JPH064362U - 内燃機関の吸気音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の吸気音を有効に低減する装置を提
供する。 【構成】 クランクシャフトに同期して回転するカム１
２と、カム１２に従動して吸気管１内にクランクシャフ
トの２回転当たりに気筒数分の圧力脈動を発生する手段
５とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気音低減装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車等では、機関回転に同期して回転して機関振動を低減するバランサシャ フトを備えるものがあり、機関本体の静粛性が向上するのに伴って．吸気音の低 減に対する要求が高まっている。

【０００３】 この対策として、例えば実開昭６３−１１３７９号公報では、吸気管の途中に マイクとスピーカを取付け、マイクから検出される音圧信号と、クランク角セン サからの位相信号をコントロールユニットに入力し、ここで信号処理を行って、 吸気音と逆位相となる音の振幅と位相を求め、これらの情報をスピーカに送り、 スピーカから吸気音とほぼ同じ振幅を有し、かつ逆位相の音波を発生することに より、吸気音を弱めるものが提案されている。

【０００４】 吸気音は、主に吸気弁の開閉に伴う圧力脈動に起因する圧力波としてとらえら れるため、この圧力波を打消すように同じ周波数で逆位相の圧力波を加えること ができれば、両方の波が干渉して打消し合い、波の振幅つまり音圧を弱められる ことが知られている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

自動車用機関の場合、吸気音または排気音が問題となるのは、１００Ｈｚ以下 の低周波数域であり、特にこの低周波数域で共鳴を起こすと振動が増幅されて車 室内に不快なこもり音を発生する可能性がある。

【０００６】 しかしながら、このような従来装置にあっては、吸気音と同じ音圧をスピーカ により作り出す構成であるため、吸気管に１００Ｈｚ以下の低周波数域で発生す る共鳴音と同等の音圧をスピーカから発生させることが難しく、スピーカの大型 化を招いて重量増大や車両への搭載性の悪化を招くばかりか、スピーカを駆動す るための消費電力が大きくなる。

【０００７】 本考案は上記の点に着目し、吸気音を有効に低減する装置を提供することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、４サイクル多気筒内燃機関において、クランクシャフトに同期して 回転するカムと、カムに従動して吸気管内にクランクシャフトの２回転当たりに 気筒数分の圧力脈動を発生する手段とを備える。

【０００９】

【作用】

圧力脈動発生手段により吸気管に生起される圧力脈動が、吸気弁の開閉作動に よって生起される吸気の圧力脈動に対して逆位相に設定されることにより、両圧 力脈動が干渉して打消し合い、吸気管に生じる圧力波の振幅つまり吸気音の音圧 を弱められる。

【００１０】 圧力脈動発生手段を駆動するのに機関回転に同期して回転するカムを用いるこ とにより、構造の簡素化がはかれるとともに、この駆動損失を低減できる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１２】 図１に示すように、４気筒４サイクル機関に備えられる吸気マニホールド１は 、吸気ポートを介して各気筒に連通する４本の吸気ブランチ部３Ａ〜３Ｄと、各 吸気ブランチ部３Ａ〜３Ｄを互いに連通する吸気コレクタ部２とを有している。 吸気コレクタ部２は筒形に形成され、その一端にはスロットルバルブ４が介装さ れ、図示しないエアクリーナ等を介して吸入される吸気量が調整される。

【００１３】 図中１１は機関に備えられるバランサシャフトであり、図２にも示すように、 バランサシャフト１１は、前後一対の偏心質量部２１，２２と、３つのジャーナ ル部２３，２４，２５とを備え、各ジャーナル部２３，２４，２５を介してシリ ンダブロックに回転自在に支持される。バランサシャフト１１は、その先端にギ ア２５が設けられ、ギア２５にかみ合う図示しない中継ギアと、中継ギアと同軸 上に設けられるプーリと、クランクシャフトに連結されるプーリ、および両プー リ間にかけ回されるタイミングベルトを介して、クランクシャフトの２倍の速度 で回転駆動される。バランサシャフト１１は機関の左右側部に一対で設けられ、 偏心質量部２１，２２の回転に伴って生じる加振力によりピストンおよびコンロ ッド等の往復運動に伴って生じる加振力を相殺することにより、機関本体の振動 を低減するようになっている。

【００１４】 一つのバランサシャフト１１にはカム１２が一体形成される。カム１２は前方 の偏心質量部２１と並んで形成され、カム１２自体が偏心質量部２１と共に偏心 質量を付加している。

【００１５】 吸気管１内に圧力脈動を発生させる手段として、筒形の吸気コレクタ部２の他 端には円盤状のダイヤフラム５が介装される。ダイヤフラム５は柔軟性を有する 材質により膜状に形成される。

