JP3827208B2 - エンジン用マフラおよび自動二輪車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、エンジン用マフラ（サイレンサ）と、それを備えた自動二輪車とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的なマフラに関する縦断面図を図５に示す。図のようにマフラ３’は、円筒状のマフラボディ５０’の内部に、仕切板（バッフルプレート）５１’・５２’やバッフルパイプ５３’・５４’・５５’を取り付けることにより複数の膨張室を構成している。マフラボディ５０’は、内外二重の円筒５０ａ’・５０ｂ’（内側の５０ｂ’はパンチングメタル製）にて形成し、それらの間に吸音材（グラスウール）５０ｃ’を充填したものである。一方の端部に挿入された排気導入管４４の開口（導入口）５６’から他方の端部にある排気排出口５７’にかけて排気が流れる間に、排気音は、各膨張室での排気の膨張とともに、また各室間の仕切板で生じる反射波が進行波と干渉することにより、さらには吸音材に吸収されて、次第に音圧を下げていく。
【０００３】
このような構成のマフラ３’には、図のように、マフラボディ５０’に挿入された排気の導入管４４に触媒６０’が配置されることがある。触媒６０’は、ハニカム構造やペレット状に形成されたもので、その作用により排気中のガスを酸化して二酸化炭素や水に変え、または還元して窒素に変えるなどする。排気の導入管４４内に触媒を設けるのは、マフラボディ５０’のうちで最も排気温度の高い部分に配置することによって触媒６０’を活性化し、排気を酸化または還元する上記の作用を強めるのがねらいである。白金やロジウム等の触媒を使用する場合、反応に適したガス温度として約３００℃以上が必要であるため、触媒は、排気の温度が３００℃以上となる場所に設置する必要があるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５の例のようにマフラボディにおける排気の導入管内に触媒を設けたとしても、始動の際には触媒の温度上昇にかなりの時間がかかる。とくに寒冷時には、マフラボディや導入管等とともに触媒自体の初期温度が低いので、排気温度が上昇しはじめても触媒の温度はなかなか上がらない。そのため、寒冷時の始動の際には、触媒が本来的に有する排気浄化特性を発揮しはじめるまでに相当時間のウォームアップが必要になる。
【０００５】
ウォームアップの時間を短縮する目的で、排気の上流側にも別の触媒を設けることがある。つまり、プレ触媒などと呼ばれる簡易な触媒を、マフラボディ（導入管）内に設ける上記の触媒（本触媒）とは別に、より上流側（たとえば排気マニホールドの前後など）に設けるのである。そのようにすれば、当該上流側の触媒の作用で温度を上昇させた排気をマフラ内の本触媒に通せるので、本触媒の温度が早めに上昇する。しかし、その場合、上流・下流の二箇所に触媒を設ける必要があるので、設備的なコストが上昇するほか機器重量が増すというデメリットが避けられない。
【０００６】
請求項に係る発明は、二箇所に触媒を設けることを不要にしながらも、寒冷時等にも触媒が速やかに温度上昇をして好ましい排気浄化特性を発揮するエンジン用マフラ、およびそれを備えた自動二輪車を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載したエンジン用マフラは、一方の端部に排気の導入管および排出管を有していて他方の端部に壁面部分を有する筒状の第１マフラボディと、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室を有する筒状の第２マフラボディとを一連に（つまり並列にでなく、一方のマフラボディから他方のマフラボディへと順次に排気が流れるように）接続するとともに、第１マフラボディにおける排気の導入管に（つまり、導入管の内部もしくはその開口端部分に、または導入管の先に連結した管状物内に）触媒を配置し、第１マフラボディの排出管の排出口を当該導入管を囲むよう開口させたことを特徴とする。触媒としては、ハニカム構造のものやペレット状のもの等を使用できる。高温域で活性化するものであれば、酸化触媒であるか三元触媒であるか等の種類を問わない。図１に例示したマフラ１は、この請求項のエンジン用マフラに該当する。
