JP4693733B2 - 自動二輪車の触媒配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、排気ポートとマフラを結ぶ排気管の途中に触媒チャンバを配置した自動二輪車の触媒配置構造に関する。

一般に、排気ポートとマフラとを結ぶ排気管の途中に触媒チャンバを備えた自動二輪車が知られている。この種のものにおいて、触媒チャンバ内の触媒に十分な浄化性能を持たせるためには、排気ガスの流れる中心位置に触媒を配置し、排気ガスと触媒とを長時間に亘って接触させることが望ましい。しかしながら、排気ガスの流れる中心位置に触媒を配置した場合、排気ガスの流速は中心位置ほど高速であるため、触媒に流れ込む排気ガスの流速が速くなりすぎて浄化時間が短くなってしまう。

これを解消するため、従来、出入り口を有した直線状に延びる排気管の途中に容量の大きい触媒チャンバを接続し、この触媒チャンバ内に軸心をずらして触媒を配置し、入口から流入した排気ガスの流速を一旦チャンバで低下させてから、上記触媒に導いて十分な浄化を行った後に、チャンバ出口から排出させる触媒配置構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１７６２７号公報

しかし、上記従来の構造では、排気管と触媒の軸心をずらすため、触媒チャンバが大きくなってしまう。また、触媒チャンバを排気管の直線部分に配置するため、排気管が長くなり、コンパクトな配置ができなかった。

そこで、本発明の目的は、触媒チャンバをコンパクトに配置した自動二輪車の触媒配置構造を提供することにある。

上述課題を解決するため、本発明は、シリンダ（４２Ａ）が水平に配置された水平エンジン（６）におけるシリンダヘッド（４３）の排気ポート（４３Ｂ）とマフラ（９０，１９０）を結ぶ排気管（６１，１６１）の途中に触媒チャンバ（８０，１８０）を配置した自動二輪車の触媒配置構造において、前記水平エンジン（６）のクランクケース（４１）が、前記シリンダ（４２Ａ）の後方に配置されるとともに、シリンダ下端より下方に膨出するように形成され、前記触媒チャンバ（８０，１８０）は前記クランクケース（４１）の前方、かつ、シリンダ下方に配置され、前記触媒チャンバ（８０，１８０）の出入り口に対応した排気通路のうち、前記マフラ（９０，１９０）に向かう一方の排気通路（８３，１８３）の通路方向に触媒（８５）の軸心を合わせ、前記排気ポート（４３Ｂ）に向かう他方の排気通路（８２，１８２）を前記触媒（８５）の長さ方向の幅内に開口させ、前記触媒チャンバ（８０，１８０）の前端位置が、前記他方の排気通路（８２，１８２）が前記触媒チャンバ（８０，１８０）の側面に開口する位置より前方に形成されることを特徴とする。
この発明によれば、触媒チャンバの出入り口に対応した排気通路のうち、一方の排気通路の通路方向に触媒の軸心を合わせ、他方の排気通路を触媒の長さ方向の幅内に開口させたので、触媒チャンバを排気管を構成する屈曲管に接続することができ、触媒チャンバをコンパクトに配置することができる。また、触媒チャンバを小型化することができる。また、触媒チャンバ側面の開口が臨むので、排気ガスが触媒の周囲から触媒内に入り、触媒を通過する排気ガスの流速を抑えることができる。また、排気ポートからの高熱の排気ガスの熱により触媒の温度を活性化温度に達しやすくすることができ、かつ、側面開口には外部からの水が侵入し難く、触媒の被水を防ぐことができる。また、水平エンジンのシリンダ下方に触媒チャンバを配置すれば、触媒チャンバによって車両の最低地上高が低くなってしまう事態や車両のバンク角度が制限されてしまう事態を回避することができる。

上記構成において、前記触媒（８５）は、周方向に隙間を空けて前記触媒チャンバ（８０，１８０）内に配置され、前記一方の排気通路（８３，１８３）の軸心に沿って前記触媒（８５）を配置し、この触媒（８５）の軸心方向に沿って延び前記マフラ（９０，１９０）に連なる後部排気管（６３，１６３）を接続し、前記他方の排気通路（８２，１８２）を前記隙間に開口させ、当該開口に前記排気ポート（４３Ｂ）に連なる前部排気管（６２，１６２）を接続することが好ましい。

また、上記構成において、前記触媒（８５）は、周方向に隙間を空けて前記触媒チャンバ（８０，１８０）内に配置され、前記一方の排気通路（８３，１８３）の軸心に沿って前記触媒（８５）を配置し、この触媒（８５）の軸心方向に沿って延び前記マフラ（９０，１９０）に連なる後部排気管（６３，１６３）を接続し、前記他方の排気通路（８２，１８２）を前記隙間に開口させ、当該開口に前記排気ポート（４３Ｂ）に連なる前部排気管（６２，１６２）を接続することが好ましい。

また、上記構成において、前記触媒（８５）を触媒チャンバ（８０）の凹部（８１Ｃ，８１Ｄ）で保持することが好ましい。この構成によれば、触媒を固定する別の固定部材を必要とせず、製作コストを低減することができる。

また、上記構成において、前記他方の排気通路（８２，１８２）を、前記触媒チャンバ（８０，１８０）における触媒（８５）からオフセットした位置に通じさせることが好ましい。この構成によれば、排気ガスを触媒チャンバ内でその流速を下げた後に触媒を通過させることができ、触媒等の振動を回避することができる。

