(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マフラーボディーの内部に、複数箇所を固定された排気管と、一方側に自由端を備えて片持ち状に固定された排気管とが略平行に配設された車両の排気マフラー装置において、上記複数箇所を固定された排気管の固定箇所間に上記片持ち状に固定された排気管を排気管の軸方向へスライド可能に保持するスライド保持手段を固定して設け、このスライド保持手段を、上記片持ち状に固定された排気管の自由端付近に環装されて上記排気管の軸方向にスライド可能な環状部材を備えたものとしたことを特徴とする車両の排気マフラー装置。
【請求項２】
前記マフラーボディーの内部前方に排気浄化用の触媒を設置し、前記片持ち状に固定された排気管の自由端開口部を上記触媒の近傍に対面させ、この自由端の付近を前記スライド保持手段により保持した請求項１に記載の車両の排気マフラー装置。
【請求項３】
前記マフラーボディーの内部前方に排気浄化用の触媒を設置し、前記片持ち状に固定された排気管の自由端に上記触媒を直結し、上記自由端の付近を前記スライド保持手段により保持した請求項１に記載の車両の排気マフラー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マフラーボディーの内部に複数の排気管が略平行に配設された車両の排気マフラー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車等の車両の排気マフラー装置において、図１２に示すように、マフラーボディー１０１の内部に配設したインナーパイプ１０２をＵターン形状にすることにより、排気ガス流路長を長く形成してエンジンの出力特性やトルク特性を向上させたものがある。この場合、インナーパイプ１０２はＵターン部分を形成するＵ字管１０３と、このＵ字管１０３の上流側および下流側にそれぞれ連結される排気管１０４，１０５とから構成され、排気管１０４の上流側に図示しないエキゾーストパイプが連結される。
【０００３】
排気管１０４は、マフラーボディー１０１の前端部と、マフラーボディー１０１の内部を区画する２枚の隔壁１０６，１０７とにより３箇所を固定され、排気管１０５は隔壁１０７のみにより片持ち状に固定されている。そして、片持ち支持された排気管１０５の自由端側の揺れや振動を抑制するため、排気管１０４の中間部と排気管１０５の自由端付近との間が連結部材１０８により連結固定されている。連結部材１０８は例えば板材であり、その両端が排気管１０４，１０５にそれぞれ溶接固定されている。
【０００４】
また、年々厳しくなる排気ガス規制に適合するため、マフラーボディー１０１の内部に触媒１０９が設置されるようになってきた。触媒１０９は、インナーパイプ１０２から放出される高温な排気ガスに触れやすいように、マフラーボディー１０１の内部前方にて排気管１０５の出口（自由端）に対面するように配置される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、複数箇所（３箇所）を固定された排気管１０４の中間部と、片持ち状に固定された排気管１０５の自由端付近との間が連結部材１０８により直結状に固定されていたため、排気管１０５が排気熱により膨張して軸方向に伸縮した場合には、連結部材１０８両端の溶接部に過大な応力が加わり、これが排気マフラー装置の耐久性に悪影響を及ぼしていた。特に、マフラーボディー１０１の内部に触媒１０９が設置されている場合には、触媒１０９が発する高温な反応熱により排気管１０５の熱膨張量が大きくなり、上記問題点が一層助長される。
【０００６】
本発明に係る車両の排気マフラー装置は、上記問題点を解決するために発明されたものであり、その目的は、簡素な構成によりマフラーボディーの内部に配設された排気管の揺れや振動および熱膨張等に起因する排気マフラー装置の耐久性劣化を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る車両の排気マフラー装置は、請求項１に記載したように、マフラーボディーの内部に、複数箇所を固定された排気管と、一方側に自由端を備えて片持ち状に固定された排気管とが略平行に配設された車両の排気マフラー装置において、上記複数箇所を固定された排気管の固定箇所間に上記片持ち状に固定された排気管を排気管の軸方向へスライド可能に保持するスライド保持手段を固定して設け、このスライド保持手段を、上記片持ち状に固定された排気管の自由端付近に環装されて上記排気管の軸方向にスライド可能な環状部材を備えたものとしたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、片持ち状に固定された排気管が上記スライド保持手段を介して複数箇所を固定された排気管にスライド可能に保持されるため、片持ち状に固定された排気管の揺れや振動が抑制されるとともに、片持ち状に固定された排気管が熱膨張して軸方向へ伸縮しても、この伸縮がスライド保持手段により吸収される。このため、両排気管の間に応力が加わらず、これにより排気マフラー装置の耐久性劣化が防止される。
