(57)【要約】【課題】マフラの重量を低減できるとともに、排気ガスの漏れを防止して消音効果を確保できるエンジンの排気装置を提供する。【解決手段】マフラ２１は、外筒３０と、該外筒３０内に配置された内筒３１とを有するとともに、複数の膨張室Ａ，Ｂに画成され、上記外筒３０と内筒３１との間には、上記膨張室Ａ，Ｂ同士を連通する連通路４０が形成され、該連通路４０の両縁部３１ｅ，３１ｅは上記外筒３０に当接し、かつ溶接により接合されている。【選択図】      図４
2008095548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンに接続された排気管と、該排気管に接続されマフラとを備えたエンジンの排気装置であって、
上記マフラは、外筒と、該外筒内に配置された内筒とを有するとともに、複数の膨張室に画成され、
上記外筒と内筒との間には、上記膨張室同士を連通する連通路が形成され、
上記内筒の上記連通路を構成する部分の両縁部は、上記外筒に当接し、かつ溶接により接合されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１において、上記内筒は、上記外筒の内周面に当接しており、上記連通路は、上記内筒の一部を外筒の内周面から中心部側に凹ませることにより形成されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項２において、上記連通路は、上記内筒の一部の曲率半径を外筒の曲率半径より大きく設定することにより形成された円弧状部を含むことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項２において、上記連通路は、上記内筒の一部を、その曲率中心が外筒の内周面より外筒側に位置する円環部を含むことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項２において、上記内筒の、連通路構成部分を除く外筒との当接部分には、多数の肉抜き孔が形成されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項１において、上記排気管は、上記エンジンに接続された１つの排気管本体と、該排気管本体の下流端部を２つに分岐させた分岐部とを有し、上記マフラは、並列配置された一対のマフラ本体を有し、該各マフラ本体は上記分岐部に接続されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項７】
車体フレームと、該車体フレームに搭載されたエンジンと、該エンジンに接続された請求項１ないし６の何れかに記載の排気装置とを備えたことを特徴とする自動二輪車。
【請求項８】
請求項７において、上記マフラは、後輪の回転中心を通る鉛直線より車両前側に位置するよう上記車体フレームに取り付けられていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項９】
請求項７において、上記排気装置は、上記排気管とマフラとの接続部付近に重心を有し、該重心の近傍部分が車体フレームに取り付けられていることを特徴とする自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに接続された排気管と、該排気管に接続されたマフラとを備えたエンジンの排気装置及び該排気装置を備えた自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の排気装置においては、排気音をできるだけ低減することが要請されている。この要請に応えるためには、マフラ内を複数の膨張室に画成し、膨張室同士を複数の連通パイプで連通することが有効であるとされており、これにより、排気エネルギーを減衰させ、排気音を低減できる。
【０００３】
ところが、上記マフラ内に複数の連通パイプを配置する構造の場合、それだけマフラ重量が嵩張り、走行性能に悪影響を与えるという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、外筒内に小径の内筒を配置して隙間を形成し、該内筒に内側に凹むよう小管部を形成するとともに、上記隙間にグラスウール等の吸音材を充填した自動二輪車用マフラが提案されている。
