JP5484374B2

JP5484374B2 - 排気マフラー

Info

Publication number: JP5484374B2
Application number: JP2011031579A
Authority: JP
Inventors: 公徳宇佐; 剛志望月; 誠西岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: US9062581B2; EP2489842A1; EP2489842B1; JP2012167656A; US20120210701A1

Description

本発明は、排ガスを順次流通させるようにしてケーシング内に形成される複数の排気室のうち排ガスの流通方向に沿う上流側の上流側排気室および下流側の下流側排気室間にわたるガス通路の前記下流側排気室への開口端に対向して配置されるシャッター部材と、前記ガス通路を閉鎖する側に前記シャッター部材を付勢するスプリングと、前記ガス通路の前記下流側排気室への開口端全周に当接することを可能として前記シャッター部材に固着されるシール部材とを備えるリリーフ弁が、前記上流側排気室の圧力が所定値以上になると開弁するようにして前記上流側排気室および前記下流側排気室間に介設される排気マフラーに関する。

排気マフラー内に形成される複数の排気室のうち上流側の排気室および下流側の排気室間にわたるガス通路の下流側排気室への開口端に対向して配置されるシャッター部材と、ガス通路を閉鎖する側にシャッター部材を付勢するスプリングと、ガス通路の下流側排気室への開口端全周に当接することを可能としてシャッター部材に固着されるシール部材とを備えるリリーフ弁が、上流側の排気室および下流側の排気室間に介設されるようにした排気マフラーが、特許文献１で知られており、このものでは前記シール部材が、ガス通路を形成する筒部材の下流側排気室への開口端に対応したリング状に形成され、リリーフ弁が閉じる際の打音の発生を抑えるようにしている。

特開２００７−３２１５９５号公報

ところで、リリーフ弁のシャッター部材は、出力や排気音をコントロールするために、所定のエンジン回転数となるまで開弁しないようにスプリングで付勢されているのであるが、上記特許文献１で開示されたリリーフ弁にあっては、スプリングの荷重設定のみではエンジンの回転数に応じたリリーフ弁の開閉コントロールが難しい場合がある。たとえばスロットル開度を全閉状態から次第に全開状態へと開けていってエンジン回転数を上げる際に、所定のエンジン回転数よりも前に何らかの事情によって排ガスの動圧が瞬間的に高くなることがまれに生じることがあり、この場合、上記特許文献１で開示されるリリーフ弁のようにリング状のシール部材で囲まれる部分でシャッター部材に排ガスの動圧が直接作用する構成では、リリーフ弁が不所望に開弁してしまう可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、リリーフ弁をより正確に開閉させ得るようにした排気マフラーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、排ガスを順次流通させるようにしてケーシング内に形成される複数の排気室のうち排ガスの流通方向に沿う上流側の上流側排気室および下流側の下流側排気室間にわたるガス通路の前記下流側排気室への開口端に対向して配置されるシャッター部材と、前記ガス通路を閉鎖する側に前記シャッター部材を付勢するスプリングと、前記ガス通路の前記下流側排気室への開口端全周に当接することを可能として前記シャッター部材に固着されるシール部材とを備えるリリーフ弁が、前記上流側排気室の圧力が所定値以上になると開弁するようにして前記上流側排気室および前記下流側排気室間に介設される排気マフラーにおいて、金属製メッシュ材から成る前記シール部材が、前記ガス通路の出口を覆うようにして円板状に形成されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、複数の前記排気室を前記ケーシング内に形成する複数のセパレータで前記ケーシング内が区画され、それらのセパレータの少なくとも１つに、前記ガス通路を形成する筒部材が固定され、前記シール部材の外周部を当接させるリングプレートが前記ガス通路の出口を囲むようにして前記筒部材に固着されることを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記上流側排気室を相互間に形成する一対の前記セパレータが、それらのセパレータに共通な補強板部材を介して前記ケーシングに固定されることを第３の特徴とする。

本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記補強板部材に、前記上流側排気室に排ガスを導入する排気管に連なって前記上流側排気室に収容される触媒コンバータが支持されることを第４の特徴とする。

さらに本発明は、第２〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、複数の前記セパレータのうち前記筒部材を支持して前記上流側排気室に臨むセパレータに、前記筒部材の前記上流側排気室への開口端を覆うカバー部材が固定されることを第５の特徴とする。

