JP2008195113A - 自動二輪車の排気装置及び自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な排気ガス通路面積を維持しつつバンク角を確保できる自動二輪車の排気装置を提供する。
【解決手段】左側，右側排気管３４，３４′を連通接続する連結パイプ３６は、車両前後方向に見たとき、エンジン３の底面１６ｄ′と左側，右側バンク角ラインｍａ，ｍｂとで囲まれた領域Ｃに配置されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、エンジンの排気ポートに接続され、該エンジンの左，右側方下部を後方に延びる左，右の排気管と、該左，右の排気管を連通接続する連結パイプとを備えた自動二輪車の排気装置及び自動二輪車に関する。

複数気筒エンジンを搭載した自動二輪車の排気装置において、左，右気筒の排気ポートに接続された左，右の排気管を、該エンジンの左，右側方下部を通って後方に延びるよう配置する場合がある。このような排気装置として、排気脈動を効果的に利用するために、左，右の排気管同士を、エンジンの下方を車幅方向に延びるように配置された連結パイプにより連通接続したものがある（例えば、特許文献１参照）。
特公昭６２−３０２８３号公報

ところで、上記従来装置のように、左，右の排気管同士を、エンジンの下方を車幅方向に延びるように配置された連結パイプで接続するようにした場合、該連結パイプの配置構造の如何によっては、連結パイプが接地し易くなって十分なバンク角を確保できないといった問題が生じるおそれがある。このような場合、連結パイプのパイプ径を小さくしてバンク角を確保することが考えられるが、このようにすると排気ガスの通路面積が小さくなり、所望のエンジン出力特性が得られなくなるおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、必要な排気ガス通路面積を維持しつつバンク角を確保できる自動二輪車の排気装置及び自動二輪車を提供することを課題としている。

本発明は、エンジンの排気ポートに接続され、該エンジンの左，右側方下部を後方に延びる左，右の排気管と、該左，右の排気管同士を連通接続する連結パイプとを備えた自動二輪車の排気装置であって、
上記連結パイプは、該自動二輪車を車幅方向に倒したときの最初の車体接地点とタイヤ接地点とを結ぶ左，右のバンク角ラインとエンジンの底面で囲まれた領域内に位置するように、かつ該連結パイプの左，右の排気管への接続部近傍部分が上記バンク角ラインに略接するように形成されていることを特徴としている。

本発明に係る排気装置によれば、左，右の排気管を連通接続する連結パイプを、該左，右の排気管が接地することで決定される左，右のバンク角ラインとエンジンの底面で囲まれた領域内に位置するように形成したので、連結パイプによりバンク角が小さくなるといった問題を回避できる。

そして連結パイプの左，右の排気管への接続部近傍部分を、上記バンク角ラインに略接するように形成したので、該接続部近傍部分の断面積を確保できる。即ち、上記接続部近傍部分の反バンク角ライン側にはエンジンの底面が位置しているので、該接続部近傍部分のバンク角ライン側外表面をバンク角ラインに接するよう位置させることにより最大の断面積を確保できる。これにより排気脈動を効果的に利用して排気ガスの排出能力を高めることができ、その結果、旋回性能を維持しつつエンジン出力特性を向上できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図９は、本発明の一実施形態による自動二輪車の排気装置を説明するための図である。本実施形態でいう前後，左右とは、シートに着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１は自動二輪車を示しており、該自動二輪車１は、ツインスパー型の車体フレーム２と、該車体フレーム２に搭載されたエンジン３と、上記車体フレーム２の前，後に配置された前輪４，後輪５とを有している。

上記車体フレーム２は、これの前端に位置するヘッドパイプ６と、該ヘッドパイプ６から左，右に拡開しつつ後斜め下方に延びる左，右のメインフレーム２ａと、該メインフレーム２ａに続いて下方に湾曲して延びる左，右のリヤフレーム２ｂと、該リヤフレーム２ｂから後斜め上向きに延びる左，右のシートフレーム２ｃとを有している。

