(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源に接近配置されて、外部への騒音伝達を遮断する遮音カバーであって、
前記騒音源に沿って配置される板状部材からなるアウターパネルと、
前記アウターパネルと略相似形の板状部材からなり、曲率の大きい部分を避けて面剛性の小さい複数の部分に開口部が形成され、前記アウターパネルの騒音源側において該アウターパネルに沿って取付けられたインナーパネルと、
前記開口部を閉塞するように開口部毎に前記インナーパネルに設けられ、外縁部が前記開口部の口縁部におけるアウターパネル側の面に固定された通気性を有する複数のシート材と、
前記アウターパネルと少なくとも前記シート材間に挟持された吸音材と、
を備えた遮音カバー。
【請求項２】
前記シート材として、耐熱性を有する繊維材もしくはこれらの繊維材と金属細線を編成したものを用いた請求項１記載の遮音カバー。
【請求項３】
前記インナーパネルの外縁部に折曲部を形成し、この折曲部を前記アウターパネル側へ折り曲げて、前記インナーパネルに前記アウターパネルを固定した請求項１又は２記載の遮音カバー。
【請求項４】
前記吸音材は断熱効果をも有する吸音断熱材であって、該吸音断熱材は前記アウターパネルと前記インナーパネルとの間にも挟持されると共に、前記吸音断熱材及び前記シート材が介在しない部分において前記インナーパネル及び前記アウターパネルを重ね合わせ、この両パネルの重合部に遮音カバー固定用のボルト孔を形成した請求項１〜３のいずれか１項記載の遮音カバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気マニホールドからの騒音や熱を遮断するカバーとして好適な遮音カバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車においては、電子制御化が進み、排気マニホールド付近にも種々のハーネスが配置されるようになったことから、これらハーネスの熱劣化を防止するため、排気マニホールドに沿って遮熱カバーを設けて、排気マニホールドからの放熱を遮断するように構成したものが広く採用されている。
前記遮熱カバーとしては、図９に示すように、排気マニホールド１００に僅かな隙間をあけて配置される板状のアウターパネル１０１とインナーパネル１０２間に断熱材１０３を挟持したものが広く実用化されている。
【０００３】
しかし、エンジンによっては排気マニホールドからの騒音が問題となるものも存在し、前記遮熱カバーでは排気マニホールドからの騒音を遮断できないという問題が生じる。そこで、前記遮熱カバーを利用し前記騒音を除去しようとする技術が提案されている。例えば、特開平７−１１９４５８号公報には、前記遮熱カバーにおける板状のインナーパネルに代えてメッシュを配置させ、吸音断熱材を挟んだ状態でこのメッシュをアウターパネルにスポット溶接した遮音遮熱カバーが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載の遮音遮熱カバーにおいては、排気マニホールドからの騒音を吸音断熱材により効率的に吸収して遮音性能を高めることは可能であるが、貝殻状の立体的なアウターパネルに沿ってメッシュを固定するため、スポット箇所が多くなり、遮音遮熱カバーの製作コストが高くなるとともに、アウターパネルの外面に多数のスポット跡が形成されて、遮音遮熱カバーの外観が低下するという問題があった。
【０００５】
また、スポット箇所を少なくするため、排気マニホールドに対する遮音遮熱カバーのボルト締結部にメッシュを挟持させると、ボルトのトルクダウンにより遮音遮熱カバーの脱落が懸念される。
更に、吸音断熱材の移動を規制して、遮音遮熱カバーの面振動を防止するためには、吸音断熱材をアウターパネルに圧接させる必要があるが、実際のアウターパネルは、排気マニホールド外面に沿った湾曲部を有する形状となっていることから、張力を作用させた状態でアウターパネルにメッシュをスポット溶接して吸音断熱材をアウターパネル側に圧接しようとしても、メッシュがアウターパネル形状に沿った状態とならないため、メッシュが吸音断熱材に対して十分に密着せず、遮音遮熱カバーの面振動を効果的に防止できないという問題がある。
