(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に接続されて吸気系内の吸気脈動を伝達する伝達管と、
前記伝達管の一端に設けられ、前記吸気脈動により振動する振動体と、
前記振動体を介して前記伝達管と連接されるとともに、その振動体の振動によって生じる音波のうち所定の周波数帯の音波を増幅する共鳴管と、
前記共鳴管の径よりも大径であって、両端が開口した筒部材であり、一端側の開口部が前記共鳴管に接続され、他端側の開口部が前記増幅された音波が車室内に伝達するようにエンジンルーム内の所定位置に配置される導波管と、
を備えることを特徴とする内燃機関の音質伝達構造。
【請求項２】
前記導波管は、前記共鳴管と同心に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の音質伝達構造。
【請求項３】
前記エンジンルーム内の所定位置は、前記共鳴管により増幅された音波が遮音されにくい位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の音質伝達構造。
【請求項４】
前記遮音されにくい位置は、ストラットタワー後方であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の音質伝達構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の音質伝達構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの吸気系や排気系において、共鳴管や共鳴箱を用いて目的とする周波数以外の音波の音圧レベルを下げ、相対的に目的とする周波数の音波の音圧レベルを上げて吸気音や排気音の音圧を調整する技術が知られている。
【０００３】
しかしながら、目的とする周波数の音波の音圧レベルを低下させる場合には、低下させるべき周波数範囲が広いため、多種の共鳴管や共鳴箱が必要となるという問題がある。
【０００４】
特許文献１では、エアクリーナに接続するダストサイドダクトに所定周波数で共鳴する共鳴管または共鳴箱を設け、目的とする周波数の音波を増幅することにより迫力のある吸気音を得ることのできる吸気装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１１３７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、吸気音における所定周波数の音波を増幅するため、共鳴管や共鳴箱の長さ、径及び容積をある値に固定する必要がある。そのため、共鳴管等の配置は制約され、増大された吸気音が減衰しにくいエンジンルーム内の位置に配置することが困難となる。これにより、増大された吸気音が車室内に導かれるまでに減衰してしまい、車室内においてその吸気音が聞きにくくなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、共鳴管により増幅した所定周波数の音波を減衰させることなく、車室内に導くことができる音質伝達構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内燃機関の吸気系に接続され、吸気系内の吸気脈動を伝達する伝達管と、伝達管の一端に設けられ、吸気脈動により振動する振動体と、振動体を介して伝達管と連接されるとともに、その振動体の振動によって生じる音波のうち、所定の周波数帯の音波を増幅する共鳴管と、共鳴管の径よりも大径であって、両端が開口した筒部材であり、一端側の開口部が共鳴管に接続され、他端側の開口部が増幅された音波が車室内に伝達するようにエンジンルーム内の所定位置に配置される導波管と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、共鳴器の共鳴管の共鳴口に、その共鳴管よりも大径の導波管を同心に設ける。また、導波管の開口端は、エンジンルーム内の遮音されにくい位置に、運転席に対向して配置する。これにより、共鳴管によって増幅された所定の周波数帯の音波の周波数をほとんど変えることなく車室内に導くことが可能となる。また、増幅された音波の減衰を抑制することができ、車室内において迫力のある吸気音を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、車両上方から見た車両のエンジンルーム１を示した概略図である。手前が車両前方を示す。
【００１１】
エンジンルーム１はサイドパネル２及びダッシュパネル３により画成する。エンジンルーム１は６気筒のエンジン４を収納する。
【００１２】
エンジン４は、空気をエンジン４に供給するための吸気系５を備える。吸気系５はエアクリーナ５１、スロットルバルブ５２及び吸気コレクタ５３を有する。また、吸気系５は車両の前面に空気を取り入れるための吸気口５４を開口する。この吸気口５４は、ダストサイドダクト５５を通じて、取り入れられた空気（以下「吸気」と称する）を浄化するエアクリーナ５１に連通する。
【００１３】
エアクリーナ５１はフィルターエレメント５１ａによってダストサイド５１ｂとクリーンサイド５１ｃに隔成する。エアクリーナ５１のクリーンサイド５１ｃには、クリーンサイドダクト５６の一端が連通する。また、クリーンサイドダクト５６の他端は、吸気量を調整するためのスロットルバルブ５２を介して吸気コレクタ５３と連通する。
