(57)【要約】      （修正有）【課題】消音特性の要求を満たしつつ小型化を図った鞍乗型車両用の排気装置を提供する。【解決手段】鞍乗型車両用の排気装置１００は、エンジンに接続されるエキゾーストパイプ２０と、エキゾーストパイプ２０に接続されるサイレンサとを備える。エキゾーストパイプ２０は、ヘルムホルツ共鳴器４０を備えており、且つ、ヘルムホルツ共鳴器４０には、吸音材４５が充填され、さらに、ヘルムホルツ共鳴器４０には、エキゾーストパイプ２０の内部と連通する開口部４２が形成され、開口部４２は、エンジンの動作時においてエキゾーストパイプ２０の内部の音圧が高い箇所に形成される。【選択図】図５Ｂ
0003159285.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型車両用の排気装置であって、
エンジンに接続されるエキゾーストパイプと、
前記エキゾーストパイプに接続されるサイレンサと
を備え、
前記エキゾーストパイプは、ヘルムホルツ共鳴器を備えており、且つ、前記ヘルムホルツ共鳴器には、吸音材が充填されており、
前記ヘルムホルツ共鳴器には、前記エキゾーストパイプの内部と連通する開口部が形成されており、
前記開口部は、前記エンジンの動作時において前記エキゾーストパイプの内部の音圧が高い箇所に形成されている、排気装置。
【請求項２】
前記音圧が高い箇所は、前記エキゾーストパイプの内部における第３ピークから第６ピークの定在波に基づく腹に対応する位置である、請求項１に記載の排気装置。
【請求項３】
前記吸音材は、ＳＵＳウールまたはグラスウールである、請求項１に記載の排気装置。
【請求項４】
前記吸音材は、前記ヘルムホルツ共鳴器の吸音効果を抑制させるとともに、前記ヘルムホルツ共鳴器に起因して生じた共振周波数ピークのレベルを低減させることを特徴とする、請求項１に記載の排気装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の排気装置を備える、鞍乗型車両。
【請求項６】
前記鞍乗型車両は、４サイクルエンジンを備えている、請求項５に記載の鞍乗型車両。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、鞍乗型車両用排気装置および鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鞍乗型車両（例えば、自動二輪車）で使用されるマフラー（排気装置）は、エンジンから排出される排気ガスを効率良く放出する排気効率と、高圧および高温化された排気ガスの排出に伴う排気音の減音または消音という２つの要求を満たすことが求められている。
【０００３】
騒音規制が強化されている昨今では、特に減音または消音に対する要求が高まっている。したがって、排気効率を維持しつつ減音または消音を達成することが望まれている。自動二輪車用のマフラーは、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３１７８４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
マフラーの設計を排気効率だけから考えると、マフラー（排気系）は、真っ直ぐ伸ばすのが一番好ましい。しかしながら、これでは、自動二輪車の車体に収まらない。したがって、排気抵抗を少なくするためにマフラーをなるべく急激に曲げないように車体後方に持っていくのであるが、実際には、前輪やバンク角と絡んでそれも難しいことが多い。通常、エンジン性能的に理想的な長さのマフラーがそのまま自動二輪車の形状に収まることは少なく、なるべくスムーズな形状を維持しつつ、性能上ベストに近い長さのマフラーを自動二輪車の形状に収めるように設計することは、乗用四輪車のマフラー設計と比較すると、非常に苦労を伴う。
【０００６】
また、排気効率だけでなく、自動二輪車においては、マフラーの重量が操縦性に与える影響もとても大きい。つまり、自動二輪車は車体が軽いため、たとえ１ｋｇ程度の重量であっても自動二輪車に与える影響は大きく、そして、マフラーの重量に加えてマフラーの重心が遠くにあることも自動二輪車の操縦性に悪影響を与える。
【０００７】
一方で、どんなに構造を工夫しても消音効果を高める上では、ある程度のマフラー容量が必要になる。厳しさを増す騒音規制に適合させるために、マフラーを大きくせざるを得ない場合が多い。加えて、マフラーを構成する金属板が薄いとそれが振動して騒音が大きくなるため、どうしてもマフラー重量は重くなりがちである。そして、マフラー重量の増加は、自動二輪車の操縦性を悪くしてしまう。
【０００８】
このように、自動二輪車のマフラーの構造は、種々の相反する要因から決定されるため、排気効率および消音特性を満たしつつ、小型化を図ったマフラーを実現化することは極めて困難であった。
【０００９】
本考案はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、消音特性の要求を満たしつつ、小型化を図った鞍乗型車両用マフラーを提供することにある。
