JP2013029046A - 車両の消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することのできる車両の消音装置を提供する。
【解決手段】サブマフラー１の内部に形成された膨張室２は、排気管３から分岐された２つの共鳴パイプ４，５の先端に設けられた開口６，７を通じて外部に開放されている。そして開口６を、膨張室２のマフラー前後方向の一端から同膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの２分の１の長さ分離れた位置に配置し、開口７を、同一端から長さＬの４分の１の長さ分離れた位置に配置することで、膨張室２で発生するマフラー前後方向の気柱共鳴に対しての消音効果が発揮されるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室と、を備える車両の消音装置に関する。

車両の消音装置として、内燃機関の排気系の途中に設けられるマフラーがある。マフラーの内部には、その内部で排ガスを膨張させることで消音を行う、複数又は単数の膨張室が形成されている。

ここで、図７に示すような、マフラー前後方向の長さが「Ｌ」の膨張室が内部に形成されたマフラーを考える。こうしたマフラーでは、膨張室のマフラー前後方向の両端を閉口端とする気柱共鳴が発生して、マフラーの消音性能を低下させる。マフラー前後方向で気柱共鳴を起す定常波の波長λは、「２Ｌ／ｎ（ｎ：１以上の整数）」となる。また音速を「Ｃ（≒２０×√Ｔ，Ｔ：マフラー内のガス温度）」とすると、そうした気柱共鳴の周波数ｆは、「Ｃ×ｍ／２Ｌ（ｍ：１以上の整数）」となる。こうした気柱共鳴のうち、最も顕著に表れるのは、マフラー前後方向の膨張室の長さＬの２倍を波長λ（＝２Ｌ）とする定常波（マフラー内１節共鳴モード）と、マフラー前後方向の膨張室の長さＬを波長λ（＝Ｌ）とする定常波（マフラー内２節共鳴モード）との２つの定常波となる。

従来においては、こうしたマフラー前後方向の気柱共鳴のような高周波の排気音への対策としては、例えばマフラーの容量を拡大したり、特許文献１に見られるようにマフラー内部に吸音材を設置したりすることがなされている。

特開２００９−０６２９２２号公報

吸音材を設けたり、マフラーの容量を拡大したりすれば、排気音の増大を抑制することが確かに可能ではある。しかしながら、吸音材を設けたり、マフラーの容量を拡大したりすれば、コストの増大やマフラー質量の増大は避けられないことになる。したがって、より安価で軽量な車両消音装置の実現が求められている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することのできる車両の消音装置を提供することにある。

（発明の解決原理）
ここでまず、上記課題についての本発明の解決原理を説明する。ここでは、図１（ａ）、（ｂ）に示すような、マフラー５０の内部に形成された、マフラー前後方向の長さが「Ｌ」の膨張室５１に、そのマフラー前後方向の一端（同図では図中左側の端）から長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置と、同一端から長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置とにそれぞれに、膨張室５１を外部に開放する開口５２、５３が配置された場合を考える。

こうしたマフラー５０には、そのマフラー前後方向において、膨張室５１のマフラー前後方向の長さＬの２倍を波長λ（＝２Ｌ）とする定常波と、膨張室５１のマフラー前後方向の長さＬを波長λ（＝Ｌ）とする定常波との２つの定常波による気柱共鳴が発生する。すなわち、こうしたマフラー５０では、膨張室５１のマフラー前後方向の長さＬの２倍を波長λとするマフラー内１節共鳴モードと、膨張室５１のマフラー前後方向の長さＬを波長λとするマフラー内２節共鳴モードとの２つのモードによる共鳴が発生する。

ここで開口５３を中心に考えると、図１（ａ）に示すように、その開口５３よりも左側の空間は、開口５２を通じて外部に開かれた空間となる。これに対して、図中にハッチングで示された、開口５３よりも図中左側の空間は、外部に開放されない閉じた空間となる。こうした閉空間は、長さＬ／２の音響管として機能する。そしてこうした音響管は、波長λ＝２Ｌの気柱共鳴に対して、逆位相の定常波を共振により発生して吸音効果を発揮する（１／２位置開放端の共鳴モード）。