【００１１】
こうした構成のマフラでは、導入管を通って第１マフラボディ内に排気が入ると、その第１マフラボディ内では、導入管のある側の端部とは反対側の端部に壁面部分があるため、排気（の一部または全部）は中ほどで折り返し、導入管と同じ側の端部に設けられた排出管に流入して第２マフラボディへ向かう。この排出管は、第１マフラボディのうち上記のとおり導入管と同じ側の端部に設けられたものなので、第１マフラボディから流出すべく排出管内に排気が流入する際、触媒配置位置（の一部または全部）を含む導入管の周囲に排気の流路が必然的に形成される。したがって、この請求項のマフラでも、エンジンからの排気が、まず導入管を通るとき触媒に接触して触媒の温度を上げ、さらに排出管内に流入すべく導入管等の周囲（上記の流路）を流れることによっても触媒の温度を上昇させる。そのため、寒冷時の始動においても触媒の温度を速やかに上昇させる作用がある。
【００１２】
このエンジン用マフラには、さらにつぎのような作用もある。
・ 排気音中の低周波成分を効果的に除去することができる。第１マフラボディは、上記のとおり一方の端部に排気の導入口と排出口とを有していて他方の端部に壁面部分を有するため、導入口から入った排気の排気音がその壁面部分にて反射する結果、進行波と反射波とが第１マフラボディ内で効果的に干渉し合うからである。排気音を反射するための壁面部分は上記のとおり導入口・排出口のある側とは反対側の端部に設けるので、第１マフラボディに十分な長さ（たとえば通常のマフラボディの全長と同様に３００ｍｍ以上）を与えれば、進行波と反射波との間に十分な位相差をとることができて、低周波成分に対するすぐれた消音効果（排気音の低減効果）を得ることができる。両側の端部間に何も設けないでストレートな空間を形成すれば低周波成分の除去効果が高くなるが、それらの間に仕切板を幾つか設けたり内部に吸音材を設けたりして高周波成分を同時に低減できるようにするのもよい。
【００１３】
・ 排気音中の中・高周波成分も効果的に除去できる。上記した第１マフラボディに対して第２マフラボディを一連に接続しているからである。第２マフラボディは、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室等を有する一般的な構成をもつため、中・高周波成分の除去性能を高めることが容易である。また、第１マフラボディ・第２マフラボディのいずれかまたは双方にグラスウール等の吸音材を使用することによっても、高周波成分の除去特性を高めることが可能である。
【００１４】
・ 排気の抵抗を小さくしてエンジン性能を引き出すことも容易である。上記の各点から消音効果にすぐれるため、排気の通過しやすい構成にすることによって消音効果とエンジン性能とのバランスをとることができるからである。
【００１５】
・ コンパクトにすることができて配置が容易になる。外径の大きなマフラボディを１本のみ使用するのでなく２つのマフラボディを使用するため、それぞれのマフラボディを小径にすることができ、もって各マフラボディおよびマフラ全体の所要スペースを小さくまとめることが可能なのである。またそのことから外観上の利点もあり、このマフラが自動二輪車やＡＴＶ等の車両に取り付けられたとき、軽快な印象がもたらされる。
【００１６】
請求項２に記載のエンジン用マフラは、請求項１に記載のマフラにおいて、第１マフラボディの筒状部分は吸音ウール材を含む壁面構造にし、第２マフラボディの筒状部分は同ウール材を含まない壁面構造にしたことを特徴とする。吸音ウール材としては、ロックウールやグラスウールなど、エンジン用マフラによく用いられる、耐熱仕様であって断熱作用を有するものを使用するのが好ましい。
