(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ポートに繋がる排気管の下流側に径の拡大した筒状のマフラーボディーが接続され、このマフラーボディーの下流側開口部が別体のマフラーカバーにより閉塞され、このマフラーカバーに排気ガスを排出するテールパイプが設けられた自動二輪車の排気マフラーにおいて、上記マフラーカバーを、板厚の異なる複数の板材からなり且つ、板厚の厚いものを板厚の薄いものよりも外側に密着して積層させた状態で同時にプレス成形して後部壁面と周面とを備えた略シャーレ状に形成するとともに、上記後部壁面に上記テールパイプを設ける一方、上記後部壁面の内側面に板状かつ環状の補強プレートがその外周縁部を前記後部壁面の最外周部にリベット止めして一体化し、上記周面を上記マフラーボディーの下流側開口部に冠着して形成したことを特徴とする自動二輪車の排気マフラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車の排気マフラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の一般的な排気マフラーは、エンジンの排気ポートに繋がる排気管の下流側に、径が大きく拡大された筒状のマフラーボディーが接続され、このマフラーボディーの下流側開口部が別体のマフラーカバーにより閉塞され、このマフラーカバーに排気ガスを排出するテールパイプが設けられている。
【０００３】
エンジンから排出される排気ガスは、排気管を経てマフラーボディー内部に入り、ここで膨脹して消音された後にテールパイプより外部に排出される。また、年々厳しくなる排気ガス規制に対応して、マフラーボディー内部に触媒を設置し、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分を浄化可能にした自動二輪車用排気マフラーも多くなっている。
【０００４】
ところで、上記マフラーボディーやマフラーカバーは、それぞれ１枚の鋼板をプレス成形して形成されており、互いに溶接やリベット止め等により固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１枚の鋼板から形成されたマフラーカバーは、マフラーボディー内部を通る排気ガスの振動に容易に共振して共鳴音を発しやすく、これが重大な騒音源となっていた。この騒音を緩和するため、マフラーカバーの形成材料に制振鋼板を用いたり、マフラーカバーを複雑な形状にプレス成形してマフラーカバーの固有共振周波数を高めたり、排気マフラーの支持部（ブラケット類）をマフラーカバーの近傍に設けてマフラーカバーの振動を抑えるといった対策がなされていた。なお、制振鋼板とは２枚の鋼板の間に樹脂の薄膜をラミネートした複合材である。
【０００６】
ところが、前述のようにマフラーボディー内部に触媒を設置した排気マフラーにおいては、触媒の反応熱によりマフラーカバー付近の温度が３００゜Ｃ以上に達するため、耐熱性の面で難点のある制振鋼板をマフラーカバーに使用することができない。仮に触媒が設置されていない排気マフラーであっても、前記テールパイプをマフラーカバーに溶接不可能になるといった欠点がある。
【０００７】
また、マフラーカバーを複雑な形状にプレス成形するのは、マフラーカバーの形状に多大な制約が加わることとなって排気マフラー全体のデザイン自由度が著しく低下する上に、大形のプレス機や複雑なプレス金型等の設備コスト面で大きなデメリットとなる。
【０００８】
さらに、排気マフラーの支持部をマフラーカバーの近傍に設けるのも、構造設計上の自由度を大きく低下させる。特にスクーター型の自動二輪車では、排気マフラーがパワーユニットや後輪等と一体的に上下揺動するレイアウトであるため、排気マフラーの支持部をパワーユニット（エンジン）側に設けるのが好ましく、マフラーカバーの近傍を支持するのは困難である。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、マフラーカバーが排気振動に共振して共鳴音を発することを防止すると同時に、排気マフラーのデザイン性や構造設計の自由度を高め、かつマフラーカバーと他部品との溶接作業を容易にし、排気マフラーの製造性を良くすることのできる自動二輪車の排気マフラーを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る自動二輪車の排気マフラーは、請求項１に記載したように、エンジンの排気ポートに繋がる排気管の下流側に径の拡大した筒状のマフラーボディーが接続され、このマフラーボディーの下流側開口部が別体のマフラーカバーにより閉塞され、このマフラーカバーに排気ガスを排出するテールパイプが設けられた自動二輪車の排気マフラーにおいて、上記マフラーカバーを、板厚の異なる複数の板材からなり且つ、板厚の厚いものを板厚の薄いものよりも外側に密着して積層させた状態で同時にプレス成形して後部壁面と周面とを備えた略シャーレ状に形成するとともに、上記後部壁面に上記テールパイプを設ける一方、上記後部壁面の内側面に板状かつ環状の補強プレートがその外周縁部を前記後部壁面の最外周部にリベット止めして一体化し、上記周面を上記マフラーボディーの下流側開口部に冠着して形成したことを特徴とする。
【００１１】
