排気消音装置
【課題】出力低下を招くことなく大きな消音効果が得られる排気消音装置を提供する。
【解決手段】一方側から導入された排気ガスを消音して他方側へ排出する排気消音装置であって、他方側から一方側にかけて第１室２１〜第３室２３が順に並んで配置された消音室形成部２４と、消音室形成部２４の外側に開口した一端部２５ａから第１室２１および第２室２２を通過して、他端部２５ｂが第１室に開放される入口パイプ２５と、一端部２７ａが第２室２２に開放され、第１室２１を通過して、消音室形成部２４の外側に他端部２７ｂが開口する出口パイプ２７と、第１室２１と第２室２２とを連通する第１連通路２８と、第２室２２と第３室２３とを連通する第２連通路２９とを備え、入口パイプ２５のうち第３室２３に臨む周壁部分に、第３室２３に連通する導出孔３０が形成されている。
【解決手段】一方側から導入された排気ガスを消音して他方側へ排出する排気消音装置であって、他方側から一方側にかけて第１室２１〜第３室２３が順に並んで配置された消音室形成部２４と、消音室形成部２４の外側に開口した一端部２５ａから第１室２１および第２室２２を通過して、他端部２５ｂが第１室に開放される入口パイプ２５と、一端部２７ａが第２室２２に開放され、第１室２１を通過して、消音室形成部２４の外側に他端部２７ｂが開口する出口パイプ２７と、第１室２１と第２室２２とを連通する第１連通路２８と、第２室２２と第３室２３とを連通する第２連通路２９とを備え、入口パイプ２５のうち第３室２３に臨む周壁部分に、第３室２３に連通する導出孔３０が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のような車両に用いられる排気消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車のような車両に用いられる排気消音装置（マフラー）として、内部を仕切壁部材で複数の室に区画し、各室を順に排気ガスが流れるようにした排気消音装置がある。この排気消音装置は特定の室を形成する２つの仕切壁部材のそれぞれに連通路を形成し、一方の連通路の排気ガス出口を他方の連通路の排気ガス出口に対向させ、前記各連通路を通じて前記特定の室に流入する排気ガスによる音波が、前記特定の室において衝突して打ち消し合うようにしたものである（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０２０９０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１による排気消音装置では、消音効果が十分とはいえない。特に、排気ガスの流速が大きい高回転時では、流動抵抗が大きく出力低下を招く一方で、満足のいく消音効果が得られない。
【０００５】
本発明の目的は低回転ないし中回転時にはもちろん、排気ガスの流速が大きい高回転時でも出力低下を招くことなく、大きな消音効果が得られる排気消音装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る排気消音装置は、一方側から導入された排気ガスを消音して他方側へ排出する排気消音装置であって、前記他方側から一方側にかけて、第１室、第２室および第３室が順に並んで配置された消音室形成部と、前記消音室形成部の外側に一端部が開口し、前記一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室および第２室を順に通過して、他端部が前記第１室に開放される入口パイプと、一端部が第２室に開放され、一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室を通過して、前記消音室形成部の外側に他端部が開口する出口パイプと、前記第１室と第２室とを連通する第１連通路と、前記第２室と第３室とを連通する第２連通路とを備え、前記入口パイプのうち前記第３室に臨む周壁部分に、入口パイプ内の空間と第３室とを連通する導出孔が形成されている。
【０００７】
この構成によれば、入口パイプの一端部から導入された排気ガスの大部分は、入口パイプをパイプ長手方向に進んで他端部から第１室に導入される。入口パイプの一端部から導入された排気ガスの一部は、第３室に導入される。パイプ周壁の導出孔は、パイプ長手方向に対して交差する方向に開口するので、第３室に導入される排気ガスは、第１室に導出される排気ガスに比べて少ない。エンジンの低回転時には入口パイプ内の圧力が低いために導出孔から導出される排気ガスが少ないのに対し、入口パイプは第３室および第２室を通過して第１室まで長く延びているから、排気ガスの多くが長い入口パイプを通って第１室に導かれることで、高い消音効果を得ることができる。エンジンの高回転時には入口パイプ内の圧力が高くなり、第３室に導かれる排気ガスの量が増えるので、入口パイプを通過した多量の排気ガスが第１室に詰まることを防いで、排気通路の抵抗増大による出力低下を抑えることができる。
【０００８】
本発明において、前記第２連通路は、入口端が第３室に位置するパイプにより形成されて、前記入口端が前記導出孔よりも前記一方側に位置することが好ましい。この構成によれば、導出孔から第３室に入った排気ガスが第２室に移動する際に、入口パイプの排気方向上流側に向きを変える必要があり、入口パイプから第３室を経由して第２室へ移動する排気ガスの移動経路を長くして、消音効果を高めることができる。
【０００９】
本発明において、前記第１連通路と第２連通路における出口端の少なくとも一部同士が互いに対向することが好ましい。この構成によれば、第１室からの排気ガスと第３室からの排気ガスとが衝突してエネルギーを失うので、消音効果が向上する。
【００１０】
本発明において、前記入口パイプのうち、導出孔が形成される前記導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分に、排気ガスをパイプ長手方向に沿って流すように整流する整流構造体が設けられていることが好ましい。この構成によれば、整流された排気ガスが導出孔形成部分に導かれるので、導出孔から第３室に導かれる排気ガスが過度になるのを防ぐことができる。たとえば、整流構造体をハニカム構造またはパイプ状の触媒で兼用することにより、部品点数を削減できる。
【００１１】
本発明において、さらに、前記入口パイプは、前記一端部の横断面積よりも、導出孔が形成される導出孔形成部分の横断面積が小さく設定され、前記導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分には、排気ガスがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、排気ガスの流速を速めることで、導出孔から第３室に導かれる排気ガスが過度になるのを防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記消音室形成部を構成する本体ケースの前記一方側から他方側に延びる軸心に対して、前記入口パイプが偏位して配置され、前記入口パイプのうち、本体ケースに近接する対向部分を除いた部分に前記導出孔が形成されていることが好ましい。この構成によれば、導出孔から第３室に排出された排気ガスが、本体ケースにおける入口パイプに近接する近接部分に勢いよく衝突することが防がれる。これにより、この近接部分の局所的な温度上昇が抑制される。また、例えば本体ケースの内面に吸音材が装着されている場合、この吸音材が排気ガスの衝突による熱影響によって局所的に損傷するのも防止できる。
【００１３】
