JP2001248435A - 自動車排気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン回転数が高回転数域のときのエンジ
ン性能の低下を防ぐと共に、低回転数域のときのこもり
音を低減する。 【解決手段】 自動車排気システム１０は、排気パイプ
１１と、この排気パイプ１１よりも小径に形成されたバ
イパスパイプ１２と、排気パイプ１１のうちバイパスパ
イプ１２の分岐点Ｊ₁₁から合流点Ｊ₁₂までの間に設けら
れた開閉弁１３とを備えている。エンジン回転数が所定
回転数未満では、開閉弁１３が排気パイプ１１を閉鎖す
る。このとき、排ガスは小径のバイパスパイプ１２を通
る際に抵抗を受けることによりこもり音が低減される。
一方、エンジン回転数が所定回転数以上では、開閉弁１
３が排気パイプ１１を開放する。このとき、排気パイプ
１１はバイパスパイプ１２より大径であるため、排ガス
はあまり抵抗を受けない。このためエンジン性能を大き
く低下させることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の排ガスを
外部へ導出する自動車排気システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車排気システムとしては、例
えば実開平１−６３７２１号に開示されているものが知
られている。この自動車排気システムでは、図７に示す
ように、メインマフラ１０６の上流側において排気パイ
プ１０１にバイパスパイプ１０２が設けられ、バイパス
パイプ１０２の前端は排気パイプ１０１に、後端はメイ
ンマフラ１０６に連結されている。バイパスパイプ１０
２にはサブマフラ１０７が取り付けられており、サブマ
フラ１０７とメインマフラ１０６との間には開閉弁１０
３が取り付けられている。この開閉弁１０３は、エンジ
ン回転数が所定回転数未満でバイパスパイプ１０２を開
放し、所定回転数以上でバイパスパイプ１０２を閉鎖す
る。

【０００３】この自動車排気システムでは、エンジン回
転数が所定回転数以上ならば、バイパスパイプ１０２が
閉鎖されているため、メインマフラ１０６には排気パイ
プ１０１を通過してくる排気流のみが流入する。一方、
エンジン回転数が所定回転数未満ならば、バイパスパイ
プ１０２が開放されているため、サブマフラ１０７を通
過してメインマフラ１０６に流入するバイパス流の波形
は、排気パイプ１０１を通ってメインマフラ１０６に流
入する排気流の波形と位相が異なるが、両波形はメイン
マフラ１０６で干渉し合うため、排気流の波形とは音の
強さや音色が変化する。

【０００４】したがって、エンジン回転数によって排気
音の音の強さや音色が変化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記自
動車排気システムでは、エンジン回転数が所定回転数未
満の場合には、開閉弁１０３が排気パイプ１０１を開放
しているため、排ガスは排気パイプ１０１とバイパスパ
イプ１０２の両方を通過可能であるのに対して、エンジ
ン回転数が所定回転数以上の場合には、開閉弁１０３が
排気パイプ１０１を閉じているため、排ガスは排気パイ
プ１０１のみ通過可能であり、高回転数域において背圧
が上昇してエンジン性能が低下するおそれがある。

【０００６】また、エンジン回転数が所定回転数未満の
場合には、こもり音（車室内にこもり易い約２００Ｈｚ
までの低い音）が耳障りになりやすいが、上記自動車排
気システムでは、開閉弁１０３が排気パイプ１０１を開
放しているため、排ガスはバイパスパイプ１０２よりも
径の大きな排気パイプ１０１を通過しがちである。この
ため、こもり音が低減されない。

【０００７】本発明は上記問題点を解決することを課題
とするものであり、エンジン回転数が高回転数域のとき
のエンジン性能の低下を防ぐと共に、低回転数域のとき
のこもり音を低減する自動車排気システムを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明の自動車排気システムは、エン
ジンからの排ガスが内部を流れる排気パイプと、前記排
気パイプよりも小径に形成され、前記排気パイプのうち
上流側から分岐して下流側にて合流するバイパスパイプ
と、前記排気パイプのうち前記バイパスパイプの分岐点
から合流点までの間に設けられ、エンジン回転数が所定
回転数未満では前記排気パイプを閉鎖し、所定回転数以
上では前記排気パイプを開放する開閉弁とを備えたこと
を特徴とする。

