(57)【要約】【課題】４気筒内燃機関または3気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好な排気音を出すことのできる車両の排気系構造を提供する。【解決手段】４気筒内燃機関の４つの気筒11,12,13,14にそれぞれ排気管21,22,23,24が接続され、前記排気管のうち２つの排気管21,22を管長の長い長排気管150とし、他方の２つの排気管23,34を管長の短い短排気管151とし、長排気管150と短排気管151の管長差を150mm以上とされた内燃機関の排気管構造。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４気筒内燃機関の４つの気筒(11,12,13,14)にそれぞれ排気管(21,22,23,24)が接続され、
前記排気管のうち２つの排気管(21,22)を管長の長い長排気管(150)とし、他方の２つの排気管(23,34)を管長の短い短排気管(151)とし、
前記長排気管(150)と前記短排気管(151)の管長差を150mm以上とすることを特徴とする内燃機関の排気管構造。
【請求項２】
前記４気筒内燃機関は、Ｖ型４気筒内燃機関(2)であって、
各バンク(8,９)のそれぞれに２つの気筒(11,13),(12,14)が設けられ、
各バンク(8,9)の気筒(11,13),(12,14)の排気管(21,23),(22,24)が集合されて、バンク(8,9)ごとに排気系(19,20)が独立して設けられ、
前記排気系(19,20)に集合された２つの排気管(21,23),(22,24)のうち一方が長排気管(150)であり、他方が短排気管(151)であることを特徴とする請求項１に記載された内燃機関の排気管構造。
【請求項３】
前記Ｖ型４気筒内燃機関(2)は、そのクランク軸(7)が車両の前後方向に沿うように鞍乗り型車両に搭載され、
前記排気系(19,20)のそれぞれの長排気管(150)は、前側に配置された気筒(11,12)に接続されるものであるとともに、前記Ｖ型４気筒内燃機関(2)の下方に屈曲部(21a,22a)をもった構造とすることを特徴とする請求項２に記載された内燃機関の排気管構造。
【請求項４】
前記Ｖ型４気筒内燃機関(2)は、そのクランク軸(7)が車両(1)の前後方向に沿うように鞍乗り型車両(1)に搭載され、
前記排気系(19,20)のそれぞれの長排気管(150)は、後側に配置された気筒(13,14)に接続されるものであり、
当該後側に配置された気筒(13,14)に接続された排気管(22,23)が、前側に配置された気筒(11,12)に接続された排気管(21,22)よりも前方まで延出した後、屈曲され後方に延びる構造とすることを特徴とする請求項２に記載の４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項５】
前記Ｖ型４気筒内燃機関(2)は、360度クランクのＶ型４気筒内燃機関(2)であり、
前記４つの気筒(11,12,13,14)のそれぞれに接続された４つの排気管(21,22,23,24)のうち、異なる排気系(19,20)であって互いの爆発時のクランク角位相の差が270度となる２つの気筒(13,14)に接続された排気管を短排気管(151)とし、
他の２つの気筒(11,12)に接続された排気管を長排気管(150)とすることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項６】
前記４気筒内燃機関は、Ｖ型４気筒内燃機関(70)であって、
各バンク(76,77)に２つの気筒(81,83),(83,84)が設けられ、
一方のクランクピン(78)に連結された２つの気筒(81,82)の排気管(91,92)が集合されるように第１の排気系(88)が構成され、
他方のクランクピン(79)に連結された２つの気筒(83,84)の排気管(92,394)が集合されるように第２の排気系(89)が構成され、
前記第１の排気系(88)をなす２つの排気管(91,92)のうち、一方(91)が長排気管(150)であり、他方(92)が短排気管(151)であり、
前記第２の排気系(89)をなす２つの排気管(93,94)のうち、一方(94)が長排気管(150)であり、他方(93)が短排気管(151)であることを特徴とする請求項１に記載された内燃機関の排気管構造。
【請求項７】
前記Ｖ型４気筒内燃機関は、180度クランクのＶ型４気筒内燃機関(70)であって、
前記４つの気筒(81,82,83,84)のそれぞれに接続された４つの排気管(91,92,93,94)のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒(82,83)に接続された２つの排気管(92,93)を短排気管(151)とし、
他の２つの排気管(91,94)を長排気管(150)とすることを特徴とする請求項６に記載された４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項８】
前記Ｖ型４気筒内燃機関(70)は、180度クランクのＶ型４気筒内燃機関(70)であって、
前記４つの気筒(81,82,83,84)のそれぞれに接続された４つの排気管(91,92,93,94)のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が180度となる２つの気筒(81,83)に接続された２つの排気管(91,93)を短排気管(151)とし、
他の２つの排気管(92,94)を長排気管(150)とすることを特徴とする請求項６に記載された４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項９】
前記４気筒内燃機関は、180度クランクの直列４気筒内燃機関(40)であって、
前記４つの気筒(41,42,43,44)のうち互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が360度となる２つの気筒(41,44)に接続された２つの排気管(51,54)が集合されるように第１の排気系(48)が構成され、
残りの２気筒(42,43)に接続された２つの排気管(52,53)が集合されるように第２の排気系(49)が構成され、
各排気系(48,49)に集合された２つの排気管(51,54),(52,53)のうち、一方を短排気管(151)とし、他方を長排気管(150)とすることを特徴とする請求項１に記載された４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項１０】
前記４気筒内燃機関は、90度クランクの直列４気筒内燃機関(100)であって、
前記直列４気筒内燃機関(100)には、１サイクル中の爆発タイミングのそれぞれのクランク角位相が０度、270度、450度、540度となる気筒(101,102,103,104)が設けられ、
前記気筒のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒(103,104)の排気管(113,114)が集合されるように第１の排気系(116)が構成され、
残りの、互いの爆発タイミングのクランク角位相差が450度となる２つの気筒(101,102)の排気管(111,112)が集合されるように第２の排気系(115)が構成され、
各排気系(115,116)に集合された２つの排気管(111,112),(113,114)のうちの一方(111,113)を短排気管(151)とし、他方(112,114)を長排気管(150)とすることを特徴とする請求項１に記載された４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項１１】
前記２つの短排気管(151)に接続された２つの前記気筒(101,103)の爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となることを特徴とする請求項１０に記載された４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項１２】
90度クランクの直列４気筒内燃機関に、１サイクル中の爆発タイミングのクランク角位相が０度、270度、450度、540度となる気筒(101,102,103,104)が設けられ、
前記気筒(101,102,103,104)のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒(103,104)の排気管(123,124)が集合されるように第１の排気系(121)が構成され、
残りの２つの気筒(101,102)の排気管(121,122)が集合されるように第２の排気系(120)が構成され、
前記第１の排気系(121)をなす２つの排気管(123,124)を短排気管(151)とし、前記第２の排気系(120)をなす２つの排気管(121,122)を長排気管(150)とすることを特徴とする請求項１に記載された４気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項１３】
３気筒内燃機関(130)の３つの気筒(131,132,133)のそれぞれに排気管(141,142,143)が接続され、
前記排気管(141,142,143)のうち２つの排気管(141,143)を管長の短い短排気管(151)とし、他方の１つの排気管(142)を管長の長い長排気管(150)とし、
前記長排気管(150)と前記短排気管(151)の管長差を150mm以上としたことを特徴とする内燃機関の排気管構造。
【請求項１４】
前記３気筒内燃機関は、120度クランクの直列３気筒内燃機関(130)であって、
前記３つの気筒(131,132,133)の互いの爆発間隔のクランク角位相の差は240度であり、
前記排気管(141,142,143)のうち、２つの排気管(141,142)が集合される排気系(144)と、残りの１つの排気管(143)からなる排気系(145)とがそれぞれ独立して設けられ、
前記集合される排気管(141,142)の排気系(144)の２つの排気管(141,142)の一方(141)が短排気管(151)であり、他方(142)が長排気管(150)であって、
前記１つの排気管(143)からなる排気系(145)の排気管(143)が短排気管(151)であることを特徴とする請求項１３に記載された３気筒内燃機関の排気管構造。
【請求項１５】
前記長排気管(150)と前記短排気管(151)との管長差が、175mm以上とされることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載された内燃機関の排気管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気管構造に関し、特に鞍乗り型車両等に搭載される内燃機関の排気音に着目した排気管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示される鞍乗り型車両では、縦置きV型４気筒内燃機関の場合、左右バンクのうち一方のバンクの２気筒から後方に延出する２本の排気管は、後方で集合管に集合した後に消音器に連結される構造であり、他方のバンクの２気筒から延出する２本の排気管も同じ構造をしており、左右の集合管は車幅方向に指向する連通管が連通している。
【０００３】
