JP2004169645A

JP2004169645A - Silencer for cars

Info

Publication number: JP2004169645A
Application number: JP2002337937A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujiwara; 和夫藤原; Yoshikazu Hirose; 吉一広瀬; Tomoyuki Saruwatari; 智之猿渡; Hitoshi Kino; 等木野
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lightweight and compact silencer for cars which has a high noise-suppressing effect. <P>SOLUTION: The silencer 1 for cars includes a case 2 having an inlet-side bottom 20 where an inlet port 200 through which gas flows in is formed, an outlet-side bottom 21 where an outlet port 210 through which the gas flows out is formed, and a cylinder 22 which defines an extension chamber 5 together with the inlet-side bottom 20 and the outlet-side bottom 21. The silencer 1 for cars also includes an inlet cylinder 3 connected to the inlet port 200, and an outlet cylinder 4 connected to the outlet port 210. The inlet cylinder 3 has a tapered cylinder 30 which becomes smaller in diameter toward the inlet port 200. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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】

【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。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a muffler for a vehicle arranged in, for example, an intake device that communicates with a combustion chamber of an engine.
[0002]
[Prior art]
In the intake device, noise leaking from the intake port, that is, intake noise is a problem. In order to suppress the intake noise, for example, Patent Document 1 discloses an intake device having a venturi-type throttle. FIG. 10 shows a schematic diagram of an intake device described in the document. As shown in the figure, the intake device 100 includes an intake duct 101, an air cleaner 104, an air cleaner hose 105, and a throttle body 106. An intake port 102 is provided at an upstream end of the intake duct 101. Further, a throttle unit 103 is arranged downstream of the intake port 102. The intake air is first taken into the intake duct 101 from the intake port 102. Subsequently, the intake air passes through the throttle section 103, the air cleaner 104, the air cleaner hose 105, and the throttle body 106. Then, the intake air is supplied to a combustion chamber 108 of the engine via an intake manifold 107.
[0003]
When the throttle unit 103 is arranged, the acoustic mass of the intake sound increases. Therefore, when the intake sound leaks from the intake port 102, the throttle unit 103 acts as a resistance. Due to the resistance action of the throttle section 103, the intake noise is suppressed in the intake device 100 described in the document.
[0004]
Patent Literature 2 discloses a vehicle silencer in which a resonance chamber and an expansion chamber are integrated. FIG. 11 shows an axial cross-sectional view of a vehicle silencer described in the document. The vehicle silencer 900 is disposed in an exhaust device in order to suppress exhaust noise leaking from an exhaust port. The vehicle silencer 900 includes a resonance room 901 and an expansion room 902. The expansion chamber 902 is arranged on the inner peripheral side of the resonance chamber 901. At the substantially axial center of the expansion chamber 902, a throttle portion 903 is arranged.
[0005]
When the extension room 902 is arranged, the exhaust sound is diffused in the extension room 902. Further, exhaust sounds interfere with each other in the expansion chamber 902. Therefore, the sound pressure energy of the exhaust sound decreases. Therefore, exhaust noise can be suppressed.
[0006]
Further, when the throttle unit 903 is arranged in the expansion chamber 902, the acoustic mass of the exhaust sound increases as in the case of the throttle unit 103 shown in FIG. Therefore, exhaust noise can be suppressed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-59-141153 (Pages 3-5, FIGS. 2, 3)
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 56-150812 (pages 3-5, drawings)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the intake device 100 shown in FIG. 10, the expansion chamber is not provided. For this reason, the noise suppression effect obtained by the above-described expansion room cannot be obtained. On the other hand, according to the vehicle silencer 900 shown in FIG. 11, the expansion room 902 is arranged. For this reason, the noise suppression effect by the extension room 902 can be obtained.
[0009]
However, a resonance room 901 is arranged around the extension room 902. The resonance room 901 is arranged to suppress noise in a low frequency range that causes harshness in the vehicle interior. Here, in order to suppress noise in a low frequency range by the resonance chamber 901, it is generally necessary to secure a resonance chamber capacity of about 4 to 10 liters. Therefore, the mounting space for the vehicle silencer 900 is relatively large. For this reason, there is a possibility that the mounting space for other members is reduced.
