JP3920645B2

JP3920645B2 - Engine muffler

Info

Publication number: JP3920645B2
Application number: JP2002007244A
Authority: JP
Inventors: 吉晴松田; 久豊有馬
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: JP2003206738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、自動二輪車などに使用するのに好適な、エンジン用マフラ（サイレンサ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９に、従来のマフラ（図９（ａ））とそれを備えた自動二輪車の側面図（同（ｂ））および背面図（同（ｃ））を示す。図９（ａ）のマフラ１’は、円筒状のマフラボディ７０の内部に、穴つき板（パンチングメタル）７１や仕切板（バッフルプレート）７２・７３、バッフルパイプ７４・７５・７６等を取り付けることにより複数の膨張室を構成したものである。マフラボディ７０は、内外二重の円筒７０ａ・７０ｂ（内側の７０ｂはパンチングメタル製）にて形成し、それらの間に吸音材（グラスウール）７０ｃを充填している。一方の端部にある排気導入口７７から他方の端部にある排気排出口７８にかけて排気が流れる間に、排気音は、各膨張室での排気の膨張とともに、また各室間の仕切板で生じる反射波が進行波と干渉することにより、さらには吸音材に吸収されて、次第に音圧を下げていく。
【０００３】
消音効果（排気音の低減機能）にすぐれてエンジン性能（出力）の面でも好ましいマフラを構成しようとする場合、図示の例のようにマフラボディ７０の外径を大きくすることが多い。外径を大きくすれば、各膨張室の容積を大きくとれるほか、図のように複数のバッフルパイプ７４・７５・７６を一つの仕切板７３上に取り付けることができ、もって消音効果の高い反射波を前後の膨張室で積極的に作り出せるからである。また、各パイプ７４・７５・７６の径を拡大でき、そのために排気への抵抗を小さくしてエンジン性能を低下させにくくすることができるからでもある。
【０００４】
なお、一般にマフラには、消音効果とともに、排気抵抗を小さくしてエンジンの性能をできるだけ発揮させるという特性、さらには、コンパクトで配置の容易であること等が求められる。これらの特性をともに向上させることは困難であるため、従来のマフラは、エンジンの用途やそのマフラの設置箇所等に合わせて、各特性をそれぞれ適切な水準に設定しているのが通常である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図９（ａ）のように直径の大きなマフラ１’は、消音効果やエンジン性能との関係では申し分ないが、相当の容積を有するために配置寸法や占有スペースに関する課題を生じがちである。また、図９（ｂ）のように自動二輪車Ｘに使用する場合などには外観上の課題も付随することが多い。つまり、マフラ１’が大径であると、それを含む車体幅が図９（ｃ）のように大きくなりがちで、車体をコンパクトにし重量部分を重心位置付近に集めるという理想的な車体設計が難しくなる。また、自動二輪車Ｘにおけるマフラ１’には、それに至るエキゾーストパイプ６２やジョイントパイプ６４等の排気管とともに自動二輪車Ｘの外観を印象づける役割もあるが、マフラ１’の径が太いことによって外観上の軽快感が失われる場合もある。
【０００６】
また、図９（ａ）のようなマフラでは、エンジンの用途等に合わせて設定した上記複数の特性を、エンジンの運転状態に応じて適宜に変更することは困難である。たとえば高出力（高負荷）の運転をする場合には、低出力で運転する場合と違ってエンジン性能に関する特性が重要になるのが一般的だが、高出力の際に消音器の特性をエンジン性能の向上に重点をおくように変更することなどは、図９（ａ）のマフラでは難しい。
【０００７】
請求項に係る発明は、コンパクトであって外観上の利点をもたらすほか、消音効果やエンジン性能の面でもすぐれていて、しかもエンジンの運転状態に応じてエンジン性能に関する特性を適宜に変更することが可能なエンジン用マフラを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載したエンジン用マフラは、
a) 一方の端部に排気の導入口および排出口を有していて他方の端部に壁面部分を有する筒状の第１マフラボディと、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室を有する筒状の第２マフラボディとを、一連に（つまり、並列にではなく前者から後者へと順次に排気が流れるように）接続するとともに、第一マフラボディにおける上記の導入口と排出口とを略同心状に重ねて配置し、
b) 第１マフラボディにおける上記壁面部分を有する側の端部に、開度可変のバルブ（すなわち、直接にもしくは遠隔の操作により、手動でまたは自動的に開度が変更し得るバルブ）とともに開口を設けた−ことを特徴とする。
【０００９】
このエンジン用マフラは、自動二輪車やＡＴＶ（四輪バギー車）等の車両のほか、船舶、発電機、各種の作業機・汎用機等のエンジンに接続されて、つぎのような作用を発揮する。
【００１０】
・排気抵抗を小さくしてエンジンの性能（出力）を高く発揮させる特性を、エンジンの運転状態に応じて適宜に変更することができる。上記b)のとおり、第１マフラボディにおける上記一方の端部に開度可変のバルブと開口とを設けたからである。つまり、そのバルブを閉じれば、排気の全量を第１および第２マフラボディの内部に通すことにより、排気の圧力（背圧）を高くして低回転時のトルクを高くし（同時に消音効果も向上させ）、そのバルブを開けば、排気の一部（または全量）を第１マフラボディのみを経由させて上記開口からスムーズに外部に排出できる。したがってたとえば、低出力での運転時にはバルブを閉じてエンジン性能をいわゆる低回転型にする一方、高出力の運転時にはバルブを開いてエンジン性能を高回転向きにすることが可能である。
【００１１】
・消音効果にすぐれていて、排気音中の低周波成分と中・高周波成分とを効果的に除去することができる。低周波成分を除去しやすいのは、上記a)のとおり第１マフラボディが、一方の端部に排気の導入口と排出口とを有していて他方の端部に壁面部分を有するからである。つまり、導入口から第１マフラボディに入った排気の排気音がその壁面部分で反射する結果、進行波と反射波とが第１マフラボディ内で効果的に干渉し合うのである。中・高周波成分をも効果的に除去できるのは、やはり上記a)のとおり、第１マフラボディに対し第２マフラボディを一連に接続していて、排気のすべてが、第１マフラボディとともに第２マフラボディの内部をも通過するからである。第２マフラボディは、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室等を有する一般的な構成をもつため、中・高周波成分の除去性能を高めることが容易なのである。
【００１２】
・全般的に（つまり上記のバルブが閉じているときを含めて）排気の抵抗を小さくしてエンジン性能を高く引き出すことも容易である。上記のとおり消音効果にすぐれるため、排気がスムーズに通過しやすい構成にすることによって、消音効果とエンジン性能とのバランスをとることができるからである。第一マフラボディにおける上記の導入口と排出口とを略同心状に重ねて配置したことによっても、排気の流路に広い断面積をもたせることができ排気の流れを円滑化できる効果がある。
【００１３】
・コンパクトであって配置容易な構成にすることができる。外径の大きなマフラボディ１本に代えて、上記a)のように２本のマフラボディを使用するからである。つまり、それぞれのマフラボディを小径にすることができ、もって各マフラボディおよびマフラ全体の所要スペースを小さくまとめることができる。またそのことから外観上の利点もあり、このマフラが自動二輪車やＡＴＶ等の車両に取り付けられたとき、軽快な印象がもたらされる。
【００１４】
請求項２に記載のエンジン用マフラはとくに、上記b)にいうバルブとして、スプリングの力で開口を閉じるとともに、受圧部に作用する排気の圧力がスプリングの力を上回ったとき開口を開く自動開閉式のものを取り付けたことを特徴とする。
【００１５】
このマフラによると、低出力運転の際に上記b)のバルブを閉じてエンジンに低回転トルクを発揮させやすくする（同時に消音効果も高める）一方、高出力運転の際にはバルブを開いて高回転でのエンジン性能を引き出す、という好ましい運転が自動的に行われる。排気の圧力は、エンジンを高出力で運転するとき高くなり低出力運転のとき低くなるのが通常だから、エンジンが高出力で運転されるときには排気の圧力が高くなって受圧部に強く作用し、スプリングの力を上回ることによって開口を開く（もって排気の一部または全量が第２マフラボディを経由させずに排出する）のである。
【００１６】
なおこのマフラでは、バルブの構造が簡単であり、低コストで容易に構成される。上記のバルブとしては、開口を塞ぎ得る弁体と、開口を塞ぐよう適当な力で弁体を押し付けるスプリングとを組み合わせ、スプリングの力と対向する向きに排気の圧力を受ける受圧部を弁体中に設けておけば足りるからである。構造が簡単であるために耐熱性を具備させることが容易で、それゆえに、第１マフラボディ内に配置してもすぐれた耐久性を発揮させることができる。
【００１７】
請求項３に記載したエンジン用マフラは、さらに、上記のバルブに、上記のスプリングを覆うように防熱カバーを取り付けることを特徴とする。
そのようにすれば、スプリングの耐熱性と耐酸化性が補われ、バルブが長期間使用可能になる。
【００１８】
エンジン用マフラには、バルブとともに設けた上記の開口にテールパイプを接続するのも好ましい。たとえば図８に示すマフラ６は、テールパイプ１５Ｅを使用するものである。そのようにしたマフラなら、高出力運転の際などに上記のバルブを開いて排気の一部または全量を第１マフラボディから外部に排出するときも、排気音を十分に低く抑制することができる。上記のバルブを経て外部に排出される排気が、第２マフラボディを経由しないとはいえ、上記の開口に接続したテールパイプの内部を通るからである。テールパイプは、その内径や長さ等にもよるが一般的には排気音を低減させるので、適当な寸法・材料のものを使用することにより排気音のレベルを適正化し得るのである。
【００１９】
請求項４に記載したエンジン用マフラは、
a) 一方の端部に排気の導入口および排出口を有していて他方の端部に壁面部分を有する筒状の第１マフラボディと、一方の端部にある排気導入口から他方の端部にある排気排出口にかけて複数の膨張室を有する筒状の第２マフラボディとを、一連に（つまり、並列にではなく前者から後者へと順次に排気が流れるように）接続するとともに、第一マフラボディにおける上記の導入口と排出口とを略同心状に重ねて配置し、
c) 第１マフラボディの排出口から第２マフラボディの排気導入口に至る管（両マフラボディ間の連結管）のうちに、開度可変のバルブ（すなわち、直接にもしくは遠隔の操作により、手動でまたは自動的に開度が変更し得るバルブ）を設けた−ことを特徴とする。
【００２０】
このエンジン用マフラも、自動二輪車やＡＴＶ（四輪バギー車）等の車両のほか、船舶、発電機、各種の作業機・汎用機等のエンジンに接続されて、請求項１に記載のマフラと同様の好ましい作用を発揮する。すなわち、請求項１のマフラと同じく上記a)の特徴を有するために、低周波成分から中・高周波成分までの消音効果にすぐれているほか、排気の抵抗を小さくしてエンジン性能をよく引き出すことができ、しかも全体がコンパクトでその配置が容易である。第一マフラボディにおける上記の導入口と排出口とを略同心状に重ねて配置しているので、排気の流路に広い断面積をもたせることができ、排気の流れを円滑化できる。
【００２１】
また、排気抵抗を下げてエンジンの性能（出力）を高く発揮させる特性を、エンジンの運転状態に応じて適宜に変更することができる。上記c)のとおり、第１マフラボディの排出口から第２マフラボディの排気導入口に至る管に開度可変のバルブを設けているからである。つまり、そのバルブの開度を下げる（閉じ気味にする）と、第１マフラボディから第２マフラボディに至る排気の流路をせまく絞る（いわゆる背圧を上げる）ことになって低回転時のトルクを高くできる（同時に消音効果も向上する）一方、そのバルブの開度を増すと、流路がそこで絞られた状態が解かれる（背圧が下がる）ために排気が通りやすくなり、したがって高回転時にエンジン出力が発揮されやすくなる。