【０００９】本発明の自動車排気システムでは、エンジ
ン回転数が所定回転数未満では、開閉弁が排気パイプを
閉鎖するため、エンジンからの排ガスは、バイパスパイ
プを通って外部へと排出される。このとき、バイパスパ
イプは排気パイプより小径であるため、このバイパスパ
イプを通過する際、排ガスは抵抗を受けることによりこ
もり音が低減される。

【００１０】一方、エンジン回転数が所定回転数以上で
は、開閉弁が排気パイプを開放するため、エンジンから
の排ガスは、主に排気パイプを通って外部へと排出され
る。このとき、排気パイプはバイパスパイプより大径で
あるため、排ガスはあまり抵抗を受けない。このため、
背圧がそれほど上昇せず、エンジン性能を大きく低下さ
せることはない。

【００１１】なお、開閉弁を開閉するにあたっては、例
えば制御装置がエンジン回転数センサからエンジン回転
数信号を入力し、その入力信号に基づいてエンジン回転
数が所定回転数以上か否かを判断し、その判断結果に応
じて駆動モータ等のアクチュエータを介して開閉弁を開
閉操作するようにしてもよい。あるいは、開閉弁を閉じ
るように付勢する弾性体を設け、エンジン回転数が所定
回転数未満ではこの弾性体の付勢力により開閉弁は閉状
態を維持し、所定回転数以上では排ガスの圧力により開
閉弁が開くようにしてもよい。また、所定回転数は、こ
の自動車排気システムを採用する車種によって適宜設定
すればよいが、通常２０００〜３５００ｒｐｍの範囲で
設定される。

【００１２】以上述べた本発明の自動車排気システムに
よれば、エンジン回転数が高回転数域のときのエンジン
性能の低下を防ぐと共に、低回転数域のときのこもり音
を低減できるという効果が得られる。本発明の自動車排
気システムにおいて、エンジンが低回転数域のときのこ
もり音を低減するには、開閉弁が排気パイプを閉鎖して
いる状態でメイン開閉弁の上流側から毎分１５００リッ
トルで空気を流したときの同上流側の圧力（以下「シス
テム圧力」という）が２．１ｋＰａ以上、好ましくは
３．０ｋＰａ以上、特に好ましくは４．０ｋＰａ以上に
なるように設定する。

【００１３】一方、上記システム圧力が高いほどこもり
音低減効果は高くなるが、システム圧力が高すぎると、
エンジン回転数が低回転数域とはいえ背圧が上昇してエ
ンジン性能が大きく低下するため好ましくない。したが
って、エンジン性能の低下を抑制するには、システム圧
力が７．１ｋＰａ以下、好ましくは４．７ｋＰａ以下、
特に好ましくは３．２ｋＰａ以下になるように設定す
る。

【００１４】つまり、こもり音の低減とエンジン性能低
下の抑制とは相反する効果であるため、こもり音を低減
するための上記数値範囲とエンジン性能低下を抑制する
ための上記数値範囲とを適宜組み合わせて２．１〜７．
１ｋＰａ、２．１〜４．７ｋＰａ、２．１〜３．２ｋＰ
ａ、３．０〜７．１ｋＰａ、３．０〜４．７ｋＰａ、
３．０〜３．２ｋＰａ、４．０〜７．１ｋＰａ、４．０
〜４．７ｋＰａのいずれかを選択し、システム圧力がそ
の数値範囲内に入るようにするのが好ましい。例えば、
両方の効果を得るためにはシステム圧力を２．１ｋＰａ
以上７．１ｋＰａ以下とすればよく、こもり音の低減を
重視するとすればシステム圧力を４．０ｋＰａ以上７．
１ｋＰａ以下の範囲で設定し、エンジン性能低下の抑制
を重視するとすればシステム圧力を２．１ｋＰａ以上
３．２ｋＰａ以下の範囲で設定するのが好ましい。な
お、こもり音の低減効果を重視する場合には、システム
圧力が７．１ｋＰａを超えるようにしてもよいが、８．
０ｋＰａを超えたあたりからこもり音低減効果は横這い
になるため、８．０ｋＰａを上限とするとよい。

