JP2010196639A - 自動二輪車の消音管 - Google Patents

Abstract

【課題】外筒内の吸音材への排ガスの導出をスムーズに行い、内筒の長さを短くすることができる自動二輪車の消音管の提供。
【解決手段】外筒４２と、外筒４２内に排気管２０に接続される多孔板からなる内筒４３を設け、外筒４２の出口側に、排ガスを外部へ排出するテールパイプ４９を設けた自動二輪車の消音管２２において、前記外筒４２内のジョイントパイプ４４に複数の内筒４３が並列に連結され、これら複数の内筒４３が前記外筒４２の出口側で前記テールパイプ４９に接続されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、自動二輪車の消音管に関する。

自動二輪車の消音管の中には外筒の内部に内筒を設けた構造のものがある。内筒には多数の孔が形成されており、この孔から外筒内に出た排気ガスが外筒内の吸音材によって吸音されて外部に排出される（特許文献１参照）。

特開２００６−３０７７９３号公報

しかしながら、上記従来の自動二輪車の消音管にあっては、内筒の周面に多数の孔を設けることで外筒内の吸音材にスムーズに排ガスを内筒内から導くことができるが、内筒に形成する孔の配置個数には限りがあるため、ある程度の数の孔しか形成できない。そのため、吸音材へのスムーズな排ガスの導出には限界があり、その分だけ内筒を長くして孔数を確保する必要があり、その結果消音管が長くなってしまい造形上の自由度が低下するという課題がある。

そこで、この発明は、外筒内の吸音材への排ガスの導出をスムーズに行い、内筒の長さを短くすることができる自動二輪車の消音管を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、外筒（例えば、実施形態における外筒４２）と、該外筒内に排気管（例えば、実施形態における排気管２０）に接続される多孔板からなる内筒（例えば、実施形態における内筒４３）を設け、前記外筒の出口側に、排ガスを外部へ排出するテールパイプ（例えば、実施形態におけるテールパイプ４９）を設けた自動二輪車の消音管（例えば、実施形態における消音管２２）において、前記外筒内の排気管に複数の内筒が並列に連結され、これら複数の内筒が前記外筒の出口側で前記テールパイプに接続されていることを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記複数の内筒は膨張室を構成する第１チャンバ（例えば、実施形態における第１チャンバ４５）を介して前記排気管に接続され、かつ膨張室を構成する第２チャンバ（例えば、実施形態における第２チャンバ４６）を介して前記テールパイプに接続されていることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記外筒に接続される前記排気管の接続部近傍に湾曲部（例えば、実施形態における第２湾曲部４１）が設けられ、前記外筒内に設けられた前記複数の内筒を、前記排気管の湾曲部の内側の方が外側よりも数が多くなるように配置したことを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記外筒に接続される前記排気管の接続部近傍に湾曲部が設けられ、前記外筒内に設けられた前記複数の内筒を、前記排気管の湾曲部の内側の方が外側よりも断面積が大きくなるように配置したことを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、複数の内筒を設けることで多くの孔を設けることが可能となるため、単一の内筒を設けた場合に比較して孔面積を稼ぐことができ、結果として消音効果を確保しながら内筒を短くできるので消音管を短くすることができる効果がある。
請求項２に記載した発明によれば、膨張室を兼用した第１チャンバと第２チャンバを複数の内筒の両端側に設けることで消音効果を高めることができる効果がある。
請求項３、４に記載した発明は、内筒に接続される直前の湾曲した排気管の内側を流れる排ガスは外側を流れる排ガスよりも多く流れ、流量が多い排ガスをより数の多い、あるいは断面積の大きい内筒に導くことで、排ガスの抜けを良くすることができる効果がある。

この発明の実施形態の自動二輪車の側面図である。 前記実施形態の自動二輪車の平面図である。 前記実施形態の消音管の断面図である。 前記実施形態の消音管の一部切り欠き断面図である。 排気管後部及び内筒の位置関係を示す側面図である。 排気管後部及び内筒の位置関係を示す平面図である。 排気管後部及び内筒の位置関係を示す斜視図である。 排気管後部及び内筒の位置関係を示す正断面図である。 第２実施形態の図８に相当する正断面図である。 第２実施形態の右側面図である。 第２実施形態の内筒の平面図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１はオフロード系自動二輪車の側面図、図２は平面図を示している。尚、以下の説明で、ＩＮは車両内方、ＯＵＴは車両外方、ＦＲは車両前方、ＵＰは車両上方を示す。
図１、図２に示すように、自動二輪車Ｂ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。エンジン７はシリンダ８とクランクケース９を備えている。