また、上記構成において、前記触媒チャンバ（１８０）に、前記エンジン（６）のシリンダブロック（４２）とクランクケース（４１）とに沿うようにエンジン側に膨出する膨出部（１８０Ｂ）を設け、この膨出部（１８０Ｂ）に前記他方の排気通路（１８２）を通じさせることが好ましい。この構成によれば、シリンダブロックとクランクケースとの間のデッドペースに膨出部をレイアウトでき、レイアウト効率を高めることができる。

また、上記構成において、前記他方の排気通路（１８２）を、前記触媒チャンバ（１８０）の周囲を回り込んで前記触媒チャンバ（１８０）の側面につながる形状にすることが好ましい。この構成によれば、排気ガスの流れをスムーズにすることができる。

本発明は、触媒チャンバの出入り口に対応した排気通路のうち、一方の排気通路の通路方向に触媒の軸心を合わせ、他方の排気通路を触媒の長さ方向の幅内に開口させたので、触媒チャンバを排気管を構成する屈曲管に接続することができ、触媒チャンバをコンパクトに配置することができる。
また、一方の排気通路の軸心に沿って触媒を配置し、この触媒の側面に他方の排気通路の開口となる触媒チャンバ側面の開口を臨ませたので、触媒チャンバを小型化することができ、かつ、排気ガスが触媒の周囲から触媒内に入って触媒を通過する排気ガスの流速を抑えることができる。
また、触媒チャンバ側面の開口を排気ポートに向かう開口としたので、高熱の排気ガスの熱により触媒の温度を活性化温度に達しやすくすることができ、かつ、側面開口には外部からの水が侵入し難く、触媒の被水を防ぐことができる。
また、触媒を触媒チャンバの凹部で保持したので、触媒を固定する別の固定部材を必要とせず、製作コストを低減することができる。

また、他方の排気通路を、触媒チャンバにおける触媒からオフセットした位置に通じさせたので、排気ガスを触媒チャンバ内でその流速を下げた後に触媒を通過させることができ、触媒等の振動を回避することができる。
また、触媒チャンバに、エンジンのシリンダブロックとクランクケースとに沿うようにエンジン側に膨出する膨出部を設け、この膨出部に他方の排気通路を通じさせたので、シリンダブロックとクランクケースとの間のデッドペースに膨出部をレイアウトできる。
また、他方の排気通路を、触媒チャンバの周囲を回り込んで触媒チャンバの側面につながる形状にしたので、排気ガスの流れをスムーズにすることができる。
また、水平エンジンのシリンダ下方に触媒チャンバを配置したので、触媒チャンバによって車両の最低地上高が低くなってしまう事態や車両のバンク角度が制限されてしまう事態を回避することができる。

以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。なお説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は、車体に対してのものとする。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る自動二輪車の側面図を示している。
この自動二輪車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２の前端に取り付けられたヘッドパイプ２０により回動自在に支持された左右一対のフロントフォーク３と、フロントフォーク３の上端部に取り付けられた操舵用のハンドル４と、フロントフォーク３の下端部に回転自在に支持された前輪５と、車体の略中央で車体フレーム２に支持されたエンジン６と、車体フレーム２に上下に揺動自在に支持されたリヤフォーク７と、このリヤフォーク７の後端部に回転自在に支持された後輪８と、リヤフォーク７の後部と車体フレーム２との間に配設された左右のリヤクッション９と、車体フレーム２の後部上方に支持された燃料タンク１０と、車体フレーム２に支持された収納ボックス１１と、この収納ボックス１１上に配置されたシート１２と、シート１２の後方に配置されたグラブレール１３と、車体フレーム２を覆う合成樹脂製の車体カバー１４とを備えている。

車体カバー１４は、車体フレーム２の前部を覆うフロントカバー１４Ａと、運転者の足の前方を覆う左右一対のレッグシールド１４Ｂと、エンジン６の前部を覆う左右一対のフロントサイドカバー１４Ｃと、フロントサイドカバー１４Ｃの上部間を連結するメインフレームトップカバー１４Ｄと、収納ボックス１１の下部を覆う左右一対のリアサイドカバー１４Ｅと、収納ボックス１１の残る部分及び燃料タンク１０を両側から覆うリアボディカバー１４Ｆとを備え、レッグシールド１４Ｂとフロントサイドカバー１４Ｃとメインフレームトップカバー１４Ｄとが一体に形成されている。また、フロントカバー１４Ａには、ヘッドライト１５及びウィンカ１６が配設され、リアボディカバー１４Ｆの後端にはテールランプ１７が配設され、フロントフォーク３には前輪５を覆うフロントフェンダ１８が配設されている。

車体フレーム２は、ヘッドパイプ２０と、ヘッドパイプ２０から車体中央を後下がりに延びるメインフレーム２１と、メインフレーム２１の後部に連結されて後上がりに延びる左右一対のリヤフレーム２２と、各リヤフレーム２２の前部に接合される左右一対のピボットプレート２３と、各ピボットプレート２３と各リヤフレーム２２の中間部とをつなぐ左右一対の支持フレーム２４とを備えている。リヤフレーム２２には、収納ボックス１１、燃料タンク１０及び車体カバー１４等が取り付けられ、収納ボックス１１及び燃料タンク１０を上方から覆い得るシート１２が開閉自在に取り付けられている。また、リヤフレーム２２の後部には、リヤクッションブラケット２２Ａを介してリヤクッション９の上部が連結されている。

ピボットプレート２３には、後輪８を支持するリヤフォーク７と、車体を直立した状態で停めるためのメインスタンド３０と、車体を傾けた状態で停めるためのサイドスタンド３１とが連結されている。リヤフォーク７は、その前端がピボットボルト７Ａを介して両ピボットプレート２３に回動自在に支持され、ピボットボルト７Ａを支点に上下に揺動自在に支持されている。

