(57)【要約】【課題】内燃機関から生じる騒音を抑制することによって、車外騒音を抑制することを目的とする。【解決手段】内燃機関のシリンダヘッドカバー１は、シリンダヘッドカバー１の肉厚方向に設けられ、シリンダヘッドカバー１を複数の区画に分割すると共にシリンダヘッドカバー１の他部位３と密度の異なる密度変更部２を備えるように構成される。これにより、内燃機関から生じる騒音を抑制して車外騒音を抑制することができる。【選択図】図１
2018178831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドカバーであって、
前記シリンダヘッドカバーの肉厚方向に設けられ、前記シリンダヘッドカバーを複数の区画に分割すると共に前記シリンダヘッドカバーの他部位と密度の異なる密度変更部を備える、
シリンダヘッドカバー。
【請求項２】
前記密度変更部は、所定の幅を有すると共に、前記シリンダヘッドカバーの長手方向全長に亘って形成される、
請求項１に記載のシリンダヘッドカバー。
【請求項３】
前記密度変更部は、所定の幅を有すると共に、前記シリンダヘッドカバーの短手方向全長に亘って形成される、
請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドカバー。
【請求項４】
前記密度変更部の材料充填率と、前記シリンダヘッドカバーの他部位の材料充填率とが異なる、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のシリンダヘッドカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリンダヘッドカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車外騒音を抑制するために、シリンダヘッドカバーの表面から離れた位置にエンジンカバー（遮音カバー）を設け、内燃機関の上方を当該エンジンカバーで覆うようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５００５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１のものは、内燃機関から生じる騒音自体を抑制するものではないので、車外騒音を十分に抑制できないおそれがあった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、内燃機関から生じる騒音自体を抑制することによって、車外騒音を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様による内燃機関のシリンダヘッドカバーは、シリンダヘッドカバーの肉厚方向に設けられ、シリンダヘッドカバーを複数の区画に分割すると共にシリンダヘッドカバーの他部位と密度の異なる密度変更部を備えるように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のこの態様によれば、内燃機関から生じる騒音を抑制して車外騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるシリンダヘッドカバーの概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるシリンダヘッドカバーを簡略化して示した斜視図である。
【図３】図３は、図１のIII-III線に沿った本発明の一実施形態によるシリンダヘッドカバーの概略断面図である。
【図４】図４は、図１のIV-IV線に沿った本発明の一実施形態によるシリンダヘッドカバーの概略断面図である。
【図５】図５は、図６Ａから図６Ｃに示す各シリンダヘッドカバーの固有値解析結果を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、密度変更部をシリンダヘッドカバーの全長方向に均等な間隔で３つ設けたシリンダヘッドカバーを簡略化して示した斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、密度変更部をシリンダヘッドカバーの全長方向中央部に１つだけ設けたシリンダヘッドカバーを簡略化して示した斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、密度変更部を備えていないシリンダヘッドカバーを簡略化して示した斜視図である。
【図７】図７は、モード１からモード４までの各振動モードの振動形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態によるシリンダヘッドカバー１の概略斜視図である。
【００１１】
シリンダヘッドカバー１は、内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）の表面に形成された開口部を塞ぐように、シリンダヘッドに取り付けられる。シリンダヘッドカバー１は、シリンダヘッドの内部に収容された動弁機構を潤滑するための潤滑油が、シリンダヘッドの開口部から内燃機関の外部に飛散するのを防止する。
【００１２】
内燃機関の運転中は、燃焼室内の燃焼による爆発や、ピストンの往復運動等によって生じた振動がシリンダヘッドカバー１に伝達されて、シリンダヘッドカバー１が面振動する。その結果、シリンダヘッドカバー１と接する空気が振動し、騒音となって車外に放出される。
【００１３】
したがって車外騒音を抑制するには、まずシリンダヘッドカバー１が面振動することによって生じる騒音自体の大きさ［ｄＢ］を抑制することが有効であると言える。
【００１４】
また、内燃機関の常用回転速度域において生じる振動の振動数（以下「機関振動数」という。）が、シリンダヘッドカバー１の固有振動数と一致してしまうと、シリンダヘッドカバー１が共振して車外騒音が増大してしまう。
【００１５】
