JPH09137724A - 車両排気系の消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は車両排気系の消音装置に関し、高周
波成分の排気騒音に対する消音性能の向上を図り、併せ
てエンジンの最高出力の低下を防止した消音装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 テールチューブ２３内に、サイレンサ５
をテールチューブ２３の上流側に付勢するバネ２９を取
り付け、バネ２９を介してサイレンサ５を保持すると共
に、テールチューブ２３の上流側周壁に、サイレンサ５
の孔あきパイプ１５の断面積との和がテールチューブ２
３の断面積以上となる開口面積で排ガス流出口２７を形
成し、エンジンの低回転時に排ガス流出口２７をサイレ
ンサ５で閉鎖し、エンジン回転数の上昇に伴い、排ガス
圧力でサイレンサ５がスライドして排ガス流出口２７を
順次開放させるようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両排気系の消音
装置に関し、詳しくはメインマフラのテールチューブ内
にサイレンサを装着した車両排気系の消音装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両走行時の排気騒音を低減するため、
従来、車両排気系にはメインマフラが装着されており、
メインマフラの拡張室に於ける拡張減衰作用や共鳴室で
の共鳴減衰作用によって排気騒音を消音している。

【０００３】ところで、高周波成分の排気騒音に対する
消音性能を向上させるため、昨今、実開平４−２７１１
１号公報又は図５に示すように、メインマフラ１のテー
ルチューブ３にサイレンサ５を装着した消音装置７が知
られており、エンジンから放出された高周波成分の排気
騒音をサイレンサ５のグラスウールで吸音するようにな
っている。

【０００４】図５に示す消音装置７はテールチューブ３
内にサイレンサ５をボルト締めしたもので、サイレンサ
５は、図６に示すようにシェル９の両端開口部を閉塞す
るエンドプレート１１，１２間に、多数の小孔１３が穿
設された孔あきパイプ１５がシェル９と同一軸上に挿着
されると共に、当該孔あきパイプ１５を覆ってグラスウ
ール１７がシェル９内に充填された構造となっており、
テールチューブ３を介してメインマフラ１から導出した
高周波成分の排気騒音がグラスウール１７で吸音される
ようになっている。

【０００５】尚、図中、１９，２１はサイレンサ５をテ
ールチューブ３にボルト締めするボルトとナットで、通
常、サイレンサ５はオプションとして後付けされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記消音
装置７を装着することにより、グラスウール１７の吸音
作用によって高周波成分の排気騒音に対する消音性能が
向上すると共に、小径の孔あきパイプ１５による排気通
路の縮径により、全周波数域の排気騒音に対する消音性
能が向上することとなるが、サイレンサ５は、その構造
上、テールチューブ３の内径φＤ₁ に比し孔あきパイプ
１５の内径φＤ₂ が細いため、斯かるサイレンサ５を後
付けすると、特に排ガス流量の多いエンジン高回転域で
の排圧が上昇してエンジンの最高出力が低下してしまう
欠点が指摘されていた。

【０００７】即ち、周知のようにエンジンには回転数に
対する適正な排圧係数があり、その適正な排圧係数のも
とでエンジン出力が確保される。そのため、上述の如き
サイレンサ５をテールチューブ３内に装着すると、排圧
係数が変化して圧力損出が生じてしまうこととなる。本
発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、メインマフ
ラのテールチューブ内にサイレンサを装着した車両排気
系の消音装置に改良を加え、高周波成分の排気騒音に対
する消音性能の向上を図り、併せてエンジンの最高出力
の低下を防止した車両排気系の消音装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、メインマフラのテールチュ
ーブ内に、孔あきパイプを覆ってグラスウールがシェル
内に充填されたサイレンサを装着した車両排気系の消音
装置に於て、テールチューブ内に、サイレンサをテール
チューブの上流側に常時付勢するバネを取り付け、当該
バネを介してサイレンサをテールチューブ内に保持する
と共に、テールチューブの上流側周壁に、サイレンサの
孔あきパイプの断面積との和がテールチューブの断面積
以上となる開口面積を以って排ガス流出口を形成し、エ
ンジンの低回転時に上記排ガス流出口をサイレンサが閉
鎖し、エンジン回転数の上昇に伴い、排ガス圧力でサイ
レンサがバネのバネ力に抗してテールチューブの下流側
へスライドして、排ガス流出口を順次開放させるように
してなることを特徴とする。

