JP2007223483A - 自動２輪車の排気構造 - Google Patents

Abstract

【目的】マフラーを前方配置してオフロード系自動２輪車に適合させる。
【構成】ヘッドパイプ２からエンジン７の前方を斜め下がりに設けられるダウンフレーム５と、その下端部と接続してエンジン７の下方を後方へ延びるロアフレーム６とを備える。ダウンフレーム５とロアフレーム６の接続部近傍にマフラー２１を配置し、その後面を前方へ凸に湾曲させ、ダウンフレーム５とロアフレーム６に沿わせる。シリンダヘッド１１から延出する排気管２０を側面視略Ｓ字形にして、前方湾曲部４０と後方湾曲部４１とを上下に配置し、下端をマフラー２１の下部へ接続する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動２輪車の排気構造に係り、特にオフロード系車両に好適なものに関する。

自動２輪車の車体フレームとして、前輪を支持するヘッドパイプから斜め下がり後方へ延びるメインフレームを備え、このメインフレームの下方へＶ型エンジンを支持するとともに、このエンジンのシリンダから延出する排気管を、クランクケースの下方にてオイルパンの前後へ振り分け配置されたマフラーへ接続し、前側のマフラーよりも後側のマフラーを大型にした自動２輪車の排気構造が公知である（特許文献１参照）。
特開２００４−２６００７号公報

上記公知例のようなマフラーをクランクケース下方へ配置する形式では、比較的大型で重量のあるマフラーを車体下方へ配置できる。このような配置は、重量物をできるだけ車体の低い位置へ配置し、車体を左右に傾斜させたときの慣性力を小さくして機敏な車体の動きを実現することが要求されているオンロード系自動２輪車にとって好適なものとなる。
しかし、オフロード系自動２輪車はエンジンの前後長を短くするためシリンダを直立させ、かつ最低地上高を高くしなければならないので、クランクケースの下方へマフラーを配置することができない。
そこで、本願は上記のようなオフロード系自動２輪車でもマフラーをヘッドパイプ近傍へ配置できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため自動２輪車用の排気構造に係る請求項１の発明は、
前輪を支持するヘッドパイプを設けた車体フレームにてエンジンを支持するとともに、このエンジンは下方のクランクケースと、このクランクケースから上方に延出するシリンダを備え、このシリンダから延出する排気管をマフラーへ接続した自動２輪車において、
前記クランクケース前方で、フロントサスペンションが縮小したときの前輪より後方かつ前記車体フレームの下端より上方にマフラーを配置したことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記車体フレームが、前記ヘッドパイプから下方に延び、前記エンジンの前方から下方へ延びるように配置される前部フレームを備え、前記マフラーの後面を前記前部フレームに沿うように湾曲させたことを特徴とする。

請求項３の発明は上記請求項１において、前記前輪の上方にアップタイプのフロントフェンダーを配置し、前記マフラーを、前記フロントフェンダー後端より下方に配置したことを特徴とする。

請求項４の発明は上記請求項１において、前記シリンダ上部前方に前記排気管を接続し、その排気管に上側の前方湾曲部と下側の後方湾曲部を設け、その後方湾曲部を前記マフラーの後面下部に接続したことを特徴とする。

請求項５の発明は、上記請求項１において、前記シリンダ上部前方に前記排気管を接続し、その排気管に車体の一側を湾曲しながら下方に延びる側方湾曲部と、その側方湾曲部下端からクランクケースの前方を車体左右方向へ延びてさらに逆向きに折り返して配置される横延出部とを設け、その横延出部の排気下流側端部を前記マフラー内へ接続したしたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、クランクケース前方で、フロントサスペンションが縮小したときの前輪より後方かつ車体フレームの下端より上方にマフラーを配置したので、マフラーをヘッドパイプに近い位置に配置できる。このため、ヘッドパイプを中心に車体が動いたときの慣性力を小さくできる。しかも最低地上高を高くできるので、オフロード系自動２輪車に好適なものとなる。
また、路面の凹凸により車体の前後が上下に動かされるが、このときエンジン近くにマフラーを配置しているので、重量物が車体の中心近くに集中配置されることになり、その結果、慣性力を小さくでき、車体前後の上下動を小さくできる。

請求項２の発明によれば、ヘッドパイプから下方に延び、エンジンの前方から下方へ延びるように配置される前部フレームに対して、マフラーの後面を前部フレームに沿うように湾曲させたので、前部フレームが存在してもマフラーをクランクケース前方へ配置でき、しかも前部フレームへ接近させることができるので、エンジンをより前方へ配置できる。

