JPH02256837A - エンジンの排気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気管（エキゾーストパイプ）の通路面積を
エンジンの運転状態に応じて変化させるようにした排気
制御装置に関し、特に排気の流れ。

あるいはエンジン振動等によって排気制御弁付近から生
じる異音を防止するようにした、弁軸の支持構造の改善
に関する。

〔従来の技術〕

４サイクルエンジンの排気装置では、排気弁が開くと同
時に排気管内に排出される正の圧力波が排気管内を音速
で伝播し、下流の開口端で負の圧力波に反転して排気管
内を再び音速で逆流する。

高速型エンジンでは、高速時にこの負の反射波が吸、排
気弁のオーバーランプ時に排気を促進するように排気装
置全体が設計されている。しかしこのような設定にする
と、設計の如何によっては逆に中速時に正の反射波がオ
ーバーラツプ時に作用して排気を妨げ、出力が低下する
場合がある。そこで排気管の下流端付近に排気制御弁を
設け、通路面積をエンジン運転状態に応じて、例えば中
速時には開口率５０％程度になるように制御する排気制
御装置が提案されている（例えば特開昭６３−２１２７
２８公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記排気制御装置の排気ｗｉ御弁は、回転式、
スライド式環各種あるが、例えば回転式の場合、その回
転軸の両端部分が例えばカーボンとグラファイトの混合
焼結材からなるカーボンブツシュ等の軸受で回転自在に
軸支されている。そして該軸受部分には両者の熱膨張係
数の相違、＆ｌ立性等を考慮して、当然ながら若干の隙
間が設けられている。従来の排気制御装置では、上記排
気制御弁の配役位置付近から上記隙間が原因と考えられ
る異音が生じる問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、異
音の発生を抑制できるエンジンの排気制御装置を提供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記異音の原因について検討し、以下の
知見を得た。即ち、主としてエンジンからの排気流の脈
動により、上記隙間の分だけ排気制御弁が振動している
ことが原因と考えられる。しかしこの排気流による力自
体は僅かなものであるので、排気制御弁を開閉動作に支
障のない範囲で一定方向に付勢するだけで、略完全に上
記異音の発生を抑制できるものと考えられる。

そこで本発明は、排気管に通路面積（開口面積）を変化
させる排気制御弁を設け、該弁をエンジン運転状態に応
じて開閉制御するようにしたエンジンの排気側ｍ装置に
おいて、上記排気制御弁の軸を付勢ばねによって軸直角
方向又は軸方向に付勢したことを特徴としている。

ここで本発明の排気制御弁は、弁軸廻りに回転する回転
式のもの、及び軸方向に移動するスライド式のものの両
方を含む。

また、排気制御弁に対する付勢力の大きさは、該制御弁
の排気流等による振動を抑制でき、かつ該制御弁の開閉
動作に支障のない大きさに設定する必要があり、予め実
験等によって見出すこととなる。またこの排気制御弁を
一定方向に付勢する構造には各種のものが考えられ、例
えば、コイルばね、板ばねの一端を軸に、他端をケーシ
ングにそれぞれ係止させることによって軸直角方向に付
勢する構造、コイルばね等を軸端とケーシングとの間に
介在させることによって軸方向に付勢する構造等が採用
できる。

〔作用〕

本発明に係る排気制御装置では、排気制御弁を軸直角方
向又は軸方向に付勢したので、該排気制御弁の軸と軸受
との間に上述のような隙間があっても、該排気１ｉｌＩ
ｒＢ弁の上記排気流による振動を上記付勢力で抑制でき
、異音の発生を防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例による排気制
御装置を説明するための図である。

