(57)【要約】【課題】  排気浄化効率を向上するだけでなく、排気騒音をも有効に低減できる排気マフラ装置を提供する。【解決手段】  内部に排気浄化手段１７を設けた排気マフラ装置本体１０を、第１隔壁１４および第２隔壁１５とに仕切って第１室Ａと、第２室Ｂと、第３室Ｃの３つの室に形成し、第１隔壁１４と第２隔壁１５とで仕切られた中間の第２室Ｂの入口に枝管部２３ａを、また、第２室Ｂの出口に穴部２４を設けて、第２室Ｂと枝管部２３ａと穴部２４とでヘルムホルツ型の共鳴要素を形成し、この共鳴要素により排気音の有する特定周波数成分の振動を低減する。また、排気マフラ装置本体１０の下流側にサブマフラ装置１１０を設置することにより、サブマフラ装置１１０でも排気ガスの騒音を低減するようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外殻両端開口部を上流側エンドプレートおよび下流側エンドプレートにより閉塞して形成した排気マフラ装置本体において、同排気マフラ装置本体内部に設けた第１隔壁および第２隔壁と、前記下流側エンドプレートと前記第１隔壁とで仕切られた膨脹室としての第１室と、前記第１隔壁と前記第２隔壁とで仕切られた共鳴室としての第２室と、前記第２隔壁と前記上流側エンドプレートとで仕切られた膨脹室としての第３室と、前記排気マフラ装置本体内に収納され、上流側を前記上流側エンドプレートに設けた排気入口管に下流側を前記第１室に開口させた排気浄化手段と、前記第２室を貫通すると共に、一端が前記第１室に開口され他端をパンチ孔を介して前記第３室に連通する第１の連通管と、前記第１の連通管に平行配置されて前記第２室を貫通し、一端が前記第１室に開口され他端を前記第３室に開口させた第２の連通管と、前記第３室へ所定長さの寸法で突出するように前記第２隔壁に設けられ、前記第３室から前記第２室へ音の流れを流入させる枝管と、前記第２隔壁に形成され、前記第２室から前記第３室へ音の流れを流入させる穴部と、前記上流側エンドプレートに設けられ、前記第３室の排気を外部へ放出する排気出口管とを具備したことを特徴とする排気マフラ装置。
【請求項２】
前記枝管から前記第２室へ突出する延長管を設け、同延長管の管端を閉塞するとともに、同延長管の前記第２室内における周壁にパンチ孔を形成したことを特徴とする請求項１記載の排気マフラ装置。
【請求項３】
前記第２の連通管の前記第３室における開口端を、前記排気出口管近傍まで延長したことを特徴とする請求項１または２記載の排気マフラ装置。
【請求項４】
前記排気マフラ装置本体の下流の排気管に、内筒と外筒とで形成されたサブマフラ装置の前記内筒を連通しさせ、前記内筒に直径が略４ｍｍの多数のパンチ孔を穿ち、かつ、前記内外両筒内の室に密度が略１２０g/cm3の吸音材を充填したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の排気マフラ装置。
【請求項５】
前記排気入口管と前記排気浄化手段との間に、前記排気浄化手段に向かうに応じて排気流通断面積が拡大するラッパ状管を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の排気マフラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気マフラ装置本体に排気浄化手段を収納した形態の排気マフラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、機関、例えば、ディーゼル機関の排気ガスを後処理する装置としての排気浄化手段には、触媒モノリスあるいはパティキュレートフィルターといった形態のものがあるが、かかる排気浄化手段の浄化効率は、高温雰囲気中で動作させるのが有効であることが知られている。このため、排気浄化手段を排気マフラ本体内部の高温雰囲気中に設置する形態の排気マフラ装置の開発が要請される。
【０００３】