なお実施の形態の第２集合排気管２７が本発明の排気管に対応し、実施の形態の第１排気室３６が本発明の上流側排気室に対応し、実施の形態の第３排気室３８が本発明の下流側排気室に対応する。

本発明の第１〜第５の特徴によれば、ガス通路の下流側排気室への開口端全周に当接することを可能としてシャッター部材に固着されるシール部材が、金属製メッシュ材から成るとともに、ガス通路の出口を覆うようにして円板状に形成されるので、排ガスの動圧が瞬間的にまれに高くなってもその動圧はシール部材を介してシャッター部材に作用することになり、排ガスがメッシュ材から成るシール部材で乱されることでシャッター部材に作用する動圧を低下させることができる。したがって排ガスの動圧が瞬間的に高くなったとしてもリリーフ弁が開き難くなり、リリーフ弁の開閉を正確に行うことができる。

また特に本発明の第３の特徴によれば、上流側排気室を相互間に形成する一対のセパレータが共通な補強板部材を介してケーシングに固定されるので、両セパレータの剛性を高めて排ガスの動圧変化に伴う上流側排気室の容量変化を抑えて上流側排気室の圧力変化を抑え、ケーシングの振動を抑えて騒音の発生を抑制することができる。

特に本発明の第４の特徴によれば、補強板部材に触媒コンバータが支持されるので、補強部材の剛性を活かして触媒コンバータを支持することができる。

さらに特に本発明の第５の特徴によれば、筒部材を支持して上流側排気室に臨むセパレータにカバー部材が固定され、筒部材の上流側排気室への開口端がカバー部材で覆われるので、上流側排気室内の動圧がリリーフ弁のシャッター部材側には直接伝わらないようして、リリーフ弁の開閉をより正確に行うことができる。

自動二輪車の側面図である。排気マフラーの縦断側面図である。図２の３矢視方向から見た排気マフラーの正面図である。図２の４−４線断面図である。補強板部材を図３の５矢視方向から見た図である。リリーフ弁を図２の６矢視方向から見た図である。リリーフ弁が閉弁状態にあるときの図６の７−７線断面図である。リリーフ弁が開弁状態にあるときの図７に対応した断面図である。図７の９−９線断面図である。シール部材の正面図である。シール部材およびリングプレートを図７の１１−１１線に沿って示す断面図である。

本発明の実施の形態について添付の図１〜図１１を参照しながら説明すると、先ず図１において、この自動二輪車の車体フレームＦの前端部には、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク１２が操向可能に支承される。また前記車体フレームＦがその前後方向中間部で備えるピボットプレート１３には、後輪ＷＲを後端部で軸支するスイングアーム１４の前端部が上下揺動可能に支承され、スイングアーム１４および前記ピボットプレート１３間に設けられるリンク機構１５と、前記車体フレームＦとの間にはリヤクッションユニット１６が設けられる。

前記車体フレームＦには、エンジンＥのエンジン本体１７が前輪ＷＦおよび後輪ＷＲ間に配置されるようにして搭載されており、前記エンジン本体１７が備えるクランクケース１８内に収容される変速機（図示せず）の出力軸２０と、前記後輪ＷＲとの間には、無端状のチェーン２１を含むチェーン式伝動手段２２が設けられる。

前記車体フレームＦには、前記エンジン本体１７の上方に位置する燃料タンク２３が搭載され、その燃料タンク２３よりも後方に位置する乗車用シート２４が前記車体フレームＦの後部に支持される。

前記エンジンＥは、たとえば直列４気筒の多気筒エンジンであり、その排気装置２５は、前記エンジン本体１７の一部を構成するシリンダヘッド１９の前部側面に上流端が接続される各気筒毎の個別排気管２５，２５…と、それらの個別排気管２５，２５…を２つずつ纏めた一対の第１集合排気管２６，２６と、第１集合排気管２６…を１つに纏めた第２集合排気管２７と、第２集合排気管２７が接続される排気マフラー２８とを備え、排気マフラー２８は後輪ＷＲの右側に配置される。

