(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車両前方に設けた外気導入口からインタークーラーまでのエア通路を下面側に設けたエンジンフードであって、前記エア通路に、エンジンルームの空洞共鳴によって生じる左右方向の定在波の共鳴周波数を持ち、両側に開口部を有する共鳴吸音管を配設したことを特徴とする防音型エンジンフード。
【請求項２】
前記共鳴吸音管の開口部のエンジンルームの左右方向に関する位置を、前記定在波の音響モードの腹が発生する部位にして、前記共鳴吸音管を配設したことを特徴とする請求項１記載の防音型エンジンフード。
【請求項３】
前記エンジンルームの左右方向に発生する二節モードの定在波の第１共鳴周波数と三節モードの定在波の第２共鳴周波数をそれぞれ有する第１共鳴吸音管と第２共鳴吸音管を、前記エア通路に配設すると共に、前記第１共鳴吸音管の開口部を、エンジンルームの左右方向の略中央に配置し、かつ、前記第２共鳴周波数の第２共鳴吸音管の開口部を、エンジンルームの左右方向の略３分の１の部分と３分の２の部分に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の防音型エンジンフード。
【請求項４】
前記共鳴吸音管を剛性を持たせて形成し、該エンジンフードの補強部材を兼ねて構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防音型エンジンフード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジンから放射される騒音を効率よく吸音できる防音型エンジンフードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車やトラック、バス等の自動車の騒音は、大きく分けると運転者や乗員が感じる車内騒音と、車外の人が感じる車外騒音とがあるが、いずれも、主な原因は、エンジルーム内で発生するエンジン騒音にある。このエンジン騒音はエンジンルーム経由で車室内に伝達され、また、車外に放射されるので、伝搬経路に当たるエンジンルームの音響特性が大きく影響を及ぼす。
【０００３】
図８に模式的に示すように、一般の自動車のエンジンルーム１の構造は、上部をエンジンフード（ボンネット）３で、側部をフードリッジ４、フェンダー５で、また後部を車体構造部材７に両端が接続されているカウル２及び車室との仕切りであるダッシュパネル６等の車体部品で、中央部に設置された騒音源であるエンジン10を包囲している。
【０００４】
そして、車室内騒音に関しては、一般に、５００Ｈｚ以下の比較的低い周波数成分の音響が問題となり、特に、エンジンの騒音として感じられる主成分は、２００Ｈｚ〜５００Ｈｚの中周波数の音響となる。また、車外騒音に関しては、主として５００Ｈｚ以上の比較的高い周波数の成分の音響が影響する。
【０００５】
一方、特に静粛性が重視される乗用車クラスの自動車においては、エンジンルームの左右方向の幅は、車両全幅の関係からほぼ１．２ｍ〜１．４ｍ程度であるため、車室内騒音で問題となる中周波数域の音響の一部がエンジンルームの左右方向に共鳴を生じて定在波（定常波）となる。
【０００６】
この左右方向の定在波における車両の前後方向に関する強弱を考えると、エンジンルームの前方では、音響が逃げ易いラジエータがあるため騒音レベルが低く、一方、後方のダッシュパネルの近傍では、騒音レベルが高くなっている。
【０００７】
そして、特に問題となる中周波数域の定在波は、図７に示すような、エンジンルーム１の左右方向に対する二節モード及び三節モードの定在波であり、これらの定在波は、二節モードでは、エンジンルーム１の中央部Ｍ、及びエンジンルーム１の右端部Ｒ、左端部Ｌの部分に、また、三節モードでは、３分の１及び３分の２の部分Ｍ’，Ｍ’と、エンジンルーム１の右端部Ｒ、左端部Ｌに、音圧の振幅が極大となる音響モードの腹が発生して、増幅された周波数の騒音が車室内や車外に伝搬する。
【０００８】
このような二節モードの騒音に対処するために、特願平１０−３５８０５５号公報では、エンジンルームにヘルムホルツ型の共鳴型吸音器を設定し、騒音の低減を図っている。
【０００９】
