JP2009162094A - 排気装置及び鞍乗型車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンから延びる排気管に連結される膨張室を備える場合において、要求される性能を確保しつつ、鞍乗型車両の大型化を抑制できる排気装置、及び当該排気装置を備えた鞍乗型車両を提供する。
【解決手段】自動二輪車に備えられる排気装置100は、排気チャンバー120に連通する環流管130を備える。環流管130は、排気チャンバー120から排気チャンバー120の外側に延びる第1管部131と、第1管部131に連通するとともに排気チャンバー120に連通する第2管部132とを有する。排気チャンバー120は、排気チャンバー120内において第1管部131と排気管110とを連通する連通部122を有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、エンジンから延びる排気管に連結される膨張室と、膨張室に連結される消音器とを備える排気装置、及び当該排気装置を備える鞍乗型車両に関する。
従来、自動二輪車などの鞍乗型車両では、エンジンと消音器との途中に膨張室、いわゆる排気チャンバーを設ける構造が広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。エンジンに連結される排気管を介して排出される排気ガスは、排気チャンバーにおいて膨張する。
排気チャンバーを設けることによって、排気騒音を低減できる。また、エンジンと消音器との途中に排気チャンバーを設けることによって、消音器のサイズを小型化できる。つまり、排気チャンバーを設けることによって排気装置の全長を短縮することができる。
排気チャンバー内には、エンジンから延びる排気管の一部や、排気ガスを浄化する触媒が配設される。
特開平10−238332号公報(第4頁、第1図)
しかしながら、上述した従来の排気装置には、次のような問題があった。すなわち、膨張室(排気チャンバー)を有する排気装置を小型の鞍乗型車両(例えば、エンジン排気量200cc以下)に備える場合、充分な排気装置の全長を確保することができず、排気装置の性能、具体的には、排気騒音の低減及びエンジンの出力向上を確保することが難しい問題があった。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、エンジンから延びる排気管に連結される膨張室を備える場合において、要求される性能を確保しつつ、鞍乗型車両の大型化を抑制できる排気装置、及び当該排気装置を備えた鞍乗型車両を提供することを目的とする。
上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。本発明の特徴は、鞍乗型車両の駆動力を発生するエンジンに連結される排気管と、前記排気管に連通し、前記エンジンが排出した排気ガスが膨張する膨張室と、前記膨張室に連通する消音器とを含む排気装置であって、前記膨張室に連通する環流管を備え、前記環流管は、前記膨張室から前記膨張室の外側に延びる第1管部と、前記第1管部に連通するとともに前記膨張室に連通する第2管部とを有し、前記膨張室は、前記膨張室内において前記第1管部と前記排気管とを連通する連通部を有することを要旨とする。
本発明の特徴によれば、要求される性能を確保しつつ、鞍乗型車両の大型化を抑制できる排気装置、及び当該排気装置を備えた鞍乗型車両を提供することができる。
次に、本発明に係る鞍乗型車両の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(1)鞍乗型車両の全体概略構成、(2)排気装置の構成、(3)作用・効果、及び(4)その他の実施形態について説明する。
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
(1)鞍乗型車両の全体概略構成
図1は、本実施形態において鞍乗型車両を構成する自動二輪車10の左側面図である。図2は、車体カバー(不図示)などを取り外した状態における自動二輪車10の右側面図である。
図1及び図2に示すように、自動二輪車10は、前輪20と後輪90を備える。自動二輪車10は、エンジン40が発生する駆動力によって後輪90を駆動する。
エンジン40は、単気筒の4サイクル型である。エンジン40は、空冷式であり、かつ小排気量である。エンジン40は、自動二輪車10の骨格を形成する車体フレーム30に取り付けられる。
また、エンジン40には、排気装置100が連結される。具体的には、エンジン40のシリンダーヘッド40aに排気管110が連結される。
排気装置100は、排気管110、排気チャンバー120及び消音器190を含む。排気チャンバー120は、排気管110に連通する。消音器190は、連結管部180(図1及び図2において不図示、図3参照)を介して排気チャンバー120に連通する。すなわち、排気チャンバー120は、エンジン40と消音器190との間に設けられる。
