JP6077908B2 - 鞍乗型車両の排気管 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗型車両の排気管に関する。

内管及び内管を外側から覆う外管を備える二重管構造の排気管であって、内管がマフラーに連結され、内管を通過した排気がマフラーに流入する鞍乗型車両の排気管が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１８９６８１号公報

内燃機関出力は、排気管の特性によって変化するものであり、排気管の特性には、脈動効果や通気抵抗等がある。一般に脈動効果は、排気管の内径が小さいほど効果的に表れ、大きいほど効果が表れ難くなる。
一方で、通気抵抗は、排気管の内径が大きいほど小さくなり、脈動効果は所望のものが表れ難くなる場合があるが、排気の抜けが良好となる点で利点がある。

ここで、特許文献１に開示の排気管では、内管の内径が一定で、直接マフラーに連結される構造であり、内管の内径が一定であるため、脈動効果及び通気抵抗の低減による排気抜けの良好性のうちの一方を良好に確保し難いものとなっている。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、容易に、脈動効果及び通気抵抗の低減による排気抜けの良好性を確保できる鞍乗型車両の排気管を提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、外管（２２）に所要隙間を介して内装される内管（２１）を有する二重管構造の鞍乗型車両の排気管（１４）において、前記内管（２１）の下流側端部を拡径させるとともに、前記外管（２２）が、下流側に向けて前記内管（２１）の拡径部（２７）よりも所定長さ長く形成され、排気管（１４）における排気の排気流通部の径が、途中で拡径され、前記外管（２２）における前記内管（２１）の拡径部（２７）は、車両搭載時に前記内管（２１）の上側と下側とに合計で２箇所形成され、前記拡径部（２７）に対向する位置に溶接穴（２８）が形成され、前記外管（２２）の前記溶接穴（２８）から溶接を行い、前記拡径部（２７）が前記外管（２２）の内周面に結合することで、前記内管（２１）の下流側端部が前記外管（２２）に結合され、前記外管（２２）の外壁には、前記内管（２１）側に向けて窪む凹部（３２）が形成されるとともに、この凹部（３２）の底部分に貫通穴（３３）が形成され、前記凹部（３２）に、前記内管（２１）の内部と前記外管（２２）の外部とを連通させるためのカラー（３１）が前記排気管（１４）の上流側部に上方から挿入され、前記カラー（３１）は、前記内管（２１）の側の貫通穴（３４）の周縁部と、前記外管（２２）の側の前記貫通穴（３３）の周縁部とに溶接され、排気管（１４）内の酸素濃度を計測する酸素センサ（３０）が、前記カラー（３１）を介して当該排気管（１４）に取り付けられることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記外管（２２）の下流側端部にマフラー（１５）が取り付けられ、前記マフラー（１５）内に、触媒（２５）が取り付けられ、前記外管（２２）は、前記内管（２１）の下流側端部よりも下流側の位置から屈曲し、前記外管（２２）の下流側端部が前記触媒（２５）を指向するように形成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、排気管の排気流通部が途中から内管下流端から外管に入り拡径することで、通気抵抗が小さくなって排気抜けが良くなるため、内管の内径を小さくして所望の脈動効果を確保しつつ、排気抜けの良好性を確保することができる。ここで、通気抵抗を小さくするための排気流通部の拡径部分は、外管を内管よりも長くすることで形成されるため、容易に形成される。このため、容易に、脈動効果及び通気抵抗の低減による排気抜けの良好性を確保できる。加えて、本発明に係る内管、外管を容易に係止できるため、生産性を向上できる。加えて、外観視で見え難い位置に溶接部分等が位置し、外観の良好性を維持できる。加えて、酸素センサが簡易に取り付けられているため、生産性を向上できる。

請求項２に記載の発明では、内管に対し外管が拡径することで膨張した排気を、触媒に向けて放出させることで、排気が均等に触媒に当り易くすることができる。

本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の排気管が搭載された自動二輪車の要部の右側面図である。 上記排気管及びこれに接続されたマフラーの右側面図である。 上記排気管及びマフラーの要部の左側面図である。 上記排気管における内管と外管との結合部分の拡大図である。 上記排気管における内管と外管との結合部分の排気管径方向に沿う断面図である。 上記排気管における酸素センサの設置部を示した図である。 上記排気管における酸素センサの設置部の排気管径方向に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下の説明に用いる図面において、矢印ＦＲは車両の前方を、矢印ＵＰは車両の上方をそれぞれ示している。

図１には本実施形態に係る鞍乗型車両の排気管を搭載した自動二輪車１の要部の右側面図が示されている。
この自動二輪車１では、前輪２と後輪３との間にエンジン４が配置され、エンジン４は、クランクケース５とクランクケース５の上部前側から上方に向けて立設されたシリンダ部６と、を備えている。

