JP2016114033A - 車両用消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で消音性能を向上させることができる車両用消音装置を得る。【解決手段】メインマフラ２０は、中空のマフラ本体２２と、セパレータ２８と、第１端面２６Ｃと、第２端面２６Ｄと、マフラ端面板３２と、連通部３４とを有する。セパレータ２８は、第１室２３Ａと第２室２３Ｂの流路断面積が等しくなるようにマフラ本体２２の内部を仕切る。マフラ端面板３２は、マフラ本体２２に設けられ、第１反射面３２Ｅと第２反射面３２Ｆとを有する。第１反射面３２Ｅは、排気音を第２室２３Ｂ側へ反射させる。第２反射面３２Ｆは、排気音を第２端面２６Ｄ側へ反射させる。連通部３４は、セパレータ２８に形成されている。また、連通部３４は、第１端面２６Ｃから第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆを経由して第２端面２６Ｄまでの流路４０の中央部に位置し、第１室２３Ａの内部と第２室２３Ｂの内部とを連通させる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用消音装置に関する。

特許文献１には、マフラ内部を３つの室に分けると共に、該３つの室内を３本の管で連通させたマフラ構造が開示されている。

特開平９−２８７４３２号公報

しかしながら、上記先行技術では、気柱共鳴を抑制するためにマフラ内部を３つの室に分ける必要があり、また、３つの室を連通させる管の一部を分岐させる必要があるなど、構造が複雑となっている。よって、簡単な構成で消音性能を向上させるには改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、簡単な構成で消音性能を向上させることができる車両用消音装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車両用消音装置は、中空の装置本体と、排気が流入する第１室と排気が外部へ流出される第２室の流路断面積が等しくなるように前記装置本体の内部を仕切る仕切壁と、前記第１室の排気上流側に配置された第１端面と、前記第２室の排気下流側に配置された第２端面と、前記装置本体に設けられ、排気下流に向かって前記第１端面と重なって配置され排気音を前記第２室側へ反射させる第１反射面と、排気下流に向かって前記第２端面と重なって配置され排気音を該第２端面側へ反射させる第２反射面と、を備えた反射壁と、前記仕切壁に形成され、前記第１端面から前記第１反射面及び前記第２反射面を経由して前記第２端面までの流路の中央部に位置し、前記第１室の内部と前記第２室の内部とを連通させる連通部と、を有する。

請求項１に記載の本発明に係る車両用消音装置では、装置本体内に排気が流入することにより、装置本体の長手方向の端及び短手方向の端を閉口端とする２つの周波数の気柱共鳴の定在波が発生する。これらの定在波は、それぞれ、閉口端を振幅の腹とし、全長の１／２の位置を節とする音波である。なお、連通部が無い場合、定在波の節の部分では他の部分に比べて排気粒子の速度が増加することになる。

ここで、本発明に係る車両用消音装置では、仕切壁が、排気が流入する第１室と排気が外部へ流出される第２室の流路断面積が等しくなるように装置本体の内部を仕切っている。つまり、連通部は、短手方向の中央部に位置している。さらに、連通部は、第１端面から第１反射面及び第２反射面を経由して第２端面までの排気の流路の中央部に位置している。言い換えると、連通部は、装置本体の長手方向の経路長の略１／２の位置で且つ短手方向の経路長の略１／２の位置に配置されている。

このように、本発明に係る車両用消音装置では、２つの定在波の節となる部分において、連通部が配置されている。これにより、定在波の節の部分で最も速度が速くなる排気粒子が、連通部の周壁との接触により減速されるので、装置本体内部の気柱共鳴時の音圧が低減され、消音性能を向上させることができる。さらに、本発明に係る車両用消音装置では、連通部を有する仕切壁で装置本体内部を仕切るだけでよいので、簡単な構成とすることができる。