[0010]
The vehicle silencer of the present invention has been completed in view of the above problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle silencer that is lightweight, compact, and has a high noise suppression effect.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to solve the above-mentioned problems, a vehicle silencer according to the present invention includes an inflow-side bottom where an inflow port for inflow of gas is opened, an outflow-side bottom where an outflow port for gas outflow is opened, A vehicle comprising: a case having a tubular portion defining an expansion chamber together with an inflow side bottom portion and an outflow side bottom portion; an inflow tube connected to the inflow port; and an outflow tube connected to the outflow port. The inlet silencer is characterized in that the inlet cylinder has a tapered tubular portion that becomes thinner toward the inlet.
[0012]
That is, the vehicle silencer of the present invention includes a case, an inflow tube, and an outflow tube. Then, a tapered tube portion that becomes thinner toward the inflow port is disposed in the inflow tube.
[0013]
The inventor of the present invention has found through simulations described later that the area ratio of the area of the inflow port to the area of the inflow-side bottom inner surface affects the noise suppression effect. That is, it has been found that a predetermined area ratio may be ensured in order to ensure a predetermined noise suppression effect.
[0014]
Specifically, in order to reduce the size of the vehicle silencer, the case may be reduced in size. In order to reduce the size of the case, the bottom of the inflow side may be reduced. At this time, if the size of the inlet is reduced so that the area of the inlet and the area of the inner surface of the inflow side bottom part are secured at a predetermined ratio, it is possible to reduce the size of the vehicle silencer while ensuring a high noise suppression effect. it can. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a vehicle silencer that is lightweight, compact and has a high noise suppression effect.
[0015]
(2) Preferably, the area of the inflow port is set to 25% or less, with the area of the inflow side bottom inner surface being 100%.
[0016]
The area of the inflow port is set to 25% or less with the area of the inflow side bottom inner surface being 100%. If it exceeds 25%, a sufficient noise suppression effect may not be obtained, especially in a low frequency range. Because. Here, the area of the inflow port means the area of the inflow port when the inflow pipe is connected to the inflow side bottom outer surface, and the inflow cylinder inner circumference when the inflow pipe is inserted in the inflow port inner peripheral side. Means the area of
[0017]
(3) Preferably, the cylindrical portion has a throttle portion having a smaller sectional area than the area of the inner surface of the inflow side bottom portion. According to this configuration, the case and thus the vehicle silencer can be made more compact.
[0018]
(4) Preferably, the ratio of the area of the inflow side bottom inner surface to the area of the inflow port is set to be the same as the ratio of the area of the outflow side bottom inner surface to the area of the outflow port. It is better to do.
[0019]
If the area of the inflow-side bottom inner surface is A, the area of the inflow port is a, the area of the outflow-side bottom inner surface is B, and the area of the outflow port is b, the area is larger when a / A <b / B. Due to the effect of b / B having a large ratio, there is a possibility that the noise suppression effect by the a / A area ratio cannot be sufficiently exhibited. In this regard, in this configuration, a / A = b / B is set. For this reason, the noise suppression effect by the a / A area ratio can be sufficiently exhibited. That is, a higher noise suppression effect can be exhibited than in the case where a / A <b / B is set.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vehicle silencer of the present invention will be described.
[0021]
(1) First Embodiment First, the configuration of the vehicle silencer of the present embodiment will be described. FIG. 1 shows an axial cross-sectional view of the vehicle silencer of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram of an intake device in which the vehicle silencer of the present embodiment is arranged. As shown in FIG. 1, the vehicle silencer 1 includes a case 2, an inflow tube 3, and an outflow tube 4. 2, the intake device 6 includes an intake duct 60, an air cleaner 61, an air cleaner hose 62, and a throttle body 63. The vehicle silencer 1 is interposed in the middle of the intake duct 60.