排気マフラ本体内に、触媒モノリスまたはパティキュレートフィルターでなる浄化手段を収納した排気マフラ装置として、例えば、特開２００２−２１５３１号公報記載の技術（以下、「従来技術」という）が公知である。すなわち、この従来技術は、図９に示すように、排気マフラ装置の本体を２つの第１隔壁１，第２隔壁２により第１室３，第２室４，第３室５に仕切り、両隔壁１，２間に跨るように第２室４に浄化手段６を上下二段にした状態で取り付けている。また、排気マフラ本体には、第１室３に連通する入口パイプ７、第２室４と第３室５とに跨るインナパイプ８（上下方向に２本）、このインナパイプ８よりも長い寸法を有して排気マフラ本体を貫通するように存置した出口パイプ９が設けられている。上記インナパイプ８と出口パイプ９には、それぞれ第２室４、第３室５に連通する孔８ａ、９ａが、また、第２隔壁２にも、第２室４と第３室５が連通するように孔２ａがそれぞれ形成されている。
【０００４】
このように、上記従来技術は、機関からの排気ガスは、入口パイプ７から第１室３に導入されて膨脹した後、浄化手段６を流動することで排気ガスを浄化し、第３室５に流入して膨脹する。第３室５に放出された排気ガスは、インナパイプ８に流入し孔８ａから第２室２に放出され、所定の音域のノイズを消音するようにしたものである。そして、第２室２に流入した排気ガスは、出口パイプ９の孔（第２室４に臨む孔）９ａに吸引されて出口パイプ９内に導入され、外部へ排出していくようになっている。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術にあっては、排気ガスの流路を第１室３および第３室５だけでなく、浄化手段６周囲の第２室４をも排気ガスの容積を膨脹させる膨脹室として活用し、これら室３，４，５に排気ガスを流動させて拡散、絞り込みを繰り返しながら音同士を干渉させ、排気騒音を減衰するようにしているものの、排気騒音源のもう一方の要因である排気音の流れに着目した共鳴室を設けた構造による騒音低減を図ったものではないため、或る排気マフラ装置における特定周波数域の排気音の減衰効果には一定の限界があった。
【０００６】
かかる排気音の流れに着目して共鳴室を設けることにより排気騒音を減衰させる技術として、例えば、特開平１０−２７４０２７号公報に記載されているように、共鳴室とそれに連通する枝管とでなるヘルムホルツ共鳴器の原理を利用して共鳴周波数付近で最大の減音量を得るようにした排気マフラ装置を設計することが考えられる。なお、上記特開平１０−２７４０２７号公報に記載された技術には、ただ単に排気管の途中にヘルムホルツ型の共鳴装置を設けただけの構造に過ぎず、排気浄化手段を排気マフラ装置本体に収納して、その排気マフラ装置に特有の特定周波数域の排気音を消音するようにした技術ではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２１５３１号公報
【特許文献２】特開平１０−２７４０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願人は、排気マフラ装置本体内に排気浄化手段を内装した排気マフラ装置において、排気浄化効率を向上させることができるだけでなく、排気騒音をも有効に低減できる排気マフラ装置の研究・開発を行ってきた。その結果、上記特許文献１の公報に記載された従来装置の有する問題を解決するためには、上記特許文献２の公報にも記載されているヘルムホルツ共鳴器の原理を応用することで、排気音の音の流れに対する消音効果を高めることが可能であるとの知見を見いだすことができ、排気浄化効率の向上はもちろんのこと、同時に排気騒音をも円滑に低減できる排気マフラ装置を開発することができた。本発明は、かかる排気マフラ装置を提供することを目的（課題）とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明は、排気マフラ装置であって、筒状の外殻両端開口部を上流側エンドプレートおよび下流側エンドプレートにより閉塞して形成した排気マフラ装置本体において、同排気マフラ装置本体内部に設けた第１隔壁および第２隔壁と、前記下流側エンドプレートと前記第１隔壁とで仕切られた膨脹室としての第１室と、前記第１隔壁と前記第２隔壁とで仕切られた共鳴室としての第２室と、前記第２隔壁と前記上流側エンドプレートとで仕切られた膨脹室としての第３室と、前記排気マフラ装置本体内に収納され、上流側を前記上流側エンドプレートに設けた排気入口管に下流側を前記第１室に開口させた排気浄化手段と、前記第２室を貫通すると共に、一端が前記第１室に開口され他端をパンチ孔を介して前記第３室に連通する第１の連通管と、前記第１の連通管に平行配置されて前記第２室を貫通し、一端が前記第１室に開口され他端を前記第３室に開口させた第２の連通管と、前記第３室へ所定長さの寸法で突出するように前記第２隔壁に設けられ、前記第３室から前記第２室へ音の流れを流入させる枝管と、前記第２隔壁に形成され、前記第２室から前記第３室へ音の流れを流入させる穴部と、前記上流側エンドプレートに設けられ、前記第３室の排気を外部へ放出する排気出口管とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
