JP5685391B2

JP5685391B2 - 消音装置

Info

Publication number: JP5685391B2
Application number: JP2010120688A
Authority: JP
Inventors: 慶彦稲垣; 松下　充; 充松下; 誠一甲斐
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: JP2011247161A

Description

本発明は、自動二輪車等の車両のエンジンから排気ガスが排出される時の音を消音する消音装置に関する。

従来、自動二輪車等の車両に搭載されたエンジンの消音装置として、排気ガスを消音装置入口から出口まで直線的に通す通路を有したストレート排気方式のものが知られている。より具体的には、外筒の内部に、エンジンからの排気ガスを通過させる内筒が略同心状に配置され、内筒と外筒との間に吸音材が装填され、エンジンから内筒の内部に導入された排気ガスを、内筒の周面にわたり形成された複数の連通孔を介して吸音材側に導くことにより、吸音材で排気音を減衰させるものが知られている（特許文献１を参照）。

当該消音装置では、内筒内部にパンチングコーン及びテールパイプがそれぞれ内筒の同心状に配置されており、内筒を通過した排気ガスをパンチングコーンを介して、内筒よりも径の小さいテールパイプに導くことにより、消音効果の一層の向上を図っている。

特開２００７−２９２０４９号公報

上記の様なストレート排気方式の消音装置は、一般に、軽量化が容易であり、素早い回転数の上昇や高回転型の出力特性に向いているので、モトクロス用の自動二輪車に使用されている。モトクロスのように競技場の様なオフロードで使用する自動二輪車においては、公道を走行する自動二輪車よりも排気音量が大きくても許容されてきた。しかしながら、競技場で使用する自動二輪車であっても、排気音量に関する強化された新規制（例えば、２０１０年より、FIM（国際モーターサイクリズム連盟）により制定された新しい音量測定法「2m-MAX」）を満たすことが求められている。

ストレート排気方式の消音装置において、吸音材で排気音をより減衰させるよう連通孔の穴径を大きくして排気通過面積を拡大したり、テールパイプの内径を縮小したり、テールパイプに連通孔を設けたりすることが検討されているが、十分な消音効果が得られていないのが現状である。

したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、簡単で安価な構成でありながらも、エンジンの出力低下及び重量増加を招くことなく、排気音量を効果的に低減する消音装置を提供することである。

上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、以下の消音装置が提供される。

すなわち、本発明の請求項１に係る消音装置は、
排気パイプからの排気ガスが流れる内筒と、
前記内筒を覆う外筒と、
前記外筒と前記内筒との間に充填された吸音材と、
前記内筒の周壁に形成された複数の連通孔と、
を備える消音装置であって、
前記内筒の上流側及び下流側には、前記内筒の内側を流れる排気ガスを前記吸音材の側に導く、上流側の排気ガス導出部及び下流側の排気ガス導出部がそれぞれ設けられ、
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部は、それぞれ、前記内筒の周壁の一部において、前記内筒の周壁から軸芯に向けて突出した形状をして前記排気ガスの上流側に向けて開口した開口部を有し、
前記上流側の排気ガス導出部と前記下流側の排気ガス導出部との間には、前記複数の連通孔が前記内筒の軸長さ方向に並んで形成され、
前記内筒の前記周壁が、周方向に部分的に切り込まれた円弧状スリットを有し、
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部の上流側に近接するように前記円弧状スリットが形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る消音装置では、
板状体に対して前記円弧状スリットを打ち抜き加工によって形成したあと、前記円弧状スリットの下流側の近接位置に対してプレス加工を行うことによって、前記排気ガス導出部のそれぞれが、形成されることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る消音装置では、
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部のそれぞれが、前記内筒の軸長さ方向に単列で設けられ、前記内筒の軸芯を上流側から見て、山型形状に突出するとともに、前記内筒の軸長さ方向に沿って、複数組で千鳥状に配置されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る消音装置では、
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部のそれぞれが、前記内筒の前記周壁上に１８０度の角度をなして対向配置された一対の排気ガス導出部からなり、前記内筒の軸長さ方向に沿って、複数組で千鳥状に配置されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る消音装置では、
前記排気ガス導出部の湾曲変形面の下底部が、前記内筒の軸芯方向に前記内筒の内径の略４分の１で突出していることを特徴とする。

