(57)【要約】    【課題】  ハウジング表面からの音放射が最小化されているにも拘らず、遥かに簡単で且つ安価な工具で製造可能である消音器を提示する。    【解決手段】  内燃機関を備えた自動車両用の消音器であって、この消音器が、少なくとも、ハウジング（１）と、入口管（２）と、出口管（３）と、場合により内壁及び／又は内管とを含んでいて、ハウジング（１）には、ＦＥＭコンピュータプログラムを使って計算されて不規則に配設されている溝（４、５、６、７、８、９、１０）が備えられている、前記消音器において、溝（４、５、６、７、８、９、１０）が、規則的に縁付けられている簡単な形状の形姿であり、ハウジング（１）の最低の固有振動数が、内燃機関の全回転数領域に渡り、内燃機関の支配的な励起振動数よりも大きい又はそれに同じであること。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を備えた自動車両用の消音器であって、この消音器が、少なくとも、
−  ハウジング（１）と、
−  入口管（２）と、
−  出口管（３）と、
−  場合により内壁及び／又は内管とを含んでいて、
−  ハウジング（１）には、ＦＥＭコンピュータプログラムを使って計算されて不規則に配設されている溝（４、５、６、７、８、９、１０）が備えられている、前記消音器において、
−  溝（４、５、６、７、８、９、１０）が、規則的に縁付けられている簡単な形状の形姿であり、
−  ハウジング（１）の最低の固有振動数が、内燃機関の全回転数領域に渡り、内燃機関の支配的な励起振動数よりも大きい又はそれに同じであることを特徴とする消音器。
【請求項２】
溝（４、５、６、７、８、９、１０）が均一に深められていることを特徴とする、請求項１に記載の消音器。
【請求項３】
溝が、円形（８）として、円形セグメントとして、円形リング（４）として、及び／又は、円形リングセグメント（５）として形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の消音器。
【請求項４】
溝が、多角形として、特に長方形（６、９）として形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項５】
溝が任意の記号セットの文字（１０）として形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項６】
２つ又は複数の溝（４、５、６、７、８、９、１０）が互いに通じ合うことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項７】
２つ又は複数の溝（４、５、６、７、８、９、１０）が連続して配設されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項８】
溝（４、５、６、７、８、９、１０）が少なくとも部分的に隆起して実施されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項９】
ハウジング（１）の壁が一層であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項１０】
ハウジング（１）の壁が少なくとも１ミリメータよりも小さい厚さを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項１１】
ハウジング（１）の壁が２つのシェルから構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項１２】
ハウジング（１）の壁が１つの金属板から巻き上げられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の消音器。
【請求項１３】
平行な長方形状の溝（９）が中間壁用の保持部を形成することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関を備えた自動車両（モータビークル）用の消音器（マフラ）に関し、この消音器は、少なくとも、ハウジングと、入口管と、出口管と、場合により内壁及び／又は内管とを含んでいて、ハウジングには、ＦＥＭコンピュータプログラムを使って計算されて不規則に配設されている溝が備えられている。
【背景技術】
【０００２】
自動車両用の消音器の形状の設計時には、吸気消音器か後消音器かは重要ではなく、音響的な要求が、エンジンルーム内或いはシャーシ下の空間的な実状と調和されなくてはならない。特にこれらの空間的な実状は、楕円形の横断面から立体的で平坦な横断面に至るまでの消音器ハウジングを導いている。ハウジングの広面の金属板部材が自由振動して妨げられずに特に低周波音である音を放射することを防止するために、ハウジング金属板には型押部が設けられていた。例えば、特許文献１〜６が参照とされる。これらの文献で記載されているハウジング金属板の型押しは実質的に経験的に確定されたものである。従ってハウジング表面からの音放射のある程度の減少は確かに達成され得たが、それらの結果が最善のものであるとは言えなかった。
【０００３】
非特許文献１では、内燃機関用の排気ガス装置の後消音器用のトポグラフィ最適化について記載されていて、この最適化は、米国のAltair Engineering社により販売されているコンピュータプログラム「Optistruct」を使用して実施されたものである。このコンピュータプログラムは有限要素法（ＦＥＭ）に基づいていて、最低固有振動数ができるだけ高くなるように金属板表面を自動で最適化することができる。固有振動数が高いほど、主観的及び客観的に知覚される騒音は少ない。
【０００４】
コンピュータプログラム「Optistruct」は、消音器ハウジングの予め定められている形状と大きさから出発し、固有振動数をできるだけ高くするハウジング表面内の型押部を計算する。そのように計算されたハウジング表面内の型押部は、不規則に縁付けられていて不規則に位置決めされていて不規則に深められている溝（Sicke）と称することができる。雌牛の毛皮の斑点と似ているため、この溝イメージは「雌牛斑点デザイン」とも称される。また「ジッケ カッセル(Sicke Kassel)」という呼び名も使用される。
【０００５】
