JP2793607B2 - 自動二輪車の排気管接続構造 - Google Patents

自動二輪車の排気管接続構造

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JP2793607B2 JP63316012A JP31601288A JP2793607B2 JP 2793607 B2 JP2793607 B2 JP 2793607B2 JP 63316012 A JP63316012 A JP 63316012A JP 31601288 A JP31601288 A JP 31601288A JP 2793607 B2 JP2793607 B2 JP 2793607B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンに接続された前側排気管(エキゾ
ーストパイプ)の下流端と、マフラに接続された後側排
気管の上流端とを溶接接続するための排気装置の排気管
接続構造に関し、特に接続強度の増大,排気抵抗の軽減
が図れるようにした接続構造の改善に関する。
〔従来の技術〕
例えば4サイクル複数気筒エンジンの排気装置とし
て、複数のエキゾーストパイプの下流端に、1つの集合
管を接続して排気を集合させ、これに1本のマフラを接
続した構造のものがある。このような排気装置における
エキゾーストパイプと集合管との接続構造としては、従
来、第7図に示すように、鋳造製の集合管42の上流端に
若干薄肉の接続部42aを形成するとともに、該接続部42a
内にエキゾーストパイプ41の下流端をそのまま挿入し、
両者の境界部分を溶接するのが一般的である。なお43は
溶接ビードである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記従来の接続構造では、エキゾーストパ
イプ41が一般に1.2mm程度と薄肉であることから、溶接
ビード43に沿ってエキゾーストパイプ41の内面にリング
状のいわゆる裏ビード44が形成され易い。そのためこの
裏ビード44が排気流の抵抗となってエンジン性能を低下
させる原因となる問題があり、また溶接部分にクラック
が生じ易い問題もある。
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
裏ビードの発生を防止して排気抵抗を軽減し、かつ接続
強度を向上できる排気装置の排気管接続構造を提供する
ことを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、車体フレームの中央に支持された多気筒エ
ンジンに3本以上の前側排気管を接続し、該前側排気管
の下流端をエンジンの下方に延長し、車体側方を通って
車両後端まで延びる1本のマフラに後側排気管を接続
し、該後側排気管の前部に上記前側排気管に対応する数
の入口部を分岐形成し、該入口部の上流端を車幅方向に
並設し、エンジンの底部にて上記入口部の上流端内に上
記前側排気管の下流端を挿入し、該下流端と上流端とを
溶接接続した自動二輪車の排気管接続構造において、上
記各下流端の径を拡大すると共に、左右両側に位置する
前側排気管の拡大部分の長さを中央側に位置する前側排
気管の拡大部分より長く形成し、かつ各拡大部分内に該
拡大部分と略等しい長さの金属製パイプを嵌入して固定
し、上記各前側排気管の拡大部分を上記各入口部の上流
端内に挿入し、該各上流端の端縁と上記各拡大部分の外
周面とを溶接し、左右両側に位置する前側排気管の上記
拡大部分と左右両側に位置する上記入口部の上流端との
外側面に、断面形状がこれら下流端,上流端双方の外周
に沿う弧状に形成され、かつ該双方の溶接で形成される
溶接ビードを跨ぐ凸部が周方向に形成された補強板を跨
設し、該補強板の上流側縁を左右両側の前側排気管内に
嵌入される金属製パイプの上流側縁よりやや下流側に位
置させるとともに、該補強板の周縁を上記拡大部分及び
上記入口部の外周面に溶接固定したことを特徴としてい
る。
〔作用〕
本発明に係る排気装置の排気管接続構造によれば、前
側排気管の下流端内に金属製パイプを圧入し、該パイプ
の外側位置において前側,後側排気管を溶接したので、
裏ビードの発生を防止できる。一般に裏ビードは、母材
が薄肉の場合に溶接熱によってその裏面まで溶融し、こ
の溶融金属が溶接部の裏側に膨出することによって生じ
るのであるが、本発明ではこの裏側に位置している金属
製パイプが、溶融金属の膨出を阻止する。なお、このと
き母材(前側排気管)側からの伝導熱は、周知のように
該前側排気管と圧入パイプとの境界においてその大部分
が遮断される。従って、金属製パイプが溶融点付近まで
温度上昇することはないので、この金属製パイプの裏面
に裏ビードが生じることはない。
このように、前側排気管の接続部内にパイプを圧入し
たのでそれだけ該部分の強度が向上し、また裏ビードが
生じない点からクラックの発生が抑制され、全体として
の接続強度が向上する。
また、上述のように裏ビードが形成されないことか
ら、前,後排気管接続部分の排気抵抗を軽減でき、エン
ジン性能の低下を防止できる。
ここで、一般に排気装置はエンジンから後端のマフラ
ーまで前後に長く延びるのでエンジンの運転や走行時の
車体上下動により上下振動を生じ、排気装置の前側排気
管と後側排気管との溶接接続部はこれに耐える強度を必
要とする。一方溶接接続部はエンジン底部の車体中央部
に設けられることが多いが、後側排気管が接続されるマ