本発明にかかる車両は、本発明の排気消音装置を備えており、前記排気消音装置は前記消音室形成部を構成する筒型の本体ケースを有し、前記入口パイプが、前記本体ケースにおける車体に対向した一側部に近接している。この構成によれば、車体内側に比べて車体外側の温度が比較的低くなって、ライダーの足元への熱影響が軽減される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低回転時には入口パイプ内の圧力が低く、排気ガスの多くが長い入口パイプを通って第１室に導かれることで、高い消音効果を得ることができる。高回転時には入口パイプ内の圧力が高くなり、入口パイプの周壁の導出孔から第３室に導かれる排気ガスの量が増えるので、入口パイプを通った多量の排気ガスが第１室に詰まることを防いで、排気通路の抵抗増大による出力低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態にかかる排気消音装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】同排気消音装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１に示す自動二輪車は、車体フレームＦＲの前半部を構成するメインフレーム１の前端にフロントフォーク２が支持され、このフロントフォーク２の下端に前輪３が支持されている。フロントフォーク２の上端にはハンドル４が取り付けられている。メインフレーム１の後端下部には、スイングアームブラケット５が形成され、このスイングアームブラケット５に、スイングアーム７の前端がピボット軸８を介して上下揺動自在に支持されている。このスイングアーム７の後端には後輪９が支持されている。前記メインフレーム１の後部に連結された左右一対のシートレール１０が車体フレームＦＲの後半部を構成している。前記前輪３と後輪９との間でメインフレーム１の中央下部には複数気筒のエンジンＥが支持されており、このエンジンＥにより後輪９を駆動する。前記シートレール１０の上部の前部にはライダー用シート１１が、後部には同乗者用シート１２がそれぞれ支持されている。
【００１７】
後輪９の両側方には、エンジンＥからの排気ガスＧを排出する排気管１４の後端に接続される排気消音装置（マフラー）１５が配置され、この排気消音装置１５は同乗者用のフットレスト１６を車体フレーム１に支持するブラケット１７に、ボルトのような取付具１８で取り付けられて、シートレール１０に支持されている。
【００１８】
排気消音装置１５は、平面視で車体の前後方向軸に平行で、かつ側面視で後輪９の前側から後方斜め上方に延びる、細長い筒状である。この排気消音装置１５について、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である図２および縦断面図である図３により説明する。
【００１９】
図２に示す排気消音装置１５は、上流側である一方側（図２の左側）から導入された排気ガスＧを消音して下流側である他方側（図２の右側）へ排出する装置であって、本体ケース２０内に、前記他方側から前記一方側にかけて、第１室２１、第２室２２および第３室２３が順に並んで配置された消音室形成部２４を備えている。前記本体ケース２０は外周壁２０ａとその内側の内周壁２０ｂと一端壁２０ｃと他端壁２０ｄとを有し、外周壁２０ａと内周壁２０の間にグラスウールのような吸音材２６が充填されている。内周壁２０ｂは多数の貫通した小孔が形成されたパンチングメタルからなる。
【００２０】
排気消音装置１５は、入口通路を形成する入口パイプ２５と、出口通路を形成する出口パイプ２７とを有する。入口パイプ２５は、一端壁２０ｃを貫通して消音室形成部２４の一方側(前端側）に一端部２５ａが開口し、一端部２５ａから他端部２５ｂに延びるにつれて第３室２３および第２室２２を順に通過して、他端部２５ｂが第１室２１に開放されている。入口パイプ２５は、第２室２２を通過する部分には径方向に貫通する貫通孔が形成されていない。ここで、本体ケース２０がその軸心Ｃ１に合致した長手方向に沿って長く延びているので、入口パイプ２５の長さを可及的に長くすることができ、これによって、エンジンの低回転時の消音効果が高まる。
【００２１】
出口パイプ２７は、一端部２７ａが第２室２２に開放され、一端部２７ａから他端部２７ｂに延びるにつれて第１室２１を通過し、他端壁２０ｄを貫通して消音室形成部２４の他方側（後端側）に他端部２７ｂが開口している。出口パイプ２７は、第１室２１を通過する部分には径方向に貫通する貫通孔が形成されていない。
【００２２】
消音室形成部２４の第１室２１と第２室２２は第１の隔壁３１によって区画され、第２室２２と第３室２３は第２の隔壁３２によって区画されている。隔壁３１，３２は内周壁２０ｂに、例えば溶接によって固定されている。さらに、第１室２１と第２室２２とは第１連通路２８により連通され、第２室２２と第３室２３とは第２連通路２９により連通されている。さらに、入口パイプ２５のうち第３室２３に臨む周壁部分である導出孔形成部分Ｒに、入口パイプ２５内と第３室２３とを連通する複数の導出孔３０が形成されている。これら導出孔３０により、入口パイプ２５内の排気ガスＧの一部が第３室に導出される。各導出孔３０は、入口パイプ２５の径方向に向かって開口しており、したがって、入口パイプ２５の下流方向の径方向斜め外方に向かって開口する場合と比較して、第３室２３での導出量を抑制できる。
【００２３】
第３室２３は、第１室２１および第２室２２よりも、長手方向、つまり本体ケース２０の軸心Ｃ１方向の寸法が大きく設定されている。したがって、導出孔３０から第３室２３に流入した排気ガスＧが、長手方向に移動できる余地が大きくなり、それだけ第２連通路２９に入るまでの移動量を大きくして、消音効果を高めることができる。
【００２４】
導出孔３０は１つでも複数でもよい。この実施形態では、導出孔３０は、入口パイプ２５における第３室２３に入っている部分のうち、下流側の部分に複数設けられており、入口パイプ２５内の流れ方向の前後で周方向にずれて並ぶ千鳥配置とされている。導出孔３０が円孔である場合、その直径は、入口パイプ２５の内径よりも小さく設定されることで、導出孔３０から第３室２３に入る排気ガスＧの導出量が過剰となるのを防止できる。導出孔３０が１つである場合、直径２０ｍｍ以下とするのが好ましい。導出孔３０が複数である場合、その数に応じて好ましい直径が小さくなり、この実施形態では３ｍｍである。また、導出孔３０は、入口パイプ２５の周方向および軸心Ｃ２方向に間隔をあけて形成されることで、１つの大きな導出孔が形成される場合に比べて、入口パイプ２５の強度低下を抑制できる。
【００２５】
入口パイプ２５は、入口端２５ａから出口端２５ｂにかけて直列に連結された第１〜第４の入口パイプ片２５ｃ〜２５ｆからなる。第１の入口パイプ片２５ｃは円径断面のパイプを曲げて形成されている。第１の入口パイプ片２５ｃと第３の入口パイプ片２５ｅとの間に触媒コンバータ３７が接続されており、この触媒コンバータ３７の外周壁が真直な円筒状の第２の入口パイプ２５ｄを形成している。曲がった第３の入口パイプ片２５ｅは、長手方向に沿った分割線で２分割された半体同士を溶接して一体化したものである。真直な円筒状の第４の入口パイプ片２５ｆは、鋼板を筒状に巻き、継ぎ目部位Ｗ（図３、図４）で継ぎ目溶接（溶接ビード５ｍｍ）した巻きパイプからなり、その上流部分に導出孔３０が形成されている。このように、入口パイプ２５における導出孔形成部分Ｒは直管状であるから、湾曲管形状の場合に比べて、導出孔３０の開口方向である入口パイプ２５の径方向に沿った排気速度成分が小さくなるので、導出孔３０からの導出量が不測に増大するのを抑制できる。
【００２６】
前記触媒コンバータ３７は、排気ガスＧを酸化して浄化するもので、例えば、セラミック製のハニカム構造体に酸化触媒を担持させている。この触媒コンバータ３７の外周壁を第２の入口パイプ片２５ｄとして利用しているので、触媒コンバータを別途パイプ片で覆う場合に比べて、部品点数および材料を低減できるとともに、触媒コンバータ部分を小形化して、第３室２３の容積を大きくすることができる。
【００２７】
