JPH02271024A - 自動二輪車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上少且朋豆団 本発明は、車体に片持式スイングアームを介して後輪を
支持するとともに多気筒エンジンを搭載した自動二輪車
に関し、特にその排気系に関する。

従来艮土 自動二輪車の後輪を片持式スイングアームで支持するこ
とはよく知られており、例えば特開昭６３−１９５０８
０号公報にこのような自動二輪車が示されている。この
自動二輪車は■型子気筒エンジンを搭載しており、各気
筒から延出する複数の排気管が、エンジンの下方後部に
配設された集合室の前面に集められて該集合室に接続さ
れている。そして集合室から後方へ集合排気管が延出し
、スイングアームと斜交して後部上方へ延びている。

このような排気系においては、集合室が膨張室となり、
集合室内における排気管の開口端から排気中の圧力波が
符号を変えて、すなわち正圧波は負圧波となり、負圧波
は正圧波となって反射され、４サイクルエンジンにおい
ては、負の反射波のエンジン排気口到達時期が排気期間
の後半に重なると排気作用が促進され、また弁型なり時
期に一致すると掃気作用が改善されて、容積効率が高ま
ることが知られている。

しかし、このように排気管内に生ずる脈動波を利用して
出力向上を図った内燃機関においては、成る回転数域に
おいて上記脈動波が有効に作用するように調整した時、
他の回転数域においては脈動波の到達時期が機関の所望
の行程時期と一致しなくなり、該脈動波がむしろ逆効果
を及ぼすような不適回転数域が生じ、この不適回転数域
においては機関の出力トルクが低下し、所謂トルクの谷
が生ずる。

このトルクの谷を解消するため、前記集合室内における
排気管の開口端部にその開口面積を変化させ得る排気制
御弁を設け、前記不適回転数域においてはこの排気制御
弁によって排気管開口部を一部遮蔽して該開口部からの
反射波を弱めるようにすることが知られており、例えば
特開昭６２−７９２４号公報にこのような排気制御装置
が示されている。

′　しよ”と　るｉ ところで、エンジンの排気口から前記集合室に至る排気
管中に曲率の大きな屈曲部が存在すると排気中の圧力波
が該屈曲部においても反射するため、この反射波により
排気制御弁の効果が阻害され、前述したトルクの谷の解
消作用が充分に得られない。一方、前記特開昭６３−１
９５０８０号公報に示されているように、■型多気筒エ
ンジンの各気筒から延出する複数の排気管が、エンジン
の下方後部に配設された集合室の前面に集められている
従来の自動二輪車においでは、少なくとも一部の排気管
例えばエンジン後部に配列された気筒からの排気管に前
記のような曲率の大きな屈曲部が生じ易い。

従って本発明は、複数の排気管をどの排気管にも上記の
ような曲率の大きな屈曲部を形成することなく集合室に
接続でき、しかも他の構成部品と干渉することなく車体
全体としてバランスのとれた配管が可能な自動二輪車の
排気系構造を提供しようとするものである。

課業し」わ丸まための手段」−αＦ阻爪このため、本発
明においては、車体に片持式スイングアームを介して後
輪を支持するとともに多気筒エンジンを搭載した自動二
輪車であって、前記エンジンの各気筒に接続された排気
管の他端を１つの集合室内にそれぞれ開口させ、かつ該
集合室内に、回転して前記各排気管の開口端の排気流路
面積を制御する排気制御弁を設けたものにおいて、前記
排気制御弁の回転軸線を車体前後方向に指向させるとと
もに、前記各排気管を前記スイングアームと反対側の車
体側部に配設し、これらの排気管を前記車体側部から前
記集合室に前記回転軸線に対してほぼ直角に導く。

本発明によれば、各排気管がスイングアームと反対側の
車体側部に配設されるので、車体巾方向の重量バランス
が良好になるのは勿論、排気管特に後部気筒の排気管を
スイングアームに影響されることなく比較的自由に配管
することができる。

これとあいまって、排気制御弁の回転軸線が車体前後方
向に指向し、かつ各排気管は前記車体側部から集合室に
この回転軸線に対してほぼ直角に導かれるので、どの排
気管も著しく屈曲させることなく、すなわち例えば前方
へ向っている排気管を１８０°屈曲させて後方へ向かわ
せるような屈曲部を設けることなく、比較的緩やかな弯
曲度を持たせて集合室に導くことができる。従って排気
中の圧力波が排気管の屈曲部においても反射されて排気
制御弁による反射波制御効果を阻害することがなく、不
適回転数域におけるトルクの谷を排気制御弁によって有
効に解消することができる。

尖施拠 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

第１図は本発明を適用した自動二輪車の概略側面図、第
２図は同自動二輪車の排気系および後輪支持部分を示す
平面図である。第１図において１は前輪、２は後輪、３
は車体フレームである。