[0022]
The case 2 includes an inflow-side bottom portion 20, an outflow-side bottom portion 21, and a cylindrical portion 22. The case 2 is formed integrally by blow molding. The inflow side bottom 20 has a disk shape. A circular inlet 200 is opened substantially at the center of the inflow side bottom 20. The diameter D3 of the inflow port 200 (in this embodiment, the inner diameter of the inflow cylinder 3 inserted on the inner circumference side of the inflow port 200) is set to 50% with the diameter D2 of the inner surface of the inflow side bottom 20 being 100%. Have been. That is, the area of the inflow port 200 is set to 25%, with the area of the inner surface of the inflow side bottom 20 being 100%.
[0023]
The outflow side bottom 21 has a disk shape. The outflow side bottom 21 is opposed to the inflow side bottom 20 in the axial direction. A circular outlet 210 is opened substantially at the center of the outflow side bottom 21. The ratio of the area of the inner surface of the outflow side bottom 21 to the area of the outlet 210 is set to be the same as the ratio of the area of the inner surface of the inflow side bottom 20 to the area of the inlet 200.
[0024]
The cylindrical portion 22 has a cylindrical shape. One end edge of the cylindrical portion 22 is connected to a peripheral edge of the inflow side bottom portion 20. The other end edge of the cylindrical portion 22 is connected to the peripheral edge of the outflow side bottom portion 21. The expansion chamber 5 is defined by the cylindrical portion 22, the inflow side bottom portion 20, and the outflow side bottom portion 21. A throttle portion 220 is formed substantially at the center of the cylindrical portion 22 in the axial direction. The diameter D4 of the throttle portion 220 is set smaller than the diameter D2 of the inner surface of the inflow side bottom portion 20. That is, the cross-sectional area of the throttle section 220 is set smaller than the area of the inner surface of the inflow side bottom 20.
[0025]
The inflow cylinder 3 has a cylindrical shape formed by blow molding. The inflow tube 3 includes a tapered tube portion 30, a large diameter portion 31, and a small diameter portion 32. The tapered cylindrical portion 30 has a tapered shape that becomes thinner toward the inflow port 200. The large diameter portion 31 is arranged on the upstream side of the tapered tube portion 30. The inner diameter of the large diameter portion 31 is the same as the inner diameter of the upstream end of the tapered tubular portion 30. The small diameter portion 32 is arranged downstream of the tapered tube portion 30. The inner diameter of the small diameter portion 32 is the same as the inner diameter of the downstream end of the tapered tubular portion 30. Therefore, the diameter D3 of the inflow port 200 is the same as the inner diameter of the small diameter portion 32.
[0026]
The outflow cylinder 4 has a cylindrical shape formed by blow molding. The outflow tube 4 includes a tapered tube portion 40, a large diameter portion 41, and a small diameter portion 42. The tapered tube portion 40 has a tapered shape tapering toward the outlet 210. The large-diameter portion 41 is disposed downstream of the tapered tube portion 40. The inner diameter of the large diameter portion 41 is the same as the inner diameter of the downstream end of the tapered tubular portion 40. The small diameter portion 42 is arranged on the upstream side of the tapered tube portion 40. The inner diameter of the small diameter portion 42 is the same as the inner diameter of the upstream end of the tapered cylindrical portion 40.
[0027]
Next, the flow of the intake air and the propagation of the intake sound in the intake device will be described. First, the intake air is taken into the intake duct 60 from the intake port 600 opened at the upstream end of the intake duct 60. Subsequently, the intake air passes through the muffler 1 for the vehicle in the order of the inlet cylinder 3 → the inlet 200 → the expansion chamber 5 → the outlet 210 → the outlet cylinder 4. Then, the intake air is filtered by the air cleaner 61 and passes through the air cleaner hose 62 and the throttle body 63. Then, the intake air is divided by the intake manifold 64 and flows into the combustion chamber 65.
[0028]
On the other hand, the intake noise propagates from the combustion chamber 65 to the intake port 600 in the opposite direction to the above-described intake flow direction. The intake sound has a plurality of resonance peaks corresponding to the natural frequencies of the members constituting the intake device 6 and the vehicle body over a wide frequency range.
[0029]
Next, the effect of the vehicle silencer of the present embodiment will be described. According to the case 2 of the vehicle silencer 1 of the present embodiment, the inflow side bottom 20 and the outflow side bottom 21 are reduced in diameter. For this reason, the vehicle silencer 1 of this embodiment is lightweight and compact.
