JP2020016212A - 鞍乗型車両の排気管 - Google Patents

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Abstract

【課題】パワーユニットが車体フレームに固定された鞍乗型車両において、排気管が分岐して排気マフラに導入される場合においても、側面視で分岐部がコンパクトに形成され外観性に優れ、分岐部の排気制御バルブの弁軸をバンク角内に収めることを容易とする。【解決手段】パワーユニット３が鞍乗型車両１の車体フレーム２に固定され、内燃機関４から排気ガスを導出する上流側排気管71と、上流側排気管の下流端に連設された触媒内設管73と、触媒内設管の下流端に接続する下流側排気管74とを有し、下流側排気管の下流端に排気マフラ70が接続する鞍乗型車両の排気管において、下流側排気管は、その上流端74ａの下流側に主管部75と分岐管部76を有し、主管部から分岐管部が分岐する分岐部77に排気制御バルブ80が設けられ、分岐部において、側面視で、分岐管部は主管部の車両中心側に重なり、その下流端75ａ,76ａがともに排気マフラに接続する。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関を含むパワーユニットが車体フレームに固定された鞍乗型車両の排気管に関する。
内燃機関を含むパワーユニットが車体フレームに固定された鞍乗型車両において、鞍乗型車両において、排気マフラ上流で排気管が分岐して排気マフラに導入されているものが、例えば、下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１のものにおいては、側面視で、排気管が上下に分岐している。排気管の分岐部に排気制御バルブを配置して排ガスの流れを変化させる場合には、分岐部と排気制御バルブが車幅方向に向けて広がり外観性が課題となる。さらに、排気制御バルブの回転軸の軸線を分岐方向に対して垂直方向に設けることとなるので、排気管が上下に分岐する場合、バルブの軸線が車両幅方向に配置されることとなり、バルブの回転軸を車両のバンク角内に収めることが課題となる。
特開２０１７−０５７７８９号公報（図１、図２）
本発明は、上記従来技術に鑑みなされたものであり、内燃機関を含むパワーユニットが車体フレームに固定された鞍乗型車両において、排気マフラ上流で排気管が分岐して排気マフラに導入される場合においても、側面視で分岐部がコンパクトに形成され外観性に優れ、さらに、分岐部の排気制御バルブの弁軸をバンク角内に収めることが容易となる鞍乗型車両の排気管を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明によれば、
内燃機関を含むパワーユニットが鞍乗型車両の車体フレームに固定され、
前記内燃機関に上流端が接続されて排気ガスを導出する上流側排気管と、同上流側排気管の下流端に連設された触媒内設管と、同触媒内設管の下流端に上流端が接続する下流側排気管とを有し、
同下流側排気管の下流端に排気マフラが接続する鞍乗型車両の排気管において、
前記下流側排気管は、その上流端の下流側に主管部と分岐管部を有し、同主管部から同分岐管部が分岐する分岐部に排気制御バルブが設けられ、
同分岐部において、側面視で、前記分岐管部は前記主管部の車両中心側に重なり、同主管部と同分岐管部は共にその下流端が前記排気マフラの上流端に接続したことを特徴とする鞍乗型車両の排気管が提供される。
本発明の鞍乗型車両の排気管によれば、
分岐部において分岐管部が、側面視で主管部の車両中心側に重なるので、側面視において分岐部がコンパクトになって外観性が向上するとともに、分岐部の分岐管部を主管部によって保護でき、
排気制御バルブにより、主管部と分岐管部とを通り排気マフラに流入する排ガスの流れを変更できるとともに、分岐部の排気制御バルブの弁軸が車両幅方向に向くことを回避しバンク角内に収めることが容易となる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記主管部と前記分岐管部とは、前記排気マフラに接続する下流端が上下方向で重なって配設される。
そのため、下流側排気管の排気マフラとの接続部と、排気マフラが、車幅方向においてコンパクトになる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記分岐部は、後輪の前方に配置される。
そのため、鞍乗型車両の後輪の、前方のメインフレームとの間のスペースを活用できる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記排気制御バルブの弁駆動部は、スイングアームをリヤサスペンションに接続するリヤサスペンションリンクと側面視で重なる。