【００１０】
なお、米国特許３２６３７７２号には、自動車用の排ガスシステムとして、高周波消音要素（同公報の図１の符号１６）がパイプ（同図１の符号１０）に取り付けられているが、この高周波消音要素は、共鳴器ではない。具体的には、高周波消音要素の空洞（同図２の符号２２）の空気または多孔性繊維質材料で高周波成分を消音するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本考案に係る鞍乗型車両用の排気装置は、エンジンに接続されるエキゾーストパイプと、前記エキゾーストパイプに接続されるサイレンサとを備え、前記エキゾーストパイプは、ヘルムホルツ共鳴器を備えており、且つ、前記ヘルムホルツ共鳴器には、吸音材が充填されており、前記ヘルムホルツ共鳴器には、前記エキゾーストパイプの内部と連通する開口部が形成されており、前記開口部は、前記エンジンの動作時において前記エキゾーストパイプの内部の音圧が高い箇所に形成されている。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、ヘルムホルツ共鳴器がエキゾーストパイプに設けられており、そのヘルムホルツ共鳴器に吸音材が充填されているので、当該ヘルムホルツ共鳴器の吸音効果の抑制とともに、当該ヘルムホルツ共鳴器によって新たに発生した共振周波数ピークのレベルを低減することができる。その結果、マフラー重量の増大を抑制するためにサイレンサの容量を大きくできない場合であっても、消音効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の実施形態に係る排気装置１００を備えた自動二輪車１０００の側面図である。
【図２】本考案の実施形態に係る排気装置１００を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、排気装置１００の一部拡大図である。
【図４】ヘルムホルツ共鳴器４０を説明するための図である。
【図５Ａ】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）におけるエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｃ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図５Ｂ】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）におけるエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｃ）及び（ｄ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図５Ｃ】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）におけるエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｃ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図５Ｄ】本考案の実施形態に係る構成の減衰特性を説明するためのグラフである。
【図６】比較例の排気装置１００Ａを表す図である。
【図７】比較例のエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図８】本考案の実施形態に係る排気装置１００を表す図である。
【図９】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図１０】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１１】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図１２】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１３】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図１４】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１５】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図１６】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１７】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図１８】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１９】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図２０】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図２１】本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０を表す斜視図である。
