JP4726702B2 - 自動二輪車 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンから延設された排気管にエンジンの排気ガスの流量を制御する排気バルブを備える自動二輪車に関する。
エンジンの出力特性を向上させる手段として、エンジンから延設された排気管に排気ガスの流量を制御する排気バルブを備える自動二輪車が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005−105933公報(図6)
特許文献1の図6において、エンジン211から後方に第1・第2パイプ31、32が延出され、これらの第1・第2パイプ31、32を束ねる排気集合管33が配置され、この排気集合管33に排気ガスの流量を変化させる排気バルブ12が設けられ、この排気バルブ12の後方にマフラ34(以下、消音器34と云う。)が配置されている。
すなわち、排気バルブ12の後方に配置する関係上、消音器34はエンジン211から離れた位置に配置されている。自動二輪車の運動特性を考えた場合、質量の大きな消音器34は、できるだけエンジン211に近いことが望ましい。すなわち、車両を構成する機器をエンジン211に接近させることを内容とした、質量(マス)の集中化が望まれる。
本発明は、排気バルブを備える自動二輪車において、車両マスの集中化を図ることができる自動二輪車を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車体フレームに前輪と後輪とが設けられ、前輪と後輪との間にエンジンが設けられ、このエンジンから延設された排気管に消音器が設けられ、排気管にエンジンの排気ガスの流量を制御する排気バルブが設けられている自動二輪車であって、
消音器の前端部は、排気バルブよりも前方に配置され、車体フレームと後輪を懸架するリヤスイングアームとの間に介在されるリヤクッションユニットを後輪の前方で長手方向を上下に指向させて配置し、消音器は、車体前方より、第1室、第2室及び第3室に区分され、排気管は第2室に接続されるとともに、車体フレームを側方から見たときに、排気バルブは、第1室と重なる位置に配置されていることを特徴とする。
請求項2に係る発明では、車体フレームに前輪と後輪とが設けられ、前輪と後輪との間にエンジンが設けられ、このエンジンから延設された排気管に消音器が設けられ、排気管にエンジンの排気ガスの流量を制御する排気バルブが設けられている自動二輪車であって、消音器の前端部は、排気バルブよりも前方に配置され、車体フレームと後輪を懸架するリヤスイングアームとの間に介在されるリヤクッションユニットを後輪の前方で長手方向を上下に指向させて配置し、排気バルブは、リヤクッションユニットの下方で、且つ、車両前面視で、このリヤクッションユニットの下方で、その外幅の延長線の範囲内に重なるように配置し、排気バルブの軸線は、バンク角を確保するために、車両前面視で、上外側に指向していることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、排気バルブは、車体フレームを側方から見たときに、消音器と重なる位置に配置され、消音器は、リヤクッションユニットの前方まで膨出して配置されており、排気バルブは、リヤクッションユニットの下方に配置されていることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、車両前面視で、消音器の軸線とリヤクッションユニットの軸線とのなす角度は、排気バルブの軸線とリヤクッションユニットの軸線とのなす角度と略同一であり、これらの角度は、各々、車両の最大バンク角より小さいことを特徴とする。
請求項1に係る発明では、消音器の前端部は、排気バルブよりも前方に配置されているので、消音器を車両の長手方向で車両の中心に近づけることが可能となる。
従って、車両マスの集中化を図ることができる。
また、排気管は、消音器の第2室に接続されるとともに、排気バルブは、消音器の第1室と重なる位置に配置されているので、排気管全体の長さを抑制しながらも効率良く消音することができる。