【００２２】
請求項５に記載のエンジン用マフラはとくに、上記c)のバルブとして、索条（ワイヤやロープ・ひも・チェーンなど）を介して操作手段に接続された遠隔操作式のものを取り付けたことを特徴とする。
【００２３】
このマフラでは、精密な操作手段（サーボモータなど）を用いてバルブを開閉操作する場合にも、当該手段に十分な耐久性をもたせることができる。バルブには索条を介して操作手段を接続するため、排気のために高温度になるマフラの近傍にその操作手段を配置する必要がないからである。そうして精密・高機能な操作手段を使用すれば、たとえば、エンジンの回転数やスロットル開度等に応じて上記c)のバルブを最適の開度にするという自動制御等も可能になる。
【００２４】
請求項６に記載のエンジン用マフラは、上記のマフラにおいて、
b) 第１マフラボディにおける上記壁面部分を有する側の端部に開度可変のバルブとともに開口を設け、かつ、
c) 第１マフラボディの排出口から第２マフラボディの排気導入口に至る管のうちに開度可変のバルブを設けた−ことを特徴とする。
【００２５】
このマフラは、前記したb)およびc)の特徴をともに有することから、排気抵抗を小さくしてエンジンの性能（出力）を高く発揮させる等の特性を、エンジンの運転状態等に応じて一層に柔軟かつ適切に調整することができる。たとえば、上記c)のバルブの開度を適宜設定することにより、低回転でトルクの高い低回転向きの特性にするか、高回転時にエンジン性能が発揮されやすい高回転向きの特性にするかというマフラの基本的な特性を定めるとともに、排気圧力の変化に応じて上記b)のバルブを自動開閉させることによりエンジン出力の急変動に追随できるようにすることが可能である。そのような場合、マフラの基本的性能を自由に設定しながらも、エンジンに出力的な瞬発力をもたせることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての形態を、図１〜図８にしたがって説明する。なお、以下に記載する「右」「左」「前」「後」は、特別に示さない限りいずれも自動二輪車の車体のうち進行方向に向かっていう右・左・前・後をさす。
【００２７】
まず図１は、マフラ１についての全体縦断面図（図１（ａ））とその各部を示す部分詳細図（同（ｂ）〜同（ｄ））であり、図２は、そのマフラ１を取り付けた自動二輪車Ｘ１の側面図（図２（ａ））および背面図（後方から見たもの。同（ｂ））である。
【００２８】
図１のマフラ１は、外形を円筒形状にした２本のマフラボディ、すなわち第１マフラボディ１０と第２マフラボディ２０とを一連に接続することにより構成したものである。
【００２９】
第１マフラボディ１０は、一方の側の端部１１に排気の導入口１２と排出口１３とを設け、他方の側の端部１４には、円盤状の壁面部分を形成するエンドプレート１４ａと、通常は閉じた状態に保たれるバルブ３０とを設けることにより、内部にただ一つの膨張室を形成したものである。この第１マフラボディ１０においては、導入口１２から入った排気の全量が通常は中ほどで折り返し、図示黒塗り矢印のように進んで排出口１３へ進むとともに、排気音も、端部１４に到達したうえエンドプレート１４ａの壁面部分で反射して端部１１の側へ戻る。したがって第１マフラボディ１０の内部では、排気音の進行波と反射波とが重なり、互いの位相差に基づいて音圧をうち消し合う作用が生じる。しかも、一方の端部１１から他方の端部１４までの距離が長い（約３００ｍｍ以上。ただし、低減したい周波数域に合わせて変更する）ため、十分な位相差をとることができて低周波成分を中心に排気音を効果的に低減させることができる。したがって、第１マフラボディ１０の直径が小さくても、すぐれた消音性能が発揮される。
【００３０】
第１マフラボディ１０のより具体的な構造はつぎのとおりである。
まず、円筒状のボディ本体は、ステンレス板からなる円筒１０ａの内側にグラスウール製の吸音材１０ｃを付けるとともに、さらに内側にステンレス製パンチングメタルよりなる内側円筒１０ｂを挿入して円筒１０ａと一体化する。
端部１４には、エンドプレート１４ａによって支持させる形で、上記のとおりバルブ３０を配置する。バルブ３０は開度可変のもので、図１（ｃ）・（ｄ）のとおり構成したものである。すなわち、まず、弁座体３４の内部に支軸３２を往復動作可能に挿通させるとともに、その一端部（外気側）にパッキン３１ａ付きの円盤型の弁体３１を取り付ける。支軸３２の他方の端部（マフラボディ１０の内側）には係止片３２ａを固定し、それと弁座体３４との間にコイルスプリング３３を圧縮して取り付ける。弁座体３４には複数の開口３５を設け、それらを弁体３１によって塞ぎ得るようにする。こうした構成に基づき、バルブ３０は、マフラボディ１０内の排気の圧力が低い場合にはスプリング３３の力で弁体３１が弁座体３４の開口３５を塞ぎ（図１（ｃ）の上半分を参照）、排気の圧力が所定以上に高くなれば、スプリング３３の力に抗して弁体３１が移動し、開口３５を開く（図１（ｃ）の下半分を参照）ことになる。バルブ３０より外側には、中央部に短管１５を有する仕切板１５ａを設けているので、開口３５が開いたとき、第１マフラボディ１０内の排気の一部はこの短管１５を経由して外部に排出される。このようにバルブ３０を開いて排気を排出するときには、前記した消音上の効果が弱まるものの、排気に対する抵抗が小さくなるのでエンジンに高出力を発揮させやすくなる。なお、バルブ３０の構成部品は、ステンレス鋼など耐熱・耐酸化性の高い金属にて構成する。エンドプレート１４ａおよび仕切板１５ａもやはりステンレス鋼製とし、溶接によって円筒１０ａ（または１０ｂ）の内側に取り付けている。
第１マフラボディ１０のもう一方の端部１１には、平坦部を有するとともに円筒１０ａ等との溶接が容易なようにＵ字（またはＪ字）形の断面部分を周状に備えた仕切板１１ａを取り付け、その内側の開口に、排気の導入口１２と排出口１３とを備えるパイプ６４および連結管１６（両者を一体化したもの）を挿入し溶接している。
【００３１】
パイプ６４と連結管１６とは、それぞれを別々に仕切板１１ａに挿入するのではなく、図１（ａ）のとおり、後者の内側に前者を同心状（正確な同心状態でなくてもよい）に含むよう一体化したうえで仕切板１１ａに（したがってボディ本体内に）挿入している。すなわち、太めの管をＵ字形に曲げた連結管１６の一部に穴１６ａをあけ、その穴１６ａの内側にパイプ６４を通したうえ穴１６ａとの間を全周溶接する。そして、パイプ６４と連結管１６との一体化をさらに安定させるため、図１（ｂ）のように数片の支持材１１ｂを溶接づけしてパイプ６４と連結管１６とをつなぐ。このように導入口１２と排出口１３とを同心状に重ねて配置すると、パイプ６４を内側に有する部分において連結管１６を十分に太いものにする（最大では仕切板１１ａの直径に一致させる）ことにより、導入口１２だけでなく排出口１３およびそれにつづく排気の流路に広い断面積をもたせることができ排気の流れを円滑化できる。同時に、上記した同心状の配置をとると、端部１１にある仕切板１１ａに対するパイプ６４および連結管１６の溶接も容易になる。なお、この例では、パイプ６４を内側に有しない部分において連結管１６の直径をやや細めて、排出口１３以降の開口断面積がほぼ一定になるようにしている。
【００３２】
第１マフラボディ１０と第２マフラボディ２０とをつなぐ上記の連結管１６の内部に、図１（ａ）のとおり、やはり開度可変のバルブ４０を設けている。バルブ４０は、連結管１６の管壁にて支持される支軸４２に円板状の弁体４１を取り付けたバタフライ形式のものである。連結管１６の外部において支軸４２にロータリレバー４３を取り付け、そのロータリレバー４３に操作用の２本のワイヤケーブル４５を接続している。ワイヤケーブル４５のいずれかを引くと、支軸４２とともに弁体４１が連結管１６内で角度変位を起こし、連結管１６内で排気流路の開閉を実現する。ロータリレバー４３をスプリングリターン方式にしたうえワイヤケーブル４５を１本のみ使用することによっても、同様の開閉操作が可能である。なお、バルブ４０を構成する弁体４１や支軸４２等も、ステンレス鋼など耐熱・耐酸化性の高い金属にて構成している。
排気流路がこのように開閉されると、第１マフラボディ１０内の排気の圧力（背圧）がそれに応じて変動するので、マフラ１は、エンジンの出力に関する特性を（同時に消音効果も）運転中にも適宜に変更し調整することができる。たとえば、バルブ４０を全開にする場合には、背圧が低くなってエンジンの高出力を発揮させやすくなる。一方、バルブ４０を閉じ気味にすると、背圧が上がってそのような特性が弱まるとともに、吸・排気バルブのオーバーラップ時に吸入混合気が排出されにくい等の理由で低回転でのエンジンの出力トルクが増す（同時に消音効果も増す）。それとは別に、第１マフラボディ１０内のバルブ３０に使用したスプリング３３（図１（ｃ））を軟らかく（バネ定数の小さいものに）しておくと、連結管１６内のバルブ４０を全閉にしたときなど、排気の全量をバルブ３０および開口３５から低抵抗で排出することになり、高回転域でエンジンの出力が発揮されやすくなる。
【００３３】
連結管１６を介して第１マフラボディ１０の排出口１３につながる第２マフラボディ２０は、一方の端部２１にある排気導入口２２（連結管１６の下流端）から他方の端部２７にある排気排出口２８にかけて、バッフルプレート等により複数の膨張室等を形成した一般的な形式のマフラボディである。具体的には、まずボディ本体は、内外二重の円筒２０ａ・２０ｂ（ステンレス製。内側の２０ｂはパンチングメタル）にて形成し、それらの間に吸音材（グラスウール）２０ｃを充填している。内側の円筒２０ｂの内側には、図のようにパンチングメタル製の仕切板２３や、バッフルパイプ２４ａを有する仕切板２４、数カ所に開口２５ａを有する仕切板２５、バッフルパイプ２６ａを有するとともに数カ所に開口２６ｂをもつ仕切板２６をプラグ溶接等によって固定している。排気の上流側に相当する一方の端部２１においては、上記の連結管１６を溶接した仕切板２１ａを円筒２０ａに溶接固着し、他方の端部２７では、パイプ２６ａの支持を兼ねる仕切板２７ａをやはり円筒２０ａに溶接固着している。
【００３４】
こうしたマフラボディ２０において、排気は、各仕切板の間を膨張室とし、また仕切板２６とバッフルパイプ２６ａ・仕切板２７ａ等とに囲まれた空間を共鳴室としながら、排気排出口２８（パイプ２６ａの下流端）から排出される。各膨張室と共鳴室、および吸音材２０ｃの作用によって、中・高周波成分を中心に排気音が低減される。上記のように第１マフラボディ１０にて低周波成分がよく除去されるため、第２マフラボディ２０も大きめの直径にする必要がない。内部に概ね直線的な排気流れができるようにしたので、第２マフラボディでの排気の圧力損失は比較的小さい。
【００３５】
図１のマフラ１は、上記のように排気音中の低〜高周波の成分を効果的に低減し得る点に加え、つぎのような点でもすぐれている。すなわち、第１マフラボディ１０における排気の導入口１２と排出口１３とに大きな開口断面積を与え得ることや、第２マフラボディ２０には概ね直線的な排気流れを形成できることなどから、排気への抵抗を小さくしてエンジンの出力を引き出しやすい。また、細めのマフラボディ１０・２０を組み合わせてなることに基づいて、太めの一本型のマフラよりもレイアウト上の自由度が高く、コンパクトで美観をともなう配置を実現しやすい。開度可変の二つのバルブ３０・４０を有するため、エンジンの運転状態等に応じてその出力上の特性等を適切に調整することが可能である。
【００３６】
図２に示す自動二輪車Ｘ１は、上記のような利点をふまえて図１のマフラ１を排気系に使用したものである。すなわち、自動二輪車Ｘ１には、燃料タンク６７の下方位置に４気筒４サイクルエンジン６１を搭載し、その排気口６１ａにエキゾーストパイプ６２やマニホールド６３、さらには、ジョイントパイプ６４などの排気管をつないだうえ、それらの末端部分にマフラ１を接続している。
【００３７】
排気管等の構成はつぎのとおりである。まず、エンジン６１からは、気筒数に等しい４本のエキゾーストパイプ６２を前方下部へ向けて延ばし、エンジン６１の下方位置に設けたマニホールド６３にそれぞれを接続する。マニホールド６３は、４つの入側開口と２つの出側開口とを有するもので、これを介することにより、４本のエキゾーストパイプ６２の下流端を、２本のパイプ（ジョイントパイプ）６４に統合するよう接続する。これら２本のパイプ６４のうち１本は、図２（ａ）・（ｂ）のように車体の左側に配置し、他の１本は図１（ｂ）のとおり車体の右側に配置する。左側および右側に１本ずつ配置した各パイプ６４に対し、それらの各下流端を図１に示す排気の導入口１２として、マフラ１を接続するのである。