【００１７】
吸音ウール材は、エンジン用マフラ内の排気音から高周波成分を中心に除去することを目的とし、マフラボディにおける筒状部分の壁面構造中に充填して広く使用されている。一般的には断熱作用を併せもつので、マフラボディの表面温度を低くする目的を兼ねることが多い。しかし、そのような吸音ウール材を請求項１に記載のエンジン用マフラに使用するについては、この請求項２に記載したとおり第１マフラボディの壁面構造中にのみ含めるのが、構成の簡単化やコストダウンをはかるうえで好ましい。その理由はつぎのとおりである。
【００１８】
・ 請求項１のように第１・第２の各マフラボディを有するエンジン用マフラでは、第１マフラボディ内の排気温度が第２マフラボディ内の排気温度よりも高くなる。第１マフラボディ内では、上記導入管に設けた触媒の発熱作用によって排気の温度が上昇するからである。一方、第２マフラボディは、排気の下流側にあたるうえ、各膨張室で排気温度は段階的に下降するので、第１マフラボディ内に比べると排気温度は高くない。そこで、エンジン用マフラの配置箇所や使用状態等によっては、温度条件が比較的に緩やかな第２マフラボディにおいて吸音ウール材の使用を取り止めることによって、構造上またはコスト面でのメリットを得ることが可能になる。
【００１９】
・ 請求項１の構成をもつエンジン用マフラは、消音性能が高いうえ、消音特性の変更・調整を広い範囲で比較的自由に行うことが可能である。排気音中の低周波成分の除去に有利な第１マフラボディと、中・高周波の成分の除去に適した第２マフラボディとの双方を有するからである。したがって請求項２のマフラでは、一方のマフラボディにおいて吸音ウール材を使用しないとしても、排気音の低減と周波数成分の調整とを適切に行うことが可能である。
【００２２】
請求項３に記載した自動二輪車は、上記いずれかの請求項に記載したエンジン用マフラを車体に取り付けたことを特徴とする。
【００２３】
この自動二輪車は、上記したエンジン用マフラを備えるものであるから、マフラ内で使用する前記触媒の温度を始動時等に速やかに上昇させ、触媒が有する本来の排気浄化特性を効率的に発揮させる。つまり、この自動二輪車は排気の清浄度に関して好ましく、とくに寒冷時には従来のものに比した改善度が高い。
【００２４】
請求項４に記載の自動二輪車は、請求項１または２に記載のマフラボディを、第１マフラボディと第２マフラボディとを車体の側方におき、かつ前者を後者の下側にした状態に配置したことを特徴とする。たとえば図２に示した自動二輪車Ｘ１は、この請求項の自動二輪車に相当する。
【００２５】
こうした自動二輪車は、請求項１または２に記載したエンジン用マフラを備えることから、始動時等に触媒の温度が速やかに上昇し、排気の浄化を効率的に行うことができる。
【００２６】
また、第１マフラボディを第２マフラボディの下にして両者を車体の側方に配置することにも利点がある。つまり、第１マフラボディは、前述のように第２マフラボディよりも排気温度が高いために外側表面の温度も高くなりがちだが、そのような第１マフラボディを下にして両マフラボディを車体の側方に設けることにすれば、表面温度の高い第１マフラボディが、温度の低い第２マフラボディをはさんで運転者または同乗者（の各乗車位置）から遠い側に配置できる。したがってこの自動二輪車は、ユーザーの快適な利用を可能にするマフラ配置を有しているということができる。
【００２７】
なお、前記のとおり請求項１・２のマフラには排気音の低減やレイアウトに関する長所があるため、この自動二輪車にはつぎのような利点も付随している。
・ 低周波成分と高周波成分とがバランスよく十分に除去された排気音を発するとともに、排気抵抗によるロスを少なくして高いエンジン性能を発揮することができる。
