JP5187233B2

JP5187233B2 - 自動二輪車用排気装置

Info

Publication number: JP5187233B2
Application number: JP2009043447A
Authority: JP
Inventors: 達司内山
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP2010196611A

Description

本発明は内燃機関の排気管の集合部構造に関する。

従来から、多気筒エンジンを搭載した自動二輪車用排気装置では、エンジンの各シリンダヘッドに接続された複数の排気管を集合させたうえで排気マフラに接続したものが周知である。

この際、排気マフラが１本の場合、排気管の配管レイアウトの自由度が高いため、後輪懸架装置のリンクを排気管とオーバーラップさせたとしてもリンク機構の動きを阻害しないような同等高さに配置することも可能である（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年の排気ガス規制の強化により、自動二輪車の排気装置にも触媒の装着が励行されており、しかもできるだけ高い排気浄化効率を得るために触媒を排気装置の極力上流側に設ける傾向がある。

従って、４気筒エンジンのように、消音効果と車体左右の重量配分を考慮して排気マフラを車体左右に２本配置した場合においては、エンジンの下方付近で４本の排気管を前部集合管で２本ずつ集合させた後に、この２本の前部集合管をさらに１本の後部集合管（ここに触媒を配置）に合流させたうえで２本の排気マフラに分岐するといった配管レイアウトが採用されている（例えば、特許文献２参照）。

この際、後輪懸架装置よりも車体前方で排気管を２本に分岐させることにより、車体側面視において後部排気管と後輪懸架装置とをオーバーラップさせたとしても相互の干渉を回避することが可能となる。

特開２００２−０８７３６０号公報特開２００５−２２０８１４号公報

ところが、上記の如く構成された自動二輪車用排気装置のように、後輪懸架装置のリアクッションユニットよりも車体前方で排気管を２本に分岐することが可能であれば、後部排気管と後輪懸架装置とをオーバーラップさせたとしても相互の干渉を回避することが可能となるが、例えば、レース用自動二輪車やレース仕様の自動二輪車のように、高出力特性を実現する場合には前部集合管から後部集合管に跨る排気経路長を長く設定する必要があるため、リアクッションユニットよりも車体前方で排気管を２本に分岐することは困難であるという問題が生じていた。
また、消音効果と車体左右の重量配分を考慮して排気マフラを車体左右に２本配置すると共に、タイヤの路面接地状態を確保するために、リアクッションユニット（ＲＣＵ）のリンク構造にボトムリンクを採用した場合、一般的にリアクッションユニットの周囲にはスウィングアームやチェーン等の後輪を支持・回転させるための部品が配置されているため、排気管の配管レイアウトに急激な屈曲構造を採用せざるを得なくなり、エンジン性能が犠牲になってしまうという問題が生じていた。

尚、排気管の集合位置をリアクッションユニットからずらした場合においても、エンジン性能が犠牲になってしまう。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、エンジン性能の犠牲を抑制して高出力特性を維持しつつ排気管と後輪懸架装置との相互干渉を回避することができる自動二輪車用排気装置を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車用排気装置は、シリンダヘッドに接続された４本の排気管の排気方向下流端を２本ずつで集合させる前部集合管と、該前部集合管の排気方向下流端を１本に集合させる合流部と、該合流部の排気方向下流端を２本に分岐する分岐管と、該各分岐管の排気方向下流端に接続される排気マフラと、を備えた自動二輪車用排気装置において、２本の前記前部集合管はエンジンの下方付近から互いに車体上下並設状態で車体後方に向けて略水平に延設され、前記合流部は車体下方に位置する前記前部集合管に対して車体上方に位置する前記前部集合管が吸収されるように集合され、前記合流部と前記車体下方に位置する前部集合管とが同一直線状に略水平に配置されると共に、後輪懸架装置のリンク機構よりも車体前方側で集合が完了していることを特徴とする。

本発明の自動二輪車用排気装置によれば、合流部の車体上方に空間を確保することが可能となり、この空間内にリアクッションユニットのリンク機構を配置することによって、エンジン性能の犠牲を抑制して高出力特性を維持しつつ排気管と後輪懸架装置との相互干渉を回避することができる。また、リアクッションユニットを車体低位に配置することが可能となることから、低重心化にも貢献することができるばかりでなく、従来性能と同等のストローク性能を確保しながらリアクッションユニットの上部取付位置をも低く設定することができ、例えば、燃料タンクの容量を増大して航続距離を長く確保することができるといったように、リアクッションユニットよりも車体上方に配置される他の車体構成部品の配置自由度も増大することができる。