メインスタンド３０は、その一端がピボットボルト７Ａより下方位置に挿通されたピボットシャフト３４を介して両ピボットプレート２３に回動自在に支持されている。このメインスタンド３０は、図２に示すように、ピボットシャフト３４が挿通される挿通部３０Ａと、この挿通部３０Ａから延びる左右一対の足部３０Ｂと、一方の足部３０Ｂ（本例では右側の足部）から車体中心側に延びるストッパ部３０Ｃと、左側の足部３０Ｂから延びる足掛け部３０Ｄとを一体的に備えて構成され、ピボットシャフト３４を支点として、足部３０Ｂが図１に示す車体後方向きの位置（収納位置に相当）から車体下向きの位置（停車位置に相当）まで回動自在とされている。

サイドスタンド３１は、左側のピボットプレート２３にボルト３５を介して回動自在に支持され、図１においてはサイドスタンド３１を出した状態を示している。なお、図１及び図２においては、シート１２の前部に着座した運転者が足を乗せる左右一対のメインステップ３６と、運転者が操作するチェンジペダル３７及びブレーキペダル３８と、シート１２の後部に着座した同乗者が足を乗せる左右一対のピリオンステップ３９とを示しており、ピリオンステップ３９については車体側に折り畳んだ状態を示している。

メインフレーム２１の中間部両側には、図１に示すように、エンジンハンガ４０が設けられ、エンジンハンガ４０とピボットプレート２３とを介してエンジン６が支持されている。エンジン６は、クランクケース４１と、クランクケース４１の前部に連結されるシリンダブロック４２と、シリンダブロック４２の前部に連結されるシリンダヘッド４３と、シリンダヘッド４３の前部に連結されるヘッドカバー４４とを備え、シリンダブロック４２内のシリンダが水平に配置された水平単気筒エンジン（水平エンジン）である。

このシリンダブロック４２には、シリンダ４２Ａ内に往復自在にピストンが収容され、クランクケース４１には、上記ピストンにコンロッドを介して連結されたクランク軸やエンジン６の出力軸６Ａやキックペダル６Ｂが軸支されると共にクランク軸と出力軸６Ａとの間の動力伝達機構を構成する遠心クラッチ機構や変速機構等が収容されている。上記出力軸６Ａから後輪８への動力伝達は、チェーン伝動機構５０を介して行われ、すなわち、上記出力軸６Ａと後輪８とに各々設けられたスプロケット５１、５２と、これらスプロケット５１、５２に巻回されたドライブチェーン５３を介してエンジン６の動力が後輪８に伝達される。

シリンダヘッド４３は、シリンダ４２Ａ内に連通してシリンダヘッド４３の上面に開口する吸気ポート４３Ａと、シリンダ４２Ａ内に連通してシリンダヘッド４３の下面に開口する排気ポート４３Ｂとを備えている。シリンダヘッド４３とメインフレーム２１との間には、エンジン６の吸気系を構成するスロットルボディ５５とエアクリーナ５６とが配設され、吸気ポート４３Ａにスロットルボディ５５が接続され、スロットルボディ５５の前部（上流側）にエアクリーナ５６が接続されている。また、排気ポート４３Ｂには、エンジン６の排気系を構成する排気ユニット６０が接続されている。

排気ユニット６０は、図２に示すように、排気管６１と触媒チャンバ８０とマフラ９０とを備え、排気管６１は、排気ポート４３Ｂとマフラ９０とを結ぶ排気通路を構成している。図３（Ａ）は排気管６１と触媒チャンバ８０を示す上面図であり、図３（Ｂ）はその側面図である。

排気管６１は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、屈曲管である前部排気管６２と、略水平に延びる後部排気管６３とを備え、前部排気管６２は、図４及び図５に示すように、屈曲した金属管６２Ａの先端が拡径し、この拡径部より内側にジョイント６４を備え、拡径部にカラー６５を備えて構成されている。この前部排気管６２は、図示せぬガスケットを間に挟んでカラー６５をシリンダヘッド４３に押し当て、ジョイント６４をシリンダヘッド４３にボルト留めすることによってシリンダヘッド４３に連結されて排気ポート４３Ｂに連通される。この前部排気管６２は、図２及び図３（Ｂ）に示すように、エンジン６の幅内に収まるように、排気ポート４３Ｂから延びてシリンダヘッド４３近傍で屈曲して、その後端がシリンダヘッド４３の下方で車体側方（右側方）に向けて開口し、この開口端に触媒チャンバ８０が連結されている。後部排気管６３は、触媒チャンバ８０の後方で屈曲する屈曲部６３Ａが形成され、この屈曲部６３Ａによりエンジン６のクランクケース４１の下方に締結されたドレンボルト６Ｄを避けて配置される。

触媒チャンバ８０は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、略円筒状の筒状ケース８１を備え、この筒状ケース８１は上下に二分割された上ケース８１Ａ及び下ケース８１Ｂを上下合わせで溶接により接合して形成されている。この筒状ケース８１は、側面から突出して開口する側面開口部８２を備えている。この側面開口部８２は、当該触媒チャンバ８０の出入り口の一方の排気通路に対応し、この側面開口部８２には、前部排気管６２の後端が挿入されて溶接で接合され、この状態でエンジン６の排気ポート４３Ｂに向かう開口となっている。

