(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、例えば、シェルの剛性が低い場合等には、特許文献1に記載された技術を用いても、十分に放射音を抑制できない可能性がある。
マフラからの放射音を抑制するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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に用いられ、少なくとも1つの抑制部を備える。少なくとも1つの抑制部は、マフラの外部と内部とを隔てる板状の部材である外殻部材の外面に配置される細長い部位である。ここで、振動が生じている外殻部材において、該振動による振り幅が最も大きくなる部分を、腹とする。また、外殻部材の外面において、外殻部材の振動により生じた腹が位置する領域を、腹領域とする。また、共振により外殻部材に生じる振動を、共振振動とする。また、共振振動により生じた腹領域を、共振腹領域とする。そして、少なくとも1つの抑制部は、外殻部材の外面に配置された際、少なくとも1つの共振腹領域に沿って配置され、且つ、該少なくとも1つの共振腹領域に当接した当接状態となる。
【0006】
このような構成によれば、少なくとも1つの抑制部が当接している少なくとも1つの共振腹領域を生じた共振振動の振り幅が、抑制される。このため、マフラからの放射音を抑制できる。
【0007】
なお、当接状態となった少なくとも1つの抑制部は、複数の共振振動により生じた複数の共振腹領域に沿って配置され、且つ、該複数の共振腹領域に当接した状態となっても良い。
【0008】
このような構成によれば、複数の共振振動の振り幅が抑制される。このため、より一層、マフラからの放射音を抑制できる。
また、少なくとも1つの抑制部は、当接状態となった際に共振腹領域に当接する少なくとも1つのマフラ側凸部を有しても良い。
【0009】
このような構成によれば、少なくとも1つの抑制部とマフラの外殻部材とが当接する領域の面積を低減できる。このため、マフラから少なくとも1つの抑制部に熱が伝達するのを抑制できる。その結果、少なくとも1つの抑制部が高温になるのを抑制できる。
【0010】
また、少なくとも1つの抑制部は、当接状態となった際、少なくとも1つのマフラ側凸部が、共振腹領域と、該共振腹領域を生じた共振振動とは別の振動により生じた腹領域とに当接しても良い。
【0011】
このような構成によれば、外殻部材に生じたより多くの振動の振り幅を抑制できる。このため、より一層、マフラからの放射音を抑制できる。
また、外殻部材は、予め定められた伸長方向に延びる柱状の形状であっても良い。そして、少なくとも1つの抑制部は、外殻部材の側面に生じた少なくとも1つの共振腹領域と当接状態となっても良い。
【0012】
柱状のマフラの外殻部材の側面は、剛性が低下する恐れがある。これに対し、上記構成によれば、外殻部材の側面における共振振動の振り幅を抑制できる。このため、マフラからの放射音を効果的に抑制できる。
【0013】
また、外殻部材は、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、少なくとも1つの抑制部は、外殻部材の側面における長手方向に沿って広がる領域に生じた少なくとも1つの共振腹領域と当接状態となっても良い。
【0014】
上記形状のマフラの外殻部材においては、長手方向に沿って広がる部分は、剛性が低下する恐れがある。これに対し、上記構成によれば、該部分における共振振動の振り幅を抑制できる。このため、マフラからの放射音を効果的に抑制できる。
【0015】
また、マフラが車両に搭載された際に、車両の下方を向いた状態となる外殻部材の外面の領域を、下側領域としても良い。そして、少なくとも1つの抑制部は、下側領域に生じた少なくとも1つの共振腹領域と当接状態となっても良い。
【0016】
このような構成によれば、外殻部材の下側領域から生じる放射音を抑制できる。このため、車両の外部に向かう放射音の抑制が可能となる。
また、少なくとも1つの抑制部は、車両に搭載されたマフラを下側から覆うカバー部材が取り付けられる取付部を有していても良い。
【0017】
このような構成によれば、マフラからの放射音を抑制しつつ、車両の空気力学上の特性を、より好適にすることが可能となる。