・ 消音効果等を維持しながら小径に構成できる二つのマフラボディを使用して、マフラの所要スペースを小さくまとめることができる。そのため、マフラを含む車体全幅を小さくし、車体をコンパクト化するとともに重量部分を重心位置付近に集めるという好ましい車体設計が可能である。小径のマフラボディを複数取り付けることから、図２のように外観上の軽快感も備わる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、図２および図４に示す自動二輪車Ｘ１・Ｘ２に関する説明中、「右」「左」「前」「後」は、特別に示さない限り、いずれも自動二輪車の車体のうち進行方向に向かっていう右・左・前・後をさす。
図１は、マフラ１についての全体縦断面図（図１（ａ））とその一部の断面図（同（ｂ））および部分詳細図（同（ｃ））であり、図２は、そのマフラ１を取り付けた自動二輪車Ｘ１の側面図（図２（ａ））および背面図（後方から見たもの。同（ｂ））である。
【００２９】
図１のマフラ１は、外形を円筒形状にした２本のマフラボディ、すなわち第１マフラボディ１０と第２マフラボディ２０とを一連に接続することにより構成したものである。
【００３０】
第１マフラボディ１０は、一方の側の端部１１に排気の導入口１２と排出口１３とを設け、他方の側の端部１４は仕切板１５ａとキャップ１５ｂとで閉じることによって内部にただ一つの膨張室を形成したものである。この第１マフラボディ１０では、導入管４４を経て導入口１２から入った排気が中ほどで折り返し、図示黒塗り矢印のように進んで排出口１３に入るとともに、排気音が、端部１４に到達したうえ仕切板１５ａやキャップ１５ｂの平坦な壁面部分により白抜き矢印のように反射して端部１１の側へ戻る。したがってこの第１マフラボディ１０の内部では、排気音の進行波と反射波とが重なり、互いの位相差に基づいて音圧をうち消し合う作用が生じる。しかも、一方の端部１１から他方の端部１４までの距離が長い（３００ｍｍ以上。ただし、低減したい周波数域に合わせて変更する）ため、十分な位相差をとることができて低周波成分を中心に排気音を効果的に低減させることができ、したがって、直径が小さくともすぐれた消音性能が発揮される。
【００３１】
第１マフラボディ１０の具体的な構造はつぎのとおりである。円筒状のボディ本体は、ステンレス鋼板からなる円筒１０ａの内側に耐熱型グラスウール製の吸音材１０ｃを付けるとともに、さらに内側にステンレス鋼パンチングメタルよりなる内側円筒１０ｂを挿入して円筒１０ａと一体化する。端部１４には、外側から見た形を排出口に似せたキャップ１５ｂを一体化した仕切板１５ａを、溶接によって円筒１０ａ（または１０ｂ）の内側に取り付ける。仕切板１５ａまたはキャップ１５ｂには、ボディ本体の中心線と直角であって排気音を反射させやすい平坦面を含めておく。一方の端部１１には、平坦部を有するとともに円筒１０ａ等との溶接が容易なようにＵ字（またはＪ字）形の断面部分を周状に備えた仕切板１１ａを取り付け、その内側の開口に、排気の導入口１２と排出口１３とをそれぞれ備える導入管４４および排出管１６（両者を一体化したもの）を挿入し溶接している。
【００３２】
このような第１マフラボディ１０において、端部１１に挿入された導入管４４の先にハニカム触媒３０を取り付けている。ハニカム触媒３０は、導入管４４の延長部となる円管３１の内側に、軸心部分を中心にして薄い平板および波板状の金属板（ステンレス鋼板など）を巻くことにより軸方向に通じた多数の通孔を有するハニカム構造体を形成し、その構造体の各板の表面に白金やロジウム等の触媒体３２を担持させたものである。この触媒３０はいわゆる三元触媒であって、一酸化炭素および炭化水素の酸化反応と窒素酸化物の還元反応とを同時に行わせるものである。導入管４４内を通る排気は、第１マフラボディ１０内で膨張する前に触媒３０（の触媒体３２）と接触し、そのような反応を通じて浄化される。
【００３３】
