(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】排気装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/28 20060101AFI20241001BHJP
F01N 13/08 20100101ALI20241001BHJP
B62M 7/02 20060101ALI20241001BHJP
【ＦＩ】
F01N3/28 311T
F01N13/08 Z
F01N13/08 G
B62M7/02 J
B62M7/02 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021002010
(22)【出願日】2021-01-08
(65)【公開番号】P2022107210
(43)【公開日】2022-07-21
【審査請求日】2023-11-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100111202
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 周彦
(74)【代理人】
【識別番号】100139365
【弁理士】
【氏名又は名称】中嶋 武雄
(74)【代理人】
【識別番号】100150304
【弁理士】
【氏名又は名称】溝口 勉
(72)【発明者】
【氏名】村岡 哲郎
【審査官】櫻田 正紀
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／０９８９０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－２１８９０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０４１５２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０４６４６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０２０３１２００（ＥＰ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｎ ３／２８
Ｆ０１Ｎ １３／０８
Ｂ６２Ｍ ７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンの前方の排気管から当該エンジンの後方のマフラに排気ガスを導く排気装置であって、前記排気管の下流で排気ガスを浄化する一次触媒が収容された一次触媒ケースと、
前記一次触媒の下流で排気ガスを浄化する二次触媒が収容された二次触媒ケースと、
前記二次触媒の下流で排気音を低減する消音室が形成されたチャンバと、を備え、
前記一次触媒ケースが前記エンジンの前方空間に配置され、
前記二次触媒ケースが前記エンジンの下方空間の前側に配置され、
前記チャンバが少なくとも前記エンジンの下方空間の後側を占有可能に配置され、
前記二次触媒ケースが前記エンジンの左右方向の一方側から他方側に向かって斜め後方に延びており、前後方向に延びる前記エンジンの中心線に前記二次触媒ケースが交差していることを特徴とする排気装置。
【請求項2】
前記エンジンの下方空間の前側が前記エンジンの下方にてクランクシャフトの中心よりも前側であり、前記エンジンの下方空間の後側が前記エンジンの下方にて前記クランクシャフトの中心よりも後側であることを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項3】
前記チャンバの上流端がクランクシャフトの中心よりも前側に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排気装置。
【請求項4】
前記エンジンが車体フレームに組み付けられており、前記車体フレームのヘッドパイプから上側ダウンチューブが前記エンジンの左右方向の中央を下方に延び、前記上側ダウンチューブの下端から左右に分岐して一対の下側ダウンチューブが下方に延びており、
前面視にて前記一次触媒ケースが一方の下側ダウンチューブに重なり、前記二次触媒ケースが前記一対の下側ダウンチューブの間に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の排気装置。
【請求項5】
前記チャンバの内側には、前記二次触媒ケースの下流端に連なるテーパパイプと、前記テーパパイプの下流端に連なるパンチングパイプと、が設けられ、
前記チャンバの上流端が前記二次触媒ケースの外壁面に接合されて、前記テーパパイプの周囲の空間が前記消音室として使用されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排気装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、鞍乗型車両の排気装置として、エンジンの前方に一次触媒ケースが配置され、エンジンの下方に二次触媒ケースが配置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。一次触媒ケースにはスタータ触媒が収容され、二次触媒ケースにはメイン触媒が収容されている。一対の排気ポートから上流側の排気管を通じて一次触媒ケースに排気ガスが送られ、一次触媒ケースから下流側の排気管を通じて二次触媒ケースに排気ガスが送られる。一次触媒ケースが排気ポートに近づけられて早期に活性化され、触媒反応によって加熱された排気ガスによって二次触媒ケースが早期に活性される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－０４１５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の排気装置では、エンジンの下方が二次触媒ケースに占有されており、マフラよりも上流側に十分な容積の消音室を確保することが難しい。このため、マフラ内の消音室の容積が大きくなってマフラが大型化していた。