図２および図３において、前記排気マフラー２８のケーシング３０は、自動二輪車の車幅方向で内側に配置される内側ケース部材３１と、前記車幅方向外側に配置される外側ケース部材３２とが相互に溶接結合されて成り、内側ケース部材３１および外側ケース部材３２間には、複数個たとえば３個のクロスパイプ３３，３４，３５が設けられる。また前記ケーシング３０内は、第２集合排気管２７から導入される排ガスを順次流通させる複数の排気室、この実施の形態では３つである第１〜第３排気室３６，３７，３８が形成され、前記ケーシング３０内を区画して第１〜第３排気室３６，３７，３８を形成するための複数のセパレータ、この実施の形態では第１〜第３セパレータ３９，４０，４１が前記ケーシング３０に固定される。

第１排気室３６は前記ケーシング３０の長手方向中間部内に形成されており、前記ケーシング３０内の前部に形成される第２排気室３７および第１排気室３６間に第１セパレータ３９が配置され、前記ケーシング３０の後部内に形成される第３排気室３８および第１排気室３６間に第２セパレータ４０が配置され、第２セパレータ４０との間に第３排気室３８を形成する第３セパレータ４１が前記ケーシング３０の後部に固着される。また第３セパレータ４１よりも後方で前記ケーシング３０の後端部には開口部４３を有する端壁部材４２が設けられる。

図４および図５を併せて参照して、第１〜第３排気室３６，３７，３８のうち排ガスの流通方向６５に沿う最上流端の排気室である第１排気室３６を相互間に形成する第１および第２セパレータ３９，４０は、それらのセパレータ３９，４０に共通な補強板部材４４を介して前記ケーシング３０の外側ケース部材３２に固定される。而して前記補強板部材４４において前記外側ケース部材３２の内面に当接する部分には、たとえば２つの溶接用透孔４５，４６が設けられ、前記外側ケース部材３２にも前記溶接用透孔４５，４６に対応した２つの溶接用透孔４７，４８が図４で示すように設けられる。また前記補強板部材４４の内面には第１ステー４９が当接されるものであり、前記外側ケース部材３２、前記補強板部材４４および第１ステー４９は、前記溶接用透孔４５，４７；４６，４８で溶接される。

第２集合排気管２７は、第１排気室３６に対応する部分で前記ケーシング３０の内側ケース部材３１を貫通するものであり、第１排気室３６内で第２集合排気管２７の開口端部内には、筒状のケース５０内に触媒５１が充填されて成る触媒コンバータ５２が挿入、固定される。また前記補強板部材４４に固着された第１ステー４９には、第２集合排気管２７の開口端部の外周の一部に当接、固着される当て板５３が固着されており、第２集合排気管２７に連なって第１排気室３６に収容される触媒コンバータ５２が前記補強板部材４４に支持されることになる。

また第２集合排気管２７の開口端部の外周のうち前記ケーシング３０の内側ケース部材３１側に臨む面には、内側ケース部材３１の内面に当接する第２ステー５４が固着され、第２ステー５４に対応する部分で前記内側ケース部材３１に設けられた溶接用透孔５５で第２ステー５４が内側ケース部材３１に溶接される。

再び図２において、第１セパレータ３９には、第１排気室３６および第２排気室３７間を連通するようにして第１セパレータ３９を貫通する第１連通パイプ５６が固着され、第１および第２セパレータ３９，４０には、第２排気室３７および第３排気室３８間を連通するようにして第１および第２セパレータ３９，４０を貫通する第２連通パイプ５７が固着される。

また第３セパレータ４１には、第３排気室３８を外部に開放するようにして第３セパレータ４１および端壁部材４２を貫通するテールパイプ５８が固着されるとともに、一端を第３排気室３８に開放するようにして第３セパレータ４１を貫通する排気制御パイプ５９が固着される。しかも排気制御パイプ５９の他端開放部の開度は、ケーシング３０の外側ケース部材３２に回動可能に支承される弁軸６０に固着される排気制御弁６１で制御されるものであり、前記弁軸６０に固着されるレバー６２に連結されるケーブル（図示せず）を移動可能に挿通せしめるガイド筒６３が前記ケーシング３０の上部に固着される。

図６〜図９を併せて参照して、前記ケーシング３０内に形成される第１〜第３排気室３６，３７，３８のうち排ガスの流通方向６５に沿う上流側の排気室および下流側の排気室間にはリリーフ弁６６が介設されるものであり、この実施の形態では前記流通方向６５に沿う最上流端となる第１排気室３６と、前記流通方向６５に沿う最下流端となる第３排気室３８との間にリリーフ弁６６が介設される。