図９〜図１２に示すように、この消音装置付きエンジンルーム11、21においては、左右方向の二節モードの定在波の周波数に合わせて、共鳴周波数を一致させた共鳴型吸音器18Ｃ、18Ｒ、18Ｌをカウル12内の空間部分に設置したり、共鳴型吸音器28Ｃ、28Ｒ、28Ｌをエンジンフード23の上面に設置している。
【００１０】
そして、この共鳴型吸音器18Ｃ、18Ｒ、18Ｌ、28Ｃ、28Ｒ、28Ｌの首部82の開口部を、この定在波の腹にあたる部位、即ち、エンジンルーム11、21の左右方向の中央部Ｍと両端部Ｒ、Ｌに、臨ませて配設している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このヘルムホルツ型の共鳴型吸音器18Ｃ〜28Ｌは、首部82と共鳴室81とからなり、この共鳴室81は、共鳴周波数ｆに対応する容積Ｖが必要であるため、比較的大きくなり、構造も複雑になる。
【００１２】
この共鳴周波数ｆは、幾つかの要素が絡む複雑な計算となり、ｃを音速、ｄを導入孔の直径、ｋを導入孔の数、Ｖを容積、ｔｃを導入孔部の板厚とした場合に、ｆ＝（ｃ／２π）×ＳＱＲＴ（Ｃ０／Ｖ）となる。但し、Ｃ０＝ｋπ（２ｄ）2 ／（ｔｃ＋β×ｄ／２）、β＝π／２である。
【００１３】
そして、これらの共鳴型吸音器18Ｃ〜18Ｌを配置するカウル２内には、通常、ワイパーシステムが設置されるために、消音に適した十分な容積を確保して共鳴型吸音器18Ｃ〜18Ｌを設置する事が困難であるという問題があり、また、エンジンフード３に設置した場合には、共鳴型吸音器28Ｃ〜28Ｌが運転者の視界を妨げてしまうという問題がある。
【００１４】
また、一方で、図５〜図７に示すように、過給機付きエンジン等の場合に、インタークーラー９を装備するに際して、エンジンフード３の前方に設けたエンジン10用の外気導入口１ａの他に、エンジンフード３の中央部にエアバルジ35ｂを設け、その前方にインタークーラー10用の外気導入口35ａを設けているものがある。
【００１５】
この外気導入口35ａからインタークーラー10に至るエア通路35はエンジン10に近接している上に、この外気導入口35ａは比較的開口面積が大きいため、この外気導入口35ａから、５００Ｈｚ以上の高周波成分のエンジン騒音が車外に漏れ出て車外騒音を悪化させているという問題がある。
【００１６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、その目的は、両側に開口部を有する共鳴吸音管を、エンジンフードに設けたインタークーラー用のエア通路に配置して、エンジンルーム内の共鳴音を効率よく吸音して車室内騒音及び車外騒音を低減できる防音型エンジンフードを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための防音型エンジンフードは、次のように構成される。
【００１８】
１）インタークーラーを有するエンジンにおいて、インタークーラー用の外気導入口を車両前方に設けると共に、エンジンルームの空洞共鳴によって生じる左右方向の定在波に起因する騒音を低減するために、両側に開口部を有し、エア通路を兼ねる吸音管を、エンジンフードの下面で、かつ、前記外気導入口からインタクーラーの開口部までの間に配設して構成される。
【００１９】
これらの構成の防音型エンジンフードによれば、インタークーラー用の外気導入口を車両前方に設けると共に、インタークーラー用のエア通路に、エンジンルームの左右方向の定在波に共鳴する共鳴吸音管を、エア通路を兼ねて配置し、しかも、この共鳴吸音管の開口部が、定在波である共鳴音の音圧が極大となる音響モードの腹の部分に配設されるので、定在波の音響エネルギーは効率よくこの共鳴吸音管で低減される。
【００２０】
この共鳴吸音管は、両側に開口部を有する両側開放型の共鳴管であり、共鳴吸音管の長さＬr と共鳴周波数ｆr の関係は、ｃを音速、ｎを自然数（ｎ＝１、２、３・・・）とすると、ｆr ＝（ｎｃ）／（２Ｌr ）となる。
【００２１】
また、吸音力は共鳴吸音管の通路断面積で決まり、この断面積が大きくなると、吸音力が増加する特性がある。通常、この断面積は、配置可能な部位によって制限を受けるが、その制限内で、騒音の周波数分析に基づいて、それぞれの消音対象の周波数の音圧レベルを考慮して、最も効率よく全体の騒音レベルが低下すいるように、各共鳴吸音管の断面積が決定されることになる。
