JP4535328B2 - 排気装置支持構造および車輌構成部品の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は排気装置支持構造および車輌構成部品の支持構造に関し、特に、自動二輪車等の排気装置の支持に適した排気装置支持構造および車輌構成部品の支持構造に関する。

従来から、自動二輪車の排気装置支持構造として、一側に突出部が形成された帯状バンドによって排気装置を拘持し、該帯状バンドの突出部をボルトで車体側に締結するものが知られている。該支持構造では、前記排気装置と車体とがボルトによって一体的に結合されるため、排気装置に発生する振動や熱を車体側に伝わりにくくするという配慮が求められるという課題があった。

下記の特許文献１には、上記の課題を解決するため、車体側の取り付け部と排気装置の取り付け部との間に、略筒状のラバー部材を嵌合させた板状ステーを配置した排気装置支持構造が開示されている。該排気支持構造によれば、振動吸収材であるラバー部材によるフローティング構造によって排気装置が結合されるので、車体側への振動や熱の伝達を大幅に低減させることができる。
実開平３−１１８２１９号公報

しかしながら、上記特許文献１の排気装置支持構造は、略筒状のラバー部材の外周面に設けられた周方向の溝と、板状ステーに設けられた支持孔とを嵌合させる構造であるため、排気装置の重量および排気装置が振動することで発生する剪断力が前記ラバー部材の溝部分に集中して、ラバー部材の負担が大きくなりやすかった。そして、この課題に対処するためにラバー部材と板状ステーの接触面積を増やそうとすると、板状ステーの板厚を増加しなければならず、重量増加を招くという課題があった。また、ラバー部材の周溝は他の箇所より薄肉であるため、耐久性を上げるのに周溝を肉厚にするので、ラバー部材の大型化を招き重量も増加していた。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、支持構造の重量増加を避け、かつラバー部材の耐久性を高めることができる排気装置支持構造および車輌構成部品の支持構造を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、内燃機関の排気口に連結されて車体後方に延びる排気管と、前記排気管の後方に設けられる消音器とによって構成される排気装置と、シートフレームに設けられ、支持孔を有するステーと、前記消音器に設けられるフランジ部とを備え、前記ステーの支持孔にラバー部材を嵌合し、前記フランジ部をラバー部材を介して前記ステーと連結することで前記消音器をシートフレーム側へ固定する排気装置支持構造において、前記ステーの支持孔は、その内周面に周方向に沿った内向きの凸部が設けられた筒状とされ、前記ラバー部材は、その外周面に周方向に沿い、かつ前記凸部に嵌合する溝が設けられた筒状とされるようにした点に第１の特徴がある。

また、前記支持孔の凸部の凸面と、前記ラバー部材の溝の底面との間に間隙が設けられるようにした点に第２の特徴がある。

前記ステーに凹部が設けられ、該凹部の底部に筒状の支持孔が設けられるようにした点に第３の特徴がある。

また、前記凹部の底部は、前記支持孔の軸方向において前記支持孔の中心より車体外側方向にオフセットして設けられるようにした点に第４の特徴がある。

また、車輌を構成する部品をラバーを介して支持する構造において、支持する部材に支持孔を設け、この支持孔は、その内周面に周方向に沿った内向きの凸部が設けられた筒状とし、前記ラバー部材は、前記支持孔と嵌合すると共に、その内周面に周方向に沿い、かつ前記凸部に嵌合する溝が設けられた筒状とされるようにした点に第５の特徴がある。

さらに、前記支持孔の凸部の凸面と、前記ラバー部材の溝の底面との間に間隙が設けられるようにした点に第６の特徴がある。

請求項１の発明によれば、前記ステーの支持孔は、その内周面に周方向に沿った内向きの凸部が設けられた筒状とされ、前記ラバー部材は、その外周面に周方向に沿い、かつ前記凸部に嵌合する溝が設けられた筒状とされるようにしたので、ステーの厚みやラバー部材の溝幅を増すことなく、単位面積当たりの圧力を減少させてラバー部材の耐久性を高めることができるようになり、ラバー部材およびステーの小型軽量化を図ることができるようになる。さらに、前記凸部と溝が嵌合しているので、軸方向にラバー部材がずれるのを防ぐことができるようになる。

請求項２の発明によれば、前記支持孔の凸部の凸面と、前記ラバー部材の溝の底面との間に間隙が設けられるようにしたので、この間隙がラバー部材の変形時の逃げ部となって変形しやすくなり、振動の吸収効率を高めることができるようになる。

