JP7081144B2

JP7081144B2 - エンジンの排気装置

Info

Publication number: JP7081144B2
Application number: JP2017251533A
Authority: JP
Inventors: 貴仁友部
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2022-06-07
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Description

本発明は車両等に設けられるエンジンの排気装置に関する。

一般に、エンジンが設けられた車両等には、エンジンからの排気ガスを流す排気管と、排気管の下流側に設けられたマフラとが設けられている。マフラは排気音を低減する機能を有している。すなわち、マフラの筐体内には、複数の膨張室および膨張室間を連通させる連通路が形成されている。エンジンから排出され、排気管を介してマフラに流入した排気ガスは、これら膨張室および連通路を通過する過程で段階的に膨張し、または減衰する。これにより、排気音が低減される（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開平１－２９０９１３号公報

近年の騒音規制強化に伴い、マフラの排気音低減効果を高めることが要請されている。マフラの排気音低減効果は、マフラの膨張室の数を多くし、排気ガスの膨張および減衰を多く繰り返す構造とすることにより高めることができる。しかしながら、膨張室の数を多くすると、マフラが大型化してしまう。例えば車両等の小型化を図るに当たり、マフラの大型化は望ましくない。

また、一般に、マフラにおいて、排気管が接続された初段の膨張室の容積を大きくすることにより、エンジン出力の低下を抑制する効果を高めることができる。所望のエンジン出力を確保するために、マフラにおける初段の膨張室の容積を大きくすることが要請される。しかしながら、初段の膨張室の容積を大きくすると、マフラが大型化してしまう。

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、マフラの大型化を抑えながら、マフラの排気音低減効果を高め、かつエンジン出力の低下を抑制することができるエンジンの排気装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、エンジンからの排気ガスを流す排気管と、前記排気管の下流側に設けられたマフラとを備えたエンジンの排気装置であって、前記マフラは、筐体と、前記筐体内にそれぞれ分かれて形成された第１の膨張室、第２の膨張室および第３の膨張室と、前記筐体に設けられた第１の連通管、第２の連通管および第３の連通管とを有し、前記排気管は前記第１の膨張室に接続され、前記第１の膨張室は前記第１の連通管を介して前記第３の膨張室と連通し、前記第１の膨張室は前記第２の連通管を介して前記第２の膨張室と連通し、前記第２の膨張室は前記第３の連通管を介して前記筐体の外部または前記筐体内において前記第１の膨張室、前記第２の膨張室および前記第３の膨張室のいずれとも分かれて形成された他の室と連通し、前記第３の膨張室は前記第１の連通管を介して前記第１の膨張室と連通していることを除き当該第３の膨張室の外部と連通しておらず、前記筐体内において前記第２の膨張室は前記第１の膨張室と前記第３の膨張室との間に配置され、かつ前記第１の連通管の内径は前記第２の連通管の内径よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、マフラの大型化を抑えながら、マフラの排気音低減効果を高め、かつエンジン出力の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施例の排気装置が設けられた自動二輪車を示す説明図である。本発明の第１の実施例の排気装置におけるマフラ等を示す外観図である。図２中の矢示ＩＩＩ－ＩＩＩ方向から見たマフラを示す断面図である。図３中の矢示ＩＶ－ＩＶ方向から見たマフラを示す断面図である。図３中の矢示Ｖ－Ｖ方向から見たマフラを示す断面図である。本発明の第１の実施例の排気装置におけるマフラの構造を模式的に示す説明図である。本発明の第２の実施例の排気装置におけるマフラ等を示す外観図である。図７中の矢示ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ方向から見たマフラを示す断面図である。図８中の矢示ＩＸ－ＩＸ方向から見たマフラを示す断面図である。図８中の矢示Ｘ－Ｘ方向から見たマフラを示す断面図である。図８中の矢示ＸＩ－ＸＩ方向から見たマフラを示す断面図である。

本発明の実施形態の排気装置は、エンジンからの排気ガスを流す排気管と、排気管の下流側に設けられたマフラとを備えている。マフラは、筐体と、筐体内にそれぞれ分かれて形成された第１の膨張室、第２の膨張室および第３の膨張室と、筐体に設けられた第１の連通管、第２の連通管および第３の連通管とを有している。

排気管は第１の膨張室に接続されている。第１の膨張室は第１の連通管を介して第３の膨張室と連通し、かつ第２の連通管を介して第２の膨張室と連通している。第２の膨張室は第３の連通管を介して筐体の外部に連通している。なお、筐体内に、第１の膨張室、第２の膨張室および第３の膨張室のいずれとも分かれて形成された他の室が形成されており、第２の膨張室が第３の連通管を介し、筐体の外部ではなく、当該他の室と連通している場合もある。第３の膨張室は、第１の連通管を介して第１の膨張室と連通していることを除き、当該第３の膨張室の外部と連通していない。