【0005】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、エンジンの下方に消音室を確保して、マフラの小型化を図ることができる排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様の排気装置は、エンジンの前方の排気管から当該エンジンの後方のマフラに排気ガスを導く排気装置であって、前記排気管の下流で排気ガスを浄化する一次触媒が収容された一次触媒ケースと、前記一次触媒の下流で排気ガスを浄化する二次触媒が収容された二次触媒ケースと、前記二次触媒の下流で排気音を低減する消音室が形成されたチャンバと、を備え、前記一次触媒ケースが前記エンジンの前方空間に配置され、前記二次触媒ケースが前記エンジンの下方空間の前側に配置され、前記チャンバが少なくとも前記エンジンの下方空間の後側を占有可能に配置され、前記二次触媒ケースが前記エンジンの左右方向の一方側から他方側に向かって斜め後方に延びており、前後方向に延びる前記エンジンの中心線に前記二次触媒ケースが交差していることで上記課題を解決する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様の排気装置によれば、一次触媒ケースがエンジンの前方空間に配置され、二次触媒ケースがエンジンの下方空間の前側に配置される。一次触媒ケース及び二次触媒ケースがエンジンの前方に詰めて配置されるため、二次触媒ケースによってエンジンの下方空間が占有されることがない。エンジンの下方空間の広い範囲にチャンバが配置されて、チャンバの消音室によって排気音が低減される。マフラの上流側に消音室が確保されることでマフラを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施例の鞍乗型車両の右側面図である。
【図2】本実施例のエンジンの正面図である。
【図3】本実施例のエンジンの側面図である。
【図4】本実施例のエンジンの下面図である。
【図5】本実施例の屈曲管の断面図である。
【図6】本実施例の二次触媒ケースの断面図である。
【図7】本実施例のチャンバの断面図である。
【図8】変形例のエンジンの下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一態様の排気装置は、エンジンの前方の排気管から当該エンジンの後方のマフラに排気ガスを導いている。排気管の下流には一次触媒ケースが設けられており、一次触媒ケースには排気管の下流で排気ガスを浄化する一次触媒が収容されている。一次触媒ケースの下流には二次触媒ケースが設けられており、二次触媒ケースには一次触媒の下流で排気ガスを浄化する二次触媒が収容されている。二次触媒ケースの下流にはチャンバが設けられており、チャンバには排気音を低減する消音室が形成されている。一次触媒ケースがエンジンの前方空間に配置され、二次触媒ケースがエンジンの下方空間の前側に配置され、チャンバが少なくともエンジンの下方空間の後側を占有可能に配置されている。一次触媒ケース及び二次触媒ケースがエンジンの前方に詰めて配置されるため、二次触媒ケースによってエンジンの下方空間が占有されることがない。エンジンの下方空間の広い範囲にチャンバが配置されて、チャンバの消音室によって排気音が低減される。マフラの上流側に消音室が確保されることでマフラを小型化することができる。
【実施例】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本実施例について詳細に説明する。図１は本実施例の鞍乗型車両の右側面図である。また、以下の図では、矢印ＦＲは車両前方、矢印ＲＥは車両後方、矢印Ｌは車両左方、矢印Ｒは車両右方をそれぞれ示している。
【0011】
図１に示すように、鞍乗型車両１は、クレードル型の車体フレーム１０にエンジン３０や電装系等の各種部品を搭載して構成されている。車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１１から後方に延びた後に下方に屈曲したメインチューブ１２と、ヘッドパイプ１１から下方に延びた後に後方に屈曲したダウンチューブ１３とを有している。メインチューブ１２によってエンジン３０の後方側が支持され、ダウンチューブ１３によってエンジン３０の前方側及び下方側が支持される。メインチューブ１２には燃料タンク１７が支持されており、燃料タンク１７の後方にはライダーシート１８及びピリオンシート１９が設けられている。
【0012】