【図２２】（ａ）は、本考案の実施形態に係るエキゾーストパイプ２０の断面図であり、そして、（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図２３】本考案の実施形態に係る構成の減衰特性を説明するためのグラフである。
【図２４】本考案の実施形態に係る構成の減衰特性を説明するためのグラフである。
【図２５】本考案の実施形態に係る構成の減衰特性を説明するためのグラフである。
【図２６】本考案の実施形態に係る構成の減衰特性を説明するためのグラフである。
【図２７】本考案の実施形態に係る構成の減衰特性を説明するためのグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
自動二輪車の排気装置の設計（マフラー設計）は、種々の制約の下で行われていたが、実際のところ、サイレンサの容積を大きくしなければ消音効果を上げることができず、その一方で、サイレンサの容積の増大が自動二輪車の操縦性の低下をもたらす現象を回避することができなかった。例えば、現状の４サイクルのモトクロス自動二輪車（特に、競技用車）のマフラーにおいては、サイレンサの容量を大きくし、それによって騒音低減と走行性能とを満足させているため、マフラーは大きく、重いのが実情である。騒音に関しては、レギュレーションがあるため、騒音の要因を無視して、マフラーを小さく軽くすることができない。
【００１５】
さらに説明すると、排気系の減衰特性上、排気管長に起因して生じる各ピークが低周波から多く存在する。そして、騒音レギュレーション上、排気管長に起因して生じる各ピークの共振によって排気音が問題となる場合が多い。この対策として、排気管長の各ピークレベルを下げるために、全体の減衰特性レベルを下げてきた。具体的には、拡張比を上げるためにサイレンサ胴部を大きくしたり、多段膨張化などを行うことによって、全体の減衰特性レベルを下げることができる。しかしながら、多段膨張化は、集中定数系の共振が低周波に生じる場合があり、逆に、騒音を増大するケースもあり、それゆえ、減衰効率は悪い。なお、拡張比を上げるためにサイレンサ胴部を大きくしたとすれば、自動二輪車の操縦性の低下をもたらす。
【００１６】
このような状況の中、本願考案者は、走行性能と騒音特性を満足させながら、エキゾーストパイプに新たな技術的思想を導入することで、小型で軽量のサイレンサを持った排気装置（マフラー）を実現することを試み、鋭意検討した結果、本考案に至った。
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本考案による実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本考案は以下の実施形態に限定されない。
【００１８】
図１は、本考案の実施形態に係る排気装置１００が搭載された自動二輪車１０００を示している。本実施形態の排気装置１００は、エンジン５０に接続されるエキゾーストパイプ２０と、エキゾーストパイプ２０に接続されるサイレンサ１０とから構成されている。図１に示した構成例では、サイレンサ１０の後端（下流側）には、テールパイプ３０が配置されている。また、テールパイプ３０は、テールキャップ３５で覆われている。なお、便宜上、エンジン５０側を「上流」と称し、大気側（サイレンサー１０の後端側）を「下流」と称する場合がある。
【００１９】
本実施形態の排気装置１００を自動二輪車１０００から取り外すと、図２に示す通りである。図２に示した排気装置１００のエキゾーストパイプ２０には、接触防止用のプロテクタ２２が形成されている。図３（ａ）は、エキゾーストパイプ２０の上流側端部２０Ａの周辺を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した構成において接触防止用のプロテクタ２２を除去したものである。
【００２０】
本実施形態のマフラー１００は、４サイクルエンジン用のマフラーであり、図１に示した自動二輪車１０００は、オフロード車両である。なお、サイレンサ１０は、排気装置１００の後部（詳細には、エキゾーストパイプ２０の後部）に取り付けられた消音器である。
【００２１】
本実施形態のエキゾーストパイプ２０は、ヘルムホルツ共鳴器４０を有しており、そして、そのヘルムホルツ共鳴器４０には、吸音材が充填されている。なお、ヘルムホルツ共鳴器は、単に、「レゾネータ」又は「共鳴器」と称する場合もある。
【００２２】
ヘルムホルツ共鳴器の概略図を図４に示す。図４に示したヘルムホルツ共鳴器の共振周波数ｆ０は式１で求められる。
【００２３】
【数１】
0003159285.tif 000003
なお、ヘルムホルツ共鳴器は、首部の直径や長さ、空洞部の容積によって共振周波数の調整ができるので、用途が広いという特徴を持っている。
