JP5429410B2 - 車両の消音装置 - Google Patents

Description

本発明は、高さに対して幅が大となる扁平断面形状のマフラーと、そのマフラーの内部に排気を導入する入口パイプと、そのマフラーの内部から排気を導出する出口パイプと、そのマフラーの内部を区画して膨張室を形成する仕切り板と、その仕切り板を貫通する連通孔と、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。車両の床下に設置されるマフラーは一般に、搭載性の面から、高さに対して幅が大となる、楕円や長円等の扁平断面形状に形成されている。

ここで、図１１（ａ）に示すような、幅Ｗの、扁平断面形状のマフラーを考える。こうしたマフラーでは、その幅方向に、マフラーの幅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。マフラーの幅方向で気柱共鳴を起す定常波の波長λは、「２Ｗ／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／２Ｗ（ｍ：１以上の整数）」となる。こうした気柱共鳴のうち、最も顕著に表われるのは、図１１（ｂ）に示すような波長λをマフラー幅の２倍とする定常波（λ＝２Ｗ）と、図１１（ｃ）に示すような波長λをマフラー幅と等しくする定常波（λ＝Ｗ）との２つの定常波となる。

従来においては、こうしたマフラー幅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、例えば特許文献１に見られるように、高周波共鳴構造を有したり、吸音材が充填されたりしたサブマフラーを排気系の途中に設置することがなされている。

特開２００９−０６２９２２号公報

サブマフラーが適切に設計されていれば、マフラー幅方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を抑制することが確かに可能ではある。しかしながら、サブマフラーを設置すれば、その分のコストや質量の増大は避けられないことになる。したがって、マフラー幅方向の気柱共鳴による排気音の増大を、より低コストで効果的に抑制可能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、マフラー幅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に示すような、幅Ｗの扁平断面形状をなすマフラー５０の内部に形成された膨張室５１に、その幅方向の一端（同図では図中右側の端）から幅Ｗの４分の１の長さ（Ｗ／４）分離れた位置と、同端から幅Ｗの２分の１の長さ（Ｗ／２）分離れた位置との間に、膨張室５１の外部に通じる開口５２、５３をそれぞれ形成した場合を考える。なお、開口５２は、その図中左側の端が、マフラー５０の幅方向の一端からＷ／２分離れた位置に接するように配置され、開口５３は、その図中右側の端が、マフラー５０の幅方向の一端からＷ／４分離れた位置に接するように配置されている。

こうしたマフラー５０には、その幅方向において、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。すなわち、こうしたマフラー５０では、波長λをマフラー５０の幅Ｗの２倍とするマフラー内１節共鳴モードと、波長λをマフラー５０の幅Ｗと等しくするマフラー内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５２を中心に考えると、図１（ａ）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よりも図中左の空間は、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（１／２位置開放端の共鳴モード）。

一方、開口５３を中心に考えると、図１（ｂ）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よりも右側の空間は、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（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、その幅方向の気柱共鳴のうち、最も顕著に表われる波長λ＝２Ｗの気柱共鳴及び波長λ＝Ｗの気柱共鳴に対しての吸音効果を発揮する。そのため、マフラー５０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その端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に外部に通じる開口５２、５３を形成されたマフラー５０によれば、サブマフラーを設けずとも、マフラー幅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、本発明に従う車両の消音装置は、高さに対して幅が大となる扁平断面形状のマフラーと、そのマフラーの内部に排気を導入する入口パイプと、マフラーの内部から排気を導出する出口パイプと、マフラーの内部を区画して複数の膨張室を形成する仕切り板と、その仕切り板を貫通する連通孔と、を備える車両の消音装置において、マフラーの幅方向の一端からその幅の４分の１の長さ分離れた位置と同一端からその幅の２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように、マフラーの内部に形成される入口パイプの開口、出口パイプの開口及び連通孔のすべてを配置している。