【００３８】
図２（ａ）・（ｂ）のように、マフラ１は、第１マフラボディ１０を下側にして第２マフラボディ２０との双方を平行に並べ、後輪８の側方であってその車軸より上方（運転者シート６８および後部シート６９よりは下方）の位置に、斜めを向けて（排気排出口２８のある後ろ側を上げて）取り付けている。このような位置および姿勢にマフラ１を取り付けたことに加え、各マフラボディ１０・２０を小径（それぞれの直径を７０〜１３０ｍｍ）にしたこと、および図２（ｂ）のようにマフラボディ１０・２０を車体の側部に近づけ平行に並べて配置したことなどから、この自動二輪車Ｘ１には、走行時に十分なバンク（傾斜）をさせ得ることのほか、車幅が小さく重量部分が中央付近に集約されていること等の利点が備わっている。それに関連して、外観的にも軽快感やスピード感が備わっていて好ましい。そして言うまでもなく、自動二輪車Ｘ１は、マフラ１自体の構成および機能に基づいて、排気音およびエンジン性能（出力）の面でも良好である。
【００３９】
自動二輪車Ｘ１では、連結管１６内に配置した前述のバルブ４０を、サーボモータ５０を操作手段として開度制御している。サーボモータ５０にてロータリレバー５１を回転させ、その変位をワイヤケーブル４５を介してバルブ４０のロータリレバー４３に伝達させることにより、バルブ４０（の弁体４１）を開閉操作するのである。図２（ａ）・（ｂ）のとおり、バルブ４０のロータリレバー４３は連結管１６のうち車体中央寄りの面に配置し、それに接続したワイヤケーブル４５も車体フレーム（ステップホルダ等）６５の内側（車体中央寄り）に通している。サーボモータ５０についても運転者用シート６８の下に隠れるように配置したので、バルブ４０を操作するための機器は外部からはほとんど目に付かず、外観上有利である。精密機器であるサーボモータ５０が、熱源の一つであるマフラ１から離して配置できたことも、使用条件として好ましい。
【００４０】
サーボモータ５０には、自動二輪車Ｘ１の速度など走行状態に関する信号に応じた操作信号をインプットし、走行状態に合わせてバルブ４０の開度を制御させることとしている。たとえば高速走行時にはバルブ４０を全開にしてエンジン６１に高出力を発揮させやすくし、低速走行時には、バルブ４０をやや閉じ気味にしてエンジン６１の低速トルクを発揮させやすく（同時にマフラ１の消音効果を強く）する。またマフラ１には、上記のバルブ４０に加えて第１マフラボディ１０内に図１（ａ）および前記のとおりバルブ３０を設けているため、エンジン６１の出力が急上昇する場合にそのバルブ３０が開き、高負荷（高出力）運転の円滑な実現もはかられる。
【００４１】
図３には、図１のマフラ１とは一部が異なるマフラ２を示している。すなわちこのマフラ２は、図３（ａ）のとおり連結管１６Ａ内にバルブがない点と、同（ｂ）のとおり、第１マフラボディ１０Ａ内のバルブ３０Ａに防熱カバー３７を付設した点とにおいて前述のマフラ１（図１）と相違する。第１マフラボディ１０Ａおよび第２マフラボディ２０Ａ自体の構成、およびそれらへのパイプ６４（導入口１２Ａ）・連結管１６Ａ（排出口１３Ａ）の接続形態、バルブ３０Ａのうち防熱カバー３７以外の構成および機能などは図１のものと同じであるため、マフラ２内での排気（進路を図中の黒塗り矢印で示す）および排気音の進み方は図１の場合と相違がない。このようなマフラ２も、自動二輪車等にて使用するに好適であることはもちろんである。
【００４２】
バルブ３０Ａは、上記のとおり図１のバルブ３０と概ね同じ構成を有するが、図３（ｂ）のように、弁座体３４との間でスプリング３３を装着するための係止片３２ａと一体に、お椀のように平板部と筒状部とを有する防熱カバー３７を支軸３２上に取り付けている。この防熱カバー３７の筒状部がスプリング３３の外側を覆うためにスプリング３３の耐熱性と耐酸化性が補われ、バルブ３０Ａが長期間使用可能になる。防熱カバー３７における筒状部の長さを適切に設定したので、同（ｂ）のとおり、弁体３１が開口３５を塞いだとき（図の上半分）にも開いたとき（図の下半分）にもスプリング３３の外側が効果的に覆われる。
【００４３】
図３（ａ）に示すとおり連結管１６Ａ内にバルブを設けてはいないので、使用中のマフラ２におけるエンジン出力等に関する特性は、第１マフラボディ１０Ａ内に設けた上記のバルブ３０Ａのみによって調整される。バルブ３０Ａは、前記のバルブ３０と同じく、マフラボディ１０Ａ内の排気圧力が一定値以上になれば開く自動開閉型のものであるから、エンジン出力が低いときには閉じて低回転トルクを発揮させ、出力の増大時には開いて排気抵抗を減少させ当該エンジンに瞬発的な高出力を発揮させ得る。
【００４４】
つづく図４には、図３のマフラ２とはさらに少しの相違点をもつマフラ３を示している。すなわちこのマフラ３では、第１マフラボディ１０Ｂに対する排気の導入口１２Ｂおよび排出口１３Ｂの形成態様が図３（および図１）のものと相違する。つまり、第１マフラボディ１０Ｂの一方の端部１１Ｂに接続するパイプ６４と連結管１６Ｂとを同心状に一体化することをせず、それぞれを別々に、仕切板１１Ｂａに対し挿入して固定したのである。第１マフラボディ１０Ｂおよび第２マフラボディ２０Ｂ自体の構成は図３の各マフラボディ１０Ａ・２０Ａと同じであり、それぞれの内部での排気（進路を図中の黒塗り矢印で示す）および排気音の進み方は図３の場合と相違がなく、したがって各マフラボディ１０Ｂ・２０Ｂにおける排気抵抗（エンジンの出力特性）等に関する機能は図３のマフラ２と同等である。
【００４５】
こうしたマフラ３には、連結管１６Ｂおよびパイプ６４として汎用の管を使用でき、連結管１６Ｂに特殊な加工や溶接を施してパイプ６４を通すといった製造過程が不要である、という利点がある。なお、図示の例において第１マフラボディ１０Ｂ内に配置したバルブ３０Ｂは、図１（ｃ）・（ｄ）に示すバルブ３０と同一に構成している。
【００４６】
図５は、やはり自動二輪車等に配置できるマフラ４について、第１マフラボディ１０Ｃの一方の端部１４Ｃの付近を示す図である。このマフラ４も、図示のように形成した一方の端部１４Ｃから排気の導入口・排出口（図示省略）を有する他方の端部にかけて筒状に形成された第１マフラボディ１０Ｃと、一方の排気導入口から他方の排気排出口にかけて複数の膨張室を有する筒状の第２マフラボディ（図示省略）とが一連に接続されたもので、マフラボディ１０Ｃ内に図のように開度可変のバルブ３０Ｃを設けている。
【００４７】
バルブ３０Ｃは、まず図５（ａ）のように、排気音を反射させやすい壁面部分と開口３５Ｃとを有するエンドプレート３４Ｃを円筒１０ｂの内側に溶接にて固定するとともに、そのエンドプレート３４Ｃの外側（外気側）に、開口３５Ｃを塞ぎ得るように板状の弁体３１Ｃを取り付けている。図５（ｂ）のとおり、弁体３１Ｃは、エンドプレート３４Ｃに固定された支軸３２Ｃにより、揺動可能な状態に支えられ、通常状態では開口３５Ｃを閉じるように外側からスプリング３３Ｃでエンドプレート３４Ｃ上に押さえ付けられている。
【００４８】
こうした構成のバルブ３０Ｃも、前述のバルブ３０・３０Ａ・３０Ｂと同様、第１マフラボディ１０Ｃ内の排気の圧力に応じて開閉をする。つまり、排気圧力が低い場合にはスプリング３３Ｃの力により弁体３１Ｃにて開口３５Ｃを塞ぎ、排気圧力が一定値以上になれば、スプリング３３Ｃに抗して弁体３１Ｃが変位することにより開口３５が開く。バルブ３０Ｃの開口３５が開いたとき、マフラボディ１０Ｃ内の排気の一部は短管１５Ｃをも経由して外部に排出されるので、マフラ４は、使用中、エンジンの運転状態等に応じて出力上の特性等を適切に調整することができるといえる。
【００４９】
図６に示すマフラ５は、第１・第２のマフラボディ１０Ｄ・２０Ｄを備えるなど図１のマフラ１と共通する部分を多く含みながら、マフラボディ１０Ｄ内のバルブをなくすとともに連結管１６Ｄ内のバルブの操作機構の一部を変更した例である。各マフラボディ１０Ｄ・２０Ｄに対するパイプ６４（導入口１２Ｄ）や連結管１６Ｄ（排出口１３Ｄ）の接続形態、および第２マフラボディ２０Ｄの構成は図１のマフラ１と全く同じであり、第１マフラボディ１０Ｄについても、内部にバルブがないことを除いて図１のものと相違がない。そのため、マフラ５内での排気（進路を図中の黒塗り矢印で示す）および排気音（マフラボディ１０Ｄ内の進路を白抜き矢印で示す）の進み方は、基本的には図１の場合（図１のバルブ３０が閉じているとき）と同様である。このようなマフラ２も、エンジンの出力等に関して図１の場合と同様の特性を発揮するので、自動二輪車等にて使用するに好適である。
【００５０】
しかし、第１マフラボディ１０Ｄの内部には、導入口１２Ｄや排出口１３Ｄがある端部１１Ｄとは反対側の端部１４Ｄにもバルブを設けず、その端部１４Ｄを平坦な壁面部分を含むキャップ１５Ｘを用いて塞いでいる。また、第１マフラボディ１０Ｄから第２マフラボディ２０Ｄに至る連結管１６Ｄの内部には、円板状の弁体４１Ｄと支軸４２Ｄとを含むバタフライ形式の可変バルブ４０Ｄを設けている。バルブ４０Ｄにおける弁体４１Ｄを動かすためには、連結管１６Ｄの外部において支軸４２Ｄにレバー４３Ｄを一体化し、操作用のワイヤケーブル４５Ｄをそれに連結している。このワイヤケーブル４５Ｄを引くことにより弁体４１Ｄを回転変位させ、もって連結管１６内の排気流路を開閉する。
【００５１】
図６のマフラ５では、前記したマフラ１〜３とは違って第１マフラボディ内にバルブがないため、使用中のマフラ５におけるエンジン出力等に関する特性は連結管１６Ｄ内のバルブ４０Ｄのみによって調整される。このバルブ４０Ｄは、排気の圧力に応じて自動的に瞬時の開閉を行うものではないのでエンジンの瞬発的な出力変動には追随しないが、ワイヤケーブル４５Ｄを介して適切な遠隔操作をすることにより、エンジン性能を低速向きのものとして発揮させるか高速向きにして発揮させるかというマフラの基本的な特性を適宜に設定・変更することが可能である。
【００５２】
図６のマフラ５における、連結管１６Ｄに対するバルブ４０Ｄの取り付け態様は、図７（ａ）に示すとおりである。連結管１６Ｄは、ステンレス鋼板にて形成した一対の半円管状部材を、長手方向に設けた接合部１６ａ同士を溶接することによって管状に形成したいわゆるモナカ構造であるが、図６および図７（ａ）の例では、その接合部１６ａのない部分において連結管１６Ｄに支軸４２Ｄを貫通させ支持させている。弁体４１Ｄはその支軸４２Ｄに取り付けることによって連結管１６Ｄの内部に配置し、支軸４２Ｄには、連結管１６Ｄの外部においてレバー４３Ｄを連結し、レバー４３Ｄにスプリング４４Ｄを係合させることにより弁体４１Ｄ等に角度の復元性をもたせている。
【００５３】
連結管１６Ｄに対するバルブ４０Ｄの取り付けは、たとえば図７（ｂ）または同（ｃ）のように実施してもよい。すなわち、図７（ｂ）は、モナカ構造の連結管１６Ｄにおける接合部１６ａの間に支軸４２Ｄを通すことにより弁体４１Ｄ等を支持させる例である。また、図７（ｃ）は、ハイドロフォーム成形や鋳造等によって連結管１６Ｄを一体に形成し、その管壁に支軸４２Ｄを貫通させ支持させた例である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）のようなバルブ４０Ｄの取付け態様は、図６のマフラ５のみならず、他の形式のマフラ、たとえば図１に示すマフラ１にも採用できる。
【００５４】
図８に示す自動二輪車Ｘ２には、マフラ５として、第１マフラボディ１０Ｅと第２マフラボディ２０Ｅとを別置きにしたものを取り付けている。すなわち、この自動二輪車Ｘ２が有するマフラ６は、図１や図３等のものとそれぞれ同様の構造をもつマフラボディ１０Ｅ・２０Ｅを有してはいるが、両者を並べて接近配置するのでなく、車体の下部と側部とに引き離して配置したうえ両者間を長い連結管１６Ｅによって接続したのである。具体的には、まず、第１マフラボディ１０Ｅを車体の下部（エンジン６１や変速機の下の位置）に設け、その一端部１１Ｅに対し、ジョイントパイプ６４と連結管１６Ｅとを同心状に一体化したものを挿入・固定する。そして図８（ａ）のとおり、上記の連結管１６Ｅを後方へ長く延ばすことによりその下流端に第２マフラボディ２０Ｅを接続する。第２マフラボディ２０Ｅは、後輪８の側方であってその車軸より上方（運転者シート６８および後部シート６９よりは下方）の位置に、斜めを向けて（排気排出口２８Ｅの側を上げて）取り付ける。