【００２４】
共振周波数付近の音が共鳴器に入射すると、共鳴によって大きな空気振動が発生する。この激しい空気振動は、媒質（空気）の粘性抵抗によって熱に変わり（摩擦損失）、それに伴って吸音（音の吸収、減衰）される。ここで、「共鳴（又は共振）」とは、ある物体の振動エネルギーが他の物体に吸収されて、その物体が振動することをいう。
【００２５】
ヘルムホルツ共鳴器を管路（この場合、排気系）に装着した場合、その共振周波数付近で減衰改善効果は得られるものの、その装着によって新たな共振が生じて、その結果、二次的な問題が生じる。
【００２６】
なお、吸音材（ステンレスウール（ＳＵＳウール）、グラスウール、多孔質金属など）に音が入射すると、空気振動が直接に材料内部の隙間や気泡部分の空気に伝わり、繊維や気泡の面での空気の粘性摩擦、繊維や気泡の膜自体による振動等によって吸音される。したがって、共鳴器に吸音材を充填した場合には、共鳴器自体の吸音効果は抑制される。
【００２７】
ここで、本実施形態の構成においては、吸音材によって共鳴器自体の吸音効果が抑制されてしまう点を逆に利用して、新たな共振のピークレベルを抑える構造を実現化している。したがって、本実施形態の排気装置１００によれば、マフラー重量の増大を抑制するためにサイレンサの容量を大きくできない場合であっても、消音効果を高めることができる。
【００２８】
次に、図５Ａから図５Ｄを参照しながら、本考案の実施形態に係る排気装置１００の構成およびその効果について説明をする。
【００２９】
図５Ａは、本実施形態の排気装置１００の共鳴器４０の周辺を示す図である。図５Ａ（ａ）は、共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の斜視図である。図５Ａ（ｂ）は、図５Ａ（ａ）に示したエキゾーストパイプ２０の断面図である。図５Ａ（ｃ）は、図５Ａ（ｂ）中のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００３０】
図５Ａに示した排気装置１００においては、エキゾーストパイプ２０にヘルムホルツ共鳴器４０が設けられている。そのヘルムホルツ共鳴器４０には吸音材（例えば、ＳＵＳウール）が充填されている。共鳴器４０は、エキゾーストパイプ２０の外周に位置する外管４１と、エキゾーストパイプ２０とによって形成された空間によって構築されている。図５Ａに示した例では、共鳴器４０内の上流側（端部２０Ａ側）に、エキゾーストパイプ２０の内部と連通する開口部（孔）４２が形成されている。この開口部４２は、エンジン５０の動作時においてエキゾーストパイプ２０の内部の音圧が高い箇所（すなわち、定在波の「腹」の箇所）に形成されている。
【００３１】
ここで、エキゾーストパイプ２０の内部の音圧が高い箇所について説明する。音響特性的に説明すると、音波は、空気の粗密波によって正弦波振動（圧力変動）している。管状部材の内部においては所定の共振周波数（定在波）が生じる。圧力変動の状態からみて、静圧状態の箇所は「節」と称し、一方、その節よりも高い状態の箇所（特に、局所的に高い箇所）およびその逆相である低い状態の箇所（特に、局所的に低い箇所）を「腹」と称する。換言すると、正弦波振動する音波（定在波）の静圧箇所を「節」と称し、圧力が高い箇所（およびその逆相の箇所）を「腹」と称する。
【００３２】
特に、エキゾーストパイプ２０は、一端が閉じられて他端が開いている管状部にモデル化でき、そのエキゾーストパイプに生じる定在波の音圧が高い箇所（すなわち、腹の箇所）に開口部４２を形成することが好ましい。そのようにすることにより、所定の周波数ピークを意図的に低減させることが可能となる。例えば、第３ピークから第６ピークの少なくとも一つの腹の箇所のエキゾーストパイプに開口部４２を形成することで、それに対応する所定のピークを低減させることができる。エキゾーストパイプ２０の端部２０Ａ周辺は、エキゾーストパイプ２０の内部の音圧が高い箇所（定在波の腹）になる場合が多いので、その領域に開口部４２を形成することも好ましい。
【００３３】
図５Ａに示した例では、共鳴器４０内の上流側（端部２０Ａ側）に３つの開口部４２を形成している。図５Ｂに示した例では、共鳴器４０内の上流側に３つの開口部４２を形成し、共鳴器４０内の下流側に３つの開口部４２を形成している。
【００３４】
図５Ｂ（ａ）は、本実施形態の構成の斜視図であり、図５Ｂ（ｂ）は、図５Ｂ（ａ）に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図である。図５Ｂ（ｃ）及び（ｄ）は、図５Ｂ（ｂ）中のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【００３５】
さらに、図５Ｃに示した例では、共鳴器４０内の上流側に６つの開口部４２を形成している。図５Ｃ（ａ）に示した斜視図に対して、図５Ｃ（ｂ）および（ｃ）の断面図の関係は
上述の通りである。
【００３６】