第１連通路２８は、図３に示すように、第１の隔壁３１に支持された第１パイプ３５により形成され、第２連通路２９は、第２の隔壁３２に支持された第２パイプ３６により形成されている。第１パイプ３５の内側の第１連通路２８は、入口端２８ａが第１室２１に、出口端２８ｂが第２室２２にそれぞれ臨み、入口パイプ２５を挟んで上下に一対設けられている。同様に、第２パイプ３６の内側の第２連通路２９は、入口端２９ａが第３室２３に、出口端２９ｂが第２室２２にそれぞれ臨み、入口パイプ２５を挟んで上下に一対設けられている。第１パイプ３５および第２パイプ３６はそれぞれ、第１の隔壁３１と第２の隔壁３２に貫通して支持されている。第１パイプ３５の入口端３５ａおよび第２パイプ３６の入口端３６ａは、流動抵抗を減少させるために、軸方向外方に向かって滑らかに湾曲しながら拡径している。出口パイプ２７の入口端２７ａも同様の形状となっている。
【００２８】
一対の第１連通路２８と一対の第２連通路２９は、対応する各連通路２８，２９の軸心Ｃ３，Ｃ４が合致しており、これによって、第１連通路２８の出口端２８ｂと第２連通路２９の出口端２９ｂとが互いに対向している。したがって、両連通路２８，連通路２９からの排気ガスＧが衝突してエネルギーを失い、消音が促進される。第１連通路２８，第２連通路２９同士は完全に対向していなくともよく、少なくとも一部同士が互いに対向していればよい。
【００２９】
また、出口パイプ２７の入口端２７ａは両連通路２８，２９の出口端２８ｂ、２９ｂに対して、本体ケース２０の軸心Ｃ１方向にずれて、この例では前側(一方側)にずれて配置されている。したがって、両連通路２８，２９の出口端２８ｂ、２９ｂから流出した排気ガスＧが十分混ざり合ったのち、長い経路を通って出口パイプ２７に流入するので、消音効果が向上する。特に、出口パイプ２７の入口端２７ａが第２連通路２９の出口端２９ｂよりも前側に位置しているので、出口パイプ２７を長くできることから、さらに消音効果が向上する。
【００３０】
第２連通路２９の入口端２９ａは、図２に示す導出孔３０よりも上流側である一方側寄り（図２の左側）に位置するように設定されている。したがって、導出孔３０から第３室２３内に導出された排気ガスＧは一旦入口パイプ２５の上流側へ偏向したのち入口端２９に流入する。
【００３１】
触媒コンバータ３７は、排気ガスＧの流れ方向に向いた目を持つハニカム構造であり、したがって、排気ガスＧをパイプ長手方向に沿って流すように整流する整流構造体しても作用する。この触媒コンバータ３７は、パイプ構造であってもよく、やはり整流作用を発揮する。入口パイプ２５における導出孔形成部分Ｒよりも上流側に触媒コンバータ３７が配置されているので、すべての排気ガスＧを浄化できるとともに、導出孔３０を通過して低温となる前の高温の排気ガスＧと接触させることで、触媒の活性を高めることができる。
【００３２】
入口パイプ２５は、上流側である一端部（図２の左端）の横断面積（通路面積）よりも導出孔３０が形成される導出孔形成部分Ｒの横断面積（通路面積）が小さくなるように設定され、前記導出孔形成部分Ｒよりも一端部寄りの第３の入口パイプ片２５ｅには、通路を絞って排気ガスＧがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部３８が形成されている。
【００３３】
図２に示すように、入口パイプ２５は、消音室形成部２４を構成する本体ケース２０の周壁における車体内側寄りである一側部２０ｅに近接している。つまり、本体ケース２０の長手方向の軸心Ｃ１に対して、入口パイプ２５の長手方向の軸心Ｃ２が車体内側寄りに位置するように、入口パイプ２５が偏位して配置されている。これに対し、出口パイプ２７の入口側である前部２７ｃは、入口パイプ２５よりも本体ケース２０の他側部２０ｆ側に偏位して配置されている。出口パイプ２７の後部２７ｄは本体ケースの一側部２０ｅと他側部２０ｆの中間に位置しており、前部２７ｃと後部２７ｄの間は滑らかに曲がった中間部２７ｅにより形成されている。出口パイプ２７の全体は、図３から明らかなように、入口パイプ２５と同一の上下方向位置にあり、したがって、側方から見て、入口パイプ２０の第４パイプ片２０ｆと重合している。
【００３４】
入口パイプ２５および出口パイプ２７から、本体ケース２０の一側部２０ｅと他側部２０ｆを通る第１横方向（車体の左右方向）Ｔ１に対し、前記第１パイプ３５および第２パイプ３６は、第１横方向Ｔ１と本体ケース２０の軸心Ｃ１方向とに直交する、図３に示す第２横方向Ｔ２に離間して、入口パイプ２５および出口パイプ２７の両側に一対ずつ配置されている。
【００３５】
本体ケース２０は、一方側から他方側に延びるにつれて、つまり長手方向下流側に向かって、次第に拡幅するテーパ状となっている。したがって、本体ケース２０の長手方向下流にある第１室２１の長手方向寸法を抑制しながら、第１室２１の容積を大きくして、消音効果を高くできる。図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である図４に示すように、本体ケース２０はほぼ五角形の横断面形状を有する角筒形である。本体ケース２０の軸心Ｃ１に対し、入口パイプ２５の軸心Ｃ２は前述のとおり、車体に対向したケース一側部（図４の左側部）２０ｅ寄りに偏位し、第２連通路２９の軸心Ｃ４はケース他側部（図４の右側部）２０ｆ寄りに偏位して、入口パイプ２５の斜め上方と斜め下方に位置している。軸心Ｃ２は軸心Ｃ１と同一の高さにあり、五角形の中心線ＣＣ上にある。この中心線ＣＣは、本体ケース２０の一側部２０ｅと他側部２０ｆを通る第１横方向Ｔ１に合致している。導出孔３０は入口パイプ片２５ｆの溶接ビードが形成された継ぎ目部位Ｗから離間した部分、つまり入口パイプ片２５ｆのうち、本体ケース２０に近接する対向部分を除いた部分に形成されている。
【００３６】
図２のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、本体ケース２０の軸心Ｃ１に対して、第１連通路２８の軸心Ｃ３は若干、ケース他側部２０ｆ寄りに偏位して、入口パイプ２５の斜め上方と斜め下方に位置している、出口パイプ２７の軸心Ｃ５は第１連通路２８よりもさらにケース他側部２０ｆ寄りに偏位し、入口パイプ２５と同一高さに位置している。つまり、軸心Ｃ５は五角形断面の中心線ＣＣ上に位置している。
【００３７】
本体ケース２０の他端壁２０ｄを出口パイプ２７の後部が貫通して支持されている。出口パイプ２７の２７ｂの軸心Ｃ５は本体ケース２０の軸心Ｃ１よりも若干、車体内側寄りに偏位し、かつ五角形断面の中心線ＣＣ上に位置している。
【００３８】
このように、排気消音装置１５は、その内部構造が、第１横方向Ｔ１から見た図３に示されたとおり、軸心Ｃ１を挟んで、上下対称である。したがって、この消音装置１５を図１の車体の左右両側に配置する場合、一方の排気消音装置１５と同一構造のものを上下逆にして他方の排気消音装置とすることができるので、部品点数を削減できる。
【００３９】
つぎに、排気消音装置１５の作用について説明する。図１のエンジンＥから排気管１４を経由して排気消音装置１５に排気ガスＧが導入される。図２に示す入口パイプ２５の一端部２５ａから導入された排気ガスＧの大部分は、入口パイプ２５をパイプ長手方向に進んで他端部２５ｂから第１室２１に導入される。入口パイプ２５の一端部２５ａから導入された排気ガスＧの一部は導出孔３０を通って第３室２３に導入される。パイプ周壁の導出孔３０は、パイプ長手方向に対して交差する方向に開口しているので、導出孔３０から第３室２３に導入される排気ガスＧは、第１室２１に導出される排気ガスＧに比べて少ない。第１室２１に入った排気ガスＧは、矢印P１で示すように、第１連通路２８を通って、第２室２２に導入される。
【００４０】
低回転時には、入口パイプ２５内の圧力が低いので、導出孔３０から第３室２３に導出される排気ガスＧの量は少なく、排気ガスＧの多くが入口パイプ２５を通って第１室２１に導かれる。ここで、入口パイプ２５は第３室２３および第２室２２を通過して第１室２１まで長く延びているから、入口パイプ２５内で高い消音効果が得られる。高回転時には、入口パイプ２５内の圧力が高くなり、導出孔３０から第３室２３に導かれる排気ガスＧの量が増大する。これにより、入口パイプ２５を通って第１室２１内に入った多量の排気ガスＧが第１室２１内で詰まることを防いで、排気通路の抵抗の増大による出力低下を抑えることができる。入口パイプ２５の長さの適切な設定等により、エンジンの低回転時には、第１室２１を共鳴室として機能させることにより、消音効果をさらに向上させることができる。
