JP2021116758A - 排気システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両用電池の周辺に排気システムが配置される車両において、車両用電池の搭載スペースを増加させる技術を提供する。【解決手段】内燃機関から排気される排ガスの排気流路を形成する排気システムであって、浄化装置と、消音器と、を備える。浄化装置は、排気流路において排ガスの流れが直列となるように配置される第１の浄化部材及び第２の浄化部材と、第１の浄化部材及び第２の浄化部材が収容される１つの収容室と、を有する。消音器は、浄化装置よりも下流側に位置し、排ガスを通過させる内管と、内管とともに二重管を構成する外管と、を有する。浄化装置は車両の前後方向において車両用電池の前側に配置され、消音器は車両の左右方向において車両用電池の左側及び右側の少なくとも一方に配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、排気システムに関する。

自動車用の排気システムとして、特許文献１に記載されているように、内燃機関から排気される排ガスの排気流路の上流側に配置される浄化装置と、排気流路の下流側に配置されるメインマフラとの間に、サブマフラを設けたものが知られている。

特開２０１９−１３２２６６号公報

ところで、動力源として内燃機関及び電動モータを備えるハイブリッド車両においては、一般的に、電動モータに電力を供給する車両用電池が車両の床下に設けられているため、排気システムは、車両用電池の周辺に配置される。例えば、車両の前後左右方向を基準として、車両用電池の前側に浄化装置が配置され、車両用電池の左側及び右側の少なくとも一方にサブマフラが配置され、車両用電池の後側にメインマフラが配置されるものがある。

ハイブリッド車両においては、電動モータの作動時間を増加させるために、車両用電池の搭載容量の更なる増加が望まれている。しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、車両用電池の周辺に配置される排気システムによって、車両用電池の搭載スペースが規制されるという課題が見出された。上記のように排気システムが配置される場合、浄化装置によって車両前後方向における車両用電池の搭載スペースが規制され、サブマフラとしての消音器によって車両左右方向における車両用電池の搭載スペースが規制される。

本開示の一局面は、車両用電池の周辺に排気システムが配置される車両において、車両用電池の搭載スペースを増加させる技術を提供する。

本開示の一態様は、車両用電池が床下に設けられる車両に搭載され、内燃機関から排気される排ガスの排気流路を形成する排気システムであって、浄化装置と、消音器と、を備える。浄化装置は、排気流路において排ガスの流れが直列となるように配置される第１の浄化部材及び第２の浄化部材と、第１の浄化部材及び第２の浄化部材が収容される１つの収容室と、を有する。消音器は、浄化装置よりも排気流路の下流側に位置し、排ガスを通過させる内管と、内管とともに二重管を構成する外管と、を有する。浄化装置は、車両の前後方向において車両用電池の前側に配置される。消音器は、車両の左右方向において車両用電池の左側及び右側の少なくとも一方に配置される。

このような構成によれば、浄化装置の車両前後方向における長さが短縮され、かつ、サブマフラとしての消音器の車両左右方向における長さが短縮されるため、その短縮分だけ車両用電池の搭載スペースを拡張できる。したがって、車両用電池の周辺に排気システムが配置される車両において、車両用電池の搭載スペースを増加させることができる。

本開示の一態様では、浄化装置は、排気流路が第１の浄化部材から第２の浄化部材にかけて屈曲するように、第１の浄化部材及び第２の浄化部材が配置されてもよい。
このような構成によれば、浄化装置の車両前後方向における長さをより短縮できるため、車両用電池の車両前後方向の搭載スペースをさらに増加させることができる。

本開示の一態様では、浄化装置は、排気流路が第１の浄化部材から第２の浄化部材にかけてＬ字状に屈曲するように、第１の浄化部材及び第２の浄化部材が配置されてもよい。
このような構成によれば、浄化装置の車両前後方向における長さをより短縮できるため、車両用電池の車両前後方向の搭載スペースをさらに増加させることができる。

本開示の一態様では、消音器が有する二重管は、第１端部及び第２端部のうち、いずれか一方が排気流路の上流側となり、かつ、他方が排気流路の下流側となって、内管を介して排気流路の一部を構成していてもよい。内管と外管との間には空隙が設けられ、第２端部において内管と外管との間には開口が設けられ、開口を介して空隙が排気流路に通じるように構成されてもよい。内管は、第１範囲と、第２範囲とを有してもよい。第１範囲は、外管の内側面の位置を基準にして、内管の外側面が基準と同じ位置にある。第２範囲は、内管の外側面が基準よりも内側に配置される。内管の外側面は、第１範囲及び第２範囲のそれぞれにおいて、第２端部に達していてもよい。第１範囲においては、内管の外側面と外管の内側面とが接する位置に内管及び外管が配置されるように構成されることにより、内管と外管との間が閉塞されるように構成されてもよい。第２範囲においては、内管の外側面と外管の内側面との間に空隙の一部が構成され、第２範囲が第２端部に達する箇所に開口が構成されていてもよい。

このような構成によれば、例えば、外管を外周側へ膨らませることのみによって空隙を確保する場合に比べ、消音器が有する二重管の外径をより小さくすることができる。したがって、サブマフラとしての消音器の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。

本開示の一態様では、消音器が有する二重管は、第１端部及び第２端部のうち、いずれか一方が排気流路の上流側となり、かつ、他方が排気流路の下流側となって、内管を介して排気流路の一部を構成していてもよい。内管と外管との間には空隙が設けられ、第２端部において内管と外管との間には開口が設けられ、開口を介して空隙が排気流路に通じるように構成されてもよい。内管は、第１範囲と、第２範囲とを有してもよい。第１範囲は、内管の外側面と外管の内側面との間に挟み込まれる介在物が存在する周方向範囲では介在物の内側面の位置を基準にし、介在物が存在しない周方向範囲では外管の内側面の位置を基準にして、内管の外側面が基準と同じ位置にある。第２範囲は、内管の外側面が基準よりも内側に配置される。内管の外側面は、第１範囲及び第２範囲のそれぞれにおいて、第２端部に達していてもよい。第１範囲においては、内管の外側面と外管の内側面との間に介在物が挟み込まれることにより、内管と外管との間が閉塞されるように構成されてもよい。第２範囲においては、内管の外側面と外管の内側面との間に空隙の一部が構成され、第２範囲が第２端部に達する箇所に開口が構成されていてもよい。

このような構成によれば、例えば、外管を外周側へ膨らませることのみによって空隙を確保する場合に比べ、消音器が有する二重管の外径をより小さくすることができる。したがって、サブマフラとしての消音器の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。

本開示の一態様では、内管は、第１の径を有する太径部と、第１の径よりも小さい第２の径を有する細径部とを有してもよい。細径部の外側面と外管の内側面との間には、空隙の一部に相当する共鳴室が構成されてもよい。太径部は、第２端部に配置されて、太径部が第１範囲及び第２範囲を有し、第２範囲において太径部の外側面と外管の内側面との間に、空隙の一部に相当する共鳴管が構成されてもよい。共鳴管の一端に開口があって、開口を介して共鳴管が排気流路に通じていて、共鳴管を介して共鳴室が排気流路に通じることにより、共鳴管及び共鳴室がヘルムホルツ共鳴器として機能するように構成されていてもよい。

このような構成によれば、消音機能を維持しつつ、消音器が有する二重管の外径を小さくすることができる。したがって、サブマフラとしての消音器の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。

本開示の一態様では、外管の第１端部から第２端部までの範囲内の外径が、第２端部における外管の外径以下であってもよい。
このような構成によれば、消音器が有する二重管の外径を小さくすることができる。したがって、サブマフラとしての消音器の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。