従来、４気筒内燃機関の排気系では、機関回転数の低回転から高回転までの全域で、目標とする出力特性を得ることが重視される場合が多く、特許文献１のように左右の集合管をさらに一部連通させる等の対応をとり、脈動効果を利用して要求される出力特性を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６５３０６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４８３４号公報
【０００５】
近年、特許文献１のようなV型４気筒内燃機関を搭載した車両においても、排気音を楽しみたいとするニーズが高まっており、排気音を良好にする技術が望まれていた。
【０００６】
鞍乗り型車両の各種内燃機関には、内燃機関の型式によってそれぞれ特有の排気音特性を有していて、良好な排気音とは、一般的に、内燃機関の型式によって異なると言われている。
【０００７】
例えば、単気筒内燃機関ではパルス感のある排気音が一般的に良好と言われ、180度クランクの直列４気筒内燃機関では、内燃機関回転数が高いときの甲高い音がエモーショナルであって良いと言われている。
【０００８】
しかしながら、直列４気筒内燃機関での甲高い音は内燃機関を高回転にする必要があるが、運転者によっては低・中回転の常用域での排気音が良好である方を好む場合がある。
【０００９】
低・中回転での良好な排気音として特許文献２に記載されているようなクルーザータイプの自動二輪車に搭載される大排気量Ｖ型２気筒内燃機関の排気音があげられる。排気量が比較的大きな２気筒内燃機関ではパルス感と独特の厚みのある排気音が出る。
【００１０】
一方で、排気量が比較的大きな２気筒内燃機関は常用域での排気音は良いものの、内燃機関の性質上、出力性能は同じ排気量の４気筒内燃機関ほど高めやすくはない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、２気筒内燃機関以外の４気筒内燃機関や３気筒内燃機関あっても、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好な排気音を出すことのできる内燃機関の排気系構造を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、４気筒内燃機関の４つの気筒にそれぞれ排気管が接続され、前記排気管のうち２つの排気管を管長の長い長排気管とし、他方の２つの排気管を管長の短い短排気管とし、前記長排気管と前記短排気管の管長差を150mm以上とすることを特徴とする内燃機関の排気管構造である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の排気管構造において、前記４気筒内燃機関は、Ｖ型４気筒内燃機関であって、各バンクのそれぞれに２つの気筒が設けられ、各バンクの気筒の排気管が集合されて、バンクごとに排気系が独立して設けられ、前記排気系に集合された２つの排気管のうち一方が長排気管であり、他方が短排気管であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の排気管構造において、前記Ｖ型４気筒内燃機関は、そのクランク軸が車両の前後方向に沿うように鞍乗り型車両に搭載され、前記排気系のそれぞれの長排気管は、前側に配置された気筒に接続されるものであるとともに、前記４気筒内燃機関の下方に屈曲部をもった構造とすることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の排気管構造において、前記Ｖ型４気筒内燃機関は、そのクランク軸が車両の前後方向に沿うように鞍乗り型車両に搭載され、前記排気系のそれぞれの長排気管は、後側に配置された気筒に接続されるものであり、当該後側に配置された気筒に接続された排気管が、前側に配置された気筒に接続された排気管よりも前方まで延出した後、屈曲され後方に延びる構造とすることを特徴とした４気筒内燃機関の排気管構造である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の４気筒内燃機関の排気管構造において、前記Ｖ型４気筒内燃機関は、360度クランクのＶ型４気筒内燃機関であり、前記４つの気筒のそれぞれに接続された４つの排気管のうち、異なる排気系であって互いの爆発時のクランク角位相の差が270度となる２つの気筒に接続された排気管を短排気管とし、他の２つの気筒に接続された排気管を長排気管とすることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載された内燃機関の排気管構造において、前記４気筒内燃機関は、Ｖ型４気筒内燃機関であって、各バンクに２つの気筒が設けられ、一方のクランクピンに連結された２つの気筒の排気管が集合されるように第１の排気系が構成され、他方のクランクピンに連結された２つの気筒の排気管が集合されるように第２の排気系が構成され、前記第１の排気系をなす２つの排気管のうち、一方が長排気管であり、他方が短排気管であり、前記第２の排気系をなす２つの排気管のうち、一方が長排気管であり、他方が短排気管であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載された４気筒内燃機関の排気管構造において、前記Ｖ型４気筒内燃機関は、180度クランクのＶ型４気筒内燃機関であって、前記４つの気筒のそれぞれに接続された４つの排気管のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒に接続された２つの排気管を短排気管とし、他の２つの排気管を長排気管とすることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載された４気筒内燃機関の排気管構造において、前記Ｖ型４気筒内燃機関は、180度クランクのＶ型４気筒内燃機関であって、前記４つの気筒のそれぞれに接続された４つの排気管のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が180度となる２つの気筒に接続された２つの排気管を短排気管とし、他の２つの排気管を長排気管とすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載された４気筒内燃機関の排気管構造において、前記４気筒内燃機関は、180度クランクの直列４気筒内燃機関であって、前記４つの気筒のうち互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が360度となる２つの気筒に接続された２つの排気管が集合されるように第１の排気系が構成され、残りの２気筒に接続された２つの排気管が集合されるように第２の排気系が構成され、各排気系に集合された２つの排気管のうち、一方を短排気管とし、他方を長排気管とすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項1に記載された４気筒内燃機関の排気管構造において、前記４気筒内燃機関は、90度クランクの直列４気筒内燃機関であって、前記直列４気筒内燃機関には、１サイクル中の爆発タイミングのそれぞれのクランク角位相が０度、270度、450度、540度となる気筒が設けられ、前記気筒のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒の排気管が集合されるように第１の排気系が構成され、残りの、互いの爆発タイミングのクランク角位相差が450度となる２つの気筒の排気管が集合されるように第２の排気系(112)が構成され、各排気系に集合された２つの排気管のうちの一方を短排気管とし、他方を長排気管とすることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載された４気筒内燃機関の排気管構造において、前記２つの短排気管に接続された２つの前記気筒の爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載された４気筒内燃機関の排気管構造において、90度クランクの直列４気筒内燃機関に、１サイクル中の爆発タイミングのクランク角位相が０度、270度、450度、540度となる気筒が設けられ、前記気筒のうち、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒の排気管が集合されるように第１の排気系が構成され、残りの２つの気筒の排気管が集合されるように第２の排気系が構成され、前記第１の排気系をなす２つの排気管を短排気管とし、前記第２の排気系をなす２つの排気管を長排気管とすることを特徴とすることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、３気筒内燃機関の３つの気筒のそれぞれに排気管が接続され、前記排気管のうち２つの排気管を管長の短い短排気管とし、他方の１つの排気管の管長の長い長排気管とし、前記長排気管と前記短排気管の管長差を150mm以上としたことを特徴とする内燃機関の排気管構造である。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載された３気筒内燃機関の排気管構造において、前記３気筒内燃機関は、120度クランクの直列３気筒内燃機関であって、前記３つの気筒の互いの爆発間隔のクランク角位相の差は240度であり、前記排気管のうち、２つの排気管が集合される排気系と、残りの１つの排気管からなる排気系とがそれぞれ独立して設けられ、前記集合される排気管の排気系の２つの排気管の一方が短排気管であり他方(142)が長排気管(150)であって、前記１つの排気管からなる排気系の排気管が短排気管であることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載された内燃機関の排気管構造において、前記長排気管と短排気管との管長差が、175mm以上とされることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の内燃機関の排気管構造によれば、４気筒内燃機関の４つの気筒のそれぞれに接続された４つの排気管のうち２つの排気管を管長の長い長排気管とし、他の２つの排気管を管長の短い短排気管として、長排気管と短排気管の管長差を150mm以上とすることにより、長排気管が接続される気筒の爆発音を、長い排気管を伝わる中で減衰させ、その音圧の振幅を小さくすることができる。長排気管が接続された気筒と短排気管が接続された気筒の２気筒分の排気音のエンベロープにおいて、短排気管が接続された気筒の爆発音の音圧は、エンベロープの山をつくるが、長排気管が接続された気筒管の爆発音の音圧は、エンベロープの山とはならず、エンベロープの波の周期は、短排気管に接続された気筒の爆発音の音圧ごとの周期となる形となり、爆発音と感じられる排気音の間隔を、短排気管が接続された気筒の爆発間隔と同じ間隔にすることが可能となり、等管長や、管長差が100mm程度のものよりも耳で聞き取れる爆発音の周期を長くすることができる。排気音をパルス音として聞き取れる内燃機関の回転数を通常よりも高め、４気筒内燃機関であっても、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好な排気音を出すことができる。
【００２８】