こうした場合、それぞれの厚みに応じて固有共振周波数の異なる複数の板材が積層されてマフラーカバーが形成されるので、どちらか一方の板材の固有共振周波数においては、他方の板材がそれを制振する役割を果たす。したがって、あらゆる振動周波数域においてマフラーカバーの共振が抑制され、マフラーカバーからの共鳴音の発生が防止される。
【００１２】
また、本発明に係る自動二輪車の排気マフラーは、マフラーカバーを形成する板厚の異なる複数の板材のうち、板厚の厚いものを板厚の薄いものよりも外側に配置した。こうすれば、マフラーカバーと他部品とを溶接する際に、板厚が厚い方の板材に他部品が溶接されるため、板厚の薄い方の板材の過溶解を防いで溶接作業を容易にするとともに充分な溶接強度を得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る自動二輪車の排気マフラーは、マフラーカバーを形成する板厚の異なる複数の板材を同時にプレス成形してマフラーカバーを後部壁面と周面とを備えた略シャーレ状に形成し、上記後部壁面に前記テールパイプを設け、上記周面を前記マフラーボディーの下流側開口部に冠着した。このようにマフラーカバーをシャーレ状にプレス成形すれば、マフラーカバーを構成する複数の板材が強く密着し合って互いの制振作用が高められるため、マフラーカバーの共振が一層効果的に防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る排気マフラーが適用された自動二輪車の一例を示す右側面図である。
【００１７】
この自動二輪車１はスクーター型であり、その車体フレーム２の後部下方にパワーユニット３を備えている。パワーユニット３は、前部に設けられた強制空冷式のエンジン４の後部に動力伝達装置５が一体的に繋がり、動力伝達装置５の最後部右側面に後輪６が軸支された一般的構成のものである。
【００１８】
そして、排気マフラー８は、エンジン４の下面から後輪６の右側にかけて配置されている。この排気マフラー８は、図２にも示すように、エンジン４の排気ポートに繋がる排気管９の下流側に、径が大きく拡大されたマフラーボディー１０が接続され、このマフラーボディー１０の下流側開口部が別体のマフラーカバー１１により閉塞され、このマフラーカバー１１に排気ガスを排出するテールパイプ１２が設けられている。
【００１９】
マフラーボディー１０の前上部にはハンガーブラケット１３が溶接等により固着され、このハンガーブラケット１３に設けられた２箇所の取付点１４がエンジン４にボルト止めされる。なお、排気管９の最上流部には排気ポートに連結するための固定フランジ１５が設けられ、マフラーボディー１０の外周面にはマフラープロテクター１６が被装されている。
【００２０】
マフラーボディー１０の内部は、図示しない数枚のバッフルプレートによって互いに連通する複数の膨脹室に仕切られ、迷路状に構成されている。そして、最上流側の膨脹室内に触媒１７が設置されている。エンジン４から排出された排気ガスは、排気管９を経てマフラーボディー１０内部に入り、最上流側の膨脹室内で触媒１７に接することによりＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分を浄化され、さらに各膨脹室を巡って段階的に膨脹する間に消音され、最後にテールパイプ１２から外部に排出される。
【００２１】
図３は、排気マフラー８のマフラーカバー１１とテールパイプ１２を示した縦断面図である。マフラーカバー１１は、板厚の異なる２数の鋼板材２１，２２が積層されて同時にプレス成形されたもので、後部壁面１１ａと周面１１ｂとを備えた略シャーレ状に形成されている。
【００２２】
図４に拡大して示すように、マフラーカバー１１を構成する外側の鋼板材２１は、内側の鋼板材２２よりも板厚が厚く設定されており、例えば鋼板材２１の板厚ｔ１が０．６ｍｍに設定され、鋼板材２２の板厚ｔ２が０．４ｍｍに設定されている。これら２枚の鋼板材２１，２２は相似形状であり、互いに密着している。
【００２３】
マフラーカバー１１の後部壁面１１ａの中央部には短い筒状の嵌合フランジ１１ｃが形成され、その外周にテールパイプ１２が嵌合されて全周溶接される。また、後部壁面１１ａにはテールパイプ１２（嵌合フランジ１１ｃ）を囲む波紋状の凹凸形状１１ｄが形成されている。嵌合フランジ１１ｃと凹凸形状１１ｄはマフラーカバー１１の全体プレス成形時に同時にプレス成形される。
【００２４】
なお、内側の鋼板材２２の内面側には、板状かつ環状の補強プレート２３が当てがわれており、この補強プレート２３は内外の鋼板材２１，２２と共に例えば３個のリベット２４で一体化されている。この３個のリベット２４は後部壁面１１ａの最外周部に１２０゜間隔で配置されている。
【００２５】
そして、このように形成されたマフラーカバー１１の周面１１ｂがマフラーボディー１０の下流側開口部に冠着され、リベット２５（図２参照）によってマフラーボディー１０に固定される。リベット２５は例えば３個、周方向に１２０゜間隔で配置されている。
【００２６】
排気マフラー８は以上のように構成されている。この排気マフラー８は、そのマフラーカバー１１を板厚の異なる２枚の鋼板材２１，２２を積層させて形成したため、外側の鋼板材２１の固有共振周波数と、内側の鋼板材２２の固有共振周波数とが異なっている。このため、どちらか一方の鋼板材の固有共振周波数においては、他方の鋼板材がそれを制振する役割を果たす。
【００２７】
