(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関から発生する騒音を効果的に低減できる騒音低減装置を提供すること。【解決手段】内燃機関１００の燃焼室４の周囲に形成される少なくとも１つの燃焼室用冷却水通路２ａと、この燃焼室用冷却水通路２ａ内の冷却水に音を印加する少なくとも１つの低減音放出手段６とを備え、低減音放出手段６が放出する音は、燃焼室４から内燃機関１００外へ伝達される騒音を低減するための低減音であること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室の周囲に形成される少なくとも１つの燃焼室用冷却水通路と、この燃焼室用冷却水通路内の冷却水に音を印加する少なくとも１つの低減音放出手段とを備え、
前記低減音放出手段が放出する音は、前記燃焼室から内燃機関外へ伝達される騒音を低減するための低減音である、内燃機関の騒音低減装置。
【請求項２】
前記低減音は、前記騒音に対して逆位相の音である、請求項１に記載の内燃機関の騒音低減装置。
【請求項３】
前記燃焼室は、少なくともシリンダ壁とこのシリンダ壁内を摺動するピストンとにより囲まれ、
前記低減音放出手段は、スラスト側の前記シリンダ壁に装着される、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の騒音低減装置。
【請求項４】
前記燃焼室は、少なくともシリンダ壁とこのシリンダ壁内を摺動するピストンとにより囲まれ、
前記低減音放出手段は、前記ピストンの上死点から下死点までの範囲のうち、前記上死点から中央位置までの範囲内の前記シリンダ壁に装着される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の騒音低減装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の騒音低減装置を備える内燃機関。
【請求項６】
内燃機関の運転中に当該内燃機関が発生する騒音の特性を抽出し、
前記騒音の特性に基づいて、前記騒音を低減するための低減音を生成し、
前記低減音を、前記内燃機関の冷却水通路内の冷却水に印加する、内燃機関の騒音低減方法。
【請求項７】
内燃機関内の冷却水と潤滑油の少なくともいずれか一方に音を印加する少なくとも１つの低減音放出手段を備え、
前記低減音放出手段が放出する前記音は、前記内燃機関から発生する騒音を低減するための低減音である、内燃機関の騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から放射される騒音を低減できる騒音低減装置および騒音低減方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から放射される騒音を低減する手法として、騒音に対してスピーカから相殺音を放出するものがあった（特許文献１参照）。具体的には、内燃機関を遮蔽する遮蔽体（アンダーカバー）の放熱用開口部近傍において、相殺音発生手段（スピーカ）から相殺音を放出する。相殺音は、騒音の特性と同一振幅で逆位相の特性を有する音である。この相殺音により、騒音が相殺され、放熱用開口部からエンジンルーム外へ放射されるエンジン騒音を低減するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１７６９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に開示された騒音低減装置では、スピーカが騒音源である内燃機関から離れて設置されていた。このため、騒音を効果的に低減するためには、騒音の伝達経路を考慮して相殺音を補正する必要があった。また、内燃機関は多くの部品からなり、様々な経路を伝って騒音が発生するため、これらを効果的に相殺するのも困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、騒音の発生源の近傍で騒音を低減し、内燃機関の全体としての騒音を効果的に低減できる、内燃機関の騒音低減装置および騒音低減方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１手段において、内燃機関の燃焼室の周囲に形成される少なくとも１つの燃焼室用冷却水通路と、この燃焼室用冷却水通路内の冷却水に音を印加する少なくとも１つの低減音放出手段とを備え、低減音放出手段が放出する音は、燃焼室から内燃機関外へ伝達される騒音を低減するための低減音である。このような構成によれば、燃焼室を取り囲む燃焼室用冷却水通路内の冷却水に低減音が印加される。冷却水は空気に比べて音の伝達性が良く、冷却水通路の全体に低減音が伝達される。これにより、燃焼室から内燃機関外へ伝達される騒音が効果的に低減される。