ヘッドパイプ１１には、ステアリングシャフト（不図示）を介して一対のフロントフォーク２１が操舵可能に支持されており、フロントフォーク２１の下部には前輪２２が回転可能に支持されている。メインチューブ１２の後半部分にはスイングアーム（不図示）が揺動可能に支持されており、スイングアームの後端には後輪２３が回転可能に支持されている。後輪２３には変速機構を介してエンジン３０が連結されており、変速機構を介してエンジン３０からの動力が後輪２３に伝達されている。エンジン３０には排気装置５０が接続されており、エンジン３０からの排気ガスが排気装置５０を通じて外部に排出される。
【0013】
ところで、近年の排気ガス規制に対応するために、エンジンの下方に配置した触媒ケースの触媒容量を拡大する手法、エンジンの前方に一次触媒ケースを配置してエンジンの下方に二次触媒ケースを配置する手法等が用いられている。これらの手法では、エンジンの下方が触媒容量の拡大に利用され、車体フレームやエンジンの基本構造に変更を加えなければ、マフラよりも上流に十分な容積の消音室を確保することが難しい。このため、マフラが大型化して、マフラ外観のデザイン性の自由度が低下すると共に、ライダーや他部品に対する熱害の影響が大きくなる。
【0014】
そこで、本実施例の排気装置５０では、エンジン３０の前方空間及びエンジン３０の下方空間の前側が有効的に活用されて、一般的な排気装置よりも触媒ケースがエンジン３０の前方に詰めて配置されている。エンジン３０の下方空間には、触媒が配置されずに消音機能のみを持ったチャンバ７１（図３参照）が配置されて、チャンバ７１によってマフラ８２の上流に十分な容積の消音室が確保されている。これにより、車体フレーム１０やエンジン３０の基本構造に対する変更を最小限に抑えつつ、マフラ８２内の消音室を小さくして、マフラ８２の小型化を実現することができる。
【0015】
以下、図２から図４を参照して、エンジン及び排気装置について説明する。図２は本実施例のエンジンの正面図である。図３は本実施例のエンジンの側面図である。図４は本実施例のエンジンの下面図である。図５は本実施例の屈曲管の断面図である。図５（Ａ）は図３の屈曲管をＡ－Ａ線に沿って切断した状態を示し、図５（Ｂ）は図４の屈曲管をＢ－Ｂ線に沿って切断した状態を示している。
【0016】
図２及び図３に示すように、エンジン３０は、並列２気筒エンジンであり、クランクケース３１上にシリンダブロック３２、シリンダヘッド３３、ヘッドカバー３４を組み付けて構成されている。クランクケース３１にはクランクシャフト３５等の駆動部品が収容され、クランクケース３１の上部にはシリンダブロック３２が取り付けられている。シリンダブロック３２には左右方向に並んだ一対のシリンダボア（不図示）が形成され、各シリンダボアにはクランクシャフト３５に連結したピストン（不図示）が配置されている。シリンダブロック３２の上部にはシリンダヘッド３３が取り付けられている。
【0017】
シリンダヘッド３３の背面側には一対のシリンダボアに連なる一対の吸気ポート（不図示）が形成され、シリンダヘッド３３の前面側には一対のシリンダボアに連なる一対の排気ポート３６Ｌ、３６Ｒが形成されている。シリンダヘッド３３の上部にはヘッドカバー３４が取り付けられており、シリンダヘッド３３及びヘッドカバー３４には動弁装置等が収容されている。クランクケース３１の下部には、潤滑及び冷却用のオイルが貯留されるオイルパン３７が取り付けられている。クランクケース３１の前面下部には、オイルから異物を除去するオイルフィルタ３８が取り付けられている。
【0018】
また、エンジン３０は、車体フレーム１０の内側に組み付けられている。車体フレーム１０のダウンチューブ１３は、ヘッドパイプ１１（図１参照）からエンジン３０の左右方向中央を下方に延びる上側ダウンチューブ１４と、上側ダウンチューブ１４の下端から左右に分岐して斜め下方に延びる一対の下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒとを有している。下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒはエンジン３０の下方で後方に屈曲して、下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの後端部でメインチューブ１２に接合されている。下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの間に、上記したオイルフィルタ３８が位置付けられている。
【0019】
シリンダヘッド３３の前面から上側ダウンチューブ１４及び下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒを避けるように一対の排気管５１Ｌ、５１Ｒが延出し、排気管５１Ｌ、５１Ｒから当該エンジン３０の後方のマフラ８２に排気ガスを導く排気装置５０が設けられている。排気装置５０にはスタータ触媒として機能する小型の一次触媒５４とメイン触媒として機能する大型の二次触媒６２が設けられている。排気ポート３６Ｌ、３６Ｒから排気装置５０に排気ガスが入り込み、一次触媒５４及び二次触媒６２によって排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素化合物（ＮＯｘ）等の大気汚染物質が浄化される。
【0020】