【００４１】
第２連通路２９は、入口端２９ａが第３室２３に位置する第１パイプ３５により形成されて、入口端２９ａが導出孔３０よりも一方側に位置するので、導出孔３０から出た排気ガスＧは、第３室２３において矢印Ｐ２のように、流れの向きが入口パイプ２５の排気方向上流側に大きく偏向されて第２連通路２９に入るので、排気ガスＧの移動経路が長くなって消音効果が大きくなる。
【００４２】
また、図３に示したように、第１連通路２８の出口端２８ｂと第２連通路２９の出口端２９ｂとが互いに対向しているので、第１連通路２８の出口端２８ｂから矢印Ｐ３で示すように排出された排気ガスＧと、第２連通路２９の出口端２９ｂから矢印Ｐ４で示すように排出された排気ガスＧとは、第２室２２で衝突して、その排気エネルギーを失ったのち、出口パイプ２７を経て大気に放出される。これにより、消音効果が向上する
【００４３】
また、触媒コンバータ３７により整流された排気ガスＧが導出孔形成部分Ｒに導かれるので、排気ガスＧが入口パイプ２５の導出孔３０から第３室２３に過度に導出されるのを防ぐことができる。しかも触媒コンバータ３７が整流構造体を兼ねているので、部品点数を削減できる。触媒コンバータ３７を備えない比較例に対して、触媒コンバータ３７を備えた本発明の実施形態の場合には、加速走行時の騒音が０．５ｄＢ低減した。
【００４４】
図２に示す入口パイプ２５は、一端部２５ａの横断面積（通路面積）よりも、導出孔３０が形成される導出孔形成部分Ｒの横断面積（通路面積）が小さく設定され、導出孔形成部分Ｒよりも一端部寄りの部分には、排気ガスＧがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部３８が形成されているので、導出孔形成部分Ｒを通る排気ガスＧの流速を速めることで、排気ガスＧが入口パイプ２５から第３室２３に過度に導出されるのをさらに効果的に防ぐことができる。
【００４５】
図２に示したように、消音室形成部２４を構成する本体ケース２０の軸心Ｃ１に対して、入口パイプ２５の軸心Ｃ２が車体内側に偏位して配置され、前記入口パイプ２５のうち、本体ケース２５の車体内側に位置するケース一側部２０ｅに対向する図４の対向部分Ｗが本体ケース２５に近接する。ここで、この対向部分Ｗを除いた部分に導出孔３０が形成されているので、導出孔３０から第３室２３に排出された排気ガスＧが、第１パイプ３５に最も近接する、本体ケース２０の近接部分２０ｇに勢いよく衝突することが防がれ、この近接部分２０ｇの局所的な温度上昇が抑制される。また、本体ケース２０の内面に吸音材２６が装着されている場合、この吸音材２６が排気ガスＧの衝突による熱影響により局所的に損傷するのも防止できる。さらに、対向部位Ｗは、前述のとおり、溶接された継ぎ目部位であるから、この継ぎ目部位Ｗを除く部分に導出孔３０が形成されることで、入口パイプ２５の強度低下を防ぐことができる。
【００４６】
さらに、入口パイプ２５が、図２に示す本体ケース２０における車体に対向したケース一側部２０ｅに近接しているので、車体内側に比べて車体外側の温度が比較的低くなって、ライダーの足元への熱的影響が軽減される。
【００４７】
また、図３から明らかなように、本体ケース２０の軸心Ｃ１付近に位置する入口パイプ２５および出口パイプ２７に対し、その両側に第１パイプ３５および第２パイプ３６が一対ずつ配置されているから、本体ケース２０内に各パイプ２５，２７，３５，３６をバランスよく配置して、本体ケース２０内、つまり消音室形成部２４内のスペースを有効利用できる。
【００４８】
本発明は、自動二輪車のほか、四輪バギー、不整地走行車など、内燃機関であるエンジンを搭載する種々の車両の排気消音装置に適用できる。本発明の排気消音装置は、特に、エンジンが高速回転する自動二輪車に好適に用いられる。また、上記実施形態では、図１の排気消音装置１５を後輪９の両側に配置したが、これに限定されず、後輪９の一側方のみ、または上方に配置する場合や、エンジンＥの下方に配置する場合、エンジンＥと後輪の間に配置する場合も、本発明を適用できる。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、図２の排気消音装置１５の本体ケース２０は、上流端部である一端壁２０ｃから下流端部である他端壁２０ｄへと、後方に延びているが、これに限定されない。例えば、エンジンの下方に配置される場合、上流端部から下流端部へと、車幅方向に延びる形状であってもよい。また、第１室２１〜第３室２３の間に、他の室が介在してもよい。
【００５０】
また、分離した複数の排気消音装置が設けられる場合、少なくとも１つの排気消音装置に本発明を適用してもよい。例えば、図１の後輪９の前端部よりも前方に第１の排気消音装置が配置され、その後方に第２の排気消音装置が配置される場合、第１と第２のいずれか一方のみ、または両方に本発明を適用することができる。
【００５１】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００５２】
１５…排気消音装置
２０…本体ケース
２０ａ…外周壁
２０ｂ…内周壁
２１…第１室
２２…第２室
２３…第３室
２４…消音室形成部
２５…入口パイプ
２５ａ…一端部
２５ｂ…他端部
２６…吸音材
２７…出口パイプ
２７ａ…一端部
２７ｂ…他端部
２８…第１連通路
２９…第２連通路
３０…導出孔
３１…第１の隔壁
３２…第２の隔壁
３５…第１パイプ
３６…第２パイプ
３７…触媒コンバータ（整流構造体）
３８…絞り部
Ｃ１〜Ｃ５…軸心
Ｇ…排気ガス
Ｒ…導出孔形成部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のような車両に用いられる排気消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車のような車両に用いられる排気消音装置（マフラー）として、内部を仕切壁部材で複数の室に区画し、各室を順に排気ガスが流れるようにした排気消音装置がある。この排気消音装置は特定の室を形成する２つの仕切壁部材のそれぞれに連通路を形成し、一方の連通路の排気ガス出口を他方の連通路の排気ガス出口に対向させ、前記各連通路を通じて前記特定の室に流入する排気ガスによる音波が、前記特定の室において衝突して打ち消し合うようにしたものである（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０２０９０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１による排気消音装置では、消音効果が十分とはいえない。特に、排気ガスの流速が大きい高回転時では、流動抵抗が大きく出力低下を招く一方で、満足のいく消音効果が得られない。
【０００５】
本発明の目的は低回転ないし中回転時にはもちろん、排気ガスの流速が大きい高回転時でも出力低下を招くことなく、大きな消音効果が得られる排気消音装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る排気消音装置は、一方側から導入された排気ガスを消音して他方側へ排出する排気消音装置であって、前記他方側から一方側にかけて、第１室、第２室および第３室が順に並んで配置された消音室形成部と、前記消音室形成部の外側に一端部が開口し、前記一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室および第２室を順に通過して、他端部が前記第１室に開放される入口パイプと、一端部が第２室に開放され、一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室を通過して、前記消音室形成部の外側に他端部が開口する出口パイプと、前記第１室と第２室とを連通する第１連通路と、前記第２室と第３室とを連通する第２連通路とを備え、前記入口パイプのうち前記第３室に臨む周壁部分に、入口パイプ内の空間と第３室とを連通する導出孔が形成されている。