更にまた、熱や騒音の遮断面積を極力大きくするため、吸音断熱材及びメッシュがアウターパネルの外縁付近まで配置されているので、遮音遮熱カバーを排気マニホールドに組付けるときに、取扱いに注意を要し、作業性が悪化することが懸念される。また、アウターパネルのみを使用しているため、カバーとしての剛性が低く、しかも多数のスポット溶接が必要となり、生産の加工コストが高くなることも懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、安価に製作可能で且つ遮音性能に優れ、しかもスポット跡等が外面に露出しない遮音カバーを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る遮音カバーは、騒音源に接近配置されて、外部への騒音伝達を遮断する遮音カバーであって、騒音源に沿って配置される板状部材からなるアウターパネルと、アウターパネルと略相似形の板状部材からなり、曲率の大きい部分を避けて面剛性の小さい複数の部分に開口部が形成され、アウターパネルの騒音源側においてアウターパネルに沿って取付けられたインナーパネルと、開口部を閉塞するように開口部毎に前記インナーパネルに設けられ、外縁部が前記開口部の口縁部におけるアウターパネル側の面に固定された通気性を有する複数のシート材と、アウターパネルと少なくとも前記シート材間に挟持された吸音材とを備えたものである。
【０００８】
ここで、請求項２記載のように、シート材として、耐熱性を有する繊維材もしくはこれらの繊維材と金属細線を編成したものを用いること、請求項３記載のように、インナーパネルの外縁部に折曲部を形成し、この折曲部をアウターパネル側へ折り曲げて、インナーパネルにアウターパネルを固定すること、請求項４記載のように、吸音材は断熱効果をも有する吸音断熱材であって、吸音断熱材はアウターパネルとインナーパネルとの間にも挟持されると共に、吸音断熱材及びシート材が介在しない部分においてインナーパネル及びアウターパネルを重ね合わせ、この両パネルの重合部に遮音カバー固定用のボルト孔を形成すること、などが好ましい実施例である。
【０００９】
【作用】
請求項１に係る遮音カバーにおいては、インナーパネルに開口部を形成し、開口部を閉塞するように通気性を有するシート材を設けてあるので、開口部に対応する部分においては、吸音材により騒音源からの騒音が効果的に吸収されることになる。しかも、開口部において吸音材は、シート材により弛まないように保持してあるので、開口面積を十分に確保して遮音性能を容易に高めることが可能となる。
また、インナーパネルのアウターパネル側の面にシート材を固定してあるので、スポット溶接によりシート材を固定した場合でも、アウターパネルの外面にスポット跡が形成されることはない。しかも、シート材に対して張力を作用させながら溶接する必要もないので、インナーパネルとシート材との接合強度を十分に確保できる。
更に、シート材の外縁部はインナーパネルとアウターパネル間に配置されるので、排気マニホールドに対して遮音カバーを組付けるときの作業性が向上する。
【００１０】
更にまた、曲率の大きな部分を避けて開口部を形成することが可能で、シート材とインナーパネルとのスポット箇所を少なくでき、インナーパネルに対するシート材の取付作業が容易になる。
また、強度、剛性を有するインナーパネルとアウターパネル間に吸音材を挟持してあるので、吸音材の移動を確実に規制することが可能となり、吸音材が振動することによる遮音カバーの面振動を防止することが可能となる。しかも、開口部の位置を変更することで、遮音カバーの面振動を容易に調整することも可能となる。
【００１１】
また、開口部をインナーパネルの面剛性の小さい部分、例えば平坦部や曲率の小さい部分に形成すると、開口部を形成することによるインナーパネルの強度、剛性の低下を抑制できるし、インナーパネルに対するシート材の取付作業が一層容易になる。
請求項３記載のように、インナーパネルの外縁部に折曲部を形成し、この折曲部をアウターパネル側へ折り曲げて、インナーパネルにアウターパネルを固定すると、インナーパネルとアウターパネルの結合強度が高められ、しかもカバーとしての剛性アップが図られるとともに、生産上の加工コストを削減できる。
【００１２】
