(57)【要約】【課題】マフラ構造から迫力のある排気音を出力する。【解決手段】マフラ構造１０は、Ｌ３エンジンとサブマフラ１４とを接続するインレットパイプ１２、Ｌ３エンジンの排気音を低減するサブマフラ１４、サブマフラ１４とメインマフラ１８を接続する中間パイプ１６、Ｌ３エンジンの排気音を低減するメインマフラ１８、及び、メインマフラ１８に接続されＬ３エンジンからの排気を車外に排出するアウトレットパイプ２０を含んで構成される。中間パイプ１６のパイプ径は、４８ｍｍ〜６０．５ｍｍであり、且つ、中間パイプ１６のパイプ長は、４７４ｍｍ〜１０００ｍｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列３気筒エンジンからの排気が流入され、前記直列３気筒エンジンの排気音を低減するサブマフラと、
前記サブマフラに接続され、前記サブマフラから排気が流入する中間パイプと、
前記中間パイプに接続され、前記中間パイプから排気が流入し、前記直列３気筒エンジンの排気音を低減するメインマフラと、
前記メインマフラに接続され、前記メインマフラから流入した排気を車外に排出するアウトレットパイプと、
を備え、
前記中間パイプのパイプ径が４８ｍｍ〜６０．５ｍｍであり、前記中間パイプのパイプ長が４７４ｍｍ〜１０００ｍｍである、
ことを特徴とする車両のマフラ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のマフラ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載する車両には、エンジンの排気音を低減するためのマフラ構造が設けられる。マフラ構造は、車両の下部に設けられ、エンジンの排気音を低減するメインマフラと、エンジンからの排気をメインマフラに供給するためのパイプなどを含んで構成される。
【０００３】
例えば特許文献１及び２に開示されているように、従来、エンジンの排気音をより低減すべく、メインマフラに加えてサブマフラを有するマフラ構造が提案されている。メインマフラ同様に、サブマフラもエンジンの排気音を低減するものであり、排気の流通経路においてメインマフラの上流側（エンジン側）に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１３７０６号公報
【特許文献２】特開２０１８−９９９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、迫力のあるエンジンの排気音を好むユーザが存在する。したがって、単にエンジンの排気音を低減するのではなく、排気音を低減しつつも、迫力のある排気音を出力できるようなマフラ構造が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、マフラ構造から迫力のある排気音を出力することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、直列３気筒エンジンからの排気が流入され、前記直列３気筒エンジンの排気音を低減するサブマフラと、前記サブマフラに接続され、前記サブマフラから排気が流入する中間パイプと、前記中間パイプに接続され、前記中間パイプから排気が流入し、前記直列３気筒エンジンの排気音を低減するメインマフラと、前記メインマフラに接続され、前記メインマフラから流入した排気を車外に排出するアウトレットパイプと、を備え、前記中間パイプのパイプ径が４８ｍｍ〜６０．５ｍｍであり、前記中間パイプのパイプ長が４７４ｍｍ〜１０００ｍｍである、ことを特徴とする車両のマフラ構造である。
【０００８】
直列３気筒エンジンからの排気が中間パイプに流通すると、中間パイプが共鳴することによって、排気音の特定の周波数帯の音が増幅される。中間パイプのパイプ径を４８ｍｍ〜６０．５ｍｍとし、中間パイプのパイプ長を４７４ｍｍ〜１０００ｍｍとすると、排気音において２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音が増幅される。これにより、迫力のある排気音だと感じる人が多い、２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音が強調された排気音をマフラ構造から出力することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マフラ構造から迫力のある排気音を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るマフラ構造の底面図である。
【図２】中間パイプのパイプ径及びパイプ長と、中間パイプの共鳴により増幅される周波数帯の関係を示す表である。