【０００７】
この構成によれば、入口パイプの一端部から導入された排気ガスの大部分は、入口パイプをパイプ長手方向に進んで他端部から第１室に導入される。入口パイプの一端部から導入された排気ガスの一部は、第３室に導入される。パイプ周壁の導出孔は、パイプ長手方向に対して交差する方向に開口するので、第３室に導入される排気ガスは、第１室に導出される排気ガスに比べて少ない。エンジンの低回転時には入口パイプ内の圧力が低いために導出孔から導出される排気ガスが少ないのに対し、入口パイプは第３室および第２室を通過して第１室まで長く延びているから、排気ガスの多くが長い入口パイプを通って第１室に導かれることで、高い消音効果を得ることができる。エンジンの高回転時には入口パイプ内の圧力が高くなり、第３室に導かれる排気ガスの量が増えるので、入口パイプを通過した多量の排気ガスが第１室に詰まることを防いで、排気通路の抵抗増大による出力低下を抑えることができる。
【０００８】
本発明において、前記第２連通路は、入口端が第３室に位置するパイプにより形成されて、前記入口端が前記導出孔よりも前記一方側に位置することが好ましい。この構成によれば、導出孔から第３室に入った排気ガスが第２室に移動する際に、入口パイプの排気方向上流側に向きを変える必要があり、入口パイプから第３室を経由して第２室へ移動する排気ガスの移動経路を長くして、消音効果を高めることができる。
【０００９】
本発明において、前記第１連通路と第２連通路における出口端の少なくとも一部同士が互いに対向することが好ましい。この構成によれば、第１室からの排気ガスと第３室からの排気ガスとが衝突してエネルギーを失うので、消音効果が向上する。
【００１０】
本発明において、前記入口パイプのうち、導出孔が形成される前記導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分に、排気ガスをパイプ長手方向に沿って流すように整流する整流構造体が設けられていることが好ましい。この構成によれば、整流された排気ガスが導出孔形成部分に導かれるので、導出孔から第３室に導かれる排気ガスが過度になるのを防ぐことができる。たとえば、整流構造体をハニカム構造またはパイプ状の触媒で兼用することにより、部品点数を削減できる。
【００１１】
本発明において、さらに、前記入口パイプは、前記一端部の横断面積よりも、導出孔が形成される導出孔形成部分の横断面積が小さく設定され、前記導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分には、排気ガスがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、排気ガスの流速を速めることで、導出孔から第３室に導かれる排気ガスが過度になるのを防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記消音室形成部を構成する本体ケースの前記一方側から他方側に延びる軸心に対して、前記入口パイプが偏位して配置され、前記入口パイプのうち、本体ケースに近接する対向部分を除いた部分に前記導出孔が形成されていることが好ましい。この構成によれば、導出孔から第３室に排出された排気ガスが、本体ケースにおける入口パイプに近接する近接部分に勢いよく衝突することが防がれる。これにより、この近接部分の局所的な温度上昇が抑制される。また、例えば本体ケースの内面に吸音材が装着されている場合、この吸音材が排気ガスの衝突による熱影響によって局所的に損傷するのも防止できる。
【００１３】
本発明にかかる車両は、本発明の排気消音装置を備えており、前記排気消音装置は前記消音室形成部を構成する筒型の本体ケースを有し、前記入口パイプが、前記本体ケースにおける車体に対向した一側部に近接している。この構成によれば、車体内側に比べて車体外側の温度が比較的低くなって、ライダーの足元への熱影響が軽減される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低回転時には入口パイプ内の圧力が低く、排気ガスの多くが長い入口パイプを通って第１室に導かれることで、高い消音効果を得ることができる。高回転時には入口パイプ内の圧力が高くなり、入口パイプの周壁の導出孔から第３室に導かれる排気ガスの量が増えるので、入口パイプを通った多量の排気ガスが第１室に詰まることを防いで、排気通路の抵抗増大による出力低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態にかかる排気消音装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】同排気消音装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１に示す自動二輪車は、車体フレームＦＲの前半部を構成するメインフレーム１の前端にフロントフォーク２が支持され、このフロントフォーク２の下端に前輪３が支持されている。フロントフォーク２の上端にはハンドル４が取り付けられている。メインフレーム１の後端下部には、スイングアームブラケット５が形成され、このスイングアームブラケット５に、スイングアーム７の前端がピボット軸８を介して上下揺動自在に支持されている。このスイングアーム７の後端には後輪９が支持されている。前記メインフレーム１の後部に連結された左右一対のシートレール１０が車体フレームＦＲの後半部を構成している。前記前輪３と後輪９との間でメインフレーム１の中央下部には複数気筒のエンジンＥが支持されており、このエンジンＥにより後輪９を駆動する。前記シートレール１０の上部の前部にはライダー用シート１１が、後部には同乗者用シート１２がそれぞれ支持されている。
【００１７】
後輪９の両側方には、エンジンＥからの排気ガスＧを排出する排気管１４の後端に接続される排気消音装置（マフラー）１５が配置され、この排気消音装置１５は同乗者用のフットレスト１６を車体フレーム１に支持するブラケット１７に、ボルトのような取付具１８で取り付けられて、シートレール１０に支持されている。
【００１８】
排気消音装置１５は、平面視で車体の前後方向軸に平行で、かつ側面視で後輪９の前側から後方斜め上方に延びる、細長い筒状である。この排気消音装置１５について、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である図２および縦断面図である図３により説明する。
【００１９】
図２に示す排気消音装置１５は、上流側である一方側（図２の左側）から導入された排気ガスＧを消音して下流側である他方側（図２の右側）へ排出する装置であって、本体ケース２０内に、前記他方側から前記一方側にかけて、第１室２１、第２室２２および第３室２３が順に並んで配置された消音室形成部２４を備えている。前記本体ケース２０は外周壁２０ａとその内側の内周壁２０ｂと一端壁２０ｃと他端壁２０ｄとを有し、外周壁２０ａと内周壁２０の間にグラスウールのような吸音材２６が充填されている。内周壁２０ｂは多数の貫通した小孔が形成されたパンチングメタルからなる。
【００２０】
排気消音装置１５は、入口通路を形成する入口パイプ２５と、出口通路を形成する出口パイプ２７とを有する。入口パイプ２５は、一端壁２０ｃを貫通して消音室形成部２４の一方側(前端側）に一端部２５ａが開口し、一端部２５ａから他端部２５ｂに延びるにつれて第３室２３および第２室２２を順に通過して、他端部２５ｂが第１室２１に開放されている。入口パイプ２５は、第２室２２を通過する部分には径方向に貫通する貫通孔が形成されていない。ここで、本体ケース２０がその軸心Ｃ１に合致した長手方向に沿って長く延びているので、入口パイプ２５の長さを可及的に長くすることができ、これによって、エンジンの低回転時の消音効果が高まる。