図において、１は本実施例が通用された自動二輪車であ
り、これの車体フレーム２は、ヘッドパイプ２ａに左、
右一対のメインパイプ２ｂを接続し、該両メインバイブ
２ｂの後端部にリヤアームブラケット２ｃを形成し、該
各ブラケット２ｃの下端前側と上記各メインバイブ２ｂ
の前端下側とを着脱可能のダウンチューブ２ｄで接続し
た構成のものである。そして上記ヘッドパイプ２ａによ
って、下端で前輪３を軸支する前フオーク４が左右に操
向自在に軸支されており、また上記リヤアームブラケッ
ト２Ｃによって、後端で後輪５を軸支するリヤアーム６
が上下揺動自在に軸支されている。また、上記車体フレ
ーム２の上部には、タンクカバー８内に位置するように
エアクリーナ７゜燃料タンク８ａが搭載されており、こ
れの後方にはシート９が配設されている。

また、上記メインバイブ２ｂの下方には、エンジンユニ
ットｌＯが懸架支持されている。このエンジンユニツ）
１０は水冷式４サイクル並列４気筒型のもので、クラン
クケース１１の前部上面に、内部に４つの気筒が並列に
形成されたシリンダボディ１２．及び各気筒用動弁機構
を内蔵するシリンダヘッド１３を前傾状態に積載し、こ
れらをヘッドボルトでクランクケース１１に締結すると
ともに、咳シリンダヘッド１３上をヘッドカバー１４で
覆った構成となっている。

上記シリンダヘッド１３の４つの排気ボートには、排気
ｍ置１５の４本のエキゾーストパイプ（排気管）１６の
上流端が接続されている。この各エキゾーストパイプ１
６はシリンダボディ１２゜クランクケース１１の前側か
ら該ケース１１の底側に延び、該底部で集合管１７に分
岐形成された各入口部１７ａに溶接により接続されてい
る。なお、３６は左、右側壁に溶接された補強板、３７
ａ、３７ｂはエキゾーストバイブ１６の下流端に圧入さ
れたパイプであり、これは溶接時の裏ビードの発生を防
止するためものである。また、上記集合管１７の１本に
まとめられた出口部１７ｂには１本のマフラ１８の前端
が接続されており、このマフラ１８は後輪６の右側を通
って車両後端まで延びている。

上記集合管１７は、例えばステンレス鋼等の耐熱網を薄
肉鋳造したもので、上記各入口部１７ａの横断面形状は
、上記エキゾーストパイプ１６に対応した丸形から漸次
矩形に変化しており、該各人口部１７ａが集合した本体
部（膨張室＞１７ｅは略平板状の箱形になっている。な
おこの本体部１７ｃに続く上記出口部１７ｂは再び丸形
になっている。また、上記入口部１７ａの隔壁１７ｄ及
び左、右側壁！７ｈの下流側端面ば、側面から見て円弧
状に形成されている（第４図参照）。

そして上記本体部１７ｃ内には排気制御装置１９の排気
制御弁２０が配設されている。この排気制御弁２０は、
ハイシリコンダクタイル鋳鉄やニレジスト等の鋳造品で
あり、弁体２０ａの両端に回転支持軸２０ｂ、２０ｃを
一体形成したものである。弁体２０ａは上記隔壁１７ｄ
等の端面形状に沿った円弧状で、かつ本体部ｆ７ｃの幅
と等しい長さを有している。

上記左側の回転支持軸２０ｂは、本体部１７ｃの左側壁
１７ｈにポル）ＩＩめ固定された支持ブラケット２１に
よりカーボンブツシュ（カーボンとグラファイトの混合
焼結材）２２を介して軸支されており、該支持ブラケッ
ト２１は上記左側壁１７ｈに形成された挿入孔１７ｅを
閉塞している。

なお、２３はグラファイト製シールである。またこの左
側の支持軸２０ｂの外方突出端にはプーリ２４が固定さ
れており、酸プーリ２４は一対の操作ケーブル２５によ
り、シート９の前部下方に配置されたサーボモータ２６
に接続されている。