以上説明したように、請求項１に記載の車両用消音装置によれば、簡単な構成で消音性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る車両のエンジンからメインマフラまでの構成を示す説明図である。 （Ａ）本実施形態に係るメインマフラを車両前後方向及び車両幅方向に切断した切断面で示す説明図である。（Ｂ）図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線で切断した切断面を示す断面図である。 （Ａ）本実施形態に係るメインマフラを車両前後方向及び車両幅方向に切断した切断面で示す説明図である。（Ｂ）図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線で切断した切断面を示す断面図である。（Ｃ）本実施形態に係るメインマフラにおける長径方向の音圧モード及び粒子速度を示す説明図である。 （Ａ）本実施形態に係るメインマフラの流路を直線状に配置した模式図である。（Ｂ）本実施形態に係るメインマフラにおける長手方向の音圧モード及び粒子速度の状態を示す説明図である。 本実施形態に係るメインマフラを用いたときの周波数と透過損失との関係を示すグラフである。 （Ａ）第１変形例に係るメインマフラを車両前後方向及び車両幅方向に切断した切断面で示す説明図である。（Ｂ）図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線で切断した切断面を示す断面図である。 （Ａ）第２変形例に係るメインマフラを車両前後方向及び車両幅方向に切断した切断面で示す説明図である。（Ｂ）図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線で切断した切断面を示す断面図である。

以下、図１〜図７を参照して、本発明に係る車両用消音装置の実施形態の一例について説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲは車両前方を示しており、矢印ＵＰは車両上方を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、それぞれ車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方側を向いた場合の車両幅方向の左右を示すものとする。

〔全体構成〕
図１に示すように、車両１０は、エンジン１２と、触媒装置１４Ａ、１４Ｂと、サブマフラ１６と、車両用消音装置の一例としてのメインマフラ２０とを有している。エンジン１２と触媒装置１４Ａは、パイプ１８Ａにより内部が連通されている。触媒装置１４Ａと触媒装置１４Ｂは、パイプ１８Ｂにより内部が連通されている。触媒装置１４Ｂとサブマフラ１６は、パイプ１８Ｃにより内部が連通されている。サブマフラ１６とメインマフラ２０は、入気パイプ１８Ｄにより内部が連通されている。また、メインマフラ２０には、排気パイプ１８Ｅが接続されている。

エンジン１２は、図示しない燃焼室内で燃料の燃焼を行うと共に、燃焼によって発生した排気としての排気ガスＧをパイプ１８Ａに排出する。触媒装置１４Ａ、１４Ｂは、エンジン１２から排出された排気ガスＧ中の有害成分を還元・酸化によって浄化する。サブマフラ１６は、メインマフラ２０で吸収しきれない排気音（高周波成分）を吸収するようになっている。メインマフラ２０は、排気ガスＧを車両１０の外部である大気中に放出するのに伴って生じる排気音を低減するようになっている。なお、メインマフラ２０の詳細については後述する。

〔要部構成〕
次に、メインマフラ２０について説明する。

図２（Ａ）に示すように、メインマフラ２０は、装置本体の一例としてのマフラ本体２２と、仕切壁の一例としてのセパレータ２８と、反射壁の一例としてのマフラ端面板３２と、連通部３４と、入気パイプ１８Ｄと、排気パイプ１８Ｅとを含んで構成されている。セパレータ２８は、メインマフラ２０内部を、入気パイプ１８Ｄ側で且つ排気ガスＧが流入する第１室２３Ａと、排気パイプ１８Ｅ側で且つ排気ガスＧが外部へ流出される第２室２３Ｂとに仕切っている。即ち、第１室２３Ａは、排気ガスＧの排気方向上流側に配置され、第２室２３Ｂは、排気方向下流側に配置されている。なお、セパレータ２８の詳細については後述する。

＜マフラ本体＞
図２（Ａ）に示すように、マフラ本体２２は、車両幅方向両端部が開口された筒状の周壁２４と、周壁２４の車両幅方向外端部を閉じる側壁２６とを有している。また、マフラ本体２２の車両幅方向内端部は、マフラ端面板３２により閉じられている。このように、マフラ本体２２は中空となっている。

