JP2012122402A - 鞍乗り型車両の排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鞍乗り型車両の排気装置において、エキゾーストパイプの外周に設けた別部材を利用して効率よくかつ限られたスペースにも排気チャンバーを形成可能とする。
【解決手段】エキゾーストパイプ４１の延出方向中間部に設けられてパイプ内外を連通する連通孔５７，５８と、前記連通孔５７，５８を覆うように前記エキゾーストパイプ４１の延出方向中間部の一側に取り付けられる排気チャンバー５１とを備え、前記排気チャンバー５１は、鋼板を所定形状に形成した単一の板状部材５２からなり、この板状部材５２が前記エキゾーストパイプ４１の外周面の一側に溶接結合される。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動二輪車等の鞍乗り型車両の排気装置に関する。

従来、上記排気装置において、エキゾーストパイプの外周を囲うように吸音材を充填したヘルムホルツ共鳴器を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３１５９２８５号公報

ところで、上記の如くエキゾーストパイプの外周に設けた別部材を利用して効率よく排気チャンバーを形成できるような構成が要望されている。特に、エキゾーストパイプがエンジン周辺の狭い空間を通過するような場合、排気チャンバーの配置スペースが制限されるため、排気チャンバーを設置し易い構成であることが望ましい。

そこで本発明は、鞍乗り型車両の排気装置において、エキゾーストパイプの外周に設けた別部材を利用して効率よくかつ限られたスペースにも排気チャンバーを形成可能とすることを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、
エンジン（３０）から延出するエキゾーストパイプ（４１）と、前記エキゾーストパイプ（４１）の先端に接続される排気マフラー（４８）とを備える鞍乗り型車両（１）の排気装置において、
前記エキゾーストパイプ（４１）の延出方向中間部に設けられてパイプ内外を連通する連通孔（５７，５８）と、前記連通孔（５７，５８）を覆うように前記エキゾーストパイプ（４１）の延出方向中間部の一側に取り付けられる排気チャンバー（５１）とを備え、
前記排気チャンバー（５１）は、鋼板を所定形状に形成した単一の板状部材（５２）からなり、この板状部材（５２）が前記エキゾーストパイプ（４１）の外周面の一側に溶接結合されることを特徴とする。
なお、前記鞍乗り型車両には、車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の車両も含まれる。
請求項２に記載した発明は、
前記排気チャンバー（５１）は、前記エンジン（３０）のシリンダ（３２）の側方かつクランクケース（３１）の上方に配置され、かつ前記エキゾーストパイプ（４１）の上方若しくは下方に取り付けられることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、
前記排気チャンバー（５１）は、前記エキゾーストパイプ（４１）の下方に取り付けられ、かつ前記クランクケース（３１）の上面に面するように配置されることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、
前記エキゾーストパイプ（４１）は、車幅方向で前記シリンダ（３２）とエンジン始動用のキックアーム（３９）との間に配置されることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、
前記連通孔（５７，５８）が複数設けられることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、エキゾーストパイプの外周に排気チャンバーを設ける際、これをエキゾーストパイプの延出方向中間部の一側に取り付けた単一の板状部材で構成することで、排気チャンバーを容易に設けることができ、かつその配置スペースに制限がある場合にも排気チャンバーの設置を容易にでき、排気装置の生産性及びレイアウト自由度を向上できる。
請求項２に記載した発明によれば、排気チャンバーの車幅方向（左右方向）への膨出を無くし、排気チャンバーをシリンダの側方に配置した場合にも排気チャンバーの車幅方向外側への張り出しを抑え、エンジンの周囲に排気装置をコンパクトに配置できる。
請求項３に記載した発明によれば、エキゾーストパイプとクランクケースとの間のデッドスペースを有効利用して排気チャンバーをコンパクトに配置できる。
請求項４に記載した発明によれば、シリンダとキックアームとの間のスペースをエキゾーストパイプの配置スペースとして利用でき、排気装置のレイアウト自由度をより向上できる。
請求項５に記載した発明によれば、排気チャンバーを排気バイパスとしても利用でき、中低速のエンジン性能を向上できる。また、エキゾーストパイプの外周に排気チャンバーを設けたため、排気ガスの温度が下がり難く、キャタライザーの活性化を促進できる。