例えば、自動二輪車１の加速時には、エンジン４の回転速度が上昇するに連れて排気ガスの振動周波数が高まり、その周波数が先ず板厚の厚い鋼板材２１の固有共振周波数に合致して鋼板材２１を共振させようとする。しかし、この時には鋼板材２１に密着している板厚の薄い鋼板材２２が共振しないので、鋼板材２１の共振が制振される。
【００２８】
さらにエンジン４の回転速度が上昇すると、今度は排気ガスの振動周波数が板厚の薄い鋼板材２２の固有共振周波数に合致し、鋼板材２２を共振させようとするが、この時には板厚の厚い鋼板材２１が共振しないため鋼板材２２の共振が制振される。このように、あらゆる振動周波数域においてマフラーカバー１１の共振が抑制されるので、マフラーカバー１１からの共鳴音の発生を確実に阻止することができる。
【００２９】
しかも、２枚の鋼板材２１，２２を同時にプレス成形してマフラーカバー１１を後部壁面１１ａと周面１１ｂとを備えた略シャーレ状に形成した上、後部壁面１１ａにテールパイプ１２を囲む波紋状の凹凸形状１１ｄをプレス成形したので、２枚の鋼板材２１，２２同士を強く密着させて互いの制振作用を高め、これによりマフラーカバー１１全体の固有共振周波数を高めて排気振動への共振を抑制し、共鳴音の発生を一層確実に防止できる。
【００３０】
したがって、従来のように共振抑制のためにマフラーカバー１１を複雑な形状にプレス成形したり、排気マフラー８の支持部（ハンガーブラケット１３）をマフラーカバー１１の近傍に設けて振動を緩和するといった必要がなく、排気マフラー８のデザイン性および構造設計に纏わる自由度を大幅に向上させることができる。
【００３１】
また、従来の制振鋼板を用いたマフラーカバーと異なり、マフラーカバー１１が全金属製で良好な耐熱性を有するため、マフラーボディー１０の内部に設置された触媒１７の反応熱にも十分に耐えることができる。よって、排気マフラー８全体の耐久性を飛躍的に向上させるとともに、テールパイプ１２を始めとする他部品をマフラーカバー１１に容易に溶接可能にして排気マフラー８の製造性を大きく向上させることができる。
【００３２】
上記溶接に関しては、板厚の厚い鋼板材２１を板厚の薄い鋼板材２２よりも外側に配置したため、マフラーカバー１１にテールパイプ１２等の他部品を溶接したり、マフラーカバー１１をリベット２５によらず溶接でマフラーボディー１０に固着する際に、板厚の厚い鋼板材２１の方に他部品やマフラーボディー１０が溶接される形となる。このため、板厚の薄い鋼板材２２の過溶解を防いで溶接作業を容易にし、かつ充分な溶接強度を得ることができる。
【００３３】
さらに、マフラーカバー１１の周面１１ｂをマフラーボディー１０の下流側開口部に冠着して３個のリベット２５で固定するようにしたため、マフラーカバー１１を構成する鋼板材２１，２２の最外周部を互いに圧着させてマフラーカバー１１の共振を一層効果的に防止するとともに、マフラーカバー１１をマフラーボディー１０に組み付けやすくして排気マフラー８の製造性を良くすることができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、マフラーカバー１１を構成する鋼板材２１，２２の積層枚数が２枚とされているが、より積層枚数を多くしてもよい。また、鋼板材に限らず、ステンレスやアルミニウム、チタニウム等の他の材料からなる板材を積層してマフラーカバー１１を構成することも考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動二輪車の排気マフラーは、エンジンの排気ポートに繋がる排気管の下流側に径の拡大した筒状のマフラーボディーが接続され、このマフラーボディーの下流側開口部が別体のマフラーカバーにより閉塞され、このマフラーカバーに排気ガスを排出するテールパイプが設けられた自動二輪車の排気マフラーにおいて、上記マフラーカバーを、板厚の異なる複数の板材からなり且つ、板厚の厚いものを板厚の薄いものよりも外側に密着して積層させた状態で同時にプレス成形して後部壁面と周面とを備えた略シャーレ状に形成するとともに、上記後部壁面に上記テールパイプを設ける一方、上記後部壁面の内側面に板状かつ環状の補強プレートがその外周縁部を前記後部壁面の最外周部にリベット止めして一体化し、上記周面を上記マフラーボディーの下流側開口部に冠着して形成したことを特徴とするものであり、これによればマフラーカバーが排気振動に共振して共鳴音を発することを効果的に防止するとともに、排気マフラーのデザイン性や構造設計の自由度を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気マフラーが適用された自動二輪車の一例を示す右側面図。
【図２】排気マフラー単体の右側面図。
【図３】本発明の一実施形態を示すマフラーカバーとテールパイプの縦断面図。
【図４】図３のＩＶ部拡大図。
【符号の説明】
１  自動二輪車
４  エンジン
８  排気マフラー
９  排気管
１０  マフラーボディー
１１  マフラーカバー
１１ａ  後部壁面
１１ｂ  周面
１１ｃ  嵌合フランジ
１１ｄ  凹凸形状
１２  テールパイプ
１７  触媒
２１，２２  板材としての鋼板材
２５  リベット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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