【００１４】
吸気コレクタ５３には複数のブランチ管５７が接続する。このブランチ管５７はエンジン４の図示しない各気筒の燃焼室とそれぞれ連通する。
【００１５】
このような吸気系５において、エアクリーナ５１で浄化された吸気は、車両の運転状況に応じてスロットルバルブ５２により、その吸気量が調整される。吸気は、エンジン４の吸入負圧により燃焼室内に導かれる。そして、エンジン４に吸気を伝達する動作及び図示しないピストンや吸気弁の往復運動により吸気系５の内部には吸気脈動が生じる。
【００１６】
本実施形態では、上記した吸気脈動を加振源とする共鳴器２０によって、所定の周波数帯の音波を増幅する。共鳴器２０は、エアクリーナ５１のクリーンサイド５１ｃとスロットルバルブ５２との間のクリーンサイドダクト５６に設けられる。
【００１７】
図２は、共鳴器２０の構成を示す概略図である。
【００１８】
図２（Ａ）に示す通り、共鳴器２０は、吸気系５で発生した吸気脈動を伝達する伝達管２１と、所定の周波数帯の音波を増幅させる共鳴管２２とを有する。伝達管２１の一端はクリーンサイドダクト５６と連通する。伝達管２１の他端は、共鳴管２２の一端と接続する。共鳴管２２の他端は外部に開口（共鳴口２２ａ）しており、その共鳴口２２ａから所定の周波数帯の音波を放出する。また、共鳴管２２の共鳴口２２ａには、後述する導波管２３がボルト２４によって同心に固定される。
【００１９】
図２（Ｂ）に示すように、伝達管２１と共鳴管２２との間には、伝達された吸気脈動を加振源として加振する円盤状のダイヤフラム２５が同心に介装される。ダイヤフラム２５には、吸気脈動によって振動するゴム、樹脂又はコーン紙等を使用する。
【００２０】
共鳴器２０においては、吸気系５の内部に発生した吸気脈動を加振源としてダイヤフラム２５が振動する。ダイヤフラム２５の振動によって生じる音波のうち、所定周波数帯の音波を、いわゆる気柱共鳴によって共鳴管２２で増幅する。アクセル開度に連動して変動する吸気脈動に基づく音波を共鳴器２０によって増幅するため、エンジン回転速度の上昇に伴ってリニアに変化する音圧特性を得ることができる。
【００２１】
このような共鳴器２０では、共鳴器２０の共鳴管２２の軸方向長さ及び内径が、増幅する音波の周波数帯及び音波の音圧の増大量を決定する。換言すれば、共鳴管２２の形状（軸方向長さ及び内径）は、目的とする音波の周波数帯等により決定される。そのため、エンジンルーム１内において共鳴管２２の配置は制約され、増幅された所定周波数帯の音波が減衰しにくい位置に配置することが困難となる。その結果、増幅された音波がエンジンルーム１内で減衰してしまい、車室内において聞きにくくなるという問題がある。そこで、本実施形態においては、共鳴管２２の共鳴口２２ａの付近に導波管２３を取付る。
【００２２】
図３は、導波管２３の構成を示す概略図である。図３（Ａ）に示すように、導波管２３は両端が開口した筒状形状である。この導波管２３の径は共鳴管２２の径よりも大径とする。導波管２３の一端は、共鳴管２２の共鳴口２２ａの付近でスリーブ２６を介してボルト２４により同心に連結される。導波管２３の開口端２３ａは、目的とする周波数帯の音波が車室内で聞きやすいように、エンジンルーム１内の遮音されにくい所定位置に配置される。また、導波管２３のＢ−Ｂ断面を示す図３（Ｂ）の通り、導波管２３、共鳴管２２及びダイヤフラム２５は、それぞれ同心に配置される。
【００２３】
この導波管２３の長さは、導波管２３の開口端２３ａをエンジンルーム１内の遮音されにくい所定位置に配置できるように設定する。また、導波管２３の径は共鳴管２２の径よりも大きく設定する。このため、導波管２３は、共鳴管２２で増幅された音波の所定周波数帯をほとんど変えることなく車室内に導くことができる。
【００２４】
図４は、エンジンルーム１内における導波管２３の開口端２３ａの配置位置を示した概略図である。図１と同様に手前が車両前方を示す。図４に示す配置位置は、エンジンルーム１の構成に基づいて、遮音されにくいと考えられる位置を事前の検討により選択したものである。
【００２５】
Ａはエンジンルーム１の中央のダッシュパネル３の直前位置を示す。Ｂはエンジンルーム１の中央のエンジン４の後方位置を示す。Ｃはクリーンサイドダクト５６の後方におけるダッシュパネル３の直前位置を示す。Ｄはクリーンサイドダクト５６の後方位置を示す。Ｅは右側ストラットタワー６の後方位置を示す。Ｆは右側ストラットタワー６の左位置を示す。ＡからＦの配置位置において、導波管２３の開口端２３ａは車室内に対向するように配置される。
【００２６】
図５は、各配置位置に導波管２３の開口端２３ａを配置した場合において、車室内に伝達した音波の周波数に対する伝達関数を示した特性図である。横軸は増幅された音波の周波数を示す。また、縦軸は、そのときの伝達関数を示す。この伝達関数が大きくなるほど、共鳴器２０により増幅された所定周波数の音波は車室内において聞きやすくなる。
【００２７】