排気チャンバー120は、エンジン40が排気管110を介して排出した排気ガスが膨張する。排気チャンバー120は、箱状である。本実施形態において、排気チャンバー120は、膨張室を構成する。
消音器190は、排気装置100の後端部分に位置する。具体的には、消音器190は、後輪90の右側方に配設される。排気口190aからは、排気ガスが排出される。
排気チャンバー120及び消音器190は、エンジン40が発生する排気騒音を低減する。本実施形態では、排気チャンバー120が設けられるため、消音器190のサイズは、排気チャンバー120を設けない場合よりも小型化されている。つまり、排気装置100の全長は、排気チャンバー120を設けない場合と比較して短縮されている。
(2)排気装置の構成
次に、排気装置100の構成について説明する。具体的には、排気装置100の全体構成、排気チャンバー120(膨張室)の構成、及び排気チャンバー120に連通する環流管の構成について説明する。
(2.1)全体構成
図3は、排気装置100の全体斜視図である。図3に示すように、排気装置100は、排気管110、排気チャンバー120、環流管130、連結管部180及び消音器190を有する。
排気管110は、断面が円形状であるパイプを曲げて形成される。排気管110には、シリンダーヘッド40aに接続される接続部111が設けられる。
排気チャンバー120は、排気管110に連通する。排気チャンバー120の側端部120Lbには、取付部123が設けられる。一方、排気チャンバー120の前端部120aの右端には、取付部124が設けられる。排気チャンバー120は、取付部123及び取付部124を用いて車体フレーム30に取り付けられる。
環流管130は、排気チャンバー120の前端部120aに連通する。環流管130は、排気チャンバー120から排出された排気ガスを排気チャンバー120に環流させる。
連結管部180は、排気チャンバー120の側端部120Rbに連通する。連結管部180には、消音器190が連通する。つまり、消音器190は、連結管部180を介して排気チャンバー120に連通する。
消音器190には、排気管110、排気チャンバー120、環流管130及び連結管部180を通過した排気ガスが排出される排気口190aが形成される。消音器190は、円筒状であり、自動二輪車10の前後方向に沿って配設される。消音器190の外側には、プロテクタ191が設けられる。
(2.2)膨張室の構成
図4は、本実施形態において膨張室を構成する排気チャンバー120及び環流管130の斜視図である。なお、図4では、排気チャンバー120の内部構造が図示されている。
図4に示すように、箱状の排気チャンバー120内には、エンジン40(図1及び図2参照)から排出された排気ガスを浄化する触媒121が配設される。触媒121は、排気管110に連結される。排気管110内を通過した排気ガスは、触媒121に導かれる。
触媒121には、連通部122が連通する。また、連通部122は、環流管130、具体的には、第1管部131に連通する。
連通部122には、開口部分122aが形成される。具体的には、開口部分122aは、触媒121の直後に形成される。本実施形態では、開口部分122aは、連通部122の上側表面に形成される。また、開口部分122aと対向する連通部122の下側表面には、開口部分122aと同様の開口部分(不図示)が形成される。つまり、連通部122には、2つの開口部分が形成されている。
排気チャンバー120の内側底面には、網状部125が設けられる。本実施形態では、スチール製の排気チャンバー120の内側底面に網の目状に形成されたスチール製のシートが貼り付けられる。
(2.3)環流管の構成
図4に示すように、環流管130は、第1管部131、第2管部132及び折り返し管部133を有する。
第1管部131は、排気チャンバー120から排気チャンバー120の外側に延びる。第1管部131は、排気チャンバー120から自動二輪車10の前方(図中のF方向)に向けて延びる。
第2管部132は、折り返し管部133を介して第1管部131に連通するともに排気チャンバー120に連通する。第2管部132は、自動二輪車10の前方から排気チャンバー120に連通する。なお、本実施形態では、排気管110は、第1管部131及び第2管部132と略平行に配設される。つまり、排気管110も自動二輪車10の前方から排気チャンバー120に連通する。
折り返し管部133は、第1管部131と第2管部132とを連結する。つまり、第1管部131を通過した排気ガスは、折り返し管部133を介して第2管部132に導かれる。
第2管部132は、第2管部132内に突出する突出部141を有する。連通部122から環流管130に排出された排気ガスは、突出部141から排気チャンバー120内に排出される。つまり、突出部141から排出される排気ガスは、排気チャンバー120内で膨張する。
突出部141の外周部分には、排気孔141aが形成される。排気孔141aは、円形であり、突出部141の外周部分に多数形成される。排気ガスは、排気孔141aを介して排気チャンバー120に排出される。
