(57)【要約】【課題】軽量、コンパクトで、騒音抑制効果が高い車両用消音器を提供することを課題とする。【解決手段】車両用消音器１は、気体が流入する流入口２００が開設された流入側底部２０と、気体が流出する流出口２１０が開設された流出側底部２１と、流入側底部２０および流出側底部２１とともに拡張室５を区画する筒部２２と、を持つケース２と、流入口２００に接続される流入筒３と、流出口２１０に接続される流出筒４と、を備える。流入筒３は、流入口２００に向かって細くなるテーパ筒部３０を持つことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が流入する流入口が開設された流入側底部と、気体が流出する流出口が開設された流出側底部と、該流入側底部および該流出側底部とともに拡張室を区画する筒部と、を持つケースと、
該流入口に接続される流入筒と、
該流出口に接続される流出筒と、
を備えてなる車両用消音器であって、
前記流入筒は、前記流入口に向かって細くなるテーパ筒部を持つことを特徴とする車両用消音器。
【請求項２】
前記流入口の面積は、前記流入側底部内面の面積を１００％として、２５％以下に設定されている請求項１に記載の車両用消音器。
【請求項３】
前記筒部は、前記流入側底部内面の面積よりも、断面積が小さく設定された絞り部を持つ請求項１に記載の車両用消音器。
【請求項４】
前記流入側底部内面の面積と前記流入口の面積との比が、前記流出側底部内面の面積と前記流出口の面積との比と、同じに設定されている請求項１に記載の車両用消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンの燃焼室に連通する吸気装置などに配置される車両用消音器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気装置においては、吸気口から漏れる騒音つまり吸気音が問題となる。吸気音を抑制するため、例えば、特許文献１には、ベンチュリ形の絞り部を持つ吸気装置が紹介されている。図１０に、同文献記載の吸気装置の概略図を示す。図に示すように、吸気装置１００は、吸気ダクト１０１とエアクリーナ１０４とエアクリーナホース１０５とスロットルボディ１０６とを備える。吸気ダクト１０１の上流側端には、吸気口１０２が開設されている。また、吸気口１０２の下流側には、絞り部１０３が配置されている。吸気は、まず吸気口１０２から吸気ダクト１０１に取り込まれる。続いて、吸気は、絞り部１０３、エアクリーナ１０４、エアクリーナホース１０５、スロットルボディ１０６を通過する。そして、吸気は、インテークマニホールド１０７を介して、エンジンの燃焼室１０８に供給される。
【０００３】
絞り部１０３を配置すると、吸気音の音響質量が大きくなる。このため、吸気音が吸気口１０２から漏れるとき、絞り部１０３が抵抗として作用する。この絞り部１０３の抵抗作用により、同文献記載の吸気装置１００においては、吸気音を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２には、共鳴室と拡張室とを一体化した車両用消音器が紹介されている。図１１に、同文献記載の車両用消音器の軸方向断面図を示す。この車両用消音器９００は、排気口から漏れる排気音を抑制するために、排気装置に配置されている。車両用消音器９００は、共鳴室９０１と拡張室９０２とを備える。拡張室９０２は、共鳴室９０１の内周側に配置されている。拡張室９０２の軸方向ほぼ中央には、絞り部９０３が配置されている。
【０００５】
拡張室９０２を配置すると、拡張室９０２内で排気音が拡散する。また、拡張室９０２内で排気音同士が干渉する。このため、排気音の音圧エネルギが減少する。したがって、排気音を抑制することができる。
【０００６】
また、拡張室９０２に絞り部９０３を配置すると、前出の図１０に示す絞り部１０３と同様に、排気音の音響質量が大きくなる。このため、排気音を抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭５９−１４１１５３号公報（第３頁−５頁、第２図、第３図）
【特許文献２】
実開昭５６−１５０８１２号公報（第３頁−５頁、図面）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示す吸気装置１００によると、拡張室が配置されていない。このため、前述した拡張室による騒音抑制効果が得られない。一方、図１１に示す車両用消音器９００によると、拡張室９０２が配置されている。このため、拡張室９０２による騒音抑制効果を得ることができる。
【０００９】
ところが、拡張室９０２の周囲には、共鳴室９０１が配置されている。共鳴室９０１は、車室内において耳障りとなる低周波数域の騒音を抑制するために配置されている。ここで、共鳴室９０１により低周波数域の騒音を抑制するためには、一般に４リットルから１０リットル程度の共鳴室容量を確保する必要がある。したがって、車両用消音器９００の搭載スペースは比較的広くなる。このため、他の部材の搭載スペースが狭小になるおそれがある。