上記ヘッドパイプ６によりフロントフォーク７が左右操向可能に枢支されている。該フロントフォーク７の下端部に上記前輪４が軸支され、上端部には操向ハンドル８が固定されている。

上記左，右のリヤフレーム２ｂの下端部には、リヤアーム９の前端部がピボット軸１０を介して上下揺動可能に枢支されており、該リヤアーム９の後端部に上記後輪５が軸支されている。

上記左，右のシートフレーム２ｃ上には、鞍乗型のメインシート１１と、該メインシート１１の後側に配置された鞍乗型のタンデムシート１２とが搭載されている。上記メインシート１１の前側には外装品としてのタンクカバー１３が配置されている。

上記エンジン３は、Ｖバンクをなすよう配置された左，右前側気筒と左，右後側気筒とを有する４サイクルＶ型４気筒エンジンであり、上記左，右のメインフレーム２ａに固定された左，右の懸架ブラケット１５，１５により懸架支持されている。

上記エンジン３は、Ｖバンクを形成する前，後シリンダブロック１７，１８の下合面に、クランク軸１９が収容されたクランクケース２０を結合し、上記前，後シリンダブロック１７，１８の上合面に前，後シリンダヘッド２１，２２を結合し、さらに該前，後シリンダヘッド２１，２２に前，後ヘッドカバー２３，２４を装着した構造を有している。

上記クランクケース２０の後側には、変速機構（不図示）が収容された変速機ケース２０ａが一体的に接続形成されている。この変速機ケース２０ａの上壁部及び底壁部は、上記リヤフレーム２ｂにボルト締め固定されている。なお、２５は、エンジン動力の出力軸である。

上記クランクケース２０の下合面には、下方に膨出するオイルパン１６がボルト締め固定されている。このオイルパン１６の下面高さが本自動二輪車１の最低地上高さなっている。上記オイルパン１６の左側壁１６ａには、ドレンボルト１６ｂが着脱可能に装着されている。

上記エンジン３の吸気装置２９は、前，後シリンダヘッド２１，２２のＶバンク内側壁に、左，右の前，後吸気ポート（不図示）に連通するよう接続された左，右の前側，後側吸気管２６，２７と、該左，右の前側，後側吸気管２６，２７に接続された不図示のスロットルボディと、該各スロットルボディに接続された共通のエアクリーナとを備えている。

このエアクリーナは、上記左，右のメインフレーム２ａ間のタンクカバー１３の下方に配置され、上記左，右の前側，後側吸気管２６，２７は、Ｖバンク内側壁から略垂直上方に延びるよう配置されている。また上記タンクカバー１３の左，右側方には、エンジン３に空気を供給する左，右の吸気ダクト１４，１４が配置されており、該左，右の吸気ダクト１４は上記エアクリーナに接続されている。

上記エンジン３の排気装置３０は、該エンジン３に接続された４本の排気管３１と、各排気管３１に接続された１つの排気チャンバ３２と、該排気チャンバ３２に接続された左，右一対のマフラ３３，３３とを有しており、詳細には、以下の構造を有している。

上記排気チャンバ３２は、エンジン３の変速機ケース２０ａと後輪５との間に配置され、かつピボット軸１０を含むリヤアーム９の下方に配置されている。この排気チャンバ３２は、これの前端に突出形成された前フランジ３２ａがクランクケース２０に取付けられ、上壁の左，右側縁部に起立形成された左，右フランジ３２ｂ，３２ｂが不図示のブラケットを介してリヤフレーム２ｂに取付けられている。

上記排気チャンバ３２の上壁の車幅方向内側端部には、酸素濃度検出センサ４２が装着挿入されている。この酸素濃度検出センサ４２は、排気チャンバ３２，左，右のリヤフレーム２ｂ，ピボット軸１０及びリヤアーム９により囲まれており、外力により損傷するのを抑制している。