請求項３の発明によれば、前記ステーに凹部が設けられ、該凹部の底部に筒状の支持孔が設けられるようにしたので、筒状の支持孔が設けられる、凹部の底部周囲に形成される壁が補強のリブとなって、ステーの板厚を増すことなく、支持孔周辺の強度を大幅に高めることができるようになる。

請求項４の発明によれば、前記凹部の底部は、前記支持孔の軸方向において前記支持孔の中心より車体外側方向にオフセットして設けられるようにしたので、消音器から支持孔を介して凹部の底面にかかるモーメント力を低減して、よりステーの強度に余裕を持たせることができるようになる。加えて、ステーを薄肉化して軽量化を図ることができるようになる。

請求項５および６の発明によれば、ステーの厚みやラバー部材の溝幅を増すことなく、単位面積当たりの圧力を減少させてラバー部材の耐久性を高めることができるようになり、ラバー部材およびステーの小型軽量化を図ることができるようになる。さらに、前記凸部と溝が嵌合しているので、軸方向にラバー部材がずれるのを防ぐことができるようになる。また、前記支持孔の凸部の凸面と、前記ラバー部材の溝の底面との間に間隙が設けられるようにしたので、この間隙がラバー部材の変形時の逃げ部となって変形しやすくなり、振動の吸収効率を高めることができるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用した自動二輪車の一実施形態の側面図である。自動二輪車１のヘッドパイプ３には、車体後方斜め下方に向けて左右一対のメインフレーム８が延び、該メインフレーム８の下部に内燃機関としてのＶ型エンジン１０が取り付けられている。前記メインフレーム８の後部には、ピボット軸１７を介してスイングアーム１８が上下スイング可能に軸支されている。該スイングアーム１８の前方上部には、リヤクッション２２の下端が取り付けられるとともに、前記スイングアーム１８の後端の車軸１９には後輪ＷＲが回転可能に軸支されている。前記リヤクッション２２の上端は、メインフレーム８の後方に延出した支持部に軸支されている。前記ヘッドパイプ３には、左右一対のフロントフォーク２がハンドル４によって操舵可能に軸着されており、略三日月状のフロントフェンダ５の下方には、前輪ＷＦが車軸２０において回転可能に軸支されている。前記エンジン１０やラジエター１１の大部分を覆うアッパーカウル６の内部には、エアクリーナボックス１２およびスロットルボディ１３が収められている。前記アッパーカウル６に隣接して配されるトップカバー７の下方には、シート１５の下部にまで延設する燃料タンク１４が配置されている。前記メインフレーム８の後部かつ上方には、上側パイプ３１および下側パイプ３２からなるシートフレーム３０が設けられており、その外側はシートカウル１６で覆われている。自動二輪車１の排気装置は、前記エンジン１０の前後気筒の排気口に連結される排気管２５ａ，２５ｂ、該排気管２５ａ，２５ｂを集合させる中央排気管２６、該中央排気管２６と連結される消音器２７とから構成される。前記中央排気管２６は、取り付けステー２９によってエンジン１０の下部に結合されている。前記消音器２７の車体側への固定は、その前端部に溶着されたフランジ部２８と、前記シートフレーム３０に装着された板状のマフラステー４０とをボルトで締結することで行われる。本発明に係る排気装置支持構造は、該マフラステー４０の支持孔４５に適用されている。

図２は、マフラステー４０と消音器２７との結合状態の概要図である。前記と同一の符号は、同一または同等部分を示している。前記マフラステー４０は、前記上側パイプ３１と下側パイプ３２とに跨って装着されることで、シートフレーム３０の強度部材としても利用されている。前記消音器２７は、排気装置全体と比較してもその重量比率が高いため、中央排気管２６が取り付けステー２９によってエンジン１０の下部に結合されていても、マフラステー４０の支持孔４５にかかる重量負担は少なくない。

図３は、マフラステー４０の周辺部品の分解斜視図である。前記と同一の符号は、同一または同等部分を示している。前記マフラステー４０の支持孔４５には、略筒形状のラバー部材５０が嵌合される。該ラバー部材５０には、外周面に周方向に沿った溝が設けられており、この溝が前記支持孔４５に嵌り込むように構成されている。前記マフラステー４０と消音器２７とを結合する際は、前記ラバー部材を支持孔４５に嵌合させた上で、カラー５１、ラバー部材５０、ワッシャ５２、消音器２７のフランジ部２８の順番に車体内側方向からボルト５３を貫通させ、車体外側方向にてナット５４で締結する。

