JP3625101B2 - 排気管の消音器構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動二輪車に好適な排気管の消音器構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
消音器の外観性を優れたものにする目的で車両用排気管の消音器を２重に構成する技術が知られており、例えば特開平４−１４１０号公報の「車両用排気消音器」もその１つである。
この消音器は、同公報の第１図に示される通り、内筒２８の外側に通風兼用スペーサ４０，４１を介して外筒２９を取り付け、通風兼用スペーサ４０，４１の通風孔４０ａ，４１ａ及び内筒２８と外筒２９との隙間に走行風を通過させるものである。
この結果、走行風で外筒２９を冷却して外筒２９が排気ガスの熱で変色することを防止できるので、消音器の外観を良好に保つことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の消音器は外筒２９を取り付けるために通風兼用スペーサ４０，４１を必要とし、さらに通風兼用スペーサ４０，４１は通風孔４０ａ，４１ａを備えるので形状が複雑になる。この結果、消音器がコスト高になるという問題がある。
そこで、本発明の目的は、消音器の外観を良好に保ち、かつ消音器のコストを下げる技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１では、内筒の外側に隙間を開けて外筒を取り付け、前記隙間に走行風を通過させるようにした排気管の消音器において、前記内筒の外周面に複数個の突出部を設け、この複数個の突出部に前記外筒の内周を当接して前記内筒に外筒を取り付けた排気管の消音器構造であって、前記外筒は、平板を曲げ加工して一端と他端の突合部を互いに突合せ、この状態で前記内筒に嵌入し、前記突合部を内筒の外周に取り付けたものであることを特徴とする。
【０００５】
内筒の外周面に複数個の突出部を設け、これらの突出部に外筒を当接した状態で内筒に取り付けたので、外筒を突出部の高さ分浮いた状態で内筒に取り付けることができる。従って、突出部で走行風が通過する隙間を開けることができるので、この隙間を形成するために複雑な形状の通風兼用スペーサを必要としない。
【０００６】
【実施例】
本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る消音器を備えた自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１はメインフレーム２の前部にヘッドパイプ３を介してフロントフォーク４を軸支し、このフロントフォーク４に前輪５、フォロントフェンダ６を取付け、メインフレーム２の下方にエンジン８を取付け、このエンジン８から排気管３０を延出し、排気管３０の後端部に消音器５０を取り付け、更にメインフレーム２の後端部からピボット９を介してスイングアーム１１を延出し、このスイングアーム１１に後輪１２を取付けてなる。
【０００７】
図中、１４は燃料タンク、１５はエアフィルタ、１６は気化器、１７はシート、１８，１９はシートレール、２１はリアサスペンション、２２はドライブチェーン、２３はラジエータ、２４はステーである。ステー２４はシートレール１９に消音器５０を吊るすものである。
【０００８】
図２は本発明に係る消音器を備えた排気管（第１実施例）の側面図であり、排気管３０は曲り管状のエキパイ部３１と膨張室３２とを備え、更にこの膨張室３２はガスの流れ方向に流路断面積が徐々に増加するダイバー部３３と、同断面積がほぼ一定のストレート部３４と、同断面積が徐々に減少するコンバー部３５とからなる。なお、前記エキパイはエキゾーストパイプの略称であるが、ここでは排気管全体ではなくエンジン直下の曲り管のみを指す。ダイバーはダイバージェントの略称、コンバーはコンバージェントの略称である。
【０００９】
前記排気管３０は支持ステー４２Ｆ，４２Ｒを介して排気ガス浄化装置３６を内蔵し、この排気ガス浄化装置３６の主要素である触媒付き多孔板筒部材３７を、前記ダイバー部３３の後部から前記コンバー部３５の前部までの間に、且つ前記ストレート部３４の略中央に配置したものである。３８は後端部パイプ、３９は吊り金具である。
【００１０】
図３は図２の３−３線断面図であり、前部支持ステーの構成を示す。