さらにまた、排気バルブを消音器に近接させながらも、消音器の温度が最も高いところを避けて、排気バルブを配置することができる。
請求項2に係る発明では、リヤクッションユニットの下方で、且つその外幅の延長線の範囲内に排気バルブが重なるように配置されているので、重心の車幅中心への集中化と車両の低重心化とを図ることができる。
また、排気バルブの軸線は、バンク角を確保するために、車両前面視で、上外側に指向しているので、車両の低重心化を図ることができる。
請求項3に係る発明では、排気バルブは、車体フレームを側方から見たときに、消音器と重なる位置に配置されているので、車両の高さ方向においても、車両の中心にマスを集めることができる。従って、車両マスの一層の集中化を図ることができる。
また、消音器は、リヤクッションユニットの前方まで膨出して配置されているので、車両長手方向で、消音器を車両中心に近づけて配置することができる。消音器を車両の中心に近づけて配置するので、車両マスの一層の集中化を図ることができる。
さらにまた、排気バルブは、リヤクッションユニットの下方に配置されているので、車両の低重心化を図ることができる。
請求項4に係る発明では、θ2とθ1の角度を概ね同一とし、最大バンク角よりやや小さくしている。これにより、バンク角の確保と低重心化がより容易になる。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る自動二輪車の側面図であり、自動二輪車10は、車体フレーム11の前端部11aに設けられるヘッドパイプ12と、このヘッドパイプ12に回動可能に設けられる操舵ハンドル13と、この操舵ハンドル13に連結されるフロントフォーク14及び前輪15と、ヘッドパイプ12から車体の後方に延設されるメインフレーム16L、16R(図手前側の16Lのみ示す。)と、このメインフレーム16L、16Rに懸架されるエンジン17と、このエンジン17から延設される排気管18と、この排気管18に連結される消音器19と、メインフレーム16L、16Rの後部且つ下部に設けられるピボット軸21と、このピボット軸21を軸として後方に延設されるリヤスイングアーム22と、このリヤスイングアーム22と前記メインフレーム16L、16Rとの間にリンク機構23を介して設けられるリヤクッションユニット24と、リヤスイングアーム22の後端部に取り付けられる駆動輪としての後輪25と、メインフレーム16L、16Rの後端部より斜め上方に延設されるシートレール26L、26R(図手前側の26Lのみ示す。)と、を主要構成とする車両である。
図中、28はアッパカウル、29はサイドミラー、31はヘッドライト、32はフロントフェンダ、33はラジエータユニット、34はメインカウル、35は燃料タンク、36は乗員シート、37はリヤフェンダ、38はテールランプ、39は前輪車軸、40は後輪車軸である。
すなわち、自動二輪車10は、車体フレーム11に前輪15と後輪25とが設けられ、前輪15と後輪25との間にエンジン17が設けられ、このエンジン17から延設された排気管18に消音器19が設けられている車両である。
図2は本発明に係る自動二輪車の要部側面図である。
エンジン17の本体は、クランクケース41と、このクランクケース41の上に設けられるシリンダブロック42と、このシリンダブロック42の上に設けられるシリンダヘッド43と、からなる直列横置きの水冷4気筒エンジンである。シリンダヘッド43の後側面には燃料供給装置44が配置され、シリンダヘッド43の前側面には排気管18が連結されている。45はシリンダヘッドカバーである。
排気管18は、エンジン17の4つの気筒に各々連結される4本の第一排気管51・・・(・・・は複数を示す。以下同じ。)と、これらの第一排気管51・・・をクランクケース41の前部下方でまとめる2本の第一集合部52、52と、これら第一集合部52、52から後方に延出される第二排気管50、50と、これら第二排気管50、50をクランクケース41の後部下方で1本にまとめる第二集合部53と、この第二集合部53から後方に延出される第三排気管55と、この第三排気管55に連結され消音器19側に設けられる導入排気管54と、からなる。
