JP6417201B2 - 排気マフラ - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの排気系に用いる排気マフラに関する。
従来から、自動二輪車等のエンジンの排気マフラの製造工程において、例えば、特許文献1のように、一枚のブランク材を丸めて、端縁同士を突き合わせて筒状に形成した後に、突き合わされた端縁を溶接等によって接合されて製造される排気マフラが知られている。
特開2004−36528号公報
ところで、排気マフラには、乗員保護やデザイン性の観点から、マフラ本体にカバーを取り付けたものがある。このようなカバー付の排気マフラでは、マフラ本体の外面に設けられた支持部によりカバーが支持される。しかしながら、カバーが支持部の分だけマフラ本体から浮いた構造となるため、バンク角の確保やデザイン性などの観点からは、カバーとマフラ本体との隙間を小さくする構成が望まれる。一方で、カバーとマフラ本体との隙間を小さくするために、カバー付の排気マフラの製造工程が複雑になることは好ましくない。
そこで、本発明は、カバーとマフラ本体との隙間を小さくし、且つ、製造を容易にした鞍乗型車両用の排気マフラを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明に係る排気マフラは、乗物の排気マフラであって、筒状に形成されるマフラ本体と、前記マフラ本体の少なくとも一部の表面を覆うカバーと、前記マフラ本体に取り付けられて前記カバーを支持する支持部と、を備え、前記マフラ本体の外面には、内方に向かって窪んだ凹部が形成され、前記支持部は、前記マフラ本体の外面における前記凹部に取り付けられ、前記マフラ本体は、前記凹部を含んで前記凹部が窪む方向に沿って成形型の型抜き方向が設定されて型成形される凹部分割片と、前記凹部分割片を除く前記マフラ本体の残余部分とが互いに接合されることにより形成されたことを特徴とする。
上記構成によれば、カバーの支持部がマフラ本体の外面における凹部に取り付けられるので、マフラ本体の外面とカバーとの隙間を小さくすることができる。また、前記マフラ本体が、別々に形成された凹部分割片と残余部分とを接合することにより形成されるので、互いの形成方法の自由度を向上して、それぞれ容易に形成することができる。例えば、マフラ本体を金型で成形する場合に、凹部分割片に設定される抜き方向と、残余部分に設定される抜き方向とを異ならせることができ、残余部分は、凹部の窪む方向に無関係に抜き方向を設定することができる。
上記構成において、上記マフラ本体は、軸線方向の一方に進むにつれて断面積が小さくなる先細筒形状に形成される先細筒部分を有し、前記先細筒部分に前記凹部が形成され、前記残余部分は、径方向残余片を有し、前記先細筒部分は、前記先細筒部分をその軸線に沿う断面で分割してなる前記凹部分割片と前記径方向残余片とにより形成されてもよい。この構成によれば、先細筒部分がその軸線に沿う断面で分割されることで、凹部分割片は、軸線に垂直な断面が径方向外方に膨らむ凹形状に形成されるので、軸線に略垂直な方向を型抜き方向とする型成形によって凹部が形成された凹部分割片を成形することができる。このため、軸線方向を抜き方向とする型で先細筒部分を形成する場合に比べて、製造負担を軽減することができる。
上記構成において、前記マフラ本体は、前記凹部が形成された軸線方向一方側部分と前記凹部が形成されていない軸線方向他方側部分とにより形成され、前記残余部分は、軸線方向残余片を有し、前記軸線方向一方側部分の少なくとも一部は、前記凹部分割片で構成され、前記軸線方向他方側部分は、前記軸線方向残余片で構成されてもよい。この構成によれば、凹部が形成されていない軸線方向他方側部分を構成する残余片は、金型で成形しなくてもよく、金型で成形する場合にも、凹部の窪む方向に無関係に型抜き方向を設定することができる。また、マフラ本体が軸線方向に長い場合であっても、該マフラ本体が軸線方向に分割されているので、成形型の大型化を防ぐことができる。
上記構成において、前記カバーは、前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分の一部を覆ってもよい。この構成によれば、カバーにより凹部分割片と前記残余部分との接合部分を隠すことができ、排気マフラの美観が良好になる。