この請求項１記載の発明では、ディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジン等から排出された排気ガスは、排気入口管から排気マフラ装置本体内に流入し、ディーゼルパティキュレートフィルターや触媒モノリスといったハニカム構造を有する排気浄化手段を流通する。排気ガスが排気浄化手段を通過するとき、排気ガス中の有害成分は捕捉されて浄化された後、第１室で拡散膨脹する。第１室の排気ガス流れの大部分は、第２の連通管（両端は開口しているが、パンチ孔は形成されていない管）に絞り込まれて入った後、第３室に一旦流れ込み、排気出口管から外部へ排出されていく。このとき、第２の連通管は気柱共鳴をするので、共鳴周波数に等しい振動成分が干渉により減衰されるようになる。また、第１室における排気ガスの流れの一部は、第１の連通管にも絞り込まれて流入し第３室に臨むパンチ孔から第３室に流出して拡散膨脹した後、排気出口管から排出されていく。他方、第３室の排気ガス中における排気音の流れ（排気ガスの流れではない）に着目すると、様々な周波数成分を含んだ排気音の流れは、第２隔壁に突出するように設けた枝管から第２室に伝播して入り込んだ後、さらに第２隔壁に設けた穴部から第３室に伝播していく。こうして、排気音の流れが、枝管から第３室に入った後、穴部から第３室へ伝播していく過程で、第２室がヘルムホルツ共鳴室として機能しているので、共鳴周波数付近の成分、つまり排気音の特定周波数域における成分が減衰（消音）され、第２室内で排気音が消音されるようになる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に係り、前記枝管から前記第２室へ突出する延長管を設け、同延長管の管端を閉塞するとともに、同延長管の前記第２室内における周壁にパンチ孔を形成したことを特徴とする。
【００１２】
この請求項２記載の発明では、枝管に延長して設けた延長管にパンチ孔を形成しているので、パンチ孔から第２室に流入した排気ガスは、第２室で膨脹拡散するため、排気ガスは、第２室でも減音されるようになる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の排気マフラ装置に係り、前記第２の連通管の前記第３室における開口端を、前記排気出口管近傍まで延長したことを特徴とする。
【００１４】
この請求項３記載の発明では、第２の連通管（パンチ孔は設けられていない）の開口端が、第３室において排気出口管に近接して設けられている、つまり、上流側エンドプレートに近接した位置で開口しているので、第１室の排気ガスをダイレクトに第２の連通管を介して第３室に導かれた後、排気出口管から排出させることができ、第３室に負圧を生じさせるようにして、第１室の排気ガスが第１の連通管に流入するようにしている。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の排気マフラ装置に係り、前記排気マフラ装置本体の下流の排気管に、内筒と外筒とで形成されたサブマフラ装置の前記内筒を連通し、前記内筒に直径が略４ｍｍの多数のパンチ孔を穿ち、かつ、前記内外両筒内の室に密度が略１２０g/cm3の吸音材を充填したことを特徴とする。
【００１６】
この請求項４記載の発明では、排気マフラ装置本体下流の排気管に設けたサブマフラ装置を排気ガスが流れるとき、内筒のパンチ孔から内外両筒で形成された室に膨脹拡散して流れ込むので、例えばグラスウール等の吸音材で騒音が吸収される。