また上記右側の回転支持軸２０ｃは、本体部１７ｃの右
側壁に膨出形成された軸受部１７ｆによって、カーボン
ブツシュ２７を介して軸支されている。なお、２８はカ
ーボンブツシュ２７が本体部１７ｃの室内側にせり出し
てくるのを防止するためのカラーである。そして、第１
図、第２図に示すように、上記回転支持軸２０Ｃの先端
と、上記軸受部１７ｆの内底面との間には付勢ばね２９
が配置されている。この付勢ばね２９は巻数約１のコイ
ル状のもので、これの一端２９ａは、上記軸受部１７ｆ
の底壁に形成された係止孔１７ｇ内に挿入係止され、他
端２９ｂは上記回転支持軸２０ｃに形成された挿入孔２
Ｏｄ内に挿入されて該挿入孔２０ｄの前側壁に圧接して
おり、これによりこの支持軸２０ｃは矢印Ａ方向に付勢
されている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例装置では、エンジン運転状態に応じて、サーボ
モータ２６がプーリ２４を介して、排気制御弁２０を回
動させ、通路面積が低速時はど狭く、高速はど広くなる
ように制御される。このような排気制御装置において、
排気流の脈動により排気制御弁２０が振動し、これの回
転支持軸２０ｂ２０ｃとカーボンブツシュ２２．２７と
の打音とみられる異音が発生する問題があった。これに
対して本実施例では、排気制御弁２０は付勢ばね２９に
よって矢印Ａ方向に付勢されており、上記排気流による
振動はこの付勢力で略完全に抑制され、上述の異音の発
生を防止できる。

上記実施例ではコイル状のばね２９で排気制御弁２０を
軸直角方向に付勢したが、この軸直角方向の付勢構造に
は各種の変形例が考えられ、例えば第７図、第８図に示
す構造、あるいは第１０図。

第１１図に示す構造でもよい、なお、図中、第１図、第
２図と同一符号は同−又は相当部分を示す。

第７図、第８図の実施例では、略Ｓ字状の板ばね３０の
中央部３０ａを回転支持軸２０ｃに形成されたスリット
２０ｅ内に隙間なく挿入するとともに、その各端部３０
ｂ、３０Ｃをブツシュ支持穴！７１に圧接させている。

本実施例の場合、支持軸２０Ｃは理論上は回転中心に付
勢されることとなるが、実際は各部品の工作精度によっ
て何れかの軸直角方向に付勢される、その結果、上述の
実施例と同様に排気流による排気制御弁２０の振動を抑
制でき、異音の発生を防止できる。

第１０図、第１１図の実施例は、リング状のニットメツ
シュばね３４を軸受部１７ｆの軸受孔１７ｊの底部とカ
ーボンブッシェ２７との間に配置し、これに回転支持軸
２０ｃの先端を挿入した例である。このニットメツシュ
ばね３４は、ステンレス鋼、又はインコネル等の細線を
綱状に織り、これをリング状に圧縮成形したもので、そ
の内径は回転支持軸２０ｃより若干小径で、かつその外
径は軸受孔１７ｊより若干大径に設定されている。

これにより回転支持軸２０ｃは、理論上はその回転中心
に、現実には何れかの軸直角方向に付勢されることとな
り、上記第７図、第８図の場合と同様の異音防止効果が
ある。

また、上記各実施例では、排気ｉｕｔ弁２０を軸直角方
向に付勢したが、本発明では軸方向に付勢することもで
き、第９図は、回転支持軸を軸方向に付勢した例である
。

図において、３５は軸受部１７ｆに圧入されたキャップ
であり、１亥キヤンプ内にはコイルばね３３、平ワッシ
ャ３２．模部材３！が軸方向に移動可能に配置されてい
る。この模部材３１のテーバ状の先端部は回転支持部２
０ｃの挿入孔２０ｄ内に挿入され、これにより排気制御
弁２０を軸方向に付勢している。

本実施例では、排気制御弁２０は、コイルばね３３によ
って常時軸方向に付勢されており、この付勢力によって
、排気流による排気ａｍ弁２０の振動を抑制でき、異音
の発生を防止できる。なお、この場合は模部材３１の先
端部の傾斜によって軸直角方向の分力も発生しており、
各部品の工作精度によっては何れかの軸直角方向の分力
が大きくなり、結果的に軸直角方向に付勢されることも
考えられるが、この場合にも上記第１図の実施例等と同
様な異音抑制効果が得られる。