【００１５】本発明において、開閉弁は閉状態のときに
排気パイプのパイプ軸と略直交する姿勢をとることが好
ましい。例えば、開閉弁が閉状態の時に排気パイプのパ
イプ軸と４０〜６０°をなす姿勢をとってもよいが、こ
の場合には開閉弁の周縁が長くなり、その分開閉弁と排
気パイプとの隙間が多くなり、システム圧力を十分に上
げることが難しく、結果的にこもり音を低減しにくくな
る。これに対して、開閉弁が閉状態の時に排気パイプの
パイプ軸と略直交する姿勢をとれば、開閉弁の周縁が短
くなり、その分開閉弁と排気パイプとの隙間が少なくな
り、システム圧力を十分に上げることができるため、こ
もり音を十分低減できるので好ましいのである。

【００１６】本発明において、開閉弁が排気パイプを開
放している状態では、開閉弁は排気パイプの壁面を外方
向に膨出させた膨出スペースに入り込むように構成され
ていることが好ましい。この場合、開閉弁が排気パイプ
を開放している状態では、開閉弁は排気パイプの内部を
流れる排ガスの抵抗にならないため、エンジン回転数の
高回転域において背圧の上昇を招きにくくなる。

【００１７】本発明の自動車排気システムは、マフラの
上流側に設けることが好ましい。この場合、排ガスはマ
フラに導入される前にこもり音が低減されているため、
マフラに導入されたあと消音されやすい。本発明におい
て、開閉弁の開閉機構は次のように構成してもよい。即
ち、排気パイプの外周面に設けられたフックと、開閉弁
と一体に且つこの開閉弁の回動軸からオフセットされて
設けられ、この開閉弁が排気パイプを閉鎖している状態
から排気パイプを開放するにしたがってフックから離れ
ていくバネ受け部材と、フックとバネ受け部材との間に
架け渡されて両者が接近するように付勢するスプリング
とを備え、フック−バネ受け部材−回動軸のなす角度の
正弦値は、開閉弁が排気パイプを閉鎖している状態から
全開に至る過程で減少していくように構成してもよい。

【００１８】この場合、フック−バネ受け部材−回動軸
のなす角度の正弦値は徐々に減少していく。その一方で
スプリングは徐々に引き延ばされるため、その弾性力は
徐々に増加していく。ここで、弾性力に正弦値を乗じた
値（スプリングが開閉弁を閉じようとする力）につき、
開閉弁が開くにつれて小さくなるように設定すれば、開
閉弁が一旦開き始めるとスプリングが開閉弁を閉じよう
とする力が小さくなるため、開閉弁は容易に全開位置に
達する。このため、開閉弁は排ガスの抵抗にならず、背
圧が上昇しにくくなり、エンジン性能の低下を防止でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。 ［第１実施形態］図１は、本実施形態の全体構成を表す
概略説明図である。本実施形態の自動車排気システム１
０は、排気パイプ１１と、バイパスパイプ１２と、開閉
弁１３と、制御装置１６とを備えている。

【００２０】排気パイプ１１は、上流端はエキゾースト
マニホルド１４に接続され、下流端はサブマフラ１５に
接続されている。したがって、この排気パイプ１１の内
部には、エンジンからの排ガスが流通する。バイパスパ
イプ１２は、排気パイプ１１よりも小径に形成され、排
気パイプ１１のうち上流側から分岐して下流側にて合流
する。なお、バイパスパイプ１２の長さは、排気パイプ
１１のうち分岐点Ｊ₁₁から合流点Ｊ₁₂までの長さよりも
長い。