また、取付部は、少なくとも1つのカバー部材側凸部を有していても良い。そして、取付部にカバー部材が取り付けられた際、少なくとも1つのカバー部材側凸部がカバー部材に当接しても良い。
【0018】
このような構成によれば、少なくとも1つの抑制部におけるカバー部材と当接する領域の面積を低減できる。このため、マフラからカバー部材に熱が伝達するのを抑制できる。その結果、カバー部材が高温になるのを抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
[抑制部材について]
図1A〜
図1Cに示すように、本実施形態の抑制部材1は、車両に搭載されるマフラ2に用いられる。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、抑制部材1は、マフラ2の外殻部材20に取り付けられる。外殻部材20とは、マフラの外部と内部とを隔てる板状の部材である。外殻部材20は、マフラの内部空間を覆う。また、抑制部材1には、板状の部材であるカバー部材3が取り付けられる。
図1Cに示すように、カバー部材3は、車両の空気力学上の特性をより好適にするため、車両の底部に搭載されたマフラ2を下側から覆う。
【0022】
抑制部材1は、2つの細長い抑制部10を有する。これらの抑制部10は、外殻部材20の外面に配置される。なお、抑制部材1は、1つ、又は、3つ以上の抑制部10を有していても良い。
図2A〜
図3Dに示すように、各抑制部10は、板状の部位であり、溝部11と、2つの当接部15とを有する。
【0023】
溝部11は、抑制部10に沿って延びる細長い部位である。また、溝部11は、当該溝部11に沿って延びる細長い溝を有する。溝部11は、取付部13と2つの側部12とを有する。取付部13は、溝の底面をなす部位である。また、2つの側部12は、溝の側面をなす部位であり、溝を挟んで対面する。
【0024】
ここで、抑制部10において、溝の底面が位置する側をカバー部材側とし、底面に対面する溝の開口が位置する側をマフラ側とする。また、各側部12におけるマフラ側に位置する縁部を、マフラ側縁部とする。マフラ側縁部は、溝の一端から他端にわたって延びる。
【0025】
取付部13には、カバー部材3が取り付けられる。また、取付部13は、少なくとも1つのカバー部材側凸部14を有する。本実施形態では、一例として、取付部13は、複数のカバー部材側凸部14を有する。カバー部材側凸部14は、カバー部材側に突出する。また、カバー部材側凸部14の中央には、カバー部材側凸部14を貫通する円形の穴部14aが設けられている。
【0026】
また、各当接部15は、抑制部10に沿って延びる細長い帯状の部位である。各当接部15は、溝部11の各側部12におけるマフラ側縁部に設けられる。具体的には、各当接部15は、マフラ側縁部から溝の外側に突出する。
【0027】
各当接部15は、少なくとも1つのマフラ側凸部16を有する。マフラ側凸部16は、マフラ側に突出する。具体的には、各当接部15には、該当接部15に沿って間隔を開けて並ぶ複数のマフラ側凸部16が設けられている。各マフラ側凸部16は、当接部15の幅方向の一端から他端にわたって広がる四角形状の領域に設けられる。また、マフラ側凸部16の中央には、マフラ側凸部16を貫通する円形の穴部16aが設けられている。
【0028】
[マフラについて]
図1A〜1Cに示すように、本実施形態のマフラ2の外殻部材20は、一例として、横長な形状となっている。具体的には、外殻部材20は、予め定められた伸長方向2aに延びる柱状の形状を有する。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。
【0029】
ここで、外殻部材20の底面に相当する2つの部分を、それぞれ、第1底面部25,第2底面部26と記載する。第1及び第2底面部25,26は、伸長方向2aに対面する。また、一例として、第1及び第2底面部25,26は、楕円形状となっている。なお、第1及び第2底面部25,26は、例えば、長方形状であっても良い。また、外殻部材20の側面に相当する部分を、側面部21と記載する。一例として、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。
【0030】