上記構成において、前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分は、乗物搭載状態の前記マフラ本体の上部及び下部にそれぞれ形成され、前記カバーは、乗物搭載状態の前記マフラ本体の上部に形成された前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分を覆ってもよい。この構成によれば、凹部分割片と残余部分との接合部分のうち、目に付きやすい上部の接合部分をカバーで覆うため排気マフラの美観を良好にし、また、その配置のため目に付きにくい下部の接合部分は、カバーで覆う必要がないため、カバーが大型化することを防ぐことができる。
上記構成において、前記乗物は、鞍乗型車両であって、乗物搭載状態の前記マフラ本体は、軸線に垂直な断面形状の車幅方向寸法が、上下方向寸法よりも小さく形成され、前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分は、乗物搭載状態の前記マフラ本体の上部及び下部にそれぞれ形成されてもよい。この構成によれば、マフラ本体の車幅方向寸法を小さくすることで、バンク時にマフラと路面との干渉を防ぐことができ、さらに、マフラ本体が凹部分割片と残余部分とに左右分割された構成とすることにより、上下分割された構成と比べて、型を浅く形成でき、製造負担を軽減することができる。
本発明によれば、カバーとマフラ本体との隙間を小さくし、且つ、製造を容易にした鞍乗型車両用の排気マフラを提供することができる。
一実施形態に係る排気マフラを備えた乗物の拡大右側面図である。 一実施形態に係るカバー付の排気マフラの斜視図である。 図2の排気マフラからカバーを取り外した状態の斜視図である。 図2の排気マフラからカバーを取り外した状態の正面図である。 図2の排気マフラの第1支持部でのカバー支持を示した拡大断面図である。 図2の排気マフラの差込部でのカバー保持を拡大した拡大断面図である。 図1に示す乗物の拡大背面図である。
以下、一実施形態に係る排気マフラを各図面を参照して説明する。以下に記載する各方向は、乗物の搭乗者から見た方向を基準とする。また、以下の説明で、「上流側」及び「下流側」とは、それぞれ、乗物のエンジンから排出されるガスの流れ方向における上流側及び下流側を指すものとする。
図1は、一実施形態に係る排気マフラ11を備えた乗物1の拡大右側面図である。この実施形態で、乗物1は、一例にすぎないが、鞍乗型車両である自動二輪車である。図1に示すように、乗物1では、その車体フレーム2に、略前後方向に延びるスイングアーム3の前端部がピボット軸4により回動自在に支持され、スイングアーム3の後端部に後輪5が回転自在に支持されている。車体フレーム2には、走行駆動力を発生するエンジン12及びそれに接続された変速機13を有するエンジンユニット6が搭載され、その変速機13の出力軸から出力される回転動力が無端状の動力伝達ループ(図示せず)を介して後輪5に伝達される。エンジンユニットの6の下部には潤滑油を貯蔵するオイルパン14が配置されている。
エンジン12は、例えば多気筒エンジンであり、エンジン12の複数の排気ポート12aには、エンジン12からの排出ガス(以下、単に「排出ガス」という。)をエンジン12の前方から下方へと導く複数の排気管8が接続されている。複数の排気管8は、エンジン12の下方の集合管9で集合され、集合管9の下流側端部には、排気チャンバ10が接続されている。さらに、排気チャンバ10の下流側端部には、該下流端部から斜め上方へと延びる排気マフラ11が接続されている。
図2に、この実施形態に係る排気マフラ11を示す。排気マフラ11は、筒状に形成されるマフラ本体20と、マフラ本体20の少なくとも一部の表面を覆うカバー90とを備える。マフラ本体20の外面には、カバー90を支持する第1支持部60及び第2支持部70が取り付けられている。
マフラ本体20は、上流側及び下流側に開口部20a,20bを有する。マフラ本体20の上流側の開口部20aには、排気チャンバ10の下流側端部に接続される接続部23が設けられ、マフラ本体20の下流側の開口部20bには、マフラ本体20内部の排気通路を通過する排出ガスをマフラ本体20外部へと排気するための排気口24aを有する排気口部24が設けられる。