第１マフラボディ１０内に入って膨張した排気は、上記のように中ほどで折り返して排出口１３から排出管１６内に流れ込むが、その際に排気は矢印３６のように触媒３０の外周に沿って流れる。排出口１３が、導入管４４と同じ側の端部１１に、しかも導入管４４を囲んで開口しているからである。したがって、導入管４４を通るとき触媒３０に接触した排気が、排出口１３へ向かう際にも触媒３０の外周に接触することにより触媒体３２の温度を上昇させる。触媒体３２の温度が上昇すれば、上記した酸化・還元の反応が活発化するので、こうして二度も排気が触媒３０に接触することは、寒冷時の始動の際などにも速やかに触媒作用を活発化させて排気の浄化を促進するうえで効果的である。
【００３４】
導入管４４と排出管１６とは、それぞれを別々に仕切板１１ａに挿入するのではなく、図１（ｂ）・（ｃ）のとおり後者の内側に前者を同心状（正確な同心状態でなくてもよい）に含むよう一体化したうえで仕切板１１ａに（したがってボディ本体内に）挿入している。すなわち、太めの管をＵ字形に曲げた排出管１６の一部に穴１６ａをあけ、その穴１６ａの内側に導入管４４を通したうえ穴１６ａとの間を全周溶接する。そして、導入管４４と排出管１６との一体化をさらに安定させるため（安定度が十分な場合を除く）、図（ｃ）のように数片の支持材１１ｂを溶接づけして導入管４４と排出管１６とをつなぐ。このように導入口１２と排出口１３とを同心状に重ねて配置すると、導入管４４を内側に有する部分において排出管１６を十分に太いものにする（最大では仕切板１１ａの直径に一致させる）ことにより、導入口１２だけでなく排出口１３およびそれにつづく排気の流路に広い断面積をもたせることができ、排気の流れを円滑化できる。同時に、上記した同心状の配置をとると、端部１１にある仕切板１１ａに対する導入管４４および排出管１６の溶接も容易になる。
【００３５】
排出管１６を介して第１マフラボディ１０の排出口１３につながる第２マフラボディ２０は、一方の端部２１にある排気導入口２２（排出管１６の下流端）から他方の端部２７にある排気排出口２８にかけて、バッフルプレート等により複数の膨張室等を形成した一般的な形式のマフラボディである。具体的には、まずボディ本体は、内外二重の円筒２０ａ・２０ｂ（ステンレス鋼製。内側の２０ｂはパンチングメタル）にて形成し、それらの間に吸音材（グラスウール）２０ｃを充填している。内側の円筒２０ｂの内側には、図のようにパンチングメタル製の仕切板２３や、バッフルパイプ２４ａを有する仕切板２４、数カ所に開口２５ａを有する仕切板２５、バッフルパイプ２６ａを有するとともに数カ所に開口２６ｂをもつ仕切板２６をプラグ溶接等によって固定している。排気の上流側に相当する一方の端部２１においては、上記の排出管１６を溶接した仕切板２１ａを円筒２０ａに溶接固着し、他方の端部２７では、パイプ２６ａの支持を兼ねる仕切板２７ａをやはり円筒２０ａに溶接固着している。
【００３６】
こうしたマフラボディ２０において、排気は、各仕切板の間を膨張室とし、また仕切板２６とバッフルパイプ２６ａ・仕切板２７ａ等とに囲まれた空間を共鳴室としながら、排気排出口２８（パイプ２６ａの下流端）から排出される。各膨張室と共鳴室、および吸音材２０ｃの作用によって、中・高周波成分を中心に排気音が低減される。上記のように第１マフラボディ１０にて低周波成分がよく除去されるため、第２マフラボディ２０も大きめの直径にする必要がない。内部に概ね直線的な排気流れができるようにしたので、第２マフラボディでの排気の圧力損失は比較的小さい。なお、第２マフラボディ２０においては、吸音材２０ｃの使用を省略できることが多い。第１マフラボディ１０よりも下流にあるうえ触媒の使用をしないので排気温度がそれほど高くないこと、吸音材２０ｃを使用しなくても、二つのマフラボディ１０・２０で音質調整をはかる（たとえば各膨張室の容積を変更する）ことにより高周波成分等を十分に除去できるケースが多いからである。
【００３７】