本実施形態では、突出部141の先端部分は、封止されている。具体的には、突出部141の先端部分には、キャップ142が取り付けられる。
図5は、排気チャンバー120及び環流管130の平面図である。図5に示すように、エンジン40(図1及び図2参照)から排出された排気ガスは、排気管110から、排気チャンバー120内に配設された触媒121及び連通部122を介して環流管130に導かれる。環流管130に導かれた排気ガスは、排気チャンバー120内に配設された突出部141から排気チャンバー120内に排出される。排気チャンバー120内に排出され膨張した排気ガスは、連結管部180を介して消音器190に導かれる。
折り返し管部133によって形成される排気通路Pは、円弧状である。排気通路Pの曲率半径(曲率半径R)は、第1管部131の外側端131aと、外側端131aに対向する第2管部132の外側端132aとの距離(幅W)を二分した値よりも大きい。
本実施形態では、曲率半径Rを有する折り返し管部133を容易に製造するため、折り返し管部133は、上部及び下部(不図示)の2ピース構造が採用される。つまり、折り返し管部133は、パイプ材の曲げ加工によって形成されるのではなく、当該上部と下部とを溶接することによって形成される。
また、折り返し管部133は、曲率半径Rの方向に沿った平面、つまり、排気装置100の平面視において、排気チャンバー120の両端部、具体的には、側端部120Lb,側端部120Rbから自動二輪車10の前方に延びる延長線L1,L2によって形成される領域A1内に配設される。
本実施形態では、連通部122の内径φ3は、排気管110の内径φ1よりも大きい。さらに、連結管部180の内径φ4は、連通部122の内径φ3よりも大きい。つまり、内径φ1<内径φ3<内径φ4の関係が成立する。
また、本実施形態では、連通部122の内径φ3は、触媒121の内径φ2よりも小さい。
(3)作用・効果
本実施形態に係る排気装置(排気装置100)は、鞍乗型車両(自動二輪車10)の駆動力を発生するエンジン(エンジン40)に連結される排気管(排気管110)と、前記排気管に連通し、前記エンジンが排出した排気ガスが膨張する膨張室(排気チャンバー120)と、前記膨張室に連通する消音器(消音器190)とを含む。排気装置100は、前記膨張室に連通する環流管(環流管130)を備える。前記環流管は、前記膨張室から前記膨張室の外側に延びる第1管部(第1管部131)と、前記第1管部に連通するとともに前記膨張室に連通する第2管部(第2管部132)とを有する。前記膨張室は、前記膨張室内において前記第1管部と前記排気管とを連通する連通部(連通部122)を有する。
このような排気装置100によれば、排気チャンバー120の外側に、排気チャンバー120に排気ガスを環流させる環流管130が設けられるため、必要な長さの排気通路Pを容易に確保できる。さらに、環流管130は排気チャンバー120の外側に配設されるため、排気チャンバー120内に環流管130に相当する長さの排気管を配設する場合と比較して排気チャンバー120の実質的な容量が増大する。このため、排気騒音の低減性能が向上する。
すなわち、排気装置100によれば、要求される性能を確保しつつ、自動二輪車10の大型化を抑制できる。仮に、排気量が150ccのエンジン40を搭載する小型の自動二輪車10に従来と同様の排気装置を備えた場合、充分な容量の排気チャンバーを設けることができず、排気騒音の低減効果が制限される。また、充分な排気通路Pの全長を確保することができず、エンジンの出力、特に低速トルクが低下する。
また、重い排気チャンバー120が自動二輪車10の前後方向における中央部分であって、かつ自動二輪車10の最も低い位置に配設される。このため、自動二輪車10の重心が低下し、走行安定性や操縦性が向上する。
排気装置100においては、さらに、前記第1管部は、前記膨張室から所定の方向(F方向)に向けて延び、前記第2管部は、前記所定の方向から前記膨張室に連通することを特徴とする。
また、排気装置100においては、さらに、前記排気管は、前記所定の方向から前記膨張室に連通することを特徴とする。
すなわち、第1管部131は、排気チャンバー120から前方に向けて延び、第2管部132は、前方から排気チャンバー120に連通する。さらに、排気管110も、前方から排気チャンバー120に連通する。このため、排気装置100の配設空間をさらに削減できる。すなわち、自動二輪車10の大型化をさらに抑制できる。
排気装置100においては、さらに、前記第1管部と前記第2管部とは、折り返し管部(折り返し管部133)を介して連結され、前記折り返し管部によって形成される排気通路(排気通路P)は、円弧状であり、前記排気通路の曲率半径(曲率半径R)は、前記第1管部の外側端(外側端131a)と、前記第1管部の外側端に対向する前記第2管部の外側端(外側端132a)との距離(幅W)を二分した値よりも大きいことを特徴とする。
排気装置100においては、さらに、前記折り返し管部は、前記曲率半径の方向に沿った平面において、前記膨張室の両端部(側端部120Lb,120Rb)から前記所定の方向に延びる延長線(延長線L1,L2)によって形成される領域(領域A1)内に配設されることを特徴とする。