本発明の請求項６に係る消音装置では、
排気パイプからの排気ガスが流れる内筒と、
前記内筒を覆う外筒と、
前記外筒と前記内筒との間に充填された吸音材と、
前記内筒の周壁に形成された複数の連通孔と、
を備える消音装置であって、
前記内筒の内側を流れる排気ガスを前記吸音材の側に導く排気ガス導出部が、前記内筒に設けられ、
前記排気ガス導出部は、前記内筒の周壁の一部において、前記内筒の周壁から軸芯に向けて突出した形状をして前記排気ガスの上流側に向けて開口した開口部を有し、
前記排気ガス導出部よりも上流側において、前記内筒の軸芯と直交する方向に延在する仕切体を前記内筒内にさらに備え、
前記仕切体は、前記内筒の軸芯を上流側から見て、前記排気ガス導出部において突出した縁部に大略沿うような形状で切り欠かれていることを特徴とする。

本発明の請求項７に係る消音装置では、
前記内筒の軸芯を上流側から見て、前記仕切体の面積は、前記排気ガス導出部の面積よりも大きくて、且つ、前記仕切体の縁部と前記排気ガス導出部において突出した縁部との間には、隙間が形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、内筒と、外筒と、外筒及び内筒の間に充填された吸音材と、内筒の周壁に形成された連通孔と、を備える消音装置において、内筒の上流側及び下流側には、内筒の内側を流れる排気ガスを吸音材の側に導く、上流側の排気ガス導出部及び下流側の排気ガス導出部がそれぞれ設けられ、上流側の排気ガス導出部及び下流側の排気ガス導出部は、それぞれ、内筒の周壁の一部において、内筒の周壁から軸芯に向けて突出した形状をして排気ガスの上流側に向けて開口した開口部を有し、上流側の排気ガス導出部と下流側の排気ガス導出部との間には、複数の連通孔が内筒の軸長さ方向に並んで形成され、内筒の周壁が、周方向に部分的に切り込まれた円弧状スリットを有し、上流側の排気ガス導出部及び下流側の排気ガス導出部の上流側に近接するように円弧状スリットが形成されている。当該構成によれば、複数の連通孔が内筒の軸長さ方向に並んで形成されることで内筒の変形が起こりやすくなっているにもかかわらず、円弧状スリットが排気ガス導出部の上流側に近接配置されることによって排気ガス導出部を形成するときに内筒の変形が防止され、大きな開口を持った排気ガス導出部の形成が可能になる。大きな開口を持った排気ガス導出部は、内筒内の排気ガスを内筒の外側により多く導くことができ、吸音材を有効利用することができ、排気音量を効果的に低減することができるという効果を奏する。

本発明に係る消音装置を装備した自動二輪車の左側面図である。本発明の第一実施形態に係る消音装置の縦断面図である。図２に示した消音装置を上流側から見た拡大斜視図である。図２のIV−IV線に沿った拡大横断面図である。本発明の第二実施形態に係る消音装置の縦断面図である。本発明の第三実施形態に係る消音装置の縦断面図である。本発明の第四実施形態に係る消音装置の縦断面図である。本発明の第五実施形態に係る消音装置の縦断面図である。図８に示した消音装置を上流側から見た拡大斜視図である。図８のX−X線に沿った拡大横断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態に係る消音装置１０について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る消音装置１０を備えた自動二輪車１を示す左側面図である。消音装置１０の搭載される車両の好適な一例として、モトクロス用の自動二輪車１を示しているが、本願発明を限定するものではない。本明細書における前後方向、左右方向、及び上下方向は、自動二輪車１０に乗車する運転席から見たときを基準にして、自動二輪車１等の車長方向、車幅方向、及び車高方向をそれぞれ意味している。また、本明細書における上流側、及び、下流側は、それぞれ、内筒１０ｂの前端部１９ａの側、及び、内筒１０ｂの後端部１９ｂの側を意味している。

図１において、自動二輪車１の車体フレーム２ａは、その前端部にヘッドパイプ２ｂを備え、ヘッドパイプ２ｂに対して左右方向に回動可能（操向可能）に装着されたフロントフォーク２ｃにより、前輪２ｄが軸支されている。また、スイングアーム３ａの後端部には、後輪３ｂが軸支されている。車体フレーム２ａの中央部には、エンジン３ｅが搭載されている。エンジン３ｅの上方においては、前方側に燃料タンク３ｃが設置され、後方側にシート３ｄが設置されている。

エンジン３ｅの排気口には、排気パイプ２０が接続されている。当該排気パイプ２０の後端部には消音装置１０が接続されている。エンジン３ｅから排出された排気ガスは、排気パイプ２０を通じて、消音装置１０に導入され、消音装置１０により排気ガスの圧力の脈動が減じられて消音されたあと、消音装置１０の後端出口から外部に排出される。消音装置１０は、後述するブラケット３２により、車体フレーム２ａに取り付けられている。

まず、図２乃至４を参照しながら、本発明の第一実施形態に係る消音装置１０について詳細に説明する。図２は、本発明の第一実施形態に係る消音装置１０の縦断面図である。図３は、図２に示した消音装置１０を上流側から見た拡大斜視図である。図４は、図２のIV−IV線に沿った拡大横断面図である。