請求項４記載のように、吸音材は断熱効果をも有する吸音断熱材であって、吸音断熱材はアウターパネルとインナーパネルとの間にも挟持されると共に、吸音断熱材及びシート材が介在しない部分においてインナーパネル及びアウターパネルを重ね合わせ、この両パネルの重合部に遮音カバー固定用のボルト孔を形成すると、アウターパネルとインナーパネルとの間に挟持された吸音断熱材により断熱効果が得られるとともに、遮音カバー固定用のボルトのトルクダウンを防止して、排気マニホールドに対する遮音カバーの取付強度を高めることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本実施例は、エンジンの排気マニホールドの遮熱効果を有する遮音カバー（以下、遮音遮熱カバーという）に本発明を適用した場合のものである。
図１〜図４に示すように、遮音遮熱カバー１は、エンジンＥの排気マニホールドＥＭを覆うように配置されて、排気マニホールドＥＭからの騒音や放熱の伝達を遮断するためのもので、略平行配置されたアウターパネル２及びインナーパネル３と、両パネル２、３間に挟持された断熱効果を有する吸音材としての吸音断熱材４とを備えている。
【００１４】
両パネル２、３は、アルミニウムメッキを施した鋼板をプレス成形したもので、アウターパネル２の内側にインナーパネル３が一定の間隔をあけて嵌まるように、略相似形に形成されるとともに、アウターパネル２はインナーパネル３よりも少し大きなサイズに形成されている。但し、両パネル２、３の素材としてはステンレス鋼板等を用いることも可能で、使用条件等に応じて適宜変更することが可能である。
【００１５】
インナーパネル３にはその面剛性の小さい部分、例えば平坦な部分や曲率の小さい部分に対応させて３つの開口部５が形成されるとともに、インナーパネル３の外面側（アウターパネル側）には開口部５を閉塞する金属メッシュからなるシート材６が設けられ、シート材６の外縁部はインナーパネル３にスポット溶接されている。但し、開口部５の形状や個数は任意に設定することが可能である。また、開口部５の形成位置は、インナーパネル３の平坦な部分や曲率の小さい部分に形成することが、スポット箇所７を少なくしたり、インナーパネル３の強度、剛性を確保する上で好ましいが、折曲している部分に形成することも可能である。更に、スポット溶接に代えて、スタッド溶接、リベット止めやハトメ止めにより、シート材６をインナーパネル３に固定してもよい。
【００１６】
シート材６は、例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１０Ｓ等のステンレスや真鍮、亜鉛メッキ鋼などの金属細線を編成又は製織して製作されたもので、その粗さは、５メッシュより粗いと、吸音断熱材４が脱落するという問題が発生するので、５〜１００メッシュに設定されている。但し、シート材６として、耐熱性を有するセラミック繊維やガラス繊維或いはこれらの繊維と金属細線を編成又は製織したものを用いてもよい。尚、セラミック繊維やガラス繊維からなるシート材６を用いる場合には、溶接によりシート材６を固定できないので、リベットやハトメで固定したり、インナーパネル３の開口部５付近にフックや爪を形成して、このフックや爪を介してシート材６を固定することになる。
吸音断熱材４としては、セラミック繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、鉱物繊維（ロックウール）などを用いることが可能で、その厚さは、０．５ｍｍ未満であると、吸音・遮熱性不十分という問題が発生し、１５ｍｍを超過すると、エンジンルーム内の狭い制限スペースでは装着が困難という問題が発生するので、０．５〜１５ｍｍに設定されている。
吸音断熱材４自体は、耐熱性５００℃以上であれば問題なく使用可能で、耐熱性を重視しない場合には、コスト面からもガラス繊維（耐熱性約５５０℃）を使用し、耐熱性が要求される場合には、耐熱性１０００℃以上のセラミック繊維を使用することになる。また、セラミック繊維としては、アルミナセラミック、シリカアルミナセラミック等が使用可能である。
【００１７】