【０００７】
第２手段において、第１手段の構成に加え、低減音は、騒音に対して逆位相の音である。このような構成によれば、騒音に対して低減音が重なり合うと、理論上は騒音の振幅が零となる。このため、騒音がより効果的に低減される。
【０００８】
第３手段において、第１手段または第２手段のいずれかの構成に加え、燃焼室は、シリンダ壁と、このシリンダ壁内を摺動するピストンとにより構成され、低減音放出手段は、スラスト側のシリンダ壁に装着される。このような構成によれば、スラスト側のシリンダ壁では、内燃機関の膨張行程において大きなスラップ音が発生するが、低減音放出手段によってこのスラップ音が効果的に低減される。また、スラップ音の発生源に近い部位でこのスラップ音を低減できるので、このスラップ音による振動が伝達される下流の部材から放射される騒音も低減される。
【０００９】
第４手段において、第１手段から第３手段のいずれかの構成に加え、燃焼室は、シリンダ壁と、このシリンダ壁内を摺動するピストンとにより構成され、低減音放出手段は、ピストンの上死点から下死点までの範囲のうち、上死点から中央位置までの範囲内のシリンダ壁に装着される。このような構成によれば、上記範囲内でスラップ音が発生するが、そのスラップ音の発生源により近い位置で低減音が冷却水に印加され、騒音が効果的に低減される。その結果、スラップ音による振動が伝達される下流の部材から放射される騒音も低減される。
【００１０】
第５手段は、第１手段から第４手段のいずれかの騒音低減装置を備える内燃機関である。このような構成によれば、燃焼室から内燃機関外へ伝達される騒音が効果的に低減される。このため、内燃機関から発生する騒音が全体的に低減される。
【００１１】
第６手段は、内燃機関の騒音低減方法において、内燃機関の運転中に当該内燃機関が発生する騒音の特性を抽出し、騒音の特性に基づいて騒音を低減するための低減音を生成し、低減音を内燃機関の冷却水通路内の冷却水に印加する。このような構成によれば、内燃機関に発生する騒音の特性が抽出され、その騒音を低減させるための最適な低減音が生成され、この低減音によって騒音が効果的に低減される。
【００１２】
第７手段において、内燃機関内の冷却水と潤滑油の少なくともいずれか一方に音を印加する少なくとも１つの低減音放出手段を備え、低減音放出手段が放出する音は、内燃機関から発生する騒音を低減するための低減音である。このような構成によれば、冷却水や潤滑油に低減音が効率良く伝達され、これら冷却水や潤滑油によってシリンダ壁やオイルパンで発生する騒音が効果的に低減される。
【発明の効果】
【００１３】
騒音の発生源の近傍で騒音を低減することで、効果的に内燃機関の騒音を低減でき、これにより、従来必要とされてきた騒音対策のためのコストや手間を削減あるいは省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関を示す図であって、図２のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】内燃機関の各行程とスラスト力との関係を示す説明図である。
【図４】内燃機関における起振力発生と振動伝達の経路を示す説明図である。
【図５】図１に開示した騒音低減装置の制御ブロック図である。
【図６】第２実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関の断面図である。
【図７】第３実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関の一部断面図である。
【図８】第４実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関の一部断面図である。