排気装置５０は、排気管５１Ｌ、５１Ｒ、集合管５２、一次触媒ケース５３、屈曲管５５、二次触媒ケース６１、チャンバ７１、排気管８１、マフラ８２によって、エンジン３０の前方から下方に回り込んで後方に延びる排気通路が形成されている。排気管５１Ｌは排気ポート３６Ｌから前方に延出して集合管５２に接続され、排気管５１Ｒは排気ポート３６Ｒから前方に延出した後に左方向に延びて集合管５２に接続されている。このように、排気管５１Ｌが排気管５１Ｒよりも短く形成されており、排気管５１Ｌ、５１Ｒの管長に差分が付けられている。また、排気管５１Ｌ、５１Ｒは円形断面を有している。
【0021】
集合管５２の上流側は二股に分かれており、集合管５２の下流側は円筒状に形成されている。集合管５２の上流側には排気管５１Ｌ、５１Ｒが接続され、集合管５２の下流端には一次触媒ケース５３が接続されている。排気管５１Ｌ、５１Ｒを通過した排気ガスが集合管５２で集合されて一次触媒ケース５３に送られる。集合管５２の壁面には、排気管５１Ｌ、５１Ｒの間に第１の酸素センサ８３が配置され、第１の酸素センサ８３によって排気管５１Ｌ、５１Ｒから流入した排気ガスの平均的な酸素濃度が検出される。第１の酸素センサ８３の検出結果は燃料噴射量のフィードバック制御に使用される。
【0022】
一次触媒ケース５３は円筒状に形成されており、略縦向き姿勢で集合管５２に接続されている。排気管５１Ｌが排気管５１Ｒよりも短いため、上下方向に延びるエンジン３０の中心線Ｃ１よりも左側（左右方向の一方側）に一次触媒ケース５３及び集合管５２が配置されている。一次触媒ケース５３には、排気管５１Ｌ、５１Ｒを通過した排気ガスを浄化するための一次触媒５４が収容されている。一次触媒５４はハニカム状又は格子状の仕切板の表面に触媒物質を付着させたものであり、集合管５２から流入した排気ガスが一次触媒５４を通過する際に大気汚染物質が酸素と反応して浄化される。
【0023】
排気管５１Ｌの管長が短いため、排気ポート３６Ｌから一次触媒ケース５３に高温の排気ガスが流入して、一次触媒ケース５３内の一次触媒５４が短時間で暖機されて排気ポート３６Ｌからの排気ガスの浄化性能が向上される。この場合、排気管５１Ｒの管長が長く排気ガスの温度が下がり易くなるが、排気管５１Ｌからの高温の排気ガスによって一次触媒５４が短時間で暖機して、排気ポート３６Ｒからの排気ガスに対する浄化性能も向上されている。このように、排気管５１Ｌ、５１Ｒに対して、あえて管長に差分を付けることによって、一次触媒５４の早期活性化を実現している。
【0024】
屈曲管５５は、上流側の縦筒部５６と下流側の横筒部５７を連ねたＬ字管状に形成されている。屈曲管５５の断面形状は上流端から下流端に向かって円形から長円形に徐々に変化している（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）。この場合、屈曲管５５の下流側の長円形断面の長径が屈曲管５５の上流端の円形断面の直径よりも大きく、屈曲管５５の下流側の長円形断面の短径が屈曲管５５の上流端の円形断面の直径よりも小さく形成されている。また、縦筒部５６と横筒部５７の境界の屈曲部分では、屈曲管５５の長径が略水平を向き、屈曲管５５の短径が屈曲管５５の曲げ半径方向を向いている。
【0025】
円形断面の縦筒部５６の上流端には一次触媒ケース５３が接続され、長円形断面の横筒部５７の下流端には二次触媒ケース６１が接続されている。一次触媒５４を通過した排気ガスが屈曲管５５によってエンジン３０の下方の二次触媒６２に導かれている。一次触媒ケース５３と二次触媒ケース６１を複数の排気管によって接続する構成と比べて、排気管同士の隙間が不要になって左右空間を圧迫することがない。横筒部５７の壁面には第２の酸素センサ８４が配置され、第２の酸素センサ８４によって一次触媒ケース５３を通過した排気ガスの酸素濃度が検出される。第２の酸素センサ８４の検出結果は、燃料噴射量のフィードバック制御及び触媒劣化の診断に使用される。
【0026】
図３及び図４に示すように、二次触媒ケース６１は長円筒状に形成されており、略横向き姿勢で屈曲管５５に接続されている。このとき、二次触媒ケース６１は左側から右側（左右方向の一方側から他方側）に向かって斜め後方に延びている。二次触媒ケース６１には、屈曲管５５を通過した排気ガスを浄化するための二次触媒６２が収容されている。二次触媒６２はハニカム状又は格子状の仕切板の表面に触媒物質を付着させたものであり、屈曲管５５から流入した排気ガスが二次触媒６２を通過する際に大気汚染物質が酸素と反応して浄化される。
【0027】
チャンバ７１は長円筒状に形成されており、略横向き姿勢で二次触媒ケース６１に接続されている。チャンバ７１内には排気音を低減するための消音室７２（図７参照）が形成されている。チャンバ７１は前後方向に延びており、チャンバ７１の上流端が二次触媒ケース６１の外壁面を覆うように接合されている。チャンバ７１は、前後方向に延びるエンジン３０の中心線Ｃ２よりも右側（左右方向の他方側）に配置されている。チャンバ７１の内側には、二次触媒ケース６１の下流端に連なるテーパパイプ７３と、テーパパイプ７３の下流端に連なるパンチングパイプ７４とが設けられている。
【0028】