【００１７】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の排気マフラ装置に係り、前記排気入口管と前記排気浄化手段との間に、前記排気浄化手段に向かうに応じて排気流通断面積が拡大するラッパ状管を設けたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項５記載の発明では、排気入口管からラッパ状管を経由して排気浄化手段にそのまま流入するので、排気浄化手段を高温に保持した状態で浄化作用を行うため、浄化効率を維持することが可能であるとともに、排気ガスがラッパ状管を流動するときに、排気ガスは膨脹拡散され、排気騒音の低減に有利となる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、排気浄化手段を通過して第１室に膨脹拡散した排気ガスを第２の連通管を介して極力抵抗をかけないでストレートに排気出口管から排出させると共に、第２の連通管が有する気柱共鳴による共鳴周波数に等しい振動成分を干渉によって減衰できる。他方、第２隔壁に枝管と穴部とを設け、第２室をヘルムホルツ共鳴器として機能するように形成することにより、共鳴効果を発揮するようになり、そのため、第３室の排気ガスを枝管から第２室に伝播させた排気ガス中に含まれる様々な周波数成分のうち、共鳴周波数付近における特定の周波数成分を含む排気音波が第２室内で減衰される。このため、膨脹室としての第１室、第３室、および共鳴室としての第２室におけるそれぞれの消音作用、および第２の連通管が有する気柱共鳴による消音作用により、全体的に消音効果に優れた排気マフラ装置を得ることができ、また、エンジン排気系で排出される排気ガスは、その全流量が排気入口管から排気浄化手段に流入するため、排気ガスの温度が低下するのを抑制した状態で排気ガスの浄化機能を維持増進でき、コンパクトサイズの排気マフラ装置を実現できる効果を奏する。
【００２０】
また、請求項２記載の発明によれば、枝管に延長して設けた延長管にパンチ孔を形成しているので、パンチ孔から第２室に流入した排気ガスは、第２室で急激に膨脹拡散して圧力変動が吸収されるため、第２室によっても消音作用を発揮できる効果を奏する。
【００２１】
また、請求項３記載の発明によれば、第２の連通管（パンチ孔は設けられていない）の開口端が、第３室において排気出口管に近接した位置にあるので、排気ガスの流通抵抗を低くした状態、つまりエンジン出力に対する背圧を増大するのを回避した状態で排気騒音を低減でき、また、第２の連通管からダイレクトに第３室を経由して排気出口管から排出させることができるので、第３室に生じる負圧が大きくなる。そのため、第１室から第１の連通管に流入する排気ガスの流通量が増大して第１の連通管のパンチ孔から第３室へ排気ガスが膨脹拡散して吐出することになり、それだけ排気ガスの流れが有する排気騒音を円滑に低減できる効果を奏する。
【００２２】
また、請求項４記載の発明によれば、排気マフラ装置本体下流の排気管に設けたサブマフラ装置を排気ガスが流れるとき、内筒のパンチ孔から内外両筒で形成された室に膨脹拡散して流れ込むので、例えばグラスウール等の吸音材で音が吸収され、サブマフラ装置によっても排気ガスの騒音を低減できる効果を奏する。
【００２３】
また、請求項５記載の発明によれば、排気入口管からラッパ状管を経由して排気浄化手段にそのまま流入するので、排気浄化手段を高温に保持した状態で浄化作用を行うため、浄化効率を維持することが可能であるとともに、排気ガスがラッパ状管を流動するときにも膨脹拡散されるため、排気騒音の低減に有利となる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の排気マフラ装置に係る実施形態を、図１〜図６に基づいて詳述する。
図１に示すように、本実施形態における排気系システムは、ディーゼルエンジンの排気管１００に設けた排気マフラ装置１０と、その下流側に設けたサブマフラ装置１１０とでなる。
【００２５】
まず、排気マフラ装置本体１０を説明する。すなわち、図２に示すように、排気マフラ装置本体１０の材料は、耐腐食を考慮して、例えばステンレス材が用いられ、外観形状を箱形に形成された筒状の外殻１１両端開口部を上流側エンドプレート（以下「左エンドプレート」という）１２と下流側エンドプレート（以下「右エンドプレート」という）１３とにより閉塞して形成される。左エンドプレート１２は、内板１２ａと外板１２ｂとの間に吸音、消音効果に有効な素材であるグラスウール１２ｃが充填され、同様に、右エンドプレート１３にもその内板１３ａと外板１３ｂとの間にグラスウール１３ｃが充填されている。また、左右両エンドプレート１２，１３の内板１２ａ，１３ａとしては、例えば、ピッチ間隔が３.５で、内径φ２の凹形状のパンチング加工が施され、上記グラスウール１２ｃ、１３ｃによる消音効果が発揮できるようにしている。