フラは車体側方の偏った位置にあり、接続部とマフラー
間には左右方向に距離がある。
従って、排気装置は上下振動と共に捩じり振動も生
じ、溶接接続部は捩じられるからこれに対する強度も必
要である。
これに対し本発明では、左右両側の前側排気管の拡大
部分及びこれに挿入される金属製パイプを中央側の拡大
部分,及び金属製パイプより長く設定し、左右両側に位
置する拡大部分と左右両側の入口部との外側面に、断面
形状がこれら双方の外周に沿う弧状に形成された補強板
を溶接固定したので、溶接接続部全体の断面の水平中心
線に対する断面2次モーメントが増大すると共に、補強
板は溶接接続部全体の断面の中心から最も離れた外側面
に位置し断面中心に対する断面2次極モーメントが増大
し、溶接接続部に上下振動のみならず捩じり振動に対し
ても十分な強度を保有させることが可能となり、溶接ビ
ード部の応力集中等による破損を防ぐことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図ないし第6図は本発明の一実施例による排気装
置の排気管接続構造を説明するための図である。
図において、1は本実施例構造が適用された自動二輪
車であり、これの車体フレーム2は、ヘッドパイプ2aに
左,右一対のメインパイプ2bを接続し、該両メインパイ
プ2bの後端部にリヤアームブラケット2cを形成し、該各
ブラケット2cの下端前側と上記各メインパイプ2bの前端
下側とを着脱可能のダウンチューブ2dで接続した構成の
ものである。そして上記ヘッドパイプ2aによって、下端
で前輪3を軸支する前フォーク4が左右に操向自在に軸
支されており、また上記リヤアームブラケット2cによっ
て、後端で後輪5を軸支するリヤアーム6が上下揺動自
在に軸支されている。また、上記車体フレーム2の上部
には、タンクカバー8内に位置するようにエアクリーナ
7,燃料タンク8aが搭載されており、これの後方にはシー
ト9が配設されている。
また、上記メインパイプ2bの下方には、エンジンユニ
ット10が懸架支持されている。このエンジンユニット10
は水冷式4サイクル並列4気筒型のもので、クランクケ
ース11の前部上面に、内部に4つの気筒が並列に形成さ
れたシリンダボディ12,及び各気筒用動弁機構を内蔵す
るシリンダヘッド13を前傾状態に積載し、これらをヘッ
ドボルトでクランクケース11に締結するとともに、該シ
リンダヘッド13上をヘッドカバー14で覆った構成となっ
ている。
上記シリンダヘッド13の4つの排気ポートには、排気
装置15の4本のエキゾーストパイプ(前側排気管)16の
上流端が接続されている。この各エキゾーストパイプ16
はシリンダボディ12,クランクケース11の前側から該ケ
ース11の底側に延び、該底部で後側排気管としての集合
管17に分岐形成された各入口部17aに溶接により接続さ
れている。この集合管17の1本にまとめられた出口部17
bには1本のマフラ18の前端が接続されており、このマ
フラ18は後輪6の右側を通って車両後端まで延びてい
る。また上記集合管17の本体部17c内には排気制御装置1
9の排気制御弁20が配設されている。この排気制御弁20
は、弁体20aの両端に回転支持軸20b,20cを一体形成した
もので、左側の回転支持軸20bの外方突出端にはプーリ2
4が固定されており、該プーリ24は一対の操作ケーブル2
5により、シート9の前部下方に配置されたサーボモー
タ26に接続されている。
ここで上記中央2本のエキゾーストパイプ16の下流端
16a,及び左,右2本のエキゾーストパイプ16の下流端16
bは、それぞれ径が拡大されてその少し上流側部分より
大径になっている。またこの下端流16a,16b内には、金
属製パイプ27,28が圧入されている。なお、さらにスポ
ット溶接等を行ってもよい。上記金属製パイプ27,28は
上記拡大された部分と略同じ長さで、かつ拡大された径
と略等しい肉厚を有し、従って該拡大部分も各エキゾー
ストパイプ16の他の部分と略同一内径になっている。ま
た、上記集合管17の各入口部17aの上流端17gは、上記下
流端16a,16bの外径に応じて大径化されており、さらに
該上流端17gは、先端側が薄くなるテーパ状に形成され
ており、その先端はエキゾーストパイプ16の肉厚に略一
致している。
そして上記中央のエキゾーストパイプ16の下流端16a
はその略1/2長さだけ上記上流端17g内に挿入されてお
り、上記金属製パイプ27の長さ方向略中央の外側位置で
互いに溶接接続され、溶接ビード29が形成されている。
また、上記左,右のエキゾーストパイプ16の下流端16b
と上流端17gについても中央のものと略同一位置で溶接
されている。さらに該接続部分の左,右側面には補強板
30が配置され、これも溶接固定され、溶接ビード30aが
形成されている。そしてこの補強板30の上流側縁は上記
金属製パイプ28の上流側縁より少し下流側に位置してい
る。
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例構造では、エキゾーストパイプ16側の下流端
16a,16bを、金属製パイプ27,28の肉厚分だけ大径化し、
該部分に該パイプ27,28を圧入して該接続部分を略同一
内径にするとともに、該各パイプ27,28の外方位置にお
いて溶接接続したので、排気抵抗を減少できるととも
に、接続強度を向上できる。即ち、溶接時に下流端16a,
16bの溶融金属が反溶接面側に膨出しようとするが、本