筒状ケース８１の後端部には、縮径して開口する開口部８３が設けられている。この開口部８３は、当該触媒チャンバ８０の出入り口の他方の排気通路に対応し、ケース内側から略円錐台形状のガイドキャップ８４の小径部分が固定され、このガイドキャップ８４の大径部分に触媒８５が固定され、このガイドキャップ８４の小径部分内側に後部排気管６３が挿入されて溶接により接合されている。ガイドキャップ８４を介して触媒８５と後部排気管６３とが同軸で配置されるため、触媒８５が後部排気管６３の排気通路の軸線に沿って配置されている。
また、筒状ケース８１には、当該ケース８１の上面及び下面（上ケース８１Ａ及び下ケース８１Ｂ）を部分的にケース内側に凹ますことによって、上下一対の凹部８１Ｃ、８１Ｄが一体に形成され、これら凹部８１Ｃ、８１Ｄによって触媒８５を上下から挟んで保持している。

触媒８５は、排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素等を酸化、還元反応によって除去するものであり、この触媒８５には、多孔質のハニカム構造体に白金、パラジウム、ロジウム等をコーティングして構成されたハニカム三元触媒が適用されている。この触媒８５は、筒状ケース８１の内壁（前壁及び側面壁）との間に所定の隙間を空けて保持され、上記側面開口部８２が触媒８５の長さ方向の幅内に開口して触媒８５の側面に臨む位置に形成されている。
このため、エンジン６から排出された排気ガスは、前部排気管６２を通って触媒チャンバ８０内に入り、図３（Ａ）に矢印で示すように、触媒８５の側面に向かって流れた後、触媒８５の周囲の隙間を通って触媒８５内に入り、ここで炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素等が酸化、還元反応によって除去された後、ガイドキャップ８４を通って後部排気管６３内に流れる。なお、ハニカム三元触媒に代えて、パンチングパイプに、白金、パラジウム、ロジウム等を担持させたヒートチューブを適用してもよい。

本構成では、上記したように、触媒チャンバ８０の側面開口部８２には、排気ポート４３Ｂから屈曲してシリンダヘッド４３の下方で車体側方に開口する屈曲管である前部排気管６２が連結されるため、触媒チャンバ８０が、図１に示すように、シリンダ４２Ａの直下に近接して配置されることとなる。このため、触媒チャンバ８０をシリンダヘッド４３及びシリンダブロック４２下方の空き空間に配置することができ、触媒チャンバ８０によって車両の最低地上高が低くなってしまう事態や車両のバンク角度が制限されてしまう事態を回避することができる。

後部排気管６３は、エンジン６の下方を車体中心を通って後方に延びた後、エンジン６の後方で車体斜め上方に屈曲し、その後端部にマフラ９０が接続されている。この場合、後部排気管６３が、エンジン６の幅内においてエンジン下方を通ってその後端でマフラ９０に接続されるため、後部排気管６３の曲げが小さく、排気抵抗を下げることができると共に、後部排気管６３によって車両の最低地上高が低くなってしまう事態や車両のバンク角度が制限されてしまう事態を回避することができる。

マフラ９０は、図１及び図２に示すように、筒状本体１００を備え、この筒状本体１００は、クランクケース４１と後輪８との間に位置する第一マフラ部９１と、後輪８の側方（右側方）に張り出すように延在して位置する第二マフラ部９２と、これらマフラ部９１、９２を滑らかな曲線で一体に連結する連結部９３とを備えて構成されている。

図６（Ａ）はマフラ９０の平面図であり、図６（Ｂ）はその側面図である。筒状本体１００は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上下に二分割されたケース１００Ａ、１００Ｂを上下合わせで溶接して形成されている。
この筒状本体１００の上ケース１００Ａには、当該ケース１００Ａの前後に各々ステー１０１、１０２が取り付けられ、これらステー１０１、１０２を介して筒状本体１００が車体フレーム２に支持されている。また、下ケース１００Ｂには、連結部９３の下面に相当する位置に、ストッパ１０３が溶接により接合され、このストッパ１０３は、メインスタンド３０が収納位置に回動した際にメインスタンド３０のストッパ部３０Ｃが当接してメインスタンド３０のストッパとして機能する。

上述した構成では、マフラ９０が、クランクケース４１と後輪８との間に位置する第一マフラ部９１と、後輪８の側方（右側方）に張り出して位置する第二マフラ部９２と、これらマフラ部９１、９２を一体に連結する連結部９３とを備えたため、マフラ９０に必要な容量を、後輪８の前と横に分散させた形となり、クランクケース４１と後輪８の間に同一容量のマフラを配置したものと比べると、ホイールベースを長くする必要がなく、車両の小型化が図られる。

図７（Ａ）はマフラ９０の下ケース１００Ｂを周辺構成と共に示す平面図であり、図７（Ｂ）はその側面図である。下ケース１００Ｂには、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、前端壁１００Ｂ１に前方斜め下方に開口する開口部１１０が設けられ、この開口部１１０には、図８に示すように、筒状の排気管連結管１２０が斜めに取り付けられ、この排気管連結管１２０には後部排気管６３が連結され、これによって後部排気管６３と排気管連結管１２０とが連通している。
この排気管連結管１２０は、図８に示すように、その周面に複数の開口孔１２０Ａが形成されると共に、その後端の開口がプレート１２０Ｂ（図７（Ａ）参照）で塞がれ、後部排気管６３から排出された排気ガスを上記複数の開口孔１２０Ａから排出させて第一マフラ部９１のチャンバ（膨張室）Ｒ１内で膨張させ、チャンバ内の排気ガスを第二マフラ部９２へ流す。