【０００９】
また、片持ち状に固定された排気管の自由端側の振動が効率良く抑制されるため、この点でも排気マフラー装置の耐久性劣化が防止される。
【００１０】
さらに、このようにスライド保持手段を環装部材を主体にしたものとすれば、その構成を非常に簡素にすることができる。
【００１１】
そして、本発明に係る車両の排気マフラー装置は、請求項２に記載したように、請求項１の構成において、前記マフラーボディーの内部前方に排気浄化用の触媒を設置し、前記片持ち状に固定された排気管の自由端開口部を上記触媒の近傍に対面させ、この自由端の付近を前記スライド保持手段により保持した。
【００１２】
この場合、片持ち状に固定された排気管から排出される高温な排気ガスが直ちに触媒に触れるので排気浄化効率が高められる反面、触媒の反応熱を受けて排気管の熱膨張量が増大する。しかし、この排気管の熱膨張（伸縮）がスライド保持手段により吸収されるため、スライド保持手段による排気マフラー装置の耐久性劣化防止への貢献度が高い。
【００１３】
また、本発明に係る車両の排気マフラー装置は、請求項３に記載したように、請求項１の構成において、前記マフラーボディーの内部前方に排気浄化用の触媒を設置し、前記片持ち状に固定された排気管の自由端に上記触媒を直結し、上記自由端の付近を前記スライド保持手段により保持した。
【００１４】
この場合、片持ち状に固定された排気管から排出される排気ガスが全て触媒を通るので排気浄化効率が一段と向上するが、上記排気管の自由端に触媒の重量が加わるため、排気管への曲げモーメントが増大し、その耐久性を劣化させる原因となる。しかし、スライド保持手段により触媒の重量が保持されるため、耐久性劣化が防止される。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は、本発明に係る排気マフラー装置が適用された車両の一例であるスクーター型の自動二輪車の左側面図である。この自動二輪車１は、車体前頭部に、前輪２を支持するフロントフォーク３がハンドルバー４とともに左右回動自在に枢着され、車体後半部上に着座シート５が設置され、この着座シート５とハンドルバー４との間が下方に大きく湾入し、この部分に乗員の足を載せるステップボード６が形成されている。
【００１７】
ステップボード６の後部下方には図示しないエンジンユニットが設置され、このエンジンユニットから後方に延びるドライブユニット７の後端に後輪８が支持されている。そして、エンジンユニットから後方に延出する排気マフラー装置１０が後輪８の右側に設置されている。
【００１８】
この排気マフラー装置１０は、図２にも拡大して示すように、エンジンユニットの排気ポートから後方に向けて延出するエキゾーストパイプ１１に筒状のマフラーボディー１２が接続されている。マフラーボディー１２は、ほぼ車体前後方向に沿うように後斜め上方に浅く角度付けられ、その内側面には車体への固定用の前後２箇所の取付ブラケット１３，１４が設けられている。
【００１９】
図３は、本発明の第１実施形態を示す排気マフラー装置１０の縦断面図であり、図４は図３のＩＶ矢視図であり、図５と図６は、それぞれ図３のＶ−Ｖ線、ＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図である。
【００２０】
マフラーボディー１２の外殻を構成するのは左右一対の半円筒状のボディー半身１６Ｌ，１６Ｒであり、これらは最中合わせに接合され、その内周に一回り小径な管状のインナーボディー１７が同軸的に配置されている。インナーボディー１７は多孔状プレート（パンチングプレート）により形成され、その両端がスペーサー１８，１９を介してボディー半身１６Ｌ，１６Ｒの両端内周部に固着される。なお、ボディー半身１６Ｌ，１６Ｒを一体化して円筒状に形成してもよい。また、ボディー半身１６Ｌ，１６Ｒとインナーボディー１７との間の空間にはグラスウール等の消音断熱材が充填される。
【００２１】
また、前側のスペーサー１８には漏斗状のフロントカバー２１が冠着される一方、後側のスペーサー１９には椀状のテールカバー２２，２３が２重に冠着されて間に消音断熱材が充填される。