請求項３の発明によれば、前輪の上方にアップタイプのフロントフェンダーを配置し、このフロントフェンダー後端より下方にマフラーを配置したので、フロントフェンダーと干渉せずにマフラーを配置できる。

請求項４の発明によれば、シリンダ上部前方から延出する排気管に、上側の前方湾曲部と下側の後方湾曲部を設け、その後方湾曲部をマフラーの後面下部へ接続したので、十分に長い排気管長を確保できる。

請求項５の発明によれば、排気管を、車体の一側を湾曲しながら下方に延びる側方湾曲部と、その側方湾曲部下端からクランクケースの前方で車体左右方向に延びて折り返し配置される横延出部を設け、その横延出部の排気下流側端部をマフラー内へ接続したので、排気管長を十分に長く確保できるとともに、左右方向へ広がっている大容量のマフラー内を利用してコンパクトに配置できる。

以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は、本実施例の車体フレーム構造が適用されたオフロード系自動２輪車の側面図である。この自動２輪車の車体フレーム１は、ヘッドパイプ２，メインフレーム３，センターフレーム４、ダウンフレーム５及びロアフレーム６を備え、これらをループ状に連結し、その内側にエンジン７を支持している。ダウンフレーム５及びロアフレーム６は本願の前部フレームを構成する。車体フレーム１の構成各部はそれぞれアルミ合金等の適宜金属材料からなり、ヘッドパイプ２及びセンターフレーム４は鋳造品であり、メインフレーム３及びロアフレーム６は押し出し成形等で形成される角パイプ状の展伸材である。ダウンフレーム５は展伸材と鋳造品の複合材である。

メインフレーム３はエンジン７の上方を直線状に斜め下がり後方へ延び、エンジン７の後方を上下方向へ延びるセンターフレーム４の上端部へ連結している。ダウンフレーム５はエンジン７の前方を斜め下がりに下方へ延び、その下端部でロアフレーム６の前端部へ連結している。ロアフレーム６はエンジン７の前側下部からエンジン７の下方へ屈曲して略直線状に後方へ延び、後端部でセンターフレーム４の下端部と連結している。

エンジン７は水冷４サイクル式であり、シリンダ８とクランクケース９を備える。シリンダ８はシリンダ軸線が略垂直になる直立状態でクランクケースの前部に設けられ、シリンダブロック１０，シリンダヘッド１１，ヘッドカバー１２を備える。

エンジン７の上方には、燃料タンク１３が配置されメインフレーム３上に支持される。燃料タンク１３の後方にはシート１４が配置され、センターフレーム４の上端から後方へ延びるシートレール１５上に支持される。符号１６はシートレール１５の下方に配置される補強パイプである。シートレール１５と補強パイプ１６にはエアクリーナ１７が支持され、スロットルボデイ１８を介してシリンダヘッド１１へ車体後方側から吸気される。

シリンダヘッド１１の前部からは排気管２０がエンジン７の前方を下方へ延出し、クランクケース９の前方へ配置されたマフラー２１へ接続する。マフラー２１からはテールパイプ２２が後方へ延出し、センターフレーム４を横切ってその後方にて後端部が補強パイプ１６に支持される。

ヘッドパイプ２には、フロントサスペンションを構成するテレスコピック式のフロントフォーク２３が支持され、下端部に支持された前輪２４がハンドル２５で操向される。センターフレーム４にはピボット軸２６によりリヤアーム２７の前端部を揺動自在に支持されている。リヤアーム２７の後端部には後輪２８が支持され、エンジン７によりチェーン駆動される。リヤアーム２７とセンターフレーム４の後端部との間には、リヤサスペンションのクッションユニット２９が設けられている。

３０はラジエタ、３１はそのラバーマウント部、３２，３３はエンジンマウント部、３４はエンジンハンガ、３５は電装品ケースである。なお、エンジン７はピボット軸２６にてもセンターフレーム４へ支持されている。

図２はマフラー２１部分を主体に示す拡大側面図である。排気管２０は側面視略Ｓ字状に屈曲し、上側の前方湾曲部４０は、シリンダヘッド１１から前方へ突出してから前方へ凸に湾曲し、下側の後方湾曲部４１は後方へ凸に湾曲し、下端部がマフラー２１へ接続する。マフラー２１はその背面下部から後方へ延出するステー４２で、ロアフレーム６の前端部６ａのステー６ｂへ取付けられてロアフレーム６へ支持される。ロアフレーム６の前端部６ａは、ロアフレーム６がクランクケース９の下方を通ってからその前方へ回り込むように湾曲しながら上方へ延びる部分である。