消音装置１０は、排気パイプ２０からの排気ガスが内側を流れる内筒１０ｂと、この内筒１０ｂを覆うように内筒１０ｂに対して略同心状に配置された外筒１０ａと、内筒１０ｂと外筒１０ａとの間に形成された消音空間１１に装填された吸音材２２と、を備えている。

外筒１０ａは、例えばアルミニウム合金材料からなり、車高方向に長寸である長円形の横断面形状を有する管状体である。外筒１０ａの横断面形状は、楕円形、三角形、四角形以上の多角形または円形であってもよい。外筒１０ａの外周面の上側中央部には、消音装置１０を自動二輪車１の車体フレーム２ａに固定するためのブラケット３２が設けられている。

内筒１０ｂは、例えば鉄系材料からなり、全長にわたって略均一の円形の横断面形状を有する直管である。内筒１０ｂの内側と消音空間１１とを連通する複数の小さな連通孔１２が、内筒１０ｂの周壁１３に設けられている。内筒１０ｂの上流側の前端部１９ａは、排気パイプ２０の内周面に対して嵌合しているとともに溶接固定されている。

前記外筒１０ａの上流側の前端部と排気パイプ２０とは、排気パイプ２０を覆うテーパー連結管２４により連結固定されている。テーパー連結管２４の前端部は、排気パイプ２０の外周面に嵌合しているとともに溶接固定されている。テーパー連結管２４の後端部は、外筒１０ａの前端部の内周面に対して、嵌合しているとともに、シール剤を介してボルト又はリベットで連結固定されている。

外筒１０ａの下流側の後端部においては、テールエンド管３４がエンドプレート３６と共に複数のリベット３８により連結されている。テールパイプ３０は、テールエンド管３４とエンドプレート３６とによって支持されている。テールパイプ３０の上流側の前端部は、エンドプレート３６の内側端部に対して溶接固定されている。テールパイプ３０の下流側の後端部は、テールエンド管３４の後端開口部に対して溶接固定されている。内筒１０ｂの後端部１９ｂがテールパイプ３０の前端部に嵌入されている。

上記構成により、排気パイプ２０を通じて導入された排気ガスを外部に排出する消音装置１０の排気通路が、内筒１０ｂ及びテールパイプ３０に形成されている。

吸音材２２は、グラスウール又はスチールウール等の繊維状の耐熱性材料からなる。吸音材２２は、内筒１０ｂ、外筒１０ａ、テーパー連結管２４及びエンドプレート３６で囲まれた空間であって密閉状態にある消音空間１１に装填されている。なお、図２等では、吸音材２２が消音空間１１において六箇所に分散して図示されているが、図２等の図示はあくまで模式的なものであり、装填箇所は特に限定されない。例えば吸音材２２は、消音空間１１を満たすように充填されても良いし、連通穴や排気ガス導出部に対応した箇所のみに設けても良い。

内筒１０ｂの周壁１３には、２組の対の排気ガス導出部１４が設けられている。各排気ガス導出部１４は、内筒１０ｂの周壁１３から内筒１０ｂの軸芯Ｏの側に向けて突出した形状をしている。すなわち、各排気ガス導出部１４は、内筒１０ｂの周壁１３に対して凹んだ形状をしている。言いかえれば、各排気ガス導出部１４は、内筒１０ｂの軸芯Ｏを上流側から見て、山型形状に突出している。一対の排気ガス導出部１４は、それぞれ、内筒１０ｂの周壁１３上に１８０度の角度をなして対向配置されている。上流側の対の排気ガス導出部１４ａと、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂとは、軸長さ方向に沿って千鳥状に離間配置されている。上流側の対の排気ガス導出部１４ａは、内筒１０ｂの軸長さ方向の中心部よりも上流側に配置されている。下流側の対の排気ガス導出部１４ｂは、上流側の対の排気ガス導出部１４ａよりも下流側に配置されている。

各排気ガス導出部１４の上流側の周壁１３との近接位置には、切込部１８が形成されている。切込部１８は、内筒１０ｂの周壁１３が円周方向に部分的に切り込まれた円弧状スリットである。切込部１８の円周方向の両端部は、例えば曲率半径が２ｍｍの円弧状のＲ面を有する。

