(57)【要約】【課題】簡素な構造にて優れた消音効果を奏する内燃機関の消音装置を提供する。【解決手段】筒形状に形成された消音筒１８と、消音筒１８の内部を上流室２０と下流室２１とに区画する仕切板２２と、消音筒１８に接続され、上流室２０に連通する排気管とを備える。少なくとも上流室２０及び下流室２１のいずれか一方に、排気管よりも大径であって、消音筒１８の外筒１６と同軸方向に掛け渡して支持された膨張筒２３を備え、膨張筒２３の側壁に開口２８が設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状に形成された消音筒と、前記消音筒の内部を上流室と下流室とに区画する仕切板と、前記消音筒に接続され、前記上流室に連通する排気管とを備えた内燃機関の消音装置であって、
少なくとも前記上流室及び下流室のいずれか一方に、前記排気管よりも大径であって、前記消音筒の外筒と同軸方向に掛け渡して支持された膨張筒を備え、この膨張筒の側壁に開口が設けられたことを特徴とする内燃機関の消音装置。
【請求項２】
前記外筒よりも小径であって、前記膨張筒よりも大径な内筒を備え、前記外筒と前記内筒との間に吸音材が配置され、
前記仕切板の所定部位に、前記上流室及び下流室を連通させる連通孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の消音装置。
【請求項３】
前記連通孔は、前記膨張筒の開口に対して該膨張筒の径方向において対向位置に設けられたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の消音装置。
【請求項４】
前記外筒の端部を閉塞するように接合された蓋部材と前記仕切板との間に、前記膨張筒が配置構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の内燃機関の消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車や自動車等のエンジンの内燃機関に好適に適用される消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関には排気装置が接続され、排気ガスの浄化作用と消音作用とを有している。この消音作用の消音原理は、排気装置を構成する小室内において排気ガスの流路の途中に絞りを設け、その絞りの部分で反射波を発生させる。そして、排気ガスの進行波と反射波とを干渉させることで減音する方法（所謂、干渉式）が知られている。（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−６２４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構造では高い消音効果を得るために、消音装置内に隔壁に中間導管を接続した複数の部品を直列配置する必要があり、部品点数が多くなり複雑な構造にならざるを得なかった。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑み、簡素な構造にて優れた消音効果を奏する内燃機関の消音装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による内燃機関の消音装置は、筒形状に形成された消音筒と、前記消音筒の内部を上流室と下流室とに区画する仕切板と、前記消音筒に接続され、前記上流室に連通する排気管とを備えた内燃機関の消音装置であって、少なくとも前記上流室及び下流室のいずれか一方に、前記排気管よりも大径であって、前記消音筒の外筒と同軸方向に掛け渡して支持された膨張筒を備え、この膨張筒の側壁に開口が設けられたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の内燃機関の消音装置において、前記外筒よりも小径であって、前記膨張筒よりも大径な内筒を備え、前記外筒と前記内筒との間に吸音材が配置され、前記仕切板の所定部位に、前記上流室及び下流室を連通させる連通孔を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の内燃機関の消音装置において、前記連通孔は、前記膨張筒の開口に対して該膨張筒の径方向において対向位置に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の内燃機関の消音装置において、前記外筒の端部を閉塞するように接合された蓋部材と前記仕切板との間に、前記膨張筒が配置構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、仕切り部材を配置することにより消音器内が上流室及び下流室に区画され、少なくとも上流室又は下流室に膨張筒を配置し、その側壁に開口が設けられる。これにより上流室内又は下流室内において、排気ガスの流通経路中の複数個所でその断面積が急激に変化し、高い消音効果が得られる。その場合、必要以上に隔壁等の部材もしくは部品を設けることなく、簡素且つコンパクトに消音装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の全体構成例を示す側面図である。
【図２】本発明に係る消音装置と内燃機関を示す側面図である。
【図３】本発明に係る消音気装置の外観図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は後面図である。
【図４】図３（ｂ）におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図５】本発明に係る消音気装置の破断斜視図である。
【図６】本発明の消音気装置に係る仕切り部材の構成例を示す図４におけるII−II線に沿う断面図である。
