JP2016142158A - 排気マフラー - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関からの排ガスの流通経路変化で消音特性を可変とした排気マフラーにおいて、音の調整を良好とする。【解決手段】ケーシング２６内に下流室３６および上流室３７が形成され、下流室３６に連通する複数の連通孔３９から成る穿孔部４０が設けられる第１導管２８の一端部および第２導管２９の一端部に内燃機関からの排ガスを導入可能であり、第１および第２導管２８，２９の他端部が上流室３７に開口され、穿孔部４０よりも上流側で第１導管２８を開閉可能とするとともに第２導管２９を開閉可能とした弁手段３０が、内燃機関からの排ガスを少なくとも第１導管２８から前記穿孔部４０、下流室３６および排出管２７を経て外部に排出する短経路状態と、内燃機関からの排ガスを第２導管２９から上流室３７、穿孔部４０、下流室３６および排出管２７を経て外部に排出する長経路状態とを切り替えるようにして弁駆動手段３１で駆動される。【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関からの排ガスの流通経路変化で消音特性を可変とした排気マフラーに関する。

相互に連通するようにしてケーシング内に形成される上流室および下流室のうち上流室に下流端を開口した導管の途中に、排出管に連なる下流室に通じる複数の連通孔から成る穿孔部が設けられ、前記導管の下流端を弁で開閉可能とすることでケーシング内の流通経路を可変とした排気マフラーが、特許文献１で知られている。

特開平１０−７７８２２号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、導管内の排ガスの流通方向で穿孔部よりも下流側に弁が配設されており、弁を閉じた状態では穿孔部か下流室に排ガスが流通するのであるが、排気圧によって穿孔部から下流室への排ガス流通量が変化するのをコントロールすることが困難であり、音の調整が困難となっていた。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、音の調整を良好とした排気マフラーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関からの排ガスの流通経路変化で消音特性を可変とした排気マフラーにおいて、相互間に隔壁を介在させた上流室および下流室が内部に形成されるケーシングと、前記下流室の排ガスを前記ケーシングの外部に排出する排出管と、一端側に内燃機関からの排ガスが導入され得るようにしつつ前記隔壁を貫通して他端部が前記上流室に開口するとともに前記下流室に連通する複数の連通孔から成る穿孔部が設けられる第１導管と、一端側に内燃機関からの排ガスが導入され得るようにしつつ前記隔壁を貫通して他端部が前記上流室に開口する第２導管と、前記穿孔部よりも上流側で前記第１導管を開閉することを可能とするとともに前記第２導管を開閉することを可能とした弁手段と、第１および第２導管の開閉状態を切り替えて前記ケーシング内での排ガスの流通経路を変化させるようにして前記弁手段を駆動する弁駆動手段とを備え、当該弁駆動手段が、前記内燃機関からの排ガスを少なくとも前記第１導管から前記穿孔部、前記下流室および前記排出管を経て外部に排出する短経路状態と、前記内燃機関からの排ガスを前記第２導管から前記上流室、前記穿孔部、前記下流室および前記排出管を経て外部に排出する長経路状態とを切り替えるようにして前記弁手段を駆動することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記弁駆動手段は、その短経路状態で第１導管を開くとともに第２導管を閉じるように前記弁手段を駆動することを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記弁手段は、前記穿孔部よりも上流側で前記第１導管に配設される第１弁と、前記第２導管に配設される第２弁とを有し、第１および第２弁が、それらの弁の一方の開弁作動に応じて他方が閉弁作動するようにして連動、連結されることを第３の特徴とする。

本発明は、第３の特徴の構成に加えて、第１および第２導管が相互に隣接して平行に配置され、第１および第２導管に回動可能に軸支される弁軸に、第１および第２弁が設けられることを第４の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、第１および第２導管の一端部が、前記内燃機関からの排ガスを導く単一の排気管に共通に接続され、前記弁手段である単一の弁が、前記第１導管および前記第２導管の一端部と、前記排気管との接続部に設けられることを第５の特徴とする。

