JP2003184543A - エンジン用マフラおよび自動二輪車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二箇所に触媒を設けることを不要にしながら
も、寒冷時等にも触媒の温度が速やかに上昇して好まし
い排気浄化特性を発揮するエンジン用マフラ、およびそ
れを備える自動二輪車を提供する。 【解決手段】 筒状のマフラボディ１０内に挿入された
排気の導入管４４に触媒３０を配置するとともに、その
導入管４４を経てマフラボディ１０内に入った排気の流
れる流路を、触媒３０の配置位置の周囲に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、エンジ
ン用マフラ（サイレンサ）と、それを備えた自動二輪車
とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的なマフラに関する縦断面図
を図５に示す。図のようにマフラ３’は、円筒状のマフ
ラボディ５０’の内部に、仕切板（バッフルプレート）
５１’・５２’やバッフルパイプ５３’・５４’・５
５’を取り付けることにより複数の膨張室を構成してい
る。マフラボディ５０’は、内外二重の円筒５０ａ’・
５０ｂ’（内側の５０ｂ’はパンチングメタル製）にて
形成し、それらの間に吸音材（グラスウール）５０ｃ’
を充填したものである。一方の端部に挿入された排気導
入管４４の開口（導入口）５６’から他方の端部にある
排気排出口５７’にかけて排気が流れる間に、排気音
は、各膨張室での排気の膨張とともに、また各室間の仕
切板で生じる反射波が進行波と干渉することにより、さ
らには吸音材に吸収されて、次第に音圧を下げていく。

【０００３】このような構成のマフラ３’には、図のよ
うに、マフラボディ５０’に挿入された排気の導入管４
４に触媒６０’が配置されることがある。触媒６０’
は、ハニカム構造やペレット状に形成されたもので、そ
の作用により排気中のガスを酸化して二酸化炭素や水に
変え、または還元して窒素に変えるなどする。排気の導
入管４４内に触媒を設けるのは、マフラボディ５０’の
うちで最も排気温度の高い部分に配置することによって
触媒６０’を活性化し、排気を酸化または還元する上記
の作用を強めるのがねらいである。白金やロジウム等の
触媒を使用する場合、反応に適したガス温度として約３
００℃以上が必要であるため、触媒は、排気の温度が３
００℃以上となる場所に設置する必要があるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５の例のようにマフ
ラボディにおける排気の導入管内に触媒を設けたとして
も、始動の際には触媒の温度上昇にかなりの時間がかか
る。とくに寒冷時には、マフラボディや導入管等ととも
に触媒自体の初期温度が低いので、排気温度が上昇しは
じめても触媒の温度はなかなか上がらない。そのため、
寒冷時の始動の際には、触媒が本来的に有する排気浄化
特性を発揮しはじめるまでに相当時間のウォームアップ
が必要になる。

【０００５】ウォームアップの時間を短縮する目的で、
排気の上流側にも別の触媒を設けることがある。つま
り、プレ触媒などと呼ばれる簡易な触媒を、マフラボデ
ィ（導入管）内に設ける上記の触媒（本触媒）とは別
に、より上流側（たとえば排気マニホールドの前後な
ど）に設けるのである。そのようにすれば、当該上流側
の触媒の作用で温度を上昇させた排気をマフラ内の本触
媒に通せるので、本触媒の温度が早めに上昇する。しか
し、その場合、上流・下流の二箇所に触媒を設ける必要
があるので、設備的なコストが上昇するほか機器重量が
増すというデメリットが避けられない。

【０００６】請求項に係る発明は、二箇所に触媒を設け
ることを不要にしながらも、寒冷時等にも触媒が速やか
に温度上昇をして好ましい排気浄化特性を発揮するエン
ジン用マフラ、およびそれを備えた自動二輪車を提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載したエン
ジン用マフラは、筒状のマフラボディ内に挿入された排
気の導入管に（つまり、導入管の内部もしくはその開口
端部分に、または導入管の先に連結した管状物内に）触
媒を配置するとともに、その導入管を経てマフラボディ
内に入った排気を流す流路を、触媒配置位置（に相当す
る導入管や上記の管状物等）の周囲に形成したことを特
徴とする。排気のためのこのような流路は、触媒配置位
置の周囲全域（全長・全周）に形成するのが最も好まし
いが、当該配置位置の周囲における一部（長さの一部ま
たは周囲の一部）のみに形成するのもよい。触媒として
は、ハニカム構造のものやペレット状のもの等を使用で
きる。高温域で活性化するものであれば、酸化触媒であ
るか三元触媒であるか等の種類を問わない。