図１のマフラ１は、上記のように排気音中の低〜高周波の成分を効果的に低減し得る点に加え、つぎのような点でもすぐれている。すなわち、第１マフラボディ１０における排気の導入口１２と排出口１３とに大きな開口断面積を与え得ることや、第２マフラボディ２０には概ね直線的な排気流れを形成できることなどから、排気への抵抗を小さくしてエンジンの出力を引き出しやすい。また、細めのマフラボディ１０・２０を組み合わせてなることに基づいて、太めの一本型のマフラよりもレイアウト上の自由度が高く、コンパクトで美観をともなう配置を実現しやすい。
【００３８】
図２に示す自動二輪車Ｘ１は、上記のような利点をふまえて図１のマフラ１を排気系に使用したものである。すなわち、自動二輪車Ｘ１には、燃料タンク４７の下方位置に４気筒４サイクルエンジン４１を搭載し、その排気口４１ａにエキゾーストパイプ４２やマニホールド４３、さらには、ジョイントパイプとも呼ばれる導入管４４などの排気管をつないだうえ、それらの末端部分にマフラ１を接続している。
【００３９】
排気管等の構成はつぎのとおりである。まず、エンジン４１からは、気筒数に等しい４本のエキゾーストパイプ４２を前方下部へ向けて延ばし、エンジン４１の下方位置に設けたマニホールド４３にそれぞれを接続する。マニホールド４３は、４つの入側開口と２つの出側開口とを有するもので、これを介することにより、４本のエキゾーストパイプ４２の下流端を、２本の導入管（ジョイントパイプ）４４に統合するよう接続する。これら２本の導入管４４のうち１本は、図２（ａ）・（ｂ）のように車体の左側に配置し、他の１本は図１（ｂ）のとおり車体の右側に配置する。左側および右側に１本ずつ配置した各導入管４４に対し、それらの各下流端を図１に示す排気の導入口１２として、マフラ１を接続するのである。
【００４０】
図２（ａ）・（ｂ）のように、マフラ１は、第１マフラボディ１０を下側にして第２マフラボディ２０との双方を平行に並べ、後輪６の側方であってその車軸より上方（運転者シート４８および後部シート４９よりは下方）の位置に、斜めを向けて（排気排出口２８のある後ろ側を上げて）取り付けている。このような位置および姿勢にマフラ１を取り付けたことに加え、各マフラボディ１０・２０を小径（それぞれの直径を７０〜１３０ｍｍ）にしたこと、および図２（ｂ）のようにマフラボディ１０・２０を車体の側部に近づけ平行に並べて配置したことなどから、この自動二輪車Ｘ１には、走行時に十分なバンク（傾斜）をさせ得ることのほか、車幅が小さく重量部分が中央付近に集約されている等の利点が備わっている。それに関連して、外観的にも軽快感やスピード感が備わっていて好ましい。
【００４１】
そして言うまでもなく、自動二輪車Ｘ１は、マフラ１自体の構成および機能に基づいて排気音およびエンジン性能の面で好ましく、さらには、マフラ１内の触媒３０（図１）が始動時に速やかに活性化するため排気浄化の効率にすぐれている。
【００４２】
つづく図３には、図１のマフラ１とは一部が異なるマフラ２を示している。図３（ａ）はそのマフラ２の全体縦断面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ矢視図である。すなわちこのマフラ２では、第１マフラボディ１０Ａに対する排気の導入口１２Ａおよび排出口１３Ａの形成態様が図１のものと相違する。第１マフラボディ１０Ａの一方の端部１１Ａに接続する導入管４４と排出管１６Ａとを、同心状等に一体化することをせず、それぞれを別々に、平坦な仕切板１１Ａａに対し挿入して固定したのである。第１マフラボディ１０Ａおよび第２マフラボディ２０Ａ自体の構成は図１の各マフラボディ１０・２０と同じであるため、それぞれの内部での排気（進路を図中の黒塗り矢印で示す）および排気音（マフラボディ１０中の進路を図中の白抜き矢印で示す）の進み方は図１の場合と相違なく、したがって各マフラボディ１０Ａ・２０Ａにおける排気音や排気抵抗に関する機能は図１のマフラ１と同等である。
【００４３】