次に、図５Ｄを参照しながら、本実施形態の排気装置１００の効果について説明する。図５Ｄは、排気装置１００について本願考案者が検討を行った結果（シミュレーション結果）である。図５Ｄは、減衰特性を示すグラフであり、縦軸が減衰レベル（ｄＢ）で、横軸が周波数（Ｈｚ）である。
【００３７】
ここで検討を行った構成例は、図５Ａから図５Ｃに示した例（Ｅｘ．５Ａ、Ｅｘ．５Ｂ、Ｅｘ．５Ｃ、）図５Ａに示した構成で共鳴器４０が存在しない比較例（Ｒｅｆ．１）である。なお、各例のヘルムホルツ共鳴器４０に充填されたＳＵＳウール４５の密度（見掛け密度）は同じである。ここで、吸音材（ＳＵＳウール）４５の見掛け密度とは、共鳴器４０の容積（ｍ３）に対して充填された吸音材４５の質量（ｋｇ）で表した密度のことをいう。なお、参考のために、図５Ａから図５Ｃに示した例（Ｅｘ．５Ａ、Ｅｘ．５Ｂ、Ｅｘ．５Ｃ）において、吸音材なしの比較例をＲｅｆ．５Ａ、Ｒｅｆ．５Ｂ、Ｒｅｆ．５Ｃとして示しておく。
【００３８】
より詳しい関係についての説明は後述の実施形態で述べるが、開口部４２は、所定の周波数ピークに対応する音圧が高い箇所（腹の箇所）に位置するようにエキゾーストパイプ２０に形成されている。なお、音圧が高い箇所（腹の箇所）は、開口部４２を形成する前のエキゾーストパイプ２０において音圧が高い位置に基づいている。
【００３９】
図５Ｄから理解できるように、所定の位置に開口部４２を形成することにより、低減させたい周波数ピークの減衰レベル（ｄＢ）を低下させることができる。そして、図５Ｄに示した例（Ｅｘ．５ＡからＥｘ．５Ｃ）では、比較例（Ｒｅｆ．１）または他の比較例（Ｒｅｆ．５Ａから５Ｃ）と比較して、良好な減衰特性を示すことがわかる。軽減させたい周波数ピークの減衰レベルを低下させるという点をさらに説明する。図５Ａ及び図５Ｃに示した例では、共鳴器４０内の上流側に開口部４２が形成されているものの、共鳴器４０内の下流側に開口部４２は形成されていない。一方、図５Ｂに示した例では、共鳴器４０内の下流側に開口部４２が形成された構成となっている。ここで、図５Ｄを見ると、周波数ピークｆ６において、Ｅｘ．５Ｂの結果が効果的に減衰レベルを低下させることができていることがわかる。
【００４０】
次に、図６から図１０を参照しながら、本考案の実施形態に係る排気装置１００の構成およびその効果について更に説明をする。
【００４１】
上述した図５Ａから５Ｃに示した構成では、ヘルムホルツ共鳴器４０を先に設計し、その共鳴器４０が占める領域のエキゾーストパイプ２０の所定位置に開口部４２を形成する構造を意図している。一方、これから説明する実施形態の構成は、先に、音圧が高い箇所（腹の箇所）のエキゾーストパイプ２０に開口部４２を形成し、その後でヘルムホルツ共鳴器４０を形成する構造を意図したものであり、そのような構造でも本実施形態の効果を得ることができる。
【００４２】
まず、図６は、基本構成となる排気装置１００Ａ（比較例）を示す図である。図７は、排気装置１００Ａ（比較例）を構成するエキゾーストパイプ２０の斜視図である。排気装置１００Ａは、エンジン側に接続される端部２０Ａを有するエキゾーストパイプ２０と、エキゾーストパイプ２０に接続される触媒収納部１５と、それに接続されるサイレンサ１０とから構成されている。そのサイレンサ１０の下流には、テールパイプ３０が位置している。
【００４３】
図８は、本実施形態の排気装置１００を示す図である。図８に示した排気装置１００においては、エキゾーストパイプ２０にヘルムホルツ共鳴器４０が設けられている。そのヘルムホルツ共鳴器４０には吸音材（例えば、ＳＵＳウール）が充填されている。
【００４４】
図９は、図８に示した排気装置１００を構成するエキゾーストパイプ２０の斜視図である。図１０（ａ）は、図９に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図である。なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。共鳴器４０は、上述したように、エキゾーストパイプ２０の外周に位置する外管４１と、エキゾーストパイプ２０とによって形成された空間によって構築されている。
【００４５】
図９に示した例では、共鳴器４０内の上流側（端部２０Ａ側）に、エキゾーストパイプ２０の内部と連通する開口部（孔）４２が形成されている。この開口部４２は、エンジン５０の動作時においてエキゾーストパイプ２０の内部の音圧が高い箇所（すなわち、定在波の「腹」の箇所）に形成されている。上述したように、エキゾーストパイプ２０の端部２０Ａ周辺は、エキゾーストパイプ２０の内部の音圧が高い箇所（定在波の腹）になる場合が多いので、その領域に開口部４２を形成することが好ましい。
【００４６】
共鳴器４０の内部には吸音材４５が充填されている。吸音材４５は、音波を吸収可能な材料であり、例えば、ＳＵＳウール（ステンレスウール）、グラスウール、アルミウール、フェライト、アスベストなどを用いることができる。この例では、吸音材４５として、ＳＵＳウールを用いている。吸音材４５は、高周波音は良く吸収するが、低周波音に効果が薄いので、その点を踏まえて、排気装置１００を設計することが好ましい。