【０００８】こうしたエンジン用マフラでは、始動の際
などに触媒の温度が速やかに上昇する。マフラや触媒よ
りも速やかに温度上昇して高い温度になる排気が、まず
導入管を通るとき触媒に接触して触媒の温度を上げるほ
か、それらを経てマフラボディ内に入ったのち上記の流
路を通ることにより、上記導入管等の周囲から触媒を加
熱（または加温）するからである。つまり、図５のマフ
ラでは導入管４４を通って触媒６０’に接触した排気が
その後はとくに触媒６０’を加熱する機会のないまま下
流側へ流れるのに対し、この発明のマフラでは排気がも
う一度、今度は外側から触媒を温度上昇させるのであ
る。

【０００９】触媒の温度が速やかに上昇すると、触媒が
有する本来の排気浄化特性が効率的に発揮される。この
ような作用は、自動二輪車やＡＴＶ（四輪バギー車）な
どの車両をはじめ、船舶、発電機、各種の作業機・汎用
機等のためのエンジン用マフラとして極めて好ましい。

【００１０】請求項２に記載したエンジン用マフラは、
一方の端部に排気の導入管および排出管を有していて他
方の端部に壁面部分を有する筒状の第１マフラボディ
と、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある
排気排出口にかけて複数の膨張室を有する筒状の第２マ
フラボディとを一連に（つまり並列にでなく、一方のマ
フラボディから他方のマフラボディへと順次に排気が流
れるように）接続するとともに、第１マフラボディにお
ける排気の導入管に触媒を配置したことを特徴とする。
図１に例示したマフラ１や図３に例示したマフラ２は、
この請求項のエンジン用マフラに該当する。

【００１１】こうした構成のマフラでは、導入管を通っ
て第１マフラボディ内に排気が入ると、その第１マフラ
ボディ内では、導入管のある側の端部とは反対側の端部
に壁面部分があるため、排気（の一部または全部）は中
ほどで折り返し、導入管と同じ側の端部に設けられた排
出管に流入して第２マフラボディへ向かう。この排出管
は、第１マフラボディのうち上記のとおり導入管と同じ
側の端部に設けられたものなので、第１マフラボディか
ら流出すべく排出管内に排気が流入する際、触媒配置位
置（の一部または全部）を含む導入管の周囲に排気の流
路が必然的に形成される。したがって、この請求項のマ
フラでも、エンジンからの排気が、まず導入管を通ると
き触媒に接触して触媒の温度を上げ、さらに排出管内に
流入すべく導入管等の周囲（上記の流路）を流れること
によっても触媒の温度を上昇させる。そのため、寒冷時
の始動においても触媒の温度を速やかに上昇させる作用
がある。

【００１２】このエンジン用マフラには、さらにつぎの
ような作用もある。 ・ 排気音中の低周波成分を効果的に除去することがで
きる。第１マフラボディは、上記のとおり一方の端部に
排気の導入口と排出口とを有していて他方の端部に壁面
部分を有するため、導入口から入った排気の排気音がそ
の壁面部分にて反射する結果、進行波と反射波とが第１
マフラボディ内で効果的に干渉し合うからである。排気
音を反射するための壁面部分は上記のとおり導入口・排
出口のある側とは反対側の端部に設けるので、第１マフ
ラボディに十分な長さ（たとえば通常のマフラボディの
全長と同様に３００ｍｍ以上）を与えれば、進行波と反
射波との間に十分な位相差をとることができて、低周波
成分に対するすぐれた消音効果（排気音の低減効果）を
得ることができる。両側の端部間に何も設けないでスト
レートな空間を形成すれば低周波成分の除去効果が高く
なるが、それらの間に仕切板を幾つか設けたり内部に吸
音材を設けたりして高周波成分を同時に低減できるよう
にするのもよい。

【００１３】・ 排気音中の中・高周波成分も効果的に
除去できる。上記した第１マフラボディに対して第２マ
フラボディを一連に接続しているからである。第２マフ
ラボディは、一方の端部にある排気導入口から他方の端
部にある排気排出口にかけて複数の膨張室等を有する一
般的な構成をもつため、中・高周波成分の除去性能を高
めることが容易である。また、第１マフラボディ・第２
マフラボディのいずれかまたは双方にグラスウール等の
吸音材を使用することによっても、高周波成分の除去特
性を高めることが可能である。

【００１４】・ 排気の抵抗を小さくしてエンジン性能
を引き出すことも容易である。上記の各点から消音効果
にすぐれるため、排気の通過しやすい構成にすることに
よって消音効果とエンジン性能とのバランスをとること
ができるからである。

【００１５】・ コンパクトにすることができて配置が
容易になる。外径の大きなマフラボディを１本のみ使用
するのでなく２つのマフラボディを使用するため、それ
ぞれのマフラボディを小径にすることができ、もって各
マフラボディおよびマフラ全体の所要スペースを小さく
まとめることが可能なのである。またそのことから外観
上の利点もあり、このマフラが自動二輪車やＡＴＶ等の
車両に取り付けられたとき、軽快な印象がもたらされ
る。