図3及び図4に、排気マフラ11からカバー90を取り外した状態を示す。マフラ本体20の外面には、内方に向かって窪んだ第1凹部31及び第2凹部41が形成されており、第1支持部60は、マフラ本体20の外面における第1凹部31に取り付けられ、第2支持部70は、マフラ本体20の外面における第2凹部41に取り付けられる。また、マフラ本体20は、その軸線方向における上流側の部分を構成し、その軸線方向の上流側に進むにつれて断面積が小さくなる先細筒形状に形成される第1外筒部21(軸線方向一方側部分及び先細筒部分に相当)と、その軸線方向における下流側の部分を構成し、その軸線方向に垂直な断面積が一定である第2外筒部22(軸線方向他方側部分に相当)とにより形成される。第1凹部31及び第2凹部41は、第1外筒部21に形成されている。
第1外筒部21は、第1外筒部21をその軸線に沿う鉛直な断面で径方向に分割してなる第1分割片30(凹部分割片又は径方向残余片に相当)と第2分割片40(凹部分割片又は径方向残余片に相当)とにより形成される。ここで、「径方向」とは、筒状であるマフラ本体20の軸線に垂直な方向をいう。排気マフラ11が乗物1に搭載された状態(以下、単に「乗物搭載状態」という。)において、第1分割片30は、車体と反対側(右側)に配置され、第2分割片40は、車体側(左側)に配置される。なお、第1分割片30及び第2分割片40のうちの一方を凹部分割片としたときの他方が、径方向残余片に相当する。
上述の第1凹部31は、乗物搭載状態で第1分割片30の上下方向における中央付近に形成されている。第1分割片30は、金型により成形される。具体的には、第1分割片30は、第1凹部31が窪む方向、すなわち、第1外筒部21の軸線に略垂直な方向に沿って型抜き方向が設定された金型を用意し、この金型にチタン(純チタンやチタン合金)を素材とした金属板をプレス成形することで作製される。
第2凹部41は、乗物搭載状態で第2分割片40の上下方向における上部付近に形成されている。第2分割片40も、第1分割片30と同様に、金型により成形される。具体的には、第2分割片40は、第2凹部41が窪む方向、すなわち、第1外筒部21の軸線に略垂直な方向に沿って型抜き方向が設定された金型を用意し、この金型にチタン(純チタンやチタン合金)を素材とした金属板をプレス成形することで作製される。
第2外筒部22は、1つの第3分割片50(軸線方向残余片に相当)により形成される。第3分割片50は、チタン(純チタンやチタン合金)を素材とした金属板を丸めて、筒形状に形成されている。例えば、第3分割片50は、これに限定されないが、金属板を所定寸法にトリミングした後に、ローリング加工し、筒状に形成して、端縁同士を突き合わせて溶接により接合することによって形成される。この端縁同士の接合部は、排気マフラ11の美観を損なわないように乗物搭載状態で車体側(車幅方向内側)に形成されている。第2外筒部22の乗物搭載状態における上部には、後述する差込部80が設けられている。なお、第1分割片30及び第2分割片40のうちの一方を凹部分割片としたときの残りの部分、すなわち、第1分割片30及び第2分割片40のうちの他方と第3分割片50が、残余部分に相当する。
第1外筒部21は、第1分割片30の上側端縁と第2分割片40の上側端縁とを突き合わせた箇所である第1接合部分51で接合され、第1分割片30の下側端縁と第2分割片40の下側端縁とを突き合わせた箇所である第2接合部分52で接合されて構成される。マフラ本体20は、第1外筒部21の下流側開口縁と第2外筒部22の上流側開口縁とを突き合わせた箇所である第3接合部分53で接合されて構成される。
図4には、乗物搭載状態のマフラ本体20の車幅方向及び上下方向が示される。また、図7には、乗物1の拡大背面図が示される。図4及び図7に示すように、乗物搭載状態のマフラ本体20は、軸線に垂直な断面形状の車幅方向寸法が、上下方向寸法よりも小さく形成されている。このため、鞍乗型車両である乗物1のバンク時に排気マフラ11と路面との干渉を防ぐことができる。さらに、マフラ本体20が、第1分割片30と第2分割片40とに寸法の小さい車幅方向に左右分割された構成であるため、上下分割された構成と比べて、金型を浅く形成でき、製造負担を軽減することができる。