図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、前記マフラステー４０の正面図（車体内側方向から見た状態）と側面図である。また、図５は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図およびラバー部材５０の断面図である。前記と同一の符号は、同一または同等部分を示している。薄手の金属板で形成されるマフラステー４０は、シートフレーム３０に装着される上側プレート４１および取り付けアーム４１ａ，４１ｂと、略三角形状の肉抜孔４４を設けた下側プレート４２とを一体的に形成して構成されている。前記支持孔４５は、図５に示されているように、車体内側方向に向かってすり鉢状の凹部を設けた前記下側プレート４２の下端部４２ａに、筒状の嵌合部材４３を溶着することで形成されている。換言すれば、該支持孔４５は、支持孔４５の中心（図５にＯ点で示す）より車体外側方向にオフセットして設けられた前記凹部の底部に設けられている。

前記嵌合部材４３の内周部には、ラバー部材５０の周方向に沿った溝５０ａと嵌合する、内向きの凸部としてのリブ４３ａが設けられている。該リブ４３ａは、前記消音器２７を結合した際に、ラバー部材５０および消音器２７が軸方向へ動くことを防止する役割を果たす。なお、本実施形態において、前記溝５０ａの底面５０ｂと、リブ４３ａの凸面４３ｂとは、お互いを嵌合させた際に接触しないように構成されている。

図６は、前記マフラステー４０と消音器２７とを結合させた状態における断面構成図である。前記と同一の符号は、同一または同等部分を示している。本発明に係る排気装置支持構造において、従来方式と最も異なるのは、筒状の嵌合部材４３が設けられたことで、ラバー部材５０の最外周面５０ｃにおいて消音器２７の重量を受け止めている点である。ここで、従来方式の排気装置支持構造と比較するため、図７および図８を参照する。

図７は、従来方式の排気装置支持構造の構成を示す分解斜視図である。排気装置６０には、ベースプレート６１を介して取り付け部材６２が溶着され、車体側取り付け部６４には、カラー７３を介してマフラステー６３がボルト７２によって締結される。前記マフラステー６３も、本発明に係る排気装置支持構造と同様に、略筒状のラバー部材７０を嵌合させる支持孔７４を有しており、前記マフラステー６３と前記取り付け部材６２との結合は、前記ラバー部材７０を前記マフラステー６３に嵌合させた上で、ボルト７１を貫通させ、該ボルト７１と雌ねじが切られた取り付け部材６２とを締結することで行われる。

図８は、前記排気装置６０とマフラステー６３とを結合した状態における断面図である。この従来方式において、マフラステー６３に設けられた前記支持孔７４は、板厚による断面６３ａを有する単なる円形の孔であるため、排気装置６０の重量や振動によって発生する衝撃は、前記ラバー部材７０の嵌合溝の底面７０ａがすべて受け止めることになる。この時、該ラバー部材７０にかかる剪断力を減少させるには、マフラステー６３の厚みおよびラバー部材の溝の幅を増加して軸方向の接触幅を増やす、または、ラバー部材７０の嵌合径を増加して周方向の接触長さを増やすことが考えられるが、いずれの方法も、マフラステー６３およびラバー部材７０の重量増加を招くことになる。また、この従来方式においては、ラバー部材７０の嵌合溝の底面７０ａから最外周面までの厚み（図示Ｔ部）を形成している部分は、軸方向の位置ずれを防止する係止部としての役割を果たすのみで、衝撃を吸収するクッションとしては有効に機能しないという課題もあった。

図５、図６に戻って、本発明の排気装置支持装置によれば、嵌合部材４３を設け、その内周面４３ｃとラバー部材５０の最外周面５０ｃとを当接させて接触幅を大きく増大させることによって、前記マフラステー４０の厚みを増すことなく、単位面積当たりの圧力を減少させてラバー部材５０の耐久性を高めることができるようになる。また、ラバー部材５０の最外周面５０ｃまでの厚みを形成している部分も衝撃吸収部材として有効に利用することが可能となる。したがって、ラバー部材５０の内周径および外周径を増すことなく衝撃吸収能力を高めることができるので、ラバー部材やマフラステーの小型軽量化を図ることができる。さらに、前記溝５０ａの底面５０ｂと、リブ４３ａの凸面４３ｂとの間に形成される間隙５５が、ラバー部材５０の変形時の逃げ部となるので、該ラバー部材５０が軸方向および垂直方向に変形しやすくなり、さらに振動の吸収効率を高めることができるようになる。これによって、消音器２７を支持するフランジ部を１点のみとしても十分な衝撃吸収効果が得られるので、部品点数を削減することができるようになる。さらに、フランジ部を１つとすることで、設置場所の自由度が高まり、本実施形態のように、フランジ部２８を消音器２７の前端部に設ける、すなわち重量のある構成物を車体の中心に近づけてマスの集中化を図ることができるようになる。