本実施形態の排気装置のマフラにおいて、排気管が第１の膨張室に接続され、第１の膨張室が第１の連通管を介して第３の膨張室と連通し、かつ第３の膨張室が第１の膨張室と第１の連通管を介して連通していることを除いて当該第３の膨張室の外部と連通していない構造により、第１の膨張室、第３の膨張室および第１の連通管の全体を、マフラにおいて排気管が接続された初段の膨張室として機能させることができる。

上述したように、マフラにおいて排気管が接続された初段の膨張室の容積を大きくすることにより、エンジン出力の低下を抑制することができる。本実施形態の排気装置のマフラにおいては、第１の膨張室、第３の膨張室および第１の連通管のそれぞれの容積の合計が初段の膨張室の容積となる。したがって、第１の膨張室の容積を大きくし、または第３の膨張室の容積を大きくし、あるいは第１の連通管の容積を大きくする（例えば第１の連通管の長さを長くする）ことにより、全体的に見て、初段の膨張室の容積を大きくすることができる。第１の膨張室、第３の膨張室および第１の連通管は、例えば第１の膨張室を筐体の後部に配置し、第３の膨張室を筐体の前部に配置するといったように、マフラの筐体内において分散させて配置することができる。したがって、例えばマフラの構造上の制約等を考慮しながら、第１の膨張室、第３の膨張室および第１の連通管のうち、マフラの大型化を抑えつつ容積を大きくすることができるものを選択し、その容積を大きくすることにより、全体的に見て、マフラの大型化を抑えつつ、本実施形態のマフラにおける初段の膨張室の容積を大きくすることができる。したがって、マフラの大型化の抑制とエンジン出力低下の抑制とを両立させることができる。

また、第１の膨張室と第３の膨張室とを第１の連通管で接続する構造において、排気ガスは、第１の膨張室または第３の膨張室から第１の連通管へ流れ込むときに減衰し、また、第１の連通管から第３の膨張室または第１の膨張室へ流れ出るときに膨張する。このように、本実施形態のマフラにおける初段の膨張室として機能する構造により、排気音低減効果を高めることができる。したがって、当該初段の膨張室として機能する第１の膨張室および第３の膨張室に加え、第２の膨張室を設けるだけで、排気音低減効果を十分に高めることができ、高い排気音低減効果を得るために多くの膨張室を要しない。よって、マフラの大型化の抑制と排気音低減効果の向上とを両立させることができる。

図１は本発明の第１の実施例の排気装置８が設けられた自動二輪車１を示している。なお、各図の右下には、前（Ｆ）、後（Ｂ）、上（Ｕ）、下（Ｄ）、右（Ｒ）、左（Ｌ）をそれぞれ示す矢印を必要に応じて描いた。各実施例の説明において方向を述べる際には、これらの矢印に従う。

図１において、自動二輪車１の車体フレーム２の前部にはフロントフォーク３を介して前輪４が回転可能に支持されている。また、車体フレーム２の後部にはスイングアーム５を介して後輪６が回転可能に支持されている。また、車体フレーム２の前後方向中間部にはエンジン７が支持されている。本実施例の排気装置８は、自動二輪車１において、エンジン７の下側から後輪６の右側にかけての部分に設けられている。

排気装置８は、エンジン７の排気ガスを大気へ排出する装置である。排気装置８は、前側排気管１１、チャンバ１２、触媒装置１３、後側排気管１４およびマフラ１５を備えている。

前側排気管１１は、エンジン７の排気ポートとチャンバ１２との間を接続する金属製のパイプであり、排気ポートから排出された排気ガスをチャンバ１２へ送る。チャンバ１２はエンジン７の下側に設けられている。チャンバ１２内には膨張室が形成されており、前側排気管１１から送られた排気ガスはこの膨張室内を流れる。触媒装置１３は、排気ガスに含まれている有害物質を低減させる装置であり、例えばチャンバ１２内において膨張室の上流側または下流側に設けられている。後側排気管１４は、チャンバ１２とマフラ１５との間を接続する金属製のパイプであり、チャンバ１２から流出した排気ガスをマフラ１５へ送る。マフラ１５は後輪６の右側に設けられている。後述するように、後側排気管１４から送られた排気ガスはマフラ１５内に設けられた複数の膨張室内を流れた後、大気へ排出される。本実施例の排気装置８では、排気音はチャンバ１２およびマフラ１５により低減される。

