JP6468445B2 - エンジンの排気消音装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを備えた車両に搭載される排気消音装置に関する。

自動車等の車両には、エンジンの排気騒音を低減するために排気消音装置（マフラー）が備えられている。一般に排気消音装置は、消音空間（膨張室）を形成する消音器本体と、前記消音空間内において前記排気が通過する排気経路を構成する排気管とを含む。前記排気管は、消音空間へエンジンの排気を導入する排気導入管と、前記消音空間から前記排気を外部へ放出する排気導出管とを含む。

排気騒音を低減する構造として、排気導入管及び／又は排気導出管に多数の小孔を穿孔し、その周囲をグラスウール等の吸音材で覆う構造が知られている。特許文献１には、消音器本体内に仕切板で吸音材の充填空間を作成し、当該充填空間を通過するように小孔付き排気管を配置してなる消音装置が開示されている。

特開２００５−３４４６４０号公報

排気騒音の低減には、消音空間内における排気管長を長く形成すると共に、排気導入管の騒音が排気導出管へ伝達し難くなるよう、排気導入管の排気出口と排気導出管の排気入口とを可及的に離間させることが望ましい。しかしながら、上記の離間配置を採用すると、消音空間内において前記排気出口と前記排気入口との間に排気フローが形成されることになる。この場合、前記排気フローによる気流音が発生し得るため、当該気流音に対する対策が必要となる。

本発明の目的は、吸音材で排気導入管及び／又は排気導出管の排気騒音を消音しつつ、排気導入管の排気出口から排気導出管の排気入口へ向かう排気フローによる気流音も消音することができるエンジンの排気消音装置を提供することにある。

本発明の一局面に係るエンジンの排気消音装置は、車両のエンジンの排気が導入される消音空間を形成する壁部を有する消音器本体と、吸音材と、前記消音空間内において前記吸音材が充填される吸音室を区画する枠部材と、排気出口を有し、前記消音空間へ前記排気を導入する排気導入管と、排気入口を有し、前記消音空間から前記排気を外部へ放出する排気導出管と、前記排気出口と前記排気入口との間において、前記消音器本体の壁部と前記枠部材とによって形成される排気通路と、を備え、前記排気導入管又は前記排気導出管の少なくとも一方が、前記吸音室を経由する吸音配管部を有し、前記枠部材は、前記吸音室と前記排気通路とを連通させる多数の小孔を有し、前記消音器本体の壁部は、車両前後方向に並ぶ前壁及び後壁と、車幅方向に並ぶ一対の側壁と、車両上下方向に並ぶ上壁及び下壁とを含み、前記排気導入管は前記前壁を貫通し、前記排気出口は前記排気が前記後壁に向かう方向に配向され、前記排気導出管は前記側壁を貫通し、前記排気入口は、前記前壁の近傍位置であって前記側壁に近接する位置に配置されている。

この排気消音装置によれば、排気導入管又は排気導出管の少なくとも一方が、吸音材が充填される吸音室を経由する吸音配管部を有するので、前記吸音材による消音効果を得ることができる。さらに、排気出口と排気入口との間において、消音器本体の壁部と吸音室を区画する枠部材とによって形成される排気通路を備え、前記枠部材には、吸音室と排気通路とを連通させる多数の小孔が穿孔されている。このため、前記排気通路を通過する排気に気流音が発生したとしても、前記小孔を通して前記吸音材に吸音される。従って、排気出口から排気入口へ向かう排気フローによる気流音も消音することができる。

上記の排気消音装置において、前記消音器本体の壁部は、車両前後方向に並ぶ前壁及び後壁と、車幅方向に並ぶ一対の側壁と、車両上下方向に並ぶ上壁及び下壁とを含み、前記消音器本体は、前記上壁及び前記下壁が、それぞれ前記排気導入管及び前記排気導出管に隣接する偏平な形状を有し、前記枠部材は、前記上壁と前記下壁との間に延びていることが望ましい。

この排気消音装置によれば、扁平な形状を有する消音器本体の上下方向の剛性を、吸音室を区画する枠部材によって高めることができる。

この場合、前記吸音配管部は、前記吸音室の上方領域に対応する部分にのみ、その管内と前記吸音室とを連通させる多数の小孔を有し、前記吸音材は、前記吸音室の全領域に充填されていることが望ましい。

一般に、エンジンでの燃焼により発生する水は、排気導出管から外部に放出される。しかし、排気導入管及び排気導出管が消音器本体の下壁に隣接する構造では、消音空間内に滞留する水に排気導入管及び排気導出管が浸漬される懸念、さらには水が排気導入管を逆流する懸念がある。しかし、上記の排気消音装置によれば、吸音配管部の上方部分にのみ小孔が穿孔されている。このため、消音空間の滞留水は吸音配管部に進入することはなく、逆に吸音配管部の管内に存在する水は消音空間内には漏れ出さない。従って、水の逆流の問題を防止することができる。

上記の排気消音装置において、前記排気導入管は前記前壁を貫通し、前記排気出口は前記排気が前記後壁に向かう方向に配向され、前記排気通路は、前記後壁と、前記枠部材の一部とで形成される後方通路部分を含み、前記排気入口は、前記前壁の近傍に配置されていることが望ましい。

この排気消音装置によれば、消音空間内において、排気導入管の排気出口と排気導出管の排気入口とを遠ざけることができ、排気導入管の排気騒音を排気導出管へ伝達し難くすることができる。また、排気は後方通路部分を通って排気入口に向かうことになるので、排気出口から排気入口への短絡的な排気フローの発生を防止することができる。さらに、前記後方通路部分を経由する分、前記排気通路も長くなるので、枠部材の小孔を通した吸音材による消音効果をより高めることができる。