上記排気チャンバ３２の酸素濃度検出センサ４２の下流側には、排気通路の通路面積を調整可能に構成された通路面積可変バルブ４５が配置されている。この通路面積可変バルブ４５は、エンジン回転数，エンジン負荷等に基づいて開閉制御され、詳細にはエンジン運転状態が低速域のときには閉じ、中・高速域のときには開けるように制御される。なお、４８は、通路面積可変バルブ４５を開閉駆動する駆動モータであり、シートフレーム２ｃ下方のサイドカバー５０内に配置されている。

上記左，右のマフラ３３は、上記排気チャンバ３２に接続されたテールパイプ５１と、該テールパイプ５１を囲むように形成されたケーシング５２と、該ケーシング５２の後端壁を覆うように装着されたテールキャップ５３とを有している。

上記左，右のマフラ３３は、上記後輪５の回転軸５ａの中心を通る鉛直線Ｂより前側に配置されている。また左，右のマフラ３３は、これの前後方向中心Ｄが後輪５の前縁５ｂ付近に位置するよう配置されている（図１参照）。

上記左，右のマフラ３３は、排気チャンバ３２から後斜め上向きに延び、かつ車幅方向外側に張り出すように配置されている。

上記ケーシング５２の上壁面には取付ブラケット５２ｄが固定されており、該取付ブラケット５２ｄはステー部材等を介してシートフレーム２ｃに着脱可能に取付けられている。

上記ケーシング５２は、横断面視で長円状をなすよう、かつ排気ガスの流れ方向に見て上流側から下流側にいくほど断面積が大きくなるように形成されている。このマフラ３３は、上記長円の長軸が略上下方向に向くように、かつ車両後斜め上方に傾斜するように配置されている。
上記ケーシング５２の上下方向中央部には、長手方向（排気ガスの流れ方向）に延びる凹部５２ｅ，５２ｅが凹設されている。これによりケーシング５２は、横断面で見ると、２つの円の一部を重ね合わせた大略瓢箪形状をなしている。

上記ケーシング５２と排気チャンバ３２との間には、テールパイプ５１の上流側露出部分を覆う外装カバー５７が配置されている。この外装カバー５７は、ケーシング５２に続いて上流側（下側）にいくほど細くなる尖り形状をなしており、ケーシング５２の一部を構成している。

上記排気管３１は、前シリンダヘッド２１のＶバンク外側壁に、該外側壁の左，右の前排気ポートに連通するよう接続された左，右の横向き排気管（左側排気管，右側排気管）３４，３４′と、上記後シリンダヘッド２２のＶバンク外側壁に、該外側壁の左，右の後排気ポートに連通するよう接続された左，右の縦向き排気管３５，３５とを有している。

上記左，右の横向き排気管３４，３４′は、上記前シリンダヘッド２１から車幅方向外側に張り出しつつ下方に延びる下向き傾斜部３４ａと、該傾斜部３４ａの下端からクランクケース２０の下部の左，右側方を後方に略直線状に延びる水平部３４ｂと、該水平部３４ｂの後端から車幅方向内側に向って延びる横湾曲部３４ｃとを有している。この左，右の横湾曲部３４ｃが上記排気チャンバ３２の前側壁に連通接続されている。なお、上記下向き傾斜部３４ａ，水平部３４ｂ及び横湾曲部３４ｃには、これらの車幅方向外側半部を覆う横断面略半円状の防熱カバー３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′が着脱可能に装着されている。

上記左，右の縦向き排気管３５は、上記後シリンダヘッド２２から変速機ケース２０ａの後側を下方に湾曲して延びる縦湾曲部３５ａと、該縦湾曲部３５ａに続いて下方に略直線状に延びる垂直部３５ｂとを有している。この左，右の垂直部３５ｂが上記排気チャンバ３２の上壁に連通接続されており、該排気チャンバ３２内にて上記各排気管３４，３５が合流している。

そして上記左，右の横向き排気管３４，３４′の水平部３４ｂ，３４ｂの前部同士は車幅方向に延びる連通パイプ３６により連通接続されている。

上記連結パイプ３６は、車幅方向略中央部で左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂに分割されている。該左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂの車幅方向外側開口部（排気管への接続点）３６ａ′，３６ｂ′は、上記水平部３４ｂに溶接により接合されている。