【００５５】
図８（ｂ）のとおり、マフラボディ１０Ｅの内部（パイプ６４等を接続した端部１１Ｅとは反対側の端部１４Ｅ）には、開度可変のバルブ３０Ｅを取り付け、それにつづく部分に長いテールパイプ１５Ｅを接続している。バルブ３０Ｅは、図１のものと同様に構成したもので（図３や図５と同様の構成でもよい）、スプリングの力で開口を閉じる一方、排気圧力がスプリング力を超えたとき自動的に開口を開いて排気を外部に流出させるものである。またテールパイプ１５Ｅは、車体の下部に設けた第１マフラボディ１０Ｅの端部１４Ｅから、マフラボディ２０Ｅと並ぶ後輪８の側方にまで、５０ｃｍ以上の長さを有するステンレス鋼管であり、排気の流れに適当な大きさの抵抗を及ぼすことにより、第２マフラボディ２０Ｄを経ずにバルブ３０Ｅを通って外部に排出される排気に対し適当な消音効果を発揮する。
【００５６】
連結管１６Ｅの内部にはバルブを設けていないので、マフラ６における使用中のエンジン出力等に関する特性は、同様のバルブ配置を有する図３のマフラ２と同じように、第１マフラボディ１０Ｅ内のバルブ３０Ｅの開閉によって自動的に調整される。つまり、図８のこのマフラ６も、エンジンの出力が低い間はバルブ３０Ｅを閉じて低回転トルクを発揮させるよう機能し、エンジン出力が上昇したときには、バルブ３０Ｅを開いて排気抵抗を減少させ、当該エンジンに瞬発的な高出力を発揮させることが可能である。そしてそのような点を含め、マフラ６およびそれを有する自動二輪車Ｘ２は、エンジン性能の向上や排気音の低減、車体寸法のコンパクト化、さらには外観の向上という各面ですぐれているといえる。なお、図１のバルブ４０や図６のバルブ４０Ｄのような開度可変のバルブを、図８の例において連結管１６Ｅの内部に設けるのも、マフラ６のエンジン出力等に関する特性を柔軟に調整可能とするうえで好ましいことは言うまでもない。
【００５７】
以上、図面に沿って幾つかの形態を示したが、発明の実施がこれらに限定されるわけではない。以上に説明したほかに、エンジン性能に関する特性や排気音を変更・調整すること等を目的として、たとえば、
イ) 反射波形成用の上記エンドプレートに適宜に小孔を形成することにより、当該小孔を経て一部の排気がつねに直接外部に排出されるようにする、
ロ) 第１マフラボディ内における排気の導入口の位置（つまり当該導入口を有するパイプの、第１マフラボディ内への挿入長さ等）を適宜に変更する、
ハ) 第１マフラボディ内における排気の導入口と、反射波形成用の上記したエンドプレートとの間に、パンチングメタルやその他の穴つき板（バッフルプレート）、または種々の吸音材を適宜に配置する（それによって第１マフラボディでの中・高周波成分の除去特性を高める）、
ニ) 第１マフラボディまたは第２マフラボディの長さや太さ（および取り付け場所）を、互いに相手側のマフラボディの寸法等に一致させることなく適宜に変更する、
ホ) 図１のマフラ１において連結管１６の内部にあるパイプ６４に小孔を設けるなどして、排気のうちの限られた一部が第１マフラボディを経由しないで第２マフラボディ内に進むようにする、
ヘ) エンジンの気筒数などに応じて、第１または第２のマフラボディの数を適宜に変更する、
ト) やはりエンジンの気筒数などに応じて、１本のマフラボディに接続するパイプ（図１のパイプ６４など）や連結管（図１の連結管１６など）の数を適宜に変更する
−といった処置をとるのも好ましいからである。
【００５８】
また、発明のマフラには、つぎのような使い方もできる。
チ) ２サイクルエンジンの排気系にも使用することができる。ただしその場合は、２サイクルエンジンに特有の排気効果・掃気効果を得るべく、端部にテーパ状の壁面を有していて内部で反射脈動圧を発生させるチャンバーを、マフラよりも上流側に接続するのが好ましい。
リ) 自動二輪車以外のエンジンの排気系にも使用することができる。
ヌ) 第２マフラボディから第１マフラボディへと排気が流れるように（たとえば図１の例では矢印と逆に排気排出口２８から導入口１２へ至るように）排気管に接続することもできる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に記載したエンジン用マフラにはつぎの効果がある。
・低出力の運転時に低回転トルクを高く発揮させる一方、高出力の運転時にはバルブを開いてエンジンの高出力を発揮させるなど、エンジンの性能に関する特性をエンジンの運転状態等に応じて適宜に変更することができる。第１マフラボディのうち上記壁面部分のある側の端部に、開度可変のバルブと開口とを設けるからである。
・従来のマフラと同様に排気音中の高周波成分を除去することに加え、低周波成分を効果的に除去することができる。第１マフラボディにおいて、導入口から入った排気の排気音が他方の端部にある壁面部分で反射し、進行波と反射波とが効果的に干渉し合うからである。
・排気への抵抗を小さくしてエンジンの出力を引き出しやすい。また、細めのマフラボディを組み合わせることに基づいて、レイアウト上の自由度が高く、コンパクトで美観をともなう配置を実現しやすい。
【００６０】
請求項２に記載したエンジン用マフラなら、とくに、
・低出力運転の際にエンジンに低回転トルクを発揮させやすくする一方、高出力運転時にはエンジン性能を高く発揮させるという好ましい運転を、自動的に行うことができる。
・バルブの構造が簡単なため、耐久性にもすぐれたものを低コストで容易に構成できる。
【００６１】
請求項３に記載したエンジン用マフラによればさらに、
・スプリングの耐熱性と耐酸化性が補われ、上記のバルブが長期間使用可能になる。
【００６２】
請求項４に記載したエンジン用マフラにも、請求項１に記載のマフラと同様、つぎのような効果がある。すなわち、
・排気抵抗に基づくエンジン性能に関する特性を、エンジンの運転状態等に応じて適宜に変更することができる。第１マフラボディの排出口から第２マフラボディの排気導入口に至る管に開度可変のバルブを設けているからである。
・低周波成分から中・高周波成分までの消音効果にすぐれているほか、排気の抵抗を小さくしてエンジン性能をよく引き出すことができ、しかも全体がコンパクトでその配置が容易である。
【００６３】
請求項５に記載のエンジン用マフラによれば、とくに、
・精密な操作手段を用いてバルブを開閉操作する場合にも、当該手段に十分な耐久性をもたせることができる。上記のバルブを遠隔操作式にするので、高温度になるマフラの近傍には操作手段を配置する必要がないからである。
【００６４】
請求項６に記載のエンジン用マフラなら、
・好ましい２箇所にバルブを設けたため、排気抵抗を小さくしてエンジンの性能（出力）を高く発揮させる等の特性を、エンジンの運転状態等に応じて一層に柔軟かつ適切に調整することができる。たとえば、マフラの基本的性能を自由に設定しながらも、エンジンに出力的な瞬発力をもたせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施についての一形態であるマフラ１を示す図であって、図１（ａ）はマフラ１の全体縦断面図、同（ｂ）は同（ａ）中のｂ矢視を示す部分詳細図、同（ｃ）は同（ａ）のマフラ１における端部１４付近の断面詳細図（上半分はバルブ３０が閉じた状態を、下半分はバルブ３０が開いた状態を示す）、同（ｄ）は同（ｃ）におけるｄ−ｄ矢視を示す詳細図である。
【図２】図１のマフラ１を取り付けた自動二輪車Ｘ１を示す図であって、図２（ａ）は側面図、同（ｂ）は背面図（後方から見たもの）である。
【図３】図３（ａ）は、発明の一実施形態であるマフラ２を示す全体縦断面図である。また同（ｂ）は、同（ａ）のマフラ２における端部１４Ａ付近の断面詳細図（上半分はバルブ３０Ａが閉じた状態で、下半分はバルブ３０Ａが開いた状態）である。
【図４】発明の一実施形態であるマフラ３を示す全体縦断面図である。
【図５】図５（ａ）は、発明の一実施形態であるマフラ４の一部（端部１４Ｃ付近）を示す縦断面図である。また同（ｂ）は、同（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図である。
【図６】発明の一実施形態であるマフラ５を示す全体縦断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、図６のマフラ５におけるバルブ４０Ｄの取り付け態様を示す断面図（図６におけるVII−VII断面図）である。
【図８】図８（ａ）は、発明の一実施形態であるマフラ６を自動二輪車Ｘ２とともに示す側面図であり、同（ｂ）は、同（ａ）における矢視ｂを示す詳細図である。
【図９】図９（ａ）は従来のマフラ１’を示す縦断面図、同（ｂ）はそのマフラ１’を備えた自動二輪車Ｘの側面図、同（ｃ）はその自動二輪車Ｘの背面図である。
【符号の説明】
１〜６マフラ
１０・１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃ・１０Ｄ・１０Ｅ第１マフラボディ
１２・１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｄ導入口
１３・１３Ａ・１３Ｂ・１３Ｄ排出口
１４ａ・３４Ｃエンドプレート（壁面部分）
１６・１６Ａ・１６Ｂ・１６Ｄ・１６Ｅ連結管（管）
２０・２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｄ・２０Ｅ第２マフラボディ
２２排気導入口
２８・２８Ｂ・２８Ｅ排気排出口
３０・３０Ａ・３０Ｂ・３０Ｃ・３０Ｅバルブ
３３・３３Ｃスプリング
３５・３５Ｃ開口
４０・４０Ｄバルブ
４５・４５Ｄワイヤケーブル（索条）
５０サーボモータ（操作手段）
Ｘ１・Ｘ２自動二輪車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention according to claim relates to an engine muffler (silencer) suitable for use in a motorcycle or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows a conventional muffler (FIG. 9A) and a side view (same (b)) and rear view (same (c)) of a motorcycle including the muffler. A muffler 1 ′ in FIG. 9A is provided with a holed plate (punching metal) 71, partition plates (baffle plates) 72, 73, baffle pipes 74, 75, 76, etc. inside a cylindrical muffler body 70. Thus, a plurality of expansion chambers are configured. The muffler body 70 is formed by inner and outer double cylinders 70a and 70b (inner 70b is made of punching metal), and a sound absorbing material (glass wool) 70c is filled therebetween. While the exhaust flows from the exhaust introduction port 77 at one end to the exhaust discharge port 78 at the other end, the exhaust noise is generated along with the expansion of the exhaust in each expansion chamber and by the partition plate between the chambers. When the generated reflected wave interferes with the traveling wave, it is further absorbed by the sound absorbing material, and the sound pressure is gradually lowered.