なお、第三排気管55は、前部55aと後部55bからなり、これら前部55aと後部55b間に連結部56を備えたものであり、この連結部56をバンド56aで連結する。
メインフレーム16Rから後方にブラケット57が延出され、このブラケット57に消音器19のステー58が取り付けられている。
第二集合部53から後方に延出され排気管18の一要素としての導入排気管54に、エンジン17の排気ガスの流量を制御する排気バルブ61が設けられている。排気バルブ61は、車体フレーム11を側方から見たときに、消音器19の前端部19aよりも後方に配置されているとともに、消音器19と重なる位置に配置されている。
排気バルブ61は、消音器19の前端部19aよりも後方に配置されているので、消音器19の先端部19aは排気バルブ61よりも前方に配置される。消音器19の先端部19aが排気バルブ61よりも前方に配置されると、消音器19を車両の長手方向で車両の中心に近づけることが可能となる。
従って、車両マスの集中化を図ることができる。
排気バルブ61は、車体フレーム11を側方から見たときに、消音器19と重なる位置に配置されているので、車両の高さ方向においても、車両の中心にマスを集めることができる。従って、車両マスの一層の集中化を図ることができる。
ここで、消音器19は、車体フレーム11と後輪25を懸架するリヤスイングアーム22との間に介在させるリヤクッションユニット24の前方まで膨出して配置されている。
図3は本発明に係る自動二輪車に備えられる排気装置の平面図であり、排気装置60は排気管18とこの排気管18に連結される消音器19からなる。
消音器19は車両の右側に配置されている。
消音器19の略中央部の側方には排気管18が連結されている。また、消音器19の方向は、排気管18の方向に対して角度をもたせた方向とするとともに、後方に向かうにしたがい、消音器19は車体の中央部から外方に向かうように配置されている。
消音器19は、上から見たときに、外側の輪郭に直線部68を有し、内側の輪郭に屈曲部69を有するとともにその中央部に膨出する膨出部70を有するものである。そして、この膨出部70に排気管18が連結されている。
消音器は、その内側の輪郭に屈曲部69を有するとともに膨出部70を有するので、消音器19の容量を確保しながら車両マスの集中化を図ることができる。
膨出部70に排気管18が連結されており、排気管18の開口部である排気ガス出口123に容量をもたせることができるので、排気抵抗を抑えることが可能となる。
図4は本発明に係る自動二輪車に備えられる排気装置の配置を説明する前面図であり、排気バルブ61は、リヤクッションユニット24の下端部24uよりも下方に配置されている。
図中、リヤクッションユニット24の軸線に平行な線77と排気バルブ61の軸線78に平行な線間のなす角度をθ1とし、リヤクッションユニット24の軸線に平行な線77と消音器19の軸線に平行な線79間のなす角度をθ2とするとき、これらの角度θ1、θ2をリヤクッションユニット24の軸線に平行な線77に対して左右に振り分けることにより、バンク角を確保できるとともに車両の低重心化を図ることができる。
なお、本実施例においては、θ2とθ1の絶対角度を概ね同一とし、最大バンク角よりやや小さくしている。これにより、バンク角の確保と低重心化がより容易になる。
また、リヤクッションユニット24の下方で、且つその外幅の延長線140、140の範囲内に排気バルブ61が重なるように配置されているので、重心の車幅中心への集中化と車両の低重心化とを図ることができる。
図3及び図4を参照して、消音器19が、リヤクッションユニット24の前方まで膨出して配置されているので、車両長手方向で、消音器19を車両中心に近づけて配置することができる。消音器19を車両の中心に近づけて配置するので、車両マスの一層の集中化を図ることができる。また、排気バルブ61が、リヤクッションユニット24の下端部24uよりも下方に配置されているので、車両の低重心化を図ることができる。