【００２２】
そして、吸音装置をこの両側開口の共鳴吸音管で構成すると、この共鳴吸音管は細長い筒形状でしかも、両端開放であるので、エア通路としても使用できる。そのため、ここでは、インタークーラーの外気取入用のエア通路として利用する。
【００２３】
また、インタークーラー用の空気導入口がエンジンから遠ざかった車両の前方に設けられるので、車外へのエンジン騒音の漏れが小さくなる。
【００２４】
そして、この共鳴吸音管はエンジンフード内に収められるため、狭いエンジンルーム内において特別な設置スペースを必要とせず、容易に設置できる。
【００２５】
２）上記の構成の防音型エンジンフードにおいて、前記共鳴吸音管の開口部を、エンジンルームの左右方向に関して、前記定在波の音響モードの腹が発生する部位に、配設して構成される。
【００２６】
つまり、エンジンルームの左右方向に関しては、エンジンルームの中央部に、二節モード等の偶数モードの定在波の腹が形成され、また、フードリッジの近傍には、一節モードや二節モード等の各モードの定在波モードの腹が形成され、エンジンルームの前後方向に関しては、ダッシュパネルの近傍で騒音レベルが高くなっており、この部分に共鳴吸音管の開口部を配設するので、対象としている定在波が効率よく吸音される。
【００２７】
３）上記の構成の防音型エンジンフードにおいて、前記エンジンルームの左右方向に発生する二節モードの定在波の第１共鳴周波数と三節モードの定在波の第２共鳴周波数をそれぞれ有する第１吸音管と第２吸音管を、エンジンフード下面に配設する防音型エンジンフードであって、前記第１吸音管の開口部を、エンジンルームの左右方向の略中央に配置すると共に、前記第２共鳴周波数の第２吸音管の開口部を、エンジンルームの左右方向の略３分の１の部分と３分の２の部分に配設して構成される。
【００２８】
そして、エンジン騒音の主因となる二節モードと三節モードの定在波を消音の対象とする場合に、エンジンルームの左右方向の中央部に、二節モードの腹が生じるので、この部分に二節モードの定在波の第１共鳴周波数を有する第１共鳴吸音管の開口部を配置し、また、エンジンルームの左右方向の略３分の１の部分と３分の２の部分に、三節モードの腹が生じるので、この部分に三節モードの定在波の第２共鳴周波数を有する第２共鳴吸音管の開口部を配置すると、非常に効率良く、二節モードと三節モードの定在波の音響エネルギーを吸収して、各定在波による空洞共鳴による騒音を低減することができる。
【００２９】
４）上記の構成の防音型エンジンフードにおいて、前記共鳴吸音管を剛性を持たせて形成し、該共鳴吸音管が配設されるエンジンフードの補強部材を兼ねるように構成される。
【００３０】
そして、この共鳴吸音管は、細長い管形状をしているので、この共鳴吸音管に剛性を持たせて、補強の機能を付与すると、この共鳴吸音管を配設したエンジンフードの補強部材を兼ねることができ、他の補強部材やパネルの厚みを減少できる。そのため、この共鳴吸音管の設置による重量増加を、補強部材やパネルの厚み減少による重量減少で一部相殺することができ、全体としてエンジンルームの重量増加を抑制できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
本発明の実施の形態の防音型エンジンフード３Ａを有する一般の乗用車のエンジンルーム１は、図１〜図５に示すように、内部に置かれたエンジン10の上部をエンジンフード３Ａで、側部をフードリッジ４で、また後部をダッシュパネル６等の車体部品で形成し、中央部のエンジン10を包囲している。
【００３３】
また、インタークーラー９がエンジン10とエンジンフード３Ａとの間に配置され、また、インタークーラー９用の外気導入口30ａが車両の前方に設けられ、この外気導入口30ａからインタークーラー９まで、エア通路30がエンジンフード３Ａの下面側に設けられている。
【００３４】
そして、図１〜図３に示すように、エンジンルーム１の空洞共鳴によって生じる左右方向の定在波の共鳴周波数を、自分の共鳴周波数として有する両端開放型の共鳴吸音管41〜43をインタークーラー９用のエア通路30に設ける。
【００３５】