[0003]
When a muffler that is excellent in the silencing effect (exhaust noise reduction function) and that is preferable in terms of engine performance (output) is to be configured, the outer diameter of the muffler body 70 is often increased as in the illustrated example. If the outer diameter is increased, the volume of each expansion chamber can be increased, and a plurality of baffle pipes 74, 75, and 76 can be mounted on one partition plate 73 as shown in the figure, so that a reflected wave having a high silencing effect can be obtained. This is because it can be actively produced in the front and rear expansion chambers. Also, the diameter of each of the pipes 74, 75, and 76 can be increased, so that the resistance to exhaust can be reduced to make it difficult for engine performance to deteriorate.
[0004]
In general, the muffler is required to have a silencing effect, a characteristic of reducing exhaust resistance and exhibiting the performance of the engine as much as possible, and a compact and easy arrangement. Since it is difficult to improve both of these characteristics, conventional mufflers usually set each characteristic to an appropriate level according to the application of the engine and the location of the muffler. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The muffler 1 ′ having a large diameter as shown in FIG. 9A is satisfactory in relation to the silencing effect and the engine performance, but has a considerable volume, and thus tends to cause problems with respect to the arrangement size and the occupied space. In addition, when used in a motorcycle X as shown in FIG. In other words, if the muffler 1 'has a large diameter, the width of the vehicle body including the muffler 1' tends to increase as shown in FIG. It becomes difficult. The muffler 1 'in the motorcycle X also has a role of impressing the appearance of the motorcycle X together with exhaust pipes such as the exhaust pipe 62 and the joint pipe 64, but the appearance of the muffler 1' is increased due to the large diameter of the muffler 1 '. There may be a loss of nimbleness.
[0006]
Further, in the muffler as shown in FIG. 9A, it is difficult to appropriately change the plurality of characteristics set in accordance with the use of the engine or the like according to the operating state of the engine. For example, when operating at high output (high load), the characteristics related to engine performance are generally important, unlike when operating at low output. It is difficult for the muffler shown in FIG.
[0007]
The claimed invention is compact and provides an appearance advantage, is excellent in terms of noise reduction effect and engine performance, and can appropriately change characteristics relating to engine performance according to the operating state of the engine. It intends to provide a possible engine muffler.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The engine muffler according to claim 1 is:
  a) A cylindrical first muffler body having an exhaust inlet and outlet at one end and a wall portion at the other end, and the other end from the exhaust inlet at one end Connected to a cylindrical second muffler body that has a plurality of expansion chambers over the exhaust outlet in the section (that is, the exhaust flows sequentially from the former to the latter rather than in parallel)And arranging the inlet and outlet in the first muffler body in a substantially concentric manner,
  b) Opened at the end of the first muffler body on the side having the above wall portion together with a variable opening valve (that is, a valve whose opening degree can be changed manually or automatically by direct or remote operation). -Is provided.
[0009]
This engine muffler is connected to engines such as motorcycles, ATVs (four-wheel buggy cars), ships, generators, various working machines, general-purpose machines, etc., and exhibits the following effects. .
[0010]
-The characteristic of reducing the exhaust resistance and exerting high engine performance (output) can be changed as appropriate according to the operating state of the engine. This is because, as described in b), a variable opening valve and an opening are provided at the one end portion of the first muffler body. In other words, if the valve is closed, the exhaust gas is passed through the first and second muffler bodies, thereby increasing the exhaust pressure (back pressure) and increasing the torque at the time of low rotation (simultaneously with a silencing effect). If the valve is opened, a part (or the whole amount) of the exhaust gas can be smoothly discharged from the opening through only the first muffler body. Therefore, for example, when operating at low output, the valve can be closed to make the engine performance so-called low rotation type, while at high output operation, the valve can be opened to make the engine performance suitable for high rotation.
[0011]
-Excellent noise reduction effect, and can effectively remove low frequency components and medium / high frequency components in exhaust sound. The reason for removing low-frequency components is that the first muffler body has an exhaust inlet and outlet at one end and a wall at the other end as shown in a) above. is there. That is, as a result of the exhaust sound of the exhaust gas entering the first muffler body from the inlet being reflected by the wall surface portion, the traveling wave and the reflected wave effectively interfere with each other in the first muffler body. The middle and high frequency components can also be effectively removed by connecting the second muffler body in series with the first muffler body as shown in a) above. This is because it also passes through the inside of the two muffler body. Since the second muffler body has a general configuration having a plurality of expansion chambers from the exhaust inlet at one end to the exhaust outlet at the other end, the performance of removing medium and high frequency components is improved. It is easy.
[0012]
  ・ In general (that is, when the above valve is closed), it is easy to reduce the exhaust resistance and increase the engine performance. This is because the noise reduction effect is excellent as described above, and the noise reduction effect and the engine performance can be balanced by adopting a configuration in which exhaust easily passes.Also by arranging the introduction port and the discharge port in the first muffler body so as to be substantially concentrically arranged, there is an effect that the exhaust passage can have a wide cross-sectional area and the flow of the exhaust can be smoothed.
[0013]
・ Compact and easy to arrange. This is because, instead of one muffler body having a large outer diameter, two muffler bodies are used as in a) above. That is, each muffler body can have a small diameter, and thus the required space of each muffler body and the entire muffler can be reduced. This also has an appearance advantage. When this muffler is attached to a vehicle such as a motorcycle or an ATV, a light impression is brought about.
[0014]
The engine muffler according to claim 2 is an automatic opening / closing mechanism that closes the opening with the force of a spring and opens the opening when the pressure of the exhaust gas acting on the pressure receiving part exceeds the force of the spring, particularly as the valve described in b) above. It is characterized by the attachment of a type.
[0015]
According to this muffler, the valve b) is closed during low-power operation to make it easier for the engine to exert low rotational torque (at the same time enhancing the silencing effect), while the valve is opened and high during high-power operation. The preferred operation of drawing out engine performance in rotation is automatically performed. The exhaust pressure is usually high when the engine is operated at a high output and low when the engine is operated at a low output. Therefore, when the engine is operated at a high output, the exhaust pressure is increased and acts strongly on the pressure receiving portion. By opening the force of the spring, the opening is opened (that is, part or all of the exhaust is discharged without passing through the second muffler body).
[0016]
This muffler has a simple valve structure and is easily constructed at low cost. As the above-mentioned valve, a valve body that can close the opening and a spring that presses the valve body with an appropriate force so as to close the opening are combined, and a pressure receiving portion that receives the exhaust pressure in a direction opposite to the spring force is provided in the valve body. This is because it is sufficient if it is provided in the network. Since the structure is simple, it is easy to provide heat resistance, and therefore excellent durability can be exhibited even if it is arranged in the first muffler body.
[0017]
  The engine muffler according to claim 3 further includes:A heat insulating cover is attached to the valve so as to cover the spring.
  By doing so, the heat resistance and oxidation resistance of the spring are supplemented, and the valve can be used for a long time.
[0018]
  It is also preferable to connect a tail pipe to the opening provided with the valve in the engine muffler. For example, the muffler 6 shown in FIG. 8 uses a tail pipe 15E. I did thatIn the case of a muffler, the exhaust noise can be suppressed sufficiently low when the valve is opened to exhaust a part or all of the exhaust from the first muffler body to the outside during high output operation. This is because the exhaust discharged to the outside through the valve passes through the inside of the tail pipe connected to the opening, although it does not pass through the second muffler body. Although the tail pipe generally reduces the exhaust noise although it depends on the inner diameter and length thereof, the level of the exhaust sound can be optimized by using an appropriate size and material.
[0019]
  The engine muffler according to claim 4 is:
  a) A cylindrical first muffler body having an exhaust inlet and outlet at one end and a wall portion at the other end, and the other end from the exhaust inlet at one end Connected to a cylindrical second muffler body that has a plurality of expansion chambers over the exhaust outlet in the section (that is, the exhaust flows sequentially from the former to the latter rather than in parallel)And arranging the inlet and outlet in the first muffler body in a substantially concentric manner,
  c) Among the pipes from the first muffler body outlet to the exhaust inlet of the second muffler body (the connecting pipe between both muffler bodies), a variable opening valve (that is, directly or remotely operated) (The valve whose opening degree can be changed manually or automatically) is provided.
[0020]
  The engine muffler is also connected to engines such as motorcycles, ATVs (four-wheel buggy cars), ships, generators, various working machines, general-purpose machines, and the like. The same preferable effect is exhibited. In other words, since the muffler of claim 1 has the above-mentioned feature a), it has excellent silencing effects from low frequency components to medium / high frequency components, and also makes engine performance better by reducing exhaust resistance. In addition, the whole is compact and easy to arrange.Since the introduction port and the discharge port in the first muffler body are arranged substantially concentrically, the exhaust passage can have a wide cross-sectional area, and the exhaust flow can be smoothed.
[0021]
Further, the characteristic of reducing the exhaust resistance and exerting high engine performance (output) can be appropriately changed according to the operating state of the engine. This is because, as described in c) above, a variable opening valve is provided in a pipe extending from the discharge port of the first muffler body to the exhaust introduction port of the second muffler body. In other words, when the opening of the valve is lowered (closed), the exhaust flow path from the first muffler body to the second muffler body is squeezed (so-called back pressure is increased), and at low rotation speed. While the torque can be increased (at the same time, the silencing effect is also improved), when the opening of the valve is increased, the flow path is released (the back pressure is lowered), so that the exhaust gas can easily pass through. The engine output is easily demonstrated during rotation.