（周壁）
図２（Ｂ）に示すように、周壁２４は、一例として、車両幅方向に見て車両前後方向を長径方向とし車両上下方向を短径方向とする楕円筒状（扁平形状）に形成されている。また、図２（Ａ）に示すように、周壁２４は、車両上下方向に見て、車両幅方向を長手方向とし、車両前後方向を短手方向とする矩形状に形成されている。つまり、周壁２４は、一例として、楕円の長径方向及び矩形の短手方向が車両前後方向となるように配置されている。さらに、周壁２４の車両前後方向に沿った断面積は、車両幅方向でほぼ同じ大きさとされている。

周壁２４の車両前後方向前側の一部には、径方向に貫通した貫通孔２４Ａが形成されている。貫通孔２４Ａには、入気パイプ１８Ｄの一端が挿入されており、入気パイプ１８Ｄの周壁と貫通孔２４Ａの孔壁とが隙間の無いように溶接で結合されている。ここで、周壁２４内部の車両前後方向の最大幅（楕円の長軸に相当する幅）をＷ１とする。

（側壁）
図２（Ｂ）に示すように、側壁２６は、車両幅方向に見て楕円形であり車両幅方向を厚み方向とする楕円板状に形成されている。また、図２（Ａ）に示すように、側壁２６の外周縁には、車両幅方向外側へ張り出されたフランジ２６Ａが形成されている。さらに、側壁２６の車両前後方向後側の一部には、車両幅方向に貫通した貫通孔２６Ｂが形成されている。貫通孔２６Ｂには、排気パイプ１８Ｅの一部が挿入されており、排気パイプ１８Ｅの周壁と貫通孔２６Ｂの孔壁とが隙間の無いように溶接で結合されている。なお、側壁２６における車両幅方向内側の内壁面のうち、第１室２３Ａ内に位置する面を第１端面２６Ｃと称し、第２室２３Ｂ内に位置する面を第２端面２６Ｄと称する。第１端面２６Ｃは、第１室２３Ａの排気ガスＧの流れる方向の上流側（排気上流側）に配置されている。第２端面２６Ｄは、第２室２３Ｂの排気ガスＧの流れる方向の下流側（排気下流側）に配置されている。

排気パイプ１８Ｅは、マフラ本体２２（第２室２３Ｂ）内部で車両幅方向に延在する部位と、マフラ本体２２の外部で車両前後方向後側へ延びる部位とを有しており、車両上下方向に見てＬ字状に形成されている。これにより、第２室２３Ｂ内部の排気ガスＧが排気パイプ１８Ｅを通ってマフラ本体２２の外部へ排出されるようになっている。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）では、入気パイプ１８Ｄを簡略化して示しているが、入気パイプ１８Ｄの流路断面積と排気パイプ１８Ｅの流路断面積とは、ほぼ同じ大きさとされている。流路断面積とは、排気ガスＧが流れる方向とは直交する直交方向の断面積である。

また、排気パイプ１８Ｅの車両幅方向に延在する部位の一部には、径方向に貫通した複数の通気孔１８Ｆが形成されている。さらに、排気パイプ１８Ｅの複数の通気孔１８Ｆが形成された部位は、筒状のカバー部材１８Ｇで覆われており、排気パイプ１８Ｅとカバー部材１８Ｇとの間には、図示しない吸音材が充填されている。なお、通気孔１８Ｆが無く、且つカバー部材１８Ｇ及び図示しない吸音材が設けられていない構成であってもよい。

＜セパレータ＞
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すセパレータ２８は、車両前後方向に見て、車両幅方向を長手方向とし車両上下方向を短手方向とし、車両前後方向を板厚方向とする矩形板状に形成されている。また、セパレータ２８には、車両幅方向の両端部から車両前後方向前側に張り出されたフランジ２８Ａと、車両上下方向の両端部から車両前後方向前側に張り出されたフランジ２８Ｂとが形成されている。