【００１６】 ダイヤフラム５を駆動する手段として、吸気コレクタ部２の外側に第一油圧シ リンダ６が設けられる。第一油圧シリンダ６はダイヤフラム５にロッド１０を介 して連結されるピストン８を備え、ピストン８により第一油圧室７を画成し、ピ ストン８を第一油圧室７の収縮方向に付勢するリターンスプリング９が介装され る。一方、カム１２によって駆動される第二油圧シリンダ１３が設けられる。第 二油圧シリンダ１３はカム１２に摺接するフォロワ１７にロッド１６を介して連 結されるピストン１５を備え、ピストン１５により第二油圧室１４が画成され、 フォロワ１７をカム１２に押し付け付勢するリターンスプリング１８が介装され る。第一油圧シリンダ６と第二油圧シリンダ１３はそれぞれの油圧室７と１４が 油通路２６により連通し、油圧を介して互いに連動する。

【００１７】 油通路２６の途中は可変絞り弁２７を介してリザーバタンク２８に連通し、可 変絞り弁２７の絞り断面積に応じて第二油圧シリンダ１３に対する第一油圧シリ ンダ６のストローク比が変えられる。

【００１８】 可変絞り弁２７は吸気コレクタ部２に連通する負圧通路２９を通して導かれる 吸入負圧の大きさによって図示しない負圧アクチュエータを介してその絞り断面 積が変化する構成とし、吸入負圧が大きいときに絞り断面積が大きく、スロット ルバルブ４が開いて吸入負圧が小さくなるにしたがって絞り断面積が小さくなる 。

【００１９】 次に、作用について説明する。

【００２０】 スロットルバルブ４の開度に応じて導入される吸気は、吸気コレクタ部２に蓄 えられ、吸気弁が開く順序にしたがい、各吸気ブランチ部３Ａ〜３Ｄから各気筒 に吸入される。こうした吸気弁の開閉により、クランクシャフトが２回転する間 に吸気マニホールド１内に圧力脈動が４回生じる。

【００２１】 カム１２はバランサシャフト１１と共にクランクシャフトの２倍の速度で回転 し、クランクシャフトが２回転する間に第二油圧シリンダ１３のピストン１５を ４回往復動させ、油圧室１４の伸縮を油通路２６を介して第一油圧シリンダ６の 油圧室７に伝え、ピストン８はロッド１０を介してダイヤフラム５を膜振動させ る。このダイヤフラム５の膜振動により吸気コレクタ部２に生起される圧力脈動 が、上記吸気弁の開閉作動によって生起される吸気の圧力脈動に対して逆位相と なるように設定されることにより、両圧力脈動が干渉して打消し合い、吸気管に 生じる圧力波の振幅つまり吸気音の音圧を弱められる。

【００２２】 スロットルバルブ４の開度に応じて可変絞り弁２７を介してダイヤフラム５の 振幅が大きくなることにより、ダイヤフラム５の膜振動により吸気コレクタ部２ に生起される圧力脈動と、上記吸気弁の開閉作動によって生起される吸気の圧力 脈動の振幅を略一致させて、吸気音を有効に低減できる。

【００２３】 機関の回転２次成分の振動が車室内に伝播してこもり音の原因になるが、これ は１００Ｈｚ以下の低周波の吸気音の共鳴等によりさらに増幅される。ダイヤフ ラム５がクランクシャフトの回転数の２倍の回数で振動することにより、機関の ２次振動を増幅する吸気の圧力脈動を効率的に打消すことができる。これにより 、バランサシャフト１１の回転によるピストンおよびコンロッド等の往復運動に 伴って生じる加振力を相殺する効果と相互して、車室内のこもり音を大幅に低減 するとともに、車外への騒音を有効に低減できる。

【００２４】 なお、他の実施例として、カムをクランクシャフトに形成することも考えられ 、４気筒機関の場合はクランクシャフトに１周あたり２つのカム山を設け、６気 筒機関の場合はクランクシャフトに１周あたり３つのカム山を設ければ良い。ま た、３気筒機関の場合は、１周あたり１つのカム山を設けた軸をクランクシャフ トの３／２倍の速度で、５気筒機関の場合は１周あたり１つのカム山を設けた軸 をクランクシャフトの５／２倍の速度でカムを回転させれば良い。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、内燃機関の吸気音低減装置において、クランク シャフトに同期して回転するカムと、カムに従動して吸気管内にクランクシャフ トの２回転当たりに気筒数分の圧力脈動を発生する手段とを備えたため、吸気管 に生じる圧力波の振幅つまり吸気音の音圧を有効に弱められる。また、従来装置 のスピーカのように電力消費が不要となり、小型化がはかれるため車両に搭載す ることが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す構成図である。

【図２】同じくバランサシャフトの斜視図である。

【符号の説明】 １ 吸気マニホールド ２ コレクタ部 ３ ブランチ部 ４ スロットルバルブ ５ ダイヤフラム ６ 第一油圧シリンダ １１ バランサシャフト １２ カム １３ 第二油圧シリンダ ２６ 油通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４サイクル多気筒内燃機関において、ク
   ランクシャフトに同期して回転するカムと、カムに従動
   して吸気管内にクランクシャフトの２回転当たりに気筒
   数分の圧力脈動を発生する手段とを備えたことを特徴と
   する内燃機関の吸気音低減装置。