遮音遮熱カバー１を排気マニホールドＥＭに固定するため、ボルト締結位置における吸音断熱材４の部分には貫通孔８が形成され、この貫通孔８の吸音断熱材４及びシート材６が介在しない両パネル２、３の部分には吸音断熱材４及びシート材６を介在させない状態で重ね合わせた重合部９が形成され、重合部９の略中央部にボルト孔１０が形成されている。つまり、固定用のボルト１１は、両パネル２、３を挟持した状態で排気マニホールドＥＭに固定されることになる。このため、固定用のボルト１１のトルクダウンが防止され、排気マニホールドＥＭに対し取付強度を高めることができる。尚、図５（ａ）に示すように、ゴム製や金属製の１対の弾性体１５とスリーブ１６とグロメット１７とワッシャー１８とからなる弾性支持具を両パネル２、３の重合部９に取付け、１対の弾性体１５を介して遮音遮熱カバー１を排気マニホールドＥＭに弾性支持してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、弾性体１５とグロメット１７とワッシャー１８とからなる弾性支持具を両パネル２、３の重合部９に取付け、１つの弾性体１５を介して遮音遮熱カバー１を排気マニホールドＥＭに弾性支持してもよい。但し、図例以外の方法で遮音遮熱カバー１を排気マニホールドＥＭに弾性支持してもよい。
【００１８】
次に、この遮音遮熱カバー１の製造方法について簡単に説明する。
先ず、アルミニウムメッキを施した鋼板をプレス成形して、アウターパネル２とインナーパネル３を製作するとともに、吸音断熱シートを裁断して吸音断熱材４を製作する。
次に、図６に示すように、開口部５を閉塞するようにインナーパネル３の外面にシート材６をセットして、シート材６の外縁部をインナーパネル３にスポット溶接する。
次に、図７に示すように、インナーパネル３上に吸音断熱材４をセットした状態でアウターパネル２を被せ、インナーパネル３の外縁部の折曲部３ａを折り曲げてインナーパネル３をアウターパネル２に結合するとともに、ボルト締結部位にボルト孔１０を形成して、遮音遮熱カバー１を得る。但し、インナーパネル３とアウターパネル２との結合部分を更にスポット溶接を施して、両者の結合強度を高めるようにしてもよい。
【００１９】
次に、遮音遮熱カバー１の作用、効果について説明する。
インナーパネル３に形成した３つの開口部５において吸音断熱材４は、金属メッシュからなるシート材６を介して排気マニホールドＥＭ側に露出するので、排気マニホールドＥＭの騒音はこの露出した吸音断熱材４により効果的に吸収されることになる。しかも、開口部５に臨む吸音断熱材４はシート材６で保持してあるので、吸音断熱材４の弛み等を効果的に防止しつつ、開口部５の開口面積を大きくし、遮音性能を高めることが可能となる。
インナーパネル３の開口部５にシート材６を取付けてあるので、スポット跡はアウターパネル２には形成されず、スポット跡により遮音遮熱カバー１の外観が低下するという不具合は確実に防止される。
【００２０】
強度、剛性を有するインナーパネル３とアウターパネル２間に吸音断熱材４を挟持してあるので、吸音断熱材４の振動を効果的に抑制して、遮音遮熱カバー１全体の面振動を防止することが可能となる。しかも、開口部５の形成位置により遮音遮熱カバー１の面振動を容易に調整することが可能となる。インナーパネル３とアウターパネル２との間に挟持される吸音断熱材４の面積を広く設定することで、より一層の断熱効果が得られる。
シート材６の外縁部が吸音断熱材４とインナーパネル３間にサンドされるので、遮音遮熱カバー１を組付けるときの安全性が図られ、作業効率が向上する。
【００２１】
インナーパネル３の面剛性の小さい平坦部や曲率の小さい湾曲部に開口部５を形成してシート材６を取付けてあるので、インナーパネル３の強度、剛性の低下を極力抑制でき、しかもスポット箇所７を少なくすることが可能となって、シート材６の取付け作業が大幅に簡単になり、遮音遮熱カバー１の製作コストを低減出来る。
吸音断熱材４やシート材６を介在させないで、両パネル２、３を重ね合わせた重合部９にボルト孔１０を形成してあるので、遮音遮熱カバー１の固定用ボルト１１のトルクダウンの発生を効果的に防止できる。
尚、本実施例では、排気マニホールドＥＭの遮音遮熱カバー１に本発明を適用したが、排気マニホールドＥＭ以外のエンジン部品、或いはその他の産業機器の遮音遮熱カバーとして本発明を同様に適用することが可能である。
【００２２】
次に、遮音遮熱カバー１の遮音性能を調べるために行った比較試験について説明する。