[0022]
The engine muffler according to claim 5 is provided with a remote control type that is connected to the operation means via a rope (wire, rope, string, chain, etc.) as the valve of the above c). Features.
[0023]
In this muffler, even when a valve is opened / closed using a precise operation means (such as a servo motor), the means can have sufficient durability. This is because the operation means is connected to the valve via a rope, and it is not necessary to dispose the operation means in the vicinity of the muffler that becomes a high temperature for exhaust. If precise and highly functional operating means are used, automatic control such as setting the above-mentioned valve c) to an optimum opening according to the engine speed, throttle opening, etc., for example, becomes possible.
[0024]
The engine muffler according to claim 6 is the muffler described above,
b) An opening is provided at the end of the first muffler body on the side having the wall portion together with a variable opening valve; and
c) A variable opening valve is provided in a pipe from the exhaust port of the first muffler body to the exhaust inlet port of the second muffler body.
[0025]
Since this muffler has both the features of b) and c) described above, characteristics such as reducing exhaust resistance and exhibiting high engine performance (output) can be further increased depending on the operating condition of the engine. It can be adjusted flexibly and appropriately. For example, by appropriately setting the opening degree of the valve in c) above, whether to make the characteristics of low rotation direction with low rotation and high torque or high rotation direction characteristic that the engine performance is easy to be exhibited at high rotation. In addition to defining the basic characteristics of the muffler, it is possible to follow a sudden fluctuation in engine output by automatically opening and closing the valve b) according to changes in exhaust pressure. In such a case, it is possible to give the engine an instantaneous output force while freely setting the basic performance of the muffler.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the invention will be described with reference to FIGS. Note that “right”, “left”, “front”, and “rear” described below refer to the right, left, front, and rear in the direction of travel of the motorcycle body unless otherwise indicated.
[0027]
FIG. 1 is an overall longitudinal sectional view of the muffler 1 (FIG. 1A) and partial detail views (parts (b) to (d)) showing the respective parts. FIG. They are a side view (FIG. 2 (a)) and a rear view (viewed from the rear, (b)) of the attached motorcycle X1.
[0028]
The muffler 1 in FIG. 1 is configured by connecting two muffler bodies whose outer shapes are cylindrical, that is, a first muffler body 10 and a second muffler body 20 in series.
[0029]
The first muffler body 10 is provided with an exhaust introduction port 12 and an exhaust port 13 at an end 11 on one side, and an end plate 14a that forms a disk-shaped wall portion at an end 14 on the other side. A single expansion chamber is formed inside by providing a valve 30 that is normally kept closed. In the first muffler body 10, the entire amount of exhaust gas that has entered through the inlet 12 is normally turned back to the middle, proceeds as shown by the black arrow in the figure, proceeds to the outlet 13, and exhaust noise also enters the end 14. After reaching, the light is reflected by the wall surface portion of the end plate 14a and returned to the end portion 11 side. Therefore, in the first muffler body 10, the traveling wave and the reflected wave of the exhaust sound are overlapped, and an effect of canceling out the sound pressure based on the mutual phase difference occurs. Moreover, since the distance from one end 11 to the other end 14 is long (about 300 mm or more. However, it is changed according to the frequency range to be reduced), a sufficient phase difference can be obtained and low frequency components can be obtained. As a result, exhaust noise can be effectively reduced. Therefore, even if the diameter of the first muffler body 10 is small, excellent silencing performance is exhibited.
[0030]
A more specific structure of the first muffler body 10 is as follows.
First, the cylindrical body body is integrated with the cylinder 10a by attaching the sound absorbing material 10c made of glass wool to the inside of the cylinder 10a made of a stainless steel plate, and further inserting the inner cylinder 10b made of stainless steel punching metal inside. .
As described above, the valve 30 is disposed at the end portion 14 so as to be supported by the end plate 14a. The valve 30 has a variable opening and is configured as shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d). That is, first, the support shaft 32 is inserted into the valve seat body 34 so as to be reciprocally movable, and a disc-shaped valve body 31 with a packing 31a is attached to one end portion (outside air side). A locking piece 32 a is fixed to the other end of the support shaft 32 (inside the muffler body 10), and a coil spring 33 is compressed and attached between the locking piece 32 a and the valve seat body 34. The valve seat body 34 is provided with a plurality of openings 35 so that they can be closed by the valve body 31. Based on such a configuration, in the valve 30, when the exhaust pressure in the muffler body 10 is low, the valve element 31 closes the opening 35 of the valve seat body 34 by the force of the spring 33 (the upper half of FIG. If the pressure of the exhaust gas becomes higher than a predetermined value, the valve body 31 moves against the force of the spring 33 and opens the opening 35 (see the lower half of FIG. 1C). Since a partition plate 15 a having a short pipe 15 at the center is provided outside the valve 30, part of the exhaust in the first muffler body 10 passes through the short pipe 15 when the opening 35 is opened. Discharged outside. Thus, when the valve 30 is opened and the exhaust gas is discharged, the above-described silencing effect is weakened, but the resistance to the exhaust gas is reduced, so that the engine can easily exert a high output. The components of the valve 30 are made of a metal having high heat resistance and oxidation resistance such as stainless steel. The end plate 14a and the partition plate 15a are also made of stainless steel, and are attached to the inside of the cylinder 10a (or 10b) by welding.
The other end portion 11 of the first muffler body 10 has a flat portion and is provided with a U-shaped (or J-shaped) cross-sectional portion in a circumferential shape so as to be easily welded to the cylinder 10a and the like. 11a is attached, and a pipe 64 and a connecting pipe 16 (in which both are integrated) having an inlet 12 and an outlet 13 for exhaust are inserted and welded to an opening inside thereof.
[0031]
The pipe 64 and the connecting pipe 16 are not inserted into the partition plate 11a separately, but the former is concentric inside the latter as shown in FIG. 1 (a) (not necessarily in an exact concentric state). And is inserted into the partition plate 11a (and thus in the body main body). That is, a hole 16a is formed in a part of the connecting pipe 16 obtained by bending a thick pipe into a U shape, and the pipe 64 is passed through the inside of the hole 16a and the entire circumference is welded between the hole 16a. Then, in order to further stabilize the integration of the pipe 64 and the connecting pipe 16, several pieces of the support material 11 b are welded as shown in FIG. 1B to connect the pipe 64 and the connecting pipe 16. When the introduction port 12 and the discharge port 13 are arranged concentrically in this way, the connecting pipe 16 is made sufficiently thick in the portion having the pipe 64 on the inner side (maximum matching the diameter of the partition plate 11a). As a result, not only the inlet 12 but also the outlet 13 and the exhaust passage that follows it can have a wide cross-sectional area, and the flow of exhaust can be made smooth. At the same time, when the above-described concentric arrangement is adopted, welding of the pipe 64 and the connecting pipe 16 to the partition plate 11a at the end 11 is facilitated. In this example, the diameter of the connecting pipe 16 is slightly narrowed in a portion where the pipe 64 is not provided on the inside so that the opening cross-sectional area after the discharge port 13 is substantially constant.
[0032]
As shown in FIG. 1 (a), a variable opening 40 valve is provided inside the connecting pipe 16 that connects the first muffler body 10 and the second muffler body 20. The valve 40 is a butterfly type in which a disc-like valve body 41 is attached to a support shaft 42 supported by the pipe wall of the connecting pipe 16. A rotary lever 43 is attached to the support shaft 42 outside the connecting pipe 16, and two wire cables 45 for operation are connected to the rotary lever 43. When one of the wire cables 45 is pulled, the valve body 41 together with the support shaft 42 causes an angular displacement in the connecting pipe 16, and the exhaust passage is opened and closed in the connecting pipe 16. The same opening / closing operation can be performed by using the rotary lever 43 as a spring return system and using only one wire cable 45. Note that the valve body 41, the support shaft 42, and the like constituting the valve 40 are also made of a metal having high heat resistance and oxidation resistance, such as stainless steel.
When the exhaust flow path is opened and closed in this way, the exhaust pressure (back pressure) in the first muffler body 10 fluctuates accordingly, so that the muffler 1 has characteristics related to the engine output (at the same time with a silencing effect). It can be changed and adjusted as appropriate during operation. For example, when the valve 40 is fully opened, the back pressure becomes low and it becomes easy to exert high output of the engine. On the other hand, when the valve 40 is closed, the back pressure rises and such characteristics are weakened, and the intake torque is not easily discharged when the intake / exhaust valves overlap. (Simultaneous noise reduction effect). Apart from that, if the spring 33 (FIG. 1C) used for the valve 30 in the first muffler body 10 is made soft (with a small spring constant), the valve 40 in the connecting pipe 16 is fully closed. When this is done, the entire amount of exhaust gas is discharged from the valve 30 and the opening 35 with low resistance, and the output of the engine is easily exhibited in a high rotation range.
[0033]
The second muffler body 20 connected to the discharge port 13 of the first muffler body 10 via the connecting pipe 16 is connected to the other end 27 from the exhaust introduction port 22 (downstream end of the connecting pipe 16) at one end 21. A muffler body of a general type in which a plurality of expansion chambers are formed by a baffle plate or the like over a certain exhaust outlet 28. Specifically, first, the body body is formed of inner and outer double cylinders 20a and 20b (made of stainless steel, and inner 20b is a punching metal), and a sound absorbing material (glass wool) 20c is filled therebetween. Inside the inner cylinder 20b, as shown in the figure, there are a partition plate 23 made of punching metal, a partition plate 24 having a baffle pipe 24a, a partition plate 25 having several openings 25a, baffle pipes 26a, and several openings. A partition plate 26 having 26b is fixed by plug welding or the like. At one end portion 21 corresponding to the upstream side of the exhaust gas, the partition plate 21a welded to the connecting pipe 16 is welded and fixed to the cylinder 20a, and at the other end portion 27, the partition plate 27a also serves as a support for the pipe 26a. Is also welded to the cylinder 20a.
[0034]
In such a muffler body 20, the exhaust is provided between the partition plates as an expansion chamber, and the space surrounded by the partition plate 26, the baffle pipe 26 a, the partition plate 27 a, and the like serves as a resonance chamber, It is discharged from the downstream end. By the action of each expansion chamber, the resonance chamber, and the sound absorbing material 20c, the exhaust sound is reduced mainly in the middle and high frequency components. As described above, since the low frequency component is well removed by the first muffler body 10, the second muffler body 20 does not need to have a larger diameter. Since a substantially linear exhaust flow is made inside, the pressure loss of the exhaust in the second muffler body is relatively small.
[0035]
The muffler 1 of FIG. 1 is excellent in the following points in addition to the fact that the low to high frequency components in the exhaust sound can be effectively reduced as described above. That is, a large opening cross-sectional area can be given to the exhaust inlet 12 and the exhaust outlet 13 in the first muffler body 10, and a substantially linear exhaust flow can be formed in the second muffler body 20. It is easy to draw out the output of the engine by reducing the resistance. Further, based on the combination of the narrow muffler bodies 10 and 20, the layout is more flexible than the thick single muffler and it is easy to realize a compact and aesthetic arrangement. Since the two valves 30 and 40 with variable opening are provided, it is possible to appropriately adjust the characteristics on the output in accordance with the operating state of the engine.
[0036]
A motorcycle X1 shown in FIG. 2 uses the muffler 1 shown in FIG. 1 for an exhaust system in view of the above advantages. That is, the motorcycle X1 is equipped with a four-cylinder four-cycle engine 61 below the fuel tank 67, and an exhaust pipe 62, a manifold 63, and an exhaust pipe such as a joint pipe 64 are connected to the exhaust port 61a. In addition, the muffler 1 is connected to these end portions.
