JP2018115577A - 抑制部材 - Google Patents

Abstract

【課題】マフラからの騒音を、より好適に抑制する。
【解決手段】抑制部材は、車両に搭載されるマフラの内部に配置される。抑制部材は、壁部と、取付部と、１又は複数の孔部とを備える。壁部は、開口を有した状態で、抑制空間と他の空間とを隔てる。また、取付部は、開口の縁に設けられ、マフラの外面をなす板状の外殻部材により開口が覆われた状態で、外殻部材の内側に取り付けられる。また、１又は複数の孔部は、外殻部材と壁部とにより覆われた抑制空間と、抑制空間の外部の空間とを繋ぐ。
【選択図】図１

Description

本開示は、車両のマフラに取り付けられる抑制部材に関する。

柱状のマフラの側面をなす板状の部材であるアウタシェルを、二重構造とすることが知られている。また、特許文献１には、二重構造の円筒状のアウタシェルの内側の部分に、溝状の２つのビードを設けることが記載されている。これにより、アウタシェルの剛性が向上する。その結果、アウタシェルの振動が抑制され、マフラにて生じる放射音を抑制できる。

特開２００６−２６６２１５号公報

しかしながら、単にアウタシェルの剛性を向上させるだけでは、マフラからの騒音を十分に抑制できない恐れがある。
マフラからの騒音を、より好適に抑制するのが望ましい。

本開示の一側面である抑制部材は、車両に搭載されるマフラの内部に配置される。抑制部材は、壁部と、取付部と、１又は複数の孔部とを備える。壁部は、開口を有した状態で、抑制空間と他の空間とを隔てる。また、取付部は、開口の縁に設けられ、マフラの外面をなす板状の外殻部材により開口が覆われた状態で、外殻部材の内側に取り付けられる。また、１又は複数の孔部は、外殻部材と壁部とにより覆われた抑制空間と、抑制空間の外部の空間とを繋ぐ。

このような構成によれば、抑制部材をマフラの外殻部材の内側に取り付けることにより、ヘルムホルツ共鳴器を形成可能となる。このため、特定の周波数の排気音を減衰可能となる。また、抑制部材を外殻部材の内側に取り付けることで、外殻部材の剛性が向上する。これにより、外殻部材の振動が抑制され、その結果、マフラから生じる放射音を抑制できる。さらに、外殻部材の内側に取り付けられた抑制部材により、マフラの外部への騒音の透過が抑制される。したがって、マフラからの騒音を、より好適に抑制できる。

なお、外殻部材の形状は、予め定められた伸長方向に延びる柱状であっても良い。また、外殻部材のうち、外殻部材の側面をなす部分を側面部としても良い。そして、取付部は、側面部に開口が覆われた状態で、側面部の内側に取り付けられても良い。

柱状の外殻部材の側面部は、底面をなす部分等に比べて剛性が低い。このため、側面部の振動による放射音が生じ易い。これに対し、上記構成によれば、側面部の剛性を高め、振動を抑制できる。したがって、より一層、放射音を抑制できる。

また、外殻部材の形状は、伸長方向に直交又は略直交する長手方向に延びる形状であっても良い。そして、取付部は、側面部における長手方向に沿って広がる部分に開口が覆われた状態で、該部分の内側に取り付けられても良い。

側面部における長手方向に広がる部分は、他の部分に比べ、湾曲及び／又は屈曲の度合いが小さく、剛性が低い。このため、長手方向に広がる部分では、振動による放射音が生じ易い。これに対し、上記構成によれば、該部分の剛性を高め、振動を抑制できる。したがって、効果的に放射音を抑制できる。

また、１又は複数の孔部は、壁部を貫通する部位であっても良い。
このような構成によれば、好適に特定の周波数の排気音を減衰させることができる。
また、取付部は、開口の縁に沿って延びるフランジ状の部位であっても良い。そして、１又は複数の孔部は、取付部に設けられた溝状の部位であっても良い。