自動二輪車１の車体フレーム７は、前端に位置するヘッドパイプ８、ヘッドパイプ８から後方に延びた後、下方に延びるメインフレーム９、及びヘッドパイプ８から下方に延びるダウンフレーム１０等を備えている。
エンジン４は、メインフレーム９の下端部に設けられたピボットプレート１１に、クランクケース５の後部を支持され、ダウンフレーム１０の下端部に、クランクケース５の前部を支持されている。
ピボットプレート１１には、後方に延びるスイングアーム１２が支持されている。スイングアーム１２は、その前端部をピボットプレート１１に上下方向に揺動可能に支持され、スイングアーム１２の後部の後輪３を揺動可能としている。

シリンダ部６の後部には、吸気系部材１３が接続され、シリンダ部６の前部には排気管１４が接続されている。詳しくは、シリンダ部６は、クランクケースに直接結合するシリンダブロック、シリンダブロックに結合し内部に燃焼室等が形成されるシリンダヘッド、及びシリンダヘッドを覆うヘッドカバーで構成されている。そして、吸気系部材１３及び排気管１４は、シリンダ部６のうちのシリンダヘッドに結合し、燃焼室に連通可能となっている。

排気管１４は、シリンダ部６の前部から前斜め下方に延びてから後斜め下方に湾曲し、クランクケース５の下方で後方に略真直ぐ延びている。また、排気管１４は、後輪３の前端の車幅方向外側の位置で角度を変えて、斜め後上方に湾曲し、その後端部にはマフラー１５が接続されている。マフラー１５は、排気管１４の後端部から斜め後上方に延び、後輪３の車幅方向外側に位置している。なお、排気管１４及びマフラー１５により自動二輪車１の排気装置が構成される。

排気管１４は、クランクケース５の下方で前後方向に延びる部位の外周部に上方に突出するブラケット１６を溶接され、ブラケット１６の上部をクランクケース５の後部下側に固定されることで、クランクケース５に支持されている。
また、マフラー１５は、前部側にブラケット１７を溶接され、ブラケット１７の上部を、ピボットプレート１１から斜め後上方に延びるフレーム部材１８に固定されることで、フレーム部材１８に支持されている。

図２は、排気管１４及びマフラー１５のみの右側面図であり、排気管１４は、シリンダ部６との連結部２０と、連結部２０から延びる図中破線で示す内管２１と、連結部２０から延び、内管２１を所要隙間をもって外側から覆う外管２２と、を有する二重管構造となっている。すなわち、内管２１は所要隙間を介して外管２２に内装されている。
排気は、シリンダ部６から連結部２０及び内管２１を通ってマフラー１５に流れ、マフラー１５から排出される。以下では、排気管１４内において、排気の流れ方向で、連結部２０側を上流側といい、マフラー１５側を下流側という。また、マフラー１５内でも、排気の流入側を上流側、排出側を下流側という。

排気管１４は、外管２２の下流側端部（図示略）をマフラー１５の前端部の開口内に挿入して、マフラー１５の前端部の外周部がクランプ２３によって締め付けられることで、マフラー１５に連結している。
なお、本実施形態において、内管２１及び外管２２は断面円形状のパイプ材であり、それぞれの内径は、上流側端部から下流側端部まで略一定とされる。また、内管２１及び外管２２の中心軸線に直交する方向を、以下では径方向と呼ぶ。

マフラー１５は、外管２２の下流側端部に連通するとともに、この外管２２の下流側端部から後方に延びる連結筒２４と、連結筒２４の下流側端部に接続して後方に延びる触媒２５と、を内部に収容している。
連結筒２４は、外管２２の後端部から排出される排気を受け入れて触媒２５に送る部材であり、下流側に向けて次第に拡径する円錐台状に形成されている。
また、触媒２５は、円筒状に形成され、連結筒２４を通過した排気を浄化し、その後方に位置する膨張室に供給する。膨張室の構成については、説明を省略する。また、連結筒２４の下流側端部の外径と、触媒２５の上流側端部の外径は略同一となっている。

図３は、排気管１４の左側面図が示され、排気管１４では、外管２２が、下流側（後方）に向けて内管２１よりも所定長さ長く形成され、排気管１４における連結部２０からマフラー１５にいたるまでの排気の排気流通部の径が、途中で拡径している。すなわち、この排気管１４では、外管２２の下流側端部が内管２１の下流側端部よりも後方に位置し、内管２１の下流側端部から排出された排気は、外管２２の下流側端部内で膨張してマフラー１５側に流れる。なお、詳しくは、内管２１の下流側端部は、外管２２の下流側の部位におけるマフラー１５との接続位置（クランプ２３の締め付け位置）から下流側に離間して位置している。