排気ガス導出部１４は、図示しない押圧工具を用いて、切込部１８の近傍に位置する内筒１０ｂの周壁１３を軸芯Ｏに向けて押圧・変形することにより形成される。排気ガス導出部１４は、軸芯Ｏの方向に凹んだ湾曲変形面１５によって画定されて、内筒１０ｂの前端部１９ａに向けて開口した開口部１６を有する。凹んだ湾曲変形面１５は、上流側から下流側に向けて先すぼまりの形状をしている。凹んだ湾曲変形面１５の境界は、分離縁１５ａと左右の折り目線１５ｂとによって画定される。分離縁１５ａは、各排気ガス導出部１４の上流側に位置している。分離縁１５ａは、排気ガス導出部１４に隣接した切込部１８の存在で内筒１０ｂの周壁１３から切り離されることによって形成された縁部である。分離縁１５ａの形状は、図示しない押圧工具を用いて内筒１０ｂの周壁１３を押下変形させたときに、押圧工具の押接面の形状に応じて変化する。押圧による分離縁１５ａの変形につれて、内筒１０ｂの周壁１３における押圧部分がなだらかに変形して、所定の曲率半径を有する湾曲変形面１５が形成される。湾曲変形面１５と、当該湾曲変形面１５の周囲にあって未変形の周壁１３の外周面とがなす左右の境界には、左右の折り目線１５ｂが形成される。

左右の折り目線１５ｂと分離縁１５ａとによって画定された排気ガス導出部１４の湾曲変形面１５は、軸芯Ｏと直交する外側方向から見ると、左右の折り目線１５ｂが交わる下流側の交差部がＲ面を有する三角形状をしている。湾曲変形した分離縁１５ａは、軸芯Ｏの上流方向から見ると、下底部１５ｃの部分がＲ面を有して、軸芯Ｏと反対側に位置する部分が広がった逆山型形状をしている。湾曲変形面１５の下底部１５ｃにおいて画定される輪郭線は、左右の折り目線１５ｂが交わる下流側の交差部から軸芯Ｏの方向に向けて斜めに延在している。すなわち、下底部１５ｃでの輪郭線は、軸芯Ｏに対して所定の傾斜角度をなしている。

内筒１０ｂに設けられた複数の小さな連通孔１２は、排気ガス導出部１４と切込部１８とそれらの周辺部を避けるように、軸長さ方向に千鳥状に整列した状態で形成されている。軸長さ方向に整列配置された連通孔１２は、円周方向にも形成されている。上流位置の複数の連通孔１２が、内筒１０ｂの前端部１９ａと上流側の対の排気ガス導出部１４ａとの間で形成されている。中間位置の複数の連通孔１２が、上流側の対の排気ガス導出部１４ａと下流側の対の排気ガス導出部１４ｂとの間で形成されている。下流位置の複数の連通孔１２が、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂと内筒１０ｂの後端部１９ｂとの間で形成されている。

なお、上述した内筒１０ｂは、例えば、以下のプロセスにより作製される。

ステンレス鋼板を準備して、ステンレス鋼板の所定箇所に対して、複数の切込部１８及び多数の連通孔１２を打ち抜き加工して、いわゆるパンチングメタルを作製する。打ち抜き加工したパンチングメタルを円筒状に丸め、パンチングメタルの両側端部を当接させた状態で熔接することにより、円筒管に加工する。円筒管の内側に受け型を挿入し、切込部１８の近傍の所定位置に位置決めし、受け型の挿入された円筒管の周面を外側から押圧工具でプレス加工することにより、排気ガス導出部１４を形成することができる。排気ガス導出部１４を形成すべき他の位置に受け型を移動させ、押圧工具でプレス加工することにより、別の排気ガス導出部１４を形成する。このような工程を繰り返すことにより、複数組の対の排気ガス導出部１４を形成することができる。排気ガスの高温に耐えて、押圧工具によるプレス加工時に大きな伸びが得られる鋼板材料としては、例えばＳＵＳ３０４のオーステナイト系ステンレス鋼が好適である。

次に、上記第一実施形態に係る消音装置１０の作用について説明する。

排気パイプ２０通じて内筒１０ｂの内側に導入された排気ガスは、一部が、上流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、上流側の対の排気ガス導出部１４ａを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内を直進する。上流側の対の排気ガス導出部１４ａにより排気ガスが消音空間１１の側に効果的に導かれるので、消音空間１１の側に導入される排気ガスの量が増加する。より多くの排気ガスが吸音材に導かれることにより、排気音が低減する。

内筒１０ｂ内を直進した排気ガスは、一部が、中間位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内をさらに直進する。その結果、排気音がさらに低減する。

内筒１０ｂ内を直進した排気ガスの一部が、下流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１にさらに流入する。消音空間１１に流入した排気ガスがエンドプレート３６で行き止まりとなるために、消音空間１１に存在する排気ガスが、下流位置の複数の連通孔１２を通って内筒１０ｂの内側に流入するようになる。内筒１０ｂの下流側に存在する排気ガスは、テールパイプ３０から外部に排出される。