【００１０】
本発明の車両用消音器は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、軽量、コンパクトで、騒音抑制効果が高い車両用消音器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するため、本発明の車両用消音器は、気体が流入する流入口が開設された流入側底部と、気体が流出する流出口が開設された流出側底部と、該流入側底部および該流出側底部とともに拡張室を区画する筒部と、を持つケースと、該流入口に接続される流入筒と、該流出口に接続される流出筒と、を備えてなる車両用消音器であって、前記流入筒は、前記流入口に向かって細くなるテーパ筒部を持つことを特徴とする。
【００１２】
つまり、本発明の車両用消音器は、ケースと流入筒と流出筒とを備えるものである。そして、流入筒に、流入口に向かって細くなるテーパ筒部を配置するものである。
【００１３】
本発明の発明者は、後述するシミュレーションにより、流入口の面積と、流入側底部内面の面積と、の面積比が騒音抑制効果に影響を及ぼすことを見出した。すなわち、所定の騒音抑制効果を確保するためには、所定の面積比を確保すればよいことを見出した。
【００１４】
具体的には、車両用消音器をコンパクト化するためには、ケースを小型化すればよい。ケースを小型化するためには、流入側底部を小さくすればよい。このとき、流入口面積と流入側底部内面の面積とが所定の面積比を確保するように、流入口を小さくすれば、高い騒音抑制効果を確保しつつ車両用消音器をコンパクト化することができる。したがって、本発明によると、軽量、コンパクトで、騒音抑制効果が高い車両用消音器を得ることができる。
【００１５】
（２）好ましくは、前記流入口の面積は、前記流入側底部内面の面積を１００％として、２５％以下に設定されている構成とする方がよい。
【００１６】
流入口の面積を、流入側底部内面の面積を１００％として、２５％以下に設定したのは、２５％を超えると、特に低周波数域において、充分な騒音抑制効果が得られないおそれがあるからである。なお、ここで流入口の面積とは、流入側底部外面に流入筒が接続されている場合は流入口の面積を、流入口内周側に流入筒が挿入されている場合は流入筒内周側の面積をいう。
【００１７】
（３）好ましくは、前記筒部は、前記流入側底部内面の面積よりも、断面積が小さく設定された絞り部を持つ構成とする方がよい。本構成によると、さらにケースひいては車両用消音器をコンパクト化することができる。
【００１８】
（４）好ましくは、前記流入側底部内面の面積と前記流入口の面積との比が、前記流出側底部内面の面積と前記流出口の面積との比と、同じに設定されている構成とする方がよい。
【００１９】
流入側底部内面の面積をＡ、流入口の面積をａ、流出側底部内面の面積をＢ、流出口の面積をｂとすると、ａ／Ａ＜ｂ／Ｂに設定されている場合、より面積比の大きいｂ／Ｂの影響で、ａ／Ａ面積比による騒音抑制効果を充分に発揮できないおそれがある。この点、本構成は、ａ／Ａ＝ｂ／Ｂに設定されている。このため、ａ／Ａ面積比による騒音抑制効果を充分に発揮することができる。すなわち、ａ／Ａ＜ｂ／Ｂに設定されている場合よりも、高い騒音抑制効果を発揮することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用消音器の実施の形態について説明する。
【００２１】
（１）第一実施形態
まず、本実施形態の車両用消音器の構成について説明する。図１に、本実施形態の車両用消音器の軸方向断面図を示す。また、図２に、本実施形態の車両用消音器が配置された吸気装置の概略図を示す。図１に示すように、車両用消音器１は、ケース２と流入筒３と流出筒４とを備えている。また、図２に示すように、吸気装置６は、吸気ダクト６０とエアクリーナ６１とエアクリーナホース６２とスロットルボディ６３とを備えている。車両用消音器１は、吸気ダクト６０の中程に介装されている。
【００２２】
ケース２は、流入側底部２０と流出側底部２１と筒部２２とを備えている。ケース２は、ブロー成形により一体に形成されている。流入側底部２０は、円板状を呈している。流入側底部２０のほぼ中央には、円形の流入口２００が開設されている。流入口２００の直径Ｄ３（本実施形態においては、流入口２００内周側に挿入された流入筒３の内周径）は、流入側底部２０内面の直径Ｄ２を１００％として、５０％に設定されている。すなわち、流入口２００の面積は、流入側底部２０内面の面積を１００％として、２５％に設定されている。
【００２３】
流出側底部２１は、円板状を呈している。流出側底部２１は、流入側底部２０に軸方向に対向している。流出側底部２１のほぼ中央には、円形の流出口２１０が開設されている。なお、流出側底部２１内面の面積と流出口２１０の面積との比は、流入側底部２０内面の面積と流入口２００の面積との比と、同じに設定されている。