上述したように、マフラー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その一端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に、膨張室を外部に開放する開口や連通孔が形成されたマフラーは、その幅方向の気柱共鳴のうち、最も顕著に表われる波長λ＝２Ｗの気柱共鳴及び波長λ＝Ｗの気柱共鳴に対しての吸音効果を発揮する。そのため、上記構成によれば、サブマフラーを設けずとも、マフラー幅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。

更に、こうした本発明の車両の消音装置では、入口パイプ及び出口パイプの開口や仕切り板を貫通する連通孔の径を拡大しても、消音効果が得られるため、気柱共鳴による排気音の増大の抑制と、開口や連通孔の径の拡大による背圧の低減との両立を図ることができる。

なお、より確実に排気音の抑制効果を得たいのであれば、入口パイプの開口、出口パイプの開口及び連通孔の少なくともいずれか一つが、マフラーの幅方向の一端から前記幅の４分の１の長さ分離れた位置に接し、残りの少なくともいずれか一つが上記一端から上記幅の２分の１の長さ分離れた位置に接するように配置することが望ましい。

また上記目的を達成するため、本発明に従うもう一つの車両の消音装置は、高さに対して幅が大となる扁平断面形状のマフラーと、そのマフラーの内部に排気を導入する入口パイプと、マフラーの内部から排気を導出する出口パイプと、マフラーの内部を区画して複数の膨張室を形成する仕切り板と、その仕切り板を貫通する連通孔と、を備える車両の消音装置において、マフラーの幅方向の一端から上記幅の４分の１の長さ分離れた位置と同一端から上記幅の２分の１の長さ分離れた位置との間の領域においてのみ、外部に開放されるようにすべての膨張室を形成している。

こうした場合にも、マフラー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その端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に、膨張室を外部に開放する開口／連通孔が形成されることになる。そのため、こうしたマフラーは、その幅方向の気柱共鳴のうち、最も顕著に表われる波長λ＝２Ｗの気柱共鳴及び波長λ＝Ｗの気柱共鳴に対しての吸音効果を発揮する。そのため、上記構成によれば、サブマフラーを設けずとも、マフラー幅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。

本発明の解決原理を説明するためのモデルとなるマフラーでの（ａ）はマフラー内１節共鳴モード及び１／２位置開放端の共鳴モードのそれぞれにより発生する定常波の波形を、（ｂ）はマフラー内２節共鳴モード及び１／４位置開放端の共鳴モードのそれぞれにより発生する定常波の波形をそれぞれ示す図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両の消音装置における（ａ）はそのマフラーの正面構造を示す正面図であり、（ｂ）はその平面断面構造を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）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。 同実施の形態に係るマフラーの各波長における消音量を、開口及び連通孔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の実施の形態に係る車両の消音装置における（ａ）はそのマフラーの平面断面構造を断面図であり、（ｂ）はその正面断面構造を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）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。 本発明の第３の実施の形態に係る車両の消音装置における（ａ）はそのマフラーの平面断面構造を断面図であり、（ｂ）はその正面断面構造を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）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。 本発明の第４の実施の形態に係る車両の消音装置における（ａ）はそのマフラーの平面断面構造を断面図であり、（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。 扁平断面形状に形成されたマフラーの（ａ）は正面断面構造を示す断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）はその内部での気柱共鳴により発生する定常波の波形をそれぞれ示すグラフである。

（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〜図４を参照して詳細に説明する。

図２（ａ）に示すように、マフラー１は、高さＨに対して幅Ｗが大となる扁平断面形状（楕円形状）に形成されている。そしてマフラー１の内部は、図２（ｂ）に示すように、その前後方向において、第１仕切り板２及び第２仕切り板３により、３つの膨張室、すなわち第１膨張室４、第２膨張室５及び第３膨張室６に区画されている。なお、各膨張室４〜６は、マフラー１の前後方向の長さがマフラー１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１の内部に排気を導入する、円管形状の入口パイプ７は、マフラー１の幅方向（図中左右方向）において、その図中右側の端が、マフラー１の図中右側の端から幅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。そしてその先端は、第１仕切り板２を貫通して第２膨張室５に開口されている。