このマフラ２においても、第１マフラボディ１０Ａに挿入した排気の導入管４４に、前記と同様のハニカム触媒３０を取り付けている。導入管４４から送られる排気が、触媒３０の通孔を通って第１マフラボディ１０Ａ内に入ったのち、図示黒塗りの矢印に沿って折り返し、矢印３６Ａ等に沿って排出口１３Ａへ流れ込もうとするとき、外周の側から再び触媒３０に接触する。したがってこのマフラ２においても、寒冷時の始動の際などに触媒３０の温度を速やかに上昇させて排気浄化を促進できる、という効果がある。なお、図１のマフラ１に比べると図３のマフラ２では、排出管１６Ａおよび導入管４４として汎用の管を使用でき、排出管１６Ａに特殊な加工や溶接を施して導入管４４を通すといった製造過程が不要である、という利点が付随する。
【００４４】
図４（ａ）に示すマフラ３は、図１または図３の例と異なり１本のマフラボディ５０によって構成したものである。マフラボディ５０は、図５に示したものと同様、一方の端部に設けた排気導入口５６から他方の端部に設けた排気排出口５７にかけて、比較的大径のボディ本体内に複数の膨張室を有している。具体的には、内外二重の円筒５０ａ・５０ｂ（ステンレス鋼製。内側の５０ｂはパンチングメタル製）にて形成し、それらの間に耐熱仕様の吸音材（グラスウール）５０ｃを充填したものである。マフラボディ５０の内部に、仕切板（バッフルプレート）５１・５２やそれらと一体化したバッフルパイプ５３・５４・５５を取り付けることにより複数の膨張室を構成している。導入管４４の開口（導入口）５６からマフラボディ５０内に送られた排気は、図中の黒塗り矢印にしたがいバッフルパイプ５３・５４・５５を順次通過して、そのつど膨張室で膨張を繰り返す。このような膨張により、また各膨張室間の仕切板で生じる反射波が進行波と干渉することにより、さらには吸音材５０ｃの作用によって、排気音の音圧が次第に低下する。
【００４５】
このマフラ３でも、導入管４４の一部であってマフラボディ５０内に挿入された部分の内部に触媒６０を取り付けている。触媒６０も、円管６１の内側にハニカム構造体を形成したうえそれに白金等の触媒体６２を担持させたものである。導入管４４内を通る排気中の一定のガス成分は、この触媒６０（の触媒体６２）と接触させて酸化反応等により排気浄化をはかる。
【００４６】
触媒６０を含む導入管４４の開口端（導入口５６）には、有底筒状の排気案内部材６３をかぶせるように配置している。排気案内部材６３は、平板状の底部６４とその周囲に連なる筒状部分６５とをステンレス鋼板によって一体に形成したもので、導入管４４の先端部外周に付けた連結部材（図示省略）にて支持させている。導入管４４の開口端と排気案内部材６３の底部６４との間、および導入管４４の外周面と排気案内部材６３の筒状部分６５との間には、それぞれ１０〜５０ｍｍ程度の間隔をとっている。
【００４７】
導入管４４を経てマフラボディ５０内に入った排気は排気案内部材６３にて流路を決定づけられ、図示の矢印６６のように、まず底部６４に当たり、つづいて筒状部分６５の内側に沿って流れる。筒状部分６５に沿って流れるとき、排気は導入管４４の外周面に対して熱伝達をし、触媒６０を外側から加熱する。触媒６０は排気によって二度加熱されることになるので、寒冷時の始動の際などに有利な排気浄化を行える。
【００４８】
図４（ｂ）は、以上のようなマフラ３を、エキゾーストパイプ４２等につながる導入管（ジョイントパイプ）４４につないで取り付けた自動二輪車Ｘ２の側面図である。導入管４４に触媒６０を取り付けたことと、その導入管４４の先端部に排気案内部材６３を配置したこととに基づいて上記のとおり触媒６０の温度が上昇しやすく、排気浄化を効率的に行えるという利点がある。
【００４９】
以上、図面に沿って幾つかの形態を示したが、発明の実施がこれらに限定されるわけではない。以上に説明したほかに、たとえば、
イ) 導入管に設けた触媒のほかに、マフラ内の他の部分（たとえば導入管より下流にあるバッフルパイプ内）や、マフラよりも上流側の他の部分（たとえば排気マニホールド４３内）にも、別の触媒を併せて配置する、