【００１６】請求項３に記載のエンジン用マフラは、請
求項２に記載のマフラにおいて、第１マフラボディの筒
状部分は吸音ウール材を含む壁面構造にし、第２マフラ
ボディの筒状部分は同ウール材を含まない壁面構造にし
たことを特徴とする。吸音ウール材としては、ロックウ
ールやグラスウールなど、エンジン用マフラによく用い
られる、耐熱仕様であって断熱作用を有するものを使用
するのが好ましい。

【００１７】吸音ウール材は、エンジン用マフラ内の排
気音から高周波成分を中心に除去することを目的とし、
マフラボディにおける筒状部分の壁面構造中に充填して
広く使用されている。一般的には断熱作用を併せもつの
で、マフラボディの表面温度を低くする目的を兼ねるこ
とが多い。しかし、そのような吸音ウール材を請求項２
に記載のエンジン用マフラに使用するについては、この
請求項３に記載したとおり第１マフラボディの壁面構造
中にのみ含めるのが、構成の簡単化やコストダウンをは
かるうえで好ましい。その理由はつぎのとおりである。

【００１８】・ 請求項２のように第１・第２の各マフ
ラボディを有するエンジン用マフラでは、第１マフラボ
ディ内の排気温度が第２マフラボディ内の排気温度より
も高くなる。第１マフラボディ内では、上記導入管に設
けた触媒の発熱作用によって排気の温度が上昇するから
である。一方、第２マフラボディは、排気の下流側にあ
たるうえ、各膨張室で排気温度は段階的に下降するの
で、第１マフラボディ内に比べると排気温度は高くな
い。そこで、エンジン用マフラの配置箇所や使用状態等
によっては、温度条件が比較的に緩やかな第２マフラボ
ディにおいて吸音ウール材の使用を取り止めることによ
って、構造上またはコスト面でのメリットを得ることが
可能になる。

【００１９】・ 請求項２の構成をもつエンジン用マフ
ラは、消音性能が高いうえ、消音特性の変更・調整を広
い範囲で比較的自由に行うことが可能である。排気音中
の低周波成分の除去に有利な第１マフラボディと、中・
高周波の成分の除去に適した第２マフラボディとの双方
を有するからである。したがって請求項３のマフラで
は、一方のマフラボディにおいて吸音ウール材を使用し
ないとしても、排気音の低減と周波数成分の調整とを適
切に行うことが可能である。

【００２０】請求項４に記載のエンジン用マフラは、上
記の導入管の開口端に面するとともに触媒配置位置の周
囲（の全域または一部）を囲む有底筒状の排気案内部材
をマフラボディ内に配置することにより、触媒配置位置
の周囲に上記した排気の流路を形成したことを特徴とす
る。たとえば図４（ａ）に示すマフラ３は、この請求項
のマフラに該当する。排気案内部材における、導入管の
開口端に面する部分および触媒配置位置の周囲を囲む部
分は、適宜に小穴やスリットを有していても差し支えな
い。

【００２１】このエンジン用マフラでは、上記の導入管
を経てマフラボディ内に入った排気が、その導入管を出
た直後に上記の排気案内部材にて流れを規定される。す
なわち、排気案内部材は導入管の開口端に面するととも
に導入管のうち触媒配置位置の周囲を囲む有底筒状のも
のであるため、排気は、導入管の開口端に面する底部の
部分にまず当たり、つづいて触媒配置位置の周囲を囲む
筒状部分の内側に沿って流れる。筒状部分に沿って流れ
るとき、排気は、導入管内を通るときとは逆向きに流れ
ながら、触媒に対して外側から熱を伝達する。したがっ
てこのマフラでも、触媒は、排気が導入管内を通るとき
と排気案内部材の内側に沿って流れるときとの二度にわ
たって加熱（または加温）され、寒冷時の始動の際など
にもその温度が速やかに上昇する。なお、排気案内部材
は形状の簡単なものであって金属板等により簡単に製造
されるため、マフラの重量や製造コストを増す度合いは
僅かである。従来の一般的なマフラに対して大きな変更
を加えることなくこの構成を採用することも容易であ
る。

【００２２】請求項５に記載した自動二輪車は、上記い
ずれかの請求項に記載したエンジン用マフラを車体に取
り付けたことを特徴とする。

【００２３】この自動二輪車は、上記したエンジン用マ
フラを備えるものであるから、マフラ内で使用する前記
触媒の温度を始動時等に速やかに上昇させ、触媒が有す
る本来の排気浄化特性を効率的に発揮させる。つまり、
この自動二輪車は排気の清浄度に関して好ましく、とく
に寒冷時には従来のものに比した改善度が高い。

【００２４】請求項６に記載の自動二輪車は、請求項２
または３に記載のマフラボディを、第１マフラボディと
第２マフラボディとを車体の側方におき、かつ前者を後
者の下側にした状態に配置したことを特徴とする。たと
えば図２に示した自動二輪車Ｘ１は、この請求項の自動
二輪車に相当する。