マフラー２１はダウンフレーム５の下端部とロアフレーム６の接続部近傍部分前方を覆うように位置する。マフラー２１は、側面視で前側中間部が前方へ凸となる略三角形状をなし、フロントフォーク２３の最縮み状態時に最も上方限界まで移動した前輪２４の位置（仮想線Ａで示す）に対して、干渉しない位置及び形状で配置されている。

この仮想線Ａで示す状態の前輪２４における最後端部であるＰ点を通る垂線Ｖに対して、マフラー２１はその後方に位置する。また、アップ型フロントフェンダ２４ａの後端部であるＱ点及びＰ点の各近傍かつよりそれぞれより下方に位置する。さらにロアフレーム６の最低部となるＲ点よりも前方に位置し、かつＲ点を通る水平線Ｌより若干上方に位置する。Ｒ点は車体フレーム１全体の最低地上高部でもある。

図３は、車体フレーム１及びマフラー２１の正面図であり、マフラー２１は左右方向へ幅広くなるよう横長に配置され、入口側キャップ部４３、本体部４４、出口側キャップ部４５からなる比較的大容量を左右のものである。入口側キャップ部４３及び出口側キャップ部４５はそれぞれ上方へ突出する略漏斗状をなし、入口側キャップ部４３は車体中心線Ｃ上に位置する本体部４４に対してその左側から開口部を覆って取付けられ、出口側キャップ部４５は右側から取付けられる。

排気管２０は、車体中心線Ｃの近傍から左外側方へ張り出すように湾曲しながら下方へ延びて、入口側キャップ部４３の最後端部となる入り口４３ａへ接続している。テールパイプ２２は出口側キャップ部４５の最上端部となる出口４５ａから出て車体右側を斜め上がりに後方へ延びる。

車体フレーム１は、ヘッドパイプ２及びダウンフレーム５がそれぞれ車体中心線Ｃに沿って上下方向へ１本で配置され、メインフレーム３、センターフレーム４及びロアフレーム６がそれぞれ左右一対をなして設けられる。マフラー２１の左右両端部は左右のロアフレーム６及びセンターフレーム４よりも外側方へ張り出して位置し、各外側方下部の点Ｓがバンク角θを決定する。

左右の入口側キャップ部４３及び出口側キャップ部４５におけるバンク角を決定する点Ｓは、左右対称に位置するように設けられ、左右のバンク角θが同一になるよう配慮されている。また、この図に示す正面視状態では、マフラー２１の下端部からロアフレーム６の下端部が見えている。

排気管２０は、マフラー２１の左側下部に設けられた入口側キャップ部４３の背面下部後方に位置する入り口４３ａへ接続する。テールパイプ２２は、マフラー２１の右側上部に設けられた出口側キャップ部４５の上方突出端部である出口４５ａから車体右側を斜め上がりに後方へ延び、一度センターフレーム４から右側へ出た後、車体内方へ曲がり返してダウンフレーム５とセンターフレーム４の間を後方へ延びる。

ダウンフレーム５は車体中心Ｃに沿って一本でヘッドパイプ２から下方へ延び、上部左右に枝分かれしたスティフナー部３６が腕状に延出し、先端に肥大して一体形成されたメイン側ジョイント部３６ａが左右へ対をなすメインフレーム３の下面へそれぞれ当接されて周囲を溶接される。テールパイプ２２の後端部は、スティフナー部３６の下方かつメインフレーム３，センターフレーム４及びダウンフレーム５で囲まれた空間を通って後方へ延びている。

ダウンフレーム５の下端部は二股状に枝分かれするロア側ジョイント部３７が設けられ、このロア側ジョイント部３７に一体形成された左右一対の枝分かれ部３７ａに左右一対をなすロアフレーム６の各前端部６ａが接続して溶接される。ロア側ジョイント部３７の前面には、マフラー２１の本体部４４の上面に設けられたステー４６がボルト４６ａで取付けられている。

図４は、排気管２０，マフラー２１及びテールパイプ２２からなる排気系を主とする左側面図であり、マフラー２１と車体フレーム１との関係を示すためマフラー２１を破断してある。この図に明らかなように、マフラー２１の後壁４７は前方へ凸に湾曲し、ダウンフレーム５及びロアフレーム６の前端部６ａの前方へ若干の間隙を保って上下方向に沿っている。

