(57)【要約】【課題】消音性能を犠牲にすることなく小型化が可能な経路可変マフラを得ること。【解決手段】排気ガス導入用のインレット１０１と排出用のアウトレット２０１とをインナパイプ１１１で連絡させた第１の経路Ｒ１の外周に第２の経路Ｒ２を形成し、第１の経路Ｒ１を開閉できるようにする。第２の経路Ｒ２は、インナパイプ１１１の外周面を上流側中間パイプ２１１ａで密閉的に囲繞する上流側隙間ＵＧ（インレット１０１に連絡）と、インナパイプ１１１の外周面を下流側中間パイプ２１１ｂで密閉的に囲繞する下流側隙間ＤＧ（アウトレット２０１に連絡）とを、上流側中間パイプ２１１ａ及び下流側中間パイプ２１１ｂの外周面をアウタパイプ２５１で密閉的に囲繞して形成した外周隙間ＯＧを介して連絡したもので、その連絡は、上流側中間パイプ２１１ａと下流側中間パイプ２１１ｂとにそれぞれ設けたスリット２１３による。【選択図】図７
0003201068.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを導入するインレットと排出するアウトレットとを連絡させて第１の経路を形成するインナパイプと、
前記インナパイプの内部通路を開閉するバルブと、
前記インナパイプにおける前記インレット側の外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に前記インレットに連絡する上流側隙間を形成する上流側中間パイプと、
前記インナパイプにおける前記アウトレット側の外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に前記アウトレットに連絡する下流側隙間を形成する下流側中間パイプと、
前記上流側中間パイプ及び前記下流側中間パイプの外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に外周隙間を形成するアウタパイプと、
前記上流側隙間から前記外周隙間を介して前記下流側隙間に至る第２の経路を形成するように、前記上流側中間パイプと前記下流側中間パイプとにそれぞれ設けられた連絡孔と、
を備えることを特徴とする経路可変マフラ。
【請求項２】
前記上流側隙間に連絡する前記連絡孔を前記外周隙間の内部で囲繞し、前記第２の経路の上流側に折り返し領域を形成する上流側仕切パイプを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路可変マフラ。
【請求項３】
前記下流側隙間に連絡する前記連絡孔を前記外周隙間の内部で囲繞し、前記第２の経路の下流側に折り返し領域を形成する下流側仕切パイプを備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の経路可変マフラ。
【請求項４】
前記上流側隙間と前記下流側隙間とのいずれか一方又は両方において、その奥行方向中央よりも奥側に寄せて前記連絡孔は配置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の経路可変マフラ。
【請求項５】
前記連絡孔は、前記上流側中間パイプと前記下流側中間パイプとのいずれか一方又は両方の周方向沿って配列された複数個のスリットである、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の経路可変マフラ。
【請求項６】
前記インナパイプは、ストレート形状を有している、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の経路可変マフラ。
【請求項７】
前記インナパイプの軸方向まん中部分を中心として、前記第２の経路は対称形に形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一に記載の経路可変マフラ。
【請求項８】
前記バルブは、前記インナパイプの軸方向まん中部分に配置されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の経路可変マフラ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエキゾーストパイプから導かれてきた排気ガスの音響エネルギーを低減させて外部に放出するマフラに係り、特に、排気ガスの経路を複数の経路に切り替えられるようにした経路可変マフラに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、例えば自動車などのエンジンが排出する排気ガスの音響エネルギーを低減させて外部に放出するマフラには、排気ガスの経路を複数の経路に切り替えられるようにしたものが従来から実用化されている。
こうして排気ガスの経路を切り替える目的は、排気効率と消音効果とのトレードオフの関係を調整するためである。
つまり排気効率を向上させるためには、エキゾーストシステム内での排気抵抗を減少させて背圧を小さくする必要があるが、そうなると消音効果を犠牲にせざるを得ない。その反面、消音効果を向上させようとすると、どうしても排気抵抗の増大を招き、いきおい排気効率が低下してしまう。排気効率と消音効果とは、トレードオフの関係に立つわけである。