排気システム及び車両用電池の配置を示すブロック図である。 浄化装置の構成を示す斜視図である。 図３Ａは第１実施形態のサブマフラ５を第２端部側から見た説明図である。図３Ｂは図３Ａ中にIIIＢ−IIIＢ線で示した切断箇所における断面図である。図３Ｃは図３Ｂ中にIIIＣ−IIIＣ線で示した切断箇所を拡大して示す切断部端面図である。図３Ｄは図３Ｂ中にIIIＤ−IIIＤ線で示した切断箇所を拡大して示す切断部端面図である。 比較例の排気システム及び車両用電池の配置を示すブロック図である。 図５Ａは図３Ｃに示した箇所の第１変形例を示す切断部端面図である。図５Ｂは図３Ｃに示した箇所の第２変形例を示す切断部端面図である。図５Ｃは図３Ｃに示した箇所の第三変形例を示す切断部端面図である。図５Ｄは図３Ｃに示した箇所の第四変形例を示す切断部端面図である。 図６Ａは変形例のサブマフラ５１を第２端部側から見た説明図である。図６Ｂは図６Ａ中にVIＢ−VIＢ線で示した切断箇所における断面図である。図６Ｃは変形例のサブマフラ６１を第２端部側から見た説明図である。図６Ｄは図６Ｃ中にVIＤ−VIＤ線で示した切断箇所における断面図である。 図７Ａは変形例のサブマフラ７６を第２端部側から見た説明図である。図７Ｂは図７Ａ中にVIIＢ−VIIＢ線で示した切断箇所における断面図である。図７Ｃは変形例のサブマフラ７６を第１端部側から見た説明図である。図７Ｄは変形例のサブマフラ８１を第２端部側から見た説明図である。図７Ｅは図７Ｄ中にVIIＥ−VIIＥ線で示した切断箇所における断面図である。図７Ｆは変形例のサブマフラ８１を第１端部側から見た説明図である。 図８Ａは変形例のサブマフラ８６を第２端部側から見た説明図である。図８Ｂは図８Ａ中にVIIIＢ−VIIIＢ線で示した切断箇所における断面図である。図８Ｃは変形例のサブマフラ８６を第１端部側から見た説明図である。図８Ｄは変形例のサブマフラ９１を第２端部側から見た説明図である。図８Ｅは図８Ｄ中にVIIIＥ−VIIIＥ線で示した切断箇所における断面図である。図８Ｆは変形例のサブマフラ９１を第１端部側から見た説明図である。 図９Ａは第２実施形態のサブマフラ２０３を第２端部側から見た模式的な側面図である。図９Ｂは図９ＡのIXＢ−IXＢ線での模式的な断面図である。 図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは連通孔の形状を説明するための模式図である。 図１１Ａは図９ＢのXIＡ−XIＡ線での模式的な断面図である。図１１Ｂは図９ＢのXIＢ−XIＢ線での模式的な断面図である。図１１Ｃは図９ＢのXIＣ−XIＣ線での模式的な断面図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは連通孔と定常波との関係を説明するための模式図である。 図１３は、図９Ａとは異なる実施形態のサブマフラの図９Ｂに対応する模式的な断面図である。 図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃは、図９Ａとは異なる実施形態の固定部の図１１Ａに対応する模式的な断面図である。 図１５Ａは、比較例１における周波数と消音量との関係を示すグラフであり、図１５Ｂは、実施例１における周波数と消音量との関係を示すグラフであり、図１５Ｃは、実施例２における周波数と消音量との関係を示すグラフである。 浄化装置の配置を変更した排気システム及び車両用電池の配置を示すブロック図である。 サブマフラが屈曲した構成の排気システム及び車両用電池の配置を示すブロック図である。

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す排気システム１は、ハイブリッド車両に搭載される。ハイブリッド車両は、動力源として、内燃機関であるエンジン１００と、電動モータと、を備える。本実施形態のハイブリッド車両には、電動モータに電力を供給する車両用電池２００が車両の床下に設けられている。車両用電池２００は、概略直方体状のケースに収容されている。車両用電池２００が収容されるケースは、車両に配置された状態で、上面及び底面が車両の上下方向を向き、各側面がそれぞれ車両の前後方向及び左右方向を向くように設置されている。車両用電池２００は、車両上方から見て車両の中央部付近に大きな搭載スペースを占めて配置される。

排気システム１は、エンジン１００から排気される排ガスの排気流路を形成する。排気システム１は、浄化装置３と、サブマフラ５と、メインマフラ７と、管材９Ａ，９Ｂ，９Ｃ（以下、個々の管材を区別しない場合は管材９とも称する。）と、を備え、これらの部材が直列に接続された構造とされている。浄化装置３とサブマフラ５とは管材９Ａによって接続されている。サブマフラ５とメインマフラ７とは管材９Ｂによって接続されている。メインマフラ７を通過した排ガスは、管材９Ｃから排出される。なお、図示しないが、エンジン１００から排気される排ガスは、エキゾーストマニホールドを介して浄化装置３へと流入するように構成されている。上述したように、車両用電池２００が車両床下の中央部付近において大きな搭載スペースを占めて設置されているため、排気システム１は、車両用電池２００を迂回して車両前後方向に延びるように配置されている。

浄化装置３は、エンジン１００から排気される排ガス中の環境汚染物質を浄化部材により改質又は捕集する装置である。浄化装置３は、排気流路において排ガスの流れが直列となるように配置される第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２と、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２が収容される１つの収容室３０と、収容室３０を内部に形成するケーシング３３と、を有する。ここで、排ガスの流れが直列となるように配置されるとは、第１の浄化部材と第２の浄化部材とが排気流路において順次一列に並んで配置されることをいい、順次一列に並ぶとは、両部材が直線状に配置されて並ぶ場合に限らず、本実施形態のように両部材が直線状でなく配置されて並ぶ場合を含む。浄化装置３において、排気流路が第１の浄化部材３１から第２の浄化部材３２にかけてＬ字状に屈曲するように、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２が配置される。収容室３０も排気流路と同様にＬ字状に屈曲しており、ケーシング３３の外形も同様にＬ字状に屈曲している。浄化装置３の詳細な構造については後述する。

サブマフラ５及びメインマフラ７は、いずれも排気騒音を低減する装置である。
サブマフラ５は、浄化装置３よりも排気流路の下流側に位置し、排ガスを通過させる二重管構造を有する消音器である。

メインマフラ７は、サブマフラ５を通過した排ガスをさらに消音する。
浄化装置３は、車両の前後方向において車両用電池２００の前側に配置されている。サブマフラ５は、車両の左右方向において車両用電池２００の左側及び右側の少なくとも一方に配置されている。本実施形態では、サブマフラ５は、車両の左右方向において車両用電池２００の右側にのみ配置されている。メインマフラ７は、車両の前後方向において車両用電池２００の後側に配置されている。また、排気システム１は、車両の上下方向において車両用電池２００と略同程度の高さに配置されている。具体的には、浄化装置３は、ケーシング３３の少なくとも一部が、車両用電池２００が収容されるケースの前面と対向するように配置されている。また、サブマフラ５は、外管１３の少なくとも一部が、車両用電池２００が収容されるケースの右側面と対向するように配置されている。

＜浄化装置＞
図２に示す浄化装置３は、上述したように、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２と、１つの収容室３０と、を備え、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２が１つの収容室３０に収容されるタンデム構造をしている。ここで、タンデム構造とは、直列に配置された２つの浄化部材が１つの収容室に収容された構造であって、収容室における２つの浄化部材に挟まれる部分の径が、主流パイプの径と同程度の大きさまで絞られることがない、換言すれば、主流パイプの径よりも大きい構造をいう。主流パイプとは、浄化装置の上流側端部及び下流側端部のそれぞれに接続されて排気流路を構成するパイプである。本実施形態では、浄化装置３の下流側端部に接続される主流パイプが管材９Ａである。収容室を内部に形成するケーシングは、すべての部分が同一部材で形成されていてもよいし、複数部材を組み合わせて形成されていてもよい。本実施形態では、ケーシング３３は、後述する導入部３３１、第１接続部３３２、屈曲部３３３及び第２接続部３３４の複数部材を組み合わせて形成されている。

第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２は、エンジン１００から排気される排ガス中の環境汚染物質を浄化部材により改質又は捕集する機能を有する部材である。環境汚染物質とは、例えば、炭化水素類（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び粒状物質（ＰＭ）等を意味する。第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２は、上記機能を有する部材であれば、触媒又はフィルタ等、どのような種類のものでもよい。具体例としては、例えば、排ガス中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを浄化する三元触媒、及び、排ガス中のＰＭを捕集するフィルタであるＧＰＦ等が挙げられる。また、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２は、同一の種類の部材であってもよいし、異なる種類の部材であってもよい。

浄化装置３の詳細な構造を以下に説明する。なお、図２では、排気の流れ方向を白抜き矢印で示す。
ケーシング３３は、導入部３３１と、第１接続部３３２と、屈曲部３３３と、第２接続部３３４と、を備える。導入部３３１、第１接続部３３２、屈曲部３３３、及び第２接続部３３４は、それぞれ管状に形成され、該管の内部が排気の流路２０となるように、流路２０が順に連通するように構成される。