ロアフレーム６の前端部はクランクケース９の前側下部表面の曲面に沿って前方へ凸に湾曲しながら上方へ延び、ダウンフレーム５のロア側ジョイント部３７における枝分かれ部３７ａに接続している。マフラー２１の後壁４７はロア側ジョイント部３７の前方から、枝分かれ部３７ａとの接続部下方かつその近傍となるロアフレーム６の前端部６ａの各前方へ沿うことになる。このようにすると、マフラー２１のクランクケース９から前方へ突出する量を少なする配置が可能になる。図中の符号３７ｃはロア側ジョイント部３７の表面側に形成されたステー４６の取付用ボスである。

図５は排気系部分の平面図であり、本体部４４は左右方向へ開口する中空筒状をなし、その左右両側に入口側キャップ部４３と出口側キャップ部４５が溶接で一体化される。入口側キャップ部４３及び出口側キャップ部４５は、それぞれ前後半割状をなし、前後合わせにして中空状にしてから合わせ部を溶接される。符号２２ａはテールパイプ２２の後端部２２ａを補助パイプ１６（図１）へ取付けるためのブラケットである。

図６はマフラー２１の一部を切り欠いて排気系部分を図２のＢ矢示方向から示す図であり、排気管２０は入口側キャップ部４３の中へ入口４３ａから延長部２０ａとして入り、入口側キャップ部４３の底部上を本体部４４へ向かって横向きに延び、本体部４４へ入ってその底部上にて屈曲管４８の前部４８ａへ接続する。

屈曲管４８は、上下に平行する横向きの前部４８ａ及び後部４８ｃとこれらを上下方向に連結する中間部４８ｂからなるパイプ部材である、前部４８ａは本体部４４及び出口側キャップ部４５の接続部底面上に横向きで配置される。中間部４８ｂは出口側キャップ部４５内を底部から頂部へ向かって縦置きに配置され、その上端部は後部４８ｃに連続する。後部４８ｃは出口側キャップ部４５から本体部４４の接続部から頂部に沿って横向きに配置され、下流側端部４８ｄで入口側キャップ部４３の近傍に開口する。

この図６における排気装置を車体前方から示した状態にて、排気管２０は、シリンダ８の上部前面から車体の一側を外側方へ湾曲しながら下方に延びる側方湾曲部２０Ａと、その側方湾曲部２０Ａの下端からクランクケース９の前方を車体左右方向へ延びてさらに逆向きに折り返して配置される横延出部２０Ｂとを備える。なお、シリンダ部８及びクランクケース９は概略的に示してある。
側方湾曲部２０Ａは、前方湾曲部４０及び後方湾曲部４１（図２）を含み、入り口４３ａから入口側キャップ部４３内へ入る延長部２０ａの排気上流側一部をなす部分を含む。
横延出部２０Ｂは、延長部２０ａの排気下流側一部及び屈曲管４８からなり、後部４８ｃは、延長部２０ａに対して上下方向平面内で逆向きに折り返し配置される。

延長部２０ａと後部４８ｃ間はスペーサーリング４９で連結され、後部４８ｃの振動を防止している。スペーサーリング４９は図４に示したように中抜き穴４９ａが設けられており、この中抜き穴４９ａにより入口側キャップ部４３，本体部４４及び出口側キャップ部４５の各内部空間が連通している。したがって、排気ガスは矢示するように、排気管２０→延長部２０ａ→前部４８ａ→中間部４８ｂ→後部４８ｃ→入口側キャップ部４３→本体部４４→出口側キャップ部４５→テールパイプ２２の順に流れる。

なお、延長部２０ａ及び屈曲部４８を通過した排気は、後部４８ｃから出て入口側キャップ部４３及び本体部４４の内部空間へ膨張し、さらに出口側キャップ部４５側へ膨張を続けながら拡散することにより排気のエネルギーを減少させ、やがて下流側がすぼまる形状の出口側キャップ部４５を進んで出口４５ａへ至り、この間に排気音が十分に低減される。

図７は図５の７−７線断面であり、テールパイプ２２の後端部２２ａは外周部全周を巻いて溶接された帯状の被覆部材５０により二重構造をなし、空間５１はテールパイプ２２の後端部２２ａに形成された貫通孔５２によりテールパイプ２２の内部と連通する。このため、排気は出口で再度空間５１内へ膨張することになるとともに、空間５１がレゾネータとしても機能して吸音するので、最終的な排気音レベルをより低減させることができる。