セパレータ２８において、車両幅方向外側のフランジ２８Ａは、側壁２６の内壁面に溶接で結合されている。車両幅方向内側のフランジ２８Ａは、マフラ端面板３２の内壁面に溶接で結合されている。フランジ２８Ｂは、周壁２４の内壁面に溶接で結合されている。ここで、セパレータ２８は、車両幅方向に見て、流路断面積が等しくなるようにマフラ本体２２内部を第１室２３Ａと第２室２３Ｂとに仕切っている。なお、第２室２３Ｂにおいて、周壁２４の楕円の長軸上におけるセパレータ２８から周壁２４の内面までの幅をＷ２とする。本実施形態では、Ｗ２＝（Ｗ１）／２となっている。

＜マフラ端面板＞
図２（Ａ）に示すように、マフラ端面板３２は、周壁２４の車両幅方向内端部に設けられており、車両幅方向に見て、周壁２４に嵌まるように楕円形状に形成されている。また、マフラ端面板３２は、車両上下方向に見て、車両前後方向の中央部が周壁２４の車両幅方向内端部から車両幅方向内側へ突出した形状とされている。具体的には、マフラ端面板３２は、車両上下方向に見て、側部３２Ａと、側部３２Ａから車両前側、後側へそれぞれ傾斜した傾斜部３２Ｂ、傾斜部３２Ｃと、周壁２４の車両幅方向内端部に結合された結合部３２Ｄとを有している。

側部３２Ａは、マフラ端面板３２の車両前後方向中央部に形成され車両前後方向に沿った平坦部である。また、側部３２Ａは、車両幅方向外側面にフランジ２８Ａが溶接で結合されている。

傾斜部３２Ｂは、車両上下方向に見て、側部３２Ａの車両前後方向前端部から車両前後方向前側へ向かうにつれて車両幅方向外側へ向かうように傾斜している。また、傾斜部３２Ｂは、一例として、車両上下方向に見て、車両幅方向に沿ったセパレータ２８との成す角度θ１が４５°とされている。なお、傾斜部３２Ｂの車両幅方向外側（第１室２３Ａ内部）の面を第１反射面３２Ｅと称する。

第１反射面３２Ｅは、車両幅方向（排気ガスＧの流れる方向）に見て（排気下流に向かって）、第１室２３Ａの第１端面２６Ｃと重なって配置されている。また、第１反射面３２Ｅは、入気パイプ１８Ｄから第１室２３Ａ内部に流入した排気ガスＧの排気音を第２室２３Ｂ側へ反射させるようになっている。

傾斜部３２Ｃは、車両上下方向に見て、側部３２Ａの車両前後方向後端部から車両前後方向後側へ向かうにつれて車両幅方向外側へ向かうように傾斜している。また、傾斜部３２Ｃは、一例として、車両上下方向に見て、車両幅方向に沿ったセパレータ２８との成す角度θ２が４５°とされている。なお、傾斜部３２Ｃの車両幅方向外側（第２室２３Ｂ内部）の面を第２反射面３２Ｆと称する。

第２反射面３２Ｆは、車両幅方向に見て（排気下流に向かって）、第２室２３Ｂの第２端面２６Ｄと重なって配置されている。また、第２反射面３２Ｆは、第１室２３Ａから後述する連通部３４を通って第２室２３Ｂ内部に流入した排気ガスＧの排気音を第２端面２６Ｄ側へ反射させるようになっている。このように、第１反射面３２Ｅと第２反射面３２Ｆは、車両上下方向に見て、セパレータ２８を対称面として対称配置されている。

結合部３２Ｄは、側部３２Ａ、傾斜部３２Ｂ、及び傾斜部３２Ｃを囲む周縁部であり、一部が車両幅方向内側へ向けて屈曲され、周壁２４の車両幅方向内端部に溶接で結合されている。

＜連通部＞
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、連通部３４は、セパレータ２８の車両幅方向内端部に一体で形成されている。また、連通部３４は、縦壁３４Ａと、縦壁３４Ａに形成された連通孔３４Ｂとを有している。