請求項２記載の内燃機関の排気管構造によれば、Ｖ型４気筒内燃機関のバンクごとに２つの気筒が設けられ、各バンクの気筒の一方を長排気管とし、他方を短排気管とすることにより、それぞれの２気筒ごとの排気音を１気筒分の爆発音に聞こえるようにすることができ、Ｖ型２気筒内燃機関のような爆発音の間隔にすることが可能となり、Ｖ型４気筒内燃機関の比較的高い内燃機関の出力を得ることと、パルス感のある魅力ある排気音を発生させることの両立を図ることができる。
【００２９】
請求項３記載の内燃機関の排気管構造によれば、縦置きしたＶ型４気筒内燃機関の前側シリンダに長排気管を接続し、かつ、当該排気管を内燃機関の下方で屈曲部をもたせれば、長い排気管長を確保しやすく、鞍乗り型車両の外観上、排気管長を確保する屈曲部を目立ちにくくさせることが可能となる。
【００３０】
請求項４記載の内燃機関の排気管構造によれば、縦置きＶ型４気筒内燃機関の後側シリンダに長排気管を接続し、かつ、当該排気管を前側シリンダ排気管よりも前方まで延ばした後、屈曲させ後方に伸ばせば、長い排気管長を確保しやすくすることが可能となる。
【００３１】
請求項５記載の内燃機関の排気管構造によれば、互いの爆発時のクランク角位相の差が270度となる２つの気筒に接続された排気管を短排気管とし、他の２つの気筒に接続された排気管を長排気管としたので、爆発音として感じられるクランク角位相の間隔を270度、450度、270度…とし、爆発が不等間隔に発生しているように聞こえさせて、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の周期と同じ周期にさせることが可能となり、Ｖ型４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【００３２】
請求項６記載の内燃機関の排気管構造によれば、Ｖ型４気筒内燃機関において各クランクピンにそれぞれ排気系が設けられ、排気系の一方の排気管を長排気管とし、他方の排気管を短排気管としたので、爆発音として感じられる周期を長くすることが可能となり、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。さらに同じクランクピンに連結された２つの気筒に接続された排気管を一つの排気系とするので、排気系ごとの排気管を同じ側に設けることが可能となり、排気管構造の簡素化を図ることができる。
【００３３】
請求項７記載の内燃機関の排気管構造によれば、180度クランクＶ型４気筒内燃機関において、爆発のタイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの排気管を短排気管とし、他の排気管を長排気管としたので、180度クランクＶ型４気筒内燃機関の爆発音として感じられる周期を、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発周期と同じ周期にすることができる。
【００３４】
請求項８記載の内燃機関の排気管構造によれば、180度クランクＶ型４気筒内燃機関において、爆発のタイミングのクランク角位相の差が180度となる２つの排気管を短排気管とし、他の排気管を長排気管としたので、180度クランクＶ型４気筒内燃機関の爆発音として感じられる周期を、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発周期に近づけることができる。
【００３５】
請求項９記載の内燃機関の排気管構造によれば、180度クランクの直列４気筒内燃機関において、爆発タイミングのクランク角位相の差が360度となる２気筒に接続された排気管が集合されて第１の排気系をなし、他の２気筒に接続された排気管が集合されて第２の排気系が構成され、各排気系の一方の排気管が長排気管とされ、他の排気管が短排気管としているので、爆発音と感じられる気筒の排気音の間隔が、短排気管に接続された気筒の爆発間隔と同じ間隔となるため、等管長や、管長差が100mm程度のものよりも耳で聞き取れる爆発音の周期を長くなり、排気音がパルス音として聞き取れる内燃機関の回転数を通常よりも高めることが可能となって、直列４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【００３６】
さらに、180度クランク直列４気筒内燃機関の両脇の２気筒と、その間の２気筒の排気音を１気筒分の排気音に聞こえるようにすることができる。そのため180度クランク並列２気筒内燃機関のような爆発間隔にすることが可能となり、比較的高い出力と魅力ある排気音とを両立することができる。
【００３７】
請求項１０記載の内燃機関の排気管構造によれば、90度クランクの直列４気筒内燃機関において、互いの爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒の排気管が集合されて第１の排気系を構成し、他の２気筒の排気管が集合されて第２の排気系を構成し、各排気系の一方の排気管を長排気管とし、他方の排気管を短排気管としているので、爆発音として感じられる周期を長くすることが可能となり、90度クランクの直列４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好な排気音を出すことができる。
【００３８】
請求項１１記載の内燃機関の排気管構造によれば、爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２気筒を短排気管としたので、90度クランクの直列４気筒内燃機関であっても、爆発音として感じられる周期を、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発周期と同じ周期にすることができる。
【００３９】
請求項１２記載の内燃機関の排気管構造によれば、爆発タイミングのクランク角位相の差が270度となる２つの気筒の排気管を集合させ第１の排気系とし、これらの排気管を短排気管とし、第２の排気系の排気管を長排気管としたので、90度クランクの直列４気筒内燃機関であっても、爆発音として感じられる周期を、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発周期と同じ周期にすることができる。
【００４０】
請求項１３記載の内燃機関の排気管構造によれば、直列３気筒内燃機関の３つの排気管のうち２つの排気管を短排気管とし、他の１つの排気管を長排気管として、長排気管と短排気管の管長差を150mm以上としたので、爆発音として感じられる周期を長くすることができ、直列３気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じるパルス感のある魅力的で良好な排気音を出すことができる。
【００４１】
請求項１４記載の内燃機関の排気管構造によれば、120度クランクの直列３気筒内燃機関であっても、爆発音として感じられる周期を、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発周期に近づけることができる。
【００４２】
請求項１５記載の内燃機関の排気管構造によれば、排気管長差が175mm以上あれば、長い排気管が接続される気筒の爆発音がより減衰されるため、２気筒の爆発をより確実に１気筒分の爆発間隔として聞こえるようにすることができる。さらに排気音圧の振幅差も増大され、音の厚みが増し、より魅力ある排気音とすることができる。
できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明が適用された第１実施例のＶ型４気筒内燃機関の排気管構造を備えた自動二輪車の左側面図である。
【図２】図１の要部下面図である。
【図３】図１のＶ型４気筒内燃機関およびその排気管構造を示した模式図である。
【図４】各種内燃機関の回転数に対する内燃機関の爆発間隔を示したグラフである
【図５】長排気管と短排気管の管長差が175mmである場合の左側排気系の時間ごとの音圧振幅およびそのエンベロープを示した表である。
【図６】バンク角90度360度クランクのＶ型４気筒内燃機関のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示した概略図である。
【図７】バンク角90度360度クランクのＶ型４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図８】長排気管と短排気管の管長差が100mmである場合の左側排気系の時間ごとの音圧振幅およびそのエンベロープを示した表である。
【図９】長排気管と短排気管の管長差が150mmである場合の左側排気系の時間ごとの音圧振幅およびそのエンベロープを示した表である。
【図１０】長排気管と短排気管の排気管の管長差が200mmである場合の左側排気系の時間ごとの音圧振幅およびそのエンベロープを示した表である。
【図１１】長排気管と短排気管との各管長差において、長排気管が接続された気筒の爆発音の音圧振幅と短排気管が接続された気筒の爆発音の音圧振幅との差の、短排気管に接続された気筒の爆発音の音圧振幅に対する比率を示した図である。
【図１２】第１実施例の他の態様が示された自動二輪車の左側面図である。
【図１３】図１２のＶ型４気筒内燃機関およびその排気管構造を示した模式図である。
【図１４】図１２のＶ型４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図１５】本発明が適用された第２実施例のバンク角90度180度クランクのＶ型４気筒内燃機関の排気管構造を具備した自動二輪車の左側面図である。
【図１６】図１５の自動二輪車に搭載されたＶ型４気筒内燃機関の右側面図である。
【図１７】図１６のＶ型４気筒内燃機関およびその排気管構造を示した模式図である。
【図１８】バンク角90度180度クランクのＶ型４気筒内燃機関のクランク回転に対する各気筒のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示した概略図である。
【図１９】バンク角90度180度クランクのＶ型４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図２０】バンク角90度180度クランクのＶ型４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図２１】本発明の第３実施例が適用された180度クランクの直列４気筒内燃機関とその排気管構造を示した模式図である。
【図２２】180度クランクの直列４気筒内燃機関のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示した概略図である。
【図２３】図２１の直列４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図２４】本発明が適用された第３実施例の180度クランクの直列４気筒内燃機関およびその排気管構造の他の態様を示した概略図である。
【図２５】図２４の直列４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図２６】本発明が適用された第４実施例の90度クランク直列４気筒内燃機関とその排気管構造を示した模式図である。
【図２７】90度クランクの直列４気筒内燃機関のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示した概略図である。
【図２８】図２６の90度クランクの直列４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図２９】本発明の第実施例の他の態様が適用された90度クランク直列４気筒内燃機関とその排気管構造の他の態様を示した模式図である。