導入部３３１は、浄化装置３において排気の流れに対して最も上流側に位置し、エンジン１００から排気される排ガスが導入される部位である。
第１接続部３３２は、導入部３３１の下流側にて導入部３３１における流路２０と連通する直線状の流路２０を有する部位である。屈曲部３３３は、第１接続部３３２の下流側にて屈曲する排気の流路２０を有する部位である。第２接続部３３４は、屈曲部３３３の下流側にて屈曲部３３３における流路２０と連通する直線状の流路２０を有する部位である。本実施形態では、第１接続部３３２における流路２０の方向と第２接続部３３４における流路２０の方向とが屈曲部３３３において直交する。すなわち、上述したように、ケーシング３３は、外形がＬ字状に屈曲している。

第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２は、それぞれ円筒状に形成されるとともに、第１接続部３３２及び第２接続部３３４内にそれぞれ配置され保持される。すなわち、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２は、収容室３０において、屈曲部３３３を挟むように配置されている。

図１に示すように、本実施形態では、浄化装置３は、車両用電池２００が収容されるケースの前面に沿って第２の浄化部材３２が収容される第２接続部３３４が車両の左右方向に延びるように配置されている。

＜サブマフラ＞
サブマフラ５は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、内管１１と、外管１３とを備えている。これら内管１１及び外管１３は、双方とも管状に構成されている。内管１１は外管１３の内周側に配置され、これにより、内管１１及び外管１３が、図３Ｂ中に示す範囲Ａ１において、二重管１５を構成している。以下の説明では、二重管１５の一端（図３Ｂ中の左端。）を第１端部１５Ａ、他端（図３Ｂ中の右端。）を第２端部１５Ｂと称する。

第１端部１５Ａ及び第２端部１５Ｂには、それぞれ上述の管材９Ａ，９Ｂが接続される。これにより、第１端部１５Ａでは、内管１１の内周側が排気の流動方向上流側にある第１流路に連続する。また、第２端部１５Ｂでは、外管１３の内周側が排気の流動方向下流側にある第２流路に連続する。すなわち、内管１１を介して第１流路と第２流路とを結ぶ排気流路が構成される。

ただし、第１端部１５Ａ及び第２端部１５Ｂはどちらを排気流路の上流側にしてもよい。具体的には、第２端部１５Ｂを排気の流動方向上流側にある第１流路に連続させ、第１端部１５Ａを排気の流動方向下流側にある第２流路に連続させてもよい。また、内管１１及び外管１３に対して別体の管材９Ａ，９Ｂを接合してもよいが、内管１１及び外管１３自体が管材９Ａ，９Ｂ相当の箇所まで一体に成形されていてもよい。

内管１１と外管１３との間には空隙１７が設けられている。より詳しくは、図３Ｂに示すように、内管１１は、最大外径が第１の径Ｒ１とされた太径部２１と、最大外径が第１の径Ｒ１よりも小となる第２の径Ｒ２とされた細径部２３とを有する形状とされている。太径部２１は第２端部１５Ｂ側に配置され、細径部２３は第１端部１５Ａ側に配置されている。一方、外管１３は、第２端部１５Ｂから連続する大部分の範囲において、内径が内管１１の最大外径とほぼ同一に構成されている。ただし、外管１３は、第１端部１５Ａ付近の一部においてのみ、図３Ｂに示すように外径が絞り込まれて、第１端部１５Ａ側ほど外径が小さくなる形状にされている。

内管１１及び外管１３が上述のような形状とされることにより、細径部２３の外周面と外管１３の内周面との間には、空隙１７の一部に相当する共鳴室１７Ａが構成されている。また、太径部２１においては、図３Ｃに示すように、内管１１の外周面の一部が内周側に凹ませてある。これにより、太径部２１の外周面の一部と外管１３の内周面との間には、空隙１７の一部に相当する共鳴管１７Ｂが構成されている。

すなわち、これら共鳴室１７Ａ及び共鳴管１７Ｂが構成される箇所において、内管１１は、外管１３の内周面の位置を基準にして、内管１１の外周面の一部が基準よりも内周側に配置される形状とされている。これにより、内管１１の外周面の一部と外管１３の内周面との間に、上述のような共鳴室１７Ａ及び共鳴管１７Ｂが構成されている。

本実施形態の場合、共鳴管１７Ｂを構成する箇所に設けられた内管１１の外周面の凹みは、その曲率中心が内管１１の外周側にある。また、凹みの曲率半径Ｒ３は、内管１１の最大半径Ｒ４（すなわち、凹みのない箇所の半径。）とほぼ同じ寸法にされている。これにより、断面円形の管に対して後加工で凹みを設ける際に、加工前後で管の周方向長さをほぼ同一にできるので、管の肉厚をほぼ維持したまま凹みを設けることができる。ただし、このような凹みを後加工で設けるか否かは任意であり、あらかじめ凹みのある形状に成形された管を用いてもよい。

第１端部１５Ａにおいては、内管１１と外管１３が接する位置にあり、これにより、内管１１と外管１３との間が閉塞されている。本実施形態の場合、第１端部１５Ａにおいて内管１１と外管１３は全周にわたって溶接されている。一方、第２端部１５Ｂにおいては、内管１１と外管１３との間に開口１９がある。この開口１９は、上述の共鳴管１７Ｂの一端にあり、開口１９を介して共鳴管１７Ｂが排気流路に通じている。また、共鳴管１７Ｂの他端は共鳴室１７Ａに通じ、共鳴管１７Ｂを介して共鳴室１７Ａが排気流路に通じている。

このような共鳴管１７Ｂ及び共鳴室１７Ａを設けることにより、共鳴管１７Ｂ及び共鳴室１７Ａがヘルムホルツ共鳴器として機能するように構成されている。より詳しくは、共鳴室１７Ａは、図３Ｄに示すように、共鳴管１７Ｂよりも、外管１３の軸方向に垂直な断面の面積が共鳴管１７Ｂよりも大きく、かつ、外管１３の軸方向に平行な長さが共鳴管１７Ｂよりも長く、共鳴管１７Ｂよりも十分に容積が大きくされている。一方、共鳴管１７Ｂは、図３Ｃに示すように、外管１３の軸方向に垂直な断面の面積が共鳴室１７Ａよりも小さくされている。

図１に示すように、本実施形態では、サブマフラ５は、車両用電池２００が収容されるケースの右側面に沿って車両の前後方向に延びるように配置されている。
［１−２．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。

（１−２ａ）排気システム１は、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２が１つの収容室３０に収容されるタンデム構造の浄化装置３と、排ガスを通過させる内管１１及び外管１３により構成される二重管１５を有するサブマフラ５と、を備え、浄化装置３は車両の前後方向において車両用電池２００の前側に配置され、サブマフラ５は車両の左右方向において車両用電池２００の左側及び右側の少なくとも一方に配置される。このような構成によれば、タンデム構造でない浄化装置と比較して浄化装置３の車両前後方向における長さが短縮され、かつ、二重管を有しない構成のサブマフラと比較してサブマフラ５の車両左右方向における長さが短縮されるため、その短縮分だけ車両用電池２００の搭載スペースを拡張できる。これについて、図４を用いて説明する。

図４に示す比較例の排気システム１Ｄは、タンデム構造でない浄化装置３Ｄと、二重管を有しない構成のサブマフラ５Ｄと、を備える点で、上記実施形態の排気システム１と相違する。なお、排気システム１Ｄにおける浄化装置３Ｄ、サブマフラ５Ｄ及び車両用電池２００Ｄ以外の構成要素については、上記実施形態と同様の構成であるため、上記実施形態と同じ記号を用いている。

