JP4117492B2 - 自動車内の音を伝達する装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文でより詳しく定められたタイプの自動車内の音を伝達する装置に関する。

一般的なタイプの装置は、特許文献１に記載されている。このような装置を用いて、一方でより集中して運転できるようにするため、他方で内燃機関の負荷状態に関しより多くの情報を伝えるために、内燃機関で生成された、特に加速中の音（ノイズ）をより強く自動車の運転者に伝えようとするものである。

但し、この公知の装置の欠点は、その比較的低効率であることと、膜を使用するためかなりの脆さがあることとである。

特許文献２では、装置全体の効率を改良しようと試みられた。但し、最適な解決法は、特に、例えば過給機関の場合の、高圧ガスによって生じうる損傷の場合に対する膜の脆さに関しては、未だそこでも提案されていない。

独国特許出願公開第４４ ３５ ２９６ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１００ ４２ ０１２ Ａ１号明細書

したがって、本発明の目的は、過給機関と、その過給機関で生成された音波を運転者に伝える十分な可能性を保証することとの両方に適している自動車内の音を伝達する装置を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴による本発明に従って達成される。

音響的非活動壁による入口空間と出口空間への中空体の分離は、本発明による装置が有利にも過給機関の場合に生じる圧力荷重に耐えられるという効果がある。

入口空間から出口空間への、ゆえに過給機関から自動車の車内空間への、又は自動車を取り囲む空間への過給機関によって誘導された音波の伝達は、入口空間と出口空間との両方に延びる音伝達装置によって本発明に従い可能となるので、運転者は、例えば過給機関の負荷により、その過給機関の音の印象を音響的に知覚することができる。

音伝達装置の一部である２つの振動要素は、音響的非活動壁に取り付けられる湾曲接続要素によって本発明に従い互いに接続され、入口空間内に配置された振動要素が圧力を受けると、その転回点を中心に回転運動又は振り子運動し、その結果、一方の振動要素から他方の振動要素に振動を伝達する。接続要素の上記回転運動は、有利にも、接続要素の軸方向運動が生じないので、接続要素を音響的非活動壁に非常に容易に取り付けることができる。

本発明の有利な改良形態や発展形態は、従属請求項及び下記の例示的実施形態で提供され、それらの原則を図面に基づいて説明する。

図１は、内燃機関１で生じた音を伝達するための装置４に入口ライン３を経由して接続されるガス搬送ラインとして、内燃機関１につながる、吸気ライン２を示す。吸気ライン２から分岐する代わりに、入口ライン３が、内燃機関１の他のガス搬送ラインから、つまり例えば排気ラインから分岐しても良い。内燃機関１、吸気ライン２及び入口ライン３と同じように、装置４は自動車内（全体図示省略）に配置され、自動車の車内空間５内の音と、自動車の周囲（図示省略）の音との両方に影響を与えることができる。

この装置４は、２つの空間に、すなわち入口空間８と出口空間９に、実質上音響的に非活動で音を伝えない音響的非活動壁７で分割される中空体６を有する。この入口空間８は入口ライン３に接続され、出口空間９は、本例では車内空間５につながる、出口ライン１０に接続される。但し、その出口ライン１０は、自動車を周囲の空間にもつなげうる。

さらに中空体６内部には、２つの振動要素１２及び１３を有する音伝達装置１１が配置され、第１の振動要素１２が入口空間８内に配置され、第２の振動要素１３が出口空間９内に配置される。これらの２つの振動要素１２及び１３は、入口空間８及び出口空間９をそれぞれの場合で２つの部分空間８ａ及び８ｂと９ａ及び９ｂとにそれぞれ分割し、これらは互いに仕切られている。これに関しては、振動要素１２及び１３の一方と音響的非活動壁７との間にそれぞれ位置する部分空間８ｂ及び９ｂに、本例では示されない、追加の入口又は出口ラインを接続することも可能である。この場合、同静圧がそれぞれ２つの振動要素１２及び１３の前と後ろで優勢となるので、静圧予荷重がない。

示された実施形態では、振動要素１２及び１３そのそれぞれは、硬質プレート部分１４と、硬質プレート部分１４に取り付けられ中空体６に接続される弾性膜部分１５と、をそれぞれ有する。このようにして、２つの振動要素１２及び１３の振動性、ゆえに音伝達装置１１の音を伝える能力が達成される。あるいは、振動要素１２及び１３の一方だけが硬質プレート部分１４を有するようにすることも可能である。