【図９】第５実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関の一部断面図である。
【図１０】第６実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関の一部断面図である。
【図１１】第７実施形態の騒音低減装置を備えた内燃機関の一部平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、各実施形態に係る騒音低減装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、各実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。さらに、各図において示す方向は、構成要素間の相対的な位置を示し、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
【００１６】
［第１実施形態］
［内燃機関の全体概要］
図１は、第１実施形態の騒音低減装置１を備えた内燃機関１００の概略構成を示す図であり、図２のＩ−Ｉ線における断面図である。この図に示すように、内燃機関１００は、内燃機関本体３と、この内燃機関本体３内のピストン５と、このピストン５に連結されるコンロッド７と、このコンロッド７に連結されるクランク軸９と、を有している。クランク軸９は、クランクケース３７内の主軸受１１に支持されている。燃焼室４は、内燃機関本体３のシリンダ壁３１と、ピストン５とシリンダヘッド１５によって形成されている。ピストン５は、シリンダ壁３１の内部を摺動する。また、内燃機関本体３の下部には、オイルパン１３が接合されている。また、内燃機関本体３及びオイルパン１３には、冷却水が流れる各冷却水通路が形成されている。冷却水通路については後記する。
【００１７】
また、図１における太い矢印は、それぞれの部位において発生している力を示している。これらの力が、騒音の原因となる。燃焼室４内の矢印は、燃焼によってピストン５を押し下げる力を示している。ピストンピン５ａの矢印は、ピストン５の慣性力を示している。ピストン５における左上の矢印は、ピストン５がスラスト側のシリンダ内面３４を押圧する力を示している。コンロッド７の下端の矢印は、クランク軸９の回転により発生する慣性力を示している。更に、主軸受１１の矢印は、クランク軸９から主軸受１１に加わる力を示している。なお、本実施形態の内燃機関１００は直列型式であるが、Ｖ型や水平対向型の内燃機関にも本発明を適用可能である。
【００１８】
［各冷却水通路］
［燃焼室用冷却水通路］
内燃機関１００には、燃焼室４の周囲のシリンダ外壁３２とシリンダ内壁３３の間に、燃焼室用冷却水通路２ａが形成されている。この燃焼室用冷却水通路２ａは、シリンダ壁３１の上端部から深さＤの位置まで形成されている。また、図２に示すように、内燃機関１００は４気筒であり、燃焼室用冷却水通路２ａは、平面視において、複数の部分円を組み合わせたようなシリンダ内壁３３の全周を、連続して取り囲んでいる。このため、相互に隣り合う２つのピストン５の間の領域では、燃焼室用冷却水通路２ａは、くびれるような形状となっている。この燃焼室用冷却水通路２ａには、冷却水ポンプが接続されており、冷却水が循環するようになっている。図１及び図２の燃焼室用冷却水通路２ａは、全体が一系統として形成されているが、複数系統に分割されていてもよい。
【００１９】
［クランクケース用冷却水通路］
図１に示すように、内燃機関本体３の下方部は、クランクケース３７となっている。クランクケース３７は、クランク軸９、コンロッド７及び主軸受１１を収容している。クランクケース３７は二重壁構造となっており、この二重壁の間の空間がクランクケース用冷却水通路２ｂとなっている。一般的な内燃機関では、クランクケース３７に冷却水通路は形成されていない。しかし、本実施形態では、クランクケース３７から放射される騒音を低減するために、クランクケース用冷却水通路２ｂを形成している。
【００２０】