厚さ０．４ｍｍのアウターパネルと、厚さ０．４ｍｍのインナーパネルと、厚さ４ｍｍの吸音断熱材を用い、実施例１では、インナーパネルに形成する開口部の開口面積を全体の８０％に設定し、この開口部を閉塞するシート材をインナーパネルに取付けた遮音遮熱カバーを製作した。実施例２では、インナーパネルに形成する開口部の開口面積を全体の６０％に設定し、この開口部を閉塞するシート材をインナーパネルに取付けた遮音遮熱カバーを製作した。また、比較例として、開口部及びシート材を設けない遮音遮熱カバーを製作した。
【００２３】
そして、直列４気筒エンジンに上記３種類の遮音遮熱カバーを順次取付け、排気マニールドの側方１ｍ離れた地点から一定周波数毎に騒音レベル（デシベル：ｄＢ）を測定し、図８に示す線図を得た。
図８の線図から明らかなように、１．５〜９ＫＨｚの領域において、開口部を設けた実施例１、２は、開口面積の大小に殆ど関係なく、開口部を設けない比較例よりも騒音レベルが全体的に低くなっており、しかも聴覚で最も感度よく聞こえる２ＫＨｚ前後の騒音レベルが比較例よりも低くなることで、実際に聞こえる騒音はかなり小さくなっていることが判る。
尚、本発明は本実施例形態に限定されるものではなく、吸音材を断熱効果の低い部材としても良い。また、吸音材をアウターパネルとシート材との間のみに配設した構成としても良い。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に係る遮音カバーによれば、インナーパネルの開口部に対応する部分の遮音性能を高めて、遮音カバー全体としての遮音性能を高めることが可能となること、アウターパネルにスポット跡が形成されないので、遮音カバーの外観低下を防止できること、シート材の外縁部をインナーパネルとアウターパネル間に配置することで、遮音カバーの組付時の安全性が図れること、シート材とインナーパネルとの結合強度を十分に確保でき、カバーとしての剛性アップが図れること、インナーパネルに対するシート材の取付作業を簡単にして、遮音カバーの製作コストを低減できること、吸音材の振動を規制して、遮音カバーの面振動を防止できること、開口部の位置を変更することで、遮音カバーの面振動を容易に調整することが可能となること、などの効果が得られる。
【００２５】
また、インナーパネルのうちの面剛性の小さい部分に開口部を形成しているので、インナーパネルの強度、剛性を十分に確保しつつ開口部を形成することが可能になるとともに、インナーパネルに対するシート材の取付作業が一層容易になり、遮音カバーの製作コストを低減できる。
請求項３記載のように構成すると、アウターパネルとインナーパネルの結合強度が高められ、カバーとしての剛性アップが図られると共に、生産上の加工コストを削減できる。
請求項４記載のように構成すると、遮熱効果が高められると共に、遮音カバー固定用のボルトのトルクダウンを防止して、排気マニホールドに対する遮音カバーの取付強度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  遮音遮熱カバー付近のエンジンの要部縦断面図
【図２】  遮音遮熱カバーの正面図
【図３】  インナーパネルの正面図
【図４】  図２のIV−IV線断面図
【図５】  （ａ）、（ｂ）は遮音遮熱カバーの取付構造の変形例の説明図
【図６】  インナーパネルの製造工程の説明図
【図７】  遮音遮熱カバーの製造工程の説明図
【図８】  騒音レベルと周波数の関係を示す線図
【図９】  従来技術に係る遮音遮熱カバーの縦断面図
【符号の説明】
Ｅ      エンジン            ＥＭ    排気マニホールド
１      遮音遮熱カバー      ２      アウターパネル
３      インナーパネル      ３ａ    折曲部
４      吸音断熱材          ５      開口部
６      シート材            ７      スポット箇所
８      貫通孔              ９      重合部
１０    ボルト孔            １１    ボルト
１５    弾性体              １６    スリーブ
【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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