本発明の実施形態における自動二輪車の右側面図である。 図１の要部拡大図である。 上記自動二輪車のエンジン等の前面図である。 上記自動二輪車のエキゾーストパイプアッシの右側面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、車両上方を示す矢印ＵＰが示されている。

図１に示すオフロードタイプの自動二輪車（鞍乗り型車両）１において、その前輪２はフロントフォーク３の下端部に軸支される。フロントフォーク３の上部はステアリングステム４を介して車体フレーム５前端のヘッドパイプ６に操向可能に枢支される。ステアリングステム４の上部には操向ハンドル４ａが取り付けられる。

車体フレーム５は複数種の鋼材を溶接等により一体に結合してなり、前記ヘッドパイプ６と、このヘッドパイプ６の上部から車体左右中央位置を斜め下後方に延びる単一のメインフレーム７と、このメインフレーム７の後端部から左右に分岐してメインフレーム７よりも急傾斜をなして斜め下後方に延びる左右一対のリヤフレーム８と、ヘッドパイプ６の下部から車体左右中央位置をメインフレーム７よりも急傾斜をなして斜め下後方に延びる単一のダウンフレーム９とを有する。

また、車体フレーム５は、ダウンフレーム９の下端部から左右に分岐して斜め下後方に延びた後に後方に湾曲して略水平に延びる左右一対のロアフレーム１１と、メインフレーム７の後端部とダウンフレーム９の上下中間部との間に渡る単一のガセットフレーム１２と、左右リヤフレーム８の上端部から後上がりに後方に延びる左右一対のシートフレーム１３と、左右リヤフレーム８の下端部から左右シートフレーム１３の前後中間部に向けて斜め上後方に延びる左右一対のサポートフレーム１４とを有する。

左右リヤフレーム８の下端部と左右ロアフレーム１１の後端部とは、左右一対の湾曲部８ａを介してそれぞれ一体に連なる。左右湾曲部８ａの内周側（前側）には、左右一対のピボットブラケット１５が溶接接合される。左右ピボットブラケット１５には、ピボット軸１５ａを介してスイングアーム２１の前端部が上下揺動可能に枢支される。スイングアーム２１の後端部には駆動輪たる後輪２２が軸支される。メインフレーム７、左右リヤフレーム８、ダウンフレーム９及び左右ロアフレーム１１が形成するループ形状の内側には、自動二輪車１の原動機たるエンジン（内燃機関）３０が搭載される。

なお、図中符号２３はメインフレーム７後端とスイングアーム２１との間に渡るリヤクッションを、符号２４は左右シートフレーム１３上に支持される乗員着座用のシートを、符号２５はシート２４の前方でメインフレーム７上に支持される燃料タンクをそれぞれ示す。

図２，３を併せて参照し、エンジン３０は空冷単気筒エンジンであり、クランクシャフトの回転軸線を左右方向に沿わせた横置きレイアウトとされる（何れも不図示）。エンジン３０は、クランクケース３１の前部上方にシリンダ３２をほぼ直立姿勢（鉛直方向に対してやや前傾した姿勢）に立設した基本構成を有する。エンジン３０は、小型軽量な単気筒とし、かつシリンダ３２をほぼ直立させて前後長を短くすることで、オフロードバイクに適した構成となっている。なお、図中符号Ｃ１はシリンダ３２の起立方向に沿うシリンダ軸線を示す。

シリンダ３２は、クランクケース３１側から順にシリンダ本体３３、シリンダヘッド３４及びヘッドカバー３５を有する。シリンダヘッド３４の後部（吸気側）には吸気系部品（キャブレター又はスロットルボディ）３６が接続され、シリンダヘッド３４の前部（排気側）には本願発明に係る排気装置のエキゾーストパイプ４１が接続される。シリンダ本体３３及びシリンダヘッド３４の外周には多数の放熱フィン３７が形成される。

シリンダ本体３３内にはシリンダ軸線Ｃ１に沿って往復動するピストンが嵌装され、このピストンの往復動がクランクシャフトの回転動に変換されると共に、この回転動力がクランクケース３１の後部左側からチェーン式伝動機構を介して後輪２２に伝達される（何れも不図示）。