縦壁３４Ａは、車両前後方向を厚さ方向として車両幅方向に延在する板状に形成されており、セパレータ２８の一部を構成している。連通孔３４Ｂは、一例として、縦壁３４Ａの車両上下方向及び車両幅方向に間隔をあけて複数形成された円形のパンチング孔であり、縦壁３４Ａを車両前後方向に貫通すると共に、第１室２３Ａの内部と第２室２３Ｂの内部とを連通させている。即ち、連通部３４が形成されていることにより、第１室２３Ａ内部の排気ガスＧが複数の連通孔３４Ｂを通って第２室２３Ｂ内部に流入するようになっている。

複数の連通孔３４Ｂの合計の開口面積は、第１室２３Ａの流路断面積又は第２室２３Ｂの流路断面積よりも小さい面積とされている。具体的には、複数の連通孔３４Ｂの合計の開口面積は、入気パイプ１８Ｄの流路断面積又は排気パイプ１８Ｅの流路断面積とほぼ同じ面積とされている。

図３（Ａ）に示すように、メインマフラ２０において、第１端面２６Ｃから第１反射面３２Ｅ、連通部３４、及び第２反射面３２Ｆを経由して第２端面２６Ｄまで直線で結んだ排気ガスＧの経路を流路４０と称する。また、第１端面２６Ｃ、第１反射面３２Ｅ、第２反射面３２Ｆ、及び第２端面２６Ｄの各車両前後方向中央を直線で結んだときの第１端面２６Ｃから第２端面２６Ｄまでの合計長さを流路４０の経路長Ｌ１（図４（Ａ）参照）とする。なお、第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆでの排気音（音波）の入射角度及び反射角度を４５°としている。

図４（Ａ）には、流路４０（マフラ本体２２）を直線状に配置した模式図が示されている。ここで、第１端面２６Ｃから連通部３４までの長さＬ２は、流路４０の第１端面２６Ｃから第２端面２６Ｄまでの経路長Ｌ１の１／２となっている。即ち、連通部３４は、流路４０の中央部に位置している。中央部とは、中央位置を含み且つ排気ガスＧ（図１参照）が流れる方向に幅を持った部位である。

＜作用並びに効果＞
次に、本実施形態のメインマフラ２０の作用並びに効果について説明する。

図１に示す車両１０のエンジン１２が始動されると、エンジン１２の各気筒から排気された排気ガスＧは、触媒装置１４Ａ及び触媒装置１４Ｂを通ることでＮＯｘの還元やＣＯ、ＨＣの酸化などの浄化が行われる。続いて、浄化された排気ガスＧは、サブマフラ１６及び入気パイプ１８Ｄを通ってメインマフラ２０内部に導入（流入）され、排気パイプ１８Ｅから大気中に排出される。

図３（Ａ）に示すように、メインマフラ２０において、入気パイプ１８Ｄから入射した音波が、第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆで反射する。これにより、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１端面２６Ｃ及び第２端面２６Ｄを閉口端とする経路長Ｌ１の気柱共鳴が発生する。ここで、メインマフラ２０内部の排気ガスＧ（図１参照）の温度をＴ[Ｋ]とすると、音速Ｃ[ｍ／ｓ]は、Ｃ＝２０×√Ｔで近似される。また、気柱共鳴の周波数ｆ[Ｈｚ]は、ｍを１以上の整数として、ｆ＝Ｃ×ｍ／{２×（Ｌ１）}となる。

なお、音圧モードの実線及び破線は、経路長Ｌ１を半波長とする１次音圧モードの定在波を表している。該定在波では、第１端面２６Ｃ及び第２端面２６Ｄに対応する位置で音圧が最も高い腹部となり、連通部３４に対応する位置で音圧が最も低い節部となっている。また、該定在波では、第１端面２６Ｃ及び第２端面２６Ｄに対応する位置で排気ガスＧ（図１参照）の粒子速度が最も遅くなり、連通部３４に対応する位置で粒子速度が最も速くなる。図４（Ｂ）における粒子速度の矢印が長いほど、粒子速度が速いことを意味している。