図２は、排気装置８における後側排気管１４の下流側およびマフラ１５を示している。図３は、図２中の矢示ＩＩＩ－ＩＩＩ方向から見たマフラ１５の横断面を示している。図４は、図３中の矢示ＩＶ－ＩＶ方向から見たマフラ１５の縦断面を示し、図５は、図３中の矢示Ｖ－Ｖ方向から見たマフラ１５の縦断面を示している。

図２ないし図５に示すように、マフラ１５は、筐体２１と、筐体２１内にそれぞれ分かれて形成された第１の膨張室Ｒ１、第２の膨張室Ｒ２および第３の膨張室Ｒ３と、筐体２１に設けられた第１の連通管３１、第２の連通管３２および第３の連通管３３とを有している。

具体的に説明すると、筐体２１は軸方向に長い円筒状に形成され、図１に示すように、その軸線Ｘが自動二輪車１の後輪６の右側の領域において、前下側から後上側へ向くように配置されている。また、筐体２１は、図２に示すように、円筒状に形成された筐体本体２２を備えている。筐体本体２２は、図３に示すように、外筒２３および内筒２４を備えた二重筒構造を有している。また、図４に示すように、筐体本体２２の前端部には前側蓋部２５が設けられ、前側蓋部２５により筐体本体２２の前端の開口が塞がれている。また、前側蓋部２５には、後側排気管１４の下流側を筐体２１内に挿入するための孔部２５Ａが形成されている。また、筐体本体２２の後端部には後側蓋部２６が設けられ、後側蓋部２６により筐体本体２２の後端の開口が塞がれている。また、後側蓋部２６には、後述する第３の連通管３３を通すための孔部２６Ａが形成されている。また、後側蓋部２６にはカバー２７が取り付けられており、カバー２７にも第３の連通管３３を通すための孔部２７Ａが形成されている。これら筐体２１の各部は、例えばステンレス鋼、鉄またはチタン等の金属材料等により形成され、溶接またはねじ止め等の手段によりそれぞれ結合されている。

また、図４に示すように、筐体２１内には、第１の膨張室Ｒ１、第２の膨張室Ｒ２および第３の膨張室Ｒ３が形成されている。すなわち、筐体２１内には、後側仕切板２８および前側仕切板２９が設けられ、筐体２１内の円柱状の空間は、後側仕切板２８および前側仕切板２９により３つの空間に分けられている。そして、これら３つの空間のうち、最も後側の空間が第１の膨張室Ｒ１となり、前後方向中間の空間が第２の膨張室Ｒ２となり、最も前側の空間が第３の膨張室Ｒ３となっている。別言すれば、筐体２１において、最も出口側に第１の膨張室Ｒ１が形成され、最も入口側に第３の膨張室Ｒ３が形成され、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間に第２の膨張室Ｒ２が形成されている。

後側仕切板２８および前側仕切板２９は、例えば金属材料により円板状または軸方向に短い有蓋円筒状に形成されている。本実施例において、後側仕切板２８は、筐体本体２２において前後方向中間部よりも後側の位置に配置されている。具体的には、後側仕切板２８は、筐体本体２２の後端から筐体本体２２の全長の四分の一程度前方の位置に配置されている。また、前側仕切板２９は、筐体本体２２において前後方向中間部付近、具体的には、前後方向中間部よりも若干前側の位置に配置されている。また、後側仕切板２８および前側仕切板２９は溶接またはねじ止め等の手段により内筒２４の内周面に固定されている。また、後側仕切板２８には、後側排気管１４を通すための挿通孔２８Ａ、第１の連通管３１を通すための挿通孔２８Ｂ、第２の連通管３２を通すための挿通孔２８Ｃ、および第３の連通管３３を通すための挿通孔２８Ｄが形成されている。また、前側仕切板２９には、後側排気管１４を通すための挿通孔２９Ａ、および第１の連通管３１を通すための挿通孔２９Ｂが形成されている。

後側排気管１４の下流側は第１の膨張室Ｒ１に接続されている。すなわち、後側排気管１４はチャンバ１２から後方へ伸長し、後側排気管１４の後端側（下流側）は、図４に示すように、マフラ１５の前側蓋部２５に形成された孔部２５Ａを介して筐体２１内に挿入されている。さらに、後側排気管１４の後端側は、筐体２１内において筐体２１の軸線Ｘと平行に直線状に後方へ伸長し、孔部２５Ａから第３の膨張室Ｒ３および第２の膨張室Ｒ２を跨いで第１の膨張室Ｒ１内に進入している。そして、後側排気管１４の後端の開口部は第１の膨張室Ｒ１内に開口している。また、後側排気管１４の後端側は、筐体２１内において、前側仕切板２９の挿通孔２９Ａおよび後側仕切板２８の挿通孔２８Ａにそれぞれ挿入されており、前側仕切板２９および後側仕切板２８により支持されている。また、図３に示すように、後側排気管１４は、筐体２１内において、筐体２１の軸線Ｘが通る筐体２１の中心よりも内筒２４の内周面に接近した位置、具体的には、筐体２１の中心よりも下側に配置されている。また、後側排気管１４の後端側は直線状に伸長した円筒状に形成され、その後端の開口部の形状は略真円である。