そのため、排気制御バルブの弁駆動部をリヤサスペンションリンクの高さに位置させることで、下流側排気管の高さ位置を保持し、より大きいバンク角が得られる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記触媒内設管から前記排気マフラの上流側までの前記下流側排気管は、車両前後方向に対して傾斜して配置される。
そのため、下流側排気管が車両外側部の排気マフラへ導かれるとともに、下流側排気管をより長く設定できる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記触媒内設管の下流側の前記分岐部との間に前記下流側排気管の屈曲部があり、同下流側排気管が後方に向け斜め上方を指向して配置される。
そのため、下流側排気管の比較的細い屈曲部の後方に分岐部を配置して、下流側排気管の高さ位置を保持し、より大きいバンク角が得られる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記触媒内設管の下流側の前記下流側排気管の前記屈曲部と、スイングアームをリヤサスペンションに接続するリヤサスペンションリンクとが、下面視で重なる。
そのため、触媒内設管と下流側排気管の分岐部の間の比較的細い屈曲部が、リヤサスペンションリンクの下方に位置することにより、下流側排気管の高さ位置を保持し、より大きいバンク角が得られる。
本発明の好適な実施形態によれば、
前記触媒内設管の下流側の前記下流側排気管の前記屈曲部に、排気ガスセンサが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。
そのため、触媒下流の排ガスを検知するための排気ガスセンサを、下流側排気管の分岐部を避けて屈曲部の内側のスペースを利用して設置することができる。
本発明の鞍乗型車両の排気管によれば、
分岐部において分岐管部が、側面視で主管部の車両中心側に重なるので、側面視において分岐部がコンパクトになって外観性が向上するとともに、分岐部の分岐管部を主管部によって保護でき、
排気制御バルブにより、主管部と分岐管部とを通り排気マフラに流入する排ガスの流れを変更できるとともに、分岐部の排気制御バルブの弁軸が車両幅方向に向くことを回避しバンク角内に収めることが容易となる。
本実施形態の自動二輪車の左側面図である。 図１の自動二輪車のパワーユニットの下部の右側面と排気管を示す。 図２に続く自動二輪車のパワーユニットの下部から後輪に至る右側面と排気管と排気マフラを示す。 に排気マフラの縦断面である。 図２、３中Ｖ−Ｖ矢視による、分岐部の斜視図である。 図５中ＶＩ矢視による分岐部の平面図である。 本実施形態の自動二輪車のクランクケースから後輪にかけてのオイルパンを外した下面図である。
図１から図７に基づき、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両の排気管につき説明する。
なお、本明細書の説明および特許請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る鞍乗型車両の排気管を搭載した鞍乗型車両の向きに従うものとする。本実施形態において鞍乗型車両は自動二輪車である。
また、図中矢印ＦＲは車両前方を、ＬＨは車両左方を、ＲＨは車両右方を、ＵＰは車両上方を、それぞれ示す。
図１は本実施形態の自動二輪車１の左側面図である。
図１に示されるように、自動二輪車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ20から左右に分かれてメインフレーム21，21が後方に延出し、その後部のセンターフレーム部21ａ，21ａが下方に屈曲している。
また、ヘッドパイプ20から後方斜め下向きにダウンフレーム22，22が延出している。
メインフレーム21，21のセンターフレーム部21ａ，21ａの上部屈曲部より前寄りから後方斜め上方にシートレール23が延設されている。
ヘッドパイプ20によって操向可能に支承されたフロントフォーク11の下端に前輪12が軸支され、フロントフォーク11には上方に延びるステアリングシャフト（不図示）を介してハンドル13が連結されている。
また、センターフレーム部21ａに、ピボット軸24により前端を軸支されたスイングアーム14が後方に延び、その後端に軸支された後輪15が上下に揺動自在に設けられている。
スイングアーム14の下側縁とセンターフレーム部21ａの下端部との間にはリヤサスペンションリンク19が設けられ、リヤサスペンションリンク19の一部とセンターフレーム部21ａの上部との間にリヤサスペンション16が介装されている。