請求項２に記載の自動二輪車用排気装置は、前記リンク機構は、略三角形状若しくはベルクランク状のリンクレバーと、該リンクレバーの中間部分で後輪を支持するスイングアームに連結するリンクロッドと、を備え、前記リンクレバーは車体側面視逆三角形状に配置され、前記分岐管は前記リンクレバーの最下端部よりも車体後方に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の自動二輪車用排気装置によれば、合流部から２本に分岐されて車体後方上向きに延設される各分岐管をリンクレバーと干渉すること無く延設することができるばかりでなく、立ち上がり区間における分岐管の車幅方向外側への突出量を低減することが可能となり、車体バンク角の確保にも貢献することが可能となる。

請求項３に記載の自動二輪車用排気装置は、前記リンクロッドは、前記リンクレバーの左右両側に１本ずつ配置されると共に、各一端が前記リンクレバーの最下端部に軸支され且つ各他端が前記スイングアームに軸支されるように車体側面視において車体後方上向き傾斜して配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の自動二輪車用排気装置によれば、２枚のリンクロッドが車幅方向に広間隔で配置されているにも拘らず、リンクレバー後端付近でリンクロッドが高位に位置するように配置設定することができるため、立上り区間においてより一層分岐管を車幅方向狭間隔で配置することが可能となる。

この際、特に、リンクレバーは、車体先端側は車体フレームに軸支され且つ車体後端側でリアクッションユニットの下端を軸支していることから、１組のリンクロッドは、リンクレバー後端に軸支されるリアクッションユニット下端の側方に配置されるため、リンクロッドとの干渉を避けるためには分岐管を車幅方向外側に大きく逃がす必要が生じる。

一方、請求項３に記載の構成によれば、リンクロッドはリンクレバー後端付近で高位に位置するように配置設定することができるため、分岐管とリンクロッドとが高さ方向でオフセットされることとなり、分岐管を車幅方向外方に大きく逃がさなくても確実に相互干渉を回避でき、分岐管の車幅方向への張出しを防止することが可能となる。

請求項４に記載の自動二輪車用排気装置は、前記前部集合管及び前記合流部は車体幅方向中心に対して一方側に偏倚して配置されると共に、車幅方向中心から一方側に配置された前記分岐管は中心側に配置された前記分岐管よりも前記合流部の直近から急勾配で車体後方上向き傾斜して配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の自動二輪車用排気装置によれば、左右２本の分岐管の排気経路長を等長化することができるうえ、スイングアームとの干渉を防止することができる。

本発明の自動二輪車用排気装置は、エンジン性能の犠牲を抑制して高出力特性を維持しつつ排気管と後輪懸架装置との相互干渉を回避することができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車用排気装置を示し、自動二輪車の側面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用排気装置を示し、自動二輪車の要部の側面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用排気装置を示し、自動二輪車の要部の底面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用排気装置を示し、自動二輪車の要部の背面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用排気装置を示し、排気管の平面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用排気装置を示し、排気管の要部の側面図である。

次に、本発明の一実施形態に係る自動二輪車用排気装置について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の自動二輪車用排気装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る自動二輪車１０用排気装置を搭載した自動二輪車１０は、車体前方に配置されたヘッドパイプ１１と、ヘッドパイプ１１に支持されたハンドル１２と、ヘッドパイプ１１に支持されたフロントフォーク１３に回転可能に支持された前輪１４と、ヘッドパイプ１１に一端が連結されて車体後方斜め下向きに延在された左右一対のメインフレーム１５と、メインフレーム１５に固定されたエンジン１６と、メインフレーム１５の他端寄りにピボット軸１７を介して回動可能に一端が支持されたスイングアーム１８と、スイングアーム１８の他端に回転可能に支持された後輪１９と、メインフレーム１５の中途部に固定された燃料タンク２０と、メインフレーム１５の中途部から車体後方上向きに延在されたシートレール（図示せず）を介して固定された運転シート２１と、運転シート２１の車体後方に隣接配置されたタンデムシート２２と、エンジン１６の動力を後輪１９に伝達するドライブチェーン２３と、車体中央付近の左側下方に配置されたサイドスタンド２４と、エンジン１６の各排気ポート（図示せず）から車体後方に延在された複数（４本）の排気管２５と、を備えている。