カバー90は、図2に示すように、マフラ本体20の少なくとも第1凹部31及び第2凹部41を覆うように形成されている。カバー90には、第1支持部60及び第2支持部70により支持されるための貫通孔91,92が形成されている。カバー90は、一例にすぎないが、アルミニウム製である。また、カバー90は、第1分割片30、第2分割片40及び第3分割片50の接合部分の一部を覆う。より詳しくは、カバー90は、第1接合部分51の全部と第3接合部分53の一部を覆う。乗物搭載状態のマフラ本体20の上部を形成する第1接合部分51は、目に付きやすい箇所であるが、カバー90で覆われることにより排気マフラ11の美観が良好になる。また、乗物搭載状態のマフラ本体20の下部を形成する第2接合部分52は、目に付きにくいためカバーで覆う必要がなく、カバー90が大型化することを防ぐことができる。
次に、第1支持部60及び第2支持部70の構成、並びに、カバー90の支持方法について、図5を参照して説明する。
図5は、第1支持部60を拡大した拡大断面図である。第1支持部60は、第1凹部31に固定される支持プレート61を有する。この支持プレート61は、マフラ本体20の径方向外方から見て略方形状であるチタン製のプレートである。この支持プレート61の長手方向における両方の先端部61a,61bは、第1分割片30の第1凹部31の凹面30bに当接している。支持プレート61は、その先端部61a,61bと第1分割片30の外面とを溶接することにより、第1分割片30に固定される。ここで、各分割片の「外面」とは、各分割片の有する面のうちマフラ本体20の外面を構成する面をいう。
支持プレート61は、一方の先端部61aと他方の先端部61bの間に、第1凹部31の凹面30b周りの第1分割片30の外面30aとほぼ平行な平坦部61cを有している。この平坦部61cの第1凹部31側の主面には、チタン製のウェルドナット62が溶接されて接合されている。一方、第1支持部60により支持されるための上述のカバー90の貫通孔91には、この孔の縁を挟持し、ボルト孔を有するゴムダンパ93が設けられる。このゴムダンパ93が、平坦部61cのカバー90側の主面に配設される。このゴムダンパ93のボルト孔にボルト63を挿通してウェルドナット62に締結することによって、カバー90は、マフラ本体20の外面から所定の隙間gを設けた状態で、第1支持部60により第1分割片30に支持される。
なお、貫通孔91周りのカバー部分90bは、ボルト63の頭部の頂面63aが第1凹部31周りの第1分割片30の外面30aを覆うカバー部分90aの外面から突出しないように、凹状に形成されている。また、ボルト63の軸部の先端部63bが第1凹部31の凹面30bに達しないように、第1凹部31の形状や支持プレート61の位置及び形状などが適宜決定される。
第2支持部70は、図3からも分かるように、第2凹部41に固定される支持プレート71がマフラ本体20の径方向外方から見て略L字状である点で第1支持部60と異なっているが、第2支持部70の構成とそれによるカバー90の支持方法も、第1支持部60のものと同様である。このため、第2支持部についての説明は省略する。
上述のように、第1及び第2支持部60,70は、雌ねじ部分を有しており、マフラ本体20の径方向にある程度の寸法が必要である。しかしながら、この実施形態では、第1及び第2支持部60,70全体を、マフラ本体20の外面に形成された第1及び第2凹部31,41にそれぞれ収容することができ、マフラ本体20とカバー90との隙間を小さくすることができる。これは、この実施形態のように、乗物搭載状態で第2外筒部22よりも下方に配置される第1外筒部21(図7参照)をカバーで覆う場合、バンク時の排気マフラ11と路面の干渉を防ぐことができ有用である。
さらに、上述のようなカバー支持構成であるため、マフラ本体20の外面の凹部に簡易にカバー90を支持する機構を設けることができる。例えば、ネジ穴を形成したチタン製のボスに凹部の凹面に立設する方法に比べて、第1及び第2支持部60,70の構成は、既製のウェルドナットを用いることができ、加工費を削減して、第1及び第2凹部31,41に第1及び第2支持部60,70を取り付けることができる。