【００２１】
出口パイプ２７は、一端部２７ａが第２室２２に開放され、一端部２７ａから他端部２７ｂに延びるにつれて第１室２１を通過し、他端壁２０ｄを貫通して消音室形成部２４の他方側（後端側）に他端部２７ｂが開口している。出口パイプ２７は、第１室２１を通過する部分には径方向に貫通する貫通孔が形成されていない。
【００２２】
消音室形成部２４の第１室２１と第２室２２は第１の隔壁３１によって区画され、第２室２２と第３室２３は第２の隔壁３２によって区画されている。隔壁３１，３２は内周壁２０ｂに、例えば溶接によって固定されている。さらに、第１室２１と第２室２２とは第１連通路２８により連通され、第２室２２と第３室２３とは第２連通路２９により連通されている。さらに、入口パイプ２５のうち第３室２３に臨む周壁部分である導出孔形成部分Ｒに、入口パイプ２５内と第３室２３とを連通する複数の導出孔３０が形成されている。これら導出孔３０により、入口パイプ２５内の排気ガスＧの一部が第３室に導出される。各導出孔３０は、入口パイプ２５の径方向に向かって開口しており、したがって、入口パイプ２５の下流方向の径方向斜め外方に向かって開口する場合と比較して、第３室２３での導出量を抑制できる。
【００２３】
第３室２３は、第１室２１および第２室２２よりも、長手方向、つまり本体ケース２０の軸心Ｃ１方向の寸法が大きく設定されている。したがって、導出孔３０から第３室２３に流入した排気ガスＧが、長手方向に移動できる余地が大きくなり、それだけ第２連通路２９に入るまでの移動量を大きくして、消音効果を高めることができる。
【００２４】
導出孔３０は１つでも複数でもよい。この実施形態では、導出孔３０は、入口パイプ２５における第３室２３に入っている部分のうち、下流側の部分に複数設けられており、入口パイプ２５内の流れ方向の前後で周方向にずれて並ぶ千鳥配置とされている。導出孔３０が円孔である場合、その直径は、入口パイプ２５の内径よりも小さく設定されることで、導出孔３０から第３室２３に入る排気ガスＧの導出量が過剰となるのを防止できる。導出孔３０が１つである場合、直径２０ｍｍ以下とするのが好ましい。導出孔３０が複数である場合、その数に応じて好ましい直径が小さくなり、この実施形態では３ｍｍである。また、導出孔３０は、入口パイプ２５の周方向および軸心Ｃ２方向に間隔をあけて形成されることで、１つの大きな導出孔が形成される場合に比べて、入口パイプ２５の強度低下を抑制できる。
【００２５】
入口パイプ２５は、入口端２５ａから出口端２５ｂにかけて直列に連結された第１〜第４の入口パイプ片２５ｃ〜２５ｆからなる。第１の入口パイプ片２５ｃは円径断面のパイプを曲げて形成されている。第１の入口パイプ片２５ｃと第３の入口パイプ片２５ｅとの間に触媒コンバータ３７が接続されており、この触媒コンバータ３７の外周壁が真直な円筒状の第２の入口パイプ２５ｄを形成している。曲がった第３の入口パイプ片２５ｅは、長手方向に沿った分割線で２分割された半体同士を溶接して一体化したものである。真直な円筒状の第４の入口パイプ片２５ｆは、鋼板を筒状に巻き、継ぎ目部位Ｗ（図３、図４）で継ぎ目溶接（溶接ビード５ｍｍ）した巻きパイプからなり、その上流部分に導出孔３０が形成されている。このように、入口パイプ２５における導出孔形成部分Ｒは直管状であるから、湾曲管形状の場合に比べて、導出孔３０の開口方向である入口パイプ２５の径方向に沿った排気速度成分が小さくなるので、導出孔３０からの導出量が不測に増大するのを抑制できる。
【００２６】
前記触媒コンバータ３７は、排気ガスＧを酸化して浄化するもので、例えば、セラミック製のハニカム構造体に酸化触媒を担持させている。この触媒コンバータ３７の外周壁を第２の入口パイプ片２５ｄとして利用しているので、触媒コンバータを別途パイプ片で覆う場合に比べて、部品点数および材料を低減できるとともに、触媒コンバータ部分を小形化して、第３室２３の容積を大きくすることができる。
【００２７】
第１連通路２８は、図３に示すように、第１の隔壁３１に支持された第１パイプ３５により形成され、第２連通路２９は、第２の隔壁３２に支持された第２パイプ３６により形成されている。第１パイプ３５の内側の第１連通路２８は、入口端２８ａが第１室２１に、出口端２８ｂが第２室２２にそれぞれ臨み、入口パイプ２５を挟んで上下に一対設けられている。同様に、第２パイプ３６の内側の第２連通路２９は、入口端２９ａが第３室２３に、出口端２９ｂが第２室２２にそれぞれ臨み、入口パイプ２５を挟んで上下に一対設けられている。第１パイプ３５および第２パイプ３６はそれぞれ、第１の隔壁３１と第２の隔壁３２に貫通して支持されている。第１パイプ３５の入口端３５ａおよび第２パイプ３６の入口端３６ａは、流動抵抗を減少させるために、軸方向外方に向かって滑らかに湾曲しながら拡径している。出口パイプ２７の入口端２７ａも同様の形状となっている。
【００２８】
一対の第１連通路２８と一対の第２連通路２９は、対応する各連通路２８，２９の軸心Ｃ３，Ｃ４が合致しており、これによって、第１連通路２８の出口端２８ｂと第２連通路２９の出口端２９ｂとが互いに対向している。したがって、両連通路２８，連通路２９からの排気ガスＧが衝突してエネルギーを失い、消音が促進される。第１連通路２８，第２連通路２９同士は完全に対向していなくともよく、少なくとも一部同士が互いに対向していればよい。
【００２９】
また、出口パイプ２７の入口端２７ａは両連通路２８，２９の出口端２８ｂ、２９ｂに対して、本体ケース２０の軸心Ｃ１方向にずれて、この例では前側(一方側)にずれて配置されている。したがって、両連通路２８，２９の出口端２８ｂ、２９ｂから流出した排気ガスＧが十分混ざり合ったのち、長い経路を通って出口パイプ２７に流入するので、消音効果が向上する。特に、出口パイプ２７の入口端２７ａが第２連通路２９の出口端２９ｂよりも前側に位置しているので、出口パイプ２７を長くできることから、さらに消音効果が向上する。
【００３０】
第２連通路２９の入口端２９ａは、図２に示す導出孔３０よりも上流側である一方側寄り（図２の左側）に位置するように設定されている。したがって、導出孔３０から第３室２３内に導出された排気ガスＧは一旦入口パイプ２５の上流側へ偏向したのち入口端２９に流入する。
【００３１】
触媒コンバータ３７は、排気ガスＧの流れ方向に向いた目を持つハニカム構造であり、したがって、排気ガスＧをパイプ長手方向に沿って流すように整流する整流構造体しても作用する。この触媒コンバータ３７は、パイプ構造であってもよく、やはり整流作用を発揮する。入口パイプ２５における導出孔形成部分Ｒよりも上流側に触媒コンバータ３７が配置されているので、すべての排気ガスＧを浄化できるとともに、導出孔３０を通過して低温となる前の高温の排気ガスＧと接触させることで、触媒の活性を高めることができる。
【００３２】
入口パイプ２５は、上流側である一端部（図２の左端）の横断面積（通路面積）よりも導出孔３０が形成される導出孔形成部分Ｒの横断面積（通路面積）が小さくなるように設定され、前記導出孔形成部分Ｒよりも一端部寄りの第３の入口パイプ片２５ｅには、通路を絞って排気ガスＧがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部３８が形成されている。
【００３３】
図２に示すように、入口パイプ２５は、消音室形成部２４を構成する本体ケース２０の周壁における車体内側寄りである一側部２０ｅに近接している。つまり、本体ケース２０の長手方向の軸心Ｃ１に対して、入口パイプ２５の長手方向の軸心Ｃ２が車体内側寄りに位置するように、入口パイプ２５が偏位して配置されている。これに対し、出口パイプ２７の入口側である前部２７ｃは、入口パイプ２５よりも本体ケース２０の他側部２０ｆ側に偏位して配置されている。出口パイプ２７の後部２７ｄは本体ケースの一側部２０ｅと他側部２０ｆの中間に位置しており、前部２７ｃと後部２７ｄの間は滑らかに曲がった中間部２７ｅにより形成されている。出口パイプ２７の全体は、図３から明らかなように、入口パイプ２５と同一の上下方向位置にあり、したがって、側方から見て、入口パイプ２０の第４パイプ片２０ｆと重合している。