図2に戻って、エンジン17の懸架支持構造について説明すると、メインフレーム16L、16R(図手前側の16Lのみ示す。)は、ヘッドパイプ(図1の符号12)からエンジン17の上部側方を構成するシリンダヘッド43及びシリンダブロック42の一部を覆うようにメインフレーム16L、16Rの前部を幅広くした幅広部63を形成するとともに後輪車軸40方向に斜め下方に延出させ、エンジン17の後方で屈曲させた後、エンジン17の略下端部まで下方に延出させた部材である。そして、メインフレーム16L、16Rの幅広部63の前部下端に突起部64が設けられ、この突起部64にシリンダブロック42を支持する第1支持部65、65(手前側の符号65のみ示す。)が設けられ、メインフレーム16L、16Rの後上部にクランクケース41の上部を支持する第2支持部66、66(手前側の符号66のみ示す。)が設けられ、メインフレーム16L、16Rの後下部にクランクケース41の下部を支持する第3支持部67、67(手前側の符号67のみ示す。)が設けられ、これら3つの支持部によってエンジン17を懸架支持する。
リヤスイングアーム22の支持構造は、メインフレーム16L、16R(図手前側の16Lのみ示す。)の下端から後方に延ばし上下揺動可能に設けられる第1リンク71と、この第1リンク71の後端部に連結される略三角状の揺動部材72とを備える。
揺動部材72の角部には3つの支点73、74、75が備えられ、これら3つの支点73、74、75に前記第1リンク71の他端71bとリヤスイングアーム22の中間部から下方に延設したアームブラケット76とリヤクッションユニット24の下端部24uとが連結される。また、メインフレーム16L、16Rの後上部にリヤクッションユニット24の上端部24tが連結されている。
図5は本発明に係る消音器の側面図であり、消音器19は、本体部81と、この本体部81の上部に取り付けられたステー58と、本体部81の下部から前方に延出され排気ガスを消音器19に取入れる導入排気管54と、この導入排気管54に設けられ排気バルブ(図2の符号61)を取り付けるバルブステー84と、を備える。
ステー58は、前部ステー82と、この前部ステー82の後方に設けられる後部ステー83と、からなる。図中、85はOセンサーが取り付けられるジョイント部である。
図6は本発明に係る消音器の透視図であり消音器の内部構造を示す。
消音器19は、本体部81と、この本体部81の内部を複数室に仕切る第1仕切板86と、この第1仕切板86の後方に配置される第2仕切板87と、この第2仕切板87の後方に配置される支持板88と、を備える。支持板88には開口90が備えられ、この開口90によって支持板88の前方の空間と後方の空間とが連通されている。
また、第1仕切板86の前方に形成される空間を第1室91、第1仕切板86と第2仕切板87との間に形成される空間を第2室92、第2仕切板87よりも後方でリヤキャップ部89との間に形成される空間を第3室93とするとき、消音器19には、第1仕切板86から第1室91に突出させ第2室92と第1室91間を連通する第1内管94と、第1仕切板86と第2仕切板87とに取り付けられ第1室91と第3室93間を連通する第2内管95及び第3内管96と、支持板88と排気管18のリヤキャップ部89とに取り付けられ第3室93と排気管18の外側との間を連通する第4内管97及び第5内管98と、第2仕切板87に取り付けられるリリーフ弁99と、が備えられている。
リリーフ弁99は、第2室92内の排気ガス圧力が所定以上の圧力となったときに、第2室92内の排気ガスを第3室93に逃がすために設けられる弁である。
すなわち、消音器19は、車体前方より、第1室91、第2室92及び第3室93に区分され、排気管18は第2室92に接続されるとともに、車体フレーム11を側方から見たときに、排気バルブ61は、第1室91と重なる位置に配置されている。
排気管18は、消音器19の第2室92に接続されるとともに、排気バルブ61は、消音器19の第1室91と重なる位置に配置されているので、排気管全体の長さを抑制しながらも効率良く消音することができる。
また、排気バルブ61を消音器19に近接させながらも、消音器19の温度が最も高いところを避けて、排気バルブ61を配置することができる。
第4内管97及び第5内管98の後端部である排気ガスの出口を形成する面は、第4内管97及び第5内管98の軸方向に斜めにカットされ、且つ、側面視で水平軸に直角となる向きに形成されている。