テーパパイプ７３の断面形状は上流端から下流端に向かって長円形から円形に徐々に変化している。パンチングパイプ７４の周面には多数の小孔が形成されており、多数の小孔を通じてパンチングパイプ７４の内側と消音室７２が連なっている。パンチングパイプ７４から消音室７２に排気ガスが入り込むと、消音室７２で排気ガスが膨張されることで排気音が低減される。また、チャンバ７１の外壁は二重筒構造になっており、内筒と外筒の隙間に吸音用のグラスウールが詰められている。チャンバ７１はブラケット７５を介して車体フレーム１０に支持されている。
【0029】
排気管８１は円筒状に形成されており、チャンバ７１の下流端から後方に延びている。マフラ８２（図１参照）は後輪２３の右側方に位置しており、排気管８１の下流端に接続されている。マフラ８２内には排気音を低減するための消音室（不図示）が形成されており、消音室の後端が排気口を通じて外部に連なっている。マフラ８２の構造は特に限定されないが、マフラ８２の内側には１つの消音室が形成されてもよいし、複数の消音室が形成されてもよい。このように、排気装置５０にはチャンバ７１とマフラ８２によって二段階に分けて排気音が低減されている。
【0030】
図２から図７を参照して、触媒ケース及びチャンバの配置構成について説明する。図６は本実施例の二次触媒ケースの断面図であり、図４の二次触媒ケースをＣ－Ｃ線に沿って切断した状態を示している。図７は本実施例のチャンバの断面図であり、図４のチャンバをＤ－Ｄ線に沿って切断した状態を示している。なお、図６では一次触媒を省略して記載している。
【0031】
図２に示すように、上側ダウンチューブ１４の下端から分岐して下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒが斜め下方に延びている。この下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの分岐箇所は排気ポート３６Ｌ、３６Ｒよりも下方でクランクシャフト３５の中心の高さ位置Ｏ１よりも上方に位置している。これにより、エンジン３０の上部には上側ダウンチューブ１４を避けた左右側方に空間が形成され、排気ポート３６Ｌ、３６Ｒから前方に排気管５１Ｌ、５１Ｒを延ばし易くしている。また、エンジン３０の下部には下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの間に空間が形成され、屈曲管５５、二次触媒ケース６１、チャンバ７１が配置し易くなっている。
【0032】
クランクケース３１の前面には、下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの間にＶ字状の空間が形成されている。Ｖ字状の空間にはオイルフィルタ３８が設けられており、上下方向に延びるエンジン３０の中心線Ｃ１上にオイルフィルタ３８が位置している。オイルフィルタ３８が車体中央に位置することで、エンジン３０の内部のオイル通路がシンプルに形成されている。また、オイルフィルタ３８の前方を避けて、オイルフィルタ３８の左方及び下方を通るように排気装置５０が設けられているため、オイルフィルタ３８に対する工具の侵入経路が確保されている。
【0033】
クランクケース３１の下面にはオイルパン３７が取り付けられている。オイルパン３７の底面は左側（左右方向の一方側）が深底に形成されており、この深底部分４１から右側（左右方向の他方側）に向かってオイルパン３７の底面が浅くなるように傾斜している（図７参照）。オイルパン３７の底面の右側がアーチ状に凹んでおり、オイルパン３７の凹みを通るように排気装置５０が設けられている。このように、エンジン３０の下方には、オイルパン３７の深底部分４１よりも右側に排気装置５０の配置空間が形成されている。なお、排気装置５０とオイルパン３７の位置関係の詳細については後述する。
【0034】
図２及び図３に示すように、前面視にて一次触媒ケース５３は下側ダウンチューブ１５Ｌに重なるように配置されている。一次触媒ケース５３の上流端がクランクシャフト３５の中心の高さ位置Ｏ１に略一致している。一次触媒ケース５３の下流端から右側に向かうように屈曲管５５がＬ字状に屈曲しており、屈曲管５５の下流端がオイルフィルタ３８の下方に位置付けられている。屈曲管５５が斜めに延びて前後の占有領域が少なくなることで、屈曲管５５の下流端に連なる二次触媒ケース６１が前方に詰めて配置されている。二次触媒ケース６１の下流端のうち最も後側部分がクランクシャフト３５の中心の前後位置Ｏ２に略一致している。
【0035】
図４に示すように、下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの間にはオイルパン３７に重なるように二次触媒ケース６１が配置されている。二次触媒ケース６１が左側から右側に向かって斜め後方に延びており、前後方向に延びるエンジン３０の中心線Ｃ２に二次触媒ケース６１が交差している。二次触媒ケース６１が斜めに配置されることで、二次触媒ケース６１の前後方向の占有領域を減らして、二次触媒ケース６１の後方にチャンバ７１の占有領域を広く確保することができる。二次触媒ケース６１の内側に収容された二次触媒６２も二次触媒ケース６１と同様に斜めに配置されている。
【0036】
チャンバ７１は前後方向に延びており、前後方向に延びるエンジン３０の中心線Ｃ２よりも右側に配置されている。チャンバ７１の上流端はクランクシャフト３５の中心の前後位置Ｏ２よりも前方に位置し、チャンバ７１の下流端は下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒを繋ぐブリッジ１６まで延びている。このチャンバ７１の全長はセンタースタンド（不図示）に干渉しない大きさに設定されている。チャンバ７１内の消音室７２には触媒が収容されておらず、消音室７２が排気ガスの膨張空間になっている。チャンバ７１は、マフラ８２の消音機能を補助する一次消音器として機能している。
