(57)【要約】【課題】音響装置を用いたり、周囲への音の放出を抑えながら、車室内に対して所望の音響効果が得られるようにする。【解決手段】車両１０では、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間が、複数のサウンドバー３２によって連結されている。サウンドバーのそれぞれは、一端がエギゾーストパイプに固定され、他端が車体フロアに固定されて、エンジンの駆動によってエギゾーストパイプが振動すると、固有周波数で振動するようになっている。車体フロアは、サウンドバーが振動されることより振動されて、車室内へサウンドバーの固有周波数の音を放出する。このときに、車室内へ放出される音が空洞共鳴によって増幅される。これにより、サウンドバーに固有周波数を、所望の音の周波数とすることにより、車両の周囲に音が発せられるのを抑えながら、車室内へ所望の周波数の音を放出することができる。【選択図】図１
2007230322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力によって走行する車両の車室内へ所定周波数の音を放出可能とする車両の音響構造であって、
前記エンジンに連結されると共にエンジンの振動に伴って振動可能に配設されたエギゾーストパイプと、
前記放出される音に応じた固有周波数で振動可能に形成されて、前記エギゾーストパイプと車体の所定部位とに固定され、エギゾーストパイプの振動によって固有周波数で振動されることにより車体を固有周波数で振動可能とする発振部材と、
を含むことを特徴とする車両の音響構造。
【請求項２】
前記発振部材が、前記車体の所定部位として車体フロアに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の音響構造。
【請求項３】
前記発振部材が、前記エギゾーストパイプと前記車体との間で湾曲されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の音響構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）の駆動力によって走行する車両に係り、詳細には、車室内に所望の音響効果が得られる車両の音響構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンなどの内燃機関を備え、エンジンの駆動力によって走行する車両に対しては、防振対策及び騒音対策が図られ、車室内は高い静粛性が得られるようになっている。
【０００３】
ところで、近年、車両の運転操作の楽しみとして、車両が発するエンジン音、排気音等を聞くことが考えられており、ここから、予め多種の排気音等を記憶しておき、運転操作に応じたエンジン回転等の車両の運動状態を逐次想定し、想定に基づいて選択した排気音等を発するようにした提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、車両の騒音対策は、車室内のみならず、車両が周囲に発する音の抑制を図り、環境騒音の発生を抑えることも目的となっている。音響装置を用いて排気音等を発することは、容易であるが、エンジン音、排気音などは、音の大気放出となっており、これらの音を、音響装置を用いて発することは、環境騒音対策上は、好まれることではない。
【特許文献１】特開平１０−１９８３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、音響装置を用いて大気中へ放出されることにより騒音となってしまうのを抑え、車室内に対しては所望の音響効果が得られるようにした車両の音響構造を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、エンジンの駆動力によって走行する車両の車室内へ所定周波数の音を放出可能とする車両の音響構造であって、前記エンジンに連結されると共にエンジンの振動に伴って振動可能に配設されたエギゾーストパイプと、前記放出される音に応じた固有周波数で振動可能に形成されて、前記エギゾーストパイプと車体の所定部位とに固定され、エギゾーストパイプの振動によって固有周波数で振動されることにより車体を固有周波数で振動可能とする発振部材と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、エンジンによってエギゾーストパイプが振動されることにより、エギゾーストパイプと車体の所定部位を発振部材によって連結している。
【０００８】