本発明は、第１〜第５の特徴の構成のいずれかに加えて、前記隔壁との間に前記下流室を形成する壁部が前記ケーシングに設けられ、前記穿孔部が、前記隔壁よりも前記壁部に近い位置で前記第１導管に設けられることを第６の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第６の特徴の構成に加えて、前記長経路状態で、前記排ガスが前記ケーシング内で２回以上折り返すように、前記穿孔部および前記排出管の相対位置が設定されることを第７の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、穿孔部の上流側で第１導管を閉じるようにして、排ガスが穿孔部に達するまでの経路を短経路状態および長経路状態で変化させることができ、音調整が良好となる。

また本発明の第２の特徴によれば、第１導管を開いた短経路状態で、第２導管を閉じることによって第１導管に通じる上流室および第２導管内を大容量のレゾネータ室として用いることができ、大きな消音効果は得られないものの、消音したい音域の音を消音することができる。

本発明の第３の特徴によれば、弁手段を構成する第１および第２弁が連動して作動するので、弁駆動手段を単一のアクチュエータを有する単純な構造とすることができる。

本発明の第４の特徴によれば、第１および第２導管が隣接して平行に配置されており、穿孔部よりも上流側で第１導管に設けられる第１弁と、第２導管に設けられる第２弁とが共通な弁軸に設けられるので、排気マフラー内の容量を減らすことなく第１および第２弁を容易に連動させることができ、しかも第２弁を閉じた短経路状態で第２導管内をレゾネータ室の一部とするときにレゾネータ室の容積を大きくすることができる。

本発明の第５の特徴によれば、弁手段を単一の弁とすることで、部品点数を少なくして第１および第２導管の開閉を切り替えることができる。

本発明の第６の特徴によれば、穿孔部が、隔壁との間に下流室を形成する壁部との距離を隔壁との距離よりも小さくした位置で第１導管に穿孔部が設けられるので、短経路状態では第１導管を短く、長経路状態では第１導管を長く使うことができ、消音特性の違いを大きくすることができる。

さらに本発明の第７の特徴によれば、長経路状態で排ガスがケーシング内で２回以上折り返して流通することで、流速を低下させて消音効果を高めることができる。

第１の実施の形態の自動二輪車を示す側面図である。 短経路状態での排気マフラーを図１の２−２線に沿って示す断面図である。 長経路状態での排気マフラーの図２に対応した断面図である。 第２の実施の形態の排気マフラーの短経路状態での図２に対応した断面図である。 第２の実施の形態の排気マフラーの長経路状態での図４に対応した断面図である。

本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお以下の説明で、前後、左右および上下は、自動二輪車に乗車した乗員から見た方向を言うものとする。

本発明の第１実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１において、自動二輪車の車体フレームＦがその前端に備えるヘッドパイプ１１には、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク１２と、該フロントフォーク１２に連なる操向ハンドル１３とが操向可能に支持される。また前記車体フレームＦには、後輪ＷＲを駆動する動力を発揮する内燃機関Ｅの機関本体１４が、前記前輪ＷＦおよび前記後輪ＷＲ間に配置されるようにして搭載される。前記後輪ＷＲはスイングアーム１６の後端部に軸支されており、そのスイングアーム１６の前端部は、前記機関本体１４の後方で前記車体フレームＦに揺動可能に支持され、前記車体フレームＦの後部およびスイングアーム１６間にはリヤクッションユニット１７が設けられる。

また前記車体フレームＦには、前記機関本体１４の上方に配置される燃料タンク１８と、その燃料タンク１８の後方に配置されるタンデム型の乗車用シート１９とが設けられる。

前記機関本体１４の一部を構成するシリンダヘッド１５の後部側壁には、前記燃料タンク１８の後部下方に配置されるエアクリーナ２０を有する吸気系２１が接続され、前記シリンダヘッド１５の前部側壁には、前記後輪ＷＲの右側方に配置される排気マフラー２２を有する排気系２３が接続される。