【０００９】そして、請求項２に係る発明は、請求項１
記載の消音装置に於て、排ガス流出口は、テールチュー
ブの上流側から下流側に向かって順次拡開した三角形状
とされていることを特徴としている。

【００１０】（作用）各請求項に係る消音装置によれ
ば、エンジンから吐出された排気騒音が、メインマフラ
の拡張室に於ける拡張減衰作用や共鳴室での共鳴減衰作
用によって低減されると共に、高周波成分の排気騒音
は、更にサイレンサのグラスウールで吸音されることと
なる。

【００１１】又、エンジンから排出された排ガスは、メ
インマフラからテールチューブ及び孔あきパイプを通っ
てテールチューブの管端から外部に排出されるが、エン
ジン回転数が低回転から高回転へと上昇して排ガス流量
が増加するに従い、サイレンサは排ガスの圧力でバネの
バネ力に抗してテールチューブの下流側にスライドする
ので、排ガス流出口が順次開放されて排ガスの多くが排
ガス流出口から外部に直接排出されることとなる。

【００１２】そして、エンジン回転数が下がって排ガス
流量が減少すると、サイレンサはバネの復元力でテール
チューブの上流側にスライドして排ガス流出口を順次閉
鎖していくこととなる。又、請求項２に係る発明によれ
ば、排ガス流出口の形状がテールチューブの上流側から
下流側に向かって順次拡開した三角形状となっているの
で、エンジン回転数に応じ排ガス流出口から外部に流出
する排ガス流量が除々に変化していくこととなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。尚、図５及び図６に示す従来例
と同一のものは同一符号を付してそれらの構造説明は省
略する。図１は請求項１及び請求項２に係る消音装置の
第一実施形態を示し、図中、２３はメインマフラ１に挿
着されたテールチューブで、その下流側の管端には、内
方へ断面半円状に折曲された折曲部２５が全周に亘って
形成されている。

【００１４】そして、従来と同様、テールチューブ２３
内に、グラスウール１７がシェル９内に充填されたサイ
レンサ５が組み込まれているが、図２に示すようにテー
ルチューブ２３の周壁の上流側には、下流側に向かって
順次拡開した三角形状の排ガス流出口２７が穿設されて
おり、当該排ガス流出口２７は、サイレンサ５の孔あき
パイプ１５の断面積との和がテールチューブ２３の断面
積以上となる開口面積を以って形成されている。

【００１５】サイレンサ５は、図６に示す従来例と同
様、孔あきパイプ１５を覆ってグラスウール１７がシェ
ル９内に充填された構成となっているが、サイレンサ５
の上流側のエンドプレート１１とテールチューブ２３の
周壁との間には２本の引張りバネ２９が張架されてお
り、エンジンの停止時及び低回転時にサイレンサ５は引
張りバネ２９のバネ力でテールチューブ２３の上流側に
保持されて、排ガス流出口２７を閉鎖するようになって
いる。

【００１６】そして、エンジンの始動により、メインマ
フラ１からテールチューブ２３に導出された排ガスは孔
あきパイプ１５を通ってテールチューブ２３の管端から
外部に排出されるが、エンジン回転数が低回転から高回
転（例えば、２０００ｃｃのエンジンにあっては、３０
００ｒｐｍから５０００ｒｐｍ）へと上昇して排ガス流
量が増加するに従い、エンドプレート１１に衝突する排
ガスの圧力で、サイレンサ５は引張りバネ２９のバネ力
に抗してテールチューブ２３の下流側へスライドして、
排ガス流出口２７を順次開放するようになっている。

【００１７】尚、図３に示すように、排ガスの圧力でテ
ールチューブ２３の下流側にスライドしたサイレンサ５
は、テールチューブ２３の管端に設けた折曲部２５に当
接して脱落防止が図られているが、この時、排ガス流出
口２７は全開となるように設定されている。そして、エ
ンジン回転数が下がって排ガス流量が減少すると、サイ
レンサ５は引張りバネ２９の復元力でテールチューブ２
３の上流側にスライドして、排ガス流出口２７を再び閉
鎖していくようになっている。