第二マフラ部９２は、第一隔壁１３０及び第二隔壁１３１を介して３つの膨張室（膨張室Ｒ１に連通する第一膨張室Ｒ１Ａ、第二膨張室Ｒ２、第三膨張室Ｒ３）に仕切られ、第一隔壁１３０には、図７（Ａ）に示すように、第一膨張室Ｒ１Ａに連通する第一連通管１３２が貫通して固定され、この第一連通管１３２は、第三膨張室Ｒ３及び第二隔壁１３１を横断して第二膨張室Ｒ２に連通している。
第二隔壁１３１には、第一連通管１３２と干渉しない位置、より具体的には、第一連通管１３２より車体外側にずれた位置に、第二連通管１３３が貫通して固定され、この第二連通管１３３により第二膨張室Ｒ２と第三膨張室Ｒ３とが連通される。

さらに、第二隔壁１３１には、上記第一及び第二連通管１３２、１３３と干渉しない位置、つまり、第一連通管１３２より車体側にずれた位置に、第三膨張室Ｒ３に連通する第三連通管１３４が貫通して固定され、この第三連通管１３４は、第二膨張室Ｒ２を横断して下ケース１００Ｂの後端壁１００Ｂ２を貫通し、これにより、マフラ９０内の排気ガスをマフラ９０外に排出するテールパイプとして機能している。
この第三連通管１３４は、図７（Ｂ）に示すように、車体後方斜め下に傾くと共に、図７（Ａ）に示すように、車体側方斜め下に傾く傾斜で第二隔壁１３１を貫通し、図９に示すように、下ケース１００Ｂの後端壁１００Ｂ２を貫通して第二隔壁１３１と後端壁１００Ｂ２とに溶接により固定されている。これによって、テールパイプが車体に対して斜め下方、かつ斜め外側方に向けて配置され、排気の巻き込みが少なくなり、排気ガスによる車体後部の汚れを少なくすることができる。

上記マフラ構造により、エンジン６から排出された排気ガスは、排気管６１の途中に配置された触媒チャンバ８０で浄化された後、マフラ９０内に入り、図７（Ａ）に矢印で示すように、第一マフラ部９１の膨張室Ｒ１内に入った後、第二マフラ部９２内の第一膨張室Ｒ１Ａに入って第一連通管１３２を通って第二膨張室Ｒ２に入り、そこで流れる方向を反転して第二連通管１３３を通って第三膨張室Ｒ３に入った後、流れる方向を反転して第三連通管１３４を通ってマフラ９０外に排出される。
このように、排気ガスを第一マフラ部９１の膨張室Ｒ１で膨張させた後、第二マフラ部９２内で排気ガスの流れを反転させて複数の膨張室Ｒ２、Ｒ３で膨張させるので、第一マフラ部９１及び第二マフラ部９２のマフラ容量を大きく確保することができ、排気音を十分に低減することができる。

また、後輪８の側方に配置される第二マフラ部９２の底形状は、図１０〜図１３に示すように、前後輪の接地点とメインステップ３６の外側下端とを結ぶ車体右傾斜面Ｌ０に略沿って、車体体側（後輪８側）から車体右側方に向かって略斜め上方に傾斜する傾斜形状に形成されている。これによって、第二マフラ部９２によって車両のバンク角度が制限されてしまう事態や車両の最低地上高が低くなってしまう事態を回避しつつ、第二マフラ部９２の容量を十分に確保することができる。

本実施形態では、触媒チャンバ８０の側面に、当該触媒チャンバ８０の出入り口に対応した排気通路の一方を構成する側面開口部８２を設けたので、排気ポート４３Ｂから延びて屈曲する屈曲管である前部排気管６２を上記側面開口部８２に接続することができ、排気管の直線部分に触媒チャンバを配置するものに比して、触媒チャンバ８０をコンパクトに配置することができ、また、触媒チャンバ８０の配置自由度や排気管の設計自由度が向上する。これにより、本構成では、シリンダ４２Ａ下方のスペース、つまり、シリンダブロック４２及びシリンダヘッド４３の下方、かつ、クランクケース４１より前方のスペースに、触媒チャンバ８０をコンパクトに配置することができる。

しかも、この触媒８５の側面に上記側面開口部８２を臨ませたので、触媒チャンバ８０をシリンダヘッド４３寄り（エンジン前寄り）に配置でき、シリンダ４２Ａ下方のスペースに触媒チャンバ８０をレイアウトし易くなる。また、エンジン６からの排気ガスが触媒８５の周囲を回り込んで触媒８５を通過するため、触媒８５を通過する排気ガスの流速を抑えることができる。さらに、触媒８５を後部排気管６３の排気通路の軸線に沿って配置したので、触媒チャンバ８０を小型化することが可能である。

また、触媒チャンバ８０の側面開口部８２を排気ポート４３Ｂに向かう開口としたので、排気ポート４３Ｂからの高熱の排気ガスの熱により触媒８５の温度が活性化温度に達しやすくなり、冷機時であっても、エンジン６の始動直後から比較的短時間の内に触媒８５を活性化させることができ、かつ、この側面開口部８２には外部からの水が侵入し難く、触媒８５の被水を防ぐことができる。
また、本構成では、触媒チャンバ８０の筒状ケース８１の上下を凹ませて凹部８１Ｃ、８１Ｄを形成し、これら凹部８１Ｃ、８１Ｄによって触媒８５を保持したので、触媒８５を固定する別の固定部材を必要とせず、製作コストを低減することができる。しかも、触媒チャンバ８０を２つのケース８１Ａ、８１Ｂを上下合わせで接合して形成したので、ケース８１Ａ、８１Ｂを接合すれば触媒８５を保持でき、触媒８５の組み付けを容易に行うことができる。