図２において、前記排気マフラー２３は、内燃機関Ｅからの排ガスの流通経路変化で消音特性を変化させ得るものであり、ケーシング２６と、該ケーシング２６内の下流室３６の排ガスを前記ケーシング２６の外部に排出する排出管２７と、一端側に内燃機関Ｅからの排ガスが導入され得るようにしつつ前記下流室３６に連通する複数の連通孔３９から成る穿孔部４０が設けられる第１導管２８と、一端側に内燃機関Ｅからの排ガスが導入され得る第２導管２９と、前記穿孔部４０よりも上流側で前記第１導管２８を開閉することを可能とするとともに前記第２導管２９を開閉することを可能とした弁手段３０と、第１および第２導管２８，２９の開閉状態を切り替えて前記ケーシング２６内での排ガスの流通経路を変化させるようにして前記弁手段３０を駆動する弁駆動手段３１とを備える。

前記ケーシング２６は、車両の前後方向に長く延びる筒状のケーシング主体３２と、該ケーシング主体３２の前端部に結合される前部端壁３３と、前記ケーシング主体３２の後端部を閉じる後部端壁３４とを備え、前部端壁３３は前方に向かうにつれて小径となるようにテーパ状に形成される。

前記ケーシング２６内には、前部から順に、排ガス導入室３５、下流室３６および上流室３７が形成されるものであり、前記排ガス導入室３５は、前記前部端壁３３から後方に間隔をあけた位置で前記ケーシング主体３２に外周部が固定される第１の隔壁４１および前記前部端壁３３間に形成され、第１の隔壁４１から後方に間隔をあけた位置で前記ケーシング主体３２に外周部が固定される第２の隔壁４２および第１の隔壁４１間に前記下流室３６が形成され、前記第２の隔壁４２および前記後部端壁３４間に前記上流室３７が形成される。

前記前部端壁３３の中央部には、前記内燃機関Ｅからの排ガスを導く排気管２４が接続される。また前記排出管２７は、前記ケーシング主体３２の長手方向に沿って長く延びるものであり、その一端部が前記下流室３６に開口するようにして前記第２の隔壁４２および前記後部端壁３４を貫通し、この排出管２７の他端部が前記ケーシング２６の外側で外部に開口する。

第１および第２導管２８，２９は、前記排出管２７の長手方向に沿って相互に平行にかつ隣接するように延びて第１および第２の隔壁４１，４２を貫通するものであり、第１および第２導管２８，２９の一端部は、前記排気管２４から前記排ガス導入室３５に導かれた排ガスを導入することを可能として前記排ガス導入室３５に開口し、第１および第２導管２８，２９の他端部は前記上流室３７に開口する。

ところで前記第１の隔壁４１は、前記第２の隔壁４２との間に前記下流室３６を形成するようにして前記ケーシング２６に設けられる壁部であるが、前記穿孔部４０は、第２の隔壁４２よりも前記壁部である前記第１の隔壁４１に近い位置で前記第１導管２８に設けられる。

前記弁手段３０は、前記穿孔部４０よりも上流側で前記第１導管２８に配設される第１弁４３と、前記第２導管２９に配設される第２弁４４とを有しており、第１および第２弁４３，４４が、それらの弁４３，４４の一方の開弁作動に応じて他方が閉弁作動するようにして連動、連結される。しかも相互に平行に配置される第１および第２導管２８，２９の前記排ガス導入室３５内に配置される部分に回動可能に軸支される弁軸４５に、バタフライ形の第１および第２弁４３，４４が設けられる。

前記弁軸４５は前記ケーシング２６の前記ケーシング主体３２を回動可能に貫通するものであり、前記弁駆動手段３１は、前記弁軸４５を回動駆動する動力を発揮するアクチュエータとしての電動モータ４６と、前記弁軸４５および前記電動モータ４６間に設けられる減速機構４７とを備え、図１で示すように、前記後輪ＷＲの右側に配置される前記ケーシング２６の左側面に、前記後輪ＷＲの前方に配置されるようにして取付けられる。