上記の排気消音装置において、前記排気導出管は、各々排気入口を有する第１排気導出管及び第２排気導出管を含み、前記排気導入管は、車幅方向中央付近において前記前壁を貫通し、前記枠部材は、前記排気導入管と一方の側壁との間に配置される第１枠部材と、前記排気導入管と他方の側壁との間に配置される第２枠部材とを含み、前記排気通路は、前記第１枠部材と前記第２枠部材との間の中央通路部分と、前記一方の側壁と前記第１枠部材の一部とで形成される第１側方通路部分と、前記他方の側壁と前記第２枠部材の一部とで形成される第２側方通路部分と、をさらに含むことが望ましい。

この排気消音装置によれば、排気通路が、中央通路部、第１側方通路部分及び第２側方通路部分をさらに含むので、枠部材の小孔を通した吸音材による消音効果を一層高めることができる。

この場合、前記第１枠部材と前記第２枠部材とを前記前壁付近において連結する連結部材をさらに備え、前記排気導入管は、前記連結部材で支持されていることが望ましい。

この排気消音装置によれば、第１枠部材と第２枠部材とを連結させることで、両枠部材の剛性を高めることができる。また、連結部材に排気導入管の支持機能を具備させることで、部品点数を削減することができる。さらに、第１、第２枠部材の前方側の枠片を、前記連結部材を兼ねる部材とすることで、一層の部品点数削減に貢献できる。

上記の排気消音装置において、前記第１排気導出管は前記第１枠部材で支持され、前記第２排気導出管は前記第２枠部材で支持され、前記第１枠部材と前記第２枠部材とを前記後壁に近い部分において下方位置で結合する結合部材をさらに備えることが望ましい。

この排気消音装置によれば、排気導入管、第１、第２排気導出管、第１、第２枠部材が、上記の連結部材及び結合部材により一体化された状態とすることができる。このため、これら構成部品を予めアセンブリした上で、消音器本体に取り付けることが可能となり、製造効率を高めることができる。

上記の排気消音装置において、前記排気導入管の前記排気出口は、上方に向けて開口しており、前記排気出口の周囲を囲う遮蔽板をさらに備えることが望ましい。

この排気消音装置によれば、遮蔽板によって、一旦は排気入口に向かった排気が、再び排気出口付近に戻り、排気通路を再循環することを防止できる。

本発明によれば、吸音材で排気導入管及び／又は排気導出管の排気騒音を消音しつつ、排気導入管の排気出口から排気導出管の排気入口へ向かう排気フローによる気流音も消音することができる。従って、消音効果を高めたエンジンの排気消音装置を提供することができる。

図１は、本発明に係るエンジンの排気消音装置が適用される車両の排気系統の概略図である。 図２は、本発明の実施形態に係るメイン消音装置（排気消音装置）の、アッパープレートを取り外した状態の斜視図である。 図３は、斜視方向を変えた前記メイン消音装置の斜視図である。 図４は、前記メイン消音装置の水平方向の断面図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面斜視図である。 図８は、図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。

［車両の排気系統］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るエンジンの排気消音装置を詳細に説明する。先ずは、前記排気消音装置が搭載される車両の排気系統について、図１を参照して概略的に説明する。なお、図１及び他の図面において、前後、左右、上下の方向表示を付している。これらの方向は、車両を基準としている。つまり、以下の説明中において用いている前後、左右、上下の方向は、図１に示している前後方向（車両前後方向）、左右方向（車幅方向）、及び、図１の紙面に垂直な方向である上下方向と一致させている。また、上流、下流というときは、排気のフロー方向を基準としている。

車両は、例えば四輪自動車であり、エンジン１と、当該エンジン１の排気系統を構成する排気装置１０とを含む。エンジン１は、例えば直列４気筒のターボ過給機付きガソリンエンジンであり、車室前方のエンジン室に横置き、つまり、車幅方向に気筒が並ぶように設置されている。排気装置１０は、このエンジン１に繋がっており、車両下面に沿って後方に向けて延びている。

排気装置１０は、排気マニホールド１１、ターボ過給機１２、排気管路１３、第１触媒装置１４、第２触媒装置１５、プリ消音装置１６及びメイン消音装置２（排気消音装置）を備えている。排気マニホールド１１は、エンジン１の各シリンダヘッドの排気ポートに接続される分岐端を上流側に、これら排気ポートから排出される排気を一つの流路に集合させる集合端を下流側に有する排気通路を内部に備える。ターボ過給機１２は、排気マニホールド１１の前記集合端に接続され、エンジン１から排出される排気のエネルギーを利用して、エンジン１の吸気を過給する。

排気管路１３は、排気の通路となる管路であり、ターボ過給機１２の下流端に接続され、後方に延びている。排気管路１３には、上流側から順に、第１触媒装置１４、第２触媒装置１５及びプリ消音装置１６が組み込まれており、末端にはメイン消音装置２が接続されている。第１、第２触媒装置１４、１５は、エンジン１から排出される排気中の有害成分を浄化するもので、例えば排気中のＮＯｘを一時的に吸蔵し後に還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む触媒本体と、この触媒本体を収容するケーシングとから構成されている。

プリ消音装置１６及びメイン消音装置２は、エンジン１の排気系統において排気騒音を低減させるために組み込まれている。これら消音装置１６、２のうち、上流側に配置されるプリ消音装置１６は、排気騒音のうち、主に高周波成分を低減する機能を有している。プリ消音装置１６は、例えば吸音型の消音装置を採用することができ、排気が通る多孔質の内筒管と、これを覆う外筒管と、内筒管と外筒管との間に充填されたガラスウール等の吸音材とを備える。一方、メイン消音装置２は、排気騒音のうち、主に低中周波成分を低減する機能を有している。以下、このメイン消音装置２の構造について詳細に説明する。

［メイン消音装置の詳細構造］
以下、メイン消音装置２について詳細に説明する。図２は、メイン消音装置２の斜視面図（後記のアッパープレート２０Ａを取り外した状態）、図３は、斜視方向を変えたメイン消音装置２の斜視図、図４は、メイン消音装置２の水平方向の断面図である。図５、図６、図７及び図８はそれぞれ、図４のＶ−Ｖ線、ＶＩ−ＶＩ線、ＶＩＩ−ＶＩＩ線及びＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図（図７は断面斜視図）である。