また、マフラ2の内部空間には、少なくとも1つ(一例として、2つ)のセパレータが設けられている。少なくとも1つのセパレータは、マフラの内部空間を仕切る板状の部位である。また、少なくとも1つのセパレータは、第1及び第2底面部25,26と同様の形状を有する。また、少なくとも1つのセパレータは、伸長方向2aに向かって配置される。この時、セパレータは、側面部21の内面に当接した状態となる。以後、側面部21の外面におけるセパレータ27の縁部に対面する領域を、セパレータ領域と記載する。セパレータ領域は、側面部21を一周する。
【0031】
ここで、車両のエンジンの稼働中等には、例えば、エンジンの振動、及び/又は、マフラ2における排気の流れ等により、外殻部材20に振動が生じる可能性がある。一例として、該振動は、外殻部材20の各位置を、外殻部材20の外面に直交又は略直交する向きにうねらせる。また、予め定められた振動数の振動が生じている外殻部材20において、該振動による振り幅が最も大きくなる部分を、腹とする。換言すれば、腹とは、該振動が生じている外殻部材20において、該振動による変位が最も大きくなる部分を意味する。また、外殻部材20における固有振動数の振動が外殻部材20に加えられると、外殻部材20に共振が生じる。以後、共振により外殻部材20に生じた予め定められた振動数の振動を、共振振動と記載する。
【0032】
外殻部材20の側面部21は、柱状のマフラ2の内部空間を、側方から囲んだ状態で配置される。
図4Aに示すように、側面部21には、周方向2cに沿った1又は複数の共振振動が生じることが想定される。一例として、
図4Aにおける2つの共振振動50,51は、それぞれ、2次モードの共振と3次モードの共振とにより生じたものである。そして、
図4A,4Bに示すように、共振振動50,51の腹が位置する領域21a,21bは、一例として、伸長方向2aに沿って直線状に延びる。以後、外殻部材20の外面において、外殻部材20における予め定められた振動数の振動により生じた腹が位置する領域を、腹領域とする。また、共振振動により生じた腹領域を、共振腹領域とする。
【0033】
共振振動50,51により生じた共振腹領域21a,21bは、例えば、外殻部材20の形状及び剛性等に基づき解析を行ったり、実験を行ったりすることで特定される。なお、共振振動50,51の振動数により、共振腹領域21a,21bの位置及び数が決まる。
【0034】
また、
図5Aに示すように、側面部21には、周方向2cの共振振動以外にも、伸長方向2aに沿った振動52〜54(以後、伸長方向の振動)が生じると考えられる。すなわち、側面部21の外面には、隣接する2つのセパレータ27の間に位置する領域が存在する。また、側面部21の外面には、セパレータ27と、該セパレータ27に隣接する第1底面部25又は第2底面部26と、の間に位置する領域が存在する。これらの領域の各々では、該領域の伸長方向2aの中央にその腹が位置する伸長方向2aの振動52〜54が生じると考えられる。伸長方向2aの振動52〜54の腹領域21cは、各領域の伸長方向2aの中央に位置し、且つ、長手方向2bに延びる。また、伸長方向2aの振動52〜54の腹領域21cは、共振腹領域と重複する部分を有する。
【0035】
[抑制部材の配置について]
抑制部材1における各抑制部10は、外殻部材20の外面における少なくとも1つの共振腹領域に沿って配置され、且つ、該少なくとも1つの共振腹領域に当接した状態(以後、当接状態)となる。当接状態となった際、抑制部10の各当接部15は、共振腹領域に沿って配置され、且つ、該共振腹領域を覆った状態になる。この時、各当接部15の各マフラ側凸部16は、該当接部15が覆っている共振腹領域に当接した状態となる。
【0036】
ここで、側面部21の外面のうち、マフラ2が車両に搭載された際に、車両の下方を向いた状態となる領域を、下側領域22とする。また、側面部21の外面における長手方向2bに沿って広がる領域を、長手領域23とする。長手領域23は、湾曲の度合いが一定の水準に達していない扁平な領域である。側面部21の外面には、2つの長手領域23が存在する。これらの長手領域23は、長手方向2bに直交する向きに対面する。
【0037】
本実施形態では、
図4Bに示すように、一例として、各抑制部10は、側面部21の外面における下側領域22に位置する長手領域23に生じた、上記2つの共振腹領域21a,21bと当接状態となる。該2つの共振腹領域21a,21bとは、上述した周方向2cに生じた2次モードの共振と3次モードの共振とにより生じたものである。つまり、各抑制部10における一方の当接部15が共振腹領域21aを覆い、他方の当接部15が共振腹領域21bを覆った状態となる。また、この時、各抑制部10の取付部13は、車両の下方に向かった状態となる。