一方、開口５２を中心に考えると、図１（ｂ）に示すように、その開口５２よりも右側の空間は、開口５３を通じて外部に開かれた空間となる。これに対して、図中にハッチングで示された、開口５２よりも左側の空間は、外部に開放されない閉じた空間となる。こうした閉空間は、長さＬ／４の音響管として機能する。そしてこうした音響管は、波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対して、逆位相の定常波を共振により発生して吸音効果を発揮する（１／４位置開放端の共鳴モード）。

このように、上記位置に開口５２、５３の形成されたマフラー５０の膨張室５１では、そのマフラー前後方向の気柱共鳴のうち、最も顕著に表れる波長λ＝２Ｌの気柱共鳴及び波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対しての吸音効果を発揮する。そのため、膨張室５１のマフラー前後方向の一端からその長さＬの４分の１の長さ分離れた位置とその端から長さＬの２分の１の長さ分離れた位置とに外部に通じる開口５２、５３が形成されたマフラー５０によれば、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を効果的に抑制することができる。

（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するため、マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室とを備える車両の消音装置としての請求項１に記載の発明は、膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配置された開口を通じて膨張室を外部に開放させている。

上記構成では、マフラー前後方向の一端からマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置と、その一端から長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置とに設けられた開口を通じて膨張室が外部に開放されている。上述したように、こうしたマフラーの膨張室は、そのマフラー前後方向の気柱共鳴の内、最も顕著に表れる波長λ＝２Ｌの気柱共鳴及び波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対して吸音効果を発揮する。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、上記構成によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

また上記課題を解決するため、マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室とを備える車両の消音装置としての請求項２に記載の発明は、膨張室を、その内部に配置された複数の開口を通じて外部に開放させるとともに、その膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置に開口の一部を配置し、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置に開口の残りのものを配置している。

上記構成では、マフラー前後方向の一端からマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置と、その一端から長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置とに設けられた開口を通じて膨張室が外部に開放されるようになる。上述したように、こうしたマフラーの膨張室は、そのマフラー前後方向の気柱共鳴の内、最も顕著に表れる波長λ＝２Ｌの気柱共鳴及び波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対して吸音効果を発揮する。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、上記構成によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

なお、請求項３によるように、マフラーに設けられた複数の膨張室の全てにおいて、上記のような開口の配置を行えば、膨張室の全てにおいてマフラー前後方向の気柱共鳴を効果的に消音することができる。

更に上記課題を解決するため、マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室と、その膨張室をマフラー前後方向に貫通して設けられた排気管と、その排気パイプから分岐された２つの共鳴パイプと、を備える車両の消音装置としての請求項４に記載の発明は、共鳴パイプの一方が、膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置にて膨張室の内部に開口され、共鳴パイプの他方が、上記一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置にて膨張室の内部に開口されている。

上記構成では前後方向の一端からマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置と、その一端から長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置とにそれぞれ設けられた共鳴パイプの開口を通じて膨張室が外部に開放されるようになる。上述したように、こうしたマフラーの膨張室は、そのマフラー前後方向の気柱共鳴の内、最も顕著に表れる波長λ＝２Ｌの気柱共鳴及び波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対して吸音効果を発揮する。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、上記構成によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

また上記課題を解決するため、マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室と、その膨張室をマフラー前後方向に貫通して設けられた排気パイプと、を備える車両の消音装置としての請求項５に記載の発明は、膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置との間を、排気パイプの内部を膨張室に連通する共鳴孔の形成区間とするようにしている。

上記構成では、その膨張室は、マフラー前後方向の一端からマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置と、その一端から長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置とにおいて、外部に開放されるようになる。上述したように、こうしたマフラーの膨張室は、そのマフラー前後方向の気柱共鳴の内、最も顕著に表れる波長λ＝２Ｌの気柱共鳴及び波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対して吸音効果を発揮する。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、上記構成によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

