(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数の排気管(8L,8R)は、車幅方向一方側に配置されたマフラー(80)と接続されるとともに、同複数の排気菅(8L,8R)のうちの経路がより長いもの(8L)に前記一次触媒装置(9A)が収容されたことを特徴とする請求項1に記載の鞍乗型車両の排気装置。
前記車体フレーム(2)は、ヘッドパイプ(20)から後部下方に下りるダウンチューブ(23)を有すともに、同ダウンチューブ(23)の下端部(23a)から二又に分岐して車両後方に向かうロアフレーム(24)を有し、前記一次触媒装置(9A)は、車両正面視において左右の前記ロアフレーム(24)の間に配置されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の鞍乗型車両の排気装置。
前記内燃機関(3)の前部且つ下部にはオイルフィルタ(4)が取付けられ、車両正面視において、前記一次触媒装置(9A)と前記オイルフィルタ(4)とが重なるように配置されたことを特徴とする請求項3に記載の鞍乗型車両の排気装置。
前記複数の排気管(8L,8R)の前記一次触媒装置(9A)より下流側において、同複数の排気管(8L,8R)を纏めて合流させる集合部(81)を備えるとともに、同集合部(81)にかけて上流側の前記複数の排気管(8L,8R)を束ねるように一体に形成された管束部(82)が設けられ、
前記集合部(81)内に前記二次触媒装置(9B)が配置されたことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の排気装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記の従来技術に鑑み、スペース増大を抑制し、前輪の可動範囲を確保しながら、触媒装置の早期活性化を促すことができ、触媒活性の向上が得られる鞍乗型車両の排気装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、車体フレームに内燃機関が支持され、同内燃機関の前方に前輪が配置され、前記内燃機関の前部に複数の排気管が接続されるとともに、前記複数の排気管の排気経路途中に一次触媒装置およびその下流側の二次触媒装置を収容する鞍乗型車両の排気装置において、前記一次触媒装置は、前記複数の排気管のうち一部の排気管において、前記内燃機関のクランクケースよりも前方で前記前輪より後方に、車幅方向に横臥して配置されたことを特徴とする鞍乗型車両の排気装置である。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の鞍乗型車両の排気装置において、前記複数の排気管は、車幅方向一方側に配置されたマフラーと接続されるとともに、同複数の排気菅のうちの経路がより長いものに前記一次触媒装置が収容されたことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の鞍乗型車両の排気装置において、前記車体フレームは、ヘッドパイプから後部下方に下りるダウンチューブを有すともに、同ダウンチューブの下端部から二又に分岐して車両後方に向かうロアフレームを有し、前記一次触媒装置は、車両正面視において左右の前記ロアフレームの間に配置されたことを特徴とする。
【0008】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の鞍乗型車両の排気装置において、前記内燃機関の前部且つ下部にはオイルフィルタが取付けられ、車両正面視において、前記一次触媒装置と前記オイルフィルタとが重なるように配置されたことを特徴とする。
【0009】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の鞍乗型車両の排気装置において、前記一次触媒装置は、車両側面視において前記ロアフレームより前方に配置されたことを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の排気装置において、前記複数の排気管のうち、前記一次触媒装置を備える排気管には、内燃機関との接続部と前記一次触媒装置との間にO