メイン消音装置２は、車両後端のリアフロア下に配置され、消音器本体２０と、この消音器本体２０内に収容される排気導入管３、第１排気導出管４Ａ、第２排気導出管４Ｂ、吸音室フレーム枠５（枠部材）及び吸音材６と、消音器本体２０内に設けられる排気通路７とを備えている。以下、これら各部材について詳細に説明する。

＜消音器本体＞
消音器本体２０は、エンジン１の排気が導入される消音空間Ｓ（膨張室）を形成する壁部を有するハウジングである。消音器本体２０は、前後方向に比較的短く、左右方向に比較的長い形状、すなわち車幅方向に長手で、上下方向に偏平な、全体として丸味を帯びた直方体状の形状を有している。これにより、消音器本体２０内の消音空間Ｓも、車幅方向に長手で偏平な空間となっている。

消音器本体２０は、消音空間Ｓを区画する壁部として、車両の前後方向に並ぶ前壁２１及び後壁２２と、左右方向（車幅方向）に並ぶ右壁２３及び左壁２４（一対の側壁）と、上下方向（車高方向）に並ぶ上壁２５及び下壁２６とを備えている。図４に示す通り、前壁２１は、左右方向に直線的に延びる壁である。後壁２２は、上面視で後方に向けて緩やかな凸形状となるように湾曲して、左右方向に延びる壁である。右壁２３及び左壁２４は、前後方向へ直線的に延びる比較的短尺の壁であり、前壁２１と後壁２２とを、それぞれ右端側、左端側で繋いでいる。右壁２３と左壁２４との間隔は、後方に向かうに連れて、僅かに幅狭になっている。上壁２５は、前壁２１、後壁２２、右壁２３及び左壁２４からなる側壁で囲まれる空間の上面を封止する壁、下壁２６は、前記側壁の下面を封止する壁である。

消音器本体２０は、上壁２５と下壁２６との間隔が、前壁２１と後壁２２との間隔、及び右壁２３と左壁２４との間隔と比較して相当短い偏平ハウジングである。このため上壁２５及び下壁２６は、図５〜図８に示されているように、消音器本体２０内に収容される排気導入管３及び第１、第２排気導出管４Ａに隣接している。このように消音器本体２０の下壁２６は、緩やかに後方に向けて先上がりに傾斜しており、下壁２６の後端からさらに大きな傾斜を持たせることによって後壁２２が形成されている。このため、下壁２６の後端において風を剥離させることができ、バンパフェース内に巻き込まないので、車両の走行抵抗を抑制することができる。

消音器本体２０は、上下方向に分割された半割れハウジングである、アッパープレート２０Ａとボトムプレート２０Ｂとの接合体からなる。アッパープレート２０Ａは、上側に膨出したキャビティを有する半割れハウジングであり、その下縁の外周に上フランジ部２０１を有する。ボトムプレート２０Ｂは、下側に膨出したキャビティを有する半割れハウジングであり、その上縁の外周に下フランジ部２０２を有する。

アッパープレート２０Ａは、上壁２５と前記側壁の概ね上半分とを形成し、ボトムプレート２０Ｂは、下壁２６と前記側壁の概ね下半分とを形成する。上フランジ部２０１と下フランジ部２０２とが上下に重ね合わされ、接合されることで、アッパープレート２０Ａとボトムプレート２０Ｂとが一体化され、消音空間Ｓを有する消音器本体２０が形成されている。アッパープレート２０Ａの上壁２５及びボトムプレート２０Ｂの下壁２６は、前後方向に延びる複数のビード２０３を備えている。ビード２０３は、消音空間Ｓに向けて凸となる溝形状部であり、消音器本体２０の剛性を高める等の目的で設けられている。

＜排気導入管及び排気導出管＞
排気導入管３、第１排気導出管４Ａ及び第２排気導出管４Ｂは、消音空間Ｓ内において排気が通過する排気経路を構成する排気管である。つまり、消音空間Ｓという閉じた空間内において、排気を所望の経路に沿って流すために配置される管である。排気導入管３と、第１排気導出管４Ａ及び第２排気導出管４Ｂとは、互いに分離された管である。排気導入管３は、排気を消音空間Ｓへ吹き出す排気出口Ａを有する。一方、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂは各々、消音空間Ｓ内の排気を取り入れる第１排気入口Ｂ１、第２排気入口Ｂ２を有する。排気出口Ａから吐出された排気は、消音空間Ｓに入って膨張し、その後、第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２に取り入れられ、それぞれ第１、第２出口開口Ｃ１、Ｃ２から外部へ放出される。

排気導入管３は、消音空間Ｓへエンジン１の排気を導入する直線的な中空円管である。本実施形態では、比較的短尺の排気導入管３が用いられている。排気導入管３の上流端３１には、図略の中継管が差し込まれ、前記中継管の上流端は、排気管路１３の下流端に接続される。排気導入管３の下流端３２は、上述の排気出口Ａである。排気出口Ａは、当該排気出口Ａから吐出される排気が後壁２２に向かう方向に配向されている。

排気導入管３は、左右方向の中央付近（車幅方向の中央位置）において前壁２１を貫通している。排気導入管３は短尺であることから、排気出口Ａは前壁２１の近傍に位置している。図６を参照して、排気導入管３は、排気出口Ａが斜め上を向くように、後ろ上がりに消音器本体２０へ取り付けられている。排気導入管３の下流端３２は、管軸に対して垂直ではなく、排気導入管３の下部側が長くなるように所定角だけ斜めにカットされた端面とされている。このため、排気導入管３としては後壁２２に向かって前壁２１に差し込まれているが、排気出口Ａは上壁２５（上方）に向けて開口している。排気出口Ａから吹き出される排気は、上壁２５に吹き当たり、その後に後壁２２へ向かうことになる。