図示したクランクケース用冷却水通路２ｂは、クランクケース３７の上端付近から下端付近まで連続している。しかしながら、２つや３つの冷却水通路に分割してもよい。図１におけるクランクケース用冷却水通路２ｂは、燃焼室用冷却水通路２ａとは分離して形成されている。しかしながら、クランクケース用冷却水通路２ｂと、燃焼室用冷却水通路２ａとを、相互に連通させるようにしてもよい。こうすることで、冷却水の供給系統の構造が簡略化される。なお、クランクケース用冷却水通路２ｂを設けるか否かは任意である。また、クランクケース３７の下端部には、フランジ部４１が形成されている。このフランジ部４１には、オイルパン１３が装着されている。
【００２１】
［オイルパン用冷却水通路］
図１に示すように、クランクケース３７の下端部に装着されるオイルパン１３も、概ね全体が二重壁構造となっている。そして、この二重壁の間の空間がオイルパン用冷却水通路２ｃとなっている。但し、オイルパン１３は、燃焼室４などと比較して冷却する必要性が低いので、オイルパン用冷却水通路２ｃに冷却水を循環させるのではなく、単に水などの液体を充填しておくだけでもよい。また、図示のオイルパン用冷却水通路２ｃは、全体が１本の通路であるが、これを２つや３つの冷却水通路に分割するようにしてもよい。また、図１におけるオイルパン用冷却水通路２ｃは、クランクケース用冷却水通路２ｂとは分離されている。しかしながら、オイルパン用冷却水通路２ｃと、クランクケース用冷却水通路２ｂとを、相互に連通させるようにしてもよい。なお、オイルパン用冷却水通路２ｃを設けるか否かは任意である。
【００２２】
［スピーカ］
図１に示すように、スピーカ（低減音放出手段）６は、燃焼室４の周囲における少なくとも１つの燃焼室用冷却水通路２ａに、燃焼室４から内燃機関１００外へ伝達される騒音を低減するために少なくとも１つ設けられている。スピーカ６は、所定のアナログ信号を受け取って音を放出するものである。スピーカ６へは、後記の制御ユニットから低減音のアナログ信号が送信される。低減音のためのアナログ信号は、内燃機関１００が発生する騒音の特性に基づいて、制御ユニットで生成される。低減音の生成手法については後述する。
【００２３】
燃焼室用冷却水通路２ａに設けられているスピーカ６は、その装着位置にも特徴がある。具体的には、スピーカ６は、内燃機関本体３のスラスト側（図１においては、左側のシリンダ壁３１）に装着さている。また、ピストン５の移動方向（図の上下方向）におけるスピーカ６の位置は、上死点と下死点の範囲において、上死点から中央位置までの間の範囲である。これは、クランク軸９の回転角において、上死点から９０°までの範囲に対応している。本実施形態では、クランク軸９の回転角において、上死点から３０°付近のときにピストン５の頭部が位置する領域に、スピーカ６が配置されている。更に、図２に示すように、スピーカ６は、シリンダ壁３１におけるピストン５に最も近い位置に配置されている。このような位置は、スラップ打音の発生位置に最も近い位置である。スラップ打音の発生位置について、以下に説明する。
【００２４】
図３は、内燃機関１００の各サイクル（吸気、圧縮、膨張、排気）と、ピストン５がシリンダ内面３３を押す力（スラスト力）の変化を示している。図中の各点線楕円で示す部分は、各行程におけるスラスト力の変曲点である。なお、図中のピストン５の近傍に記載された矢印は、各行程でのピストン５の移動方向を示している。この図に示すように、スラスト力は、膨張行程の初期段階で著しく大きくなっている。これは、燃焼室４内での可燃混合気の燃焼により、ピストン５に大きな下向きの力が加わり、コンロッド７からの反作用によって、ピストン５に対してスラスト側に大きなスラスト力が発生するからである。このスラスト力が最大となる位置では、スラップ打音が発生する。このスラスト力が最大となる位置は、クランク軸９の回転角において、上死点から約３０°に対応する位置である。
【００２５】
また、図２に示すように、本実施形態では、スピーカ６が全てのピストン５に対応して配置されている。これにより、全てのピストン５のスラップ打音を低減できる。但し、燃焼室用冷却水通路２ａは全体が連通している。このため、スピーカ６を１つだけ装着すれば、燃焼室用冷却水通路２ａの全体に低減音を伝達することが可能である。その場合、図２における最も下の位置にスピーカ６を装着することが望ましい。なぜなら、この内燃機関１００の下方がミッション側であり、このミッションは回転慣性が大きく、上端のピストン５よりも下端のピストン５でより大きなスラップ打音が発生する場合があるからである。また、スピーカ６を１つだけ装着する場合に、低減音の生成は、各ピストン５で発生するスラップ打音を合成した騒音を行われる。
