JP2018115653A - エンジンの排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張室の部屋割り及び消音器内の部品配置の自由度を向上しつつ、消音効果を向上すること。
【解決手段】本発明のエンジンの排気装置は、車両用のエンジン（２）に取付けられる排気管（４）と、排気管の下流側に接続される消音器（５）と、を備える。消音器は、内部空間を前後２つの空間に仕切る第１バッフルプレート（５１）と、第１バッフルプレートによって仕切られる２つの空間のうち、いずれか一方の空間を左右２つに仕切る第２バッフルプレート（５２）と、を有する。第１バッフルプレートによって仕切られる他方の空間（Ｓ１）は、第２バッフルプレートによって仕切られる空間（Ｓ２、Ｓ３）より大きい容積を有する。排気管の下流端は、他方の空間内で開放される。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの排気装置に関する。

車両に適用されるエンジンの排気装置として、消音器を備えたものが存在する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、シリンダヘッドの前面から下方に向かって排気管が延びており、排気管の下流側に消音器が接続されている。消音器は、所定の容積を有する箱型に形成され、その内部空間は複数の隔壁（セパレータ）によって区画されている。複数に区画された各空間は、排気ガスを膨張させるための膨張室を構成する。

特開２０１６−１６０９１５号公報

特許文献１では、複数の隔壁によって複数の膨張室が前後方向に並んで形成されている。この場合、各膨張室の前後幅が小さくなり、隔壁同士の間隔が狭められるため、膨張室の部屋割りの自由度が低下してしまう。この結果、排気ガスが膨張室内で十分に膨張しきれずに消音効果が低下するおそれがある。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、膨張室の部屋割り及び消音器内の部品配置の自由度を向上しつつ、消音効果を向上することができるエンジンの排気装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様のエンジンの排気装置は、車両用のエンジンに取付けられる排気管と、前記排気管の下流側に接続される消音器と、を備え、前記消音器は、内部空間を第１の方向で少なくとも２つの空間に仕切る第１の隔壁と、前記第１の隔壁によって仕切られる複数の空間のうち、いずれか一方の空間を前記第１の方向に交差する第２の方向で複数に仕切る第２の隔壁と、を有し、前記第１の隔壁によって仕切られる他方の空間は、前記第２の隔壁によって仕切られる空間より大きい容積を有し、前記排気管の下流端は、前記他方の空間内で開放されることを特徴とする。

本発明によれば、膨張室の部屋割り及び消音器内の部品配置の自由度を向上しつつ、消音効果を向上することができる。

本実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す左側面図である。 本実施の形態に係るエンジン及びその周辺構成を示す左側面図である。 本実施の形態に係る消音器の斜視図である。 第１の変形例に係る消音器の斜視図である。 第２の変形例に係る消音器の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るエンジンの排気装置をスポーツタイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係るエンジンの排気装置を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車、自動四輪車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両左方を矢印Ｌ、車両右方を矢印Ｒでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。

図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す左側面図である。図２は、本実施の形態に係るエンジン及びその周辺構成を示す左側面図である。

図１及び図２に示すように、自動二輪車１は、パワーユニット、電装系等の各部を搭載する車体フレーム１０にエンジン２を懸架して構成される。エンジン２は、例えば、並列２気筒の水冷式エンジンで構成される。エンジン２は、左右に延びるクランクシャフト（不図示）等が収容されるクランクケース２０の上部に、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２２及びシリンダヘッドカバー２３を取り付けて構成される。クランクケース２０の下部には、オイルパン２４が設けられる。

なお、本実施の形態では、クランクケース２０、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２２、シリンダヘッドカバー２３及びオイルパン２４を合わせてエンジンケースと呼ぶことにする。また、図２に示すように、エンジンケースの一部を構成するクランクケース２０は、上下に分割可能に構成され、上側の上ケース２０ａと下側の下ケース２０ｂとを有している。上ケース２０ａと下ケース２０ｂとを合わせることにより、クランクケース２０内に各種軸を収容する空間が形成される。特に側面視において、エンジンケース（オイルパン２４及び下ケース２０ｂ）の後下方の外面形状が、後方に向かうに従って上方に傾斜するプロフィールを有している。