ここで、左，右の横向き排気管３４，３４′の水平部３４ｂと横湾曲部３４ｃとは分割されている。左，右の水平部３４ｂ，下向き傾斜部３４ａ及び左，右連結パイプ３６ａ，３６ｂは一体に接合され、左，右の横湾曲部３４ｃは排気チャンバ３２に一体に接合されている。また左，右の縦向き排気管３５の縦湾曲部３５ａと垂直部３５ｂとは分割され、該左，右の垂直部３５ｂは排気チャンバ３２に一体に接合されている。

上記左，右の横向き排気管３４，３４′の水平部３４ｂと横湾曲部３４ｃとはジョイント部材７０，７０により着脱可能に連結されており、左，右の縦向き排気管３５の縦湾曲部３５ａと垂直部３５ｂとはジョイント部材７１，７１により着脱可能に連結されている。

図８，図９に示すように、右側連結パイプ３６ｂの分割側端部には、左側連結パイプ３６ａの分割側端部に形成された左連結部３６ｃが挿入可能な内径を有する右連結部３６ｄが形成されており、該左，右連結部３６ｃ，３６ｄは横断面円形をなしている。該左，右連結部３６ｃ，３６ｄは、左連結部３６ｃを右連結部３６ｄ内に挿入し、該右連結部３６ｄの内面底部と左連結部３６ｃの先端面との間にガスケット３６ｉを介在させ、この状態でジョイント部材７３をボルト７３ｂで締め付けることにより分離可能に連結されている。

上記左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂは、上記左，右連結部３６ｃ，３６ｄから車幅方向外側に延びる直線部３６ｅ，３６ｅと、該直線部３６ｅから車幅方向外側斜め上方に、換言すれば排気管との上記接続点から車幅方向内側斜め下方に傾斜するよう円弧状に屈曲形成された左側傾斜部（接続部近傍部分）３６ｆａ，右側傾斜部３６ｆｂとを有している。なお、上記左，右の直線部３６ｅ及び左側，右側傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂは略左右対称形をなすように形成されている。

上記連結パイプ３６は、エンジン最下部を構成する上記オイルパン１６の前側を通るよう配置されている。詳細には、上記オイルパン１６の前壁部１６ｃには、該前壁部１６ｃの下部を凹ませることによって凹溝１６ｄが形成されており、上記連結パイプ３６の一部は上記凹溝１６ｄにより形成された凹状空間Ａ（図７の斜線領域）内に位置ている。

上記連結パイプ３６の下面、具体的にはジョイント部材７３の下面７３ａはオイルパン１６の下面１６ｅと略同じ地上高さに位置している。ここで、車両側方から見たとき、左の横向き排気管３４と左連結パイプ３６ａとで形成されるコーナ部に上記ドレンボルト１６ｂが配置されている（図７参照）。また前方から見たとき、オイルフィルタ７５が左，右の横向き排気管３４，３４′と連結パイプ３６とで囲まれる部分に位置するように配置されている（図５参照）。このようにして各排気管に干渉することなくドレンボルト１６ｂ及びオイルフィルタ７５の着脱作業が行えるようになっている。

そして上記連結パイプ３６は、図５に示すように、車両前方から見ると、エンジン底面２０ａ′、より具体的にはオイルパン１６の凹溝１６ｄの天壁１６ｄ′とバンク角θを意味する左側バンク角ラインｍａ，右側バンク角ラインｍｂとで囲まれた領域Ｃ内に位置するように配置されている。

ここで上記左側バンク角ラインｍａとは、この自動二輪車１を左側に倒していった場合の最初の接地点、本実施形態の場合は上記水平部３４ｂの防熱カバー３４ｂ′の接地点ｈとタイヤ５の接地点ｍｎとを結ぶ直線であり、該直線とタイヤ接地点を通る鉛直線ｎとで形成される角度θが左側バンク角である。