（ａ）（ｂ）マフラーの膨張室で音響管として機能する閉空間の形成態様を示す断面図と、その膨張室内で発生する定常波及びその閉空間により発生される定常波の波形を示すグラフとを併せ示す図。 本発明の第１の実施の形態にかかる車両の消音装置について、（ａ）はその平面断面構造を示す断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った正面断面構造を示す断面図であり、（ｃ）はその内部で発生される定常波の波形を示すグラフである。 同実施の形態の車両の消音装置の各波長における消音量を、開口の位置が最適化されていない場合と比較して示すグラフ。 本発明の第２の実施の形態にかかる車両の消音装置について、（ａ）はその平面断面構造を示す断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った正面断面構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる車両の消音装置について、（ａ）はその平面断面構造を示す断面図であり、（ｂ）はその正面断面構造を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）同実施の形態のマフラーの各膨張室における開口及び連通孔の配置を示す図。 従来の車両の消音装置のマフラーの構成と、そのマフラーの膨張室で発生する定常波の波形とを併せ示す図。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の車両の消音装置を具体化した第１の実施の形態を、図２及び図３を参照して詳細に説明する。

まず、図２を参照して、本実施の形態の車両の消音装置の構成を説明する。本実施の形態の車両の消音装置は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すサブマフラー１を備えている。このサブマフラー１は、排気管のメインマフラーの排気上流側又は排気下流側に設置される。サブマフラー１の内部には、マフラー前後方向の長さが「Ｌ」の膨張室２が形成されている。

サブマフラー１には、膨張室２をマフラー前後方向に貫通するように排気管３が通されている。膨張室２内において排気管３からは、２つの共鳴パイプ４，５が分岐されている。共鳴パイプ４は、膨張室２の後端（図中右端）から上記長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置まで延伸され、その位置に形成された開口６を通じて膨張室２内に開放されている。一方、共鳴パイプ５は、膨張室２の後端から上記長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置まで延伸され、その位置に形成された開口７を通じて膨張室２内に開放されている。

次に、こうした本実施の形態の車両の消音装置の作用を説明する。以上のように構成されたサブマフラー１の膨張室２は、同膨張室２の後端から上記長さＬの４分の１の長さ分離れた位置と、同後端から上記長さＬの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配置された開口６，７を通じて外部に開放されている。上述したように、こうした膨張室２を開口６を中心として見た場合には、長さＬ／２の音響管として機能する閉空間が形成され、開口７を中心として見た場合には、長さＬ／４の音響管として機能する閉空間が形成されることになる。そのため、こうした膨張室２では、長さＬの２倍を波長λとするマフラー内１節共鳴モードと、膨張室５１のマフラー前後方向の長さＬを波長λとするマフラー内２節共鳴モードとの２つのモードによる気柱共鳴に対する消音効果が発揮される。

なお、下式（１）は、２箇所の開放端を有する膨張室２の消音特性を示す数式である。下式（１）の左辺は、サブマフラー１の消音特性を表し、右辺第１項は、膨張室２の閉空間としての消音性能を表している。また右辺第２項及び第３項は、開口から閉口端までの閉空間により形成される音響管の消音特性を表している。

図３は、上式（１）から導かれるサブマフラー１における音響の周波数と消音量との関係を示している。上式（１）のＬａ、Ｌｂが適切にチューニングされていない場合、同図に一点鎖線で示すように、周波数Ａ，Ｂにおいて消音量が大きく低下する。この周波数Ａ，Ｂは、膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの２倍を振幅とするマフラー内１節共鳴モードの気柱共鳴の周波数、及び同長さＬを振幅とするマフラー内２節共鳴モードの気柱共鳴の周波数となっている。