ロ) エンジンの気筒数などに応じて、１本のマフラボディに接続する導入管の数を適宜複数本に設定するとともに、そうした導入管の全部または一部に触媒を取り付ける、
ハ) 図１や図３のように第１マフラボディと第２マフラボディとを有するマフラを構成しながらも、それらマフラボディを離して設置したり、それぞれの長さや太さ、外形を異ならせたりする、
ニ) 自動二輪車以外のエンジンの排気系にマフラを使用する
−といった形態の実施も可能だからからである。
【００５０】
【発明の効果】
請求項に記載したエンジン用マフラでは、始動の際などに触媒の温度が速やかに上昇するため、触媒が有する本来の排気浄化特性が効率的に発揮される。
【００５１】
請求項に記載したエンジン用マフラなら、始動時等に触媒の温度が短時間内に上昇して好ましい排気浄化が実現するほか、低周波成分を含めて排気音の低減効果にすぐれる、排気の抵抗を小さくすることも容易である、コンパクトであって配置が容易になる−といった効果がもたらされる。
【００５２】
請求項２に記載のエンジン用マフラなら、さらに、吸音ウール材の使用に関連して構造上またはコスト面でのメリットが得られる。
【００５４】
請求項に記載した自動二輪車は、上記したエンジン用マフラを有することから、排気の清浄特性に関して好ましく、とくに寒冷時の改善度にすぐれる。
【００５５】
請求項に記載の自動二輪車は、排気浄化の面で好ましいことに加え、排気音の低減やマフラのレイアウト、外観に関するメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施についての一形態であるマフラ１を示す図であって、図１（ａ）はマフラ１の全体縦断面図、同（ｂ）はマフラ１の一部を示す断面図、同（ｃ）は同（ｂ）中のｃ−ｃ矢視を示す部分詳細図である。
【図２】図１のマフラ１を取り付けた自動二輪車Ｘ１を示す図であって、図２（ａ）は側面図、同（ｂ）は背面図（後方から見たもの）である。
【図３】発明の実施形態の一つであるマフラ２を示す図であって、図３（ａ）はマフラ２の全体縦断面図、同（ｂ）は同（ａ）中の矢視ｂ（第１マフラボディ１０Ａに関するもの）を示す部分詳細図である。
【図４】図４（ａ）は、発明の実施形態の一つであるマフラ３を示す全体縦断面図、同（ｂ）は、そのマフラ３を取り付けた自動二輪車Ｘ２を示す側面図である。
【図５】従来のマフラ３’を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１・２・３ マフラ
１０・１０Ａ 第１マフラボディ
１２・１２Ａ 導入口
２０・２０Ａ 第２マフラボディ
３０・６０ 触媒
４４ 導入管
５０ マフラボディ
６３ 排気案内部材
Ｘ１・Ｘ２ 自動二輪車

Claims (4)

1. 一方の端部に排気の導入管および排出管を有していて他方の端部に壁面部分を有する筒状の第１マフラボディと、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室を有する筒状の第２マフラボディとが一連に接続され、
   第１マフラボディにおける排気の導入管に触媒が配置されるとともに、第１マフラボディの排出管の排出口が当該導入管を囲んで開口していることを特徴とするエンジン用マフラ。
2. 第１マフラボディの筒状部分は吸音ウール材を含む壁面構造を有し、第２マフラボディの筒状部分は同ウール材を含まない壁面構造を有していることを特徴とする請求項１に記載のエンジン用マフラ。
3. 請求項１または２に記載のエンジン用マフラを備えることを特徴とする自動二輪車。
4. 請求項１または２に記載のマフラボディが、第１マフラボディと第２マフラボディとを車体の側方におき、かつ前者を後者の下側にして配置されていることを特徴とする自動二輪車。

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