JP2007182878A

JP2007182878A - オートバイ用マフラー

Info

Publication number: JP2007182878A
Application number: JP2006346295A
Authority: JP
Inventors: Stacy L Smith; エルスミスステイシー
Original assignee: Harley Davidson Motor Co Group LLC
Current assignee: Harley Davidson Motor Co Group LLC
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-07-19
Also published as: US20070151798A1; US7424931B2; DE102006056414A1

Abstract

【課題】オートバイ用のマフラーを提供する。
【解決手段】オートバイ用のマフラーであって、アウター管、および実質的に、該アウター管内に設置されたインナー管を有するマフラーである。インナー管は、エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部と、第１の端部とは反対側の、排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部とを有し、両端部の間には、第１および第２の開口が設置されている。また、マフラーは、アウター管とインナー管の間にメッシュ管を有する。メッシュ管は、インナー管とメッシュ管の間にチャンバ室を定形し、排気ガスは、第１の開口を介してインナー管から排出され、チャンバ室に導入され、チャンバ室から排出され、第２の開口を介して、インナー管に導入される。また、マフラーは、メッシュ間とアウター管の間に設置されたノイズ減衰材料を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マフラーに関する。

本発明は、特にオートバイ用マフラーに関する。
米国特許第６，１３８，７９１号明細書

本発明では、排気ガスを生成するエンジンを有するオートバイ用のマフラーを提供することを課題とする。

本発明のある実施例では、排気ガスを生成するエンジンを有するオートバイ用のマフラーが提供される。当該マフラーは、アウター管と、実質的に該アウター管の内部に設置されたインナー管とを有する。インナー管は、エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部、および第１の端部とは反対側の、排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部を有し、両端部の間には、第１および第２の開口が設置される。さらに当該マフラーは、アウター管とインナー管の間に設置されたメッシュ管を有する。メッシュ管は、インナー管とメッシュ管の間にチャンバ室を定形し、排気ガスは、インナー管から第１の開口を介してチャンバ室内に導入され、さらにチャンバ室から第２の開口を介してインナー管に導入される。また、当該マフラーは、メッシュ管とアウター間の間に設置されたノイズ減衰材料を有する。

別の実施例では、本発明により、アウター管と、実質的に該アウター管の内部に設置されたインナー管とを有するマフラーが提供される。インナー管は、エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部、および第１の端部とは反対側の、排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部を有し、両端部の間には、第１および第２の開口が設置される。さらに当該マフラーは、アウター管とインナー管の間に設置された中間管を有する。中間管は、インナー管と中間管の間にチャンバ室を定形し、排気ガスは、インナー管から第１の開口を介してチャンバ室内に導入され、さらにチャンバ室から第２の開口を介してインナー管に導入される。また、当該マフラーは、中間管とアウター間の間に設置された単一ストランドガラス繊維のロービング（ｒｏｖｉｎｇ）を有する。

別の実施例では、本発明により、アウター管と、実質的に該アウター管の内部に設置されたインナー管とを有するマフラーが提供される。インナー管は、エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部、および第１の端部とは反対側の、排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部を有し、両端部の間には、第１および第２の開口が設置される。さらに当該マフラーは、アウター管とインナー管の間に設置された中間管を有する。中間管は、インナー管と中間管の間にチャンバ室を定形し、排気ガスは、インナー管から第１の開口を介してチャンバ室内に導入され、さらにチャンバ室から第２の開口を介してインナー管に導入される。また、当該マフラーは、中間管とアウター間の間に設置された単一ストランドガラス繊維のロービングと、ガラス繊維マットとを有する。

本発明の他の態様は、詳細な説明および添付図面を参照することにより明らかとなろう。

本発明のいずれかの実施例を詳細に説明する前に、本発明は、以下の記載または以下の図面に示された構成および部品の配置の詳細な適用例に限定されないことを理解する必要がある。本発明は、他の実施例とすることもでき、各種方法で実現したり実施したりすることができる。また、本願の表現および専門用語は、記載のためのものであり、限定することを意図するものではないことを理解する必要がある。「含む」、「有する」または「持つ」と言う言葉およびその変化形の使用は、以降の記載された部品とその等価物の他、追加の部品をも包含する。特別なまたは限定された場合を除き、「取り付けられた」、「接続された」、「支持された」、「結合された」と言う言葉およびそれらの変化形は、幅広く使用され、直接的なおよび間接的な、取り付け、接続、支持、結合の両方を包含する。また、「接続された」および「結合された」と言う言葉は、物理的もしくは機械的な接続または結合に限定されるものではない。