[0030]
Further, the area of the inflow port 200 is set to 25% with the area of the inner surface of the inflow side bottom 20 as 100%. For this reason, the vehicle silencer 1 of the present embodiment can secure a sufficient intake noise suppression effect while being lightweight and compact.
[0031]
Also, according to the vehicle silencer 1 of the present embodiment, the ratio of the area of the inner surface of the inflow side bottom 20 to the area of the inflow port 200 is the ratio of the area of the inner surface of the outflow side bottom 21 to the area of the outflow port 210, It is set to the same. Also in this regard, the vehicle silencer 1 of the present embodiment can secure a sufficient intake noise suppression effect.
[0032]
Further, the cylindrical portion 22 has a throttle portion 220 whose sectional area is set smaller than the area of the inner surface of the inflow side bottom portion 20. Also in this respect, the vehicle silencer 1 of the present embodiment is lightweight and compact.
[0033]
(2) Second Embodiment A difference between the present embodiment and the first embodiment is that a throttle portion is not arranged on the cylindrical portion of the case. Therefore, only the differences will be described here. FIG. 3 shows an axial cross-sectional view of the vehicle silencer of the present embodiment. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in the figure, the tubular portion 22 has a straight tubular shape. That is, no throttle portion is arranged in the cylindrical portion 22.
[0034]
The vehicle silencer 1 of the present embodiment has the same effects as the vehicle silencer of the first embodiment. In addition, in the vehicle silencer 1 of the present embodiment, the capacity of the expansion chamber 5 is large because the throttle portion is not arranged in the cylindrical portion 22. For this reason, the intake noise suppression effect is further enhanced.
[0035]
(3) Third Embodiment A difference between the present embodiment and the first embodiment is that an enlarged diameter portion is arranged in the cylindrical portion of the case instead of the throttle portion. Another difference is that the small-diameter portion is not provided in the inflow cylinder. Further, similarly to the inflow cylinder, the small diameter portion is not arranged in the outflow cylinder. Therefore, only the differences will be described here. FIG. 4 shows an axial sectional view of the vehicle silencer of the present embodiment. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in the drawing, an enlarged diameter portion 221 is arranged substantially at the center of the cylindrical portion 22 in the axial direction. The inflow tube 3 includes a tapered tube portion 30 and a large-diameter portion 31. Similarly to the inflow tube 3, the outflow tube 4 includes a tapered tube portion 40 and a large diameter portion 41.
[0036]
The vehicle silencer 1 of the present embodiment has the same effects as the vehicle silencer of the first embodiment. In addition, in the vehicle silencer 1 of the present embodiment, the capacity of the expansion chamber 5 is large by the amount of the enlarged diameter portion 221 provided in the cylindrical portion 22. For this reason, the intake noise suppression effect is further enhanced.
[0037]
(4) Others The embodiments of the vehicle silencer of the present invention have been described above. However, embodiments are not particularly limited to the above embodiments. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
[0038]
For example, in the above embodiment, the inflow-side bottom portion 20 and the outflow-side bottom portion 21 are arranged to face each other, but the inflow-side bottom portion 20 and the outflow-side bottom portion 21 need not be arranged to face each other.
[0039]
Further, in the above-described embodiment, the tapered tube portion 40 is disposed also in the outflow tube 4, but the tapered tube portion 40 may not be disposed. In this case, the shape of the outflow cylinder 4 is simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0040]
Further, in the above embodiment, the vehicle silencer of the present invention is arranged in the intake device, but the vehicle silencer of the present invention may be arranged in, for example, an exhaust device. When the vehicle silencer of the present invention is disposed in the exhaust device, exhaust noise can be suppressed.
[0041]
【Example】
Hereinafter, a simulation performed using the vehicle silencer of the present invention will be described.