このような構成によれば、好適に特定の周波数の排気音を減衰させることができる。

図１Ａ，１Ｂは、それぞれ、本実施形態の抑制部材が取り付けられたマフラの内部を透過的に示した斜視図、及び、下面図である。図１Ｃは、該マフラの伸長方向に直交する断面を示す説明図である。 図２Ａ〜２Ｃは、それぞれ、本実施形態の抑制部材の斜視図、上面図、及び、側面図である。 図３Ａは、ヘルムホルツの共鳴原理による消音効果についての説明図であり、本実施形態の抑制部材を側方から見た断面図である。図３Ｂは、本実施形態の抑制部材が取り付けられたマフラ、及び、抑制部材が取り付けられていないマフラから生じる放射音の大きさを示すグラフである。 図４Ａ，４Ｂは、それぞれ、変形例１の抑制部材の斜視図及び側面図である。また、図４Ｃ，４Ｄは、それぞれ、変形例２の抑制部材の斜視図及び側面図である。 図５Ａは、変形例３の抑制部材の上面図である。また、図５Ｂは、変形例４の抑制部材の斜視図である。 図６Ａ，６Ｂは、それぞれ、変形例４の抑制部材の上面図及び側面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［構成の説明］
図１Ａ〜１Ｃに示すように、本実施形態の抑制部材１は、車両に搭載されたマフラ２の内部に配置される。マフラ２は、車両のエンジンの排気を車外に排出する排気経路に配置される。排気は、マフラ２の内部を流下して車外に流出する。本実施形態では、１又は複数の抑制部材１が、マフラ２の外殻部材２０における側面部２１の内側に取り付けられる。

外殻部材２０とは、マフラ２の外面をなす板状の部材である。外殻部材２０は、マフラ２の内部と外部とを隔てる。外殻部材２０の形状は、予め定められた伸長方向２ａに延びる柱状となっている。さらに、外殻部材２０は、伸長方向２ａに直交又は略直交する長手方向２ｂに延びる形状となっている。そして、マフラ２は、伸長方向２ａ及び長手方向２ｂが車両の底部に沿うように、車両に搭載される。換言すれば、マフラ２は、横方向に広がった状態で車両の底部に搭載される。なお、外殻部材２０の形状は、例えば、円柱状、又は、角柱状等であっても良い。

また、側面部２１とは、外殻部材２０における側面をなす部分である。側面部２１は、一重に配置された板状部材により構成されている（以後、一重構造と記載）。なお、側面部２１は、二重に配置された板状部材により構成されていても良い（以後、二重構造と記載）。また、外殻部材２０における底面をなす２つの部分を、それぞれ、第１，第２底面部２５，２６と記載する。第１及び第２底面部２５，２６の形状は、一例として、楕円形状となっている。なお、該形状は、例えば、長方形状であっても良い。また、マフラ２の内部空間には、少なくとも１つのセパレータが設けられていても良い。少なくとも１つのセパレータとは、マフラの内部空間を仕切る板状の部位である。また、側面部２１は、長手方向２ｂに沿って広がる２つの長手領域２２を有する。２つの長手領域２２は、長手方向２ｂに直交する向きに対面する。換言すれば、長手領域２２は、側面部２１において、湾曲の度合いが一定の水準に達していない扁平な部分である。

そして、抑制部材１は、その内部に抑制空間１０を有した状態で、側面部２１の内側に取り付けられる。なお、抑制空間１０は、例えば、空であっても良い。また、抑制空間１０には、例えば、グラスウール等の吸音材が配置されても良い。そして、図２Ａ〜２Ｃに示すように、抑制部材１は、壁部１１と、取付部１５とを備える。また、本実施形態では、抑制部材１は、一例として１つの孔部１６を備える。

壁部１１は、板状の部位である。壁部１１は、開口を有した状態で、抑制空間１０と他の空間とを隔てる。換言すれば、壁部１１は、抑制空間１０が開口を介して他の空間と連通した状態で、抑制空間１０と他の空間とを隔てる。壁部１１は、底面１２と側面１３とを有する。底面１２は、抑制空間１０の開口に対面する。一方、側面１３は、底面１２の外縁から開口に向かって突出する。

抑制部材１の開口及び底面１２は、一例として、略正方形状となっている。しかし、抑制部材１の開口及び底面１２は、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、又は、多角形状等の形状であっても良い。換言すれば、抑制部材１の開口及び底面１２は、中心に相当する位置から外縁までの距離の変動幅が一定の範囲内である形状（換言すれば、細長くない形状）を有していても良い。なお、抑制部材１の開口及び底面１２は、細長い形状であっても良い。また、例えば、抑制部材１の開口及び底面１２は、異なる形状であっても良い。

取付部１５は、壁部１１の開口の縁に沿って設けられたフランジ状の部位である。取付部１５は、開口の外側に突出する。また、取付部１５は、側面部２１の内面により開口が覆われた状態で、側面部２１の内側に取り付けられる。具体的には、取付部１５は、例えば、側面部２１の内側にスポット溶接により接合されても良い。

孔部１６は、側面部２１と壁部１１とにより覆われた抑制空間１０と、外殻部材２０の内部における抑制空間１０以外の他の空間とを繋ぐ。孔部１６は、一例として、壁部１１の底面１２に設けられており、底面１２を貫通する。また、孔部１６は、一例として円形となっている。しかし、孔部１６は、他の形状であっても良い。

