JP2019044639A - 排気装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた消音機能を発揮する排気装置を提供する。【解決手段】排気装置１０は、内部がセパレータ１１により複数室に仕切られるマフラ１２と、エンジンの排気管６とマフラ１２とを繋ぐ入口パイプ１３と、マフラ１２内部の排気ガスを外気へ放出する経路となる出口パイプ１４とを有する。マフラ１２は、入口パイプ１３の下流端が開口する膨張室１５と、長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なる複数のレゾネータパイプ１７，１８を介して、膨張室１５のみと連通するレゾネータ室１６とで構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、典型的には自動二輪車に搭載されるエンジンに接続される排気装置に関するものである。
従来、例えば特許文献１に開示される排気装置では、エンジンの排気ポートに接続される排気管と、排気管の下流側に接続されるマフラとを備え、マフラの内部がセパレータにより複数室に仕切られ、マフラの内部に複数のレゾネータが設けられる。
特開２０１０−２５５５１４号公報
上述のような従来例では複数のレゾネータを持つが、消音機能は限定されたものであった。
本発明はかかる実情に鑑み、優れた消音機能を発揮する排気装置を提供することを目的とする。
本発明の排気装置は、内部がセパレータにより複数室に仕切られるマフラと、エンジンの排気管と前記マフラとを繋ぐ入口パイプと、前記マフラ内部の排気ガスを外気へ放出する経路となる出口パイプとを有する排気装置において、前記マフラは、前記入口パイプの下流端が開口する膨張室と、長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なる複数のレゾネータパイプを介して、前記膨張室のみと連通するレゾネータ室とで構成されることを特徴とする。
本発明によれば、レゾネータ室に繋がった複数のレゾネータパイプが、複数の周波数に対応した消音機能を発揮する。
本発明の適用例としての自動二輪車のエンジンに装備される排気装置まわりを示す右側面図である。 本発明の第１の実施例における排気装置の内部構造例を模式的に示す長手方向に沿う断面図である。 本発明の第２の実施例における排気装置の内部構造例を模式的に示す長手方向に沿う断面図である。
以下、図面に基づき、本発明による排気装置における好適な実施の形態を説明する。なお、本発明の適用例として自動二輪車のエンジンに装備される排気装置の例とする。
本発明の一実施の形態に係る排気装置は、内部がセパレータにより複数室に仕切られるマフラと、エンジンの排気管と前記マフラとを繋ぐ入口パイプと、前記マフラ内部の排気ガスを外気へ放出する経路となる出口パイプとを有する排気装置において、前記マフラは、前記入口パイプの下流端が開口する膨張室と、長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なる複数のレゾネータパイプを介して、前記膨張室のみと連通するレゾネータ室とで構成される。
本発明の排気装置において、複数のレゾネータパイプの長さ及び太さの何れか又は両方を異ならせることで、消音効果が得られる排気音の周波数範囲を広げることができ、排気装置の消音機能を向上することができる。
図１を含め、以下の説明で用いる図において必要に応じて、自動二輪車に乗車したライダーが車両前方を見る方向を前方とし、その逆方向を後方とする。また、ライダーの右側を右方、左側を左方とし、これらの方向をそれぞれ必要に応じて適宜、矢印により示す。図１は、本発明の適用例としての自動二輪車に搭載されるエンジン１に装備される排気装置１０まわりを示す右側面図である。
本実施例における排気装置１０を備える自動二輪車は、鋼、アルミニウム合金等でなる車体フレームにより車体骨格を形成し、図１においてエンジン１がその車体フレームにより車体の略中央部で支持されるものとする。エンジン１として例えば４サイクル単気筒（２気筒以上でもよい）エンジンとし、水冷式あるいは空冷式エンジンであってよい。このエンジン１の基本構成において、左右方向に水平配置されるクランクシャフトを回転自在に支持・収容するクランクケース２と、クランクケース２の上部に結合し、その軸線が適度に前傾して略上下方向に設定されたシリンダブロック３とを有する。更に、シリンダブロック３の上部に結合するシリンダヘッド４とシリンダヘッド４に蓋着するシリンダヘッドカバー５とを含んでエンジン１が構成される。