【００２６】
排気マフラ本体１０内部には、図１に対して右方から所定間隔を存して、内部室を仕切るように第１隔壁１４と第２隔壁１５が設けられ、右方から順に、右エンドプレート１３と第１隔壁１４とで仕切られた膨脹室としての第１室Ａと、第１隔壁１４と第２隔壁１５とで仕切られた共鳴室としての第２室Ｂと、第２隔壁１５と左エンドプレート１２とで仕切られた膨脹室としての第３室Ｃが形成される。
【００２７】
また、排気マフラ本体１０内部の第１隔壁１４と第２隔壁１５に跨って排気浄化手段１７が設けられ、下流側に向かって末拡がり状に横断面積が拡大するラッパ状管１８を介して左エンドプレート１２に貫通支持した排気入口管１６に接続（溶接）される。
【００２８】
上記排気浄化手段１７は、例えば、触媒モノリスの態様の浄化手段であり、多孔質のハニカム構造を有し、これに酸化触媒、あるいは還元触媒等種々の触媒から適宜選択された触媒を担持させることで形成されるものであり、排気ガス中に含まれる有害物質の酸化、あるいは還元反応を促進するようになっている。
【００２９】
一方、排気浄化手段１７の上方には、排気マフラ装置本体１０の長手軸線方向に沿って、第１の連通管２１（図２参照）と、この第１の連通管１０と略平行に配置した第２の連通管２２（図３参照）とが、それぞれ第２室Ｂを貫通するようにして第１隔壁１４と第２隔壁１５とに支持（溶接）され、第１室Ａと第３室Ｃとが連通するようにしている。すなわち、第１の連通管１４は、第１室Ａ側では開口し、第３室Ｃではその管端が閉塞され、周壁に形成した多数のパンチ孔２１ａを介して第３室Ｃに連通している。また、第２の連通管２２は、パンチ孔を有しない管であり、図３に示すように、第３室Ｃ側の管端は限りなく左エンドプレート１２の内板１２ａに近接した位置で開口し、ここから第３室Ｃ内に流出した排気ガスがすぐさま左エンドプレート１２に設けた排気出口管１９に流れ込むようにしている。なお、排気出口管１９は排気管１００（図１参照）に接続し、サブマフラ装置１１０に連通している。
【００３０】
他方、第１隔壁１４と第２隔壁１５とに、上記第１、第２の両連通管２１，２２に略平行に配置した第３の連通管２３が支持（溶接）されている。この第３の連通管２３は、図２に示されるように、第２隔壁１５から左方、すなわち、第３室Ｃ側に所定長さの寸法で突出する枝管部２３ａと、枝管部２３ａから中央の第２室Ｂ内へ突出し、その管端を閉塞させた延長管部２３ｂとからなり、その延長管部２３ｂ周壁には第２室Ｂに通じる多数のパンチ孔２３ｃが穿たれ、これにより第３の連通管２３を介して第３室Ｃから第２室Ｂに排気ガスの音の流れが流入（伝播）するようにしている。また、第２隔壁１５の上方には、各連通管２１〜２３の外径に略等しい内径の穴部２４が設けられ、第２室Ｂ内から第３室Ｃへ排気ガスの音が伝播するようにしている。
こうして、第２室Ｂと、枝管部２３ａと、穴部２４とによりヘルムホルツ型共鳴器の原理を利用した共鳴手段が形成されることとなる。
【００３１】
また、第１室Ａの略上半分の内周壁面には、図５に示すように、多数のパンチ孔を形成したパンチングメタル２５が設けられ、その裏側に、上記エンドプレート１４，１５の場合と同様に適宜の吸音材であるグラスウールが充填された構造にしている。
【００３２】
なお、図２，図３における符号３０は、排気マフラ本体１０を車体（例えばトラック）の適宜箇所（フレーム）に装着するために使用されるサポート部材を示し、排気マフラ本体１０の長手軸線方向に沿って貫通するように取り付けられている。また、３１は、装着された排気マフラ本体１０が揺動するのを防止するため、左エンドプレート１２に設けられた回り止め部材を示す。
【００３３】