このような発振部材としては、例えば、帯板状などの任意の形状に形成し、エギゾーストパイプと車体のそれぞれに固定されることにより、発振部材を介在させてエギゾーストパイプと車体とを連結する。
【０００９】
また、本発明に適用する発振部材は、アルミニウム、鉄などの各種の金属や硬質プラスチックなどの各種の樹脂などで弾性変形可能な剛性材料を用いる。このような材質の部材は、材質、大きさを含む形状によって所定の固有周波数で振動可能となると共に、振動を伝達することができる。
【００１０】
これにより、エギゾーストパイプの振動によって発振部材が振動するときに、固有周波数で振動する。また、この発振部材の振動が、発振部材が固定された車体へ伝達されることにより、車体が発振部材の固有周波数で振動され、車室内へ振動周波数に応じた音を放出する。
【００１１】
したがって、発振部材の固有周波数に応じた音が車室内へ放出され、さらに、車室の空洞共鳴によって増幅される。このときに、発振部材の固有周波数を予め設定した周波数となるように発振部材を形成することにより、所望の周波数の音を車室内へ放出することができる。また、車体から外部へ放出される音は、空洞共鳴が得られないために増幅されず、車両の周囲に音を放出してしまうのが抑えられる。
【００１２】
また、車室内へ放出される音は、エンジンの振動に応じて大きさが変化することから、電気的に音を発する音響装置を設けることなく、車両の運転操作に応じた音響効果を得ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記発振部材が、前記車体の所定部位として車体フロアに固定されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、車室の下部を形成する車体フロアに発振部材を固定している。これにより、発振部材の振動に応じた周波数の音を、確実に車室内へ放出することができる。
【００１５】
なお、発振部材が固定される車体の部位としては、車室に隣接する部位であることが好ましく、車体フロアのみならず、ダッシュパネル等に発振部材を固定するものであっても良い。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記発振部材が、前記エギゾーストパイプと前記車体との間で湾曲されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、発振部材は、所定の部位で湾曲されている。これにより、エギゾーストパイプと車体の間を所定の間隔に保つことが可能となると共に、エギゾーストパイプの振動に応じて発振部材が確実に振動して、発振部材の振動を車体に確実に伝達することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、固有周波数で振動する振動部材をエギゾーストパイプと車体のそれぞれに固定して、エギゾーストパイプと車体を連結することにより、エギゾーストパイプによって発振部材が振動したときに、車体を発振部材の固有周波数で振動させて、固有周波数の音を車室内へ放出する。
【００１９】
これにより、電気的に音を放出する音響装置を用いることなく、また、車両の周囲へ音を放出することなく、所望の音を車室内へ放出することができる。
【００２０】
したがって、車両の運転操作に応じて、特定の音を盛り上げたり、乗員に心地良い音色の音を発することができるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図２には、本実施の形態に適用した車両１０の要部の概略構成を示している。この車両１０は、前部にエンジン１２が設けられており、このエンジン１２の駆動力によって走行する一般的構成となっている。
【００２２】
エンジン１２には、排気側にエギゾーストマニホールド１４が連結されており、エンジン１２の排気ガスがエギゾーストマニホールド１４へ送り出される。
【００２３】
このエギゾーストマニホールド１４には、エギゾーストパイプ１６が、接続されている。このエギゾーストパイプ１６は、例えば、ボールジョイント１８を介してエギゾーストマニホールド１４に連結されている。また、エギゾーストパイプ１６には、エギゾーストマニホールド１４側の端部に、触媒コンバータ２０が配設されている。
【００２４】
エンジン１２からエギゾーストマニホールド１４へ排出された排気ガスは、触媒コンバータ２０を通過することにより一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯx）等が除去される。