図１には、オートバイ１０を示す。このオートバイは、フレーム１２と、前輪１４および後輪１６と、シート１８と、エンジン２０と、マフラー２２とを有する。前輪１４および後輪１６は、地上でフレーム１２に相対して回転する。エンジン２０は、フレーム１２に取り付けられており、後輪１６を駆動する。図示されたエンジン２０は、空冷式４サイクル４５度Ｖ型ツインエンジンである。いくつかの実施例では、他の種類のエンジンが含まれても良く、例えば、水冷式または空冷式の各種多気筒エンジンである。オートバイ１０は、マフラー２２を有し、このマフラーは、エンジン２０で生成した排気ガスを誘導するとともに、エンジン２０の作動の際に生じるノイズを抑制する。ヘッダ２４は、エンジン２０とマフラー２２の間に結合され、排気ガスをマフラー２２の方に誘導する。

図２、３を参照すると、マフラー２２は、インナー管３０と、中間管３２と、アウター管３４またはシェルと、導入端部３６と、排出端部３８とを有する。インナー管３０、中間管３２およびアウター管３４は、径の異なる実質的に円筒状の薄壁パイプである。インナー管３０は、マフラー２２の導入端部３６の近傍に第１のフレア端部４０を有し、マフラー３２の排出端部３８の近傍に第２のフレア端部４２を有する。示された実施例では、パンチ穴または開口４４により、インナー管３０の内側と外側で流体連通が可能となっている。インナー管３０の内部には、調節板５０が設置されており、少なくとも一つの開口４４が調節板５０と導入端部３６の間に存在し、少なくとも一つの開口４４が調節板５０と排出端部３８の間に存在するようになっている。示された調節板５０は、インナー管３０の内径と実質的に整合する直径を有する金属薄片であり、これにより、調節板５０は、インナー管３０の内周に閉止部（シール）を形成し、インナー管３０の全長に沿った排気ガスの流れが防止される。いくつかの実施例では、調節板５０のいずれかの側に、開口４４が僅か一つだけ存在しても良い。インナー管３０の第１のフレア端部４０は、入口フランジ５２を受容するように適合されている。入口フランジ５２は、マフラー２２の導入端部３６をヘッダ２４の一つに結合し、ヘッダ２４とマフラー２２の間の排気流路を定形する。

中間管３２は、インナー管３０を少なくとも部分的に取り囲み、中間チャンバ室６０を定形する。いくつかの実施例では、中間管３２は、金属メッシュで構成され、これは、サウスウェスタン（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ）社から入手できるＷｉｒｅＣｌｏｔｈ−８メッシュ（８×８）のような、厚さが０．０２８インチの３０４ステンレス鋼で構成される。いくつかの実施例では、中間管３２は、スロット、ホールまたは他のあらゆる形状の開口を有し、チャンバ室６０から中間管３２の外側への流通が可能となっている。

アウター管３４は、中間管３２およびインナー管３０を少なくとも部分的に覆い、アウターチャンバ室６２を定形する。図の実施例では、アウター管３４は、金属で構成され、これは、視覚的に美しい外観のため、外表面が研磨仕上げまたはクロム仕上げされることが好ましい。いくつかの実施例では、アウター管３４は、プラスチックまたは複合材料で構成される。アウター管３４は、導入端部３６および排出端部３８の両方がテーパー形状となっており、アウター管３４の端部は、導入端部３６に、入口フランジ５２とともにシール部を形成し、排出端部３８に、インナー管３０とともにシール部を形成する。

図２および３を引き続き参照すると、さらにマフラーは、中間管３２とアウター管３４の間のチャンバ室６２を実質的に充填する、防音材６４またはノイズ減衰材料を有する。いくつかの実施例では、防音材６４は、中間管３２の周囲に巻き回された、単一ストランドガラス繊維のロービングであり、例えば、密度が約１００ｋｇ／ｍ^３のオーウンズコーニング（Ｏｗｅｎｓ−ＣｏｒｎｉｎｇＡｄｖａｎｔｅｘ）（ＲＭＵ−１６２Ａ）、またはパワーテックス（ＤＢＷＰｏｗｅｒｔｅｘ）である。防音材６４が中間管３２の周囲に巻き回される際、防音材６４が確実に中間管３２に固定されるように、バインダまたは接着剤が設置される。バインダの設置後、中間管３２および防音材６４が空気乾燥され、防音材６４が固定される。さらに、防音材６４は、中間管３２の全長にわたって均一に設置され、これにより、テーパー端部の連結が維持され、マフラー２２の組み立てが容易となる。バインダは、第１の防音材６４のテーパー端部が中間管３２上に保持されることをサポートする。いくつかの実施例では、バインダは、テープ、エポキシ、または排気ガスによって生じる熱に耐え、防音材６４を中間管３２に固定することに適した、他のいかなる材料であっても良い。防音材６４は、中間管３２とアウター管３４の間のチャンバ室６２を実質的に充填する。