次に、サブマフラ装置１１０を説明する。すなわち、サブマフラ装置１１０は、排気マフラ装置本体１０に対するアフターマフラであり、排気マフラ装置本体１０や排気管１００と同様にステンレス材で形成され、図６によく示されるように、排気マフラ装置本体１０の下流側の排気管１００のテールパイプ近傍に設けられている。サブマフラ装置１１０は排気マフラ装置本体１０から良好な消音効果が得られる位置となるようにマッチングさせて配置している。
【００３４】
サブマフラ装置１１０は、横断面が円形をなす内筒１１０ａと外筒１１０ｂとで形成され、内外両筒１１０ａ，１１０ｂの間に、膨脹室１１１が設けられる。内筒１１０ａは、図６（ｂ）に示すように、直径が略４ｍｍの多数のパンチ孔１１０ｃが穿たれたパンチングメタル（ステンレス材）で、かつ、膨脹室１１１に密度が略１２０g/cm3のグラスウールといった吸音材がハッチングで図示したように充填されている。
【００３５】
次に、本実施形態の作用を主として図２、図３を参照して説明する。なお、図２，図３中における黒塗り矢印は排気ガスの流れ方向を、白抜き矢印は排気音が伝播する方向を示す。すなわち、エンジン（図示しない）から排気入口管１６に導かれてきた排気ガスは、ラッパ状管１８から排気浄化手段１７の内部を流れ、排気ガスに含まれる有害物質が浄化された後、第１室Ａに膨脹拡散して流れ込むので、排気ガスの圧力変動が低減されて騒音が低減される。次いで、第１室Ａ内の排気ガスは、第２の連通管２２（図３参照）に絞り込まれて内部に送り込まれるが、この排気ガスの絞り込みの過程により排気ガスの排気音が消音される。第２の連通管２２の送り込まれた排気ガスは、その出口から第３室Ｃ内に膨脹拡散して流出するので、ここでも排気ガスが有する圧力変動を低減して減衰される。その後、排気ガスは第３室Ｃからすぐさま排気出口管１９に入ってサブマフラ装置１１０へ流れていく。同時に、第２の連通管２２は気柱共鳴の機能を有するため、気柱共鳴に等しい排気音の振動成分が干渉によって減衰されるため、第２の連通管２２が有する気柱共鳴機能によっても消音効果が得られる。
【００３６】
一方、第１室Ａの排気ガスは、第１の連通管２１にも絞り込まれて流れ込むので、この絞り込みの過程でも排気ガスの排気音が消される。そして、パンチ孔２１ａから第３室Ｃに排気ガスが膨脹拡散する過程で、排気ガスの圧力変動は低減されるので消音され、その後、第３室Ｃの排気ガスは、排気出口管１９から排出され、サブマフラ装置１１０へ流れていく。
【００３７】
他方、第３室Ｃ内における排気ガスの有する排気音の流れ（伝播）に着目すると、排気音の流れは枝管部２３ａから延長管部２３ｂのパンチ孔２３ｃを経由して第２室Ｂに伝播し、第２室Ｂ内で或る特定周波数成分に等しい振動成分が干渉によって減衰され、また、第２隔壁１５に形成した穴部２４（図３参照）を通過して音が第３室Ｃへ伝播するときにも特定周波数成分に等しい振動成分が干渉によって減衰されていくので、これらにより排気騒音が減衰して消音効果を発揮する。
また、延長管部２３ｂのパンチ孔２３ｃから第２室Ｂに排気ガスが膨脹拡散して入るので、排気ガスの圧力変動はここでも低減されるので、騒音低減に効果を発揮する。
【００３８】
また、排気マフラ装置本体１０から排出された排気ガスは、途中の排気管１００を流動してサブマフラ装置１１０内へ供給されていくが、排気ガスがサブマフラ装置１１０を流量するとき、排気ガスはパンチ孔１１０ｃを通過して膨脹室１１１に流入して膨脹するので、これによって排気騒音が低減され、またグラスウールによる吸音効果によっても排気騒音が減音されることとなる。
【００３９】
本出願人は、上記実施形態に係る排気マフラ装置本体１０およびサブマフラ装置１１０を用いて、最も多く使用されるエンジン回転域（経済走行域）、例えばディーゼルエンジンを1850rpmで回転させた場合について実験を行った。その結果、図７および図８に示すような排気音周波数分析のグラフを得ることができた。すなわち、図７は上記実施形態に係る排気マフラ装置本体１０と、そうでない従来構造品のマフラ装置とについて比較試験を行って得たグラフ、また、図８は上記実施形態に係るサブマフラ装置１１０を装着した場合と、装着しない場合とを比較試験したグラフを示す。
【００４０】