浄化装置３Ｄは、２つの収容室３０Ｄ，３０Ｅと、収容室３０Ｄを内部に形成するケーシング３３Ｄと、収容室３０Ｅを内部に形成するケーシング３３Ｅと、を有し、収容室３０Ｄに第１の浄化部材３１Ｄが収容されており、収容室３０Ｅに第２の浄化部材３２Ｄが収容されている。ケーシング３３Ｄとケーシング３３Ｅとの間は主流パイプ９Ｄで接続されている。この場合、ケーシング３３Ｄ及びケーシング３３Ｅにおける主流パイプ９Ｄ側の端部には、収容室３０Ｄ及び収容室３０Ｅの径を主流パイプ９Ｄの径と同じ大きさまで絞るためのテーパ部を設ける必要がある。このため、浄化装置３Ｄでは、第１の浄化部材３１Ｄと第２の浄化部材３２Ｄとの間の距離が、タンデム構造の浄化装置３における第１の浄化部材３１と第２の浄化部材３２との間の距離よりも長くなる。よって、浄化装置３Ｄの車両前後方向における長さは、浄化装置３の車両前後方向における長さと比較して長くなる。すなわち、排気システム１では、浄化装置３の車両前後方向における長さが浄化装置３Ｄと比較して短縮されるため、その短縮分だけ車両用電池２００の搭載スペースを車両前方向に拡張できる。

また、サブマフラ５Ｄは、二重管を有しない構成の消音器であり、外形が外側に大きく膨らんだ形状になっている。このため、サブマフラ５Ｄの車両左右方向における長さは、サブマフラ５の車両左右方向における長さと比較して長くなる。すなわち、排気システム１では、サブマフラ５の車両左右方向における長さがサブマフラ５Ｄと比較して短縮されるため、その短縮分だけ車両用電池２００の搭載スペースを車両左右方向に拡張できる。

したがって、車両用電池２００の周辺に排気システム１が配置される車両において、車両用電池２００の搭載スペースを増加させることができる。
（１−２ｂ）浄化装置３において、排気流路が第１の浄化部材３１から第２の浄化部材３２にかけてＬ字状に屈曲するように、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２が配置される。このような構成によれば、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２を直線状に配置した場合と比較して、浄化装置３の車両前後方向における長さをより短縮できるため、車両用電池２００の車両前後方向の搭載スペースをさらに増加させることができる。

（１−２ｃ）上記構成のサブマフラ５によれば、二重管１５を構成する内管１１と外管１３との間に空隙１７が設けられ、第２端部１５Ｂにおいては内管１１と外管１３との間に開口１９を有し、開口１９を介して空隙１７が排気流路に通じるように構成されている。これにより、本実施形態の場合は、共鳴管１７Ｂ及び共鳴室１７Ａがヘルムホルツ共鳴器として機能し、消音効果が発現する。

このような構造のサブマフラ５であれば、内管１１には小孔を設けなくてもよいので、そのような小孔の変形を考慮することなく、内管１１に対して曲げ加工を施すことが可能となる。したがって、小孔のある内管１１を利用する場合よりも良好な曲げ加工性を確保することができる。よって、排気管の曲げ部であってもサブマフラ５を配置することができるようになり、より消音効果の高い場所を選定できるようになるので、排気管の曲げ部に配置することが難しいサブマフラ５に比べ、より適切に消音効果を発揮させることができる。

また、上述のような空隙１７を設けるに当たっては、内管１１の形状を、外管１３の内周面の位置を基準にして、内管１１の外周面の一部が基準よりも内周側に配置される形状とすることにより、空隙１７を構成している。そのため、例えば、外管１３を外周側へ膨らませることのみによって空隙１７を確保する場合に比べ、二重管１５の外径をより小さくすることができる。よって、サブマフラ５の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池２００の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。また、より狭い配置場所であってもサブマフラ５を配置することができるようになる。したがって、サブマフラ５を配置する場所を決める際の自由度が高くなり、より消音効果の高い場所を選定できるようになるので、配置場所が限られる大型のサブマフラに比べ、より適切に消音効果を発揮させることができる。

また、上記サブマフラ５の場合、二重管１５の第２端部１５Ｂに開口１９を設けて、二重管１５の軸方向と同方向に延びる共鳴管１７Ｂを構成してある。そのため、内管１１を径方向に貫通する貫通孔を共鳴管として利用する場合に比べ、共鳴管１７Ｂの軸方向長さを容易に長くすることができる。ヘルムホルツ共鳴器における共鳴周波数ｆは、音速Ｃ，共鳴管断面積Ｓ，共鳴管長さＬ，及び共鳴室容積Ｖに基づき、下記の数式（１）によって算出することができる。

そのため、共鳴管１７Ｂの軸方向長さＬを大きくすることができれば、共鳴周波数ｆを低く設定することが可能となる。これに対し、内管１１を径方向（すなわち、内管１１の肉厚方向。）に貫通する貫通孔を共鳴管して利用する場合、共鳴管長さＬは最大でも内管１１の肉厚と同寸法までしか確保できない。ここで、共鳴周波数ｆを低くする方法としては、共鳴管断面積Ｓを小さくするという方法もある。しかし、共鳴管断面積Ｓを小さくすると、共鳴周波数ｆを低くできても消音効果自体が弱まってしまう、という問題を招く。内管１１の貫通孔にパイプを接続して共鳴管長さＬを延長することもできるが、パイプが追加される分だけ構造が複雑化し、生産性の低下や構造全体の大型化を招く。この点、上記サブマフラ５のような構造を採用すれば、共鳴管１７Ｂの軸方向長さを容易に所望の寸法に設定できるので、十分な騒音抑制効果を確保しながら、共鳴周波数を容易により低く設定でき、ターゲットとなる周波数の排気騒音を低減することができる。

また、上記サブマフラ５の場合、外管１３は、第１端部１５Ａから第２端部１５Ｂまでの範囲内の外径が、第２端部１５Ｂにおける外管１３の外径以下となる形状とされている。そのため、二重管１５の外径が第２端部１５Ｂよりも大きくなる箇所を有するサブマフラに比べ、二重管１５の外径を小さくすることができる。よって、サブマフラ５の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池２００の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。また、より狭い配置場所にもサブマフラ５を配置できるようになる。

（１−２ｄ）上記サブマフラ５の場合、二重管１５を有する構成であるため、空隙１７の存在により、二重管を有しない構成のサブマフラと比較して断熱性が高くなる。このため、サブマフラ５の内部を通過する排ガスの熱が外部へ伝達されにくくなることから、サブマフラ５を車両用電池２００により近づけて配置することができる。

（１−２ｅ）排気システム１では、浄化装置３の車両前後方向における長さが短縮されることにより、その短縮分だけ、車両用電池２００右側に配置されるサブマフラ５についても、その搭載スペースを車両前方向に拡張できる。よって、サブマフラ５の車両前後方向の長さをより長く設定することも可能となるため、消音のターゲットとなる周波数の範囲をより低い範囲にまで拡大できる。

なお、第１実施形態では、サブマフラ５，５１，６１，７６，８１，８６，９１が消音器に相当する。
［１−３．サブマフラの変形例］
（１−３ａ）上記実施形態において、図３Ｃには、内管１１の上下二箇所に内周側に向かって凸な形状の凹みを設けることにより、共鳴管１７Ｂを構成していたが、共鳴管１７Ｂの数、及び共鳴管１７Ｂを構成するために内管１１の外周に設けられる凹みの形状は、上述の例に限定されない。

例えば、図５Ａに示すように、図３Ｃに示した共鳴管１７Ｂと同形状の共鳴管１７Ｂを、内管１１の下側一箇所だけに設けてもよい。同様の共鳴管１７Ｂを、内管１１の下側以外の箇所に設けてもよいが、内管１１の下側に共鳴管１７Ｂを設けてあると、外管１３の内周面で結露して外管１３の内部（例えば、共鳴室１７Ａの内部。）に水が溜まった場合には、共鳴管１７Ｂを介して水を外部へ排出できる可能性がある。よって、このような利点も考慮すれば、少なくとも内管１１の下側に共鳴管１７Ｂを構成しておくと好ましい。ただし、外管１３の内部の水については、別の排水対策を採用することもできるので、共鳴管１７Ｂを内管１１の下側に設けることは必須ではない。

また、図５Ｂに示すように、内管１１の上下二箇所に平らな形状の部分を設けることにより、共鳴管１７Ｂを構成してもよい。このような平らな形状の部分であっても、内管１１の外周面全体が外管１３の内周面に接する位置を基準にすると、平らな形状の部分は、基準よりも内周側に配置される形状となるので、共鳴管１７Ｂを構成することができる。

また、図５Ｃに示すように、内管１１の下側一箇所に外周側に向かって凸な形状の部分を設けることにより、共鳴管１７Ｂを構成してもよい。このような外周側に向かって凸な形状の部分であっても、内管１１の外周面全体が外管１３の内周面に接する位置を基準にすると、外周側に向かって凸な形状の部分は、基準よりも内周側に配置される形状となるので、共鳴管１７Ｂを構成することができる。図５Ｄに示すように、内管１１の上下二箇所に外周側に向かって凸な形状の部分を設けることにより、共鳴管１７Ｂを構成してもよい。このような凸な形状の部分についても、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、曲率中心は内管１１の外周側にある。