ヘッドパイプ４（第２図）から後方へ斜下向きに延びる
左右１対の車体フレーム３の後端部に、スイングアーム
５の前端が上下に揺動自在に枢着されている。スイング
アーム５は、車体の左側面に沿って後方へ延び後端に後
輪２を片持式に支持した片持式スイングアームである。

車体フレーム３の下方にはエンジン６が車体フレーム３
に懸吊されて搭載されている。エンジン６は■型４気筒
エンジンで、左右１対の前部シリンダ７と左右１対の後
部シリンダ８とが側面から見て７字状に配列されている
。左右の前部シリンダ７の排気口からそれぞれ前部排気
管９】および９ｒが延出し、左右の後部シリンダ８の排
気口からはそれぞれ後部排気管１０１および１．Ｏｒが
延出し、これらの排気管９１．、９ｒ、　１０１　、１
０ｒは、エンジン６の下方後部に配設された集合室１１
に接続されている。集合室１１からは集合排気管Ｉ２が
延出し、車体左側部、前記スイングアーム５の外側を通
って後方へ上向きに延び、マフラー１３を経て車体後方
へ向って開口している。

集合室１１には第３図に示すように前記各排気管の端部
を挿入接続するための接続口１４．１４−・・が−列に
並べて設けられており、これらの接続口１４．１４−・
の内方開口部にまたがってバタフライ型の排気制御弁１
５が設けられている。排気制御弁１５の回転軸１５ａは
前記−列に配列された接続口１４．１４−・・の上方に
位置し、排気制御弁１５を第３図に示すように水平位置
に上げると接続口１４．１４−の開口部は全開となり、
第４図に示すように排気制御弁１５を垂直位置に下げる
と接続口１４．１４・・・−の開口部のほぼ半部が閉止
されるようになっている。１６は排気制御弁の水平位置
（全開位置）を規制するストッパである。

ところで、排気制御弁１５の回転軸線１７は第２図から
分るように車体前後方向に指向しており、従ってこの排
気制御弁１５に直角に対向する各接続口１４は集合室工
１の右側面１１ａにこれに直角に設けられているので、
各排気管は該右側面に直角に導かれて対応する接続口１
４に接続される。すなわち、第１図および第２図から分
るように、左側の前部シリンダ７から前下方へ延出した
前部排気管９１は下降しながら車体右側へ寄り、エンジ
ン６の右側下方を後方へ延びた後、集合室１１の右側面
１１ａに直角方向に向きを変えて最前方の接続口１４に
接続され、右側の前部シリンダ７から前下方へ延出した
前部排気管９ｒは下降した後エンジン６の下方において
前部排気管９Ｉの右側を並走し、ついで集合室１１の右
側面１１ａに直角方向に向きを変えて前から２番目の接
続口１４に接続されている。また、左側の後部シリンダ
８から後下方へ延出した後部排気管１０１は大きく弯曲
しながらスイングアーム５の右側を迂回し、集合室１１
の右側面１１．ａに対して直角方向から最後方の接続口
１４に接続され、右側の後部シリンダ８から後下方へ延
出した後部排気管１０ｒも同様に大きく弯曲しながらス
イングアーム５の右側を下降して集合室１１の右側面１
１ａに対して直角方向から、後から２番目の接続口１４
に接続されている。このように各排気管を車体右側から
集合室１１の右側面１１ａに導くことにより、どの排気
管にも極端な屈曲部を設けず、すべての排気管を適度の
弯曲度をもって集合室１１に接続することができる。特
に後部排気管１０１．１０ｒは、スイングアーム５と反
対側の車体側部に配設することにより、配管の自由度を
スイングアーム５によって妨げられることがなく、極端
な屈曲部を有しない配管が楽になる。また車体左側にス
イングアーム５および集合排気管１２が配設され、右側
に排気管９１．９ｒ、１０１．１０ｒが配設　されてい
るので、車体の左右の重量バランスが良くなる。

次に、排気制御弁１５の機能およびシリンダ、集合室間
の排気管を前記のように極端な屈曲部がないように配管
することによる効果を第７図ないし第１１図によって説
明する。第９図はエンジンの排気ポートに生ずる圧力変
動の時間的経過を示す線図で、横軸ｔは時間、継軸Ｐは
圧力を表わす。エンジンの排気弁が開くと、排気ポート
の圧力は象、上昇して正圧パルスを生ずる。この正圧パ
ルスは排気管を音速で伝播し、集合室１１における排気
管開放端部で負圧パルスが反射される。この負圧パルス
が排気ポートで反射されて集合室１１に戻り、ここで正
圧パルスとなって再び反射されるので、排気制御弁１５
が全開の時には、排気ポートにおける圧力は時間ととも
に鎖線Ｘで示すように変動し、時期Ａにおいて負圧が生
じ、時期已において正圧が生ずる。従って排気期間の後
半が時期Ａに重なるとその時の負圧によって排気、掃気
作用が改善され、エンジンのトルクが向上する。しかし
エンジン回転数が低くなり排気期間の後半が時期Ｂにか
かるようになると、正圧によって排、掃気作用が阻止さ
れ逆効果を及ぼす。この結果エンジンの出力トルクＴと
エンジン回転数Ｎｅとの関係は第１１図に鎖線Ｘで示す
ようになり、回転数すの近傍にトルクの谷が生ずる。第
１１図における回転数すは排気期間の後半が第９図の時
期Ｂに重なるような回転数であり、回転数ａは排気期間
の後半が時期Ａに重なるような回転数である。