メインフレーム３は、エンジン７の上方で車体中心を直線状に斜めに下がり後方へ延び、燃料タンク１３の後方でエンジン７の後方を上下方向へ延びる左右一対のセンターフレーム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の前方で車体中心を直線状に斜め下がりに下方へ延び、その下端部で左右一対のロアフレーム６の前端部へ連結している。各ロアフレーム６はエンジン７の前側下部からエンジン７の下方へ湾曲して略直線状に後方へ延び、後端部で各センターフレーム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は、その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９の前部に設けられ、下から上へ順に、シリンダブロック１０、シリンダヘッド１１、ヘッドカバー１２を備えている。シリンダ８を直立させることにより、エンジン７の前後方向を短くして、エンジン７をオフロード車に適した構成にしている。

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上に支持されている。具体的には、メインフレーム３とヘッドパイプ２とのコーナ部にサポートフレーム３ａが渡設され、燃料タンク１３の両側下面とサポートフレーム３ａの両側部との間に取付ブラケット３８を介してボルト３９によってサポートフレーム３ａに固定されている。
。燃料タンク１３の直後にはシート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上に支持されている。シートレール１５の下方には、リヤフレーム１６が配置されている。シートレール１５とリヤフレーム１６には、エアクリーナ１７が支持され、キャブレター１８を介してシリンダヘッド１１へ車体後方側から吸気を行う。尚、燃料タンク１３には給油口３２にフィラーキャップ３１が取り付けられている。

ヘッドパイプ２にはフロントフォーク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。尚、ハンドル２５の左右の端部にはグリップ２１が設けられ右側の端部はスロットル用のグリップ２１として構成されている。センターフレーム４にはピボット軸２６によりリヤスイングアーム２７の前端部が揺動自在に支持されている。

リヤスイングアーム２７の後端部には後輪２８が支持され、エンジン７のドライブスプロケット７ａと後輪２８の従動スプロケット２８ａとに巻き掛けられた駆動チェーン１９によって駆動される。この駆動チェーン１９は、車体左側をリヤスイングアーム２７に沿って前後方向に引き回されており、リヤスイングアーム２７がピボット軸２６を中心に上下に揺動する動きに合わせて上下に移動する。また、リヤスイングアーム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。尚、図１において、符号６０はラジエータ、６１はラジエータシュラウド、６２，６３はエンジンマウント部、６４はフロントフェンダ、６５はリヤフェンダを示している。

ここで、エンジン７のシリンダ８の前部には、排気管２０が設けられている。この排気管２０は、シリンダ８の前部からクランクケース９の前方へ延出し、右側へ曲げられた後に車体右側を後方に向かって延び、第１湾曲部４０において外側である右斜め上側に湾曲し、その後消音管２２の手前で第２湾曲部４１において左斜め下側に湾曲して後方に指向し消音管２２に接続され、消音管２２は右側後方へ延出している。消音管２２の後端部は、リヤフレーム１６によって支持されている。

図３は消音管２２の断面図、図４は外筒の一部切り欠き断面図である。
図３、図４に示すように、消音管２２は外筒４２と、該外筒４２内に３本の内筒４３を備えている。排気管２０の後部端末部はやや縮径してから拡径され、ここにジョイントパイプ４４の前端部が差し込み固定されている。ここで、排気管２０の端末部の内壁には後側に縮径するインナカラー３７が固定されている。インナカラー３７の外側であって排気管２０の端末部の内側にジョイントパイプ４４の前端部が差し込まれて溶接固定されている。

ジョイントパイプ４４の後端には膨張室を構成する第１チャンバ４５が接続されている。第１チャンバ４５はジョイントパイプ４４よりも径が大きい円盤状の中空部材であって、前面中央部の入り口側にはジョイントパイプ４４の後端部が差し込まれ内部空間と連通する受け入れ筒４７が立ち上げ形成され、後面の出口側には正三角形の頂点位置に配置される３本の内筒４３の各々を受け入れるための受け入れ筒部４８が立ち上げ形成されている。