したがって、第一実施形態に係る消音装置１０によれば、２組の対の排気ガス導出部１４を設けたことにより、多量の排気ガスが消音空間１１に導かれるので、排気音を従来よりも効果的に低減することができる。例えば、排気ガス導出部１４を全く有しない従来型の消音装置との比較で、排気音が４．８ｄＢ程度低下することを確認することができた。また、内筒１０ｂ内においても排気通路が確保されているので、排気効率の低下によるエンジン出力の低下も少ない。しかも、内筒１０ｂに２組の対の排気ガス導出部１４を設けるだけであるので、構成が簡単で安価に製造でき、重量増加もない。

第一実施形態に係る本発明を限定しない好適な数値を以下に例示する。外筒１０ａは、縦方向の内径が約１２３．２ｍｍ、横方向の内径が約８７．２ｍｍの長円形状をしている。内筒１０ｂにおいて、外径が約４２．６ｍｍ、内径が約４０．６ｍｍ、長さが約３４７．５ｍｍである。テールパイプ３０において、外径が約４２．７ｍｍ、内径が約４０．７ｍｍ（下流側の後端部の内径は約３８．３ｍｍ）、長さが約７９．７ｍｍである。連通孔１２において、穴径が３ｍｍ、ピッチが４ｍｍである。排気ガス導出部１４の下底部１５ｃの傾斜角度は、軸芯Ｏに対して約２８度である。上流側の対の排気ガス導出部１４ａは、内筒１０ｂの前端部１９ａから下流側に約１０７．４ｍｍの位置に配置されている。千鳥状配置された上流側の対の排気ガス導出部１４ａと下流側の対の排気ガス導出部１４ｂとがなす角度は、軸芯Ｏの上流側から見て、約４４度である。上流側の対の排気ガス導出部１４ａと下流側の対の排気ガス導出部１４ｂとの離間距離は、約９６ｍｍである。軸芯Ｏの上流側から見たときに、内筒１０ｂの内径断面積に対する上流側の対の排気ガス導出部１４ａの占有面積は、約３７％（片側の排気ガス導出部１４ａでは約１８．５％）である。

次に、図５を参照しながら、本発明の第二実施形態に係る消音装置１０について説明するが、第一実施形態及び第二実施形態の基本的な構成が共通するので、第一実施形態と共通する部分の説明を省略して、第一実施形態との相違点を中心に説明する。

第二実施形態に係る消音装置１０は、第一実施形態に係る消音装置１０との比較において、上流側の対の排気ガス導出部１４ａと下流側の対の排気ガス導出部１４ｂとの両者が、上流側にシフトして配置されていることが相違している。

より上流側にシフト配置された対の排気ガス導出部１４ａは、内筒１０ｂの前端部１９ａと排気パイプ２０とが嵌合して溶接固定された部分より僅かに下流側の位置（内筒１０ｂの前端部１９ａ）に設けられている。すなわち、より上流側にシフト配置された対の排気ガス導出部１４ａは、最上流位置に配置されている。より上流側にシフト配置された対の排気ガス導出部１４ａの上流側には、複数の連通孔１２が設けられていない。内筒１０ｂ等の長さは、第一実施形態のものと同じであるので、上流側の対の排気ガス導出部１４ａがより上流側にシフト配置されていることに対応して、下流位置の複数の連通孔１２の長さが長くなっている。上流側の対の排気ガス導出部１４ａがより上流側にシフト配置されることに伴って、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂも上流側にシフト配置される。その結果、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂは、軸長さ方向の大略中間位置に位置することになる。

第二実施形態に係る消音装置１０によれば、排気パイプ２０から内筒１０ｂに導入された排気ガスは、一部が、上流側にシフト配置された対の排気ガス導出部１４ａを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内を直進する。そして、内筒１０ｂ内を直進した排気ガスは、一部が、上流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、大略中間位置にある対の排気ガス導出部１４ｂを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内をさらに直進する。さらに、内筒１０ｂ内を直進した排気ガスの一部が、下流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１にさらに流入する。消音空間１１に流入した排気ガスが、複数の連通孔１２を通って内筒１０ｂの内側に戻るようになる。そして、内筒１０ｂの下流側に存在する排気ガスは、テールパイプ３０から外部に排出される。

したがって、第二実施形態に係る消音装置１０によれば、上流側の対の排気ガス導出部１４ａを内筒１０ｂの前端部１９ａ（言いかえれば、最上流位置）に設けたことにより、排気ガスが早い段階で消音空間１１に導かれて、排気ガスが吸音材２２に接する機会が増大し、消音装置１０の上流側に配置した吸音材を有効に活用できるので、排気ガスの音量を従来よりもさらに効果的に低減することができる。例えば、排気ガス導出部１４を全く有しない従来型の消音装置との比較で、排気音が５．１ｄＢ程度低下することを確認することができた。