次に、本実施例の作用を説明する。図２に示すように、クランクケース９の前方で、フロントサスペンションを構成するフロントフォーク２３が最も縮小したときの前輪２４の後端部の点Ｐより後方かつ車体フレーム１の最下端となるＲ点よりも上方にマフラー２１を配置したので、比較的大容量で大型かつ重量のあるマフラー２１を前輪２４と干渉せずにヘッドパイプ２のより近い位置へ配置できる。

このため、ヘッドパイプ２を中心に車体が動いたときの慣性力を小さくでき、オフロード系自動２輪車に好適なものとなる。
しかも、マフラー２１をクランクケース９の前方へ配置することにより、シリンダ８を直立させて前後長を短くしたエンジン７の下方へマフラーを配置しないので、高い最低地上高を確保でき、この点でもオフロード系自動２輪車に好適な排気構造となる。

また、前輪２４の上方に配置したアップタイプのフロントフェンダー２４ａの後端より下方にマフラー２１を配置したので、フロントフェンダー２４ａと干渉せずにマフラーを配置できる。

しかも、図４に示すように、ダウンフレーム５とロアフレーム６が前部フレームを構成し、ダウンフレーム５とロアフレーム６の接続部近傍を前方へ凸に湾曲していても、この湾曲部に沿うようマフラーの後面を湾曲させたので、クランクケースの前側下部へ可及的に接近させて配置できる。

シリンダヘッド１１から前側下方へ延出する排気管２０に、上側の前方湾曲部４０と下側の後方湾曲部４１を設け、後方湾曲部４１をマフラー２１の後面下部へ接続したので、シリンダヘッド１１の排気口とマフラー２１が比較的近接しているにもかかわらず、十分に長い排気管長を確保できる。

さらに図６に示すように、排気管２０に側方湾曲部２０Ａと横延出部２０Ｂとを備え、横延出部２０Ｂをマフラー２１内へ収容して左右方向にて折り返し配置し、下流側端部４８ｄをマフラー２１の内部へ開口させたので、排気管長を十分に長く確保できるとともに、左右方向へ広がっている大容量のマフラー内を利用してコンパクトに配置できる。

なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、延長部２０ａや屈曲管４８を多孔構造とし、この周囲にグラスウール等の吸音材を巻くことにより吸音させてもよい。また、テールパイプ２２にマフラー２１と別体の後部マフラーを接続させてもよい。この場合には排気音をより一層低減できるとともに、この場合でも後部マフラーは補助的なものとして小型・軽量化できる。この後部マフラーは１乃至複数が可能である。

実施例に係る自動２輪車の側面図 マフラー部分を主として示す拡大側面図 車体フレーム及び排気系部分の図２におけるＢ矢示方向図 マフラーと前部フレームの配置関係を示す部分断面図 排気系部分の平面図 一部を切り欠いた同上正面図 図５の７−７線断面図

符号の説明

７：エンジン、８：シリンダ、１１：シリンダヘッド、２０：排気管、２１：マフラー、２２：テールパイプ、４０：前方湾曲部、４１：後方湾曲部、４２：ステー、４３：入口側キャップ部、４４：本体部、、４５：出口側キャップ部

Claims (5)

1. 前輪を支持するヘッドパイプを設けた車体フレームにてエンジンを支持するとともに、このエンジンは下方のクランクケースと、このクランクケースから上方に延出するシリンダを備え、このシリンダから延出する排気管をマフラーへ接続した自動２輪車において、
   前記クランクケース前方で、フロントサスペンションが縮小したときの前輪より後方かつ前記車体フレームの下端より上方にマフラーを配置したことを特徴とする自動２輪車の排気構造。
2. 前記車体フレームは、前記ヘッドパイプから下方に延び、前記エンジンの前方から下方へ延びるように配置される前部フレームを備え、前記マフラーの後面を前記前部フレームに沿うように湾曲させたことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の排気構造。
3. 前記前輪の上方にアップタイプのフロントフェンダーを配置し、前記マフラーを、前記フロントフェンダー後端より下方に配置したことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の排気構造。
4. 前記シリンダ上部前方に前記排気管を接続し、その排気管に上側の前方湾曲部と下側の後方湾曲部を設け、その後方湾曲部を前記マフラーの後面下部に接続したことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の排気構造。
5. 前記シリンダ上部前方に前記排気管を接続し、その排気管に車体の一側を湾曲しながら下方に延びる側方湾曲部と、その側方湾曲部下端からクランクケースの前方を車体左右方向へ延びてさらに逆向きに折り返して配置される横延出部とを設け、その横延出部の排気下流側端部を前記マフラー内へ接続したことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の排気構造。
   

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