また、本実施形態では、マフラ９０が、エンジン６と後輪８との間に位置する第一マフラ部９１と、後輪８の側方（右側方）に張り出して位置する第二マフラ部９２と、これらマフラ部９１、９２を一体に連結する連結部９３とを備えたため、マフラ９０に必要な容量を後輪８の前と横に分散させた形となり、ホイールベースを長くする必要がなく、車両の小型化が図られる。
しかも、後部排気管６３が、車体中心下方を通ってエンジン６の後方で車体斜め上方に屈曲して第一マフラ部９１に接続されるので、排気管の曲げが大きくならず、排気管の加工や精度の確保が容易となり、かつ、排気抵抗が低減される。

また、上記マフラ９０を上ケース１００Ａと下ケース１００Ｂの上下合わせで形成したので、マフラ９０の製造や組み立てが容易となり、生産性が向上する。また、後部排気管６３が、第一マフラ部９１の接続部に対し、前方下方から斜め上向きに挿入されるので、後部排気管６３の曲げが大きくならず、排気抵抗を低減できると共に、後部排気管６３を第一マフラ部９１における上下ケース１００Ａ、１００Ｂの溶接ビード（つなぎ目）に干渉しない位置に連結することができる。
また、第一マフラ部９１と第二マフラ部９２とを連結する連結部９３にメインスタンド３０のストッパ１０３を配置したので、このストッパ１０３が上記マフラ部９１、９２の連結を補強する補強部材を兼ねることができる。
また、テールパイプが車体に対して斜め下方、かつ斜め外側方に向けて第二マフラ部９２に配置されるので、排気の巻き込みが少なくなり、排気ガスによる車体後部の汚れを少なくすることができる。

＜第２実施形態＞
図１４は、第２実施形態に係る触媒チャンバ１８０をエンジン６と共に示す側面図である。また、図１５（Ａ）は排気管１６１と触媒チャンバ１８０の平面図であり、図１５（Ｂ）はその側面図であり、図１６は前方から見た図であり、図１７は縦断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成は同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図１４に示すように、エンジン６は、クランクケース４１と、クランクケース４１の前部に連結されるシリンダブロック４２と、シリンダブロック４２の前部に連結されるシリンダヘッド４３と、シリンダヘッド４３の前部に連結されるヘッドカバー４４とを備え、シリンダブロック４２内のシリンダが水平に配置された水平単気筒エンジン（水平エンジン）である。

エンジン６の排気系を構成する排気ユニット６０は、排気管１６１と触媒チャンバ１８０と後述するマフラ１９０とを備えている。排気管１６１は、エンジン６と触媒チャンバ１８０とを接続する前部排気管１６２と、触媒チャンバ１８０とマフラ９０とを接続する後部排気管１６３とを備えている。
前部排気管１６２は、エンジン６の幅内に収まるように屈曲する屈曲管であり、より具体的には、図１４及び図１６に示すように、シリンダヘッド４３の排気口から触媒チャンバ１８０の前側右側方を下方へ延び、この触媒チャンバ１８０の左側方に向かって回り込むように屈曲しながら後方へ延び、シリンダブロック４２の下方で車体側方（右側方）に向けて開口し、この開口端に触媒チャンバ８０が連結されている。

後部排気管１６３は、図１４に示すように、触媒チャンバ８０の後端からクランクケース４１の下方を後方へ延びる。この後部排気管１６３は、図１５（Ｂ）に示すように、その断面形状が、真円形状から横長の楕円形状へと変化した後、再び真円形状に戻る形状に形成され、かつ、これら断面形状は略同じ断面積に形成されている。
このように後部排気管１６３の断面形状を変化させたのは以下の理由による。
図１４に示すように、クランクケース４１の下面は、側面視で、シリンダブロック４２との接続部から後ろ下がりに傾斜する前部傾斜面４１Ａと、この前部傾斜面４１Ｃの下端から後方へ略水平に延びる水平面４１Ｂと、この水平面４１Ｂの後端から後ろ上がりに傾斜する後部傾斜面４１Ｃとを有している。この構成の下では、後部排気管１６３全体を真円形状にした場合、後部排気管１６３の断面積を十分に確保しようとすると、クランクケース４１の最下面である水平面４１Ｂの下方で後部排気管１６３が目的とする最低地上高より低い位置に配置されてしまう場合があった。

そこで、本実施形態の後部排気管１６３では、前部傾斜面４１Ａ、水平面４１Ｂ及び後部傾斜面４１Ｃの傾斜に沿って、つまり、クランクケース４１の下面の傾斜に沿って高さ（車体上下方向の径）が変化するように、略同じ断面積の真円形状から横長の楕円形状へと変化した後、再び真円形状に戻る形状にすることにより、後部排気管１６３の排気抵抗を略均一に維持しつつ、十分な最低地上高を確保することができる。

続いて、触媒チャンバ１８０について詳述する。触媒チャンバ１８０は、図１４に示すように、エンジン６のシリンダブロック４２及びクランクケース４１の下方に配置され、触媒８５を収容する触媒収容部１８０Ａと、この触媒収容部１８０Ａからシリンダブロック４２とクランクケース４１とに沿うようにエンジン６側（車体上側）に膨出する膨出部１８０Ｂとを備えている。
この触媒チャンバ１８０は、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、触媒収容部１８０Ａと膨出部１８０Ｂとを一体に形成する筒状ケース１８１を備え、この筒状ケース１８１は、略お椀状に形成された左ケース１８１Ａと右ケース１８１Ｂとを互いに接合することにより形成されている。