【図３】本実施形態に係るマフラ構造から出力される排気音のうち、２５０〜５００Ｈｚの周波数成分の音量と、Ｌ３エンジンの回転数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本実施形態に係るマフラ構造１０の底面図である。マフラ構造１０は、駆動源として直列３気筒エンジン（不図示、以下「Ｌ３エンジン」と記載する）を備える車両の下部、特に、車両のフロアパネルの下側に設けられる。なお、本明細書において、前（Ｆｒ）及び後の用語は車両前後方向の前後を意味し、左（Ｌｈ）及び右の用語は前を向いたときの左右を意味し、上（Ｕｐ）及び下は車両上下方向の上下を意味する。
【００１２】
マフラ構造１０は、Ｌ３エンジンの排気音を低減する機能を発揮しつつも、迫力のある排気音を出力することが可能となっている。なお、聴感上、２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音が強調されると、その排気音が迫力のある音であると感じる人が多いことから、本明細書においては、迫力のある排気音とは、２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音が強調された排気音を意味する。
【００１３】
マフラ構造１０は、インレットパイプ１２、サブマフラ１４、中間パイプ１６、メインマフラ１８、及びアウトレットパイプ２０を含んで構成される。
【００１４】
インレットパイプ１２は、Ｌ３エンジンとサブマフラ１４とを接続するパイプである。Ｌ３エンジンからの排気は、インレットパイプ１２を通ってサブマフラ１４に流入する。なお、Ｌ３エンジンからの排気の温度は、約４００℃となっている。
【００１５】
サブマフラ１４は、Ｌ３エンジンの排気音を低減する。サブマフラ１４の径は、インレットパイプ１２及び中間パイプ１６の径よりも少し大きくなっており、筒状の外管の内側に、同じく筒状であり複数の連通孔が設けられた内管が配置された二重管構造となっている。インレットパイプ１２からの排気は内管に流入し、内管の連通孔を通って外管と内管の間の空間を通って中間パイプ１６へと流出する。これにより排気音が低減される。本実施形態では、サブマフラ１４は、車両の後部座席（リアシート）の下に位置している。
【００１６】
中間パイプ１６は、サブマフラ１４とメインマフラ１８を接続するパイプである。サブマフラ１４からの排気は、中間パイプ１６を通ってメインマフラ１８に流入する。本実施形態では、中間パイプ１６は、メインマフラ１８の車幅方向の略中央に接続される。
【００１７】
メインマフラ１８は、サブマフラ１４と同じく、Ｌ３エンジンの排気音を低減するものである。メインマフラ１８は、密閉筒状の形状を有しており、車幅方向（左右方向）に延びるように配置されている。メインマフラ１８の内部空間には、前後方向に延びる複数のセパレータが設けられており、これによりメインマフラ１８の内部空間が複数の部屋に仕切られている。さらに、メインマフラ１８には、各部屋を連通する内部パイプが設けられている。中間パイプ１６からの排気が、内部パイプを介してメインマフラ１８内の複数の部屋を流通することで、排気音が低減される。また、より好適に排気音を低減すべく、各部屋内あるいは内部パイプ内には、例えばグラスウールなどの吸音材が設けられている。
【００１８】
アウトレットパイプ２０は、メインマフラ１８に接続されるパイプである。メインマフラ１８からの排気は、アウトレットパイプ２０を通って車外へ排出される。本実施形態では、アウトレットパイプ２０は２つ設けられ、２つのアウトレットパイプ２０は、メインマフラ１８の左右の端壁にそれぞれ接続される。アウトレットパイプ２０は、メインマフラ１８の端壁から車幅方向に延び、端部が後方に向けて湾曲している。
【００１９】
上述のように、マフラ構造１０では、サブマフラ１４及びメインマフラ１８において、Ｌ３エンジンの排気音が低減される。その一方で、Ｌ３エンジンの排気が中間パイプ１６に流通すると、中間パイプ１６が共鳴することによって、アウトレットパイプ２０から出力される排気音の特定の周波数帯の音が増幅される。
【００２０】
中間パイプ１６の共鳴により増幅される周波数帯は、主に、エンジンの気筒数、中間パイプ１６のパイプ径、及び、中間パイプ１６のパイプ長によって決定される。図２は、エンジンの気筒数が３つである場合、すなわち、エンジンがＬ３エンジンである場合における、中間パイプ１６のパイプ径及びパイプ長と、中間パイプ１６の共鳴により増幅される周波数帯の関係を示す表である。なお、図２においては、増幅される周波数帯の中心周波数が示されている。
【００２１】