【００２１】開閉弁１３は、排気パイプ１１の内部であ
って分岐点Ｊ₁₁から合流点Ｊ₁₂までの間に設けられてい
る。この開閉弁１３は、排気パイプ１１の断面の直径と
一致する回動軸１３ａを中心として回動するものであ
り、この回動軸１３ａは排気パイプ１１の外部に設けら
れた駆動モータ１８を介して駆動される。この開閉弁１
３は、排気パイプ１１を閉鎖する際には、排気パイプ１
１のパイプ軸（図１の１点鎖線）と略直交する姿勢をと
った状態で、開閉弁１３の周縁が排気パイプ１１の内壁
と接触することにより、排気パイプ１１を閉鎖する。

【００２２】制御装置１６は、エンジン回転数センサ１
７からエンジン回転数信号を入力するように接続され、
駆動モータ１８に制御信号を出力するように接続されて
いる。この制御装置１６は、エンジン回転数センサ１７
から入力されるエンジン回転数信号に基づいてエンジン
回転数が所定回転数（例えば３０００ｒｐｍ）以上か否
かを判断し、エンジン回転数が所定回転数未満ならば開
閉弁１３が排気パイプ１１を閉じるように駆動モータ１
８に制御信号を出力し、エンジン回転数が所定回転数以
上ならば開閉弁１３が排気パイプ１１を開くように駆動
モータ１８に制御信号を出力する。

【００２３】次に、本実施形態の自動車排気システム１
０の作用について説明する。アイドル運転時のようにエ
ンジン回転数が所定回転数未満では、こもり音が耳障り
になりやすいが、制御装置１６によって駆動される駆動
モータ１８により、開閉弁１３が排気パイプ１１を閉じ
るため、排ガスは分岐点Ｊ₁₁から小径のバイパスパイプ
１２へ導入され、合流点Ｊ₁₂で排気パイプ１１に戻る。
そして、小径のバイパスパイプ１２を通過する際、排ガ
スは抵抗を受けることによりこもり音が低減される。

【００２４】一方、エンジン回転数が所定回転数以上で
は、背圧が上昇してエンジン性能が低下しやすいが、制
御装置１６によって駆動される駆動モータ１８により、
開閉弁１３が排気パイプ１１を開くため、排ガスは主に
排気パイプ１１を通ってサブマフラ１５へと導出され
る。このとき、排気パイプ１１はバイパスパイプ１２よ
り大径であるため、排ガスはあまり抵抗を受けない。こ
のため、背圧がそれほど上昇せず、エンジン性能を大き
く低下させることはない。

【００２５】以上のように、本実施形態の自動車排気シ
ステム１０によれば、エンジン回転数が高回転数域のと
きのエンジン性能の低下を防ぐと共に、低回転数域のと
きのこもり音を低減できるという効果が得られる。ま
た、本実施形態では、開閉弁１３は閉状態の時に排気パ
イプ１１のパイプ軸と略直交する姿勢をとるため、開閉
弁１３が閉状態の時に排気パイプ１１のパイプ軸と４０
〜６０°をなす姿勢をとる場合に比べて開閉弁１３の周
縁が短くなる。その分、開閉弁１３と排気パイプ１１と
の隙間が少なくなり、システム圧力を十分に上げること
ができるため、こもり音を十分低減できる。

【００２６】更に、本実施形態では、サブマフラ１５に
導入される前にこもり音が低減されるため、サブマフラ
１５に導入されたあと消音されやすいという効果も得ら
れる。 ［第２実施形態］図２は本実施形態の全体構成を表す概
略説明図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。本実施形
態の自動車排気システム２０は、排気パイプ２１と、バ
イパスパイプ２２と、開閉弁２３とを備えている。

【００２７】排気パイプ２１は、上流端はエキゾースト
マニホルド２４に接続され、下流端はサブマフラ２５に
接続されている。したがって、この排気パイプ２１の内
部には、エンジンからの排ガスが流通する。また、排気
パイプ２１のうち分岐点Ｊ₂₁から合流点Ｊ₂₂までの間に
は、壁面を外方向に膨出させた膨出スペース２１ａが設
けられている。

【００２８】バイパスパイプ２２は、排気パイプ２１よ
りも小径に形成され、排気パイプ２１のうち上流側から
分岐して下流側にて合流する。なお、バイパスパイプ２
２の長さは、排気パイプ２１のうち分岐点Ｊ₂₁から合流
点Ｊ₂₂までの長さよりも長い。