排気導入管３を上記のように傾けて消音器本体２０へ取り付けるのは、消音空間Ｓ内で凝縮した排気中の水分（凝縮水）などが下壁２６上に滞留することがあり、その滞留水が排気出口Ａを通して排気導入管３へ逆流しないようにするためである。本実施形態の消音器本体２０は上下方向に偏平なハウジングであるため、排気導入管３を水平に取り付けると当該排気導入管３の下部側と下壁２６との距離が近くなってしまう。この場合、下壁２６上に水が少し滞留しただけでも前記逆流の問題が発生し得る。そこで、排気導入管３を後ろ上がりに消音器本体２０へ取り付けると共に、下流端３２を斜めカットして排気導入管３の下部側と下壁２６との距離を離間させることで、前記水の逆流を防止している。

排気導入管３の上流端３１は、アッパープレート２０Ａ及びボトムプレート２０Ｂの前壁２１の左右方向中央に各々設けられた凹部である一対の管受け部２０４、２０５により、上下から挟まれるように支持されている。また、排気導入管３の管軸方向の中央付近が、後述する連結部材５５にて支持されている。

第１排気導出管４Ａ及び第２排気導出管４Ｂは、消音空間から前記排気を外部へ放出するための管である。第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂは同じ構成要素を備え、排気導入管３の左右に対称に、消音空間Ｓ内に配置されている。すなわち、排気導入管３を挟んで、第１排気導出管４Ａは右壁２３側に配置され、第２排気導出管４Ｂは左壁２４側に配置されている。また、第１排気導出管４Ａの下流端は右壁２３を貫通し、第２排気導出管４Ｂの下流端は左壁２４を貫通している。

図４を主に参照して、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂは各々、第１直線管４１、第２直線管４２及び湾曲管４３（吸音配管部）を備えている。湾曲管４３は、Ｕ字状に湾曲した管であり、排気フローの上流側の上流端４３１と、下流側の下流端４３２とを備える。第１直線管４１と第２直線管４２とは、湾曲管４３の両端部から左右方向へ平行に各々延び出している。すなわち、湾曲管４３の上流端４３１には第１直線管４１の一端が、下流端４３２には第２直線管４２の一端が各々接続されている。

第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂ内の排気フローＦ１、Ｆ２において、第１直線管４１は、第２直線管４２よりも上流側に配置される排気管である。第１直線管４１は、前壁２１に比較的近接した位置に配置されている。すなわち、第１直線管４１の前側の側部と前壁２１との前後方向の間隔は、狭小である。一方、第２直線管４２は、前壁２１から離間し、且つ後壁２２からも離間した、消音空間Ｓの前後方向の略中央位置に配置されている。第１直線管４１と第２直線管４２との上下方向の高さ位置は、略同一である。湾曲管４３は、このような第１、第２直線管４１、４２同士を接続している。

第１直線管４１は、左右方向に直線状に延びる断面円形の管であり、上流端４１１と下流端４１２とを備えている。上流端４１１は、上述の第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２となる開口を備える管端部である。上流端４１１には、第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２に排気をスムースに取り入れるために、ベルマウス状に内径を拡径させる加工が施されている。下流端４１２は、湾曲管４３の上流端４３１に差し込まれる管端部である。

第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２は、前壁２１の近傍位置であって前壁２１の右端側、左端側に各々配置されている。詳しくは、第１排気入口Ｂ１が前壁２１付近の右壁２３と対向し、第２排気入口Ｂ２が前壁２１付近の左壁２４と対向し、それぞれ右壁２３、左壁２４と近接する位置に配置されている。これに対し排気出口Ａは、前壁２１の左右方向の中央位置に配置されている。このように、排気出口Ａと第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２とを遠ざけることで、排気導入管３の排気騒音が第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂに伝わり難い構造とされている。

第２直線管４２は、左右方向に直線状に延びる断面円形の管であって、第１直線管４１よりも左右幅が長い管である。第２直線管４２の上流端４２１は、湾曲管４３の下流端４３２に差し込まれている。第１排気導出管４Ａの第２直線管４２の下流端４２２は、右壁２３を貫通しており、第１出口開口Ｃ１に連なっている。この貫通した下流端には、第１テール管４４Ａ（図１）が接続される。また、第２排気導出管４Ｂの第２直線管４２の下流端４２２は、左壁２４を貫通しており、第２出口開口Ｃ２に連なっている。この貫通した下流端には、第２テール管４４Ｂが接続される。第１テール管４４Ａの下流端が第１出口開口Ｃ１であり、第２テール管４４Ｂの下流端が第２出口開口Ｃ２である。排気は、これら第１、第２出口開口Ｃ１、Ｃ２から外部へ放出される。

第２直線管４２には消音部が備えられている。第２直線管４２の管軸方向の所定範囲において管壁の全周に亘って、図略の多数の小孔が穿孔されている。当該小孔を有する管壁の全周を覆うように、ガラスウール等からなる吸音材６１が配置されている。さらに、吸音材６１を覆うことが可能な筒状の吸音材カバー４４が、第２直線管４２の外周面に取り付けられている。

図４、図５、図７を主に参照して、湾曲管４３（吸音配管部）は、断面略円形であってＵ字型に湾曲した排気経路を作る管である。後記で詳述するが、湾曲管４３は吸音室フレーム枠５によって区画される吸音室Ｒ内に配置される。既述の通り、湾曲管４３は、第１直線管４１が接続される上流端４３１と、第２直線管４２が接続される下流端４３２とを備える。湾曲管４３は、上下方向に分割された半割れ管である第１半割れ管４３Ａと第２半割れ管４３Ｂとの接合体からなる。第１半割れ管４３Ａと第２半割れ管４３Ｂとは、Ｕ字湾曲の外周側の嵌合部４３３と、内周側の内フランジ部４３４とによって互いに接合されている。