第１の連通管３１は、図５に示すように、筐体２１内において、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間を接続しており、第１の膨張室Ｒ１は第１の連通管３１を介して第３の膨張室Ｒ３と連通している。第１の連通管３１は、横断面形状が略真円の筒状に形成された金属製のパイプである。第１の連通管３１は、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間を、第２の膨張室Ｒ２を跨いで筐体２１の軸線Ｘと平行に直線状に伸長している。また、第１の連通管３１の内径はその前端から後端にかけて一定である。また、第１の連通管３１の後端側は第１の膨張室Ｒ１内に進入し、第１の連通管３１の後端の開口部は第１の膨張室Ｒ１内に開口している。また、本実施例において第１の連通管３１の後端側は第１の膨張室Ｒ１内における前後方向中間部付近まで進入している。一方、第１の連通管３１の前端側は第３の膨張室Ｒ３内に進入し、第１の連通管３１の前端の開口部は第３の膨張室Ｒ３内に開口している。また、本実施例において第１の連通管３１の前端側は第３の膨張室Ｒ３内における前後方向中間部付近まで進入している。また、第１の連通管３１は、筐体２１内において、前側仕切板２９の挿通孔２９Ｂおよび後側仕切板２８の挿通孔２８Ｂにそれぞれ挿入されており、前側仕切板２９および後側仕切板２８により支持されている。また、本実施例において第１の連通管３１の長さは、例えば筐体本体２２の全長の二分の一よりも長い値に設定されている。

また、図３に示すように、第１の連通管３１は、筐体２１内において後側排気管１４よりも筐体２１の中心側に配置されている。また、第１の連通管３１の流路の断面積（開口面積）は、後側排気管１４の後端側の流路の断面積（後端の開口面積）以上に設定されている。また、第１の連通管３１の内径は、後側排気管１４の内径以上に設定されている。なお、第１の連通管３１の流路の断面積は第１の膨張室Ｒ１および第３の膨張室Ｒ３のそれぞれの内径よりも大幅に小さい。

第２の連通管３２は、図４に示すように、筐体２１内において第１の膨張室Ｒ１と第２の膨張室Ｒ２との間を接続しており、第１の膨張室Ｒ１は第２の連通管３２を介して第２の膨張室Ｒ２と連通している。第２の連通管３２は、横断面形状が略真円の筒状に形成された金属製のパイプである。第２の連通管３２は、第１の膨張室Ｒ１と第２の膨張室Ｒ２との間を筐体２１の軸線Ｘと平行に直線状に伸長している。また、第２の連通管３２の内径はその前端から後端にかけて一定である。また、第２の連通管３２の後端側は第１の膨張室Ｒ１内に進入し、第２の連通管３２の後端の開口部は第１の膨張室Ｒ１内に開口している。また、本実施例では、第１の膨張室Ｒ１内において第２の連通管３２の後端は第１の連通管３１の後端よりも後方に位置している。一方、第２の連通管３２の前端側は第２の膨張室Ｒ２内に進入し、第２の連通管３２の前端の開口部は第２の膨張室Ｒ２内に開口している。また、本実施例において第２の連通管３２の前端側は第２の膨張室Ｒ２内における前後方向中間部付近まで進入している。また、第２の連通管３２は、筐体２１内において、後側仕切板２８の挿通孔２８Ｃに挿入されており、後側仕切板２８により支持されている。また、第２の連通管３２は第１の連通管３１よりも短い。

また、図３に示すように、第２の連通管３２は、筐体２１内において、筐体２１の中心よりも上側に配置されている。また、第２の連通管３２は、概ね、第１の連通管３１を挟んで後側排気管１４の反対側に配置されている。また、第２の連通管３２の流路の断面積（開口面積）は、後側排気管１４の後端側の流路の断面積（開口面積）未満であり、かつ第１の連通管３１の流路の断面積（開口面積）未満に設定されている。また、第２の連通管３２の内径は、後側排気管１４の内径未満であり、かつ第１の連通管３１の内径未満に設定されている。