上記トルクの谷を解消させるために、エンジン回転数が
ｂ近傍になった時排気制御弁１５を第４図に示す閉止位
置にして排気管の開放端を部分的に閉止する。すると開
放端からの反射波が弱まり、排気ポートにおける圧力変
動は第９図に実線Ｙで示すようになり、時期Ｂにおける
正圧が消滅し、もしくは逆に負圧に転じて排、掃気作用
が改善され、トルク曲線は第１１図に実線ｙで示すよう
になってトルクの谷が解消される。

ところで排気管中に極端な屈曲部が存在すると上記のよ
うなトルクの谷の解消が充分に行われない。第７図に３
本の排気管Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が例示されている。これら
の排気管の内半径はいずれもｒであり、開端面０におい
て前記集合室ｌｌ内に開口しているが、排気管Ｅ１およ
びＥ２はそれぞれ曲率半径Ｒ１、Ｒ２なる屈曲部を有し
、Ｅ３は屈曲部を有しない直管である。そして排気管Ｅ
１の屈曲はかなりきつ＜　Ｒ１／ｒは約２であるが、排
気管Ｅ２の屈曲は比較的ゆるやかでＲ２／ｒは約６であ
る。第８図はこのような種々の屈曲部を有する排気管に
おける開端面Ｏからの反射波の強さを示したグラフであ
り、横軸に排気管の曲率比Ｒ／ｒをとり、縦軸に反射波
の強さを直管Ｅ１における反射波を１００χとした時の
割合で示しである。同図から、曲率比２の排気管Ｅ１で
は開端面０で反射してエンジン排気ボートに達する反射
波は直管の排気管Ｅ３に比してかなり弱いことが分かる
。これは、排気管Ｅ１では例えば開端面０から負圧波が
反射される時、これとともに屈曲部から正圧波が排気ポ
ートへ向って反射されるからである。曲率比Ｒ／ｒが４
程度以上になるとかかる屈曲部の影響はなくなる。

従って前述した圧力変動曲線Ｙは、排気管中に排気管Ｅ
１のように極端な屈曲部が在る場合には、第１０図に点
線Ｚで示すように変化し、時期Ｂにおいて正圧が生ずる
ようになる。この結果ｌ・ルクー回転数曲線は第１１図
に点線２で示すようになり、回転数すの近傍にトルクの
谷が残る。本発明によれば上記のような極端な屈曲部を
作ることなく各排気管９１．９ｒ、１０１．１叶を配管
できるので、第１１図の曲線ｙのようなトルクの谷のな
い出力性能が得られる。

排気制御弁１５の開閉はエンジン回転数に応じて行われ
、エンジン回転数が所定値より高い時には開状態（第３
図）とされ、エンジン回転数が所定値より低い時には閉
状態（第４図）とされなければならない。本実施例にお
いてはエンジン回転数をカム軸の回転数によって検出し
、これによって排気制御弁１５を作動させるようにしで
ある。このため第１図に示すように後部シリンダ８の上
部に制御ユニットハウジング１８が設けられている。ユ
ニットハウジング１８には第５図に示すように軸１９が
ベアリング２０を介して回転自在に設けられており、こ
の軸１９が歯車２１を介してカム軸２２に連結されてい
る。ユニットハウジング１８内において軸１９にはガバ
ナープレート２３が装着されている。ガバナプレート２
３は斜板部分２４と円板部分２５とから成り、第６図に
示すように、斜板部分２４は軸１９にこれとともに回転
しかつ軸線方向に摺動できるように取付けられ、円板部
分２５はこの斜板部分２４のボス部にベアリング３６を
介して相対的に回動自在に支持されている。斜板部分２
４はユニットハウジング１８と一体の固定斜板２６に向
い合っており、側斜板２４．２６間にスチールポール２
７が挟まれている。