また、下ケース２０ｂの前部には、エンジン２内のオイルをろ過するオイルフィルタ２６が取り付けられている。クランクケース２０の左側には、エンジンカバーとして、マグネト（不図示）を覆うマグネトカバー２８が取り付けられている。

車体フレーム１０は、例えば金属パイプを溶接して形成されるダイヤモンドフレームであり、上記のようにエンジン２を懸架することで、車体全体として剛性が得られるように構成される。車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１０ａから後下方に向かって延在している。車体フレーム１０の前半部分には、エンジン２の前側（シリンダヘッド２２）を支持するブラケット部１０ｂが形成されている。車体フレーム１０の後部には、スイングアーム１８の揺動軸となるピボット部１０ｃが形成されている。

車体フレーム１０の前後方向の略中央部分には、後方に向かって延びるシートレール１０ｄが設けられている。また、ピボット部１０ｃの上方の車体フレーム１０には、後上方に向かって延びるバックステー１０ｅが設けられている。車体フレーム１０の上方には、燃料タンク１１が設けられ、燃料タンク１１の後方には、シートレール１０ｄに沿ってライダーシート１２及びピリオンシート１３が設けられる。ヘッドパイプ１０ａの周辺はフロントカウル１４によって覆われ、エンジン２の前下方はアンダーカウル１５によって覆われる。

ヘッドパイプ１０ａには、ステアリングシャフト（不図示）を介して左右一対のフロントフォーク１６が操舵可能に支持される。フロントフォーク１６の下部には前輪１７が回転可能に支持されており、前輪１７の上方はフロントフェンダ１７ａによって覆われる。

スイングアーム１８は、ピボット部１０ｃに揺動可能に支持され、後方に向かって延びている。スイングアーム１８の後端には後輪１９が回転可能に支持されている。

エンジン２の排気ポートには、過給機３を介して排気管４が取り付けられる。排気管４は、エンジン２の前面側から下方に向かって延びた後、オイルパン２４の右側で後方に屈曲し、オイルパン２４の右側面に沿うようにして後方に延びている。オイルパン２４の後方において、排気管４の下流端（側）には、消音器５（チャンバ又はマフラと呼ばれてもよい）が接続される。なお、本実施の形態における過給機３は、必ずしも設けられなくてよい。

詳細は後述するが、排気管４の下流端には、エンジン２の排気ガスを浄化する触媒６（図３参照）が設けられる。触媒６は、消音器５内に収容されている。触媒６は、例えば、三元触媒で構成され、排気ガス内の汚染物質（一酸化炭素、炭化水素や窒素酸化物等）を無害な物質（二酸化炭素、水、窒素等）に変換する。エンジン２の燃焼によって生じる排気ガスは、排気管４を通じて触媒６で浄化される。そして、排気ガスは、消音器５を通じて排気音が低減された後、外に排出される。

ところで、エンジンの排気装置として自動二輪車に設けられる消音器には、所定方向に長い筒状（例えば円筒状）に形成されるものと、直方体等の箱型に形成されるものとが存在する。このような消音器では、内部空間が複数の隔壁によって区画される場合がある。区画された各空間は、隔壁に設けられる連通穴や連通管によって連通される。エンジンからの排気ガスは、排気管を通じて消音器の各空間内に流入することで膨張し、排気音が減衰される。

排気ガスの消音効果は、消音器の容積や形状に依存するため、その隔壁構造は消音器を設計する上で非常に重要である。例えば、消音器が前後方向に延在する筒形状を有する場合、複数の空間が延在方向（前後方向）に沿って並ぶように内部空間を仕切ることが考えられる。

一方、箱型に形成される消音器の場合、上記のような円筒状の消音器と同じような隔壁構造にすると、各空間の前後幅が詰まってしまい、部屋割りの自由度が低くなってしまうおそれがある。また、隔壁同士の間隔が狭まることで周辺部品のレイアウトや組付け性、溶接性に影響を与えるおそれもある。更には、隔壁に設けられる連通穴や連通管が隣接する別の隔壁に近づくことで、排気ガスが直に隔壁に接触して当該隔壁が振動してしまうことも想定される。