そのようなコンピュータ・最適化プログラムで確定された溝イメージの音響結果が傑出するほど、それらの実現化に必要な深絞り工具は複雑で且つ高価になり、その理由は、不規則に縁付けられていて不規則に深められている母型と父型の製造において簡単な加工法が投入され得ないためである。このことは満足できることではない。
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第19746553号明細書
【特許文献２】ヨーロッパ特許出願公開第0324891号明細書
【特許文献３】ベルギー特許出願公開第653635号明細書
【特許文献４】日本特開昭49-129034号明細書
【特許文献５】日本特開平07-259531号明細書
【特許文献６】米国特許第2835336号明細書
【非特許文献１】ドイツの定期刊行物「ＡＴＺとＭＴＺ」、特別号、2003年10月、39頁及び40頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の基礎となる課題は、冒頭に掲げた形式の消音器であってハウジング表面からの音放射が最小化されているにも拘らず、遥かに簡単で且つ安価な工具で製造可能である消音器を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載した特徴を有する消音器により解決される。
【０００９】
本発明は、ハウジング表面からの音放射をコンピュータ・最適化プログラムを使って最小化するという規定に基づくが、この際、溝イメージは簡単な幾何学的な形状に制限され、これらの形状は、実質的に、規格化されている金属加工法である回転加工（旋削加工）及びフライス加工により製造可能である。
【００１０】
溝イメージは、好ましくは、円形、円形リング、円形及び円形リングのセグメント、多角形、特に長方形である。これらは、コンピュータ・最適化プログラムにより、最低固有振動数が内燃機関の全回転数領域に渡ってできるだけその支配的な励起振動数よりも遥か上方に位置するように指向付け及び位置決めされ、それによりハウジング表面の音放射が最小となる。
【００１１】
本発明に従う消音器と、所謂雌牛斑点デザインを有する消音器との比較により、意外にも、音響的な差を測定することが全くできないということが判明した。しかしながら製造コストは明らかに異なっている。
【００１２】
本発明の有利な他の構成に従い、溝が互いに通じ合うことも可能である。
【００１３】
意外にも、溝が、任意の記号セットの文字としても、例えば、ラテン文字、アラビア文字、中国文字、日本文字など、更にはエジプト象形文字などとしても形成され得る。また、数字や特殊記号も適したものとされている。しかしこれらの記号は、通常付けられているシリアル番号や製造者記号などと混同されてはならない。それらは不規則に配置されているものではない。
【００１４】
また、溝をシリーズとして連続して位置決めすることも可能である。
【００１５】
本発明に従う解決策の他の特徴は、ハウジングが一層だけの金属板から製造され得ることである。従来の消音器は、金属板間の摩擦により固体伝播音を減少させるために二重金属板を使用している。
【００１６】
意外にも同様に、金属板の壁厚が明らかに減少され得ることが判明し、即ち、許容範囲外に固体伝播音を上昇させることなく０.７ミリメータに至るまで金属板の壁厚を低下させることができる。この際、ハウジングが２つのシェルから構成されているか又は１つの金属板から巻き上げられているかは重要ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に図面に基づき本発明を実施例の形態として詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１には、第１の排気ガス消音器として、内燃機関を備えた自動車両（モータビークル）用の排気ガス消音器が示されている。ハウジング１は極端に平坦で立体的な横断面を有している。排気ガスは、入口管２を通じてハウジング１内に流入し、出口管３を通じてハウジング１から流出する。ハウジング１の内部には周知のように内壁と内管が設けられていて、それらの位置と剛性はハウジング１の固有振動数に影響を及ぼしている。
【００１９】
金属板面が広くてその湾曲が僅かであることに基づくハウジング表面からの高い音放射を軽減させるために、ハウジング表面には最適化された溝イメージが型押しされている。この溝イメージは、規則的に縁付けられている簡単な形状の形姿から成っている。円形リング４、円形リングセグメント５、長方形６、台形７を見ることができる。両方の長方形状の溝６は部分的に互いに通じ合っているので、Ｔ字形状の形成物ができている。
【００２０】
図２には、音響的な最適化措置の結果が事前・事後・比較として示されている。最適化された曲線（破線）は、出発曲線（実線）の下方で１０ｄｂに至るまでのところに位置している。
【実施例２】
【００２１】
図３には、より高い値への固有振動数の移動のおかげで最小の音放射に最適化されている他の消音器が示されている。溝としては同じ大きさの円形８だけが設けられていて、それにより深絞り工具或いは型押し工具が特に簡単になる。平行な長方形状の溝９はハウジング１の内部で隔壁を保持するという役割をもつ。
【実施例３】
【００２２】
図４には、最小の音放射に最適化されている消音器の第３の例が示されている。溝イメージは１つの記号セットの「文字」と「数字」から成り、それらは、ＦＥＭプログラムにより、最低固有振動数が内燃機関の支配的な励起振動数以上に位置するように不規則に位置決めされたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】最小の音放射に最適化されている第１消音器を示す図である。
【図２】最適化されている消音器のための事前・事後・比較の測定値を示す図である。
【図３】最小の音放射に最適化されている第２消音器を示す図である。
【図４】最小の音放射に最適化されている第３消音器を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    ハウジング
２    入口管
３    出口管
４    円形リング
５    円形リングセグメント
６    長方形
７    台形
８    円形
９    平行な長方形状の溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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