そこで排気効率を優先する経路と消音効果を優先させる経路とを予め用意しておき、そのときどきに応じて異なる目的に合致する結果が得られるようにしたものが、排気ガスの経路を切り替えられるようにした上記の経路可変マフラなのである。
【０００３】
一般的には、エンジンが低速回転を維持している場合、高速回転時に比べて背圧が小さくなる。このため消音効果を優先させてもさほど問題が生じない。これに対して高速回転時には背圧が大きくなるので、排気効率を優先させることが望ましい。
そこで後述する特許文献１、３にも記載されているとおり、エンジンの低速回転時には消音効果を優先する排気ガスの経路を選択し、高速回転時には排気効率を優先する経路を選択するように排気ガスの経路の切り替える、ということが行われている。
その切り替えの手法として、特許文献１はエンジンの回転数に応じた機構的な制御を開示し（段落［００２３］〜［００２７］参照）、特許文献３はアクチュエータを利用した電気的な制御を開示している（段落［００１７］〜［００１９］参照）。
【０００４】
またエンジンを搭載する車両の走行目的に応じて排気ガスの経路を切り替える場合もある。例えばサーキットでのスポーツ走行や競技を楽しむユーザは、一般公道では消音効果を優先させて走行したいと望む一方で、サーキットでは効率優先の経路に切り替えてエンジンのレスポンスや排気音を楽しみたいと願うのが一般的である。
明示はないものの、後述する特許文献２に記載されている発明は、車両の走行目的に応じて排気ガスの経路を切り替えることを意図しているものと思料される（段落［０００４］〜［０００６］、［００３０］〜［００３３］参照）。
このような特許文献２に記載された発明においても、特許文献３と同様に、アクチュエータを利用した電気的な制御によって排気ガスの経路を切り替えるようにしている（段落［００２７］参照）。
【０００５】
以上説明したように、排気ガスの経路を複数の経路に切り替えられるようにしたマフラは従来から広く知られており、実用化もされている。
そこで次に、排気ガスの経路を複数の経路に切り替えるための構造について説明する。
【０００６】
まず特許文献１が開示するのは、いわゆる箱型と呼ばれるマフラである。
この発明は、マフラの外殻（１）の内部を複数の部屋（３、４、５）に区切り、エンジン側のインレットパイプ（８）、外部に連絡するアウトレットパイプ（９）、そして複数本のインナパイプ（６、７）を各部屋に貫通させ、インナパイプの一本にバタフライバルブ（１０）を開閉自在に取り付けている（段落［００１４］〜［００１５］、［００１７］〜［００２２］、図１参照）。バタフライバルブは、排気ガスの動圧が低いエンジンの低速回転時には閉じられ、回転数が高まって排気ガスの動圧が高くなるにしたがい開くように構成されている（段落［００２３］〜［００２７］参照）。
そこで複数個の部屋（３、４、５）をエンジンの側から第１の部屋（５）、第２の部屋（４）、第３の部屋（３）と呼ぶとすると、インレットパイプから導入される排気ガスは、バタフライバルブが閉じているエンジンの低速回転時には第２の部屋（４）から第１の部屋（５）を通ってアウトレットパイプから排出されるのに対して、バタフライバルブが開く中高速回転時には、その経路に加えて第３の部屋（３）から第１の部屋（５）をも通ってアウトレットパイプから排出される。つまり排気ガスは、エンジンの低速回転時には第１の部屋と第２の部屋のみを通り、中高速回転時には第１〜第３の部屋のすべてを通るわけである。
したがってエンジンの低速回転時には高い消音効果が得られ、中高速回転に移行するにしたがい排気効率が向上する（段落［００５４］参照）。
【０００７】
次に特許文献２は、より小型化された経路可変マフラを開示している。
つまりこのマフラは、排気ガスを導入する吸気口（１４）と排出する排気口（１６）とを有するパイプの周囲を外被（１８）で被い、パイプの内部を中央管路（２２）とし、パイプと外被との間に外周管路（２０）を形成する三本の管路（２６、２８、３０）を配置している。管路（２６）は吸気口の側で中央管路に連絡し、管路（３０）は排気口の側で中央管路に連絡する。そして中央管路内には、管路（２６）の連絡位置よりも排気側に位置させて蝶形弁（２４）を設けている（以上、段落［００２２］〜［００２５］、図３、図４、図７、図８参照）。
したがって蝶形弁を開くと、吸気口から導入された排気ガスの大部分は中央管路（２２）を通って排気口に進む。このときには背圧が低くなる一方、消音効果は最小となる（段落［００２９］〜［００３０］、図７参照）。
蝶形弁を僅かに開く状態にすると、吸気口から導入された排気ガスは三つの管路（２６、２８、３０）、つまり外周管路（２０）を通って排気口に進む他、排気ガスの一部は中央管路（２２）をも通る。このときには背圧が中間レベルとなり、消音効果も高まる（段落［００３１］〜［００３２］、図８参照）。