2センサを配置するとともに、同O
2センサは車両側面視において後方に突出して取付けられたことを特徴とする。
【0011】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の排気装置において、前記複数の排気管の前記一次触媒装置より下流側において、同複数の排気管を纏めて合流させる集合部を備えるとともに、同集合部にかけて上流側の前記複数の排気管を束ねるように一体に形成された管束部が設けられ、前記集合部内に前記二次触媒装置が配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
請求項1の発明の鞍乗型車両の排気装置によれば、一次触媒装置を、クランクケースの前方で排気経路の上流に寄せて上下前後方向のスペースを抑制配置しつつ、前輪の後方で前輪の可動範囲を避けるように配置できるので、短い排気経路で一次触媒装置に排気熱を伝えて一次触媒装置の早期活性化を促すとともに、前輪の可動範囲を確保できる。
【0013】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、一次触媒装置を、複数の排気管のうちの経路がより長いもの、すなわちマフラーから遠い側の一部の排気管に収容したので、一次触媒装置は、内燃機関のマフラーから遠い側の排気ポートからマフラー側へ取り回される排気管に設けることとなり、短い排気経路で排気熱が冷えないうちに一次触媒装置に熱を伝達することで早期活性化を促すことができる。
【0014】
請求項3の発明によれば、請求項1または請求項2の発明の効果に加え、一次触媒装置を、車幅方向位置で、二又に分岐したロアフレームの間に配置したので、一次触媒装置を内燃機関に寄せて配置することができて、前輪の可動範囲を更に確保することができる。
【0015】
請求項4の発明によれば、請求項3の発明の効果に加え、一次触媒装置およびそれを設けた排気管によって後方に位置するオイルフィルタが保護される。また、一次触媒装置は車幅方向位置で、二又に分岐したロアフレームの間に配置されているので、ロアフレームによってもオイルフィルタが左右を保護される。
【0016】
請求項5の発明によれば、請求項4の発明の効果に加え、内燃機関の下部に取付けられたオイルフィルタと、ロアフレームの前方に位置し一次触媒装置を設けた排気管との間に、オイルフィルタ交換用工具を挿入する空間を確保することができ、排気管を取り外す必要なくオイルフィルタを交換することができる。
【0017】
請求項6の発明によれば、請求項1ないし請求項5のいずれか一項の発明の効果に加え、O
2センサを、車両側面視において後方に突出するように取付けたので、一次触媒装置を設けた排気管の前方における前輪の可動範囲を更に確保できる
【0018】
請求項7の発明によれば、請求項1ないし請求項6のいずれか一項の発明の効果に加え、一次触媒装置よりも下流側では、複数の排気管が管束部において一体に形成されるので、一次触媒装置が持つ熱を他の排気管に伝えて、他の排気管の排気ガスを予め加熱できるので、集合部内の二次触媒装置での排気ガスの浄化を促進することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図1から
図3に基づき、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両の排気装置につき説明する。
なお、本明細書の説明および特許請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る鞍乗型車両の排気装置を鞍乗型車両に搭載した状態での車両(鞍乗型車両)の向きに従うものとする。
図中矢印FRは車両前方を、LHは車両左方を、RHは車両右方を、UPは車両上方を、それぞれ示す。
なお、本実施形態において鞍乗型車両は自動二輪車である。
【0021】