（１−３ｂ）図６Ａ及び図６Ｂに示すサブマフラ５１は、第１端部１５Ａにおいて、内管１１と外管１３が接する位置にはなく、その代わりに、金属製の緩衝部材であるワイヤメッシュ５３が内管１１と外管１３との間に挟み込まれることにより、内管１１と外管１３との間が閉塞されている。このように、内管１１と外管１３との間は、溶接以外の手法で閉塞されていてもよい。

なお、図示は省略するが、第２端部１５Ｂにおいても、ワイヤメッシュ５３等の介在物が内管１１と外管１３との間に挟み込まれていてもよい。ただし、第２端部１５Ｂにおいては、上述のような開口１９が設けられ、共鳴管１７Ｂとなる空隙が確保されるので、これら開口１９や共鳴管１７Ｂに対応する箇所には介在物が配置されない。

（１−３ｃ）図６Ｃ及び図６Ｄに示すサブマフラ６１は、内管１１の形状が上記実施形態とは相違し、上記実施形態でいう太径部２１に相当する断面形状とされた部分が、内管１１の軸方向全長にわたって連続して、共鳴室１７Ａがない直線状の空隙６３を構成している。第１端部１５Ａにおいては、上述したサブマフラ５１と同様、ワイヤメッシュ５３が内管１１と外管１３との間に挟み込まれることにより、内管１１と外管１３との間が閉塞されている。このように構成されたサブマフラ６１は、上述の空隙６３がサイドブランチとして機能する。すなわち、本開示の消音器は、上記実施形態に示した通り、ヘルムホルツ共鳴器型消音器として構成できる他、サイドブランチ型消音器として構成することもできる。

（１−３ｄ）上記実施形態では、第１端部１５Ａにおいて内管１１と外管１３との間が閉塞され、第２端部１５Ｂにおいて内管１１と外管１３との間に開口１９が設けられていたが、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示すサブマフラ７６の場合、第１端部１５Ａと第２端部１５Ｂの双方に開口が設けられている。

図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示すサブマフラ７６の場合、第１端部１５Ａにおいて、内管１１と外管１３との間にはワイヤメッシュ７７が挟み込まれている。ただし、図７Ｃに示すように、ワイヤメッシュ７７は周方向の一部が途切れた形状になっており、その途切れた部分によって開口７８が形成されている。

このような開口７８は、内管１１と外管１３との間に構成される共鳴室１７Ａの機能が損なわれない範囲内でサイズ及び形状を調節することができ、そのような調節を行うことにより、ヘルムホルツ共鳴器の特性として算出される周波数の調整を実施できる。ヘルムホルツ共鳴器における共鳴周波数は、上記実施形態において説明した通り、共鳴管断面積，共鳴管長さ，及び共鳴室容積等を調整することによって変えることができるが、更に開口７８のサイズや形状を調節することによっても変えることができる。したがって、開口７８による調整が可能となる分だけ、ヘルムホルツ共鳴器における共鳴周波数の調整手段が増えることになり、そのような調整を行う際の自由度が高くなる。

なお、第１端部１５Ａと第２端部１５Ｂの双方に開口を設けた場合は、内管１１と外管１３との間にも排気が流入し得るので、その場合は、内管１１の外周側及び内周側に二系統の排気流路が構成されることになる。この場合、仮にいずれか一方の排気流路が詰まったとしても、もう一方の排気流路が詰まっていなければ、排気流路が完全に閉塞されてしまうのを回避することができる。

したがって、例えば寒冷地等において排気管内に水が溜まり、その水が凍るという現象が何度となく繰り返されるような状況下で、いずれか一方の排気流路が氷によって塞がれたとしても、もう一方の排気流路を介して排気ガスを排出できる余地がある。よって、湾曲している排気管の形状に起因して、水が溜まりやすい箇所ができる場合には、そのような箇所に上記サブマフラ７６を配設することにより、消音効果に加えて、排気管内の凍結対策を図ることもできる。

（１−３ｅ）図７Ｄ、図７Ｅ及び図７Ｆに示すサブマフラ８１は、第１端部１５Ａにおいても内管１１の外周に第２端部１５Ｂ側と同様な凹みが形成されて、開口８５が形成されている。このような開口８５についても、内管１１と外管１３との間に構成される共鳴室１７Ａの機能が損なわれない範囲内でサイズ及び形状を調節することができ、そのような調節を行うことにより、ヘルムホルツ共鳴器の特性として算出される周波数の調整を実施できる。なお、排気の流路が二系統確保される点は上述したサブマフラ７６と同様である。

（１−３ｆ）図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示すサブマフラ８６は、上述したサブマフラ８１との比較において、第２端部１５Ｂ側に設けられた開口１９の数が相違するが、その他の点は上述したサブマフラ８１と同様に構成されている。

すなわち、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示すサブマフラ８６についても、第１端部１５Ａにおいて内管１１の外周には凹みが形成されることにより、開口８８が形成されている。このような開口８８についても、内管１１と外管１３との間に構成される共鳴室１７Ａの機能が損なわれない範囲内でサイズ及び形状を調節することができ、そのような調節を行うことにより、ヘルムホルツ共鳴器の特性として算出される周波数の調整を実施できる。なお、排気の流路が二系統確保される点は上述したサブマフラ７６と同様である。

（１−３ｇ）図８Ｄ、図８Ｅ及び図８Ｆに例示するサブマフラ９１は、上述したサブマフラ８１との比較において、第１端部１５Ａ側の形状が相違するが、その他の点は上述したサブマフラ８１と同様に構成されている。図８Ｄ、図８Ｅ及び図８Ｆに示すサブマフラ９１は、第１端部１５Ａにおいても内管１１の外周に凹みが形成されて、開口９５が形成されている。このような開口９５についても、内管１１と外管１３との間に構成される共鳴室１７Ａの機能が損なわれない範囲内でサイズ及び形状を調節することができ、そのような調節を行うことにより、ヘルムホルツ共鳴器の特性として算出される周波数の調整を実施できる。なお、排気の流路が二系統確保される点は上述したサブマフラ７６と同様である。

［１−４．補足］
なお、以上説明した例示的な実施形態から明らかなように、本開示の消音器は、更に以下に挙げるような構成を備えていてもよい。

まず、本開示の消音器において、内管は、最大外径が第１の径とされた太径部と、最大外径が第１の径よりも小となる第２の径とされた細径部とを有する形状とされ、細径部の外周面と外管の内周面との間には、空隙の一部に相当する共鳴室が構成され、太径部は、第２端部に配置されて、太径部の外周面の一部と外管の内周面との間に、空隙の一部に相当する共鳴管が構成され、共鳴管の一端に開口があって、開口を介して共鳴管が排気流路に通じていて、共鳴管を介して共鳴室が排気流路に通じることにより、共鳴管及び共鳴室がヘルムホルツ共鳴器として機能するように構成されていてもよい。

このように構成された消音器によれば、二重管の端部に開口を設けて、二重管の軸方向と同方向に延びる共鳴管を構成できる。そのため、内管を径方向に貫通する貫通孔を共鳴管として利用する場合に比べ、共鳴管の軸方向長さを容易に長くすることができる。したがって、十分な騒音抑制効果を確保しながら、共鳴周波数を容易により低く設定することができる。

また、本開示の消音器において、外管は、第１端部から第２端部までの範囲内の外径が、第２端部における外管の外径以下となる形状とされていてもよい。
このように構成された消音器によれば、二重管の外径が第２端部よりも大きくなる箇所が存在しないので、二重管の外径が第２端部よりも大きくなる箇所を有する消音器に比べ、消音器の車両左右方向における長さを短縮でき、車両用電池の車両左右方向の搭載スペースを増加させることができる。また、より狭い配置場所にも消音器を配置できるようになる。

また、本開示の消音器は、消音器を含む排気流路構成部材によって構成される排気流路において気柱共鳴が発生する場合に、排気流路内で発生する定常波の音圧の腹部に対応する位置に開口が配置された状態にあってもよい。