【００２９】開閉弁２３は、排気パイプ２１の内部であ
って分岐点Ｊ₂₁から合流点Ｊ₂₂までの間に設けられてい
る。この開閉弁２３は、舌状に形成されており、膨出ス
ペース２１ａに設けられた回動軸２３ａを中心として回
動自在に取り付けられている。この開閉弁２３は、排気
パイプ２１を閉鎖する位置では、排気パイプ２１のパイ
プ軸と略直交する姿勢をとる。一方、開閉弁２３は、排
気パイプ２１を開放する位置では、膨出スペース２１ａ
内に収納される。

【００３０】図３に示すように、回動軸２３ａは、ねじ
止めにより開閉弁２３と一体化されている。また、回動
軸２３ａの両端は、ブッシュ２６（例えば黒鉛入りのワ
イヤメッシュ）及びブッシュ保持部２７を介して、排気
パイプ２１に回動自在に支持されている。また、回動軸
２３ａの一端には、磁性材料製のリテーナ２８が一体的
に取り付けられていると共に、開閉弁２３が排気パイプ
２１を閉じるように付勢する弾性体２９（例えばコイル
バネ）が取り付けられている。更に、排気パイプ２１の
外面には、ブッシュ保持部２７を介してブラケット４０
が取り付けられ、このブラケット４０には、開閉弁２３
が閉位置にあるときにリテーナ２８と磁着する磁石４１
が設けられている。

【００３１】次に、本実施形態の自動車排気システム２
０の作用について説明する。アイドル運転時のようにエ
ンジン回転数が所定回転数未満では、こもり音が耳障り
になりやすいが、排ガスが開閉弁２３を開けようとする
力が小さいため、リテーナ２８は磁石４１に磁着したま
まであり、開閉弁２３は排気パイプ２１を閉鎖したまま
である。このため、排ガスは分岐点Ｊ₂₁から小径のバイ
パスパイプ２２へ導入され、合流点Ｊ₂₂で排気パイプ２
１に戻る。そして、小径のバイパスパイプ２２を通過す
る際、排ガスは抵抗を受けることによりこもり音が低減
される。

【００３２】一方、エンジン回転数が所定回転数以上で
は、背圧が上昇してエンジン性能が低下しやすいが、排
ガスが開閉弁２３を開けようとする力が、磁石４１がリ
テーナ２８を吸引する力や弾性体２９が開閉弁２３を閉
じようとする力に打ち勝つため、開閉弁２３は排気パイ
プ２１を開放する。この結果、排ガスは主に排気パイプ
２１を通って外部へと排出される。このとき、排気パイ
プ２１はバイパスパイプ２２より大径であるため、排ガ
スはあまり抵抗を受けない。このため、背圧がそれほど
上昇せず、エンジン性能を大きく低下させることはな
い。

【００３３】以上のように、本実施形態によれば、第１
実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、次の効果
も得られる。即ち、開閉弁２３が排気パイプ２１を開放
している状態では、開閉弁２３は膨出スペース２１ａに
入り込むように構成されているため、開閉弁２３は排気
パイプ２１の内部を流れる排ガスの抵抗にならない。こ
のため、エンジン回転数の高回転域において背圧の上昇
を招きにくくなる。

【００３４】［第３実施形態］図４は本実施形態の閉弁
時の全体構成を表す概略説明図、図５は同じく開弁時の
全体構成を表す概略説明図である。本実施形態の自動車
排気システム３０は、排気パイプ３１と、バイパスパイ
プ３２と、開閉弁３３とを備えている。

【００３５】排気パイプ３１は、上流端はエキゾースト
マニホルド（図示略）に接続され、下流端はサブマフラ
（図示略）に接続されている。したがって、この排気パ
イプ３１の内部には、エンジンからの排ガスが流通す
る。また、排気パイプ３１のうち分岐点Ｊ₃₁から合流点
Ｊ₃₂までの間には、壁面を外方向に膨出させた膨出スペ
ース３１ａが設けられている。