【００３４】
入口パイプ２５および出口パイプ２７から、本体ケース２０の一側部２０ｅと他側部２０ｆを通る第１横方向（車体の左右方向）Ｔ１に対し、前記第１パイプ３５および第２パイプ３６は、第１横方向Ｔ１と本体ケース２０の軸心Ｃ１方向とに直交する、図３に示す第２横方向Ｔ２に離間して、入口パイプ２５および出口パイプ２７の両側に一対ずつ配置されている。
【００３５】
本体ケース２０は、一方側から他方側に延びるにつれて、つまり長手方向下流側に向かって、次第に拡幅するテーパ状となっている。したがって、本体ケース２０の長手方向下流にある第１室２１の長手方向寸法を抑制しながら、第１室２１の容積を大きくして、消音効果を高くできる。図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である図４に示すように、本体ケース２０はほぼ五角形の横断面形状を有する角筒形である。本体ケース２０の軸心Ｃ１に対し、入口パイプ２５の軸心Ｃ２は前述のとおり、車体に対向したケース一側部（図４の左側部）２０ｅ寄りに偏位し、第２連通路２９の軸心Ｃ４はケース他側部（図４の右側部）２０ｆ寄りに偏位して、入口パイプ２５の斜め上方と斜め下方に位置している。軸心Ｃ２は軸心Ｃ１と同一の高さにあり、五角形の中心線ＣＣ上にある。この中心線ＣＣは、本体ケース２０の一側部２０ｅと他側部２０ｆを通る第１横方向Ｔ１に合致している。導出孔３０は入口パイプ片２５ｆの溶接ビードが形成された継ぎ目部位Ｗから離間した部分、つまり入口パイプ片２５ｆのうち、本体ケース２０に近接する対向部分を除いた部分に形成されている。
【００３６】
図２のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、本体ケース２０の軸心Ｃ１に対して、第１連通路２８の軸心Ｃ３は若干、ケース他側部２０ｆ寄りに偏位して、入口パイプ２５の斜め上方と斜め下方に位置している、出口パイプ２７の軸心Ｃ５は第１連通路２８よりもさらにケース他側部２０ｆ寄りに偏位し、入口パイプ２５と同一高さに位置している。つまり、軸心Ｃ５は五角形断面の中心線ＣＣ上に位置している。
【００３７】
本体ケース２０の他端壁２０ｄを出口パイプ２７の後部が貫通して支持されている。出口パイプ２７の２７ｂの軸心Ｃ５は本体ケース２０の軸心Ｃ１よりも若干、車体内側寄りに偏位し、かつ五角形断面の中心線ＣＣ上に位置している。
【００３８】
このように、排気消音装置１５は、その内部構造が、第１横方向Ｔ１から見た図３に示されたとおり、軸心Ｃ１を挟んで、上下対称である。したがって、この消音装置１５を図１の車体の左右両側に配置する場合、一方の排気消音装置１５と同一構造のものを上下逆にして他方の排気消音装置とすることができるので、部品点数を削減できる。
【００３９】
つぎに、排気消音装置１５の作用について説明する。図１のエンジンＥから排気管１４を経由して排気消音装置１５に排気ガスＧが導入される。図２に示す入口パイプ２５の一端部２５ａから導入された排気ガスＧの大部分は、入口パイプ２５をパイプ長手方向に進んで他端部２５ｂから第１室２１に導入される。入口パイプ２５の一端部２５ａから導入された排気ガスＧの一部は導出孔３０を通って第３室２３に導入される。パイプ周壁の導出孔３０は、パイプ長手方向に対して交差する方向に開口しているので、導出孔３０から第３室２３に導入される排気ガスＧは、第１室２１に導出される排気ガスＧに比べて少ない。第１室２１に入った排気ガスＧは、矢印P１で示すように、第１連通路２８を通って、第２室２２に導入される。
【００４０】
低回転時には、入口パイプ２５内の圧力が低いので、導出孔３０から第３室２３に導出される排気ガスＧの量は少なく、排気ガスＧの多くが入口パイプ２５を通って第１室２１に導かれる。ここで、入口パイプ２５は第３室２３および第２室２２を通過して第１室２１まで長く延びているから、入口パイプ２５内で高い消音効果が得られる。高回転時には、入口パイプ２５内の圧力が高くなり、導出孔３０から第３室２３に導かれる排気ガスＧの量が増大する。これにより、入口パイプ２５を通って第１室２１内に入った多量の排気ガスＧが第１室２１内で詰まることを防いで、排気通路の抵抗の増大による出力低下を抑えることができる。入口パイプ２５の長さの適切な設定等により、エンジンの低回転時には、第１室２１を共鳴室として機能させることにより、消音効果をさらに向上させることができる。
【００４１】
第２連通路２９は、入口端２９ａが第３室２３に位置する第１パイプ３５により形成されて、入口端２９ａが導出孔３０よりも一方側に位置するので、導出孔３０から出た排気ガスＧは、第３室２３において矢印Ｐ２のように、流れの向きが入口パイプ２５の排気方向上流側に大きく偏向されて第２連通路２９に入るので、排気ガスＧの移動経路が長くなって消音効果が大きくなる。
【００４２】
また、図３に示したように、第１連通路２８の出口端２８ｂと第２連通路２９の出口端２９ｂとが互いに対向しているので、第１連通路２８の出口端２８ｂから矢印Ｐ３で示すように排出された排気ガスＧと、第２連通路２９の出口端２９ｂから矢印Ｐ４で示すように排出された排気ガスＧとは、第２室２２で衝突して、その排気エネルギーを失ったのち、出口パイプ２７を経て大気に放出される。これにより、消音効果が向上する
【００４３】
また、触媒コンバータ３７により整流された排気ガスＧが導出孔形成部分Ｒに導かれるので、排気ガスＧが入口パイプ２５の導出孔３０から第３室２３に過度に導出されるのを防ぐことができる。しかも触媒コンバータ３７が整流構造体を兼ねているので、部品点数を削減できる。触媒コンバータ３７を備えない比較例に対して、触媒コンバータ３７を備えた本発明の実施形態の場合には、加速走行時の騒音が０．５ｄＢ低減した。
【００４４】
図２に示す入口パイプ２５は、一端部２５ａの横断面積（通路面積）よりも、導出孔３０が形成される導出孔形成部分Ｒの横断面積（通路面積）が小さく設定され、導出孔形成部分Ｒよりも一端部寄りの部分には、排気ガスＧがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部３８が形成されているので、導出孔形成部分Ｒを通る排気ガスＧの流速を速めることで、排気ガスＧが入口パイプ２５から第３室２３に過度に導出されるのをさらに効果的に防ぐことができる。
【００４５】
図２に示したように、消音室形成部２４を構成する本体ケース２０の軸心Ｃ１に対して、入口パイプ２５の軸心Ｃ２が車体内側に偏位して配置され、前記入口パイプ２５のうち、本体ケース２５の車体内側に位置するケース一側部２０ｅに対向する図４の対向部分Ｗが本体ケース２５に近接する。ここで、この対向部分Ｗを除いた部分に導出孔３０が形成されているので、導出孔３０から第３室２３に排出された排気ガスＧが、第１パイプ３５に最も近接する、本体ケース２０の近接部分２０ｇに勢いよく衝突することが防がれ、この近接部分２０ｇの局所的な温度上昇が抑制される。また、本体ケース２０の内面に吸音材２６が装着されている場合、この吸音材２６が排気ガスＧの衝突による熱影響により局所的に損傷するのも防止できる。さらに、対向部位Ｗは、前述のとおり、溶接された継ぎ目部位であるから、この継ぎ目部位Ｗを除く部分に導出孔３０が形成されることで、入口パイプ２５の強度低下を防ぐことができる。
【００４６】
さらに、入口パイプ２５が、図２に示す本体ケース２０における車体に対向したケース一側部２０ｅに近接しているので、車体内側に比べて車体外側の温度が比較的低くなって、ライダーの足元への熱的影響が軽減される。
【００４７】
また、図３から明らかなように、本体ケース２０の軸心Ｃ１付近に位置する入口パイプ２５および出口パイプ２７に対し、その両側に第１パイプ３５および第２パイプ３６が一対ずつ配置されているから、本体ケース２０内に各パイプ２５，２７，３５，３６をバランスよく配置して、本体ケース２０内、つまり消音室形成部２４内のスペースを有効利用できる。