図1は本発明の一実施形態に係る自動二輪車1のカバー等を除いた右側面図である。自動二輪車1の車体フレーム2は、ヘッドパイプ20と、ヘッドパイプ20から斜め後方に延出する左右一対のメインフレーム21と、メインフレーム21の後端から下方に延出する左右一対のセンターフレーム22と、ヘッドパイプ20から急角度で後下がりに延びる単一本のダウンチューブ23と、ダウンチューブ23の下端23aに接続して左右斜めに二又状に分岐して下降した後に湾曲部24aを介して略水平に後方に延び、左右一対のセンターフレーム22の下端と接続する左右一対のロアフレーム24と、センターフレーム22の上部と下部から後方やや上向きに延出するシートステー25を備えている。
【0022】
ヘッドパイプ20には、前輪11を支持するフロントフォーク12が操向可能に支持され、フロントフォーク12には、ステアリングハンドル13が連結されている。
なお、フロントフォーク12には、図示しないスプリングとダンパが内蔵されており、その軸方向に伸縮し、操向による回動に加え、前輪11に一定のストロークの可動範囲を与えている。
【0023】
また、後輪14を支持するリヤフォーク15が、センターフレーム22の下部のピボット部26を支点に、上下揺動可能に支持され、センターフレーム22の上部とリヤフォーク15との間には、リンク機構16を介して図示しないリヤクッションユニットが設けられている。
【0024】
本実施形態の内燃機関3は、そのクランクケース30内の後部に変速機5を一体に備えて、いわゆる「パワーユニット」を構成しており、クランク軸31が、その軸心Xを自動二輪車1の車幅方向、すなわち左右方向に配向されて、自動二輪車1に搭載された、水冷直列2気筒の4ストロークサイクル内燃機関である。
【0025】
内燃機関3は、前輪11の後方において、ダウンチューブ23、ロアフレーム24およびセンターフレーム22に支持され、内燃機関3の動力は、内燃機関3に組み込まれた変速機5の出力スプロケット51および後輪駆動用チェーン17を介して後輪14に伝達される。左右のメインフレーム21には、内燃機関3の上方に位置するようにして燃料タンク18が搭載され、センターフレーム22およびシートステー25上には運転者用と同乗者用のタンデム型シート19が取付けられている。
【0026】
図2に、自動二輪車1における、車体フレーム2と内燃機関3の左側面図を示す。
図2に示されるように、内燃機関3は、クランクケース30の前上部にやや前傾してシリンダブロック33が一体に形成され、シリンダブロック33の上部にシリンダヘッド34が締結されて、さらにシリンダヘッド34の上部に締結されたシリンダヘッドカバー35がシリンダヘッド34を覆っている。
シリンダブロック33内にはシリンダ軸を前傾した図示しないシリンダボアが、車体幅方向に2個配列されており、車幅方向に配向されたクランク軸31に、各シリンダボア内に摺動可能に嵌合された図示しないピストンがコンロッドを介して接続されている。
【0027】
シリンダヘッド34の後部の各シリンダボアの吸気ポート36にはその後方に図示しない吸気系が接続され、シリンダヘッド34の前部の各シリンダボアの各排気ポート37には、左側ポートの排気管8L、右側ポートの排気管8Rが接続され、クランクケース30の下部の右側において左右ポート側の排気管8L、8Rを一体に形成する管束部82に接続し、管束部82は両排気管8L、8Rを纏めて合流させる一体の集合部81を経由して、車両右側方、詳しくは後輪
14の右側上方に配置されたマフラー80(
図1参照)に接続している。
【0028】
内燃機関3は、
図2に示されるように、クランクケース30の前下部の前面に左右に振り分けて前方に向けて突出して、クランクケース30と一体に形成された左側エンジンハンガ61L、右側エンジンハンガ61Rを備え、クランクケース30の前上部、すなわちシリンダブロック33の前上部の前面に前方に向けて突出して、クランクケース30と一体に形成された左側第2エンジンハンガ62L、右側第2エンジンハンガ62Rを備え、クランクケース30の後上部の左右に上方に向けて突出して、クランクケース30と一体に形成された左側第3エンジンハンガ63L、右側第3エンジンハンガ63Rを備えている。