一方、上式（１）のＬａを膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの２分の１に、Ｌｂを膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの４分の１に設定した場合には、同図に太実線で示すように、消音量が大きく落ち込む領域がなくなる。これは、マフラー内１節共鳴モード及びマフラー内２節共鳴モードの気柱共鳴の周波数と、閉空間により形成される音響管の消音効果が発揮される周波数とが一致することによる。なお、膨張室２の内部を両端が閉口した空間としたときの共鳴周波数は、下式（２）に示すようになり、片側のみが閉口した空間としたときの共鳴周波数は、下式（３）及び下式（４）に示すようになる。これらの式から明らかなように、「Ｌａ＝Ｌ／２」、「Ｌｂ＝Ｌ／４」とすれば、両端閉口端の共鳴周波数と方端閉口端の共鳴周波数とが一致し、気柱共鳴による定常波が低減されることになる。

以上の本実施の形態の車両の消音装置によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）本実施の形態では、膨張室２のマフラー前後方向の一端から同膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配置された開口６，７を通じて膨張室２が外部に開放されている。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

（２）本実施の形態では、膨張室２を、その内部に配置された２つの開口６，７を通じて外部に開放している。そして膨張室２のマフラー前後方向の一端から同膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ分離れた位置にそれら開口の一つ（開口７）を配置し、同一端から同膨張室２のマフラー前後方向の長さＬの２分の１の長さ分離れた位置にそれら開口の残りのもの（開口６）を配置している。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の車両の消音装置を具体化した第２の実施の形態を、図４を参照して詳細に説明する。

まず、図４を参照して、本実施の形態の車両の消音装置の構成を説明する。本実施の形態の車両の消音装置は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すサブマフラー１０を備えている。このサブマフラー１０は、排気管のメインマフラーの排気上流側又は排気下流側に設置される。サブマフラー１０の内部には、マフラー前後方向の長さが「Ｌ」の膨張室１１が形成されている。

サブマフラー１０には、その膨張室１１をマフラー前後方向に貫通するように排気管１２が通されている。膨張室２の後端（図中右端）から上記長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置から同後端から上記長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置までの区間における排気管１２には、多数の共鳴孔１３が形成されている。こうした共鳴孔１３の形成区間においては、排気管１２の内部は、膨張室１１と連通された一体の空間となる。したがって、膨張室１１は、その後端からそのマフラー前後方向の長さＬの４分の１の長さ（Ｌ／４）分離れた位置と、同後端から長さＬの２分の１の長さ（Ｌ／２）分離れた位置とにおいて、外部に開放されることになる。

こうしたサブマフラー１０は、そのマフラー前後方向の気柱共鳴の内、最も顕著に表れる波長λ＝２Ｌの気柱共鳴及び波長λ＝Ｌの気柱共鳴に対して吸音効果を発揮する。そのため、吸音材を設けたり、マフラーの容積を拡大したりせずとも、マフラー前後方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大が効果的に抑制されるようになる。したがって、本実施の形態の車両の消音装置によれば、安価で軽量でありながらも、排気音を効果的に抑制することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の車両の消音装置を具体化した第３の実施の形態を、図５及び図６を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の車両の消音装置は、図５（ａ），（ｂ）に示すようなマフラー４０を備えている。このマフラー４０は、メインマフラーとして用いられ、高さに対して幅が大となる扁平形状に形成されている。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、マフラー４０の内部は、仕切り板４１によって、第１膨張室４２及び第２膨張室４３の２つの空間に区画されている。なお、各膨張室４２，４３は、マフラー４０の前後方向の長さが同マフラー４０の幅Ｗの４分の１以上となるように形成されている。

こうしたマフラー４０の内部に排気を導入する、円管形状の入口パイプ４４は、その先端が仕切り板４１を貫通して第２膨張室４３に開口するように配設されている。またマフラー４０から排気を導出する、円管形状の出口パイプ４５は、仕切り板４１を貫通した後、マフラー４０の幅方向（図中上方向）に屈曲されており、その先端は、第１膨張室４２に開口されている。そして、入口パイプ４４の開口４４ａは、その図中下側の端が、マフラー４０の幅方向の一端（図中上側の端）から同マフラー４０の幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置に接するように配置されている。また出口パイプ４５の開口４５ａは、マフラー４０の幅方向の一端（図中上側の端）から同マフラー４０の幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置に配置されている。