そして蝶形弁を完全に閉じると、吸気口から導入された排気ガスは外周管路（２０）のみを通って排気口に進む。このときには背圧も消音効果も最大になる（段落［００３３］参照）。
【０００８】
特許文献３は、より小型で簡素化された構成の経路可変マフラを開示している。
つまりこのマフラは、排気ガスを導入して排気するアウタパイプ（２０）の内部にインナパイプ（３０）を収めた二重管構造を有しており、インナパイプの終端に開閉バルブ（４０）を備えている（段落［００１４］〜［００１５］、図１参照）。
この文献ではインナパイプの内部を第１経路（Ｒ１）、アウタパイプとインナパイプとの空隙を第２経路（Ｒ２）と呼んでいる。第２経路（Ｒ２）は第１経路（Ｒ１）よりも流体の通過断面積が大きい（段落［００１６］参照）。
したがって開閉バルブの開閉状態に応じて、排気ガスの経路を第１経路（Ｒ１）のみ、第１経路（Ｒ１）及び第２経路（Ｒ２）、そして第２経路（Ｒ２）のみの三通りに可変することができる。
アイドリング時のようにエンジンの回転数が低い場合、排気ガスの経路を第１経路（Ｒ１）のみにすることで、十分な消音効果が得られる（段落［００２１］参照）。
通常走行時のようにエンジンの回転数が中程度の場合、排気ガスの経路を第２経路（Ｒ２）のみにすることで、十分な消音効果が得られる（段落［００２２］参照）。
そして加速走行時のようにエンジンの回転数が高い場合には、排気ガスの経路を第１経路（Ｒ１）と第２経路（Ｒ２）との両方にすることで、排気抵抗を低減させて背圧上昇を防ぎ、エンジン性能を向上させることができる（段落［００２４］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−３０３１４３号公報
【特許文献２】特表２０１０−５００４９６号公報
【特許文献３】特開２００１−２３４７４１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】
経路可変マフラでは、その小型化が重要性を増している。
とりわけ普通乗用車の分野では、エアロダイナミクスの観点から車体下部の気流をも整えようとする近年の傾向も手伝って、経路可変マフラの設置スペースが徐々に狭くなりつつある。
このため特許文献１が開示するいわゆる箱型の経路可変マフラでは、その設置スペースの確保が難しくなっているのが実情である。
【００１１】
この点、特許文献２、３に記載されている構造の経路可変マフラは比較的小型であり、設置スペースの確保という点では、少なくとも特許文献１に記載されているような箱型のものに比べて優位性が認められる。
【００１２】
しかしながら特許文献２に記載の経路可変マフラは、中央管路（２２）を構成するパイプと外被（１８）との間に三本の管路（２６、２８、３０）を収納するという構造上、管路がマフラ全体の小型化に制約を与えてしまうという問題がある。
【００１３】
これに対して特許文献３に記載の経路可変マフラの場合、アウタパイプ（２０）の内部にインナパイプ（３０）を収めた二重管構造であることから、特許文献２に記載のものに比べてより一層の小型化が可能である。
しかしながら特許文献３に記載の経路可変マフラは、消音効果の程度に疑問が残る。
大きな消音効果を得ようとするならばアウタパイプ（２０）及びインナパイプ（３０）の軸方向の長さを長くしなければならないだろうし、ある程度長くしたとしても、大きな消音効果を得ることは不可能なのではないかと思料される。第１経路（Ｒ１）も第２経路（Ｒ２）もほぼストレート形状に形成されており、特許文献１、２に記載された経路可変マフラと比較すると排気ガスの経路がさほど絞られていないからである。
この点については、特許文献３そのものにもサブマフラの使用を予定していることが明記されており、消音効果が低いとする推測の正しさが裏付けられている（特許文献１の図１参照）。
したがって特許文献３の経路可変マフラは、十分な消音性能を得ようとするならば、必ずしも小型化を実現し得るものということができない。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、消音性能を犠牲にすることなく小型化が可能な経路可変マフラを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の経路可変マフラは、排気ガスを導入するインレットと排出するアウトレットとを連絡させて第１の経路を形成するインナパイプと、前記インナパイプの内部通路を開閉するバルブと、前記インナパイプにおける前記インレット側の外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に前記インレットに連絡する上流側隙間を形成する上流側中間パイプと、前記インナパイプにおける前記アウトレット側の外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に前記アウトレットに連絡する下流側隙間を形成する下流側中間パイプと、前記上流側中間パイプ及び前記下流側中間パイプの外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に外周隙間を形成するアウタパイプと、前記上流側隙間から前記外周隙間を介して前記下流側隙間に至る第２の経路を形成するように、前記上流側中間パイプと前記下流側中間パイプとにそれぞれ設けられた連絡孔とによって上記課題を解決した。