【００２５】こうした自動二輪車は、請求項２または３
に記載したエンジン用マフラを備えることから、始動時
等に触媒の温度が速やかに上昇し、排気の浄化を効率的
に行うことができる。

【００２６】また、第１マフラボディを第２マフラボデ
ィの下にして両者を車体の側方に配置することにも利点
がある。つまり、第１マフラボディは、前述のように第
２マフラボディよりも排気温度が高いために外側表面の
温度も高くなりがちだが、そのような第１マフラボディ
を下にして両マフラボディを車体の側方に設けることに
すれば、表面温度の高い第１マフラボディが、温度の低
い第２マフラボディをはさんで運転者または同乗者（の
各乗車位置）から遠い側に配置できる。したがってこの
自動二輪車は、ユーザーの快適な利用を可能にするマフ
ラ配置を有しているということができる。

【００２７】なお、前記のとおり請求項２・３のマフラ
には排気音の低減やレイアウトに関する長所があるた
め、この自動二輪車にはつぎのような利点も付随してい
る。 ・ 低周波成分と高周波成分とがバランスよく十分に除
去された排気音を発するとともに、排気抵抗によるロス
を少なくして高いエンジン性能を発揮することができ
る。 ・ 消音効果等を維持しながら小径に構成できる二つの
マフラボディを使用して、マフラの所要スペースを小さ
くまとめることができる。そのため、マフラを含む車体
全幅を小さくし、車体をコンパクト化するとともに重量
部分を重心位置付近に集めるという好ましい車体設計が
可能である。小径のマフラボディを複数取り付けること
から、図２のように外観上の軽快感も備わる。

【００２８】

【発明の実施の形態】発明の実施についての形態を図１
〜図４に基づいて説明する。なお、図２および図４に示
す自動二輪車Ｘ１・Ｘ２に関する説明中、「右」「左」
「前」「後」は、特別に示さない限り、いずれも自動二
輪車の車体のうち進行方向に向かっていう右・左・前・
後をさす。図１は、マフラ１についての全体縦断面図
（図１（ａ））とその一部の断面図（同（ｂ））および
部分詳細図（同（ｃ））であり、図２は、そのマフラ１
を取り付けた自動二輪車Ｘ１の側面図（図２（ａ））お
よび背面図（後方から見たもの。同（ｂ））である。

【００２９】図１のマフラ１は、外形を円筒形状にした
２本のマフラボディ、すなわち第１マフラボディ１０と
第２マフラボディ２０とを一連に接続することにより構
成したものである。

【００３０】第１マフラボディ１０は、一方の側の端部
１１に排気の導入口１２と排出口１３とを設け、他方の
側の端部１４は仕切板１５ａとキャップ１５ｂとで閉じ
ることによって内部にただ一つの膨張室を形成したもの
である。この第１マフラボディ１０では、導入管４４を
経て導入口１２から入った排気が中ほどで折り返し、図
示黒塗り矢印のように進んで排出口１３に入るととも
に、排気音が、端部１４に到達したうえ仕切板１５ａや
キャップ１５ｂの平坦な壁面部分により白抜き矢印のよ
うに反射して端部１１の側へ戻る。したがってこの第１
マフラボディ１０の内部では、排気音の進行波と反射波
とが重なり、互いの位相差に基づいて音圧をうち消し合
う作用が生じる。しかも、一方の端部１１から他方の端
部１４までの距離が長い（３００ｍｍ以上。ただし、低
減したい周波数域に合わせて変更する）ため、十分な位
相差をとることができて低周波成分を中心に排気音を効
果的に低減させることができ、したがって、直径が小さ
くともすぐれた消音性能が発揮される。

【００３１】第１マフラボディ１０の具体的な構造はつ
ぎのとおりである。円筒状のボディ本体は、ステンレス
鋼板からなる円筒１０ａの内側に耐熱型グラスウール製
の吸音材１０ｃを付けるとともに、さらに内側にステン
レス鋼パンチングメタルよりなる内側円筒１０ｂを挿入
して円筒１０ａと一体化する。端部１４には、外側から
見た形を排出口に似せたキャップ１５ｂを一体化した仕
切板１５ａを、溶接によって円筒１０ａ（または１０
ｂ）の内側に取り付ける。仕切板１５ａまたはキャップ
１５ｂには、ボディ本体の中心線と直角であって排気音
を反射させやすい平坦面を含めておく。一方の端部１１
には、平坦部を有するとともに円筒１０ａ等との溶接が
容易なようにＵ字（またはＪ字）形の断面部分を周状に
備えた仕切板１１ａを取り付け、その内側の開口に、排
気の導入口１２と排出口１３とをそれぞれ備える導入管
４４および排出管１６（両者を一体化したもの）を挿入
し溶接している。