図２の要部側面図において、エンジン１６は下側のクランクケース２６のみを図示しており、上側のクランクケースおよび上側クランクケースに装着されるシリンダー並びにシリンダヘッド等は図示していない。エンジン１６は直列４気筒エンジン１６であり、下側クランクケース２６と図示しない上側クランクケースとの合せ面上にクランク軸（図示せず）を回転自在に軸支している。エンジン１６はエンジンマウントブラケット２７等によりメインフレーム１５に搭載される。また、図２乃至図４に示すように、クランクケース２６の下部にオイルパン２８が設けられている。

スイングアーム１８の上下揺動は後輪懸架装置２９により緩衝されてその位置が復元される。この後輪懸架装置２９は、左右メインフレーム１５に上部ブラケット（図示せず）を介して架設された上部クッション軸３０と、左右メインフレーム１５の下端に配置された下部ブラケット３１と、下部ブラケット３１に回動可能に軸支された三角形状（若しくはベルクランク状）のリンクレバー３２と、リンクレバー３２に軸支された下部クッション軸３３と、上下各クッション軸間に設けられたリヤクッションユニット３４と、一端をリンクレバー３２の中央に軸支され且つ他端をスイングアーム１８に軸支された車体後方斜め上向きの一対のリンクロッド３５と、を備えている。尚、本発明において、リンクレバー３２とリンクロッド３５とは本発明のリンク機構３６を構成しており、車体側（下部ブラケット３１）とリヤクッションユニット３４側（下部クッション軸３３）とにリンクレバー３２を連結し、且つリンクレバー３２の中央とスイングアーム１８とにリンクロッド３５を連結する構成のリンク機構３６のことをボトムリンクと定義している。

各シリンダヘッドに一端が接続された４本の排気管２５（図５参照）は、その排気方向下流端が前部集合管３７によって２本ずつで集合された後、その２本の前部集合管３７の排気方向下流端で合流部３８によって１本に集合され、さらに、この合流部３８の排気方向下流端で分岐管３９によって２本に分岐されたうえで車体左右に位置する排気マフラ４０に接続されている。

この際、前部集合管３７はエンジン１６の下方付近で且つやや車体左側に偏倚した位置で車体上下並設状態に配置され（図６参照）、これによって、車幅方向略中央位置にオイルパン２８が並列的（右隣）に配置されるスペースを確保している。即ち、オイルパン２８と前部集合管３７とが車体中央線（車幅方向中央）に対して車体左右に振分け配置され、車幅方向外方への突出量を低減することで車体バンク角が確保されている。従って、合流部３８においても、前部集合管３７と同様に車体左側に偏倚することとなる。また、合流部３８は、車体上側に位置する前部集合管３７ａを車体下側に位置する前部集合管３７ｂに吸収するように集合する。これによって、合流部３８の上方に車体上側に位置する前部集合管３７ａの吸収分に相当する空間を形成することができ、この空間部分にリンク機構３６を配置することが可能となる。特に、車体下側に位置する前部集合管３７ｂと合流部３８との間に高さ方向の段差をほぼ形成しないようにしているため、換言すれば、下側の前部集合管３７ｂと合流部３８とが同一直線状に略水平配置されるため、余計な湾曲形状を呈することなく応力集中を軽減した排気管レイアウトとすることができる。

即ち、本実施の形態に係るリンク機構３６は、１枚のリンクレバー３２の左右両側に２本のリンクロッド３５が位置しているため、リンクロッド３５の幅寸法（２本のリンクロッド３５の間隔）がリンク機構３６の中でも最も幅広となる。

さらに、リンクレバー３２にはリヤクッションユニット３４が軸支されているため、リヤクッションユニット３４の下端部との干渉を避けるように、リンクロッド３５は一層幅広に設定されることとなる。