図6に示すように、カバー90のマフラ本体20に対向する面には、マフラ本体20に設けられた差込部80に差し込まれる差込片95が設けられている。差込部80は、上流側に向かって開口する部分を有する。差込片95は、カバー90の上流側から下流側に延びている。差込片95の上流側部分95aが、カバー90に固定され、差込片95の下流側の先端部95bが、差込部80に差し込まれ、ゴムダンパ96を介して差込部80に保持される。カバー90は、マフラ本体20の下流側に設けられた差込部80によりカバー90下流側を保持された状態で、マフラ本体20の上流側に取り付けられた第1及び第2支持部60,70によりカバー90上流側を支持される。これにより、長手方向に延びるカバー90において、第1及び第2支持部60,70から離れたカバー90の部分でも、マフラ本体20の外面から所定の隙間gを維持することができる。
以上説明したように、この実施形態では、カバー90を支持するための第1及び第2支持部60,70が、マフラ本体20の外面において内方に向かって窪んだ第1及び第2凹部31,41に取り付けられるので、マフラ本体20とカバー90との隙間gを小さくすることができる。また、マフラ本体20が、別々に形成された第1分割片30、第2分割片40及び第3分割片50を接合することにより形成されるので、互いの形成方法の自由度を向上して、それぞれ容易に形成することができる。
また、先細筒形状に形成される第1外筒部21が、その軸線に沿う断面で第1分割片30と第2分割片40とに分割されているので、凹部が形成された凹部分割片である第1分割片30及び第2分割片40を、第1外筒部21の軸線に略垂直な方向を型抜き方向とする型成形によって成形することができる。このため、軸線方向を抜き方向とする型で第1外筒部21を形成する場合に比べて、製造負担を軽減することができる。
また、マフラ本体20は、凹部が形成された軸線方向一方側部分である第1外筒部21と凹部が形成されていない軸線方向他方側部分である第2外筒部22とにより形成されているので、凹部が形成されていない第2外筒部22は、金型で成形しなくて済む。また、マフラ本体20が軸線方向に分割されているので、凹部を形成するための成形型の大型化を防ぐことができる。
マフラ本体20は、チタン製の分割片で形成されているため、例えばステンレス製のものに比べ、マフラ本体20を軽量化することができる。また、一般的に、ステンレスよりもチタンの方がプレス成形加工後のスプリングバックが大きいため、チタン製のマフラ本体では、プレス成形加工後に製造された半割れ体同士を突き合わせる際に、突き合わせの縁同士の位置精度が悪く、溶接作業が難しくなる。しかしながら、この実施形態では、マフラ本体20が、軸線方向一方側部分である第1外筒部21と軸線方向他方側部分である第2外筒部22とにより形成されているので、第1分割片30及び第2分割片40の軸線方向の長さが短くて済む。このため、第1分割片30及び第2分割片40は、プレス成形加工後のスプリングバックの影響が小さくなり、それらを互いに簡単に精度良く突き合わせて溶接することができ、製造負担を軽減することができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態に係るマフラ本体の形状は、一例として示されたにすぎず、内部に排気通路が形成されるように筒状であればよい。すなわち、マフラ本体は、先細筒形状に形成される先細筒部分を有していなくてもよく、また、断面積が一定の部分を有していなくてもよい。また、マフラ本体は、第2外筒部の下流側に進むにつれて断面積が小さくなる先細筒形状に形成される先細筒部分を有していてもよい。また、上記実施形態では、マフラ本体は、第1分割片、第2分割片、第3分割片の3つの分割片で形成されていたが、この数や分割方法に限定されず、マフラ本体の形状や大きさなどに応じて、適宜決定される。
また、上記実施形態では、第1支持部及び第2支持部によりカバーを支持していたが、カバーを支持する支持部は2箇所である必要はなく、1箇所であったり3箇所以上であったりしてもよい。支持部が1箇所である場合、第1分割片及び第2分割片のうちの一方(凹部分割片)のみに凹部が形成されていればよく、他方(径方向分割片)は、凹部を形成する必要がなくなるため、型抜き方向を凹部の窪む方向に無関係に抜き方向を設定することができる。排気マフラは、必ずしも差込部を有している必要はなく、支持部のみでカバーとマフラ本体との隙間が一定となるようにしてもよい。また、排気マフラは、複数の差込部を有してもよい。