図７からわかるように、本実施形態に係る排気マフラ装置本体１０を装着した場合の方が、従来構造品のマフラ装置を搭載した場合よりも、200〜500Hzの周波数帯域で排気騒音レベルが著しく低減されており、また、図８には、サブマフラ装置１１０を搭載した場合には、搭載しない場合に対して160Hz以降の全周波数帯域で騒音レベルが低減している結果を得ることができた。これら実験結果からもわかるように、本実施形態によれば、エンジンから排出される排気ガスの騒音は、上記排気マフラ装置本体１０を用いることで大幅に低減し、消音することができる効果があり、さらに、上記サブマフラ装置１１０を排気マフラ装置本体１０の下流に搭載することで一層排気ガスの騒音を低減するのに有利となる効果を有する。
【００４１】
上記したように、本実施形態によれば、排気マフラ装置本体１０内に収納した排気浄化手段１７による排気浄化効率を向上できるだけでなく、排気騒音の低減や消音効果に優れた、コンパクトな排気マフラ装置を得ることができ、また、下流側にサブマフラ装置１１０をアフターマフラとして搭載することで、排気系システム全体としても一層の排気騒音、消音効果を高めることができる効果を有する。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態を図面より詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変形等があっても本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、排気浄化手段１７として触媒モノリスについて説明したが、この代わりに、ディーゼルエンジンの排気系のパティキュレートフィルターについて適用することもできる。この場合、パティキュレートフィルターは、例えば、多数のハニカム状に配置された多孔質の炭化珪素やコージェライトの焼結体でなる排気ガス通路を有する、いわゆるウォールフローハニカムフィルターといった浄化手段を利用する形態でもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、パンチ孔２３ｃを備えた延長管部２３ｂを第３の連通管２３として形成し、第２室Ｂと、枝管部２３ａと、穴部２４とによりヘルムホルツ型共鳴器の原理を利用した共鳴手段としたが、このような連通管２３の形態によることなく、すなわち延長管部２３ｂを設けることなく、単に枝管部２３ａの長さや、第２室Ｂの容積を適宜に設定するようにしてもよい。これにより、その排気マフラ装置に合った排気音の減衰、消音特性が得られるようにチューニングするのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第実施形態に係る排気マフラ装置本体が設置される排気系の概略構成を示す排気系のシステム構成図である。
【図２】排気マフラ装置（メインマフラ装置）の中央における縦断面図である。
【図３】図２を裏側から視た縦断面図である。
【図４】図２の15−15線における矢視３横断面図である。
【図５】図２の5−5線における矢視横断面図である。
【図６】上記排気マフラ装置の下流側の排気管に設けたサブマフラ装置を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はサブマフラの構成要素である内筒を縮小して示した展開平面図である。
【図７】排気マフラ装置本体と、従来品とを比較実験した排気音周波数分析を示すグラフである。
【図８】サブマフラ装置を備えた場合と、それを備えない場合とを比較実験した排気音周波数分析を示すグラフである。
【図９】従来装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  排気マフラ装置本体
１１  外殻
１２  左エンドプレート
１３  右エンドプレート
１４  第１隔壁
１５  第２隔壁
１６  排気入口管
１７  排気浄化手段
１８  ラッパ状管
１９  排気出口管
２１  第１の連通管
２１ａ  パンチ孔
２２  第２の連通管
２３  第３の連通管
２３ａ  枝管部
２３ｂ  延長管部
２３ｃ  パンチ孔
２４  穴部
１００  排気管
１１０  サブマフラ装置
１１０ｃ  パンチ孔
１１１  膨脹室
Ａ  第１室
Ｂ  第２室
Ｃ  第３室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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