２つの振動要素１２及び１３は、音響的非活動壁７を通って延び、封止支持要素１７によって同音響的非活動壁７に取り付けられる湾曲した、ほぼＵ字状の接続要素１６によって接続される。この封止支持要素１７は、一方で、以下で詳述される接続要素１６の取付、及び他方でこの領域に間隙を備えている音響的非活動壁７の完全な封止をもたらす。２つの振動要素１２及び１３への接続要素１６の固定取付は、所望のどのような方法でも行うことができる。

接続要素１６は、本例の場合、弾性構成部品として形成され、それは、例えば断面が円形又は方形で、その剛性が音伝達装置１１の伝達特性に影響を与えるものとして構成されても良い。接続要素１６のＵ字状湾曲形状、及び音響的非活動壁７上への、弾性材料、例えばゴムからなる封止支持要素１７によるその取付は、入口空間８内に配置された第１の振動要素１２が、音波を受けると、接続要素１６が封止支持要素１７を中心にした回転又は振り子運動を始め、それによって第１の振動要素１２の振動が、出口空間９内に配置される第２の振動要素１３に伝達される効果を有する。その結果、音波は、音響的非活動壁７による出口空間９からの入口空間８の上述の気密分離にも関わらず正確に、入口空間８から出口空間９に、ゆえに最終的に内燃機関１から自動車車内空間５に伝えられる。音伝達装置１１の所望回転を達成するために、封止支持要素１７は、例えば回転運動の方向に作用する力に対するよりも軸方向に作用する力に対するコンプライアンスが遥かに小さくても良い。このことにより、軸方向の接続要素１６の取付が簡単になる。

接続ライン３１は、均圧とするために、入口空間８から部分空間８ｂに延びる。接続ライン３１の代わりに、オーバフローさせるために、プレート部分１４、又はそれらの１つを、中空体６の壁に接続しないことも可能である。以下に続く例示的実施形態の場合、これらの２つの可能性も同様に提供され得るが、それぞれの場合でそれらについては記述しない。

図２は、音伝達装置１１が図１によるものとほとんど同じように構成される、装置４の別の例示的実施形態を示す。但し、入口空間８内には、この場合、直線ロッドとして形成され、別の接続要素１９によって第１の振動要素１２に接続される、追加の振動要素１８が配置される。追加の振動要素１８は、出口空間９内に配置された、第２の振動要素１３に対応して伝えられる音に影響を与えることとなる。

接続要素１９がそれを貫通して延びる、別の音響的非活動壁２０が入口空間８内にも提供されるので、入口空間８は、合計６つの部分空間８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆに分割される。この場合、部分空間８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆのそれぞれ又は少なくとも一部に、例えば内燃機関１の吸気マニフォルド（図示せず）の様々な吸気管から構成される独立入口ラインを導入することも可能である。この場合、別の入口ライン３ｂ、３ｃ、３ｄが部分空間８ｂ、８ｅ、８ｆに開いており、上述の入口ライン３と同じように同様のことがそれらにも当てはまる。

図３は、封止支持要素１７を貫通する接続要素１６の先導部が見える、本例の場合、円筒状に構成された中空体６の断面を示す。

図４は、２つの振動要素１２及び１３の膜部分１５が、締結要素２１によって音響的非活動壁７と共に中空体６に取り付けられる、装置４の別の実施形態を示している。例えば環状に形成された、たった１つの締結要素２１だけが提供されることも可能であることは言うまでもない。この実施形態により、中空体６への音伝達装置１１の取付が簡単になる。

さらに、この場合、封止支持要素１７は、バネ装置２２によって音響的非活動壁７に締結され、そのバネ装置２２によってプレストレスが与えられる。これは図５で再度より明確に示されており、この構成により一方で封止支持要素１７のより簡単な取付、他方で全体の音伝達装置１１の伝達特性に柔軟性をもたらすことができ、バネ装置２２の多様な構造、及び封止支持要素１７が移動できる態様への作用を実現できる。このことの原因は、２つの振動要素１２及び１３の異なる振動特性が、実際に、封止支持要素１７のより柔らかい設定での場合と比べて封止支持要素１７のより硬い設定での場合のほうが達成され、これは、恐らく異なる振動数の伝達に帰因する、異なる伝達特性につながるからである。他の例示的実施形態の場合では、封止支持要素１７は、例えば音響的非活動壁７に接着接合されても良い。