【００３２】このような第１マフラボディ１０におい
て、端部１１に挿入された導入管４４の先にハニカム触
媒３０を取り付けている。ハニカム触媒３０は、導入管
４４の延長部となる円管３１の内側に、軸心部分を中心
にして薄い平板および波板状の金属板（ステンレス鋼板
など）を巻くことにより軸方向に通じた多数の通孔を有
するハニカム構造体を形成し、その構造体の各板の表面
に白金やロジウム等の触媒体３２を担持させたものであ
る。この触媒３０はいわゆる三元触媒であって、一酸化
炭素および炭化水素の酸化反応と窒素酸化物の還元反応
とを同時に行わせるものである。導入管４４内を通る排
気は、第１マフラボディ１０内で膨張する前に触媒３０
（の触媒体３２）と接触し、そのような反応を通じて浄
化される。

【００３３】第１マフラボディ１０内に入って膨張した
排気は、上記のように中ほどで折り返して排出口１３か
ら排出管１６内に流れ込むが、その際に排気は矢印３６
のように触媒３０の外周に沿って流れる。排出口１３
が、導入管４４と同じ側の端部１１に、しかも導入管４
４を囲んで開口しているからである。したがって、導入
管４４を通るとき触媒３０に接触した排気が、排出口１
３へ向かう際にも触媒３０の外周に接触することにより
触媒体３２の温度を上昇させる。触媒体３２の温度が上
昇すれば、上記した酸化・還元の反応が活発化するの
で、こうして二度も排気が触媒３０に接触することは、
寒冷時の始動の際などにも速やかに触媒作用を活発化さ
せて排気の浄化を促進するうえで効果的である。

【００３４】導入管４４と排出管１６とは、それぞれを
別々に仕切板１１ａに挿入するのではなく、図１（ｂ）
・（ｃ）のとおり後者の内側に前者を同心状（正確な同
心状態でなくてもよい）に含むよう一体化したうえで仕
切板１１ａに（したがってボディ本体内に）挿入してい
る。すなわち、太めの管をＵ字形に曲げた排出管１６の
一部に穴１６ａをあけ、その穴１６ａの内側に導入管４
４を通したうえ穴１６ａとの間を全周溶接する。そし
て、導入管４４と排出管１６との一体化をさらに安定さ
せるため（安定度が十分な場合を除く）、図（ｃ）のよ
うに数片の支持材１１ｂを溶接づけして導入管４４と排
出管１６とをつなぐ。このように導入口１２と排出口１
３とを同心状に重ねて配置すると、導入管４４を内側に
有する部分において排出管１６を十分に太いものにする
（最大では仕切板１１ａの直径に一致させる）ことによ
り、導入口１２だけでなく排出口１３およびそれにつづ
く排気の流路に広い断面積をもたせることができ、排気
の流れを円滑化できる。同時に、上記した同心状の配置
をとると、端部１１にある仕切板１１ａに対する導入管
４４および排出管１６の溶接も容易になる。

【００３５】排出管１６を介して第１マフラボディ１０
の排出口１３につながる第２マフラボディ２０は、一方
の端部２１にある排気導入口２２（排出管１６の下流
端）から他方の端部２７にある排気排出口２８にかけ
て、バッフルプレート等により複数の膨張室等を形成し
た一般的な形式のマフラボディである。具体的には、ま
ずボディ本体は、内外二重の円筒２０ａ・２０ｂ（ステ
ンレス鋼製。内側の２０ｂはパンチングメタル）にて形
成し、それらの間に吸音材（グラスウール）２０ｃを充
填している。内側の円筒２０ｂの内側には、図のように
パンチングメタル製の仕切板２３や、バッフルパイプ２
４ａを有する仕切板２４、数カ所に開口２５ａを有する
仕切板２５、バッフルパイプ２６ａを有するとともに数
カ所に開口２６ｂをもつ仕切板２６をプラグ溶接等によ
って固定している。排気の上流側に相当する一方の端部
２１においては、上記の排出管１６を溶接した仕切板２
１ａを円筒２０ａに溶接固着し、他方の端部２７では、
パイプ２６ａの支持を兼ねる仕切板２７ａをやはり円筒
２０ａに溶接固着している。

【００３６】こうしたマフラボディ２０において、排気
は、各仕切板の間を膨張室とし、また仕切板２６とバッ
フルパイプ２６ａ・仕切板２７ａ等とに囲まれた空間を
共鳴室としながら、排気排出口２８（パイプ２６ａの下
流端）から排出される。各膨張室と共鳴室、および吸音
材２０ｃの作用によって、中・高周波成分を中心に排気
音が低減される。上記のように第１マフラボディ１０に
て低周波成分がよく除去されるため、第２マフラボディ
２０も大きめの直径にする必要がない。内部に概ね直線
的な排気流れができるようにしたので、第２マフラボデ
ィでの排気の圧力損失は比較的小さい。なお、第２マフ
ラボディ２０においては、吸音材２０ｃの使用を省略で
きることが多い。第１マフラボディ１０よりも下流にあ
るうえ触媒の使用をしないので排気温度がそれほど高く
ないこと、吸音材２０ｃを使用しなくても、二つのマフ
ラボディ１０・２０で音質調整をはかる（たとえば各膨
張室の容積を変更する）ことにより高周波成分等を十分
に除去できるケースが多いからである。