【００３６】バイパスパイプ３２は、排気パイプ３１よ
りも小径に形成され、排気パイプ３１のうち上流側から
分岐して下流側にて合流する。なお、バイパスパイプ３
２の長さは、排気パイプ３１のうち分岐点Ｊ₃₁から合流
点Ｊ₃₂までの長さよりも長い。

【００３７】開閉弁３３は、排気パイプ３１の内部であ
って分岐点Ｊ₃₁から合流点Ｊ₃₂までの間に設けられてい
る。この開閉弁３３は、膨出スペース３１ａに設けられ
た回動軸３３ａを中心として回動自在に取り付けられて
いる。この開閉弁３３は、排気パイプ３１を閉鎖する位
置では、排気パイプ３１のパイプ軸と略直交する姿勢を
とる。一方、開閉弁３３は、排気パイプ３１を開放する
位置では、膨出スペース３１ａ内に収納される。

【００３８】本実施形態の開閉機構は、上述の回動軸３
３ａを有する開閉弁３３のほか、フック３６、バネ受け
部材３７、スプリング３８から構成されている。フック
３６は、排気パイプ３１の外周面に固設されている。ま
た、バネ受け部材３７は、開閉弁３３と一体に設けら
れ、且つ、回動軸３３ａからオフセットされて設けられ
ている。このバネ受け部材３７は、開閉弁３３が排気パ
イプ３１を閉鎖している状態から排気パイプ３１を開放
するにしたがってフック３６から離れていく。更に、ス
プリング３８は、フック３６とバネ受け部材３７との間
に架け渡されて両者が接近するように付勢している。そ
して、フック３６−バネ受け部材３７−回動軸３３ａの
なす角度θの正弦値ｓｉｎθは、開閉弁３３が排気パイ
プ３１を閉鎖している状態から全開に至る過程で減少し
ていく。

【００３９】次に、本実施形態の自動車排気システム３
０の作用について説明する。本実施形態において、エン
ジン回転数が所定回転数未満では、排ガスが開閉弁３３
を開けようとする力が、スプリング３８が開閉弁３３を
閉じようとする力（図４中、太い矢印で示した分力＝Ｆ
ｓｉｎθ、但しＦはスプリング３８の弾性力）より小さ
い。このため、開閉弁３３は排気パイプ３１を閉じたま
まであり、排ガスは分岐点Ｊ₃₁から小径のバイパスパイ
プ３２へ導入され、合流点Ｊ₃₂で排気パイプ３１に戻
る。そして、小径のバイパスパイプ３２を通過する際、
排ガスは抵抗を受けることによりこもり音が低減され
る。

【００４０】一方、エンジン回転数が所定回転数以上で
は、図５に示すように、排ガスが開閉弁３３を開けよう
とする力が、スプリング３８が開閉弁３３を閉じようと
する力（図中、太い矢印で示した分力＝Ｆ×ｓｉｎθ）
に打ち勝つため、開閉弁３３は排気パイプ３１を開放す
る。この結果、排ガスは主に排気パイプ３１を通って外
部へと排出される。このとき、排気パイプ３１はバイパ
スパイプ３２より大径であるため、排ガスはあまり抵抗
を受けない。このため、背圧がそれほど上昇せず、エン
ジン性能を大きく低下させることはない。

【００４１】ところで、一旦開閉弁３３が開き始める
と、フック３６−バネ受け部材３７−回動軸３３ａのな
す角度θの正弦値ｓｉｎθは徐々に減少していく。その
一方でスプリング３８は徐々に引き延ばされるため、そ
の弾性力Ｆは徐々に増加していく。ここでは、弾性力Ｆ
に正弦値ｓｉｎθを乗じた値Ｆｓｉｎθが、開閉弁３３
が開くにつれて小さくなるように設定されている。した
がって、開閉弁３３が一旦開き始めると、容易に全開位
置に達し、開閉弁３３は膨出スペース３１ａに収納され
る。

【００４２】以上のように、本実施形態によれば、第２
実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、次の効果
も得られる。即ち、開閉弁３３が一旦開き始めるとスプ
リング３８が開閉弁３３を閉じようとする力が小さくな
るため、開閉弁３３は容易に全開位置に達する。このた
め、開閉弁３３は排ガスの抵抗にならず、背圧が上昇し
にくくなり、エンジン性能の低下を防止できる。