【0037】
チャンバ７１の上流端は二次触媒ケース６１の外壁面に接合され、チャンバ７１内の消音室７２が広く確保されて消音性能が向上されている。より詳細には、チャンバ７１が二次触媒ケース６１に連続的に接続され、チャンバ７１の内側に配置されたテーパパイプ７３の周囲（径方向外側）の空間も消音室７２として使用される。二次触媒ケース６１とチャンバ７１の間に連結管等の他部材が介在されず、二次触媒ケース６１とチャンバ７１がダイレクトに連なることで、二次触媒ケース６１からチャンバ７１に向かって排気ガスがスムーズに流される。
【0038】
このように、一次触媒ケース５３がエンジン３０の前方空間に配置され、二次触媒ケース６１がエンジン３０の下方空間の前側に配置され、チャンバ７１がエンジン３０の下方空間の後側に配置されている。より詳細には、一次触媒ケース５３の大部分がエンジン３０の前方にてクランクシャフト３５の中心よりも下側に配置され、二次触媒ケース６１の大部分がクランクシャフト３５の中心よりも前側に配置されている（図３参照）。そして、チャンバ７１の大部分がエンジン３０の下方にてクランクシャフト３５の中心よりも後側に配置され、排気通路におけるエンジン３０の下方空間の後側に十分な容積の消音室７２（図７参照）が確保されている。
【0039】
排気装置５０にはチャンバ７１とマフラ８２によって必要な消音室の容積が確保されている。チャンバ７１が一次消音器としての役割を果たすことで、チャンバ７１の下流のマフラ８２の容積を小さくすることができる。排気装置５０の消音性能を維持した状態で、マフラ８２の表面積の縮小による熱害リスクが低減され、マフラ８２のデザイン性の自由度が向上される。また、高温の触媒がエンジン３０近傍に集中的に配置されていることで熱害リスクが低減されている。さらに、二次触媒６２の重心がクランクシャフト３５の中心よりも前側に位置することで重量バランスが最適化されている。
【0040】
図６に示すように、二次触媒ケース６１はオイルパン３７のアーチ状の凹みの内側に位置付けられている。二次触媒ケース６１は高さよりも幅が大きな長円形状の断面形状を有している。二次触媒ケース６１の長径が略水平方向を向き、二次触媒ケース６１の短径が略鉛直方向を向いている。二次触媒ケース６１の上面６３がオイルパン３７の底面４２に広い範囲で対向しており、二次触媒ケース６１の上面６３からの放熱がオイルパン３７の底面４２に伝搬される。また、二次触媒ケース６１の側面６４がオイルパン３７の傾斜部分４３に対向しており、二次触媒ケース６１の側面６４からの放熱がオイルパン３７の傾斜部分４３に伝搬される。
【0041】
図７に示すように、チャンバ７１はオイルパン３７のアーチ状の凹みの内側に位置付けられている。チャンバ７１は高さ寸法よりも幅寸法が大きな長円形状の断面形状を有している。チャンバ７１の長径が略水平方向を向き、チャンバ７１の短径が略鉛直方向を向いている。チャンバ７１の上面７６がオイルパン３７の底面４２に広い範囲で対向しており、チャンバ７１の上面７６からの放熱がオイルパン３７の底面４２に伝搬される。また、チャンバ７１の側面７７がオイルパン３７の傾斜部分４３に対向しており、チャンバ７１の側面７７からの放熱がオイルパン３７の傾斜部分４３に伝搬される。
【0042】
前面視にて、二次触媒ケース６１がオイルパン３７の深底部分４１に重なっている（図２参照）。より詳細には、二次触媒ケース６１がオイルパン３７の深底部分４１の前方を横切り（図４参照）、走行風によって二次触媒ケース６１の放熱がオイルパン３７に伝搬される。二次触媒ケース６１及びチャンバ７１からの放熱がオイルパン３７に伝搬されることで、オイルパン３７内のオイルが短時間で好適な温度まで高められる。二次触媒ケース６１及びチャンバ７１の短径（高さ）が小さく形成されているため、エンジン３０を低く配置して走行時の車体安定性を向上すると共に燃料タンクやエアクリーナの容量確保が容易になる。
【0043】
【0044】
図２及び図３に示すように、第１の酸素センサ８３はエンジン３０の前方の集合管５２に配置されている。第１の酸素センサ８３は、排気管５１Ｌ、５１Ｒの間で後方（エンジン３０側）を向いた状態で集合管５２に立設している。第１の酸素センサ８３が排気管５１Ｌ、５１Ｒに挟まれ、第１の酸素センサ８３がエンジン３０に近づけられることで、排気管５１Ｌ、５１Ｒ及びエンジン３０からの放熱によって第１の酸素センサ８３の早期活性化が図られている。排気管５１Ｌ、５１Ｒからの排気ガスが第１の酸素センサ８３の検出端に略均一に当たって、第１の酸素センサ８３による酸素濃度の検出精度が向上される。
【0045】
第１の酸素センサ８３が集合管５２の裏側に配置されているため、集合管５２によって前方からの飛来物から第１の酸素センサ８３が保護されている。第１の酸素センサ８３の下方には屈曲管５５が存在しているため、屈曲管５５によって下方からの飛来物から第１の酸素センサ８３が保護されている。第１の酸素センサ８３の右側には上側ダウンチューブ１４が位置しており、側面視にて上側ダウンチューブ１４に第１の酸素センサ８３が重なっている。これにより、上側ダウンチューブ１４に沿って配線が敷設されることで、第１の酸素センサ８３に配線が接続し易くなっている。