図６と図７、さらに図８と図９も、振動要素１２及び１３の代替実施形態を示す。各振動要素１２及び１３は、ここでは、膜２３と、その膜２３を補強するバネリング２４とを有し、そのバネリング２４に膜２３が取り付けられ、そのバネリング２４は、ここではそれを通って延びる中心横断片２５を備え、環状となるように形成される。そのバネリング２４は、音伝達装置１１の伝達特性にある程度の柔軟性を与えるように作用しても良い。中心横断片２５には、例えば接続要素１６が取り付けられる。振動が接続要素１６の回転運動によって音伝達装置１１に導入され、それによって、入口空間８から出口空間９への音波の伝達が生じることは、振動要素１２及び１３のこれらの例示的実施形態にも当てはまる。

図１０による装置４の実施形態の場合、本例の場合では実質上互いに平行に延び、それらの外周で、つまり中空体６の領域で互いに、弾性接続要素２８によって、接続される、音響的非活動壁７は２つの壁部分２６及び２７を有する。その弾性接続要素２８の剛性を変えることによって、音伝達装置１１で生成される音に影響を与えることが可能であり、それは装置４が自動車内にすでに設置されているような場合でも、つまり例えば運転中であっても良い。この実施形態の場合、各壁部分２６及び２７は封止支持要素１７を有するので、接続要素１６は、音響非活動壁に対して２つの封止支持要素１７に完全に取り付けられる。

入口空間８も出口空間９から空間的に分離されていても良いことを示すために、対応する例示的実施形態が図１１で示される。但し、ここでも、第１の振動要素１２は入口空間８内に配置され、第２の振動要素１３は出口空間９内に配置され、２つの振動要素１２及び１３は、次に、音響的非活動壁７を通過して延びる接続要素１６によって互いに接続されている。但し、ここでの音響的非活動壁７は、入口空間８と出口空間９との間の直接分離ラインではないが、中空体６の外壁の一部を成す。このことにより、適切であれば、入口空間８が自動車内の出口空間９から分離して提供され、それらが、当然それぞれの自動車内で利用できる空間に依存する、封止支持要素１７を通って延びる接続要素１６によってのみ互いに接続されることが可能となる。

図１２は、動作する原理に対し図１による実施形態と実質上同一である装置４を示す。但し、ここでは、２つの振動要素１２及び１３は、中空体６を水平方向に分割する音響的非活動壁７に対して垂直方向に延びる。２つの振動要素１２及び１３は、音響的非活動壁の領域内で互いに接続されるが、封止支持要素１７によって音響的非活動壁７に取り付けられ、２つの振動要素１２及び１３を互いに接続する接続要素１６も提供される。示された配置は、比較的小さな軸方向の力が接続された部分に加わるが、封止支持要素１７によっても比較的小さな軸方向の力が加えられるという効果を持つ。ここでは、部分空間８ａ及び８ｂ、さらに９ａ及び９ｂもそれぞれ入口ライン３及び出口ライン１０を越えて、それぞれの場合で追加入口ライン３ａ及び追加出口ライン１０ａを備えている。

図１３は、接続要素１６が次に封止支持要素１７に接続される、装置４の別の実施形態を示す。但し、先の例示的実施形態と比べることによって、接続要素１６は、対称的に構成されていないが、封止支持要素１７から延びる、短部分１６ａと長部分１６ｂとを有する。このことにより、機械的強化又は上述の力やたわみの低減が可能となる。

さらに、図１１による例示的実施形態に続いて、入口空間８及び出口空間９は共通中空空間の一部ではなく、接続要素１６によって互いに接続されているだけである。別の接続要素２９は、出口空間９への入口空間８の固定継手となる。示されていないが、２つの空間８と９との間の継手として内燃機関１を提供することも考えられる。

異なる振動数に影響を与えるか又は強める別の予想される方法は、図１４による実施形態によって提供される。ここでは、接続要素１６は、接続要素１６の振動伝達特性を変える付加質量３０を備えている。他については、図１４による装置４は、図１３に記載のものに相当する。

図１５では、入口空間８は、同様に出口空間９から分離されており、その接続は、接続要素２９によって確立される。したがって、図１５による装置４の実施形態は、図１２及び図１３による実施形態の組合せを示す。