次に、図６を参照しながら、本発明の第三実施形態に係る消音装置１０について説明するが、第一実施形態及び第三実施形態の基本的な構成が共通するので、第一実施形態と共通する部分の説明を省略して、第一実施形態との相違点を中心に説明する。

第三実施形態に係る消音装置１０は、第一実施形態に係る消音装置１０との比較において、上流位置の複数の連通孔１２と中間位置の複数の連通孔１２と下流位置の複数の連通孔１２との各軸方向長さを少しずつ短くして、空いたスペースを前端部１９ａの領域に集約して、当該前端部１９ａの領域に、もう１組の対の排気ガス導出部１４（最上流側の対の排気ガス導出部１４）を追加配置することが相違している。

最も上流側に追加配置された対の排気ガス導出部１４ｃは、内筒１０ｂの前端部１９ａと排気パイプ２０とが嵌合して溶接固定された部分より僅かに下流側の位置（内筒１０ｂの前端部１９ａ）に設けられている。言いかえれば、最も上流側に追加配置された対の排気ガス導出部１４ｃは、最上流位置に配置されている。最上流位置の対の排気ガス導出部１４ｃと、上流位置の対の排気ガス導出部１４ａと、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂという３組の対の排気ガス導出部１４が、内筒１０ｂの軸長さ方向に沿って、千鳥状に離間配置されている。内筒１０ｂの軸芯Ｏの上流側から見て、千鳥状に配置された３組の対の排気ガス導出部１４において、最上流位置の対の排気ガス導出部１ｃ４及び下流側の対の排気ガス導出部１４ｂは、それぞれ、上流位置の対の排気ガス導出部１４ａに対して時計回り及び反時計回りに約２２度の角度をなしている。また、内筒１０ｂ等の軸方向長さは、第一実施形態のものと同じであるので、最も上流側において対の排気ガス導出部１４ｃが追加配置されたことに対応して、上流位置の複数の連通孔１２と中間位置の複数の連通孔１２と下流位置の複数の連通孔１２との各軸方向長さが少しだけ短くなっているが、複数の連通孔１２による消音効果にはほとんど影響しない。

第三実施形態に係る消音装置１０によれば、排気パイプ２０から内筒１０ｂに導入された排気ガスは、一部が、内筒１０ｂに形成された最上流位置の対の排気ガス導出部１４ｃを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内を直進する。そして、内筒１０ｂ内を直進した排気ガスは、一部が、上流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、中間位置の対の排気ガス導出部１４ａを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内をさらに直進する。内筒１０ｂ内を直進した排気ガスは、一部が、中間位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内をさらに直進する。さらに、内筒１０ｂ内を直進した排気ガスの一部が、下流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１にさらに流入する。消音空間１１に流入した排気ガスが、複数の連通孔１２を通って内筒１０ｂの内側に戻るようになる。そして、内筒１０ｂの下流側に存在する排気ガスは、テールパイプ３０から外部に排出される。

したがって、第三実施形態に係る消音装置１０によれば、最も上流側に追加配置された対の排気ガス導出部１４ｃを内筒１０ｂの前端部１９ａ（最上流位置）に設けたことにより、排気ガスが早い段階で消音空間１１に導かれて、排気ガスが吸音材２２に接する機会が増大する。合計で３組の対の排気ガス導出部１４ａ，１４ｂ，１４ｃが内筒１０ｂに配置されているので、より多くの排気ガスを吸音材に導くことができ、さらに効果的に排気音を低減することができる。例えば、排気ガス導出部１４を全く有しない従来型の消音装置との比較で、排気音が６．１ｄＢ程度低下することを確認することができた。

次に、図７を参照しながら、本発明の第四実施形態に係る消音装置１０について説明するが、第三実施形態及び第四実施形態の基本的な構成が共通するので、第三実施形態と共通する部分の説明を省略して、第三実施形態との相違点を中心に説明する。

第四実施形態に係る消音装置１０は、第三実施形態に係る消音装置１０との比較において、内筒１０ｂより小さめのテールパイプ３０を装着していることが相違している。

テールパイプ３０の前端部が内筒１０ｂの後端部１９ｂに挿入可能であるように、テールパイプ３０の外径は、内筒１０ｂの内径より小さく寸法構成されている。テールパイプ３０は、テールエンド管３４とエンドプレート３６とによって支持されている。テールパイプ３０の中間部分は、エンドプレート３６の内側開口部に対して溶接固定されている。テールパイプ３０の下流側の後端部は、テールエンド管３４の後端開口部に対して熔接・固定されている。

テールパイプ３０の前端部に対して、内筒１０ｂの後端部１９ｂが同心状に離間配置されている。本発明を限定しない好適な数値を以下に例示すれば、テールパイプ３０の外径が３０ｍｍに対して、内筒１０ｂの内径が４０．６ｍｍである。すなわち、内筒１０ｂとテールパイプ３０との間には、径方向に５．３ｍｍの距離で離間している。