一方、マフラー１の内部から排気を導出する、円管形状の出口パイプ８は、マフラー１の幅方向において、その図中右側の端が、マフラー１の図中右側の端から幅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。そしてその先端は、第２仕切り板３及び第１仕切り板２を貫通して、第１膨張室４に開口されている。

また第１仕切り板２及び第２仕切り板３には、それらを貫通するように円管形状の第１連通管９、第２連通管１０及び第３連通管１１がそれぞれ配置されている。第１連通管９及び第２連通管１０は、マフラー１の幅方向において、その図中左側の端が、マフラー１の図中右側の端から幅Ｗの２分の１の長さ（Ｗ／２）分離れた位置に接するように配置されている。また第３連通管１１は、マフラー１の幅方向において、その図中右側の端が、マフラー１の図中右側の端から幅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。そして第１連通管９によっては、第１膨張室４と第２膨張室５が連通され、第２連通管１０及び第３連通管１１によっては、第２膨張室５と第３膨張室６とが連通されている。すなわち、このマフラー１では、第１連通管９、第２連通管１０及び第３連通管１１によって、第１仕切り板２及び第２仕切り板３を貫通する連通孔が形成されている。

図３（ａ）に示すように、こうしたマフラー１の第１膨張室４には、同マフラー１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と同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置の間にその全体が収まるように、出口パイプ８の開口８ａと第１連通管９の開口９ａとが配置されている。そして出口パイプ８の開口８ａは、その図中右側の端が、マフラー１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、第１連通管９の開口９ａは、その図中左側の端が、マフラー１の幅方向における図中右側の端から幅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ている。

一方、図３（ｂ）に示すように、マフラー１の第２膨張室５には、同マフラー１の幅方向における図中右側の端から長さＷ／４分離れた位置と同端から長さＷ／２分離れた位置の間にその全体が収まるように、入口パイプ７の開口７ａと、第１連通管９の開口９ｂ、第２連通管１０の開口１０ａ及び第３連通管１１の開口１１ａが配置されている。そして入口パイプ７の開口７ａ及び第３連通管１１の開口１１ａは、その図中右側の端が、マフラー１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ている。また第１連通管９の開口９ａ及び第２連通管１０の開口１０ａは、その図中左側の端が、マフラー１の幅方向における図中右側の端から幅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ている。

更に、図３（ｃ）に示すように、マフラー１の第３膨張室６には、同マフラー１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と同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置の間にその全体が収まるように、第２連通管１０の開口１０ｂと第３連通管１１の開口１１ｂとが配置されている。そして第３連通管１１の開口１１ｂは、その図中右側の端が、マフラー１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、第２連通管１０の開口１０ｂは、その図中左側の端が、マフラー１の幅方向における図中右側の端から幅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ている。

以上のように、このマフラー１では、マフラー１の幅方向の一端から幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように、入口パイプ７、出口パイプ８及び第１〜第３連通管９〜１１の各開口のすべてが配置されている。また第１膨張室４、第２膨張室５及び第３膨張室６のすべてにおいて、マフラー１の幅方向の一端から幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように、外部に通じる開口及び連通孔のすべてが配置されている。

上述したように、マフラー１の幅方向の一端から幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように開口や連通孔が配置された膨張室では、長さＷ／２の音響管と長さＷ／４の音響管とが形成される。そのため、このマフラーでは、すべての膨張室４〜６において、波長λ＝２Ｗの気柱共鳴及び波長λ＝Ｗの気柱共鳴への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の消音特性を示す数式である。下式（１）の左辺は、マフラー１の消音特性を表わし、右辺第１項は、膨張室の閉空間としての消音性能を表している。また右辺第２項及び右辺第３項は、開口から閉口端までの閉空間による形成される音響管の消音特性を表わしている。

図４は、上式（１）から導かれるマフラー１における周波数と消音量との関係を示している。上式（１）のＷａ、Ｗｂが適切にチューニングされていない場合には、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、マフラー１の幅Ｗの２倍を振幅とする気柱共鳴と、その幅Ｗと振幅を等しくする気柱共鳴の周波数となっている。