【００４３】［第１及び第２実施形態の実験データ］第
１及び第２実施形態において、エンジン回転数が所定回
転数未満ならば、排気パイプ１１（又は２１）は開閉弁
１３（又は２３）によって閉鎖されるが、本発明者らが
詳細に検討したところ、このようにして閉鎖されたとき
の自動車排気システムの密閉性つまり圧力特性によっ
て、こもり音の低減効果が左右されることがわかった。
この点について以下に詳説する。

【００４４】まず、第１実施形態について、排気パイプ
１１としてφ４８．６ｍｍのパイプ、バイパスパイプ１
２としてφ２５．４ｍｍのパイプを用いたもの（タイプ
Ａ）、排気パイプ１１としてφ４８．６ｍｍのパイプ、
バイパスパイプ１２としてφ２２．２ｍｍのパイプを用
いたもの（タイプＢ）、排気パイプ１１としてφ４８．
６ｍｍのパイプ、バイパスパイプ１２としてφ１９．１
ｍｍのパイプを用いたもの（タイプＣ）の３種を作製し
た。

【００４５】また、第２実施形態について、排気パイプ
２１としてφ４８．６ｍｍのパイプ、バイパスパイプ２
２としてφ２５．４ｍｍのパイプを用いたもの（タイプ
Ｄ）、排気パイプ２１としてφ４８．６ｍｍのパイプ、
バイパスパイプ２２としてφ１９．１ｍｍのパイプを用
いたもの（タイプＥ）の２種を作製した。なお、タイプ
Ｄ，Ｅは、開閉弁２３が排気パイプ２１を閉鎖した状態
では、開閉弁２３の周縁と排気パイプ３１の内壁とは僅
かな隙間が生じている。

【００４６】タイプＡ〜Ｅの自動車排気システムにつ
き、以下の項目を測定した。 システム圧力の測定 開閉弁１３（又は２３）を閉じた状態で排気パイプ１１
（又は２１）の上流側から毎分１５００リットルで空気
を流したときの上流側圧力（＝システム圧力）を測定し
た。

【００４７】こもり音の測定 開閉弁１３（又は２３）を閉じた状態で排気パイプ１１
（又は２１）を４気筒エンジンに接続し、そのときの１
次加速の１８５０ｒｐｍにおける音圧レベルを測定し
た。なお、音圧レベルは、サブマフラ１５（又は２５）
の下流にメインマフラを設け、そのメインマフラのテー
ルから５０ｃｍ離れた位置で測定した。

【００４８】エンジン性能の測定 開閉弁１３（又は２３）を閉じた状態で排気パイプ１１
（又は２１）を４気筒エンジンに接続し、そのときのエ
ンジン回転数３０００ｒｐｍにおけるダイナモ出力をト
ルクとして測定した。

【００４９】上記、の結果を図６に示す。この図６
はシステム圧力とこもり音との関係を表したグラフであ
る。バイパスパイプや開閉弁を備えていない排気パイプ
を用いた場合、こもり音は６４ｄＢであったのに対し
て、タイプＡ〜Ｅはいずれもこれを下回った。また、こ
もり音はシステム圧力に反比例することがわかった。つ
まり、システム圧力が高いほどこもり音の低減効果が高
くなるが、システム圧力が８ｋＰａ以上ではこもり音の
低減効果はほぼ一定になることがわかった。

【００５０】具体的には、こもり音を６０ｄＢ以下にす
るにはシステム圧力を２．１ｋＰａ以上にすればよく、
こもり音を５６ｄＢ以下にするにはシステム圧力を３．
０ｋＰａ以上にすればよく、こもり音を５３ｄＢ以下に
するにはシステム圧力を４．０ｋＰａ以上にすればよ
い。