そこで、本件発明者は、箱型に形成される消音器において、膨張室の容積を確保しつつ、消音効果を向上することができるエンジンの排気装置を着想した。具体的に本実施の形態では、排気管４の下流側に接続される消音器５の内部空間をＴ字状のバッフルプレート５０（図３参照）で３つの空間（後述する膨張室Ｓ１−Ｓ３）に仕切る構成とした。より詳細にバッフルプレート５０は、消音器５の内部空間を第１の方向（前後方向）で２つの空間に仕切る第１バッフルプレート５１（第１の隔壁）と、第１バッフルプレート５１によって仕切られる２つの空間のうち、いずれか一方の空間を第１の方向に交差する第２の方向（左右方向）で更に２つに仕切る第２バッフルプレート５２（第２の隔壁）と、を備える（共に図３参照）。

この構成によれば、消音器５の内部空間が前後左右で３つの膨張室Ｓ１−Ｓ３に区画され、単純に一方向（前後方向）で３つの膨張室に仕切る場合に比べて、各膨張室が長手方向（前後方向）に詰まるのを抑制することが可能である。これにより、各膨張室を立方体に近づけた形状にすることができる。

消音器５の消音効果は、膨張室を構成する立体の表面積に依存しており、例えば、比表面積（立体の体積（容積）に対する表面積の比率）が小さい方が消音効果が高いとされている。上記のように、一方向（長手方向）に３つの膨張室を並べて形成した場合、各膨張室は、他の方向の一辺に比べて一方向の一辺が極端に短い矩形断面を有する直方体形状となる。これに対して、本実施の形態では、Ｔ字状のバッフルプレート５０で消音器５の内部空間を３つの膨張室Ｓ１−Ｓ３に仕切ることで、各膨張室を一辺が他の一辺に比べて極端に短くなるような直方体ではなく、より立方体に近づけた形状にすることが可能である。

一般に、立体の表面積は、同じ体積でも球体に近づく程小さくなり、矩形状の表面を有する直方体に比べて立方体の方がその表面積が小さい。よって、各膨張室を比較的立方体に近い形状とすることで、その表面積を小さくすることができ、膨張室の部屋割り及び消音器５内の部品配置の自由度を向上しつつ、消音効果を向上することが可能となった。

また、詳細は後述するが、第１バッフルプレート５１によって仕切られる他方の空間（膨張室Ｓ１）は、第２バッフルプレート５２によって仕切られる空間（膨張室Ｓ２、Ｓ３）より大きい容積を有し、排気管４の下流端は、膨張室Ｓ１内で開放される。これにより、エンジン２からの排気ガスを最も容積の大きい膨張室Ｓ１で最初に開放する（膨張させる）ことができる。よって、排気ガスのエネルギーを膨張室Ｓ１で大幅に減衰することができ、消音効果がより高められている。また、開放端と隔壁（バッフルプレート５０）との距離を確保することができ、排気による隔壁の振動を抑制することが可能である。

次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態に係る消音器について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る消音器の斜視図である。なお、図３における破線矢印は排気流れの方向を示している。

図２に示すように、側面視において消音器５は、オイルパン２４の後方であって、スイングアーム１８の下方に配置されており、排気管４の下流端に接続されている。図３に示すように、排気管４は、箱型に形成される消音器５の左右方向の中心より右側に偏って配置されている。

消音器５は、下方が開口された上半部５ａと、上方が開口された下半部５ｂと、上半部５ａ及び下半部５ｂの前端部分を覆う前壁部５ｃとを溶接することで箱型に形成される。上記した排気管４は、前壁部５ｃを貫通するように取り付けられる。

また、消音器５は、側面視において前半部分が後方に向かうに従って上下幅が大きくなる略三角形状を有し、後半部分が矩形状を有している。消音器５の前半部分は、上流側が排気管４の外径より僅かに大きい上下幅を有し、側面視三角形状の斜辺部分を規定する外面形状（上面の形状）が、後上方に向かって傾斜している。また、消音器５の下半部５ｂの下面は、後方に向かって水平に延びている。消音器５の後半部分は、前半部分に連なるようにして後方に向かって水平に延びている。