また、上記各実施例では、４本の排気管を並列配置し、
これを１本の排気弁２０で開閉制御するようにしたが、
本発明は排気弁を複数設けた場合にも適用できる。

第１２図ないし第１７図は排気弁を２本上下に並列配置
した第２実施例である。なお、このような場合にも上記
第１図ないし第１１図に示した構造を採用できるが、本
実施例では上記２本の排気弁を共通の付勢部材で軸直角
方向に付勢する構造としている。

図において、第６図と同一符号は同−又は相当部分を示
し、シリンダヘッド１３の４つの排気ポートには、排気
装置４１の４本のエキゾーストパイプ４２ａ〜４２ｄの
上流端が接続されている。

この各エキゾーストパイプ４２ａ〜４２ｄはクランクケ
ース１１の底付近で、左側２本のエキゾーストパイプ４
２８〜４２ｄが左側にて上下に重なり、かつ右側２本の
エキゾーストパイプ４２ｄ。

４２ｃが右側にて上下に重なるように、つまり前方から
見て矩形をなすように配管されている。そして各エキゾ
ーストパイプ４２Ｍ−４２ｄの下流端には集合管４３が
接続されている。

上記集合管４３は、人１口部４４と、出口部４５とから
なり、締結ボルト４６で分解可能に締結されており、出
口部４５は１本の接続管１８ａを介してマフラ１８の上
流端に接続されている。ここで、これらの集合管４３の
近傍部分は、クランクケース１１の底面に配設されたオ
イルパン４０の底部を通ワており、このオイルパン４ｏ
には、上記集合部４３及び接続管ｔｅａとの干渉を避け
るための凹部４０ａが形成されている。そのためエキゾ
ーストパイプ４２ａ〜４２ｄは比較的上方に位１してお
り、また車体カバーｔＯａは下側はど幅が狭（なってお
り、これにより、エキゾーストパイプ４２ａ〜４２ｄを
上下２段に配置しながら必要最小限のロードクリアラン
スを確保し、かつバンク角を大幅に増大している（第１
５図参照）。

また、上記接続管１８ａはブラケット１８ｂを介してオ
イルパン４０にボルト締め固定されており、これにより
該排気装置４１は、前端、１１ｔ端がそれぞれシリンダ
へラド１３．車体フレームに、また中央部がオイルパン
４０に３点で支持されていることとなる。

上記エキゾーストバイブ４２ａ〜４２ｄの下流端はそれ
ぞれ上記集合管４３の入口部４４に形成された接続口４
４８〜４４ｄ内に挿入されている６該各接続ロ４４ａ〜
４４ｄの前端部に形成された大径部内には、第１１図に
示すニットメツシュばねと同様の構造のシール部材４７
が挿入されており、該シール部材４７の前端には各エキ
ゾーストバイブ４２ａ〜４２ｄに固定された環状のスト
ッパ４２ｅが当接している。さらに各エキゾーストバイ
ブ４２ａ〜４２ｄにはそれぞれ付勢ばね４Ｂの一端が掛
止され、咳各ばね４８の他端は上記入口部４４に掛止さ
れており、これにより上記ストッパ４２ｅがシール部材
４７を圧縮し、その結果該各エキゾーストバイブ４２ａ
〜４２ｄと入口部４４の各接続口４４３〜４４ｄとの間
がシールされている。

また上記各接続口４４ａ〜４４ｄの後端付近にはそれぞ
れ弁板４８ａ〜４８ｄが配置され、上下２段に車幅方向
に貫通配置された弁軸４９ａ、４９ｂにボルト締め固定
されている。この各弁軸４９ａ、４９ｂの両端部はカー
ボンブツシュ５０で軸支されており、上側の弁軸４９ａ
の一方の外方突出部に固定されたブーＩＪ　２４は操作
ケーブル２５でサーボモータ２６に接続されている。ま
た、上記各弁軸４９ａ、４９ｂの他方の外方突出部には
、伝動ギヤ５１ａ、５１ｂが固定ボルト５２で固定され
ており、相互に噛合している。

