JPH075216Y2 - デュアルモードマフラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車輌用のマフラに関し、特に、低速域におけ
る騒音の低減を図り、高速域における騒音及び背圧の低
減を図るようにしたデュアルモードマフラに関する。

（従来の技術） マフラ（消音器）は、エンジンから排出される排出ガス
のエネルギを細かく分散して音を消す装置で、小さく分
割されたチャンバを有するケースで構成され、排出ガス
がこの中を通過するときに多数の小爆発に分割されて音
が消える。また、マフラの抵抗により排気系の背圧が発
生し、エンジンのパワーロスの原因となる。

低騒音のための要因としては、テールパイプ長さの増大
による低速域の騒音低減、低周波レゾネータによる低速
域の騒音低減、通路変更による低速域の騒音低減と高速
時の圧損低減及び拡張室増大による高速域の騒音低減等
の要因がある。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、低騒音化と、低パワーロス化と二律背反
の関係にあり、低速域と高速域とではその程度に差があ
る。低速域ではパワーロスを若干増加させることで騒音
を低減させるが、高速域ではパワーロスに敏感であり騒
音増加を伴い、別途騒音低減が必要である。

ところで、従来のマフラとしては、テールパイプの長さ
を変えたり、或いはテールパイプの断面積を変える構造
のものがあるが、かかる構造のマフラでは前記各要因に
有効に対処することができないという問題がある。

本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、低速域の騒
音の低減を図ると共に、高速域の騒音及び背圧の低減を
図ることが可能なデュアルモードマフラを提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案によれば、マフラの排
気導出管を、当該排気導出管が接続される拡張室及び当
該拡張室に連通される共鳴室を貫通させてマフラ本体の
外に突出させ、一端を彎曲させて前記共鳴室に連通接続
した第１の導管と、前記拡張室から前記共鳴室を貫通し
て前記第１の導管の彎曲部に連通接続される第２の導管
とにより形成し、且つ前記第１、第２の導管の連通部分
に装着したバルブにより前記第１の導管に前記共鳴室又
は前記第２の通路を選択的に接続可能とし、エンジンの
低速域において前記バルブを閉弁させて前記第１の導管
に第２の導管を接続し、エンジンの高速域において前記
バルブを開弁させて前記第１の導管に前記共鳴室を接続
し、当該共鳴室を拡張室に変更する構成としたものであ
る。

（作用） エンジンの低速域においてバルブを閉弁すると、排気導
出管の第２の導管が接続される拡張室に連通する共鳴室
と、第１の導管との連通が遮断される。これにより当該
共鳴室は本来の共鳴室として作用する。同時にこれらの
第１、第２の導管が接続されて長い排気導出管が形成さ
れ、前記拡張室の排出ガスが当該排気導出管を経て排出
される。これにより低速域における騒音の低減が図られ
る。前記エンジンの高速域においてバルブを開弁する
と、前記共鳴室が第１の導管に連通されて拡張室に変更
され、マフラの拡張室が増大する。これにより、高速域
における騒音、パワーロスが低減される。

（実施例） 以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図において、デュアルモードマフラ１のマフラ本体
２は内部を複数例えば、４室に分割されて小室（チャン
バ）３〜６が画成されている。排気導入管８は室３を貫
通して一端がマフラ本体２の前端面2aから突出し、他端
は室４に開口している。導管９は室４と５とを連通し、
導管10は室５を貫通して室４と６とを連通し、導管11は
室４と５とを貫通して室３と６とを連通している。

また、排気導出管（テールパイプ）12は、一端が室６に
開口し、他端が室５、４、３を貫通して前端面2aから突
出する導管13と、室３〜６を貫通し、一端14aが前端面2
aから突出し、他端が後端面2bから突出する導管14とに
より形成されている。

導管14の一端14aは端面2aの外側で略Ｕ字状に彎曲して
室３に連通接続され、前端面2aの外側において通路14の
彎曲する一端14aに導管13の一端が連通接続されてい
る。導管13と14との接続部分にはバルブ15が装着されて
いる。このバルブ15は、閉弁時には導管14の一端14aを
閉塞して当該導管14と室３との連通を遮断すると共に、
導管13と14とを連通し、開弁時には通路14の一端14aを
開口させて当該通路14と室３とを連通すると共に、通路
13を閉塞して導管14との連通を遮断する。

そして、排気導入管８のマフラ本体２の前端面2aから突
出する一端は、エンジンの排出ガスの入口とされて図示
しないエンジンの排気系に接続され、導管14の当該マフ
ラ本体２の後端面2bから突出する後端は、前記排出ガス
の出口とされる。

各室３〜６のうち、室３は共鳴室又は拡張室とされ、室
４は拡張室、室５は共鳴室、室６は拡張室とされる。そ
して、室３は、バルブ15が閉弁状態（第１図）にある時
には排気導出管12との連通を遮断されて共鳴室とされ、
開弁状態（第２図）にある時には排気導出管12と連通さ
れて拡張室とされる。この室３は、共鳴室とされている
ときには通路11と協働して低周波レゾネータを形成し、
拡張室６に連通接続される。共鳴室５は、通常走行時に
おけるエンジン回転速度近傍において最も有効に作用す
る共鳴周波数に設定されている。