このように構成された消音器によれば、気柱共鳴による共鳴音の発生を抑制することができ、他の位置に消音器が配置される場合よりも排気音の低減を図ることができる。
［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
第２実施形態の排気システム２０１は、サブマフラ２０３の構成のみが第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、排気システム２０１におけるサブマフラ２０３以外の構成要素は、第１実施形態と同様の構成であるため、第１実施形態と同じ記号を用いている。

サブマフラ２０３は、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、筒状の内管２０７と、筒状の外管２０８と、介在物２０９とを備える。サブマフラ２０３は、二重管構造を有する。
（内管）
内管２０７は、内部を排ガスが通過するように構成されている。具体的には、浄化装置３を通過した排ガスが第１端部２７１又は第２端部２７２から内管２０７の内部に導入され、反対側の端部から排出される。

内管２０７は、複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂを有する。複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂは、それぞれ、後述する外管２０８と内管２０７との間に設けられた空隙２１０に、内管２０７の内部を連通させている。複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂは、内管２０７の軸方向（つまり長手方向）に離間した位置に設けられている。また、複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂは、内管２０７の軸方向において、外管２０８の第１端部２８１と第２端部２８２との間に配置されている。

各連通孔２７３Ａ，２７３Ｂの形状は、サイドブランチ型消音器が機能する面積を確保できれば、真円に限定されない。各連通孔２７３Ａ，２７３Ｂは、楕円形（図１０Ａ参照）、多角形、多角形の角を丸めた形状（図１０Ｂ参照）、星型等であってもよい。さらに、各連通孔２７３Ａ，２７３Ｂは、複数の小孔に分割されたもの（つまり小孔の集合体、図１０Ｃ参照）であってもよい。

サブマフラ２０３を含む排気流路構成部材によって構成される第２排気流路（つまり排気システム２０１全体における排気流路）において気柱共鳴が発生する場合、第２排気流路内で発生する定常波の腹部に対応する位置に、各連通孔２７３Ａ，２７３Ｂが配置される。

内管２０７の第２端部２７２の内径Ｒ６は、第１端部２７１の内径Ｒ５よりも大きい。また、第２端部２７２は、外管２０８の内周面に固定される１つの固定部２７２Ａを有している。固定部２７２Ａは、図１１Ａに示すように、管壁の一部が内側に凹んだ２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃを有する。固定部２７２Ａは、内管２０７を外管２０８の内周面に連結する２つの連結部の１つである。

２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃは、空隙２１０に内管２０７の第２端部２７２を連通させる開口２１１Ａ，２１１Ｂをそれぞれ構成している。固定部２７２Ａは、２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃ以外の部分で、内管２０７と外管２０８との間の空間を軸方向に閉塞している。つまり、固定部２７２Ａの周方向の一部は、外管２０８の内周面から離間している。

２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃは、内管２０７の中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。また、２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃの曲率半径Ｒ７は、固定部２７２Ａの最大半径（つまり、凹部２７２Ｂ，２７２Ｃ以外の領域の半径）Ｒ８とほぼ同じであるとよい。これにより、凹部２７２Ｂ，２７２Ｃの形成加工前後で、内管２０７の周方向長さ、ひいては内管２０７の肉厚を維持することができる。

このように、内管２０７は、第１の外周面を有する第１範囲（つまり、凹部２７２Ｂ，２７２Ｃ以外の領域）と、開口２１１Ａ，２１１Ｂを構成すると共に、第１の外周面よりも内側に位置する第２の外周面を有する第２範囲（つまり、凹部２７２Ｂ，２７２Ｃ）とを有している。

また、内管２０７は、第１範囲及び第２範囲を含む第１径部（つまり、第２端部２７２）と、第１径部よりも外径が小さい第２径部（つまり、第２端部２７２以外の部位）とを有している。

（外管）
外管２０８は、図１１Ｂに示すように、内管２０７の外周面を囲うように配置されている。つまり、外管２０８は、内周側に内管２０７が配置され、内管２０７と共に二重管を構成している。

外管２０８の内径は、内管２０７の外径よりも大きい。外管２０８の空隙２１０を構成する範囲（つまり第１端部２８１と第２端部２８２との間の領域）における外径は、第２端部２８２における外径以下である。本実施形態では、外管２０８は、径が長手方向に一定である。

二重管は、第１端部及び第２端部のうち、一方の端部が排気の流動方向上流側の第１流路（つまり、管材９Ａ）に接続すると共に、他方の端部が排気の流動方向下流側の第２流路（つまり、管材９Ｂ）に接続することにより、内管２０７を介して第１流路と第２流路とを結ぶ第１排気流路２１２を構成可能である。

外管２０８は、内管２０７の外周面にそれぞれ連結される第１端部２８１及び第２端部２８２を有する。第１端部２８１及び第２端部２８２の径は等しい。なお、外管２０８の第２端部２８２は、サブマフラ２０３の端部を構成している。

また、内管２０７と外管２０８との間には空隙２１０が設けられ、第２端部２８２において、内管２０７に外管２０８と接続する開口２１１Ａ，２１１Ｂが設けられると共に、空隙２１０が開口２１１Ａ，２１１Ｂを介して第１排気流路２１２に通じるように構成されている。

第１端部２８１の内側には、後述する介在物２０９が配置されている。つまり、第１端部２８１の近傍において、内管２０７と外管２０８との間が、内管２０７の外周面と外管２０８の内周面との間に挟み込まれた介在物２０９により閉塞されている。

一方、第２端部２８２は、内管２０７の固定部２７２Ａにおける外周面のうち、２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃ以外の部分に溶接によって直接固定されている。また、外管２０８の第２端部２８２は、内管２０７の第２端部２７２よりも軸方向外側に延伸している。

つまり、内管２０７の第１範囲において、内管２０７の外周面と外管２０８の内周面とが接すると共に、内管２０７と外管２０８とが接合されることで、内管２０７と外管２０８との間が閉塞されている。また、内管２０７の第２範囲において、内管２０７の外周面と外管２０８の内周面との間に空隙２１０の一部が構成されている。

内管２０７の第２径部（つまり、第２端部２７２以外の部位）の外周面と外管２０８の内周面との間には、空隙２１０の一部に相当する共鳴室２１０Ａが構成されている。また、内管２０７の第２の外周面（つまり、凹部２７２Ｂ，２７２Ｃ）と外管２０８の内周面との間に、空隙２１０の一部に相当する共鳴管２１０Ｂが構成されている。

開口２１１Ａ，２１１Ｂは共鳴管２１０Ｂの一端に位置し、開口２１１Ａ，２１１Ｂを介して共鳴管２１０Ｂが第１排気流路２１２に通じると共に、共鳴管２１０Ｂを介して共鳴室２１０Ａが第１排気流路２１２に通じることにより、共鳴管２１０Ｂ及び共鳴室２１０Ａがヘルムホルツ共鳴器として機能するように構成されている。

さらに、サブマフラ２０３は、複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂを介して第１排気流路２１２と空隙２１０とが連結されていることにより、サイドブランチ型消音器として機能するように構成されている。

また、サブマフラ２０３を含む排気流路構成部材によって構成される第２排気流路において気柱共鳴が発生する場合、第２排気流路内で発生する定常波の腹部に対応する位置に開口２１１Ａ，２１１Ｂは配置される。

（介在物）
介在物２０９は、内管２０７の第１端部２７１における外周面と、外管２０８の第１端部２８１における内周面との間に挟み込まれた緩衝材である。介在物２０９は、内管２０７を外管２０８の内周面に連結する２つの連結部の１つを構成している。

介在物２０９は、図１１Ｃに示すように、内管２０７の外周面及び外管２０８の内周面の周方向全体に沿って配置されている。つまり、介在物２０９は、内管２０７と外管２０８との間の空間を内管２０７の軸方向に閉塞するように配置されている。

なお、介在物２０９は、空隙１０のサイドブランチとしての機能が失われない範囲で、周方向の一部に開口が設けられていてもよい。この開口の大きさを調節することで、共鳴の特性周波数を調整できる。

介在物２０９は、後述するサイドブランチとしての空隙２１０を形成でき、かつ少なくとも内管２０７又は外管２０８に対して摺動することができるものであれば限定されない。介在物２０９としては、通気性を有する、例えば金属製のワイヤメッシュが好適である。