前部支持ステー４２Ｆは、Ｗ字状サポート金具４３Ｆと、このサポート金具４３Ｆに溶接されるアウタリング４４とからなり、このアウタリング４４は組立ての都合で上下に２分割したものである。このアウタリング４４で支える弾性材４５、インナリング４６及び多孔板筒部材４１については後述する。
排気管３０は分割管体３０Ｒと分割管体３０Ｌとを合せてなり、一方の分割管体３０Ｒにのみ前記Ｗ字状サポート金具４３Ｆを溶接にて止めていることを示す。
図から明らかなように、前部支持ステー４２Ｆの支持作用で多孔板筒部材４１は排気管３０の断面略中央に保持される。
後部支持ステー（４２Ｒ）はＷ字状サポート金具（４３Ｒ）の形状が若干異なるだけで、基本的には前部支持ステー４２Ｆと同構造であるから説明は省略する。
【００１１】
図４は本発明に係る排気ガス浄化装置の後部の分解斜視図であり、多孔板筒部材４１は、多孔板４１ａの後端に切込み４１ｂを入れ、この切込み４１ｂが底となるようにして丸め、上部の合せ部４１ｃを溶接してなる筒体である。この多孔板筒部材４１に触媒としての貴金属又はセラミックスを担持する。
更に、多孔板筒部材４１の後部に鍔４６ａの付いたインナリング４６を被せて溶接する。なお、このインナリング４６は分割体であっても差支えない。
このインナリング４６に耐熱性弾性材４５を嵌合し、この弾性材４５を２つ割りのアウタリング４４で抑える。このアウタリング４４はスラスト止め鍔４４ａを有し、且つ下位のアウタリング４４は回転止め部４４ｂを有し、この回転止め部４４ｂが前記多孔板筒部材４１の後端の切込み４１ｂに嵌合して、多孔板筒部材４１の回転止めをなす。
前記弾性材４５は耐熱性及びクッション性を備えたステンレスウールが好適である。
【００１２】
図５は本発明に係る排気ガス浄化装置の平面断面図であり、多孔板筒部材４１はインナリング４６，４６に重なる部分には小孔４１ｄは開けない。インナリング４６で覆われるために排気ガスの通過が望めないからである。
そして、多孔板筒部材４１の全長をＬとした場合に、前端から１／３Ｌの位置が前部支持ステー４２Ｆの取付け位置である。
【００１３】
前部支持ステー４２Ｆはアウタリング４４の鍔４４ａとインナリング４６の鍔４６ａとで弾性体４５を挟む構成であり、同様に、後部支持ステー４２Ｒはインナリング４４の鍔４４ａとアウタリング４６の鍔４６ａとで弾性体４５を挟む構成であり、且つ、前部支持ステー４２Ｆのアウタリング４４の鍔４４ａは弾性体４５が前方（図左）への移動を制限し、後部支持ステー４２Ｒのアウタリング４４の鍔４４ａは弾性体４５が後方（図右）への移動を制限する。
【００１４】
図６は図５の６−６矢視図であり、後部支持ステー４２Ｒの要部を示し、多孔板筒部材４１の切込み４１ｂにアウタリング４４の回転止め片４４ｂが嵌合していることを示す。このために、多孔板筒部材４１は回転しない。４１ｃは合せ部である。
図７は図５の７−７線断面図であり、前部支持ステー４２Ｆのアウタリング４４で弾性体４５及びインナリング４６を介して多孔板筒部材４１を支えることを示す。
【００１５】
図８は本発明に係る消音器の斜視図である。
消音器５０は、内筒５１と、内筒５１の前端部を閉じるフロントプレート５３と、内筒５１の後端部を閉じるリヤプレート５４と、リヤプレート５４の中央に挿入したテールパイプ５５と、内筒５１の外側に隙間Ｓ（図９参照）を開けて取り付けた外筒５６と、内筒５１に溶接した吊り金具５７からなる。この消音器５０は、フロントプレート５３を後端部パイプ３８に嵌入して排気管３０（図２参照）に取り付けたものである。
【００１６】
内筒５１は、前端部、中央部及び後端部の３箇所の外周にそれぞれ複数個の突出部５１ａ…を備える。外筒５６は前端部に開口部５６ａを備え、開口部５６ａ内に吊り金具５７を配置するものである。
５８はボルト、５９はナットであり、ボルト５８及びナット５９は吊り金具５７をステー２４に取り付けるものである。
【００１７】
図９は図８の９−９線断面図であり、図において上下方向及び車体方向は図示の通りである。
外筒５６は、その内周を内筒５１の突出部５１ａ…に当接した状態に配置することにより、内筒５１との間に環状の隙間Ｓを形成したものである。また、外筒５６は、平板を曲げ加工したもので、一端と他端の突合部５６ｂ，５６ｃを互いに突合せた状態にしたものである。この突合部５６ｂ，５６ｃを内筒５１の外周に溶接して、外筒５６を内筒５１に取り付けるものである。