そして、図３に示すように、この共鳴吸音管41〜43のダッシュパネル６側の開口部41ａ，42ａ，43ａを、エンジンルーム１の左右方向に関して、前記定在波の音響モードの腹が発生する部位Ｍ，Ｍ’，Ｍ’に、配設して構成する。
【００３６】
つまり、エンジンルーム１の左右方向に発生する二節モードの定在波の第１共鳴周波数を有する第１共鳴吸音管41を、その開口部41ａがエンジンルーム１の左右方向の略中央Ｍに配置されるように設け、また、三節モードの定在波の第２共鳴周波数を有する第２共鳴吸音管42，43を、その開口部42ａ，43ａがエンジンルーム１の左右方向の略３分の１の部分Ｍ’と３分の２の部分Ｍ’に配置されるように設ける。
【００３７】
このエンジンルーム１内の共鳴は左右（横）方向のモードが支配的でエンジンルーム内側両端幅（バッテリー等の比較的大きな反射物がある場合はそこまでの幅）により周波数が決定する。一般的な車両ではこの共鳴幅Ｂは１ｍ強であり、仮に１．１４ｍとすると、定在波の波長λn も二節モードではλ2 ＝１．１４ｍ程度で、周波数は３００Ｈｚ付近となり、三節モードでは、λ3 ＝０．７６ｍ程度で、周波数は４５０Ｈｚ付近となる。
【００３８】
従って、両端開口の共鳴吸音管の長さＬｒは対象周波数の波長をλn とすると、厳密には開口端補正が必要であるが、これを省略すると、Ｌrn＝ｍ（λn ／２）、ｍ＝１，２，３・・・・となり、２節モードの場合には、Ｌｒ2 ＝０．５７ｍ，１．１４ｍ，１．７１ｍ・・・・となる。また、３節モードの場合には、Ｌｒ3 ＝０．３８ｍ，０．７６ｍ，１．１４ｍ・・・・となる。
【００３９】
また、共鳴吸音管41〜43の通路断面積が大きい程吸音効率がよいが、エア通路30内の収納及び、定在波の音響モードの腹の位置との関係から、共鳴吸音管41〜43のの断面形状は、適切な大きさ及び形状で形成される。
【００４０】
また、吸音対象を二節や三節とは別の共鳴モードにまで広げるときには、さらに消音対象の波長λn に合わせた長さの共鳴吸音管を、開口部がその共鳴音のモードの腹の位置に来るように配置する。
【００４１】
なお、これらの開口部41ａ〜43ａは、エンジンルーム１の前後方向に関しては、音圧レベルが高くなるダッシュパネル６の近傍に配置する。また、共鳴吸音管41〜43はインタークーラー９用のエア通路を兼ねるため、共鳴吸音管41〜43の長さの関係でエア通路30に対して傾斜させて設けても良いが、通気が円滑に行えるようにエア通路30と平行に配置するのが好ましい。
【００４２】
更に、これらの共鳴吸音管41〜43を剛性を持たせて形成し、エンジンフード３の補強部材を兼ねるように構成する。
【００４３】
以上の防音型エンジンフード３Ａによれば、次のような効果を奏することができる。
【００４４】
インタークーラー９用の外気導入口30ａを、エンジン10から離れた位置である車両の前方に設けて、エンジン10の近接に開口部が形成されるのを回避しているので、車外への騒音放射を少なくできる。
【００４５】
共鳴吸音管41〜43をエンジンフード３Ａ内に収めているため、設置スペースの確保が容易で、エンジンルーム１Ａ内の他の部品との干渉を避けながら、配設することができる。
【００４６】
そして、エンジンフード３Ａ内の共鳴吸音管41〜43の吸音作用により、エンジン10を音源としてエンジンルーム１に共鳴して発生する、左右（横）方向の二節及び三節モードの定在波を吸収して、音響エネルギーを減少させて、騒音を低減することができる。
【００４７】
しかも、共鳴吸音管41〜43の開口部41ａ〜43ａを、エンジンルーム１の左右方向に関して、二節及び三節モードの定在波の腹が発生する部位である、ほぼ中央部Ｍ及び３分の１の部分Ｍ’と３分の２の部分Ｍ’に配置しているので、非常に効率よく二節及び三節モードの定在波を吸収して、音圧レベルを下げることができる。
【００４８】
特に、この開口部41ａ〜43ａが臨む部分Ｍ，Ｍ’は、乗員が居る車室内への伝搬に大きな要因を占める部分であり、この部分Ｍ，Ｍ’において音響エネルギーが集中する音響モードの腹の部分で吸音できるので、車室内騒音の低減に著しい効果を奏することができる。
【００４９】