【００３７】図１のマフラ１は、上記のように排気音中
の低〜高周波の成分を効果的に低減し得る点に加え、つ
ぎのような点でもすぐれている。すなわち、第１マフラ
ボディ１０における排気の導入口１２と排出口１３とに
大きな開口断面積を与え得ることや、第２マフラボディ
２０には概ね直線的な排気流れを形成できることなどか
ら、排気への抵抗を小さくしてエンジンの出力を引き出
しやすい。また、細めのマフラボディ１０・２０を組み
合わせてなることに基づいて、太めの一本型のマフラよ
りもレイアウト上の自由度が高く、コンパクトで美観を
ともなう配置を実現しやすい。

【００３８】図２に示す自動二輪車Ｘ１は、上記のよう
な利点をふまえて図１のマフラ１を排気系に使用したも
のである。すなわち、自動二輪車Ｘ１には、燃料タンク
４７の下方位置に４気筒４サイクルエンジン４１を搭載
し、その排気口４１ａにエキゾーストパイプ４２やマニ
ホールド４３、さらには、ジョイントパイプとも呼ばれ
る導入管４４などの排気管をつないだうえ、それらの末
端部分にマフラ１を接続している。

【００３９】排気管等の構成はつぎのとおりである。ま
ず、エンジン４１からは、気筒数に等しい４本のエキゾ
ーストパイプ４２を前方下部へ向けて延ばし、エンジン
４１の下方位置に設けたマニホールド４３にそれぞれを
接続する。マニホールド４３は、４つの入側開口と２つ
の出側開口とを有するもので、これを介することによ
り、４本のエキゾーストパイプ４２の下流端を、２本の
導入管（ジョイントパイプ）４４に統合するよう接続す
る。これら２本の導入管４４のうち１本は、図２（ａ）
・（ｂ）のように車体の左側に配置し、他の１本は図１
（ｂ）のとおり車体の右側に配置する。左側および右側
に１本ずつ配置した各導入管４４に対し、それらの各下
流端を図１に示す排気の導入口１２として、マフラ１を
接続するのである。

【００４０】図２（ａ）・（ｂ）のように、マフラ１
は、第１マフラボディ１０を下側にして第２マフラボデ
ィ２０との双方を平行に並べ、後輪６の側方であってそ
の車軸より上方（運転者シート４８および後部シート４
９よりは下方）の位置に、斜めを向けて（排気排出口２
８のある後ろ側を上げて）取り付けている。このような
位置および姿勢にマフラ１を取り付けたことに加え、各
マフラボディ１０・２０を小径（それぞれの直径を７０
〜１３０ｍｍ）にしたこと、および図２（ｂ）のように
マフラボディ１０・２０を車体の側部に近づけ平行に並
べて配置したことなどから、この自動二輪車Ｘ１には、
走行時に十分なバンク（傾斜）をさせ得ることのほか、
車幅が小さく重量部分が中央付近に集約されている等の
利点が備わっている。それに関連して、外観的にも軽快
感やスピード感が備わっていて好ましい。

【００４１】そして言うまでもなく、自動二輪車Ｘ１
は、マフラ１自体の構成および機能に基づいて排気音お
よびエンジン性能の面で好ましく、さらには、マフラ１
内の触媒３０（図１）が始動時に速やかに活性化するた
め排気浄化の効率にすぐれている。

【００４２】つづく図３には、図１のマフラ１とは一部
が異なるマフラ２を示している。図３（ａ）はそのマフ
ラ２の全体縦断面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ矢
視図である。すなわちこのマフラ２では、第１マフラボ
ディ１０Ａに対する排気の導入口１２Ａおよび排出口１
３Ａの形成態様が図１のものと相違する。第１マフラボ
ディ１０Ａの一方の端部１１Ａに接続する導入管４４と
排出管１６Ａとを、同心状等に一体化することをせず、
それぞれを別々に、平坦な仕切板１１Ａａに対し挿入し
て固定したのである。第１マフラボディ１０Ａおよび第
２マフラボディ２０Ａ自体の構成は図１の各マフラボデ
ィ１０・２０と同じであるため、それぞれの内部での排
気（進路を図中の黒塗り矢印で示す）および排気音（マ
フラボディ１０中の進路を図中の白抜き矢印で示す）の
進み方は図１の場合と相違なく、したがって各マフラボ
ディ１０Ａ・２０Ａにおける排気音や排気抵抗に関する
機能は図１のマフラ１と同等である。