自動二輪車１には、内燃機関４を含むパワーユニット３が車体フレーム２に固定されて搭載されている。パワーユニット３は、内燃機関４のクランクケース40内の後部に変速機５を一体に収容して構成されたものであり、メインフレーム21の前側のダウンフレーム22とメインフレーム21に懸架されている。内燃機関４は、車幅方向に４つの気筒を配列する水冷直列４気筒の４ストロークサイクル内燃機関であり、そのクランク軸41を車幅方向（左右方向）に指向させている。
また、パワーユニット３の上方には、燃料タンク17がメインフレーム21に架設され、燃料タンク17の後方にシート18が、シートレール23に支持されて設けられている。
図２は、自動二輪車１のパワーユニット３の下部の右側面と排気管７を示し、図３は、図２に続く自動二輪車１のパワーユニット３の下部から後輪15に至る右側面と排気管７と排気マフラ70を示す。
図１、図２を参照して、クランク軸41を回転自在に軸支するクランクケース40の上に、シリンダ軸線Ｃを若干前傾させて、シリンダブロック42およびシリンダヘッド43が、順次重ねられるように起立した姿勢で締結されている。シリンダヘッド43の上にはシリンダヘッドカバー44が被せられる。
クランクケース40の下部にはオイルパン46が取り付けられる。
内燃機関４の前傾したシリンダヘッド43の後部から上方に吸気管47が延出し、図示しないスロットルボディを介してエアクリーナ49に接続されている。
また、シリンダヘッド43の前部から下方に排気管７が延出し、クランクケースの下部右側を通って後、後輪15の右側を斜め上向きに延出して排気マフラ70に接続している。
本実施形態の排気管７は、シリンダヘッド43の前部側面の４つの排気ポートに上流端が接続されて、排気ガスを導出する４本の一次排気管71ａと、それら４本の一次排気管71ａの下流側が２本ずつ合流したユニット排気管71ｂと、２本のユニット排気管71ｂに共通に接続される１本の排気管集合部71ｃとからなる上流側排気管71と、排気管集合部71ｃの下流端71ｄの延長方向に連設され、内燃機関４の下を後方に向けて配設される触媒内設管73と、触媒内設管73に上流端が接続し、車体右側方を斜め上方に延在し下流端が排気マフラ70に接続する下流側排気管74を有している。
下流側排気管74は、その上流端74ａの下流側に主管部75と分岐管部76を有しており、主管部75から分岐管部76が分岐する分岐部77を備えている。
分岐部77において、側面視で、分岐管部76は主管部75の車両中心側に重なり、主管部75と分岐管部76は共にその下流端75ｂ、76ｂが、後輪15の右側部に配設された排気マフラ70の上流端70ａに接続している。
本実施形態の下流側排気管74の主管部75は、内燃機関３の高出力時に対応した構造となっており、高出力時には排気ガスは主管部75に流される。
図４に排気マフラ70の縦断面を示すように、主管部75から流入する排気ガスは、排気マフラ70内において、直線的に接続するマフラ内主管部70ｂを通り、途中、マフラ内主管部70ｂを囲む第２室70ｃと多孔部70ｄを介して排気ガスの往復が行われ、一定の消音効果を得るものの、排気を滞りなく排出して出力の発揮が図られる。
内燃機関３の中、低出力時には、排気ガスは分岐管部76に流され、排気マフラ70内において先ず第１室70ｅに流入し膨張し、しかる後、第２室70ｃをバイパスする連通管70ｆを介して、第３室70ｇで再膨張し、所定の消音効果を得た後に、排気マフラ70の後端70ｈから排出される。
排気ガスに対してそのような制御を行うために、図２、３中Ｖ−Ｖ矢視による分岐部77の斜視図である図５に示すように、下流側排気管74には、その上流端74ａ（図２参照）の下流側に主管部75から分岐管部76が分岐する分岐部77において、排気制御バルブ80を備えている。
図５中ＶＩ矢視による分岐部77の平面図である、図６に示すように、分岐部77において分岐管部76は主管部75から側方に分岐し、排気制御バルブ80は、弁板80ａが分岐部77の管路内面に摺接するように設けられたバタフライ弁である。
排気制御バルブ80は、弁板80ａが主管部75への排気ガス流れを閉じ、上流側からの排気ガスを全て側方の分岐管部76へと導く全閉位置（図６中、弁板80ａを模式的に破線で示す）と、主管部75と平行に弁板80ａを位置させ、排気ガスを主管部75に導く全開位置（図６中、弁板80ａを模式的に二点鎖線で示す）との間で制御される。
全開位置において、排気ガスが一部分岐管部76へ流れることは妨げられない。