【００２６】
また、図１に示すように、本実施形態では、クランクケース用冷却水通路２ｂ及びオイルパン用冷却水通路２ｃにも、それぞれスピーカ６が装着されている。クランクケース３７やオイルパン１３にも、後記するように振動が伝わって、騒音が放射されるからである。なお、燃焼室用冷却水通路２ａ、クランクケース用冷却水通路２ｂ及びオイルパン用冷却水通路２ｃの全てが相互に連通している場合には、何れかの冷却水通路に１つだけスピーカ６を設けるようにしてもよい。冷却水を介して全ての冷却水通路に低減音が伝達されるからである。更に、オイルパン１３には、オイルパン用冷却水通路２ｃを貫通して、オイルパン内の潤滑油に低減音を印加するためのスピーカ６ｃも装着されている。これは、潤滑油にも低減音を印加することで、オイルパン１３で発生する騒音をより効果的に低減できるからである。但し、全ての冷却水通路２ａ，２ｂ，２ｃとオイルパン１３にスピーカを設けることは必須要件ではない。何れかの１つの冷却水通路だけにスピーカ６を１つ設けたり、潤滑油に低減音を印加するスピーカ６ｃだけをオイルパン１３に設けてもよい。なお、スピーカ６，６ｃは、音を放出するものの他、振動だけを放出するものでもよい。
【００２７】
［騒音の発生・伝達原理］
次に、図４に基づいて、内燃機関における騒音（振動）の発生・伝達原理について説明する。ここで、「内燃機関における騒音」には、燃焼室で直接発生する音の他、燃焼室で発生した音が振動として他の部材に伝達されて発生する音も含まれる。本実施形態では、主に後者の騒音に着目している。図４に示すように、内燃機関の騒音は、燃焼室内での燃焼による圧力上昇に起因する燃焼系のものと、この圧力上昇の結果として、部品に発生あるいは部品に伝達される音や振動に起因する機械系のものとがある。また、図４において、上方は騒音の発生源に近い部位（上流）を示しており、下方は騒音の発生源から遠い部位（下流）を示している。
【００２８】
先ず、燃焼系の騒音について説明する。膨張行程で可燃混合気が燃焼すると、燃焼室内で熱が発生する。この熱の発生によって、燃焼室内でパルス状の圧力上昇が発生する。この圧力上昇が起振力となる。この起振力によって、シリンダヘッドやシリンダ内壁が振動する。そして、シリンダヘッドやシリンダ壁を介して、ロッカーカバー、吸排気マニホールド、クランクケースなどに振動が伝達される。クランクケースに伝達された振動は、オイルパンにも伝達される。ここまでが、主として燃焼系の騒音及び振動である。
【００２９】
次に、機械系の騒音について説明する。前記したように、膨張行程において、ピストンによるスラップ打音が発生する。これが機械系の騒音の最も上流の音である。スラップ打音により、ピストンは振動する。このピストンの振動の一部は、コンロッドを介してクランク軸→クランクプーリへと伝達される。また、クランク軸に伝達された振動の一部は、クランク軸を軸支する主軸受にも伝達される。そして、主軸受に伝達された振動は、クランクケースに伝達される。加えて、ピストンはシリンダ内壁と当接しているため、スラップ打音による振動は、シリンダ内壁にも伝達される。このシリンダ内壁に伝達された振動は、クランクケース→オイルパンに伝達される。これが、機械系の騒音の最も下流の音である。
【００３０】
以上のように、外部に露出しているクランクケースやオイルパンなどに振動が伝達されると、クランクケースなどが膜面振動する。この膜面振動によって騒音が外部に放射される。
【００３１】
［作用］
次に、図５に基づいて、本実施形態の騒音低減装置１の作用について説明する。先ず、低減するべき騒音の特性（位相、振幅など）を抽出する必要がある。ここでいう特性の「抽出」とは、内燃機関の運転状態に基づいて、騒音の特性を演算によって推測する場合や、予めサンプリングしてある特性を記憶装置から読み出すことを意味する。騒音の特性は、内燃機関の様々なパラメータで決定できる。例えば、内燃機関の回転数や負荷、冷却水温度、外気温度などが主なパラメータである。これらのパラメータは、回転数センサ１１１、負荷センサ１１３、水温センサ１１５、外気温センサ１１７などによって検出される。もちろん、これら以外のパラメータを用いてもよい。更には、マイク１１９を用いて、リアルタイムに騒音を検出して、それに基づいて騒音の特性を抽出してもよい。