【図３０】図２９の90度クランクの直列４気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【図３１】本発明が適用された第５実施例の240度クランク直列３気筒内燃機関とその排気管構造を示した模式図である。
【図３２】図３０の直列３気筒内燃機関の排気管構造により爆発音として聞こえるタイミングを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明が適用された第１実施例について図１ないし図１１に基づいて説明する。
図１は、第１実施例の４気筒内燃機関の排気管構造を備えた鞍乗型車両である自動二輪車１の左側面図が示されている。なお、本明細書では、自動二輪車１の前進方向を前方とし、前方を向いた姿勢を基準にして前後左右を定めている。
【００４５】
該自動二輪車１に搭載された４気筒内燃機関は、バンク角が90度である360度クランクのＶ型４気筒内燃機関２であって、クランク軸７が車両の前後方向に沿うように搭載されている。Ｖ型４気筒内燃機関２は、クランクケース３、シリンダブロック４、シリンダヘッド５が順次重ねられて一体に締結され、シリンダヘッド５の上を覆うようにヘッドカバー６が取付けられている。
【００４６】
図２には自動二輪車１を下方から見た下面図、図３には本実施例のＶ型４気筒内燃機関２およびその排気管構造の模式図が示されている。図３に示されるように、Ｖ型４気筒内燃機関２は、左右に90度のバンク角をなして右バンク８、左バンク９を備えている。右バンク８、左バンク９にはそれぞれ２つずつ気筒が設けられており、右バンク８の前側には第１気筒11が、後側には第３気筒13が設けられており、左バンク９の前側には第２気筒12が、後側には第４気筒14が設けられている。前方の第１気筒11および第２気筒12のコンロッド16は、第１クランクピン17に連結され、後方の第３気筒13および第４気筒14のコンロッド16は、第２クランクピン18に連結されており、第１クランクピン17と第２クランクピンの間のクランク角は360度になっている。第１気筒11に第１排気管21が、第２気筒12に第２排気管22が、第３気筒13に第３排気管23が、第４気筒14に第４排気管24がそれぞれ接続されている。
【００４７】
図１ないし図３に示されるように、車両の右側に設けられた第１排気管21と第３排気管23は、下方から前方に向かったのち湾曲し後方に延伸し、車体の後下部に設けられたチャンバー26ａに第１排気管21と第３排気管23とが集合するように接続され、チャンバー26ａから接続管27ａを介してマフラー28ａが接続されている。マフラー28ａの後部には、マフラー28ａ内の排気ガスが大気に開放されるテールパイプ29ａが設けられている。右側排気系19は、第１排気管21、第３排気管23、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａを備えている。
【００４８】
車両の左側に設けられた第２排気管22と第４排気管24は、下方から前方に向かったのち湾曲し後方に延伸し、車体の後下部に設けられたチャンバー26ｂに第２排気管22と第４排気管24とが集合するように接続され、チャンバー26ｂから接続管27ｂを介してマフラー28ｂが接続されている。マフラー28ｂの後部には、マフラー28ｂ内の排気ガスが大気に開放されるテールパイプ29ｂが設けられている。左側排気系20は、第２排気管22、第４排気管24、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂを備えている。
【００４９】
右バンク８の前側の第１気筒11に接続された第１排気管21、および左バンク９の前側の第２気筒12に接続された第２排気管22は、図２に示されるように、車体の下部であってＶ型４気筒内燃機関２の下方において、それぞれ車体の内側に向けて屈曲された屈曲部21ａ、22ａが形成されている。第１排気管21および第２排気管22は、屈曲部21ａ、21ｂが形成されているので管長の長い長排気管120となっており、第３排気管23および第４排気管24は長排気管150に比べて管長の短い短排気管151となっている。
【００５０】
本実施例では、第１排気管21と第３排気管23との管長差、および第２排気管22と第４排気管24との管長差、すなわち長排気管150と短排気管151との管長差は、175mmとなるように設定されている。本実施例のように、長排気管150と短排気管151との管長差は175mm以上がより効果的であるが、150mm以上であれば効果が認められる。また、長排気管150と短排気管151との管長差を300mm程度までに設定するとさらに良好である。
【００５１】
以下、本実施例の所望の効果を奏することを説明する技術内容、効果を奏することを証明する実験結果および効果について述べる。
【００５２】
本実施例は、４気筒内燃機関で、同一排気量の２気筒内燃機関以上の出力特性を得易くし、２気筒内燃機関に通じる魅力があるパルス感のある心地よい排気音を出すことのできる４気筒内燃機関の排気管構造を得ることを目的としている。
【００５３】
低・中回転の常用域での直列４気筒内燃機関とＶ型２気筒内燃機関の排気音が実際にどのようになっているかについて述べる。例えば、内燃機関が2500rpmでもってクルーズ走行をする際、直列４気筒内燃機関の排気音は連続音、Ｖ型２気筒内燃機関の排気音はパルス感のある音（不連続音）として聞き分けられる。
【００５４】
人の耳には同じ音がある間隔をもって鳴らされる際、それぞれの音を分けて聞くことができる間隔の限界値がある。これを「耳の分解能」と定義する（以下、分解能と略する）。
【００５５】
内燃機関の排気音が連続音と不連続音と音が変わって聞こえる理由は、内燃機関の爆発間隔と人の分解能によるものである。すなわち、分解能よりも爆発間隔が短いと１つ１つの爆発音を聞き分けられず連続音となり、分解能よりも爆発間隔が長いと、１つ１つの爆発音を聞き分けることができて不連続音となる。単気筒内燃機関やＶ型２気筒内燃機関の気筒の爆発の間隔は分解能よりも長い間隔になっているので、パルス感のある音に感じられる。すなわち、パルス感のある音にするためには、内燃機関の１つ１つの爆発音を分けて聞こえることが非常に重要な要素となっている。
【００５６】
発明者は、気筒やクランク位相角が異なる複数の内燃機関について、それぞれの気筒の爆発間隔について注目し、各種内燃機関について回転数と爆発間隔の関係について実験を行い、図４に示すような結果を得た。
【００５７】
図４に示されているグラフは、単気筒内燃機関、直列２気筒360度クランク内燃機関、Ｖ型２気筒45度バンク０度クランク内燃機関（挟角Ｖ型２気筒内燃機関）、Ｖ型２気筒90度バンク０度クランク内燃機関、直列４気筒180度クランク内燃機関、６気筒水平対向60度クランク内燃機関(F6 180度バンク60度クランク)のそれぞれについて試験を行い、ある気筒の爆発から次に爆発する気筒の爆発までの時間を回転数ごとにプロットしたものである。
【００５８】
単気筒内燃機関であれば、クランクが720度回転するごとに１回爆発する。直列４気筒180度クランク内燃機関であれば、図２２に示す概略図のように、爆発間隔は180度ごとの等間隔爆発である。多気筒内燃機関で等間隔爆発でない内燃機関であれば、最も爆発間隔が短い気筒間の爆発間隔を代表値としてプロットしている。
【００５９】
前記した試験により、低・中回転の常用域での2500rpmにおいて、直列４気筒内燃機関と、挟角Ｖ型２気筒内燃機関とでは、爆発間隔に明確な違いがあることがわかった。すなわち、前記回転数においては、挟角Ｖ型２気筒内燃機関では爆発間隔が0.021sec（21msec）程度であり、180度クランクの直列４気筒内燃機関では爆発間隔は0.012sec（12msec）程度であって、挟角Ｖ型２気筒内燃機関の爆発間隔は長く、それに比して直列180度クランクの４気筒内燃機関では爆発間隔が短いことがわかった。
【００６０】
一般に、分解能は30Hzから70Hz程度の間であると言われている。発明者らは、研究の結果、内燃機関の排気音における分解能は15msec（52.5Hz）であることがわかった。
【００６１】
そこで、第１実施例においては、クルーザカテゴリの常用域である代表的な回転数を2500rpmとし、内燃機関の当該回転数における爆発音として聞こえる排気音が、15msec以上の間隔をもって聞こえることを目標とした。
【００６２】
直列４気筒内燃機関やＶ型４気筒内燃機関などの通常の４気筒内燃関では、回転数2500rpmにおける爆発間隔が15msec以下であって、さらに４気筒全ての爆発音の音圧が等しいので、その間隔は分解能よりも短く、パルス感のある排気音として聞こえない。
【００６３】
本実施例のＶ型４気筒内燃機関２の排気管構造では、第１気筒11、第２気筒12、第３気筒13、第４気筒14に接続された４つ排気管21、22、23、24のうち、第１排気管21と第３排気管23を集合させ右側排気系19とし、第２排気管22と第４排気管24を集合させ左側排気系20とし、集合された２つ排気管のうち一方の排気管である第１排気管21、第２排気管22を長気管150とし、他方の排気管である第３排気管23、第４排気管24を短排気管151とすることにより、長排気管150に接続された第１気筒11および２気筒からの爆発音を排気管内で減衰させ、短排気管151に接続された第２気筒13および第４気筒14からの爆発音のみを爆発音として聞こえるようにさせて、聞こえてくる排気音の間隔を前記した目標値の15msec以上となることを達成している。
【００６４】
本実施例のＶ型４気筒内燃機関２の排気管構造において、内燃機関の回転数を2500rpmとして、左側排気系20の第２排気管22を長排気管150とし、第４排気管24を短排気管151とし、長排気管150と短排気管151との管長差を100mm、150mm、175mm、200mmにして、それぞれの管長差におけるテールパイプ29ｂの排気音の音圧を計測した。図５および図８ないし図１０に、各管長差における時間ごとの音圧の振幅のうち大気圧以上の音圧が示されている。また音圧は振動でありその値は時間ごとに大きく変化しているので、音圧振幅のゆっくりした変化を示すために音圧振幅のエンベロープが図示されている。
【００６５】
図５は、第１実施例に示される長排気管150と短排気管151との管長差が175mmである左排気系21の排気音の音圧振幅およびそのエンベロープが示されている。なお、音圧の波形は、横軸の高さを大気圧とし、正圧の領域のみを示している。短排気管151である第４排気管24が接続されている第４気筒14の爆発音の音圧は、長排気管150に接続された第２気筒12の爆発音程は減衰されないので、その振幅は大きいままである（表において短と示されているピーク）。一方、長排気管150である第２排気管22が接続されている第２気筒12の爆発音の音圧は、長い排気管を伝わる中で減衰され、その振幅が短排気管151が接続されている第４気筒14の振動に比して小さくなり（表において長と示されているピーク）、両者の振幅の差は、短排気管151が接続されている第４気筒14の振幅に対して23％であった。
【００６６】