【００１８】本実施形態に係る消音装置３１はこのよう
に構成されているから、エンジンから吐出された排気騒
音が、メインマフラ１の拡張室に於ける拡張減衰作用や
共鳴室での共鳴減衰作用によって低減されると共に、高
周波成分の排気騒音は、更にサイレンサ５のグラスウー
ル１７で吸音されることとなる。

【００１９】又、小径の孔あきパイプ１５による排気通
路の縮径により、全周波数域の排気騒音に対する消音作
用も行われる。更に又、エンジンから排出された排ガス
は、メインマフラ１からテールチューブ２３及び孔あき
パイプ１５を通ってテールチューブ２３の管端から外部
に排出されるが、エンジン回転数が低回転から高回転へ
と上昇して排ガス流量が増加するに従い、エンドプレー
ト１１に衝突する排ガスの圧力でサイレンサ５は引張り
バネ２９のバネ力に抗してテールチューブ２３の下流側
にスライドするので、排ガス流出口２７が順次開放され
て排ガスの多くが排ガス流出口２７から外部に直接排出
されることとなる。

【００２０】そして、上述したようにエンジン回転数が
下がって排ガス流量が減少すると、サイレンサ５は引張
りバネ２９の復元力でテールチューブ２３の上流側にス
ライドして排ガス流出口２７を順次閉鎖していくことと
なる。このように、本実施形態は、エンジンの低回転時
には、テールチューブ２３に設けた排ガス流出口２７を
サイレンサ５で閉鎖し、そして、エンジン回転数が低回
転から高回転へと移行して排ガス流量が増加するに伴
い、サイレンサ５をテールチューブ２３の下流側へスラ
イドさせて排ガス流出口２７を開放することにより、多
くの排ガスを排ガス流出口２７から外部に直接排出させ
るようにしたので、図６に示す従来例に比し、エンジン
の高回転時にサイレンサ５の効果が低減して排気音がベ
ースになる消音系本来の音になると共に、低回転時には
排気騒音がサイレンサ５によって消音，軽減されるの
で、例えば市街地走行等に於て静かな走行が可能とな
る。

【００２１】即ち、スポーツカー等で、騒音規制値内で
はあるが、比較的排気音をきかせたスポーティな音に設
定している場合、高速道路等では設定通りのスポーティ
な音を楽しむことができ、市街地では乗用車と同様な静
寂な排気音とすることができる。又、本実施形態によれ
ば、エンジンの高回転時に多くの排ガスを排ガス流出口
２７から外部に直接排出させるため、図６に示す従来例
に比し排ガス流量の多いエンジン高回転域で排圧が上昇
することがなく、エンジンの回転数に応じた適正な排圧
係数を維持することができるので、エンジンの最高出力
が低下してしまうことがない。

【００２２】然も、本実施形態では、排ガス流出口２７
の形状をテールチューブ２３の上流側から下流側に向か
って順次拡開した三角形状としたので、エンジン回転数
に応じ排ガス流出口２７から外部に流出する排ガス流量
を除々に変化させることができ、その結果、エンジン回
転数に応じた排圧係数を確実に維持することが可能であ
るし、又、引張りバネ２９のバネ定数の適正化を図るこ
とによっても、各回転数による適正な排圧係数を満足さ
せることが可能となる。

【００２３】図４は請求項１及び請求項２に係る消音装
置の第二実施形態を示し、図中、３３はテールチューブ
３内に挿着されたサイレンサ５の取付用チューブで、当
該取付用チューブ３３はテールチューブ３内に挿着可能
な外径を有し、その上流側端部がテールチューブ３にボ
ルト１９とナット２１でボルト締めされている。そし
て、その内部にサイレンサ５がスライド可能に収納され
ているが、取付用チューブ３３の下流側管端には、内方
へ断面半円状に折曲された折曲部３５が全周に亘って形
成されており、サイレンサ５は当該折曲部３５とエンド
プレート１２との間に張架したコイルバネ３７のバネ力
でテールチューブ３の上流側へ常時付勢されて、上記ナ
ット２１にエンドプレート１１が圧接した構造となって
いる。

【００２４】又、図示するようにテールチューブ３と取
付用チューブ３３の上流側には、夫々、上記排ガス流出
口２７と同一形状からなる排ガス流出口３９，４１が同
一位置に穿設されており、エンジンの停止時及び低回転
時に両排ガス流出口３９，４１はサイレンサ５で閉鎖さ
れている。尚、本実施形態にあっても、排ガス流出口３
９は、サイレンサ５の孔あきパイプ１５の断面積との和
がテールチューブ３の断面積以上となる開口面積を以っ
て形成されている。