図４および５に示した実施例では、図１乃至３の第１の実施例に示された構造と同様の構造を定めるために、１００番台の同様の参照符号が使用されている。マフラー１２２は、図２および３の中間管３２よりも小さな直径を有する中間管１３２と、図２および３のマフラー２２に設置された防音材６４と実質的に同じ厚さの防音材１６４とを有する。中間管１３２は、中間管３２よりも直径が小さく、さらにアウター管１３４は、アウター管３４と同じ直径であるため、防音材１６２は、中間管１３２とアウター管１３４の間のチャンバ室１６２の一部のみを充填する。

図６および７に示した実施例では、図１乃至３の第１の実施例に示された構造と同様の構造を定めるために、２００番台の同様の参照符号が使用されている。マフラー２２２は、図４および５の中間管１３２と同等、またはより小さな直径を有する中間管２３２と、防音材１６４と実質的に同じ厚さの防音材２６４とを有する。前述の実施例と同様に、アウター管２３４は、中間管２３２とアウター管２３４の間にチャンバ室２６２を定形する。防音材２６４に加えて、図６および７のマフラー２２２は、中間管２３２とアウター管２３４の間に設置された、防音材２８２またはノイズ減衰材料の別の層を有する。図の実施例では、防音材２８２は、防音材２６４とアウター管２３４の間に設置されたガラス繊維マットである。いくつかの実施例では、防音材２８２は、密度が約９６ｋｇ／ｍ^３のＢＧＦテックマット（Ｔｅｃｈｍａｔ）であり、これは、排気ガスによる高温に耐えることができる。テープを使用して、防音材２６４の内層の周囲に防音材２８２を固定しても良い。テープによって、層２８２の強度が高まるとともに、端部に強固な微小テーパー形状が付与され、マフラー２２２の組立が容易となる。図の実施例では、防音材２６４、２８２は、アウター管２３４と中間管２３２の間のチャンバ室２６２を実質的に充填する。いくつかの実施例では、図４および５の実施例のように、防音材２６４、２８２は、チャンバ室２６２を完全には充填していなくても良い。

中間管２３２は、前述の第１の実施例で示したような金属メッシュで構成される。図９に示すように、メッシュは、中間管３２の端部２４８を超えて垂直方向に延伸するワイヤ２４６が全く存在しないように裁断される。これにより、防音材２６４、２８２の損傷が最小限に抑制される。防音材２６４、２８２が切れたり破損したりした場合、インナー管２３０から、騒音が生じるおそれがある。

図２乃至７の各マフラー２２、１２２、２２２は、同様に作動するため、以下、第１の実施例のマフラー２２の動作についてのみ説明する。オートバイのエンジン２０が稼働すると、排気ガスが、エンジン２０からヘッド２４を通って、マフラー２２の導入端部３６およびインナー管３０内に送通される。各マフラー２２において、排気ガスは、インナー管３０を通り調節板５０に到達し、ここで、排気ガスは、開口４４を通ってインナー管３０と中間管３２の間のチャンバ室６０内に送通される。調節板５０とマフラー２２の導入端部３６の間の開口４４を通ってチャンバ室６０に導入される排気ガスの圧力のため、チャンバ室６０の排気ガスは、調節板５０とマフラー２２の排出端部３８の間の開口４４を介して、インナー管３０内に逆向きに送通される。チャンバ室６０に導入された排気ガスの一部は、インナー管３０内に逆向きに誘導される前に、中間管３２を通過して防音材６４を通る。中間管３２とアウター管３４の間に設置された防音材６４は、エンジン２０で生じるノイズを減衰させるとともに、排気ガスからアウター管３４への熱輸送を抑制する。中間管３２の直径、防音材の量および使用される防音材の種類数を変えることにより、インナー管３０と中間管３２の間の距離が変わり、排気ガスの流量を増大させたり、抑制したりすることができる。この距離を変化させて、マフラー２２を調節することにより、ノイズ減衰を最大にし、エンジン特性を高めることが可能となる。