[0037]
The configuration of the exhaust pipe and the like is as follows. First, four exhaust pipes 62 equal to the number of cylinders are extended from the engine 61 toward the front lower part, and each is connected to a manifold 63 provided at a lower position of the engine 61. The manifold 63 has four inlet openings and two outlet openings. Through this, the downstream ends of the four exhaust pipes 62 are integrated into two pipes (joint pipes) 64. Connect like so. One of these two pipes 64 is arranged on the left side of the vehicle body as shown in FIGS. 2A and 2B, and the other one is arranged on the right side of the vehicle body as shown in FIG. The muffler 1 is connected to each of the pipes 64 arranged one by one on the left side and the right side with their downstream ends as the exhaust inlet 12 shown in FIG.
[0038]
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the muffler 1 has both the first muffler body 10 on the lower side and the second muffler body 20 aligned in parallel. It is attached at a position above the axle (below the driver seat 68 and the rear seat 69), with the front facing diagonally (with the rear side with the exhaust outlet 28 raised). In addition to attaching the muffler 1 to such a position and posture, each muffler body 10/20 has a small diameter (each diameter is 70 to 130 mm), and as shown in FIG. Since the motorcycle 20 is arranged in parallel and close to the side of the car body, the motorcycle X1 can be banked sufficiently (inclined) when traveling, and the vehicle width is small and the weight is concentrated near the center. There are advantages such as being. In connection with this, it is preferable that the appearance is light and speedy. Needless to say, the motorcycle X1 is also good in terms of exhaust sound and engine performance (output) based on the configuration and function of the muffler 1 itself.
[0039]
In the motorcycle X1, the opening degree of the above-described valve 40 disposed in the connecting pipe 16 is controlled by using the servo motor 50 as an operating means. The rotary lever 51 is rotated by the servo motor 50 and the displacement is transmitted to the rotary lever 43 of the valve 40 via the wire cable 45, whereby the valve 40 (the valve body 41) is opened and closed. As shown in FIGS. 2A and 2B, the rotary lever 43 of the valve 40 is disposed on the surface near the center of the vehicle body in the connecting pipe 16, and the wire cable 45 connected thereto is also inside the vehicle body frame (step holder etc.) 65. It passes through (toward the center of the car). Since the servo motor 50 is also arranged so as to be hidden under the driver's seat 68, the device for operating the valve 40 is hardly visible from the outside, which is advantageous in appearance. It is also preferable as a use condition that the servo motor 50, which is a precision instrument, can be arranged away from the muffler 1, which is one of the heat sources.
[0040]
The servo motor 50 receives an operation signal corresponding to a signal relating to the running state, such as the speed of the motorcycle X1, and controls the opening degree of the valve 40 in accordance with the running state. For example, when the vehicle is traveling at high speed, the valve 40 is fully opened so that the engine 61 can easily exert a high output, and when traveling at a low speed, the valve 40 is slightly closed so that the low-speed torque of the engine 61 can be exerted (at the same time, the muffler 1 can be silenced). Strong). Further, since the muffler 1 is provided with the valve 30 in the first muffler body 10 in addition to the valve 40 described above as shown in FIG. 1A, when the output of the engine 61 increases rapidly, the valve 30 Open and high load (high output) operation can be realized smoothly.
[0041]
FIG. 3 shows a muffler 2 that is partially different from the muffler 1 of FIG. That is, the muffler 2 has a point that there is no valve in the connecting pipe 16A as shown in FIG. 3A, and a point that the heat insulating cover 37 is attached to the valve 30A in the first muffler body 10A as shown in FIG. This is different from the above-described muffler 1 (FIG. 1). The configuration of the first muffler body 10A and the second muffler body 20A itself, the connection form of the pipe 64 (introduction port 12A) and the connecting pipe 16A (discharge port 13A) to them, the configuration of the valve 30A other than the heat insulating cover 37, and Since the functions and the like are the same as those in FIG. 1, the exhaust (the path is indicated by a black arrow in the figure) in the muffler 2 and the way of the exhaust sound are the same as in FIG. Of course, such a muffler 2 is also suitable for use in a motorcycle or the like.
[0042]
The valve 30A has substantially the same configuration as the valve 30 of FIG. 1 as described above. However, as shown in FIG. 3B, the valve 30A is integrated with a locking piece 32a for mounting a spring 33 between the valve seat body 34 and the valve 30A. In addition, a heat insulating cover 37 having a flat plate portion and a cylindrical portion is attached to the support shaft 32 like a bowl. Since the cylindrical portion of the heat insulating cover 37 covers the outside of the spring 33, the heat resistance and oxidation resistance of the spring 33 are supplemented, and the valve 30A can be used for a long time. Since the length of the tubular portion in the heat insulating cover 37 is set appropriately, as shown in FIG. 5B, when the valve element 31 is also closed when closing the opening 35 (upper half of the figure) (lower half of the figure) The outer side of the spring 33 is also effectively covered.
[0043]
Since no valve is provided in the connecting pipe 16A as shown in FIG. 3 (a), the characteristics relating to the engine output and the like of the muffler 2 in use are adjusted only by the valve 30A provided in the first muffler body 10A. Is done. The valve 30A is an automatic opening / closing type that opens when the exhaust pressure in the muffler body 10A becomes a certain value or more, like the valve 30 described above. When the engine speed increases, the engine can be opened to reduce the exhaust resistance, and the engine can exhibit a high output instantaneously.
[0044]
Next, FIG. 4 shows a muffler 3 having a slight difference from the muffler 2 of FIG. That is, in this muffler 3, the form of the exhaust inlet 12B and the outlet 13B for the first muffler body 10B is different from that in FIG. 3 (and FIG. 1). That is, the pipe 64 connected to the one end 11B of the first muffler body 10B and the connecting pipe 16B are not integrated concentrically, but each is separately inserted and fixed to the partition plate 11Ba. It is. The configuration of the first muffler body 10B and the second muffler body 20B itself is the same as that of the muffler bodies 10A and 20A in FIG. 3, and the exhaust (the path is indicated by a black arrow in the figure) and the exhaust sound in each of them. 3 does not differ from the case of FIG. 3, and therefore the functions relating to the exhaust resistance (engine output characteristics) and the like in each of the muffler bodies 10B and 20B are the same as those of the muffler 2 of FIG.
[0045]
Such a muffler 3 has an advantage that a general-purpose pipe can be used as the connecting pipe 16B and the pipe 64, and a manufacturing process in which special processing or welding is performed on the connecting pipe 16B and the pipe 64 is passed is unnecessary. In the illustrated example, the valve 30B disposed in the first muffler body 10B has the same configuration as the valve 30 shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d).
[0046]
FIG. 5 is a diagram showing the vicinity of one end portion 14C of the first muffler body 10C for the muffler 4 that can also be arranged in a motorcycle or the like. This muffler 4 also has a first muffler body 10C formed in a cylindrical shape from one end 14C formed as shown to the other end having an exhaust inlet / outlet (not shown), A cylindrical second muffler body (not shown) having a plurality of expansion chambers is connected in series from the exhaust inlet to the other exhaust outlet, and the degree of opening of the muffler body 10C is variable as shown in the figure. A valve 30C is provided.
[0047]
As shown in FIG. 5A, the valve 30C first fixes an end plate 34C having a wall surface portion that easily reflects exhaust sound and an opening 35C to the inside of the cylinder 10b by welding, and the outside of the end plate 34C. A plate-like valve element 31C is attached to the (outside air side) so as to close the opening 35C. As shown in FIG. 5B, the valve element 31C is supported in a swingable state by a support shaft 32C fixed to the end plate 34C, and in an ordinary state, the end plate is closed by a spring 33C from the outside so as to close the opening 35C. It is pressed down on 34C.
[0048]
The valve 30C having such a configuration also opens and closes in accordance with the exhaust pressure in the first muffler body 10C, similarly to the above-described valves 30, 30A, and 30B. That is, when the exhaust pressure is low, the opening 35C is closed by the valve body 31C by the force of the spring 33C, and when the exhaust pressure becomes a certain value or more, the valve body 31C is displaced against the spring 33C, thereby opening the opening 35C. Opens. When the opening 35 of the valve 30C is opened, part of the exhaust in the muffler body 10C is discharged to the outside via the short pipe 15C, so that the muffler 4 is used in accordance with the operating state of the engine during use. It can be said that output characteristics and the like can be adjusted appropriately.
[0049]
The muffler 5 shown in FIG. 6 includes many parts common to the muffler 1 of FIG. 1 such as including the first and second muffler bodies 10D and 20D, while eliminating the valve in the muffler body 10D and the connection pipe 16D. This is an example in which a part of the valve operating mechanism is changed. The connection form of the pipe 64 (introduction port 12D) and the connecting pipe 16D (discharge port 13D) to each of the muffler bodies 10D and 20D and the configuration of the second muffler body 20D are exactly the same as those of the muffler 1 in FIG. The body 10D is not different from that shown in FIG. 1 except that there is no valve inside. Therefore, the way in which exhaust (the path is indicated by a black arrow in the figure) and the exhaust sound (the path in the muffler body 10D is indicated by a white arrow) in the muffler 5 is basically the case of FIG. (When the valve 30 in FIG. 1 is closed). Such a muffler 2 is also suitable for use in a motorcycle or the like because it exhibits the same characteristics as in the case of FIG.
[0050]
However, in the first muffler body 10D, no valve is provided in the end portion 14D opposite to the end portion 11D where the introduction port 12D and the discharge port 13D are located, and the end portion 14D includes a flat wall surface portion. It is closed with a cap 15X. A butterfly-type variable valve 40D including a disc-like valve body 41D and a support shaft 42D is provided inside the connecting pipe 16D extending from the first muffler body 10D to the second muffler body 20D. In order to move the valve body 41D in the valve 40D, the lever 43D is integrated with the support shaft 42D outside the connection pipe 16D, and the wire cable 45D for operation is connected thereto. By pulling the wire cable 45D, the valve body 41D is rotationally displaced, thereby opening and closing the exhaust passage in the connecting pipe 16.
[0051]
In the muffler 5 of FIG. 6, unlike the mufflers 1 to 3, the first muffler body does not have a valve, so the characteristics relating to the engine output and the like of the muffler 5 in use are adjusted only by the valve 40D in the connecting pipe 16D. Is done. This valve 40D does not automatically open and close in response to the exhaust pressure, so it does not follow the instantaneous output fluctuation of the engine, but by performing an appropriate remote operation via the wire cable 45D. It is possible to appropriately set and change the basic characteristics of the muffler, which determines whether the engine performance is exhibited at a low speed or at a high speed.
[0052]
In the muffler 5 of FIG. 6, the attachment mode of the valve 40D to the connecting pipe 16D is as shown in FIG. The connecting pipe 16D has a so-called monaca structure in which a pair of semicircular tubular members formed of a stainless steel plate are formed into a tubular shape by welding the joint portions 16a provided in the longitudinal direction, but FIG. 6 and FIG. In the example of a), the supporting shaft 42D is passed through and supported by the connecting pipe 16D at a portion where the joint portion 16a is not provided. The valve body 41D is disposed inside the connecting pipe 16D by being attached to the support shaft 42D, and a lever 43D is connected to the support shaft 42D outside the connecting pipe 16D, and a spring 44D is engaged with the lever 43D. The valve body 41D and the like are provided with an angle restoring property.