この弁駆動手段３１は、前記内燃機関Ｅからの排ガスを少なくとも前記第１導管２８から前記穿孔部４０、前記下流室３６および前記排出管２７を経て外部に排出する短経路状態と、前記内燃機関Ｅからの排ガスを前記第２導管２９から前記上流室３７、前記穿孔部４０、前記下流室３６および前記排出管２７を経て外部に排出する長経路状態とを切り替えるようにして前記弁手段３０を駆動するものであり、短経路状態では、図２で示すように、第１弁４３を閉弁して第１導管２８を閉じるとともに第２弁４４を開弁して第２導管２９を開き、また長経路状態では、図３で示すように、第１弁４３を閉弁して第１導管２８を閉じるとともに第２弁４４を開弁して第２導管２９を開くように作動する。

しかも前記長経路状態で、前記排ガスが前記ケーシング２６内で２回以上折り返すように、前記穿孔部４０および前記排出管２７の相対位置が設定され、前記排出管２７の一端部の前記下流室３６への開口端は、前記排出管２７および前記第１導管２８の長手方向で前記穿孔部４０に対応する位置に配置される。

次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、排気マフラー２２は、相互間に第２の隔壁４２を介在させた上流室３７および下流室３６が内部に形成されるケーシング２６と、前記下流室３６の排ガスを前記ケーシング２６の外部に排出する排出管２７と、一端側に内燃機関Ｅからの排ガスが導入され得るようにしつつ前記第２の隔壁４２を貫通して他端部が前記上流室３７に開口するとともに前記下流室３６に連通する複数の連通孔３９から成る穿孔部４０が設けられる第１導管２８と、一端側に内燃機関Ｅからの排ガスが導入され得るようにしつつ前記第２の隔壁４２を貫通して他端部が前記上流室３７に開口する第２導管２９と、前記穿孔部４０よりも上流側で前記第１導管２８を開閉することを可能とするとともに前記第２導管２９を開閉することを可能とした弁手段３０と、第１および第２導管２８，２９の開閉状態を切り替えて前記ケーシング２６内での排ガスの流通経路を変化させるようにして前記弁手段３０を駆動する弁駆動手段３１とを備え、当該弁駆動手段３１が、前記内燃機関Ｅからの排ガスを少なくとも前記第１導管２８から前記穿孔部４０、前記下流室３６および前記排出管２７を経て外部に排出する短経路状態と、前記内燃機関Ｅからの排ガスを前記第２導管２９から前記上流室３７、前記穿孔部４０、前記下流室３６および前記排出管２７を経て外部に排出する長経路状態とを切り替えるようにして前記弁手段３０を駆動するので、穿孔部４０の上流側で第１導管２８を閉じるようにして、排ガスが穿孔部４０に達するまでの経路を短経路状態および長経路状態で変化させることができ、音調整が良好となる。

また前記弁駆動手段３１は、その短経路状態で第２導管２９を閉じるとともに第１導管２８を開くように前記弁手段３０を駆動するので、第１導管２８を開いた短経路状態で、第２導管２９を閉じることによって第１導管２８に通じる上流室３７および第２導管２９内を大容量のレゾネータ室として用いることができ、大きな消音効果は得られないものの、消音したい音域の音を消音することができる。

また前記弁手段３０は、前記穿孔部４０よりも上流側で前記第１導管２８に配設される第１弁４３と、前記第２導管２９に配設される第２弁４４とを有し、第１および第２弁４４が、それらの弁４３，４４の一方の開弁作動に応じて他方が閉弁作動するようにして連動、連結されるので、弁駆動手段３１を単一の電動モータ４６を有する単純な構造とすることができる。

また第１および第２導管２８，２９が相互に隣接して平行に配置され、第１および第２導管２８，２９に回動可能に軸支される弁軸４５に、第１および第２弁４３，４４が設けられるので、排気マフラー２２内の容量を減らすことなく第１および第２弁４３，４４を容易に連動させることができ、しかも第２弁４４を閉じた短経路状態で第２導管２９内をレゾネータ室の一部とするときにレゾネータ室の容積を大きくすることができる。