第３の連通管３３は、図５に示すように、その前端側が筐体２１内の第２の膨張室Ｒ２に接続されており、後端側が筐体２１からその外部に向かって進出している。これにより、第２の膨張室Ｒ２は第３の連通管３３を介して筐体２１の外部と連通している。第３の連通管３３は、横断面形状が略真円の筒状に形成された金属製のパイプである。第３の連通管３３は、第２の膨張室Ｒ２から第１の膨張室Ｒ１を跨いで筐体２１の外部に向かって後方へ伸長している。第３の連通管３３の前部は筐体２１の軸線Ｘと平行に直線状に伸長しているが、第３の連通管３３の後部は下方へ緩やかに湾曲している。また、第３の連通管３３の内径はその前端から後端にかけて一定である。また、第３の連通管３３の前端側は第２の膨張室Ｒ２内に進入し、第３の連通管３３の後端の開口部は第２の膨張室Ｒ２内に開口している。また、本実施例では、第２の膨張室Ｒ２内において第３の連通管３３の前端が第２の連通管３２の前端よりも前方に位置している。一方、第３の連通管３３の後端側は、後側蓋部２６に形成された孔部２６Ａおよびカバー２７に形成された孔部２７Ａを通り、筐体２１の外部へ臨む位置まで伸長し、第３の連通管３３の後端の開口部は筐体２１の外部に開口している。また、第３の連通管３３は、後側仕切板２８の挿通孔２８Ｄおよび後側蓋部２６の孔部２６Ａに挿入されており、後側仕切板２８および後側蓋部２６により支持されている。

また、図３に示すように、第３の連通管３３は、筐体２１内において、筐体２１の中心よりも上側に配置されている。また、第３の連通管３３は、概ね、第１の連通管３１を挟んで後側排気管１４の反対側に配置されている。また、第３の連通管３３の流路の断面積（開口面積）は第２の連通管３２の流路の断面積（開口面積）以下に設定されている。また、第３の連通管３３の内径は第２の連通管３２の内径以下に設定されている。

図６は、以上詳説した本実施例の排気装置８におけるマフラ１５の構造を模式的に示している。マフラ１５は次のような構造的特徴を有している。すなわち、図６に示すように、第１の膨張室Ｒ１においては、後側排気管１４が排気ガスの流入経路となり、第２の連通管３２が排気ガスの流出経路となる。このように、第１の膨張室Ｒ１は、それぞれ異なる排気ガスの流入経路と排気ガスの流出経路とを有している。また、第２の膨張室Ｒ２においては、第２の連通管３２が排気ガスの流入経路となり、第３の連通管３３が排気ガスの流出経路となる。このように、第２の膨張室Ｒ２も、それぞれ異なる排気ガスの流入経路と排気ガスの流出経路とを有している。これに対し、第３の膨張室Ｒ３に接続されているのは第１の連通管３１のみである。すなわち、第３の膨張室Ｒ３は、第１の連通管３１を介して第１の膨張室Ｒ１と連通していることを除き、当該第３の膨張室Ｒ３の外部と連通していない。したがって、第３の膨張室Ｒ３においては、第１の連通管３１が排気ガスの流入経路となり、かつ排気ガスの流出経路となる。また、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３とを接続する第１の連通管３１の流路の断面積は、後側排気管１４の後端の開口面積以上であり、かつ第２の連通管３２の流路の断面積よりも大きい。このような構造であるため、マフラ１５における第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１は、それらを合わせた全体が、一般的なマフラにおいて排気管が接続された初段の膨張室と同様に機能する。図６中のＲｃは、機能的に見て、第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１により形成された初段の膨張室を示している。

このような構造的特徴を有する本実施例におけるマフラ１５によれば、マフラ１５の大型化を抑えつつ、排気音の低減効果を高めることができる。

すなわち、図６に示すように、チャンバ１２から流出した排気ガスは、後側排気管１４を通り、マフラ１５における初段の膨張室Ｒｃ内に流入する。そして、初段の膨張室Ｒｃにおいて排気ガスの膨張、および排気ガスにおける圧力波の干渉が生じる。また、第２の膨張室Ｒ２内の圧力が初段の膨張室Ｒｃ内の圧力よりも低いとき、排気ガスは、初段の膨張室Ｒｃ内から第２の連通管３２を通って第２の膨張室Ｒ２内へ流入する。そして、第２の膨張室Ｒ２において排気ガスの膨張、および排気ガスにおける圧力波の干渉が生じる。また、第２の膨張室Ｒ２内の排気ガスは第３の連通管３３を通って筐体２１の外部に流出する。初段の膨張室Ｒｃおよび第２の膨張室Ｒ２において生じる排気ガスの膨張および干渉、さらには排気ガスが第２の連通管３２または第３の連通管３３を通るときに生じる排気ガスの圧力波の減衰等により、排気音が低減される。