また、エンベロープに注目すると、前記したように長排気管150が接続されている第４気筒14の音圧は、23％減衰されているので、２気筒分の排気音の音圧のエンベロープにおいて、短排気管151に接続された第４気筒14の排気音の音圧は、エンベロープの山をつくるが、長排気管150に接続された第２気筒12の排気音の音圧は、エンベロープの山とはならず、エンベロープの波の周期は、短排気管151に接続された第４気筒14の排気音の音圧ごとの周期となるような形（短排気管151に接続された第４気筒14の大きな排気音の音圧により、長排気管150に接続された第２気筒12の排気音の音圧がマスキングされた状態）となる。従って、ほとんどの場合、短排気管151が接続された第４気筒14の爆発音のみが爆発音として感じられるようになる。爆発音として感じられる爆発音の間隔が、第４気筒14の爆発音の間隔と同じになるため、等管長の排気管の排気系よりも爆発音として感じられる爆発音の周期が長くなり、この実施例においてはその間隔は48msecの値が得られた。
【００６７】
図６には、本実施例のバンク角90度360度クランクのＶ型４気筒内燃機関２のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングが示されている。第１気筒11の爆発時をクランク角位相の０度とすると、本Ｖ型４気筒内燃機関２では、クランク軸７が720度回転する間にクランクの位相が０度、90度、360度、450度において爆発が生じ、長排気管150と短排気管151の管長差がない場合には、クランク軸７が720度回転する間にクランクの位相が０度、90度、360度、450度において爆発音が感じられ、爆発音が感じられる間隔は、90度、270度、90度、270度の間隔となっている。
【００６８】
図７には、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の右排気系20、左排気系21および両排気系の第１気筒11の爆発タイミングをクランク角位相０度とした時の爆発タイミングを図示している。長排気管150に接続されて爆発音として感じられない気筒の爆発のタイミングを小さい爆発のマークで表し、短排気管151に接続されて爆発音が感じられる気筒の爆発のタイミングを大きい爆発のマークで表しており、爆発のマークの上には各気筒の番号が、下には爆発タイミングのクランク角位相が示されている（以下排気系ごとの爆発タイミング図では同様に表されている）。
【００６９】
図７に示されるように、右側排気系19においては、長排気管150である第１排気管21に接続された第１気筒11の爆発は爆発音として感じられず（単純な音として聞こえるが、山谷のある排気音の山（ピーク）としては聞こえない）、短排気管151である第３排気管23に接続された第３気筒13の爆発は爆発音として感じられ、クランク角位相が360度のときのみ爆発音として感じられる。
【００７０】
また左側排気系20においては、長排気管150である第２排気管22に接続された第２気筒12の爆発は爆発音として感じられず、短排気管151である第４排気管24に接続された第４気筒14の爆発は爆発音として感じられ、クランク角位相が90度のときのみ爆発音として感じられる。
【００７１】
右側排気系19と左側排気系20の両方を合わせると、第３気筒13および第４気筒14の爆発のみ爆発音として感じられるので、クランク軸７が720度回転する間には、クランク角位相が90度、360度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる間隔が、等管長の排気管を具備した排気系よりも長くなり、さらに爆発音として感じられるクランク角位相の間隔が270度、450度、270度…となるため、爆発が不等間隔に発生しているように聞こえ、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の間隔である270度、450度、270度…という間隔と同じ周期になる。
【００７２】
また、本実施例の爆発音として感じられるクランクの位相は、90度および360度であって、また前記したように左側排気系20のみの爆発音と感じられる間隔は48msecであるので、左側排気系20の爆発音として感じられる間隔と、右側排気系19の爆発音として感じられる間隔を重ね合わせると、爆発音として感じられる間隔の短い方の間隔は18msecとなり、長い方の間隔は30msecとなる。この間隔は分解能の15msecよりも長く、本実施例の管長差を175mmとしたＶ型４気筒内燃機関２の爆発音をパルス音として認識することが可能となり、Ｖ型４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【００７３】
次に、長排気管150と短排気管151の管長差を100mmとしたものについて、図８に基づいて説明する。図８には、長排気管150と短排気管151の管長差が100mmである左側排気系20の排気音の音圧振幅およびそのエンベロープが示されている。短排気管151である第４排気管24が接続される第４気筒14の爆発音の音圧は減衰されないのでその振幅は大きいままである（表において短と示されているピーク）。一方、長排気管150である第２排気管22が接続される第２気筒12の爆発音の音圧は、長い排気管を伝わる中で減衰され、その振幅が第４排気管24の振動に比して小さくなるが（表において長と示されているピーク）、両者の音圧振幅の差はあまり大きくなく、短排気管151に接続された第４気筒14の音圧の振幅に対して５％であった。
【００７４】
また、エンベロープに注目すると、前記したように長排気管150に接続された第２気筒12の音圧は５％しか減衰されていないので、エンベロープの山は、長排気管150に接続された第２気筒12の爆発音の音圧振幅と、短排気管151に接続された第４気筒14の爆発音の音圧振幅のそれぞれが山となっており、爆発音として聞こえる間隔を長くすることができない。
【００７５】
さらに、右側排気系19の爆発音を重ねてみると、４気筒全ての爆発音が爆発音と感じられるので、爆発音として聞こえる間隔のうち最も短い間隔は6msecとなり、分解能の15msecよりも短い間隔であるので、人の耳にはパルス音と感じることができず、長排気管150と短排気管151の管長差が100mmの排気管構造では、所望する効果を得ることができない。
【００７６】
次に、長排気管150と短排気管151の管長差を150mmとしたものについて、図９に基づいて説明する。図９には長排気管150と短排気管151の管長差が150mmである左側排気系20の排気音の音圧振幅およびそのエンベロープが示されている。長排気管150である第２排気管22が接続される第２気筒12の爆発音の音圧の振幅（表において長と示されているピーク）は、短排気管151である第４排気管24が接続される第４気筒14の爆発音の音圧振幅（表において短と示されているピーク）に比して小さくなり、両者の振幅の差は、短排気管である第４排気管24に接続される第４気筒14の爆発音の音圧の振幅に対して13％であった。
【００７７】
また、エンベロープに注目すると、長排気管150と短排気管151の管長差が150mmのものでは、両者の音圧振幅の差が13％であって、長排気管150と短排気管151の管長差が175mmのものの音圧振幅差23パーセントと比べると低い値であって、内燃機関の状態によっては、エンベロープが２気筒分の爆発間隔を１つの大きな山としてカバーできない場合も発生していたが、おおむね爆発音として感じられる爆発音の周期を長くすることが可能となる。
【００７８】
次に、長排気管150と短排気管151の管長差を200mmとしたものについて、図１０に基づいて説明する。図１０には本実施例の長排気管150と短排気管151の管長差が200mmである左側排気系20の排気音の音圧振幅およびそのエンベロープが示されている。長排気管150である第２排気管22が接続される第２気筒12の爆発音の音圧の振幅（表において長と示されているピーク）は、短排気管151である第４排気管24が接続される気筒16の爆発音の音圧の振幅（表において短と示されているピーク）に比してさらに小さくなり、両者の振幅の差は、管長の短い方の第４排気管24に接続される第４気筒14の爆発音の音圧の振幅に対して33％であった。このように長排気管150と短排気管151の管長差が200mmの排気系では、エンベロープの山谷がさらに大きくなり、爆発音として感じられる爆発音の周期をより確実に長くすることが可能となる。
【００７９】
図１１には、前記した長排気管150と短排気管151の管長差が100mm、150mm、175mm、200mmの左側排気系20のそれぞれにおいて、長排気管150である第２排気管22が接続される第２気筒12の爆発音の音圧の振幅と短排気管151である第４排気管24が接続される第４気筒14の爆発音の音圧の振幅の差と、短排気管151である第４排気管24が接続される第４気筒14の爆発音の音圧の振幅に対する比率を示したものである。これより、集合される排気管の管長差が大きくなるほど、比率が大きくなり、より確実にエンベロープが２気筒分の爆発間隔を１つの大きな山としてカバーすることができ、魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を確実に出すことができる。よって本発明の効果を奏するには、長排気管150と短排気管151の管長差を、好適には150mm以上とし、より好ましくは175mm以上とするとよいことがわかる。
【００８０】
図１２および図１３には、本発明が適用された第１実施例のＶ型４気筒内燃機関２の排気管構造の他の態様が示されている。本実施例のＶ型４気筒内燃機関２の排気管構造は、前記実施例と同様にバンク角90度360度クランクのＶ型４気筒内燃機関２に適用された排気管構造であって、前記実施例では、長排気管150である第１排気管21および第２排気管22は、前側の第１気筒11および第２気筒12に接続され、Ｖ型４気筒内燃機関２の下に屈曲部21a、22aをもった構造として管長差を175mm以上としていたが、本実施例では、後側の気筒である第３気筒13および第４気筒14に接続された第３排気管33および第４排気管34を、前側の第１気筒11および第２気筒12に接続された第１排気管31および第２排気管32よりも前方まで延出した後、屈曲させて後方に延びる構造として、後側の第３気筒13に接続された第３排気管33および第４気筒14に接続された第４排気管34を長排気管150とし、前側の第１気筒11に接続された第１排気管31および第２気筒12に接続された第２排気管32を短排気管151とし、長排気管150と短排気管151との管長差を175mm以上としている。第１排気管31、第３排気管33、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａとで右側排気系35が構成され、第２排気管32、第４排気管34、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂとで左側排気系36が構成されている。
【００８１】
図１４には、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の右排気系35、左排気系36および両排気系の爆発タイミングを示している。第１排気管31と第２排気管32が短排気管151であるので、第１排気管31に接続された第１気筒11と、第２排気管32に接続された第２気筒12の爆発音が爆発音と感じられるようになり、第３排気管33と第４排気管34が長排気管150であるので、第３気筒13と第４気筒14の爆発音が爆発音と感じられなくなる。クランク角位相が０度と450度のときのみ爆発音が感じられ、爆発音として感じられるクランク角位相の間隔が450度、270度、450度…となるため、爆発が不等間隔に発生しているように聞こえ、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の周期と同じ周期となり、本実施例の排気管構造においても、前記実施例と同様な効果を得ることができる。さらに後側の第３気筒13に接続された第３排気管3および第４気筒14に接続された第４排気管34が前方に向かって屈曲されるので、搭乗者の足元の妨げとなることがない。