図３〜図５を参照し、内管２１の下流側端部は一部が拡径されて形成される拡径部２７を有しており、内管２１の下流側端部において、拡径部２７は、内管２１の中心軸線Ｌ１（吸気軸線）を挟んで対向するように２つ形成されている（図５参照）。
一方で、外管２２における、拡径部２７に径方向で対向する位置にはそれぞれ、溶接穴２８が形成されている。拡径部２７において径方向で外側に位置する部分は弧状に形成され、その曲率は、外管２２の内周面の略同一となっており、上記拡径部２７において径方向で外側に位置する部分は、外管２２の内周面に面接触で当接している。

そして、本実施形態では、溶接穴２８の外側から内側に向けて溶接を行い、溶接穴２８の内周縁と拡径部２７に溶接ビード２９を、これらに跨るようにして形成し、拡径部２７が外管２２の下流側端部の内周面に結合することで、内管２１の下流側端部が外管２２に結合されている。

ここで、図２を参照し、車両搭載時に、この排気管１４では、拡径部２７が、内管２１の上側と下側とに位置するように形成されている。これに伴い、車両搭載時に、溶接穴２８は、外管２２の上側と下側とに位置するようになっており、外観視で見え難い位置に位置している。

また、図３を参照し、外管２２は、内管２１の下流側端部よりも下流側（後方）の位置から屈曲し、外管２２の下流側端部は、触媒２５を指向している。

すなわち、図３において、符号Ｃ１は、内管２１の下流側端部に対して角度を変えた外管２２の下流側の部位の中心点を示し、符号Ｌ２は、当該下流側の部位の中心点Ｃ１と外管２２の下流側端部の中心点を通って下流側に延びる外管２２の下流側端部の中心軸線を示している。
ここで、図から明らかなように、外管２２の下流側端部は、その中心軸線Ｌ２を触媒２５の中心軸線に一致させている。したがって、外管２２の下流側端部は、触媒２５の中央を指向するように屈曲されている。

一方で、図２、図６及び図７を参照し、本実施形態では、排気管１４の上流側の部位に酸素センサ３０が設けられている。

外管２２の上流側の部位における外壁には、内管２１側に向けて窪む円形状の凹部３２が形成されるとともに、この凹部３２の底部分には外管側貫通穴３３が形成されている。また、内管２１において径方向で外管側貫通穴３３の内側に位置する部分には、外側貫通穴３３よりも小径の内管側貫通穴３４が、外管側貫通穴３３と同軸で形成されている。

凹部３２には、内管２１の内部と外管２２の外部とを連通させるカラー３１が挿入され、カラー３１は、外管側貫通穴３３及び内管側貫通穴３４を通って、カラー３１の一端部は、内管側貫通穴３４の内周面に嵌合している。

そして、本実施形態では、カラー３１の一端部の外周面、内管側貫通穴３４の周縁部、及び外管側貫通穴３３の少なくとも内周面に、溶接ビード３５が跨って形成されており、酸素センサ３０は、カラー３１の他端部に固定され、カラー３１を介して排気管１４に取り付けられている。

以上に記載したように本実施形態の排気管１４は、外管２２に所要隙間を介して内装される内管２１を有する二重管構造であり、内管２１の下流側端部を拡径させて拡径部２７を形成するとともに、外管２２が、下流側に向けて内管２１の拡径部２７よりも所定長さ長く形成され、排気管１４における排気の排気流通部の径が、途中で拡径するようにした。

このため、排気管１４の排気流通部が途中から内管下流端から外管に入り拡径することで、通気抵抗が小さくなって排気抜けが良くなるため、内管２１の内径を小さくして所望の脈動効果を確保しつつ、排気抜けの良好性を確保することができる。ここで、通気抵抗を小さくするための排気流通部の拡径部分は、外管２２を内管２１よりも長くすることで形成されるため、容易に形成される。このため、本実施形態の排気管１４によれば、容易に、脈動効果及び通気抵抗の低減による排気抜けの良好性を確保できる。

また、本実施形態の排気管１４では、外管２２における内管２１の拡径部２７に対向する位置に溶接穴２８が形成され、外管２２の溶接穴２８から溶接を行い、拡径部２７が外管２２の内周面に結合することで、内管２１の下流側端部が外管２２に結合される。
これによれば、排気管１４において内管２１、外管２２を容易に係止できるため、生産性を向上できる。