（空隙）
空隙２１０は、内管２０７の外周面、外管２０８の内周面、固定部２７２Ａ、及び介在物２０９によって画定された半密閉空間である。

空隙２１０は、第１連通孔２７３Ａ及び第２連通孔２７３Ｂと、２つの凹部２７２Ｂ，２７２Ｃとによって、内管２０７の内部と連通している。空隙２１０は、特定の周波数の音量を低減する。空隙２１０の特性周波数は、第１連通孔２７３Ａ及び第２連通孔２７３Ｂの位置の変更によって、調整することができる。

（内管、外管、及び空隙の関係）
図１１Ｂに示すように、空隙２１０の断面積Ｓ２は、内管２０７の中空部分の断面積Ｓ１以下である。

また、外管２０８に対し強度が低くてもよい内管２０７の平均肉厚（つまり内管２０７を構成する板材の平均厚み）は、外管２０８の平均肉厚（つまり外管２０８を構成する板材の平均厚み）以下とするとよい。なお、本実施形態では、内管２０７と外管２０８とは、互いの中心軸が一致するように配置されているが、これらの中心軸は必ずしも一致しなくてもよい。

内管２０７の軸方向における空隙２１０の端部とこの端部に最も近接する連通孔との距離、及び連通孔同士の距離は、互いに異なっている。つまり、内管２０７の第１端部２７１と第１連通孔２７３Ａとの距離と、第１連通孔２７３Ａと第２連通孔２７３Ｂとの距離と、第２連通孔２７３Ｂと内管２０７の第２端部２７２までの距離とは、互いに異なっている。なお、各連通孔２７３Ａ，２７３Ｂの内管２０７の周方向における位置は特に限定されない。

［２−２．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２−２ａ）第１排気流路２１２と連通された空隙２１０によってサイドブランチ型消音器が構成されるので、複数の周波数での消音が可能となる。

（２−２ｂ）空隙２１０に連通する開口２１１Ａ，２１１Ｂが内管２０７の第２端部２７２に設けられることによって、ヘルムホルツ共鳴による消音とサイドブランチによる消音とを両立させることができる。

（２−２ｃ）内管２０７の軸方向に離間した位置に複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂが設けられることで、対応周波数の異なる複数のサイドブランチを空隙２１０に形成できる。そのため、より多くの周波数に対し消音効果を発揮させることができる。

ここで、図１２Ａに、連通孔２７３Ａ，２７３Ｂに相当する複数の連通孔が形成されていないサブマフラ２１０３の構成と、このサブマフラ２１０３における音圧とを示す。図１２Ｂに、複数の連通孔２７３Ａ，２７３Ｂが形成されたサブマフラ２０３と、このサブマフラ２０３における音圧とを示す。

第２排気流路で気柱共鳴が発生する場合、図１２Ｂのサブマフラ２０３において第２連通孔２７３Ｂが排気システム２０１で発生する１次モードの定常波Ｄ１の腹に位置し、第１連通孔２７３Ａが２次モードの定常波Ｄ２の腹に位置することで、より確実に消音効果が得られる。なお、便宜上、図１２Ａ及び図１２Ｂでは、浄化装置３、サブマフラ２１０３，２０３及びメインマフラ７が管材９を介して真っ直ぐに配列されたものを図示してあるが、これらの構成部品が屈曲している場合であっても、第２排気流路で気柱共鳴が発生し得るため、定常波の腹に相当する位置を特定し、上記と同様に第１連通孔２７３Ａ及び第２連通孔２７３Ｂの配置位置を設定できる。

（２−２ｄ）外管２０８と内管２０７とを接合する代わりに外管２０８と内管２０７との間に介在物２０９を配置することで、内管２０７と外管２０８との熱膨張の差が発生した際に、外管２０８が内管２０７に対して軸方向にスライドできる。そのため、内管２０７と外管２０８との連結部分における応力集中が抑制される。その結果、亀裂の発生が抑制できる。

なお、第２実施形態では、サブマフラ２０３，２１３が消音器に相当する。
［２−３．サブマフラの変形例］
（２−３ａ）図１３に示すサブマフラ２１３は、図９のサブマフラ２０３に代わって排気システム２０１に使用される。サブマフラ２１３は、内管２０７と、外管２０８と、介在物２０９とを備える。サブマフラ２１３は、二重管構造を有する。

サブマフラ２１３の内管２０７、外管２０８及び介在物２０９は、以下に説明する点を除き、図９Ａ及び図９Ｂのサブマフラ２０３と同様のものであるため、これらの部材についての詳細な説明については省略する。

サブマフラ２１３においては、外管２０８の第２端部２８２が全周にわたって内管２０７に溶接されている。つまり、内管２０７は、第２端部２７２において、凹部２７２Ｂ，２７２Ｃを有しない。内管２０７の第２端部２７２の外形は円状である。

このように、サブマフラ２１３は、図９Ａ及び図９Ｂのサブマフラ２０３と異なり、開口２１１Ａ，２１１Ｂを有しない。サブマフラ２１３には共鳴管２１０Ｂが構成されないので、サブマフラ２１３は、ヘルムホルツ共鳴器としては機能せず、サイドブランチ型消音器としてのみ機能する。

このような構成によれば、第１排気流路２１２と連通された空隙２１０によってサイドブランチ型消音器が構成されるので、複数の周波数での消音が可能となる。
（２−３ｂ）上記実施形態のサブマフラ２０３において、内管２０７は、単一の連通孔を有してもよい。また、内管２０７は、内管２０７の軸方向に離間した位置に設けられた３つ以上の連通孔を有してもよい。

（２−３ｃ）上記実施形態のサブマフラ２０３において、固定部２７２Ａは、図１４Ａに示すように、単一の開口２１１Ｂ（つまり凹部２７２Ｃ）を有してもよい。また、固定部２７２Ａは、凹部の代わりに、図１４Ｂに示す断面が弦状の平坦部２７２Ｄ，２７２Ｅ、又は図１４Ｃに示す径方向外側に突出する凸部２７２Ｆ，２７２Ｇを有してもよい。

（２−３ｄ）上記実施形態のサブマフラ２０３は、必ずしも介在物２０９を備えなくてもよい。つまり、内管２０７の２つの連結部は、どちらも外管２０８の内周面に固定された固定部であってもよい。具体的には、内管２０７の第１端部２７１は、介在物２０９によって外管２０８の第１端部２８１に連結される代わりに、第１端部２８１に直接固定されていてもよい。この場合、空隙２１０は、内管２０７の外周面、外管２０８の内周面、及び２つの固定部によって画定される。

（２−３ｅ）上記実施形態のサブマフラ２０３において、内管２０７の第２端部２７２と外管２０８の第２端部２８２との間に、介在物が挟み込まれてもよい。つまり、内管２０７の外周面と外管２０８の内周面との間に介在物が挟み込まれることにより、内管２０７と外管２０８との間が閉塞されてもよい。

（２−３ｆ）上記実施形態のサブマフラ２０３において、外管２０８の空隙２１０を構成する範囲における外径は、必ずしも第２端部２８２における外径以下でなくてもよい。また、空隙２１０の断面積は、必ずしも内管２０７の中空部分の断面積以下でなくてもよい。

［２−４．実施例］
次に、第２実施形態の効果を確認するために行った実施例１、２と比較例１との比較について説明する。

比較例１は、図９Ｂのサブマフラ２０３において、内管２０７の連通孔を無しとしたものである。実施例１は、図９Ｂのサブマフラ２０３において、内管２０７の連通孔の数を１つとしたものである。実施例２は、内管２０７が２つの連通孔を有する図９Ｂのサブマフラ２０３である。比較例１と実施例１、２とにおける、周波数（横軸）と消音量（縦軸）との関係を、図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１５Ｃに示す。

比較例１は、空隙２１０を内管２０７に接続した共鳴室として機能させるものである。そのため、図１５Ａに示されるように、消音される周波数（つまり消音のピーク）が１つのみである。

これに対し、実施例１では、図１５Ｂに示されるように、空隙２１０がサイドブランチとして機能するため、複数の周波数に対して消音効果を発揮することができる。なお、図１５Ｂ中の最も低い（グラフ中左端の）周波数帯では、ヘルムホルツ共鳴による消音効果とサイドブランチによる消音効果とが合成されている。