このリリーフ弁６６は、第１および第３排気室３８間にわたるガス通路６７を形成するようにして第１〜第３セパレータ３９，４０，４１のうち少なくとも１つのセパレータである第２セパレータ４０に固定される円筒状の筒部材６８と、第３排気室３８への前記ガス通路６７の出口に対向して配置されるシャッター部材６９と、前記ガス通路６７を閉鎖する側に前記シャッター部材６９を付勢するようにして前記筒部材６８および前記シャッター部材６９間に設けられるスプリング７０と、前記ガス通路６７の出口を囲むようにして前記筒部材６８の第３排気室３８側の端部に固定されるリングプレート７１と、該リングプレート７１に外周部を当接させるようにして前記シャッター部材６９に固着されるシール部材７２とを備える。

前記筒部材６８は、一端を第１排気室３６に開放するようにして第２セパレータ４０を貫通するものであり、この筒部材６８の第３排気室３８側への開口端には半径方向外側方に張り出すフランジ部６８ａが一体に設けられる。前記シャッター部材６９は、前記筒部材６８の他端の前記フランジ部６８ａに対向するようにして略円形の円板状に形成される。また第２セパレータ４０とは反対側を閉塞端部７３ａ，７３ａとして略Ｕ字状に金属棒を屈曲成形して成る一対のガイド部材７３，７３が、前記筒部材６８の一直径線上に位置するようにして筒部材６８の他端のフランジ部６８ａの外周に固着される。

前記シャッター部材６９の前記筒部材６８とは反対側に臨む面には、スプリングケース７４が固着されており、このスプリングケース７４には、前記ガイド部材７３…内に挿入されて前記シャッター部材６９の開閉作動をガイドするとともに前記シャッター部材６９の開放側への移動端を前記ガイド部材７３…の閉塞端部７３ａ…に当接することで規制する一対の突部７４ａ，７４ａが一体に設けられる。

前記スプリング７０は、前記スプリングケース７４で保持されるコイル部７０ａと、該コイル部７０ａの両端から延びる一対の延出腕部７０ｂ，７０ｃとを有する。一方、前記筒部材６８の他端のフランジ部６８ａの外周には、前記両延出腕部７０ｂ，７０ｃの先端部を挿通、係合せしめる係合突部７５，７６が一体に設けられており、スプリング７０は、前記シャッター部材６９を前記筒部材６８の他端のフランジ部６８ａに近接させる側すなわち前記筒部材６８内の前記ガス通路６７を閉鎖する側に付勢されることになる。

図１０および図１１を併せて参照して、前記リングプレート７１は、前記シャッター部材６９の外周よりも大きな外周を有するように形成されるものであり、ガス通路６７の出口を囲むようにして前記筒部材６８の他端の前記フランジ部６８ａに固定される。また前記シール部材７２は、金属製メッシュ材から成るものであり、前記筒部材６８内のガス通路６７の出口を覆うようにして円板状に形成され、前記シャッター部材６９の前記筒部材６８側に臨む面に固着される。

かかるリリーフ弁６６では、第１排気室３６の圧力が所定値未満の状態では、スプリング７０でシャッター部材６９が付勢されていることによって、図７で示すように、筒部材６８のフランジ部６８ａに固着されたリングプレート７１にシール部材７２が当接しており、筒部材６８内のガス通路６７は遮断された状態にある。また第１排気室３６の圧力が所定値以上となると、スプリング７０の付勢力に抗してシャッター部材６９が図８で示すようにフランジ部６８ａから遠ざかり、シール部材７２がリングプレート７１から離隔してガス通路６７が開放されることになる。

再び図２において、第１〜第３セパレータ３９〜４１のうち前記筒部材６８を支持して第１排気室３６に臨む第２セパレータ４０には、第１排気室３６から前記ガス通路６７への排ガスの流通を可能とすべく前記内側ケース部材３１側を開放した椀状に形成されるカバー部材７７が、前記筒部材６８の第１排気室３６への開口端を覆うようにして固定される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、第１および第３排気室３６，３８間に介設されるリリーフ弁６６のシール部材７２が、金属製メッシュ材から成るとともに、第１および第３排気室３６，３８間の第２セパレータ４０に固着された筒部材６８内のガス通路６７の出口を覆うようにして円板状に形成されるので、第１排気室３６での排ガスの動圧が瞬間的にまれに高くなってもその動圧はシール部材７２を介してシャッター部材６９に作用することになり、図１０の矢印で示すように、排ガスがシール部材７２のメッシュ部を通過する際にメッシュ部に当たって流れが乱されることで、シャッター部材６９に作用する動圧を低下させることができる。したがって排ガスの動圧が瞬間的に高くなったとしてもリリーフ弁６６が開き難くなり、リリーフ弁６６の開閉を正確に行うことができる。