【００８２】
次に、本発明が適用された第２実施例のバンク角90度180度クランクのＶ型４気筒内燃機関70の排気管構造について、図１５ないし図２０を参照して述べる。図１５には、本実施例が適用された自動二輪車69の左側面図が示されており、バンク角90度180度クランクのＶ型４気筒内燃機関70が、クランク軸75が車両の左右方向に指向するように搭載されている。図１６には、Ｖ型４気筒内燃機関70の右側面図が示されており、Ｖ型４気筒内燃機関70は、クランクケース71、シリンダブロック72、シリンダヘッド73が順次重ねられて一体に締結され、シリンダヘッド75の上を覆うようにヘッドカバー74が取付けられている。
【００８３】
図１７には、本実施例のＶ型４気筒内燃機関70およびその排気管構造の模式図が示されている。Ｖ型４気筒内燃機関70は、前後に90度のバンク角をなして前バンク76および後バンク77を備えており、前バンク76および後バンク77にはそれぞれ２つずつ気筒が設けられている。後バンク77の左側には第１気筒81が、右側には第３気筒83が配設されている。前バンク76の左側には第２気筒82が、右側には第４気筒84がそれぞれ配設されている。左側に位置している第１気筒81のピストン85ａに連結されたコンロッド86ａ、および第２気筒82のピストン85ｂに連結されたコンロッド86ｂは、第１クランクピン78に連結されている。右側に位置している第３気筒83のピストン85ｃに連結されたコンロッド86ｃ、および第４気筒84のピストン85ｄに連結されたコンロッド86ｄは、第２クランクピン79に連結されている。第１クランクピン78と第２クランクピン79の間のクランク角は180度になっている。第１気筒81に第１排気管91が、第２気筒82に第２排気管92が、第３気筒83に第３排気管93が、第４気筒84に第４排気管94がそれぞれ接続されている。
【００８４】
図１５ないし図１７に示されるように、第１気筒81の排気ポート81ａに接続された第１排気管91は、車両の後方に延び下方に向かいその後前方に向かって延伸し、内燃機関の下方で車両の内側から外側に向かって湾曲し、車体の下方に設けられた集合部90ａに車両の内側方向から接続されている。第２気筒82の排気ポート82ａに接続された第２排気管92は車両の下方に延伸して後方に向かい、集合部90ａの前方に接続されている。第１排気管91の管長は第２排気管92の管長よりも長くなっており、第１排気管91は長排気管150、第２排気管92は短排気管151となっている。
【００８５】
第１排気管91と第２排気管92とは集合部90ａで合流し、集合部90ａから接続管95ａ、チャンバー96ａ、接続管97ａ、マフラー98ａの順に接続されている。マフラー98ａの後部には、マフラー98ａ内の排気ガスが大気に開放されるためのテールパイプ99ａが設けられている。左側排気系88は、第１排気管91、第２排気管92、集合部90ａ、接続管95ａ、チャンバー96ａ、接続管97ａ、マフラー98ａおよびテールパイプ99ａを備えている。
【００８６】
図１６には内燃機関70の右側面図が示されている。図１６および図１７に示されるように、第３気筒83の排気ポート83ａに接続された第３排気管93は車両の後方に延びて下方に向かいその後前方に向かって延伸し、内燃機関の下方で車両の内側から外側に向かって湾曲し、車体の下部に設けられた集合部90ｂに車両の内側方向から接続されている。第４気筒84の排気ポート84ａに接続された第４排気管94は車両の下方に延伸し、後方に向かい集合部90ｂの前方に接続されている。第４排気管94の管長は第３排気管93の管長よりも長くなっており、第４排気管94は長排気管150、第３排気管93は短排気管151となっている。
【００８７】
第３排気管93と第４排気管94とは集合部90ｂで合流し、集合部90ｂから接続管95ｂ、チャンバー96ｂ、接続管97ｂ、マフラー98ｂの順に接続されている。マフラー98ｂの後部には、マフラー98ｂ内の排気ガスが大気に開放されるためのテールパイプ99ｂが設けられている。右側排気系89は、第３排気管93、第４排気管94、集合部90ｂ、接続管95ｂ、チャンバー96ｂ、接続管97ｂ、マフラー98ｂおよびテールパイプ99ｂを備えている。
【００８８】
左側排気系88は後方に位置した第１排気管91が長排気管150となっており、左側排気系89は前方に位置した第４排気管94が長排気管150となっているため、図１６に示されるように、前方に位置した第２排気管92と第４排気管94のうち、第２排気管92よりも第４排気管94の方が前方に張り出した形状となっており、後方に位置した第１排気管91と第３排気管93のうち、第１排気管の方が後方に張り出した形状となっている。さらに、左側排気系88の集合部90ａは、右側排気系89の集合部90ｂよりも前方に配設されている。
【００８９】
第１排気管91と第４排気管94は、第２排気管92と第３排気管93より管長の長い長排気管150であり、第２排気管92と第３排気管93は短排気管151であって、長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとなっている。本実施例では長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとされているが、管長差は150mm以上であれば良く、好ましくは175mm以上である。
【００９０】
次に図１８に、本実施例のバンク角90度の180度クランクのＶ型４気筒内燃機関70のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを図示する。第１気筒81の爆発時のクランク角位相を０度とすると、Ｖ型４気筒内燃機関70では、クランク軸75が720度回転する間にクランクの位相が０度、180度、450度、630度において爆発が生じ、管長差がない場合には、180度、270度、180度、90度の間隔でもって爆発音が感じられる。
【００９１】
図１９は、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の左側排気系88、右側排気系89および両排気系の第１気筒81の爆発タイミングをクランク角位相０度とした時の爆発タイミング爆発タイミングを示している。第本実施例では、第１排気管91と第４排気管94が長排気管150とされ、第２排気管92と第３排気管93が短排気管151とされているので、左側排気系88では、第１気筒81の爆発は爆発音と感じられず（単純な音として聞こえるが、山谷のある排気音の山（ピーク）としてはきこえない）、第２気筒82の爆発は爆発音と感じられ、右排気系では、第３気筒83の爆発は爆発音と感じられ、第４気筒84の爆発は爆発音と感じられない。両排気系88、89においては、第３気筒83と第２気筒82の爆発のみ爆発音として感じられるので、クランク軸75が720度回転する間には、クランクの位相が180度と450度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる間隔が270度、450度となり、等管長の排気管を具備した排気管構造よりも長くなる。
【００９２】
さらに爆発音として感じられるクランク角位相の間隔が、270度、450度、270度…となるため、爆発音として認識できる音の周期が長くなるとともに、爆発音が不等間隔に発生しているように聞こえるようになり、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の間隔の周期である、270度、450度、270度…という周期と同じ周期になるので、バンク角90度の180度クランクのＶ型４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、Ｖ型２気筒内燃機関に通じる魅力的で良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【００９３】
前記実施例では、第２排気管92と第３排気管93を短排気管として、第２気筒82と第３気筒83の爆発を爆発音として感じられるようにしたが、第２排気管92と第４排気管94を長排気管150とし、第１排気管91と第３排気管93を短排気管151とし、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmすると、図２０に示されるように、第１気筒81と第３気筒83の爆発のみ爆発音と感じられるようになり、爆発音として感じられるクランク角位相の間隔は、180度、540度、180度…という周期になり、180度クランクの直列２気筒内燃機関の爆発周期である、180度、540度、180度という爆発間隔の周期と同じになり、バンク角90度の180度クランクのＶ型４気筒内燃機関で、180度クランクの直列２気筒内燃機関の良好なパルス感のある排気音にすることができる。
【００９４】
前述したように、４気筒内燃機関の４つの気筒のうち、爆発タイミングのクランク角位相の差が270度である２つの気筒のそれぞれに接続された２つの排気管を短排気管151とし、他の２つの排気管を長排気管150とすると、爆発音として聞こえる爆発の間隔が、爆発音として聞こえる爆発の間隔が、不等間隔であってバンク角が90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発の間隔と同じようになり、Ｖ型２気筒内燃機関のパルス感のある排気音に最も近づけることができる。
【００９５】
さらに４つの気筒のうち、爆発タイミングのクランク角位相の差が180度である２つの気筒のそれぞれに接続された２つの排気管を短排気管151とし、他の２つの排気管を長排気管150とすると、爆発音として聞こえる爆発の間隔が爆発音として聞こえる爆発の間隔が不等間隔であって、180度クランクの直列２気筒内燃機関の爆発の間隔と同じになり、180度クランクの直列２気筒内燃機関に似たパルス感のある排気音にすることができる。
【００９６】
次に、本発明を適用した第３実施例の180度クランクの直列４気筒内燃機関40の排気管構造について、図２１ないし図２３に基づいて説明する。図２１には、本実施例の直列４気筒内燃機関40の排気管構造の模式図が示されている。直列４気筒内燃機関40は、クランク軸７が左右方向に指向するように車両に搭載されており、直列に左から第１気筒41、第２気筒42、第３気筒43、第４気筒44が設けられており、第１気筒41に第１排気管51が、第２気筒42に第２排気管52が、第３気筒43に第３排気管43が、第４気筒44に第４排気管54がそれぞれ接続されている。
【００９７】
第１排気管51と第４排気管54は車両前方に延びた後、屈曲して後方に延び、車体の後下部の左側に設けられたチャンバー26ｂに第１排気管51と第４排気管54とが集合するように接続され、チャンバー26ｂから接続管27ｂを介してマフラー28ｂに接続され、マフラー28ｂの後部には、テールパイプ29ｂが設けられている。外側排気系48は、第１排気管51、第４排気管54、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂを備えている。