【0038】
また、この時、
図5Aに示すように、各当接部15における一部のマフラ側凸部16は、共振腹領域と伸長方向2aの振動の腹領域21cとに当接した状態となっても良い。さらに、各当接部15における一部のマフラ側凸部16は、共振腹領域とセパレータ領域21dとに当接した状態となっても良い。特に、各当接部15の端部に位置するマフラ側凸部16は、共振腹領域と、伸長方向2aの振動の腹領域21c、又は、セパレータ領域21dとに当接した状態となっていても良い。また、各当接部15における各マフラ側凸部16は、共振腹領域に当接し、伸長方向2aの振動の腹領域21c、及び、セパレータ領域21dには当接しない状態となっていても良い。
【0039】
なお、各抑制部10は、例えば、側面部21の外面における上側に位置する領域に生じた少なくとも1つの共振腹領域と、同様にして当接状態となっても良い。これにより、車両の内部に向かうマフラ2の放射音を抑制できる。また、各抑制部10は、例えば、側面部21の外面における長手方向2bの端部に位置する領域に生じた少なくとも1つの共振腹領域と、同様にして当接状態となっても良い。また、各抑制部10は、例えば、第1又は第2底面部25,26に生じた少なくとも1つの共振腹領域と、同様にして当接状態となっても良い。
【0040】
また、抑制部10は、2次モード及び3次モード以外の他の複数のモードの共振により生じた2つの共振腹領域に対し、当接状態となっても良い。また、抑制部10は、2次モードの共振及び3次モードの共振のうちの少なくとも一方と、他のモードの共振とにより生じた2つの共振腹領域に対し、当接状態となっても良い。また、抑制部10は、同一のモードの共振により生じた2つの共振腹領域に対し、当接状態となっても良い。また、抑制部10は、1つの共振腹領域に対し当接状態となっても良い。
【0041】
また、各抑制部10における各取付部13には、カバー部材3が取り付けられる。具体的には、カバー部材3は、各取付部13に対面した状態で配置される。この時、各取付部13における少なくとも1つのカバー部材側凸部14が、カバー部材3に当接した状態となる。そして、カバー部材側凸部14に設けられた穴部14aを用いて、ボルトによりカバー部材3が取り付けられる。なお、抑制部材1は、各抑制部10にカバー部材3を取り付けない状態で用いられても良い。
【0042】
[効果]
(1)上記実施形態によれば、抑制部材1における各抑制部10が当接している共振腹領域21a,21bを生じた共振振動50,51の振り幅が、抑制される。このため、マフラ2からの放射音を抑制できる。
【0043】
(2)また、側面部21における2次モード及び3次モードの共振は、マフラ2から生じる放射音に大きく寄与すると考えられる。これに対し、上記実施形態によれば、2次モード及び3次モードの側面部21の共振により生じた2つの共振振動50,51の振り幅が抑制される。このため、より一層、マフラ2からの放射音を抑制できる。
【0044】
なお、
図5Bのグラフは、抑制部材1が用いられたマフラ2からの放射音と、抑制部材1が用いられていないマフラ2からの放射音とを示している。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、該グラフは、抑制部材1を用いることでマフラ2からの放射音が抑制されることを示している。
【0045】
(3)また、各当接部15には、少なくとも1つのマフラ側凸部16が設けられている。これにより、各当接部15の剛性が向上する。さらに、各抑制部10は、少なくとも1つのマフラ側凸部16にて、マフラ2の外殻部材20に当接する。このため、各抑制部10と外殻部材20とが当接する領域の面積を低減できる。これにより、マフラ2から各抑制部10及びカバー部材3に熱が伝達するのを抑制できる。その結果、カバー部材3が高温になるのを抑制できる。
【0046】
(4)また、抑制部10の各当接部15における少なくとも1つのマフラ側凸部16は、共振腹領域と、伸長方向2aの振動の腹領域21cとに当接した状態となる。このため、外殻部材20に生じたより多くの振動の振り幅を抑制できる。このため、より一層、マフラ2からの放射音を抑制できる。
【0047】
(5)また、マフラ2の側面部21は、剛性が低下する恐れがある。これに対し、上記実施形態によれば、側面部21における共振振動の振り幅を抑制できる。このため、マフラ2からの放射音を効果的に抑制できる。