【特許文献１】特開平６−２６４７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来構造の場合、マフラの重量を低減することはできるものの、上記隙間と小管部とが連通していることから、該隙間に充填されたグラスウールが上記小管部を通って外部に飛散するとともに、排気ガスが上記小管部から上記隙間に進入し、ここから排気音が外方に漏れ易く、消音効果が十分に得られないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、マフラの重量を低減できるとともに、排気音の漏れを防止して消音効果を確保できるエンジンの排気装置及び該排気装置を備えた自動二輪車を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンと、該エンジンに接続された排気管と、該排気管に接続されマフラとを備えたエンジンの排気装置であって、上記マフラは、外筒と、該外筒内に配置された内筒とを有するとともに、複数の膨張室に画成され、上記外筒と内筒との間には、上記膨張室同士を連通する連通路が形成され、上記内筒の上記連通路を構成する部分の両縁部は、上記外筒に当接し、かつ溶接により接合されていることを特徴としている。
【０００８】
ここで、外筒内に内筒を配置するとは、内筒を外筒との間に隙間を設けて配置する場合、内筒を外筒の内周面に当接又は密着させて配置する場合の両方が含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る排気装置によれば、外筒と内筒との間に膨張室同士を連通する連通路を形成し、内筒の連通路構成部分の両縁部を外筒に当接させるとともに溶接により接合したので、連通路内を流れる排気ガスが内筒と外筒との間に進入することはなく、従って両筒の間から排気音が外方に漏れ出ることはなく、消音機能を確保することができる。
【００１０】
また上記外筒と内筒との間に形成した連通路により膨張室同士を連通したので、従来の連通パイプを不要にでき、マフラ重量及びコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１ないし図６は、本発明の第１実施形態によるエンジンの排気装置を説明するための図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とは、シートに着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。
【００１３】
図において、１は本実施形態の排気装置を備えた自動二輪車を示している。この自動二輪車１は、ダイヤモンド型の車体フレーム２と、該車体フレーム２に搭載されたエンジン３と、該エンジン３に接続された排気装置５０とを備えている。
【００１４】
上記車体フレーム２の前端に配置されたヘッドパイプ４には、フロントフォーク５が左右操向可能に支持されており、該フロントフォーク５の下端部には前輪６が、上端部には操向ハンドル（不図示）が配置されている。
【００１５】
上記車体フレーム２の後端下部には、リヤアーム７が上下揺動自在に支持され、該リヤアーム７の後端部には後輪８が配置されている。
【００１６】
上記車体フレーム２のエンジン３上方には燃料タンク９が配置され、該燃料タンク９の後側には鞍乗型のシート１０が配置されている。
【００１７】
上記車体フレーム２は、上記ヘッドパイプ４の下部から斜め下方に延びるダウンチューブ１１と、上記ヘッドパイプ４の上部から後方に延びるタンクレール部１２ａ及び該タンクレール部１２ａの後端から下方に屈曲して延びるリヤアーム支持部１２ｂを有するアッパチューブ１２と、該リヤアーム支持部１２ｂから後方に斜め上向きに延びるシートレール１３とを有している。
【００１８】
上記エンジン３は、気筒軸線を前傾させて搭載された空冷式４サイクル単気筒エンジンであり、上記ダウンチューブ１１及びアッパチューブ１２に架け渡して結合され、車体フレーム２の一部を構成している。
【００１９】
上記エンジン３には吸気装置が接続されている。該吸気装置は、上記エンジン３のシリンダヘッド１５の後壁１５ａに接続された吸気管１６と、該吸気管１６に接続されたスロットル弁１７ａを内蔵するスロットルボディ１７と、該スロットルボディ１７に接続された不図示のエアクリーナとを有している。