【００２４】
筒部２２は、円筒状を呈している。筒部２２の一端縁は、流入側底部２０の周縁とつながっている。筒部２２の他端縁は、流出側底部２１の周縁とつながっている。これら筒部２２、流入側底部２０、流出側底部２１により、拡張室５が区画されている。筒部２２の軸方向ほぼ中央には、絞り部２２０が形成されている。絞り部２２０の直径Ｄ４は、流入側底部２０内面の直径Ｄ２よりも小さく設定されている。すなわち、絞り部２２０の断面積は、流入側底部２０内面の面積よりも小さく設定されている。
【００２５】
流入筒３は、ブロー成形により形成された円筒状を呈している。流入筒３は、テーパ筒部３０と大径部３１と小径部３２とを備えている。テーパ筒部３０は、流入口２００に向かって細くなるテーパ状を呈している。大径部３１は、テーパ筒部３０の上流側に配置されている。大径部３１の内周径は、テーパ筒部３０の上流端内周径と同径である。小径部３２は、テーパ筒部３０の下流側に配置されている。小径部３２の内周径は、テーパ筒部３０の下流端内周径と同径である。したがって、流入口２００の直径Ｄ３は、小径部３２の内周径と同径である。
【００２６】
流出筒４は、ブロー成形により形成された円筒状を呈している。流出筒４は、テーパ筒部４０と大径部４１と小径部４２とを備えている。テーパ筒部４０は、流出口２１０に向かって細くなるテーパ状を呈している。大径部４１は、テーパ筒部４０の下流側に配置されている。大径部４１の内周径は、テーパ筒部４０の下流端内周径と同径である。小径部４２は、テーパ筒部４０の上流側に配置されている。小径部４２の内周径は、テーパ筒部４０の上流端内周径と同径である。
【００２７】
次に、吸気装置における吸気の流れおよび吸気音の伝播について説明する。まず、吸気は、吸気ダクト６０上流端に開設された吸気口６００から吸気ダクト６０に取り入れられる。続いて、吸気は、流入筒３→流入口２００→拡張室５→流出口２１０→流出筒４の順に、車両用消音器１内を通過する。それから、吸気は、エアクリーナ６１により濾過され、エアクリーナホース６２、スロットルボディ６３を通過する。そして、吸気は、インテークマニホールド６４により分流され、燃焼室６５に流入する。
【００２８】
一方、吸気音は、上述した吸気の流れ方向とは反対に、燃焼室６５→吸気口６００方向に伝播する。吸気音は、吸気装置６を構成する各部材や車両ボディなどの固有振動数に対応する複数の共鳴ピークを、広い周波数域に亘って有している。
【００２９】
次に、本実施形態の車両用消音器の効果について説明する。本実施形態の車両用消音器１のケース２によると、流入側底部２０および流出側底部２１が小径化されている。このため、本実施形態の車両用消音器１は軽量、コンパクトである。
【００３０】
また、流入口２００の面積は、流入側底部２０内面の面積を１００％として、２５％に設定されている。このため、本実施形態の車両用消音器１は、軽量、コンパクトでありながらも、充分な吸気音抑制効果を確保することができる。
【００３１】
また、本実施形態の車両用消音器１によると、流入側底部２０内面の面積と流入口２００の面積との比が、流出側底部２１内面の面積と流出口２１０の面積との比と、同じに設定されている。この点においても、本実施形態の車両用消音器１は、充分な吸気音抑制効果を確保することができる。
【００３２】
また、筒部２２は、流入側底部２０内面の面積よりも断面積が小さく設定された絞り部２２０を有している。この点においても、本実施形態の車両用消音器１は軽量、コンパクトである。
【００３３】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、ケースの筒部に絞り部が配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図３に、本実施形態の車両用消音器の軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、筒部２２は直管状を呈している。すなわち、筒部２２には絞り部が配置されていない。
【００３４】
本実施形態の車両用消音器１は、第一実施形態の車両用消音器と同様の効果を有する。加えて、本実施形態の車両用消音器１は、筒部２２に絞り部が配置されていない分だけ、拡張室５の容量が大きい。このため、さらに吸気音抑制効果が高くなる。
【００３５】
（３）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、ケースの筒部に絞り部の代わりに拡径部が配置されている点である。また、流入筒に小径部が配置されていない点である。また、流入筒と同様に、流出筒に小径部が配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図４に、本実施形態の車両用消音器の軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、筒部２２の軸方向ほぼ中央には、拡径部２２１が配置されている。また、流入筒３は、テーパ筒部３０と大径部３１とからなる。流入筒３と同様に、流出筒４は、テーパ筒部４０と大径部４１とからなる。