消音器５の内部空間は、バッフルプレート５０によって複数の空間に分けられている。具体的にバッフルプレート５０は、消音器５の前半部分と後半部分を仕切る第１バッフルプレート５１と、消音器５の前半部分を左右に仕切る第２バッフルプレート５２とを有している。第１バッフルプレート５１は、消音器５の前半部分と後半部分との境界近傍において、消音器５の前後方向の中央よりやや後方で上下左右（垂直）に延びる隔壁で構成される。第２バッフルプレート５２は、第１バッフルプレート５１の前側の壁面から前方に向かって（垂直）に延びる側面視略三角形状の隔壁で構成される。第２バッフルプレート５２は、正面視において、左右方向やや左側に偏って設けられている。

このように、消音器５の内部空間は、バッフルプレート５０によって３つの膨張室Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に仕切られる。ここで消音器５の後半部分の内部空間を膨張室Ｓ１、前半部分のうち右側の内部空間を膨張室Ｓ２、左側の内部空間を膨張室Ｓ３とする。これらの膨張室Ｓ１−Ｓ３は、膨張室Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順にそれぞれの容積が小さくなるように形成される。

また、正面視において、第１バッフルプレート５１の中央よりやや左上部分には、膨張室Ｓ１、Ｓ２を連通する連通部として連通管５１ａが設けられている。連通管５１ａは、第１バッフルプレート５１を厚み方向に貫通して前後方向に延在する円筒形状を有している。また、側面視において、第２バッフルプレート５２の前方上方の角部には、膨張室Ｓ２、Ｓ３を連通する連通部として連通穴５２ａが形成されている。連通穴５２ａは、第２バッフルプレート５２を厚み方向で貫通するように形成される。また、連通穴５２ａは、側面視において、膨張室Ｓ２内の排気管４と重なる位置に設けられている。

上記したように、排気管４は、前壁部５ｃの右半部を貫通しており、排気管４の後端部分には、第１テーパ配管５３を介して触媒６の上流端が接続される。第１テーパ配管５３は、膨張室Ｓ２内で排気管４の下流端に接続され、下流（後方）に向かうに従って拡径するように形成される。第１テーパ配管５３の後端には触媒６が接続される。

触媒６は、前後方向に延びる円柱状に形成され、排気管４より大きい外径を有する。触媒６は、排気ガス中の所定成分を酸化、還元する円柱状のハニカム部を、円筒状の外筒部で覆って構成される。触媒６は、後方に向かって延在した後、第１バッフルプレート５１を貫通している。これにより、触媒６は、第１バッフルプレート５１に支持される。また、触媒６の下流端は、膨張室Ｓ１内で開放される。

また、消音器５内には、膨張室Ｓ１−Ｓ３を流れた排気ガスを外に排出するテールパイプ５５が設けられている。テールパイプ５５は、円筒パイプを上面視Ｌ字状に屈曲して形成される。具体的にテールパイプ５５は、膨張室Ｓ３から第２バッフルプレート５２を貫通して右方の膨張室Ｓ２に向かって延びた後、膨張室Ｓ２内で後方に屈曲して第１バッフルプレート５１を貫通する。そして、テールパイプ５５は、膨張室Ｓ１内で更に後方に延び、膨張室Ｓ１を構成する右後方の上半部５ａ及び下半部５ｂの割面部分を貫通して消音器５の外に開放される。

テールパイプ５５の上流端は、連通穴５２ａより後側に位置している。また、第１バッフルプレート５１に対するテールパイプ５５の貫通箇所は、連通管５１ａより右側に位置している。また、連通管５１ａは、後面視において、テールパイプ５５と重なる位置に設けられている。

エンジン２の燃焼によって生じる排気ガスは、排気ポートから排気管４を通じて消音器５内に導入される。消音器５内において排気ガスは、触媒６で浄化された後、膨張室Ｓ１−Ｓ３を通じて後端のテールパイプ５５から外に排出される。具体的に触媒６を通過した後の排気ガスは、膨張室Ｓ１内で拡散された後、連通管５１ａを通じて膨張室Ｓ２に導入され、連通穴５２ａを通じて膨張室Ｓ３に導入される。そして、排気ガスは、膨張室Ｓ３からテールパイプ５５を通じて外に排出される。

排気ガスは、膨張室Ｓ１−Ｓ３を流れる間に徐々に消音される。特に膨張室Ｓ１−Ｓ３は、排気ガスが流れる順番に対応して徐々に容積が小さくなるように形成されているため、排気ガスの消音効果が段階的に調整されている。