図５には、排気制御バルブ80の弁軸80ｂに取付けられた弁駆動部80ｃが示されている。
弁駆動部80ｃは、駆動ワイヤ80ｄが係合したプーリであり、内燃機関３の駆動状態に応じて車両制御装置に従い制御される駆動モータによって駆動される駆動ワイヤ80ｄが弁駆動部80ｃを回動し、排気制御バルブ80の弁板80ａの位置を制御する。
そのように、下流側排気管74の分岐部77に排気制御バルブ80が設けられたので、排気制御バルブ80により、主管部75と分岐管部76とを通り排気マフラ70に流入する排ガスの流れを変更、制御できるようになっている。
図２、３に示されるように、下流側排気管74は、分岐部77から後方が上昇するように傾斜しているが、図５中ＶＩ矢視による分岐部77の平面図に示されるように、分岐部77において分岐管部76は、排気制御バルブ80の上下方向に配向された弁軸80ｂに垂直に、主管部75から左側方に分岐している。
そのため、図２、３に示されるように、分岐部77において、側面視で、分岐管部76は主管部75の車両中心側に重なっており、側面視において分岐部77がコンパクトになって外観性が向上するとともに、分岐部77における分岐管部76を主管部75によって保護できるものとなっている。
また、分岐部77の排気制御バルブ80の上下方向に配向された弁軸80ｂは、車両幅方向に向くことが回避され、バンク角内に収めることが容易となっている。
さらに、図３に示されるように、分岐部77は、後輪15の前方に配置されており、自動二輪車１の後輪15の前方の、メインフレーム21のセンターフレーム部21ａとの間のスペースが、有効に利用されている。
また、本実施形態において排気制御バルブ80の弁駆動部80ｃは、スイングアーム14をリヤサスペンション16に接続するリヤサスペンションリンク19と側面視で重なっており、排気制御バルブ80の弁駆動部80ｃをリヤサスペンションリンク19の高さに位置させることで、下流側排気管74の高さ位置を保持し、より大きいバンク角が得られている。
また、図３に示されるように、分岐部77において主管部75から分岐した分岐管部76は、後方に向けて主管部75の下方に回り込むように形成されて、主管部75の下方に並んで平行に排気マフラ70に接続している。
そのように、主管部75と分岐管部76とは、排気マフラ70に接続する下流端75ｂ、76ｂが上下方向で重なって配設されたので、下流側排気管74の排気マフラ70との接続部と排気マフラ70が、車幅方向においてコンパクトに配置されている。
本実施形態の自動二輪車１のクランクケース40から後輪15にかけてのオイルパン46を外した下面図である図７に示されるように、各気筒の排気ポートに接続した一次排気管71ａを合流させた２本のユニット排気管71ｂは、排気管集合部71ｃで合流し一本化され触媒内設管73に接続するが、排気管集合部71ｃと触媒内設管73は、内燃機関３の下部に沿い車幅方向で略中央寄りに位置する。
一方排気マフラ70は、後輪15の右側方に配設されるので、触媒内設管73の下流側に接続する下流側排気管74は、車幅方向略中央寄りから後輪15の右側方の排気マフラ70へと斜めに配設されることになる。
すなわち、触媒内設管73から排気マフラ70の上流側までの下流側排気管74は、車両前後方向の車両左右中心線Ｘに対して傾斜して配置されており、下流側排気管74は車両外側部の排気マフラへ導かれるとともに、下流側排気管74を斜めに配置することによって下流側排気管74をより長く設定できる。
また、図２、図３に示されるように、下流側排気管74は、触媒内設管73の下流端から斜め上方に屈曲するように接続している。すなわち、触媒内設管73の下流側に下流側排気管74の屈曲部74ｂがあり、下流側排気管74が後方に向け斜め上方を指向して配置されたので、触媒内設管73や下流側排気管74の分岐部77に対し比較的細い屈曲部74ｂの後方に分岐部77を配置して、下流側排気管74の高さ位置を保持しており、より大きいバンク角が得られている。
また、図７に示されるように、触媒内設管73の下流側の下流側排気管74の屈曲部74ｂと、スイングアーム14をリヤサスペンション16に接続するリヤサスペンションリンク19とが、下面視で重なっている。すなわち、触媒内設管73と下流側排気管74の分岐部77との間の比較的細い屈曲部74ｂが、リヤサスペンションリンク19の下方に位置することにより、下流側排気管74の高さ位置が保持でき、より大きいバンク角が得られる。