【００２５】
図２及び図３に示されるように、エギゾーストパイプ１６は、車室２６の近傍を通過して、車両１０の後方側へ延設されており、エンジン１２と反対側である車両後方側の端部に、メインマフラー２２が配設されている。また、エギゾーストパイプ１６は、中間部にサブマフラー２４が配設されている。
【００２６】
このエギゾーストパイプ１６は、エギゾーストマニホールド１４とボールベアリング１８等を介して連結されると共に、Ｏリング等を介して、車両１０の車体の所定位置に支持されている（図示省略）。
【００２７】
これにより、車両１０では、エンジン１２が駆動されることにより発生する振動に応じてエギゾーストパイプ１６が振動可能となっていると共に、振動音の発生が抑えられている。なお、エギゾーストパイプ１６の支持は、公知の支持方法を適用できる。
【００２８】
また、車両１０では、触媒コンバータ２０を通過して浄化された排気ガスがサブマフラー２４及びメインマフラー２２によって消音されて排気中に放出されるようにし、排気、エギゾーストパイプ１６の振動等による車両１０の周囲への騒音の放出が抑えられている。
【００２９】
一方、図３に示されるように、車両１０には、車室２６と車外を区画するダッシュパネル２８、車体フロア３０等が設けられており、エギゾーストパイプ１６は、ダッシュパネル２８、車体フロア３０等の下面側に沿って車両後方側へ延設されている。
【００３０】
このエギゾーストパイプ１６が沿うダッシュパネル２８や車体フロア３０には、車室２６側に、乗員が着座するドライバーシート、パッセンジャーシート、リアシートなどが配設される。また、ダッシュパネル２８、車体フロア３０などの車室２６側には、内装材としてフロアカーペットが敷設され、フロアカーペットとの間に、アスファルトシート、ウレタン、塩ビシート等が積層されて形成された遮音／吸音材が配設された一般的構成となっている（何れも図示省略）。
【００３１】
これにより、車両１０では、走行音、エギゾーストパイプ１６の振動等によって発生される音が、車室２６内に進入してしまうのを抑え、車室２６内の静粛性が図られている。
【００３２】
ところで、図１及び図３に示されるように、本実施の形態に適用した車両１０では、車体の一部を形成している車体フロア３０とエギゾーストパイプ１６の間が、発振部材として設けている複数のサウンドバー３２によって連結されている。なお、以下では、一例として２本のサウンドバー３２Ａ、３２Ｂ（総称するときは、サウンドバー３２とする）を用いて説明する。
【００３３】
図４には、本実施の形に適用したサウンドバー３２の概略構成を示している。このサウンドバー３２は、所定材質の材料によって形成されている。サウンドバー３２のそれぞれは、所定の幅、長さ及び厚さの帯板状に形成されている。また、サウンドバー３２は、長手方向の両側の端部３４Ａ、３４Ｂのそれぞれが、互いに並行となるように折曲され、端部３４Ａ、３４Ｂの間で、所定の段差ｈが形成されている。これと共に、本実施の形態に適用したサウンドバー３２は、一方の端部３４Ａに円孔３６が形成されている。
【００３４】
図１に示されるように、このサウンドバー３２Ａ、３２Ｂのそれぞれは、車体フロア３０の図示しない貫通孔へ挿入されたボルト３８が、端部３４Ａに形成された円孔３６（図１では図示省略）へ挿入され、このボルト３８にナット４０を螺合することにより車体フロア３０へ固定されている。また、サウンドバー３２は、端部３４Ｂがバンド４２によってエギゾーストパイプ１６に緊密に締結されることにより固定されている。なお、サウンドバー３２は、これに限らず、例えば接着剤を用いたり、溶着（溶接）等によって固定するなど、任意の固定方法を適用することができる。
【００３５】
前記したようにサウンドバー３２は、端部３４Ａ、３４Ｂの間に段差ｈが設けられており、この段差ｈは、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の離間距離に合わせている。これにより、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０とを、サウンドバー３２に連結したときに、サウンドバー３２が、無振動（静止）状態のエギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間隔が確保されるようになっている。
【００３６】