【００３２】
騒音の抽出のための処理は、制御ユニット１２１によって行われる。演算によって騒音の特性を推測する場合には、記憶装置１２３から推測プログラムを読み出すと共に、各センサから情報を推測プログラムに入力して演算する。また、記憶装置１２３から騒音の特性を読み出す場合には、内燃機関１００の回転数や負荷などのパラメータに基づいて、これらのパラメータに対応する騒音の特性を読み出せばよい。
【００３３】
次に、制御ユニット１２１は、抽出された騒音の位相や振幅に基づいて、騒音に対して逆位相の低減音の特性を演算する。また、低減音の振幅は、騒音の振幅と同一であることが望ましい。理論上は騒音を無くすことができるからである。但し、低減音の振幅が騒音の振幅より小さくても、騒音を低減することは可能である。このため、低減音の振幅と騒音の振幅とが同一であることは必須ではない。演算処理は、記憶装置１２３から演算プログラムを読み出して実行される。制御ユニット１２１は、演算された低減音の特性に基づいて、低減音のデジタル信号を生成する。その後、制御ユニット１２１は、生成されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、スピーカ６，６ｃに送信する。
【００３４】
スピーカ６は、低減音を燃焼室用冷却水通路２ａ内の冷却水に印加する。これにより、低減音は冷却水を介して燃焼室用冷却水通路２ａの全体に伝達されて、燃焼室４から内燃機関１００外へ伝達される騒音が低減される。ここで、冷却水に低減音を印加することの利点について説明する。音や振動の伝達に関しては、伝達する物質の特性が大きな影響を及ぼす。重要な特性としては、音速、音響インピーダンス、音の波の形態などである。まず、音速については、物質の音速が大きい方が音の伝達性がよい。常温での空気の音速は約３５０ｍ／ｓであるの対し、水は約１５００ｍ／ｓである。このため、冷却水に低減音を印加することで、低減音が燃焼室用冷却水通路２ａ内で減衰せずに遠くまで伝達される。この低減音が効率良く遠くまで伝達されることで、大きな騒音低減効果が得られる。
【００３５】
また、物質の音響インピーダンスについては、異なる物質間で音が伝達される場合に、音響インピーダンスの差が小さいほど、音が伝達されやすい。ここで、常温での空気の音響インピーダンスは約４００ｋｇ／ｍ２ｓであり、水の音響インピーダンスは約１．５×１０６ｋｇ／ｍ２ｓである。そして、内燃機関の主要な材料であるアルミニウムと鉄の音響インピーダンスは、それぞれ約１７．３×１０６ｋｇ／ｍ２ｓと約４６．４×１０６ｋｇ／ｍ２ｓである。このように、空気の音響インピーダンスは、水やアルミニウムなどと比較して著しく小さい。このため、冷却水から内燃機関１００の構造体に低減音を伝達した方が、より騒音低減効果が大きい。
【００３６】
更に、音の波の形態について説明する。空気や水において音は縦波として伝達される。一方、アルミニウムなどの固体中の振動は、縦波及び横波として伝達される。このため、内燃機関１００の構造体に直接低減音を印加した場合、音のエネルギの一部が横波として分散されてしまう。これにより、騒音低減効果が低下してしまう。以上のことから、液体である冷却水に低減音を付与することが好ましい。
【００３７】
なお、以上の説明では、内燃機関１００の各部位ごとの騒音の特性については詳述していない。しかし、実際に内燃機関１００から放射される騒音は、部位によって異なると考えられる。このため、内燃機関１００の部位に応じて、異なる特性の低減音を印加するようにしてもよい。この場合は、内燃機関１００の各部位ごとの騒音特性を抽出して、それぞれに対応する低減音を生成すればよい。
【００３８】
［第２実施形態］