【0029】
一方、車体フレーム2には、左右のロアフレーム24の湾曲部24aにおいて、湾曲部24aの内側に向けて延出する左側ハンガブラケット27L、右側ハンガブラケット27Rが、溶接固定されている。
ダウンチューブ23の下端付近には、後方に延出する左側第2ハンガブラケット28L、右側第2ハンガブラケット28Rが、左右に締結されている。
また、左右のセンターフレームの上部には、前方に延出する左側第3ハンガブラケット29L、右側第3ハンガブラケット29Rが、溶接固定されている。
【0030】
しかして、左側、右側エンジンハンガ61L、61Rは、車体フレーム2側の左側、右側ハンガブラケット27L、27Rに締結され、左側、右側第2エンジンハンガ62L、62Rは、車体フレーム2側の左側、右側第2ハンガブラケット28L、28Rに締結され、左側、右側第3エンジンハンガ63L、63Rは、車体フレーム2側の左側、右側第3ハンガブラケット29L、29Rに締結され、内燃機関1が車体フレーム2に搭載、固定される。
【0031】
ここで、
図2の状態を車両前方から見た、自動二輪車1の車体フレーム2と内燃機関3の前面図である
図3に示されるように、また
図2も参照して、自動二輪車1の車体フレーム2において、ダウンチューブ23はヘッドパイプ20から急角度で後部下方に下がり、ダウンチューブ23の下端部23aからロアフレーム24が二又状に分岐して左右一対で後方へ屈曲して延びている。
【0032】
また、各シリンダボアの排気ポート37に接続した左右2本の排気管8L、8Rは、それぞれダウンチューブ23の前方を下方に延び(
図1、
図2参照)、ロアフレーム24の分岐部24bより下方において、左側ポートの排気管8Lが、クランクケース30よりも前方(
図1中B)且つ下部寄り、前輪11の可動範囲(
図1中A)より後方(
図1中A′)で、車幅方向左側から右側へと屈曲しており、その後、右側ポートの排気管8Rと並んでクランクケース30の下部の右側に周り、両排気管8L、8Rを並べて一体に形成する管束部82に接続する。
管束部82は、両排気管8L、8Rを纏めて合流する一体の集合部81に接続し、後輪
14の右側上方に配置されたマフラー80に接続している。
【0033】
上記の左側ポートの排気管8Lの車幅方向左側から右側へと屈曲する箇所8La(
図1中A′、B間)の内部には、排ガス浄化触媒を備えた一次触媒装置9Aが、車両の幅方向に横臥して配置されており、排気管8Lを流れる排気ガスを浄化し、且つ触媒反応により排気ガスを加熱する。
一次触媒装置9Aは、したがって、クランクケース30よりも前方でダウンチューブ23の下端部23aより前方に配置され(
図2参照)、車両正面視において左右のロアフレーム24の間に配置されている(
図3参照)。
【0034】
また、内燃機関3のクランクケース30の前部且つ下部には、左側、右側エンジンハンガ61L、61Rに挟まれて、オイルフィルタ4が取付けられているが、左側の排気ポート37に接続する排気管8Lおよびそれに備えられた一次触媒装置9Aは、オイルフィルタ4の前方に位置し、車両正面視において、一次触媒装置9Aとオイルフィルタ4が重なっている(
図3参照)。
したがって、内燃機関3の下部に取付けられたオイルフィルタ4と、左右のロアフレーム24の前方に位置する一次触媒装置9Aを設けた排気管8Lとの間に、オイルフィルタ交換用工具を挿入する空間を確保することができ、排気管8Lを取り外す必要なくオイルフィルタ4を交換することができる。
【0035】
なお、図に示されるように、一次触媒装置9Aを備える排気管8Lには、内燃機関2との接続部をなす排気ポート37と一次触媒装置9Aとの間に、運転制御用に排気ガスの成分から空燃比を検出するためのO
2センサ38が配置されているが、O
2センサ38は車両側面視において後方に突出して取付けられており、排気管8Lの前方における前輪の可動範囲Aが阻害されることなく、更に十分に確保されている。
【0036】