【考案の効果】
【００１６】
本発明によれば、インナパイプと上流側中間パイプ及び下流側中間パイプとアウタパイプとの三層管構造によって第１の経路と第２の経路とを形成することができ、また第２の経路は上流側隙間と外周隙間と下流側隙間とを連絡孔で連絡させたものであることから排気ガスの経路を大きく絞ることができ、したがって、消音性能と装置全体の小型化とを高い次元で両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の一形態として、アクチュエータを取り外した状態の経路可変マフラを示す斜視図。
【図２】アクチュエータを取り付けた状態の経路可変マフラを示す正面図。
【図３】経路可変マフラの内部構造を示す図で、（ａ）はバルブが閉じられた状態の縦断正面図、（ｂ）はバルブが開かれた状態の縦断正面図。
【図４】経路可変マフラの分解斜視図。
【図５】スリットパイプのみを断面にせずに示す経路可変マフラの縦断正面図。
【図６】バルブの分解斜視図。
【図７】排気ガスの経路を示す図で、（ａ）はバルブが閉じられているときの模式図、（ｂ）はバルブが開かれているときの模式図。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
実施の一形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態は、経路可変マフラ１の一例を紹介する。この経路可変マフラ１は、内燃機関のエキゾーストパイプ（図示せず）から導かれてきた排気ガスの音響エネルギーを低減させて外部に放出するに際して、複数の排気ガスの経路（第１の経路Ｒ１、第２の経路Ｒ２）を形成することができるようにしている（図７（ａ）（ｂ）参照）。
【００１９】
図１に示すように、経路可変マフラ１は、外観形状が円筒形状に形成され、一端側に排気ガスを導入するインレット１０１を有し、別の一端側に排気ガスを排出するアウトレット２０１を有している。
詳細は後述するが、経路可変マフラ１は多層管構造をなしており、その最外層に配置されるアウタパイプ２５１が外装ケースを兼ねている（図３（ａ）（ｂ）等参照）。
そして両端に配置されたインレット１０１とアウトレット２０１とは、小径に絞られた形状をなしている。この形状を実現しているのは、アウタパイプ２５１の両端にそれぞれ溶接によって固定されたアウタキャップ２５２ａ，２５２ｂである。
【００２０】
経路可変マフラ１は、後述するバルブ３０１（図３（ａ）（ｂ）、図６、図７等参照）を内蔵し、バルブ３０１の開閉によって排気ガスの経路を二系統形成する。一系統は中心部分を通る第１の経路Ｒ１、もう一系統はその周囲を通る第２の経路Ｒ２である。
そこで経路可変マフラ１は、バルブ３０１の開閉を制御するために、その駆動軸３０２の一端側を延ばして設けた駆動部３０２ａ（図６参照）をアウタパイプ２５１に形成した図示しない軸孔から外部に突出させている。そして軸孔及び駆動部３０２ａの外周を覆うように、台座２５２をアウタパイプ２５１に溶接固定している。
【００２１】
図２に示すように、経路可変マフラ１は、バルブ３０１を駆動するためのアクチュエータ３５１を取り付けている。
アクチュエータ３５１は、アキュムレータ３５２の吸引力を駆動減としてバルブ３０１の駆動軸３０２をその回転方向に駆動する駆動機構３５３をフレーム３５４に取り付けたもので、台座２５２にフレーム３５４を溶接固定することによって経路可変マフラ１に取り付けられている。
アクチュエータ３５１の詳細については後述する。
【００２２】
図３ないし図６に基づいて、経路可変マフラ１の内部構造を説明する。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、経路可変マフラ１は、インナパイプ１１１、一対の中間パイプ２１１、一対の仕切パイプ２３１、及びアウタパイプ２５１の四層管構造を有している。
これらの各パイプのうち、インナパイプ１１１は三本のパイプを継ぎ合わせて一本化したものである。上流側インナパイプ１１１ａ、下流側インナパイプ１１１ｂ、そしてバルブパイプ１１１ｃの三本であり、バルブ３０１を内蔵するバルブパイプ１１１ｃの両端に上流側インナパイプ１１１ａと下流側インナパイプ１１１ｂとをそれぞれ溶接によって固定し、継ぎ合わせている。
また一対の中間パイプ２１１は、上流側中間パイプ２１１ａと下流側中間パイプ２１１ｂとからなる。
そして一対の仕切パイプ２３１は上流側仕切パイプ２３１ａと下流側仕切パイプ２３１ｂとからなる。
上記各パイプのうち一対をなすもの、つまり上流側インナパイプ１１１ａと下流側インナパイプ１１１ｂ、上流側中間パイプ２１１ａと下流側中間パイプ２１１ｂ、そして上流側仕切パイプ２３１ａと下流側仕切パイプ２３１ｂのそれぞれは同一の物、つまり形状も直径も長さも厚みもまったく同じ物が用いられている。