さらに、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、メインマフラ２０では、楕円形状の周壁２４における長径方向（短手方向）の両端を平行端とする経路長Ｗ１の気柱共鳴が発生する。なお、音圧モードの実線及び破線は、経路長Ｗ１を半波長とする１次音圧モードの定在波を表している。該定在波では、周壁２４における長径方向の両端に対応する位置で音圧が最も高い腹部となり、連通部３４に対応する位置で音圧が最も低い節部となっている。また、該定在波では、周壁２４における長径方向の両端に対応する位置で排気ガスＧの粒子速度が最も遅くなり、連通部３４に対応する位置で粒子速度が最も速くなっている。

このように、メインマフラ２０内部では、矩形の長手方向及び楕円の長径方向の２方向の気柱共鳴が発生する。この２方向の気柱共鳴をそのままにすると、特定周波数における消音性能が低下することになる。

ここで、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、メインマフラ２０では、長手方向及び長径方向（短手方向）の２方向において、連通部３４が、長手方向の経路長Ｌ１の１／２となる位置で且つ長径方向の最大幅Ｗ１の１／２となる位置に配置されている。即ち、連通部３４は、粒子速度が最も速くなる位置にある。このため、定在波の節となる位置で最も速度が速くなる排気ガスＧの粒子（排気粒子）が、連通孔３４Ｂの周壁との接触により減速されるので、マフラ本体２２内部の２つの気柱共鳴の音圧が低減され、メインマフラ２０の消音性能を向上させることができる。さらに、メインマフラ２０では、連通部３４を有するセパレータ２８でマフラ本体２２内部を仕切るだけでよいので、簡単な構成とすることができる。

加えて、メインマフラ２０では、消音特性が低下する特定周波数における消音性能が、気柱共鳴の低減により向上するので、リニアな消音性能が得られる。リニアな消音特性とは、例えば、車両１０（図１参照）が加速しているときに加速音がとぎれるような現象が起きにくいことを意味している。

図５には、排気ガスＧの排気音の周波数[Ｈｚ]と、消音量を表す透過損失[ｄＢ]との関係が、実線のグラフＧ１及び破線のグラフＧ２で示されている。周波数の目盛は、０、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５としており、０＜ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４＜ｆ５である。透過損失の目盛は、０、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４としており、０＜ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４である。透過損失は、値が大きいほど消音性能が優れていることを表している。なお、グラフＧ１は、本実施形態のメインマフラ２０（図１参照）の透過損失である。グラフＧ２は、メインマフラ２０においてセパレータ２８及び連通部３４を取り除いた場合の対比例の透過損失である。

対比例のグラフＧ２では、周波数ｆ１と周波数ｆ２との間、周波数ｆ３と周波数ｆ４との間、及び周波数ｆ４と周波数ｆ５との間の区間において、透過損失がほぼｄ３となっている。また、グラフＧ２では、周波数ｆ２と周波数ｆ３との間の区間及び周波数ｆ４付近において、透過損失がほぼ０となっている。即ち、対比例のグラフＧ２は、特定周波数で消音効果がほとんど得られない場合があることを表している。

一方、本実施形態のグラフＧ１では、周波数ｆ１から周波数ｆ５までの区間において、透過損失がほぼｄ３となっている（図示の２本の矢印は消音性能の向上を意味している）。即ち、本実施形態のメインマフラ２０（図１参照）では、対比例に比べて、特定周波数での消音性能が向上すると共に、周波数によらず安定した消音性能が得られることが確認できた。

なお、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す本実施形態のメインマフラ２０では、マフラ本体２２内部の排気ガスＧの脈動圧に起因して周壁２４に振動変位が発生する。ここで、周壁２４に結合されたセパレータ２８が、周壁２４の変位を規制するので、セパレータ２８が無い構成に比べて、周壁２４の振動変位を低下させることができる。さらに、周壁２４の振動変位が低下することにより、周壁２４から外部への放射音を低減することができる。