また第１排気室３６を相互間に形成する第１および第２セパレータ３９，４０が、それらのセパレータ３９，４０に共通な補強板部材４４を介してケーシング３０に固定されるので、第１および第２セパレータ３９，４０の剛性を高めて排ガスの動圧変化に伴う第１排気室３６の容量変化を抑えて第１排気室３６の圧力変化を抑え、ケーシング３０の振動を抑えて騒音の発生を抑制することができる。

また補強板部材４４に、第１排気室３６に排ガスを導入する第２集合排気管２７に連なって第１排気室３６に収容される触媒コンバータ５２が支持されるので、補強板部材４４の剛性を活かして触媒コンバータ５２を支持することができる。

さらに第１〜第３セパレータ３９〜４１のうち前記筒部材６８を支持して第１排気室３６に臨む第２セパレータ４０に、前記筒部材６８の第１排気室３６への開口端を覆うカバー部材７７が固定されるので、第１排気室３６内の動圧がリリーフ弁６６のシャッター部材６９側には直接伝わらないようして、リリーフ弁６６の開閉をより正確に行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

２７・・・排気管である第２集合排気管
２８・・・排気マフラー
３０・・・ケーシング
３６・・・上流側排気室である第１排気室
３７・・・第２排気室
３８・・・下流側排気室である第３排気室
３９，４０，４１・・・セパレータ
４４・・・補強板部材
５２・・・触媒コンバータ
６５・・・流通方向
６６・・・リリーフ弁
６７・・・ガス通路
６８・・・筒部材
６９・・・シャッター部材
７０・・・スプリング
７１・・・リングプレート
７２・・・シール部材
７７・・・カバー部材

Claims

排ガスを順次流通させるようにしてケーシング（３０）内に形成される複数の排気室（３６〜３８）のうち排ガスの流通方向（６５）に沿う上流側の上流側排気室（３６）および下流側の下流側排気室（３８）間にわたるガス通路（６７）の前記下流側排気室（３８）への開口端に対向して配置されるシャッター部材（６９）と、前記ガス通路（６７）を閉鎖する側に前記シャッター部材（６９）を付勢するスプリング（７０）と、前記ガス通路（６７）の前記下流側排気室（３８）への開口端全周に当接することを可能として前記シャッター部材（６９）に固着されるシール部材（７２）とを備えるリリーフ弁（６６）が、前記上流側排気室（３６）の圧力が所定値以上になると開弁するようにして前記上流側排気室（３６）および前記下流側排気室（３８）間に介設される排気マフラーにおいて、金属製メッシュ材から成る前記シール部材（７２）が、前記ガス通路（６７）の出口を覆うようにして円板状に形成されることを特徴とする排気マフラー。
複数の前記排気室（３６〜３８）を前記ケーシング（３０）内に形成する複数のセパレータ（３９，４０，４１）で前記ケーシング（３０）内が区画され、それらのセパレータ（３９〜４１）の少なくとも１つに、前記ガス通路（６７）を形成する筒部材（６８）が固定され、前記シール部材（７２）の外周部を当接させるリングプレート（７１）が前記ガス通路（６７）の出口を囲むようにして前記筒部材（６８）に固着されることを特徴とする請求項１記載の排気マフラー。
前記上流側排気室（３６）を相互間に形成する一対の前記セパレータ（３９，４０）が、それらのセパレータ（３９，４０）に共通な補強板部材（４４）を介して前記ケーシング（３０）に固定されることを特徴とする請求項２記載の排気マフラー。
前記補強板部材（４４）に、前記上流側排気室（３６）に排ガスを導入する排気管（２７）に連なって前記上流側排気室（３６）に収容される触媒コンバータ（５２）が支持されることを特徴とする請求項３記載の排気マフラー。
複数の前記セパレータ（３９〜４１）のうち前記筒部材（６８）を支持して前記上流側排気室（３６）に臨むセパレータ（４０）に、前記筒部材（６８）の前記上流側排気室（３６）への開口端を覆うカバー部材（７７）が固定されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の排気マフラー。