【００４３】このマフラ２においても、第１マフラボデ
ィ１０Ａに挿入した排気の導入管４４に、前記と同様の
ハニカム触媒３０を取り付けている。導入管４４から送
られる排気が、触媒３０の通孔を通って第１マフラボデ
ィ１０Ａ内に入ったのち、図示黒塗りの矢印に沿って折
り返し、矢印３６Ａ等に沿って排出口１３Ａへ流れ込も
うとするとき、外周の側から再び触媒３０に接触する。
したがってこのマフラ２においても、寒冷時の始動の際
などに触媒３０の温度を速やかに上昇させて排気浄化を
促進できる、という効果がある。なお、図１のマフラ１
に比べると図３のマフラ２では、排出管１６Ａおよび導
入管４４として汎用の管を使用でき、排出管１６Ａに特
殊な加工や溶接を施して導入管４４を通すといった製造
過程が不要である、という利点が付随する。

【００４４】図４（ａ）に示すマフラ３は、図１または
図３の例と異なり１本のマフラボディ５０によって構成
したものである。マフラボディ５０は、図５に示したも
のと同様、一方の端部に設けた排気導入口５６から他方
の端部に設けた排気排出口５７にかけて、比較的大径の
ボディ本体内に複数の膨張室を有している。具体的に
は、内外二重の円筒５０ａ・５０ｂ（ステンレス鋼製。
内側の５０ｂはパンチングメタル製）にて形成し、それ
らの間に耐熱仕様の吸音材（グラスウール）５０ｃを充
填したものである。マフラボディ５０の内部に、仕切板
（バッフルプレート）５１・５２やそれらと一体化した
バッフルパイプ５３・５４・５５を取り付けることによ
り複数の膨張室を構成している。導入管４４の開口（導
入口）５６からマフラボディ５０内に送られた排気は、
図中の黒塗り矢印にしたがいバッフルパイプ５３・５４
・５５を順次通過して、そのつど膨張室で膨張を繰り返
す。このような膨張により、また各膨張室間の仕切板で
生じる反射波が進行波と干渉することにより、さらには
吸音材５０ｃの作用によって、排気音の音圧が次第に低
下する。

【００４５】このマフラ３でも、導入管４４の一部であ
ってマフラボディ５０内に挿入された部分の内部に触媒
６０を取り付けている。触媒６０も、円管６１の内側に
ハニカム構造体を形成したうえそれに白金等の触媒体６
２を担持させたものである。導入管４４内を通る排気中
の一定のガス成分は、この触媒６０（の触媒体６２）と
接触させて酸化反応等により排気浄化をはかる。

【００４６】触媒６０を含む導入管４４の開口端（導入
口５６）には、有底筒状の排気案内部材６３をかぶせる
ように配置している。排気案内部材６３は、平板状の底
部６４とその周囲に連なる筒状部分６５とをステンレス
鋼板によって一体に形成したもので、導入管４４の先端
部外周に付けた連結部材（図示省略）にて支持させてい
る。導入管４４の開口端と排気案内部材６３の底部６４
との間、および導入管４４の外周面と排気案内部材６３
の筒状部分６５との間には、それぞれ１０〜５０ｍｍ程
度の間隔をとっている。

【００４７】導入管４４を経てマフラボディ５０内に入
った排気は排気案内部材６３にて流路を決定づけられ、
図示の矢印６６のように、まず底部６４に当たり、つづ
いて筒状部分６５の内側に沿って流れる。筒状部分６５
に沿って流れるとき、排気は導入管４４の外周面に対し
て熱伝達をし、触媒６０を外側から加熱する。触媒６０
は排気によって二度加熱されることになるので、寒冷時
の始動の際などに有利な排気浄化を行える。

【００４８】図４（ｂ）は、以上のようなマフラ３を、
エキゾーストパイプ４２等につながる導入管（ジョイン
トパイプ）４４につないで取り付けた自動二輪車Ｘ２の
側面図である。導入管４４に触媒６０を取り付けたこと
と、その導入管４４の先端部に排気案内部材６３を配置
したこととに基づいて上記のとおり触媒６０の温度が上
昇しやすく、排気浄化を効率的に行えるという利点があ
る。

【００４９】以上、図面に沿って幾つかの形態を示した
が、発明の実施がこれらに限定されるわけではない。以
上に説明したほかに、たとえば、イ) 導入管に設けた触
媒のほかに、マフラ内の他の部分（たとえば導入管より
下流にあるバッフルパイプ内）や、マフラよりも上流側
の他の部分（たとえば排気マニホールド４３内）にも、
別の触媒を併せて配置する、ロ) エンジンの気筒数など
に応じて、１本のマフラボディに接続する導入管の数を
適宜複数本に設定するとともに、そうした導入管の全部
または一部に触媒を取り付ける、ハ) 図１や図３のよう
に第１マフラボディと第２マフラボディとを有するマフ
ラを構成しながらも、それらマフラボディを離して設置
したり、それぞれの長さや太さ、外形を異ならせたりす
る、ニ) 自動二輪車以外のエンジンの排気系にマフラを
使用する−といった形態の実施も可能だからからであ
る。