さらに、内管２０７が有する連通孔の数を増やすと、図１５Ｃに示すように、消音効果の生じる周波数を増やすことができる。
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（３ａ）上記実施形態では、サブマフラ５，２０３は、車両の左右方向において車両用電池２００の右側にのみ配置されているが、サブマフラの配置及びサブマフラの個数はこれに限定されない。例えば、サブマフラは、車両の左右方向において車両用電池の左側にのみ配置されていてもよい。また、例えば、排気システムが２つのサブマフラを備えており、車両の左右方向において車両用電池の右側及び左側にサブマフラが１つずつ配置されていてもよい。

（３ｂ）上記実施形態では、浄化装置３は、車両用電池２００が収容されるケースの前面に沿って第２の浄化部材３２が収容される第２接続部３３４が車両の左右方向に延びるように配置されている。しかし、車両用電池２００の前側における浄化装置３の配置はこれに限定されない。例えば、図１６に示すように、浄化装置３は、第１の浄化部材３１が収容される第１接続部３３２が車両の左右方向に延び、第２の浄化部材３２が収容される第２接続部３３４が車両の前後方向に延びるように配置されてもよい。なお、図１６では、浄化装置３の配置のみ変更されており、個々の構成要素は上記実施形態と同様の構成であるため、上記実施形態と同じ記号を用いている。
また例えば、浄化装置３は、第１接続部３３２が車両の上下方向に延び、第２接続部３３４が車両の前後方向又は左右方向に延びるように配置されていてもよい。また例えば、浄化装置３は、第１接続部３３２が車両の前後方向又は左右方向に延び、第２接続部３３４が車両の上下方向に延びるように配置されていてもよい。

（３ｃ）上記実施形態では、浄化装置３の屈曲部３３３は、第１接続部３３２における流路２０の方向と第２接続部３３４における流路２０の方向とが屈曲部３３３において直交するようにＬ字状に屈曲している構成を示した。しかし、屈曲部は、上記Ｌ字状に屈曲する構成に限られない。例えば、屈曲部は、第１接続部における流路の方向と第２接続部における流路の方向とが交わるような所定の角度を持って屈曲する構成でもよい。

（３ｄ）上記実施形態では、浄化装置３において、排気流路が第１の浄化部材３１から第２の浄化部材３２にかけてＬ字状に屈曲するように、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２が配置されている。しかし、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２の配置はこれに限定されない。例えば、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２は、両者の中心軸が一致するように直線状に配置されてもよい。この場合、収容室を形成するケーシングは屈曲部を有しなくてもよい。

（３ｅ）上記実施形態では、サブマフラ５，２０３は直線状に形成されていたが、サブマフラの形状はこれに限定されない。例えば、図１７に示すように、サブマフラ５０は屈曲していてもよい。サブマフラ５０は、外管を外周側へ膨らませることのみによって空隙を確保する構成のサブマフラと比較して、曲げ加工が容易である。この場合、サブマフラ５０は、車両用電池２００が収容されるケースの角部にサブマフラ５０の屈曲部が沿うように配置されてもよい。なお、図１７では、サブマフラ５０の構成のみ変更されており、その他の構成要素は上記実施形態と同様の構成であるため、その他の構成要素については上記実施形態と同じ記号を用いている。

（３ｆ）上記実施形態では、浄化装置３は、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２を備えるが、浄化部材の個数はこれに限定されない。例えば、浄化装置は、第１の浄化部材３１及び第２の浄化部材３２に加えて、第３の浄化部材を備えてもよい。

（３ｇ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１，２０１…排気システム、３…浄化装置、５，５０，５１，６１，７６，８１，８６，９１，２０３，２１３…サブマフラ、１１，２０７…内管、１３，２０８…外管、１５…二重管、３０…収容室、３１…第１の浄化部材、３２…第２の浄化部材、１００…エンジン、２００…車両用電池。

Claims (7)

1. 車両用電池が床下に設けられる車両に搭載され、内燃機関から排気される排ガスの排気流路を形成する排気システムであって、
   前記排気流路において前記排ガスの流れが直列となるように配置される第１の浄化部材及び第２の浄化部材と、前記第１の浄化部材及び前記第２の浄化部材が収容される１つの収容室と、を有する、浄化装置と、
   前記浄化装置よりも前記排気流路の下流側に位置し、前記排ガスを通過させる内管と、前記内管とともに二重管を構成する外管と、を有する消音器と、
   を備え、
   前記浄化装置は、前記車両の前後方向において前記車両用電池の前側に配置され、
   前記消音器は、前記車両の左右方向において前記車両用電池の左側及び右側の少なくとも一方に配置される、排気システム。
2. 請求項１に記載の排気システムであって、
   前記浄化装置は、前記排気流路が前記第１の浄化部材から前記第２の浄化部材にかけて屈曲するように、前記第１の浄化部材及び前記第２の浄化部材が配置される、排気システム。
3. 請求項２に記載の排気システムであって、
   前記浄化装置は、前記排気流路が前記第１の浄化部材から前記第２の浄化部材にかけてＬ字状に屈曲するように、前記第１の浄化部材及び前記第２の浄化部材が配置される、排気システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の排気システムであって、
   前記消音器が有する前記二重管は、第１端部及び第２端部のうち、いずれか一方が前記排気流路の上流側となり、かつ、他方が前記排気流路の下流側となって、前記内管を介して前記排気流路の一部を構成しており、
   前記内管と前記外管との間には空隙が設けられ、前記第２端部において前記内管と前記外管との間には開口が設けられ、前記開口を介して前記空隙が前記排気流路に通じるように構成され、
   前記内管は、前記外管の内側面の位置を基準にして、前記内管の外側面が前記基準と同じ位置にある第１範囲と、前記内管の外側面が前記基準よりも内側に配置される第２範囲とを有し、
   前記内管の外側面は、前記第１範囲及び前記第２範囲のそれぞれにおいて、前記第２端部に達しており、
   前記第１範囲においては、前記内管の外側面と前記外管の内側面とが接する位置に前記内管及び前記外管が配置されるように構成されることにより、前記内管と前記外管との間が閉塞されるように構成され、
   前記第２範囲においては、前記内管の外側面と前記外管の内側面との間に前記空隙の一部が構成され、前記第２範囲が前記第２端部に達する箇所に前記開口が構成されている、排気システム。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の排気システムであって、
   前記消音器が有する前記二重管は、第１端部及び第２端部のうち、いずれか一方が前記排気流路の上流側となり、かつ、他方が前記排気流路の下流側となって、前記内管を介して前記排気流路の一部を構成しており、
   前記内管と前記外管との間には空隙が設けられ、前記第２端部において前記内管と前記外管との間には開口が設けられ、前記開口を介して前記空隙が前記排気流路に通じるように構成され、
   前記内管は、前記内管の外側面と前記外管の内側面との間に挟み込まれる介在物が存在する周方向範囲では前記介在物の内側面の位置を基準にし、前記介在物が存在しない周方向範囲では前記外管の内側面の位置を基準にして、前記内管の外側面が前記基準と同じ位置にある第１範囲と、前記内管の外側面が前記基準よりも内側に配置される第２範囲とを有し、
   前記内管の外側面は、前記第１範囲及び前記第２範囲のそれぞれにおいて、前記第２端部に達しており、
   前記第１範囲においては、前記内管の外側面と前記外管の内側面との間に前記介在物が挟み込まれることにより、前記内管と前記外管との間が閉塞されるように構成され、
   前記第２範囲においては、前記内管の外側面と前記外管の内側面との間に前記空隙の一部が構成され、前記第２範囲が前記第２端部に達する箇所に前記開口が構成されている、排気システム。
6. 請求項４又は請求項５に記載の排気システムであって、
   前記内管は、第１の径を有する太径部と、前記第１の径よりも小さい第２の径を有する細径部とを有し、
   前記細径部の外側面と前記外管の内側面との間には、前記空隙の一部に相当する共鳴室が構成され、
   前記太径部は、前記第２端部に配置されて、前記太径部が前記第１範囲及び前記第２範囲を有し、前記第２範囲において前記太径部の外側面と前記外管の内側面との間に、前記空隙の一部に相当する共鳴管が構成され、
   前記共鳴管の一端に前記開口があって、前記開口を介して前記共鳴管が前記排気流路に通じていて、前記共鳴管を介して前記共鳴室が前記排気流路に通じることにより、前記共鳴管及び前記共鳴室がヘルムホルツ共鳴器として機能するように構成されている、排気システム。
7. 請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の排気システムであって、
   前記外管の前記第１端部から前記第２端部までの範囲内の外径が、前記第２端部における前記外管の外径以下である、排気システム。

Images