【００２３】
図４に示すように、上流側インナパイプ１１１ａと上流側中間パイプ２１１ａと上流側仕切パイプ２３１ａとは入れ子構造になっており、それぞれがバルブパイプ１１１ｃの一端部分で接合され、溶接によって固定されている。
つまり上流側インナパイプ１１１ａはそのどの部分においても直径が変わらないストレート形状になっているのに対して、上流側中間パイプ２１１ａは上流側インナパイプ１１１ａよりもやや大径であり、上流側仕切パイプ２３１ａは上流側中間パイプ２１１ａよりもやや大径である。そして上流側中間パイプ２１１ａと上流側仕切パイプ２３１ａとは、その一端側において上流側インナパイプ１１１ａとほぼ同一の径に絞られ、この絞られた部分が互いに溶接固定されているわけである。
【００２４】
図４では分解して図示していないが、下流側インナパイプ１１１ｂと下流側中間パイプ２１１ｂと下流側仕切パイプ２３１ｂも同様の構造になっている。
つまり下流側インナパイプ１１１ｂと下流側中間パイプ２１１ｂと下流側仕切パイプ２３１ｂとは入れ子構造になっており、それぞれがバルブパイプ１１１ｃの別の一端側で接合され、溶接によって固定されている。
この場合、下流側インナパイプ１１１ｂはそのどの部分においても直径が変わらないストレート形状になっているのに対して、下流側中間パイプ２１１ｂは下流側インナパイプ１１１ｂよりもやや大径であり、下流側仕切パイプ２３１ｂは下流側中間パイプ２１１ｂよりもやや大径である。そして下流側中間パイプ２１１ｂと下流側仕切パイプ２３１ｂとは、その一端側において下流側インナパイプ１１１ｂとほぼ同一の径に絞られ、この絞られた部分が互いに溶接固定されているわけである。
【００２５】
図３（ａ）（ｂ）及び図４に示すように、上流側中間パイプ２１１ａの開口部分にはインレットキャップ２１２ａが溶接されて固定され、下流側中間パイプ２１１ｂの開口部分にはアウトレットキャップ２１２ｂが溶接されて固定されている。
インレットキャップ２１２ａは、上流側中間パイプ２１１ａとの固定部分と反対側の端部がインナパイプ１１１と同一径まで絞られ、この部分にインレット１０１を形成している。
アウトレットキャップ２１２ｂは、下流側中間パイプ２１１ｂとの固定部分と反対側の端部がインナパイプ１１１と同一径まで絞られ、この部分にアウトレット２０１を形成している。
【００２６】
図３（ａ）（ｂ）及び図４に示すように、前述した一対のアウタキャップ２５２ａ，２５２ｂも、絞られた部分はインナパイプ１１１と同一径まで絞られ、それぞれインレットキャップ２１２ａとアウトレットキャップ２１２ｂとに溶接固定されている。
前述したとおり、これらのアウタキャップ２５２ａ，２５２ｂはアウタパイプ２５１に固定されるわけであるが、アウタパイプ２５１はその軸方向の全長にわたって設けられた切れ目２５１ａの部分で開くことができるようになっている。そこでインナパイプ１１１、中間パイプ２１１ａ，２１１ｂ、仕切パイプ２３１ａ，２３１ｂ、及びアウトレットキャップ２１２ａ，２１２ｂを溶接固定して組み立てた構造物をアウタパイプ２５１で覆うに際しては、切れ目２５１ａの部分でアウタパイプ２５１を開く。
こうする必要があるのは、インナパイプ１１１に内蔵したバルブ３０１の駆動軸３０２がその駆動部３０２ａの部分で出っ張り、アウタパイプ２５１の直径からはみ出してしまうからである。
そこで本実施の形態では、切れ目２５１ａの部分でアウタパイプ２５１を開き、アウタパイプ２５１に予め設けている軸孔（図示せず）及び台座２５２に駆動部３０２ａを貫通させた後、切れ目２５１ａの部分を再び接合することで、バルブ３０１の駆動軸３０２との干渉を回避して上記構造物をアウタパイプ２５１で覆うようにしている。そして切れ目２５１ａの部分を溶接して固定することでアウタパイプ２５１をその本来の形状に復元し、その両端に一対のアウタキャップ２５２ａ，２５２ｂを溶接して固定する。これらのアウタキャップ２５２ａ，２５２ｂは、一対の中間パイプ２１１に固定した一対のキャップ２１２ａ，２１２ｂにも溶接して固定する。
【００２７】
こうして経路可変マフラ１が完成する。
完成した経路可変マフラ１において、インナパイプ１１１は、排気ガスを導入するインレット１０１と排出するアウトレット２０１とを連絡させて第１の経路Ｒ１を形成する。
上流側中間パイプ２１１ａは、インナパイプ１１１におけるインレット側の外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間にインレット１０１に連絡する上流側隙間ＵＧを形成する。
下流側中間パイプ２１１ｂは、インナパイプ１１１におけるアウトレット側の外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間にアウトレット２０１に連絡する下流側隙間ＤＧを形成する。
アウタパイプ２５１は、上流側中間パイプ２１１ａ及び下流側中間パイプ２１１ｂの外周面を密閉的に囲繞し、囲繞する外周面との間に外周隙間ＯＧを形成する。