【００２２】
さらに、インナーボディー１７の内側中間部には３枚の隔壁２４，２５，２６が設けられ、これらによりインナーボディー１７の内部空間が長手方向に並ぶ４つの膨張室２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに区画されている。
【００２３】
このように構成されたマフラーボディー１２の内部には、エキゾーストパイプ１１の延長管となるインナーパイプ２８が長手方向に配設されている。このインナーパイプ２８は、フロントカバー２１からマフラーボディー１２の内部に進入して後方に延び、前から３番目の膨張室２７ｃ内でＵターンして前方に向きを変え、２番目の膨張室２７ｂ内に出口部２９が開口している。
【００２４】
また、マフラーボディー１２の内部前方に排気浄化用の触媒３１が設置されている。この触媒３１は最前部の隔壁２４に貫通支持されており、触媒３１の後端とインナーパイプ２８の自由端開口部（出口部２９）とが少しの距離を開けて対面している。触媒３１はハニカムコア状触媒またはメタル状触媒等とされる。
【００２５】
インナーパイプ２８は例えば３ピース構造であり、Ｕターン部分を構成するＵ字管３３と、その上流側および下流側の直管部分をそれぞれ構成する排気管３４，３５とから構成されている。
【００２６】
排気管３４は、その最前端部が一段拡径されて嵌合部３６が形成され、この嵌合部３６の外周がフロントカバー２１の収斂部内周に固着され、嵌合部３６の内周にエキゾーストパイプ１１の末端が嵌合されて固着される。また、排気管３４の中間部は２枚の隔壁２４，２５に貫通支持されている。したがって、排気管３４は、フロントカバー２１と隔壁２４，２５により３箇所を固定されている。
【００２７】
一方、排気管３５は、隔壁２５にのみに貫通支持されて片持ち状に固定され、一方側に自由端を備えて排気管３４に対し平行に配設されている。また、Ｕ字管３３は前から３番目の膨張室２７ｃ内に配置されている。
【００２８】
また、マフラーボディー１２内には、長短２本の連通パイプ３８，３９がインナーパイプ２８（排気管３４，３５）に平行に配設されている。長い方の連通パイプ３８は隔壁２４，２５，２６に貫通支持されて膨張室２７ａと膨張室２７ｄとを連通させる一方、短い方の連通パイプ３９は隔壁２６に貫通支持されて膨張室２７ｃと膨張室２７ｄとを連通させている。なお、連通パイプ３９の後端側はキャップ４０により閉塞され、その前方の区間４１が多孔状とされている。
【００２９】
さらに、テールパイプ４３が隔壁２６とテールカバー２２，２３とに貫通支持されて設けられており、このテールパイプ４３により膨張室２７ｃが外部に連通している。
【００３０】
そして、図７および図８にも示すように、排気管３４にはスライド保持手段Ａが設けられている。このスライド保持手段Ａは、片持ち状に固定された排気管３５の自由端付近を軸方向にスライド可能に保持するものである。
【００３１】
スライド保持手段Ａは、排気管３５に環装される環装部材４５と、この環装部材４５を排気管３４に固定するブラケット４６を備えて構成されている。環装部材４５は例えばリング状に形成され、ブラケット４６は例えば帯状の板金材をプレス加工し、湾曲した固着面４６ａと、その両端からハの字状に下方に延びる一対の支持板４６ｂとを備えて略台形状に形成されたものであり、固着面４６ａが環装部材４５の外周面にフィットして一対の溶接部４７により環装部材４５に固着され、２枚の支持板４６ｂの下端がそれぞれ溶接部４８により排気管３４に固着されている。
【００３２】
環装部材４５の内径は、排気管３５が密に、かつ軸方向にスライドできる大きさに設定されている。ここで重要なことは、排気管３５と環装部材４５との間にガタツキが無く、しかも両部材３５，４５が軸方向にスムーズに相対移動できることである。なお、環装部材４５は必ずしもリング状でなくてもよく、Ｃ字状（クランプ状）等であってもよい。
【００３３】
以上のように構成された排気マフラー装置１０において、エンジンユニットから排出された排気ガスは、エキゾーストパイプ１１を経てマフラーボディー１２内部のインナーパイプ２８を流れ、インナーパイプ２８の出口部２９から先ず膨張室２７ｂに流入し、次に触媒３１を通過してＨＣ，ＣＯ等の有害成分を浄化されてから膨張室２７ａに流入し、次に連通パイプ３８を経て最後部の膨張室２７ｄに流入し、さらに連通パイプ３９を経て膨張室２７ｃに流入し、各膨張室２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにて順次膨張することにより充分に消音された後、テールパイプ４３より外部に排出される。