更に、これらの構成の防音型エンジンフード３Ａにおいて、吸音管41，42，43を剛性を持たせて形成し、これらの吸音管41，42，43が配設されるエンジンフード３Ａの補強部材を兼ねて構成できるので、この場合には、この吸音管41，42，43の設置による重量増加を補強部材の減少やパネルの厚みの減少による重量減少で相殺することができる。そのため、吸音及び消音器を設けることによるエンジンフード３Ａ及びエンジンルーム１の重量増加を抑制できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る防音型エンジンフードによれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５１】
インタークーラー用の外気導入口を車両の前方に設けることにより、エンジンの近傍に外界に通じる外気導入口が形成されるのを回避できるので、車外への騒音放射を少なくできる。
【００５２】
また、共鳴吸音管をエンジンフード内に収容しているため、エンジンルーム内の他の部品との干渉を避けながら、容易に設置できる。
【００５３】
そして、この共鳴吸音管の吸音作用により、エンジンを音源としてエンジンルームの左右（横）方向に共鳴して発生する、二節及び三節モードの定在波の音響エネルギーを吸収して、騒音を低減することができる。
【００５４】
しかも、共鳴吸音管の開口部を、エンジンルームの左右方向に関して、二節及び三節モードの定在波の腹が発生する部位である、ほぼ中央部及び３分の１の部分と３分の２の部分に配置しているので、乗員が居る車室内への伝搬に大きな要因を占める部分で、非常に効率よく二節及び三節モードの定在波を吸収して、音圧レベルを下げることができ、車室内騒音の低減に著しい効果を奏することができる。
【００５５】
更に、これらの構成の防音型エンジンフードにおいて、共鳴吸音管を剛性を持たせて形成し、補強部材を兼ねて構成できるので、この共鳴吸音管の設置による重量増加を補強部材の減少やパネルの厚みの減少による重量減少で相殺することができ、吸音及び消音器を設けることによるエンジンフードの重量増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防音型エンジンフードを示す模式的な正面図である。
【図２】図２の本発明に係る防音型エンジンフードを示す模式的な側面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の防音型エンジンフードにおける共鳴吸音管の配置を示す模式的な平面図である。
【図４】図３のＵ−Ｕ矢視拡大図である。
【図５】従来技術のエンジンフードを示す模式的な正面図である。
【図６】図５の従来技術の防音型エンジンフードを示す模式的な側面図である。
【図７】図５の従来技術の防音型エンジンフードを示す模式的な平面図である。
【図８】エンジンルームの構造を模式的に示す正面図である。
【図９】従来技術のヘルムホルツ型の共鳴型吸音器を備えたエンジンルームの構造を模式的に示す正面図である。
【図１０】図９のエンジンルームの構造を模式的に示す側面図である。
【図１１】従来技術のヘルムホルツ型の共鳴型吸音器を備えた他のエンジンルームの構造を模式的に示す正面図である。
【図１２】図１１のエンジンルームの構造を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１  エンジンルーム
２，12，22  カウル
３Ａ，３  エンジンフード
４，14，24  フードリッジ
５，15，25  フェンダー
10  エンジン
41，42，43  共鳴吸音管
41ａ，41ｂ，42ａ，42ｂ，43ａ，43ｂ  開口部
Ｍ  中央部
Ｍ’３分の１の部分，３分の２の部分
Ｌ  左端部
Ｒ  右端部
【図１】
0003882451.tif 000002
【図２】
0003882451.tif 000003
【図３】
0003882451.tif 000004
【図４】
0003882451.tif 000005
【図５】
0003882451.tif 000006
【図６】
0003882451.tif 000007
【図７】
0003882451.tif 000008
【図８】
0003882451.tif 000009
【図９】
0003882451.tif 000010
【図１０】
0003882451.tif 000011
【図１１】
0003882451.tif 000012
【図１２】
0003882451.tif 000013