第１半割れ管４３Ａは、上側に膨出した断面半円形であって下面視でＵ字型のキャビティを有し、嵌合部４３３を形成する上嵌合片４３３Ａを外周側に、内フランジ部４３４の上側を形成する上フランジ４３４Ａを内周側に、それぞれ有している。第２半割れ管４３Ｂは、下側に膨出した断面半円形であって上面視でＵ字型のキャビティを有し、嵌合部４３３を形成する下嵌合片４３３Ｂを外周側に、内フランジ部４３４の下側を形成する下フランジ４３４Ｂを内周側に、それぞれ有している。第１半割れ管４３Ａの膨出頂面である上面には、その管壁を貫通する多数の小孔４３Ｈが穿孔されている。一方、第２半割れ管４３Ｂには、そのような小孔は穿孔されていない。

上嵌合片４３３Ａと下嵌合片４３３Ｂとが嵌め合わされ、上フランジ４３４Ａと下フランジ４３４Ｂが上下に重ね合わされ、接合されることで、湾曲管４３が形成される。嵌合部４３３は、上嵌合片４３３Ａが下嵌合片４３３Ｂの外側に上から嵌り込む構造である。これにより、上面側から湾曲管４３の周囲に物品（吸音材６）を挿入する際に、嵌合部４３３への引っ掛かりが生じ難くしている。

＜吸音室フレーム枠＞
吸音室フレーム枠５は、消音空間Ｓ内において吸音材６が充填される吸音室Ｒを区画する枠部材である。吸音室フレーム枠５は、排気導入管３と右壁２３（一方の側壁）との間に配置される第１フレーム枠５Ａ（第１枠部材）と、排気導入管３と左壁２４（他方の側壁）との間に配置される第２フレーム枠５Ｂ（第２枠部材）とを含む。第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂは、上面視で前後方向に長い四角の枠体であり、各々、前フレーム５１、後フレーム５２、内フレーム５３及び外フレーム５４を備えている。これらフレーム５１〜５４で区画される矩形の空間が、吸音室Ｒである。

フレーム５１〜５４は、いずれも消音器本体２０の上壁２５と下壁２６との間に延びる平板状の部材である。つまり、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂは、上壁２５〜下壁２６間を仕切り、消音空間Ｓにほぼ閉じた空間（吸音室Ｒ）を創出している。フレーム５１〜５４は、各々の壁面に、吸音室Ｒと後述の排気通路７とを連通させる多数の小孔（５１Ｈ、５２Ｈ、５３Ｈ、５４Ｈ）を具備している。なお、図２、図３では、図の見易さを考慮して、フレーム５１〜５４の一部にのみ小孔を描いているが、実際は図７に一部記載している通り、各フレーム５１〜５４の壁面の殆ど全ての領域に小孔が穿孔されている。

前フレーム５１は、消音器本体２０の前壁２１に近接して配置され、前壁２１と略平行に左右方向へ延びている。前フレーム５１の壁面には、多数の小孔５１Ｈが穿孔されている。また、前フレーム５１の上端縁には、上壁２５のビード２０３と嵌め合わされる凹部５１１が設けられている。さらに、前フレーム５１の上下方向中央付近には、左右方向に延びる絞り凹部からなる補強部５１２が備えられている。

後フレーム５２は、後壁２２に対して所定間隔を置いた位置に、前フレーム５１と平行に左右方向へ延びている。後フレーム５２の壁面には、多数の小孔５２Ｈが穿孔されている。後フレーム５２の上端縁には後方向に延びる上フランジ部５２１が、下端縁には後方向に延びる下フランジ部５２２が、それぞれ設けられている。上フランジ部５２１は、例えば栓溶接にて上壁２５に、下フランジ部５２２は、例えばスポット溶接にて下壁２６に、それぞれ固着される。なお、後フレーム５２の下端縁には、下壁２６のビード２０３と嵌め合わされる凹部５２３が設けられている。

内フレーム５３は、前フレーム５１及び後フレーム５２の内側端縁（排気導入管３側の端縁）同士を繋ぐように前後方向に延びている。第１フレーム枠５Ａの内フレーム５３は、排気導入管３の右側に隣接し、第２フレーム枠５Ｂの内フレーム５３は、排気導入管３の左側に隣接している。内フレーム５３の壁面には、多数の小孔５３Ｈが穿孔されている。

内フレーム５３の上端縁には左方向（右方向）に延びる上フランジ部５３１が、下端縁には右方向（左方向）に延びる下フランジ部５３２が、それぞれ設けられている。上フランジ部５３１は、例えば栓溶接にて上壁２５に、下フランジ部５３２は、例えばスポット溶接にて下壁２６に、それぞれ固着される。また、内フレーム５３の前端及び後端には、前フレーム５１及び後フレーム５２に各々接合される横フランジ部５３３が、それぞれ設けられている。

外フレーム５４は、前フレーム５１及び後フレーム５２の外側端縁同士を繋ぐように前後方向に延びている。第１フレーム枠５Ａの外フレーム５４は、右壁２３に対して所定間隔を置いた位置に、第２フレーム枠５Ｂの外フレーム５４は、左壁２４に対して所定間隔を置いた位置に、それぞれ配置されている。外フレーム５４の壁面には、多数の小孔５４Ｈが穿孔されている。

外フレーム５４の上端縁には右方向（左方向）に延びる上フランジ部５４１が、下端縁には左方向（右方向）に延びる下フランジ部５４２（図７）が、それぞれ設けられている。上フランジ部５４１は、例えば栓溶接にて上壁２５に、下フランジ部５４２は、例えばスポット溶接にて下壁２６に、それぞれ固着される。また、外フレーム５４の前端及び後端には、前フレーム５１及び後フレーム５２に対する接合部が設けられている。

さらに、外フレーム５４は２つの貫通孔を備え、これら貫通孔の周縁に形成されたバーリング部５４３を有している。図４に示す通り、２つの貫通孔は、湾曲管４３の上流端４３１及び下流端４３２に位置合わせして穿孔されている。そして、２つのバーリング部５４３は、第１直線管４１が差し込まれた上流端４３１、及び、第２直線管４２が差し込まれた下流端４３２を支持している。これにより、第１排気導出管４Ａは第１フレーム枠５Ａで支持され、第２排気導出管４Ｂは第２フレーム枠５Ｂで支持されている。