一方、上式（１）のＷａをマフラー１の幅Ｗの２分の１に、Ｗｂをその幅Ｗの４分の１に設定した場合には、同図中に実線で示すように、消音量が大きく落ち込む領域がなくなる。これは、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、マフラー１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、「Ｗａ＝Ｗ／２」、「Ｗｂ＝Ｗ／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て、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、マフラー１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その幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように、入口パイプ７及び出口パイプ８の各開口７ａ，８ａ、並びに第１〜第３連通管９〜１１により第１及び第２仕切り板２，３に形成される連通孔のすべてが配置されている。そのため、サブマフラーを設けずとも、マフラー幅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。

（２）本実施の形態では、マフラー１のすべての膨張室４〜６において、外部に通じる開口及び連通孔のすべてが、マフラー１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その幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように配置されている。そのため、第１〜第３膨張室４〜６のそれぞれで、波長λ＝２Ｗの気柱共鳴及び波長λ＝Ｗの気柱共鳴への消音効果が発揮されるようになり、高い消音効果が得られる。

（３）入口パイプ７及び出口パイプ８の開口７ａ，８ａや第１仕切り板２及び第２仕切り板３を貫通する連通孔の径を拡大しても、消音効果が得られるため、気柱共鳴による排気音の増大の抑制と、開口や連通孔の径の拡大による背圧の低減との両立を図ることができる。

（４）本実施の形態では、マフラー１の幅方向の一端から長さＷ／４分離れた位置と同一端から長さＷ／２分離れた位置との間の領域においてのみ、その外部に開放されるようにすべての膨張室４〜６が形成されている。そのため、サブマフラーを設けずとも、マフラー幅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。

（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５及び図６を参照して詳細に説明する。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、扁平断面形状のマフラー２０の内部は、第１仕切り板２１及び第２仕切り板２２によって、第１膨張室２３、第２膨張室２４及び第３膨張室２５の３つの空間に区画されている。なお、各膨張室２３〜２５は、マフラー２０の前後方向の長さが同マフラー２０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２０の内部に排気を導入する、円管形状の入口パイプ２６は、その先端が第１仕切り板２１を貫通して第２膨張室２４に開口するように配設されている。またマフラー２０から排気を導出する、円管形状の出口パイプ２７は、その先端が第２仕切り板２２を貫通して第２膨張室２４に開口するように配設されている。そして、入口パイプ２６及び出口パイプ２７の開口２６ａ，２７ａは、マフラー２０の幅方向の一端（図中上側の端）から同マフラー２０の幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と、同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に、全体が収まるように配設されている。

一方、このマフラー２０の第１仕切り板２１及び第２仕切り板２２には、多数のパンチ穴２８、２９が形成されている。パンチ穴２８、２９は、マフラー２０の幅方向の一端（図中上側の端）から同マフラー２０の幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と、同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間の領域に形成されている。そして第１仕切り板２１に形成されたパンチ穴２８によって第１膨張室２３と第２膨張室２４とを貫通する連通孔が、第２仕切り板２２に形成されたパンチ穴２９によって第２膨張室２４と第３膨張室２５とを貫通する連通孔がそれぞれ形成されている。

図６（ａ）に示すように、このマフラー２０の第１膨張室２３は、同マフラー２０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から同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置までの範囲に形成されたパンチ穴２８によって外部に開放されている。

一方、図６（ｂ）に示すように、マフラー２０の第２膨張室２４は、パンチ穴２８及びパンチ穴２９、並びに入口パイプ２６及び出口パイプ２７の各開口２６ａ，２７ａによって外部に開放されている。そしてこれらのパンチ穴２８及びパンチ穴２９、並びに入口パイプ２６及び出口パイプ２７の各開口２６ａ，２７ａは、マフラー２０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から同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置までの範囲に全体が収まるように配置されている。