筒状ケース１８１の膨出部１８０Ｂの側面、つまり、左ケース１８１Ａの側面上部には、図１６に示すように、車体幅方向（車体左方向）に向けて開口する側面開口部１８２が形成されている。この側面開口部１８２は、当該触媒チャンバ８０の出入り口の一方の排気通路に対応し、この側面開口部１８２には、前部排気管１６２の後端が挿入されて溶接で接合される。

筒状ケース１８１の触媒収容部１８０Ａの後端部には、図１７に示すように、後方に向けて開口する開口部１８３が設けられている。この開口部１８３は、触媒チャンバ８０の出入り口の他方の排気通路に対応し、この開口部１８３には、後部排気管６３がその前端部分をケース１８１内に挿入した状態で溶接により接合され、ケース１８１内側からその前端部分に触媒８５が固定される。これにより、後部排気管１６３の通路方向に触媒８５の軸心が合って触媒８５と後部排気管６３とが同軸で配置され、触媒８５が後部排気管１６３の排気通路の軸線に沿って配置されると共に、前部排気管１６２を触媒８５の長さ方向の幅内に開口させることができる。

ところで、エンジンからの排気ガスが触媒チャンバ内の触媒に向けて排出される構成の場合には触媒等が振動するおそれがあった。
これに対し、本実施形態では、上述したように、触媒チャンバ１８０の触媒収容部１８０Ａから膨出する膨出部１８０Ｂを設け、この膨出部１８０Ｂの側面開口部１８２に前部排気管１６２を接続したので、エンジン６からの排気通路を触媒８５からオフセットした位置に通じるように構成されている。

このため、エンジン６からの排気ガスは、図１６に波線矢印Ｇで示すように、触媒８５に向けて排出されるのではなく、触媒チャンバ１８０の膨出部１８０Ｂの内壁１８０Ｂ１に向かって排出され、この内壁１８０Ｂ１に当たった後に触媒８５に向けて流れて触媒８５を通過する。従って、排気ガスは、内壁１８０Ｂ１に当たることによりその流速を下げると共に、膨出部１８０Ｂ内で膨張することによっても流速を下げ、その後に触媒８５を通過するので、触媒８５を通過する排気ガスの流速を確実に抑えることができ、上述した振動を回避することができる。

図１８（Ａ）はマフラ１９０の平面図であり、図１８（Ｂ）はその側面図を示している。マフラ１９０は、上下に二分割されたケース２００Ａ、２００Ｂを上下合わせで接合した筒状本体２００を備えている。この筒状本体２００は、クランクケース４１と後輪８との間に位置する第一マフラ部１９１と、後輪８の側方（右側方）に張り出すように延在して位置する第二マフラ部１９２と、これらマフラ部１９１、１９２を滑らかな曲線で一体に連結する連結部１９３とを備えて構成されている。
このマフラ１９０は、第１実施形態と同様に、このマフラ１９０に必要な容量を後輪８の前と横に分散させた形になるので、クランクケース４１と後輪８との間に同一容量のマフラを配置したものと比べ、ホイールベースを長くする必要がなく、車両の小型化が可能となる。

図１９（Ａ）はマフラ１９０の下ケース２００Ｂを周辺構成と共に示す平面図であり、図１９（Ｂ）はその側面図である。下ケース２００Ｂの前部には、前方斜め下方に開口するように筒状の排気管連結管１２０が取り付けられる。この排気管連結管１２０には、後部排気管１６３が連結され、後部排気管１６３から排出された排気ガスを複数の開口孔１２０Ａから排出させて第一マフラ部１９１の膨張室（チャンバ）Ｒ１内で膨張させ、膨張室Ｒ１内の排気ガスを第二マフラ部１９２へ流す。
第二マフラ部１９２は、第一隔壁１３０及び第二隔壁１３１を介して３つの膨張室（膨張室Ｒ１に連通する第一膨張室Ｒ１Ａ、第二膨張室Ｒ２、第三膨張室Ｒ３）に仕切られ、各膨張室Ｒ１Ａ、Ｒ２、Ｒ３には、第一連通管１３２、第二連通管１３３及びテールパイプを兼用する第三連通管１３４が固定される。

上記マフラ構造により、エンジン６から排出された排気ガスは、触媒チャンバ１８０で浄化された後、マフラ１９０内に入り、図１９（Ａ）（Ｂ）に矢印で示すように、第一マフラ部１９１の膨張室Ｒ１内に入った後、第二マフラ部１９２内の第一膨張室Ｒ１Ａに入って第一連通管１３２を通って第二膨張室Ｒ２に入り、そこで流れる方向を反転して第二連通管１３３を通って第三膨張室Ｒ３に入った後、流れる方向を反転して第三連通管１３４を通ってマフラ１９０外に排出される。
本実施形態では、図１９（Ａ）（Ｂ）に示すように、第二隔壁１３１に固定される複数（本例では３本）の連通管１３２、１３３、１３４を縦並びに配置しているので、これら連通管１３２、１３３、１３４の配置スペースを幅狭にすることができ、マフラ１９０の形状自由度を向上させることができる。

この実施形態では、触媒チャンバ１８０の膨出部１８０Ｂの側面に、一方の排気通路に対応する前部排気管１６２を接続したので、第１実施形態の効果に加えて、エンジン６からの排気通路が触媒チャンバ１８０における触媒８５からオフセットした位置に通じ、排気ガスを触媒チャンバ１８０内でその流速を下げた後に触媒８５を通過させることができる。これにより、触媒８５等の振動を防止することができる。