本実施の形態では、消音器５の内部空間をＴ字状のバッフルプレート５０で３つの膨張室Ｓ１−Ｓ３を形成し、第１バッフルプレート５１及び第２バッフルプレート５２にそれぞれ連通部として連通管５１ａ及び連通穴５２ａを形成している。よって、所定の膨張室から上記連通部を通じて他の膨張室に排気ガスが流入する際に、排気ガスが直接バッフルプレート５０（第１バッフルプレート５１又は第２バッフルプレート５２）に衝突することがない。すなわち、連通部は、バッフルプレート５０に対向していない。このため、バッフルプレート５０の振動を抑制することが可能である。

また、後面視において（連通管５１ａの連通方向から見て）連通管５１ａとテールパイプ５５が重なっていることにより、膨張室Ｓ１から連通管５１ａを通じて排気ガスが膨張室Ｓ２内に流入する際に、排気ガスはテールパイプ５５の外面に衝突する。テールパイプ５５の外面は曲面であるため、振動し難くなっている。よって、排気ガスを当該曲面に積極的に衝突させることで、より消音効果が高められている。

また、上記したように、触媒６は、排気管４の下流側に接続され、消音器５内で第２バッフルプレート５２と平行な方向に延在するように配置されている。これにより、触媒６を消音器５内に配置しつつも、各膨張室Ｓ１−Ｓ３の容量を確保することができる。また、触媒６を消音器５内の右側に偏って配置している。よって、消音器５の構成部品の中で比較的大きい触媒６を、膨張室Ｓ１、Ｓ２を活用して配置することができる。また、消音器５内の排気流路を形成する配管のレイアウト自由度を高めることが可能である。

また、触媒６が第１バッフルプレート５１を貫通するように取り付けられ、触媒６が第１バッフルプレート５１に支持される構成としたことで、触媒６を支持するための構成が不要となり、消音器５の重量増加を抑制することが可能である。

また、上記したように、膨張室Ｓ１を消音器５の後側に設けたことで、比較的スペースを確保し易い消音器５の後半部分を最も容積の大きい膨張室Ｓ１とすることが可能である。そして、触媒６の下流端を膨張室Ｓ１内で開放させたことにより、触媒６を通過した後の排気ガスを膨張室Ｓ１内で拡散させることができる。よって、効果的に排気エネルギーを減衰させることが可能である。

次に、図４及び図５を参照して、変形例に係るエンジンの排気装置について説明する。図４は、第１の変形例に係る消音器の斜視図であり、図５は、第２の変形例に係る消音器の斜視図である。図４及び図５では、消音器内の部屋割り及び配管等の配置が本実施と異なる。よって、消音器の外面形状は図３に示す構成と同じあり、同一名称の構成は同一の符号で示している。また、共通する構成について説明は適宜省略する。

図４に示す第１の変形例では、消音器７の内部空間が、バッフルプレート７０によって複数の膨張室に分けられている。具体的にバッフルプレート７０は、消音器７の前半部分と後半部分を仕切る第１バッフルプレート７１と、消音器７の後半部分を左右に仕切る第２バッフルプレート７２とを有し、上面視Ｔ字状に形成されている。第１バッフルプレート７１は、消音器７の前半部分と後半部分との境界近傍、すなわち、消音器７の前後方向の略中央部分で上下左右（垂直）に延びる隔壁で構成される。第２バッフルプレート７２は、第１バッフルプレート７１と同じ上下幅で、第１バッフルプレート７１の左右方向の略中央部分から後方に向かって（垂直）に延びる隔壁で構成される。第２バッフルプレート７２は、やや右側に偏って配置されている。

このように、消音器７の内部空間は、バッフルプレート７０によって３つの膨張室Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に仕切られる。ここで消音器７の前半部分の内部空間を膨張室Ｓ１、後半部分のうち左側の内部空間を膨張室Ｓ２、右側の内部空間を膨張室Ｓ３とする。これらの膨張室Ｓ１−Ｓ３は、膨張室Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順にそれぞれの容積が小さくなるように形成される。

また、正面視において、第１バッフルプレート７１の左下角部には、膨張室Ｓ１、Ｓ２を連通する連通管７１ａが設けられている。連通管７１ａは、第１バッフルプレート７１を厚み方向に貫通して前後方向に延在する円筒形状を有している。また、側面視において、第２バッフルプレート７２の前方上方の角部には、膨張室Ｓ２、Ｓ３を連通する連通穴７２ａが形成されている。連通穴７２ａは、第２バッフルプレート７２を厚み方向で貫通するように形成される。