【0048】
また、抑制部材1は、一重構造又は二重構造の側面部21に用いることができる。二重構造の側面部は、一重構造の側面部に比べ剛性が高く、放射音を抑制可能となっている。しかし、側面部を二重構造とする場合、一重構造に比べ、側面部を構成する板状部材を薄くする必要がある。このため、二重構造の側面部を有するマフラは、一重構造の側面部を有するマフラに比べ、製造が困難になり、コストが増加する。これに対し、抑制部材1の各抑制部10を用いることで、一重構造の側面部からの放射音を抑制できる。このため、マフラの製造コストを抑えつつ、マフラの放射音を抑制できる。
【0049】
(6)また、側面部21における長手領域23は、他の領域に比べ剛性が低下する恐れがある。これに対し、上記実施形態によれば、長手領域23における共振振動の振り幅を抑制できる。このため、マフラ2からの放射音を効果的に抑制できる。
【0050】
(7)また、外殻部材20の下側から生じる放射音は、車両の外部に漏れやすい。これに対し、上記実施形態によれば、側面部21における下側領域22における共振振動の振り幅を抑制できる。このため、マフラ2からの車両の外部に向かう放射音を、効果的に抑制できる。
【0051】
(8)また、各抑制部10の取付部13には、カバー部材3が取り付けられる。このため、マフラ2からの放射音を抑制しつつ、車両の空気力学上の特性を、より好適にすることが可能となる。
【0052】
(9)また、取付部13には、少なくとも1つのカバー部材側凸部14が設けられている。これにより、取付部13の剛性が向上する。また、各抑制部10は、少なくとも1つのカバー部材側凸部14にてカバー部材3に当接する。これにより、各抑制部10とカバー部材3とが当接する領域の面積を低減できる。このため、マフラ2からカバー部材3に熱が伝達するのを抑制できる。その結果、カバー部材3が高温になるのを抑制できる。
【0053】
[変形例]
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
図6A,6Bが示すように、変形例1の抑制部10では、溝部11の各側部12に、当該側部12を貫通する少なくとも1つの穴部17(一例として、複数の穴部17)が設けられている。一例として、変形例1では、各カバー部材側凸部14の両側に、2つの穴部17が設けられている。これにより、マフラ2からカバー部材3に熱が伝達するのを抑制できる。その結果、カバー部材3が高温になるのを抑制できる。
【0054】
また、
図6C,6Dが示すように、変形例2の抑制部10では、溝部11の取付部13に、当該取付部13を貫通する少なくとも1つの穴部18(一例として、複数の穴部18)が設けられている。各穴部18は、隣接する2つのカバー部材側凸部14の間に設けられている。これにより、マフラ2からカバー部材3に熱が伝達するのを抑制できる。また、各穴部18の縁には、カバー部材側に突出する突出部18aが設けられている。突出部18aは、穴部18の周りを囲む。これにより、抑制部の強度が向上する。
【0055】
[他の実施形態]
(1)上記実施形態では、抑制部10は2つの当接部を有する。しかしながら、抑制部は、上記実施形態と同様の1又は3以上の当接部を有していても良い。そして、抑制部は、当該抑制部が有する当接部と同数の共振腹領域に対し当接状態なっても良い。また、上記実施形態では、抑制部10は溝を有する形状となっている。しかし、抑制部は、例えば、帯状の形状であっても良い。また、抑制部は、例えば、当該抑制部が延びる方向に直交する断面がL字状である形状であっても良い。
【0056】
(2)上記実施形態では、抑制部10における各当接部15には、少なくとも1つのマフラ側凸部16が設けられている。しかしながら、抑制部10における全部又は一部の当接部15には、マフラ側凸部16が設けられていなくても良い。このような場合であっても、当接状態となった際、抑制部の当接部を、共振腹領域、伸長方向2aの振動の腹領域21c、及び、セパレータ領域21dに当接させることができる。
【0057】
(3)上記実施形態では、抑制部10における取付部13には、少なくとも1つのカバー部材側凸部14が設けられている。しかしながら、取付部13には、カバー部材側凸部14が設けられていなくても良い。このような場合であっても、取付部13にカバー部材3を取り付けることができる。