【００４７】
図９に示したヘルムホルツ共鳴器４０を図４に示した関係および式１に当てはめると、次の通りになる。首部断面積Ｓは、貫通孔４２の開口面積の総和であり、首部長さｌは、エキゾーストパイプ２０の肉厚の寸法となる。容積Ｖは、エキゾーストパイプ２０と外管４１とによって囲まれた体積である。
【００４８】
次に、図１１以降の図面を参照しながら、本実施形態の排気装置１００の構成例について説明する。
【００４９】
図１１に示した例では、共鳴器４０内の中流に、エキゾーストパイプ２０の内部と連通する開口部（孔）４２が形成されている。なお、図１２（ａ）は、図１１に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００５０】
図１３に示した例では、共鳴器４０内の下流側に、エキゾーストパイプ２０の内部と連通する開口部（孔）４２が形成されている。なお、図１４（ａ）は、図１３に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００５１】
また、図１５に示した例では、共鳴器４０内の上流側、下流側、それらの間の中流に、開口部４２を形成したものである。すなわち、共鳴器４０にはエキゾーストパイプ２０と連通する３つの開口部４２が形成されている。図１６（ａ）は、図１５に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図であり、図１６（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、図１６（ａ）中のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【００５２】
さらに、図１７に示した例では、共鳴器４０内の上流側、下流側、それらの間の中流に、それぞれ開口部４２を２つ形成したものである。すなわち、共鳴器４０にはエキゾーストパイプ２０と連通する６つの開口部４２が形成されている。図１８（ａ）は、図１７に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図であり、図１８（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、図１８（ａ）中のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【００５３】
図１９に示した例では、図１５に示した構成例における共鳴器４０の容積Ｖを約２倍にしたものである。図２０（ａ）は、図１９に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図であり、図２０（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、図２０（ａ）中のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【００５４】
また、図２１に示した例では、図１７に示した構成例における共鳴器４０の容積Ｖを約２倍にしたものである。図２２（ａ）は、図２１に示した共鳴器４０を含むエキゾーストパイプ２０の断面図であり、図２２（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、図２２（ａ）中のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【００５５】
次に、図２３を参照しながら、本実施形態の排気装置１００の効果について説明する。図２３は、排気装置１００について本願考案者が検討を行った結果（シミュレーション結果）である。図２３は、減衰特性を示すグラフであり、縦軸が減衰レベル（ｄＢ）で、横軸が周波数（Ｈｚ）である。ここで検討を行った構成例は、図７に示した比較例（Ｒｅｆ．７）、図９に示した例（Ｅｘ．９）、図１１に示した例（Ｅｘ．１１）、図１３に示した例（Ｅｘ．１３）、および、図１５に示した例（Ｅｘ．１５）である。なお、各例のヘルムホルツ共鳴器４０に充填されたＳＵＳウール４５の密度（見掛け密度）は同じである。ここで、吸音材（ＳＵＳウール）４５の見掛け密度とは、共鳴器４０の容積（ｍ３）に対して充填された吸音材４５の質量（ｋｇ）で表した密度のことをいう。
【００５６】
ここで、共鳴器４０内の上流側の開口部４２は、図中の周波数ｆ３とｆ６のピークに対応する音圧が高い箇所（腹の箇所）に位置するようにエキゾーストパイプ２０に形成されている。また、下流側の開口部４２は、図中の周波数ｆ４のピークに対応する音圧が高い箇所（腹の箇所）に位置するようにエキゾーストパイプ２０に形成されている。そして、中流の開口部４２は、図中の周波数ｆ５のピークに対応する音圧が高い箇所（腹の箇所）に位置するようにエキゾーストパイプ２０に形成されている。なお、ここで、音圧が高い箇所（腹の箇所）は、開口部４２を形成する前のエキゾーストパイプ２０において音圧が高い位置に基づいている。
【００５７】