さらに、本実施例のマフラ１５においては、機能的に見て第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１の全体により初段の膨張室Ｒｃが形成されている。この初段の膨張室Ｒｃにおいて、後側排気管１４を流れる排気ガスはまず第１の膨張室Ｒ１内に流入し、その排気ガスの多くは、第１の膨張室Ｒ１内に開口している連通管のうち流路の断面積が最も大きい第１の連通管３１を通って第３の膨張室Ｒ３内に流入する。その後、第１の膨張室Ｒ１内と第３の膨張室Ｒ３内との圧力差等により、第３の膨張室Ｒ３と第１の膨張室Ｒ１との間を第１の連通管３１を介して移動する。初段の膨張室Ｒｃ内における、このような排気ガスの流れにより、排気ガスの膨張、干渉または減衰が生じる。これにより、排気音が低減される。

このように本実施例におけるマフラ１５によれば、初段の膨張室Ｒｃを形成する第１の膨張室Ｒ１および第３の膨張室Ｒ３と、第２の膨張室Ｒ２とにより、排気音の低減効果を高めることができる。すなわち、排気音の低減効果を高めるために、多くの膨張室を要しない。したがって、マフラ１５の大型化を抑えつつ、排気音の低減効果を高めることができる。

また、上述したような構造的特徴を有するマフラ１５によれば、マフラ１５の大型化を抑えつつ、エンジン出力の低下を抑制し、所望のエンジン出力を確保することができる。

すなわち、一般に、マフラにおいて、排気管が接続された初段の膨張室の容積を大きくすると、エンジン出力の低下を抑制する効果が高まる。本実施例のマフラ１５においては、機能的に見て第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１の全体により初段の膨張室Ｒｃが形成されている。このため、初段の膨張室Ｒｃの容積は、第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１のそれぞれの容積を合計した値となる。したがって、第１の膨張室Ｒ１の容積を大きくし、または第３の膨張室Ｒ３の容積を大きくし、あるいは第１の連通管３１の容積を大きくする（例えば第１の連通管３１の長さを長くする）ことにより、初段の膨張室Ｒｃの容積を大きくすることができる。第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１はマフラ１５の筐体２１内において分散して配置されているので、例えばマフラ１５の構造上の制約（例えば他の膨張室の配置）や自動二輪車１の構造上の制約（例えば自動二輪車１の後部における他の部品の配置）等を考慮して、第１の膨張室Ｒ１、第３の膨張室Ｒ３および第１の連通管３１のうち、マフラ１５の大型化を抑えつつ容積を大きくすることが容易なものを選択し、その容積を大きくすることで、マフラ１５の大型化を抑えつつ初段の膨張室Ｒｃの容積を大きくすることができる。したがって、マフラ１５の大型化を抑えつつ、エンジン出力の低下を抑制し、所望のエンジン出力を確保することができる。

また、本実施例のマフラ１５の筐体２１内において、第２の膨張室Ｒ２は第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間に配置されている。このような配置により、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３とを互いに離すことができ、第１の連通管３１を長くすることができる。第１の連通管３１を長くすることにより、初段の膨張室Ｒｃの容積を大きくすることができる。したがって、エンジン出力の低下を抑制する効果を高めることができる。

また、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間に第２の膨張室Ｒ２を配置して、第１の連通管３１を第２の膨張室Ｒ２を跨ぐように設けることにより、筐体２１を延長しなくても、長い第１の連通管３１を設けることができる。

また、本実施例のマフラ１５の筐体２１内において、第１の膨張室Ｒ１は第３の膨張室Ｒ３よりも後側に配置されている。このような配置により、筐体２１全体をエンジン７に近づけながらも、第１の膨張室Ｒ１をエンジン７から離すことができる。これにより、エンジン７とマフラ１５とを互いに近づけて配置することができ、同時にエンジン７と第１の膨張室Ｒ１とを接続する排気管、具体的にはチャンバ１２と第１の膨張室Ｒ１とを接続する後側排気管１４を長くすることができる。

また、本実施例のマフラ１５において、第１の膨張室Ｒ１は筐体２１の最後部に配置され、第３の膨張室Ｒ３は筐体２１の最前部に配置されている。第１の膨張室Ｒ１を筐体２１の最前部に配置することにより、エンジン７とマフラ１５とを互いに近づけて配置することができ、かつ後側排気管１４を長くすることができるという上記効果を一層高めることができる。また、第１の膨張室Ｒ１および第３の膨張室Ｒ３を筐体２１の最後部と最前部とにそれぞれ配置することにより、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間を接続する第１の連通管３１を一層長くすることができ、初段の膨張室Ｒｃの容積を大きくしてエンジン出力の低下を抑制するという上記効果を一層高めることができる。