そして図４及び図５に示すように、上流側中間パイプ２１１ａと下流側中間パイプ２１１ｂとには、インナパイプ１１１に対する固定部分の近傍に位置させて、連絡孔としての複数個のスリット２１３が設けられている。これらのスリット２１３は、その長手方向を経路可変マフラ１の軸方向に向けて、上流側中間パイプ２１１ａと下流側中間パイプ２１１ｂとの周方向に沿って配列されている。
したがって複数個のスリット２１３は、上流側隙間ＵＧから外周隙間ＯＧを介して下流側隙間ＤＧに至る第２の経路Ｒ２を形成する。
このような第２の経路Ｒ２中、複数個のスリット２１３は、上流側中間パイプ２１１ａ及び下流側中間パイプ２１１ｂがインナパイプ１１１に接合固定される部分の近傍に位置付けられていることから、上流側隙間ＵＧと下流側隙間ＤＧとの両方において、その奥行方向中央よりも奥側に寄せた位置に配置されている。
【００２８】
もっとも本実施の形態では、上流側仕切パイプ２３１ａと下流側仕切パイプ２３１ｂとが設けられているために、第２の経路Ｒ２がより屈曲した経路に形成されている。
つまり上流側仕切パイプ２３１ａは、上流側隙間ＵＧに連絡する複数個のスリット２１３を囲繞するようにインナパイプ１１１に一端側が固定され、他端側が上流側中間パイプ２１１ａとインレットキャップ２１２ａとの接合固定部分まで延びているために、第２の経路Ｒ２の上流側に長い折り返し領域ＴＢを形成している。
また下流側仕切パイプ２３１ｂは、下流側隙間ＤＧに連絡する複数個のスリット２１３を囲繞するようにインナパイプ１１１に一端側が固定され、他端側が下流側中間パイプ２１１ｂとアウトレットキャップ２１２ｂとの接合固定部分まで延びているために、第２の経路Ｒ２の下流側に長い折り返し領域ＴＢを形成している。
したがって外周隙間ＯＧは、上流側隙間ＵＧに連絡するスリット２１３を抜けた上流側外周隙間ＯＧ１と、この上流側外周隙間ＯＧ１を抜けた共通外周隙間ＯＧ２と、この共通外周隙間ＯＧ２を抜けた下流側外周隙間ＯＧ３とに分割されて折り返されている。
【００２９】
バルブ３０１について説明する。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、インナパイプ１１１の一部であるバルブパイプ１１１ｃは、その内周面にバルブシート３０３を有している。バルブシート３０３は、バルブパイプ１１１ｃの軸方向中央部、つまりインナパイプ１１１の軸方向中央部において、バルブパイプ１１１ｃの内周面全周にわたり突出形成されている。
【００３０】
図３（ａ）（ｂ）及び図６に示すように、バルブ３０１は、その駆動軸３０２をバルブシート３０３の位置でバルブパイプ１１１ｃに貫通させている。駆動軸３０２の両端は丸棒形状に形成されていることから、バルブパイプ１１１ｃに対して回転自在である。
駆動軸３０２の丸棒形状に形成した一端側は駆動部３０２ａとなっており、前述したとおり、この駆動部３０２ａはアウタパイプ２５１に設けた軸孔（図示せず）及び台座２５２をも貫通し、外部に飛び出している（図１参照）。
駆動軸３０２は、丸棒形状に形成した両端部分の間に平板形状の固定片３０２ｂを有しており、この固定片３０２ｂに一対のバルブ板３０４をネジ３０５によって固定している。バルブ板３０４は半円形状のもので、固定片３０２ｂの一面側とその裏面側とにそれぞれ固定され、この状態でバルブパイプ１１１ｃの内周面に沿う形状と大きさの真円形状をなす。
固定片３０２ｂはバルブシート３０３と同じ厚み寸法に形成されている。したがってバルブ３０１が閉じられた場合、一対のバルブ板３０４はそれぞれバルブシート３０３に密着する。
【００３１】
このようなバルブ３０１は、スプリングなどの付勢手段（図示せず）によって一回転方向に付勢され、インナパイプ１１１を閉じた状態に維持されている。付勢手段は一例として、駆動軸３０２の丸棒形状になった部分に巻き付けたコイルスプリング（図示せず）の両端をインナパイプ１１１などの固定物とバルブ３０１との間に掛け渡した構造のものを用いることができる。もちろんこのような構造のものに限らず、バルブ３０１を閉じる方向に付勢することができる構造のものであれば、各種の構造の付勢手段を採用することが可能である。
【００３２】
バルブ３０１を駆動するアクチュエータ３５１について説明する。
図２に示すように、アウタパイプ２５１に設けた台座２５２に固定されたフレーム３５４はＬ字形状に折り曲げられ、台座２５２に固定した面に駆動機構３５３を配置し、この面と直角に折り曲げられた面にアキュムレータ３５２を取り付けている。
駆動機構３５３は、バルブ３０１の駆動軸３０２の一端に設けられた駆動部３０２ａの端面に駆動片３５５を溶接によって固定し、この駆動片３５５とアキュムレータ３５２とを連結ロッド３５６で連結している。
つまり駆動片３５５は二等辺三角形の三つの頂点を丸めた形状を有しており、その重心位置の辺りを駆動部３０２ａに固定している。したがって駆動片３５５を回転させることによってバルブ３０１が開閉する。
図２に示されている駆動片３５５の回転位置は、バルブ３０１が閉じられたときの位置である。この状態から駆動片３５５を図２中の反時計方向に回転させると、バルブ３０１が開く。