本実施形態においては、図２、３、７に示されるように、触媒内設管73を通過した排気ガスの状態を検知するための排気ガスセンサ85が、触媒内設管73の下流側の下流側排気管74の屈曲部74ｂに取付けられている。すなわち、触媒下流の排ガスを検知するための排気ガスセンサ85を、下流側排気管74の分岐部77を避けて屈曲部74ｂの内側のスペースを利用して設置することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲でその他種々の変更が可能である。例えば、本発明のパワーユニット、内燃機関は、自動二輪車に限定されず他種の鞍乗型車両にも幅広く適用されるものであってもよい。
なお、説明の便宜上、装置の左右配置は図示の実施形態に沿って説明したが、それに限定されず、左右配置が逆であってもよい。
１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…パワーユニット、４…内燃機関、７…排気管、14…スイングアーム、15…後輪、16…リヤサスペンション、19…リヤサスペンションリンク、21…メインフレーム、21ａ…センターフレーム部、40…クランクケース、41…クランク軸、42…シリンダブロック、43…シリンダヘッド、46…オイルパン、70…排気マフラ、70ａ…上流端、70ｂ…マフラ内主管部、70ｃ…第２室、70ｄ…多孔部、70ｅ…第１室、70ｆ…連通管、70ｇ…第３室、70ｈ…後端、71…上流側排気管、71ａ…一次排気管、71ｂ…ユニット排気管、71ｃ…排気管集合部、71ｄ…下流端、73…触媒内設管、74…下流側排気管、74ａ…上流端、74ｂ…屈曲部、75…主管部、75ｂ…下流端、76…分岐管部、76ｂ…下流端、77…分岐部、80…排気制御バルブ、80ａ…弁板、80ｂ…弁軸、80ｃ…弁駆動部、80ｄ…駆動ワイヤ、85…排気ガスセンサ

Claims (8)

  1. 内燃機関(４)を含むパワーユニット(３)が鞍乗型車両(１)の車体フレーム(２)に固定され、
    前記内燃機関(４)に上流端が接続されて排気ガスを導出する上流側排気管(71)と、同上流側排気管(71)の下流端に連設された触媒内設管(73)と、同触媒内設管(73)の下流端に上流端(74ａ)が接続する下流側排気管(74)とを有し、同下流側排気管(73)の下流端に排気マフラ(70)が接続する鞍乗型車両の排気管において、
    前記下流側排気管(74)は、その上流端(74ａ)の下流側に主管部(75)と分岐管部(76)を有し、同主管部(75)から同分岐管部(76)が分岐する分岐部(77)に排気制御バルブ(80)が設けられ、
    同分岐部(77)において、側面視で、前記分岐管部(76)は前記主管部(75)の車両中心側に重なり、同主管部(75)と同分岐管部(76)は共にその下流端(75ａ,76ａ)が前記排気マフラ(70)の上流端(70ａ)に接続したことを特徴とする鞍乗型車両の排気管。
  2. 前記主管部(75)と前記分岐管部(76)とは、前記排気マフラ(70)に接続する下流端(75ａ,76ａ)が上下方向で重なって配設されたことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。
  3. 前記分岐部(77)は、後輪(15)の前方に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。
  4. 前記排気制御バルブ(80)の弁駆動部(80ｃ)は、スイングアーム(14)をリヤサスペンション(16)に接続するリヤサスペンションリンク(19)と側面視で重なることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。
  5. 前記触媒内設管(73)から前記排気マフラ(70)の上流側までの前記下流側排気管(73)は、車両前後方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。
  6. 前記触媒内設管(73)の下流側の前記分岐部(77)との間に前記下流側排気管(74)の屈曲部(74ｂ)があり、同下流側排気管(74)が後方に向け斜め上方を指向して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。
  7. 前記触媒内設管(73)の下流側の前記下流側排気管(74)の前記屈曲部(74ｂ)と、スイングアーム(14)をリヤサスペンション(16)に接続するリヤサスペンションリンク(19)とが、下面視で重なることを特徴とする請求項６に記載の鞍乗型車両の排気管。
  8. 前記触媒内設管(73)の下流側の前記下流側排気管(74)の前記屈曲部(74ｂ)に、排気ガスセンサ(85)が配置されたことを特徴とする請求項６に記載の鞍乗型車両の排気管。
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