【００９８】
さらに、第２排気管52と第３排気管53は車両前方に延びた後、屈曲しての後方に延び、車体の後下部の右側に設けられたチャンバー26ａに第２排気管52と第３排気管53とが集合するように接続され、チャンバー26ａから接続管27ａを介してマフラー28ａに接続され、マフラー28ａの後部にはテールパイプ29ａが設けられている。内側排気系49は、第２排気管52、第３排気管53、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａを備えている。
【００９９】
外側排気系48の第４排気管54は長排気管150とされ、第１排気管51は短排気管151とされており、内側排気系49の第２排気管52は長排気管150とされ、第３排気管53は短排気管151とされている。長排気管150は短排気管151よりも175mm長いものである。本実施例では長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとされているが、管長差は150mm以上であれば良く、好ましくは175mm以上である。
【０１００】
図２２に本実施例の180度クランクの直列４気筒内燃機関40のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示している。第１気筒41が爆発するクランク角を０度とすると、クランクが720度回転する間に、クランクの位相が０度、180度、360度、540度において爆発が生じ、管長差がない場合には180度ごとに爆発音が感じられる。
【０１０１】
図２３は、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の外側排気系48、内側排気系49および両排気系の第１気筒41の爆発タイミングをクランク角位相０度とした時の爆発タイミングを示している。長排気管150と短排気管151の管長差を175mmとした場合には、長排気管150である第２排気管52、第４排気管54が接続された第２気筒42、第４気筒44の爆発は爆発音として感じられず（単純な音として聞こえるが、山谷のある排気音の山（ピーク）としてはきこえない）、短排気管151である第１排気管51、第３排気管53が接続された第１気筒41、第３気筒43の爆発は爆発音として感じられるので、クランクが720度回転する間には、クランクの位相が0度、180度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる周期が、180度、540度、180度…となり、等管長の排気管を具備した排気系よりも長くなることがわかり、180度クランクの直列２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の間隔の周期と同じ周期になるので、直列４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、180度クランクの直列２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【０１０２】
次に本発明を180度クランク位相の直列４気筒内燃機関40に適用した第３実施例の他の態様について図２４および図２５に基づいて説明する。図２４には、本実施例の直列４気筒内燃機関40の排気管構造の模式図が示されている。直列４気筒内燃機関40は、クランクシャフト７が左右方向に指向して車両に搭載されており、直列４気筒内燃機関40は、クランク軸７が左右方向に指向するように車両に搭載されており、直列に左から第１気筒41、第２気筒42、第３気筒43、第４気筒44が設けられており、第１気筒41に第１排気管61が、第２気筒42に第２排気管62が、第３気筒43に第３排気管63が、第４気筒44に第４排気管64がそれぞれ接続されている。
【０１０３】
第１排気管61および第２排気管62は車両前方に延びた後、屈曲して後方に延び、車体の後下部の左側に設けられたチャンバー26ｂに第１排気管61と第２排気管62とが集合するように接続され、チャンバー26ｂから接続管27ｂを介してマフラー28ｂに接続され、マフラー28ｂの後部にはテールパイプ29ｂが設けられている。左側排気系58は、第１排気管61、第２排気管62、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂを備えている。
【０１０４】
さらに、第３排気管63と第４排気管64は車両前方に延びた後、屈曲して後方に延び、車体の後下部の右側に設けられたチャンバー26ａに第３排気管63と第４排気管64とが集合するように接続され、チャンバー26ａから接続管27ａを介してマフラー28ａに接続され、マフラー28ａの後部にはテールパイプ29ａが設けられている。右側排気系59は、第３排気管63、第４排気管64、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａを備えている。
【０１０５】
第２排気管62および第３排気管63は、屈曲部62ａ、63ａが形成され、短排気管151である第１排気管61および第４排気管64より長い管長の長排気管150となっている。長排気管150は、短排気管151の管長よりも175mm長く設定されている。本実施例では長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとされているが、管長差は150mm以上であれば良く、好ましくは175mm以上である。
【０１０６】
図２２に本実施例の180度クランク位相の直列４気筒内燃機関40のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示している。クランクが720°回転する間に、クランクの位相が０度、180度、360度、540度において爆発が生じ、管長差がない場合には180度ごとに爆発音が感じられる。
【０１０７】
図２５は、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の外側排気系48、内側排気系49および両排気系の爆発タイミングを示している。長排気管150と短排気管151の管長差を175mmとした場合には、長排気管150である第２排気管62、第３排気管63が接続された第２気筒42、第３気筒43の爆発は爆発音として感じられず、短排気管151である第１排気管51、第４排気管54が接続された第１気筒41、第４気筒44の爆発は爆発音として感じられるので、クランクが720度回転する間には、クランクの位相が0度、360度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる間隔が360度ごとになり、等管長の排気管を具備した排気系よりも長くなる。
【０１０８】
実施例１で説明したように、管長差が175mmである場合には、外側排気系48のみで爆発音と感じられる間隔は48msecであるので、外側排気系48と内側排気系49の音圧振幅を重ねてみると、爆発音と感じられる間隔は24msecとなり、この間隔は分解能の15msecよりも長く、本実施例の管長差を175mmとした直列４気筒内燃機関40の爆発音をパルス音として認識することが可能となり、180度クランク位相の直列４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【０１０９】
次に、本発明を適用した第４実施例の直列４気筒内燃機関100およびその排気管構造について図２６ないし図２８に基づいて説明する。図２６には、本実施例の直列４気筒内燃機関100のおよび排気管構造の模式図が示されている。直列４気筒内燃機関100は90度クランクの直列4気筒内燃機関であって、クランクシャフト105が左右方向に指向して車両に搭載されており、左からに直列に第１気筒101、第２気筒102、第３気筒103、第４気筒104が設けられており、第１気筒101から第４気筒104までのそれぞれのコンロッド106は、第１クランクピン107、第２クランクピン108、第３クランクピン109、第４クランクピン110と連結されており、第１クランクピン107から第４クランクピン110のうち、隣り合うクランクピンのクランク角はそれぞれ90度となっている。各気筒にはそれぞれ排気管が接続されており、第１気筒101に第１排気管111が、第２気筒102に第２排気管112が、第３気筒103に第３排気管113が、第４気筒104に第４排気管114がそれぞれ接続されている。
【０１１０】
左側に位置する第１排気管111と第２排気管112は、車両前方に延びた後、屈曲して後方に延び、車体の後下部の左側に設けられたチャンバー26ｂに第１排気管111と第２排気管112とが集合するように接続され、チャンバー26ｂから接続管27ｂを介してマフラー28ｂに接続されている。マフラー28ｂの後部にはテールパイプ29ｂが設けられている。左側排気系115は、第１排気管111、第２排気管112、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂを備えている。
【０１１１】
右側に位置する第３排気管113と第４排気管114は、車両前方に延びた後、屈曲しての後方に延び、車体の後下部の右側に設けられたチャンバー26ａに第３排気管113と第４排気管114とが集合するように接続され、チャンバー26ａから接続管27ａを介してマフラー28ａに接続されている。マフラー28ａの後部には、テールパイプ29ａが設けられている。右側排気系116は、第３排気管113、第４排気管114、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａを備えている。
【０１１２】
第２排気管112および第４気管114は、屈曲部112ａ、114ａが形成され、短排気管151である第１排気管111および第３排気管113より長い管長の長排気管150となっている。長排気管150は、短排気管151の管長よりも175mm長く設定されている。本実施例では長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとされているが、管長差は150mm以上であれば良く、好ましくは175mm以上である。
【０１１３】
図２７に本実施例の90度クランクの直列４気筒内燃機関100のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングが示されている。クランクが720°回転する間に、クランクの位相が０度、270度、450度、540度において爆発が生じ、管長差がない場合には、270度、180度、90度、180度の間隔でもって爆発音が感じられる。
【０１１４】
図２８は、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の左側排気系111、右側排気系112および両排気系の第１気筒101の爆発タイミングをクランク角位相０度とした時の爆発タイミングを示している。長排気管150と短排気管151の管長差を175mmとした場合には、長排気管150である第２排気管112、第４排気管114が接続された第２気筒102、第４気筒104の爆発は爆発音として感じられず（単純な音として聞こえるが、山谷のある排気音の山（ピーク）としてはきこえない）、短排気管151である第１排気管111、第３排気管113が接続された第１気筒101、第３気筒103の爆発は爆発音として感じられるので、クランクが720度回転する間には、クランクの位相が0度、270度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる間隔が、270度、450度となり、等管長の排気管を具備した排気系よりも長くなる。