また上記右側バンク角ラインｍｂとは、この自動二輪車１を右側に倒していった場合の最初の接地点、本実施形態の場合は上記水平部３４ｂの防熱カバー３４ｂ′の接地点ｈ′とタイヤ５の接地点ｍｎとを結ぶ直線であり、該直線とタイヤ接地点を通る鉛直線ｎとで形成される角度θ′が右側バンク角である。

そして上記左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂの直線部３６ｅは横断面円形をなすように形成されているのに対し、左側，右側傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂは横断面長円形状をなすように形成されており、該長円の長軸３６ｇが車両前後方向に向くように配置されている（図８，図９参照）。この左側，右側連結パイプ３６ａ，３６は、上記直線部３６ｅと同径のパイプの上記左側，右側傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂに対応する部分を径方向に圧縮変形させるとともに円弧状をなすように屈曲変形させたものである。この傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂは、上記直線部３６ｅから排気管への接続点に近づくに従って徐々に長軸３６ｇが長くなり、かつ短軸３６ｇ′が短くなるようにプレス成形等で形成されたものである。そして上記連結パイプ３６は、これの左側，右側傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂの屈曲部の外側表面ｓが左側，右側バンク角ラインｍａ，ｍｂに略接するように形成されている。

本実施形態によれば、左，右の排気管３４，３４′を連通接続する連結パイプ３６を左，右のバンク角ラインｍａ，ｍｂとエンジン底面を構成する凹溝１６ｄの天面１６ｄ′で囲まれた領域Ｃ内に位置するように形成したので、連結パイプ３６を設けたことによりバンク角θが小さくなるといった問題を回避できる。

そして連結パイプ３６の左，右の排気管への接続部近傍部分である左側，右側傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂを、上記バンク角ラインｍａ，ｍｂに略接するように形成したので、該傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂの断面積を確保できる。即ち、上記連結パイプ３６の特に傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂの反バンク角ラインｍａ，ｍｂ側にはエンジン底面である上記天面１６ｄ′が位置しているので、該傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂのバンク角ラインｍａ，ｍｂ側外表面ｓをバンク角ラインｍａ，ｍｂに接するよう位置させることにより、該傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂの径を大きくでき、最大の断面積を確保できる。より具体的には、連結パイプ３６の左，右の傾斜部３６ｆａ，３６ｆｂを、横断面長円形状とし、かつその長軸３６ｇが車両前後方向に向くように配置したので、上述のバンク角θを確保しつつ通路断面積を確保できる。

このようにして連結パイプ３６の通路断面積を確保できるので、排気脈動を効果的に利用して排気ガスの排出能力を高めることができ、その結果、旋回性能を維持しつつエンジン出力特性を向上できる。

本実施形態では、連結パイプ３６を車幅方向中央部で左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂに分割し、該左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂを、それぞれ左，右の横向き排気管３４，３４′に溶接接合するとともに、ジョイント部材７３により分離可能に連結したので、左，右の横向き排気管３４の組み付け作業を容易に行うことができる。

上記左側，右側連結パイプ３６ａ，３６ｂの左，右連結部３６ｃ，３６ｄを横断面円形としたので、ジョイント部材７３の構造を簡単にできるとともに、接続作業を容易に行うことができる。

本実施形態では、上記オイルパン１６の前壁部１６ｃに、凹溝１６ｄを形成し、連結パイプ３６をこの凹溝１６ｄにより形成された領域Ａに位置させたので、それだけ連結パイプ３６を高所に配置でき、最低地上高を高くできるとともにバンク角の確保が容易となる。

換言すれば、上記凹溝１６ｄを設けた分だけ連結パイプ３６を排気ガスの流れ方向下流側に配置することができ、即ち、連結パイプ３６の排気ガス流れ方向における配置位置上の自由度を高くできる。