【００２０】
上記排気装置５０は、上記エンジン３のシリンダヘッド１５の前壁１５ｂに接続された１つの排気管２０と、該排気管２０の下流端部に接続されたマフラ２１とを有している。
【００２１】
上記排気管２０は、車体フレーム２の右側方に配置されており、１つの排気管本体２０′と、該排気管本体２０′の後端部に接続された２つの分岐部２０ｄ，２０ｄを備えている。上記排気管本体２０′は、車両側方から見ると、シリンダヘッド１５の前壁１５ｂから下方に延びる上流側排気部２０ａと、該上流側排気部２０ａの下端からエンジン３の下方を通って後方に延びる下流側排気部２０ｂと、該下流側排気部２０ｂの後端から後方に斜め上向きに延びる後傾斜部２０ｃとを有し、上記分岐部２０ｄ，２０ｄは上記後傾斜部（下流端部）２０ｃから上，下に分岐されている。
【００２２】
上記後傾斜部２０ｃ内には、排気ガスを浄化するメタルハニカムタイプの触媒２２が配置されている。
【００２３】
上記マフラ２１は、上，下にて互いに平行となるよう並列配置された２本のマフラ本体２３，２３を有しており、該上，下のマフラ本体２３，２３内には、上記排気管２０の分岐部２０ｄが挿入され、固定されている。
【００２４】
上記上側のマフラ本体２３の車幅方向外側から上側部分は、遮熱部材として機能するプロテクタ２５により覆われている。また上記排気管２０の後傾斜部２０ｃ及び上，下の分岐部２０ｄ，２０ｄと、該各分岐部２０ｄのマフラ本体２３接続部とは、車幅方向外側に配置され、遮熱部材として機能する大略三角形状のプロテクタ２６により覆われている。
【００２５】
上記上，下のマフラ本体２３，２３は、車幅方向内側に配置されたブラケット２４により一体に結合されており、該ブラケット２４には上側のマフラ本体２３から上方に突出する取付け部２４ａが形成されている。この取付け部２４ａは、上記シートレール１３の下面に取付けられたタンデムフートブラケット２５にボルト締め固定されている。
【００２６】
ここで本実施形態の排気装置５０の重心Ｇは上記マフラ２１の前縁部に位置しており、上記ブラケット２４の取付け部２４ａは、この重心Ｇの後側近傍に位置するよう配置されている（図１参照）。
【００２７】
上記マフラ２１は、上記後輪８の回転中心８ａを通る鉛直線ａより車両前側に位置するよう配置されている。また上記マフラ２１は、上記後輪８の右側方にて上記シートレール１３に略沿うように斜め上向きに配置されており、車両側方から見ると、後輪８の投影面内にその大部分が位置するよう配置されている。換言すれば上記マフラ２１の後端上縁部２１ａは、後輪８の上縁部の上記鉛直線ａ部分に略一致し、前端上縁部２１ｂは、後輪８の前縁部に略一致している。
【００２８】
上記上，下のマフラ本体２３，２３は、円筒状の外筒３０と、該外筒３０内に挿入配置された円筒状の内筒３１とを有している。
【００２９】
上記外筒３０の上流側開口３０ａは、大略皿状のパーテーション３２により閉塞されている。上記各分岐部２０ｄはパーテーション３２を貫通して外筒３０内の中央部近傍まで延びている。
【００３０】
上記外筒３０の下流端開口３０ｂは、大略碗状のパーテーション３３により閉塞されている。このパーテーション３３の後側には、２重壁構造のテールキャップ３４が複数本のボルト３５により着脱可能に固定されている。このテールキャップ３４とパーテーション３３との間に形成された２つの空間ｂ，ｂにより該テール部分の温度上昇を抑制している。
【００３１】
上記パーテーション３３には、マフラ本体２３内と外部とを連通するテールパイプ３６が貫通するよう配置され、固定されている。このテールパイプ３６は、車両搭載状態で略水平をなすように配置され、上記テールキャップ３４を貫通して後方に開口している。
【００３２】
上記内筒３１は、外筒３０の軸方向前端部と後端部を除く中央部分に配置され、該外筒３０の内周面に当接している。
【００３３】
上記内筒３１の上流端開口３１ａは、外筒３０の前端部に連通するよう開放されており、下流端開口３１ｂは、大略皿状のパーテーション３８により閉塞されている。
【００３４】
また上記内筒３１内の軸方向中央部にはパンチングパーテーション３９が配置されており、該パンチングパーテーション３９には内筒３１内を軸方向に連通する多数の貫通孔３９ａが形成されている（図６（ｂ）参照）。
【００３５】