【図７】本発明に係る消音装置における排気ガスの流通経路の例を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づき、本発明による内燃機関の消音装置における好適な実施の形態を説明する。
先ず図１は、本発明の適用例としての自動二輪車の側面図である。図１を用いて、この自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。
【００１３】
図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。
【００１４】
メインフレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、それぞれが後下がりに傾斜して延出する。メインフレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０１Ａが延出し、後述するシートを支持する。なお、メインフレーム１０１やシートレール１０１Ａにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置される。
【００１５】
メインフレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６（点線部）には、図示しない燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプ１１７（排気管）を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には４気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒のエキゾーストパイプ１１７はエンジンユニット１１６の下側にて結合し、その後排気チャンバ１１８を経て車両後端付近で排気装置１０から排気される。
【００１６】
また、エンジンユニット１１６の上方には燃料タンク１１９が搭載され、燃料タンク１１９の後方にシート１２０が連設される。このシート１２０は、ライダシート１２０Ａとタンデムシート１２０Ｂとを含む。ライダシート１２０Ａ及びタンデムシート１２０Ｂに対応して、フートレスト１２１及びフートレストもしくはピリオンステップ１２２が配置される。なお、この例では車両左側において、前後方向略中央下部に図示しないプロップスタンドを有している。
【００１７】
更に図１において、１２３はヘッドランプ、１２４はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２５はステー１２６を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。
【００１８】
車両外装において、フェアリング１２７及びサイドカウル１２８によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２９が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。
【００１９】
次に、図２は、この実施形態におけるエンジンユニット１１６まわりの具体的な構成例を示している。この例ではエンジンユニット１１６は、前傾して配置されたシリンダもしくはシリンダブロック１１６Ａと、このシリンダブロック１１６Ａの下方に配置されたクランクケース１１６Ｂとが一体的に結合する。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介してメインフレーム１０１に懸架されることでメインフレーム１０１と一体的に結合し、それ自体でメインフレーム１０１の剛性部材として作用する。
【００２０】
なお、図１に示されるようにドーム状もしくは甲羅状を呈する燃料タンク１１９は、メインフレーム１０１の上側全体を上部から蓋うようにメインフレーム１０１上に搭載支持される。更にシリンダブロック１１６Ａのシリンダヘッドカバーの上側には、吸気装置に清浄空気を供給するためのエアクリーナ１３０が配置される。エアクリーナ１３０によって清浄化された空気は吸気装置によって吸気され、その後図１のようにインテークパイプ１３１内にて燃料が混合され、混合気としてエンジンユニット１１６に供給される。
【００２１】
次に、本発明の実施形態による消音装置を説明する。本発明に係る消音装置１０は、前述のように例えば自動二輪車等に搭載される内燃機関の排気管の後端に配置される。図３は、本発明に係る消音装置の外観を示し、図３（ａ）は外観斜視図、図３（ｂ）は後面図である。本発明に係る消音装置１０は、その前端がエキゾーストパイプ１１７に接続される前筒１２と、この前筒１２の他端に接続される消音器本体１１と、消音器本体１１の後部から後方へ突出する尾筒１３と、この消音器本体１１の後端に設けられ、尾筒１３の径方向を全周に渡って覆う後部カバー１４とで構成される。なお、本実施形態ではエキゾーストパイプ１１７から前筒１２に至る部分を排気管とする。また、消音器本体１１の上面側には、シートレール１０１Ａ等でなる車体フレーム側に結合される取付ブラケット１５が突設されており、この取付ブラケット１５を介して車体フレームに支持される。
【００２２】
図４及び図５は消音装置１０の内部構造を示し、図４は図３（ｂ）におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図、図５はその破断斜視図である。図４に示すように本発明に係る消音器本体１１は、筒状の外筒１６とこの筒状の外筒１６の長手方向両端を閉塞するようにそれぞれ接合された蓋部材１７とで構成された消音筒１８と、外筒１６の内側に挿管配置された内筒１９と、消音筒１８の内部空間を上流室２０と下流室２１とに区画し、且つ連通孔２２ａが設けられた仕切板２２と、上流室２０の内部において蓋部材１７と仕切板２２との間に配置された膨張筒２３とで構成される。