バルブ15の弁体16は例えば、リンク17を介して制御装置
20のアクチュエータ21に接続されている。このアクチュ
エータ21は、例えばモータにより構成されている。制御
回路22は、エンジン回転センサから入力されるパルス信
号Ｐと、ブーストセンサ（共に図示せず）から入力され
る吸気圧に対応した信号e_Bとにより、当該エンジンの運
転状態に応じて制御信号を出力してアクチュエータ21を
駆動し、バルブ15を開、閉制御する。即ち、制御装置20
は、エンジンが低速域にある時にはバルブ15を閉弁し、
高速域にある時には開弁する。

以下に作用を説明する。

エンジンが低速域にある時には、第１図に示すように制
御装置20がバルブ15を閉弁し、室３は共鳴室とされる。
そして、マフラ１はノーマルモードとされる。前記エン
ジンから排出されたガスは、矢印で示すように排気導入
管８を通って拡張室４に流入して膨張し、更に当該拡張
室４から導管10を通って拡張室６に至る。拡張室４に流
入した排出ガスは、共鳴室５と導管９（共鳴管）とによ
り形成される共鳴器により騒音を低減される。

拡張室６に流入したガスは、矢印で示すように導管13と
14とにより形成される長い排気導出管12を通ってマフラ
１の外に排出される。拡張室６に流入した排出ガスは、
共鳴室３と導管11とにより形成される共鳴器により騒音
を低減される。また、排気導出管12は、その長さが、導
管13の長さと導管14の長さとの和となって増大し、騒音
の低減が図られる。かくして、低速域の騒音の低減が図
られる。

エンジンが高速域になると、第２図に示すように制御装
置20がバルブ15を開弁し、室３は、テールパイプ12の通
路14に連通されて共鳴室から拡張室に変更される。そし
て、マフラ１はパワーモードとされる。一方、導管13は
閉塞される。前記エンジンから排出されたガスは、矢印
で示すように排気導入管８を通って拡張室４に流入し、
更に、当該拡張室４から導管10を通って拡張室６に流入
する。

拡張室６に流入した排出ガスは、導管11を通って室３に
流入し、更に、導管14を通って排出される。室３が拡張
室とされることにより、拡張室６と相俟って拡張室の増
大が図られ、騒音が低減される。かくして、パワーモー
ドにおける高速域の騒音、背圧が低減される。

また、バルブ15は、マフラ本体２の外側に配置されるた
めに温度条件が大幅に緩和され、バルブ作動の安定性が
向上する。

第３図はエンジン回転速度と、音圧レベル及び背圧との
関係を示す特性図で、図中実線はノーマルモードに固定
した場合の特性を、点線はパワーモードに固定した場合
の特性を、１点鎖線は本考案のデュアルモードの特性を
示す。この特性図から明らかなように、デュアルモード
は、エンジン回転速度が、所定の回転速度Ｎよりも低い
低速域においては、音圧レベルと背圧が共に実線で示す
ノーマルモードの特性に沿って変化し、所定回転速度Ｎ
を超えた高速域において、点線で示すパワーモードの特
性に沿って変化する。この結果、エンジンの低、高速域
において音圧レベルの低減化が図られると共に、高速域
における背圧の低減即ち、低パワーロス化が図られる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、マフラの排気導出
管を、当該排気導出管が接続される拡張室及び当該拡張
室に連通される共鳴室を貫通させてマフラ本体の外に突
出させ、一端を彎曲させて前記共鳴室に連通接続した第
１の導管と、前記拡張室から前記共鳴室を貫通して前記
第１の導管の彎曲部に連通接続される第２の導管とによ
り形成し、且つ前記第１、第２の導管の連通部分に装着
したバルブにより前記第１の導管に前記共鳴室又は前記
第２の通路を選択的に接続可能とし、エンジンの低速域
において前記バルブを閉弁させて前記第１の導管に第２
の導管を接続し、エンジンの高速域において前記バルブ
を開弁させて前記第１の導管に前記共鳴室を接続し、当
該共鳴室を拡張室に変更することにより、エンジンの
低、高速域における騒音の低減を図ることが可能とな
り、特に高速域における低騒音、低パワーロス化を図る
ことが可能となる。しかも、マフラ構造が極めて簡単で
あり、前記バルブもマフラ本体の外部に配置されている
ために温度条件が大幅に緩和されてバルブ作動の安定性
が向上する等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るデュアルモードマフラの一実施例
を示す断面図、第２図は第１図に示すデュアルモードマ
フラの高速域における状態を示す図、第３図はエンジン
回転速度−音圧レベル・背圧の関係を示す特性図であ
る。 １……デュアルモードマフラ、２……マフラ本体、３〜
６……室、８……排気導入管、９〜11、13、14……導
管、12……排気導出管、15……バルブ、16……弁体、17
……リンク、20……制御装置、21……アクチュエータ、
22……制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】マフラの排気導出管を、当該排気導出管が
   接続される拡張室及び当該拡張室に連通される共鳴室を
   貫通させてマフラ本体の外に突出させ、一端を彎曲させ
   て前記共鳴室に連通接続した第１の導管と、前記拡張室
   から前記共鳴室を貫通して前記第１の導管の彎曲部に連
   通接続される第２の導管とにより形成し、且つ前記第
   １、第２の導管の連通部分に装着したバルブにより前記
   第１の導管に前記共鳴室又は前記第２の通路を選択的に
   接続可能とし、エンジンの低速域において前記バルブを
   閉弁させて前記第１の導管に第２の導管を接続し、エン
   ジンの高速域において前記バルブを開弁させて前記第１
   の導管に前記共鳴室を接続し、当該共鳴室を拡張室に変
   更することを特徴とするデュアルモードマフラ。