図1に示されるように、一次触媒装置9Aの下流側の排気管8Lと、右側の排気ポート37に接続する排気管8Rは、クランクケース30の下部の右側において両排気管8L、8Rを並べて一体に形成する管束部82に接続し、管束部82は、右側のセンターフレーム22の下端近くで、両排気管8L、8Rを纏めて合流させる一体の集合部81に接続し、集合部81には二次触媒装置9Bが備えられている。
したがって、左側ポートの排気管8Lから一次触媒装置9Aを通った排気ガスと、右側ポートの排気管8Rからの排気ガスは、ともに集合部81に流入して合流し、混合され二次触媒装置9Bによって浄化される。
【0037】
その際、一体に形成された管束部
82は、左側ポートの排気管8Lにおいて一次触媒装置9Aが持つ熱を、右側ポートの排気管8Rに伝えて、排気管8Rの排気を予め加熱できるので、集合部81内の二次触媒装置9Bでの排気の浄化を促進することができる。
浄化された排気ガスは、集合部81の下流側に接続するマフラー80に送り込まれた後、排出される。
【0038】
上記のように、本実施形態の鞍乗型車両の排気装置では、複数の排気管8L、8Rのうちの一部の排気管である左側ポートの排気管8Lに、触媒反応によって排気ガスの温度を上げることを主目的とする一次触媒装置9Aが設けられ、主たる排気ガス浄化作用を奏するための二次触媒装置9Bは、一次触媒装置9Aの下流側において複数の排気管8L、8Rが合流する一体に形成された集合部81に設けられている。
【0039】
したがって、内燃機関3の始動時等、二次触媒装置9Bの温度が十分に上がっておらず、触媒の活性が上がっていないときに、先ず内燃機関3の排気ガスが、一部の排気管8Lの排気ポート37に近い位置に設けられた一次触媒装置9Aが先ず加熱されてその早期活性化がなされ、一次触媒装置9Aにおける触媒反応によって加熱された排気ガスによって、下流側の二次触媒装置9Bが、加熱され、その触媒活性を急速に上昇させることができるものとなっている。
その際、一体に形成された管束部
82において、左側ポートの排気管8Lで一次触媒装置9Aが発生した熱が、右側ポートの排気管8Rにも伝えられ、排気管8Rの排気を予め加熱できるので、集合部81内の二次触媒装置9Bの加熱と触媒活性上昇を促進することができる。
【0040】
一次触媒装置9Aを、両排気管8L、8Rに設けると、排気ガスは常に一次触媒装置9Aを通ってから二次触媒装置9Bに送られるので排気流路抵抗が増大するおそれがあるが、本実施形態のように、他の排気管8Rは、一次触媒装置9Aが設けられないことにより、排気抵抗の増加が無く、排気管全体8L、8Rとしては、起動時等の排気ガス加熱のために一次触媒装置を設けたことによる排気効率への影響が抑制されている。
排気ガスの浄化は、主たる排気ガス浄化触媒である二次触媒装置
9Bで行なわれるので、排気ガス加熱と触媒活性上昇を主目的とする一次触媒装置
9Aは、一部の排気管8Lに設けることで十分の効果を奏する。
【0041】
また、一次触媒装置9Aは、マフラー80および集合部81の二次触媒装置9Bより遠い側に配置された左側ポートの排気管8L、すなわち複数の排気管8L、8Rのうち経路がより長い排気管8Lに収容されており、このことにより、排気管8Lの車幅方向左側から右側へと屈曲し車幅方向に配向される箇所8Laを、一次触媒装置9Aの配置箇所にでき、短い排気経路で排気熱が冷えないうちに一次触媒装置9Aに熱を伝達することで早期活性化が図られるとともに、一次触媒装置9Aを、排気管8L内に車両の幅方向に横臥して配置したので排気系の車長方向長さがコンパクトになっている。
【0042】
以上の、本実施形態の鞍乗型車両の排気装置につき、重ねてその特徴を以下纏めて述べる。
すなわち、車体フレーム2に内燃機関3が支持され、内燃機関3の前方に前輪11が配置され、内燃機関3の前部に左右の排気管8L、8Rが接続されるとともに、左右の排気管8L、8Rの排気経路途中に一次触媒装置9Aおよびその下流側の二次触媒装置8Bを収容する鞍乗型車両の排気装置において、一次触媒装置9Aは、左右の排気管8L、8Rのうち左側の排気管8Lにおいて、内燃機関3のクランクケース30よりも前方で前輪11より後方に、車幅方向に横臥して配置されている。
