JP5608530B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

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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)の先端に接続されて排気ガスを後端から排出する排気マフラー(48)とを、前記エキゾーストパイプ(41)は、前記排気マフラー(48)に向けて少なくとも一つの湾曲部(42,44,46)を備える鞍乗り型車両(1)において、
前記エキゾーストパイプ(41)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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、
前記エキゾーストパイプ(41)は、排気ポート出口(34a)から前方に延びた後に後方に向けて湾曲して第一湾曲部(42)を形成し、その後にシリンダ(32)の側方を後方に向けて延びる第一直線部(43)を形成し、その後に斜め下後方に向けて湾曲して第二湾曲部(44)を形成し、その後に斜め下後方に向けて延びる第二直線部(45)を形成し、
前記第一直線部(43)の前端部から前記第二直線部(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前記排気チャンバー(51)が取り付けられ、
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とともに、前記板状部材(52)の少なくとも一部が、前記第二湾曲部(44)の湾曲内側面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)の上方に配置された、前記エキゾーストパイプ(41)の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)の外側、かつエンジン始動用のキックアーム(39)の内側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6に記載した発明は、
クランクシャフトを横置きとした単気筒エンジン(30)の斜め上前方に延びるシリンダ(32)の前面から延出して、前記シリンダ(32)の側方及びクランクケース(31)の上方を通って後方へ延びるエキゾーストパイプ(41)と、前記エキゾーストパイプ(41)の先端に接続されて排気ガスを後端から排出する排気マフラー(48)と、を備える鞍乗り型車両(1)において、
前記エキゾーストパイプ(41)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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、
前記エキゾーストパイプ(41)は、後方への延出部に上方又は下方に湾曲する湾曲部(44,46)を備え、
前記排気チャンバー(51)は、前記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)からなり、この板状部材(52)が、前記エキゾーストパイプ(41)の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エンジンから排気マフラーまでの間の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 (6)

  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)の先端に接続されて排気ガスを後端から排出する排気マフラー(48)とを備え、前記エキゾーストパイプ(41)は、前記排気マフラー(48)に向けて少なくとも一つの湾曲部(42,44,46)を備える鞍乗り型車両(1)において、
    前記エキゾーストパイプ(41)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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、
    前記エキゾーストパイプ(41)は、排気ポート出口(34a)から前方に延びた後に後方に向けて湾曲して第一湾曲部(42)を形成し、その後にシリンダ(32)の側方を後方に向けて延びる第一直線部(43)を形成し、その後に斜め下後方に向けて湾曲して第二湾曲部(44)を形成し、その後に斜め下後方に向けて延びる第二直線部(45)を形成し、
    前記第一直線部(43)の前端部から前記第二直線部(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前記排気チャンバー(51)が取り付けられ、
    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とともに、前記板状部材(52)の少なくとも一部が、前記第二湾曲部(44)の湾曲内側面に溶接結合されることを特徴とする鞍乗り型車両。
  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)の上方に配置された、前記エキゾーストパイプ(41)の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。
  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2に記載の鞍乗り型車両。
  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)の外側、かつエンジン始動用のキックアーム(39)の内側に配置されることを特徴とする請求項2又は3に記載の鞍乗り型車両。
  5. 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から4の何れか1項に記載の鞍乗り型車両。
  6. クランクシャフトを横置きとした単気筒エンジン(30)の斜め上前方に延びるシリンダ(32)の前面から延出して、前記シリンダ(32)の側方及びクランクケース(31)の上方を通って後方へ延びるエキゾーストパイプ(41)と、前記エキゾーストパイプ(41)の先端に接続されて排気ガスを後端から排出する排気マフラー(48)と、を備える鞍乗り型車両(1)において、
    前記エキゾーストパイプ(41)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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)の前記エンジン(30)から前記排気マフラー(48)までの間の長手方向に沿った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、
    前記エキゾーストパイプ(41)は、後方への延出部に上方又は下方に湾曲する湾曲部(44,46)を備え、
    前記排気チャンバー(51)は、前記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)からなり、この板状部材(52)が、前記エキゾーストパイプ(41)の下方への湾曲部(44)の下方に取り付けられることを特徴とする鞍乗り型車両。
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