【００２３】
各蓋部材１７は複数の段付状に形成され、概して消音器本体１１の内側に向けて凸形状に形成される。この場合、蓋部材１７の外周外側から内側に向かって外周段部２４、中間段部２５及び内周段部２６が順次、径が小さくなるように一体に形成される。蓋部材１７は外筒１６の両端に配置され、その外周段部２４が外筒１６の端部内側に溶接されることで外筒１６を支持し、これにより消音筒１８を構成する。
同様に中間段部２５は、内筒１９の端部内側に溶接されて内筒１９を支持する。更に内周段部２６は、膨張筒２３の端部内側に溶接されて膨張筒２３を支持する。なお、膨張筒２３の他端は、仕切板２２に形成された凸部２２ｂに溶接支持される。
【００２４】
膨張筒２３は、前筒１２よりも大径な筒形状に形成され、その両端が蓋部材１７及び仕切板２２にそれぞれ接合支持されて、これによりその内部が小膨張室２７として区画形成される。膨張筒２３の一端側には蓋部材１７を介して、前筒１２即ちエキゾーストパイプ１１７が接続され、つまりエキゾーストパイプ１１７が小膨張室２７と連通される。また、膨張筒２３の側壁には開口２８が設けられており、内筒１９及び膨張筒２３間に形成された大膨張室２９と小膨張室２７とが開口２８を介して連通される。
【００２５】
ここで上記の場合、膨張筒２３の容積は典型的には上流室２０の容積よりも小さく、より具体的には５０％以下程度に設定される。
【００２６】
仕切板２２において、膨張筒２３の開口２８とは周方向に略１８０°ずれた位置に連通孔２２ａが設けられる。この連通孔２２ａは図６に示されるように、外筒１６の中心軸線よりも下方において弧を描くように設けられ、消音器本体１１内部の上流室２０と下流室２１とを連通させる。更に外筒１６と内筒１９との間には、例えばガラス繊維からなる吸音材３０が配置される。
【００２７】
上記構成でなる本発明の消音装置１０において消音器本体１１内の排気ガスは、所定の経路に沿って流通する。エンジンから排出された排気ガスは、エキゾーストパイプ１１７を通過し消音装置１０へと到達する。図７の例に示したように排気ガスは先ず、矢印Ｇのように前筒１２を通過し、消音器本体１１内の上流室２０、即ち膨張筒２３内部の小膨張室２７へ流入する。その後、開口２８を介して大膨張室２９へ流入し、大膨張室２９から仕切板２２の連通孔２２ａを介して下流室２１へ流入して尾筒１３から排出される。
【００２８】
排気ガスが上記のように消音器本体１１内を流れる流通経路の途中、大断面空間と小断面空間が連設され、流路の断面積が大小変化する。つまり断面積の変化として、前筒１２から小膨張室２７へ流入する際に急拡大し、小膨張室２７から大膨張室２９へ流入する際に急収縮及び急拡大し、更に大膨張室２９から下流室２１へ流入する際に急収縮及び急拡大する。その後、下流室２１から尾筒１３へ流入する際に急収縮する。
【００２９】
このように消音器本体１１内において排気ガスの流通経路の断面積が急拡大あるいは急収縮することで、高い消音効果が得られる。特に膨張筒２３を配置することにより上流室２０において断面積が変化する箇所を増加させることができるため、消音効果を有効に高めることができる。この場合、複数の隔壁等を配置する必要がないため、部品点数を削減し簡易な構造の消音装置を構成することができる。
【００３０】
また、上述したように外筒１６よりも小径で、且つ膨張筒２３よりも大径な内筒１９を備え、それらの間に吸音材３０が配置される。更に、仕切板２２の連通孔２２ａは、膨張筒２３の開口２８とは周方向に略１８０°ずれた位置、即ち径方向には対向位置に設けられる。このような構成としてことで、排気ガスを先ず上流室２０内で満遍なく周回させ、下流室２１へ流入させる。その際、排気ガスの吸音材３０との接触面積を最大限増加させることができ、この点でも高い消音効果を奏する。
【００３１】
上記の場合、膨張筒２３の容積は上流室の５０％以下程度とし、これにより膨張筒２３内の排気ガスが、その側壁に設けられた開口２８を通過してより容量の大きな空間に排出されるため、排気圧が減少し消音効果を高めることができる。また、排気ガス流を径方向に流しつつ消音効果を得ることができるため、消音器本体１１の軸方向の長さを効果的に抑制し、コンパクトな消音器を実現することができる。
【００３２】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において膨張筒２３を上流室２０に設ける例を説明したが、下流室２１に設けてもよく、更に上流室２０及び下流室２１の双方に設けることも可能である。
上記各実施形態における膨張筒２３の側壁に設ける開口２８は、例えば膨張筒２３の周方向に沿って長い長円状に形成してもよく、あるいは周方向に沿って複数の小開口を開設したものも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  消音装置、１１  消音器本体、１２  前筒、１３  尾筒、１５  取付ブラケット、１６  外筒、１７  蓋部材、１８  消音筒、１９  内筒、２０  上流室、２１  下流室、２２  仕切板、２３  膨張筒、２７  小膨張室、２８  開口、２９  大膨張室、３０  吸音材、１００  自動二輪車、１０１  メインフレーム、１０２  ステアリングヘッドパイプ、１０３  フロントフォーク、１０４  ハンドルバー、１０６  前輪、１０９  スイングアーム、１１１  後輪、１１５  リヤフェンダ、１１６  エンジンユニット、１１９  燃料タンク、１２３  ヘッドランプ、１２４  メータユニット、１２７  フェアリング、１３０  エアクリーナ、１３１  インテークパイプ。
【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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