またこのマフラー４０では、入口パイプ４４の開口４４ａは、仕切り板４１から、マフラー前後方向における第２膨張室４３の長さＬｂの２分の１の長さ（Ｌｂ／２）分離れた位置に配置されている。また出口パイプ４５の開口４５ａは、その図中左方の端が、マフラー４０の先端から、マフラー前後方向における第１膨張室４２の長さＬａの４分の１の長さ（Ｌａ／４）分離れた位置に配置されている。

一方、このマフラー４０の仕切り板４１には、これを貫通するように、円管形状の連通管４６が配設されている。連通管４６は、マフラー４０の幅方向において、その図中上側の端が、マフラー４０の図中上側の端から幅Ｗの４分の１の長さ（Ｗ／４）分離れた位置に接するように配置されている。また連通管４６のマフラー前方（図中左方）の開口４６ａは、マフラー４０の先端から、マフラー前後方向における第１膨張室４２の長さＬａの２分の１の長さ（Ｌａ／２）分離れた位置に配置されている。更に、連通管４６のマフラー後方（図中右方）の開口４６ｂは、仕切り板４１から、マフラー前後方向における第２膨張室４３の長さＬｂの４分の１の長さ（Ｌｂ／４）分離れた位置に配置されている。

図６（ａ）に示すように、このマフラー４０の第１膨張室４２は、同マフラー４０の幅方向における図中右側の端から幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置に接するように配置された連通管４６の開口４６ａと、同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置に配置された出口パイプ４５の開口４５ａとによって外部に開放されている。また図６（ｂ）に示すように、このマフラー４０の第２膨張室４３は、同マフラー４０の幅方向における図中右側の端から幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置に接するように配置された連通管４６の開口４６ｂと、同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置に接するように配置された入口パイプ４４の開口４４ａとによって外部に開放されている。

以上のように、このマフラー４０では、各膨張室４２，４３は、マフラー長さ方向の一端からそれらの長さＬａ，Ｌｂの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から長さＬａ，Ｌｂの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配設された開口を通じて外部に開放されている。こうしたマフラー４０では、各膨張室４２，４３のマフラー長さ方向の気柱共鳴に対しての吸音効果が発揮される。そのため、本実施の形態によれば、マフラー長さ方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を効果的に抑制することができる。

また高さに対して幅が大となる扁平形状のマフラー４０の各膨張室４２，４３では、そのマフラー幅方向において、波長λをマフラー５０の幅Ｗの２倍とする定常波（λ＝２Ｗ）と、波長λをマフラー５０の幅Ｗと等しくする定常波（λ＝Ｗ）との２つの定常波による気柱共鳴が発生する。

ここで各膨張室４２，４３のマフラー幅方向の一端からその幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置に配設された開口４５ａ，４６ａ，４６ｂを中心に考えると、各膨張室４２，４３のそれら開口４５ａ，４６ａ，４６ｂよりも図中下方の部分は、開口４４ａ，４５ａを通じて外部に開かれた空間となる。これに対して、それら開口４５ａ，４６ａ，４６ｂよりも図中上方の空間は、外部に開放されない閉じた空間となる。こうした閉空間は、長さＷ／４の音響管として機能する。そしてこうした音響管は、波長λ＝Ｗの気柱共鳴に対して、逆位相の定常波を共振により発生して吸音効果を発揮する。

一方、各膨張室４２，４３のマフラー幅方向の一端からその幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置に配設された開口４４ａ，４５ａを中心に考えると、各膨張室４２，４３のそれら開口４４ａ，４５ａよりも図中上方の部分は、開口４５ａ，４６ａ，４６ｂを通じて外部に開かれた空間となる。これに対して、それら開口４４ａ，４５ａよりも図中下方の空間は、外部に開放されない閉じた空間となる。こうした閉空間は、長さＷ／２の音響管として機能する。そしてこうした音響管は、波長λ＝２Ｗの気柱共鳴に対して、逆位相の定常波を共振により発生して吸音効果を発揮する。