【００３４】
この排気マフラー装置１０は、インナーパイプ２８がＵターン形状であることから、触媒３１に到達するまでの排気ガス流路長を充分に長く取れるので、エンジンユニットの出力特性やトルク特性を向上させることができる。
【００３５】
インナーパイプ２８の直管部分を構成する排気管３４，３５のうち、排気管３４はフロントカバー２１と隔壁２４と隔壁２５により３箇所で固定されているが、排気管３５は隔壁２５のみにより片持ち状に固定されているため、排気管３５の自由端側をスライド保持手段Ａに保持させたことにより、排気管３５の揺れや振動を効果的に抑制して排気マフラー装置１０の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
スライド保持手段Ａは排気管３５を軸方向にスライド可能に保持するため、排気管３５が熱膨張して軸方向へ伸縮しても、この伸縮がスライド保持手段Ａにより吸収される。したがって、排気管３５とスライド保持手段Ａとの間に過大な応力が加わらず、これにより排気マフラー装置１０の耐久性が大きく向上する。
【００３７】
しかも、スライド保持手段Ａは排気管３５の自由端付近を保持するため、排気管３５の揺れや振動を最も効率良く抑制できる。また、スライド保持手段Ａは環装部材４５とブラケット４６からなる簡素な構造であるため、その設置や組立が容易である。
【００３８】
さらに、この排気マフラー装置１０は、排気管３５から排出される排気ガスが直ちに触媒３１に触れるので排気浄化効率が高い反面、触媒３１の発する高温な反応熱により排気管３５の熱膨張量が増大する傾向が見られる。しかし、この排気管３５の熱膨張（伸縮）がスライド保持手段Ａによりスムーズに吸収されるため、スライド保持手段Ａによる排気マフラー装置１０の耐久性劣化防止への貢献度が高い。
【００３９】
一方、図９は本発明の第２実施形態を示す排気マフラー装置５０の縦断面図である。この排気マフラー装置５０が第１実施形態の排気マフラー装置１０と異なる点は、隔壁の枚数および膨張室の数、インナーパイプの形状、連通パイプおよびテールパイプによる連通構造、触媒の固定構造、スライド保持手段の構成であり、他の部分の構成は同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
排気マフラー装置５０のマフラーボディー１２の内部空間は２枚の隔壁５１，５２により３つの膨張室５３ａ，５３ｂ，５３ｃに区画され、インナーパイプ５４が第１実施形態の場合と同様にフロントカバー２１からマフラーボディー１２の内部に進入して後方に延び、前から２番目の膨張室５３ｂ内でＵターンして前方に向きを変え、その出口部５５が１番目の膨張室５３ａ内に開口している。
【００４１】
インナーパイプ５４は３ピース構造であり、Ｕターン部分を構成するＵ字管５６と、その上流側および下流側の直管部分をそれぞれ構成する排気管５７，５８とから構成され、排気管５７はフロントカバー２１と隔壁５１により２箇所で固定され、排気管５８は隔壁５１にのみ貫通支持されて片持ち状に固定され、排気管５７に対し略平行に配設されている。
【００４２】
また、マフラーボディー１２内には長短２本の連通パイプ６０，６１が配設されており、連通パイプ６０は隔壁５１，５２に貫通支持されて膨張室５３ａと膨張室５３ｃとを連通させる一方、連通パイプ６１は隔壁５２に貫通支持されて膨張室５３ｂと膨張室５３ｃ内とを連通させている。なお、連通パイプ６１の構造は第１実施形態に示す連通パイプ３９と同一である。
【００４３】
さらに、テールパイプ６２が隔壁５２とテールカバー２２，２３とに貫通支持されて設けられ、膨張室５３ｂを外部に連通させている。
【００４４】
排気管５８の中間部分は浅い角度で湾曲され、その自由端側が排気管５７に近接し、出口部５５にディフューザー管６４を介して触媒６５が直結されている。この触媒６５はハニカムコア状触媒またはメタル状触媒等とされる。
【００４５】
そして図１０にも示すように、スライド保持手段Ｂにより、片持ち状に固定された排気管５８の自由端付近が排気管５７の中間部にスライド可能に保持される。スライド保持手段Ｂは、例えばリング状の環装部材６７，６８を備えてなり、その間が溶接部６９等により固着されている。
【００４６】
環装部材６７は排気管５７に環装されて溶接部７０等により排気管５７に固着されるが、環装部材６８は排気管５８に対し密に、かつ軸方向にスライド可能に環装されるのみである。なお、環装部材６７を省略して図１１に示すように環装部材６８を溶接部７１等により排気管５７に直接固定してもよい。さらに、環装部材６７，６８は必ずしもリング状でなくてもよく、Ｃ字状（クランプ状）等であってもよい。