一方、本実施の形態では、サウンドバー３２の材質として、弾性変形可能な剛性材料が用いられている。このような材質の材料としては、アルミニウム、鉄（スチール）、ステンレスなどの各種の金属材料があり、サウンドバー３２としては、これらの金属材料を用いて形成することができる。また、サウンドバー３２としては、金属材料に限らず、弾性変形可能な剛性材料として硬質プラスチックなどの樹脂材料を用いることができる。
【００３７】
これにより、車両１０では、エギゾーストパイプ１６が振動することにより、サウンドバー３２が振動するようになっている。
【００３８】
サウンドバー３２は、材質及び形状に応じた周波数で振動可能となっている。すなわち、サウンドバー３２は、材質、幅Ｗ、長さＬ、厚さｔに応じて固有振動数（固有振動周波数ｆ0）が変化する。
【００３９】
ここから、本実施の形態では、予め振動周波数（固有周波数ｆ0）を設定し、設定した固有周波数ｆ0が得られる材質、厚さｔ、幅Ｗ及び振動長さＬでサウンドバー３２を作成している。なお、サウンドバー３２の振動長さＬは、ボルト３８及びナット４０による締結部分及び、バンド４２による締結部分を除く振動可能範囲の長さとなる。
【００４０】
サウンドバー３２Ａ、３２Ｂの固有周波数ｆ0は、車室２６内に放出したい音の周波数とするものであれば、同じであっても良く、異なっても良い。
【００４１】
これにより、車両１０では、エンジン１２の振動によってエギゾーストパイプ１６が振動すると、サウンドバー３２Ａ、３２Ｂのそれぞれが、固有周波数ｆ0で振動されるようになっている。なお、サウンドバー３２Ａ、３２Ｂのそれぞれの固有周波数ｆ0は、同じであっても良く、また、異なるものであっても良い。
【００４２】
一方、車両１０では、エンジン１２の振動振幅が大きくなることにより、エギゾーストパイプ１６の振動振幅も大きくなり、これにより、サウンドバー３２Ａ、３２Ｂの振動振幅も大きくなる。
【００４３】
また、サウンドバー３２は、端部３４Ａが車体フロア３０に固定されていることにより、振動を車体フロア３０に伝達して、車体フロア３０を振動させるようになっている。
【００４４】
ここで、車体フロア３０は、このとき、車体フロア３０は、サウンドバー３２の振動周波数及び振幅に応じて振動する。このとき、車体フロア３０が、サウンドバー３２の振動に共振することから、サウンドバー３２の固有周波数ｆ0で車体フロア３０も振動する。
【００４５】
また、車体フロア３０の振動振幅は、サウンドバー３２の振動振幅に応じて変化し、サウンドバー３２の振幅が大きくなると、車体フロア３０の振幅も大きくなる。
【００４６】
ここで、車体フロア３０が振動すると、振動周波数に応じた周波数の音を放出する。このとき、車室２６内で空洞共鳴が生じることから、車室２６内に放出される音が増幅される。
【００４７】
これにより、車両１０に乗車している乗員は、サウンドバー３２の振動周波数に応じた音が、エンジン１２の振動に応じて大きさを変化しながら聞き取られるようになっている。
【００４８】
このように構成されている車両１０では、エンジン１２が駆動されることにより走行する。この車両１０では、エンジン１２の駆動（燃焼）により発生する振動がエギゾーストパイプ１６等に伝達される。
【００４９】
このとき、車両１０では、エギゾーストパイプ１６を、Ｏリング等を用いて支持することにより、エンジン１２の振動によるエギゾーストパイプ１６の騒動を可能としながら、エギゾーストパイプ１６の振動による騒音を周囲に発してしまうのを抑えている。これと共に、車両１０では、車室２６内に車外の騒音が入り込んでしまうのが抑えられている。
【００５０】
ところで、車両１０では、エンジン１２が駆動されてエギゾーストパイプ１６が振動されると、エギゾーストパイプ１６によってサウンドバー３２が振動される。このとき、サウンドバー３２が、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間で湾曲されていることにより、エギゾーストパイプ１６が非振動状態では、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間を所定の間隔に保ちながら、エギゾーストパイプ１６が振動すると、このエギゾーストパイプ１６の振動によってサウンドバー３２が確実に振動される。
【００５１】
ここで、サウンドバー３２が振動すると、このサウンドバー３２の振動が車体フロア３０に伝達されて、車体フロア３０も振動する。このときに、サウンドバー３２が、固有周波数ｆ0で振動することにより、車体フロア３０も固有周波数ｆ0で振動し、サウンドバー３２の固有周波数ｆ0の音が車室２６内に放出される。このとき、車両１０の周囲では、空洞共鳴が生じないことから、車体フロア３０に振動による音が、車両１０の周囲へ騒音として放出されることがない。