また、上記実施形態では、2つの支持部を取り付けるためにマフラ本体に2つの凹部が形成されていたが、支持部と凹部の数は同一である必要はなく、例えば、一つの凹部に複数の支持部が取り付けられてもよい。また、上記実施形態では、支持部を取り付けるための凹部が第1外筒部に形成されていたが、第2外筒部に凹部が形成されてもよい。
上記実施形態において、第1分割片30及び第2分割片40などの凹部が形成された分割片は、プレス用金型でプレス成形されたが、これに限定されず、例えば鍛造加工や鋳造加工などで成形されてもよい。
マフラ本体は、チタン製でなくてもよく、例えば、ステンレスなど他の金属で製造されてもよい。しかしながら、上述のように、本発明は、マフラ本体の軽量化を図るとともに、スプリングバックに起因する製造負担を軽減することができるため、チタン製のマフラ本体を含む排気マフラに特に有用である。また、カバーは、アルミニウム製でなくてもよく、例えば、他の金属あるいは耐熱性の高い樹脂等で製造されてもよい。
1 乗物
11 排気マフラ
20 マフラ本体
21 第1外筒部(軸線方向一方側部分、先細筒部分)
22 第2外筒部(軸線方向他方側部分)
30 第1分割片(凹部分割片又は径方向残余片)
31 第1凹部
40 第2分割片(凹部分割片又は径方向残余片)
41 第2凹部
50 第3分割片(軸線方向残余片)
51 第1接合部分
52 第2接合部分
53 第3接合部分
60 第1支持部
70 第2支持部
90 カバー

Claims (6)

  1. 乗物の排気マフラであって、
    筒状に形成されるマフラ本体と、
    前記マフラ本体の少なくとも一部の表面を覆うカバーと、
    前記マフラ本体に取り付けられて前記カバーを支持する支持部と、を備え、
    前記マフラ本体の外面には、内方に向かって窪んだ凹部が形成され、前記支持部は、前記マフラ本体の外面における前記凹部に取り付けられ、
    前記マフラ本体は、前記凹部を含んで前記凹部が窪む方向に沿って成形型の型抜き方向が設定されて型成形される凹部分割片と、前記凹部分割片を除く前記マフラ本体の残余部分とが互いに接合されることにより形成された、排気マフラ。
  2. 前記マフラ本体は、軸線方向の一方に進むにつれて断面積が小さくなる先細筒形状に形成される先細筒部分を有し、前記先細筒部分は、前記凹部が形成された前記凹部分割片と、前記残余部分が有する径方向残余片とを含み
    前記先細筒部分は、前記先細筒部分をその軸線に沿う断面で分割してなる前記凹部分割片と前記径方向残余片とにより形成された、請求項1に記載の排気マフラ。
  3. 前記マフラ本体は、前記凹部が形成された軸線方向一方側部分と前記凹部が形成されていない軸線方向他方側部分とにより形成され、
    前記残余部分は、軸線方向残余片を有し、
    前記軸線方向一方側部分の少なくとも一部は、前記凹部分割片で構成され、前記軸線方向他方側部分は、前記軸線方向残余片で構成される、請求項1又は2に記載の排気マフラ。
  4. 前記カバーは、前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分の一部を覆う、請求項1〜3のいずれかに記載の排気マフラ。
  5. 前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分は、乗物搭載状態の前記マフラ本体の上部に形成された第1接合部分、及び乗物搭載状態の前記マフラ本体の下部に形成された第2接合部分を含み
    前記カバーは、乗物搭載状態の前記マフラ本体の上部に形成された前記凹部分割片と前記残余部分との前記第1接合部分を覆う、請求項4に記載の排気マフラ。
  6. 前記乗物は、鞍乗型車両であって、
    乗物搭載状態の前記マフラ本体は、軸線に垂直な断面形状の車幅方向寸法が、上下方向寸法よりも小さく形成され、
    前記凹部分割片と前記残余部分との接合部分は、乗物搭載状態の前記マフラ本体の上部に形成された第1接合部分、及び乗物搭載状態の前記マフラ本体の下部に形成された第2接合部分を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の排気マフラ。
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