なお、孔部１６は、壁部１１の側面１３に設けられていても良い。また、孔部１６には、ルーバー状の板部が設けられていても良い。該板部は、孔部１６の縁部の一部から、抑制空間１０の内側又は外側に突出する部位である。該板部は、その根元部分以外が孔部１６の縁から離れた状態で、孔部１６の正面に位置する。

そして、抑制部材１は、一例として、マフラ２が車両に搭載された際に上側に位置する側面部２１の長手領域２２に取り付けられる。具体的には、抑制部材１の取付部１５は、該長手領域２２により開口が覆われた状態で、該長手領域２２の内側に取り付けられる。なお、抑制部材１は、マフラ２が車両に搭載された際に下側に位置する長手領域２２に取り付けられても良い。また、抑制部材１は、例えば、側面部２１における長手領域２２以外の部分、或いは、第１又は第２底面部２５，２６の内側に取り付けられても良い。

［効果］
（１）上記実施形態の抑制部材１をマフラ２の側面部２１の内側に取り付けることにより、ヘルムホルツ共鳴器を形成可能となる。これにより、車両のエンジンの稼働中に、特定の周波数の排気音を減衰させることができる。なお、排気音とは、例えば、排気の流れにより生じた騒音を意味しても良い。

具体的には、図３Ａに示すように、排気がマフラ２の内部を流下する際、抑制部材１の孔部１６での空気振動が大きくなり、摩擦が生じる。これにより、特定の周波数の排気音を発するエネルギーが熱に変換される。その結果、該周波数の排気音が減衰される。

なお、孔部１６及び／又は抑制空間１０の大きさ等を調整することで、減衰させる排気音の周波数を調整できる。また、上記実施形態では、壁部１１の底面１２に１つの孔部１６が設けられている。しかし、孔部１６の数及び／又は位置等を変えることで、減衰させる排気音の周波数を調整できる。なお、孔部１６の数が多くなるに従い、より周波数の高い排気音を減衰可能となる。また、孔部１６の面積が広くなるに従い、より周波数の高い排気音を減衰可能となる。

また、側面部２１の内側に取り付けられた抑制部材１により、マフラ２の外部への騒音の透過が抑制される。したがって、マフラ２からの騒音を、より好適に抑制できる。
なお、図３Ｂのグラフは、抑制部材１が取り付けられたマフラ２からの放射音の大きさと、抑制部材１が取り付けられていないマフラ２からの放射音の大きさとを示している。該グラフは、車両のエンジンの回転数に応じた、上記各マフラ２から生じる放射音の大きさを示している。また、図３Ｂのグラフは、抑制部材１を取り付けることにより、マフラ２からの放射音が抑制されることを示している。

（２）また、側面部２１は、第１及び第２底面部２５，２６に比べ剛性が低い。このため、側面部２１の振動による放射音が生じ易い。これに対し、上記実施形態では、側面部２１の内側に抑制部材１が取り付けられる。これにより、側面部２１の剛性が向上する。このため、側面部２１の振動が抑制され、その結果、マフラから生じる放射音を抑制できる。

また、抑制部材１は、一重構造又は二重構造の側面部２１に取り付けることができる。二重構造の側面部２１は、一重構造の側面部２１に比べ剛性が高く、放射音をより抑制可能となっている。しかし、側面部２１を二重構造とする場合、一重構造に比べ、側面部２１を構成する板状部材を薄くする必要がある。このため、二重構造の側面部２１を有するマフラ２は、一重構造の側面部２１を有するマフラ２に比べ製造が困難になり、コストが増加する。

これに対し、側面部２１を一重構造にした場合であっても、抑制部材１を取り付けることで、側面部２１の剛性を向上できる。さらに、側面部２１を構成する板状部材を薄くしてマフラの質量を低下させた場合であっても、抑制部材１を取り付けることで、側面部２１の剛性を向上できる。このため、側面部２１の振動を抑制でき、その結果、放射音を抑制できる。さらに、上述したようにして、特定の周波数の排気音を減衰できる。このため、マフラ２の製造コストを抑えつつ、マフラ２からの騒音を抑制できる。

（３）また、側面部２１における長手領域２２は、他の部分に比べ、湾曲及び／又は屈曲の度合いが小さく、剛性が低い。このため、長手領域２２では、振動による放射音が生じ易い。これに対し、上記実施形態によれば、長手領域２２に抑制部材１が取り付けられる。このため、長手領域２２の剛性を高め、振動を抑制できる。したがって、効果的に放射音を抑制できる。