したがって、第四実施形態に係る消音装置１０では、排気ガスが消音空間１１を流れずに、内筒１０ｂの内側の排気通路のみ通過して抜けてしまうことが、内筒１０ｂよりも縮径されたテールパイプ３０によって制限される。したがって、排気音を従来よりもさらに効果的に低減することができる。例えば、排気ガス導出部１４を全く有しない従来型の消音装置との比較で、排気音が７．３ｄＢ程度低下することを確認することができた。

次に、図８乃至１０を参照しながら、本発明の第五実施形態に係る消音装置１０について説明するが、第一実施形態及び第五実施形態の基本的な構成が共通するので、第一実施形態と共通する部分の説明を省略して、第一実施形態との相違点を中心に説明する。

第五実施形態に係る消音装置１０は、第一実施形態に係る消音装置１０との比較において、上流側の対の排気ガス導出部１４ａの上流側の位置に、内筒１０ｂの軸芯Ｏと直交する方向に延在する仕切体４０をさらに備えることが相違している。

仕切体４０は、内筒１０ｂの内周面に沿って延在する一対の支持部４２と、一対の支持部４２をつないで内筒１０ｂの軸芯Ｏと直交する方向に延在する仕切部４４と、を備えている。一対の支持部４２は、それぞれ、内筒１０ｂの内周面に対して熔接固定されている。仕切部４４の縁部４６は、上流側の対の排気ガス導出部１４ａにおける分離縁１５ａに大略沿うように切り欠かれた輪郭を有している。上流側の対の排気ガス導出部１４ａは、それぞれ、内筒１０ｂの軸芯Ｏの上流側から見て、山型形状に突出した形状をしている。それぞれが山型に突出した対の排気ガス導出部１４ａの形状に対応して、仕切部４４の縁部４６は、支持部４２の側が幅広くて、軸芯Ｏの側が幅狭いという中央部にくびれ（切欠）を有するような輪郭に形成されている。

上流側の対の排気ガス導出部１４ａ及び仕切体４０を軸芯Ｏの上流側から見ると、仕切部４４の縁部４６と上流側の対の排気ガス導出部１４ａの分離縁１５ａとの間には、隙間５０が形成されている。なお、軸芯Ｏの上流側から見た場合に、仕切部４４の縁部４６が上流側の対の排気ガス導出部１４ａの分離縁１５ａと重複して、隙間５０が形成されていない形態であってもよい。また、軸芯Ｏを上流側から見たとき、仕切体４０の開口面積が上流側の対の排気ガス導出部１４ａの開口面積よりも大きいように構成されていてもよい。

第五実施形態に係る消音装置１０によれば、排気パイプ２０から内筒１０ｂに導入された排気ガスは、一部が、上流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、仕切体４０に突き当たることにより上流側の対の排気ガス導出部１４ａに導かれて上流側の対の排気ガス導出部１４ａを介して消音空間１１に流入し、残りが、隙間５０を通して内筒１０ｂ内を直進する。仕切体４０により排気ガスが消音空間１１の側に効果的に導かれるので、消音空間１１の側に導かれる排気ガスの量が増加する。

隙間５０を通して内筒１０ｂ内を直進した排気ガスは、一部が、中間位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１に流入し、一部が、下流側の対の排気ガス導出部１４ｂを介して消音空間１１に流入し、残りが、内筒１０ｂ内をさらに直進する。さらに、内筒１０ｂ内を直進した排気ガスの一部が、下流位置の複数の連通孔１２を通って消音空間１１にさらに流入する。消音空間１１に流入した排気ガスが、複数の連通孔１２を通って内筒１０ｂの内側に戻るようになる。そして、内筒１０ｂの下流側に存在する排気ガスは、テールパイプ３０から外部に排出される。

したがって、第五実施形態に係る消音装置１０によれば、上流側の対の排気ガス導出部１４ａの上流側に仕切体４０を配置したことにより、多量の排気ガスが消音空間１１に導かれるので、排気音を従来よりもさらに効果的に低減することができる。例えば、排気ガス導出部１４及び仕切体４０を有しない従来型の消音装置との比較で、排気音が８．８ｄＢ程度低下することを確認することができた。