上記したように、排気管４は、前壁部５ｃの右半部を貫通しており、排気管４の後端部分には、第１テーパ配管７３を介して触媒６の上流端が接続される。触媒６の下流端には、消音器７内の排気通路を構成するバッフルパイプ７４が接続される。

第１テーパ配管７３は、排気管４の下流端に接続され、第１テーパ配管７３の後端には触媒６が接続される。触媒６は、前後方向に延びる円柱状に形成され、排気管４より大きい外径を有する。触媒６は、側面視において、消音器７の上流側（前側）の膨張室Ｓ１内に配置される。この場合、触媒６をなるべく排気の上流側に配置することができるため、排気ガス温度が比較的高い状態で触媒６に排気ガスを導入することができる。この結果、触媒６の温度が高められて排気ガスの浄化が促進され、浄化性能が向上する。

バッフルパイプ７４は、触媒６の下流端に接続される第２テーパ配管７４ａと、第２テーパ配管７４ａの下流端に接続されるＵ字パイプ７４ｂとを含んで構成される。第２テーパ配管７４ａは、下流（後方）に向かうに従って縮径するように形成される。第２テーパ配管７４ａの上流端は、第１バッフルプレート７１を貫通するようにして第１バッフルプレート７１に取り付けられる。すなわち、触媒６の下流端は、第１バッフルプレート７１によって支持される。また、第２テーパ配管７４ａの下流側は、膨張室Ｓ３内に入り込んでいる。

Ｕ字パイプ７４ｂは、第２テーパ配管７４ａの下流端と同一径のまま膨張室３内を後方に向かって延びており、第２バッフルプレート７２を右から左に向かって貫通するように屈曲される。Ｕ字パイプ７４ｂは、正面視で左肩上がりに傾斜しており、右上方から見てＵ字状に屈曲している。また、Ｕ字パイプ７４ｂの屈曲部分が、Ｕ字パイプ７４ｂと第２バッフルプレート７２とが交差する部分に位置している。

Ｕ字パイプ７４ｂは、第２バッフルプレート７２を貫通した後、膨張室Ｓ２内で前方に向かって延び、更に第１バッフルプレート７１の左上角部を貫通して膨張室Ｓ１内に入り込む。そして、Ｕ字パイプ７４ｂの下流端は、膨張室Ｓ１内で上半部５ａ（図２参照）の外面に沿って斜め下方に屈曲し、膨張室Ｓ１内で開放される。また、膨張室Ｓ３を構成する上半部５ａ及び下半部５ｂの割面部分には、後方に向かって延びるテールパイプ７５が設けられている。テールパイプ７５の先端は、消音器７の右後部から膨張室Ｓ３内に貫通している。

図５に示す第２の変形例では、消音器８の内部空間が、バッフルプレート８０によって複数の膨張室に分けられている。具体的にバッフルプレート８０は、消音器８の前半部分と後半部分を仕切る第１バッフルプレート８１と、消音器８の後半部分を上下に仕切る第２バッフルプレート８２とを有し、側面視Ｔ字状に形成されている。第１バッフルプレート８１は、消音器８の前半部分と後半部分との境界近傍、すなわち、消音器８の前後方向の略中央部分で上下左右（垂直）に延びる隔壁で構成される。第２バッフルプレート８２は、第１バッフルプレート８１と同じ左右幅で、第１バッフルプレート８１の上下方向の略中央より上方（上半部５ａ及び下半部５ｂの割面より上方）から後方に向かって（水平）に延びる隔壁で構成される。

このように、消音器８の内部空間は、バッフルプレート８０によって３つの膨張室Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に仕切られる。ここで消音器８の前半部分の内部空間を膨張室Ｓ１、後半部分のうち下側の内部空間を膨張室Ｓ２、上側の内部空間を膨張室Ｓ３とする。これらの膨張室Ｓ１−Ｓ３は、膨張室Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順にそれぞれの容積が小さくなるように形成される。