さらに斜板部分２４はスプリングシート２８によって軸
１９に支えられたスプリング２９により斜板２６へ向け
て付勢されている。円板部分２５の周面には円周方向の
歯３０が互いに平行に多数設けられており、この歯３０
に軸３１の一端に形成けれたビニオン３２が噛合ってい
る。軸３１のユニットハ　ウジフグ１日から外方に突出
した他端にはプーリ３３が固定されている６一方、集合
室１１側には排気制御弁１５の回転軸１５ａの突出端部
にプーリ３４が設けられており、プーリ３３とプーリ３
４との間に第１図に略示しであるように伝動ロー１３５
が掛は渡されている。

エンジンが回転するとクランク軸に連動してカム軸２２
が回転し、歯車２１を介して軸１９が回転してスチール
ボール２７に遠心力が作用するが、エンジン回転数が所
定値に達するとスチールボール２７の遠心力がスプリン
グ２９に打勝ってガバナープレート２３が第５図におい
て下降する。

これとともにビニオン３２を介して円板部分２５の歯３
０に噛合っている軸３１が回転し、プーリ３３、伝動ロ
ーブ３５およびプーリ３４を介して排気制御弁Ｉ５の回
転軸１５ａが回動して、排気制御弁１５は第３図図示の
開位置に保持される。エンジン回転数が所定値以下に低
下すると、ガバナープレート２３は第５図図示の位置に
復帰し　排気制御弁１５は第４図図示の閉位置を占めて
低回転数域（不適回転数域）におけるトルクの谷を解消
する。本実施例によれば排気制御弁１５を駆動するため
のサーボモータ等が不必要であり、小型、簡素な排気制
御弁駆動装置が得られる。

光尻皇苅来 以上の通り、本発明においては、車体に片持式スイング
アームを介して後輪を支持するとともに多気筒エンジン
を搭載した自動二輪車であって、前記エンジンの各気筒
に接続された排気管の他端を１つの集合室内に開口させ
、かつ該集合室内に、回転して各排気管の開口端の排気
流路面積を制御する排気制御弁を設けたものにおいて、
前記排気制御弁の回転軸線を車体前後方向に指向させる
とともに、前記各排気管を前記スイングアームと反対側
の車体側部に配設し、これらの排気管を前記車体側部か
ら前記集合室に前記回転軸線に対してほぼ直角に導いた
ので、どの排気管も著しく屈曲させることなく比較的緩
やかな弯曲度を持たせて集合室に導くことができ、従っ
て排気中の圧力波が排気管の屈曲部においても反射され
て排気制御弁による反射波制御効果を阻害することがな
く、不適回転数域におけるトルクの谷を排気制御弁によ
って有効に解消することができる。また、排気管をスイ
ングアームに影響されることなく比較的自由に配管する
ことができるとともに、車体巾方向の重量バランスが良
好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した自動二輪車の概略側面図、第
２図は同自動二輪車の排気系および後輪支持部分を示す
平面図、第３図は集合室の平断面図で、排気制御弁開状
態を示す図面、第４図は第３図のＴＶ−ＩＶ線に沿う部
分的断面図で、排気制御弁閉状態を示す図面、第５図は
排気制御弁制御用のユニットハウジングの断面図、第６
図はその内部のガバナプレートの継断面図、第７図は排
気管屈曲部の数例を示す略図、第８図ないし第１１図は
本発明の作用、効果を説明するための線図である。 １・・・前輪、２・・・後輪、３・・・車体フレーム、
４・・・ヘッドパイプ、５・・・スイングアーム、６・
・・エンジン、７・・・前部シリンダ、８・・・後部シ
リンダ、９・・・前部排気管、１０・・・後部排気管、
１１・・・集合室、１２・・・集合排気管、１３・・・
マフラー、１４・・・接続口、１５・・・排気制御弁、
１６・・・ストッパ、１７・・・回転軸線、１８・・・
ユニットハウジング、１９・・・軸、２０・・・ベアリ
ング、２１・・・歯車、２２・・・カム軸、２３・・・
ガバナープレート、２４・・・斜板部分、２５・・・円
板部分、２６・・・斜板、２７・・・スチールボール、
２８・・・スプリングシート、２９・・・スプリング、
３０・・・歯、３１・・・軸、３２・・・ピニオン、３
３・・・７’　−リ、３４・・・プーリ、３５・・・伝
動ローブ、３６・・・ベアリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体に片持式スイングアームを介して後輪を支持すると
   ともに多気筒エンジンを搭載した自動二輪車であって、
   前記エンジンの各気筒に接続された排気管の他端を１つ
   の集合室内にそれぞれ開口させ、かつ該集合室内に、回
   転して前記各排気管の開口端の排気流路面積を制御する
   排気制御弁を設けたものにおいて、前記排気制御弁の回
   転軸線を車体前後方向に指向させるとともに、前記各排
   気管を前記スイングアームと反対側の車体側部に配設し
   、これらの排気管を前記車体側部から前記集合室に前記
   回転軸線に対してほぼ直角に導いたことを特徴とする自
   動二輪車。