【００２５】そして、エンジンの始動により、メインマ
フラ１からテールチューブ３に導出された排ガスは、孔
あきパイプ１５を通ってテールチューブ３の管端から外
部に排出されるが、エンジン回転数が低回転から高回転
へと上昇して排ガス流量が増加するに従い、エンドプレ
ート１１に衝突する排ガスの圧力でサイレンサ５はコイ
ルバネ３７のバネ力に抗して取付用チューブ３３の下流
側へスライドして、両排ガス流出口３９，４１を順次開
放するようになっている。

【００２６】そして、エンジン回転数が下がって排ガス
流量が減少すると、サイレンサ５はコイルバネ３７の復
元力で取付用チューブ３３の上流側にスライドして、排
ガス流出口３９，４１を再び閉鎖していくようになって
いる。本実施形態に係る消音装置４３はこのように構成
されているから、上記消音装置３１と同様、エンジンか
ら吐出された排気騒音が、メインマフラ１の拡張室に於
ける拡張減衰作用や共鳴室での共鳴減衰作用によって低
減されると共に、高周波成分の排気騒音は、更にサイレ
ンサ５のグラスウール１７で吸音されることとなる。

【００２７】又、小径の孔あきパイプ１５による排気通
路の縮径により、全周波数域の排気騒音に対する消音作
用も行われる。更に又、エンジンから排出された排ガス
は、メインマフラ１からテールチューブ３及び孔あきパ
イプ１５を通ってテールチューブ３の管端から外部に排
出されるが、エンジン回転数が低回転から高回転へと上
昇して排ガス流量が増加するに従い、エンドプレート１
１に衝突する排ガスの圧力でサイレンサ５はコイルバネ
３７のバネ力に抗して取付用チューブ３３の下流側にス
ライドするので、排ガス流出口３９，４１が順次開放さ
れて排ガスの多くが排ガス流出口３９，４１から外部に
直接排出されることとなる。

【００２８】そして、エンジン回転数が下がって排ガス
流量が減少すると、サイレンサ５はコイルバネ３７の復
元力で取付用チューブ３３の上流側にスライドして排ガ
ス流出口３９，４１を順次閉鎖していくこととなる。

【００２９】このように、本実施形態に係る消音装置４
３も、既述した図１の消音装置３１と同様、エンジンの
低回転時には、テールチューブ３及び取付用チューブ３
３に設けた排ガス流出口３９，４１をサイレンサ５で閉
鎖し、そして、エンジン回転数が低回転から高回転へと
移行して排ガス流量が増加するに伴い、サイレンサ５を
取付用チューブ３３の下流側へスライドさせて排ガス流
出口３９，４１を開放することにより、多くの排ガスを
排ガス流出口３９，４１から外部に直接排出させるよう
にしたので、図６に示す従来例に比し、エンジンの高回
転時にサイレンサ５の効果が低減して排気音がベースに
なる消音系本来の音になると共に、低回転時には排気騒
音がサイレンサ５によって消音，軽減されるので、例え
ば市街地走行等に於て静かな走行が可能となる。

【００３０】従って、上記実施形態と同様、比較的排気
音をきかせたスポーティな音に設定している場合、高速
道路等では設定通りのスポーティな音を楽しむことがで
き、又、市街地では乗用車と同様、静寂な排気音とする
ことができる。又、本実施形態も、エンジンの高回転時
に多くの排ガスを排ガス流出口３９，４１から外部に直
接排出させるため、図６に示す従来例に比し排ガス流量
の多いエンジン高回転域で排圧が上昇することがなく、
エンジンの回転数に応じた適正な排圧係数を維持するこ
とができるので、エンジンの最高出力が低下してしまう
ことがない。

【００３１】更に又、本実施形態も、排ガス流出口３
９，４１の形状をテールチューブ３及び取付用チューブ
３３の上流側から下流側に向かって順次拡開した三角形
状としたので、エンジン回転数に応じ排ガス流出口３
９，４１から外部に流出する排ガス流量を除々に変化さ
せることができ、その結果、エンジン回転数に応じた排
圧係数を確実に維持することが可能であるし、コイルバ
ネ３７のバネ定数の適正化を図ることによっても各回転
数による適正な排圧係数を満足させることが可能とな
る。