【００１８】
なお、内筒５１の長手方向中央部において、Ｐ位置に突出部５１ａを備えないようにした。その理由は、Ｐ位置は消音器５０の自動二輪車の外側に位置するので、突出部５１ａによる外筒５６の変形を防止して消音器５０の外観性をよくするためである。
【００１９】
以上の構成からなる排気管の組立て方法を次に述べる。
図１０は本発明に係る排気管（第１実施例）の組立要領図であり、図４で説明した要領で多孔板筒部材４１の前端から１／３Ｌの箇所にアウタリング４４までを組立て、同時に多孔板筒部材４１の後部にアウタリング４４までを組付ける。矢印▲１▼，▲１▼の通りにアウタリング４４，４４にＷ字状サポート金具４３Ｆ，４３Ｒを取付け、更に、矢印▲２▼，▲２▼の通りにＷ字状サポート金具４３Ｆ，４３Ｒを一方の分割管体３０Ｒに取付ける。この後に、矢印▲３▼，▲３▼の通りに他方の分割管体３０Ｌを取付ける。
これで、図２に示した排気管３０の膨張室３２に排気ガス浄化装置４０を組込んだことになる。
【００２０】
次に、消音器の組立て方法を述べる。
図１１は本発明に係る消音器の組立て方法を説明する分解斜視図である。
先ず、矢印▲１▼に示すように外筒５６を内筒５１に嵌入し、外筒５６の突合部５６ｂ及び５６ｃを互いに突合せた状態で内筒５１の外周に溶接する。次に、矢印▲２▼に示すように吊り金具５７を内筒５１に溶接して消音器５０を構成する。次いで、消音器５０のフロントプレート５３を後端部パイプ３８に嵌入し、吊り金具５７をボルト５８、ナット５９を介してステー２４（各々図８参照）に取り付ける。
従って、突出部５１ａ…で外筒５６を浮かして取り付けることにより、走行風が通過する隙間を開けることができる。この結果、隙間を形成するために複雑な形状の通風兼用スペーサを必要としない。
【００２１】
なお、内筒５１の突出部５１ａ…は、平板から内筒５１の素材を打抜くとき、同時にプレス成形する。次に、内筒５１の曲げ加工時に突出部５１ａ…の高さをコントロールする。従って、突出部５１ａ…を備えた内筒５１を低コストで得ることができる。
【００２２】
次に排気ガス浄化装置を備えた排気管の作用を説明する。
図１において、エンジン８からの高温の排気ガスは排気管３０内部を通って後方のサイレンサ２３に至る。
この際に、図２において、排気ガスは先ずダイバー部３３に配置した多孔板筒部材４１のトップで高温ガスでの予備的浄化反応が達成でき、続くストレート部３４及びコンバー部３５に配置した多孔板筒部材４１の残部で本格的な浄化反応が達成できる。
【００２３】
図５において、多孔板筒部材４１の前端から１／３Ｌの箇所及び後端部を前部支持ステー４２Ｆ及び後部支持ステー４２Ｒで確実に支持する。高温になる多孔板筒部材４１のトップは片持ち支持された状態で前方へ自在に伸縮する。
多孔板筒部材４１の前部支持ステー４２Ｆ〜後部支持ステー４２Ｒ間も、弾性材４５，４５の作用により、自在に伸縮する。
【００２４】
ただし、前部支持ステー４２Ｆ及び後部支持ステー４２Ｒから多孔板筒部材４１が外れることのないように、アウタリング４４，４４の互いに向い合った鍔４４ａ，４４ａで多孔板筒部材４１の前後方向の移動を適度に制限して、同部材４１の抜け止めを図る。
さらに、回転止め部４４ｂで多孔板筒部材４１の回転を抑える。多孔板４１ａを丸めて、合せ部４１ｃを溶接してなる合せ部が常に決まった位置にあるため、合せ部４１ｃの強度設計の条件が定まり、好都合である。
【００２５】
次に消音器の作用を説明する。
図１２は図９の１２−１２線断面図である。
先ず自動二輪車が走行すると、走行風Ｗが消音器５０の前端部の隙間Ｓ内に入り込む。隙間Ｓ内に入り込んだ走行風Ｗは隙間Ｓを通過して消音器５０の後端部から抜け出す。この結果、走行風Ｗで外筒５６を冷却することができるので、外筒５６が排気ガスの熱で変色することを防止できる。
【００２６】
ところで、自動二輪車の走行時に排気ガスが内管４１内を通過して内筒５１を加熱する。これに対して、走行風Ｗが外筒５６を冷却するので、内筒５１の熱膨張量が外筒５６の熱膨張量より大きくなる。従って、突出部５１ａ…を外筒５６に強く押し付けることになる。この結果、突出部５１ａ…と外筒５６との当接箇所でのエンジン８（図１参照）の振動等によるビビリ音の発生を防止することができる。
【００２７】