内筒４３は多数の孔ｈが形成された多孔板であるパンチング材を筒状に成形したものであって、３本の内筒４３は各々が同様の構成であって並列に接続され後述する特定の配置位置に設定されている。
各内筒４３の後部には膨張室を構成する第２チャンバ４６が接続されている。第２チャンバ４６は第１チャンバ４５と同様の構成を備えた円盤状の中空部材であって、第１チャンバ４５とは前後が逆に配置されており、内筒４３の後端が接続される前面には各内筒４３が差し込まれ内部空間と連通する受け入れ筒部４８が３本の内筒４３に対応して正三角形の頂点位置に３箇所配置されている。ここで、正三角形の頂点位置は第１チャンバ４５の後面に接続される内筒４３の位置に整合している。したがって、３本の各内筒４３は互いに平行な状態で第１チャンバ４５と第２チャンバ４６との間に連結配置される。
第２チャンバ４６の後面の中央部には受け入れ筒４７が立ち上げ形成され、この受け入れ筒４７に排ガスを外部に排出するテールパイプ４９の前端部が挿入リング３６を介して差し込み固定されている。テールパイプ４９は後端部が下側に湾曲した形状なっている。

そして、排気管２０の後端部とジョイントパイプ４４との接続部分からテールパイプ４９の後端部分を外側から覆うように外筒４２が設けられている。
外筒４２は排気管２０の後部、具体的にはジョイントパイプ４４との接続部の前側に接合される前エンドプレート５０を備えており、この前エンドプレート５０の後部開口部５１は拡径していて、この後部開口部５１を受け入れる円筒形状の外筒本体５２の前縁部がリベット５３により固定されている。

外筒本体５２は上部がやや傾斜して拡径しながら後方に延び、第２チャンバ４６の後方位置においてテールパイプ４９を覆うもので、外筒本体５２の端部にはこれを前端部で受け入れる後エンドキャップ５４がリベット５３により固定されている。
後エンドキャップ５４は後端部の下部にテールパイプ４９の開口部５５を備え、この開口部５５以外は後端が閉塞されている。テールパイプ４９の後部端末の開口部５６にはフランジ部５７が設けられ、このフランジ部５７は後エンドキャップ５４の開口部５５の周縁に固定されている。

そして、外筒４２の内部、つまり前エンドプレート５０の内部、外筒本体５２の内部、後エンドキャップ５４の内部であってジョイントパイプ４４、第１チャンバ４５、３本の内筒４３、第２チャンバ４６、テールパイプ４９の外部にグラスウール等の吸音材５８が充填されている。ここで、テールパイプ４９や内筒４３の内部にも吸音材５８を充填してもよい。尚、図３において５９は排気管２０の取付座、６６は外筒４２の取り付けブラケットを示している。

図５〜図７は３本の内筒４３が排気管２０の直前の第２湾曲部４１に対応し消音管２２の軸線を中心にして径方向のどのような位置に配置されているかをわかり易く単純化した図である。したがって、排気管２０、内筒４３、外筒４２以外は省略している。
図１の側面図及び内筒４３の位置を表した図５の側面図からわかるように、排気管２０は消音管２２の手前で下側に凸に湾曲する第１湾曲部４０を有し、消音管２２の直前でやや上側に凸に湾曲する第２湾曲部４１を経て消音管２２に接続されている。
一方、図２の平面図及び内筒４３の位置を表した図６の平面図からわかるように、第１湾曲部４０は内側に凸となっており、第２湾曲部４１は外側に凸となっている。

図７は排気管２０が湾曲している様子がわかり易いように、車両の前側の斜め右を視点として見た排気管２０と３本の内筒４３の位置関係を示す斜視図、図８は図７の正面図である。
図７、図８に示すように、第２湾曲部４１の位置に水平方位と垂直方向の軸線を描いた場合に、この実施形態では水平方向の軸線に対して第２湾曲部４１の湾曲方向がθだけ傾いている。これを内筒４３の配置位置に水平方向の軸線をＬ、垂直方向の軸線をＭとして表した場合にθだけ傾いたことを考慮してθだけ傾いた線分の内側寄り（車体内側寄り）には２本の内筒４３を線分を跨いで振り分けて配置し、θだけ傾いた線分の外側寄りには１本の内筒４３がθ傾いた線分上に配置されている。

つまり、外筒４２を構成する前エンドプレート５０に接続される排気管２０の接続部近傍の第２湾曲部４１の内側の方が外側よりも数が多くなるように内筒４３が配置され、この実施形態では３本の内筒４３のうち、２本の内筒４３を排気管２０の第２湾曲部４１の内側寄りに、残りの１本の内筒４３を外側寄りに配置している。

上記実施形態によれば、エンジン７から排出される排ガスは、排気管２０を後方に流れ、第１湾曲部４０、第２湾曲部４１を経て消音管２２内のジョイントパイプ４４に至る。ジョイントパイプ４４に至った排ガスは第１チャンバ４５において膨張することで圧力が低下され、第１チャンバ４５に接続された３本の内筒４３内に導かれる。導かれた排ガスは、内筒４３の多数の孔ｈから外筒４２内に導かれて吸音材５８により排気音を吸収される。排気音が吸収された排ガスは再度多数の孔ｈから内筒４３内に流れ第２チャンバ４６によって再び膨張して圧力が低下される。これにより、排気脈動を受け止め、吸収され、騒音が低下した排ガスはテールパイプ４９から消音管２２の外部に排出される。