図２に模式的示しているように、上記のフレーム５１〜５４で区画される吸音室Ｒには吸音材６が充填される。吸音材６としては、例えばガラスウールを袋体に詰めたガラスウールバックを用いることができる。吸音材６は、吸音室Ｒの上下、左右及び前後の概ね全領域を埋めるように、吸音室Ｒに充填される。なお、図２では、各吸音室Ｒに充填される吸音材６を、一つのガラスウールバックの如く描いているが、複数の小型ガラスウールバックを、各吸音室Ｒに充填するようにしても良い。

第１排気導出管４Ａは、第１フレーム枠５Ａで区画される吸音室Ｒを経由する吸音配管部を有するように、消音空間Ｓ内に配管されている。また、第２排気導出管４Ｂは、第２フレーム枠５Ｂで区画される吸音室Ｒを経由する吸音配管部を有するように、消音空間Ｓ内に配管されている。本実施形態では、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂとも、前記吸音配管部は湾曲管４３である。つまり、湾曲管４３が吸音室Ｒ内に配置されている。従って、湾曲管４３の周囲は吸音材６で囲まれることになる。

既述の通り、湾曲管４３には多数の小孔４３Ｈが穿孔されている。小孔４３Ｈは、湾曲管４３の管内と吸音室Ｒとを連通させる。従って、湾曲管４３を通過する排気に気流音（排気騒音）が発生した場合、当該気流音は小孔４３Ｈを通して吸音室Ｒに逃がされ、吸音材６で吸音される。ここで、小孔４３Ｈは、湾曲管４３の上側に位置する第１半割れ管４３Ａの膨出頂部だけに穿孔されている。つまり、湾曲管４３が吸音室Ｒに据え付けられた状態において、当該吸音室Ｒの上方領域に対応する部分にのみ小孔４３Ｈが穿孔されている。これは、消音器本体２０の下壁２６上に滞留することがある水が、湾曲管４３内に進入しないようにするためである。

＜吸音室フレーム枠の付属品＞
消音器本体２０には、吸音室フレーム枠５の付属品として、連結部材５５及び結合部材５６が備えられている。連結部材５５は、第１フレーム枠５Ａと第２フレーム枠５Ｂとを、消音器本体２０の前壁２１付近において連結する板状部材である。具体的には、連結部材５５は、第１フレーム枠５Ａの前フレーム５１と第２フレーム枠５Ｂの前フレーム５１との間、つまり、排気導入管３が挿入されている位置に立設されている。連結部材５５は、左右の前フレーム５１同士を左右方向に繋いでいると共に、排気導入管３を支持している。

本実施形態では、左右の前フレーム５１と連結部材５５とが、一体の板状部材にて形成されている例を示している。すなわち、前記一体の板状部材は、右側の外フレーム５４から左側の外フレーム５４まで延びる左右長さを有し、その中央部分が連結部材５５、右側部分が第１フレーム枠５Ａの前フレーム５１、左側部分が第２フレーム枠５Ｂの前フレーム５１としての役目をそれぞれ果たすものである。もちろん、連結部材５５を左右の前フレーム５１とは別体の部材としても良い。

連結部材５５は、支持孔５５Ｈ、上フランジ部５５１及び遮蔽板５５２を備える。支持孔５５Ｈは、排気導入管３を貫通させ、これを支持するための孔である。図６に示すように、支持孔５５Ｈはバーリング加工が施された孔であり、排気導入管３の前後方向の中央付近を支持している。上フランジ部５５１は、連結部材５５を上壁２５に接合され、固着されるフランジ部である（図８）。なお、連結部材５５の下端縁は、下壁２６に接している（図７）。

遮蔽板５５２は、連結部材５５の本体部分と上フランジ部５５１との間に位置する板部分である。図６、図７に示すように、遮蔽板５５２は、連結部材５５の本体部分の上端から斜め上後方へ延び出しており、排気導入管３の排気出口Ａに上方から覆い被さっている。連結部材５５の後端に連なる上フランジ部５５１は上壁２５に接合されるので、遮蔽板５５２は、排気出口Ａの上方の空間と連結部材５５（前フレーム５１）の前方側の空間とを遮断する隔壁の役目を果たす。この遮蔽板５５２によって、前フレーム５１と前壁２１との間の通路を通して排気出口Ａへ戻ろうとする排気フローを遮断することができる。なお、内フレーム５３の前端付近には、小孔５３Ｈが穿孔されていない平板部５３Ｆが設けられている。このため、排気出口Ａの上方は遮蔽板５５２で、左右側方は平板部５３Ｆで囲まれており、一層排気フローの遮断効果が高められている。

結合部材５６は、第１フレーム枠５Ａと第２フレーム枠５Ｂとを、後壁２２に近い部分において両者の下方位置で結合する部材である。結合部材５６は、左右の内フレーム５３の下端付近同士を、後壁２２寄りの位置において繋いでいる。結合部材５６は、下壁２６に接するように配置されている（図６）。これは、結合部材５６が、排気出口Ａから吐出される排気フローの抵抗にならないようにするためである。

第１フレーム枠５Ａと第２フレーム枠５Ｂとは、前側付近が上記の連結部材５５で、後側付近が結合部材５６で、それぞれ連結一体化される。また、排気導入管３は連結部材５５で支持され、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂは第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂで支持されている。従って、排気導入管３、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂ及び第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂが、連結部材５５及び結合部材５６により一体化された状態とすることができる。このため、これら構成部品を予めアセンブリした上で、消音器本体２０に取り付けることが可能となり、製造効率を高めることができる。

＜排気通路＞
排気通路７は、排気出口Ａと第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２との間において、消音器本体２０の壁部と第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂとによって形成される、消音空間Ｓ内における排気の通路である。排気出口Ａから吐出された排気は、その大部分が排気通路７を通過して第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２へ至る。図４を主に参照して、排気通路７は、中央通路７１（中央通路部分）、後方通路７２（後方通路部分）、右側方通路７３Ａ（第１側方通路部分）及び左側方通路７３Ｂ（第２側方通路部分）を含む。