【００５２】
これに対して、車室２６内に放出される音は、空洞共鳴によって増幅されると共に、エンジン１２の振動振幅に応じて大きさが変化する。
【００５３】
これにより、例えば、サウンドバー３２Ａ、３２Ｂの固有周波数ｆ0が同じであれば、周波数ｆ0の音が、サウンドバー３２Ａ、３２Ｂの間の振動の位相に応じて放出される。また、サウンドバー３２Ａ、３２Ｂの固有周波数ｆ0が異なると、サウンドバー３２Ａの固有周波数ｆ0（例えば、周波数ｆ1）と、サウンドバー３２Ｂの固有周波数ｆ0（例えば、周波数ｆ2）の音が放出され、車室２６内の乗員は、周波数ｆ1と周波数ｆ2の合成音を聞くことになる。
【００５４】
また、エンジン１２の振動は、アクセル操作等に応じて振幅が変化することから、サウンドバー３２もアクセル操作等に応じて振幅が変化する。ここから、車室２６内では、アクセル操作に応じた音響効果が得られる。
【００５５】
このように、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間にサウンドバー３２を設けた車両１０では、周囲に騒音を発することなく、車室２６内へ走行状態に応じて音量が変化する音を発することができる。
【００５６】
一方、車体フロア３０から車室２６内に放出される音は、サウンドバー３２の固有周波数ｆ0に応じた周波数の音となる。ここから、固有周波数ｆ0の異なる複数のサウンドバー３２を用いることにより、所望の音を合成して車室２６内へ放出することができる。
【００５７】
すなわち、車室２６内に放出したい音の周波数成分を解析し、解析した個々の周波数成分ごとにサウンドバー３２を作成し、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間に取り付ける。これにより、車両１０の周囲に騒音を放出することなく、車室２６内のみへ所望の音を放出する音響構造を得ることができる。
【００５８】
このように、本発明では、電気的に生成した音を発したり、車両の周囲に音を放出することなく、特定の音を盛り上げたり、心地よい音色の音を発するなど、車室２６内に任意のサウンドを創出することが可能となり、車室内の快適性の向上を図ることができる。
【００５９】
なお、以上説明した本実施の形態では、発振部材であるサウンドバー３２によってエギゾーストパイプ１６と連結する車体の一部として車体フロア３０を例に説明したが、エギゾーストパイプ１６の連結部分はこれに限るものではなく、例えば、サウンドバー３２の一部又は全てをダッシュパネル２８へ連結するようにしても良い。さらに、エギゾーストパイプ１６をサウンドバー３２によって連結する部位は、振動されることにより車室２６内へ向けて音を放出可能な任意の部位を適用することができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、帯板状のサウンドバー３２を用いて、端部３４Ａ、３４Ｂを折曲することにより、エギゾーストパイプ１６と車体フロア３０の間でサウンドバー３２が湾曲するようにしたが、発振部材の形状及び湾曲位置等はこれに限るものではない。
【００６１】
さらに、本実施の形態では、車両１０を例に説明したが、本発明は、内燃機関であるエンジン１２の駆動力によって走行すると共に、エギゾーストパイプが車室近傍を通過する任意の構成の車両に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】サウンドバーによるエギゾーストパイプと車体フロアの連結の一例を示す車両の要部の概略構成図である。
【図２】本実施の形態に適用した車両とエギゾーストパイプを示す概略構成図である。
【図３】本実施の形態に適用した車両でのエギゾーストパイプと車体フロアの連結を示す要部の概略構成図である。
【図４】サウンドバーの一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    車両
１２    エンジン
１６    エギゾーストパイプ
２６    車室
２８    ダッシュパネル（車体）
３０    車体フロア（車体）
３２（３２Ａ、３２Ｂ）    サウンドバー（発振部材）
【図１】
2007230322.tif 000003
【図２】
2007230322.tif 000004
【図３】
2007230322.tif 000005
【図４】
2007230322.tif 000006