図中、121は導入排気管54が有する排気ガス出口123に配置されている排気流ガイドプレートである。この排気流ガイドプレート121は、後述するリリーフ弁99への流入口である筒部106の近傍に備えられ排気ガスを迂回させている。排気ガスを迂回させるので、排気ガスが直接リリーフ弁99に当たることなく、リリーフ弁99への影響を抑えることができ、第2室92内における排気ガス圧力の好ましい調整が可能となる。
図3に戻って、導入排気管54が有する排気ガス出口123の内径は、導入排気管54の内径よりも大きく形成されており、排気ガスをスムーズに膨張させることができる。
図7は図6の7−7線断面図である。
リリーフ弁99は、第2仕切板87に開けた開口穴101に取り付けられており、ホルダ部材102と、このホルダ部材102に取り付けられるばね部材103と、このばね部材103とホルダ部材102間に配置される弁体104と、からなる。
ホルダ部材102は、排気ガスが流れる筒部106と、この筒部106の周囲に延設されるフランジ部107と、このフランジ部107の上下に突設される突設部108と、この突設部108に設けられる2つの長孔109、109と、からなる。また、弁体104は蓋状の部材であり、弁体104の内側に、弁体104とホルダ部材102が有するフランジ部107間で排気ガスの漏れを防止するシール部111と、弁体の外側にばね部材103の位置決めをする凸部112とが設けられている。そして、ばね部材103を上下の長孔109、109の間に掛け渡すとともに、ばね部材103の胴部113が弁体104の凸部112に当たるようにセットする。
図8は図7の作用図であり、第2室92の圧力が所定以上の圧力になったとき、第2室92の排気ガスが弁体104を矢印f方向に押し、矢印g方向に流すことが可能なことを示す。第2室92の圧力が所定の圧力に満たないとき、ばね部材103により弁体104は元の位置に復帰し、シール部111がフランジ部107に当たり、第2室92から第3室93への排気ガスの流れは止まる。
以上に述べた排気系の作用を次に述べる。
図9は自動二輪車に備える排気系の作用図である。
(a)において、第2室92内の圧力が所定値に達しないときの作用図であり、導入排気管54から消音器19に流量A1で第2室92に流入した排気ガスは、第1内管94を通過して流量A1で第1室91に入り、第1室91から流量A2で第2内管95を通過するとともに流量A3で第3内管96を通過して、第3室93に入り、第3室93で混合される。ここで、流量の関係は、A1=A2+A3である。
第3室93で混合された流量A2及び流量A3の排気ガスは、流量A4で第4内管97を通過し、流量A5で第5内管98を通過して排気管18の外側に排出される。
ここで、流量の関係は、A2+A3=A4+A5である。
(b)において、第2室92内の圧力が所定値以上の圧力になった場合の作用図であり、導入排気管54から消音器19に流量A1で第2室92に流入した排気ガスは、第1内管94を通過して流量A11で第1室91に入るとともに、流量A12でリリーフ弁99を通過する。
流量の関係は、A1=A11+A12である。
流量A1の排気ガスは、第1室91から流量A21で第2内管95を通過するとともに流量A31で第3内管96を通過して、第3室93に入り、第3室93で混合される。
流量の関係は、A11=A21+A31である。
第3室93で混合された流量A21、A31及びA12の排気ガスは、流量A4で第4内管97を通過し、流量A5で第5内管98を通過して排気管18の外側に排出される。
流量の関係は、A21+A31+A12=A4+A5である。
上述したように、消音器19内に、別途排気バルブの一種であるリリーフ弁99を併設する構成とすることで、特に、エンジン17の高回転時などにおいて、エンジン17の性能を効果的に引き出すことが可能となる。
図2に戻って、排気バルブ61は、消音器19の前端部19aよりも後方に配置されているので、消音器19の先端部19aは排気バルブ61よりも前方に配置される。消音器19の先端部19aが排気バルブ61よりも前方に配置されると、消音器19を車両の長手方向で車両の中心に近づけることが可能となる。
従って、車両マスの集中化を図ることができる。