【００４８】
本発明は、自動二輪車のほか、四輪バギー、不整地走行車など、内燃機関であるエンジンを搭載する種々の車両の排気消音装置に適用できる。本発明の排気消音装置は、特に、エンジンが高速回転する自動二輪車に好適に用いられる。また、上記実施形態では、図１の排気消音装置１５を後輪９の両側に配置したが、これに限定されず、後輪９の一側方のみ、または上方に配置する場合や、エンジンＥの下方に配置する場合、エンジンＥと後輪の間に配置する場合も、本発明を適用できる。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、図２の排気消音装置１５の本体ケース２０は、上流端部である一端壁２０ｃから下流端部である他端壁２０ｄへと、後方に延びているが、これに限定されない。例えば、エンジンの下方に配置される場合、上流端部から下流端部へと、車幅方向に延びる形状であってもよい。また、第１室２１〜第３室２３の間に、他の室が介在してもよい。
【００５０】
また、分離した複数の排気消音装置が設けられる場合、少なくとも１つの排気消音装置に本発明を適用してもよい。例えば、図１の後輪９の前端部よりも前方に第１の排気消音装置が配置され、その後方に第２の排気消音装置が配置される場合、第１と第２のいずれか一方のみ、または両方に本発明を適用することができる。
【００５１】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００５２】
１５…排気消音装置
２０…本体ケース
２０ａ…外周壁
２０ｂ…内周壁
２１…第１室
２２…第２室
２３…第３室
２４…消音室形成部
２５…入口パイプ
２５ａ…一端部
２５ｂ…他端部
２６…吸音材
２７…出口パイプ
２７ａ…一端部
２７ｂ…他端部
２８…第１連通路
２９…第２連通路
３０…導出孔
３１…第１の隔壁
３２…第２の隔壁
３５…第１パイプ
３６…第２パイプ
３７…触媒コンバータ（整流構造体）
３８…絞り部
Ｃ１〜Ｃ５…軸心
Ｇ…排気ガス
Ｒ…導出孔形成部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方側から導入された排気ガスを消音して他方側へ排出する排気消音装置であって、
前記他方側から一方側にかけて、第１室、第２室および第３室が順に並んで配置された消音室形成部と、
前記消音室形成部の外側に一端部が開口し、前記一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室および第２室を順に通過して、他端部が前記第１室に開放される入口パイプと、
一端部が第２室に開放され、一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室を通過して、前記消音室形成部の外側に他端部が開口する出口パイプと、
前記第１室と第２室とを連通する第１連通路と、
前記第２室と第３室とを連通する第２連通路とを備え、
前記入口パイプのうち前記第３室に臨む周壁部分に、入口パイプ内の空間と第３室とを連通する導出孔が形成されている排気消音装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第２連通路は、入口端が第３室に位置するパイプにより形成されて、前記入口端が導出孔よりも一方側に位置する排気消音装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第１連通路と第２連通路に臨む出口端の少なくとも一部同士が互いに対向する排気消音装置。
【請求項４】
請求項１において、前記入口パイプのうち、導出孔が形成される導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分には、排気ガスをパイプ長手方向に沿って流すように整流する整流構造体が形成される排気消音装置。
【請求項５】
請求項１において、前記入口パイプは、一端部の横断面積よりも、導出孔が形成される導出孔形成部分の横断面積が小さく設定され、
前記導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分には、排気ガスがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部が形成されている排気消音装置。
【請求項６】
請求項１において、前記消音室形成部を構成する本体ケースの前記一方側から他方側に延びる軸心に対して、入口パイプが偏位して配置され、
前記入口パイプのうち、本体ケースに近接する対向部分を除いた部分に導出孔が形成されている排気消音装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の排気消音装置を備えた車両であって、
前記排気消音装置は前記消音室形成部を構成する筒型の本体ケースを有し、前記入口パイプが、前記本体ケースにおける車体に対向した一側部に近接している車両。
【請求項１】
一方側から導入された排気ガスを消音して他方側へ排出する排気消音装置であって、
前記他方側から一方側にかけて、第１室、第２室および第３室が順に並んで配置された消音室形成部と、
前記消音室形成部の外側に一端部が開口し、前記一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室および第２室を順に通過して、他端部が前記第１室に開放される入口パイプと、
一端部が第２室に開放され、一端部から他端部に延びるにつれて前記第１室を通過して、前記消音室形成部の外側に他端部が開口する出口パイプと、
前記第１室と第２室とを連通する第１連通路と、
前記第２室と第３室とを連通する第２連通路とを備え、
前記入口パイプのうち前記第３室に臨む周壁部分に、入口パイプ内の空間と第３室とを連通する導出孔が形成されている排気消音装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第２連通路は、入口端が第３室に位置するパイプにより形成されて、前記入口端が導出孔よりも一方側に位置する排気消音装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第１連通路と第２連通路に臨む出口端の少なくとも一部同士が互いに対向する排気消音装置。
【請求項４】
請求項１において、前記入口パイプのうち、導出孔が形成される導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分には、排気ガスをパイプ長手方向に沿って流すように整流する整流構造体が形成される排気消音装置。
【請求項５】
請求項１において、前記入口パイプは、一端部の横断面積よりも、導出孔が形成される導出孔形成部分の横断面積が小さく設定され、
前記導出孔形成部分よりも一端部寄りの部分には、排気ガスがパイプ長手方向に沿って流れる流速を高める絞り部が形成されている排気消音装置。
【請求項６】
請求項１において、前記消音室形成部を構成する本体ケースの前記一方側から他方側に延びる軸心に対して、入口パイプが偏位して配置され、
前記入口パイプのうち、本体ケースに近接する対向部分を除いた部分に導出孔が形成されている排気消音装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の排気消音装置を備えた車両であって、
前記排気消音装置は前記消音室形成部を構成する筒型の本体ケースを有し、前記入口パイプが、前記本体ケースにおける車体に対向した一側部に近接している車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８３１６１（Ｐ２０１３−８３１６１Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１８５７（Ｐ２０１１−２２１８５７）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]