また、実施形態の排気管１４では、車両搭載時に、拡径部２７が、内管２１の上側と下側とに位置するように形成されるので、外観視で見え難い位置に溶接部分等が位置し、外観の良好性を維持できる。

また、本実施形態の排気管１４では、外管２２の下流側端部にマフラー１５が取り付けられ、マフラー１５内に、触媒２５が取り付けられ、外管２２は、内管２１の下流側端部よりも下流側の位置から屈曲し、外管２２の下流側端部が触媒２５を指向するように形成される。
これによれば、内管２１に対し外管２２が拡径することで膨張した排気を、触媒２５に向けて放出させることで、排気が均等に触媒２５に当り易くすることができる。これにより、触媒２５を効率的に活性化できる。

また、本実施形態の排気管１４では、外管２２の外壁には、内管２１側に向けて窪む凹部３２が形成されるとともに、この凹部３２の底部分に外管側貫通穴３３が形成され、凹部３２に、カラー３１が挿入され、カラー３１が外管側貫通穴３３の周縁部に溶接され、排気管１４内の酸素濃度を計測する酸素センサ３０が、カラー３１を介して当該排気管１４に取り付けられる。
これによれば、酸素センサ３０が簡易に取り付けられているため生産性を向上できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明を自動二輪車１に搭載したが、車両は、自動二輪車に限らず、三輪車や四輪車であってもよい。また、エンジンは単気筒エンジンに限らず、多気筒エンジンに接続してもよい。

また例えば、上記実施形態では、拡径部２７が、内管２１の中心軸線Ｌ１（吸気軸線）を挟んで対向するように２つ形成される例を説明したが、他の態様であってもよい。
例えば、拡径部２７を２つ形成するときは、内管２１の一方側の半円領域に拡径部２７を１つ形成し、他方に１つ形成して、この際に、必ずしも対向していなくもよい。また、拡径部２７の形成個数は、１つでも３つ以上であってもよい。

また、内管２１の下流側端部よりも下流側に位置して、排気が直接的に流入する外管２２の下流側端部の外周部には、プロテクタを設ける等するのがよい。この場合には、運転者を熱源から保護できるとともに、熱による変色が現れることにより外観性が劣化するのを防止できる。

また、上記実施形態では、排気管１４は、シリンダ部６から適宜湾曲して後方に向けて延びるものであるが、屈曲の態様等は上記実施形態に限定されるものではなく、その他の態様であってもよい。

１ 自動二輪車（鞍乗型車両）
１４ 排気管
１５ マフラー
２１ 内管
２２ 外管
２５ 触媒
２７ 拡径部
２８ 溶接穴
３０ 酸素センサ
３１ カラー
３２ 凹部
３３ 外管側貫通穴（貫通穴）

Claims (2)

1. 外管（２２）に所要隙間を介して内装される内管（２１）を有する二重管構造の鞍乗型車両の排気管（１４）において、
   前記内管（２１）の下流側端部を拡径させるとともに、前記外管（２２）が、下流側に向けて前記内管（２１）の拡径部（２７）よりも所定長さ長く形成され、
   排気管（１４）における排気の排気流通部の径が、途中で拡径され、
   前記外管（２２）における前記内管（２１）の拡径部（２７）は、車両搭載時に前記内管（２１）の上側と下側とに合計で２箇所形成され、前記拡径部（２７）に対向する位置に溶接穴（２８）が形成され、
   前記外管（２２）の前記溶接穴（２８）から溶接を行い、前記拡径部（２７）が前記外管（２２）の内周面に結合することで、前記内管（２１）の下流側端部が前記外管（２２）に結合され、
   前記外管（２２）の外壁には、前記内管（２１）側に向けて窪む凹部（３２）が形成されるとともに、この凹部（３２）の底部分に貫通穴（３３）が形成され、
   前記凹部（３２）に、前記内管（２１）の内部と前記外管（２２）の外部とを連通させるためのカラー（３１）が前記排気管（１４）の上流側部に上方から挿入され、
   前記カラー（３１）は、前記内管（２１）の側の貫通穴（３４）の周縁部と、前記外管（２２）の側の前記貫通穴（３３）の周縁部とに溶接され、
   排気管（１４）内の酸素濃度を計測する酸素センサ（３０）が、前記カラー（３１）を介して当該排気管（１４）に取り付けられることを特徴とする鞍乗型車両の排気管。
2. 前記外管（２２）の下流側端部にマフラー（１５）が取り付けられ、
   前記マフラー（１５）内に、触媒（２５）が取り付けられ、
   前記外管（２２）は、前記内管（２１）の下流側端部よりも下流側の位置から屈曲し、前記外管（２２）の下流側端部が前記触媒（２５）を指向するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の排気管。

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