2間に吸音断熱材4を挟持してあるので、吸音断熱材4の振動を効果的に抑制して、遮音遮熱カバー1全体の面振動を防止することが可能となる。しかも、開口部5の形成位置により遮音遮熱カバー1の面振動を容易に調整することが可能となる。インナーパネル3とアウターパネル2との間に挟持される吸音断熱材4の面積を広く設定することで、より一層の断熱効果が得られる。
シート材6の外縁部が吸音断熱材4とインナーパネル3間にサンドされるので、遮音遮熱カバー1を組付けるときの安全性が図られ、作業効率が向上する。
【0021】
インナーパネル3の面剛性の小さい平坦部や曲率の小さい湾曲部に開口部5を形成してシート材6を取付けてあるので、インナーパネル3の強度、剛性の低下を極力抑制でき、しかもスポット箇所7を少なくすることが可能となって、シート材6の取付け作業が大幅に簡単になり、遮音遮熱カバー1の製作コストを低減出来る。
吸音断熱材4やシート材6を介在させないで、両パネル2、3を重ね合わせた重合部9にボルト孔10を形成してあるので、遮音遮熱カバー1の固定用ボルト11のトルクダウンの発生を効果的に防止できる。
尚、本実施例では、排気マニホールドEMの遮音遮熱カバー1に本発明を適用したが、排気マニホールドEM以外のエンジン部品、或いはその他の産業機器の遮音遮熱カバーとして本発明を同様に適用することが可能である。
【0022】
次に、遮音遮熱カバー1の遮音性能を調べるために行った比較試験について説明する。
厚さ0.4mmのアウターパネルと、厚さ0.4mmのインナーパネルと、厚さ4mmの吸音断熱材を用い、実施例1では、インナーパネルに形成する開口部の開口面積を全体の80%に設定し、この開口部を閉塞するシート材をインナーパネルに取付けた遮音遮熱カバーを製作した。実施例2では、インナーパネルに形成する開口部の開口面積を全体の60%に設定し、この開口部を閉塞するシート材をインナーパネルに取付けた遮音遮熱カバーを製作した。また、比較例として、開口部及びシート材を設けない遮音遮熱カバーを製作した。
【0023】
そして、直列4気筒エンジンに上記3種類の遮音遮熱カバーを順次取付け、排気マニールドの側方1m離れた地点から一定周波数毎に騒音レベル(デシベル:dB)を測定し、図8に示す線図を得た。
図8の線図から明らかなように、1.5〜9KHzの領域において、開口部を設けた実施例1、2は、開口面積の大小に殆ど関係なく、開口部を設けない比較例よりも騒音レベルが全体的に低くなっており、しかも聴覚で最も感度よく聞こえる2KHz前後の騒音レベルが比較例よりも低くなることで、実際に聞こえる騒音はかなり小さくなっていることが判る。
尚、本発明は本実施例形態に限定されるものではなく、吸音材を断熱効果の低い部材としても良い。また、吸音材をアウターパネルとシート材との間のみに配設した構成としても良い。
【0024】
【発明の効果】
請求項1に係る遮音カバーによれば、インナーパネルの開口部に対応する部分の遮音性能を高めて、遮音カバー全体としての遮音性能を高めることが可能となること、アウターパネルにスポット跡が形成されないので、遮音カバーの外観低下を防止できること、シート材の外縁部をインナーパネルとアウターパネル間に配置することで、遮音カバーの組付時の安全性が図れること、シート材とインナーパネルとの結合強度を十分に確保でき、カバーとしての剛性アップが図れること、インナーパネルに対するシート材の取付作業を簡単にして、遮音カバーの製作コストを低減できること、吸音材の振動を規制して、遮音カバーの面振動を防止できること、開口部の位置を変更することで、遮音カバーの面振動を容易に調整することが可能となること、などの効果が得られる。
【0025】
また、インナーパネルのうちの面剛性の小さい部分に開口部を形成しているので、インナーパネルの強度、剛性を十分に確保しつつ開口部を形成することが可能になるとともに、インナーパネルに対するシート材の取付作業が一層容易になり、遮音カバーの製作コストを低減できる。
請求項3記載のように構成すると、アウターパネルとインナーパネルの結合強度が高められ、カバーとしての剛性アップが図られると共に、生産上の加工コストを削減できる。
請求項4記載のように構成すると、遮熱効果が高められると共に、遮音カバー固定用のボルトのトルクダウンを防止して、排気マニホールドに対する遮音カバーの取付強度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 遮音遮熱カバー付近のエンジンの要部縦断面図
【図2】 遮音遮熱カバーの正面図
【図3】 インナーパネルの正面図
【図4】 図2のIV−IV線断面図
【図5】 (a)、(b)は遮音遮熱カバーの取付構造の変形例の説明図
【図6】 インナーパネルの製造工程の説明図
【図7】 遮音遮熱カバーの製造工程の説明図
【図8】 騒音レベルと周波数の関係を示す線図
【図9】 従来技術に係る遮音遮熱カバーの縦断面図
【符号の説明】
E エンジン EM 排気マニホールド
1 遮音遮熱カバー 2 アウターパネル
3 インナーパネル 3a 折曲部
4 吸音断熱材 5 開口部
6 シート材 7 スポット箇所
8 貫通孔 9 重合部
10 ボルト孔 11 ボルト
15 弾性体 16 スリーブ
Claims (4)
- 騒音源に接近配置されて、外部への騒音伝達を遮断する遮音カバーであって、
前記騒音源に沿って配置される板状部材からなるアウターパネルと、
前記アウターパネルと略相似形の板状部材からなり、曲率の大きい部分を避けて面剛性の小さい複数の部分に開口部が形成され、前記アウターパネルの騒音源側において該アウターパネルに沿って取付けられたインナーパネルと、
前記開口部を閉塞するように開口部毎に前記インナーパネルに設けられ、外縁部が前記開口部の口縁部におけるアウターパネル側の面に固定された通気性を有する複数のシート材と、
前記アウターパネルと少なくとも前記シート材間に挟持された吸音材と、
を備えた遮音カバー。 - 前記シート材として、耐熱性を有する繊維材もしくはこれらの繊維材と金属細線を編成したものを用いた請求項1記載の遮音カバー。
- 前記インナーパネルの外縁部に折曲部を形成し、この折曲部を前記アウターパネル側へ折り曲げて、前記インナーパネルに前記アウターパネルを固定した請求項1又は2記載の遮音カバー。
- 前記吸音材は断熱効果をも有する吸音断熱材であって、該吸音断熱材は前記アウターパネルと前記インナーパネルとの間にも挟持されると共に、前記吸音断熱材及び前記シート材が介在しない部分において前記インナーパネル及び前記アウターパネルを重ね合わせ、この両パネルの重合部に遮音カバー固定用のボルト孔を形成した請求項1〜3のいずれか1項記載の遮音カバー。
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