上記マフラ本体２３内は、上記内筒３１のパーテーション３８により、これより前側の第１膨張室Ａと後側の第２膨張室Ｂとに画成されている。
【００３６】
上記外筒３０と内筒３１との間には、上記第１膨張室Ａと第２膨張室Ｂとを連通する連通路４０が形成されている。
【００３７】
上記連通路４０は、内筒３１の底部３１ｃを外筒３０の内周面から該外筒の中心ｅ側に凹ませることにより形成されている。具体的には、上記底部３１ｃは、外筒３０の曲率半径ｒより大きい曲率半径Ｒをなす円弧状部となっており、これにより連通路４０は円弧状の横断面形状をなしている。
【００３８】
上記内筒３１の上記底部３１ｃを除く外筒３０との当接部分ｃ（図６（ａ）参照）には、これの略全面に渡って多数の肉抜き孔３１ｄがパンチング加工により形成されている（図４参照）。
【００３９】
そして上記連通路４０を構成する内筒３１の底部３１ｃの左，右縁部３１ｅ，３１ｅと外筒３１の内周面との当接部４０ａ，４０ａは、軸方向全長に渡ってスポット溶接により、あるいはアーク溶接により接合されている。
【００４０】
エンジン３から排出された排気ガスは、排気管２０内を流れて後傾斜部２０ｃの触媒２２を通る際に浄化され、ここから上，下の分岐部２０ｄ，２０ｄに分流して各マフラ本体２３，２３内に流入する。
【００４１】
各マフラ本体２３，２３内の第１膨張室Ａ内に流入した排気ガスは、内筒３１内のパンチングパーテーション３９を通って後端に位置するパーテーション３８に当たり、ここからＵターンして前方に流れ、外筒３０の前端部から連通路４０内を後方に流れて第２膨張室Ｂ内に流入し、テールパイプ３６を通って外部に排出される（図４の矢印参照）。
【００４２】
本実施形態によれば、マフラ本体２３を、外筒３０と該外筒３１の内周面に当接する内筒３１とで構成し、該内筒３１と外筒３１との間に第１膨張室Ａと第２膨張室Ｂとを連通する連通路４０を形成するとともに、内筒３１の連通路構成部分の左．右縁部３１ｅ，３１ｅを外筒３０の当接部４０ａ，４０ａに溶接により接合したので、連通路４０を流れる排気ガスが内筒３１と外筒３０との間に進入することはなく、従って両筒３０，３１の間から排気音が漏れ出ることはなく、消音機能を確保することができる。
【００４３】
また上記外筒３０と内筒３１との間に形成した連通路４０により、第１，第２膨張室Ａ，Ｂ同士を連通したので、従来の連通パイプを不要にでき、マフラ重量及びコストを低減できる。
【００４４】
本実施形態では、上記連通路４０を、内筒３１の底部３１ｃを外筒３１の内周面から中心ｅ側に凹ませることにより形成したので、外筒３０に加工を加えることなく、内筒３１の底部３１ｃを内側に変形させるだけの簡単な構造で連通路４０を形成でき、コスト上昇を抑制できるとともに、外観の悪化を防止できる。
【００４５】
本実施形態では、上記連通路４０を、内筒３１の底部３１ｃを外筒３０の曲率半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有する円弧状部とすることにより構成したので、つまり上記底部３１ｃが平板ではなく円弧状をなしているので、必要通路面積を確保しつつシェル音の発生を抑制できる。
【００４６】
本実施形態では、上記内筒３１の底部３０ｃを除く外筒３０との当接部分ｃに多数の肉抜き孔３１ｄを形成したので、マフラ本体２３をより一層軽量化できる。
【００４７】
本実施形態では、マフラ２１を、上，下に並列配置された２本のマフラ本体２３，２３を有するものとしたので、単気筒エンジンでありながら、力強い外観を得ることができる。
【００４８】
上記各マフラ本体２３，２３に、１つの排気管２０の分岐部２０ｄ，２０ｄを接続したので、中・高速域でのエンジン出力を維持しつつ、低・中速域でのエンジン出力を向上できる。ちなみに、性能シミュレーションで検討したところ、マフラ本体が１本のものと比較して、２５００〜４０００ｒｐｍ域でエンジン出力が１０％程度向上した。
【００４９】
本実施形態では、上記マフラ２１を後輪８の回転中心８ａを通る鉛直線ａより前側に位置するように配置したので、本排気装置５０の重心Ｇを車体重心に近づけることができ、マスの集中化を図ることにより操縦安定性を高めることができる。
【００５０】