[0042]
(1) Example, Comparative Example In the vehicle silencer of the sample example 1, in FIG. 1 described above, L (total length) = 700 mm, L1 (large diameter portion 31 length + tapered tube portion 30 length) = 100 mm, L2 (length of cylindrical portion 22) = 500 mm, L3 (length of tapered cylindrical portion 30) = 50 mm, L4 (length of small diameter portion 32) = 225 mm, L5 (length of small diameter portion 42) = 100 mm, D1 (large) The diameter of the diameter portion 31 is 50 mm, the diameter D2 (the diameter of the inner surface of the inflow side bottom 20) is 100 mm, the diameter D3 (the diameter of the inlet 200) is 30 mm, and the diameter D4 (the diameter of the throttle portion 220) is 100 mm. . Also, D3 / D2 = 0.3, that is, the area of the inflow side bottom 20 is set to 100%, and the area of the inflow port 200 is set to 9%.
[0043]
FIG. 5 is a schematic view of the vehicle silencer of the first embodiment. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the vehicle silencer 1 of the first embodiment, D2 = D4 is set as described above. For this reason, as shown in the figure, the vehicle silencer 1 of the first embodiment does not have a throttle section.
[0044]
In the vehicle silencer of the second embodiment, in FIG. 1 described above, L = 700 mm, L1 = 100 mm, L2 = 500 mm, L3 = 50 mm, L4 = 225 mm, L5 = 100 mm, D1 = 50 mm, D2 = 100 mm, D3 = 30 mm and D4 = 60 mm. Also, D3 / D2 = 0.3, that is, the area of the inflow side bottom 20 is set to 100%, and the area of the inflow port 200 is set to 9%.
[0045]
FIG. 6 is a schematic view of the vehicle silencer according to the second embodiment. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in the drawing, a throttle section 220 is formed in the vehicle silencer 1 of the second embodiment. Further, the capacity of the expansion chamber 5 of the second embodiment is set to be smaller by 1.363 liters than the capacity of the expansion chamber of the first embodiment due to the formation of the throttle section 220.
[0046]
In the vehicle silencer of the third embodiment, in FIG. 1 described above, L = 700 mm, L1 = 100 mm, L2 = 500 mm, L3 = 50 mm, L4 = 225 mm, L5 = 100 mm, D1 = 50 mm, D2 = 60 mm, D3 = 30 mm and D4 = 30 mm. D3 / D2 = 0.5, that is, the area of the inflow side bottom 20 is set to 100%, and the area of the inflow port 200 is set to 25%.
[0047]
FIG. 7 is a schematic diagram of the vehicle silencer of the third embodiment. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in the figure, the inflow-side bottom portion 20 and the outflow-side bottom portion 21 of the vehicle silencer 1 of the third embodiment are formed to have small diameters. Also, the throttle 220 is formed to have a small diameter. The capacity of the expansion chamber 5 of the third embodiment is set to be smaller than the capacity of the expansion chamber of the first embodiment by 3.103 liters because the inflow side bottom 20, the outflow side bottom 21, and the throttle 220 are formed to have small diameters. Have been.
[0048]
In the vehicle silencer of the comparative example, in FIG. 1 described above, L = 700 mm, L1 = 100 mm, L2 = 500 mm, D1 = 50 mm, D2 = 100 mm, D3 = 50 mm, and D4 = 100 mm.
[0049]
FIG. 8 shows a schematic diagram of a vehicle silencer of a comparative example. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in the figure, the inflow cylinder 3 of the vehicle silencer 1 of the comparative example has a straight tubular shape. That is, the inflow cylinder 3 is not formed with a tapered cylinder portion and a small diameter portion. Like the inflow cylinder 3, the outflow cylinder 4 has a straight tubular shape. That is, the outflow cylinder 4 is not formed with a tapered cylinder portion and a small diameter portion. The cylindrical portion 22 has a straight tubular shape. That is, no narrowed portion is formed in the cylindrical portion 22. The capacity of the expansion chamber 5 of the comparative example is the same as the capacity of the expansion chamber of the first embodiment.
[0050]
Table 1 shows the dimensions of Examples 1 to 3 and Comparative Example. The shape on the outflow side is the same as the shape on the inflow side.
[0051]
[Table 1]

[0052]
(2) Simulation Method and Results The simulation was performed by simulating the intake device 6 shown in FIG. 2 described above. Specifically, a case where white noise is generated from the downstream side of the intake manifold 64 and intake noise is sampled upstream of the intake port 600 is simulated.