ここで、消音管２２の内部には３本の内筒４３が設けられているため、各内筒４３の壁面に設けた多くの孔ｈから通過抵抗を抑えて通過させ排ガスを外筒４２内に導くことができ、単一の内筒４３を設けた場合に比較して孔ｈの面積を稼ぎ結果として消音管２２を短くすることができる。
また、膨張室を兼用した第１チャンバ４５と第２チャンバ４６を３本の内筒４３の前後に設けることで消音効果を高めることができる。
そして、３本の内筒４３に接続される直前の湾曲した排気管２０、つまり第２湾曲部４１の内側を流れる排ガスは外側を流れる排ガスよりも経路が短い分だけ多く流れるので、流量が多い排ガスが２本の内筒４３に導かれ、流量が少ない排ガスが１本の内筒４３に導かれるため、排ガスの抜けを良くすることができる。

次に、この発明の第２実施形態を図９〜図１１に基づいて説明する。この実施形態は、前述した第１実施形態において、３本の内筒４３に接続される直前の湾曲した排気管２０、つまり第２湾曲部４１の内側の２つの内筒４３、４３を設ける替わりに、外側の小径内筒６７よりも断面積が大きい大径内筒６８を設けたものである。
したがって、第２湾曲部４１の内側の大径内筒６８の方が外側の小径内筒６７よりも断面積が大きくなるように配置され、この実施形態では２本の内筒６７，６８のうち、大径内筒６８を排気管２０の第２湾曲部４１の内側寄りに、小径内筒６７を外側寄りに配置している。
ここで、各内筒６７，６８は後方に行くほど先細り形状に形成されているため、大気に開放されるエンドキャップ４９側ほど低下する内筒６７，６８の内圧を高めることができる。尚、他の構成については前述した第１実施形態と同様であるので同一態様部分に同一符号を付して説明は省略する。
この第２実施形態においても、単一の内筒を設けた場合に比較して孔ｈの面積を稼ぎ結果として消音管２２を短くすることができる。また、第２湾曲部４１の内側を流れる排ガスは外側を流れる排ガスよりも多く流れ、流量が多い排ガスが断面積の大きい大径内筒６８に導かれ、流量が少ない排ガスが小径内筒６７に導かれるため、排ガスの抜けを良くすることができる。とりわけ、大径内筒６８と小径内筒６７との２本の内筒で済むため、部品点数、組み付け工数の減少を図り、車体軽量化に寄与できるメリットがある。

尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、第１実施形態の内筒４３の数は３本に限られず、流量が多い側と流量が少ない側とで配置本数に差を持たせることができれば３本以上の本数であればよい。また、この実施形態では第１湾曲部４０が内側の下方に傾斜した排気管２０を例にして説明したが、最終的に消音管２２に接続される直前の湾曲部の内側寄りの内筒の数を外側寄りの内筒の数より多くできれば、排気管の湾曲している方向については制限は受けない。

２０ 排気管
２２ 消音管
４２ 外筒
４３ 内筒
４５ 第１チャンバ
４６ 第２チャンバ
４９ テールパイプ
４１ 第１湾曲部（湾曲部）

Claims (4)

1. 外筒と、該外筒内に排気管に接続される多孔板からなる内筒を設け、前記外筒の出口側に、排ガスを外部へ排出するテールパイプを設けた自動二輪車の消音管において、前記外筒内の排気管に複数の内筒が並列に連結され、これら複数の内筒が前記外筒の出口側で前記テールパイプに接続されていることを特徴とする自動二輪車の消音管。
2. 前記複数の内筒は膨張室を構成する第１チャンバを介して前記排気管に接続され、かつ膨張室を構成する第２チャンバを介して前記テールパイプに接続されていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の消音管。
3. 前記外筒に接続される前記排気管の接続部近傍に湾曲部が設けられ、前記外筒内に設けられた前記複数の内筒を、前記排気管の前記湾曲部の内側の方が外側よりも数が多くなるように配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動二輪車の消音管。
4. 前記外筒に接続される前記排気管の接続部近傍に湾曲部が設けられ、前記外筒内に設けられた前記複数の内筒を、前記排気管の湾曲部の内側の方が外側よりも断面積が大きくなるように配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動二輪車の消音管。

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