中央通路７１は、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂとの間に形成される通路である。詳しくは中央通路７１は、排気導入管３を挟んで対峙している左右の内フレーム５３間に形成され、前後方向に延びる通路である。後方通路７２は、消音器本体２０の後壁２２と、左右の後フレーム５２（枠部材の一部）との間に形成され、左右方向に延びる通路である。中央通路７１の下流端が後方通路７２の左右方向中央に合流するように、両通路７１、７２はＴ字型に交差している。

右側方通路７３Ａは、右壁２３と第１フレーム枠５Ａの外フレーム５４（第１枠部材の一部）との間に形成され、前後方向に延びる通路である。左側方通路７３Ｂは、左壁２４と第２フレーム枠５Ｂの外フレーム５４（第２枠部材の一部）との間に形成され、前後方向に延びる通路である。右側方通路７３Ａの上流端は後方通路７２の右下流端に連なり、左側方通路７３Ｂの上流端は後方通路７２の左下流端に連なっている。一方、右側方通路７３Ａの下流端付近には第１排気入口Ｂ１が、左側方通路７３Ｂの下流端付近には第２排気入口Ｂ２が、それぞれ開口している。

排気出口Ａから吐出された排気は上壁２５に吹き当たるが（図６）、中央通路７１にガイドされて、後壁２２に向かう排気フローＦを形成する。その後、排気フローＦは、後壁２２に吹き当たることで右方に向かう第１排気フローＦ１と、左方に向かう第２排気フローＦ２とに分流される。第１排気フローＦ１は、後方通路７２の右半分を通過して、右壁２３方向へ向かう。そして、後壁２２と右壁２３とが交差する角部がラウンド形状とされていることも相俟って、第１排気フローＦ１は右側方通路７３Ａにスムースに入る。しかる後、第１排気フローＦ１は右側方通路７３Ａを前方に進み、第１排気入口Ｂ１へ至る。同様に、第２排気フローＦ２は、後方通路７２の左半分を通過して左壁２４方向へ向かい、左側方通路７３Ｂへ入る。そして、第２排気フローＦ２は左側方通路７３Ｂを前方に進み、第２排気入口Ｂ２へ至る。その後、排気は第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂを通過し、それぞれ第１、第２出口開口Ｃ１、Ｃ２から外部へ放出されるものである。

［作用効果等］
以上説明したメイン消音装置２によれば、次のような作用効果を奏する。まず、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂが、吸音材６が充填される吸音室Ｒを経由する吸音配管部である湾曲管４３を有する。このため、湾曲管４３を通過する第１、第２排気フローＦ１、Ｆ２に気流音が発生したとしても、該気流音は吸音材６で吸音されるので、消音効果を得ることができる。

また、排気出口Ａから第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２までの間において第１、第２排気フローＦ１、Ｆ２が流通する排気通路７、すなわち中央通路７１、後方通路７２、右側方通路７３Ａ及び左側方通路７３Ｂを区画している後フレーム５２、内フレーム５３及び外フレーム５４、さらに前フレーム５１は、それぞれの壁面の実質的に全域に、吸音室Ｒと排気通路７とを連通させる多数の小孔５２Ｈ、５３Ｈ、５４Ｈ、５１Ｈが穿孔されている。このため、排気通路７を通過する第１、第２排気フローＦ１、Ｆ２に気流音が発生したとしても、小孔５１Ｈ〜５４Ｈを通して吸音室Ｒ内の吸音材６に吸音される。従って、排気出口Ａから第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２へ向かう排気フローによる気流音も消音することができる。

消音器本体２０は、上壁２５及び下壁２６が、それぞれ排気導入管３及び第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂに隣接する偏平な形状を有する。そして、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂは、上壁２５と下壁２６との間に延びているフレーム５１〜５４によって形成されている。このため、排気を排気通路７からさほど漏らすことなく、排気出口Ａから第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２まで案内することができる。従って、小孔５１Ｈ〜５４Ｈを通した吸音材６の吸音効果を確実に享受することができる。これに加え、扁平な形状を有する消音器本体２０の上下方向の剛性を、吸音室Ｒを区画する第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂによって高めることができる。

湾曲管４３は、吸音室Ｒの上方領域に対応する上面部分にのみ小孔４３Ｈを有する。その一方で、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂの小孔５１Ｈ〜５４Ｈは、フレーム５１〜５４の実質的に上下全領域に穿孔され、また吸音材６は、吸音室Ｒの全領域に充填されている。このため、エンジン１での燃焼により発生する水が消音器本体２０の下壁２６に滞留したとしても、当該滞留水は湾曲管４３内へ進入することはない。逆に、湾曲管４３の管内に存在する水は消音空間Ｓ内には漏れ出さない。従って、水の逆流の問題を防止することができる。その一方で、フレーム５１〜５４の上下幅をフル活用して小孔５１Ｈ〜５４Ｈが穿孔されているので、第１、第２排気フローＦ１、Ｆ２の気流音を良好に吸音室Ｒへ取り込むことができる。

排気出口Ａは前壁２１付近に配置され、第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２は前壁２１の近傍であって右壁２３、左壁２４の近傍に配置され、排気通路は、中央通路７１、後方通路７２、右側方通路７３Ａ及び左側方通路７３Ｂを含む大回りの経路を備えている。このため、排気出口Ａと第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２は、第１、第２排気フローＦ１、Ｆ２の流通経路において遠ざけられており、排気導入管３の排気騒音を第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂへ伝達し難くすることができる。また、排気は後方通路７２を経由して第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２に向かうので、排気出口Ａと第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２への短絡的な排気フローの発生を防止することができる。さらに、後方通路７２を経由する分、排気通路７も長くなるので、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂの小孔５１Ｈ〜５４Ｈを通した吸音材６による消音効果をより高めることができる。