また、本実施例のマフラ１５の第１の連通管３１において第１の膨張室Ｒ１内に開口している後端の開口面積は、後側排気管１４において第１の膨張室Ｒ１内に開口している後端の開口面積以上である。これにより、第１の膨張室Ｒ１から第１の連通管３１を介して第３の膨張室Ｒ３へ流れる排気ガスの抵抗を小さくすることができる。したがって、エンジン７の排気側の圧力（背圧）の上昇を抑えることができ、エンジン出力の低下を抑えることができる。

また、本実施例のマフラ１５の筐体２１内において、後側排気管１４は、筐体２１の中心よりも内筒２４の内周面に接近した位置に配置され、第１の連通管３１は、後側排気管１４よりも筐体２１の中心側に配置され、第２の連通管３２および第３の連通管３３は、概ね、第１の連通管３１を挟んで後側排気管１４の反対側に配置されている。これにより、筐体２１内において排気ガスが無駄に迂回することを抑えることができる。したがって、エンジン７の背圧の上昇を抑える効果を高めることができる。

図７は、本発明の第２の実施例の排気装置における後側排気管５４の下流側およびマフラ５５を示している。図８は、図７中の矢示ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ方向から見たマフラ５５の横断面を示している。図９は、図８中の矢示ＩＸ－ＩＸ方向から見たマフラ５５の縦断面を示し、図１０は、図８中の矢示Ｘ－Ｘ方向から見たマフラ５５の縦断面を示し、図１１は、図８中の矢示ＸＩ－ＸＩ方向から見たマフラ５５の縦断面を示している。なお、本発明の第２の実施例の排気装置において、本発明の第１の実施例の排気装置８と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施例の排気装置８においては、図９に示すように、後側排気管５４の下流側において、マフラ５５の筐体２１内に位置する部分に触媒装置５３が設けられている。また、図１０に示すように、筐体２１内には、２本の第１の連通管６１Ａ、６１Ｂが設けられている。これら第１の連通管６１Ａ、６１Ｂは第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間に並列に配置され、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間はこれら第１の連通管６１Ａ、６１Ｂにより接続されている。また、図８に示すように、筐体２１内において、後側排気管５４は、筐体２１の軸線Ｘが通る筐体２１の中心よりも左下側に配置され、一方の第１の連通管６１Ａは筐体２１の中心よりも右上側に配置され、他方の第１の連通管６１Ｂは筐体２１の中心よりも左上側に配置されている。また、第２の連通管３２は筐体２１の中心よりも右下側に配置され、第３の連通管３３は筐体２１の中心よりも上側に配置されている。また、一方の第１の連通管６１Ａの流路の断面積（開口面積）と他方の第１の連通管６１Ｂの流路の断面積（開口面積）との合計は、後側排気管１４の後端の開口面積以上である。また、第１の連通管６１Ａ、６１Ｂのうち少なくとも一方の第１の連通管の流路の断面積（開口面積）は、第２の連通管３２の流路の断面積（開口面積）よりも大きい。

このような構成を有する本実施例におけるマフラ５５によっても、本発明の第１の実施例におけるマフラ１５と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施例におけるマフラ５５によれば、２本の第１の連通管６１Ａ、６１Ｂを設ける構成としたから、マフラ１５の小型化を図ることができる。すなわち、所望の流路断面積を有する単一の太い第１の連通管を筐体２１内に設ける場合、一箇所にまとまった大きなスペースを筐体２１内に確保することが必要になる。これに対し、合計の流路断面積が上記所望の流路断面積となる２本の第１の連通管６１Ａ、６１Ｂを筐体２１内に設ける場合には、比較的小さい２つのスペースを筐体２１内に分散させて確保すればよい。したがって、筐体２１の横断面積を小さくすることができ、マフラ１５の小型化を図ることができる。