【0043】
そのため、一次触媒装置9Lを、クランクケース30の前方で排気経路の上流に寄せて上下前後方向のスペースを抑制配置しつつ、前輪11の後方で前輪11の可動範囲を避けるように配置できるので、短い排気経路で一次触媒装置9Aに排気熱を伝えて一次触媒装置9Aの早期活性化を促すとともに、前輪11の可動範囲が確保できる。
【0044】
また、左右の排気管8L、8Rは、車幅方向右側に配置されたマフラー80と接続されるとともに、左右の排気菅8L、8Rのうちの経路がより長い左側の排気管8Lに一次触媒装置9Lが収容されているので、すなわち、マフラー80から遠い側である左側の排気管8Lに収容したので、一次触媒装置9Lは、内燃機関3のマフラー80から遠い側の排気ポート37からマフラー80側へ取り回される排気管8Lに設けることとなり、短い排気経路で排気熱が冷えないうちに一次触媒装置9Aに熱を伝達することで一次触媒装置9Aの早期活性化を促すことができる。
【0045】
また、車体フレーム2は、ヘッドパイプ20から後部下方に下りるダウンチューブ23を有すともに、ダウンチューブ23の下端部23aから二又に分岐して車両後方に向かうロアフレーム24を有し、一次触媒装置9Aは、車両正面視において左右のロアフレーム24の間に配置されたので、一次触媒装置9Aを内燃機関3に寄せて配置することができて、前輪11の可動範囲を更に確保することができる。
【0046】
また、内燃機関3の前部且つ下部にはオイルフィルタ4が取付けられ、車両正面視において、一次触媒装置9Aとオイルフィルタ4とが重なるように配置されたので、一次触媒装置9Aおよびそれを設けた排気管8Lによって後方に位置するオイルフィルタ4が保護され、さらに、一次触媒装置9Aは車幅方向位置で、二又に分岐したロアフレーム24の間に配置されているので、ロアフレーム24によってもオイルフィルタ4が左右を保護される。
【0047】
また、一次触媒装置9Aは、車両側面視においてロアフレーム24より前方に配置されたので、内燃機関3の下部に取付けられたオイルフィルタ4と、ロアフレーム24の前方に位置し一次触媒装置9Aを設けた排気管8Lとの間に、オイルフィルタ交換用工具を挿入する空間を確保することができ、排気管8Lを取り外す必要なくオイルフィルタ4を交換することができる。
【0048】
また、左右の排気管8L、8Rのうち、一次触媒装置9Aを備える排気管8Lには、内燃機関3との接続部である排気ポート37と一次触媒装置8Lとの間にO
2センサ38を配置するとともに、O
2センサ38は車両側面視において後方に突出して取付けられたので、一次触媒装置9Aを設けた排気管8Lの前方における前輪11の可動範囲を更に確保できる。
【0049】
また、左右ポートの排気管8L、8Rの一次触媒装置9Aより下流側において、両排気管8L、8Rを纏めて合流させる集合部81を備えるとともに、集合部81にかけて上流側の両排気管8L、8Rを束ねるように一体に形成された管束部が設けられたので、左側ポートの排気管8Lの一次触媒装置9Aが持つ熱を右側ポートの排気管8Rに伝えて、排気管8Rの排気ガスを予め加熱できるので、集合部81内の二次触媒装置9Bでの排気ガスの浄化を促進することができる。
【0050】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明の態様が上記実施形態に限定され
ず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むことは勿論である。
例えば、本発明の鞍乗型車両は、実施形態の自動二輪車に限定されず、小型の三輪、四輪のバギー車を含み、内燃機関は空冷、水冷の種類、気筒数を問わない。
複数の排気管は、内燃機関が本実施形態と異なり単気筒の場合であって、同一ボアに対して設けられた複数(2個)の排気ポートにそれぞれ接続された複数の排気管であっても、上記実施形態の作用効果は同様に奏することができる。
また、各機器の左右の配置は、説明の便宜上、図示のものに特定して記載したが、上記実施形態に示すものと左右逆となる配置のものも、本発明に含まれる。