図５に示す通り、右側ストラットタワー６の後方位置Ｅでは、特に低周波域において最も伝達関数が大きく、全周波数域の平均においても伝達関数が大きくなる。したがって、導波管２３の開口端２３ａを右側ストラットタワー６の後方位置Ｅに配置する場合に、共鳴器２０により増幅された音波の減衰が最も抑制される。
【００２８】
図６は、導波管２３の開口端２３ａを位置Ｅに配置した場合において、車室内に所定周波数の音波が伝達されたときのエンジン回転速度−音圧レベル特性図である。
【００２９】
共鳴器２０は、エンジンの気筒数によって定められる次数の周波数帯の音波を導波管２３の開口端２３ａから放出する。つまり、本実施形態のように６気筒エンジンに共鳴器２０を適用した場合には、３次及び６次の音波が支配的となる。
【００３０】
図６（Ａ）は３次の音波のエンジン回転速度−音圧レベル特性図である。横軸はエンジン回転速度を示す。また、縦軸は車室内に導かれた音波の音圧レベルを示す。なお、エンジン回転速度と周波数との間には相関関係があり、以下の数式で関係付けられる。
【００３１】
【数１】
0004713326.tif 000002
【００３２】
（１）式で示される通り、エンジン回転速度Ｎeが大きくなると周波数ｆも大きくなる。
【００３３】
ここで、図６（Ａ）の実線は、導波管２３を適用した場合の音圧レベルを示す。破線は、導波管２３を適用していない場合の音圧レベルを示す。導波管２３を使用した場合には、遮音されにくい位置に導波管の開口端２３ａを配置することができる。そのため、導波管２３の作用により、中回転速度以上の周波数帯において音圧レベルが増加している。したがって、導波管２３を使用していない場合と比較して、増幅された所定周波数の音波が車室内においてより聞きやすくなる。
【００３４】
図６（Ｂ）は６次の音波のエンジン回転速度−音圧レベル特性図である。横軸はエンジン回転速度を示す。縦軸は車室内に導かれた音波の音圧レベルを示す。なお、エンジン回転速度と周波数との関係については、上述の通り（１）式において関係付けられる。
【００３５】
実線は導波管２３を適用した場合の音圧レベルを示す。また、破線は導波管２３を適用していない場合の音圧レベルを示す。導波管２３を使用した場合には、遮音されにくい位置に導波管の開口端２３ａを配置することができる。そのため、導波管２３の作用により、低回転速度域の一部と中回転速度域以上の周波数帯において音圧レベルが増加している。したがって、導波管２３を使用していない場合と比較して、増幅された所定周波数の音波が車室内においてより聞きやすくなる。
【００３６】
以上により、本実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００３７】
本実施形態では、共鳴器２０の共鳴管２２の共鳴口２２ａ付近に、共鳴管２２よりも大径の導波管２３を同心に設ける。また、導波管２３の開口端２３ａは、エンジンルーム１の内部の遮音されにくい位置に配置する。これにより、共鳴管２２によって増幅された所定周波数帯の音波の周波数をほとんど変えることなく車室内に導くことが可能となる。また、増幅された音波の減衰を抑制することができ、車室内において迫力のある吸気音を得ることが可能となる。
【００３８】
共鳴管２２の共鳴口２２ａから放出される音波は、吸気系５から発生する吸気脈動に基づいて付加される。そのため、エンジン回転数の上昇に伴ってリニアに変化する吸気音の音圧特性を得ることができ、加速度の上昇に伴ってリニアに変化する加速音を体感することが可能となる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【００４０】
例えば、導波管２３の内周壁や外周壁に防音材を配置して、共鳴管２２から放出された音波や外部環境に含まれる高周波のノイズ音を除去するようにしてもよい。また、共鳴器２０は吸気口５４とエアクリーナ５１のダストサイド５１ｂとの間のダストサイドダクト５５の一部に設けるようにしてもよい。さらに、共鳴器２０は共鳴体の振動に基づいていわゆる空洞共鳴（ヘルムホルツ共鳴）を利用するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】車両上方から見た車両のエンジンルームを示した概略図である。
【図２】共鳴器の構成図である。
【図３】共鳴器の共鳴管に取付けられた導波管の構成図である。
【図４】エンジンルーム内における導波管の配置位置を示す概略図である。
【図５】導波管を各配置位置に配置したときの遮音度を示す図である。
【図６】車室内に導かれた音波のエンジン回転速度−音圧レベル特性図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  エンジンルーム
４  エンジン
５  吸気系
６  ストラットタワー
５１  エアクリーナ
５５  ダストサイドダクト
５６  クリーンサイドダクト
２０  共鳴器
２１  伝達管
２２  共鳴管
２２ａ  共鳴口
２３  導波管
２３ａ  開口端
２５  ダイヤフラム（振動体）
【図１】
0004713326.tif 000003
【図２】
0004713326.tif 000004
【図３】
0004713326.tif 000005
【図４】
0004713326.tif 000006
【図５】
0004713326.tif 000007
【図６】
0004713326.tif 000008