クランクケース３１は、左右方向に直交する分割面Ｂを境に左右分割される左右ケース半体３１ａ，３１ｂと、左ケース半体３１ａの左右方向に直交する左側面に取り付く左ケースカバー３１ｃと、右ケース半体３１ｂの左右方向に直交する右側面に取り付く右ケースカバー３１ｄとを有する。前記分割面Ｂは車体左右中心面ＣＬに対して右側にオフセットしている。なお、図中符号Ｒはクランクケース３１（右ケースカバー３１ｄ）の右端面を示す。

クランクケース３１の後部右側にはキック式スタータのキックスピンドル３８が右方に突出し、このキックスピンドル３８の突出部分にキックアーム３９の基端部３９ａがクランプ固定される。キックアーム３９は、クランクケース３１の右端面Ｒと略平行に配置された格納状態と、右端面Ｒから右方に張り出した使用状態とに態様を変化可能とするべく、基端部３９ａに回動可能に支持される。

シリンダヘッド３４の前面右側には、斜め右前方を指向する排気ポート出口３４ａが設けられる。この排気ポート出口３４ａには、その指向方向（斜め右前方）からエキゾーストパイプ４１における排気ポート出口３４ａと同軸の基端部が接続される。

自動二輪車１の排気装置は、排気ポート出口３４ａから延出するエキゾーストパイプ４１を主とするエキゾーストパイプアッシ４０と、エキゾーストパイプ４１の先端に接続される排気マフラー（サイレンサー）４８とを備える。
図４を併せて参照し、エキゾーストパイプ４１は、円形鋼管（ステンレス管含む）を所定形状に屈曲成形してなる。なお、図中符号Ｅはエキゾーストパイプ４１の延出方向（長手方向）に沿う中心軸線を示す。

エキゾーストパイプ４１は、排気ポート出口３４ａから斜め右前方に延びて直ぐに右後方かつやや下方に向けて湾曲し（以下、当該湾曲部を第一湾曲部４２という）、その後にシリンダ３２の右側方かつクランクケース３１（右ケースカバー３１ｄ）の上方を前後方向に対してやや車幅方向内側かつやや上方に向けて傾斜して直線状に延びる（以下、当該直線部を第一直線部４３という）。なお、図中符号９ａは第一湾曲部４２とのクリアランスを確保するべくダウンフレーム９の上下中間部右側に形成される凹部を示す。

また、エキゾーストパイプ４１は、シリンダ３２の右側方を通過した後に斜め下後方かつやや車幅方向内側に向けて湾曲し（以下、当該湾曲部を第二湾曲部４４という）、その後にクランクケース３１（右ケースカバー３１ｄ）の後部上方を斜め下後方かつやや車幅方向内側に向けて傾斜して直線状に延びる（以下、当該直線部を第二直線部４５という）。第二直線部４５は、格納状態にあるキックアーム３９の上下中間部の車幅方向内側を通過する。

さらに、エキゾーストパイプ４１は、側面視で車体フレーム５の右ガセットプレート１６の直前となる位置で後方に向けて湾曲し（以下、当該湾曲部を第三湾曲部４６という）、その後に右リヤフレーム８の上下中間部及び右ガセットプレート１６の前端部の車幅方向内側を前後方向に沿って後方に向けて直線状に延びる（以下、当該直線部を第三直線部４７という）。第三直線部４７はエキゾーストパイプ４１の後端部（先端部）を構成する。

右ガセットプレート１６は車幅方向と直交する平板状をなし、側面視で前後に長い帯状に形成され、その前端を右リヤフレーム８の上下中間部に、後端を右サポートフレーム１４の下部にそれぞれ溶接結合する。

後輪２２の上部右側には、筒状の排気マフラー４８が後上がりに傾斜して配置される。排気マフラー４８は多段膨張式とされ、その前端から導入した排気ガスの排圧を減衰しつつ後端から排出する。排気マフラー４８の前端部からは、側面視で斜め下前方に向けて排気導入管４９が延出する。排気導入管４９は、側面視で右ガセットプレート１６の直前となる位置にて前方に向けて湾曲し、右ガセットプレート１６の車幅方向内側を前後方向に沿って前方に向けて直線状に延びる。この排気導入管４９の前端部内にエキゾーストパイプ４１の後端部が挿入され、この状態でこれらがクランプ部材４９ａにより一体的かつ着脱可能に締結、接続される。