エンジン１の吸気系において、図示しないエアクリーナで清浄化された空気が吸気通路を介してエンジン１に供給される。この場合、シリンダヘッド４の後部に設けた吸気ポート（図示せず）に対して、吸気通路の途中に配設されたスロットルボディから、空気と燃料でなる所定混合比の混合気が供給される。また、排気系においてエンジン１のシリンダブロック３内で爆発、燃焼した燃焼ガスは、エンジン１から排出される。即ち、エンジン１内で生成された燃焼ガスは排気ガスとして、エンジン１の排気ポート（図示せず）に接続された排気管６を通り、排気管６に接続された排気装置１０から外気へ放出される。
次に図２は、排気装置１０の内部構造例を模式的に示す長手方向に沿う断面図である。排気装置１０は、内部がセパレータ１１により後述の複数室に仕切られるマフラ１２と、エンジン１の排気管６とマフラ１２とを繋ぐ入口パイプ１３と、マフラ１２内部の排気ガスを外気へ放出する経路となる出口パイプ１４とを有する。
本実施例においてマフラ１２はセパレータ１１により膨張室１５及びレゾネータ室１６に仕切られる。
マフラ１２は、入口パイプ１３の下流端が開口する膨張室１５と、長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なる複数のレゾネータパイプ１７，１８を介して、膨張室１５のみと連通するレゾネータ室１６とで構成される。
上記の場合、図２の図示例のようにレゾネータパイプ１７の長さがレゾネータパイプ１８の長さよりも長く、また、レゾネータパイプ１７の太さがレゾネータパイプ１８の太さよりも細く設定される。この例のようにレゾネータパイプ１７，１８の長さ及び太さの両方が異なる場合に限らず、それらの長さのみが異なる場合、太さのみが異なる場合も含まれる。また、レゾネータパイプ１７，１８の長さ及び太さの異ならせ方として、いずれが長く、あるいはいずれが太く設定されてもよい。
本発明の排気装置１０において図２を参照して、エンジン１内で生成された燃焼ガスは排気ガスとして矢印Ｇ1のように排気管６から、入口パイプ１３を介して膨張室１５に流入する（矢印Ｇ2）。膨張室１５に流入した排気ガスは矢印Ｇ3のように出口パイプ１４を通って排気装置１０から外気へ放出される（矢印Ｇ4）。
レゾネータ室１６は閉鎖空間であり、これに接続されたレゾネータパイプ１７，１８では、膨張室１５内の排気ガスの圧力変動によりそれぞれ矢印ｇ1及び矢印ｇ2のように排気ガスの圧力が脈動する。レゾネータパイプ１７，１８を介して膨張室１５のみと連通する単一のレゾネータ室１６を持つことで、簡素な構成でありながら排気音に対する高い消音効果が得られる。この場合、複数のレゾネータパイプ１７，１８の長さ及び太さの何れか又は両方を異ならせることで、消音効果が得られる排気音の周波数範囲を広げることができ、排気装置１０の消音機能を向上する。仮に単一のレゾネータパイプの場合には、限定された特定周波数の排気音に対する消音効果が得られるに過ぎない。
本発明の第１の実施例において２つのレゾネータパイプ１７，１８を持つ例を説明したが、レゾネータパイプを３つ以上持つことも可能である。その場合、それらレゾネータの長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なるようにする。
次に、本発明による排気装置の第２の実施例を説明する。図３は、第２の実施例における排気装置１０の内部構造例を模式的に示す長手方向に沿う断面図である。なお、第１の実施例と同一又は対応する部材には同一符合を用いて説明する。第２の実施例において、排気装置１０は、内部がセパレータ１９，２０により後述の複数室に仕切られるマフラ１２と、エンジン１の排気管６とマフラ１２とを繋ぐ入口パイプ１３と、マフラ１２内部の排気ガスを外気へ放出する経路となる出口パイプ１４とを有する。