【００５１】一方、上記の結果として、バイパスパイ
プや開閉弁を備えていない排気パイプを用いた場合のト
ルクに対するトルクダウン率が２０％、１５％、１０％
となるラインを図６に示した。トルクダウン率を２０％
以下に抑えるにはシステム圧力を７．１ｋＰａ以下にす
ればよく、トルクダウン率を１５％以下に抑えるにはシ
ステム圧力を４．７ｋＰａ以下にすればよく、トルクダ
ウン率を１０％以下に抑えるにはシステム圧力を３．２
ｋＰａ以下にすればよい。

【００５２】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の全体構成を表す概略説明図で
ある。

【図２】 第２実施形態の全体構成を表す概略説明図で
ある。

【図３】 図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】 第３実施形態の閉弁時の全体構成を表す概略
説明図である。

【図５】 第３実施形態の開弁時の全体構成を表す概略
説明図である。

【図６】 システム圧力とこもり音との関係を表したグ
ラフである。

【図７】 従来例の全体構成を表す概略説明図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０・・・自動車排気システム、１１，２
１，３１・・・排気パイプ、１２，２２，３２・・・バ
イパスパイプ、１３，２３，３３・・・開閉弁、１３
ａ，２３ａ，３３ａ・・・回動軸、２１ａ，３１ａ・・
・膨出スペース、Ｊ ₁₁，Ｊ₂₁，Ｊ₃₁・・・分岐点、
Ｊ₁₂，Ｊ₂₂，Ｊ₃₂・・・合流点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 邦彦 愛知県岡崎市橋目町字御茶屋１番地 フタ バ産業株式会社内 (72)発明者 大野 一成 愛知県岡崎市橋目町字御茶屋１番地 フタ バ産業株式会社内 (72)発明者 大嶋 孝彦 愛知県知立市長篠町新田60−２ 株式会社 蒲スプリング製作所内 (72)発明者 菅原 博得 愛知県知立市長篠町新田60−２ 株式会社 蒲スプリング製作所内 (72)発明者 宮澤 典宏 愛知県知立市長篠町新田60−２ 株式会社 蒲スプリング製作所内 Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA02 BA03 CA12 DA24 EA02 EA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの排ガスが内部を流れる排
   気パイプと、 前記排気パイプよりも小径に形成され、前記排気パイプ
   のうち上流側から分岐して下流側にて合流するバイパス
   パイプと、 前記排気パイプのうち前記バイパスパイプの分岐点から
   合流点までの間に設けられ、エンジン回転数が所定回転
   数未満では前記排気パイプを閉鎖し、所定回転数以上で
   は前記排気パイプを開放する開閉弁とを備えたことを特
   徴とする自動車排気システム。
2. 【請求項２】 前記開閉弁が前記排気パイプを閉鎖して
   いる状態で、前記排気パイプの上流側から毎分１５００
   リットルで空気を流したときの同上流側の圧力が２．１
   ｋＰａ以上７．１ｋＰａ以下であることを特徴とする請
   求項１記載の自動車排気システム。
3. 【請求項３】 前記開閉弁が前記排気パイプを閉鎖して
   いる状態では、前記開閉弁は前記排気パイプのパイプ軸
   と略直交する姿勢をとることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の自動車排気システム。
4. 【請求項４】 前記開閉弁が前記排気パイプを開放して
   いる状態では、前記開閉弁は前記排気パイプの壁面を外
   方向に膨出させた膨出スペースに入り込むことを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の自動車排気システ
   ム。
5. 【請求項５】 マフラの上流側に設けられたことを特徴
   とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車排気シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記排気パイプの外周面に設けられたフ
   ックと、 前記開閉弁と一体に且つ該開閉弁の回動軸からオフセッ
   トされて設けられ、該開閉弁が前記排気パイプを閉鎖し
   ている状態から前記排気パイプを開放するにしたがって
   前記フックから離れていくバネ受け部材と、 前記フックと前記バネ受け部材との間に架け渡されて両
   者が接近するように付勢するスプリングとを備え、 フック−バネ受け部材−回動軸のなす角度の正弦値は、
   前記開閉弁が前記排気パイプを閉鎖している状態から全
   開に至る過程で減少していくことを特徴とする請求項１
   〜５のいずれかに記載の自動車排気システム。