また、メイン消音装置２は、第１フレーム枠５Ａと第２フレーム枠５Ｂとを、消音器本体２０の前壁２１付近において連結する連結部材５５を備える。排気導入管３は、連結部材３で支持されている。このように、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂを連結させることで、両フレーム枠の支持剛性を高めることができる。また、連結部材５５に排気導入管３の支持機能を具備させることで、部品点数を削減することができる。さらに、第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂの前フレーム５１を連結部材５５で一体的に構成とすることで、一層の部品点数削減に貢献できる。

さらに、メイン消音装置２は、排気出口Ａの周囲を囲う遮蔽板５５２を備える。この遮蔽板５５２によって、一旦は排気通路７を経由して第１、第２排気入口Ｂ１、Ｂ２に向かった排気が、再び排気出口Ａ付近に戻り、排気通路７を再循環することを防止できる。すなわち、排気圧の上昇を抑制することができる。

［変形実施形態の説明］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すような種々の変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂの一部を構成する湾曲管４３が、吸音室Ｒを経由する吸音配管部である例を示した。吸音配管部は、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂの他の配管部、すなわち第１直線管４１又は第２直線管４２としても良い。或いは、排気導入管３の一部を吸音配管部としても良い。

（２）上記実施形態では、排気導入管３と、その左右両側に第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂがシンメトリーに配置され、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂが第１、第２直線管４１、４２及び湾曲管４３を備える例を示した。これは一例であり、排気導出管が１本の形態としても良い。また、第１、第２直線管４１、４２及び湾曲管４３が排気導入管３に備えられている態様としても良い。或いは、第１、第２排気導出管４Ａ、４Ｂ乃至は排気導入管３が、湾曲管４３を備えない態様としても良い。

（３）第１、第２フレーム枠５Ａ、５Ｂの小孔５１Ｈ〜５４Ｈは、フレーム５１〜５４の実質的に上下全領域ではなく、一部に穿孔する態様としても良い。また、水の逆流の問題が生じないならば、湾曲管４３の全周に小孔４３Ｈを穿孔する態様としても良い。

１ エンジン
１０ 排気装置
２ メイン消音装置（排気消音装置）
２０ 消音器本体
２１ 前壁２１
２２ 後壁２２
２３ 右壁２３（側壁）
２４ 左壁２４（側壁）
２５ 上壁２５
２６ 下壁２６
３ 排気導入管
４Ａ 第１排気導出管
４Ｂ 第２排気導出管
４３ 湾曲管（吸音配管部）
４３Ｈ 小孔
５ 吸音室フレーム枠
５Ａ 第１フレーム枠
５Ｂ 第２フレーム枠
５５ 連結部材
５５２ 遮蔽板
５６ 結合部材
６ 吸音材
７ 排気通路７
７１ 中央通路（中央通路部分）
７２ 後方通路（後方通路部分）
７３Ａ 右側方通路（第１側方通路部分）
７３Ｂ 左側方通路（第２側方通路部分）
Ｓ 消音空間
Ｒ 吸音室
Ａ 排気出口
Ｂ１ 第１排気入口
Ｂ２ 第２排気入口

Claims (4)

1. 車両のエンジンの排気が導入される消音空間を形成する壁部を有する消音器本体と、
   吸音材と、
   前記消音空間内において前記吸音材が充填される吸音室を区画する枠部材と、
   排気出口を有し、前記消音空間へ前記排気を導入する排気導入管と、
   排気入口を有し、前記消音空間から前記排気を外部へ放出する排気導出管と、
   前記排気出口と前記排気入口との間において、前記消音器本体の壁部と前記枠部材とによって形成される排気通路と、を備え、
   前記排気導入管又は前記排気導出管の少なくとも一方が、前記吸音室を経由する吸音配管部を有し、
   前記枠部材は、前記吸音室と前記排気通路とを連通させる多数の小孔を有し、
   前記消音器本体の壁部は、車両前後方向に並ぶ前壁及び後壁と、車幅方向に並ぶ一対の側壁と、車両上下方向に並ぶ上壁及び下壁とを含み、
   前記消音器本体は、前記上壁及び前記下壁が、それぞれ前記排気導入管及び前記排気導出管に隣接する偏平な形状を有し、
   前記枠部材は、前記上壁と前記下壁との間に延び、
   前記排気導入管は前記前壁を貫通し、前記排気出口は前記排気が前記後壁に向かう方向に配向され、
   前記排気通路は、前記後壁と、前記枠部材の一部とで形成される後方通路部分を含み、
   前記排気入口は、前記前壁の近傍に配置され、
   前記排気導出管は、各々排気入口を有する第１排気導出管及び第２排気導出管を含み、
   前記排気導入管は、車幅方向中央付近において前記前壁を貫通し、
   前記枠部材は、前記排気導入管と一方の側壁との間に配置される第１枠部材と、前記排気導入管と他方の側壁との間に配置される第２枠部材とを含み、
   前記排気通路は、前記第１枠部材と前記第２枠部材との間の中央通路部分と、前記一方の側壁と前記第１枠部材の一部とで形成される第１側方通路部分と、前記他方の側壁と前記第２枠部材の一部とで形成される第２側方通路部分と、をさらに含む、エンジンの排気消音装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの排気消音装置において、
   前記第１枠部材と前記第２枠部材とを前記前壁付近において連結する連結部材をさらに備え、
   前記排気導入管は、前記連結部材で支持されている、エンジンの排気消音装置。
3. 請求項２に記載のエンジンの排気消音装置において、
   前記第１排気導出管は前記第１枠部材で支持され、前記第２排気導出管は前記第２枠部材で支持され、
   前記第１枠部材と前記第２枠部材とを前記後壁に近い部分において下方位置で結合する結合部材をさらに備える、エンジンの排気消音装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの排気消音装置において、
   前記排気導入管の前記排気出口は、上方に向けて開口しており、
   前記排気出口の周囲を囲う遮蔽板をさらに備える、エンジンの排気消音装置。

Images