こうしたマフラー４０の各膨張室４２，４３では、その長さ方向の気柱共鳴に対しての吸音効果と同様の原理により、各膨張室４２，４３のマフラー幅方向の気柱共鳴に対しての吸音効果が発揮される。そのため、本実施の形態によれば、マフラー幅方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大についても効果的に抑制することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・第３の実施の形態では、マフラー４０の幅方向の一端からその幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と同一端から同幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置とに設けられた開口を通じて各膨張室４２，４３を外部に開放する構成とすることで、マフラー幅方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を抑えるようにしていた。もっとも、各膨張室４２，４３のマフラー幅方向の気柱共鳴に起因した排気音が問題とならないのであれば、マフラー幅方向における開口の配置を異なった配置としても良い。

・第１、第２の実施の形態では、マフラー（サブマフラー１、１０）の後端から長さＬの４分の１の長さ分離れた位置に開口を設けるようにしていたが、それらの開口をマフラーの先端から長さＬの４分の１の長さ分離れた位置に設けるようにしても、同様の作用効果を奏することができる。

・マフラーに形成される膨張室の数は、任意に変更しても良い。いずれにせよ、膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配置された開口を通じて膨張室を外部に開放する構成とすれば、マフラー長さ方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を抑えることができる。なお、そうした開口の配置は、マフラーに設けられるすべての膨張室に採用することが望ましいが、膨張室の一部でマフラー前後方向の気柱共鳴が問題とならないのであれば、そうした膨張室では、上記以外の開口の配置を採用するようにしても良い。

・マフラーの膨張室や管等の数や配置、形状は、適宜に変更しても良い。いずれにせよ、膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配置された開口を通じて膨張室を外部に開放する構成とすれば、マフラー長さ方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を抑えることができる。

１…サブマフラー、２…膨張室、３…排気管、４…共鳴パイプ、５…共鳴パイプ、６…開口、７…開口、１０…サブマフラー、１１…膨張室、１２…排気管、１３…共鳴孔、４０…マフラー、４１…仕切り板、４２…第１膨張室、４３…第２膨張室、４４…入口パイプ、４４ａ…開口、４５…出口パイプ、４５ａ…開口、４６…連通管、４６ａ…開口、４６ｂ…開口、５０…マフラー、５１…膨張室、５２…開口、５３…開口。

Claims (5)

1. マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室とを備える車両の消音装置において、
   前記膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置とにそれぞれ配置された開口を通じて前記膨張室が外部に開放されてなる
   ことを特徴とする車両の消音装置。
2. マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室とを備える車両の消音装置において、
   前記膨張室は、その内部に配置された複数の開口を通じて外部に開放されるとともに、前記膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置に前記開口の一部が配置され、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置に前記開口の残りのものが配置されてなる
   ことを特徴とする車両の消音装置。
3. 前記マフラーには、前記膨張室が複数設けられ、その全ての膨張室において、前記開口の配置がなされてなる
   請求項１又は２に記載の車両の消音装置。
4. マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室と、その膨張室をマフラー前後方向に貫通して設けられた排気管と、その排気パイプから分岐された２つの共鳴パイプと、を備える車両の消音装置において、
   前記共鳴パイプの一方は、前記膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置にて前記膨張室の内部に開口され、前記共鳴パイプの他方は、前記一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置にて前記膨張室の内部に開口されてなる
   ことを特徴とする車両の消音装置。
5. マフラーと、そのマフラーの内部に形成された膨張室と、その膨張室をマフラー前後方向に貫通して設けられた排気パイプと、を備える車両の消音装置において、
   前記膨張室のマフラー前後方向の一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの４分の１の長さ分離れた位置と、同一端から同膨張室のマフラー前後方向の長さの２分の１の長さ分離れた位置との間が、前記排気パイプの内部を前記膨張室に連通する共鳴孔の形成区間とされてなる
   ことを特徴とする車両の消音装置。

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