[0053]
The attachment of the valve 40D to the connecting pipe 16D may be performed as shown in FIG. 7B or FIG. 7C, for example. That is, FIG. 7B is an example in which the valve body 41D and the like are supported by passing the support shaft 42D between the joint portions 16a in the connection pipe 16D having a monaca structure. FIG. 7C shows an example in which the connecting pipe 16D is integrally formed by hydroform molding, casting, or the like, and the support shaft 42D is passed through and supported by the pipe wall. 7A to 7C can be applied not only to the muffler 5 of FIG. 6 but also to other types of mufflers, such as the muffler 1 shown in FIG.
[0054]
The motorcycle X2 shown in FIG. 8 has a muffler 5 in which a first muffler body 10E and a second muffler body 20E are separately provided. That is, the muffler 6 included in the motorcycle X2 has muffler bodies 10E and 20E having structures similar to those of FIGS. 1 and 3, but the two are not arranged side by side. The two are connected to each other by a long connecting pipe 16E. Specifically, first, the first muffler body 10E is provided at the lower part of the vehicle body (a position below the engine 61 and the transmission), and the joint pipe 64 and the connecting pipe 16E are concentrically integrated with the one end 11E. Insert and fix the converted one. Then, as shown in FIG. 8 (a), the second muffler body 20E is connected to the downstream end of the connecting pipe 16E by extending it backward. The second muffler body 20E is directed obliquely (raising the exhaust exhaust port 28E side) to a position on the side of the rear wheel 8 and above the axle (below the driver seat 68 and the rear seat 69). Attach).
[0055]
As shown in FIG. 8B, a variable opening 30V is attached to the inside of the muffler body 10E (the end 14E opposite to the end 11E to which the pipe 64 and the like are connected), and a long tail is attached to the following part. The pipe 15E is connected. The valve 30E has the same configuration as that of FIG. 1 (may be the same configuration as that of FIG. 3 and FIG. 5), and closes the opening by the force of the spring, but automatically when the exhaust pressure exceeds the spring force. The opening is opened and the exhaust gas flows out to the outside. The tail pipe 15E is a stainless steel pipe having a length of 50 cm or more from the end 14E of the first muffler body 10E provided at the lower part of the vehicle body to the side of the rear wheel 8 aligned with the muffler body 20E. By exerting an appropriate amount of resistance on the flow of the air, an appropriate noise reduction effect is exerted on the exhaust discharged to the outside through the valve 30E without passing through the second muffler body 20D.
[0056]
Since no valve is provided inside the connecting pipe 16E, the characteristics of the engine output and the like in use in the muffler 6 are the same as those in the first muffler body 10E in the same manner as the muffler 2 in FIG. It is automatically adjusted by opening and closing the valve 30E. That is, this muffler 6 in FIG. 8 also functions to close the valve 30E and exhibit low rotational torque while the engine output is low, and when the engine output increases, the valve 30E is opened to reduce the exhaust resistance, It is possible to cause the engine to exhibit instantaneous high output. Including such points, the muffler 6 and the motorcycle X2 having the muffler 6 can be said to be excellent in various aspects such as improvement of engine performance, reduction of exhaust noise, compactness of vehicle body dimensions, and improvement of appearance. It is to be noted that a variable opening valve such as the valve 40 of FIG. 1 or the valve 40D of FIG. 6 is provided inside the connecting pipe 16E in the example of FIG. Needless to say, it is preferable to make it possible.
[0057]
As mentioned above, although some forms were shown along drawing, implementation of invention is not necessarily limited to these. In addition to the above explanation, for the purpose of changing / adjusting engine performance characteristics and exhaust noise, for example,
A) By appropriately forming small holes in the end plate for forming reflected waves, a part of the exhaust gas is always discharged directly to the outside through the small holes.
B) appropriately changing the position of the exhaust inlet in the first muffler body (that is, the insertion length of the pipe having the inlet into the first muffler body, etc.);
C) A punching metal or other perforated plate (baffle plate) or various sound absorbing materials are appropriately disposed between the exhaust inlet in the first muffler body and the above-described end plate for forming the reflected wave. (This improves the removal characteristics of the middle and high frequency components in the first muffler body)
D) appropriately changing the length and thickness (and mounting location) of the first muffler body or the second muffler body without matching the dimensions of the other muffler body, etc.
1) In the muffler 1 of FIG. 1, a limited portion of the exhaust does not pass through the first muffler body, for example, by providing a small hole in the pipe 64 inside the connecting pipe 16. Go forward,
F) Change the number of first or second muffler bodies as appropriate according to the number of cylinders of the engine, etc.
G) Again, depending on the number of cylinders of the engine, etc., the number of pipes (such as the pipe 64 in FIG. 1) and connecting pipes (such as the connecting pipe 16 in FIG. 1) connected to one muffler body is appropriately changed.
This is because it is also preferable to take a treatment such as −.
[0058]
The muffler of the invention can also be used as follows.
H) It can also be used for the exhaust system of 2-cycle engines. However, in that case, in order to obtain the exhaust effect and scavenging effect peculiar to the two-cycle engine, a chamber that has a tapered wall surface at the end and generates reflected pulsation pressure is connected upstream of the muffler. It is preferable to do this.
B) It can also be used for the exhaust system of engines other than motorcycles.
N) It is also possible to connect to the exhaust pipe so that the exhaust flows from the second muffler body to the first muffler body (for example, from the exhaust outlet 28 to the inlet 12 in the example of FIG. 1 opposite to the arrow). .
[0059]
【The invention's effect】
The engine muffler described in claim 1 has the following effects.
-Change the characteristics related to engine performance appropriately according to the engine operating conditions, such as opening the valve to demonstrate high engine output by opening the valve during high output operation, while exhibiting high low rotational torque during low output operation. can do. This is because an opening variable valve and an opening are provided at the end of the first muffler body on the side having the wall surface portion.
As with conventional mufflers, in addition to removing high-frequency components in exhaust sound, low-frequency components can be effectively removed. This is because, in the first muffler body, the exhaust sound of the exhaust gas that has entered from the introduction port is reflected by the wall surface portion at the other end, and the traveling wave and the reflected wave effectively interfere with each other.
・ It is easy to draw out engine output by reducing resistance to exhaust. Also, based on the combination of narrow muffler bodies, the layout is highly flexible and it is easy to realize a compact and aesthetically pleasing arrangement.
[0060]
If the engine muffler according to claim 2,
-It is possible to automatically perform a preferable operation in which a low rotational torque is easily exhibited in the engine during low-power operation, while a high engine performance is exhibited during high-power operation.
-Since the valve structure is simple, it can be easily constructed at low cost with excellent durability.
[0061]
  According to the engine muffler according to claim 3,
  ・The heat resistance and oxidation resistance of the spring are supplemented, and the above valve can be used for a long time.
[0062]
The engine muffler described in claim 4 also has the following effects, similar to the muffler described in claim 1. That is,
-Characteristics related to engine performance based on exhaust resistance can be changed as appropriate according to engine operating conditions. This is because a variable opening valve is provided in a pipe extending from the outlet of the first muffler body to the exhaust inlet of the second muffler body.
・ In addition to excellent noise reduction from low frequency components to medium and high frequency components, the exhaust resistance can be reduced to improve engine performance, and the overall configuration is compact and easy to arrange.
[0063]
According to the engine muffler according to claim 5, in particular,
-Even when the valve is opened / closed using a precise operating means, the means can be sufficiently durable. This is because the above-described valve is remote-operated, so that it is not necessary to dispose operation means in the vicinity of the muffler that becomes high in temperature.
[0064]
If it is an engine muffler of Claim 6,
-Since valves are provided at two preferred locations, characteristics such as reducing exhaust resistance and increasing engine performance (output) can be adjusted more flexibly and appropriately in accordance with engine operating conditions, etc. . For example, it is possible to give the engine an instantaneous output force while freely setting the basic performance of the muffler.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a muffler 1 according to an embodiment of the invention, in which FIG. 1 (a) is an overall longitudinal sectional view of the muffler 1, and FIG. 1 (b) is a view taken in the direction of arrow b in FIG. (C) is a detailed cross-sectional view of the muffler 1 in the vicinity of the end portion 14 (the upper half shows a state in which the valve 30 is closed, and the lower half shows a state in which the valve 30 is opened). ), (D) is a detailed view showing the dd arrow in (c).
2 is a diagram showing a motorcycle X1 to which the muffler 1 of FIG. 1 is attached, FIG. 2 (a) is a side view, and FIG. 2 (b) is a rear view (viewed from the rear).
FIG. 3 (a) is an overall longitudinal sectional view showing a muffler 2 which is an embodiment of the invention. FIG. 4B is a detailed cross-sectional view of the muffler 2 of FIG. 2A in the vicinity of the end 14A (the upper half is in a state in which the valve 30A is closed, and the lower half is in a state in which the valve 30A is opened).
FIG. 4 is an overall longitudinal sectional view showing a muffler 3 according to an embodiment of the invention.
FIG. 5 (a) is a longitudinal sectional view showing a part of the muffler 4 (in the vicinity of an end portion 14C) according to an embodiment of the invention. Moreover, the same (b) is a bb arrow line view in the same (a).
FIG. 6 is an overall longitudinal sectional view showing a muffler 5 according to an embodiment of the invention.
7A to 7C are cross-sectional views (sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 6) showing how the valve 40D is attached to the muffler 5 in FIG.
FIG. 8 (a) is a side view showing the muffler 6 according to one embodiment of the invention together with the motorcycle X2, and FIG. 8 (b) is a detailed view showing an arrow b in FIG. 8 (a). is there.
9A is a longitudinal sectional view showing a conventional muffler 1 ′, FIG. 9B is a side view of the motorcycle X equipped with the muffler 1 ′, and FIG. 9C is a side view of the motorcycle X. It is a rear view.
[Explanation of symbols]
1-6 Muffler
10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E 1st muffler body
12, 12A, 12B, 12D Inlet
13, 13A, 13B, 13D Discharge port
14a / 34C End plate (wall surface)
16, 16A, 16B, 16D, 16E Connecting pipe (pipe)
20, 20A, 20B, 20D, 20E 2nd muffler body
22 Exhaust inlet
28 / 28B / 28E Exhaust outlet
30 ・ 30A ・ 30B ・ 30C ・ 30E Valve
33 ・ 33C Spring
35 ・ 35C opening
40 / 40D valve
45 ・ 45D wire cable
50 Servo motor (operation means)
X1 / X2 motorcycle

Claims

A cylindrical first muffler body having an exhaust inlet and outlet at one end and a wall surface at the other end, and from the exhaust inlet at one end to the other end A cylindrical second muffler body having a plurality of expansion chambers is connected in series over a certain exhaust outlet,
The introduction port and the discharge port in the first muffler body are arranged substantially concentrically,
The engine muffler is characterized in that an opening is provided at the end of the first muffler body on the side having the wall surface portion together with a variable opening valve.

2. The valve according to claim 1, wherein the valve closes the opening by the force of a spring and opens and closes when the pressure of the exhaust gas acting on the pressure receiving part exceeds the force of the spring. Engine muffler.

The engine muffler according to claim 2, wherein the valve is provided with a heat insulating cover so as to cover the spring.

A cylindrical first muffler body having an exhaust inlet and outlet at one end and a wall surface at the other end, and from the exhaust inlet at one end to the other end A cylindrical second muffler body having a plurality of expansion chambers is connected in series over a certain exhaust outlet,
The introduction port and the discharge port in the first muffler body are arranged substantially concentrically,
And, while the tube extending from the outlet of the first muffler body into the exhaust inlet port of the second muffler body, an engine muffler, wherein the variable opening valve is provided.

The engine muffler according to claim 4, wherein the valve is of a remote control type connected to an operation means via a rope.

An opening is provided at the end of the first muffler body on the side having the wall surface portion together with a variable opening valve, and the pipe extends from the outlet of the first muffler body to the exhaust inlet of the second muffler body. The engine muffler according to any one of claims 1 to 5, wherein a variable valve opening is provided.