【0046】
第２の酸素センサ８４は屈曲管５５の屈曲箇所よりも下流の横筒部５７に配置されている。第２の酸素センサ８４は、上方（エンジン３０側）を向いた状態で横筒部５７に立設している。第２の酸素センサ８４がエンジン３０に近づけられることで、エンジン３０からの放熱によって第２の酸素センサ８４の早期活性化が図られている。また前面視にて、第２の酸素センサ８４が屈曲管５５の屈曲箇所よりも上流の縦筒部５６に重なっている。横筒部５７によって下方からの飛来物から第２の酸素センサ８４が保護され、縦筒部５６によって下方からの飛来物から第２の酸素センサ８４が保護されている。
【0047】
下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒの間に第２の酸素センサ８４が位置しており、側面視にて下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒに第２の酸素センサ８４が重なっている。下側ダウンチューブ１５Ｌ、１５Ｒによって左右側方からの飛来物から第２の酸素センサ８４が保護されている。第２の酸素センサ８４が左側に寄っており、下側ダウンチューブ１５Ｌに沿って配線が敷設されることで、第２の酸素センサ８４に配線が接続し易くなっている。第１、第２の酸素センサ８３、８４がエンジン３０の左側に配置されているため、第１、第２の酸素センサ８３、８３の左右方向のズレを小さくして配線がまとめ易くなっている。
【0048】
第２の酸素センサ８４の左側にオイルフィルタ３８が位置しており、側面視にてオイルフィルタ３８に第２の酸素センサ８４が重なっている。オイルフィルタ３８によって左方向からの飛来物から第２の酸素センサ８４が保護されている。また、オイルフィルタ３８はクランクケース３１の前面から前方に突き出しており、オイルフィルタ３８の前端よりも第２の酸素センサ８４が後方に位置している。これにより、横筒部５７から真上に突き出した第２の酸素センサ８４がオイルフィルタ３８の前方空間を横切ることがなく、オイルフィルタ３８に対する工具の侵入経路が確保されている。
【0049】
以上、本実施例によれば、一次触媒ケース５３がエンジン３０の前方空間に配置され、二次触媒ケース６１がエンジン３０の下方空間の前側に配置される。一次触媒ケース５３及び二次触媒ケース６１がエンジン３０の前方に詰めて配置されるため、二次触媒ケース６１によってエンジン３０の下方空間が占有されることがない。エンジン３０の下方空間の広い範囲にチャンバ７１が配置されて、チャンバ７１の消音室７２によって排気音が低減される。マフラ８２の上流側に消音室７２が確保されることでマフラ８２を小型化することができる。
【0050】
なお、本実施例では、チャンバがオイルパンの深底部分の右側に位置しているが、チャンバの形状は特に限定されない。例えば、センタースタンドの取り付け部分を移設可能であれば、図８の変形例に示すように、チャンバ９０の後部がオイルパン３７の後方において左側に突き出して、チャンバ９０内の消音室が更に広く確保されてもよい。この場合、後輪の側方のマフラを無くして、マスの集中化、マフラ表面による熱害リスクの低減、マフラ外観のデザイン性の自由度の向上を図ることができる。
【0051】
また、本実施例では、二次触媒ケースの大部分がクランクシャフトの中心よりも前側に配置されたが、二次触媒ケースがエンジンの下方空間の前側に配置されていればよい。これにより、エンジンの下方空間の広い範囲にチャンバを配置することで、消音性能を更に向上させることができる。なお、エンジンの下方空間の前側とは、エンジンの下方空間のうち前後方向の中間位置よりも前側の空間を示している。
【0052】
また、本実施例では、チャンバの大部分がクランクシャフトの中心よりも後側に配置されたが、チャンバが少なくともエンジンの下方空間の後側を占有可能に配置されていればよい。例えば、チャンバがエンジンの下方空間の前側及び後側に配置されてもよい。なお、エンジンの下方空間の後側とは、エンジンの下方空間のうち前後方向の中間位置よりも後側の空間を示している。
【0053】
また、本実施例では、排気装置のパイプにプレス部品が使用されてもよい。部品点数及び溶接個所を低減することができる。
【0054】
また、本実施例では、オイルパンの底面の左側が深底に形成されたが、オイルパンの底面の一部が深底に形成されていればよい。例えば、オイルパンに排気装置が干渉しないのであれば、オイルパンの底面の右側が深底に形成されてもよい。
【0055】
また、本実施例では、チャンバの上流端が二次触媒ケースの外壁面に接合されたが、チャンバと二次触媒ケースが離間されて、チャンバと二次触媒ケースが連結管を介して接続されてもよい。
【0056】
また、本実施例では、エンジンが並列２気筒エンジンである構成を例示したが、エンジンの種類は特に限定されず、例えばエンジンが単気筒エンジンでもよい。
【0057】
また、本実施例では、二次触媒ケース及びチャンバの断面形状が長円形状に形成されたが、二次触媒ケース及びチャンバの断面形状は高さよりも幅が大きな断面形状に形成されていればよい。また、フレーム形状とエンジン底面形状と最低地上高によっては二次触媒ケース及びチャンバの断面形状が円形状に形成されてもよい。