そして上記上下の弁軸４９ａ、４９ｂに固定された固定
ボルト５２には、環状溝を有する掛止部５２ａが形成さ
れており、該両掛止部５２ａ、５２ａ間には付勢ばね５
３が架は渡されている。これにより上記両弁軸４９ａ、
４９ｂは軸直角方向内側に付勢されている。なお、５４
は上記付勢ばね５３に装着されたシリコンゴム製防振チ
ューブであり、５５ａ（第１６図）は上記ギヤ５１ａ。

５　ｌ　ｂ、付勢ばね５３を覆うギヤカバー、５５ｂは
上記プーリ２４を覆うブーリカバーである。

本実施例では、サーボモータ２６によりプーリ２４を回
転させると、この回転が上側の弁軸４９ａから伝動ギヤ
５１ａ、５１ｂを介して下側の弁軸４９ｂに伝達され、
各弁板４８ａ〜４８ｄが第１３図に示すように回転して
通路面積を変化させることとなる。そしてこの場合、上
下の回転軸４９ａ、４９ｂは相互に軸直角方向に付勢さ
れているので、排気流による排気弁の振動、打音は略完
全に抑制される。

また本実施例では、集合管４３を入口部４４と出口部４
５とからなる２分割構造としたので、弁板４８３〜４８
ｄの組み付けにおいては、両者を分解することにより、
容易に行うことができる。

なお、上記第２実施例では、両回転軸を１本のコイルば
ねで付勢したが、この付勢構造には各種のものが考えら
れ、例えば、第１８図に示すように、クリップ状のばね
５７　（同図（４））、板ばね５８（同図（ｂ））でも
よく、さらにはそれぞれの弁軸に別個のコイルばね５３
を装着してもよい（同図（Ｃ１）。

また上記各実施例では、排気制御弁が回転式の場合を説
明したが、本発明はスライド式の排気制御弁についても
同様に通用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るエンジンの排気制御装置によ
れば、排気制御弁を軸直角方向又は軸方向に付勢するよ
うにしたので、排気流による排気制御弁の振動を抑制し
て異音の発生を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例による排気制
ｒＢ装置を説明するための図であり、第１図は排気制御
弁の軸受部分の断面図、第２図は第１図の■−■線断面
図、第３図は該排気制ｉ装置の一部断面平面図、第４図
は排気制御弁部分の断面側面図、第５図はその側面図、
第６図は該第１実施例装置が採用された自動二輪車の左
側面図、第７図、第９図、第１０図はそれぞれ軸受部分
の変形例を示す断面平面図、第８図は第７図のｖｉｖｉ
線断面図、第１１図はメツシュニットばねの斜視図、第
１２図ないし第１７図は本発明の第２実施例を説明する
ための図であり、第１２図は側面図、第１３図は断面側
面図、第１４図は第１２図のＸｒｌ／−ＸＩＶ線断面図
、第１５図ｔＭ＋、　（ｂｌはそれぞれ集合管、接続管
部分の配置を示す断面図、第１６図は排気装置の底面図
、第１７図は該第２実施例が適用された自動二輪車の左
側面図、第１８図（♂）〜＋ｃ＋はそれぞれ付勢ばねの
変形例を示す図である。 図において、１０はエンジンユニット、１６４２ａ〜４
２ｄはエキゾーストパイプ（排気管）、１９．４１は排
気１ｉｌＩ御装置、２０は排気制御弁、２０ｅは回転支
持軸（排気弁の軸）、２９，３０３３．３４．５３，５
７．５８は付勢ばねである。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社 代理人　　　　弁理士　下車　努 第１図 第２図 第４図 第５図 第７図 ７ｉ 第１０図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気管に通路面積を変化させる排気制御弁を設け
   、該排気制御弁をエンジン運転状態に応じて開閉制御す
   るようにしたエンジンの排気制御装置において、上記排
   気制御弁の軸を付勢ばねによって軸直角方向又は軸方向
   に付勢したことを特徴とするエンジンの排気制御装置。