なお、上述した各実施例のように、マフラ１５（５５）において、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間に第２の膨張室Ｒ２を配置することによりマフラ１５の小型化を図ることができるが、第１の膨張室Ｒ１、第２の膨張室Ｒ２および第３の膨張室Ｒ３の配置（配置の方向や並び順等）はこれに限定されない。また、第１の膨張室Ｒ１、第２の膨張室Ｒ２および第３の膨張室Ｒ３のそれぞれの容積の比率も、図４等に示したものに限定されない。また、筐体２１の前後方向における前側仕切板２９および後側仕切板２８のそれぞれの位置も図４等に示すものに限定されない。また、筐体２１内に、第１の膨張室Ｒ１、第２の膨張室Ｒ２および第３の膨張室Ｒ３のいずれからも独立した他の室を追加し、第３の連通管３３の下流側を当該他の室に接続してもよい。また、第３の膨張室Ｒ３を、第１の膨張室Ｒ１および第２の膨張室Ｒ２が形成された筐体とは別の筐体内に形成し、これら２つの筐体間を第１の連通管３１で接続する構成としてもよい。

また、第１の連通管３１の本数を３本以上としてもよい。また、第２の連通管３２または第３の連通管３３の本数を２本以上としてもよい。また、各連通管の横断面の形状は真円に限らず、楕円形等、他の形状でもよい。また、筐体２１の横断面の形状も真円に限らず、楕円形、四角形、三角形等の他の形状でもよい。また、自動二輪車１においてマフラ１５を設ける位置は図１に示す位置に限定されない。

また、上述した本発明の第２の実施例において、２本の第１の連通管６１Ａ、６１Ｂのうち、少なくとも１本の第１の連通管の流路の断面積（開口面積）を後側排気管１４の後端の開口面積以上としてもよい。これにより、第１の膨張室Ｒ１と第３の膨張室Ｒ３との間において排気ガスを移動し易くすることができる。

また、本発明は、チャンバのない排気装置や、触媒装置のない排気装置にも適用することができる。また、本発明の排気装置は、自動二輪車に限らず、自動三輪車等の他の種類の鞍乗型車両や、自動四輪車等の他の種類の車両、さらには船外機等、車両以外のものにも適用することができる。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエンジンの排気装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

１自動二輪車（車両）
７エンジン
８排気装置
１４、５４後側排気管（排気管）
１５、５５マフラ
２１筐体
３１、６１Ａ、６１Ｂ第１の連通管
３２第２の連通管
３３第３の連通管
Ｒ１第１の膨張室
Ｒ２第２の膨張室
Ｒ３第３の膨張室

Claims

エンジンからの排気ガスを流す排気管と、前記排気管の下流側に設けられたマフラとを備えたエンジンの排気装置であって、
前記マフラは、
筐体と、
前記筐体内にそれぞれ分かれて形成された第１の膨張室、第２の膨張室および第３の膨張室と、
前記筐体に設けられた第１の連通管、第２の連通管および第３の連通管とを有し、
前記排気管は前記第１の膨張室に接続され、前記第１の膨張室は前記第１の連通管を介して前記第３の膨張室と連通し、前記第１の膨張室は前記第２の連通管を介して前記第２の膨張室と連通し、前記第２の膨張室は前記第３の連通管を介して前記筐体の外部または前記筐体内において前記第１の膨張室、前記第２の膨張室および前記第３の膨張室のいずれとも分かれて形成された他の室と連通し、前記第３の膨張室は前記第１の連通管を介して前記第１の膨張室と連通していることを除き当該第３の膨張室の外部と連通しておらず、前記筐体内において前記第２の膨張室は前記第１の膨張室と前記第３の膨張室との間に配置され、かつ前記第１の連通管の内径は前記第２の連通管の内径よりも大きいことを特徴とするエンジンの排気装置。
前記マフラは前記エンジンが設けられた車両において前記エンジンよりも後側に設けられ、前記筐体は前記車両の前後方向に長い形状を有し、前記筐体内において、前記第１の膨張室は前記第３の膨張室よりも後側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気装置。
前記第１の膨張室は前記筐体の最後部に配置され、前記第３の膨張室は前記筐体の最前部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気装置。
前記第１の連通管において前記第１の膨張室内に開口している端部の開口面積は、前記排気管において前記第１の膨張室内に開口している端部の開口面積以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジンの排気装置。
前記マフラは複数の前記第１の連通管を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジンの排気装置。
前記複数の第１の連通管において前記第１の膨張室内にそれぞれ開口している端部の開口面積の合計は、前記排気管において前記第１の膨張室内に開口している端部の開口面積以上であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの排気装置。
前記筐体内において、前記排気管は前記筐体の中心よりも外周側に配置され、前記第１の連通管は前記排気管よりも前記筐体の中心側に配置され、前記第２の連通管は、前記筐体の中心よりも外周側であって前記第１の連通管を挟んで前記排気管の反対側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のエンジンの排気装置。
前記第１の膨張室、前記第３の膨張室および前記第１の連通管は、これら全体として、前記排気管が接続された初段の膨張室を形成していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のエンジンの排気装置。