【0058】
また、本実施例では、二次触媒ケースがオイルパンの深底部分の前方を横切っているが、二次触媒ケースとオイルパンの深底部分の位置関係は特に限定されない。また、走行風によって二次触媒ケースからの放熱をオイルパンに伝搬させる場合には、前面視にて二次触媒ケースがオイルパンの深底部分に重なるように配置されていればよい。
【0059】
また、本実施例では、二次触媒ケースが左側から右側に向かって斜め後方に延びているが、二次触媒ケースが前後方向に延びていてもよい。
【0060】
また、本実施例では、ガスセンサとして酸素センサを例示したが、ガスセンサは排気ガスの平均的な特性を検出可能なものであればよく、例えば、排気ガスの排気音を検出する排気音センサでもよい。
【0061】
また、本実施例の排気装置は上記の鞍乗型車両のエンジンに限らず、他のタイプの鞍乗型車両のエンジンに採用されてもよい。また、鞍乗型車両は自動二輪車に限定されず、エンジンが搭載された乗り物であればよい。なお、鞍乗型車両とは、運転者がシートに跨った姿勢で乗車する車両全般に限定されず、運転者がシートに跨らずに乗車するスクータタイプの車両も含んでいる。
【0062】
以上の通り、本実施例の排気装置（５０）は、エンジン（３０）の前方の排気管（５１Ｌ、５２Ｒ）から当該エンジンの後方のマフラ（８２）に排気ガスを導く排気装置であって、排気管の下流で排気ガスを浄化する一次触媒（５４）が収容された一次触媒ケース（５３）と、一次触媒の下流で排気ガスを浄化する二次触媒（６２）が収容された二次触媒ケース（６１）と、二次触媒の下流で排気音を低減する消音室（７２）が形成されたチャンバ（７１）と、を備え、一次触媒ケースがエンジンの前方空間に配置され、二次触媒ケースがエンジンの下方空間の前側に配置され、チャンバが少なくともエンジンの下方空間の後側を占有可能に配置されている。この構成によれば、一次触媒ケースがエンジンの前方空間に配置され、二次触媒ケースがエンジンの下方空間の前側に配置される。一次触媒ケース及び二次触媒ケースがエンジンの前方に詰めて配置されるため、二次触媒ケースによってエンジンの下方空間が占有されることがない。エンジンの下方空間の広い範囲にチャンバが配置されて、チャンバの消音室によって排気音が低減される。マフラの上流側に消音室が確保されることでマフラを小型化することができる。
【0063】
本実施例の排気装置において、エンジンの下方空間の前側がエンジンの下方にてクランクシャフト（３５）の中心よりも前側であり、エンジンの下方空間の後側がエンジンの下方にてクランクシャフトの中心よりも後側である。この構成によれば、クランクシャフトの中心よりも前側に二次触媒ケースを配置した分だけ、エンジンの下方空間の広い範囲にチャンバを配置することができる。
【0064】
本実施例の排気装置において、二次触媒ケースがエンジンの左右方向の一方側から他方側に向かって斜め後方に延びている。この構成によれば、二次触媒ケースが斜めに配置されることで、二次触媒ケースの前後方向の占有領域を減らして、二次触媒ケースの後方にチャンバの占有領域を広く確保することができる。また、二次触媒ケースをエンジンの左右方向に向ける場合と比較して、二次触媒ケースに連なる配管がエンジンの左右方向にはみ出すことを抑えることができる。
【0065】
本実施例の排気装置において、エンジンが車体フレーム（１０）に組み付けられており、車体フレームのヘッドパイプ（１１）から上側ダウンチューブ（１４）がエンジンの左右方向の中央を下方に延び、上側ダウンチューブの下端から左右に分岐して一対の下側ダウンチューブ（１５Ｌ、１５Ｒ）が下方に延びており、前面視にて一次触媒ケースが一方の下側ダウンチューブに重なり、二次触媒ケースが一対の下側ダウンチューブの間に位置する。この構成によれば、エンジン上部には上側ダウンチューブを避けた左右側方に空間が形成され、エンジン下部には一対の下側ダウンチューブの間に空間が形成されている。よって、一対の下側ダウンチューブの間のスペースに二次触媒ケース及びチャンバが配置し易くなる。
【0066】
なお、本実施例を説明したが、他の実施例として、上記実施例及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【0067】
また、本発明の技術は上記の実施例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【符号の説明】
【0068】
１０ ：車体フレーム
１１ ：ヘッドパイプ
１４ ：上側ダウンチューブ
１５Ｌ、１５Ｒ：下側ダウンチューブ
３０ ：エンジン
３５ ：クランクシャフト
５０ ：排気装置
５１Ｌ、５１Ｒ：排気管
５３ ：一次触媒ケース
５４ ：一次触媒
６１ ：二次触媒ケース
６２ ：二次触媒
７１ ：チャンバ
７２ ：消音室
８１ ：排気管
８２ ：マフラ
１１ ：ヘッドパイプ
１４ ：上側ダウンチューブ
１５Ｌ、１５Ｒ：下側ダウンチューブ
３０ ：エンジン
３５ ：クランクシャフト
５０ ：排気装置
５１Ｌ、５１Ｒ：排気管
５３ ：一次触媒ケース
５４ ：一次触媒
６１ ：二次触媒ケース
６２ ：二次触媒
７１ ：チャンバ
７２ ：消音室
８１ ：排気管
８２ ：マフラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】