駆動機構３５３は、図２中、駆動片３５５の左上がりになった部分の頂点近傍に連結ロッド３５６の一端を回転自在に連結し、連結ロッド３５６の他端をアキュムレータ３５２に連結している。そこでアキュムレータ３５２に連結ロッド３５６を引き込ませることで、バルブ３０１の駆動軸３０２を反時計方向（図２中）に回転させるわけである。これによってバルブ３０１が開き、インナパイプ１１１の内部空間が開放される。
【００３３】
ところでアキュムレータ３５２は、連結ロッド３５６の連結側と反対側に、Ｌ字形状に屈曲するバキューム口３５２ａを備え、このバキューム口３５２ａに真空ポンプ（図示せず）を連結している。真空ポンプによる真空吸引によってアキュムレータ３５２が作動し、連結ロッド３５６を内部に引き込む。
【００３４】
またフレーム３５４は、駆動片３５５の回転軌跡と干渉する位置にピン３５７を立てている。このピン３５７は、アキュムレータ３５２に連結ロッド３５６が引き込まれることによって回転する駆動片３５５の回転量を規制し、バルブ３０１の開度を規定する。
【００３５】
このような構成において、本実施の形態の経路可変マフラ１は、バルブ３０１の開閉に応じて排気ガスの経路を可変することができる。
排気ガスの経路（第１の経路Ｒ１，第２の経路Ｒ２）を図７（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
【００３６】
図７（ａ）に示すように、バルブ３０１が閉じられているとき、第１の経路Ｒ１（図７（ａ）参照）が閉じられ、排気ガスの経路は第２の経路Ｒ２のみとなる。
この場合、インレット１０１から導入された排気ガスは上流側隙間ＵＧに入り込み、スリット２１３（上流側中間パイプ２１１ａの）を抜けて外周隙間ＯＧに導かれる。
ここで排気ガスは、上流側外周隙間ＯＧ１で折り返されて共通外周隙間ＯＧ２に至り、下流側外周隙間ＯＧ３でまた折り返されてスリット２１３（下流側中間パイプ２１１ｂの）から下流側隙間ＤＧに入り込み、アウトレット２０１から排出される。
【００３７】
図７（ｂ）に示すように、バルブ３０１が開かれたとき、第１の経路Ｒ１が開かれ、排気ガスの経路は第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２（図７（ａ）参照）となる。もっとも第１の経路Ｒ１は第２の経路Ｒ２よりも背圧が小さく排気抵抗が遥かに小さいため、排気ガスのほとんどは第１の経路Ｒ１を通過する。
この場合、第２の経路Ｒ２を通る排気ガスの経路は上記した通りであるのに対して、第１の経路Ｒ１においては、インレット１０１から導入された排気ガスはインナパイプ１１１をストレートに抜けてアウトレット２０１から排出される。
【００３８】
排気ガスが第１の経路Ｒ１を通るときと第２の経路Ｒ２を通るときとを比較する。
第１の経路Ｒ１はインナパイプ１１１の直径分の空間が確保されたストレート形状の経路なので、相対的に排気抵抗が少ない経路であるといえる。
したがって第２の経路Ｒ２と比較すると、排気効率は格段に向上する反面、消音効果は劣る。
これに対して第２の経路Ｒ２は、上流側隙間ＵＧ、上流側中間パイプ２１１ａのスリット２１３、外周隙間ＯＧ（上流側外周隙間ＯＧ１，共通外周隙間ＯＧ２，下流側外周隙間ＯＧ３）、下流側中間パイプ２１１ｂのスリット２１３、そして下流側隙間ＤＧという狭く長い経路を構成するので、大きな消音効果を得ることができる。その分排気効率は落ちる。
したがって第１の経路Ｒ１と比較すると、消音効果に優れる反面、排気効率が低下する。
【００３９】
したがって一般公道を走行する場合にはバルブ３０１を閉じ、第２の経路Ｒ２のみを有効にする。これによって排気ガス放出時の騒音を低減し、環境を守ることができる。
これに対して、例えばサーキットのような空間でスポーツ走行を楽しむ場合にはバルブ３０１を開き、第１の経路Ｒ１をも有効にする。これによって背圧が小さくなることで排気効率が向上し、エンジンのレスポンスを向上させることができる。また個々のエンジン特性に応じたエキゾーストノートを楽しむこともできる。
【００４０】
本実施の形態の経路可変マフラ１が優れているのは、消音性能と装置全体の小型化とを高い次元で両立させることができることである。
つまり本実施の形態の経路可変マフラ１は、インナパイプ１１１、中間パイプ２１１（上流側中間パイプ２１１ａ，下流側中間パイプ２１１ｂ）、仕切パイプ２３１（上流側仕切パイプ２３１ａ，下流側仕切パイプ２３１ｂ）、及びアウタパイプ２５１との四層管構造を採用し、これによって第１の経路Ｒ１と第２の経路Ｒ２とを形成している。
したがって消音特性に有利な第２の経路Ｒ２を狭く長く形成することができ、高い消音効果が得られる。
また四層管構造をなす各パイプは、それぞれ二重の役割を担う。つまりインナパイプ１１１は第１の経路Ｒ１の形成に資するばかりか、第２の経路Ｒ２における上流側隙間ＵＧ及び下流側隙間ＤＧの形成にも資する。また中間パイプ２１１は上流側隙間ＵＧ及び下流側隙間ＤＧの形成に資するばかりか、外周隙間ＯＧの形成にも資する。同様に仕切パイプ２３１は上流側外周隙間ＯＧ１及び下流側外周隙間ＯＧ３の形成に資するばかりか、共通外周隙間ＯＧ２の形成にも資する。そしてアウタパイプ２５１は外周隙間ＯＧ（上流側外周隙間ＯＧ１，共通外周隙間ＯＧ２，下流側外周隙間ＯＧ３）の形成に資するばかりか、経路可変マフラ１の外装ケースの役割をも担っている。したがって装置全体の小型化が可能である。