[0053]
FIG. 9 shows a frequency distribution of the intake sound obtained by the simulation. The horizontal axis indicates frequency (Hz). In the figure, the vertical axis indicates the sound pressure level (dB). The solid line in the figure indicates data when the vehicle silencer of the first embodiment is interposed in the intake duct. The dashed line in the drawing indicates data when the vehicle silencer of the second embodiment is interposed in the intake duct. The two-dot chain line in the figure indicates data when the vehicle silencer of the third embodiment is interposed in the intake duct. The broken line in the figure shows data when the vehicle silencer of the comparative example is interposed in the intake duct.
[0054]
As shown in the drawing, it was found that Examples 1 to 3 had lower sound pressure levels over a wider frequency range than Comparative Examples. That is, it has been found that when the tapered tube portion is disposed in the inflow tube, the intake sound is reduced. Further, it was found that Examples 1 and 2 have a remarkable intake noise suppression effect in a low frequency range of 150 Hz or less which causes harshness in the vehicle interior. It was also found that the intake noise suppression effect increased in the order of Example 3 → Example 2 → Example 1 in proportion to the capacity of the expansion chamber. For this reason, when priority is given to the intake sound suppression effect of the intake sound suppression effect and the mounting space, the throttle section need not be disposed as in the first embodiment. Further, when priority is placed on mounting space, as in the third embodiment, the diameter of the entire case may be reduced, and the aperture portion may be disposed. When it is desired to achieve both the intake noise suppression effect and the mounting space, the throttle section may be arranged while the diameter of the entire case is secured to some extent as in the second embodiment.
[0055]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the silencer for vehicles which is lightweight and compact and has a high noise suppression effect can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial sectional view of a vehicle silencer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic view of an intake device in which the vehicle silencer of the first embodiment is arranged.
FIG. 3 is an axial cross-sectional view of a vehicle silencer according to a second embodiment.
FIG. 4 is an axial sectional view of a vehicle silencer according to a third embodiment.
FIG. 5 is a schematic view of a vehicle silencer according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic view of a vehicle silencer according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic view of a vehicle silencer according to a third embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram of a vehicle silencer of a comparative example.
FIG. 9 is a graph showing a frequency distribution of intake sound.
FIG. 10 is a schematic diagram of a conventional intake device.
FIG. 11 is an axial sectional view of a conventional vehicle silencer.
[Explanation of symbols]
1: muffler for vehicle, 2: case, 20: inflow side bottom, 200: inflow port, 21: outflow side bottom, 210: outflow port, 22: cylindrical section, 220: throttle section, 221: expanded section, 3 : Inflow cylinder, 30: tapered cylinder part, 31: large diameter part, 32: small diameter part, 4: outflow cylinder, 40: tapered cylinder part, 41: large diameter part, 42: small diameter part, 5: expansion chamber, 6: Intake device, 60: intake duct, 61: air cleaner, 62: air cleaner hose, 63: throttle body, 600: intake port, 64: intake manifold, 65: combustion chamber.

Claims

An inflow-side bottom where an inflow port into which a gas flows is opened, an outflow-side bottom where an outflow port where a gas flows out, and a cylindrical portion that defines an expansion chamber together with the inflow-side bottom and the outflow-side bottom. Case with
An inflow cylinder connected to the inflow port,
An outlet tube connected to the outlet,
A vehicle silencer comprising:
The muffler for a vehicle, wherein the inflow tube has a tapered tube portion that becomes thinner toward the inflow port.

2. The vehicle silencer according to claim 1, wherein an area of the inflow port is set to 25% or less, with an area of the inflow-side bottom inner surface being 100%.

2. The vehicle silencer according to claim 1, wherein the cylindrical portion has a throttle portion having a smaller cross-sectional area than an area of the inner surface of the inflow-side bottom portion. 3.

2. The vehicle according to claim 1, wherein a ratio between an area of the inflow side bottom inner surface and an area of the inflow port is set to be equal to a ratio of an area of the outflow side bottom inner surface and an area of the outflow port. 3. Silencer.