排気導入管４９の前部には、これと同軸かつやや大径の円筒状の外形を有するキャタライザー４９ｂが設けられる。このキャタライザー４９ｂが所定の反応促進温度に加熱されることで、その内部を通過する排気ガスの浄化がなされる。排気導入管４９の前部は、車幅方向外側から螺着したボルト４９ｃにより右ガセットプレート１６に締結、支持される。

ここで、図２，４，５を参照し、エキゾーストパイプ４１の第一直線部４３の前端部から第二直線部４５の前端部に渡る部位の下面側には、当該部位を下方から覆う排気チャンバー５１が取り付けられる。排気チャンバー５１は、エキゾーストパイプ４１の長手方向に沿って断面Ｕ字状をなして延びる単一の板状部材５２からなる。板状部材５２は鋼板プレス成形品であり、その全長に渡って車幅方向内側及び外側の端縁部５２ａをエキゾーストパイプ４１の側面部にそれぞれ一体に溶接結合すると共に、これらと連続するように前後端部５２ｂ，５２ｃをエキゾーストパイプ４１の下面部に一体に溶接結合する。なお、排気チャンバー５１がエキゾーストパイプ４１の上面側に取り付けられる構成としてもよい。

排気チャンバー５１は、エキゾーストパイプ４１の下面側の外周を所定間隔を空けて囲うもので、その内側にエキゾーストパイプ４１の下面に沿う密閉空間５９を形成する。密閉空間５９は、第一直線部の前端部の下端位置に形成された第一連通孔５７と、第二直線部の前端部の下端位置に形成された第二連通孔５８とをそれぞれ開口させる。
排気ガスは、排気チャンバー５１上流側の第一連通孔５７から排気チャンバー５１内に流入し、排気チャンバー５１下流側の第二連通孔５８からエキゾーストパイプ４１に戻る。つまり、排気チャンバー５１はエキゾーストパイプ４１のバイパスとして働く。

これら各連通孔５７，５８を通じて密閉空間５９とエキゾーストパイプ４１の内部空間とが連通することで、密閉空間５９にエキゾーストパイプ４１内の排気ガスの一部が流入し、排気ガスの膨張による消音効果が得られると共に、各連通孔５７，５８間のバイパス効果により排気性能の向上ひいてはエンジン３０の出力向上が図られる。

また、排気チャンバー５１がエキゾーストパイプ４１の下面側でクランクケース３１の上面に面するように（エキゾーストパイプ４１とクランクケース３１との間のデッドスペースを利用して）配置されることで、エキゾーストパイプ４１の一側を覆う排気チャンバー５１が車幅方向で膨出せず、シリンダ３２とのクリアランスを確保すると共に車幅方向外側への張り出しを抑えることが可能である。

なお、図中符号６６はエキゾーストパイプ４１の後端部に固定されて排気導入管４９への挿入量を規定するストッパリングを、符号６７はエキゾーストパイプ４１の前端部に固定されて排気ポート出口３４ａ内に挿入される挿入管を、符号６８はエキゾーストパイプ４１の前端部に遊嵌されて排気ポート出口３４ａの周囲に締結されることで挿入管６７を排気ポート出口３４ａ内に保持する締結フランジを、符号６９はエキゾーストパイプ４１の第一湾曲部４２の後半部分から第二直線部４５までの間を上方かつ車幅方向外側から覆うプロテクタを、符号はプロテクタ６９の前後をエキゾーストパイプ４１に固定するべくエキゾーストパイプ４１の外周に溶接固定されるコ字状の前後プロテクタブラケット６９ａ，６９ｂをそれぞれ示す。これら各部品と排気チャンバー５１とをエキゾーストパイプ４１に取り付けることで、前記エキゾーストパイプアッシ４０が構成される。