図１６は、図１４による装置４の実施形態と極めてよく似た実施形態を示す。ここでは、接続要素２９は、接続要素１６の周囲の付加体積の形で構成されている。このことにより、一方で音に追加的な影響を与えること、他方で外部からの汚れに対し接続要素１６を保護することが可能となる。

図１〜１６で示される装置４の実施形態の全ては、それらが明らかに互いに矛盾するものではない場合、どのように互いに組み合わされても良い。

音伝達装置を備えた本発明による装置の第１の実施形態を示す図。 図１からの本発明による装置の第２の実施形態を示す図。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面を示す図。 本発明による装置の第３の実施形態を示す図。 図４からの拡大図。 本発明による装置の音伝達装置の別の実施形態を示す図。 図６の矢印ＶＩＩの方向に見た図。 図６からの装置の９０゜だけ回転した図。 図８の矢印ＩＸの方向に見た図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。 本発明による装置の別の実施形態を示す図。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 吸気ライン
３ 入口ライン
４ ノイズを修正するための装置
５ 車内空間
６ 中空体
７ 音響的非活動壁
８ 入口空間
９ 出口空間
１０ 出口ライン
１１ 音伝達装置
１２、１３ 振動要素
１６ 接続要素

Claims (16)

1. 自動車内に搭載された内燃機関のガス搬送部分と入口ラインを経由して接続している、入口空間と、出口ラインによって前記自動車の車内空間及び／又は前記自動車を取り囲む空間に音響的に連結される出口空間とを有する中空体によって前記自動車内の音を伝達する装置であって、
   前記入口空間（８）は、少なくとも実質上音響的に非活動な壁（７）によって前記出口空間（９）から分離され、
   前記中空体（６）内部には、一方（１２）が前記入口空間（８）内に配置され、他方（１３）が前記出口空間（９）内に配置される少なくとも２つの振動要素（１２、１３）を有する、音伝達装置（１１）が配置され、少なくとも２つの前記振動要素（１２、１３）は、湾曲した接続要素（１６）を介して互いに接続され、前記接続要素（１６）は、前記音響的非活動壁（７）が有する封止支持要素（１７）を貫通しつつ、前記封止支持要素（１７）に支持され、前記入口空間（８）内に配置された前記振動要素（１２）が前記入口ライン（３）を通って導入された音を受けると、湾曲した前記接続要素（１６）の振動により、前記入口空間（８）内に配置された前記振動要素（１２）の振動を前記出口空間（９）内に配置された前記振動要素（１３）に伝達することを特徴とする装置。
2. 前記封止支持要素（１７）は弾性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記封止支持要素（１７）は、バネ装置（２２）によって前記音響的非活動壁（７）に締結され、前記バネ装置（２２）によってプレストレスが与えられることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の装置。
4. 前記接続要素（１６）は、ほぼＵ字状に湾曲していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記接続要素（１６）は、弾性構成部品として形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 付加質量（３０）が前記接続要素（１６）に取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 少なくとも２つの前記振動要素（１２、１３）の少なくとも１つは硬質プレート部分（１４）と、前記プレート部分（１４）に取り付けられた弾性膜部分（１５）とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記弾性膜部分（１５）は、前記中空体（６）に少なくとも間接的に接続されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記弾性膜部材（１５）は、前記音響的非活動壁（７）と共に前記中空体（６）に取り付けられることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 少なくとも２つの前記振動要素（１２、１３）は、それぞれの場合で膜（２３）と、前記膜（２３）を補強するバネリング（２４）とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記振動要素（１２、１３）は、前記入口空間（８）及び前記出口空間（９）をそれぞれ少なくとも２つの部分空間（それぞれ８ａ、８ｂと９ａ、９ｂ）に分割することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記入口空間（８）内に形成された前記部分空間（８ａ、８ｂ）の１つは、追加入口ライン（３ａ）に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記出口空間（９）内に形成された前記部分空間（９ａ、９ｂ）の１つは、追加出口ライン（１０ａ）に接続されることを特徴とする請求項１１あるいは１２に記載の装置。
14. 前記入口空間（８）内には、少なくとも１つの追加振動要素（１８）が配置されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記音響的非活動壁（７）は、少なくとも２つの壁部分（２６、２７）を有し、それらの壁部分はそれらの外周で弾性接続要素（２８）によって互いに接続されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記接続要素（１６）は、異なる長さの２つの部分（１６ａ、１６ｂ）を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。

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