【００５０】

【発明の効果】請求項１に記載したエンジン用マフラで
は、始動の際などに触媒の温度が速やかに上昇するた
め、触媒が有する本来の排気浄化特性が効率的に発揮さ
れる。

【００５１】請求項２に記載したエンジン用マフラな
ら、始動時等に触媒の温度が短時間内に上昇して好まし
い排気浄化が実現するほか、低周波成分を含めて排気音
の低減効果にすぐれる、排気の抵抗を小さくすることも
容易である、コンパクトであって配置が容易になる−と
いった効果がもたらされる。

【００５２】請求項３に記載のエンジン用マフラなら、
さらに、吸音ウール材の使用に関連して構造上またはコ
スト面でのメリットが得られる。

【００５３】請求項４に記載のエンジン用マフラでも、
始動の際などに触媒の温度が速やかに上昇するため、好
ましい排気浄化が実現する。従来のマフラをもとに容易
に構成されるという利点もある。

【００５４】請求項５に記載した自動二輪車は、上記し
たエンジン用マフラを有することから、排気の清浄特性
に関して好ましく、とくに寒冷時の改善度にすぐれる。

【００５５】請求項６に記載の自動二輪車は、排気浄化
の面で好ましいことに加え、排気音の低減やマフラのレ
イアウト、外観に関するメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての一形態であるマフラ１を
示す図であって、図１（ａ）はマフラ１の全体縦断面
図、同（ｂ）はマフラ１の一部を示す断面図、同（ｃ）
は同（ｂ）中のｃ−ｃ矢視を示す部分詳細図である。

【図２】図１のマフラ１を取り付けた自動二輪車Ｘ１を
示す図であって、図２（ａ）は側面図、同（ｂ）は背面
図（後方から見たもの）である。

【図３】発明の実施形態の一つであるマフラ２を示す図
であって、図３（ａ）はマフラ２の全体縦断面図、同
（ｂ）は同（ａ）中の矢視ｂ（第１マフラボディ１０Ａ
に関するもの）を示す部分詳細図である。

【図４】図４（ａ）は、発明の実施形態の一つであるマ
フラ３を示す全体縦断面図、同（ｂ）は、そのマフラ３
を取り付けた自動二輪車Ｘ２を示す側面図である。

【図５】従来のマフラ３’を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１・２・３ マフラ １０・１０Ａ 第１マフラボディ １２・１２Ａ 導入口 ２０・２０Ａ 第２マフラボディ ３０・６０ 触媒 ４４ 導入管 ５０ マフラボディ ６３ 排気案内部材 Ｘ１・Ｘ２ 自動二輪車

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 1/10 Ｆ０１Ｎ 1/10 Ｚ 3/20 3/20 Ｑ 3/28 ３０１ 3/28 ３０１Ｔ 7/02 7/02 Ｆターム(参考） 3G004 AA02 BA06 CA04 CA13 DA06 DA14 FA01 FA07 GA06 3G091 AA03 AB01 GA06 HA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のマフラボディ内に挿入された排気
   の導入管に触媒が配置されるとともに、その導入管を経
   てマフラボディ内に入った排気の流路が、触媒配置位置
   の周囲に形成されていることを特徴とするエンジン用マ
   フラ。
2. 【請求項２】 一方の端部に排気の導入管および排出管
   を有していて他方の端部に壁面部分を有する筒状の第１
   マフラボディと、一方の端部にある排気導入口から他方
   の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室を有する
   筒状の第２マフラボディとが一連に接続され、第１マフ
   ラボディにおける排気の導入管に触媒が配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン用マフラ。
3. 【請求項３】 第１マフラボディの筒状部分は吸音ウー
   ル材を含む壁面構造を有し、第２マフラボディの筒状部
   分は同ウール材を含まない壁面構造を有していることを
   特徴とする請求項２に記載のエンジン用マフラ。
4. 【請求項４】 上記の導入管の開口端に面するとともに
   触媒配置位置の周囲を囲む有底筒状の排気案内部材がマ
   フラボディ内に配置されることにより、触媒配置位置の
   周囲に排気の流路が形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載のエンジン用マフラ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のエンジ
   ン用マフラを備えることを特徴とする自動二輪車。
6. 【請求項６】 請求項２または３に記載のマフラボディ
   が、第１マフラボディと第２マフラボディとを車体の側
   方におき、かつ前者を後者の下側にして配置されている
   ことを特徴とする自動二輪車。