また第２の隔壁４２との間に前記下流室３６を形成する第１の隔壁４１が前記ケーシング２６に設けられ、前記穿孔部４０が、前記第２の隔壁４２よりも前記第１の隔壁４１に近い位置で前記第１導管２８に設けられるので、短経路状態では第１導管２８を短く、長経路状態では第１導管２８を長く使うことができ、消音特性の違いを大きくすることができる。

さらに長経路状態で、排ガスが前記ケーシング２６内で２回以上折り返すように、前記穿孔部４０および排出管２７の相対位置が設定されるので、長経路状態で排ガスがケーシング２６内で２回以上折り返して流通することで、流速を低下させて消音効果を高めることができる。

本発明の第２の実施の形態について図４および図５を参照しながら説明するが、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとする。

排気マフラー５０のケーシング５１は、車両の前後方向に長く延びる筒状のケーシング主体５２と、該ケーシング主体５２の前端部に結合される前部端壁５３と、前記ケーシング主体５２の後端部を閉じる後部端壁５４とを備える。

前記ケーシング５１内には、前部から順に、下流室５６および上流室５７が形成されるものであり、前記下流室５６は、前記ケーシング主体５２の長手方向中間部で該ケーシング主体５２に外周部が固定される隔壁５５および前記前部端壁５３間に形成され、前記隔壁５５および前記後部端壁５４間に前記上流室５７が形成される。

前記下流室５６の排ガスを前記ケーシング５１の外部に排出する排出管２７は、前記ケーシング主体５２の長手方向に沿って長く延びるものであり、その一端部が前記下流室５６に開口するようにして前記隔壁５５および前記後部端壁５４を貫通し、この排出管２７の他端部が前記ケーシング５１の外側で外部に開口する。

また前記下流室５６に連通する複数の連通孔３９から成る穿孔部４０が設けられる第１導管２８と、第２導管２９とが、前記排出管２７の長手方向に沿って相互に平行にかつ隣接するように延びて前記前部端壁５３および前記隔壁５５を貫通するようにして前記ケーシング４１に設けられる。

ところで前記前部端壁５３は、前記隔壁５５４との間に前記下流室５６を形成するようにして前記ケーシング５１に設けられる壁部であるが、前記穿孔部４０は、前記隔壁５５よりも前記前部端壁５３に近い位置で前記第１導管２８に設けられる。

第１および第２導管２８，２９の一端部には、前記排気管２４からの排ガスを導入可能であり、第１および第２導管２８，２９の他端部は前記上流室５７に開口する。

第１および第２導管２８，２９の一端部は、内燃機関Ｅ（第１の実施の形態参照）からの排ガスを導く単一の排気管２４に接続管５８を介して共通に接続され、弁手段である単一の弁５９が、前記第１導管２８および前記第２導管２９の一端部と、前記排気管２４との接続部である前記接続管５８に設けられる。

前記弁５９は、前記接続管５８に回動可能に支持された弁軸６０に設けられるものであり、この弁軸６０は弁軸駆動手段６１に連結される。

前記弁駆動手段６１は、前記内燃機関Ｅからの排ガスを前記第１導管２８から前記穿孔部４０、前記下流室５６および前記排出管２７を経て外部に排出する短経路状態と、前記内燃機関Ｅからの排ガスを前記第２導管２９から前記上流室５７、前記穿孔部４０、前記下流室５６および前記排出管２７を経て外部に排出する長経路状態とを切り替えるようにして前記弁軸６０を回動駆動するものであり、短経路状態では、図４で示すように、第１導管２８を閉じるとともに第２導管２９を開くように前記弁５９が作動し、また長経路状態では、図５で示すように、第１導管２８を閉じるとともに第２導管２９を開くように前記弁５９が作動する。

この第２の実施の形態によれば、上記第２の実施の形態と同様の効果を奏することができるのに加えて、部品点数を少なくして第１および第２導管２８，２９の開閉を切り替えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

２２，５０・・・排気マフラー
２６，５１・・・ケーシング
２７・・・排出管
２８・・・第１導管
２９・・・第２導管
３０・・・弁手段
３１，６１・・・弁駆動手段
３６，５６・・・下流室
３７，５７・・・上流室
３９・・・連通孔
４０・・・穿孔部
４１・・・壁部である第１の隔壁
４２，５５・・・隔壁
４３・・・第１弁
４４・・・第２弁
４５・・・弁軸
５３・・・壁部である前部端壁
５９・・・弁手段である弁
Ｅ・・・内燃機関