また、正面視において、第１バッフルプレート８１の中央やや左側には、膨張室Ｓ１、Ｓ２を連通する連通管８１ａが設けられている。連通管８１ａは、第１バッフルプレート８１を厚み方向に貫通して前後方向に延在する筒形状を有している。また、連通管８１ａは、断面視において左右に長い長円形状を有している。上面視において、第２バッフルプレート８２の左後方の角部には、膨張室Ｓ２、Ｓ３を連通する連通管８２ａが形成されている。連通管８２ａは、第２バッフルプレート８２を厚み方向で貫通するように形成される。

上記したように、排気管４は、前壁部５ｃの右半部を貫通しており、排気管４の後端部分には、第１テーパ配管８３を介して触媒６の上流端が接続される。触媒６の下流端には、消音器８内の排気通路を構成するバッフルパイプ８４が接続される。第１テーパ配管８３は、排気管４の下流端に接続され、第１テーパ配管８３の後端には触媒６が接続される。触媒６は、前後方向に延びる円柱状に形成され、排気管４より大きい外径を有する。

バッフルパイプ８４は、触媒６の下流端に接続される第２テーパ配管８４ａと、第２テーパ配管８４ａの下流端に接続されるＵ字パイプ８４ｂとを含んで構成され、上面視Ｕ字状に形成される。第２テーパ配管８４ａは、下流（後方）に向かうに従って縮径するように形成される。第２テーパ配管８４ａの上流端は、第１バッフルプレート８１を貫通するようにして第１バッフルプレート８１に取り付けられる。すなわち、触媒６の下流端は、第１バッフルプレート８１によって支持される。また、第２テーパ配管８４ａの下流側は、膨張室Ｓ２内に入り込んでいる。

Ｕ字パイプ８４ｂは、第２テーパ配管８４ａの下流端と同一径のまま膨張室２内を後方に向かって延びており、膨張室２の後側で左側前方に向かって屈曲される。そして、Ｕ字パイプ８４ｂは、前方に向かって延び、第１バッフルプレート８１を貫通して先端が膨張室Ｓ１内で開放される。

また、消音器５内には、膨張室Ｓ１−Ｓ３を流れた排気ガスを外に排出するテールパイプ８５が設けられている。テールパイプ８５は、円筒パイプを後面視Ｌ字状に屈曲して形成される。具体的にテールパイプ８５は、膨張室Ｓ３から第２バッフルプレート５２を貫通して下方の膨張室Ｓ２に向かって延びた後、膨張室Ｓ２内で右後方に屈曲している。そして、テールパイプ８５は、膨張室Ｓ２を構成する右後方の上半部５ａ及び下半部５ｂの割面部分を貫通して消音器５の外に開放される。

図４及び図５に示す変形例においても、エンジン２の燃焼によって生じる排気ガスは、排気ポートから排気管４を通じて消音器７、８内に導入される。消音器７、８内において排気ガスは、触媒６で浄化された後、バッフルパイプ７４、８４や膨張室Ｓ１−Ｓ３を通じて後端のテールパイプ７５、８５から外に排出される。このように、第１及び第２の変形例においても、Ｔ字状のバッフルプレート７０、８０で消音器７、８の内部空間を膨張室Ｓ１−Ｓ３に仕切ることができる。特に第１及び第２の変形例では、触媒６の下流端にＵ字状のバッフルパイプ７４、８４が接続され、バッフルパイプ７４、８４の下流端が膨張室Ｓ１内に開放される。よって、最も容積の大きい膨張室Ｓ１を消音器７、８の前側に配置した場合であっても、触媒通過後の排気ガスを最初に膨張室Ｓ１で拡散することができ、消音効果を高めることが可能である。

なお、上記実施の形態では、並列２気筒のエンジン２を例にして説明したが、この構成に限定されない。例えば、エンジン２は、単気筒や３気筒以上のエンジンで構成されてもよく、各気筒の配置も並列に限らず適宜変更が可能である。

また、上記実施の形態では、車体フレーム１０をダイヤモンドフレームで構成したが、この構成に限定されない。車体フレーム１０は、例えばツインスパータイプのフレームであってもよい。

また、上記実施の形態では、第１バッフルプレート５１、７１、８１で消音器５、７、８の内部空間を前後２つに仕切り、第２バッフルプレート５２、７２、８２で消音器５、７、８の内部空間を左右又は上下２つに仕切る構成としたが、この構成に限定されない。内部空間を３つ以上に仕切ってもよい。また、仕切る方向は前後左右上下に限定されず、適宜変更が可能である。