図６に示す第２実施形態は、内燃機関１０２の燃焼室用冷却水通路２ａ２の形状が、第１実施形態（図２参照）と異なっている。第１実施形態の燃焼室用冷却水通路２ａは、平面視で複数のリングを組み合わせたような形状になっている。一方、第２実施形態では、燃焼室用冷却水通路２ａ２の外縁が略長方形となっている。すなわち、シリンダ外壁３２の曲がりが無くなり、燃焼室用冷却水通路２ａ２が直線状となっている。そして、スピーカ６が長方形の長辺に向くように配置されている。このため、低減音が減衰することなく迅速に燃焼室用冷却水通路２ａ２の全体に伝達される。これにより、燃焼室４から内燃機関１００外へ伝達される騒音を、より効果的に低減することが可能となる。本実施形態では、スピーカ６を１つしか設置していないが、複数のスピーカ６を設置するようにしてもよい。
【００３９】
［第３実施形態］
図７に示す第３実施形態は、内燃機関１０３の燃焼室用冷却水通路２ａ３の一部が、シリンダ内面３４に向かって凸形状となっていることが特徴である。換言すると、燃焼室用冷却水通路２ａ３とピストン５を隔てるシリンダ内壁３３に凹部５１が形成されている。この凹部５１は、スラスト側と反スラスト側の両方のシリンダ内壁３３に形成してもよいし、一方にのみ形成してもよい。この部位は、内燃機関１０３の各行程において、ピストン５がシリンダ内面３４を押圧し、騒音の発生源となる部位だからである。本実施形態では、特にスラスト側のシリンダ外壁３２にスピーカ６を装着しているので、スラップ打音を効果的に低減することができる。また、反スラスト側においては、スピーカ６から冷却水に印加された低減音が、回折現象により凹部５１に入り込む。このため、凹部５１の近傍にスピーカ６を設けなくても、騒音を効果的に低減することができる。この凹部５１は、ピストン５の移動方向における、燃焼室用冷却水通路２ａ３の上端部から下端部まで形成されている。
【００４０】
この図７に示す第３実施形態においては、以下のような様々な変形例が考えられる。１）ピストン５の左方のスピーカ６及び凹部５１は残した上で、ピストン５の上方のスピーカ６とピストン５の右方の凹部５１を省略した変形例、２）ピストン５の左方のスピーカ６を省略した変形例、などである。前記１）の変形例では、左方の凹部５１に低減音が集中することで、大きな騒音低減効果がある。また、前記２）の変形例では、低減音が回折によって両方の凹部５１に入り込み、騒音が効果的に低減される。なお、前記２）の変形例において、凹部５１は左右の両方（スラスト側及び反スラスト側）に設ける必要はなく、何れか一方に設けるようにしてもよい。更には、前記各変形例に加え、スピーカ６の有無と配置場所、並びに凹部５１の有無と配置場所について、任意の組み合わせが考えられる。換言すると、少なくとも１つのスピーカと、少なくとも１つの凹部が設けられれば、その配置場所や数の組み合わせは任意である。
【００４１】
［第４実施形態］
図８に示す第４実施形態は、内燃機関１０４へのスピーカ６の設置構造に特徴を有している。この図に示すように、スピーカ６は、保持部材６１ａ，６１ｂを介してシリンダ外壁３２に装着されている。先ず、スラスト側の保持部材６１ａについて説明する。この保持部材６１ａは、一部が中空円筒状となっており、この中空の内部空間にスピーカ６が保持されている。このため、内部空間によってスピーカ６から放出される低減音の直進性が向上する。加えて、保持部材６１ａの開口はシリンダ内壁３２の凹部５１に向くように配置されている。このような構成から、騒音の発生源に向けて低減音を集中させることができ、騒音を効果的に低減することができる。
【００４２】
また、もう一つの保持部材６１ｂは、スピーカ６の向きを変える機能を有している。すなわち、この保持部材６１ｂは、スピーカ６を、円弧状の燃焼室用冷却水通路２ａ４の周方向に向けるように保持している。このため、スピーカ６から放出される低減音は、燃焼室用冷却水通路２ａ４に沿って伝達される。このような保持部材６１ｂを用いることで、図７の実施形態のようにスピーカ６がシリンダ内壁３３に対向している場合と比較して、シリンダ内壁３３での低減音の減衰を抑制できる。
【００４３】