更に、図６（ｃ）に示すように、マフラー２０の第３膨張室２５は、同マフラー２０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から同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置までの範囲に形成されたパンチ穴２９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２０では、マフラー２０の幅方向の一端から長さＷ／４分離れた位置と同一端から長さＷ／２分離れた位置との間に全体が収まるように、入口パイプ２６及び出口パイプ２７の開口２６ａ，２７ａ、並びに第１仕切り板２１及び第２仕切り板２２を貫通する連通孔であるパンチ穴２８、２９のすべてが配置されている。そのため、本実施の形態の車両の消音装置においても、上記（１）〜（４）に記載のものと同様の効果を奏することができる。

（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７及び図８を参照して詳細に説明する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、扁平断面形状のマフラー３０の内部は、第１仕切り板３１及び第２仕切り板３２によって、第１膨張室３３、第２膨張室３４及び第３膨張室３５の３つの空間に区画されている。なお、各膨張室３３〜３５は、マフラー３０の前後方向の長さが同マフラー３０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３０の内部に排気を導入する、円管形状の入口パイプ３６は、その先端が第１仕切り板３１を貫通して第２膨張室３４に開口するように配設されている。またマフラー３０から排気を導出する、円管形状の出口パイプ３７は、第２仕切り板３２及び第１仕切り板３１を貫通した後、マフラー３０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３３に開口されている。そして、入口パイプ３６及び出口パイプ３７の開口は、マフラー３０の幅方向の一端（図中上側の端）から同マフラー３０の幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と、同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に、全体が収まるように配設されている。

一方、このマフラー３０の第１仕切り板３１及び第２仕切り板３２には、多数のパンチ穴３８、３９が形成されている。パンチ穴３８、３９は、マフラー３０の幅方向の一端（図中上側の端）から同マフラー３０の幅Ｗの４分の１の長さ分離れた位置と、同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置との間に形成されている。そして第１仕切り板３１に形成されたパンチ穴３８によって第１膨張室３３と第２膨張室３４とを貫通する連通孔が、第２仕切り板３２に形成されたパンチ穴３９によって第２膨張室３４と第３膨張室３５とを貫通する連通孔がそれぞれ形成されている。

図８（ａ）に示すように、このマフラー３０の第１膨張室３３は、同マフラー３０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から同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置までの範囲に形成されたパンチ穴３８、及び同範囲に配置された出口パイプ３７の開口３７ａによって外部に開放されている。

一方、図８（ｂ）に示すように、マフラー３０の第２膨張室３４は、パンチ穴３８及びパンチ穴３９、並びに入口パイプ３６の開口３６ａによって外部に開放されている。そしてこれらのパンチ穴３８及びパンチ穴３９、並びに入口パイプ３６の開口３６ａは、マフラー３０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から同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置までの範囲に全体が収まるように配置されている。

更に、図８（ｃ）に示すように、マフラー３０の第３膨張室３５は、同マフラー３０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から同端から幅Ｗの２分の１の長さ分離れた位置までの範囲に形成されたパンチ穴３９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３０では、マフラー３０の幅方向の一端から長さＷ／４分離れた位置と同一端から長さＷ／２分離れた位置との間に全体が収まるように、入口パイプ３６及び出口パイプ３７の開口、並びに第１仕切り板３１及び第２仕切り板３２を貫通する連通孔となったパンチ穴３８及びパンチ穴３９のすべてが配置されている。そのため、本実施の形態の車両の消音装置においても、上記（１）〜（４）に記載のものと同様の効果を奏することができる。

（第４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４の実施の形態を、図９及び図１０を参照して詳細に説明する。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、扁平断面形状のマフラー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１０（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１０（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、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の間に全体が収まるように、入口パイプ４４及び出口パイプ４５の開口４４ａ，４５ａ、並びに仕切り板４１を貫通する連通孔を形成する連通管４６のすべてが配置されている。そのため、本実施の形態の車両の消音装置においても、上記（１）〜（４）に記載のものと同様の効果を奏することができる。

また本実施の形態では、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おいて外部に開放されている。こうしたマフラー４０では、その幅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についても効果的に抑制することができる。