また、マフラ１２は、入口パイプ１３の下流端が開口する膨張室１５と、長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なる複数のレゾネータパイプ１７，１８を介して、膨張室１５のみと連通するレゾネータ室１６とを有する。
本発明の第２の実施例において特に、膨張室１５にはセパレータ１９を挟んで出口膨張室２１が隣接配置される。また、出口膨張室２１にはセパレータ２０を挟んでレゾネータ室１６が隣接配置される。
更に、出口膨張室２１には出口パイプ１４が連通し、膨張室１５と出口膨張室２１は連通パイプ２２を介して連通する。
本発明の第２の実施例の排気装置１０において図３を参照して、エンジン１内で生成された燃焼ガスは排気ガスとして矢印Ｇ1のように排気管６から、入口パイプ１３を介して膨張室１５に流入する（矢印Ｇ2）。膨張室１５に流入した排気ガスは矢印Ｇ3のように連通パイプ２２を通って出口膨張室２１に流入し（矢印Ｇ4）、更に出口膨張室２１に流入した排気ガスは矢印Ｇ5のように出口パイプ１４を通って排気装置１０から外気へ放出される（矢印Ｇ6）。
また、このとき閉鎖空間であるレゾネータ室１６に接続されたレゾネータパイプ１７，１８では、膨張室１５内の排気ガスの圧力変動によりそれぞれ矢印ｇ1及び矢印ｇ2のように排気ガスの圧力が脈動する。
第２の実施例の排気装置１０においてレゾネータパイプ１７，１８を介して膨張室１５と連通するレゾネータ室１６を持つことで、排気音に対する消音効果が得られる。この場合にも、複数のレゾネータパイプ１７，１８の長さ及び太さの何れか又は両方を異ならせることで、消音効果が得られる排気音の周波数範囲を広げることができ、排気装置１０の消音機能を向上する。
また、膨張室１５に流入した排気ガスは、連通パイプ２２を介して出口膨張室２１に流入し、出口膨張室２１から出口パイプ１４を通って排気装置１０から外気へ放出される。つまり排気ガスは実質的に、入口パイプ１３から２つの膨張室１５及び出口膨張室２１のみを経由するだけであるため、例えば従来知られているマフラ内が３つの室に仕切られる３室反転構造等の場合等と比べて、マフラ１２内の排気ガスの圧力を有効に下げることで結果的にエンジン出力向上を図ることができる。
また、膨張室１５とレゾネータ室１６の間に出口膨張室２１が配置され、出口膨張室２１を跨ぐかたちで複数のレゾネータパイプ１７，１８が設けられる。そして、これらのレゾネータパイプ１７，１８の長さを確保し易く、対応可能な排気音の周波数範囲を広げることに有効に寄与する。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態における複数のレゾネータパイプ１７，１８の個数、あるいはそれらの長さ及び太さ等は必要に応じて適宜設定可能である。
また、本発明は自動二輪車に搭載されるエンジンに限らず、その他の車両等に搭載されるエンジンに対する排気装置として上記と同様に機能する。
１０ 排気装置、１１ セパレータ、１２ マフラ、１３ 入口パイプ、１４ 出口パイプ、１５ 膨張室、１６ レゾネータ室、１７，１８ レゾネータパイプ、１９，２０ セパレータ、２１ 出口膨張室、２２ 連通パイプ。

Claims (2)

  1. 内部がセパレータにより複数室に仕切られるマフラと、
    エンジンの排気管と前記マフラとを繋ぐ入口パイプと、
    前記マフラ内部の排気ガスを外気へ放出する経路となる出口パイプとを有する排気装置において、
    前記マフラは、
    前記入口パイプの下流端が開口する膨張室と、
    長さ及び太さの何れか一方又は両方が異なる複数のレゾネータパイプを介して、前記膨張室のみと連通するレゾネータ室とで構成されることを特徴とする排気装置。
  2. 前記膨張室には前記セパレータを挟んで出口膨張室が隣接配置され、
    前記出口膨張室には前記セパレータを挟んで前記レゾネータ室が隣接配置され、
    前記出口膨張室には前記出口パイプが連通し、
    前記膨張室と前記出口膨張室は連通パイプを介して連通することを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
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