【０１１５】
さらに爆発音として感じられるクランク角位相の間隔が、270度、450度、270度…となるため、爆発音として認識できる音の周期が長くなるとともに、爆発音が不等間隔に発生しているように聞こえるようになり、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の周期である、270度、450度、270度…という間隔と同じ周期になるので、直列４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、Ｖ型２気筒内燃機関に通じる魅力的で良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【０１１６】
次に、本発明を直列４気筒内燃機関100に適用した第４実施例の他の態様について図２９および図３０に基づいて説明する。図２９には、本実施例の直列４気筒内燃機関100のおよび排気管構造の模式図が示されている。本実施例に用いられている直列４気筒内燃機関100は、前記実施例で用いられている内燃機関と同じ、90度クランクの直列４気筒内燃機関100が用いられている。各気筒にはそれぞれ排気管が接続されており、第１気筒101に第１排気管121が、第２気筒102に第２排気管122が、第３気筒103に第３排気管123が、第４気筒104に第４排気管124がそれぞれ接続されている。
【０１１７】
左側に位置する第１排気管121と第２排気管122は、車両前方に延びた後、屈曲して後方に延び、車体の後下部の左側に設けられたチャンバー26ｂに第１排気管121と第２排気管122とが集合するように接続され、チャンバー26ｂから接続管27ｂを介してマフラー28ｂに接続されている。マフラー28ｂの後部にはテールパイプ29ｂが設けられている。左側排気系125は、第１排気管121、第２排気管122、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂを備えている。
【０１１８】
右側に位置する第３排気管123と第４排気管124は、車両前方に延びた後、屈曲しての後方に延び、車体の後下部の右側に設けられたチャンバー26ａに第３排気管123と第４排気管124とが集合するように接続され、チャンバー26ａから接続管27ａを介してマフラー28ａに接続されている。マフラー28ａの後部には、テールパイプ29ａが設けられている。右側排気系126は、第３排気管123、第４排気管124、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａを備えている。
【０１１９】
第１排気管121および第２気管122には、屈曲部121ａ、122ａが形成され、短排気管151である第３排気管123および第４排気管124より長い管長の長排気管150となっている。長排気管150は、短排気管151の管長よりも175mm長く設定されている。本実施例では長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとされているが、管長差は150mm以上であれば良く、好ましくは175mm以上である。
【０１２０】
図２８に本実施例の90度クランクの直列４気筒内燃機関100のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングが示されている。クランクが720°回転する間に、クランクの位相が０度、270度、450度、540度において爆発が生じ、管長差がない場合には270度、180度、90度、180度の間隔でもって爆発音が感じられる。
【０１２１】
図３０は、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の左側排気系125、右側排気系126および両排気系の爆発タイミングを示している。長排気管150と短排気管151の管長差を175mmとした場合には、長排気管150である第１排気管121、第２排気管122が接続された第１気筒101、第２気筒102の爆発は爆発音として感じられず、短排気管151である第３排気管123、第４排気管124が接続された第３気筒103、第４気筒104の爆発は爆発音として感じられるので、クランクが720度回転する間には、クランクの位相が0度、270度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる間隔が270度、450度の周期となり、等管長の排気管を具備した排気系よりも長くなる。
【０１２２】
さらに爆発音として感じられるクランク角位相の間隔が、270度、450度、270度…となるため、爆発音として認識できる音の周期が長くなるとともに、爆発音が不等間隔に発生しているように聞こえるようになり、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の周期である、270度、450度、270度…という周期と同じ周期になるので、直列４気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、Ｖ型２気筒内燃機関に通じる魅力的で良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【０１２３】
次に、本発明を適用した第５実施例の直列３気筒内燃機関130およびその排気管構造にについて、図３１および図３２に基づいて説明する。図３１には、本実施例の直列３気筒内燃機関130の排気管構造の模式図が示されている。直列３気筒内燃機関130は、クランクシャフト135が左右方向に指向して車両に搭載されており、左からに直列に第１気筒131、第２気筒132、第３気筒133が設けられており、第１気筒131から第３気筒133までのそれぞれのコンロッド134は、第１クランクピン136、第２クランクピン137、第３クランクピン138に連結されており、第１クランクピン136から第３クランクピン138のうち、隣り合うクランクピンのクランク角はそれぞれ120度となっている。
【０１２４】
左側と中央に位置する第１排気管131と第２排気管132は、車両前方に延びた後、屈曲して後方に延び、車体の後下部の左側に設けられたチャンバー26ｂに第１排気管131と第２排気管132とが集合するように接続され、チャンバー26ｂから接続管27ｂを介してマフラー28ｂに接続され、マフラー28ｂの後部には、テールパイプ29ｂが設けられている。左側排気系144は、第１排気管131、第２排気管132、チャンバー26ｂ、接続管27ｂ、マフラー28ｂおよびテールパイプ29ｂを備えている。
【０１２５】
右側に位置する第３排気管133は、車両前方に延びた後、屈曲しての後方に延び、車体の後下部の右側に設けられたチャンバー26ａに接続され、チャンバー26ａから接続管27ａを介してマフラー28ａに接続され、マフラー28ａの後部にはテールパイプ29ａが設けられている。右側排気系145は、第３排気管133、チャンバー26ａ、接続管27ａ、マフラー28ａおよびテールパイプ29ａを備えている。
【０１２６】
第２気管142は、屈曲部142ａが形成され、短排気管151である第１排気管141および第３排気管143より長い管長の長排気管150となっている。長排気管150は短排気管151よりも175mm長いものである。本実施例では長排気管150と短排気管151との管長差は175mmとされているが、管長差は150mm以上であれば良く、好ましくは175mm以上である。
【０１２７】
図３２には、本実施例の３気筒内燃機関130において、長排気管150と短排気管151との管長差を175mmとした場合の左側排気系144、右側排気系145および両排気系のクランク回転に対する各気筒の爆発タイミングを示している。第１気筒131が爆発するクランク角を０度とすると、クランクが720度回転する間に、クランクの位相が０度、240度、480度において爆発が生じ、管長差がない場合には240度ごとの間隔でもって爆発音が感じられる。
【０１２８】
長排気管150と短排気管151の管長差を175mmとした場合には、長排気管150である第２排気管142接続された第２気筒132の爆発は爆発音として感じられず、短排気管151である第１排気管141、第３排気管143が接続された第１気筒131、第３気筒133の爆発は爆発音として感じられるので、クランクが720度回転する間には、クランクの位相が0度、480度のときのみ爆発音として感じられ、爆発音として感じられる周期が、480度、240度、480度…となり、等管長の排気管を具備した排気系よりも長くなり、爆発音として感じられる間隔は不等間隔になり、バンク角90度のＶ型２気筒内燃機関の爆発タイミングにおける爆発音の周期に近い周期になるので、直列３気筒内燃機関で、同じ排気量の２気筒内燃機関より出力性能を高めやすく、かつ、２気筒内燃機関に通じる魅力がある良好なパルス感のある心地よい排気音を出すことができる。
【０１２９】
以上、本発明に係る実施形態の内燃機関の排気管構造について説明したが、本発明の態様は、前記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で多様な態様で実施されるものも含むものである。
【符号の説明】
【０１３０】
１…自動二輪車、２…Ｖ型４気筒内燃機関、７…クランク軸、８…右バンク、９…左バンク、11…第１気筒、12…第２気筒、13…第３気筒、14…第４気筒、17…第１クランクピン、18…第２クランクピン、19…右側排気系、20…左側排気系、21…第１排気管、22…第２排気管、23…第３排気管、24…第４排気管、
31…第１排気管、32…第２排気管、33…第３排気管、34…第４排気管、35…右側排気系、36…左側排気系、
40…直列４気筒内燃機関、41…第１気筒、42…第２気筒、43…第３気筒、44…第４気筒、48…外側排気系、49…内側排気系、51…第１排気管、52…第２排気管、53…第３排気管、54…第４排気管、
61…第１排気管、62…第２排気管、63…第３排気管、64…第４排気管、66…右側排気系、67…左側排気系、
69…自動二輪車、70…Ｖ型４気筒内燃機関、76…前バンク、77…後バンク、78…第１クランクピン、79…第２クランクピン、81…第１気筒、82…第２気筒、83…第３気筒、84…第４気筒、88…右側排気系、89…左側排気系、91…第１排気管、92…第２排気管、93…第３排気管、94…第４排気管、
100…直列４気筒内縁機関、101…第１気筒、102…第２気筒、103…第３気筒、104…第４気筒、111…第１排気管、112…第２排気管、113…第３排気管、114…第４排気管、115…外側排気系、116…内側排気系、
121…第１排気管、122…第２排気管、123…第３排気管、124…第４排気管、125…外側排気系、126…内側排気系、
130…直列３気筒内燃機関、131…第１気筒、132…第２気筒、133…第３気筒、141…第１排気管、142…第２排気管、143…第３排気管、144…左側排気系、145…右側排気系、
150…長排気管、151…短排気管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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