しかも、上記膨出部１８０Ｂが、シリンダブロック４２とクランクケース４１とに沿うようにエンジン６側に膨出するので、シリンダブロック４２とクランクケース４１との間のデッドペースに膨出部１８０Ｂをレイアウトでき、レイアウト効率を高めることができる。また、前部排気管１６２が、触媒チャンバ１８０の周囲を回り込んで触媒チャンバ１８０につながるので、排気ガスの流れをスムーズにすることができる。

以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。例えば、触媒チャンバ８０、１８０をパイプ加工品としてもよい。また、上述の各実施形態では、エンジン６からの排気ガスを触媒チャンバ８０の側面開口部８２、１８２から入れて、触媒チャンバ８０、１８０内の触媒８５を通過させて後端の開口部８３、１８３から排出させる場合を説明したが、排気の流れを逆方向としてもよく、すなわち、エンジン６の排気ガスを触媒チャンバ８０、１８０の開口部８３、１８３から入れて触媒８５を通過させ、側面開口部８２から排出させるようにしてよい。
また、上述の実施形態では、シリンダが水平に配置された水平単気筒エンジンを搭載する自動二輪車に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、シリンダが直立した直立エンジンや多気筒エンジンを搭載する自動二輪車に広く適用することができる。

第１実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 自動二輪車の車体フレームを周辺構成と共に示す上面図である。 （Ａ）は排気管と触媒チャンバの平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 前部排気管を触媒チャンバと共に示す図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 （Ａ）はマフラの平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）はマフラの下ケースを周辺構成と共に示す平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 排気管連結管を周辺構成と共に示す図である。 第三連通管を周辺構成と共に示す図である。 図７（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。 図７（Ｂ）のＸＩ−ＸＩ断面図である。 図７（Ｂ）のＸII−ＸII断面図である。 図７（Ｂ）のＸIII−ＸIII断面図である。 第２実施形態に係る触媒チャンバをエンジンと共に示す側面図である。 （Ａ）は排気管と触媒チャンバの平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 排気管と触媒チャンバを前方から見た図である。 図１５（Ａ）のＸＶII−ＸＶII断面図である。 （Ａ）はマフラの平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）はマフラの下ケースを周辺構成と共に示す平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
６ エンジン（水平エンジン）
３０ メインスタンド
３１ サイドスタンド
４２Ａ シリンダ
４３Ａ 吸気ポート
４３Ｂ 排気ポート
６０ 排気ユニット
６１、１６１ 排気管
６２、１６２ 前部排気管
６３、１６３ 後部排気管
８０、１８０ 触媒チャンバ
８２、１８２ 側面開口部
８３、１８３ 開口部
８５ 触媒
９０、１９０ マフラ
９１、１９１ 第一マフラ部
９２、１９２ 第二マフラ部
９３、１９３ 連結部
１０３ ストッパ
１８０Ａ 触媒収容部
１８０Ｂ 膨出部
Ｌ０ 車体右傾斜面
Ｒ１、Ｒ１Ａ、Ｒ２、Ｒ３ 膨張室

Claims (6)

1. シリンダ（４２Ａ）が水平に配置された水平エンジン（６）におけるシリンダヘッド（４３）の排気ポート（４３Ｂ）とマフラ（９０，１９０）を結ぶ排気管（６１，１６１）の途中に触媒チャンバ（８０，１８０）を配置した自動二輪車の触媒配置構造において、
   前記水平エンジン（６）のクランクケース（４１）が、前記シリンダ（４２Ａ）の後方に配置されるとともに、シリンダ下端より下方に膨出するように形成され、前記触媒チャンバ（８０，１８０）は前記クランクケース（４１）の前方、かつ、シリンダ下方に配置され、
   前記触媒チャンバ（８０，１８０）の出入り口に対応した排気通路のうち、前記マフラ（９０，１９０）に向かう一方の排気通路（８３，１８３）の通路方向に触媒（８５）の軸心を合わせ、前記排気ポート（４３Ｂ）に向かう他方の排気通路（８２，１８２）を前記触媒（８５）の長さ方向の幅内に開口させ、
   前記触媒チャンバ（８０，１８０）の前端位置が、前記他方の排気通路（８２，１８２）が前記触媒チャンバ（８０，１８０）の側面に開口する位置より前方に形成されることを特徴とする自動二輪車の触媒配置構造。
2. 前記触媒（８５）は、周方向に隙間を空けて前記触媒チャンバ（８０，１８０）内に配置され、
   前記一方の排気通路（８３，１８３）の軸心に沿って前記触媒（８５）を配置し、この触媒（８５）の軸心方向に沿って延び前記マフラ（９０，１９０）に連なる後部排気管（６３，１６３）を接続し、前記他方の排気通路（８２，１８２）を前記隙間に開口させ、当該開口に前記排気ポート（４３Ｂ）に連なる前部排気管（６２，１６２）を接続したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
3. 前記触媒（８５）を触媒チャンバ（８０）の凹部（８１Ｃ，８１Ｄ）で保持したことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
4. 前記他方の排気通路（８２，１８２）を、前記触媒チャンバ（８０，１８０）における触媒（８５）からオフセットした位置に通じさせたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動二輪車の触媒配置構造。
5. 前記触媒チャンバ（１８０）に、前記水平エンジン（６）のシリンダブロック（４２）とクランクケース（４１）とに沿うようにエンジン側に膨出する膨出部（１８０Ｂ）を設け、この膨出部（１８０Ｂ）に前記他方の排気通路（１８２）を通じさせたことを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
6. 前記他方の排気通路（１８２）を、前記触媒チャンバ（１８０）の周囲を回り込んで前記触媒チャンバ（１８０）の側面につながる形状にしたことを特徴とする請求項４又は５に記載の自動二輪車の触媒配置構造。

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