［変形例］
次に、上記実施形態の抑制部材１の変形例１〜４について説明する。変形例１〜４の抑制部材１は、上記実施形態の抑制部材１と同様の構成を有しているが、孔部１６の構成が上記実施形態と相違している。以下では、各変形例における上記実施形態との相違点について説明する。

変形例１の抑制部材１は、図４Ａ，４Ｂに示すように、壁部１１の底面１２に設けられた孔部１６の縁に、円筒状の突出部１７が設けられる。突出部１７は、抑制空間１０の外側に向かって突出する。なお、突出部１７は、バーリング加工により設けられても良い。

また、変形例２の抑制部材１における孔部１６の縁においても、図４Ｃ，４Ｄに示すように、変形例１と同様の突出部１７が設けられる。該突出部１７は、抑制空間１０に向かって突出する。

また、変形例３の抑制部材１は、図５Ａに示すように、壁部１１の底面１２に、複数の孔部１６が設けられている。これらの孔部１６は、底面１２の全体にわたって配置される。

また、変形例４の抑制部材１では、図５Ｂ〜６Ｂに示すように、孔部１６は、取付部１５に設けられている。孔部１６は、取付部１５の取付面に設けられた溝状の部位である。なお、取付面とは、取付部１５が外殻部材２０に取り付けられた際、外殻部材２０に隣接した状態となる面である。また、孔部１６は、取付部１５における幅方向の一端から他端にわたって延びる。つまり、孔部１６の一端は、抑制空間１０に繋がる。また、孔部１６の他端は、抑制空間１０の外部に繋がる。

そして、抑制部材１が外殻部材２０に取り付けられた際、外殻部材２０と孔部１６との間に隙間が生じる。該隙間は、抑制空間１０と、抑制空間１０の外部とを繋ぐ。該隙間により、抑制部材１は、ヘルムホルツ共鳴器として動作する。なお、取付部１５には、同様に構成された複数の孔部１６が設けられていても良い。

上述した各変形例における抑制部材１においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
［他の実施形態］
上記実施形態、及び、変形例１〜４における抑制部材は、マフラ２の外殻部材２０の内側に抑制空間１０を設けることで、特定の周波数の排気音を減衰させる。しかしながら、マフラ２の外殻部材２０の外側に抑制空間を設けることで、特定の周波数の排気音の減衰を行っても良い。具体的には、マフラ２の外殻部材２０の外面に、上記実施形態、及び、変形例１〜４と同様の抑制部材を取り付けても良い。より詳しくは、該抑制部材は、抑制空間の開口が外殻部材２０の外側に覆われた状態で、外殻部材２０の外側に取り付けられても良い。そして、外殻部材２０の外面における該抑制部材に覆われた部分に、外殻部材２０を貫通する孔部を設けても良い。このような構成を有する場合においても、上記実施形態、及び、変形例１〜４と同様の効果を得ることができる。

１…抑制部材、２…マフラ、１０…抑制空間、１１…壁部、１２…底面、１３…側面、１５…取付部、１６…孔部、１７…突出部、２０…外殻部材、２１…側面部、２２…長手領域、２５…第１底面部、２６…第２底面部。

Claims (5)

1. 車両に搭載されるマフラの内部に配置される抑制部材であって、
   開口を有した状態で、抑制空間と他の空間とを隔てる壁部と、
   前記開口の縁に設けられ、前記マフラの外面をなす板状の外殻部材により前記開口が覆われた状態で、前記外殻部材の内側に取り付けられる取付部と、
   前記外殻部材と前記壁部とにより覆われた前記抑制空間と、前記抑制空間の外部の空間とを繋ぐ１又は複数の孔部と、
   を備える抑制部材。
2. 請求項１に記載された抑制部材において、
   前記外殻部材の形状は、予め定められた伸長方向に延びる柱状であり、
   前記外殻部材のうち、前記外殻部材の側面をなす部分を側面部とし、
   前記取付部は、前記側面部に前記開口が覆われた状態で、前記側面部の内側に取り付けられる
   抑制部材。
3. 請求項２に記載された抑制部材において、
   前記外殻部材の形状は、前記伸長方向に直交又は略直交する長手方向に延びる形状であり、
   前記取付部は、前記側面部における前記長手方向に沿って広がる部分に前記開口が覆われた状態で、該部分の内側に取り付けられる
   抑制部材。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載された抑制部材において、
   前記１又は複数の孔部は、前記壁部を貫通する部位である
   抑制部材。
5. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載された抑制部材において、
   前記取付部は、前記開口の縁に沿って延びるフランジ状の部位であり、
   前記１又は複数の孔部は、前記取付部に設けられた溝状の部位である
   抑制部材。

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