【００３６】
本実施形態の車両用消音器１は、第一実施形態の車両用消音器と同様の効果を有する。加えて、本実施形態の車両用消音器１は、筒部２２に拡径部２２１が配置されている分だけ、拡張室５の容量が大きい。このため、さらに吸気音抑制効果が高くなる。
【００３７】
（４）その他
以上、本発明の車両用消音器の実施の形態について説明した。しかしながら実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、流入側底部２０と流出側底部２１とを対向して配置したが、流入側底部２０と流出側底部２１とは対向して配置しなくてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、流出筒４にもテーパ筒部４０を配置したが、テーパ筒部４０は配置しなくてもよい。こうすると、流出筒４の形状が単純になり、製造コストを削減できる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、吸気装置に本発明の車両用消音器を配置したが、例えば排気装置などに本発明の車両用消音器を配置してもよい。排気装置に本発明の車両用消音器を配置すると、排気音を抑制することができる。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の車両用消音器を用いて行ったシミュレーションについて説明する。
【００４２】
（１）実施例、比較例サンプル
実施例１の車両用消音器は、前出の図１において、Ｌ（全長）＝７００ｍｍ、Ｌ１（大径部３１長さ＋テーパ筒部３０長さ）＝１００ｍｍ、Ｌ２（筒部２２長さ）＝５００ｍｍ、Ｌ３（テーパ筒部３０長さ）＝５０ｍｍ、Ｌ４（小径部３２長さ）＝２２５ｍｍ、Ｌ５（小径部４２長さ）＝１００ｍｍ、Ｄ１（大径部３１内周径）＝５０ｍｍ、Ｄ２（流入側底部２０内面の直径）＝１００ｍｍ、Ｄ３（流入口２００の直径）＝３０ｍｍ、Ｄ４（絞り部２２０の直径）＝１００ｍｍと設定したものである。また、Ｄ３／Ｄ２＝０．３、つまり流入側底部２０内面の面積を１００％として流入口２００の面積を９％と設定したものである。
【００４３】
図５に、実施例１の車両用消音器の概略図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。実施例１の車両用消音器１においては、上述したようにＤ２＝Ｄ４と設定されている。このため、図に示すように、実施例１の車両用消音器１には、絞り部が形成されていない。
【００４４】
実施例２の車両用消音器は、前出の図１において、Ｌ＝７００ｍｍ、Ｌ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝５００ｍｍ、Ｌ３＝５０ｍｍ、Ｌ４＝２２５ｍｍ、Ｌ５＝１００ｍｍ、Ｄ１＝５０ｍｍ、Ｄ２＝１００ｍｍ、Ｄ３＝３０ｍｍ、Ｄ４＝６０ｍｍと設定したものである。また、Ｄ３／Ｄ２＝０．３、つまり流入側底部２０内面の面積を１００％として流入口２００の面積を９％と設定したものである。
【００４５】
図６に、実施例２の車両用消音器の概略図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、実施例２の車両用消音器１には、絞り部２２０が形成されている。また、絞り部２２０が形成されている分、実施例２の拡張室５の容量は、実施例１の拡張室の容量よりも１．３６３リットルだけ小さく設定されている。
【００４６】
実施例３の車両用消音器は、前出の図１において、Ｌ＝７００ｍｍ、Ｌ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝５００ｍｍ、Ｌ３＝５０ｍｍ、Ｌ４＝２２５ｍｍ、Ｌ５＝１００ｍｍ、Ｄ１＝５０ｍｍ、Ｄ２＝６０ｍｍ、Ｄ３＝３０ｍｍ、Ｄ４＝３０ｍｍと設定したものである。また、Ｄ３／Ｄ２＝０．５、つまり流入側底部２０内面の面積を１００％として流入口２００の面積を２５％と設定したものである。
【００４７】
図７に、実施例３の車両用消音器の概略図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、実施例３の車両用消音器１の流入側底部２０および流出側底部２１は小径に形成されている。また、絞り部２２０も小径に形成されている。流入側底部２０、流出側底部２１、絞り部２２０が小径に形成されている分、実施例３の拡張室５の容量は、実施例１の拡張室の容量よりも３．１０３リットルだけ小さく設定されている。
【００４８】