図２（ａ）は、中間パイプ１６のパイプ径が４８ｍｍである場合における、パイプ長と増幅周波数帯の関係を示す表である。具体的には、パイプ径が４８ｍｍでありパイプ長が４８２ｍｍである場合には、５００Ｈｚを中心周波数とする周波数帯の音が増幅され、パイプ径が４８ｍｍでありパイプ長が１０００ｍｍである場合には、２５０Ｈｚを中心周波数とする周波数帯の音が増幅されることが示されている。パイプ長が長くなるにつれ、増幅周波数帯の中心周波数が小さくなるため、パイプ径が４８ｍｍの場合、パイプ長が４８２ｍｍ〜１０００ｍｍまでの間である場合、増幅周波数帯の中心周波数は、５００〜２５０Ｈｚとなる。
【００２２】
図２（ｂ）は、中間パイプ１６のパイプ径が６０．５ｍｍである場合における、パイプ長と増幅周波数帯の関係を示す表である。具体的には、パイプ径が６０．５ｍｍでありパイプ長が４７４ｍｍである場合には、５００Ｈｚを中心周波数とする周波数帯の音が増幅され、パイプ径が６０．５ｍｍでありパイプ長が９９５ｍｍである場合には、２５０Ｈｚを中心周波数とする周波数帯の音が増幅されることが示されている。パイプ長が長くなるにつれ、増幅周波数帯の中心周波数が小さくなるため、パイプ径が６０．５ｍｍの場合、パイプ長が４７４ｍｍ〜９９５ｍｍまでの間である場合、増幅周波数帯の中心周波数は、５００〜２５０Ｈｚとなる。
【００２３】
図２（ａ）から、パイプ径が４８ｍｍであって、パイプ長が４８２ｍｍである場合、増幅周波数帯の中心周波数は５００Ｈｚである。一方、図２（ｂ）から、パイプ径が６０．５ｍｍであって、パイプ長が４８２ｍｍである場合、増幅周波数帯の中心周波数は５００Ｈｚよりも少し小さい周波数となる。したがって、中間パイプ１６のパイプ径が大きくなるにつれ、増幅周波数帯の中心周波数が小さくなることが分かる。
【００２４】
なお、中間パイプ１６のパイプ径は、Ｌ３エンジンの性能にも関係している。具体的には、パイプ径を大きくすると、排気効率が大きくなるが、Ｌ３エンジンの低回転時におけるトルクが減少してしまう。一方、パイプ径を小さくすると、Ｌ３エンジンの低回転時におけるトルクが大きくなるが、排気効率が低下し、Ｌ３エンジンの高回転時における出力が小さくなってしまう。したがって、本実施形態では、中間パイプ１６のパイプ径を４８ｍｍ〜６０．５ｍｍの間としている。
【００２５】
図２に示すように、Ｌ３エンジンの排気を排出するマフラ構造１０において、中間パイプ１６のパイプ径が４８ｍｍ〜６０．５ｍｍであり、且つ、中間パイプ１６のパイプ長が４７４ｍｍ〜１０００ｍｍであると、中間パイプ１６の共鳴によって、排気音において２５０Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数帯の音が増幅される。すなわち、マフラ構造１０から迫力のある排気音が出力される。
【００２６】
図３は、マフラ構造１０から出力される排気音のうち、２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音量と、Ｌ３エンジンの回転数との関係を示すグラフである。図３のうち、実線グラフ３０は、中間パイプ１６のパイプ径が６０．５ｍｍであり、中間パイプ１６のパイプ長が８５０ｍｍである場合のグラフであり、破線グラフ３２は、中間パイプ１６のパイプ径が４８ｍｍ〜６０．５ｍｍ、且つ、中間パイプ１６のパイプ長が４７４ｍｍ〜１０００ｍｍという条件を満たさない場合（例えばパイプ径が６０．５ｍｍであり、パイプ長が３５０ｍｍなど）のグラフである。
【００２７】
図３に示されるように、中間パイプ１６のパイプ径及びパイプ長が上記条件を満たす場合には、上記条件を満たさない場合に比して、排気音において２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音が増幅されている。特に、エンジンの回転数が比較的高い（例えば２８００ｒｐｍ以上の）領域であるスポーツ走行領域において、２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音が増幅されている。
【００２８】
上述のように、メインマフラ１８及びアウトレットパイプ２０には吸音材が設けられているが、２５０〜５００Ｈｚ以外の周波数帯の音を特に吸収する吸音材を用いてもよい。例えば、グラスウールは、表面仕上げ材などにより、吸音周波数特性が変化するところ、２５０〜５００Ｈｚ以外の周波数帯の音を特に吸収するグラスウールをメインマフラ１８及びアウトレットパイプ２０に用いてもよい。これにより、マフラ構造１０から排出される排気音において、２５０〜５００Ｈｚの周波数帯の音をより強調することができる。
【００２９】
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  マフラ構造、１２  インレットパイプ、１４  サブマフラ、１６  中間パイプ、１８  メインマフラ、２０  アウトレットパイプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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