本発明の一実施形態による排気装置が配設された自動二輪車の側面図である。 上記排気装置が配設された車体フレームの側面図である。 上記排気装置の側面図である。 上記排気装置の平面図である。 上記排気装置の連結パイプの正面図である。 上記連結パイプの斜視図である。 上記連結パイプの側面図である。 上記連結パイプの断面図である。 上記連結パイプの断面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
３ エンジン
１６ オイルパン
１６ｃ オイルパンの前壁部
１６ｄ 凹溝
１６ｄ′ エンジンの底面
１６ｅ オイルパンの下面
３０ 排気装置
３４，３４′左側，右側排気管
３６ 連結パイプ
３６ａ，３６ｂ 左側，右側連結パイプ
３６ａ′，３６ｂ′左側，右側接続部部分
３６ｆａ，３６ｆｂ 左側，右側傾斜部
３６ｇ 長円の長軸
７３ ジョイント部材
７３ａ 連結パイプの下面
Ｃ 囲まれた領域
ｈ，ｈ′ 左側，右側の車体接地点
ｍａ，ｍｂ 左側，右側バンク角ライン
ｍｎ タイヤ接地点
ｓ，ｓ′左側，右側傾斜部とバンク角ラインとが接する点

Claims (12)

1. エンジンに接続され、該エンジンの左側方及び右側方を通り、かつ後方に延びる左側排気管及び右側排気管と、該左側排気管及び右側排気管を連結する連結パイプとを備えた自動二輪車の排気装置であって、
   上記連結パイプは、該自動二輪車を左側方に倒したときの最初の車体接地点とタイヤ接地点とを結ぶ左側バンク角ラインと、該自動二輪車を右側方に倒したときの最初の車体接地点とタイヤ接地点とを結ぶ右側バンク角ラインと、エンジンの底面とで囲まれた領域内に配置されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
2. 請求項１において、上記連結パイプは、該連結パイプの上記左側排気管との左側接続部部分及び右側排気管との右側接続部部分が上記左側バンク角ライン及び右側バンク角ラインに略接するように形成されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
3. 請求項１において、上記連結パイプは、上記左側排気管及び右側排気管との接続部から車幅方向内側、かつ下方に傾斜する左側傾斜部及び右側傾斜部を含み、該左側傾斜部及び右側傾斜部は横断面長円形に形成されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
4. 請求項３において、上記左側傾斜部及び右側傾斜部は、上記長円の長軸が車両前後方向に向くように配置されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
5. 請求項３において、上記左側傾斜部及び右側傾斜部は、上記左側バンク角ライン及び右側バンク角ラインに略接していることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
6. 請求項１において、上記連結パイプは、上記左側排気管及び右側排気管に溶接により接合されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
7. 請求項１において、上記連結パイプは、車幅方向略中央部で分割された左側連結パイプと、右側連結パイプとを含み、該左側連結パイプと右側連結パイプとはジョイント部材により分離可能に連結されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
8. 請求項７において、上記左側連結パイプと右側連結パイプとの連結部分は、横断面円形に形成されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
9. 請求項１において、上記エンジンの底部に形成されたオイルパンを備え、上記連結パイプは、上記オイルパンの前側を通ることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
10. 請求項９において、上記オイルパンの前壁部には、車幅方向に延びる凹溝が形成されており、該凹溝内に上記連結パイプが位置していることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
11. 請求項９において、上記連結パイプは、該連結パイプの下面が上記オイルパンの下面と略同じ高さになるよう配置されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
12. エンジンと、該エンジンに接続され、該エンジンの左側方及び右側方を通り、かつ後方に延びる左側排気管及び右側排気管と、該左側排気管及び右側排気管を連結する連結パイプとを有する排気装置とを備えた自動二輪車であって、
    上記連結パイプは、該自動二輪車を左側方に倒したときの最初の車体接地点とタイヤ接地点とを結ぶ左側バンク角ラインと、該自動二輪車を右側方に倒したときの最初の車体接地点とタイヤ接地点とを結ぶ右側バンク角ラインと、エンジンの底面とで囲まれた領域内に配置されていることを特徴とする自動二輪車。

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