また上記マフラ２１の取付け部２４ａを、上記重心Ｇの後側近傍に配置したので、本排気装置５０の車体フレーム２への取付けを１箇所で行なうことが可能となり、組み付け性を向上できるとともに、コストを低減できる。
【００５１】
図７及び図８は、本発明の第２実施形態による排気装置を説明するための図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５２】
本実施形態の排気装置は、１本のマフラ４５を備えている。該マフラ４５は、外筒３０と該外筒３０の内周面に当接するよう挿入配置された内筒３１とを有している。またマフラ４５内は、２つのパーテーション４６，４７により第１，第２，第３膨張室Ａ，Ｂ，Ｃに画成されている。
【００５３】
そして上記第１，第２膨張室Ａ，Ｂは、外筒３０と内筒３１との間に形成された第１連通路４８により連通されている。第２，第３膨張室Ｂ，Ｃは、外筒３０と内筒３１との間に形成された第２連通路４９により連通されており、基本的な構造は第１実施形態と略同様である。
【００５４】
上記第１，第２連通路４８，４９は、内筒３１の底部３１ｇ，側部３１ｆをその曲率中心ｄ，ｄ′が外筒３０の内周面より中心ｅ側に位置する円弧状をなすように変形させることにより、換言すれば上記底部３１ｇ，側部３１ｆをそれぞれ内側に円弧状をなすように凹ませることにより形成されている。この底部３１ｇ及び側部３１ｆは外筒３０とで大略円筒状の円環部ｆを形成している。
【００５５】
そして上記第１，第２連通路４８，４９を形成する内筒３１の底部３１ｇ及び側部３１ｆの両縁部と外筒３１の内周面との当接部４８ａ，４８ａ，４９ａ，４９ａは、軸方向全長に渡ってスポット溶接により、あるいはアーク溶接により接合されている。
【００５６】
排気管２０内を通ってマフラ４５内の第１膨張室Ａに流入した排気ガスは、パーテーション４６に当たって前方にＵターンし、第１連通路４８内を後方に流れて第２膨張室Ｂ内に流入し、ここから第２連通路４９内を前方に流れて第３膨張室Ｃ内に流入し、該第３膨張室Ｃからテールパイプ３６を通って外部に排出される（図７の矢印参照）。
【００５７】
本実施形態によれば、マフラ４５を、外筒３０と該外筒３０の内周面に当接する内筒３１とで構成し、該内筒３１と外筒３０との間に、第１，第２膨張室Ａ，Ｂを連通する第１連通路４８を形成するとともに、第２，第３膨張室Ｂ，Ｃを連通する第２連通路４９を形成し、第１，第２連通路４８，４９を、内筒３１と外筒３０との当接部４８ａ，４９ａを溶接により接合することにより形成したので、重量の低減を図りつつ、消音機能を確保することができ、第１実施形態と略同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態によるエンジンの排気装置が配設された自動二輪車の側面図である。
【図２】上記排気装置の背面図である。
【図３】上記排気装置の平面図である。
【図４】上記排気装置のマフラの断面図である。
【図５】上記マフラの断面図（図１のV-V 線断面図) である。
【図６】上記マフラの断面図（図４のVIa-VIa 線,VIb-VIb線,VIc-VIc線断面図) である。
【図７】本発明の第２実施形態によるマフラの断面図である。
【図８】上記マフラの断面図（図７のVIII-VIII 線断面図) である。
【符号の説明】
【００５９】
１  自動二輪車
２  車体フレーム
３  エンジン
８  後輪
８ａ  回転中心
２０  排気管
２０′排気管本体
２０ｃ  後傾斜部（下流端部）
２１，４５  マフラ
２３  マフラ本体
３０  外筒
３１  内筒
３１ｃ  底部（円弧状部）
３１ｄ  肉抜き孔
３１ｅ  縁部
４０，４８，４９  連通路
４０ａ，４８ａ，４９ａ  当接部
５０  排気装置
Ａ〜Ｃ  膨張室
Ｇ  マフラ重心
Ｒ  内筒の曲率半径
ａ  鉛直線
ｅ  外筒の中心
ｆ  円環部
ｒ  外筒の曲率半径
【図１】
2008095548.tif 000003
【図２】
2008095548.tif 000004
【図３】
2008095548.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008095548.tif 000007
【図６】
2008095548.tif 000008
【図７】
2008095548.tif 000009
【図８】
2008095548.tif 000010