マフラー２２を組み立てる際の第１のステップは、アウター管３４のテーパー端部に、入口フランジ５２を溶接することである。この段階では、アウター管３４の一方の端部のみがテーパーを有する。次に、アウター管３４に、ガラス繊維管組立体が挿入され、ガラス繊維管組立体は、アウター管３４のテーパー状端部に到達するまで挿入される。ガラス繊維管組立体は、用途に応じて、防音材の適当な層が巻き回された中間管３２を有する。ガラス繊維管組立体が装着された後、アウター管３４にインナー管３０が挿入され、入口フランジ５２は、インナー管３０の入口側３６を受容する。次に、アウター管３４の排出端部３８が、ドーム化またはテーパー化され、インナー管３０の排出端部３８が、アウター管３４に溶接される。最後に、オートバイ１０にマフラー２２を取り付けるために必要なブラケットがアウター管２４に溶接され、アウター管３４の外側にクロム仕上げ処理が施工される。

図８には、本発明のさらに別の実施例を示す。図１乃至３の第１の実施例に示された構造と同様の構造を定めるために、３００番台の同様の参照符号が使用されている。この実施例のマフラー３２２は、図２乃至７の実施例と同様の中間管３３２と、アウター管３３４とを有するが、図２乃至７の実施例のインナー管３３２は、開口管３９０と置換されている。開口管３９０は、中間管３３２と開口管３９０の間にチャンバ室３６０を定形する。開口管３９０を構成するため、この管３９０には、管３９０によって定められる、管３９０のほぼ中心を通る軸に対して垂直な切断部３９４が形成される。切断部３９４とマフラー３２２の排出端部３３８の間の部分３９６は、管３９０の部分３９６が管３９０の内周の半分と接触するまで縮形されている。次に、部分３９６は、溶接、はんだ、またはパイプをシールする他の適当な方法によって、管３９０の内表面と結合される。この方法では、パイプの一部を縮形することによって、管３９０の切断部３９４が形成された箇所に、排出領域３９８が形成される。排出領域３９８は、実質的に管３９０と径が等しい開口である。

排気ガスは、マフラー３２２の導入端部３３６に送通され、排出領域３９８を通って、開口管３９０と中間管３３２の間のチャンバ室３６０内に送通される。前述の実施例のように、チャンバ室３６０に導入された排気ガスは、パンチ穴３４４を介して、連続的に開口管３９０内に流通される。管３９０の部分３９６は、管３９０の内表面に対してシールされているため、排気ガスは、マフラー３２２の排出端部３３８を通って排出される。

図８に示した実施例では、図１の防音材６４と同様に、チャンバ室３６２に配置された防音材３６４を有する。いくつかの実施例では、マフラー３２２は、図２乃至７の実施例について示したような、前述のいかなる防音材配置を有しても良い。

このように、本発明では、他のものとともに、インナー管、中間管、アウター管、および中間管とアウター管の間に設置された防音材を有するオートバイマフラーが提供される。本発明の多くの特徴および利点は、特許請求の範囲に記載されている。

本発明の実施例によるマフラーを有するオートバイの斜視図である。図１のマフラーの断面図である。図１のマフラーの拡大断面図である。本発明の第２の実施例の断面図である。図４のマフラーの拡大断面図である。本発明の第３の実施例の断面図である。図６のマフラーの拡大断面図である。本発明の第４の実施例の断面図である。図６のマフラーの中間管の拡大図である。

符号の説明

１０オートバイ、１２フレーム、１４前輪、１６後輪、１８シート、２０エンジン、２２、１２２、２２２、３２２マフラー、２４ヘッダ、３０、３３２インナー管、３２、１３２、２３２、３３２中間管、３４、１３４、２３４、３３４アウター管、３６、３３６導入端部、３８、３３８排出端部、４０第１のフレア端部、４２第２のフレア端部、４４、３４４開口、５０調節板、５２入口フランジ、６０、３６０中間チャンバ室、６２、１６２、２６２アウターチャンバ室、６４、１６４、２６４、２８２防音材、３９０開口管、３９４切断部、３９８排出領域。