比較例の車両用消音器は、前出の図１において、Ｌ＝７００ｍｍ、Ｌ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝５００ｍｍ、Ｄ１＝５０ｍｍ、Ｄ２＝１００ｍｍ、Ｄ３＝５０ｍｍ、Ｄ４＝１００ｍｍと設定したものである。
【００４９】
図８に、比較例の車両用消音器の概略図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、比較例の車両用消音器１の流入筒３は、直管状を呈している。すなわち、流入筒３には、テーパ筒部、小径部が形成されていない。流入筒３と同様に、流出筒４は直管状を呈している。すなわち、流出筒４には、テーパ筒部、小径部が形成されていない。また、筒部２２は直管状を呈している。すなわち、筒部２２には、絞り部が形成されていない。比較例の拡張室５の容量は、実施例１の拡張室の容量と同じである。
【００５０】
なお、上記実施例１〜３および比較例の寸法をまとめて表１に示す。なお、流出側の形状も流入側の形状と同じである。
【００５１】
【表１】
2004169645.tif 000003
【００５２】
（２）シミュレーション方法および結果
シミュレーションは、前出の図２に示す吸気装置６をシミュレートすることにより行った。具体的には、インテークマニホールド６４下流側からホワイトノイズを発生させ、吸気口６００上流側で吸気音を採取する場合をシミュレートした。
【００５３】
図９に、シミュレーションにより得られた吸気音の周波数分布を示す。横軸は周波数（Ｈｚ）を示す。また、図中、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）を示す。図中実線は、実施例１の車両用消音器を吸気ダクトに介装した場合のデータを示す。図中一点鎖線は、実施例２の車両用消音器を吸気ダクトに介装した場合のデータを示す。図中二点鎖線は、実施例３の車両用消音器を吸気ダクトに介装した場合のデータを示す。図中破線は、比較例の車両用消音器を吸気ダクトに介装した場合のデータを示す。
【００５４】
図に示すように、実施例１〜３は、比較例に対して、広い周波数域に亘って音圧レベルが低いことが判った。すなわち、流入筒にテーパ筒部を配置すると、吸気音が小さくなることが判った。また、実施例１、実施例２は、車室内において耳障りとなる１５０Ｈｚ以下の低周波数域において、顕著な吸気音抑制効果を有することが判った。また、吸気音抑制効果は、拡張室の容量に比例して、実施例３→実施例２→実施例１の順に大きいことが判った。このため、吸気音抑制効果および搭載スペース性のうち、吸気音抑制効果を優先する場合は、実施例１のように、絞り部を配置しなければよい。また、搭載スペース性を優先する場合は、実施例３のように、ケース全体を小径化し、かつ絞り部を配置すればよい。また、吸気音抑制効果および搭載スペース性を両立させたい場合は、実施例２のように、ケース全体の径はある程度確保したまま、絞り部を配置すればよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、軽量、コンパクトで、騒音抑制効果が高い車両用消音器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の車両用消音器の軸方向断面図である。
【図２】第一実施形態の車両用消音器が配置された吸気装置の概略図である。
【図３】第二実施形態の車両用消音器の軸方向断面図である。
【図４】第三実施形態の車両用消音器の軸方向断面図である。
【図５】実施例１の車両用消音器の概略図である。
【図６】実施例２の車両用消音器の概略図である。
【図７】実施例３の車両用消音器の概略図である。
【図８】比較例の車両用消音器の概略図である。
【図９】吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図１０】従来の吸気装置の概略図である。
【図１１】従来の車両用消音器の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１：車両用消音器、２：ケース、２０：流入側底部、２００：流入口、２１：流出側底部、２１０：流出口、２２：筒部、２２０：絞り部、２２１：拡径部、３：流入筒、３０：テーパ筒部、３１：大径部、３２：小径部、４：流出筒、４０：テーパ筒部、４１：大径部、４２：小径部、５：拡張室、６：吸気装置、６０：吸気ダクト、６１：エアクリーナ、６２：エアクリーナホース、６３：スロットルボディ、６００：吸気口、６４：インテークマニホールド、６５：燃焼室。
【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】
2004169645.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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