また、上記実施の形態では、第１バッフルプレートと第２バッフルプレートとが垂直を成すように形成される構成としたが、この構成に限定されない。第１バッフルプレートと第２バッフルプレートとが成す角は適宜変更が可能であり、互いが所定の角を成すように形成されればよい。

また、上記実施の形態では、膨張室Ｓ１−Ｓ３の容積が上流側から徐々に小さくなる場合について説明したが、これに限定されない。排気ガスが最初に拡散される膨張室Ｓ１の容積が最も大きければよく、膨張室Ｓ２、Ｓ３の容積の大きさは、どちらが大きくても小さくてもよい。

また、上記実施の形態では、バッフルプレートを連通する連通部として連通穴又は連通パイプを例にして説明したが、これに限定されない。連通穴を連通パイプにしてもよいし、連通パイプを連通穴に置き換えてもよい。

また、上記実施の形態では、第１バッフルプレート及び第２バッフルプレートの双方に連通部が形成される構成としたが、この構成に限定されない。第１バッフルプレート及び第２バッフルプレートのいずれか一方にのみ連通部が形成されてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、膨張室の部屋割り及び消音器内の部品配置の自由度を向上しつつ、消音効果を向上することができるという効果を有し、特に、自動二輪車に適用可能なエンジンの排気装置に有用である。

１ 自動二輪車
２ エンジン
４ 排気管
５、７、８ 消音器
５０、７０、８０ バッフルプレート
５１、７１、８１ 第１バッフルプレート（第１の隔壁）
５１ａ、７１ａ、８１ａ、８２ａ 連通管（連通部）
５２、７２、８２ 第２バッフルプレート（第２の隔壁）
５２ａ、７２ａ 連通穴（連通部）
５５、７５、８５ テールパイプ
６ 触媒
７４、８４ バッフルパイプ
Ｓ１ 膨張室（他方の空間）
Ｓ２、Ｓ３ 膨張室（一方の空間）

Claims (9)

1. 車両用のエンジンに取付けられる排気管と、
   前記排気管の下流側に接続される消音器と、を備え、
   前記消音器は、
   内部空間を第１の方向で少なくとも２つの空間に仕切る第１の隔壁と、
   前記第１の隔壁によって仕切られる複数の空間のうち、いずれか一方の空間を前記第１の方向に交差する第２の方向で複数に仕切る第２の隔壁と、を有し、
   前記第１の隔壁によって仕切られる他方の空間は、前記第２の隔壁によって仕切られる空間より大きい容積を有し、
   前記排気管の下流端は、前記他方の空間内で開放されることを特徴とするエンジンの排気装置。
2. 前記第１の隔壁は、前記内部空間を前後で仕切り、
   前記第２の隔壁は、前記一方の空間を左右又は上下に仕切ることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気装置。
3. 前記第１の隔壁及び／又は前記第２の隔壁には、複数の空間同士を連通する連通部が形成され、
   前記エンジンからの排気ガスが各空間に流れる順番に応じて当該空間の容積が小さくなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの排気装置。
4. 前記消音器は、前記排気ガスを外に排出するテールパイプを更に有し、
   前記テールパイプは、前記連通部の連通方向から見て前記連通部に重なるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気装置。
5. 前記エンジンからの排気ガスを浄化する触媒を更に備え、
   前記触媒は、前記排気管の下流側に接続され、前記第２の隔壁と平行な方向に延在するように配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンジンの排気装置。
6. 前記触媒は、下流側が前記第１の隔壁を貫通するように取り付けられ、当該第１の隔壁に支持されることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの排気装置。
7. 前記他の空間が前記消音器の後側に設けられ、
   前記触媒の下流端が前記他の空間内で開放されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のエンジンの排気装置。
8. 前記第２の隔壁は、前記一方の空間を左右に仕切り、
   前記触媒は、左右方向一方側に偏って配置されることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載のエンジンの排気装置。
9. 前記触媒の下流側に接続されるバッフルパイプを更に備え、
   前記バッフルパイプは、Ｕ字パイプで形成され、下流端が前記他方の空間内で開放されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のエンジンの排気装置。

Images