実施例では該膨出面側に金属製パイプ27,28が圧入され
ているので、上記膨出は阻止され、従って裏ビードが生
じることはない。なお、溶接時の熱により金属製パイプ
が溶融すれば、やはりこのパイプの内面に裏ビードが生
じることとなるが、周知のように、母材側からの熱はこ
の金属製パイプ27,28と下流端16a,16bとの境界において
大幅に遮断され、該パイプが溶融温度まで上昇すること
はない。
このように裏ビードの発生を確実に防止できるので、
またエキゾーストパイプ16−金属製パイプ27,28−集合
管の入口部17aが略同一内径になっているので、排気抵
抗を軽減でき、排気抵抗によるエンジン性能低下を防止
できる。
また、金属製パイプ27,28の追加自体によりエキゾー
ストパイプ16の下流端部分の強度が向上する点,及び該
パイプの存在によって裏ビードの発生、ひいてはクラッ
クの発生を防止できる点から接合部の強度を大幅に向上
できる。また、本実施例では左,右側壁に配設した補強
板についても、内側に金属製パイプ28が位置するように
構成したので、該補強板30の溶接による裏ビード,クラ
ックの発生を防止でき、この点からも排気抵抗の増大防
止,接続強度の向上を図ることができる。
また本実施例では、左右両側の前側排気管16の下流端
16bの拡大部分及びこれに挿入する金属パイプ28の長さ
を中央側より長く設定するとともに、左右両側の下流端
16b及び入口部17aの外側面に補強板30を溶接固定したの
で、溶接接続部全体の断面2次モーメント及び断面中心
に対する断面2次極モーメントを増大でき、溶接接続部
に作用する上下振動のみならず捩じり振動に対しても十
分な強度を保有させることができる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明に係る排気装置の排気管接続構造
によれば、前側排気管の下流端を拡大し、該部分にパイ
プを圧入するとともに、該パイプの外方位置にて前側,
後側排気管を溶接したので、内面に裏ビードが形成され
ることはなく、排気抵抗を軽減してエンジン性能の低下
を防止できる効果があり、また接続部分の強度を向上で
きる効果がある。また、左右両側の接続部の拡大部分及
び金属パイプを中央側部分より長く設定するとともに、
左右両側の接続部の外側面に、断面形状が弧状に形成さ
れ、かつ溶接ビードを跨ぐ凸部が周方向に形成される補
強板を溶接固定したので、上下振動とともに捩じり振動
に対しても十分な強度を持たせることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明の一実施例による排気制御
装置を説明するための図であり、第1図は中央エキゾー
ストパイプの接続部分の断面側面図、第2図は第1図の
II−II線断面図、第3図は左,右エキゾーストパイプの
接続部分の断面側面図、第4図は第3図のIV−IV線断面
図、第5図はエキゾーストパイプと集合管との接続部の
一部断面平面図、第6図は該実施例構造が採用された自
動二輪車の左側面図、第7図は従来の接続構造を示す断
面図である。 図において、13はシリンダヘッド(エンジン)、16はエ
キゾーストパイプ(前側排気管)、16a,16bは前側排気
管の下流端、17aは集合管の入口部(後側排気管)、17g
は後側排気管の上流端、18はマフラ、27,28は金属製パ
イプ、29は溶接ビードである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 7/08 - 7/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車体フレームの中央に支持された多気筒エ
    ンジンに3本以上の前側排気管を接続し、該前側排気管
    の下流端をエンジンの下方に延長し、車体側方を通って
    車両後端まで延びる1本のマフラに後側排気管を接続
    し、該後側排気管の前部に上記前側排気管に対応する数
    の入口部を分岐形成し、該入口部の上流端を車幅方向に
    並設し、エンジンの底部にて上記入口部の上流端内に上
    記前側排気管の下流端を挿入し、該下流端と上流端とを
    溶接接続した自動二輪車の排気管接続構造において、上
    記各下流端の径を拡大すると共に、左右両側に位置する
    前側排気管の拡大部分の長さを中央側に位置する前側排
    気管の拡大部分より長く形成し、かつ各拡大部分内に該
    拡大部分と略等しい長さの金属製パイプを嵌入して固定
    し、上記各前側排気管の拡大部分を上記各入口部の上流
    端内に挿入し、該各上流端の端縁と上記各拡大部分の外
    周面とを溶接し、左右両側に位置する前側排気管の上記
    拡大部分と左右両側に位置する上記入口部の上流端との
    外側面に、断面形状がこれら下流端,上流端双方の外周
    に沿う弧状に形成され、かつ該双方の溶接で形成される
    溶接ビードを跨ぐ凸部が周方向に形成された補強板を跨
    設し、該補強板の上流側縁を左右両側の前側排気管内に
    嵌入される金属製パイプの上流側縁よりやや下流側に位
    置させるとともに、該補強板の周縁を上記拡大部分及び
    上記入口部の外周面に溶接固定したことを特徴とする自
    動二輪車の排気管接続構造。
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