したがって車外騒音を抑制するには、シリンダヘッドカバー１が面振動することによって生じる騒音自体の大きさを抑制するだけでなく、機関振動数とシリンダヘッドカバー１の固有振動数とが一致しないように、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を設定する必要がある。
【００１６】
機関振動数とシリンダヘッドカバー１の固有振動数とが一致しないようにするために、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を変化させて調整する方法としては、例えばシリンダヘッドカバー１の裏面に補強のためのリブを設けたり、シリンダヘッドカバー１の肉厚を厚くしたりする方法がある。しかしながら、このような方法では、シリンダヘッドカバー１の重量が増加し、内燃機関の重量増を招くという問題点がある。
【００１７】
そこで本実施形態では、シリンダヘッドカバー１の内部の密度を部分的に異ならせることで、シリンダヘッドカバー１が面振動することによって生じる騒音自体の大きさを抑制すると共に、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を任意の固有振動数に設定することができるようにした。以下、図２から図４を参照して、この本実施形態によるシリンダヘッドカバー１の内部構造について説明する。
【００１８】
図２は、本実施形態によるシリンダヘッドカバー１を簡略化して示すと共に、理解を容易にするために、シリンダヘッドカバー１の内部において密度を部分的に異ならせた部分（以下「密度変更部」という。）２を斜線で示した斜視図である。図３は、図１のIII-III線に沿ったシリンダヘッドカバー１の概略断面図である。図４は、図１のIV-IV線に沿ったシリンダヘッドカバー１の概略断面図である。なお以下の説明では便宜上、シリンダヘッドカバー１の密度変更部２以外の部分を必要に応じて「本体部３」という。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態によるシリンダヘッドカバー１は、密度変更部２として、シリンダヘッドカバー１の長手方向（以下「ヘッドカバー長手方向」という。）全長に亘って形成された所定の幅を持つ直線状の第１密度変更部２ａと、シリンダヘッドカバー１の短手方向（以下「ヘッドカバー短手方向」という。）全長に亘って形成された所定の幅を持つ直線状の第２密度変更部２ｂと、をそれぞれ複数備える。この第１密度変更部２ａ及び第２密度変更部２ｂは、図３及び図４に示すように、それぞれシリンダヘッドカバー１の肉厚方向全域に亘って存在している。
【００２０】
本実施形態においては、第１密度変更部２ａ及び第２密度変更部２ｂの密度はそれぞれ同じであり、本体部３の密度よりも高くなっている。また第１密度変更部２ａ及び第２密度変更部２ｂの材料は、それぞれ本体部３の材料と同じであり、密度だけを変化させている。本実施形態では、３Ｄプリンタを用いてシリンダヘッドカバー１を一体的に製造しており、本体部３を成形する際の材料の充填率よりも、密度変更部２を成形する際の材料の充填率を高くすることで、第１密度変更部２ａ及び第２密度変更部２ｂの密度を本体部３の密度よりも高くしている。なお本実施形態では、シリンダヘッドカバー１の材料、すなわち本体部３と密度変更部２の材料としてアルミ合金を使用しているが、これに限らずその他の金属材料を使用しても良いし、樹脂材料を使用しても良い。
【００２１】
ここで、シリンダヘッドカバー１が面振動することによって生じる騒音自体の大きさを抑制するには、面振動する部分の面積を小さくすることが有効である。
【００２２】
このとき、密度変更部２が設けられていないシリンダヘッドカバーの場合は、シリンダヘッドカバーに振動が伝達されると、シリンダヘッドカバーの本体部３が全体的に大きく振動することになる。その結果、シリンダヘッドカバーと接する空気が大きく振動し、大きな騒音となる。
【００２３】
これに対して本実施形態のように、シリンダヘッドカバー１にヘッドカバー長手方向全長に亘る第１密度変更部２ａや、ヘッドカバー短手方向全長に亘る第２密度変更部２ｂを設けることで、シリンダヘッドカバー１を複数の区画に分割することができる。すなわち密度変更部２によって、面振動する本体部３が細かく分割されるので、面振動するそれぞれの本体部３の面積を小さくすることができる。そのため分割された各本体部３における振動を小さくすることができるので、騒音自体も小さくすることができる。
【００２４】
そしてさらに発明者らの鋭意研究の結果、本実施形態のように密度変更部２をシリンダヘッドカバー１に設けた場合には、密度変更部２の本数や幅、形状、密度を変化させることによって、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を容易に変化させて調整できることがわかった。
【００２５】
図５は、図６Ａから図６Ｃに示す各シリンダヘッドカバー１の固有値解析結果を示す図であり、モード１からモード４までの各振動モードにおける各シリンダヘッドカバー１の固有振動数を比較して示した図である。
【００２６】
なお図６Ａは、密度変更部２をヘッドカバー全長方向に均等な間隔で３つ設けたシリンダヘッドカバーＰを簡略化して示した斜視図である。図６Ｂは、密度変更部２をヘッドカバー全長方向中央部に１つだけ設けたシリンダヘッドカバーＱを簡略化して示した斜視図である。図６Ｃは、密度変更部２を備えていないシリンダヘッドカバーＲを簡略化して示した斜視図である。またモード１からモード４までの各振動モードの振動形態は、図７に示す通りである。
【００２７】
図５に示すように、いずれの振動モードにおいても図６Ｃに示すシリンダヘッドカバーＲの固有振動数が最も高くなり、図６Ｂ、及び図６Ａに示すシリンダヘッドカバーＱ，Ｐの順で固有振動数が低くなっていることがわかる。すなわち密度変更部２の本数を増加させて、本体部３の割合に対して本体部３よりも密度の高い部分の割合を増加させるほど、固有振動数が低振動数側に移動していることが分かる。