【００４１】
以上説明したとおり、本実施の形態の経路可変マフラ１によれば、消音性能と装置全体の小型化とを高い次元で両立させることができる。
【００４２】
また本実施の形態の経路可変マフラ１が消音効果に優れる理由として、四層管構造を採用していることを挙げたが、経路可変マフラ１を搭載する車種や排気量などによっては、仕切パイプ２３１を省略した三層管構造でも十分な消音効果を得ることができる。
つまり仕切パイプ２３１をなくした場合、外周隙間ＯＧの内部が折り返し領域ＴＢのない単一空間になるわけであるが、それでも十分な消音効果を得られる場合がある。
【００４３】
また本実施の形態においては、上流側隙間ＵＧ及び下流側隙間ＤＧにおいて、その奥行方向中央よりも奥側に寄せて連絡孔としてのスリット２１３が配置されている、
これによって上流側隙間ＵＧ、上流側外周隙間ＯＧ１、下流側隙間ＤＧ、及び下流側外周隙間ＯＧ３の距離を長く確保することができ、より一層消音効果を高めることができる。
【００４４】
しかも上流側隙間ＵＧ及び下流側隙間ＤＧと外周隙間ＯＧとを連絡させる連絡孔を単純形状のスリット２１３としたので、その製造が容易になる。
【００４５】
またスリット２１３を複数個設けているので、その形状、大きさ、個数、配列ピッチなどを調節することで、排気効率及び消音特性の自由な設定が可能となる。
【００４６】
また本実施の形態においては、インナパイプ１１１をストレート形状に形成したので、第１の経路Ｒ１を開放できる環境下において、排気効率を最大限に高めることができる。
【００４７】
さらに本実施の形態においては、インナパイプ１１１の軸方向まん中部分を中心として第２の経路Ｒ２を対称形に形成し、バルブ３０１をインナパイプ１１１の軸方向まん中部分に配置したので、経路可変マフラ１の構造が単純化し、部品の共通化及び製造の容易化を図ることができる。
【００４８】
上述した実施の一形態においては、各種の変形や変更が可能である。
【００４９】
例えば仕切パイプ２３１の長さを調節することで、外周隙間ＯＧ内に形成される折り返し領域ＴＢの長短を自由に設定することができる。この場合、上流側仕切パイプ２３１ａによって形成される折り返し領域ＴＢのみを可変してもよく、下流側仕切パイプ２３１ｂによって形成される折り返し領域ＴＢのみを可変してもよい。
こうしていずれか一方又は両方の折り返し領域ＴＢの長さを調節することで、第２の経路Ｒ２における排気ガスの排気効率と消音特性とのバランスを自由に設定することが可能となる。
【００５０】
あるいはいずれか一方又は両方の仕切パイプ２３１を設けずに、外周隙間ＯＧの内部に折り返し領域ＴＢを形成しないようにすることもできる。
この場合にも、第２の経路Ｒ２における排気ガスの排気効率と消音特性とのバランス設定が可能となる。
【００５１】
また第２の経路Ｒ２における排気ガスの排気効率と消音特性とのバランス設定は、連絡孔としてのスリット２１３の形状や個数、大きさなどを変更することによっても実施可能である。
スリット２１３の形状の変更は、個々のスリット２１３の形状そのものを変更することで実施しても、スリット２１３の角度を変えてその長手方向の向きを異なる向きにすることでも実施してもよい。
【００５２】
また本実施の形態では、バルブ３０１を開閉するアクチュエータ３５１の駆動源として真空吸引方式の駆動源を用いたが、実施に際してはこれに限定されず、あらゆる駆動源を用いることができる。
例えば電気の力で動作するアクチュエータを用いたり、油圧駆動機構を用いたりしてもよい。
【００５３】
以上説明した変形や変更は一例を示すに過ぎず、実施に際しては、あらゆる変更や変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０１  ・・・インレット
１１１  ・・・インナパイプ
２０１  ・・・アウトレット
２１１ａ・・・上流側中間パイプ
２１１ｂ・・・下流側中間パイプ
２１２  ・・・スリット（連絡孔）
２３１ａ・・・上流側仕切パイプ
２３１ｂ・・・下流側仕切パイプ
２５１  ・・・アウタパイプ
３０１  ・・・バルブ
ＵＧ  ・・・上流側隙間
ＤＧ  ・・・下流側隙間
ＯＧ  ・・・外周隙間
Ｒ１  ・・・第１の経路
Ｒ２  ・・・第２の経路
ＴＢ  ・・・折り返し領域
【図１】
0003201068.tif 000003
【図２】
0003201068.tif 000004
【図３】
0003201068.tif 000005
【図４】
0003201068.tif 000006
【図５】
0003201068.tif 000007
【図６】
0003201068.tif 000008
【図７】
0003201068.tif 000009