Claims

排気ガスを生成するエンジンを有するオートバイ用のマフラーであって、
アウター管と、
実質的に該アウター管の内部に設置されたインナー管であって、前記エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部、および前記第１の端部とは反対側の、前記排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部を有し、前記両端部の間に設置された第１および第２の開口を有するインナー管と、
前記アウター管とインナー管の間に設置された中間管であって、該中間管と前記インナー管の間にはチャンバ室が定形され、前記排気ガスは、前記インナー管から前記第１の開口を介して前記チャンバ室内に導入され、さらに前記チャンバ室から前記第２の開口を介して前記インナー管に導入されるところの中間管と、
前記中間管とアウター間の間に設置されたノイズ減衰材料と、
を有するマフラー。
前記ノイズ減衰材料は、前記中間管とアウター管の間の空間を実質的に充填することを特徴とする請求項１に記載のマフラー。
前記ノイズ減衰材料は、前記中間管とアウター管の間の空間の一部を実質的に充填することを特徴とする請求項１に記載のマフラー。
前記中間管とアウター管の間の空間の残りの部分は、ガラス繊維マットによって実質的に充填されることを特徴とする請求項３に記載のマフラー。
前記中間管は、メッシュ管であり、前記ノイズ減衰材料は、単一ストランドガラス繊維のロービングであることを特徴とする請求項１に記載のマフラー。
前記単一ストランドガラス繊維のロービングは、前記メッシュ管とアウター管の間の空間を実質的に充填することを特徴とする請求項５に記載のマフラー。
前記単一ストランドガラス繊維のロービングは、前記メッシュ管とアウター管の間の空間の一部を実質的に充填することを特徴とする請求項５に記載のマフラー。
前記メッシュ管とアウター管の間の残りの空間は、ガラス繊維マットによって実質的に充填されることを特徴とする請求項７に記載のマフラー。
前記インナー管は、貫通開口加工され、縮形され、シールされ、前記第１の開口が定形されることを特徴とする請求項１に記載のマフラー。
排気ガスを生成するエンジンを有するオートバイ用のマフラーであって、
アウター管と、
実質的に該アウター管の内部に設置されたインナー管であって、前記エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部、および前記第１の端部とは反対側の、前記排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部を有し、前記両端部の間に設置された第１および第２の開口を有するインナー管と、
前記アウター管とインナー管の間に設置された中間管であって、該中間管と前記インナー管の間にはチャンバ室が定形され、前記排気ガスは、前記インナー管から前記第１の開口を介して前記チャンバ室内に導入され、さらに前記チャンバ室から前記第２の開口を介して前記インナー管に導入されるところの中間管と、
前記中間管とアウター間の間に設置された単一ストランドガラス繊維のロービングと、
を有するマフラー。
前記中間管は、メッシュであることを特徴とする請求項１０に記載のマフラー。
前記単一ストランドガラス繊維のロービングは、前記中間管とアウター管の間の空間を実質的に充填することを特徴とする請求項１０に記載のマフラー。
前記単一ストランドガラス繊維のロービングは、前記中間管とアウター管の間の空間の一部を実質的に充填することを特徴とする請求項１０に記載のマフラー。
前記中間管とアウター管の間の空間の残りの部分は、ガラス繊維マットによって実質的に充填されることを特徴とする請求項１３に記載のマフラー。
前記インナー管は、貫通開口加工され、縮形され、シールされ、前記第１の開口が定形されることを特徴とする請求項１０に記載のマフラー。
排気ガスを生成するエンジンを有するオートバイ用のマフラーであって、
アウター管と、
実質的に該アウター管の内部に設置されたインナー管であって、前記エンジンからの排気ガスを受容するように適合された第１の端部、および前記第１の端部とは反対側の、前記排気ガスを外界に排出するように適合された第２の端部を有し、前記両端部の間に設置された第１および第２の開口を有するインナー管と、
前記アウター管とインナー管の間に設置された中間管であって、該中間管と前記インナー管の間にはチャンバ室が定形され、前記排気ガスは、前記インナー管から前記第１の開口を介して前記チャンバ室内に導入され、さらに前記チャンバ室から前記第２の開口を介して前記インナー管に導入されるところの中間管と、
前記中間管とアウター間の間に設置された単一ストランドガラス繊維のロービングと、
前記中間管とアウター管の間に設置されたガラス繊維マットと、
を有するマフラー。
前記中間管は、メッシュであることを特徴とする請求項１６に記載のマフラー。
前記単一ストランドガラス繊維のロービングは、前記中間管とアウター管の間の空間の一部を実質的に充填し、前記中間管とアウター管の間の空間の残りの部分は、前記ガラス繊維マットによって実質的に充填されることを特徴とする請求項１６に記載のマフラー。
前記インナー管は、貫通開口加工され、縮形され、シールされ、前記第１の開口が定形されることを特徴とする請求項１６に記載のマフラー。