以上、説明したように、本実施形態のメインマフラ２０では、マフラ本体２２内部をセパレータ２８で仕切ると共に第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆで音波を反射させることで、マフラ本体２２の容量を拡大することなく経路長を延ばしている。そして、粒子速度が最も速くなる位置に連通部３４を設けて粒子速度を低下させ、消音性能を向上させている。このように、本実施形態のメインマフラ２０では、簡単な構成で消音性能を向上させることができる。

また、本実施形態のメインマフラ２０では、一例として、排気パイプ１８Ｅに図示しない吸音材を設けていたが、既述のように、該吸音材を用いなくてもよい。即ち、本実施形態のメインマフラ２０では、高周波側の特定周波数において消音性能が向上することから、繊維材、多孔質材等の高価な吸音材を用いなくても、高周波側での気柱共鳴騒音を低減することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

（第１変形例）
図６（Ａ）、（Ｂ）には、第１変形例に係る車両用消音装置の一例としてのメインマフラ５０が示されている。メインマフラ５０は、図１に示す車両１０において、メインマフラ２０（図１参照）に換えて設けられている。なお、メインマフラ２０と同様の構成については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。同様の構成とは、一部の長さや形状が異なるものの、基本的な機能が同様である構成を含む概念である。

メインマフラ５０は、装置本体の一例としてのマフラ本体５２と、仕切壁の一例としてのセパレータ５４と、反射壁の一例としてのマフラ端面板５６と、連通部３４と、入気パイプ１８Ｄと、排気パイプ１８Ｅとを含んで構成されている。

マフラ本体５２は、マフラ本体２２（図２（Ａ）参照）を車両幅方向に見て円筒状に形成したものである。セパレータ５４は、マフラ本体５２に合せてセパレータ２８（図２（Ａ）参照）を車両上下方向に延ばしたものであり、マフラ本体５２内部を第１室２３Ａと第２室２３Ｂとに仕切っている。マフラ端面板５６は、マフラ本体５２に合せて、マフラ端面板３２（図２（Ａ）参照）を車両幅方向に見て半径Ｗ２（直径Ｗ１）の円形に形成したものであり、第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆを備えている。なお、セパレータ５４と第１反射面３２Ｅ、第２反射面３２Ｆとの成す角度は４５[°]とされている。

車両１０（図１参照）への設置スペースが確保できる場合は、このように、メインマフラ５０を車両幅方向に見て円形に形成してもよい。

（第２変形例）
図７（Ａ）、（Ｂ）には、第２変形例に係る車両用消音装置の一例としてのメインマフラ６０が示されている。メインマフラ６０は、図１に示す車両１０において、メインマフラ２０（図１参照）に換えて設けられている。なお、メインマフラ２０と同様の構成については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。同様の構成とは、一部の長さや形状が異なるものの、基本的な機能が同様である構成を含む概念である。

メインマフラ６０は、マフラ本体２２と、セパレータ２８と、反射壁の一例としてのマフラ端面板６２と、連通部３４と、入気パイプ１８Ｄと、排気パイプ６４とを含んで構成されている。

マフラ本体２２は、車両前後方向を長手方向として配置されている。また、側壁２６は、周壁２４の車両前後方向前端部に設けられている。さらに、側壁２６には、排気パイプ１８Ｅ（図２（Ａ）参照）に換えて入気パイプ１８Ｄが結合されている。セパレータ２８は、車両前後方向に沿って配置され、マフラ本体２２内部を車両幅方向外側の第１室２３Ａと車両幅方向内側の第２室２３Ｂとに仕切っている。

マフラ端面板６２は、マフラ端面板３２（図２（Ａ）参照）の側部３２Ａを無くして傾斜部３２Ｂ及び傾斜部３２Ｃを延ばしたものであり、車両上下方向に見て直角二等辺三角形状に形成されている。また、マフラ端面板６２は、周壁２４と一体化されており、車両前後方向に見た外周部が周壁２４の車両前後方向後端部と連続して形成されている。さらに、マフラ端面板６２は、第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆを備えている。加えて、マフラ端面板６２の車両幅方向中央部には、セパレータ２８の車両前後方向後端部が結合されている。なお、マフラ端面板６２の傾斜部３２Ｃには、車両前後方向に貫通した貫通孔６２Ａが形成されている。貫通孔６２Ａの内壁面には、排気パイプ６４の一端が結合されている。