上記各実施の形態は、次のように変更して実施することができる。

・第１の実施の形態、第４の実施の形態では、仕切り壁を貫通するように配置された、円管形状の連通管によって、膨張室同士を連通させていたが、仕切り板に穴（連通孔）を形成してそれらを連通させるようにしても良い。その場合であれ、マフラー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の間に全体が収まるように、そうした穴と入口、出口パイプの開口のすべてが配置されていれば、マフラー幅方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を効果的に抑制することができる。

・入口パイプ及び出口パイプの開口、並びに連通孔の配置を、適宜変更しても良い。そうした場合にも、マフラー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の間にそれらの全体が収まるようにそれらのすべてが配置されていれば、マフラー幅方向の気柱共鳴に起因した排気音の増大を効果的に抑制することができる。

・マフラーに設けられる仕切り板や膨張室の数は、適宜に変更しても良い。また、連通管や連通孔の数もその変更が可能である。

・上記実施の形態では、マフラーの前後方向の長さがマフラーの幅Ｗの４分の１以上となるように膨張室が形成されていたが、その一部若しくはその全部を、マフラーの幅Ｗの４分の１未満の長さとしても良い。

１…マフラー、２…第１仕切り板、３…第２仕切り板、４…第１膨張室、５…第２膨張室、６…第３膨張室、７…入口パイプ（７ａ…開口）、８…出口パイプ（８ａ…開口）、９…第１連通管（連通孔：９ａ，９ｂ…開口）、１０…第２連通管（連通孔：１０ａ，１０ｂ…開口）、１１…第３連通管（連通孔：１１ａ，１１ｂ…開口）、２０…マフラー、２１…第１仕切り板、２２…第２仕切り板、２３…第１膨張室、２４…第２膨張室、２５…第３膨張室、２６…入口パイプ（２６ａ…開口）、２７…出口パイプ（２７ａ…開口）、２８…パンチ穴（連通孔）、２９…パンチ穴（連通孔）、３０…マフラー、３１…第１仕切り板、３２…第２仕切り板、３３…第１膨張室、３４…第２膨張室、３５…第３膨張室、３６…入口パイプ（３６ａ…開口）、３７…出口パイプ（３７ａ…開口）、３８…パンチ穴（連通孔）、３９…パンチ穴（連通孔）、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（連通孔：４６ａ，４６ｂ…開口）、５０…マフラー、５１…膨張室、５２…開口、５３…開口。

Claims (3)

1. 高さに対して幅が大となる扁平断面形状のマフラーと、そのマフラーの内部に排気を導入する入口パイプと、前記マフラーの内部から排気を導出する出口パイプと、前記マフラーの内部を区画して複数の膨張室を形成する仕切り板と、その仕切り板を貫通する連通孔と、を備える車両の消音装置において、
   前記マフラーの幅方向の一端から前記幅の４分の１の長さ分離れた位置と同一端から前記幅の２分の１の長さ分離れた位置との間に全体が収まるように、前記マフラーの内部に形成される前記入口パイプの開口、前記出口パイプの開口及び前記連通孔のすべてを配置した
   ことを特徴とする車両の消音装置。
2. 前記入口パイプの開口、前記出口パイプの開口及び前記連通孔の少なくともいずれか一つが、前記マフラーの幅方向の一端から前記幅の４分の１の長さ分離れた位置に接し、残りの少なくともいずれか一つが前記一端から前記幅の２分の１の長さ分離れた位置に接するように配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の消音装置。
3. 高さに対して幅が大となる扁平断面形状のマフラーと、そのマフラーの内部に排気を導入する入口パイプと、前記マフラーの内部から排気を導出する出口パイプと、前記マフラーの内部を区画して複数の膨張室を形成する仕切り板と、その仕切り板を貫通する連通孔と、を備える車両の消音装置において、
   前記マフラーの幅方向の一端から前記幅の４分の１の長さ分離れた位置と同一端から前記幅の２分の１の長さ分離れた位置との間の領域においてのみ、外部に開放されるようにすべての前記膨張室が形成されてなる
   ことを特徴とする車両の消音装置。

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