【００２８】
したがって、密度変更部２の密度を本体部３の密度よりも高くしている場合は、仮に密度変更部２の本数が同じであれば、密度変更部２の幅を拡げるほどシリンダヘッドカバー１の固有振動数を低振動数側に移動させることができる。また密度変更部２の形状を、直線形状からその一部の幅を拡げるような形状に変化させることで、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を低振動数側に移動させることができる。
【００２９】
さらに密度変更部２の本数が同じであっても、密度変更部２の密度を本体部３の密度よりも高くするほど、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を低振動数側に移動させることができる。また一部の密度変更部２のみ、他の密度変更部２よりも密度をさらに高くすることでも、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を低振動数側に移動させることができる。
【００３０】
このように密度変更部２の本数や幅、形状、密度を変化させることで、機関振動数とシリンダヘッドカバー１の固有振動数とが一致しないように、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を容易に変化させて調整することができる。
【００３１】
以上説明した本実施形態による内燃機関のシリンダヘッドカバー１は、シリンダヘッドカバー１の肉厚方向に設けられ、シリンダヘッドカバー１を複数の区画に分割すると共にシリンダヘッドカバー１の本体部３（他部位）と密度の異なる密度変更部２を備える。本実施形態では密度変更部２は、所定の幅を有すると共にシリンダヘッドカバー１の長手方向全長に亘って形成されている。また密度変更部２は、所定の幅を有すると共にシリンダヘッドカバー１の短手方向全長に亘って形成されている。
【００３２】
このように、密度変更部２によってシリンダヘッドカバー１を複数の区画に分割することで、面振動する本体部３が細かく分割されるので、面振動するそれぞれの本体部３の面積を小さくすることができる。そのため分割された各本体部３における振動を小さくすることができるので、シリンダヘッドカバー１、ひいては内燃機関から生じる騒音自体を抑制して車外騒音を抑制することができる。
【００３３】
また、密度変更部２の本数や幅、形状、密度を変化させることによって、機関振動数とシリンダヘッドカバー１の固有振動数とが一致しないように、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を容易に変化させて調整することができる。そのため、シリンダヘッドカバー１の共振を抑制することができるので、シリンダヘッドカバー１、ひいては内燃機関から生じる騒音自体を抑制して車外騒音を抑制することができる。
【００３４】
また、機関振動数とシリンダヘッドカバー１の固有振動数とが一致しないようにするために、シリンダヘッドカバー１の裏面に補強のためのリブを設けたり、シリンダヘッドカバー１の肉厚を増加させたりする必要もないので、内燃機関の重量、ひいては車両重量が増加するのを抑制できる。
【００３５】
また、車外騒音を抑制するために、内燃機関とは別途にエンジンカバーを設ける必要がないので、部品点数の増加による車両重量の増加を抑制できると共に、車両のエンジンルーム内の省スペース化を図ることができる。
【００３６】
また本実施形態によるシリンダヘッドカバー１は、密度変更部２の材料充填率と、シリンダヘッドカバー１の本体部３（他部位）の材料充填率とを異なせることにより、密度変更部２の密度をシリンダヘッドカバー１の本体部３の密度と異ならせている。
【００３７】
これにより、シリンダヘッドカバー１を構成する本体部３と密度変更部２の材料自体が同じになると共に、シリンダヘッドカバー１を一体的に構成することができる。そのため、本体部３と密度変更部２とをそれぞれ異なる材料の部品にして接合する場合等と比較して、シリンダヘッドカバー１の剛性を高めることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００３９】
例えば上記の実施形態では、シリンダヘッドカバー１に第１密度変更部２ａ及び第２密度変更部２ｂをそれぞれ複数設けていたが、いずれか一方が少なくとも１本あれば良い。
【００４０】
また上記の実施形態では、密度変更部２を直線状としていたが、シリンダヘッドカバー１を複数の区画に分割できるのであれば、その形状は限定されるものではなく、例えばＶ字形状としても良い。
【００４１】
また上記の実施形態では、密度変更部２の密度を本体部３の密度よりも高くしていたが、逆に密度変更部２の密度を本体部３の密度よりも低くするようにして良い。このように、本体部３の割合に対して本体部３よりも密度の低い部分の割合を増加させることで、シリンダヘッドカバー１の固有振動数を高振動数側に移動させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１    シリンダヘッドカバー
２    密度変更部
３    本体部（他部位）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018178831.tif 000006
【図５】
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【図６Ａ】
2018178831.tif 000008
【図６Ｂ】
2018178831.tif 000009
【図６Ｃ】
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【図７】
2018178831.tif 000011