排気パイプ６４は、車両前後方向を軸方向として、マフラ端面板６２から車両前後方向後側へ直線状に延びている。このように、車両前後方向を長手方向としてマフラ本体２２を配置し、側壁２６側から排気ガスＧを流入させて連通部３４を通過させると共に、マフラ端面板６２側から排気ガスＧを流出させてもよい。メインマフラ６０では、図示しないトランクルームの車両幅方向の一端側にメインマフラ６０をまとめられるので、トランクルームの車両下側全体にメインマフラが配置されるものに比べて、トランクルームの底を下げることができる。つまり、車両１０のレイアウトの自由度が上がる。

（他の変形例）
セパレータ２８に対する第１反射面３２Ｅ及び第２反射面３２Ｆの角度は、４５[°]に限らない。例えば、３０[°]や６０[°]であってもよい。４５[°]に近いほど、消音性能は高い。また、セパレータ２８と連通部３４とは、別部材で構成されていてもよい。

連通孔３４Ｂの形状は、円形に限らず、楕円形や多角形状など、他の形状であってもよい。連通孔３４Ｂの形状、大きさ、数、形成範囲は、透過損失の特性（測定結果）に基づいて決めればよい。ただし、複数の連通孔３４Ｂの合計の断面積は、入気パイプ１８Ｄの流路断面積と合わせることが望ましい。複数の連通孔３４Ｂの合計の断面積と入気パイプ１８Ｄの流路断面積とを合わせることで、連通部３４における排気ガスＧの通過時の圧力損失を小さくすることができる。また、複数の連通孔３４Ｂの形成範囲は、傾斜部３２Ｂ及び傾斜部３２Ｃが重なる方向に見て、傾斜部３２Ｂ及び傾斜部３２Ｃの内側に収まるように設定してもよい。

マフラ本体２２内部の入気パイプ１８Ｄの導入長さ及び排気パイプ１８Ｅの導入長さは、自由に設定してよい。つまり、マフラ本体２２内部の入気パイプ１８Ｄの導入長さ及び排気パイプ１８Ｅの導入長さが消音性能の低下に与える影響は少ない。

以上、本発明の実施形態及び変形例に係る車両前部構造について説明したが、これらの実施形態及び各変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 車両
２０ メインマフラ（車両用消音装置の一例）
２２ マフラ本体（装置本体の一例）
２３Ａ 第１室
２３Ｂ 第２室
２６Ｃ 第１端面
２６Ｄ 第２端面
２８ セパレータ（仕切壁の一例）
３２ マフラ端面板（反射壁の一例）
３２Ｅ 第１反射面
３２Ｆ 第２反射面
３４ 連通部
４０ 流路
５０ メインマフラ（車両用消音装置の一例）
５２ マフラ本体（装置本体の一例）
５４ セパレータ（仕切壁の一例）
５６ マフラ端面板（反射壁の一例）
６０ メインマフラ（車両用消音装置の一例）
６２ マフラ端面板（反射壁の一例）

Claims (1)

1. 中空の装置本体と、
   排気が流入する第１室と排気が外部へ流出される第２室の流路断面積が等しくなるように前記装置本体の内部を仕切る仕切壁と、
   前記第１室の排気上流側に配置された第１端面と、
   前記第２室の排気下流側に配置された第２端面と、
   前記装置本体に設けられ、排気下流に向かって前記第１端面と重なって配置され排気音を前記第２室側へ反射させる第１反射面と、排気下流に向かって前記第２端面と重なって配置され排気音を該第２端面側へ反射させる第２反射面と、を備えた反射壁と、
   前記仕切壁に形成され、前記第１端面から前記第１反射面及び前記第２反射面を経由して前記第２端面までの流路の中央部に位置し、前記第１室の内部と前記第２室の内部とを連通させる連通部と、
   を有する車両用消音装置。

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