尚、請求項1では、排気バルブは、車体フレームを側方から見たときに、消音器と重ならない位置に配置しても良い。例えば、消音器の下方又は上方位置に配置しても良い。
本発明は、排気バルブが備えられている自動二輪車に好適である。
本発明に係る自動二輪車の側面図である。 本発明に係る自動二輪車の要部側面図である。 本発明に係る自動二輪車に備えられる排気装置の平面図である。 本発明に係る自動二輪車に備えられる排気装置の配置を説明する前面図である。 本発明に係る消音器の側面図である。 本発明に係る消音器の透視図である。 図6の7−7線断面図である。 図7の作用図である。 自動二輪車に備える排気系の作用図である。
符号の説明
10…自動二輪車、11…車体フレーム、15…前輪、17…エンジン、18…排気管、19…消音器、19a…消音器の前端部、22…リヤスイングアーム、24…リヤクッションユニット、25…後輪、61…排気バルブ。

Claims (4)

  1. 車体フレーム(11)に前輪(15)と後輪(25)とが設けられ、前記前輪(15)と前記後輪(25)との間にエンジン(17)が設けられ、このエンジン(17)から延設された排気管(18)に消音器(19)が設けられ、前記排気管(18)に前記エンジン(17)の排気ガスの流量を制御する排気バルブ(61)が設けられている自動二輪車であって、
    前記消音器の前端部(19a)は、前記排気バルブ(61)よりも前方に配置され
    前記車体フレーム(11)と前記後輪(25)を懸架するリヤスイングアーム(22)との間に介在されるリヤクッションユニット(24)を前記後輪(25)の前方で長手方向を上下に指向させて配置し、
    前記消音器(19)は、車体前方より、第1室(91)、第2室(92)及び第3室(93)に区分され、前記排気管(18)は前記第2室(92)に接続されるとともに、前記車体フレーム(11)を側方から見たときに、前記排気バルブ(61)は、前記第1室(91)と重なる位置に配置されていることを特徴とする自動二輪車。
  2. 車体フレーム(11)に前輪(15)と後輪(25)とが設けられ、前記前輪(15)と前記後輪(25)との間にエンジン(17)が設けられ、このエンジン(17)から延設された排気管(18)に消音器(19)が設けられ、前記排気管(18)に前記エンジン(17)の排気ガスの流量を制御する排気バルブ(61)が設けられている自動二輪車であって、
    前記消音器の前端部(19a)は、前記排気バルブ(61)よりも前方に配置され
    前記車体フレーム(11)と前記後輪(25)を懸架するリヤスイングアーム(22)との間に介在されるリヤクッションユニット(24)を前記後輪(25)の前方で長手方向を上下に指向させて配置し、
    前記排気バルブ(61)は、前記リヤクッションユニット(24)の下方で、且つ、車両前面視で、このリヤクッションユニット(24)の下方で、その外幅の延長線の範囲内に重なるように配置し、
    前記排気バルブの軸線(78)は、バンク角を確保するために、車両前面視で、上外側に指向していることを特徴とする自動二輪車。
  3. 前記排気バルブ(61)は、前記車体フレーム(11)を側方から見たときに、前記消音器(19)と重なる位置に配置され、
    前記消音器(19)は、前記リヤクッションユニット(24)の前方まで膨出して配置されており、
    前記排気バルブ(61)は、前記リヤクッションユニット(24)の下方に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の自動二輪車。
  4. 車両前面視で、前記消音器の軸線(79)と前記リヤクッションユニットの軸線(77)とのなす角度(θ2)は、前記排気バルブの軸線(78)と前記リヤクッションユニットの軸線(77)とのなす角度(θ1)と略同一であり、これらの角度(θ1、θ2)は、各々、車両の最大バンク角より小さいことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載の自動二輪車。
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