【００３２】加えて、本実施形態によれば、図１に示す
消音装置３１に比し、ユーザーがサイレンサ５を取付用
チューブ３３を介してテールチューブ３に後付けできる
利点を有する。尚、上記各実施形態では、排ガス流出口
２７，３９，４１の形状を、テールチューブ２３，３の
上流側から下流側に向かって順次拡開した三角形状とし
たが、その形状は三角形状に限定されものではなく、楕
円形状等その他の形状を用いてもよく、排ガス流出口を
楕円形状とした場合には、排ガス流出口を全開させるこ
とは必要ではなく、サイレンサをスライドさせて排ガス
流出口が半分開くようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】各請求項に係る発明によれば、従来の消
音装置に比しエンジンの高回転時に排気音がベースにな
る消音系本来の音になると共に、低回転時には排気騒音
がサイレンサ５によって消音，軽減されるので、例えば
市街地走行等に於て静かな走行が可能となる。

【００３４】又、本発明によれば、エンジンの高回転時
に多くの排ガスを排ガス流出口から外部に直接排出させ
るため、従来の如く排ガス流量の多いエンジン高回転域
で排圧が上昇することがなく、エンジンの回転数に応じ
た適正な排圧係数を維持することができるので、エンジ
ンの最高出力が低下してしまうことがない。このため、
高速走行時に十分な馬力とスポーティな音が要求される
スポーツカー等に適している。

【００３５】そして、請求項２に係る発明によれば、排
ガス流出口の形状をテールチューブの上流側から下流側
に向かって順次拡開した三角形状としたので、エンジン
回転数に応じ排ガス流出口から外部に流出する排ガス流
量を除々に変化させることができ、その結果、エンジン
回転数に応じた排圧係数を確実に維持することが可能で
あるし、又、各請求項に係る発明によれば、バネのバネ
定数の適正化を図ることによっても、各回転数による適
正な排圧係数を満足させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの低回転時に於ける請求項１及び請求
項２に係る消音装置の第一実施形態の断面図である。

【図２】図１に示す消音装置の底面図である。

【図３】エンジンの高回転時に於ける請求項１及び請求
項２に係る消音装置の第一実施形態の断面図である。

【図４】エンジンの低回転時に於ける請求項１及び請求
項２に係る消音装置の第二実施形態の断面図である。

【図５】従来の消音装置の側面図である。

【図６】従来の消音装置の断面図である。

【符号の説明】

３，２３ テールチューブ ５ サイレンサ ９ シェル １３ 小孔 １５ 孔あきパイプ １７ グラスウール ２７，３９，４１ 排ガス流出口 ２９ 引張りバネ ３１，４３ 消音装置 ３３ 取付用チューブ ３７ コイルバネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインマフラ（１）のテールチューブ
   （３，２３）内に、孔あきパイプ（１５）を覆ってグラ
   スウール（１７）がシェル（９）内に充填されたサイレ
   ンサ（５）を装着した車両排気系の消音装置に於て、 テールチューブ（３，２３）内に、サイレンサ（５）を
   テールチューブ（３，２３）の上流側に常時付勢するバ
   ネ（２９，３７）を取り付け、当該バネ（２９，３７）
   を介してサイレンサ（５）をテールチューブ（３，２
   ３）内に保持すると共に、 テールチューブ（３，２３）の上流側周壁に、サイレン
   サ（５）の孔あきパイプ（１５）の断面積との和がテー
   ルチューブ（３，２３）の断面積以上となる開口面積を
   以って排ガス流出口（２７，３９，４１）を形成し、 エンジンの低回転時に上記排ガス流出口（２７，３９，
   ４１）をサイレンサ（５）が閉鎖し、 エンジン回転数の上昇に伴い、排ガス圧力でサイレンサ
   （５）がバネ（２９，３７）のバネ力に抗してテールチ
   ューブ（３，２３）の下流側へスライドして、排ガス流
   出口（２７，３９，４１）を順次開放させるようにして
   なることを特徴とする車両排気系の消音装置。
2. 【請求項２】 排ガス流出口（２７，３９，４１）は、
   テールチューブ（３，２３）の上流側から下流側に向か
   って順次拡開した三角形状とされていることを特徴とす
   る請求項１記載の車両排気系の消音装置。