以上説明したように、上記実施形態における鞍乗り型車両の排気装置は、エンジン３０から延出するエキゾーストパイプ４１と、前記エキゾーストパイプ４１の先端に接続される排気マフラー４８とを備えて自動二輪車１に用いられるものにおいて、前記エキゾーストパイプ４１の延出方向中間部に設けられてパイプ内外を連通する連通孔５７，５８と、前記連通孔５７，５８を覆うように前記エキゾーストパイプ４１の延出方向中間部の一側に取り付けられる排気チャンバー５１とを備え、前記排気チャンバー５１は、鋼板を所定形状に形成した単一の板状部材５２からなり、この板状部材５２が前記エキゾーストパイプ４１の外周面の一側に溶接結合されるものである。
この構成によれば、エキゾーストパイプ４１の外周に排気チャンバー５１を設ける際、これをエキゾーストパイプ４１の延出方向中間部の一側に取り付けた単一の板状部材５２で構成することで、排気チャンバー５１を容易に設けることができ、かつその配置スペースに制限がある場合にも排気チャンバー５１の設置を容易にでき、排気装置の生産性及びレイアウト自由度を向上できる。

また、上記鞍乗り型車両の排気装置は、前記排気チャンバー５１は、前記エンジン３０のシリンダ３２の側方かつクランクケース３１の上方に配置され、かつ前記エキゾーストパイプ４１の上方若しくは下方に取り付けられることで、排気チャンバー５１の車幅方向（左右方向）の膨出を無くし、排気チャンバー５１をシリンダ３２の側方に配置した場合にも排気チャンバー５１の車幅方向外側への張り出しを抑え、エンジン３０の周囲に排気装置をコンパクトに配置できる。

また、上記鞍乗り型車両の排気装置は、前記排気チャンバー５１は、前記エキゾーストパイプ４１の下方に取り付けられ、かつ前記クランクケース３１の上面に面するように配置されることで、エキゾーストパイプ４１とクランクケース３１との間のデッドスペースを有効利用して排気チャンバー５１をコンパクトに配置できる。

また、上記鞍乗り型車両の排気装置は、前記エキゾーストパイプ４１は、車幅方向で前記シリンダ３２とエンジン始動用のキックアーム３９との間に配置されることで、シリンダ３２とキックアーム３９との間のスペースをエキゾーストパイプ４１の配置スペースとして利用でき、排気装置のレイアウト自由度をより向上できる。

また、上記鞍乗り型車両の排気装置は、複数の前記連通孔５７，５８が設けられることで、排気チャンバー５１を排気バイパスとしても利用できる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の鞍乗り型車両にも適用可能である。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１ 自動二輪車（鞍乗り型車両）
３０ エンジン
３１ クランクケース
３２ シリンダ
３９ キックアーム
４１ エキゾーストパイプ
４８ 排気マフラー
５１ 排気チャンバー
５２ 板状部材
５７ 第一連通孔
５８ 第二連通孔

Claims (5)

1. エンジン（３０）から延出するエキゾーストパイプ（４１）と、前記エキゾーストパイプ（４１）の先端に接続される排気マフラー（４８）とを備える鞍乗り型車両（１）の排気装置において、
   前記エキゾーストパイプ（４１）の延出方向中間部に設けられてパイプ内外を連通する連通孔（５７，５８）と、前記連通孔（５７，５８）を覆うように前記エキゾーストパイプ（４１）の延出方向中間部の一側に取り付けられる排気チャンバー（５１）とを備え、
   前記排気チャンバー（５１）は、鋼板を所定形状に形成した単一の板状部材（５２）からなり、この板状部材（５２）が前記エキゾーストパイプ（４１）の外周面の一側に溶接結合されることを特徴とする鞍乗り型車両の排気装置。
2. 前記排気チャンバー（５１）は、前記エンジン（３０）のシリンダ（３２）の側方かつクランクケース（３１）の上方に配置され、かつ前記エキゾーストパイプ（４１）の上方若しくは下方に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両の排気装置。
3. 前記排気チャンバー（５１）は、前記エキゾーストパイプ（４１）の下方に取り付けられ、かつ前記クランクケース（３１）の上面に面するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両の排気装置。
4. 前記エキゾーストパイプ（４１）は、車幅方向で前記シリンダ（３２）とエンジン始動用のキックアーム（３９）との間に配置されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の鞍乗り型車両の排気装置。
5. 前記連通孔（５７，５８）が複数設けられることを特徴とする鞍乗り型車両の排気装置請求項１から４の何れか１項に記載の鞍乗り型車両の排気装置。
   
   

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