なお、本発明を限定しない好適な数値を以下に例示すれば、仕切体４０は、上流側の対の排気ガス導出部１４ａに対して、約８ｍｍの距離で上流側に位置している。第一実施形態のところで、本発明を制限しない数値として、軸芯Ｏの上流側から見たときに、内筒１０ｂの内径断面積に対する上流側の対の排気ガス導出部１４ａの占有面積が約３７％（片側の排気ガス導出部１４ａでは約１８．５％）であることを例示している。当該例示に対応して、軸芯Ｏの上流側から見たときに、内筒１０ｂの内径断面積に対する仕切体４０の占有面積が約６０％である。したがって、仕切部４４の縁部４６と上流側の対の排気ガス導出部１４ａの両方の分離縁１５ａとの間に形成される隙間５０の占有面積は、トータルで約３％である。片側の隙間５０による占有面積は、約１．５％である。

また、好適な実施形態として、本発明に係る消音装置１０を自動二輪車１に搭載した例を示したが、本発明に係る消音装置１０は、三輪車や四輪車等の種々の車両のエンジンの他に、携帯型や地上設置型のエンジンにも適用可能である。また、具体的な数値や材料を示して説明したが、それらにとらわれることなく、適宜に変更することができる。さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の構成要素の追加や変更や組合せや削除を行うことが可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１：自動二輪車
１０：消音装置
１０ａ：外筒
１０ｂ：内筒
１１：消音空間
１２：連通孔
１３：周壁
１４：排気ガス導出部
１５：湾曲変形面
１５ａ：分離縁
１５ｂ：折り目線
１５ｃ：下底部
１６：開口部
１８：切込部
１９ａ：前端部
１９ｂ：後端部
２０：排気パイプ
２２：吸音材
２４：テーパー連結管
３０：テールパイプ
３２：ブラケット
３４：テールエンド管
３６：エンドプレート
４０：仕切体
４２：支持部
４４：仕切部
４６：縁部
５０：隙間
Ｏ：軸芯

Claims

排気パイプからの排気ガスが流れる内筒と、
前記内筒を覆う外筒と、
前記外筒と前記内筒との間に充填された吸音材と、
前記内筒の周壁に形成された複数の連通孔と、
を備える消音装置であって、
前記内筒の上流側及び下流側には、前記内筒の内側を流れる排気ガスを前記吸音材の側に導く、上流側の排気ガス導出部及び下流側の排気ガス導出部がそれぞれ設けられ、
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部は、それぞれ、前記内筒の周壁の一部において、前記内筒の周壁から軸芯に向けて突出した形状をして前記排気ガスの上流側に向けて開口した開口部を有し、
前記上流側の排気ガス導出部と前記下流側の排気ガス導出部との間には、前記複数の連通孔が前記内筒の軸長さ方向に並んで形成され、
前記内筒の前記周壁が、周方向に部分的に切り込まれた円弧状スリットを有し、
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部の上流側に近接するように前記円弧状スリットが形成されていることを特徴とする消音装置。
板状体に対して前記円弧状スリットを打ち抜き加工によって形成したあと、前記円弧状スリットの下流側の近接位置に対してプレス加工を行うことによって、前記排気ガス導出部のそれぞれが、形成されることを特徴とする、請求項１に記載の消音装置。
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部のそれぞれが、前記内筒の軸長さ方向に単列で設けられ、前記内筒の軸芯を上流側から見て、山型形状に突出するとともに、前記内筒の軸長さ方向に沿って、複数組で千鳥状に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の消音装置。
前記上流側の排気ガス導出部及び前記下流側の排気ガス導出部のそれぞれが、前記内筒の前記周壁上に１８０度の角度をなして対向配置された一対の排気ガス導出部からなり、前記内筒の軸長さ方向に沿って、複数組で千鳥状に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の消音装置。
前記排気ガス導出部の湾曲変形面の下底部が、前記内筒の軸芯方向に前記内筒の内径の略４分の１で突出していることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の消音装置。
排気パイプからの排気ガスが流れる内筒と、
前記内筒を覆う外筒と、
前記外筒と前記内筒との間に充填された吸音材と、
前記内筒の周壁に形成された複数の連通孔と、
を備える消音装置であって、
前記内筒の内側を流れる排気ガスを前記吸音材の側に導く排気ガス導出部が、前記内筒に設けられ、
前記排気ガス導出部は、前記内筒の周壁の一部において、前記内筒の周壁から軸芯に向けて突出した形状をして前記排気ガスの上流側に向けて開口した開口部を有し、
前記排気ガス導出部よりも上流側において、前記内筒の軸芯と直交する方向に延在する仕切体を前記内筒内にさらに備え、
前記仕切体は、前記内筒の軸芯を上流側から見て、前記排気ガス導出部において突出した縁部に大略沿うような形状で切り欠かれていることを特徴とする消音装置。
前記内筒の軸芯を上流側から見て、前記仕切体の開口部の面積は、前記排気ガス導出部の開口部の面積よりも大きくて、且つ、前記仕切体の縁部と前記排気ガス導出部において突出した縁部との間には、隙間が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の消音装置。