この図８に示す第４実施形態においては、以下のような様々な変形例が考えられる。３）ピストン５の左方のスピーカ６及び凹部５１は残した上で、ピストン５の上方のスピーカ６及びピストン５の右方の凹部５１を省略した変形例、４）ピストン５の左方のスピーカ６を省略した変形例、などである。前記３）の変形例では、左方の凹部５１に低減音が集中すると共に保持部材６１ａによって低減音の直進性が向上することで、大きな騒音低減効果がある。また、前記４）の変形例では、低減音が回折によってスラスト側と反スラスト側の両方の凹部５１に入り込み、騒音が効果的に低減される。但し、ピストン５の上方に設けられたスピーカ６は、向きを逆（右方から左方）にすることが望ましい。なぜなら、スピーカ６の向きを逆転させることで、スラスト側に低減音を効果的に印加することが可能だからである。なお、前記４）の変形例において、凹部５１は左右両方（スラスト側及び反スラスト側）に設ける必要はなく、何れか一方に設けるようにしてもよい。更には、前記各変形例に加え、スピーカ６の有無と配置場所、並びに凹部５１の有無と配置場所について、任意の組み合わせが考えられる。この点は、前記第３実施形態の場合と同様である。
【００４４】
［第５実施形態］
図９に示す第５実施形態は、内燃機関１０５において、保持部材６１ａとシリンダ内壁３３との間に、Ｏリング７１を備えていることが特徴である。すなわち、スピーカ６は、保持部材６１ａを介してシリンダ外壁３２に装着されている。そして、保持部材６１ａの先端部にＯリング７１が設けられている。このため、スピーカ６から放出される低減音が、保持部材６１ａの開口部で拡散せず、シリンダ内壁３３の凹部５１に向かって直進する。このため、凹部５１において騒音をより効果的に低減することができる。
【００４５】
［第６実施形態］
図１０に示す第６実施形態は、内燃機関１０６において、シリンダ内壁３３に形成する凹部５１ａ，５１ｂの上下方向における位置及び長さに特徴を有している。すなわち、スラスト側及び反スラスト側の何れの凹部５１ａ，５１ｂも、シリンダ内壁３３の上端部まで形成されていない。スラスト側の凹部５１ａは、スラップ打音が発生する部位の近傍にのみに形成されている。そして、この凹部５１ａに向けて、スピーカ６がシリンダ外壁３２に装着されている。このため、低減音がこの凹部５１ａに集中して、スラップ打音をより効果的に低減できる。一方、反スラスト側の凹部５１ｂは、シリンダ内壁３３の上端部近傍から中央部付近にわたって形成されている。このため、シリンダ内壁３３の上下方向の広い範囲にわたって騒音を低減することができる。なお、スラスト側の凹部５１ａと反スラスト側の凹部５１ｂは、同時に形成する必要はなく、何れか一方だけを形成してもよい。また、スラスト側の凹部５１ａと反スラスト側の凹部５１ｂを、相互に入れ替えて形成するようにしてもよい。
【００４６】
［第７実施形態］
図１１及び図１２に示す第７実施形態は、内燃機関１０７の燃焼室用冷却水通路２ａ７の形状に特徴を有している。図６に示した燃焼室用冷却水通路２ａ２との対比において、燃焼室用冷却水通路２ａ７を直線状にするための拡張部８１は、シリンダ外壁３２の上端部まで到達していない。すなわち、拡張部８１は、燃焼室用冷却水通路２ａ７の深さ方向の中間領域だけに形成されている。このように、燃焼室用冷却水通路２ａ７の一部領域にだけ拡張部８１を形成しても、燃焼室用冷却水通路２ａ７は直線状になる（図１１の点線部分を参照）。このため、低減音が冷却水中を効率よく伝達される。
【００４７】
以上説明したように、本発明は、内燃機関から発生する騒音を、騒音発生源の近傍で低減させる。このため、内燃機関の各部品の設計の自由度が向上する。また、車体に装着されるガラスを厚くしたり、防音材を増量する等の防音対策も、必要最少源で十分となる。更に、車室内への騒音の伝達も低減されることから、運転者や同乗者にとって品質の向上となる。加えて、車両から放射される騒音が低減されことで、外部環境に対しても有利である。
【符号の説明】
【００４８】
１  低減音放出手段
２ａ，２ａ２、２ａ３、２ａ４，２ａ７  燃焼室用冷却水通路
３  内燃機関本体
３１  シリンダ壁
４  燃焼室
５  ピストン
６、６ｃ  低減音放出手段
１００，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７  内燃機関
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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