そこで、リンクロッド３５が車体後方上向きに傾斜するタイプのリンク機構３６を採用することにより、リンクレバー３２の後方に空間を確保することができ、この空間を利用して分岐管３９を配置すれば、分岐管３９がリンクレバー３２やリンクロッド３５と干渉することがないため、分岐管３９を車幅方向に過度に突出させる必要も無く、大きなバンク角を確保することができる。

一方、リヤクッションユニット３４は、本実施の形態においては、所謂モノサス形式（１本のサスペンション）であり、車体左右中心位置に配置されるため、合流部３８から２本に分岐される分岐管３９のうちの車体右側に配置された分岐管３９はリヤクッションユニット３４の下側をくぐるように車体右側へと配管されることとなる。

この際、その右側の分岐管３９は、リヤクッションユニット３４の下側をくぐる際には、相互に干渉しないように略水平状態のまま配管された後、車体後部上方上向きに延在される。

これに対し、車体左側の分岐管３９は、合流部３８の直近である分岐直後に急勾配で車体後方上向き傾斜して配置される。この際、分岐後の排気管２５長を車体左右の分岐管３９で等長化するため、やや車体左側に偏倚した位置に配置される合流部３８に近い側の車体左側の分岐管３９は、車体右側（車体中心側）の分岐管３９に比べて若干大きめに湾曲した形状とされている。尚、図３に示すように、スイングアーム１８は車体前側の方が後側に比べて幅狭となっているため、車体左側の分岐管３９を急勾配で立ち上がらせることにより、スイングアーム１８との干渉を避けるべく車幅方向外方に大きく湾曲させずに済み、より一層バンク角を大きく確保することができる。

このように、本発明の自動二輪車１０用排気装置によれば、４本の排気管２５が前部集合管３７によってエンジン１６の下方付近で車体上下並設状態で集合されたうえで、合流部３８によって車体下側に位置する前部集合管３７ｂを略水平状態で接続し且つ車体上側に位置する前部集合管３７ａを車体下側に位置する前部集合管３７ｂに吸収するように集合した後、分岐管３９によって２本に分岐されることにより、エンジン１６性能の犠牲を抑制して高出力特性を維持しつつ排気管２５と後輪懸架装置２９との相互干渉を回避することができる。また、低重心化およびマスの集中化を果たしながらもバンク角を大きく確保することができる。

１０…自動二輪車
１６…エンジン
１８…スイングアーム
２５…排気管
２９…後輪懸架装置
３２…リンクレバー
３５…リンクロッド
３６…リンク機構
３７…前部集合管
３７ａ…車体上側の前部集合管
３７ｂ…車体下側の前部集合管
３８…合流部
３９…分岐管
４０…排気マフラ

Claims

シリンダヘッドに接続された４本の排気管の排気方向下流端を２本ずつで集合させる前部集合管と、該前部集合管の排気方向下流端を１本に集合させる合流部と、該合流部の排気方向下流端を２本に分岐する分岐管と、該各分岐管の排気方向下流端に接続される排気マフラと、を備えた自動二輪車用排気装置において、
２本の前記前部集合管はエンジンの下方付近から互いに車体上下並設状態で車体後方に向けて略水平に延設され、
前記合流部は車体下方に位置する前記前部集合管に対して車体上方に位置する前記前部集合管が吸収されるように集合され、前記合流部と前記車体下方に位置する前部集合管とが同一直線状に略水平に配置されると共に、後輪懸架装置のリンク機構よりも車体前方側で集合が完了していることを特徴とする自動二輪車用排気装置。
前記リンク機構は、略三角形状若しくはベルクランク状のリンクレバーと、該リンクレバーの中間部分で後輪を支持するスイングアームに連結するリンクロッドと、を備え、
前記リンクレバーは車体側面視逆三角形状に配置され、前記分岐管は前記リンクレバーの最下端部よりも車体後方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用排気装置。
前記リンクロッドは、前記リンクレバーの左右両側に１本ずつ配置されると共に、各一端が前記リンクレバーの最下端部に軸支され且つ各他端が前記スイングアームに軸支されるように車体側面視において車体後方上向き傾斜して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車用排気装置。
前記前部集合管及び前記合流部は車体幅方向中心に対して一方側に偏倚して配置されると共に、車幅方向中心から一方側に配置された前記分岐管は中心側に配置された前記分岐管よりも前記合流部の直近から急勾配で車体後方上向き傾斜して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車用排気装置。