図２３から理解できるように、所定の位置に開口部４２を形成することにより、低減させたい周波数ピークの減衰レベル（ｄＢ）を低下させることができる。そして、図１５に示した例（Ｅｘ．１５）では、比較例（Ｒｅｆ．７）と比較して、良好な減衰特性を示すことがわかる。
【００５８】
なお、図２４は、図２３に示した結果に加えて、本実施形態の各構成例において共鳴器４０に吸音材４５が充填されていない比較例（Ｒｅｆ．９、１１、１３、１５）も示している。具体的には、図９に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．９）、図１１に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．１１）、図１３に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．１３）、図１５に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．１５）の結果もあわせて示している。なお、ここでは以降、吸音材４５なしの比較例の番号（例えば、Ｒｅｆ．１１）は、吸音材４５ありの実施例（例えば、Ｅｘ．１１）と同じ番号で示すことにする。
【００５９】
図２４からわかるとおり、共鳴器４０に吸音材４５が充填されていない比較例（Ｒｅｆ．９、１１、１３、１５）の場合、特定の周波数ｆの減衰レベルを大きく下げることができるが、その両側に新たなピークが発生し、かえって減衰特性を悪くする。
【００６０】
次に、図２５を参照する。図２５は、図１７に示した構成例（Ｅｘ．１７）の減衰特性を示している。図２５では、あわせて、図１７に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．１７）と、Ｒｅｆ．７、Ｅｘ．１５及びＲｅｆ．１５の結果も示している。
【００６１】
図２５からわかるとおり、開口部４２が６つの構成例（Ｅｘ．１７）も、開口部４２が３つの構成例（Ｅｘ．１５）と同等またはそれ以上に減衰特性が良好である。
【００６２】
次に、図２６を参照する。図２６は、図１９に示した構成例（Ｅｘ．１９）の減衰特性を示している。図２６では、あわせて、図１９に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．１９）と、Ｒｅｆ．７、Ｅｘ．１５及びＲｅｆ．１５の結果も示している。
【００６３】
図２６からわかるとおり、共鳴器４０の容積を大きくした構成例（Ｅｘ．１９）も、他の構成例（Ｅｘ．１５）と同等またはそれ以上に減衰特性が良好である。加えて、図２７に示すように、図２１に示した共鳴器４０の容積を大きくした構成例（Ｅｘ．２１）も、他の構成例（Ｅｘ．１７）と同等またはそれ以上に減衰特性が良好である。なお、図２７には、図２１に示した例で吸音材４５なしの比較例（Ｒｅｆ．２１）も示している。
【００６４】
本実施形態の構成によれば、エキゾーストパイプ２０にヘルムホルツ共鳴器４０が設けられており、そのヘルムホルツ共鳴器４０に吸音材４５が充填されている。したがって、ヘルムホルツ共鳴器４０によって減衰特性を向上させつつ、ヘルムホルツ共鳴器４０に吸音材４５を充填することによって、そのヘルムホルツ共鳴器４０による吸音効果を抑制するとともに、ヘルムホルツ共鳴器４０によって新たに発生した共振周波数ピークのレベルを抑制することができる。その結果、マフラー重量の増大を抑制するためにサイレンサの容量を大きくできない場合であっても、消音効果を高めることができる。
【００６５】
なお、図１では、自動二輪車１０００として、オフロードタイプの自動二輪車を例に示したが、自動二輪車１０００は、オンロードタイプのものであってもよい。また、本願明細書における「自動二輪車」とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。なお、自動二輪車に限らず、本考案の効果を利用できる他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両）
）や、スノーモービルを含む、いわゆる鞍乗型車両に適用することができる。
【００６６】
以上、本考案を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本考案によれば、消音特性の要求を満たしつつ、小型化を図った鞍乗型車両用マフラーを提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０ サイレンサ
１５ 触媒収納部
２０ エキゾーストパイプ
３０ テールパイプ
３５ テールキャップ
４０ ヘルムホルツ共鳴器
４１ 外管
４２ 開口部
４５ 吸音材
５０ エンジン
１００ 排気装置
１０００ 自動二輪車（鞍乗型車両）
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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