図１３は本発明に係る消音器を備えた排気管（第２実施例）の側面図であり、排気管６０は曲り管状のエキパイ部６１と膨張室６２とを備え、更にこの膨張室６２はガスの流れ方向に流路断面積が徐々に増加するダイバー部６３と、同断面積がほぼ一定のストレート部６４と、同断面積が徐々に減少するコンバー部６５とからなる。
【００２８】
排気管６０は、支持ステー６６を介して前側排気ガス浄化装置６７を内蔵し、且つ支持ステー６８Ｒ，６８Ｆを介して後側排気ガス浄化装置６９を内蔵する。前側排気ガス浄化装置６７の主要素である触媒付き多孔板筒部材６７ａは、ダイバー部６３の前部から後部までの間に、且つダイバー部６３の中央に配置したものである。また、後側排気ガス浄化装置６９の主要素である触媒付き多孔板筒部材６９ａは、ダイバー部６３の後部からコンバー部６５の前部までの間に、且つストレート部６４の略中央に配置したものである。
【００２９】
このように、前側排気ガス浄化装置６７と後側排気ガス浄化装置６９とを排気管６０内に２段に配置したので、排気管６０の断面略中央部に沿ってできるだけ長い範囲で排気ガス浄化装置（触媒装置）を配置することができる。
また、前側排気ガス浄化装置６７は短いので、１個の支持ステー６６だけで前側排気ガス浄化装置６７を保持することができる。従って、排気管の断面が小さい部位での排気抵抗を極力小さくすることができる。
【００３０】
７０はアウタリング、７１は前側排気ガス浄化装置６７とアウタリング７０との間に挟持した弾性体（ステンレスウール）、７２Ｆ，７２Ｒはアウタリング、７３Ｆ，７３Ｒは後側排気ガス浄化装置６９とアウタリング７２Ｆ，７２Ｒとの間に挟持した弾性体（ステンレスウール）、７４は後端部パイプである。
【００３１】
尚、本実施例は自動二輪車の消音器について説明したが、本発明の消音器はその他の内燃機関の消音器に適用してよいことは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、内筒の外周面に複数個の突出部を設け、これらの突出部に外筒を当接した状態で内筒に取り付けたので、外筒を突出部の高さ分浮いた状態で内筒に取り付けることができる。従って、突出部で走行風が通過する隙間を開けることができるので、この隙間を形成するために複雑な形状の通風兼用スペーサを必要としない。この結果、消音器を低コストで提供することができる。
【００３３】
さらに、自動二輪車の走行時に排気ガスが内管内を通過して内筒を加熱する。一方、外筒を走行風Ｗで冷却するので、内筒の熱膨張量が外筒の熱膨張量より大きくなる。従って、突出部を外筒に強く押し付けることになる。この結果、突出部と外筒との当接箇所でのエンジンの振動等によるビビリ音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る消音器を備えた自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係る消音器を備えた排気管（第１実施例）の側面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明に係る排気ガス浄化装置の後部の分解斜視図
【図５】本発明に係る排気ガス浄化装置の平面断面図
【図６】図５の６−６矢視図
【図７】図５の７−７線断面図
【図８】本発明に係る消音器の斜視図
【図９】図８の９−９線断面図
【図１０】本発明に係る排気管（第１実施例）の組立要領図
【図１１】本発明に係る消音器の組立て方法を説明する分解斜視図
【図１２】図９の１２−１２線断面図
【図１３】本発明に係る消音器を備えた排気管（第２実施例）の側面図
【符号の説明】
１…自動二輪車、３０，６０…排気管、５０…消音器、５１…内筒、５１ａ…突出部、５６…外筒、５６ｂ，５６ｃ…突合部、Ｓ…隙間、Ｗ…走行風。

Claims (1)

1. 内筒の外側に隙間を開けて外筒を取り付け、前記隙間に走行風を通過させるようにした排気管の消音器において、前記内筒の外周面に複数個の突出部を設け、この複数個の突出部に前記外筒の内周を当接して前記内筒に外筒を取り付けた排気管の消音器構造であって、
   前記外筒は、平板を曲げ加工して一端と他端の突合部を互いに突合せ、この状態で前記内筒に嵌入し、前記突合部を内筒の外周に取り付けたものであることを特徴とする排気管の消音器構造。

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