また、嵌合部材４３の溶着部の周囲が、車体外側方向に向かってすり鉢状に形成されているため、下側プレート４２の下端部４２ａを平滑な板で構成する場合に比して、マフラステー４０の強度を大幅に高めることができるようになる。

さらに、前記すり鉢形状の凹部の底部は、前記嵌合部材４３の中心に対して、車体外側方向に位置するようオフセットさせて設けられている。このため、消音器２７のフランジ部２８と嵌合部材４３の溶着部分との距離を狭め、該溶着部分に生じるモーメント力を低減することができるようになる。

また、上記構造はマフラの支持だけに用いられるのではなく、他の部品を支持する際の構造にも使用できる。

本発明を適用した自動二輪車の一実施形態の側面図である。 本発明を適用したマフラステーと消音器との結合状態の概要図である。 本発明を適用したマフラステーの周辺部品の分解斜視図である。 本発明を適用したマフラステーの正面図および側面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図およびラバー部材の断面図である。 マフラステーと消音器とを結合させた状態における断面構成図である。 従来方式の排気装置支持構造の構成を示す分解斜視図である。 従来方式の排気装置支持構造の構成を示す断面図である。

符号の説明

１…自動二輪車、１０…エンジン、２５ａ，２５ｂ…排気管、２６…中央排気管、２７…消音器、２８…フランジ部、２９…取り付けステー、３０…シートフレーム、４０…マフラステー、４１…上側プレート、４２…下側プレート、４３…嵌合部材、４５…支持孔、５０…ラバー部材

Claims (7)

1. 内燃機関（１０）の排気口に連結されて車体後方に延びる排気管（２６）と、前記排気管（２６）の後方に設けられる消音器（２７）とによって構成される排気装置と、
   シートフレーム（３０）に設けられ、支持孔（４５）を有するステー（４０）と、
   前記消音器（２７）に設けられるフランジ部（２８）とを備え、
   前記ステー（４０）の支持孔（４５）にラバー部材（５０）を嵌合し、前記フランジ部（２８）をラバー部材（５０）を介して前記ステー（４０）と連結することで前記消音器（２７）をシートフレーム（３０）側へ固定する排気装置支持構造において、
   前記ステー（４０）の支持孔（４５）は、その内周面（４３ｃ）に周方向に沿った内向きの凸部（４３ａ）が設けられた筒状とされ、
   前記ラバー部材（５０）は、その外周面に周方向に沿い、かつ前記凸部（４３ａ）に嵌合する溝（５０ａ）が設けられた筒状とされ、
   前記支持孔（４５）の内周面（４３ｃ）と、ラバー部材（５０）の最外周面（５０ｃ）とを当接させるように構成されていることを特徴とする排気装置支持構造。
2. 前記支持孔（４５）の凸部（４３ａ）の凸面（４３ｂ）と、前記ラバー部材（５０）の溝（５０ａ）の底面（５０ｂ）との間に間隙（５５）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の排気装置支持構造。
3. 前記ステー（４０）に凹部が設けられ、該凹部の底部に筒状の支持孔（４５）が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の排気装置支持構造。
4. 前記凹部の底部は、前記支持孔（４５）の軸方向において前記支持孔（４５）の中心より車体外側方向にオフセットして設けられることを特徴とする請求項３に記載の排気装置支持構造。
5. 前記支持孔（４５）は、前記ステー（４０）の下端部（４２ａ）に、筒状の嵌合部材（４３）を溶着することで形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の排気装置支持構造。
6. 車輌を構成する部品をラバーを介して支持する構造において、
   支持する部材（４０）に支持孔（４５）を設け、この支持孔（４５）は、その内周面（４３ｃ）に周方向に沿った内向きの凸部（４３ａ）が設けられた筒状とし、前記ラバー部材（５０）は、前記支持孔（４５）と嵌合すると共に、その内周面（４３ｃ）に周方向に沿い、かつ前記凸部（４３ａ）に嵌合する溝（５０ａ）が設けられた筒状とされ、
   前記支持孔（４５）の内周面（４３ｃ）と、ラバー部材（５０）の最外周面（５０ｃ）とを当接させるように構成されていることを特徴とする車輌構成部品の支持構造。
7. 前記支持孔（４５）の凸部（４３ａ）の凸面（４３ｂ）と、前記ラバー部材（５０）の溝（５０ａ）の底面（５０ｂ）との間に間隙（５５）が設けられることを特徴とする請求項６に記載の車輌構成部品の支持構造。

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