Claims (7)

1. 内燃機関（Ｅ）からの排ガスの流通経路変化で消音特性を可変とした排気マフラーにおいて、相互間に隔壁（４２，５５）を介在させた上流室（３７，５７）および下流室（３６，５６）が内部に形成されるケーシング（２６，５１）と、前記下流室（３６，５６）の排ガスを前記ケーシング（２６，５１）の外部に排出する排出管（２７）と、一端側に内燃機関（Ｅ）からの排ガスが導入され得るようにしつつ前記隔壁（４２，５５）を貫通して他端部が前記上流室（３７，５７）に開口するとともに前記下流室（３６，５６）に連通する複数の連通孔（３９）から成る穿孔部（４０）が設けられる第１導管（２８）と、一端側に内燃機関（Ｅ）からの排ガスが導入され得るようにしつつ前記隔壁（４２，５５）を貫通して他端部が前記上流室（３７，５７）に開口する第２導管（２９）と、前記穿孔部（４０）よりも上流側で前記第１導管（２８）を開閉することを可能とするとともに前記第２導管（２９）を開閉することを可能とした弁手段（３０，５９）と、第１および第２導管（２８，２９）の開閉状態を切り替えて前記ケーシング（２６，５１）内での排ガスの流通経路を変化させるようにして前記弁手段（３０，５９）を駆動する弁駆動手段（３１，６１）とを備え、当該弁駆動手段（３１，６１）が、前記内燃機関（Ｅ）からの排ガスを少なくとも前記第１導管（２８）から前記穿孔部（４０）、前記下流室（３６，５６）および前記排出管（２７）を経て外部に排出する短経路状態と、前記内燃機関（Ｅ）からの排ガスを前記第２導管（２９）から前記上流室（３７，５７）、前記穿孔部（４０）、前記下流室（３６，５６）および前記排出管（２７）を経て外部に排出する長経路状態とを切り替えるようにして前記弁手段（３０，５９）を駆動することを特徴とする排気マフラー。
2. 前記弁駆動手段（３１，６１）は、その短経路状態で第２導管（２９）を閉じるとともに第１導管（２８）を開くように前記弁手段（３０，５９）を駆動することを特徴とする請求項１に記載の排気マフラー。
3. 前記弁手段（３０）は、前記穿孔部（４０）よりも上流側で前記第１導管（２８）に配設される第１弁（４３）と、前記第２導管（２９）に配設される第２弁（４４）とを有し、第１および第２弁（４３，４４）が、それらの弁（４３，４４）の一方の開弁作動に応じて他方が閉弁作動するようにして連動、連結されることを特徴とする請求項１または２に記載の排気マフラー。
4. 第１および第２導管（２８，２９）が相互に隣接して平行に配置され、第１および第２導管（２８，２９）に回動可能に軸支される弁軸（４５）に、第１および第２弁（４３，４４）が設けられることを特徴とする請求項３に記載の排気マフラー。
5. 第１および第２導管（２８，２９）の一端部が、前記内燃機関（Ｅ）からの排ガスを導く単一の排気管（２４）に共通に接続され、前記弁手段である単一の弁（５９）が、前記第１導管（２８）および前記第２導管（２９）の一端部と、前記排気管（２４）との接続部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の排気マフラー。
6. 前記隔壁（４２，５５）との間に前記下流室（３６，５６）を形成する壁部（４１，５３）が前記ケーシング（２６，５１）に設けられ、前記穿孔部（４０）が、前記隔壁（４２，５５）よりも前記壁部（４１，５３）に近い位置で前記第１導管（２８）に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気マフラー。
7. 前記長経路状態で、前記排ガスが前記ケーシング（２６，５１）内で２回以上折り返すように、前記穿孔部（４０）および前記排出管（２７）の相対位置が設定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気マフラー。

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