このように、排気通路Pの曲率半径Rは、排気通路Pの外側端131aと、第2管部132の外側端132aとの距離(幅W)を二分した値よりも大きい。このため、排気通路Pの曲がり具合が緩やかになり、折り返し管部133における排気抵抗の増大を抑制することができる。さらに、折り返し管部133は、領域A1内に配設される。このため、排気装置100の配設空間をさらに削減できる。
排気装置100においては、さらに、前記第2管部は、前記膨張室内に突出する突出部(突出部141)を有し、前記突出部の外周部分には、複数の排気孔(排気孔141a)が形成されることを特徴とする。
排気装置100においては、さらに、前記突出部の先端部分は、封止されていることを特徴とする。
排気装置100においては、さらに、前記連通部には、一または複数の開口部分(開口部分122a)が形成されることを特徴とする。
このように、突出部141の外周部分には、多数の排気孔141aが形成される。また、突出部141の先端部分は、キャップ142によって封止されている。さらに、連通部122には、開口部分122aが形成される。このため、適切な排気抵抗を容易に設定することができる。つまり、エンジン40の出力特性を容易に調整できる。
排気装置100においては、さらに、前記エンジンから排出された排気ガスを浄化する触媒(触媒121)を備え、前記触媒は、前記膨張室内に配設されることを特徴とする。
本実施形態では、触媒121は、排気チャンバー120内に配設される。このため、触媒121の放出する熱を排気チャンバー120の外に伝わり難くすることができる。また、触媒121の外気による冷却が抑制されるため、つまり、触媒121が高温に維持されるため、触媒121による排気ガスの浄化能力が向上する。
排気装置100においては、さらに、前記連通部の内径(内径φ3)は、前記触媒の内径(内径φ2)よりも小さいことを特徴とする。
排気装置100においては、さらに、前記連通部の内径は、前記排気管の内径(内径φ1)よりも大きいことを特徴とする。
排気装置100においては、さらに、前記消音器は、連結管部(連結管部180)を介して前記膨張室に連通し、前記連結管部の内径(内径φ4)は、前記連通部の内径よりも大きいことを特徴とする。
本実施形態では、連通部122の内径φ3は、排気管110の内径φ1よりも大きい。さらに、連結管部180の内径φ4は、連通部122の内径φ3よりも大きい。つまり、内径φ1<内径φ3<内径φ4の関係が成立する。このように、排気通路Pの内径は、消音器190に向かって徐々に広くなるため、排気騒音の低減に寄与する。
また、本実施形態では、連通部122の内径φ3は、触媒121の内径φ2よりも小さい。このため、適切な排気抵抗がされ、エンジン40の出力(トルク)が増大する。
さらに、本実施形態では、排気チャンバー120の内側底面に網状部125が設けられるため、排気チャンバー120の底面の振動に起因する排気騒音を低減することができる。
(4)その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
例えば、排気チャンバー120及び環流管130は、以下のように変更することができる。
(4.1)変更例1
図6は、本発明の変更例に係る排気チャンバー120Aの概略平面図である。図6に示すように、排気チャンバー120と比較すると、排気チャンバー120Aには、触媒121が設けられていない。つまり、連通部122は、排気チャンバー120内において第1管部131と排気管110とを連通する。排気チャンバー120内に触媒121を設けずに排気ガスの排出規制値を達成できる場合、排気チャンバー120Aを用いればよい。
(4.2)変更例2
図7は、本発明の変更例に係る排気チャンバー120Bの概略平面図である。図7に示すように、排気チャンバー120Bには、環流管130Bが連結される。具体的には、環流管130Bは、前端部120a及び側端部120Rbに連結される。排気ガスは、前端部120aから環流管130Bに導かれ、側端部120Rbから排気チャンバー120B内に排出される。
すなわち、自動二輪車10に搭載される他の部品の配設位置などに応じて、環流管の形状や排気チャンバーへの連結位置を変更しても構わない。
(4.3)変更例3
図8は、本発明の変更例に係る環流管130Cが連結された排気チャンバー120の概略平面図である。図8に示すように、環流管130Cの曲率半径は、環流管130よりも小さい。エンジン40に要求される出力特性によっては、環流管130に代えて環流管130Cを用いてもよい。
また、上述した実施形態では、連通部122の全体が排気チャンバー120内に設けられていたが、連通部122の一部を排気チャンバー120の外側に設けてもよい。具体的には、連通部122の後端が、排気チャンバー120の後壁よりも後方に位置してもよい。
上述した実施形態では、内径φ1<内径φ3<内径φ4の関係が成立したが、当該関係は、必ずしも成立しなくても構わない。