【００４７】
この排気マフラー装置５０において、エンジンユニットから排出された排気ガスは、エキゾーストパイプ１１を経てマフラーボディー１２内部のインナーパイプ５４を流れ、その出口部５５に直結された触媒６５を通過してＨＣ，ＣＯ等の有害成分を浄化されてから膨張室５３ａに流入し、次に連通パイプ６０を経て膨張室５３ｃに流入し、さらに連通パイプ６１を経て膨張室５３ｂに流入し、各膨張室５３ａ，５３ｂ，５３ｃにて順次膨張することにより充分に消音された後、テールパイプ６２より外部に排出される。
【００４８】
排気管５７に固定されたスライド保持手段Ｂは、片持ち状に固定された排気管５８を軸方向にスライド可能に保持しているため、排気管５８の揺れや振動が抑制されるとともに、排気管５８が熱膨張することによる軸方向への伸縮が吸収される。したがって、排気管５８とスライド保持手段Ｂとの間に過大な応力が加わらず、これにより排気マフラー装置５０の耐久性が大きく向上する。また、スライド保持手段Ｂの構造が非常に簡素なため、設置や組立が容易である。
【００４９】
さらに、この排気マフラー装置５０は、排気管５８の出口部５５に触媒６５が直結されているため、出口部５５から排出される高温な排気ガスの全てが直ちに触媒６５を通ることができ、排気浄化効率が非常に高い反面、触媒６５の重量により片持ち状に固定された排気管５８の根元に過大な曲げモーメントが加わり得る。しかし、スライド保持手段Ｂにより触媒６５の重量が保持されるため、排気管５８に曲げモーメントが一切加わらず、よって排気マフラー装置５０の耐久性が劣化する懸念がない。
【００５０】
なお、上記第１実施形態および第２実施形態の構成は、自動二輪車の排気マフラー装置のみに限定されず、自動車等、他種の車両の排気マフラー装置にも幅広く適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両の排気マフラー装置は、マフラーボディーの内部に、複数箇所を固定された排気管と、一方側に自由端を備えて片持ち状に固定された排気管とが略平行に配設された車両の排気マフラー装置において、上記複数箇所を固定された排気管の固定箇所間に上記片持ち状に固定された排気管を排気管の軸方向へスライド可能に保持するスライド保持手段を固定して設け、このスライド保持手段を、上記片持ち状に固定された排気管の自由端付近に環装されて上記排気管の軸方向にスライド可能な環状部材を備えたものとしたことを特徴とするものであり、これによれば簡素な構成によりマフラーボディーの内部に配設された排気管の揺れや振動および熱膨張等に起因する排気マフラー装置の耐久性劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気マフラー装置が適用されたスクーター型の自動二輪車の左側面図。
【図２】排気マフラー装置の拡大左側面図。
【図３】本発明の第１実施形態を示す排気マフラー装置の縦断面図。
【図４】図３のＩＶ矢視図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図。
【図７】スライド保持手段の斜視図。
【図８】図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿うスライド保持手段の縦断面図。
【図９】本発明の第２実施形態を示す排気マフラー装置の縦断面図。
【図１０】スライド保持手段の斜視図。
【図１１】スライド保持手段の斜視図。
【図１２】従来の技術を示す排気マフラー装置の縦断面図。
【符号の説明】
１  車両の一例であるスクーター型車両
１０，５０  排気マフラー装置
１２  マフラーボディー
３１，６５  触媒
３４，５７  複数箇所を固定された排気管
３５，５８  片持ち状に固定された排気管
４５，６８  環装部材
Ａ，Ｂ  スライド保持手段
【図１】
0003915410.tif 000002
【図２】
0003915410.tif 000003
【図３】
0003915410.tif 000004
【図４】
0003915410.tif 000005
【図５】
0003915410.tif 000006
【図６】
0003915410.tif 000007
【図７】
0003915410.tif 000008
【図８】
0003915410.tif 000009
【図９】
0003915410.tif 000010
【図１０】
0003915410.tif 000011
【図１１】
0003915410.tif 000012
【図１２】
0003915410.tif 000013