上述した実施形態では、連通部122には、複数の開口部分122aが形成されていたが、一つのみ開口部分122aを形成してもよい。或いは、開口部分122aは、形成しなくてもよい。
上述した実施形態では、突出部141の先端部分は、キャップ142によって封止されていたが、突出部141の先端部分は、開放していてもよい。また、突出部141の先端部分を開放した場合、排気孔141aは形成しなくてもよい。
上述した実施形態では、排気管110、第1管部131及び第2管部132は、車幅方向に沿って並んで配設されていたが、排気管110、第1管部131及び第2管部132は、必ずしも並んで配設されていなくてもよい。また、排気管110、第1管部131及び第2管部132は、自動二輪車10の上下方向に沿って並んで配設されてもよい。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
本発明の実施形態に係る自動二輪車10の左側面図である。 本発明の実施形態に係る自動二輪車10の車体カバーなどを取り外した状態における右側面図である。 本発明の実施形態に係る排気装置100の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る排気チャンバー120及び環流管130の斜視図である。 本発明の実施形態に係る排気チャンバー120及び環流管130の平面図である。 本発明の変更例に係る排気チャンバー120Aの概略平面図である。 本発明の変更例に係る排気チャンバー120Bの概略平面図である。 本発明の変更例に係る環流管130Cが連結された排気チャンバー120の概略平面図である。
符号の説明
10…自動二輪車、20…前輪、30…車体フレーム、40…エンジン、40a…シリンダーヘッド、90…後輪、100…排気装置、110…排気管、111…接続部、120,120A,120B…排気チャンバー、120a…前端部、120Lb,120Rb…側端部、121…触媒、122…連通部、122a…開口部分、123,124…取付部、125…網状部、130,130B、130C…環流管、131…第1管部、131a,132a…外側端、132…第2管部、133…折り返し管部、141…突出部、141a…排気孔、142…キャップ、180…連結管部、190…消音器、190a…排気口、191…プロテクタ、A1…領域、L1,L2…延長線、P…排気通路、R…曲率半径

Claims (13)

  1. 鞍乗型車両の駆動力を発生するエンジンに連結される排気管と、
    前記排気管に連通し、前記エンジンが排出した排気ガスが膨張する膨張室と、
    前記膨張室に連通する消音器と
    を含む排気装置であって、
    前記膨張室に連通する環流管を備え、
    前記環流管は、
    前記膨張室から前記膨張室の外側に延びる第1管部と、
    前記第1管部に連通するとともに前記膨張室に連通する第2管部と
    を有し、
    前記膨張室は、前記膨張室内において前記第1管部と前記排気管とを連通する連通部を有する排気装置。
  2. 前記第1管部は、前記膨張室から所定の方向に向けて延び、
    前記第2管部は、前記所定の方向から前記膨張室に連通する請求項1に記載の排気装置。
  3. 前記排気管は、前記所定の方向から前記膨張室に連通する請求項2に記載の排気装置。
  4. 前記第1管部と前記第2管部とは、折り返し管部を介して連結され、
    前記第1管部と前記第2管部とは、互いに並んで配設され、
    前記折り返し管部によって形成される排気通路は、円弧状であり、
    前記排気通路の曲率半径は、前記第1管部の外側端と、前記第1管部の外側端に対向する前記第2管部の外側端との距離を二分した値よりも大きい請求項2に記載の排気装置。
  5. 前記折り返し管部は、前記曲率半径の方向に沿った平面において、前記膨張室の両端部から前記所定の方向に延びる延長線によって形成される領域内に配設される請求項4に記載の排気装置。
  6. 前記第2管部は、前記膨張室内に突出する突出部を有し、
    前記突出部の外周部分には、複数の排気孔が形成される請求項1に記載の排気装置。
  7. 前記突出部の先端部分は、封止されている請求項6に記載の排気装置。
  8. 前記連通部には、一または複数の開口部分が形成される請求項7に記載の排気装置。
  9. 前記エンジンから排出された排気ガスを浄化する触媒を備え、
    前記触媒は、前記膨張室内に配設される請求項1に記載の排気装置。
  10. 前記連通部の内径は、前記触媒の内径よりも小さい請求項9に記載の排気装置。
  11. 前記連通部の内径は、前記排気管の内径よりも大きい請求項1に記載の排気装置。
  12. 前記消音器は、連結管部を介して前記膨張室に連通し、
    前記連結管部の内径は、前記連通部の内径よりも大きい請求項1に記載の排気装置。
  13. 請求項1乃至請求項12の排気装置を備える鞍乗型車両。
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